JPH09282702A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報信号再生系とサーボ信号検出系を一体化
して簡素化するとともにトラッキング誤差信号を精度よ
く検出すること。 【解決手段】 ビームスプリッター２５より分離された
レーザ光をウオラストンプリズム２６と回折格子２７と
からなる光学系を通過して光検出器２８に導き、前記ウ
オラストンプリズム２６によって分離された３本の光束
のうち、２本の光束は、さらに回折格子２７によって分
離され、前記分離された０次回折光と±１次回折光を用
いて情報信号を再生し、他の１本の光束は、さらに回折
格子によって分離され、前記分離された０次回折光を用
いて焦点誤差信号を検出し、前記分離された±１次回折
光を用いてトラッキング誤差信号を検出すること。ま
た、回折格子の格子のなす角度を分割線に対して４５度
より小さく設定することにより、光検出器の受光面を小
さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光磁気ディスク上に
情報の記録または再生を行う光ディスク装置に関し、特
に光磁気ディスク上の情報を光学的に検出して電気信号
に変換する光学ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を用いた光学ヘッドの構成の
一例を図４を用いて説明する。半導体レーザ１から出射
されたレーザ光２はコリメートレンズ３によって平行光
束となりビーム成形プリズム４、ミラー５を経てビーム
スプリッター６によって一部が反射されて光検出器７に
達してレーザ光２の出力をモニターする。ビームスプリ
ッター６を透過したレーザ光２はミラー８を経て対物レ
ンズ９によって光ディスク１０の記録膜面１１上に集光
される。

【０００３】記録膜面１１より反射されたレーザ光２は
対物レンズ９、ミラー８を経てビームスプリッター６に
よって一部が凸レンズ１２を通って情報信号再生系１３
に至り、一部がサーボ信号検出系１４に至る。情報信号
再生系１３は偏光ビームスプリッター１５と光検出器１
６で構成されており、この構成の作用については特開平
５−２１７２３４号公報に記載されている。

【０００４】サーボ信号検出系１４は２分割回折格子１
７、凸レンズ１８、シリンドリカルレンズ１９、光検出
器２０で構成されている。この構成の作用については特
開平６−１６２５２７号公報に記載されており、図５を
用いて説明する。２分割回折格子１７は領域Ａ２１と領
域Ｂ２２の２つの領域より成り、各々の領域には分割線
２３に対して４５度の角度をなして対称に回折格子が形
成されている。

【０００５】光検出器２０は受光面２４がａ〜ｈに８分
割されている。２分割回折格子１７を通過したレーザ光
２の０次回折光は光検出器２０の受光面２４のａ〜ｄに
入射し、凸レンズ１８とシリンドリカルレンズ１９の作
用によって、いわゆる非点収差方式により（ａ＋ｃ）−
（ｂ＋ｄ）の出力により焦点誤差信号を得る事が出来
る。２分割回折格子１７の領域Ａ２１を通過したレーザ
光２の±１次回折光は光検出器２０の受光面２４のｅ，
ｇに入射し、２分割回折格子１７の領域Ｂ２２を通過し
たレーザ光２の±１次回折光は光検出器２０の受光面２
４のｆ，ｈに入射して、いわゆるプッシュプル方式によ
り（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）の出力によりトラッキング誤
差信号を得る事が出来る。

【０００６】図４のような光学ヘッドの構成において
は、情報信号再生系１３とサーボ信号検出系１４が分か
れているので各々の信号を精度よく検出する事が出来る
が、部品点数が多くなるという欠点があった。

【０００７】また、情報信号とサーボ信号の検出系を簡
素化するための光学素子として、光束を３本に分割する
３ビームウオラストンプリズムが例えば特公平４−１９
５２２号公報に提案されている。この３ビームウオラス
トンプリズムを用いて検出系を簡素化した例を図６を用
いて説明する。

【０００８】半導体レーザ１から出射されたレーザ光２
はコリメートレンズ３によって平行光束となりビーム成
形プリズム４を経てビームスプリッター２５によって一
部が反射されて光検出器７に達してレーザ光２の出力を
モニターする。ビームスプリッター２５を透過したレー
ザ光２はミラー８を経て対物レンズ９によって光ディス
ク１０の記録膜面１１上に集光される。

【０００９】記録膜面１１より反射されたレーザ光２は
対物レンズ９、ミラー８を経てビームスプリッター２５
によって一部が反射し、３ビームウオラストンプリズム
２６、凸レンズ１８、シリンドリカルレンズ１９を通っ
て光検出器３１に至り、情報信号の再生とサーボ信号の
検出を行う。

【００１０】３ビームウオラストンプリズム２６の作用
を図７を用いて説明する。３ビームウオラストンプリズ
ム２６を通過したレーザ光２は３本の光束２ａ，２ｂ，
２ｃに分離される。光束２ａはＰ偏光成分とＳ偏光成分
の両方を含み、光束２ｂはＰ偏光成分より成り、光束２
ｃはＳ偏光成分より成る。光束２ｂと２ｃは強度が等し
く、光束２ａに対してそれぞれ約１度の角度を成してい
る。

【００１１】光束２ａは光検出器３１の受光面２４のａ
〜ｄに入射し、凸レンズ１８とシリンドリカルレンズ１
９の作用によって、いわゆる非点収差方式により（ａ＋
ｃ）−（ｂ＋ｄ）の出力により焦点誤差信号を得る。さ
らにプッシュプル方式により（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）の
出力によりトラッキング誤差信号を得る。光束２ｂ、２
ｃはそれぞれ受光面２４のｅ，ｆに入射し（ｅ−ｆ）の
出力により光磁気信号を再生し、（ｅ＋ｆ）の出力によ
りプリフォーマット信号を再生する。

【００１２】上記の構成においては検出系が簡素化され
るが、光検出器３１上の光束２ａの直径は例えば約０．
１ｍｍと小さく、このため光束２ａの位置がずれるとト
ラッキング誤差信号にオフセットが生じやすくトラッキ
ング誤差信号を精度よく検出する事が難しかった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来技術
においては、情報信号再生系とサーボ信号検出系を一体
化して簡素化しかつ精度よく検出する事が困難であっ
た。本発明の目的は情報信号再生系とサーボ信号検出系
を一体化して簡素化するとともにトラッキング誤差信号
を精度よく検出する事ができる光ヘッドを提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明では以下の構成を採用した。

【００１５】光源と、光源から出射されたレーザ光を光
磁気ディスクの記録膜面上に集光する対物レンズと、前
記記録膜面より反射されたレーザ光の一部を透過または
反射して分離するビームスプリッターと、情報信号の再
生とサーボ信号の検出を行なう光検出器と、から構成さ
れる光学ヘッドにおいて、前記ビームスプリッターより
分離されたレーザ光をウオラストンプリズムと回折格子
とからなる光学系を通過させて光検出器に導き、前記ウ
オラストンプリズムによって分離された３本の光束のう
ち、２本の光束は、さらに回折格子によって分離され、
前記分離された０次回折光と±１次回折光を用いて情報
信号を再生し、他の１本の光束は、さらに回折格子によ
って分離され、前記分離された０次回折光を用いて焦点
誤差信号を検出し、前記分離された±１次回折光を用い
てトラッキング誤差信号を検出する光学ヘッド。

【００１６】このように、本発明は、３ビームウオラス
トンと２分割回折格子を同時に用い、３ビームウオラス
トンプリズムによって光学系を簡素化するとともに２分
割回折格子によってプッシュプル方式によるトラッキン
グ誤差信号を精度よく検出するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面を用い
て詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施形態である光学ヘ
ッドの構成図である。ここにおいて、１は半導体レー
ザ、２はレーザ光、３はコリメートレンズ、４はビーム
成形プリズム、７，２８は光検出器、９は対物レンズ、
１０は光ディスク、２５はビームスプリッター、２６は
３ビームウオラストンプリズム、２７は２分割回折格
子、をそれぞれ表わす。

【００１９】半導体レーザ１から出射されたレーザ光２
はコリメートレンズ３によって平行光束となりビーム成
形プリズム４を経てビームスプリッター２５によって一
部が反射されて光検出器７に達してレーザ光２の出力を
モニターする。ビームスプリッター２５を透過したレー
ザ光２はミラー８を経て対物レンズ９によって光ディス
ク１０の記録膜面１１上に集光される。

【００２０】記録膜面１１より反射されたレーザ光２は
対物レンズ９、ミラー８を経てビームスプリッター２５
によって一部が反射し、３ビームウオラストンプリズム
２６、２分割回折格子２７、凸レンズ１８、シリンドリ
カルレンズ１９を通って光検出器２８に至り、情報信号
の再生とサーボ信号の検出を行う。

【００２１】図２を用いて３ビームウオラストンプリズ
ム２６と２分割回折格子２７の作用を説明する。３ビー
ムウオラストンプリズム２６を通過したレーザ光２は３
本の光束２ａ，２ｂ，２ｃに分離される。光束２ａはＰ
偏光成分とＳ偏光成分の両方を含み、光束２ｂはＰ偏光
成分より成り、光束２ｃはＳ偏光成分より成る。光束２
ｂと２ｃは強度が等しく、光束２ａに対してそれぞれ約
１度の角度を成している。

【００２２】２分割回折格子２７は領域Ａ２９と領域Ｂ
３０の２つの領域より成り、各々の領域には分割線２３
に対して約２０度の角度をなして対称に回折格子が形成
されＶ字形をしている。光束２ａが２分割回折格子２７
を通過して得られる０次回折光は、光検出器２８の受光
面２４のａ〜ｄに入射し、凸レンズ１８とシリンドリカ
ルレンズ１９の作用によって、いわゆる非点収差方式に
より（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）の出力により焦点誤差信号
を得る。

【００２３】さらに光束２ａが２分割回折格子２７の領
域Ａ２９を通過して得られる±１次回折光は光検出器２
８の受光面２４のｅ，ｇに入射し、領域Ｂ３０を通過し
て得られる±１次回折光は光検出器２８の受光面２４の
ｆ，ｈに入射して、いわゆるプッシュプル方式により
（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）の出力によりトラッキング誤差
信号を得る。このように、本発明でのトラッキング誤差
信号は、オフセットの生じやすい図７に示す従来技術の
方法で得るのではないのである。

【００２４】同じように光束２ｂが２分割回折格子２７
を通過して得られる０次回折光と、領域Ａ２９と領域Ｂ
３０を通過して得られる±１次回折光はすべて受光面２
４のｉに入射し、光束２ｃが２分割回折格子２７を通過
して得られる０次回折光と、領域Ａ２９と領域Ｂ３０を
通過して得られる±１次回折光はすべて受光面２４のｊ
に入射する。（ｉ−ｊ）の出力により光磁気信号を再生
し、（ｉ＋ｊ）の出力によりプリフォーマット信号を再
生する。

【００２５】上記のように３ビームウオラストンプリズ
ム２６と２分割回折格子２７を組み合わせて用いること
と、３ビームウオラストンプリズム２６によって光束が
分離される方向に対応して２分割回折格子２７の分割線
２３に対する回折格子の角度を、従来技術である図５の
４５度より小さい角度、例えば約２０度に選択すること
により、光検出器２８の受光面２４の大きさを小さくす
ることができるので、所定寸法の一つの光検出器２８で
情報信号の再生とサーボ信号の検出の両方を行うことが
出来る。

【００２６】またプッシュプル方式によるトラッキング
信号の検出は２分割回折格子２７において光束２ａの領
域Ａ２９と領域Ｂ３０を通過する部分の強度を比較して
行うが、２分割回折格子２７の位置では光束２ａの直径
は対物レンズの瞳の径と等しく、例えば約３ｍｍの大き
さがあるので光束２ａの位置ずれに対してもトラッキン
グ信号に発生するオフセットの量は小さく、トラッキン
グ誤差信号を精度よく検出することが出来る。

【００２７】また、３ビームウオラストンプリズム２６
と２分割回折格子２７との配置関係を図２の配置と異な
らせることにより、光検出器２８の受光面２４の受光配
置を変更することができる。即ち、２分割回折格子２７
の分割線２３が図２上で水平状に配置された構造はその
ままにして、３ビームウオラストンプリズム２６をレー
ザ光２を中心軸として９０度回動させる。そうすると、
３ビームウオラストンプリズム２６から出る分離された
光束２ａ，２ｂ，２ｃは、図２の水平分離とは異なり、
垂直分離となって水平配置の分割線２３とは、直交関係
となる。従って、図２の受光面における左右のｉとｊ
は、上下の関係となる。即ち、図２の受光面の受光配置
が９０度回動することとなるのである。この際、分割線
２３に対する回折格子の角度を従来技術の４５度から変
化させて、例えば７０度とすることにより光検出器の受
光面の大きさを小さくすることができる。

【００２８】図３は、本発明の他の実施形態である光学
ヘッドの構成図を示す。図１と同一符号のものは同一の
構成要素を示している。図１との違いはビームスプリッ
ター３２の形状である。ビーム成形プリズム４を透過し
たレーザ光２はビームスプリッター３２によって一部が
反射して光検出器７に達し、他は透過してミラー８、対
物レンズ９を経て光ディスク１０の記録膜面１１に集光
される。

【００２９】記録膜面１１より反射されたレーザ光２は
対物レンズ９、ミラー８を経てビームスプリッター３２
で２回反射してから、３ビームウオラストンプリズム２
６、２分割回折格子２７凸レンズ１８、シリンドリカル
レンズ１９を通って光検出器２８に達する。半導体レー
ザ１と光検出器２８の位置が近づいたことにより図１に
比べて部品の実装面積を小さくすることが出来る効果が
ある。

【００３０】図１および図３の実施形態において３ビー
ムウオラストンプリズム２６と２分割回折格子２７の位
置を入れ替えて、レーザ光２が２分割回折格子２７を透
過した後に３ビームウオラストンプリズム２６を透過し
凸レンズ１８、シリンドリカルレンズ１９を通って光検
出器２８に達する配置としても良い。また、図１の実施
形態において３ビームウオラストンプリズム２６をビー
ムスプリッター２５に接着して一体としても良く、図２
の実施形態において３ビームウオラストンプリズム２６
をビームスプリッター３２に接着して一体としても良
い。

【００３１】

【発明の効果】上記のように本発明では３ビームウオラ
ストンと２分割回折格子を同時に用いたことにより、光
学系を簡素化するとともに、プッシュプル方式によるト
ラッキング誤差信号を精度よく検出することが出来ると
いう効果を有する。

【００３２】また、２分割回折格子２７の分割線２３に
対する回折格子の角度を、従来技術である４５度より小
さい角度、例えば約２０度に選択することにより、光検
出器２８の受光面２４の大きさを小さくすることがで
き、情報信号再生とサーボ信号検出を１つの検出器で行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である光学ヘッドの構成図
である。

【図２】図１の動作の説明図である。

【図３】本発明の他の実施形態である光学ヘッドの構成
図である。

【図４】従来の技術を用いた光学ヘッドの構成の一例で
ある。

【図５】図４の動作の説明図である。

【図６】従来の技術を用いた光学ヘッドの検出系を簡素
化した例である。

【図７】図６の動作の説明図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ レーザ光 ３ コリメートレンズ ４ ビーム成形プリズム ６，２５，３２ ビームスプリッター ７，１６，２０，２８，３１ 光検出器 ９ 対物レンズ １０ 光ディスク １３ 情報信号再生系 １４ サーボ信号検出系 １５ 偏光ビームスプリター １７，２７ ２分割回折格子 ２６ ３ビームウオラストンプリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 徹 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 北田 保夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 福井 雅千 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 小西 義郎 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光源から出射されたレーザ光を
   光磁気ディスクの記録膜面上に集光する対物レンズと、
   前記記録膜面より反射されたレーザ光の一部を透過また
   は反射して分離するビームスプリッターと、情報信号の
   再生とサーボ信号の検出を行なう光検出器と、から構成
   される光学ヘッドにおいて、 前記ビームスプリッターより分離されたレーザ光をウオ
   ラストンプリズムと回折格子とからなる光学系を通過さ
   せて光検出器に導き、 前記ウオラストンプリズムによって分離された３本の光
   束のうち、 ２本の光束は、さらに回折格子によって分離され、前記
   分離された０次回折光と±１次回折光を用いて情報信号
   を再生し、 他の１本の光束は、さらに回折格子によって分離され、
   前記分離された０次回折光を用いて焦点誤差信号を検出
   し、前記分離された±１次回折光を用いてトラッキング
   誤差信号を検出することを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記回折格子は格子模様が２分割されており、分割線は
   ウオラストンプリズムによって光束が分離される方向に
   対して平行であり、分割線に対するそれぞれの格子は、
   そのなす角度が４５度より小さい角度に設定されてＶ字
   形であることを特徴とする光学ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記回折格子は格子模様が２分割されており、分割線は
   ウオラストンプリズムによって光束が分離される方向に
   対して垂直であり、分割線に対するそれぞれの格子は、
   そのなす角度が４５度より大きい角度に設定されてＶ字
   形であることを特徴とする光学ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記光源から前記ビームスプリッターに至る光学系と、
   前記ビームスプリッターからウオラストンプリズムと回
   折格子を介して前記光検出器に至る光学系とを、並行配
   置させて光源と光検出器とを近接させたことを特徴とす
   る光学ヘッド。