JP2001034999A - 光情報記憶装置および光学素子 - Google Patents

光情報記憶装置および光学素子

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JP2001034999A JP11353048A JP35304899A JP2001034999A JP 2001034999 A JP2001034999 A JP 2001034999A JP 11353048 A JP11353048 A JP 11353048A JP 35304899 A JP35304899 A JP 35304899A JP 2001034999 A JP2001034999 A JP 2001034999A
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Shinya Hasegawa
信也 長谷川
Nobuhide Aoyama
信秀 青山
Wataru Odajima
渉 小田島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充分な書込み光量を得ることができる小型軽
量な光情報記憶装置、およびそのような光情報記憶装置
が実現可能な光学素子を提供する。 【解決手段】 本発明の光情報記憶装置に用いられる本
発明の光学素子は、円筒面の一部からなる分離面を有し
ており、光源からの出射光がその光学素子を経由して光
情報記憶媒体に向かい、その光学素子により光情報記憶
媒体からの戻り光から信号光が分離される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記憶媒体に
光を照射することによりその光情報記憶媒体にアクセス
する光情報記憶装置、およびその光情報記憶装置に用い
られる光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年におけるコンピュータの高性能化に
伴い、コンピュータ用の大容量の記憶装置が求められて
おり、そのような記憶装置の候補として、ハードディス
ク装置が注目されており、また、光磁気ディスクを光情
報記憶媒体として用いる光磁気ディスク装置に代表され
る光情報記憶装置も注目されている。特に光情報記憶装
置は、光情報記憶媒体が、交換可能、大容量、小型軽量
といった特徴を有しているので重要視されている。
【０００３】このような光情報記憶装置がコンピュータ
用の記憶装置等として実用化されるためには装置の低価
格化が必要であり、光情報記憶装置の要素のうち、特
に、光情報記憶媒体に光を照射する光学ヘッドの低価格
化が強く要求されている。そして、光学ヘッドを低価格
化するための方策としては、光学ヘッドの部品数を削減
することによって光学ヘッドの小型軽量化や調整工数の
削減を図ることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来提案され
ている部品数削減方式では、光学ヘッドや光情報記憶装
置の充分な小型軽量化が図れないという問題や、光情報
記憶媒体に照射する光の光量が低下して書込み時に光量
が不足するという問題がある。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、充分な書込み
光量を得ることができる小型軽量な光情報記憶装置、お
よびそのような光情報記憶装置が実現可能な光学素子を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光情報記憶装置は、発散光を出射する光源と、光源
からの出射光を、記憶された情報に応じた信号光を少な
くとも一部に含む戻り光を生じる光情報記憶媒体に集光
するとともに、光情報記憶媒体からの戻り光を収束光に
変換して光源側に向かわせる対物光学系と、光源と対物
光学系との間に位置し、光源からの出射光を経由させて
対物光学系に導くとともに、光情報記憶媒体で反射され
対物光学系を経由して戻ってきた戻り光から信号光を分
離する光学素子とを備え、上記光学素子が、円筒面の一
部からなる分離面を有する、光源からの出射光をその分
離面の凹面側から経由させて対物光学系に導くととも
に、その分離面の凸面側から入射した戻り光から信号光
をその分離面で分離するものであることを特徴とする。
【０００７】ここで分離面を「経由させる」とは、分離
面を透過させることと分離面で反射させることとの双方
を含む意である。
【０００８】本発明の光情報記憶装置によれば、発散光
たる出射光が、円筒面の一部からなる分離面の凹面側か
ら経由されて対物光学系に導かれ、収束光たる戻り光が
その分離面の凸面側から入射してその分離面で信号光が
分離される。
【０００９】このような円筒面の一部からなる分離面
は、発散光たる出射光および収束光たる戻り光が光束全
体に亘ってほぼ均一な入射角度で入射するように設計す
ることができる。その結果、出射光の経由と信号光の分
離が効率よく行われ、書込み時に充分な光量を得ること
ができる。
【００１０】また、このような分離面を有する光学素子
は、発散光を出射する光源のそばに配置されても機能が
保証されるので、径が小さい光束に対応する小さなサイ
ズの素子として実現することができ、その結果、小型軽
量な光情報記憶装置を実現することができる。
【００１１】本発明の光情報記憶装置は、上記光情報記
憶媒体が、所定の偏光方向に偏光した信号光を少なくと
も一部に含む戻り光を生じるものであって、上記光学素
子が、上記分離面として、上記所定の偏光方向に偏光し
た光に対する反射率が相対的に高く、その所定の偏光方
向に直交する偏光方向に偏光した光に対する反射率が相
対的に低い面を有するものであることが望ましい。
【００１２】この望ましい構成を有する光情報記憶装置
の光学素子は、いわゆる偏光ビームスプリッタとしての
機能を有するものであり、戻り光に含まれる信号光を効
率よく分離することができる。
【００１３】また、本発明の光情報記憶装置は、上記光
学素子が、上記分離面として、入射角度４５°で入射し
た戻り光からの上記信号光の分離が可能な面を有するも
のであることも望ましい。
【００１４】入射角度４５°で入射した戻り光から信号
光を分離する多層膜等の技術が従来から知られている。
この技術が分離面の作成に応用されることによって高性
能な光学素子を低価格で作成することができ、光情報記
憶装置を低価格で提供することができる。
【００１５】また、本発明の光情報記憶装置は、上記対
物光学系が、上記光源からの出射光を平行光に変換する
コリメートレンズと、その平行光を上記光情報記憶媒体
に集光する対物レンズとを含むものであることが好まし
い。
【００１６】このようなコリメートレンズと対物レンズ
との距離は自在に変更することができるので、光情報記
憶装置の設計や調整が容易であり、光情報記憶装置を低
価格で実現することができる。
【００１７】また、本発明の光情報記憶装置は、上記信
号光を検出する信号検出用ディテクタと、上記光情報記
憶媒体に対する照射光の位置を検出するサーボ検出用デ
ィテクタとを備え、上記分離面によって戻り光から分離
された信号光が信号検出用ディテクタに導かれ、その分
離面を透過した戻り光がサーボ検出用ディテクタに導か
れることが望ましい。
【００１８】このような望ましい構成の光情報記憶装置
によれば、信号光が分離された後の戻り光がサーボ検出
用ディテクタに導かれるので、戻り光が無駄なく利用さ
れる。
【００１９】さらに、本発明の光情報記憶装置は、上記
光学素子が、上記分離面によって分離された信号光をさ
らに常光線と異常光線とに分離する複屈折部を有するも
のであることが好適である。
【００２０】このような複屈折部が光学素子に組み込ま
れていると、光磁気ディスクによる信号光を検出するこ
とができる小型軽量な光情報記憶装置が実現され、か
つ、そのような光情報記憶装置の光学系の安定性が高
い。
【００２１】本発明の光情報記憶装置が上記複屈折部を
有する光学素子を備えている場合には、その光情報記憶
装置が２つの光検出器からなる信号検出用ディテクタを
備え、上記光学素子が、円筒面の一部からなる反射面を
有するとともに、上記分離面によって分離された信号光
をその反射面の凹面側で反射することによって信号光を
収束させるものであり、さらに、反射面によって収束さ
れた信号光を複屈折部によって上記２つの光検出器の差
動出力のために常光線と異常光線とに分離するものであ
ることが望ましい。
【００２２】このような望ましい構成の光情報記憶装置
によれば、ＭＯ信号検出用の２つの光線が明瞭に分離さ
れる。
【００２３】本発明の光情報記憶装置が上記複屈折部を
有する光学素子を備えている場合には、また、上記光学
素子が、上記複屈折部によって分離された常光線と異常
光線と（ＭＯ信号検出用の２つの光線）のそれぞれを相
互に異なる位置に集光する集光部を有するものであるこ
とが好ましい。
【００２４】このような好ましい構成の光情報記憶装置
では、複屈折部に加えて集光部も光学素子に組み込まれ
ているので一層小型の光情報記憶装置が実現され、光学
系の安定性も一層高い。
【００２５】また、本発明の光情報記憶装置は、上記光
源の出射光量制御用の光を検出する出射光量制御用ディ
テクタを備え、上記光学素子が、光源からの出射光を分
離面の凹面側から透過させて対物光学系に導くものであ
るとともに、光源からの出射光のうち分離面の凹面側に
反射された光を、分離面の母線方向に収束させて出射光
量制御用ディテクタに入射させる収束部を有するもので
あることが望ましい。
【００２６】このような収束部を有する光学素子を備え
た光情報記憶装置によれば、光学素子の取り付け位置
が、出射光量制御用ディテクタに対して相対的に、分離
面の母線方向とは直交する方向に多少ずれた場合であっ
ても、出射光量制御用ディテクタに入射する光の入射位
置はほぼ同じ位置にとどまる。このため、出射光量制御
用ディテクタの受光面を小型化することができ、その結
果、光源の出射光量が適切に制御される。また、光学素
子の取り付けや位置あわせが容易である。
【００２７】光情報記憶装置が、上述した出射光量制御
用ディテクタを備えている場合には、出射光量制御用デ
ィテクタが、分離面の母線に直交する方向に長尺な受光
面を有するものであることが好ましい。
【００２８】このような受光面は、面積を充分に小さく
することができ、その結果、迷光の影響を充分に小さく
するとともに出射光量制御用ディテクタの応答速度を充
分に高めることができる。
【００２９】また、光情報記憶装置が、上述した収束部
を備えている場合には、上記光学素子の収束部が、分離
面の凹面側に反射された光の主光線に対して主軸がずれ
るように設けられたものであることも好ましい。
【００３０】分離面で反射された光の主光線と収束部の
主軸が揃っていると、出射光量制御用ディテクタに入射
された光のうち出射光量制御用ディテクタの受光面で反
射された光が分離面へと戻って、他のディテクタや光源
に入射することによる不具合を生じる。これに対し、分
離面で反射された光の主光線に対して収束部の主軸がず
れていると、そのような不具合を回避することができ
る。
【００３１】上記目的を達成する本発明の光学素子は、
発散光を出射する光源からの出射光を、記憶された情報
に応じた信号光を少なくとも一部に含む戻り光を生じる
光情報記憶媒体に集光するとともに、光情報記憶媒体か
らの戻り光を収束光に変換して光源側に向かわせる対物
光学系と、上記光源との間に位置し、光源からの出射光
を経由させて対物光学系に導くとともに、光情報記憶媒
体で反射され、対物光学系を経由して戻ってきた戻り光
から信号光を分離する光学素子において、円筒面の一部
からなる分離面を有する、光源からの出射光を分離面の
凹面側から経由させて対物光学系に導くとともに、分離
面の凸面側から入射した戻り光から上記信号光を分離面
で分離するものであることを特徴とする。
【００３２】本発明の光学素子は、円筒面の一部からな
る反射面と、上記分離面によって分離された信号光をさ
らに常光線と異常光線とに分離する複屈折部とを有する
ものであって、分離面によって分離された信号光を反射
面の凹面側で反射することによって信号光を収束させる
とともに、反射面によって収束された信号光を複屈折部
によって２つの光検出器の差動出力のために常光線と異
常光線とに分離するものであることが望ましい。
【００３３】また、本発明の光学素子は、光源からの出
射光を分離面の凹面側から透過させて対物光学系に導く
ものであって、光源からの出射光のうち分離面の凹面側
に反射された光を、分離面の母線方向に収束させて光源
の出射光量制御用のディテクタに入射させる収束部を有
するものであることが好適である。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明するに当たり、先ず比較例と本発明の原理について
説明し、その後、本発明の具体的な実施形態について説
明する。
【００３５】図１は、光学ヘッドの第１比較例を示す図
である。
【００３６】この光学ヘッドによって光が照射される光
情報記憶媒体６は光磁気ディスク（ＭＯ）である。
【００３７】この光学ヘッドには、光源としてレーザダ
イオード１が備えられており、レーザダイオード１は偏
向した発散光を、断面が楕円形の光束として発する。レ
ーザダイオード１から発せられた発散光は、コリメート
レンズ２で並行光に変換され、ビーム整形プリズム３で
断面が円形になるように光束の形が整形される。
【００３８】整形された並行光束は第１の偏向ビームス
プリッタ４に入射し分離面を透過し、対物レンズ５によ
って光情報記憶媒体６に集光されて照射される。情報書
込みの際には、光情報記憶媒体６上の照射光の位置に、
照射光の熱や、ここでは図示しない磁気ヘッドで発生さ
れる外部磁界によって、書き込み情報に応じたオン状態
あるいはオフ状態の、それぞれ上向きあるいは下向きの
磁極が形成される。これによって、情報がオンオフデー
タ形式で記憶されることとなる。一方、情報読出しの際
には、磁極が照射光で照射され、照射光の偏光方向がカ
ー効果によって、磁極の向きに応じた方向に微小角度だ
け回転された反射光（戻り光）が発生する。
【００３９】光情報記憶媒体６による反射光（戻り光）
は、対物レンズ５を経て第１の偏光ビームスプリッタ４
まで戻り分離面によって反射される。反射された光は第
２の偏光ビームスプリッタ７の分離面によってさらに反
射され、λ／２板８によって偏光方向が４５°回転さ
れ、第１の集光レンズ９で集束される。その後、第３の
偏光ビームスプリッタ１０によって、カー効果で偏光方
向が回転された角度と４５°との和の成分の射影成分と
その直交成分とに分離され、分離された各成分が２つの
フォトディテクタ１１，１２それぞれによってディテク
トされ各成分の強度の差として差動信号が求められる。
これによって、光情報記憶媒体６に記憶されているオン
オフデータに応じたオンオフ信号（ＭＯ信号）が検知さ
れる。
【００４０】また、第１の偏光ビームスプリッタ４によ
り反射された光の一部分は第２の偏光ビームスプリッタ
７の分離面を透過し、第２の集光レンズ１３によって収
束される。そして、収束された光はハーフプリズム１４
によって２分割され、２分割された光の一方はハーフプ
リズム１４によって反射され、他方はハーフプリズム１
４を透過する。ハーフプリズム１４によって反射された
光はフォトディテクタ１５によるトラッキング検知に用
いられ、ハーフプリズム１４を透過した光はナイフエッ
ジ１６とフォトディテクタ１７によるフォーカス検知に
用いられる。トラッキング検知およびフォーカス検知そ
れぞれの検知結果は、対物レンズ５の位置を調整する、
図示を省略したアクチュエータにフィードバックされ、
対物レンズ５の位置が調整される。
【００４１】このように、第１比較例では多くの光学素
子が必要である。このため、作成工数や調整工数が多く
て製作コストが高いという問題や、光学系の安定性が低
いという問題や、光学ヘッドのサイズや光情報記憶装置
のサイズが大きいという問題が生じる。
【００４２】第２比較例は、第１比較例の問題点を一部
解決することができる光学ヘッドである。
【００４３】図２は、光学ヘッドの第２比較例を示す図
である。
【００４４】この第２比較例には、発散光を発するレー
ザダイオード１８が光源として備えられており、図１に
示すハーフプリズム１４および第２集光レンズ１３の役
割を担うホログラフィック・オプティカル・エレメント
（ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅ
ｎｔ：以下ＨＯＥと称する）１９も備えられている。レ
ーザダイオード１８から発せられたレーザ光はＨＯＥ１
９を透過し、コリメータ２０および対物レンズ２１を経
て光情報記憶媒体２２に集光照射される。光情報記憶媒
体２２による反射光（戻り光）は、対物レンズ２１およ
びコリメータ２０を経てＨＯＥ１９まで戻って来て、Ｈ
ＯＥ１９によって反射光（戻り光）の一部が分割集光さ
れ、フォトダイオード２３によるトラッキング検知およ
びフォーカス検知に用いられる。
【００４５】この第２比較例では、第１比較例における
複数の光学素子の役割を１つのＨＯＥ１９で果たしてい
るため光学素子の数が少なく、光学系が安定している。
また、ＨＯＥ１９がレーザダイオード１８に近接して設
けられているため、レーザ光の光束が細く、光学系のサ
イズが小さい。
【００４６】しかし、ＨＯＥ１９は偏光に応じて光を分
離する機能を果たすことができず、光情報記憶媒体２２
が光磁気ディスクである場合には、図２に示す光学系
に、さらに、図１に示す３つの偏光ビームスプリッタ
４，７，１０やλ／２板８等を組み込む必要がある。こ
のような、偏光ビームスプリッタ等が、図１同様に、図
２に示すコリメータ２０と対物レンズ２１との間に組み
込まれると仮定すると、図１同様に光学素子のサイズが
大きくなるという問題を生じる。
【００４７】また、図２に示すＨＯＥ１９とコリメータ
２０との間に偏光ビームスプリッタ等が組み込まれると
仮定すると、レーザ光が発散光であるので偏光ビームス
プリッタには発散光が入射することとなる。ところが、
偏光ビームスプリッタの分離面は、誘電体多層膜で形成
されることが多く、偏光ビームスプリッタの反射率や透
過率といった特性は、光の入射角度に大きく依存する。
誘電体多層膜による分離面は、例えば、波長６８５ｎｍ
の光が設計入射角度４５°で入射した場合に、所定のＰ
偏光方向の光が８５％透過され、そのＰ偏光方向とは直
交するＳ偏光方向の光が９５％以上の反射率で反射さ
れ、偏光方向の差に伴う位相差が５°以内であるという
特性を有するが、入射角度が設計入射角度から±４°ず
れると、透過するべき偏光方向の光に対する透過率が約
２０％も低下する。また、光情報記憶媒体が光磁気ディ
スクである場合には、偏光方向の差に伴う位相差が充分
に小さいことが必要であるが、入射角度が設計角度から
５°程度ずれると位相差が、例えば２０°以上と急に大
きくなり、その結果、ＣＮ（キャリヤノイズ）比が低下
して情報再生ができない場合がある。
【００４８】そこで、偏光ビームスプリッタの特性を保
証するために、開口が例えばＮＡ０．０５程度になるよ
うに発散光束を絞ることも考えられるが、このように光
束が絞られると光量が著しく少なくなり、高速の大容量
光ディスク等に対する情報書き込みの際などに光量が不
足するという問題が生じる。
【００４９】上記比較例の問題点を踏まえて、以下、本
発明の原理について説明する。
【００５０】図３は、本発明の原理の説明図である。
【００５１】この図には、円筒面を表す円Ａが示されて
おり、互いに直交する２本の直径Ｂ，Ｃ、およびその２
本の直径Ｂ，Ｃそれぞれと円Ａとの交点ｂ，ｃも示され
ている。また、各直径Ｂ，Ｃに対して２２．５°の角度
をなす半径Ｄ，Ｅも示されている。
【００５２】半径Ｅと弦ｂｃとの交点ｆに光源が存在
し、直線ｆｂと直線ｆｄが発散光束の外形を表している
と仮定する。このとき発散光束の発散角は１７．８°で
あるので、この発散光束が平面に入射すると１７．８°
の入射角度分布を生じる。これに対し、発散光束が円筒
面Ａに入射する際の入射角度分布を考えると、直線ｆｂ
と直径Ｂとのなす角は４５°である。光源ｆからの光束
の任意の、円Ａ上の点をｇ、このときの半径Ｂからの角
度をα、点ｇでの法線からの光源ｆの角度をθとする
と、 θ＝ｔａｎ-1｛０．７６５３ｓｉｎ（１１２．５°＋
α）／（１＋０．７６５３ｃｏｓ（１１２．５°＋
α））｝ で表され、点ｇが点ｂから点ｄに行くにつれて入射角度
θは単調に増大していく。直線ｆｄと半径Ｄとのなす角
は４９．７°であるので入射角度分布は４．７°であ
る。つまり、平面に発散光が入射する場合に較べて、円
筒面Ａに発散光が入射する場合の方が入射角度分布が大
幅に小さいことがわかる。また、発散光は、図３の奥行
き方向にも広がりを持つが、後でグラフに示すように、
図３の奥行き方向の広がりは、入射角度の分布を殆ど生
じない。このため、円筒面Ａの一部からなる分離面を有
する偏光ビームスプリッタを用いると、発散光の入射角
度分布がかなり抑えられることとなる。なお、図に示す
２本の点線Ｇ，Ｈは、光源方向に戻ってきた光が円筒面
Ａで反射されたときの光束を表している。
【００５３】この図３では、説明の簡便のために単純な
配置例について説明したが、光源の位置や光の向きを調
整することによって、より一層、入射角度分布を抑える
ことができる。また、図３には、円筒面Ａに入射した発
散光が透過する場合の図が示されているが、発散光が円
筒面Ａで反射される場合であっても、上記と全く同様に
入射角度分布が抑えられる。
【００５４】図４は、偏光ビームスプリッタの外形も考
慮した設計例を示す図である。
【００５５】この図には、円筒面を表す円Ａとともに、
偏光ビームスプリッタの外形を表す長方形Ｐが示されて
おり、偏光ビームスプリッタＰに発散光が入射する際に
屈折されて、発散光の発散角が小さくなることが示され
ている。偏光ビームスプリッタＰの分離面Ｑはこのよう
な屈折も含めて設計される。
【００５６】以下、最適設計された分離面を有する円筒
面型の偏光ビームスプリッタにおける入射角度分布を、
平面型の偏光ビームスプリッタにおける入射角度分布と
比較する。
【００５７】図５は、平面型の偏光ビームスプリッタに
おける入射角度分布（Ａ）、および円筒面型の偏光ビー
ムスプリッタにおける入射角度分布（Ｂ）を示すグラフ
である。
【００５８】この図５には、発散光束をなす各光線が偏
光ビームスプリッタの分離面に入射する角度を表す３次
元グラフが示されており、発散光束の有効開口数として
は、一般的なＭＯ装置における光源の有効開口数とほぼ
等しいＮＡ＝０．１４６が想定されている。また、３次
元グラフのＸＹ平面は発散光束の断面を表しており、Ｘ
方向が、分離面が発散光の光軸に対して傾いている方向
に相当する。３次元グラフの高さが入射角度を表してい
る。なお、上述したように、発散光は偏光ビームスプリ
ッタに入射する際に屈折されるので、分離面に対する入
射角度を求めるためには偏光ビームスプリッタの屈折率
を考慮する必要がある。ここでは、屈折率が高く、量産
性に問題がなく、アッベ数が高い硝材としてＢａＦ１１
が選ばれ、ＢａＦ１１の屈折率は、波長６８５ｎｍの光
に対してｎ＝１．６６１２５１である。
【００５９】図５（Ａ）は、平面型の偏光ビームスプリ
ッタの分離面に対する入射角度を表す３次元グラフであ
る。このグラフに示されている入射角度分布の最大値は
±５．０４°であり、入射角度の標準偏差は２．２５°
である。また、入射角度分布は、主にＸ方向に生じてお
り、Ｙ方向には殆ど分布が生じていない。上述したよう
に、偏光ビームスプリッタの特性は入射角度に大きく依
存するので、許容される入射角度分布は、図（Ａ）の矢
印ｚで示されるようにせいぜい±１°程度であり、平面
型のビームスプリッタに発散光が入射する場合には偏光
ビームスプリッタの特性が保証されないことが分かる。
【００６０】図５（Ｂ）は、最適設計された円筒型の分
離面に対する入射角度を表す３次元グラフである。この
分離面の設計の目標値は、入射角度分布の最大値が±
０．５°以内であり、入射角度の標準偏差が０．１°以
下である。そして、その結果は、入射角度分布の最大値
が±０．２２°、入射角度の標準偏差が０．０８°とな
っている。
【００６１】このように、円筒面型の偏光ビームスプリ
ッタに発散光が入射する場合は、入射角度の分布が極め
て小さく抑えられる。その結果、偏光ビームスプリッタ
の特性が保証されるため、光源からの光が偏光ビームス
プリッタを経由して効率よく光情報記憶媒体へと向か
い、光情報記憶媒体からの戻り光に含まれる信号光が効
率よく分離される。また、光学系の位相差も生じない。
【００６２】また、このような円筒面型の偏光ビームス
プリッタは、光源の傍に配置されても特性が保証される
ため、光束の径が小さい位置にサイズの小さな円筒面型
の偏光ビームスプリッタ等が配置されることにより、小
型軽量な光学ヘッドを実現することができる。
【００６３】なお、理論的には、偏光ビームスプリッタ
の分離面として球面や、２次曲面や、３次以上の曲率を
有する曲面などを考えることもできるが、これらの曲面
を正確に研磨したりガラスモールド等によって量産する
ことは困難であり、これらの曲面が採用された光学ヘッ
ドのコストは高い。つまり、球面や２次曲面等は、分離
面として不向きな曲面である。
【００６４】以上で本発明の原理説明を終了し、以下、
具体的な実施形態について説明する。
【００６５】図６は、本発明の光学素子の第１実施形態
を備えた、本発明の光情報記憶装置の第１実施形態を示
す図である。
【００６６】この光情報記憶装置には、光情報記憶媒体
の一例である光磁気ディスク５００を保持して回転させ
るモータ１００と、モータの回転を制御する回転制御回
路１１０が備えられている。
【００６７】また、この光情報記憶装置には、光磁気デ
ィスク５００にレーザ光を集光照射する光学ヘッド２０
０と、そのレーザ光の出力を制御するレーザ出力制御回
路３１０と、光学ヘッド２００によって光磁気ディスク
５００に照射される照射光のフォーカスとトラッキング
を制御するフォーカス・トラッキング制御回路３２０が
備えられている。
【００６８】さらに、この光情報記憶装置には、磁気ヘ
ッド４００と、磁界制御回路４１０が備えられており、
情報書込み時には、光学ヘッド２００により光磁気ディ
スク５００上に照射光が集光された位置に磁気ヘッド４
００によって外部磁界が付加され、磁界制御回路４１０
によって、磁気ヘッドにより付加される外部磁界の強度
や向き等が、光磁気ディスクに書き込まれる書込情報を
表す入力信号に応じて制御される。そして、光学ヘッド
２００による照射光の熱と、磁気ヘッド４００による外
部磁界によって書込情報が書き込まれる。
【００６９】さらにまた、この光情報記憶装置にはＭＯ
信号検出回路３３０が備えられており、情報再生時に
は、光磁気ディスク（ＭＯ）５００に記憶されている記
憶情報を表すＭＯ信号がＭＯ信号検出回路３３０によっ
て検出されて出力される。
【００７０】図７は、光学素子の第１実施形態を含む光
学ヘッドの斜視図であり、図８は、その光学ヘッドの断
面図である。
【００７１】この光学ヘッド２００の光源はレーザダイ
オード２０１であり、直線偏光（Ｐ偏光）の発散光を発
する。また、光情報記憶媒体５００としては光磁気ディ
スク（ＭＯ）を前提としている。
【００７２】この光学ヘッド２００には、本発明の光学
素子の第１実施形態である複合光学素子２５０が備えら
れており、この複合光学素子２５０は、以下説明するよ
うに、偏光ビームスプリッタやＨＯＥが一体化された素
子であり、上述したような円筒面の一部からなる分離面
２５１を有している。また、この複合光学素子２５０
は、レーザダイオード２０１に充分に近接した位置に配
置されており、その位置ではレーザ光の光束が充分に小
さいので、複合光学素子２５０のサイズも充分に小さ
い。
【００７３】レーザダイオード２０１から発せられたＰ
偏光のレーザ光は、反射ミラー２０２によって反射さ
れ、複合光学素子２５０のＨＯＥ部２５２を透過し、複
合光学素子２５０の分離面２５１を８５％程度の透過率
で透過し、コリメータ２０３によって平行光に変換さ
れ、対物レンズ２０４によって光磁気ディスク５００に
集光照射される。このコリメータ２０３および対物レン
ズ２０４によって本発明にいう対物光学系の一例が構成
されている。また、レーザダイオード２０１から発せら
れ複合光学素子２５０の分離面２５１に達した光のうち
の１５％程度は分離面２５１によって反射され、さらに
複合光学素子２５０の斜面２５３によって全反射され、
ＨＯＥ部２５２によってフォトダイオード２０５に集光
される。そして、フォトダイオード２０５によって光量
が検知され、光量の検知結果がレーザ出力にフィードバ
ックされることによりレーザ出力が制御される。フォト
ダイオード２０５は、本発明にいう出射光量制御用ディ
テクタの一例である。
【００７４】光磁気ディスク５００によって反射された
光は、対物レンズ２０４およびコリメータ２０３を経て
複合光学素子２５０へと戻る。複合光学素子２５０へと
戻って来たＰ偏光の光の８５％は分離面２５１を再び透
過し、ＨＯＥ部２５２によって各フォトディテクタ２０
６用に分割集光され、各フォトディテクタ２０６による
フォーカス検知やトラッキング検知に用いられる。
【００７５】光磁気ディスク５００によって反射された
光のうち、光磁気ディスク５００に集光照射された光の
偏光方向がカー効果によって回転されたことによって生
じた、照射光の偏光方向と直交する偏光方向の成分は、
分離面２５１によって１００％近い反射率で反射され、
照射光の偏光方向と同じ偏光方向の成分は、分離面２５
１によって１５％程度の反射率で反射される。分離面２
５１で反射された光は、分離面２５１の曲率と同程度の
曲率を有する円筒反射面２５４によって全反射されるこ
とにより収束され、本発明にいう複屈折部の一例であ
る、結晶軸を４５°回転したウォラストンプリズム部２
５５によって常光線と異常光線に分離される。これによ
って、信号光は、カー効果により偏光方向回転された角
度と４５°との和の成分の射影成分と、その直交成分に
分離されることとなる。ウォラストンプリズム部２５５
によって分離された２つの光線が各フォトディテクタ２
０７によってディテクトされ、それぞれの光量の差が求
められることにより、ＭＯ信号が差動により検出され
る。フォトディテクタ２０７は、本発明にいう信号検出
用ディテクタの一例である。
【００７６】図９は、ウォラストンプリズム部によって
分離された２光線の様子を示すグラフである。
【００７７】このグラフには、図７に示すフォトディテ
クタ２０７が配置された平面に到達した常光線と異常光
線それぞれのスポット２０７ａ，２０７ｂが示されてお
り、グラフの横軸は図８の左右方向に相当し、グラフの
縦軸は図８の奥行き方向に相当する。常光線と異常光線
のスポット２０７ａ，２０７ｂは極めて明瞭に分離され
ており、このように明瞭に分離されたスポットは、上述
した分離面２５１によって反射された光が円筒反射面２
５４によって収束された後でウォラストンプリズム部２
５５を透過することによって生じたものである。
【００７８】図１０は、複合光学素子を作成する手順の
説明図である。
【００７９】複合光学素子を作成するに当たり、先ず、
ガラスモールド法や切削により、図７，８に示す分離面
２５１に相当する凸状の円筒面６１０を有する、円筒面
６１０の母線方向に長尺な原材６００と、分離面２５１
に相当する凹状の円筒面７１０を有する原材７００とを
作成する。その後、凸状の円筒面６１０もしくは凹状の
円筒面７１０に誘電体多層膜を蒸着し、それらの円筒面
６１０，７１０で誘電体多層膜を挟むように２つの原材
６００，７００を張り合わせ、図の一点鎖線８００で示
されるように所望の間隔で輪切りにする。最後に、ウォ
ラストンプリズムやＨＯＥを張り付けることによって複
合光学素子が作成される。
【００８０】ここで、ウォラストンプリズムは、水晶、
ＬｉＮｂＯ3、ルチルなどで作成することができ、約１
ｍｍ程度の厚みで充分に光を分離することができるの
で、大変安価に作成することができる。また、ＨＯＥ
は、電子ビームやレーザビームを用いた直接描画や縮小
露光によって作成される。
【００８１】複合光学素子は、上述したような作成手順
によって、多量かつ安価に作成することができる。ま
た、偏光ビームスプリッタやウォラストンプリズム等が
このように一体の素子として作成されることにより、温
度変化といった環境変化や振動等に対する安定性が高
く、信号検知性能が劣化しない光学系が得られる。
【００８２】以上で、本発明の光学素子の第１実施形
態、および本発明の光情報記憶装置の第１実施形態の説
明を終了し、以下では他の実施形態について説明する。
【００８３】本発明の光情報記憶装置の他の実施形態
は、本発明の光学素子の他の実施形態を備えている点を
除き、光情報記憶装置の第１実施形態と同様の装置であ
る。以下では、光学素子の他の実施形態のみについて説
明する。
【００８４】図１１は、本発明の光学素子の第２実施形
態を示す図である。
【００８５】本発明の光学素子の第２実施形態である複
合光学素子２６０は、図８に示す円筒反射面２５４に替
えて平面反射面２６１を有する点と、本発明にいう集光
部の一例であるレンズ２６２を有する点とを除き、図８
に示す複合光学素子２５０と同様のものであり、以下、
相違点のみ説明し、重複説明は省略する。
【００８６】この図１１にしめす分離面２５１は、図４
で説明した分離面Ｑ同様の分離面である。
【００８７】分離面２５１によって反射された信号光
は、平面反射面２６１によって全反射され、発散光束の
ままウォラストンプリズム部２５５によって２光線に分
離され、レンズ２６２によって２光線が相互に異なる位
置に集光され、図示を省略したフォトディテクタでディ
テクトされる。
【００８８】図１２は、本発明の光学素子の第３実施形
態を示す図である。
【００８９】本発明の光学素子の第３実施形態である複
合光学素子２７０は、反射プリズム兼用であるとともに
本発明にいう複屈折部の一例である複屈折プリズム部２
７１を有する点と、本発明にいう集光部の一例であるＨ
ＯＥ部２７２を有する点とを除き、図８に示す複合光学
素子２５０と同様のものであり、以下、相違点のみ説明
し、重複説明は省略する。
【００９０】分離面２５１で反射された信号光は、複屈
折プリズム部２７１によって２光線に分離されつつ斜面
で反射され、ＨＯＥ部２７２によって２光線が相互に異
なる位置に集光され、フォトディテクタ２０７でディテ
クトされる。
【００９１】図１３は、本発明の光学素子の第４実施形
態を示す図である。
【００９２】本発明の光学素子の第４実施形態である複
合光学素子２８０は、反射プリズム兼用である、本発明
にいう集光部も兼ねた、本発明にいう複屈折部の一例で
ある複屈折プリズム部２８１を有する点を除き、図８に
示す複合光学素子２５０と同様のものであり、以下、相
違点のみ説明し、重複説明は省略する。
【００９３】分離面２５１で反射された信号光は、複屈
折プリズム部２８１によって２光線に分離されつつ斜面
で反射され、さらに、複屈折プリズム部２８１が有する
凸面２８１ａによって屈折されることによって２光線が
相互に異なる位置に集光され、フォトディテクタ２０７
でディテクトされる。
【００９４】図１４は、本発明の光学素子の第５実施形
態を示す図である。
【００９５】本発明の光学素子の第５実施形態である複
合光学素子２９０は、円筒面の一部からなる分離面２９
１を有しており、レーザダイオード２０１からの出射光
は、この複合光学素子２９０の分離面２９１で反射され
る。分離面２９１で反射された光はＨＯＥ２０８を透過
し、コリメータ２０３に入射する。また、コリメータ２
０３を経て戻ってきた戻り光は、一部分がＨＯＥ２０８
によってフォーカス検知およびトラッキング検知用に分
割集光され、分割された一部分を除く大部分がＨＯＥ２
０８を透過する。ＨＯＥ２０８を透過した光のうちの信
号光は分離面２９１を透過するとともに分離面２９１で
屈折されて収束され、ウォラストンプリズム部２９２に
よって２光線に分離されてディテクトされる。
【００９６】但し、ＨＯＥ２０８を透過した光は収束光
であるので、スペースに余裕がある場合には、分離面２
９１は、信号光を直進して透過させる面であってもよ
い。
【００９７】以上で、本発明の第５実施形態についての
説明を終了する。
【００９８】なお、上記実施形態では、本発明にいう複
屈折部の例として、ウォラストンプリズム部および複屈
折プリズム部を示したが、本発明にいう複屈折部は、常
光線と異常光線とを分離するものであればよく、例え
ば、ニコルプリズムやロションプリズムであってもよ
い。
【００９９】また、本発明にいう光情報記憶媒体として
は、上述した光磁気ディスクに限らず、相変化型ディス
クも使用可能であることは言うまでもない。
【０１００】ところで、光情報記憶装置で高精度な記録
データの読み出しや書き込みを実現するためには光源の
光出力調整が重要である。例えば、記録データの読み出
し、書き込みの際には、媒体の特性や記録速度等に依存
した最適な光強度があるため、光源の出力をこれに適合
するように調整しなければならない。また、データ書き
込み時には、読み取り精度を向上させるために、一つの
記録ビットについて、時間周期を変化させたパルスを複
数発生させて、記録媒体上の記録ビットの形状が読み取
りに適した形状となるように調整する。この個々のパル
スの強度調整も必要である。
【０１０１】このため、上述した実施形態では、図８に
示すように、分離面２５１で反射された光が斜面２５３
によって全反射され、ＨＯＥ部２５２によってフォトダ
イオード２０５に集光され、フォトダイオード２０５に
よって光量が検知されて、検知結果に基づいてレーザ出
力が調整される。つまり、記録媒体上に照射される光の
強度は、フォトダイオード２０５に入射する光の強度に
比例するため、あらかじめフォトダイオード２０５の出
力と記録媒体上に照射される光の強度との比例係数を測
定しておけば、記録媒体上の光強度を実時間で測定する
ことが可能となる。そして、測定された光強度を、図６
に示すレーザ出力制御回路３１０に帰還させ、自動光強
度調整（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＡＰ
Ｃ）を行う。
【０１０２】ここで、ＡＰＣ用のフォトダイオード２０
５の受光面の面積については、以下説明するように面積
が小さい方が好ましい。
【０１０３】受光面の面積が大きいと、迷光の影響が大
きくかつ応答速度が低い。そして、迷光の影響が大きい
と正確な光強度測定が妨げられ、光ディスク装置の安定
した読み書き動作の妨げとなる。また応答速度が低い
と、書き込み時のＡＰＣが正確に行えず、記録ビット形
状が乱れる。つまり、フォトダイオード２０５の面積を
小さくすることは、ＡＰＣを安定させ、光学ヘッドの読
み書き能力を向上させるために重要である。
【０１０４】そこで、図８に示すＨＯＥ部２５２によっ
て光を１点に集光してフォトダイオード２０５の受光面
を小型化することが考えられる。
【０１０５】図１５は、フォトダイオード２０５上に集
光された光のスポットを示す図である。
【０１０６】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、および図１
５（Ｃ）には、光を１点に集光するようなＨＯＥ部２５
２によってフォトダイオード２０５の受光面上に集光さ
れた光のスポットを光線追跡で計算した結果が示されて
いる。
【０１０７】図１５（Ａ）には、ＨＯＥ部２５２によっ
て光が１点に集光されて生じたスポット２０５ａが示さ
れている。上述したように、図８に示すレーザダイオー
ド２０１から発せられる出射光は発散光であり、その発
散光が、円筒面の一部からなる分離面２５１で反射され
て、出射光の発散角および分離面２５１の曲率に応じた
複雑な発散収束状態の光束となってＨＯＥ部２５２に入
射する。このため、そのような発散収束状態の光束を１
点に集光するようなＨＯＥ部２５２の設計も複雑であ
る。
【０１０８】また、複合光学素子２５０、レーザダイオ
ード２０１、およびフォトディテクタ２０７それぞれは
製造誤差や取付誤差を生じるため、図９に示す２つのス
ポット２０７ａ，２０７ｂが、フォトディテクタ２０７
上の所定位置に正確に入射しない場合がありうる。そし
て、２つのスポット２０７ａ，２０７ｂの入射位置を補
正するためには、複合光学素子２５０を図８の左右方向
に移動させる必要があり、その結果、ＨＯＥ部２５２が
フォトダイオード２０５に対して移動してしまう。図１
５（Ｂ）には、複合光学素子２５０が移動した結果、複
合光学素子２５０のビームスプリッタの分離面２５１が
図８の横方向に１００μｍ移動した場合の光のスポット
２０５ａが示されており、このスポット２０５ａは、図
１５（Ａ）に示す位置から大きくずれた位置に示されて
いる。
【０１０９】更に、複合光学素子２５０の製造誤差など
により、ＨＯＥ部２５２とフォトダイオード２０５との
相対的な位置が設計位置からずれてしまう場合もありう
る。図１５（Ｃ）には、複合光学素子２５０の移動に加
えてＨＯＥ部２５２の取り付け誤差が図８の横方向に５
０μｍ生じた場合の光のスポット２０５ａが示されてお
り、この場合のスポット移動は、図１５（Ｂ）に示す場
合のスポット移動よりもさらに大きい。
【０１１０】図１５（Ｄ）、図１５（Ｅ）、および図１
５（Ｆ）については後で説明する。
【０１１１】図１５（Ｂ）および図１５（Ｃ）に示すよ
うなスポット２０５ａの移動は、ＨＯＥ部２５２の位置
を複合光学素子２５０とは独立に調整して固定すること
によって回避することができるが、そのような独立な調
整は組立工数の増加や調整の複雑化を生じるため現実的
ではない。このため、複合光学素子２５０が移動しても
スポット２０５ａがフォトダイオード２０５の受光面か
ら外れないように、受光面の面積を、スポット２０５ａ
の移動範囲をカバーするような大きな面積とすることが
必要である。
【０１１２】結局、フォトダイオード２０５の受光面を
小型化することを目的としてＨＯＥ部２５２によって光
を１点に集光しても、複合光学素子２５０の製造誤差な
どまで総合的に勘案すると、かえって大きな受光面が必
要となる。
【０１１３】そこで、以下では、複合光学素子の製造誤
差などまで総合的に勘案した上で受光面の小型化が可能
な実施形態について説明する。
【０１１４】図１６は、本発明の光学素子の第６実施形
態を示す図である。
【０１１５】本発明の光学素子の第６実施形態である複
合光学素子９００は、図８に示すＨＯＥ部２５２のうち
の、フォトダイオード２０５に入射する光が通過する部
分に代えてシリンドリカルレンズ９０１を有する点を除
いて図８に示す複合光学素子２５０とほぼ同様のもので
あり、以下、相違点のみ説明し、重複説明は省略する。
【０１１６】シリンドリカルレンズ９０１は本発明にい
う収束部の一例であり、矢印Ｆ２が示す分離面２５１の
母線方向に光を収束させてフォトダイオード２０５に入
射させる。つまり、光が集光される方向は、分離面２５
１が曲率を持つ方向と垂直な方向である。
【０１１７】図１５（Ｄ）には、シリンドリカルレンズ
９０１を経由してフォトダイオード２０５に入射した光
のスポット２０５ｂが示されており、このスポット２０
５ｂは、図１６の矢印ｆ１が示す方向に細長い形状をし
ている。このような細長いスポット２０５ｂについて、
図１５（Ｂ）や図１５（Ｃ）と同様に複合光学素子９０
０等が位置ずれを生じた場合のスポット移動を検討す
る。
【０１１８】図１５（Ｅ）には、複合光学素子９００が
図１６の矢印Ｆ１が示す方向に１００μｍ移動した場合
の光のスポット２０５ｂが示されており、このスポット
２０５ｂは図１５（Ｄ）に示す位置から殆ど動いていな
い。
【０１１９】また、図１５（Ｆ）には、複合光学素子９
００の移動に加えてシリンドリカルレンズ９０１の取り
付け誤差が図１６の矢印Ｆ１が示す方向に５０μｍ生じ
た場合の光のスポット２０５ｂが示されており、このス
ポット２０５ｂは、図１５（Ｅ）に示す位置から全く移
動していない。
【０１２０】このように、シリンドリカルレンズ９０１
によって分離面２５１の母線方向（図１６の矢印Ｆ２が
示す方向）に光を収束させてフォトダイオード２０５に
入射させると、図１６の矢印Ｆ１が示す方向について
は、スポットサイズそのものはやや大きくなるものの、
複合光学素子９００等の位置ずれに伴うスポットの移動
量が抑えられ、フォトダイオード２０５の矢印Ｆ１が示
す方向のサイズを小さくすることができる。換言する
と、シリンドリカルレンズ９０１を採用することによっ
て、複合光学素子９００の移動による集光性能の変化を
低減でき、ＡＰＣ検知の悪化を大きく低減できる。
【０１２１】また、図１６の矢印Ｆ２が示す分離面２５
１の母線方向については、複合光学素子９００を移動さ
せてもフォトディテクタ２０７上のスポットや、光磁気
ディスクに向かう光の光束は移動しない。このため、シ
リンドリカルレンズ９０１の取り付け誤差等が分離面２
５１の母線方向に生じても、複合光学素子９００を分離
面２５１の母線方向に移動させることによって、図１５
（Ｄ）等に示すスポット２０５ｂがフォトダイオード２
０５上に来るように調整することができる。従って、分
離面２５１の母線方向については、光を充分に収束させ
て、フォトダイオード２０５のサイズを極めて小さくす
ることができる。
【０１２２】結局、フォトダイオード２０５の受光面
を、分離面２５１が曲率を持つ方向には広くし、その方
向とは垂直な方向には狭くすることにより、受光面の面
積を最も小さくすることができる。また、受光面の面積
を小さくすることによってフォトダイオード２０５の応
答速度を向上させることができる。更に、組立許容値の
拡大、検知光量の増大および出力帰還回路の特性向上に
寄与する。
【０１２３】図１７は、本発明の光学素子の第７実施形
態を示す図である。
【０１２４】本発明の光学素子の第７実施形態である複
合光学素子９１０は、図１６に示すシリンドリカルレン
ズ９０１と同様な集光性能を有するＨＯＥ部９１１を有
する点を除いて図１６に示す複合光学素子９００と同様
のものである。
【０１２５】ＨＯＥ部９１１も、本発明にいう収束部の
一例であり、このＨＯＥ部９１１では、図８に示すＨＯ
Ｅ部２５２と同様に、サーボ検知用の光を集光する部分
とＡＰＣ用の光を集光する部分が一体化されている。
【０１２６】このようなＨＯＥ部９１１によっても、図
１５（Ｄ）等に示すような光のスポットが形成され、そ
の結果、フォトダイオード２０５の受光面を小型化する
ことができる。
【０１２７】図１８は、本発明の光学素子の第８実施形
態を示す図である。
【０１２８】本発明の光学素子の第８実施形態である複
合光学素子９２０は、反射プリズムとシリンドリカルレ
ンズがモールド形成技術によって一体形成された反射収
束部９２１を有する点を除き、図１６に示す複合光学素
子９００と同様のものである。
【０１２９】図１８に示す複合光学素子９２０の光学的
な性能は、図１６に示す複合光学素子９００の光学的な
性能と全く同様である。また、反射プリズムとシリンド
リカルレンズが一体形成されていることにより、シリン
ドリカルレンズを複合光学素子に固定する組立工程を削
除してコストダウンを図ることができるとともに、取り
付け誤差を低減することもできる。
【０１３０】図１９は、本発明の光学素子の第９実施形
態を示す図である。
【０１３１】本発明の光学素子の第９実施形態である複
合光学素子９３０は、分離面２５１で反射された光の主
光線Ｌに対して主軸がずれたシリンドリカルレンズ９３
１が備えられている点を除き、図１６に示す複合光学素
子９００と同様のものである。
【０１３２】フォトダイオード２０５に入射した光は１
００％信号に変換されることはなく、受光面で表面反射
が発生する。受光面で反射された光が再び複合光学素子
９３０に戻ると、フォトディテクタ２０７等に入射して
迷光の原因となり、信号検知性能やサーボ検知性能を劣
化させる。そこで、第８実施形態では、シリンドリカル
レンズ９３１に入射する光の主光線とシリンドリカルレ
ンズ９３１の主軸がずれるようにシリンドリカルレンズ
９３１が配置されている。
【０１３３】図２０は、シリンドリカルレンズの主軸と
主光線とをずらした効果の説明図である。
【０１３４】図２０（Ａ）には、図１６に示すようにシ
リンドリカルレンズ９０１の主軸と主光線が揃っている
場合に光が集光される様子が示されており、シリンドリ
カルレンズ９０１によって集光された光は、フォトダイ
オード２０５の受光面に対して真正面から入射する。こ
のため、受光面で反射された光がシリンドリカルレンズ
９０１を介して複合光学素子９００に戻る可能性があ
る。
【０１３５】一方、図２０（Ｂ）には、図１９に示すシ
リンドリカルレンズ９３１によって光が集光される様子
が示されており、シリンドリカルレンズ９３１によって
集光された光は、フォトダイオード２０５の受光面に対
して斜めから入射する。このため、受光面からの反射光
はシリンドリカルレンズ９３１から外れた方へと向か
う。これにより、信号検知系やサーボ検知系に反射光が
戻ることを防ぐことができる。また、このようなシリン
ドリカルレンズ９３１の集光特性と同様な集光特性を有
する回折格子素子（ＨＯＥ）を設計することもできる。
【０１３６】図２１は、図２０（Ｂ）に示すシリンドリ
カルレンズ９３１の集光特性と同様な集光特性を有する
回折格子素子（ＨＯＥ）の設計例を示す図であり、回折
格子素子の格子の空間周波数のグラフ（Ａ）と、回折格
子素子によって集光される光の様子（Ｂ）が示されてい
る。
【０１３７】図２１（Ａ）の横軸は、回折格子素子に入
射する光の主光線の入射位置を基準とした、回折格子素
子上の位置を示しており、図２１（Ａ）の縦軸は、回折
格子素子の格子の空間周波数を示している。また、図２
１（Ａ）のグラフ上の曲線Ｍは、回折格子の設計値を示
している。この曲線Ｍの極小点は位置「０」からずれて
おり、これは回折格子素子の光軸と主光線がずれている
ことに相当する。このように設計された回折格子素子
は、ステッパ露光技術や、レーザあるいは電子ビームな
どを用いた直接描画技術により容易に作成可能である。
【０１３８】図２１（Ｂ）には、図２１（Ａ）のグラフ
で示されるように設計された回折格子素子９４１によっ
て集光される光の様子を光線追跡で求めた結果が示され
ており、光はフォトダイオード２０５の受光面に対して
斜めに入射している。
【０１３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光情報記
憶装置は、充分な書込み光量を得ることができるととも
に小型軽量な装置として実現できる。また、本発明の光
学素子が用いられることによってそのような光情報記憶
装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学ヘッドの第１比較例を示す図である。
【図２】光学ヘッドの第２比較例を示す図である。
【図３】本発明の原理の説明図である。
【図４】偏光ビームスプリッタの外形も考慮した設計例
を示す図である。
【図５】平面型の偏光ビームスプリッタにおける入射角
度分布（Ａ）、および円筒面型の偏光ビームスプリッタ
における入射角度分布（Ｂ）を示すグラフである。
【図６】本発明の光学素子の第１実施形態を備えた、本
発明の光情報記憶装置の第１実施形態を示す図である。
【図７】光学素子の第１実施形態を含む光学ヘッドの斜
視図である。
【図８】光学素子の第１実施形態を含む光学ヘッドの断
面図である。
【図９】ウォラストンプリズム部によって分離された常
光線と異常光線の様子を示すグラフである。
【図１０】複合光学素子を作成する手順の説明図であ
る。
【図１１】本発明の光学素子の第２実施形態を示す図で
ある。
【図１２】本発明の光学素子の第３実施形態を示す図で
ある。
【図１３】本発明の光学素子の第４実施形態を示す図で
ある。
【図１４】本発明の光学素子の第５実施形態を示す図で
ある。
【図１５】フォトダイオード上に集光された光のスポッ
トを示す図である。
【図１６】本発明の光学素子の第６実施形態を示す図で
ある。
【図１７】本発明の光学素子の第７実施形態を示す図で
ある。
【図１８】本発明の光学素子の第８実施形態を示す図で
ある。
【図１９】本発明の光学素子の第９実施形態を示す図で
ある。
【図２０】シリンドリカルレンズの主軸と主光線とをず
らした効果の説明図である。
【図２１】シリンドリカルレンズの集光特性と同様な集
光特性を有する回折格子素子（ＨＯＥ）の設計例を示す
図である。
【符号の説明】
１００ モータ １１０ 回転制御回路 ２００ 光学ヘッド ２０１ レーザダイオード（光源） ２０３ コリメータ ２０４ 対物レンズ ２０５ フォトダイオード ２０６ フォトディテクタ ２０７ フォトディテクタ ２５０，…，２９０，９００，…，９３０ 複合光学
素子（光学素子） ２５１，２９１ 分離面 ２５２，２７２ ＨＯＥ部（集光部） ２５４ 反射円筒面 ２５５，２９２ ウォラストンプリズム部（複屈折
部） ２６２ レンズ（集光部） ２７１，２８１ 複屈折プリズム部（複屈折部） ３３０ ＭＯ信号検出回路 ４００ 磁気ヘッド ５００ 光磁気ディスク（光情報記憶媒体） ９０１，９３１ シリンドリカルレンズ ９１１ ＨＯＥ部 ９２１ 反射収束部 ９４１ 回折格子素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田島 渉 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA13 RA07 RA41 RA46 5D075 AA03 CD16 CD17 CD19 5D119 AA01 BA01 BB05 EC27 JA02 JA12 JA18 JA43 KA04 KA14 9A001 BB03 KK16 KZ54

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発散光を出射する光源と、 前記光源からの出射光を、記憶された情報に応じた信号
    光を少なくとも一部に含む戻り光を生じる光情報記憶媒
    体に集光するとともに、該光情報記憶媒体からの戻り光
    を収束光に変換して前記光源側に向かわせる対物光学系
    と、 前記光源と前記対物光学系との間に位置し、前記光源か
    らの出射光を経由させて前記対物光学系に導くととも
    に、前記光情報記憶媒体で反射され前記対物光学系を経
    由して戻ってきた戻り光から信号光を分離する光学素子
    とを備え、 前記光学素子が、円筒面の一部からなる分離面を有す
    る、前記光源からの出射光を該分離面の凹面側から経由
    させて前記対物光学系に導くとともに、該分離面の凸面
    側から入射した戻り光から前記信号光を該分離面で分離
    するものであることを特徴とする光情報記憶装置。
  2. 【請求項２】 前記光情報記憶媒体が、所定の偏光方向
    に偏光した信号光を少なくとも一部に含む戻り光を生じ
    るものであって、 前記光学素子が、前記分離面として、前記所定の偏光方
    向に偏光した光に対する反射率が相対的に高く、該所定
    の偏光方向に直交する偏光方向に偏光した光に対する反
    射率が相対的に低い面を有するものであることを特徴と
    する請求項１記載の光情報記憶装置。
  3. 【請求項３】 前記光学素子が、前記分離面として、入
    射角度４５°で入射した戻り光からの前記信号光の分離
    が可能な面を有するものであることを特徴とする請求項
    １記載の光情報記憶装置。
  4. 【請求項４】 前記対物光学系が、前記光源からの出射
    光を平行光に変換するコリメートレンズと、その平行光
    を前記光情報記憶媒体に集光する対物レンズとを含むも
    のであることを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装
    置。
  5. 【請求項５】 前記信号光を検出する信号検出用ディテ
    クタと、 前記光情報記憶媒体に対する照射光の位置を検出するサ
    ーボ検出用ディテクタとを備え、 前記分離面によって戻り光から分離された信号光が前記
    信号検出用ディテクタに導かれ、該分離面を透過した戻
    り光が前記サーボ検出用ディテクタに導かれることを特
    徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
  6. 【請求項６】 前記光学素子が、前記分離面によって分
    離された信号光をさらに常光線と異常光線とに分離する
    複屈折部を有するものであることを特徴とする請求項１
    記載の光情報記憶装置。
  7. 【請求項７】 ２つの光検出器からなる、前記信号光を
    検出する信号検出用ディテクタを備え、 前記光学素子が、円筒面の一部からなる反射面を有する
    とともに、前記分離面によって分離された信号光を該反
    射面の凹面側で反射することによって該信号光を収束さ
    せるものであり、さらに、反射面によって収束された信
    号光を前記複屈折部によって前記２つの光検出器の差動
    出力のために常光線と異常光線とに分離するものである
    ことを特徴とする請求項６記載の光情報記憶装置。
  8. 【請求項８】 前記光学素子が、前記複屈折部によって
    分離された常光線と異常光線とのそれぞれを相互に異な
    る位置に集光する集光部を有するものであることを特徴
    とする請求項６記載の光情報記憶装置。
  9. 【請求項９】 前記光源の出射光量制御用の光を検出す
    る出射光量制御用ディテクタを備え、 前記光学素子が、前記光源からの出射光を前記分離面の
    凹面側から透過させて前記対物光学系に導くものである
    とともに、該光源からの出射光のうち該分離面の凹面側
    に反射された光を、該分離面の母線方向に収束させて前
    記出射光量制御用ディテクタに入射させる収束部を有す
    るものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記
    憶装置。
  10. 【請求項１０】 前記出射光量制御用ディテクタが、分
    離面の母線に直交する方向に長尺な受光面を有するもの
    であることを特徴とする請求項９記載の光情報記憶装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記光学素子の収束部が、前記分離面
    の凹面側に反射された光の主光線に対して主軸がずれる
    ように設けられたものであることを特徴とする請求項９
    記載の光情報記憶装置。
  12. 【請求項１２】 発散光を出射する光源からの出射光
    を、記憶された情報に応じた信号光を少なくとも一部に
    含む戻り光を生じる光情報記憶媒体に集光するととも
    に、該光情報記憶媒体からの戻り光を収束光に変換して
    前記光源側に向かわせる対物光学系と、前記光源との間
    に位置し、前記光源からの出射光を経由させて前記対物
    光学系に導くとともに、前記光情報記憶媒体で反射さ
    れ、前記対物光学系を経由して戻ってきた戻り光から信
    号光を分離する光学素子において、円筒面の一部からな
    る分離面を有する、前記光源からの出射光を該分離面の
    凹面側から経由させて前記対物光学系に導くとともに、
    該分離面の凸面側から入射した戻り光から前記信号光を
    該分離面で分離するものであることを特徴とする光学素
    子。
  13. 【請求項１３】 円筒面の一部からなる反射面と、 前記分離面によって分離された信号光をさらに常光線と
    異常光線とに分離する複屈折部とを有するものであっ
    て、 前記分離面によって分離された信号光を前記反射面の凹
    面側で反射することによって該信号光を収束させるとと
    もに、該反射面によって収束された信号光を前記複屈折
    部によって２つの光検出器の差動出力のために常光線と
    異常光線とに分離するものであることを特徴とする請求
    項１２記載の光学素子。
  14. 【請求項１４】 前記光源からの出射光を前記分離面の
    凹面側から透過させて前記対物光学系に導くものであっ
    て、 前記光源からの出射光のうち前記分離面の凹面側に反射
    された光を、該分離面の母線方向に収束させて前記光源
    の出射光量制御用のディテクタに入射させる収束部を有
    するものであることを特徴とする請求項１２記載の光学
    素子。
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