JP2004062934A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザから出射される直線偏光の方向にバラツキがあっても、光磁気記録媒体に存在する複屈折性媒質に起因するノイズ成分を確実に相殺でき、情報信号の検出感度を高めることができる光学ヘッドを提供する。
【解決手段】半導体レーザ１からの光を往復光路分離素子３および対物レンズ４を経て光磁気記録媒体５に照射し、光磁気記録媒体５で反射される戻り光を対物レンズ４を経て往復光路分離素子３で往路と分離した後、１／４波長板７を経て偏光分離素子９で直交する偏光成分に分離して独立した光検出器１０，１１で受光し、それらの差動出力に基づいて光磁気記録媒体５に記録された情報を再生する光学ヘッドにおいて、半導体レーザ１から光磁気記録媒体５に至る往路光学系、および光磁気記録媒体５から１／４波長板７に至る復路光学系における光学的位相差が、それぞれ＋９０度または−９０度となるように構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体に記録された情報を再生するのに用いる光学ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光学ヘッドとして、例えば特許第２７８６４８４号公報には図５に示すようなものが開示されている。この光学ヘッドでは、半導体レーザ５１からの直線偏光をコリメータレンズ５２で平行光にしてビームスプリッタ５３に入射させ、その分離面５３ａを透過する光束を対物レンズ５４により光磁気記録媒体５５にスポット状に照射している。
【０００３】
また、光磁気ディスク５５で反射される戻り光は、対物レンズ５４を経てビームスプリッタ５３に入射させ、その分離面５３ａで反射される戻り光を１／４波長板５６を経て偏光ビームスプリッタ５７に入射させて、その偏光分離面５７ａで反射されるＳ偏光成分を信号用光検出器５８で受光し、偏光分離面５７ａを透過するＰ偏光成分を信号用光検出器５９で受光して、これら信号用光検出器５８，５９の出力差に基づいて光磁気記録媒体５５に記録された情報の再生信号を得るようにしている。
【０００４】
なお、ビームスプリッタ５３の分離面５３ａには、該分離面５３ａでの反射光に対してほぼ９０度の位相差を与える多層膜がコーティングされている。また、１／４波長板５６は、その光学軸を光磁気記録媒体５５への入射光の偏光面すなわち半導体レーザ５１からの直線偏光の方向に対して４５度の方位に設定するようにしている。
【０００５】
かかる光学ヘッドにおいて、半導体レーザ５１から光磁気記録媒体５５に図６（ａ）に示すような直線偏光を入射させると、その反射光の偏光面は、記録されている情報に応じて図６（ｂ）に示すように±θｋのカー回転を受け、その後、ビームスプリッタ５３の分離面５３ａで反射する際に９０度の光学的位相差を受けて、図６（ｃ）に示すようにカー回転の方向に応じて大きさが同じ右回りと左回りの楕円偏光となり、さらに１／４波長板５６を透過することにより、図６（ｄ）に示すように長軸の方向が直交する楕円偏光となって、偏光ビームスプリッタ５７により偏光分離される。
【０００６】
したがって、かかる光ヘッドによれば、１／４波長板５６の光学軸の方位が、半導体レーザ５１からの直線偏光の方向に対して４５度から若干ずれても、そのずれによる再生信号の強度低下、および信号用光検出器５８，５９に入射する平均の光強度の差動アンバランス量を小さく抑えることができ、再生信号のＣ／Ｎに与える影響を軽減できるので、光学系の組み立てが容易にでき、調整コストを低減することができる。
【０００７】
また、光磁気記録媒体５５の基板に、情報のトラック方向に対して方位角４５度、光学的位相差δの複屈折性媒質が存在していても、それに影響されることなく情報を再生することができる。
【０００８】
すなわち、図７（ａ）に示す直線偏光を光磁気記録媒体５５に入射させた場合、光磁気記録媒体５５に上記の複屈折性媒質があると、その反射光は複屈折に応じて図７（ｂ）に示すような楕円偏光となるが、その後、ビームスプリッタ５３の分離面５３ａで反射される際に９０度の位相差を受けることによって図７（ｃ）に示すような直線偏光となり、さらに１／４波長板５６を透過することにより、図７（ｄ）に示すように長軸方向が半導体レーザ５１からの直線偏光方向に対して４５度傾いた楕円偏光となる。
【０００９】
したがって、図７（ｄ）に示す楕円偏光の戻り光を偏光ビームスプリッタ５７の偏光分離面５７ａで偏光分離すると、そのＰ偏光成分ａとＳ偏光成分ｂとが等しくなるので、信号用光検出器５８，５９の差動出力には複屈折性媒質によるノイズ成分が相殺されて現れず、情報信号のみを高精度で検出することが可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者による種々の実験検討によると、上述した従来の光学ヘッドによれば、理論的には光磁気記録媒体５５の複屈折による影響を除去できるが、実際には半導体レーザ５１から出射される直線偏光の方向にバラツキがあるため、光磁気記録媒体５５の複屈折性媒質によるノイズ成分を完全には相殺できず、情報信号の検出感度が低下する場合があることが判明した。
【００１１】
すなわち、半導体レーザ５１から出射される直線偏光のバラツキによって、光磁気記録媒体５５に入射する直線偏光が、図８（ａ）に示すように所定の方向（トラック方向）に対してθ傾くと、その反射光は光磁気記録媒体５５の複屈折に応じた楕円偏光となるが、その楕円の長軸方向も図８（ｂ）に示すようにトラック方向に対してα傾いたものとなる。
【００１２】
このように、光磁気記録媒体５５からの戻り光の楕円偏光が所定の方向に対して傾くと、ビームスプリッタ５３の分離面５３ａで９０度の位相差を与えても、１／４波長板５６に入射する戻り光は、図７（ｃ）に示したような直線偏光にはならず、図８（ｃ）に示すような楕円偏光となるため、この戻り光が１／４波長板５６を透過しても、図７（ｄ）に示したような長軸方向が所定の方向に対して４５度傾いた楕円偏光とはならず、図８（ｄ）に示すような長軸方向がトラック方向に対してβ（β≠４５度）傾いた楕円偏光となる。
【００１３】
このため、図８（ｄ）に示す楕円偏光の戻り光を偏光ビームスプリッタ５７の偏光分離面５７ａで偏光分離しても、そのＰ偏光成分ａとＳ偏光成分ｂとは等しくならず、信号用光検出器５８，５９の差動出力に光磁気記録媒体５５の複屈折性媒質によるノイズ成分が残って、情報信号の検出感度が低下することになる。
【００１４】
なお、半導体レーザ５１から出射される直線偏光のバラツキは、半導体レーザチップのマウントのバラツキおよび半導体レーザチップ自体の特性のバラツキによるもので、このようなバラツキを無くすことは非常に困難であり、通常、±５度程度のバラツキがある。
【００１５】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、半導体レーザから出射される直線偏光の方向にバラツキがあっても、光磁気記録媒体に存在する複屈折性媒質に起因するノイズ成分を確実に相殺でき、情報信号の検出感度を高めることができる光学ヘッドを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、半導体レーザからの光を往復光路分離素子および対物レンズを経て光磁気記録媒体に照射し、該光磁気記録媒体で反射される戻り光を上記対物レンズを経て上記往復光路分離素子で往路と分離した後、１／４波長板を経て偏光分離素子で直交する偏光成分に分離し、これら偏光分離された戻り光をそれぞれ独立した光検出器で受光して、それらの差動出力に基づいて上記光磁気記録媒体に記録された情報を再生する光学ヘッドにおいて、
上記半導体レーザから上記光磁気記録媒体に至る往路光学系、および上記光磁気記録媒体から上記１／４波長板に至る復路光学系における光学的位相差が、それぞれ＋９０度または−９０度となるように構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光学ヘッドの実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００１８】
図１および図２は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１は光学ヘッドの要部の構成を示す図で、図２（ａ）〜（ｅ）はその動作を説明するための図である。本実施の形態では、半導体レーザ１からの直線偏光をコリメータレンズ２で平行光束とした後、ビーム整形機能を有するビームスプリッタ３の第１の面３ａを屈折透過させて断面楕円形状のビーム形状を断面円形状にビーム整形する。第１の面３ａでビーム整形された光は、第２の面３ｂで反射させてビームスプリッタ３から出射させ、このビームスプリッタ３から出射する光を対物レンズ４により光磁気記録媒体５にスポット状に照射する。なお、ビームスプリッタ３の第１の面３ａでは、入射光の一部を反射させ、その反射光をモニタ用光検出器６で受光して半導体レーザ１の出射パワーを制御する。
【００１９】
一方、光磁気記録媒体５で反射される戻り光は、対物レンズ４を経てビームスプリッタ３に入射させ、その第２の面３ｂ、第１の面３ａおよび第３の面３ｃで順次反射させた後、第２の面３ｂを透過させてビームスプリッタ３から出射させる。このビームスプリッタ３から出射される光磁気記録媒体５からの戻り光は、１／４波長板７および集光レンズ８を経て偏光ビームスプリッタ９に入射させ、その偏光分離面９ａを透過するＰ偏光成分を信号用光検出器１０で、偏光分離面９ａで反射されるＳ偏光成分を信号用光検出器１１でそれぞれ受光して、これら信号用光検出器１０，１１の出力差に基づいて光磁気記録媒体５に記録された情報を再生するようにする。
【００２０】
上記構成において、本実施の形態では、ビームスプリッタ３の第１の面３ａおよび第２の面３ｂを、それぞれ透過光の光学的位相差が０度、反射光の光学的位相差が第１の面３ａを−９０度、第２の面３ｂを＋９０度となるように構成し、第３の面３ｃを反射光の光学的位相差が−９０度となるように構成する。また、１／４波長板７は、その光学軸を所定の方向、すなわち光磁気記録媒体５のトラック方向に対して４５度の方位に設定する。
【００２１】
このように構成すると、半導体レーザ１からの直線偏光は、往路においてビームスプリッタ３の第２の面３ｂで＋９０度の光学的位相差が与えられるので、例えば半導体レーザ１から出射される直線偏光の方向が、バラツキにより図２（ａ）に示すように所定の方向に対してθ傾いても、光磁気記録媒体５への入射光の偏光状態は、図２（ｂ）に示すようトラック方向を長軸とする楕円偏光となる。
【００２２】
このように、光磁気記録媒体５への入射光を楕円偏光で入射させれば、光磁気記録媒体５にトラック方向に対して方位角４５度、光学的位相差δの複屈折性媒質がある場合には、その反射光の偏光状態は複屈折に応じて図２（ｃ）に示すような入射光の楕円偏光とは異なる楕円率の楕円偏光となり、さらに、この戻り光はビームスプリッタ３の第２の面３ｂ、第１の面３ａおよび第３の面３ｃで反射されて全体で−９０度の光学的位相差が与えられることにより、１／４波長板７に入射する戻り光は図２（ｄ）に示すような直線偏光となる。
【００２３】
したがって、１／４波長板７を透過する戻り光は、図２（ｅ）に示すように長軸方向が所定の方向に対して４５度傾いた楕円偏光となるので、この戻り光を偏光ビームスプリッタ９の偏光分離面９ａで偏光分離すれば、そのＰ偏光成分ａとＳ偏光成分ｂとが等しくなる。これにより、信号用光検出器１０，１１の差動出力には複屈折性媒質によるノイズ成分が相殺されて現れず、情報信号のみを高精度で検出することができる。
【００２４】
図３および図４は本発明の第２実施の形態を示すもので、図３（ａ）は光学ヘッドの要部の構成を示す部分平面図、図３（ｂ）は同じく部分正面図であり、図で、図４（ａ）〜（ｅ）はその動作を説明するための図である。本実施の形態では、半導体レーザ２１からの直線偏光をコリメータレンズ２２で平行光にして偏光ビームスプリッタ２３に入射させ、該偏光ビームスプリッタ２３の偏光分離面２３ａを透過した光を反射ミラー２４で反射させて対物レンズ２５を経て光磁気記録媒体２６にスポット状に照射する。なお、偏光ビームスプリッタ２３の偏光分離面２３ａは、例えばＰ偏光透過率７０％、Ｐ偏光反射率３０％、Ｓ偏光反射率９５％となるように形成し、該偏光分離面２３ａで一部反射される半導体レーザ２１からの光は、集光レンズ２７を経てモニタ用光検出器２８で受光して、その出力に基づいて半導体レーザ２１の出射パワーを制御するようにする。
【００２５】
また、光磁気記録媒体２６で反射される戻り光は、対物レンズ２５および反射ミラー２４を経て偏光ビームスプリッタ２３に入射させ、その偏光分離面２３ａで反射される戻り光を１／４波長板２９および検出系レンズ３０を経て偏光ビームスプリッタ３１に入射させ、その偏光分離面３１ａで反射されるＳ偏光成分を信号用光検出器３２で受光し、偏光分離面３１ａを透過するＰ偏光成分を信号用光検出器３３で受光して、これら信号用光検出器３２，３３の出力差に基づいて光磁気記録媒体２６に記録された情報を再生するようにする。なお、１／４波長板２９は、その光学軸をＰ偏光の偏光面に対して４５度の方位に設定し、偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａは、Ｓ偏光反射率およびＰ偏光透過率がそれぞれほぼ１００％となるように形成する。
【００２６】
かかる構成の光学ヘッドにおいて、本実施の形態では、さらに偏光ビームスプリッタ２３の偏光分離面２３ａを、透過光および反射光に対してそれぞれ＋４５度の光学的位相差を与えるように構成すると共に、反射ミラー２４を反射光に対して−４５度の光学的位相差を与えるように構成して、半導体レーザ２１から光磁気記録媒体２６に至る入射経路における光学的位相差が全体で＋９０度となるように構成すると共に、光磁気記録媒体２６から１／４波長板２９に至る戻り経路における光学的位相差が全体で＋９０度となるように構成する。
【００２７】
このように構成すれば、半導体レーザ２１から出射される直線偏光の方向が、バラツキにより図４（ａ）に示すようにトラック方向（所定の方向）に対してθ傾いても、光磁気記録媒体２６に至る入射経路において、偏光ビームスプリッタ２３の偏光分離面２３ａおよび反射ミラー２４により全体で＋９０度の光学的位相差が与えられるので、光磁気記録媒体２６への入射光の偏光状態は、第１実施の形態と同様に、図４（ｂ）に示すような所定の方向を長軸とする楕円偏光となる。
【００２８】
したがって、光磁気記録媒体２６にトラック方向に対して方位角４５度、光学的位相差δの複屈折性媒質があると、その反射光の偏光状態は複屈折に応じて図４（ｃ）に示すような入射光の楕円偏光とは異なる楕円率の楕円偏光となり、さらに、この戻り光は反射ミラー２４および偏光ビームスプリッタ２３の偏光分離面２３ａで順次反射されて全体で＋９０度の位相差が与えられるので、１／４波長板２９に入射する戻り光は図４（ｄ）に示すような直線偏光となる。
【００２９】
したがって、１／４波長板２９を透過する戻り光は、図４（ｅ）に示すような長軸方向が所定の方向に対して４５度傾いた楕円偏光となるので、この戻り光を偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａで偏光分離すれば、そのＰ偏光成分ａとＳ偏光成分ｂとが等しくなり、信号用光検出器１０，１１の差動出力には複屈折性媒質によるノイズ成分が相殺されるので、情報信号のみを高精度で検出することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記第１実施の形態では、往路においてビームスプリッタ３の第１の面３ａでの透過光の位相差を０度、第２の面３ｂでの反射光の位相差を９０度としたが、第１の面３ａでの透過光の位相差を４５度、第２の面３ｂでの反射光の位相差を４５度とする等、第１の面３ａおよび第２の面３ｂの全体で＋９０度または−９０度の位相差が得られるようにすることもできる。また、復路における光学的位相差は、全体で２７０度に限らず、全体で＋９０度となるように、ビームスプリッタ３の各面を構成しても同様の効果を得ることもできる。
【００３１】
さらに、本発明は図１、図３に示した構成の光学ヘッドに限らず、種々の構成の光学ヘッドに適用することができる。例えば、図５に示した構成の光学ヘッドの場合には、ビームスプリッタ５３の分離面５３ａを、透過光に対して＋９０度または−９０度の光学的位相差を与えるように構成することにより、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、半導体レーザから光磁気記録媒体に至る往路光学系、および光磁気記録媒体から１／４波長板に至る復路光学系における光学的位相差が、それぞれ＋９０度または−９０度となるように構成したので、光磁気記録媒体にトラック方向に対して方位角４５度、光学的位相差δの複屈折性媒質がある場合において、半導体レーザから出射される直線偏光の方向にバラツキがあっても、光磁気記録媒体に存在する複屈折性媒質に起因するノイズ成分を確実に相殺でき、情報信号の検出感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学ヘッドの第１実施の形態の要部の構成を示す図である。
【図２】第１実施の形態の動作を説明するための図である。
【図３】本発明による光学ヘッドの第２実施の形態の要部の構成を示す図である。
【図４】第２実施の形態の動作を説明するための図である。
【図５】従来の光学ヘッドの構成を示す図である。
【図６】図５に示す光学ヘッドの動作を説明するための図である。
【図７】図５に示す光学ヘッドにおいて光磁気記録媒体に複屈折性媒質がある場合の動作を説明するための図である。
【図８】図５に示す光学ヘッドにおいて光磁気記録媒体への入射直線偏光にバラツキがある場合の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１　半導体レーザ
２　コリメータレンズ
３　ビームスプリッタ
４　対物レンズ
５　光磁気記録媒体
６　モニタ用光検出器
７　１／４波長板
８　集光レンズ
９　偏光ビームスプリッタ
１０，１１　信号用光検出器
２１　半導体レーザ
２２　コリメータレンズ
２３　偏光ビームスプリッタ
２４　反射ミラー
２５　対物レンズ
２６　光磁気記録媒体
２７　集光レンズ
２８　モニタ用光検出器
２９　１／４波長板
３０　検出系レンズ
３１　偏光ビームスプリッタ
３２，３３　信号用光検出器

Claims (1)

1. 半導体レーザからの光を往復光路分離素子および対物レンズを経て光磁気記録媒体に照射し、該光磁気記録媒体で反射される戻り光を上記対物レンズを経て上記往復光路分離素子で往路と分離した後、１／４波長板を経て偏光分離素子で直交する偏光成分に分離し、これら偏光分離された戻り光をそれぞれ独立した光検出器で受光して、それらの差動出力に基づいて上記光磁気記録媒体に記録された情報を再生する光学ヘッドにおいて、
   上記半導体レーザから上記光磁気記録媒体に至る往路光学系、および上記光磁気記録媒体から上記１／４波長板に至る復路光学系における光学的位相差が、それぞれ＋９０度または−９０度となるように構成したことを特徴とする光学ヘッド。

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