JP2570563B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- JP2570563B2 JP2570563B2 JP5026376A JP2637693A JP2570563B2 JP 2570563 B2 JP2570563 B2 JP 2570563B2 JP 5026376 A JP5026376 A JP 5026376A JP 2637693 A JP2637693 A JP 2637693A JP 2570563 B2 JP2570563 B2 JP 2570563B2
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Description
記録再生に用いる光ヘッド装置に関し、特に光ディスク
として光磁気ディスクを用いる光磁気ディスク装置の光
ヘッド装置および光ヘッド装置に用いられる偏光性ホロ
グラム素子に関するものである。
ヘッド装置を図2に示す。光源である半導体レーザ1の
放射光2はコリメーティングレンズ3でコリメート光4
に変換され、ビームスプリッタ5を透過し、全反射プリ
ズム6で全反射されて光路を90゜折曲げられ、収束レ
ンズ7で光ディスク面8に収束される。光ディスクから
の反射光は逆の経路で戻り、ビームスプリッタ5で反射
される。反射された光は1/2波長板22で偏光方向を
45゜回転された後、レンズ9で収束光に変換され、偏
光ビームスプリッタ10で互いに直交する偏光の透過光
11と反射光12に分割される。透過光11は2分割光
検出器13に入射し、光検出素子14と15の差信号で
プッシュプル法によるトラッキング誤差信号を得る。一
方、反射光12は、円筒レンズ16により非点収差波面
になり、4分割光検出器17により非点収差法によるフ
ォーカス誤差信号を得る。すなわち、光検出素子18、
19、20、21の出力電圧を各々V(18)、V(1
9)、V(20)、V(21)とすると、フォーカス誤
差信号は、V(18)+V(20)−V(19)−V
(21)で得られる。読み取り信号は、偏光ビームスプ
リッタ10で分割した直交する偏光強度の差信号として
得られるので、光検出素子14、15の出力電圧を各々
V(14)、V(15)とすると、読み取り信号はV
(14)+V(15)−V(18)−V(19)−V
(20)−V(21)となる。
ドとして、特開平3−29137号公報がある。この発
明では、ニオブ酸リチウム結晶にイオン交換で形成した
偏光性ホログラムを用いることで、上述した従来型光ヘ
ッドの1/2波長板22以降の光学系を偏光性ホログラ
ムとレンズと光検出器の3素子に集約することが出来て
いる。さらに、偏光性ホログラムの新しい使い方とし
て、特願平4−175092号がある。特願平4−17
5092号の発明では、ニオブ酸リチウム結晶にイオン
交換で形成した偏光性ホログラムが、斜入射光配置でも
偏光素子としての機能を有することを開示している。
明では、ホログラムと偏光ビームスプリッタを積層した
素子を用いる光ヘッドが開示されている。
ド装置は、実用化されているものでも大きさが40×4
0×30mm程度以上あり、従って重量も重くトラック
アクセスの高速化、光ディスク装置全体の小型化の障害
になっていた。
従来の光ヘッド装置よりも少ない素子で構成できるが、
ビームスプリッタのプリズムが必要であった。さらに従
来のホログラムと偏光ビームスプリッタを積層した素子
を用いる光ヘッドでは、この素子を用いることで誤差信
号および光強度が変調された読み取り信号は検出できる
が、光磁気信号を読み出すためには、偏光面の変化を光
強度変化に変換するために、上述した従来型光ヘッドの
偏光ビームスプリッタ10に相当する偏光素子をさらに
付加する必要がある。このため光磁気ディスク用には小
型・軽量化できないという問題点があった。本発明の目
的は、このような問題点を除去した、光磁気ディスク用
の小型・軽量の光ヘッド装置を提供することにある。本
発明の他の目的は、小型・軽量な光ヘッド装置を構成す
るための偏光性ホログラム素子を提供することにある。
解決するため光磁気ヘッド装置を説明する。
源からの光ビームを光磁気記録媒体上に収束する収束手
段と、前記光源と前記収束手段の間に斜入射配置で設け
られ前記光磁気記録媒体からの反射光の主たる偏光方向
から略45度偏光面を回転した入射偏光を空間的に分割
して回折する複数に分割された領域を有する複屈折回折
格子及び前記光源からの光ビームの一部を前記収束手段
に入射させるように反射する偏光ビームスプリッタ膜か
ら成る偏光性ホログラム素子と、前記偏光性ホログラム
素子の回折光を各々受光する複数の受光部を有する光検
出手段とから構成されていることを特徴とする。
収束レンズから構成され、前記コリメーティングレンズ
が前記光源と前記偏光性ホログラム素子の間に配置され
ていることを特徴とする。
配置の偏光性ホログラムに、偏光ビームスプリッタ膜を
形成することで、従来の光ヘッドに必要であったビーム
スプリッタ5の機能をも複合した素子としたのである。
この結果、本願発明の偏光性ホログラム素子を用いた本
願発明の光ヘッドは、ビームスプリッタを用いることな
く基本的には光源、本願発明の偏光性ホログラム素子、
収束レンズ、多分割光検出器の4素子で構成できる。
本構成を示す断面図である。半導体レーザ1の放射光は
偏光性ホログラム素子25の表面の偏光性ビームスプリ
ッタ膜23で反射され、コリメーティングレンズ3でコ
リメート光に変換され、収束レンズ7で光ディスク面8
に収束される。光ディスクからの反射光は逆の経路で収
束レンズ7、コリメーティングレンズ3を通り、偏光性
ホログラム素子の表面の偏光スプリッタ膜23を透過
し、偏光性ホログラムで回折され、多分割光検出器26
で受光される。
と、光ディスクで反射されることでカー効果でs偏光を
生じる。s偏光が信号光に相当するので偏光性ビームス
プリッタ膜ではs偏光をできるだけ透過して多分割光検
出器に導くことが読み取りS/N比を向上させる上で肝
要である。このため、半導体レーザの放射光がp偏光の
場合は、偏光性ビームスプリッタ膜は、p偏光反射率が
50%、p偏光透過率が50%、s偏光透過率がほぼ1
00%に設計される。半導体レーザ放射光がs偏光の場
合は、この逆になる。偏光性ホログラムは入射偏光によ
って、回折効果が異なるので、多分割光検出器26で+
1次回折光、−1次回折光及び0次回折光を検出し、+
1次回折光と−1次回折光の受光強度の和と0次回折光
の受光強度との差から読み取り信号が得られる。また、
焦点誤差信号、トラック誤差信号は、多分割にした偏光
性ホログラムからの回折光を多分割光検出器で受光する
ことで得られる。
が半導体レーザ1とコリメーティングレンズ3の間に配
置されている場合を示したが、コリメーティングレンズ
3を半導体レーザ1と偏光性ホログラム素子25の間に
配置する構成も可能である。この場合は、偏光性ホログ
ラム素子25と多分割光検出器26の間にはレンズが配
置されることが必要である。また、本実施例では、コリ
メーティングレンズ3と収束レンズ7を用いた構成を示
したが、コリメーティングレンズと収束レンズが一つに
なった、有限系の対物レンズを用いることももちろん可
能である。この場合、偏光性ホログラム素子は、半導体
レーザ1と有限系対物レンズの間に配置される。
細、および偏光性ホログラムについては、特開平3−2
9137号公報で開示してあるが、本願発明の偏光性ホ
ログラム素子を含めて次に説明する。
の断面の一部を示す図である。X板またはY板のニオブ
酸リチウム基板に、例えば安息香酸によるプロトンイオ
ン交換を施すと、異常光に対する屈折率は約0.13増
加し、常光に対する屈折率は0.04程度減少する。こ
こで、イオン交換領域を通過する光線と非交換領域を通
過する常光の間で生じる位相差を位相補償膜を設ける等
の手段で打ち消すことにより、イオン交換による屈折率
変化はあたかも異常光にのみ生じるようにすることが出
来る。
ム基板27に、ホログラムを周期的な交換領域29と非
交換領域で形成し、イオン交換領域29の上に位相補償
膜28を付ける構成とすれば、常光は屈折率差を感じ
ず、異常光は屈折率差をかんじるので、異常光にのみ作
用する偏光性ホログラムを製作できる。この時に、異常
光が交換領域と非交換領域との間で受ける位相差がπと
なるようにすれば、異常光はすべて回折するので、異常
光の透過率0%、常光の透過率100%とすることが出
来る。
ディスク面8からの反射光の主たる偏光方向が、上述の
偏光性ホログラムのニオブ酸リチウム基板のZ軸に対し
ておよそ45度となるように配置することにより、光デ
ィスクがらの反射光の内、異常光成分を回折光に、常光
成分を透過光として分割することが出来、これらの光強
度の差信号から差動検出による光磁気読み取り信号を得
ることが出来る。
には、上述の作用をする偏光性ホログラムのみでなく、
偏光ビームスプリッタ膜23が偏光性ホログラムが形成
されていない基板面に形成されている。ここで入射光3
0は半導体レーザからの入射光で、一部が反射光31と
して光ディスクへ向かう。透過光32は損失となる。上
述したように読み取りS/Nを向上させるために、半導
体レーザからの光がp偏光の場合は、偏光性ビームスプ
リッタ膜は、p偏光反射率が50%、p偏光透過率が5
0%、s偏光透過率がほぼ100%に設計される。半導
体レーザからの光がs偏光の場合は、この逆になる。光
ディスクで反射された光は、住路と同じ経路で偏光性ビ
ームスプリッタ膜23に入射し、一部は復路透過光55
として偏光性ホログラムに入射し、信号検出に供され
る。入射光30の方向に生じる反射光は損失となる。
グラムの面上に形成しても同様である。
明する。図4は、本願発明の光ヘッド装置の偏光性ホロ
グラム素子25と多分割光検出器26の対応関係を示す
図である。本実施例では、+1次回折光を用いて焦点誤
差検出、トラック誤差検出を行なうために、偏光性ホロ
グラム素子25を4つの領域に分割し、多分割光検出器
26として受光面が8つに分割された検出器を用いてい
る。第1ホログラム部33には、光スポットが光ディス
クの上に正しく形成されているときに、第1ホログラム
部33への入射光を回折して第1光検出素子42と第2
光検出素子43の分割線上のA点38に収束させるよう
なホログラムが形成されている。
グラム部35、第4ホログラム部36にはそれぞれ各々
の領域への入射光を回折して、第3光検出素子44と第
4光検出素子45の分割線上のB点39、C点40、D
点41にそれぞれ収束させるような格子が形成されてい
る。焦点誤差信号はダブルナイフェッジ法の原理によ
り、第1光検出素子42、第2光検出素子43、第3光
検出素子44及び第4光検出素子の出力の対角和信号の
差として得られる。トラック誤差信号はプッシュプル法
の原理により、第5光検出素子46と第6光検出素子4
7の出力の差として得られる。読み取り情報信号は、第
7光検出素子48と第8光検出素子49の出力の差とし
て得られる。
・軽量・低価格の光ヘッド装置、及び小型・軽量・低価
格なヘッド装置を構成するための偏光性ホログラム素子
が得られる。
示す断面図である。
ド装置を示す斜視図である。
断面図である。
子25と多分割光検出器26の対応関係を示す図であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 光源と、前記光源からの光ビームを光磁
気記録媒体上に収束する収束手段と、前記光源と前記収
束手段の間に斜入射配置で設けられ前記光磁気記録媒体
からの反射光の主たる偏光方向から略45度偏光面を回
転した入射偏光を空間的に分割して回折する複数に分割
された領域を有する複屈折回折格子及び前記光源からの
光ビームの一部を前記収束手段に入射させるように反射
する偏光ビームスプリッタ膜から成る偏光性ホログラム
素子と、前記偏光性ホログラム素子の回折光を各々受光
する複数の受光部を有する光検出手段とから構成されて
いることを特徴とする光ヘッド装置 。 - 【請求項2】 前記収束手段がコリメーティングレンズ
と収束レンズから構成され、前記コリーメーティングレ
ンズが前記光源と前記偏光性ホログラム素子の間に配置
されていることを特徴とする請求項1に記載の光ヘッド
装置。
Priority Applications (8)
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1993
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