JP2840413B2 - 光磁気記録再生装置用光ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気記録再生装置に係り、特に単一のレ
ーザ光源により、オーバーライトと記録直後のベリフア
イを同時に行なうことのできる光磁気記録再生装置用光
ヘツドに関する。

〔従来の技術〕

オーバーライト可能な光磁気デイスクとしては、特開
昭51−107121号公報の様に、光磁気記録媒体への印加磁
界を記録する情報に応じて変調させる方式が提案されて
いる。また、光磁気デイスクのデータ処理速度を向上さ
せるために上記に加え、トラツク上に記録用とベリフア
イ用の複数のビームを配し、デイスク１回転で、消去−
記録−再生が可能な光デイスク装置が特開昭64−82348
号公報などに提案されている。

従来例を第12図、第13図により説明する。第12図にお
いて、１は回転する記録担体である光磁気デイスクで、
デイスク状の透明基板103上に、磁気光学効果をもつ光
磁気記録媒体101と保護膜102を有している。例えば、半
導体レーザ２からなる光源から射出した光は、コリメー
トレンズ３によって平行光束に、さらにビーム整形光学
系４によって円形の強度分布をもった光束に変換され
る。次に回折格子５によって複数の光束（０次、±１次
の３光束）に分離され、ビームスプリツタ６を介して絞
り込みレンズ７に入射する。レンズ７により絞り込まれ
る光ビームはデイスク基板103側からデイスク１に入射
し記録膜101に直径約１μｍの微小スポツトを形成す
る。絞り込みレンズ７はデイスク１の上下振れに追従し
て常に記録膜上に焦点がくるように、またデイスク上の
情報記録用トラツクの偏心に追従して常に所望のトラツ
ク上にスポツトがくるようにアクチユエータ８に取り付
けられている。デイスク１からの反射光は絞り込みレン
ズ７を通ってビームスプリツタ６によって反射され、光
磁気信号および焦点ずれ、トラツクずれ等の光点制御信
号を検出する信号検出光学系９に導かれる。

第13図に記録膜上の光スポツトおよび、記録／再生時
における各光スポツトの強度を示す。ここでは、回析格
子によって３つの光スポツトが形成される場合について
説明する。中央のスポツトSP₂は０次、SP₄とSP₃は±１
次の回折光である。デイスク回転方向を図示のようにと
ると、デイスク上のある一点に対しては、光スポツトSP
₃、SP₂、SP₁の類に通過することになる。従って、SP₂を
記録／消去用スポツト、SP₁をチエツク用の再生スポツ
トと割当てることができる。各スポツトの光強度比は、
記録時に再生スポツトが再生パワーでかつ記録／消去用
スポツトが記録パワーとなるように設定する。これは回
析格子５の構造を変えることにより任意に決定できる。
例べば、再生パワー1mW、記録パワー7mWの場合は光強度
比を1:7とすればよい。

同図中に再生時、記録時各々におけるレーザ光源の発
光パワーも示してある。再生時はレーザを低パワーP_rで
発光させる。この時、SP₂は再生パワーとなり、（ａ）
光磁気信号の再生、（ｂ）番地情報等をあらかじめ凹凸
ビツトの形で形成してあるデイスクの場合はその信号再
生、（ｃ）焦点ずれ信号検出、（ｄ）トラツクずれ信号
検出を行なう。SP₁はパワーが低いため使用しない。

次に記録時は、レーザ２を高パワーP_wで発光させる。
この時、SP₂は記録／消去用すなわちオーバーライト用
の光スポツトとして作用する。高パワーのレーザ光が照
射されると記録膜101の温度が上昇し、磁化および保磁
力が低下する。この時磁気ヘツド10によって記録情報に
応じて極性反転された磁界を印加すると、記録膜101が
冷却する過程でその磁化は印加した磁界の方向に固定さ
れる。記録膜101の温度が上昇した時点で前の情報は消
去されてしまうため、古い情報の消去と新しい情報の記
録とを同時に行なうこと、すなわちオーバーライトが可
能となる。記録時SP₂はまた、焦点ずれ信号検出、トラ
ツクずれ信号検出も行なう。一方この時SP₁は、再生パ
ワーとなるため光磁気信号を再生して記録直後のエラー
チエツクを行なう。

次に信号検出光学系９を説明する。本実施例では光磁
気信号検出にはλ/2板901と偏光ビームスプリツタ903を
用いた差動検出光学系を示してある。また焦点ずれ信号
検出は、レンズ902焦点の前後等距離の位置に光検出器9
04、905を配置し、光検出器上における光スポツトの大
きさの変化から焦点ずれ信号を得る方式を用いている。
また、トラツクずれ信号検出は、いわゆるプツシユープ
ル方式を用いている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来例では、記録／消去（オーバ
ーライト）用スポツトSP₂とチエツク用の再生（ベリフ
アイ）スポツトSP₁を作るために、回折格子５を用いる
ため、本来なら不要のスポツトSP₃を生じていた。この
ため、半導体レーザ２からの光量がスポツトSP₃に割り
当てられる分だけ無駄となり、これを補うため、より高
出力の半導体レーザや高N.A.のコリメートレンズ３が必
要であった。

また、回折格子５からの複数のスポツトを同一トラツ
ク上に乗せるための角度調整には時間がかかり、コスト
高を招いていた。

また、回折格子５の製造誤差により、オーバーライト
用スポツトSP₂とベリフアイ用スポツトSP₁の光量比やト
ラツク上での間隔を一定に保つことが困難であった。

さらには、光磁気信号を検出するために、λ/2板90
1、偏光ビームスプリツタ903などの複雑で高価な光学部
品を必要としていた。

そこで、本発明は上記従来例の問題点に鑑み、半導体
レーザからの光量を、無駄なく、オーバーライト用スポ
ツトSP₂とベリフアイ用スポツトSP₁に正確に所定量を振
り分け、かつ、２つのスポツトのトラツク上での位置合
わせが簡単に、さらには、光磁気信号を検出するために
安価でコンパクトな光学系を提供することを目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、 単一の半導体レーザ光源から射出された光束を一軸性
結晶からなる第１の直角プリズムの第１の端面に入射さ
せ、第２の端面で光束の一部分を反射させ第１の端面と
垂直の第３の端面から射出させ、互いに直交する偏光方
向をもつ第１と第２の光束に分離し、一軸性結晶の光学
軸は第２の端面での反射光束の進行する方向と一致して
おり、半導体レーザ光源からの光束の偏光方向は一時性
結晶の光学軸から所定の角度だけ傾いている。

第１の直角プリズムからの第１と第２の射出光束は、
光磁気記録媒体同一のトラック上に対物レンズによりト
ラック進行方向より微小な第１と第２の光スポットとし
て結像される。

光磁気記録媒体からの第１と第２の反射光束は、第１
の直角プリズムの第３の端面により入射し、第２の端面
で光束の一部分を透過し、第１の直角プリズムの第２の
端面と接合された一軸性結晶よりなる第２の直角プリズ
ムの第１の端面により入射し、それと垂直の第２の端面
より射出し、第２の直角プリズムの第２の端面と接合さ
れた一軸性結晶よりなる第３の直角プリズムの第１の端
面より入射し、第３の直角プリズムの第２の端面より垂
直に、互いに直交する偏光方向をもつ、各々２つの射出
光束、即ち、第１の反射光束からは第１と第２の射出光
束、第２の反射光束からは第３と第４の射出光束に分離
する。

第２の直角プリズムの光学軸は、第１の直角プリズム
の第３の端面より射出した第１と第２の光束の偏光方向
に対して45゜の傾きをもち、第３のプリズムの光学軸は
第２の直角プリズムと直交する。

光学系を設けることにより、従来の問題点を解決した
ものである。

〔実施例〕

本発明の光学系を第１図から第５図を用いて説明す
る。

第１図に示す様に本発明の光学系は、一軸性結晶直角
プリズム16−１、同16−２、同16−３の接合体であり、
16−１と16−２の接合面にはハーフミラー16−４が蒸着
されている。一軸性結晶直角プリズム16−１には、半導
体レーザ２（図示せず）からの光束18が入射する。光束
18の偏光方向は、16−１及び16−２の接合面に対するＰ
偏光方向、Ｓ偏光方向を座標系17の様にとると、Ｐ軸よ
りα゜だけ傾いている。一軸性結晶16−１の光学軸（異
常光屈折率n_e）は、例えばＰ軸の方向であり、ｅ軸と呼
ぶことにする。同様に、Ｓ軸方向は常光屈折率n_oを有
し、ｏ軸と呼ぶことにする。16−１に入射した光束18
（振幅Ａ）は第２図に示す様に、２つに振幅成分27−１
及び27−２をもつと考えられる。

ｅ軸方向:Acosα …… ｏ軸方向:Asinα …… ｅ軸方向の振幅成分27−１は異常光屈折率n_eの作用を
受け、ｏ軸方向の振幅成分27−２は常光屈折率n_oの作用
を受け、結晶内を楕円偏光化しながら進む。

ハーフミラー16−４で反射された光束20は、座標系21
に示す様に、Ｐ軸、Ｓ軸の両方向とも、常光屈折率n_oの
作用を受ける。従って、光束18のうち、異常光屈折率の
作用を受けた光束は、ハーフミラー16−４への入射角を
θ_０とすれば、スネルの法則により、出射角θ₁₁は また、常光屈折率の作用を受けた光束の出射角θ₁₂は n_osinθ₁₂＝n_osinθ_０ θ₁₂＝θ_０ …… となり、２つの光束は互いに直交する２つの偏光に分離
することがわかる。その様子を第３図に示す。光束18の
うち、異常光屈折率の作用を受けた光束は、Ｐ偏光であ
る20−２としてθ₁₁≠θ_０として反射され、常光屈折率
の作用を受けた光束はＳ偏光である20−１としてθ₁₂＝
θ_０として反射される。

例えば、第１図の実施例において、一軸性結晶に水晶
を選び、半導体レーザ波長λ＝790nmにおいて、異常光
屈折率n_e＝1.54749、常光屈折率n_o＝1.53859、θ_０＝45
゜とすれば、 θ₁₁＝45.3324゜ θ₁₂＝θ_０＝45゜ 空気中での２つの光束の分離角は約0.51゜となる。この
様に分離角は結晶の異常光、常光屈折率により定まるの
で、製造誤差等によるばらつきがきわめて少ない。

θ_０は45゜に近い角度から自由に選ぶことができ、例
えば光磁気記録媒体である光磁気デイスク上にスポツト
を集光する対物レンズ（図示せず）に対し、オーバーラ
イト用光束と、ベリフアイ用光束がほぼ等しい画角とな
る様にしても良い。また、16−１の光束出射面からの戻
り光束が、光検出器（図示せず）に還らぬ様、射出端面
に１〜２゜程度の傾きをつけても良い。

反射光束20−１、20−２の光量比は、αを変えること
によって選択が可能であり、オーバーライト用スポツト
／ベリフアイ用スポツト比は、より であらわされる。光量比はαの精度より定まるので簡単
かつ正確な調整が可能である。例えば上記光量比を７に
したいのならα＝20.7゜とすれば良い。この場合、オー
バーライト用スポツトはＰ偏光、ベリフアイ用スポツト
はＳ偏光となる。勿論αを90゜に近く選べば、上記関係
は逆転し、オーバーライト用スポツトはＳ偏光、ベリフ
アイ用スポツトはＰ偏光とすることができる。

また、簡単のため16−４はハーフミラーとして説明し
たが、本発明はこの限りではない。Ｐ偏光振幅反射率を
γ_Ｐ、Ｓ偏光振幅反射率をγ_Ｓとすればそれぞれ、、
式は ｅ軸方向:A γ_P cos α ……′ ｏ軸方向:A γ_S sin α ……′ となり、光量比は′、′より となる。従って、Ｐ偏光振幅反射率γ_Ｐ、Ｓ偏光振幅反
射率γ_Ｓ、入射光束18の光学軸に対する傾きαを変える
ことにより、光量比を自由に選ぶことができる。16−４
は無偏光ビームスプリツタ（γ_P ²＝γ_S ²）であっても良
いし、偏光ビームスプリツタ（γ_P ²≠γ_S ²）であっても
良い。また、第１図の実施例では、γ_P ²の値を大きめに
とればオーバーライト時の半導体レーザからの光束を有
効に利用することができる。

以上説明してきた様に、一軸性結晶直角プリズム16−
１に光学軸から所定の角度だけ、入射光束の偏光面を傾
けて入射させ、ハーフミラーで反射した光束を再び、同
結晶中に導くと、所望の光量比で、オーバーライト用ス
ポツトとベリフアイ用スポツトを分離することができ
る。

次に、本発明の光学系による光磁気信号検出について
説明する。第１図及び第３図において、光磁気デイスク
（図示しない）にて反射された光束を22−１、22−２と
する。22−２はオーバーライト用ビームであり、通常の
データ読み取り時には光磁気信号再生用として使用され
る。22−２はベリフアイ用ビームで、オーバーライト時
記録直後の光磁気信号再生用として使用される。一軸性
結晶直角プリズム16−２は、座標系23−１に示す様に、
光学系（ｅ軸）が光束22と垂直な平面内でＰ軸より＋45
゜傾いて設定されている。

また、一軸性結晶直角プリズム16−３は座標系23−２
に示す様に光学軸（ｅ軸）が光束22と垂直な平面内でＰ
軸より−45゜傾き、一軸性結晶直角プリズム16−２の光
学軸とは垂直となっている。

第４図を用いて、それぞれのビームでの光磁気信号検
出について説明する。簡単のため、22−１のオーバーラ
イト時ベリフアイ用ビームの光量と22−２の通常の再生
時のオーバーライト用ビーム光量は等しく、光束22−１
及び22−２の光磁気デイスクへの入射光束の偏光方向
（ベリフアイ用ビームはＳ偏光、オーバーライト用ビー
ムはＰ偏光）成分の振幅反射率をＲ、カー効果によって
生じるそれと垂直な偏光方向成分の振幅反射率をＫとす
る。カー回転角を±θ_ｋとすれば次式が成り立つ。

第４図の（１）及び（２）を用いて、22−２のオーバ
ーライト用ビームについて説明する。光束22−１は一軸
性結晶プリズム16−１に入射し、Ｐ、Ｓ偏光成分共に、
常光屈折率n_oの作用を受ける。次に、ハーフミラー16−
４を透過し、一軸性結晶直角プリズム16−２に入射す
る。（１）に示す様にｏ軸に射影される振幅成分u_o ⁺は
カー回転角＋θ_ｋの場合は カー回転角が−θ_Ｋの場合は であらわされる。Ｏ軸に射影される振幅成分u_o ^±は、ハ
ーフミラー16−４への入射角をθ₁₁、出射角をθ₂₁とし
てスネルの法則に従い n_osinθ₁₁＝n_osinθ₂₁ θ₂₁＝θ₁₁ …… となり、屈折を受けずに直進する。

また、（２）に示す様に、ｅ軸に射影される振幅成分
u_eは、カー回転角が±θ_Ｋの場合は、次式であらわされ
る。（複号同順） ｅ軸に射影される振幅成分u_e ^±はハーフミラー16−４
への入射角をθ₁₁、出射角θ₂₂として、スネルの法則及
び式より となり、屈折を受け、u_o ^±と分離する。

次に、第４図の（３）及び（４）を用いて、22−２の
ベリフアイ用ビームについて説明する。光束22−２は、
一軸性結晶プリズム16−１に入射し、Ｐ、Ｓ偏光成分共
に常光屈折率n_oの作用を受ける。次に、ハーフミラー16
−４を透過し、一軸性結晶直角プリズム16−２に入射す
る。（３）に示す用にｏ軸に射影される振幅成分うu_o′
はカー回転角が±θ_Ｋの場合は次式で表わされる。（複
号同順） Ｏ軸に射影される振幅成分u_o ^±′はハーフミラー16−
４への入射角をθ_０、出射角をθ₂₃としてスネル法則に
従い n_osinθ_０＝n_osinθ₂₃ θ₂₃＝θ_０ …… となり、屈折を受けずに直進する。

また、（４）に示す様に、ｅ軸に射影される振幅成分
u_e′はカー回転角が±θ_Ｋの場合は、次式であらわされ
る。（複号同順） ｅ軸に射影される振幅成分u_e ^±′はハーフミラー16−
４への入射角をθ_０、出射角θ₂₄として、スネルの法則
より となり、屈折を受け、u_o ^±′と分離する。

まとめると、一軸性結晶プリズム16−２中を、オーバ
ーライト用ビームでＯ軸に射影される成分u_o ^±′、オー
バーライト用ビームでｅ軸に射影される成分u_e ^±′とベ
リフアイ用ビームでｏ軸に射影される成分u_o ^±′（θ₂₂
＝θ₂₃）、ベリフアイ用ビームでｅ軸に射影される成分
u_e ^±′の３本のビームに分離する（第３図参照）。

さらに、一軸性結晶直角プリズム16−２と同16−３の
接合面でのビームの屈折について説明する。オーバーラ
イト用ビームで16−２にてＯ軸に射影され16−３にてｅ
軸に射影される成分u_o ^±は、上記接合面への入射角をθ
₃₁、出射角θ₄₁として、スネルの法則に従い、ブーム24
−１として16−３より出射する。

オーバーライト用ビームで16−２にてｅ軸に射影さ
れ、16−３にてＯ軸に射影される成分u_e ^±は、上記接合
面への入射角をθ₃₂、出射角をθ₄₂として、スネル法則
に従い、ビーム24−３として16−３より出射する。

ベリフアイ用ビームで16−２にてＯ軸に射影され16−
３にてｅ軸に射影される成分u_o ^±は、上記接合面への入
射角をθ₃₃、出射角をθ₄₃として、スネルの法則に従
い、ビーム24−２として16−３より出射する。

ベリフアイ用ビームで16−２にてｅ軸に射影され16−
３にてＯ軸に射影される成分u_e ^±′は、上記接合面への
入射角をθ₃₄、出射角θ₄₄として、スネルの法則に従
い、ビーム24−４として16−３より出射する。

〜より明からな様に４つのビーム24−１〜24−４
として、16−３より出射する。

例えば、第１図の実施例において一軸性結晶16−１、
16−２及び16−３に水晶を選び、半導体レーザ波長λ＝
790nmにおいて、異常光屈折率n_e＝1.54749、常光屈折率
n_o＝1.53859、θ_０＝45゜、θ₁₁＝45.3324゜とすれば θ₄₁＝44.343゜ θ₄₂＝45.332゜ θ₄₃＝44.671゜ θ₄₄＝45.665゜ となり、一軸性結晶16−３中で24−１と24−２及び24−
３と24−４の分離角は各々0.33゜、24−２と24−３の分
離角は0.66゜、空気中で前者は0.51゜、後者は1.02゜と
なる。

この様にして、オーバーライト用、ベリフアイ用の各
ビームを各々２つのビームに分離できるので、光磁気信
号検出が可能となる。

各ビームの強度を計算すると、オーバーライト用ビー
ムについて、Ｏ軸、ｅ軸に射影される成分の強度を
I₁ ^±、I₃ ^±（ビーム24−１と24−３）とすれば 但しR²≫K²とした。これらを差動増幅すれば光磁気信
号が得られる。

同様にしてベリフアイ用ビームについて、Ｏ軸、ｅ軸
に射影される成分の強度をI₂ ^±、I₄ ^±（ビーム24−２と
24−４）とすれば 但しR²≫K²とした。これらを差動増幅すれば光磁気信
号が得られる。

なお、第１図の説明において、一軸性結晶プリズム16
−２及び16−３は計算を簡単とするため、直角プリズム
として扱ったが本発明はこの限りでない。

以上説明してきた様に、一軸性結晶プリズム16−１に
より、互いに直交する偏光方向で所定で光量比をもつオ
ーバーライト用ビームとベリフアイ用ビームに分離され
て光磁気デイスクに入射し、デイスク上にオーバーライ
ト用スポツト、ベリフアイ用スポツトとして集光され反
射された各々のビームを、16−１と接合され反射ビーム
と垂直の平面内で光磁気デイスクへの入射ビームの偏光
方向と45゜の角度の光学軸をもつ一軸性結晶直角プリズ
ム16−２及び16−２と接合され16−２と直交する光学軸
をもつ一軸性結晶直角プリズム直角16−３を通過させ、
互いに直交する偏光方向の４つのビームに分離し、それ
らの差動出力より、オーバーライト用ビーム、ベリフア
イ用ビーム各々について光磁気信号を得ることができ
る。

次に、本発明の光学系を用いた光磁気デイスク装置に
ついて第５図を用いて説明する。

半導体レーザ２からの光束はコリメートレンズ３によ
り平行光束とされ、水晶の接合プリズム16に入射する。
半導体レーザ２の偏光方向は16に対するＰ、Ｓ偏光方向
にとった座標系17上でＰ軸から20.7゜傾いている。水晶
プリズム16−１はＰ軸方向に光学軸を有し、16−１と16
−２の接合面にはハーフミラー16−４（γ_p ²＝0.5 γ_s ²
＝0.5）が蒸着されている。16−４で反射された光束
は、Ｐ偏光光束20−２とＳ偏光束20−１に分離し、16−
１より出射される。Ｐ偏光光束（点線）をオーバーライ
ト用Ｓ偏光光束（実線）をベリフアイ用ビームとして用
いると、各々のビームの光量比は7:1、分離角は約30′
となる。折曲げミラー25で対物レンズ７方向に折り曲げ
られた光束は、対物レンズ７にて、光磁気デイスク１の
トラツク104上にオーバーライト用スポツトSP₂、ベリフ
アイ用スポツトSP₁として結像される。２つのスポツト
は対物レンズ７を保持した不図示のアクチユエータによ
り所定のトラツク上に正しく位置決めされる。

光磁気デイスク１のトラツク104上に結像されたオー
バーライト、ベリフアイ用スポツトSP₂、SP₁の様子を模
式的にあらわしたのが第６図である。デイスク回転方向
の上流側にSP₂、下流側にSP₁が配される。この場合トラ
ツク104に対する２つのスポツトの位置精度は、折り曲
げミラー25の傾き精度で決まるので、簡単に正確な位置
合わせが可能である。

第５図の実施例の場合は、オーバーライト用スポツト
がトラツクに平行な偏光、ベリフアイ用スポツトがトラ
ツクに垂直な偏光となる。

第13図の従来例と同様に通常の再生の場合は半導体レ
ーザ２を低パワーで発光させオーバーライト用スポツト
SP₂を再生スポツトとして用いる。この低パワーの場合
はベリフアイ用スポツトSP₁は使用しない。

そして、オーバーライト時には半導体レーザを高パワ
ーで発光させ、SP₂をオーバーライト用スポツトとして
用いる。高パワーのレーザ光が照射されると光磁気膜10
1の温度が上昇し、磁化及び保磁力が低下し、既に記録
されていた情報は消去されてしまう。同時に磁気ヘツド
10によって記録情報に応じて磁性反転された磁界を印加
すると、光磁気膜101が冷却する程度で、その磁化は印
加した磁界の方向に固定されオーバーライトが完了す
る。この時、ベリフアイ用スポツトは、再生パワーとな
り、記録直後の光磁気信号を再生する。

光磁気デイスクで反射された光束は、対物レンズ７に
て再び平行光束（オーバーライト用ビーム22−２、ベリ
フアイ用ビーム22−１）とされ、折り曲げミラー25で反
射され水晶の接合プリズム16に戻る。ハーフミラー16−
４を透過し、水晶プリズム16−２、16−３を経て、第３
図で示した様に４つのビーム24−１〜24−４に分離す
る。24−１及び24−３はオーバーライト用ビーム（点
線）、24−２及び24−４はベリフアイ用ビーム（実線）
である。集光レンズ902で24−１から24−４は光検出器2
6上に集光される。光検出器26は４つのビームに対応し
て26−１から26−４の４つの光検出器よりなる。４つの
ビームは集光レンズ902の焦点距離を30nmとすれば光検
出器上で24−１と24−２及び24−３と24−４は300μ間
隔、24−２と24−３は600μの間隔で結像される。

第７図に信号検出方法を示す。通常の再生の場合は、
オーバーライト用ビーム24−１及び24−３が入射する光
検出器26−１及び26−３からの出力を用いる。28は差動
増幅器で、、式より光磁気信号31を生成する。

光磁気信号31∝I₃ ^±−I₁ ^± …… 29は加算器で、プリフオーマツト情報が凹凸のピツト
の形でデイスク上に形成してある場合に、プリフオーマ
ツト信号32を生成する。

プリフオーマツト信号32∝I₃ ^±＋I₁ ^± …… オーバーライト時はベリフアイ用ビーム24−２及び24
−４が入射する。光検出器26−２及び26−４からの出力
を用いる。30は差動増幅器で、式より光磁気信号33
を生成する。

光磁気信号33∝I₂ ^±−I₄ ^± …… さらに、第８図にサーボ信号の検出方法を示す。例え
ば、AF方式に非点収差方法（集光レンズ902の後方にシ
リンドリカルレンズ等を設ければ良い。）、AT方式にプ
ツシユープル法を用いる場合、サーボ信号を検出する光
検出器には、オーバーライト用ビーム24−１、24−３が
入射する26−１または26−３を選ぶのが好適である。特
に、第５図の実施例では24−３が集光レンズ902に対し
て画角が小さくなるので、サーボ信号を得るのに好適な
光スポツトが26−３上で得られる。

光検出器26−３をさらに４分割し、ATについてはトラ
ツクからの回折パターンが投影される分割線で分割した
２つの光検出器出力の和を各々加算器34−１、34−２で
とり、差動増幅器36でAT信号39を得る。AFについては対
角に位置する光検出器出力の和を各々加算器35−１、35
−２でとり、差動増幅器37でAF信号40を得る。これらの
サーボ信号は光磁気信号31やプリフオーマツト信号32と
帯域分割して得られる。38は加算器で、４つの光検出器
の和を出力し、第７図では26−３の光検出器出力に相当
している。

第９図にその他の実施例を示す。

半導体レーザ２からの光束は、第５図と同様にしてコ
リメータレンズ３で平行光束とされ、水晶接合プリズム
16に入射する。16で反射された光束は、オーバーライト
用ビームとベリフアイ用ビームに分離され（図示しな
い）、ガルバノミラー41に入射する。ガルバノミラー41
によりビームはトラツクと垂直方向に偏向され、トラツ
キングが行われる。４はビーム整形プリズムであり、半
導体レーザ２から射出された非等方的なフオー・フイル
ド・パターンをもつビームをほぼ等方的に整形する。ビ
ーム整形比を２程度とすると、オーバーライト用ビーム
とベリフアイ用ビームの分離角は第５図の実施例の半分
の15′となり、デイスク１上の２つのスポツト間隔をつ
めることができる。第９図は半導体レーザや光検出器を
固定部45内に置き、対物レンズ７と折り曲げミラー25か
らなる可動部44で、デイスクラジアル方向の粗シークを
行う光磁気デイスク装置の例であるが、ビーム整形プリ
ズム４をこの位置に配することにより次の４つの利点が
生じる。

オーバーライト用ビームとベリフアイ用ビームの分離
角が小さくできるので対物レンズ７の軸外性能が緩和で
きる。

同じく分離角が小さくできるので、44がデイスク内周
部と外周部にある場合とで、対物レンズ７の入射瞳を満
たす光量分布の変動が小さくなり、デイスク１上の光ス
ポツトを良好に結像できる。

デイスク上のスポツト間隔がつまるので、はね上げミ
ラー25の傾き精度を緩和できる。（第５図の実施例の半
分の精度で良い） 光磁気信号側のビームの分離角は第５図と変わらない
ので、光検出器上のビーム間隔が広くとれる。（集光レ
ンズ902の焦点距離を短く光学系をコンパクトにでき
る。） 第５図の例と同様に光磁気デイスク１からの反射光は
順次対物レンズ７、折り曲げミラー25、ビーム整形プリ
ズム４、ガルバノミラー41を経て、水晶接合プリズム16
に再び入射する。各々のビームは互いに直交する偏向方
向の４つのビームに分離し、集光レンズ902−１、シリ
ンドリカルレンズ902−２を経て、光検出器26に到達す
る。シリンドリカルレンズ902−２は非点収差法でAFサ
ーボを行うためのものであり、トラツクからの回折パタ
ーンに対し45゜回転した母線を持つ。

また、半導体レーザ２からの光束のうち、水晶接合プ
リズム16を透過した光束はレンズ42により光換出器上43
に集光され、半導体レーザ出力のモニタとして使用され
る。

さらに、本発明のその他の実施例を第10図、第11図を
用いて説明する。

第10図において、一軸性結晶直角プリズム16−１及び
同16−３は、第３図と同様である。16−５及び16−６は
同じく一軸性結晶直角プリズムであり、16−５の光学軸
の向きは16−５が16−１と同じく、光磁気デイスクから
の反射光束22−１及び22−２の進行方向と一致してい
る。16−６の光学軸の向きは第３図の16−２と同様で光
束22−１及び22−２とほぼ垂直な平面内でＰ軸より＋45
゜傾いて設定されており、16−３の光学軸の向きとは直
交している。オーバーライト用光束22−２とベリフアイ
用光束22−１の分離について説明する。16−１と16−５
の接合面では新たな光束の分離は起こらない。16−５と
16−６の接合面には光束はほぼ垂直に入射するので、や
はり、新たな光束の分離は起こらない。オーバーライト
用ビームで16−６にてＯ軸に射影され、16−３にてｅ軸
に射影される成分▲ｕ^± _ｏ−ｅ▼は、上記接合面への入
射角をθ₃₁、出射角をθ₄₁として、スネルの法則に従い
ビーム24−１として16−３より出射する。

オーバーライト用ビームで16−６にてｅ軸に射影さ
れ、16−３にてＯ軸に射影される成分▲ｕ^± _ｅ−ｏ▼
は、上記接合面への入射角をθ₃₂、出射角をθ₄₂とし
て、スネル法則に従い、ビーム24−３として16−３より
射出する。

ベリフアイ用ビームで16−６にてＯ軸に射影され16−
３にてｅ軸に射影される成分▲ｕ^± _ｏ−ｅ▼は、上記接
合面への入射角をθ₃₃、出射角をθ₄₃として、スネルの
法則に従い、ビーム24−２として16−３より射出する。

ベリフアイ用ビームで16−６にてｅ軸に射影され16−
３にてＯ軸に射影される成分▲ｕ^±′ _ｅ−ｏ▼は上記接
合面への入射角をθ₃₄、出射角をθ₄₄として、スネルの
法則に従い、ビーム24−４として16−３より射出する。

〜に示す様に、22−１、22−２は４つのビーム24
−１〜24−４として16−３より射出する。

例えば、一軸性結晶として水晶を選び、半導体レーザ
波長λ＝790nmにおいて、異常光屈折率n_e＝1.54749、常
光屈折率n₀＝1.53859、θ_ｏ＝45゜、θ₁₁＝45.3324゜と
すれば θ₄₁＝44.343゜ θ₄₂＝45.000゜ θ₄₃＝44.671゜ θ₄₄＝45.332゜ となり、一軸性結晶直角プリズム16−３中で各々の光束
の分離角は0.33゜、空気中では0.51゜となる。光磁気信
号の検出は、第７図、第８図と同様に行えば良い。

また、第10図において、一軸結晶直角プリズム16−５
はガラスとしても良い。この場合はガラスの屈折率を適
当に選ぶことにより、24−１〜24−４の16−３よりの射
出角度を変化させることができる。

また、第10図において、16−６と16−５は接合しなく
ても良く、16−１と16−６及び16−５と16−３は別個に
配置可能である。

また、第10図において、16−１と16−６の接合体及び
16−５と16−３の接合体は第11図の様に90゜回転して配
置しても良い。この場合は、ビーム24−１〜24−４が一
直線上に並ばないので、光検出器の配置上有利となる場
合がある。第11図においても同様に16−５をガラスとし
ても良い。また16−６、16−３のうちどちらか一方をガ
ラスとすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明の光学系を用いた単一のレ
ーザ光源によりオーバーライトと記録直後のベリフアイ
を同時に行うことのできる光磁気記録再生装置では、半
導体レーザからの光束を有効にオーバーライト用ビーム
とベリフアイ用ビームに所定の割合で振り分けることが
できるため、低出力の半導体レーザや低N.A.のコリメー
トレンズを用いることができる。

また、２つのビームから結像されるスポツトを簡単に
同一トラツク上に調整することができる。また、２つの
スポツトの光量比やトラツク上での間隔を簡単に一定に
保つことができる。さらには、光磁気信号を検出するた
めの光学系が単純となり、コストダウンが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学系の構成を説明するための図、 第２図は本発明の光学系の半導体レーザの偏光方向を説
明するための図、 第３図は本発明の光学系における光束の分離の様子を説
明するための図、 第４図は本発明の光学系における光磁気信号検出方法を
説明するための図、 第５図は本発明の光学系を用いた光磁気デイスク装置
例、 第６図は上記磁気デイスク装置のトラツク上のスポツト
を説明するための図、 第７図は上記光磁気デイスク装置の情報信号検出系を説
明するための図、 第８図は上記光磁気デイスク装置のサーボ信号検出系を
説明するための図、 第９図は本発明の光学系を用いた光磁気デイスク装置例
２、 第10図は本発明の光学系を用いた光磁気デイスク装置例
３、 第11図は本発明の光学系を用いた光磁気デイスク装置例
４、 第12図、第13図は従来例を説明するための図である。 １……光磁気デイスク ２……半導体レーザ ３……コリメートレンズ ７……対物レンズ 10……磁気ヘツド 16……結晶接合プリズム 17……半導体レーザの偏光方向を説明する座標系 20−１……オーバーライト用ビーム 20−２……ベリフアイ用ビーム 24−１、24−３……オーバーライト用ビーム反射光束 24−２、24−４……ベリフアイ用ビーム反射光束 25……折り曲げミラー 26……光検出器 104……トラツク 902……集光レンズ SP₁……ベリフアイ用光スポツト SP₂……オーバーライト用光スポツト

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザ光源から射出された光束を一
   軸性結晶からなる第１の直角プリズムの第１の端面に入
   射させ第２の端面で光束の一部分を反射させ第１の端面
   と垂直の第３の端面から射出させ互いに直交する偏光方
   向をもつ第１と第２の光束に分離し、一軸性結晶の光学
   軸は第２の端面での反射光束の進行する方向と一致して
   おり、該半導体レーザ光源からの光束の偏光方向は一軸
   性結晶の光学軸から所定の角度だけ傾いており、第１の
   直角プリズムからの第１と第２の射出光束は光磁気記録
   媒体同一のトラック上に対物レンズによりトラック進行
   方向より微小な第１と第２の光スポットとして結像さ
   れ、光磁気記録媒体からの第１と第２の反射光束は第１
   の直角プリズムの第３の端面により入射し第２の端面で
   光束の一部分を透過し第１の直角プリズムの第２の端面
   と結合された一軸性結晶よりなる第２の直角プリズムの
   第１の端面より入射しそれと垂直の第２の端面より射出
   し第２の直角プリズムの第２の端面と接合された一軸性
   結晶よりなる第３の直角プリズムの第１の端面より入射
   し第３の直角プリズムの第２の端面より垂直に、互いに
   直交する偏光方向をもつ各々２つの射出光束、即ち、第
   １の反射光束からは第１と第２の射出光束、第２の反射
   光束からは第３と第４の射出光束に分離され、第２の直
   角プリズムの光学軸は第１の直角プリズムの第３の端面
   より射出した第１と第２の光束の偏光方向に対して45゜
   の傾きをもち、第３のプリズムの光学軸は、第２の直角
   プリズムと直交することを特徴とする光磁気記録再生装
   置用光ヘッド。
2. 【請求項２】前記半導体レーザ光束を高パワーで発光さ
   せた場合は、第１の光スポットにより光磁気信号記録、
   第２の光スポットにより記録情報の再生が行なわれるこ
   とを特徴とする請求項１記載の光磁気記録再生装置用光
   ヘッド。
3. 【請求項３】前記第１の光スポットの中心強度は第２の
   光スポットの中心強度より大なることを特徴とする請求
   項１記載の光磁気記録再生装置用光ヘッド。
4. 【請求項４】前記第２の光スポットによる記録情報の再
   生は、前記第３の直角プリズムからの第３と第４の射出
   光束を検知する光検出器の差動出力によって行なわれる
   ことを特徴とする請求項２記載の光磁気記録再生装置用
   光ヘッド。
5. 【請求項５】前記半導体レーザ光源を低パワーで発光さ
   せた場合、記録情報の再生は前記第３の直角プリズムか
   らの第１と第２の射出光束を検知する光検出器の差動出
   力によって行なわれることを特徴とする請求項１記載の
   光磁気記録再生装置用光ヘッド。
6. 【請求項６】前記一軸性結晶からなる第１の直角プリズ
   ムの第２の端面と一軸性結晶からなる第２の直角プリズ
   ムの第１の端面の接合面に、Ｐ偏光反射率R_P,S偏光反射
   率R_SとしてR_P＝R_S＝50％のハーフミラーを設けたことを
   特徴とする請求項１記載の光磁気記録再生装置用光ヘッ
   ド。
7. 【請求項７】前記一軸性結晶からなる第１の直角プリズ
   ムの第２の端面と一軸性結晶からなる第２の直角プリズ
   ムの第１の端面の接合面にＰ偏光反射率R_P,S偏光反射率
   R_SとしてR_P＝R_SのNBSを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の光磁気記録再生装置用光ヘッド。
8. 【請求項８】前記一軸性結晶からなる第１の直角プリズ
   ムの第２の端面と一軸性結晶からなる第２の直角プリズ
   ムの第１の端面の接合面に、Ｐ偏光反射率R_P,S偏光反射
   率R_SとしてR_P≠R_SのNPSを設けたことを特徴とする請求
   項１記載の光磁気記録再生装置用光ヘッド。
9. 【請求項９】一軸性結晶からなる第１の直角プリズム
   と、対物レンズの間に第１と第２の光束のどちらかの偏
   光方向と一致する半導体レーザ光源の光束拡がり角の狭
   い方を広げるビーム整形プリズムを配することを特徴と
   する請求項１記載の光磁気記録再生装置用光ヘッド。