JP2859519B2 - 光情報再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体に記録
された情報の再生を行う光情報再生装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光情報記録再生装置は、高密度化、大容
量化および高速アクセス化が可能なメモリー装置として
近年、広く研究されている。なかでも記録面に列状の微
細ピット部を形成し、この微細ピット部における入射レ
ーザービームの回折現象を利用して情報の再生を行う装
置、および記録媒体面にレーザービームを照射して反射
率の変化する部位を形成し、再生の際に、この部位にお
ける反射率の変化をレーザービームにて検知するいわゆ
るＤＲＡＷ（ Direct Read After Write）タイプの装置
が実用化されている。

【０００３】しかしながら、このような装置は、情報の
再生のみ、あるいは再生と追加記録のみが可能であっ
て、情報の消去および書き替えは不可能であるため、機
能的に不十分なものである。

【０００４】一方、情報の消去機能をも有する光情報記
録再生装置としては、磁性膜面に垂直な方向に磁化容易
軸を有する磁気光学記録媒体の磁性体薄膜に、レーザー
ビームを照射して部分的に昇温させ、その照射部分での
磁性体薄膜の保磁力を減少させることにより、磁性体薄
膜に作用する外部磁界の方向に対応して磁区を配列さ
せ、情報の記録と消去とを行うと共に、情報を記録した
部位に弱いレーザービームを照射し、磁気光学効果によ
り情報の再生を行う磁気光学記録再生装置が極めて有力
である。

【０００５】上記のように、磁気光学効果を利用した情
報記録再生装置では、信号の再生は、磁気光学記録媒体
に直線偏光を入射させ、磁気光学記録媒体の磁化方向に
対応した偏光方位の変化を再生信号として検出するのが
一般的である。即ち、偏光子を通じて得られた直線偏光
を磁気光学記録媒体に入射させ、磁気光学記録媒体の磁
化方向に対応して偏光方位の変化した反射光を得、この
反射光を検光子に入射させることにより、反射光におけ
る偏光方位の変化を光の強度変化に変換し、得られた強
度変化を受光素子にて電気信号に変換している。

【０００６】例えば、従来の磁気光学効果を利用した光
情報記録再生装置は、図８に示す信号再生用の光学系を
有している。この光学系において、半導体レーザー１か
ら投射されたレーザービームは、コリメータレンズ２に
よって平行光とされ、偏光子３を通過することにより、
図９に示すように、偏光方位Ｄの直線偏光となる。この
直線偏光は対物レンズ５により磁気光学記録媒体である
光磁気ディスク９に集光される。尚、この光磁気ディス
ク９は、基板１０上に、ＳｉＮからなる絶縁体層１１、
ＧｄＴｂＦｅからなる非晶質磁性体薄膜層１２、ＳｉＮ
からなる絶縁体層１３、Ａｌからなる金属反射層１４が
この順に積層されることにより形成されたものである。

【０００７】上記のように光磁気ディスク９に集光され
た偏光方位Ｄの直線偏光は、非晶質磁性体薄膜層１２の
磁区の方向に対応した偏光方位Ｅまたは偏光方位Ｆの直
線偏光として反射される。図中、θｋはカー回転角を示
している。

【０００８】この反射光はハーフミラー４により、半導
体レーザー１と光磁気ディスク９との間の光路に対して
直交方向の信号検出光路８に導かれる。そして、偏光子
３と異なる方向を有する検光子６により直線偏光におけ
る偏光方位Ｅ・Ｆがそれぞれ強度Ｇ・Ｈに変換され、こ
のようにして得られた直線偏光が受光素子７により電気
信号として取り出され、再生が行われるようになってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
光情報記録再生装置では、偏光方位／強度変換手段であ
る検光子６は磁気光学効果を利用した信号再生には不可
欠な部品であり、またその構成としては検光子６を光源
である半導体レーザー１と光磁気ディスク９との光路中
に配することは不可能であるため上記のようにこの光路
から分岐した信号検出光路８に配置する必要がある。

【００１０】したがって、光学系が複雑なものとなり、
光情報記録再生装置が大型化するという問題点を有して
いる。また、従来、検光子６は水晶により構成されるウ
ォラストンプリズムが用いられるが、水晶そのものが高
価であり、かつ、光学系の部品点数が増加し、コストア
ップを招来する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
情報再生装置は、上記の課題を解決するために、半導体
レーザーと、Ｐ偏光の一部を反射させかつＳ偏光をほぼ
全反射させる、あるいはＰ偏光をほぼ全て透過させかつ
Ｓ偏光の一部を透過させる偏光特性を有するビームスプ
リッターと、ビームスプリッターの透過光または反射光
のいずれか一方を光磁気記録媒体上に収斂させる対物レ
ンズと、光磁気記録媒体により反射されビームスプリッ
ターを透過した光およびビームスプリッターで反射した
光の少なくともいずれか一方を受光し電気信号に変換す
る受光素子とが備えられており、レーザービームの偏光
方位がビームスプリッターのＳ偏光の偏光方位に対し
て、２０°〜７０°の偏光方位になるように半導体レー
ザーが配置されていることを特徴としている。

【００１２】請求項２の発明に係る光情報再生装置は、
上記の課題を解決するために、請求項１の光情報再生装
置であって、光磁気記録媒体により反射され、ビームス
プリッターを透過した光およびビームスプリッターで反
射した光をそれぞれ受光し電気信号に変換する受光素子
と、受光素子からの電気信号の差信号を再生信号として
出力する差動増幅器が備えられていることを特徴として
いる。

【００１３】

【作用】請求項１の構成によれば、レーザービームの偏
光方位がビームスプリッターのＳ偏光の偏光方位に対し
て、２０°〜７０°の偏光方位になるように半導体レー
ザーを配置したので、光磁気記録媒体で反射されビーム
スプリッターを透過および反射した光は反射光の偏光方
位に応じて強度が変化する。このため、情報を再生でき
る。しかも、従来の偏光方位／強度変換素子である検光
子が不要になるので、光情報再生装置の光学系を小型化
できるとともに、部品点数の削減およびコストダウンを
行うことができる。

【００１４】請求項２の構成によれば、光磁気記録媒体
により反射され、ビームスプリッターを透過した光の強
度およびビームスプリッターで反射した光の強度は、一
方が増加するとき他方が減少する。このため、差動増幅
器で差信号を取り出すことにより、信号品質の高い再生
信号が得られる。

【００１５】

【実施例】本発明の第１の実施例について図１ないし図
５に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１６】本実施例の光磁気ディスク装置における光
学系は、図１に示すように、レーザービームを投射する
光源である半導体レーザー１と、半導体レーザー１から
投射されたレーザービームを平行光とするコリメーター
レンズ２と、その平行光を反射させる偏光特性を有する
ビームスプリッター１７と、光磁気ディスク９（光磁気
記録媒体）に光を収斂させる対物レンズ５とを備えてい
る。

【００１７】光学系は、さらに、半導体レーザー１と対
物レンズ５との間の光路上に配置され、半導体レーザー
１からのレーザービームを透過し、光磁気ディスク９か
らの反射光を回折する回折素子１６と、回折素子１６で
回折された光の強度変化を電気信号に変換する受光素子
７とを備えている。

【００１８】上記の半導体レーザー１は、レーザービー
ムの偏光方位がビームスプリッター１７のＰ偏光の偏光
方位ともＳ偏光の偏光方位とも異なる方位になるように
配置されている。

【００１９】光磁気ディスク９の構造は、従来技術で述
べた通りであり、便宜上、従来技術の図面に示した部材
と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、
その説明を省略する。

【００２０】上記の構成において、光磁気ディスク９に
記録された情報を再生する場合、半導体レーザー１から
のレーザービームは回折素子１６を透過し、コリメータ
ーレンズ２で平行光にされる。平行光はビームスプリッ
ター１７で反射され、対物レンズ５で光磁気ディスク９
上に収斂される。

【００２１】光磁気ディスク９からの反射光は、対物レ
ンズ５で再び平行光にされた後、ビームスプリッター１
７で反射され、コリメーターレンズ２を通り、回折素子
１６で回折される。回折光は受光素子７に入射し、電気
信号に変換される。

【００２２】半導体レーザー１（ＬＤ）のレーザービー
ムの偏光方位は、具体的には例えば、図２（ａ）に示す
ように、ビームスプリッター１７（ＢＳ）のＳ偏光の偏
光方位に対して３０°に設定される。ビームスプリッタ
ー１７の特性は、具体的には例えば、 Ｐ偏光透過率（Ｔｐ）：Ｐ偏光反射率（Ｒｐ）＝７０：
３０ Ｓ偏光透過率（Ｔｓ）：Ｓ偏光反射率（Ｒｓ）＝ ０：
１００ に設定される。上記のビームスプリッター１７の特性
は、光の強度に関する透過率・反射率を表している。

【００２３】この場合、ビームスプリッター１７で反射
され、光磁気ディスク９に向かう光（以下、第１の光と
呼ぶ）の偏光方位は、 Ｔａｎ^-1（第１の光の振幅のＰ偏光成分／第１の光の振
幅のＳ偏光成分） と表される。

【００２４】ここで、第１の光のＰ偏光成分は、 （半導体レーザー１から投射された光の振幅）×ｓｉｎ
３０°×（Ｒｐ）^1/2 であり、第１の光のＳ偏光成分は、 （半導体レーザー１から投射された光の振幅）×ｃｏｓ
３０°×（Ｒｓ）^1/2 である。したがって、第１の光の偏光方位は、Ｓ偏光の
偏光方位に対して１７．５°となる。

【００２５】第１の光は対物レンズ５によって光磁気デ
ィスク９の上に収斂される。光磁気ディスク９からの反
射光の偏光方位は、図２（ｂ）に示すように、磁気光学
効果によりカー回転角（θｋ）だけ変化する。すなわ
ち、反射光の偏光方位は、 １７．５°＋θｋ または、 １７．５°−θｋ となる。

【００２６】光磁気ディスク９からの反射光はビームス
プリッター１７に入射する。ビームスプリッター１７で
反射された光（以下、第２の光と呼ぶ）の強度は、図２
（ｃ）に示すように、 （第２の光の振幅のＰ偏光成分）² ＋（第２の光の振幅
のＳ偏光成分）² と表される。

【００２７】ここで、光磁気ディスク９からの反射光の
偏光方位が（１７．５°＋θｋ）であるとき、第２の光
の振幅のＰ偏光成分（図のＡ）は、 （光磁気ディスク９からの反射光の光の振幅）×ｓｉｎ
（１７．５°＋θｋ）×（Ｒｐ）^1/2 であり、第２の光の振幅のＳ偏光成分（図のＢ）は、 （光磁気ディスク９からの反射光の光の振幅）×ｃｏｓ
（１７．５°＋θｋ）×（Ｒｓ）^1/2 である。

【００２８】また、光磁気ディスク９からの反射光の偏
光方位が（１７．５°−θｋ）であるとき、第２の光の
振幅のＰ偏光成分（図のＡ’）は、 （光磁気ディスク９からの反射光の光の振幅）×ｓｉｎ
（１７．５°−θｋ）×（Ｒｐ）^1/2 であり、第２の光の振幅のＳ偏光成分（図のＢ’）は、 （光磁気ディスク９からの反射光の光の振幅）×ｃｏｓ
（１７．５°−θｋ）×（Ｒｓ）^1/2 である。

【００２９】一方、ビームスプリッター１７を透過した
光（以下、第３の光と呼ぶ）の強度は、ビームスプリッ
ター１７のＳ偏光透過率（Ｔｓ）＝０としたのでＰ偏光
成分だけが透過するから、図２（ｄ）に示すように、 （第３の光のＰ偏光成分）² と表される。

【００３０】ここで、光磁気ディスク９からの反射光の
偏光方位が（１７．５°＋θｋ）であるとき、第３の光
の振幅のＰ偏光成分（図のＣ）は、 （光磁気ディスク９からの反射光の光の振幅）×ｓｉｎ
（１７．５°＋θｋ）×（Ｔｐ）^1/2 であり、光磁気ディスク９からの反射光の偏光方位が
（１７．５°−θｋ）であるとき、第３の光の振幅のＰ
偏光成分（図のＣ’）は、 （光磁気ディスク９からの反射光の光の振幅）×ｓｉｎ
（１７．５°−θｋ）×（Ｔｐ）^1/2 である。

【００３１】以上のように、ビームスプリッター１７で
反射された第２の光の強度は、光磁気ディスクからの反
射光の偏光方位の変化に応じて変化する。このため、第
２の光を半導体レーザー１の方向とは異なる方向に向か
わせるように回折素子１６を配置し、回折光を受光素子
７で受光する構成にすれば、情報を再生できる。

【００３２】回折素子１６の代わりに、ハーフミラーを
用い、ハーフミラーで反射された第２の光を受光素子７
で受光する構成にしてもよい。

【００３３】また、ビームスプリッター１７を透過した
第３の光の強度も、光磁気ディスクからの反射光の偏光
方位の変化に応じて変化する。このため、図３に示すよ
うに、第３の光を受光素子７’で受光する構成にして
も、情報を再生できる。しかも、第３の光は半導体レー
ザー１に向かう光ではないので、回折素子１６あるいは
ハーフミラーを省略できる。

【００３４】さらに、図４に示すように、第２の光を受
光素子７で受光し、第３の光を受光素子７’で受光する
構成にし、かつ、受光素子７・７’で得られた信号の差
を再生信号として出力する差動増幅器１９を設けた構成
にすれば、再生信号の信号品質が高くなる。これは、θ
ｋ＞０のとき、第３の光の強度は増加するが、第２の光
の強度は減少するためである。

【００３５】以上においては、ビームスプリッター１７
の特性が、Ｔｐ：Ｒｐ＝７０：３０、Ｔｓ：Ｒｓ＝０：
１００であり、半導体レーザー１の偏光方位をＳ偏光の
偏光方位に対して３０°に設定した場合を例に挙げて説
明したが、これに限定されるものではない。

【００３６】光利用効率および信号光量は、ビームスプ
リッター１７の特性および半導体レーザー１の偏光方位
に応じて、図５に示すように、変化する。ここで、光利
用効率とは、コリメーターレンズ２からビームスプリッ
ター１７に入射した平行光の強度に対する、ビームスプ
リッター１７で反射され、光磁気ディスク９に向かう第
１の光の強度の割合である。信号光量とは、受光素子７
に入射する第２の光の磁気光学効果により生じる強度変
化または受光素子７’に入射する第３の光の磁気光学効
果により生じる強度変化である。

【００３７】図５より、良好な再生信号を得るために
は、ビームスプリッター１７の特性が、Ｔｐ／Ｒｐ＝５
０／５０〜８０／２０であり、半導体レーザー１の偏光
方位がＳ偏光の偏光方位に対して２０°〜７０°である
ことが好ましい。この範囲であれば、ビームスプリッタ
ー１７を製造することが容易であり、かつ、少なくとも
従来の光利用効率および１／２以上の信号光量を確保で
きる。

【００３８】本発明の第２の実施例について図６および
図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、
説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した部材と同一
の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説
明を省略する。

【００３９】本実施例の光情報記録再生装置における光
学系は、図６に示すように、コリメーターレンズ２から
の平行光を偏光特性を有するビームスプリッター１７に
入射させ、ビームスプリッター１７を透過した光を対物
レンズ５で光磁気ディスク９上に収斂させる点で、前記
実施例とは異なっている。

【００４０】上記の構成において、光磁気ディスク９に
記録された情報を再生する場合、半導体レーザー１から
のレーザービームは回折素子１６を透過し、コリメータ
ーレンズ２で平行光にされる。平行光はビームスプリッ
ター１７を透過し、対物レンズ５で光磁気ディスク９上
に収斂される。

【００４１】光磁気ディスク９からの反射光は、ビーム
スプリッター１７を透過し、コリメーターレンズ２を通
り、回折素子１６で回折される。回折光は受光素子７’
に入射し、電気信号に変換される。

【００４２】本実施例においても、前記実施例と同様の
原理により、情報を再生できる。

【００４３】回折素子１６の代わりに、ハーフミラーを
用い、ハーフミラーで反射された光を受光素子７’で受
光する構成にしてもよい。

【００４４】光利用効率および信号光量は、ビームスプ
リッター１７の特性および半導体レーザー１の偏光方位
に応じて、図７に示すように、変化する。

【００４５】図７より、良好な再生信号を得るために
は、ビームスプリッター１７の特性は、Ｔｐ：Ｒｐ＝１
００：０、Ｔｓ：Ｒｓ＝２０〜５０：８０〜５０であ
り、半導体レーザー１の偏光方位はＳ偏光の偏光方位に
対して７０°〜２０°であることが好ましい。

【００４６】以上の実施例では、ビームスプリッター１
７を透過した光を受光素子７’で受光する構成について
説明したが、前記実施例と同様に、光ビームスプリッタ
ー１７で反射した光を受光素子７で受光する構成にして
もよい。この場合、回折素子１６あるいはハーフミラー
を省略できる。

【００４７】さらに、ビームスプリッター１７を透過し
た光を受光素子７’で受光し、ビームスプリッター１７
で反射した光を受光素子７で受光する構成にし、かつ、
受光素子７・７’で得られた信号の差を再生信号として
出力する差動増幅器１９を設けた構成にすれば、再生信
号の信号品質が高くなる。

【００４８】以上の実施例では、光磁気ディスク９を用
いた光磁気ディスク装置を例に挙げて本発明を説明した
が、これに限る必要はなく、光磁気カードや光磁気テー
プ等の磁気光学効果を利用して情報が再生される光磁気
記録媒体を用いた光情報記録再生装置、光情報再生装置
に本発明を広く応用できる。

【００４９】請求項１の発明に対応する光磁気ディスク
装置は、半導体レーザー１と、半導体レーザー１からの
レーザービームを透過または反射させる偏光特性を有す
るビームスプリッター１７と、ビームスプリッター１７
の透過光または反射光のいずれか一方を光磁気ディスク
９上に収斂させる対物レンズ５と、光磁気ディスク９に
より反射されビームスプリッター１７を透過した光およ
びビームスプリッター１７で反射した光の少なくともい
ずれか一方を受光し電気信号に変換する受光素子７また
は７’とが備えられており、レーザービームの偏光方位
がビームスプリッター１７のＰ偏光の偏光方位ともＳ偏
光の偏光方位とも異なる方位になるように半導体レーザ
ー１が配置されている構成である。

【００５０】これによれば、光磁気ディスク９で反射さ
れビームスプリッター１７を透過した光およびビームス
プリッター１７で反射した光は反射光の偏光方位に応じ
て強度が変化する。このため、情報を再生できる。しか
も、従来の偏光方位／強度変換素子である検光子６が不
要になるので、光情報記録再生装置の光学系を小型化で
きるとともに、部品点数の削減およびコストダウンを行
うことができる。

【００５１】請求項２の発明に対応する光磁気ディスク
装置は、請求項１の光磁気ディスク装置であって、光磁
気ディスク９により反射され、ビームスプリッター１７
を透過した光およびビームスプリッター１７で反射した
光をそれぞれ受光し電気信号に変換する受光素子７およ
び７’と、受光素子７および７’からの電気信号の差信
号を再生信号として出力する差動増幅器１９が備えられ
ている構成である。

【００５２】これによれば、光磁気ディスク９により反
射され、ビームスプリッター１７を透過した光の強度お
よびビームスプリッター１７で反射した光の強度は、一
方が増加するとき他方が減少する。このため、差動増幅
器１９で差信号を取り出すことにより、信号品質の高い
再生信号が得られる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の発明に係る光情報再生装置
は、以上のように、半導体レーザーと、Ｐ偏光の一部を
反射させかつＳ偏光をほぼ全反射させる、あるいはＰ偏
光をほぼ全て透過させかつＳ偏光の一部を透過させる偏
光特性を有するビームスプリッターと、ビームスプリッ
ターの透過光または反射光のいずれか一方を光磁気記録
媒体上に収斂させる対物レンズと、光磁気記録媒体によ
り反射されビームスプリッターを透過した光およびビー
ムスプリッターで反射した光の少なくともいずれか一方
を受光し電気信号に変換する受光素子とが備えられてお
り、レーザービームの偏光方位がビームスプリッターの
Ｓ偏光の偏光方位に対して、２０°〜７０°の偏光方位
になるように半導体レーザーが配置されているので、光
磁気記録媒体で反射されビームスプリッターを透過した
光およびビームスプリッターで反射した光は反射光の偏
光方位に応じて強度が変化する。このため、情報を再生
できる。しかも、従来の偏光方位／強度変換素子である
検光子が不要になるので、光情報再生装置の光学系を小
型化できるとともに、部品点数の削減およびコストダウ
ンを行うことができるという効果を奏する。

【００５４】請求項２の発明に係る光情報再生装置は、
以上のように、請求項１の光情報再生装置であって、光
磁気記録媒体により反射され、ビームスプリッターを透
過した光およびビームスプリッターで反射した光をそれ
ぞれ受光し電気信号に変換する受光素子と、受光素子か
らの電気信号の差信号を再生信号として出力する差動増
幅器が備えられているので、信号品質の高い再生信号が
得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すものであり、光磁
気ディスク装置を示す概略の構成図である。

【図２】図１の光磁気ディスク装置における再生信号の
検出原理を示すための説明図である。

【図３】図１の光磁気ディスク装置のバリエーションを
示す概略の構成図である。

【図４】図１の光磁気ディスク装置の他のバリエーショ
ンを示す概略の構成図である。

【図５】図１の光磁気ディスク装置における光利用効率
および信号光量を、ビームスプリッターの特性および半
導体レーザーの偏光方位をパラメーターとして、プロッ
トしたグラフである。

【図６】本発明の第２の実施例を示すものであり、光磁
気ディスク装置を示す概略の構成図である。

【図７】図６の光磁気ディスク装置における光利用効率
および信号光量を、ビームスプリッターの特性および半
導体レーザーの偏光方位をパラメーターとして、プロッ
トしたグラフである。

【図８】従来の光磁気ディスク装置を示す概略の構成図
である。

【図９】図８の光磁気ディスク装置における再生信号の
検出原理を示すための説明図である。

【符号の説明】 １ 半導体レーザー ２ ビームスプリッター ５ 対物レンズ ７ 受光素子 ７’ 受光素子 ９ 光磁気ディスク（光磁気記録媒体） １９ 差動増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 秀朗 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−338090（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−259801（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−103633（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−342686（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−250751（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217237（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−176426（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−309718（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 11/10 551

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザーと、Ｐ偏光の一部を反射さ
   せかつＳ偏光をほぼ全反射させる、あるいはＰ偏光をほ
   ぼ全て透過させかつＳ偏光の一部を透過させる偏光特性
   を有するビームスプリッターと、ビームスプリッターの
   透過光または反射光のいずれか一方を光磁気記録媒体上
   に収斂させる対物レンズと、光磁気記録媒体により反射
   されビームスプリッターを透過した光およびビームスプ
   リッターで反射した光の少なくともいずれか一方を受光
   し電気信号に変換する受光素子とが備えられており、レ
   ーザービームの偏光方位がビームスプリッターのＳ偏光
   の偏光方位に対して、２０°〜７０°の偏光方位になる
   ように半導体レーザーが配置されていることを特徴とす
   る光情報再生装置。
2. 【請求項２】 光磁気記録媒体により反射され、ビーム
   スプリッターを透過した光およびビームスプリッターで
   反射した光をそれぞれ受光し電気信号に変換する受光素
   子と、受光素子からの電気信号の差信号を再生信号とし
   て出力する差動増幅器が備えられていることを特徴とす
   る請求項１記載の光情報再生装置。