JPH02287932A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、光学的情報記録再生装置の光学ヘッドに係
り、特に、光学ヘッドの光路分離手段の改良に関する。

（従来の技術） 光学式情報記録再生装置、例えば、光学式ファイリング
装置には、光学式情報記録媒体即ち、光ディスクに情報
を記録し、これから情報を再生する為の光学ヘッドが組
み込まれている。このような光学ヘッドには、消去可能
な光磁気型光学ヘッド及び書き込み専用の追記型光学ヘ
ッドなどが知られている。光磁気型光学ヘッドにあって
は、光磁気効果を利用して光ディスクの記録面に照射さ
れる光ビームによって記録情報が再生されるとともに光
ビームによって情報が記録及び消去される。

また、追記型光学ヘッドにあっては、光ディスクの記録
面に光ビームを照射し、その反射光ビーム又は、透過光
ビームの光強度変調によって記録情報が再生される。

上述の光学ヘッドは、光源である半導体レーザ素子から
送出された光ビームを光ディスクの情報記録面に集光さ
せる集光手段と、光ディスクがらの反射光を信号検出手
段である光検出器に向かわせるための光ビーム分離手段
及び、分離された光ビームを検出して、情報の再生信号
、フォーカシング制御信号及びトラッキング制御信号を
発生する光検出器及びその信号処理手段から構成されて
いる。光磁気型光学ヘッドにあっては、半導体レーザか
ら出射された光ビームが分離手段即ち、偏光プリズムに
形成された偏光ビームスプリット面を介して光ディスク
に照射され、その反射光ビームは、上記プリズムの偏光
性ビームスプリット面で反射されて１／２波長板を介し
て光検出器へ導かれる。この１／２波長板は、通常１／
２波長板を通過する常光線の軸方向或は、異常光線の軸
方向がプリズム底面に対して２２．５度の角度を成すよ
うに配置されている。このような関係を充足するように
１７２波長板を配置した光学系においては、再生信号の
安定性を高めるために１／２波長板の光学軸を光軸の回
りに回転調整する回転調整機構が通常光磁気光学ヘッド
に設けられている。

また、追記型光デイスク用光学ヘッドにあっては、半導
体レーザから出射された光ビームがプリズムに形成され
た偏光性ビームスプリッタ及び１／４波長板を介して光
ディスクに照射され、その反射光ビームは再び１／４波
長板を通過し、プリズムに形成されている偏光性ビーム
スプリット面で反射されて光検出器へ導かれる。

（発明が解決しようとする課題） 上述した光学ヘッドにおいては、１／２波長板或は、１
／４波長板が設けられまた、光ディスクからの反射光ビ
ームを分離して光検出器へ導くためにプリズムに偏光性
ビームスプリット面が設けられている。１／２波長板及
び１／４波長板は、高価であるとともにこの１／２波長
板或は、１／４波長板を組み込んだ光学系が大きくなる
問題がある。

光磁気光学ヘッドにおいては、１／２波長板が上述した
ように所定の配置関係に配置されることが要求され、そ
のために調整機構が設けられているが、１／２波長板が
所定配置されていない場合には、２つの検出器で検出さ
れるＰ及びＳ成分の光強度に不均衡が生じる問題がある
。また、調整機構のために光学系が大型化する問題もあ
る。小型化のために１／２波長板がプリズムに固定され
る場合には、その調整に手間取り、その調整が狂った場
合には、その検出されるＰ及びＳ成分に不均衡が生じ、
再生信号のＳ／Ｎ比が悪化する問題がある。このＰ及び
Ｓ成分の不均衡は、検出器の後段の補正回路で補正する
ことができるが、この補正量を大きく設定する場合には
、補正回路の安定性が悪化する問題がある。

追記型光学ヘッドにおいては、偏光ビームスプリット面
が特定の偏光成分のみ、例えば、Ｐ成分のみ透過させる
特性を有することから、直線偏光されたレーザビームを
発生する半導体レーザが所定位置に対してその光軸の回
りに回転された配置される場合には、偏光ビームスプリ
ット面に入射されるレーザビームの偏光面が回転され、
これから表われるレーザビームの光強度が変化され、同
一タイプの光学ヘッドであっても光学ヘッド毎にその特
性が揃わない問題がある。また、この半導体レーザの取
り付は調整及びこれに関連した調整が複雑となり光学ヘ
ッドの製造上の歩留まりが悪い聞届がある。

この発明は、上述のような事情に鑑みなされたものであ
って、再生信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぎ、光学ヘッドの
小型化及び、組立調整の簡素化を実現し、安定に光ビー
ムを検出することが出来る光学ヘッドを提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明によれば、 光源からの光源光ビームを情報記録媒体上に集光するた
めの集光手段と、 前記情報記録媒体からの検出光ビームを光源光ビームか
ら分離する無偏光性ビームスプリット面を備えた光ビー
ム分離手段と、 前記無偏光性ビームスプリット面によって分離された検
出光ビームを検出する手段とからなることを特徴とする
光学ヘッド装置が提供される。

（作用） この発明の光学ヘッドによれば、半導体レーザ索子から
の光ビームの分離手段として無偏光性ビームスプリット
面が採用されていることから半導体レーザ素子からの光
ビームの偏光面の方向によらず、光透過率及び光反射率
は一定になり、再生信号等のＳ／Ｎ比が改善される。従
って、回路系の安定化が図られ、小型化され且つ、簡単
な構成で、その製造が容易な光学ヘッドが提供される。

しかも、１／２波長板或は、１／４波長板が不用である
ことから、光学系が簡素化され、低いコストの光学ヘッ
ドが提供される。

（実施例） 第１図は、この発明の一実施例に係る光磁気型光学ヘッ
ドを概略的１こ示している。第１図に示すように、この
発明の光学ヘッドにおいては、光源としての半導体レー
ザ素子５８から発生された光ビーム６１が、発散されて
コリメートレンズ３９に入射され、コリメートされる。

コリメートされた光ビーム６１は、プリズム５１の楕円
補正面６４で楕円補正され、このプリズム５１に設けら
れた無偏光性ビームスプリット面５３を介して対物レン
ズ６７に入射される。

ここで、無偏光性ビームスプリット面５３について、偏
光性ビームスプリット面と比較しながらその相違を説明
する。半導体レーザ素子５８より発生された光ビーム６
１は、特定の発散角を有する発散性光ビームであって、
且つ、その光ビームの断面は楕円形状を有している。こ
の楕円形状の光ビーム６１は、その特性上、楕円面の短
軸方向に直線偏光されている。偏光性ビームスプリット
面は、光ビーム６１の直線偏光成分を透過し、位相の異
なる他の光ビーム成分は反射するという特性を有してい
る。即ち、偏光性ビームスプリット面の偏光面と平行な
直線偏光成分、例えば、Ｐ成分は透過され、偏光面に直
交する直線偏光成分、例えば、Ｓ成分は反射される。従
って、偏光性ビームスプリット面においては、Ｐ波は透
過されるがＳ波はそのほとんどが反射される。これに対
して無偏光性ビームスプリット面５３は、偏光特性を有
せず、Ｐ成分及びＳ成分を略等しい強度で透過する。

無偏光ビームスプリット面５３を透過して対物レンズ６
７に入射された光ビーム６１は、この対物レンズ６７に
よって集光されて、磁石装置５０から磁界が与えられた
情報記録媒体即ち、光ディスク７０に集光される。光デ
ィスク７０から反射された発散性の光ビーム６１は、対
物レンズ６７が合焦状態に維持されている際には、再び
対物レンズ６７を経て平行ビームに変換される。対物レ
ンズ６７を経て平行ビームに変換された光ビーム６１は
、プリズム５１の無偏光性ビームスプリット面５３で反
射されてビームスプリッタ８８の光ビーム入射面に固定
された凸レンズ７５に入射され、集光される。この集光
性の光ビーム６１は、ビームスプリッタ８８で２つの光
ビームに分離される。一方の光ビーム６１は、ビームス
プリッタ８８で反射され、シリンドリカルレンズ７８を
介して光検出器８１に入射される。他方の光ビーム６１
は、ビームスプリッタ８８を通過して、光検出器８２に
入射される。この光学ヘッドにおいては、光ビームによ
って検索される光デイスク７０上の領域に情報が記録さ
れていない場合には、２つの光検出器３１及び３２へ入
射する光量が等しくなるよう、光学系が構成されている
。

第１図に示された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ素
子５８から発生される光ビーム６１が情報記録媒体７０
に至る送光光学系で減衰される場合、光ビームによって
情報記録媒体７０に安定に情報を記録し、これから安定
に情報を再生し、或は、消去する為に図示しない制御回
路によって半導体レーザが制御されて光ビーム６１の光
強度が高められる。この制御回路が安定してこの減衰を
補正できる範囲は、通常１倍から２倍の範囲であり、無
偏光ビームスプリット面５３のＳ成分及びＰ成分に対す
るの光透過率或は、反射率の比は、通常１：１から２：
１或は、１：２までの範囲である。また、半導体レーザ
５８の発光強度が定格の最大光強度の１．５倍を越える
と寿命に大きな影響を及ぼすこと等を考慮して上述の範
囲について考察すると、無偏光ビームスプリット面５３
は、Ｓ成分或は、Ｐ成分に対する光透過率若しくは、光
反射率の比が１＝１から１：１．５或は、１゜５＝１．
１の範囲に定められる光反射率及び光透過率を有するこ
とが適切とされる。（第１図は、送光系が透過型の場合
を示しているが送光系が反射型の場合も考慮している。

）このような無偏光ビームスプリット面５３が採用され
た光学系においてはは、半導体レーザビーム５８が所定
位置から回転されてしまったとしても、この回転の影響
によって安定な情報の再生、記録或は、消去が妨げられ
ることがない。これに対して、Ｓ成分の透過率０％及び
反射率１００％を有する偏光ビームスプリッタ面を有す
る光学系においては、半導体レーザ素子５８からの光ビ
ームの偏光面が回転された場合には、その影響を除去す
ることができない。

第１図におけるＳ成分及びＰ成分の光透過率及び光反射
率をＴｓ、Ｔｐ、Ｒｓ、Ｒｐとすると、無偏光性ビーム
スプリット面５３における光吸収が極僅かであるとする
と、 Ｔ　ｐ　’ｉ　１　　Ｒｐ　、　Ｔ　Ｓ　＃　Ｉ　　Ｒ
ｓが成立する。半導体レーザ素子５８からのレーザ光が
完全なＳ成分或は、Ｐ成分である場合には、光検出器８
２で検出される光検出強度は、半導体レーザ素子５８か
らのレーザ光が無偏光性ビームスプリット面５３に入射
するときの光強度を１とすると、 Ｅ拳Ｔｐ−Ｒｐ−Ｅ　（１−Ｒｐ）Ｒｐ、Ｅ−Ｔｓ−Ｒ
ｓ　−Ｅ゛（１−Ｒｓ　）　Ｒｓで表わされる。ここで
Ｅは対物レンズ６７を通過して情報記録媒体７０で反射
され、再び対物レンズ６７を介して戻されるレーザ光の
効率を示している。上述した式を考慮して無偏光ビーム
スプリット面５３の特性及び光検出器の性能が定められ
る。

第１図に示される光学系における無偏光ビームスプリッ
ト面５３のＰ成分及びＳ成分に対する反射率或は、透過
率は、完全に等しくなく、僅かに異なっている場合があ
る。この場合、第２図に示すように半導体レーザ５８の
バッツケージ９８がこのレーザ５８の光軸の回りに回転
可能にホルダー１００に保持され、半導体レーザ素子５
８がその先軸を中心として回転され、その偏光面の方向
が調整され、２つの光検出器８１及び８２に入射する光
ビーム６１の光量を等しくするように調整されでも良い
。即ち、無偏光性ビームスプリット面５３が理想的なも
のである場合には、Ｒｐ−Ｒ５であるから、 Ｅ　（１−Ｒ１））　Ｒｐ−Ｅ　（１−Ｒｓ）　Ｒｓと
なるが、無偏光性ビームスプリット面５３が住かにＰ成
分及びＳ成分に対して異なる特性を有する場合には、 Ｒｐ−Ｒｓが成立せず、下記関係が成立する。

Ｅ　（１−Ｒｐ）Ｒｐ≠Ｏ Ｅ　（１−Ｒｓ）Ｒｓ≠０ この場合には、ホルダー１００の回転により２つの光検
出器８１及び８２に入射する光強度を等しくすることが
できる。

これに対して従来の偏光ビームスプリット面を有する光
学系では、例えば、Ｒ５−１，Ｑであれば、理想適には
、Ｅ　（１−Ｒｓ）Ｒｓ−０であるが、半導体レーザの
取り付は精度が狂った場合には、光検出器８１及び８２
に入射する光ビーム６１の光強度は、 Ｅ　（１−Ｒｐ）ＲｐからＥ（１−Ｒｓ）Ｒｓまで変化
される。光強度が変化された場合、ある程度、検出信号
再生凹路においてゲイン調整等により補正することが可
能であるが、光強度の変化が２倍を越えると、検出信号
再生回路による補正だけでは不安定になる。したがって
、無偏光性ビームスプリット面５３の特性として Ｅ　（１−Ｒｐ）　Ｒｐ　：　Ｅ　（１−Ｒｓ）　Ｒｓ
の比が１：１から１：２若しくは、２：１の範囲にする
必要がある。

一方、この無偏光性ビームスプリット面５３で光ビーム
６１が反射した場合、Ｓ波及びＰ波間で位相の飛びが生
じ、直線偏光光が楕円偏光となり再生信号の特性が低下
するが、この場合、光学的特性の計算シミュレーション
によれば、無偏光性ビームスプリット面５３で反射した
ときのＳ波及びＰ波間の位相の飛びは４５′以下、好ま
しくは、３０°以下である必要がある。

無偏光性ビームスプリット面を用いた場合、従来例と比
べて、再生信号のＳ／Ｎ比の劣化が生じるが、以下の計
算によれば従来に対して１．５５ｄＢの低下、加えて位
相の飛びがあってもさらに１゜２５ｄｌｌの低下しか生
ぜず、特に問題がないことが確認されている。

第３図及び第４図は、無偏光ビームスプリッタを有する
この発明の実施例の応用例を示している。

この実施例では、第１図に示した光学系とことなり、楕
円補正用の屈折面をプリズム５１が有さず、対物レンズ
の開口制限によって半導体レーザ５８からのレザービー
ムが楕円補正される。この第３図及び第４図に示した光
磁気型光ディスク用光学ヘッドにおいても、単に情報記
録媒体７０で反射されて戻された光ビーム６１の偏光面
が偏光ビームスプリッタ８８に対して略４５°の角度で
入射するように半導体レーザ５８を回転することによっ
て光検出器８１及び８２に入射する光強度を等しくでき
、検出信号が信号再生回路によって安定に再生される。

第５図は、この発明の他の実施例である追記型光学ヘッ
ドを示している。この第５図に示される光学ヘッドにに
おいては、楕円補正されたレーザビームが無偏光ビーム
スプリット面５３を通過して対物レンズ６７によって情
報記録媒体７０に集光され、この情報記録媒体７０から
反射された光ビームが再び対物レンズ６７を介して無偏
光ビームスプリット面５３で反射されて集光レンズ７６
によって集光され、非点収差レンズ即ち、シリンドリカ
ルレンズ７９を介して光検出器８２に照射されて検出さ
れ、後段の回路（図示せず）によって再生信号、フォー
カス信号及びトラッキング信号に変換される。この第５
図に示される光学系においては、１／４波長板が設けら
れず、半導体レーザ５８からの直線偏光光ビーム、例え
ば、Ｓ成分が無偏光ビームスプリット面５３を所定の透
過率で透過され、情報記録媒体７０からの偏光光ビーム
が無偏光ビームスプリット而５３で所定の反射率で反射
されて光検出器８２に導入される。

この光学系においても、偏光ビームスプリット面と異な
り、無偏光スプリット面が半導体レーザ５８からの偏光
光ビームの偏光面に対して所定の関係を維持する必要が
なく、半導体レーザ５８が回転されて配置されても無偏
光ビームスプリッタからの光ビーム強度が光学ヘッド毎
に異なることがない。しかも、光学系の構成が簡素化さ
れ、光学系のコストを十分に低く抑えることができる。

（発明の効果） この発明によれば、安価で、しかも、小型化され安定し
た信号検出を達成することができる光学ヘッドを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す光磁気光学ヘッド
の概略図、第２図は、第１図に示した半導体レーザの保
持機構を示す平面図、第３図及び第４図は、第１図に示
された光磁気光学ヘッドの応用例を示す概略図、第５図
は、この発明の他の実施例である追記型光デイスク用光
学ヘッドの概略図である。 ５１・・・光路分離手段、５３・・・無偏光性ビームス
プリット面、５８・・・半導体レーザ素子、６１・・・
光ビーム、６４・・・楕円補正面、６７・・・対物レン
ズ、７０・・・情報記録媒体、７５．７６．９０・・・
レンズ、７８．７９・・・シリンドリカルレンズ、８１
．８２・・・光検出器、８８・・・ビームスプリッタ、
８９・・・コリメートレンズ 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源からの光源光ビームを情報記録媒体上に集光するた
   めの集光手段と、 前記情報記録媒体からの検出光ビームを光源光ビームか
   ら分離する無偏光性ビームスプリット面を備えた光ビー
   ム分離手段と、 前記無偏光性ビームスプリット面によって分離された検
   出光ビームを検出する手段とからなることを特徴とする
   光学ヘッド