JPH0329137A

JPH0329137A - 光磁気ヘッド装置

Info

Publication number: JPH0329137A
Application number: JP16422789A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kimura; 靖夫木村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1991-02-07
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JP2576632B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、光磁気記録媒体に情報信号の記録、再生を行
うための光磁気記録用光ヘッド装置に関する。

（従来の技術）光ディスクを用いた光記録に用いられる光ヘッド装置に
は、微小な光スポットを光ディスク上に形戒するための
焦点誤差検出機能、所望のトラックを正確にトレースす
るためのトラック誤差検出機能を有することが求められ
る。さらに、光磁気記録では、光磁気ディスク媒体での
入射直線偏光の偏光方向の回転を検出することにより記
録情報の再生を行うために、わずかな偏光方向回転を精
度よく検出する機能も要求される。

第２図は、従来技術による光磁気ヘッドの基本構或を示
すための図である。光源である半導体レーザ１を出射し
た光はコリメートレンズ２により千行光３に変換され、
第１偏光ビームスブリッタ４、第２偏光ビームスブリッ
タ５を経て収束レンズ６により光磁気ディスク７上に集
光される。光磁気ディスク７からの反射光は第１偏光ビ
ームスプリッタ４、第２偏光ビームスプリッタ５により
、結像光学系光軸外に取りだされる。第２偏光ビームス
プリッタ５により取り出された光は記録信号検出のため
に、第１偏光ビームスプリッタ４により取り出された光
は焦点誤差検出、トラック誤差検出にそれぞれ用いられ
る。

第２偏光ビームスプリッタ５より取り出された光は、記
録情報の作動検出のために）Ｊ２板８により主たる偏光
方向が４５度回転させられ、第３偏光ビームスプリッタ
９に導かれる。第３偏光ビームスプリツタ９によって分
けられた２つの光はそれぞれ第１光検出器１０、第２光
検出器１１により受光され、この２つの光検出器の出力
の差信号から記録情報を再生することができる。このよ
うに、偏光を４５度回転させてから偏光ビームスプリツ
タにより２つのビームに分けてそれぞれ独立の光検出器
で受光するのは、反射光強度の変化等の同相信号成分を
除去して、光磁気信号の品質を向上させるためである。

第１偏光ビームスブリッタ４により取り出された光は、
ビームスブリッタ１２により焦点誤差検出用、トラック
誤差検出用の２つのビームに分けられ、焦点誤差はナイ
フエッジ１４および第４光検出器１５を用いてナイフエ
ッジ法により検出され、トラック誤差は第３光検出器１
３を用いてプッシュプル法によりそれぞれ検出される。

（発明が解決しようとする課題）以上述べた従来技術による光ヘッド装置では、多数の偏
光ビームスプリツタやＡ／２板、ナイフエッジなどの光
学部品を巧みに配置する必要があるため、光ヘッドの小
型化、軽量化が困難であった。

さらに、高価な偏光ビームスブリツタを多数用いている
こと、全体の部品点数が多いこと等から低価格化が困難
であった。また組み立ての工数がおおきいことも低価格
化を妨げる要因でもあった。

本発明は、従来技術の持つ上述の課題を解決し、小型軽
量で低価格な光磁気ヘッド装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決ための手段）上述の課題を解決するために本発明が提供する手段は、
光源と、該光源からの出射光を光磁気記録媒体に集光さ
せるための結像光学手段と、前記光磁気記録媒体からの
戻り光を前記結像光学系光軸外に取り出す手段と、該手
段により取り出された光を回折する光回折型素子と、前
記光回折型素子からの回折光を受光する光検出器と、前
記光回折型素子からの透過光を受光する光検出器を少な
くｉも有し、前記光回折型素子は、光学結晶を用いた複
屈折回折格子型の格子型素子であり、かつ、前記光学結
晶の光学軸が前記光磁気記録媒体からの反射光の主たる
偏光方向に対し略４５度の傾きを有するように配置され
ていることを特長とする。または、前記光磁気記録媒体
からの反射光の主たる偏光方向と前記光学結晶の光学軸
とのなす角が、前記回折光を受光する光検出器の出力と
前記透過光を受光する光検出器の出力が略等しくなる角
度と４５度との間にあるように配置されることを特長と
する。

〈作用）以下、本発明の作用について詳細に説明する。

本発明で用いる格子素子は従来技術による情報信号光学
系と焦点誤差、トラック誤差検出用光学系機能を複合し
た作用を有するものである。

二オブ酸リチウムのＸ板、あるいはＹ板に、たとえば安
息香酸によるプロトン交換を施すと以上光線に対する屈
折率は約０．１３増加し、常光線に対する屈折率は０．
０４程度減少する。ここで、交換領域を通過する常光線
と、非交換領域を通過する常光線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、プ
ロトン交換による屈折率変化はあたかも以上光線のみに
生じるようにすることができる。したがって、周期的な
交換、非交換領域を設け、上述の位相差相殺手段を講じ
れば常光線は屈折率差を感じず、異常光線は屈折率差を
感じるので、異常光線のみに作用する回折格子を作製す
ることができる。この時に、異常光線が交換領域と非交
換領域との間で受ける位相差が■となるようにすれば、
異常光線の透過率をほぽ０％、常光線の透過率をほぼ１
００％とすることができる。

このような複屈折回折格子については、従来、偏光子と
して応用が検討されており、たとえば「セカンドオブト
エレクトロニクスカンファレンス（ＯＥＣ２８８）テク
ニカルダイジエ−ストＪ２第１６８ページから第１６９
ページに掲載の論文にその報告が述べられている。

第３図は本発明の作用を説明するための図である。本発
明では光磁気ディスクからの反射光の主たる偏光方向１
６が、或就の方法により形威された複屈折回折格子５７
を有するニオブ酸リチウム結晶１７の２軸１８に対して
およそ４５度となるように配置することにより、反射光
異常光或分１９、２０を回折光２１，　２２、常光成分
２３を透過光２４として分割することができ、これらの
光強度の差信号から、作動検出による光磁気記録信号を
得ることできる。

また、光磁気ディスクからの反射光の主たる偏光方向１
６は、上述の方法により形成された複屈折゜回折格子５
７を有するニオブ酸リチウム結晶１７の２軸１８に対し
て０度あるいは９０度でない角度を有するように配置し
ても、反射光の異常光或分ｌ９、２０を回折光２１，　
２２、常光戒分２３を透過光２４として分割することが
できる。ここで、回折光と透過光の強度比は入射する直
線偏光光の偏光方向と結晶の結晶軸とのなす角α、回折
効率ｑ、及び受光する回折光の次数ｎにより決まる。こ
こで、ｎは１個でもよい。

つまり、＋１次回折光と−１次回折光、あるいはさらに
２次回折光を含んでいてもよい。作動検出により同相ノ
イズ戒分を除去する観点からは、回折光と透過光の光量
の直流或分は等しいことが望ましく、回折効率ｑ、受光
する回折光の次数ｎが決まると、回折光と透過光の光量
の直流戒分がほぼ等しくなるような入射直線偏光光の偏
光方向と結晶の結晶軸とのなす角αが決まる。第４図は
、受光する回折光強度γをパラメータとして、透過光強
度で規格化した作動検出後の残留直流或分Ｒのａ依存性
を計算したものである。図の左端が入射直線偏光光の偏
光方向が結晶の常光軸と異なった場合を示し、右端は異
常光軸と重なった場合を示している。γが１のとき、Ｒ
はα＝４５度のときゼロとなるが、γが１というのは実
用的ではなく、実際は、γは１より小さい値となる。こ
のとき、γが減少するにつれてＲがセロになる角度が大
きくなる。一方、第５図は光磁気信号の大きさのＲ依存
性を計算したものである。光磁気信号成分は、γによら
ずαが４５度のとき最も大きくなる。

従って、αを４５度と回折光と透過光の光量の直流戒分
がほほ等しくなる角度の間に設定すれば、信号ノイズ比
を最も大きくすることができる。

さらに、二オブ酸リチウム結晶上に形成する格子パター
ンをホログラムとすることで、回折光を用いて焦点誤差
検出、トラック誤差検出動作を行うことが可能である。

（実施例）以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を説明するための図であ
る。

半導体レーザ２５を出た光はコリーメートレンズ２６に
より平行光２７に変換され偏光ビームスプリッタ２８を
経て収束レンズ２９により光磁気ディスク３０上に集光
される。光磁気ディスク３０からの反射光は収束レンズ
２９により再び平行光の変換されて偏光ビームスプリッ
タ２８に入射し、結像光学系光軸外に導かれる。偏光ビ
ームスブリッタ２８を出た光はレンズ３１により収束光
３２となって、ニオブ酸リチウム結晶からなる複屈折回
折型素子３３に入射する。この結晶の２軸は反射光の主
たる偏光方向に対して４５度の傾きを持つように設置さ
れる。この複屈折回折型素子３３からの＋ｌ次回折光３
４は第１の光検出器３５で、−１次回折光３６は第３の
光検出器３７で、透過光３８は第２の光検出器３９でそ
れぞれ受光し、第１の光検出器３５と第３の光検出器３
７の出力の和と第２の光検出器３９の出力の差から光磁
気記録再生信号を得ることができる。

次に、光磁気ディスクからの反射光の主たる偏光方向と
二オブ酸リチウム結晶の２軸とのなす角を４６．５度に
設定した例を説明する。

本実施例では上述の第１の実施例と同様の構戒をとり、
回折光として±１次回折光を用いる。また、格子パター
ンはプロトン交換法により作製するため、格子パターン
の断面形状は矩形となる。これらのことから、異常光の
透過率がほぽ０％となるような深さの格子を作製したと
き、１次回折光の回折効率は、それぞれ約４０％となり
、光検出器で受光回折光効率は約８０％となる。上述の
記述法ではγ＝０．８になる。従って、ａは、第４図か
ら４５度と４８度の間に設定すればよい。本実施例では
４６．５度に設定している。

第６図は複屈折回折型素子４０の格子パターンと第１の
光検出器４１のセグメント分割パターンの対応関係を示
すための図である。本実施例では、＋１次回折光を用い
て焦点誤差、トラック誤差検出を行うために、複屈折回
折型素子４０を４つの領域に入力分割し、第１の光検出
器４１を６つのセグメントに分割している。第１格子パ
ターン部４２には、光スポットが光磁気ディスク上に正
しく形威されているときに、この領域への入射光を第１
光検出器上のＡ点５８に収束させるような格子が形成さ
れている。全く同様に、第２格子パターン部４３、第３
格子パターン部４４、第４格子バタ一部４５にはそれぞ
れ各々の領域への入射光を、第１光検出器上のＢ点４６
、Ｃ点４７、Ｄ点４８にそれぞれ収束させるような格子
が形成されている。焦点誤差信号は第１光検出器中央の
４セグメントの対角和の差信号から得られ、トラック誤
差信号は第５セグメント４９と第６セグメント５０の出
力の差信号から得られる。

第７図は本発明の第２の実施例を説明するための図であ
る。本実施例では、全反射プリズム５１と複屈折回折型
素子５２とレンズ５３の一体化をはかり、第１の実施例
に比べてさらに部品点数を削減し、光磁気ヘッド装置の
小型、軽量化を図っているる。

全反射プリズムとレンズの一体化は、接着、あるいは研
磨により可能であり、複屈折格子素子との一体化は接着
により可能である。

第８図は本発明の第３の実施例を説明するための図であ
る。本実施例では光検出器５４と複屈折回折型素子５５
を同一のパッケージの収め、信号検出素子５６とするこ
とで小型化を図っている。さらに、光検出器と複屈折回
折型素子とレンズの３素子を一体化する事も、もちろん
可能である。

以上述べた複屈折格子素子はブレーナーバッチプロセス
により容易に作製することができる。例えば、Ｙ板ニオ
ブ酸リチウム基板にチタン拡散層を形成したのち所望の
格子パターンのプロトン交換を実施し格子を形戒する。

このプロトン交換領域上に常光線の屈折率差を補償する
厚さを有するＮｂ２０５膜を形戊する。さらに基板全面
にわたって反射率を低減させるためにＳｉ０２膜を形戒
すればよい。

（発明の効果）以上述べた本発明によれば、小型、軽量、低価格な光磁
気ヘッド装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第６図は本発明の第１の実施例を説明するため
の図、第２図は従来の技術を説明するための図、第３図
、第４図、第５図は本発明の作用を説明するための図、
第７図は本発明の第２の実施例を説明するための図、第
８図は本発明の第３の実施例を説明するための図ある。図において、１・・・半導体レーザ、２・・・コリメートリンズ、３
・・・平行光、４・・・第１偏光ビームスプリツタ、５
・・・第２偏光ビームスプリツタ、６・・・収束レンズ
、７・・・光磁気ディスク、８・・・Ａ／２板、９・・
・第３偏光ビームスプリツタ、１０・・・第１光検出器
、１１・・・第２検出器、１２・・・ビームスプリツタ
、１３・・・第３光検出器、１４・・・ナイフエッジ、
１５・・・第４光検出器、１６・・・反射光偏光方向、
１７・・・三オブ酸リチウム結晶、１８・・・Ｚ軸、１
９，　２０・・・以上光戒分、２１．２２・・・回折光
、２３・・・常光或分、２４・・・透過光、２５・・・
半導体レーザ、２６・・・コリメートレンズ、２７・・
・平行光、２８・・・偏光ビームスプリツタ、２９・・
・収束レンズ、３０・・・光磁気ディスク、３１・・ル
ンズ、３２・・・収束光、３３・・・複屈折回折素子、
３４・・・＋１次回折光、３５・・・第１光検出器、３
６・・・−１次回折光、３７・・・第３光検出器、３８
・・・透過光、３９・・・第２光検出器、４０・・・複
屈折回折型素子、４１・・・第１光検出器、４２・・・
第１格子パターン部、４３・・・第２格子パターン部、
４４・・・第３格子パターン部、４５・・・第４格子パ
ターン部、４６・・・Ｂ点、４７・・・Ｃ点、，４８・
・・Ｄ点、４９・・・第５セグメント、５０・・・第６
セグメント、５１・・・全反射プリズム、５２・・・複
屈折回折型素子、５３・・ルンズ、５４・・・光検出器
、５５・・・複屈折回折型素子、５６・・・信号検出素
子、５７・・・複屈折回折格子、５８・・・Ａ点である
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源と、該光源からの出射光を光磁気記録媒体に
集光させるための結像光学手段と、前記光磁気記録媒体
からの戻り光を前記結像光学系光軸外に取り出す手段と
、該手段により取り出された光を回折する光回折型素子
と、該光回折型素子の透過光および回折光を検出する光
検出器とを少なくとも有し、前記光回折外素子は、光学
結晶を用いた複屈折回折格子型の格子型素子であり、か
つ、前記光学結晶の光学軸が、前記光磁気記録媒体から
の反射光の主たる偏光方向に対し略４５度の傾きを有す
るように配置されていることを特徴とする光磁気ヘッド
装置。
（２）光源と、該光源からの出射光記録媒体に集光させ
るための結像光学手段と、前記光磁気記録媒体からの戻
り光を前記結像光学系光軸外に取り出す手段と、該手段
により取り出された光を回折する光回折型素子と、前記
光回折型素子からの回折光を受光する光検出器と、前記
光回折型素子からの透過光を受光する光検出器を少なく
とも有し、前記光回折型素子は、光学結晶を用いた複屈
折回折格子型の格子型素子であり、かつ、前記光磁気記
録媒体からの反射光の主たる偏光方向と前記光学結晶の
光学軸とのなす角が、前記回折光を受光する光検出器の
出力と前記透過光を受光する光検出器の出力が略等しく
なる角度と４５度との間にあるように配置されることを
特徴とする光磁気ヘッド装置。