JPH04291044A - 光学的情報再生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的情報記録媒体に記
録されている情報を再生する光学的情報再生装置に関し
、特に磁気光学効果を利用した光学的情報記録媒体に記
録されている情報を再生する光学ヘッド部分の改良され
た光学的情報再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学的情報記録再生方式で用いられる記
録媒体は、その大きさに対してデータ記録容量が大きい
という点で、コンピュータの外部記憶手段として有効に
利用されている。なかでも、光磁気記録再生方式の記録
媒体は、データの書換えが可能であることにより極めて
有用である。この様な光磁気記録媒体に情報を記録する
には、マーク間記録方式及びマーク長記録方式（エッジ
記録方式）が知られている。後者は前者に比べてデータ
容量を多くすることができる点で有利であるとされてい
るが、この方式によって記録された記録媒体から正確に
情報を再生するためには、光学ヘッド部分で情報ビット
のエッジ位置を読取る際の正確さが要求される。

【０００３】光磁気記録媒体への情報記録は、光源とし
ての半導体レーザからの光束を対物レンズにより微小ス
ポットに集光して、このスポット光を用いてマーク長記
録方式で行うことができる。また、光磁気記録媒体から
の情報再生は、半導体レーザからの光束を対物レンズに
より微小スポットに集光して、この微小スポット光の記
録媒体による反射光の偏光状態の変化を光量変化に変換
し差動検出することにより行われている。

【０００４】この様な光磁気記録媒体からの情報再生の
ための従来の差動検出は、入射直線偏光の偏光方向と角
度４５度をなす偏光軸方向を有する偏光ビームスプリッ
タを用いて反射光を２つの信号光束に分解し、この両光
束から２つの信号を検出し、これから差動信号を作り出
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかして、マーク長記
録方式において一般的なガウス分布状の光量分布を有す
る単一の微小スポットを用いると、情報再生時にガウス
分布の投光スポットを用いて反射光束全体の光量変化を
差動検出する際にエッジ検出能力が低いという問題点が
ある。そこで、本出願人は、この様な問題を解決するも
のとして、既にエッジ検出能力を高めた光磁気記録媒体
再生用の新規光学ヘッドを提案している（特願平２−３
１０５２４号、特願平２−３１０６８２号）。しかし、
これらの技術においては、２分割センサを１対用いて差
動検出を行っており、更にそのために偏光ビームスプリ
ッタを用いているために、小型化及びコスト低減の点で
未だ改良の余地がある。

【０００６】本発明は、以上の様な事情に鑑みてなされ
たものであり、マーク長記録方式で記録された光磁気記
録媒体から情報を再生する場合にエッジ検出能力が高く
且つ小型で安価な光学ヘッドを備えた光学的情報再生装
置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題を解決するものとして、垂直磁気記録媒体に記録さ
れた情報磁区エッジを検出することにより情報を再生す
る光学的情報再生装置であって、光源からの偏光光束を
投光光学系により微小スポット光として垂直磁気記録媒
体へと導き、該記録媒体による前記微小スポット光の反
射光束を検出光学系により２分割光検出器上に結像させ
、該２分割光検出器の分割線方向は前記情報磁区エッジ
の方向と対応しており、前記検出光学系において、前記
反射光束の一部を偏光方向回転光学素子に導き、前記反
射光束の一部または前記反射光束の他部を前記偏光方向
回転光学素子通過後の光束と前記反射光束の他部との位
相差を調整するための位相差調整光学素子に導き、前記
偏光方向回転光学素子により偏光方向を回転させられた
光束と前記偏光方向回転光学素子を経由せず偏光方向が
回転させられていない光束とを結像させた前記２分割光
検出器からの差信号を用いて、前記垂直磁気記録媒体に
記録された情報磁区エッジを検出することを特徴とする
、光学的情報再生装置、が提供される。

【０００８】本発明においては、前記検出光学系が対物
レンズと結像レンズとを有し、これらレンズの間に前記
偏光方向回転光学素子及び前記位相差調整光学素子が配
置されており、前記反射光束の他部が前記位相差調整光
学素子を通過する様な態様がある。更に、本発明におい
ては、前記偏光方向回転光学素子による偏光方向回転の
角度を９０度とすることができ、また前記光源として半
導体レーザを用いることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１０】図１は本発明による光磁気記録媒体再生用
の光学的情報再生装置の光学ヘッドの概略構成図である
。同図において、１は波長λ（λ＝８３０ｎｍ）の直線
偏光（その電界ベクトルの方向をＥで示す）を発する半
導体レーザ、２はこの光束を平行光束に変換するコリメ
ータレンズ、３はＥ方向の偏光成分（ｓ偏光）は殆ど透
過し、これと直交する方向の偏光成分（ｐ偏光）は１０
０％反射する第１の偏光ビームスプリッタ、４は対物レ
ンズである。これら２〜４を含んで投光光学系が構成さ
れている。５は対物レンズ４により結像された投光スポ
ット、６は光磁気ディスクに設けられた１つの情報トラ
ック、７は投光スポット５のトラッキング用に設けられ
た案内溝である。前記情報トラック６はＥ方向に延びて
おり、検出される情報磁区エッジはこれと直交する方向
である。９は１／２波長板である。８は該１／２波長板
を通過しない光束の位相を調整し１／２波長板９を通過
した光束との位相差を実質上０にするための位相差調整
光学素子である。１０はｓ偏光（Ｅ方向偏光）を１００
％透過し、これと直交する方向のｐ偏光を１００％反射
する第２の偏光ビームスプリッタである。１１は該第２
の偏光ビームスプリッタ１０を透過した光束の波面であ
る。１２は結像レンズ、１３は２分割光検出器であり、
１３−１，１３−２はその各分割部である。２分割光検
出器１３の分割線方向はＥ方向と直交する方向（即ち情
報磁区エッジの方向に対応する方向）である。前記３，
４，８，９，１０，１２を含んで検出光学系が構成され
ている。

【００１１】半導体レーザ１から発せられた直線偏光光
束（ｓ偏光）は、コリメータレンズ２により平行光束と
され、第１の偏光ビームスプリッタ３を透過して、対物
レンズ４により不図示の光磁気ディスクの透明基板を透
過して、ＴｂＦｅＣｏ等の光磁気記録膜に形成された情
報トラック６上に投光スポット５として結像される。

【００１２】前記光磁気記録膜により磁気カー効果（偏
光方向の回転）を受けた反射光束は、Ｅ方向と直交する
偏光成分（ｐ偏光）をも有し、この偏光成分は第１の偏
光ビームスプリッタ３で反射され、一方Ｅ方向の偏光成
分（ｓ偏光）はその一部が第１の偏光ビームスプリッタ
３で反射され、第２の偏光ビームスプリッタ１０の方へ
向かう。

【００１３】第２の偏光ビームスプリッタ１０の前に設
けられた１／２波長板９は、これを透過する偏光光束が
その偏光方向を９０度回転する様に結晶軸方向が設定さ
れている。また、位相差調整光学素子８は１／２波長板
９を通過する光束以外の光束が通過し、これにより１／
２波長板９を通過した中央部光束と通過しない周辺部光
束との光路長差により発生する位相差を０にする。この
両光学素子８，９を通過した光束は、第２の偏光ビーム
スプリッタ１０へ向かう。

【００１４】この第２の偏光ビームスプリッタ１０を透
過した光束（波面１１）は全てｓ偏光成分であり、不図
示のオートフォーカス制御用フォーカス検出光学系、オ
ートトラッキング制御用トラッキング検出光学系へと導
かれる。これら各検出光学系は従来公知の各種方式のも
のを用いることができる。一方、第２の偏光ビームスプ
リッタ１０により反射されたｐ偏光成分光束は、結像レ
ンズ１２により収束せしめられ、その結像面近傍に設け
られた２分割光検出器１３へ入射する。

【００１５】図２は光磁気記録膜に記録された１つの情
報磁区１４（磁化の向きＭ）上に収束光が入射した場合
を示している。投光スポット５を形成する入射光束１５
上での電界ベクトルをＥｉとする。この電界ベクトルＥ
ｉは、図１の説明で述べた様にＥ方向であり（ｓ偏光）
、１６で示されている。この入射光束が投光スポット５
として光磁気記録膜で反射されると、磁気カー効果を受
け、情報磁区１４の磁化の方向に応じ直線偏光の偏光方
向が角度θだけ回転し、反射光束１７での電界ベクトル
は１８で示されるようになる。図２の場合には、投光ス
ポット５内には情報磁区のエッジは存在せず、従って反
射光束１７はエッジの情報を持たない。

【００１６】この反射光束は、対物レンズ４を通過後、
第１の偏光ビームスプリッタ３により一部反射され、位
相差調整光学素子８及び１／２波長板９へと向かう。こ
の１／２波長板９を通過後の光束内での偏光成分は図３
の様になる。図３は１／２波長板９を通過後の光束を第
２の偏光ビームスプリッタ１０の手前から見た図であり
、１／２波長板９を通過した中央部光束１９内での偏光
方向は２１で示され、１／２波長板９を通過しない周辺
部光束２０の偏光方向２２に対し９０度回転している。 また、これら両光束の位相差は位相差調整光学素子８に
よりこの図の様に０に調整されている。従って、前記中
央部光束１９及び周辺部光束２０のｓ偏光成分（Ｅ方向
の偏光成分）が偏光ビームスプリッタ１０を透過し、一
方これと直交する方向のｐ偏光成分が偏光ビームスプリ
ッタ１０により反射されて、結像レンズ１２により２分
割光検出器１３上に光スポットとして結像する。 この光スポットの光量分布は、中央部光束１９及び周辺
部光束２０ともに光軸を回転対称軸とする振幅分布を示
し、これら両光束の干渉した結果の強度分布も光軸を中
心とする強度分布となる。従って、２分割光検出器１３
から出力される差信号Ｓは０である。

【００１７】図４は、光磁気記録膜に記録された情報磁
区のエッジ上に投光スポットが形成された場合を示して
いる。入射光束１５上での電界ベクトルの方向は、上記
図２の場合と同じであり、１６で示される。光束１５が
入射する情報磁区はエッジ２３を境に、２４，２５で示
される様に互いにその磁化の方向が逆である。投光スポ
ット５のうち、磁化２４の影響を受ける領域を５−１と
し、磁化２５の影響を受ける領域を５−２とする。領域
５−１からの反射光束は磁化２４による磁気カー効果を
受け、反射光束２６のこの領域に対応する部分２６−１
は上記図２の場合と同じ方向にカー回転を受け、電界ベ
クトルは２７で示される。一方、領域５−２からの反射
光束は磁化２５による磁気カー効果を受け、反射光束２
６のこの領域に対応する部分２６−２は２６−１と逆方
向に偏光方向が回転し、電界ベクトルは２８で示される
。この反射光束２６は、対物レンズ４を透過後、第１の
偏光ビームスプリッタ３により反射され、位相差調整光
学素子８及び１／２波長板９へと向かう。

【００１８】１／２波長板９の位置を通過した後の光束
内での偏光成分は、図５の様になる。図５において、１
／２波長板９を通過した中央上部の光束３０の偏光方向
は３４であり、１／２波長板９を通過せず位相差調整光
学素子８を通過した周辺上部の光束２９の偏光方向３３
と比べ９０度回転している。同様に、中央下部の光束３
１の偏光方向３５は周辺下部の光束３２の偏光方向３６
と比べ９０度回転している。この図における偏光方向成
分のうち、第２の偏光ビームスプリッタ１０により反射
されたｐ偏光成分（Ｅ方向と直交する方向の偏光成分）
が結像レンズ１２により２分割光検出器１３上に結像さ
れる。

【００１９】図６は、図５のｐ偏光成分を示した図であ
る。図６において、反射光束の中央上部３０及び周辺上
部２９のｐ偏光成分はそれぞれ３８，３７に示されるよ
うになる。また、同じく反射光束の中央下部３１及び周
辺下部３２のｐ偏光成分は３９，４０に示されるように
なる。

【００２０】図７に示す様に、これらのｓ偏光成分が結
像レンズ１２により結像面上に作る光スポットでは、図
６に示された光束中央部３０，３１からの大振幅且つ同
位相の光束３８，３９による光スポット振幅分布４１（
破線）と光束周辺部２９，３２からの小振幅且つ位相と
びπの光束３７，４０による光スポット振幅分布４２（
実線）とが干渉した結果の強度分布が形成される。図８
に各振幅分布４１，４２を示す。従って、この２つの振
幅分布の干渉した結果の合成強度分布は４３（一点鎖線
）となり、２分割光検出器１３の出力差信号Ｓは０では
ない。この出力差信号を分割部分１３−１の出力から分
割部分１３−２の出力を引いたものとすると、この場合
の出力差信号はプラスとなる。

【００２１】図９は、投光スポット５と情報トラック６
とが相対的に移動し、図４で示されるエッジの次のエッ
ジに投光スポット５がかかった状態を示す。光束１５が
入射する情報磁区はエッジ４４を境に、２５，４５で示
される様に互いにその磁化の方向が逆である。入射光束
１５上での電界ベクトルは、上記図４と同じであり、１
６で示される。投光スポット５のうち、磁化２５の影響
を受ける領域を５−３とし、磁化４５の影響を受ける領
域を５−４とする。図４と同様に、反射光束４６はおの
おのの磁化の影響を受けた部分４６−１，４６−２から
なる。このおのおのの部分波面内での電界ベクトルの方
向は、おのおの４７，４８となる。図４の場合と反射光
束波面内での電界ベクトルの方向が逆になっている。

【００２２】従って、位相差調整光学素子８通過後の光
束及び１／２波長板９通過後の光束の一部が、第２の偏
光ビームスプリッタ１０により反射された後、結像レン
ズ１２により結像された光スポット振幅分布は図８と左
右逆になり、２分割光検出器１３からの出力差信号Ｓは
マイナスとなる。

【００２３】以上の様に、この実施例では、従来提案の
エッジ検出光学系にそれほど大きな変更を加えることな
しに、偏光ビームスプリッタの数を減らすことができ、
２分割光検出器も１つでよく、精度よくエッジを検出で
きる光ヘッドを実現することができる。

【００２４】本実施例においては、光磁気記録媒体反射
後の反射偏光光束の一部を偏光方向を１／２波長板によ
り９０度回転させた後に他部とともに結像させ、カー効
果により発生しエッジ情報を担っているｐ偏光成分の光
束を干渉させて、１つの２分割光検出器でエッジ情報を
検出しており、電気系が簡単化される。尚、この検出の
精度を上げるためには、干渉する２つの光束の振幅がな
るべく同等であることが望ましい。しかし、光磁気記録
媒体でのカー回転角θは約１度程度の小さな値であるた
め、ｓ偏光成分光の振幅に比較してｐ偏光成分光の振幅
は非常に小さい。そこで、おのおのの振幅を近付けるた
めに、光検出器での光量減少が許される範囲内でｓ偏光
成分光の振幅を吸収フィルタ等により小さくすることが
望ましい。

【００２５】更に、本実施例では、光磁気記録媒体から
の反射光束に含まれるｐ偏光成分とｓ偏光成分とを、検
出光学系の瞳内で一部１／２波長板を通過させることに
より偏光方向を９０度回転させて、瞳内で異なる空間的
位置を占める他部の光束とともに結像レンズにより結像
させて干渉させている。従って、この両光束により作ら
れる結像スポットサイズも、バイアス光振幅に相当する
中央部光束のスポットサイズが周辺部光束のスポットサ
イズよりもやや大きいか、または等しいサイズであるこ
とが望ましく、このためには結像レンズの前に開口を設
け、おのおのの結像スポットサイズを制御することが望
ましい。

【００２６】また、本実施例においては、エッジの有無
を光磁気記録媒体からの反射直後の光束に含まれるｐ偏
光成分に位相のとびがあるか否かで検出している。従っ
て、本発明では、偏光方向回転光学素子を経由する光束
部分と経由しない光束部分との形状は、本実施例の様な
同心形状である必要はない。

【００２７】また、本実施例では、第２の偏光ビームス
プリッタからのｐ偏光成分を結像させてエッジ検出に用
いているが、本発明ではｓ偏光成分を結像させてエッジ
検出を行ってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上の様に、本発明の光学的情報再生装
置によれば、垂直磁気記録媒体からの反射光束を偏光方
向回転光学素子及び位相差調整光学素子に導き、該偏光
方向回転光学素子を経由した光束と経由しない光束とを
それぞれ２分割光検出器に結像させ干渉させて、該２分
割光検出器の出力差信号で情報磁区エッジを検出するの
で、エッジ検出能力が高く且つ光学ヘッドの小型化及び
低価格化が達成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光磁気記録媒体再生用の光学的情
報再生装置の光学ヘッドの概略構成図である。

【図２】図１の光学ヘッドにおける光束の状態の説明図
である。

【図３】図１の光学ヘッドにおける光束の状態の説明図
である。

【図４】図１の光学ヘッドにおける光束の状態の説明図
である。

【図５】図１の光学ヘッドにおける光束の状態の説明図
である。

【図６】図１の光学ヘッドにおける光束の状態の説明図
である。

【図７】図１の光学ヘッドにおける光束の状態の説明図
である。

【図８】図１の光学ヘッドにおける光束の強度分布を示
すグラフである。

【図９】図１の光学ヘッドにおける光束の状態の説明図
である。

【符号の説明】

１　　　　半導体レーザ ２　　　　コリメータレンズ ３　　　　第１の偏光ビームスプリッタ４　　　　対物
レンズ ５　　　　投光スポット ６　　　　情報トラック ７　　　　案内溝 ８　　　　位相差調整光学素子 ９　　　　１／２波長板 １０　　　　第２の偏光ビームスプリッタ１１　　　　
透過光束波面 １２　　　　結像レンズ １３　　　　２分割光検出器 １４　　　　情報磁区 １５　　　　入射光束 １７　　　　反射光束 ２３　　　　情報磁区エッジ ２４　　　　情報磁区 ２５　　　　情報磁区 ２６　　　　反射光束 ４４　　　　情報磁区エッジ ４５　　　　情報磁区 ４６　　　　反射光束

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　垂直磁気記録媒体に記録された情報磁
   区エッジを検出することにより情報を再生する光学的情
   報再生装置であって、光源からの偏光光束を投光光学系
   により微小スポット光として垂直磁気記録媒体へと導き
   、該記録媒体による前記微小スポット光の反射光束を検
   出光学系により２分割光検出器上に結像させ、該２分割
   光検出器の分割線方向は前記情報磁区エッジの方向と対
   応しており、前記検出光学系において、前記反射光束の
   一部を偏光方向回転光学素子に導き、前記反射光束の一
   部または前記反射光束の他部を前記偏光方向回転光学素
   子通過後の光束と前記反射光束の他部との位相差を調整
   するための位相差調整光学素子に導き、前記偏光方向回
   転光学素子により偏光方向を回転させられた光束と前記
   偏光方向回転光学素子を経由せず偏光方向が回転させら
   れていない光束とを結像させた前記２分割光検出器から
   の差信号を用いて、前記垂直磁気記録媒体に記録された
   情報磁区エッジを検出することを特徴とする、光学的情
   報再生装置。
2. 【請求項２】　　前記検出光学系が対物レンズと結像レ
   ンズとを有し、これらレンズの間に前記偏光方向回転光
   学素子及び前記位相差調整光学素子が配置されており、
   前記反射光束の他部が前記位相差調整光学素子を通過す
   る、請求項１に記載の光学的情報再生装置。
3. 【請求項３】　　前記偏光方向回転光学素子による偏光
   方向回転の角度が９０度である、請求項１または請求項
   ２に記載の光学的情報再生装置。
4. 【請求項４】　　前記光源が半導体レーザである、請求
   項１、請求項２または請求項３に記載の光学的情報再生
   装置。