JPH04362554A - 光分離素子とこれを使用した受光光学装置 - 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、光磁気ディスク装置な
どに使用されて回転方向に９０度の偏光成分を有する光
を３つの光成分に分離する光分離素子ならびにこの光分
離素子を使用した受光光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスク装置では、再生出力を得
るために、偏光分離が行われ、ディスクからの戻り光が
、カー回転角による偏光成分となる２つの光成分と、フ
ォーカスなどのエラー信号を検出するためのエラー信号
検出用の光成分とに分離される。

【０００３】図６は、従来の偏光分離手段を使用した光
磁気ディスク装置の光学系の構成を示している。半導体
レーザ１から発せられたレーザ光はコリメートレンズ２
により平行光となり、ビームスプリッタ３により反射さ
れ、全反射プリズム４にて反射されて対物レンズ５によ
りディスクＤの記録面に集光される。ディスクＤの記録
面からの反射戻り光は、ビームスプリッタ３を透過し、
ウォラストンプリズム６にて３つの成分に分離され、受
光レンズ７ａと７ｂを経て６分割のピンホトダイオード
８により受光される。ウォラストンプリズム６にて異な
る偏光面の成分に分離された２つの光束Ｂ１とＢ２はピ
ンホトダイオード８の２つの受光部８ａと８ｂとにより
受光され、両受光光量の差からＭＯ信号が検出される。 また偏光状態に依存しない光束Ｂ３は４分割の受光部８
ｃに受光され、これによりフォーカスとトラッキングの
エラー信号が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の受光光学装
置では、偏光分離のための素子として、ウォラストンプ
リズム６を使用している。しかしながら、ウォラストン
プリズム６は、水晶などの異方性結晶を２つ使用し、こ
れを貼り合わせて制作しているため製造コストが高いも
のとなっている。さらに、ピンホトダイオード８の４分
割の受光部８ｃにおいてフォーカスエラー信号を得るた
めに、非点隔差を生じさせるシリンドリカルレンズを受
光レンズ７ｂとして設ける必要があり、構成する光学部
品の点数が多くなる。

【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、簡単な構成により光の偏光分離ができ且つ非点隔
差を生じさせることも可能な光分離素子ならびにこれを
使用した受光光学装置を提供することを目的としている
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、光軸に対する
回転方向に９０度の角度をなす第１と第２の偏光成分を
有する光の経路に位置する光分離素子であって、第１と
第２の偏光成分をそれぞれ所定の割合で透過させる偏光
膜とその後方に位置する反射面とが互いに平行で且つ入
射光軸に対して角度を有して配置され、前記偏光膜と反
射面との間に、光の往復によりその偏光面の角度を９０
度回転させる光学部材が配置されたことを特徴とするも
のである。

【０００７】さらに本発明による受光光学装置は、光軸
に対する回転方向に９０度の角度をなす第１と第２の偏
光成分を有する光の経路に上記の光分離素子が配置され
、この光分離素子の偏光膜にて反射された光成分と、偏
光膜を透過して反射面にて反射された反射光が偏光膜を
透過した光成分と、前記反射面にて反射された反射光が
偏光膜にて反射され反射面にて再度反射されて偏光膜を
透過した光成分とを、それぞれ受光する受光部が設けら
れていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記手段では、例えば光磁気ディスクにおいて
偏光面にカー回転角が与えられた戻り光が光分離素子に
入射すると、まず所定の偏光成分が偏光膜により反射さ
れて第１の受光部により受光される。また偏光膜を透過
して反射面にて反射されさらに偏光膜を透過した光成分
が第２の受光部に受光される。また前記反射面にて反射
された光のうちの偏光膜により反射された光成分は再度
反射面により反射されてさらに偏光膜を透過して第３の
受光部にて受光される。例えば光磁気ディスク装置では
、第１の受光部の受光光量と第３の受光部の受光光量と
の差によりＭＯ信号が検出され、第２の受光部による受
光出力からフォーカスとトラッキングのエラー信号が検
出される。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面により説明する。 図１は本発明による光分離素子１０の第１実施例を示す
断面図である。図１に示す光分離素子１０は、平板ガラ
ス１１の入射側の面に偏光膜１２がコーティングされて
いる。平板ガラス１１の後面には位相差板１３が貼り合
わされ、その後面に全反射膜１４がコーティングされて
いる。前記位相差板１３は通過する光に対してλ／４（
または５λ／４、９λ／４）の位相差（ただしλは入射
光の波長）を発生させるものである。したがってこの位
相差板１３を透過して全反射膜１４にて反射されさらに
位相差板１３を透過する光は、位相差板１３を２回通過
することによりλ／２の位相差を生じ、その偏光面の角
度が９０度回転させられる。

【００１０】図１において、紙面上下方向をα軸、紙面
に直交する方向をβ軸としてα−βの直交座標をとり、
偏光面がα方向となる光の成分をＰ波成分、偏光面がβ
方向となる光の成分をＳ波成分とする。また入射光軸Ｂ
の光分離素子１０に対する入射角をθとする。

【００１１】前記入射角θはほぼブリュスター角とし、
例えば平板ガラス１１の屈折率が１．５１のときに約６
０度に設定される。このブリュスター角θならびに偏光
膜１２の設計により、偏光膜１２に対しては、Ｐ波成分
が１００％透過し、Ｓ波成分は６０％透過し、Ｓ波成分
の４０％が反射されるように設定されている。なおこの
比率は任意に設定可能である。

【００１２】また前記位相差板１３を往復した光はその
偏光面が９０度回転させられるため、Ｐ波成分はＳ波成
分となり、Ｓ波成分はＰ波成分となる。

【００１３】上記光分離素子１０の機能を説明する。入
射角θにより入射する入射光は、偏光膜１２によりＳ波
成分が４０％反射され６０％が透過する。またこの偏光
膜１２においてＰ波成分は１００％透過する。すなわち
偏光膜１２では、入射光のうち４０％のＳ波成分のみが
反射する。図１ではこの反射光をＲ１で示している。

【００１４】偏光膜１２を透過した６０％のＳ波成分と
１００％のＰ波成分は、平板ガラス１１内を透過し位相
差板１３を透過し、さらに全反射膜１４により反射され
て位相差板１３を透過して戻る。位相差板１３を１往復
して平板ガラス１１内を戻る反射光は、偏光面が９０度
回転させられて１００％のＳ波成分と６０％のＰ波成分
となる。

【００１５】全反射膜１４により反射された光は再度偏
光膜１２に至るが、偏光膜１２では、Ｓ波成分のうち４
０％が反射され、６０％が透過する。ただしＰ波成分は
反射されずその全てが偏光膜１２を透過する。よって偏
光膜を透過した光は、共に６０％のＰ波成分とＳ波成分
を有し、戻り光の偏光状態に依存しない光となる。図１
では、このの光をＲ０で示している。

【００１６】また偏光膜１２により反射されて平板ガラ
ス１１内に再び戻る４０％のＳ波成分は、位相差板１３
を透過して全反射膜１４により反射され位相差板１３を
透過して平板ガラス１１内に進む。ここで位相差板１３
を１往復するため、４０％のＳ波成分はＰ波成分となる
。この４０％のＰ波成分は全て偏光膜１２を透過する。 この透過した光を図１においてＲ２で示している。

【００１７】図１では、上記光分離素子１０が光磁気デ
ィスク装置においてディスクの記録面からの戻り光（集
束光）の経路に配置された場合を示している。前述のＲ
０，Ｒ１，Ｒ２のそれぞれの光成分の通過経路には、６
分割のピンホトダイオード２０が配置されている。この
ピンホトダイオード２０は２つの受光部２１，２２と４
分割の受光部２３とを有している。

【００１８】前述の４０％のＳ波成分の光Ｒ１は受光部
２１により検出され、４０％のＰ波成分の光Ｒ２は受光
部２２により検出される。それぞれの受光部２１と２２
による受光光量は差動増幅器２４に入力する。差動増幅
器２４では受光部２１と２２の受光光量の差（Ｉ出力と
Ｊ出力との差）が検出され、これが光磁気ディスクから
の再生出力（ＭＯ信号）となる。

【００１９】さらに４分割の受光部２３は、共に６０％
のＳ波成分とＰ波成分を有する光Ｒ０の集束点に位置し
ており、４分割の受光部２３での検出出力によりフォー
カスエラー信号とトラッキングエラー信号を得ることが
できる。なお、光分離素子１０は全体が平板構造である
ため、集束光であるＲ０がこれを通過して反射されるこ
とにより非点隔差が生じる。この非点隔差を利用して４
分割の受光部によりフォーカスエラー信号を得ることが
でき、図６に示す従来例のようなシリンドリカルレンズ
を受光レンズ７ｂとして使用する必要はなくなる。また
トラッキングエラー信号は４分割の受光部によりいわゆ
るプッシュプル法により検出することができる。

【００２０】図４は、上記光分離素子１０を使用した光
磁気ディスク装置の光学系の構成をさらに詳しく示して
いる。半導体レーザ３１から出射したレーザ光はコリメ
ートレンズ３２により平行光とされる。ビームスプリッ
タ３３ではレーザ光の一部（主にＳ波成分）が反射され
て、トラッキング補正用の可動ミラー３４により反射さ
れ、さらに全反射プリズム３５により反射されて対物レ
ンズ３６により光磁気ディスクの記録面に集光される。 ディスクの記録面からの戻り光は、基の経路を戻り、ビ
ームスプリッタ３３を透過し、受光レンズ３７により集
束させられて前記光分離素子１０に入射する。

【００２１】図５は光分離素子１０の入射方向（図４の
Ｖ方向）から見た光分離素子１０の配置角度を示してい
る。図４の装置において水平方向をＸ、垂直方向をＹと
した直交座標を設けると、図１に示すα軸とβ軸との直
交座標は、前記Ｘ−Ｙの直交座標に対し、光軸のまわり
に４５度回転した角度に配置されている。

【００２２】光磁気ディスクからの戻り光にカー回転角
が与えられ、図５に示すように偏光面がＹ軸に対しプラ
スまたはマイナス方向にθｋだけ回転させられていたと
する。図１の光分離素子１０では、θｋだけ回転させら
れた偏光面の成分がα軸方向のＰ波成分とβ軸方向のＳ
波成分として分離され、受光部２１と２２によりＳ波成
分とＰ波成分の差が検出される。よって差動増幅器２４
からの出力により、図５に示すプラスθｋまたはマイナ
スθｋの偏光面の回転方向が検知され、ＭＯ信号が再生
されることになる。

【００２３】図２は本発明による光分離素子の第２実施
例を示している。この実施例に示す光分離素子１０Ａは
、同じ厚さ寸法ｔの２枚の平板ガラス１１ａと１１ｂの
間に、位相差板１３が介装されている。そして平板ガラ
ス１１ａの表面には偏光膜１２がコーティングされ、平
板ガラス１１ｂの後面には全反射膜１４がコーティング
されている。第１実施例と同様に、位相差板１３は光が
２回透過することによりλ／２の位相差を発生させ、偏
光面の角度を９０度回転させるものである。

【００２４】この光分離素子１０Ａにおいても、偏光膜
１２により４０％のＳ波成分が反射されてＲ１の光成分
が得られる。また偏光膜１２を透過した１００％のＰ波
成分と６０％のＳ波成分は全反射膜１４に反射されて位
相差板１３を１往復することにより、６０％のＰ波成分
と１００％のＳ波成分となる。そして共に６０％のＳ波
成分とＰ波成分の光Ｒ０が得られる。さらに偏光膜１２
により反射された４０％のＳ波成分は全反射膜１４によ
り反射されて位相差板１３を往復してＰ波成分となり、
これが偏光膜１２を透過してＲ２が得られる。

【００２５】この光分離素子１０Ａでは必らずしも２枚
の平板ガラス１１ａ，１１ｂが同じ厚さ寸法である必要
はないが、同じ厚さ寸法とすることにより、制作は容易
になる。

【００２６】図３に示す第３実施例は、構造をさらに簡
略化したものである。この実施例に示す光分離素子１０
Ｂは、水晶などの異方性結晶を使用し、透過光が１往復
（２回通過）することによりλ／２の位相差を発生させ
ることができる厚さ寸法ｔ１とした位相差板１３ａが使
用されている。この位相差板１３ａの表面には偏光膜１
２が裏面には全反射膜１４が、直接コーティングされて
いる。この実施例では、偏光膜１２にて１００％のＰ波
成分と６０％のＳ波成分が透過する。この透過光は、位
相差板１３を透過し全反射膜１４により反射され再び位
相差板１３ａを透過することにより偏光面が９０度回転
させられ、偏光膜１２に戻った時点で、１００％のＳ波
成分と６０％のＰ波成分となる。そして偏光膜１２にて
、共に６０％のＳ波成分とＰ波成分が透過して光Ｒ０が
得られる。さらに偏光膜１２により反射された４０％の
Ｓ波成分は位相差板１３ａを往復してＰ波成分となり、
これが偏光膜１２を透過して、４０％のＰ波成分の光Ｒ
２が得られる。

【００２７】なお本発明は上記各実施例に限られるもの
ではなく、例えば図１の第１実施例において、入射側か
ら順に偏光膜１２、位相差板１３、平板ガラス１１、全
反射膜１４の順に構成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、小寸法で
簡単な構成の光分離素子を得ることができる。またこの
光分離素子を使用することにより、小型の受光光学装置
を形成できる。さらに光分離素子は平板構成にできるた
め、これを透過した光は非点隔差を含むことになり、そ
のままフォーカスエラーの検出が可能になる。さらに３
つに分離された光成分が同じ方向へ進むため、それぞれ
の光を検出する受光部を同じ位置に配置することができ
、単一のピンホトダイオードなどを使用することが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による光分離素子を示す断
面図、

【図２】本発明の第２実施例による光分離素子を示す断
面図、

【図３】本発明の第３実施例による光分離素子を示す断
面図、

【図４】本発明の光分離素子を使用した光磁気ディスク
装置の光学系の配置斜視図、

【図５】図４の装置における光分離素子の配置角度を示
す説明図、

【図６】従来の光分離素子ならびにこれを使用した受光
光学装置を示す配置側面図、

【符号の説明】

１０，１０Ａ，１０Ｂ　　光分離素子 １１，１１ａ，１１ｂ　　平板ガラス １２　　偏光膜 １３，１３ａ　　位相差板 １４　　全反射膜 ２０　　ピンホトダイオード ２１，２２　　受光部 ２３　　４分割の受光部 ２４　　差動増幅器 ３１　　半導体レーザ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光軸に対する回転方向に９０度の角度
   をなす第１と第２の偏光成分を有する光の経路に位置す
   る光分離素子であって、第１と第２の偏光成分をそれぞ
   れ所定の割合で透過させる偏光膜とその後方に位置する
   反射面とが互いに平行で且つ入射光軸に対して角度を有
   して配置され、前記偏光膜と反射面との間に、光の往復
   によりその偏光面の角度を９０度回転させる光学部材が
   配置されたことを特徴とする光分離素子。
2. 【請求項２】　　光軸に対する回転方向に９０度の角度
   をなす第１と第２の偏光成分を有する光の経路に請求項
   １記載の光分離素子が配置され、この光分離素子の偏光
   膜にて反射された光成分と、偏光膜を透過して反射面に
   て反射された反射光が偏光膜を透過した光成分と、前記
   反射面にて反射された反射光が偏光膜にて反射され反射
   面にて再度反射されて偏光膜を透過した光成分とを、そ
   れぞれ受光する受光部が設けられていることを特徴とす
   る受光光学装置。