JPH05174440A - 光学ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光磁気記録方式の情報記録媒体に対して情報の
記録，再生，及び消去を行なうための安価でしかも性能
良好な光学ヘッド装置を提供することにある。 【構成】直線偏光光源、集光手段、光源から出射された
光束と情報記録媒体からの反射光束とを分離する光束分
離手段、これで分離された反射光束を、２つの夫々異な
る所定方向の偏光成分に分離する偏光分離手段、及び分
離された２つの偏光成分強度を夫々検出する光検出手段
を備えた光学ヘッド装置において、光束分離手段として
両光束が共に投射する平板状等方性光学媒体の外側の１
平面上に形成された半透明反射膜を用い、かつ、偏光分
離手段として半透明反射膜を透過して光学媒体内部へ屈
折して進入した光束の光路に交わる媒体内部または半透
明反射膜が形成されていない媒体外側の平面に形成され
た偏光膜を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録方式の情報
記録媒体を用いて情報の記録，再生，及び消去を行なえ
るコストパフォーマンス良好な光学ヘッド装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学ヘッド装置の一例として、特
開平２−３７５３６号公報に開示された装置の概略構成
を図６（ａ）に示す。光源１からの出射光束１０１は回
折格子２によって０次回折光と±１次回折光の３つの光
束に分離された後、ビームスプリッタ（光束分離手段と
偏光分離手段よりなる）４２に向かう。ビームスプリッ
タ４２は、平板状の複屈折板４０と、これの上に形成さ
れたハーフミラー（半透明反射膜）４１とで構成されて
いる。回折格子２からの出射光束は、ハーフミラー４１
で反射されコリメートレンズ４に向かう。コリメートレ
ンズ４によって平行光となった光束１０２は、対物レン
ズ５によって情報記録媒体８上に集光される。情報記録
媒体８からの反射光束１０３は対物レンズ５、コリメー
トレンズ４を経てハーフミラー４１を透過し複屈折板４
０に入射する。反射光束１０３は収束光であるので、そ
の進行方向に対して斜めに挿入された複屈折板４０によ
り焦点誤差検出のための非点収差を与えられる。更に、
複屈折板４０の屈折率は、図の紙面に平行な偏光成分と
それに垂直な偏光成分とで異なるため、反射光束１０３
は互いに垂直な偏光成分からなる２つの光束２３Ａ，２
４Ａに分離される。光束２３Ａ，２４Ａはそれぞれ光検
出器２５に入射し電気信号に変換される。図６（ｂ）
に、光検出器２５とこれに照射される光スポットを示
す。図中、２５ａ〜ｆならびに２７はそれぞれ光検出器
２５の受光領域である。光束２３Ａは光検出器２５上に
光スポット２６ａ〜ｃを結像し、光束２４Ａは光スポッ
ト２８ａ〜ｃを結像する。これらの受光領域からの信号
に対して所定の演算処理を行なうことにより、情報信
号、焦点誤差信号およびトラッキング誤差信号が得られ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光学ヘッド
装置では、ビームスプリッタ４２に、光源１の出射光束
１０１と情報記録媒体８からの反射光束１０３との光束
分離機能、反射光束１０３に対する偏光分離機能および
非点収差発生機能を持たせることにより、光学系の簡略
化と部品点数の削減、それに伴う原価低減を図ってい
る。

【０００４】しかし、上記従来の技術においては、複屈
折板４０を用いて偏光分離と非点収差の発生とを同時に
行なっているため、２つの光束２３Ａ，２４Ａを光検出
器２５上で空間的に充分に分離することが出来ない。す
なわち、光学ヘッド装置における非点収差法による焦点
誤差検出光学系の設計では、通常ビームスプリッタ４２
の厚さを１〜２mm程度、光検出器２５上の光スポット２
６ａ〜ｃ，２８ａ〜ｃの直径を数十ミクロン以上とす
る。ところが、ビームスプリッタに人工水晶などの複屈
折材料を用いると、偏光方向による屈折率の相違がそれ
ほど大きくないため、光検出器２５上での光スポット２
６ｂ，２８ｂの分離量は数ミクロン程度となり、２つの
光スポットが重なってしまうという課題が生じる。ま
た、複屈折板という特殊な部品を使用するため、光学ヘ
ッド装置が高価になってしまうという課題も生じる。

【０００５】本発明は、上記従来の技術の課題を解決
し、複屈折板を用いることなく通常の入手容易な光学素
子、材料により光束分離機能、偏光分離機能および非点
収差発生機能を実現し、且つ、偏光分離された２つの光
束が空間的に重ならず、それぞれ独立して確実に検出可
能な光学ヘッド装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、直線偏光光源と、この光源から出
射された光束を光磁気記録方式の情報記録媒体上に照射
するための集光手段と、前記光源から出射された光束と
前記情報記録媒体からの反射光束とを分離するための光
束分離手段と、この光束分離手段によって分離された前
記情報記録媒体からの反射光束を、２つのそれぞれ異な
る所定方向の直線偏光成分に分離する偏光分離手段と、
この偏光分離手段によって分離された２つの偏光成分の
強度をそれぞれ検出する光検出手段とを備えた光学ヘッ
ド装置において、前記光束分離手段には両光束が共に投
射する平板状等方性光学媒体の外側の１平面上に形成さ
れた半透明反射膜を用い、かつ、前記偏光分離手段には
光束分離用の半透明反射膜を透過して前記光学媒体内部
へ屈折して進入した光束の光路に交わる光学媒体内部
の、又は半透明反射膜が形成されていない光学媒体外側
の、平面に形成された偏光膜を用いることとした。光束
分離用の半透明反射膜は、光源から集光手段に到る光束
の光路の途中に、光源から出射された光束と情報記録媒
体から反射され集光手段を通過して来た光束とが、それ
ぞれ異なる方向からに、ほぼ同じ入射角で斜めに入射す
るように設置する。更に、情報記録媒体上での記録トラ
ックの位置の変動に光学ヘッド装置の位置を追随（トラ
ッキング）させたり、情報記録媒体面と光学ヘッド間の
距離を対物レンズの焦点距離に正確に保持させたり、す
るのに必要な情報を得るために、光源から光束分離手段
に到る光路の途中に回折格子を設置して、光源から出射
された光束を１本の主光束と２本の副光束とに分割し、
２個の光検出手段では、それぞれ、主光束の強度（記録
情報）や焦点誤差検出のための非点収差の情報、２本の
副光束位置からトラッキング情報などが得られるように
した。

【０００７】

【作用】上記のような手段を採れば、光束分離手段とし
て半透明反射膜を利用している点は既述の従来の技術と
同様であるが、この半透明反射膜を通常の等方性光学媒
体（例えば内部歪などが残留していない良質のガラス）
の表面に形成させるのであるから、複屈折光学媒体たと
えば水晶を用いる場合に比較して原価は大幅に低減さ
れ、また、偏光分離手段として、従来のように複屈折光
学媒体に依存しないで、通常の等方性光学媒体の表面に
形成させ偏光膜を利用して、２つの分離された光束の方
向を大きく引き離したので、分離された２光束それぞれ
に対する光検出手段の配置は容易で、それらの検出機能
も良好に作動し、しかも現在は性能良好な偏光膜が容易
に形成できるようになっているから、結局、光束分離手
段と偏光分離手段とを従来に比較して低原価で製作で
き、しかも従来よりも良好な性能が得られることにな
る。

【０００８】

【実施例】図１（ａ）は本発明第１実施例の構成を示す
図である。光源１には、半導体レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）を用いる。これは、波長が単一、かつ、偏波面や位
相も揃っており、しかも、今日では高効率で数ｍＷの連
続発振可能、ＧＨｚ程度の変調可能な製品が容易に入手
できるからである。光源１から出射された光束１０１
は、回折格子２に入射して情報信号検出用の主光束（０
次回折光）とトラッキング誤差検出用の２本の副光束
（±１次回折光、図示せず）との３本の光束に分割され
た後、ビームスプリッタ３（光束分離手段と偏光分離手
段よりなる）に向かう。ビームスプリッタ３に入射した
光束は、ビームスプリッタ３の表面に形成されたハーフ
ミラー膜（半透明反射膜）３０１で反射され、コリメー
トレンズ４に向かう。ビームスプリッタ３の詳細につい
ては後に説明する。コリメートレンズ４によって平行光
に変換された光束１０２は、対物レンズ５によって情報
記録媒体８の記録層８ａ上に集光される。

【０００９】記録層８ａからの反射光束１０３は、対物
レンズ５、コリメートレンズ４を経てビームスプリッタ
３に入射し、ビームスプリッタ３の表面に形成されたハ
ーフミラー膜３０１を透過する。ビームスプリッタ３の
内部には、後で説明するように、屈折光の光路に交わる
平面上に偏光膜３０２が形成されているので、屈折光の
偏光膜３０２の膜面に平行で且つ偏光膜を透過できない
偏光成分は反射され、これと垂直な偏光成分は偏光膜３
０２を透過して直進する。偏光膜３０２を透過した光束
１０６は光検出器６に入射し、反射した光束１０７は光
検出器７に入射する。磁気ヘッド９は、情報信号の記録
および消去の際に記録層８ａに磁界を印加するために用
いられる。

【００１０】図１（ｂ），図１（ｃ）はそれぞれ光検出
器６，７を図１（ａ）中の矢印Ｂ，Ｃの方向から見た図
である。光検出器６，７は、図示のように、それぞれ６
個の受光領域６ａ〜ｆ及び７ａ〜ｆを備えている。光束
１０６は光検出器６上に３個の光スポット１０６ａ〜ｃ
を結像する。また、光束１０７は、光検出器７上に光ス
ポット１０７ａ〜ｃを結像する。光束１０６，１０７は
何れも収束光であるので、ビームスプリッタ３を斜めに
通過する際に非点収差を付与されている。従って、光検
出器６又は７の検出信号を用いて、（６ａ＋６ｃ）−
（６ｂ＋６ｄ）または（７ａ＋７ｃ）−（７ｂ＋７ｄ）
なる演算を行なうことにより非点収差法による焦点誤差
信号が得られる。あるいは、これら２つの演算結果の和
をとっても良い。また、トラッキング誤差信号は、６ｅ
−６ｆ又は７ｅ−７ｆ、又はこれら２つの演算結果の和
で得られる。更に情報信号は、６ａ〜ｄの和と７ａ〜ｄ
の和との差信号により得られる。

【００１１】次に、図２により第１実施例に用いたビー
ムスプリッタ３の詳細な説明を行なう。ビームスプリッ
タ３は、ガラス等の等方性光学媒体よりなる２個の部材
３ａ，３ｂ、部材３ａの光束１０１入射面に形成された
ハーフミラー膜３０１、部材３ａ，３ｂの接合面に形成
された偏光膜３０２、及び部材３ｂに形成された遮光膜
３０３で構成されている。ハーフミラー膜３０１は、光
源１（図示せず）から出射した光束１０１を所定の反射
率で反射してコリメートレンズ４（図示せず）に向かわ
せると共に、情報記録媒体８からの反射光束１０３を所
定の透過率で透過させることにより、上記２光束１０
１，１０３を分離している。偏光膜３０２は、例えば誘
電体の多層薄膜であって、入射した光束を、その膜面に
平行な偏光方向をもつ光束１０６と、これと垂直な偏光
方向を持つ光束１０７とに分離する。なお、遮光膜３０
３は、光源１からの不要な迷光がビームスプリッタ３を
経て光検出器６，７に到達することを防止するためのも
のであるが、光源１からの光束は発散光であるから光検
出器６，７上に焦点を結ぶことはなく、必要条件ではな
い。

【００１２】次に図３により本実施例における各光束の
偏光方向および回折格子２の格子の方向について説明す
る。図３（ａ）は、図１（ａ）に示した光学ヘッド装置
を図１（ａ）における上方から見た模式図である。ま
た、図３（ｂ）は情報記録媒体８上の情報トラックと光
スポットとを示した図、図３（ｃ）は図３（ａ）中に示
す矢印Ａ方向から見た回折格子２と其の格子線２ａを示
す図である。光源１の出射光１０１は、情報記録媒体８
に入射する光束の偏光方向が半径方向１１０となるよう
に、図３（ｃ）中に１０１ａと示す方向に設定される。
ビームスプリッタ３は、情報記録媒体８からの反射光束
を図３（ａ）中に示すｘ方向とｙ方向との偏光成分に偏
光分離するので、既述の方法で差動法による光磁気信号
が得られる。一方、いわゆる３スポット法によるトラッ
キング誤差信号を得るため、情報記録媒体８上の光スポ
ット１１３ａ〜ｃは情報トラック１１１の延在する方向
にほぼ平行に並び、かつ情報トラック１１１に対して垂
直方向には、光スポット１１３ｂ，ｃと光スポット１１
３ａとの間隔が、トラックピッチ１１２の１／４になる
ように配置されている。従って、回折格子２の格子線２
ａの方向は、図３（ｃ）に示した方向となる。

【００１３】次に、図４により本発明の第２実施例を説
明する。この実施例では、光源１’には半導体レーザチ
ップを其の儘用いており、光検出器６，７はビームスプ
リッタ３に直接固定される。又は、光検出器６，７を１
個の半導体基板上に形成したモノリシック素子としても
良い。本実施例によれば、光学ヘッド装置を小型化でき
る効果が得られる。

【００１４】更に、図５により本発明の第３実施例を説
明する。この実施例のビームスプリッタ３’の光束分離
機能は既述のビームスプリッタ３の場合と同様である。
情報記録媒体８からの反射光束１０３は、ビームスプリ
ッタ３’の第１の面に形成されたハーフミラー膜３０１
を透過し、ビームスプリッタ３’内を通過してビームス
プリッタ３’の第２の面に形成された偏光膜３０２’に
到達する。偏光膜３０２’に入射した光束の、膜面に平
行な偏光方向を持つ光束は、偏光膜３０２’を透過し
て、光検出器６に入射する。一方これに垂直な偏光方向
を持つ光束は、反射されて更にビームスプリッタ３’内
を通過して光検出器７に入射する。本実施例によれば、
図２に示した部材３ｂがないため、光学ヘッド装置を小
型化できる効果がある。

【００１５】以上、本発明実施例を図面を用いて説明し
たが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、例
えばコリメートレンズ４を省略したり、あるいは光路中
の任意の場所に反射鏡を設けて光軸を折り曲げる構成と
しても良い。また、トラッキング検出方式を３スポット
方式以外の例えばプッシュプル方式とし、回折格子２を
省略することも可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ビ
ームスプリッタに複屈折板という特殊な部品を使用する
ことなく、通常の等方性光学媒体たとえばガラスのよう
な安価な材料を用いながら、光束分離機能、偏光分離機
能、及び非点収差発生機能を実現して光学系を小型化、
簡略化し、かつ、偏光分離された２光束が空間的に重な
ることなく独立して検出されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例光学ヘッド装置の構成や其の
光検出器を説明する図である。

【図２】第１実施例用ビームスプリッタの詳細な構成、
作用を説明する図である。

【図３】第１実施例における各光束の偏光方向および回
折格子の格子の方向について説明する図である。

【図４】本発明の第２実施例を説明する図である。

【図５】本発明の第３実施例を説明する図である。

【図６】従来の光学ヘッド装置の一例の構成、機能を説
明する図である。

【符号の説明】

１…光源、２…回折格子、３…ビームスプリッタ、５…
対物レンズ、６，７…光検出器、３０１…ハーフミラー
膜、３０２…偏光膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線偏光光源と、この光源から出射された
   光束を光磁気記録方式の情報記録媒体上に照射するため
   の集光手段と、前記光源から出射された光束と前記情報
   記録媒体からの反射光束とを分離するための光束分離手
   段と、この光束分離手段によって分離された前記情報記
   録媒体からの反射光束を、２つのそれぞれ異なる所定方
   向の直線偏光成分に分離する偏光分離手段と、この偏光
   分離手段によって分離された２つの偏光成分の強度をそ
   れぞれ検出する光検出手段とを備えた光学ヘッド装置に
   おいて、前記光束分離手段は前記両光束が共に投射する
   平板状等方性光学媒体の外側の１平面上に形成された半
   透明反射膜であり、かつ、前記偏光分離手段の前記光束
   分離手段である半透明反射膜を透過して前記光学媒体内
   部へ屈折して侵入した光束の光路に交わる光学媒体内部
   の平面に形成された偏光膜であることを特徴とする光学
   ヘッド。
2. 【請求項２】光束分離手段である半透明反射膜は、光源
   から集光手段に到る光束の光路の途中に、光源から出射
   された光束と情報記録媒体から反射され集光手段を通過
   して来た光束とが、それぞれ異なる方向から、ほぼ同じ
   入射角で斜めに入射するように設置されていることを特
   徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
3. 【請求項３】光源から出射された光束を１本の主光束と
   ２本の副光束とに分割するための回折格子を、光源から
   光束分離手段に到る光路の途中に設置したことを特徴と
   する請求項１又は請求項２記載の光学ヘッド装置。
4. 【請求項４】偏光分離手段は、光束分離手段と共有する
   等方性光学媒体の内部に代えて、前記光学媒体の半透明
   反射膜が形成されていない他の外側平面に形成された偏
   光膜であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の
   光学ヘッド装置。