JPH0573985A - 光ピツクアツプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ピックアップ装置の小型化，軽量化，低廉
化を図る。 【構成】 半導体レーザ11と，コリメート・レンズ12お
よび対物レンズ13からなる集光光学系との間に，光軸に
対して傾いて配置されたガラス板14，15を設ける。ガラ
ス板14と15の間に１／２波長板17が配置される。半導体
レーザ11の発散する出射光は集光光学系によって光磁気
ディスク20上に集光される。１／２波長板17の回転角度
位置をあらかじめ調整しておくことにより，光磁気ディ
スク20からの反射光は集光光学系によって集光されなが
ら，ガラス板14，15でそれぞれ互いに直交する偏光成分
がより多く反射され，互いに直交する偏光成分を通過さ
せる検光子31，32を通って光検出器21，22にそれぞれ受
光される。光検出器21，22の出力信号に基づいて，デー
タ読取信号，トラッキング・エラー信号およびフォーカ
シング・エラー信号が作成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，光磁気ディスク，光
磁気カード等の光磁気記録媒体に情報を記録／再生する
ための光ピックアップ装置に関する。

【０００２】この発明において情報の記録／再生とは，
光磁気記録媒体に情報を記録すること，光磁気記録媒体
に記録されている情報を再生すること，ならびに記録お
よび再生することを含む。

【０００３】

【従来の技術とその問題点】従来の光ピックアップ装置
は，半導体レーザからの発散光をコリメートする第１の
光学系，コリメートされた光を光学的記録媒体上に集光
させるとともに光学的記録媒体からの反射光をコリメー
トする第２の光学系，第２の光学系によってコリメート
された反射光を偏光分離するための第１の偏光ビーム・
スプリッタ，偏光分離された光をさらにトラッキング制
御用光とフォーカシング制御用光とに分離するための第
２の偏光ビーム・スプリッタ，分離された光をさらにト
ラッキング制御用光検出器の受光面上に集光させるため
の第３の光学系，分離された光をフォーカシング制御用
光検出器の受光面上に集光させるための第４の光学系，
第３または第４の光学系に設けられ，読取信号を得るた
めの光検出器に光を導くための第５の光学系等から構成
されている。

【０００４】このような従来の光ピックアップ装置は数
多くの光学部品を使用しているのでその重量が大きく，
したがってアクセス・タイムが遅いという問題がある。
また，数多くの光学部品を使用しているので，部品のコ
ストが高くなるとともに，その組立て調整に手間と時間
がかかりこの点からも最終コストが高くなるという問題
点がある。

【０００５】

【先願発明の説明】出願人は大幅な小型化，軽量化，低
コスト化を図ることのできる光ピックアップ装置を提案
した（特願平２−411851号および特願平３−210479
号）。

【０００６】この先願発明は，発光素子と発光素子から
出射される発散光を光磁気記録媒体上に集光させるとと
もに光磁気記録媒体からの反射光を集光させる集光光学
系とを備えた光ピックアップ装置において，上記発光素
子と上記集光光学系との間の上記発散光の光路上に，上
記集光光学系の光軸に対して傾けて配置され，入射する
光の一部を透過しかつ一部を反射する少なくとも２枚１
組の透明板（たとえば誘電体板），および光磁気記録媒
体によって反射されかつ上記集光光学系によって集光さ
れる光のうち上記透明板によって反射された光をそれぞ
れ受光する少なくとも２個の光検出器を備え，上記１組
の透明板が，上記光軸に垂直な平面がこれらの透明板と
交わることによって生じる線分が互いにほぼ直交する方
向に傾いて配置されていることを特徴とするものであ
る。

【０００７】好ましくは，上記透明板の傾き角は，特定
の偏光面をもつ偏光成分を完全に透過させるブリュース
ター角に設定される。

【０００８】必要ならば上記光検出器の前方に，偏光方
向が互いに90°異なる検光子が配置される。

【０００９】上記発光素子から出射される発散光は上記
集光光学系によって光磁気記録媒体上に集光される。光
磁気記録媒体からの反射光は上記集光光学系によって集
光され，その一部が上記透明板によって反射して少なく
とも２つの光検出器によって受光される。

【００１０】光磁気記録媒体に記録された情報の読取り
は，光磁気記録媒体からの反射光の偏光面回転角の変化
（カー効果）を検出することによって行なわれる。

【００１１】透明板の一面に斜めに光が入射すると，そ
の反射率および透過率は偏光面選択性をもち，特定の偏
光成分の光に対して反射率が０％，透過率が100 ％とな
る入射角（ブリュースター角）がある。

【００１２】２枚の透明板の傾き方向を上記のように設
定することにより２枚の透明板の反射光が互いに直交す
る偏光成分のみを含むように，または多く含むようにす
ることができる。

【００１３】したがって，上記検光子を用いることな
く，または補助的に用いることにより，上記光検出器に
よって，光磁気記録媒体からの反射光に含まれる互いに
直交する偏光面をもつ光成分を検出することができるの
で，２つの光検出器の出力信号に基づいて情報の読取信
号を作成することができる。

【００１４】また，上記の少なくとも２つの光検出器か
らトラッキング・エラー信号およびフォーカシング・エ
ラー信号が得られる。

【００１５】この先願発明によると，発光素子と集光光
学系との間に少なくとも２枚の透明板を配置することに
より最低限必要な光学的構成をもつ光ピックアップ装置
が実現されるので，その小型化，軽量化を図ることがで
きる。

【００１６】この先願発明の光ピックアップ装置におい
て不可欠の光学部品は，発光素子，集光光学系，透明板
および光検出器であり，要すれば検光子を設ければ足り
るので，大幅な低廉化を図ることができる。

【００１７】

【発明の目的，構成，作用および効果】この発明は上述
した先願発明に一層の改良を加えるものであり，上記の
２枚の透明板の配置に高い自由度をもたせることを目的
とする。

【００１８】この発明は，発光素子と発光素子から出射
される発散光を光磁気記録媒体上に集光させるとともに
光磁気記録媒体からの反射光を集光させる集光光学系と
を備えた光ピックアップ装置において，上記発光素子と
上記集光光学系との間の上記発散光の光路上に，上記集
光光学系の光軸に対して傾けて配置され，入射する光の
一部を透過しかつ一部を反射する少なくとも２枚１組の
透明板，光磁気記録媒体によって反射されかつ上記集光
光学系によって集光される光のうち上記透明板によって
反射された光または上記透明板を透過した光をそれぞれ
受光する少なくとも２個の光検出器，および上記２枚の
透明板の間に配置された１／２波長板を備えていること
を特徴とする。

【００１９】この発明によると２枚の透明板の間に１／
２波長板（半波長板または旋光子）が配置されているの
で，２枚の透明板の向きを任意に設定することができ
る。そして１／２波長板の主軸方位をその入射光の偏光
方向に対して適当に設定することにより，２枚の透明板
の反射光が互いに直交する偏光成分のみを含むように，
または多く含むようにすることが可能である。

【００２０】たとえば２枚の透明板をそれらが互いにほ
ぼ平行になるように配置することができる。この場合に
は光磁気記録媒体からの反射光の偏光方向を１／２波長
板によってほぼ90°回転させればよい。このような透明
板の配置によると，光検出器を上記光軸に関して同じ側
に配置することができるので，光ピックアップ装置の一
層の小型化が実現できる。

【００２１】さらに，２枚の透明板を，光軸に垂直な面
に関してほぼ対称となるように配置することができる。
このような配置によると，光軸に対して斜めに配置され
た透明板を光が透過するときに発生する収差を２枚の透
明板によってほぼ相殺することができ，収差の低減を図
ることができる。

【００２２】１／２波長板の回転角度位置を調整するこ
とにより２つの光検出器の受光信号レベルを調整するこ
ともできる。

【００２３】

【実施例の説明】まず図１から図５を参照して先願発明
における代表的な実施例について説明する。

【００２４】図１および図２は光ピックアップ装置の光
学系の構成を示すものである。光ピックアップ装置は，
半導体レーザ11と，この半導体レーザ11から出射する発
散光を光磁気ディスク20上に集光する集光光学系とを含
んでいる。集光光学系は，発散光をコリメートするコリ
メート・レンズ12と，コリメート光を集光する対物レン
ズ13とを含んでいる。

【００２５】半導体レーザ11とコリメート・レンズ12と
の間の上記発散光の光路上に，２枚のガラス板14および
15が，半導体レーザ11および集光光学系の光軸に対して
傾けた状態で配置されている。

【００２６】半導体レーザ11から出射する発散光は２枚
のガラス板14および15を透過して，集光光学系によって
光磁気ディスク20上に集光される。半導体レーザ11から
出射する発散光の一部はガラス板14で反射して光検出器
23によって受光される。光検出器23の受光信号に基づい
て半導体レーザ11の出射光強度が制御される。

【００２７】光磁気ディスク20からの反射光は集光光学
系によって集光される。この集光される反射光は，その
一部がガラス板15によって反射され光検出器22に入射
し，このガラス板15を透過した光の一部はさらにガラス
板14で反射され光検出器21に入射する。

【００２８】光磁気ディスク20からの反射光は集光光学
系によって集光されているのでガラス板15と光検出器22
との間，およびガラス板14と光検出器21との間に集光レ
ンズ等を設ける必要は必ずしもない。

【００２９】図３は，ガラス板（屈折率＝1.5 ）の面に
光が斜めに入射した場合における，その光の反射係数と
透過係数の入射角依存性を示している。

【００３０】Ｔ_p はＰ偏光成分の透過係数，Ｔ_s はＳ偏
光成分の透過係数，Ｒ_p はＰ偏光成分の反射係数，Ｒ_s
はＳ偏光成分の反射係数である。ガラス面に平行な成分
がＳ偏光成分，垂直な成分がＰ偏光成分である。

【００３１】図３から分るように，ある角度α_B （これ
をブリュースター角という）において，Ｒ_p が０％とな
り，Ｔ_p が100 ％となる。このときＲ_s ，Ｔ_s は０また
は100 ％以外の値をとる。

【００３２】したがって，ガラス板を入射光に対してブ
リュースター角α_Bで傾けておけば，ガラス板からの反
射光はＳ偏光成分のみとなる。ガラス板の傾き角がブリ
ュースター角以外であってもガラス板からの反射光には
Ｐ偏光成分よりもＳ偏光成分がより多く含まれるように
なる。

【００３３】ガラス板14と15とを，集光光学系の光軸に
垂直な面がこれらのガラス板14および15と交叉すること
により形成される線分が互いに直交するように配置し，
かつ集光光学系によって集光される反射光の入射角がブ
リュースター角になるように傾けておけば，ガラス板14
および15からの反射光は互いに直交する偏光成分のみを
含むものとなり，これらの光のみが光検出器21および22
によってそれぞれ検知される。

【００３４】すなわち，ガラス板14からはそのＳ偏光成
分が反射して光検出器21に入射し，ガラス板15からはそ
のＳ偏光成分（これはガラス板14におけるＰ偏光成分に
相当する）が反射して光検出器22に入射する。

【００３５】ガラス板14と15のその入射光に対する傾き
角がブリュースター角以外であっても，ガラス板14と15
からの反射光は互いに直交する偏光成分をより多く含む
ようになる。これらの互いに直交する偏光成分のみがそ
れぞれ通過するように，偏光方向が互いに直交するよう
に配置された検光子31および32を光検出器21および22の
前方に設けることにより，互いに直交する偏光成分のみ
が光検出器21および22によってそれぞれ検知される。

【００３６】半導体レーザ11から出射する直線偏光の偏
光方向はこれらの互いに直交する偏光方向（検光子31，
32を通過する光の偏光方向）と，ともに45度の角度をな
している。

【００３７】以上の構成により，光磁気ディスク20に記
録されている情報によって生じる偏光面回転角の変化
が，光検出器21と22の出力信号の差によって検出され
る。

【００３８】半導体レーザ11の前面に偏光子を設けても
よいのはいうまでもない。

【００３９】光検出器21および22の出力信号はフォーカ
シング・エラー信号およびトラッキング・エラー信号の
作成にも用いられる。

【００４０】フォーカシング・エラー信号はたとえばビ
ーム・サイズ法や非点収差法により作成される。ビーム
・サイズ法においては，正しくフォーカシングが行なわ
れている場合における反射光の焦点位置の前および後の
位置に光検出器21および22が配置される（図２に図示の
ように）。光検出器21および22に受光される光ビームの
大きさを表わす信号が得られるように光検出器21および
22が構成され，光検出器21と22の出力信号の差をとるこ
とによってフォーカシング・エラー信号が作成される。
光検出器21および22はそれぞれ，たとえば３分割のフォ
トダイオードを含み，中央のフォトダイオードの出力信
号と両側のフォトダイオードの出力信号の和信号との差
が光検出器の出力信号となる。

【００４１】光軸に対して斜めに配置されたガラス板の
反射光には非点収差を含む収差が生じる。この非点収差
を利用して非点収差法に基づくフォーカシング・エラー
信号が得られる。たとえば光検出器21または22のいずれ
か一方が４分割フォトダイオードから構成され，それら
の４つのフォトダイオードの出力信号の加減算によりフ
ォーカシング・エラー信号が生成される。

【００４２】トラッキング・エラー信号の作成にはたと
えばプッシュプル法が用いられる。すなわち，光検出器
21または22が光磁気ディスク20のトラック方向に垂直な
方向に２分割されたフォトダイオードを含むように構成
され，これらのフォトダイオードの出力信号の差信号が
トラッキング・エラー信号となる。

【００４３】必要ならば３枚以上のガラス板を配置し，
各ガラス板に対応してフォーカシング・エラー検出用，
トラッキング・エラー検出用等の光検出器を設けるよう
にしてもよい。

【００４４】ガラス板の反射率，透過率は必要に応じて
適切にあらかじめ調整される。この調整において，ガラ
ス板の少なくとも一面に無反射コート，半鏡面コート等
のコーティングを施すとよい。無反射コートは，とくに
ガラス板の両面のうちいずれか一方の面のみからの反射
光を得ることが必要な場合に有用である。

【００４５】さらに必要であれば，ガラス板の厚さを，
光磁気ディスク20上において波面収差の影響が無視でき
る程度にまで薄く（たとえば100 μｍ程度以下）する。
または，コリメート・レンズ12等の形状を，光磁気ディ
スク20上に形成される光スポットに波面収差の影響がほ
とんど生じないような形状（たとえば非球面，非対称レ
ンズとする）とするとよい。

【００４６】また，半導体レーザ11と集光光学系のコリ
メート・レンズ12との間に，半導体レーザ11から出射す
る楕円形断面の光を円形断面の光に修正する光ビーム整
形光学系を設けることもできる。また，半導体レーザ11
とガラス板14との間に，半導体レーザ11の出射光を通過
させ，光磁気ディスク20からの反射光の半導体レーザ11
への入射を阻止するアイソレータ光学系を設けてもよ
い。もし必要ならばガラス板と光検出器との間に集光光
学系を設けることもできる。

【００４７】図４は先願発明の変形例を示している。

【００４８】図１および図２に示すものと比較すると，
ガラス板の代わりに反射率が比較的高く，透過率が比較
的低いハーフミラー14が配置されている。また，半導体
レーザ11と光検出器21の位置が交換されている。

【００４９】半導体レーザ11の出射光はハーフミラー14
によって反射して集光光学系に導かれ，光磁気ディスク
20上に焦点を結ぶように集光される。光磁気ディスク20
からの反射光のうち，ガラス板15を透過した光のさらに
一部はハーフミラー16を透過して光検出器21に入射す
る。

【００５０】さらに図４においては，ハーフミラー14と
ガラス板15とは，光軸に垂直な平面と交わることにより
生じる線分が互いに平行になるように配置されている。
この構成によっても，互いに直交する偏光方向成分を多
く含む光がガラス板15で反射しおよびハーフミラー14を
透過する。そして，これらの光が互いに直交する偏光方
向の光の通過を許す検光子31および32をそれぞれ通して
光検出器21および22に入射する。

【００５１】図５はさらに他の変形例を示している。

【００５２】集光光学系からコリメート・レンズ12が除
かれ，一層の小型化が図られている。対物レンズ13は半
導体レーザ11の発散する出射光を光磁気ディスク20上に
集光する。また，光磁気ディスク20からの反射光は対物
レンズ13によって集光される。

【００５３】次にこの発明の実施例について述べる。

【００５４】図６は図２に相当する光学系の斜視図であ
る。図２に示す光学系と異なる点は，ガラス板15がガラ
ス板14とほぼ平行に配置されている。また，ガラス板14
と15との間に１／２波長板17が配置されている。

【００５５】この実施例では，光磁気ディスク20からの
反射光のうちガラス板15を透過した光の偏光方向が１／
２波長板17によってほぼ90°回転（旋光）するように，
１／２波長板17の主軸方位が定められている。したがっ
て，この実施例においても，ガラス板15で反射して光検
出器22に入射する光の偏光方向と，ガラス板14で反射し
て光検出器21に入射する光の偏光方向とはほぼ直交する
ことになる。

【００５６】２枚のガラス板14と15とをこれらがほぼ平
行になるように配置することにより，２つの光検出器21
と22を，集光光学系の光軸に関して同じ側に配置するこ
とが可能となり，図２と比較して分るように，光ピック
アップ装置の一層の小型化を図ることができる。

【００５７】他の構成は先願発明の実施例と同じであ
る。

【００５８】図７および図８は他の実施例を示してい
る。

【００５９】この実施例では，２枚のガラス板14と15
が，集光光学系の光軸に直交しかつ両ガラス板14，15の
中間に位置する平面（この平面上に１／２波長板17が配
置されている）に関してほぼ対称に配置されている（と
くに図８を参照）。

【００６０】一般に，光軸に対して斜めに配置されたガ
ラス板を光が透過するときに収差が生じる。２枚のガラ
ス板14と15は逆向きの収差を生じさせるように配置され
ているので，これらのガラス板14と15において生じる収
差は互いにほぼ相殺される。したがって，この実施例に
おいてはガラス板14，15において生じる収差の低減が図
られている。

【００６１】１／２波長板17の主軸方位は，好ましく
は，ガラス板14と15の反射光の偏光方向がほぼ直交する
ように定められる。

【００６２】光検出器21と22の出力信号のレベル（たと
えば光磁気ディスクの代わりに鏡を置いた場合に出力さ
れる信号のレベル）がほぼ等しくなるように，１／２波
長板を回転させてその主軸方位を調整してもよい。この
場合にはガラス板14の反射光の偏光方向とガラス板15の
反射光の偏光方向とはほぼ直交する関係を保つことがで
きなくなるおそれがあるが，光検出器21，22の前面に検
光子31，32が配置され，これらの検光子31と32は互いに
直交する偏光成分を検出するように構成されているから
何ら支障はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】先願発明による光ピックアップ装置の実施例を
示すものであり，光ピックアップ装置の光学的構成の平
面図である。

【図２】先願発明による光ピックアップ装置の実施例を
示すものであり，図１に示す光学系の一部を示す斜視図
である。

【図３】ガラス板の反射係数および透過係数の入射角依
存性を示すグラフである。

【図４】先願発明による光ピックアップ装置の変形例を
示すものである。

【図５】先願発明による光ピックアップ装置の他の変形
例を示すものである。

【図６】この発明による光ピックアップ装置の実施例を
示すものであり，図２に示す光学系に相当する斜視図で
ある。

【図７】この発明による光ピックアップ装置の他の実施
例を示すものであり，図２に示す光学系に相当する斜視
図である。

【図８】図７に示す光学系の平面図である。

【符号の説明】

11 半導体レーザ 12 コリメート・レンズ 13 対物レンズ 14，15 ガラス板 17 １／２波長板 20 光磁気ディスク 21，22 光検出器 31，32 検光子

フロントページの続き (72)発明者 清本 浩伸 京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン 株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子と発光素子から出射される発散
   光を光磁気記録媒体上に集光させるとともに光磁気記録
   媒体からの反射光を集光させる集光光学系とを備えた光
   ピックアップ装置において，上記発光素子と上記集光光
   学系との間の上記発散光の光路上に，上記集光光学系の
   光軸に対して傾けて配置され，入射する光の一部を透過
   しかつ一部を反射する少なくとも２枚１組の透明板，光
   磁気記録媒体によって反射されかつ上記集光光学系によ
   って集光される光のうち上記透明板によって反射された
   光または上記透明板を透過した光をそれぞれ受光する少
   なくとも２個の光検出器，および上記２枚の透明板の間
   に配置された１／２波長板，を備えた光ピックアップ装
   置。
2. 【請求項２】 上記２枚の透明板が相互にほぼ平行に配
   置されている，請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 上記２枚の透明板が上記光軸に垂直な面
   に関してほぼ対称に配置されている，請求項１に記載の
   光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 上記透明板が，光磁気記録媒体からの反
   射光の入射角がブリュースター角に等しくなる角度に配
   置されている，請求項１に記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 上記光検出器の出力信号を用いて，トラ
   ッキング・エラー信号およびフォーカシング・エラー信
   号が作成される，請求項１に記載の光ピックアップ装
   置。
6. 【請求項６】 上記光検出器の出力信号を用いて読取信
   号が作成される，請求項１に記載の光ピックアップ装
   置。
7. 【請求項７】 上記発光素子から出射されかつ上記透明
   板によって反射された光を受光し，上記発光素子の発光
   強度を制御するための信号を出力する光検出器が設けら
   れている，請求項１に記載の光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 上記光検出器とそれに対応する透明板と
   の間に検光子が配置されている，請求項１に記載の光ピ
   ックアップ装置。
9. 【請求項９】 上記透明板の少なくとも一面に反射率を
   調整するためのコーティングが施されている，請求項１
   に記載の光ピックアップ装置。