JPH06223432A

JPH06223432A - 光磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH06223432A
Application number: JP5012952A
Authority: JP
Inventors: Hideo Maeda; 英男前田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】光利用効率を増加させ、低コストで高性能な
光磁気信号検出方式を得ることが可能な光磁気記録再生
装置を提供する。【構成】直線偏光光源１から出射された光をＰ偏光と
Ｓ偏光とに分離する２直線偏光平行分離手段９を設け、
この平行分離されたＰ偏光又はＳ偏光のどちらか一方の
偏光の光路上に１／２波長板１０を配置し、この１／２
波長板１０を通過した一方の偏光が磁気記録媒体４によ
り反射され１／２波長板１０を再び介さず２直線偏光平
行分離手段９を通過した第１光路Ｌ上及び１／２波長板
１０を通過しなかった他方の偏光が磁気記録媒体４によ
り反射され１／２波長板１０を介し２直線偏光平行分離
手段９を通過した第２光路Ｒ上にそれぞれ光磁気信号検
出用受光素子１１ａ，１１ｂを配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏光回転検知装置等に
利用される光磁気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光磁気の作用により情報の記録、
再生を行う光磁気記録再生装置としては、例えば、特公
昭６１−１０８８８号公報に「磁気光学再生装置」なる
名称で開示されているものがある。これを、今、図１３
に基づいて説明する。直線偏光光源１から出射されたＰ
偏光とＳ偏光の光のうち、Ｐ偏光はビームスプリッタ２
を通過した後、集光レンズ３により集光されて磁気記録
媒体としての光磁気ディスク４の表面上に照射され、こ
れにより情報の記録が行われる。この光磁気ディスク４
の記録信号はカー効果を用いて書き込まれる。このカー
効果とは、反射光の偏光面が回転する効果のことをい
う。通常は、１°程度の回転角をもつため、ＣＤ（コン
パクトディスク）や相変化などの反射光量の変化を検知
する記録方式に比べて信号は非常に微弱であり、このよ
うなことからＳＮを向上させるための特別の工夫がなさ
れている。この場合、ビームスプリッタ２は、Ｐ偏光の
透過率８３％、反射率１７％に対して、Ｓ偏光の透過率
１７％、反射率８３％である。このようなことから、直
線偏光光源１から出射した光は図１４の矢印ａで示すよ
うにＰ成分だけの直線偏光で、ビームスプリッタ２を透
過した後の光は矢印ｂに示すようにＰ成分だけの偏光で
その強度は矢印ａの約８３％となる。

【０００３】そして、この光が反射率１０％、カー回転
角１．５°のＭｎＢｉからなる光磁気ディスク４で反射
すると、その反射光は矢印ｃで示すように偏光面が１．
５°回転し、Ｓ成分が現れる。この光がビームスプリッ
タ２に再び戻り一部が反射するが、この時のビームスプ
リッタ２の反射率はＰ偏光は１７％、Ｓ成分は８３％で
あるため、ここでの反射光５は矢印ｄに示すように回転
角が約６°になる。従って、光磁気ディスク４の磁化の
向きにより、＋６°、−６°の範囲で偏光面が回転す
る。ウォラストンプリズム６により常光線と異常光線と
に分離し、受光素子７ａ，７ｂにより電気信号に変換
し、差動増幅器８により差動検出を行う。これにより、
従来のハーフミラーによる往路と復路とを分離する方法
に比べて、カー回転角を約４倍にして検出することがで
き、その結果、ＳＮを約１．５倍向上させることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した図１３に示す
ような従来の装置において、ウォラストンプリズム６に
入射する光の利用効率は反射率と透過率との積で表わす
ことができる。この場合、見かけ上、カー回転角を増大
させるという効果はあるが、入射する光をビームスプリ
ッタ２により分けている限り、Ｐ偏光の透過率８３％、
反射率１７％の時は、その光の利用効率は１４％となり
非常に少ない。従って、このようなことから、高出力の
半導体レーザを用いざるを得ず、これによりコスト高
や、半導体レーザ駆動回路の複雑化の原因となる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、直線偏光光源から出射された光を集光レンズにより
集光して磁気記録媒体の面上に照射して情報の記録を行
うと共に、その磁気記録媒体により反射され偏光面の回
転された光を光量の大小の変化として検出することによ
り情報の再生を行う光磁気記録再生装置において、前記
直線偏光光源から出射された光をＰ偏光とＳ偏光とに分
離する２直線偏光平行分離手段を設け、この平行分離さ
れた前記Ｐ偏光又はＳ偏光のどちらか一方の偏光の光路
上に１／２波長板を配置し、この１／２波長板を通過し
た一方の偏光が前記磁気記録媒体により反射され前記１
／２波長板を再び介さず前記２直線偏光平行分離手段を
通過した第１光路上及び前記１／２波長板を通過しなか
った他方の偏光が前記磁気記録媒体により反射され前記
１／２波長板を介し前記２直線偏光平行分離手段を通過
した第２光路上にそれぞれ光磁気信号検出用受光素子を
配設した。

【０００６】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、２直線偏光平行分離手段によりＰ偏光と
Ｓ偏光とに分離される２直線偏光は、互いにビーム間隔
を開けて集光レンズに入射するようにした。

【０００７】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、２直線偏光平行分離手段として二重回折
格子を用いた。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、レーザ光を磁気記録
媒体への記録に１００％使用することができ、これによ
り低パワーのレーザを使用することが可能となる。

【０００９】請求項２記載の発明では、直線偏光は間隔
を開けて集光レンズに入射させることにより、集光レン
ズの中心のパワー密度が小さく超解像効果により光スポ
ットが小さく絞られるため記録密度の向上が図れると共
に、光スポットのパワー密度も向上させることが可能と
なる。

【００１０】請求項３記載の発明では、２直線偏光平行
分離手段として二重回折格子を用いることにより、部品
コストを低減させることが可能となる。

【００１１】

【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１〜図７
に基づいて説明する。なお、従来技術（図１３参照）と
同一部分についての説明は省略し、その同一部分につい
ては同一符号を用いる。

【００１２】本実施例は、直線偏光光源１から出射され
た光を集光レンズ３により集光して磁気記録媒体として
の光磁気ディスク４の面上に照射して情報の記録を行う
と共に、その光磁気ディスク４により反射され偏光面の
回転された光を光量の大小の変化として検出することに
より情報の再生を行う光磁気記録再生装置に関するもの
である。この場合、図１（ｂ）に示すように、直線偏光
光源１からの出射光Ａの光路上には、出射光ＡをＰ偏光
とＳ偏光とに平行分離する２直線偏光平行分離手段とし
てのビームディスプレイシングプリズム９（Ｂeam Ｄis
placing Ｐrism、以下、ＢＤＰと呼ぶ）が設けられてい
る。このＢＤＰ９と直線偏光光源１との間の出射光Ａを
挾んだ両側には、光磁気信号検出用受光素子としての受
光素子１１ａ，１１ｂが配置されている。これら受光素
子１１ａ，１１ｂは、差動増幅器８に接続されている。
この場合、受光素子１１ａは、ＢＤＰ９により平行分離
され１／２波長板１０を通過しなかったＰ偏光が光磁気
ディスク４により反射され１／２波長板１０を介し再び
ＢＤＰ９を通過した第２光路としてのＲ光路上に配置さ
れている。また、受光素子１１ｂは、ＢＤＰ９により平
行分離され１／２波長板１０を通過したＳ偏光が光磁気
ディスク４により反射され今度は１／２波長板１０を介
さず再びＢＤＰ９を通過した第１光路としてのＬ光路上
に配置されている。

【００１３】ここで用いられるＢＤＰ９とは、図２に示
すように、相直交するＰ偏光とＳ偏光との２偏光に平行
分離する機能をもち、周知の複屈折結晶などを用いて作
製することができる。このＢＤＰ９は、一方の偏光は入
射光と同様に出射させ、他方の偏光はビーム出射位置を
移動させるためこのような名称とされている。ここで
は、Ｓ偏光を入射したそのままの位置にして、Ｐ偏光を
その入射位置から平行移動させる機能としているが、そ
の逆の機能をもつ構成としてもよい。

【００１４】このような構成において、図１（ａ）は、
直線偏光光源１からの出射光Ａが光磁気ディスク４に向
かう間の「往路」における光路状態を示し、図１（ｂ）
は、光磁気ディスク４からの反射光が直線偏光光源１に
向かう間の「復路」における光路状態を示すものであ
る。そこで、以下、Ｓ，Ｐ偏光の光路中での偏光状態の
変化を中心にして述べる。まず、往路において、出射光
ＡはＢＤＰ９によりＳ偏光とＰ偏光とに分離される。そ
して、Ｒ，Ｌ光路中のＸ₁ 地点でのＰ，Ｓ偏光の偏光状
態は図４（ａ）（ｂ）に示すようになる。Ｒ光路では１
／２波長板１０を図３に示すように光軸をＹ軸に対して
π／８だけ傾けて配置すると、Ｘ₂ 地点でのＰ，Ｓ偏光
の偏光状態は図５（ａ）（ｂ）に示すようにＲ光路のＳ
偏光のみπ／４だけ偏光面の回転を受ける。その後、こ
のような偏光状態で集光レンズ３に集光され光磁気ディ
スク４の面上に照射され、これにより偏光面はカー回転
を受け、反射光となる。次に、復路においては、往路で
Ｒ光路を進行していたＳ偏光は反射されることによりＬ
光路側を進み、往路でＬ光路を進行していたＰ偏光は反
射されることによりＲ光路側を進んでいく。集光レンズ
３を通過後のＸ₃ の地点でのＳ，Ｐ偏光の偏光状態は、
図６（ａ）（ｂ）に示すようにカー回転角θkを平等に
受ける。そして、Ｐ偏光はＲ光路中の１／２波長板１０
を通過することにより偏光回転を受け、Ｘ₄ の地点での
Ｓ，Ｐ偏光の偏光状態は図７（ａ）（ｂ）に示すように
なる。このＸ₄ の地点ではＸ₁ 地点においてのＳＰ両偏
光に対して各々４５°回転しているため、ＢＤＰ９を再
び通過して直線偏光光源１に戻らない光が各々５０％存
在することになり、往路と異なる光路を進んできた光を
受光素子１１ａ，１１ｂに検出することができる。これ
により、図７（ａ）（ｂ）に示すように、カー回転θk
に応じてＲ光路のＰ偏光が受光される受光素子１１ａで
は光量が減り、Ｌ光路のＳ偏光が受光される受光素子１
１ｂでは光量が増加することになるため、差動増幅器８
ではその光量の差分値を求め光磁気信号を検出すること
ができる。

【００１５】次に、図１に示す本実施例のＢＤＰ９の特
性と、従来の方式である現在広く普及している光磁気デ
ィスクに搭載されている光ピックアップのビームスプリ
ッタの特性とを比較して説明する。表１は、各種の比較
したデータを示したものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】この場合、従来例では、１／３のＰ偏光は
ビームスプリッタにより反射されて光磁気ディスクに到
達しないため光量損が生じるのに対して、本実施例のＢ
ＤＰ９ではすべての光を記録用として使用できるため、
従来の２／３の低パワーの半導体レーザを用いることが
できる。具体例を挙げると、半導体レーザ出射時に必要
な記録パワーが従来４０ｍＷ程度であるとすると、本実
施例では４０＊（２／３）＝２７ｍＷで同程度の書込み
性能を得ることができる。

【００１８】ここで、従来の特徴である見かけのカー回
転角増大の効果は、本実施例では全く必要がないことの
証明について述べる。一般的に、Ｃ／Ｎの増減は、光利
用効率をＩとすると、

【００１９】

【数１】

【００２０】の増減で表わすことができる。δｋは見か
けのカー回転角である。Ｃ／Ｎの差は表１のデータに基
づいて（１）式の計算により求めることができる。

【００２１】

【数２】

【００２２】これにより、本実施例はカー回転角増大の
効果がないため、従来の場合よりも−１．２５ｄＢほど
Ｃ／Ｎの値が低くなる。しかし、同様の計算により１５
％増しの読出光量により補償することができるため、１
１．５ｍＷに読出しパワーを高めればよい。何故なら、
前述したように書込みパワーが２７ｍＷで済み全く問題
がないからである。

【００２３】上述したように、ＢＤＰ９を用いて構成す
ることにより、レーザ光を光磁気ディスク４への記録に
１００％使用することができるため、低パワーのレーザ
光源を使用することが可能となる。従って、このような
ことから、レーザ光源の低コスト化や、レーザ駆動回路
の簡素化、さらには、光ディスクの低コスト化を図るこ
とができる。

【００２４】次に、前述した図１の構成の説明の中で１
／２波長板１０の光軸の配置角度θとして、図３に示し
たようにθ＝π／８としたが、その理由について述べ
る。今、１／２波長板１０の光軸の配置角度がπ／８の
時、復路でＢＤＰ９に入射する戻り光（Ｐ偏光、Ｓ偏
光）は各々４５°の偏光面をもつため、この４５°のと
きのＣ／Ｎの値が最大となることを証明すればよい。前
述したように、Ｃ／Ｎは、

【００２５】

【数３】

【００２６】に比例する。１／２波長板の光軸の配置角
度φとすると、Ｉとδｋは、Ｉ∝ｓｉｎ²（φ） …（２） δｋ∝θk・ｃｏｓ（φ） …（３）と表わすことができる。これら（２）（３）式を用いる
と、Ｃ／Ｎは、

【００２７】

【数４】

【００２８】となる。この（４）式により、φ＝４５°
のときＣ／Ｎは最大となる。従って、このようなことか
ら、λ／２波長板の光軸の配置角度はπ／８が最もよい
ことがわかる。

【００２９】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
８〜図１０に基づいて説明する。なお、請求項１記載の
発明と同一部分についての説明は省略し、その同一部分
については同一符号を用いる。

【００３０】本実施例は、ＢＤＰ９によりＰ偏光とＳ偏
光とに平行分離された２直線偏光を、互いにビーム間隔
を開けて集光レンズ３に入射させるようにしたものであ
る。このような構成については、前述した請求項１記載
の発明の図１の構成の中で説明したので、ここでの説明
は省略する。

【００３１】図８は、一般的な半導体レーザ１２（図９
に示すようにコリメート後に楕円比が２になる）を用い
て２直線偏光を行う場合の構成例を示すものである。半
導体レーザ１２からの出射光は、コリメートレンズによ
り平行化され、１／２波長板１０を介して、ＢＤＰ９に
入射することによりＰ偏光とＳ偏光とに平行分離され、
集光レンズ３により集光されて光磁気ディスク４の面上
に照射される。図１０（ａ）は集光レンズ３の面上で
Ｓ，Ｐのビームが数％ケラレている様子を示すものであ
り、図１０（ｂ）は光磁気ディスク４の面上におけるビ
ームのスポットプロファイルの様子を示すものである。
これにより、集光レンズ３では数％ケラレることになる
が、その中心のパワー密度が小さく超解像効果により光
スポットが小さくなるため、従来よりも記録密度の向上
を図ることができ、光スポットのパワー密度も向上させ
ることができる。さらに、これにより低パワーで書込み
と読出しが行えるようになる。

【００３２】次に、請求項３記載の発明の一実施例を図
１１及び図１２に基づいて説明する。なお、請求項１，
２記載の発明と同一部分についての説明は省略し、その
同一部分については同一符号を用いる。

【００３３】ここでは、２直線偏光平行分離手段とし
て、前述したような複屈折結晶のＢＤＰ９の代わりに、
図１１に示すような二重回折格子１４を用いたものであ
る。この二重回折格子１４は、平板１５上に回折格子１
６を形成したものを２枚重ねて構成している。このよう
な回折格子１６を用いた理由としては、ピッチが波長よ
りも小さくなると回折格子１６の偏光依存性が現れ、Ｓ
偏光はほとんど回折し、Ｐ偏光はほとんど透過する。こ
のような性質を利用して、同じピッチの回折格子１６を
２つ並べると、Ｓ偏光は２回回折し、Ｐ偏光は２回透過
して結果的に平行分離される。この場合、回折格子１６
は透過型としたが、反射型で構成してもよい。また、図
１２は、基板１７の一面に透過型回折格子１８を形成
し、その裏面に反射面１９を形成したものである。この
ように構成しても、Ｓ偏光とＰ偏光とを同時に形成する
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、直線偏光光源か
ら出射された光を集光レンズにより集光して磁気記録媒
体の面上に照射して情報の記録を行うと共に、その磁気
記録媒体により反射され偏光面の回転された光を光量の
大小の変化として検出することにより情報の再生を行う
光磁気記録再生装置において、前記直線偏光光源から出
射された光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する２直線偏光平
行分離手段を設け、この平行分離された前記Ｐ偏光又は
Ｓ偏光のどちらか一方の偏光の光路上に１／２波長板を
配置し、この１／２波長板を通過した一方の偏光が前記
磁気記録媒体により反射され前記１／２波長板を再び介
さず前記２直線偏光平行分離手段を通過した第１光路上
及び前記１／２波長板を通過しなかった他方の偏光が前
記磁気記録媒体により反射され前記１／２波長板を介し
前記２直線偏光平行分離手段を通過した第２光路上にそ
れぞれ光磁気信号検出用受光素子を配設したので、レー
ザ光を磁気記録媒体への記録に１００％使用することが
でき低パワーのレーザ光源を使用することができ、これ
により光利用効率を増加させ、レーザ光源の低コスト
化、レーザ駆動回路の簡単化、光ディスクの低コスト化
を図ることができるものである。

【００３５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、２直線偏光平行分離手段によりＰ偏光とＳ
偏光とに分離される２直線偏光は、互いにビーム間隔を
開けて集光レンズに入射するようにしたので、集光レン
ズの中心のパワー密度が小さく超解像効果により光スポ
ットを小さく絞ることができるため記録密度の向上を図
ることができると共に、光スポットのパワー密度も向上
させることができるものである。

【００３６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、２直線偏光平行分離手段として二重回折格
子を用いたので、部品コストを一段と低減させることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例である光磁気記
録再生装置の構成を示す光路図である。

【図２】ＢＤＰにより偏光分離される光束の様子を示す
模式図である。

【図３】１／２波長板の配置関係を示す模式図である。

【図４】Ｘ₁ 位置での偏光状態を示す模式図である。

【図５】Ｘ₂ 位置での偏光状態を示す模式図である。

【図６】Ｘ₃ 位置での偏光状態を示す模式図である。

【図７】Ｘ₄ 位置での偏光状態を示す模式図である。

【図８】請求項２記載の発明の一実施例である光磁気記
録再生装置の構成を示す光路図である。

【図９】出射光の偏光方向を示す模式図である。

【図１０】ビーム状態を示す模式図である。

【図１１】請求項３記載の発明の一実施例である二重回
折格子を用いて偏光分離を行う様子を示す光路図であ
る。

【図１２】透過型回折格子を用いて偏光分離を行う様子
を示す光路図である。

【図１３】従来の磁気光学再生装置の構成を示す光路図
である。

【図１４】Ｓ，Ｐ偏光成分のカー回転角の変化の様子を
示す特性図である。

【符号の説明】

１直線偏光光源３集光レンズ４磁気記録媒体９，１４２直線偏光平行分離手段１０１／２波長板１１ａ，１１ｂ光磁気信号検出用受光素子Ｌ第１光路Ｒ第２光路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線偏光光源から出射された光を集光レ
ンズにより集光して磁気記録媒体の面上に照射して情報
の記録を行うと共に、その磁気記録媒体により反射され
偏光面の回転された光を光量の大小の変化として検出す
ることにより情報の再生を行う光磁気記録再生装置にお
いて、前記直線偏光光源から出射された光をＰ偏光とＳ
偏光とに分離する２直線偏光平行分離手段を設け、この
平行分離された前記Ｐ偏光又はＳ偏光のどちらか一方の
偏光の光路上に１／２波長板を配置し、この１／２波長
板を通過した一方の偏光が前記磁気記録媒体により反射
され前記１／２波長板を再び介さず前記２直線偏光平行
分離手段を通過した第１光路上及び前記１／２波長板を
通過しなかった他方の偏光が前記磁気記録媒体により反
射され前記１／２波長板を介し前記２直線偏光平行分離
手段を通過した第２光路上にそれぞれ光磁気信号検出用
受光素子を配設したことを特徴とする光磁気記録再生装
置。
【請求項２】２直線偏光平行分離手段によりＰ偏光と
Ｓ偏光とに分離された２直線偏光は、互いにビーム間隔
を開けて集光レンズに入射することを特徴とする請求項
１記載の光磁気記録再生装置。
【請求項３】２直線偏光平行分離手段として二重回折
格子を用いたことを特徴とする請求項１記載の光磁気記
録再生装置。