JPH0746440B2 - 光記録／再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、記録または再生あるいは記録および再生を行
なういわゆる光ディスク記録／再生装置などのビームス
プリッタを含む光記録／再生装置に関する。

背景技術 第３図は先行技術の光ディスク記録／再生装置などにお
いて用いられるビームスプリッタ１の動作を説明する断
面図である。レーザ装置２からはＰ偏光のレーザ光が発
生される。このレーザ光は、矢符A1で示すようにビーム
スプリッタ１に入射し、半透過面３で一部分が透過し、
ディスクなどの記録媒体４に照射される。一方、残余の
光は半透過面３で反射され、矢符A2で示す方向に進行
し、端面５からビームスプリッタ１の外部に進む。

記録媒体４からの反射光は、矢符A3で示す方向に反射さ
れ、ビームスプリッタ１の半透過面３によって反射さ
れ、矢符A4で示す方向に進行して、図示しない読取装置
によって、ディスク４の情報が読取られる。

ここで、半透過面３で反射して矢符A2方向に進行する光
のうち、一部分の光は矢符A5で示すように端面５で反射
する。この反射した光は矢符A4で示す光に混入し、得ら
れる光信号の信号／雑音比（以下S/Nと略称する）を低
下させてしまう。

従来、このようなS/Nの低下を防止するために、ビーム
スプリッタ１の前記端面５に、誘電体材料から成る反射
防止膜を形成していた。このように反射防止膜をコーテ
ィングしても、端面５における前記反射を完全に防止す
ることはできない。たとえば端面５の光反射率を0.5％
として、かつ記録媒体４の光反射率を20％とすると、記
録媒体４からの反射光に占める雑音光の比率は約2.5％
となる。

第４図は他の先行技術を説明するビームスプリッタ1aの
断面図である。本先行技術は前述の先行技術に類似し、
対応する部分には同一の参照符を付す。本先行技術で
は、ビームスプリッタ1aの端面５を、レーザ装置２から
のレーザ光が入射する面６を鋭角θ１をなすように形成
したことである。したがって半透過面３で反射するレー
ザ装置２からのレーザ光は、端面５においてその一部分
が矢符A6で示すように屈折して、ビームスプリッタ1aの
外部に出る。

一方、残余の光は、矢符A2方向の入射光に対してθ２の
角度を成して反射する。この光は、矢符A4方向への光に
直接混入することはないけれども、矢符A5方向への光は
いわゆる迷光となり、ビームスプリッタ1aの各端面およ
びビームスプリッタ1aを収納するハウジング（図示せ
ず）などに反射され、前記矢符A4方向への光に一部分が
混入する。したがって、やはり記録媒体４からの光信号
のS/Nを低下させてしまう。

またビームスプリッタとして、ブルースター角を利用し
た技術が、特公昭60-17093に記載されている。しかしな
がら、この先行技術のビームスプリッタは、入射光線の
入射角が表面または裏面でブルースター角となるように
設定された電気光学結晶を用いるので、その結晶の厚さ
は表面に入射した光線の偏波方向が裏面で90°回転する
ように設定されることを特徴としている。

そのため以下のような欠点がある。

上記ビームスプリッタを光記録／再生装置に応用する
場合、光パワー損失を伴なうため合理的ではない。

ビームスプリッタの透過／反射比を任意に設定するこ
とができない。

磁気光学効果を利用した光記録／再生装置では、光の
偏波方向の回転が情報信号となるため、原理的に上記ビ
ームスプリッタは使用できない。

ビームスプリッタの材質として電気光学結晶を用いて
いるため、高価なものとなる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上述の問題点を解決し、記録媒体から
得られる光信号のS/Nを格段に向上することができる光
記録／再生装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、予め定められる態様に偏光された光を発生す
る光源と、 光源からの光によって情報の記録または再生が行われる
記録媒体と、 上記記録媒体からの光信号を読取る手段と、 光源と記録媒体と読取り手段との間に介在される光学系
であって、この光学系は、光源からの光を、半透過面を
透過して記録媒体に導き、記録媒体からの反射光を、前
記半透過面で反射して読取り手段に導くビームスプリッ
タを有し、このビームスプリッタは、光源から前記半透
過面で反射して進む光に対して、ブルースター角を成す
ように形成された端面を有する、そのような光学系とを
含むことを特徴とする光記録／再生装置である。

作用 光源からは、予め定められる態様に偏光された光が発生
される。この光は光学系を介して記録媒体に照射され、
情報の記録または再生を行なう。たとえば記録媒体に記
録された情報を読取るにあたっては、前記光源からの光
の反射光が、光学系を介して情報信号読取手段に入射さ
れ、読取られる。このとき前記光学系にはビームスプリ
ッタが含まれ、このビームスプリッタの一端面は、光源
からの入射偏光に対して特定角度、すなわちブルースタ
ー角を成すように形成された端面27を有する。この特定
角度は、光源からビームスプリッタに入射した光のう
ち、前記一端面に入射する光がすべて透過してしまう角
度である。したがってこのようなビームスプリッタを含
む光学系を介して、情報信号あるいはサーボ系信号読取
手段に入射される光信号の信号／雑音比が、格段に向上
される。

実施例 第１図は本発明の一実施例の光ディスク記録／再生装置
10の構成を説明するブロック図である。光源であるレー
ザ装置11は、Ｐ偏光されたレーザ光を発生する。このレ
ーザ光は、コリメートレンズ12によって平行光に変換さ
れ、プリズム13によって、レーザ光の進行方向に垂直な
断面が楕円状から略円状に変換される。このレーザ光
は、ビームスプリッタ14および対物レンズ15を介して、
記録媒体である磁気光学ディスク16に照射する。ここで
前記ビームスプリッタ14は、プリズム13からの入射光お
よび磁気光学ディスク16からの反射光の、それぞれたと
えば50％を透過および反射するするように構成される。

磁気光学ディスク16は、基本的にはディスク基板18と情
報記録層17とから成る。ディスク基板18は、たとえばガ
ラスやポリカーボネート（PC）などの合成樹脂材料から
形成され、情報記録層17は希土類および遷移金属などの
合金である磁性材料から形成される。この磁性材料は、
たとえば温度が上昇したとき保磁力が低下し、温度が下
降したときに保磁力が増加するような特性を有する。ま
た磁気光学ディスク16の対物レンズ15と反対側には、た
とえば電磁石などから実現されるバイアス磁石19が配置
される。このバイアス磁石19は、磁気光学ディスク16の
表面と垂直方向（第１図の上下方向）に沿った磁力線を
発生できるように構成される。

磁気光学ディスク16から反射し、対物レンズ15を透過し
た反射光は、ビームスプリッタ14によって進行方向を変
化され、ビームスプリッタ20に入射する。入射した光の
一部分はそのままビームスプリッタ20を透過し、スポッ
トレンズ21およびシリンドリカルレンズ22を介して、た
とえば電荷結合素子などから実現されるサーボ系信号検
出器23に集光される。

一方、ビームスプリッタ20に入射した光の残余の部分
は、反射されて進行方向を変化され、スポットレンズ24
およびたとえばグラントムソンプリズムなどから実現さ
れる複屈折プリズム25を介して情報信号検出器26に集光
される。

上記のようにサーボ系信号検出器23および情報信号検出
器26によって読取られ、これらが情報読取手段を構成す
る。なお、ここで参照符12〜15,20〜22,24,25で示す構
成は、光学系を構成する。

第２図はビームスプリッタ14の構成を説明する正面図で
ある。第２図では、第１図示の光ディスク記録／再生装
置10の構成を簡略化して示す。第１図および第２図を参
照して、光ディスク記録／再生装置10の動作を説明す
る。レーザ装置11からは、進行方向と垂直な断面が楕円
状のＰ偏光されたレーザ光が発生される。ここでＰ偏光
とは、光の振動方向がたとえば第２図の矢符B1で示す方
向のみであるような偏光された光を言う。このとき矢符
B1の方向は、以下のようにして決定される。すなわち矢
符B2に示すようにビームスプリッタ14に入射したレーザ
光が、半透過面28によって、たとえばその50％が矢符B3
で示す方向に反射され端面27に入射するとき、入射角θ
ｂがいわゆるブルースター角（または偏光角）となり、
このとき、矢符B3方向に進む反射光のすべてが端面27を
透過するような振動方向として矢符B1が定められる。

このようなレーザ光は、コリメートレンズ12およびプリ
ズム13を経て、進行方向に垂直な端面が略円形状の平行
光に変換され、ビームスプリッタ14に入射される。この
とき入射レーザ光のたとえば50％はそのまま透過し、対
物レンズ15によって磁気光学ディスク16上に集光され
る。

磁気光学ディスク16の情報記録層17は、前述したように
磁性材料から成り、その厚み方向に沿ってたとえば矢符
B5で示す方向に一律に磁化されている。このような情報
記録層17にレーザ光を照射すると、照射箇所は昇温し、
保磁力が低下する。このとき上記磁化方向B5に対応し
て、矢符B6で示す方向の磁力線を発生するバイアス磁石
19によって、前記照射箇所は矢符B6方向に磁化される。
したがって、情報記録層17に記録される情報に対応した
態様に、情報記録層17の各部分の磁化方向を、選択的に
逆転することができる。このようにして磁気光学ディス
ク16への情報の記録が行なわれる。

以下に、磁気光学ディスク16からの情報の読取り動作に
ついて説明する。前述したように、情報が記録された磁
気光学ディスク16には、レーザ装置11から前記Ｐ偏光さ
れたレーザ光が照射される。対物レンズ15によって、磁
気光学ディスク16の所定の箇所に集光されたレーザ光の
反射光は、情報記録層17の前述した磁化方向の逆転態様
に従がい、反射光の偏光面の回転状態が変化する。この
ように、偏光面の回転状態が異なる状態を含んだ反射光
は、ビームスプリッタ14の半透過面28によって反射さ
れ、ビームスプリッタ20に入射する。磁気光学ディスク
16からの反射光は、上述のようにビームスプリッタ14の
半透過面28で反射して第２図の右方に導かれて、第１図
に示されるビームスプリッタ20に入射する。これに対し
てレーザ装置11からのレーザ光の半透過面28を透過しな
い残余のレーザ光は、その半透過面28で反射して、第２
図の左方に進む。

このときレーザ装置11からビームスプリッタ14に、第２
図の矢符B2方向に入射するレーザ光の透過しない残余の
レーザ光は、矢符B3方向に反射し、ブルースター角であ
る入射角θｂで端面27に入射する。したがって、Ｐ偏光
であるレーザ光はそのすべてが矢符B7で示すように透過
する。したがって、先行技術で指摘したように、矢符B3
方向への反射光が端面27でさらに反射され、読取られる
信号のS/Nを低下することを防ぐことができる。またこ
のような矢符B7方向へのレーザ光は、矢符B3方向への反
射光のすべてが透過して得られるので、このようなレー
ザ光がいわゆる迷光とならないように、容易に処理する
ことができる。

なお、ここにいうブルースター角θｂは下式のように求
めることができる。

ここでn₁は空気の屈折率であり、n₂はビームスプリッタ
を形成する材料の屈折率である。

ビームスプリッタ20に入射したレーザ光は、たとえば約
50％がそのまま透過し、スポットレンズ21およびシリン
ドリカルレンズ22を介して、サーボ系信号検出器23に入
射する。このとき、シリンドリカルレンズ22はいわゆる
フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号などの
サーボ系信号を検出する。以下にフォーカスエラー信号
について説明する。一般に、磁気光学ディスク16は回転
駆動され、この回転駆動に伴って上下動（第１図の上下
方向の変位）を生ずる。この上下動に対応して、対物レ
ンズ15によるレーザ光の焦点が、たとえば情報記録層17
の対物レンズ15に臨む表面17aから、予め定められる一
定距離に位置するように制御される。すなわち対物レン
ズ15を含む光学系に関して、磁気光学ディスク16の前記
上下動を追尾するようにサーボ系が設けられる。

一方、このようなサーボ系による追尾動作に拘わらず、
対物レンズ15を含む光学系と磁気光学ディスク16との距
離と、予め設定された距離との差が増大すると、サーボ
系信号検出器23上の光学像は、しだいに離心率が増大す
る楕円となる。一方、前記距離が予め定めた距離に近づ
くにつれて、この楕円はしだいに離心率が減少し、真円
に近い形状となる。このような光学像はサーボ系信号検
出器23によって検出することによって、前記対物レンズ
15を含む光学系と磁気光学ディスク16との距離に関する
誤差を検出することができ、図示しない構成を介して、
この誤差を零に近づけるようにサーボを行なうことがで
きる。

以下に、トラッキングエラー信号について説明する。磁
気光学ディスク16には、いわゆるトラッキングを正確に
行なえるように、溝が形成されている。レーザ装置11か
ら照射されたレーザ光の反射光が、この溝の真上から照
射されていれば、磁気光学ディスク16と共役な位置にあ
るサーボ系信号検出器23上に結像した光の強度分布は対
称的になり、トラック誤差信号は生じない。一方、溝の
真上から、溝の延在方向と垂直方向にずれた位置に照射
されると、サーボ系信号検出器23上に結像した光の強度
分布は非対称となり、このような非対称の光の強度分布
を検出することによって、トラッキングに誤差を生じて
いるかどうかを検出できる。したがって、発生した誤差
を零にするように、図示しない構成によって対物レンズ
15を含む光学系を駆動するようにする。このようにし
て、磁気光学ディスク16に対するレーザ光の適正な集光
状態とトラッキングとを行なうサーボ系を実現すること
ができる。

前記ビームスプリッタ20に入射した磁気光学ディスク16
からの反射光の残余の約50％は、その進行方向を変化さ
れ、スポットレンズ24および複屈折プリズム25を介し
て、情報信号検出器26に入射する。情報記録層17からの
反射レーザ光は、前述したように、情報記録層17の磁化
態様に従って、その偏光面の回転状態が異なっている。
たとえばグラントムソンプリズムによって実現される複
屈折プリズム25は、この偏光面の回転の程度を、透過光
量に変換できる。したがって情報信号検出器26によっ
て、この光量変化を検出することによって、情報記録層
17に記録された情報を読取ることができる。

以上のようにして、ビームスプリッタ14の端面27がブル
ースター角θｂを有するように形成することによって、
磁気光学ディスク16からのサーボ系信号および情報記録
層17からの情報信号のS/Nが格段に向上された光ディス
ク記録／再生装置10を得ることができた。

また本発明の他の実施例として、第２図に示すビームス
プリッタ14の端面27に、誘電体層などをコーティング
し、矢符B3で示される端面27への入射光の入射角を任意
の値に設定するようにしてもよい。

また、第２図示の入射角θｂは、前記第１式によって決
定されるいわゆるブルースター角であったけれども、こ
の入射角θｂに関して、たとえば±0.5°程度の誤差は
許容される。すなわち矢符B3方向へのＰ偏光の入射角
と、端面27における透過の程度は連続的に変化するもの
であり、入射角θｂがブルースター角よりたとえば±0.
5°ずれた状態であっても、この端面27におけるＰ偏光
の反射率は0.02％程度である。したがってこの程度の入
射角の誤差は、十分本発明の精神に含まれる。

前述の各実施例において、光ディスク記録／再生装置12
に即して説明したけれども、本発明はビームスプリッタ
を構成要素とする、各種の光記録／再生装置の光学系に
ついて広く実施されることができる。

効果 以上のように本発明に従えば、光源から発生される予め
定められる態様に偏光された光によって、記録媒体に情
報の記録または再生を行なうにあたり、サーボ系信号あ
るいは情報信号等の信号が読取手段によって読取られ
る。ここで光源と記録媒体と上記読取手段との間に、光
学系が介在され、この光学系にはビームスプリッタが含
まれる。このビームスプリッタは、光源からの光を、半
透過面を透過して記録媒体に導き、また記録媒体からの
反射光を前記半透過面で反射して読取り手段に導き、こ
のビームスプリッタは、光源から前記半透過面で反射し
た光に対してブルースター角を成すように形成された端
面を有する。したがって、前記光源から光学系のビーム
スプリッタに入射した光のうち、前記一端面に進行する
光は反射することなく透過できる。したがってこの一端
面によって、光源からの光が反射され、上記読取手段に
入射することを防ぐことができる。したがって上記読取
手段によって読取られる信号の信号／雑音比を格段に向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光ディスク記録／再生装置
10の構成を示すブロック図、第２図はビームスプリッタ
14の構成を示す断面図、第３図および第４図は先行技術
のビームスプリッタ1,1aを示す断面図である。 10……光ディスク記録／再生装置、11……レーザ装置、
14,20……ビームスプリッタ、15……対物レンズ、16…
…磁気光学ディスク、17……情報記録層、23……サーボ
系信号検出器、26……情報信号検出器、27……端面、28
……半透過面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め定められる態様に偏光された光を発生
   する光源と、 光源からの光によって情報の記録または再生が行われる
   記録媒体と、 上記記録媒体からの光信号を読取る手段と、 光源と記録媒体と読取り手段との間に介在される光学系
   であって、この光学系は、光源からの光を、半透過面を
   透過して記録媒体に導き、記録媒体からの反射光を、前
   記半透過面で反射して読取り手段に導くビームスプリッ
   タを有し、このビームスプリッタは、光源から前記半透
   過面で反射して進む光に対して、ブルースター角を成す
   ように形成された端面を有する、そのような光学系とを
   含むことを特徴とする光記録／再生装置。