JPH08212612A - 光学的情報記録再生装置及び該装置用光ヘッド - Google Patents

光学的情報記録再生装置及び該装置用光ヘッド

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JPH08212612A
JPH08212612A JP7281654A JP28165495A JPH08212612A JP H08212612 A JPH08212612 A JP H08212612A JP 7281654 A JP7281654 A JP 7281654A JP 28165495 A JP28165495 A JP 28165495A JP H08212612 A JPH08212612 A JP H08212612A
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light
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recording medium
polarization
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JP7281654A
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Kenichi Sasaki
憲一 佐々木
Koichiro Nishikawa
幸一郎 西川
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Canon Inc
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356—Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10532—Heads
    • G11B11/10541—Heads for reproducing
    • G11B11/10543—Heads for reproducing using optical beam of radiation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した特性の光磁気記録再生装置用光ヘッ
ドを提供する。 【解決手段】 本発明の光磁気記録再生装置用光ヘッド
は、半導体レーザ１から直線偏光を発散光束の状態で反
射する偏光ビームスプリッタ３と、該反射された光束を
光磁気記録媒体６へ収束させる有限結像系の対物レンズ
２と、を含んで構成される往路光学系と、該記録媒体６
からの反射光束を、前記有限系対物レンズ２にて収束さ
せ、該収束光束は前記偏光ビームスプリッタ３を透過し
た後、該収束光束を反射する全反射面７にて更に反射さ
れて、検出手段１０に導かれる復路光学系とを有し、前
記偏光ビームスプリッタ３の偏光分離面を透過すること
によって該収束光束に加えられた位相差を、前記全反射
面７により補償することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に情報
の記録及び又は再生を行う光学的情報記録再生装置に関
し、特に光磁気ディスク等の光磁気記録媒体を用いる光
磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光磁気方式による光学式情報記録
再生装置に用いられる光ヘッドの構成では、光源を出発
した光ビームは偏光ビームスプリッタを経て記録媒体へ
至り、そこで反射され、再び該偏光ビームスプリッタを
通過する際に一部の光ビームを光検出器へと分岐させ
る、という配置が一般的である。
【０００３】該偏光ビームスプリッタは、往路光路では
光源からのできるだけ多くの光量を媒体へと導き、一方
復路光路ではカー偏光成分をできるだけ多く検出器へと
分岐させることが要求される。このとき該偏光ビームス
プリッタは平行ビーム中に配置するのが一般的である。
これは、多くの場合、偏光ビームスプリッタの偏光分離
膜の特性が入射角度依存性を持っていることに起因す
る。即ち、偏光透過／反射率及び偏光成分に与える位相
差特性が偏光分離膜への光ビームの入射角度に応じて変
化するので、これらの特性をビーム断面内で一定に保つ
ために、該偏光ビームスプリッタを平行ビーム中に配置
する必要が生ずる。
【０００４】このため、光磁気ディスク装置の光学ヘッ
ドは、光源からの発散ビームをコリメータレンズにて一
旦平行ビーム化し、その平行ビーム中に偏光ビームスプ
リッタを配置し、そののち該平行ビームを対物レンズに
よって記録媒体上へ収束させるという光学系の形態を採
らざるを得ない。この対物レンズ、コリメータレンズが
無限結像系であるような光学系の場合、該２つのレンズ
は必須部品である。
【０００５】かかる装置においては、昨今磁気ディスク
装置との競合が激しく、装置の小型薄型化、高速化が必
達条件である。この無限結像系という制約の中で、従来
は対物レンズの駆動が平行ビームに対し自由である性質
を利用し、可動が必須な部分だけ分離して可動部軽量化
をはかった分離光学ヘッドを構成し対応してきた。
【０００６】しかしながら、レンズ点数の削減が困難、
小型化するほど分離側と固定側の位置精度が厳しくなる
等、この従来技術の延長上では光学ヘッドの劇的な小型
化は実現できない。
【０００７】ここで偏光ビームスプリッタを平行ビーム
中に置かなければならないという制限を取り除くことが
できれば、コリメータレンズを廃止し、対物レンズを有
限結像系として、ＣＤプレーヤの光学ヘッド並の部品削
減と小型化を実現した光磁気ヘッドが可能になる。更に
は一層の小型化による微小光学系を用いた軽量高速な装
置が実現できる可能性を秘めている。
【０００８】また無限系でも偏光ビームスプリッタをコ
リメータレンズの手前の発散ビーム中に置くことができ
るだけで、対物レンズとコリメータレンズの間隔を近接
させることができ、また従来必要だった該偏光ビームス
プリッタで分割後の検出ビームを収束するレンズの働き
をコリメータレンズにて兼用することが可能となるなど
小型化できる要因が増える。
【０００９】このような観点の発明として、特開平５−
２３４１７３号公報に開示されている例を図１６に示
す。図１６に示されるように半導体レーザ１からの発散
光束は偏光ビームスプリッタ２６を透過したのちコリメ
ータレンズ１４にて平行光束となる。更に対物レンズ１
５にて光磁気ディスク６の上に収束される。検出光束
は、ディスクで反射され再び対物レンズ、コリメータレ
ンズを通過後、偏光ビームスプリッタ２６にて反射さ
れ、光源とは異なる方向へ偏向される。該検出光束は次
の反射手段２７にて再び反射され、１／２波長板８、シ
リンドリカルレンズ２８、ビームスプリッタ２６などを
経て光磁気検出用・サーボ検出用の光検出器１０へと至
る。
【００１０】ビームスプリッタ２６と反射手段２７は略
同じ特性の膜を有し、ビームスプリッタ２６にて反射す
る際に検出光束に付加された位相差を、次に同じ特性の
反射手段２７にて各光線が逆の入射角度となるように反
射させることによって、先の位相差を相殺する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来例に前述した特開
平５−２３４１７３号公報によれば、Ｔｐ＝８５％、Ｒ
ｓ＝１００％という、ある理想的な透過・反射率特性の
偏光ビームスプリッタを収束光束中で使用できるように
ｐ、ｓ偏光の位相差を小さくしようとすると、透過・反
射率特性がＴｐ＝６０％、Ｒｓ＝７０％となってしまう
旨の問題点を指摘している。そのため透過・反射率特性
は例えば理想的なＴｐ＝８５％、Ｒｓ＝１００％を優先
して、このままとし、この偏光ビームスプリッタ２６に
て反射された検出光束に加えられるｐ、ｓ偏光の位相差
は放置する。そして、この偏光ビームスプリッタと略同
じ特性の反射膜を持つ反射手段２７を該偏光ビームスプ
リッタ２６にて反射された検出光束の光路において、検
出光束に加えられたｐ、ｓ偏光の位相差を相殺するとい
うものであった。
【００１２】［課題点１］一般に、偏光ビームスプリッ
タの膜が透過・反射光束に与える位相差は、入射角度依
存性をもっている。それは、偏光分離膜が一般に誘電体
の積層膜であり、その特性は各膜の屈折率及び各膜厚と
光束の波長との関係で決まることに起因する。まず誘電
体多層膜の各層の膜厚は、一般に有効径内において製造
誤差の範囲内で一様の厚さであることを目標に形成され
る。
【００１３】例えば、ある入射角にて膜に入射する光線
が膜内にて屈折角θにて伝播する場合、ある特性を実現
するように設計された膜は屈折角θで伝搬する光線に対
し所望の厚みになるように、厚さ方向には単純に言えば
所望の厚みのｃｏｓθ倍に設定されている。従って光束
全域で一定の入射角度である（即ち平行光束の）場合、
光束全域で一様の位相差をもつ。しかしながら、所定の
入射角度から外れた角度で入射する光線に対しては、実
効的な膜厚がその入射角度に依存して変化するため全体
としての偏光分離膜の特性は所望の結果とは異なる。
【００１４】従来例において、光源から該偏光ビームス
プリッタを透過して媒体へ至る往路光路の発散光束も該
偏光ビームスプリッタの膜の位相変調作用を受ける。か
かる装置において、一般に光源は半導体レーザであっ
て、往路光束は直線偏光成分だけであり、該偏光ビーム
スプリッタに対してはｐ偏光成分のみである。前述のよ
うに、光線に及ぼされる位相変調作用は入射角度に依存
して光束断面内で一様ではない。同じｐ偏光成分のみで
あっても入射角度に応じて局所的に位相の進み遅れが生
ずる。即ちこれは、往路光束に波面収差として作用す
る。
【００１５】従って、偏光ビームスプリッタで反射され
た検出光束の反射位相差に対する位相差に関しては放置
できても、偏光ビームスプリッタを透過した透過光束の
ｐ偏光成分に関する位相変化に入射角度依存性を少なく
抑えなければならない。
【００１６】即ち、本発明が解決すべき課題点１とし
て、検出光束に対して付加される位相差を対策すること
のみにとらわれず、往路光束に対して膜の位相特性は波
面収差として影響を及ぼすとの認識が必要であり、対策
として往路光束における膜の位相の入射角依存性を抑制
する必要があるという問題があった。
【００１７】［課題点２］上記と同じ原因で、透過・反
射率も入射角度依存性を有するので、これを考慮しなけ
ればならない。光源光量の利用効率を高く保つために、
従来例中に記載されているように例えば偏光ビームスプ
リッタをＴｐ＝８５％、Ｒｓ＝１００％という特性を実
現する必要がある。これを収束光束中の全ての光線の入
射角で実現しなければならない。従来例においては、位
相差を小さくしようとすると透過・反射特性が利用効率
を低下させる方向へ変化するとの記載がなされている
が、透過・反射率の入射角度依存性に関する記載はな
い。
【００１８】偏光ビームスプリッタの膜の設計では、特
に入射角度依存性に配慮しない場合、単純に主光線に対
して所望の透過・反射率の膜を設計すると、偏光ビーム
スプリッタの膜に対する入射面の方向に透過・反射率の
分布が生ずる。例えば、主光線が膜に対して４５°で入
射する場合、マージナル光線の入射角が４５°＋αとな
る側から反対側の４５°−αとなる側に向かって透過・
反射率が一様でなく、図１７に示すように非対称な分布
を持つ場合がある。その結果往路光路では対物レンズに
入射する光量が光軸に対して非対称となり、記録媒体上
のスポットも非対称な形となる。
【００１９】或いは別なケースとして、該４５°±αの
両端のマージナル光線において透過率が低下するような
分布を持つ場合もある。この場合実質的にこの断面での
光束径が小さくなり、即ち実効的にＮ．Ａ．が暗くなり
スポットが大きくなる。
【００２０】このように記録媒体上のスポットに影響が
あらわれ記録再生に支障を来す。従って特に往路光束に
おける光量の対称性、一様性を維持することは重要であ
るが、ｐ偏光成分の透過率を角度依存性なく一様に、且
つ８５％付近の中間的な値にするよう膜設計を行うのは
膜総数が増大するなど困難を要す。
【００２１】更に、往路光路ほど影響は深刻ではないが
記録媒体で反射された検出光束が偏光ビームスプリッタ
へ戻ってきて、そこで反射されるときにも反射率に入射
角度依存性による非対称の影響を受け光量を損失する。
【００２２】即ち、本発明が解決すべき課題点２とし
て、偏光ビームスプリッタの偏光分離透過・反射特性の
角度依存性が、記録媒体上の検出スポット形状、また検
出光束の光量損失に大きく影響するとの認識が必要であ
り、対策として膜の偏光分離透過・反射特性の入射角依
存性を抑制する必要があるという問題があった。
【００２３】［課題点３］従来例における、偏光ビーム
スプリッタ２６と反射手段２７の膜の特性は略同じ特性
であるため、該反射手段２７へ入射した光束のｐ偏光成
分は更に８５％がここを透過してしまう。従って、検出
器１０への到達光量の絶対値が不足してノイズに不利で
ある。検出光束のｐ偏光成分のうち２．２５％の光量し
か検出器１０へ到達しない。
【００２４】また、同じ特性を有する膜なので、ガラス
及び膜構成は全く同じものとする必要がある。そのた
め、反射手段２７は、裏面側にも偏光ビームスプリッタ
２６と同じ硝材で膜を挟まなければならない。
【００２５】即ち、本発明が解決すべき課題点３とし
て、従来例では、反射手段２７が偏光分離透過・反射特
性を有することで不必要な透過作用が起こり、検出光束
の光量損失に影響する。また、該反射手段２７の偏光分
離透過・反射特性の角度依存性もまた周辺光量損失に影
響するとの認識が必要であり、対策として膜の偏光分離
透過・反射特性およびその入射角依存性を最適化する必
要がある。更に反射手段２７が偏光ビームスプリッタ２
６と同じ特性とするために、膜の裏面側に挟むためのガ
ラス部品及び貼り合わせ工程が余分に必要となるという
問題があった。
【００２６】［発明の目的］本発明の目的は、光磁気記
録再生装置に用いられる光ヘッドにおいて有限結像系を
一層安定した特性で実現することにあり、特に、（１）
往路光束において光束有効径内全域に渡って、一様な透
過・反射率特性を得ることができ、記録媒体上スポット
形状に悪影響を及ぼすことがない装置を実現する、
（２）往路光束に対して、膜による不要な収差の発生が
殆どない装置を実現する、（３）検出光束有効径内全域
に渡って、検出器到達光量を高く維持することができる
のでノイズの影響を低減できる装置を実現する、（４）
位相補償面は裏面反射のため、ガラスの貼り合わせは不
要で、膜を付けるだけですむ装置を実現する、ことにあ
る。
【００２７】また、更に、（５）位相差を補償せずカッ
トすることでその影響を排除できるばかりでなく、隣接
トラックからのクロストークも同時に除くことができる
装置を実現することにある、また、このため、ヘッド光
学系に対してばかりでなく、同時にディスクの狭トラッ
クピッチ化が可能であり、ティルト許容範囲の拡大など
の利点も得られる装置を実現する、ことにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、情報の記録及び／又は再生用
の光束を発生する光源からの直線偏光光束を発散光束の
状態で反射する偏光ビームスプリッタと、該反射された
光束を光磁気記録媒体へ収束させる有限結像系の対物レ
ンズと、を含んで構成される往路光学系と、該記録媒体
からの反射光束を、前記有限系対物レンズに収束させ
て、該収束光束は前記偏光ビームスプリッタを透過した
後、該収束光束を反射する全反射面にて更に反射され
て、検出手段に導かれる復路光学系とを有し、前記偏光
ビームスプリッタの偏光分離面を透過することによって
該収束光束に加えられた位相差を、前記全反射面により
補償することを特徴とする光学的情報記録再生装置を提
供する。
【００２９】上記本発明の手段によれば、偏光ビームス
プリッタを通過する光路を往路反射・復路透過とするこ
とで図１６に示される従来の往路透過の構成では解決が
困難であった、偏光分離膜を経ることによって往路光束
に加わる波面収差の問題、偏光分離膜の透過・反射率特
性の角度依存性の問題を少ない膜層数にて解決すること
ができる。
【００３０】また、上記全反射面は、前記偏光ビームス
プリッタと一体に構成された裏面反射面であって、誘電
体多層膜により構成されていることを特徴とする。
【００３１】上記本発明の手段によれば、裏面反射膜で
あるために、反射率の角度依存性に苦慮する必要が殆ど
なく、全反射として反射率１００％近くを達成すること
が容易であって、その結果検出光束の光量損失が抑制さ
れるため耐ノイズ性が改善され、また少ない膜層数にて
所望の位相差特性を追求した設計が可能で、更に裏側の
ガラス部材の貼り合わせが不要であり、部品数、工程数
の削減を可能にすることができる。
【００３２】また、上記偏光ビームスプリッタ、及び裏
面反射面を構成する硝材は、使用波長において屈折率
１．７以上であることを特徴とする。
【００３３】上記本発明の手段によれば、高い屈折率の
ガラスを選べばガラス内での光線の傾きを小さくできる
ため、マージナル光線に対する膜の角度依存性を考慮し
なければならない範囲を狭くすることができ、膜設計の
負担を減少することができる。
【００３４】また、上記有限結像系の対物レンズの物体
側Ｎ．Ａ．は、０．１９以下であることを特徴とする。
【００３５】上記本発明の手段によれば、物体側Ｎ．
Ａ．はマージナル光線の角度範囲を決定するが、これを
所定の範囲内に収めることにより、マージナル光線に対
する膜の角度依存性を考慮しなければならない範囲を狭
くすることができ、膜設計の負担を減少することができ
る。
【００３６】また、本発明は、上記手段として、情報の
記録及び／又は再生用の光束を発生する光源からの直線
偏光光束を発散光束の状態で反射する偏光ビームスプリ
ッタと、該反射された光束を平行光束化するコリメータ
レンズと、該平行光束を更に対物レンズにて収束して光
磁気記録媒体に照射する往路光学系と、前記光磁気記録
媒体で反射され、前記対物レンズを経たのち、再び前記
コリメータレンズにて収束光束化され、該収束光束は前
記偏光ビームスプリッタを透過した後、該収束光束を反
射する全反射面にて更に反射されて、検出手段に導かれ
る復路光学系とを有し、前記全反射面により、前記偏光
ビームスプリッタの偏光分離面を透過することによって
該収束光束に加えられた位相差を補償することを特徴と
する光学的情報記録再生装置を提供する。
【００３７】上記本発明の手段によれば、コリメータレ
ンズと対物レンズの間の光路では平行光束であって、例
えば分離光学系などの構成を採る場合、固定ヘッド部分
を小型化することができる。
【００３８】また更に、本発明は、上記手段として、情
報の記録及び／又は再生用の光束を発生する光源からの
直線偏光光束を発散光束の状態で反射する偏光ビームス
プリッタと、該反射された発散光束を光磁気記録媒体に
収束させる有限結像系の対物レンズとを含んで構成され
る往路光学系と、前記光磁気記録媒体からの反射光束
を、前記有限系対物レンズにて収束させ、前記偏光ビー
ムスプリッタを透過したのち、遮光板によって有効光束
径の端部分の光束を遮断されて、検出手段に導かれる復
路光学系と、を有することを特徴とする光学的情報記録
再生装置を提供するものである。
【００３９】上記本発明の手段によれば、偏光ビームス
プリッタの偏光分離膜による位相差の影響の強く及ぼさ
れる光束の部分を遮断することにより、位相差の影響を
排除できるのと同時に、媒体の隣接トラックからの漏込
成分を排除することができる。
【００４０】また更に、本発明は、上記手段として、情
報の記録及び／又は再生用の光束を発生する光源からの
直線偏光光束を発散光束の状態で反射する偏光ビームス
プリッタと、該反射された光束を平行光束化するコリメ
ータレンズと、該平行光束を光磁気記録媒体へ収束する
対物レンズとを含んで構成される往路光学系と、前記光
磁気記録媒体で反射された光束は、前記対物レンズを経
た後、再び前記コリメータレンズにて収束光束化され、
前記偏光ビームスプリッタを透過した後、その有効光束
径の端部分の光束を遮光板によって遮断された後、検出
手段に導かれる復路光学系と、を有することを特徴とす
る光学的情報記録再生装置を提供するものである。
【００４１】上記本発明の手段によれば、位相差の影響
の強く及ぼされる光束の部分を遮断することにより、位
相差の影響を排除できるのと同時に、記録媒体の隣接ト
ラックからの漏込成分を排除することができる構成であ
る。
【００４２】また、上記遮光板は、上記収束光束の有効
径において、上記偏光ビームスプリッタの入射平面方向
に相当する両端部分を遮光することを特徴とする。
【００４３】上記本発明の手段によれば、偏光ビームス
プリッタの偏光分離膜に対するマージナル光線の入射角
が、主光線の入射角と大きく異なるのは上記入射平面の
方向であって、従って入射角度の違いに起因する位相差
の影響を最も大きく受けるのは、偏光分離膜への入射平
面の方向の光束の両端部であり、此の部分を遮光するこ
とにより効果的に位相差の影響を排除することができ
る。
【００４４】また、上記遮光板は、上記収束光束の有効
径内において、上記偏光ビームスプリッタを透過するこ
とによる位相差の影響の大きい両端部分を遮光すること
を特徴とする。
【００４５】上記本発明の手段によれば、位相差の影響
を多く受けた光束の部分、即ち光磁気信号の再生信号振
幅を減衰させるなど信号品位に悪影響を及ぼす部分だけ
を選択的に除去し、位相差の悪影響の少ない部分だけを
検出でき、両者が混在していた従来の状態に比較して再
生信号の信頼性を効果的に向上することができる。
【００４６】また、上記遮光板により遮光される光束の
端部分は、上記光記録媒体の隣接するトラックの方向を
含むことを特徴とする。
【００４７】上記本発明の手段によれば、検出光束の隣
接トラックの方向に相当する部分には、記録媒体上で読
み出しているトラックに隣接しているトラックに書かれ
た情報成分が漏れ込んでいるため、此の部分を遮光する
ことにより効果的に隣接トラックの影響を排除すること
ができる。
【００４８】また、上記遮光板は、上記収束光束の有効
径内において、隣接するトラックからの信号の漏れ込み
成分を多く含む両端部分を遮光することを特徴とする。
【００４９】上記本発明の手段によれば、隣接トラック
からの漏込信号成分を多く含む光束の部分だけを選択的
に除去し、漏込信号成分の少ない部分だけを検出でき、
両者が混在していた従来の状況に比較して再生信号の信
頼性を効果的に向上することができる。
【００５０】また、上記偏光ビームスプリッタは、光源
からの直線偏光光束を略一様な反射率にて反射すること
を特徴とする。
【００５１】上記本発明の手段によれば、対物レンズに
入射する往路光束が、偏光分離膜を通過したことで例え
ば周辺部分で光量が低下したり、或いは主光線に対して
非対称に光量分布を持ったりすることがなくなるため記
録媒体上に大きなスポットや非対称なスポットを形成す
ることがなく理想的な再生スポットを収束することがで
きる。
【００５２】また、上記偏光ビームスプリッタは、上記
記録媒体からの検出光束を何れの偏光面においても略一
様な透過率にて透過することを特徴とする。
【００５３】上記本発明の手段によれば、有効な検出光
量を無駄にすることを避けることができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］ ［第１の設計例］本発明の第１実施形態である光磁気記
録再生装置用光ヘッドを図１に示す。
【００５５】３０は、光磁気記録媒体６に磁界を印加す
る磁気ヘッドである。
【００５６】レンズ２は有限結像系対物レンズであり、
半導体レーザ光源１からの発散光束をそのまま光磁気記
録媒体６に収束する。対物レンズ２の物体側Ｎ．Ａ．≒
０．１８、像側Ｎ．Ａ≒０．５５である。
【００５７】情報の記録及び／又は再生用の光束を発生
する光源である半導体レーザ１から出発した発散光束
は、偏光ビームスプリッタ３の偏光分離膜４にて反射さ
れ対物レンズ２へ偏向される。ここで５は、光源を発し
た光束の偏光方向であり、同図紙面垂直方向に偏波面を
持っている。該往路光束は、偏光ビームスプリッタ３に
対しｓ偏光成分として入射する。偏光分離膜４は、ｓ偏
光成分反射率≒８５％であるため、該往路光束は光量の
８５％が対物レンズ２へ向けて偏向される。対物レンズ
２で光磁気記録媒体６に収束され反射された検出光束
は、対物レンズ２を経て、偏光ビームスプリッタ３の偏
光分離膜４を収束光の状態で透過する。該収束光束は、
該偏光ビームスプリッタ３と一体に構成された裏面反射
膜７にて再度反射される。そののち、検出光束は半波長
板８を経て光磁気差動検出、及びビームサイズＡＦ検出
のための偏光ビームスプリッタ９にて分割され検出器１
０へと入射し、光磁気信号、ＡＦ，ＡＴ信号を公知の方
法にて検出される。
【００５８】偏光分離膜４への入射角を極力小さくする
ために、光ヘッド光学系の光源側の対物レンズ２のＮ．
Ａ．は小さく、且つ硝材の屈折率は高くすることが必要
である。本発明では、対物レンズ２の光源側のＮ．Ａ．
は０．１９以下、硝材の屈折率は使用波長において１．
７以上とすることによって、膜への入射角を主光線の入
射角度±約６°の範囲に抑えることが可能となった。
【００５９】本実施形態では、対物レンズ２の物体側は
Ｎ．Ａ．≒０．１８であるため、マージナル（周縁）光
線の主光線に対する角度は、１０．４度である。偏光ビ
ームスプリッタ３の硝材を使用波長において屈折率１．
７９２７９のものを選んでいるので、前記角度は５．８
度まで小さくなる。そこで膜の角度依存性を補償する範
囲は４５°±６°で済む。
【００６０】偏光分離膜４は、誘電体多層膜で二酸化珪
素（ＳｉＯ2 ）と二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の積層で、
第１の設計例では、硝材上の層数は６層とする。各層の
厚さは二酸化珪素は１１８．０ｎｍ、二酸化チタンは３
０６．８ｎｍで交互に３層ずつ計６層構成である。
【００６１】この第１の設計例の膜の偏光透過・反射率
の入射角度依存性を示したのが図２のグラフである。図
２のグラフにおいて、縦軸は偏光分離膜の透過・反射率
を示しており、横軸は偏光分離膜４への入射角度を示し
ている。ここで◆はｐ偏光透過率Ｔｐ、●はｓ偏光反射
率Ｒｓを示している。図に示すように凡そ±６°の範囲
でＴｐがほぼ９５％以上、Ｒｓは８２％±２％でフラッ
トな特性が得られている。
【００６２】また、往路光路において偏光ビームスプリ
ッタ３にて反射後の光束に及ぼされる位相変動、即ち波
面収差を図３に示す。図３のグラフにおいて、縦軸は偏
光分離膜４を反射したｓ偏光成分に及ぼされる位相分布
を波面収差に換算した量で入射平面での断面として示し
ている。横軸は偏光分離膜４への入射角度を示してい
る。ここで●が波面収差を示している。ここから明らか
なように、波面収差はピークトゥピークで０．１λ程度
である。因みに、光磁気媒体上で偏光方向を案内溝に平
行にする場合、上記収差の支配的成分であるティルト成
分及びコマ収差はラジアル方向に向いているが、前述の
ように０．１λ程度であるので全く問題にはならない。
【００６３】記録媒体から戻ったときの検出光束が、偏
光分離膜４を透過したときは、入射角に依存して位相差
が付く。本発明では、フレネル成分がｓ偏光成分であ
り、カー成分がｐ偏光成分である。
【００６４】該偏光分離膜４を透過した検出光束には、
フレネル成分とカー成分の間に位相差が生じていてその
大きさは入射角度毎に異なる。この時与えられる各偏光
成分の位相の入射角度依存性を示したのが図４のグラフ
である。図４のグラフにおいて、縦軸は偏光分離膜４の
透過後の各偏光成分の位相を示しており、横軸は偏光分
離膜４への入射角度を示している。ここで●はｐ偏光成
分、○はｓ偏光成分のそれぞれ位相を示している。
【００６５】次に、該検出光束は位相差補償反射膜７に
て反射、偏光される。この補償膜７にて反射されること
によって生ずる位相差の入射角度依存性を示したのが図
５のグラフである。図５のグラフにおいて、縦軸は位相
差補償反射膜を示しており、横軸は反射膜への入射角度
を示している。ここにはＡ、Ｂ、Ｃの３種類のタイプの
設計例を示している。○●、□■、△◆はそれぞれ、
Ａ、Ｂ、Ｃのタイプを示し、塗りつぶされた方がｓ偏光
成分、白抜きの方がｐ偏光成分である。
【００６６】該補償膜は、透過・反射率特性については
偏光分離膜４とは異なり全反射膜として、一方、位相差
の入射角度依存性については、偏光分離膜４の特性を考
慮し、次のことを目標に設計している。
【００６７】（１）図４に示す偏光分離膜４の特性の傾
き（入射角度に対する位相変化の感度）の符号および絶
対値と、補償膜７のそれを略等しくする。
【００６８】（２）入射角度４５°時のｐ、ｓ偏光の位
相差の大きさを等しく且つ逆符号とする。但し、両方の
膜とも４５°時の位相差≒０なら符号は問わない。
（尚、この位相差≒０は光学系全体の位相差許容配分に
応じて１０°〜２０°の範囲も含む場合がある） 例えば、偏光分離膜４に入射角４５°＋６°で入射した
マージナル光線は、補償膜７に４５°−６°で入射し、
光分離膜４に入射角４５°−６°で入射したマージナル
光線は、補償膜７に４５°＋６°で入射する。従って、
偏光分離膜４を透過することにより付加された位相差
は、補償膜７にて反射される際に相殺される。図６に示
すのが、図４、図５に示した位相角度依存性の僅かな差
によって該相殺されきらないで残存した位相差である。
図６のグラフにおいて、縦軸は位相補償後の残存位相差
を示しており、横軸は偏光分離膜への入射角度を示して
いる。ここで、●、■、◆はそれぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃの位
相差補償反射膜のタイプを示している。
【００６９】図６から明らかなように残存が多いＣタイ
プでも約２０°の範囲（±１０°）に十分収まってい
る。Ａタイプでは５°〜６°の範囲内と、更に少ないの
で殆ど影響がないレベルである。
【００７０】該位相差補償裏面反射膜７は、裏面反射で
あるため反射率を１００％付近へ保つのは容易で、位相
差のみに留意すればよく設計の自由度が高いので、Ａ、
Ｂ、Ｃの３種類の例を示している。これも少ない層数に
て実現でき、本実施形態の場合は何れも６層で済んでい
る。
【００７１】偏光分離膜７は、誘電体多層膜で二酸化珪
素（ＳｉＯ2 ）と二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の積層で、
各層の厚さはＡタイプは二酸化珪素は７０．０ｎｍ、二
酸化チタンは１４０．５ｎｍ、Ｂタイプは二酸化珪素は
９０．０ｎｍ、二酸化チタンは１３２．５ｎｍ、Ｃタイ
プは二酸化珪素は１１０．０ｎｍ、二酸化チタンは１２
４．５ｎｍで、それぞれ交互に３層ずつ計６層構成で形
成される。上記膜厚の比率を上記例の中間の値に変える
ことにより、Ａ〜Ｃのタイプの中間の特性の補償反射膜
ができることは云うまでもない。
【００７２】本発明では、対物レンズ２は有限結像系で
あって、本レンズ１個のみをＡＦ、ＡＴサーボのために
駆動すればよい。図１の矢印１１は対物レンズ２の可動
方向を示す。但し、このとき光磁気記録媒体６のトラッ
ク横断方向は図１の紙面内にあるとする。
【００７３】偏光分離膜４によってｐ、ｓ偏光成分に位
相差が付けられた検出光束は、以上の構成により位相差
を補償され、前述のように、その後の光路に配置された
半波長板８を経て偏光ビームスプリッタ９によって、光
磁気信号差動検出のために２光速に分離される。また、
サーボ信号は光磁気信号検出のために分離された２光束
から同時に検出する。
【００７４】ここで、図１の紙面垂直方向の光線線分に
及ぼされる影響について説明する。いままでの説明は全
て偏光ビームスプリッタ３の入射平面内における影響に
ついてのみ延べてきたが、図７に示すように光束のアジ
ムスで表現すると、図１におけるマージナル光線が０°
と１８０°であるとすると、図１における紙面垂直方向
のマージナル光線はアジムス９０°と２７０°に相当す
る。この方向のマージナル光線に対しては、主光線に対
する角度が仮に１０°であっても、偏光分離膜４と位相
差補償膜７に対する入射平面が回転するので、入射角は
４５°から１°もずれない。従って、アジムス９０°、
２７０°方向の光線は、主光線と同じに考えて差し支え
ない。従って、上記４方向以外のアジムスに関しては、
両者の中間であり、入射角が４５°からずれても、アジ
ムス０°、１８０°の光線よりは小さく、且つ位相差は
同様に相殺されるので問題ない。
【００７５】偏光ビームスプリッタの偏光分離膜の、波
面収差として往路光束に及ぼす影響、即ち往路光の偏光
成分に対する位相変調の入射角度依存性をなくし、且つ
該分離膜の透過・反射率の波長依存性を押え、入射角度
依存性をなくしフラットなものにするには、往路反射、
復路透過で光学ヘッドを構成するような偏光ビームスプ
リッタにすれば良い。
【００７６】また、膜設計への負担を軽減する為に、膜
への入射角を極力小さくするように、光ヘッド光学系の
光源側の対物レンズのＮ．Ａ．は小さく、且つ硝材の屈
折率は高くすることが重要である。対物レンズの物体側
Ｎ．Ａ．は０．１９以下、硝材の屈折率は使用波長にお
いて１．７以上とし、膜への入射角を主光源の入射角度
約±６°の範囲に抑えることで、膜設計への負担を軽減
することが出来る。
【００７７】次に、偏光分離膜の更なる設計例を以下に
示し、使用可能な誘電体多層膜の条件を導出する。
【００７８】［第２の設計例］偏光ビームスプリッタの
硝材をＧ、その屈折率をｎｇ、相対的に高屈折率材料を
Ｈ、低屈折率材料をＬ、その屈折率をそれぞれｎｈ、ｎ
１とする。また、Ｈの空気換算厚をｄｈ、Ｌの空気換算
厚をｄ１とする。（各数値はｄ線波長で定義）偏光分離
膜の構成は、光の進行順に、Ｇ／Ｈ／Ｌ／Ｈ／Ｌの４層
膜で、 ｎｇ＝１．７６（ＰＢＨ１４；株式会社 ＯＨＡＲＡ） Ｈ；ＴｉＯ2 、ｎｈ＝２．１９、ｄｈ＝１４４ｎｍ Ｌ；ＭｇＦ2 、ｎｌ＝１．３８、ｄｌ＝２１６ｎｍ 結果は、波長、入射角をパラメータとして、図８のよう
になり、波長依存性が抑えられている。即ち、中心波長
を６８５ｎｍとすると、±１０ｎｍで、Ｔｐ、Ｒｓとも
±３％以内である。また、入射角変化に対しては、中心
入射角度４５°に対して±５°で±１％以内でフラット
である。
【００７９】［第３の設計例］偏光分離膜の構成は、Ｇ
／Ｈ／Ｌ／Ｈ／Ｌの４層膜で、 ｎｇ＝１．７６（ＰＢＨ１；株式会社 ＯＨＡＲＡ） Ｈ；ＺｒＯ2 ／ＴｉＯ2 の合成、ｎｈ＝２．０７、ｄｈ
＝１５５ｎｍ Ｌ；ＳｉＯ2 、ｎｌ＝１．４５、ｄｌ＝２３２ｎｍ（各
数値はｄ線波長で定義） 結果は、波長、入射角をパラメータとして、図９のよう
になり、所望の結果が得られる。
【００８０】［第４の設計例］偏光分離膜の構成は、Ｇ
／Ｈ／Ｌ／Ｈ／Ｌ／Ｈ／Ｌの６層膜で、 ｎｇ＝１．７６（ＬＡＨ５３；株式会社 ＯＨＡＲＡ） Ｈ；ＴｉＯ2 、ｎｈ＝２．１９、ｄｈ＝２６４ｎｍ Ｌ；ＳｉＯ2 、ｎｌ＝１．４５、ｄｌ＝９４ｎｍ（各数
値はｄ線波長で定義） 結果は、波長、入射角をパラメータとして、図１０のよ
うになり、所望の結果が得られる。
【００８１】以上より、以下の条件が導ける。即ち、膜
の層数をＮとすると、Ｎ≧４、相対的に高屈折率材料と
低屈折率材料の屈折率比ｎｈ／ｎｌは、 １．４＜（ｎｈ／ｎｌ）＜１．６、 前記の硝材に対する条件より、ｎｇ≧１．７となる。
【００８２】更に、検出光束が偏光分離膜を透過するこ
とによって、生じた位相差を補償する反射面は、偏光分
離膜が検出光束に対し透過膜となるので、従来例のよう
に同じ膜を用いることはしない。
【００８３】位相差補償反射面７は裏面反射の誘電体多
層膜とすることで、ｐ、ｓ偏光とも略１００％の高い反
射率が容易に得られ、反射光束の位相差の入射角度依存
性のみを、先の透過する偏光分離膜のそれに合わせて設
計すればよい。反射率は殆ど略１００％から動かないた
め、膜設計は位相差のみに着目して行えば良いので、設
計は容易に少ない層数にてできる。この膜では反射率が
高いため、位相差補償と同時に光量が透過損失する心配
がない。
【００８４】往路光束は、光源である半導体レーザを出
発し、偏光ビームスプリッタへｓ偏光成分として入射
し、該偏光ビームスプリッタの膜は、例えばＴｐ＝９７
％±３％、Ｒｓ＝７０〜８５％±３％という透過・反射
率特性とする。そして、往路光束は該偏光ビームスプリ
ッタにより反射され記録媒体へと至る。
【００８５】検出光束は該偏光ビームスプリッタを透過
し、該偏光ビームスプリッタと一体である裏面反射ミラ
ーにて反射偏光される。
【００８６】該偏光ビームスプリッタの偏光分離膜は、
主光線入射角度をほぼ４５°とし、入射角度±６°の範
囲で上記透過・反射率特性を保つように設計する。ま
た、往路光路でｓ偏光入射した光源からの光束が該偏光
ビームスプリッタにて反射偏光される際に受ける位相変
化は、波面収差として作用するのでこれを大きくしない
ように留意する。
【００８７】［実施形態２］図１１に示すのが、本発明
による光磁気記録再生装置用光ヘッドの第２実施形態で
ある。
【００８８】本第２実施形態による発明は、第１実施形
態による位相差補償裏面反射面を一体に有する偏光ビー
ムスプリッタ３、光磁気差動検出のための検光子（偏光
ビームスプリッタ）９、検出器１０、半導体レーザ１を
全て微小な部品で構成し、有限結像系対物レンズ２と組
み合わせたものを全てアクチュエータ１２上に載せるも
のである。光学系を全て一体に駆動する構成であるた
め、光源１と対物レンズ２の間隔は、アクチュエータ１
２の駆動（矢印１３）に拘わらず一定であるのでレンズ
の駆動に伴うサーボ信号へのオフセットの介入が防止で
きる。
【００８９】［実施形態３］図１２に示すのが、本発明
による光磁気記録再生装置用光ヘッドの第３実施形態で
ある。
【００９０】本第３実施形態は、第１実施形態による位
相差補償裏面反射面を一体に有する偏光ビームスプリッ
タ３、光磁気差動検出のための検光子（偏光ビームスプ
リッタ）９、検出器１０、半導体レーザ１と、コリメー
タレンズ１４を組み合わせ、平行光束をミラー１７で折
り曲げて、無限有限結像系の対物レンズ１５にて光磁気
記録媒体６へ収束させるものである。
【００９１】偏光分離膜４への入射角を極力小さくする
ために、コリメータレンズ１４のＮ．Ａ．は小さく、且
つ硝材の屈折率は高くすることが必要である。本発明で
は、コリメータレンズ１４のＮ．Ａ．は０．２０以下、
硝材の屈折率は使用波長において１．７以上とすること
によって偏光分離膜への入射角を主光線の入射角度±約
６°の範囲に抑えることが可能となった。
【００９２】この場合、分離光学系ヘッドの固定ヘッド
部分が小型化できるという効果がある。
【００９３】［実施形態４］図１３に示すのが、本発明
による光磁気記録再生装置用光ヘッドの第４実施形態で
ある。
【００９４】本発明は、半導体レーザ１、対物レンズ
２、偏光分離膜４、対物レンズ２のＮ．Ａ．、偏光ビー
ムスプリッタ１８の硝材などの構成用件は、第１実施形
態と同様である。但し、偏光ビームスプリッタ１８の位
相補償反射面１９の傾き方向が第１実施形態と逆であ
る。そのため本第４実施形態では位相補償反射面１９の
位相差特性は、以下のことを目標に設計されている。
【００９５】（１）図４に示す偏光分離膜４の特性の傾
き（入射角度に対する位相変化の感度）の大きさと位相
補償反射面１９のそれを略等しく、符号を逆にする。
【００９６】（２）入射角度４５°の時のｐ、ｓ偏光成
分の位相差を等しく逆符号とする。但し、両方の膜とも
４５°時の位相差≒０なら符号は問わない。（尚、この
位相差≒０は、光学系全体の位相差許容配分に応じて、
１０°〜２０°の範囲も含む場合がある） この補償膜の反射率は、ほぼ１００％であって、第１実
施形態と同様である。
【００９７】例えば、偏光分離膜４に入射角４５°＋６
°で入射したマージナル光線は、位相補償膜１９に４５
°＋６°で入射し、偏光分離膜４に入射角４５°−６°
で入射したマージナル光線は、位相補償膜１９に４５°
−６°で入射する。従って、偏光分離膜４を透過するこ
とにより付加された位相差は、位相補償膜１９にて反射
される際に相殺される。
【００９８】本実施形態は、光源と検出系が光学系の同
じ側に配置できるという効果がある。
【００９９】［実施形態５］図１４に示すのが、本発明
による光磁気記録再生装置用光ヘッドの第５実施形態で
ある。
【０１００】光源である半導体レーザ１から出発した発
散光束は、偏光ビームスプリッタ２０の偏光分離膜２２
にて反射され対物レンズ２へ偏向される。ここで５は、
半導体レーザ１を発した光束の偏光方向であり、同図紙
面垂直方向に偏波面を持っている。該往路光束は、偏光
ビームスプリッタ２０に対しｓ偏光成分として入射す
る。偏光分離膜２２は、ｓ偏光成分反射率≒８２％であ
るため、該往路光束は光量の８２％が対物レンズ２へ向
けて偏向される。対物レンズ２で光磁気記録媒体６に収
束され反射された検出光束は、対物レンズ２を経て、偏
光ビームスプリッタ２０の偏光分離膜２２を収束光束の
状態で透過する。
【０１０１】記録媒体から戻ったときの検出光束が、偏
光分離膜２２を透過した時には、入射角に依存して位相
差が付く。本発明では、フレネル成分がｓ偏光成分であ
り、カー成分がｐ偏光成分である。該偏光分離膜２２を
透過した検出光束には、フレネル成分とカー成分の間に
位相差が生じていてその大きさは入射角度毎に異なる。
この時各偏光成分の与えられる位相差の入射角度依存性
を示したのが図１５のグラフである。
【０１０２】偏光分離膜への入射角を極力小さくするた
めに、光ヘッド光学系の光源側の対物レンズ２のＮ．
Ａ．は小さく、且つ硝材の屈折率は高くすることが必要
である。本発明では、対物レンズ２の光源側のＮ．Ａ．
は０．１９以下、硝材の屈折率は使用波長において１．
７以上とすることによって、膜への入射角を主光線の入
射角度±約６°の範囲に抑えることが可能となった。
【０１０３】本実施形態では、対物レンズ２の物体側は
Ｎ．Ａ．≒０．１８であるため、マージナル光線の主光
線に対する角度は、１０．４度である。偏光ビームスプ
リッタ２０の硝材を使用波長において屈折率１．７９２
７９のものを選んでいるので、前記角度は５．８度まで
小さくなるが、図１５のグラフから明らかなように入射
角度４５°の主光線に対し、マージナル光線は±５．８
°の範囲で入射する場合、位相差は最大±２０°近くに
なり、一般に位相差の許容値の殆どのマージンをここで
取られてしまい、このまま使用するのは困難である。ま
た、硝材の屈折率がこの例よりも低い場合には更に不利
になる。
【０１０４】ところで、近年光磁気ディスクは、より一
層の大容量化の要請が大きく、様々な手段を持ってディ
スクの記録密度を向上させる試みが行われている。その
ひとつにトラックピッチを詰めて容量を増やすという手
段がある。一方、光磁気ディスク装置が抱える問題点の
ひとつに、隣接トラックからのクロストークがある。こ
れは、あるトラックにスポットが追従して情報を読み出
しているときに、そのスポットの回折リングが隣のトラ
ックの情報を同時に再生してしまい、現在読んでいるト
ラックの信号に隣接トラックに書かれた情報が混入する
という問題である。これは、トラックピッチが小さくな
ると厳しくなる。また、同じトラックピッチでも、ディ
スクがラジアル（半径）方向に反っている場合（ディス
クティルトのある場合）ディスク上スポットにラジアル
方向のコマ収差があらわれ、片方の隣接トラック側の回
折リング（サイドロープ）が大きくなるという現象が生
じ、特に大きなクロストークが起こる。このため、トラ
ックピッチを詰めるためには、ディスクティルトを抑え
ることが必要となってくるが、例えば要求される２〜３
ｍｒａｄというレベルにこれを抑えることは、ディスク
生産性の面から特に困難であった。
【０１０５】そこで、隣接トラックからのクロストーク
成分を遮断する制限開口を検出光束中に配置するという
ことが考えられる。
【０１０６】検出光束のうち主に隣接トラックに近い両
端の光束を部分的にカットすることで、必要な信号成分
を殆ど減らさずに、クロストーク成分を選択的に大幅に
減らすことができる。隣接トラックからのクロストーク
成分を効果的に低減するためには、検出光束のラジアル
（半径）方向の径に対して、５５％〜９０％、更に好ま
しくは６０％〜８０％の幅の楕円開口（トラック方向は
１００％）、若しくは、５０％〜８５％、更に好ましく
は５５％〜７５％の幅の矩形開口（トラック方向は１０
０％）を検出光束光路に配置すればよい。注意を要する
のは、上記検出光束径とは、収束光束であるため開口を
入れる位置においての光束径である。
【０１０７】一方、偏光分離膜２２への主光線の入射角
度が４５°であり、本実施形態において図１５のグラフ
から判かるように、入射角が４５°±５．７°のマージ
ナル光線ほど位相差が大きい。位相差の許容量を例えば
最大±１５°（図１５矢印２５）であるとすれば、位相
差の大きな部分の光束は、偏光分離膜２２の入射角度が
４５°±３．５°以内（図１５矢印２４）の光束に限定
すれば位相差は許容範囲内（図１５矢印２５）となる。
従って、上記制限開口を偏光ビームスプリッタ２０を透
過した検出光束に作用させ、偏光分離膜２２への入射角
度が４５°±３．５°より外側の光束をカットすれば、
位相差の影響を除くことが可能となる。該±３．５°の
範囲は、空気中では±６．３°の角度に相当する。従っ
て、ラジアル方向において、Ｎ．Ａ．０．１８の光束
を、Ｎ．Ａ．０．１１に制限すればよい。有効光束径の
幅で表現すれば、元の検出光束径の６２％の幅に制限す
ればよい。
【０１０８】制限開口は図１４に示す２１であり、その
形状は同図右下に示すように紙面垂直方向のマージナル
光線成分は制限しないような、矩形なら長方形、又は長
楕円である。前述したようにアジムスが９０°、２７０
°方向のマージナル光線は偏光分離膜２２への入射角度
が４５°から殆どずれないので、この方向の光束成分の
位相差は殆ど問題にしなくて良いからである。
【０１０９】図１４の右上に示すように、記録媒体上の
往路光の偏光方向を案内溝と平行になるようにするの
で、検出光束のうち偏光分離膜２２を透過することによ
り位相差の影響を受けるのは、光束のうち両側の隣接ト
ラックに接する部分である。従って、本発明により、位
相差の影響を除くと同時に隣接トラックからのクロスト
ークの影響を同時に除くことが出来る。
【０１１０】以上述べたように、本第５実施形態では位
相差補償裏面反射膜を用いないで小型の光学系配置が可
能になる。
【０１１１】以上述べた効果を発揮させるために、本第
５実施形態では偏光ビームスプリッタ２０の位相差特性
は、以下のことを目標に設計されている。
【０１１２】（１）図１４に示す偏光分離膜２２の特性
の傾き（入射角度に対する位相変化の感度）を隣接トラ
ッククロストークをカットするための上記開口の幅を考
慮して設計する。即ち、該開口幅にて決まる光束のマー
ジナル光線において、少なくとも位相差が許容値以内で
あればよい。
【０１１３】（２）入射角度４５°時のｐ、ｓ偏光成分
の位相差≒０。（尚、この位相差≒０は、光学系全体の
位相差許容配分に応じて１０°〜２０°の範囲も含む場
合がある）
【０１１４】
【発明の効果】本発明により、光磁気記録再生装置に用
いられる光ヘッドにおいて有限結像系を一層安定した特
性で実現することが可能となった。
【０１１５】特に、第１〜４実施形態については、 （１）往路光路において光束有効径内全域に渡って、一
様な透過・反射率特性を得ることができ、記録媒体上ス
ポット形状に悪影響を及ぼすことがない。
【０１１６】（２）往路光束に対して不要な収差の影響
が殆どない。
【０１１７】（３）検出光束有効径内全域に渡って、検
出器到達光量を高く維持することができるのでノイズの
影響を低減できる。
【０１１８】（４）位相補償面は裏面反射のため、ガラ
スの貼り合わせは不要で、膜を付けるだけである。
【０１１９】第５実施形態については、 （５）位相差を補償せずカットすることでその影響を排
除できるばかりでなく、隣接トラックからのクロストー
クも同時に除くことができる。このため、ヘッド光学系
に対してばかりでなく、同時にディスクの狭トラックピ
ッチ化が可能、ティルト許容範囲の拡大などの利点もあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による光磁気記録再生装
置用光ヘッドの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の偏光分離膜の透過・反
射率の入射角依存特性を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の偏光分離膜の反射光束
の入射面内波面収差の入射角依存特性を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の偏光分離膜の透過光束
位相の入射角依存特性を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の位相補償反射膜の反射
光束位相の入射角依存特性を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の位相補償後の残存位相
差の入射角依存特性を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態の各アジムス毎の入射角
の説明図である。
【図８】偏光分離膜の第２設計例の透過・反射率の波長
依存特性を示す図である。
【図９】偏光分離膜の第３設計例の透過・反射率の波長
依存特性を示す図である。
【図１０】偏光分離膜の第４設計例の透過・反射率の波
長依存特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による光磁気記録再生
装置用光ヘッドの概略構成図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による光磁気記録再生
装置用光ヘッドの概略構成図である。
【図１３】本発明の第４実施形態による光磁気記録再生
装置用光ヘッドの概略構成図である。
【図１４】本発明の第５実施形態による光磁気記録再生
装置用光ヘッドの概略構成図である。
【図１５】本発明の第５実施形態の偏光分離膜の透過光
束位相差の入射角依存特性を示す図である。
【図１６】従来の光磁気記録再生装置に用いられる光ヘ
ッドの概略構成図である。
【図１７】従来の偏光分離膜の透過・反射率の入射角依
存特性を示す図である。

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 情報の記録及び／又は再生用の光束を発
    生する光源と、 前記光源からの発散光束を光記録媒体へ収束し、かつ、
    前記光記録媒体からの反射光束を収束する対物レンズ
    と、 前記光源と前記対物レンズの間に配置され、前記光源か
    らの発散光束を偏光分離面で反射して前記対物レンズに
    導き、かつ、前記対物レンズにより収束された前記光記
    録媒体からの反射光束を前記偏光分離面で透過させる偏
    光ビームスプリッタと、 前記偏光分離面を透過した収束光束を検出する検出手段
    と、 前記偏光分離面と前記検出手段の間に配置され、前記偏
    光分離面を透過することによって前記収束光束に加えら
    れた位相差を補償する全反射面と、を有することを特徴
    とする光学的情報記録再生装置。
  2. 【請求項２】 前記光源からの発散光束は、直線偏光光
    束であることを特徴とする請求項１記載の光学的情報記
    録再生装置。
  3. 【請求項３】 前記光記録媒体は、光磁気記録媒体であ
    ることを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録再生
    装置。
  4. 【請求項４】 前記全反射面は、前記偏光ビームスプリ
    ッタと一体的に構成された裏面反射面であり、誘電体多
    層膜により構成されていることを特徴とする請求項１記
    載の光学的情報記録再生装置。
  5. 【請求項５】 前記偏光ビームスプリッタと前記裏面反
    射面を構成する硝材は、使用波長において屈折率１．７
    以上であることを特徴とする請求項４記載の光学的情報
    記録再生装置。
  6. 【請求項６】 前記対物レンズの物体側Ｎ．Ａ．は、
    ０．１９以下であることを特徴とする請求項１記載の光
    学的情報記録再生装置。
  7. 【請求項７】 情報の記録及び／又は再生用の光束を発
    生する光源と、 前記光源からの発散光束を平行光束化するコリメータレ
    ンズと、 前記コリメータレンズからの平行光束を光記録媒体へ収
    束し、かつ、前記光記録媒体からの反射光束を平行光束
    化する対物レンズと、 前記光源と前記コリメータレンズの間に配置され、前記
    光源からの発散光束を偏光分離面で反射して前記コリメ
    ータレンズに導き、かつ、前記コリメータレンズにより
    収束された前記光記録媒体からの反射光束を前記偏光分
    離面で透過させる偏光ビームスプリッタと、 前記偏光分離面を透過した収束光束を検出する検出手段
    と、 前記偏光分離面と前記検出手段の間に配置され、前記偏
    光分離面を透過することによって前記収束光束に加えら
    れた位相差を補償する全反射面と、を有することを特徴
    とする光学的情報記録再生装置。
  8. 【請求項８】 前記光源からの発散光束は、直線偏光光
    束であることを特徴とする請求項７記載の光学的情報記
    録再生装置。
  9. 【請求項９】 前記光記録媒体は、光磁気記録媒体であ
    ることを特徴とする請求項７記載の光学的情報記録再生
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記全反射面は、前記偏光ビームスプ
    リッタと一体的に構成された裏面反射面であり、誘電体
    多層膜により構成されていることを特徴とする請求項７
    記載の光学的情報記録再生装置。
  11. 【請求項１１】 前記偏光ビームスプリッタと前記裏面
    反射面を構成する硝材は、使用波長において屈折率１．
    ７以上であることを特徴とする請求項１０記載の光学的
    情報記録再生装置。
  12. 【請求項１２】 前記対物レンズの物体側Ｎ．Ａ．は、
    ０．１９以下であることを特徴とする請求項７記載の光
    学的情報記録再生装置。
  13. 【請求項１３】 情報の記録及び／又は再生用の光束を
    発生する光源と、 前記光源からの発散光束を光記録媒体へ収束し、かつ、
    前記光記録媒体からの反射光束を収束する対物レンズ
    と、 前記光源と前記対物レンズの間に配置され、前記光源か
    らの発散光束を偏光分離面で反射して前記対物レンズに
    導き、かつ、前記対物レンズにより収束された前記光記
    録媒体からの反射光束を前記偏光分離面で透過させる偏
    光ビームスプリッタと、 前記偏光分離面を透過した収束光束を検出する検出手段
    と、 前記偏光分離面と前記検出手段の間に配置され、前記収
    束光束の有効光束径の端部の光束を遮断する遮光板と、 を有することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
  14. 【請求項１４】 前記光源からの発散光束は、直線偏光
    光束であることを特徴とする請求項１３記載の光学的情
    報記録再生装置。
  15. 【請求項１５】 前記光記録媒体は、光磁気記録媒体で
    あることを特徴とする請求項１３記載の光学的情報記録
    再生装置。
  16. 【請求項１６】 前記遮光板は、前記収束光束の有効光
    束径内において、前記偏光ビームスプリッタの入射平面
    方向に相当する両端部分を遮光することを特徴とする請
    求項１３記載の光学的情報記録再生装置。
  17. 【請求項１７】 前記遮光板は、前記収束光束の有効光
    束径内において、前記偏光ビームスプリッタを透過する
    ことによる位相差の影響の大きい両端部分を遮光するこ
    とを特徴とする請求項１３記載の光学的情報記録再生装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記遮光板により遮光される光束の端
    部は、前記光記録媒体の隣接するトラック方向を含むこ
    とを特徴とする請求項１３記載の光学的情報記録再生装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記遮光板は、前記収束光束の有効光
    束径内において、前記光記録媒体の隣接するトラックか
    らの信号の漏れ込み成分を多く含む両端部分を遮光する
    ことを特徴とする請求項１３記載の光学的情報記録再生
    装置。
  20. 【請求項２０】 光源と、 前記光源からの発散光束を光記録媒体へ収束し、かつ、
    前記光記録媒体からの反射光束を収束する対物レンズ
    と、 前記光源と前記対物レンズの間に配置され、前記光源か
    らの発散光束を偏光分離面で反射して前記対物レンズに
    導き、かつ、前記対物レンズにより収束された前記光記
    録媒体からの反射光束を前記偏光分離面で透過させる偏
    光ビームスプリッタと、 前記偏光分離面を透過した収束光束を検出する検出手段
    と、 前記偏光分離面と前記検出手段の間に配置され、前記偏
    光分離面を透過することによって前記収束光束に加えら
    れた位相差を補償する全反射面と、を有することを特徴
    とする光学的情報記録再生装置用光ヘッド。
  21. 【請求項２１】 前記光源からの発散光束は、直線偏光
    光束であることを特徴とする請求項２０記載の光学的情
    報記録再生装置用光ヘッド。
  22. 【請求項２２】 前記光記録媒体は、光磁気記録媒体で
    あることを特徴とする請求項２０記載の光学的情報記録
    再生装置用光ヘッド。
  23. 【請求項２３】 前記全反射面は、前記偏光ビームスプ
    リッタと一体的に構成された裏面反射面であり、誘電体
    多層膜により構成されていることを特徴とする請求項２
    ０記載の光学的情報記録再生装置用光ヘッド。
  24. 【請求項２４】 前記偏光ビームスプリッタと前記裏面
    反射面を構成する硝材は、使用波長において屈折率１．
    ７以上であることを特徴とする請求項２３記載の光学的
    情報記録再生装置用光ヘッド。
  25. 【請求項２５】 前記対物レンズの物体側Ｎ．Ａ．は、
    ０．１９以下であることを特徴とする請求項２０記載の
    光学的情報記録再生装置用光ヘッド。
  26. 【請求項２６】 光源と、 前記光源からの発散光束を平行光束化するコリメータレ
    ンズと、 前記コリメータレンズからの平行光束を光記録媒体へ収
    束し、かつ、前記光記録媒体からの反射光束を平行光束
    化する対物レンズと、 前記光源と前記コリメータレンズの間に配置され、前記
    光源からの発散光束を偏光分離面で反射して前記コリメ
    ータレンズに導き、かつ、前記コリメータレンズにより
    収束された前記光記録媒体からの反射光束を前記偏光分
    離面で透過させる偏光ビームスプリッタと、 前記偏光分離面を透過した収束光束を検出する検出手段
    と、 前記偏光分離面と前記検出手段の間に配置され、前記偏
    光分離面を透過することによって前記収束光束に加えら
    れた位相差を補償する全反射面と、を有することを特徴
    とする光学的情報記録再生装置用光ヘッド。
  27. 【請求項２７】 前記光源からの発散光束は、直線偏光
    光束であることを特徴とする請求項２６記載の光学的情
    報記録再生装置用光ヘッド。
  28. 【請求項２８】 前記光記録媒体は、光磁気記録媒体で
    あることを特徴とする請求項２６記載の光学的情報記録
    再生装置用光ヘッド。
  29. 【請求項２９】 前記全反射面は、前記偏光ビームスプ
    リッタと一体的に構成された裏面反射面であり、誘電体
    多層膜により構成されていることを特徴とする請求項２
    ６記載の光学的情報記録再生装置用光ヘッド。
  30. 【請求項３０】 前記偏光ビームスプリッタと前記裏面
    反射面を構成する硝材は、使用波長において屈折率１．
    ７以上であることを特徴とする請求項２９記載の光学的
    情報記録再生装置用光ヘッド。
  31. 【請求項３１】 前記対物レンズの物体側Ｎ．Ａ．は、
    ０．１９以下であることを特徴とする請求項２６記載の
    光学的情報記録再生装置用光ヘッド。
  32. 【請求項３２】 光源と、 前記光源からの発散光束を光記録媒体へ収束し、かつ、
    前記光記録媒体からの反射光束を収束する対物レンズ
    と、 前記光源と前記対物レンズの間に配置され、前記光源か
    らの発散光束を、偏光分離面で反射して前記対物レンズ
    に導き、かつ、前記対物レンズにより収束された前記光
    記録媒体からの反射光束を前記偏光分離面で透過させる
    偏光ビームスプリッタと、 前記偏光分離面を透過した収束光束を検出する検出手段
    と、 前記偏光分離面と前記検出手段の間に配置され、前記収
    束光束の有効光束径の端部の光束を遮断する遮光板と、
    を有することを特徴とする光学的情報記録再生装置用光
    ヘッド。
  33. 【請求項３３】 前記光源からの発散光束は、直線偏光
    光束であることを特徴とする請求項３２記載の光学的情
    報記録再生装置用光ヘッド。
  34. 【請求項３４】 前記光記録媒体は、光磁気記録媒体で
    あることを特徴とする請求項３２記載の光学的情報記録
    再生装置用光ヘッド。
  35. 【請求項３５】 前記遮光板は、前記収束光束の有効光
    束径内において、前記偏光ビームスプリッタの入射平面
    方向に相当する両端部を遮光することを特徴とする請求
    項３２記載の光学的情報記録再生装置用光ヘッド。
  36. 【請求項３６】 前記遮光板は、前記収束光束の有効光
    束径内において、前記偏光ビームスプリッタを透過する
    ことによる位相差の影響の大きい両端部分を遮光するこ
    とを特徴とする請求項３２記載の光学的情報記録再生装
    置用光ヘッド。
  37. 【請求項３７】 前記遮光板により遮光される光束の端
    部は、前記光記録媒体の隣接するトラック方向を含むこ
    とを特徴とする請求項３２記載の光学的情報記録再生装
    置用光ヘッド。
  38. 【請求項３８】 前記遮光板は、前記収束光束の有効光
    束径内において、前記光記録媒体の隣接するトラックか
    らの信号の漏れ込み成分を多く含む両端部分を遮光する
    ことを特徴とする請求項３２記載の光学的情報記録再生
    装置用光ヘッド。
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