JPH10208284A

JPH10208284A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH10208284A
Application number: JP9012450A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nakano; 治中野; Toshiaki Suzuki; 稔明鈴木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】相対湿度の変化に影響されることなく、半導
体レーザの出射パワーを常に所望のパワーに高精度で制
御でき、情報の記録や再生を常に安定して行うことがで
きる光ヘッドを提供する。【解決手段】半導体レーザ21と、この半導体レーザ
21からの出射光が入射する第１の面22a を有する光学素
子22と、この光学素子22の第１の面22a に設けた偏光膜
30と、この偏光膜30を反射または透過する半導体レーザ
21からの出射光を記録媒体31にスポットとして照射する
集光手段25と、半導体レーザ21からの出射光を制御する
ために、偏光膜30を透過または反射する半導体レーザ21
からの出射光を受光する光検出器35とを有する光ヘッド
において、少なくとも偏光膜30を有する光学素子22を、
窒素等の不活性ガスで気密封止(41,42,43)したことを特
徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスク、光
磁気ディスク等の記録媒体に対して情報の記録および再
生の少なくとも一方を行うための光ヘッドに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光磁気記録媒体に記録された情
報を再生する光ヘッドにおいては、半導体レーザからの
出射光を、対物レンズを経て光磁気記録媒体にスポット
状に照射し、この光磁気記録媒体で反射される戻り光
を、偏光方向が互いに直交する二つの光束に分離して、
それらの光束の強度変化から光磁気信号を検出する必要
があると共に、その光磁気信号を常に正確に検出するた
めに、半導体レーザからの出射光のパワーをほぼ一定に
制御する必要がある。

【０００３】このような光ヘッドとして、本願人は、例
えば、図６および図７に示すようなものを既に開発して
いる（特願平７−１９７３１６号）。この光ヘッドにお
いては、半導体レーザ１からの光ビームを、一軸性複屈
折結晶プリズム２の第１の面（斜面）２ａに設けた、Ｓ
偏光成分の反射率が５０％以上で、Ｐ偏光成分の透過率
が８０％以上の特性を有する偏光膜３にＳ偏光で入射さ
せ、該偏光膜３で反射される光ビームを回折素子４に入
射させている。回折素子４には、透明基板４ａの偏光膜
３側とは反対側の表面に、瞳分割してホログラム領域４
ｂ，４ｃを形成し、これらホログラム領域４ｂ，４ｃを
透過する０次光を対物レンズ５により集束して、光磁気
記録媒体６にスポット状に照射するようにしている。こ
こで、ホログラム領域４ｂは直線状パターンで形成さ
れ、ホログラム領域４ｃはわずかな曲率を有するパター
ンで形成され、両領域は光磁気記録媒体６の情報トラッ
ク方向（ｘ方向）と平行な分割線で瞳分割されている。

【０００４】また、光磁気記録媒体６で反射される戻り
光は、対物レンズ５を経て回折素子４に入射させて、ホ
ログラム領域４ｂ，４ｃでそれぞれ０次光と±１次回折
光とに分離し、それぞれの０次光は偏光膜３に入射さ
せ、ホログラム領域４ｂの±１次回折光は、それぞれ光
検出器７ａ，７ｂで分離して受光し、ホログラム領域４
ｃの±１次回折光は、わずかな曲率をもったパターンの
作用により、光軸方向に互いに逆方向の像点移動を与え
て、それぞれ光検出器８−１，８−２で分離して受光す
るようにしている。ここで、光検出器８−１および８−
２は、それぞれ光磁気記録媒体８の情報トラック方向と
直交する方向（ｙ方向）の分割線で３分割された受光領
域８ａ，８ｂ，８ｃおよび８ｄ，８ｅ，８ｆをもって構
成されている。

【０００５】ホログラム領域４ｂ，４ｃを０次光で透過
して偏光膜３に入射する戻り光は、プリズム２の第１の
面２ａを屈折透過させて常光と異常光とに分離し、これ
ら常光および異常光をプリズム２の底面２ｂから出射さ
せて、それぞれ光検出器９ａ，９ｂで分離して受光する
ようにしている。なお、プリズム２は、一軸性複屈折結
晶の光学軸２ｃの方向が、戻り光の光軸に垂直な面内
で、Ｓ偏光方向に対して４５°傾いた方向となってい
る。

【０００６】上記の光検出器７ａ，７ｂ，８−１，８−
２および９ａ，９ｂは、同一半導体基板１０に形成さ
れ、プリズム２は、半導体基板１０の光検出器９ａ，９
ｂ上に取り付けられ、半導体レーザ１は、半導体基板１
０上に設けた金属または半導体よりなる台１１に取り付
けている。また、半導体基板１０は、回折素子４のホロ
グラム領域４ｃで分離される戻り光の＋１次回折光が、
例えば光検出器８−１の前方で焦点を結び、−１次回折
光が光検出器８−２の後方で焦点を結び、かつ、０次光
のプリズム２による常光および異常光の屈折により発生
する非点収差の焦線位置近傍に光検出器９ａ，９ｂが位
置するように配置され、これにより光検出器７ａ，７ｂ
および８−１，８−２の出力に基づいてフォーカスエラ
ー信号およびトラッキングエラー信号を、また、光検出
器９ａ，９ｂの出力に基づいて光磁気信号を検出するよ
うにしている。

【０００７】すなわち、光検出器８−１，８−２の受光
領域８ａ〜８ｃ，８ｄ〜８ｆのそれぞれの出力をＩａ〜
Ｉｃ，Ｉｄ〜Ｉｆとするとき、フォーカスエラー信号Ｆ
ＥＳは、ビームサイズ法を用いて、ＦＥＳ＝（Ｉａ＋Ｉｅ＋Ｉｃ）−（Ｉｄ＋Ｉｂ＋Ｉｆ）により得、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、光検出器
７ａ，７ｂの出力をそれぞれＩ１，Ｉ２とするとき、プ
ッシュプル法を用いて、ＴＥＳ＝（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ＋Ｉｆ）−
（Ｉ１＋Ｉ２）により得るようにしている。また、光検出器９ａ，９ｂ
のそれぞれの出力をＪａ，Ｊｂとするとき、光磁気信号
Ｓは、Ｓ＝Ｊａ−Ｊｂにより得るようにしている。

【０００８】図６に示す光ヘッドにおいては、図７に部
分詳細図をも示すように、偏光膜３に入射する半導体レ
ーザ１からの出射光のうち、偏光膜３を透過し、さらに
プリズム２の第１の面２ａを屈折透過して、プリズム２
の底面２ｂから出射される光束（常光と異常光とに分離
される光束を略して１本の光線で示す）を受光するよう
に、半導体基板１０に光検出器１２を形成し、この光検
出器１２の出力に基づいて、半導体レーザ１の出射光を
所望のパワーとなるように制御するようにしている。

【０００９】また、他の光ヘッドとして、図６に示す構
成において、半導体レーザ１の出射光のパワーを制御す
るための光検出器１２を、図８に部分詳細図を示すよう
に、偏光膜３に入射する半導体レーザ１からの出射光の
うち、偏光膜３を透過し、さらにプリズム２の第１の面
２ａを屈折透過して、プリズム２の第２の面２ｄから出
射される光束を受光するように、半導体基板１０に形成
したものも提案している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らによる種々の検討によれば、上記の光ヘッドにおい
ては、以下に説明するような改良すべき点があることが
判明した。すなわち、プリズム２の第１の面２ａに設け
る偏光膜３の製膜法としては、量産性、コスト等の面か
ら真空蒸着法を用いるのが一般的である。この真空蒸着
法の場合、大気中の相対湿度の変化に対し、大気に晒さ
れている偏光膜３の気孔に水分子が出入りすることで、
偏光膜３の屈折率が変化し、膜特性が変化することが知
られている。

【００１１】図９は、一般的なコーティング膜（多層
膜）の水分進入モデルを説明するためのもので、図９
（ａ）は平面図、図９（ｂ）は断面図、図９（ｃ）は透
過率特性をそれぞれ示すものである。このモデルは、ガ
ラス基板１５上に、Ｌ（低屈折率材料）とＨ（高屈折率
材料）とを交互にコーティングしてなる多層膜１６を有
するビームスプリッタの多層膜１６の表面から、気孔１
７を介して順次水分が侵入して、よりガラス基板１５側
の膜まで吸水した状態を示している。この場合、図９
（ａ）に示す吸水状態Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各部分に対応す
る反射率特性は、図９（ｃ）に同一符号の曲線Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄで示すようになる。

【００１２】図９（ｃ）から明らかなように、よりガラ
ス基板１５側の膜まで吸水すると、狭帯域フィルタの波
長変化が大きくなる。つまり、多層膜１６の表面側Ｄと
ガラス基板１５側Ａとでは急激な屈折率変化の分布が生
じ、多層膜１６の反射率特性が吸放水時で過度的に変化
することになる。

【００１３】このため、図７および図８において、偏光
膜３を真空蒸着法により形成した場合には、その反射率
が外気の相対湿度の変化によって変動して、光検出器１
２に入射する光量が変化し、これがため、その出力に基
づいて半導体レーザ１の出射パワーを制御（オートマチ
ック・パワー・コントロール）すると、外気の相対湿度
の変化により光検出器１２の出力が変化して、実際の出
射パワーが変動することになる。この半導体レーザ１の
出射パワーの変化量ΔＰは、例えば、偏光膜３のＳ偏光
成分の反射率をＲｓとし、相対湿度変化による反射率の
変化をΔｒとすると、 ΔＰ＝｛（Ｒｓ＋Δｒ）（１−Ｒｓ）｝／｛Ｒｓ（１−
Ｒｓ−Δｒ）｝−１で表すことができる。したがって、Ｒｓ＝５０％、反射
率の変化を５０％から５３％（Δｒ＝３％）とすると、
ΔＰは、ほぼ＋１２．８％となり、情報の記録再生を安
定して行えない場合がある。

【００１４】この発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、相対湿度の変化に影響されることなく、半導体レ
ーザの出射パワーを常に所望のパワーに高精度で制御で
き、したがって情報の記録や再生を常に安定して行い得
るよう適切に構成した光ヘッドを提供することを目的と
するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る光ヘッドは、半導体レーザと、この
半導体レーザからの出射光が入射する第１の面を有する
光学素子と、この光学素子の前記第１の面に設けた偏光
膜と、この偏光膜を反射または透過する前記半導体レー
ザからの出射光を記録媒体にスポットとして照射する集
光手段と、前記半導体レーザからの出射光を制御するた
めに、前記偏光膜を透過または反射する前記半導体レー
ザからの出射光を受光する光検出器とを有する光ヘッド
において、少なくとも前記偏光膜を有する前記光学素子
を、窒素等の不活性ガスで気密封止したことを特徴とす
るものである。

【００１６】前記光学素子はプリズムからなり、その第
１の面に前記偏光膜を設けて、該偏光膜で反射される前
記半導体レーザからの出射光を前記集光手段に導き、前
記偏光膜を透過し、前記プリズムの第１の面を屈折透過
する前記半導体レーザからの出射光を、前記プリズムの
第２の面で全反射させて前記光検出器に導くよう構成す
るのが、光の利用効率を高めると共に、プリズム自体の
小型、低コスト化を図り、かつ装置全体の小型化を図る
点で好ましい。

【００１７】前記光検出器は、入射光の強度分布のピー
ク位置から両側に外れて位置する少なくとも２つの受光
領域を有するのが、設置誤差等に影響されることなく、
変動の少ない出力を得る点で好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図１および図２は、こ
の発明の一実施形態を示すものである。この光ヘッド
は、半導体レーザ２１、光学素子を構成する一軸性複屈
折結晶としてのニオブ酸リチウムからなるプリズム２
２、回折素子２３、コリメータレンズ２４、集光手段と
しての対物レンズ２５、パラレルプリズム２６−１，２
６−２、および複数の光検出器を形成した半導体基板２
７を有する。なお、図２では、パラレルプリズム２６−
１，２６−２の図示を省略してある。半導体レーザ２１
は、金属、半導体または絶縁体よりなる台２８を介して
ベース２９上に設ける。このベース２９上には、半導体
基板２７をも設け、半導体レーザ２１から半導体基板２
７に対して水平方向にレーザ光を出射させる。

【００１９】プリズム２２およびパラレルプリズム２６
−１，２６−２は、半導体基板２７上に接着して設け
る。プリズム２２には、その第１の面（斜面）２２ａ
に、Ｓ偏光成分の反射率が５０％以上で、Ｐ偏光成分の
透過率が８０％以上の特性を有する偏光膜３０を設け、
この偏光膜３０に、半導体レーザ２１からの出射光を、
入射角がほぼ４５°で入射させて、半導体基板２７のほ
ぼ法線方向（ｚ方向）に反射する光と、偏光膜３０を透
過し、プリズム２２の第１の面２２ａを屈折透過する光
とに分離する。なお、偏光膜３０は、半導体レーザ２１
から発散光が入射するため、入射角依存性が少なくなる
ように構成する。

【００２０】偏光膜３０でｚ方向に反射される半導体レ
ーザ２１からの光は、回折素子２３に入射させる。ま
た、偏光膜３０を透過し、プリズム２２の第１の面２２
ａを屈折透過する半導体レーザ２１からの光は、プリズ
ム２２の第２の面２２ｂで全反射させた後、その底面２
２ｃを透過させて、半導体基板２７に形成した所定の光
検出器で受光する。このため、この実施形態では、プリ
ズム２２を、その第１の面２２ａと第２の面２２ｂとが
挟む頂角が９０°となるように形成する。

【００２１】このようにプリズム２２を形成すれば、ニ
オブ酸リチウムの屈折率は２．２４で、臨界角は２６．
５°となるので、第１の面２２ａに４５°の入射角で入
射する光束の中心光線（主光線）は、第２の面２２ｂに
ほぼ７１．６°の入射角で入射して全反射される。ま
た、第２の面２２ｂに臨界角２６．５°で入射する光線
は、第１の面２２ａにほぼ８８．２°の入射角で入射す
る光線となるので、半導体レーザ２１からの拡がりをも
つ発散光束の全てが、第２の面２２ｂで全反射さするこ
とになる。したがって、第１の面２２ａを屈折透過する
半導体レーザ２１からの光を、光量ロスを生じることな
く、所定の光検出器で受光することが可能となる。

【００２２】回折素子２３には、プリズム２２側とは反
対側の透明基板２３ａの表面に、記録媒体３１の情報ト
ラック方向（ｘ方向）と平行な分割線で瞳分割してホロ
グラム領域２３ｂ，２３ｃを形成する。図３に平面図を
も示すように、ホログラム領域２３ｂは、ここでの±１
次回折光に互いに異なるフォーカルパワーを与えるよう
に同心円状のパターン形状で構成し、ホログラム領域２
３ｃは、直線状のパターン形状で構成する。

【００２３】半導体レーザ２１から出射され、偏光膜３
０で反射されて回折素子２３のホログラム領域２３ｂ，
２３ｃに入射した光は、それらの０次光をコリメータレ
ンズ２４で平行光束とした後、対物レンズ２５により集
束して、記録媒体３１、この実施形態では光磁気記録媒
体にスポット状に照射する。

【００２４】光磁気記録媒体３１で反射される戻り光
は、対物レンズ２５およびコリメータレンズ２４を経て
回折素子２３に入射させ、そのホログラム領域２３ｂで
回折される±１次回折光に、互いに異なるフォーカルパ
ワーを与えて、これら±１次回折光をパラレルプリズム
２６−１，２６−２を経て半導体基板２７に形成した所
定の光検出器で受光する。また、ホログラム領域２３ｃ
で回折される±１次回折光も、同様に、パラレルプリズ
ム２６−１，２６−２を経て半導体基板２７に形成した
所定の光検出器で受光する。ここで、パラレルプリズム
２６−１，２６−２は、例えば、各々の厚さ（高さ）を
ｄ、屈折率をｎとする。

【００２５】また、光磁気記録媒体３１からの戻り光の
うち、ホログラム領域２３ｂ，２３ｃでのそれぞれの０
次光は、偏光膜３０に入射させ、該偏光膜３０を透過す
る戻り光を、プリズム２２の第１の面２２ａを屈折透過
させて常光と異常光とに分離し、これら常光および異常
光をプリズム２２の底面２２ｃを経て半導体基板２７に
形成した所定の光検出器で受光する。なお、プリズム２
２を構成する一軸性複屈折結晶の光学軸２２ｄの方向
は、戻り光の光軸に垂直な面内で、Ｓ偏光に対して実質
的に４５°傾いた方向とする。また、プリズム２２の底
面２２ｃには、プリズム２２と半導体基板２７との接合
に用いる接着剤の屈折率を考慮した反射防止膜のコーテ
ィングを施すことで、プリズム２２の底面２２ｃでの反
射を防止するようにする。

【００２６】図４は、半導体基板２７の平面図を示すも
のである。この半導体基板２７には、半導体レーザ２１
から出射され、偏光膜３０を透過し、さらにプリズム２
２の第１の面２２ａを屈折透過して第２の面２２ｂで全
反射されて底面２２ｃを透過する光を受光する光検出器
３５と、光磁気記録媒体３１で反射される戻り光のう
ち、回折素子２３のホログラム領域２３ｂで回折される
±１次回折光を、パラレルプリズム２６−１，２６−２
を経てそれぞれ受光する光検出器３６−１，３６−２、
ホログラム領域２３ｃで回折される±１次回折光を、パ
ラレルプリズム２６−１，２６−２を経てそれぞれ受光
する光検出器３７−１，３７−２、およびホログラム領
域２３ｂ，２３ｃを０次光で透過し、偏光膜３０を透過
してプリズム２２で常光と異常光とに分離される光を受
光する光検出器３８とを形成する。さらに、この実施形
態では、例えば、ホログラム２３ｂ，２３ｃでの±１次
回折光以外の高次の回折光等の迷光が、光検出器３５，
３６−１，３６−２，３７−１，３７−２および３８の
出力にリークしないようにするため、これら検出器を形
成した領域以外の半導体基板２７のほぼ全面に光検出器
３９を形成する。

【００２７】ここで、光検出器３５は、光磁気記録媒体
３１の情報トラックと垂直な方向（ｙ方向）に３分割し
た受光領域３５ａ，３５ｂ，３５ｃをもって構成する。
また、光検出器３６−１，３６−２は、それぞれｙ方向
の分割線で分割した３分割受光領域３６ａ，３６ｂ，３
６ｃ；３６ｄ，３６ｅ，３６ｆをもって構成する。さら
に、光検出器３８は、プリズム２２による常光および異
常光を分離して受光するため、２つの受光領域３８ａ，
３８ｂをもって構成する。なお、この光検出器３８は、
プリズム２２による常光および異常光の屈折により発生
する非点収差の焦線位置近傍に位置するように、半導体
基板２７に形成する。

【００２８】この実施形態では、光磁気記録媒体３１か
らの戻り光のうち、ホログラム領域２３ｂで回折される
＋１次回折光を光検出器３６−１に入射させ、−１次回
折光を光検出器３６−２に入射させると共に、その＋１
次回折光は光検出器３６−１の前方に、−１次回折光は
光検出器３６−２の後方にそれぞれ焦点位置を有するよ
うにする。また、第２のホログラム領域２３ｃで回折さ
れる＋１次回折光は光検出器３７−１に入射させ、−１
次回折光は光検出器３７−２に入射させる。

【００２９】さらに、この実施形態では、図１に示すよ
うに、ベース２９をステム４１上に固定すると共に、ベ
ース２９上に設けられた部品一式、すなわち半導体レー
ザ２１、偏光膜３０を設けたプリズム２２、パラレルプ
リズム２６−１，２６−２、各種の光検出器を形成した
半導体基板２７および台２８を含むユニットを覆うよう
に、ステム４１にキャップ４２を設け、これらステム４
１にキャップ４２で囲まれた空間に窒素ガスを注入した
後、キャップ４２の上部を封止用カバーガラス４３で密
閉する。なお、回折素子２３は、封止用カバーガラス４
３上に取り付ける。

【００３０】以下、この実施形態の動作を説明する。こ
の実施形態では、半導体レーザ２１からの出射光を、偏
光膜３０を設けたプリズム２２の第１の面２２ａにＳ偏
光で入射させる。このように、Ｓ偏光で入射させると、
偏光膜２０はＳ偏光成分の反射率が５０％以上、Ｐ偏光
成分の透過率が８０％以上の特性を有するので、その５
０％以上が反射されて、封止用カバーガラス４３を経て
回折素子２３のホログラム領域２３ｂ，２３ｃに入射す
ることになる。これらホログラム領域２３ｂ，２３ｃに
入射した半導体レーザ２１からの出射光は、７０％以上
が０次光として透過し、その０次光がコリメータレンズ
２４で平行光とされた後、対物レンズ２５により光磁気
記録媒体３１にスポットとして照射される。

【００３１】また、偏光膜３０を透過する半導体レーザ
２１からの光は、プリズム２２を経て光検出器３５で受
光され、その出力に基づいて半導体レーザ２１の出射パ
ワーが所望のパワーとなるように制御される。この実施
形態では、光検出器３５に入射する入射光の強度分布の
ピーク位置から両側に外れて位置する受光領域３５ａ，
３５ｃの出力を加算して、半導体レーザ２１の出射光の
パワーを制御する。

【００３２】光磁気記録媒体３１で反射される戻り光
は、再び対物レンズ２５で集光され、コリメータレンズ
２４を経て回折素子２３のホログラム領域２３ｂ，２３
ｃに入射し、その７０％以上が０次光で透過し、残りの
一部が±１次回折光となる。ここで、ホログラム領域２
３ｂでの＋１次回折光は、封止用カバーガラス４３およ
び半導体基板２７上に設けたパラレルプリズム２６−１
を透過して、０次光に対し、ｄ×（ｎ−１）の光路差を
もって光検出器３６−１の前方に焦点を結んで、受光領
域３６ａ〜３６ｃに入射する。また、−１次回折光は、
同様に封止用カバーガラス４３および半導体基板２７上
に設けたパラレルプリズム２６−２を透過して、０次光
に対し、ｄ×（ｎ−１）の光路差をもって光検出器３６
−２の後方に焦点を結んで、受光領域３６ｄ〜３６ｆに
入射する。

【００３３】同様に、ホログラム領域２３ｃでの＋１次
回折光は、封止用カバーガラス４３およびパラレルプリ
ズム２６−１を透過して、０次光に対し、ｄ×（ｎ−
１）の光路差をもって光検出器３７−１に入射し、−１
次回折光は、封止用カバーガラス４３およびパラレルプ
リズム２６−２を透過して、０次光に対し、ｄ×（ｎ−
１）の光路差をもって光検出器３７−２に入射する。

【００３４】したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳ
は、受光領域３６ａ〜２６ｆのそれぞれの出力をＩａ〜
１ｆとすると、ビームサイズ法を用いて、ＦＥＳ＝（Ｉａ＋１ｅ＋１ｃ）−（１ｄ＋Ｉｂ＋１ｆ）により得ることができる。また、トラッキングエラー信
号ＴＥＳは、光検出器３７−１，３７−２のそれぞれの
出力をＩ１，Ｉ２とすると、プッシュプル法により、ＴＥＳ＝（Ｉａ＋Ｉｂ＋１ｃ＋１ｄ＋１ｅ＋１ｆ）−
（Ｉ１＋Ｉ２）により得ることができる。

【００３５】また、ホログラム領域２３ｂ，２３ｃを０
次光で透過する光磁気記録媒体３１からの戻り光は、封
止用カバーガラス４３を経て再び偏光膜３０に入射す
る。ここで、光磁気記録媒体３１には、情報が磁化の方
向として記録されているので、光磁気記録媒体３１で反
射される戻り光の偏光方向は、磁化の方向に応じて反対
方向にわずかに回転したものとなる。したがって、再び
偏光膜３０に入射する光磁気記録媒体３１からの戻り光
は、Ｐ偏光成分を含むことになる。この光磁気記録媒体
３１からの戻り光は、偏光膜３０の作用により、Ｓ偏光
成分の５０％未満がプリズム２２の第１の面２２ａを屈
折透過し、Ｐ偏光成分の８０％以上がプリズム２２の第
１の面２２ａを屈折透過して、一軸性複屈折結晶の作用
により常光と異常光とに分離され、プリズム２２の底面
２２ｃから出射される。

【００３６】プリズム２２の底面２２ｃから出射される
常光および異常光は、プリズム２２の第１の面２２ａを
屈折透過することで、非点収差およびコマ収差が発生
し、その非点収差により常光および異常光が焦線状に結
像する位置近傍に配置された光検出器３８の受光領域３
８ａおよび受光領域３８ｂにそれぞれ入射する。ここ
で、プリズム２２を構成する一軸性複屈折結晶の光学軸
２２ｄは、光磁気記録媒体３１からの戻り光の光軸に垂
直な面内で、Ｓ偏光方向に対して実質的に４５°傾いて
いるので、戻り光の偏光方向は、光学軸２２ｄに対して
角度が変化し、常光および異常光の強度が変化すること
になる。したがって、この強度変化を受光領域３８ａ，
３８ｂで検出すれば、光磁気記録媒体３１に記録された
情報に対応する光磁気信号を得ることができる。すなわ
ち、光検出器３８の受光領域３８ａ，３８ｂのそれぞれ
の出力をＪａ，Ｊｂとすると、光磁気信号Ｓは、Ｓ＝Ｊａ−Ｊｂにより得ることができる。

【００３７】この実施形態によれば、ベース２９上に設
けられた偏光膜３０を有するプリズム２２を含むユニッ
トを、ステム４１、キャップ４２および封止用カバーガ
ラス４３により、窒素ガス雰囲気中に気密に封止するよ
うにしたので、その封止時の相対湿度を低くすることに
より、偏光膜３０の湿度変化を有効に防止でき、これに
より偏光膜３０の反射率および透過率特性を安定に維持
することができる。したがって、光検出器３５の受光領
域３５ａ，３５ｃの出力に基づいて、半導体レーザ２１
の出射パワーを所望のパワーに安定して制御することが
できるので、記録や再生を常に正確に行うことができ
る。

【００３８】ここで、図５に、密閉容積中の温度変化に
対する相対湿度の変化を示すように、温度２０℃で相対
湿度を３０％にすると、温度５５℃では相対湿度が５％
となって、２５％の相対湿度変化が生じることになる。
この場合には、相対湿度の変化による偏光膜３０の反射
率の変動が大きくなって、光検出器３５に入射する光量
が変化し、半導体レーザ２１の出射パワーを所望のパワ
ーに正確に制御できなくなる。しかし、温度２０℃で相
対湿度を１０％にすれば、温度５５℃では相対湿度がほ
ぼ２％となって、相対湿度変化はほぼ８％となる。実用
的には、動作温度範囲で、１０％以下の相対湿度変化で
あれば、偏光膜３０の膜特性が変化しても、光検出器３
５に入射する光量はほとんど変化しないので、キャップ
４２内に封入する窒素ガスは、相対湿度変化が動作温度
範囲で１０％以下となるように、より好ましくは、封入
時の相対湿度が、温度２０℃で１０％以下となるように
する。当然キャップ４２内における窒素の占める割合が
１００％であることが望ましいが、例えば、キャップ４
２内において窒素の占める割合が約９９％以上であれ
ば、前述した条件である動作温度範囲で相対湿度変化１
０％以下をクリアすることができる。

【００３９】また、この実施形態によれば、プリズム２
２の第１の面２２ａを屈折透過して第２の面２２ｂに入
射する半導体レーザ２１からの発散光束を、該第２の面
２２ｂで全て全反射させて光検出器３５に入射させるよ
うにしたので、光の利用効率を高めることができると共
に、プリズム２２自体の小型、低コスト化および装置全
体の小型化を図ることができる。

【００４０】すなわち、この発明では、図７および図８
に示したと同様に、プリズム２２の第１の面２２ａを屈
折透過する半導体レーザ２１からの光を、プリズム２２
の底面２２ｃを透過させて光検出器３５で受光したり、
プリズム２２の第１の面２２ａを屈折透過する半導体レ
ーザ２１からの光を、プリズム２２の第２の面２２ｂで
屈折透過させて光検出器３５で受光するよう構成するこ
ともできる。しかし、前者の場合には、上述した実施形
態の場合と比較して、プリズム２２自体が大きくなり、
その分、コスト高になると共に、装置全体も若干大きく
なることになる。また、後者の場合には、プリズム２２
自体は小型にできても、第２の面２２ｂで光が一部反射
してしまうため、光量ロスが生じることになり、また、
その光量ロスを防止するために、第２の面２２ｂに反射
防止膜を設けると、その分、コスト高になることにな
る。したがって、上述した実施形態のように、プリズム
２２の第１の面２２ａを屈折透過する半導体レーザ２１
からの光を、第２の面２２ｂで全反射させて光検出器３
５に入射させる構成は、光の利用効率の向上、プリズム
２２自体の小型、低コスト化および装置全体の小型化の
点できわめて有効である。

【００４１】さらに、上述した実施形態では、半導体レ
ーザ２１の出射パワーを制御するための光検出器３５
を、ｙ方向に３分割した受光領域３５ａ，３５ｂ，３５
ｃをもって構成し、光検出器３５に入射する入射光の強
度分布のピーク位置から両側に外れて位置する受光領域
３５ａ，３５ｃの出力を加算して、半導体レーザ２１の
出射光のパワーを制御するようにしたので、半導体レー
ザ２１と光検出器３５とのｙ方向の相対的位置関係のず
れ（設置誤差）等があっても、半導体レーザ２１の出射
パワーを所望のパワーに安定して制御することができ
る。

【００４２】すなわち、一般に、半導体レーザからの出
射光を光検出器でモニタして、その出射パワーを制御す
る場合には、ガウス分布状の強度分布をもつ入射光の強
度ピークを含む位置にモニタ用の光検出器を設置するよ
うにしている。この発明においても、上記の光検出器３
５を一つの受光領域をもって構成して、入射光の強度ピ
ークを含む位置に配置し、その出力に基づいて半導体レ
ーザ２１の出射パワーを制御することもできるが、この
場合には、設置誤差等による半導体レーザと光検出器と
の相対的位置関係のずれにより、光検出器３５への入射
光量がばらついて、半導体レーザ２１の出射パワーを所
望のパワーに安定して制御できなくなる場合がある。

【００４３】そこで、この実施形態では、上述したよう
に、光検出器３５を３つの受光領域３５ａ，３５ｂ，３
５ｃに分割し、該光検出器３５に入射する入射光の強度
分布のピーク位置から両側に外れて位置する受光領域３
５ａ，３５ｃの出力を加算して、半導体レーザ２１の出
射光のパワーを制御する。このようにすれば、設置誤差
等による半導体レーザ２１と光検出器３５との相対的位
置関係のずれにより、受光領域３５ａ〜３５ｃの分割方
向（ｙ方向）に強度分布のずれが生じると、そのずれに
対応して、一方の受光領域３５ａまたは３５ｃへの入射
光量が減り、他方の受光領域３５ｃまたは３５ａへの入
射光量が増加することになる。したがって、受光領域３
５ａ，３５ｃの出力を加算することにより、変動の少な
い加算出力を得ることができるので、半導体レーザ２１
と光検出器３５とのｙ方向の相対的位置関係のずれ等に
影響されることなく、半導体レーザ２１の出射パワーを
所望のパワーに安定して制御することができることにな
る。なお、この実施形態では、受光領域３５ｂの出力を
用いないので、この受光領域３５ｂは形成しなくてもよ
い。

【００４４】また、上述した実施形態では、半導体基板
２７上にパラレルプリズム２６−１，２６−２を設け
て、回折素子２３による回折光の光路長を補正するよう
にしたので、パラレルプリズム２６−１，２６−２の厚
さｄ、屈折率ｎを適切に設定することにより、ホログラ
ム領域２３ｂ，２３ｃでの±１次回折光の蹴られを生じ
させることなく、回折素子２３を薄くして、０次光と±
１次回折光との間に所望の光路差を持たせることができ
る。したがって、それぞれの光検出器３６−１，３６−
２、３７−２，３７−２および３８を半導体基板２７の
同一平面上に形成した構成で、光学設計の自由度を高め
ることができる。

【００４５】なお、この発明は上述した実施形態にのみ
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、プリズム２２は、ニオブ酸リチウムに
限らず、他の一軸性複屈折結晶、例えば、水晶、ルチ
ル、方解石、ＫＤＰ（ＫＨ₂ＰＯ₄）、ＡＤＰ（ＮＨ₄
Ｈ₂ＰＯ₄）、ＭｇＦ₂等をもって構成することもでき
る。また、上述した実施形態では、偏光膜３０を透過
し、さらにプリズム２２の第１の面２２ａを屈折透過す
る半導体レーザ２１からの出射光を受光して、その出射
パワーを制御するようにしたが、偏光膜３０で反射され
て光磁気記録媒体３１に導かれる半導体レーザ２１から
の出射光の一部を光検出器で受光して、その出射パワー
を制御するよう構成することもできる。

【００４６】さらに、上述した実施形態では、半導体レ
ーザ２１からの出射光を、偏光膜３０を設けたプリズム
２２の第１の面２２ａで、光磁気記録媒体３１の記録面
に対してほぼ垂直方向に反射させて、光磁気記録媒体３
１に照射するようにしたが、例えば、対物レンズ２５と
コリメータレンズ２４との間にミラーを設けて、光軸を
９０°曲げることもできる。このようにすれば、光ヘッ
ドの薄型が可能になると共に、対物レンズ２５およびミ
ラーのみを、光磁気記録媒体３１の情報トラックを横切
る方向に移動させるようにすることもでき、これにより
光ヘッド全体を移動させて任意の情報トラックをアクセ
スする場合に比べて、高速アクセスを可能にすることが
できる。また、この発明は、光磁気記録媒体に限らず、
光ディスク等の光記録媒体を用いる場合にも有効に適用
することができる。この場合には、光検出器３８の受光
領域３８ａ，３８ｂの出力の和に基づいて光記録媒体に
記録されている情報を検出することができる。

【００４７】

【発明の効果】この発明によれば、光学素子の第１の面
に設けた偏光膜を反射または透過する半導体レーザから
の出射光を光検出器で受光して、該半導体レーザの出射
パワーを制御するようにした光ヘッドにおいて、少なく
とも前記偏光膜を有する前記光学素子を、窒素等の不活
性ガスで気密封止したので、相対湿度の変化に影響され
ることなく、前記半導体レーザの出射パワーを常に所望
のパワーに高精度で制御でき、したがって情報の記録や
再生を常に安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の構成を示す斜視図であ
る。

【図２】同じく、一実施形態の構成を示す図である。

【図３】図１に示す回折素子の平面図である。

【図４】図１に示す半導体基板の平面図である。

【図５】密閉容積中の相対湿度変化を示す図である。

【図６】本出願人が先に提案した光ヘッドの一例の構成
を示す斜視図である。

【図７】図６の部分詳細図である。

【図８】本出願人が先に提案した光ヘッドの他の例の部
分詳細図である。

【図９】一般的なコーティング膜（多層膜）の水分進入
モデルを説明するための図である。

【符号の説明】

２１半導体レーザ２２プリズム２２ａ第１の面２２ｂ第２の面２２ｃ底面２３回折素子２３ｂ，２３ｃホログラム領域２４コリメータレンズ２５対物レンズ２６−１，２６−２パラレルプリズム２７半導体基板２８台２９ベース３０偏光膜３１光磁気記録媒体３５，３６−１，３６−２，３７−１，３７−２，３
８，３９光検出器４１ステム４２キャップ４３封止用カバーガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザと、この半導体レーザからの出射光が入射する第１の面を有
する光学素子と、この光学素子の前記第１の面に設けた偏光膜と、この偏光膜を反射または透過する前記半導体レーザから
の出射光を記録媒体にスポットとして照射する集光手段
と、前記半導体レーザからの出射光を制御するために、前記
偏光膜を透過または反射する前記半導体レーザからの出
射光を受光する光検出器とを有する光ヘッドにおいて、少なくとも前記偏光膜を有する前記光学素子を、窒素等
の不活性ガスで気密封止したことを特徴とする光ヘッ
ド。
【請求項２】請求項１記載の光ヘッドにおいて、前記光学素子はプリズムからなり、その第１の面に前記
偏光膜を設けて、該偏光膜で反射される前記半導体レー
ザからの出射光を前記集光手段に導き、前記偏光膜を透
過し、前記プリズムの第１の面を屈折透過する前記半導
体レーザからの出射光を、前記プリズムの第２の面で全
反射させて前記光検出器に導くよう構成したことを特徴
とする光ヘッド。
【請求項３】請求項１または２記載の光ヘッドにおい
て、前記光検出器は、入射光の強度分布のピーク位置から両
側に外れて位置する少なくとも２つの受光領域を有する
ことを特徴とする光ヘッド。