JPS63302452A - 光磁気信号検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、情報を記録した磁気記録媒体面に偏光を照射
して、その反射光の磁気カー効果による偏光面の回転を
光学的に読み取り情報の検出を行う光磁気信号検出装置
に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］従来
の光磁気信号検出装置を第７図ないし第１２図により説
明する。なお、第７図、第１１図（ａ）　、　（ｂ）お
よび第１２図は概念的阜本構成を示す説明図であり、第
８図、第９図および第１０図は光ベクトルの説明図であ
る。

第７図において、レーザ光［１から出た、例えばＰ偏光
の光束は、コリメータレンズ２により平行光とされビー
ムスプリッタ３を透過し、対物レンズ４により記録媒体
面５に照射される。記録媒体面５の磁化の方向が上向き
か下向きかにより記録媒体面５の反射光は第８図のよう
にカー回転θｋ又は−〇ｋを受けＳ成分を持った、光ベ
クトルＰ１又はＰ２になる。

記録媒体面５の反射光は、対物レンズ４を透過しビーム
スプリッタ３で反射され１７２波長板６へ入射する。

１／２波長板６は、後述する偏光ビームスプリッタ（以
下ＰＢＳと略称する）１６で分割される透過光と、反射
光との光量をほぼ等しくするため第９図のようにＰＢＳ
１６への入射光の偏光面を入射光がカー回転を受ける前
の偏光面に対し４５０回転させている。偏光面を４５°
回転させるためには、１／２波長板６の主軸と入射光偏
光面との成す方位角ψを２２．５°に設定することにな
る。この方位角ψの調整誤差をαとすると、実際の方位
角の設定はψ＝２２．５±αとなり、偏光面は４５°±
２α回転することになり、誤差が２倍になる。したがっ
て、方位角を、２２．５°に設定する作業は高い精度を
必要とする。

１／２波長板６を透過して偏光面が４５°回転した光束
はＰＢＳ１６へ入射する。ＰＢＳ１６はＰ偏光を透過し
、Ｓ偏光を反射するため、第１０図のように透過光はＰ
成分（Ｐｉｔ）、Ｐ２Ｏ）のみとなり、反射光はＳ成分
（ＰＩＳ、Ｐ２Ｓ）のみとなる。ＰＢＳ１６で分割され
たＰｔ　ｐ　、　Ｐ２ＯとＰＩＳ、ｐ２ｓとは、それぞ
れ光検出器１７ａ、１７ｂで受光させ、電気信号に変換
する。この電気信号の強弱は、光検出器１７ａについて
はＰｌｐのとき強となり、Ｐ２＋）のとき弱となり、光
検出器１７ｂについて、ＰｔＳのとき弱となり、Ｐ２Ｓ
のとき強となるから、差動増幅器９により光検出器１７
ａ、１７ｂの差動をとれば、ＰＩとＰ２を区別する情報
信号を抽出できる。

第１１図（ａ）　、　（ｂ）は、１／２波長板６を使わ
ずにＰＢＳ１６を４５°回転させ、１／２波長板６を透
過したと同じ効果を持たせた場合の説明図であり、第１
１図（ｂ）は第１１図（ａ）のＢ矢視方向の断面図であ
る。この場合、ＰＢＳ１６を出た２本の分割光の作る面
と第１１図（ａ）の紙面とは、４５°の角度を成し、光
検出器１７ａ、１７ｂも２本の分割光の作る平面上に配
設しなければならない。ところが、一般に光学部材を０
．９０，１８０．２７０ないし３６０°以外の中途半端
な角度に配設することは、光軸調整、金物加工、組み立
てなどの点で容易ではなく、避けることが望ましい。

第１２図は、１／２波長板６とＰＢＳ１６の代わりにウ
ォラストンプリズム１８を使用した場合の説明図である
。１／２波長板６により偏光面を４５°回転させる代わ
りにウォラストンプリズム１８を４５°回転させ、ウォ
ラストンプリズムを透過した常光線および異常光線がほ
ぼ同じ光ｍになるようにし、分離された光を２分割フォ
トダイオード８で受光する。この方式では、ウォラスト
ンプリズム１８を４５°回転させても分割された偏光の
分離角度は小さいため光学系の形は複雑にならず、又２
分割フォトダイオード８を使うことにより、部品点数も
少なくなる。しかし、ウォラストンプリズム１８がＰＢ
Ｓ１６に比べて非常に高価であること、又、２つの偏光
の分離角が小さいことから、完全に分離するためにはウ
ォラストンプリズム１８と２分割フォトダイオード８と
の間の光路を長くとらなければならないため光学系が大
きくなるという欠点がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、Ｐ
ＢＳ１６へ入射する偏光の角度調整を簡単にし、光学系
を構成する部品数を減少させ、光学系の形を単純化する
一方、前記によって製造コストを安価なものとすること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用コ本発明では
、互いに直交する２つの偏光の一方を透過し、他方を反
射させる光学素子であるところの偏光ビームスプリッタ
において、反射光を透過光と略同方向へ出射できるよう
に偏光ビームスプリッタを形成している。

［実施例］ 以下、実施例をあげて本発明を説明する。

第１図及び第２図は、本発明の第１実施例に係り、第１
図は光磁気信号検出装置の概念的基本構成を示す説明図
であり、第２図はＰＢＳの構成説明図である。

第１図に示すように光磁気信号検出装置１０は、記録媒
体面５の一方の面に対向して配置されている。光磁気信
号検出装置１０内部には、レーザ光源１が収納されてお
り、このレーザ光源１の光路中心にコリメータレンズ２
、ビームスプリッタ３および対物レンズ４が、これらの
光軸中心を一致させて配設されている。

上記ビームスプリッタ３の例えばレーザ光源１の光路に
対して９０°の角度を成す反射光路中には１／２波長板
６があり、この１／２波長板６を透過した光束は光学素
子としてのＰＢＳ　７に入射するようになっている。

上記ＰＢＳ７は第２図において、例えばガラス等の光学
媒質１３ａ、１３ｂによって形成されている。この光学
媒質１３ａは直角三角形を横断面とする三角柱となって
おり、光路変換手段としての光学媒質１３ｂは、平行四
辺形を横断面とする四角柱となっている。これら光学媒
質１３ａ、１３ｂは互いに接する面に光束分割手段とし
ての誘電体薄ｇ１１４を形成し、一体としたものである
。

ＰＢＳ７の入射光のうちＰ偏光は、誘電体ＩＩＩ膜１４
をすべて透過し入射光と同じ方向に進むが、これに対し
Ｓ偏光は誘電体薄膜１４で反射された後、光学媒質１３
ｂで構成した例えば入射光に対して４５°の角度を持っ
た反射面１５に到達する。

このとき光学媒質１３ｂの屈折率ｎをｎ−１，５とする
と反射面１５に入射する角度は臨界角より大きいため全
反射し入射光と同じ方向で距ｗｉａだけ平行移動した位
置に反射光が得られる。

上記ＰＢＳ７の透過光および反射光の光路には、光検出
手段としての例えば２分割フォトダイオード８が配設さ
れ、透過光および反射光を電気信号に変換する。２分割
フォトダイオード８は、差動増幅器９に電気的に接続さ
れており、透過光および反射光の強弱を電気信号として
抽出するようになっている。

尚、光磁気信号検出装置１０は、キャリッジ１１に取付
けられ図示していないボイスコイルモータによって記録
媒体面５の半径方向Ｒに移動できるようにしである。

第１図において第１実施例の作用を説明する。

レーザ光源１からの例えばＰ偏光の光束は、コリメータ
レンズ２で平行にされた後ビームスプリッタ３を透過し
、対物レンズ４によって記録媒体面５に照射される。

上記記録媒体面５の反射光は、記録媒体面５の磁化の上
向き下向きに応じてカー回転θｋ又は−θｋを受け、第
８図に示すようにＳ成分を持った光ベクトルＰ１又はＰ
２になる。

上記反射光は再び対物レンズ４を透過してビームスプリ
ッタ３に入射する。ビームスプリッタ３は記録媒体面５
からの入射光を１／２波長板６に反射する。ここでは、
１／２波長板６の方位角を２２．５”　とすることによ
り、１／２波長板６への入射光の偏光面を４５°回転さ
せて透過させる。

その結果１／２波長板６を透過した偏光（Ｐｌ又はＰ２
）は、第９図に示すように４５°　（元のＰ偏光面から
言えば４５°＋θｋ又は４５°−θｋ）回転してＰＢＳ
７に入射する。

ＰＢＳ７は第２図のように入射光を反射光と透過光とに
分割し、反射光を透過光と平行に出射させるプリズムを
一体にして設けたものである。

ＰＢＳ７の透過光は、第１０図のようにＰ成分（Ｐｔｌ
）、Ｐ２Ｄ）のみとなり、反射光はＳ成分（ＰＩＳ、Ｐ
２Ｓ）のみとなる。これらの偏光は第２図における透過
光と反射光との距離ａを小さくすることにより、２分割
フォトダイオード８で受光され電気信号に変換される。

２分割フォトダイオード８と電気的に接続した差動増幅
器９は前記電気信号の強弱の差動を取りＰｌとＰ２とを
区別し、これによって情報信号を抽出する。

この実施例では、ＰＢＳ７からのＰ偏光およびＳ偏光が
一定距離を保った平行光であるため、２つの偏光を１［
１の２分割フォトダイオード８により受光させることが
できる。したがって、部品数を少なくすることができる
。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は第２実施例に係り、第３図
（ａ）は光磁気信号検出装置の概念的基本構成を示す説
明図であり、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ矢視方向
の断面図である。

第２実施例は、１／２波長板６を使用せず、ＰＢＳ７を
入射光がカー回転を受ける前の偏光に対して４５°回転
させたこと以外は、第１実施例と同じである。

第３図（ａ）において、ビームスプリッタ３からの反射
光はＰＢＳ７に入射する。ＰＢＳ７は、Ｐ偏光とＳ偏光
との光面をほぼ等しくするため、第３図（ｂ）のように
入射光の偏光面に対して主軸を４５°回転して配設され
ている。ＰＢＳ７の透過光と反射光は平行であり、距離
ａを小さくすることにより２分割フォトダイオード８で
受光することができる。

この実施例によれば、１／２波長板６を使わないため偏
光角の設定角度の精度を高めることができ、したがって
調整作業も軽減できる。また、従来のＰＢＳ１６を４５
°回転させた方法と比べると、本発明のＰＢＳ７の透過
光と反射光とが平行であるため、２個の光検出器１７ａ
、１７ｂを１個の２分割フォトダイオード８におきかえ
ることができ、部品数の減少および光学系の形が簡素化
される。

第４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）および（ｄ）は
、ＰＢＳ７の変形例を示す。

第４図（ａ）は３個の同じ形状の二等辺三角形を横断面
に持つプリズムを貼り合わせて構成したもの、第４図（
ｂ）は４５°以外の角度をもった直角三角形と平行四辺
形を横断面に持ったプリズムを組み合わせて構成したも
の、第４図（Ｃ）はＰ偏光とＳ偏光の出射方向が平行と
ならないものである。

第４図（ｄ）のＰＢＳ７は、角度θを有する直角三角形
を断面形状とする光学媒質１３ａ、１３ｂを互いの斜辺
で貼り合せて形成したものである。なお、光学媒質１３
ａ、１３ｂの屈折率をｎｇ、空気の屈折率をｎｏと１れ
ば、角度θは次のような式によって表される。

４５°　くθ＜９０°　−α 但し、ａ　−（ｓｉｎ　−１（ｎｏ　／ｎａ　）　）　
／２このように形成することによりＰＢＳ　７の入射光
のうち、誘電体薄１１１４を反射したＳ漏光は媒質１３
ａより出射する時に屈折されて誘電体薄膜１４を透過す
るＰ偏光の出射方向寄りに光軸を折曲げられるようにな
っている。このように反射ではなく屈折によって光路を
変換しているため反射面を減らすことができ、したがっ
て、研磨面を減らすことができる。

第５図は本発明の第３実施例に係り、凸レンズを使用し
た光学系の構成図である。

この実施例はビームスプリッタ３とＰＢＳ７との間に凸
レンズ１２を設けたものである。このように構成するこ
とによりビームスプリッタ３を出射した光束は凸レンズ
１２によって集光され、この集光された光束はＰＢＳ７
に入射される。ＰＢＳ７の透過光と反射光とは更に集光
されて２分割フォトダイオード８に入射される。この２
分割フォトダイオード８に入射する光束は集光されてい
るために受光面を小さくづることができ、２分割フォト
ダイオード８を小型化することができる。

第６図は本発明の第４実施例に係り、ＰＢＳに２分割フ
ォトダイオードを一体化した光学系の構成図である。

この実施例は第３実施例のＰＢＳ７の出射面側に２分割
フォトダイオード８を接着固定して一体化したものであ
る。このように構成することによってＰＢＳ７と２分割
フォトダイオード８の回転方向の調整を同時に行うこと
ができ、且つ２分割フォトダイオード８の位置合せが不
要となる。

［発明の効果］ 本発明により、ＰＢＳの反射光と透過光とを、任意の距
離だけ離れたほぼ平行な光束とすることができる。した
がって、従来２個必要であったフォトダイオードを、１
個の２分割フォトダイオードで代用できるため、部品数
を減らせるとともに、光学系の構成と形とを単純化でき
る。

また、ＰＢＳを４５°回転させることにより１／２波長
板を使った場合と同じ効果を得られるため、１／２波長
板を使わないですみ、偏光面の調整精度も高まるととも
に、光学系の構成と形とを小型化することができ大幅な
低価格化を図れるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は光式信号検出装置の概念的基本構成を示す説明図、
第２図はＰＢＳの構成説明図、第３図（ａ）　ｊ５よび
第３図（ｂ）は本発明の第２実施例に係り、第３図（ａ
）は光磁器検出装置の概念的基本構成を示す説明図、第
３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ矢視方向断面図、第４図
（ａ）ないし第４図（ｄ）はＰＢＳの変形例に係り、第
４図（ａ）は３つの同じ形状のプリズムで構成したＰＢ
Ｓの構成図、第４図（ｂ）は三角形と平行四辺形の横断
面を持つプリズムで構成したＰＢＳの構成図、第４図（
Ｃ）はＰ偏光とＳ偏光の出射方向が平行とならないＰＢ
Ｓの構成図、第４図（ｄ）は屈折によってＳ偏光を折曲
げるＰＢＳの構成図、第５図は本発明の第３実施例に係
り、凸レンズを使った光学系の構成図、第６図は本発明
の第４実施例に係り、ＰＢＳに２分割フォトダイオード
を一体化した光学系の構成図、゛第７図は従来の光磁気
信号検出装置の基本構成を示す説明図、第８図はカー回
転した光ベクトルの説明図、第９図は４５°回転した光
ベクトルの説明図、第１０図はＰＢＳにより分割された
光ベクトルの説明図、第１１図（ａ）は従来の光磁気信
号検出装置の基本構成を示す説明図、第１１図（ｂ）は
第１１図（ａ）のＢ矢視方向断面図、第１２図は従来の
光磁気信号検出装置の基本構成を示す説明図である。 ５・・・記録媒体面　　７・・・偏光ビームスプリッタ
１０・・・光磁気信号検出装置 代理人　　弁理士　　伊　　藤　　　進第２図 ３ａ 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 （ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ）　　　　
　　　（ｄ）第５図 第６図 第８図　第９図　　第１０図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気的に情報が記録された光磁気媒体面に光を照
   射して、媒体からの反射光の偏光状態の変化により情報
   を検出する光磁気信号検出装置において、 前記記録媒体面からの光の反射光路中に互いに直交する
   ２つの偏光の一方を透過し、他方を反射させる光束分割
   手段と、この光束分割手段によって反射された光束の光
   路を変換し、前記光束分割手段を透過する透過光と略同
   方向に出射できる光路変換手段とを具備する光学素子と
   、 前記光学素子から出射した透過光と反射光とを受光でき
   る光検出手段と、 を有することを特徴とする光磁気信号検出装置。
2. （２）前記記録媒体面と前記光学素子との間に１／２波
   長板を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の光磁気信号検出装置。
3. （３）前記光学素子は入射光の偏光面に対して４５°回
   転して配設されたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の光磁気信号検出装置。
4. （４）前記光検出手段は２分割フォトダイオードである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光磁気
   信号検出装置。
5. （５）前記記録媒体面と前記光学素子との間に反射光を
   集束できる集束レンズをを設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の光磁気信号検出装置。
6. （６）前記光学素子と光検出手段とは一体に接合された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光磁気
   信号検出装置。