JP3155287B2 - 光情報記録再生装置 - Google Patents

光情報記録再生装置

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JP3155287B2
JP3155287B2 JP07128691A JP7128691A JP3155287B2 JP 3155287 B2 JP3155287 B2 JP 3155287B2 JP 07128691 A JP07128691 A JP 07128691A JP 7128691 A JP7128691 A JP 7128691A JP 3155287 B2 JP3155287 B2 JP 3155287B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の光情報
記録媒体からの反射光を用いて、情報の記録、再生、消
去を行う光情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来における光情報記録再生装置として
は、例えば、特開昭６４−５５７４５号公報に開示され
ているものがある。すなわち、図２５に示すように、レ
ーザ光源１から出射された光は、回折素子２の一面に形
成された回折格子面３に入射し、０次光と±１次光との
３本の光束４ａ，４ｂ，４ｃに分離される。これら３つ
の光束は、その回折素子２の他面に形成されたホログラ
フィックグレーティング面５を透過した後、図示しない
対物レンズにより集光され図示しない光情報記録媒体と
しての光ディスクの表面に照射される。この時、０次光
４ａは情報の読取りに用いられ、±１次光４ｂ，４ｃは
その表面のトラック状態を検知して反射光となり、再び
回折素子２のホログラフィックグレーティング面５に入
射する。そして、そのホログラフィックグレーティング
面５に入射した３本の光束は回折されてそれぞれ３本ず
つの２組のビーム６ａ，６ｂ，６ｃ、７ａ，７ｂ，７ｃ
（計６本のビーム）に分割され、受光素子８の表面に導
かれる。
【０００３】この場合、受光素子８には６分割された受
光面ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが形成されており、６本の
ビームが光スポットの状態で６つの受光面のそれぞれに
導かれ、これにより、情報の再生信号Ｒｆや、フォーカ
スエラー信号Ｆｏ、トラックエラー信号Ｔｒの検出を行
うことができる。
【０００４】各信号の値は、ウェッジプリズム法を用い
て、 Ｆｏ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ） …（１） Ｔｒ＝ｅ−ｆ …（２） Ｒｆ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ …（３） により検出することができる。
【０００５】図２６（ａ）〜（ｃ）は、フォーカスエラ
ー信号Ｆｏを検出する際の受光素子８の面上に照射され
る光スポットの様子を示すものである。（ａ）は合焦
時、（ｂ）はその合焦時よりも光ディスクが近づいた
時、（ｃ）はその合焦時よりも光ディスクが遠ざかった
時の様子をそれぞれ示すものである。このように光スポ
ットのビーム径の大小関係を利用して信号の検出を行う
ことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような回折素
子２を設けることによって、光源１と受光素子８とを同
一平面内に配置することができるため、コンパクト化し
た構成で安定した信号の検出を行うことができ、しか
も、このような構成にすることによりコンパクトディス
クや追記型のディスクに対応させることは可能である。
しかし、このような構成では書替え型の光磁気ディスク
には対応させることはできず、回折素子２に偏光分離機
能を持ち合わせていないため、光磁気信号の検出を行う
こともできない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、レーザ光源から出射された光をコリメートレンズに
より平行化した後、対物レンズにより集光し光情報記録
媒体の表面に照射して情報の記録等を行うと共に、その
光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検出させるこ
とにより情報の再生や、フォーカスエラー信号、トラッ
クエラー信号の検出を行う光情報記録再生装置におい
て、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体との間の光路
上に、前記レーザ光源から出射されて垂直入射される光
束を３ビームに分割する３ビーム生成用回折格子がその
出射光側の一面に形成され他面に前記光情報記録媒体か
らの垂直入射される反射光を分岐する光分岐用回折格子
が形成されこの光分岐用回折格子により分岐されて所定
の入射角で入射される光束を偏光分離する偏光分離用回
折格子が前記３ビーム生成用回折格子と同一面内に形成
された光束分離手段を設けた。
【０００８】請求項２記載の発明では、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源
から出射されて垂直入射される光束を一方向に収束させ
るビーム整形素子がその出射光側の一面に形成され他面
に前記光情報記録媒体からの垂直入射される反射光を分
岐する光分岐回折格子が形成されこの光分岐回折格子に
より分岐されて所定の入射角で入射される光束を偏光分
離する偏光方向により回折効率が異なる偏光分離回折格
子が前記ビーム整形素子と同一面内に形成された光束分
離手段を設けた。
【０００９】
【００１０】
【００１１】請求項３記載の発明では、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出することにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記コリメートレンズとの間の光路上に０次光と±１次
光とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分
離手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記
第一光束分離手段を通過することにより得られた±１次
光の２光束のうちの一方の光路上にプリズムと１／２波
長板と回折効率が偏光方向に依存する偏光分離回折格子
とが一体化して形成された第二光束分離手段を設けた。
【００１２】請求項４記載の発明では、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出することにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記コリメートレンズとの間の光路上に０次光と±１次
光とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分
離手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記
第一光束分離手段を通過することにより得られた±１次
光の２光束のうちの一方の光路上に回折効率が偏光方向
に依存する偏光分離回折格子が形成された第二光束分離
手段を設け、０次光と±１次光とに分離する前記光分岐
回折格子をその格子１周期内で左右非対称な形状に形成
した。
【００１３】
【作用】請求項１記載の発明においては、光束分離手段
により垂直入射される光束を分割する３ビーム生成用回
折格子と垂直入射される反射光を分岐する光分岐用回折
格子と所定の入射角で入射される光束を偏光分離する偏
光分離用回折格子との３つの回折格子を形成することに
よって、フォーカスエラー信号やトラックエラー信号の
他に、さらに、光磁気信号をも同時に検出することが可
能となり、これによりコンパクトな構成で常に安定した
信号検出を行うことができる。
【００１４】請求項２記載の発明においては、光束分離
手段により垂直入射される光束を一方向に収束するビー
ム整形素子と垂直入射される反射光を分岐する光分岐回
折格子と所定の入射角で入射される光束を偏光分離する
偏光分離回折格子との３つの素子を形成することによっ
て、１つの部材にビーム整形、光分岐、偏光分離の３つ
の機能を同時に合わせもつことができるため、装置の小
型化、低コスト化を図ることが可能となる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】請求項３記載の発明においては、光分岐回
折格子と偏光分離回折格子を用いて構成することにより
構成の簡素化を図ることができる他に、光磁気信号検出
の光路中にプリズムを設けることにより、そのプリズム
へのブリュースタ角入射による見かけのカー回転角増加
により一段と高感度な信号検出を行うことができる。
【００１８】請求項４記載の発明においては、０次光と
±１次光とに分離する光分岐回折格子をその格子１周期
内で左右非対称な形状に形成することによって、光情報
記録媒体からの反射光が光分岐回折格子により分岐され
た±１次光の回折効率を変えることができ、これにより
光磁気信号の光強度を強くするように調整することがで
きるため、従来に比べ光利用効率を向上させ高感度な光
信号の検出を行うことが可能となり、また、光分岐回折
格子により分岐された±１次光のうちの一方の光を用い
て光磁気信号を検出し他方の光を偏光分離回折格子を介
してフォーカスエラー信号やトラックエラー信号の検出
を行うようにしたので、光学系の組付けやその調整の公
差を大きくとることが可能となり、さらに、このように
光分岐回折格子と偏光分離回折格子とを設けたことによ
り構成の簡素化を図ることができる。
【００１９】
【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１ないし
図５に基づいて説明する。レーザ光源としての半導体レ
ーザ９の出射光路には、光束分離手段としての光束分離
素子１０が配設されている。この光束分離素子１０に
は、その出射光路側の一面の中央部に位置して３ビーム
生成用回折格子１１が形成され、この３ビーム生成用回
折格子１１と同一面内の周辺部には偏光分離回折格子１
２が形成されており、基板１３を挟んだ他面には光分岐
用回折格子１４が形成されている。また、その光束分離
素子１０の出射光路側に位置して４個の受光素子１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが配設されている。さら
に、前記光束分離素子１０の出射光路側と反対側の光路
上にはコリメートレンズ１６や、図示しない、対物レン
ズや光情報記録媒体としての光磁気ディスクが配設され
ている。
【００２０】このような構成において、半導体レーザ９
から出射された光は光束分離素子１０の３ビーム生成用
回折格子１１に入射し、これにより、０次光１７ａ、＋
１次光１７ｂ、−１次光１７ｃの３ビームに分割され
る。この３ビーム生成用回折格子１１は、例えば、その
格子ピッチが１５μｍ、その深さが３００ｎｍ程度のも
のであり、０次光１７ａ、＋１次光１７ｂ、−１次光１
７ｃのビーム分光比は１：４：１程度とすることができ
る。次に、それら３ビーム化された光束は、基板１３中
を進み光分岐用回折格子１４に入射する。この光分岐用
回折格子１４は、分岐角度にもよるが、例えば、格子ピ
ッチ２μｍ、深さ４００ｎｍ程度とし、その分岐比を
１：２：１程度となるように作成することができる。次
に、その光束分離素子１０の光分岐用回折格子１４を透
過して３ビーム化された光束はいずれもコリメートレン
ズ１６を透過するが、この時、０次光１７ａだけが平行
光となり進んでいく。その後、コリメートレンズ１６を
通過した３光束（０次光１７ａ、＋１次光１７ｂ、−１
次光１７ｃ）は、対物レンズにより集光されて光磁気デ
ィスクの表面に照射され、これにより情報の記録等が行
われる。また、その光磁気ディスクにより反射された３
光束は、カー効果による偏光の回転を受け、再びコリメ
ートレンズ１６を経て、光束分離素子１０の光分岐用回
折格子１４に入射する。この時、光分岐用回折格子１４
で生じた±１次光を用いて信号検出を行うことができる
が、ここでは、＋１次光を用いて信号検出を行う方法に
ついて述べる。
【００２１】＋１次光は、基板１３中を進んでいき、偏
光分離用回折格子１２に入射し透過光Ｔと回折光Ｋとに
分離される。この偏光分離用回折格子１２は微小ピッチ
の深溝格子で作成されており、図２及び図３に示すよう
に、格子方向と偏光方向の角度差により透過光Ｔと回折
光Ｋの光強度が変化する性質を有する。この偏光分離用
回折格子１２としては、例えば、格子ピッチが０．５μ
ｍ、溝深さ１μｍ（アスペクト比＝２．０）程度に作成
することによって、上述したような光強度が変化する性
質が得られる。また、この偏光分離用回折格子１２は、
３ビーム生成用回折格子１１や光分岐用回折格子１４に
比べアスペクト比が大きいということも特徴の一つであ
る。
【００２２】そして、このようにして透過、回折された
光束を図４に示すような受光素子１５ａ，１５ｂの受光
面ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇを用いることによって各
種信号の検出を行うことができる。すなわち、フォーカ
スエラー信号Ｆｏ（ウェッジプリズム法）、トラックエ
ラー信号Ｔｒ（３ビームトラッキング法）、再生信号で
ある光磁気信号Ｒｆ（差動法）は、 Ｆｏ＝（ｂ＋ｅ）−（ｃ＋ｄ） …（４） Ｔｒ＝（ａ−ｆ） …（５） Ｒｆ＝（ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）−ｇ …（６） により求めることができる。
【００２３】上述したように、光束分離素子１０に３ビ
ーム生成用回折格子１１や光分岐用回折格子１４を設け
る他に、さらに、偏光分離用回折格子１２をも形成する
ことによって、従来の構成要素（図２５の回折素子２）
をほとんど変えずに、書き換え可能な光磁気ディスクに
対応させることが可能となり、しかも、これにより小型
化、軽量化、低コスト化した光ヘッドを実現することが
可能となる。なお、本実施例では、＋１次光のみで各種
信号の検出を行ったが、この他に、受光素子１５ｃ，１
５ｄを使用すればさらに高感度な信号検出を行うことが
可能となる。
【００２４】また、図５は受光素子の変形例を示すもの
である。近年、光磁気ディスクにおいては、３ビームト
ラッキング法よりもプシュプル法の方が一般的なトラッ
キング検出法となっているため、前述したような光束分
離素子１０に３ビーム生成用回折格子１１を除いた構成
にすることにより、受光素子の形状もこの図５のように
変えることができる。この場合、受光素子の受光面ａ〜
ｈにより検出される各種信号の値は、 Ｆｏ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ） …（７） Ｔｒ＝（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ） …（８） Ｒｆ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）−（ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ）…
（９） により求めることができる。
【００２５】次に、請求項１記載の発明の変形例を図６
及び図７に基づいて説明する。ここでは、光束分離素子
１０の３ビーム生成用回折格子１１の形成された基板１
３の内側に位置させて新たにλ／２板１８を設けたもの
であり、その他の構成部分については何ら変わるところ
はない。そこで、そのλ／２板１８を設けた理由につい
て述べる。
【００２６】λ／２板１８を設けたことにより、図２及
び図３に示した微小ピッチの偏光分 離用回折格子１２の格子方向と半導体レーザ９からの出
射光の偏光方向を４５°に合わせることができる。すな
わち、一般に、半導体レーザの出射光は楕円形をしたフ
ァーフィールドパターンであり、その偏光方向は楕円の
短軸方向と平行な方向になっている。前述した第一の実
施例において偏光分離用回折格子１２の格子方向と光磁
気ディスクからの反射光の偏光方向が４５°±Δθとな
るように設定するには、半導体レーザ部本体と本発明に
係る光束分離素子１０とを予め調整して取付ける必要が
あるため、光分岐用回折格子１４の分岐角を大きくした
り、基板１３自体の厚さを厚くしなければならなくなり
大変面倒である。
【００２７】そこで、このようなことからλ／２板１８
を基板１３中に形成し、図７に示すように光スポット１
９の長軸方向が格子方向と平行になるように調整し、し
かも、回折格子と偏光方向が４５°をなすように調整す
ることによって、分岐角を小さくし基板１３を薄くして
素子全体の小型化、軽量化を図ることが可能となる。
【００２８】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
８ないし図１３に基づいて説明する。レーザ光源として
の半導体レーザ２０の出射光路上には、光束分離手段と
しての光束分離素子２１が配設されている。この光束分
離素子２１には、その出射光路側の一面の中央部に位置
してビーム整形素子としてのシリンドリカルマイクロフ
レネルレンズ２２が形成され、このシリンドリカルマイ
クロフレネルレンズ２２と同一面内の周辺部には偏光分
離回折格子２３が形成されており、基板２４を挟んだ他
面には光分岐回折格子２５が形成されている。また、そ
の光束分離素子２１の出射光路側に位置して４個の受光
素子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが配設されてい
る。さらに、前記光束分離素子２１の出射光路側と反対
側の光路上にはコリメートレンズ２７や、図示しない、
対物レンズや光情報記録媒体としての光磁気ディスクが
配設されている。
【００２９】図９は、光束分離素子２１の一面に形成さ
れたシリンドリカルマイクロフレネルレンズ２２と偏光
分離回折格子２３との形状を示すものである。この場
合、このように半導体レーザ２０からの出射光の偏光方
向Ａと偏光分離回折格子２３の格子方向Ｂとが４５°に
なるように配設する。
【００３０】このような構成において、半導体レーザ２
０から出射された光は光束分離素子２１のシリンドリカ
ルマイクロフレネルレンズ２２に入射する。ここで、そ
のシリンドリカルマイクロフレンネルレンズ２２を設け
た理由について述べる。半導体レーザ２０からの拡散光
は図１２に示すようにビーム２８が楕円形であるため、
図示しない光磁気ディスク上で円形の光スポットを得る
ためには、ビーム整形をしないと光利用効率が低くな
る。そこで、図１３に示すように、出射角の大きい一方
向のビーム径θａを小さくするようにすなわちビーム整
形を行うために設けたものである。この場合、シリンド
リカルマイクロフレンネルレンズ２２は、単にビーム径
θａを小さくすればよいだけなので、Ｎ．Ａを大きくす
る必要はなく、従って回折効率の高いシリンドリカルマ
イクロフレンネルレンズ２２を得ることができる。な
お、ここでは、シリンドリカルマイクロフレンネルレン
ズ２２は、回折格子型のものを使用したが、この他にエ
ッチングやＣＶＤにより作製したり、イオン交換などで
基板１３の内部に屈折率分布を設けてシリンドリカルレ
ンズ作用を持たせても同様な効果を得ることができる。
【００３１】そして、シリンドリカルマイクロフレンネ
ルレンズ２２によりビーム整形された光は、基板２４中
を通過していき光分岐回折格子２５を透過し外部に出射
され、コリメートレンズ２７により平行光とされた後、
対物レンズにより集光され光磁気ディスク上に照射さ
れ、これにより情報の記録等が行われる。また、光磁気
ディスクからの情報を読み取りカー効果により偏光の回
転を受けた反射光は、再び、コリメートレンズ２７によ
り収束光とされ、光分岐回折格子２５に入射し、これに
より±１次光の回折光となり、基板２４中を進行してい
き、偏光分離回折格子２３に入射し、偏光方向ごとに透
過光Ｔと回折光Ｋとに分離される。透過光Ｔは受光素子
２６ａ，２６ｄに導かれ、回折光Ｋは受光素子２６ｂ，
２６ｃに導かれる。受光素子２６ｂ，２６ｃは、図１０
（ａ）に示すように２分割された受光面ａ，ｂを有して
おり、また、受光素子２６ａ，２６ｄは図１０（ｂ）に
示すように３分割された受光面ｃ，ｄ，ｅを有してい
る。
【００３２】そして、これら４つの受光素子２６ａ，２
６ｂ，２６ｃ，２６ｄを用いて、透過光Ｔと回折光Ｋと
の強度差を求めることにより光磁気信号を検出すること
ができる。また、これにより、フォーカスエラー信号Ｆ
ｏ、トラックエラー信号Ｔｒの検出を行うこともでき
る。この場合、フォーカスエラー信号Ｆｏはフーコー法
により、また、トラックエラー信号Ｔｒはプシュプル法
により、それぞれ下記の式を用いて求めることができ
る。
【００３３】 Ｆｏ＝ｄ−ｅ …（１０） Ｔｒ＝ａ−ｂ or ｃ−（ｄ＋ｅ）…（１１） ただし、このような各種信号の検出を行うような場合、
図１１に示すように、トラック方向Ｘと光分岐回折格子
２５の回折格子方向Ｙとを予め合わせておく必要があ
る。
【００３４】上述したように、シリンドリカルマイクロ
フレンネルレンズ２２と光分岐回折格子２５と偏光分離
回折格子２３との３つの素子の形成された光束分離素子
２１を設けることによって、１個の部材にビーム整形、
光分岐、偏光分離の３つの機能を同時に合わせもつこと
ができるため、装置の小型化、低コスト化を図ることが
可能となる。
【００３５】また、上述したような実施例において、光
束分離素子２１を構成するシリンドリカルマイクロフレ
ンネルレンズ２２と光分岐回折格子２５と偏光分離回折
格子２３とを、ガラス又はプラスチックの材質からなる
基板２４上に一体化して成形することによって、装置の
コンパクト化を図ることができると共に、経時変化に対
しても常に安定した信号の検出を行うことが可能とな
る。
【００３６】次に、請求項２記載の発明の変形例を図１
４に基づいて説明する。ここでは、半導体レーザ２０か
ら出射されたレーザ光が光束分離素子２１のシリンドリ
カルマイクロフレンネルレンズ２２に向かう間の光路上
に新たに１／２波長板２９を設けたものであり、その他
の構成部分については何ら変わるところがない。
【００３７】その１／２波長板２９を設けたことによ
り、半導体レーザ２０から出射された光の偏光方向Ａを
偏光分離回折格子２３の格子方向に対して４５°をなす
ように調整することができる（図９参照）。すなわち、
半導体レーザ本体を回転させないで、その偏光方向を回
転させることができるため、ビーム整形を最適化すると
同時に、光磁気信号のアンバランスを補正することがで
きる。従って、各種回折格子を作製する際に生じる格子
方向のずれを補正し各種信号の検出に悪影響を及ぼさな
いようにすることができると共に、それら各回折格子の
作製上の精度をゆるめ歩留りを向上させ、一段と低コス
ト化を図ることが可能となる。
【００３８】次に、本発明の別の実施例を図１５ないし
図１７に基づいて説明する。レーザ光源としての半導体
レーザ３０から出射された光がコリメートレンズ３１に
より平行化され対物レンズ３２により集光され光情報記
録媒体としての光磁気ディスク３３の面上に照射されそ
の後反射された光が再び前記コリメートレンズ３１を通
過した光路上には、第一光束分離手段としての第一光束
分離素子３４が配設されている。この第一光束分離素子
３４には、基板３５上の前記コリメートレンズ３１が配
設された側の面に位置して光分岐回折格子３６が形成さ
れている。
【００３９】また、前記第一光束分離素子３４と前記半
導体レーザ３０との間には、第二光束分離素子３７が配
設されている。この第二光束分離素子３７には、基板３
８上の前記第一光束分離素子３４が設けられた側の面に
位置して偏光分離回折格子３９が形成されている。さら
に、前記第二光束分離素子３７と前記半導体レーザ３０
との間には、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すような受光素
子４０，４１，４２，４３が配設されている。
【００４０】このような構成において、半導体レーザ３
０から出射された光は、第二光束分離素子３７の基板３
８中を通過し、第一光束分離素子３４の光分岐回折格子
３６に入射し、これにより、その０次光はコリメートレ
ンズ３１へと進んでいき平行光に変換され、対物レンズ
３２により光磁気ディスク３３の面上に集光されること
により、情報の記録等を行うことができる。そして、こ
こで信号を読み取った光はカー効果による偏光の回転を
受け、反射光となって再び対物レンズ３２、コリメート
レンズ３１を順次通過した後、光分岐回折格子３６に入
射し、これにより＋１次光Ａ，−１次光Ｂが発生する。
＋１次光Ａは第二光束分離素子３７の偏光分離回折格子
３９に入射して、透過光Ｔと回折光Ｋとに分離され、そ
れぞれ受光素子４０，４１に導かれる。この場合、偏光
分離回折格子３９は、図１６に示すように、微小ピッチ
の深溝に形成されており、その回折効率が入射光の偏光
方向に依存する、いわゆる、従来の偏光分離素子として
用いられるＰＢＳやウォラストンプリズムと同様な効果
を得る素子である。従って、このようなことから透過光
Ｔと回折光Ｋとの強度差から差分法により光磁気信号Ｒ
ｆを検出することができる。なお、これら２つの受光素
子４０，４１は図１７（ａ）（ｂ）に示すように無分割
でよく、波長変動による光スポットのずれはその受光面
の大きさにより順次カバーすることができる。
【００４１】また、光分岐回折格子３９により−１次光
Ｂは２つのビームに分割され、図１７（ｃ）に示すよう
な受光素子４２，４３に導かれる。これにより、ウェッ
ジプリズム法を用いてフォーカスエラー信号Ｆｏを検出
することができる。また、それら２つの受光素子４２，
４３の出力差からトラックエラー信号Ｔｒを検出するこ
とができる。
【００４２】ここで、これまで述べた各種信号は、受光
素子４０，４１の受光量をそれぞれａ，ｂとし、２分割
された受光素子４２の受光量をｃ，ｄ、２分割された受
光素子４３の受光量をｅ，ｆとすると、 Ｒｆ＝ａ−ｂ …（１２） Ｆｏ＝（ｃ＋ｆ）−（ｄ＋ｅ） …（１３） Ｔｒ＝（ｃ＋ｄ）−（ｅ＋ｆ） …（１４） により求めることができる。
【００４３】上述したように、第一光束分離素子３４に
光分岐回折格子３６を形成し、第二光束分離素子３７に
偏光分離回折格子３９を形成し、これにより光磁気ディ
スク３３からの反射光を分離して各種信号の検出を行う
ようにしたので、従来に比べ光磁気ヘッド部の構成を小
型化、軽量化することが可能となる。また、光磁気信号
検出用の受光素子４０，４１とフォーカスエラー信号、
トラックエラー信号検出用の受光素子４２，４３とが分
離されて構成されているので、信号処理における電気回
路への負担を軽減させることができる。
【００４４】
【００４５】次に、請求項３記載の発明の一実施例を図
１８に基づいて説明する。ここでは、前述した第二光束
分離素子３７の構成内容を変えたものであり、その他の
部分については何ら変わるところはない。
【００４６】すなわち、第二光束分離手段としての第二
光束分離素子３７は、プリズム４４と１／２波長板４５
と偏光分離回折格子４６とにより構成されている。これ
により、半導体レーザ３０から出射され、光分岐回折格
子３６を透過した０次光は、コリメートレンズ３１によ
り平行光とされ、対物レンズ３２により光磁気ディスク
３３の面上に集光される。そして、その反射光は、その
後、光分岐回折格子３６に入射し、＋１次光Ａ，−１次
光Ｂに分離される。この場合、−１次光Ｂは前述した第
一の実施例と同様に受光素子４２，４３に導かれること
によりフォーカスエラー信号Ｆｏ、トラックエラー信号
Ｔｒの検出が行われる。
【００４７】一方、＋１次光Ａは、第二光束分離素子３
７のプリズム４４に入射する。この時、そのプリズム４
４の入射角はブリュースタ角になるように設定され、見
かけのカー回転角が増加するようにし、高感度信号が検
出できるようになっている。これにより、そのプリズム
４４を通った光は、１／２波長板４５により偏光の回転
を受け、偏光分離回折格子４６によって透過光Ｔと回折
光Ｋとに分離され、その強度差から光磁気信号Ｒｆを検
出することができる。
【００４８】従って、本実施例のように、第二光束分離
素子３７をプリズム４４と１／２波長板４５と偏光分離
回折格子４６とを一体化して構成とすることによって、
一段と小型でかつ高感度な信号検出を行うことが可能と
なる。
【００４９】次に、請求項４記載の発明の一実施例を図
１９ないし図２２に基づいて説明する。レーザ光源とし
ての半導体レーザ４７から出射された光がコリメートレ
ンズ４８により平行化され対物レンズ４９により集光さ
れ光情報記録媒体としての光磁気ディスク５０の面上に
照射されその後反射された光が再び前記コリメートレン
ズ４８を通過した光路上には、第一光束分離手段として
の第一光束分離素子５１が配設されている。この第一光
束分離素子５１には、基板５２上の前記コリメートレン
ズ４８が配設された側の面に位置して光分岐回折格子５
３が形成されている。この場合、光分岐回折格子５３
は、図２０の断面形状に示すように、その回折格子の１
周期Ｔ内で左右非対称な形状に形成されている。
【００５０】また、前記第一光束分離素子５１と前記半
導体レーザ４７との間には、第二光束分離素子５４が配
設されている。この第二光束分離素子５４には、基板５
５上の前記第一光束分離素子５１が設けられた側の面に
位置して偏光分離回折格子５６が形成されている。さら
に、前記第二光束分離素子５４と前記半導体レーザ４７
との間には、図２２（ａ）〜（ｃ）に示すような受光素
子５７，５８，５９，６０が配設されている。
【００５１】このような構成において、半導体レーザ４
７から出射された光は、第二光束分離素子５４の基板５
５中を通過し、第一光束分離素子５１の光分岐回折格子
５３に入射し、これにより、その０次光はコリメートレ
ンズ４８へと進んでいき平行光に変換され、対物レンズ
４９により光磁気ディスク５０の面上に集光されること
により、情報の記録等を行うことができる。そして、こ
こで信号を読み取った光はカー効果による偏光の回転を
受け、反射光となって再び対物レンズ４９、コリメート
レンズ４８を順次通過した後、光分岐回折格子５３に入
射して＋１次光Ａ，−１次光Ｂが発生する。
【００５２】この場合、光分岐回折格子５３は１周期Ｔ
内で左右非対称に形成されているため＋１次光Ａと−１
次光Ｂとの回折効率が異なり、これにより＋１次光Ａと
−１次光Ｂの光強度が異なることになる。一般に、光磁
気ピックアップにおいて、光磁気信号と光制御用信号
（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）とで
は、光磁気信号の検出感度を良くするために、光磁気デ
ィスク５０からの反射光のうち６０〜８０％を光磁気信
号検出用に使用し、残りの４０〜２０％を光制御用信号
検出用に使用している。このようなことから、光磁気信
号検出用に多くの光を必要とするため＋１次光Ａの方が
光強度が強くなるように光分岐回折格子５３の断面形状
を形成する。
【００５３】そして、このようにして得られた＋１次光
Ａは第二光束分離素子５４の偏光分離回折格子５６に入
射して、透過光Ｔと回折光Ｋとに分離され、それぞれ受
光素子５７，５８に導かれる。この場合、光分岐回折格
子５３は、図２１に示すように、微小ピッチの深溝に形
成されており、その回折効率は入射光の偏光方向に依存
するため、従来の偏光分離素子として用いられるＰＢＳ
やウォラストンプリズムと同様な効果を得ることができ
る。このようにして偏光分離回折格子５６により偏光方
向ごとに分離された透過光Ｔと回折光Ｋとの強度差から
差分法により光磁気信号Ｒｆを検出することができる。
なお、これら２つの受光素子５７，５８は図２２（ａ）
（ｂ）に示すように無分割でよく、波長変動による光ス
ポットのずれはその受光面の大きさにより順次カバーす
ることができる。
【００５４】一方、光分岐回折格子５３により−１次光
Ｂは２つのビームに分割され、図２２（ｃ）に示すよう
な受光素子５９，６０に導かれる。これにより、ウェッ
ジプリズム法を用いてフォーカスエラー信号Ｆｏを検出
することができる。また、それら２つの受光素子５９，
６０の出力差からトラックエラー信号Ｔｒを検出するこ
とができる。
【００５５】ここで、これまで述べた各種信号は、受光
素子５７，５８の受光量をそれぞれａ，ｂとし、２分割
された受光素子５９の受光量をｃ，ｄ、２分割された受
光素子６０の受光量をｅ，ｆとすると、 Ｒｆ＝ａ−ｂ …（１５） Ｆｏ＝（ｃ＋ｆ）−（ｄ＋ｅ） …（１６） Ｔｒ＝（ｃ＋ｄ）−（ｅ＋ｆ） …（１７） により求めることができる。
【００５６】上述したように、第一光束分離素子５１に
光分岐回折格子５３を形成し、第二光束分離素子５４に
偏光分離回折格子５６を形成し、これにより光磁気ディ
スク５０からの反射光を分離して各種信号の検出を行う
ようにしたので、従来に比べ光磁気ヘッド部の構成を小
型化、軽量化することが可能となる。また、光磁気信号
検出用の受光素子５７，５８とフォーカスエラー信号、
トラックエラー信号検出用の受光素子５９，６０とが分
離されて構成されているので、信号処理における電気回
路への負担を軽減させることができる。
【００５７】
【００５８】次に、請求項４記載の発明の変形例を図２
３に基づいて説明する。これは、前述した実施例（図１
９参照）における光分岐回折格子５３の格子形状を変え
たものであり、その他の部分については何ら変わるとこ
ろはない。
【００５９】すなわち、光分岐回折格子５３の断面形状
は図２０と同様にその回折格子の１周期Ｔ内で左右非対
称を有する形状となっているが、ここではさらに、図２
３（ａ）に示すように、その表面形状が変調ピッチの直
線状格子として形成されている。このように変調ピッチ
化された格子を形成することによって、一方向性収束機
能を持つ、すなわち、シリンダレンズと同様な機能を持
つことになり非点収差が発生する。そこで、そのような
非点収差の発生したビームを−１次光Ｂ用のビームとし
て使用し、図２３（ｂ）に示すように４分割された受光
素子６１に照射することによって、非点収差法によりフ
ォーカスエラー信号の検出、プシュプル法によりトラッ
クエラー信号の検出を行うことができる。
【００６０】また、フォーカスエラー信号の検出をビー
ムサイズ法を用いて行う場合には、光分岐回折格子５３
を図２４（ａ）に示すように等ピッチの直線状格子に形
成し、一方向性収束機能を持たせる必要はない。この
時、受光素子６１は図２４（ｂ）に示すように３分割さ
れた形状にし、−１次光Ｂをこれに入射させるようにす
ることによってその信号の検出を行うことができる。な
お、この場合にも、光分岐回折格子５３の断面形状は、
図２０と同様にその格子の１周期Ｔ内で左右非対称を有
するようになっている。
【００６１】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源
から出射されて垂直入射される光束を３ビームに分割す
る３ビーム生成用回折格子がその出射光側の一面に形成
され他面に前記光情報記録媒体からの垂直入射される反
射光を分岐する光分岐用回折格子が形成されこの光分岐
用回折格子により分岐されて所定の入射角で入射される
光束を偏光分離する偏光分離用回折格子が前記３ビーム
生成用回折格子と同一面内に形成された光束分離手段を
設けたので、光束分離手段に３ビーム生成用回折格子と
光分岐用回折格子と偏光分離用回折格子との３つの回折
格子を形成することによって、フォーカスエラー信号や
トラックエラー信号の他に、さらに、光磁気信号をも同
時に検出することが可能となり、これによりコンパクト
な構成で常に安定した信号検出を行うことができるもの
である。
【００６２】請求項２記載の発明は、レーザ光源から出
射された光をコリメートレンズにより平行化した後、対
物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射して
情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの
反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源
から出射されて垂直入射される光束を一方向に収束させ
るビーム整形素子がその出射光側の一面に形成され他面
に前記光情報記録媒体からの垂直入射される反射光を分
岐する光分岐回折格子が形成されこの光分岐回折格子に
より分岐されて所定の入射角で入射される光束を偏光分
離する偏光方向により回折効率が異なる偏光分離回折格
子が前記ビーム整形素子と同一面内に形成された光束分
離手段を設けたので、このように光束分離手段にビーム
整形素子と光分岐回折格子と偏光分離回折格子との３つ
の素子を形成することによって、１つの部材にビーム整
形、光分岐、偏光分離の３つの機能を同時に合わせもつ
ことができるため、装置の小型化、低コスト化を図るこ
とが可能となるものである。
【００６３】
【００６４】
【００６５】請求項３記載の発明は、レーザ光源から出
射された光をコリメートレンズにより平行化した後、対
物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射して
情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの
反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記コリメートレンズとの間の光路上に０次光と±１次
光とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分
離手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記
第一光束分離手段を通過することにより得られた±１次
光の２光束のうちの一方の光路上にプリズムと１／２波
長板と回折効率が偏光方向に依存する偏光分離回折格子
とが一体化して形成された第二光束分離手段を設けたの
で、光磁気信号検出の光路中に入射角の設定されたプリ
ズムを配設したことによって、そのプリズムへのブリュ
ースタ角入射による見かけのカー回転角の増加により一
段と高感度な信号検出を行うことができるものである。
【００６６】請求項４記載の発明は、レーザ光源から出
射された光をコリメートレンズにより平行化した後、対
物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射して
情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの
反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記コリメートレンズとの間の光路上に０次光と±１次
光とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分
離手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記
第一光束分離手段を通過することにより得られた±１次
光の２光束のうちの一方の光路上に回折効率が偏光方向
に依存する偏光分離回折格子が形成された第二光束分離
手段を設け、０次光と±１次光とに分離する前記光分岐
回折格子をその格子１周期内で左右非対称な形状に形成
したので、０次光と±１次光とに分離する光分岐回折格
子をその格子１周期内で左右非対称な形状に形成したこ
とによって、光情報記録媒体からの反射光が光分岐回折
格子により分岐された±１次光の回折効率を変えること
ができ、これにより光磁気信号の光強度を強くするよう
に調整することができるため、従来に比べ光利用効率を
向上させ高感度な光信号の検出を行うことが可能とな
り、また、光分岐回折格子により分岐された±１次光の
うちの一方の光を用いて光磁気信号を検出し他方の光を
偏光分離回折格子を介してフォーカスエラー信号やトラ
ックエラー信号の検出を行うようにしたので、光学系の
組付けやその調整の公差を大きくとることが可能とな
り、さらに、このように光分岐回折格子と偏光分離回折
格子とを設けたことにより構成の簡素化を図ることがで
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を示す構成図で
ある。
【図２】偏光分離用回折格子の様子を示す斜視図であ
る。
【図３】偏光分離用回折格子の光学特性を示す特性図で
ある。
【図４】各種信号を検出する受光素子の様子を示す正面
図である。
【図５】受光素子の変形例を示す正面図である。
【図６】請求項１記載の発明の変形例を示す構成図であ
る。
【図７】光束分離素子の一面に縦長の光スポットが入射
している様子を示す正面図である。
【図８】請求項２記載の発明の一実施例を示す構成図で
ある。
【図９】ビーム整形素子と偏光分離回折格子の形状を示
す正面図である。
【図１０】受光素子の形状を示す正面図である。
【図１１】光分岐回折格子の格子方向とトラック方向と
の位置関係を示す説明図である。
【図１２】レーザ光源の出射パターンの様子を示す斜視
図である。
【図１３】レーザ光の一方向のビーム径の低減を図る手
段を示す斜視図である。
【図１４】請求項２記載の発明の変形例を示す構成図で
ある。
【図１５】本発明の別の実施例を示す構成図である。
【図１６】光分岐回折格子の格子方向とトラックパター
ンの方向とを示す説明図である。
【図１７】受光素子の様子を示す正面図である。
【図１８】請求項３記載の発明の一実施例を示す構成図
である。
【図１９】請求項４記載の発明の一実施例を示す構成図
である。
【図２０】光分岐回折格子の格子断面形状を示す断面図
である。
【図２１】光分岐回折格子の格子方向とトラックパター
ンの方向との関係の様子を示す説明図である。
【図２２】受光素子の正面図である。
【図２３】（ａ）は変調ピッチを有する光分岐回折格子
の表面形状を示す正面図、（ｂ）はその光分岐回折格子
を通過した光が照射される受光素子の正面図である。
【図２４】（ａ）は等ピッチを有する光分岐回折格子の
表面形状を示す正面図、（ｂ）はその光分岐回折格子を
通過した光が照射される受光素子の正面図である。
【図２５】従来例を示す構成図である。
【図２６】フォーカスエラー信号を検出する際の受光素
子面上における様子を示す正面図である。
【符号の説明】
９ レーザ光源 １０ 光束分離手段 １１ ビーム生成用回折格子 １２ 偏光分離用回折格子 １４ 光分岐用回折格子 １５ａ〜１５ｄ 受光素子 １６ コリメートレンズ ２０ レーザ光源 ２１ 光束分離手段 ２２ ビーム整形素子 ２３ 偏光分離回折格子 ２５ 光分岐回折格子 ２６ａ〜２６ｄ 受光素子 ２７ コリメートレンズ ３０ レーザ光源 ３１ コリメートレンズ ３２ 対物レンズ ３３ 光情報記録媒体 ３４ 第一光束分離素子 ３６ 光分岐回折格子 ３７ 第二光束分離素子 ３９ 偏光分離回折格子 ４０〜４３ 受光素子 ４４ プリズム ４５ １／２波長板 ４６ 偏光分離回折格子 ４７ レーザ光源 ４８ コリメートレンズ ４９ 対物レンズ ５０ 光情報記録媒体 ５１ 第一光束分離手段 ５３ 光分岐回折格子 ５４ 第二光束分離手段 ５６ 偏光分離回折格子 ５７〜６１ 受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平2−161696 (32)優先日 平成２年６月20日(1990．6．20) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） 前置審査 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 11/105 551 G11B 7/135

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ光源から出射された光をコリメー
    トレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光し
    光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行うと
    共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検
    出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー信
    号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生装
    置において、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体との
    間の光路上に、前記レーザ光源から出射されて垂直入射
    される光束を３ビームに分割する３ビーム生成用回折格
    子がその出射光側の一面に形成され他面に前記光情報記
    録媒体からの垂直入射される反射光を分岐する光分岐用
    回折格子が形成されこの光分岐用回折格子により分岐さ
    れて所定の入射角で入射される光束を偏光分離する偏光
    分離用回折格子が前記３ビーム生成用回折格子と同一面
    内に形成された光束分離手段を設けたことを特徴とする
    光情報記録再生装置。
  2. 【請求項２】 レーザ光源から出射された光をコリメー
    トレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光し
    光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行うと
    共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検
    出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー信
    号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生装
    置において、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体との
    間の光路上に、前記レーザ光源から出射されて垂直入射
    される光束を一方向に収束させるビーム整形素子がその
    出射光側の一面に形成され他面に前記光情報記録媒体か
    らの垂直入射される反射光を分岐する光分岐回折格子が
    形成されこの光分岐回折格子により分岐されて所定の入
    射角で入射される光束を偏光分離する偏光方向により回
    折効率が異なる偏光分離回折格子が前記ビーム整形素子
    と同一面内に形成された光束分離手段を設けたことを特
    徴とする光情報記録再生装置。
  3. 【請求項３】 レーザ光源から出射された光をコリメー
    トレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光し
    光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行うと
    共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検
    出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー信
    号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生装
    置において、前記レーザ光源と前記コリメートレンズと
    の間の光路上に０次光と±１次光とに分離する光分岐回
    折格子の形成された第一光束分離手段を設け、前記光情
    報記録媒体からの反射光が前記第一光束分離手段を通過
    することにより得られた±１次光の２光束のうちの一方
    の光路上にプリズムと１／２波長板と回折効率が偏光方
    向に依存する偏光分離回折格子とが一体化して形成され
    た第二光束分離手段を設けたことを特徴とする光情報記
    録再生装置。
  4. 【請求項４】 レーザ光源から出射された光をコリメー
    トレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光し
    光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行うと
    共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検
    出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー信
    号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生装
    置において、前記レーザ光源と前記コリメートレンズと
    の間の光路上に０次光と±１次光とに分離する光分岐回
    折格子の形成された第一光束分離手段を設け、前記光情
    報記録媒体からの反射光が前記第一光束分離手段を通過
    することにより得られた±１次光の２光束のうちの一方
    の光路上に回折効率が偏光方向に依存する偏光分離回折
    格子が形成された第二光束分離手段を設け、０次光と±
    １次光とに分離する前記光分岐回折格子をその格子１周
    期内で左右非対称な形状に形成したことを特徴とする光
    情報記録再生装置。
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