JPH01137435A - 光学ヘッド - Google Patents

光学ヘッド

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JPH01137435A
JPH01137435A JP62295115A JP29511587A JPH01137435A JP H01137435 A JPH01137435 A JP H01137435A JP 62295115 A JP62295115 A JP 62295115A JP 29511587 A JP29511587 A JP 29511587A JP H01137435 A JPH01137435 A JP H01137435A
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JP
Japan
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light
beam splitter
reflected
recording medium
birefringence
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JP62295115A
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English (en)
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Masahiko Tanaka
政彦 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、光学的記録媒体への記録および該媒体から
の再生の少なくとも一方を行なうための光学ヘッドに関
する。
(従来の技術) 光ディスクや光カード等の光学的記録媒体は、一般に透
明基板上に記録層を設け、その土に透明保護層を形成し
た構造を有し、記録・再生は基板または保護層を通して
行なわれる。記録・再生には光学ヘッドが使用される。
光学ヘッドは記録媒体に光を照射し、その反射光を光検
出器により検出して、再生信号やフォーカシング・トラ
ッキング等のサーボ用の制御信号を得るものである。
光学記録媒体における基板や保護層は一般にポリカーボ
ネート、ポリメチルメタクリ1ノート等の樹脂材料が使
用されるため、偏光方法により光の速度が異なる現象、
いわゆる複屈折が生じる。複屈折は、記録媒体からの反
射光の検出光量が変動する原因の一つとなっている。こ
れは光学ヘッドにおける媒体からの反射光の検出方法が
、複屈折の影響を受けやすいためである。特に光カード
では、安価な製造方法や、フレキシビリティが要求され
るために、基板または保護層での複屈折が大きい。
従来の光学ヘッド、例えば媒体への入射光と媒体からの
反射光の分離に偏光ビームスプリッタと1/4波長板を
用いた光学ヘッドでは、媒体の複屈折によるリターデイ
ションをγとすると、検出光の強度はcos2 (γ/
2)に比例して変動する。すなわち、複屈折によるリタ
ーデイションγが大きくなるに従って検出光の光量は小
さくなり、γ−180℃になると光量は零となってしま
う。
従って、複屈折の変動が大きくなφと、再生信号やサー
ボ用制御信号が安定に得られなくなる。
(発明が解決しようとする問題点) このように従来の光学ヘッドでは、光学記録媒体の基板
や保護層の複屈折の影響で、光検出器で検出される光量
が変動し、再生信央やサーボ制御か不安定になるという
問題があった。
本発明は記録媒体の複屈折による検出光量の変動を防止
できる光学ヘッドを提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明では、光の偏光方向に対する反射率の比が、逆数
となる関係をもつ2つのビームスプリッタを用い、第1
のビームスプリッタにより記録媒体からの反射光を反射
させ、第1のビームスプリッタで反射された光を第2の
ビームスプリッタによって光検出器に導く。そして、第
2のビームスプリッタを、第1のビームスプリッタによ
り反射された光を第1のビームスプリッタの入射光と反
射光のとなす平面と同一平面内で反射させるように配置
することによって、光検出器の入射面において記録媒体
での複屈折の影響を除去する。
(作用) 記録媒体からの反射光は記録媒体での複屈折の影響でp
偏光とS変更を含む楕円偏光となるが、複屈折の影響を
受けたpos両偏光の強度変化は等振幅・逆位相である
ため、反射光全体としては光強度的に変化はなく複屈折
の影響を受けない。
この記録媒体からの反射光が第1のビームスプリッタで
反射されると、p偏光とS偏光は異なる反射率および位
相シフトを受けるため、p、8両偏光の各々の光強度変
化量が異なってしまうため、反射光全体としての光強度
が変化する。
ここで、本発明では第1のビームスプリッタで反射され
た光が第2のビームスプリフタに導かれるが、第2のビ
ームスプリッタに入射する光のp偏光およびS偏光は、
第1と第2のビームスプリッタの光のp偏光S偏光それ
ぞれに対する反射率の比が逆数の関係となっていること
により、第1のビームスプリッタに入射する光のS偏光
およびp偏光がそれぞれ受ける反射率と同じ反射率をそ
れぞれ受ける。従って、記録媒体からの反射光が第1お
よび第2のビームスプリッタを経て光検出器に到達する
間に、p偏光とS偏光は同じ反射率を経験することにな
るから、光検出器の入射光の複屈折の影響を受けたp+
S両偏光は、記録媒体からの反射光と同じく光強度の変
化が等振幅・逆位相となり、複屈折の影響が除去される
(実施例) 第1図に本発明の第1の実施例を示す。同図において、
レーザ光源1から出射された光ビームは、コリメータレ
ンズ2によりコリメートされた後、第1のビームスプリ
ッタ3を通過し、対物レンズ4で光学的記録媒体(例え
ば光カード)5の透明基板6を通して記録層7に集光さ
れる。記録層7から反射された光は、対物レンズ4を入
射光と逆方向に通り、第1のビームスプリッタ3で反射
される。
第1のビームスプリッタ3で反射された光は、第2のビ
ームスプリッタ8に入射し、この第2のビームスプリッ
タ8で第1のビームスプリッタ3の入射光および反射光
がなす平面と同一平面内で反射されて、図示しない光検
出器に導かれる。光検出器の出力から、再生信号または
フォーカシングやトラッキング等のためのサーボ用信号
が生成される。
なお、第2のビームスプリッタ8で反射された光ビーム
を光路を偏光して光検出器に導く場合は、p偏光と8偏
光の各々の反射率が等しいミラーを用いる必要がある。
また、記録媒体5からの反射光の光路中に挿入する全て
のミラーについて、同様にp偏光とS偏光の各々の反射
率が等しいものを用いる必要がある。
ここで、第1および第2のビームスプリッタ3゜8ビー
ムスプリツタにおける偏光方向に対する反射率の比が、
逆数の関係になっているものが使用される。すなわち、
第1のビームスプリッタ3のp、s両偏光に対する透過
率および反射率を’rpa 。
Ta3およびap3 、 Rs3とし、第2のビームス
プリッタ8のp+S両偏光に対する透過率および反射率
をTp8 、 Ta2およびap8 、 Rs8とする
と、Rp3/ Rs3 = Rs8 / ap8である
なお、第1および第2のビームスプリッタ3゜8は、p
偏光成分に対して60〜90%の反射率を持ち、S偏光
成分に対して70%以上の反射率を持つことが望ましい
このような構成によると、第2のビームスプリッタ8で
反射された光、すなわち光検出器の入射光には、記録媒
体5の複屈折の影響による光量変化が生じない。この理
由を数式を用いて説明する。
なお、以下の説明では光ビームの進行経路を進行方向に
対して垂直な面で切り、その面内で一つの直交軸p−s
軸を基準として、光ビームを式で表わすものとする。
まず、レーザ光源1から出射する光ビームは一方向のみ
の偏光成分からなる直線偏光であるから、図の■而、つ
まりコリメータレンズ2の出口における光ビームのp 
IQ光およびs(Q光を、p偏光の振幅をapとして次
式で表わす。
Epl−ap  eO8ωt Esl=0 この場合、0面における光の強度は l EI  I2= l EpH2+ I Es112
− a p 2 である。
次に、第1のビームスブリック3を通過した後の■面で
の光ビームのp偏光およびS偏光は、E p2− A 
cos  ωt (A −(Ti 、a p )Es2
−.0 となり、■面での光強度は I R212= l Ep212+ l Es212−
 ’rpa  ・a p 2 となる。
次に、光ビームは対物レンズ4および基板6を通過し、
記録層7から反射された後、再び基板6を通過して対物
レンズ4に入射する。この際、基板6には通常、複屈折
が存在するために、第2のビームスプリッタ3の反射光
入口である■面での光ビームは、第2図に示すように本
来p偏光のみであった直線偏光が、p偏光とS偏光の両
成分を持つようになり、しかもこれら両成分に位相差が
あるため、楕円偏光となる。
複屈折は基板6の持つ光学軸(f−gj!軸)において
f軸方向とSl軸方向の光ビームの速度に差がある特性
である。そこで、記録媒体5に入射した光が基板6を往
復で二度通過した後、f軸方向に対してsl軸の光の位
相がγだけ遅れるとしくこの位相遅れをリターディショ
ンという)、またp−s軸とf−sl軸の偏角をαとす
る、また、記録層7はp、s軸方向に関係しないので反
射率のみを考え、その反射率をR7とする。このとき■
面での光ビームのp偏光およびS偏光は、E p3= 
arTrrA l(cos2a +cos7 5in2
a )  cos(&) t−5ina  sin  
a  slnωtlE s3= 4nrfA 1cos
a  5ina (1−eosa ) cos  CI
J t+sinγaosa  sln  a  sin
ωtlとなる。従って、■面でのp、S偏光の各々の光
強度は、 l Ep312=R7A2(L−sinγ/25in2
2(Z)l Es312=R7A2sin2r125I
n22aとなり、複屈折の影響を受けた成分(γの項)
は互いに等振幅かつ逆位相である。従って、■面での光
ビームの強度は l R312= l Ep312− I Es312−
R7A”となる。すなわち、■面での光ビームには、複
屈折による影響は相殺される。
次に、第1のビームスプリッタ3で反射された後の0面
での光ビームのp偏光および8偏光は、E s4− (
’Fi”E  rTt下A21cosα sinα(1
−cosγ)CO8(ωを一δp3)+  51n7 
 aosasln(ωt−δp3)) となる。ここで、δp3.δs3は第1のビームスプリ
ッタ3の反射で生じる位相シフトである。一般に、Rp
3 、 Rs3は等しくないため、この第1のビームス
プリッタ3で反射された光ビームには、前記の複屈折の
影響を受けた成分が残る。
次に、第2のビームスプリッタ8で反射された後の■而
での光ビームのp偏光およびS偏光は、E  p5− 
 f]j1−r5”i  (’H了A 21(cos2
 α+cosγ5in2a ) cos(ωを一δp3
−δ59)−sin 7sin(ωt−δp3−δ59
) E 55Ea■0■4rUrA 2(cosa  5l
na(1−8087) cos(ωt−δS3−δp9
)+sinγ cosa 5in(ωを一δp3−δ−
9)となる。従って、■面でのp、S両偏光の光強度は
、 I E p512−Rp8 Rp3 R7A2(1−s
ln27 /2sin22α) l  Es512=R88Rs3 R7A251112
 7/2sin    2α となり、光ビームの強度は l  E5  l 2 = I  Ep512 + I
  Es512−Rp8 Rp3 R7A  +R7A
  (Rs8 R53−Rp8 R53)sin27/
25in22aとなる。
ここで、第1およびtA2のビームスプリッタ3゜8は
偏光方向に対する反射率の比が逆数関係であるため、第
2のビームスプリッタ8に入射する光ビームのp、S偏
光は、第1のビームスプリッタによりS、p偏光がそれ
ぞれ受けた反射率と同じ反射率で反射する。すなわち、
Rp8 Rp3−Rs8Rs3より、複屈折によるリタ
ーデイションγの項、すなわち1E612の式の第2項
は0となる。よって、■面すなわち光検出器の入射器で
の光強度は l  E5 12−R93Rp8 R7A2となり、複
屈折に関係なく一定の検出光量となる。
従って、光検出器の出力に基づいて得られる再生信号や
、サーボ用制御信号が安定に得ら4k 、−。
第3図は本発°明の第2の実施例であり、第1のビーム
スプリッタ3と対物レンズ4との間にl/4波長板9を
挿入している。この1/4波長板9は記録媒体5への入
射光を直線偏光から円偏光に変換し、また記録媒体5か
らの反射光を直線偏光に戻すためのものである。
この場合、第1の実施例と同様にして第2のビームスプ
リッタ8で反射された後の■面での光強度を求めると、 l E 6  l 2=R7A21Rs3 R58−(
Rs3 Rs8−Rp3Rp8) 5in27 /2) となる。ここで、ビームスプリッタ3.8は同じ光学特
性を持ち、Rp8 Rp3−Rs8 Rs3であるから
、I E6  l 2−R7Rs3 R58A2となり
、第1の実施例と同様に複屈折による光検出器での検出
光量の変動がなくなる。
第4図は本発明の第3の実施例であり、レーザ光源1か
ら出射されコリメータレンズ2を通過した光ビームを第
2のビームスプリッタ8に入射させ、該ビームスプリッ
タ8を透過させた後、第1のビームスプリッタ3およ、
び対物レンズ4を介して記録媒体5に照射する構成とし
たものである。
第1の実施例と同様にして第2のビームスプリッタ8で
反射された後の0面での光強度を求めると、’ l E
7  l 2=R7Rp3 Ta2  ap  [Rp
8 Rp3+(Rs8Rs3−Rp8 Rp3)si2
7/25in22(Zlとなる。ここで、ビームスプリ
ッタ3.8は同じ偏光方向に対する反射率の比が逆数関
係にあり、Rp8 Rp3−Rs8 Rs3であるから
、1E712−R7Rp3 Ta2 ap2となり、同
様に複屈折による光検出器での検出光量の変動が除去さ
れる。
!5図は本発明の第4の実施例であり、第3の実施例に
第2の実施例と同様に1/4波長板9を追加したもので
ある。この場合、第2のビームスプリッタ8で反射され
た後の0面での光強度は、l E8 12−R7Rp3
 Ta2  ap  1Rp3 Rp8−(Rs3Rp
8−Rs3 R59) 5in2r /2)となる。ビ
ームスプリッタ3.8が偏光方向に対する反射率の比が
逆数関係にありRp8 Rp3−Rs8Rs3であるこ
とにより、l E8 1 −R7Rp3 Rp8ap2
Rp3 Rp8となり、やはり複屈折による光検出器で
の検出光量の変動は生じない。
上記の実施例では、マコのビームスプリッタを反射で使
用したが、透過の場合でも同様な効果が得られる。第1
のビームスプリッタの透過率(T、T)と第2のビーム
スプリッタの透過S 率T’ 、T’ )の関係がT  T  /T’、T’
でp   Sps   s   p 第1と第2のビームスプリッタの入射と反射が同一平面
内で行なわれるような配置とした場合、反射の場合と同
一の効果が得られる。
従って第5の実施例を第6図に示す。同図において、レ
ーザ光源1から出射された光ビームは、コリメータレン
ズ2によりコリメートされた後、第1のビームスプリッ
タ3で反射され、対物レンズ4で光学的記録媒体(例え
ば光カード)5の透明基板6を通して記録層7上に集光
される。記録層7から反射された光は、対物レンズ4を
入射光と逆方向に通り、第1のビームスプリッタ3を透
過する。ここで第1のビームスプリッタ3と第2のビー
ムスプリッタ8の関係は、光の偏光方向に対する透過率
の比が逆数の関係i’ps / Ta2− Ts8/ 
Tpaである。
第1のビームスプリッタ3を透過した光は、次の第2の
ビームスプリッタ8を透過し、図示しない光検出器に導
かれる。光検出器の出力から、再生信号またはフォーカ
シングやトラッキング等のためのサーボ用信号が生成さ
れる。
第5の実施例において第1の実施例と同様に第2のビー
ムスプリッタ8を透過した後の0面での光強度を求める
。0面での光強度を求めるとl  E 9  l  2
− Rp3  ap2 Tpa  Tp8+Rp3  
ap2 (Ts3Ts8−Tpa Tpa)s1n27
 /25in22aここでビームスプリッタ3.8は偏
光方向に対する透過率の比が逆数関係であるため、Ta
2 Ta2−Tpa Tpaであるためl E 9 1
2−Rp3 ap2Tp3Tp8となり第1の実施例と
同様に複屈折による光検出器での検出光量の変動がなく
なる。
第7図は本発明の第6の実施例であり、第1のビームス
プリッタ3と対物レンズ4との間に1/4波長板9を挿
入している。この1/4波長板9は記録媒体5への入射
光を直線偏光から円偏光に変換し、また記録媒体5から
の反射光を直線偏光に戻すためのものである。
この場合、第5の実施例と同様にして第2のビームスプ
リッタ8を透過した後の[株]面での光強度を求めると
、 l E 10 l 2−R7Rp3  ap21Ts3
 Ts9+(Tpa Ta2−Ta2 Ta2) 51
n27 /21となる。ここでビームスプリッタ3.°
8はその偏光方向に対する透過率の比が逆数関係である
のでTpa Ta2−Ta2 Ta2であるから、IE
III  −R7Rp3 ap2Ts3 Ta2となり
、第1の実施例と同様に複屈折による光検出器での検出
光量の変動がなくなる。
第8図は本発明の第7の実施例であり、レーザ光源1か
ら出射されコリメータレンズ2を通過した光ビームを第
2のビームスプリフタに入射させ、該ビームスプリッタ
8を反射し、第1のビームスプリッタ3および対物レン
ズ4を介して記録媒体5に照射する構成としたものであ
る。第5の実施例と同様にして第2のビームスプリッタ
8で反射された後の0面での光強度を求めると、I E
 11 I 2−R7Rp9 Tpa  ap2fTp
3 Ts9+(Ts3Ts9−Ta2 Tpa) 5i
n2r/251n22cr)となる。ここで、ビームス
プリッタ3.8はその偏光方向に対する透過率の比が逆
数関係であるのでTa2 Ta2−Ta2 Tpaであ
るから、IEIII2−R7Rp9 Tpa  ap2
 ’rpa Ta2となり、同様に複屈折による光検出
器での検出光量の変動が除去される。
第9図は本発明の第8の実施例であり、第7の実施例に
第6の実施例を組合わせたものであり、ここでは説明は
省略する。
[発明の効果] 本発明によれば、記録媒体からの反射光を第1のビーム
スプリッタにより反射させた後、これと偏光方向に対す
る反射率の比が逆数関係にある光学特性を持ったff1
2のビームスプリッタに入射させた後、第1のビームス
プリッタの入射光と反射光とのなす平面と同一平面内で
反射させることにより、第2のビームスプリッタで反射
された光ビーム、すなわち光検出器の入射光において、
記録媒体での複屈折の影響を受けた成分を除去すること
ができる。従って、複屈折の変動による検出光量の変化
がなくなり、信号再生や、フォーカシング、トラッキン
グ等のサーボ制御を安定に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係る光学ヘッドの構成図、
第2図は光の偏光方向と記録媒体の基板の光学軸との関
係を示す図、第3図〜第9図は本発明の他の実施例に係
る光学ヘッドの構成図である。 1・・・レーザ光源、2・・・コリメータレンズ、3・
・・第1のビームスプリッタ、4・・・対物レンズ、5
・・・光学的記録媒体、6・・・基板、7・・・記録層
、8・・・第2のビームスプリッタ、9・・・1/4波
長板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光学的記録媒体への記録および該媒体からの再生
    の少なくとも一方を行なう光学ヘッドにおいて、前記記
    録媒体からの反射光を反射させる第1のビームスプリッ
    タと、該第1のビームスプリッタにより反射された光を
    該第1のビームスプリッタの入射光と反射光とのなす平
    面と同一平面内で反射させて光検出器に導く第2のビー
    ムスプリッタを備え、第1のビームスプリッタの光の偏
    光方向に対する反射率R_p、R_sと第2のビームス
    プリッタの光の偏光方法に対する反射率R′_p、R′
    _sの関係がRp/Rs=R′_s/R′_pとなる光
    学特性であることを特徴とする光学ヘッド。
JP62295115A 1987-11-25 1987-11-25 光学ヘッド Pending JPH01137435A (ja)

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JP62295115A JPH01137435A (ja) 1987-11-25 1987-11-25 光学ヘッド

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2664394A1 (fr) * 1990-07-09 1992-01-10 Asahi Optical Co Ltd Systeme optique utilisant une lumiere polarisee.
WO2012056827A1 (ja) * 2010-10-27 2012-05-03 コニカミノルタオプト株式会社 光ピックアップ装置

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