JPH01286155A - 光磁気情報記録再生装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、光磁気ディスクや光磁気カード、光磁気テー
プ等、光磁気記録方式をとる光磁気情報記録再生装置に
係り、特に、光ピックアップ部の小型・軽量化、安定化
、光利用効率の向上を実現し、装置全体の小型化やアク
セスタイムの短縮、信頼性の向上等を図り得る光磁気情
報記録再生装置に関する。

（従来技術） レーザ光の熱作用を利用して微小な磁区を光磁気記録媒
体の記録面に形成された磁性薄膜中に書き込んで情報を
記録する光磁気記録方式により情報を記録し、レーザ光
を用いて、カー効果やファラデイー効果等の磁気光学効
果を利用して情報の読みだしを行ない情報を再生する光
磁気情報記録再生装置が知られている。

ところで、この光磁気情報記録再生装置における光ピッ
クアップ部としては、従来、バルク型光学素子（例えば
、レンズ、プリズム、検光子等）と光源及び光検知器と
を組合せたものが用いられていた。

しかしながら、従来のバルク型光学素子を用いて構成さ
れた光ピックアップ部では、装置構成が複雑であり、し
かも、光ピックアップ部全体が大きく重くなるという欠
点を有する。

このため、バルク型光学素子を用いて構成された光ピッ
クアップ部を備えた光磁気情報記録再生装置では、光ピ
ックアップ部全体が大きく重いため、高速アクセスが不
可能であり、また、装置構成が複雑となるため、組付は
及び調整に手間がかかり、生産コスト増大の要因どなる
。また、多くの光学部品の組合せからなるため、機械的
安定性も不十分であり、経時変化も生じ易いという問題
も有する。

そこで、このような問題点を解決するため、光ピックア
ップ部の光磁気記録信号検出光学系とフォーカス及びト
ラッキング誤差検出光学系とを光導波路を形成する同一
基板上に装荷して一体化した構成の導波路素子を光ピッ
クアップ部に用い、装置の小型・軽量化、高効率化等を
図り得る光磁気情報記録再生装置が水出原人によって提
案されている（例えば、特顕昭６１−２６８０４７号、
特原昭６２−０６６８３４号）。

ここで、第８図及び第９図は上記導波路素子を光ピック
アップ部に用いた従来の光磁気情報記録再生装置におけ
る光ピックアップ部の一例を示し、第８図は光ピックア
ップ部の概略的側面構成図、第９図はその光ピックアッ
プ部に用いられる導波路素子の概略的平面構成図を夫々
示す。

第８図において、この光ピックアップ部は、半導体レー
ザ等からなる光源３１１と、この光源３１１からの出射
光を光磁気ディスク等の光磁気記録媒体３１２の情報記
録面に集光する対物レンズ（集光レンズ）３１５と、光
磁気記録媒体３１２の記録面からの反射光を検出する導
波路素子３１３とを備えた構成からなり、光源３１１と
光磁気記録媒体３１２との間には、光源３１１から順に
、導波路素子３１３及び対物レンズ３１５がそれぞれ所
定の間隔をもって同一光軸上に並設されている。また、
上記光磁気記録媒体３１２の裏面側には情報の記録若し
くは消去時にバイアス磁界を印加する電磁コイル３１２
ａが設置されている。　ここで、上記導波路素子３１３
は、第８図及び第９図に示すように、半導体や金属ある
いは絶縁体等からなる基板３１６上にバッファ層３１７
及び光導波路層３１８が順に積層形成されてなり、光源
３１１からの出射光の光軸に対してほぼ直交するように
配置されている。

また、上記基板３１６の光照射部分には、光を透過させ
るための開口部３１６ａが設けられている。

また、上記光導波路層３１８の上面側には、光磁気記録
媒体３１２からの反射光を該光導波路層３１８に結合せ
しめる回折格子としてのグレーティングカプラー３２０
が、前記対物レンズ３１５に対面するように装荷されて
いる。

このグレーティングカプラー３２０は、略等間隔の直線
状の格子を有する表面レリーフ型のグレーティングであ
り、その格子延在方向が直交関係にある２つの格子領域
３２０ａ及び３２０ｂを備えた構成となっている。尚、
これらの格子領域３２０ａ、　３２０ｂに対して、上記
光源３１１の出射光の振動方向、即ち偏波面方向は第９
図中り方向に設定されている。

さらにまた、上記光導波路Ｍ３１８の上面側には、上記
グレーティングカプラー３２０の各格子領域３２０ａ、
　３２０ｂに夫々隣接するようにして、２連の導波路レ
ンズから構成される導波路レンズビームスプリッタ３２
１ａ及び導波路レンズ３２１ｂが装荷されている。

また、導波路素子３１３の基板３１６内には、光導波路
層３１８の末端部に接触するようにして、上記グレーテ
ィングカプラー３２０の各格子領域３２０ａ。

３２０ｂから回折導波され導波路レンズビームスプリッ
タ３２１ａ及び導波路レンズ３２１ｂによって夫々集光
された光を夫々検出するための光検出器３２２及び３２
３が埋設されている。ここで、上記光検出器３２２は、
４つの光検知器３２２ａ、　３２２ｂ、　３２２ｃ、　
３２２ｄから構成されており、第９図に示すように、２
つの光検知器３２２ａと３２２ｂ及び３２２Ｃと３２２
ｄを夫々１組みとして、２組のものが所定距離離間して
設置されている。

さて、以上の第８図及び第９図に示した構成からなる光
ピックアップ部においては、光源３１１からの出射光は
導波路素子３１３の基板３１６に形成された開口部３１
６ａを透過し、対物レンズ３１５により光磁気記録媒体
３１２の情報記録面に集光される。

そして光磁気記録媒体３１２の情報記録面によって反射
された戻り光（反射光）は、対物レンズ３１５を再び通
り、導波路素子３１３に入射される。

導波路素子３１３に入射された光は、導波路素子３１３
の先導波路層３１８上に装荷されたグレーティングカプ
ラー３２０の各格子領域３２０ａ、　３２０ｂにより回
折され、光導波路層３１８に結合される。

そして、グレーティングカプラー３２０の一方の格子領
域３２０ｂからの導波光は導波路レンズ３２１ｂにより
光検出器３２３へ集光され、また他方の格子領域３２０
ａからの導波光は導波路レンズビームスプリンタ３２１
ａにより２分割集光され、光検出器３２２の各組の光検
知器３２２ａと３２２ｂ、　３２２ｃと３２２ｄの夫々
の中間に集光される。

ここで、光検出器３２２の各光検知器３２２ａ、　３２
２ｂ。

３２２ｃ、　３２２ｄからの各出力をａｔ　ｂｊ　Ｃ＃
　ｄとし、また、光検出器３２３からの出力をｅとした
場合に。

光磁気記録媒体３１２に記録された記録信号ΔＳは。

Δ５＝ｅ−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ） により検出され、フォーカシング信号ΔＦは、ΔＦ＝（
ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ） により検出され、また、トラッキング信号ΔＴは、ΔＴ
＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ） により検出される。

ところで、第８図及び第９図に示す構成の光ピックアッ
プ部では、光磁気記録媒体３１２上の記録トラック方向
は第８図のＣ方向に設定しなければならない、また、光
源３１１からの出射光の偏波面の方向は前述したように
第９図のＣ方向に設定しなければならない。したがって
、この場合には、第８図に示すトラック方向（第８＠Ｃ
方向）と偏波面の方向（第９図り方向）とは異なる方向
となる。

ところが、光源３１１として半導体レーザ等を用いる場
合、光源３１１からの光の強度分布は真円形でなく偏波
面方向（第９図り方向）に長い楕円形状をしており、こ
のため、トラック方向と偏波面方向とが一致していない
場合には、トラック上に集光されるスポット光の光強度
分布がトラックに対して成る角度を持って傾いた分布と
なってしまい、記録・再生時のピットの形成や読み取り
に不具合が生じる原因となる。

このため、第８図及び第９図に示す構成からなる光ピッ
クアップ部においては、光源３１１として。

真円形の光強度分布を持つものを使用するか、若しくは
光源３１１からの出射光の中心部分のみを利用しなけれ
ばならず、使用できる光源が限定されたり、光の利用効
率が低下する等の問題が発生する。

また、第８図及び第９図に示す構成からなる光ピックア
ップ部において、光源の光強度分布が前述したように偏
波面方向に長軸な楕円形状を成す場合、トラック上に集
光されるスポット光の光強度分布はトラックに対して成
る角度を持って傾いた分布となっているため、トラッキ
ング信号の検出が正常に行なわれなくなる虞れが多分に
あり、特にトラッキング制御時に光ピックアップが光磁
気記録媒体３１２に対して傾いた様な時には、光磁気記
録媒体３１２の記録面上の光強度分布が傾斜方向にさら
に拡がった分布となるため、光軸の中心位置の検出が不
可能となり、正常なトラッキング制御が行なわれなくな
るという問題も有する。

（目　　的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、光源
からの出射光の光強度分布の長軸方向を光磁気記録媒体
のトラック方向に合せることができ、記録ピットの形状
がトラック方向に沿った形となるようにすることが可能
な構成の光ピックアップ部を有し、記録密度の増大、光
の利用効率の増大、読み取り信号のＳ／Ｎ比の向上、及
びトラッキングエラーの防止を図ることができ、且つ、
装置全体の小型化やアクセスタイムの短縮、信頼性の向
上等をも図り得る光磁気情報記録再生装置を提供するこ
とを目的とする。

（構　　成） 上記目的を達成するため、本発明では、光磁気記録方式
をとる光磁気情報記録再生装置において、光ピックアッ
プ部が、光源と、この光源からの光を光磁気記録媒体の
情報記録面に集光する光学系と、上記光磁気記録媒体の
情報記録面からの反射光を回折せしめる回折格子と、該
回折格子からの回折光を検出する光検知器とを備えてな
り、上記回折格子と上記光検知器とは光導波路を形成し
た同一基板上に装荷され、上記回折格子は記録信号検出
用及びトラッキング信号検出用に分離された構成からな
り、上記記録信号検出用の回折格子は格子方向が互いに
異なる２種の回折格子を有し。

上記トラッキング信号検出用の回折格子は上記記録信号
検出用の２種の回折格子の各格子方向とは異なる格子方
向を持つことを特徴とし、且つ、上記光磁気記録媒体の
情報記録面のトラック方向と上記光源からの出射光の偏
波面方向とがほぼ一致していることを特徴とするもので
ある。

上記構成からなる光磁気情報記録再生装置においては、
光ピックアップ部に用いられる導波路素子の回折格子が
記録信号検出用及びトラッキング信号検出用に分離され
た構成からなり、上記記録信号検出用の回折格子は格子
方向が互いに異なる２種の回折格子を有し、上記トラッ
キング信号検出用の回折格子は上記記録信号検出用の２
種の回折格子の各格子方向とは異なる格子方向を持つた
め、光源からの出射光の偏波面の方向の任意性が高くな
り、上記光磁気記録媒体の情報記録面のトラック方向と
上記光源からの出射光の偏波面方向とをほぼ一致させる
ことができ、記録面上に集光されたスポット光の光強度
分布の長軸方向をトラック方向に沿った形となるように
することが可能となる。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す光磁気情報記録再生装
置の光ピックアップ部の概略的側面構成図、第２図はそ
の光ピックアップ部に用いられる導波路素子の概略的平
面構成図を夫々示す。

第１図において、この光ピックアップ部は、半導体レー
ザ等からなる光源１と、この光源１からの出射光を光磁
気ディスク等の光磁気記録媒体４の情報記録面に集光す
る集光レンズ（集光レンズ）３と、光磁気記録媒体４の
記録面からの反射光を検出する導波路素子２とを備えた
構成からなり、光源１と光磁気記録媒体４との間には、
光源１から順に、導波路素子２及び集光レンズ３がそれ
ぞれ所定の間隔をもって同一光軸上に並設されている。

また、上記光磁気記録媒体４の裏面側には情報の記録若
しくは消去時にバイアス磁界を印加するための電磁コイ
ル１４が設置されている。

以上の構成からなる光ピックアップ訊においては、光源
１からの出射光は導波路素子２の後述する光透過部を透
過し、集光レンズ３により光磁気記録媒体４の情報記録
面上に集光される。そして、光磁気記録媒体４の記録面
から反射せれ、磁気光学効果によって偏波面を微小角回
転された戻り光は、再び集光レンズ３を通って集束され
、導波路素子２に入射される。

ここで、上記導波路素子２は、第１図及び第２図に示す
ように、不透明基板１０上にバッファ層１５及び光導波
路層５が順次積１形成されてなり、光＠１からの出射光
の光軸に対してほぼ直交するように配置されている。

また、上記透明基板１０には、前述した光透過部として
開口部１３が設けられている。

導波路素子２の上記光導波路層５の上面側には、光磁気
記録媒体４からの反射光を該光導波路層５に結合せしめ
る回折格子としての複数に分割形成されたグレーティン
グカプラー６ａ、　６ｂ及び７ａ、　７ｂが、前記集光
レンズ３に対面するように装荷されており、また、上記
光導波路層５上には、図中符号６ａ、　６ｂで示すグレ
ーティングカプラーによって夫々回折導波された導波光
を屈折集光させる２つの導波路プリズムレンズ８ａ、　
８ｂが装荷されている。

また、第１図、第２図中の符号９は導波路層５に形成さ
れた遮光用溝を示し、該遮光用溝９は。

グレーティングカプラー６ａ、　６ｂからの導波光が、
符号７ａで示すグレーティングカプラーに入射しないよ
うに設けられている。

また、上記不透明基板１０中には、上記グレーティング
カプラー６ａ、　６ｂから回折導波され上記導波路プリ
ズムレンズ８ａ、　８ｂによって集光された光を検出す
るための、一対の光検知器１１ａとｌｌｂ、　ｌｉｅと
ｌｉｄを一組にして用いた２組の光検出器１１が配置さ
れており、また、上記不透明基板１０中のグレーティン
グカプラー７ａ、　７ｂの側方には、グレーティ１ング
カプラー７ａ、　７ｂからの導波光を検出するための光
検知器１０ａ、　１０ｂが夫々設けられている。

従って、以上の構成からなる導波路素子２を用いた光ピ
ックアップ部においては、光磁気記録媒体４の情報記録
面から反射され、集光レンズ３を通ってグレーティング
カプラー６ａ、　６ｂにより２方向に夫々回折され、光
導波路層５に結合導波された２つの導波光は、導波路プ
リズムレンズ８ａ、　８ｂにより夫々屈折集光され、夫
々光検出器１１の各組の光検知器１１ａとｌｌｂ、　ｌ
ｌｃとｌｉｄに集光される。尚、光検出器１１の各組の
光検知器１１ａとｌｌｂ、　ｌｉｅとｌｉｄに集光され
る光の集光位置は、光ピックアップの合焦時において各
組の光検知器１１ａとｌｌｂ、　ｌｌｃと１１ｄの中間
位置に集光されるように各光検知器が配置されており、
合焦時においては、光検知器１１ａと１１ｂ、及びｌｌ
ｃとｌｉｄの出力は同じ大きさとなる。

また、グレーティングカプラー７ａ、　７ｂに入射した
戻り光は、グレーティングカプラー７ａ、７ｂにより光
導波路層５に回折結合され、光導波路Ｎ５を導波して光
検知器１０ａ、　１０ｂに入射し、入射光量が検出され
る。

尚、第１図及び第２図中、符号１２ａ、　１２ｂ、　１
２ｃ。

１２ｄ、　１２ｅ、　１２ｆは各光検知器１１ａ、　ｌ
ｌｂ、　ｌｌｃ、　ｌｉｄ。

１０ａ、　１０ｂの出力を取り出すための引出し電極で
あり、各電極は図示されない検出回路に接続される。

次に、第１図及び第２図に示す光ピックアップ部及び導
波路素子２の各構成要素の構造及び機能についてより詳
細に説明する。

光ピックアップ部に用いられる光源１としては、コヒー
レンスが良く、かつ、直線偏波のものが望ましく、例え
ば、半導体レーザが用いられるが、その他の気体レーザ
や固体レーザ、色素レーザ等の各種レーザ光源を用いる
ことができる。また、光源１からの出射光の偏波面方向
は、第１図、第２図中におけるＡ方向（第１図において
は紙面に垂直な方向）に設定される。

また、光磁気記録媒体４のトラック方向は、第１図にお
いてＡ′力方向紙面に垂直な方向）になるように光ピッ
クアップ部全体の配置が定められる。

尚、光源１と導波路素子２の間にコリメートレンズを配
置し、集光レンズ３に向かう光束を平行光束とし、光ピ
ックアップの光学系を無限系（平行光束系）としてもよ
い。

光ピックアップ部の集光レンズ３は、図示の例では通常
の凸レンズ等の集光性レンズを示しているが、この他、
フレネルレンズ、フレネルゾーンプレート、非球面レン
ズ、分布屈折率レンズ、球レンズ、その他のレンズ、及
び、それらの組合せからなる光学系を用いることができ
る。

次に、導波路素子２の不透明基板１０の構成材料としで
は、半導体、金属、不透明性絶縁体などが使用できるが
、この実施例ではＳｉ、　ＧａＡｓ等の半導体基板を用
いている。このように不透明基板１０として半導体基板
を用いる場合には、基板中に、不純物拡散やイオン注入
法等の手段により、フォトダイオード等の光検知器を直
接形成することができ、また、増幅回路域の電°子回路
も同様に°形成することができるという利点がある。

また、使用される基板が他の材料からなる基板の場合に
は、α−３Ｌ系のフォトダイオードや薄膜トランジスタ
等を先導波路層Ｓ上に形成することができる。

次に、不透明基板１０上に積層形成されるバッファＮ１
５、光導波路層５としては、真空蒸着法、スパッタリン
グ法、ＣＶＤ法、結晶成長法、熱酸化法等の方法でガラ
ス、　５ｉｎ２．　Ｓｉ、Ｎ、、　Ｎｂ、Ｏ，、Ｔａ、
Ｏ。

などの誘電体層が形成される。尚、この他に、ポリマな
どの有機物を基板に塗布やその他の方法で積層すること
によっても形成することができ、また、不純物拡散法、
イオン交換法、イオン注入法等の方法によって形成する
こともできる。

ここで、バッファ層１５は先導波路層５を通る光の損失
を少なくするためのもので、このため、バッファ層１５
の屈折率は光導波路層５より低い必要がある。尚、光の
損失を考慮しない場合には、バッファ層１５を設けなく
ともよい。

次に、上記不透明基板１０には、光源１からの光を通す
ための開口部１３が設けられているが、この開口部の形
成方法としては、ドライエツチングやウェットエツチン
グ、切削、研磨、イオンミーリング等の方法が考えられ
、また、この他、不透明基板１０の一部を熱酸化、レー
ザアニール、研磨等の方法で透明化して、開口の代わり
とすることも可能であり、また、両方法を併用すること
もできる。

次に、光導波路層５上に装荷されるグレーティングカプ
ラ６ａ、　６ｂは、記録信号の検出及びフォーカシング
誤差信号の検出用の光検知器１１ａ、　ｌｌｂ。

１１ｃ、　ｌｉｄに光を回折導波させるために設けられ
ており、第２図に示すように、グレーティングカプラ６
ａとグレーティングカプラ６ｂの夫々の格子方向が互い
に異なる格子方向、例えば互いに略直角な方向となるよ
うに配置されている。尚、互いの格子方向の成す角は必
ずしも直角である必要はなく、ある程度任意にとること
ができる。

また、第２図において、グレーティングカプラ６ａ、　
６ｂが図示の如く配置されている場合、光ピックアップ
のトラッキング時に光磁気記録媒体４からの戻り光の強
度分布が変化しても光磁気記録信号の検出には影響が生
じないようになっている。

すなわち、光強度分布は第２図のＡ方向に垂直な方向（
第２図の平面図におけるグレーティングカプラ６ａ、６
ｂの対称軸方向）に対しては対称な分布となるため、第
２＠に示すようなグレーティングカプラ６ａ、　６ｂの
配置ではトラッキング時の影響を受けにくいわけである
。

また、グレーティン・グカプラ７ａ、　７ｂはトラッキ
ング誤差信号検出用の光検知器１０ａ、　１０ｂに光を
回折導波させるために設けられているものであり、光ピ
ックアップ部の光学系が光磁気記録媒体４に対して傾き
を持つ等の理由で、戻り光の記録面内における強度分布
が変化したような場合にも比較的影響の少ない位置に配
置されている。

ここで、グレーティングカプラ６ａ、　６ｂ及びグレー
ティングカプラ７ａ、　７ｂは、図示の実施例において
は等間隔直線状格子となっているが、必ずしも等間隔で
ある必要はなく、チャープトゲレーティングやその他の
不等間隔グレーティングでも適用可能である。また、グ
レーティング自体に集光機能を持たせたものでも適用可
能である。

また、各グレーティングは、通常１表面レリーフ型とな
っているが、断面形状は任意であり、屈折率分布変調型
１体積位相型等のグレーティングも適用可能である。尚
、これらのグレーティングは、拡散法、埋込法等の方法
で形成可能である。

ところで、上記グレーティングカプラ６ａ、　６ｂから
の回折光がグレーティングカプラ７ａ、　７ｂ側に入射
することを防止するため、光導波路層５には遮光溝９が
設けられたり、あるいは、グレーティングカプラ６ａ、
　６ｂの形状設定を行なう必要がある。

上記遮光溝９の形成法としては、光導波路層５の所定位
置をエツチング等で除去し、溝を形成することにより形
成することができ、また遮光性をより良くするために、
この溝９に金属等を蒸着したり、溝中に不透明物質を充
填してもよい。

尚、遮光溝９が無い場合でも光ピックアップの基本動作
にはそれほど影響しないため、検知信号のＳ／Ｎ比がや
や下がることを除けば、遮光溝９を設けなくともよい。

次に、導波路プリズムレンズ８ａ、　８ｂは、図示の実
施例においては、装荷型モードインデックスレンズタイ
プを示しているが、この他、屈折率分布型のレンズ等で
もよい、また、形状は非球面レンズタイプとなっている
が、非球面レンズタイプに限ることなく、その他の形状
でもよく、フレネルレンズタイプ、ジオデミツクレンズ
タイプ、ルーネブルクレンズタイプやグレーティングレ
ンズタイプ等の形式のものを用いることもできる。

また、導波路プリズムレンズ８ａ、　８ｂの形成方法と
しては、真空蒸着法、スパッタリング法、ｃｖＤ法、塗
布法等の方法で成膜後、選択的にエツチングするか、若
しくはリフトオフ法等により成形され形成される。

また、この導波路プリズムレンズ８ａ、　８ｂは、光導
波路層５に装荷する方法の他、イオン交換法や不純物拡
散法、イオン注入法、埋込法等の方法により、光導波路
層５中に直接形成することもできる。尚、導波路プリズ
ムレンズ８ａ、　８ｂの形成材料としては、誘電体、金
属、半導体、有機物質等、種々の材料が適用可能である
。

以上、第１図及び第２図に示した実施例における本発明
による光磁気情報記録媒体の光ピックアップ部の構成及
び構造について説明したが、次に。

第１図及び第２図に示した光ピックアップ部における記
録信号及び各種誤差信号の検出方法について説明する。

先ず、第２図のＡ方向に光源１からの出射光の偏波面方
向を設定する。

光源１から出射され、集光レンズ３によって光磁気記録
媒体４の情報記録面に集光され、光磁気記録媒体４の情
報記録面から反射された戻り光は、光磁気記録媒体４の
情報記録面の反射位置における情報記録磁化の磁界によ
る磁気光学効果（磁気カー効果あるいはファラデイー効
果）により、偏波面が微小角（±θｋ）回転される。

ここで、上記微小角が＋θにの場合の情報を「１」、−
θにの場合の情報をｒＱＪとする。

また、光検出器１１の各光検知器１１ａ、　ｌｌｂ、　
ｌｌｃ。

ｌｉｄの各出力を夫々ａ、ｂ、Ｑ、ｄとし、光検知器１
０ａ、　１０ｂの各出力を夫々ｅ、ｆとすると、記録信
号ΔＳは、 Δ５＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ） と定義される。

ここで、光ピックアップの合焦時における上記記録信号
ΔＳが、光磁気記録媒体４からの戻り光の偏波面の回転
角θｋが０の時にΔＳ＝０となるように検出回路（図示
せず）の回路定数を調節しておく。

今、光磁気記録媒体４の読み取り位置における記録情報
が「１」の場合、第２図において戻り光の偏波面が微小
角＋θに回転される。このため、グレーティングカプラ
ー６ａ、　６ｂの内、グレーティングカプラー６ａ側の
先導波路層５への回折効率が、グレーティングカプラー
６ｂ側より高くなり、各光検知器１１ａ、　ｌｌｂ、　
ｌｌｃ、　ｌｉｄの出力の関係は、ａ　＋　ｂ　＞　ｃ
　＋　ｄ となり、記録信号ΔＳは、 ΔＳ〉０ となる。

また、記録情報が「１」の場合には、第２図において戻
り光の偏波面が微小角−θに回転されるため、グレーテ
ィングカプラー６ａ、　６ｂの内、グレーティングカプ
ラー６ｂ側の光導波路層５への回折効率が、グレーティ
ングカプラー６ａ側より高くなり、各光検知器１１ａ、
　ｌｌｂ、　ｌｉｅ、　ｌｉｄの出力の関係は、 ａ　＋　ｂ　＜　ｃ　＋　ｄ となり、記録信号ΔＳは、 ΔＳ＜０ となる。

したがって、記録信号ΔＳの正負の符号を判別すること
により、２値化された記録情報の検出を行なうことがで
きる。

次に、フォーカシング誤差信号の検出において、前述し
たように光検出器１１の各光検知器１１ａ、　ｌｌｂ。

１１ｃ、　ｌｉｄの各出力を夫々ａ、ｂ、Ｑ、ｄとする
と、フォーカシング誤差信号ΔＦは、 ΔＦ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ） と定義される。

また、光ピックアップが合焦位置にあるときの各光検知
器１１ａ、　ｌｌｂ、　ｌｉｅ、　ｌｌｄの出力の関係
が、ａ＝ｂ　　かつ　ｃ　＝ｄ となるように回路定数を調整しておき、合焦位置にある
ときのフォーカシング誤差信号ΔＦが、ΔＦ＝０ となるようにしておく。

今、第１図及び第２図において、光ピックアップが合焦
位置より光磁気記録媒体４の方へ近づいた場合、光磁気
記録媒体４からの戻り光の光束は合焦時よりも発散した
光束となるため、各光検知器１１ａ、　ｌｌｂ、　ｌｌ
ｃ、　ｌｌｄの出力の関係は。

ａ　）　ｂ　　かつ　ｄ　＞　ｃ となり、フォーカシング誤差信号ΔＦは。

ΔＦ＞０ となる。

これとは逆に、光ピックアップが合焦位置より光磁気記
録媒体４から離れた場合には、光磁気記録媒体４からの
戻り光の光束は合焦時よりも集束した光束となるため、
各光検知器１１ａ、　ｌｌｂ、　ｌｌｃ。

Ｌｉｄの出力の関係は、 ａ　（ｂ　　かつ　ｄ　＜　ｃ となり、フォーカシング誤差信号ΔＦは、ΔＦ＜０ となる。

したがって、フォーカシング誤差信号ΔＦが、ΔＦ＝Ｏ
となるように集光レンズ３あるいは集光レンズ３と導波
路素子２、若しくは光ピックアップ全体をフォーカシン
グ制御用のアクチュエータ（図示せず）により、光源１
からの出射光の光軸方向に動かすことにより、オートフ
ォーカシングが可能となる。

次に、トラッキング誤差信号の検出において、前述した
ように光検知器１０ａ、　１０ｂの各出力を夫々ｅ、ｆ
とすると、トラッキング誤差信号ΔＴは、ΔＴ＝ｅ−ｆ と定義される。

ここで１合焦時にトラッキング誤差信号ΔＴが、ΔＴ＝
０ となるように回路定数を設定しておけば、集光位置が光
磁気記録媒体４のトラックから外れた場合に、トラッキ
ング誤差信号ΔＴが、 ΔＴ＞Ｏあるいは　ΔＴ＜０ となる。

したがって、トラッキング誤差信号へＴが、ΔＴ＞Ｏあ
るいは　ΔＴ＜。

となった時に、トラッキング制御用アクチュエータ（図
示せず）により、ΔＴ＝Ｏとなるように光磁気記録媒体
４のトラック方向に対して垂直な方向に集光レンズ３あ
るいは集光レンズ３と導波路素子２、若しくは光ピック
アップ全体を動かすことにより、オートトラッキングが
可能となる。

以上、第１＠及び第２図に示した実施例における光ピッ
クアップによる。記録信号及び各誤差信号の検出方法に
ついて説明したが、次に、グレーティングカプラー６ａ
、　６ｂ及び７ａ、　７ｂについて、さらに詳しく説明
する。

第３図は第２図に示す導波路素子２の概略的要部拡大側
面図を示し、グレーティングカプラーの一部のグレーテ
ィングＧを示したものである。

今、このグレーティングＧが入射光に対し、角度θで傾
いている場合を考える。

ここで、光源からの入射波の中心波数をｋ、グレーティ
ングベクトルをＫ、先導波路層の導波モードの伝搬定数
をβ、グレーティングの次数をＮとし、また、空気の屈
折率をｎとすると、グレーティングＧの回折効率の高く
なる条件は、次式（１）％式％ したがって、高回折効率を得るためには、グレーティン
グの次数ＮをＮ＝±１になるようにするとよく、Ｎ＝±
１になるようにすると導波路に結合されない回折光量が
減少され、光の利用効率が増大される。尚、Ｎ＝−１の
場合の方がよい。

また、θ＝０の場合は、光導波路層に結合する光は、第
３図のＡ方向とＢ方向のどちらにも結合されるが、θを
少し大きくすれば、グレーティングベクトルにの値によ
りＡ方向のみ及びＢ方向のみに結合することが可能とな
る。尚、この場合、光源からの出射光と光磁気記録媒体
からの戻り光とを反対の方向に結合させることができ、
θ＝０の場合に比べて情報検知におけるＳ／Ｎ比を増大
させることができる。

このため、実際には、第１図において導波路素子２を光
ピックアップの他の光源１や集光レンズ３に対して紙面
に平行な方向にやや傾けて配置すればよい。尚、この場
合には、トラッキング信号検出用のグレーティングカプ
ラー７ａ、　７ｂでは、光の光導波路Ｊｉ１５への結合
方向が反対となるため。

各グレーティングの格子のピッチが異なることになる。

次に、本発明による光磁気情報記録再生装置の別の実施
例について説明する。

第４図は本発明による光磁気情報記録再生装置の光ピッ
クアップ部に用いられる導波路素子２の別の実施例を示
し、この実施例における導波路素子２の構成は第２図に
示した導波路素子とほぼ同様に構成されているものであ
るが、第２図に示した導波路素子の記録信号検出用のグ
レーティングカプラー６ａ、　６ｂが直線状格子からな
るグレーティングによって構成されていたのに対して、
この実施例におけるグレーティングカプラー６ａ、　６
ｂは、集光グレーティングカプラーを用いて構成されて
いる点と、導波路プリズムレンズ８ａ、　８ｂが省略さ
れている点で構成が異なるものである。

すなわち、第４図に示す導波路素子では、記録信号検出
用のグレーティングカプラー６ａ、　６ｂ自体が集光能
力を持つため、第２図で示した導波路プリズムレンズ８
ａ、　８ｂが省略できるものである。

したがって、第４図に示す導波路素子では、第２図に示
した導波路素子に比べて、コストの低減を図ることがで
きる。

尚、その他の構成については、第２図に示すものと同様
である。

次に、第５図は本発明による光磁気情報記録再生装置の
光ピックアップ部に用いられる導波路素子２のさ、らに
別の実施例を示し、この実施例における導波路素子２の
構成も第２図に示した導波路素子とほぼ同様に構成され
ているものであるが、この実施例では、第２図に示した
導波路プリズムレンズ８ａ、　８ｂのかわりに、導波路
凹面鏡８ｃ、　８ｄが設けられている。

この導波路凹面鏡８ｃ、　８ｄは、前述した先導波路潜
５の遮光溝９と同様な手法で凹面状の溝を作成して形成
したもので、高反射率を必要とするならば、さらに、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ａ１等の反射率の高い金属を溝面に装荷する
。

さて、第５図に示す導波路素子においては、グレーティ
ングカプラー６ａ、６ｂによって回折され光導波路Ｎ５
を導波された光は、この導波路凹面鏡８ｃ、　８ｄによ
り全反射されて光検！Ｅ器１１ａとＨｂ及び１１ｃとｌ
ｉｄの夫々中間位置に集光される。

ここで、フォーカシング誤差信号ΔＦは、導波路プリズ
ムレンズに代えて導波路凹面鏡８ｃ、　８ｄが用いられ
ているため、第２図に示した実施例の場合とは符号が反
対となるが、この点を考慮すれば、前述した場合と同様
、の方法で検知が可能であり、また、オートフォーカシ
ングも同様に行なうことができる。

尚、第５図に示す構成の導波路素子では、第２図に示す
ものと比べて、素子全体をより小さく構成できるという
利点を有する。

次に、本発明による光磁気情報記録再生装置の光ピック
アップ部の別の実施例について第６図を参照して説明す
る。

第６図は光ピックアップの該略的側面構成図を示し、こ
の実施例における光ピックアップ部では。

第１図及び第２図に示す光ピックアップ部の構成に加え
て、光源１と導波路素子２との間にコリメートレンズ１
９、誘電体媒質１６、光ファイバ１７、集光レンズ１８
を新たに挿入したものであり、且つ上記各素子は一体化
された構成と成っている。また、第６図に示す光ピック
アップ部においては、集光レンズ３及びコリメートレン
ズ１９にフレネルレンズを適用した例を示しているが、
その他のタイプのレンズでも同様に適用できるものであ
る。尚、上記コリメートレンズ１５は必ずしも必要とす
るものではない。また、上記光ファイバ１７としては、
偏波面保持型の光ファイバが望ましい。

尚、第６図に示す光ピックアップ部に用いられる導波路
素子としては、第２図に示す導波路素子の他、第４図、
第５図に示す導波路素子も同様に適用できる。

以上、第６図に示す構成の光ピックアップ部においては
、全体の光学系が一体化されているため信頼性が高く、
また、光ファイバ１７を用いているため光源１の配置位
置が自由にとれるので、光源１の種類や配置の自由度が
増すという利点がある。。

次に、光ピックアップ部のさらに別の実施例について第
７図を参照して説明する。

第７図は光ピックアップ部の該略的側面構成図を示し、
この実施例における光ピックアップ部の基本的な構成は
第１図及び９２図に示す光ピックアップ部の構成とほぼ
同様のものであるが、第７図に示す構成の光ピックアッ
プ部においては、導波路素子２の基板１０として、透明
なガラス、誘電体、ポリマ、若しくはその他の透明基板
を使用している。

このため、第７図に示す構成の光ピックアップ部におい
ては、各光検知器１０ａ、１０ｂ、ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌ
ｉｅ。

Ｌｉｄは光導波路層Ｓ上にα−ＳＬ系フォトダイオード
等からなる検知器として装荷される。また、基板ｌＯが
透明基板からならため、光源１からの光を透過するため
の開口部を設ける必要はない、尚、その他の構成は第１
図、第２図に示゛したものと同様である。尚、導波路素
子の平面的構成としては、第２図に示したものの他、第
４図、第５図に示した構成のものも適用可能である。

以上、第７図に示した構成の光ピックアップ部において
は、導波路素子２の基板１０が透明基板からなるため、
光源１からの光を透過するための開口部を設ける工程が
不要となり、基板の作成が容易となり、低コスト化が図
れるという利点を有する。

（効　　果） 以上、本発明による光磁気情報記録再生装置における光
磁気ピックアップ部及び導波路素子の種々の実施例につ
いて説明したが、本発明によれば、光ピックアップ部の
回折格子（グレーティングカプラー）と、この回折格子
からの回折光を検出する光検知器とが、光導波路を形成
する同一の基板上に装荷され一体化されているため、光
ピックアップ部の小型・軽量化を図ることができ、装置
全体の小型化やアクセスタイムの短縮、信頼性の向上、
製造コストの低減を図ることができる。

また、本発明によれば、上記回折格子が、光磁気記録信
号検出用及びトラッキング信号検出用に分離された構成
からなり、且つ、上記記録信号検出用の回折格子は格子
方向が互いに異なる２種の回折格子からなり、上記トラ
ッキング信号検出用の回折格子は上記記録信号検出用の
２種の回折格子の各格子方向とは異なる格子方向を持つ
ため、光源からの出射光の偏波面の方向の設定任意性が
高くなり、光磁気記録媒体の情報記録面のトラック方向
と上記光源からの出射光の偏波面方向とをほぼ一致させ
ることができる。したがって、記録面上に集光されたス
ポット光の光強度分布（通常。

偏波面方向に長軸な楕円形状の分布）の長軸方向をトラ
ック方向に沿った形となるようにすることが可能となる
。

したがって、本発明によれば、光磁気記録媒体のトラッ
ク方向に光源からの出射光の光強度分布の長軸方向を合
せることができるため、情報記録時の光スポツト形状を
トラック方向に長くすることができ、情報の記録密度を
大きくとることができる。また、読み取り時には、信号
成分がより大きく得られるため、Ｓ／Ｎ比が増大され、
信号読み取り時の信頼性が向上される。

また、本発明によれば、光磁気記録媒体のトラック方向
に光源からの出射光の光強度分布の長軸方向を合せるこ
とができるため、光磁気記録媒体に対して光ピックアッ
プ部の光学系の光軸が傾いたような場合にも、トラッキ
ング信号の検出に対する影響が少なくなり、Ｓ／Ｎ比の
低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光磁気情報記録再生装置の一実施
例を示す光ピックアップ部の概略的側面構成図、第２図
は同上光ピックアップ部に用いられる導波路素子の一実
施例を示す導波路素子の概略的平面構成図、第３図は同
上導波路素子のグレーティングカプラの説明に用いられ
る導波路素子の概略的用部拡大側面図、第４図及び第５
図は本発明による光磁気情報記録再生装置の光ピックア
ップ部に用いられる導波路素子の夫々別の実施例を示す
導波路素子の概略的平面構成図、第６図及び第７図は本
発明による光磁気情報記録再生装置の光ピックアップ部
の夫々別の実施例を示す概略的側面構成図、第８図は従
来技術による光磁気情報記録再生装置の一例を示す光ピ
ックアップ部の概略的側面構成図゛、第９図は第８図に
示す光ピックアップ部に用いられる従来の導波路素子の
一例を示す導波路素子の概略的平面構成図である。 １・・・・光源、２・・・・導波路素子、３・・・・集
光レンズ（対物レンズ）、４・・・・光磁気記録媒体、
５・・・・・光導波路層、６ａ、　６ｂ・・・・記録信
号検出用回折格子、７ａ、　７ｂ・・・・トラッキング
信号検出用回折格子、８ａ、　８ｂ・・・・導波路プリ
ズムレンズ、８ｃ、　８ｄ・・・導波路凹面鏡、９・・
・・遮光溝、１０・・・・基板、１０ａ。 １０ｂ、　ｌｌａ、　ｌｌｂ、　ｌｌｃ、　ｌｉｄ　”
光検知器、１３−−−・開口部、１４・・・・光磁気記
録用の電磁コイル、１５・・・バッファ層、１６・・・
・誘電体媒質、１７・・・・光ファイバ、１８・・・・
集光レンズ、１９・・・・コリメートレンズ。 第１図 １ム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光磁気記録方式をとる光磁気情報記録再生装置において
   、光ピックアップ部が、光源と、この光源からの光を光
   磁気記録媒体の情報記録面に集光する光学系と、上記光
   磁気記録媒体の情報記録面からの反射光を回折せしめる
   回折格子と、該回折格子からの回折光を検出する光検知
   器とを備えてなり、上記回折格子と上記光検知器とは光
   導波路を形成した同一基板上に装荷され、上記回折格子
   は記録信号検出用及びトラッキング信号検出用に分離さ
   れた構成からなり、上記記録信号検出用の回折格子は格
   子方向が互いに異なる２種の回折格子を有し、上記トラ
   ッキング信号検出用の回折格子は上記記録信号検出用の
   ２種の回折格子の各格子方向とは異なる格子方向を持つ
   ことを特徴とし、且つ、上記光磁気記録媒体の情報記録
   面のトラック方向と上記光源からの出射光の偏波面方向
   とがほぼ一致していることを特徴とする光磁気情報記録
   再生装置。