JPH0212620A - 光ヘッド装置 - 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） この発明は、いわゆる書換え型（Ｅ−ＤＲＡＷ）の光磁
気ディスク装置の記録、再生に用いる光ヘッド装置に関
する。

（従来の技術） 光磁気ディスクの従来の光ヘッド装置には種々のタイプ
のものがあるが、本発明者が、これまでに提供した光ヘ
ッド装置を第２図に示す。光源である半導体レーザ１の
放射光２は、コリメーティングレンズ３でコリメート光
４に変換され、偏光ビームスプリッタ５を透過し、全反
射プリズム６で全反射されて光路を９０°折り曲げ、収
束レンズ７でディスク面８に収束される。光デイスク面
からの反射光は逆の経路で偏光ビームスプリッタ５で反
射される。反射された光は収束レンズ９で収束光に変換
され、反射型格子レンズ２２に入射する。この入射光は
、格子レンズ２２により、回折され、８分割光検出器２
４上の６個光検出素子からなる第１群光検出素子に入射
する。Ｏ次回指光は偏光プリズム２３により直交する２
つの偏光光に分割され、２個の光検出素子から成る第２
群光検出素子に入射する。第３図は、第２図の格子レン
ズ２２と８分割光検出器２４との関係を説明するための
部分斜視図である。第３図では、格子レンズ内の分割領
域とトラックとの方向関係を示すため雪路線２５を介し
て収束レンズ７とディスク面８を同時に示しである。ま
た、２つの光検出器２９゜３０は、４分割検出器３１．
３２．３３．３４の両側に配置している力置第２図のよ
うに上下に配置することもでき、機能的には差はない。

反射型格子レンズ２２は、４つの格子レンズ領域から成
り、収束レンズ９の光軸と交わる線３５を境に焦点距離
と回折方向の異なるＡ領域格子レンズ（第１の領域）３
６とＢ領域格子レンズ（第２の領域）３７に分けられ、
さらに、分割線３５上にはＡ領域格子レンズ３６、及び
Ｂ領域格子レンズ３７と焦点距離、回折方向の異なるＣ
領域格子レンズ（第３の領域）３８、Ｄ領域格子レンズ
（第４の領域）３９がそれぞれ形成されている。Ａ領域
格子レンズ３６は０次回折光５９の収束点から発散する
球面波と８分割光検出器２４の分割線上の点４０から発
散する球面波との干渉縞に相当する格子パターンを持っ
ている。Ｂ領域格子レンズ３７は０次回折光５９の収束
点から発散する球面波と８分割光検出器２４の分割線上
の点４１から発散する球面波との干渉縞に相当する格子
パターンを持っている。Ｃ領域格子レンズ３８は０次回
折光５９の収束点から発散する球面波と、８分割光検出
器の光検出素子３０上の点４２から発散する球面波との
干渉縞に相当するパターンを持っている。Ｄ領域格子レ
ンズ３９は０次回折光５９の収束点から発散する球面波
と、８分割光検出器の光検出素子２９上の点４３から発
散する球面波との干渉縞に相当するパターンを持ってい
る。

第３図では格子のピッチは配置をわかりやすくするため
に実際より大きく書いである。このような反射型格子レ
ンズ２２を用いているのでディスク面８から反射して反
射型格子レンズに入射する光は、回折光５５．５６．２
６及び２７として８分割光検出器上の点４０、４１．４
３及び４２に各々収束到達する。又、回折を受けなかっ
たＯ次回折光５９は、偏光プリズム２３で直交する２つ
の偏光光に分割され、８分割光検出器２４上の光検出素
子５７．５８に収束到達する。

第４図は８分割光検出器２４の中央部の６分割検出素子
上の回折光の状態を説明するための図である。

第４図（ａ）はディスク面８上に光ビーム、が収束して
いる合焦状態を示す図、Ａ領域格子レンズ３６からの回
折光５５およびＢ領域格子レンズ３７からの回折光５６
は８分割光検出器２４の第２分割線４５に、第２分割線
４５をはさんで各々収束する。第４図（ｂ）はディスク
面８が変位して収束レンズ７から遠ざかったデフォーカ
ス状態の回折光を示す図である。回折光５５．５６は８
分割光検出器２４の光検出素子３３および光検出素子３
２にそれぞれ入射し、光検出素子３１および光検出素子
３４には入射しない。

第４図（ｅ）はディスク面８が変位して収束レンズ７に
近づいたデフォーカス状態の回折光を示す図である。回
折光５５．５６は８分割光検出器２４の光検出素子３１
と光検出素子３４にそけぞれ入射し、光検出素子３３と
光検出素子３２には入射しない。したがって、８分割光
検出器２４の中央の４光検出素子３１．３２．３３゜３
４の出力を８１．８２８３．８４とすれば、焦点誤差信
号は（８１＋　８４）　−（８２＋　８３）から得られ
る。

一方、トラッキング誤差信号は、ディスク面８上の絞り
込みスポットがトラックの中心がずれるともどり光の強
度分布がアンバランスになることを利用する。格子レン
ズ２２のＣ領域格子レンズ３８の中心とＤ領域格子レン
ズ３９の中心を結ぶ線が収束レンズ９の光軸と格子レン
ズが交わる点を含み、かつ、収束レンズ９の光軸方向か
ら見た場合ディスクのトラッキング誤差方向と平行にな
るようにしておく。トラック誤差が発生するとＣ領域格
子レンズ３８に入射する光量とＤ領域格子レンズ３９入
射する光量に差が生じる。この光量差は、２つの光検出
器２９゜３０の出力差として検出するこてができ、この
信号の正負により、トラッキング誤差方向も検知するこ
とができる。

ＲＦ倍信号差動検出法により検出する。光磁気ディスク
装置では偏光面が回転するカー効果を利用して情報を読
み出している。第５図は、ディスクに入射前後の偏光光
の状態を示したものである。

ディスクからの反射光の偏光面は、入射光の偏光面に対
して回転する。この回転方向は記録信号の有無により異
なる。この回転角度は、約０．２度程度と非常に小さく
この回転により生じた信号偏光成分１５．１６はわずか
なものである。このわずかな信号偏光成分より、高い再
生信号のＣ／Ｎ比を得るためには、この信号偏光成分を
１５．１６を低損失で信号系に導くことと、効率の良い
検出方法が必要とされる。格子レンズは、表面を金属膜
でおおわれ、回折効率に偏光依存性をもっている。例え
ば、格子ピッチ１．４ｐｍ、格子深さ０．１４ｐｍの表
面を金でコーティングした格子レンズは、入射角度６０
度で、格子溝に直交する偏光成分を、２０％だけ回折さ
せ、もう一方の格子溝に平行な偏光成分をほとんど回折
させずに、低損失で０次光として反射させることができ
る。そこで信号偏光成分を、格子溝に平行することによ
り、低損失で２分割光検出素子５７．５８へ到達させる
ことができ、それに直交する偏光成分からの２０％の回
折光により誤差信号を検出する。検出方法としては差動
検出法が有効な手段である。

差動検出法は光学軸がＸ軸より４５°傾むいた偏光プリ
ズムを挿入することにより、信号偏光光１２．１３をこ
の光学軸方向１７と、それに直交する方向１８の成分に
分けて、２分割光検出素子５７．５８へ導いて検出する
方法で、Ｒｐ倍信号、この２つの信号電圧の差より得ら
れる。この検出方法では効率良く信号が取り出せ同相成
分の雑音を除去できる特徴がある。格子レンズの表面を
金属でおおった場合、格子レンズの溝の方向に平行な偏
光光と、それに直交する偏光光とでは、反射後の位相変
化が異なり、位相差が生じる。第６図は、金属膜をＡｕ
としたときの反射面の入射角度に対する偏光間の位相差
を示したものである。格子レンズでは入射角度が６０度
のとき、単なる金属面のときより、わずかに大きい４５
°の位相差が生じる。格子レンズを光ヘッドに用いる場
合、第５図のカー効果により生ずる信号偏光成分１５．
１６と、それに直交する偏光成分を上記の偏光方向に一
致させるので、反射により生じた位相差により再生信号
のＣ／Ｎ比が劣化してしまう。第７図は、偏光間の位相
差と信号劣化量との関係を示したもので、位相差が９０
度のときは、全く再生信号が検出できなくなる。そこで
、格子レンズの金属反射により生じた位相差分だけを補
償できる位相補償板１０を挿入することによりＣ／Ｎ比
の劣化を解′決していた。

（発明が解決しようとする課題） 上述した光ヘッド装置では、位相補償手段として水晶な
どの複屈折性結晶を用いた透過型の位相補償板を用いて
いるため光ヘッド装置の光学系をコンパクトにまとめる
ことが困難である。

本発明の目的は、上記欠点を解消して、コンパクトな光
ヘッド装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の光ヘッド装置は光源と前記光源からの光を記録
媒体上に絞り込む結像レンズ系と、前記記録媒体からの
反射光を前記結像レンズ系の光軸外に取り出す偏光ビー
ムスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタで取り出し
た前記反射光の特定の偏光を主に回折する、異なる特性
の複数領域から成る金属反射型格子レンズと、前記格子
レンズの反射光から読出し信号を検出する偏光プリズム
と２分割光検出器から、成る検出系と、前記格子レンズ
の回折光から焦点誤差信号及びトラッキングの誤差信号
の検出を行う６分割光検出器とから構成されている光ヘ
ッド装置において、前記読出し信号検出系に入射する光
の偏光間位相差を補償する全反射プリズムを、記録媒体
からの反射光軸上で前記偏光プリズムまでの間に設けた
ことを特徴とする。

（作用） 本発明の作用・原理は次の通りである。本発明の光ヘッ
ド装置は、従来の光ヘッド装置で用いている透過型の位
相補償板を、全反射プリズムで実現している。この全反
射プリズムは、光を高屈折率側から臨界角以上の角度で
低屈折率との界面へ入射させた場合、全反射が起こり、
Ｐ、Ｓ各偶光で全反射による位相のとびが生じ、その値
が異なるため、反射後、偏光間に位相差が生じる現象を
利用している。この位相差は、プリズムの屈折率及び、
界面への入射角度により制御できる。−例として、第８
図は入射角を４５°に一定したとき、位相差と屈折率の
関係を示したもので、第９図は、屈折率を１．５とした
ときの位相差と入射角度の関係を示したものである。こ
の全反射プリズムは反射型のため光学系を折りたたむこ
とができ、コンパクトにすることができる。

（実施例） 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す平面図で、従来
技術と同じものは同じ符号で示している。この例では、
偏光ビームスプリッタから取り出した光ディスクからの
反射光を全反射プリズム６０で反射させ偏光間位相差を
補償している。この位相補償手段は、作用で述べた前者
の方法をとっている。入射角を４５°にしたとき、格子
レンズにより生ずる位相差４５°を得るために、屈折率
１．５５のガラスを使用している。第１０図は、本発明
の第２の実施例に用いる全反射プリズム６１を示す図で
、位相補償手段として後者の方法をとっている。屈折率
１．５のガラスを使用して、４５°の位相差を得るため
に、入射角度を５０°にしている。

これらの位相補償手段は収束レンズ７と偏光プリズム２
３の間に設置することで効果を発揮することができる。

（発明の効果） 本発明の光ヘッド装置は、位相補償手段として全反射プ
リズムを利用することにより、光ヘッド装置をコンパク
トにまとめることができる。また全反射プリズムとして
安価なガラスが利用でき、低価格な光ヘッド装置も提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す平面図、第２図は従
来の光ヘッド装置の一例を示す斜視図、第３図は従来の
光ヘッド装置の部分斜視図、第４図は８分割検出器上の
回折光状態を説明するための図、第５図は光磁気ディス
ク反射前後での偏光光の状態を説明するための図、第６
図は金属反射により生ずる位相差を示す図、第７図は偏
光間の位相差による信号劣化を示す図、第８図はプリズ
ムの屈折率と位相差の関係を示す図、第９図は入射角度
と位相差の関１・・・半導体レーザ、２・・・放射ビー
ム、３・・・コリメーティングレンズ、４・・・コリメ
ートビーム、５・・・偏光ビームスプリッタ、６・・・
反射鏡、７・・・収束レンズ、８・・・光デイスク面、
９・・・収束レンズ、１０・・・位相補償板、６０．６
１・・・全反射プリズム、１２・・・信号が有る場合の
偏光光、１３・・・信号が無い場合の偏光光、１４・・
・入射光の偏光方向、１５．１６・・・信号偏光成分、
１７・・・偏光プＪズムの光学軸に平行な方向、１８・
・・偏光プリズムの光学軸に垂直な方向、２２．３６．
３７．３８．３９・・・反射型格子レンズ、２３・・・
偏光プリズム、２６，２７５５．５６・・・回折光、５
９・・・０次回折光、２４・・・８分割光検出器、２９
．３０．３１．３２゜３３、３４．５７．５８・・・光
検出素子、４０．４１．４２．４３・・・収束点、２５
・・・省略線◇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光源と前記光源からの光を記録媒体上に絞り込む結像
   レンズ系と、前記記録媒体からの反射光を前記結像レン
   ズ系の光軸外に取り出す偏光ビームスプリッタと、前記
   偏光ビームスプリッタで取り出した前記反射光の特定の
   偏光を主に回折する、異なる特性の複数領域から成る金
   属反射型格子レンズと、前記格子レンズの反射光から読
   出し信号を検出する偏光プリズムと２分割光検出器から
   成る検出系と、前記格子レンズの回折光から焦点誤差信
   号及びトラッキングの誤差信号の検出を行う６分割光検
   出器とから構成されている光ヘッド装置において、前記
   読出し信号検出系に入射する光の偏光間位相差を補償す
   る全反射プリズムを、記録媒体からの反射光軸上で前記
   偏光プリズムまでの間に設けたことを特徴とする光ヘッ
   ド装置。