JPH03292651A - 光磁気再生装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光磁気再生装置に関する。

〔従来の技術〕

光磁気再生装置は従来種々のものか提案されている（例
えは特開昭６３−１８４９３６号公報）。

第８図は従来の光磁気再生装置の構成を示すものである
。この光磁気再生装置においては、半導体レーザ１から
のレーザ光をコリメータレンズ２、ビームスプリッタ３
．４および対物レンズ５を経て光磁気記録媒体６に投射
し、その反射光を対物レンズ５を経てビームスプリッタ
４に入射させ、その反射光を１／２波長板７を経て偏光
ビームスプリッタ８に入射させて透過光および反射光を
得、これらをそれぞれ光検出器９ａ、　９ｂて受光し、
それらの出力の差を差動増幅器１０で検出して再生信号
を得るようにしている。ここで、１／２波長板７はその
進相軸または遅相軸の方位が、光磁気記録媒体６に入射
するレーザ光の直線偏光の方向に対して２２．５°に設
定され、これにより入射光の偏光面を４５°回転させて
偏光ビームスプリッタ８に入射させるようにしている。

また、光磁気記録媒体６からの反射光のうち、ビームス
プリッタ４を透過した光は、ビームスプリッタ３で反射
させた後、集光レンズ１１およびシリンドリカルレンズ
１２を経て４分割した受光領域を有する光検出器１３で
受光し、その出力に基づいて対物レンズ５の光磁気記録
媒体６に対する焦点状態を検出するようにしている。な
お、検出器１３は、集光レンズ１１の結像位置とシリン
ドリカルレンズ１２の焦点位置との中間に配置され、光
磁気記録媒体６が対物レンズ５の焦点位置に位置する合
焦状態で、光検出器１３上に入射するビームスポットの
断面形状かほぼ円形となるようになっている。

第９図Ａ−Ｇは、第８図に示した従来の光磁気再生装置
における各光路での偏光状態と、ジョーンズベクトルと
を示すものである。第９図Ａに示すように、半導体レー
ザ１からの出射光を直線偏光で、ビームスプリッタ３を
透過してビームスプリッタ４に入射する振幅を１とする
と、このレーザ光はビームスプリッタ４を第９図Ｂに示
すように直線偏光のまま透過し、その振幅はビームスプ
リッタ４での透過率をＴｐとすると、ｒｌとなる。

また、光磁気記録媒体６での反射光は、光磁気記録媒体
６での反射率をＲ１磁化の向きによるカー回転角を±θ
にとすると第９図Ｃに示すようになり、この反射光がビ
ームスプリッタ４て反射されると第９図りに示すように
なる。なお、第９図りにおいてＲｐおよびＲｓはそれぞ
れビームスプリッタ４でのＰ偏光およびＳ偏光の反射率
を示し、偏光状態はＳ偏光の反射率を１００％として示
しである。

このビームスプリッタ４での反射光は、１７２波長板７
で偏光面が４５°回転されて第９図Ｅに示すようになり
、この光が偏光ビームスプリッタ８でＰ偏光成分とＳ偏
光成分とに分離されることにより、透過光（Ｐ偏光）お
よび反射光（Ｓ偏光）はそれぞれ第９図Ｆおよび第９図
Ｇに示すように、振幅か同じてカー回転の向きにより逆
相の信号となる。

一方、光検出器１３においては、これか集光レンズ１１
の結像位置とシリンドリカルレンズ１２の焦点位置との
中間に配置されているので、第１０図Ａに示すように光
磁気記録媒体６が対物レンズ５の焦点位置に位置する合
焦状態では、第１１国人に示すように入射ビームスポッ
トの断面形状かほぼ円形となる。

また、第１０図Ｂに示すように、光磁気記録媒体６か合
焦状態から対物レンズ５側に近づくと、対物レンズ５を
透過する反射光が発散光となるため、集光レンズ１１お
よびシリンドリカルレンズ１２の結像位置か第１０図Ａ
のときに比べ遠ざかり、これがため光検出器】３上での
ビームスポットの断面形状は第１１図Ｂに示すように楕
円形となる。

これに対し、第１０図Ｃに示すように光磁気記録媒体６
が合焦状態に対して対物レンズ５から遠ざかると、対物
レンズ５を透過する反射光か収束光となるため、集光レ
ンズ１１およびシリンドリカルレンズ１２の結像位置が
第１０図Ａのときに比べ近づき、これかため光検出器１
３上でのビームスポットの断面形状は第１１図Ｃに示す
ように、第１１図Ｂに示す方向とは９０°異なる方向に
楕円形となる。

したかって、光検出器】３の対角線方向の受光領域の出
力の和の差、すなわち第１１図Ａ−Ｃにおいて４個の受
光領域の出力をａ、　ｂ、　ｃ、　ｄとすると、（（ａ
＋ｃ）　−（ｂ十ｄ））を演算することにより、対物レ
ンズ５の光磁気記録媒体６に対する焦点状態を検出する
ことかできる。

〔発明か解決しようとする課題〕 しかしなから、第８図に示した従来の光磁気再生装置に
あっては、１７２波長板７の方位のずれにより、再生信
号のＣ／Ｎか大きく影響を受けるため、その調整の精度
を厳しくする必要かある。

すなわち、第８図では１７２波長板７を、その結晶の光
学軸か半導体レーザ１からの直線偏光の方向に対して２
２．５°となるように調整して配置する必要があるが、
その設定角度がαずれて２２．５６十αとなる上、偏光
面の回転は４５°＋２αとなる。

このとき、２つの光検出器９ａ、　９ｂの出力差による
信号光強度は、 ＲＴｐ　ｒ１四５ｉｎ２θｋｃｏｓ４α−−−（１）と
なる。また、２つの光検出器９ａ、　９ｂに入射する平
均の光強度の差動アンバランス量は、ＲＴｐ　５ｉｎ４
α（Ｒｐｃｏｓ２θに−ＲＳＳｉｎ２θｋ）　　−−−
（２）となる。

上記（１）および（２）式から明らかなように、誤差α
があると、信号光強度はｃｏｓ４αに比例して減小し、
差動アンバランス量は５ｉｎ４αに比例して増大するこ
とになる。このため、誤差αが微小であってもノイズが
増大し、再生信号のＣ／Ｎが低下することになる。

このように、第８図に示した従来の光磁気再生装置にあ
っては、１７２波長板７の方位のずれによるＣ／Ｎの低
下が大きいため、その調整の精度を厳しくする必要があ
り、これがため組立てか面倒となってコスト高になると
いう問題がある。

なお、上記の問題を解決する方法として、１７２波長板
を用いずに偏光ビームスプリッタ８を第８図において光
軸を中心に４５°回転して配置することが考えられる。

このようにすれば、調整誤差による悪影響が上記の場合
に比べ半分となり、したがって調整精度を半分にできる
が、この場合には偏光ビームスプリッタ８での反射光が
４５°方向に曲がるため、同一平面内に光学系を配置す
ることができなくなり、光学系全体が大形になるという
不具合がある。

また、第８図に示した従来の光磁気再生装置にあっては
、再生信号系と焦点状態の検出系とを別にしているため
、装置が大形になると共に、光学部品点数が多くなって
コストアップになるという問題もある。

この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、光学系の調整誤差による再生信号のＣ／Ｎの低
下を軽減できると共に、部品点数を減らすことができ、
したかって組立てを容易にできると共に、小形にてき、
かつコストも有効に低減できるよう適切に構成した光磁
気再生装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕上記目的を達
成するため、この発明では光磁気記録媒体に対物レンズ
を経て光ビームを照射して情報を読み取る光磁気再生装
置において、前記光磁気記録媒体からの反射光の偏光状
態を、同じ方位、同じ大きさで、磁化の向きに応じて右
回り、左回りの楕円偏光にする第１の光学手段と、この
第１の光学手段からの楕円偏光に非点収差を与えると共
に、その楕円偏光を回転の向きに応じて、長軸の方向が
ほぼ直交する同一方向に回転する楕円偏光にする第２の
光学手段と、この第２の光学手段からの楕円偏光のほぼ
長軸および短軸方向に直交する偏光成分の一方を透過し
、他方を反射する第３の光学手段とを具え、 この第３の光学手段での透過光および反射光に基づいて
情報を読み取ると共に、透過光または反射光に基づいて
前記対物レンズの前記光磁気記録媒体に対する焦点状態
を検出するよう構成する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例を示すものである。この
実施例ては、半導体レーザ２１からのレーザ光をコリメ
ータレンズ２２、ビームスプリッタ２３．１／４波長板
２４および対物レンズ２５を経て光磁気記録媒体２６に
投射し、その反射光を対物レンズ２５．１７４波長板２
４、ビームスプリッタ２３、集光レンズ２７、シリンド
リカルレンズ２８および１７４波長板２９を経て偏光ビ
ームスプリッタ３０に入射させ、その透過光および反射
光をそれぞれ光検出器３１ａ、　３１ｂで受光する。

こ二で、１／４波長板２４はその進相軸または遅相軸の
方位か、光磁気記録媒体２６への入射光の偏光面に対し
て０°、すなわち直線偏光の方向に一致するように配置
し、１７４波長板２９はその結晶の光学軸の方位か、光
磁気記録媒体２６への入射光の偏光面すなわち半導体レ
ーザ２１からのレーザ光の直線偏光の方向に対して４５
°となるように配置する。

また、シリンドリカルレンズ２８は、その曲率を持つ方
向が、光磁気記録媒体２６のトラック方向を第１図に示
すように定義したとき、光軸回りにトラック方向に対し
ほぼ４５°の角度を成すように配置する。

さらに、光検出器３１ａ、３１ｂは、第２図に示すよう
に一方の光検出器、この実施例では光検出器３１ａを４
分割した受光領域をもって構成し、他方の光検出器３１
ｂは１個の受光領域をもって構成する。

これら光検出器３１ａ、　３１ｂは、光軸方向において
集光レンズ２７の結像点とシリンドリカルレンズ２８の
結像点とのほぼ中間に配置すると共に、さらに光検出器
３１ａは４個の受光領域の分割線方向が、光磁気記録媒
体２６のトラック方向およびそれと直交する方向に一致
するように配置して、対角線方向にシリンドリカルレン
ズ２８による非点収差が発生するようにする。

このようにして、この実施例では、光検出器３１ａの４
個の受光領域の出力ａ　−ｄの和と、光検出器３１ｂの
出力との差を差動増幅器３２て検出して再生信号を得、
光検出器３１ａの対角線方向の受光領域の和（ａ＋ｃ）
、　（ｂ＋ｄ）の差（（ａ＋ｃ）　−（ｂ＋ｄ））を差
動増幅器３３で検出して対物レンズ２５の光磁気記録媒
体２６に対する焦点状態を表すフォーカスエラー信号を
得、また光検出器３１ａのトラック方向を境とする受光
領域の和（ａ＋ｂ）、　（ｃ十ｄ）の差（（ａ＋ｂ）−
（ｃ＋ｄ））を差動増幅器３４で検出して光磁気記録媒
体２６上でのトラックに対するビームスポットの位置状
態を表すトラックエラー信号を得るようにする。

以下、この実施例における再生信号系の動作を、第３図
Ａ−Ｉに示す各光路での偏光状態およびジョーンズベク
トルを参照しながら説明する。

第３図Ａに示すように、半導体レーザ２１からの出射光
を直線偏光で、その振幅を１とすると、このレーザ光は
ビームスプリッタ２３を第３図Ｂに示すように直線偏光
（Ｐ偏光）のまま透過し、その振幅はビームスプリッタ
２３での透過率をＴＩ）とすると、Ｇとなる。したがっ
て、このビームスプリッタ２３での透過光か方位Ｏ０の
１７４波長板２４を通ってもＳ偏光成分か零であるため
、第３図Ｃに示すようにその偏光状態は変化しない。

次に、１７４波長板２４を通った光か光磁気記録媒体２
６に入射すると、その反射光は光磁気記録媒体２６に記
録されている情報すなわち磁化の向きに応じて、第３図
りに示すように±θにのカー回転を受ける。なお、第３
図りにおいてＲは光磁気記録媒体２６ての反射率を示す
。この反射光か再び１／４波長板２４に入射すると、該
入射光にはＳ偏光成分か存在するため位相か９０°ずれ
、したかって±θに回転した光は第３図Ｅに示すように
右回りと左回りの同じ大きさの楕円偏光となる。この１
７４波長板２４を通った光磁気記録媒体２６からの反射
光がビームスプリッタ２３て反射されると、ビームスプ
リッタ２３てのＰ偏光およびＳ偏光の反射率をそれぞれ
ＲｐδよびＲｓとすると第３図Ｆに示すように楕円の形
か変化する。なお、第３図ＦではＲｓ＝１としているた
め、Ｐ偏光成分だけか小さくなっている。

その後、シリンドリカルレンズ２８を透過した後、方位
４５°の１７４波長板２９を通ると、楕円偏光の回転の
向きに応じて、第３図Ｇに示すように同一方向に回転し
、長軸の方向か直交する楕円偏光となる。ここで、楕円
偏光の長軸の方向はＰまたはＳ偏光の方向に、短軸の方
向はＳまたはＰ偏光の方向にそれぞれ一致する。したか
って、偏光ビームスプリッタ３０の透過光および反射光
はそれぞれ第３図ＨおよびＩに示すように逆相となり、
これら透過光および反射光をそれぞれ受光する光検出器
３１ａの４分割受光領域の出力の総和と光検出器３１ｂ
との出力差を差動増幅器３２て検出することにより再生
信号か得られる。

次に、この実施例において、１／４波長２４および２９
の方位の精度か、再生信号にどのように影響するかにつ
いて説明する。

先ず、ビームスプリッタ２３と光磁気記録媒体２６との
間の１／４波長板２４か、方位０°から角度αだけずれ
た場合を考えると、この場合の１７４波長板２４のジョ
ーンズマトリックスは、 となる。この１／４波長板２４を一度通過した後、光磁
気記録媒体２６により反射され、カー回転を受けて再び
通過すると、ジョーンズベクトルは、となる。したがっ
て、その後の光学系が理想的に調整されているものとす
ると、２つの光検出器３１ａ、　３１ｂの出力差による
信号光強度は、ＲＴｐ　ＦＷ四５ｉｎ２θｋ　ｃｏｓ２
α−−−（３）となり、（１）式に比べｃｏｓ４αがｃ
ｏｓ２αとなって、誤差αによる信号の低下が小さくな
る。また、２つの光検出器３１ａ、　３１ｂに入射する
平均の光強度の差動アンバランス量は発生せず、ノイズ
の増加もない。

次に、ビームスプリッタ２３と偏光ビームスプリッタ３
０との間の１７４波長板２９が、方位４５°から角度α
だけずれた場合を考える。この場合の信号光強度は上記
（３）式と同様に、ｃｏｓ　２αに比例して低下する。

また、差動アンバランス量は、ＲＴｐ　ｓｉｎ”　２α
（Ｒｐ　ｃｏｓ２θに−Ｒｓ　５ｉｎ２θｋ）　　−−
−（４）となり、（２）式に比べ５ｉｎ４αか５ｉｎ２
２αとなってかなり小さくなる。

以上のように、この実施例によれば２枚の１／４波長板
２４．２９の方位が多少ずれても、再生信号のＣ／Ｎに
与える影響は第８図に示した従来例の半分以下となる。

したがって、光学系の組立てが容易にでき、調整コスト
を低減することか可能となる。

また、再生信号検出光学系とエラー信号検出光学系とを
共有化するようにしたので、第８図に示した従来のもの
に比べて光学部品点数を少なくでき、したがって小形に
できると共に、コストも有効に低減することかできる。

第４図はこの発明の第２実施例を示すものである。この
実施例は、第１図において１／４波長板２４を配置する
代わりに、ビームスプリッタ２３の反射面に、光磁気記
録媒体２６からの反射光のＰ偏光成分およびＳ偏光成分
間に９０°の位相差を発生させるコーティング２３ａを
施して同様の作用を行わせるようにすると共に、シリン
ドリカルレンズ２７および１７４波長板２９を用いる代
わりに、表面に誘電体多層膜３５ａを有する平行平板３
５を用いて同様の作用を行わせ、さらに偏光ビームスプ
リッタ３０として入射角依存性の少ない偏光膜３０ａを
用いるようにしたもので、その他の構成は第１図と同様
である。

コーティング２３ａは、ビームスプリッタ２３の硝材か
ＢＫ７の場合には、例えば第５図に示すように、ＴｌＯ
２および５１０２の誘電体物質を交互に１１層蒸着して
構成する。このようにしてコーティング２３ａを構成す
れば、入射角度４５°でＰ偏光成分とＳ偏光成分との間
に９０°の位相差を持ち、かつ所望の反射率および透過
率を有するものを得ることができる。また、偏光ビーム
スプリッタ３０の入射角依存性の少ない偏光膜３０ａも
、同様に高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とをそれらの
薄膜の厚さを適当にして交互に多層積層して構成する。

さらに、平行平板３５は、その法線を光軸に対して所定
の角度θ傾けると共に、Ｐ偏光方向かトラック方向に対
してほぼ４５°となるように光軸回りに回動させて配置
する。このように、平行平板３５をその法線か光軸に対
して所定の角度θ傾くように配置することにより、平行
平板３５に対してＰ偏光方向とＳ偏光方向とを定義する
と共に、収束光か入射したときに非点収差を発生させて
シリンドリカルレンズと同様の機能を持たせる。したか
って、この平行平板３５の表面に誘電体多層膜３５ａを
コーティングすれば、Ｐ偏光方向に対するＳ偏光方向の
位相差を変化させることかできる。

二の実施例では、平行平板３５により、方位４５゜で位
相差９０°を与えるため、表面の誘電体多層膜３５ａを
、平行平板３５の入射面と射出面とを合わせた位相差か
９０°で、Ｐ偏光方向の方位か４５°となるように構成
する。このような誘電体多層膜３５ａは、平行平板３５
の硝材かＢＫ７の場合には、例えば第６図に示すように
、平行平板３５の両表面に傾き角θ＝３０°で、ＴｌＯ
２および５１０２を１１層ずつ所定の厚さてコートする
ことにより得ることかできる。なお、この誘電体多層膜
３５ａは、収束光か入射するため、好適には入射光の角
度依存性か少なくなるように設計する。

以上のように、この実施例によれば、高価な１７４波長
板を用いる必要がないと共に、シリンドリカルレンズの
機能を平行平板で代用するようにしたので、コストを大
幅に低減できると共に、より小形化が可能となる。

第７図ＡおよびＢはこの発明の第３実施例を示すもので
ある。この実施例は、第４図においてビームスプリッタ
２３と対物レンズ２５との間に全反射ミラー３６を配置
して光束をほぼ直角に折り曲げるようにすると共に、こ
の全反射ミラー３６にも単層または多層のコーティング
３６ａを施し、このコーティング３６ａとビームスプリ
ッタ２３の反射面に施したコーティング２３ａとの協働
により、光磁気記録媒体２６からの反射光のＰ偏光成分
およびＳ偏光成分間に９０°の位相差を発生させるよう
にしたもので、その他の構成は第４図と同様である。

このように、全反射ミラー３６により光束をほぼ直角に
折り曲げるようにすれば、光学系全体をより小形化する
ことかでき、また全反射ミラー３６のコーティング３６
ａと、ビームスプリッタ２３のコーティング２３ａとに
よって反射光の９０°の位相差を得るようにすれば、こ
れらコーティング２３ａおよび３６ａの設計の自由度を
拡大することができる。

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、第１図においてはシリンドリカルレンズ２８により非
点収差を発生させるようにしたが、シリンドリカルレン
ズ２８を用いる代わりに、非点収差を発生させる公知の
ホログラムを平行平板に形成し、この平行平板と１７４
波長板２９とを接合させてもよく、また１７４波長板２
９に直接ホログラムを形成して非点収差を発生させるよ
うにしてもよい。また、第１図では２枚の１／４波長板
２４および２９をそれぞれ方位０°および４５°に配置
するようにしたが、これらはそれぞれ方位９０°および
一４５°に配置してもよい。さらに、上述した実施例で
は、光検出器３１ａを４分割した受光領域をもって構成
したが、他方の光検出器３１ｂを４分割した受光領域を
もって構成して、同様にフォーカスおよびトラックエラ
ー信号を検出するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述したように、この発明によれば、光学系の調整誤差
による再生信号のＣ／Ｎの低下を大幅に軽減できるので
、光学系の組立てを琴易にでき、調整コトスを有効に低
減てきる。また、情報再生系と焦点状態検出系とを共有
化することにより、部品点数を減らすことかできるので
、小形化およびより低コスト化か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す図、第２図は第１
図に示す光検出器とその信号処理回路の構成を示す図、 第３図Ａ−Ｉは第１図の再生信号系の動作を説明するた
めの図、 第４図はこの発明の第２実施例を示す図、第５図および
第６図は第４図の部分詳細図、第７図ＡおよびＢは二の
発明の第３実施例を示す図、 第８図、第９図Ａ−Ｇ、第１０図Ａ−Ｃおよび第１１図
Ａ−Ｃは従来の技術を説明するための図である。 ２１−半導体レーザ　　　２２・・・コリメータレンズ
２３−ビームスプリッタ　２３ａ・−コーティング２４
．２９−１／４波長板　　２５一対物レンズ２６一−光
磁気記録媒体　　２７・−集光レンズ２８−シリンドリ
カルレンズ ３〇−偏光ビームスブリツタ ３０ａ゛偏光膜　　　　　３１ａ、　３１ｂ　　光検出
器３２、３３．３４−一差動増幅器　３５−平行平板３
５ａ　　−誘電体多層膜　　３６−・全反射ミラー３６
ａ　−コーティング Ｆラッグ方向 第４図 第５図 戻りπ 第３図 （ｊ） ５℃） ５（み） ぐ＝：） 四（２ジ’ｒ’ｆｊ＆）） ■ １ご　α雇ＣＯ５９１ブ丙４Ｉガρつ 第７図 Ａ ローｆ３ 第９図 （ｆＯ） （で）慢（：） ン×て 坏にフ：：：） ｐワＨ（ＪＦｒｃｏｓθ〒イｉデ１９４）第１１ 第１１ ご

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光磁気記録媒体に対物レンズを経て光ビームを照射
   して情報を読み取る光磁気再生装置において、 前記光磁気記録媒体からの反射光の偏光状 態を、同じ方位、同じ大きさで、磁化の向きに応じて右
   回り、左回りの楕円偏光にする第１の光学手段と、 この第１の光学手段からの楕円偏光に非点 収差を与えると共に、その楕円偏光を回転の向きに応じ
   て、長軸の方向がほぼ直交する同一方向に回転する楕円
   偏光にする第２の光学手段と、 この第２の光学手段からの楕円偏光のほぼ 長軸および短軸方向に直交する偏光成分の一方を透過し
   、他方を反射する第３の光学手段とを具え、 この第３の光学手段での透過光および反射 光に基づいて情報を読み取ると共に、透過光または反射
   光に基づいて前記対物レンズの前記光磁気記録媒体に対
   する焦点状態を検出するよう構成したことを特徴とする
   光磁気再生装置。