JPH0413256A - 複合ビームスプリッタ素子、及びこれを用いた光磁気ディスク用光学ヘッド - 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】

〔目　次〕 概要＼ 産業上の利用分野 従来の技術（第１２図） 従来の技術（第１３図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 複合素子の構成 複合素子の作成手順説明 光学ヘッドの構成 第１の実施例 光磁気信号検出系の説明 第１の光検出器の説明 第２の実施例 第３の実施例 第４の実施例 第５の実施例 第６の実施例 （第１図） （第２図） （第３図） （第４図） （第５図） （第６図） （第７図） （第８図） （第９図） （第１０図） （第１）図） ６頁 ７頁 ８頁 １２頁 １３頁 １４頁 １７頁 １７頁 １８頁 ２０頁 ２１頁 ２３頁 ２５頁 ２８頁 ３０頁 ３０頁 ３１頁 ３１頁 ３１頁 発明の効果

【図面の簡単な説明】

３２頁 ３３頁 〔概　要〕 光磁気ディスク装置に係り、特に小型化された光磁気デ
ィスク用光学ヘッドに関し、 光の高利用効率と偏光状態を維持しながら光学素子の複
合化、単純化が可能な複合ビームスプリッタ素子の提供
と、該素子を利用した小型化光学ヘットおよび気密封止
を行った光磁気ディスク用光学ヘッドの提供を目的とし
、 光源となる半導体レーザと、該半導体レーザから出射さ
れた発散性光束を受光して平行光に変換するコリメート
レンズとの間に、透明な平行平面基板の対向面の一方の
面に多層膜ビームスプリッタを、他方の面にホログラム
ビームスプリッタをそれぞれ一体的に形成した複合ビー
ムスプリッタ素子の前記多層膜ビームスプリッタの面が
、前記発散性光束を該コリメートレンズに反射中継する
位置に設け、前記コリメートレンズで変換した平行光を
光磁気ディスク上に集光する対物レンズを設け、前記光
磁気ディスクで反射して往路光学系を逆進し、前記多層
膜ビームスプリッタおよび前記平行平面基板を透過した
戻り光を前記ホログラムビームスプリッタにより分離し
た一次回折光を光磁気信号検出系に、零次透過光をサー
ボ信号検出系にそれぞれ利用するように構成する。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気ディスク装置に係り、特に小型化され
た光磁気ディスク用光学ヘッドに関する。 光磁気ディスク装置は、超大容量の情報を書き換えでき
るため、コンピュータの外部記憶装置として注目され、
小型コンピュータ分野で普及している。この光磁気ディ
スク装置をさらに広範な分野で使用するため、装置サイ
ズの小型・薄型化、またコスト・パーフォーマンスの向
上（高速アクセス、高速転送、低コスト化）が要望され
ている。 装置の小型・薄型化、コスト・パーフォーマンスの向上
には、より小型・軽量の光学ヘッドが不可欠である。何
故ならば、光学ヘッドの小型化は装置内における光学ヘ
ッドの専有空間（アクセス範囲を含めた）を減らし、装
置の小型化を促す。 また、光学ヘッドの軽量化は、光学ヘッドを動かすエネ
ルギーを低減させ、高速アクセス（移動）を可能とする
ためである。 〔従来の技術〕 第１２図は従来の光磁気ディスク用光学ヘッドの基本構
成図を示す。 光磁気ディスク用光学ヘッドでは、媒体に記録されてい
る情報の読み出しにカー効果という光の偏光特性を利用
するため、その他の光ディスク装置用の光学ヘッドと異
なり、構成光学部品の位相特性（偏光面の保存）が特に
重要である。以下に構成要素を示す。 １は光源となる半導体レーザ、２は光源から出射した楕
円状のパターンを持つ発散性レーザ光を平行レーザ光に
変換するコリメートレンズ、３は楕円状の平行レーザ光
を円形の平行レーザ光に変換するビーム整形（真円補正
）プリズム、４は偏光面の違いによっである一定の割合
で入射平行光を透過または反射させ、偏光状態を保ちな
がら透過光と反射光の光路を分離する偏光ビームスプリ
ッタ、５は偏光ビームスプリッタ４を透過したレーザ光
を後述する光磁気ディスク６の媒体面上に回折限界近く
まで集光する対物レンズ、６は情報を磁化方向として記
録保持する光磁気記録媒体を堆積させた光磁気ディスク
、７はビーム整形プリズム３から出射し偏光ビームスプ
リッタ４において反射により側光路に導かれた平行レー
ザ光の光量を検出する光検出器、８は光検出器７によっ
て検出した値をもとに半導体レーザ１のパワーを所定値
に制御するためのオートパワーコントローラ（Ａｕｔｏ
　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　；以下ＡＰＣ回
路８と略称する）、９は光磁気ディスク６で反射し、対
物レンズ５を経て偏光ビームスプリッタ４に戻り、反射
により側光路に導かれた分離光からフォーカスエラー信
号、トラックエラー信号等の光点制御信号（以下サーボ
信号と総称する）、光磁気信号およびＩＤ（プリフォー
マット）信号を検出する信号検出系である。 信号検出系９は様々な方式があるが、ここの例ではフォ
ーカスエラー信号検出には非点収差法。 トラックエラー信号検出にはプッシュプル法、光磁気信
号検出には１／２波長板と偏光ビームスプリッタとを用
いる方法、ＩＤ信号検出には信号検出系９に入射してき
た総光量を用いる方法を使用している。各信号の検出原
理については本発明と直接の関係がないので詳細説明は
省略する。 次に信号検出系９の構成要素の符号１０−１９を説明す
る。１０は信号検出系９に入射してきた光の偏光面を約
４５°回転させる１／２波長板、１）は光磁気信号を検
出するべく入射光の偏光状態で分離する偏光ビームスプ
リッタ、１２は偏光ビームスプリッタ１）にて分離され
たそれぞれの光を効率よく検出できるように集光する集
光レンス、１３はフォーカスエラー信号検出用（非点収
差法）のシリンドリカルレンズ、１４は偏光ビームスプ
リッタ１）の透過光によりフォーカスエラー信号、トラ
ックエラ−信号および光磁気信号とＩＤ信号の一部とを
検出する分割光検出器（光検出器のみを平面図で示す）
、１５は偏光ビームスプリッタ１）の反射光により光磁
気信号とＩＤ信号の一部を検出する光検出器、１６は分
割光検出器１４の出力の差信号の組み合わせから作り出
すサーボ信号生成回路であって、フォーカスエラー信号
生成回路１６ａとトラックエラー信号生成回路１６ｂと
から構成される。１８は４分割光検出器１４と光検出器
１５の各出力信号から光磁気信号を作り出す光磁気信号
生成回路、１９は４分割光検出器１４と光検出器１５の
各出力信号からＩＤ信号を作り出すＩＤ信号生成回路で
ある。 なお、ＡＰＣ回路８および各信号生成回路１６゜１８、
１９のそれぞれの電子回路は光学ヘッドに含まれず、光
学ヘッドから分離した形で設けられる場合もある。 以上の説明において、光源の半導体レーザ１から光磁気
ディスク６までの光路に存在する光学系を往路光学系と
称し、光磁気ディスク６で反射された反射光の光路に存
在する光学系を復路光学系と称する。 第１３図は従来の再生専用の光ディスク用光学ヘッドの
基本構成図を示す。図において、この光学へ、ドは光源
となる半導体レーザ２０と、該半導体レーザ２０からの
出射光を再生専用媒体２２上に集光させる対物レンズ２
１と、半導体レーザ２０と対物レンズ２１との間に設け
た光路を分岐させるビームスプリッタ２３と、再生専用
媒体２２からの反射光でビームスプリッタ２３で分岐さ
れた信号光を検出する分割光検出器２４とから構成され
ている。 このような再生専用の光ディスク装置用光学ヘッドの構
成では、光磁気記録（消去）と再生のいずれもが不可能
であり、光磁気ディスクの情報の書き換えと読み取りが
できない。すなわち、再生専用媒体２２をキューリ点温
度以上に熱する光磁気記録（消去）動作を必要としない
ため、再生専用媒体２２への照射光パワーは少なくて良
く、光効率を極端に減らした光学系となっている。また
、光磁気信号の再生には不可欠である光ビームの偏光状
態については、−切考慮する必要がないため偏光状態の
維持も、偏光分離の機能もない非常に簡単な回路で構成
可能である。 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の光磁気ディスク装置用の光学ヘッドは、機能を分
担している多くの光学部品から構成されている。部品点
数の多さから部品管理１組立、調整工数の増大と設置ス
ペースの増大を招き、高価・大型となる欠点がある。特
に大型化は光学ヘッドのアクセス時間の短縮を阻害する
原因となっている。光学ヘッドの小型化を図る手段とし
て、第１２図の例にあるような光学系を相位縮小するこ
とが考えられる。しかし本手法では小型・軽量化は実現
できるものの、価格の点では課題を生じる。 一般に光学部品の精度を落とさずに寸法を小さくすると
、加工条件が厳しくなり製造価格が上昇するためである
。 また、光学ヘッド構成部品の内、各光検出器等の光電変
換機能素子は、その耐環境性を高め、かつその機能を長
期間保証するために、各素子毎に不活性ガスまたは乾燥
窒素等による気密封止、あるいは樹脂モールドによる固
体封止が実施されているか、これらの封止部分が光学ヘ
ッドの小型化を阻害する欠点となっている。 更に、光学ヘッドに必要な回路部品の大きさも問題とな
り、小型化を目的としてＩＣベアチップを光学ヘッド内
部に直接実装する方法があるが、この場合も特性劣化を
防止するためには、ＩＣベアチップの気密封止は必要不
可欠である。 本発明は上記従来の欠点に鑑みて創作されたもので、光
の高利用効率と偏光状態を維持しながら部品の複合化、
単純化が可能な複合ビームスプリッタ素子の提供と、該
素子を利用した小型化光学ヘットおよび気密封止を行っ
た光磁気ディスク用光学ヘッドの提供を目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 第１図は本発明の複合ビームスプリッタ素子の構成図、
第３図はその複合ビームスプリッタ素子を用いた光磁気
ディスク用光学ヘッドの構成図、第４図および第７図乃
至第１）図はそれぞれ本発明の第１乃至第６の実施例を
示す。本発明では従来の再生専用光学ヘッドと同様に簡
単な構成とし、且つ光磁気記録・再生用の光学ヘッドを
実現するために光学ヘッドの部品点数の削減手段として
、光の高利用効果と偏光状態を維持しながら部品の複合
化、単純化を図る。 まず、レンズ系の複合機能化を図る。再生専用の光ディ
スク用光学ヘッドにおいては復路光学系では光ディスク
からの反射光（戻り光）を対物レンズにより収束し、こ
の収束光を利用して、サーボ信号と光磁気信号を検出し
ているが、この方式を光磁気ディスク用光学ヘッドに利
用するために往路光学系において同様な機能を持ってい
るコリメートレンズ２で復路光学系の収束光形成を兼用
して光磁気ディスク用光学ヘッドを構成する。 次に光磁気信号検出系、サーボ信号検出系を形状が単純
で実装し易い平板光学素子で構成する。 往路と復路の切換え機能を持たせるビームスプリッタ機
能と信号検出用の信号光分離機能を複合化し、多層膜ビ
ームスプリッタ２７とホログラムビームスプリッタ２８
を一枚の透明な平行平面基板２６の各面にそれぞれ形成
した複合ビームスプリッタ素子２５を利用する。また、
ホログラムビームスプリッタ２８で前記平行平面基板２
６透過に伴う収差を補正分離された一次回折光ｊを光磁
気信号の検出用に利用し、その検出のための偏光分離は
、平行平板形状の複屈折結晶板３１により構成する。ま
た、ホログラムビームスプリッタ２８を透過した零次透
過光にはサーボ信号の検出用に利用し、光学平行平板３
３を介して収差を補正しながら収束検出する。 このようにして構成された光学ヘッドは、更に半導体レ
ーザ１の出射光ｆの偏光方向の調整を容易ならしめる波
長板３５．あるいは半導体レーザ１の出射光のパワー制
御に利用する第３の光検出器３６等を付加することも可
能であり、複合、兼用の効果によって小型化ができ、密
閉筐体３７に一体的に組み込み、不活性ガス等を気密封
止した構成にできる。 〔作　用〕 コリメートレンズ２を復路光学系の集光レンズとして兼
用するため、半導体レーザｌからコリメートレンズ２に
至る光路の空間に、光路分離系と光磁気信号検出系とサ
ーボ信号検出系を設け、これにより光磁気ディスク用光
学ヘッドの飛躍的な小型化が可能となる。−これは発散
性、収束性の光束を利用するため光束径が小さくなり、
使用する光学部品のサイズが小さくなるためである。複
合ビームスプリッタ素子２５、複屈折結晶板３１、収差
補正用の光学平行平板３３をすべて平行平板で形成する
ため、従来の光学系のプリズムのように高精度の角度出
しを要求する研磨が不要となり、部品サイズが小型化し
ても精度を維持した製造が容易で、密閉筐体３７に一体
的にガス気密封入を行うことにより小型化が更に促進さ
れ、アクセスタイムを短縮可能にする効果がある。 〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。 なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。 第１図は本発明の複合ビームスプリッタ素子の構成図を
示す。図において、２５は複合ビームスプリッタ素子２
５であって、使用する光の波長に対して透明な平行平面
基板２６と、その平行平面基板２６の対向する２面の一
方の面に形成された多層膜ビームスプリッタ２７と、他
方の面に形成されたホログラムビームスプリッタ２８の
３層構造になっている。この複合ビームスプリッタ素子
２５は、多層膜ビームスプリッタ２７の面に斜めに入射
する入射光ｆ　（例えば半導体レーザの出射光）に対し
てＳ偏光成分は６０〜７０％の反射率を有し、該入射光
のＰ偏光成分に対してはほぼ１００％の透過率を有する
ように形成することが好ましい。入射光ｆの偏光状態に
対応して前記の割合で反射光ｇと透過光ｍが発生する。 反射光ｇを図示しない対物レンズを介して光磁気ディス
クに照射し、その光磁気ディスクで反射された光波（戻
り光）ｈはその偏光状態に対応して、多層膜ビームスプ
リッタ２７と平行平面基板２６とを斜めにＰ偏光成分は
ほぼ１００％、Ｓ偏光成分は４０〜３０％を透過してホ
ログラムビームスプリッタ２８に到達する入射光ｉとな
る。 ホログラムビームスプリッタ２８に対する入射光ｉは、
その偏光状態に対応して一次回折光ｊと零次透過光にと
に分離されるが、平行平面基板２６を斜めに透過した結
果、収差をもっている。そこでホログラムビームスプリ
ッタ２８にはその収差を補正し、更に一次回折光ｊが回
折後に透過すべき図示しない光学系で付加される収差を
見越して補正する機能（波面変換機能、実質的には格子
縞の分布）を持たせる。また、ホログラムビームスプリ
ッタ２８で回折されずに透過する零次透過光にも同様に
平行平面基板２６透過に伴う収差をもっているが、これ
は後述する光学系により補正することができる。 このように構成された複合ビームスプリッタ素子２５は
、第１２図に示した従来構成の偏光ビームスプリッタ４
と１／２波長板１０と偏光ビームスプリッタ１）との組
み合わせ機能の大部分を有し、且つ複合化、単純化が図
られた素子となり、一次回折光ｊは光磁気信号検出系に
、前記零次透過光にはサーボ信号検出系にそれぞれ利用
できる。 第２図は本発明の複合ビームスプリッタ素子の作成手順
の一例を示す図である。ホログラムは表面凹凸型、体積
型の何れでも作成可能であるが、量産性を考慮すると表
面凹凸型をスタンピングで複製する方法が好ましい。多
層膜と共に同一平板に一体形成する手順としては、まず
手順■において透明な平行平面基板２６（例えば−船釣
な光学ガラスＢＫ／７厚み０．５１）１ｍ）の一方の面
に多層膜ビームスプリッタ２７を所要の透過率（Ｐ偏光
成分に対してはほぼ１００％：Ｓ偏光成分に対しては４
０〜３０％）が得られるように、二酸化チタンＴｉ０ｚ
および二酸化珪素ＳｉＯ□等を交互に蒸着手段により多
層成膜する。手順■において以後のプロセスで損傷を受
けないようにホトレジスト等によって保護膜２７ａを形
成する。手順■においては、予め設定した前述の収差（
見越し分を含む）を補正するために計算機を用いて設計
した格子縞分布のホログラムパターンを、ホトポリマ法
等により多層膜ビームスプリッタ２７と反対側の面に形
成し、手順■において保護膜２７ａを除去して複合ビー
ムスプリッタを形成する。 第３図は本発明の複合ビームスプリッタ素子を用いた光
磁気ディスク用光学ヘッドの構成図である。図において
、光源となる半導体レーザｌと、その半導体レーザ１か
ら出射された発散性光束を受光して平行光に変換するコ
リメートレンズ２との間に、その発散性光束を該コリメ
ートレンズ２に反射中継する位置に前記多層膜ビームス
プリッタ２７の面を設定した複合ビームスプリッタ素子
２５を設けている。 この配置により前記発散性光束に含まれるＳ偏光成分は
６０〜７０％が反射し、コリメートレンズ２で平行光に
変換された後、対物レンズ５を介して光磁気ディスク６
の面上に光点を結び、光磁気ディスク６で反射する際に
発生したカー回転による偏光成分を含む反射光は往路光
学系を逆進して多層膜ビームスプリッタ２７の面に戻り
、その戻り光の偏光状態に対応して多層膜ビームスプリ
・ツタ２７と平行平面基板２６を斜めに透過し、ホログ
ラムビームスプリッタ２８の面に到達する。ここでその
戻り光の偏光状態に対応して一次回折光ｊと零次透過光
にとに偏光分離される。 この一次回折光ｊと零次透過光にとを得る過程において
、複合ビームスプリッタ素子２５を利用して半導体レー
ザ１から出射する発散性の出射光およびコリメートレン
ズ２が収束する収束光をそのまま使用して偏光分離する
結果、コリメートレンズ２を復路光学系の集光レンズと
して兼用できるとともに、光束径が小さくなり、使用す
る光学部品のサイズを小型化できる利点がある。 前記カー回転による偏光成分を含む戻り光は、多層膜ビ
ームスプリッタ２７の透過（偏光依存性あり）によりカ
ー回転成分は増長されており、その入射光ｉの偏光方向
はホログラムビームスプリッタ２８の主たる回折面（入
射光ｉと一次回折光ｊとが作る平面で定義する）に垂直
な方向に対して角度を成している。従って、同戻り光は
ホログラムビームスプリッタ２８に対してＳ成分とＰ成
分とを有する。ホログラムビームスプリッタ２８は、Ｓ
。 Ｐ両偏光成分に対して適当な効率で一次回折光ｊを発生
させ、これを光磁気信号検出系２９に入射する。ホログ
ラムビームスプリッタ２８で回折されずに透過する零次
透過光には、サーボ信号検出系３０に入射してそれぞれ
の信号を検出することができる。各信号検出系はいずれ
も収束光をそのまま利用するため、光束径が小さくなり
、使用する光学部品のサイズを小型化できる利点がある
。 第４図は本発明の第１の実施例を示す。図において、光
磁気信号検出系２９は前記一次回折光ｊを受光透過する
平行平板形状の複屈折結晶板３１と、その複屈折結晶板
３１を透過した透過光を受光検出する第１の光検出器３
２とから構成され、サーボ信号検出系３０は前記零次透
過光ｋを受光透過する光学平行平板３３とその光学平行
平板３３の透過光を検出する第２の光検出器３４とから
構成されている。 例えば、方解石やルチルのような車軸結晶をその光学軸
（結晶軸）が入射光線の進行方向に対して約４５″の角
度になるように配置すると、偏光面が光軸を含む偏光成
分（異常光成分）と、それと直交した偏光面を持つ偏光
成分（常光成分）との間で、結晶内で進行方向が異なり
集光点の位置がずれる。複屈折結晶板３１は、この現象
を利用して偏光分離を行う目的で使用するものであり、
平行平板形状とするのは、光学ヘッド内における実装の
小型化を図るためである。 零次透過光ｋを受光透過する光学平行平板３３は、入射
される収束光の光路中に入れた斜め光学平行平板による
コマ収差を除去する機能を有するものであって、例えば
同一厚さの平行平板を複合ビームスプリッタ素子２５と
逆の角度で挿入する光学系によって構成可能であり、収
差を補正して用いると精度の良い検出ができる。光学平
行平板３３の材料としては、例えば光学ガラスとして一
般的なりＫ７を用いれば良い。この収差補正の時、非点
収差は残しておき、第２の光検出器３４を分割光検出器
で構成してフォーカス検知に活用する。トラッキングエ
ラー信号の検出はプッシュプル法が適用できる。 第５図は本発明の光磁気信号検出系の斜視図を示す。図
において、光磁気信号の検出はホログラムビームスプリ
ッタ２８で分離された一次回折光ｊを利用するものであ
るが、更に詳しくは入射光ｉの偏光方向が、ホログラム
ビームスプリッタ２８の主たる回折面（入射光ｉと一次
回折光ｊとが作る平面で定義する）に垂直な方向に対し
て角度θを成しており、ホログラムビームスプリッタ２
８上にとったＸ、Ｙ座標系（ｙ軸はホログラム格子縞と
平行な方向）において、Ｘ方向の成分（Ｓ偏光成分）と
Ｙ方向の成分（Ｐ偏光成分）とを有する。 カー回転によって生じるのはＰ成分である。ホログラム
のＳ偏光に対する回折効率は５０〜８０％が適当で、Ｐ
偏光に対する効率はＳ偏光に対するそれと同等かそれ以
上となるようにホログラムを作成する。 一次回折光ｊの直線偏光光を複屈折結晶板３１に入射さ
せると、常光と異常光とが分離することが知られている
。即ち、光磁気ディスクからの収束性の信号光を複屈折
結晶板３１に入射させることにより、同信号光を２つの
直交する偏光成分に分離し、且つ空間分離することがで
きる。 ホログラムビームスプリッタ２８の面に構成されたｙ軸
とＹ軸に対するＺ軸を設け、Ｚ軸とＹ軸を含む平面内で
その座標原点に入射する入射光ｉに基づきホログラムビ
ームスプリッタ２８で分離された一次回折光ｊの進行方
向途上に座標ｘ、ｙの原点を有する複屈折結晶板３１と
第１の光検出器３２が順次配置されている。Ｘ、Ｙ軸と
ｘ、ｙ軸はそれぞれ平行に設定されているものとする。 複屈折結晶板３１を構成する複屈折結晶の光学軸（結晶
軸）の方向は面ｐｑｒｓ内でｘ’　、ｙ’平面と４５°
を成すようにとる。複屈折結晶板３１は、そのＸ”軸が
ホログラム面内にとった座標Ｘ、Ｙ系のｙ軸と４５°を
成すように設定する。この図では直方体で示す平行平板
が４５°回転して固定された形に表示されているが、こ
れは説明を判り易くするためで、実際の形は実装し易い
形に切り出せばよい。 ホログラムビームスプリッタ２８の面内における信号光
の偏光方向はｙ軸と角度θを成している。 θの発生は光磁気ディスク面での反射時に受けたカー回
転に起因するが、多層膜ビームスプリッタの透過（偏光
依存性有り）により増長されている。 複屈折結晶板３１に入射する信号光のｙ゛方向成分（常
光；結晶軸を含む面に垂直な偏光）は、通常の屈折の法
則に従い複屈折結晶板３１を透過し、第１の光検知器３
２上（この図では座標ｘ、ｙの原点）に到達する。 しかし信号光のＸ”方向の偏光成分（異常光；結晶軸を
含む面に平行な偏光）は、Ｘ゛方向伝播成分が発生し、
常光と分離する。ホログラムビームスプリッタ２８によ
り複屈折結晶板３１に向けて回折される光は収束光であ
るため、結果として第１の光検出器３２の面上で２つの
光スポットを結ぶ。 この２つの光スポットを異なる光検出器（分割光検出器
）で受光し、その検出値の差信号を取り出すことにより
光磁気信号を得ることができる。 光磁気ディスクの記録状態（磁化の方向）により角度θ
の発生向きが変化し、第１の光検出器３２の差動出力が
正負に変動する。第１の光検出器３２の面上における２
つの光スポットの分離距離ｄは、複屈折結晶板３１の厚
さｔに比例する。複屈折結晶板３１の材料としてルチル
を用いた場合にはｄ＝０゜１ｔなる関係が成り立つ。２
ｍｍの厚さの複屈折結晶板３１で約２００−のスポット
分離が可能であり、本目的に対して十分な値が得られる
。この図においては複屈折結晶板３１と第１の光検出器
３２とを離して表示したが、実装時には接着構造にする
ことが好ましい。 なお、この偏光分離光学系は、従来の１／２波長板と偏
光ビームスブリックとの組み合わせを利用することもで
きるが複雑となる欠点がある。 第６図は本発明に用いる第１の光検出器の説明図であっ
て、第１図、第３図乃至第５図を参照しながら説明する
。半導体レーザの発振波長は個別にばらつきがあるだけ
でなく、駆動電流、共振器の温度等によって変動する。 波長が変化する場合、ホログラムビームスプリッタ２８
による光の回折方向が変化するため、第１の光検出器３
２上に結ばれる光スポットが移動し、また収差の発生に
よりスポット径（図におけるスポットは模式図）も図示
するように変化する。ホログラムビームスプリッタ２８
面と第１の光検出器３２との距離を約４ｍｍ、ホログラ
ムビームスプリ・７タ２８上でのビーム直径を約１ｍｍ
、本発明の複合ビームスプリッタ素子２５を戻り光りの
中心光軸に対して４５°傾けて設定し、ホログラムビー
ムスプリッタ２８による一次回折光ｊがホログラムビー
ムスプリッタ２８面に対してほぼ垂直に出射するような
条件を設定し、半導体レーザ１の中心波長を７９０ｎｍ
　、波長変動を主２０ｎ想定した。図中のＩ−Ｖに示す
スポット形状はそれぞれ７７０，　７８０，　７９０，
　８００，　８１０ｎｍの波長に対応している。波長が
７７０．　８１０ｎｍＯ時、スポット径は最大でＸ方向
に４０−の大きさになる。位置の変化は、１０ｎｍの波
長変動に対してｙ方向に約３５Ｊｍ（波長増加時にｙ軸
の正の向きに移動）である。以上のようなビーム径変化
２伎置変化が生じても、第１の光検出器３２を図示する
ように設けるならば光磁気信号を安定に検出することが
できる。なお、２つのスポットの分離距離は約１５０　
ｔｍ＋、各光検出器の寸法は約２００−Ｘ　１００−１
各光検出器の間隔は１０−以上を確保可能であるが、上
述したとおりこの分離距離は十分実現可能である。 第７図は本発明の第２の実施例を示す図であって、第４
図と異なる点は、光源となる半導体レーザ１から出射し
たレーザ光の偏光面を制御する波長板３５（例えば１／
２波長板）を設けた点にある。 この波長板３５の効果は、一般の半導体レーザでは放射
角の小さな光束に偏光成分を持つが、半波長板により複
合ビームスプリッタ素子２５への入射平面内でＳ偏光入
射とするための役割を持たせ、ビームスプリッタの設計
を容易ならしめる効果がある。 第８図は本発明の第３の実施例を示す図であって、第４
回と異なる点は、光源となる半導体レーザ１から出射し
たレーザ光で最初に複合ビームスプリッタ素子２５を透
過した透過光を検出する第３の光検出器３６を設けた点
にある。この第３の光検出器３６の出力には光磁気ディ
スク６からの戻り光成分は含まれないので、これを半導
体レーザ１のレーザ出力値のパワー制御信号に利用でき
る。 第９図は本発明の第４の実施例を示す図であって、第４
図と異なる点は、前記第７図の波長板３５と前記第８図
の第３の光検出器３６とを共に設けた例を示す。これに
より半導体レーザｌの装着位置調整の簡易化と、半導体
レーザ１のパワー制御用の信号が同一筐体内で得られる
ことになり、光学ヘッドの機能が増加する効果がある。 第１０回は第９図に示した光学ヘッドの光磁気ディスク
６および対物レンズ５を除く各構成部品を、図示するよ
うに少なくともコリメートレンズ２を窓として同一の密
閉筐体３７内に組み込み、不活性ガスあるいは乾燥窒素
によって気密封止することにより小型化を図ったもので
あって、勿論用途によって波長板３５あるいは第３の光
検出器３６を省略することも可能である。 第１）図は第１０図に示した構成部品に、半導体レーザ
ｌのヒートシンク３８および従来例に示したようなＡＰ
Ｃ回路８．サーボ信号生成回路１６および光磁気信号生
成回路１８とＩＤ信号生成回路１９からなるＩＤ、光信
号生成回路３９ａ並びに密閉筐体３７の内外を連通接続
する接続端子３９ｂ等で構成される電子回路３９を付加
し、各生成回路を構成する単体部品毎の気密封止に代え
て、全体を気密筐体３７内に気密封止して小型化を図っ
たものである。 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば、コリメ
ートレンズの焦点距離で制約される空間に、レーザ光源
と、光路分離光学系と、信号検出系とを配置することで
光磁気ディスク用光学ヘッドが飛躍的に小型、軽量化さ
れる。この結果、装置の小型化を促進するとともに、例
えば対物レンズのみを移動してトラ・７キングを行うこ
とも容易となり、可動部の専有空間の大幅な小型化と高
速アクセスが可能である。また、使用光学部品の小型化
に際しては、レンズは小型モールド品を、また残りの光
学部品は平板部品を採用しているので加工精度を維持し
つつ、低コスト化を可能にしている効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合ビームスプリッタ素子の構成図、 第２図は本発明の複合ビームスプリッタ素子の作成手順
の一例を示す図、 第３図は本発明の複合ビームスプリッタ素子を用いた光
磁気ディスク用光学ヘッドの構成図、第４図は本発明の
第１の実施例、 第５図は本発明の光磁気信号検出系の斜視図、第６図は
本発明に用いる第１の光検出器の説明図、 第７図は本発明の第２の実施例、 第８図は本発明の第３の実施例、 第９図は本発明の第４の実施例、 第１０図は本発明の第５の実施例、 第１）図は本発明の第６の実施例、 第１２図は従来の光磁気ディスク用光学へ・ノドの基本
構成図、 第１３図は従来の再生専用の光ディスク用光学へノドの
基本構成図を示す。 第１図、第３図、第４図、第７図〜第１）図において、
１は半導体レーザ、２はコリメートレンズ、５は対物レ
ンズ、６は光磁気ディスク、２５は複合ビームスプリッ
タ素子、２６は平行平面基板、２７は多層膜ビームスプ
リソタ、２８はホログラムビームスプリッタ、２９は光
磁気信号検出系、３０はサーボ信号検出系、３１は複屈
折結晶板、３２は第１の光検出器、３３は光学平行平板
、３４は第２の光検出器、３５は波長板、３６は第３の
光検出器、３７は密閉筐体、３９は電子回路、ｉは光波
（ホログラムビームスプリッタに対する入射光）、Ｊは
一次回折光、ｋは零次透過光をそれぞれ示す。 オＡ屯明の程合ビームヌプリヮ林号のイブ６シ１櫃の一
硬Ｊ　’ｒｊ　Ｔｒ；ｊＪ第２図 第３図 第８図 第１０図 ４Ｌ釆の犬＾ム気乞スク用火タヘ・・トの基不利１へ図
第１２図 第１３図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な平行平面基板（２６）の対向面の一方の面
   に多層膜ビームスプリッタ（２７）を、他方の面にホロ
   グラムビームスプリッタ（２８）をそれぞれ一体的に形
   成した複合ビームスプリッタ素子（２５）であって、 前記多層膜ビームスプリッタ（２７）の透過率および反
   射率が該多層膜ビームスプリッタに入射する入射光の偏
   光状態に依存する特性を有し、 前記ホログラムビームスプリッタ（２８）が、前記多層
   膜ビームスプリッタ側から斜めに入射する光波（ｉ）を
   、その光波の偏光状態に対応して一次回折光（ｊ）と零
   次透過光（ｋ）とに偏光分離するように形成されてなる
   ことを特徴とする複合ビームスプリッタ素子。
2. （２）前記多層膜ビームスプリッタ（２７）が、該多層
   膜ビームスプリッタに対する入射光のＳ偏光成分に対し
   ては６０〜７０％の反射率を有し、該入射光のＰ偏光成
   分に対してはほぼ１００％の透過率を有することを特徴
   とする請求項１記載の複合ビームスプリッタ素子。
3. （３）請求項１記載の複合ビームスプリッタ素子（２５
   ）の多層膜ビームスプリッタ（２７）の面を、光源とな
   る半導体レーザ（１）と、該半導体レーザから出射され
   た発散性光束を受光して平行光に変換するコリメートレ
   ンズ（２）との間で、且つ前記発散性光束を前記コリメ
   ートレンズに反射中継する位置に設け、 前記コリメートレンズ（２）で変換した平行光を光磁気
   ディスク（６）上に集光する対物レンズ（５）を設けて
   なり、 前記光磁気ディスク（６）で反射して往路光学系を逆進
   し、前記多層膜ビームスプリッタ（２７）および前記平
   行平面基板（２６）を透過した戻り光を前記ホログラム
   ビームスプリッタ（２８）により分離した前記一次回折
   光（ｊ）を光磁気信号検出系（２９）に、前記零次透過
   光（ｋ）をサーボ信号検出系（３０）にそれぞれ導くよ
   うに構成したことを特徴とする光磁気ディスク用光学ヘ
   ッド。
4. （４）前記光磁気信号検出系（２９）は前記一次回折光
   （ｊ）の偏光状態に対応して常光と異常光とに分離する
   平行平板形状の複屈折結晶板（３１）と、該複屈折結晶
   板の透過光をそれぞれ検出する第１の光検出器（３２）
   とからなり、前記サーボ信号検出系（３０）は前記零次
   透過光（ｋ）の収差を補正する光学平行平板（３３）と
   、該光学平行平板の透過光を検出する第２の光検出器（
   ３４）とから構成されてなることを特徴とする請求項３
   記載の光磁気ディスク用光学ヘッド。
5. （５）前記半導体レーザ（１）と、前記多層膜ビームス
   プリッタ（２７）との間に前記半導体レーザの出射光の
   偏光面を制御する波長板（３５）を挿入したことを特徴
   とする請求項３または４記載の光ディスク装置用光学ヘ
   ッド。
6. （６）前記半導体レーザ（１）の出射光が最初に前記複
   合ビームスプリッタ素子（２５）を透過した透過光を受
   光する第３の光検出器（３６）を設けたことを特徴とす
   る請求項３、４又は５に記載の光磁気ディスク用光学ヘ
   ッド。
7. （７）前記光磁気ディスク（６）と前記対物レンズ（５
   ）とを除く各構成部品を、少なくとも前記コリメートレ
   ンズ（２）を窓として密閉筐体（３７）内に組込んだこ
   とを特徴とする請求項３、４、５又は６に記載の光磁気
   ディスク用光学ヘッド。
8. （８）前記密閉筐体（３７）内を不活性ガスで充満して
   なることを特徴とする請求項７記載の光磁気ディスク用
   光学ヘッド。
9. （９）前記密閉筐体（３７）内に、前記半導体レーザ（
   １）のヒートシンク（３８）および前記光学ヘッドの信
   号検出系を構成する電子回路（３９）を付加して組込ん
   だことを特徴とする請求項７又は８に記載の光磁気ディ
   スク用光学ヘッド。