JPH04219654A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

光情報記録再生装置

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JPH04219654A
JPH04219654A JP3071286A JP7128691A JPH04219654A JP H04219654 A JPH04219654 A JP H04219654A JP 3071286 A JP3071286 A JP 3071286A JP 7128691 A JP7128691 A JP 7128691A JP H04219654 A JPH04219654 A JP H04219654A
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diffraction grating
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optical
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Shigeru Ouchida
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の光情報
記録媒体からの反射光を用いて、情報の記録、再生、消
去を行う光情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来における光情報記録再生装置として
は、例えば、特開昭64−55745号公報に開示され
ているものがある。すなわち、図25に示すように、レ
ーザ光源1から出射された光は、回折素子2の一面に形
成された回折格子面3に入射し、0次光と±1次光との
3本の光束4a,4b,4cに分離される。これら3つ
の光束は、その回折素子2の他面に形成されたホログラ
フィックグレーティング面5を透過した後、図示しない
対物レンズにより集光され図示しない光情報記録媒体と
しての光ディスクの表面に照射される。この時、0次光
4aは情報の読取りに用いられ、±1次光4b,4cは
その表面のトラック状態を検知して反射光となり、再び
回折素子2のホログラフィックグレーティング面5に入
射する。そして、そのホログラフィックグレーティング
面5に入射した3本の光束は回折されてそれぞれ3本ず
つの2組のビーム6a,6b,6c、7a,7b,7c
(計6本のビーム)に分割され、受光素子8の表面に導
かれる。
【0003】この場合、受光素子8には6分割された受
光面a,b,c,d,e,fが形成されており、6本の
ビームが光スポットの状態で6つの受光面のそれぞれに
導かれ、これにより、情報の再生信号Rfや、フォーカ
スエラー信号Fo、トラックエラー信号Trの検出を行
うことができる。
【0004】各信号の値は、ウェッジプリズム法を用い
て、 Fo=(a+d)−(b+c)  …(1)Tr=e−
f                  …(2)Rf
=a+b+c+d          …(3)により
検出することができる。
【0005】図26(a)〜(c)は、フォーカスエラ
ー信号Foを検出する際の受光素子8の面上に照射され
る光スポットの様子を示すものである。(a)は合焦時
、(b)はその合焦時よりも光ディスクが近づいた時、
(c)はその合焦時よりも光ディスクが遠ざかった時の
様子をそれぞれ示すものである。このように光スポット
のビーム径の大小関係を利用して信号の検出を行うこと
ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したような回折素
子2を設けることによって、光源1と受光素子8とを同
一平面内に配置することができるため、コンパクト化し
た構成で安定した信号の検出を行うことができ、しかも
、このような構成にすることによりコンパクトディスク
や追記型のディスクに対応させることは可能である。 しかし、このような構成では書替え型の光磁気ディスク
には対応させることはできず、回折素子2に偏光分離機
能を持ち合わせていないため、光磁気信号の検出を行う
こともできない。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明では
、レーザ光源から出射された光をコリメートレンズによ
り平行化した後、対物レンズにより集光し光情報記録媒
体の表面に照射して情報の記録等を行うと共に、その光
情報記録媒体からの反射光を受光素子に検出させること
により情報の再生や、フォーカスエラー信号、トラック
エラー信号の検出を行う光情報記録再生装置において、
前記レーザ光源と前記光情報記録媒体との間の光路上に
、前記レーザ光源から出射された光束を3ビームに分割
する3ビーム生成用回折格子がその出射光側の一面に形
成され他面に前記光情報記録媒体からの反射光を分岐す
る光分岐用回折格子が形成されこの光分岐用回折格子に
より分岐された光束を偏光分離する偏光分離用回折格子
が前記3ビーム生成用回折格子と同一面内に形成された
光束分離手段を設けた。
【0008】請求項2記載の発明では、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源
から出射された光束を一方向に収束させるビーム整形素
子がその出射光側の一面に形成され他面に前記光情報記
録媒体からの反射光を分岐する光分岐回折格子が形成さ
れこの光分岐回折格子により分岐された光束を偏光分離
する偏光方向により回折効率が異なる偏光分離回折格子
が前記ビーム整形素子と同一面内に形成された光束分離
手段を設けた。
【0009】請求項3記載の発明では、請求項2記載の
発明において、光束分離手段を形成するビーム整形素子
と光分岐回折格子と偏光分離回折格子とをガラス又はプ
ラスチックからなる基板上に一体化して成形した。
【0010】請求項4記載の発明では、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出することにより情報の再生や
、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を
行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前
記コリメートレンズとの間の光路上に0次光と±1次光
とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分離
手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記第
一光束分離手段を通過することにより得られた±1次光
の2光束のうちの一方の光路上に回折効率が偏光方向に
依存する偏光分離回折格子が形成された第二光束分離手
段を設けた。
【0011】請求項5記載の発明では、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出することにより情報の再生や
、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を
行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前
記コリメートレンズとの間の光路上に0次光と±1次光
とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分離
手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記第
一光束分離手段を通過することにより得られた±1次光
の2光束のうちの一方の光路上にプリズムと1/2波長
板と回折効率が偏光方向に依存する偏光分離回折格子と
が一体化して形成された第二光束分離手段を設けた。
【0012】請求項6記載の発明では、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出することにより情報の再生や
、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を
行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前
記コリメートレンズとの間の光路上に0次光と±1次光
とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分離
手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記第
一光束分離手段を通過することにより得られた±1次光
の2光束のうちの一方の光路上に回折効率が偏光方向に
依存する偏光分離回折格子が形成された第二光束分離手
段を設け、0次光と±1次光とに分離する前記光分岐回
折格子をその格子1周期内で左右非対称な形状に形成し
た。
【0013】
【作用】請求項1記載の発明においては、光束分離手段
により3ビーム生成用回折格子と光分岐用回折格子と偏
光分離用回折格子との3つの回折格子を形成することに
よって、フォーカスエラー信号やトラックエラー信号の
他に、さらに、光磁気信号をも同時に検出することが可
能となり、これによりコンパクトな構成で常に安定した
信号検出を行うことができる。
【0014】請求項2記載の発明においては、光束分離
手段によりビーム整形素子と光分岐回折格子と偏光分離
回折格子との3つの素子を形成することによって、1つ
の部材にビーム整形、光分岐、偏光分離の3つの機能を
同時に合わせもつことができるため、装置の小型化、低
コスト化を図ることが可能となる。
【0015】請求項3記載の発明においては、ビーム整
形素子と光分岐回折格子と偏光分離回折格子とをガラス
又はプラスチックからなる基板上に一体化して成形する
ことによって、装置のコンパクト化を図ることができる
と共に、経時変化に対しても常に安定した信号の検出を
行うことが可能となる。
【0016】請求項4記載の発明においては、光情報記
録媒体からの反射光が光分岐回折格子により分岐された
±1次光のうちの一方の光を用いて光磁気信号を検出し
、他方の光を偏光分離回折格子を介してフォーカスエラ
ー信号やトラックエラー信号の検出を行うようにしたの
で、光学系の組付けやその調整の公差を大きくとること
ができ、しかも、このように光分岐回折格子と偏光分離
回折格子とを設けることにより構成の簡素化を図ること
ができる。
【0017】請求項5記載の発明においては、光分岐回
折格子と偏光分離回折格子を用いて構成することにより
構成の簡素化を図ることができる他に、光磁気信号検出
の光路中にプリズムを設けることにより、そのプリズム
へのブリュースタ角入射による見かけのカー回転角増加
により一段と高感度な信号検出を行うことができる。
【0018】請求項6記載の発明においては、0次光と
±1次光とに分離する光分岐回折格子をその格子1周期
内で左右非対称な形状に形成することによって、光情報
記録媒体からの反射光が光分岐回折格子により分岐され
た±1次光の回折効率を変えることができ、これにより
光磁気信号の光強度を強くするように調整することがで
きるため、従来に比べ光利用効率を向上させ高感度な光
信号の検出を行うことが可能となり、また、光分岐回折
格子により分岐された±1次光のうちの一方の光を用い
て光磁気信号を検出し他方の光を偏光分離回折格子を介
してフォーカスエラー信号やトラックエラー信号の検出
を行うようにしたので、光学系の組付けやその調整の公
差を大きくとることが可能となり、さらに、このように
光分岐回折格子と偏光分離回折格子とを設けたことによ
り構成の簡素化を図ることができる。
【0019】
【実施例】請求項1記載の発明の一実施例を図1ないし
図5に基づいて説明する。レーザ光源としての半導体レ
ーザ9の出射光路には、光束分離手段としての光束分離
素子10が配設されている。この光束分離素子10には
、その出射光路側の一面の中央部に位置して3ビーム生
成用回折格子11が形成され、この3ビーム生成用回折
格子11と同一面内の周辺部には偏光分離回折格子12
が形成されており、基板13を挟んだ他面には光分岐用
回折格子14が形成されている。また、その光束分離素
子10の出射光路側に位置して4個の受光素子15a,
15b,15c,15dが配設されている。さらに、前
記光束分離素子10の出射光路側と反対側の光路上には
コリメートレンズ16や、図示しない、対物レンズや光
情報記録媒体としての光磁気ディスクが配設されている
【0020】このような構成において、半導体レーザ9
から出射された光は光束分離素子10の3ビーム生成用
回折格子11に入射し、これにより、0次光17a、+
1次光17b、−1次光17cの3ビームに分割される
。この3ビーム生成用回折格子11は、例えば、その格
子ピッチが15μm、その深さが300nm程度のもの
であり、0次光17a、+1次光17b、−1次光17
cのビーム分光比は1:4:1程度とすることができる
。次に、それら3ビーム化された光束は、基板13中を
進み光分岐用回折格子14に入射し、さらに明確な0次
光17a、+1次光17b、−1次光17cに分離する
。この光分岐用回折格子14は、分岐角度にもよるが、
例えば、格子ピッチ2μm、深さ400nm程度とし、
その分岐比を1:2:1程度となるように作成すること
ができる。次に、その光束分離素子10の光分岐用回折
格子14を透過して3ビーム化された光束はいずれもコ
リメートレンズ16を透過するが、この時、0次光17
aだけが平行光となり進んでいく。その後、コリメート
レンズ16を通過した3光束(0次光17a、+1次光
17b、−1次光17c)は、対物レンズにより集光さ
れて光磁気ディスクの表面に照射され、これにより情報
の記録等が行われる。また、その光磁気ディスクにより
反射された3光束は、カー効果による偏光の回転を受け
、再びコリメートレンズ16を経て、光束分離素子10
の光分岐用回折格子14に入射する。この時、それら3
光束のうちの±1次光を用いて信号検出を行うことがで
きるが、ここでは、+1次光17bを用いて信号検出を
行う方法について述べる。
【0021】+1次光17bは、基板13中を進んでい
き、偏光分離用回折格子12に入射し透過光Tと回折光
Kとに分離される。この偏光分離用回折格子12は微小
ピッチの深溝格子で作成されており、図2及び図3に示
すように、格子方向と偏光方向の角度差により透過光T
と回折光Kの光強度が変化する性質を有する。この偏光
分離用回折格子12としては、例えば、格子ピッチが0
.5μm、溝深さ1μm(アスペクト比=2.0)程度
に作成することによって、上述したような光強度が変化
する性質が得られる。また、この偏光分離用回折格子1
2は、3ビーム生成用回折格子11や光分岐用回折格子
14に比べアスペクト比が大きいということも特徴の一
つである。
【0022】そして、このようにして透過、回折された
光束を図4に示すような受光素子15a,15bの受光
面a,b,c,d,e,f,gを用いることによって各
種信号の検出を行うことができる。すなわち、フォーカ
スエラー信号Fo(ウェッジプリズム法)、トラックエ
ラー信号Tr(3ビームトラッキング法)、再生信号で
ある光磁気信号Rf(差動法)は、 Fo=(b+e)−(c+d)    …(4)Tr=
(a−f)                …(5)
Rf=(b+c+d+e)−g    …(6)により
求めることができる。
【0023】上述したように、光束分離素子10に3ビ
ーム生成用回折格子11や光分岐用回折格子14を設け
る他に、さらに、偏光分離用回折格子12をも形成する
ことによって、従来の構成要素(図25の回折素子2)
をほとんど変えずに、書き換え可能な光磁気ディスクに
対応させることが可能となり、しかも、これにより小型
化、軽量化、低コスト化した光ヘッドを実現することが
可能となる。なお、本実施例では、+1次光17bのみ
で各種信号の検出を行ったが、この他に、受光素子15
c,15dを使用すればさらに高感度な信号検出を行う
ことが可能となる。
【0024】また、図5は受光素子の変形例を示すもの
である。近年、光磁気ディスクにおいては、3ビームト
ラッキング法よりもプシュプル法の方が一般的なトラッ
キング検出法となっているため、前述したような光束分
離素子10に3ビーム生成用回折格子11を除いた構成
にすることにより、受光素子の形状もこの図5のように
変えることができる。この場合、受光素子の受光面a〜
hにより検出される各種信号の値は、 Fo=(a+d)−(b+c)    …(7)Tr=
(e+g)−(f+h)    …(8)Rf=(a+
b+c+d)−(e+f+g+h)…(9) により求めることができる。
【0025】次に、請求項1記載の発明の変形例を図6
及び図7に基づいて説明する。ここでは、光束分離素子
10の3ビーム生成用回折格子11の形成された基板1
3の内側に位置させて新たにλ/2板18を設けたもの
であり、その他の構成部分については何ら変わるところ
はない。そこで、そのλ/2板18を設けた理由につい
て述べる。
【0026】λ/2板18を設けたことにより、図2及
び図3に示した微小ピッチの偏光分 離用回折格子12の格子方向と半導体レーザ9からの出
射光の偏光方向を45°に合わせることができる。すな
わち、一般に、半導体レーザの出射光は楕円形をしたフ
ァーフィールドパターンであり、その偏光方向は楕円の
短軸方向と平行な方向になっている。前述した第一の実
施例において偏光分離用回折格子12の格子方向と光磁
気ディスクからの反射光の偏光方向が45°±Δθとな
るように設定するには、半導体レーザ部本体と本発明に
係る光束分離素子10とを予め調整して取付ける必要が
あるため、光分岐用回折格子14の分岐角を大きくした
り、基板13自体の厚さを厚くしなければならなくなり
大変面倒である。
【0027】そこで、このようなことからλ/2板18
を基板13中に形成し、図7に示すように光スポット1
9の長軸方向が格子方向と平行になるように調整し、し
かも、回折格子と偏光方向が45°をなすように調整す
ることによって、分岐角を小さくし基板13を薄くして
素子全体の小型化、軽量化を図ることが可能となる。
【0028】次に、請求項2記載の発明の一実施例を図
8ないし図13に基づいて説明する。レーザ光源として
の半導体レーザ20の出射光路上には、光束分離手段と
しての光束分離素子21が配設されている。この光束分
離素子21には、その出射光路側の一面の中央部に位置
してビーム整形素子としてのシリンドリカルマイクロフ
レネルレンズ22が形成され、このシリンドリカルマイ
クロフレネルレンズ22と同一面内の周辺部には偏光分
離回折格子23が形成されており、基板24を挟んだ他
面には光分岐回折格子25が形成されている。また、そ
の光束分離素子21の出射光路側に位置して4個の受光
素子26a,26b,26c,26dが配設されている
。さらに、前記光束分離素子21の出射光路側と反対側
の光路上にはコリメートレンズ27や、図示しない、対
物レンズや光情報記録媒体としての光磁気ディスクが配
設されている。
【0029】図9は、光束分離素子21の一面に形成さ
れたシリンドリカルマイクロフレネルレンズ22と偏光
分離回折格子23との形状を示すものである。この場合
、このように半導体レーザ20からの出射光の偏光方向
Aと偏光分離回折格子23の格子方向Bとが45°にな
るように配設する。
【0030】このような構成において、半導体レーザ2
0から出射された光は光束分離素子21のシリンドリカ
ルマイクロフレネルレンズ22に入射する。ここで、そ
のシリンドリカルマイクロフレンネルレンズ22を設け
た理由について述べる。半導体レーザ20からの拡散光
は図12に示すようにビーム28が楕円形であるため、
図示しない光磁気ディスク上で円形の光スポットを得る
ためには、ビーム整形をしないと光利用効率が低くなる
。そこで、図13に示すように、出射角の大きい一方向
のビーム径θaを小さくするようにすなわちビーム整形
を行うために設けたものである。この場合、シリンドリ
カルマイクロフレンネルレンズ22は、単にビーム径θ
aを小さくすればよいだけなので、N.Aを大きくする
必要はなく、従って回折効率の高いシリンドリカルマイ
クロフレンネルレンズ22を得ることができる。なお、
ここでは、シリンドリカルマイクロフレンネルレンズ2
2は、回折格子型のものを使用したが、この他にエッチ
ングやCVDにより作製したり、イオン交換などで基板
13の内部に屈折率分布を設けてシリンドリカルレンズ
作用を持たせても同様な効果を得ることができる。
【0031】そして、シリンドリカルマイクロフレンネ
ルレンズ22によりビーム整形された光は、基板24中
を通過していき光分岐回折格子25を透過し外部に出射
され、コリメートレンズ27により平行光とされた後、
対物レンズにより集光され光磁気ディスク上に照射され
、これにより情報の記録等が行われる。また、光磁気デ
ィスクからの情報を読み取りカー効果により偏光の回転
を受けた反射光は、再び、コリメートレンズ27により
収束光とされ、光分岐回折格子25に入射し、これによ
り±1次光の回折光となり、基板24中を進行していき
、偏光分離回折格子23に入射し、偏光方向ごとに透過
光Tと回折光Kとに分離される。透過光Tは受光素子2
6a,26dに導かれ、回折光Kは受光素子26b,2
6cに導かれる。受光素子26b,26cは、図10(
a)に示すように2分割された受光面a,bを有してお
り、また、受光素子26a,26dは図10(b)に示
すように3分割された受光面c,d,eを有している。
【0032】そして、これら4つの受光素子26a,2
6b,26c,26dを用いて、透過光Tと回折光Kと
の強度差を求めることにより光磁気信号を検出すること
ができる。また、これにより、フォーカスエラー信号F
o、トラックエラー信号Trの検出を行うこともできる
。この場合、フォーカスエラー信号Foはフーコー法に
より、また、トラックエラー信号Trはプシュプル法に
より、それぞれ下記の式を用いて求めることができる。
【0033】 Fo=d−e                   
   …(10)Tr=a−b    or  c−(
d+e)…(11)ただし、このような各種信号の検出
を行うような場合、図11に示すように、トラック方向
Xと光分岐回折格子25の回折格子方向Yとを予め合わ
せておく必要がある。
【0034】上述したように、シリンドリカルマイクロ
フレンネルレンズ22と光分岐回折格子25と偏光分離
回折格子23との3つの素子の形成された光束分離素子
21を設けることによって、1個の部材にビーム整形、
光分岐、偏光分離の3つの機能を同時に合わせもつこと
ができるため、装置の小型化、低コスト化を図ることが
可能となる。
【0035】また、請求項3記載の発明として、上述し
たような実施例において、光束分離素子21を構成する
シリンドリカルマイクロフレンネルレンズ22と光分岐
回折格子25と偏光分離回折格子23とを、ガラス又は
プラスチックの材質からなる基板24上に一体化して成
形することによって、装置のコンパクト化を図ることが
できると共に、経時変化に対しても常に安定した信号の
検出を行うことが可能となる。
【0036】次に、請求項2記載の発明の変形例を図1
4に基づいて説明する。ここでは、半導体レーザ20か
ら出射されたレーザ光が光束分離素子21のシリンドリ
カルマイクロフレンネルレンズ22に向かう間の光路上
に新たに1/2波長板29を設けたものであり、その他
の構成部分については何ら変わるところがない。
【0037】その1/2波長板29を設けたことにより
、半導体レーザ20から出射された光の偏光方向Aを偏
光分離回折格子23の格子方向に対して45°をなすよ
うに調整することができる(図9参照)。すなわち、半
導体レーザ本体を回転させないで、その偏光方向を回転
させることができるため、ビーム整形を最適化すると同
時に、光磁気信号のアンバランスを補正することができ
る。従って、各種回折格子を作製する際に生じる格子方
向のずれを補正し各種信号の検出に悪影響を及ぼさない
ようにすることができると共に、それら各回折格子の作
製上の精度をゆるめ歩留りを向上させ、一段と低コスト
化を図ることが可能となる。
【0038】次に、請求項4記載の発明の一実施例を図
15ないし図17に基づいて説明する。レーザ光源とし
ての半導体レーザ30から出射された光がコリメートレ
ンズ31により平行化され対物レンズ32により集光さ
れ光情報記録媒体としての光磁気ディスク33の面上に
照射されその後反射された光が再び前記コリメートレン
ズ31を通過した光路上には、第一光束分離手段として
の第一光束分離素子34が配設されている。この第一光
束分離素子34には、基板35上の前記コリメートレン
ズ31が配設された側の面に位置して光分岐回折格子3
6が形成されている。
【0039】また、前記第一光束分離素子34と前記半
導体レーザ30との間には、第二光束分離素子37が配
設されている。この第二光束分離素子37には、基板3
8上の前記第一光束分離素子34が設けられた側の面に
位置して偏光分離回折格子39が形成されている。さら
に、前記第二光束分離素子37と前記半導体レーザ30
との間には、図17(a)〜(c)に示すような受光素
子40,41,42,43が配設されている。
【0040】このような構成において、半導体レーザ3
0から出射された光は、第二光束分離素子37の基板3
8中を通過し、第一光束分離素子34の光分岐回折格子
36に入射し、これにより、その0次光はコリメートレ
ンズ31へと進んでいき平行光に変換され、対物レンズ
32により光磁気ディスク33の面上に集光されること
により、情報の記録等を行うことができる。そして、こ
こで信号を読み取った光はカー効果による偏光の回転を
受け、反射光となって再び対物レンズ32、コリメート
レンズ31を順次通過した後、光分岐回折格子36に入
射し、これにより+1次光A,−1次光Bが発生する。 +1次光Aは第二光束分離素子37の偏光分離回折格子
39に入射して、透過光Tと回折光Kとに分離され、そ
れぞれ受光素子40,41に導かれる。この場合、偏光
分離回折格子39は、図16に示すように、微小ピッチ
の深溝に形成されており、その回折効率が入射光の偏光
方向に依存する、いわゆる、従来の偏光分離素子として
用いられるPBSやウォラストンプリズムと同様な効果
を得る素子である。従って、このようなことから透過光
Tと回折光Kとの強度差から差分法により光磁気信号R
fを検出することができる。なお、これら2つの受光素
子40,41は図17(a)(b)に示すように無分割
でよく、波長変動による光スポットのずれはその受光面
の大きさにより順次カバーすることができる。
【0041】また、光分岐回折格子39により−1次光
Bは2つのビームに分割され、図17(c)に示すよう
な受光素子42,43に導かれる。これにより、ウェッ
ジプリズム法を用いてフォーカスエラー信号Foを検出
することができる。また、それら2つの受光素子42,
43の出力差からトラックエラー信号Trを検出するこ
とができる。
【0042】ここで、これまで述べた各種信号は、受光
素子40,41の受光量をそれぞれa,bとし、2分割
された受光素子42の受光量をc,d、2分割された受
光素子43の受光量をe,fとすると、Rf=a−b 
                 …(12)Fo=
(c+f)−(d+e)  …(13)Tr=(c+d
)−(e+f)  …(14)により求めることができ
る。
【0043】上述したように、第一光束分離素子34に
光分岐回折格子36を形成し、第二光束分離素子37に
偏光分離回折格子39を形成し、これにより光磁気ディ
スク33からの反射光を分離して各種信号の検出を行う
ようにしたので、従来に比べ光磁気ヘッド部の構成を小
型化、軽量化することが可能となる。また、光磁気信号
検出用の受光素子40,41とフォーカスエラー信号、
トラックエラー信号検出用の受光素子42,43とが分
離されて構成されているので、信号処理における電気回
路への負担を軽減させることができる。
【0044】なお、本実施例では、光分岐回折格子36
と偏光分離回折格子39とを各々別個の素子上に形成し
ているが、その理由は光分岐回折格子36のピッチを大
きくし、回折角を小さくすることにより波長変動による
回折角のずれを小さくし、フォーカスエラー信号への悪
影響を除去するようにしたためであり、したがって、フ
ォーカスエラー信号のオフセットが問題にならないよう
な範囲であればそれら光分岐回折格子36と偏光分離回
折格子39とを同一基板の両面に設けても同様な効果を
得ることができる。
【0045】次に、請求項5記載の発明の一実施例を図
18に基づいて説明する。ここでは、前述した第二光束
分離素子37の構成内容を変えたものであり、その他の
部分については何ら変わるところはない。
【0046】すなわち、第二光束分離手段としての第二
光束分離素子37は、プリズム44と1/2波長板45
と偏光分離回折格子46とにより構成されている。これ
により、半導体レーザ30から出射され、光分岐回折格
子36を透過した0次光は、コリメートレンズ31によ
り平行光とされ、対物レンズ32により光磁気ディスク
33の面上に集光される。そして、その反射光は、その
後、光分岐回折格子36に入射し、+1次光A,−1次
光Bに分離される。この場合、−1次光Bは前述した第
一の実施例と同様に受光素子42,43に導かれること
によりフォーカスエラー信号Fo、トラックエラー信号
Trの検出が行われる。
【0047】一方、+1次光Aは、第二光束分離素子3
7のプリズム44に入射する。この時、そのプリズム4
4の入射角はブリュースタ角になるように設定され、見
かけのカー回転角が増加するようにし、高感度信号が検
出できるようになっている。これにより、そのプリズム
44を通った光は、1/2波長板45により偏光の回転
を受け、偏光分離回折格子46によって透過光Tと回折
光Kとに分離され、その強度差から光磁気信号Rfを検
出することができる。
【0048】従って、本実施例のように、第二光束分離
素子37をプリズム44と1/2波長板45と偏光分離
回折格子46とを一体化して構成とすることによって、
一段と小型でかつ高感度な信号検出を行うことが可能と
なる。
【0049】次に、請求項6記載の発明の一実施例を図
19ないし図22に基づいて説明する。レーザ光源とし
ての半導体レーザ47から出射された光がコリメートレ
ンズ48により平行化され対物レンズ49により集光さ
れ光情報記録媒体としての光磁気ディスク50の面上に
照射されその後反射された光が再び前記コリメートレン
ズ48を通過した光路上には、第一光束分離手段として
の第一光束分離素子51が配設されている。この第一光
束分離素子51には、基板52上の前記コリメートレン
ズ48が配設された側の面に位置して光分岐回折格子5
3が形成されている。この場合、光分岐回折格子53は
、図20の断面形状に示すように、その回折格子の1周
期T内で左右非対称な形状に形成されている。
【0050】また、前記第一光束分離素子51と前記半
導体レーザ47との間には、第二光束分離素子54が配
設されている。この第二光束分離素子54には、基板5
5上の前記第一光束分離素子51が設けられた側の面に
位置して偏光分離回折格子56が形成されている。さら
に、前記第二光束分離素子54と前記半導体レーザ47
との間には、図22(a)〜(c)に示すような受光素
子57,58,59,60が配設されている。
【0051】このような構成において、半導体レーザ4
7から出射された光は、第二光束分離素子54の基板5
5中を通過し、第一光束分離素子51の光分岐回折格子
53に入射し、これにより、その0次光はコリメートレ
ンズ48へと進んでいき平行光に変換され、対物レンズ
49により光磁気ディスク50の面上に集光されること
により、情報の記録等を行うことができる。そして、こ
こで信号を読み取った光はカー効果による偏光の回転を
受け、反射光となって再び対物レンズ49、コリメート
レンズ48を順次通過した後、光分岐回折格子53に入
射して+1次光A,−1次光Bが発生する。
【0052】この場合、光分岐回折格子53は1周期T
内で左右非対称に形成されているため+1次光Aと−1
次光Bとの回折効率が異なり、これにより+1次光Aと
−1次光Bの光強度が異なることになる。一般に、光磁
気ピックアップにおいて、光磁気信号と光制御用信号(
フォーカスエラー信号、トラックエラー信号)とでは、
光磁気信号の検出感度を良くするために、光磁気ディス
ク50からの反射光のうち60〜80%を光磁気信号検
出用に使用し、残りの40〜20%を光制御用信号検出
用に使用している。このようなことから、光磁気信号検
出用に多くの光を必要とするため+1次光Aの方が光強
度が強くなるように光分岐回折格子53の断面形状を形
成する。
【0053】そして、このようにして得られた+1次光
Aは第二光束分離素子54の偏光分離回折格子56に入
射して、透過光Tと回折光Kとに分離され、それぞれ受
光素子57,58に導かれる。この場合、光分岐回折格
子53は、図21に示すように、微小ピッチの深溝に形
成されており、その回折効率は入射光の偏光方向に依存
するため、従来の偏光分離素子として用いられるPBS
やウォラストンプリズムと同様な効果を得ることができ
る。このようにして偏光分離回折格子56により偏光方
向ごとに分離された透過光Tと回折光Kとの強度差から
差分法により光磁気信号Rfを検出することができる。 なお、これら2つの受光素子57,58は図22(a)
(b)に示すように無分割でよく、波長変動による光ス
ポットのずれはその受光面の大きさにより順次カバーす
ることができる。
【0054】一方、光分岐回折格子53により−1次光
Bは2つのビームに分割され、図22(c)に示すよう
な受光素子59,60に導かれる。これにより、ウェッ
ジプリズム法を用いてフォーカスエラー信号Foを検出
することができる。また、それら2つの受光素子59,
60の出力差からトラックエラー信号Trを検出するこ
とができる。
【0055】ここで、これまで述べた各種信号は、受光
素子57,58の受光量をそれぞれa,bとし、2分割
された受光素子59の受光量をc,d、2分割された受
光素子60の受光量をe,fとすると、Rf=a−b 
                 …(15)Fo=
(c+f)−(d+e)  …(16)Tr=(c+d
)−(e+f)  …(17)により求めることができ
る。
【0056】上述したように、第一光束分離素子51に
光分岐回折格子53を形成し、第二光束分離素子54に
偏光分離回折格子56を形成し、これにより光磁気ディ
スク50からの反射光を分離して各種信号の検出を行う
ようにしたので、従来に比べ光磁気ヘッド部の構成を小
型化、軽量化することが可能となる。また、光磁気信号
検出用の受光素子57,58とフォーカスエラー信号、
トラックエラー信号検出用の受光素子59,60とが分
離されて構成されているので、信号処理における電気回
路への負担を軽減させることができる。
【0057】なお、本実施例では、光分岐回折格子53
と偏光分離回折格子56とを各々別個の素子上に形成し
ているが、その理由は光分岐回折格子53のピッチを大
きくし、回折角を小さくすることにより波長変動による
回折角のずれを小さくし、フォーカスエラー信号への悪
影響を除去するようにしたためであり、従って、フォー
カスエラー信号のオフセットが問題にならないような範
囲であればそれら光分岐回折格子53と偏光分離回折格
子56とを同一基板の両面に設けても同様な効果を得る
ことができる。
【0058】次に、請求項6記載の発明の変形例を図2
3に基づいて説明する。これは、前述した実施例(図1
9参照)における光分岐回折格子53の格子形状を変え
たものであり、その他の部分については何ら変わるとこ
ろはない。
【0059】すなわち、光分岐回折格子53の断面形状
は図20と同様にその回折格子の1周期T内で左右非対
称を有する形状となっているが、ここではさらに、図2
3(a)に示すように、その表面形状が変調ピッチの直
線状格子として形成されている。このように変調ピッチ
化された格子を形成することによって、一方向性収束機
能を持つ、すなわち、シリンダレンズと同様な機能を持
つことになり非点収差が発生する。そこで、そのような
非点収差の発生したビームを−1次光B用のビームとし
て使用し、図23(b)に示すように4分割された受光
素子61に照射することによって、非点収差法によりフ
ォーカスエラー信号の検出、プシュプル法によりトラッ
クエラー信号の検出を行うことができる。
【0060】また、フォーカスエラー信号の検出をビー
ムサイズ法を用いて行う場合には、光分岐回折格子53
を図24(a)に示すように等ピッチの直線状格子に形
成し、一方向性収束機能を持たせる必要はない。この時
、受光素子61は図24(b)に示すように3分割され
た形状にし、−1次光Bをこれに入射させるようにする
ことによってその信号の検出を行うことができる。なお
、この場合にも、光分岐回折格子53の断面形状は、図
20と同様にその格子の1周期T内で左右非対称を有す
るようになっている。
【0061】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、レーザ光源から
出射された光をコリメートレンズにより平行化した後、
対物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射し
て情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生
や、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出
を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と
前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源
から出射された光束を3ビームに分割する3ビーム生成
用回折格子がその出射光側の一面に形成され他面に前記
光情報記録媒体からの反射光を分岐する光分岐用回折格
子が形成されこの光分岐用回折格子により分岐された光
束を偏光分離する偏光分離用回折格子が前記3ビーム生
成用回折格子と同一面内に形成された光束分離手段を設
けたので、光束分離手段に3ビーム生成用回折格子と光
分岐用回折格子と偏光分離用回折格子との3つの回折格
子を形成することによって、フォーカスエラー信号やト
ラックエラー信号の他に、さらに、光磁気信号をも同時
に検出することが可能となり、これによりコンパクトな
構成で常に安定した信号検出を行うことができるもので
ある。
【0062】請求項2記載の発明は、レーザ光源から出
射された光をコリメートレンズにより平行化した後、対
物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射して
情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの
反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生や
、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を
行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前
記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源か
ら出射された光束を一方向に収束させるビーム整形素子
がその出射光側の一面に形成され他面に前記光情報記録
媒体からの反射光を分岐する光分岐回折格子が形成され
この光分岐回折格子により分岐された光束を偏光分離す
る偏光方向により回折効率が異なる偏光分離回折格子が
前記ビーム整形素子と同一面内に形成された光束分離手
段を設けたので、このように光束分離手段にビーム整形
素子と光分岐回折格子と偏光分離回折格子との3つの素
子を形成することによって、1つの部材にビーム整形、
光分岐、偏光分離の3つの機能を同時に合わせもつこと
ができるため、装置の小型化、低コスト化を図ることが
可能となるものである。
【0063】請求項3記載の発明は、光束分離手段を形
成するビーム整形素子と光分岐回折格子と偏光分離回折
格子とをガラス又はプラスチックからなる基板上に一体
化して成形したので、装置のコンパクト化を図ることが
できると共に、経時変化に対しても常に安定した信号の
検出を行うことが可能となるものである。
【0064】請求項4記載の発明は、レーザ光源から出
射された光をコリメートレンズにより平行化した後、対
物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射して
情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの
反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生や
、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を
行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前
記コリメートレンズとの間の光路上に0次光と±1次光
とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分離
手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記第
一光束分離手段を通過することにより得られた±1次光
の2光束のうちの一方の光路上に回折効率が偏光方向に
依存する偏光分離回折格子が形成された第二光束分離手
段を設けたので、光情報記録媒体からの反射光が光分岐
回折格子により分岐された±1次光のうちの一方の光を
用いて光磁気信号を検出し、他方の光を偏光分離回折格
子を介してフォーカスエラー信号やトラックエラー信号
の検出を行うことができ、これにより、光学系の組付け
やその調整の公差を大きくとることができ、しかも、こ
のように光分岐回折格子と偏光分離回折格子とを設ける
ことにより構成の簡素化を図ることができるものである
【0065】請求項5記載の発明は、レーザ光源から出
射された光をコリメートレンズにより平行化した後、対
物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射して
情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの
反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生や
、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を
行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前
記コリメートレンズとの間の光路上に0次光と±1次光
とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分離
手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記第
一光束分離手段を通過することにより得られた±1次光
の2光束のうちの一方の光路上にプリズムと1/2波長
板と回折効率が偏光方向に依存する偏光分離回折格子と
が一体化して形成された第二光束分離手段を設けたので
、光磁気信号検出の光路中に入射角の設定されたプリズ
ムを配設したことによって、そのプリズムへのブリュー
スタ角入射による見かけのカー回転角の増加により一段
と高感度な信号検出を行うことができるものである。
【0066】請求項6記載の発明は、レーザ光源から出
射された光をコリメートレンズにより平行化した後、対
物レンズにより集光し光情報記録媒体の表面に照射して
情報の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの
反射光を受光素子に検出させることにより情報の再生や
、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を
行う光情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前
記コリメートレンズとの間の光路上に0次光と±1次光
とに分離する光分岐回折格子の形成された第一光束分離
手段を設け、前記光情報記録媒体からの反射光が前記第
一光束分離手段を通過することにより得られた±1次光
の2光束のうちの一方の光路上に回折効率が偏光方向に
依存する偏光分離回折格子が形成された第二光束分離手
段を設け、0次光と±1次光とに分離する前記光分岐回
折格子をその格子1周期内で左右非対称な形状に形成し
たので、0次光と±1次光とに分離する光分岐回折格子
をその格子1周期内で左右非対称な形状に形成したこと
によって、光情報記録媒体からの反射光が光分岐回折格
子により分岐された±1次光の回折効率を変えることが
でき、これにより光磁気信号の光強度を強くするように
調整することができるため、従来に比べ光利用効率を向
上させ高感度な光信号の検出を行うことが可能となり、
また、光分岐回折格子により分岐された±1次光のうち
の一方の光を用いて光磁気信号を検出し他方の光を偏光
分離回折格子を介してフォーカスエラー信号やトラック
エラー信号の検出を行うようにしたので、光学系の組付
けやその調整の公差を大きくとることが可能となり、さ
らに、このように光分岐回折格子と偏光分離回折格子と
を設けたことにより構成の簡素化を図ることができるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の一実施例を示す構成図で
ある。
【図2】偏光分離用回折格子の様子を示す斜視図である
【図3】偏光分離用回折格子の光学特性を示す特性図で
ある。
【図4】各種信号を検出する受光素子の様子を示す正面
図である。
【図5】受光素子の変形例を示す正面図である。
【図6】請求項1記載の発明の変形例を示す構成図であ
る。
【図7】光束分離素子の一面に縦長の光スポットが入射
している様子を示す正面図である。
【図8】請求項2記載の発明の一実施例を示す構成図で
ある。
【図9】ビーム整形素子と偏光分離回折格子の形状を示
す正面図である。
【図10】受光素子の形状を示す正面図である。
【図11】光分岐回折格子の格子方向とトラック方向と
の位置関係を示す説明図である。
【図12】レーザ光源の出射パターンの様子を示す斜視
図である。
【図13】レーザ光の一方向のビーム径の低減を図る手
段を示す斜視図である。
【図14】請求項2記載の発明の変形例を示す構成図で
ある。
【図15】請求項4記載の発明の一実施例を示す構成図
である。
【図16】光分岐回折格子の格子方向とトラックパター
ンの方向とを示す説明図である。
【図17】受光素子の様子を示す正面図である。
【図18】請求項5記載の発明の一実施例を示す構成図
である。
【図19】請求項6記載の発明の一実施例を示す構成図
である。
【図20】光分岐回折格子の格子断面形状を示す断面図
である。
【図21】光分岐回折格子の格子方向とトラックパター
ンの方向との関係の様子を示す説明図である。
【図22】受光素子の正面図である。
【図23】(a)は変調ピッチを有する光分岐回折格子
の表面形状を示す正面図、(b)はその光分岐回折格子
を通過した光が照射される受光素子の正面図である。
【図24】(a)は等ピッチを有する光分岐回折格子の
表面形状を示す正面図、(b)はその光分岐回折格子を
通過した光が照射される受光素子の正面図である。
【図25】従来例を示す構成図である。
【図26】フォーカスエラー信号を検出する際の受光素
子面上における様子を示す正面図である。
【符号の説明】
9        レーザ光源 10      光束分離手段 11      ビーム生成用回折格子12     
 偏光分離用回折格子 14      光分岐用回折格子 15a〜15d      受光素子 16      コリメートレンズ 20      レーザ光源 21      光束分離手段 22      ビーム整形素子 23      偏光分離回折格子 25      光分岐回折格子 26a〜26d      受光素子 27      コリメートレンズ 30      レーザ光源 31      コリメートレンズ 32      対物レンズ 33      光情報記録媒体 34      第一光束分離素子 36      光分岐回折格子 37      第二光束分離素子 39      偏光分離回折格子 40〜43      受光素子 44      プリズム 45      1/2波長板 46      偏光分離回折格子 47      レーザ光源 48      コリメートレンズ 49      対物レンズ 50      光情報記録媒体 51      第一光束分離手段 53      光分岐回折格子 54      第二光束分離手段 56      偏光分離回折格子 57〜61      受光素子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  レーザ光源から出射された光をコリメ
    ートレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光
    し光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行う
    と共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に
    検出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー
    信号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生
    装置において、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体と
    の間の光路上に、前記レーザ光源から出射された光束を
    3ビームに分割する3ビーム生成用回折格子がその出射
    光側の一面に形成され他面に前記光情報記録媒体からの
    反射光を分岐する光分岐用回折格子が形成されこの光分
    岐用回折格子により分岐された光束を偏光分離する偏光
    分離用回折格子が前記3ビーム生成用回折格子と同一面
    内に形成された光束分離手段を設けたことを特徴とする
    光情報記録再生装置。
  2. 【請求項2】  レーザ光源から出射された光をコリメ
    ートレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光
    し光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行う
    と共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に
    検出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー
    信号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生
    装置において、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体と
    の間の光路上に、前記レーザ光源から出射された光束を
    一方向に収束させるビーム整形素子がその出射光側の一
    面に形成され他面に前記光情報記録媒体からの反射光を
    分岐する光分岐回折格子が形成されこの光分岐回折格子
    により分岐された光束を偏光分離する偏光方向により回
    折効率が異なる偏光分離回折格子が前記ビーム整形素子
    と同一面内に形成された光束分離手段を設けたことを特
    徴とする光情報記録再生装置。
  3. 【請求項3】  光束分離手段を形成するビーム整形素
    子と光分岐回折格子と偏光分離回折格子とをガラス又は
    プラスチックからなる基板上に一体化して成形したこと
    を特徴とする請求項2記載の光情報記録再生装置。
  4. 【請求項4】  レーザ光源から出射された光をコリメ
    ートレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光
    し光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行う
    と共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に
    検出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー
    信号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生
    装置において、前記レーザ光源と前記コリメートレンズ
    との間の光路上に0次光と±1次光とに分離する光分岐
    回折格子の形成された第一光束分離手段を設け、前記光
    情報記録媒体からの反射光が前記第一光束分離手段を通
    過することにより得られた±1次光の2光束のうちの一
    方の光路上に回折効率が偏光方向に依存する偏光分離回
    折格子が形成された第二光束分離手段を設けたことを特
    徴とする光情報記録再生装置。
  5. 【請求項5】  レーザ光源から出射された光をコリメ
    ートレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光
    し光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行う
    と共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に
    検出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー
    信号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生
    装置において、前記レーザ光源と前記コリメートレンズ
    との間の光路上に0次光と±1次光とに分離する光分岐
    回折格子の形成された第一光束分離手段を設け、前記光
    情報記録媒体からの反射光が前記第一光束分離手段を通
    過することにより得られた±1次光の2光束のうちの一
    方の光路上にプリズムと1/2波長板と回折効率が偏光
    方向に依存する偏光分離回折格子とが一体化して形成さ
    れた第二光束分離手段を設けたことを特徴とする光情報
    記録再生装置。
  6. 【請求項6】  レーザ光源から出射された光をコリメ
    ートレンズにより平行化した後、対物レンズにより集光
    し光情報記録媒体の表面に照射して情報の記録等を行う
    と共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に
    検出させることにより情報の再生や、フォーカスエラー
    信号、トラックエラー信号の検出を行う光情報記録再生
    装置において、前記レーザ光源と前記コリメートレンズ
    との間の光路上に0次光と±1次光とに分離する光分岐
    回折格子の形成された第一光束分離手段を設け、前記光
    情報記録媒体からの反射光が前記第一光束分離手段を通
    過することにより得られた±1次光の2光束のうちの一
    方の光路上に回折効率が偏光方向に依存する偏光分離回
    折格子が形成された第二光束分離手段を設け、0次光と
    ±1次光とに分離する前記光分岐回折格子をその格子1
    周期内で左右非対称な形状に形成したことを特徴とする
    光情報記録再生装置。
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