JPH0512747A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビ−ムスポットが楕円化しても、デフォ−カ
スの方向に係わらず特性が対称に変化し、かつC/N 等の
特性が悪化しない情報信号の記録、再生を行う。 【構成】 光磁気ディスク(6) からの反射光を分離する
ビ−ムスプリッタ(3) の光分離面(4) の法線とここに入
射する平行光の光軸を含む面を、光磁気ディスク(6) の
トラック方向に対して平行又は垂直にし、半導体レ−ザ
(1) は、光分離面の法線と平行光の光軸を含む面に対し
て垂直又は平行とならないようにする。 【効果】 光磁気信号等の特性が対称に変化し、サ−ボ
が外れ難くなり又情報信号の読み誤りも減少する。さら
に情報信号をロスなく導くことができ、C/N等の特性が
悪化しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクを情報
記録媒体として、光学的に情報を記録再生する光学的情
報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学的情報記録再生装置では、光源とし
て半導体レ−ザを用い半導体レ−ザからの放射光が光磁
気ディスクに照射され、光磁気ディスクの反射率とカ−
効果の影響で光磁気ディスク上の磁化の向きにより光の
振動方向が異なる方向に回転された光を光検出器で検出
して情報の再生を行う（従来例１）。この装置の概要を
図６によりさらに説明すると、半導体レ−ザ（ＬＤ）51
から放射された光はコリメ−タレンズ52で平行光に変換
され、さらにビ−ムスプリッタ53の偏光膜54を透過し、
対物レンズ55を透過して光磁気ディスク56へ達する。光
磁気ディスク56で反射された光束は、再び対物レンズ55
を経てビ−ムスプリッタ53の偏光膜54に達する。光束は
偏光膜54で光検出器57方向に反射され、検光子58を透過
した後に光検出器57に入射し光磁気信号が検出される。
なお、ビ−ムスプリッタ53の偏光膜54は、Ｐ偏光反射率
30％、Ｓ偏光反射率100 ％、反射光の位相差０deg とし
ている。

【０００３】図６中に表示されている（１）、（２）、
（３）は偏光状態を説明するための座標である。ＬＤ51
から光磁気ディスク56までは（１）の座標を用いると、
図７Ａに示すように半導体レ−ザ51の偏光方向はＸ軸と
一致している。コリメ−タレンズ52を透過し、ビ−ムス
プリッタ53の偏光膜54を透過して光磁気ディスク56に入
射する光は、図７Ｂに示すように偏光膜54の影響で強度
が70％となるが、偏光方向はＸ軸と一致している。次
に、光磁気ディスク56を反射した光がビ−ムスプリッタ
53の偏光膜54に達するまでは図６（２）の座標を用い
る。光磁気ディスク56での反射光は、光磁気ディスク56
の反射率とカ−効果の影響で、光磁気ディスク56上の磁
化の方向によりΘ_k 、−Θ_k の方向に旋光され図７Ｃに
示すような偏光状態となる。次に、ビ−ムスプリッタ53
の偏光膜54を反射した後の光について図６（３）の座標
を用いる。光検出器57の方向へ反射する光は、偏光膜54
の影響で直線偏光でかつ、Ｐ偏光方向のみの強度が30％
となる（図７Ｄ）。その後、光は検光子58を透過し光検
出器57に入射して光磁気信号が検出される。

【０００４】図８は、光磁気ディスク上でのビ−ムスポ
ットを示したものである。なお、光磁気ディスク装置に
使用するＬＤには非点隔差（ＬＤアス）が存在し、光放
射角はＬＤチップ結晶の接合面に対する平行方向と垂直
方向（以下、単に平行方向、垂直方向と略称する）とで
異なることが知られている（図９、平行方向、垂直方向
はＬＤアスと一致している）。従って、対物レンズ又は
コリメ−タレンズで開口制限を行った場合、光放射角の
影響で実質的にＮＡが大きい垂直方向は、平行方向に比
較し図８Ａに示すように合焦状態で絞られたビ−ムスポ
ットとなる。また、ＬＤアスの影響により光磁気ディス
クと対物レンズとが合焦状態から遠ざかった状態（＋デ
フォ−カス）と近づいた状態（−デフォ−カス）では、
ビ−ムスポットが楕円化し楕円スポットの長軸の方向が
それぞれトラック方向およびラジアル方向とに一致す
る。図８Ｂは＋デフォ−カス状態を示し、図８Ｃは−デ
フォ−カス状態を示している。

【０００５】次に図10は、一般的なコンパクトディスク
読み出し光学系を示したものである（従来例２）。ＬＤ
51から放射された光は、グレ−ティング59により３ビ−
ムに変換され、平行平板60に形成してある偏光膜61で光
ディスク方向に反射され、対物レンズ55を透過して光デ
ィスク62に達する。光ディスク62で反射された光束は、
再び対物レンズ55を透過し、さらに平行平板60を透過し
た後、光軸に対し傾けて設けられた凹レンズ63を透過
し、光検出器57に入射して情報信号が検出される。な
お、平行平板60に形成してある偏光膜61の特性は、Ｐ偏
光反射率50％、Ｓ偏光反射率50％のハ−フ膜としてあ
る。

【０００６】図10中の座標は、偏光状態を説明するため
の座標である。ＬＤ51からの光の偏光方向は、図11に示
したようにＸ軸に一致している。また、光ディスク62上
のピット配列方向に対する入射光の偏光方向、ＬＤア
ス、平行方向又は垂直方向が、ほぼ45°となるようにピ
ックアップ全体を対物レンズの光軸回りに回転させてい
る。そこで、光磁気ディスク62上のビ−ムスポットの形
状は図12に示すように、合焦時、デフォ−カス状態の時
とも従来例１と同様であるが、スポット楕円化の長軸の
方向はピット方向に対して45°傾くようになる。図12Ｂ
は＋デフォ−カス状態を示し、図12Ｃは−デフォ−カス
状態を示している。

【０００７】上記のように、光ディスク上のピット列に
対してビ−ムスポットを傾斜角を持たせて照射するよう
にした具体例として、特開昭61-196435 号公報に開示さ
れているものがある。これにより隣接トラックとの干渉
を小さくでき、トラック方向或いはタンジェンシャル方
向への傾きに対する許容度が大きくなり、出力特性とし
てもクロスト−ク量を減少することができるとされてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１には次のような不具合がある。一般的に光磁気デ
ィスクの基板にポリカ−ボネ−ト樹脂等の射出成形プラ
スチックを用いた場合、図13に示すようにディスク径方
向又はグル−ブの接線に沿った方向に進相軸を持つ複屈
折を有することが知られている（参考文献：POLYMERS I
N INFORMATION STORAGE TECHNOLOGY、Page207 〜215 、
Edited by K.L.Mlttal、Publisher:PlenumPublishing C
orporation、1989、America)。

【０００９】この場合、光磁気ディスクへの入射光の偏
光方向（ＬＤチップの接合面に対する平行方向）がグル
−ブに対して平行又は垂直でないと、複屈折の影響で光
磁気ディスクからの反射光が楕円化し再生信号のC/N が
悪化する。そこで光磁気ディスクに入射する光の偏光方
向は、トラック方向に対して平行又は垂直方向が選択さ
れる。しかし、上記のように光磁気ディスクに入射する
光の偏光方向を設定すると、ＬＤアスとトラック方向が
一致してしまい対物レンズの＋デフォ−カス状態又は、
−デフォ−カス状態時に、トラック方向に対するビ−ム
スポットの変形時の長軸方向が平行又は垂直となり、ト
ラックエラ−信号振幅、ジッタ−、光磁気信号振幅等の
各特性が＋デフォ−カス状態と−デフォ−カス状態で非
対称となってしまう。

【００１０】すなわち、＋デフォ−カス方向、−デフォ
−カス方向の何れかの方向において前記各特性が極端に
変化してしまうこととなる。すると、ディフェクトディ
スクや周囲環境の温度変化でビ−ムスポットがデフォ−
カス状態になった場合、サ−ボが外れ易くなったり、情
報信号の読み誤りが増加してしまう。また、デフォ−カ
ス状態時のトラック間干渉、符号間干渉の何れかが増大
してしまうのである。

【００１１】さらに、ＬＤアスとコリメ−タレンズＮ
Ａ、及び伝搬する光波面の３次ツェルニケアス収差係数
には、 伝搬波面の３次ツェルニケアス収差係数＝ NA²/4λ×Ｌ
Ｄアス（λ：ＬＤ波長） の関係がある。ライトワンス(WORM)やリライタブル光デ
ィスクは、リ−ドオンリ−(ROM) の光ディスクに比べ、
光ディスク上のビ−ムスポット径を絞るため、また光効
率確保のためにコリメ−タレンズＮＡを大きくする必要
がある。したがって、上記関係式からＬＤアスの影響を
受けやすくなってしまう。

【００１２】こうした不具合を解消するための方法とし
て、対物レンズとビ−ムスプリッタの間にλ/2板を挿入
し、ＬＤの偏光方向だけを対物レンズの光軸回りにＬＤ
アス方向とは独立に回転させるという方法がある。つま
りＬＤアス方向をトラック方向に対し45°となるように
し、偏光方向のみをトラック方向として＋デフォ−カス
状態、−デフォ−カス状態時の各特性の非対称さを無く
すのである。しかし、この方法はλ/2を使用するため、
進相軸又は遅相軸の位置合わせを要したり位相差誤差を
生じ、装置組立工数の増加、特性の悪化、コストアップ
を招くという不具合がある。

【００１３】また、従来例２には次のような不具合があ
る。従来例１において生じるデフォ−カス状態時のビ−
ムスポットの非対称を解消するために、従来例２に示す
ような一般的なコンパクトディスク読み出し光学系を光
磁気ディスクに基づく光磁気信号検出に応用することが
考えられる。この場合、平行平板と検出器の間に従来例
１で使用した検光子を挿入し、さらに平行平板に形成し
た偏光膜の特性を分光比を変えずに透過光の位相差を０
degにすることとなる。このようにすることにより、従
来例１に示すようなデフォ−カス状態時のビ−ムスポッ
トの非対称さは無くなるが、偏光膜61（図10）の分光比
がＰ偏光、Ｓ偏光共に50％透過となり、情報信号成分
（Ｐ偏光成分）も半分になってしまうため、C/N 等の特
性が悪化してしまうという不具合がある。

【００１４】本発明は、上記不具合を解決すべく提案さ
れるもので、簡素な構成で、デフォ−カスの方向に係わ
らずトラックエラ−信号振幅、ジッタ−、光磁気信号等
の特性が対称に変化し、かつC/N 等の特性が悪化しない
光学的情報記録再生装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体レ−ザと、該半導体レ−ザからの
放射光を平行光にするコリメ−タレンズと、平行光を光
磁気ディスク上に結像する対物レンズと、光磁気ディス
クからの反射光をコリメ−タレンズと対物レンズの光路
から分離するビ−ムスプリッタと、分離された光を受光
する光検出手段とを有する光学的情報記録再生装置にお
いて、ビ−ムスプリッタの光分離面は平行光の光軸に対
して傾けて形成され、光分離面には少なくともＳ偏光反
射率又はＰ偏光反射率、或いはＳ偏光透過率又はＰ偏光
透過率が100 ％の偏光膜が形成され、光分離面の法線と
平行光の光軸を含む面は光磁気ディスクのトラック方向
に対して平行又は垂直になるように形成され、半導体レ
−ザはその結晶の接合面の接合方向が光分離面の法線と
平行光の光軸を含む面に対して垂直又は平行とならない
ように形成されたことを特徴とする光学的情報記録再生
装置とした。

【００１６】

【作用】このように構成することにより、構成を複雑化
することなく、光ディスク上のビ−ムスポットが楕円化
しても、デフォ−カスの方向に係わらずトラックエラ−
信号振幅等の各特性が対称に変化し、かつC/N 等の特性
が悪化しない情報信号の記録、再生ができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に従い本発明の実施例を説明して
ゆく。図１は、本発明に係る装置の概要を示したもので
ある。半導体レ−ザ（以下ＬＤと略す）１からの放射光
の進行方向にコリメ−タレンズ２が設けられており、コ
リメ−タレンズ２で平行光に変換された光はその進行方
向に設けられているビ−ムスプリッタ３に入射する。入
射した光は、ビ−ムスプリッタ３に形成された偏光膜４
を透過した後、対物レンズ５を透過して光磁気ディスク
６へ到達するようになっている。なお、ビ−ムスプリッ
タ３に入射した光の一部は反射されて、対物レンズ５か
らの出射光量を一定に保つために用いられる光検出器７
に受光される。

【００１８】光磁気ディスク６に照射されそこで反射さ
れた光束は、再び対物レンズ５を透過してビ−ムスプリ
ッタ３の偏光膜４に到達する。偏光膜４に到達した光は
光検出器８の方向に反射され、検光子９を透過した後に
光検出器８で受光され、光磁気信号が検出されるように
なっている。なお、偏光膜４の特性はＰ偏光反射率30
％、Ｓ偏光反射率100 ％、反射光の位相差０deg であ
る。図１における(1) 〜(3) の座標は、偏光状態を説明
するためのものであるが、ＬＤ１からの放射光の偏光方
向は座標(1) におけるＸ軸に対し45°を成している。

【００１９】次に、図１に示した装置の各偏光状態を説
明する。ＬＤ１から光磁気ディスク６までは図１(1) の
座標を基準として説明すると、ＬＤ１からの放射光の偏
光方向は前述したようにＸ軸に対し45°を成している
（図２Ａ）。ビ−ムスプリッタ３の偏光膜４への入射光
のうちＳ偏光成分は100％反射し、Ｐ偏光成分は70％の
みが透過するようになっているので、ビ−ムスプリッタ
３の偏光膜４を透過し、光磁気ディスク６に照射される
光は、図２Ｂに示すように強度が35％でＸ軸と一致した
直線偏光光となる。

【００２０】光磁気ディスク６を反射した光束がビ−ム
スプリッタ３の偏光膜４に到達するまでの偏光状態は、
図１(2) の座標を基準として説明すると、光磁気ディス
ク６の反射率とカ−効果の影響で光磁気ディスク６上の
磁化の向きによりΘ_k 又は−Θ_k の方向に旋光され、図
２Ｃに示すような偏光状態となる。ビ−ムスプリッタ３
の偏光膜４で反射されてから光検出器８に達するまでの
光の偏光状態を、図１(3) の座標を基準にして説明する
と、光磁気信号成分（情報信号）はＳ偏光成分であり偏
光膜４で100 ％反射されるので、光磁気信号成分が失わ
れることなく図２Ｄに示すような偏光状態で検光子９に
入射し、光検出器８で光磁気信号が検出される。

【００２１】次に、光磁気ディスク上のビ−ムスポット
像を図３に従って説明する。前述したように、光磁気デ
ィスク装置に使用するＬＤには非点隔差が存在し、光放
射角はＬＤチップ結晶の接合面に対する平行方向と垂直
方向とで異なることが知られている。従って、対物レン
ズ又はコリメ−タレンズで開口制限を行った場合、光放
射角の影響で実質的にＮＡが大きい垂直方向は、平行方
向に比較し図３Ａに示すように合焦状態で絞られたビ−
ムスポットとなる。また、ＬＤ１からの放射光の偏光方
向は、図１(1) 座標のＸ軸に対して45°を成しているの
で、ＬＤアスの影響により光磁気ディスクと対物レンズ
とが合焦状態から遠ざかった状態（＋デフォ−カス）と
近づいた状態（−デフォ−カス）では、ビ−ムスポット
が楕円化し楕円スポットの長軸の方向がそれぞれトラッ
ク方向に対して45°を成す（図３Ｂ、Ｃ）。なお、図３
Ｂは＋デフォ−カス状態を示し、図３Ｃは−デフォ−カ
ス状態を示している。

【００２２】以上のごとく、本実施例によれば＋デフォ
−カス状態、−デフォ−カス状態の場合に、光磁気ディ
スク上のビ−ムスポットの楕円化の方向をトラックに対
して45°方向に形成できる。したがって、トラックエラ
−信号振幅等の特性の変化量が対称になる。すなわち、
＋或いは−デフォ−カス状態の何れかの方向で極端に特
性が変化することなく、ディフェクトディスクや周囲環
境の温度変化で光磁気ディスク上のビ−ムスポットがデ
フォ−カス状態になった場合でも、サ−ボが外れ難くな
り又光磁気信号（情報信号）の読み誤りも減少する。ま
た、光磁気信号（情報信号）をロスなく検光子および光
検出器に導くことができ、C/N 等の特性を悪化させるこ
ともない。

【００２３】次に、本発明の第２実施例を説明する。本
実施例では装置を構成する光学系については前記第１実
施例と同様であるが、本実施例ではＬＤからの放射光の
偏光方向が図１(1) の座標におけるＸ軸に対して30°を
成すようにしている。図４はその偏光状態を示したもの
である。また、光磁気ディスク上のビ−ムスポットの形
状は図５Ａ〜Ｃに示したようになる。Ａは合焦時を示し
ており、Ｂ、Ｃは＋デフォ−カス状態、−デフォ−カス
状態を示しており、これらデフォ−カス状態の場合、楕
円化の長軸の方向がトラックに対して30°方向に対称に
傾いている。

【００２４】以上のように構成されているので、ビ−ム
スプリッタに入射するＰ偏光成分はＳ偏光成分に比較し
て多いので（Ｐ偏光成分87％、Ｓ偏光成分13％) 、ビ−
ムスプリッタを透過する光量が61％となり、ＬＤの放射
光の使用効率が向上する。なお、本実施例では偏光方向
をＸ軸に対して30°を成すようにしているが、この角度
に限定されるものではなく45°以下の任意の角度を設定
すればよい。しかし、デフォ−カス状態時の各特性の非
対称は、45°からずれるに従って大きくなるので、ＬＤ
からの放射光の使用効率との兼ね合いで選択する必要が
ある。

【００２５】本発明は、以上の実施例に限定されるもの
ではなく、幾多の変更、変形が可能である。例えば、本
発明では装置のレイアウト上、偏光膜の特性をＳ偏光反
射率100 ％、Ｐ偏光反射率30％としたがＰ偏光反射率を
100 ％とするようなレイアウトとしてもよい。この場
合、ＬＤの使用効率を向上させるには、ビ−ムスプリッ
タに入射させるＳ偏光成分をＰ偏光成分より多くする必
要があるので、例えば図１(1) 座標におけるＸ軸に対し
て60°を成すような偏光方向とすればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば特に新た
な光学素子を設けることなく簡単な構成で、ＬＤアスや
光量分布の影響によりデフォ−カス状態時に光ディスク
のビ−ムスポットが楕円化しても、デフォ−カスの方向
によらずトラックエラ−信号振幅、ジッタ−、光磁気信
号振幅等の各特性が合焦状態時を境に対称に変化し、サ
ーボが外れ難くなり又情報信号の読み誤りも減少する。
さらに情報信号をロスなく光検出器に導くことができる
のでC/N を悪化させることなく情報の記録、再生ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る装置の概要図であ
る。

【図２】上記装置における偏光状態の説明図である。

【図３】上記装置における光磁気ディスク上のビ−ムス
ポット形状の説明図である。

【図４】本発明の第２実施例におけるＬＤの偏光状態の
説明図である。

【図５】第２実施例における光磁気ディスク上のビ−ム
スポット形状の説明図である。

【図６】従来例１に係る装置の概要図である。

【図７】上記装置における偏光状態の説明図である。

【図８】上記装置における光磁気ディスク上のビ−ムス
ポット形状の説明図である。

【図９】ＬＤの光強度分布を示す説明図である。

【図１０】従来例２に係る装置の概要図である。

【図１１】上記装置におけるＬＤの偏光状態の説明図で
ある。

【図１２】上記装置における光磁気ディスク上のビ−ム
スポット形状の説明図である。

【図１３】光磁気ディスクの説明図である。

【符号の説明】

１ 半導体レ−ザ（ＬＤ） ２ コリメ−タレンズ ３ ビ−ムスプリッタ ４ 偏光膜 ５ 対物レンズ ６ 光磁気ディスク ７ 光検出器 ８ 光検出器 ９ 検光子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 半導体レ−ザと、該半導体レ−ザからの
   放射光を平行光にするコリメ−タレンズと、平行光を光
   磁気ディスク上に結像する対物レンズと、光磁気ディス
   クからの反射光をコリメ−タレンズと対物レンズの光路
   から分離するビ−ムスプリッタと、分離された光を受光
   する光検出手段とを有する光学的情報記録再生装置にお
   いて、 ビ−ムスプリッタの光分離面は平行光の光軸に対して傾
   けて形成され、光分離面には少なくともＳ偏光反射率又
   はＰ偏光反射率、或いはＳ偏光透過率又はＰ偏光透過率
   が100 ％の偏光膜が形成され、光分離面の法線と平行光
   の光軸を含む面は光磁気ディスクのトラック方向に対し
   て平行又は垂直になるように形成され、半導体レ−ザは
   その結晶の接合面の接合方向が光分離面の法線と平行光
   の光軸を含む面に対して垂直又は平行とならないように
   形成されたことを特徴とする光学的情報記録再生装置。