JPH0573984A

JPH0573984A - 光ピツクアツプ装置

Info

Publication number: JPH0573984A
Application number: JP3258645A
Authority: JP
Inventors: Norisada Horie; 教禎堀江; Hayami Hosokawa; 速美細川; Tatsuo Ogaki; 龍男大垣; Hironobu Kiyomoto; 浩伸清本
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1993-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】光ピックアップ装置の小型化，軽量化，低廉
化を図る。【構成】半導体レーザ11と，コリメート・レンズ12お
よび対物レンズ13からなる集光光学系との間に，光軸に
対して傾いて配置されたガラス板14，15を設ける。半導
体レーザ11とガラス板14との間に１／２波長板または偏
光板18を設ける。半導体レーザ11の出射光の偏光方向は
この１／２波長板または偏光板18によって調整される。
半導体レーザ11の発散する出射光は集光光学系によって
光ディスク20上に集光される。光ディスク20からの反射
光は集光光学系によって集光されながら，ガラス板14，
15でそれぞれ反射され，検光子31，32をそれぞれ通して
光検出器21，22に受光される。光検出器21，22の出力信
号に基づいて，データ読取信号，トラッキング・エラー
信号およびフォーカシング・エラー信号が作成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，光磁気ディスク，光
磁気カード等の光磁気記録媒体に情報を記録／再生する
ための光ピックアップ装置に関する。

【０００２】この発明において情報の記録／再生とは，
光磁気記録媒体に情報を記録すること，光磁気記録媒体
に記録されている情報を再生すること，ならびに記録お
よび再生することを含む。

【０００３】

【従来の技術】従来の光ピックアップ装置は，半導体レ
ーザからの発散光をコリメートする第１の光学系，コリ
メートされた光を光学的記録媒体上に集光させるととも
に光学的記録媒体からの反射光をコリメートする第２の
光学系，第２の光学系によってコリメートされた反射光
を偏光分離するための第１の偏光ビーム・スプリッタ，
偏光分離された光をさらにトラッキング制御用光とフォ
ーカシング制御用光とに分離するための第２の偏光ビー
ム・スプリッタ，分離された光をさらにトラッキング制
御用光検出器の受光面上に集光させるための第３の光学
系，分離された光をフォーカシング制御用光検出器の受
光面上に集光させるための第４の光学系，第３または第
４の光学系に設けられ，読取信号を得るための光検出器
に光を導くための第５の光学系等から構成されている。

【０００４】このような従来の光ピックアップ装置は数
多くの光学部品を使用しているのでその重量が大きく，
したがってアクセス・タイムが遅いという問題がある。
また，数多くの光学部品を使用しているので，部品のコ
ストが高くなるとともに，その組立て調整に手間と時間
がかかりこの点からも最終コストが高くなるという問題
点がある。

【０００５】

【発明の目的，構成，作用および効果】この発明は光ピ
ックアップ装置の大幅な小型化，軽量化，低コスト化を
図ろうとするものである。

【０００６】この発明は，発光素子と発光素子から出射
される発散光を光磁気記録媒体上に集光させるとともに
光磁気記録媒体からの反射光を集光させる集光光学系と
を備えた光ピックアップ装置において，上記発光素子と
上記集光光学系との間の上記発散光の光路上に，上記集
光光学系の光軸に対して傾けて配置され，入射する光の
一部を透過しかつ一部を反射する少なくとも２枚１組の
透明板（たとえば誘電体板），および光磁気記録媒体に
よって反射されかつ上記集光光学系によって集光される
光のうち上記透明板によって反射された光をそれぞれ受
光する少なくとも２個の光検出器を備え，上記１組の透
明板が，上記光軸に垂直な平面がこれらの透明板と交わ
ることによって生じる線分が互いにほぼ直交する方向に
傾いて配置され，上記発光素子と，上記発光素子に近い
側にある上記透明板との間に１／２波長板または偏光板
が設けられていることを特徴とする。

【０００７】好ましくは，上記透明板の傾き角は，特定
の偏光面をもつ偏光成分を完全に透過させるブリュース
ター角に設定される。

【０００８】必要ならば上記光検出器の前方に，偏光方
向が互いに90°異なる検光子が配置される。

【０００９】上記発光素子から出射される発散光は上記
集光光学系によって光磁気記録媒体上に集光される。光
磁気記録媒体からの反射光は上記集光光学系によって集
光され，その一部が上記透明板によって反射して少なく
とも２つの光検出器によって受光される。

【００１０】光磁気記録媒体に記録された情報の読取り
は，光磁気記録媒体からの反射光の偏光面回転角の変化
（カー効果）を検出することによって行なわれる。

【００１１】透明板の一面に斜めに光が入射すると，そ
の反射率および透過率は偏光面選択性をもち，特定の偏
光成分の光に対して反射率が０％，透過率が100 ％とな
る入射角（ブリュースター角）がある。

【００１２】２枚の透明板の傾き方向を上記のように設
定することにより２枚の透明板の反射光が互いに直交す
る偏光成分のみを含むように，または多く含むようにす
ることができる。

【００１３】したがって，上記検光子を用いることな
く，または補助的に用いることにより，上記光検出器に
よって，光磁気記録媒体からの反射光に含まれる互いに
直交する偏光面をもつ光成分を検出することができるの
で，２つの光検出器の出力信号に基づいて情報の読取信
号を作成することができる。

【００１４】また，上記の少なくとも２つの光検出器か
らトラッキング・エラー信号およびフォーカシング・エ
ラー信号が得られる。

【００１５】この発明によると，発光素子と集光光学系
との間に少なくとも２枚の透明板を配置することにより
最低限必要な光学的構成をもつ光ピックアップ装置が実
現されるので，その小型化，軽量化を図ることができ
る。

【００１６】この発明の光ピックアップ装置において不
可欠の光学部品は，発光素子，集光光学系，透明板およ
び光検出器であり，要すれば検光子を設ければ足りるの
で，大幅な低廉化を図ることができる。

【００１７】また，発光素子の前方に設けられた１／２
波長板または偏光板によって発光素子から出射する光の
偏光方向を調整することができる。発光素子の出射光の
偏光方向の調整は上記１／２波長板または偏光板のみに
よって行うことができるので，光学系の他の部分，とり
わけ発光素子や集光光学系の部品の位置を変更しなくて
もすむので調整が非常にやりやすい。また，上記１／２
波長板または偏光板による上記出射光の偏光方向の調整
によって上記光検出器の出力信号レベルの調整もでき
る。

【００１８】この発明による他の光ピックアップ装置
は，発光素子と発光素子から出射される発散光を光磁気
記録媒体上に集光させるとともに光磁気記録媒体からの
反射光を集光させる集光光学系とを備えたものにおい
て，上記発光素子と上記集光光学系との間の上記発散光
の光路上に，上記集光光学系の光軸に対して傾けて配置
され，入射する光の一部を透過しかつ一部を反射する少
なくとも２枚の透明板，光磁気記録媒体によって反射さ
れかつ上記集光光学系によって集光される光のうち上記
透明板を透過したまたは上記透明板によって反射された
光を受光する少なくとも２個の光検出器，上記光検出器
と対応する上記透明板との間にそれぞれ配置され，互い
に直交する偏光成分を透過させる検光子，および上記発
光素子と，上記発光素子に近い位置にある上記透明板と
の間に配置された１／２波長板または偏光板を備えてい
ることを特徴とする。

【００１９】上記発光素子から出射される発散光は上記
集光光学系によって光磁気記録媒体上に集光される。光
磁気記録媒体からの反射光は上記集光光学系によって集
光され，その一部が上記透明板を透過してまたは上記透
明板によって反射して上記検光子を通して少なくとも２
つの光検出器によって受光される。少なくとも２つの光
検出器の前面に偏光方向が互いに90度異なる検光子が置
かれているので，これらの光検出器の出力信号の差をと
ることにより，光磁気記録媒体上の記録情報による反射
光の偏光面回転角が検出される。上記の少なくとも２の
光検出器からトラッキング・エラー信号およびフォーカ
シング・エラー信号が得られる。

【００２０】この光ピックアップ装置においても，発光
素子と集光光学系との間に少なくとも２枚の透明板を配
置することにより最低限必要な光学的構成をもつ光ピッ
クアップ装置が実現されるので，その小型化，軽量化，
低廉化を図ることができる。

【００２１】また，発光素子の前方に配置された１／２
波長板または偏光板によって発光素子の出射光の偏光方
向の調整や，光検出器の出力信号のレベルの調整を行う
ことができる。

【００２２】

【実施例】図１および図２はこの発明の実施例を示して
いる。

【００２３】光ピックアップ装置は，半導体レーザ11
と，この半導体レーザ11から出射する発散光を光磁気デ
ィスク20上に集光する集光光学系とを含んでいる。集光
光学系は，発散光をコリメートするコリメート・レンズ
12と，コリメート光を集光する対物レンズ13とを含んで
いる。

【００２４】半導体レーザ11とコリメート・レンズ12と
の間の上記発散光の光路上に，２枚のガラス板14および
15が，半導体レーザ11および集光光学系の光軸に対して
傾けた状態で配置されている。

【００２５】半導体レーザ11の前面，すなわち半導体レ
ーザ11と半導体レーザ11に近い側にあるガラス板14との
間に１／２波長板（半波長板もしくは旋光子）または偏
光板18が設けられている。

【００２６】半導体レーザ11から出射する発散光は１／
２波長板または偏光板18，２枚のガラス板14および15を
透過して，集光光学系によって光磁気ディスク20上に集
光される。半導体レーザ11から出射する発散光の一部は
ガラス板14で反射して光検出器23によって受光される。
光検出器23の受光信号に基づいて半導体レーザ11の出射
光強度が制御される。

【００２７】光磁気ディスク20からの反射光は集光光学
系によって集光される。この集光される反射光は，その
一部がガラス板15によって反射され光検出器22に入射
し，このガラス板15を透過した光の一部はさらにガラス
板14で反射され光検出器21に入射する。

【００２８】光磁気ディスク20からの反射光は集光光学
系によって集光されているのでガラス板15と光検出器22
との間，およびガラス板14と光検出器21との間に集光レ
ンズ等を設ける必要は必ずしもない。

【００２９】図３は，ガラス板（屈折率＝1.5 ）の面に
光が斜めに入射した場合における，その光の反射係数と
透過係数の入射角依存性を示している。

【００３０】Ｔ_pはＰ偏光成分の透過係数，Ｔ_sはＳ偏
光成分の透過係数，Ｒ_pはＰ偏光成分の反射係数，Ｒ_s
はＳ偏光成分の反射係数である。ガラス面に平行な成分
がＳ偏光成分，垂直な成分がＰ偏光成分である。

【００３１】図３から分るように，ある角度α_B（これ
をブリュースター角という）において，Ｒ_pが０％とな
り，Ｔ_pが100 ％となる。このときＲ_s，Ｔ_sは０また
は100 ％以外の値をとる。

【００３２】したがって，ガラス板を入射光に対してブ
リュースター角α_Bで傾けておけば，ガラス板からの反
射光はＳ偏光成分のみとなる。ガラス板の傾き角がブリ
ュースター角以外であってもガラス板からの反射光には
Ｐ偏光成分よりもＳ偏光成分がより多く含まれるように
なる。

【００３３】ガラス板14と15とを，集光光学系の光軸に
垂直な面がこれらのガラス板14および15と交叉すること
により形成される線分が互いに直交するように配置し，
かつ集光光学系によって集光される反射光の入射角がブ
リュースター角になるように傾けておけば，ガラス板14
および15からの反射光は互いに直交する偏光成分のみを
含むものとなり，これらの光のみが光検出器21および22
によってそれぞれ検知される。

【００３４】ガラス板14と15のその入射光に対する傾き
角がブリュースター角以外であっても，ガラス板14と15
からの反射光は互いに直交する偏光成分をより多く含む
ようになる。これらの互いに直交する偏光成分のみがそ
れぞれ通過するように，偏光方向が互いに直交するよう
に配置された検光子31および32を光検出器21および22の
前方に設けることにより，互いに直交する偏光成分のみ
が光検出器21および22によってそれぞれ検知される。

【００３５】１／２波長板または偏光板18は，半導体レ
ーザ11から出射しこの１／２波長板または偏光板18を通
して集光光学系によって光磁気ディスク20に投射され
る。直線偏光の光の偏光方向は上記の互いに直交する偏
光方向（検光子31，32を通過する光の偏光方向）と，と
もに45度の角度をなすように調整するために用いられ
る。

【００３６】半導体レーザ11の出射光は直線偏光の光で
あるから，１／２波長板または偏光板18がなくても，上
記の互いに直交する偏光方向と，ともに45度の角度をな
すように設定することは可能である。しかしながら，実
際の光学系の組立てにおいては，半導体レーザ11の出射
光が光磁気ディスク20上に正しくスポットを形成するよ
うに，半導体レーザ11と集光光学系とが位置調整されな
ければならない。この位置調整において半導体レーザ11
の出射光の偏光方向も正しく調整することは困難であ
る。

【００３７】そこで，半導体レーザ11の出射光の偏光方
向を大雑把に定めておき，集光光学系との位置調整をま
ず行う。その後，１／２波長板または偏光板18を回転さ
せて投射光の偏光方向を調整すれば，この偏光方向の調
整において半導体レーザ11や集光光学系の位置を調整す
る必要はなく，偏光方向のみを正しく定めることが可能
となる。

【００３８】また，１／２波長板または偏光板18は光検
出器21と22の出力信号のレベルを調整するためにも用い
ることができる。ガラス板14および15の透過率または反
射率を，光検出器21と22に入射する光量が等しくなるよ
うにあらかじめ調整しておくことが好ましい。しかしな
がら，光検出器21と22に入射する光量が等しくなるとは
限らず，また必要に応じて光検出器21と22の前面には検
光子31と32がそれぞれ設けられるので，光検出器21と22
の出力信号のレベルを前もって厳密に設計しておくこと
は困難である。

【００３９】そこで，光磁気ディスク20の位置に，光磁
気ディスク20に代えて鏡を置く。鏡からの反射光を光検
出器21と22で受光する。鏡からの反射光の偏光面は回転
されていない。そこで光検出器21と22の出力信号のレベ
ルが等しくなるように，１／２波長板または偏光板18を
回転させて調整すればよい。鏡を置くことなく光磁気デ
ィスク20をそのままに置いておき，両光検出器21，22か
ら得られる信号の中心のレベルが等しくなるように調整
してもよい。

【００４０】以上の構成により，光磁気ディスク20に記
録されている情報によって生じる偏光面回転角の変化
が，光検出器21と22の出力信号の差によって検出され
る。

【００４１】光検出器21および22の出力信号はフォーカ
シング・エラー信号およびトラッキング・エラー信号の
作成にも用いられる。

【００４２】フォーカシング・エラー信号はたとえばビ
ーム・サイズ法や非点収差法により作成される。ビーム
・サイズ法においては，正しくフォーカシングが行なわ
れている場合における反射光の焦点位置の前および後の
位置に光検出器21および22が配置される（図２に図示の
ように）。光検出器21および22に受光される光ビームの
大きさを表わす信号が得られるように光検出器21および
22が構成され，光検出器21と22の出力信号の差をとるこ
とによってフォーカシング・エラー信号が作成される。
光検出器21および22はそれぞれ，たとえば３分割のフォ
トダイオードを含み，中央のフォトダイオードの出力信
号と両側のフォトダイオードの出力信号の和信号との差
が光検出器の出力信号となる。

【００４３】光軸に対して斜めに配置されたガラス板の
反射光には非点収差を含む収差が生じる。この非点収差
を利用して非点収差法に基づくフォーカシング・エラー
信号が得られる。たとえば光検出器21または22のいずれ
か一方が４分割フォトダイオードから構成され，それら
の４つのフォトダイオードの出力信号の加減算によりフ
ォーカシング・エラー信号が生成される。

【００４４】トラッキング・エラー信号の作成にはたと
えばプッシュプル法が用いられる。すなわち，光検出器
21または22が光磁気ディスク20のトラック方向に垂直な
方向に２分割されたフォトダイオードを含むように構成
され，これらのフォトダイオードの出力信号の差信号が
トラッキング・エラー信号となる。

【００４５】必要ならば３枚以上のガラス板を配置し，
各ガラス板に対応してフォーカシング・エラー検出用，
トラッキング・エラー検出用等の光検出器を設けるよう
にしてもよい。

【００４６】上述のように，ガラス板の反射率，透過率
は必要に応じて適切にあらかじめ調整される。この調整
において，ガラス板の少なくとも一面に無反射コート，
半鏡面コート等のコーティングを施すとよい。無反射コ
ートは，とくにガラス板の両面のうちいずれか一方の面
のみからの反射光を得ることが必要な場合に有用であ
る。

【００４７】さらに必要であれば，ガラス板の厚さを，
光磁気ディスク20上において波面収差の影響が無視でき
る程度にまで薄く（たとえば100 μｍ程度以下）する。
または，コリメート・レンズ12等の形状を，光磁気ディ
スク20上に形成される光スポットに波面収差の影響がほ
とんど生じないような形状（たとえば非球面，非対称レ
ンズとする）とするとよい。

【００４８】また，半導体レーザ11と集光光学系のコリ
メート・レンズ12との間に，半導体レーザ11から出射す
る楕円形断面の光を円形断面の光に修正する光ビーム整
形光学系を設けることもできる。また，半導体レーザ11
とガラス板14との間に，半導体レーザ11の出射光を通過
させ，光磁気ディスク20からの反射光の半導体レーザ11
への入射を阻止するアイソレータ光学系を設けてもよ
い。もし必要ならばガラス板と光検出器との間に集光光
学系を設けることもできる。

【００４９】図４は変形例を示している。

【００５０】図１および図２に示すものと比較すると，
ガラス板の代わりに反射率が比較的高く，透過率が比較
的低いハーフミラー14が配置されている。また，半導体
レーザ11と光検出器21の位置が交換されている。１／２
波長板または偏光板18は半導体レーザ11とハーフミラー
14との間に設けられている。

【００５１】半導体レーザ11の出射光はハーフミラー14
によって反射して集光光学系に導かれ，光磁気ディスク
20上に焦点を結ぶように集光される。光磁気ディスク20
からの反射光のうち，ガラス板15を透過した光のさらに
一部はハーフミラー16を透過して光検出器21に入射す
る。

【００５２】さらに図４においては，ハーフミラー14と
ガラス板15とは，光軸に垂直な平面と交わることにより
生じる線分が互いに平行になるように配置されている。
この構成によっても，互いに直交する偏光方向成分を多
く含む光がガラス板15で反射しおよびハーフミラー14を
透過する。そして，これらの光が互いに直交する偏光方
向の光の通過を許す検光子31および32をそれぞれ通して
光検出器21および22に入射する。

【００５３】図５はさらに他の変形例を示している。

【００５４】集光光学系からコリメート・レンズ12が除
かれ，一層の小型化が図られている。対物レンズ13は半
導体レーザ11の発散する出射光を光磁気ディスク20上に
集光する。また，光磁気ディスク20からの反射光は対物
レンズ13によって集光される。

【００５５】図６はさらに他の実施例を示している。

【００５６】ガラス板14および15は，これらのガラス板
14，15が光軸に垂直な平面と交わることにより生じる線
分が互いに平行になるように配置されている（必ずしも
このように配置する必要はない）。ガラス板14，15にお
いてはＰ偏光成分，Ｓ偏光成分の両方が反射するので，
検光子31，32を光検出器21，22の前面に配置することが
必要となる。これらの検光子31，32は相互に直交しかつ
光磁気ディスク20への投射光の偏光方向に対してそれぞ
れ45°の角度をもつ偏光方向の光のみの通過をそれぞれ
許す。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による光ピックアップ装置の実施例を
示すものであり，光ピックアップ装置の光学的構成の平
面図である。

【図２】この発明による光ピックアップ装置の実施例を
示すものであり，図１に示す光学系の一部を示す斜視図
である。

【図３】ガラス板の反射係数および透過係数の入射角依
存性を示すグラフである。

【図４】光ピックアップ装置の変形例を示すものであ
る。

【図５】光ピックアップ装置の他の変形例を示すもので
ある。

【図６】光ピックアップ装置の他の実施例を示す。

【符号の説明】

11 半導体レーザ 12 コリメート・レンズ 13 対物レンズ 14，15 ガラス板 18 １／２波長板または偏光子 20 光磁気ディスク 21，22 光検出器 31，32 検光子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清本浩伸京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と発光素子から出射される発散
光を光磁気記録媒体上に集光させるとともに光磁気記録
媒体からの反射光を集光させる集光光学系とを備えた光
ピックアップ装置において，上記発光素子と上記集光光
学系との間の上記発散光の光路上に，上記集光光学系の
光軸に対して傾けて配置され，入射する光の一部を透過
しかつ一部を反射する少なくとも２枚１組の透明板，お
よび光磁気記録媒体によって反射されかつ上記集光光学
系によって集光される光のうち上記透明板によって反射
された光をそれぞれ受光する少なくとも２個の光検出器
を備え，上記１組の透明板が，上記光軸に垂直な平面が
これらの透明板と交わることによって生じる線分が互い
にほぼ直交する方向に傾いて配置され，上記発光素子
と，上記発光素子に近い側の上記透明板との間に１／２
波長板または偏光板が設けられている，光ピックアップ
装置。
【請求項２】発光素子と発光素子から出射される発散
光を光磁気記録媒体上に集光させるとともに光磁気記録
媒体からの反射光を集光させる集光光学系とを備えた光
ピックアップ装置において，上記発光素子と上記集光光
学系との間の上記発散光の光路上に，上記集光光学系の
光軸に対して傾けて配置され，入射する光の一部を透過
しかつ一部を反射する少なくとも２枚１組の透明板，お
よび光磁気記録媒体によって反射されかつ上記集光光学
系によって集光される光のうち一方の透明板によって反
射された光を受光する光検出器と他方の透明板を透過し
た光を受光する光検出器を備え，上記１組の透明板が，
上記光軸に垂直な平面がこれらの透明板と交わることに
よって生じる線分が互いにほぼ平行となる方向に傾いて
配置され，上記発光素子と，上記発光素子に近い側の上
記透明板との間に１／２波長板または偏光板が配置され
ている，光ピックアップ装置。
【請求項３】上記透明板が，光磁気記録媒体からの反
射光の入射角がブリュースター角に等しくなる角度に配
置されている，請求項１または２に記載の光ピックアッ
プ装置。
【請求項４】上記光検出器とそれに対応する透明板と
の間に検光子が配置されている，請求項１または２に記
載の光ピックアップ装置。
【請求項５】発光素子と発光素子から出射される発散
光を光磁気記録媒体上に集光させるとともに光磁気記録
媒体からの反射光を集光させる集光光学系とを備えた光
ピックアップ装置において，上記発光素子と上記集光光
学系との間の上記発散光の光路上に，上記集光光学系の
光軸に対して傾けて配置され，入射する光の一部を透過
しかつ一部を反射する少なくとも２枚の透明板，光磁気
記録媒体によって反射されかつ上記集光光学系によって
集光される光のうち上記透明板を透過したまたは上記透
明板によって反射された光を受光する少なくとも２個の
光検出器，上記光検出器と対応する上記透明板との間に
それぞれ配置され，互いに直交する偏光成分を透過させ
る検光子，および上記発光素子と，上記発光素子に近い
位置にある上記透明板との間に配置された１／２波長板
または偏光板，を備えた光ピックアップ装置。
【請求項６】上記光検出器の出力信号を用いて，トラ
ッキング・エラー信号およびフォーカシング・エラー信
号が作成される，請求項１から５のいずれか一項に記載
の光ピックアップ装置。
【請求項７】上記光検出器の出力信号を用いて読取信
号が作成される，請求項１から６のいずれか一項に記載
の光ピックアップ装置。
【請求項８】上記発光素子から出射されかつ上記透明
板によって反射された光を受光し，上記発光素子の発光
強度を制御するための信号を出力する光検出器が設けら
れている，請求項１から７のいずれか一項に記載の光ピ
ックアップ装置。
【請求項９】上記透明板の少なくとも一面に反射率を
調整するためのコーティングが施されている，請求項１
から８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。