JPH0580736B2 - - Google Patents
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- JPH0580736B2 JPH0580736B2 JP59132294A JP13229484A JPH0580736B2 JP H0580736 B2 JPH0580736 B2 JP H0580736B2 JP 59132294 A JP59132294 A JP 59132294A JP 13229484 A JP13229484 A JP 13229484A JP H0580736 B2 JPH0580736 B2 JP H0580736B2
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- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/1055—Disposition or mounting of transducers relative to record carriers
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、情報担体の記録面より光学的に情報
を読み取る光ヘツド装置に関し、特に小型・軽量
で量産に適した光ヘツド装置に関するものであ
る。
を読み取る光ヘツド装置に関し、特に小型・軽量
で量産に適した光ヘツド装置に関するものであ
る。
従来、情報担体としては記録面の屈折率或いは
反射率の変化を利用して情報を記録したものや、
磁気的に情報が記録された所謂光磁気記録媒体な
ど種々のものが知られている。このような情報担
体から情報を読み取る場合には、これらの記録面
に光を入射し、記録面からの反射光を入射光の光
路中に設けられた光分割器により入射光と分離
し、光検出器に導くことによつて行なつている。
一般に、前記光分割器としては、対角面が接合さ
れた２つの直角プリズムから成るものが用いられ
ている。しかし、このような光分割器は、作製の
際に複雑な加工や位置合せ調整が必要であり、低
コスト化が困難であるという欠点を有していた。
また、形状がほぼ立方体であることから、光ヘツ
ド装置の薄型化を妨げる要因となつていた。
反射率の変化を利用して情報を記録したものや、
磁気的に情報が記録された所謂光磁気記録媒体な
ど種々のものが知られている。このような情報担
体から情報を読み取る場合には、これらの記録面
に光を入射し、記録面からの反射光を入射光の光
路中に設けられた光分割器により入射光と分離
し、光検出器に導くことによつて行なつている。
一般に、前記光分割器としては、対角面が接合さ
れた２つの直角プリズムから成るものが用いられ
ている。しかし、このような光分割器は、作製の
際に複雑な加工や位置合せ調整が必要であり、低
コスト化が困難であるという欠点を有していた。
また、形状がほぼ立方体であることから、光ヘツ
ド装置の薄型化を妨げる要因となつていた。
一方、前記プリズム型の光分割器に代えて、体
積型回折格子を用いた例が、特開昭57−155508号
公報及び米国特許第3622220号公報に記載されて
いる。このような体積型回折格子を用いた光ヘツ
ド装置の構成を第１図に示す。第１図において、
レーザ光源及びコリメータレンズを含んだ光源部
１より射出した平行光束２は、この光束に対して
45゜の角度に置かれた体積型回折格子３に入射す
る。ここで光束２は紙面に垂直な方向に振動面を
有するＳ偏光である。また体積型回折格子３は、
入射光の波長をλとすると、ピツチがほぼλ／
1.414に等しく、光束２を90゜の回折角で偏向す
る。このとき、Ｓ偏光に対する回折効果はほぼ
100％で、Ｐ偏光に対する回折効率はほぼ０％で
ある。従つて、光束２はほとんど回折され、λ／
４板４を透過して円偏光となり、対物レンズ５に
よつて光デイスク６の情報記録面７にスポツトを
形成する。
積型回折格子を用いた例が、特開昭57−155508号
公報及び米国特許第3622220号公報に記載されて
いる。このような体積型回折格子を用いた光ヘツ
ド装置の構成を第１図に示す。第１図において、
レーザ光源及びコリメータレンズを含んだ光源部
１より射出した平行光束２は、この光束に対して
45゜の角度に置かれた体積型回折格子３に入射す
る。ここで光束２は紙面に垂直な方向に振動面を
有するＳ偏光である。また体積型回折格子３は、
入射光の波長をλとすると、ピツチがほぼλ／
1.414に等しく、光束２を90゜の回折角で偏向す
る。このとき、Ｓ偏光に対する回折効果はほぼ
100％で、Ｐ偏光に対する回折効率はほぼ０％で
ある。従つて、光束２はほとんど回折され、λ／
４板４を透過して円偏光となり、対物レンズ５に
よつて光デイスク６の情報記録面７にスポツトを
形成する。
情報記録面７には反射率等の変化によつて情報
が記録されており、反射光は前記情報に従つて光
量変調を受ける。この反射光は、レンズ５、λ／
４板４を透過してＰ偏光となり、回折格子３では
回折されずに光検出器８に入射し、前記情報が読
み取られる。
が記録されており、反射光は前記情報に従つて光
量変調を受ける。この反射光は、レンズ５、λ／
４板４を透過してＰ偏光となり、回折格子３では
回折されずに光検出器８に入射し、前記情報が読
み取られる。
しかしながら、第１図に示す構成では、体積型
回折格子の回折角がほぼ90゜に設定されている為、
光磁気記録媒体からの情報の読み取りには用いる
事が出来ない。その理由を以下に説明する。第１
図において、情報記録面７に磁気的に情報が記録
されている場合、λ／４板４は光路中から取り除
かれる。回折格子より入射するＳ偏光光束は、情
報記録面７の磁化方向が上向きか下向きかに応じ
て、逆方向に同一量だけ偏光面が回転（力−回
転）された光束として反射される。この力−回転
角は、角度にして1゜程度の微小な角度の為、反射
光は大部分Ｓ成分であり、夫々方向が異なり大き
さが等しいわずかなＰ成分を含むものとなる。回
折格子３は回折角が90゜である為、前記反射光の
Ｓ成分はほとんど光源部１の方向に回折されてし
まう。一方、力−回転によつて生じたＰ成分のみ
がそのまま透過して光検出器８に入射する。前述
のように磁化方向に応じたＰ成分は方向が全く逆
で大きさが同じ為、光検出器８の前にいかなる方
位角で検光子を設けようとも、これを透過する光
量は磁化方向によらず同一で、情報を読み取るこ
とは出来ない。このように光磁気記録媒体の情報
読取りには、適切な偏光特性を有する光分割器が
不可欠であるが、従来の構成では、このような光
分割器が実現できなかつた。
回折格子の回折角がほぼ90゜に設定されている為、
光磁気記録媒体からの情報の読み取りには用いる
事が出来ない。その理由を以下に説明する。第１
図において、情報記録面７に磁気的に情報が記録
されている場合、λ／４板４は光路中から取り除
かれる。回折格子より入射するＳ偏光光束は、情
報記録面７の磁化方向が上向きか下向きかに応じ
て、逆方向に同一量だけ偏光面が回転（力−回
転）された光束として反射される。この力−回転
角は、角度にして1゜程度の微小な角度の為、反射
光は大部分Ｓ成分であり、夫々方向が異なり大き
さが等しいわずかなＰ成分を含むものとなる。回
折格子３は回折角が90゜である為、前記反射光の
Ｓ成分はほとんど光源部１の方向に回折されてし
まう。一方、力−回転によつて生じたＰ成分のみ
がそのまま透過して光検出器８に入射する。前述
のように磁化方向に応じたＰ成分は方向が全く逆
で大きさが同じ為、光検出器８の前にいかなる方
位角で検光子を設けようとも、これを透過する光
量は磁化方向によらず同一で、情報を読み取るこ
とは出来ない。このように光磁気記録媒体の情報
読取りには、適切な偏光特性を有する光分割器が
不可欠であるが、従来の構成では、このような光
分割器が実現できなかつた。
また、従来の光ヘツド装置においては、入射光
と回折光とが体積型回折格子の内部で相互に90゜
の角をなしている。その為通常の形態では回折格
子の表面で入射光が全反射してしまい、第１図で
は示していないが現実には前述の米国特許明細書
に示される様に、直角プリズムの間に体積型回折
格子を置く構成をとらねばならず、回折格子本来
の小型・軽量の特長を充分に生かしきれなかつ
た。
と回折光とが体積型回折格子の内部で相互に90゜
の角をなしている。その為通常の形態では回折格
子の表面で入射光が全反射してしまい、第１図で
は示していないが現実には前述の米国特許明細書
に示される様に、直角プリズムの間に体積型回折
格子を置く構成をとらねばならず、回折格子本来
の小型・軽量の特長を充分に生かしきれなかつ
た。
本発明の目的は、体積型回折格子を用いて、磁
気的に記録された情報を効率良く読み取る事の出
来る光ヘツド装置を提供する事にある。
気的に記録された情報を効率良く読み取る事の出
来る光ヘツド装置を提供する事にある。
本発明の上記目的は、光ヘツド装置の光分割器
に、回折角が22゜乃至80゜又は100゜乃至158゜の範囲
にある体積型回折格子を用いる事によつて達成さ
れる。
に、回折角が22゜乃至80゜又は100゜乃至158゜の範囲
にある体積型回折格子を用いる事によつて達成さ
れる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
第２図は、本発明に基づく光ヘツド装置の第１
の実施例を示す概略構成図である。半導体レーザ
１１から出射した光はコリメータレンズ１２によ
り平行光束となり、光分割器１３に入射する。こ
の光分割器１３は、２枚の平行平板１４，１６
と、その間に形成された体積型回折格子１５とか
ら構成されている。また、半導体レーザ１１から
の光は光分割器１３に対してＰ偏光となる様に設
定されている。光分割器１３を透過した直線偏光
（Ｐ偏光）は、対物レンズ１８を通つて集束光束
となり、基板１９を介して磁気的に情報が記録さ
れた記録面２０に1μm前後のスポツトを形成す
る。ここで、記録面２０で反射される反射光は、
記録された情報に応じて（即ち、磁化方向、変化
によつて）偏光面が逆方向に回転した光となつて
変調される。この反射光は、再び対物レンズ１８
を通つて光分割器１３に入射し、体積型回折格子
１５によつて、22゜乃至80゜又は100゜乃至158゜の範
囲の所定の角度θで回折される。
の実施例を示す概略構成図である。半導体レーザ
１１から出射した光はコリメータレンズ１２によ
り平行光束となり、光分割器１３に入射する。こ
の光分割器１３は、２枚の平行平板１４，１６
と、その間に形成された体積型回折格子１５とか
ら構成されている。また、半導体レーザ１１から
の光は光分割器１３に対してＰ偏光となる様に設
定されている。光分割器１３を透過した直線偏光
（Ｐ偏光）は、対物レンズ１８を通つて集束光束
となり、基板１９を介して磁気的に情報が記録さ
れた記録面２０に1μm前後のスポツトを形成す
る。ここで、記録面２０で反射される反射光は、
記録された情報に応じて（即ち、磁化方向、変化
によつて）偏光面が逆方向に回転した光となつて
変調される。この反射光は、再び対物レンズ１８
を通つて光分割器１３に入射し、体積型回折格子
１５によつて、22゜乃至80゜又は100゜乃至158゜の範
囲の所定の角度θで回折される。
つまり、体積型回折格子１５が入射光２６に対
して以下の式のブラツグ条件を満足するように設
定されている。
して以下の式のブラツグ条件を満足するように設
定されている。
λ＝2ndcosθ0
λ：入射光の波長
ｎ：体積型回折格子の平均屈折率
ｄ：格子ピツチ
θ0：ブラツグ角
（θ0＝θ／２ θ：回折角）
体積型回折格子１５は、後で述べるように力−
回転成分（Ｓ偏光）に対して、入射光成分（Ｐ偏
光）より高い所定の回折効率を有する様に設定さ
れている為、回折光は見かけ上の力−回転角が増
加することになる。この回折光は、アナライザ２
１を通つて偏光面の回転が光量変化に変換され、
センサーレンズ２２を介して光検出器２３で検出
される。
回転成分（Ｓ偏光）に対して、入射光成分（Ｐ偏
光）より高い所定の回折効率を有する様に設定さ
れている為、回折光は見かけ上の力−回転角が増
加することになる。この回折光は、アナライザ２
１を通つて偏光面の回転が光量変化に変換され、
センサーレンズ２２を介して光検出器２３で検出
される。
尚、光ヘツド装置には記録面上のトラツクを常
にスポツトが正しく走査する様に制御するトラツ
キング制御や、対物レンズによる合焦位置を記録
面に一致させるフオーカシング制御が不可欠であ
るが、本実施例は従来公知の制御方法との組み合
せによつてこのような制御を行なうことが出来
る。例えば、センサーレンズ２２をアナモフイツ
ク光学系とし、光検出器２３に４分割光検出器を
用いると、記録面２０上のスポツトの合焦状態に
応じて光検出器に入射する光の光量分布が変化
し、この変化を分割された受光面で検知する事に
よつて、フオーカスエラー信号が得られる。この
方法は、一般に非点収差法として良く知られてい
る。
にスポツトが正しく走査する様に制御するトラツ
キング制御や、対物レンズによる合焦位置を記録
面に一致させるフオーカシング制御が不可欠であ
るが、本実施例は従来公知の制御方法との組み合
せによつてこのような制御を行なうことが出来
る。例えば、センサーレンズ２２をアナモフイツ
ク光学系とし、光検出器２３に４分割光検出器を
用いると、記録面２０上のスポツトの合焦状態に
応じて光検出器に入射する光の光量分布が変化
し、この変化を分割された受光面で検知する事に
よつて、フオーカスエラー信号が得られる。この
方法は、一般に非点収差法として良く知られてい
る。
第３図は、第２図示の実施例に用いる光分割器
１３の部分断面図である。体積型回折格子１５は
平行平板１４及び１６の間に挾まれ、屈折率の高
い層２４と屈折率の低層２５とから構成されてい
る。記録面からの入射光２６は、回折格子１５に
より回折されて回折光２７となる。ここで回折格
子１５が入射光２６に対してブラツグ条件を大略
満足している場合には、回折光２７は回折角θで
示すように所定の方向に大半のエネルギーが集中
する。また、この回折角θの設定によつてＰ偏光
及びＳ偏光の回折効率が変化する。本発明は、こ
の体積型回折格子の偏光特性を利用して、磁気的
に記録された情報を高いＳ／Ｎ比で読み取ろうと
するものである。
１３の部分断面図である。体積型回折格子１５は
平行平板１４及び１６の間に挾まれ、屈折率の高
い層２４と屈折率の低層２５とから構成されてい
る。記録面からの入射光２６は、回折格子１５に
より回折されて回折光２７となる。ここで回折格
子１５が入射光２６に対してブラツグ条件を大略
満足している場合には、回折光２７は回折角θで
示すように所定の方向に大半のエネルギーが集中
する。また、この回折角θの設定によつてＰ偏光
及びＳ偏光の回折効率が変化する。本発明は、こ
の体積型回折格子の偏光特性を利用して、磁気的
に記録された情報を高いＳ／Ｎ比で読み取ろうと
するものである。
いま、Ｐ偏光で光磁気記録媒体の記録面に入射
し、カー回転を受けて反射された光が、体積型回
折格子で回折され検出されるとする。このとき、
記録面の磁気力−効果によつて生ずる力−回転成
分はＳ成分である為、体積型回折格子のＳ偏光に
対する回折効率が高い方が検出される信号Ｓ／Ｎ
比は向上する。また回折されるＰ偏光とＳ偏光の
比によつて、見かけ上の力−回転角が変化する。
そこで体積型回折格子Ｓ偏光に対する回折格子｜
rs｜2を100％として、Ｐ偏光に対する回折効率｜
rp｜2をいろいろと変化させ、検出される光磁気
信号のＣ／Ｎ比（信号の中心周波数におけるＳ／
Ｎ比）を求めた。その結果を第４図に示す。ここ
で軸はＰ偏光に対する回折効率を示し、縦軸は検
出信号のＣ／Ｎ比をピークに対する相対値でdB
（デシベル）表示した。情報の読み取りに適した
検出信号を得る為には、Ｃ／Ｎ比の低下は最大か
ら−6dB以内に抑える必要があり、許容される｜
rp｜2の範囲は0.03から0.86である。
し、カー回転を受けて反射された光が、体積型回
折格子で回折され検出されるとする。このとき、
記録面の磁気力−効果によつて生ずる力−回転成
分はＳ成分である為、体積型回折格子のＳ偏光に
対する回折効率が高い方が検出される信号Ｓ／Ｎ
比は向上する。また回折されるＰ偏光とＳ偏光の
比によつて、見かけ上の力−回転角が変化する。
そこで体積型回折格子Ｓ偏光に対する回折格子｜
rs｜2を100％として、Ｐ偏光に対する回折効率｜
rp｜2をいろいろと変化させ、検出される光磁気
信号のＣ／Ｎ比（信号の中心周波数におけるＳ／
Ｎ比）を求めた。その結果を第４図に示す。ここ
で軸はＰ偏光に対する回折効率を示し、縦軸は検
出信号のＣ／Ｎ比をピークに対する相対値でdB
（デシベル）表示した。情報の読み取りに適した
検出信号を得る為には、Ｃ／Ｎ比の低下は最大か
ら−6dB以内に抑える必要があり、許容される｜
rp｜2の範囲は0.03から0.86である。
体積型ホログラムの偏光依存性については、下
記の論文に詳細に述べられている。
記の論文に詳細に述べられている。
H.Kogelnik“Coupled Wave Theory for
Thick Hologram Grating”：Bell Syst.Tech.
J.48（1969）2909−2947 吸収のない体積位相ホログラムで、かつ、
noslant（基板表面に格子が垂直に立つている）で
ブラツグ角θ0入射の場合は、 そのＳ偏光での回折効率は、 ηs＝Sin2（πn1d／λcosθ0） ＝Sin2（κd／cosθ0） …(1) ここで、κ＝（πn1）／λである。
Thick Hologram Grating”：Bell Syst.Tech.
J.48（1969）2909−2947 吸収のない体積位相ホログラムで、かつ、
noslant（基板表面に格子が垂直に立つている）で
ブラツグ角θ0入射の場合は、 そのＳ偏光での回折効率は、 ηs＝Sin2（πn1d／λcosθ0） ＝Sin2（κd／cosθ0） …(1) ここで、κ＝（πn1）／λである。
つぎに、Ｐ偏光での回折効率は、上記(1)式のκ
をκ1と入れ換える事によつて、 ηp＝Sin2（κ1d／cosθ0） で与えられる。
をκ1と入れ換える事によつて、 ηp＝Sin2（κ1d／cosθ0） で与えられる。
また、noslant（φ＝π／２）の場合、
κ1＝−κcos2（θ0−φ）は、
κ1＝κcos2θ0
となり、Ｐ偏光での回折効率は次式で表され
る。
る。
ηp＝Sin2（κdcos2θ0／cosθ0） …(2)
従つて、それぞれの回折効率の比(2)／(1)をとる
と、 ηp／ηs＝Sin2（Acos2θ0）／Sin2(A) ここで、Ａ＝κd／cosθ0である。
と、 ηp／ηs＝Sin2（Acos2θ0）／Sin2(A) ここで、Ａ＝κd／cosθ0である。
この式に正弦級数（SinX＝Ｘ−X3／３！＋
X5／５！−…）の一次近似を用いて、 ηp／ηs＝（Acos2θ0／Ａ）2＝cos22θ0…(3) となり、回折効率の比はブラツグ入射角θ0の２倍
のcosの２乗で表される。
X5／５！−…）の一次近似を用いて、 ηp／ηs＝（Acos2θ0／Ａ）2＝cos22θ0…(3) となり、回折効率の比はブラツグ入射角θ0の２倍
のcosの２乗で表される。
ところで、本願明細書では、回折角θとして、
第３図に示す様に入射光と回折光との成す角をと
つているために、θ0＝θ／２である。
第３図に示す様に入射光と回折光との成す角をと
つているために、θ0＝θ／２である。
これを上記(3)式に代入すると、
ηp／ηs＝cos2θ
となる。
以上のように、体積型回折格子におけるＰ偏光
とＳ偏光の回折効率の比は回折角θを用いて近似
的にcos2θで表わされる。θ＝80゜或いはθ＝100゜
とするとcos2θ＝0.03であり、θ＝22゜或いはθ＝
158゜とすると、cos2θ＝0.86である。従つて第４図
の結果から、磁気的情報の読み取りに光分割器と
して用いられる体積型回折格子は、回折角が22゜
乃至80゜又は100゜乃至158゜の範囲になくてはならな
い。
とＳ偏光の回折効率の比は回折角θを用いて近似
的にcos2θで表わされる。θ＝80゜或いはθ＝100゜
とするとcos2θ＝0.03であり、θ＝22゜或いはθ＝
158゜とすると、cos2θ＝0.86である。従つて第４図
の結果から、磁気的情報の読み取りに光分割器と
して用いられる体積型回折格子は、回折角が22゜
乃至80゜又は100゜乃至158゜の範囲になくてはならな
い。
また、上記では回折角を光磁気読み取りの許容
範囲から求めたが、情報信号が良好に検出される
為には、第４図においてＣ／Ｎ比の低下は−3dB
以内である事が望ましい。このときのＰ偏光回折
効率は0.30〜0.70であり、前述と同様にcos2θ＝
0.30よりθ＝72゜，108゜，cos2θ＝0.7よりθ＝33゜，
147゜が求められる。従つて、磁気的情報の読み取
りには、回折角が33゜乃至72゜又は108゜乃至147゜の
体積型回折格子を用いる事が更に望ましい。
範囲から求めたが、情報信号が良好に検出される
為には、第４図においてＣ／Ｎ比の低下は−3dB
以内である事が望ましい。このときのＰ偏光回折
効率は0.30〜0.70であり、前述と同様にcos2θ＝
0.30よりθ＝72゜，108゜，cos2θ＝0.7よりθ＝33゜，
147゜が求められる。従つて、磁気的情報の読み取
りには、回折角が33゜乃至72゜又は108゜乃至147゜の
体積型回折格子を用いる事が更に望ましい。
第５図は、本発明に用いる体積型回折格子の作
製法の一例を示した図である。レーザ光源２８か
ら出射した光束はミラー２９で反射された後、ビ
ームスプリツタ３０で分割される。分割された２
光束は各々ミラー３１，４１を介して顕微鏡対物
レンズ３２，４２とコリメータレンズ３３，４３
とより構成されるビームエクスパンダー系により
ビーム径が拡大され、平行光束３４，４４とな
る。これらの平行光束３４及び４４は、基板３６
上に塗布された体積型ホログラム感材３５に各々
異なる角度から入射し、干渉して三次元的な干渉
縞を形成する。このようにして体積型ホログラム
感材３５に露光された干渉縞は、現像処理によつ
て屈折率変化の形で記録され、体積型回折格子を
形成する。ここに用いられるホログラム感材とし
ては、重クロム酸ゼラチン等、いかなるものでも
使用できる。
製法の一例を示した図である。レーザ光源２８か
ら出射した光束はミラー２９で反射された後、ビ
ームスプリツタ３０で分割される。分割された２
光束は各々ミラー３１，４１を介して顕微鏡対物
レンズ３２，４２とコリメータレンズ３３，４３
とより構成されるビームエクスパンダー系により
ビーム径が拡大され、平行光束３４，４４とな
る。これらの平行光束３４及び４４は、基板３６
上に塗布された体積型ホログラム感材３５に各々
異なる角度から入射し、干渉して三次元的な干渉
縞を形成する。このようにして体積型ホログラム
感材３５に露光された干渉縞は、現像処理によつ
て屈折率変化の形で記録され、体積型回折格子を
形成する。ここに用いられるホログラム感材とし
ては、重クロム酸ゼラチン等、いかなるものでも
使用できる。
第６図は、本発明の光ヘツド装置の第２実施例
を示す概略構成図である。半導体レーザ５１から
出射したＰ偏光はコリメータレンズ５２により平
行光束となり、平行平板５４，５６及び体積型回
折格子５５とから構成される光分割器５３に入射
する。この光分割器５３を透過した直線偏光（Ｐ
偏光）は、対物レンズ５８によつて基板５９上の
記録面６０に径1μm前後のスポツトに集光され
る。磁気的に情報が記録された記録面６０におい
て、情報に応じて偏光面が回転（力−回転）され
た反射光５７は光分割器５３に再び入射し、体積
型回折格子５５によつて、22゜乃至80゜又は100゜乃
至158゜の範囲の所定の回折角で回折される。この
回折光２２は、第１実施例と同様に見かけ上の力
−回転角が増加されており、平行平板５４或いは
５６の表面で全反射を繰り返しながら導波され、
光分割器５３の端面に設けられた４分割光検出器
６３に入射する。光検出器６３の直前には検光子
６１が設けられていて、光磁気信号を光量変化に
変換する。
を示す概略構成図である。半導体レーザ５１から
出射したＰ偏光はコリメータレンズ５２により平
行光束となり、平行平板５４，５６及び体積型回
折格子５５とから構成される光分割器５３に入射
する。この光分割器５３を透過した直線偏光（Ｐ
偏光）は、対物レンズ５８によつて基板５９上の
記録面６０に径1μm前後のスポツトに集光され
る。磁気的に情報が記録された記録面６０におい
て、情報に応じて偏光面が回転（力−回転）され
た反射光５７は光分割器５３に再び入射し、体積
型回折格子５５によつて、22゜乃至80゜又は100゜乃
至158゜の範囲の所定の回折角で回折される。この
回折光２２は、第１実施例と同様に見かけ上の力
−回転角が増加されており、平行平板５４或いは
５６の表面で全反射を繰り返しながら導波され、
光分割器５３の端面に設けられた４分割光検出器
６３に入射する。光検出器６３の直前には検光子
６１が設けられていて、光磁気信号を光量変化に
変換する。
第６図示の光分割器５３を半導体レーザ側から
見た図を第７図に示す。本実施例の体積型回折格
子５５は、格子が円錐形に形成されており、回折
光６２を集光せしめるレンズ作用を有する。ま
た、４分割光検出器６３は４つの受光面が紙面方
向に直列に配置されている。この光検出器６３上
の光量分布は、前述の記録面上のスポツトの合焦
状態に応じて変化する。例えば、対物レンズ５８
の焦点位置が記録面６０に一致しているときに
は、反射光５７は平行光となり、回折光６２は第
７図の実線のようになつて、光検出器６３に６２
ｂに示す形状で入射する。また、対物レンズ５８
が記録面に近ずきすぎた或いは遠ざかりすぎた場
合には、反射光５７は発散光或いは集束光とな
り、回折光６２は第７図において夫々一点鎖線或
いは破線のようになつて、光検出器６３上で夫々
６２ｃ或いは６２ａに示す形状となる。このよう
な光束形状の変化を利用してフオーカスエラー信
号を検出する原理を以下に詳しく説明する。
見た図を第７図に示す。本実施例の体積型回折格
子５５は、格子が円錐形に形成されており、回折
光６２を集光せしめるレンズ作用を有する。ま
た、４分割光検出器６３は４つの受光面が紙面方
向に直列に配置されている。この光検出器６３上
の光量分布は、前述の記録面上のスポツトの合焦
状態に応じて変化する。例えば、対物レンズ５８
の焦点位置が記録面６０に一致しているときに
は、反射光５７は平行光となり、回折光６２は第
７図の実線のようになつて、光検出器６３に６２
ｂに示す形状で入射する。また、対物レンズ５８
が記録面に近ずきすぎた或いは遠ざかりすぎた場
合には、反射光５７は発散光或いは集束光とな
り、回折光６２は第７図において夫々一点鎖線或
いは破線のようになつて、光検出器６３上で夫々
６２ｃ或いは６２ａに示す形状となる。このよう
な光束形状の変化を利用してフオーカスエラー信
号を検出する原理を以下に詳しく説明する。
第８図ａ，ｂ，ｃは４分割光検出器６３を光の
入射側から見た図でｂは合焦状態、ａ，ｃは焦点
外れ状態を示す。ここで、６３ａ，６３ｂ，６３
ｃ，６３ｄは夫々分割された受光面を示し、入射
光束の形状は上述のように、６２ａ，６２ｂ，６
２ｃと変化する。受光面６３ａ，６３ｂ，６３
ｃ，６３ｄからの出力を夫々Ia，Ib，Ic，Idとす
ると、第９図ａに示すような電気系で （Ib＋Ic）−（Ia＋Id） なる演算を行なう事によつて、差動増幅器６４の
出力端子６５には、第９図ｂに示す様なフオーカ
スエラー信号が得られる。第９図ｂにおいて横軸
は合焦位置を零としたときの対物レンズと記録面
との距離（フオーカス誤差）を示し、縦軸は信号
出力を示す。得られたフオーカスエラー信号に従
い、不図示のアクチユエータを介して対物レンズ
５８或いは光ヘツド全体を入射光の光軸に沿つて
デイスクに対して動かすことにより、オートフオ
ーカスが可能となる。
入射側から見た図でｂは合焦状態、ａ，ｃは焦点
外れ状態を示す。ここで、６３ａ，６３ｂ，６３
ｃ，６３ｄは夫々分割された受光面を示し、入射
光束の形状は上述のように、６２ａ，６２ｂ，６
２ｃと変化する。受光面６３ａ，６３ｂ，６３
ｃ，６３ｄからの出力を夫々Ia，Ib，Ic，Idとす
ると、第９図ａに示すような電気系で （Ib＋Ic）−（Ia＋Id） なる演算を行なう事によつて、差動増幅器６４の
出力端子６５には、第９図ｂに示す様なフオーカ
スエラー信号が得られる。第９図ｂにおいて横軸
は合焦位置を零としたときの対物レンズと記録面
との距離（フオーカス誤差）を示し、縦軸は信号
出力を示す。得られたフオーカスエラー信号に従
い、不図示のアクチユエータを介して対物レンズ
５８或いは光ヘツド全体を入射光の光軸に沿つて
デイスクに対して動かすことにより、オートフオ
ーカスが可能となる。
次に、第６図示の実施例におけるオートトラツ
キングの原理を説明する。第１０図ａ，ｂ，ｃの
ように情報担体の基板５９に溝５９ａが形成され
ているとすると、対物レンズ５８により、入射光
束はこの溝５９ａの近傍に集光される。ここでｂ
は、目的の溝の上にスポツトが生じている状態、
ａ，ｃは夫々溝に対してスポツトが右または左に
生じている状態を示す。この基板５９上の記録面
６０で反射される光束は溝５９ａでの回折或いは
散乱によるトラツキング情報を含む。第６図示の
４分割光検出器６３で、前記反射光を受けると受
光面６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄで受ける光
量は、前述の第１０図ａ，ｂ，ｃの状態に応じ
て、夫々第１１図ａ，ｂ，ｃのように変化する。
従つて、第１２図ａに示すような電気系で、 （Ia＋Ib）−（Ic＋Id） なる演算を行なう事によつて、差動増幅器６６の
出力端子６７には、第１２図ｂに示すようなトラ
ツキングエラー信号が得られる。第１２図ｂにお
いて、横軸はトラツキング誤差、縦軸は信号出力
を示す。得られたトラツキングエラー信号に従つ
て、不図示のトラツキングアクチユエータを駆動
し、対物レンズを光軸に垂直に移動させる等の方
法で、オートトラツキングが可能となる。尚、こ
こで基板５９に予め案内トラツクとしての溝が形
成されている場合を説明したが、このような溝が
ない場合でも、記録面６０の情報が記録されてい
る部分（記録トラツク）と、その他の部分とで
は、前述の磁気光学効果によつて検出子６１を透
過する光量が異なり、記録トラツクとスポツトと
の位置関係に応じて光検出器６３上の光量分布に
アンバランスが生じる。従つて、このような場合
でも、第１２図ａのように、４分割光検出器６３
の各々の受光面の出力を演算することにより同様
にトラツキングエラー信号が得られる。
キングの原理を説明する。第１０図ａ，ｂ，ｃの
ように情報担体の基板５９に溝５９ａが形成され
ているとすると、対物レンズ５８により、入射光
束はこの溝５９ａの近傍に集光される。ここでｂ
は、目的の溝の上にスポツトが生じている状態、
ａ，ｃは夫々溝に対してスポツトが右または左に
生じている状態を示す。この基板５９上の記録面
６０で反射される光束は溝５９ａでの回折或いは
散乱によるトラツキング情報を含む。第６図示の
４分割光検出器６３で、前記反射光を受けると受
光面６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄで受ける光
量は、前述の第１０図ａ，ｂ，ｃの状態に応じ
て、夫々第１１図ａ，ｂ，ｃのように変化する。
従つて、第１２図ａに示すような電気系で、 （Ia＋Ib）−（Ic＋Id） なる演算を行なう事によつて、差動増幅器６６の
出力端子６７には、第１２図ｂに示すようなトラ
ツキングエラー信号が得られる。第１２図ｂにお
いて、横軸はトラツキング誤差、縦軸は信号出力
を示す。得られたトラツキングエラー信号に従つ
て、不図示のトラツキングアクチユエータを駆動
し、対物レンズを光軸に垂直に移動させる等の方
法で、オートトラツキングが可能となる。尚、こ
こで基板５９に予め案内トラツクとしての溝が形
成されている場合を説明したが、このような溝が
ない場合でも、記録面６０の情報が記録されてい
る部分（記録トラツク）と、その他の部分とで
は、前述の磁気光学効果によつて検出子６１を透
過する光量が異なり、記録トラツクとスポツトと
の位置関係に応じて光検出器６３上の光量分布に
アンバランスが生じる。従つて、このような場合
でも、第１２図ａのように、４分割光検出器６３
の各々の受光面の出力を演算することにより同様
にトラツキングエラー信号が得られる。
また第７図に示した実施例においては、回折格
子５５からの回折光は集束光となつて回折されて
いるが、このようにレンズ作用を生ずる回折格子
は例えば第３図のような構成において、格子を円
錐形に作製する事によつて実現できる。回折格子
５５の作製に光学的手段を用いる場合には、第１
３図に示す様な光学系によつて、集束作用を持た
せることが出来る。第１３図において、同一のレ
ーザ光源から発し、不図示の光学系によつて分割
された平行光束７１と７２は、夫々回転軸７５を
共有する円錐ミラー７３，７４に回転軸７５に平
行に入射する。各々の円錐ミラーで反射された２
つの光束は、回転軸７５上に焦線を有する円錐波
面となり、基板７６上のホログラム感材７７に入
射する。このときに、感材面上の領域７８に生ず
る干渉縞は、三次元的に円転軸７５を回転中心と
した円錐形となる。従つて、このように露光され
た干渉縞を現像処理することにより、第７図に示
したような集束作用を持つ回折格子が形成され
る。
子５５からの回折光は集束光となつて回折されて
いるが、このようにレンズ作用を生ずる回折格子
は例えば第３図のような構成において、格子を円
錐形に作製する事によつて実現できる。回折格子
５５の作製に光学的手段を用いる場合には、第１
３図に示す様な光学系によつて、集束作用を持た
せることが出来る。第１３図において、同一のレ
ーザ光源から発し、不図示の光学系によつて分割
された平行光束７１と７２は、夫々回転軸７５を
共有する円錐ミラー７３，７４に回転軸７５に平
行に入射する。各々の円錐ミラーで反射された２
つの光束は、回転軸７５上に焦線を有する円錐波
面となり、基板７６上のホログラム感材７７に入
射する。このときに、感材面上の領域７８に生ず
る干渉縞は、三次元的に円転軸７５を回転中心と
した円錐形となる。従つて、このように露光され
た干渉縞を現像処理することにより、第７図に示
したような集束作用を持つ回折格子が形成され
る。
以上説明した様に、本発明は磁気的に記録され
た情報の読み取りに用いるものであるが、本発明
の光ヘツド装置をそのまま光磁気記録媒体への情
報の書き込みにも用いることが出来る。光磁気記
録媒体は、良く知られているように一方向に磁化
された磁性膜から成る記録層を有し、光の照射に
よつてキユーリー点まで加熱された部分の磁化の
方向が反転する事によつて情報が記録される。従
つて、前述の本発明の構成において光源からの光
束を記録情報に従つて変調可能とする事によつ
て、書き込み−読み取り共用の光ヘツド装置を実
現出来る。また、本発明は前述の実施例に限ら
ず、光分割器を用いたどのような構成の光ヘツド
装置にも適用が可能である。
た情報の読み取りに用いるものであるが、本発明
の光ヘツド装置をそのまま光磁気記録媒体への情
報の書き込みにも用いることが出来る。光磁気記
録媒体は、良く知られているように一方向に磁化
された磁性膜から成る記録層を有し、光の照射に
よつてキユーリー点まで加熱された部分の磁化の
方向が反転する事によつて情報が記録される。従
つて、前述の本発明の構成において光源からの光
束を記録情報に従つて変調可能とする事によつ
て、書き込み−読み取り共用の光ヘツド装置を実
現出来る。また、本発明は前述の実施例に限ら
ず、光分割器を用いたどのような構成の光ヘツド
装置にも適用が可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明は磁気
情報を読み取る光ヘツド装置において、光分割器
に所定の回折角を有する体積型回折格子を用いる
ことによつて、 (1) 読み取る情報信号のＳ／Ｎ比を向上させる。
情報を読み取る光ヘツド装置において、光分割器
に所定の回折角を有する体積型回折格子を用いる
ことによつて、 (1) 読み取る情報信号のＳ／Ｎ比を向上させる。
(2) 光分割器を平板型にし、光ヘツド装置の小
型、軽量化を可能にする。
型、軽量化を可能にする。
等の効果を有するものである。
第１図は従来の光ヘツド装置の構成を示す概略
図、第２図は本発明に基づく光ヘツド装置の第１
実施例を示す概略構成図、第３図は本発明に用い
る光分割器の部分断面図、第４図は本発明に用い
る回折格子のＰ偏光回折効率と検出信号のＣ／Ｎ
比との関係を示す図、第５図は第１実施例に用い
る体積型回折格子の作製法の一例を説明する図、
第６図は本発明の第２実施例の構成を示す概略
図、第７図は第６図示の光分割器を半導体レーザ
側から見た図、第８図ａ，ｂ，ｃは夫々フオーカ
ス誤差による光検出器上の光量分布の変化を示す
図、第９図ａ，ｂは夫々フオーカス誤差検知の電
気系及びフオーカスエラ信号を示す図、第１０図
ａ，ｂ，ｃは夫々記録面における光スポツトの位
置変動を示す図、第１１図ａ，ｂ，ｃは夫々光検
出器上の光量変化を示す図、第１２図ａ，ｂは
夫々トラツキング誤差検知の電気系及びトラツキ
ングエラー信号を示す図、第１３図は、第２実施
例に用いる体積型回折格子の作製法の一例を示す
図である。 １１……半導体レーザ、１２……コリメータレ
ンズ、１３……光分割器、１４，１６……平行平
板、１５……体積型回折格子、１８……対物レン
ズ、１９……基板、２０……記録面、２１……検
光子、２２……センサーレンズ、２３……光検出
器。
図、第２図は本発明に基づく光ヘツド装置の第１
実施例を示す概略構成図、第３図は本発明に用い
る光分割器の部分断面図、第４図は本発明に用い
る回折格子のＰ偏光回折効率と検出信号のＣ／Ｎ
比との関係を示す図、第５図は第１実施例に用い
る体積型回折格子の作製法の一例を説明する図、
第６図は本発明の第２実施例の構成を示す概略
図、第７図は第６図示の光分割器を半導体レーザ
側から見た図、第８図ａ，ｂ，ｃは夫々フオーカ
ス誤差による光検出器上の光量分布の変化を示す
図、第９図ａ，ｂは夫々フオーカス誤差検知の電
気系及びフオーカスエラ信号を示す図、第１０図
ａ，ｂ，ｃは夫々記録面における光スポツトの位
置変動を示す図、第１１図ａ，ｂ，ｃは夫々光検
出器上の光量変化を示す図、第１２図ａ，ｂは
夫々トラツキング誤差検知の電気系及びトラツキ
ングエラー信号を示す図、第１３図は、第２実施
例に用いる体積型回折格子の作製法の一例を示す
図である。 １１……半導体レーザ、１２……コリメータレ
ンズ、１３……光分割器、１４，１６……平行平
板、１５……体積型回折格子、１８……対物レン
ズ、１９……基板、２０……記録面、２１……検
光子、２２……センサーレンズ、２３……光検出
器。
Claims (1)
- １ 磁気的に情報が記録された記録面に光を入射
するとともに、前記入射光の光路中に配設された
光分割器により前記記録面からの反射光を光検出
器に導き、磁気光学効果を利用して前記情報を読
み取る光ヘツド装置において、前記光分割器は体
積型回折格子より成り、該回折格子による前記反
射光の回折角が22゜乃至80゜又は100゜乃至158゜の範
囲にある事を特徴とする光ヘツド装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59132294A JPS6111951A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 光ヘツド装置 |
| US06/748,342 US4733065A (en) | 1984-06-27 | 1985-06-24 | Optical head device with diffraction grating for separating a light beam incident on an optical recording medium from a light beam reflected therefrom |
| FR8509716A FR2566953A1 (fr) | 1984-06-27 | 1985-06-26 | Dispositif de tete optique |
| DE19853522849 DE3522849A1 (de) | 1984-06-27 | 1985-06-26 | Optischer kopf |
| NL8501857A NL194898C (nl) | 1984-06-27 | 1985-06-27 | Optische lezer. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59132294A JPS6111951A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 光ヘツド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111951A JPS6111951A (ja) | 1986-01-20 |
| JPH0580736B2 true JPH0580736B2 (ja) | 1993-11-10 |
Family
ID=15077921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59132294A Granted JPS6111951A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 光ヘツド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6111951A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0821174B2 (ja) * | 1986-09-09 | 1996-03-04 | キヤノン電子株式会社 | 光ヘツド装置 |
| JPH07111784B2 (ja) * | 1988-04-21 | 1995-11-29 | 三菱電機株式会社 | 光ピックアップ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1174882A (en) * | 1981-02-23 | 1984-09-25 | Charles J. Kramer | Plane grating polarizing beamsplitter |
| JPS58196640A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-16 | Olympus Optical Co Ltd | 磁気光学記録再生装置 |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP59132294A patent/JPS6111951A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6111951A (ja) | 1986-01-20 |
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