JPH06290484A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分離される光束の間の角度を小さくすること
ができ、グレーティング面と受光領域との間の距離、及
び光軸に対する受光素子の角度を任意に設定することが
できる光情報記録再生装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 半導体レーザー１から発して光磁気ディスク
２０により反射されハーフミラー面５ａにより分離され
た反射光を、グレーティング板１４により０次回折光と
±１次回折光とに分離し、分離された０次回折光を微小
偏向プリズム１７により光路外へ偏向し、入射端面に周
期性を持つ透過型のグレーティングパターンが形成され
たグレーティングプリズム１２'により偏向分離して第
１の受光素子１８で検出すると共に、±１次回折光を２
つの受光領域１９ａ，１９ｂを備える受光素子１９によ
り検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光磁気ディスク等の
記録媒体に対して情報を記録し、あるいは再生する光情
報記録再生装置に関し、特に、受光系の偏光分離にグレ
ーティングを用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のグレーティングを用いて偏光分
離する光情報記録再生装置は、例えば、特開平３−１５
２４２８号公報等に開示される。この公報には、グレー
ティングと受光素子とが一体に構成された偏光検出装置
が開示される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光検出ユニットは、平板状のグレーティング素
子を用いているため、分離された光束の間の角度が大き
く、同一平面上に受光領域を確保するためにグレーティ
ング面と受光領域との距離がかなり小さく設定されてお
り、製造や組み付け時の位置合わせが困難となる。

【０００４】また、光軸に対して受光素子を一定角度傾
けて配置する必要があり、位置決めが困難であるという
問題がある。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、分離される光束の間の角度
を小さくすることができ、グレーティング面と受光領域
との間の距離、及び光軸に対する受光素子の角度を任意
に設定することができる光情報記録再生装置を提供する
ことを目的とし、特に、媒体に記録された情報信号とエ
ラー信号とをそれぞれ別個に設けられた受光素子を用い
て検出可能な装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる光情報
記録再生装置は、上記の目的を達成させるため、光源
と、光源から発する光束を光情報記録媒体上に収束させ
る対物レンズと、光情報記録媒体からの反射光を、情報
信号検出用の光束とエラー信号検出用の光束とに分離す
る光束分離手段と、互いに非平行な入射端面と射出端面
とのいずれか一方に形成された周期性を持つ透過型のグ
レーティングパターンにより情報信号検出用の光束を互
いに直交する偏光成分に分離し、入射端面とは非平行な
射出端面から射出させるグレーティングプリズムと、グ
レーティングプリズムにより分離された２つの光束をそ
れぞれ受光する２つの受光領域を備える第１の受光素子
と、エラー信号検出用の光束を受光する第２の受光素子
とを備えることを特徴とする。

【０００７】

【実施例】以下、この光情報記録再生装置の実施例を説
明する。

【０００８】

【実施例１】図１は、この発明の実施例１にかかる光情
報記録再生装置としての光磁気ディスク装置の光学系を
示す。

【０００９】光源としての半導体レーザー１から発した
発散光束は、コリメートレンズ２により平行光束とさ
れ、２つのアナモフィックプリズム３,４により断面円
形に整形される。アナモフィックプリズム４には直角プ
リズム５が接合され、接合面がハーフミラー面５ａとさ
れている。ハーフミラー面５ａで反射された光束は、集
光レンズ６により半導体レーザー１の自動出力調整用の
受光素子７上に集光する。

【００１０】ハーフミラー面５ａを透過した光束は、ミ
ラー８により反射され、対物レンズ９を介して光情報記
録媒体としての光磁気ディスク２０の信号記録面に収束
される。対物レンズ９とミラー８とは、光磁気ディスク
２０のラジアル方向ｘにスライドされる図示せぬヘッド
内に設けられている。また、対物レンズ９は、ヘッド内
に設けられたアクチュエータ上に設けられており、その
光軸方向ｚ、及びディスクのラジアル方向ｘに駆動され
る。

【００１１】光磁気ディスク２０からの反射光のうち直
角プリズム５のハーフミラー面５ａで反射された成分
は、図２に示すように光束分離手段としてのグレーティ
ング板１４に入射し、情報信号検出用の０次回折光と、
エラー信号検出用の±１次回折光とに分離される。図２
中、(a)は図１中のｘ−ｙ平面内の説明図、(b)はｙ−ｚ
平面内の説明図、(c)はｘ−ｚ平面内の説明図である。

【００１２】グレーティング板１４には、光軸と交差す
る中心から周辺へ向けて徐々にピッチが小さくなる不等
ピッチの同心円状のグレーティングが形成されており、
０次回折光をそのまま透過させると共に、＋１次回折光
を発散させ、−１次回折光を収束させる。

【００１３】グレーティング板１４をそのまま透過した
０次回折光は、図２に示されるように光路中に設けられ
た微小偏向プリズム１７により光路外に向けて垂直に反
射され、グレーティングプリズム１２'が貼り付けられ
た光磁気信号検出用の第１の受光素子１８に設けられた
２つの受光領域１８ａ，１８ｂより受光される。

【００１４】一方、±１次回折光は、微小プリズム１７
の両側を通ってエラー信号検出用の第２の受光素子１９
の２つの受光領域１９ａ，１９ｂにより受光される。

【００１５】グレーティングプリズム１２'は、図３(a)
に示すように、入射端面に形成されたグレーティングパ
ターンにより、ブラッグ角で入射する光束のグレーティ
ングの溝に平行な振動成分と垂直な振動成分とを０次回
折光と１次回折光として分離し、分離された一方の０次
回折光をそのまま射出端面から射出させ、他方の１次回
折光を内面反射させた後に射出端面から０次回折光と平
行に射出させる。

【００１６】グレーティングプリズム１２'の具体的な
数値構成は、表１の(a)に示されるとおりである。表
中、プリズムのグレーティングパターンに対向する頂点
の角度をθc、残りの頂点の角度をそれぞれθa、θb、
プリズムの屈折率をｎ、グレーティング面への光束の入
射角度をθin、グレーティングパターンのピッチをｐ、
使用波長をλとする。なお、入射角、射出角は、いずれ
も面の法線に対する角度であり、0.00 deg.は垂直を意
味する。

【００１７】

【表１】

【００１８】グレーティングに対する光束の入射角度を
ブラッグ角に設定し、かつ、波長λとグレーティングピ
ッチｐとの割合λ／ｐを１．６程度に設定すると、グレ
ーティングの溝に垂直な振動成分と平行な振動成分とが
０次回折光と１次回折光とに振分けられ、かつ、グレー
ティングによる偏光分離特性が最良となる。グレーティ
ングプリズム１２'は、この条件を満たすことにより、
入射光束をＰ成分、Ｓ成分の２つの直線偏光成分に分離
して射出させる。

【００１９】光磁気ディスク２０により反射されたレー
ザー光の偏光方向は、スポットが結像される位置のディ
スクの磁化方向に対応して磁気カー効果により回転する
ため、これを４５゜回転させて２つの直線偏光成分に分
離し、それぞれ別個の受光領域により検出し、その差動
をとることにより光磁気記録信号を読み出すことができ
る。

【００２０】この実施例では、偏光方向を回転させるた
めに一般的に用いられるλ／２板を設けずに、グレーテ
ィングプリズム１２'を４５°回転させた状態で受光素
子１８の中央に設けている。

【００２１】一方、グレーティング板１４により発散さ
れた＋１次回折光は、集光レンズ１１による集光点より
後方に位置する集光点の手前で受光領域１９ａにより受
光される。また、グレーティング板１４により収束され
た−１次回折光は、集光レンズ１１による集光点より手
前に位置する集光点の後方で受光領域１９ｂにより受光
される。

【００２２】これらの受光領域１９ａ，１９ｂは、対物
レンズ９が光磁気ディスク２０に対して合焦していると
きの反射光の焦点位置から光学的に前後等距離の位置に
配置されており、両受光領域上でのスポットサイズを比
較することにより、対物レンズ９の光磁気ディスク２０
に対する合焦状態(フォーカシングエラー)を検出するこ
とができる。

【００２３】第２の受光素子１９の受光領域１９ａ，１
９ｂは、図４に拡大して示すようにそれぞれ光磁気ディ
スク２０のタンジェンシャル方向に相当する方向と平行
な３つの分割ラインにより分割された４つの短冊状の領
域Ａ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈに分割されている。また、第１の受光
素子１８の受光領域１８ａ，１８ｂは、図５に示される
ようにそれぞれ分割されない単一の領域Ｉ，Ｊから構成
され、グレーティングプリズム１２'により偏光分離さ
れたＰ偏光光束とＳ偏光光束とをそれぞれ受光する。

【００２４】それぞれの受光領域からの信号は、図示せ
ぬ演算回路により演算され、ディスクに記録された光磁
気記録信号ＭＯ、物理的な凹凸により記録されたプリフ
ォーマット信号ＲＯ、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラ
ックエラー信号ＴＥとして図示せぬ再生回路、サーボ回
路へ出力される。

【００２５】各信号は、各受光領域の出力を受光領域と
同一の記号により表現すると、以下の式により求められ
る。

【００２６】

【数１】ＭＯ＝ Ｉ−Ｊ ＲＯ＝(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)＋(Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ)＋(Ｉ＋Ｊ) ＦＥ＝ (Ａ＋Ｄ−Ｂ−Ｃ)−(Ｅ＋Ｈ−Ｆ−Ｇ) ＴＥ＝ (Ｂ−Ｃ)＋(Ｇ−Ｆ)

【００２７】実施例１の構成によれば、エラー信号と光
磁気信号とを別個の受光素子により検出できるため、光
束の漏れ込みや迷光の影響が少なく、それぞれの受光領
域が同一パッケージ内にあるよりも微小な光電流の干渉
による影響を防止することができる。

【００２８】また、光磁気信号検出用受光素子への光路
とエラー信号検出用受光素子への光路とを直交させるこ
とができ、光学設計、機構設計上の自由度が向上し、装
置全体の空きスペースを有効に利用することができる。

【００２９】さらに、０次回折光を±１次回折光の光路
から分離するため、グレーティング板１４による回折角
度が比較的小さくともそれぞれの光束を分離することが
可能となり、グレーティング板１４による回折角度を小
さく設定することにより±１次回折光のスポット像の収
差を小さくすることができ、安定したエラー信号の検出
が可能となる。

【００３０】

【実施例２】図６は、この発明の実施例２の光情報記録
再生装置としての光磁気ディスク装置の光学系を示す。
この例では、アナモフィックプリズム４と直角プリズム
５との間に三角プリズム５'が貼り付けられている。プ
リズム５，５'の境界面は、第１のハーフミラー面５ａ
とされ、プリズム４，５'の境界面は、第２のハーフミ
ラー面５ｂとされている。実施例２では、これらのハー
フミラー面５ａ，５ｂが光束分離手段として機能として
いる。

【００３１】半導体レーザー１からの光束の一部は、第
２のハーフミラー面５ｂで反射され、集光レンズ６を介
して半導体レーザーの自動出力調整用の受光素子７上に
集光する。

【００３２】光磁気ディスク２０からの反射光のうち第
１のハーフミラー面５ａで反射された成分は、集光レン
ズ１１を介してグレーティングプリズム１２'に入射
し、偏向分離されて第１の受光素子１８の２つの受光領
域により受光される。

【００３３】また、光磁気ディスク２０からの反射光の
うち第１のハーフミラー面５ａを透過して第２のハーフ
ミラー面５ｂで反射された成分は、集光レンズ２１、シ
リンドリカルレンズ２２を介してエラー信号検出用の第
２の受光素子２３上に集光する。

【００３４】受光素子２３は、２×２で配列した４つの
受光領域を有し、既知のプッシュプル法によりトラッキ
ングエラーが検出されると共に、非点収差法によりフォ
ーカシングエラーが検出される。

【００３５】

【実施例３】図７は、この発明の実施例３の光情報記録
再生装置としての光磁気ディスク装置の光学系を示す。
この実施例３では、実施例１の微小偏向プリズム１７に
代えてグレーティングプリズム２４をグレーティング板
１４による０次回折光の光路中に設け、このグレーティ
ングプリズム２４により０次回折光の偏向と偏光分離と
を行なっている。

【００３６】グレーティングプリズム２４の構成は、図
３の(ｂ)に示すとおりであり、その具体的な数値構成は
前掲の表１の(ｂ)欄に示されている。グレーティングプ
リズム２４は、入射光束を入射端面に設けられたグレー
ティングパターンにより０次回折光と１次回折光とに分
離し、１次回折光をそのまま射出端面から垂直に射出さ
せると共に、０次回折光を内面反射させた後に射出端面
から垂直に射出させる。この構成によると、入射光束と
射出光束とを垂直に設定することができる。

【００３７】グレーティングプリズム２４により分離、
偏光された光束は、図８に示すように光磁気記録信号検
出用の第１の受光素子２５の２つの受光領域により受光
される。

【００３８】一方、±１次回折光は、グレーティングプ
リズム２４の両側を通って実施例１と同様のエラー信号
検出用の第２の受光素子１９により受光される。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、グレーティングが形成されたプリズムと受光素子と
を組み合せて利用することにより、受光素子へ入射させ
る２つの光束の角度を任意に設定することができ、受光
素子との間隔、光軸に対する受光素子の角度を任意に定
めることが可能となる。特に、受光素子を光軸に対して
垂直に設定する場合には、受光素子の位置決め、調整が
容易となる。

【００４０】また、この発明によれば、媒体に記録され
た情報信号とエラー信号とを別個に設けられた受光素子
で検出する構成としたため、信号間の干渉を防止して良
好な信号を得ることができると共に、各光束に対してそ
れぞれの受光素子を独立して調整することができるた
め、調整作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の光情報記録再生装置としての光磁
気ディスク装置の説明図である。

【図２】 図１の装置の受光系の説明図であり、(a)は
図１中のｘ−ｙ平面内の説明図、(b)はｙ−ｚ平面内の
説明図、(c)はｘ−ｚ平面内の説明図である。

【図３】 実施例に用いられるグレーティングプリズム
単体の説明図である。

【図４】 実施例１の第２の受光素子の受光領域を示す
平面図である。

【図５】 実施例１の第１の受光素子の受光領域を示す
平面図である。

【図６】 実施例２の情報記録再生装置としての光磁気
ディスク装置の説明図である。

【図７】 実施例３の情報記録再生装置としての光磁気
ディスク装置の説明図である。

【図８】 図７の装置の受光系の説明図であり、(a)は
図７中のｘ−ｙ平面内の説明図、(b)はｙ−ｚ平面内の
説明図、(c)はｘ−ｚ平面内の説明図である。

【符号の説明】

１…半導体レーザー ５ａ，５ｂ…ハーフミラー面 ９…対物レンズ １１…集光レンズ １２'，２４…グレーティングプリズム １４…グレーティング板 １７…微小偏向プリズム １８，２５…第１の受光素子 １９…第２の受光素子 ２０…光磁気ディスク

フロントページの続き (72)発明者 丸山 晃一 東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学 工業株式会社内 (72)発明者 大野 政博 東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学 工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、 前記光源から発する光束を光情報記録媒体上に収束させ
   る対物レンズと、 前記光情報記録媒体からの反射光を、情報信号検出用の
   光束とエラー信号検出用の光束とに分離する光束分離手
   段と、 互いに非平行な入射端面と射出端面とのいずれか一方に
   形成された周期性を持つ透過型のグレーティングパター
   ンにより前記情報信号検出用の光束を互いに直交する偏
   光成分に分離し、前記入射端面とは非平行な射出端面か
   ら射出させるグレーティングプリズムと、 前記グレーティングプリズムにより分離された２つの光
   束をそれぞれ受光する２つの受光領域を備える第１の受
   光素子と、 前記エラー信号検出用の光束を受光する第２の受光素子
   とを備えることを特徴とする光情報記録再生装置。
2. 【請求項２】前記光束分離手段は、前記光情報記録媒体
   反射光を０次回折光と±１次回折光とに分離するグレー
   ティング素子であり、前記第１の受光素子は、偏向手段
   により光路外へ偏向された前記０次回折光を受光し、前
   記第２の受光素子は、前記±１次回折光を受光すること
   を特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
3. 【請求項３】前記偏向手段は、前記反射光の光路中に設
   けられた微小偏向プリズムであり、前記グレーティング
   プリズムは、前記第１の受光素子に近接して配置されて
   いることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録再生
   装置。
4. 【請求項４】前記グレーティングプリズムは、前記反射
   光の光路中に設けられて前記偏向手段としての機能を兼
   ね備え、前記第１の受光素子は、前記グレーティングプ
   リズムから離間して配置されていることを特徴とする請
   求項２に記載の光情報記録再生装置。
5. 【請求項５】前記光束分離手段は、光路中に設けられた
   第１、第２のハーフミラー面であり、前記第１の受光素
   子は、第１のハーフミラー面により分離された光束を受
   光し、前記第２の受光素子は、第２のハーフミラー面に
   より分離された光束を受光することを特徴とする請求項
   １に記載の光情報記録再生装置。