JPH0822647A - 光磁気ヘッド - Google Patents

光磁気ヘッド

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JPH0822647A
JPH0822647A JP15225694A JP15225694A JPH0822647A JP H0822647 A JPH0822647 A JP H0822647A JP 15225694 A JP15225694 A JP 15225694A JP 15225694 A JP15225694 A JP 15225694A JP H0822647 A JPH0822647 A JP H0822647A
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JP
Japan
Prior art keywords
magneto
optical
wollaston prism
optical head
beams
Prior art date
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Application number
JP15225694A
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English (en)
Inventor
Susumu Yamaguchi
進 山口
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光磁気ヘッドの信頼性を低下させることな
く、小型かつ安価な光磁気ヘッドを提供することにあ
る。 【構成】 ウォラストンプリズム10を形成する一軸性結
晶体の常光線屈折率n0、異常光線屈折率neとの差Δ
n、およびウォラストンプリズム10から出射された偏光
状態に応じて強度変化する第1,第2のビームの分離角
度θが、ウォラストンプリズム10に入射する光磁気ディ
スクからの反射光の波長において、 Δn=|n0−ne|≧0.07 θ≧1.6° である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的に情報を記録再
生するための光ヘッドに関し、特に磁気光学的に記録さ
れた情報を検出する光磁気記録再生用ヘッドの実効長の
短縮に関する。
【0002】
【従来の技術】図4及び図5は従来の光磁気ヘッドの光
学系概要構成を示す側面図であり、図6は一般的な光磁
気ヘッドに採用する光検出器を示す平面図であり、図7
は光磁気ヘッドで使用するウォラストンプリズム構成図
である。
【0003】光磁気ディスクの記録再生は、周知のよう
に入射光の偏光状態の変化を検出して行われるが、この
ため光磁気ヘッドとして、一軸性結晶体からなる3ビー
ム分離のウォラストンプリズムを用いた光磁気ヘッドと
して、図4(特開昭63-187441号公報参照)又は図5
(特願平4-329599号)に示すような光磁気ヘッドが一般
的である。
【0004】図4に示す光磁気ヘッドにおいては、半導
体レーザ1から発せられた発散光は、コリメータレンズ
2で平行光にされて偏光ビームスプリッタ3を通過した
後、対物レンズ4で光磁気ディスクDの記録面上に集光
される。光磁気ディスクDの記録情報に従って偏光状態
の変化を受けた反射光は、対物レンズ4を通過して偏光
ビームスプリッタ3で前述の入射光路から分岐され、集
光レンズ5、シリンドリカルレンズ6を通った後、3ビ
ーム分離のウォラストンプリズム7で偏光状態に応じ互
いに逆位相の変化をする両側に触れる第1、第2のビー
ムB1,B2と、偏光状態による強度変化の無い中心を
通る第3のビームB3とに分離されて、それぞれのビー
ムB1〜B3を受光する光検出素子81,82,83を備えた
光検出器8(図6参照)に入射される。図6に示す光検
出素子83の出力からフォーカシングエラー信号やトラッ
キングエラー信号を検出する。
【0005】図5に示す光磁気ヘッドは3ビーム分離の
ウォラストンプリズム7を偏光ビームスプリッタ3と集
光レンズ5の間に配した例で、図4に示した光磁気ヘッ
ドに比して光検出器8上での光束B1およびB2とB3
のスポット間隔が大きく取ることができるというメリッ
トがある。
【0006】これら従来の光磁気ヘッドは、フォーカシ
ングエラー信号検出が集光レンズ5とシリンドリカルレ
ンズ6による非点収差法で行われ、トラッキングエラー
信号検出がプッシュプル法で行われるものである。
【0007】またこれらの光磁気ヘッドに使用する3ビ
ーム分離のウォラストンプリズム7は、偏光ビームスプ
リッタ3をはじめ他の光学部品においても広く用いられ
ているため入手しやすいという理由から、図7のような
他の2角を45°とする直角プリズムを接合したものを用
いている。当該プリズムは一般に水晶の結晶体を用い、
波長780nmで分離角θは約1°程度である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】スポット間隔dを大き
く取りやすい図5で示した従来例の場合、B1,B2,
B3のスポット径Pを決定すれば、スポット間隔d(図
6を参照)は、集光レンズ5の焦点距離でほぼ決定さ
れ、焦点距離が大きいほどスポット間隔dを大きくでき
る。
【0009】光磁気ヘッドにおいては、光検出器8上の
スポット径Pは光検出器位置調整精度の点から大きいほ
うが有利であり、さらに3つのスポットの各々が完全に
分離されるだけの間隔d(d≧2・P)が必要であるた
め、集光レンズ5の焦点距離が大きくなりがちである。
すなわち偏光ビームスプリッタ3を通過する出射LD光
束の中心から光検出器8までの実効長Lが大きくなりが
ちである。
【0010】図8は光学系の実効長を短縮した光磁気ヘ
ッドの光学系構成の概要を示す側面図である。
【0011】シリンドリカルレンズ6と光検出器8との
間に凹レンズ9を加えて、光学系の合成焦点距離を変え
ずに光学系から焦点位置までの実効長を短縮している
(特公平5-7769号公報参照)。
【0012】しかしながら、図8の例では、部品点数が
多くなるため光磁気ヘッドが高価なものになり、さらに
レンズ位置の経時変化(光軸方向、偏芯方向)に対する
許容範囲が狭くなり、光磁気ヘッドの信頼性という点で
不利である。
【0013】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、3ビ
ーム分離のウォラストンプリズムを用いた光磁気ヘッド
の欠点を除去し、小型かつ安価な光磁気ヘッドを提供す
ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する手段
として、光磁気ディスク上に収束レーザ光を照射し、当
該光磁気ディスクからの反射光をその偏光状態に応じて
強度変化する第1、第2のビームと偏光による強度変化
のない第3のビームを分離するウォラストンプリズム
と、前記3つのビームを収束させる光学素子と、当該光
学素子からの収束光に非点収差を生じさせる非点収差素
子と、当該非点収差素子からの光束を受光する光検出器
とにより磁気光学的に記録された情報を検出する光磁気
ヘッドであって、前記ウォラストンプリズムを形成する
一軸性結晶体の常光線屈折率n0、異常光線屈折率ne
の差Δn、および前記ウォラストンプリズムから出射さ
れた偏光状態に応じて強度変化する第1,第2のビーム
の分離角度θが、前記ウォラストンプリズムに入射する
前記光磁気ディスクからの反射光の波長において、 Δn=|n0−ne|≧0.07 θ≧1.6° であることを特徴とすることにより、光学系の実効長L
を余分な光学素子を用いることなく短くでき、光磁気ヘ
ッドの低コスト化、小型化が達成できる。
【0015】
【実施例】図3は本発明の光磁気ヘッドを採用した3.5
インチ光磁気ディスク装置の概略構成を示す平面図であ
る。
【0016】光磁気ヘッドは、半導体レーザ1から発せ
られた発散光をコリメータレンズ2で平行光束にし、当
該光束を偏光ビームスプリッタ3を通過した後、対物レ
ンズ4で光磁気ディスクDの記録面上に集光する。一
方、光磁気ディスクDの記録情報に従って偏光状態の変
化を受けた反射光は、従来例と同様偏光ビームスプリッ
タ3で入射光路から分岐され、以下の《条件1》を満足
する一軸性結晶体からなる3ビーム分離のウォラストン
プリズム10で偏光状態に応じ互いに逆位相の変化をする
両側に振れる第1,第2のビームB1,B2と、偏光状
態による強度変化の無い中心を通る第3のビームB3とに
分離されて、集光レンズ5、シリンドリカルレンズ6を
通過し、光検出素子81,82,83を備えた光検出器8に入
射する。これにより光検出素子81,82,83からフォーカ
シングエラー信号及びトラッキングエラー信号を検出す
る。
【0017】以下に本実施例の光磁気ヘッドの構成する
の特徴的部材について図1及び図2を参照して説明す
る。
【0018】図1は本発明の光磁気ヘッドの一実施例を
示す光学系概要構成を示す側面図であり、図2は本実施
例のウォラストンプリズムの構成図である。
【0019】図2において、《条件1》常光線屈折率n
0、異常光線屈折率neの差Δnが Δn=|n0−ne|≧0.07 ウォラストンプリズムから出射された偏光状態に応じて
強度変化する第1,第2のビームの分離角度θが θ≧1.6° である。
【0020】本実施例では《条件1》を満足する一軸性
結晶体として、長波長領域で光損傷がおきにくく結晶作
成が容易なニオブ酸リチウムの結晶体を用いた。
【0021】ここで半導体レーザ1の波長を780nmと
し、ウォラストンプリズム10は、分離角θ≧1.6°を得
るためにニオブ酸リチウムの結晶体を図2のように楔角
10°で結合したものを用いた。ただし結晶体の光学軸は
ウォラストンプリズム入射光に直行する面内にある。こ
の場合図2の分離角θ、楔角α、結晶体の常光線屈折率
0、異常光線屈折率neとの間には近似的に θ[rad]=2・Δn・tanα=2・|n0−ne|・tan
α が成り立つ。ニオブ酸リチウムの結晶体は波長780nmの
ときには、 n0=2.178 ne=2.258 であるから θ=0.0282rad=1.62° となる。
【0022】図1において、曲率半径R1〜R6、軸上
面間隔D1〜D9、波長780nmにおける屈折率n1〜n
3は以下の通りである。
【0023】R1=17.01、R2=∞、R3=33[CY
L]、R4=∞、R5=∞、R6=∞であり、D1=2.5
[mm]、D2=3.7[mm]、D3=1.2[mm]、D4=1.
4[mm]、D5=1.2[mm]、D6=14.8[mm]、D7=
1.0[mm]、D8=14.4[mm]、D9=0.7[mm]であ
り、n1=1.5107、n2=1.5107、n3=1.5107であ
る。
【0024】本実施例では光検出器8上のスポット径は
P≒200μm、第1及び第2ビームと第3ビームとのスポ
ット間隔はd≒410μmとした。一般にプッシュプル法に
よるトラッキングエラー検出の場合、光検出器8上での
スポットの理想位置からのずれはスポット径Pの1/50以
下に抑える必要がある(参考:光ピックアップ実装技術
の課題、電気情報通信学会技術報告EMC91−36,CP
M91−53,OQE91−72)。光検出器8上で理想位置か
らスポット位置がずれる要因としては、光検出器の位置
調整誤差、調整後の経時的な位置ずれがあるが、位置調
整誤差として2μm、調整後の経時的な位置ずれとして
2μmの余裕が必要と考えればスポット径は200μm以上
が望ましい。スポット間隔dはあまり接近し過ぎると、
光検出器8上で完全に分離できず、d≧2・P(参考:
特公平5-7769号公報)が望ましい。これはスポット間隔
dを小さくすると、光磁気ヘッドの対物レンズ4とディ
スクDの焦点ズレが大きい場合、光検出器8上のB1,
B2の非点収差スポットが光検出素子83に回り込み、フ
ォーカスエラー信号のS字カーブの形状に歪みが生じ、
フォーカス引き込みの安定性を損なうからである。
【0025】本実施例のウォラストンプリズム10は、光
軸方向の厚み1mm程度で製造可能であり、出射LD光束
の中心から光検出素子9までの実効長はL=40.9mmとな
る。つまり実効長Lが3.5インチ光ディスク(ISO規
格品)の半径43mmより小さくなるため、光磁気ディスク
装置全体の小型化が可能である(図3)。
【0026】なお、ウォラストンプリズム10の分離角θ
が1.5°程度でも前述の所望のスポット径、スポット間
隔dを実効長L≦43mmの条件で何とか実現できるが、光
学素子の保持部材の設計自由度(サイズ余裕等)を考慮
すると、θ≧1.6°が望ましい。
【0027】実施例では光束B1,B3,B2の強度比
はB1:B3:B2=2:1:2としている。これは光
磁気ディスクDの反射光の偏光状態の変化は(具体的に
は直線偏光方向の微小な回転)は僅かであり、信頼性の
高い記録情報の検出のためにはB1,B2の強度がB3
より大きく、さらにB1:B2=1:1であることが望
ましいからである。これらの強度比は、ウォラストンプ
リズム10を形成するニオブ酸リチウムの結晶体の光学軸
とディスクからの反射光の偏波面とのなす角により決定
される(これは特開昭63-187441号公報や特開昭63-1135
03号公報で公知である)。
【0028】従って、本実施例に採用するウォラストン
プリズムを採用した光磁気ヘッドは、例えば水晶の結晶
を楔角45°で結合したウォラストンプリズムで、波長78
0nmとすれば、分離角はθ=1.0°程度しかなく、光軸方
向の厚みも大きいため光検出器8上のスポットを所望の
ものとするために実効長L≧43mmとなってしまうので、
3.5インチ光磁気ディスク装置内に装填するために凹レ
ンズを配置するか、反射ミラーにより光路を折り曲げる
必要があるので、部品点数が多くなっていたし、また、
各部品の位置精度が厳しくなるので、例えばレンズ等の
部品位置の経時変化(光軸方向、偏芯方向)に対する許
容範囲が狭くなり、信頼性の点で不利であった課題を解
消することができた。
【0029】以上説明したように本実施例の光磁気ヘッ
ドによれば、《条件1》を満足する一軸性結晶からなる
3ビーム分離のウォラストンプリズムを用いることによ
り、光学系の実効長Lを余分な光学素子を用いることな
く短くでき、光磁気ヘッドの低コスト化、小型化が達成
できる。
【0030】なお、本実施例は《条件1》を満足する一
軸性結晶体として、ニオブ酸リチウムを用いているが、
他の一軸性結晶の光学部材を使用することもできる。た
だし、光磁気ヘッドの半導体レーザ光源波長領域におい
て透過率に問題ないこと、光損傷(とりわけ部分的な屈
折率の変化等)の生じないこと等に注意する必要があ
る。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、上記構成により、光磁
気ヘッドの信頼性を低下させることなく、小型かつ安価
な光磁気ヘッドを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光磁気ヘッドの一実施例を示す光学系
概要構成を示す側面図である。
【図2】本実施例のウォラストンプリズムの構成図であ
る。
【図3】3.5インチ光磁気ディスク装置概略構成を示す
平面図である。
【図4】従来の光磁気ヘッドの光学系概要構成を示す側
面図である。
【図5】従来の光磁気ヘッドの光学系概要構成を示す側
面図である。
【図6】一般的な光磁気ヘッドに採用する光検出器を示
す平面図である。
【図7】従来の光磁気ヘッドで使用するウォラストンプ
リズム構成図である。
【図8】光学系から焦点位置までの実効長を短縮した光
磁気ヘッドの光学系構成の概要を示す側面図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 コリメータレンズ 3 偏光ビームスプリッタ 4 対物レンズ 5 集光レンズ 6 シリンドリカルレンズ 7 従来のウォラストンプリズム 8 光検出器 9 凹レンズ 10 本実施例のウォラストンプリズム 11 反射ミラー D 光磁気ディスク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光磁気ディスク上に収束レーザ光を照射
    し、当該光磁気ディスクからの反射光をその偏光状態に
    応じて強度変化する第1,第2のビームと偏光による強
    度変化のない第3のビームを分離するウォラストンプリ
    ズムと、前記3つのビームを収束させる光学素子と、当
    該光学素子からの収束光に非点収差を生じさせる非点収
    差素子と、当該非点収差素子からの光束を受光する光検
    出器とにより磁気光学的に記録された情報を検出する光
    磁気ヘッドにおいて、前記ウォラストンプリズムを形成
    する一軸性結晶体の常光線屈折率n0、異常光線屈折率
    eとの差Δn、および前記ウォラストンプリズムから
    出射された偏光状態に応じて強度変化する第1,第2の
    ビームの分離角度θが、前記ウォラストンプリズムに入
    射する前記光磁気ディスクからの反射光の波長におい
    て、 Δn=|n0−ne|≧0.07 θ≧1.6° とすることを特徴とする光磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記ウォラストンプリズムは少なくとも
    2個のニオブ酸リチウムの結晶体を接合したウォラスト
    ンプリズムであることを特徴とする請求項1の光磁気ヘ
    ッド。
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