JPH0845127A

JPH0845127A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH0845127A
Application number: JP6178730A
Authority: JP
Inventors: Shiyouhei Kobayashi; 章兵小林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単かつ小型にできるよう適切に構成した光
ヘッドを提供する。【構成】半導体レーザ１からの出射光を、ガラスプリ
ズム３と複屈折性プリズム４とを誘電体膜５を介して貼
り合わせてなる複合プリズム２のガラスプリズム側から
入射させて、誘電体膜５で反射させた後、集光手段6,7
を経て光磁気記録媒体８に照射し、その戻り光を、複合
プリズム２のガラスプリズム３側から収束光として入射
させて、少なくとも一部を誘電体膜５を透過させて複屈
折性プリズム４により第１, 第２の光束とに分離して、
第１, 第２の光検出器9,10で受光して、情報の再生信
号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を
得る光ヘッドにおいて、複合プリズム２を、複屈折性プ
リズム４の常光および異常光の屈折率差が0.03以上で、
ガラスプリズム３の屈折率と、複屈折性プリズム４の常
光および異常光の少なくとも一方の屈折率との差が0.15
以上に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光磁気記録媒体に対
して情報の記録再生を行う光ヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光磁気記録媒体に記録された情
報を再生する光ヘッドにおいては、半導体レーザからの
読み取り光を対物レンズ経て光磁気記録媒体にスポット
状に照射し、この光磁気記録媒体で反射される戻り光
を、偏光方向が互いに直交する二つの光束に分離して、
それらの光束の強度変化から情報の再生信号を検出する
必要があると共に、その再生信号を正確に検出するため
に、光磁気記録媒体からの戻り光に基づいて、対物レン
ズの光磁気記録媒体に対する相対的位置ずれを表すフォ
ーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を検出
する必要がある。

【０００３】かかる光ヘッドの従来例として、例えば、
特開昭６３−１６１５４１号公報には、光磁気記録媒体
からの戻り光を、複合プリズム素子をを用いて、偏光方
向が互いに直交する二つの光束に分離し、これらの光束
の受光出力に基づいて情報の再生信号、フォーカスエラ
ー信号およびトラッキングエラー信号を検出するように
したものが提案されている。

【０００４】図１４は、特開昭６３−１６１５４１号公
報に開示された光ヘッドの構成を示すものである。この
光ヘッドにおいては、半導体レーザ５１からの光ビーム
をコリメータレンズ５２を経て複合プリズム素子５３に
入射させ、この複合プリズム素子５３で反射される光を
対物レンズ５４により光磁気ディスク５５に照射してい
る。また、光磁気ディスク５５で反射される戻り光は、
対物レンズ５４を経て複合プリズム素子５３に入射さ
せ、この複合プリズム素子５３により偏光方向が互いに
直交するＰ偏光成分である第１のビームと、Ｓ偏光成分
である第２のビームとに分離して、これらを共通の集光
レンズ５６を経て光検出ユニット５７のそれぞれの光検
出素子群で受光し、それらの出力に基づいて信号処理部
５８により情報読み取り信号Ｓｉ、フォーカスエラー信
号Ｓｆおよびトラッキングエラー信号Ｓｔを検出するよ
うにしている。ここで、複合プリズム素子５３は、ガラ
スプリズム５９と水晶プリズム６０とを、それらの間に
誘電多層膜６１を介在させた状態で、水晶プリズム６０
の面に設けた接着剤層６２により貼り合わせて形成さ
れ、全体が６面体をなしている。

【０００５】図１４に示す光ヘッドをさらに詳細に説明
すると、同公報第５頁右下欄〜第６頁左上欄には、半導
体レーザ５１から発せられる光ビームは、コリメータレ
ンズ５２により平行ビーム化されて、Ｓ偏光成分として
ガラスプリズム５９に入射し、誘電多層膜６１によりそ
の光軸方向が変化されてガラスプリズム５９から出射さ
れると共に、光磁気ディスク５５で反射された戻り光
は、ガラスプリズム５９から入射し、その光軸方向の変
化を受けることなく誘電多層膜６１を通過してＰ偏光成
分とされて水晶プリズム６０に入射する旨、説明されて
いる。

【０００６】また、同公報第６頁左下欄には、（誘電多
層膜６１に）Ｐ偏光入力する戻り光に基づいて、Ｐ偏光
成分である第１の光ビームが、境界面部（誘電多層膜６
１）における法線に対してｙ面（Ｐ偏光面と平行な面）
内において角度θｅをなす光軸方向Ｉｅをもって得ら
れ、また、Ｓ偏光成分である第２の光ビームが、境界面
部における法線に対してｙ面内において角度θｏ（θｏ
＞θｅ）をなす光軸方向Ｉｏをもって得られる旨、説明
されている。

【０００７】こうして得られるＰ偏光成分である第１の
光ビームＬ₁およびＳ偏光成分である第２の光ビームＬ
₂が、共通の集光レンズ５６を通じて、光検出ユニット
５７にそれぞれ入射し、その第１の光ビームＬ₁の検出
出力信号と第２の光ビームＬ ₂の検出出力信号との相互
比較により、光磁気ディスク５５の垂直磁化膜において
戻り光が受けた偏光面の回転が検出され、読取情報信号
Ｓｉが形成される（同公報第６頁右下欄〜第７頁左上欄
参照）。

【０００８】また、戻り光が光磁気ディスク５５に設け
られたトラッキングサーボコントロール用ピット配列か
ら受ける変化が検出されて、トラッキングエラー信号Ｓ
ｔが形成され、光検出素子上でのスポット形状が検出さ
れてフォーカスエラー信号Ｓｆが形成される（同公報第
７頁左上欄〜第７頁右上欄参照）。

【０００９】ここで、トラッキングエラー信号Ｓｔおよ
びフォーカスエラー信号Ｓｆは、同公報第７頁右上欄〜
第８頁右上欄の記載によれば、第１の光ビームＬ₁を検
出する４個の光検出素子の検出出力信号Ｒａ，Ｒｂ，Ｒ
ｃ，Ｒｄと、第２の光ビームＬ₂を検出する４個の光検
出素子の検出出力信号Ｒｅ，Ｒｆ，Ｒｇ，Ｒｈとによ
り、例えば、フォーカス・エラー信号Ｓｆは〔（Ｒａ＋
Ｒｄ）−（Ｒｂ＋Ｒｃ）〕＋〔（Ｒｃ＋Ｒｈ）−（Ｒｆ
＋Ｒｇ）〕より形成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図１４に示す光ヘッド
においては、上述したように、往路においては、半導体
レーザ５１から発せられる光ビームを、コリメータレン
ズ５２により平行ビーム化して、ガラスプリズム５９に
Ｓ偏光成分として入射させ、さらに誘電多層膜６１によ
りその光軸方向を変化させてガラスプリズム５９から出
射させ、復路においては、光磁気ディスク５５で反射さ
れた戻り光を、ガラスプリズム５９から入射させ、誘電
多層膜６１をその光軸方向の変化を生じることなく通過
するＰ偏光成分を水晶プリズム６０に入射させるように
している。

【００１１】しかし、同公報には、往路においてＳ偏光
成分であった光ビームが、復路においてなぜＰ偏光成分
になるのか、説明されていない。これを好意的に解釈す
るためには、同公報第５頁右下欄に記載されているよう
に、垂直磁化膜に書き込まれた情報に対応する磁化反転
パターンに応じて、戻り光の偏光面が回転することが挙
げられる。しかし、この回転角は、ほぼ±１°程度の小
さなもので、Ｓ偏光成分がＰ偏光成分に変化するために
必要な９０°もの回転は生じない。

【００１２】ここで、戻り光の偏光状態を正確に説明す
ると、戻り光は、垂直磁化膜に書き込まれた情報に対応
する磁化反転パターンに応じて、その偏光面が、Ｓ偏光
成分方向に対して、±θｋ（θｋ≒１°）回転した直線
偏光となる。したがって、戻り光は、Ｓ偏光成分とＰ偏
光成分との両方を含むことになるが、Ｓ偏光成分の方が
圧倒的に大きいことが事実である。この場合、情報は、
偏光面が＋θｋ方向に回転したのか、−θｋ方向に回転
したのか、を検出することにより得ることができる。

【００１３】ところが、図１４に示す光ヘッドにあって
は、同公報第６頁左下欄の記載をもってすれば、Ｐ偏光
入射する戻り光に基づいて、Ｐ偏光成分である第１の光
ビームが境界面部（誘電多層膜６１）における法線に対
してｙ面（Ｐ偏光面と平行な面）内で角度θｅをなす光
軸方向Ｉｅをもって得られ、また、Ｓ偏光成分（Ｐ偏光
入射すると記載しながら、Ｓ偏光成分があるのは理解で
きないが）である第２の光ビームが、境界面部における
法線に対してｙ面内で角度θｏ（θｏ＞θｅ）をなす光
軸方向Ｉｏをもって得られるとあるので、戻り光のＳ偏
光成分とＰ偏光成分とが分離されてしまい、偏光面が＋
θｋ方向に回転したのか、−θｋ方向に回転したのかの
情報が失われてしまうことになる。

【００１４】このため、第１の光ビームＬ₁の検出出力
信号と第２の光ビームＬ₂の検出出力信号とを相互比較
することにより、光磁気ディスク５５の垂直磁化膜にお
いて戻り光が受けた偏光面の回転を検出して、読取情報
信号Ｓｉを形成する（同公報第６頁右下欄〜第７頁左上
欄参照）としても、実際のところは、読取情報信号Ｓｉ
を検出することができなくなる。

【００１５】また、一般に、Ｓ偏光成分およびＰ偏光成
分は、水晶プリズム６０に入射すると、それぞれ常光と
異常光とに分離し、しかも常光および異常光の屈折率が
それぞれ異なるため、Ｐ偏光成分を第１の光ビームＬ₁
だけに結合させ、Ｓ偏光成分を第２の光ビームＬ₂だけ
に結合させると共に、第１の光ビームＬ₁および第２の
光ビームＬ₂の光軸方向ＩｅおよびＩｏの双方をｙ面内
に位置させるよう構成することは、殆ど不可能である。

【００１６】さらに、同公報第８頁右上欄の記載によれ
ば、フォーカスエラー信号Ｓｆは、〔（Ｒａ＋Ｒｄ）−
（Ｒｂ＋Ｒｃ）〕＋〔（Ｒｃ＋Ｒｈ）−（Ｒｆ＋Ｒ
ｇ）〕より形成されるとある。ここで、第５項目のＲｃ
はＲｅの誤りであることは想像できるとしても、この式
からフォーカスエラー信号Ｓｆが得られるかは明白では
ない。その理由は、上式は通常の非点収差法によるフォ
ーカス・エラー信号の検出方式の式に相当するが、非点
収差がどのようにして発生するかの説明がないことによ
る。

【００１７】また、同公報の第４図には、第１の光ビー
ムＬ₁を検出する４個の光検出素子および第２の光ビー
ムＬ₂を検出する４個の光検出素子が、それらの２つの
光検出素子群の中心がｙ面内にあるように記載されてい
るが、前述したように、第１の光ビームＬ₁および第２
の光ビームＬ₂のそれぞれの光軸方向ＩｅおよびＩｏの
両方がｙ面内にあることが説明がつかないので、これら
２つの光検出素子群の中心がともにｙ面内あることは理
解できない。

【００１８】さらにまた、図１４に示す光ヘッドにおい
ては、光磁気ディスク５５に設けられたトラッキングサ
ーボコントロール用ピット配列を利用して、トラッキン
グエラー信号Ｓｔを形成するようにしているが、この方
法は一般的でない。

【００１９】以上説明したところから、特開昭６３−１
６１５４１号公報に開示された光ヘッドにあっては、光
ヘッドとしての所期の目的を達成することが、きわめて
困難であるか、あるいは不可能である。

【００２０】一方、特開平５−３３４７６０号公報に
は、上記の特開昭６３−１６１５４１号公報に開示され
た光ヘッドとほぼ同様の構成の光ヘッドが開示されてい
る。図１５は、かかる特開平５−３３４７６０号公報に
開示されている光ヘッドの構成を簡略化して示すもので
ある。この光ヘッドにおいては、半導体レーザ７０から
の光ビームを、第１のプリズム７１に入射させて偏光膜
７３で反射させることにより、光軸方向を変化させて第
１のプリズム７１から出射させ、この第１のプリズム７
１から出射する光ビームを、対物レンズ７４を経て光磁
気ディスク７５にスポット状に照射している。

【００２１】また、光磁気ディスク７５で反射される戻
り光は、対物レンズ７４および第１のプリズム７１を経
て偏光膜７３に入射させ、ここで往路と分離して第２の
プリズム７２に入射させることにより、常光成分αと異
常光成分βとに分離し、この第２のプリズム７２から出
射される常光成分αおよび異常光成分βを、その出射面
と平行に配置した受光基板７６上の受光部７７および７
８で分離して受光するようにしている。

【００２２】ここでは、同公報の段落〔００１３〕に記
載されているように、第１のプリズム７１として、屈折
率が１．５１のガラス材料ＢＫ−７を用い、第２のプリ
ズム７２として、常光の屈折率が１．５４、異常光の屈
折率が１．５５の水晶を用いると共に、その光学軸を直
交座標ｘ−ｙに対して４５°傾けて設定する。また、同
公報の段落〔００１１〕に記載されているように、偏光
膜７３は、Ｐ偏光は１００％透過し、Ｓ偏光は２０％透
過して８０％反射させるものとし、第２のプリズム７２
の頂角γは、簡単のために９０°としてある。

【００２３】図１５に示す構成の光ヘッドにおいては、
常光成分αおよび異常光成分βの経路の成す角度が、
０．５６°となり、この分離角で分離される常光成分
α，異常光成分βの受光部７７，７８上におけるスポッ
トダイアグラムを計算すると、図１６に示すようにな
る。図１６から明らかなように、受光部７７，７８上で
の常光成分α，異常光成分βのそれぞれのスポットの大
きさは、１０μｍ程度と、きわめて小さくなる。なお、
図１６は、図１５において、第１，第２のプリズム７
１，７２の貼り合わせ体を、一辺の長さが３ｍｍの立方
体とし、また第２のプリズム７２の常光成分αおよび異
常光成分βの出射面と、受光部７７，７８との間隔は、
ほぼ１．８ｍｍで、常光成分αを受光する受光部７７の
受光面が最良像面位置となるように、受光基板７６を配
置した場合のスポットダイアグラムを示している。

【００２４】このため、これらのスポットを、同公報の
段落〔００１３〕に記載されているように、受光部７
７，７８を４分割して受光することは、通常、受光部を
分割する際の分割幅は１０μｍ程度であるため、きわめ
て困難となる。したがって、同公報の段落〔００１７〕
に記載されているようなフォーカスエラー信号を得るこ
とは、殆ど不可能であると共に、仮にフォーカスエラー
信号を検出できたとしても、フォーカスエラー信号のＳ
カーブのゼロクロス点近傍での傾きが大きくなり過ぎ
て、線形領域が非常に狭くなるため、このようなフォー
カスエラー信号に基づいてフォーカス制御を行うこと
は、やはり殆ど不可能になる。

【００２５】なお、同公報の段落〔００１６〕には、第
２のプリズム７２の頂角γを９０°以下にすることによ
り、常光成分αと異常光成分βとの分離角を強調する
旨、記載されており、また、次の段落〔００１７〕に
は、頂角γを９０°以下にすることにより、非点収差が
発生する旨、記載されている。このように、頂角γを９
０°以下にすれば、常光成分αと異常光成分βとの分離
角が強調されると共に、非点収差が発生してスポットが
大きくなるので、フォーカスエラー信号を検出すること
が可能となるが、この場合には、第２のプリズム７２の
加工が困難になると共に、さらに収差が増えるために、
常光成分αと異常光成分βとを実質上分離できなくなる
おそれもある。

【００２６】また、上記の段落〔００１６〕には、頂角
γを９０°以下とすることを前提として、凹レンズを用
いることにより、常光成分αと異常光成分βとの分離角
を拡大する旨、記載されているが、この場合には、フォ
ーカスエラー信号の検出が可能となっても、凹レンズを
用いることから、光ヘッドが大型化するという問題が生
じることになる。

【００２７】この発明は、上述した従来の種々の問題点
を解決でき、簡単かつ小型にできるよう適切に構成した
光ヘッドを提供することを目的とするものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、半導体レーザからの出射光を、ガラス
プリズムと複屈折性プリズムとを誘電体膜を介して貼り
合わせてなる複合プリズムの前記ガラスプリズム側から
入射させて、前記誘電体膜で反射させた後、集光手段を
経て光磁気記録媒体にスポットとして照射し、この光磁
気記録媒体で反射され、前記集光手段で集光される戻り
光を、前記複合プリズムの前記ガラスプリズム側から収
束光として入射させて、その少なくとも一部を前記誘電
体膜を透過させて前記複屈折性プリズムにより第１の光
束と第２の光束とに分離し、これら第１の光束および第
２の光束をそれぞれ第１の光検出器および第２の光検出
器で受光して、情報の再生信号、フォーカスエラー信号
およびトラッキングエラー信号を得るようにした光ヘッ
ドにおいて、前記複合プリズムを、前記複屈折性プリズ
ムの常光および異常光の屈折率差が０．０３以上で、前
記ガラスプリズムの屈折率と、前記複屈折性プリズムの
常光および異常光の少なくとも一方の屈折率との差が
０．１５以上に構成したことを特徴とするものである。

【００２９】前記第１の光検出器および第２の光検出器
を、前記第１の光検出器上での第１の光束の断面と、前
記第２の光検出器上での第２の光束の断面との大きさが
異なるように配置すると共に、その断面の小さい方の光
束を受光する前記第１または第２の光検出器の出力に基
づいてフォーカスエラー信号を検出し、断面の大きい方
の光束を受光する前記第２または第１の光検出器の出力
に基づいてトラッキングエラー信号を検出するのが、断
面の大きい方の光束を用いて前記第２または第１の光検
出器を位置合わせする点で好ましい。

【００３０】さらに、前記半導体レーザと前記複合プリ
ズムとの間に配置され、前記半導体レーザからの出射光
を１本のメインビームと２本のサブビームとに分割する
回折素子と、前記第１および第２の光検出器の少なくと
も一方に設けたサブビーム用受光領域とを有し、前記メ
インビームおよびサブビームを、それらが前記光磁気記
録媒体の情報トラックに対して所定の角度を成して並ぶ
ように、前記集光手段により前記光磁気記録媒体にスポ
ットとして照射すると共に、前記光磁気記録媒体で反射
される前記サブビームの戻り光を、前記サブビーム用受
光領域で受光して、その出力に基づいて前記トラッキン
グエラー信号を検出するよう構成するのが、前記トラッ
キングエラー信号を安定して得る点で好ましい。

【００３１】前記複合プリズムの前記誘電体膜を介して
貼り合わせた前記ガラスプリズムおよび複屈折性プリズ
ムの貼り合わせ面における法線と、前記メインビームの
光軸とを含む平面を、前記メインビームの光軸を回転軸
として３０°から９０°回転した平面内に、前記サブビ
ームの光軸を設定するのが、前記サブビームと、前記メ
インビームの戻り光の前記第１の光束および第２の光束
との干渉を防止する点で好ましい。

【００３２】さらに、前記複合プリズムの前記ガラスプ
リズム側より入射する前記半導体レーザからの出射光の
うち、前記誘電体膜を透過して前記複屈折性プリズム側
より出射する光束を受光する第３の光検出器を設けるの
が、この第３の光検出器の出力に基づいて前記半導体レ
ーザの出射光のパワーを制御する点で好ましい。

【００３３】前記第１および第２の光検出器を、同一の
半導体基板上に形成するのが、部品点数を削減して、安
価に構成する点で好ましい。

【００３４】前記第１、第２および第３の光検出器を、
同一の半導体基板上に形成するのが、部品点数を削減し
て、安価に構成する点で好ましい。

【００３５】

【作用】図１は、この発明の作用を説明するための光ヘ
ッドの概念図である。この光ヘッドは、半導体レーザ
１、複合プリズム２、集光手段としての対物レンズ７、
および同一基板３０上に設けた第１の光検出器９および
第２の光検出器１０を有する。複合プリズム２は、ガラ
スプリズム３と複屈折性プリズム４とを誘電体膜５を介
して貼り合わせて構成する。

【００３６】ここで、複合プリズム２は、複屈折性プリ
ズム４の常光および異常光の屈折率差が０．０３以上
で、かつ、ガラスプリズム３の屈折率と、複屈折性プリ
ズム４の常光および異常光の少なくとも一方の屈折率と
の差が０．１５以上となるよう構成する。なお、図１で
は、説明の便宜上、複屈折性プリズム４の常光の屈折率
を１．５４、異常光の屈折率を、常光の屈折率よりも
０．０３大きい１．５７とし、ガラスプリズム３の屈折
率を、複屈折性プリズム４の異常光の屈折率よりも０．
１５小さい１．４２とする。また、誘電体膜５は、例え
ば、Ｐ偏光成分をほぼ１００％透過し、Ｓ偏光成分は７
０％以上を反射、３０％未満を透過するようにする。

【００３７】この発明では、半導体レーザ１からの出射
光を、発散光として複合プリズム２のガラスプリズム３
側から誘電体膜５に対してＳ偏光で入射させ、ここでそ
の７０％以上を反射させてガラスプリズム３側から出射
させて対物レンズ７により光磁気記録媒体８にスポット
として照射する。また、光磁気記録媒体８で反射される
戻り光は、対物レンズ７で集光して収束光として複合プ
リズム２のガラスプリズム３側より入射させる。

【００３８】ここで、複合プリズム２に入射する戻り光
は、光磁気記録媒体８で反射される際に、カー効果によ
り偏光方向が±θｋだけ回転しているので、Ｐ偏光成分
を含んでいる。したがって、戻り光のＰ偏光成分は、そ
のほぼ１００％が誘電体膜５を透過し、Ｓ偏光成分は、
３０％未満が誘電体膜５を透過することになる。この誘
電体膜５を透過する戻り光を、複屈折性プリズム４によ
り偏光面が直交する第１の光束（常光）と第２の光束
（異常光）とに分離し、その複合プリズム４から出射さ
れる第１，第２の光束を、その出射面と平行に配置した
基板３０上の第１，第２の光検出器９，１０でそれぞれ
受光する。

【００３９】図２は、図１において、複合プリズム２を
一辺の長さが３ｍｍの立方体とし、また複屈折性プリズ
ム４の第１，第２の光束の出射面と、第１，第２の光検
出器９，１０との間隔を、ほぼ１．８ｍｍで、第１の光
束を受光する第１の光検出器９の受光面が最良像面位置
となるように、基板３０を配置した場合の、第１，第２
の光検出器９，１０上での第１，第２の光束のスポット
ダイアグラムを示すものである。図２から明らかなよう
に、第１，第２の光束のスポットは、第１，第２の光検
出器９，１０上で５０μｍ程度の大きさがあり、しか
も、確実に分離されていることがわかる。

【００４０】これは、複合プリズム２を、複屈折性プリ
ズム４における常光および異常光の屈折率差を０．０３
以上で、かつガラスプリズム３の屈折率と、複屈折性プ
リズム４の常光および異常光の少なくとも一方の屈折率
との差を０．１５以上として構成したことによる。すな
わち、図１の場合には、ガラスプリズム３の屈折率と、
複屈折性プリズム４の異常光の屈折率との差を０．１５
とすることで、少なくとも第２の光束に十分な非点収差
とコマ収差とを与えることができ、これによりスポット
を大きくすることが可能となる。また、複屈折性プリズ
ム４の常光および異常光の屈折率差を０．０３とするこ
とで、第１，第２の光束の分離角を大きくでき、これに
よりこれらの光束を確実に分離することが可能となる。

【００４１】なお、複屈折性プリズム４における常光お
よび異常光の屈折率差が、０．０３未満、ガラスプリズ
ム３の屈折率と、複屈折性プリズム４の常光および異常
光の少なくとも一方の屈折率との差が、０．１５未満の
場合には、第１，第２の光束の分離角が小さくなって、
複屈折性プリズム４だけではそれらを確実に分離するこ
とができなくなると共に、第１，第２の光束に十分な非
点収差およびコマ収差を与えることができないために、
それらのスポットが小さくなる。このため、第１，第２
の光束を確実に分離して受光するための特別な手段が必
要となって、構成が複雑になると共に、全体が大型かつ
高価になるという問題が生じることになる。

【００４２】図１において、光磁気記録媒体８からの戻
り光は、記録されている情報に応じてその偏光方向がカ
ー効果により回転し、その偏光方向の回転は、複屈折性
プリズム４によって分離される第１，第２の光束の強度
変化に変換される。したがって、情報の再生信号は、こ
れら第１，第２の光束を受光する第１，第２の光検出器
９，１０の出力の差に基づいて検出することが可能とな
る。また、フォーカスエラー信号およびトラッキングエ
ラー信号は、第１，第２の光検出器９，１０の一方また
は両方を４分割受光領域をもって構成することにより、
公知の非点収差法およびプッシュプル法によりそれぞれ
検出することが可能となる。

【００４３】ここで、第１，第２の光検出器９，１０に
入射する第１，第２の光束のスポットは、上述したよう
に大きいので、第１，第２の光検出器９，１０の一方ま
たは両方を４分割受光領域をもって構成する場合に、そ
の分割幅が１０μｍ程度あっても何ら問題とならない。
しかも、非点収差が十分与えられているので、フォーカ
スエラー信号のＳカーブのゼロクロス近傍での傾きが適
切になり、線形領域も広くなる。

【００４４】したがって、この発明によれば、図１５に
示した光ヘッドにおけるように、常光成分αと異常光成
分βとの分離角を強調すると共に、非点収差を発生させ
るために、第２のプリズム７２（図１では、複屈折性プ
リズム４）の頂角γを９０°以下にする必要がない。ま
た、図１５に示した光ヘッドでは、第２のプリズム７２
の光学軸を傾けることにより、カー回転角を強調するよ
うにしているが、この発明では、複屈折性プリズム４内
に入射する戻り光を、常光と異常光とに分離するように
しているので、戻り光の偏光面の旋光は生じない。

【００４５】

【実施例】図３は、この発明の第１実施例を示すもので
ある。この実施例では、パッケージ１ａ内に収容された
半導体レーザからの出射光を、発散光として複合プリズ
ム２のガラスプリズム３側から誘電体膜５に対してＳ偏
光で入射させ、ここで反射される光束をガラスプリズム
３側から出射させてコリメータレンズ６および対物レン
ズ７を経て光磁気記録媒体８にスポットとして照射す
る。また、光磁気記録媒体８で反射される戻り光は、対
物レンズ７およびコリメータレンズ６を経て収束光とし
て複合プリズム２のガラスプリズム３側より誘電体膜５
に入射させ、この誘電体膜５を透過する戻り光を、複屈
折性プリズム４により偏光面が直交する第１の光束（常
光）と第２の光束（異常光）とに分離し、この複合プリ
ズム４から出射される第１，第２の光束を、第１，第２
の光検出器９，１０でそれぞれ受光する。

【００４６】ここで、複合プリズム２は、ガラスプリズ
ム３としてＢＫ−７を用い、複屈折性プリズム４として
ＬｉＮｂＯ₃（ＬＮ）結晶を用いる。したがって、この
場合には、複屈折性プリズム４は、常光の屈折率の方
が、異常光のそれよりも大きいので、第１，第２の光検
出器９，１０の位置関係が、図１の場合とは逆になって
いる。なお、誘電体膜５は、図１におけると同様に、Ｐ
偏光成分はほぼ１００％透過し、Ｓ偏光成分は７０％以
上を反射して、３０％未満を透過するよう構成する。

【００４７】第１，第２の光検出器９，１０は、互いに
分離して、例えば、第１，第２の光束のそれぞれの最良
像面位置に配置する。第１の光検出器９は、図４（ｂ）
に平面図を示すように、４分割受光領域９ａ〜９ｄをも
って構成し、第２の光検出器１０は、図４（ａ）に平面
図を示すように、１つの受光領域１０ａをもって構成す
る。なお、図４（ａ）および（ｂ）では、簡単のため
に、第２の光束（異常光）のスポット１２および第１の
光束（常光）のスポット１１を、それぞれ円形にして示
しているが、実際には、図２に示したような非点収差お
よびコマ収差を有する形状をしている。このスポット１
１，１２の表示については、以下の実施例でも同様であ
る。

【００４８】このようにして、第１，第２の光検出器
９，１０の出力の差に基づいて、情報の再生信号を検出
し、また、第１の光検出器９の４分割受光領域９ａ〜９
ｄの出力に基づいて、非点収差法およびプッシュプル法
により、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラ
ー信号をそれぞれ検出する。

【００４９】この実施例によれば、集光手段をコリメー
タレンズ６および対物レンズ７をもって構成しているの
で、コリメータレンズ６と対物レンズ７との間隔を変化
させることができる。したがって、特に、対物レンズ７
を可動部に、その他を固定部に配置する分離型の光ヘッ
ドを構成する場合に有利となる。また、第１，第２の光
検出器９，１０を独立させているので、これらを第１，
第２の光束に対して最適な位置に容易に配置できる利点
がある。

【００５０】図５は、この発明の第２実施例を示すもの
である。この実施例では、半導体基板１３上にスペーサ
１４を介してサブマウント１５を設け、サブマウント１
５に半導体レーザ１を固定し、スペーサ１４に複合プリ
ズム２を固定して設ける。また、第１，第２の光検出器
９，１０は、同一の半導体基板１３に形成する。この実
施例では、図６に平面図を示すように、第１の光検出器
９は、３分割受光領域９ｅ〜９ｇをもって構成し、第２
の光検出器１０は、第１の光検出器９における受光領域
の分割方向と直交する方向に分割した２分割受光領域１
０ｂ，１０ｃをもって構成する。また、複合プリズム２
および半導体基板１３は、複屈折性プリズム４の第１，
第２の光束の出射面と、半導体基板１３とが平行で、か
つ対物レンズ７が光磁気記録媒体８に対して合焦状態に
あるときに、第１の光束が第１の光検出器９上でほぼ結
像する位置関係とする。

【００５１】ここで、複屈折性プリズム４で分離される
第１，第２の光束は、複屈折性プリズム４内での屈折率
が異なるので、複合プリズム２から出射される第１，第
２の光束の結像位置は、異なる位置となる。したがっ
て、複屈折性プリズム４の第１，第２の光束の出射面
と、半導体基板１３とを平行で、かつ合焦状態で、第１
の光束が第１の光検出器９上でほぼ結像するようにする
と、この合焦状態では、第２の光検出器１０は、第２の
光束の結像点からずれた位置にあることになり、スポッ
ト１１はスポット１２よりも小さくなる。また、対物レ
ンズ７が光磁気記録媒体８に対する合焦状態から変化す
ると、第１の光検出器９上での第１の光束のスポット１
１の形状は、非点収差の影響で変化することになる。

【００５２】そこで、この実施例では、第１の光検出器
９の受光領域９ｅ〜９ｇの出力を、それぞれＩｅ〜Ｉｇ
とすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳを、ＦＥＳ＝Ｉｅ−Ｉｆ＋Ｉｇより検出する。また、第２の光検出器１０の受光領域１
０ｂ，１０ｃの出力を、それぞれＪｂ，Ｊｃとすると、
トラッキングエラー信号ＴＥＳは、プッシュプル法よ
り、ＴＥＳ＝Ｊｂ−Ｊｃから検出する。さらに、情報の再生信号Ｓは、Ｓ＝（Ｉｅ＋Ｉｆ＋Ｉｇ）−（Ｊｂ＋Ｊｃ）より検出する。その他の構成および作用は、第１実施例
と同様である。

【００５３】このようにして、この実施例においては、
合焦状態において光束断面の小さい第１の光束を受光す
る第１の光検出器９の出力に基づいてフォーカスエラー
信号を検出し、他方の光束断面の大きい第２の光束を受
光する第２の光検出器１０の出力に基づいてトラッキン
グエラー信号を検出する。

【００５４】この実施例によれば、第２の光束のスポッ
ト１２が大きいので、第２の光検出器１０とスポット１
２との位置合わせを容易にできる利点がある。また、第
１，第２の光検出器９，１０を、同一の半導体基板１３
に形成しているので、部品点数を削減でき、したがって
全体を安価にできる利点がある。さらに、半導体レーザ
１、複合プリズム２および第１，第２の光検出器９，１
０を一体化したので、相互間の位置関係を一定に保ち易
く、安定した光ヘッドを得ることができる。

【００５５】図７は、この発明の第３実施例を示すもの
である。この実施例は、図５に示す構成において、半導
体レーザ１と複合プリズム２との間に、半導体レーザ１
からの出射光を１本のメインビームと２本のサブビーム
とに分割する回折素子１６を設ける。また、半導体基板
１３には、図８に平面図を示すように、第１の光検出器
９を、メインビームの戻り光の第１の光束（スポット１
１）を受光する３分割受光領域９ｅ〜９ｇと、一方のサ
ブビームの戻り光の第１の光束（スポット１７）を受光
する受光領域９ｈと、他方のサブビームの戻り光の第１
の光束（スポット１８）を受光する受光領域９ｉとをも
って構成し、第２の光検出器１０を、メインビームの戻
り光の第２の光束（スポット１２）を受光する受光領域
１０ａと、一方のサブビームの戻り光の第２の光束（ス
ポット１９）を受光する受光領域１０ｄと、他方のサブ
ビームの戻り光の第２の光束（スポット２０）を受光す
る受光領域１０ｅとをもって構成する。

【００５６】このようにして、回折素子１６で分割され
る１本のメインビームおよび２本のサブビームを、複合
プリズム２、コリメータレンズ６および対物レンズ７を
経て、光磁気記録媒体８の情報トラックに対して所定の
角度を成して並ぶように、光磁気記録媒体８にスポット
として照射する。また、光磁気記録媒体８で反射される
それぞれの戻り光は、対物レンズ７、コリメータレンズ
６および複合プリズム２を経て、それぞれ第１の光束と
第２の光束とに分離して、第１，第２の光検出器９，１
０の対応する受光領域で受光する。

【００５７】ここで、サブビームの光軸は、複合プリズ
ム２の誘電体膜５を介して貼り合わせたガラスプリズム
３と複屈折性プリズム４との貼り合わせ面における法線
と、メインビームの光軸とを含む平面を、メインビーム
の光軸を回転軸として９０°回転した平面内に設定す
る。これは、メインビームの戻り光が、ほぼ、メインビ
ームの光軸と、複合プリズム２における誘電体膜５を介
してのガラスプリズム３および複屈折性プリズム４の貼
り合わせ面の法線とを含む平面内で、第１，第２の光束
に分離されるため、その分離されるメインビームの第
１，第２の光束とサブビームとが干渉することを避ける
ためである。

【００５８】したがって、このような干渉が避けられれ
ば、サブビームの光軸は、複合プリズム２の誘電体膜５
を介して貼り合わせたガラスプリズム３と複屈折性プリ
ズム４との貼り合わせ面における法線と、メインビーム
の光軸とを含む平面を、メインビームの光軸を回転軸と
して３０°から９０°回転した平面内に設定することが
できる。

【００５９】このようにして、この実施例では、第１の
光検出器９の受光領域９ｅ〜９ｉの出力を、それぞれＩ
ｅ〜Ｉｉとすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳを、ＦＥＳ＝Ｉｅ−Ｉｆ＋Ｉｇより検出する。また、第２の光検出器１０の受光領域１
０ａ，１０ｄ，１０ｅの出力を、それぞれＪａ，Ｊｄ，
Ｊｅとすると、トラッキングエラー信号ＴＥＳを、３ビ
ーム法より、ＴＥＳ＝（Ｉｈ＋Ｊｄ）−（Ｉｉ＋Ｊｅ）から検出する。さらに、情報の再生信号Ｓは、Ｓ＝（Ｉｅ＋Ｉｆ＋Ｉｇ）−Ｊａより検出する。その他の構成および作用は、第２実施例
と同様である。

【００６０】この実施例によれば、３ビーム法によって
トラッキングエラー信号ＴＥＳを検出するので、プッシ
ュプル法に比べ、安定してトラッキングエラー信号ＴＥ
Ｓを得ることができる利点がある。

【００６１】なお、この実施例では、回折素子１６を１
つの独立した素子としたが、ガラスプリズム３の半導体
レーザ１側の面に一体に形成して、複合プリズム２と兼
ねて構成することもできる。また、トラッキングエラー
信号ＴＥＳは、第１の光検出器９または第２の光検出器
１０のいずれか一方のみで検出するよう構成することも
できる。

【００６２】図９は、この発明の第４実施例を示す全体
構成図、図１０は、図９に示す第１，第２の光検出器
９，１０の平面図である。この実施例は、図５に示す第
２実施例において、複合プリズム２のガラスプリズム３
側より入射する半導体レーザ１からの出射光のうち、誘
電体膜５を透過して複屈折性プリズム４側より出射する
光束を受光するように、第３の光検出器２１を半導体基
板１３上に設けたものである。

【００６３】すなわち、複合プリズム２のガラスプリズ
ム３側から、誘電体膜５にＳ偏光の発散光として入射す
る半導体レーザ１からの出射光は、誘電体膜５でその３
０％未満が透過して、複屈折性プリズム４側から出射す
る。なお、この光束は、実際には、複屈折性プリズムで
２つの光束に分離されるが、図面では省略している。こ
の実施例では、この光束を第３の光検出器２１で受光し
て、その出力に基づいて半導体レーザ１の出射光のパワ
ーを制御する。このようにすれば、半導体レーザ１の出
射光のパワーを、所望の値に常に一定に維持することが
できる。その他の構成および作用は、図５と同様であ
る。

【００６４】図１１は、この発明の第５実施例を示すも
のである。この実施例は、図９に示す第４実施例におい
て、第３の光検出器２１を、図１２に平面図をも示すよ
うに、第１，第２の光検出器９，１０とともに、同一の
半導体基板１３に形成したもので、その他の構成および
作用は、図９と同様である。

【００６５】このように、第３の光検出器２１も、第
１，第２の光検出器９，１０とともに同一の半導体基板
１３に形成すれば、第４実施例に比べて部品点数を削減
できるので、全体を安価にできる利点がある。

【００６６】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、第４および第５実施例の第３の光検出
器２１は、図７に示す３ビームを用いる第３の実施例に
も有効に適用することができる。また、第２，第４およ
び第５実施例において、第１，第２の光検出器９，１０
は、図１３に平面図を示すように、それぞれ多数の細い
受光領域をもって構成することもできる。このようにす
れば、細い多数の受光領域の最適な部分を選択すること
で、スポット１１，１２と、第１，第２の光検出器９，
１０との位置合わせを行うことができる利点がある。

【００６７】さらに、上述した実施例では、複合プリズ
ム２を構成する複屈折性プリズム４として、ＬＮ結晶を
用いたが、ＬＮ結晶以外に、例えば、ルチル、方解石、
ＫＤＰ、ＡＤＰ、Ｔｅ０₂や、「光工学ハンドブック」
小瀬，斎藤、田中、辻内、波岡編集、朝倉書店、１９
８８、第３０６〜３２８頁に記載されている結晶のう
ち、常光と異常光との屈折率差が０．０３以上のものを
用いることができる。また、ガラスプリズム３について
も、ＢＫ−７に限らず、使用する複屈折性プリズム４の
常光および異常光の少なくとも一方の屈折率との差が、
０．１５以上となる任意のものを用いることができる。

【００６８】

【発明の効果】この発明によれば、往路と復路とを分離
すると共に、光磁気記録媒体からの戻り光を第１の光束
と第２の光束とに分離する、ガラスプリズムと複屈折性
プリズムとを誘電体膜を介して貼り合わせてなる複合プ
リズムを、複屈折性プリズムの常光および異常光の屈折
率差が０．０３以上で、ガラスプリズムの屈折率と、複
屈折性プリズムの常光および異常光の少なくとも一方の
屈折率との差が０．１５以上に構成したので、複屈折性
プリズムにおいて戻り光を第１の光束と第２の光束とに
十分分離でき、かつ十分の収差を与えることができる。
したがって、加工が簡単で、小型の光ヘッドを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の作用を説明するための光ヘッドの概
念図である。

【図２】図１に示す第１，第２の光検出器上におけるス
ポットダイヤグラムの計算例を示す図である。

【図３】この発明の第１実施例を示す図である。

【図４】図３に示す第１，第２の光検出器の平面図であ
る。

【図５】この発明の第２実施例を示す図である。

【図６】図５に示す第１，第２の光検出器の平面図であ
る。

【図７】この発明の第３実施例を示す図である。

【図８】図７に示す第１，第２の光検出器の平面図であ
る。

【図９】この発明の第４実施例を示す図である。

【図１０】図９に示す第１，第２の光検出器の平面図で
ある。

【図１１】この発明の第５実施例を示す図である。

【図１２】図１１に示す第１，第２，第３の光検出器の
平面図である。

【図１３】第１，第２の光検出器の変形例を示す平面図
である。

【図１４】従来例を説明するための図である。

【図１５】他の従来例を説明するための図である。

【図１６】図１５に示す２つの受光部上におけるスポッ
トダイヤグラムの計算例を示す図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２複合プリズム３ガラスプリズム４複屈折性プリズム５誘電体膜６コリメータレンズ７対物レンズ８光磁気記録媒体９第１の光検出器１０第２の光検出器１３半導体基板１６回折素子２１第３の光検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザからの出射光を、ガラスプ
リズムと複屈折性プリズムとを誘電体膜を介して貼り合
わせてなる複合プリズムの前記ガラスプリズム側から入
射させて、前記誘電体膜で反射させた後、集光手段を経
て光磁気記録媒体にスポットとして照射し、この光磁気
記録媒体で反射され、前記集光手段で集光される戻り光
を、前記複合プリズムの前記ガラスプリズム側から収束
光として入射させて、その少なくとも一部を前記誘電体
膜を透過させて前記複屈折性プリズムにより第１の光束
と第２の光束とに分離し、これら第１の光束および第２
の光束をそれぞれ第１の光検出器および第２の光検出器
で受光して、情報の再生信号、フォーカスエラー信号お
よびトラッキングエラー信号を得るようにした光ヘッド
において、前記複合プリズムを、前記複屈折性プリズムの常光およ
び異常光の屈折率差が０．０３以上で、前記ガラスプリ
ズムの屈折率と、前記複屈折性プリズムの常光および異
常光の少なくとも一方の屈折率との差が０．１５以上に
構成したことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の光ヘッドにおいて、前記第１の光検出器および第２の光検出器を、前記第１
の光検出器上での第１の光束の断面と、前記第２の光検
出器上での第２の光束の断面との大きさが異なるように
配置すると共に、その断面の小さい方の光束を受光する
前記第１または第２の光検出器の出力に基づいてフォー
カスエラー信号を検出し、断面の大きい方の光束を受光
する前記第２または第１の光検出器の出力に基づいてト
ラッキングエラー信号を検出するよう構成したことを特
徴とする光ヘッド。
【請求項３】請求項１または２記載の光ヘッドにおい
て、さらに、前記複合プリズムの前記ガラスプリズム側より
入射する前記半導体レーザからの出射光のうち、前記誘
電体膜を透過して前記複屈折性プリズム側より出射する
光束を受光する第３の光検出器を設け、この第３の光検出器の出力に基づいて前記半導体レーザ
からの出射光のパワーを制御するよう構成したことを特
徴とする光ヘッド。