JPH09293261A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光学ヘッドおいてはウォラストンプリ
ズムを使用することが必須であり、ウォラストンプリズ
ムの加工、特に、面及び角度の精度と張り合わせに多大
の工数が掛かって高コストとなり、また形状が大きくな
るという問題があった。本発明は上記課題を解決するた
めになされたものであって小型で低コストの光学ヘッド
を提供することを目的とする 【解決手段】 光装置に用いる光学ヘッドの情報信号再
生系において常光と異常光の分離に複屈折板（ルチル、
ニオブ酸リチウム、水晶等）を用いたことを特徴とする
光学ヘッドである。また、光装置に用いる光学ヘッドの
情報信号再生系において、フォトディテクタと上記の複
屈折板を一体化したことを特徴とする光学ヘッドであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク（ＣＤ、
ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＤ）、光ディスク装置等に用いる光学
ヘッドに関し、特に情報信号再生系において複屈折板を
用い小型化に適した光学ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報の高度化、大量化及び普及化
により磁気記録媒体に比べて記憶容量の極めて大きい光
ディスク等の光学記録媒体、特に書き込み読み出し可能
な光磁気ディスクの需要が急速に拡大している。図６は
このような光磁気ディスク装置の光学ヘッド構成を示す
模式図である。この図６に示す光学ヘッド１０は、レー
ザ光を発生する半導体レーザ光源１１と、このレーザ光
源１１から出射される光束を透過及び反射するととも
に、光磁気ディスク１４から戻ってきた光束を透過及び
図面右方へ反射するビームスプリッタ１２と、該ビーム
スプリッタ１２から出射される光束を光磁気ディスク１
４上に集光させるとともに、この光磁気ディスク１４か
ら戻ってきた光束を前記ビームスプリッタ１２に導く対
物レンズ１３とを備えている。

【０００３】更に、この光学ヘッド１０はビームスプリ
ッタ１２から出射する光磁気ディスク１４からの戻り光
束の偏波面を所定の角度回転させる１／２波長板１５
と、該１／２波長板１５から出射される光束を常光と異
常光に分離するウォラストンプリズム１６と、このウォ
ラストンプリズム１６から出射される常光と異常光の光
強度信号を電気信号に生成するフォトディテクタ１７と
を備えている。

【０００４】光磁気ディスク１４に記録されている情報
を読みとる方法は、レーザ光源１１より出射したほぼＰ
偏光の光束を、ビームスプリッタ１２に入射せしめ、該
ビームスプリッタ１２においてＰ偏光の光束をほぼ７：
３若しくは８：２の割合で透過：反射し、入射光束に含
まれる僅かのＳ偏光に対してはほぼ１００％の率で反射
せしめる。これによりビームスプリッタ１２を出射した
Ｐ偏光の光束のみを対物レンズ１３に導き、この対物レ
ンズ１３によって集束されて光磁気ディスク１４に照射
され、光ディスク上に磁化変化として記録された垂直磁
化膜の磁化方向によるカー効果によって、光磁気ディス
ク１４に照射された光束の偏光面が磁化方向に応じて所
定の角度で回転し反射される。Ｐ偏光の偏光面がカー効
果によって所定の角度だけ左右に回転されるため、光磁
気ディスクからの反射光束（戻り光束）はＰ偏光とＳ偏
光の成分を有する。該光束が対物レンズ１３を透過して
ビームスプリッタ１２に入射し、Ｓ偏光に対してはほぼ
１００％反射し、Ｐ偏光に対しては前述したように７０
％から８０％が透過し、３０％から２０％が反射するた
め、主成分がＳ偏光成分の光束が１／２波長板１５に入
射する。

【０００５】１／２波長板の作用は入射光束のＰ偏光に
対しＳ偏光をπだけ遅らすことにより、偏光面が光学軸
となす角度、即ち方位角の２倍だけ回転させる。前記１
／２波長板１５を出射した光束はウォラストンプリズム
１６に入射すると該ウォラストンプリズム１６によって
常光と異常光に分離されてフォトディテクタ１７に入射
される。常光と異常光の分離角即ち、偏角はプリズムの
頂角によって変わる。フォトディテクタ１７によって前
記常光と異常光の光強度に応じた電気信号が生成され、
これを処理することにより光磁気ディスク１４に記録さ
れている情報を読みとることが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成の光学ヘッドおいてはウォラストンプリズムを
使用することが必須であり、ウォラストンプリズムの加
工、特に、面及び角度の精度と張り合わせに多大の工数
が掛かって高コストとなり、また形状が大きくなるとい
う問題があった。本発明は上記課題を解決するためにな
されたものであって小型で低コストの光学ヘッドを提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る光学ヘッドの請求項１記載の発明は、記
録媒体に光を照射し、該記録媒体からの反射光の偏光状
態により該記録媒体に記録された情報を検出する光学ヘ
ッドにおいて、光源と、該光源からの光ビームを記録媒
体に収束して照射する対物レンズと、前記光源からの光
ビームのうち、所望の偏波面を有する光束を前記対物レ
ンズに出射し、また、対物レンズを介して入射する前記
記録媒体からの反射光ビームのうち所望の偏波面を有す
る光束を出射するビームスプリッタと、該ビームスプリ
ッタからの光ビームを入射し、直交する偏光成分毎に分
離する複屈折板と、該複屈折板からの出射光を受光する
フォトディテクタを備えたことを特徴とする光学ヘッド
である。請求項２記載の発明は前記請求項１記載の発明
において、前記ビームスプリッタを出射した光ビームの
偏光面と複屈折板の光学軸とを略平行とし、光軸上であ
って且つ、該ビームスプリッタと複屈折板との間に、前
記ビームスプリッタを出射した光ビームの偏光面に対し
約２２．５度傾いた状態でその光学軸が位置するように
１／２波長板を配置したことを特徴とする光学ヘッドで
ある。請求項３記載の発明は前記請求項１記載の発明に
おいて、前記複屈折板の光学軸が該複屈折板に入射する
光ビームの偏波面に対し非直交で且つ、非平行であるこ
とを特徴とする光学ヘッドである。請求項４記載の発明
は、フォトディテクタとの複屈折板とを一体化したこと
を特徴とする光学ヘッドである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明になる光
学ヘッドの一形態例を示す模式図である。図１に示すよ
うに光学ヘッド１は、レーザ光を発生する半導体レーザ
光源２と、このレーザ光源２から出射される光束を透過
及び反射するとともに、光磁気ディスク５から戻ってき
た光束を透過及び図面右方に配置した光デバイスの方へ
反射させるビームスプリッタ３と、該ビームスプリッタ
３から出射される光束を光磁気ディスク５上に集光させ
るとともに、この光磁気ディスク５から反射し戻ってき
た光束を前記ビームスプッリタ３に導く対物レンズ４と
を備えている。更に、この光学ヘッド１は、ビームスプ
リッタ３から出射さる光磁気ディスク５からの反射光の
偏光面を４５度だけ回転させる１／２波長板６と、該１
／２波長板６から出射される光束を常光と異常光に分離
する複屈折板７と、この複屈折板７から出射される常光
と異常光の光強度信号から電気信号を生成するフォトデ
ィテクタ８とを備えている。

【０００９】光磁気ディスク５に記録されている情報を
読み出す方法は、以下の通りである。図１に示したレー
ザ光源２より出射したほぼＰ偏向の光束がビームスプリ
ッタ３に入射し、入射光束に僅かに含まれるＳ偏光はほ
ぼ１００％の率で反射し、Ｐ偏光の光束を７：３若しく
は８：２の割合で透過：反射する。従って、該ビームス
プリッタからはＰ偏光のみが出射し、対物レンズ４に導
かれ、この対物レンズ４によって集束されて光磁気ディ
スク５に照射される。光磁気ディスク５に入射した光束
は、光ディスク上に磁化変化として記録された垂直磁化
膜の磁化方向によるカー効果によって、光磁気ディスク
５に照射された光の偏光面がカー回転角だけ左右に回転
されて反射する。入射光束の偏光面が回転することによ
りＰ偏光成分の他にＳ偏光成分が生成される。このＰ及
びＳ偏光の両成分を含んだ反射光束（戻り光束）が対物
レンズ４を介してビームスプリッタ３に入射し、Ｓ偏光
成分はほぼ１００％の率で反射し、Ｐ偏光はその７割〜
８割が透過し、３割〜２割が反射する。ビームスプリッ
タ３にて反射したＳ偏光が１／２波長板６に入射する
と、Ｐ偏光に対してＳ偏光の位相をπだけ遅らせること
により、入射光束の偏光方向と１／２波長板６の光学軸
とのなす角の２倍だけ偏光面が回転し、従って、入射光
束の偏光方向と１／２波長板６の光学軸とを２２．５度
ずらすことによって、偏光面を４５度回転せしめ複屈折
板７に入射させるとともに、複屈折板７を透過すること
によって常光と異常光に分離する。

【００１０】ここで、本発明の特徴である複屈折板につ
いて少しく詳細に説明する。複屈折板７は、ルチル（Ｔ
ｉＯ₂）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）及び水晶
（ＳｉＯ₂）等の複屈折材料を用いて製作する。複屈折
板は、従来ビデオカメラ、ＣＣＤ搭載８ｍｍビデオ等の
疑似色信号を除去するための光学フィルタとして利用さ
れてきた。複屈折板は前記複屈折材料の結晶体から光学
軸に対し所定の角度で切りだした平行平面板であり、そ
の常光と異常光の分離幅は次式で表せる。

【００１１】

【数１】

【００１２】ここでｄは分離幅、Ｔは板厚、ｎ₀は常光
線屈折率、ｎ_eは異常光線屈折率及びθは切断角度を表
す。上式からも明らかなように、複屈折板の切り出し角
度（切断角度）θが４５度の場合に、最大の分離幅が得
られるため一般的には４５度に切り出される。切り出し
角度を４５度とした場合の複屈折板７の斜視図を図２に
示す。また、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）は水晶
と比べて、複屈折差（常光と異常光の屈折率の差）がほ
ぼ８倍と大きく、複屈折による分離幅も大きく出来るこ
とから光学系の信号処理に適している。

【００１３】複屈折板７で分離した常光と異常光はそれ
ぞれ、フォトディテクタ８に入射され、該フォトディテ
クタ８によって常光と異常光の光強度に応じた信号が生
成され、この信号に所望の処理を施すことにより光磁気
ディスク５に記録されている情報を読み出すことができ
る。即ち、光量差は光磁気ディスクで偏光面が回転した
量に応じて二つの光線に光量差が生じる。その光量差が
再生用信号としてフォトディテクタで検出される。更
に、複屈折板とフォトディテクターとを一体化したもの
を図３に示す。このように構成することにより光ヘッド
を小型化することが可能である。

【００１４】また、フォトディテクタの方位と結晶の方
位を考慮することで１／２波長板を削減することも可能
となる。即ち、図４に示すように、上記結晶材料から切
り出された板を鏡面加工して複屈折板を製作する。その
正面図は図４（ａ）に示す様に複屈折板の底辺は光学軸
に対しψ＝４５゜傾けて切り出す。また、図４（ｂ）は
複屈折板の平面図で底辺は光学軸に対しθ傾けて切り出
す。図４（ｃ）は複屈折板の斜視図である。θについて
は前述したので、ψについて説明すると、図１に示す光
学ヘッドのビームスプリッタ３から出射した光束であっ
て、且つ光磁気ディスク５からの反射光の偏光面は、フ
ォトディテクタ８側から見ると図５のようにＸ軸とＹ軸
方向の偏光面から構成されている。従来は１／２波長板
を用いてそれぞれの偏光面を４５度回転させていたが、
ビームスプリッタ３からの偏光面に対し図４に示すよう
に光学軸をψ＝４５゜に回転した複屈折板を用いれば、
１／２波長板を用いて偏光面を４５度回転する必要は無
くなり、１／２波長板を取り去ることが出来る。即ち、
１／２波長板を用いて複屈折板に入射する光束の偏光面
を回転させる代わりに、複屈折板の光学軸を回転せしめ
ることにより、同等の機能を得ることが可能である。こ
の様にψ＝４５゜回転させた複屈折板を用いると、複屈
折板を出射した常光と異常光の分離方向も図１に示した
ものと比較して４５度ずれて分離する。従って、複屈折
板の光学軸の回転に伴ってフォトディテクタの受光部の
位置を適宜調整する必要がある。更に、複屈折板７をフ
ォトディテクタ８に張り合わせた後の調整は、入射光束
の位置と複屈折板７の光学軸の方位及びフォトディテク
タ８の方位だけに注意すればよく、簡単に一体化する事
ができる。一体化した後は、入射光束の位置だけを調整
すればよいため、組立が極めて簡単にできる特徴を有す
る。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように複屈折板
を平行平面で構成するので、複屈折板の加工が極めて簡
単になり、また大型基板を用いた複屈折板の多量同時加
工も可能である。また、フォトディテクタとの一体加工
とする場合、位置調整が簡単となり部品のコストのみな
らず光ヘッドのコストを大幅に低減出来るという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ヘッドの実施の一形態例を示
す模式図である。

【図２】θが４５度の場合の複屈折板の斜視図である。

【図３】分割フォトディテクタと複屈折板を一体化した
デバイスである。

【図４】（ａ）は複屈折板の正面図、（ｂ）は平面図を
示す図、（ｃ）は複屈折板の斜視図である。

【図５】ビームスプリッタを出射した光束の偏光面を説
明する図である。

【図６】従来の光学ヘッドの模式図である。

【符号の説明】

１ 光学ヘッド ２ レーザ光源 ３ ビームスプリッタ ４ 対物レンズ ５ 光磁気ディスク ６ １／２波長板 ７ 複屈折板 ８ フォトディテクタ ψ、θ 光学軸と底辺とのなす角

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に光を照射し、該記録媒体から
   の反射光の偏光状態により該記録媒体に記録された情報
   を検出する光学ヘッドにおいて、 光源と、 該光源からの光ビームを記録媒体に収束して照射する対
   物レンズと、 前記光源からの光ビームのうち、所望の偏波面を有する
   光束を前記対物レンズに出射し、また、対物レンズを介
   して入射する前記記録媒体からの反射光ビームのうち所
   望の偏波面を有する光束を出射するビームスプリッタ
   と、 該ビームスプリッタからの光ビームを入射し、直交する
   偏光成分毎に分離する複屈折板と、 該複屈折板からの出射光を受光するフォトディテクタを
   備えたことを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 前記ビームスプリッタを出射した光ビー
   ムの偏光面と複屈折板の光学軸とを略平行とし、光軸上
   であって且つ、該ビームスプリッタと複屈折板との間
   に、前記ビームスプリッタを出射した光ビームの偏光面
   に対し約２２．５度傾いた状態でその光学軸が位置する
   ように１／２波長板を配置したことを特徴とする請求項
   （１）記載の光学ヘッド。
3. 【請求項３】 前記複屈折板の光学軸が該複屈折板に入
   射する光ビームの偏波面に対し非直交で且つ、非平行で
   あることを特徴とする請求項（１）または（２）記載の
   光学ヘッド。
4. 【請求項４】 前記複屈折板をフォトディテクタと一体
   化したことを特徴とする請求項（１）、（２）または
   （３）記載の光学ヘッド。