JP2704684B2 - 光分離素子とこれを使用した受光光学装置 - Google Patents

光分離素子とこれを使用した受光光学装置

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JP2704684B2 JP3166410A JP16641091A JP2704684B2 JP 2704684 B2 JP2704684 B2 JP 2704684B2 JP 3166410 A JP3166410 A JP 3166410A JP 16641091 A JP16641091 A JP 16641091A JP 2704684 B2 JP2704684 B2 JP 2704684B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク装置な
どに使用されて回転方向に90度の偏光成分を有する光
を3つの光成分に分離する光分離素子ならびにこの光分
離素子を使用した受光光学装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光磁気ディスク装置では、その再生出力
を得るために、偏光分離が行われ、ディスクからの戻り
光を、カー回転角による偏光成分の差の出力(MO信
号)と、フォーカスなどのエラー信号を検出するための
エラー信号検出成分とに分離する必要がある。
【0003】図6は、従来の偏光分離手段を使用した光
磁気ディスク装置の光学系の構成を示している。半導体
レーザ1から発せられたレーザ光はコリメートレンズ2
により平行光となり、ビームスプリッタ3により反射さ
れ、全反射プリズム4にて反射されて対物レンズ5によ
りディスクDの記録面に集光される。ディスクDの記録
面からの反射戻り光は、ビームスプリッタ3を透過し、
ウォラストンプリズム6にて3つの成分に分離され、受
光レンズ7aと7bを経て6分割のピンホトダイオード
8により受光される。ウォラストンプリズム6にて異な
る偏光成分に分離された2つの光束B1とB2はピンホ
トダイオード8の2つの受光部8aと8bとにより受光
され、両受光光量の差からMO信号が検出される。また
偏光状態に依存しない光束B3は4分割の受光部8cに
受光され、これによりフォーカスとトラッキングのエラ
ー信号が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の受光光学装
置では、偏光分離のための素子として、ウォラストンプ
リズム6を使用している。しかしながら、ウォラストン
プリズム6は、水晶などの異方性結晶を2つ使用し、こ
れを貼り合わせて制作しているため製造コストが高いも
のとなっている。さらに、ピンホトダイオード8の4分
割の受光部8cにおいてフォーカスエラー信号を得るた
めに、非点隔差を生じさせるシリンドリカルレンズを受
光レンズ7bとして設ける必要があり、構成する光学部
品の点数が多くなる。
【0005】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、簡単な構成により光の偏光分離ができ且つ非点隔
差を生じさせることも可能な光分離素子ならびにこれを
使用した受光光学装置を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、光軸に対する
回転方向に90度の第1と第2の偏光成分を有する光の
経路に位置する光分離素子であって、第1の偏光成分を
所定の割合で透過させ、第2の偏光成分を所定の割合で
透過させる偏光膜を、互いに平行で且つ光軸に対して角
度をもたせて配置し、両偏光膜の間に偏光面を90度回
転させる光学部材を配置したことを特徴とするものであ
る。
【0007】さらに本発明による受光光学装置は、光軸
に対する回転方向に90度の第1と第2の偏光成分を有
する光の経路に前記光分離素子を配置し、この光分離素
子の両偏光膜を透過する光を受光する受光部と、両偏光
膜からの反射成分をそれぞれ受光する受光部とを設けた
ものである。
【0008】
【作用】上記手段では、例えば光磁気ディスクにおいて
偏光面にカー回転角が与えられた戻り光が光分離素子に
入射すると、偏光膜によりその一部の成分が反射され、
他の成分が透過する。さらに途中に位置する偏光面を9
0度回転させる光学部材により偏光成分が90度回転さ
せられ、次の偏光膜に至る。次の偏光膜では、一部が反
射し他の成分が透過する。透過した光を受光部に受ける
ことにより、例えばフォーカスなどのエラー検出が行わ
れる。また両偏光膜から反射された光は互いに偏光方向
の異なる成分となるため、その出力の差を求めることに
よりMO信号などを得ることができるようになる。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例を図面により説明する。
図1は本発明による光分離素子10の第1実施例を示す
断面図である。図1において、符号11aと11bは厚
さが同じ寸法tの平板ガラスである。両平板ガラス11
aと11bの表面には偏光膜12aと12bがコーティ
ングされている。両平板ガラス11aと11bの間には
通過する光に対しλ/2の位相差(ただしλは光の波
長)を発生させる位相差板13が介装されている。
【0010】図1において紙面上下方向をα軸、紙面に
直交する方向をβ軸としてα−βの直交座標をとり、偏
光面がα方向となる光の成分をP波成分、偏光面がβ方
向となる光の成分をS波成分とする。また入射光軸Bの
光分離素子10に対する入射角をθとする。
【0011】前記入射角θはほぼブリュスター角とし、
例えば平板11aと11bの屈折率が1.51のときに
約60度に設定される。このブリュスター角θならびに
偏光膜12a,12bの設計により、各偏光膜12aと
12bの部分では、P波は100%透過し、S波は60
%透過し、S波の40%が反射されるように設定されて
いる。なおこの比率は任意に設定可能である。
【0012】また前記λ/2の位相差を発生させる位相
差板13を通過した光はその偏光面が90度回転させら
れるため、P波成分はS波成分となり、S波成分はP波
成分となる。
【0013】上記光分離素子10の機能を説明する。入
射角θにより入射する入射光は、偏光膜12aによりS
波成分が40%反射され、60%が透過する。またこの
偏光膜12aにおいてP波成分は100%透過する。す
なわち偏光膜12aでは、入射光のうち40%のS波成
分のみが反射する。図1ではこの反射光をR1で示して
いる。
【0014】偏光膜12aを透過した60%のS波成分
と100%のP波成分は、平板ガラス11aを透過しさ
らに位相差板13を透過する。この位相差板13により
偏光面が90度回転させられるため、次の平板ガラス1
1bを透過する光は、100%のS波成分と60%のP
波成分である。
【0015】次の偏光膜12bでは、S波成分のうち4
0%が反射され、60%が透過する。ただしP波成分は
反射されないため、この偏光膜12bにより反射されて
平板ガラス11b内を戻るのは40%のS波成分のみで
ある。このS波成分は再び位相差板13を透過するた
め、偏光面が90度回転させられ、前記40%のS波成
分はP波成分になる。P波成分は偏光膜12aにて反射
されずその全てが通過するため、結果的に偏光膜12b
により反射された成分はP波成分となって、前記反射光
R1と平行に出力する。このP波成分40%の反射光を
R2で示す。
【0016】また前記偏光膜12bでは、S波成分の6
0%が透過し、さらに60%のP波成分はそのまま全て
透過する。よって符号Tで示す透過光は、共に60%の
S波成分とP波成分を有する光となる。
【0017】図1では、上記光分離素子10が光磁気デ
ィスク装置においてディスクの記録面からの戻り光(集
束光)の経路に配置した場合を示している。前述の40
%のS波成分の反射光R1の経路と、40%のP波成分
の反射光R2の経路にはそれぞれピンホトダイオードの
受光部21と22が配置されている。この両受光部(I
出力の受光とJ出力の受光)の受光光量の差を差動増幅
器23により得ることにより、I出力とJ出力の差すな
わちS波成分とP波成分の光量の差を知ることができ、
光磁気ディスクのMO信号を得ることができる。
【0018】さらに透過光Tの経路(集束点)には4分
割のピンホトダイオード24が配置されている。透過光
Tは戻り光の偏光状態に依存しない光であり、これを4
分割の受光部により検知することにより、フォーカスエ
ラー信号とトラッキングエラー信号を得ることができ
る。なお、光分離素子10は全体が平板構造であるた
め、これを透過した透過光(集束光)Tには非点隔差が
生じている。よってこの非点隔差を利用して4分割の受
光部によりフォーカスエラー信号を得ることができ、図
6に示す従来例のようなシリンドリカルレンズを受光レ
ンズ7bとして使用する必要はない。またトラッキング
エラー信号は4分割の受光部によりいわゆるプッシュプ
ル法により検出することができる。
【0019】図4は、上記光分離素子10を使用した光
磁気ディスク装置の光学系の構成をさらに詳しく示して
いる。半導体レーザ31から出射したレーザ光はコリメ
ートレンズ32により平行光とされる。偏光ビームスプ
リッタ33ではレーザ光の一部(主にS波成分)が反射
されて、トラッキング補正用の可動ミラー34により反
射され、さらに全反射プリズム35により反射されて対
物レンズ36によりディスクの記録面に集光される。デ
ィスクの記録面からの戻り光は、基の経路を戻り、偏光
ビームスプリッタ33を透過し、受光レンズ37により
集束させられて前記光分離素子10に入射する。
【0020】図5は光分離素子10の入射方向(図4の
V方向)から光分離素子10の配置角度を示している。
図4の装置において水平方向をX、垂直方向をYとした
直交座標を設けると、図1に示すα軸とβ軸との直交座
標は、前記X−Yの直交座標に対し、光軸のまわりを4
5度回転した角度に配置されている。
【0021】光磁気ディスクからの戻り光にカー回転角
が与えられ、図5に示すように偏光面がY軸に対しプラ
スまたはマイナス方向にθkだけ回転させられていたと
する。図1の光分離素子10では、θkだけ回転させら
れた偏光面の成分がα軸方向のP波成分とβ軸方向のS
波成分として分離され、受光部21と22によりS波成
分とP波成分の差が検出される。よって差動増幅器23
からの出力により、図5に示すプラスθkまたはマイナ
スθkの偏光面の回転方向が検知され、MO信号が再生
されることになる。
【0022】図2は本発明による光分離素子の第2実施
例を示している。この実施例は、図1において2枚使用
した平板ガラスを1枚にしたものである。すなわち図2
の光分離素子10Aの構造は、入射側から順に、偏光膜
12a、平板ガラス11、λ/2の位相差を与える位相
差板13、偏光膜12bとなっている。この光分離素子
10Aの機能は図1に示す光分離素子10と同じであ
り、40%のS波成分となる反射光R1と40%のP波
成分となる反射光R2と、共に60%のS波成分とP波
成分を有する透過光Tとに分離される。
【0023】図3に示す第3実施例は、構造をさらに簡
略化したものである。この実施例に示す光分離素子10
Bは、水晶などの異方性結晶を使用し、透過光にλ/2
の位相差を与えることができる厚さ寸法t1とした位相
差板13aの両面に、直接偏光膜12aと12bがコー
ティングされているものである。この実施例では、表面
の偏光膜12aにて100%のP波成分と60%のS波
成分が透過する。この透過光は、位相差板13aを透過
していくうちに偏光面が90度回転させられ、後面の偏
光膜12bに至った時点で、100%のS波成分と60
%のP波成分となる。偏光膜12bでは、共に60%の
S波成分とP波成分が透過して透過光Tが得られるが、
40%のS波成分が反射される。このS波成分は位相差
板13a内を透過するにしたがってP波成分となり偏光
膜12aを透過する。よって共に40%のP波成分とS
波成分がそれぞれ反射光R1とR2として得られる。
【0024】なお本発明は上記各実施例に限られるもの
ではなく、例えば図2の第2実施例において、位相差板
13を表面の偏光膜12aの次に設け、その後に平板ガ
ラス11と偏光膜12bを設けてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、小寸法で
簡単な構成の光分離素子を得ることができる。またこの
光分離素子を使用することにより、小型の受光光学装置
を形成できる。さらに光分離素子は平板構成にできるた
め、これを透過した光は非点隔差を含むことになり、そ
のままフォーカスエラーの検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による光分離素子を示す断
面図、
【図2】本発明の第2実施例による光分離素子を示す断
面図、
【図3】本発明の第3実施例による光分離素子を示す断
面図、
【図4】本発明の光分離素子を使用した光磁気ディスク
装置の光学系の配置斜視図、
【図5】図4の装置における光分離素子の配置角度を示
す説明図、
【図6】従来の光分離素子ならびにこれを使用した受光
光学装置を示す配置側面図、
【符号の説明】
10,10A,10B 光分離素子 11,11a,11b 平板ガラス 12a,12b 偏光膜 13,13a 位相差板 21,22 ピンホトダイオード 24 4分割ピンホトダイオード 31 半導体レーザ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光軸に対する回転方向に90度の第1と
    第2の偏光成分を有する光の経路に位置する光分離素子
    であって、第1の偏光成分を所定の割合で透過させ、第
    2の偏光成分を所定の割合で透過させる光膜を、互いに
    平行で且つ光軸に対して角度をもたせて配置し、両偏光
    膜の間に偏光面を90度回転させる光学部材を配置した
    ことを特徴とする光分離素子。
  2. 【請求項2】 光軸に対する回転方向に90度の第1と
    第2の偏光成分を有する光の経路に請求項1記載の光分
    離素子を配置し、この光分離素子の両偏光膜を透過する
    光を受光する受光部と、両偏光膜からの反射成分をそれ
    ぞれ受光する受光部とを設けたことを特徴とする受光光
    学装置。
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