JP3047630B2

JP3047630B2 - 光磁気ヘッド装置

Info

Publication number: JP3047630B2
Application number: JP4192554A
Authority: JP
Inventors: 龍一片山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JPH0636374A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクに情報
の記録，再生，あるいは消去を行うための光磁気ヘッド
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光磁気ヘッド装置の小型，低価格
化を目的として、誤差信号検出や情報信号検出に回折素
子を用いた構成が提案されている。

【０００３】図６に回折素子を用いた従来の光磁気ヘッ
ド装置の構成例を示す（例えば特開平第３−２９１３７
号公報参照）。光源の半導体レーザ１からの出射光はコ
リメータレンズ２で平行光に変換され、ビームスプリッ
タ３を透過したのち、対物レンズ４により、光磁気記録
媒体であるディスク５上に集光される。ディスク５から
の反射光は、対物レンズ４で再び平行光に変換されたの
ち、ビームスプリッタ３で反射され、集光光学系外に分
離される。この光は、レンズ６で収束光に変換されたの
ち、回折素子である偏光性ホログラム７に入射する。偏
光性ホログラム７からの透過光（０次光）および±１次
回折光は、共通の光検出器８で受光される。

【０００４】偏光性ホログラム７は、図７に示すよう
に、格子方向の異なる４つの領域９〜１２に分割されて
いる。また、基板の光学軸１３の方向は、入射光の偏光
方向に対し約４５°に設定されている。

【０００５】図８に偏光性ホログラム７の断面形状を示
す。複屈折性を有するニオブ酸リチウム基板１４上に、
プロトン交換領域１５および位相補償膜１６から成る二
層の回折格子が形成されている。位相補償膜１６として
は、例えばＮｂ₂Ｏ₅が用いられる。回折格子のライン
部とスペース部の位相差は、光学軸１３に垂直な偏光成
分（常光）に対しては０、光学軸１３に平行な偏光成分
（異常光）に対してはπに設定されている。従って、入
射光の常光成分は回折されずに全て透過し、異常光成分
は透過せずに全て回折される。

【０００６】図９に光検出器８の構成と、光検出器８上
の光スポット１７〜２５の配置を示す。この図はディス
ク５が対物レンズ４の焦点に正しく位置している場合を
示している。光検出器８は、８つの受光部２６〜３３に
分かれている。光スポット１７は偏光性ホログラム７の
０次光（常光成分）であり、受光部２６で受光される。
光スポット１８〜２１は、偏光性ホログラム７の＋１次
回折光（異常光成分）であり、領域９〜１２での回折光
がそれぞれ光スポット１８，１９，２０，２１に対応し
ている。光スポット１８は受光部２７，２８の分割線
上、光スポット１９は受光部２９，３０の分割線上にそ
れぞれ集光される。また、光スポット２０は受光部３
１、光スポット２１は受光部３２でそれぞれ受光され
る。光スポット２２〜２５は、偏光性ホログラム７の−
１次回折光（異常光成分）であり、領域９〜１２での回
折光がそれぞれ光スポット２２，２３，２５，２４に対
応している。４つの光スポットは全て受光部３３で受光
される。

【０００７】受光部２６〜３３からの出力をそれぞれＶ
（２６）〜Ｖ（３３）で表わすと、フォーカス誤差信号
はフーコー法の原理により、（Ｖ（２７）＋Ｖ（３
０））−（Ｖ（２８）＋Ｖ（２９））から得ることがで
きる。また、トラック誤差信号はプッシュプル法の原理
により、Ｖ（３１）−Ｖ（３２）から得ることができ
る。一方、情報信号は差動検出法の原理により、０次光
と±１次回折光の差であるＶ（２６）−（Ｖ（２７）＋
Ｖ（２８）＋Ｖ（２９）＋Ｖ（３０）＋Ｖ（３１）＋Ｖ
（３２）＋Ｖ（３３））から得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す従来の光磁
気ヘッド装置においては、偏光性ホログラム７の０次光
（常光成分）は全て情報信号検出に用いられる。一方、
偏光性ホログラム７の±１次回折光（異常光成分）に関
しては、情報信号検出に用いられると共に、＋１次回折
光が誤差信号検出にも用いられる。従って、二種類の信
号を電気回路上で分離する必要がある。この場合、情報
信号検出に用いる常光成分と異常光成分に対する電気回
路の構成が異なることになるため、その周波数特性に違
いが生じる。その結果として、差動検出法において、半
導体レーザの強度変動やディスクの反射率変動に起因す
る同相ノイズを、全ての周波数に対して十分に抑圧する
ことができないという課題がある。

【０００９】本発明の目的は、このような従来の課題を
解決し、差動検出法において同相ノイズを全ての周波数
に対して十分に抑圧することが可能な光磁気ヘッド装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、光源と、
この光源からの出射光を光磁気記録媒体上に集光する集
光光学系と、前記光磁気記録媒体からの反射光を前記集
光光学系外に分離する分離手段と、前記分離手段により
分離された光を回折する回折素子と、この回折素子から
の透過光および回折光を受光する光検出器を少なくとも
有する光磁気ヘッド装置において、前記回折素子は、複
屈折性を有する基板上に、入射光のうち特定の偏光成分
のみをほぼ完全に回折する回折格子が二つの領域に分割
して形成された第一の回折素子と、複屈折性を有する基
板上に、入射光のうち前記偏光成分と直交する偏光成分
のみをほぼ完全に回折する回折格子が二つの領域に分割
して形成された第二の回折素子との二枚で構成され、前
記第一の回折素子の±１次回折光と、前記第二の回折素
子の±１次回折光との差から情報信号を検出し、前記第
二の回折素子の±１次回折光からフォーカス誤差信号を
検出し、前記第一の回折素子の±１次回折光からトラッ
ク誤差信号を検出することを特徴とする。

【００１１】第二の発明は、光源と、この光源からの出
射光を光磁気記録媒体上に集光する集光光学系と、前記
光磁気記録媒体からの反射光を前記集光光学系外に分離
する分離手段と、前記分離手段により分離された光を回
折する回折素子と、この回折素子からの透過光および回
折光を受光する光検出器を少なくとも有する光磁気ヘッ
ド装置において、前記回折素子は、複屈折性を有する基
板の一方の面に、入射光のうち特定の偏光成分のみをほ
ぼ完全に回折する回折格子が二つの領域に分割して形成
されており、前記基板の他方の面に、入射光のうち前記
偏光成分と直交する偏光成分のみをほぼ完全に回折する
回折格子が二つの領域に分割して形成されている構成で
あり、前記第一の回折格子の±１次回折光と、前記第二
の回折格子の±１次回折光との差から情報信号を検出
し、前記第二の回折格子の±１次回折光からフォーカス
誤差信号を検出し、前記第一の回折格子の±１次回折光
からトラック誤差信号を検出することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の光磁気ヘッド装置においては、光磁気
記録媒体からの反射光は、入射光のうち特定の偏光成分
のみを主に回折する第一の回折格子により０次光（常光
成分）および±１次回折光（異常光成分）の３つに分離
され、第一の回折格子の０次光は、入射光のうち前記偏
光成分と直交する偏光成分のみを主に回折する第二の回
折格子により、さらに±１次回折光の２つに分離され
る。第一の回折格子および第二の回折格子は共に二つの
領域に分割して形成されている。従って、フォーカス誤
差信号は、例えば第二の回折格子の±１次回折光からフ
ーコー法の原理により検出できる。また、トラック誤差
信号は、例えば第一の回折格子の±１次回折光からプッ
シュプル法の原理により検出できる。一方、情報信号
は、第一の回折格子の±１次回折光と第二の回折格子の
±１次回折光との差から差動検出法により検出できる。

【００１３】このような構成によれば、２つの回折格子
の±１次回折光のそれぞれを誤差信号検出および情報信
号検出の両方に用いるため、常光成分と異常光成分に対
する電気回路の構成が同じになり、その周波数特性も同
一になる。その結果として、差動検出法において同相ノ
イズを全ての周波数に対して十分に抑圧することが可能
になる。

【００１４】

【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。

【００１５】図１に、第一の発明の光磁気ヘッド装置の
実施例の構成を示す。ディスク５からの反射光がレンズ
６で収束光に変換されるまでの構成は図６に示す従来例
と同じであるので、説明は省略する。レンズ６で収束光
に変換された光は、入射光のうち特定の偏光成分のみを
主に回折する第一の回折素子である偏光性ホログラム３
４に入射し、０次光および±１次回折光に分離される。
偏光性ホログラム３４の０次光は、入射光のうち前記偏
光成分と直交する偏光成分のみを主に回折する第二の回
折素子である偏光性ホログラム３５に入射し、さらに±
１次回折光に分離される。一方、偏光性ホログラム３４
の±１次回折光は、偏光性ホログラム３５に入射し、回
折されずに全て透過する。これらの光は、共通の光検出
器３６で受光される。

【００１６】偏光性ホログラム３４は、図２（ａ）に示
すように、２つの領域３７，３８に分割されている。ま
た、基板の光学軸１３の方向は、入射光の偏光方向に対
し約４５°に設定されてる。

【００１７】偏光性ホログラム３４の断面形状は図８に
示す従来例と同じであり、複屈折性を有するニオブ酸リ
チウム基板１４上に、プロトン交換領域１５および位相
補償膜１６から成る二層の回折格子が形成されている。
位相補償膜１６としては、例えばＮｂ₂Ｏ₅が用いられ
る。回折格子のライン部とスペース部の位相差は、光学
軸１３に垂直な偏光成分（常光）に対しては０、光学軸
１３に平行な偏光成分（異常光）に対してはπに設定さ
れている。従って、入射光の常光成分は回折されずに全
て透過し、異常光成分は透過せずに全て回折される。

【００１８】偏光性ホログラム３５は、図２（ｂ）に示
すように、２つの領域３９，４０に分割されている。ま
た、基板の光学軸４１の方向は、図２（ａ）に示す偏光
性ホログラム３４の基板の光学軸１３の方向と直交して
おり、入射光の偏光方向に対し約−４５°に設定されて
る。

【００１９】偏光性ホログラム３５の断面形状は図８に
示す従来例と同じであり、複屈折性を有するニオブ酸リ
チウム基板１４上に、プロトン交換領域１５および位相
補償膜１６から成る二層の回折格子が形成されている。
位相補償膜１６としては、例えばＮｂ₂Ｏ₅が用いられ
る。回折格子のライン部とスペース部の位相差は、光学
軸４１に垂直な偏光成分（常光）に対しては０、光学軸
４１に平行な偏光成分（異常光）に対してはπに設定さ
れている。従って、入射光の常光成分は回折されずに全
て透過し、異常光成分は透過せずに全て回折される。

【００２０】図３に光検出器３６の構成と、光検出器３
６上の光スポット４２〜４９の配置を示す。この図はデ
ィスク５が対物レンズ４の焦点に正しく位置している場
合を示している。光検出器３６は、１２個の受光部５０
〜６１に分かれている。

【００２１】光スポット４２，４３は、偏光性ホログラ
ム３４の０次光（常光成分）かつ偏光性ホログラム３５
の＋１次回折光（異常光成分）であり、領域３９，４０
での回折光がそれぞれ光スポット４２，４３に対応して
いる。光スポット４２は受光部５０，５１の分割線上、
光スポット４３は受光部５２，５３の分割線上にそれぞ
れ集光される。光スポット４４，４５は、偏光性ホログ
ラム３４の０次光（常光成分）かつ偏光性ホログラム３
５の−１次回折光（異常光成分）であり、領域３９，４
０での回折光がそれぞれ光スポット４４，４５に対応し
ている。光スポット４４は受光部５４，５５の分割線
上、光スポット４５は受光部５６，５７の分割線上にそ
れぞれ集光される。光スポット４６，４７は、偏光性ホ
ログラム３４の＋１次回折光（異常光成分）かつ偏光性
ホログラム３５の０次光（常光成分）であり、領域３
７，３８での回折光がそれぞれ光スポット４６，４７に
対応している。光スポット４６は受光部５８、光スポッ
ト４７は受光部５９でそれぞれ受光される。光スポット
４８，４９は、偏光性ホログラム３４の−１次回折光
（異常光成分）かつ偏光性ホログラム３５の０次光（常
光成分）であり、領域３７，３８での回折光がそれぞれ
光スポット４８，４９に対応している。光スポット４８
は受光部６０、光スポット４９は受光部６１でそれぞれ
受光される。

【００２２】受光部５０〜６１からの出力をそれぞれＶ
（５０）〜Ｖ（６１）で表わすと、フォーカス誤差信号
はフーコー法の原理により、（Ｖ（５０）＋Ｖ（５３）
＋Ｖ（５４）＋Ｖ（５７））−（Ｖ（５１）＋Ｖ（５
２）＋Ｖ（５５）Ｖ（５６））から得ることができる。
また、トラック誤差信号はプッシュプル法の原理によ
り、（Ｖ（５８）＋Ｖ（６０））−（Ｖ（５９）＋Ｖ
（６１））から得ることができる。一方、情報信号は差
動検出法の原理により、偏光性ホログラム３４の０次光
かつ偏光性ホログラム３５の±１次回折光と、偏光性ホ
ログラム３４の±１次回折光かつ偏光性ホログラム３５
の０次光との差である（Ｖ（５０）＋Ｖ（５１）＋Ｖ
（５２）＋Ｖ（５３）＋Ｖ（５４）＋Ｖ（５５）＋Ｖ
（５６）＋Ｖ（５７））−（Ｖ（５８）＋Ｖ（５９）＋
Ｖ（６０）＋Ｖ（６１））から得ることができる。

【００２３】以上の演算をわかりやすく記述するため、
次のように記号を定める。

【００２４】Ａ＝Ｖ（５０）＋Ｖ（５３）＋Ｖ（５４）＋Ｖ（５７）Ｂ＝Ｖ（５１）＋Ｖ（５２）＋Ｖ（５５）＋Ｖ（５６）Ｃ＝Ｖ（５８）＋Ｖ（６０）Ｄ＝Ｖ（５９）＋Ｖ（６１）すると、各信号は次のような式で表わされる。

【００２５】フォーカスエラー信号＝Ａ−Ｂトラックエラー信号＝Ｃ−Ｄ情報信号＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）従って、本実施例においては、情報信号検出に用いる偏
光性ホログラム３４の０次光かつ偏光性ホログラム３５
の±１次回折光（Ａ，Ｂ）と、偏光性ホログラム３４の
±１次回折光かつ偏光性ホログラム３５の０次光（Ｃ，
Ｄ）に対する電気回路の構成が全く同じになり、その周
波数特性も同一になる。その結果として、差動検出法に
おいて同相ノイズを全ての周波数に対して十分に抑圧す
ることが可能になる。

【００２６】図１には、ビームスプリッタ３と光検出器
３６の間に、レンズ６，偏光性ホログラム３４，偏光性
ホログラム３５がこの順に配置されている構成を示した
が、レンズ６，偏光性ホログラム３４，偏光性ホログラ
ム３５はどの順に配置されていても構わない。また、ビ
ームスプリッタ３，レンズ６，偏光性ホログラム３４，
偏光性ホログラム３５のうち二つ以上の素子を、接着に
より一体化することも可能である。

【００２７】図４に、第二の発明の光磁気ヘッド装置の
実施例の構成を示す。ディスク５からの反射光がレンズ
６で収束光に変換されるまでの構成は図６に示す従来例
と同じであるので、説明は省略する。本実施例において
は、回折素子として、基板の入射側に偏光性ホログラム
面６２、基板の出射側に偏光性ホログラム面６３がそれ
ぞれ形成されたものを用いる。レンズ６で収束光に変換
された光は、入射光のうち特定の偏光成分のみを主に回
折する第一の回折格子である偏光性ホログラム面６２に
おいて、０次光および±１次回折光に分離される。偏光
性ホログラム面６２の０次光は、入射光のうち前記偏光
成分と直交する偏光成分のみを主に回折する第二の回折
格子である偏光性ホログラム面６３に入射し、さらに±
１次回折光に分離される。一方、偏光性ホログラム面６
２の±１次回折光は、偏光性ホログラム面６３に入射
し、回折されずに全て透過する。これらの光は、共通の
光検出器３６で受光される。

【００２８】偏光性ホログラム面６２は、図２（ａ）に
示す偏光性ホログラム３４と同様に、２つの領域３７，
３８に分割されている。また、基板の光学軸１３の方向
は、入射光の偏光方向に対し約４５°に設定されてる。
偏光性ホログラム面６３は、図２（ｂ）に示す偏光性ホ
ログラム３５と同様に、２つの領域３９，４０に分割さ
れている。

【００２９】図５に、本実施例に用いる回折素子の形状
を示す。複屈折性を有するニオブ酸リチウム基板１４の
入射側には、プロトン交換領域１５および位相補償膜１
６から成る二層の回折格子である偏光性ホログラム面６
２が形成されている。位相補償膜１６としては、例えば
Ｎｂ₂Ｏ₅が用いられる。回折格子のライン部とスペー
ス部の位相差は、光学軸１３に垂直な偏光成分（常光）
に対しては０、光学軸１３に平行な偏光成分（異常光）
に対してはπに設定されている。従って、入射光の常光
成分は回折されずに全て透過し、異常光成分は透過せず
に全て回折される。一方、複屈折性を有するニオブ酸リ
チウム基板１４の出射側には、プロトン交換領域６４お
よび位相補償膜６５から成る二層の回折格子である偏光
性ホログラム面６３が形成されている。位相補償膜６５
としては、例えばＮｂ₂Ｏ₅が用いられる。回折格子の
ライン部とスペース部の位相差は、光学軸１３に垂直な
偏光成分（常光）に対してはπ、光学軸１３に平行な偏
光成分（異常光）に対しては２πに設定されている。従
って、入射光の常光成分は透過せずに全て回折され、異
常光成分は回折されずに全て透過する。

【００３０】光検出器３６の構成と、光検出器３６上の
光スポットの配置に関しては、第一の発明の光磁気ヘッ
ド装置の実施例と同じく図３に示す通りであるので、説
明は省略する。また、フォーカス誤差信号，トラック誤
差信号，情報信号の検出法に関しても、第一の発明の光
磁気ヘッド装置の実施例と同じであるので、説明は省略
する。

【００３１】本実施例においても、第一の発明の光磁気
ヘッド装置の実施例と同様に、情報信号検出に用いる偏
光性ホログラム面６２の０次光かつ偏光性ホログラム面
６３の±１次回折光と、偏光性ホログラム面６２の±１
次回折光かつ偏光性ホログラム面６３の０次光に対する
電気回路の構成が全く同じになり、その周波数特性も同
一になる。その結果として、差動検出法において同相ノ
イズを全ての周波数に対して十分に抑圧することが可能
になる。

【００３２】図４には、回折素子として、基板の入射側
に偏光性ホログラム面６２、基板の出射側に偏光性ホロ
グラム面６３がそれぞれ形成されたものを示したが、偏
光性ホログラム面６２と偏光性ホログラム面６３の順序
を逆にしても構わない。さらに、レンズ６と回折素子の
順序を逆にしても構わない。また、ビームスプリッタ
３，レンズ６，回折素子のうち二つ以上の素子を、接着
により一体化することも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
情報信号検出に用いる常光成分と異常光成分に対する電
気回路の構成が同じであるためその周波数特性も同一で
あり、その結果として、差動検出法において同相ノイズ
を全ての周波数に対して十分に抑圧することが可能な光
磁気ヘッド装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の発明の光磁気ヘッド装置の実施例の構成
を示す図である。

【図２】第一の発明の光磁気ヘッド装置の実施例に用い
る偏光性ホログラムの構成と、基板の光学軸の方向を示
す図である。

【図３】第一および第二の発明の光磁気ヘッド装置の実
施例に用いる光検出器の構成と、光検出器上の光スポッ
トの配置を示す図である。

【図４】第二の発明の光磁気ヘッド装置の実施例の構成
を示す図である。

【図５】第二の発明の光磁気ヘッド装置の実施例に用い
る回折素子の断面形状を示す図である。

【図６】従来の光磁気ヘッド装置の構成例を示す図であ
る。

【図７】従来の光磁気ヘッド装置に用いる偏光性ホログ
ラムの構成と、基板の光学軸の方向を示す図である。

【図８】従来の光磁気ヘッド装置に用いる偏光性ホログ
ラムの断面形状を示す図である。

【図９】従来の光磁気ヘッド装置に用いる光検出器の構
成と、光検出器上の光スポットの配置を示す図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２コリメータレンズ３ビームスプリッタ４対物レンズ５ディスク６レンズ７偏光性ホログラム８光検出器９〜１２領域１３光学軸１４ニオブ酸リチウム基板１５プロトン交換領域１６位相補償膜１７〜２５光スポット２６〜３３受光部３４，３５偏光性ホログラム３６光検出器３７〜４０領域４１光学軸４２〜４９光スポット５０〜６１受光部６２，６３偏光性ホログラム面６４プロトン交換領域６５位相補償膜

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、この光源からの出射光を光磁気記
録媒体上に集光する集光光学系と、前記光磁気記録媒体
からの反射光を前記集光光学系外に分離する分離手段
と、前記分離手段により分離された光を回折する回折素
子と、この回折素子からの透過光および回折光を受光す
る光検出器を少なくとも有する光磁気ヘッド装置におい
て、前記回折素子は、複屈折性を有する基板上に、入射光の
うち特定の偏光成分のみをほぼ完全に回折する回折格子
が二つの領域に分割して形成された第一の回折素子と、
複屈折性を有する基板上に、入射光のうち前記偏光成分
と直交する偏光成分のみをほぼ完全に回折する回折格子
が二つの領域に分割して形成された第二の回折素子との
二枚で構成され、前記第一の回折素子の±１次回折光
と、前記第二の回折素子の±１次回折光との差から情報
信号を検出し、前記第二の回折素子の±１次回折光から
フォーカス誤差信号を検出し、前記第一の回折素子の±
１次回折光からトラック誤差信号を検出することを特徴
とする光磁気ヘッド装置。
【請求項２】光源と、この光源からの出射光を光磁気記
録媒体上に集光する集光光学系と、前記光磁気記録媒体
からの反射光を前記集光光学系外に分離する分離手段
と、前記分離手段により分離された光を回折する回折素
子と、この回折素子からの透過光および回折光を受光す
る光検出器を少なくとも有する光磁気ヘッド装置におい
て、前記回折素子は、複屈折性を有する基板の一方の面に、
入射光のうち特定の偏光成分のみをほぼ完全に回折する
回折格子が二つの領域に分割して形成されており、前記
基板の他方の面に、入射光のうち前記偏光成分と直交す
る偏光成分のみをほぼ完全に回折する回折格子が二つの
領域に分割して形成されている構成であり、前記第一の
回折格子の±１次回折光と、前記第二の回折格子の±１
次回折光との差から情報信号を検出し、前記第二の回折
格子の±１次回折光からフォーカス誤差信号を検出し、
前記第一の回折格子の±１次回折光からトラック誤差信
号を検出することを特徴とする光磁気ヘッド装置。