JP3264346B2 - 光磁気記録再生用ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体に対し
て記録再生を行うピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】光磁
気記録再生装置においては、従来、無限光学系、すなわ
ち、平行光中で３ビームウォラストンプリズム等のよう
に複屈折を利用した光磁気分離素子を使用し、光磁気信
号の検出を行っている。

【０００３】図５はその従来の光磁気記録再生用ピック
アップ装置の一例を示す構成図であり、半導体レ−ザ装
置のような光ビーム発生源１により発生させた光ビーム
を回折格子２によりトラッキング制御信号発生のために
３個以上のスポット状の光ビームに変換し、これらの光
ビームを通常２枚構成のコリメータレンズ３により平行
光ビームに変換し、対物レンズ５を通して集束状態とし
て光磁気ディスク６に入射し、再生動作の場合には、記
録トラックにおいて、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偏光面の回転を生じ
る。

【０００４】光磁気デイスク６からの反射光ビームは、
対物レンズ５により平行光ビームとしてビームスプリッ
タ４に戻し、該ビームスプリッタ４で反射させてその反
射光ビームをウォラストンプリズム７によりｓ偏光成
分、ｐ偏光成分、ｓ偏光成分とｐ偏光成分との合成成分
に分離し、反射ミラー８、集光レンズ９、凹レンズ１
０、フォーカシングエラー信号を得るためのシリンドリ
カルレンズ１１を介して光検出ユニット１２に入射さ
せ、ｐ、ｓ成分の強度比較から読み取られた信号面の磁
化の方向を判定すると共に、ｓ偏光成分とｐ偏光成分と
の合成成分から非点収差法によりフォーカシングエラー
信号を得、また、前記回折格子による３ビームのうちの
両側サブビームの光ビームの強度比較からトラッキング
エラー信号を得てフォーカシング方向、トラッキング方
向の制御信号を作成する。

【０００５】この他の従来の無限系光学系を有する光磁
気記録再生装置の光ピックアップ装置としては、特開昭
６３−１２７４３６号公報に開示されているように、前
記コリメーターレンズからの平行光ビームを偏光ビーム
スプリッタにより光軸変換（反射）させて反射光ビーム
を対物レンズを介して光磁気ディスクに集光させ、その
反射光ビームを対物レンズにおいて再び平行光ビームと
し、偏光ビームスプリッタを通過した光ビームを検光子
によりｓ偏光成分、ｐ偏光成分、ｓ偏光成分とｐ偏光成
分との合成成分に分離し、光磁気信号検出動作や前記フ
ォーカシング方向、トラッキング方向の駆動制御信号を
得るものもある。

【０００６】このように、従来の光磁気記録再生装置に
用いられる光ピックアップ装置においては、いずれも、
偏光ビームスプリッタ４やウォラストンプリズム７にお
ける分離特性の変化、ならびに光磁気信号の劣化防止を
図るため、無限系の光学系を採用しているので、発散光
を通常２枚の球面ガラス接合レンズであるコリメータレ
ンズ３と、平行光を集束光にするための集光レンズ９と
を必要とし、このため、構造が複雑で、構成部品点数が
多くなり、光ピックアップ装置全体が大きくなる。

【０００７】このような問題点を解決するため、図６に
示すように、光磁気記録再生装置に用いられる光ピック
アップ装置として、有限系の光学系を採用したものが提
案されている（「Ｏ Ｐｌｕｓ Ｅ．」Ｎｏ．１６３．
１９９３年 ６月号ｐ．９４〜ｐ．９５）。このピック
アップ装置は、光ビーム発生源１からの発散光を凸レン
ズ１３に通して発散度を小さくした発散光のままで平板
偏光ビームスプリッタ１４にｓ偏光として入射し、該偏
光ビームスプリッタ１４で反射した発散光ビームを対物
レンズ１５に通して光磁気ディスク６の記録面に集束さ
せ、反射光ビームを対物レンズ１５で集束光として平板
偏光ビームスプリッタ１４に入射し、平板偏光ビームス
プリッタ１４においては、偏光膜によってｓ偏光の一部
とｐ偏光のほとんどの光を通過させる。次に平板偏光ビ
ームスプリッタ１４の裏面に配置した１／２波長板１７
によって偏光方向を４５°回転する。その後、平板検光
子１８により、ｐ偏光、ｓ偏光、ｓ偏光とｐ偏光との合
成光の３つのビームに分離し、光検出ユニット１９によ
り電気信号に変換する。

【０００８】この図６に示したピックアップ装置におい
ては、光検出ユニット１９において正確な情報を得るた
めに、平板偏光ビームスプリッタ１４と平板検光子１８
との角度調整を厳密に行う必要があり、組立が容易では
なく、また、平板検光子１８は厳密な厚み制御が必要な
ため、製造も容易ではないという問題点がある。また、
１／２波長板１７は、偏光面を４５°回転させ、平板検
光子１８を平面的な配置とするために設けられるもので
あるが、しかしこの１／２波長板１７が高価であるため
価格低減の目的が達成しがたいという問題点がある。

【０００９】また、有限光学系のピックアップ装置とし
て、特開平５−１４２４１９号、特開平５−１４２４２
０号、特開平５−１４２４２１号の各公報に記載された
ものがある。この装置は、図７（Ａ）の斜視図および図
７（Ｂ）の側面図に示すウォラストンプリズム２１を使
用し、図７（Ｃ）のように光学系を構成することによ
り、構成を簡略化したものである。このウォラストンプ
リズム２１は、光ビーム発生源１から前記対物レンズ１
５に入射する光ビーム２４と前記対物レンズ１５を経た
反射光ビーム２５を偏光分離する偏光分離膜２１ｃ（こ
の偏光分離膜２１ｃはウォラストンプリズム２１の入射
面に形成され、誘電体薄膜を屈折率の大小が交互となる
ように多層に形成してなるものである）を有すると共
に、それぞれ結晶体で形成された第１のプリズム２１ａ
と第２のプリズム２１ｂとが貼り合わされて構成され、
かつ前記対物レンズ１５を経た反射光ビーム２５の光軸
（光ビーム発生源１からの入射ビーム２４の光軸につい
ても同じ）と第１のプリズム２１ａの光学軸２１ｄとを
含む面が前記光軸と第２のプリズム２１ｂの光学軸２１
ｅとを含む面に対して非直角である所定の角度を有する
多機能型ウォラストンプリズムであり、非平行光束であ
る前記反射光光路中に光軸に傾斜させて配置させること
により非点収差を発生させるものである。

【００１０】この多機能型ウォラストンプリズム２１に
おいては、図７（Ｂ）に示すように、Ｐ偏光成分とＳ偏
光成分とが合成された光束ａと、Ｐ偏光成分の光束ｂ
と、Ｓ偏光成分の光束ｃに分割し、これらをそれぞれ図
７（Ｃ）に示す受光素子１６ａ、１６ｂ、１６ｃで受光
し、処理部１６ｄで光束ｂ、ｃの比較をすることによ
り、検出情報を読み取り、また受光素子１６ａに４分割
フォトダイオードを用いて後述のようにフォーカシング
スエラー信号を得る。

【００１１】このような光軸に対して傾斜させた多機能
型ウォラストンプリズム２１を用いることにより、フォ
ーカシングエラー信号のための非点収差を発生させ、偏
光ビームスプリッタおよびシリンドリカルレンズをこの
ウォラストンプリズム２１で兼ねることができ、部品点
数が低減できる。なお、本例のように、第１のプリズム
２１ａの光学軸２１ｄはこれを透過する光の光軸と直交
するように構成することにより、ウォラストンプリズム
２１から出射する光束のぼけを無くすことができる。

【００１２】しかしながら、図７（Ｃ）の構成において
は、多機能型ウォラストンプリズム２１のみでは対物出
射パワーを取りにくいという問題点がある。また、受光
素子１６ａ〜１６ｃの光軸方向の位置調整を行う必要が
あり、この位置調整作業が面倒であるという問題点があ
る。

【００１３】本発明は、上述の問題点に鑑み、部品点数
が大幅に削減されて小型化、低コスト化が達成できると
共に、対物出射パワーの増大と、受光素子の光軸上にお
ける位置合わせが容易となり、さらに、対物レンズの設
計が容易となる光磁気記録再生用ピックアップ装置を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の光磁気記録再生
用ピックアップ装置は、上記目的を達成するため、光ビ
ーム発生源と、該光ビーム発生源からの光ビームを少な
くとも３つ以上の光束に分割する回折格子と、該光ビー
ム発生源からの光ビームを光磁気記録媒体に集束させて
入射させると共に、光磁気記録媒体からの反射光ビーム
を受け、かつ、光磁気記録媒体の信号面を物点として−
６．０〜−１２．０倍の倍率を有する対物レンズと、前
記光ビーム発生源から前記対物レンズに入射する光ビー
ムと前記対物レンズを経た反射光ビームとを偏光分離す
る偏光分離膜を有すると共に、それぞれ結晶体で形成さ
れた第１のプリズムと第２のプリズムとが貼り合わされ
て構成され、かつ前記対物レンズを経た反射光ビームの
光軸と第１のプリズムの光学軸とを含む面が前記光軸と
第２のプリズムの光学軸とを含む面に対して非直角であ
る所定の角度を有するウォラストンプリズムであり、非
平行光束である前記反射光光路中に光軸に傾斜させて配
置させることにより非点収差を発生させるウォラストン
プリズムと前記光ビーム発生源と前記対物レンズとの間
にあり、光ビーム発生源からの発散光の発散度を小さく
し、前記対物レンズとの合成倍率が記録媒体の信号面を
物点として−３．０〜−６．０倍とするような正の球面
単レンズと、前記ウォラストンプリズムから分離出射さ
れる光ビームを検出する複数の光検出素子が内蔵された
光検出ユニットとを備えると共に、前記回折格子と前記
正の球面単レンズを一体化し、回転および光軸方向の位
置調整を行うようにしたことを特徴とする。

【００１５】

【００１６】

【作用】本発明においては、対物レンズとして前記倍率
のものを用いることにより、ウォラストンプリズムにお
ける入射光の集光度を弱めた有限系光学系を構成すると
共に、光ビーム発生源から出射した発散光を前記正の球
面単レンズによって発散度を小さくし、光路長を短縮
し、かつ、対物出射パワーを増大させる。また、前記倍
率の対物レンズを使用することで光学系の有限系化を図
るのみならず、しかもウォラストンプリズムによる分離
特性の変化や光磁気信号の劣化の度合を軽減する。ま
た、ウォラストンプリズムは反射光光路に対して入射面
を傾斜させることにより、フォーカシングエラー信号作
製のための非点収差を発生させる。また、収差補正を対
物レンズのみならず正の球面単レンズにおいても行うこ
とにより、収差補正が容易となる。また、正の球面単レ
ンズを光軸方向に位置調整することにより、受光素子に
ビームを集束させるように調整可能となる。回折格子と
正の球面単レンズとを一体化したので、同じ操作手段を
用いて回折格子の回転あるいは正の球面単レンズの光軸
方向の位置調整が可能となる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明による光磁気記録再生用ピック
アップ装置の一実施例を示す構成図である。１は半導体
レーザ装置でなる光ビーム発生源、２０は光ビーム発生
源１からの光ビームを少なくとも３つ以上の光束に分割
する回折格子、２１は図７により説明した多機能型ウォ
ラストンプリズム、２２は対物レンズ、２３は回折格子
２０とウォラストンプリズム２１との間に挿入した正の
球面単レンズ、２６は光検出ユニットである。

【００１８】前記平面回折格子２０は、光ビーム発生源
１から出射された光ビームからトラッキングエラー信号
を作成するために、図２（Ａ）に示すように、ディスク
６に入射された時にディスクの信号面に入射させる２つ
のサブビームｄ、ｅとその間の主ビームａからなるビー
ムを発生させるものである。前記正の球面単レンズ２３
は、光ビーム発生源１からの発散光の発散度を小さくし
てウォラストンプリズム２１に入射させるものである。
ウォラストンプリズム２１の偏光分離膜２１ｃは、これ
に入射する直線偏光のＳ成分およびＰ成分をそれぞれ所
定の割合で透過または反射する。例えばＰ成分を１００
％透過させ、Ｓ成分を３０％透過させ、７０％を反射さ
せるといった割合で分離する。そして反射した発散光を
対物レンズ２２に向けて反射させる。対物レンズ２２は
その反射光ビームを光磁気記録媒体６の信号面に集束さ
せる。光磁気記録媒体６においては、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偏光
面の回転を生じる。このように偏光面の回転を生じた光
磁気記録媒体６からの反射光ビームは、対物レンズ２２
において集束光としてウォラストンプリズム２１に再び
斜めに入射され分離される。偏光分離膜２１ｃを透過し
た光束は、図７（Ｂ）で示したように、３つの光束ａ、
ｂ、ｃに分割されて出射される。そして、各光束ｂ、ｃ
の強度比較により情報を読み取ることも前記の通りであ
る。すなわち、光束ｂ、ｃの強度をそれぞれＩｂ、Ｉｃ
としたとき、ディスク面における偏光面に回転方向によ
りＩｂ＞Ｉｃ、またはＩｂ＜Ｉｃとなる。従ってそれぞ
れの光線の強度Ｉｂ、Ｉｃをセンサユニット２６に含ま
れた前記受光素子１６ｂ、１６ｃで検出し、その出力を
比較することにより、ディスク面に書き込まれた情報の
判定ができる。

【００１９】また、光検出ユニット２６における光ビー
ムの分散状況は、図２（Ａ）に示すように、主ビームの
前記ウォラストンプリズム２１において分離された前記
光線ａ、ｂ、ｃと、サブビームｄ、ｅとこれらがそれぞ
れウォラストンプリズム２１において分離されたｆ、ｇ
およびｈ、ｉとなるが、これらのビームうち、図２
（Ｂ）に示すように、サブビームｄ、ｅの強度をセンサ
３５、３６で検出してこれらの大小関係を比較回路３７
で比較する公知の方法により、トラッキングエラー信号
を得、これに基づいてトラッキング制御信号を作り、対
物レンズ２２をディスク６の半径方向に動かし、トラッ
ク上に光ビームが照射されるようにする。

【００２０】また、光束ａを受ける光検出部を図２
（Ａ）のＡ〜Ｄに示す方向に４分割して図２（Ｃ）に示
すようにそれぞれの部分の光を受光する光センサ４０〜
４３を配置し、これらのセンサ出力をについて演算回路
４４〜４６において（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）なるフォー
カシングエラー信号を得るという公知の方法を用い、こ
の信号に基づき対物レンズ２２を光軸方向に動かしてビ
ームが常にディスクの記録面で集束するようにする。こ
の方法を用いた場合、ウォラストンプリズム２１がシリ
ンダリカルレンズの作用を兼ね、集束点がディスク信号
面上にある場合には、光束ａのスポットは円形となり、
（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）がゼロとなり、他の場合には正
または負の値となる。

【００２１】本発明においては、光ビーム発生源１とウ
ォラストンプリズム２１との間に正の球面単レンズ２３
を設けているので、光ビーム発生源１とウォラストンプ
リズム２１との間の距離を縮めることができ、その結
果、よりコンパクト化でき、かつ光ビーム発生源１にお
いて出射する光ビームの利用効率を上げ、対物出射パワ
ーを上げることができる。また、収差補正を対物レンズ
２２のみならず、この正の球面単レンズ２３にも受け持
たせることにより、系全体の収差補正が容易に行える。
また、この単レンズ２３の位置を光軸方向に移動させる
ことにより、センサユニット２６の受光素子に対して光
束の集束位置を調整することができ、図７（Ｃ）で示さ
れた受光素子１６ａ〜１６ｃの位置調整を行う場合に比
較し、位置調整が容易となる。

【００２２】このような光学ピックアップ装置を構成す
る場合、図３（Ａ）に示すように、ディスク６の信号面
を物点（対物レンズ２２の光ビームの集束点）として、
対物レンズ２２の前側主点と物点間の距離をＬ１、 対
物レンズ２２の後側主点と像点との距離をＬ２として、
その比、すなわち倍率Ｌ２／Ｌ１＝−６．０〜−１２．
０とすることが好ましく、−７．０〜−９．０とするこ
とがさらに好ましい。従来の光ディスク用の光ピックア
ップ装置においては、有限系の光学系として、−４．０
ないし−６．０程度のものを用いていたが、このような
倍率ではウォラストンプリズム２１における分離特性の
変化、ならびに光磁気信号の劣化を起こすので、微弱な
読み出し出力しか得られない光磁気用のピックアップ装
置として構成する場合には、前記倍率は−６．０以上
（絶対値として）とすることが好ましい。また、コンパ
クト化するという目的を達成するためには、前記−１
２．０を超えると、ディスク６から光検出ユニット２６
に至る長さが長くなるので実用的ではない。また、図３
（Ｂ）に示すように、球面単レンズ２３を含めた場合の
合成倍率Ｌ３／Ｌ１は−３．０〜−６．０倍（より好ま
しくは−３．５〜−５倍）とすることが好ましい。この
倍率Ｌ３／Ｌ１が−３．０未満であると、収差補正が難
しくなり、一方、−６．０を超えると、光ビーム発生源
１からの取り込み効率が低下し、必要とする対物出射パ
ワーが得なれない。

【００２３】図４は本発明における回折格子２０と単レ
ンズ２３の好適な取付け構造例を示すもので、図４
（Ａ）の斜視図及び図４（Ｂ）の縦断面図に示すよう
に、内部５２を中空にした筒形ケース５０に回折格子２
０と単レンズ２３とを収容して回折格子２０における回
転方向（矢印Ｒで示す）の調整と、受光素子への光ビー
ムの集束のための単レンズ２３における光軸方向（矢印
Ｘで示し、５５は入射光を示す）の位置調整を、筒形ケ
ース５０に半径方向に取付けた操作用ピンを図示のＲ、
Ｘ方向に操作することによって行うようにしたものであ
る。すなわち、筒形ケース５０には半径方向に設けた孔
５０ａに操作用ピン５１を差し込んで固定し、このピン
５１をハウジング５４に設けたばか孔５４ａに貫通し、
ケース５０は図４（Ｂ）および図４（Ｃ）の横断面図に
示すように、ハウジング５４に固定した板ばね５３によ
りケース５０の軸心を中心とした回動と、光軸方向の摺
動が可能となるように、ハウジング５４のコーナー部に
押圧して装着したものである。

【００２４】このように、回折格子２０と単レンズ２３
とを一体化することにより、組み立て、調整が容易とな
り、かつ構造が簡単になって小型化に寄与しうる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、多機能型ウォラストン
プリズムを用いることにより、偏光ビームスプリッタと
シリンドリカルレンズの機能を１つのウォラストンプリ
ズムにより発揮させたので、部品点数の低減が可能にな
ることはいうに及ばず、光ビーム発生源と対物レンズと
の間に正の球面単レンズを設けたので、光路長を縮める
ことができるため、よりコンパクト化でき、低コスト化
が図れる上、光ビーム発生源において出射する光ビーム
の利用効率を上げ、対物出射パワーを上げることができ
る。また、収差補正を対物レンズのみならず、この正の
球面単レンズにも受け持たせることにより、収差補正が
容易に行え、対物レンズの設計が容易となる。また、正
の球面単レンズの位置を光軸方向に移動させることによ
り光センサユニットの受光素子に対して光束の集束位置
を調整しているので、受光素子のように電気的配線部の
あるものを位置調整する場合に比較し、調整構造が簡単
になり、容易に調整することができる。

【００２６】また、回折格子と前記単レンズとを一体化
したので、組み立て、調整が容易となり、構成も簡単と
なり、小型化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光磁気用ピックアップ装置の一実
施例を示す構成図である。

【図２】（Ａ）は光検出ユニットにおいて受光される光
スポットの配置を示す図、（Ｂ）はトラッキングエラー
検出回路を示す回路図、（Ｃ）はフォーカスエラー検出
回路を示す回路図である。

【図３】（Ａ）は対物レンズの倍率の説明図、（Ｂ）は
対物レンズと正の球面単レンズとを組合わせた合成倍率
の説明図である。

【図４】本発明における回折格子と正の球面単レンズと
の組合わせ構造の例を示すもので、（Ａ）はケースの分
解斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれハウジングに取付
けた状態を示す縦断面図、横断面図である。

【図５】従来の光磁気記録再生装置のピックアップ装置
の一例を示す構成図である。

【図６】従来の光磁気記録再生装置のピックアップ装置
の他の例を示す構成図である。

【図７】（Ａ）は従来の光磁気記録再生装置のピックア
ップ装置に用いる多機能型ウォラストンプリズムを示す
斜視図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はそのウォラスト
ンプリズムを用いた光磁気記録再生装置のピックアップ
装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 光ビーム発生源 ６ 光磁気ディスク ２０ 平面回折格子 ２１ 多機能型ウォラストンプリズム ２１ａ 第１のプリズム ２１ｂ 第２のプリズム ２１ｃ 偏光分離膜 ２１ｄ、２１ｅ 光学軸 ２２ 対物レンズ ２３ 正の球面単レンズ ２６ 光検出ユニット ５０ 筒形ケース ５１ 操作用ピン ５３ 板ばね ５４ ハウジング ５４ａ ばか孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/105 G11B 7/12 - 7/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビーム発生源と、 該光ビーム発生源からの光ビームを少なくとも３つ以上
   の光束に分割する回折格子と、 該光ビーム発生源からの光ビームを光磁気記録媒体に集
   束させて入射させると共に、光磁気記録媒体からの反射
   光ビームを受け、かつ、光磁気記録媒体の信号面を物点
   として−６．０〜−１２．０倍の倍率を有する対物レン
   ズと、 前記光ビーム発生源から前記対物レンズに入射する光ビ
   ームと前記対物レンズを経た反射光ビームとを偏光分離
   する偏光分離膜を有すると共に、それぞれ結晶体で形成
   された第１のプリズムと第２のプリズムとが貼り合わさ
   れて構成され、かつ前記対物レンズを経た反射光ビーム
   の光軸と第１のプリズムの光学軸とを含む面が前記光軸
   と第２のプリズムの光学軸とを含む面に対して非直角で
   ある所定の角度を有するウォラストンプリズムであり、
   非平行光束である前記反射光光路中に光軸に傾斜させて
   配置させることにより非点収差を発生させるウォラスト
   ンプリズムと、 前記光ビーム発生源と前記対物レンズとの間にあり、光
   ビーム発生源からの発散光の発散度を小さくし、前記対
   物レンズとの合成倍率が記録媒体の信号面を物点として
   −３．０〜−６．０倍とするような正の球面単レンズ
   と、 前記ウォラストンプリズムから分離出射される光ビーム
   を検出する複数の光検出素子が内蔵された光検出ユニッ
   トとを備えると共に、 前記回折格子と前記正の球面単レンズを一体化し、回転
   および光軸方向の位置調整を行うようにした ことを特徴
   とする光磁気記録再生用ピックアップ装置。