JPH02214048A

JPH02214048A - 光学ヘッド

Info

Publication number: JPH02214048A
Application number: JP1031168A
Authority: JP
Inventors: Masakuni Yamamoto; 昌邦山本; Kazuya Matsumoto; 和也松本; Susumu Matsumura; 進松村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1990-08-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光学的あるいは光磁気による情報記録媒体に
対して情報を記録あるいは／および再生する情報記録再
生装置などにおける光学ヘッドに関するものである。

（従来の技術）情報記録再生装置において使用される記録媒体としては
記録容量を充分に満足する念め、光学式ビデオディスク
、コンパクトディスク、金属薄膜や色素系記録材料を用
いた追記型光ディスクなどの光学的あるいは光磁気によ
る情報記録媒体が開発されている。このような記録媒体
への記録あるいは記録媒体からの再生に用いられる光学
ヘラＰは、アクセススピードを要求される関係で可及的
に軽量化される必要がある。

しかしながら、従来の光学ヘッドにおいては、その部品
点数が多く、小型化が難しい。例えば、従来の光磁気メ
モリー用の光学ヘッドとして、第５図に示すものが知ら
れている。ここでは半導体レーデ１０１を光源としてこ
こからの発散光をコリメータレンズ１０２を介して平行
光束とし、ビーム整形プリズムｌ　０３＆（ｉ光ビーム
スプリッタ１０４を介して、対物レンズ１０５に与え、
ここで集光して記録媒体１０６の表面にスポットを形成
し、その反射光を対物レンズ１０５を介して上記ビーム
スシリツタ１０４に戻し、ここで反射光の一部を分離し
て、制御光学系へともたらしている。上記制御光学系で
は、分離光束を別に用意した偏光ビームスグリツタ１０
７で更に分離し、−方を１／２波長板１０８．集光レン
ズ１０９を介して偏光ビームスプリッタ１１０へもたら
し、ここで更に分離して光検出器１１１，１１２に与え
ると共に、他方を集光レンズ１１３．ハーフプリズム１
１４を介して光検出器１１５およびナイフェツジ１１６
を介して光検出器１１７へ与えていて、これによシサー
♂信号および情報信号を別々に検出している。このよう
な、制御光学系においては光検出器の感度およびサーボ
信号の感度を確保するために集光レンズ１０９，１１３
を必要とじている。

（発明が解決しようとする課題）このように、光学系部品が多いために光学ヘッドの重量
が増し、アクセススピードを増すことができない事情が
ある。

そこで、集光レンズを用いないで、光束断面での光量分
布の差異よりフォーカスエラー信号カどのサーボ信号（
エラー）を検出し得る方式が提唱されている。これは臨
界角法といわれているが、この方法では臨界角近傍の反
射特性の変化が非常に急激であシ、また、臨界角の前後
でその特性が不連続であるため、臨界角プリズムの配置
調整のために可成シ厳しい精度が要求されるという欠点
がある。

この欠点を補うものとしては、例えば特開昭６３−２６
１５３９号公報所載のように、入射角に対し、反射率が
連続的に変化する誘電体多層膜で形成された反射面を有
するビームスプリ、りを用いて７オ一カスエラー信号を
得る方式も提案されているが、この方式では、ビームス
グリツタに対してＳ偏光またはＰ偏光として光束を入射
させておシ、更に他の光分割素子が必要となるので、充
分な小型化がなされない。

なお、半導体レーザの部品構成としては、第６図あるい
は第７図に示すようなものがあり、それなシに小型化の
努力がなされている。例えば、第６図における半導体レ
ーザでは、半導体レーデノ母ッケーゾ１１８内に半導体
レーデチッ７’ｌ　１９ｔ−配設し、その後方にモニタ
用光検出器１２０を配設すると共に、前面にコリメータ
レンズ機能としてマイクロフレネルレンズ１２１を設け
ておシ、平行光束１２２を半導体レーデから直接、他の
光学系へと導出できるようにしている。また、第７図に
おける半導体レーデでは半導体レーデパッケージ１２７
内に半導体レーデノイズ１２３を配設すると共に、その
後方にモニタ用光検出器１２６を配設し、前面にガーネ
ット膜１２４を設けておシ、その周囲に磁石１２５を配
設して、上記ガーネッ）１１１！１２４と磁石１２５と
でファラデー素子を構成していて、戻シ光によるレーデ
ノイズの低滅をはかつている。しかし、これらは、光学
系の一部を小型化してはいるが、全体の小型化のために
は充分ではない。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、平行光
束そのものから、情報信号、サーが信号を直接検出する
ようにして、中間の集光レンズなどの光学系を極力排除
したシングルな構成の光学系で情報の記録あるいは／お
よび再生を実現できる光学ヘッドを提供しようとするも
のである。

（［題を解決する念めの手段）このため、本発明では、半導体レーデからの発散光をコ
リメータレンズを介して平行光束とし、偏光ビームスノ
リツタおよび対物レンズヲ介シて光学的めるいは光磁気
の記録媒体に照射し、その反射光を対物レンズ、ビーム
スグリ、りを介してセンサに与えること、ズ情報を記録
または／および再生するようにし九光学ヘッドにおいて
、上記平行光束の光路中において、直線偏光の光の偏光
角をビームスプリ、りでの往復でおよそ４５度回転させ
るファラデー素子を配設するか、あるいは、上記平行光
束の光路中において直線偏光を円偏光に、ま九は円偏光
を直線偏光に変換する１／４波長板を配設すると共に、
記録媒体から対物レンズを介して反射し九光の一部を上
記ビームスグリツタで分離し、その分離光束を、複数領
域に受光面を分割した光検出器で分割検知するように構
成している。

なお、この場合、上記ビームスプリ、りは入射角に対し
て反射率が連続的に変化する誘電体偏光多層膜で形成さ
れているとよい。

（作用）このような構成では、平行光束はビームスグリ、りから
直接、光検出器において分割検知され、その複数領域で
の受光量から演算して、情報信号、サーゲ信号を取出せ
、し九がりて、光学ヘッドとしては可及的に小屋化され
た構成の光学系とすることができ、アクセススピードの
向上に役立つことができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。

第１図に示す第１の実施例では、半導体レーデｌからの
発散光はコリメータレンズ２を介して平行光束とな）、
偏光ビームスグリツタ７およびファラデー素子用の光学
部材５を経由して対物レンズ３に到シ、ここで集光され
て光磁気情報記録媒体４へと照射される。上記光学部材
８の外周には磁石６が配設されていて、上記光学部材５
と共に７７２デー素子を構成している。この場合、コリ
メータレンズ２で平行光束となった半導体レーデｌから
の光は直線偏光でオ〕、平行光束の偏光方向は紙面に平
行（Ｐ偏光）である。そして、上記偏光ビームスグリ、
り７はＰ偏光についてほぼ１００％透過するものとする
。このため、上記平行光束はそのｉま光学部材５に入射
される。上記光学部材５は、例えばガーネット膜である
とよく、光がファラデー素子を１回通る毎に、直線偏光
の偏光角をおよそ２２．５度、回転させるものとする。

その結果、対物レンズ３を介して記録媒体４に照射され
九光は反射して、対物レンズ、光学部材。

偏光ビームスグリツタへと戻るが、ファラデー素子を通
る時、更に２２．５度（往復で４５度）、直線偏光が回
転される。偏光ビームスグリ、り７は紙面に垂直な方向
（Ｓ偏光）の偏光成分だけを反射するものであるから、
ここでは検光子の役目をする。そして、偏光ビームス・
プリッタ７の側面に対向して設けた光検出器８に入射さ
れる。光磁気信号の再生においては、記録媒体４におけ
る垂直磁化の上向き、下向きの相違によシ、直線偏光は
逆向きに回転させられる（カー効果など）。その差違に
よって、偏光ビームスグリツタ７で光検出器８へ反射さ
れる光量には差が出てくるので、情報の読取シができる
。今、第１図（ａ）においてＴを記録媒体４におけるト
ラックと平行な方向、Ｒをトラックと垂直な方向とし、
記録媒体４がトラック方向に移動するものとする時、光
検出器８は第１図（ｂ）に示すような４分割領域Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄに受光面を分けていて、それぞれ、独立に受光
量を検出できるようにしである。したがって、上述の情
報の読取プは、各分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの受光量の総
和として与えられる。また、サーー用エラー信号のり？
＋、）？ツキングエラー信号は、サングルサーが方式に
おいては、各領域の総和で、いわゆるクオプルドビット
からの光量差で得るが、連続溝方式ならは、（例えばグ
ツシュゾル方式）、（Ａ十〇）−（Ｂ十Ｄ）の演算で光
量差を求めて得られる。

なお、第１の実施例において、コリメータレンズ２．対
物レンズ３はＧＲＩＮレンズ（ＱＲＡＤ　ＩＥＮＴ−Ｉ
ＮＤＥＸ−ＬＥＮＳ　）やマイク四フレネルレンズ、　
弁球ｍレンズなどの微小光学素子を用い、はとんど等倍
結像に近いものとすることで、光ヘツド全体を小型軽量
化できる。この之め、光学ヘッドに浮上用のばね機構を
設け、浮上型光学ヘッドとして吏用することも可能でお
る。この場合のオートフォーカスは光ヘッドの浮上量で
制御できる。

第２図（ａ）の反射率〜入射角の特性および第２図（ｂ
）の偏光の状態は第１図の実施例におけるフォーカスエ
ラー信号の取出しについて示している。この場合、偏光
ビームスプリ、り７は誘電体偏光多層膜によって反射間
を構成している。そして、Ｐ偏光については１００％透
過し、Ｓ偏光については高反射とする。ただし、入射角
４５度前後で連続的に反射率が変化しているものとする
。

今、記録媒体４に対してスポットが合焦である時、反射
光が偏光ビームスグリツタ７に入射する場合、為ｚ＋ｌ
、のように平行光となシ、４５度入射となる。この時は
光軸（−点鎖線）を中心にｒ側。

を側ともに同じ４５度入射であるから、光検出器８（説
明上、光検出器８は偏光ビームスグリッドから離して描
いている）で、（Ａ十Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の信号はＯとな
る。

記録媒体４が合焦位置よシ対物レンズ３側へ近づくと、
Ｃｒ＊ＣＬのように光検出器８への光は発散光となる。

ｒ側のＣｒの光は４５度よシも大きい入射角となシ、Ｌ
側のＣＺの光は逆に４５度よシも小さい入射角となる。

つまヤ、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）＞０となる。このよう
にして、４５度入射角の前後で、反射率が連続的に変化
する反射面を持り九個光ビームスグリツタを用いれば、
７オ一カスエラー信号も得られることになる。このフォ
ーカスエラー信号を用いて、従来のアクテ、エータにょ
シフオーカス制御してもよいが、上述のように浮上型の
光学ヘッドとして構成する場合に、ばね機構の押え力の
制御量に上記フォーカスエラー信号を用いてもよい。

なお、上述の実施例では、７アラデー素子の回転角とし
て、光の往復で４５度を定め、説明してきたが、光磁気
信号の検出系に差動系を用いていないから、検出系の最
適化からすると、回転角は往復で４５度よシ小さくした
ほうが実際上は好ましい。

また、ここで筺用している偏光ビームスグリツタの代ワ
シにローシ璽ンプリズムや９オー２ストプリズムを用い
てもよい。

また、上述の実施例では、記録媒体のトラック方向に対
して入射する直線偏光の方向が平行または垂直方向とな
っていないが、ファラデー素子用の光学部材５と対物レ
ンズ３との間に１／２波長板を介装して、直線偏光の方
向を、トラック方向に対し、平行または垂直方向となる
ようにしてもよい。

なお、第３図に示す実施例では上記光学ヘッドの光学系
を半導体レーデのノ母ツケージ９内に納めている。ここ
で、符号１０は半導体レーザデツプ１１はマイクロ７レ
ネルレンズ（コリメータレンズとしての）１１と半導体
レーデチップ１０との間に連結子として設は九透明基、
板、１３は偏光ビームスグリ、り、１４はファラデー素
子用光学部材、１５は同磁石、１６は対物レンズ、１７
は光磁気情報記録媒体、１８は分割領域を持つ光検出器
、１９はモニタ用検出器である。

また、光磁気用以外の光学的記録媒体の場合や光磁気用
記録媒体でも内２色性の媒体の場合には、第４図に示す
ように７アラデー素子に代えて、直線偏光を円偏光に、
また、円偏光を直線偏光に変換する１７４波長板２０を
用いてもよい。この場合、半導体レーデを出た光がＰ偏
光であると、光学的情報記録媒体４′からの反射光はＳ
偏光として偏光ビームスプリッタ７に入射する。そして
、情報偏号は媒体上のビットの形状や反射率の差違によ
）光量の差となって上記分割領域を持つ光検出器に入射
され、その総和として得られる。ま九、サー材用エラー
信号は、前述の実施例と同様、所定の演算式で演算して
得られる。

なお、１／４波長板の代）に紡速同様にファラデー素子
を用いてもよいし、光の効率を考えると、回転角を光の
往復で９０度のものとしてもよい。

（発明の効果）本発明は以上詳述したようになシ、ファラデー素子ある
いは１／４波長板を用い、更に光検出器として複数領域
に受光面を分割した光検出器を用いることで、偏光ビー
ムスグリ、りから直接、平行光束を光検出器に与えて情
報信号、エラー信号を検出でき、したがって光学ヘッド
としての光学系をシングルにして、小型、軽量化を充分
に達成でき、アクセス時間の短縮化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気メモリ用光学ヘッドの一実施例
を示す構成図、第２図はフォーカスエラー言号を得る場
合の態様を示す説明図、第３図は半導体パッケージ内に
光学ヘッドの全ての光学系を収納し九形態を示す構成図
、第４図は光メモリ用光学ヘッドに用いる他の実施例を
示す構成図。第５図は従来の光磁気用光学ヘッドを示す構成図。第６図は従来のコリメータレンズ内蔵の半導体レーデの
構成図、第７図は従来の７アラデー素子内蔵の半導体レ
ーザの構成図である。１・・・半導体レーザ、２・・・コリメータレンズ、３
・・・対物レンズ、４・・・光磁気情報記録媒体、５・
・・ファラデー素子用光学部材、６・・・ファラデー素
子用磁石、７・・偏光ビームスプリ、り、８・・・光検
出器、２０・・・１７４波長板代理人　弁理士　山　下　穣　平（ａ）第１図第２図（ｂ） −Ｔ第図第図（Ｅ＞−一一−Ｔ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザからの発散光をコリメータレンズを
介して平行光束とし、偏光ビームスプリッタおよび対物
レンズを介して光学的あるいは光磁気の記録媒体に照射
し、その反射光を対物レンズ、ビームスプリッタを介し
てセンサに与えることで情報を記録または／および再生
するようにした光学ヘッドにおいて、上記平行光束の光
路中において直線偏光の光の偏光角をビームスプリッタ
での往復でおよそ４５度回転させるファラデー素子を配
設すると共に、記録媒体から対物レンズを介して反射し
た光の一部を上記ビームスプリッタで分離しその分離光
束を、複数領域に受光面を分割した光検出器で分割検知
するように構成したことを特徴とする光学ヘッド。
（２）半導体レーザからの発散光をコリメータレンズを
介して平行光束とし、偏光ビームスプリッタおよび対物
レンズを介して光学的あるいは光磁気の記録媒体に照射
し、その反射光を対物レンズ、ビームスプリッタを介し
てセンサに与えることで情報を記録または／および再生
するようにした光学ヘッドにおいて、上記平行光束の光
路中において直線偏光を円偏光に、または円偏光を直線
偏光に変換する１／４波長板を配設すると共に、記録媒
体から対物レンズを介して反射した光の一部を上記ビー
ムスプリッタで分離し、その分離光束を、複数領域に受
光面を分割した光検出器で分割検知するように構成した
ことを特徴とする光学ヘッド。
（３）上記ビームスプリッタは入射角に対して反射率が
連続的に変化する誘電体偏光多層膜で形成されているこ
とを特徴とする請求項１あるいは２の光学ヘッド。