JPH04182952A - 光学的情報再生装置 - Google Patents

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〕 本発明は情報を光学的情報記録担体に記録及び／又は再
生する光学的情報記録再生装置に関し、とくに情報記録
担体に記録された情報を磁気光学効果を利用して再生す
る光学ヘッド部分を改良した光学的情報再生装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

光学的情報記録再生装置は、記録媒体の大きさに比べて
、データの記憶容量が大きいという特徴があり、コンピ
ュータの外部記憶手段として利用されている。なかでも
光磁気情報記録装置は、データの書換えが可能なことで
有用である。このような記憶手段を用いて情報の記録、
再生を行う方式にはマーク間記録方式、およびマーク長
記録方式（エツジ記録方式）が知られている。後者は前
者に比べてデータ容量を上げ得る点で有利であるとされ
ているが、この方式によって記録された記録媒体から正
確に情報を再生するためには光学ヘッド部分で、情報ビ
ットのエツジ位置を正確に読み取る必要がある。

通常、光磁気記録媒体用の光学ヘッドにおいては、光源
としての半導体レーザからの光束を対物レンズにより微
小スポットに集光し、このスポット光を用いてマーク間
記録方式でデータの記録を行っており、また、この微小
スポット光の情報ヒツトからの反射光量の変化を差動検
出して情報の再生を行っている。

このような従来の差動検出方式においては、入射直線偏
光の偏光方向と４５度をなす偏光軸方向を有する偏光ビ
ームスプリッタ−を用いて、反射光を２つの信号光に分
解し、この両光束から２つの信号を検出し、これから差
動信号を作り出していた。

〔発明が解決しようとしている課題〕

このように従来はマーク、長記録方式において、ガウス
分布状の光量分布を有する微小スポット光を投光し、情
報ビットからの反射光の光量変化を差動検出する方式が
使われているが、投光スポット光の光量分布がある広が
りを有するガウス分布であるため、エツジ検出能力が低
いという問題点がある。

このような問題点を解決し、光磁気記録媒体からの少な
い反射光量をより有効に利用するためにさらなる改良が
望まれていた。

〔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マーク長
記録方式を用いた記録された情報ビットからの再生にお
いて、エツジ検出能力が高く光量利用効率の高い小型光
学ヘッドを備えた光学的情報再生装置を提供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

このため本発明の光学的情報再生装置では、半導体レー
ザからの直線偏光光束を対物レンズを介して、光磁気記
録媒体から成る情報記録面上においてスポット光となる
ように１つの情報トラック上に投光し、前記スポット光
の反射光束を受光光学系に導き、前記導かれた受光光束
を前記情報トラックの方向にそって第１、第２の２つの
領域に分割し、第１の領域の光束を第１の要素光電変換
光検出器上に結像させ、第２の領域の光束を第２の要素
光電変換光検出器上に結像させる瞳分割光束偏向光学系
に導き、前記要素光電変換光検出器からの出力信号の差
分信号を用いて前記情報記録面に記録された情報磁区の
エツジを検出するようにしている。

〔実施例〕

以下図面に従い本発明の光学的情報再生装置を説明する
。

第１図〜第６図は本発明の第１実施例を説明するための
図である。

第１図は本発明の光学的情報再生装置に用いられる光磁
気記録再生用光ヘッドの概略図である。

同図において、１は波長λ（λ＝８３０ｎｍ、）の直線
偏光（この電界ベクトル方向をＥで示す）を発する半導
体レーザ、２はこの光束を平行光束に変換するコリメー
タレンズ、３はＥ方向の偏光成分はほとんど透過し、こ
れと直交する方向の偏光成分を１００％反射する第１の
偏光ビームスプリッタ−１４は対物レンズである。５は
対物レンズにより結像された投光スポット、６は光磁気
記録媒体である光磁気ディスクに設けられた１つの情報
トラック、７は光スポットのトラッキング用に設けられ
た案内溝である。８はＳ偏光を１００％反射し、ｐ偏光
の一部を反射する第２の偏光ビムスプリッター、９は透
過波面である。１ｏは光束の位相差を調整する位相差調
整光学素子、１１は１／２波長板であり、１２はＳ偏光
を１ｏｏ％反射し、ｐ偏光を１００％透過する第３の偏
光ビームススプリッターであり、１３．１４は各々結像
レンズ、１５．１６は各々２つのプリズムがら成る瞳光
束分割素子、１７．１８は各々１７−１゜１７−２．お
よび１８−１．１８−２から成る２分割光電変換素子で
ある。

半導体レーザ１から発した光束は、直線偏光であり、そ
の電界ベクトルの方向は、図中Ｅで示される方向である
。この方向をｐ偏光方向とし、これと直交する方向をＳ
偏光方向とする。この光束はコリメータレンズ２により
平行光束に変換される。この光束は第１の偏光ビームス
プリッタ−３を透過し、対物レンズ４により不図示の光
磁気ディスクの透明基盤を透過し、ＴｂＦｅＣｏなどＣ
つ光磁気記録膜を有する情報トラック６上に光スポット
５として結像される。

この光磁気記録膜により、磁気カー効果を受けた反射光
束は、Ｅの方向と直交するＳ偏光成分を有し、この偏光
成分は第１の偏光ビームスプリッタ−３により全て反射
され、一方元々のｐ偏光成分はその一部が反射され、第
２の偏光ビームスプリッタ−８に入射する。第２の偏光
ビームスプリッタ−８は、Ｓ偏光成分を１００％反射し
、ｐ偏光成分はその一部を透過するという特性を有する
。したがって、第２の偏光ビームスプリッタ−８を透過
後の光束９は全てｐ偏光成分であり、不図示のオートフ
ォーカス制御用フォーカス検出光学系、オートトラッキ
ング制御用トラッキング検出光学系へと導かれる。これ
ら各検出光学系は従来公知の各種方式を用いる事ができ
る。

他方第２の偏光ビームスプリッタ−８により反射された
光束は位相差調整光学素子１０を透過する。この光学素
子は後はど述べる１／２波長板１１を通過した光束とこ
れを通過しない周辺領域部の光束との光路長差によって
発生する位相差をゼロに調整するものである。つまり、
１／２波長板１１の常光線に対する屈折率をｎｏ、厚さ
をｄとし、この位相差調整素子１０の屈折率をｎとする
と、ｎｏ−ｄ＝ｎ−ｄとなるように光学的に等方向な透
明誘電体から成るこの素子の厚みＤを決めればよい。こ
の光学素子通過後の中央部の光束は１／２波長板１１を
透過する。１／２波長板１１はこれを透過するｐ偏光、
Ｓ偏光がその電界ベクトルの角度をなしている。他方周
辺領域部の光束はこの１／２波長板を通らないので偏光
方向は回転されない。１２はこの光束をｐ偏光、Ｓ偏光
に分離するための偏光ビームスプリッタ−であり、ｐ偏
光成分光束は結像レンズ１３、さらに瞳分割プリズム１
５により結像され、プリズム１５−１を透過した光束は
結像面近傍に設けられた２分割光電変換素子１７−１へ
入射し、プリズム１５−２を透過した光束は結像面近傍
に設けられた２分割充電変換素子１７−２へ入射する。

他方Ｓ偏光成分光束は偏光ビームスプリッタ−１２によ
り反射され、結像レンズ１４、瞳分割プリズム１６によ
り結像され、プリズム１６−１を透過した光束は結像面
近傍に設けられた要素光電変換素子１８〜１へ入射し、
プリズム１６−２を透過した光束は結像面近傍に設けら
れた要素光電変換素子１８−２へ入射する。２分割光電
変換素子１７．１８は情報トラック方向（Ｘ方向）に垂
直な方向（ｙ方向）に分割軸を有している。

第２図は光磁気記録膜に記録された情報磁区のエツジ上
にスポット光５が入射した場合を示している。

入射光束１９上での電界ベクトルの方向は先の第１図の
場合と同じであり、２０で示される。スポット光５が入
射する情報磁区はエツジ２３を境に２１．２２で示され
るように互いにその磁化の方向が異なっている。入射ス
ポット光５の波面の内、磁化２１の影響を受ける領域を
５−１、磁化２２の影響を受ける領域を５−２とする。

波面５−１の光は磁化２１による磁気カー効果を受け、
反射光束２４のこの領域に対応する部分の光束２４−１
は、カー回転を受け、その電界ベクトルは２５で示され
る。

一方、波面５−２の光は磁化２２による磁気カー効果を
受け、反射光束２４のこの領域に対応する部分の光束２
４−２は、２４−１とは反対方向へ偏光面が回転し、２
６で示されるような電界ベクトルとなる。

この反射光束は対物レンズ４を透過後、第１の偏光ビー
ムスプリッタ−３、第２の偏光ビームスプリッタ−８に
より反射され、位相差調整光学素子１０，１／２波長板
１１に向かう。この１／２波長板通過後の光束内での偏
光成分をみると、第３図に示すようになる。

第３図は、ｌ／２波長板１１を通過後の光束を第３図の
偏光ビームスプリッタ−１２の手前から見た図であり、
］／２波長板１１を通過した中央部の光束２８．２９内
での偏光方向は各々３２．３３て示され、１／２波長板
１１を通過しない周辺部光束２７．３０の偏光方向３１
．３４と９０度異なっている。

したがって、この光束が第３図の偏光ビームスプリッタ
−１２を透過した後のｐ偏光成分を見ると、第４図に示
すように成る。第４図において、透過光束の中心部２８
．２９、周辺部２７．３０の偏光方向は先の第３図の電
界ベクトルのｐ偏光成分と成り、各々３６．３７、さら
に３５．３８となる。

同様にして、第３図の偏光ヒームスプリッター１２を反
射した後のＳ偏光成分を見ると、第５図に示すようにな
る。第５図において、反射光束の中心部２８．２９、周
辺部２７．３０の偏光方向は先の第３図の電界ベクトル
のＳ偏光成分となり４０．４１、さらに３９．４２に示
す電界ベクトルとなる。

第６図は第３の偏光ビームスプリッタ−１２を透過した
後の第４図に示したｐ偏光成分の光束が結像レンズ１３
、瞳分割プリズム１５により要素光電変換素子１．７−
１．１７−２上に結像されるようすを示すものである。

光束上半部２７．２８からの光束は結像レンズ透過後、
瞳分割プリズム１５−１により上部へ光束が曲げられ、
要素光電変換素子１７−１上に結像される。この光束内
の偏光成分は、第４図に示したように光束２７と２８と
で互いに位相が逆になっている。したがって要素光電変
換素子１７−１上に結像されるスポット光は光束２７と
２８とがｏｕｔ−ｏｆ−ｐｈａｓｅで干渉した結果であ
り、光強度は両者単独の強度の和よりも少なくなる。

他方下部光束２９．３０からの光束は結像レンズ透過後
、瞳分割プリズム１５−２により下部へ光束が曲げられ
、要素光電変換素子１７−２上に結像される。この光束
内の偏光成分は第４図に示したように光束２９．３０と
は互いに同位相である。したがって要素光電変換素子１
７−２上に結像されるスポット光は光束２９．３０とが
１ｎ−ｐｈａ　ｓ　ｅで干渉した結果であり、光強度は
両者単独の強度の和よりも多くなる。

したがって２分割光電変換素子１７−１．１７−２上に
は等しくない光強度が入射し、この２つの要素光電変換
素子からの出力信号の差信号４３はマイナスとなる。

一方、第３の偏光ビームスプリッタ−１２を反射した後
の第５図に示すＳ偏光成分光束が結像レンズ１４、瞳分
割プリズム１６により要素光電変換素子１８−１．１８
−２上に作るスポット光の光量についても同様に、光束
上部２７．２８からの光束が１ｎ−ｐｈａｓｅで干渉し
た結果としての光強度と、下部２９．３０からの光束が
ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｈａｓｅで干渉した結果としての光強
度との差が生じ、差信号はプラスとなる。

スポット光５の照射内に情報磁区エツジが存在しない場
合には、第２図の反射光束２４内に電界ベクトルの方向
差が発生せず、したがって第３図に示したような反射光
束の２８．２９、または２７．３０での電界ベクトルの
方向差が発生しない。したがって各々の要素光電変換光
検出器上に結像されるスポット光の光量は等しく、差信
号はゼロとなる。

以上述べたように、本実施例においては、瞳分割プリズ
ム１５により、結像レンズ通過後の光束は偏向され、各
要素光電変換光検出器の有効受光面の中心に結像スポッ
トの中心が一致するようになる。このため従来の問題点
であった、空間分割光電変換光検出器の継目の光不感領
域での光量ロスを小さく出来、光磁気記録媒体からの少
ない反射光量を有効に利用する事ができる。

さらに、格２分割光電変換素子からの差信号同士からさ
らに差信号を作り、これを用いれば、エツジを境とする
磁化変化の向きを検出することができる。すなわち、２
分割光電変換素子１７−■、１７−２からの差信号をＳ
ｌ、同じく２分割光電変換素子１８−１．１８−２から
の差信号を８２とし、この信号同士の差５ｌ−３２をエ
ツジ検出信号とすれば、光スポットが磁区を走査する時
第７図に示すような信号が得られ、エツジの変化の方向
に対応したエツジ検出信号を得ることができる。第７図
において４４−１．４４−２．４４−３はそれぞれ１つ
の情報磁区を示す。この中の矢印は磁化の方向を示して
いる。

第８図は瞳分割プリズムの代わりの他の手段を示す図で
ある。

同図において、４５は第２の偏光ビームスプリッタ−８
からの反射光束であり、４６は４６−１４．６−２の２
つのレンズ光軸を距離Ｇづらした複合レンズであり、そ
の断面は第９図に示すようである。結像レンズ４６−１
を透過した光束は２分割充電変換素子４７−１上に結像
し、結像レンズ４６−２を透過した光束は２分割光電変
換素子４７−２上に結像する。この複合レンズを先の実
施例の結像レンズと瞳分割プリズムの対と置き換える事
により、同じ機能を果たす光学系を実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は光磁気記録膜によって生
じる磁気カー効果のＳ偏光成分を用いて従来の光磁気ヘ
ッドの構造を複雑化することなく高精度に情報磁区エツ
ジを検出できる光量利用効率の高い光磁気ディスク用の
光ヘッドを実現するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的情報再生装置に用いられる光ヘ
ッドの概略図、 第２図は記録された情報磁区のエツジ上にスポット光が
入射した場合を示す図、 第３図は１／２は波長板通過後の光束の偏光成分を示す
図、 第４図及び第５図は偏光ビームスプリッタ−通過後の光
束の偏光成分を示す図、 第６図は偏光ビームスプリッタ−通過後の光束が光電変
換素子上に結像される様子を示す図、第７図は光電変換
素子からの信号を示す図、第８図及び第９図は瞳分割プ
リズムの代わりに複合レンズを用いた例を説明する図で
ある。 １・・・半導体レーザ ２・・・コリメータレンズ ３・・・第１の偏光ビームスプリッタ−４・・・対物レ
ンズ ５・・・　投光スポット ６・・・光磁気ディスクに設けられた情報トラック７・
・・トラッキング用に設けられた案内溝８・・・第２の
偏光ビームスプリッタ−１０・・・位相差調整光学素子 １１・・・１／２波長板 １２・・・第３の偏光ビームスプリッタ−１３，１４・
・・結像レンズ １５．１６・・・瞳光束分割素子、 １７．１８・・・２分割光電変換素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザからの光束を投光光学系により対物
   レンズを介して微小スポット光として、垂直磁気記録媒
   体から成る情報記録面上に設けられた１つの情報トラッ
   クに導き、 前記情報記録面からの反射光を、前記対物レンズを介し
   て受光光学系により第１、第２の空間的に分離された要
   素光電変換光検出器から成る２分割光電変換光検出器に
   導き、前記情報トラック上に記録された情報の再生を行
   う光学的情報再生装置において、 前記受光光学系は、前記反射光束を前記情報トラック方
   向に第１、第２の領域に分割し、前記第１の領域の光束
   を前記第１の要素光検出器上に結像させ、前記第２の領
   域の光束を前記第２の要素光電検出器上に結像させる瞳
   分割結像系を有し、前記２分割光電変換光検出器からの
   信号を用いて前記情報トラック上の情報を検出する事を
   特徴とする光学的情報再生装置。
2. （２）半導体レーザからの光束を投光光学系により対物
   レンズを介して微小スポット光として、垂直磁気記録媒
   体からなる情報記録面上に設けられた情報磁区に導き、
   前記情報磁区からの反射光を前記対物レンズを介して受
   光光学系により第１、第２の空間的に分離された要素光
   電変換検出器から成る２分割光電変換光検出器に導き、
   前記情報記録面上に記録された情報磁区エッジの再生を
   行う光学的情報再生装置において、 前記受光光学系は、前記情報記録面からの反射光束内の
   一部の領域の光束の偏光方向を９０度回転させる偏光方
   向回転光学素子と、 前記領域内の光束とこの領域外の光束との位相差をある
   値に調整可能な位相差調整光学素子と、前記偏光方向回
   転光学素子および／または位相差調整光学素子を透過し
   た光束を第１、第２の領域に分割し、前記第１の領域の
   光束を前記第１の要素光検出器上に結像させ、前記第２
   の領域の光束を前記第２の要素光電検出器上に結像させ
   る光束分割結像系とを有し、 前記２分割光電変換光検出器からの差信号を用いて前記
   情報磁区のエッジを検出する事を特徴とする光学的情報
   再生装置。