JPH07244879A

JPH07244879A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH07244879A
Application number: JP6037068A
Authority: JP
Inventors: Shiyouhei Kobayashi; 章兵小林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】特別なビームスプリッタを要せず、光磁気記
録媒体からの戻り光を複屈折結晶を用いて互いに直交す
る偏光方向の２つの光束に確実に分離できると共に、こ
れらの光束を収束する特別のレンズや、光検出器の厳し
い調整を不要にして、低コストで小型にできる光ヘッド
を提供する。【構成】半導体レーザ１からの出射光を、一軸性複屈
折結晶６の一面に設けた偏光膜７で反射させた後、対物
レンズ８を経て光磁気記録媒体９に照射し、この光磁気
記録媒体９で反射され、対物レンズ８を経て偏光膜７を
透過する戻り光を一軸性複屈折結晶６により常光と異常
光とに分離して光検出器１０で受光するようにした光ヘ
ッドにおいて、偏光膜７を光磁気記録媒体９からの戻り
光の収束光路中に配置すると共に、戻り光のうち偏光膜
７で反射される戻り光に基づいて、少なくともフォーカ
スエラー信号を検出するサーボ信号検出手段12を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光磁気記録媒体に対
して情報の記録再生を行う光ヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光磁気記録媒体に記録された情
報を再生する光ヘッドにおいては、半導体レーザからの
読み取り光を対物レンズ経て光磁気記録媒体にスポット
状に照射し、この光磁気記録媒体で反射される戻り光
を、偏光方向が互いに直交する二つの光束に分離して、
それらの光束の強度変化から情報の再生信号を検出する
必要があると共に、その再生信号を正確に検出するため
に、光磁気記録媒体からの戻り光に基づいて、対物レン
ズの光磁気記録媒体に対する相対的位置ずれを表すフォ
ーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を検出
する必要がある。

【０００３】かかる光ヘッドの従来例として、光磁気記
録媒体からの戻り光を、複屈折結晶を用いて、偏光方向
が互いに直交する二つの光束に分離し、これらの光束の
受光出力に基づいて情報の再生信号を得るようにしたも
のが提案されている。

【０００４】例えば、特開平２−３７５３６号公報に
は、図１２に示すように、平板状の複屈折板を用いる光
ヘッドが開示されている。この光ヘッドにおいては、光
源３１からの光を回折格子３２で、１本のメインビーム
と、２本のサブビームとに分離し、これらの３本のビー
ムをハーフミラー３３および平板状の複屈折板３４より
なるビームスプリッタ３５で反射させたのち、コリメー
タレンズ３６および対物レンズ３７を経て情報記録媒体
３８に照射している。また、情報記録媒体３８で反射れ
る３本のビームのそれぞれの戻り光は、対物レンズ３７
およびコリメータレンズ３６を経てビームスプリッタ３
５に入射させて、それぞれ第１および第２の光束に分離
し、これら第１および第２の光束を、光検出器３９およ
び４０にそれぞれ入射させるようにしている。

【０００５】すなわち、この光ヘッドにおいては、平板
状の複屈折板３４を用い、情報記録媒体３８からの３ビ
ームの戻り光を複屈折板３４により非点収差を与えてそ
れぞれ第１、第２の光束に分離し、３ビームの各第１の
光束を光検出器３９でそれぞれ分離して受光すると共
に、メインビームの第２の光束を光検出器４０で受光し
て、これらの光検出器３９，４０の出力に基づいて焦点
ずれ補正信号とトラックずれ補正信号を検出するように
している。なお、この従来例には、情報の再生信号をど
のようにして得るのかは説明されていないが、同公報の
「第６図」の説明から、メインビームの第１の光束を受
光する光検出器３９の４分割受光領域の出力の和と、メ
インビームの第２の光束を受光する光検出器４０の出力
との差から取り出すものと推察される。

【０００６】また、特開昭６４−２７０５５号公報に
は、図１３に示すように、異方性結晶からなり、入射面
および出射面が平行でないくさび形プリズムを用いる光
ヘッドが開示されている。この光ヘッドにおいては、半
導体レーザ４１からの光をコリメータレンズ４２で平行
光としたのち、ビームスプリッタ４３およびビームスプ
リッタ４４を透過させて集光レンズ４５により記録媒体
４６に照射している。また、記録媒体４６で反射される
戻り光は、集光レンズ４５を経てビームスプリッタ４４
に入射させ、このビームスプリッタ４４で反射される戻
り光を、収束レンズ４７を経てくさび形プリズム４８に
入射させることにより、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とに分
離して２分割型光検出器４９に入射させ、ビームスプリ
ッタ４４を透過し、さらにビームスプリッタ４３で反射
される戻り光を、エラー検出光学系５０に入射させてい
る。

【０００７】すなわち、この光ヘッドにおいては、異方
性結晶からなり、入射面および出射面が平行でないくさ
び形プリズム４８を用い、記録媒体４６からの戻り光を
収束レンズ４７を経てくさび形プリズムに入射させるこ
とにより非点収差を与えて二つのビームに分け、これら
のビームを、屈折方向のビーム径が最小となる位置の近
傍に配置した２分割型光検出器４９で受光して（図１３
では、説明の都合上、２分割型光検出器４９を位置Ａよ
りも後方に配置しているが、実際は、２分割型光検出器
４９は位置Ａに配置される）、それらのビームの受光出
力の差により情報の再生信号を得るようにしている。

【０００８】さらに、特開昭６３−１６１５４１号公報
には、図１４に示すように、複合プリズム素子を用いる
光ヘッドが開示されている。この光ヘッドにおいては、
半導体レーザ５１からの光をコリメータレンズ５２を経
て複合プリズム素子５３に入射させ、この複合プリズム
素子５２で反射される光を対物レンズ５４により光磁気
ディスク５５に照射している。また、光磁気ディスク５
５で反射される戻り光は、対物レンズ５４を経て複合プ
リズム素子５３に入射させ、この複合プリズム素子５３
により偏光方向が互いに直交するＰ偏光成分である第１
のビームと、Ｓ偏光成分である第２のビームとに分離し
て、これらを共通の集光レンズ５６を経て光検出ユニッ
ト５７のそれぞれの光検出素子群で受光し、それらの出
力に基づいて信号処理部５８により情報読み取り信号Ｓ
ｉ、フォーカスエラー信号Ｓｆおよびトラッキングエラ
ー信号Ｓｔを検出するようにしている。ここで、複合プ
リズム素子５３は、ガラスプリズム５９と水晶プリズム
６０とを、それらの間に誘電体多層膜６１を介在させた
状態で、水晶プリズム６０の面に設けた接着剤層６２に
より貼り合わせて形成され、全体が６面体をなしてい
る。

【０００９】一方、フォーカスエラー信号およびトラッ
キングエラー信号を検出するものとして、第５４回応用
物理学会学術講演会、講演予稿集、Ｎｏ．３、２８ａ−
ＳＦ−１９および２８ａ−ＳＦ−２０には、「ＣＤ光ピ
ックアップ用ホログラムレーザユニット」が開示されて
いる。

【００１０】上記の２８ａ−ＳＦ−１９に開示されてい
るホログラムレーザユニットにおいては、フォトディテ
クタ（ＰＤ）を形成したシリコン基板上に四角錐台状の
エッチング領域を形成し、その底面に半導体レーザチッ
プ（ＬＤ）を配置して、これらＬＤ・ＰＤ集積素子をパ
ッケージに収納し、その上方に、下面にグレーティング
パターンを、上面にホログラムパターンを有するホログ
ラム素子（ＨＯＥ）を配置して、ＬＤからの出射光をグ
レーティングパターンで３ビームに分割して光ディスク
に照射し、その戻り光をホログラムパターンにより回折
・波面変換してＰＤで受光して、サーボ信号・ＲＦ信号
を検出するようにしている。

【００１１】また、上記の２８ａ−ＳＦ−２０には、同
様のホログラムレーザユニットにおいて、ＰＤの出力か
らフォーカスエラー信号をビームサイズ法で、トラッキ
ングエラー信号を３ビーム法で検出することが開示され
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、図１２に
示した構成において、複屈折板３４を、厚さ１．５ｍｍ
のＬｉＮｂＯ₃の結晶とし、情報記録媒体３８からの戻
り光を、開口数０．１５の収束光として、複屈折板３４
で分離される各ビームのうちのメインビームについての
第１，第２の光束のそれぞれの光検出器３９，４０上に
おけるスポットダイアグラムを計算したところ、図１５
に示す結果を得た。この図１５から明らかなように、各
光検出器上での第１および第２の光束のそれぞれのスポ
ット６５ａ，６５ｂは、互いに重なり合い、分離されて
いないことがわかる。これは、複屈折板３４において、
第１，第２の光束のそれぞれの光軸が、互いに平行に分
離され、その分離幅が小さいためである。

【００１３】この分離幅を広げる方法としては、複屈折
板３４の厚さを厚くすることが考えられるが、厚くする
と、それに応じて非点収差およびコマ収差が増加してス
ポット６５ａ，６５ｂが大きくなるため、やはり重なり
合わずに分離することが困難になる。

【００１４】これに対して、図１３に示した構成におい
ては、異方性結晶からなるくさび形プリズム４８を用い
ているので、戻り光中の直交する２方向の偏光成分の出
射の屈折角を異ならせることができる。例えば、同公報
には、くさび形プリズムの材料としてルチルを用い、そ
の入射面を、戻り光に対して垂直面とし、出射面を１０
°の傾きとすると共に、結晶軸方向をＰ偏光またはＳ偏
光と平行にすれば（同公報の第４図（ａ）のもの）、Ｐ
偏光とＳ偏光との出射角の差を、約３°とすることがで
きる旨が記載されている。

【００１５】このように、角度を付けて分離する方法
は、図１２におけるように、平行に分離する場合に比べ
て有利である。ちなみに、図１３に示した構成におい
て、くさび形プリズム４８として、ルチルからなり、光
軸部分の厚さが１．５ｍｍ、入射面が垂直面で、出射面
が１０°の傾きを有すると共に、結晶軸方向がＰ偏光お
よびＳ偏光に対して４５°のもの（同公報の第４図
（ｂ）のもの）を用い、その直前に配置する収束レンズ
４７として、焦点距離が２０ｍｍ、開口数が０．１５の
薄肉レンズを用いて計算した場合のスポットダイアグラ
ムを図１６（ａ）および（ｂ）に示す。なお、図１６
（ｂ）は、くさび形プリズム４８での分離光のビーム径
がほぼ円形になる位置（図１３において位置Ｂ）でのス
ポットダイアグラムを示し、図１６（ａ）は、屈折方向
のビーム径が最小となる位置（図１３において位置Ａ）
の近傍でのスポットダイアグラムを示す。

【００１６】図１３に示した構成において、同公報に
は、くさび形プリズム４８で分離される戻り光の２つの
成分を独立して受光するためには、屈折方向のビーム径
が最小となる位置の近傍に、２分割型光検出器４９を配
置する必要がある旨、記載されているが、図１６を見る
かぎり、このような位置に２分割型光検出器４９を配置
する必然性はない。その理由は、コマ収差のため、屈折
方向のビーム径が最小となる位置で十分に焦線状に集光
せず、またＰ偏光とＳ偏光との出射角の差が約３°もあ
れば、それだけで十分に２つの成分を独立して受光する
ことができるからである。

【００１７】この図１３の構成における問題は、記録媒
体４６からの戻り光を、くさび形プリズム４８を有する
偏光回転検出用の光学系に導くためのビームスプリッタ
４４と、エラー検出光学系５０に導くためのビームスプ
リッタ４３との２つのビームスプリッタを必要とするた
め、コスト高になると共に、装置が大型化するという点
にある。

【００１８】これに対して、図１４に示した構成におい
ては、複合プリズム素子５３を用いることで、それぞれ
独立した光学部品であるビームスプリッタおよび検光子
を不要にしているので、部品点数の点では、図１３に示
した構成と比較して有利である。また、図１４に示した
構成においては、光磁気ディスク５５からの戻り光を対
物レンズ５４を経て複合プリズム素子５３に入射させる
ことにより、複合プリズム素子５３を構成するガラスプ
リズム５９と水晶プリズム６０との境界面部における法
線に対して、戻り光のＰ偏光面内において角度θ_eを成
す光軸方向を有するＰ偏光成分である第１のビームと、
戻り光のＰ偏光面内において角度θ_o（θ_o＞θ_e）を
成す光軸方向を有するＳ偏光成分である第２のビームと
に分離している。

【００１９】ここで、往路において、対物レンズ５４に
入射する光束は、コリメータレンズ５２により平行化さ
れているので、復路において複合プリズム素子５３に入
射する戻り光も平行化している。したがって、複合プリ
ズム素子５３から得られるＰ偏光成分である第１のビー
ムおよびＳ偏光成分である第２のビームには、収差が発
生しないので、共通の集光レンズ５６を経て光検出ユニ
ット５７にそれぞれ入射する光ビームは、十分小さなス
ポットに集光され、十分な間隔をもって光検出素子群で
検出されることになる。

【００２０】しかしながら、図１４に示した構成におい
ては、複合プリズム素子５３で分離した第１および第２
のビームを、共通の集光レンズ５６を経て光検出ユニッ
ト５７に入射させるようにしているため、集光レンズ５
６の焦点距離に相当するスペースが必要となり、これが
ため装置が大型化するという問題がある。また、光検出
ユニット５７において、第１のビームを受光する光検出
素子群の中心を第１のビームの光軸に一致させると共
に、第２のビームを受光する光検出素子群の中心を第２
のビームの光軸に一致させる必要があるため、精度の厳
しい調整が必要となってコスト高になるという問題があ
る。

【００２１】さらに、図１４に示す構成において、同公
報には、第１および第２のビームを検出する光検出素子
群上でのスポット形状が検出され、その検出結果に基づ
く、光磁気ディスクに入射せしめられたレーザ光ビーム
の記録トラック上における集束状態をあらわすフォーカ
スエラー信号が形成される、と記載されているが、どの
ようにスポット形状が変化するかについては何ら言及さ
れていない。

【００２２】しかし、かかる構成においては、半導体レ
ーザ５１からの光をコリメータレンズ５２により平行化
して、対物レンズ５４により光磁気ディスク５５に照射
するようにしているため、対物レンズ５４が光磁気ディ
スク５５に対してデフォーカス状態になると、複合プリ
ズム素子５３に入射する戻り光は、もはや平行光束でな
くなる。このため、戻り光が複合プリズム素子５３を透
過すると、収差が発生することになる。この収差は、複
合プリズム素子５３を構成するガラスプリズム５９と水
晶プリズム６０との屈折率差が大きいと、わずかなデフ
ォーカスでも大きく発生し、これがため複合プリズム素
子５３で分離された第１および第２のビームが、十分小
さなスポットに集光されず、光検出素子群で検出できな
くなるという問題がある。

【００２３】また、上記の第５４回応用物理学会学術講
演会、講演予稿集、Ｎｏ．３、２８ａ−ＳＦ−１９およ
び２８ａ−ＳＦ−２０に開示されている「ＣＤ光ピック
アップ用ホログラムレーザユニット」は、記録媒体から
の戻り光を、偏光方向が互いに直交する２つの光束に分
離して、それらの強度変化を検出する機能を有していな
いため、光磁気記録媒体に対しては適用できない。

【００２４】この発明は、上述した従来の種々の問題点
に着目してなされたもので、特別なビームスプリッタを
用いることなく、光磁気記録媒体からの戻り光を複屈折
結晶を用いて偏光方向が互いに直交する２つの光束に確
実に分離でき、しかもその分離された２つの光束を集光
するための特別のレンズや、それらの光束を受光する光
検出器の厳しい調整を不要にでき、したがって低コスト
で小型にできるよう適切に構成した光ヘッドを提供する
ことを目的とするものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、半導体レーザからの出射光を、一軸性
複屈折結晶の一面に設けた偏光膜で反射させた後、対物
レンズを経て光磁気記録媒体に照射し、この光磁気記録
媒体で反射され、前記対物レンズを経て前記偏光膜に入
射する戻り光のうち、該偏光膜を透過する戻り光を前記
一軸性複屈折結晶により常光と異常光とに分離して光検
出器で受光するようにした光ヘッドにおいて、前記偏光
膜を前記光磁気記録媒体からの戻り光の収束光路中に配
置すると共に、前記戻り光のうち前記偏光膜で反射され
る戻り光に基づいて、少なくとも前記対物レンズの前記
光磁気記録媒体に対するフォーカスエラー信号を検出す
るサーボ信号検出手段を設けたことを特徴とするもので
ある。

【００２６】この発明の好適実施例においては、前記一
軸性複屈折結晶による前記常光および異常光の屈折率を
ともに１．８未満とし、かつ前記一軸性複屈折結晶の一
面に、前記偏光膜を挟んで、前記常光および異常光の屈
折率の中間の屈折率を有するガラスを貼り合わせて設け
ることにより、通常の屈折率のガラス材質の適切な選択
で、前記一軸性複屈折結晶での前記常光および異常光の
収差の発生を小さくして、これらを確実に分離するよう
にする。この発明の他の好適実施例においては、前記一
軸性複屈折結晶による前記常光および異常光の屈折率を
ともに１．８以上とし、かつ前記一軸性複屈折結晶の一
面に、前記偏光膜を挟んで、屈折率が１．６以上のガラ
スを貼り合わせて設けることにより、高屈折率のガラス
材質の適切な選択で、前記一軸性複屈折結晶での前記常
光および異常光の収差の発生を小さくして、これらを確
実に分離するようにする。この発明のさらに他の好適実
施例においては、前記一軸性複屈折結晶を、前記常光お
よび異常光に非点収差を与えるよう構成し、かつこれら
常光および異常光の焦線位置近傍に、前記光検出器を配
置することにより、前記常光および異常光を確実に分離
して受光するようにする。

【００２７】

【作用】この発明において、光磁気記録媒体からの戻り
光は、収束状態で偏光膜に入射し、その透過光が一軸性
複屈折結晶により常光および異常光に分離されて、収束
状態で光検出器に入射することになる。したがって、一
軸性複屈折結晶で分離される常光と異常光とを集光する
ための特別のレンズは不要となる。また、光磁気記録媒
体からの戻り光のうち、偏光膜で反射される戻り光は、
サーボ信号検出手段に入射して、少なくともフォーカス
エラー信号が検出されるので、一軸性複屈折結晶により
分離される常光および異常光に基づいてサーボ信号を検
出する場合に比較して、光検出器の厳しい調整が不要と
なる。したがって、全体として、低コストで小型にする
ことが可能となる。

【００２８】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１〜図６は、この発明の第１実施例を示すものであ
る。図１に全体構成図を示すように、この実施例の光ヘ
ッドは、ホログラムレーザユニット１２、ガラスプリズ
ム５、偏光膜７、一軸性複屈折結晶である水晶プリズム
６、対物レンズ８および光検出器１０，１１とを有す
る。

【００２９】ホログラムレーザユニット１２は、上記の
第５４回応用物理学会学術講演会、講演予稿集、Ｎｏ．
３、２８ａ−ＳＦ−１９および２８ａ−ＳＦ−２０に開
示された「ＣＤ光ピックアップ用ホログラムレーザユニ
ット」と同様に構成する。すなわち、このホログラムレ
ーザユニット１２には、図２に示すように、シリコン半
導体基板２を設け、このシリコン半導体基板２上に、１
０個の受光領域２ａ〜２ｊを形成する。また、シリコン
半導体基板２には、図３に断面図をも示すように、エッ
チングにより凹部２ｋを形成し、この凹部２ｋに半導体
レーザ１をマウントする。なお、半導体レーザ１として
は、「ＣＤ光ピックアップ用ホログラムレーザユニッ
ト」に用いられる半導体レーザとは異なり、３０ｍＷ以
上の出力が可能な高出力半導体レーザを用いる。凹部２
ｋの１つの斜面２ｌは、半導体レーザ１からの出射光を
反射させるミラー面とし、このミラー面２ｌには、その
反射率を高めるために金をコーティングする。

【００３０】また、シリコン基板２の上方には、スペー
サ３を介してホログラム素子４を設ける。このホログラ
ム素子４には、図４および図５に示すように、シリコン
基板２側の面４ａに直線状のグレーティング４ｃを形成
し、反対側の面４ｂにわずかな曲率をもったホログラム
パターン４ｄを形成する。

【００３１】このようにして、半導体レーザ１からの出
射光を、斜面２ｌで、シリコン基板２のほぼ垂直方向に
反射させ、そのビームをホログラム素子４に形成した直
線状グレーティング４ｃで１つのメインビームと二つの
サブビームとに回折分離し、その合計３本のビームを、
ホログラム素子４に形成したホログラムパターン４ｄを
０次光で透過させる。

【００３２】ホログラムレーザユニット１２から出射さ
れる３本のビームは、ガラスプリズム５を透過させて、
偏光膜７に発散光のＳ偏光で入射させる。ここで、ガラ
スプリズム５、偏光膜７および一軸性複屈折結晶である
水晶プリズム６は、偏光膜７を介してガラスプリズム５
と水晶プリズム６とを貼り合わせることにより、一体的
に形成する。また、偏光膜７は、Ｓ偏光成分の反射率が
５０％以上、Ｐ偏光成分の反射率が２０％以下の特性を
有するように形成する。これにより、偏光膜７に発散光
のＳ偏光で入射するホログラムレーザユニット１２から
の３本のビームを、偏光膜７でその５０％以上を反射さ
せ、残りを透過させて水晶プリズム６を経て光検出器１
１で受光する。この光検出器１１の出力は、半導体レー
ザ１の出射光量を制御するオートパワーコントロール回
路（図示せず）に供給する。

【００３３】偏光膜で５０％以上が反射される３本のビ
ームは、ガラスプリズム５を透過させた後、対物レンズ
８により集光して光磁気記録媒体９の同一記録トラック
に対して所定の角度をもってそれぞれスポット状に照射
する。

【００３４】光磁気記録媒体９に照射された３本のビー
ムのそれぞれの反射光（戻り光）は、対物レンズ８で集
光し、収束光としてガラスプリズム５を透過させて、偏
光膜７に入射させ、この偏光膜７を透過する戻り光を水
晶プリズム６に入射させ、偏光膜７で反射される戻り光
をガラスプリズム５を透過させてホログラムレーザユニ
ット１２に入射させる。ここで、水晶プリズム６は、そ
の光学軸６ａが、光磁気記録媒体９からの３本の戻り光
の内のメインビームの光軸に対して垂直な面内で、かつ
Ｓ偏光成分の方向に対して４５°傾いた方向となるよう
に形成する。したがって、偏光膜７を透過して水晶プリ
ズム６に入射する戻り光は、常光と異常光とに分離され
て水晶プリズム６を透過する。

【００３５】この水晶プリズム６からのメインビームの
戻り光の常光および異常光は、光検出器１０でそれぞれ
独立して受光する。このため、光検出器１０は、図６に
示すように、常光を受光する受光領域１０ｂと、異常光
を受光する受光領域１０ａとの２つの受光領域をもって
構成する。このように、光磁気記録媒体９からの戻り光
を、ガラスプリズム５を経て水晶プリズム６で常光およ
び異常光に分離して光検出器１０に入射させると、これ
ら常光および異常光は、それぞれ収差をもったスポット
１４および１３として受光領域１０ｂおよび１０ａに入
射することになる。

【００３６】ここで、光磁気記録媒体９には、情報が磁
化の方向として記録されているので、光磁気記録媒体９
で反射されるメインビームの戻り光の偏光方向は、カー
効果により磁化の方向に応じて反対方向にわずかに回転
したものとなる。この偏光方向の変化は、水晶プリズム
６の光学軸６ａに対する角度変化となるので、水晶プリ
ズム６で分離される常光および異常光の強度が変化する
ことになる。したがって、受光領域１０ａ、１０ｂの出
力の差を検出することにより、光磁気記録媒体９に記録
された情報の再生信号を得ることができる。

【００３７】なお、受光領域１０ａ，１０ｂに入射する
スポット１３，１４には、ガラスプリズム５と水晶プリ
ズム６との屈折率差による非点収差と、コマ収差とが発
生する。この収差は、あまり大きいとスポット１３、１
４が広がって、これらを分離して受光することが困難と
なる。したがって、ガラスプリズム５と水晶プリズム６
との屈折率差はできるだけ小さいことが望ましい。この
実施例では、一軸性複屈折結晶として水晶プリズム６を
用いており、これによる常光と異常光との屈折率は、そ
れぞれ約１．５３９および１．５４８なので、ガラスプ
リズム５としては、その屈折率が１．５３９以上で、か
つ１．５４８以下の材質を選択することにより、非点収
差およびコマ収差の発生を小さく抑えることができる。
この条件を満たす材質としては、例えば、株式会社オハ
ラ製の光学ガラスＢＡＬ２１、ＢＡＬ２３を用いること
ができる。

【００３８】一方、光磁気記録媒体９からの戻り光のう
ち、偏光膜７で反射される３本のビームのそれぞれの戻
り光は、ホログラムレーザユニット１２のホログラム素
子４に入射させ、そのホログラムパターン４ｄにより、
光軸方向に互いに逆方向の像点移動をもった±１次光に
回折して、シリコン半導体基板２上の１０個の受光領域
２ａ〜２ｊに入射させる。すなわち、メインビームの戻
り光の＋１次光を３分割受光領域２ｂ，２ｃ，２ｄに、
一方のサブビームの戻り光の＋１次光を受光領域２ａ
に、他方のサブビームの戻り光の＋１次光を受光領域２
ｅにそれぞれ入射させ、メインビームの戻り光の−１次
光を３分割受光領域２ｇ，２ｈ，２ｉに、一方のサブビ
ームの戻り光の−１次光を受光領域２ｆに、他方のサブ
ビームの戻り光の−１次光を受光領域２ｊにそれぞれ入
射させる。

【００３９】したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳ
は、光磁気記録媒体９からの３本の戻り光のうちのメイ
ンビームから検出することができる。すなわち、１０個
の受光領域２ａ〜２ｊの出力を、それぞれＩａ〜Ｉｊと
すると、上記の第５４回応用物理学会学術講演会、講演
予稿集、Ｎｏ．３、２８ａ−ＳＦ−２０に開示されてい
るように、ビームサイズ法によって、ＦＥＳ＝（Ｉｂ＋Ｉｄ＋Ｉｈ）−（Ｉｃ＋Ｉｇ＋Ｉｉ）から得ることができる。また、トラッキングエラー信号
ＴＥＳは、光磁気記録媒体９からの３本の戻り光のうち
の２本のサブビームを用いる、３ビーム法によって、ＴＥＳ＝（Ｉａ＋Ｉｆ）−（Ｉｅ＋Ｉｊ）から得ることができる。

【００４０】この実施例によれば、光磁気記録媒体９で
反射される戻り光を、対物レンズ８で集光して、収束状
態で偏光膜７に入射させているので、図１４に示した光
ヘッドでは必要であった、戻り光を集光するための特別
の集光レンズが不要となる。したがって、その分低コス
トにできると共に、集光レンズの焦点距離に相当するス
ペースも不要となるので、小型にできる。また、６図か
らも明らかなように、水晶プリズム６で分離される常光
および異常光は、十分な間隔をもって分離されるので、
図１４に示した光ヘッドでは必要であった厳しい位置調
整、すなわち受光領域１０ａ、１０ｂとスポット１３、
１４との厳しい位置調整が不要となり、さらに低コスト
化が可能となる。

【００４１】なお、上記の図１２および図１４に示した
光ヘッドの基本思想は、光磁気記録媒体に記録された情
報の再生信号と、フォーカスエラー信号とを、同一の受
光領域で検出することで、光ヘッドの小型化を狙ってい
るが、上述した第１実施例の説明からも理解されるよう
に、光磁気記録媒体９で反射される戻り光を、偏光膜７
で再び反射させ、ホログラムレーザユニット１２を用い
てフォーカスエラー信号を検出するようにしても、光ヘ
ッドが大型化することはない。それよりも、ホログラム
レーザユニット１２を用いることで、フォーカスエラー
信号検出用の受光領域の位置調整が不要となっている効
果は大である。

【００４２】上述した第１実施例においては、種々の変
形が可能である。例えば、水晶プリズム６に代えて、他
の一軸性複屈折結晶、例えば、ニオブ酸リチウムやルチ
ル、方解石、ＫＤＰ（ＫＨ₂ＰＯ₄）、ＡＤＰ（ＮＨ₄
Ｈ₂ＰＯ₄）、ＭｇＦ₂等を用いることができる。これ
らの中で、ニオブ酸リチウムおよびルチルは、常光およ
び異常光の屈折率が大きい特長がある。ここで、通常使
われている高屈折率光学ガラスの屈折率は、せいぜい
１．８程度である。したがって、常光と異常光の屈折率
が１．８を越えるような場合は、偏光膜７を介して貼り
合わされるガラスプリズム５として、屈折率が１．６以
上の高屈折率ガラスを使うことが収差の点から望まし
い。

【００４３】また、ホログラムレーザユニット１２は、
ガラスプリズム５に固定することもできる。同様に、光
検出器１０，１１のいずれか一方または双方を、一軸性
複屈折結晶に固定することもできる。これらの固定に際
しては、密着して固定する方法とスペーサを挟んで固定
する方法とがあるが、密着して固定するには、紫外線硬
化型の透明または半透明な接着剤を用いることができ
る。また、光検出器１０，１１のいずれか一方または双
方を、スペーサを挟んで一軸性複屈折結晶に固定する場
合には、スペーサを、光検出器を封止している樹脂モー
ルドで兼用することもできる。

【００４４】図７および図８は、この発明の第２実施例
を示すものである。この実施例において、第１実施例と
重複する部分には、同一符号を付し、その詳細な説明を
省略する。この実施例では、一軸性複屈折結晶としてニ
オブ酸リチウム平板１５を用い、このニオブ酸リチウム
平板１５上に第１実施例におけると同様の偏光透過特性
を有する偏光膜１６を設け、この偏光膜１６にホログラ
ムレーザユニット１２からの３本のビームを発散光のＳ
偏光で入射させ、偏光膜１６で反射される３本のビーム
を、対物レンズ８により集光して光磁気記録媒体９の同
一記録トラックに対して所定の角度をもってそれぞれス
ポット状に照射し、偏光膜１６を透過する３本のビーム
を、ニオブ酸リチウム平板１５を経て光検出器１１で受
光して、その出力に基づいてホログラムレーザユニット
１２内の半導体レーザ１の出射光量を制御するようにす
る。

【００４５】また、光磁気記録媒体９で反射される３本
のビームのそれぞれの戻り光は、対物レンズ８で集光し
て、収束光として偏光膜１６に入射させ、この偏光膜１
６を透過する戻り光を、ニオブ酸リチウム平板１５に入
射させ、偏光膜１６で反射される戻り光を、ホログラム
レーザユニット１２に入射させて、これにより第１実施
例と同様にしてフォーカスエラー信号およびトラッキン
グエラー信号を検出するようにする。

【００４６】ニオブ酸リチウム平板１５は、その光学軸
１５ａが、偏光膜１６の面に平行で、かつＳ偏光成分の
方向に対して４５°傾いた方向となるように形成する。
したがって、偏光膜１６を透過してニオブ酸リチウム平
板１５に入射する戻り光は、常光と異常光とに分離され
てニオブ酸リチウム平板１５を透過する。このニオブ酸
リチウム平板１５からの常光および異常光を、樹脂モー
ルド１８に封止された光検出器１７でそれぞれ独立して
受光する。このため、光検出器１７は、図８に示すよう
に、常光を受光する受光領域１７ａと、異常光を受光す
る受光領域１７ｂとの２つの受光領域をもって構成す
る。

【００４７】ここで、ニオブ酸リチウム平板１５で分離
される常光および異常光は、その分離幅が狭く、しかも
光検出器１７の受光領域１７ａ，１７ｂに入射するスポ
ット１９，２０は、戻り光がニオブ酸リチウム平板１５
を収束光で透過する際に生じる非点収差およびコマ収差
を有するので、光検出器１７は、常光および異常光が、
その非点収差により線状に結像する焦線位置の近傍に配
置すると共に、コマ収差を補正するために、メインビー
ムの戻り光の光軸に対して３０°、ニオブ酸リチウム平
板１５とは反対側に傾けて配置する。なお、コマ収差を
より有効に補正するために、ニオブ酸リチウム平板１５
と光検出器１７との間に、ニオブ酸リチウム平板１５と
は反対側に傾けてガラス平板を配置することもできる。

【００４８】この実施例においても、光磁気記録媒体９
で反射される戻り光のカー効果による偏光方向の変化
は、ニオブ酸リチウム平板１５の光学軸１５ａに対する
角度変化となるので、ニオブ酸リチウム平板１５で分離
される常光および異常光の強度が変化することになる。
したがって、受光領域１７ａ、１７ｂの出力の差を検出
することにより、第１実施例と同様に、光磁気記録媒体
９に記録された情報の再生信号を得ることができる。

【００４９】この実施例では、光検出器１７を、ニオブ
酸リチウム平板１５で分離される常光および異常光が、
非点収差により線状に結像する焦線位置近傍に配置した
ので、ニオブ酸リチウム平板１５による常光および異常
光の分離幅が狭くても、図１２に示した光ヘッドとは異
なり、常光と異常光とを確実に分離して受光することが
できる。なお、第１実施例の場合には、常光と異常光と
がある程度の角度をもって分離されるので、光検出器１
０を焦線位置近傍に配置する必然性はない。

【００５０】図９および図１０は、この発明の第３実施
例を示すものである。この実施例において、第１実施例
と重複する部分には、同一符号を付し、その詳細な説明
を省略する。この実施例では、一軸性複屈折結晶として
ニオブ酸リチウムプリズム２１を用い、このニオブ酸リ
チウムプリズム２１の一面に第１実施例におけると同様
の偏光透過特性を有する偏光膜２２を設け、他の面に光
検出器１１を設ける。また、ホログラムレーザユニット
１２およびニオブ酸リチウムプリズム２１は、屈折率が
１．８２のガラス平板２３の一方の面上に支持し、この
ガラス平板２３の他方の面上に、図１０に示すように、
二つの受光領域２４ａ，２４ｂを有する光検出器２４を
設ける。

【００５１】この実施例では、ホログラムレーザユニッ
ト１２からの３本のビームを発散光のＳ偏光で偏光膜２
２に入射させ、この偏光膜２２で反射される３本のビー
ムを、対物レンズ８により集光して光磁気記録媒体９の
同一記録トラックに対して所定の角度をもってそれぞれ
スポット状に照射し、偏光膜２２を透過する３本のビー
ムを、ニオブ酸リチウムプリズム２１を経て光検出器１
１で受光する。

【００５２】また、光磁気記録媒体９で反射される３本
のビームのそれぞれの戻り光は、対物レンズ８で集光し
て、収束光として偏光膜２２に入射させ、この偏光膜２
２を透過する戻り光を、ニオブ酸リチウムプリズム２１
に入射させ、偏光膜２２で反射される戻り光を、ホログ
ラムレーザユニット１２に入射させて、上述した実施例
と同様にしてフォーカスエラー信号およびトラッキング
エラー信号を検出するようにする。

【００５３】ニオブ酸リチウムプリズム２１は、その光
学軸２１ａが、戻り光のメインビームの光軸に垂直な面
内で、かつＳ偏光成分の方向に対して４５°傾いた方向
となるように形成する。したがって、偏光膜２２を透過
してニオブ酸リチウムプリズム２１に入射する戻り光
は、常光と異常光とに分離されてニオブ酸リチウムプリ
ズム２１を透過する。このニオブ酸リチウムプリズム２
１からの常光および異常光を、ガラス平板２３を透過さ
せて光検出器２４の受光領域２４ａおよび２４ｂでそれ
ぞれ独立して受光する。

【００５４】ここで、光検出器２４の受光領域２４ａに
入射する常光のスポット２５および受光領域２４ｂに入
射する異常光のスポット２６は、非点収差およびコマ収
差を有するので、光検出器１７は、常光および異常光
が、その非点収差により線状に結像する焦線位置の近傍
に位置するように、ガラス平板２３に取り付ける。

【００５５】この実施例においても、光磁気記録媒体９
で反射される戻り光のカー効果による偏光方向の変化
は、ニオブ酸リチウムプリズム２１の光学軸２１ａに対
する角度変化となるので、ニオブ酸リチウムプリズム２
１で分離される常光および異常光の強度が変化すること
になる。したがって、受光領域２４ａ、２４ｂの出力の
差を検出することにより、上述した実施例と同様に、光
磁気記録媒体９に記録された情報の再生信号を得ること
ができる。

【００５６】なお、この実施例の場合、ニオブ酸リチウ
ムプリズム２１で発生する非点収差およびコマ収差は大
きいが、光検出器２４を、常光および異常光が非点収差
によりほぼ線状に結像する焦線位置近傍に配置すること
で、常光および異常光を確実に分離して受光することが
できる。

【００５７】この実施例によれば、第１実施例に比べ
て、ガラスプリズム５が不要となるので、その分低コス
ト化が可能となる。

【００５８】なお、この実施例では、ニオブ酸リチウム
プリズム２１からの常光および異常光を、ガラス平板２
３を介して光検出器２４に入射させているが、光検出器
２４を、直接、ニオブ酸リチウムプリズム２１に密着し
て固定することもできる。しかし、いずれの場合におい
ても、ニオブ酸リチウムプリズム２１での常光および異
常光の屈折率が高いので、ニオブ酸リチウムプリズム２
１と光検出器２４との間に空気層が介在するのは好まし
くない。その理由は、ニオブ酸リチウムプリズム２１で
分離される常光および異常光の一部が、光検出器２４側
の出射面で全反射してしまうからである。ただし、ニオ
ブ酸リチウムプリズム２１の代わりに、全反射しないだ
けの十分低屈折率の一軸性複屈折結晶プリズムを用いる
場合は、この限りでない。

【００５９】以上の各実施例においては、トラッキング
エラー信号をホログラムレーザユニット１２において検
出するようにしたが、情報の再生信号を得る光検出器、
第１実施例では光検出器１０、第２実施例では光検出器
１７、第３実施例では光検出器２４で検出するよう構成
することもできる。この場合には、光検出器１０，１
７，２４に、サブビームの常光および異常光のいずれか
一方または双方を受光する受光領域を追加して設け、そ
の追加された受光領域から得られる２つのサブビームの
強度差から、３ビーム法によるトラッキングエラー信号
を検出する。

【００６０】また、トラッキングエラー信号は、ホログ
ラムレーザユニット１２において、プッシュプル法によ
り検出するよう構成することもできる。この場合には、
ホログラム素子４に形成された直線状のグレーティング
４ｃを廃止すると共に、シリコン半導体基板２上の受光
領域２ａ〜２ｊのうち受光領域２ａ，２ｅ，２ｆおよび
２ｊを廃止して、受光領域２ｂ〜２ｄ、２ｇ〜２ｉを分
割している分割線方向に、光磁気記録媒体９の記録トラ
ックの方向が一致するように、光ヘッドを配置する。こ
のようにして、ＴＥＳ＝（１ｂ＋Ｉｉ）−（Ｉｄ＋Ｉｇ）を演算することにより、プッシュプル法によるトラッキ
ングエラー信号ＴＥＳを得ることができる。

【００６１】さらに、ホログラムレーザユニット１２の
ホログラム素子４に形成された直線状のグレーティング
４ｃを廃止し、シリコン半導体基板２上の受光領域２ａ
〜２ｊのうち受光領域２ａ，２ｊを廃止し、ホログラム
素子４に形成されたホログラムパターン４ｄを、図１１
に示すように、２つの領域４ｅ，４ｆに分割して、領域
４ｅのホログラムパターンにより、戻り光を光軸方向に
互いに逆方向の像点移動をもった±１次光に回折して、
それぞれを受光領域２ｂ〜２ｄおよび受光領域２ｇ〜２
ｉに入射させる。また、領域４ｆのホログラムパターン
は、単なる直線状のグレーティングとして、これにより
回折される戻り光の±１次光を受光領域２ｅ，２ｆに入
射させる。

【００６２】このようにして、フォーカスエラー信号Ｆ
ＥＳを、領域４ｅで回折されたビームのみ用いたビーム
サイズ法で、ＦＥＳ＝（Ｉｂ＋Ｉｄ＋Ｉｈ）−（Ｉｃ＋Ｉｇ＋Ｉｉ）から得、またトラッキングエラー信号ＴＥＳを、領域４
ｅで回折されたビームと領域４ｆで回折されたビームと
の強度差を検出するプッシュプル法で、ＴＥＳ＝（Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｇ＋Ｉｈ＋Ｉｉ）−
（Ｉｅ＋Ｉｆ）から得ることもできる。

【００６３】また、少なくともフォーカスエラー信号を
検出するサーボ信号検出手段は、上述したホログラムレ
ーザユニット１２に限定されるものではない。例えば、
小型化に適した他の例として、光メモリシンポジウ
ム、’８６論文集、第９４頁「Ｆｉｇ．１」に記載され
ているように、半導体レーザ（ＬＤ）、４分割型フォト
ディテクタ（ＰＤ）および２つの領域からなるホログラ
ムを有するものを用いることもできる。この場合、フォ
ーカスエラー信号Ｓ_F.E.は、上記論文集の第９４頁に記
載された式、Ｓ_F.E.＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）より得ることができる。

【００６４】さらに、小型化に適したサーボ信号検出手
段の他の例として、光メモリシンポジウム、’９０論文
集、第３頁「Ｆｉｇ．１（ｇ）」に記載されているよう
に、ホログラム素子（ＨＯＥ）、レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）および光検出器（ＰＤ）を一体化したものを用いる
こともできる。この場合、フォーカスエラー信号はフー
コー法により得ることができる。

【００６５】さらにまた、小型化に適したサーボ信号検
出手段の他の例として、光メモリシンポジウム、’９２
論文集、第１１３頁「Ｆｉｇ．２」および「Ｆｉｇ．
３」に記載されているように、ホログラム光学素子（Ｈ
ＯＥ）、レーザダイオード（ＬＤ）およびフォトダイオ
ード（ＰＤ）を集積化した光学モジュールを用いること
もできる。この場合、フォーカスエラー信号は、２分割
受光器Ｄ３，Ｄ４の出力からダブルナイフエッジ法によ
り得ることができる。

【００６６】また、特開昭６３−１６００１８号公報に
開示されている光学ヘッドを用いることもよい。この場
合、同公報の「第５図」に示されるようなフォーカスエ
ラー信号の検出が可能である。

【００６７】さらに、上述した第１〜第３実施例におい
ては、往路において、偏光膜で反射されるビームの光軸
が、光磁気記録媒体の記録面に対して垂直であったが、
対物レンズ８の光磁気記録媒体９とは反対側にミラーを
配置して、光軸を９０°曲げることにより、ミラーを挟
んで対物レンズと反対側にある光軸を、光磁気記録媒体
の記録面に対して平行として、光ヘッドを薄型化するこ
ともできる。また、かかる構成において、さらに、偏光
膜とミラーとの間にコリメータレンズを配置し、このコ
リメータレンズで半導体レーザから出射される発散光を
平行光に変換してミラーに入射させることもできる。こ
の場合には、ミラーとコリメータレンズとの間の距離を
自由にかえることができるので、対物レンズおよびミラ
ーのみを光磁気記録媒体の記録トラックを横切る方向に
移動させることができ、これにより任意のトラックにア
クセスすることができる。このように構成すれば、光ヘ
ッド全体を光磁気記録媒体の記録トラックの任意のトラ
ックにアクセスする場合に比べて、高速アクセスできる
利点がある。

【００６８】また、第１〜第３実施例において、偏光膜
と対物レンズとの間にコリメータレンズを配置すること
もできる。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光磁
気記録媒体で反射される戻り光を、収束状態で偏光膜に
入射させるようにしたので、図１４に示した構成では必
要であった集光レンズが不要となり、全体を低コストで
小型にできる。また、光磁気記録媒体からの戻り光を偏
光膜で再び反射させ、この反射光を用いてサーボ信号検
出手段により少なくともフォーカスエラー信号を検出す
るようにしたので、図１４に示した構成では必要であっ
た、光検出器の厳しい調整が不要となり、この点でも低
コスト化を図ることができる。

【００７０】さらに、一軸性複屈折結晶により非点収差
を含んで分離される常光と異常光の焦線位置の近傍に光
検出器を配置するようにしたので、これらを確実に分離
して受光することができ、したがって情報の再生信号を
高精度で検出することができる。

【００７１】また、一軸性複屈折結晶に貼り合わせるガ
ラスの屈折率を適切に選ぶことで、収差の発生を小さく
することができ、これにより偏光方向が互いに直交する
２つの光束に確実に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す図である。

【図２】図１に示すホログラムレーザユニットのシリコ
ン半導体基板の詳細を示す図である。

【図３】同じく、シリコン半導体基板の部分詳細を示す
図である。

【図４】図１に示すホログラムレーザユニットのホログ
ラム素子の詳細を示す図である。

【図５】同じく、ホログラム素子の部分詳細図である。

【図６】図１に示す光検出器の構成を示す図である。

【図７】この発明の第２実施例を示す図である。

【図８】図７に示す光検出器の構成を示す図である。

【図９】この発明の第３実施例を示す図である。

【図１０】図９に示す光検出器の構成を示す図である。

【図１１】この発明の変形例を示す図である。

【図１２】従来の技術を説明するための図である。

【図１３】同じく、従来の技術を説明するための図であ
る。

【図１４】同じく、従来の技術を説明するための図であ
る。

【図１５】図１２の構成において、複屈折板で分離され
る光をそれぞれ受光する光検出器上におけるスポットダ
イアグラムの計算例を示す図である。

【図１６】図１３の構成において、くさび形プリズムで
分離される光のスポットダイアグラムの計算例を示す図
である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２シリコン半導体基板２ａ〜２ｊ受光領域２ｋ凹部２ｌ斜面３スペーサ４ホログラム素子４ｃグレーティング４ｄホログラムパターン５ガラスプリズム７偏光膜６水晶プリズム６ａ光学軸８対物レンズ１０，１１光検出器１０ａ，１０ｂ受光領域１２ホログラムレーザユニット１３，１４スポット１５ニオブ酸リチウム平板１５ａ光学軸１６偏光膜１７光検出器１７ａ，１７ｂ受光領域１８樹脂モールド１９，２０スポット２１ニオブ酸リチウムプリズム２１ａ光学軸２２偏光膜２３ガラス平板２４光検出器２４ａ．２４ｂ受光領域２５，２６スポット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザからの出射光を、一軸性複
屈折結晶の一面に設けた偏光膜で反射させた後、対物レ
ンズを経て光磁気記録媒体に照射し、この光磁気記録媒
体で反射され、前記対物レンズを経て前記偏光膜に入射
する戻り光のうち、該偏光膜を透過する戻り光を前記一
軸性複屈折結晶により常光と異常光とに分離して光検出
器で受光するようにした光ヘッドにおいて、前記偏光膜を前記光磁気記録媒体からの戻り光の収束光
路中に配置すると共に、前記戻り光のうち前記偏光膜で
反射される戻り光に基づいて、少なくとも前記対物レン
ズの前記光磁気記録媒体に対するフォーカスエラー信号
を検出するサーボ信号検出手段を設けたことを特徴とす
る光ヘッド。
【請求項２】前記一軸性複屈折結晶による前記常光お
よび異常光の屈折率をともに１．８未満とし、かつ前記
一軸性複屈折結晶の一面に、前記偏光膜を挟んで、前記
常光および異常光の屈折率の中間の屈折率を有するガラ
スを貼り合わせて設けたことを特徴とする請求項１記載
の光ヘッド。
【請求項３】前記一軸性複屈折結晶による前記常光お
よび異常光の屈折率をともに１．８以上とし、かつ前記
一軸性複屈折結晶の一面に、前記偏光膜を挟んで、屈折
率が１．６以上のガラスを貼り合わせて設けたことを特
徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】前記一軸性複屈折結晶を、前記常光およ
び異常光に非点収差を与えるよう構成し、かつこれら常
光および異常光の焦線位置近傍に、前記光検出器を配置
したことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。