JPS62192719A - 光磁気ピツクアツプ用レンズ - 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、複屈折を有する基板の複屈折の形響をやｆ減
する股をレンズに設けた光磁気ピックアップ用レンズに
関づる。

［従来の技術］ 近年、情報に関連する産業の進展が目ざましく、取扱わ
れる情報記が飛躍的に拡大する状況にある。

このため、従来の磁気ヘッドに代わってシー１１光を用
いて円盤状の記録媒体（以下、ディスクと略記する。）
に情報を光学的にｉ０ｉ密度に記録したり、＾速度で再
生したりすることができる光学的情報記録再生装置が注
目されている。

前記光学的情報記録再生′ＪＡ置においては、光磁気現
象＜！ｌ磁気的カー効果を利用した光磁気方式のものが
、記録情報を凹き換えて記録あるいは再生づることがで
きるため、今後広く用いられると考えられる。

このような光磁気方式の情？ｌｊ記録再生装置では、例
えば第　図に示されるように、基板２と、この基板２に
形成されたＴｂＦｅ系合金等の光磁気材料よりなる記録
層３とからなるディスク１に、半導体レーＩｆ等から出
ａｌされた偏光したレーナビームを対物レンズで集光し
て照射する。

前記記録基板２を通って記録層３で反射した光は、記録
層３の光の照射部分における磁化の方向に応じて偏光方
向が回転する（磁気的カー効果）ので、この反射光を検
光子に通し、光検出器で受光して、偏光方向が回転した
ことを検知して、再生信号を（９る。

ところで、従来、前記基板２としては、ポリメチルアク
リレート（以Ｔ”、ＰＭＭＡと略記する。）等のアクリ
ル樹脂が使われることが多かった。これはアクリル樹脂
が光学的特性に優れるとともに、再生信号のＣ／Ｎ比を
高める上で最適と考えられていたからである。しかしな
がら、アクリル樹脂は吸湿性が大きく媒体自体が反って
しまうという欠点を有していた。

一方、近年このような記録媒体用の基板としてポリカー
ボネート（以下、ＰＣと略記する。）樹脂が注目されて
いる。ＰＣ樹脂は、反りに対して強く、この点に関して
はアクリル樹脂に比べて優れた性質を持っている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、射出成形したＰＣ板を前記基板２に用いた場
合、この基板２は、複屈折を示し、一般に基板面に対し
て垂直な方向に光学軸を持つ。そして、常光線に対して
はｎｏ＝１．５８００、異常光線に対してはｎｅ＝１．
５８０６の屈折率となる。

従って、この基板２に、光学軸（基板面に対して垂直な
方向）に対して傾いて入Ｑ（した直線偏光は、その偏光
方向と入射面のなづ角度が特定の角度以外では複屈折の
ため位相差を生じ、その結果楕円化（直線偏光が楕円偏
光になる。）が生じる。

この楕円化の生じる理由を第９図及び第６図を参照して
以下に説明する。

第５図は、対物レンズが基板２の一部にレーザビーム４
を絞り込ｌυでスポット状に照射する様子を示す説明図
である。同図においてディスク１は一部のみが示されて
いる。

レーザビーム４は、偏光方向が符８５で示されるように
基板の半径方向６に直交する直線偏光であり、偏光方向
に対して直交して入射するビーム部分（Ｓ偏光）１１と
、偏光方向に対して平行に入射するビーム部分（Ｐ偏光
）１２と、例えばこのビーム部分１１．１２に対してそ
れぞれ４５度傾いて入射するビーム部分１３．１４を含
んでいる。このビーム部分１３．１４はＳ偏光とＰ偏光
との両成分を含む偏光となる。

一方、この基板２に、符＠７で示される光学軸（基板面
に対して垂直な方向）７に対して、角度αだ１ノ傾いて
入射りるＳ偏光及びＰ偏光に対する屈折率は、以下の様
にして求められる。

第６図は、基板２に入射する先の入射角と屈折率の関係
を召す説明図である。

射出成形された２０基板２は一軸結晶性を示し、主屈折
率ｎｌ　、ｎ２．ｎ３のうち二つが等しい。

ｎ１＝ｎ２とし、Ｚ軸方向がｎ３となるように座標軸を
選んでＩＬｉ′ＩＩＩ′ｒ率楕円体を表示すると、光学
軸７はＺ軸に一致する。

ここで光学軸（盤面に対して垂直な方向）７に角度αだ
け傾いて入射するＳ偏光に対する屈折率ｎ′及びＰ偏光
に対づる屈折率ｎ”は、この入射光１５の垂直切断面（
楕円１６）の短軸１７及び長軸１８で表わされる。すな
わら、 ｎ’＝ｎ、　　　　　　　　　　　　　・・・■となる
。ここで、角度βは、入射後の屈折角度を表ねり。

従って、この基板２に入射したＳ偏光のビーム部分１１
及びＰ偏光のビーム部分１２は直線偏光を保持するが、
例えば、前記ビーム部分１１．１２に対して４５度傾い
て入射するビーム部分１３゜１４は、Ｓ偏光とＰ偏光と
の両成分を含む偏光であるため、Ｓ偏光成分とＰ偏光成
分とで位相差が生じ、直線偏光から楕円偏光になる。こ
の位相差δｓ−ｐは、基板２の厚さをｄ、レーザビーム
の波長をλとすると、 ただし、ここでλはレーザ光の波長であり、ｓｉｎβ＝
　（１／ｎ’　）ｓ　ｉ　ｎαとなる。従って、基板の
厚ざｄ及び入射角αが大きくなるほど位相差δｓ−ｐが
人さくなる。

第７図は、偏光方向が符ｎ２０で表わされる直線幅光で
ス・１物レンズに入射し、ディスク１で反射した後、再
び対物レンズを透過したビームの断面図である。基板２
に入射したビームは、ビームの周縁側程、つまり開口数
が大きくなる程、最大の入射角αが大きくなり、位相外
δ３−ｐも大きくなる。また、方位角（入射面と偏光方
向のなす角）が４５度のところで楕円化゛は最大になる
。すなわら、第７図において矢印の方向に行く程楕円偏
光の度合が大きくなる。なお、この図において、領域２
１及び２３は同方向に回転する楕円偏光となるが、領域
２２及び２４は領域２１及び２３と逆方向に回転する楕
円偏光となる。

上述したように、基板２の複屈折により、再生ビームの
断面は入射角αにより異、なった大きさの位相差をもつ
ことになる。再生ビームが楕円偏光になると、検光子に
より十分に消光できなくなり、再生信号のＣ／Ｎが劣化
する。前記位相差は、位相差を解消するために一般に使
用される例えば波長板（直交する二方向振動成分の相対
位相差を変換する素子）による位相差の補正は適当でな
い。

なぜならば、波長板はビーム断面におけるずべての位置
の光に対して同じ位相差を与えるものであるが、前記基
板２を透過したビームは入射角αによって？？、なった
大ぎざの位相差をイ１しているからである。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、基板の
複屈折による直線偏光の楕円化を防止でき、Ｃ／Ｎを増
大ザることのできる光磁気ピックアップ用レンズを提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明では、
複屈折を示す基板を用いた記録媒体に集光照射し、その
戻り光を光ディテクタで受光する光学系のレンズに、基
板で生じる位相差を補償するための位相差補償用膜を設
けて、再生信号のＣ／Ｎを向上している。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図及び第２図は第１実施例に係り、第１図は位相差
補償用膜が形成された対物レンズ系を示し、第２図は第
１実施例を備えた光磁気ピックアップｖｔ置の光学系部
分を示す。

第２図に示すように第１実施例を備えた光磁気相ピック
アップ装ｒｉ１３１は、スピンドルモータ３２によって
回転駆動される円盤状の光磁気記録媒体（以下光磁気デ
ィスクと配り。）３３に対向して配置され、この光磁気
ピックアップ装置３１はリニアモータ等で光磁気ディス
ク３３の半径方向（つまり、記録トラックを横断する方
向）に移動でさるようにしてあり、目標トラックにラン
ダムにアクセスすることができる。

上記（光磁気）ピックアップ装量３１のハウジング内に
は光源としてレーザダイオード３５がハウジング壁面等
に取付けられ、このレーザダイオード３５の例えばＳ偏
光に偏光した光束【よ１、コリメータレンズ３６によっ
て平行光束にされた後、ビームスプリッタ（又はハーフ
ミラ−）３７に入射される。このビームスプリッタ３７
を透過した光束は、対物レンズ３８で集光されて、光磁
気ディスク３３に黒用される。この光磁気ディスク３３
は透明な°ディスク基板４１と、このディスク基板４１
に蒸着等で形成された磁気的な記録層４２とからなり、
対物レンズ３８で集光された光束は、ディスク基板４１
を透過して、記録層４２にスポット状にフォーカスされ
て照射される。しかして、この記録層４２で反射された
光は、光照銅されたスポット位置の磁化の方向に応じて
偏光面の方向が微小角度回転することになる。しかして
、この記録層４２で反射された戻り光は、対物レンズ３
８を通り、ビームスプリッタ３７で一部が反射された後
、一方の磁化によって回転された偏光波のみを通すよう
にその方位が設定された検光子４３を通り、光ディテク
タ４４で受光される。

ところで、この第１実施例に用いられる対物レンズ３８
は、第１図に示すように３枚のレンズ、つまり第２レン
ズＬ＋、第２レンズＬ２．第３レンズ１−３で、第１．
第２レンズＬ＋　、Ｌ２どは貼着された２群３枚構成で
あり、開口数Ｎ、Δ、は０．５のものが用いである。

しかして、上記光磁気ディスク３３に、東光照射した場
合、ディスク基板４１を透過する往路及び復路で複屈折
のため、Ｓ偏光とＰ偏光とで以下のように位相差が生じ
、これら両幅光成分を含むビームでは楕円化が生じてし
まうため、上記対物レンズ３８には、位相差を解消する
膜を設【ｊるようにしである。

即ら、ディスク基板４１として、１．２＃のＰＣを用い
ると、その屈折率【ま１）０述のように常光線に対して
はｎｏ＝１．５８００、異常光線に対してはｎｅ＝１．
５８０６となる。従って、ディスク基板４１への入射角
αがディスク基板４１の板面に垂直、つまり光軸上の光
は垂直入射で、Ｓ偏光とＰ偏光とでは位相差が生じない
が、軸外、特に光束の周縁側からディスク基板４１に入
射される場合、つまり入射角αが３０”の場合には、入
射後の屈折角βは１８．４５°となり、第１式、第２式
によってＳ偏光、Ｐ偏光に対する屈折率は、それぞれｎ
’　＝１．５８００．ｎ”　＝１．５８００６となり、
この場合の位相差δｓ−ｐはλ＝８３Ｑｎｍとすると第
３式によってδ５−ｐ＝−３３゜になる。

このため、光軸上を通る光束は位相差が生じないので、
位相差補償手段側らこの先軸上の光束に対しては位相差
を生じない特性を示し、軸外を通る光束に対しては、そ
の光軸からずれるもの程、つまりディスク基板４１面に
斜めで入射する光束では位相差δｓ−ｐが大ぎくなるの
で、このような光束に対してはこの位相差δｓ−ｐを打
消ηべく逆極性で大ぎな位相差δ’　ｓ−ｐを生じる特
性を示す位相差補償手段が望ましい。

第１実施例では、このような特性を示づ位Ｉｆｆ差補１
０手段が下のように形成されている。

第１図に示す対物レンズ３８において、例えば第３レン
ズＬ３に注目する。対物レンズ３８の第４面、８４　　
（つまり第３レンズＬ３の入射側の面）に入射する光束
における入射角は、軸上ではＯｏ、軸外では最大２９．
７°まで変化する。又、対物レンズ３８の第５而Ｓｓ　
　（つまり、第３レンズＬ３の出射側の面）では、出射
光束の角度は、軸上ではＯｏ、最大では１０．３°とな
る。

第１実施例では上記第４．第５面８４．８５の両面に表
に示ずような１３層からなる多層膜による位相差補償膜
５１を施している。尚、ここでＴｉ　Ｑ２　は２．２７
．ＭＱＦ２は１．３７′の屈折率を示す゛。

これらの８膜は、膜形成物質、つまり誘電体材料を選択
してその屈折率及び膜厚を適当な値に設定することによ
って、Ｓ偏光、Ｐ偏光に対し、光学的に異る反射率、透
過率、位相差を示すようにできる。薄膜の光学的特性に
ついては、例えば、Ｗａｘ　Ｂｏｒｎ　ａｎｄ　Ｅｍｉ
ｌ　Ｗｏｌｆ　：　Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　０ｐｔ
ｉｃｓ（草用、横田訳：光学の原理１．ｐｐ９１〜９９
）等に詳しく記載されている。

上記（位相差）補償膜５１を設けることによって、第４
面Ｓ４　に２９．７°で入射される光で、Ｓ偏光及びＰ
偏光に対する位相差δ’　ｓ−ｐは、δ’５−ｐ＝２３
°となる。又、第５面Ｓ５の補償膜５１においては、上
記１０．３°で出射される光で、Ｓ偏光及びＰ偏光に対
Ｊる位相差δ’　ｓ−ｐは、δ’　５−１）　＝１０．
６°となる。つまり、これら両補償股５１．５１による
合計の位相差はほぼ３３°となり、ＰＣを用いたディス
ク基板４１の複屈折による位相ｘ　６５−ｐ（＝−３３
°）を打消すことができる。

又、上記補償膜５１は、Ｏ〜３０°の入ＯＪ角の光に対
して、反射率ＲはＲぐ１％となり、反射防止膜の動きも
十分果たしている。　尚、上記対物レンズ３８における
第１．第３面Ｓ＋　、Ｓ３には、反射防止膜５２がそれ
ぞれ設けである。

このように構成された第１実施例は以下の作用をなり。

複屈折を示すＰＣを用いたディスク基板４１を集光され
て透過する際、位相差δｓ−ｐを生じ、この位相差δｓ
−ｐは入射角αの関数、つまりδ５−ｐ＝ｆ（α）とな
り、入射角αと共に、単調に増加づる特性を示す。この
ため、通常考えられる位相補償板による位相差補ｆｉ１
手段では、特定の入射角の光に対して有効であり、他の
入射角に対しては有効に機能しないのに対し、この位相
補償膜５１は上記ディスク基板４１が示す位相差特性の
符号を逆にしたような特性を示ゴため、ディスク基板４
１によって生じる位相差δｓ−ｐを有効に消去できる。

従って、検光子４３は信号成分を透過し、且つこの信号
成分以外の光束に対しては十分に透過防止機能を表すこ
とになり再生信号のＣ／Ｎを向上できる。

第３図は本発明の第１実施例の変形例を示す。

この変形例では、第３．第４．第５面Ｓ３．Ｓ４、Ｓ５
の各面に位相差補償膜６１が設けである。

第１面Ｓ１には反（ト）防止用膜５２が設けである。

上記位相差補償膜６１は、上記表とは数値的には異るも
のであるが、各位相差補償膜６１は反射防止と共にこれ
ら位相差補償膜６１，６１．６１による合計の位相差は
ディスク基板４１の位相差を打消す特性を示すように設
定しである。

このように位相差補償膜６１，６１．６１を設ける面の
数を多くすると、６股の位相差補償機能を小さく設定で
きるので、設計の自由度を大きくできる。例えば、８補
ｔｆ１１１Ａ６１を形成する多層膜Ｔｉｏ２　、ｔＶ４
ＱＦ２等の膜厚をＮ牛に十分近い値に設定でき、反射防
止の機能を人さ・くできる。

第４図は本発明の第２実施例を示づ。

この第２実施例では、第２図におけるコリメータレンズ
３６の例えば入射側の面に対しで、位相差補償膜７１を
設けている。このコリメータレンズ３６の出射側の面に
は反則防止膜５２を設けている。この面にも位相差補償
機能を設【ノでも良い。

尚、対物レンズ３８側にも第３図に示ず場合と同様に位
相補償膜７１（膜厚等は第３図の場合と一般に異るため
ことなる符号が付けである。）が設けである。

この場合には、さらに８膜７１の位相補償し１能の分担
割合を小ざくできるので、設計が容易になると共に、反
射率をより小さくすることも可能である。

なお、本実施例は単なる数例にすぎず、誘電体の材料、
膜厚、層数等を変えることにより様々な構成が考えられ
、例えばディスク基板４１による位相差が小さい場合に
は、単層又は複Ｖ、層の誘電体膜により位相差を補償す
ることも可能である。

尚、複数の面に位相差補償膜を設ける場合、入射角等に
応じて複数層の構成等を変えるようにしてｂ良い。

また、本発明はＰＣを用いたディスク基板の場合に限ら
ず複屈折を有する基板を用いた光磁気記録媒体に広く適
用できるものである。

尚、本発明は光源の光束を光磁気記録媒体に照射する往
路のレンズ又は光ディテクタで戻り光を受光する復路の
レンズに永ヂして広く適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明にＪ：れば、位相補償手段を設
けているので、基板の複屈折による心線偏光の楕円化を
防止でき、Ｃ／Ｎを増大することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は第１実施例の対物レンズを示す説明図、第２図は第１
実施例を備えた光磁気ピックアップ装置を示す構成図、
第３図は第２実施例の変形例を示す説明図、第４図は本
発明の第２実施例のコリメータレンズを示寸説明図、第
５図は直線偏光のビームが集光されて記録媒体に入射す
る様子を示寸斜視図、第６図は基板に入射する光の入射
角と屈折率の関係を示す説明図、第７図はディスクで反
則した後対物レンズを透過したビームの断面にＪ３りる
位置ど楕円偏光の度合の関係を示す説明図である。 ３１・・・光磁気ピックアップ装置 ３３・・・光磁気ディスク ３６・・・コリメータレンズ ３８・・・ス・］物レしズ　　４１・・・ディスク基板
／１２・・・記録層　　　　５１・・・位相差補償膜５
２・・・反射防止膜 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複屈折を有する基板に磁気的な記録層が形成された光磁
   気記録媒体に、光ビームを集光して、記録情報の再生を
   行うことのできる対物レンズ系を備えた光磁気ピックア
   ップ装置において、前記記録層に集光照射する往路又は
   記録層からの戻り光を光ディテクタで受光する復路の光
   学レンズに、前記基板の複屈折により生じる位相差を補
   償する膜を形成したことを特徴とする光磁気ピックアッ
   プ用レンズ。