(57)【要約】【課題】小型化が容易であるとともに、信号分離能力が高い光情報記憶装置を提供する。【解決手段】光源から発せられた、偏光方向につぶれた楕円形の断面形状を有する光束が、所定の伝播平面に含まれる第１方向から、伝播平面に偏光方向を直交させた状態で入射され、その光束の光を、伝播平面に含まれる第２方向へと反射する、Ｓ偏光成分の反射率の方がＰ偏光成分の反射率よりも高い反射分離面と、その反射分離面によって第２方向へと反射された光を、伝播平面に含まれる所定の第３方向へと屈折させる屈折面とを有する整形分離プリズムを備えている。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の偏光方向に偏光した、該偏光方向における光束幅が該偏光方向に垂直な方向における光束幅よりも狭い光を発する光源、
前記光源から発せられた光が、所定の伝播平面に含まれる所定の第１方向から、該伝播平面に前記偏光方向を直交させた状態で入射され、その光を、該伝播平面に含まれる所定の第２方向へと反射する、Ｓ偏光成分の反射率の方がＰ偏光成分の反射率よりも高い反射分離面と、その反射分離面によって前記第２方向へと反射された光を、前記伝播平面に含まれる所定の第３方向へと屈折させる屈折面とを有する整形分離プリズム、
前記整形分離プリズムによって前記第３方向へと屈折させられた光を、情報を記憶した情報記録媒体上に導くとともに、その情報記録媒体が記憶した情報に応じた信号成分を含んだ反射光を、前記第３方向から前記整形分離プリズムに戻すことにより、該整形分離プリズムの反射分離面で前記信号成分を透過させて分離させる光誘導部、および
前記整形分離プリズムの反射分離面を透過した信号成分を検出する検出部を備えたことを特徴とする光情報記憶装置。
【請求項２】
前記整形分離プリズムが、前記屈折面として、前記反射分離面に平行な屈折面を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
【請求項３】
前記整形分離プリズムが、さらに、前記第３の方向に垂直な垂直面を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録媒体に対して光によって少なくとも情報再生を行う光情報記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、音声信号や画像信号を記憶する大容量の情報記録媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＰＤ、ＭＯ、ＭＤ等といった光情報記録媒体が広く使われており、これらの光情報記録媒体は、交換可能、大容量、小型軽量といった特徴を有しているので重要視されている。特に、光磁気記録媒体や相変化記録媒体は、情報の書き換えが可能な高密度記録媒体として注目されており、さらなる高記録密度化のための研究開発がさかんである。また、そのような光情報記録媒体に対する情報アクセスを行う光情報記憶装置の研究開発もさかんに行われている。
【０００３】
光情報記憶装置では、情報の記録再生が光によって行われており、その光の光源としては、一般に、半導体レーザが採用されている。この半導体レーザは断面が楕円形の光束を有するレーザ光を発する。また、レーザ光の光量損失を嫌うタイプの光情報記憶装置では、その楕円形の光束を円形光束に整形する整形プリズムが用いられている。
【０００４】
この整形プリズムとしては、様々な課題に対応した様々なタイプの整形プリズムが提案されており、入射ビームと出射ビームとの成す角が９０°になるように工夫された整形プリズム（例えば、特許文献１参照。）や、記録媒体上に設けられたトラックからのズレを表すトラッキングエラー信号の検出のために整形プリズムの配置を工夫した技術（例えば、特許文献２参照。）などが知られている。
【０００５】
これらの整形プリズムでは、光源から発せられた光の光束幅が狭い方向について光束を広げることにより光束形状を整形している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−６６３４１号公報
【特許文献２】
特開平９−１３４５４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、光情報記憶装置の小型化が進むにつれて、光源の光束形状を整形する整形プリズムと、光情報記録媒体による反射光から信号成分を分離するビームスプリッタとを一体化した整形分離プリズムが求められてきている。また、光束幅が広い方向について光束を狭めることによって光束形状を整形し、これにより、整形後の光束サイズを小径化して光情報記憶装置のさらなる小型化を図ることも求められている。
【０００８】
しかし、ビームスプリッタによる信号分離能力は、光源光や反射光の偏光方向に依存しており、さらに、一般の半導体レーザでは、光源光や反射光の偏光方向は、光束幅が狭い方向に一致している。このような拘束条件のもとで、整形分離プリズムが整形プリズムおよびビームスプリッタそれぞれの望ましい能力を発揮するような形状や光学配置は未だに提案されておらず、光情報記憶装置のさらなる小型化は実現されていない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、小型化が容易であるとともに、信号分離能力が高い光情報記憶装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の光情報記憶装置は、所定の偏光方向に偏光した、偏光方向における光束幅が偏光方向に垂直な方向における光束幅よりも狭い光を発する光源、
光源から発せられた光が、所定の伝播平面に含まれる所定の第１方向から、伝播平面に偏光方向を直交させた状態で入射され、その光を、伝播平面に含まれる所定の第２方向へと反射する、Ｓ偏光成分の反射率の方がＰ偏光成分の反射率よりも高い反射分離面と、その反射分離面によって第２方向へと反射された光を、伝播平面に含まれる所定の第３方向へと屈折させる屈折面とを有する整形分離プリズム、
整形分離プリズムによって第３方向へと屈折させられた光を、情報を記憶した情報記録媒体上に導くとともに、その情報記録媒体が記憶した情報に応じた信号成分を含んだ反射光を、第３方向から整形分離プリズムに戻すことにより、整形分離プリズムの反射分離面で信号成分を透過させて分離させる光誘導部、および整形分離プリズムの反射分離面を透過した信号成分を検出する検出部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の光情報記憶装置によれば、光源から発せられた光源光の光束を、光束幅を狭めて整形する整形分離プリズムが採用されているので小型化が容易である。また、光源光の偏光方向が反射分離面におけるＳ偏光方向に一致しているので、反射光から信号光を効率よく分離することができる。
【００１２】
本発明の光情報記憶装置は、上記整形分離プリズムが、屈折面として、反射分離面に平行な屈折面を有するものであることが好適である。
【００１３】
このような面配置により、反射分離面で透過されて分離された信号光の光束形状が整形されるので、検出部における信号検出に便利である。
【００１４】
また、本発明の光情報記憶装置は、上記整形分離プリズムが、さらに、第３の方向に垂直な垂直面を有するものであることも好適である。
【００１５】
このような垂直面を組立の基準面として用いることにより、整形分離プリズムを設計位置に容易に配置することができるので、光情報記憶装置の組立が容易である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明するにあたり、先ず、比較例を用いて問題点を説明し、その後、その問題点を鑑みた本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、第１の比較例を示す平面図であり、図２は、第１の比較例を示す斜視図である。
【００１８】
この第１の比較例では、屈折面１１と反射分離面１２とを有する整形分離プリズム１０が用いられており、光源として半導体レーザ２０が用いられている。この半導体レーザ２０は、断面が楕円形の拡散光束を発し、その拡散光束はコリメートレンズ３０で平行楕円光束２１に変換される。ここで、光の進行方向に垂直な方向のうち図１の面内方向をｘ方向と称し、図１の面に垂直な方向をｙ方向と称すると、平行楕円光束２１の断面形状は、図２に示すように、ｘ方向が狭くｙ方向が広い楕円形となっている。この平行楕円光束２１が整形分離プリズム１０に入射して屈折面１１で屈折されることにより、光束形状が円形に整形された円形光束２２が得られる。このとき平行楕円光束２１の偏光方向は、図２の矢印Ａが示すようにｘ方向となっており、この方向は、反射分離面１２におけるＰ偏光方向に一致している。また、反射分離面１２の反射特性は、Ｐ偏光成分の反射率を低く、Ｓ偏光成分の反射率を高く設計してある。このため、整形分離プリズム１０に入射した平行楕円光束２１の光の多くが反射分離面１２を透過し、円形光束２２となって整形分離プリズム１０から出射される。
【００１９】
整形分離プリズム１０から出射された円形光束２２の光は、所定の情報記録媒体上に導かれて反射されることにより、情報記録媒体が記憶した情報に応じた偏光成分を信号光として含んだ反射光となる。その反射光は、円形光束２２の光が情報記録媒体上に導かれた経路を遡って整形分離プリズム１０に戻ってくる。そして、整形分離プリズム１０の反射分離面１２によって、信号光の偏光成分が反射されて分離され、フォトダイオードなどを備えた受光系４０へと導かれる。
【００２０】
このように、第１の比較例では、平行楕円光束２１や円形光束２２の偏光方向が反射分離面１２のＰ偏光方向に一致しているため、情報記録媒体による反射光から信号光を効率よく分離することができる。
【００２１】
しかし、この第１の比較例では、平行楕円光束２１を屈折面１１で屈折させて整形するに当たり、ｘ方向の光束幅を広げて整形する。このため、平行楕円光束２１が整形された円形光束２２は、平行楕円光束２１よりも太い光束となっており、装置の小型化を妨げるものとなっている。
【００２２】
図３は、第２の比較例を示す平面図であり、図４は、第２の比較例を示す斜視図である。
【００２３】
この第２の比較例でも、第１の比較例で用いられた整形分離プリズム１０、半導体レーザ２０、およびコリメートレンズ３０が用いられているが、この第２の比較例では、第１の比較例における光の経路とは逆の経路が採用されており、第１の比較例における光の出射側に半導体レーザ２０およびコリメートレンズ３０が配置されている。更に、半導体レーザ２０は、第１の比較例における向きと比較して、光軸を中心に９０°回転された向きに配置されている。ここでも、光の進行方向に垂直な方向のうち図３の面内方向をｘ方向と称し、図３の面に垂直な方向をｙ方向と称すると、図４に示すように、半導体レーザ２０から発せられてコリメートレンズ３０で平行化された平行楕円光束２１の断面形状は、ｘ方向に広く、ｙ方向に狭い楕円形状となっている。
【００２４】
第２の比較例ではこのような配置が用いられているので、整形分離プリズム１０の屈折面１１によって平行楕円光束２１が屈折されると、平行楕円光束２１のｘ方向の光束幅が狭められて円形光束２３が得られる。このため、円形光束２３は、平行楕円光束２１よりも細い光束となっており、装置の小型化に貢献するものとなっている。
【００２５】
しかし、この第２の比較例では、図４の矢印Ｂが示すように、平行楕円光束２１の偏光方向はｙ方向となっており、整形分離プリズム１０の反射分離面１２におけるＳ偏光方向に一致している。反射分離面１２における反射特性を、Ｐ偏光成分の反射率を高く、Ｓ偏光成分の反射率を低く設計し製造することは困難であり、この第２の比較例では、信号光を分離して受光系４０に導くことが困難であるという問題が生じる。
【００２６】
図５は、第３の比較例を示す平面図であり、図６は、第３の比較例を示す斜視図である。
【００２７】
この第３の比較例では、第２の比較例における整形分離プリズム１０、半導体レーザ２０、およびコリメートレンズ３０の配置に更に１／２波長板５０が追加されており、この１／２波長板５０によって平行楕円光束２１の偏光方向は、光束形状とは独立に９０°回転され、図６の矢印Ｃが示すようにｘ方向の偏光となっている。この結果、第３の比較例では、光束の整形方向も整形分離プリズム１０による信号分離能力も望ましいものとなっている。
【００２８】
しかし、第３の比較例では、１／２波長板を挿入する必要があるため、余計な空間を要して装置の小型化が妨げられるし、光学系の組立工程数なども増えてコスト増を招くといった問題を生じる。
【００２９】
このような問題点を鑑みた本発明の実施形態について以下、説明する。
【００３０】
図７は、本発明の光情報記憶装置の一実施形態を示す図である。
【００３１】
この光情報記憶装置１０００には、光情報記録媒体の一例である光磁気ディスク５００を保持して回転させるモータ１００と、モータの回転を制御する回転制御回路１１０が備えられている。
【００３２】
また、この光情報記憶装置１０００には、光磁気（ＭＯ）ディスク５００にレーザ光を集光照射する光学ヘッド２００と、そのレーザ光の出力を制御するレーザ出力制御回路３１０と、光学ヘッド２００によってＭＯディスク５００に照射される照射光のフォーカスとトラッキングを制御するフォーカス・トラッキング制御回路３２０が備えられている。後述するように、光学ヘッド２００には、光源や整形分離プリズムなどが備えられている。
【００３３】
さらに、この光情報記憶装置１０００には、磁気ヘッド４００と、磁界制御回路４１０が備えられており、情報書込み時には、光学ヘッド２００により光磁気ディスク５００上に照射光が集光された位置に磁気ヘッド４００によって外部磁界が付加され、磁界制御回路４１０によって、磁気ヘッドにより付加される外部磁界の強度や向き等が、光磁気ディスクに書き込まれる書込情報を表す入力信号に応じて制御される。そして、光学ヘッド２００による照射光の熱と、磁気ヘッド４００による外部磁界によって書込情報が書き込まれる。
【００３４】
さらにまた、この光情報記憶装置１０００にはＭＯ信号検出回路３３０が備えられており、情報再生時には、ＭＯディスク５００に記憶されている記憶情報を表すＭＯ信号がＭＯ信号検出回路３３０によって検出されて出力される。ＭＯ信号検出回路３３０は、本発明にいう検出部の一例に相当する。
【００３５】
この光情報記憶装置１０００における本発明の実施形態としての特徴は、光学ヘッド２００に組み込まれた光学系の構造にあるので、以下、光学ヘッド２００の光学系について説明する。
【００３６】
図８は、図７に示す光情報記憶装置１０００の光学ヘッド２００に組み込まれた整形分離プリズムの周辺を示す平面図であり、図９は、その整形分離プリズムの周辺を示す斜視図である。
【００３７】
上述した光学ヘッドには、整形分離プリズム２１０と半導体レーザ２２０とコリメートレンズ２３０と集光レンズ２４０が備えられており、整形分離プリズム２１０は、本発明にいう整形分離プリズムの一例に相当し、半導体レーザ２２０は、本発明にいう光源の一例に相当し、集光レンズ２４０は、本発明にいう光誘導部の一例に相当する。
【００３８】
半導体レーザ２２０は、断面が楕円形の拡散光束を発し、その拡散光束はコリメートレンズ２３０で平行楕円光束２２１に変換される。ここで、光の進行方向に垂直な幅方向のうち図８の面内方向をｘ方向と称し、図８の面に垂直な方向をｙ方向と称すると、平行楕円光束２２１の断面形状は、図９に示すように、ｘ方向が広くｙ方向が狭い楕円形となっている。
【００３９】
整形分離プリズム２１０は、屈折面２１１と反射分離面２１２とを有しており、この整形分離プリズム２１０に入射した平行楕円光束２２１は反射分離面２１２で反射されて屈折面２１１へと向かい、屈折面２１１で屈折されて光束形状が円形に整形されて円形光束２２２となる。このとき光の伝播経路は、図８の面に平行な経路となっており、この伝播経路を含んだ平面は、本発明にいう伝播平面となっている。
【００４０】
ここで、平行楕円光束２２１の偏光方向は、図９の矢印Ｄが示すようにｙ方向となっており、この方向は、反射分離面２１２におけるＳ偏光方向に一致している。また、反射分離面２１２の反射特性は、Ｐ偏光成分の反射率を低く、Ｓ偏光成分の反射率を高く設計してある。このため、整形分離プリズム２１０に入射した平行楕円光束２２１の光の多くが反射分離面２１２で反射されて屈折面２１１へと向かい、円形光束２２２となって整形分離プリズム２１０から出射される。
【００４１】
整形分離プリズム２１０によって円形光束２２２に整形された光は集光レンズによってＭＯディスク５００上に導かれて集光され、ＭＯディスク５００によって反射されて、ＭＯディスク５００に記憶されている情報に応じた偏光成分を信号光として含んだ反射光となる。この反射光は、集光レンズ２４０によって平行楕円光束に変換されて整形分離プリズム２１０へと戻され、屈折面２１１を経て反射分離面２１２に達する。そして、その反射分離面２１２を信号光の偏光成分が透過して分離され、図７に示すＭＯ信号検出回路３３０に組み込まれた、フォトダイオードなどを備えた受光系３３１へと導かれてＭＯ信号が検出される。
【００４２】
このように、本実施形態では、平行楕円光束２２１や円形光束２２２の偏光方向が反射分離面２１２のＳ偏光方向に一致しているため、情報記録媒体による反射光から信号光を効率よく分離することができる。
【００４３】
また、整形分離プリズム２１０の屈折面２１１で光が屈折されて光束形状が整形される際には、平行楕円光束２２１のｘ方向の光束幅が狭められて整形されるので、円形光束２２２は平行楕円光束２２１よりも細い光束となっており、装置の小型化に貢献するものとなっている。また、整形分離プリズム２１０や半導体レーザ２２０などからなる光学系が、１／２波長板などといったような余分な素子が不要な簡潔な構造の光学系であるという点も、装置の小型化に貢献する利点である。
【００４４】
以下、整形分離プリズム２１０の各種の設計例について説明する。
【００４５】
図１０は、整形分離プリズムの設計例を示す図である。
【００４６】
この図１０に示す設計例では、整形分離プリズム２１０の反射分離面２１２と屈折面２１１は非平行であり、反射分離面２１２に対する光の入射角（即ち反射角）γと、屈折面２１１に対する光の入射角βとは異なる角度になっている。
【００４７】
このような設計は、整形分離プリズム２１０に対する入射光と出射光との角度を９０°に設計したい場合などに適している。
【００４８】
図１１は、整形分離プリズムの別の設計例を示す図である。
【００４９】
この図１１に示す設計例では、整形分離プリズム２１０の反射分離面２１２と屈折面２１１は平行であり、反射分離面２１２に対する光の入射角（即ち反射角）βと、屈折面２１１に対する光の入射角βとは同一角度になっている。
【００５０】
このような設計の場合には、反射分離面２１２を透過した光の光束形状が円形に整形されたものとなるので、検出系における信号検出が容易であるという利点を有する。
【００５１】
図１２は、整形分離プリズムの更に別の設計例を示す図である。
【００５２】
この図１２に示す設計例では、整形分離プリズム２１０に垂直面２１３が設けられており、この垂直面２１３は、整形分離プリズム２１０から出射する光の進行方向に対して垂直に設計されている。
【００５３】
このような垂直面２１３は、整形分離プリズム２１０を光情報記憶装置内の適切な位置に配置する際に基準面として用いることができ、装置の組立などが容易になる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光情報記憶装置によれば、小型化が容易であるとともに、信号分離能力が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の比較例を示す平面図である。
【図２】第１の比較例を示す斜視図である。
【図３】第２の比較例を示す平面図である。
【図４】第２の比較例を示す斜視図である。
【図５】第３の比較例を示す平面図である。
【図６】第３の比較例を示す斜視図である。
【図７】本発明の光情報記憶装置の一実施形態を示す図である。
【図８】図７に示す光情報記憶装置の光学ヘッドに組み込まれた整形分離プリズムの周辺を示す平面図である。
【図９】整形分離プリズムの周辺を示す斜視図である。
【図１０】整形分離プリズムの設計例を示す図である。
【図１１】整形分離プリズムの別の設計例を示す図である。
【図１２】整形分離プリズムの更に別の設計例を示す図である。
【符号の説明】
１００    モータ
１１０    回転制御回路
２００    光学ヘッド
２１０    整形分離プリズム
２１１    屈折面
２１２    反射分離面
２２０    半導体レーザ
２２１    平行楕円光束
２２２    円形光束
２３０    コリメートレンズ
２４０    集光レンズ
３１０    レーザ出力制御回路
３２０    フォーカス・トラッキング制御回路
３３０    ＭＯ信号検出回路
４００    磁気ヘッド
４１０    磁界制御回路
５００    光磁気（ＭＯ）ディスク
１０００    光情報記憶装置
【図１】
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【図２】
2004164683.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004164683.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004164683.tif 000012
【図１１】
2004164683.tif 000013
【図１２】
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