(57)【要約】【課題】ウォラストンプリズム２９で偏光分離して検出するＲＦ信号のバランスがずれて、再生信号の品質を劣化させる。【解決手段】受光素子は、前記反射素子で反射され、前記光分岐素子を介して前記偏光分離素子に入射し、偏光分離される前記第１の分岐光を受光する第１の受光領域と、前記偏光分離素子で偏光分離される前記第２の分岐光を受光する第２の受光領域と、を有し、前記第１の受光領域で検出した信号を演算することにより、前記光源の出射光量と、偏光方向を検出することを特徴とする。【選択図】  図１
2004259346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光をディスク上に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズの間の光路上に配置され、前記光源から前記対物レンズに向かう光の一部を第１の分岐光として分岐する共に、前記光ディスクで反射して前記光源に戻る光の一部を第２の分岐光として分岐する光分岐素子と、
前記第１の分岐光の光路上に配置された反射素子と、
前記第２の分岐光の光路上に配置された偏光分離素子と、
前記偏光分離素子で分離された光束を受光する受光素子と、
を備え、
前記受光素子は、前記反射素子で反射され、前記光分岐素子を介して前記偏光分離素子に入射し、偏光分離される前記第１の分岐光を受光する第１の受光領域と、
前記偏光分離素子で偏光分離される前記第２の分岐光を受光する第２の受光領域と、を有し、
前記第１の受光領域で検出した信号を演算することにより、前記光源の出射光量と、偏光方向を検出することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
光分岐素子が内部に光学面を有するプリズムで構成され、
反射素子は、第１の分岐光が前記プリズム内部の光学面より反射した後に到達する前記プリズムの表面に形成され、かつ、光束の中央部は透過し、光束の周辺部を反射する部分反射膜であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報の記録、再生を行うための光ディスク装置において、光源の光量を所定の値に制御することが可能な光学ヘッドに関する。
【０００２】
加えて、光ディスクからの反射光の偏光方向を検出して信号の再生を行う光磁気記録の光学ヘッドにおいて、光源部の組立ばらつきによる信号劣化を防ぐ技術に関する。
【０００３】
【従来の技術】
記録が可能な光ディスクの１つとして、光磁気ディスクが従来から知られている。この光磁気ディスクでは、レーザー光を光ディスク上の記録面に集光、照射して局所的に温度を上昇させると共に、外部磁界を印加して昇温部分の磁化方向を操作することにより情報の記録を行い、記録時よりも弱いレーザー光量で記録面を照射し、反射光の偏光方向の検出を行うことにより情報の再生を行う。
【０００４】
この再生の原理は、光磁気ディスクでの反射光の偏光方向がカー効果により記録面の磁化方向に応じて回転することを利用している。
【０００５】
このような情報の記録および再生を行う光ディスク装置では、情報を確実に記録、再生するために、レーザーの発光量をモニタして帰還制御を行い、所定の値に制御している。この様な自動光出力制御はＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれ、例えば、特許文献１に開示された構成が提案されている。
【０００６】
図５は従来の光磁気ディスク光学ヘッドを示した構成図であり、特許文献１に開示された構成において、情報記録信号の検出系とサーボ信号の検出系を分離させた形態となっている。同図において、紙面に平行かつ光軸（一点鎖線で示したもの）に直交する方向の偏光をＰ偏光、紙面垂直方向の偏光をＳ偏光とする。
【０００７】
図５において、２１はＰ偏光の光が出射するように配置された半導体レーザー、２２は開口、２３は例えば、Ｐ偏光透過率が略８０％、Ｐ偏光反射率が略２０％、Ｓ偏光透過率が略５％、Ｓ偏光反射率が略９５％のビームスプリッタ、２４はフロントモニタ、２５は例えば、Ｐ偏光透過率が略３０％、Ｐ偏光反射率が略７０％、Ｓ偏光透過率が略５％、Ｓ偏光反射率が略９５％のビームスプリッタ、２６は対物レンズ、２７は記録面に情報トラックを有する光ディスク、２８は検出レンズ、プリズム、あるいは回折素子等の光学素子と受光素子から成るサーボ信号検出手段、２９はＰ偏光を光軸の周りに±４５°回転させた方向の偏光成分に偏光分離するウォラストンプリズム、３０はウォラストンプリズム２９で偏光分離された光束をそれぞれ受光する２つの受光領域を有する受光素子である。
【０００８】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザー２１からＰ偏光で出射した光は、開口２２を通過し、ビームスプリッタ２３において略８０％は透過、略２０％は反射する。
【０００９】
ビームスプリッタ２３において反射したＰ偏光はフロントモニタ２４にて受光され、この検出光量が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザー２１の発光量が制御される。
【００１０】
ビームスプリッタ２３を透過した光は、ビームスプリッタ２５で略７０％が反射し、対物レンズ２６により光ディスク２７上に集光され、光ディスク２７にてカー効果により僅かに偏光が回転して反射する。
【００１１】
光ディスク２７で反射し、再び対物レンズ２６を透過したＰ偏光の光は、ビームスプリッタ２５において、略７０％が反射し、残りの略３０％はビームスプリッタ２５を透過後、サーボ信号検出手段２８において、検出原理の詳細は省略するが、トラッキング誤差信号およびフォーカス誤差信号が検出される。
【００１２】
ビームスプリッタ２５を反射した光は、ビームスプリッタ２３で略２０％が反射され、ウォラストンプリズム２９でＰ偏光に対して±４５°の２つの偏光成分に偏光分離され、分離された光束は受光素子３０の２つの受光領域により受光される。
【００１３】
ウォラストンプリズム２９で偏光分離され、受光素子３０で受光される信号の一方をＲＦ１信号、もう一方をＲＦ２信号、両方をあわせてＲＦ信号と呼ぶと、このＲＦ１信号とＲＦ２信号の差を演算することにより光ディスク２７の記録面に記録された情報に対応する情報記録信号が検出される。
【００１４】
上記の動作において、光ディスク２７に集光された光はカー効果により偏光方向は０．５°程度回転して反射するが、その後通過するビームスプリッタ２３および２５では、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の透過率、および反射率が異なるため、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分を有する直線偏光の光束は、ビームスプリッタ２３および２５を透過あるいは反射すると偏光方向が回転する。
【００１５】
上記の従来例の場合、光ディスク２７にてＰ偏光から０．５°回転して反射した光はビームスプリッタ２５を反射後には、Ｐ偏光から０．５８°回転した偏光となり、さらにビームスプリッタ２３で反射すると、Ｐ偏光から１．３°回転した偏光となり、ウォラストンプリズム２９によりＰ偏光に対して±４５°の偏光成分に分離されると、検出されるＲＦ１信号とＲＦ２信号の比は１：１．０９となり、この僅かな光量差を検出することにより、情報記録信号が再生される。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１０−６９６６７号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光磁気ディスク装置では、光源である半導体レーザー２１のばらつきにより、出射される光がＰ偏光からずれてしまうと、光ディスク２７上に集光される光束の偏光もＰ偏光からずれるため、反射光にもその影響が残り、ウォラストンプリズム２９で偏光分離して検出するＲＦ信号のバランスがずれて、再生信号の品質を劣化させる課題があった。
【００１８】
従来からある半導体レーザーはパッケージ内部にＬＤチップがマウントされた構造となっており、ＬＤチップ自身のばらつきやＬＤチップがパッケージ内部にマウントされるときのばらつきにより、出射する光の偏光はパッケージ基準に対して、１０°程度ばらつく。
【００１９】
光源の偏光がＰ偏光から１０°ずれて出射した場合、Ｐ偏光の方向を基準（０°）とすると、ビームスプリッタ２３透過後の偏光方向は２．５°、ビームスプリッタ２５を反射後の偏光方向は２．９°、この光が光ディスク２７で反射して再び対物レンズ２６を透過し、ビームスプリッタ２５で反射すると、この反射光の偏光方向は３．４°、さらにビームスプリッタ２３で反射後の偏光方向は７．４°となり、ウォラストンプリズム２９により、偏光分離されると、ＲＦ１信号とＲＦ２信号の比は１：１．６９と大きくずれ、これがＲＦ信号のＤＣ的なバランスずれとなる。
【００２０】
一方、光源の偏光が１０°回転してもＲＦ１信号とＲＦ２信号の差動信号に含まれる情報記録信号の振幅は、３％程度しか変化しないため、通常、ＲＦ１信号およびＲＦ２信号のＤＣ成分を除いてから、差動演算が行われる。
【００２１】
しかしながら、ＲＦ信号のバランスが悪いと、ＲＦ信号にそれぞれ含まれる同位相のノイズが差動演算によって除去されずに残ってしまうため、再生信号の品質悪化という課題が生じてしまう。
【００２２】
そのため、このような信号品質の劣化を防ぐために、偏光回転ずれの大きい半導体レーザーを選別して取り除く必要がある。
【００２３】
この選別を行うためには、半導体レーザー単品で偏光回転量を測定して選別する方法と、光学ヘッドのＲＦバランスを測定して選別する方法があるが、半導体レーザーを単品で専用の検出系で全数測定するのは、新たな工程を付加することになり、工数的に課題であり、また、ＲＦバランスを測定して検出するためには、すくなくとも光ディスクにフォーカスがかかる程度までの組み立ておよび調整が完了している必要があり、ほぼ完成状態での選別となるため、半導体レーザーの歩留まりが大きくコストに影響することが課題となる。
【００２４】
本発明の光学ヘッドでは、半導体レーザーを単品で検査するような工程を付加することなく、組立工程の初期段階で半導体レーザーの偏光回転ずれ量の大きいものの選別あるいは調整を可能にすることを目的としている。
【００２５】
また、従来例では、フロントモニタ用に受光素子を別に設けているが、この構成自体も、部品点数およびコストの増加要因となっており、課題の一つであるため、この部品を削減することも目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の光学ヘッドは、光源と、前記光源からの光をディスク上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズの間の光路上に配置され、前記光源から前記対物レンズに向かう光の一部を第１の分岐光として分岐する共に、前記ディスクで反射して前記光源に戻る光を第２の分岐光として分岐すると光分岐素子と、前記第１の分岐光の光路上に配置された反射素子と、前記第２の分岐光の光路上に配置された偏光分離素子と、前記偏光分離素子で分離された光束をそれぞれ受光する多分割受光素子と、を備え、前記多分割受光素子は、前記反射素子で反射され、前記光分岐素子を介して前記偏光分離素子に入射し、偏光分離される前記第１の分岐光を受光する第１の受光領域と、前記偏光分離素子で偏光分離される前記第２の分岐光を受光する第２の受光領域とを有し、前記第１の受光領域で検出した信号を演算することにより、前記光源の出射光量と、偏光方向を検出するように構成する。
【００２７】
光分岐素子が内部に光学面を有するプリズムで構成され、反射素子は、第１の分岐光が前記プリズムから出射する面に形成され、かつ、光束の中央部は透過し、光束の周辺部を反射する部分反射膜であることが望ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光学ヘッドの構成図である。同図において、紙面に平行かつ光軸に直交する方向の偏光をＰ偏光、紙面垂直方向の偏光をＳ偏光とする。
【００３０】
図１において、１はＰ偏光の光が出射するように配置された光源に対応する半導体レーザー、２は開口、３は例えば、Ｐ偏光透過率が略８０％、Ｐ偏光反射率が略２０％、Ｓ偏光透過率が略５％、Ｓ偏光反射率が略９５％の光分岐素子に対応するビームスプリッタ、４はビームスプリッタ３の一つの面に設けられた反射素子に対応する部分反射膜、５は例えば、Ｐ偏光透過率が略３０％、Ｐ偏光反射率が略７０％、Ｓ偏光透過率が略５％、Ｓ偏光反射率が略９５％のビームスプリッタ、６は対物レンズ、７は記録面に情報トラックを有する光ディスク、８は例えば検出レンズ、プリズム、あるいは、回折素子等の光学素子と受光素子から成るサーボ信号検出手段、９はＰ偏光の光を光軸の周りにを±４５°回転させた方向の偏光成分に偏光分離するウォラストンプリズム、１０はウォラストンプリズム９で偏光分離された光束を受光する、複数の受光領域を有する受光素子である。
【００３１】
図２は実施の形態１における光学ヘッドの半導体レーザー１、開口２、ビームスプリッタ３、部分反射膜４、ウォラストンプリズム９、受光素子１０を示した斜視図である。
【００３２】
図２に示すように、部分反射膜４は半導体レーザー１から出射した光の一部をビームスプリッタ３内の光学面で反射させることにより第１の分岐光として分岐させた後、第１の分岐光の光路上（この例では第１の分岐光がビームスプリッタ３を出射する面）に設けられた反射膜であり、斜線部が反射する領域を示している。部分反射膜４が設けられている面の中央部分を通過する光束は反射せず、透過するように構成されている。
【００３３】
また、ウォラストンプリズム９は偏光分離されて出射する光束が図中のＹ軸方向に並ぶように配置されている。
【００３４】
図３は受光素子１０を示しており、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、はそれぞれ受光領域を示している。
【００３５】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザー１からＰ偏光で出射した光は、開口２を通過し、ビームスプリッタ３において略８０％は透過、略２０％は反射する。
【００３６】
ビームスプリッタ３において反射した光は部分反射膜４にて光束の中央部分を除いた光が反射され、ビームスプリッタ３で略８０％が透過し、ウォラストンプリズム９に入射する。
【００３７】
ここで、部分反射膜４のうち、紙面左側の反射領域をＡ領域、右側の反射領域をＢ領域とすると、Ａ領域で反射した光はウォラストンプリズム９で偏光分離されて受光素子１０上の受光領域１２ａおよび１２ｂに入射し、Ｂ領域で反射した光はウォラストンプリズム９で偏光分離されて受光素子１０上の受光領域１３ａおよび１３ｂに入射する。
【００３８】
ここで、受光領域１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂで検出された光量の加算値が所定の値となるように、ＡＰＣ回路（図示せず）により半導体レーザー１の発光量が制御される。
【００３９】
半導体レーザー１を出射して、ビームスプリッタ３を透過した光は、ビームスプリッタ５で略７０％が反射し、対物レンズ６により光ディスク７上に集光され、光ディスク７にてカー効果により僅かに偏光方向が回転して反射する。
【００４０】
光ディスク７で反射し、再び対物レンズ６を透過した光は、ビームスプリッタ５において、略７０％が反射し、残りの略３０％はビームスプリッタ５を透過後、サーボ信号検出手段８において、検出原理の詳細は省略するが、トラッキング誤差信号およびフォーカス誤差信号が検出される。
【００４１】
ビームスプリッタ５を反射した光は、ビームスプリッタ３で略２０％が反射されることにより第２の分岐光として分岐され、ウォラストンプリズム９で偏光分離され、分離されたＲＦ１信号およびＲＦ２信号は受光素子１０上の受光領域１１ａおよび１１ｂにより受光され、その差動信号により、情報記録信号が検出される。
【００４２】
ここで、光ディスク２７において、カー効果により偏光方向がＰ偏光から０．５°回転して反射したとすると、ビームスプリッタ５において反射した光の偏光は、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の反射率が異なるため、Ｐ偏光から０．５８°回転にした光となる。この光束がさらに、ビームスプリッタ３で反射すると、Ｐ偏光から１．３°回転した偏光となり、ウォラストンプリズム９により、Ｐ偏光に対して±４５°の偏光成分に分離され、検出されるＲＦ１信号とＲＦ２信号の比は１：１．０９となり、この僅かな光量差を検出することにより、情報記録信号が再生される。
【００４３】
以上のような光学ヘッドにおいて、光源の偏光がＰ偏光から１０°ずれて出射した場合、Ｐ偏光の方向を基準（０°）とすると、ビームスプリッタ３で反射した後の偏光方向は２１°となり、この光が部分反射膜４で反射されて、ビームスプリッタ３を再び透過すると偏光方向は５．５°となる。
【００４４】
この光束がウォラストンプリズム９により偏光分離されると、一方の偏光成分は受光領域１２ａおよび１３ａに入射し、もう一方の偏光成分は１２ｂおよび１３ｂに入射し、領域１２ａおよび１３ａで検出される信号の和をＦＭ１信号、領域１２ｂおよび１３ｂで検出される信号の和をＦＭ２信号と呼ぶと、このＦＭ１信号とＦＭ２信号の比は、１：１．４７となる。
【００４５】
ここで、（ＦＭ１信号−ＦＭ２信号）／（ＦＭ１信号＋ＦＭ２信号）をＦＭバランスと定義し、光源の偏光回転量に対するＦＭバランスの値を計算すると、図４に示すように、このＦＭバランスは光源の偏光回転量に略比例する。したがって、本発明の光学ヘッドでは、ＦＭバランスを検出することにより、光源の偏光ずれを検出することが可能である。
【００４６】
しかも、このＦＭバランスは、半導体レーザー１とビームスプリッタ３と受光素子１０の３つの素子が概略位置決めされていれば検出可能である。これらの素子は、光束の領域分割等の機能を有する、精度の高い調整を必要とする素子ではないため、光学系の調整工程の前に無調整で組み立て可能である。
【００４７】
したがって、半導体レーザー１とビームスプリッタ３と受光素子１０の３つの素子を最初に光学基台に組み付けることにより、組立工程の初期段階でＦＭバランスを測定することが可能となり、この組立工程で半導体レーザー１の偏光方向の回転ずれの大きいものを選別して排除したり、偏光回転ずれを調整することが可能となる。
【００４８】
以上のことから、本発明の光学ヘッドは、組立工程の初期段階で半導体レーザーの選別あるいは調整を行えるようにしたことにより、半導体レーザー単品での全数検査のような工程を不用にし、かつ、半導体レーザーの偏光回転ずれを要因とする歩留まりを改善することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、光源の発光量を受光素子１０で検出できるため、従来、別部品として設けていたフロントモニタを廃止でき、部品点数およびコストの削減が可能である。
【００５０】
なお、本実施の形態では反射素子を部分反射膜としたが、この反射膜の代わりに反射型のホログラム、あるいは別部材の凹面鏡等の反射材を用いて、受光素子１０上の受光領域に光を導く構成としても良い。この場合、部品点数は増えるが、ビームスプリッタ３で反射した光の全光束を反射できるため、検出光量が増やすことができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の光学ヘッドは、光源と、前記光源からの光をディスク上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズの間の光路上に配置され、前記光源から前記対物レンズに向かう光の一部を第１の分岐光として分岐する共に、前記ディスクで反射して前記光源に戻る光を第２の分岐光として分岐すると光分岐素子と、前記第１の分岐光の光路上に配置された反射素子と、前記第２の分岐光の光路上に配置された偏光分離素子と、前記偏光分離素子で分離された光束を受光する受光素子と、を備え、前記受光素子は、前記反射素子で反射され、前記光分岐素子を介して前記偏光分離素子に入射し、偏光分離される前記第１の分岐光を受光する第１の受光領域と、前記偏光分離素子で偏光分離される前記第２の分岐光を受光する第２の受光領域とを有し、前記第１の受光領域で検出した信号を演算することにより、前記光源の出射光量と、偏光方向を検出することができる。
【００５２】
これにより、再生信号のノイズを悪化させる要因である光源の偏光回転ずれを、組立工程の初期段階で測定して選別、あるいは調整することが可能となる。これにより光源である半導体レーザーの偏光回転が要因となる歩留まりを改善することができる。
【００５３】
また、本発明の光学ヘッドでは、光源の発光量をＲＦ信号を検出する受光素子で検出できるため、従来、別部品として設けていたフロントモニタを廃止でき、部品点数およびコストの削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の構成の一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態１の構成の一例を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態１の受光素子の一例を示す図
【図４】光源の偏光方向の回転ずれとＦＭバランスの関係図
【図５】従来の光学ヘッドの構成を示す図
【符号の説明】
１  半導体レーザー
２  開口
３  ビームスプリッタ
４  部分反射膜
５  ビームスプリッタ
６  対物レンズ
７  光ディスク
８  サーボ信号検出手段
９  ウォラストンプリズム
１０  受光素子
１１ａ  受光領域
１１ｂ  受光領域
１２ａ  受光領域
１２ｂ  受光領域
１３ａ  受光領域
１３ｂ  受光領域
２１  半導体レーザー
２２  開口
２３  ビームスプリッタ
２４  フロントモニタ
２５  ビームスプリッタ
２６  対物レンズ
２７  光ディスク
２８  サーボ信号検出手段
２９  ウォラストンプリズム
３０  受光素子
【図１】
2004259346.tif 000003
【図２】
2004259346.tif 000004
【図３】
2004259346.tif 000005
【図４】
2004259346.tif 000006
【図５】
2004259346.tif 000007