(57)【要約】 【課題】  偏光間の位相差をなくすことによって再生信号品質を向上し、さらに異なる記録再生方式の光磁気記録媒体にも対応できる光磁気記録媒体用ピックアップを提供する。【解決手段】  光磁気記録媒体５３によって反射された戻り光ビームは、光源５２と対物レンズ５４との間に設けられる光分岐用回折素子５５によって±１次回折光に偏光分離され、±１次回折光は、第１および第２位相補償素子６０，６１でそれぞれ位相補償されて偏光間の位相差が無くされた後、第１および第２偏光分離素子５６，５７によってさらに偏光分離されて第１および第２光検出器５８，５９に受光される。また第１および第２位相補償素子６０，６１に位相補償量がそれぞれ異なるものを用いることによって、異なる記録再生方式の光磁気記録媒体にも対応することが可能になる。【選択図】      図１
2005093042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光磁気記録媒体に情報を記録および／または光磁気記録媒体から情報を再生する光磁気記録媒体用ピックアップにおいて、
光を出射する光源と、
光源から出射される光を光磁気記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
光源と対物レンズとの間に設けられ、光磁気記録媒体によって反射され対物レンズを透過した反射光を回折する光分岐用回折素子と、
光分岐用回折素子によって回折されたプラス（＋）１次回折光およびマイナス（−）１次回折光をそれぞれ偏光分離する第１および第２偏光分離素子と、
第１および第２偏光分離素子によって分離された光をそれぞれ受光検出する第１および第２光検出器と、
光分岐用回折素子と第１偏光分離素子との間であって前記＋１次回折光の光路上に設けられる第１位相補償素子と、
光分岐用回折素子と第２偏光分離素子との間であって前記−１次回折光の光路上に設けられる第２位相補償素子とを含むことを特徴とする光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項２】
前記第１位相補償素子の位相補償量と、前記第２位相補償素子の位相補償量とが、異なることを特徴とする請求項１記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項３】
前記光磁気記録媒体は、互いに異なる記録膜構造を有する第１の光磁気記録媒体と第２の光磁気記録媒体とを含み、
前記第１位相補償素子は、第１の光磁気記録媒体の再生信号に対応する位相補償量を有し、前記第２位相補償素子は、第２の光磁気記録媒体の再生信号に対応する位相補償量を有することを特徴とする請求項１または２記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項４】
前記光分岐用回折素子は、
カー回転角増倍機能を有する偏光性回折素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項５】
前記偏光性回折素子は、
（ａ）常光屈折率ｎｏおよび異常光屈折率ｎｅを有する材料からなり、
（ｂ）少なくとも一つの面には複数の溝が形成され、
（ｃ）常光屈折率ｎｏおよび異常光屈折率ｎｅとは異なる屈折率ｎａを有する等方性材料が複数の溝に充填されていることを特徴とする請求項４記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項６】
前記第１および第２偏光分離素子は、
偏光性回折素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項７】
前記第１および第２偏光分離素子のうち少なくとも１つは、
互いに異なる溝構造を有する複数の領域に分割されていることを特徴とする請求項６記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項８】
前記第１および第２偏光分離素子は、
複屈折結晶基板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項９】
前記光分岐用回折素子が、透明基板の一方の面に設けられ、
前記第１および第２偏光分離素子が、透明基板の他方の面に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項１０】
前記光分岐用回折素子と前記第１および第２偏光分離素子との間には、
前記光分岐用回折素子から前記第１および第２偏光分離素子へ向う反射光が通過する空気層が形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項１１】
第１透明基板と、第２透明基板と、第１および第２透明基板を保持する保持基板とをさらに含み、
前記光分岐用回折素子が第１透明基板に設けられ、前記第１および第２偏光分離素子が第２透明基板に設けられ、
第１透明基板が保持基板の対物レンズ側の面に装着され、第２透明基板が保持基板の光源側の面に装着され
保持基板には、第１透明基板が装着される面から第２透明基板が装着される面まで貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔が前記空気層を形成することを特徴とする請求項１０に記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項１２】
前記光源から出射される光を３つのビームに分離する３ビーム用回折格子を含み、
前記第２透明基板の前記保持基板に装着される一方の面には、前記第１および第２偏光分離素子が設けられ、前記第２透明基板の他方の面には、３ビーム用回折格子が設けられることを特徴とする請求項１１記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項１３】
前記保持基板には、
少なくとも１以上の切欠部が形成されることを特徴とする請求項１１または１２記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項１４】
前記対物レンズと前記光分岐用回折素子との間にコリメータレンズが設けられ、
コリメータレンズは、
前記第１透明基板よりも対物レンズ寄りに配置されて前記保持基板に装着されることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項１５】
前記保持基板は、
前記光源ならびに前記第１および第２光検出器が収容されるケーシングを構成することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光磁気記録媒体に対して情報を記録および／または光磁気記録媒体から情報を再生する光磁気記録媒体用ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
光磁気記録方式により情報を記録する記録媒体には、音楽情報を記録する直径６４ｍｍのミニディスク（略称ＭＤ）が広く知られている。光磁気記録方式が用いられる記録媒体には、このＭＤ以外にも、コンピュータ用の外部記憶装置の１種であるＭＯ（Magneto-
Optical）ディスクドライブ装置に用いられるＭＯディスクがあり、記録方式、記録膜構
造の異なる様々な規格のＭＯディスクが流通している。
【０００３】
このようなＭＤまたはＭＯディスクなどを対象とする光磁気記録再生方式については、記録容量を飛躍的に向上させるために、様々な超解像技術が提案されている。たとえば光ビーム径より小さなマークを記録するためには、磁界変調記録方式という方法がある。また光ビーム径より小さなマークを再生する方法として、ＭＳＲ（Magnetic Super
Resolution）と呼ばれる磁気的超解像技術、ＭＡＭＭＯＳ（Magnetic AMplifying 
Magneto Optical System）と呼ばれる磁区拡大再生方式、ＤＷＤＤ（DomainWall 
Displacement Detection）と呼ばれる磁壁移動検出技術などが提案されている。このＤＷＤＤ方式の対象とされる光磁気記録媒体（ディスク）は、少なくとも磁壁移動層、スイッチング層、磁気記録層（メモリ層）の磁性３層膜を含んで構成され、情報の再生時に、磁性膜温度がスイッチング層のキュリー温度以上となった領域で磁壁移動層の磁璧移動を利用することにより、実効的に記録された磁区の大きさを拡大し、再生キャリア信号を大きくすることができるものである。
【０００４】
また光磁気記録方式を用いる光ピックアップも、様々な光学系の構成が提案されている。提案されている従来技術の１つに、光ピックアップを小型化するために、サーボ信号や光磁気信号の検出系を１つのパッケージに一体化した集積化ユニットおよび光ピックアップがある（たとえば、特許文献１参照）。図１８は従来技術の光ピックアップ１の構成を簡略化して示す配置側面図であり、図１９は図１８に示す光ピックアップ１に備わる光検出器７の配置平面図である。
【０００５】
従来技術の光ピックアップ１は、半導体レーザ素子２と、グレーティング３と、第１の偏光分離手段４と、対物レンズ５と、第２の偏光分離手段６と、光検出器７とを含んで構成される。半導体レーザ素子２、グレーティング３、第１の偏光分離手段４、第２の偏光分離手段６および光検出器７は、一つのパッケージ８に一体に組み込まれている。また、第１の偏光分離手段４は、基材であるたとえばガラス基板９の対物レンズ５を臨む面に形成され、第２の偏光分離手段６は、ガラス基板９の第１の偏光分離手段４が形成される面の反対側の面、すなわち半導体レーザ２を臨む面に形成される。第１の偏光分離手段４は、たとえば複屈折基板に形成されたエンハンス機能を有する偏光性ホログラムであり、その光学軸が半導体レーザ素子２からの光ビームの偏光方向に垂直になるように設定され、常光を透過させかつ異常光を回折する特性を有する。
【０００６】
半導体レーザ素子２から出射した光ビームは、第１の偏光分離手段４を透過し、光磁気記録媒体であるＭＯディスク１０（略称ＭＯＤ）の情報記録面に照射される。ＭＯＤ１０によって反射された光ビーム（以後、戻り光ビームと呼ぶ）は、再び対物レンズ５を透過して第１の偏光分離手段４に入射する。第１の偏光分離手段４に入射した戻り光ビームは、第１の偏光分離手段４によって、少なくとも零（０）次回折光とプラスマイナス（±）１次回折光とに回折される。第１の偏光分離手段４によって回折された戻り光ビームの±１次回折光は、第２の偏光分離手段６に入射される。
【０００７】
第２の偏光分離手段６は、２つに分割された部材であり、第２の偏光分離手段（Ｉ）６ａと第２の偏光分離手段（ＩＩ）６ｂとは、図１８では紙面に向って左右に分けて配設される。第２の偏光分離手段（Ｉ）６ａと第２の偏光分離手段（ＩＩ）６ｂとは、それぞれ偏光性ホログラムであり、異常光を回折するように構成される。第２の偏光分離手段６は、基板の光学軸が半導体レーザ素子２からの光ビームの偏光方向に対して４５度の角度になるように配設され、常光に対しては透過し、また異常光に対しては回折するように設定される。
【０００８】
第２の偏光分離手段（Ｉ）６ａにおいては、第１の偏光分離手段４によって回折された＋１次回折光が入射し、入射した光の０次回折光が透過するとともに、−１次回折光が屈折する。また、第２の偏光分離手段（ＩＩ）６ｂにおいては、第１の偏光分離手段４によって回折された−１次回折光が入射し、入射した光の０次回折光が透過するとともに、＋１次回折光が屈折する。そして第２の偏光分離手段（Ｉ）６ａおよび（ＩＩ）６ｂによる０次光及び±１次回折光は、光検出器７の各部分７ａ，７ｂにそれぞれ入射する。すなわち、第２の偏光分離手段（Ｉ）６ａによる０次回折光及び−１次回折光は、光検出器７の部分７ａに入射し、第２の偏光分離手段（ＩＩ）６ｂによる０次光及び＋１次回折光は、光検出器７の部分７ｂに入射することになる。
【０００９】
光検出器７は、図１９に示すように、半導体レーザ素子２に関して左右に分離された第１光検出器７ａと第２光検出器７ｂとを含む構成であり、第１および第２光検出器７ａ，７ｂが、メインビームを受光検出するメイン受光部１５，１２、サブビームを受光検出するサブ受光部１４，１６，１１，１３をそれぞれ備えている。メイン受光部１２，１５は、それぞれがさらに左右に分割されており、メイン受光部１２の左右の各出力をａ，ｂとし、メイン受光部１５の左右の各出力をｃ，ｄとすると、ＭＯＤ１０の読取信号ＭＯは、次式（１）で与えられる。サーボ信号検出法については省略する。従来技術は、このような構成により、光ピックアップを小型化できることを開示する。
ＭＯ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）                                    …（１）
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２９７８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術に示される光ピックアップ１においては、ＭＯＤ１０からの戻り光ビームを光検出器７の方へ回折させる第１の偏光分離手段４として偏光性ホログラムを用いているけれども、偏光性ホログラムには光磁気再生信号の変調度を大きくして信号品質を向上させるためのエンハンス機能が含まれている。すなわち、偏光性ホログラムを構成する複屈折基板の光学軸を半導体レーザ素子２から出射される光ビームの偏光方向に垂直になるように設定し、たとえば常光（ｐ偏光）に対して、回折効率が０次光６７％、±１次光２７％、また異常光（ｓ偏光）に対して、回折効率が０次光１８％、±１次光７６％としている。
【００１２】
しかしながら、光磁気再生信号を検出する±１次回折光のｐ偏光とｓ偏光の間には、位相差の含まれる場合があり、この位相差が大きくなると、すなわち直線偏光が楕円偏光になると、再生信号の品質を大きく劣化させるという問題がある。また光磁気記録媒体には様々な記録膜構造をした超解像媒体が提案されているけれども、磁性多層膜構造のＤＷＤＤ方式などでは、光磁気記録媒体に直線偏光の光を入射させても、カー回転角による変調を受けた戻り光ビーム自体が楕円偏光になって戻る場合、すなわち入射光の偏光成分とそれに垂直な成分との間に位相差の発生する場合がある。このような場合も、偏光性ホログラムによる±１次回折光のｐ偏光とｓ偏光の間に位相差が発生する場合と同様、再生信号の品質が大きく劣化する。したがって、従来、異なる記録再生方式の光磁気記録媒体に対しては、１つの光ピックアップでは対応することができないという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、偏光間の位相差をなくすことによって再生信号品質を向上し、さらに異なる記録再生方式の光磁気記録媒体にも対応できる光磁気記録媒体用ピックアップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、光磁気記録媒体に情報を記録および／または光磁気記録媒体から情報を再生する光磁気記録媒体用ピックアップにおいて、
光を出射する光源と、
光源から出射される光を光磁気記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
光源と対物レンズとの間に設けられ、光磁気記録媒体によって反射され対物レンズを透過した反射光を回折する光分岐用回折素子と、
光分岐用回折素子によって回折された＋１次回折光および−１次回折光をそれぞれ偏光分離する第１および第２偏光分離素子と、
第１および第２偏光分離素子によって分離された光をそれぞれ受光検出する第１および第２光検出器と、
光分岐用回折素子と第１偏光分離素子との間であって前記＋１次回折光の光路上に設けられる第１位相補償素子と、
光分岐用回折素子と第２偏光分離素子との間であって前記−１次回折光の光路上に設けられる第２位相補償素子とを含むことを特徴とする光磁気記録媒体用ピックアップである。
【００１５】
また本発明は、前記第１位相補償素子の位相補償量と、前記第２位相補償素子の位相補償量とが、異なることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記光磁気記録媒体は、互いに異なる記録膜構造を有する第１の光磁気記録媒体と第２の光磁気記録媒体とを含み、
前記第１位相補償素子は、第１の光磁気記録媒体の再生信号に対応する位相補償量を有し、前記第２位相補償素子は、第２の光磁気記録媒体の再生信号に対応する位相補償量を有することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記光分岐用回折素子は、カー回転角増倍機能を有する偏光性回折素子であることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記偏光性回折素子は、
（ａ）常光屈折率ｎｏおよび異常光屈折率ｎｅを有する材料からなり、
（ｂ）少なくとも一つの面には複数の溝が形成され、
（ｃ）常光屈折率ｎｏおよび異常光屈折率ｎｅとは異なる屈折率ｎａを有する等方性材料が複数の溝に充填されていることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記第１および第２偏光分離素子は、偏光性回折素子であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記第１および第２偏光分離素子のうち少なくとも１つは、
互いに異なる溝構造を有する複数の領域に分割されていることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記第１および第２偏光分離素子は、複屈折結晶基板であることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記光分岐用回折素子が、透明基板の一方の面に設けられ、前記第１および第２偏光分離素子が、透明基板の他方の面に設けられることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記光分岐用回折素子と前記第１および第２偏光分離素子との間には、
前記光分岐用回折素子から前記第１および第２偏光分離素子へ向う反射光が通過する空気層が形成されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、第１透明基板と、第２透明基板と、第１および第２透明基板を保持する保持基板とをさらに含み、
前記光分岐用回折素子が第１透明基板に設けられ、前記第１および第２偏光分離素子が第２透明基板に設けられ、
第１透明基板が保持基板の対物レンズ側の面に装着され、第２透明基板が保持基板の光源側の面に装着され
保持基板には、第１透明基板が装着される面から第２透明基板が装着される面まで貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔が前記空気層を形成することを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記光源から出射される光を３つのビームに分離する３ビーム用回折格子を含み、
前記第２透明基板の前記保持基板に装着される一方の面には、前記第１および第２偏光分離素子が設けられ、前記第２透明基板の他方の面には、３ビーム用回折格子が設けられることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、前記保持基板には、少なくとも１以上の切欠部が形成されることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、前記対物レンズと前記光分岐用回折素子との間にコリメータレンズが設けられ、コリメータレンズは、前記第１透明基板よりも前記対物レンズ寄りに配置されて前記保持基板に装着されることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記保持基板は、前記光源ならびに前記第１および第２光検出器が収容されるケーシングを構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、光磁気記録媒体によって反射され対物レンズを透過した反射光を回折する光分岐用回折素子と、光分岐用回折素子によって回折された回折光を偏光分離する偏光分離素子との間には、位相補償素子が設けられるので、偏光間の位相差を位相補償素子によってキャンセルすることが可能になり、再生信号品質を向上することができる。さらに、光分岐用回折素子と第１偏光分離素子との間には、第１位相補償素子が設けられ、光分岐用回折素子と第２偏光分離素子との間には、第２位相補償素子が設けられるので、たとえばＤＷＤＤによる高密度記録媒体と通常密度の記録媒体との２種類の光磁気記録媒体に対して、それぞれ充分な再生特性を発現することができる。
【００３０】
また本発明によれば、第１位相補償素子の位相補償量と、第２位相補償素子の位相補償量とが異なる。また光磁気記録媒体は、互いに異なる記録膜構造を有する第１の光磁気記録媒体と第２の光磁気記録媒体とを含み、第１位相補償素子は、第１の光磁気記録媒体の再生信号に対応する位相補償量を有し、第２位相補償素子は、第２の光磁気記録媒体の再生信号に対応する位相補償量を有する。このことによって、第１の光磁気記録媒体の再生信号に対しては第１位相補償素子によって位相補償を行ない、第２の光磁気記録媒体の再生信号に対しては第２位相補償素子によって位相補償を行ない、再生信号品質を向上することができる。したがって、光磁気記録媒体の種類に応じて、位相補償素子の着脱または液晶補償素子のＯＮ／ＯＦＦ切換動作などによることなく、１つの光ピックアップで、異なる光磁気記録方式の光磁気記録媒体に対応することが可能になる。
【００３１】
また本発明によれば、光分岐用回折素子としてカー回転角増倍機能を有する偏光性回折素子を用いることによって、光磁気記録媒体からの反射光を往路から分離するだけでなく、カー回転角を増倍して変調度を大きくして信号品質を向上させた光磁気信号を検出することが可能になる。
【００３２】
また本発明によれば、光分岐用回折素子である偏光性回折素子が複屈折材料を用いて形成されるので、常光および異常光の回折効率を任意に設定することができる。すなわち、回折光において、互いに偏光方向の直交する常光と異常光との割合を任意に設定できるので、カー回転角増倍用の偏光性回折素子が構成可能になる。
【００３３】
また本発明によれば、第１および第２偏光分離素子を偏光性回折素子とすることによって、偏光分離の角度を大きく設定することができ、光検出器上でのビーム分離を容易にし、光検出器の配置の自由度を増すことができる。また偏光分離素子として互いに異なる溝構造を有する複数の領域に分割されているものを用いることによって、偏光の分離だけでなく、波面分割も容易に実現できるので、サーボ信号生成用ホログラムの機能も同時に付加することができる。
【００３４】
また本発明によれば、第１および第２偏光分離素子は、複屈折結晶基板である。複屈折結晶基板は、その構造が簡易であるので、製造コストを低減することができる。また複屈折結晶基板は、光源から出射される光の波長変動に対して、偏光分離特性の安定性に優れるので、動作信頼性が高い。
【００３５】
また本発明によれば、光分岐用回折素子が、透明基板の一方の面に設けられ、第１および第２偏光分離素子が、透明基板の他方の面に設けられる。このように、光分岐用回折素子と、第１および第２偏光分離素子とを一体的に形成することによって、設置空間を節約して装置の小型化に寄与することができる。また光分岐用回折素子と第１および第２偏光分離素子とを、予め一体的に形成しておくことによって、装置組立時の取扱い部品数が削減されるので、生産効率を向上することができる。
【００３６】
また本発明によれば、第１透明基板と、第２透明基板と、第１および第２透明基板を保持する保持基板とをさらに含み、光分岐用回折素子が第１透明基板に設けられ、第１および第２偏光分離素子が第２透明基板に設けられ、第１透明基板が保持基板の対物レンズ側の面に装着され、第２透明基板が保持基板の光源側の面に装着される。さらに、保持基板には、第１透明基板が装着される面から第２透明基板が装着される面まで貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔は、光分岐用回折素子から第１および第２偏光分離素子へ向う反射光が通過する空気層を形成する。このことによって、光分岐用回折素子と第１および第２偏光分離素子との間の空気換算長（距離／屈折率）を長くすることができるので、実質的な光分岐用回折素子の光軸方向高さを短くすることができ、装置の小型および薄型化を実現することができる。また光分岐用回折素子の溝ピッチを大きくできるので、その製造が容易になる。また保持基板を用いることによって、第１位相補償素子と第２位相補償素子とが、互いに厚みが異なる場合でも、容易に装着することが可能になる。
【００３７】
また本発明によれば、第２透明基板に第１および第２偏光分離素子と３ビーム用回折格子とが設けられるので、装置組立時の部品点数を削減し、３ビーム用回折格子と第１および第２偏光分離素子との位置決め精度も向上させることができる。
【００３８】
また本発明によれば、保持基板には、少なくとも１以上の切欠部が形成されるので、第１透明基板および第１透明基板に装着される光分岐用回折素子と、第２透明基板ならびに第２透明基板に装着される第１および第２偏光分離素子と、保持基板とで一体化した部材を、ハンドリング時および調整時に保持しやすくなるので、調整時間の短縮および調整精度の向上が可能となる。
【００３９】
また本発明によれば、コリメータレンズが保持基板に一体的に装着されるので、光ピックアップのハウジングに、コリメータレンズのホルダーまたは保持部を設ける必要がなくなる。このことによって、装置の小型化および構造の簡素化が実現される。また光源に対するコリメータレンズの正確な位置決めが可能となる。
【００４０】
また本発明によれば、保持基板は、光源ならびに第１および第２光検出器が収容されるケーシングを構成する。光源ならびに第１および第２光検出器は、いわゆる集積ユニットを構成する。集積ユニットは、保護部材であるキャップによって覆われるけれども、保持基板がキャップとして機能するケーシングを構成することによって、別部材としてキャップを準備する必要がなくなる。したがって、部品点数を削減することができ、また装置組立工程における作業効率を向上し、さらにキャップ高さ公差の影響を取り除くことができるので、全体の組立誤差を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、本発明の実施の一形態である光磁気記録媒体用ピックアップ５１の構成を簡略化して示す配置側面図である。光磁気記録媒体用ピックアップ５１（以後、単にピックアップと略称する）は、光を出射する光源５２と、光源５２から出射される光を光磁気記録媒体５３（光磁気ディスクと呼ぶことがある）の情報記録面に集光する対物レンズ５４と、光源５２と対物レンズ５４との間に設けられ、光磁気記録媒体５３によって反射され対物レンズを透過した反射光（戻り光と呼ぶことがある）を回折する光分岐用回折素子５５と、光分岐用回折素子５５によって回折された＋１次回折光６４および−１次回折光６５をそれぞれ偏光分離する第１および第２偏光分離素子５６，５７と、第１および第２偏光分離素子５６，５７によって分離された光をそれぞれ受光検出する第１および第２光検出器５８，５９と、光分岐用回折素子５５と第１偏光分離素子５６との間であって＋１次回折光６４の光路上に設けられる第１位相補償素子６０と、光分岐用回折素子５５と第２偏光分離素子５７との間であって−１次回折光６５の光路上に設けられる第２位相補償素子６１と、光分岐用回折素子５５と対物レンズ５４との間に設けられるコリメータレンズ６２とを含む。このピックアップ５１は、光磁気記録媒体５３に情報を記録および／または光磁気記録媒体５３から情報を再生することに用いられる。
【００４２】
図１中に記載する３次元方位軸は、光磁気記録媒体５３がピックアップ５１に装着された状態で、ｘ軸が光磁気記録媒体５３の半径方向を表し、ｙ軸が光磁気記録媒体５３の情報記録面に形成されるトラックの接線方向を表し、ｚ軸が、ｘ軸およびｙ軸に直交する方向を表す。なお、本実施の形態のピックアップ５１では、ｚ軸は光源５２から出射される光の軸方向に一致する。このｘ，ｙ，ｚ軸の表記は、この明細書をとおして共通に用いられる。
【００４３】
光源５２には、半導体レーザが用いられる。光磁気記録媒体５３は、たとえばＭＯディスクである。図１では、ピックアップ５１に装着されている１つの光磁気ディスク５３が表されているのみであるけれども、この光磁気ディスク５３と交換する形で、光磁気記録方式の異なるもう１つの光磁気記録媒体を装着し、情報の記録／再生を行なうことができる。
【００４４】
本実施の形態では、光分岐用回折素子５５は、複屈折結晶層に溝を形成した偏光性ホログラムである。図２は、光分岐用回折素子５５の構成を示す断面図である。光分岐用回折素子５５である偏光性ホログラムは、次のようにして形成される。ガラス基板７１を準備し、ガラス基板７１上に配向させた液晶モノマーを紫外線照射等により重合させることによって光学異方性（複屈折特性）を有する異方性ポリマー層７２を形成する。異方性ポリマー層７２には、幅ｔ、深さｄの溝部７４を互いに平行に延びるように複数個形成する。異方性ポリマー層７２に形成された溝部７４に等方性材料のフォトポリマーなどを充填して等方性フォトポリマー層７３を形成し、偏光性ホログラム５５とする。
【００４５】
この偏光性ホログラム５５の光学軸を、半導体レーザ５２から出射される光ビームの偏光方向（ｘ軸方向）に一致させるか、または直交させるように設定し、溝深さｄなどのパラメータを適当に選択することによって、常光の一部を透過させかつ異常光の一部を回折させる特性を得ることができる。この偏光性ホログラム５５は、光磁気信号検出に必要なカー回転角増倍機能(エンハンス機能)を有している。
【００４６】
以下にエンハンス機能を発現させる偏光性ホログラム５５の構成条件について説明する。たとえば、異方性ポリマー層７２を構成する光学異方性ポリマーの常光屈折率ｎｏ＝１．５、異常光屈折率ｎｅ＝１．６５とし、その光学軸を半導体レーザ５２から出射される光ビームの偏光方向（ｘ軸方向）に一致するように設定する。デューティ比が５０％の回折格子の場合について例示すると、波長７８０ｎｍの光に対しては、溝深さｄ＝１．８μｍ、等方性フォトポリマー層７３を構成する光学等方性フォトポリマーの屈折率ｎａ＝１．４３とすることによって、常光（ｐ偏光）に対しては、回折効率がそれぞれ０次光７６％、＋１次光１０％、−１次光１０％、また異常光（ｓ偏光）に対しては、回折効率がそれぞれ０次光０％、＋１次光４１％、−１次光４１％となり、エンハンス機能が実現される。ここではｘ軸方向の偏光がｐ偏光成分、ｙ軸方向の偏光がｓ偏光成分になる。
【００４７】
また異方性ポリマー層７２の光学軸を、半導体レーザ５２から出射される光ビームの偏光方向（ｘ軸方向）に直交する方向（ｙ軸方向）に設定し、デューティ比が５０％の回折格子について例示すると、波長７８０ｎｍの光に対しては、溝深さｄ＝１．８μｍ、等方性フォトポリマーの屈折率ｎａ＝１．７２とすることによって、前述の例とは逆に、異常光（ｐ偏光）に対しては、回折効率がそれぞれ０次光７６％，＋１次光１０％、−１次光１０％、また常光（ｓ偏光）に対しては、回折効率がそれぞれ０次光０％、＋１次光４１％、−１次光４１％となり、エンハンス機能が実現される。
【００４８】
第１および第２偏光分離素子５６，５７は、偏光性ホログラムである。第１および第２偏光分離素子５６，５７として用いられる偏光性ホログラムは、前述の光分岐用回折素子５５として用いられるエンハンス機能を有する偏光性ホログラムとは異なり、たとえば常光をすべて透過し、異常光をすべて回折するように設定される。第１および第２偏光分離素子５６，５７として用いられる偏光性ホログラムは、光磁気信号を差動検出するために、光学異方性（複屈折特性）ポリマー層の光学軸を半導体レーザ５２から出射される光ビームの偏光方向（ｘ軸方向）に対して４５度の角度になるように配設される。
【００４９】
前述の光分岐用回折素子５５の偏光性ホログラムと同様に光学異方性ポリマーの常光屈折率ｎｏ＝１．５、異常光屈折率ｎｅ＝１．６５とし、デューティ比が５０％の回折格子の場合について例示すると、波長７８０ｎｍの光に対しては、溝深さｄ＝２．６μｍ、光学等方性フォトポリマーの屈折率ｎａ＝１．５とすることによって、常光（ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光）に対しては、回折効率がそれぞれ０次光１００％、＋１次光０％、−１次光０％、また異常光（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光）に対しては、回折効率がそれぞれ０次光０％、＋１次光４１％、−１次光４１％となり、半導体レーザ５２から出射される光ビームの偏光方向（ｘ軸方向）に対して４５度方向の互いに直交する成分に偏光分離することができる。
【００５０】
第１および第２位相補償素子６０，６１には、たとえば水晶などの２軸性複屈折結晶板または複屈折性の高い樹脂シートなど、一般的に波長板として使われている公知のものを用いることができる。
【００５１】
本実施の形態のピックアップ５１では、光分岐用回折素子５５が、透明基板６８のコリメータレンズ６２を臨む一方の面に設けられ、第１および第２偏光分離素子５６，５７が、透明基板６８の半導体レーザ５２を臨む他方の面に設けられる。すなわち、光分岐用回折素子５５と、第１および第２偏光分離素子５６，５７とが、一体的な部材を構成するように形成される。
【００５２】
光分岐用回折素子５５である偏光性ホログラムにより回折された戻り光ビームの＋１次回折光６４および−１次回折光６５には、ｐ偏光成分とｓ偏光成分とが存在するけれども、ｐ偏光成分とｓ偏光成分との回折効率が異なるので、両者の間に位相差が発生する。直線偏光で光磁気記録媒体５３に入射した光ビームは、光磁気記録媒体のカー効果によりわずかに偏光方向が回転した戻り光ビームになるけれども、一般的に光学部品などによって付加される位相差によって、直線偏光が楕円偏光になると、光磁気再生信号の変調度が低下し、再生信号品質が劣化する。
【００５３】
第１および第２位相補償素子６０，６１は、このような位相差をキャンセルするために設けられる光学素子である。第１位相補償素子６０は、光分岐用回折素子５５によって＋１次回折光６４に付加される位相差をキャンセルするような位相補償量を与える。
【００５４】
第２位相補償素子６１では、第１位相補償素子６０とは異なる位相補償量を付加する。光分岐用回折素子５５の偏光性ホログラムによって−１次回折光６５に付加される位相差に加え、異なる記録膜構造をした別の規格の光磁気記録媒体を再生した場合に、光磁気記録媒体からの反射光に定常的に付加されてしまうｐ偏光とｓ偏光との位相差に対しても、それをキャンセルするように位相補償量を与える。
【００５５】
ピックアップ５１において、半導体レーザ５２から出射した光ビームは、グレーティング６３でメインビームと２つのサブビームとの３ビームに分割された後、光分岐用回折素子５５を透過し、コリメータレンズ６２で略平行光にされ、対物レンズ５４によって、光磁気記録媒体５３の情報記録面に集光照射される。光磁気記録媒体５３によって反射された戻り光ビームは、再び対物レンズ５４とコリメータレンズ６２とを透過して光分岐用回折素子５５に導かれる。
【００５６】
光分岐用回折素子５５により回折された戻り光ビームの＋１次回折光６４は、第１位相補償素子６０によって位相差を補償された後、第１偏光分離素子５６に入射し、光分岐用回折素子５５により回折された戻り光ビームの−１次回折光６５は、第２位相補償素子６１によって位相差を補償された後、第２偏光分離素子５７に入射する。
【００５７】
戻り光ビームの＋１次回折光６４は、第１偏光分離素子５６によって互いに直交する偏光成分である０次回折光６６ａと±１次回折光６６ｂ，６６ｃとにさらに分離された後、第１光検出器５８に入射する。戻り光ビームの−１次回折光６５は、第２偏光分離素子５７によって互いに直交する偏光成分である０次回折光６７ａと±１次回折光６７ｂ，６７ｃとに分離された後、第２光検出器５９に入射する。
【００５８】
このように本発明のピックアップ５１では、光分岐用回折素子５５により回折された戻り光ビームの＋１次回折光６４および−１次回折光６５が第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７によって偏光分離される前に、第１位相補償素子６０および第２位相補償素子６１によって位相差が補償されることを特徴とする。また第１位相補償素子６０が戻り光ビームの＋１次回折光６４に与える位相補償量と、第２位相補償素子６１が戻り光ビームの−１次回折光６５に与える位相補償量とが異なる。
【００５９】
このことによって、たとえば第１の光磁気記録媒体に対しては、第１位相補償素子６０によって戻り光ビームの位相差を補償して第１光検出器５８で光磁気信号を再生し、第１の光磁気記録媒体とは異なる規格の第２の光磁気記録媒体であって、戻り光ビームに定常的な位相差が発生する第２の光磁気記録媒体に対しては、第２位相補償素子６１で戻り光ビームの位相差を補償して第２光検出器５９で光磁気信号を再生することができる。したがって、光磁気記録媒体の種類に応じて、位相補償素子の着脱または液晶補償素子のＯＮ／ＯＦＦ切換動作などによることなく、１つの光ピックアップで、異なる光磁気記録方式の光磁気記録媒体に対応することが可能になる。
【００６０】
図３は光分岐用回折素子５５の構成を示す平面図であり、図４は第１偏光分離素子５６の構成を示す平面図であり、図５は第２偏光分離素子５７の構成を示す平面図であり、図６は第１および第２光検出器５８，５９の構成および配置を示す平面図である。以下図３〜図６を参照してピックアップ５１における光磁気再生信号の検出について説明する。
【００６１】
偏光性ホログラムである光分岐用回折素子５５は、非分割に構成され、光分岐用回折素子５５を通過する戻り光ビームは、そのままの形状で回折されて±１次回折光６４，６５となり、第１および第２偏光分離素子５６，５７にそれぞれ入射される。
【００６２】
第１偏光分離素子５６は、ｘ軸方向に平行な分割線５６ｓによって第１分割領域５６ａと残余の部分５６ｒとに２分割され、残余の部分５６ｒはｙ軸方向に平行な分割線５６ｔによってさらに第２および第３分割領域５６ｂ，５６ｃに２分割される。第１〜第３分割領域５６ａ，５６ｂ，５６ｃは、ピッチ、溝方向などの溝構造が互いに異なるように構成されるので、第１偏光分離素子５６は、光分岐用回折素子５５による＋１次回折光６４を、偏光分離する機能を有するとともに、互いに異なる方向に回折させる波面分割機能をも有する。
【００６３】
第１光検出器５８は、対をなす２分割受光領域５８−１，５８−２と、単一で構成されるその他の受光領域５８−３，５８−４，５８−５，５８−６，５８−７，５８−８，５８−９，５８−１０，５８−１１，５８−１２とを備える。
【００６４】
戻り光ビームに含まれるメインビームと２つのサブビームとのうち、メインビームは、第１偏光分離素子５６による０次回折光６６ａ（常光成分で、ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光成分に相当）がそのまま透過して、受光領域５８−９に入射する。また第１偏光分離素子５６による＋１次回折光６６ｂは、第１偏光分離素子５６の第１分割領域５６ａで回折された光が、合焦状態の時、２分割受光領域５８−１，５８−２のｘ軸方向に延びる分割線５８ｓ上に集光し、第２および第３分割領域５６ｂ，５６ｃで回折された光が、受光領域５８−３，５８−４上にそれぞれ集光する。また２つのサブビームは、第１偏光分離素子５６の第２分割領域５６ｂで回折された＋１次回折光６６ｂが、受光領域５８−５，５８−６上に集光し、第３分割領域５６ｃで回折された＋１次回折光６６ｂが、受光領域５８−７，５８−８上に集光する。
【００６５】
メインビームの第１偏光分離素子５６による−１次回折光６６ｃは、第１分割領域５６ａで回折された光が、受光領域５８−１０上に集光し、第２および第３分割領域５６ｂ，５６ｃで回折された光が、受光領域５８−１１，５８−１２上にそれぞれ集光する。
【００６６】
このように、第１偏光分離素子５６は、０次回折光と±１次回折光との偏光分離と、第１〜第３分割領域５６ａ，５６ｂ，５６ｃによるビームの３分割とを同時に行うことができる。
【００６７】
第２偏光分離素子５７は、図５に示すように、非分割に構成され、光分岐用回折素子５５によって回折された−１次回折光６５を、そのままの形状で、０次回折光６７ａと±１次回折光６７ｂ，６７ｃとに偏光分離する。
【００６８】
第２光検出器５９は、図６に示すように、受光領域５９−１，５９−２，５９−３を備える。戻り光ビームのメインビームは、第２偏光分離素子５７による０次回折光６７ａ（常光成分で、ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光成分に相当）がそのまま透過して、受光領域５９−２に入射する。また第２偏光分離素子５７による＋１次回折光６７ｂおよび−１次回折光６７ｃは、受光領域５９−１，５９−３上にそれぞれ集光する。
【００６９】
ここで、以下の受光領域または受光領域和５８−１、５８−２、５８−３、５８−４、｛（５８−５）＋（５８−６）｝、｛（５８−７）＋（５８−８）｝、５８−９、｛（５８−１０）＋（５８−１１）＋（５８−１２）｝、｛（５９−１）＋（５９−３）｝、５９−２の出力を、それぞれ出力ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊとすると、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）は、シングルナイフエッジ法を用いて式（２）の演算によって検出できる。
ＦＥＳ＝ａ−ｂ                                                  …（２）
【００７０】
また、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）は，たとえば差動プッシュプル法を用いて、式（３）の演算によって検出できる。なお式（３）において係数ｋはメインビームとサブビームとの光量比である。
ＴＥＳ＝（ｃ−ｄ）−ｋ（ｅ−ｆ）                                …（３）
【００７１】
また第１の光磁気記録媒体の再生信号ＭＯ１は、式（４）で与えられ、第１の光磁気記録媒体とは異なる規格の第２の光磁気記録媒体の再生信号ＭＯ２は、式（５）で与えられる。
ＭＯ１＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｈ）−ｇ                              …（４）
ＭＯ２＝ｉ−ｊ                                                  …（５）
【００７２】
このように、本実施の形態のピックアップ５１では、第１の光磁気記録媒体に対しては、第１位相補償素子６０で位相差を補償することにより第１光検出器５８で光磁気信号を再生し、第１の光磁気記録媒体とは異なる光磁気記録媒体であって、戻り光に定常的な位相差が発生するような異なる規格を有する第２の光磁気記録媒体に対しては、第２位相補償素子６１で位相差を補償することにより第２光検出器５９で光磁気信号を再生することができる。
【００７３】
以下、規格が異なる２種類の光磁気記録媒体について、２つの位相補償素子を用いて、位相差をそれぞれ補償した事例について説明する。図７は、規格が異なる２種類の光磁気記録媒体に対する位相補償量とキャリアレベルとの関係を示す図である。図７に示す事例では、１つの光磁気記録媒体として記録密度が高いＤＷＤＤ高密度媒体を用い、もう１つ光磁気記録媒体としてＤＷＤＤ高密度媒体よりも記録密度が低い通常密度のＭＤ（便宜上通常密度媒体と呼ぶ）を用いた。ＤＷＤＤ高密度媒体においては、（１，７）ＲＬＬ（
Run Length Limited）信号によって最短マークを記録する場合の位相補償量とキャリアレベルとの関係を求め、通常密度媒体においては、ＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）信号によって最短マークを記録する場合の位相補償量とキャリアレベルとの関係を求めた。
【００７４】
キャリアレベルは、基準として選択した位相補償量におけるキャリア（信号振幅）と、基準量から増減させた位相補償量におけるキャリアとの比が、デシベル（ｄＢ）値で表される。図７中、黒四角を結ぶライン８６がＤＷＤＤ高密度媒体の結果であり、黒三角を結ぶライン８７が通常密度媒体の結果である。
【００７５】
図７に示すように、キャリアレベルは、ある特定の位相補償量に対して、ピーク値を有し、位相補償量が、特定の位相補償量に対して増減すると、キャリアレベルが低下する傾向を示す。この位相補償量の変動に伴うキャリアレベルの変動は、基本的には正弦曲線で表される。キャリアレベルがピーク値を示す位相補償量が最適位相補償量であり、この最適位相補償量は、光磁気記録媒体の種類によって定まり、図７に示すような位相補償量とキャリアレベルとの関係から求めることができる。図７に示す事例では、レーザ波長７８０ｎｍにおいて、高密度媒体が１００度であり、通常密度媒体が６０度である。
【００７６】
通常密度媒体のＭＤに、最適位相補償量である６０度の位相補償を与えて再生信号品質を評価した結果、ＲＯＭタイプＭＤにおいては、最短マークでジッタ５％、書換え型ＭＤにおいては、最短マークでジッタ１０％が得られた。これらのジッタ値は、記録／再生上まったく問題のない信号品質である。またＤＷＤＤ高密度媒体については、最適位相補償量である１００度の位相補償を与えてキャリアとノイズとの比（Ｃ／Ｎ）で評価した結果、４０ｄＢ以上が得られた。４０ｄＢ以上のＣ／Ｎは、信号品質として充分良好なものである。このように、位相補償量が異なる２つの位相補償素子を備えることによって、規格が異なる通常密度媒体のＭＤと、ＤＷＤＤ高密度媒体とに、それぞれ最適位相補償量を与えることができるので、両光磁気記録媒体に対して良好な信号品質で記録／再生することのできるピックアップが実現される。
【００７７】
図８は本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる光分岐用回折素子８０の構成を示す平面図であり、図９は本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる第１偏光分離素子８１の構成を示す平面図であり、図１０は本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる第２偏光分離素子８２の構成を示す平面図であり、図１１は本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる第１および第２光検出器８３，８４の構成および配置を示す平面図である。
【００７８】
実施の第２形態のピックアップは、実施の第１形態のピックアップ５１と比べて、光分岐用回折素子８０、第１および第２偏光分離素子８１，８２、第１および第２光検出器８３，８４が異なること以外は構成を同じくするので、その構成に関する説明を省略する。
【００７９】
本実施の形態の光分岐用回折素子８０および第１偏光分離素子８１と、実施の第１形態の光分岐用回折素子５５および第１偏光分離素子５６とは、分割パターンが異なる。なお第２偏光分離素子８２は、実施の第１形態の第２偏光分離素子５７と構成を同じくする。
【００８０】
本実施の形態の光分岐用回折素子８０は、ｘ軸方向に平行な分割線８０ｓによって第１分割領域８０ａと残余の部分８０ｒとに２分割され、残余の部分８０ｒはｙ軸方向に平行な分割線８０ｔによってさらに第２および第３分割領域８０ｂ，８０ｃに２分割される。第１偏光分離素子８１は、非分割に構成される。以下図８〜図１１を参照して実施の第２形態のピックアップにおける光磁気再生信号の検出について説明する。
【００８１】
光分岐用回折素子８０に入射した戻り光ビームは、３つに波面分割された±１次回折光となって、第１および第２偏光分離手段８１，８２にそれぞれ入射される。第１および第２偏光分離素子８１，８２は、前述のように非分割に構成される。また第１光検出器８３は、図１１に示すように、対をなす２分割受光領域８３−１，８３−２と、単一で構成されるその他の受光領域８３−３，８３−４，８３−５，８３−６，８３−７，８３−８，８３−９，８３−１０，８３−１１，８３−１２，８３−１３，８３−１４とを備える。
【００８２】
戻り光ビームのうちメインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１による０次回折光（常光成分で、ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光成分に相当）がそのまま透過して、合焦状態の時、２分割受光領域８３−１，８３−２のｘ軸方向に延びる分割線８３ｓ上に集光し、第２および第３分割領域８０ｂ，８０ｃで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１による０次回折光がそのまま透過して、受光領域８３−３，８３−４上にそれぞれ集光する。
【００８３】
２つのサブビームは、光分岐用回折素子８０の第２分割領域８０ｂで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１の０次回折光がそのまま透過して、受光領域８３−５，８３−６上にそれぞれ集光する。第３分割領域８０ｃで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１の０次回折光がそのまま透過して、受光領域８３−７，８３−８上にそれぞれ集光する。
【００８４】
またメインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１の±１次回折光（異常光成分で、ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分に相当）が回折されて、受光領域８３−９，８３−１２上にそれぞれ集光する。第２分割領域８０ｂで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１の±１次回折光（異常光成分で、ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分に相当）が回折されて、受光領域８３−１０，８３−１３上にそれぞれ集光する。第３分割領域８０ｃで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１の±１次回折光（異常光成分で、ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分に相当）が回折されて、受光領域８３−１１，８３−１４上に集光する。
【００８５】
第２光検出器８４は、図１１に示すように、受光領域８４−１，８４−２，８４−３，８４−４，８４−５，８４−６，８４−７，８４−８，８４−９とを備えている。
【００８６】
メインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子８２の０次回折光（常光成分で、ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光成分に相当）がそのまま透過して、受光領域８４−１上に集光し、第２および第３分割領域８０ｂ，８０ｃで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子８２の０次回折光がそのまま透過して、受光領域８４−２，８４−３上にそれぞれ集光する。またメインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子８２の±１次回折光（異常光成分で、ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分に相当）が回折されて、受光領域８４−４，８４−７上にそれぞれ集光する。
【００８７】
光分岐用回折素子８０の第２分割領域８０ｂで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子８２の±１次回折光（異常光成分で、ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分に相当）が回折されて、受光領域８４−５，８４−８上にそれぞれ集光する。また光分岐用回折素子８０の第３分割領域８０ｃで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子８２の±１次回折光（異常光成分で、ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分に相当）が回折されて、受光領域８４−６，８４−９上にそれぞれ集光する。
【００８８】
ここで、以下の受光領域または受光領域和８３−１，８３−２，８３−３，８３−４、｛（８３−５）＋（８３−６）｝、｛（８３−７）＋（８３−８）｝、｛（８３−９）＋（８３−１０）＋（８３−１１）｝、｛（８３−１２）＋（８３−１３）＋（８３−１４）｝、｛（８４−４）＋（８４−５）＋（８４−６）＋（８４−７）＋（８４−８）＋（８４−９）｝、｛（８４−１）＋（８４−２）＋（８４−３）｝、の出力を、それぞれ出力ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊとすると、ＦＥＳはシングルナイフエッジ法を用いて式（６）の演算によって検出できる。
ＦＥＳ＝ａ−ｂ                                                  …（６）
【００８９】
また、ＴＥＳは、たとえば差動プッシュプル法を用いて、式（７）の演算によって検出できる。なお式（７）において係数ｋはメインビームとサブビームとの光量比である。
ＴＥＳ＝（ｃ−ｄ）−ｋ（ｅ−ｆ）                                …（７）
【００９０】
また第１の光磁気記録媒体の再生信号ＭＯ１は、式（８）で与えられ、第１の光磁気記録媒体とは異なる規格の第２の光磁気記録媒体の再生信号ＭＯ２は、式（９）で与えられる。
ＭＯ１＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｈ）−ｇ                              …（８）
ＭＯ２＝ｉ−ｊ                                                  …（９）
【００９１】
本実施の形態のピックアップでは、ＦＥＳやＴＥＳを検出する受光領域８３−１〜８３−８に入射する光は、光分岐用回折素子８０の＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子８１を透過した０次回折光なので、半導体レーザ５２の波長変動が発生した場合であっても、第１偏光分離素子８１の回折角度変化の影響を受けないという利点がある。
【００９２】
図１２は本発明の実施の第３形態であるピックアップ９０の構成を簡略化して示す配置側面図であり、図１３は図１２に示すピックアップ９０に備わる第１および第２光検出器９３，９４の構成を示す平面図である。本実施の形態のピックアップ９０は、実施の第１形態のピックアップ５１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００９３】
本実施の形態のピックアップ９０において注目すべきは、第１および第２偏光分離素子９１，９２が、２軸性の複屈折結晶基板からなることである。図１２に示すように、複屈折結晶基板からなる第１および第２偏光分離素子９１，９２が、第１および第２位相補償素子６０，６１よりも半導体レーザ５２寄りの位置であって、透明基板６８の半導体レーザ５２を臨む面に第１および第２位相補償素子６０，６１を介してそれぞれ固着される。第１および第２偏光分離素子９１，９２をなす複屈折結晶基板の結晶の光学軸は、半導体レーザ５２から出射される光ビームの偏光方向に対して４５度の角度になるように配設されており、第１および第２偏光分離素子９１，９２は、屈折率の違いにより、常光（ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光）と異常光（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光）とを異なる方向に偏光分離することができる。
【００９４】
以下実施の第３形態のピックアップ９０における光磁気再生信号の検出について説明する。光分岐用回折素子８０は、偏光性ホログラムであり、前述の図８と同様に３分割される構成である。また第１光検出器９３は、対をなす２分割受光領域９３−１，９３−２と、単一で構成されるその他の受光領域９３−３，９３−４，９３−５，９３−６，９３−７，９３−８，９３−９，９３−１０，９３−１１とを備えている。
【００９５】
メインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子９１で分離された常光９５ａ（ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光成分に相当）が、合焦状態のとき、２分割受光領域９３−１，９３−２のｘ軸方向に延びる分割線９３ｓ上に集光し、第２および第３分割領域８０ｂ，８０ｃで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子９１で分離された常光９５ａが、受光領域９３−３，９３−４上にそれぞれ集光する。
【００９６】
２つのサブビームは、第２分割領域８０ｂで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子９１で分離された常光９５ａが、受光領域９３−５，９３−６上にそれぞれ集光し、第３分割領域８０ｃで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子９１で分離された常光９５ａが、受光領域９３−７，９３−８上にそれぞれ集光する。
【００９７】
またメインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子９１で分離された異常光９５ｂ（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分）が受光領域９３−９上に集光する。光分岐用回折素子８０の第２分割領域８０ｂで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子９１で分離された異常光９５ｂ（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分）が回折されて、受光領域９３−１０上に集光する。光分岐用回折素子８０の第３分割領域８０ｃで回折された＋１次回折光のうち、第１偏光分離素子９１で分離された異常光９５ｂ（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分）が受光領域９３−１１上に集光する。
【００９８】
第２光検出器９４は、図１３に示すように、受光領域９４−１，９４−２，９４−３，９４−４，９４−５，９４−６を備える。メインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子９２で分離された常光９６ａ（ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光成分）が受光領域９４−１上に集光し、第２および第３分割領域８０ｂ，８０ｃで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子９２で分離された常光９６ａ（ｘ軸方向に対して４５度方向の偏光成分）が、受光領域９４−２，９４−３上にそれぞれ集光する。
【００９９】
またメインビームは、光分岐用回折素子８０の第１分割領域８０ａで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子９２で分離された異常光９６ｂ（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分に相当）が回折されて、受光領域９４−４上に集光する。光分岐用回折素子８０の第２分割領域８０ｂで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子９２で分離された異常光９６ｂ（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分）が回折されて、受光領域９４−５上に集光する。光分岐用回折素子８０の第３分割領域８０ｃで回折された−１次回折光のうち、第２偏光分離素子９２で分離された異常光９６ｂ（ｘ軸方向に対して−４５度方向の偏光成分）が回折されて、受光領域９４−６上に集光する。
【０１００】
ここで、以下の受光領域または受光領域和９３−１，９３−２，９３−３，９３−４、｛（９３−５）＋（９３−６）｝、｛（９３−７）＋（９３−８）｝、｛（９３−９）＋（９３−１０）＋（９３−１１）｝、｛（９４−４）＋（９４−５）＋（９４−６）｝、｛（９４−１）＋（９４−２）＋（９４−３）｝の出力を、それぞれ出力ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｉ，ｊとすると、ＦＥＳはシングルナイフエッジ法を用いて、式（１０）の演算によって検出できる。
ＦＥＳ＝ａ−ｂ                                                  …（10）  
【０１０１】
また、ＴＥＳは、たとえば差動プッシュプル法を用いて、式（１１）の演算によって検出できる。なお式（１１）において係数ｋはメインビームとサブビームとの光量比である。
ＴＥＳ＝（ｃ−ｄ）−ｋ（ｅ−ｆ）                                …（11）
【０１０２】
また第１の光磁気記録媒体の再生信号ＭＯ１は、式（１２）で与えられ、第１の光磁気記録媒体とは異なる規格の第２の光磁気記録媒体の再生信号ＭＯ２は、式（１３）で与えられる。
ＭＯ１＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）−ｇ                                  …（12）
ＭＯ２＝ｉ−ｊ                                                  …（13）
【０１０３】
本実施の形態では、第１および第２光検出器９３，９４における受光領域の分割数を削減することができるとともに、第１および第２偏光分離素子９１，９２に単純な複屈折結晶基板を用いるので、偏光性ホログラムを用いる場合に比べて製造コストを削減できる。また第１および第２偏光分離素子９１，９２に複屈折結晶基板を用いることによって、半導体レーザ５２の波長変動が発生した場合でも、偏光分離特性の悪化が少なく、信頼性が高いという利点がある。
【０１０４】
図１４は本発明の実施の第４形態であるピックアップ１０１の構成を簡略化して示す配置側面図であり、図１５は図１４に示すピックアップ１０１に備えられる光分岐用回折素子５５、第１および第２偏光分離素子５６，５７が設けられる部材の構成を示す斜視図である。本実施の形態のピックアップ１０１は、実施の第１形態のピックアップ５１に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。ピックアップ１０１は、光分岐用回折素子５５、第１および第２偏光分離素子５６，５７が装着される構成に特徴を有する。
【０１０５】
本実施の形態のピックアップ１０１は、第１透明基板１０２と、第２透明基板１０３と、第１および第２透明基板１０２，１０３を保持する保持基板１０４とをさらに含んで構成される。第１および第２透明基板１０２，１０３は、たとえば石英もしくは青板などのガラス材料またはアクリルなどのプラスチック材料から成る平面形状が矩形の平板状部材である。保持基板１０４は、たとえばアルミニウムなどの金属またはＡＢＳなどの樹脂から成る直方体形状を有する部材であり、一方の面、本実施の形態ではコリメータレンズ６２ひいては対物レンズ５４を臨む面１０５から、他方の面、本実施の形態では光源５２を臨む面１０６まで貫通する貫通孔１０７が形成される。また保持基板１０４には、光源５２から出射される光の偏光方向ここではＸ方向に対向する２つの辺１０８，１０９を含む角部において、各辺１０８，１０９のほぼ中央部付近に第１および第２切欠部１１０，１１１が形成される。
【０１０６】
光分岐用回折素子５５は、第１透明基板１０２の上面１０２ａに設けられる。第１偏光分離素子５６と第２偏光分離素子５７とは、第２透明基板１０３の上面１０３ａに設けられる。また光源５２から出射される光をメインと２つのサブとの３つのビームに分離する３ビーム用回折格子であるグレーティング６３は、第２透明基板１０３の下面１０３ｂに設けられる。光分岐用回折素子５５の設けられる第１透明基板１０２が、保持基板１０４の一方の面１０５に装着され、第２透明基板１０３が保持基板１０４の他方の面１０６に装着されて、光分岐用回折素子５５、第１および第２偏光分離素子５６，５７、グレーティング６３が、第１および第２透明基板１０２，１０３と保持基板１０４とを介して、一体化された部材を構成する。なお、この一体化された部材には、保持基板１０４と第２透明基板１０３との間に装着される第１および第２位相補償素子６０，６１が含まれる。
【０１０７】
前述の一体化された部材をピックアップ１０１に装着すると、光分岐用回折素子５５と第１および第２偏光分離素子５６，５７との間には、保持基板１０４に形成される貫通孔１０７が位置するので、光分岐用回折素子５５から第１および第２偏光分離素子５６，５７へ向う反射光が通過する空気層１１２が形成される。このように、光分岐用回折素子５５から第１および第２偏光分離素子５６，５７へ向う反射光が通過する領域に空気層１１２を形成することによって、空気層１１２がない、たとえばガラス基板層である場合に比べて、光分岐用回折素子５５と第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７との空気換算長（距離／屈折率）を、長くすることができる。
【０１０８】
ピックアップでは、反射光を光分岐用回折素子５５で回折され、第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７に向う＋１次回折光６４および−１次回折光６５と、光源５２からの出射光ビームとが干渉しないように、すなわち±１次回折光６４，６５の光路と出射光ビームの光路とが重ならないように、第１偏光分離素子５６と第２偏光分離素子５７とを離して配置しなければならない。
【０１０９】
±１次回折光６４，６５の光路と出射光ビームの光路とが重ならないようにするには、光分岐用回折素子５５による＋１次回折光６４および−１次回折光６５の回折角度を大きくすること、また光分岐用回折素子５５と第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７との距離を長くすることなどが、挙げられる。しかしながら、光分岐用回折素子５５の回折角度を大きくするには、光分岐用回折素子５５の格子（溝）ピッチを小さくしなければならないので、製造が難しくまたコストが増大する。光分岐用回折素子５５と第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７との距離を長くするには、集積ユニット全体の高さを大きくしなければならないので、装置が大型化する。
【０１１０】
ピックアップ１０１のように、貫通孔１０７の形成された保持基板１０４を設け、その両側に、光分岐用回折素子５５の設けられた第１透明基板１０２と、第１および第２偏光分離素子５６，５７ならびにグレーティング６３の設けられた第２透明基板１０３とを、装着する構造にすることによって、光分岐用回折素子５５から第１および第２偏光分離素子５６，５７へ向う反射光が通過する空気層１１２を形成することができる。このことによって、光分岐用回折素子５５と第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７との距離、すなわち光軸方向高さを空気換算長では長いけれども、実質的には短い距離にすることができるので、装置の小型薄型化を実現することができる。
【０１１１】
また本実施の形態のピックアップ１０１では、保持基板１０４の他方の面１０６に、第１および第２位相補償素子６０，６１の厚みに応じた凹所を、予めそれぞれ形成し、それぞれの凹所に第１および第２位相補償素子６０，６１を嵌合するように装着した後、保持基板１０４に第２透明基板１０３を装着することができる。このことによって、第１位相補償素子６０と第２位相補償素子６１との厚みが異なる場合であっても、第２透明基板１０３を保持基板１０４に対して傾斜等の問題を生じさせることなく装着することが可能になる。
【０１１２】
また本実施の形態のピックアップ１０１では、第２透明基板１０３の上面１０３ａに第１および第２偏光分離素子５６，５７を設け、下面１０３ｂにグレーティング６３を設けることによって、組立時における部品点数を削減し、グレーティング６３と第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７との位置決め精度も向上させることができる。さらに第１偏光分離素子５６と第２偏光分離素子５７とは、同じ偏光特性（回折効率）を有するので、同一の溝深さに形成することができる。したがって、同一基板で同時に形成するのに適している。
【０１１３】
また第１透明基板１０２と第２透明基板１０３とを保持基板１０４に対して正確に位置決め調整して接着した後、一体化された第１および第２透明基板１０２，１０３と保持基板１０４との全体を移動させて、キャップ１１３上でｘ方向および／またはｙ方向の位置調整と光軸(ｚ方向)中心の回転調整とを行うことができる。このことによって、光分岐用回折素子５５、第１および第２位相補償素子６０，６１、第１および第２偏光分離素子５６，５７、グレーティング６３の、光源５２ならびに第１および第２光検出器５８，５９に対する位置決め調整を同時に行うことが可能になる。さらに、光分岐用回折素子５５による＋１回折光６４および−１次回折光６５を、第１および第２光検出器５８，５９上で、ｙ方向に受光位置を移動させることができる。すなわち、ＦＥＳ検出のための２分割受光領域の分割線に対して垂直方向に移動させることができるので、ＦＥＳのオフセット調整を容易に行うことができる。
【０１１４】
また保持基板１０４に、第１および第２切欠部１１０，１１１を形成することによって、一体化された第１および第２透明基板１０２，１０３と保持基板１０４との全体を、ハンドリング時および調整時に容易に保持することが可能になる。
【０１１５】
図１６は、本発明の実施の第５形態であるピックアップ１１５の要部構成を簡略化して示す配置側面図である。本実施の形態のピックアップ１１５は、実施の第４形態のピックアップ１０１に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
ピックアップ１１５において注目すべきは、コリメータレンズ６２が、第１透明基板１０２よりも対物レンズ５４寄りに配置され、第１および第２透明基板１０２，１０３、保持基板１０４、光分岐用回折素子５５、第１および第２位相補償素子６０，６１、第１および第２偏光分離素子５６，５７、グレーティング６３とともに一体的な部材を構成するように保持基板１０４に装着されることである。このような構造にすることによって、ピックアップ１１５のハウジングに、コリメータレンズ６２のホルダーまたは保持部を新たに設ける必要がなくなるので、小型化および構造の簡素化に有利となる。また光源５２に対するコリメータレンズ６２の位置決めを、より正確に行うことが可能になる。
【０１１７】
図１７は、本発明の実施の第６形態であるピックアップ１２０の要部構成を簡略化して示す配置側面図である。本実施の形態のピックアップ１２０は、実施の第４形態のピックアップ１０１に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
ピックアップ１２０において注目すべきは、保持基板１０４が、光源５２ならびに第１および第２光検出器５８，５９の収容されるケーシング１２１を構成することを特徴とする。本実施の形態の保持基板１０４は、周縁部から光源５２方向に向ってケーシング１２１を構成する脚部１２１が延び、脚部１２１が基台部材１２２に立設されるように設けられる。このことによって、保持基板１０４は、その脚部１２１とによって形成される内部空間１２３に、光源５２と第１および第２光検出器５８，５９とを収容する。すなわち、保持基板１０４は、その脚部１２１とによって、前述のキャップ１１３の代替機能を発現することができる。このことによって、部品点数を削減することができ、また装置組立工程における作業効率を向上し、さらにキャップ高さ公差の影響を取り除くことができるので、全体の組立誤差を減少させることができる。
【０１１９】
以上に述べたように本実施の形態では、光分岐用回折素子は、ガラス基板上に配向させた液晶モノマーを紫外線照射等により重合させた光学異方性ポリマー層に溝を形成し、該溝に等方性材料のフォトポリマーなどを充填させた構成の偏光性ホログラムであるけれども、これに限定されることなく、たとえばニオブ酸リチウムから成る基板に、安息香酸によるプロトン交換法により形成された格子によって構成される偏光性ホログラム、または光の波長よりさらに細かい凹凸溝ピッチの微細構造からなる構造複屈折回折格子として構成される偏光性ホログラムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施の一形態である光磁気記録媒体用ピックアップ５１の構成を簡略化して示す配置側面図である。
【図２】光分岐用回折素子５５の構成を示す断面図である。
【図３】光分岐用回折素子５５の構成を示す平面図である。
【図４】第１偏光分離素子５６の構成を示す平面図である。
【図５】第２偏光分離素子５７の構成を示す平面図である。
【図６】第１および第２光検出器５８，５９の構成および配置を示す平面図である。
【図７】規格が異なる２種類の光磁気記録媒体に対する位相補償量とキャリアレベルとの関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる光分岐用回折素子８０の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる第１偏光分離素子８１の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる第２偏光分離素子８２の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の第２形態であるピックアップに備えられる第１および第２光検出器８３，８４の構成および配置を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の第３形態であるピックアップ９０の構成を簡略化して示す配置側面図である。
【図１３】図１２に示すピックアップ９０に備わる第１および第２光検出器９３，９４の構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の第４形態であるピックアップ１０１の構成を簡略化して示す配置側面図である。
【図１５】図１４に示すピックアップ１０１に備えられる光分岐用回折素子５５、第１および第２偏光分離素子５６，５７が設けられる部材の構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施の第５形態であるピックアップ１１５の要部構成を簡略化して示す配置側面図である。
【図１７】本発明の実施の第６形態であるピックアップ１２０の要部構成を簡略化して示す配置側面図である。
【図１８】従来技術の光ピックアップ３０の構成を簡略化して示す配置側面図である。
【図１９】図１８に示す光ピックアップ３０に備わる光検出器３６の配置平面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
５１，９０，１０１，１１５，１２０  ピックアップ  
５２  光源
５３  光磁気記録媒体
５４  対物レンズ
５５  光分岐用回折素子
５６，８１，９１  第１偏光分離素子
５７，８２，９２  第２偏光分離素子
５８，８３，９３  第１光検出器
５９，８４，９４  第２光検出器
６０  第１位相補償素子
６１  第２位相補償素子
６２  コリメータレンズ
６３  グレーティング
６８  透明基板
７１  ガラス基板
７２  異方性ポリマー層
７３  等方性フォトポリマー層
７４  溝部
１０２  第１透明基板
１０３  第２透明基板
１０４  保持基板
１０７  貫通孔
１１０  第１切欠部
１１１  第２切欠部
１１２  空気層
１１３  キャップ
１２１  ケーシング
１２２  基台部材
【図１】
2005093042.tif 000003
【図２】
2005093042.tif 000004
【図３】
2005093042.tif 000005
【図４】
2005093042.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005093042.tif 000009
【図８】
2005093042.tif 000010
【図９】
2005093042.tif 000011
【図１０】
2005093042.tif 000012
【図１１】
2005093042.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005093042.tif 000015
【図１４】
2005093042.tif 000016
【図１５】
2005093042.tif 000017
【図１６】
2005093042.tif 000018
【図１７】
2005093042.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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