(57)【要約】【課題】  最適位相差の異なる複数の光磁気記録媒体に対応し、すべての媒体における再生信号の品質を向上させることが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次回折光に分離される。±１次回折光は、第１および第２位相補償素子６０，６１を通り、第１および第２偏光分離素子５６，５７によって偏光分離されて第１および第２検出器５８，５９に入射する。第１検出器５８で検出したトラック方向に垂直な成分と第２検出器５９で検出したトラック方向に平行な成分、または、第１検出器５８で検出したトラック方向に平行な成分と第２検出器５９で検出したトラック方向に垂直な成分の組み合わせによる差動検出法を用いて光磁気信号を再生する。【選択図】        図１
2005276373.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＋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偏光分離素子および第２偏光分離素子と、
前記第１偏光分離素子および第２偏光分離素子によって偏光分離された光をそれぞれ受光検出する第１検出器および第２光検出器とを備え、
前記第１検出器および第２検出器を、前記第１偏光分離素子および第２偏光分離素子によって分離された、前記光磁気記録媒体のトラック方向に垂直な成分と平行な成分それぞれを受光するように構成し、
前記第１検出器で検出したトラック方向に垂直な成分と前記第２検出器で検出したトラック方向に平行な成分、または、前記第１検出器で検出したトラック方向に平行な成分と前記第２検出器で検出したトラック方向に垂直な成分の組み合わせによる差動検出法を用いて光磁気信号を再生する、光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項２】
前記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次回折光それぞれに対して、前記光分岐用回折素子において発生した位相差の光学位相補償を行なう第１位相補償素子および第２位相補償素子を有し、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、請求項１に記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項３】
第１検出器または第２検出器のいずれか一方の検出器においては、光磁気記録媒体を構成するディスクのトラッキングエラー信号および／またはフォーカスエラー信号が検出可能なように受光部が４個以上に分割されており、さらに前記受光部により光磁気記録媒体からの反射光に含まれるトラック方向に垂直な成分とトラック方向に平行な成分とが取り出し可能であり、
他方の検出器においては、前記偏光分離素子によって分離された、光磁気記録媒体からの反射光に含まれるトラック方向に垂直な成分と、光磁気記録媒体からの反射光に含まれるトラック方向に平行な成分とが取り出し可能なように、受光部が２つ以上かつ一方の検出器の受光部の分割数未満に分割されており、
一方の検出器から得られたトラック方向に平行な成分および他方の検出器から得られたトラック方向に垂直な成分、または、一方の検出器から得られたトラック方向に垂直な成分および他方の検出器から得られたトラック方向に平行な成分のいずれかを用いて光磁気信号を得るように構成した、請求項１または２に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、請求項１から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】
前記第１偏光分離素子および第２偏光分離素子は、偏光性回折素子である、請求項１から４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６】
前記第１偏光分離素子および第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、請求項５に記載の光磁気記録媒体用ピックアップ。
【請求項７】
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ビーム生成用回折格子を備え、
透明基板の一方の面に、前記第１偏光分離素子および第２偏光分離素子が設けられ、前記透明基板の他方の面に、３ビーム生成用回折格子が設けられている、請求項１から６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】
この発明は、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一種であるＭＯ（Magneto-Optical）ディスクドライブ装置に用いられるＭＯディスクがある。このＭＯディスクとして記録方式や記録膜構造の異なる様々な規格のものが流通している。
【０００３】
このようなＭＤや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（Domain Wall 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る。情報の再生時には、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壁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８は従来の光ピックアップの構成を簡略化して示す側面図であり、図９は図８に示す光ピックアップに備わる光検出器７の平面図である。
【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とを有している。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の情報記録面に照射される。ＭＯディスク１０によって反射された光ビーム（以下、戻り光ビームと称す）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０（零）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に入射する。
【０００７】
第２の偏光分離手段６は、２つに分割されており、第２の偏光分離手段６ａと第２の偏光分離手段６ｂとで構成されている。第２の偏光分離手段６ａと第２の偏光分離手段６ｂとは、図８において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６ａと第２の偏光分離手段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、常光は透過し、また異常光は回折するように設定される。
【０００８】
第２の偏光分離手段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６ａおよび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６ａによる０次回折光および−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９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、ＭＯディスク１０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。特許文献１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。
【００１０】
ＭＯ＝（ａ＋ｄ)−（ｂ＋ｃ）                    ・・・（１）
特許文献２には、光磁気信号の再生に、偏光分離素子を用いる技術が開示されている。。このものにあっては、光ディスクが光磁気方式の信号の記録再生を行なうものであれば、偏光分離素子により分岐されたｐ偏光とｓ偏光の差信号を検出することで光磁気信号を再生することができる。さらに、特許文献２は、光磁気信号の再生に偏光分離素子を用い、偏光ビームスプリッタ、その他光学部品をこれに置換する事によって、光ピックアップの小型化および薄型化を可能とした光ピックアップを開示している。
【００１１】
なお本明細書においては、光磁気記録媒体の再生に用いるレーザ光で、トラック方向に対して平行な成分をｓ偏光、トラック方向に対して垂直な成分をｐ偏光と記載している。
【特許文献１】特開平８−２９７８７５号公報
【特許文献２】特開平２−１９２０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に示される光ピックアップ１においては、ＭＯディスク１０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として偏光ホログラムを用いている。この偏光ホログラム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を有している。すなわち、偏光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％とし、また、異常光（ｓ偏光）に対して、０次光１８％、±１次光７６％としている。
【００１３】
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、位相差が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。
【００１４】
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。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がある。言い換えると入射光の偏光成分とそれに垂直な成分との間に位相差が発生している場合がある。このような場合も、偏光ホログラムによる±１次回折光のｐ偏光とｓ偏光と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。そのため、従来の光ピックアップにおいては、異なる記録再生方式の光磁気記録媒体に対して、１つの光ピックアップでは対応することができない。
【００１５】
この場合、媒体によって異なるｐ偏光とｓ偏光の位相差を、それぞれに最適な位相補償量を与えた２つの光学系にて再生するよう構成する事が出来るが、光ディスクにおいては記録信号の再生だけでなく、サーボ用の信号生成および検出が必須である。当然の事ながら、一方の検出系では、フォーカスエラー信号およびラジアルエラー信号を生成する必要がある。そのため、どちらか一方の光検出器では、サーボエラー信号用に光検出器を多数に分割する必要がある。サーボ用の信号を生成する光検出器では、受光素子を多数に分割する必要があるため、これから光磁気再生信号を生成する場合には、信号品質が低下するという問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、最適位相差の異なる複数の光磁気記録媒体に対応し、すべての媒体における再生信号の品質を向上させることが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】
【００１７】
この発明に基づいた光磁気記録媒体用ピックアップに従えば、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偏光分離素子および第２偏光分離素子と、上記第１偏光分離素子および第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検出器および第２光検出器とを備えている。上記第１偏光分離素子および第２偏光分離素子によって分離された、上記光磁気記録媒体のトラック方向に垂直な成分と平行な成分それぞれを受光するように、上記第１検出器および第２検出器を構成し、上記第１検出器で検出したトラック方向に垂直な成分と上記第２検出器で検出したトラック方向に平行な成分、または、上記第１検出器で検出したトラック方向に平行な成分と上記第２検出器で検出したトラック方向に垂直な成分の組み合わせによる差動検出法を用いて光磁気信号を再生する。
【００１８】
この構成によると、例えば通常光磁気記録媒体とＤＷＤＤ技術を用いた光磁気記録媒体のように異なる構成の光磁気記録媒体における光磁気信号を、信号品質の良い受光部の組み合わせた差動信号検出により得ることが可能となるので、再生信号品質を向上することができる。
【００１９】
上記光磁気記録媒体用ピックアップにおいて好ましくは、上記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次回折光それぞれに対して、上記光分岐用回折素子において発生した位相差の光学位相補償を行なう第１位相補償素子および第２位相補償素子を有し、上記第１位相補償素子の位相補償量と、上記第２位相補償素子の位相補償量とが異なっている。
【００２０】
この構成によると、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再生する場合でも、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に設定し、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に設定することによって最適な位相補償を行なうことができ、再生信号の品質を向上することができる。その結果、光磁気記録媒体の種類に応じて位相補償素子を交換したり、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。
【００２１】
上記光磁気記録媒体用ピックアップにおいてさらに好ましくは、第１検出器または第２検出器のいずれか一方の検出器においては、光磁気記録媒体を構成するディスクのトラッキングエラー信号および／またはフォーカスエラー信号が検出可能なように受光部を４個以上に分割し、さらに上記受光部により光磁気記録媒体からの反射光に含まれるトラック方向に垂直な成分とトラック方向に平行な成分とが取り出し可能であり、他方の検出器においては、上記偏光分離素子によって分離された、光磁気記録媒体からの反射光に含まれるトラック方向に垂直な成分と、光磁気記録媒体からの反射光に含まれるトラック方向に平行な成分とが取り出し可能なように、受光部を２つ以上かつ一方の検出器の受光部の分割数未満に分割し、一方の検出器から得られたトラック方向に平行な成分および他方の検出器から得られたトラック方向に垂直な成分、または、一方の検出器から得られたトラック方向に垂直な成分および他方の検出器から得られたトラック方向に平行な成分のいずれかを用いて光磁気信号を得るように構成する。
【００２２】
この構成によると、例えば３ビーム法によるサーボ信号検出のため、多数に分割された検出器の各受光部で得られた信号を足し合わせて再生信号とする場合に比較して、ノイズ成分の増大を抑制する事が出来、再生信号の品質を向上させることが出来る。
【００２３】
上記光磁気記録媒体用ピックアップにおいてさらに好ましくは、上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構成する。
【００２４】
この構成よると、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。
【００２５】
上記光磁気記録媒体用ピックアップにおいてさらに好ましくは、上記第１偏光分離素子および第２偏光分離素子は、偏光性回折素子である。
【００２６】
この構成によると、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る。また、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。
【００２７】
上記光磁気記録媒体用ピックアップにおいてさらに好ましくは、上記第１偏光分離素子および第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。
【００２８】
この構成によると、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。これにより、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。
【００２９】
上記光磁気記録媒体用ピックアップにおいてさらに好ましくは、上記光源から出射される光を３つのビームに分離する３ビーム生成用回折格子を備え、透明基板の一方の面に、上記第１偏光分離素子および第２偏光分離素子が設けられ、上記透明基板の他方の面に、３ビーム用生成回折格子が設けられている。
【００３０】
トラッキング用サーボ信号を生成するグレーティングと光磁気信号を生成および分離する偏光分離素子を一つの部品で構成することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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の構成を簡略化して示す側面図である。光磁気記録媒体用ピックアップ５１（以下、単にピックアップと称する）は、光を出射する半導体レーザからなる光源５２と、光源５２から出射される光を光磁気ディスクなどの光磁気記録媒体５３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戻り光ビーム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偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７と、第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７によって分離された光をそれぞれ受光検出する第１検出器５８および第２検出器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とを備えている。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ものである。
【００３２】
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に装着された状態において、Ｘ軸が光磁気記録媒体５３の半径方向を示し、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示し、Ｚ軸がＸ軸およびＹ軸に直交する方向を示す。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、本明細書を通して用いる。
【００３３】
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、たとえばミニディスク（ＭＤ）である。図１では、ピックアップ５１に装着されている１つの光磁気記録媒体５３のみを記載している。この光磁気記録媒体５３と交換して、光磁気記録方式の異なるもう１つの光磁気記録媒体、例えば、磁気的超解像技術または磁壁移動検出技術を用いた高密度ＭＤなどを装着し、情報の記録および再生を行なうことができる。
【００３４】
図２は、本実施の形態の光分岐用回折素子の構成を示す断面図である。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構成している。偏光性ホログラムとしては、例えば図２に示すような、ガラス基板７１上に異方性ポリマー層７２を形成したものを用いることができる。この異方性ポリマー層７２は、ガラス基板７１上に配向させた液晶モノマーを、紫外線照射などにより重合させることによって形成することができる。この偏光ホログラムは、光学異方性（複屈折特性）を有している。この異方性ポリマー層７２に、特定の幅および深さを有する溝部７４を形成し、この溝部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を形成することで偏光性ホログラムが得られる。
【００３５】
この光分岐用回折素子５５の光学軸を、光源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。この光分岐用回折素子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。
【００３６】
第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７にも、偏光性ホログラムを用いることが出来る。第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子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。本実施の形態における第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７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光源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度の角度をなすように配設される。
【００３７】
この配置によって、光磁気記録媒体において、磁化方向（レーザ照射面がＮ極またはＳ極）によって記録された情報は、±θｋのカー回転角となって反射される。偏光ホログラムの光学軸を半導体レーザからなる光源５２の偏光方向に対して４５度に配置した状態で、カー回転角±θｋを与えると、回転方向（＋または−）によって０次光と±１次光の強度が変わるため、光磁気信号の検出が可能となる。
【００３８】
第１位相補償素子６０および第２位相補償素子６１には、たとえば水晶などの２軸性複屈折結晶板や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。
【００３９】
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偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７が、透明基板６８の光源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偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７とが、一体的な部材を構成するように形成される。
【００４０】
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。ｐ偏光成分とｓ偏光成分の回折効率が異なるため、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５３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。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。
【００４１】
第１位相補償素子６０および第２位相補償素子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。実際には、光分岐用回折素子５５以外の光学部品や光磁気記録媒体に用いられている透明基板等においても光学的位相差は発生している。しかし、それらにより発生する光学的位相差よりも、光分岐用回折素子５５において発生する位相差の方が大きいので、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よう構成する。
【００４２】
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。第２位相補償素子を配置した光検出器では、通常のＭＤ以外、例えばＤＷＤＤによる高密度ＭＤを再生する。この場合、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、異なる記録膜構造に起因する位相差が、戻り光ビームに定常的に付加されるため、これを含めた位相差をキャンセルするように位相補償量を与える。
【００４３】
ピックアップ５１において、光源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。
【００４４】
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に入射する。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。
【００４５】
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検出器５９に入射する。
【００４６】
このように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。上記の通り、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は異なる。
【００４７】
このことによって、たとえば第１の光磁気記録媒体であるＭＤ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検出器５８でＭＤの光磁気信号を再生し、第２の光磁気記録媒体である高密度ＭＤ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検出器５９で光磁気信号を再生することができる。これにより、光磁気記録媒体の種類に応じて、位相補償素子の着脱や液晶補償素子の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。
【００４８】
図３は光分岐用回折素子の構成を示す平面図であり、図４は第１偏光分離素子の構成を示す平面図であり、図５は第２偏光分離素子の構成を示す平面図であり、図６は第１光検出器および第２光検出器の構成および配置を示す平面図である。以下、図３から図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方法について説明する。
【００４９】
図３に示すように、偏光ホログラムである光分岐用回折素子５５は、非分割に構成される。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および−１次回折光６５となり、第１偏光分離素子５６および第２偏光分離素子５７にそれぞれ入射する。
【００５０】
図４に示すように、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分割される。残余の部分５６ｒは、Ｙ軸方向に平行な分割線５６ｔによって、第２分割領域５６ｂと第３分割領域５６ｃとにさらに２分割される。第１から第３分割領域５６ａ，５６ｂ，５６ｃは、ピッチや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。
【００５１】
図６に示すように、第１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とを備えている。
【００５２】
戻り光ビームに含まれるメインビームの反射光と２つのサブビームの反射光のうち、メインビームの反射光は、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つのサブビームの反射光においては、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。
【００５３】
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−１次回折光６６ｃが、受光領域５８−１１，５８−１２上にそれぞれ集光する。
【００５４】
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から第３分割領域５６ａ，５６ｂ，５６ｃによるビームの３分割とを同時に行なうことができる。
【００５５】
図５に示すように、第２偏光分離素子５７は、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。
【００５６】
図６に示すように、第２検出器５９は、受光領域５９−１，５９−２，５９−３を備えている。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。
【００５７】
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。
【００５８】
ＦＥＳ＝ａ−ｂ                      ・・・（２）
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。
【００５９】
ＴＥＳ＝（ｃ−ｄ）−ｋ（ｅ−ｆ）    ・・・（３）
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。
【００６０】
ＭＯ１＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｈ）−ｇ  ・・・（４）
ＭＯ２＝ｉ−ｊ                      ・・・（５）
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検出器５９で光磁気信号を再生することができる。
【００６１】
この場合、問題となるのは、ＭＯ１の信号である。（４）式に記載の通り、差動信号検出のため、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｈ）と５つの光検出部の信号を足し合わせている。ここでは、電気信号を直接足すことになる。この場合、各光−電気変換された信号のノイズは、光−電気変換された素子の数だけ増加する。すなわち、一つの受光部だけで構成された場合に比較して、５倍のノイズ成分を含むことになる。光−電気変換を分割されたそれぞれの検出器で行なうのは、ＦＥＳ、ＴＥＳの信号を得るために、単独の信号を必要とするからであり、そのために分割された検出器に光−電気変換の回路が付加されることになる。ＭＯ１の再生信号にこれだけのノイズを含む訳であるから、ａからｈの素子における信号品質を大きく向上させるか、ノイズを小さくするかの対応が必要である。しかしながら、式（６）に示すように、この再生時にＭＯ２の側のｉで得られる信号を用いることが出来れば、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｈ）の代わりになるが、最適な光学位相量が異なることが問題となる。
【００６２】
ＭＯ１＝ｉ−ｇ                      ・・・（６）
図７は、通常ＭＤおよびＤＷＤＤそれぞれにおける最短マークである０．８３ミクロンおよび０．２１ミクロンを記録・再生したときの信号レベルと光学位相量の関係を示す図である。どちらの信号も、式（５）に相当する検出器（ｉ、ｊ）を用いて再生しており、位相補償量を変えて再生信号レベルを調べたものである。同図から、通常ＭＤをＤＷＤＤ再生に最適な位相補償量で再生した場合（通常ＭＤの最適位相補償量に位相差４０°を強制的に加えた場合）、再生信号レベルは２分の１（３ｄＢダウン）に低下すると予想される。これは、式（５）に相当する場合であるので、本発明の再生方法、式（６）の場合、一方の検出器（ｇ）の位相量は最適なので、信号品質は、図７で予想されるものより、良いと予想される。信号品質は、一般的に上記信号レベル（Ｃ）とノイズ（Ｎ）の比、Ｃ／Ｎで評価される。実際に、同手法で通常ＭＤを再生した場合、最短マークにおける信号品質Ｃ／Ｎは、式（４）で表される複数の検出器から信号再生した場合に比較して、上記式（６）に相当する信号検出の方が、１．７ｄＢ良好で、ＭＯ２側のｉを用いた方が、上記５つの受光部を足し合わせた場合よりも、信号品質は高くなる事が確認出来た。そこで、本実施の形態では、第１の光磁気記録媒体の光磁気再生信号ＭＯ１を、式（６）で算出される信号を用いた。
【００６３】
以上のように、特に３ビーム法を用いて、サーボ検出用受光部を多分割する必要がある場合、光磁気信号の再生品質が十分確保できないので、本実施の形態の検出方法は有効であることが分かる。
【００６４】
以上に述べたように本実施の形態では、２種類の光磁気記録媒体を密度、記憶容量、これに伴う最適光学位相量の相違に基づいて信号検出部を分離しているが、その他に例えば、再生周波数帯域によって分離してもよい。この場合、周波数の高い再生信号を受け持つ側では、受光部の面積を小さくする必要がある。
【００６５】
ここでは、２種類の光磁気記録媒体に対応する方法として、偏光ホログラムを２段に用いる構成を示したが、本発明は、これに限定される訳でなく、光磁気記録媒体からの反射光を２つのビームに分割し、それぞれから光磁気信号を再生する構成に適応することが可能である。例えば、光磁気記録媒体からの反射光をマイクロプリズムにより透過光と反射光に分離した後、偏光ホログラム等を用いて偏光分離し、光磁気信号を再生する場合においても同様の効果が得られる。すなわち、光磁気媒体からの反射光を複数に分割して、それぞれの光を用いて、光磁気信号再生を行なうように構成した場合、本方法を用いることが出来る。
【００６６】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明に基づいた実施の形態における光磁気記録媒体用ピックアップの構成を簡略化して示す側面図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態における光分岐用回折素子の構成を示す断面図である。
【図３】この発明に基づいた実施の形態における光分岐用回折素子の構成を示す平面図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態における第１偏光分離素子の構成を示す平面図である。
【図５】この発明に基づいた実施の形態における第２偏光分離素子の構成を示す平面図である。
【図６】この発明に基づいた実施の形態における第１光検出器および第２光検出器の構成および配置を示す平面図である。
【図７】通常ＭＤおよびＤＷＤＤそれぞれにおける、最短マークである０．８３ミクロンおよび０．２１ミクロンを、記録および再生したときの信号レベルと光学位相量の関係を示す図である。
【図８】従来の光ピックアップの構成を簡略化して示す側面図である。
【図９】図８に示す光ピックアップに備わる光検出器７の平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
５１  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、５６，５７  偏光分離素子、５８  第１検出器、５９  第２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。
【図１】
2005276373.tif 000003
【図２】
2005276373.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005276373.tif 000007
【図６】
2005276373.tif 000008
【図７】
2005276373.tif 000009
【図８】
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【図９】
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