JP2709090B2 - Waveguide type optical head - Google Patents

Waveguide type optical head

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JP2709090B2
JP2709090B2 JP63230247A JP23024788A JP2709090B2 JP 2709090 B2 JP2709090 B2 JP 2709090B2 JP 63230247 A JP63230247 A JP 63230247A JP 23024788 A JP23024788 A JP 23024788A JP 2709090 B2 JP2709090 B2 JP 2709090B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ディスクや光磁気ディスク等の光ピック
アップ部に用いられる光学ヘッドに係り、特に、光導波
路を用いた導波路型光学ヘッドに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical head used for an optical pickup unit such as an optical disk or a magneto-optical disk, and more particularly, to a waveguide type optical head using an optical waveguide.

(従来の技術) コンパクトディスクやレーザディスク等の再生専用の
光ディスクや、追記型の光ディスク、あるいは、磁気光
学効果を利用して情報の記録再生を可能とした光磁気デ
ィスク等の光ピックアップ部としては、従来、第5図に
示すような、バルク型の光学部品を組合せた光学ヘッド
が用いられていた。
(Prior art) As an optical pickup unit such as a read-only optical disk such as a compact disk or a laser disk, a write-once optical disk, or a magneto-optical disk capable of recording and reproducing information utilizing a magneto-optical effect. Conventionally, as shown in FIG. 5, an optical head combined with a bulk type optical component has been used.

この、第5図に示す光学ヘッドでは、光源12として半
導体レーザ(LD)等を用い、光源12から出射されたレー
ザ光を偏向ビームスプリッタ14やハーフミラー等で光デ
ィスク等の記録媒体11側に偏向した後、対物レンズ13で
レーザ光を記録媒体11面に集光し、記録媒体11面からの
反射光を対物レンズ13及び偏向ビームスプリッタ14、集
光レンズ15等を介して、フォトダイオード(PD)等の光
検知器16に集光し、情報の再生や、トラック方向Tの位
置ずれ検出、フォーカス方向Fの位置ずれ検出等を行な
っていた。
In the optical head shown in FIG. 5, a semiconductor laser (LD) or the like is used as a light source 12, and a laser beam emitted from the light source 12 is deflected toward a recording medium 11 such as an optical disc by a deflection beam splitter 14 or a half mirror. After that, the laser light is focused on the surface of the recording medium 11 by the objective lens 13, and the reflected light from the surface of the recording medium 11 is passed through the objective lens 13, the deflecting beam splitter 14, the condenser lens 15, etc. ) And the like, and condensed on the photodetector 16 to perform information reproduction, position shift detection in the track direction T, position shift detection in the focus direction F, and the like.

しかしながら、第5図に示すような光学ヘッドでは、
図示の如く、複数の光学部品(光源12、レンズ13,15、
偏向ビームスプリッタ14、光検知器16等)を組合せて構
成しているため、光学ヘッド全体が大きく重くなり、装
置の小型化を図りにくい。また、光学部品を組合せるた
め、装置構成が複雑となり、組み付けや調整に手間がか
かり、しかも、部品点数が多いいため、生産コストが増
大するという問題も生じる。
However, in an optical head as shown in FIG. 5,
As shown, a plurality of optical components (light source 12, lenses 13, 15,
Since the optical head is configured by combining the deflection beam splitter 14 and the photodetector 16), the entire optical head becomes large and heavy, and it is difficult to reduce the size of the apparatus. In addition, since optical components are combined, the configuration of the apparatus becomes complicated, and assembling and adjustment are troublesome. In addition, there is a problem that the production cost increases because the number of components is large.

そこで、このような従来の光学ヘッドの問題を解決す
るため、基板上に光導波路を形成すると共にその基板上
にレンズ素子,発光素子,受光素子等を集積化した導波
路型の光学ヘッドが提案されている(例えば、特開昭62
−217434号公報参照)。
In order to solve such a problem of the conventional optical head, a waveguide type optical head in which an optical waveguide is formed on a substrate and a lens element, a light emitting element, a light receiving element and the like are integrated on the substrate is proposed. (See, for example,
-217434).

この導波路型光学ヘッドでは、基板上に光導波路,レ
ンズ素子,発光素子,受光素子等が集積化されているた
め、製造時に各素子の位置決めを正確に行なうことがで
き、組み付け後の調整時の作業が不要となり、また、検
出精度も向上する。また、部品点数も大幅に削減される
ため、生産コストを大幅に低減することができる。
In this waveguide type optical head, since an optical waveguide, a lens element, a light emitting element, a light receiving element, and the like are integrated on a substrate, each element can be accurately positioned at the time of manufacturing, and can be adjusted during assembly. Is unnecessary, and the detection accuracy is improved. Further, the number of parts is greatly reduced, so that the production cost can be significantly reduced.

(発明が解決しようとする課題) ところで、前記導波路型光学ヘッドにおいては、第6
図に示すように、基板18上に光導波路19を形成し、該光
導波路19の端面部19aから光を出射し、対物レンズ20を
介して、記録媒体21に光を集光し、その記録媒体21から
の反射光を対物レンズ20を介して再び集光し、上記光導
波路19の端面部19aから光導波路19内に反射光を入射さ
せ、光導波路19を通して基板18上の受光素子に反射光を
導波するように構成されていた。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the waveguide type optical head, the sixth type
As shown in the figure, an optical waveguide 19 is formed on a substrate 18, light is emitted from an end face 19a of the optical waveguide 19, the light is condensed on a recording medium 21 via an objective lens 20, and the recording is performed. The reflected light from the medium 21 is condensed again through the objective lens 20, and the reflected light is made to enter the optical waveguide 19 from the end face portion 19a of the optical waveguide 19, and is reflected by the light receiving element on the substrate 18 through the optical waveguide 19. It was configured to guide light.

ところが、光導波路19の端面部19aから光の出、入射
を行なう導波路型光学ヘッド17では、記録媒体21の変位
等によって反射光の入射位置が導波路端面19aからずれ
てしまうと、光導波路19への反射光の入射効率が著しく
低下してしまい、検出精度が大幅に低下するという問題
が生じる。
However, in the waveguide type optical head 17 that emits and enters light from the end face portion 19a of the optical waveguide 19, if the incident position of the reflected light is shifted from the waveguide end face 19a due to the displacement of the recording medium 21 or the like, the optical waveguide There is a problem that the incidence efficiency of the reflected light to the light source 19 is significantly reduced, and the detection accuracy is significantly reduced.

本発明は上記事情に鑑みてなされれたものであって、
光ディスク等の記録媒体からの反射光を確実に光導波路
に導くことができ、安定した信号検出が可能な導波路型
光学ヘッドを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide a waveguide type optical head which can surely guide reflected light from a recording medium such as an optical disk to an optical waveguide and can perform stable signal detection.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、基板の一方側の
面に積層形成された光導波層に、レンズ素子,発光素
子,受光素子を集積化して光導波路を形成した導波路型
光学ヘッドであって、上記光導波路を構成する光導波路
は層厚が均一な均一層厚導波層と、この均一層厚導波層
に連接され連接部では均一層厚導波層と同一の層厚を有
し上記連接部から光覆波層端部に向けて漸次層厚が減少
するテーパ状導波層とからなり、上記均一層厚導波層を
伝搬されてくる導波光が上記テーパ状導波層によって基
板側に放射され該基板の端面から出射されるように構成
すると共に、上記レンズ素子による導波光の光導波路の
幅方向に対する集束位置と、上記テーパ状導波層による
光導波路の厚さ方向に対する集束位置とを一致させるよ
うに設定したことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an optical waveguide in which a lens element, a light emitting element, and a light receiving element are integrated on an optical waveguide layer laminated on one surface of a substrate. Wherein the optical waveguide constituting the optical waveguide has a uniform layer thickness waveguide layer having a uniform layer thickness, and a uniform layer thickness at the connection portion connected to the uniform layer thickness waveguide layer. A tapered waveguide layer having the same layer thickness as the waveguide layer and having a gradually decreasing layer thickness from the connection portion toward the end of the light-wave-wrapping layer; And the converging position with respect to the width direction of the optical waveguide by the lens element, and the converging position of the incoming waveguide light is emitted to the substrate side by the tapered waveguide layer and emitted from the end face of the substrate. Consistent with the focusing position in the thickness direction of the optical waveguide by the waveguide layer It is characterized in that it is set to be performed.

(作用) 本発明の導波路型光学ヘッドは、基板の一方側の面に
積層形成された光導波層に、レンズ素子,発光素子,受
光素子を集積化して光導波路を形成したものであり、特
に光導波層に形成した上記レンズ素子により導波光を光
導波路の幅方向に対して集束させることが可能なので、
光導波層を光導波路の幅方向に対して広く形成すること
ができ、このことにより基板の一方側の面に積層形成さ
れた光導波層に発光素子、受光素子そしてレンズ素子を
配設して光の往路及び復路を含んだ光導波路を形成する
ことができる。そして、本発明の導波路型光学ヘッドで
は、光導波層のテーパ状導波層は均一層厚導波層を伝搬
されてくる導波光を基板側に放射し、該基板の端面から
導波光が出射されるように作用し、且つ、光ディスク等
の記録媒体から反射され、上記基板端面から入射された
反射光を上記均一層厚導波層に導入するように作用す
る。
(Operation) The waveguide type optical head of the present invention is one in which a lens element, a light emitting element, and a light receiving element are integrated on an optical waveguide layer laminated on one surface of a substrate to form an optical waveguide. In particular, since the guided light can be focused in the width direction of the optical waveguide by the lens element formed in the optical waveguide layer,
The optical waveguide layer can be formed wider in the width direction of the optical waveguide, whereby the light emitting element, the light receiving element, and the lens element are arranged on the optical waveguide layer laminated on one surface of the substrate. An optical waveguide including the outward and return paths of light can be formed. Then, in the waveguide type optical head of the present invention, the tapered waveguide layer of the optical waveguide layer emits the guided light propagating through the uniform thickness waveguide layer to the substrate side, and the guided light is emitted from the end face of the substrate. It acts so as to be emitted, and acts so as to introduce reflected light reflected from a recording medium such as an optical disk and incident from the end face of the substrate into the uniform-thickness waveguide layer.

また、上記レンズ素子による導波光の光導波路の幅方
向に対する集束位置と、上記テーパ状導波層による光導
波路の厚さ方向に対する集束位置とを一致させるように
設定したことにより、集束位置における非点収差の発生
が防止され、信号の検出精度が向上する。
Further, by setting the focus position of the guided light by the lens element in the width direction of the optical waveguide and the focus position by the tapered waveguide layer in the thickness direction of the optical waveguide, the non-focus position at the focus position is set. Occurrence of astigmatism is prevented, and signal detection accuracy is improved.

(実 施 例) 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例を示す導波路型光学ヘッド
の概略構成を示す斜視図、第2図は同上導波路型光学ヘ
ッドの概略的平面構成図、第3図は同上導波路型光学ヘ
ッドの概略的側面構成図を夫々示す。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a waveguide type optical head showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan configuration diagram of the same waveguide type optical head, and FIG. The schematic side configuration diagrams of the optical head are respectively shown.

第1図乃至第3図において、本発明に係る導波路型光
学ヘッド1は、対物レンズ9以外の光学素子を同一の基
板上に一体化したものであり、基板2の一方側の面に積
層形成された光導波層3に、レンズ素子8,発光素子4,受
光素子5,6等の光学素子を集積化して光導波路を形成し
た導波路側光学ヘッドである。
1 to 3, a waveguide type optical head 1 according to the present invention has optical elements other than an objective lens 9 integrated on the same substrate, and is laminated on one surface of a substrate 2. This is a waveguide side optical head in which optical elements such as a lens element 8, a light emitting element 4, and light receiving elements 5, 6 are integrated on the formed optical waveguide layer 3 to form an optical waveguide.

ここで、上記基板2は光導波層形成用の平面を有し、
光導波層より低い屈折率を持ち、導波光に対して透明で
ある。
Here, the substrate 2 has a plane for forming an optical waveguide layer,
It has a lower refractive index than the optical waveguide layer and is transparent to guided light.

また、上記光導波層3は、上記基板2の一方側の面に
積層形成されており、この光導波層3は層厚が均一な均
一層厚導波層3bと、この均一層厚導波層3bに連接され連
接部では均一層厚導波層3bと同一の層厚を有し上記連接
部から光導波層端部に向けて漸次層厚が減少するテーパ
状導波層3aとからなり、上記均一層厚導波層3bを伝搬さ
れてくる導波光が上記テーパ状導波層3aによって基板2
側に放射され該基板2の端面2aから出射されるように構
成されている。
The optical waveguide layer 3 is laminated on one surface of the substrate 2. The optical waveguide layer 3 has a uniform layer thickness waveguide layer 3 b having a uniform layer thickness and a uniform layer thickness waveguide layer 3 b. The tapered waveguide layer 3a which is connected to the layer 3b and has a uniform thickness at the connection portion and has the same layer thickness as the waveguide layer 3b, and the layer thickness gradually decreases from the connection portion toward the end of the optical waveguide layer. The waveguide light propagating through the uniform thickness waveguide layer 3b is transmitted to the substrate 2 by the tapered waveguide layer 3a.
The light is emitted to the side and emitted from the end face 2 a of the substrate 2.

また、第1図乃至第3図中、発光素子4には、通常半
導体レーザ(LD)が用いられ、基板2の一端面に装荷さ
れて光導波層3の均一層厚導波層3b側端面から光導波層
3内にレーザ光を出射するように構成されている。
1 to 3, a semiconductor laser (LD) is usually used for the light emitting element 4, and is loaded on one end face of the substrate 2 and the end face of the optical waveguide layer 3 on the side of the uniform thickness waveguide layer 3b. From the optical waveguide layer 3.

レンズ素子8は、周知のジオデシック形やルネブルク
形等の光導波路用の集光性レンズであり、光導波路層3
に一体的に設けられている。受光素子5,6はフォトダイ
オード(PD)等からなり、光導波層3中に形成されたグ
レーティングカプラ等のエラー検出用カプラ7によって
二方向に回折された光を夫々受光するように設置されて
いる。
The lens element 8 is a well-known condensing lens for an optical waveguide of a geodesic type, a Luneburg type, or the like.
Are provided integrally. The light receiving elements 5 and 6 each include a photodiode (PD) or the like, and are installed so as to receive light diffracted in two directions by an error detecting coupler 7 such as a grating coupler formed in the optical waveguide layer 3. I have.

また、基板2外に設置される対物レンズ9は、フォー
カス方向F及び記録媒体のトラック方向Tに移動可能に
設けられており、図示れないアクチュエータによって、
フォーカス方向F及びトラック方向Tの位置合せがなさ
れるように構成されている。
Further, the objective lens 9 installed outside the substrate 2 is provided so as to be movable in the focus direction F and the track direction T of the recording medium.
The focus direction F and the track direction T are configured to be aligned.

さて、以上のように、構成された導波路型光学ヘッド
1においては、半導体レーザ4から出射された光は、基
板2上の光導波層3の均一層厚導波層3b側の端面から光
導波層3内に入射され、均一層厚導波層3b内で2次元的
な拡散光として導波され、導波層内の集光レンズ8によ
って集光される。
Now, in the waveguide type optical head 1 configured as described above, light emitted from the semiconductor laser 4 transmits light from the end face of the optical waveguide layer 3 on the substrate 2 on the side of the uniform thickness waveguide layer 3b. The light enters the wave layer 3, is guided as two-dimensional diffused light in the waveguide layer 3b having a uniform thickness, and is collected by the condenser lens 8 in the waveguide layer.

ここで、上記集光レンズ8によって集光された光は、
光導波層3のテーパ状導波層3aによって基板2側へ放射
され、基板2側の端面2aから外部に出射される。
Here, the light condensed by the condensing lens 8 is
The light is emitted toward the substrate 2 by the tapered waveguide layer 3a of the optical waveguide layer 3, and is emitted to the outside from the end face 2a on the substrate 2 side.

そして、基板2側の端面2aから外部に出射された光は
対物レンズ9を通って集光され、光ディスク等の図示さ
れない記録媒体面に集束される。
Then, the light emitted to the outside from the end face 2a on the substrate 2 side is condensed through the objective lens 9, and is focused on a recording medium surface (not shown) such as an optical disk.

記録媒体面に集束され、該媒体面によって反射回折さ
れた光は、逆の過程を経て、再び基板2の端面2aから基
板内に入射され、光導波層3のテーパ状導波層3aによっ
て均一層厚導波層3b内に導波される。そして均一層厚導
波3b内に導波された反射光は集光レンズ8を通った後、
エラー検出用カプラ7によって二方向に回折され、夫々
の回折方向に設置されたフォトダイオード5,6の受光面
に集光される。
The light focused on the recording medium surface and reflected and diffracted by the medium surface is incident on the substrate 2 again from the end face 2a of the substrate 2 through the reverse process, and is evenly distributed by the tapered waveguide layer 3a of the optical waveguide layer 3. It is guided into the thicker waveguide layer 3b. Then, the reflected light guided into the waveguide 3b having a uniform thickness passes through the condenser lens 8,
The light is diffracted in two directions by the error detecting coupler 7 and condensed on the light receiving surfaces of the photodiodes 5 and 6 installed in the respective diffraction directions.

そして、夫々のフォトダイオード5,6の受光光量や、
集光位置等から、記録信号の検出や、フォーカシングエ
ラー、トラッキングエラー等のエラー信号の検出が行な
われ、このエラー信号に基づいて前記対物レンズ9のア
クチュエータが制御され、記録媒体面の面振れや芯振れ
に対応した、フォーカス位置、トラック位置等の調整が
行なわれる。
Then, the received light amount of each of the photodiodes 5 and 6,
Detection of a recording signal and detection of an error signal such as a focusing error and a tracking error are performed based on the light condensing position and the like, and the actuator of the objective lens 9 is controlled based on the error signal, so that a deviation of the recording medium surface can be obtained. Adjustment of a focus position, a track position, and the like corresponding to the center runout is performed.

さて、以上第1図乃至第3図に基づいて、本発明によ
る導波路型光学ヘッド1の構成及び動作について説明し
たが、本発明による導波路型光学ヘッドでは、対物レン
ズ9を除いた光学部品を素子化して基板2上に集積化し
たことにより、これら光学素子の相対位置を正確に決め
ることができるので、製造後の調整等の作業が全く不要
となる。また、基板2上に光学素子を一体化したことに
より、バルクの光学部品で構成された光学ヘッドと比較
して、光学ヘッド全体の小型化、軽量化を容易に図るこ
とができる。また、構造自体が簡略化されるため、組立
が容易であり、経年変化等も生じにくく、安価で且つ高
性能な光学ヘッドを得ることができる。
The configuration and operation of the waveguide type optical head 1 according to the present invention have been described above with reference to FIGS. 1 to 3, but in the waveguide type optical head according to the present invention, the optical components excluding the objective lens 9 are described. Since the optical elements are integrated into the element 2 and integrated on the substrate 2, the relative positions of these optical elements can be accurately determined, so that the operation such as adjustment after manufacturing is not required at all. In addition, by integrating the optical element on the substrate 2, it is possible to easily reduce the size and weight of the entire optical head as compared with an optical head formed of bulk optical components. Further, since the structure itself is simplified, assembling is easy, aging does not easily occur, and an inexpensive and high-performance optical head can be obtained.

ところで、従来の導波路型光学ヘッドの場合、記録媒
体面からの反射光を受光する際に、記録媒体面の芯振れ
や面振れ等による媒体面の変位によって反射光の導波路
層への入射位置にずれが生じた場合、反射光の導波路層
への入射効率が著しく低下し、検出精度が低下するとい
う問題があった。
By the way, in the case of the conventional waveguide type optical head, when the reflected light from the recording medium surface is received, the reflected light is incident on the waveguide layer due to the displacement of the medium surface due to the core deflection or the surface deflection of the recording medium surface. When the position is shifted, there is a problem that the efficiency of incidence of the reflected light on the waveguide layer is significantly reduced, and the detection accuracy is reduced.

しかしながら、本発明による導波路型光学ヘッドにお
いては、光導波層3は層厚が均一な均一層厚導波層3b
と、この均一層厚導波層3bに連接され連接部では均一層
厚導波層3bと同一の層厚を有し上記連接部から光導波層
端部に向けて漸次層厚が減少するテーパ状導波層3aとか
らなり、上記均一層厚導波層3bを伝搬されてくる導波光
が上記テーパ状導波層3aによって基板側に放射され該基
板2の端面2aから出射されるように構成されており、ま
た、記録媒体面からの反射光は、基板2の端面2aから基
板内に入射され、光導波層3のテーパ状導波層3aによっ
て均一層厚導波層3b内に導波されるように構成されてい
るため、記録媒体側の変位等によって反射光の入射位置
に多少のずれが生じても、反射光は面積の広い基板側端
面2aから入射され、テーパ状導波層3aによって均一層厚
導波層3b内に導波されるため、上記ずれに対する影響が
少なく、確実に反射光の検出が行なわれる。
However, in the waveguide type optical head according to the present invention, the optical waveguide layer 3 has a uniform thickness and a uniform thickness.
And a taper which is connected to the uniform layer thickness waveguide layer 3b and has a thickness equal to that of the uniform layer thickness waveguide layer 3b at the connection portion and gradually decreases from the connection portion toward the end of the optical waveguide layer. Waveguide layer 3a, so that guided light propagating through the uniform layer thickness waveguide layer 3b is radiated to the substrate side by the tapered waveguide layer 3a and emitted from the end face 2a of the substrate 2. Light reflected from the recording medium surface enters the substrate from the end face 2a of the substrate 2 and is guided into the uniform thick waveguide layer 3b by the tapered waveguide layer 3a of the optical waveguide layer 3. Even if the incident position of the reflected light slightly shifts due to the displacement of the recording medium, etc., the reflected light is incident from the large substrate-side end face 2a, and the tapered waveguide is formed. Since the light is guided into the waveguide layer 3b having a uniform thickness by the layer 3a, the influence on the above-mentioned shift is small, and the detection of the reflected light is ensured. Is performed.

ところで、光導波層3を層厚が均一な均一層厚導波層
3bとテーパ状導波層3aとによって構成し、上記均一層厚
導波層3bを伝搬されてくる導波光が上記テーパ状導波層
3aによって基板2側に放射され該基板2の端面2aから出
射されるように構成した場合に、第4図(a)に示すよ
うなテーパ状導波層3aによる光導波路の厚さ方向Zに対
する光の集束位置aと、第4図(b)に示すような、集
光レンズ8による導波光の光導波路の幅方向Wに対する
集束位置bとにずれが生じた場合、記録媒体面上に集光
される集束光や受光素子上に集光される反射光の集束光
に、非点収差が生じ、検出精度が大幅に低下するという
問題が生じる。すなわち、光の出入射部における整合性
が問題となるわけである。
By the way, the optical waveguide layer 3 has a uniform thickness and a uniform thickness.
3b and a tapered waveguide layer 3a, and the guided light propagating through the uniform thickness waveguide layer 3b is
When the light is radiated to the substrate 2 side by 3a and is emitted from the end face 2a of the substrate 2, the tapered waveguide layer 3a as shown in FIG. When the focus position a of the light is shifted from the focus position b of the light guided by the condenser lens 8 in the width direction W of the optical waveguide as shown in FIG. 4B, the light is focused on the recording medium surface. There is a problem that astigmatism occurs in the converged light that is emitted and the converged light of the reflected light that is condensed on the light receiving element, and the detection accuracy is greatly reduced. That is, there is a problem of matching at the light entrance and exit portions.

そこで、本発明においては、上記集光レンズ8による
導波光の光導波路の幅方向Wに対する集束位置bと、上
記テーパ状導波層3aによる光導波路の厚さ方向Zに対す
る集束位置aとを一致させるように集光レンズ及びテー
パ状導波層による集束位置を整合する。すなわち、上記
両集束位置a,bが一致するように、集光レンズ8による
集束位置と、テーパ状導波層3aによる集束位置とを設定
するわけである。そして、このように設定して、光の出
入射部における整合性をとることにより、記録媒体面上
及び受光素子5,6上の集束位置における非点収差の発生
が防止され、記録信号検出やエラー信号検出が精度良く
行なわれるようになるわけである。
Therefore, in the present invention, the focus position b of the light guided by the condenser lens 8 in the width direction W of the optical waveguide coincides with the focus position a of the tapered waveguide layer 3a in the thickness direction Z of the optical waveguide. The focusing position by the condensing lens and the tapered waveguide layer is adjusted so as to perform the focusing. That is, the focusing position by the condenser lens 8 and the focusing position by the tapered waveguide layer 3a are set so that the two focusing positions a and b coincide with each other. Then, by setting as described above, by taking the consistency at the light entrance and exit portions, the occurrence of astigmatism at the focusing position on the recording medium surface and the light receiving elements 5 and 6 is prevented, and recording signal detection and That is, the error signal is detected with high accuracy.

尚、図示の実施例においては、集光レンズ8及びテー
パ状導波層3aによる光の集束位置b,aは基板2内の同一
位置に設定されている場合を示したが、上記集束位置の
一致点は基板外に設定されても良い。また、基板上に装
荷される各種光学素子及びその配置位置も図示のものに
限られるものではなく、種々の実施が可能である。
In the illustrated embodiment, the case where the light converging positions b and a by the condensing lens 8 and the tapered waveguide layer 3a are set at the same position in the substrate 2 is shown. The coincidence point may be set outside the substrate. Further, the various optical elements loaded on the substrate and the arrangement positions thereof are not limited to those shown in the drawings, and various implementations are possible.

(発明の効果) 以上図示の実施例に基づいて説明したように、本発明
による導波路型光学ヘッドは、基板の一方側の面に積層
形成された光導波層に、レンズ素子,発光素子,受光素
子を集積化して光導波路を形成したものであり、特に光
導波層に形成した上記レンズ素子により導波光を光導波
路の幅方向に対して集束させることが可能なので、光導
波層を光導波路の幅方向に対して広く形成することがで
き、このことにより基板の一方側の面に積層形成された
光導波層に発光素子、受光素子そしてレンズ素子を配設
して光の往路及び復路を含んだ光導波路を形成すること
ができる。そして、該光導波路を主要構成部品として用
いた導波型光学ヘッドであるため、組立が容易で、且つ
組立後の調整が不要となり、生産コストの低減を大幅に
図ることができる。
(Effects of the Invention) As described above with reference to the illustrated embodiment, the waveguide type optical head according to the present invention includes a lens element, a light emitting element, a light emitting element, and an optical waveguide layer laminated on one surface of a substrate. An optical waveguide is formed by integrating a light receiving element. In particular, since the guided light can be focused in the width direction of the optical waveguide by the lens element formed on the optical waveguide layer, the optical waveguide is formed by the optical waveguide. The light emitting element, the light receiving element, and the lens element are arranged on the optical waveguide layer laminated on one surface of the substrate, so that the forward and backward paths of light can be formed. It is possible to form an optical waveguide including the optical waveguide. And since it is a waveguide type optical head using the optical waveguide as a main component, it is easy to assemble, and adjustment after assembling is unnecessary, so that production cost can be greatly reduced.

また、光導波層及び光学素子、受光素子等が同一の基
板上に一体に設けられているため、光学ヘッド全体の小
型化、軽量化を容易に図ることができる。
Further, since the optical waveguide layer, the optical element, the light receiving element, and the like are provided integrally on the same substrate, the size and weight of the entire optical head can be easily reduced.

また、本発明による導波路型光学ヘッドにおいては、
光導波層が均一層厚導波層と、この均一層厚導波層との
連接部から光導波層端部に向けて漸次層厚が減少するテ
ーパ状導波層とからなり、上記均一層厚導波層を伝搬さ
れてくる導波光が上記テーパ状導波層によって基板側に
放射され該基板の端面から出射されるように構成されて
おり、また、記録媒体面からの反射光は、基板の端面か
ら基板内に入射され、光導波層のテーパ状導波層によっ
て均一層厚導波層内に導波されるように構成されている
ため、記録媒体側の変位等によって反射光の入射位置に
多少のずれが生じても、反射光は面積の広い基板側端面
から入射され、テーパ状導波層によって均一層厚導波層
内に導波されるため、上記ずれに対する影響が少なく、
確実に反射光の検出が行なわれる。
In the waveguide type optical head according to the present invention,
The optical waveguide layer comprises a uniform thickness waveguide layer, and a tapered waveguide layer whose thickness gradually decreases from a connection portion of the uniform thickness waveguide layer toward an end of the optical waveguide layer. It is configured such that guided light propagating through the thick waveguide layer is emitted to the substrate side by the tapered waveguide layer and emitted from the end face of the substrate, and reflected light from the recording medium surface is Since the light is incident into the substrate from the end face of the substrate and guided into the uniform-thickness waveguide layer by the tapered waveguide layer of the optical waveguide layer, the reflected light is displaced by the recording medium side or the like. Even if a slight shift occurs in the incident position, the reflected light is incident from the end face on the substrate side having a large area and is guided by the tapered waveguide layer into the uniform-thickness waveguide layer. ,
Detection of the reflected light is reliably performed.

また、本発明においては、光導波層中のレンズ素子に
よる導波光の光導波路の幅方向に対する集束位置と、テ
ーパ状導波層による光導波路の厚さ方向に対する集束位
置とを一致させるように設定したことにより、記録媒体
面上及び受光素子上の集束位置における非点収差の発生
が防止され、記録信号検出やエラー信号検出時の検出精
度が大幅に向上される。
In the present invention, the focus position of the guided light by the lens element in the optical waveguide layer in the width direction of the optical waveguide is set to coincide with the focus position of the tapered waveguide layer in the thickness direction of the optical waveguide. As a result, astigmatism is prevented from occurring at the focal position on the recording medium surface and the light receiving element, and the detection accuracy at the time of recording signal detection and error signal detection is greatly improved.

したがって、本発明によれば、小型・軽量で安価な導
波路型光学ヘッドを提供することができ、且つ、記録媒
体側の変位に対しても整合性が良く、安定した信号検出
が可能な導波路型光学ヘッドを提供することができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a small-sized, light-weight, and inexpensive waveguide-type optical head. A waveguide optical head can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す導波路型光学ヘッドの
概略的斜視構成図、第2図は同上導波路型光学ヘッドの
概略的平面構成図、第3図は同上導波路型光学ヘッドの
概略的側面構成図、第4図(a)は同上導波路型光学ヘ
ッドのテーパ状導波層による光導波路厚さ方向の光の集
束位置を示す説明図、第4図(b)は同上導波路型光学
ヘッドのレンズ素子による光導波路幅方向の光の集束位
置を示す説明図、第5図は従来のバルク型光学ヘッドの
一例を示す概略的側面構成図、第6図は従来の導波路型
光学ヘッドの光の出入射位置を示す導波路型光学ヘッド
の概略的要部側面構成図である。 1……導波路型光学ヘッド、2……基板、2a……基板端
面、3……光導波路層、3a……テーパ状導波層、3b……
均一層厚導波層、4……発光素子、5,6……受光素子、
7……エラー検出用カプラ、8……レンズ素子、9……
対物レンズ。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a waveguide type optical head showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the same waveguide type optical head, and FIG. FIG. 4 (a) is a schematic side view of the head, FIG. 4 (a) is an explanatory view showing the focusing position of light in the thickness direction of the optical waveguide by the tapered waveguide layer of the above-mentioned waveguide type optical head, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing a focus position of light in a width direction of an optical waveguide by a lens element of the waveguide optical head, FIG. 5 is a schematic side view showing an example of a conventional bulk optical head, and FIG. FIG. 3 is a schematic side view of a main part of the waveguide type optical head, showing positions where light enters and exits from the waveguide type optical head. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Waveguide type optical head, 2 ... Substrate, 2a ... Substrate end face, 3 ... Optical waveguide layer, 3a ... Tapered waveguide layer, 3b ...
Uniformly thick waveguide layer, 4 …… Light-emitting element, 5,6 …… Light-receiving element,
7: Coupler for error detection, 8: Lens element, 9:
Objective lens.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板の一方側の面に積層形成された光導波
層に、レンズ素子,発光素子,受光素子を集積化して光
導波路を形成した導波路型光学ヘッドであって、 上記光導波路を構成する光導波層は層厚が均一な均一層
厚導波層と、この均一層厚導波層に連接され連接部では
均一層厚導波層と同一の層厚を有し上記連接部から光導
波層端部に向けて漸次層厚が減少するテーパ状導波層と
からなり、上記均一層厚導波層を伝搬されてくる導波光
が上記テーパ状導波層によって基板側に放射され該基板
の端面から出射されるように構成すると共に、上記レン
ズ素子による導波光の光導波路の幅方向に対する集束位
置と、上記テーパ状導波層による光導波路の厚さ方向に
対する集束位置とを一致させるように設定したことを特
徴とする導波路型光学ヘッド。
1. A waveguide type optical head in which a lens element, a light emitting element, and a light receiving element are integrated on an optical waveguide layer laminated on one surface of a substrate to form an optical waveguide. The optical waveguide layer constituting the waveguide layer has a uniform layer thickness and a uniform thickness, and the connecting portion has the same layer thickness as the uniform thickness waveguide layer at a connection portion. And a tapered waveguide layer whose thickness gradually decreases toward the end of the optical waveguide layer, and guided light propagating through the uniform thickness waveguide layer is radiated to the substrate side by the tapered waveguide layer. And the focusing position in the width direction of the optical waveguide of the guided light by the lens element and the focusing position in the thickness direction of the optical waveguide by the tapered waveguide layer. The waveguide type optics is characterized by being set to match. Good.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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