JP2998162B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
光ピックアップ装置Info
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- JP2998162B2 JP2998162B2 JP2009633A JP963390A JP2998162B2 JP 2998162 B2 JP2998162 B2 JP 2998162B2 JP 2009633 A JP2009633 A JP 2009633A JP 963390 A JP963390 A JP 963390A JP 2998162 B2 JP2998162 B2 JP 2998162B2
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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、例えば光集積回路に対するレーザー光の光
カプラー例えばレーザー光によって、光ディスクいわゆ
るレーザーディスク，コンパクトディスク上の記録を読
み出す光ピックアップ等に用いられる光カプラーに係わ
る。
カプラー例えばレーザー光によって、光ディスクいわゆ
るレーザーディスク，コンパクトディスク上の記録を読
み出す光ピックアップ等に用いられる光カプラーに係わ
る。
本発明は、半導体レーザーからのレーザー光を、光デ
ィスクに照射するための光ピックアップ装置において、
フォトダイオードが形成された光集積回路基板と、光集
積回路基板の上記フォトダイオード上に配置されたプリ
ズムを有してなる光カプラーと、光集積回路基板上に配
置された半導体レーザーを有する半導体チップと、レン
ズ系とを有する構成とし、プリズムには、所要の傾きを
有する光入射面が形成され、半導体レーザーは、プリズ
ムの光入射面に対向して配置され、半導体レーザーから
のレーザー光は、プリズムの光入射面によって反射され
てレンズ系を通じて光ディスクに照射され、光ディスク
からの戻り光は、レンズ系を通じてプリズムの光入射面
を通じてプリズム内に導入されてフォトダイオードに導
かれて、フォトダイオードによって検出されるようにさ
れたものであり、プリズムの光入射面は、レーザー光に
対してその反射率を25％以下とすることによって、半導
体レーザーの光出射端面から光ディスクまでの光路長を
20mm程度に設定したときにも、顕著にレーザーに対する
戻り光によるノイズの発生の低減化をはかる。
ィスクに照射するための光ピックアップ装置において、
フォトダイオードが形成された光集積回路基板と、光集
積回路基板の上記フォトダイオード上に配置されたプリ
ズムを有してなる光カプラーと、光集積回路基板上に配
置された半導体レーザーを有する半導体チップと、レン
ズ系とを有する構成とし、プリズムには、所要の傾きを
有する光入射面が形成され、半導体レーザーは、プリズ
ムの光入射面に対向して配置され、半導体レーザーから
のレーザー光は、プリズムの光入射面によって反射され
てレンズ系を通じて光ディスクに照射され、光ディスク
からの戻り光は、レンズ系を通じてプリズムの光入射面
を通じてプリズム内に導入されてフォトダイオードに導
かれて、フォトダイオードによって検出されるようにさ
れたものであり、プリズムの光入射面は、レーザー光に
対してその反射率を25％以下とすることによって、半導
体レーザーの光出射端面から光ディスクまでの光路長を
20mm程度に設定したときにも、顕著にレーザーに対する
戻り光によるノイズの発生の低減化をはかる。
光ディスク、例えばいわゆるコンパクトディスク，レ
ーザディスク上の記録されたビット情報を、レーザー光
照射によって読み出す光ピックアップとしては、例えば
第１図にその構成図を示すように、光集積回路（光IC）
を有する光IC基板（１）上に、この光IC基板（１）に形
成されたフォトダイオードPDと所要の位置関係を保持し
て光カプラーを構成するプリズム（２）がマウントされ
る。また、この光IC基板（１）上には、半導体チップ
（３）がマウントされる。この半導体チップ（３）に
は、半導体レーザーLDが取着され、更にこれよりの例え
ば後方に向う光を検出してレーザーLDのパワー制御を行
う例えばPIN構造によるパワーモニター用のフォトダイ
オードPDMが形成されて成る。
ーザディスク上の記録されたビット情報を、レーザー光
照射によって読み出す光ピックアップとしては、例えば
第１図にその構成図を示すように、光集積回路（光IC）
を有する光IC基板（１）上に、この光IC基板（１）に形
成されたフォトダイオードPDと所要の位置関係を保持し
て光カプラーを構成するプリズム（２）がマウントされ
る。また、この光IC基板（１）上には、半導体チップ
（３）がマウントされる。この半導体チップ（３）に
は、半導体レーザーLDが取着され、更にこれよりの例え
ば後方に向う光を検出してレーザーLDのパワー制御を行
う例えばPIN構造によるパワーモニター用のフォトダイ
オードPDMが形成されて成る。
半導体レーザーダイオードLDから発生させた光は、プ
リズム（１）の光入射面（2a）で反射させてレンズ系
（４）を介して、ビット情報を有する光ディスク（５）
に照射させ、この情報に応じて変調された光をプリズム
（２）の光入射面（2a）からプリズム（２）内に導入
し、光IC基板（１）上の複数組のフォトダイオードPDに
導入、すなわちカップリングさせ、これによって、記録
情報変調されたレーザ光を検出して信号の読み出しを行
うと共に、トラッキングサーボ信号，フォーカスサーボ
信号等のサーボ信号をとり出すようになされている。
リズム（１）の光入射面（2a）で反射させてレンズ系
（４）を介して、ビット情報を有する光ディスク（５）
に照射させ、この情報に応じて変調された光をプリズム
（２）の光入射面（2a）からプリズム（２）内に導入
し、光IC基板（１）上の複数組のフォトダイオードPDに
導入、すなわちカップリングさせ、これによって、記録
情報変調されたレーザ光を検出して信号の読み出しを行
うと共に、トラッキングサーボ信号，フォーカスサーボ
信号等のサーボ信号をとり出すようになされている。
この場合、光カプラーとしてのプリズム（２）は、そ
の入射面（2a）、すなわち所要の角度を有する斜面にハ
ーフミラーの機能を持たしめて、半導体レーザーLDから
のレーザー光を、光ディスク（５）にてできるだけ効率
良く反射させて向わしめると共に、光ディスク（５）か
ら反射して到来する光に関しては効率良くフォトダイオ
ードPDに向わしめるべくプリズム（２）内に導入させる
ことが必要となる。そこで両機能を勘案して、光吸収を
考慮しない状態で、この入射面（2a）の反射率R1は50％
程度に選定している。すなわちプリズム（２）の入射面
（2a）における反射率R1と、半導体レーザーLDへの戻り
光量Sfと、光ディスク（５）からの反射光のフォトダイ
オードPDへの光、すなわち信号光量Soについてみると、 となることから、反射率R1と各光量における比Ｓ（％）
は、第３図中曲線（31）及び（32）に示すようになる。
そして、従来一般には、その信号光量Soが最大となるよ
うに原理的にはR150％としている。したがって、この
場合戻り光Sfは理論的には25％にも及ぶものである。そ
こで通常この種の光カプラーを用いた半導体レーザーLD
においては、この戻り光によるノイズへの影響が一般に
小さい利得ガイド型のレーザー、すなわち多モード発振
による可干渉性の小さいレーザーが用いられている。と
ころが昨今、例えば上述の光ピックアップにおける、よ
り小型，軽量化に伴ってレーザーLDから出射したレーザ
ー光の外部共振器長、すなわち光路長Lextが短縮化さ
れ、Lextが20mm程度となると、レーザーLDへの戻り光に
よるノイズが無視し得ないものとなって来た。
の入射面（2a）、すなわち所要の角度を有する斜面にハ
ーフミラーの機能を持たしめて、半導体レーザーLDから
のレーザー光を、光ディスク（５）にてできるだけ効率
良く反射させて向わしめると共に、光ディスク（５）か
ら反射して到来する光に関しては効率良くフォトダイオ
ードPDに向わしめるべくプリズム（２）内に導入させる
ことが必要となる。そこで両機能を勘案して、光吸収を
考慮しない状態で、この入射面（2a）の反射率R1は50％
程度に選定している。すなわちプリズム（２）の入射面
（2a）における反射率R1と、半導体レーザーLDへの戻り
光量Sfと、光ディスク（５）からの反射光のフォトダイ
オードPDへの光、すなわち信号光量Soについてみると、 となることから、反射率R1と各光量における比Ｓ（％）
は、第３図中曲線（31）及び（32）に示すようになる。
そして、従来一般には、その信号光量Soが最大となるよ
うに原理的にはR150％としている。したがって、この
場合戻り光Sfは理論的には25％にも及ぶものである。そ
こで通常この種の光カプラーを用いた半導体レーザーLD
においては、この戻り光によるノイズへの影響が一般に
小さい利得ガイド型のレーザー、すなわち多モード発振
による可干渉性の小さいレーザーが用いられている。と
ころが昨今、例えば上述の光ピックアップにおける、よ
り小型，軽量化に伴ってレーザーLDから出射したレーザ
ー光の外部共振器長、すなわち光路長Lextが短縮化さ
れ、Lextが20mm程度となると、レーザーLDへの戻り光に
よるノイズが無視し得ないものとなって来た。
すなわち、第２図にその光路長、つまり、レーザーの
外部共振器長LextとS/Nの関係を示すところから明らか
なように、Lextが20mmとなってくると、そのノイズが著
しく大となりS/Nが低下する。この場合のノイズの谷
（最悪値）の間隔は光学的キャビティ（共振器）長ｌ
の、ｌ＝Non＊Ｌ（但し、Ｌはレーザーの共振器長,n＊
は有効屈折率,Nは整数）となる。
外部共振器長LextとS/Nの関係を示すところから明らか
なように、Lextが20mmとなってくると、そのノイズが著
しく大となりS/Nが低下する。この場合のノイズの谷
（最悪値）の間隔は光学的キャビティ（共振器）長ｌ
の、ｌ＝Non＊Ｌ（但し、Ｌはレーザーの共振器長,n＊
は有効屈折率,Nは整数）となる。
本発明は、上述した半導体レーザーの光出射端面から
のレーザー光を、光ディスクに照射するための光ピック
アップ装置において、その光路長の短縮によって生ずる
戻り光によるノイズの発生，カプラーとしての感度、す
なわち結合効率の低下を抑制して得ることができるよう
にする。
のレーザー光を、光ディスクに照射するための光ピック
アップ装置において、その光路長の短縮によって生ずる
戻り光によるノイズの発生，カプラーとしての感度、す
なわち結合効率の低下を抑制して得ることができるよう
にする。
本発明は、半導体レーザーからのレーザー光を、光デ
ィスクに照射するための光ピックアップ装置であって、
フォトダイオードPDが形成された光集積回路基板（１）
と、光集積回路基板（１）の上記フォトダイオードPD上
に配置されたプリズム（２）を有してなる光カプラー
と、光集積回路基板（１）上に配置された、半導体レー
ザーLDを有する半導体チップ（３）と、レンズ系（４）
とを有し、プリズム（２）には、所要の傾きを有する光
入射面（2a）が形成され、半導体レーザーLDは、プリズ
ム（２）の光入射面（2a）に対向して配置され、半導体
レーザーLDからのレーザー光は、プリズム（２）の光入
射面（2a）によって反射されてレンズ系（４）を通じて
光ディスク（５）に照射され、光ディスク（５）からの
戻り光は、レンズ系（４）を通じてプリズム（２）の光
入射面（2a）を通じてプリズム（２）内に導入されてフ
ォトダイオードPDに導かれて、フォトダイオードPDによ
って検出されるようにされた光ピックアップ装置におい
て、そのプリズム（２）の光入射面（2a）の反射率を25
％程度に選定し、半導体レーザーの光出射端面から光デ
ィスクまでの光路長が20mm程度であるものとする。
ィスクに照射するための光ピックアップ装置であって、
フォトダイオードPDが形成された光集積回路基板（１）
と、光集積回路基板（１）の上記フォトダイオードPD上
に配置されたプリズム（２）を有してなる光カプラー
と、光集積回路基板（１）上に配置された、半導体レー
ザーLDを有する半導体チップ（３）と、レンズ系（４）
とを有し、プリズム（２）には、所要の傾きを有する光
入射面（2a）が形成され、半導体レーザーLDは、プリズ
ム（２）の光入射面（2a）に対向して配置され、半導体
レーザーLDからのレーザー光は、プリズム（２）の光入
射面（2a）によって反射されてレンズ系（４）を通じて
光ディスク（５）に照射され、光ディスク（５）からの
戻り光は、レンズ系（４）を通じてプリズム（２）の光
入射面（2a）を通じてプリズム（２）内に導入されてフ
ォトダイオードPDに導かれて、フォトダイオードPDによ
って検出されるようにされた光ピックアップ装置におい
て、そのプリズム（２）の光入射面（2a）の反射率を25
％程度に選定し、半導体レーザーの光出射端面から光デ
ィスクまでの光路長が20mm程度であるものとする。
上述したように、プリズム（２）の光入射面（2a）の
反射率を25％以下にしたことによって、半導体レーザー
の光出射端面から光ディスクまでの光路長が20mm程度で
ある場合にもノイズの低減化、すなわちS/Nの向上がは
かられた。
反射率を25％以下にしたことによって、半導体レーザー
の光出射端面から光ディスクまでの光路長が20mm程度で
ある場合にもノイズの低減化、すなわちS/Nの向上がは
かられた。
第１図を参照して本発明による光カプラーを用いて、
光ピックアップに適用する場合について説明する。
光ピックアップに適用する場合について説明する。
すなわちこの場合、前述したように、光集積回路（光
IC）を有する光IC基板（１）上に、この光IC基板（１）
に形成されたフォトダイオードPDと所要の位置関係を保
持して光カプラーを構成するプリズム（２）がマウント
される。また、この光IC基板（１）上には、半導体チッ
プ（３）がマウントされる。この半導体チップ（３）上
には、半導体レーザーLDが取着され、また、半導体チッ
プ（３）には、半導体レーザーLDよりの光のその例えば
後方に向う光を検出してレーザーLDのパワー制御を行う
例えばPIN構造によるパワーモニター用のフォトダイオ
ードPDMが形成される。半導体レーザダイオードLDから
発生させた光はプリズム（２）の光入射面（2a）で反射
させてレンズ系（４）を介して、ビット情報を有する光
ディスク（５）に照射させ、この情報に応じて変調され
た反射光をプリズム（２）の光入射面（2a）からプリズ
ム（２）内に導入し、光IC基板（１）上の複数組のフォ
トダイオードPDに導入、すなわちカップリングさせ、こ
れによって、記録情報変調されたレーザ光を検出して信
号の読み出しを行うと共に、トラッキングサーボ信号，
フォーカスサーボ信号等のサーボ信号をとり出すように
なされている。
IC）を有する光IC基板（１）上に、この光IC基板（１）
に形成されたフォトダイオードPDと所要の位置関係を保
持して光カプラーを構成するプリズム（２）がマウント
される。また、この光IC基板（１）上には、半導体チッ
プ（３）がマウントされる。この半導体チップ（３）上
には、半導体レーザーLDが取着され、また、半導体チッ
プ（３）には、半導体レーザーLDよりの光のその例えば
後方に向う光を検出してレーザーLDのパワー制御を行う
例えばPIN構造によるパワーモニター用のフォトダイオ
ードPDMが形成される。半導体レーザダイオードLDから
発生させた光はプリズム（２）の光入射面（2a）で反射
させてレンズ系（４）を介して、ビット情報を有する光
ディスク（５）に照射させ、この情報に応じて変調され
た反射光をプリズム（２）の光入射面（2a）からプリズ
ム（２）内に導入し、光IC基板（１）上の複数組のフォ
トダイオードPDに導入、すなわちカップリングさせ、こ
れによって、記録情報変調されたレーザ光を検出して信
号の読み出しを行うと共に、トラッキングサーボ信号，
フォーカスサーボ信号等のサーボ信号をとり出すように
なされている。
ここに、半導体レーザLDとしては、戻り光に対し、ノ
イズの影響を受けにくい多モード発振を示す例えば利得
ガイド型のいわゆるテーパード・ストライプ型の半導体
レーザーを用いる。
イズの影響を受けにくい多モード発振を示す例えば利得
ガイド型のいわゆるテーパード・ストライプ型の半導体
レーザーを用いる。
この構成において本発明では、その光カプラーとして
のプリズム（２）の光入射面（2a）に、ハーフミラーと
しての機能を持たしめるに、その反射率R1を25％以下と
する。この光入射面（2a）における反射率R1の選定は、
この面（2a）に、例えばアモルファスSiと、ZrO2との積
層膜を例えば５〜６層設け、各膜厚制御によって行うこ
とができる。
のプリズム（２）の光入射面（2a）に、ハーフミラーと
しての機能を持たしめるに、その反射率R1を25％以下と
する。この光入射面（2a）における反射率R1の選定は、
この面（2a）に、例えばアモルファスSiと、ZrO2との積
層膜を例えば５〜６層設け、各膜厚制御によって行うこ
とができる。
このようにすると、半導体レーザーLDの出射端面から
ディスク（５）までの光路長いわゆる外部キャビティ長
Lextを、20mm程度にまで下げても、So/Nの低下が生じな
い。すなわち、今レンズ系（４）の焦点距離を変えて、
Lext＝40mm、Lext＝30mm、Lext＝20mmにしてそれぞれの
プリズム（２）の光入射面（2a）の反射率R1とSo/Nの関
係を、各Lextにおいて微小に変化させて、その最悪値と
して測定した結果をみると、第４図中曲線（41），（4
2）及び（43）で示したように、R125％では、いずれ
もSo/Nの低下がみられない。つまりLextが長い場合に比
し何ら遜色が生じない。
ディスク（５）までの光路長いわゆる外部キャビティ長
Lextを、20mm程度にまで下げても、So/Nの低下が生じな
い。すなわち、今レンズ系（４）の焦点距離を変えて、
Lext＝40mm、Lext＝30mm、Lext＝20mmにしてそれぞれの
プリズム（２）の光入射面（2a）の反射率R1とSo/Nの関
係を、各Lextにおいて微小に変化させて、その最悪値と
して測定した結果をみると、第４図中曲線（41），（4
2）及び（43）で示したように、R125％では、いずれ
もSo/Nの低下がみられない。つまりLextが長い場合に比
し何ら遜色が生じない。
本発明による光ピックアップ装置において、半導体レ
ーザーLDの外部発振器長Lextが20mmにも及ぶ短い場合に
おいても、Lextが40mm程度に長い場合と同様に戻り光に
よるレーザー発振の不安定性、即ちジッターの発生が回
避され、またSo/Nの低下を抑制することができることか
ら、光ピックアップの、より小型，軽量を特性の低下を
招来することなく構成することができるので、携帯用コ
ンパクトディスクのプレーヤ等のピックアップに適用し
てその実用上の利益は極めて大きい。
ーザーLDの外部発振器長Lextが20mmにも及ぶ短い場合に
おいても、Lextが40mm程度に長い場合と同様に戻り光に
よるレーザー発振の不安定性、即ちジッターの発生が回
避され、またSo/Nの低下を抑制することができることか
ら、光ピックアップの、より小型，軽量を特性の低下を
招来することなく構成することができるので、携帯用コ
ンパクトディスクのプレーヤ等のピックアップに適用し
てその実用上の利益は極めて大きい。
第１図は本発明による光ピックアップ装置の一例の構成
図、第２図は半導体レーザーの外部光路長とS/Nの関係
を示す図、第３図はプリズムの反射率と信号光量So及び
戻り光量Sfの関係を示す図、第４図はプリズムの反射率
とSo/Nの関係を示す図である。 （２）はプリズム、（2a）はその光入射面、LDは半導体
レーザーである。
図、第２図は半導体レーザーの外部光路長とS/Nの関係
を示す図、第３図はプリズムの反射率と信号光量So及び
戻り光量Sfの関係を示す図、第４図はプリズムの反射率
とSo/Nの関係を示す図である。 （２）はプリズム、（2a）はその光入射面、LDは半導体
レーザーである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/04 G11B 7/135 G02B 6/42
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザーからのレーザー光を、光デ
ィスクに照射するための光ピックアップ装置であって、 フォトダイオードが形成された光集積回路基板と、 該光集積回路基板の上記フォトダイオード上に配置され
たプリズムを有してなる光カプラーと、 上記光集積回路基板上に配置された、半導体レーザーを
有する半導体チップと、 レンズ系とを有して成り、 上記プリズムには、所要の傾きを有する光入射面が形成
され、 上記半導体レーザーは、上記プリズムの上記光入射面に
対向して配置され、 上記半導体レーザーからのレーザー光は、上記プリズム
の光入射面によって反射されて上記レンズ系を通じて上
記光ディスクに照射され、該光ディスクからの戻り光
は、上記レンズ系を通じて上記プリズムの上記光入射面
を通じて上記プリズム内に導入されて上記フォトダイオ
ードに導かれて、該フォトダイオードによって検出され
るようにされ、 上記プリズムの光入射面は、上記レーザー光に対してそ
の反射率を25％以下に選定し、上記半導体レーザーの光
出射端面から、上記光ディスクまでの光路長が20mm程度
であることを特徴とする光ピックアップ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009633A JP2998162B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 光ピックアップ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009633A JP2998162B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 光ピックアップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214102A JPH03214102A (ja) | 1991-09-19 |
| JP2998162B2 true JP2998162B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=11725642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009633A Expired - Fee Related JP2998162B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 光ピックアップ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998162B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643368A (ja) * | 1992-01-14 | 1994-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次元光スキャナ |
| US5874722A (en) | 1994-07-19 | 1999-02-23 | Spectra-Physics Scanning Systems, Inc. | Compact scanner module mountable to pointing instrument |
| JP3112841B2 (ja) * | 1996-08-27 | 2000-11-27 | 日本電気株式会社 | 光ピックアップ装置 |
| JP2008204510A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 受発光素子、及び光ピックアップ装置 |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2009633A patent/JP2998162B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03214102A (ja) | 1991-09-19 |
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