JP3393680B2

JP3393680B2 - 光ピックアップ

Info

Publication number: JP3393680B2
Application number: JP18778293A
Authority: JP
Inventors: 成嘉三澤; 清横森
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 2003-04-07
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JPH0765405A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクドライブ、
光メモリシステム、光カード、光テープ記録再生システ
ム等に適用可能な導波路素子を用いた集積型の光ピック
アップに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク装置用の光ピックアッ
プは、１枚の基板上に集積化することで、光ディスク装
置の小型・低価格化を図る研究が各方面でなされてい
る。このような従来例として、例えば図１４に示すよう
な光ピックアップ１がある。これは、「Ｉnternational
Ｓymposium on Ｏptical Ｍemory 1991,1c-5,P29〜3
0」により報告されているものである。まず、レーザダ
イオード２から出射された光は、コリメーションレンズ
３により平行光束化されてプリズム４に入射する。そし
て、このプリズム４の端面で上方に反射され対物レンズ
５を通して光ディスク６面に集光照射される。また、こ
の光ディスク６から反射される戻り光は、再び、対物レ
ンズ５を通り、前記プリズム４の端面に形成された直線
グレーティングビームスプリッタ７により一部が回折さ
れる。回折された光はこのプリズム４の底部に設けられ
た直線グレーティングカプラ８よりシリコンチップ９上
の光導波路１０に結合される。

【０００３】ここに、直線グレーティングカプラ８はそ
のピッチを変えるこによりＴＥモード光及びＴＭモード
光を各々光導波路１０に励起させることができる。光導
波路１０により３分割されて結合した光は、放物・直線
導波路ミラー１１によりモード変換フォトディテクタ１
２の近くに集光される。これらにより、シグナルプロセ
ッサ１３を介してフォーカス誤差信号、トラッキング誤
差信号、光磁気情報信号等のＲＦ信号が得られ、光ピッ
クアップとして機能するものとなる。

【０００４】また、別のものとして、図１５に示すよう
な光ピックアップ１５もある。これは、「集積型光ピッ
クアップによる実ディスクからの信号読み出し」（光メ
モリシンポジウム’92論文集）中で、図１４に示したよ
うなものを含めて報告されているものである。まず、レ
ーザダイオード１６から出射された光は、１／２波長板
１７を通り、偏光ビームスプリッタ１８を経て、さら
に、１／４波長板１９を通して円偏光とされて、対物レ
ンズ２０により光ディスク２１の記録面上に集光照射さ
れる。この光ディスク２１から反射される戻り光は、再
び１／４波長板１９を通り、その偏波面が入射時と９０
°回転され、今度は偏光ビームスプリッタ１８でシリン
ドリカルレンズ２２の方向に反射される。このシリンド
リカルレンズ２２により集束されて光集積ピックアップ
２３に集光される。この光集積ピックアップ２３におけ
る各信号の検出原理は、図１４に示したようなものと同
様である。また、この光集積ピックアップ２３の構造と
しては図１４に示したシリコンチップ９と同様とされて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の光ピ
ックアップ１の場合、直線グレーティングビームスプリ
ッタ７及び直線グレーティングカプラ８を用いて、３回
の回折により光ビームを光導波路１０に結合させている
ものであり、光源（レーザダイオード２）の波長変動に
対しては安定であるが、光ビームの光導波路１０への結
合効率が、そのビーム径をかなり小さくしても、高くす
ることができず、光利用効率の低いものとなってしま
う。この点、後者の光ピックアップ１５の場合、戻り光
のみを２回の回折で光導波路に結合させており、かつ、
シリンドリカルレンズ２２で絞っているため、光ピック
アップ１の場合よりは、光の利用効率が高いものの、依
然として利用効率の低いものである。

【０００６】また、前者の光ピックアップ１の場合、プ
リズム４の反射面には直線グレーティングビームスプリ
ッタ７、シリコンチップ９上には直線グレーティングカ
プラ８を、１ｎｍ精度といった高精度なグレーティング
として作製しなければならず、作製がやや難しく、コス
ト高となる。

【０００７】一方、後者の光ピックアップ１５の場合、
光ディスク２１からの戻り光を光集積ピックアップ２３
の光導波路に結合する際に、シリンドリカルレンズ２２
を用いているため、光集積ピックアップ２３に入射する
光ビームの一方向が集束気味となる。このため、予め集
束された細い平行光ビームを入射する場合に比べ、光導
波路への結合効率が低いものとなってしまう。また、こ
のようにシリンドリカルレンズ２２を用いているため、
入射ビームの波面収差が大きくなりやすく、光導波路へ
結合した光ビームも波面収差が大きくなってしまう。よ
って、フォーカス誤差信号検出や光磁気信号検出におい
て、オフセットを生じたり、感度の低下を招くものとな
る。

【０００８】結局、これらの点を考慮すると、１．光情報記録媒体からの戻り光を導波路素子の光導波
路に結合させる際の結合効率が高く、かつ、波面収差の
小さい光ピックアップ２．光利用効率が高く、かつ、感度の低下が起こらず、
作製が容易で低コストな光ピックアップを提供することが要望されているといえる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光情報記録媒体からの戻り光を光導波路に結合させ
るカプラを備えた光ピックアップにおいて、前記カプラ
に対する前記戻り光の入射光路上に、前記カプラに対向
する底面で光源側からの光を反射させるとともに光情報
記録媒体側からの戻り光の一部を透過させるウェッジプ
リズムを設け、このウェッジプリズムの底面を透過した
戻り光を前記カプラにより光導波路に結合させた。

【００１０】請求項２記載の発明では、光源と、この光
源から出射された光をビームスプリッタを介して光情報
記録媒体上に集光照射させる集光光学系と、前記光情報
記録媒体側からの戻り光に基づきフォーカス誤差信号、
トラッキング誤差信号及び情報再生信号の各信号を検出
するために光導波路、検出光学系及び光検出器を有する
導波路素子と、前記戻り光の一部をこの導波路素子の前
記光導波路に結合させるカプラと、このカプラに対する
前記戻り光の入射光路上に配設させて、前記カプラに対
向する傾斜させた底面を有し、前記ビームスプリッタと
は別に設けたウェッジプリズムと、よりなり、前記ビー
ムスプリッタにより入射光と分離された戻り光を前記ウ
ェッジプリズムの斜面で透過屈折させた。

【００１１】この際、請求項３記載の発明では、カプラ
に対向する底面で光源側からの光を反射させるとともに
光情報記録媒体側からの戻り光の一部を透過させるウェ
ッジプリズムとし、このウェッジプリズムの底面を透過
した戻り光を前記カプラにより光導波路に結合させた。

【００１２】また、請求項４記載の発明では、カプラに
対して入射する戻り光の偏波面の回転方向を検知する回
転方向検知手段を有する導波路素子とした。

【００１３】これらの発明において、請求項５記載の発
明では、ウェッジプリズムの底面又はビームスプリッタ
の反射面に偏光ビームスプリッタを設けた。

【００１４】請求項６記載の発明では、請求項２，３又
は４記載の発明に関し、ウェッジプリズムの底面又はビ
ームスプリッタの反射面に透明単層、多層膜又は金属ハ
ーフミラーを設けた。

【００１５】請求項７記載の発明では、請求項４，５又
は６の発明に関し、回転方向検知手段をＴＥ／ＴＭモー
ドスプリッタとした。

【００１６】請求項８記載の発明では、光源と、この光
源から出射された光を光情報記録媒体上に集光照射させ
る集光光学系と、前記光情報記録媒体側からの戻り光に
基づきフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号及び
情報再生信号の各信号を検出するために光導波路、検出
光学系及び光検出器を有する導波路素子と、前記戻り光
の一部をこの導波路素子の前記光導波路に結合させるカ
プラと、前記光源から出射された光をそのビーム径を狭
めて前記導波路素子上の前記カプラに入射させる第１ウ
ェッジプリズムと、前記カプラに対する前記戻り光の入
射光路上に配設されて前記導波路素子で反射され前記カ
プラから前記集光光学系に向けて出射される光のビーム
径を広げる第２ウェッジプリズムと、とにより構成し
た。

【００１７】これらの発明において、請求項９記載の発
明では、光情報記録媒体に対する光路上に１／４波長板
を介在させた。

【００１８】請求項１０記載の発明では、請求項８記載
の発明に関し、カプラに対して入射する戻り光の偏波面
の回転方向を検知する回転方向検知手段を有する導波路
素子とした。

【００１９】これらの発明において、請求項１１記載の
発明では、ウェッジプリズム又はビームスプリッタにお
ける入射光の反射面又は透過面での透過光又は反射光を
受光する受光素子を設けた。

【００２０】これらの発明において、請求項１２記載の
発明では、光源から出射される光の光路上に１／２波長
板を介在させた。

【００２１】これらの発明において、請求項１３記載の
発明では、導波路素子における検出光学系を導波路ミラ
ーを有するものとした。

【００２２】これらの発明において、請求項１４記載の
発明では、導波路素子における検出光学系中のフォーカ
ス誤差信号検出系を導波路プリズムを有するものとし
た。

【００２３】これらの発明において、請求項１５記載の
発明では、カプラとウェッジプリズムと導波路素子とを
一体化した。

【００２４】これらの発明において、請求項１６記載の
発明では、カプラをプリズムカプラとした。

【００２５】請求項１７記載の発明では、請求項１６記
載の発明に関し、プリズムカプラの入射面を円筒面状と
した。

【００２６】

【作用】請求項１記載の発明においては、光情報記録媒
体からの戻り光をウェッジプリズムを通してカプラによ
り光導波路に結合させているので、光導波路に入射する
光ビームの導波モードの進行方向におけるビーム径をウ
ェッジプリズムで小さくできるものとなり、光導波路へ
の結合効率が高いものとなる。同時に、入射ビームの波
面収差を大きくさせることなく結合させることも可能と
なる。この際、光情報記録媒体からの戻り光をウェッジ
プリズムで透過させ屈折させることで光導波路に結合さ
せているので、グレーティングビームスプリッタを用い
るものと異なり、この戻り光を光導波路に効率よく結合
させることができる。また、ウェッジプリズムの底面に
よる屈折の効果で、導波路素子上での光軸方向の入射ビ
ーム径を小さくすることができるため、結合効率を一層
向上させ得るものとなる。よって、信号のＣ／Ｎ比が向
上し、かつ、光源の波長変動に対して強いものとなる。
さらには、導波路素子に対する入射ビームがほぼ平行な
ビームとなるため、シリンドリカルレンズを用いるもの
に比べ、ビームの波面収差による信号検出感度の低下や
ジッターの生じにくいものとなる。

【００２７】請求項２記載の発明においては、光情報記
録媒体からの戻り光はビームスプリッタで入射光と分岐
された後、ウェッジプリズムを経ることで導波路素子上
の光軸方向のビーム径を小さくしてカプラに入射させて
光導波路に結合させているので、より効率よく光を分岐
させつつ、導波路素子上での光軸方向のビーム径が小さ
くできるため、光の利用効率の高いものとなり、信号の
Ｃ／Ｎ比が向上することになる。同時に、光導波路へカ
プラによる結合効率が、光源の波長変動に対して、より
強く安定したものとなる。また、導波路素子に対する入
射ビームがほぼ平行なビームとなるため、シリンドリカ
ルレンズを用いるものに比べ、ビームの波面収差による
信号検出感度の低下やジッターの生じにくいものとな
る。

【００２８】請求項３記載の発明においては、光情報記
録媒体からの戻り光をウェッジプリズムで透過させ屈折
させることで光導波路に結合させているので、グレーテ
ィングビームスプリッタを用いるものと異なり、この戻
り光を光導波路に効率よく結合させることができる。ま
た、ウェッジプリズムの底面による屈折の効果で、導波
路素子上での光軸方向の入射ビーム径を小さくすること
ができるため、結合効率を一層向上させ得るものとな
る。よって、信号のＣ／Ｎ比が向上し、かつ、光源の波
長変動に対して強いものとなる。さらには、導波路素子
に対する入射ビームがほぼ平行なビームとなるため、シ
リンドリカルレンズを用いるものに比べ、ビームの波面
収差による信号検出感度の低下やジッターの生じにくい
ものとなる。

【００２９】請求項４記載の発明においては、導波路素
子中に戻り光の偏波面の回転方向を検知する回転方向検
知手段を有するので、光情報記録媒体が光磁気ディスク
の場合でも適用可能となる。

【００３０】請求項５記載の発明においては、ウェッジ
プリズムの底面又はビームスプリッタの反射面に偏光ビ
ームスプリッタを有するので、光源の偏波方向を変化さ
せることにより底面又は反射面の反射率の調節が可能
で、往復ビームの導波路素子への分離効率を高めること
ができ、よって、記録信号のＣ／Ｎ比が向上するものと
なる。また、光磁気ディスクからの光磁気記録信号の検
出時には、戻り光の偏波面の成分を変化させ、見掛け上
の偏波面の回転角を増大させることができ、記録信号の
Ｃ／Ｎ比が向上するものとなる。

【００３１】請求項６記載の発明においては、ウェッジ
プリズムの底面又はビームスプリッタの反射面に透明単
層、多層膜又は金属ハーフミラーを設けた構成により、
反射率と透過率との割合を調整することができ、この割
合を最適化することにより、光ピックアップ全体の光利
用効率を向上させ得るものとなり、記録信号のＣ／Ｎ比
が向上する。

【００３２】請求項７記載の発明においては、回転方向
検知手段をＴＥ／ＴＭモードスプリッタとしたので、カ
プラへの入射ビームの偏波面の回転方向を検知し得るも
のとなる。この場合、ＴＥ／ＴＭモードスプリッタは導
波路型のため、小型で作製も容易な上に、ＴＥ／ＴＭモ
ードの消光比も２０数ｄＢ程度と大きくとれるため、検
出感度を高め得るものとなり、記録信号のＣ／Ｎ比を向
上させることができる。

【００３３】請求項８記載の発明においては、２つのウ
ェッジプリズムを用い、光源から出射された光を第１ウ
ェッジプリズムによりそのビーム径を狭めカプラを通し
て導波路素子に入射させ、その反射光を今度は第２ウェ
ッジプリズムを通してビーム径を広げて光情報記録媒体
に照射させ、この光情報記録媒体からの戻り光を第２ウ
ェッジプリズムを経てカプラにより光導波路に結合させ
ているので、グレーティングビームスプリッタを用いて
おらず、かつ、カプラへの入射ビームの導波路素子の光
軸方向のビーム径を小さくし導波路素子中での光ビーム
の反射或いは光導波路に一旦結合した後で再びカプラか
ら外への再結合を用いているため、往路ではビームの分
岐による損失をかなり小さくでき、同時に、戻り光の光
導波路への結合効率を高めることもできる。これによ
り、光ピックアップの光利用効率が高くなり、信号のＣ
／Ｎ比が向上する。特に、光磁気ディスクからの信号検
出においても、光の利用効率が低下しないものとなる。
また、カプラへの入射ビームの導波路素子の光軸方向の
ビーム径を小さくし得るため、カプラでの入出射光が平
行ビームとなり、このビームの波面収差を小さくでき、
信号検出感度の低下やジッターの生じにくいものとな
る。

【００３４】請求項９記載の発明においては、光情報記
録媒体側の光路上に１／４波長板を介在させているの
で、光情報記録媒体に向かう光とその戻り光との偏波面
が９０°回転されるものとなり、この偏波面の違いによ
る反射率の違いを利用することで、ウェッジプリズム等
の各反射面で、往路では反射率が高くなり、戻り光に対
しては透過率が高くなるようにすることが可能となり、
光結合効率を一層高め得るものとなる。

【００３５】請求項１０記載の発明においては、導波路
素子中に戻り光の偏波面の回転方向を検知する回転方向
検知手段を有するので、光情報記録媒体が光磁気ディス
クの場合でも適用可能となる。

【００３６】請求項１１記載の発明においては、ウェッ
ジプリズム又はビームスプリッタにおける入射光の反射
面又は透過面での透過光又は反射光を受光する受光素子
を有するので、光源の光出力状態を常にモニタでき、よ
って、この光源の光出力の安定化を図ることで安定した
記録信号検出が可能となる。

【００３７】請求項１２記載の発明においては、光源か
ら出射される光の光路上に１／２波長板を介在させたの
で、光源から出射される光の偏光度を向上させたり、光
源を動かすことなくその偏波面を光軸中心に任意に回転
させることが可能となり、よって、各種光学素子の偏光
依存性を考慮して光利用効率を向上させたり光情報記録
媒体上での光ビームの偏波方向を調節することができ、
よって、記録信号のＣ／Ｎ比を向上させ得るものとな
る。

【００３８】請求項１３記載の発明においては、導波路
素子における検出光学系を導波路ミラーを有するものと
したので、光源の波長変動に強い検出光学系となり、か
つ、作製容易であるため、低コスト化を図れるものとな
る。

【００３９】請求項１４記載の発明においては、導波路
素子における検出光学系中のフォーカス誤差信号検出系
を導波路プリズムを有するものとしたので、臨界角法に
よるフォーカス誤差信号検出系となり、光導波路中に集
光光学系を設ける必要がなくなり、比較的小面積に作製
できるものとなり、導波路素子を小型化し得る。

【００４０】請求項１５記載の発明においては、カプラ
とウェッジプリズムと導波路素子とを一体化したので、
光学的に高い位置精度や角度精度が安定して確保され、
振動や経時変化等に対してより強固なものとなる。

【００４１】請求項１６記載の発明においては、カプラ
をプリズムカプラとしたので、グレーティングカプラに
比べ、光源の波長変動に対して結合効率の変化の少ない
ものとなる。

【００４２】請求項１７記載の発明においては、請求項
１６記載の発明に関し、プリズムカプラの入射面を円筒
面状としたので、導波路素子上の導波方向のビーム径を
より小さくすることができ、入射ビームの光導波路への
結合効率がさらに向上し、各種信号のＣ／Ｎ比が向上す
るものとなる。

【００４３】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１ないし図４に基
づいて説明する。本実施例は、基本的には、請求項１な
いし３記載の発明に相当するもので、まず、図１に示す
ように、光源３１から出射された光を集束平行化するコ
リメートレンズ３２が設けられ、このコリメートレンズ
３２からの入射ビームを光情報記録媒体３３に向けて反
射偏向させる反射面（底面）３４ａを有するウェッジプ
リズム３４が設けられている。このウェッジプリズム３
４と光情報記録媒体３３との光路上には１／４波長板３
５（請求項９記載の発明に相当する）及び集光光学系を
構成する対物レンズ３６が設けられている。また、前記
光情報記録媒体３３からの戻り光が前記対物レンズ３
６、１／４波長板３５を経た後、前記ウェッジプリズム
３４の反射面３４ａを透過屈折する光路上には断面略三
角形状のプリズムカプラ（カプラ）３７が設けられ（請
求項１６記載の発明に相当する）、前記戻り光を導波路
素子３８上に結合させ得るように構成されている。ここ
に、前記プリズムカプラ３７の入射面は円筒面状に形成
されている（請求項１７記載の発明に相当する）。さら
に、前記光源３１側からのウェッジプリズム３４に対す
る入射ビームの内、反射面３４ａを透過屈折した光を受
光する受光素子３９が設けられている（請求項１１記載
の発明に相当する）。

【００４４】このような構成において、光源３１から出
射された光はコリメートレンズ３２により集束されてウ
ェッジプリズム３４に入射し、その反射面３４ａで反射
され、１／４波長板３５を経て円偏光とされた後、対物
レンズ３６により光情報記録媒体３３の記録面上に集光
照射される。そして、この光情報記録媒体３３から反射
された戻り光は、再び対物レンズ３６を通った後、１／
４波長板３５を経ることにより偏波面が入射ビームに対
して９０°回転した直線偏波とされ、ウェッジプリズム
３４に入射する。

【００４５】ここに、光源３１から出射される光の偏波
方向を図１中にＡで示すように紙面表裏方向、即ち、導
波路素子３８に平行な方向に設定すると、ウェッジプリ
ズム３４の反射面３４ａにおいて、光源３１側からの入
射ビームはＳ偏光、光情報記録媒体３３側からの戻り光
はＰ偏光となる。これに対応して、これらの往復ビーム
の入射角をウェッジプリズム３４の臨界角よりもやや小
さめに設定しておくものとする。この時、一般に、Ｓ偏
光の反射率はＰ偏光の反射率よりも大きくなる。このた
め、光源３１側からの入射ビームは反射面３４ａにおい
て対物レンズ３６（光情報記録媒体３３）側への反射光
と、受光素子３９側への透過光とに２分されるが、対物
レンズ３６側への反射光量が多くなる。また、この対物
レンズ３６側からの戻り光は、Ｐ偏光であるため、反射
面３４ａにおいて透過光量のほうが多くなるため、コリ
メートレンズ３２（光源３１）側への反射光よりもプリ
ズムカプラ３７側への透過光の光量が多くなる。このよ
うにして、光情報記録媒体３３からの戻り光がウェッジ
プリズム３４及びプリズムカプラ３７を介して導波路素
子３８に結合されることになる。

【００４６】図４はこのような関係を満足するウェッジ
プリズム３４の数値例を示すもので、このウェッジプリ
ズム３４の屈折率をｎ_p＝１．５１とすると、臨界角θ
_cは、θ_c＝sin~¹（１／ｎ_p）＝４１．４８°とな
る。ここで、ウェッジプリズム３４の反射面３４ａに対
する戻り光の入射角θ_Iをθ_I＝４０°とした様子を示
すのが図４であり、出射角θ_Oは、θ_O＝sin~¹（ｎ_ps
inθ_I）＝７６．０７°となる。この時の入射ビームの
ビーム径の比は、０．３１４程度と極めて小さくなる。

【００４７】ついで、このような戻り光を受光する導波
路素子３８について図２及び図３を参照して説明する。
この導波路素子３８は基板４０上にバッファ層４１を介
して光導波層（光導波路）４２を積層し、さらにその表
面にギャップ層４３を積層形成したものである。ここ
に、ギャップ層４３と前記プリズムカプラ３７との間に
は部分的な高屈折率接着層４４が段差４５を有する状態
で形成されている。これにより、ウェッジプリズム３４
とプリズムカプラ３７と導波路素子３８とは一体化構成
されている（請求項１５記載の発明に相当する）。さら
に、このような導波路素子３８は平面的に見ると、前記
光導波層４２の一部を所定形状に除去することにより検
出光学系を構成する凹面鏡４６ａ，４６ｂ、凸面鏡４６
ｃ，４６ｄなる導波路ミラーが形成されている（請求項
１３記載の発明に相当する）。さらに、凸面鏡４６ｃ，
４６ｄによる集光位置付近に位置させて前記基板４０上
には２つずつの光検出器４７ａ〜４７ｄが形成されてい
る。ここに、光情報記録媒体３３に対する合焦状態で、
凸面鏡４６ｃによる光ビームは光検出器４７ａ，４７ｂ
の中間位置に集光し、同様に、凸面鏡４６ｄによる光ビ
ームは光検出器４７ｃ，４７ｄの中間位置に集光するよ
うに設定されている。

【００４８】このような構成において、プリズムカプラ
３７に入射する戻り光は、ウェッジプリズム３４の反射
面３４ａにおいて透過屈折されることにより、そのビー
ム断面形状が扁平な状態に変換されたものとなってい
る。このような光ビームがプリズムカプラ３７に入射し
た後、導波路素子３８の高屈折率接着層４４を通り、ギ
ャップ層４３との界面で全反射することになる。この時
に生ずるエバネッセント波が光導波層４２の導波モード
と結合して伝搬していくことになる。このように伝搬す
る光ビームは、図３に示すように、凹面鏡４６ａ，４６
ｂにより２分割された後、凸面鏡４６ｃ，４６ｄにより
光検出器４７ａ〜４７ｄ側に向けて集束されることにな
る。ここに、合焦位置では光検出器４７ａ，４７ｂの中
間、光検出器４７ｃ，４７ｄの中間に各々集光するよう
に位置設定されているので、光情報記録媒体３３が対物
レンズ３６に対して遠ざかった場合、光導波層４２に結
合した光は集束気味となる。よって、各光検出器４７ａ
〜４７ｄの光出力を各々ａ〜ｄとした場合、ａ＜ｂ、か
つ、ｃ＞ｄとなる。また、逆に、光情報記録媒体３３が
対物レンズ３６に対して近づいた場合、光導波層４２に
結合した光は発散気味となる。よって、各光検出器４７
ａ〜４７ｄの光出力は、ａ＞ｂ、かつ、ｃ＜ｄとなる。
これにより、フォーカス誤差信号ΔＦをΔＦ＝（ａ＋
ｄ）−（ｂ＋ｃ）とする時、光情報記録媒体３３が合焦
位置よりも近づいた場合にはΔＦ＞０となり、逆に、遠
ざかった場合にはΔＦ＜０となる。よって、このΔＦが
ΔＦ＝０となるようにフォーカスアクチュエータ（図示
せず）で対物レンズ３６の位置又は光ピックアップ全体
の位置を調整することにより、オートフォーカシングが
可能となる。

【００４９】また、光情報記録媒体３３において図１中
に矢印Ｂで示す方向に溝（グルーブ）が平行に形成され
ているものとすると、プッシュプル法を利用したトラッ
キング誤差信号検出が可能である。即ち、集光スポット
が溝中心位置より外れた場合、±１次の回折光の強度が
変化することを利用するものである。トラッキング誤差
信号ΔＴをΔＴ＝（ａ＋ｂ）＋（ｃ＋ｄ）とすると、集
光スポットが溝中心位置より外れると、光導波層４２中
を伝搬する２つの光ビームの強度が変化するため、ΔＴ
＞０又はΔＴ＜０となる。よって、このΔＴがΔＴ＝０
となるようにトラッキングアクチュエータ（図示せず）
で対物レンズ３６の位置又は光ピックアップ全体の位置
を調整することにより、オートトラッキングが可能とな
る。

【００５０】さらに、光情報記録媒体３３に記録された
情報に関する情報再生信号Ｓは、Ｓ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄに
より得られる。

【００５１】ところで、ウェッジプリズム３４の反射面
３４ａ外面に対して、図２に示すように、誘電体単層薄
膜や多層膜を真空蒸着法、スパッタリング法などにより
形成することで偏光ビームスプリッタ４８を付加するよ
うにすれば（請求項５記載の発明に相当する）、光源３
１側から反射面３４ａに向かう光ビーム（Ｓ偏光）の反
射率をさらに増加させつつ、光情報記録媒体３３側から
の戻り光（Ｐ偏光）の反射面３４ａでの透過率をさらに
向上させることができる。また、１／４波長板３５がな
い構成においては、特定の偏光における反射面３４ａの
反射率を膜の構成を変えることにより変化させられるた
め、反射面３４ａを透過する戻り光の光量を増加させる
ことができる（請求項６記載の発明に相当する）。さら
に、誘電体単層膜や多層膜に限らず、透明有機薄膜等を
塗布や蒸着等で形成することもできる。

【００５２】また、光源３１としては、コヒーレンシー
のよいものが好ましく、本実施例では半導体レーザを用
いるものとした。もっとも、気体レーザ、固体レーザ等
の他、ＳＨＧ発生素子、アップコンバージョン素子等を
用いることも可能である。コリメートレンズ３２として
は、通常の球面レンズ及びそれらの組合せに限らず、非
球面レンズ、分布屈折率レンズ、フレネルレンズやそれ
らの組合せであってもよい。さらに、基板４０として本
実施例では光検出器４７ａ〜４７ｄを接合型フォトダイ
オードとして形成し得るように、ＳｉやＧａＡｓ等の半
導体基板を用いたが、このような半導体基板に限らず、
金属、ガラス、各種の誘電体結晶、セラミックス、プラ
スチックス等による基板としてもよい。これらの基板材
料による場合、光検出器４７ａ〜４７ｄは、アモルファ
スＳｉフォトダイオード等を導波路素子３８表面や基板
４０表面に形成するようにすればよい。

【００５３】一方、導波路素子３８において、高屈折率
接着層４４は導波路素子３８とプリズムカプラ３７との
間を接着しており、少なくとも光導波層４２より屈折率
が高いことが必要とされる。これに対し、バッファ層４
１やギャップ層４３は光導波層４２より屈折率が低いこ
とが必要とされる。このような条件を満たすバッファ層
４１、光導波層４２及びギャップ層４３は、ＳｉＯ₂ ，
ＳｉＮ，ＳｉＯＮその他の誘電体材料を真空蒸着、スパ
ッタリング、ＣＶＤ、熱酸化等の各種方法により基板４
０上に積層装荷し、或いは、有機材料等を基板４０上に
塗布、蒸着等の方法で形成するようにすればよい。さら
に、凹面鏡４６ａ，４６ｂや凸面鏡４６ｃ，４６ｄは光
導波層４２をウェットエッチング又はドライエッチン
グ、或いは、イオンミーリングやリフトオフ法によりそ
の一部を所定形状に除去したり、より低屈折率材料に置
換えたり、又は、除去した端面に金属を装荷する等の方
法で形成すればよい。このような光導波層４２における
導波路ミラー部の端面は、基板４０に対して直角であっ
ても、角度が付けられ斜め状態となっていてもよい。さ
らに、本実施例では、凹面鏡４６ａ，４６ｂと凸面鏡４
６ｃ，４６ｄとの組合せとしたが、要は、前後何れかに
凹面鏡を含めば、他方は凸面鏡でも平面鏡であってもよ
い。

【００５４】さらに、受光素子３９はＳｉやＧａＳａ等
を用いたフォトダイオード構成のもので、光源３１から
出射されウェッジプリズム３４の反射面３４ａを透過屈
折した光の受光位置に設けられ、光源３１の光出力のモ
ニタ用として用いられる。即ち、この受光素子３９の検
出出力が光源３１の光出力に関するフィードバックに供
され、光源３１の光出力が常に安定したものとなるよう
に制御される。

【００５５】また、段差４５に注目した場合、ギャップ
層４３の層厚がプリズムカプラ３７の下部領域のみ薄く
し、入射ビームの光導波層４２への結合効率が高くなる
ように設定されている。本実施例の場合、結合領域が限
定されているが、ギャップ層４３の層厚を全体的に薄く
しておけば、段差４５は必ずしも必要ではない。同様
に、基板４０が光源波長に対して透明材料で形成されて
いる場合、バッファ層４１は必ずしも必要ではない。さ
らに、本実施例ではより良好なる結果を得るために１／
４波長板３５を用いているが、光源３１の偏波方向を適
当な角度に設定すれば、前述したように必ずしも１／４
波長板３５を用いなくても、プリズムカプラ３７への入
射光は減少するものの、前述した各信号ΔＦ，ΔＴ，Ｓ
を検出することは可能となる。

【００５６】本発明の第二の実施例を図５及び図６によ
り説明する。前記実施例で示した部分と同一部分は同一
符号を用いて示す（以下の実施例でも同様とする）。本
実施例は、導波路素子３８において、凹面鏡４６ａ，４
６ｂ及び凸面鏡４６ｃ，４６ｄに代えて、光導波層４２
を２分割するように形成された導波路レンズ５０ａ，５
０ｂを検出光学系として設けたものである。この導波路
レンズ５０ａ，５０ｂは図６に示すようにバッファ層４
１と光導波層４２との間に、入出端面双方がテーパ状と
なるようにして形成されたものである。また、この導波
路レンズ５０ａ，５０ｂの領域の屈折率は光導波層４２
の屈折率と同じかそれ以上であることが望ましい。もっ
とも、材料自体はバッファ層４１、光導波層４２、ギャ
ップ層４３等と同様のものを用い得る。さらに、本実施
例では、プリズムカプラ３７に代えて、ギャップ層４３
表面に形成されたグレーティングカプラ５１が用いられ
ている（なお、以下の実施例では、カプラとしプリズム
カプラ３７を用いた例を示すが、何れも、本実施例と同
様にグレーティングカプラ５１で代用し得るものであ
る）。

【００５７】本実施例による場合も、前記実施例と同様
の効果が得られる。

【００５８】また、本発明の第三の実施例を図７により
説明する。本実施例は、導波路素子３８における検出光
学系に関し、そのフォーカス誤差信号検出系の構成を変
えたものである。まず、プリズムカプラ３７を経て導波
路素子３８に結合される光は、段差４５部分で光導波層
４２に結合することになるが、本実施例では、図６に示
した導波路レンズ５０ａ，５０ｂと同様な断面構成で導
波路プリズムとなる第２光導波層５２を図７中に斜線を
施して示すような所定平面形状で形成したものである
（請求項１４記載の発明に相当する）。即ち、この第２
光導波層５２の入出端面も、導波路レンズ５０ａ，５０
ｂの入出端面と同様にテーパ状に傾斜形成され、かつ、
その屈折率が光導波層４２よりも高く設定されている。
さらに詳細には、このような第２光導波層５２の出射側
は出射傾斜面５２ａ，５２ｂを持つように２つの櫛歯状
に分岐形成されて、各々の出射端面がテーパ状に傾斜形
成されている。これに対応して、出射傾斜面５２ａでの
反射光を受ける位置に光検出器４７ａ、透過屈折光を受
ける位置に光検出器４７ｂが各々配設され、同様に、出
射傾斜面５２ｂでの反射光を受ける位置に光検出器４７
ｃ、透過屈折光を受ける位置に光検出器４７ｄが各々配
設されている。

【００５９】このような構成において、段差４５部分を
経て光導波層４２に結合した戻り光は、第２光導波層５
２のテーパ状の入射端面で導波モードの光ビームの中心
が、光導波層４２からこの第２光導波層５２に移る。こ
の第２光導波層５２を伝搬する光は、その出射側におい
て、出射傾斜面５２ａ，５２ｂに対してある入射角で入
射する。この時の入射角が、第２光導波層５２端面での
臨界角θ_c付近であると、入射ビームの一部は出射傾斜
面５２ａ，５２ｂで反射され、各々光検出器４７ａ，４
７ｃに入射し受光される。残りの一部は、これらの出射
傾斜面５２ａ，５２ｂを透過して屈折し、各々光検出器
４７ｂ，４７ｄに入射し受光される。

【００６０】ここに、出射傾斜面５２ａ，５２ｂに入射
する入射角を臨界角θ_c付近に設定すると、対物レンズ
３６が合焦位置にある時、各光検出器４７ａ〜４７ｄの
出力関係として、ａ＋ｄ＝ｂ＋ｃとなるように設定する
ことができる。そして、フォーカス誤差信号ΔＦをΔＦ
＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）とする時、対物レンズ３６が
光情報記録媒体３３から遠ざかった場合には入射ビーム
が集束気味となって、出力ａ，ｄが減少し、出力ｂ，ｃ
が増加するため、ΔＦ＜０となる。逆に、対物レンズ３
６が光情報記録媒体３３に近づいた場合には入射ビーム
が発散気味となって、出力ａ，ｄが増加し、出力ｂ，ｃ
が減少するため、ΔＦ＞０となる。よって、このΔＦが
ΔＦ＝０となるようにフォーカスアクチュエータ（図示
せず）で対物レンズ３６の位置又は光ピックアップ全体
の位置を調整することにより、オートフォーカシングが
可能となる。

【００６１】また、トラッキング誤差信号ΔＴは、ΔＴ
＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）、情報再生信号Ｓは、Ｓ＝ａ
＋ｂ＋ｃ＋ｄとして、前述した実施例の場合と同様に検
出される。

【００６２】また、本発明の第四の実施例を図８ないし
図１０により説明する。本実施例は、特に光情報記録媒
体として光磁気ディスク５３に適用したもので、光ピッ
クアップにあっては、１／４波長板３５に代えて１／２
波長板５４がウェッジプリズム３４より光源３１側の光
路上に配設されている（請求項１２記載の発明に相当す
る）。さらに、偏光ビームスプリッタ４８に代えて、ウ
ェッジプリズム３４の反射面３４ａの外面には金属ハー
フミラー、無偏光多層膜ハーフミラー、或いは、多層膜
及び金属ハーフミラー組合せ構成による偏光無依存ミラ
ー又はハーフミラーなるミラー５５が形成されている
（請求項６記載の発明に相当する）。

【００６３】さらに、本実施例では、平面的構成を示す
図１０のように、凹面鏡４６ａ，４６ｂ間が開口を介し
て分離形成され、光導波層４２に導波した光の一部（中
心部）が凹面鏡４６ａ，４６ｂを経ることなくそのまま
直進的に光導波層４２中を導波するように設定されてい
る。このような直進的な導波光の光路上には回転方向検
出手段を構成するＴＥ／ＴＭモードスプリッタ５６が形
成され（請求項４，７記載の発明に相当する）、その出
射側には光検出器４７ｅ，４７ｆが設けられている。つ
まり、光導波層４２に結合した光は３分割されるものと
なる。

【００６４】なお、本実施例の光導波層４２はギャップ
層４３やバッファ層４１との屈折率差が小さく、かつ、
層厚が厚くされ、ＴＥモード光とＴＭモード光とが縮退
し、同じ入射角で同時に励起し得るように設定されてい
る。

【００６５】このような構成において、光源３１から出
射された光はコリメートレンズ３２を経た後、１／２波
長板５４により偏波面が導波路素子３８に対して傾きを
持つ適当な角度に回転される。もっとも、１／２波長板
５４を用いずに、光源３１自身を回転させることで出射
光の偏波面を回転させてもよいが、半導体レーザのよう
な光源のように、そのビーム断面形状が真円でなく扁平
な場合には、光源自身を回転させるとビーム断面形状が
導波路素子３８に対して傾いてしまう問題がある。とこ
ろで、前述した実施例と同様に、プリズムカプラ３７を
経て導波路素子３８に結合される光磁気ディスク５３か
らの戻り光は、段差４５の個所で光導波層４２に結合す
る。この時、入射ビームの偏波面の向きは、図１０中に
矢印Ｄで示すように、光軸方向に対して角度を持つよう
にして入射させる必要がある。

【００６６】ここに、光磁気ディスク５３の場合、反射
される戻り光の偏波面は、光磁気ディスク５３における
ピットのスピンの向きにより磁気カー効果により±Δθ
だけ偏波面が入射ビームに比べて回転することになる。
このため、図１０中に矢印Ｄで示すような方向の偏波面
も±Δθ′だけ回転することになる。そこで、図１０中
に示す矢印Ｄ方向からプリズムカプラ３７への入射ビー
ムの偏波面が左にΔθ′だけ回転すると、光導波層４２
に励起されるＴＥモード光とＴＭモード光との内で、Ｔ
Ｅモード光側の光量が増加しＴＭモード光側の光量が減
少する。逆に、偏波面が右にΔθ′だけ回転すると、光
導波層４２に励起されるＴＥモード光とＴＭモード光と
の内で、ＴＭモード光側の光量が増加しＴＥモード光側
の光量が減少する。

【００６７】このようにして光導波層４２中を伝搬して
いくＴＥモード光及びＴＭモード光は、ＴＥ／ＴＭモー
ドスプリッタ５６に入射する。このＴＥ／ＴＭモードス
プリッタ５６の入出端面もテーパ状に傾斜形成されてお
り、ＴＥ／ＴＭモードスプリッタ５６領域中ではＴＥモ
ード光とＴＭモード光との縮退が解け、等価屈折率が異
なるようにするため、このＴＥ／ＴＭモードスプリッタ
５６は光導波層４２より高屈折率で層厚が薄めのものと
されている。この結果、ＴＥ／ＴＭモードスプリッタ５
６の出射端面での臨界角θ_cは、ＴＥモード光とＴＭモ
ード光とで異なり、θ_{c TE}＜θ_{c TM}となるように設定さ
れている。従って、光ビームのＴＥ／ＴＭモードスプリ
ッタ５６の出射端面に対する入射角θ_Iを、これらの臨
界角の中間値、即ち、 θ_{c TE}＜θ_I＜θ_{c TM} となるように設定すれば、ＴＥモード光は光検出器４７
ｅに向けて反射され、ＴＭモード光は光検出器４７ｆに
向けて透過屈折することになる。即ち、ＴＥモード光と
ＴＭモード光とに分離される。いま、これらの光検出器
４７ｅ，４７ｆの検出出力をｅ，ｆとし、両者の差ΔＲ
＝ｅ−ｆを情報再生信号（光磁気記録信号）とした場合
において、偏波面の回転がない時にｅ＝ｆとなるように
設定しておけば、プリズムカプラ３７への入射ビームの
偏波面が左回転した時にはΔＲ＞０、右回転した時には
ΔＲ＜０となり、ΔＲの正負により偏波面の回転方向、
従って、光磁気記録信号を検出し得るものとなる。

【００６８】なお、フォーカス誤差信号ΔＦ、トラッキ
ング誤差信号ΔＴに関しては、前述した実施例の場合と
同様、光検出器４７ａ〜４７ｄの出力を用いて検出され
る。さらに、本実施例では偏光無依存型のミラー５５の
例を示したが、偏光ビームスプリッタ５５を用いてもよ
い（請求項５記載の発明に相当する）。この場合、Ｐ偏
光とＳ偏光によりウェッジプリズム３４の反射面３４ａ
の透過率に違いが生ずる。この時、Ｓ偏光の反射率をＰ
偏光の反射率より大きくすれば、図１０中の矢印Ｄで示
す方向の偏波面を持つ戻り光の反射面３４ａでの透過光
量は下がるものの、透過光のＳ成分の振幅が透過前の光
のＳ偏光の振幅より小さくなるため、相対的にＰ偏光成
分がＳ偏光成分に比べて増加したようにすることが可能
である。これにより、光磁気信号検出に適するように透
過光の各偏光成分の調節が可能となる。

【００６９】さらに、本発明の第五の実施例を図１１に
より説明する。本実施例も、前記実施例と同様に光磁気
ディスク５３を対象とするものである。本実施例の導波
路素子３８は平面的に見て幅方向に３分割された光導波
層４２ａ〜４２ｃが形成され、光導波層４２ａ，４２ｂ
中に図５の場合と同様な導波路レンズ５０ａ，５０ｂが
形成され、光導波層４２ｃ中に導波路レンズ５０ｃが形
成されている。また、導波路レンズ５０ｃに対しては光
検出器４７ｅのみが設けられている。この他は、前記実
施例と同様である。

【００７０】このような構成において、フォーカス誤差
信号ΔＦ、トラッキング誤差信号ΔＴは前述した実施例
と同様に検出できる。即ち、ΔＦ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋
ｃ），ΔＴ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）とすればよい。一
方、光磁気ディスク５３からの光磁気信号の検出は、プ
リズムカプラ３７への入射光の偏波方向を図１１中に示
す矢印Ｄ方向とし、光導波層４２ａ，４２ｂと光導波層
４２ｃとの層厚又は屈折率を変化させ、同一入射角にお
いて、例えば、光導波層４２ａ，４２ｂにはＴＥモード
光、光導波層４２ｃにはＴＭモード光が選択的に励起す
るように設定しておくことにより行われる。このような
設定状態で、光磁気信号ΔＲ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）−ｅ
とする時、ΔＲ＝０となるように、各光検出器４７ａ〜
４７ｅの出力を調節しておけば、偏波方向が左回転した
時にはＴＥモード光が増えＴＭモード光が減ることから
ΔＲ＞０となり、逆に、偏波方向が右回転した時にはＴ
Ｍモード光が増えＴＥモード光が減ることからΔＲ＜０
となるので、その正負によって検出し得るものとなる。

【００７１】ついで、本発明の第六の実施例を図１２に
より説明する。本実施例も、請求項１又は２記載の発明
に相当する基本構成例を示すもので、図１等に示した第
一の実施例との対比で説明すると、ウェッジプリズム３
４を設けた位置に入射光と戻り光とを分離する偏光ビー
ムスプリッタ５７が設けられ、この偏光ビームスプリッ
タ５７とプリズムカプラ３７（導波路基板３８）との間
にウェッジプリズム５８が設けられている。即ち、光情
報記録媒体３３から反射される戻り光を、偏光ビームス
プリッタ５７で入射光と分離した後、ウェッジプリズム
５８の斜面（底面）５８ａで透過屈折させることにより
ビーム径を大幅に絞ってプリズムカプラ３７を経て導波
路素子３８の光導波層４２に結合させるようにしたもの
である。つまり、前述した実施例のウェッジプリズム３
４等の場合と異なり、本実施例のウェッジプリズム５８
では斜面５８ａでの反射を利用しないものである。ま
た、誘電体単層、多層膜等からなる偏光ビームスプリッ
タ５７は無偏光ビームスプリッタでもよい。また、金属
薄膜等からなるハーフミラー型のものでもよい。さら
に、前述した各実施例の場合と同じく、１／４波長板３
５はなくてもよい。なお、本実施例の受光素子３９は光
源３１からの光を、偏光ビームスプリッタ５７の反射面
を透過した位置で受光し得るように配設されている。

【００７２】なお、光磁気ディスク５３を用いるものに
対しても、本実施例方式を前述した実施例に準じて適用
し得ることは容易に理解し得る。

【００７３】さらに、本発明の第七の実施例を図１３に
より説明する。本実施例は、請求項８記載の発明に相当
し、導波路素子３８を入射光と戻り光との分岐点とする
ものであり、プリズムカプラ３７の入出両側の光路上に
第１，２ウェッジプリズム５９，６０が設けられてい
る。即ち、光源３１から出射されコリメートレンズ３２
を経た入射光は第１ウェッジプリズム５９の傾斜面５９
ａで透過屈折され、ビーム径が絞られた状態でプリズム
カプラ３７へ入射し、導波路素子３８表面で反射されて
このプリズムカプラ３７の他面から再び出射されるよう
に光路設定されている。導波路素子３８表面で反射され
プリズムカプラ３７から出射される光は、ビーム径が絞
られたものであるが、今度は、第２ウェッジプリズム６
０の透過面（底面）６０ａを経てこの第２ウェッジプリ
ズム６０中を透過屈折することによりビーム径が元通り
広げられて１／４波長板３５、対物レンズ３６を経て光
情報記録媒体３３に集光照射されるように光路設定され
ている。なお、受光素子３９は第２ウェッジプリズム６
０の透過面６０ａでの反射光を受光し得る位置に配設さ
れている。

【００７４】一方、光情報記録媒体３３から反射された
戻り光は、再び、対物レンズ３６、１／４波長板３５を
経て、第２ウェッジプリズム６０に入射し、図１２に示
した前記実施例の場合と同様に、その透過面６０ａの透
過屈折光としてビーム径の絞られた状態でプリズムカプ
ラ３７に再び入射し、導波路素子３８中の光導波層４２
に結合するように光路設定されている。導波路素子３８
としては、前述した各実施例のものが適用できる。

【００７５】このような構成において、光導波層４２が
ＴＭモード光のみを導波するように入射角を設定して光
源３１からＳ偏光を入射させると、光導波層４２に対し
てＴＭモード光は導波できず反射されることになる。し
かし、光情報記録媒体３３側からの戻り光は往復で１／
４波長板３５を通りＰ偏光となってプリズムカプラ３７
に入射するため、光導波層４２中にＴＭモードを励起さ
せることが可能となる。もちろん、逆の設定としてもよ
い。さらには、光導波層４２にＴＥモード光及びＴＭモ
ード光を同時に励起し得るように屈折率、層厚を設定す
れば、光情報記録媒体３３として光磁気ディスク対応の
光ピックアップとすることも可能である。この場合に
は、１／４波長板３５は不要である。また、ＴＥモード
光とＴＭモード光との何れか一方のみを励起させる場合
でも、１／４波長板３５は必ずしも必要ではなく、第１
ウェッジプリズム５９からプリズムカプラ３７へ入射す
る光を導波路素子３８の表面で反射させ、かつ、第２ウ
ェッジプリズム６０からの戻り光をプリズムカプラ３７
により光導波層４２に結合させることが、ビーム径が絞
られているために効率よく可能となる。

【００７６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、光情報記
録媒体からの戻り光をウェッジプリズムを通してカプラ
により光導波路に結合させるようにしたので、光導波路
に入射する光ビームの導波モードの進行方向におけるビ
ーム径をウェッジプリズムで小さくできるものとなり、
光導波路への結合効率を高くでき、同時に、入射ビーム
の波面収差を大きくさせることなく結合させることも可
能となる。この際、光情報記録媒体からの戻り光をウェ
ッジプリズムで透過させ屈折させることで光導波路に結
合させるようにしたので、グレーティングビームスプリ
ッタを用いるものと異なり、この戻り光を光導波路に効
率よく結合させることができ、また、ウェッジプリズム
の底面による屈折の効果で、導波路素子上での光軸方向
の入射ビーム径を小さくすることができるため、結合効
率を一層向上させ得るものとなり、よって、信号のＣ／
Ｎ比を向上させ、かつ、光源の波長変動に対して強いも
のとすることができ、さらには、導波路素子に対する入
射ビームがほぼ平行なビームとなるため、従来のように
シリンドリカルレンズを用いるものに比べ、ビームの波
面収差による信号検出感度の低下やジッターの生じにく
いものとすることができる。

【００７７】請求項２記載の発明によれば、光情報記録
媒体からの戻り光をビームスプリッタで入射光と分岐さ
れた後、ウェッジプリズムを経ることで導波路素子上の
光軸方向のビーム径を小さくしてカプラに入射させて光
導波路に結合させるようにしたので、より効率よく光を
分岐させつつ、導波路素子上での光軸方向のビーム径が
小さくできるものとなり、光の利用効率の高いものとな
り、信号のＣ／Ｎ比を向上させることができ、同時に、
光導波路へカプラによる結合効率が、光源の波長変動に
対して、より強く安定したものとなり、さらには、導波
路素子に対する入射ビームがほぼ平行なビームとなるた
め、従来のようにシリンドリカルレンズを用いるものに
比べ、ビームの波面収差による信号検出感度の低下やジ
ッターの生じにくいものとすることもできる。

【００７８】請求項３記載の発明によれば、光情報記録
媒体からの戻り光をウェッジプリズムで透過させ屈折さ
せることで光導波路に結合させるようにしたので、グレ
ーティングビームスプリッタを用いるものと異なり、こ
の戻り光を光導波路に効率よく結合させることができ、
また、ウェッジプリズムの底面による屈折の効果で、導
波路素子上での光軸方向の入射ビーム径を小さくするこ
とができるため、結合効率を一層向上させ得るものとな
り、よって、信号のＣ／Ｎ比を向上させ、かつ、光源の
波長変動に対して強いものとすることができ、さらに
は、導波路素子に対する入射ビームがほぼ平行なビーム
となるため、従来のようにシリンドリカルレンズを用い
るものに比べ、ビームの波面収差による信号検出感度の
低下やジッターの生じにくいものとすることができる。

【００７９】請求項４記載の発明によれば、導波路素子
中に戻り光の偏波面の回転方向を検知する回転方向検知
手段を有するものとしたので、光情報記録媒体が光磁気
ディスクの場合でも適用することができる。

【００８０】請求項５記載の発明によれば、ウェッジプ
リズムの底面又はビームスプリッタの反射面に偏光ビー
ムスプリッタを有するものとしたので、光源の偏波方向
を変化させることにより底面又は反射面の調節が可能
で、往復ビームの導波路素子への分離効率を高めること
ができ、よって、記録信号のＣ／Ｎ比を向上させること
ができ、また、光磁気信号の検出では、戻り光の偏波面
の成分を変化させ、見掛け上の偏波面の回転角を増大さ
せることができ、記録信号のＣ／Ｎ比をさらに向上させ
ることができる。

【００８１】請求項６記載の発明によれば、ウェッジプ
リズムの底面又はビームスプリッタの反射面に透明単
層、多層膜又は金属ハーフミラーを設けた構成により、
反射率と透過率との割合を調整することができ、また、
ミラー構成により反射率と透過率との割合を調整するこ
ともでき、この割合を最適化することにより、光ピック
アップ全体の光利用効率を向上させることができ、記録
信号のＣ／Ｎ比を向上させることができる。

【００８２】請求項７記載の発明によれば、回転方向検
知手段をＴＥ／ＴＭモードスプリッタとしたので、カプ
ラへの入射ビームの偏波面の回転方向を検知できるもの
となり、この際、ＴＥ／ＴＭモードスプリッタは導波路
型となるため、小型で作製も容易な上に、ＴＥ／ＴＭモ
ードの消光比も２０数ｄＢ程度と大きくとれるものとな
り、検出感度を高めることができ、よって、記録信号の
Ｃ／Ｎ比を向上させることができる。

【００８３】請求項８記載の発明によれば、２つのウェ
ッジプリズムを用い、光源から出射された光を第１ウェ
ッジプリズムによりそのビーム径を狭めカプラを通して
導波路素子に入射させ、その反射光を今度は第２ウェッ
ジプリズムを通してビーム径を広げて光情報記録媒体に
照射させ、この光情報記録媒体からの戻り光を第２ウェ
ッジプリズムを経てカプラにより光導波路に結合させて
いるので、グレーティングビームスプリッタを用いてお
らず、かつ、カプラへの入射ビームの導波路素子の光軸
方向のビーム径を小さくし導波路素子中での光ビームの
反射或いは光導波路に一旦結合した後で再びカプラから
外への再結合を用いているため、往路ではビームの分岐
による損失をかなり小さくでき、同時に、戻り光の光導
波路への結合効率を高めることもでき、これにより、光
ピックアップの光利用効率を高くすることができ、信号
のＣ／Ｎ比を向上させることができ、特に、光磁気ディ
スクからの信号検出においても、光の利用効率が低下し
ないものとなり、また、カプラへの入射ビームの導波路
素子の光軸方向のビーム径を小さくし得るため、カプラ
での入出射光が平行ビームとなり、このビームの波面収
差を小さくでき、信号検出感度の低下やジッターの生じ
にくいものとすることができる。

【００８４】請求項９記載の発明によれば、光情報記録
媒体側の光路上に１／４波長板を介在させたので、光情
報記録媒体に向かう光とその戻り光との偏波面が９０°
回転されるものとなり、この偏波面の違いによる反射率
の違いを利用することで、ウェッジプリズム等の各反射
面で、往路では反射率が高くなり、戻り光に対しては透
過率が高くなるようにすることが可能となり、光結合効
率を一層高めることができる。

【００８５】請求項１０記載の発明によれば、導波路素
子中に戻り光の偏波面の回転方向を検知する回転方向検
知手段を有するものとしたので、光情報記録媒体が光磁
気ディスクの場合でも適用できるものとなる。

【００８６】請求項１１記載の発明によれば、ウェッジ
プリズム又はビームスプリッタにおける入射光の反射面
又は透過面での透過光又は反射光を受光する受光素子を
有するものとしたので、光源の光出力状態を常にモニタ
でき、よって、この光源の光出力の安定化を図ることで
安定した記録信号検出を行えるものとなる。

【００８７】請求項１２記載の発明によれば、光源から
出射される光の光路上に１／２波長板を介在させるよう
にしたので、光源から出射される光の偏光度を向上させ
たり、光源を動かすことなく、その偏波面を光軸中心に
任意に回転させることが可能となり、よって、各種光学
素子の偏光依存性を考慮して光利用効率を向上させたり
光情報記録媒体上での光ビームの偏波方向を調節するこ
とができ、よって、記録信号のＣ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。

【００８８】請求項１３記載の発明によれば、導波路素
子における検出光学系を導波路ミラーを有するものとし
たので、光源の波長変動に強い検出光学系となり、か
つ、作製容易であるため、低コスト化を図ることができ
る。

【００８９】請求項１４記載の発明によれば、導波路素
子における検出光学系中のフォーカス誤差信号検出系を
導波路プリズムを有するものとしたので、臨界角法によ
るフォーカス誤差信号検出系となり、光導波路中に集光
光学系を設ける必要がなくなり、比較的小面積に作製で
きるものとなり、導波路素子を小型化することができ
る。

【００９０】請求項１５記載の発明によれば、カプラと
ウェッジプリズムと導波路素子とを一体化したので、光
学的に高い位置精度や角度精度が安定して確保され、振
動や経時変化等に対してより強固なものとすることがで
きる。

【００９１】請求項１６記載の発明によれば、カプラを
プリズムカプラとしたので、グレーティングカプラに比
べ、光源の波長変動に対して結合効率の変化の少ないも
のとなる。

【００９２】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
６記載の発明に関し、プリズムカプラの入射面を円筒面
状としたので、導波路素子上の導波方向のビーム径をよ
り小さくすることができ、入射ビームの光導波路への結
合効率をさらに向上させ、各種信号のＣ／Ｎ比を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の原理的構成を示す概略
側面図である。

【図２】より具体的な構成を示す概略縦断側面図であ
る。

【図３】概略平面図である。

【図４】ウェッジプリズムの具体的構造を示す側面図で
ある。

【図５】本発明の第二の実施例を示す概略平面図であ
る。

【図６】その概略縦断側面図である。

【図７】本発明の第三の実施例を示す概略平面図であ
る。

【図８】本発明の第四の実施例を示す概略側面図であ
る。

【図９】より具体的な構成を示す概略縦断側面図であ
る。

【図１０】概略平面図である。

【図１１】本発明の第五の実施例を示す概略平面図であ
る。

【図１２】本発明の第六の実施例を示す概略側面図であ
る。

【図１３】本発明の第七の実施例を示す概略側面図であ
る。

【図１４】従来の一例を示す概略斜視図である。

【図１５】従来の他例を示す概略側面図である。

【符号の説明】

３１光源３３光情報記録媒体３４ウェッジプリズム３４ａ底面＝反射面３５１／４波長板３６集光光学系３７プリズムカプラ＝カプラ３８導波路素子３９受光素子４２光導波路４６ａ〜４６ｄ導波路ミラー＝検出光学系４７ａ〜４７ｆ光検出器４８偏光ビームスプリッタ５０ａ，５０ｂ検出光学系５１カプラ５２導波路プリズム５３光情報記録媒体５４１／２波長板５５ハーフミラー５６ＴＥ／ＴＭモードスプリッタ＝回転
方向検知手段５７ビームスプリッタ５８ウェッジプリズム５８ａ底面５９第１ウェッジプリズム６０第２ウェッジプリズム６０ａ透過面＝底面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−150425（ＪＰ，Ａ) 特開平４−205732（ＪＰ，Ａ) 特開平５−101476（ＪＰ，Ａ) 特開平５−89549（ＪＰ，Ａ) 特開平２−7238（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光情報記録媒体からの戻り光を光導波路
に結合させるカプラを備えた光ピックアップにおいて、
前記カプラに対する前記戻り光の入射光路上に、前記カ
プラに対向する底面で光源側からの光を反射させるとと
もに光情報記録媒体側からの戻り光の一部を透過させる
ウェッジプリズムを設け、このウェッジプリズムの底面
を透過した戻り光を前記カプラにより光導波路に結合さ
せたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】光源と、この光源から出射された光をビームスプリッタを介して
光情報記録媒体上に集光照射させる集光光学系と、前記光情報記録媒体側からの戻り光に基づきフォーカス
誤差信号、トラッキング誤差信号及び情報再生信号の各
信号を検出するために光導波路、検出光学系及び光検出
器を有する導波路素子と、前記戻り光の一部をこの導波路素子の前記光導波路に結
合させるカプラと、このカプラに対する前記戻り光の入射光路上に配設させ
て、前記カプラに対向する傾斜させた底面を有し、前記
ビームスプリッタとは別に設けたウェッジプリズムと、よりなり、前記ビームスプリッタにより入射光と分離された戻り光
を前記ウェッジプリズムの底面で透過屈折させたことを
特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】カプラに対向する底面で光源側からの光
を反射させるとともに光情報記録媒体側からの戻り光の
一部を透過させるウェッジプリズムとし、このウェッジ
プリズムの底面を透過した戻り光を前記カプラにより光
導波路に結合させたことを特徴とする請求項２記載の光
ピックアップ。
【請求項４】カプラに対して入射する戻り光の偏波面
の回転方向を検知する回転方向検知手段を有する導波路
素子としたことを特徴とする請求項２又は３記載の光ピ
ックアップ。
【請求項５】ウェッジプリズムの底面又はビームスプ
リッタの反射面に偏光ビームスプリッタを設けたことを
特徴とする請求項２，３又は４記載の光ピックアップ。
【請求項６】ウェッジプリズムの底面又はビームスプ
リッタの反射面に透明単層、多層膜又は金属ハーフミラ
ーを設けたことを特徴とする請求項２，３又は４記載の
光ピックアップ。
【請求項７】回転方向検知手段をＴＥ／ＴＭモードス
プリッタとしたことを特徴とする請求項４，５又は６の
光ピックアップ。
【請求項８】光源と、この光源から出射された光を光情報記録媒体上に集光照
射させる集光光学系と、前記光情報記録媒体側からの戻り光に基づきフォーカス
誤差信号、トラッキング誤差信号及び情報再生信号の各
信号を検出するために光導波路、検出光学系及び光検出
器を有する導波路素子と、前記戻り光の一部をこの導波路素子の前記光導波路に結
合させるカプラと、前記光源から出射された光をそのビーム径を狭めて前記
導波路素子上の前記カプラに入射させる第１ウェッジプ
リズムと、前記カプラに対する前記戻り光の入射光路上に配設され
て前記導波路素子で反射され前記カプラから前記集光光
学系に向けて出射される光のビーム径を広げる第２ウェ
ッジプリズムと、よりなることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】光情報記録媒体に対する光路上に１／４
波長板を介在させたことを特徴とする請求項１，２，
３，５，６又は８記載の光ピックアップ。
【請求項１０】カプラに対して入射する戻り光の偏波
面の回転方向を検知する回転方向検知手段を有する導波
路素子としたことを特徴とする請求項８記載の光ピック
アップ。
【請求項１１】ウェッジプリズム又はビームスプリッ
タにおける入射光の反射面又は透過面での透過光又は反
射光を受光する受光素子を設けたことを特徴とする請求
項３，４，５，６，７，８，９又は１０記載の光ピック
アップ。
【請求項１２】光源から出射される光の光路上に１／
２波長板を介在させたことを特徴とする請求項１，２，
３，４，５，６，７，８，９，１０又は１１記載の光ピ
ックアップ。
【請求項１３】導波路素子における検出光学系を導波
路ミラーを有するものとしたことを特徴とする請求項
２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２
記載の光ピックアップ。
【請求項１４】導波路素子における検出光学系中のフ
ォーカス誤差信号検出系を導波路プリズムを有するもの
としたことを特徴とする請求項２，３，４，５，６，
７，８，９，１０，１１，１２又は１３記載の光ピック
アップ。
【請求項１５】カプラとウェッジプリズムと導波路素
子とを一体化したことを特徴とする請求項２，３，４，
５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３又は１４
記載の光ピックアップ。
【請求項１６】カプラをプリズムカプラとしたことを
特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，
９，１０，１１，１２，１３，１４又は１５記載の光ピ
ックアップ。
【請求項１７】プリズムカプラの入射面を円筒面状と
したことを特徴とする請求項１６記載の光ピックアッ
プ。