JP3855370B2

JP3855370B2 - 光ピックアップ

Info

Publication number: JP3855370B2
Application number: JP13935197A
Authority: JP
Inventors: 浩松本
Original assignee: Miyazaki Epson Corp
Current assignee: Miyazaki Epson Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: JPH10320806A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップに関し、特にシリコン基板上に光導波路を形成しその両端にレーザダイオード、フォトダイオード等の光学部品を貼り合わせて小型化した光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディアの普及に伴い、文字情報からイメージ情報まで各種の情報を大量に、且つ高速に処理する必要が生じ、従来の磁気記録媒体に比べて記憶容量が大きいと共にコンパクトな光ディスクの需要が急速に拡大している。
図２は光ディスク装置に用いられる光ピックアップの一構成例を示す模式図であって、光ピックアップ２０は、レーザ光を発生するレーザダイオード２１と、該レーザダイオード２１から出射される光束を透過及び図中下方へ反射してレーザダイオード２１の出力をモニタするフォトダイオード２８に供給する一方光ディスク２６から戻ってきた光束を透過及び図面上方へ反射してフォトダイオード２７に供給するビームスプリッタ２２と、該ビームスプリッタ２２を透過した光束の光路を図中上方の光ディスク側へ反射すると共に戻り光束を図中左方のビームスプリッタ２２の方へ反射するミラー２３と、該ミラー２３で反射された光束を分離する回折格子２４と、回折格子２４を透過した光束を光ディスク２６上に集光すると共に光ディスク２６から戻ってきた光束を前記回折格子２４に導くレンズ２５によって構成される。
【０００３】
光ディスク２６に記録されている情報を読みとる方法は周知のように、レーザダイオード２１から出射した光束はビームスプリッタ２２に入射し、透過してミラー２３方向へ進む光束と、反射してフォトダイオード２８方向へ進む光束とに分離される。フォトダイオード２８はレーザダイオード２１の出力をモニタするためのものであり、入射した光量を検出して図示しない制御部が、これに基づいてレーザダイオード２１の出力を制御する。
一方、ビームスプリッタ２２を透過してミラー２３の方向へ進んだ光束は、ミラー２３により反射されて光路を曲げ、回折格子２４に入射する。該回折格子２４により光束が主光束（０次光）と２つの副光束（±１次光）等の回折光に分離される。このうち、±１次光は光ディスクのトラッキングエラーの検出に用いられる。
【０００４】
回折格子２４により分離された前記主光束（０次光）はレンズ２５によって集光されて光ディスク２６上に焦点を結び光ディスク２６上で反射する。光ディスク２６上で反射した光束は、ディジタルの情報信号として記録されたピットの有無によって明暗の光強度変化が生ずる。該反射光束はレンズ２５及び回折格子２４を透過し、ミラー２３により前記ビームスプリッタ２２方向に反射される。ビームスプリッタ２２に入射した光束は透過する光束と反射してフォトダイオード２７に進む光束に分離される。フォトダイオード２７は光ディスクからの反射光束に含まれる情報を検出するためのものであり、光束の光強度変化に応じた電気信号が生成され、これを図示しない制御部で処理することにより光ディスク２６に記録されている情報を読みとることが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の光ピックアップにおいては光学部品点数が多く、これら個別部品を所定の位置に配置して光ピックアップを構成すると、外形寸法が大きくなることや、軽量化が難しいという問題があった。例えば、レーザダイオードはそれ自身発光する際に発熱するので、それを放熱するための放熱板を兼ねた金属ケース内に納めるのが一般的であり、これが小型化の妨げの一つになっていた。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、光ピックアップを軽量化し、小型化した光ピックアップを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る光ピックアップの請求項１記載の発明は、表面に主光導波路と該主光導波路の途中に埋設した光フィルタにより分岐した副光導波路とを形成したシリコン基板を該シリコン基板より面積の大きいシリコン基台上に配置すると共に、前記光導波路の一端に配置したレーザ光源と、該レーザ光源に近接配置したレーザ光源モニタ用の受光素子と、前記光導波路の他端に配置したミラーと、トラッキングエラー検出用の受光素子と、前記副光導波路の入出力端に配置した光検出器とを前記シリコン基台上に接着固定したことを特徴とする光ピックアップである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明に係わる光ピックアップの一実施例の構成を示す模式的平面図であり、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）はＢ−Ｂにおける断面図である。シリコン（Ｓｉ）基台１上の図中左端にモニタ−用フォトダイオード２とレーザダイオード３とを近接して配置し、該レーザダイオード３の図中右側にシリコン基板１’上に沿って形成した光導波路４を密着して配設する。該光導波路４の途中に該導波路４に対しほぼ４５度の角度で横切るように光フィルタ５を埋設する。そして、図１（ｂ）に示すように、前記光導波路４の図中右端に光フィルタ５を透過した光束が図中上方に反射されるように、シリコン材料をエッチング加工したミラー６を配置する。該ミラー６の図中上端に回折格子７の一端を接着固定し、さらに回折格子７にレンズ８を接着固定する。該レンズ８の図中上方に光ディスク９を配置する。
更に、前記光フィルタ５より光導波路４にほぼ直角に光導波路４’が分岐されその先端にフォトダイオード１０が接着固定されている。
【０００８】
ここで光ピックアップの動作を説明すると、レーザダイオード３からの出射光の一部の光束はフォトダイオード２に至ってその光量が検出され、フォトダイオードの出力に基づいて図示しない制御部が前記レーザダイオード３の出力が一定となるように制御する。また、一部の光束は光導波路４と光結合し、該導波路４を進み光導波路４の途中に埋設された光フィルタ５（ハーフミラー）に入射する際に、約５０％の光束は反射され、約５０％の光束は透過する。前記透過光束は光導波路４を進み、シリコンで製作したミラー６に入射してその光路を９０度曲げられ、回折格子７に入射し主光束（０次光）と２つの副光束（±１次光）の回折光に分離される。このうち、主光束（０次光）は信号処理に用い、副光束（±１次光）は光ディスクのトラッキングエラーの検出に用いる。
【０００９】
前記回折格子７を出射した主及び副光束はレンズ８により集光されて、光ディスク９上に焦点を結ぶ。この時、光ディスク９上にデジタル情報として記録したピットの有無によって、反射光束には明暗の光強度変化が生ずることになる。即ち、光ディスク９上にピットが存在すると焦点が合わず暗になり、ピットがないと焦点を結ぶため明となって、記録した情報は反射光束の明暗の光強度に変換される。
反射光束のうち主光束は、レンズ８、回折格子７を透過し、ミラー６により光路を９０度曲げられて、シリコン基板１’に形成した光導波路４と光結合して該導波路４を進み、光フィルタ５によって透過光束と反射光束とに分離され、後者の反射光束は光フィルタ５から分岐した光導波路４’を進み、該導波路４’の先端に固定したフォトダイオード１０により光束の明暗の光強度変化に応じた電気信号が生成され、これを処理することにより光ディスク９に記録されている情報を読みとることが出来る。
一方、光ディスク９から反射された副光束（±１次光）は、レンズ８の両側に設けられたフォトダイオード１１、１１により光ディスクのトラッキングエラーの検出に用いられる。
【００１０】
以上説明したようにレーザダイオード、フォトダイオード、ミラー、レンズ等の光学部品をシリコン基台１上に搭載し、光の伝搬にＳｉＯ２の光導波路を用いることで、軽量で小型化した光ピックアップを実現できる。
例えば、シリコン基台１上にレーザダイオード３の素子を密着することにより、該レーザダイオード３の発熱はシリコン基台１がヒ−トシンクの役目も果たすため、従来のように放熱を兼ねた金属ケースを必要としないため小型化することができる。
尚、以上本発明を光ディスクのピットを読みとるタイプの光ピックアップを例に説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えば光磁気ディスクの読み書き用の光ピックアップに適用してもよい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、本発明に係る光ピックアップは、レーザダイオード、フォトダイオード、光フィルタ、ミラー、回折格子及びレンズ等の光部品をシリコン基台上に搭載し、光の伝搬路にシリコン基板上に形成したＳｉＯ２の光導波路を用いて一体化したので、軽量で且つ、小型化した光ピックアップを実現でき、光装置の小型化、軽量化には極めて優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ピックアップの実施の一形態例を示す図で、（ａ）は光ピックアップの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａにおける断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂにおける断面図である。
【図２】従来の光ピックアップの構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・シリコン基台
１’・・シリコン基板
２・・フォトダイオード（モニタ−用）
３・・レーザダイオード
４、４’・・光導波路
５・・光フィルタ
６・・ミラー
７・・回折格子
８・・レンズ
９・・光ディスク
１０・・フォトダイオード（受光素子）

Claims

表面に主光導波路と該主光導波路の途中に埋設した光フィルタにより分岐した副光導波路とを形成したシリコン基板を該シリコン基板より面積の大きいシリコン基台上に配置すると共に、前記光導波路の一端に配置したレーザ光源と、該レーザ光源に近接配置したレーザ光源モニタ用の受光素子と、前記光導波路の他端に配置したミラーと、トラッキングエラー検出用の受光素子と、前記副光導波路の入出力端に配置した光検出器とを前記シリコン基台上に接着固定したことを特徴とする光ピックアップ。