JPH0235633A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光を用いて光ディスクや光磁気ディス
ク等の光記憶媒体に記憶される情報の記録や読み出し等
を行うだめの光情報処理用の光ピックアップに関するも
のである。

従来の技術 従来、光ディスクや光磁気ディスク等の光記憶媒体に記
憶される情報の記録や読み出しをレーザ光を用いて行う
光ピックアップは、光源としての半導体レーザ、半導体
レーザから出射する光を光記憶媒体上に収束するための
光学レンズ、該光記憶媒体で反射するレーザ光を受光素
子に導くためのビームスプリッタ、反射光に非点収差等
を与え、光記憶媒体上に収束された光の焦点ずれを検出
可能にして、受光素子に結像させるだめのシリンドリカ
ルレンズ及び反射光を受光して、焦点ずれトラッキング
ずれ及び前記光記憶媒体に記憶された情報を検出するた
めの受光素子を含んで構成されている。

通常の光ピックアップは、このように光記憶媒体で反射
するトゲ光を受光素子に導くだめのビームスプリッタや
反射光に非点収差等を与え、該光記憶媒体上に収束され
た光の焦点ずれを検出可能にして該受光素子に結像させ
るだめのシリンドリカルレンズ等が必要とされるので、
光学部品点数が増え光軸合わせが困難となり製造価格が
高価なものとなり、また光ピックアップを小型化する上
でおおきな問題となっていた。

そこで小型化を実現するために、前記のレンズやビーム
スプリッタ、受光素子等の機能を複合化した光集積回路
をもちいた光集積化ピックアップが提案された（参考文
献、裏ら、電子通信学会論文誌　Ｖｏｌ　Ｊ６８−Ｃ、
８０３１９８５）。

この光ピックアップの概略を第３図に示す。半導体レー
ザ５１より出射された光は、Ｓｉ基板６２上に形成され
た光導波路６３を伝搬し、該光導波路上に形成された集
光性グレーティングカプラ６４により光ディスク６６の
表面に集光される。そして光ディスクの表面で記録情報
に応じた強度で反射して広がる光は再度集光性グレーテ
ィングカプラ５４に達し、導波光に変換されて、その一
部は半導体レーザ５１に戻るが一部は集光性ビームスプ
リッタ５６によシ他の二方向に分割され、Ｓｔ基板５２
に形成された二対の受光素子５７に結像され、フーコー
法により、焦点ずれ、トラッキングずれ及び前記光記録
媒体に記録された情報の信号が検出される。

まだ、小型化を実現するために、通常の光ピックアップ
におけるビームスプリッタとシリンドリカルレンズの両
方の機能を同時に実現可能なホログラム素子で置き換え
られた光ピックアップが開発された（参考文献、木材ら
、第２２回微小光学研究会論文　Ｖｏｌ、１４，２２８
１１９８６　）。

このホログラム型の光ピックアップの概略を第４図に示
す。半導体レーザ６１より放射された光は、ホログラム
レンズ６２を通過し結像レンズ６３により光ディスク６
４の表面に集光される。光ディスク６４の表面で記録情
報に応じた強度で反射して広がる光は、再度結像レンズ
６３により収束され一部は半導体レーザ６１に戻るが、
一部は二つの領域（Ｒ１，Ｒ２）に分割されたホログラ
ム素子６２により二方向に分割され、四分割の受光素子
６５に結像され、所謂ナイフェツジ法により焦点ずれ、
トラッキングずれ及び前記光記憶媒体に記憶された情報
の信号が検出される。

発明が解決しようとする課題 ところが、前記の光集積化ピックアップでは光デイスク
上に充分に絞って集光させるためには、フォーカシング
グレーティングカプラに厳しい精変が要求され、また半
導体レーザの波長の変動によっても集光特性が悪化する
という欠点があった。

またこの光集積化光ピックアップでは半導体レーザ５１
から発する光の一部がフォーカシンググレーティングカ
プラに到達するまでにビームスプリッタ５ｅによシ回折
されるために、光の利用効率が悪い。

また、前記のホログラム型の光ピックアップでは、ホロ
グラム素子６２で回折された反射光を受光するための受
光素子６５を半導体レーザ６１と一定以上の距離を隔て
て配置させる必要があシ、光軸合わせが困難であると同
時に、小型化には限界があった。

本発明はこの様な問題点を克服し、小型軽量の光ピック
アップを提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は、光を放射するレーザ光源、前記レーザから出
射する光を光記憶媒体上に収束するための光学レンズ、
前記光記憶媒体によって反射される光が結合される回折
素子の形成された光導波路、及び光導波路を伝搬する光
を検出するための受光素子を含んで構成される光ピック
アップに於いて、前記回折素子、光導波路及び受光素子
が前記の光学レンズの表面に形成されている事を特徴と
するものである。

作　　　用 本発明は、光記憶媒体に光を集光するための収束レンズ
の表面に、光導波路及び光導波路に光記憶媒体からの反
射光を結合させるだめの光回折素子及び受光素子を配置
する事により、光ビックアンプのｌ」・型化が実現され
るものである。

実施例 本発明の詳細を実施例を用いて説明する。本発明の実施
例の概略を第１図に示す。半導体レーザ１よシ放射する
光は結像レンズ（収束レンズ）２により光ディスク３の
表面に集光される。そしそ光ディスク３の表面で反射す
るレーザ光の一部は結像レンズ２の表面に形成された４
つの回折素子（集光グレーティングカプラ）４ａ〜４ｄ
により、同じく結像レンズ２０表面に形成された光導波
路６に導かれる。そして、光導波路に導かれた光は４方
向に伝搬し、４つの受光素子６（６ａ〜ｓｄ）によって
検出され、焦点ずれ、トラッキングずれ及び光記憶媒体
である光ディスク３に記憶された情報の信号が検出され
る。

集光グレーティングカプラは、空間の一点（ディスク表
面）から放射された発散光を光導波路に導き光導波路の
一点（受光素子）に集光される。

ところがディスク表面と集光グレーティングカプラ４ａ
〜４ｄの距離（焦点位置）が設計から変化すると、結合
効率が劣化し、反射光のうち、受光素子に到達する割合
が小さくなるという性質を有している。

そこで本発明の実施例において、素子４ａ、４ｃの焦点
位置の設定をジャストフォーカス（半導体レーザの光が
収束レンズによりもっとも小さく絞られた状態）より少
し上方（約１ｏμｍ）に設定し、素子４ｂ、４ｄの焦点
位置の設定をジャストフォーカスよりも少し下方に設定
すると、（Ａｒｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の信号を得る事により
、フォーカ／ング信号が得られる。ここで、Ａ、　　Ｂ
、　　Ｃ，Ｄはそれぞれ、６ａ、ｅｂ、６ｃ、ｅｄの受
光素子ニヨり発生する光強度信号である。

また（　Ａ　＋　Ｂ　）　−（Ｃ＋　Ｄ　）の信号を得
る事によりトラッキング信号が得られ、Ａ　＋　Ｂ　＋
　Ｃ＋　Ｄで記憶信号が得られる事は自明である。

第２図は、本実施例に用いた、先導波路１回折素子及び
受光素子の配置された結像レンズ２の断面図を示す。５
は結像レンズの表面にほぼ全体にスパッタリング法で形
成された、コーニング７ｏ６９光導波路であり、また、
４ばＳｉＮ薄膜で形成されたグレーティングカプラであ
る。また６はアモルファスシリコンで形成された受光素
子である。

本実施例において、光導波路等は収束レンズのディスク
に近い側に設置されているが、半導体レザ側に形成され
ていてもが寸わない・まだ・本実施例では、光４波路に
ガラス導波路を用いているが、必ずしもこれには限定さ
れず、他の誘導体や半導体光導波路であっても良い。ま
だフォー力ソング信号の検出に、集光グレーティングカ
プラの結合効率の距離依存性を利用したが、ナイフェツ
ジ法や、スポットサイズ検出法を用いる事も可能である
。

発明の効果 以上に示した如く、本発明は従来のピックアップの問題
点を克服し、小型軽量な光ピックアップを提供するもの
であり、大きな価値を有するものであると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ピックアップの一実施例の概略図、
第２図は本発明の実施例に用いた収束レンズの断面図、
第３図、第４図は従来の光集積化ビソクアッ不ホログラ
ム型光ピックアップの概略図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・結像レン
ズ、３・・・光ディスク、４ａ〜４ｄ　・・・・グレー
ティングカプラ、６・・・・光導波路、６ａ〜６ｄ・・
・・・受光素子。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名５／
°−半導体レーブ ５Ｚ−−・ＳＬ基板 ５３−　光導液路 ・％−−−フズーｐシンククレーテインクカブラ５５−
　　光テンスグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光を放射するレーザ光源、前記レーザから出射す
   る光を光記憶媒体上に収束するための光学レンズ、前記
   光記憶媒体によって反射される光が結合される回折素子
   の形成された光導波路、この光導波路を伝搬する光を検
   出するための受光素子を含んで構成され、前記回折素子
   、光導波路及び受光素子が前記光学レンズの表面に形成
   されている事を特徴とする光ピックアップ。
2. （２）回折素子が集光性グレーティングカプラである事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ピックアッ
   プ。