JPH04188440A - Optical pickup apparatus - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野〕
本発明は、例えば光ディスク等の光学的記録媒体に情報
を記録、再生するための光ピックアップ装置、特に光導
波領域を用いた小型軽量の光ピックアップ装置に関する
。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical pickup device for recording and reproducing information on an optical recording medium such as an optical disk, and in particular to a small and lightweight optical pickup device using an optical waveguide region. The present invention relates to a pickup device.
[従来の技術]
従来の光ピックアップ装置においては、対物レンズ、ビ
ームスプリッタ、半導体レーザ素子、光デイテクタなど
の、夫々個別の部品によって構成されている。この種の
光ピックアップ装置の構成において各部品の組み立て時
の操作性、位置決め精度等を高めるためには、各部品を
一定の大きさに保たなければならない。又、各部材相互
の位置調整をするための機構も必要であり、製作工程が
繁雑な上、光ピックアップ装置の小型軽量化が制限され
る。[Prior Art] A conventional optical pickup device is composed of individual parts such as an objective lens, a beam splitter, a semiconductor laser element, and an optical detector. In the configuration of this type of optical pickup device, each component must be kept at a constant size in order to improve operability, positioning accuracy, etc. during assembly of each component. Further, a mechanism for mutually adjusting the positions of each member is also required, which complicates the manufacturing process and limits the reduction in size and weight of the optical pickup device.
この様な欠点を解消するために、光導波領域、グレーテ
ィング等の部材を同一基板上に集積して光集積回路とし
た光集積ピックアップ装置が、例えば電子通信学会論文
誌198615.Vo I。In order to overcome these drawbacks, an optical integrated pickup device has been developed that integrates components such as an optical waveguide region and a grating on the same substrate to form an optical integrated circuit. VoI.
J69−CNo、5の論文「先ディスクピックアップの
光集積回路化」に提案されている。この様な従来技術に
おいては、第13図に示すように、半導体基板2上にバ
ッファ層4及び光導波領域、即ち光導波層6を順次形成
し、さらにこの光導波層6上にFCC(集光グレーティ
ングカップラ)60、CBS (グレーティングビーム
スブリツタ)62、光ディテクタ64.64を、そして
半導体基板2の前方の端面に半導体レーザ素子8を集積
して光集積回路を構成している。この様な光ピックアッ
プ装置においては、半導体レーザ素子8から光導波層6
へと射出されたレーザ光は、FCC60により装置上方
に設置されている光ディスク32の記録面に向って照射
され、記録面で反射されたレーザ光は、FGC60によ
って再び光導波層6内に入射した後、GBS62によっ
て分割されて、光ディテクタ64.64夫々に入射した
後、FGC60の結像関係からフォーカス誤差及びトラ
ッキング誤差を検出する。This is proposed in the paper "Optical integrated circuit implementation of a disk pickup" published in J69-C No. 5. In such a conventional technique, as shown in FIG. An optical integrated circuit is constructed by integrating an optical grating coupler) 60, a CBS (grating beam splitter) 62, optical detectors 64 and 64, and a semiconductor laser element 8 on the front end face of the semiconductor substrate 2. In such an optical pickup device, from the semiconductor laser element 8 to the optical waveguide layer 6
The laser beam emitted to the optical disk 32 is directed by the FCC 60 toward the recording surface of the optical disk 32 installed above the device, and the laser beam reflected from the recording surface enters the optical waveguide layer 6 again by the FGC 60. After that, the light is divided by the GBS 62 and incident on each of the light detectors 64 and 64, and then a focus error and a tracking error are detected from the imaging relationship of the FGC 60.
又、光導波領域を利用せず、別の観点から上記欠点を解
決すべく提案された光ピックアップ装置が特開平1−2
60645号公報に記載されている。この光ピックアッ
プ装置においては、第14図に示すように、半導体レー
ザ素子8から射出されたレーザ光は、接着剤14によっ
て半導体基板2上に取着された断面台形のビームスプリ
ッタ10の傾斜面の半透過反射膜74により部分的に反
射される。この反射光は対物レンズ30によって光ディ
スク32の記録面上に照射され、記録面で反射されたレ
ーザ光は対物レンズ30に集光されながら部分的に半透
過反射膜74を透過し、ビームスプリッタ]0の下方に
位置する分割ディテクタ68に入射して、トラッキング
誤差が検出される。この後、シーを先は、さらに部分的
にビームスプリッタ10底面で反射され、ビームスプリ
ッタ]0の上面に貼られた反射膜16で反射される。こ
の反射光は、前記仝割ディテクタ68の後方に位置する
もう一つの分割ディテクタ70に入射して、フォーカス
誤差が検出される。そして、光ディスク32の記録面で
反射され、対物レンズ30によって集光されたレーザ光
のうち、ビームスプリッタ10へ透過せずに半透過反射
膜74で反射されたレーザ光は、半導体レーザ素子8の
発振光と共に、この半導体レーザ素子8の後ろ側に位置
するモニタ用ディテクタ72に入射し、再生信号となる
。In addition, an optical pickup device proposed to solve the above-mentioned drawbacks from another perspective without using an optical waveguide region is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-2.
It is described in No. 60645. In this optical pick-up device, as shown in FIG. It is partially reflected by the semi-transparent reflective film 74. This reflected light is irradiated onto the recording surface of the optical disk 32 by the objective lens 30, and the laser light reflected from the recording surface is focused on the objective lens 30 while partially transmitting through the semi-transparent reflective film 74, and is transmitted through the beam splitter] The tracking error is detected by entering the divided detector 68 located below zero. Thereafter, the beam is further partially reflected by the bottom surface of the beam splitter 10, and then reflected by the reflective film 16 attached to the top surface of the beam splitter 0. This reflected light enters another divided detector 70 located behind the divided detector 68, and a focus error is detected. Of the laser beams reflected by the recording surface of the optical disk 32 and focused by the objective lens 30, the laser beams reflected by the semi-transparent reflective film 74 without transmitting to the beam splitter 10 are reflected by the semiconductor laser element 8. Together with the oscillated light, the light enters a monitoring detector 72 located behind the semiconductor laser element 8, and becomes a reproduced signal.
[発明が解決しようとする課題]
しかし、上記2つの従来例においては双方共に多くの実
用的問題点を有する。[Problems to be Solved by the Invention] However, both of the above two conventional examples have many practical problems.
前記論文の光ピックアップ装置は、第1に、有限光学系
であるので先ピックアップ装置本体をアクチュエータな
どによって駆動させなければならす、又対物レンズに至
るまでの光路を長くする必要かあるため、先ピックアッ
プ装置の小型、軽量化を充分に達成できない。第2に、
集光特性、効率等の制約により集光光学系であるFCC
の開口数が小さいので、回折限界まで光を絞れない。第
3に、レーザ光が半導体レーザ素子から射出され、光デ
ィスクの記録面に照射して光デイテクタによって情報が
検出されるに至るまで、レーザ光はFGC及びGBSを
二度通過する構成となっているので光の損失が大きくな
る。又、半導体レーザ素子の活性層と先導波層との正確
な結合が難しく、この結合にずれが生じた場合にも光の
損失が大きくなる。 ゛
そして、前記公報の光ピックアップ装置には、第1に、
有限光学系であり、集光光学系に至る光路を長くとる必
要があるので、光ピックアップ装置を小型、軽量化する
ことが困難である。第2に、誤差信号系と再生信号系と
の2種類の検出系にし−サ光を分割するため、このレー
ザ光の各々の光量か半減する。又、再生信号光に半導体
レーザ素子を通過させることによってこの再生信号光も
損失する。この損失した再生信号光は半導体レーザ光の
出力を不安定にし、この不安定なレーザ光が分割ディテ
クタに入射して誤差信号にオフセットを生しさせて各信
号のS/N比を低くする。Firstly, since the optical pickup device in the above paper is a finite optical system, the main body of the first pickup device must be driven by an actuator or the like.Also, it is necessary to lengthen the optical path to the objective lens. It is not possible to sufficiently reduce the size and weight of the device. Second,
Due to constraints such as light focusing characteristics and efficiency, FCC is a light focusing optical system.
Because the numerical aperture is small, the light cannot be focused to the diffraction limit. Thirdly, the laser beam is emitted from the semiconductor laser element, passes through the FGC and GBS twice until it irradiates the recording surface of the optical disk and the information is detected by the optical detector. Therefore, the loss of light increases. Further, it is difficult to accurately couple the active layer and the leading wave layer of the semiconductor laser element, and even if a deviation occurs in this coupling, the loss of light increases.゛And, firstly, the optical pickup device of the above-mentioned publication has the following features:
Since it is a finite optical system and requires a long optical path to the condensing optical system, it is difficult to make the optical pickup device smaller and lighter. Second, since the laser beam is divided into two types of detection systems, an error signal system and a reproduction signal system, the amount of each laser beam is halved. Further, by passing the reproduced signal light through the semiconductor laser element, the reproduced signal light is also lost. This lost reproduction signal light makes the output of the semiconductor laser light unstable, and this unstable laser light enters the split detector, causing an offset in the error signal and lowering the S/N ratio of each signal.
一般に、光ディスクの記録、再生に関しては、高速アク
セスを可能にするために光ピックアップ装置を小型、軽
量化し、S/N比高く再生信号を検出するために光の損
失を無くして光ディスクへの射出光量を一定に制御する
必要がある。しかし上記2つの従来例においてはこれら
の要求が満たされていない。In general, when it comes to recording and reproducing optical discs, optical pickup devices are made smaller and lighter in order to enable high-speed access, and in order to detect playback signals with a high S/N ratio, optical losses are eliminated and the amount of light emitted onto the optical disc is reduced. needs to be controlled at a constant level. However, these requirements are not met in the above two conventional examples.
本発明の目的は、信号のS/N比が高く、かつ充分に小
型、軽量化が可能な光ピックアップ装置を提供すること
である。An object of the present invention is to provide an optical pickup device that has a high signal-to-noise ratio and can be made sufficiently compact and lightweight.
[課題を解決するための手段]−
したがって、本発明の光ピックアップ装置は、基板と、
この基板に設けられレーザ光を射出する半導体レーザ素
子と、前記基板に設けられ前記レーザ光を導く光導波領
域と、この光導波領域上に設けられ、前記レーザ光を前
記光導波領域外へ射出するグレーティングカップラと、
前記光導波領域上に設けられ、前記グレーティングカッ
プラによって射出されたレーザ光の一部を光学的情報記
録媒体の記録面の方向に分岐するビームスプリッタと、
この分岐されたレーザ光を前記媒体の記録面に射出する
光学素子と、前記ビームスプリッタによって分岐された
前記媒体の記録面での反射光の一部を所定の位置に集光
する回折素子と、前記所定の位置に設けられ前記回折素
子によって集光されたレーザ光を受光して情報を検出す
る情報信号検出系とを具備することを特徴としている。[Means for solving the problem] - Therefore, the optical pickup device of the present invention includes a substrate,
a semiconductor laser element provided on the substrate to emit a laser beam; an optical waveguide region provided on the substrate to guide the laser beam; and an optical waveguide region provided on the optical waveguide region to emit the laser beam to the outside of the optical waveguide region. a grating coupler,
a beam splitter provided on the optical waveguide region and splitting a part of the laser beam emitted by the grating coupler in the direction of the recording surface of the optical information recording medium;
an optical element that emits the branched laser beam onto the recording surface of the medium; a diffraction element that focuses a part of the light reflected on the recording surface of the medium split by the beam splitter at a predetermined position; The present invention is characterized by comprising an information signal detection system that is provided at the predetermined position and detects information by receiving the laser light focused by the diffraction element.
[作 用]
本発明の光ピックアップ装置において、半導体レーザ素
子から射出されたレーザ光は光導波領域に導かれてグレ
ーティングカップラによって光導波領域外に射出された
後、ビームスプリッタによって情報記録媒体の記録面の
方向に分岐され、光学素子かこのレーザ光を情報記録媒
体の記録面上に照射する。媒体の記録面に反射されたレ
ーザ光は、情報を伴いつつ回折素子によって所定の位置
に集光され情報信号検出系かこれを受光し、情報が検出
される。[Function] In the optical pickup device of the present invention, the laser light emitted from the semiconductor laser element is guided to the optical waveguide region, emitted outside the optical waveguide region by the grating coupler, and then recorded on the information recording medium by the beam splitter. The laser beam is branched in the direction of the surface, and an optical element irradiates this laser light onto the recording surface of the information recording medium. The laser beam reflected on the recording surface of the medium is focused at a predetermined position by a diffraction element while carrying information, and is received by an information signal detection system, whereby information is detected.
[実施例コ
次に、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。[Embodiments] Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図乃至第3図に示す第1実施例の光ピックアップ装
置1は、矩形薄板状のシリコンよりなる半導体基板2を
有する。この半導体基板2は長手力向か光ディスク32
のトラックの接線方向と平行になるように設置されてい
る。この半導体基板2の上面には、半導体基板2を熱酸
化して形成された光学的に良質な屈折率約1,46のS
iO2よりなるバッファ層4が設けられている。The optical pickup device 1 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 has a semiconductor substrate 2 made of silicon in the shape of a rectangular thin plate. This semiconductor substrate 2 is attached to an optical disk 32 with longitudinal force.
is installed parallel to the tangential direction of the track. The upper surface of this semiconductor substrate 2 is coated with optically high-quality S having a refractive index of about 1.46, which is formed by thermally oxidizing the semiconductor substrate 2.
A buffer layer 4 made of iO2 is provided.
バッファ層4の上面には例えばコーニング社製#705
9ガラスをスパッタ法等により堆積させた屈折率約1,
55の光導波領域、即ち先導波層6が設けられている。For example, on the top surface of the buffer layer 4, #705 manufactured by Corning Co., Ltd.
9 glass deposited by sputtering method etc. with a refractive index of approximately 1,
55 optical waveguide regions, ie, leading waveguide layers 6, are provided.
前記半導体基板2の前面には、光導波層6を介して半導
体基板2の後面に向ってレーザ光を射出する半導体レー
ザ素子8が結合されている。前記先導波層6の上面には
、半導体レーザ素子8の射出面側に傾斜した傾斜面12
を有する断面台形のビームスプリッタ10が接着剤14
によって固着されている。このビームスプリッタ10の
傾斜面12は後で説明する所定の角度で傾斜しており、
レーザ光を反射する第1の反射膜16が設けられている
。ビームスプリッタ10の中はどには、傾斜面12と同
し側に45度傾斜し、前方から入射するレーザ光を上方
と後方とに分岐するビームスブリット面18が形成され
ている。第2図に示すように、傾斜面12とビームスブ
リット面18とに挟まれた領域のビームスプリッタ10
の底面には、半導体IC製造技術、 、例えばリゾグラ
フィー技術及びエツチング技術などによってLGC(リ
ニアグレーティングカップラ)20か形成されている。A semiconductor laser element 8 that emits laser light toward the rear surface of the semiconductor substrate 2 is coupled to the front surface of the semiconductor substrate 2 via the optical waveguide layer 6 . The upper surface of the leading wave layer 6 has an inclined surface 12 inclined toward the emission surface side of the semiconductor laser element 8.
A beam splitter 10 having a trapezoidal cross section is bonded to an adhesive 14.
is fixed by. The inclined surface 12 of this beam splitter 10 is inclined at a predetermined angle, which will be explained later.
A first reflective film 16 that reflects laser light is provided. A beam splitting surface 18 is formed in the center of the beam splitter 10, which is inclined at 45 degrees on the same side as the inclined surface 12, and splits laser light incident from the front into an upper direction and a rearward direction. As shown in FIG. 2, the beam splitter 10 in the area sandwiched between the inclined surface 12 and the beam splitting surface 18
An LGC (linear grating coupler) 20 is formed on the bottom surface of the semiconductor IC using semiconductor IC manufacturing techniques, such as lithography and etching techniques.
このLGC20は、入射した光を傾斜面12に向かって
ビームスプリッタ10内に射出し、かつ平行光束とする
機能を有する。前記傾斜面12の角度は、LGC20か
らレーザ光を水平方向に反射するように設定されている
。このLGC20の下方には、射出されたレーザ光をモ
ニタするモニタディテクタ22が半導体基板2中に設け
られている。このモニタディテクタ22は導波層6を導
波する導波光の設計光軸に沿って2分割されており、光
ピックアップ装置の組み立て時において、これら分割さ
れた各々のモニタディテクタ22の信号強度を比較する
ことにより半導体レーザ素子8の位置調整に用いられる
。ビームスプリッタ10の底面の、ビームスブリット面
18の射影部分には、LGC20と同様の方法により反
射型回折素子26か形成されている。この反射型回折素
子26は、入射するレーザ光の波面を光ディスク32の
トラックの接線方向、即ち導波光の設計光軸の延長線に
沿って2分割する機能を有する。さらにこの反射型回折
素子26は、入射した光を所定の位置に集光する回折素
子を構成している。この反射型回折素子26の外側には
、例えば真空蒸着法によってA1等の材料を薄膜化して
堆積した図示しない反射膜が形成されて、反射型回折素
子26の後ろ側に位置しビームスプリッタ10の上面に
貼られた第2の反射膜28に向かって垂直上方からのレ
ーザ光を反射するように設置されている。又、ビームス
ブリット面18の上部には、図示しない駆動手段によっ
て垂直方向及び水平方向に移動可能な対物レンズ30が
設置され、その上方には光ディスク32が配置されてい
る。前記半導体基板2上の、第2の反射膜28の後ろ側
に位置する領域、即ち、反射型回折素子26に入射した
光かこの反射型回折素子26によって集光される所定の
位置には、第1及び第2の光ディテクタ34.36か前
記設計光軸に直交する方向に並列して形成されており、
反射型回折素子26によって集光されたレーザ光を受光
して光ディスク32の情報を検出する情報信号検出系を
構成している。これら光デイテクタ34.36は、前記
設計先軸に沿って各々か2分割されている。This LGC 20 has a function of emitting incident light into the beam splitter 10 toward the inclined surface 12 and converting it into a parallel light beam. The angle of the inclined surface 12 is set so as to reflect the laser beam from the LGC 20 in the horizontal direction. Below this LGC 20, a monitor detector 22 for monitoring the emitted laser light is provided in the semiconductor substrate 2. This monitor detector 22 is divided into two parts along the designed optical axis of the guided light guided through the waveguide layer 6, and the signal strength of each of these divided monitor detectors 22 is compared when assembling the optical pickup device. This is used to adjust the position of the semiconductor laser element 8. A reflection type diffraction element 26 is formed on the bottom surface of the beam splitter 10 in the projection area of the beam splitting surface 18 by a method similar to that of the LGC 20. This reflective diffraction element 26 has a function of dividing the wavefront of the incident laser beam into two along the tangential direction of the track of the optical disk 32, that is, along the extension line of the designed optical axis of the guided light. Furthermore, this reflective diffraction element 26 constitutes a diffraction element that focuses incident light on a predetermined position. A reflective film (not shown) is formed on the outside of the reflective diffraction element 26 by depositing a thin film of material such as A1 using a vacuum evaporation method. It is installed so as to reflect laser light from vertically upward toward a second reflective film 28 attached to the top surface. Further, an objective lens 30 is installed above the beam splitting surface 18 and is movable in the vertical and horizontal directions by a driving means (not shown), and an optical disk 32 is placed above the objective lens 30. In the area behind the second reflective film 28 on the semiconductor substrate 2, that is, in a predetermined position where the light incident on the reflective diffraction element 26 is focused by the reflective diffraction element 26, The first and second optical detectors 34 and 36 are formed in parallel in a direction perpendicular to the designed optical axis,
It constitutes an information signal detection system that receives the laser light focused by the reflective diffraction element 26 and detects information on the optical disc 32. Each of these optical detectors 34 and 36 is divided into two parts along the designed axis.
この様に構成された光ピックアップ装置]において、半
導体レーザ素子8からのレーザ光は光導波層6を通って
導波光となりLGC20に達する。In the optical pickup device configured in this manner, the laser light from the semiconductor laser element 8 passes through the optical waveguide layer 6 and becomes guided light, reaching the LGC 20.
LGC20に達した導波光の一部は回折されモニタディ
テクタ22に入射し、半導体レーザ素子8の光の出力を
一定に保つための参照信号として用いられる。この他の
レーザ光はLGC20により回折作用を受は平行光束と
なり第1の反射膜16に向かってビームスプリッタ10
内に射出される。A part of the guided light that has reached the LGC 20 is diffracted and enters the monitor detector 22, where it is used as a reference signal to keep the light output of the semiconductor laser element 8 constant. The other laser light is diffracted by the LGC 20 and becomes a parallel light beam toward the first reflective film 16 toward the beam splitter 10.
It is ejected inside.
射出されたレーザ光は第1の反射膜°16で反射され、
水平方向後ろ側に向い、ビームスプリッタ10によって
水平方向後ろ側にさらに進む光と、垂直方向上方に進む
光とに分岐される。水平方向後ろ側に進む光はそのまま
直進して各ディテクタに入射することなくビームスプリ
ッタ10外部に放射される。垂直方向上方に進む光は、
対物レンズ30によって光ディスク32の記録面に集光
されここで反射されて、情報を伴って信号光となり、再
び対物レンズ30を介して平行にされ、ビームスブリッ
ト面18を透過して反射型回折素子26に入射する。反
射型回折素子26は入射した信号光の波面を2分割しつ
つ集光しながら、第2の反射膜28に向かって反射する
。2分割されて反射された各々の信号光は、第2の反射
膜28によってさらに反射され、第1及び第2の光デイ
テクタ34.36上に集光されて光スポットとなる。こ
れら第1及び第2の光ディテクタ34.36は各々が2
分割されており、前記光スポットの大小と、2分割され
た各光デイテクタの左右の光強度のずれとを所定の回路
に出力して、フォーカス誤差及びトラッキング誤差を検
出する、。The emitted laser beam is reflected by the first reflective film °16,
The light is directed toward the rear in the horizontal direction, and is split by the beam splitter 10 into light that travels further toward the rear in the horizontal direction and light that travels upward in the vertical direction. The light traveling backward in the horizontal direction continues straight and is radiated outside the beam splitter 10 without entering any of the detectors. Light traveling vertically upwards is
The light is focused by the objective lens 30 onto the recording surface of the optical disk 32, reflected there, becomes a signal beam with information, is made parallel again through the objective lens 30, and is transmitted through the beam split surface 18 to the reflective diffraction element. 26. The reflective diffraction element 26 divides the wavefront of the incident signal light into two and focuses the light while reflecting it toward the second reflective film 28 . Each of the signal lights that have been divided into two and reflected is further reflected by the second reflective film 28 and condensed onto the first and second optical detectors 34 and 36 to form a light spot. These first and second optical detectors 34, 36 each have two
The size of the light spot and the shift in the left and right light intensities of each of the two divided optical detectors are output to a predetermined circuit to detect focus errors and tracking errors.
次に、第4図を用いて本発明の第2実施例を説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIG. 4.
本実施例において第1実施例と同し部材は同一の参照符
号を用い、異なる部分だけを一詳細に説明する。以下、
第3実施例乃至第7実施例についても同様に説明する。In this embodiment, the same members as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only the different parts will be described in detail. below,
The third to seventh embodiments will also be described in the same manner.
第2実施例の光ピックアップ装置1は、光導波層6の上
に例えばプラズマCVD法により5i−N膜40を形成
し、この上に第1実施例と同様の方法でLGC20及び
反射型回折素子26を設けたものである。本実施例によ
り、ビームスブリッタ10などの微小部品に精密な加工
を施す必要はなくなり、光導波層6や光ディテクタ34
.36などを形成、加工する一貫としてLGC20及び
反射型回折素子26を作製することによって光ピックア
ップ装置の作製工程を簡略化することができる。In the optical pickup device 1 of the second embodiment, a 5i-N film 40 is formed on the optical waveguide layer 6 by, for example, a plasma CVD method, and an LGC 20 and a reflective diffraction element are formed on this film in the same manner as in the first embodiment. 26. According to this embodiment, there is no need to perform precise processing on minute parts such as the beam splitter 10, and the optical waveguide layer 6 and optical detector 34 are not required to be precisely processed.
.. By manufacturing the LGC 20 and the reflective diffraction element 26 as part of forming and processing the optical pickup device 36, etc., the manufacturing process of the optical pickup device can be simplified.
次に第5図を用いて第3実施例を説明する。本実施例は
第1実施例におけるビームスプリッタ10を偏光選択性
を有する偏光ビームスプリッタ42とし、光ディスク3
2の記録面での反射光の光路上、つまり偏光ビームスプ
リッタ42の上面の、偏光ビームスブリット面44の上
方に]/4波長板46を接着剤14により固着したもの
である。この様な構成にすることによって、ビームスブ
リット面でのレーザ光の損失が低減され、各ディテクタ
に余計なレーザ光が入射すること無く、再生信号光のS
/N比の高い検出が可能となる。Next, a third embodiment will be described using FIG. In this embodiment, the beam splitter 10 in the first embodiment is replaced with a polarization beam splitter 42 having polarization selectivity, and the optical disc 3
A /4 wavelength plate 46 is fixed with an adhesive 14 on the optical path of the reflected light from the recording surface of FIG. By adopting such a configuration, the loss of laser light at the beam splitting surface is reduced, and the S of the reproduced signal light is reduced without unnecessary laser light entering each detector.
Detection with a high /N ratio becomes possible.
第6図に示す第4実施例は、第3実施例における1/4
波長板46を偏光ビームスプリッタ42の後面に固着し
、この後方に45度傾斜させたミラー48を図示しない
装置フレームに固定して、このミラー48の下に対物レ
ンズ30を配置したものである。この様な構成にするこ
とによって、第3実施例と同様に再生信号光のS/N比
の高い検出か可能となり、光ピックアップ装置の薄型化
が促進できる。The fourth embodiment shown in FIG. 6 is 1/4 of the third embodiment.
A wavelength plate 46 is fixed to the rear surface of the polarizing beam splitter 42, a mirror 48 tilted 45 degrees to the rear is fixed to a device frame (not shown), and an objective lens 30 is arranged below this mirror 48. By adopting such a configuration, similarly to the third embodiment, it is possible to detect the reproduced signal light with a high S/N ratio, and it is possible to promote thinning of the optical pickup device.
第7図に示す第5実施例は第1実施例の変形で、光ディ
テクタ34.36を覆っているバッファ層4及び光導波
層6の部分をRIE法等によってエツチングして取り除
き、ディテクタ窓50としたものである。本実施例によ
れば、光デイテクタ34、:36に入射する信号光が先
導波層6及びバッファ層4によって散乱、又は多重反射
するのを防ぐことができ、信号光の検出エラーを防ぐこ
とができる。The fifth embodiment shown in FIG. 7 is a modification of the first embodiment, in which the portions of the buffer layer 4 and the optical waveguide layer 6 covering the optical detectors 34 and 36 are removed by etching by RIE or the like, and the detector window 50 is etched away. That is. According to this embodiment, it is possible to prevent the signal light incident on the optical detectors 34 and 36 from being scattered or multiple-reflected by the leading wave layer 6 and the buffer layer 4, and it is possible to prevent signal light detection errors. can.
第8図に示す第6実施例は、第1実施例におけるビーム
スプリッタ10の後方に45度傾斜させたミラー48を
図示しない装置フレームに固定しこのミラー48の下に
対物レンズ30を配置し、そしてビームスプリッタ10
の傾斜面12を半導体基板2の端面に配置してこの傾斜
面12に反射型回折素子26を形成する。さらに、半導
体レーザ素子8の活性層や光導波層6の光導波部分に接
着剤14やビームスプリッタ10等が接してビームスプ
リッタ]0内にレーザ光が散乱するのを防ぐために、光
導波層6の上面にクラッド層52を形成し、このクラッ
ド層52にLGC20を形成して光ピックアップ装置を
形成している。このクラット層52は先導波層6の屈折
率よりも低い屈折率を有する材料、例えば5i02等を
用いて化学気相成長法等によって容易に形成することが
できる。又、上記のように形成したLGC20の格子部
分に接着剤を充填しても良い。本実施例により、光ピッ
クアップ装置の厚みを薄くすることができ、光ピックア
ップ装置の小型化を促進させることができる。In the sixth embodiment shown in FIG. 8, a mirror 48 tilted at 45 degrees to the rear of the beam splitter 10 in the first embodiment is fixed to an apparatus frame (not shown), and an objective lens 30 is arranged below this mirror 48. and beam splitter 10
An inclined surface 12 is disposed on the end surface of the semiconductor substrate 2, and a reflective diffraction element 26 is formed on this inclined surface 12. Further, in order to prevent the laser light from being scattered within the beam splitter 10 due to the adhesive 14 or the beam splitter 10 coming into contact with the active layer of the semiconductor laser element 8 or the optical waveguide portion of the optical waveguide layer 6, the optical waveguide layer 6 A cladding layer 52 is formed on the upper surface of the cladding layer 52, and an LGC 20 is formed on this cladding layer 52 to form an optical pickup device. This crat layer 52 can be easily formed using a material having a refractive index lower than that of the leading wave layer 6, such as 5i02, by chemical vapor deposition or the like. Further, the lattice portion of the LGC 20 formed as described above may be filled with an adhesive. According to this embodiment, the thickness of the optical pickup device can be reduced, and the miniaturization of the optical pickup device can be promoted.
第9図に示す第7実施例は第6実施例の変形で、半導体
レーザ素子8を半導体基板2の前方の端面にではなく後
方の端面に結合したものである。この様にすれば、第6
実施例にように半導体レーザ素子8の活性層や光導波層
6の光導波部分に接着剤14やビームスプリッタ10等
が接しなくなり、先導波層6の上面にクラッド層52を
形成する必要かなくなる。この場合、LGC20は第1
実施例と同様にビームスプリッタ10の底面に形成する
。この様にすれば、第6実施例よりも作製工程か簡略化
されるが、もちろん、第6実施例のように先導波層6の
上面にクラッド層52を形成しても良い。The seventh embodiment shown in FIG. 9 is a modification of the sixth embodiment, in which the semiconductor laser element 8 is coupled not to the front end face of the semiconductor substrate 2 but to the rear end face. If you do this, the 6th
Unlike the embodiment, the adhesive 14, the beam splitter 10, etc. do not come into contact with the active layer of the semiconductor laser element 8 or the optical waveguide portion of the optical waveguide layer 6, and there is no need to form the cladding layer 52 on the upper surface of the waveguide layer 6. . In this case, LGC20 is the first
It is formed on the bottom surface of the beam splitter 10 as in the embodiment. In this way, the manufacturing process is simpler than in the sixth embodiment, but of course the cladding layer 52 may be formed on the upper surface of the leading wave layer 6 as in the sixth embodiment.
さらに、上記7つの実施例以外の構成として、第10図
及び第11図に示すような情報信号検出系、即ち誤差検
出系の構成を取っても良い。この構成においては、反射
型回折素子26は波面分割機能を有しておらす、第1及
び第2の光ディテクタ34,3.6は各々が多分割、例
えば3分割され、−導波光の設計光軸に沿って直列して
形成されている。そしてこれら第1の光デイテクタ34
は第2の光デイテクタ36の前に配置され、第1及び第
2の光ディテクタ34.36の上面には図示しない半透
過反射膜が貼られており、ビームスブリッタ10の上面
には第2の反射膜28のほかに反射膜がもう一枚、第3
の反射膜38として固着されている。この様な変形例に
おける光ピックアップ装置flにおいては、反射型回折
素子26が第1及び第2の光ディテクタ34.36の上
に結ぶ各々の光スポットを同じ大きさにするように、第
1及び第2の先ディテクタ34.36と、第2及び第3
の反射膜28.38とを位置づける。この様にして前と
後との光スポツトサイズの変化によりフォーカス誤差を
測定し、ブツシュフル方式を用いてトラッキング誤差を
測定する。Further, as a configuration other than the above seven embodiments, an information signal detection system, that is, an error detection system configuration as shown in FIGS. 10 and 11 may be adopted. In this configuration, the reflective diffraction element 26 has a wavefront splitting function, the first and second optical detectors 34, 3.6 are each divided into multiple divisions, for example, into three, and - Design of guided light They are formed in series along the optical axis. and these first optical detectors 34
is placed in front of the second optical detector 36, a semi-transparent reflective film (not shown) is attached to the upper surfaces of the first and second optical detectors 34, 36, and a second optical detector is placed on the upper surface of the beam splitter 10. In addition to the reflective film 28, there is another reflective film, a third reflective film.
is fixed as a reflective film 38. In the optical pickup device fl in such a modified example, the first and second light detectors 34, 36 are arranged so that the respective light spots that the reflective diffraction element 26 connects onto the first and second light detectors 34, 36 have the same size. a second detector 34, 36 and a second and third detector 34,36;
The reflective films 28 and 38 are positioned. In this way, the focus error is measured based on the change in the light spot size between the front and the rear, and the tracking error is measured using the Bushfull method.
又、第12図に示すように、前方に位置する誤差検出系
、即ち光デイテクタ34をビームスプリッタ10の上面
に設けても良い。この際、光デイテクタ34の受光面に
は図示しない半透過反射膜を形成する。Further, as shown in FIG. 12, an error detection system located in front, that is, an optical detector 34 may be provided on the upper surface of the beam splitter 10. At this time, a semi-transparent reflective film (not shown) is formed on the light receiving surface of the optical detector 34.
さらに又、情報信号検出系、即ち誤差検出系に非点収差
法を用いることも出来る。この他にも、種々の変形例が
可能である。Furthermore, the astigmatism method can also be used for the information signal detection system, that is, the error detection system. In addition to this, various other modifications are possible.
[発明の効果]
本発明によれば、信号のS/N比か高い小型、軽量の先
ビックアンプ装置を提供することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to provide a small, lightweight pre-bias amplifier device with a high signal-to-noise ratio.
第1図は本発明の第1実施例の光ピックアップ装置を示
す斜視図、 第2図は第1図における光ピックアップ装
置の縦断面図、第3図は第1図における装置の上面図、
第4図は本発明の第2実施例の光ピックアップ装置を示
す縦断面図、第5図は第3実施例の光ピックアップ装置
を示す縦断面図、第6図は第4実施例の光ピックアップ
装置を示す縦断面図、第7図は第5実施例の先ピックア
ップ装置を示す縦断面図、第8図は第6実施例の光ピッ
クアップ装置を示す縦断面図、第9図は第7実施例の先
ピックアップ装置を示す縦断面図、第10図は本発明の
光ピックアップ装置における誤差検出系の変形例を示す
上面図、第11図は第10図に示す光ピックアップ装置
の縦断面図であり、第12図は本発明の光ピックアップ
装置における誤差検出系の別の変形例を示す縦断面図、
第13図は光導波領域を用いた従来技術の光ピックアッ
プ装置を示す斜視図、第14図は光導波領域を用いない
従来技術の光ピックアップ装置を示す縦断面図である。
1・・・光ピックアップ装置、2・・・半導体基板、6
・・・光導波層、8・・・半導体レーザ素子、1o・・
ビームスプリッタ、20・・・リニアグレーティングカ
ップラ(LGC) 、26・・・反射型回折素子、3o
・・対物レンズ、32・・・先ディスク、34・・第1
の光デイテクタ、36・・・第2の光デイテクタ。
出願人代理人 弁理士 坪井 4
一ゝ\
第3図
第 4 図
第5図
第 7 L
52 クラ・・ト1層 1.
1″−X
第10図
第11図
第12図FIG. 1 is a perspective view showing an optical pickup device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the optical pickup device in FIG. 1, and FIG. 3 is a top view of the device in FIG. 1.
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing an optical pickup device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing an optical pickup device according to a third embodiment, and FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing an optical pickup device according to a fourth embodiment. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the optical pickup device of the fifth embodiment; FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing the optical pickup device of the sixth embodiment; FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing the optical pickup device of the sixth embodiment. FIG. 10 is a top view showing a modification of the error detection system in the optical pickup device of the present invention, and FIG. 11 is a longitudinal cross-sectional view of the optical pickup device shown in FIG. 10. 12 is a longitudinal sectional view showing another modification of the error detection system in the optical pickup device of the present invention,
FIG. 13 is a perspective view showing a conventional optical pickup device using an optical waveguide region, and FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a conventional optical pickup device not using an optical waveguide region. 1... Optical pickup device, 2... Semiconductor substrate, 6
... Optical waveguide layer, 8... Semiconductor laser element, 1o...
Beam splitter, 20... Linear grating coupler (LGC), 26... Reflection type diffraction element, 3o
...Objective lens, 32...Front disk, 34...First
optical detector, 36... second optical detector. Applicant's agent Patent attorney Tsuboi 4 1\ Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 7 L 52 Class 1 layer 1. 1″-X Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12
Claims (1)
導体レーザ素子と、前記基板に設けられ前記レーザ光を
導く光導波領域と、この光導波領域上に設けられ、前記
レーザ光を前記光導波領域外へ射出するグレーティング
カップラと、前記光導波領域上に設けられ、前記グレー
ティングカップラによって射出されたレーザ光の一部を
光学的情報記録媒体の記録面の方向に分岐するビームス
プリッタと、この分岐されたレーザ光を前記媒体の記録
面に射出する光学素子と、前記ビームスプリッタによっ
て分岐された前記媒体の記録面での反射光の一部を所定
の位置に集光する回折素子と、前記所定の位置に設けら
れ前記回折素子によって集光されたレーザ光を受光して
情報を検出する情報信号検出系とを具備することを特徴
とする光ピックアップ装置。 2、前記光学素子は、前記半導体基板外部で移動可能に
設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光ピ
ックアップ装置。 3、前記ビームスプリッタは偏光機能を有する偏光ビー
ムスプリッタであり、前記媒体の記録面からの反射光の
光路上にこの偏光ビームスプリッタと1/4波長板とが
設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載
の光ピックアップ装置。[Scope of Claims] 1. A substrate, a semiconductor laser element provided on the substrate and emitting laser light, an optical waveguide region provided on the substrate and guiding the laser light, and a semiconductor laser device provided on the optical waveguide region, a grating coupler that emits the laser beam outside the optical waveguide region; and a grating coupler that is provided on the optical waveguide region and branches a part of the laser beam emitted by the grating coupler in the direction of the recording surface of the optical information recording medium. a beam splitter that emits the split laser light onto a recording surface of the medium, and a part of the light reflected on the recording surface of the medium that is split by the beam splitter and focuses it on a predetermined position. An optical pickup device comprising: a diffraction element; and an information signal detection system provided at the predetermined position and configured to detect information by receiving laser light focused by the diffraction element. 2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical element is provided movably outside the semiconductor substrate. 3. The beam splitter is a polarizing beam splitter having a polarizing function, and the polarizing beam splitter and a quarter wavelength plate are provided on the optical path of the reflected light from the recording surface of the medium. The optical pickup device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2318956A JPH04188440A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Optical pickup apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2318956A JPH04188440A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Optical pickup apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04188440A true JPH04188440A (en) | 1992-07-07 |
Family
ID=18104868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2318956A Pending JPH04188440A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Optical pickup apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04188440A (en) |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP2318956A patent/JPH04188440A/en active Pending
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