JPH05151608A - 光学式ヘツド装置 - Google Patents

光学式ヘツド装置

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JPH05151608A
JPH05151608A JP3340067A JP34006791A JPH05151608A JP H05151608 A JPH05151608 A JP H05151608A JP 3340067 A JP3340067 A JP 3340067A JP 34006791 A JP34006791 A JP 34006791A JP H05151608 A JPH05151608 A JP H05151608A
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JP
Japan
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photodiodes
light
head device
optical head
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP3340067A
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English (en)
Inventor
Akihiro Yamazaki
哲広 山崎
Kensho Oe
健正 大江
Hiroshi Inoue
弘 井上
Minoru Oyama
実 大山
Toshio Konno
俊男 昆野
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05151608A publication Critical patent/JPH05151608A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Optical Head (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積化された光学式ヘッド装置における検出
信号のS/Nや、波長変動などの作製誤差に対する許容
度の向上を図る。 【構成】 導波層106には、フォトダイオードDA〜
DF,グレーティングビームスプリッタ108,フォー
カスグレーティングカップラ110が集積化されてい
る。半導体レーザ100から矢印FAのように出力され
た光は、光ディスクで反射されて矢印FBのように戻っ
てくる。このとき、フォトダイオードDA,DB(又は
DC,DD)の分離帯120を通過した戻り光は、フォ
トダイオードDE,DFで光電変換されて、フォトダイ
オードDA〜DDの信号とともに演算回路10に入力さ
れる。演算回路10では、フォトダイオードDE,DF
からの信号も利用して所望の信号検出の演算が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CD(コンパクトディ
スク)などの光ディスクに対する情報の書込みや読出し
を行なう集積化された光学式ヘッド装置にかかり、特
に、信号の光電変換部分の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年では、CDプレーヤなどにおける光
ピックアップの小型・軽量化の要求に伴って、集積化さ
れた光学式ヘッド装置又は光集積ピックアップの開発が
期待されている。このような従来の光学式ヘッド装置と
しては、例えば電子通信学会論文誌’86/5,Vo
l.J69−CNo.5のP609〜P615に開示さ
れたものがあり、図3に示すようにSi基板の薄膜導波
路上に、導波路型レンズ素子であるフォーカスグレーテ
ィングカップラ,グレーティングビームスプリッタ及び
フォトダイオードが集積化された構成となっている。
【0003】同図において、端面結合した半導体レーザ
100から出力された発散導波光は、基板102上にS
iO2によるバッファ層又はクラッド層104を介して
形成されたガラス薄膜による導波層106中を伝搬し、
グレーティングビームスプリッタ(TGFBS)108
に入射する。導波光は、その後、フォーカスグレーティ
ングカップラ(FGC)110に入射するとともに、そ
の回折作用によって空間光に変換され、光ディスク11
2上に集光する。
【0004】次に、光ディスク112によって反射され
たレーザ光は、光路を逆に進行して再びフォーカスグレ
ーティングカップラ110に入射し、導波路を逆進す
る。逆進した導波光は、グレーティングビームスプリッ
タ108によって波面2分割される。分割された戻りレ
ーザ光のうち、一方はフォトダイオードDA,DB付近
に集光され、他方はフォトダイオードDC,DD付近に
集光されて、各々光電変換される。光電変換後の検出信
号には、図示しない演算手段によって和,差の演算が行
なわれ、光ディスク112のRF信号(データの読出信
号),フォーカスエラー信号,トラッキングエラー信号
が各々検出される。
【0005】以上のうち、フォトダイオードDA,DB
は、図4に示すようになっている。なお、フォトダイオ
ードDC,DDについても同様である。同図(A)の#
1−#1線に沿って矢印方向に見た断面は同図(B)に
示すようになっており、#2−#2線に沿って矢印方向
に見た断面は同図(C)に示すようになっている。
【0006】これらの図において、基板102は、たと
えばnタイプのSiによって形成されており、そのフォ
トダイオードDA,DBに相当する部分にpタイプのS
iによる接合領域EA,EBが形成されている。フォト
ダイオードDA,DB間には、分離帯120が設けられ
ており、その幅はたとえば10μm程度に設計されてい
る。そして、この接合領域EA,EBの部分でバッファ
層104がテーパ構造となっており、これによって同図
(A)の矢印F1方向から入射した光が接合領域EA,
EBに誘導される。接合領域EA,EBは空乏層となっ
ており、誘導された光によって電流が発生する。これに
よって、光ディスク112からの光信号の電気信号への
変換が行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】他方、集積化された光
学式ヘッド装置においては、光源である半導体レーザ1
00から受光部であるフォトダイオードDA〜DDに至
るまでに多くの光損失箇所が存在する。従って、各部に
おける光の利用効率を高めて、なるべく多くの信号電流
を得る必要がある。
【0008】ここで、上述したように、信号検出のため
の片側2個のフォトダイオードDA,DB(又はDC,
DD)間には、電気的,光学的アイソレーションのため
の分離帯120が形成されている。この結果、フォーカ
スエラー信号がほぼ「0」のとき、すなわちフォーカス
グレーティングカップラ110によって空間光に変換さ
れたレーザ光が光ディスク112上でちょうど合焦状態
にある場合、戻り光はフォトダイオードDA,DBの中
間位置に集光されることになる。
【0009】同図(D)には、このときの様子が示され
ており、入射光の一部は矢印F2で示すように光電変換
されないまま分離帯120を突き抜けることになる。従
って、戻り光が有効に活用されず、トラッキングエラー
信号やRF信号のS/Nの劣化を招くことになる。この
ような不都合を低減して戻り光を有効に活用するために
は、分離帯120の幅を狭くすればよい。
【0010】ところが、グレーティングビームスプリッ
タ108は回折現象を利用しているので、光源波長の変
動や、導波路の実効屈折率の作製誤差などの影響を受
け、これによってフォトダイオードDA〜DDに対する
戻り光の集光位置が変化するようになる。この結果、少
しでも戻り光の入射位置が変化すると、戻り光が分離帯
120を通過するようになって対のフォトダイオードD
A,DB(又はDC,DD)の一方の出力が大きくな
り、たとえば合焦点位置でフォーカスエラー信号が
「0」にならなくなる。
【0011】従って、分離帯120を狭くすると、逆に
作製誤差によるフォーカスエラー信号のアンバランスが
大きくなってしまうことになる。本発明は、これらの点
に着目したもので、信号のS/Nや、波長変動などの作
製誤差に対する許容度の向上を図ることができる光学式
ヘッド装置を提供することを、その目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、分離帯を挟ん
で対に形成された第1及び第2の受光手段が導波路中に
設けられており、これによって光学情報記録面からの戻
り光を検出する光学式ヘッド装置において、前記第1及
び第2の受光手段における戻り光の入射側と反対側であ
って、前記分離帯を遮る位置に、第3の受光手段を設け
たことを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明によれば、第1及び第2の受光手段の戻
り光入射側と反対側には、分離帯を遮るように第3の受
光手段が設けられる。このため、分離帯を通過した戻り
光は、第3の受光手段によって光電変換されるようにな
り、この信号を利用してRF信号やトラッキングエラー
信号が演算される。また、第1及び第2の受光手段を分
離する分離帯の幅を広くすることによって、波長変動な
どに伴う作製誤差が低減される。
【0014】
【実施例】以下、本発明による光学式ヘッド装置の一実
施例について、添付図面を参照しながら説明する。な
お、上述した従来例と同様または相当する構成部分につ
いては、同一の符号を用いる。図1には、本実施例の平
面が示されている。また、図2には主要部分が拡大して
示されている。同図において、基板102の所定端面に
は、半導体レーザ100が結合されており、これから出
力された発散レーザ光は、矢印FAで示すように基板1
02上の導波層106中を伝搬するようになっている。
このレーザ光の進行方向には、グレーティングビームス
プリッタ108,フォーカスグレーティングカップラ
(FGC)110が各々設けられており、その回折作用
によって空間光に変換されて光ディスク112(図3参
照)に入射するようになっている。
【0015】次に、光ディスク112によって反射され
たレーザ光は、光路を逆に進行して再びフォーカスグレ
ーティングカップラ110に入射し、ここで導波光に変
換されて導波路を逆進するようになっている。グレーテ
ィングビームスプリッタ108は、この導波光を波面2
分割して矢印FB方向に出力するために設けられてい
る。そして、分割後の導波光の進行方向には、フォトダ
イオードDA〜DDが各々設けられている。
【0016】更に、フォトダイオードDA,DB(又は
DC,DD)の後部,すなわち光ディスク112からの
戻り光が分離帯120を通過した位置には、フォトダイ
オードDE,DFが各々設けられている。これらのフォ
トダイオードDE,DFの構造は、図4に示したフォト
ダイオードDA〜DDと同様である。これらのフォトダ
イオードDA〜DFの各信号出力側は、適宜の電極を介
して演算回路10の入力側に接続されている。
【0017】以上のような構造の光学式ヘッド装置の作
製方法としては、フォトダイオードDA〜DDの形成工
程において、フォトダイオードDE,DFを加えるよう
にすればよい。例えば、Si基板102上にバッファ層
104として熱酸化膜をまず作製する。そして、この熱
酸化膜のうちのフォトダイオードDA〜DFに相当する
部分を、フォトリソグラフィ技術によりエッチングす
る。更に、レジストなどによるマスクの形成後にフォト
ダイオードDA〜DFに相当する部分にイオン注入を行
う。その後、高温アニールを行って注入イオンを活性化
しp−n接合を形成する。この上に、例えばコーニング
社製の「7059」ガラス層を数μm形成し、これを光
導層106とする。
【0018】次に、以上のように構成された本実施例の
作用について説明する。半導体レーザ100から出力さ
れたレーザ光は、導波層106中を矢印FA方向に伝搬
し、グレーティングビームスプリッタ108を介してフ
ォーカスグレーティングカップラ110に入射する。そ
して、その回折作用によって空間光に変換されて光ディ
スク112上に集光する。
【0019】次に、光ディスク112によって反射され
たレーザ光は、光路を逆に進行して再びフォーカスグレ
ーティングカップラ110に入射し、ここで導波光に変
換される。この導波光は、グレーティングビームスプリ
ッタ108によって波面2分割される。分割された戻り
レーザ光のうち、一方はフォトダイオードDA,DB付
近に集光され、他方はフォトダイオードDC,DD付近
に集光される。
【0020】この場合において、本実施例ではフォトダ
イオードDA,DB又はDC,DD間の分離帯120を
遮る位置にフォトダイオードDE,DFが各々設けられ
ている。このため、図2に矢印F2で示すように分離帯
120を進行する戻り光は、フォトダイオードDE,D
Fに入射して光電変換されることになる。そして、これ
らを含むフォトダイオードDA〜DFによる各検出信号
が演算回路10に各々入力される。
【0021】演算回路10では、フォトダイオードDA
〜DFによる各検出信号A〜Fに対して、次のような演
算が行われる。まず、フォーカスエラー信号は、たとえ
ば(A+D)−(B+C)の演算によって求められる。
これは、従来と同様である。次に、トラッキングエラー
信号は、たとえば(A+B+E)−(C+D+F)の演
算によって求められる。従来は、たとえば(A+B)−
(C+D)によって求めていたが、フォトダイオードD
E,DFによって分離帯120から漏れた光の成分を検
出できるので、これを加えてトラッキングエラー信号を
得るようにすれば、S/Nの向上を図ることができる。
【0022】更に、RF信号は、たとえばA+B+C+
D+E+Fの演算によって求められる。この場合も、フ
ォトダイオードDE,DFによる検出信号を加算するこ
とでS/Nの向上を図ることができる。また、フォトダ
イオードDE,DFを設けることによってRF信号,ト
ラッキングエラー信号のS/Nが向上するので、フォー
カスエラー信号のS/Nの低下が生じない範囲で分離帯
120の幅を大きくすることができる。これによっ
て、、波長変動などの作製誤差に対するフォーカスエラ
ー信号のバランスの劣化を低減することができる。
【0023】なお、本発明は何ら上記実施例に限定され
るものではなく、たとえば次のようなものも含まれる。 (1)前記実施例では、フォトダイオードDA〜DDに
おいてバッファ層104が多少残っているが(図4
(B),(C)参照)、導波層106が基板102に接
するようにしたり、分離帯120におけるバッファ層1
04を前記実施例よりも薄くしたりするなどの変更が可
能である。その他、フォーカスグレーティングカップラ
の代わりにリニアグレーティングカップラを用いるなど
の変更も可能である。 (2)演算回路10における演算についても何ら上記実
施例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更
してよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光学
式ヘッド装置によれば、対に形成された光電変換手段に
おける戻り光入射側の反対側であって、それらの分離帯
を遮る位置に他の光電変換手段を設けることとしたの
で、検出信号のS/Nや、波長変動などの作製誤差に対
する許容度の向上を図ることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光学式ヘッド装置の一実施例の構
成を示す平面図である。
【図2】前記実施例の主要部分を示す斜視図である。
【図3】集積化された光学式ヘッド装置の従来例を示す
斜視図である。
【図4】前記従来例の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
10…演算回路、100…半導体レーザ、102…基
板、104…バッファ層、106…導波層(導波路)、
108…グレーティングビームスプリッタ、110…フ
ォーカスグレーティングカップラ、112…光ディス
ク、120…分離帯、DA〜DD…フォトダイオード
(第1又は第2の受光手段)、DE,DF…(第3の受
光手段)、F1,F2,FA,FB…矢印。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年3月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】ところが、グレーティングビームスプリッ
タ108は回折現象を利用しているので、光源波長の変
動や、導波路の実効屈折率の作製誤差などの影響を受
け、これによってフォトダイオードDA〜DDに対する
戻り光の集光位置が変化するようになる。この結果、少
しでも戻り光の入射位置が変化すると対のフォトダイオ
ードDA,DB(又はDC,DD)の一方の出力が大き
くなり、たとえば合焦点位置でフォーカスエラー信号が
「0」にならなくなる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】このように、分離帯120を狭くすると、
逆に作製誤差によるフォーカスエラー信号のアンバラン
スが大きくなってしまうことになる。本発明は、これら
の点に着目したもので、信号のS/Nや、波長変動など
の作製誤差に対する許容度の向上を図ることができる光
学式ヘッド装置を提供することを、その目的とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 10…演算回路、100…半導体レーザ、102…基
板、104…バッファ層、106…導波層(導波路)、
108…グレーティングビームスプリッタ、110…フ
ォーカスグレーティングカップラ、112…光ディス
ク、120…分離帯、DA〜DD…フォトダイオード
(第1又は第2の受光手段)、DE,DF…フォトダイ
オード(第3の受光手段)、F1,F2,FA,FB…
矢印。
フロントページの続き (72)発明者 井上 弘 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 大山 実 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 昆野 俊男 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分離帯を挟んで対に形成された第1及び
    第2の受光手段が導波路中に設けられており、これによ
    って光学情報記録面からの戻り光を検出する光学式ヘッ
    ド装置において、前記第1及び第2の受光手段における
    戻り光の入射側と反対側であって、前記分離帯を遮る位
    置に、第3の受光手段を設けたことを特徴とする光学式
    ヘッド装置。
JP3340067A 1991-11-29 1991-11-29 光学式ヘツド装置 Pending JPH05151608A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3340067A JPH05151608A (ja) 1991-11-29 1991-11-29 光学式ヘツド装置

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JP3340067A JPH05151608A (ja) 1991-11-29 1991-11-29 光学式ヘツド装置

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JPH05151608A true JPH05151608A (ja) 1993-06-18

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ID=18333409

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JP3340067A Pending JPH05151608A (ja) 1991-11-29 1991-11-29 光学式ヘツド装置

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JP (1) JPH05151608A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831004A (ja) * 1994-07-15 1996-02-02 Fujitsu Ltd 光学的情報記録/再生装置及び集積ヘッド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831004A (ja) * 1994-07-15 1996-02-02 Fujitsu Ltd 光学的情報記録/再生装置及び集積ヘッド

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