JPH0619846B2 - 光情報処理装置 - Google Patents

光情報処理装置

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JPH0619846B2
JPH0619846B2 JP59193664A JP19366484A JPH0619846B2 JP H0619846 B2 JPH0619846 B2 JP H0619846B2 JP 59193664 A JP59193664 A JP 59193664A JP 19366484 A JP19366484 A JP 19366484A JP H0619846 B2 JPH0619846 B2 JP H0619846B2
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optical
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lens
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司郎 緒方
正治 俣野
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 （１）発明の技術分野 この発明は、半導体レーザなどからのレーザ光を集束
し、光ディスクの情報記録部に照射し、その反応光の強
度変化にもとづいて光ディスクの情報を読取る光ピック
アップ装置で代表される光情報処理装置に関する。
（２）従来技術の説明 近年、高記録密度の光ディスク・メモリが実用化される
にともない、高性能かつ小型軽量の光ピックアップ装置
の開発が期待されている。
従来の光ピックアップ装置の主要部は光学系と駆動系と
から構成されている。
光学系は基本的には、レーザ光を集束レンズで光ディス
クの情報記録部上に集光し、光ディスクからの反射光を
フォトダイオードで電気信号に変換する機能をもってお
り、光ディスク上の記録情報による反射光の光量変化が
電気信号として取出される。
光学系は、それらの作用によって、光ディスクに照射さ
れる光と光ディスクからの反射光とを分離するアイソレ
ータ光学系、光ディスクに照射される光を１μｍ径程度
のスポットに集束させるビーム集光光学系、およびフォ
ーカシング・エラーがトラッキング・エラーを検出する
ためのエラー検出光学系に分けられる。これらの光学系
は、光源としての半導体レーザ、各種レンズ類、プリズ
ム類、回折格子、ミラー、１／４波長板、フォトダイオ
ードなどの素子を適宜組合せることにより構成される。
駆動系には、フォーカシング駆動系、トラッキング駆動
系およびラジアル送り駆動系がある。
フォーカシング駆動系は、集束レンズで集光された光ビ
ームが光ディスク面に正しいスポットを形成するよう
に、集束レンズと光ディスク面との距離を適切に保つた
めの機構である。集束レンズをその光軸方向に動かして
調整するものが最も一般的である。
トラッキング駆動系は、レーザ・スポットが光ディスク
のトラックから脱線しないように追従させるための機構
である。この機構としては、集束レンズを光軸と垂直な
方向に動かして調整するもの、光ピックアップ・ヘッド
全体を光ディスクの半径方向に動かして調整するもの、
可動ミラー（ピボッティング・ミラー）により集束レン
ズへの入射光の角度を調整するものなどが一般的に用い
られている。
ラジアル送り駆動系は、光ピックアップ・ヘッドを光デ
ィスクの半径方向に送る機構であり、これには一般にリ
ニア・モータが使用される。
このような従来の光ピックアップ装置は、次のような欠
点をもっている。
光学系が複雑で光軸合わせがめんどうであるとともに、
振動により光軸がずれやすい。
部品点数が多く、組立てに時間がかかり生産性が悪い。
光学部品が高価であるために全体としても高価になる。
光学部品が大きいために光ピックアップ装置も大型とな
り、光学部品を保持する機構も必要であるから全体とし
て重くなる。
発明の概要 （１）発明の目的 この発明は、小型かつ軽量でしかも光軸合わせが不要な
光情報処理装置を提供することを目的とする。
（２）発明の構成、作用および効果 この発明による光情報処理装置は，基板上に形成された
光導波路，光導波路に導光するレーザ光の光源，光導波
路上に形成され，光導波路を伝播する光を斜め上方に出
射させかつ集光するレンズ手段，斜め上方から反射して
くる上記光を受光し，該取信号，フォーカシング・エラ
ー信号およびトラッキング・エラー信号を生成するため
の受光信号を出力する受光手段，ならびにレンズ手段に
よって上方に出射されずに漏洩して光導波路を伝播する
光の強度を検知するための光強度検知手段を備え、この
光強度検知手段の検知信号により光源からの出射レーザ
光強度度が一定になるように制御されることを特徴とす
るこの この発明におにては，光学部品としてのレンズ，プリズ
ム，回折格子，ミラー，１／４波長板等が用いられてい
ないので，装置の小型化，軽量化を図ることができる。
とくに，光導波路からレーザ光を斜め上方に出射させか
つ斜め上方からの反射光を受光するようにしているか
ら，従来の光ピックアップ装置の光学系に必要であった
アイソレータ光学系を省略することができる。光軸合わ
せも受光手段の位置決めのみを行なえばよい。光導波
路，レンズ手段および受光手段を同一基板上に形成すれ
ば，組立て時における光軸合わせは不要となる。
基板上の光導波路に導入されるレーザ光の光源として
は，一般には半導体レーザが使用される。半導体レーザ
は温度変化等により出力光に変動が生じやすく，出力光
が変動すると光情報処理装置が誤動作する可能性があ
る。この発明ではレンズ手段によって上方に出射されず
に漏洩して光導波路を伝播する光の強度を検知する手段
が設けられているので，この検知手段による光強度検知
信号を光源の駆動回路にフィードバックすることにより
光源，とくに半導体レーザの出力光強度を安定化するこ
とができ，光情報処理装置の正確な動作が期待できるよ
うになる。光強度検知手段は光導波路が形成された基板
上に形成され，光導波路からの漏洩光を検知するので，
装置の一層の集積化，小型化が達成される。光導波路を
伝播する光の強度が変動すれば漏洩光強度も変動するの
で漏洩光を通しても光導波路を伝播する光の強度のモニ
タが可能である。
実施例の説明 （１）光ピックアップ・ヘッドの構成の概要 第１図は光ピックアップ・ヘッドの構成を示している。
基台(10)上に、半導体レーザ(11)および基板(12)が配置
されかつ固定されている。半導体レーザ(11)は基台(10)
上に形成された電極(18)(19)に与えられる駆動電流によ
り駆動される。
基板(12)にはたとえばＳｉ結晶が用いられ、この基板(1
2)上面の熱酸化またはＳｉＯ２の蒸着もしくはスパッタ
により基板(12)上面にＳｉＯ２バッファ層が形成された
のち、たとえばコーニング７０５９などのガラスをスパ
ッタすることにより光導波層(21)が形成されている。半
導体レーザ(11)から出射したレーザ光はこの光導波層(2
1)に入射しかつ伝播する。光導波路(21)上にはコリメー
ティング・レンズ(22)、カップリング・レンズ(23)、漏
洩光検知素子(13)、漏洩光遮断用溝(15)および受光部(3
0)がこの順序配列で設けられている。コリメーティング
・レンズ(22)は半導体レーザ(11)から出射した広がりを
もつレーザ・ビームを平行光に変換するものである。カ
ップリング・レンズ(23)は、光導波層(21)を伝播してき
たレーザ光を斜め上方に出射させるとともに、２次元的
に集光（フォーカシング）するものである。出射したレ
ーザ光が集光してスポット（１μｍ径程度）を形成する
点がＰで示されている。光ディスクに記録された情報を
読取る場合には、レーザ・スポットＰが光ディスクの情
報記録面上に位置するように、この光ピックアップ・ヘ
ッド(9)が配置される。
受光部(30)は、光ディスクの情報記録面からの反射光を
受光するためのものであり、上述のレーザ・スポットＰ
の位置から斜め下方に反射してくる光を受光できる位置
に配置されている。
受光部(30)は、４つの独立した受光素子(31)〜(34)から
なる。受光素子(31)(32)は中央に隣接して配置され、こ
れらの受光素子(31)(32)の前後に他の受光素子(33)(34)
が設けられている。これらの受光素子(31)〜(34)は、た
とえば光導波層(21)上に直接にＣＶＤ法により４つの独
立したアモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）光起電力素
子をつくることにより構成されている。受光素子(31)〜
(34)の出力信号は、その両端の電極から光導波層(21)上
に形成されれた配線パターンにより電極(35)にそれぞれ
導かれ、さらにワイヤボンディングにより基台(10)上の
電極(36)にそれぞれ導かれる。
光ディスクに記録された情報は、反射光の強度変化とし
て現われるから、これらすべての受光素子(31)〜(34)の
出力信号の和信号または受光素子(31)と(32)の和信号が
記録情報の読取り信号となる。
光起電力素子の材料としては、他にＣｄＴｅ、ＣｄＳな
どを用いることが可能であり、これらを光導波層(21)上
に蒸着法、スパッタ法などにより形成し光伝導セルとし
てもよい。
このように、受光部(30)をＣＶＤ法などのマスク処理に
よりその位置を正確に設定して形成することができるの
で、組立時における光軸合わせは不要となり、また構造
が簡単なために生産性も向上する。
光導波層(21)を伝播する光のすべてがカップリング・レ
ンズ(23)により出射（エア・カップリング）される訳で
はなく、出射されずにレンズ(23)の位置を通過して受光
部(30)の方に漏洩する光も存在する。漏洩光検知素子(1
3)は、この漏洩光の強度を検知するものである。光導波
層(21)を伝播する光の強度変動は漏洩光の強度変動とし
ても現われるから、漏洩光の強度を検知することにより
光導波層(21)を伝播する光の強度が間接的に検知され
る。この検知されたた強度信号は半導体レーザ(11)の駆
動回路（図示略）にフィードバックされ、半導体レーザ
(11)の出力光の安定化が図られる。検知素子(13)として
は上述のａ−Ｓｉ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳなどが用いられ、
ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法等により光導波層(21)上
に形成される。検知素子(13)の検知信号は光導波層(21)
上に形成された配線パターンおよび電極(16)を経て、ワ
イヤボンディングにより基台(10)上の電極(17)に取出さ
れる。
光導波層(21)からの漏洩光のすべてが検知素子(13)で消
費されるとは限らない。受光部(30)は上述したように光
導波層(21)上に形成されているから、検知素子(13)の部
分を通過する漏洩光があればこれを検知するおそれがあ
る。このことにより、光ピックアップ・ヘッドの誤動作
が招来されるおそれがある。
漏洩光遮断用溝(15)は、検知素子(13)と受光部(30)との
間に設けられており、検知素子(13)の位置を通過して受
光部(30)に向う光の伝播を、溝の壁面での光の反射や減
衰により防止する役目をもっている。この溝(15)は、イ
オンビーム加工、電子ビーム加工またはレーザ加工など
により基板(12)の光導波層(21)上に直接に形成すればよ
い。溝(15)の長さは伝播する光の幅よりも大きい。また
溝(15)の深さは光導波層(21)の厚さ程度でよい。
第１図においては、光導波層(21)は受光部(30)の方まで
のびているが、検知素子(13)と溝(15)との間の位置程度
まで形成し、受光部(30)が設けられている場所には光導
波層を形成しないようにすることもできる。このような
場合にも、漏洩光遮断用溝(15)はあった方がよい。ま
た、Ｓｉ基板(12)にＰＮ接合（フォトダイオード）をつ
くりこれにより受光素子(31)〜(34)を構成してもよい。
光導波層(21)は基板よりも屈折率の大きい材料で構成す
ればよいので、基板に応じた種々の材料で実現できる。
基板(12)をＬｉＮｂＯ３のような電気光学効果をもつ材
料で構成することにより、後に述べるようなフォーカシ
ングやトラッキングの制御を電気的に行なえるようにな
る。ＬｉＮｂＯ３結晶上面にＴｉを熱拡散することによ
り光導波層を形成することができる。また、ＬｉＮｂＯ
３上面にａ−Ｓｉによる光検知素子や受光部を形成する
ことができる。
（２）半導体レーザと光導波層との結合 半導体レーザ(11)と基板(12)上の光導波層(21)とは、こ
の実施例ではバット・エッジ（butt edge）結合法によ
り結合されている。第２図に拡大して示されているよう
に、基板(12)の結合端面が光学研摩され、半導体レーザ
(11)の活性層(14)と光導波層(21)との高さをあわせてこ
れらの両層(14)(21)の端面が対面するようにして、半導
体レーザ(11)が電極パッド(18)上に固定される。半導体
レーザ(11)から出射されたレーザ光は光導波層(21)内で
広がる。半導体レーザ(11)の活性層(14)内と光導波層(2
1)内の光の界分布はよく似た形をしているので高効率の
結合が可能であるとともに、特別な結合手段が不要であ
るという利点をもっている。基台(10)は半導体レーザ(1
1)のヒートシンクにもなる。
（３）コリメーティング・レンズおよびカップリング 光導波層上に形成されるコリメーティング・レンズに
は、フレネル・レンズ、ブラッグ・グレーティング・レ
ンズ、ルネブルグ・レンズ、ジオデシック・レンズなど
がある。
第１図に示されているコリメーティング・レンズ(22)は
フレネル・レンズであって、光導波層(21)上に光軸から
離れるにしたがって巾が小さくなる（チャープド、chir
ped）凹凸（グレーティング）または屈折率分布から形
成されている。
ブラッグ・グレーティング・レンズは、光導波層(21)上
に光軸からの距離が大きくなるほど光軸とのなす角が大
きくなるグレーティングまたは屈折率分布からなる。
ルネブルグ・レンズは、光導波層(21)上に中央部が最も
厚く周囲にいくにつれて薄くなるなだらかな厚み分布を
もつ高屈折率薄膜を平面からみて円形に形成したもので
ある。
ジオデシック・レンズは、光導波層(21)を形成する前に
基板(12)表面に曲面をもつくぼみを形成し、このくぼみ
にそって光導波層(21)を形成することにより得られる。
第１図に示されているカップリング・レンズ(23)は、２
次元フォーカシング・グレーティング・カプラであり、
１つのレンズで光の出射機能を２次元集光機能とをも
つ。これは、進行方向に向うほど周期（間隔）が小さく
なる円弧状のグレーティング（凹凸）から構成されてい
る。
第３図はカップリング・レンズ(23)の他の例を示してい
る。カップリング・レンズ(23)は、フレネル型のグレー
ティング・レンズ(28)（上述のフレネル・レンズと同
じ）と、チャープ型（chirped）グレーティング・カプ
ラ(29)とから構成されている。フレネル・レンズは１点
から広がる光を平行光に変換する機能と、平行光を集束
させる機能をもつ。グレーティング・レンズ(28)は平行
光を光導波層(21)内で集束させるために用いられてい
る。グレーティング・カプラ(29)は、光の進行方向に向
って周期（間隔）が小さくなる直線状のグレーティング
から構成されており、光導波層(21)内を伝播する光を出
射させるとともに１直線に集光する機能をもつ。光導波
層(21)を伝播する光はグレーティング・レンズ(28)によ
って巾方向に集束されているから、グレーティング・レ
ンズ(28)の焦点とグレーティング・カプラ(29)の焦点と
が同一点Ｐにあれば、光導波層(21)から出射した光は点
Ｐで１点に集光する。
なお、第１図および第３図においてはグレーティング
（凹凸）は、簡単のために巾をもたない線で描写されて
いる。
（４）漏洩光検知素子と半導体レーザのフィードバック
制御 第１図に示された漏洩光検知素子(13)は、漏洩光の伝播
経路を横切るようにこの経路の巾よりも長く形成されて
いる。漏洩光をより多く受光するために素子(13)の巾を
さらに大きくしてもよい。第４図は漏洩光検知素子(13)
の他の例を示すもので、平面からみてカップリング・レ
ンズ(23)を囲むような形状に形成されており、この形状
によるとカツプリング・レンズ(23)での散乱光も検知で
きる。
第５図は漏洩光検知素子の製造の態様を示している。
第５図(A)は、光導波層(21)上に単に素子(13)が形成さ
れたものである。光導波層(21)を伝播する光の界分布は
素子(13)にも及ぶので、素子(13)からは光の強度検知信
号が得られる。
第５図(B)においては、光導波層(21)の表面上の一部
に、光の伝播する方向に直交する方向のグレーティング
が形成され、このグレーティングの上に素子(13)が蒸着
などの方法で形成されている。。グレーティングの存在
によって、光導波層(21)を伝播する漏洩光は素子(13)に
入射する方向に放射され、かなり多くの光のエネルギが
素子(13)で利用される。
第５図(C)においては、光導波層(21)の上面が粗面とさ
れ、この粗面上に素子(13)が形成されている。この場合
にも、光導波層(21)を伝播する漏洩光の多くが粗面で散
乱し素子(13)に入射する。
第５図(D)においては、光導波層(21)にエッチング等に
より窪みが形成され、この窪みに素子(13)が形成されて
いる。光導波層(21)を伝播する漏洩光の多くが窪みの傾
斜面から素子(13)に入射し、窪みの底の部分の位置にお
いても伝播光の一部が素子に入射する。第５図(E)にお
いては、半球面状の窪みが研磨等により形成されてい
る。
第５図(F)では、素子(13)は光導波層(21)の終端面に接
した状態（実線で示す光導波層）でまたは途上において
（鎖線で示す光導波層）基板(12)内に埋込まれている。
たとえば、基板(12)に穴を形成し、この穴内に素子(13)
を蒸着する。この穴としては溝(15)を利用してもよい。
第５図(G)においては光導波層(21)の終端部または途上
に形成された穴(16)の壁面であって光導波層(21)の端面
に素子(15)が形成されている。
第５図(H)においては、光導波層(21)の深さ全体にわた
る大きな窪み(16)が形成され、光導波層(21)はその深さ
方向全体にわたって傾斜面によってカットされた状態と
なっている。この傾斜面に素子(13)が形成されている。
第５図(F)(G)(H)においては、素子(13)は光導波層(21)
の端面に形成されているので、光導波層(21)を伝播して
きた漏洩光のほとんどすべてが素子(13)に入力して利用
される。したがって、効率が高く、かつ大きな起電力が
得られる。これらの図において、穴または窪み(16)と漏
洩光遮断用溝(15)とを共用してもよい。
第５図(I)はさらに他の例を示している。ここでは、光
導波層(21)の厚さよりも深い穴(16)または漏洩光遮断用
溝(15)が形成され、この穴(16)または溝(15)内に検知素
子としてのフォトダイオードのチップ(13)が設けられて
いる。光導波層(21)から出射した光はこのフォトダイオ
ード(13)に受光される。
上述のような漏洩光検知素子(13)の出力信号にもとづ半
導体レーザ(11)の制御は、公知のフィードバック制御で
よい。すなわち素子(13)の受光信号を一定時間ごとに
（ディジタル制御）または連続的に（アナログ制御）前
回の値とまたはある基準値と比較し、一定に保たれてい
れば半導体レーザ(11)の駆独動電流をそのままの値に保
持する。受光強度が減少した場合には偏差が０になるよ
うに駆動電流を増大させ、受光強度が増大した場合には
駆動電流を減少させる。このような制御の手順が第６図
にフロー・チャートで示されている。このフィードバッ
ク制御によって、半導体レーザ(11)の出力を安定化する
ことができる。
（５）漏洩光遮断用溝 第１図および第３図に示された漏洩光遮断用溝(15)は、
光の伝播方向にほぼ垂直に直線状に形成されている。こ
の溝(15)は構造が簡単で容易に作成できる特徴をもって
いる。
第７図は漏洩光遮断用溝の他の例を示している。第７図
(A)に示された漏洩光遮断用溝(15)は、伝播してきた光
をその伝播方向と異なる方向（たとえばほぼ垂直な方
向）に反射させるように、光の伝播方向に垂直な方向か
らさらに傾けた形態に形成したものである。この溝(15)
は光軸の位置を頂点として折れた形につくられている
が、光の伝播経路を直線にかつ斜めに横切るように形成
してもよい。このようなタイプの溝を用いると、反射光
が半導体レーザ(11)に戻って入射することにより生ずる
バック・とーク・ノイズ防止することができる。
第７図(B)に示された溝(15)は、カップリング・レンズ
側の壁面に波形加工が施されたものである。漏洩光はこ
の壁面によって散乱させられる。この壁面に他の形の凹
凸を形成するようにしてもよい。
（６）フォーカシング・エラーの検出 光デイスクの情報記録面にはそのトラックにそってディ
ジタル情報を長さや位置によって表わすビット（くぼ
み）が形成されている。第８図は、光ディスク(81)と光
ピックアップ・ヘッド(9)との位置関係を、光ディスク
(81)をその周方向にそって切断して示すものである。カ
ップリング・レンズ(23)から出射したレーザ光は光ディ
スク(81)の情報記録面（第８図ではピット(82)を含む部
分）で反射して受光部(30)で受光される。第９図は、光
ディスク(81)からの反射光が受光部(30)を照射するその
範囲を示している。
第８図において、実線で示された光ディスク(81)および
ピット(82)は、光ディスク(81)と光ピックアップ・ヘッ
ド(9)との間の距離が最適であり、出射光の光ディスク
(81)上へのフォーカシングが正しく行なわれれている様
子を示すものである。このときの受光部(30)における反
射光の照射領域がＱで示されている。この照射領域Ｑは
中央の受光素子(31)(32)上に位置しており、他の受光素
子(33)(34)には反射光は受光されない。
光ディスク(81)とピッククアップ・ヘッド(9)との間の
距離が相対的に大きくまたは小さくなって適切なフォー
カシングが行なわれない場合の光ディスク(81)の位置が
第８図に鎖線で示されている。光ディスク(81)とピック
アップ・ヘッド(9)との間の距離が相対的に小さくなっ
た場合（−Δｄの変位）には、反射光の照射領域（Ｑ１
で表わされている）は受光素子(33)側に寄る。受光素子
(33)は差動増幅器(71)の負側に、受光素子(34)は正側に
それぞれ接続されているから、この場合には差動増幅器
(71)の出力はの値を示し、この値は変位量−Δｄの大き
さを表わしている。
光ディスク(81)とピックアップ・ヘッド(9)との間の距
離が相対的に大きくなった場合（＋Δｄの変位）には、
反射光の照射領域（Ｑ２で表わされている）は受光素子
(34)側に寄る。差動増幅器(71)の出力は正の値を示し、
かつこの値は変位量＋Δｄを表わす。
このようにして、ピックアップ・ヘッド(9)からの出射
光ビームのフォーカシングが適切であるかどうか、フォ
ーカシング・エラーが生じている場合にはエラーの方向
と大きさが差動増幅器(71)の出力から検知されている。
フォーカシング・エラーが無い場合には差動増幅器(71)
の出力は零である。
（７）トラッキング・エラーの検出 第１０図は、光ディスク(81)に形成されたピット(82)と
受光部(30)の受光素子(31)(32)とを同一平面上に配置し
て示したものであり、いわゆる光ディスク(81)をその面
方向に透視して受光素子(31)(32)をみた図である。差動
増幅器(72)は受光素子(31)(32)との電気的接続関係を明
らかにする目的で図示されている。第１０図(A)は、レ
ーザ・ビーム・スポットＰの中心がトラック（ピット(8
2)）の巾方向の中心上に正確に位置している様子を示し
ている。第１０図(B)(C)はスポットＰがトラック（ピッ
ト(82)）の左右にそれぞれ若干ずれ、トラッキング・エ
ラーが生じている様子を示している。いずれの場合に
も、適切にフォーカシングされているものとする。
レーザ・スポットＰが光ディスク(81)の情報記録面に当
たり、その反射光の強度がピット(82)の存在によって変
調される。これには、ピット(82)の巾よりもスポット・
サイズの方がやや大きいのでピット(82)の底面で反射す
る光とピット(82)以外の部分で反射する光とが存在し、
ピット(82)の深さが１／４λ（λはレーザ光の波長）程
度に設定されていることにより、上記の２種類の反射光
の間にπの位相差が生じて互いに打消し合い、光強度が
小さくなるという説明や、ピット(82)の縁部で光の散乱
が生じこれにより受光される反射光強度が小さくなると
いう説明などがある。いずれにしても、ピット(82)の存
在によって受光部(30)に受光される光強度は小さくな
る。
受光素子(31)と(32)は光軸を境として左右に分割されて
いる。レーザ・スポットＰの中心とピット(82)の巾方向
の中心とが一致している場合には、受光素子(31)と(32)
に受光される光量は等しく、差動増幅器(72)の出力は零
である。
第１０図(B)に示すように、レーザ・スポットＰがピッ
ト(82)の左側にずれた場合には、受光素子(31)に受光さ
れる光量の方が多くなり、差動増幅器(72)からは正の出
力が発生する。逆に、第１０図(C)に示すように、レー
ザ・スポットＰがピット(82)の右側にずれると差動増幅
器(72)には負の出力が生じる。
このようにして、差動増幅器(72)の出力によりビーム・
スポットＰが光ディスク(81)のトラックに正確に沿って
いるか、トラッキング・エラーが生じているか、それは
左、右のどちらにずれたエラーが検出される。
（８）フォーカシングおよびトラッキング駆動機構 第１１図から第１３図はフォーカシング駆動機構および
トラッキング駆動機構を示している。
支持板（ 100）の一端部に支持部材（ 101）が立設さ
れている。この支持部材（ 101）の両側下端部は切欠
かれている（符号（ 102））。支持板（ 100）の他端
部上方には可動部材（ 103）が位置している。上下方
向に弾性的に屈曲しうる４つの板ばね（ 121）（ 12
2）の一端は支持部材（ 101）の上端両側および下部切
欠き（ 102）に固定されており、他端は可動部材（ 1
03）の上端および下端の両側にそれぞれ固定されてい
る。したがって、可動部材（ 103）はこれらの板ばね
（ 121）（ 122）を介して上下方向に運動しうる状態
で支持部材（ 101）に支持されている。
光ピックアップ・ヘッド(9)を載置したステージ（ 11
0）は、上部の方形枠（ 112）、方形枠（ 112）の両
端から下方にのびた両脚（ 114）（ 115）および方形
枠（ 112）の中央部から下方にのびた中央脚（ 113）
から構成されている。方形枠（ 112）上に光ピックア
ップ・ヘッド(9)が載置固定されている。横方向に弾性
的に屈曲しうる４つの板ばね（ 131）の一端は可動部
材（ 103）の両側上、下部に固定され、他端はステー
ジ（ 110）の中央脚（ 113）の両側上、下部に固定さ
れている。ステージ（ 110）は、これらの板ばね（ 1
31）を介して横方向（第１０図の左右方向と一致する）
に運動しうる状態で支持されている。したがって、ステ
ージ（ 110）は、上下方向（フォーカシング）および
横方向（トラッキング）に移動自在である。
支持板（ 100）、支持部材（ 101）、可動部材（ 10
3）およびステージ（ 110）は非磁性材料、たとえばプ
ラスチックにより構成されている。
支持部材（ 101）および可動部材（ 103）の内面には
ーク（ 104）（ 105）が固定されている。ヨーク（
104）は、支持部材（ 101）に固定された垂直部分（
104a）と、これと間隔をおいて位置するもう１つの垂直
部分（ 104b）と、これらの両部分（ 104a）（ 104
b）をそれらの下端で結合させる水平部分とからら構成
されている。ヨーク（ 105）もヨーク（ 104）と全く
同じ形状であり、一定の間隔をおいて離れた２つの垂直
部分（ 105a）（ 105b）を備えている。
これらのヨーク（ 104）（ 105）の垂直部分（ 104
a）（ 105a）の内面には、この内面側をたとえばＳ極
とする永久磁石（ 106）がそれぞれ固定されている。
そして、ヨーク（ 104）（ 105）の他方の垂直部分
（ 104b）（ 105b）と永久磁石（ 106）との間に、
ステージ（ 110）の脚（ 114）（ 115）がそれらに
接しない状態でそれぞれ入り込んでいる。
ステージ（ 110）の両脚（ 114）（ 115）のまわり
にはフォーカシング駆動用コイル（ 123）が水平方向
に巻回されている。またこれらの脚（ 114）（ 115）
の一部には、永久磁石（ 106）と対向する部分におい
て上下方向に向う部分を有するトラッキング駆動用コイ
ル（ 133）が巻回されている。
フォーカシング駆動機構は第１２図に最もよく示されて
いる。永久磁石（ 106）から発生した磁束Ｈは鎖線で
示されているようにヨーク（ 104）（ 105）の垂直部
分（ 104b）（ 105b）にそれぞれ向う。この磁界を横
切って水平方向に配設されたル（ 123）に、たとえば
第１２図において紙面に向う方向に駆動電流が流される
と、上方に向う力Ｆｆが発生する。この力Ｆｆによって
ステージ（ 110）は上方に移動する。ステージ（ 11
0）の移動量はコイル（ 123）に流される電流の大きさ
によって調整することができる。したがって、上述した
差動増幅器(71)の出力信号に応じてこの駆動電流の方向
を切換えることにより、および電流の大きさを調整する
または電流をオン、オフすることにより、フォーカシン
グ制御を行なうことができる。
トラッキング駆動機構は第１３図に最もよく表わされて
いる。コイル（ 133）の磁界Ｈを上下方向に横切って
配設された部分に、たとえば第１３図で紙面に向う方向
に（第１１図で下方に向って）駆動電流を流すと、第１
３図において上方に向う力（第１１図において横方向に
向う力）Ｆｔが発生し、ステージ（ 110）は同方向に
移動する。上述した差動増幅器(72)の出力信号に応じて
コイル（ 133）に流す電流をオン、オフしたり、電流
の方向、必要ならばその大きさを調整することにより、
トラッキング制御を行なうことができる。
電気光学効果を利用してフォーカシングおよびトラッキ
ングの制御を行なうこともできる。たとえば、光導波路
(21)（および基板(12)）を電気光学効果をもつ材料（た
とえばＬｉＮｂＯ３）で形成するか、またはグレーティ
ング・レンズ(28)(41)〜(43)やグレーティング・カプラ
(29)(51)〜(53)（第３図、第１４図参照）の場所に電気
光学効果をもつ材料（たとえばＺｎＯやＡｌＮ）の薄膜
を形成し、これらのレンズおよびカプラの両側に電極を
設ける。電極に印加する電圧を変えることにより、これ
らのレンズやカプラの焦点距離を調整することができ、
これによりフォーカシング制御やトラッキング制御が行
なわれる。グレーティング・レンズに代えて、光導波層
上に多数の電極からなる電極アレイを形成し、この電極
アレイに階段状電圧を印加することによって光導波路に
屈折率分布を形成する。このような屈折率分布型のレン
ズを用いても、フォーカシングやトラッキング制御行な
える。また、光導波路(21)を伝播する光ビームを電気光
学効果を利用して偏向させることにより、トラッキング
の制御も可能である。光ビームの偏向はたとえば光とＳ
ＡＷ（弾性表面波）との相互作用を利用して達成するこ
とができる。
（９）他の実施例 第１４図は、３ーム方式の光ピックアップ・ヘッド(90)
を示すものである。この図において、第１図に示すもの
と同一物には同一符号が付されている。
ここでは、カップリング・レンズ(23)は、光導波層(21)
を伝播してきたレーザ光を斜め上方に３つに分離して出
射させるとともに、これらの光ビームムを異なる３つの
点に２次元的に集光（フォーカシング）する。カップリ
ング・レンズ(23)は、コリメーティング・レンズ(22)に
よって平行光に変換されたレーザ光の伝播経路を横切っ
て一列に配列された３つのフレネル型グレーティング・
レンズ（フレネル・レンズ）(41)〜(43)と、これらのグ
レーティング・レンズ(41)〜(43)によって３つに分割さ
れかつ集束される光の伝播経路上に設けられたチャープ
型（chirped）グレーティング・カプラ(51)〜(53)とか
ら構成されている。これらの各グレーティング・カプラ
(51)(52)(53)から出射した光はそれぞれ点Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３に集光する。これらのレーザ・スポットＰ１〜Ｐ３
の径は１μｍ程度であり間隔は２０μｍ程度である。中
央のレーザ・スポットＰ１は光ティスクの情報の読取り
およびフォーカシング・エラー検出用であり、両側のレ
ーザ・スポットＰ２、Ｐ３はトラッキング・エラー検出
用である。これらのスポットＰ１〜Ｐ３は同一平面上
（光ティスクの情報記録面）に焦点を結んでおり、かつ
ほぼ一直線状に並んでいる。
受光部(30)は、レーザ・スポットＰ１〜Ｐ３の位置から
斜め下方に反射してくる光を受光できる位置に配置され
ている。受光部(30)は、５つの独立した受光素子(91)〜
(95)からなる。中央の受光素子(9)は情報の読取り用で
あり、スポットＰ１からの反射光を受光する。その前後
にある受光素子(92)〜(93)はフォーカシング・エラー検
出用である。受光素子(91)の両側にある受光素子(94)(9
5)はトラッキング・エラー検出用であり、スポットＰ
２、Ｐ３からの反射光をそれぞれ受光する。受光素子(9
2)(93)の出力信号が上述のフォーカシング・エラー検出
用差動増幅器(71)に入力し、受光素子(94)(95)の出力が
トラッキング・エラー検出用差動増幅器(72)に入力す
る。
光ディスクに記録された情報は、反射光の強度変化とし
て現われる。スポットＰ１の反射光が受光素子(31)によ
り受光され、その出力信号が記録情報の読取り信号とな
る。受光素子(31)〜(33)の和信号を読取り信号としても
よい。
この実施例においても、受光素子(91)〜(95)はａ−Ｓ
ｉ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等によりまたはＰＮ接合により基
板(12)上または基板内に形成されている。また、カップ
リング・レンズ(23)と受光部(30)との間には漏洩光検知
素子(13)および漏洩光遮断用溝(15)が形成されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、光ピックアップ・ヘッドを示す斜視図であ
る。 第２図は、半導体レーザと光導波層との光結合部分を示
す斜視図である。 第３図は、カップリング・レンズの他の実施例を示す斜
視図である。 第４図は、漏洩光検知素子の他の例を示す平面図であ
る。 第５図は、漏洩光検知素子の種々の例を示す断面図であ
る。 第６図は、強度検知信号にもとづく半導体レーザの制御
の例を示すフロー・チャートである。 第７図は、漏洩光遮断用溝の他の例を示す斜視図であ
る。 第８図は、光ディスクと光ピックアップ・ヘッドとの位
置関係を示す断面図である。 第９図は、受光部上におけるフォーカシング・エラーの
検出原理を示す図である。 第１０図は、トラッキング・エラーの検出原理を示す図
である。 第１１図から第１３図は、フォーカシングおよびトラッ
キング駆動機構を示すもので、第１１図は斜視図、第１
２図は第１１図のＸII−ＸII線にそう断面図、第１３図
は光ピックアップ・ヘッドを除去して示す平面図であ
る。 第１４図は、光ピックアップ・ヘッドの他の例を示す斜
視図である。 (9)(90)……光ピックアップ・ヘッド、(11)……半導体
レーザ、(12)……基板、(13)……漏洩光検知素子、(21)
……光導波層、(22)……コリメーティング・レンズ、(2
3)……カップリング・レンズ、(30)……受光部、(31)〜
(34)(91)〜(95)……受光素子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に形成された光導波路， 光導波路に導光するレーザ光の光源， 光導波路上に形成され，光導波路を伝播する光を斜め上
    方に出射させかつ集光するレンズ手段， 斜め上方から反射してくる上記光を受光し，読取信号，
    フォーカシング・エラー信号およびトラッキング・エラ
    ー信号を生成するための受光信号を出力する受光手段，
    ならびに レンズ手段によって上方に出射されずに漏洩して光導波
    路を伝播する光の強度を検知するための光強度検知手
    段， を備え， この光強度検知手段の検知信号により光源からの出射レ
    ーザ光強度が一定になるように制御される光情報処理装
    置。
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