JPH0658743B2 - 光情報処理装置 - Google Patents

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、その反射光の強
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
アップ装置を備えた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・エラーやトラッキング・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。集束レンズの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，支持体，上記支持体
に第１のばねを介してフォーカシング方向またはトラッ
キング方向のいずれか一方に移動自在に保持された可動
体，上記可動体に第２のばねを介して上記フォーカシン
グ方向または上記トラッキング方向のいずれか他方に移
動自在に保持されたステージ，上記ステージ上に固定的
に設けられた光ピックアップ・ヘッド，上記ステージま
たは上記支持体のいずれか一方に固定された第１のコイ
ルと上記ステージまたは上記支持体のいずれか他方に固
定された永久磁石とを含み，上記光ピックアップ・ヘッ
ドの受光信号から得られるフォーカシング・エラー信号
に基づいて上記第１のコイルが付勢されることにより，
上記ステージの位置を上記フォーカシング方向に調整す
るフォーカシング駆動機構，ならびに上記ステージまた
は上記支持体のいずれか一方に固定された第２のコイル
と上記永久磁石とを含み，上記光ピックアップ・ヘッド
の受光信号から得られるトラッキング・エラー信号に基
づいて上記第２のコイルが付勢されることにより上記ス
テージの位置を上記トラッキング方向に調整するトラッ
キング駆動機構を備えている。

上記光ピックアップ・ヘッドは，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，上記基板上に形成され，
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，
ならびに基板上のレンズ手段と受光手段との間に形成さ
れた遮光手段から構成されている。

この発明においては，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。また，光
導波路，レンズ手段および受光手段が同一基板上に形成
されているので，組立て時における光軸合わせは不要と
なる。

光導波路，レンズ手段および受光手段が同一基板上に形
成されているので，光導波路を伝播してきた光のうちレ
ンズ手段によって上方に出射されなかった光は受光手段
の方に伝播していって受光手段に受光されてしまい，受
光手段から正確な光情報信号が得られないことが起こり
うる。この発明では，レンズ手段と受光手段との間にこ
のような漏洩光が受光手段に伝播していくのを防止する
ための遮光手段が形成されているので，レンズ手段と受
光手段とが光学的に絶縁され，受光手段が上述の漏洩光
を受光して誤動作が生じるようなことが防止される。

さらにこの発明によると，光導波路をもつ基板，光導波
路に導入されるレーザ光の光源，光導波路上に形成され
たレンズ手段および受光手段を含む光ピックアップ・ヘ
ッドの全体を上述のように軽量，小型化でき，これらの
全体をフォーカシング制御およびトラッキング制御のた
めに微動させているから，フォーカシング制御およびト
ラッキング制御が容易に実現できる。

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
（12）上面の熱酸化またはＳｉＯ_２の蒸着もしくはスパ
ッタにより基板（12）上面にＳｉＯ_２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（21）に入射しかつ伝播する。光導波層（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）、漏洩光遮断用溝（15）および受光部
（30）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）〜（3
4）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）〜（3
4）の出力信号の信号和または受光素子（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。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、この漏洩光も検知してしまい、斜め上方から
の反射光のみの受光信号を得ることはできなくなってし
まう。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、カップリング・レンズ（23）
と受光部（30）との間に設けられており、カップリング
・レンズ（23）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、カップリング・レンズ（23）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、受光素子（31）〜（3
4）を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ＬｉＮｂＯ_３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。ＬｉＮｂＯ_３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、ＬｉＮｂ
Ｏ_３上面にａ−Ｓｉによる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（1
1）の活性層（14）内と光導波層（21）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（11）のヒートシ
ンクにもなる。

（３）コリメーティング・レンズ 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３図はフレネル・レンズ（24）を示すもので、光導波
層（21）上に光軸から離れることにしたがって巾が小さ
くなる（チャープド、chirped ）凹凸（グレーティン
グ）（24a ）または屈折率分布が形成されている。

たとえば凹凸（24a ）を形成する場合には、光導波層
（21）上にフォトレジストをスピンコートし、凹凸パタ
ーンと同形の露光パターンを用いて露光後、現像するこ
とにより凸部となる部分のレジストを除去する。そし
て、たとえばガラスをスパッタする。最後にすべてのレ
ジストを除去すれば光導波層（21）上にスパッタされた
ガラスによる凸部が残り、他の部分が凹部に相当するこ
とになって結局凹凸（24a ）が形成される。

屈折率分布を作成する場合には、上述のレジスト・パタ
ーンを作成したのち、その上にたとえばＴｉ膜を形成す
る。そしてリフトオフ法によりＴｉパターンを形成す
る。上述の凸部となる部分にのみＴｉ膜が残ることにな
る。このＴｉを熱拡散させることにより、Ｔｉがドープ
された部分の屈折率が増大し、第３図に示す凹凸（24a
）のパターンと同じパターンの屈折率分布がつくられ
る。すなわち凸部に相当する部分の屈折率が増大する。

ブラッグ・グレーティング・レンズ（25）は第４図に示
されているように、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凹凸（25
a ）または屈折率分布を設けたものである。このレンズ
（25）は、フレネル・レンズ（24）と同じ方法により作
製される。

第５図はルネブルグ・レンズ（26）を示すものである。
ルネブルグ・レンズ（26）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。

これはたとえば、光導波層（21）上方に円形開口をもつ
マスクを配置し、ガラスなどをスパッタすることにより
作製される。円形開口を通って光導波層（21）に向うス
パッタされた物質は光導波層（21）に到達するまでに広
がるので、周囲にいくほど膜厚の薄い薄膜が形成され
る。

第６図はジオデシック・レンズ（27）を示している。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。

（４）カップリング・レンズ 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と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。このグレーティング・カプラもまた、上述したフ
レネル・レンズと同じような方法により作製される。

第７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
（24）と同じ構成）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７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。

（５）漏洩光遮断用溝 第１図および第７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８図は漏洩光遮断用溝の他の例を示している。第８図
（Ａ）に示された漏洩光遮断用溝（16）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
（16）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、光の伝播経路を一直線状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・トーク・ノイズ防止することがで
きる。

第８図（Ｂ）に示された溝（17）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ピット（くぼ
み）が形成されている。第９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９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１０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９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
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９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（−△ｄ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）の出力は負の値を示し、この
値は変位量−△ｄ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（＋△ｄ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。この値は変位量＋△ｄ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る。
フォーカシング・エラーが無い場合には差動増幅器（7
1）の出力は零である。

（７）トラッキング・エラーの検出 第１１図は、光ディスク（81）に形成されたピット（8
2）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、いわば光ディスク
（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）（3
2）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１１図（Ａ）は、レーザ・ビーム・スポット
Ｐがトラック（ピット（82））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１１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（3
1）と（32）に受光される光量は等しく、差動増幅器（7
2）の出力は零である。

第１１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１１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かが検出される。

（８）フォーカシングおよびトラッキング駆動機構 第１２図から第１４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）（ 122）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（ 103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（ 1
10）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（ 1
03）の両側上、下部に固定され、他端はステージ（ 11
0）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（ 131）を介
して横方向（第１１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（ 1
10）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（ 103）
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）の内面にはヨ
ーク（ 104）（ 105）が固定されている。ヨーク（ 10
4）は、支持部材（ 101）に固定された垂直部分（104
a）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）（104b）をそれ
らの下端で結合させる水平部分とから構成されている。
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（104a）
（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）（10
5b）と永久磁石（ 106）どの間に、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１３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コイル（ 123）に、たとえば第１
２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（ 110）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１４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１４図で紙面に向う方向に
（第１２図で下方に向って）駆動電流を流すと、第１４
図において上方に向う力（第１２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ＬｉＮｂＯ_３）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７図、第１５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
ッキング制御が行なえる。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ＳＡＷ（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１５図は、３ビ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は光デ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（光ディスクの情報記録
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（91）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）（95）はトラッキング・エラー検出用
であり、スポットＰ２、Ｐ３からの反射光をそれぞれ受
光する。受光素子（92）（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−
Ｓｉ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等によりまたはＰＮ接合により
基板（21）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図はフレネル型グレーティング・レンズを示す斜視
図である。 第４図はブラッグ型グレーティング・レンズを示す斜視
図である。 第５図はルネブルグ・レンズを示すもので、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は断面図である。 第６図はジオデシック・レンズを示すもので、（Ａ）は
平面図、（Ｂ）は断面図である。 第７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８図は漏洩光遮断用溝の他の例を示す斜視図である。 第９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１０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１１図は、トラッキング・エラーの検出原理を示す図
である。 第１２図から第１４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１２図は斜視図、第１
３図は第１２図のXIII−XIII線にそう断面図、第１４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１５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、（15）〜（17）……漏
洩光遮断用溝、（21）……光導波層、（22）……コリメ
ーティング・レンズ、（23）……カップリング・レン
ズ、（30）……受光部、（31）〜（34）（91）〜（95）
……受光素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体， 上記支持体に第１のばねを介してフォーカシング方向ま
   たはトラッキング方向のいずれか一方に移動自在に保持
   された可動体， 上記可動体に第２のばねを介して上記フォーカシング方
   向または上記トラッキング方向のいずれか他方に移動自
   在に保持されたステージ， 上記ステージ上に固定的に設けられた光ピックアップ・
   ヘッド， 上記ステージまたは上記支持体のいずれか一方に固定さ
   れた第１のコイルと上記ステージまたは上記支持体のい
   ずれか他方に固定された永久磁石とを含み，上記光ピッ
   クアップ・ヘッドの受光信号から得られるフォーカシン
   グ・エラー信号に基づいて上記第１のコイルが付勢され
   ることにより，上記ステージの位置を上記フォーカシン
   グ方向に調整するフォーカシング駆動機構，ならびに 上記ステージまたは上記支持体のいずれか一方に固定さ
   れた第２のコイルと上記永久磁石とを含み，上記光ピッ
   クアップ・ヘッドの受光信号から得られるトラッキング
   ・エラー信号に基づいて上記第２のコイルが付勢される
   ことにより上記ステージの位置を上記トラッキング方向
   に調整するトラッキング駆動機構を備え， 上記光ピックアップ・ヘッドが， 基板上に形成された光導波路， 上記光導波路に導光するレーザ光の光源， 上記光導波路上に形成され，上記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， 上記基板上に形成され，斜め上方から反射してくる上記
   光を受光し，読取信号，上記フォーカシング・エラー信
   号および上記トラッキング・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 上記基板上の上記レンズ手段と上記受光手段との間に形
   成された遮光手段から構成されている， 光情報処理装置。
2. 【請求項２】上記レンズ手段が，上記光導波路を伝播す
   る光を斜め上方に３つに分離して出射させかつ３つの異
   なる位置に集光するものである，特許請求の範囲第(1)
   項に記載の光情報処理装置。