JPH0721592B2

JPH0721592B2 - 光情報処理装置

Info

Publication number: JPH0721592B2
Application number: JP59184777A
Authority: JP
Inventors: 牧山下; 直久井上; 正治俣野; 和彦森; 功田口
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1984-09-03
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS6162024A

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、受光ダイオード
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複雑な光軸合わせも
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，光導波路に導入されるレーザ光の光源，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
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
るレンズ手段，および上記の３つの異なる位置で反射さ
れかつ発散しながら斜め下方に向う上記３つの光を直接
にかつそれぞれ別個に受光する受光手段を備えているも
のである。

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，記録媒体で反射して斜め下方に向う反射光を受光す
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。

さらに記録媒体で反射して発散しながら斜め下方に向う
反射光を直接に，すなわち受光レンズを用いることな
く，受光手段で受光しているので，受光のための光学系
も省き，構成をきわめて簡素化することができ，一層の
小形化，薄形化，軽量化が可能となる。

しかも,3つの光ビームをそれぞれ異なる位置に集光さ
せ,3つの異なる位置で反射して戻ってくる３つの光を別
個に受光しているから，たとえば中央の光ビームを情報
ピックアップ兼フォーカシング・エラー検出用，両側の
２つの光ビームをトラッキング・エラー検出用に用いる
ことができ，フォーカシング，トラッキングの適切な調
整が可能である。

また，光軸合わせも受光手段の位置決めのみを行えばよ
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。

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２つの基板
（12）（13）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）（1
9）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。

光導波層（21）上にはコリメーティング・レンズ（22）
およびカップリング・レンズが形成されている。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）するものである。カップリング
・レンズは、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
プ形（chirped）グレーティング・カプラ（51）〜（5
3）とから構成されている。グレーティング・レンズ（4
1）〜（43）は、平行光を光導波層（21）内で集束させ
るためのものである。グレーティング・カプラ（51）〜
（53）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それぞれ構成されてお
り、光導波層（21）内を伝播する光を出射させるととも
に１直線状に集光する機能をもつ。光導波層（21）を伝
播する光のうちの中央部の光はグレーティング・レンズ
（41）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（41）の焦点とグレーティング・カプラ
（51）の焦点とが同一点P1にあれば、光導波層（21）か
ら出射した光は点P1で１点に集光する。同じように、各
グレーティング・カプラ（52）（53）から出射した光は
それぞれ点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。

基板（12）としてLiNbO₃結晶が用いられた場合には、そ
の上面にTiを熱拡散することにより光導波層（21）が形
成される。

もう１つの基板（13）もまたたとえばSi結晶により構成
されている。この基板（13）には受光部（30）が形成さ
れている。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（31）〜（3
5）からなる。中央の受光素子（31）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（32）（33）はフォーカシング・エラー
検出用である。受光素子（31）の両側にある受光素子
（34）（35）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。これら
の受光素子（31）〜（35）は、たとえばSi基板（13）に
５つの独立したPN接合（フォトダイオード）をつくるこ
とにより構成されている。受光素子（31）〜（35）の出
力信号は、基板（13）上に形成された配線パターンによ
り電極（36）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（37）にそれぞれ導か
れる。基台（10）上のもう１つの電極（38）は受光素子
（31）〜（35）の共通電極である。

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。

第１図においては、基板（12）と（13）とは接して設け
られているが、両基板（12）と（13）との間に適当な間
隔をあけてこれらが位置決めされてもよい。

また基板（12）と（13）とを一体にしてもよい。基板
（12）（13）をともにSiで一体的に構成する場合には、
この基板上面全体に光導波層を形成し、この光導波層上
に直接にCVD法により５つの独立したアモルファス・シ
リコン（ａ−Si）光起電力素子を形成し、これらにより
受光部（30）を構成する。

また、基板（12）と（13）をLiNbO₃で一体的に構成する
場合には、LiNbO₃上面に同じようにａ−Siによる受光部
を形成することができる。

光起電力素子としては、他にCdTe、CdSなどを用いるこ
とが可能である。

（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（12）と光導波層（21）との高
さをあわせてこれらの両層（12）（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（12）内と光導波層（21）内の界分布はよ
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）（2
4a）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（2
1）上にフォトリジストをスピンコートし、形成すべき
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・レンズは、上述し
たように３つのグレーティング・レンズ（41）〜（43）
とグレーティング・カプラ（51）〜（52）とから構成さ
れている。これらのレンズ、カプラも上述したフレネル
・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・レンズの他の例を示している。
コリメーティング・レンズ（22）によって平行光に変換
された光の伝播経路上に、３つの２次元フォーカシング
・グレーティング・カプラ（61）〜（63）が設けられて
いる。２次元フォーカシング・グレーティング・カプラ
は１つのレンズで光の出射機能と２次元集光機能とをも
つもので、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。この
ような３つのグレーティング・カプラ（61）〜（63）を
用いることにより、異なる位置に集光する３つのレーザ
・スポットP1〜P3を形成することができる。なお、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）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、ならびに
レーザ・スポットP1を形成する光およびその反射光を示
すものである。第８図（Ａ）は光ディスク（81）の周方
向（ピット（82）の長手方向）と光軸方向がほぼ一致し
ている場合において（第10図参照）、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り、第８図
（Ｂ）は光ディスク（81）の半径方向と光軸方向とがほ
ぼ一致している場合において（第11図参照）、光ディス
ク（81）をその半径方向に切断して示すものである。い
ずれの場合においても、以下の議論は同じようにあては
まる。また、第８図（Ａ）においては、より分りやすく
するために受光素子（31）〜（33）がやや突出して描か
れている。

グレーティング・カプラ（51）から出射したレーザ光
（スポットP1を形成する光）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）とくに受光素子（31）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（受光素子（34）（3
5）は省略されている）。

第８図とくに第８図（Ａ）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（8
1）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Q1で
示されている。この照射領域Q1は中央の受光素子（31）
上に位置しており、他の受光素子（32）（33）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８図（Ａ）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（Q11で表わされている）は受光素子（32）
側に寄る。受光素子（32）は差動増幅器（71）の負側
に、受光素子（33）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−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（Q12で表わされている）は受光
素子（33）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。

（６）トラッキング・エラーの検出第10図および第11図は、光ディスク（81）に形成された
ピット（82）と光ピックアップ・ヘッド（９）上のグレ
ーティング・カプラ（51）〜（53）および受光部（30）
とを同一平面上に模式的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光ピッ
クアップ・ヘッド（９）をみた模式図である。差動増幅
器（72）は受光素子（34）（35）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図は、光ディ
スクの周方向と光軸方向とがほぼ一致する構成の場合、
第11図は光ディスクの半径方向と光軸方向とがほぼ一致
する構成の場合である。いずれの場合にも適切にフォー
カシングがなされているものとして描かれている。

適切なトラッキング制御が行なわれている場合には、中
央のレーザ・スポットP1とピット（82）の巾方向の中心
とが一致している。他の２つのスポットP2、P3はピット
（82）の両側にずれている。スポットP2、P3はピット
（82）にかかっていてもよいしかかっていなくてもよい
が、スポットP2とP3のピット（82）からの変位量は等し
い。スポットP2、P3からの反射光を受光する受光素子
（34）（35）は差動増幅器（72）に接続されている。

レーザ・スポットP1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素子（31）に受光され
る光強度は小さくなる。他のスポットP2、P3の反射光を
受光する受光素子（34）（35）についても同様のことが
いえる。

レーザ・スポットP1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、スポットP2のピット（8
2）に対する変位量とスポットP3のピット（82）に対す
る変位量とは等しいので、受光素子（34）（35）に受光
される光強度は等しい。したがって、差動増幅器（72）
の出力電圧は零を示す。スポットP1がピット（82）から
横方向にずれると、これにともなって他のスポットP2、
P3のうちの一方はピット（82）から遠ざかり他方はピッ
ト（82）の巾方向中心に近づく。したがって、受光素子
（34）と（35）とに受光される光量が異なり、差動増幅
器（72）からは、ずれの方向に応じて正または負の電圧
が発生し、かつこの出力電圧の大きさのはずれの大きさ
を表わす。

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P1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、右のどちらにどの程度ずれたエラーかが検出さ
れる。

（７）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。この機構は、光ディス
クの周方向と光軸とがほぼ一致している構造のもの（第
８図（Ａ）、第10図）に適用され、光ディスクの径方向
と光軸とがほぼ一致している構造のもの（第８図
（Ｂ）、第11図）の場合には、第12図において光ピック
アップ・ヘッド（９）が水平面内で90゜回転された位置
に固定される。

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（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（11
2）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（131）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（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（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）（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）（105
b）を備えている。

これらのヨーク（104）（105）の垂直部分（104a）（10
5a）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（11
4）（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（104
b）（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
向かう力Ffが発生する。この力Ffによってステージ（11
0）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LiNbO₃）で形成するか、またはグレーティン
グ・レンズ（41）〜（43）やグレーティング・カプラ
（51）〜（53）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換
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。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光させ
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。

【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、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り、（Ａ）は光ディスクの周方
向と光軸方向とがほぼ一致する構造におけるもの、
（Ｂ）は光ディスクの径方向と光軸方向とがほぼ一致す
る構造におけるものである。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図および第11図は、トラッキング・エラーの検出原
理を示す図であり、第10図は光ディスクの周方向と光軸
方向とがほぼ一致する構造のもの、第11図は光ディスク
の径方向と光軸方向とがほぼ一致する構造のものであ
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13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。（９）……光ピックアップ・ヘッド、（10）……基台、
（11）……半導体レーザ、（12）（13）……基板、（2
1）……光導波層、（22）……コリメーティング・レン
ズ、（30）……受光部、（31）〜（35）……受光素子、
（41）〜（43）……グレーティング・レンズ、（51）〜
（53）……グレーティング・カプラ、（61）（62）（6
3）……２次元フォーカシング・グレーティング・カプ
ラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森和彦京都府京都市右京区花園土堂町10番地立石電機株式会社内 (72)発明者田口功京都府京都市右京区花園土堂町10番地立石電機株式会社内 (56)参考文献特開昭58−130448（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された光導波路，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，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
光するレンズ手段，および上記の３つの異なる位置で反射されかつ発散しながら斜
め下方に向う上記３つの光を直接にかつそれぞれ別個に
受光する受光手段，を備えた光情報処理装置。
【請求項２】光電波路，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，特許請求の範囲第（１）項
に記載の光情報処理装置。
【請求項３】上記受光手段から出力される上記３つの光
の受光信号に基づいて，フォーカシング・エラー信号を
生成するフォーカシング・エラー検出手段およびトラッ
キング・エラー信号を生成するトラッキング・エラー検
出手段，を備えた特許請求の範囲第（１）項に記載の光
情報処理装置。
【請求項４】上記フォーカシング・エラー検出手段から
出力されるフォーカシング・エラー信号に基づいて，斜
め上方に出射される上記の３つの光をフォーカシングす
るためのフォーカシング調整手段，および上記トラッキング・エラー検出手段から出力されるトラ
ッキング・エラー信号に基づいて，斜め上方に出射され
る上記３つの光をトラッキングするためのトラッキング
調整手段，を備えた特許請求の範囲第（３）項に記載の光情報処理
装置。
【請求項５】レーザ光源，基板および受光手段が１つの
基台上に設けられており，フォーカシング調整手段が基
台を基台の面に垂直な方向に動かす機構であり，トラッ
キング調整手段が基台を基台の面に平行な方向に動かす
機構である，特許請求の範囲第（４）項に記載の光情報
処理装置。
【請求項６】レンズ手段が電気光学効果をもつ部分上に
形成されており，フォーカシング調整手段またはトラッ
キング調整手段の少なくともいずれか一方がこの電気光
学効果を利用した調整手段である，特許請求の範囲第
（４）項に記載の光情報処理装置。
【請求項７】光導波路が電気光学効果をもつ部分上に形
成されており，トラッキング調整手段はこの電気光学効
果を利用して光の伝播方向を換えることによりトラッキ
ング調整を行うものである，特許請求の範囲第（４）項
に記載の光情報処理装置。