JPH0743843B2 - 光学的読取装置 - Google Patents
光学的読取装置Info
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- JPH0743843B2 JPH0743843B2 JP57190645A JP19064582A JPH0743843B2 JP H0743843 B2 JPH0743843 B2 JP H0743843B2 JP 57190645 A JP57190645 A JP 57190645A JP 19064582 A JP19064582 A JP 19064582A JP H0743843 B2 JPH0743843 B2 JP H0743843B2
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- optical
- light beam
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
- G11B7/08547—Arrangements for positioning the light beam only without moving the head, e.g. using static electro-optical elements
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
- G11B7/124—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate the integrated head arrangements including waveguides
- G11B7/1245—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate the integrated head arrangements including waveguides the waveguides including means for electro-optical or acousto-optical deflection
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 （１）発明の分野 この発明は、光カードや光ディスク等の光学的記録媒体
用の読取装置に関する。
用の読取装置に関する。
（２）従来技術とその問題点 最近実用化されるようになった光学式ビデオディスクシ
ステムや光学式ディジタルオーディオディスクシステム
にあっては、基本的に、第１図に示すような構造の光学
的読取装置が用いられている。
ステムや光学式ディジタルオーディオディスクシステム
にあっては、基本的に、第１図に示すような構造の光学
的読取装置が用いられている。
レーザダイオード１から出射したレーザ光（波長は約80
0nm）は偏向プリズムスプリッタ２を直進し、1/4波長板
４を通過し、対物レンズ３によりディスク５面に焦点を
絞って照射される。ディスク５上のピットの有無によっ
て上記レーザ光の反射光強度が変化するが、その反射光
は対物レンズ３により集光され、先の光学系を逆方向に
進行し、1/4波長板４を再度通過して偏向プリズムスプ
リッタ２に入射する。このときの反射光はレーザダイオ
ード１の出射光に対して偏波面が90度回転しているの
で、反射光は偏向プリズムスプリッタ２によって進路が
変えられ、受光素子６によってディスク５上のピットの
有無による反射光強度の変化が検出される。
0nm）は偏向プリズムスプリッタ２を直進し、1/4波長板
４を通過し、対物レンズ３によりディスク５面に焦点を
絞って照射される。ディスク５上のピットの有無によっ
て上記レーザ光の反射光強度が変化するが、その反射光
は対物レンズ３により集光され、先の光学系を逆方向に
進行し、1/4波長板４を再度通過して偏向プリズムスプ
リッタ２に入射する。このときの反射光はレーザダイオ
ード１の出射光に対して偏波面が90度回転しているの
で、反射光は偏向プリズムスプリッタ２によって進路が
変えられ、受光素子６によってディスク５上のピットの
有無による反射光強度の変化が検出される。
このように、従来の光学的読取装置における光学系は、
ディスク５へのレーザ光の入射経路と反射経路が同一で
逆向きになるように構成されており、1/4波長板４と偏
向プリズムスプリッタ２の作用により反射光が受光素子
６側へ分離される。ここで、理論的には1/4波長板４の
働きにより反射光の偏波面が入射光のそれに対して直交
し、そのため反射光は偏向プリズムスプリッタ２によっ
て完全に反射されて進行方向が変化する。しかし、反射
光の偏波面が入射光の偏波面と直交していないと、反射
光は偏向プリズムスプリッタ２により完全には反射され
ず、一部の光が直進してレーザダイオード１側に入射す
る。
ディスク５へのレーザ光の入射経路と反射経路が同一で
逆向きになるように構成されており、1/4波長板４と偏
向プリズムスプリッタ２の作用により反射光が受光素子
６側へ分離される。ここで、理論的には1/4波長板４の
働きにより反射光の偏波面が入射光のそれに対して直交
し、そのため反射光は偏向プリズムスプリッタ２によっ
て完全に反射されて進行方向が変化する。しかし、反射
光の偏波面が入射光の偏波面と直交していないと、反射
光は偏向プリズムスプリッタ２により完全には反射され
ず、一部の光が直進してレーザダイオード１側に入射す
る。
上述のように反射光の一部が偏向プリズムスプリッタ２
を直進してレーザダイオード１側へ戻ってしまう現象
は、実際には殆ど避けることができない現象である。
を直進してレーザダイオード１側へ戻ってしまう現象
は、実際には殆ど避けることができない現象である。
例えば、ディスク５の透明基板の材料として使用されて
いるポリカーボネートやアクリル等は異方性材料であ
り、複屈折特性を持つ。そのためディスク５面に入射し
たレーザ光の偏波面がこの複屈折によって回転してしま
い、従って、偏向プリズムスプリッタ２に入射する入射
光と反射光の偏波面は、90度よりディスク５面による反
射時の複屈折による回転分だけずれる。
いるポリカーボネートやアクリル等は異方性材料であ
り、複屈折特性を持つ。そのためディスク５面に入射し
たレーザ光の偏波面がこの複屈折によって回転してしま
い、従って、偏向プリズムスプリッタ２に入射する入射
光と反射光の偏波面は、90度よりディスク５面による反
射時の複屈折による回転分だけずれる。
このようなことが原因して、従来の光学式ディジタルデ
ィスクシステムにおいては、光ディスク５からの反射光
のレーザダイオード１への戻り入射は避けられない。し
かも、レーザダイオード１の偏波率はHe−Neレーザのそ
れよりも一般的に悪く、発振波長が素子により異なって
いたり、動作温度や注入電流によっても異なったりする
ので、レーザダイオード１に生ずる動作も個々に異な
る。レーザダイオード１にそれ自身が出す光が戻ってき
たときのその動作に現われる変化は総称して自己結合効
果という。自己結合効果のあらましを述べると、 Ａ……電流−出力光特性に現われる変化 ａ…発振しきい値が低下する。
ィスクシステムにおいては、光ディスク５からの反射光
のレーザダイオード１への戻り入射は避けられない。し
かも、レーザダイオード１の偏波率はHe−Neレーザのそ
れよりも一般的に悪く、発振波長が素子により異なって
いたり、動作温度や注入電流によっても異なったりする
ので、レーザダイオード１に生ずる動作も個々に異な
る。レーザダイオード１にそれ自身が出す光が戻ってき
たときのその動作に現われる変化は総称して自己結合効
果という。自己結合効果のあらましを述べると、 Ａ……電流−出力光特性に現われる変化 ａ…発振しきい値が低下する。
ｂ…しきい値特性が鋭角化する。
ｃ…キンクが生ずる。
Ｂ……発振光の波長スペクトルの変化 ａ…分布が長波長側にシフトする。
ｂ…単一モード発振が多モード発振に変化する。
Ｃ……戻り光誘起振動の発生 ａ…２種類の発振光振動が生じる。
自己結合結果により上述のような変化が生じる。この変
化は再生特性を低下させてしまい、ディジタルオーディ
オディスクでは音質の低下が少なからず生じる。
化は再生特性を低下させてしまい、ディジタルオーディ
オディスクでは音質の低下が少なからず生じる。
このようなレーザダイオードの自己結合による問題点
は、光学的読取装置が第１図に示した構成を採る以上回
避することが困難である。
は、光学的読取装置が第１図に示した構成を採る以上回
避することが困難である。
また、特開昭53−13819号公報には、第１図のように反
射光を受光する受光部がハーフミラー12、レンズ15、回
折格子16から構成されているものが開示されているがこ
のような構成では部品点数が多くなり、装置の小型化、
薄型化が困難であるという問題点があった。
射光を受光する受光部がハーフミラー12、レンズ15、回
折格子16から構成されているものが開示されているがこ
のような構成では部品点数が多くなり、装置の小型化、
薄型化が困難であるという問題点があった。
（３）発明の目的 この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、特に光学系の可動部な
しでフォーカッシング、トラッキングが可能となり光学
的読取装置の長寿命化が図られるとともに、バルクレン
ズやレンズを駆動するコイル等を不要にして、小型化、
薄型化を図ることができる光学的読取装置を提供するこ
とにある。
あり、その目的とするところは、特に光学系の可動部な
しでフォーカッシング、トラッキングが可能となり光学
的読取装置の長寿命化が図られるとともに、バルクレン
ズやレンズを駆動するコイル等を不要にして、小型化、
薄型化を図ることができる光学的読取装置を提供するこ
とにある。
（４）発明の構成と効果 この発明は上記の目的を達成するために、光ビームを伝
搬させる光導波路、上記光ビームを光導波路から出射さ
せる光出射部、上記光出射部から出射された光ビームの
反射光を受光する受光部、および上記光出射部から出射
される光ビームの光軸調整を行う光ビーム光軸調整部が
集積化された基板と、 上記基板の光導波路に光ビームを入射させる発光部とを
備え、 上記光出射部から出射される光ビームは集光しながら進
行し、上記受光部は反射され発散しながら進行する光を
発散光路上で受光することを特徴とする。
搬させる光導波路、上記光ビームを光導波路から出射さ
せる光出射部、上記光出射部から出射された光ビームの
反射光を受光する受光部、および上記光出射部から出射
される光ビームの光軸調整を行う光ビーム光軸調整部が
集積化された基板と、 上記基板の光導波路に光ビームを入射させる発光部とを
備え、 上記光出射部から出射される光ビームは集光しながら進
行し、上記受光部は反射され発散しながら進行する光を
発散光路上で受光することを特徴とする。
したがって、この発明によれば、光学系の可動部なしで
フォーカッシング、トラッキングが可能となり、装置の
長寿命化を図ることができる。さらに、光出射部から出
射された光ビームは集光しながら進行し、その反射光を
発散光路上に設けた受光部により、直接受光するように
構成されたものであるから、受光側においてバルクレン
ズやレンズを駆動するコイルなどの駆動手段が不要にな
るので装置を小型化・薄型化することができる。という
効果を有する。
フォーカッシング、トラッキングが可能となり、装置の
長寿命化を図ることができる。さらに、光出射部から出
射された光ビームは集光しながら進行し、その反射光を
発散光路上に設けた受光部により、直接受光するように
構成されたものであるから、受光側においてバルクレン
ズやレンズを駆動するコイルなどの駆動手段が不要にな
るので装置を小型化・薄型化することができる。という
効果を有する。
（５）実施例の説明 この発明の具体的に実施例について述べる前に、この発
明のディスクへのレーザ光の斜め入射について詳述す
る。
明のディスクへのレーザ光の斜め入射について詳述す
る。
従来のディジタルディスクシステムにおける光学的読取
装置は、ディスクにレーザ光を垂直に入射させているた
めレーザ光の入射経路と反射経路が一致している。この
ことからレーザダイオードの自己結合効果が生じている
のであり、この問題はディスク面へのレーザ光の入射を
垂直から適宜に傾けることにより入射経路と反射経路を
異ならせば解消できる。しかし、従来のような個別のレ
ンズ系やミラーを用いて光学系を構成するものにおい
て、レーザ光を斜め入射させるようにすれば、光学部品
の点数が増加し、高密度の光学部品の集積を行なわなけ
ればならないので、部品点数の増加によるコスト上昇と
ともに高度の部品集積技術が必要となる。
装置は、ディスクにレーザ光を垂直に入射させているた
めレーザ光の入射経路と反射経路が一致している。この
ことからレーザダイオードの自己結合効果が生じている
のであり、この問題はディスク面へのレーザ光の入射を
垂直から適宜に傾けることにより入射経路と反射経路を
異ならせば解消できる。しかし、従来のような個別のレ
ンズ系やミラーを用いて光学系を構成するものにおい
て、レーザ光を斜め入射させるようにすれば、光学部品
の点数が増加し、高密度の光学部品の集積を行なわなけ
ればならないので、部品点数の増加によるコスト上昇と
ともに高度の部品集積技術が必要となる。
この発明は、ディスクへのレーザ光の斜め入射によって
レーザダイオードの自己結合効果をなくすと同時に、レ
ーザ光を発生する発光，出射部分と反射光を検知する部
分を１つの基板上に集積化したものであり、化学系の可
動部なしでフォーカッシング、トラッキングが可能とな
り光学的読取装置の長寿命化が図られ、バルクレンズや
レンズを駆動するコイル等を不要にして、小型化、薄型
化を図ることができる光学的読取装置を提供するもので
ある。
レーザダイオードの自己結合効果をなくすと同時に、レ
ーザ光を発生する発光，出射部分と反射光を検知する部
分を１つの基板上に集積化したものであり、化学系の可
動部なしでフォーカッシング、トラッキングが可能とな
り光学的読取装置の長寿命化が図られ、バルクレンズや
レンズを駆動するコイル等を不要にして、小型化、薄型
化を図ることができる光学的読取装置を提供するもので
ある。
第２図および第３図はこの発明の実施例に係るピックア
ップの概略構成を示している。このピックアップはシリ
コン基板７を用いて構成されており、発光部側のシリコ
ン基板７上にはLiNbO3基板８が載置されている。このLi
NbO3基板８上には薄膜光導波路９（以下、導波路９と略
記する）がチタン（Ti）の熱拡散によって作製されてい
る。レーザダイオード１は導波路９の端面に接合されて
おり、レーザダイオード１から生じたレーザビームは導
波路９を伝搬する。
ップの概略構成を示している。このピックアップはシリ
コン基板７を用いて構成されており、発光部側のシリコ
ン基板７上にはLiNbO3基板８が載置されている。このLi
NbO3基板８上には薄膜光導波路９（以下、導波路９と略
記する）がチタン（Ti）の熱拡散によって作製されてい
る。レーザダイオード１は導波路９の端面に接合されて
おり、レーザダイオード１から生じたレーザビームは導
波路９を伝搬する。
レーザダイオード１から導波路９に出射した光ビームは
まずコリメートレンズ11により平行化される。平行化さ
れたビームは導波路９上に作成されたIDT（櫛形電極超
音波発振子）13から後述のように発生する弾性表面波
（SAW）と交わり、この弾性表面波の波面に対してブラ
ッグ角θ０で入射する。レーザ光の波長をλ，弾性表面
波の波長をΛ0,導波路の屈折率をｎとすると、 sinθ０＝λ/2nΛ０ の条件が満足されるならば、適宜な振幅の弾性表面波の
波面によってレーザ光は完全に反射され、レーザ光の進
行方向が２θ０だけ変化する。
まずコリメートレンズ11により平行化される。平行化さ
れたビームは導波路９上に作成されたIDT（櫛形電極超
音波発振子）13から後述のように発生する弾性表面波
（SAW）と交わり、この弾性表面波の波面に対してブラ
ッグ角θ０で入射する。レーザ光の波長をλ，弾性表面
波の波長をΛ0,導波路の屈折率をｎとすると、 sinθ０＝λ/2nΛ０ の条件が満足されるならば、適宜な振幅の弾性表面波の
波面によってレーザ光は完全に反射され、レーザ光の進
行方向が２θ０だけ変化する。
第４図に示しているように、弾性表面波SAWの波面の存
在する領域はIDT13の電極の交差幅Ｌで制限されている
ため、付随する屈折率変化の周期構造も同じＬの範囲に
限られる。従って、この幅の限定された弾性表面波は無
限に広がった弾性表面波と異なり１方向にのみ伝搬する
波で表わすことができず、伝搬方向の異なる無数の平面
波の重ね合せで表わされる。IDT13に印加する周波数をf
0よりf1に減少すると、発生する弾性表面波の周期Λ１
はΛ０より大きくなり、角度θ０で入射するレーザビー
ム40は周期Λ１に対してブラッグ条件を満足していな
い。しかしながら、先に見たように幅の限定された弾性
表面波は種々の伝搬方向を持つ弾性表面波を含むので、
特定の方向の波に対してブラッグ回折条件 sinθ１＝λ/2nΛ１ が満足されるので、レーザビーム40はブラッグ回折さ
れ、進行方向が２θ１だけ変化する。次にIDT13に印加
する高周波信号の周波数をf0より大きいf2にすると、こ
の場合もブラッグ回折条件 sinθ２＝λ/2nΛ２ を満足する方向の波が存在し、レーザビーム40は進行方
向から２θ２だけずれた方向に回折される。このように
してブラッグ回折による光偏向によりレーザビームの照
射位置の制御が可能である。これは後述のようにディス
ク５のトラック方向に対して直向する方向へビームを振
る制御に利用される。
在する領域はIDT13の電極の交差幅Ｌで制限されている
ため、付随する屈折率変化の周期構造も同じＬの範囲に
限られる。従って、この幅の限定された弾性表面波は無
限に広がった弾性表面波と異なり１方向にのみ伝搬する
波で表わすことができず、伝搬方向の異なる無数の平面
波の重ね合せで表わされる。IDT13に印加する周波数をf
0よりf1に減少すると、発生する弾性表面波の周期Λ１
はΛ０より大きくなり、角度θ０で入射するレーザビー
ム40は周期Λ１に対してブラッグ条件を満足していな
い。しかしながら、先に見たように幅の限定された弾性
表面波は種々の伝搬方向を持つ弾性表面波を含むので、
特定の方向の波に対してブラッグ回折条件 sinθ１＝λ/2nΛ１ が満足されるので、レーザビーム40はブラッグ回折さ
れ、進行方向が２θ１だけ変化する。次にIDT13に印加
する高周波信号の周波数をf0より大きいf2にすると、こ
の場合もブラッグ回折条件 sinθ２＝λ/2nΛ２ を満足する方向の波が存在し、レーザビーム40は進行方
向から２θ２だけずれた方向に回折される。このように
してブラッグ回折による光偏向によりレーザビームの照
射位置の制御が可能である。これは後述のようにディス
ク５のトラック方向に対して直向する方向へビームを振
る制御に利用される。
コリメートレンズ11で平行化され、弾性表面波によって
適宜に進行方向の変えられた光ビームは、次に導波路９
上に作成されたグレーティングレンズ12によって集光さ
れる。この場合、光ビームは導波路９の面方向に集光さ
れる。グレーティングレンズ12から光が集光される位置
までの焦点距離ｆは、グレーティングレンズ12の屈折率
を変化させることで導波光の位相定数βが変化すること
を用いて変えることができる。導波路９のLiNbO3基板８
からの屈折率変化がΔn,グレーティングレンズ12の中心
からの距離がｘであると、フレネル型のグレーティング
レンズにおいて という関係があり、グレーティングレンズ12の両側に設
けた電極（コプラーナ電極）14,14間に電圧を印加する
ことによりグレーティングレンズ12の屈折率が変化し、
導波光の位相定数βが変化する。導波路９上に形成した
電極14,14に電圧を印加すると、位相定数の変化量は電
極間に印加する電圧に比例する。従って、式（１）より
位相定数βの変化に対して焦点距離ｆのみが変化する。
つまり、屈折率Δｎと距離x,yは一定であり、またｘ＜
＜ｆであるので、 となり、 β/f≒一定 のように表わされる。ここで位相定数βが増加すれば焦
点距離ｆもβに比例してリニアに増加する。
適宜に進行方向の変えられた光ビームは、次に導波路９
上に作成されたグレーティングレンズ12によって集光さ
れる。この場合、光ビームは導波路９の面方向に集光さ
れる。グレーティングレンズ12から光が集光される位置
までの焦点距離ｆは、グレーティングレンズ12の屈折率
を変化させることで導波光の位相定数βが変化すること
を用いて変えることができる。導波路９のLiNbO3基板８
からの屈折率変化がΔn,グレーティングレンズ12の中心
からの距離がｘであると、フレネル型のグレーティング
レンズにおいて という関係があり、グレーティングレンズ12の両側に設
けた電極（コプラーナ電極）14,14間に電圧を印加する
ことによりグレーティングレンズ12の屈折率が変化し、
導波光の位相定数βが変化する。導波路９上に形成した
電極14,14に電圧を印加すると、位相定数の変化量は電
極間に印加する電圧に比例する。従って、式（１）より
位相定数βの変化に対して焦点距離ｆのみが変化する。
つまり、屈折率Δｎと距離x,yは一定であり、またｘ＜
＜ｆであるので、 となり、 β/f≒一定 のように表わされる。ここで位相定数βが増加すれば焦
点距離ｆもβに比例してリニアに増加する。
以上のグレーティングレンズ12部分の詳細を第５図に示
している。上述のように電極14,14に印加する電圧によ
ってグレーティングレンズ12の焦点距離ｆが変えられ、
従って光ビームの集光位置が導波路９の平面上において
前後に変えられる。
している。上述のように電極14,14に印加する電圧によ
ってグレーティングレンズ12の焦点距離ｆが変えられ、
従って光ビームの集光位置が導波路９の平面上において
前後に変えられる。
グレーティングレンズ12を経た光ビームは、次に導波路
９上に作成された導波光出射用のチャープ型グレーティ
ング10に入射し、このグレーティング10によって導波路
９から斜め上方へ出射する。
９上に作成された導波光出射用のチャープ型グレーティ
ング10に入射し、このグレーティング10によって導波路
９から斜め上方へ出射する。
チャープ型グレーティング10の構成を第６図に示してい
る。チャープ型グレーティング10では光ビームの出射位
置による出射方向を変化させることにより、導波路９表
面に垂直な面におけるフォーカッシングが可能である。
その際の焦点位置Ｓ（X,Z）は、 Ｘ＝［（k2−β0 2）1/2／β０］Ｚ …（３） である。ここで、ｋ（＝２π／λ）は波数であり、 β０≡kz（０）＝β−２π／Λ（０） βＬ≡kz（Ｌ）＝β−２π／Λ（Ｌ） である。このグレーティング10はＺ方向に対してグレー
ティングの周期が変化しているグレーティングであり、
グレーティングの周期Λ（ｚ）はＺの関数である。座標
軸が第６図に示すように取られているとすると、Λ
（０）はＺ＝０におけるグレーティング10の周期であ
り、Λ（Ｌ）はＺ＝Ｌにおけるグレーティングの周期で
ある。式（２）および式（３）で示す点Ｓにチャープ型
グレーティング10から出射した点は焦点を結ぶ。
る。チャープ型グレーティング10では光ビームの出射位
置による出射方向を変化させることにより、導波路９表
面に垂直な面におけるフォーカッシングが可能である。
その際の焦点位置Ｓ（X,Z）は、 Ｘ＝［（k2−β0 2）1/2／β０］Ｚ …（３） である。ここで、ｋ（＝２π／λ）は波数であり、 β０≡kz（０）＝β−２π／Λ（０） βＬ≡kz（Ｌ）＝β−２π／Λ（Ｌ） である。このグレーティング10はＺ方向に対してグレー
ティングの周期が変化しているグレーティングであり、
グレーティングの周期Λ（ｚ）はＺの関数である。座標
軸が第６図に示すように取られているとすると、Λ
（０）はＺ＝０におけるグレーティング10の周期であ
り、Λ（Ｌ）はＺ＝Ｌにおけるグレーティングの周期で
ある。式（２）および式（３）で示す点Ｓにチャープ型
グレーティング10から出射した点は焦点を結ぶ。
また第３図に示すように、チャープ型グレーティング10
の両側には電極16,16が形成されており、この電極16,16
に電圧を印加することでチャープ型グレーティング10の
屈折率を変化させることができる。この屈折率変化によ
って導波路９の位相定数βが変化する。このβの変化に
よって式（２）および式（３）に示す焦点Ｓも変化する
ので、一定距離間での焦点の移動が印加電圧の調整によ
り自由にできる。なお、焦点の移動をリニアに行なうた
めに、予め計算された周期Λ（Ｚ）を電子ビーム露光機
のコンピュータ制御で書込むことで、リニアに焦点の移
動が可能なチャープ型グレーティング10を形成する。
の両側には電極16,16が形成されており、この電極16,16
に電圧を印加することでチャープ型グレーティング10の
屈折率を変化させることができる。この屈折率変化によ
って導波路９の位相定数βが変化する。このβの変化に
よって式（２）および式（３）に示す焦点Ｓも変化する
ので、一定距離間での焦点の移動が印加電圧の調整によ
り自由にできる。なお、焦点の移動をリニアに行なうた
めに、予め計算された周期Λ（Ｚ）を電子ビーム露光機
のコンピュータ制御で書込むことで、リニアに焦点の移
動が可能なチャープ型グレーティング10を形成する。
以上説明したように、IDT13からの弾性表面波SAWによる
光ビームの偏向，グレーティングレンズ12による導波路
９上でのフォーカッシング，チャープ型グレーティング
10による出射ビームのフォーカッシングが、それぞれID
T13に印加する周波数，電極14に印加する電圧，電極16
に印加する電圧によってそれぞれ可変調整でき、これら
の組合せによりチャープ型グレーティング10から出射し
てディスク５面に照射されるビームの照射位置と焦点位
置の制御が可能である。これらの制御により光ビームを
正しくディスク５面の所要のトラック上に照射し、かつ
その反射光が同一基板７上に設けられた受光部６に入射
するようにする。
光ビームの偏向，グレーティングレンズ12による導波路
９上でのフォーカッシング，チャープ型グレーティング
10による出射ビームのフォーカッシングが、それぞれID
T13に印加する周波数，電極14に印加する電圧，電極16
に印加する電圧によってそれぞれ可変調整でき、これら
の組合せによりチャープ型グレーティング10から出射し
てディスク５面に照射されるビームの照射位置と焦点位
置の制御が可能である。これらの制御により光ビームを
正しくディスク５面の所要のトラック上に照射し、かつ
その反射光が同一基板７上に設けられた受光部６に入射
するようにする。
例えば第２図において、グレーティング10でのビーム径
を1mmとし、ディスク５へのビーム中心の入射角を30度
とし、ディスク５と基板７の表面との間隔を1.5mmとす
ると、受光部６に入射するディスク５からの反射ビーム
の径は1mmであり、入射ビームと反射ビームの経路が重
なることはなく、レーザダイオード１への戻り入射はま
ったくない。
を1mmとし、ディスク５へのビーム中心の入射角を30度
とし、ディスク５と基板７の表面との間隔を1.5mmとす
ると、受光部６に入射するディスク５からの反射ビーム
の径は1mmであり、入射ビームと反射ビームの経路が重
なることはなく、レーザダイオード１への戻り入射はま
ったくない。
すなわち、本願発明によれば、グレーティング10から出
射された光ビームは集光しながら進行し、上記受光部６
は反射され発散しながら進行する光を発散光路上で受光
することとなる。
射された光ビームは集光しながら進行し、上記受光部６
は反射され発散しながら進行する光を発散光路上で受光
することとなる。
受光部６は、第７図に示すように６分割されたホトダイ
オードA1,A2,B1,B2,C1,C2からなる。詳述すると、ディ
スク５の半径方向にはA1,B1,C1のグループとA2,B2,C2の
グループに２分割されており、ディスク５のトラック方
向にはA1,A2の組とB1,B2の組とC1,C2の組とに３分割さ
れている。また、６つのホトダイオードのうち、ディス
ク５のトラック方向の中央に位置する２つのホトダイオ
ードB1とB2は他のものより小さくなっている。この６分
割ホトダイオードの出力により、ディスク５面に対する
光ビームの焦点のずれを知るフォーカス誤差信号とトラ
ック方向にピット17の中心とビームの中心がどれだけず
れているかを知るトラック誤差信号と、ビームの強度を
知るRF信号（データ信号）が得られる。
オードA1,A2,B1,B2,C1,C2からなる。詳述すると、ディ
スク５の半径方向にはA1,B1,C1のグループとA2,B2,C2の
グループに２分割されており、ディスク５のトラック方
向にはA1,A2の組とB1,B2の組とC1,C2の組とに３分割さ
れている。また、６つのホトダイオードのうち、ディス
ク５のトラック方向の中央に位置する２つのホトダイオ
ードB1とB2は他のものより小さくなっている。この６分
割ホトダイオードの出力により、ディスク５面に対する
光ビームの焦点のずれを知るフォーカス誤差信号とトラ
ック方向にピット17の中心とビームの中心がどれだけず
れているかを知るトラック誤差信号と、ビームの強度を
知るRF信号（データ信号）が得られる。
各ホトダイオードの出力レベルもそれぞれA1〜C2と表わ
すと、フォーカス誤差信号の出力Vfは、 Vf＝（B1＋B2）−（A1＋A2＋C1＋C2） で与えられる。この出力Vfは第７図の差動増幅器DA1か
ら得られる。
すと、フォーカス誤差信号の出力Vfは、 Vf＝（B1＋B2）−（A1＋A2＋C1＋C2） で与えられる。この出力Vfは第７図の差動増幅器DA1か
ら得られる。
フォーカス誤差信号の出力特性は第８図のようになり、
合焦点位置においては出力が０になるようにホトダイオ
ードB1とB2の大きさが他のものより小さくなっているビ
ームの焦点がディスク５面より近くなると、ビーム径は
受光部６上で拡大するので、ホトダイオードB1とB2の出
力は低下し、ホトダイオードA1,A2,C1,C2の出力は増加
する。よってフォーカス誤差信号Vfはマイナスになる。
逆に焦点がディスク５よりも遠くなれば、受光部６上に
おけるビーム径は減少し、ホトダイオードB1,B2の出力
が大きくなるので、フォーカス誤差信号Vfはプラスにな
る。このフォーカス誤差信号Vfが第３図に示す制御回路
15で求められ、その誤差に基づいて上述した電極14およ
び電極16に印加する制御電圧が調整され、ディスク５面
に正しくビームの焦点が合うように制御される。これが
いわゆるフォーカスサーボである。
合焦点位置においては出力が０になるようにホトダイオ
ードB1とB2の大きさが他のものより小さくなっているビ
ームの焦点がディスク５面より近くなると、ビーム径は
受光部６上で拡大するので、ホトダイオードB1とB2の出
力は低下し、ホトダイオードA1,A2,C1,C2の出力は増加
する。よってフォーカス誤差信号Vfはマイナスになる。
逆に焦点がディスク５よりも遠くなれば、受光部６上に
おけるビーム径は減少し、ホトダイオードB1,B2の出力
が大きくなるので、フォーカス誤差信号Vfはプラスにな
る。このフォーカス誤差信号Vfが第３図に示す制御回路
15で求められ、その誤差に基づいて上述した電極14およ
び電極16に印加する制御電圧が調整され、ディスク５面
に正しくビームの焦点が合うように制御される。これが
いわゆるフォーカスサーボである。
また、トラック誤差信号Vtは次式のように表わされる。
Vt＝（A1＋B1＋C1）−（A2＋B2＋C2） このトラック誤差信号Vtは第７図の差動増幅器DA2から
得られる。受光部６上におけるビームの中心がホトダイ
オードA1,B1,C1のグループとA2,B2,C2のグループの中央
にあるならば信号出力Vtは０になるが、中央からどちら
かのグループ側へずれると、そのグループの出力が増加
し、他方のグループの出力は減少する。例えば、ビーム
中心がホトダイオードA1,B1,C1のグループの方向、つま
り第７図のディスク半径方向の上方にずれると、このグ
ループの出力が増加し、「２」グループの出力は低下す
るので、トラック誤差信号Vtはプラスのある値になる。
これとは逆の方向にビーム中心がずれれば、トラック誤
差信号Vtはマイナスの値になり、それぞれ信号の大きさ
からずれた距離がわかる。このトラック誤差信号Vtも制
御回路15で求められ、その誤差信号に基づいてIDT13に
印加する周波数が制御され、これによりいわゆるトラッ
クサーボの制御がなされる。
得られる。受光部６上におけるビームの中心がホトダイ
オードA1,B1,C1のグループとA2,B2,C2のグループの中央
にあるならば信号出力Vtは０になるが、中央からどちら
かのグループ側へずれると、そのグループの出力が増加
し、他方のグループの出力は減少する。例えば、ビーム
中心がホトダイオードA1,B1,C1のグループの方向、つま
り第７図のディスク半径方向の上方にずれると、このグ
ループの出力が増加し、「２」グループの出力は低下す
るので、トラック誤差信号Vtはプラスのある値になる。
これとは逆の方向にビーム中心がずれれば、トラック誤
差信号Vtはマイナスの値になり、それぞれ信号の大きさ
からずれた距離がわかる。このトラック誤差信号Vtも制
御回路15で求められ、その誤差信号に基づいてIDT13に
印加する周波数が制御され、これによりいわゆるトラッ
クサーボの制御がなされる。
なお、ディスク５のピット17で表わされたディジタルデ
ータ信号は、反射光の強度変化として検出されるもので
あり、従って受光部６のすべての分割ホトダイオードの
出力の合計値をRF信号（データ信号）とする。
ータ信号は、反射光の強度変化として検出されるもので
あり、従って受光部６のすべての分割ホトダイオードの
出力の合計値をRF信号（データ信号）とする。
上記制御回路15は、シリコン基板７に集積形成されてお
り、マイクロコンピュータ等を含み、上述したフォーカ
スサーボやトラッキングサーボ等の他、ディスク５から
データを正しく読取るための各種の制御および信号処理
を行う。
り、マイクロコンピュータ等を含み、上述したフォーカ
スサーボやトラッキングサーボ等の他、ディスク５から
データを正しく読取るための各種の制御および信号処理
を行う。
第１図は従来の光学的読取装置の構造の概略図、第２図
は本発明の一実施例による光学的読取装置の側面図、第
３図は同じく本発明の光学的読取装置の斜視図、第４図
は同じく本発明の光学的読取装置の要部の１つである弾
性表面波による光ビームのブラック回析を説明する図、
第５図は同じく本発明の要部の１つであるグレーティン
グレンズによる平面方向の光ビームの集光のようすを示
す図、第６図は同じく本発明の要部の１つであるチャー
プ型グレーティングによる光ビームの出射および集光の
ようすを示す図、第７図は本発明の光学的読取装置にお
ける受光部の構成を示す図、第８図は受光部６に対応し
たフォーカス誤差信号の出力特性を示す図である。 １……レーザダイオード ５……ディスク ６……受光部 ７……シリコン基板 ８……LiNbO3基板 ９……導波路 10……チャープ型グレーティング 11……コリメートレンズ 12……グレーティングレンズ 13……IDT 14……電極 15……制御回路 16……電極 17……ピット
は本発明の一実施例による光学的読取装置の側面図、第
３図は同じく本発明の光学的読取装置の斜視図、第４図
は同じく本発明の光学的読取装置の要部の１つである弾
性表面波による光ビームのブラック回析を説明する図、
第５図は同じく本発明の要部の１つであるグレーティン
グレンズによる平面方向の光ビームの集光のようすを示
す図、第６図は同じく本発明の要部の１つであるチャー
プ型グレーティングによる光ビームの出射および集光の
ようすを示す図、第７図は本発明の光学的読取装置にお
ける受光部の構成を示す図、第８図は受光部６に対応し
たフォーカス誤差信号の出力特性を示す図である。 １……レーザダイオード ５……ディスク ６……受光部 ７……シリコン基板 ８……LiNbO3基板 ９……導波路 10……チャープ型グレーティング 11……コリメートレンズ 12……グレーティングレンズ 13……IDT 14……電極 15……制御回路 16……電極 17……ピット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 俣野 正治 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53−48703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−56807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−130448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−169107（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】光ビームを伝搬させる光導波路、上記光ビ
ームを光導波路から出射させる光出射部、上記光出射部
から出射された光ビームの反射光を受光する受光部、お
よび上記光出射部から出射される光ビームの光軸調整を
行う光ビーム光軸調整部が集積化された基板と、 上記基板の光導波路に光ビームを入射させる発光部とを
備え、 上記光出射部から出射される光ビームは集光しながら進
行し、上記受光部は反射され発散しながら進行する光を
発散光路上で受光することを特徴とする光学的読取装
置。 - 【請求項２】受光部の出力に基づいて制御信号を発する
制御回路が基板に一体的に形成され、 光ビーム光軸調整部は上記制御信号によって光ビームの
光軸調整を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の光学的読取装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190645A JPH0743843B2 (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 光学的読取装置 |
| US06/559,050 US4747090A (en) | 1982-10-14 | 1983-10-13 | Integral pickup for an optical digital disc using saw deflection and lenses |
| US07/548,203 US5111447A (en) | 1982-10-14 | 1990-07-05 | Integral pick up for an optical digital disc using saw deflection and lense |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190645A JPH0743843B2 (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 光学的読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979441A JPS5979441A (ja) | 1984-05-08 |
| JPH0743843B2 true JPH0743843B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=16261518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57190645A Expired - Lifetime JPH0743843B2 (ja) | 1982-10-14 | 1982-10-29 | 光学的読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743843B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6069840A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-20 | Canon Inc | 情報記録又は再生装置 |
| JPH0727659B2 (ja) * | 1984-06-08 | 1995-03-29 | 松下電器産業株式会社 | 光ピツクアツプ |
| JPH0612575B2 (ja) * | 1984-09-03 | 1994-02-16 | オムロン株式会社 | 光情報処理装置 |
| JPH0619847B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-03-16 | オムロン株式会社 | 光情報処理装置 |
| JPS6171428A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-12 | Omron Tateisi Electronics Co | 光情報処理装置 |
| JPH0721592B2 (ja) * | 1984-09-03 | 1995-03-08 | オムロン株式会社 | 光情報処理装置 |
| US4737946A (en) * | 1984-09-03 | 1988-04-12 | Omron Tateisi Electronics Co. | Device for processing optical data with improved optical allignment means |
| JPH0658744B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-08-03 | オムロン株式会社 | 光情報処理装置 |
| DE3546796C2 (ja) * | 1984-10-01 | 1993-09-23 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
| DE3536497A1 (de) * | 1984-10-16 | 1986-04-17 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Vorrichtung zur erfassung von fokussierungsfehlern in einer kopfanordnung fuer optische scheiben |
| JPH0731819B2 (ja) * | 1985-03-22 | 1995-04-10 | 株式会社日立製作所 | 光デイスク装置 |
| US5159586A (en) * | 1985-05-24 | 1992-10-27 | Omron Tateisi Electronics Co. | Device for processing optical data |
| JPS61269232A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Omron Tateisi Electronics Co | 光情報処理装置 |
| JPS61269233A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Omron Tateisi Electronics Co | 光情報処理装置 |
| JPS61269235A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Omron Tateisi Electronics Co | 光情報処理装置 |
| JPS629543A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式ピツクアツプ装置 |
| JPS6289250A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光デイスク用ピツクアツプ |
| JPS62142723U (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-09 | ||
| JP2594970B2 (ja) * | 1986-09-09 | 1997-03-26 | 株式会社日立製作所 | 薄膜光導波路型光ヘツド |
| JP2714033B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1998-02-16 | 三洋電機株式会社 | 光ピックアップ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5348703A (en) * | 1976-10-15 | 1978-05-02 | Sony Corp | Optical signal regenerator |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP57190645A patent/JPH0743843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5979441A (ja) | 1984-05-08 |
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