JPH08235603A

JPH08235603A - 光導波路型検出装置

Info

Publication number: JPH08235603A
Application number: JP3685595A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Nakayama; 義宣中山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】既存の光導波路検出素子を用い、この素子に外
力を加え、その光導波路のたわみを利用して焦点位置調
整を簡単に行うことができる機能を備えた光導波路型検
出装置を提供する。【構成】本発明は、スラブ型光導波路１１２を有する光
導波路型検出装置１００において、光ビーム１４３を導
波しているスラブ型光導波路１１２に湾曲を起こさせ、
その湾曲の中央と端の部分の光路長の違いを利用して、
集光スポット１４４となる前の段階で光ビーム１４３の
波面の方向を変化させることで、光導波路中の導波光の
集光スポット１４４の位置を変えられるようにした集光
点位置調整機能を備えた構成とした。さらに集光点位置
調整機能として、光導波路１１２の面に垂直に、上方向
または下方向に圧力を加える加圧手段１２１を有するス
ラブ型光導波路検出素子１１０の保持・保護装置１０
１，１０２，１０３を備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクドライブ装
置等、光情報記録再生装置の光ピックアップ装置等に応
用されるスラブ型光導波路を利用した光導波路型検出装
置に関し、特に、光導波路中の導波光の集光スポットの
位置調整機能を備えた光導波路型検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光情報記録再生装置の光ピックア
ップ装置等の検出光学系を光導波路に集積化した光導波
路型の検出装置が提案されている。例えば、Ｓｉ基板導
波路を用いて集光グレーティングカプラ（ＦＧＣ）と導
波路型ビームスプリッタ及びフォトダイオード（ＰＤ）
アレイのモノリシック集積化を行ない、光源である半導
体レーザ（ＬＤ）を結合した構成の光集積ディスクピッ
クアップが提案されている（文献１：「光ディスクピッ
クアップの光集積回路化」，信学技報，ＯＱＥ８５−７
２）。この文献の方式は、光源としての半導体レーザを
光導波路基板の一端側に結合し、半導体レーザから出射
され光導波路を導波してきたレーザ光をレンズとして作
用する集光グレーティングカプラで光ディスクに集光
し、光ディスクからの戻り光を集光グレーティングカプ
ラで光導波路に結合しかつ集束し、この集束光を導波路
型ビームスプリッタにより二光束に分離し、二つの集束
光をその集光点にそれぞれ配置された一対のフォトダイ
オードで検出するものであるが、この装置では光導波路
中の集束光の集光点位置の調整機構はなく、このためス
ポットというミクロンオーダーの小さな集光点二つを、
調整なしに同時にかつ正確に二つの場所（フォトダイオ
ード位置）を通るようにすることは製造上難しいという
問題がある。従って、集光点の位置ずれが発生する率が
高く、検出不良を起こす恐れがある。

【０００３】そこで、光導波路内で平面的に集光点の位
置調整ができ、また空間的な位置決めが不要になる集光
点位置調整方法が提案されている（文献２：「集光点位
置調整方法」，特開平５−２８９１１８号公報）。文献
２の技術は、光束を導波層に通して薄膜レンズにより集
光し、これを所望の集光位置に照射する場合、導波層に
複数の液晶充填溝を、該溝相互の間隔が中央側に比べて
端部側を狭くなるように形成し、この各溝に液晶を充填
し、この液晶の充填された導波層を、それぞれ複数の電
極を有する第１および第２のクラッド層により挾むと共
に、前記電極対のうちの少なくとも１対の電極対に電圧
を印加して該電極対間の液晶の屈折率を所定の値とし、
かつ前記電極対のうちの残りの電極対に電圧を印加し該
電極間の液晶の屈折率が前記導波層の屈折率と等しくな
るようにするグレーティングレンズを用いて、前記電極
対の電圧の印加を切換えることにより、前記集光点位置
を所望の位置に移動調整するようにしたものである。し
かし、この方式では、光導波路中に液晶を利用したグレ
ーティングレンズを作製しておき、さらに上下のクラッ
ド層に液晶を駆動するための電極を設け、この電極を使
って集光スポットを移動するため、最初から導波路に液
晶を使った複雑な構造を作製しておく必要があり、光導
波路を作製する際に工程数が増え、製造コストがかかる
という問題がある。

【０００４】また、集光点位置調整方法としては、文献
３（APPLIED OPTICS/Vol.31,No,18/20 June 1992）のP.
3426のFig.9(b)のように、光導波路にカップリングプリ
ズム、レンズ、バイプリズムを設け、かつ導波路外にア
パーチャを設置し、アパーチャのスリット位置を変える
ことで二組のフォトダイオードアレイＡ−Ｂ及びＣ−Ｄ
のそれぞれの間の位置に入射調整する方法が開示されて
いる。しかし、このような方式の場合も、光導波路の中
に、あらかじめこれらの機能を備えた素子等を導波路上
に作り込まなくてはならないため、光導波路を作製する
際に工程数が増えるという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】次に、本発明の課題を
具体的な例によって説明する。図１０は、前記文献１記
載の光集積ディスクピックアップとほぼ同様の光検出方
式をとるスラブ型（平板型）光導波路を使った光ピック
アップ用の検出素子を示したものであり、（ａ）は光導
波路型光ピックアップ素子を横からみた時の断面図、
（ｂ）は光導波路型光ピックアップ素子の上面図であ
る。図中符号１１０は光導波路型光ピックアップ素子、
１１１は入射結合器としてのグレーティングカプラ、１
１２は光導波路、１１３は集束機能と光束を二分割する
機能を有する導波路光学系である。また、１１４はシリ
コン（Ｓｉ）基板１１５上に作製された複数のフォトダ
イオード（ＰＤ）であり、二つのフォトダイオードをペ
アにして一つの検出素子（二分割受光素子）として基板
の左右に一組ずつ配置されている。また、１１６はＳｉ
による光の損失を避けるためのバッファ層、１１７は導
波層、１１８は保護膜である。図１０において、入射光
１４１は入射結合器１１１を通して光導波路１１２へ結
合し、光ビーム１４２は導波路光学系１１３を通して二
つの集光ビーム１４３となり、二組のフォトダイオード
１１４ペアのところでそれぞれ集光スポット１４４とな
ってこのフォトダイオード１１４ペアによって電気信号
として取り出される。

【０００６】図１１は上記スラブ型光導波路素子１１０
のフォトダイオードの部分を拡大して示したものであ
り、完全に設計通りに作製された光導波路検出素子の検
出部のスポットは、入射結合器１１１への入射光１４１
が平行であれば、左右とも二組のフォトダイオード１１
４ペア（ＰＤ−Ａ，Ｂ、及びＰＤ−Ｃ，Ｄ）の境界に当
たるようにできていて、これらによって光ディスクドラ
イバヘッドのフォーカス及びトラックなどのサーボのた
めの信号を感度良く検出できる。

【０００７】しかし実際には、図１２の（ａ）や（ｂ）
のように、両スポットの間隔がそれぞれ広すぎたり、狭
すぎたりする。このようになると入射結合器１１１にお
ける傾きを変えてもどちらか一方にスポットが入らない
という問題が生じる。例えば、両スポットの間隔が狭す
ぎる場合は、入射結合器への入射角度を調整しても、図
１２の（ｃ）ようにＰＤ−Ａ，Ｂ間に合わせた場合はＰ
Ｄ−Ｃ，Ｄ間にスポットが入らず、反対に図１２の
（ｄ）のように、ＰＤ−Ｃ，Ｄ間に合わせた場合はＰＤ
−Ａ，Ｂ間にはスポットが入らない。

【０００８】このように、光導波路のわずかな屈折率の
分布や、導波路自体の反り、入射結合器や導波路光学
系、フォトダイオード等の作製時の誤差などによって、
設計と異なる位置にスポットがくることが多い。そこで
従来はこのようなことが起こると、前述の文献２や文献
３のように、光導波路に液晶グレーティングレンズと電
極を設ける、あるいは、光学素子を何点か増やすなどの
集光点位置調整方法がなされたが、既に述べたように、
これらの方法では光導波路を作製する際に工程数が増
え、製造コストや手間がかかり、実質的に光導波路外部
からの調整は困難であった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、既存の光導波路検出素子を用い、この素子に外
力を加え、その光導波路のたわみを利用して焦点位置調
整を簡単に行なうことができる機能を備えた光導波路型
検出装置を提供することを目的とし、さらには、その焦
点位置調整による効果を最大限に発揮させるための構造
及び方法を備えた光導波路型検出装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、光導波路中で集光スポットとな
る前に光ビームの波面の向きを変え、集光スポットの位
置を移動させるための光路長の変化のさせ方を提供する
ものであり、スラブ型（平板型）光導波路（１１２）を
有する光導波路型検出装置（１００）において、光ビー
ム（１４３）を導波しているスラブ型光導波路（１１
２）に湾曲を起こさせ、その湾曲の中央と端の部分の光
路長の違いを利用して、集光スポット（１４４）となる
前の段階で光ビーム（１４３）の波面の方向を変化させ
ることで、前記スラブ型光導波路中の導波光の集光スポ
ット（１４４）の位置を変えられるようにした、集光点
位置調整機能を備えた構成としたものである（図１，
２，３）。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の光導波
路型検出装置のより具体的な構成を提供するものであ
り、入射結合手段（１１１）によって、スラブ型光導波
路（１１２）中に導波した光ビーム（１４２）を、前記
スラブ型光導波路上に作製された導波路光学系（１１
３）によって集光し、集光ビーム（１４３）を検出素子
（１１４）に入射して導波光が持っている情報を検出す
るスラブ型光導波路検出素子（１１０）を有する光導波
路型検出装置（１００）において、集光点位置調整機能
として、前記スラブ型光導波路（１１２）の面に垂直
に、上方向または下方向に圧力を加える構造（加圧手
段）（１２１）を有する、スラブ型光導波路検出素子の
保持・保護装置（１０１，１０２，１０３）を備えた構
成としたものである（図１，３，５，６，７，８，
９）。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２の光導波路型
検出装置が光導波路型光ピックアップ等の場合に、二つ
のビーム間の距離が狭い方へ移動させられる加圧位置を
提供するものであり、スラブ型光導波路検出素子（１１
０）の保持・保護装置（１０１，１０２，１０３）が有
する加圧手段（１２１）による加圧点（１３１）の位置
を、検出素子（１１４）の手前でかつ、２つの集光ビー
ム（１４３）の中間に設ける構成としたものである（図
１，３）。

【００１３】請求項４の発明は、請求項２の光導波路型
検出装置において、機械的に加圧力を与える外部構造体
を、これを使用する装置に設置する際の障害にならない
ための構造を提供するものであり、スラブ型光導波路検
出素子（１１０）の保持・保護装置（１０１，１０２，
１０３）の加圧手段（１２１）を有する側とは反対側の
支持体（図１の底板１０１、あるいは図３の上蓋１０
３）に窪み（１０５）を設けた構成としたものである
（図１，３）。

【００１４】請求項５の発明は、請求項２の光導波路型
検出装置を、光ディスクドライブ装置の光ピックアップ
等として実装する際に、加圧力を光導波路に与える加圧
手段が邪魔にならないための構造を提供するものであ
り、スラブ型光導波路検出素子（１１０）の保持・保護
装置（１０１，１０２，１０３）が有する加圧手段とし
て、光導波路（１１２）の下側から上方向に圧力を加え
る底面側からの加圧構造を有し、その加圧手段にネジ
（１２１）を用いる場合に、該ネジを有する保持・保護
装置の下側（１０１）の面と光導波路の底面との距離よ
り、ネジの長さを短くする構成としたものである（図
３）。

【００１５】請求項６の発明は、請求項２の光導波路型
検出装置において、加圧力を実際に光導波路へ作用させ
る機械的構造体を提供するものであり、スラブ型光導波
路検出素子（１１０）の保持・保護装置（１０１，１０
２，１０３）が有する加圧手段として、ネジ（１２１）
による加圧構造を用いた場合に、加圧に使うネジの先を
樹脂（２０５）で覆った構成としたものである（図１，
３，４）。

【００１６】請求項７の発明は、請求項２の光導波路型
検出装置が光導波路型光ピックアップ等の場合に、二つ
の集光スポット間距離を広げる方向へ移動させるための
加圧力の作用点の位置を提供するものであり、スラブ型
光導波路検出素子（１１０）の保持・保護装置が有する
加圧手段による加圧点（１３１）の位置を、検出素子
（１１４）の手前でかつ、２つの集光ビーム（１４３）
の両側に２箇所設ける構成としたものである（図５）。

【００１７】請求項８の発明は、請求項２の光導波路型
検出装置が光導波路型光ピックアップ等の場合に、加圧
点の数を最小限にして請求項７と同様の効果を与える加
圧力の作用点の位置を提供するものであり、スラブ型光
導波路検出素子（１１０）の保持・保護装置が有する加
圧手段による加圧点（１３１）の位置を、検出素子（１
１４）の手前でかつ、２つの集光ビーム（１４３）の外
側の片方に設ける構成としたものである（図６）。

【００１８】請求項９の発明は、請求項２の光導波路型
検出装置が光導波路型光ピックアップ等の場合に、請求
項３における位置より、光導波路のたわみによる応力が
少なくても二つの集光スポットの間隔が狭い方へ移動さ
せられる加圧点の位置を提供するものであり、スラブ型
光導波路検出素子（１１０）の保持・保護装置が有する
加圧手段による加圧点（１３１）の位置を、導波路光学
系（１１３）の手前でかつ、光ビーム（１４２）の中央
に設ける構成としたものである（図７）。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項２の光導波路
型検出装置が光導波路型光ピックアップ等の場合に、請
求項７における位置より、光導波路のたわみによる応力
が少なくても二つの集光スポットの間隔が広げられる方
へ移動させられる加圧点の位置を提供するものであり、
スラブ型光導波路検出素子（１１０）の保持・保護装置
が有する加圧手段による加圧点（１３１）の位置を、導
波路光学系（１１３）の手前でかつ、光ビーム（１４
２）の両側の２箇所に設ける構成としたものである（図
８）。

【００２０】請求項１１の発明は、請求項２記載の光導
波路型検出装置が光導波路型光ピックアップ等の場合
に、請求項１０における加圧点の数より少なくしても同
様の効果が得られるための加圧点の位置を提供するもの
であり、スラブ型光導波路検出素子（１１０）の保持・
保護装置が有する加圧手段による加圧点（１３１）の位
置を、導波路光学系（１１３）の手前でかつ、光ビーム
（１４２）の左右どちらか一方のかたわらに設ける構成
としたものである（図９）。

【００２１】請求項１２の発明は、請求項２の光導波路
型検出装置において、スラブ型光導波路検出素子（１１
０）の保持・保護装置（１０１，１０２，１０３）の加
圧手段を有する側とは反対側の支持体に窪み（１０５）
を設け、窪みの最適な形状として、窪みの形状を円形ま
たは楕円形に構成したものである（図１，３）。

【００２２】

【作用】本発明の光導波路型検出装置においては、請求
項１のように、光ビームを導波しているスラブ型光導波
路に湾曲を起こさせ、その湾曲の中央と端の部分の光路
長の違いを利用して、集光スポットとなる前の段階で光
ビームの波面の方向を変化させることで、スラブ型光導
波路中の光ビームの集光スポットの位置を変えられるよ
うにしたので、光導波路検出素子内の光ビームの光路の
修正が、光導波路内に液晶グレーティングレンズ等の特
別な調整手段を設けなくても可能となる。そして、請求
項２〜１２により、既存の光導波路型光ピックアップ素
子等の光導波路検出素子を用いても、光導波路検出素子
内の焦点位置調整を簡単に行なうための構造及び方法を
備えた光導波路型検出装置を提供することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す図であっ
て、（ａ）は光導波路型検出装置の横から見た縦割りの
断面図、（ｂ）は光導波路型検出装置の上蓋の無い状態
を示した上面図である。図１の光導波路型検出装置１０
０は、スラブ型光導波路検出素子として図１０に示した
ものと同様の光導波路型光ピックアップ素子１１０を用
い、該光導波路型光ピックアップ素子１１０の保持・保
護装置として、底板１０１、側板１０２、上蓋１０３か
らなる導波路型光ピックアップパッケージ（以下、単に
パッケージと記す）を設けた構成としたものである。

【００２４】光導波路型光ピックアップ素子１１０を構
成するスラブ型光導波路１１２は、Ｓｉ基板１１５上に
バッファ層１１６、導波層１１７、保護膜１１８を積層
した構造となっており、光導波路上には入射結合器とし
てのグレーティングカプラ１１１、集束機能と光束を２
分割する機能を有する導波路光学系１１３、及びシリコ
ン（Ｓｉ）基板１１５上に作製された複数のフォトダイ
オード（ＰＤ）１１４が設けられており、二つのフォト
ダイオード１１４をペアにして一つの検出素子（二分割
受光素子）として基板の左右に一組ずつ配置している。

【００２５】図１において、パッケージの開口部１０４
から入射光１４１が入射し、入射結合器としてのグレー
ティングカプラ１１１により入射光が光導波路１１２へ
入射結合され、導波路１１２中を平行な光ビーム１４２
として導波されると、光ビーム１４２は導波路光学系１
１３によって２分割及び集光されて２つの集光ビーム１
４３となる。さらにこの集光ビーム１４３は、フォトダ
イオード１１４のペアで構成された検出素子の切れ目の
部分に集光スポット１４４として到達し、電気信号に変
換されて出力される。

【００２６】この光導波路型検出装置１００のパッケー
ジは、単に光ピックアップ素子１１０を保持・保護する
ためばかりではなく、パッケージの上蓋１０３には光ピ
ックアップ素子１１０の動作を補正する機能（集光点位
置調整機能）として、ネジ穴１０６が形成され、このネ
ジ穴１０６には、光ピックアップ素子１１０の光導波路
面に垂直に上方向から圧力を加える加圧手段としてのネ
ジ１２１が螺合されている。また、加圧側とは反対側の
支持体である底板１０１には上側からネジ１２１により
実際には見えない加圧点１３１で、加圧されたときの逃
げとして、わずかな隙間となるような窪み１０５が形成
されている（図では誇張して描かれている）。この窪み
による光導波路レンズとしての効果を良好にするため
に、加圧力に応じて窪みの大きさを決める。

【００２７】その際に、窪み１０５の形状は図のような
円形かまたは楕円状が望ましく、窪みの両端が光導波路
基板１１５の両端に達せずに、窪み１０５の周りの部分
が光導波路１１２の底面と同じ高さで支えられているこ
とが必要である。こうすることで、この周囲の支えが、
加圧点以外の光ピックアップ素子１１０の底面を支え、
加圧による光導波路１１２のたわみが、効果的にでき
る。その結果、ネジ１２１により加圧をかけることで、
矢印１６１の方向へ集光スポット１４４が移動する。こ
の際、加圧点のネジ１２１との接触によって導波光が吸
収損を受けないようにするために、導波層１１７上には
保護膜１１８を作製しておく。このネジ１２１によって
加圧された時の様子を示したのが図２である。図２
（ａ）はパッケージを図示せず、光ピックアップ素子１
１０のみを縦に中央で２つに割って片方のみを示した斜
視断面図である。図中１３１はネジによって加圧されて
いる点を示し、この加圧により光導波路１１２がたわ
み、１３２で示すように窪んでいることがわかる（図で
は誇張して描いてある）。これは一種のジオデシックレ
ンズであり、図２（ｂ）のように、加圧前はスポットが
フォトダイオード１１４間の切れ目位置より上の方へず
れて実線で示す集光点１４４（Ａ）に集光されていたの
を、上記の加圧により矢印１６１のように下の方へシフ
トして破線で示す集光点１４４（Ｂ）に位置調整するこ
とができる。

【００２８】このように、図１に示す構成の光導波路型
検出装置１００では、パッケージの上蓋１０３に設けた
加圧手段としてのネジ１２１による加圧力を調整するこ
とにより光導波路１１２に所望のたわみ量の湾曲を起こ
させ、その湾曲の中央と端の光路長の違いを利用して、
集光スポットとなる前の段階でビームの波面の方向を変
化させることで、光導波路中の導波光の集光スポット１
４４の位置を変えることができる集光位置調整機能を有
するので、集光スポット１４４の位置を容易に修正する
ことができる。

【００２９】次に、図３は本発明の別の実施例を示す図
であって、（ａ）は光導波路型検出装置の上蓋の無い状
態を示した上面図、（ｂ）は光導波路型検出装置の横か
ら見た縦割りの断面図である。図１の光導波路型検出装
置では加圧手段としてのネジ１２１をパッケージの上蓋
１０３側に設けて上から加圧していたが、図３の光導波
路型検出装置は、加圧手段としてのネジ１２１をパッケ
ージの底板１０１側に設けて、光ピックアップ素子１１
０を上側へ盛り上げるように下から加圧することで、同
様の特性を得るものであり、パッケージの底板１０１に
はネジ穴が開けられネジ１２１が螺合され、その反対側
の支持部材である上蓋１０３側には、たわみのための逃
げとして図示のような楕円状の窪み１０５が作られてい
る。この場合は、図１の場合と異なり、導波層１１７を
損傷や、導波光の損失から守ための保護膜１１８を必ず
しも設けなくてもよい（ただし、窪み１０５の周りの部
分は光導波路１１２と接触しなければならないので、ビ
ーム付近で上蓋に接触しないようにする）。尚、このた
わみのための逃げは、窪み１０５でなく上蓋（図１の場
合は底板）の貫通穴でもよい。

【００３０】図３に示す構成の光導波路型検出装置１０
０では、図示してない光ディスクドライブ装置に設置す
る際に、多くは底面側をドライブ装置の支持部に接触す
るためパッケージの底板１０１からネジ１２１の頭が出
ないようになっている。すなわち、底板１０１の底面か
ら光ピックアップ素子１１０の底面までの距離より短い
ネジ１２１が用いられ、かつ底板１０１にはネジ穴の周
囲にネジ１２１の頭が納まる段部が設けてあり、ネジ１
２１をネジ穴に螺合して光ピックアップ素子１１０の光
導波路底面を加圧している状態では底板１０１からネジ
１２１の頭が出ることがない。また、これとは逆に、設
置する光ディスクドライブ装置の支持部の方にネジのた
めの逃げを設けてもよい。これらのことは外の装置に固
定する側が上蓋の時も同様にすればよい。

【００３１】図３の光導波路型検出装置においては、図
１の装置と同様に、ネジ１２１により光ピックアップ素
子１１０に加圧をかけることで加圧点１３１の光導波路
１１２が湾曲し、集光スポット１４４は矢印１６１の方
向へ移動する。このネジ１２１については、光導波路１
１２に直接突き当てるための構造を図４（ａ）に示す。
ここで２０１は、ネジ１２１を回すための穴、２０２は
ネジの頭、２０３はネジを切ってある部分、そして、２
０４、２０５は断面として示したそれぞれ、ネジの上の
部分と同じ金属及び、光導波路を保護するための樹脂の
部分からなっている。樹脂の部分２０５には脂環硬化型
エポキシを用いて良好な結果を得ている。尚、図４
（ａ）は図１や図３に示したものと同じ、頭付きのネジ
であるが、図４（ｂ）のような、芋ネジのようなもので
もよく、このほうが頭の無い分、パッケージの底板１０
１あるいは上蓋１０３の厚みを薄くでき、パッケージ全
体の厚みを薄くできる。

【００３２】次に、本発明の光導波路型検出装置のさら
に別の実施例を示す。図５は光導波路型検出装置の上蓋
の無い状態を示した上面図であり、この実施例では、加
圧点をフォトダイオード１１４対からなる検出素子の手
前でかつ二つの集光ビーム１４３の外側に２箇所設けた
ものである。図１や図３で示してきたのは、二つのスポ
ット間距離が広くなっているときに、これらスポット間
距離を狭くするためのものであったが、逆に、広げるた
めには、図５の１３１のような位置で加圧するのがよ
い。この場合、パッケージの底板１０１あるいは上蓋１
０３の両側に設けたネジによって独立に調整が可能であ
る。また、光学系の軸を挾んで対称に調整できる特徴を
もっている。この図は、上面図のみを示しているが、断
面構造は、加圧が下からであれば図３と同様、加圧が上
からであれば図１と同様であり、もし図１のように上か
ら加圧するためには、光導波路１１２の導波層１１７上
に保護膜１１８を作製する。

【００３３】次に、図６に示す実施例は、集光スポット
の位置調整のための加圧点を、図５のうち、片側の１箇
所のみにし、シンプルな構造にした例である。集光スポ
ット１４４の間隔が狭かったときに調整する場合は、図
中の矢印１６１のように片側の集光スポット１４４の位
置を移動してスポット間の間隔のみを広げ、二組のフォ
トダイオード対へスポットが入るようにする調整は、入
射結合器のプリズムカプラ１１１への入射角を変えて調
整することができるから、大きく調整するのでなければ
これで十分である。

【００３４】次に、図７の実施例は、これまでに示した
実施例が導波路光学系１１３の後に集光点位置調整用の
加圧点を設けたのに対して、導波路光学系１１３の手前
でかつ光ビーム１４２の中央に加圧点１３１を設けたも
のである。また、加圧の方向は、基本的には、上下どち
らの方向に加圧してもよい。ただし、上方からの場合
は、前述のように、導波層１１７上に保護膜１１８が必
要になったり、この図の構成の場合、プリズムが邪魔に
なる。また、加圧を強くすると、光ビーム１４２は、わ
ずかに集光気味となり、スポット１４４の間隔は狭くな
り、同時に加圧前より、集光点がわずかに手前側へシフ
トする。この加圧点１３１を導波路光学系１１３より先
に配置する方法の利点は、光ビームが広いうちにジオデ
シックレンズ状のたわみに多く接することができるこ
と、および、調整位置がスポット位置より遠い位置で行
なうため、広い範囲の調整が可能であることである。

【００３５】次に、図８の実施例も図７のように導波路
光学系１１３の手前に集光点位置調整用の加圧点１３１
を設けたものであるが、この例では、加圧点の位置を、
導波路光学系１１３の手前でかつ、光ビーム１４２の両
側に２箇所設けたものであり、導波光を発散気味にする
ため、動作は図７の場合と反対である。また、加圧の方
向は、上下どちらの方向に加圧してもよいが、加圧が上
方からの場合、前述のように、保護膜１１８が必要であ
り、この図の構成の場合は、プリズムが邪魔にならない
ようにするため加圧位置を少し離している。加圧を強く
すると、図７とは反対にビーム１４２は、わずかに発散
気味となって、集光スポット１４４の間隔は広くなり、
同時に加圧前より、集光点がわずかにフォトダイオード
１１４側へシフトする。従って、図７の場合と反対に、
スポットの位置が狭い場合に有効である。また、図５の
ときと同様に、独立に左右のビームの状態を変えられる
ため、光学系の軸を挾んで対称に調整ができる特徴をも
っている。

【００３６】次に、図９の実施例は、図８における集光
点位置調整のための加圧点を、導波路光学系１１３の手
前でかつ、光ビーム１４２の左右いずれかのかたわらの
１箇所のみにして、シンプルな構造にした例である。す
なわち、集光スポット１４４の間隔が狭かったときに調
整する場合は、間隔のみを広げ、二組のフォトダイオー
ド対へスポットが入るようにする調整は、入射結合器の
プリズムカプラ１１１への入射角を変えて調整すること
ができるから、大きく調整するのでなければこれで十分
である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光導波路
型検出装置においては、請求項１のように、光ビームを
導波しているスラブ型光導波路に湾曲を起こさせ、その
湾曲の中央と端の部分の光路長の違いを利用して、集光
スポットとなる前の段階で光ビームの波面の方向を変化
させることで、スラブ型光導波路中の導波光の集光スポ
ットの位置を変えられるようにしたので、光導波路検出
素子内の光ビームの光路の修正が、光導波路内に液晶グ
レーティングレンズ等の特別な調整手段を設けなくても
容易に可能となった。

【００３８】また、請求項２のように、集光点位置調整
機能として、スラブ型光導波路の面に垂直に、上方向ま
たは下方向に圧力を加える構造（加圧手段）を有する、
スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置を備えた構
成とすることにより、従来、調整が困難であった、光導
波路検出素子の二つの集光スポットの位置間隔を狭くし
たり広くしたりする調整が容易に可能となった。

【００３９】さらに、請求項３の構成のように、スラブ
型光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段
による加圧点の位置を、検出素子の手前でかつ、２つの
集光ビームの中間に設ける構成とすることにより、一つ
の加圧点の調整で両側の集光ビームをバランス良く移動
調整させることができるようになった。

【００４０】また、請求項４の構成のように、スラブ型
光導波路検出素子の保持・保護装置の加圧手段を有する
側とは反対側の支持体に窪みを設けた構成とすることに
より、光導波路基板のたわみを支持体が邪魔することが
なくなり、加圧手段による集光ビームの移動調整を効果
的に行なえるようになった。

【００４１】また、請求項５の構成のように、スラブ型
光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段と
して、光導波路の下側から上方向に圧力を加える底面側
からの加圧構造を有し、その加圧手段にネジを用いる場
合に、該ネジを有する保持・保護装置の下側の面と光導
波路の底面との距離より、ネジの長さを短くする構成と
することにより、光導波路型検出装置を、光ディスクド
ライブ装置の光ピックアップ等として実装する際に、加
圧力を光導波路に与えるネジ等の加圧手段が邪魔になら
なくなった。

【００４２】また、請求項６の構成のように、スラブ型
光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段と
して、ネジによる加圧構造を用いた場合に、加圧に使う
ネジの先を樹脂で覆ったことにより、光導波路に対する
接触点が広くなり、金属などの先端のネジを使う場合の
ような、光導波路に局所的な力が働いて不用意な破損が
起こる危険性を激減させることができた。

【００４３】また、請求項７の構成のように、スラブ型
光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段に
よる加圧点の位置を、検出素子の手前でかつ、２つの集
光ビームの両側に２箇所設ける構成とすることにより、
二つの集光スポットの位置間隔が狭すぎた場合の調整が
可能となり、また二つのネジにより加圧点を独立に設定
できるので、両側のビームをバランスよく調整可能とな
り、調整範囲も広くなった。

【００４４】また、請求項８の構成のように、スラブ型
光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段に
よる加圧点の位置を、検出素子の手前でかつ、２つの集
光ビームの外側の片方に設ける構成とすることにより、
請求項７の場合に比べ、簡単な構成で、かつ一つのネジ
によって調整可能となった。

【００４５】また、請求項９の構成のように、スラブ型
光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段に
よる加圧点の位置を、導波路光学系の手前でかつ、光ビ
ームの中央に設ける構成とすることにより、平行ビーム
が集光気味になり、二つの集光スポットの間隔を狭い方
へ補正することが可能となった。また平行ビームを集光
気味に補正をすることは、フォーカス信号に、オフセッ
トをはかせることと同じこととなるので、副作用の少な
い補正方法となる。

【００４６】また、請求項１０の構成のように、スラブ
型光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段
による加圧点の位置を、導波路光学系の手前でかつ、光
ビームの両側の２箇所に設ける構成とすることにより、
平行ビームが発散気味になり、二つの集光スポットの間
隔を広いほうへ補正することが可能となった。また、請
求項９と同様の理由で、平行ビームを発散気味に補正を
することは、フォーカス信号に、オフセットをはかせる
ことと同じこととなるので、副作用の少ない補正方法と
なる。

【００４７】また、請求項１１の構成のように、スラブ
型光導波路検出素子の保持・保護装置が有する加圧手段
による加圧点の位置を、導波路光学系の手前でかつ、光
ビームの左右どちらか一方のかたわらに設ける構成とす
ることにより、平行ビームの片側が発散気味になり、二
つの集光スポットの間隔を広いほうへ補正することが可
能となった。また請求項１０のように二つの加圧点の調
整をしなくても集光スポットの間隔を広げられるように
なった。

【００４８】請求項１２の構成のように、スラブ型光導
波路検出素子の保持・保護装置の加圧手段を有する側と
は反対側の支持体に窪みを設け、窪みの最適な形状とし
て、窪みの形状を円形または楕円形に構成することによ
り、光ビームの波面のシフト量がビームの中でスムーズ
に変化するため、集光スポットの収差が少なく、かつ加
圧力に対しスムーズにスポット位置が移動できるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図であって、（ａ）は
光導波路型検出装置の横から見た縦割りの断面図、
（ｂ）は光導波路型検出装置の上蓋の無い状態を示した
上面図である。

【図２】図１に示す光導波路型検出装置の光導波路に加
圧によるたわみを加えて集光点位置調整を行なう場合の
説明図である。

【図３】本発明の別の実施例を示す図であって、（ａ）
は光導波路型検出装置の上蓋の無い状態を示した上面
図、（ｂ）は光導波路型検出装置の横から見た縦割りの
断面図である。

【図４】加圧手段とし用いるネジの構造の実施例の説明
図である。

【図５】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
光導波路型検出装置の上蓋の無い状態を示した上面図で
ある。

【図６】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
光導波路型検出装置の上蓋の無い状態を示した上面図で
ある。

【図７】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
光導波路型検出装置の上蓋の無い状態を示した上面図で
ある。

【図８】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
光導波路型検出装置の上蓋の無い状態を示した上面図で
ある。

【図９】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
光導波路型検出装置の上蓋の無い状態を示した上面図で
ある。

【図１０】従来の光導波路を使った光ピックアップの検
出素子の一例を示す図であって、（ａ）は光導波路型光
ピックアップ素子の横から見た断面図、（ｂ）は光導波
路型光ピックアップ素子の上面図である。

【図１１】図１０に示す光導波路型光ピックアップ素子
のフォトダイオードを用いた検出素子部分を拡大して示
したものであり、二つの集光ビームの集光点が、検出素
子を構成するフォトダイオード対の境界位置に一致して
いる場合の説明図である。

【図１２】図１０に示す光導波路型光ピックアップ素子
のフォトダイオードを用いた検出素子部分を拡大して示
したものであり、二つの集光ビームの両方または片方の
集光点が、検出素子を構成するフォトダイオード対の境
界位置とずれる場合の説明図である。

【符号の説明】

１００：光導波路型検出装置１０１：保持・保護装置（パッケージ）の底板１０２：保持・保護装置（パッケージ）の側板１０３：保持・保護装置（パッケージ）の上蓋１０４：開口部１０５：窪み１０６：ネジ穴１１０：スラブ型光導波路検出素子（光導波路型光ピッ
クアップ素子）１１１：グレーティングカプラ（入射結合器）１１２：光導波路１１３：導波路光学系１１４：フォトダイオード１１５：シリコン基板１１６：バッファ層１１７：導波層１１８：保護膜１２１：加圧手段としてのネジ１３１：加圧点１４１：入射光１４２：光ビーム（平行ビーム）１４３：集光ビーム１４４：集光スポット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スラブ型（平板型）光導波路を有する光導
波路型検出装置において、光ビームを導波しているスラ
ブ型光導波路に湾曲を起こさせ、その湾曲の中央と端の
部分の光路長の違いを利用して、集光スポットとなる前
の段階で光ビームの波面の方向を変化させることで、前
記スラブ型光導波路中の導波光の集光スポットの位置を
変えられるようにした、集光点位置調整機能を備えたこ
とを特徴とする光導波路型検出装置。
【請求項２】請求項１記載の光導波路型検出装置であっ
て、入射結合手段によって、スラブ型光導波路中に導波
した光ビームを、前記スラブ型光導波路上に作製された
導波路光学系によって集光し、集光ビームを検出素子に
入射して導波光が持っている情報を検出するスラブ型光
導波路検出素子を有する光導波路型検出装置において、
集光点位置調整機能として、前記スラブ型光導波路の面
に垂直に、上方向または下方向に圧力を加える構造（加
圧手段）を有する、スラブ型光導波路検出素子の保持・
保護装置を備えたことを特徴とする光導波路型検出装
置。
【請求項３】請求項２記載の光導波路型検出装置におい
て、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有す
る加圧手段による加圧点の位置を、検出素子の手前でか
つ、２つの集光ビームの中間に設けることを特徴とする
光導波路型検出装置。
【請求項４】請求項２記載の光導波路型検出装置におい
て、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置の加圧
手段を有する側とは反対側の支持体に窪みを設けたこと
を特徴とする光導波路型検出装置。
【請求項５】請求項２記載の光導波路型検出装置におい
て、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有す
る加圧手段として、光導波路の下側から上方向に圧力を
加える底面側からの加圧構造を有し、その加圧手段にネ
ジを用いる場合に、該ネジを有する保持・保護装置の下
側の面と光導波路の底面との距離より、ネジの長さを短
くすることを特徴とする光導波路型検出装置。
【請求項６】請求項２記載の光導波路型検出装置におい
て、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有す
る加圧手段として、ネジによる加圧構造を用いた場合
に、加圧に使うネジの先を樹脂で覆ったことを特徴とす
る光導波路型検出装置。
【請求項７】請求項２記載の光導波路型検出装置におい
て、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有す
る加圧手段による加圧点の位置を、検出素子の手前でか
つ、２つの集光ビームの両側に２箇所設けることを特徴
とする光導波路型検出装置。
【請求項８】請求項２記載の光導波路型検出装置におい
て、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有す
る加圧手段による加圧点の位置を、検出素子の手前でか
つ、２つの集光ビームの外側の片方に設けることを特徴
とする光導波路型検出装置。
【請求項９】請求項２記載の光導波路型検出装置におい
て、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有す
る加圧手段による加圧点の位置を、導波路光学系の手前
でかつ、光ビームの中央に設けることを特徴とする光導
波路型検出装置。
【請求項１０】請求項２記載の光導波路型検出装置にお
いて、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有
する加圧手段による加圧点の位置を、導波路光学系の手
前でかつ、光ビームの両側の２箇所に設けることを特徴
とする光導波路型検出装置。
【請求項１１】請求項２記載の光導波路型検出装置にお
いて、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置が有
する加圧手段による加圧点の位置を、導波路光学系の手
前でかつ、光ビームの左右どちらか一方のかたわらに設
けることを特徴とする光導波路型検出装置。
【請求項１２】請求項２記載の光導波路型検出装置にお
いて、スラブ型光導波路検出素子の保持・保護装置の加
圧手段を有する側とは反対側の支持体に窪みを設け、窪
みの形状を円形または楕円形にすることを特徴とする光
導波路型検出装置。