JPH10320806A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光ピックアップにおいては光学部品数
が多く、外形寸法が大きくなることや、軽量化が難しい
という問題があった。本発明は上記課題を解決するため
になされたものである。 【解決手段】 シリコン基板上に形成した光導波路の両
端にそれぞれＬＤ、ＰＤと、シリコンミラー、回折格
子、レンズ、トラッキング用ＰＤとを貼り合わせ、さら
に前記光導波路に光フィルタを埋設して光束を分岐しそ
の先端にＰＤを貼り合わせて一体化した光ピックアッ
プ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップに関
し、特にシリコン基板上に光導波路を形成しその両端に
レーザダイオード、フォトダイオード等の光学部品を貼
り合わせて小型化した光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディアの普及に伴い、文
字情報からイメージ情報まで各種の情報を大量に、且つ
高速に処理する必要が生じ、従来の磁気記録媒体に比べ
て記憶容量が大きいと共にコンパクトな光ディスクの需
要が急速に拡大している。図２は光ディスク装置に用い
られる光ピックアップの一構成例を示す模式図であっ
て、光ピックアップ２０は、レーザ光を発生するレーザ
ダイオード２１と、該レーザダイオード２１から出射さ
れる光束を透過及び図中下方へ反射してレーザダイオー
ド２１の出力をモニタするフォトダイオード２８に供給
する一方光ディスク２６から戻ってきた光束を透過及び
図面上方へ反射してフォトダイオード２７に供給するビ
ームスプリッタ２２と、該ビームスプリッタ２２を透過
した光束の光路を図中上方の光ディスク側へ反射すると
共に戻り光束を図中左方のビームスプリッタ２２の方へ
反射するミラー２３と、該ミラー２３で反射された光束
を分離する回折格子２４と、回折格子２４を透過した光
束を光ディスク２６上に集光すると共に光ディスク２６
から戻ってきた光束を前記回折格子２４に導くレンズ２
５によって構成される。

【０００３】光ディスク２６に記録されている情報を読
みとる方法は周知のように、レーザダイオード２１から
出射した光束はビームスプリッタ２２に入射し、透過し
てミラー２３方向へ進む光束と、反射してフォトダイオ
ード２８方向へ進む光束とに分離される。フォトダイオ
ード２８はレーザダイオード２１の出力をモニタするた
めのものであり、入射した光量を検出して図示しない制
御部が、これに基づいてレーザダイオード２１の出力を
制御する。一方、ビームスプリッタ２２を透過してミラ
ー２３の方向へ進んだ光束は、ミラー２３により反射さ
れて光路を曲げ、回折格子２４に入射する。該回折格子
２４により光束が主光束（０次光）と２つの副光束（±
１次光）等の回折光に分離される。このうち、±１次光
は光ディスクのトラッキングエラーの検出に用いられ
る。

【０００４】回折格子２４により分離された前記主光束
（０次光）はレンズ２５によって集光されて光ディスク
２６上に焦点を結び光ディスク２６上で反射する。光デ
ィスク２６上で反射した光束は、ディジタルの情報信号
として記録されたピットの有無によって明暗の光強度変
化が生ずる。該反射光束はレンズ２５及び回折格子２４
を透過し、ミラー２３により前記ビームスプリッタ２２
方向に反射される。ビームスプリッタ２２に入射した光
束は透過する光束と反射してフォトダイオード２７に進
む光束に分離される。フォトダイオード２７は光ディス
クからの反射光束に含まれる情報を検出するためのもの
であり、光束の光強度変化に応じた電気信号が生成さ
れ、これを図示しない制御部で処理することにより光デ
ィスク２６に記録されている情報を読みとることが出来
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の光ピックアップにおいては光学部品点数が
多く、これら個別部品を所定の位置に配置して光ピック
アップを構成すると、外形寸法が大きくなることや、軽
量化が難しいという問題があった。例えば、レーザダイ
オードはそれ自身発光する際に発熱するので、それを放
熱するための放熱板を兼ねた金属ケース内に納めるのが
一般的であり、これが小型化の妨げの一つになってい
た。本発明は上記課題を解決するためになされたもので
あって、光ピックアップを軽量化し、小型化した光ピッ
クアップを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る光ピックアップの請求項１記載の発明
は、表面に主光導波路と該主光導波路の途中に埋設した
光フィルタにより分岐した副光導波路とを形成したシリ
コン基板を該シリコン基板より面積の大きいシリコン基
台上に配置すると共に、前記光導波路の一端に配置した
レーザ光源と、該レーザ光源に近接配置したレーザ光源
モニタ用の受光素子と、前記光導波路の他端に配置した
ミラーと、トラッキングエラー検出用の受光素子と、前
記副光導波路の入出力端に配置した光検出器とを前記シ
リコン基台上に接着固定したことを特徴とする光ピック
アップである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に
係わる光ピックアップの一実施例の構成を示す模式的平
面図であり、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、同図
（ｃ）はＢ−Ｂにおける断面図である。シリコン（Ｓ
ｉ）基台１上の図中左端にモニタ−用フォトダイオード
２とレーザダイオード３とを近接して配置し、該レーザ
ダイオード３の図中右側にシリコン基板１’上に沿って
形成した光導波路４を密着して配設する。該光導波路４
の途中に該導波路４に対しほぼ４５度の角度で横切るよ
うに光フィルタ５を埋設する。そして、図１（ｂ）に示
すように、前記光導波路４の図中右端に光フィルタ５を
透過した光束が図中上方に反射されるように、シリコン
材料をエッチング加工したミラー６を配置する。該ミラ
ー６の図中上端に回折格子７の一端を接着固定し、さら
に回折格子７にレンズ８を接着固定する。該レンズ８の
図中上方に光ディスク９を配置する。更に、前記光フィ
ルタ５より光導波路４にほぼ直角に光導波路４’が分岐
されその先端にフォトダイオード１０が接着固定されて
いる。

【０００８】ここで光ピックアップの動作を説明する
と、レーザダイオード３からの出射光の一部の光束はフ
ォトダイオード２に至ってその光量が検出され、フォト
ダイオードの出力に基づいて図示しない制御部が前記レ
ーザダイオード３の出力が一定となるように制御する。
また、一部の光束は光導波路４と光結合し、該導波路４
を進み光導波路４の途中に埋設された光フィルタ５（ハ
ーフミラー）に入射する際に、約５０％の光束は反射さ
れ、約５０％の光束は透過する。前記透過光束は光導波
路４を進み、シリコンで製作したミラー６に入射してそ
の光路を９０度曲げられ、回折格子７に入射し主光束
（０次光）と２つの副光束（±１次光）の回折光に分離
される。このうち、主光束（０次光）は信号処理に用
い、副光束（±１次光）は光ディスクのトラッキングエ
ラーの検出に用いる。

【０００９】前記回折格子７を出射した主及び副光束は
レンズ８により集光されて、光ディスク９上に焦点を結
ぶ。この時、光ディスク９上にデジタル情報として記録
したピットの有無によって、反射光束には明暗の光強度
変化が生ずることになる。即ち、光ディスク９上にピッ
トが存在すると焦点が合わず暗になり、ピットがないと
焦点を結ぶため明となって、記録した情報は反射光束の
明暗の光強度に変換される。反射光束のうち主光束は、
レンズ８、回折格子７を透過し、ミラー６により光路を
９０度曲げられて、シリコン基板１’に形成した光導波
路４と光結合して該導波路４を進み、光フィルタ５によ
って透過光束と反射光束とに分離され、後者の反射光束
は光フィルタ５から分岐した光導波路４’を進み、該導
波路４’の先端に固定したフォトダイオード１０により
光束の明暗の光強度変化に応じた電気信号が生成され、
これを処理することにより光ディスク９に記録されてい
る情報を読みとることが出来る。一方、光ディスク９か
ら反射された副光束（±１次光）は、レンズ８の両側に
設けられたフォトダイオード１１、１１により光ディス
クのトラッキングエラーの検出に用いられる。

【００１０】以上説明したようにレーザダイオード、フ
ォトダイオード、ミラー、レンズ等の光学部品をシリコ
ン基台１上に搭載し、光の伝搬にＳｉＯ２の光導波路を
用いることで、軽量で小型化した光ピックアップを実現
できる。例えば、シリコン基台１上にレーザダイオード
３の素子を密着することにより、該レーザダイオード３
の発熱はシリコン基台１がヒ−トシンクの役目も果たす
ため、従来のように放熱を兼ねた金属ケースを必要とし
ないため小型化することができる。尚、以上本発明を光
ディスクのピットを読みとるタイプの光ピックアップを
例に説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、例えば光磁気ディスクの読み書き用の光ピック
アップに適用してもよい。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、本発明に係る光ピックアップは、レーザダイオー
ド、フォトダイオード、光フィルタ、ミラー、回折格子
及びレンズ等の光部品をシリコン基台上に搭載し、光の
伝搬路にシリコン基板上に形成したＳｉＯ２の光導波路
を用いて一体化したので、軽量で且つ、小型化した光ピ
ックアップを実現でき、光装置の小型化、軽量化には極
めて優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ピックアップの実施の一形態例
を示す図で、（ａ）は光ピックアップの平面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａにおける断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ
−Ｂにおける断面図である。

【図２】従来の光ピックアップの構成を示す図である。

【符号の説明】

１・・シリコン基台 １’・・シリコン基板 ２・・フォトダイオード（モニタ−用） ３・・レーザダイオード ４、４’・・光導波路 ５・・光フィルタ ６・・ミラー ７・・回折格子 ８・・レンズ ９・・光ディスク １０・・フォトダイオード（受光素子）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に主光導波路と該主光導波路の途中
   に埋設した光フィルタにより分岐した副光導波路とを形
   成したシリコン基板を該シリコン基板より面積の大きい
   シリコン基台上に配置すると共に、前記光導波路の一端
   に配置したレーザ光源と、該レーザ光源に近接配置した
   レーザ光源モニタ用の受光素子と、前記光導波路の他端
   に配置したミラーと、トラッキングエラー検出用の受光
   素子と、前記副光導波路の入出力端に配置した光検出器
   とを前記シリコン基台上に接着固定したことを特徴とす
   る光ピックアップ。