JPS6171428A - 光情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ツクア
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ツクアップ装置
の開発が期待されている。

従来の光ピツクアップ装置の主要部は光学系と駆動系と
から構成される装置 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、光デイ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１　’ｔａ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
ームが光デイスク面に正しいスポットを形成するように
、集束レンズと光デイ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な
方向に動かして調整するもの、光ピツクアップ・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、光ピツクアップ・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Ｃよ一般に
リニア・モータが使用される。

このような従来の光ピツクアップ装置は、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かめんどうであるとともに、
撮動により光軸がずれやすい。

部品点数が多く、組立てに時間がかがり生産性が悪い。

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ツ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、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
出射させかつ２次元的に集光するレンズ手段、および斜
め上方から反射してくる光を受光する手段を備え、受光
手段が光導波路が形成された上記基板上に設けられてい
ることを特徴とする。

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
、従来の光ピツ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。

実施例の説明 （１）光ピツクアップ・ヘッドの構成の概要第１図は光
ピツクアップ・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Ｓ！Ｏｚの蒸着もしくは
スパッタにより基板（１２）上面に５ｉ０２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。

先導波層（２１）上にはコリメーティング・レンズ（２
２）、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１ｍ（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（１１１１Ｎ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、この光ピツクアップ・
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）〜
（３４）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　−３ｔ
　）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
電極から先導波層（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（３Ｇ）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）〜（
３４）の出力信号の和信号または受光素子（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Ｃｄ　Ｔｅ　。

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
構造が簡単なため製生産性も向上する。

先導波層（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、光ピツクアップ・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（２
３）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、先導波層（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）〜（３４）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ＬｉＮｂＯ３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。ＬｉＮｂ。

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、１−ｉＮｂｏ３上面にａ−
３ｉによる受光部を形成することができる。

（２）半導体レーザと先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・エツジ（ｂｕｔｔ　　ｅｄｏｅ）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）と先導波層（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にしたがって巾が小さ
くなる（チャーブト、ｃｈ＋ｒｐｅｔｉ　）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、先導波層
（２１）上にフォトレジストをスピンコートシ、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先導波層（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７ｉ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Ｔｉ１ｌＱ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
（２５ａ　）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図はルネプルグ・レンズ（２６）を示すものである
。ルネプルグ・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、先導波層（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。円形開口を通って先導波層（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・カブラであ
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・カブラもまた、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（ｃｈｉｒ
ｐｅｄ　）グレーティング・カブラ（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）は平行光を先導波層
（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・カブラ（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。先
導波層（２１）を伝播する光はグレーティング・レンズ
（２８）によって中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
ブラ（２９）の焦点とが同一点Ｐにあれば、先導波層（
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＞に示ぎ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ク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 光ディ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ずピット（くぼみ
〉が形成されている。第９図は、光ディスク（８１）と
光ピツクアップ・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図ではビット（
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
よびビット（８２）は、光ディスク（８１）と光ピツク
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（８
１）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（Ｑｌ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−Δｄの大きざを表わしてい
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（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、かつこの値は変位ｍ＋Δｄを表わ寸。

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ｂ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（
７１）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）に形成されたビット（
８２）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）　　（３２）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、し・−ザ・ビーム・スポットＰが
トラック（ビット（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（Ｅ３＞（Ｃ
）はスポットＰがトラック（ビットｕ１２））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ビット（８２）の存在に
よって変調される。これには、ピッ１〜（８２）の巾よ
りもスポット・サイズの方がやや大きいのでビット（８
２）の底面で反射する光とビット（８２）以外の部分で
反射する光とが存在し、ビット（８２）の深さが１／４
λ（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、
ビット（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、ビット（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の中心とビット（８
２）の巾方向の中心とが一致している場合には、受光素
子（３１）と（３２）に受光される光量は等しく、差動
増幅器（７２）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がビ
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がビット（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（１ｏｉ）の両側下端部は切
欠かれている（符＠　（１０２）　）。

支持板（１００）の他端部上力には可動部材（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Ｕ　（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。

光ピツクアップ・ヘッド（９）を載置したステージ（１
ｉｏ）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）
上に光ピツクアップ・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１ｔＡ　（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１
１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、これらの両部会
（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る装置ヨーク（１ｏｓ）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
）を備えテイル。

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）　　（１０５ｂ
）と永久磁石（１ｏｅ）との間に、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（１
２３）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、上方に向う力１”ｆが発生する
。この力Ｆｆによってステージ（１１０）は上方に移動
づる。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
よび電流の大きざ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を上下り向に横切って
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１
４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（１ｉｏ）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１−ｉＮｂｏ３
）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（ｌことえばＺｎ
ＯやＡＩＮ＞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
屈折率分右型のレンズを用いても、フォーカシングやト
ラッキング制罪が行なえる。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ビ一ム方式の光ピツクアップ・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ブ型（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・カブラ（５１）’　（５２
）（５３）から出射した光はそれぞれ点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３に集光する。これらのレーザ・スポットＰ１〜Ｐ３の
径は１ｐ程度であり間隔は２０／ｆｆ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１１〜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
−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９Ａｔノで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〔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（７
２）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　−８ｉ　、　Ｃｄ　Ｔｅ　、　Ｃｄ　Ｓ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図は光ピツクアップ・ヘッドを示す斜視図である。 第２図は半導体レーザと先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。 第ざ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、光ディスクと光ピツクアップ・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Ｘ■−ＸＩＩＩ線にそう断面図、第１
４図は光ピツクアップ・ヘッドを除去して示す平面図で
ある。 第１５図は、光ピツクアップ・ヘッドの他の例を示す斜
視図である。 （９）（９０）・・・光ピツクアップ・ヘッド、（１１
）・・・半導体レーザ、（１２）・・・基板、（１５）
〜（１７）・・・漏洩光遮断用溝、（２１）・・・先導
波層、（２２）・・・コリメーティング・レンズ、（２
３）・・・カップリング・レンズ、−（３０）・・・受
光部、（３１）〜（３４）　　（９１）〜（９５）・・
・受光素子。 以　　上 外４名 第８図 ２ム ＋１ 第４し 第５図 （Ａ） 第６図 （Ａ） 第１８図 第１４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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
   方に出射させかつ２次元的に集光するレンズ手段、およ
   び 斜め上方から反射してくる光を受光する手段、を備え、
   受光手段が光導波路が形成された上記基板上に設けられ
   ている、 光情報処理装置。
2. （２）レンズ手段が、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２次
   元的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。