JPS6192439A - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

光学式情報記録再生装置

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JPS6192439A
JPS6192439A JP59213801A JP21380184A JPS6192439A JP S6192439 A JPS6192439 A JP S6192439A JP 59213801 A JP59213801 A JP 59213801A JP 21380184 A JP21380184 A JP 21380184A JP S6192439 A JPS6192439 A JP S6192439A
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JP
Japan
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luminous flux
light
optical
condensing
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JP59213801A
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JP2507983B2 (ja
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Mitsushige Kondo
近藤 光重
Shinsuke Shikama
信介 鹿間
Keizo Kono
河野 慶三
Teruo Fujita
輝雄 藤田
Toshiaki Suhara
敏明 栖原
Hiroshi Nishihara
西原 浩
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、情報の記録されたディスクから光学的に情
報を再生したシ、ディスクに光学的に情報を記録再生す
る光学式情報記録再生装置に関するもので、特にその自
動焦点調整轡構に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図(a) 、 (b)は例えばP’rx i l 
i p8 Te Qh n i Q a l RBVi
ew。
Volume 40.1982. No、6 piso
  に記載された従来の代表的な光学式情報再生装置を
示す構成図であり、第5図ないし第8図はこの従来装置
の動作原理を説明するための説明図である。第4図にお
いて、(1)は半導体レーザ、(2)は半導体レーザ(
1)よυ′出射された光束、(3)はその反射面(4J
により照射光束(5)と反射光束(6)を分離するビー
ムスプリッタ、(7ンは、q6射光束(5)を平行光束
(8)にするコリメートレンズ、(9)は平行光束(8
)をディスク叫上の情報面(ロ)に光スポット叩)とし
て集光する対物レンズ、o3)は情報面01)上に作ら
れた情報単位を成すピットで、例えば、幅0.4〜0.
5μm、長さ数μmで、その深さは0.1μm程度であ
る。04)はピッ) (IBJが直列に並んでいる情報
トラック、Q5)は対物レンズ(9)を対物レンズの焦
点位置からの情報面C11)のずれ量を°示す信号(以
下フォーカスずれ信号と呼称する)によりY方向に動か
し対物レンズの焦点位置に絶えず情報面α℃がくる(以
下合焦状態と呼称する)ように制御するフォーカシング
アクチュエータ、(16)は反射光束(6)を2つの光
束07)とμs)に分けるウェッジプリズム、α偵は2
つの光検知器(19a)、 (19b)よりなる光検知
器で、(19a)、 (19b)はそれぞれ2つの素子
D工とD21 D3 とD4よりm成され、D工とD2
及びD3とD4の間隔は5〜10μmである。またA工
+ A2+ A5+ A4はそれぞれ光検知器α9の4
つの素子D工l D21 D31 D&の出力である。
しかして、■は上記出力値からへ〇−h2f演算する差
動増幅器、嬶)は同じ< A4−A3を演算する差動増
幅器、舛)は差動増幅器(イ))と(211の出力を加
算することによりフォーカスずれ1ぎ号(A□+A4)
−(A2+A、)を出力する加算器、Sfは加算器−)
の出力であるフォーカスずれ量に比例した信号で、この
信号によってフォーカシングアクチュエータμs)は制
御され、む1報面(11)が絶えず対物レンズ(9)の
合焦位置にあるよう制御される。(転))はA工+A2
を演算する加算器、い1骨よA3+A、を演シーする加
算器、防)は加算器Eel、Gz111の出力を差動増
幅することにより情報トラック(14,1と光スポット
(121のずれ量を示す信号(以下トラックずれ信号と
呼称する) (A□+A2)−(A3+A4)を出力す
る差動増幅器、(261は再生元学系全体をX方向に動
かすトラッキングアクチュエータ、S、は差動増幅器回
の出力であるトラックずれ信号で、これによりトラッキ
ングアクチュエータ嘆)を制御し、IR報トラックCl
4)上に元スポット(121が絶えず照射されるように
する0また、頃)は加算器幽1. (2引の出力を加算
する加算器で、その出力S1はディスクσ0)の情報を
再生した電気信号であり、Slを情報処理することによ
って目的とするTV信号、オーディオ信号等を得ること
ができる。そして128)はディスク1iO)を回転さ
せるモータ、剛は上記各信号Sf、S、、日1を得るた
めの電子回路を示す。
次に動作について説明する。半導体レーザ(1)の出射
光束(2)は対物レンズ(9)によりディスク110)
上の情報トラック04)に集光される。また、情報トラ
ックCl41上の情報を読み取った反射光は、再び対物
レンズ(9)により平行光束にされ、コリメートレンズ
(γ)により収束する反射光束(6ンになり、ウェッジ
プリズムα6)により2つの光束(17) 、μs)に
分けられる。
しかして、光束(5)と(18)の集光点には、それぞ
れ2分割された光検知器(19a)、 (19b)が置
かれており、光検知器(19a)、 (191:+)の
出力に基いて信号Sf。
S、、Siを得ることができ、補正信号となるSf。
Stによりそれぞれフォーカシングアクチュエータμs
)、トラッキングアクチュエータ■1を制御し、フォー
カスずれ、トラックずれを補正することができる。
すなわち、ディスク(10)はモータt28)により回
転しており、ディスクのそれ等により回転に伴なってY
方向への位置ずれを生じる(代表的には300〜500
μmの位1i’t’、ずれを生じる)。一方、対物レン
ズ(9)によシ集光された光スポラ) (121は1〜
2μmの大きさで、その焦点深度も1〜2μmのオーダ
ーであるので、このままではディスク回転により焦点ず
れが生じることになり、これらフォーカス及びトラック
ずれは以下の方法によって補正される。
第5図は対物レンズ(9)の焦点付近において、ディス
ク叫の情報面(111が合焦位置にある場合(第5図(
b))、及び合焦位置より前後にずれた場合(第5図(
−)と(C)’)の光検知器(19a)、 (19b)
上光束を示す。ここで、ディスク(10)の情報面α刀
が合焦点位置にある場合(以下合焦点状態と呼称する)
、反射光束集光点に置かれた検知器上光束は第5図(b
)に示すようになり、そのとき光検知器(19a)と(
i9b)は、D工とD2及びり、とD4に入射する光強
度が等しくなるように配置されている〇一方、ディスク
α0)の情報面(11)が合焦位置より前後にずれた場
合、光検知器(19a)、 (19b)上の光束は、第
5図(a)と(C)に示すようになる0従って加算器μ
)の出力S。
は、フォーカスずれに対して第6図に示すようになり、
公知のように出力S、で7オーカシングアクチユエータ
□□□)を制御し、絶えず対物レンズの焦点ずれを補正
することができる。
また、ディスフケ0)は通常回転中心とディスク中心が
取付誤差等により一致していないことが多く、そのため
回転によりトラックずれが生じる。第7図は対物レンズ
(9)の焦点付近の光スポラ) (121が情報トラッ
クα4)の中心上に、f)る場合(第7図(a))と!
ずれた場合(第7図(b)と(C))のウェッジプリズ
ム(16)直後の反射光束光強度を示すもので、第7図
(a)のように情報トラック<14+の中心に光スポッ
ト(旧が照射された場合(以下合トラック状態と呼称す
る)には、ウェッジプリズムαt+)@後の光束分亜は
2分割光検知器(19a)、 (19b)と交差する左
右方向に対称となるが、第7図(b)、(C)に示すよ
うに情報トラック(14)の中心からずれた位置に元ス
ポット(121が照射された場合には、ウェッジプリズ
ム06)直後の光束分布は左右方向に非対称で、かつ光
スポット化)の情報トラック04)からのずれる方向に
より強くなる左右方向も異なる。従って、情報トランク
(14)と光スポット(頂のずれ(以下トラックすれと
呼称する)により差動増幅器@)の出力S、は第7図に
示すように変化するので、公知のようにこの出力S。
でトラッキングアクチュエータ12BIを制御し、絶え
ず合トラック状態に光スポット(la 7&:制御する
ことができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の光学式情報記録再生装置は以上のように構成され
ているので、集光、合焦検出、及びトラッキング検出な
どの機能を持たせるためには複数のレンズ等の光学部品
から成る光学系を必要とし、その光学系調整は容易では
ない等の問題点があった0 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、光学部品点数を減らすとともに、小型、軽量
化、及び高信頼化できる光学式情報再生装置を得ること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る光学式情報再生装置は、IKEEJou
rnal of Quantum Electron’
Ws、  QFli−17(1981)p1257〜p
1263に報告されているように光導波路上を伝搬する
導波光を回折格子にょシ回折させ外部の点に収束される
装置に半導体レーザ及びフォーカスセンサ、トラッキン
グセンサ等の信号検知を行なう光学素子等を同一基板上
にモノリンツクに、形成して組込んだものである。
〔作用〕
この発明においては、同一基板上に光学素子をモノリシ
ックに形成することにょジ、集光機構、信号検知機構、
フォーカスセンサ、及ヒトラッキングセンサを構成する
ことができるようにしたので、光学系調整がなくなると
ともに光学部品点数も大幅に減少する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例の構成を従来構成と同一部分
は同一符号を附して示す第1図(a) 、 (klにつ
いて説明する。図において、鴎はシリコン(Si)基板
、間はシリコン基板上に形成された1〜2μm厚のSi
O2膜、囮は5102膜上に形成された淳さ1〜2μm
の薄膜状の光導波路で、例えばコーニング社の1705
9ガラスで作成しており、半纏体レーザ(1)はその出
射光束が光導波路上に入射するよう結合されて、光導波
路中の光束は薄膜中を伝搬するようになっている。(6
))は光導波路中に注入された半導体レーザ(1)の拡
散光束、暦ノは拡散光束(6))を平行な光束四にする
厚さ1〜2μmのSiN膜でなる格子状のコリメート素
子、知)はディスク叫への照射^(とディスク叫の情報
を読み取った反射光束囮を分離する部さ1〜2μmの5
ilJ膜でなる格子状のビームスプリット素子、10)
は照射光束+1r11を光スポット(彼に集光する厚さ
1〜2μmのSiN膜でなるグレーティング型の集光素
子、worは反射光束1181を2光束に分けるととも
に別の点に集光するグレーティング型の光束分離集光素
子で厚さ1〜2μmの81N膜でできている。
上記構成を備える光学式情報記録再生装置((おいて、
半導体レーザ(1)の出射光は光導波路数1に拡散光東
側として出射され、該拡散光東側はコリメート素子温1
により平行光束fi51になる。そして、この平行光束
1461はビームスプリット素子Mを透過し照射光束8
7+となり、集光素子(ト)ノにより集光され光スポッ
ト(功になる。
しかして、情報面α℃の情報を読み取った反射光は再び
集光素子(ト))により光導波路に中を伝搬する平行光
束になり、ビームスプリット素子部)により光束(3)
)と分離され反射光束ii8+となる。反射光束1!8
1は光束分離集光素子1501により収束する2つの光
束(51a)、 (51b) I雰けられる。光束(s
la)、 (51b)は光検知器(19a)、 (19
b)に入射し、集光素子(ト))の焦点位置に情報面0
υがくる場合にちょうど光束(51a)。
(51b)の集光位置に光検知器(19a)、 (19
b) カ置かれており、光検知器入射光強度は検知素子
D□とD2及びD3とD4に入射する光強度が相等しい
ようになっている。
そのとき光検知器上の光束は、集光素子(ト)フの合焦
位置からのずれに応じて、第2図(a)〜(c)のよう
に光検知器(19a)、 (19b)の分割線方向に押
しっぷされたような形状で変化する。すなわち(a)は
情報面が合焦位置より近づいた場合、(b)は合焦位置
にある場合、(C)は合焦位置より遠ざかった場合をそ
れぞれ示す。従って従来装置の場合と同様に焦点ずれに
対する出力B、は第5図のように変化し、従来装置の場
合と同様に焦点制御を行なうことが可能となる。
また出力S工からは従来装置と類似の原理により、第8
図に示すセンサ特性を得ることができる。
なおコリメート素子1141、ビームスプリット素子部
、集光素子11りl、及び光束分離集光素子150)は
、例えばガラスt’taO上にSiNの薄膜をOV D
 (chemicalVapour Depositi
on )で形成し、フォトレジスト膜を塗布し、上記光
学素子の部分に7オトレジストが残るよう電子ビーム露
光し、プラズマエツチングにて光学素子部以外のSiN
 膜をプラズマエツチングすれば作成することができる
なお、上記実施例では、光検知器を薄膜当波路の端面に
配置する+trt成としたが、第5図(a) 、 (1
)Jに示すように、n型シリコン基板(叩上に不純物を
拡散することによりP層を形成しモノリシックに光検知
器(6]Jを形成しても良い。また、上記実施例では、
ディスク上の情報を再生する装置に適用した例を示した
が、例えばT e 02などを蒸着したディスク上の薄
膜に、記録情報信号で変調したハイパワー半導体レーザ
を照射し、情報の記録を行なう記録装置に適用しても良
い。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、装置構成に複数の光学
部品を必要としなく、調整も不要となり、装置が安価に
でき、信頼性の高いものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)はこの発明の一実施例による
光学式情報再生装置を示す構成図、第2図(a)〜(C
)はこの発明の光学式情報記録再生装置の合焦ずれ検出
原理を示す説明図、第6図(a) 、 (b)はこの発
明の他の実施例を示す構成図、第4図(a)、(b)は
従来の光学式情報再生装置を示す構成図、第5図(a)
〜(C)と第6図は従来装置の合焦ずれ検出原理を示す
説明図、第7図(a)〜(C)は従来装置のトラックず
れ検出(5)1は光導波路、(・お)は拡散光束、11
4)はコリメート素子、(15jは平行光束、(+(I
Iはビームスプリット素子、ゆ1jは照射光束、f18
)は反射光束、は9)は集光素子、!501は光束分離
集光素子、(噛はn梨シリコン基板、took。 (61&)、 (61b)は光検知器である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコン基板上にSiO_2膜を形成すると共に
    、このSiO_2膜上に薄膜状の光導波路を形成し、か
    つ該薄膜状光導波路上に、半導体レーザからの拡散光束
    を平行光束にする格子状のコリメート素子と、ディスク
    への照射光とディスクの情報を読取った反射光束を分離
    する格子状のビームスプリット素子と、照射光束を光ス
    ポットに集光するグレーテイング型の集光素子と、ディ
    スクからの反射光を第1と第2の収束光に集光する光束
    分離集光素子とを極薄のSiN膜で形成し同一基板上に
    モノリシックに形成して成り、上記第1と第2の収束光
    の集光位置にそれぞれ2つの検知領域から成る第1と第
    2の光検知器を備えたことを特徴とする光学式情報記録
    再生装置。
  2. (2)上記光導波路をn型シリコン基板上に形成すると
    ともに上記シリコン基板上にP型領域を形成することに
    より上記光検知器をシリコン基板上にモノリシックに形
    成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
    学式情報記録再生装置。
JP59213801A 1984-10-01 1984-10-12 光学式情報記録再生装置 Expired - Lifetime JP2507983B2 (ja)

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DE3546796A DE3546796C2 (ja) 1984-10-01 1985-09-30
DE19853534776 DE3534776A1 (de) 1984-10-01 1985-09-30 Kopfanordnung fuer eine optische scheibe
US06/781,993 US4718052A (en) 1984-10-01 1985-09-30 Head assembly for optical disc
DE3546795A DE3546795C2 (ja) 1984-10-01 1985-09-30

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62283430A (ja) * 1986-05-31 1987-12-09 Sony Corp 光学ヘツド
JPS63183636A (ja) * 1986-09-09 1988-07-29 Hitachi Ltd 薄膜光導波路型光ヘツド
JPH0210527A (ja) * 1988-06-29 1990-01-16 Hitachi Ltd 光集積回路
JPH03125338A (ja) * 1989-10-11 1991-05-28 Mitsubishi Electric Corp 光学式ヘッド装置

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