JPS6194245A - 光デイスクヘツドの焦点誤差検出装置 - Google Patents

光デイスクヘツドの焦点誤差検出装置

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JPS6194245A
JPS6194245A JP59216751A JP21675184A JPS6194245A JP S6194245 A JPS6194245 A JP S6194245A JP 59216751 A JP59216751 A JP 59216751A JP 21675184 A JP21675184 A JP 21675184A JP S6194245 A JPS6194245 A JP S6194245A
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輝雄 藤田
Keizo Kono
河野 慶三
Mitsushige Kondo
近藤 光重
Shinsuke Shikama
信介 鹿間
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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〕 この発明は光ディスクなどの情報記録媒体から情報を続
出し、或は書込む光ヘッドの焦点誤差検出装置に関する
もので、特に光導波路を用いた光ヘッドの焦点誤差検出
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第9図(−) 、 (b)は特開昭58−150448
号に示され九従来の先導波路を用いた光ピツクアップの
構成図である。図において、(1)は半導体レーザなど
の発光源、(2)は基板(3)上に形成された薄膜光導
波路で、上記発光源(1)から出射され光導波路(2)
中を伝搬する導波光は第1の回折格子(6)によ#)空
間中に取出されて集光点(6)に集光させる。しかして
、(7ンは光ディスクなどの情報記録媒体、(3)は情
報記録ff1(91から反射された光を光検知器(至)
に導くため基板(3)の藁面に設けられた第2の回折格
子、(9)は収束球面波である。
上記第1の回折格子(6)は、薄膜光導波路(2)を伝
搬する導波光(4)を集光点(6)に収束する球面波(
9)に変換するもので、この回折格子(5)のパターン
は薄膜光導波路(2)上での導波光(4)の位相と同じ
く光導波路(2)上での収束球面波(9)の位相の差か
ら求められる。この回折格子(6)はその働きから集光
グレーティングカツプ5 (focusing gra
ting coupler :IPGC)と名付けられ
ておシ、Hsitmann4!により’Ca1aula
cion and ICxp@rimental ’V
erificat1onof Two−Dimensi
onal Focusing Grating 0ou
pler#。
工1!J5B  Journaユ of  Quant
um  lユ5atronias、   QB−17゜
PP1257〜1263(1981)に、又、板間、柏
原、西原、小山により1電子ビ一ム描画作製による集光
グレーティングカップラl電子通信学会研究会報告MW
83−88.PP47〜54(1983)に報告されて
いる。そして、情報記録面(9)から反射された光の一
部は薄膜光導波路(2)、基板(8茅を通過し、基板裏
面に到達する。基板裏面に設けられた第2の回折格子(
3)は円筒レンズと収束レンズの働きを合わせもつもの
で、透過波面に非点収差を生じさせる。この回折格子レ
ンズについては特開昭58−130448号の著者らが
応用物理学会講演会予稿、26p−s−5,P、170
(1985秋)で報告している。しかして、非点収差を
もった反射元図は4分割光検知器−に導かれ、非点収差
法によシ焦点誤、差検出、および、ビーム2分割による
プツシニブル法によりトラッキング誤差検出が可能であ
るO C発明が解決しようとする問題点〕 しかるに、第9図に示した光ヘッドでは焦点誤差検出、
トラッキング誤差検出のための反射光の処理が光導波路
(2)外の空間的に離れた光検知器四で行われる構成で
あるた゛め、光検知器(至)の3軸調整が必要で、又、
光ヘッドが小型化できないという欠点を有していた。
この発明はかかる問題点を解藻する九めになされたもの
であシ、焦点誤差検出のための検知器の光軸調整を容易
とし、光ヘッドの小型化、薄型化を図9、光導波路を用
い九光ヘッドに適する新規な焦点誤差検出装置を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る焦点誤差検出装置は、情報面からの反射
光を受光し、薄膜光導波路に再び入射させるための少く
とも2つの回折、格子を薄膜光導波路上もしくは薄膜光
導波路内もしく鉱薄膜光等波路と基板の境界面に備え、
焦点誤差検出および主信号検知用の光検知器を薄膜光導
波路上もしくは薄膜光導波路端面に設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、光検知器が薄膜光導波路内もしく
は薄膜光導波路端面に設けられるため、光ヘッドの薄型
化、小型化が実現でき、又、光検知器、回折格子などが
同一基板上に形成できるため光検知器の光軸調整が容易
となる。
〔実施例〕
第1図(a) 、 (b)はこの発明の一実施例を示す
構成図で、(1)〜(7)、(2)は上記従来装置と同
一のものである。(101)は情報記録面(9)上の情
報ピット、a印は情報記録面(9)からの反射光、(1
4+は反射光a譜の一部を再び導波光−)に変換し、2
分割光検知器α6)の1つの受光素子(ロ)に導く受光
用の回折格子、μs)は反射光QBIの残シを導波光(
至)に変換し、2分割光検知器(至)のもう一方の受光
菓子−に導く受光用の回折格子である。ただし回折格子
に)は情報記録面(9)が集光点(6)より下方にある
時、反射光αlの導波光(至)への変換効率が最高とな
るように、又、回折格子(至))は、回折格子に)とは
逆に、情報記録面(9)が集光点(6)より上方にある
時、反射光u鴫の導波光(至)への変換効率が最高とな
るように設計されている。
従って第1図(b)に示すように差動増巾器−を用い、
受光素子(2)と(イ)の出力の差出力を得ることによ
り、焦点誤差信号Xfを取り出すことが可能となる。
また、薄膜光導波路(2)上に設けられた切り込み@幻
は、回折格子(6)によって収束球面波(9)に変換さ
れなかった導波光が受光側の薄膜光導波路に侵入するこ
とを防ぐために設けたものである。
次に、受光用の回折格子に)、(至)の形状について第
2図、第5図を用い詳しく説明を行う0第2図は焦点ず
れかない場合の光束の状態を示すもので、図において回
折格子(6)により薄膜光導波路(2)から取シ出され
た収束球面波(2)は集光点(6)に収束後、情報記録
面(9)により反射され発散球面波αlとなる0ここで
、収束球面波(9)の主光線−と薄膜光導波路(2)に
立てた法線のなす角を炉、薄膜光導波路(2)と情報記
録面(9)の間隔をfcO3ψとし、薄膜光導波路(2
)と情報記録面(9)が平行であって、この主光IN−
が情報記録面(9)で反射後薄膜光導波路(2)に再び
入射する点−を座標の原点に選ぶとすると、系光点(6
)の座標はP(Ow −fsinv、 fcosp)と
表わされ、発散球面波a鐘の薄膜光導波路(2)上での
位相Φ、は、λ:光源の空気中での波長 で与えられる。
これに対し、焦点ずれがある場合の光束の状態を第5図
(、)に示す。図に示すように、情報記録面(9)が焦
点(6)から上方にj□(〉0)離れた位置にある場合
、情報記録rjH<o>からの反射光束(至)は点y(
0* −fsinf 、 tcmv + 2Δ、)から
発散する球面波で表すことができる。従って、この反射
光束−の薄膜光導波路(2)上の位相の、′は 働・・(2) で与えられ、結合し九い導波光(至)の位相をΦ、(−
、y)とすれば、 ΔΦ=Φ、′−Φ、 = 2 m t+定数  (m:
整数)・・e(3) を満たす曲線群が回折格子(ト)の2次元形状を与える
ことになる。
この回折格子(ト)は点yを中心とする発散球面波(7
)が入射する時導波光(至)を最も強く励起する(なお
、回折格子を用いた空間を伝搬する光を導波光に変換す
る素子について鉱、例えば、西原、小山著「光波電子工
学J、PP248〜249(コロナ社)作を以下に説明
する。情報記録面(9)が系光点(6)よシ上方にΔ□
離れた位置にるる状態を第5図0に示した。このとき、
情報記録面(9)からの反射光−は回折格子(ト)によ
って最高効率で導波光(至)に変換される。しかし、回
折格子(2)扛情報記録面(9)が集光点(6)より下
方にΔ、離れた位置にある時、反射光を最も効率よく導
波光(ロ)に変換するように設計されているため、第5
図(&)の状態では導波光(ロ)の励起は弱い。
従って、第4図(IL)に示すように、2分割光検知器
α6)の受光素子−に入力する光量が増大する。
次に、集光点(6)が情報記録面(9)上にある時には
反射光−の導波光(ロ)および(至)への結合線ともに
不完全であるが、そのずれは同程度である。
従って、g4図(b)に示すように、導波光(2))、
fiがはは同じ強さで励起され、2分割光検知器−の両
受光素子(2)、IJBに入射する光量はほぼ等しくな
るO 更に、情報記録面(9)が基板(83に接近し、情報記
録面(9)が集光点(6)の下方l□離れた位置にある
時には、反射光−によって等波光(ロ)が最も強く励起
され、受光素子O1lに入射する光量が最大となる(第
4図(C))。
第5図(a)、(11)は焦点ずれΔfに対する2分割
光検知器(至)のそれぞれの受光素子(2)、−の出力
を示している。これら2出力の差動をとることによシ、
#;6図に示すような焦点誤差信号E、を得ることがで
きる。
なお、上記実施例では情報記録面(9)が情報記録媒体
(7)の表面に存在する場合を示したが、第7図に示し
たように透明保護層四が情報記録面(9)を覆っている
場合でも同様の焦点誤差検出装置を構成できるのは明ら
かである。
又、上記実施例では薄膜光導波路端面に2分割光検知器
を設けていたが、第8図に示すように、薄膜光導波路内
に光検知器を設けても良い。光検知器を導波路と一体化
するためには、基板材料としては81又はGaAl1な
どの半導体材料が適尚であり、第8図には、n−8i基
板を用い、光検知器としてPi−Nフォトダイオードが
集積化した例が示されている。図において、(5)はn
−8i基板、儀)は810、層、(2))は薄膜光導波
路、(2))、■)はPiN 7オトダイオード、13
2)Vii層、−はP層、開、婦J、冑は電極である。
このような導波路に設けられた光検知器についてはり、
 Oatrowskyらによって電工ntsgrate
d 0ptiaal Photodetector  
I Appl。
Phya、 Lett、、 29. P、 463 (
1975)などで報告されている通シでおる。
更に、上記実施例では薄膜光導波路端面に半導体レーザ
(1)がおかれているが、半導体レーザ自身のもつ光導
波路内にも直接このような回折格子、光検知器の集積化
が考えられる。
以上、要するに、この発明においては、情報面からの反
射光を受光し、薄膜光導波路に再び入射させるための少
くとも2つの回折格子を薄膜光導波路上もしくは薄膜光
導波路内もしく鉱薄膜光導波路と基板の境界面に備え、
焦点誤差検出および主信号検知用の光検知器を薄膜光導
波路上もしくは薄膜光導波路端面に設ければ良く各実施
例が考えられる。
〔発明の効果〕
以−上のように、この発明によれば、集光用の(ロ)折
格子により集光された光の集光点よ多情報記録面が上方
におるとき1方の受光用の回折格子による導波光への変
換効率が最高となるようにし、逆に前記集光点より前記
情報記録面が下方にあるとき、もう1方の受光用の回折
格子による導波光への変換効率が最高となるようにして
光ヘッドの小型化、薄型化が実現でき、又、光検知器の
光軸調整を容易にするという効果がある。   □
【図面の簡単な説明】
第1図(、) 、 (1))はこの発明の一実施例を示
す概略構成図、第2図と第5図(、) 、 (b)は受
光用の回折格子の形状を説明するための説明図、第4図
0 、 (1))。 (C)は焦点誤差検出動作を説明するための説明図、第
5図(、) 、 (b)と第6図はその焦点誤差検出特
性図、第7図と第8図(a)、(1))はそれぞれこの
発明の他の実施例を示す概略構成図、M9図(、)、(
b)は従来の先導波路を用いた光ヘッドの光学系を示す
構成図でおる。 (1)は発光源、(2)は薄膜光導波路、(6)は回折
格子、(9)は情報記録面、に)、(13)は回折格子
、(16)は光検知器0 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す0

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発光源からの出射光を導波する薄膜光導波路、上
    記薄膜光導波路中の光を空間中に取出し情報記録面上に
    集光させるために前記薄膜光導波路上に設けられた集光
    用の回折格子、情報記録面からの反射光を再び薄膜光導
    波路に導波するために薄膜光導波路上に設けられた少く
    とも2個の受光用の回折格子、導波光を電気信号に変換
    するための光検知器を備えた光ディスクヘッドの焦点誤
    差検出装置において、集光用の回折格子により集光され
    た光の集光点より情報記録面が上方にあるとき1方の受
    光用の回折格子による導波光への変換効率が最高となる
    ようにし、逆に前記集光点より前記情報記録面が下方に
    あるときもう1方の受光用の回折格子による導波光への
    変換効率が最高となるようにし、上記導波光を受光する
    少なくとも2個の光検知用受光素子から焦点誤差信号を
    得ることを特徴とする光ディスクヘッドの焦点誤差検出
    装置。
  2. (2)前記受光素子を薄膜光導波路端面に取り付けたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ディスク
    ヘッドの焦点誤差検出装置。
  3. (3)前記受光素子を薄膜光導波路内に集積したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の光
    ディスクヘッドの焦点誤差検出装置。
  4. (4)発光源を薄膜光導波路端面に取り付けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか
    に記載の光ディスクヘッドの焦点誤差検出装置。
  5. (5)発光源と薄膜光導波路、回折格子、及び光検知用
    受光素子を一体化したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項ないし第4項のいずれかに記載の光ディスクヘッ
    ドの焦点誤差検出装置。
JP59216751A 1984-10-16 1984-10-16 光デイスクヘツドの焦点誤差検出装置 Expired - Lifetime JP2590804B2 (ja)

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DE19853536497 DE3536497A1 (de) 1984-10-16 1985-10-12 Vorrichtung zur erfassung von fokussierungsfehlern in einer kopfanordnung fuer optische scheiben
US06/787,782 US4672187A (en) 1984-10-16 1985-10-15 Focusing error detecting device in head assembly for optical disc

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159586A (en) * 1985-05-24 1992-10-27 Omron Tateisi Electronics Co. Device for processing optical data

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6161246A (ja) * 1984-09-03 1986-03-29 Omron Tateisi Electronics Co 光情報処理装置

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