JPS6251045A - 光学的情報読取装置 - Google Patents
光学的情報読取装置Info
- Publication number
- JPS6251045A JPS6251045A JP60189542A JP18954285A JPS6251045A JP S6251045 A JPS6251045 A JP S6251045A JP 60189542 A JP60189542 A JP 60189542A JP 18954285 A JP18954285 A JP 18954285A JP S6251045 A JPS6251045 A JP S6251045A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- waveguide layer
- optical waveguide
- light
- sets
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- Pending
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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- Optical Head (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光導波路層を用いた光学的情報読取装置に係
シ、特に、該光学的情報読取装置の焦点位置誤差信号検
出に好適な光学系に関する。
シ、特に、該光学的情報読取装置の焦点位置誤差信号検
出に好適な光学系に関する。
光学的情報読取装置の小型化、簡略化の例として、例え
ば信学技報VoL84. No、259. pp 97
−104 に記載のように、光導波路層と不等間隔曲線
回折格子を用い、光導波路層を伝搬する光波を、不等間
隔曲線回折格子によって光導波路層外部の光学的情報記
録媒体(以下、光ディスクと記す。)上の一点に集光す
る構成が発表さnている。このような構成の光学的情報
読取装置は、数mm角の基板上K、すべての光学系を集
積化できるので、装置の飛躍的小型化、軽量化に大変有
利である〇一方、このような光導波路層と回折格子を用
いた光学的情報読取装置においても、従来の装置と同様
に、光スポットの位置制御をおこなう友めに各位置誤差
信号を検出する必要がある。
ば信学技報VoL84. No、259. pp 97
−104 に記載のように、光導波路層と不等間隔曲線
回折格子を用い、光導波路層を伝搬する光波を、不等間
隔曲線回折格子によって光導波路層外部の光学的情報記
録媒体(以下、光ディスクと記す。)上の一点に集光す
る構成が発表さnている。このような構成の光学的情報
読取装置は、数mm角の基板上K、すべての光学系を集
積化できるので、装置の飛躍的小型化、軽量化に大変有
利である〇一方、このような光導波路層と回折格子を用
いた光学的情報読取装置においても、従来の装置と同様
に、光スポットの位置制御をおこなう友めに各位置誤差
信号を検出する必要がある。
しかし、特に光ディスクに対する光スポットの焦点位置
誤差信号(以下フォーカス誤差信号と記す。)検出に関
して、前記のよりな光導波路と回折格子を用いた光学的
情報読取装置に適し比検出方式は、従来考案さnていな
かっ九。
誤差信号(以下フォーカス誤差信号と記す。)検出に関
して、前記のよりな光導波路と回折格子を用いた光学的
情報読取装置に適し比検出方式は、従来考案さnていな
かっ九。
本発明の目的は、光導波路層と不等間隔曲線回折格子か
らなる光学的情報読取装置のフォーカス誤差信号検出に
好適な光学系を提供することにある。
らなる光学的情報読取装置のフォーカス誤差信号検出に
好適な光学系を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明においては、光学
的情報読取装置として光導波路層と不等間隔曲線回折格
子からなる集光光学系と検出光学系で構成さjLJ光学
系を少なくとも3組設け、各光学系の集光スポットの光
ディスク面法線方向の位置を互いに若干ずらせて光ディ
スクに入射させる。そして、光ディスクを反射し、各光
学系の検出光学系側の光導波路層を伝播する反射光ビー
ムの光量をそnぞn独立して光検出器で検出して、得ら
n*、各信号の差信号をとることによって光学的情報読
取装置の光ディスクに対するフォーカス誤差信号の検出
を実現する。
的情報読取装置として光導波路層と不等間隔曲線回折格
子からなる集光光学系と検出光学系で構成さjLJ光学
系を少なくとも3組設け、各光学系の集光スポットの光
ディスク面法線方向の位置を互いに若干ずらせて光ディ
スクに入射させる。そして、光ディスクを反射し、各光
学系の検出光学系側の光導波路層を伝播する反射光ビー
ムの光量をそnぞn独立して光検出器で検出して、得ら
n*、各信号の差信号をとることによって光学的情報読
取装置の光ディスクに対するフォーカス誤差信号の検出
を実現する。
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図により説
明する。
明する。
第1図は1本発明の一実施例の平面図、第2図はその正
面図を示したものである。誘電体基板40上には、光導
波路層10および20が形成さnている。光導波路層1
0の一方の端面には、半導体レーザ光源1a、1b、1
cが取シつけらnており、光導波路層20の端面には、
光検出器11a、11b。
面図を示したものである。誘電体基板40上には、光導
波路層10および20が形成さnている。光導波路層1
0の一方の端面には、半導体レーザ光源1a、1b、1
cが取シつけらnており、光導波路層20の端面には、
光検出器11a、11b。
11cが取ジつけらnている。半導体レーザ光源1a、
Ib、1cから発生した光波は、光導波路層10内を伝
播し、光導波路層10内に設けられた薄膜レンズ2a、
2b、20によって平行光となって、薄膜プリズム5a
、 3ct−経て、不等間隔曲線回折格子4a、4b
、4cに達する。
Ib、1cから発生した光波は、光導波路層10内を伝
播し、光導波路層10内に設けられた薄膜レンズ2a、
2b、20によって平行光となって、薄膜プリズム5a
、 3ct−経て、不等間隔曲線回折格子4a、4b
、4cに達する。
本発明で用いる不等間隔曲線回折格子4a、4b。
4cは、 一般K(フォーカシング・グレーティング・
カプラFocusing Grating Coup’
ler以下FGCと記す。)と呼ばnるもので、光導波
路層中を伝播する光波全光導波路層外に射出させ、光導
波路層外の定めらnた一点に光を収束させる機能と、光
導波路層外の一点から射出し次光ビームを光導波路層内
に導く機能を持つ。
カプラFocusing Grating Coup’
ler以下FGCと記す。)と呼ばnるもので、光導波
路層中を伝播する光波全光導波路層外に射出させ、光導
波路層外の定めらnた一点に光を収束させる機能と、光
導波路層外の一点から射出し次光ビームを光導波路層内
に導く機能を持つ。
今、光導波路層内を伝播している光波を出射角θでF’
GCの中心から距離fだけ離lrした光導波路層外の一
点に収束させるためには、FGCの形状は、次式を満た
す必要がある。
GCの中心から距離fだけ離lrした光導波路層外の一
点に収束させるためには、FGCの形状は、次式を満た
す必要がある。
Ny+ x2+(y−fsinθ)”+(fcosの
1=mλ+f ・(1)ただし、上式において、 (1)式を用いて作製したFGC,4a、4b、4cK
よって、光導波路層10を伝播してきた光波はFGC4
a、4b、4c上方の元ディスク30上およびその近傍
に光スボッ)50a、50b、50cを形成する。この
時、光スボッ)50a、50b50cは、光ディスクの
面法線に沿って互いに10μm〜数10μm程度ずつ離
nており、光スポット50aと500の中点に光スポッ
ト50bが存在する状態になっている〇 一方、光導波路層20上には、光スポット50a、50
b、50cについて、FGC4a、4’b。
1=mλ+f ・(1)ただし、上式において、 (1)式を用いて作製したFGC,4a、4b、4cK
よって、光導波路層10を伝播してきた光波はFGC4
a、4b、4c上方の元ディスク30上およびその近傍
に光スボッ)50a、50b、50cを形成する。この
時、光スボッ)50a、50b50cは、光ディスクの
面法線に沿って互いに10μm〜数10μm程度ずつ離
nており、光スポット50aと500の中点に光スポッ
ト50bが存在する状態になっている〇 一方、光導波路層20上には、光スポット50a、50
b、50cについて、FGC4a、4’b。
4cと対称な位置にそn4enF G C4a、 4
b 。
b 。
4Cと同様の形状をもつFGC14a、14b、14c
が設けられており、F’GC4aから出射し次光ビーム
の光ディスク60からの反射光をTGC14aで光導波
路層20内に導き同様KFGC4b。
が設けられており、F’GC4aから出射し次光ビーム
の光ディスク60からの反射光をTGC14aで光導波
路層20内に導き同様KFGC4b。
4Cから出射した元ビームをそnぞflF’Gc14b
、14cで光導波路層20内に導く。光導波路層20内
を伝播する反射光波は、薄膜プリズム13a、15c、
薄膜レンズ12a、 12b、 12a を経、 て
そn−t’rt独立して光検出器11a、11b、11
cK入射する。
、14cで光導波路層20内に導く。光導波路層20内
を伝播する反射光波は、薄膜プリズム13a、15c、
薄膜レンズ12a、 12b、 12a を経、 て
そn−t’rt独立して光検出器11a、11b、11
cK入射する。
ここで(1)式にしたがって形成さnたFGCl 4a
、14b、14cは、f、θで決まる位置から出射する
光と一ムに対しては、効率よく光導波路1内圧導くこと
ができるが光ビームの出射点の位置が数μm程度ずnて
もその入力結合効率は、著しく低化する。し友がって、
本実施例のように、集光光学系のFGC4・a、4b、
4cと検出光学系のFGC14a、14b、14cが各
々同様の形状をしている場合は、第2図(参考文献信学
技報v01゜84 No、259 pp、97−10
4)K示すように1各光スポツトの位置(δ=0μm)
t−ピークに光ディスク30の面法線方向の変位にし九
がい、光ディスク50で反射しFGC14a、14b、
14cKよって光導波路層20内を伝播して、各光検出
器に達する光量が減少する。
、14b、14cは、f、θで決まる位置から出射する
光と一ムに対しては、効率よく光導波路1内圧導くこと
ができるが光ビームの出射点の位置が数μm程度ずnて
もその入力結合効率は、著しく低化する。し友がって、
本実施例のように、集光光学系のFGC4・a、4b、
4cと検出光学系のFGC14a、14b、14cが各
々同様の形状をしている場合は、第2図(参考文献信学
技報v01゜84 No、259 pp、97−10
4)K示すように1各光スポツトの位置(δ=0μm)
t−ピークに光ディスク30の面法線方向の変位にし九
がい、光ディスク50で反射しFGC14a、14b、
14cKよって光導波路層20内を伝播して、各光検出
器に達する光量が減少する。
本実施例では、光スポット50a、Sob、50cが光
デイスク面法線方向に沿って、順に10μm程度ずつず
nているので、第4図(A)にしめすように、光検出器
11a、11cの出力a、cは、光検出器11′bと同
様の変化をしめすが、そのピークの位置が対称にシフト
する。したがって、第4図(ト))にしめすように出力
a、cの差(a−a)をとnは、光スポット50bよに
光ディスク30の記録面がある場合にゼロとなり、ディ
スクの変位方向にしたがって、正負の値をとるようなフ
ォーカス誤差信号が得らnる。また、元ディスク50に
記録さn次情報信号は、光検出器11bの出力によって
再生することができる。
デイスク面法線方向に沿って、順に10μm程度ずつず
nているので、第4図(A)にしめすように、光検出器
11a、11cの出力a、cは、光検出器11′bと同
様の変化をしめすが、そのピークの位置が対称にシフト
する。したがって、第4図(ト))にしめすように出力
a、cの差(a−a)をとnは、光スポット50bよに
光ディスク30の記録面がある場合にゼロとなり、ディ
スクの変位方向にしたがって、正負の値をとるようなフ
ォーカス誤差信号が得らnる。また、元ディスク50に
記録さn次情報信号は、光検出器11bの出力によって
再生することができる。
第5図および第6図は、そnぞn本発明の他の実施例を
示し念ものである0本実施例では、1i″GC41)を
(1)式によって、光波が垂直に立ち上がる(θ=0°
)ように作製し、反射光を再びFGC4bで光導波路層
10内に導くことによって、°半導体レーザ1bから発
生した光波に関して、集光光学系と検出光学系を、兼用
し、FGC141)を省略できる。
示し念ものである0本実施例では、1i″GC41)を
(1)式によって、光波が垂直に立ち上がる(θ=0°
)ように作製し、反射光を再びFGC4bで光導波路層
10内に導くことによって、°半導体レーザ1bから発
生した光波に関して、集光光学系と検出光学系を、兼用
し、FGC141)を省略できる。
なお、第5図の実施例では、光スポット50bの反射光
波は光導波路層10内で入射光波と同一の光路を戻シ、
光路中に設けられた薄膜ビームスプリッタ60および薄
膜ミラー61aで反射さn、薄膜レンズ12b’i経て
、半導体レーザ光源1a。
波は光導波路層10内で入射光波と同一の光路を戻シ、
光路中に設けられた薄膜ビームスプリッタ60および薄
膜ミラー61aで反射さn、薄膜レンズ12b’i経て
、半導体レーザ光源1a。
1b、1cが取9つけらnている光導波路層10の端面
と同一の端面に取りつけらnた光検出器11bに入射す
る。
と同一の端面に取りつけらnた光検出器11bに入射す
る。
また、第6図の実施例では、光スボツ)50tの反射光
は、光導波路層10内に導びかnたあと、入射光波と同
一の光路を戻って、半導体レーザ1bに入射する。し九
がって、情報信号の再生は、すでに公知の5coop効
果を用いて、半導体レーザ光源111)背面から出射す
る光ビームの光量変化あるいは、半導体レーザ光源11
t)の端子間電圧の変化から検出できる。
は、光導波路層10内に導びかnたあと、入射光波と同
一の光路を戻って、半導体レーザ1bに入射する。し九
がって、情報信号の再生は、すでに公知の5coop効
果を用いて、半導体レーザ光源111)背面から出射す
る光ビームの光量変化あるいは、半導体レーザ光源11
t)の端子間電圧の変化から検出できる。
第7図は、本発明の他の一実施例をしめし次ものである
。半導体レーザ光源1bから発生し次光波は、λ開口の
薄膜レンズ2dにより光導波路層内で幅広の光波となシ
、FGC4a、4b、4cに同時に入射し、第1図の実
施例と同様光スポット50a、50b、50cを形成す
る。シ九がって本実施例では、半導体レーザ光源1b、
1c薄膜レンズ2b、2cを省略できる。
。半導体レーザ光源1bから発生し次光波は、λ開口の
薄膜レンズ2dにより光導波路層内で幅広の光波となシ
、FGC4a、4b、4cに同時に入射し、第1図の実
施例と同様光スポット50a、50b、50cを形成す
る。シ九がって本実施例では、半導体レーザ光源1b、
1c薄膜レンズ2b、2cを省略できる。
なお、本実施例では、第6図の実施例と同様FGC41
)によって形成される光スポットso’bの光ディスク
50からの反射光だけが、FGC4bによって再度光導
波路層10を伝播し、半導体レーザ光源1bに戻る構成
になっているが、第1図、第5図の実施例同様光検出器
11’bを別に設は友構成も可能である。
)によって形成される光スポットso’bの光ディスク
50からの反射光だけが、FGC4bによって再度光導
波路層10を伝播し、半導体レーザ光源1bに戻る構成
になっているが、第1図、第5図の実施例同様光検出器
11’bを別に設は友構成も可能である。
なお、以上の実施例において、光スポット50bの光デ
ィスク30の半径方向の位置ずn誤差信号(トラッキン
グ誤差信号)は、光検出器111)を先導波路層をはさ
む面に垂直な方向の分割線をもつ2分割光検出器とし、
2領域の出力の差から1ツシエプル法で検出することが
できる。
ィスク30の半径方向の位置ずn誤差信号(トラッキン
グ誤差信号)は、光検出器111)を先導波路層をはさ
む面に垂直な方向の分割線をもつ2分割光検出器とし、
2領域の出力の差から1ツシエプル法で検出することが
できる。
本発明によnは、光導波路層とFGCKよる光学的情報
読取装置のフォーカス誤差信号検出を容易におこなうこ
とができるので、超小型光学的情報読取装置の実用化に
大きな効果かある。
読取装置のフォーカス誤差信号検出を容易におこなうこ
とができるので、超小型光学的情報読取装置の実用化に
大きな効果かある。
第1図は、本発明の一実施例を示す平面図、第2図は、
第1図の正面図、第6図はFGCの特性を示す模式図、
第4図は、本発明における焦点位 、置誤差信号の検出
原理を示す模式図、第5図、第6図、第7図は、そnぞ
n本発明の他の実施例を示す平面図、である。 1 a、 1 b、 1 c=半導体レーザ、 2a
、2’b。 2c、 12a、 12b、、 ’+ 2c・・・薄
膜レンズ、3a。 5c、 15a、 15c =・薄膜プリズム、4
a、 4b。
第1図の正面図、第6図はFGCの特性を示す模式図、
第4図は、本発明における焦点位 、置誤差信号の検出
原理を示す模式図、第5図、第6図、第7図は、そnぞ
n本発明の他の実施例を示す平面図、である。 1 a、 1 b、 1 c=半導体レーザ、 2a
、2’b。 2c、 12a、 12b、、 ’+ 2c・・・薄
膜レンズ、3a。 5c、 15a、 15c =・薄膜プリズム、4
a、 4b。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)半導体レーザ光源と、誘電体基板表面に形成された
第1の光導波路層と、該第1の光導波路層上に設けられ
前記半導体レーザ光源から発生して、前記第1の光導波
路層中を伝播する光ビームを前記第1の光導波路層外部
の光学的情報記録媒体上またはその近傍に光スポットを
形成させる第1の不等間隔曲線回折格子と、からなる集
光光学系、および 前記第1の光導波路層と同じ構成をもつ第2の光導波路
層と、該第2の光導波路層上に設けられ、前記光学的情
報記録媒体からの反射光ビームを前記第2の光導波路層
に導く第2の不等間隔曲線回折格子と、前記第2の光導
波路層中に設けられた光検出器と、からなる検出光学系
、 により構成される光学系を少なくとも3組備え、前記各
光学系が、形成する光スポットの位置を互いに異ならせ
、かつ前記各光学系の各光検出光学系からの出力信号の
うち、前記各光スポット間の距離が互いにもっとも離れ
た2組を選び、該2組の前記集光光学系に対応する前記
検出光学系からの出力信号の差信号をとることにより、
前記光学的情報記録媒体に対する前記光スポットの焦点
位置誤差信号を検出することを特徴とした光学的情報読
取装置。 2)前記少なくとも3組の光学系のうち、1組の光学系
の前記第1および第2の光導波路層は同一の光導波路層
であり、かつ前記第1および第2の不等間隔曲線回折格
子は同一の不等間隔曲線回折格子であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の光学的情報読取装置。 3)前記少なくとも3組の光学系のうち少なくとも2組
の光学系の前記光源は、一個の半導体レーザ光源で兼用
されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
学的情報読取装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60189542A JPS6251045A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 光学的情報読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60189542A JPS6251045A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 光学的情報読取装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6251045A true JPS6251045A (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=16243052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60189542A Pending JPS6251045A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 光学的情報読取装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6251045A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63261544A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光記録媒体用ピツクアツプ |
JPH01238939A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録装置 |
US4945525A (en) * | 1987-09-04 | 1990-07-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information processing apparatus |
JPH04157635A (ja) * | 1990-10-22 | 1992-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ヘッドおよび光ディスク装置 |
JPH04362537A (ja) * | 1991-06-07 | 1992-12-15 | Rohm Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
US7099261B2 (en) | 2000-07-14 | 2006-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting device and optical integrated device |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60189542A patent/JPS6251045A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63261544A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光記録媒体用ピツクアツプ |
JPH0834011B2 (ja) * | 1987-04-20 | 1996-03-29 | 富士写真フイルム株式会社 | 光記録媒体用ピツクアツプ |
US4945525A (en) * | 1987-09-04 | 1990-07-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information processing apparatus |
JPH01238939A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録装置 |
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JPH04362537A (ja) * | 1991-06-07 | 1992-12-15 | Rohm Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
US7099261B2 (en) | 2000-07-14 | 2006-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting device and optical integrated device |
US7480229B2 (en) | 2000-07-14 | 2009-01-20 | Panasonic Corporation | Light-emitting device and optical integrated device |
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