JPS63115130A - 光学装置 - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ０発明の概要 Ｃ１従来技術［第４図］ Ｄ１発明が解決しようとする間屈点 Ｅ０問題点を解決するための手段 Ｆ０作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第３図］ Ｈ６発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は光学装置、特に光線の光軸の位置又は焦点の位
置を機械的な可動部分を設けることなく制御することが
できるようにした光学装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、光学装置において、 光線の光軸の位置又は焦点の位置を機械的な可動部分を
設けることなく制御することができるようにするため、 透明誘電体に屈折率制御電極を形成し、上記屈折率制御
電極に屈折率制御電圧を印加して誘電体の屈折率を屈折
率制御電圧により制御するようにしたものである。

（Ｃ，従来技術）［第４図］ 第４図は光学式ビデオディスクプレイヤー、光学式オー
イオディスクプレイヤー等に用いられる光ピツクアップ
の従来例の一つを示す構成図である。同図において、ａ
は例えば半導体レーザからなる光源、ｂはハーフミラ−
１Ｃはレンズであり、光源ａから出力されたレーザビー
ムはハーフミラ−ｂを透過しレンズＣによって図示しな
い光学式記録媒体表面上に集束される。該レンズＣは二
軸デバイスと称される駆動装置ｄによって光軸方向及び
それと直角のトラッキング方向に移動せしめられる。ｅ
はシリンドリカルレンズで、上記記録媒体表面で反射さ
れレンズＣを通りハーフミラ−ｂまで戻ってそこで反射
されたレーザビームをシリンドリカルレンズ自身の長さ
方向と直角方向にのみ集束する。ｆは４個の受光素子（
ＰＩＮフォトダイオード）を近接して配置してなる光検
出器で、シリンドリカルレンズｅを通過した光を受光す
るようにされている。そして、４個の受光素子の出力を
適宜処理することにより光学式記録媒体に記録された映
像、音声等の記録信号、フォーカスエラー信号、トラッ
キングエラー信号を抽出することができる。ｇはフォー
カスエラー信号及トラッキングエラー信号を検出する検
出回路で、この出力が駆動回路りに入力され、該駆動回
路りの出力により上記駆動装置ｄが駆動される。具体的
にはフォーカスエラーが生じるとレンズＣを光軸方向に
沿ってフォーカスエラーがなくなるように移動し、トラ
ッキングエラーが生じるとレンズＣを光軸方向と直角な
トラッキング方向にトラッキングエラーがなくなるよう
に移動することによりフォーカシング及びトラッキング
か行われるようになっている。ｉは駆動装置ｄを構成す
るところのレンズＣを動かすコイル、ｊは磁界をつくる
永久磁石である。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、第４
図に示すような従来の光ピツクアップは、ボイスコイル
等のコイルｉに電流を流し、電磁力によりレンズＣを動
かすことによりフォーカシング、トラッキングを行うよ
うにされているので、集積化が難しい。即ち、レンズＣ
が光軸方向及びそれと直角方向にある範囲内で動き得な
ければならない。従って、レンズＣがトラッキング、フ
ォーカシングのために動くに最小限必要な広さの空間が
先ず必要である。しかも、レンズＣを動かすために静磁
界をつくる永久磁石ｊとその静磁界内にて移動してレン
ズＣを動かすコイルｉが必要なので駆動装置が大型化し
てしまう。

従って、光ピツクアップの小型化の要語に充分に応える
ことか難しい。

また、レンズＣ及びそれと−緒に動くコイルｉ等はある
重量を有するので当然慣性を持つ。従って、フォーカス
エラー信号、トラッキングエラー信号に応じてレンズＣ
がエラーを直ちにになくすべく迅速に動くというサーボ
系における追従特性を向−ヒさせることに限界がある。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、光線の光軸の位置又は焦点の位置を機械的な可動
部分を設けることなく制御することができるようにする
ことを目的とするものである。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明光学装置は上記問題点を解決するため、透明誘電
体に屈折率制御電極を形成し、上記屈折率制御電極に屈
折率制御電圧を印加して誘電体の屈折率を屈折率制御電
圧により制御するようにしたことを特徴とするものであ
る。

（Ｆ、作用） 本発明光学装置によれば、屈折率制御電極に加える屈折
率制御電圧を変化させて誘電体の屈折率を変えることが
できるので可動部分がなくても誘電体の内部を通る光線
の光軸の位置を屈折率制御電圧を変えて平行移動させた
り、あるいは焦点位置を移動させたりすることができる
。

（Ｇ、　′Ｊ、施例）　［第１図乃至第３図１以下、本
発明光学装置を図示実施例に従フて詳細に説明する。

第１図は本発明の一つの実施例を示す斜視図である。図
面において、１は半導体レーザからなる光源、２は光源
１から出射されたレーザビームＬＢが通る位置に配置さ
れたハーフミラ−１３はトラッキング用誘電体で、細長
の直方体状に形成され、その上下両面に屈折率制御電極
４．４が形成されており、上記レーザビームＬＢの通る
位置に設けられている。そして、トラッキング用誘電体
３の向きは上側から見てそのレーザビームＬＢが入る面
及び出る面が光軸方向に対して４５°の角度を成すよう
にされている。

５はフォーカス用誘電体で、細長の直方体状に形成され
、その上下両面に屈折率制御電極６．６が形成されてお
り、上記レーザビームＬＢの通る位置に入射面に対して
レーザビームＬＢが垂直になるような向きに配置されて
いる。７はフォーカス用誘電体を通ったレーザビームＬ
Ｂを集束する集束レンズで、該集束レンズ７によって光
学式記録媒体であるディスク８表面上にレーザビームＬ
Ｂを集束する。

９はシリンドリカルレンズで、ディスク８で反射され、
集束レンズ７、フォーカス用誘電体５、トラッキング用
誘電体３を通ってハーフミラ−２まで戻り該ハーフミラ
−２にて反射された戻り光が通る位置に設けられている
。１０はシリンドリカルレンズ９によって横方向に集束
されたレーザビームを受光する光検出器で、互いに近接
して配置された４個のＰＩＮフォトダイオードａ、ｂ、
ｃ、ｄかうなる。

１１は４個のＰＩＮフォートダイオードａ、ｂ、ｃ％ｄ
の４つの出力からフォーカスエラー信号、トラッキング
エラー信号を検出するエラー検出回路、１２は該エラー
検出回路１１の出力に基づいてトラッキング用の屈折率
制御電圧をトラッキング用誘電体３の屈折率制御電極４
，４に送出し、フォーカス用の屈折率制御電圧をフォー
カス用誘電体５の屈折率制御電極６．６に送出する電圧
制御回路である。そして、トラッキング用誘電体３は屈
折率制御電極４．４間に受けるトラッキング用の屈折率
制御電圧によって屈折率が変化せしめられてレーザビー
ムＬＢの光軸の位置を変化させ、フォーカス用誘電体５
は屈折率制御電極６．６間に受けるフォーカス用の屈折
率制御電圧によって屈折率が変化せしめられてレーザビ
ームＬＢの焦点位置を変化させる。そして、その先軸の
位置及び焦点位置の変化はトラッキングエラー、フォー
カスエラーがなくなる方向に行われるようになっている
。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は誘電体の屈折率の変化によって
レーザビームＬＢの光軸、焦点が変化する原理を説明す
る平面図である。先ず、同図（Ａ）に従ってレーザビー
ムＬＢの光軸が変化する原理を説明する。レーザビーム
ＬＢの光軸に対して直方体形状の誘電体３を斜めに置く
と、誘電体３の屈折率の変化に伴ってレーザビームＬＢ
の光軸が平行移動せしめられるようになる。即ち、屈折
率が０だとレーザビームＬＢの光軸は誘電体３によって
影響を受けることはなく実線に示すように直進するが、
屈折率が０よりも大きくなると破線、１点鎖線に示すよ
うに屈折によってレーザビームＬＢの光軸が矢印方向に
平行移動し、屈折率の値が大きくなるほどその平行移動
量が大きくなる。そして、誘電体３の屈折率は誘電体３
の上下両面に設けた電極［第２図（Ａ）には現れない］
に印加する屈折率制御電圧によって変化させることがで
きる。従って、その屈折率制御電圧により誘電体３の屈
折率を変えることによフてレーザビームＬＢの光軸を移
動することによりトラッキングを行うことができる。

次に、第２図（Ｂ）に従ってレーザビームＬＢの焦点が
変化する原理を説明する。光源１とレンズ７との間に光
軸に対して垂直の向きに誘電体５を置くと、′その誘電
体５の屈折率を変えることによりレーザビームＬＢの焦
点を例えばａ、ｂ、ｃと変えることができる。そして、
誘電体５の屈折率はその上下両面に設けた電極［第２図
（Ｂ）には現わない。コに印加する屈折率制御電圧によ
って変化させることができるので、その屈折率制御電圧
によってフォーカシングを行うことができるのである。

第１図に示す光学装置によれば、レンズ７等を全く動か
すことなく、即ち、可動部分を設けることなく単にトラ
ッキング用誘電体３、フォーカス用誘電体５に印加する
トラッキング用の屈折率制御電圧、フォーカス用の屈折
率制御電圧を制御することによりトラッキング、フォー
カシングを行うことができる。従って、レンズ７を駆動
するコイル、永久Ｍｉ石が必要でなくなり、光学装置の
大きさを小さくすることができ、組立工数を小さくして
製造コストを減らすことができる。

そして、集束レンズ７というようなある程度の重量を有
するもの、換言すれば慣性を有するものを動かしてトラ
ッキング、フォーカシングをするのではなく単に誘電体
３．５の屈折率をそれの屈折率制御電極４．４．６．６
に加える屈折率制御電圧によって変えることによりトラ
ッキング、フォーカシングを行うことができるのでトラ
ッキングサーボ系、フォーカスサーボ系の追従特性を向
上させることができる。

第３図は本発明光学装置の別の実施例を示す斜視図であ
り、この実施例は集束レンズを除き各光学部品をエラー
検出回路及び電圧制御回路が形成された半導体基板上に
設け、且つトラッキング用誘電体とフォーカス用誘電体
とを一体にしたものである。

同図において、１３は半導体基板、１４は該半導体基板
１３上にボンディングされたレーザダイオード、１５は
平板状の透明誘電体で、レーザダイオード１４から出射
されたレーザビームＬＢが該透明誘電体を通る。１６は
トラッキング用屈折率制御電極で、透明誘電体１の上面
に上側から見てレーザビームＬＢの光軸に対して約４５
°傾いた角度で形成されている。１７はフォーカス用屈
折率制御電極で、透明誘電体１５の上面に上側から見て
レーザビームＬＢの光軸に対して直交する角度で形成さ
れている。半導体基板１３表面の透明誘電体１５が配置
された領域は共通電極とされ、該共通電極と上記トラッ
キング用屈折率制御電極１６との間にトラッキング用の
屈折率制御電圧が、共通電極と上記フォーカス用屈折率
制御電極１７との間にフォーカス用の屈折率制御電圧が
それぞれ電圧制御回路１８によって印加されるようにな
っており、そしてレーザビームＬＢはトラッキング用の
屈折率制御電圧による電界が生じた部分及びフォーカス
用の屈折率制御電圧による電界が生じた部分を通過して
誘電体１５から出射される。

１９は断面形状が台形のプリズムで、その斜面２０にて
誘電体１５から出射されたレーザビームＬＢを上側の集
束レンズ２１に向けて発射できるように半導体基板１３
上に設けらている。そして、半導体基板１３の表面のプ
リズム１９の斜面２０の下側になる位置にＶ溝２２が設
けられている。該Ｖ溝２２はディスク（図示しない）に
照射されそこで反射されたレーザビームＬＢの戻り光を
反射してプリズム１９内に入射させるものである。半導
体基板１３の表面部のプリズム１９が設けられた領域内
にはフォートダイオード２３．２４が設けられている。

該フォートダイオード２３．２４は集束レンズ２１によ
ってディスク（図示しない）上に集束されそこで反射さ
れたレーザビームＬＢの戻り光のうちＶ溝２２内で反射
されてプリズム１９内に入射した光を検知するものであ
り、該フォートダイオード２３．２４の出力からプッシ
ュプル方式及びＤ−３ＤＦ方式によりトラッキングエラ
ー信号及びフォーカスエラー信号を得ることができる。

２５はトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信
号を得るエラー検出回路である。

このような光学装置によれば、１つの半導体基板１３上
に光ピツクアップの大部分を集積して配置することがで
き、小型化、量産化、高精度化を図り、組立工数を低減
させることができる。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明光学装置は、透明な誘電体
にその内部に電界を生せしめる屈折率制御電極を形成し
、該電極間に光線を通すようにし、且つ、該電極に上記
誘電体の屈折率を変化させる屈折率制御電圧を印加する
ようにしてなることを特徴とするものである。

従って、本発明光学装置によれば、屈折率制御電極に加
える屈折率制御電圧変化させて誘電体の屈折率変えるこ
とができるので可動部分を設けなくとも誘電体の内部を
通る光線の光軸の位置を屈折率制御電圧を変えて平行移
動させたり、あるいは焦点位置を移動させたりすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明光学装置の一つの実施例を説
明するためのもので、第１図は光学装置の斜視図、第２
図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の詳細な説明する平面図で、
同図（Ａ）はトラッキングの原理を説明し、同図（Ｂ）
はフォーカシングの原理を説明し、第３図は本発明光学
装置の別の実施例を示す斜視図、第４図は従来例の構成
図である。 符号の説明 ３．５．１５・・・透明な誘電体、 ４．６．１６．１７・・・屈折率制御電極、ＬＢ・・・
光線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な誘電体にその内部に電界を生ぜしめる屈折
   率制御電極を形成し、 上記屈折率制御電極間に光線を通すようにし、 上記屈折率制御電極に上記誘電体の屈折率を変化させる
   屈折率制御電圧を印加するようにしてなる ことを特徴とする光学装置