JPS63237230A - 光デイスク用光学ヘツド - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ディスク装置用光学ヘッドに係り、特に超小
型光ディスク装置に好適な集積化光学ヘッドに関する。

〔発明の背景〕

現在製品化されている光ディスク装置の光学ヘッドは、
レンズ、プリズム等を組合わせたものであり、小型化、
軽量化の点で限界がある。そこで光導波路板にジオデシ
ックレンズ或いは回折型レンズやグレーティングカプラ
等を形成して、光学ヘッドの機能をモノリシックに集積
化したものが種々考案された。例えば特開昭６０−１２
９９３８　、特開昭６１−６１２４６．　　特開昭６１
−８５６４１等が代表的なものである。

ところで光ディスク装置用光学ヘッドには次の機能が必
要とされる。■レーザダイオードの出力光をコリメート
する。■レーザダイオード出力光のビーム断面プロファ
イルを円形に修正する、■レーザビームを集束限界まで
集光する、■集光点がディスク上に当るよう焦点調節を
する、■集光点がトラック上に当るようにする、■反射
戻り光を検出器の方へ導くビームスブリット機能、■フ
ォーカスエラー検出、■トラッキングエラー検出、■デ
ィスク面の信号読取、［相］ディスク面への信号書込な
どである。このうち［相］については追記型および書換
型のディスクの場合のみ存在する機能であり、読出し専
用型ディスクの場合には■〜■でよい。しかし前記した
公知例においては、全ての機能を有するものはなく、■
および■は従来通りコイル型アクチュエータで機械的に
調整するなど別の手段に頼っている。このためヘッド光
学系を集積化して小さくしても、アクチュエータ部が小
さくならないので、装置の小形化に制約を与えている。

【発明の目的〕 本発明の目的はかかる欠点をなくし、アクチュエータ機
能を内蔵し、少なくともトラッキング機能を有する集積
化ヘッドを提供することである。

〔発明の概要〕

このため本発明においては、集積化光学系に電気光学効
果を有する材料もしくは熱光学効果を有する材料を用い
、光能動素子を組込むことにある。

すなわちこれらの材料を用い、屈折率を変化させて光軸
を移動させることによりトラッキング機能を発揮させる
ものとする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を第１図により説明する。

基板１の上に光導波層２を設け、その一部分に窪みを設
けてジオデシックレンズ３が形成されている。基板とし
ては例えばシリコン単結晶板を用い。

その上にガラスをスパッタして導波層とする方法等が現
実的であるが、有機薄膜で導波層を作ることも可能であ
る。

基板１の一端にレーザダイオード４を取付ける。

この時導波層２とレーザダイオードの発振層が結合する
ように基板の高さを合わせると共に、基板１に切込みを
設けてここにレーザダイオード１を嵌合せしめ位置合わ
せを行う。この切込みはシリコン基板の場合にはエツチ
ングにより正確に作ることができる。

このレーザダイオード４に対しジオデシックレンズ３の
反対側にはグレーティング５が設けられている。またこ
のグレーティング５の部分の導波層は、他の部分の導波
層２と異なり、電界により屈折率の変化する材料により
導波層６を形成している。またグレーティング５の下、
屈折率可変材料より成る導波層６の表面には透明電極７
が設けられ、これと基板との間に電圧を印加すれば導波
層６に電界が加えられる。

このような構成のものにおいて、レーザダイオード４か
ら出た光はジオデシックレンズ３により平行光束となり
グレーティング５に到達する。ここで回折現象により光
は導波層の外へ導かれ、対物レンズ８により集光されて
焦点ｆｚに集まる。

このときグレーティング５により回折される角度θ呵は
次式で与えられることが知られている。

ｎ　ｃ　ｋ　ｓｉｎθｑ　＝　Ｎ　ｋ、＋　ｑＫ、　　
　　　　”’　　（１）ここでｎｃ　：空気の屈折率（
＝１） Ｎ　：導波層の等偏屈折率 ｑ　：次数 に＝２π／Ａ Ａ　ニゲレーティング基本周期 βｏ　：Ｚ方向伝搬定数 したがって となり、グレーティング６と導波路の構造・材質が決ま
ると０１が定まる。

ところが、導波層６に電界を印加し屈折率を変化させる
ならば１等価屈折率Ｎも変化するので（２）式によりθ
１が変化する。このようにしてグレーティング５からの
出射光軸を傾け、焦点位置をｆｚからｆｚに移すことが
できる。

このように構成した集積型光ヘッドを、光ディスクが図
示の二点鎖線の位置にくるように斜めに配置すると、電
極７に印加した電圧を変えて焦点位置をｆｌからずらす
ことにより、ディスクに刻まれた溝を追従することがで
きる。

尚この実施例ではフォーカス調整の機能はないので、従
来通り対物レンズ８を機械的に前後させて調整するもの
とする。

本実施例の方法によれば、揺動ミラー等の可動部分なし
にトラッキング機能を有することができるので、光ヘッ
ドが小型化・軽量化され、光ディスク装置全体を小型化
することができる。

本発明の第二の実施例を第２図に示す。第２図は第１図
のグレーティング部５に相当する部分の拡大断面図であ
り、同一部分には同一符号を付しである。第１図の場合
と異なるのは、透明電極７がないこと、屈折率可変材料
６として熱に感応して屈折率が変化する材料を用いてい
ること、グレーティング部５の裏側のシリコン基板１を
異方性エツチングにより削り込んでいること、削った部
分の底に導電発熱体９を設けたこと等である。

図の左側から導波層２を伝搬してきた光は、導波層６に
入るとグレーティング５の回折により出射角θ−で外に
出る。

導電発熱体９に電流を流すと発熱し、シリコン基板の薄
くなった部分を通して屈折率可変材料６を加熱して屈折
率を変化させる。したがって（２）式の等側屈折率Ｎが
変化して出射角θ噌が変化する。

一般に熱に感応する屈折率変化材料は、電界による屈折
率変化材料より屈折率変化量が大きいので、わずかの加
熱電流で０１を変化させることができ、制御が容易にな
るという利点がある。

以上第一、第二の実施例ともにグレーティングｌ　５と
して矩形断面のいわゆるバイナリ型グレーティングを例
に説明したが、断面形状を曲線にしたブレーズドグレー
ティングを用いれば回折効率を高めることができること
は言うまでもない。

またレーザダイオード４から出た光をコリメートするの
に上記実施例ではジオデシックレンズ３を用いたが、他
の導波路レンズ例えばモードインデックスレンズ、フレ
ネル型やグレーティング型の回折型レンズなど導波層内
で平行線を得られるものなら何でもよい。

さらに上記実施例では基板材料どしてシリコンを用いて
説明したが、エツチング等の微細加工が実用上できるも
のであればＬ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏｓやガラス等でもよいの
は当然である。

〔発明の効果〕

本発明によれば可動部を用いることなく光軸を傾けるこ
とができるので、光ヘッドの小型軽量化及び信頼性向上
に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示す光ヘツ
ド構造図、第２図は本発明の他の実施例のグレーティン
グ部を示す図である。 １・・・基板、２・・・光導波層、５・・・グレーティ
ング部、６・・・屈折率可変材料、７・・・透明電極、
９・・・導電発熱体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板、該基板の一端に設けられたレーザダイオード
   、前記基板上に設けられ前記レーザダイオード出力光を
   伝搬する光導波層、該光導波層に設けられ前記レーザダ
   イオード出力光をコリメートする導波路レンズ、該導波
   路レンズによりコリメートされた平行光束を前記光導波
   層の外へ取出すグレーテイングカプラより成るものにお
   いて、少なくとも前記グレーテイングカプラ部分の光導
   波層を屈折率可変物質で構成したことを特徴とする光デ
   ィスク用光学ヘッド。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記グレーテイン
   グとその下部の光導波層の間に透明電極を設けたことを
   特徴とする光ディスク用光学ヘッド。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記グレーテイン
   グ部の下部の基板の裏側に導電発熱体を設けたことを特
   徴とする光ディスク用光学ヘッド。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記導電発熱体設
   置部分の前記基板を薄くしたことを特徴とする光ディス
   ク用光学ヘッド。