JPH0727659B2 - 光ピツクアツプ - Google Patents
光ピツクアツプInfo
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- JPH0727659B2 JPH0727659B2 JP59118522A JP11852284A JPH0727659B2 JP H0727659 B2 JPH0727659 B2 JP H0727659B2 JP 59118522 A JP59118522 A JP 59118522A JP 11852284 A JP11852284 A JP 11852284A JP H0727659 B2 JPH0727659 B2 JP H0727659B2
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- Japan
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- optical
- waveguide
- optical pickup
- photodetector
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディスク装置の光ピックアップに関するも
のであり、特に１チップ集積化可能な小形軽量の光ピッ
クアップに関するものである。
のであり、特に１チップ集積化可能な小形軽量の光ピッ
クアップに関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、コンパクトディスクやレーザディスク等の光ディ
スク装置が注目されている。信号を検出する光ピックア
ップは光ディスク装置の心臓部とも言える重要な構成要
素である。従来の光ピックアップの基本構造を第１図に
示す。同図において光源である半導体レーザ１から出射
した光２はレンズ３によって平行光となり、偏向ビーム
スプリッタ４と1/4波長板５を通過してレンズ６によっ
て集光され、光ディスク７のピット８のある信号面に入
射し反射される。信号面で反射された光９は再び同じレ
ンズ６、同じ1/4波長板５及び偏向ビームスプリッタ４
を通過するが、1/4波長板５を往復した光の位相はもと
の光の位相に比べて90゜の位置遅れを生じており、その
ため偏向ビームスプリッタ４により反射されて90゜向き
を変え、その後のレンズ10によって光検出器11上に集光
される。光検出器11では光の強弱が電気信号に変換され
て出力される。つまり、光ディスク７の信号面にピット
８があるかないかで光の反射率が異なるため、光ディス
クの信号を電気信号で検出できることになる。又、同図
には示していないが、これ以外にフォーカス制御とトラ
ック制御を行う機構も必要であることは言うまでもな
い。
スク装置が注目されている。信号を検出する光ピックア
ップは光ディスク装置の心臓部とも言える重要な構成要
素である。従来の光ピックアップの基本構造を第１図に
示す。同図において光源である半導体レーザ１から出射
した光２はレンズ３によって平行光となり、偏向ビーム
スプリッタ４と1/4波長板５を通過してレンズ６によっ
て集光され、光ディスク７のピット８のある信号面に入
射し反射される。信号面で反射された光９は再び同じレ
ンズ６、同じ1/4波長板５及び偏向ビームスプリッタ４
を通過するが、1/4波長板５を往復した光の位相はもと
の光の位相に比べて90゜の位置遅れを生じており、その
ため偏向ビームスプリッタ４により反射されて90゜向き
を変え、その後のレンズ10によって光検出器11上に集光
される。光検出器11では光の強弱が電気信号に変換され
て出力される。つまり、光ディスク７の信号面にピット
８があるかないかで光の反射率が異なるため、光ディス
クの信号を電気信号で検出できることになる。又、同図
には示していないが、これ以外にフォーカス制御とトラ
ック制御を行う機構も必要であることは言うまでもな
い。
以上のように、第１図の従来の構成では光学系が複雑で
あり位置合せ精度が要求され、従って作製が難しく価格
も高い。
あり位置合せ精度が要求され、従って作製が難しく価格
も高い。
発明の目的 本発明はこのような従来の問題に鑑み、小形軽量で、光
学系が簡単，作製容易であり、信頼性の高い１チップ集
積化可能な光ビックアップを提供することを目的とす
る。
学系が簡単，作製容易であり、信頼性の高い１チップ集
積化可能な光ビックアップを提供することを目的とす
る。
発明の構成 本発明の光ピックアップは、基板上に設けられた光導波
路と、基板上もしくは光導波路上に設けられた少なくと
も１組の集光グレーティングカップラと、光源と、光検
出器から構成されたものであり、小形軽量の１チップ集
積化可能な信頼性の高い光ピックアップを構成可能とす
るものである。
路と、基板上もしくは光導波路上に設けられた少なくと
も１組の集光グレーティングカップラと、光源と、光検
出器から構成されたものであり、小形軽量の１チップ集
積化可能な信頼性の高い光ピックアップを構成可能とす
るものである。
実施例の説明 第２図は本発明の１実施例の光ピックアップの基板側の
構成を示す平面図であり、第３図は本発明の１実施例の
光ピックアップの全体構成を示す断面図である。第２
図，第３図を用いて本発明の１実施例の光ピックアップ
の構成を説明する。同図において表面にSiO212′を有す
るSiO2/Siを基板12とし、その基板12上にSi3N4光導波路
13,Si基板12内に光検出器17,18、光導波路13上にフレネ
ル導波路レンズ16,集光グレーティングカップラ14,15が
形成されており、光導波路13の端面に光源である半導体
レーザ１が設けられている。半導体レーザ１により励振
された導波光22は導波路レンズ16により平行光となり、
導波光出力用の集光グレーティングカップラ14により外
部に光23として出力され、光ディスク７のピット８のあ
る信号面に集光される。信号面で反射された光24は、反
射光入力用の集光グレーティングカップラ15に入力し、
導波光25となり、フォーカス制御用と信号検出用を兼ね
た２分割の光検出器17に結合される。なお、この光検出
器は、２分割以上であってもよいのは言うまでもない。
１組の集光グレーティングカップラ14,15の間に設けた
光吸収手段21は、集光グレーティングカップラ14により
外部に出力されなかった１部の導波光を吸収するための
ものであり、この吸収手段21を設けることにより、信号
光でない導波光の光検出器17へ与える影響を防ぎSN比を
向上させることができる。
構成を示す平面図であり、第３図は本発明の１実施例の
光ピックアップの全体構成を示す断面図である。第２
図，第３図を用いて本発明の１実施例の光ピックアップ
の構成を説明する。同図において表面にSiO212′を有す
るSiO2/Siを基板12とし、その基板12上にSi3N4光導波路
13,Si基板12内に光検出器17,18、光導波路13上にフレネ
ル導波路レンズ16,集光グレーティングカップラ14,15が
形成されており、光導波路13の端面に光源である半導体
レーザ１が設けられている。半導体レーザ１により励振
された導波光22は導波路レンズ16により平行光となり、
導波光出力用の集光グレーティングカップラ14により外
部に光23として出力され、光ディスク７のピット８のあ
る信号面に集光される。信号面で反射された光24は、反
射光入力用の集光グレーティングカップラ15に入力し、
導波光25となり、フォーカス制御用と信号検出用を兼ね
た２分割の光検出器17に結合される。なお、この光検出
器は、２分割以上であってもよいのは言うまでもない。
１組の集光グレーティングカップラ14,15の間に設けた
光吸収手段21は、集光グレーティングカップラ14により
外部に出力されなかった１部の導波光を吸収するための
ものであり、この吸収手段21を設けることにより、信号
光でない導波光の光検出器17へ与える影響を防ぎSN比を
向上させることができる。
なお、１組の集光グレーティングカップラ14,15をそれ
ぞれの光軸を傾けたオフアキシス形に配置しても同様の
効果が得られる。反射光入力用のグレーティングカップ
ラ15の焦点上の片側に設けた光遮へい手段19は、光検出
器17と組合わせてフォーカス制御に用いるものである。
光ディスク７の位置が集光グレーティングカップラの焦
点からずれると、導波光25の焦点の位置もずれ、光遮へ
い手段19で導波光25の１部が遮へいされる。光ディスク
が近いときは光検出器171に結合される導波光が減少
し、遠いときは光検出器172に結合される導波光が減少
する。従って、光検出器171と172の出力信号の差を検出
することによってフォーカス制御を行うことができる。
反射光入力用の集光グレーティングカップラ15と光検出
器17の間に設けた光路変換手段20は別の少なくとも２分
割の光検出器18と組合わせてトラック制御を行うための
ものである。本実施例ではこの光路変換手段20として光
導波路13上に周期が徐々に変化するチャープグレーティ
ングを形成し、信号光である導波光の１部を光検出器18
の方向に偏向させた。光ディスク７への入射光23が正常
なトラッキングを行なっておれば光検出器181と182に入
射する光の強度は同じであるが、トラックずれが生じる
と光検出器181と182に入射する光の強度が変わり、光検
出器181と182の出力信号の差を検出することによってト
ラック制御を行うことができる。
ぞれの光軸を傾けたオフアキシス形に配置しても同様の
効果が得られる。反射光入力用のグレーティングカップ
ラ15の焦点上の片側に設けた光遮へい手段19は、光検出
器17と組合わせてフォーカス制御に用いるものである。
光ディスク７の位置が集光グレーティングカップラの焦
点からずれると、導波光25の焦点の位置もずれ、光遮へ
い手段19で導波光25の１部が遮へいされる。光ディスク
が近いときは光検出器171に結合される導波光が減少
し、遠いときは光検出器172に結合される導波光が減少
する。従って、光検出器171と172の出力信号の差を検出
することによってフォーカス制御を行うことができる。
反射光入力用の集光グレーティングカップラ15と光検出
器17の間に設けた光路変換手段20は別の少なくとも２分
割の光検出器18と組合わせてトラック制御を行うための
ものである。本実施例ではこの光路変換手段20として光
導波路13上に周期が徐々に変化するチャープグレーティ
ングを形成し、信号光である導波光の１部を光検出器18
の方向に偏向させた。光ディスク７への入射光23が正常
なトラッキングを行なっておれば光検出器181と182に入
射する光の強度は同じであるが、トラックずれが生じる
と光検出器181と182に入射する光の強度が変わり、光検
出器181と182の出力信号の差を検出することによってト
ラック制御を行うことができる。
本実施例では、集光グレーティングカップラ14,15及び
導波路レンズ16,光路変換手段20を光導波路13上に形成
したが、基板12上もしくは光導波路13中に形成してもよ
い。光導波路13中に形成する場合は、導波路の屈折率を
変化させればよいわけであり、イオンドープングや、又
カルコゲナイドを光導波路13に用いた場合は電子ビーム
や光を用いて作製が可能である。集光グレーティングカ
ップラ14,15は、断面を鋸歯状にし、歯の深さを最適化
すれば100％に近い高効率の光の入出力が可能であり、
グレーティングの周期，形状を変化させることにより、
任意の位置に設計通り集光させることができる。本実施
例では導波路レンズ16を設けたが、導波路レンズ16をな
くして導波光出力用のグレーティングカップラ14に導波
路レンズ16の役割を兼ねさせてもよい。以上説明してき
たのは、SiO2/Si基板を用いた光ピックアップである
が、SiO2/Siに代えてGaAs基板を用いた実施例では、光
源１を基板12上もしくは光導波路13に完全集積化し、Si
O2/Si基板の光ピックアップと同様の効果が確認でき
た。本実施例の光ピックアップはサイズが1cm×0.5cmで
厚さ300μm,重さ約5gであり、従来の光学ヘッドの重さ
約20gと比べると重量比で約1/4となった。さらに、完全
１チップ化を実現したGaAs基板光学ヘッドは重さが約1g
と超軽量になった。
導波路レンズ16,光路変換手段20を光導波路13上に形成
したが、基板12上もしくは光導波路13中に形成してもよ
い。光導波路13中に形成する場合は、導波路の屈折率を
変化させればよいわけであり、イオンドープングや、又
カルコゲナイドを光導波路13に用いた場合は電子ビーム
や光を用いて作製が可能である。集光グレーティングカ
ップラ14,15は、断面を鋸歯状にし、歯の深さを最適化
すれば100％に近い高効率の光の入出力が可能であり、
グレーティングの周期，形状を変化させることにより、
任意の位置に設計通り集光させることができる。本実施
例では導波路レンズ16を設けたが、導波路レンズ16をな
くして導波光出力用のグレーティングカップラ14に導波
路レンズ16の役割を兼ねさせてもよい。以上説明してき
たのは、SiO2/Si基板を用いた光ピックアップである
が、SiO2/Siに代えてGaAs基板を用いた実施例では、光
源１を基板12上もしくは光導波路13に完全集積化し、Si
O2/Si基板の光ピックアップと同様の効果が確認でき
た。本実施例の光ピックアップはサイズが1cm×0.5cmで
厚さ300μm,重さ約5gであり、従来の光学ヘッドの重さ
約20gと比べると重量比で約1/4となった。さらに、完全
１チップ化を実現したGaAs基板光学ヘッドは重さが約1g
と超軽量になった。
発明の効果 以上のように、本発明の光ピックアップの構成として、
基板上に光導波路と、基板上もしくは光導波路上に１組
の集光グレーティングカップラを形成し、さらに光源と
光検出器を設けたものであり、本発明の構成によると１
チップ集積化が可能であり、このため従来の光ピックア
ップとは比較にならないほど小形軽量で光学系が簡単，
作製容易であり、信頼性が高い光ピックアップが実現で
きるものである。
基板上に光導波路と、基板上もしくは光導波路上に１組
の集光グレーティングカップラを形成し、さらに光源と
光検出器を設けたものであり、本発明の構成によると１
チップ集積化が可能であり、このため従来の光ピックア
ップとは比較にならないほど小形軽量で光学系が簡単，
作製容易であり、信頼性が高い光ピックアップが実現で
きるものである。
第１図は従来の光ピックアップの基本構成図、第２図は
本発明の１実施例の光ピックアップの平面図、第３図は
本発明の１実施例のディスクおよび第２図Ａ−Ａ′線の
光ピックアップ部の断面図である。 １……光源、12……基板、13……光導波路、14……導波
光出力用集光グレーティングカップラ、15……反射光入
力用集光グレーティングカップラ、16……導波路レン
ズ、17……信号検出用，フォーカス制御用光検出器、18
……トラック制御用光検出器、19……光遮へい手段、20
……光路変換手段、21……光吸収手段。
本発明の１実施例の光ピックアップの平面図、第３図は
本発明の１実施例のディスクおよび第２図Ａ−Ａ′線の
光ピックアップ部の断面図である。 １……光源、12……基板、13……光導波路、14……導波
光出力用集光グレーティングカップラ、15……反射光入
力用集光グレーティングカップラ、16……導波路レン
ズ、17……信号検出用，フォーカス制御用光検出器、18
……トラック制御用光検出器、19……光遮へい手段、20
……光路変換手段、21……光吸収手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−169107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−79441（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−130448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−129938（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】基板上に設けられた光電波路と、上記基板
上又は上記光導波路上に設けられた導波光出力用と反射
光入力用の少なくとも１組の集光グレーティングカップ
ラと、上記導波光を発する光源と、上記反射光を検出す
る光検出器と、上記反射光入力用の集光グレーティング
カップラと上記光検出器の間に設けられた導波形フォー
カス制御信号検出手段及び導波形トラック制御信号検出
手段から構成されたことを特徴とする光ピックアップ。 - 【請求項２】導波形フォーカス制御信号検出手段は、反
射光入力用集光グレーティングカップラの焦点上のどち
らか一方側に設けた光遮へい手段であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光ピックアップ。 - 【請求項３】導波形トラック制御信号手段が、光路変換
手段であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光ピックアップ。 - 【請求項４】１組の集光グレーティングカップラの間
に、光吸収手段を設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光ピックアップ。 - 【請求項５】１組の集光グレーティングカップラをオフ
アキシスに配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
１光記載の光ピックアップ。 - 【請求項６】光路変換手段は、チャープグレーティング
であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光
ピックアップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118522A JPH0727659B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 光ピツクアツプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118522A JPH0727659B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 光ピツクアツプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60263350A JPS60263350A (ja) | 1985-12-26 |
| JPH0727659B2 true JPH0727659B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=14738695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59118522A Expired - Lifetime JPH0727659B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 光ピツクアツプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727659B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658744B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-08-03 | オムロン株式会社 | 光情報処理装置 |
| JPS6171428A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-12 | Omron Tateisi Electronics Co | 光情報処理装置 |
| JPH0658743B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-08-03 | オムロン株式会社 | 光情報処理装置 |
| JPH0619846B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-03-16 | オムロン株式会社 | 光情報処理装置 |
| JPH0630164B2 (ja) * | 1985-12-16 | 1994-04-20 | キヤノン株式会社 | 光ヘツド装置 |
| JPS62256240A (ja) * | 1986-04-26 | 1987-11-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 薄膜導波路型光ピツクアツプ |
| JPS632128A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピツクアツプ |
| 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 |
| KR920006309B1 (ko) * | 1987-12-29 | 1992-08-03 | 마쓰시다 덴기 산교 가부시기가이샤 | 광학헤드 장치 |
| JP2728502B2 (ja) * | 1989-06-05 | 1998-03-18 | 株式会社日立製作所 | 光集積回路及び光学装置 |
| JP2714033B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1998-02-16 | 三洋電機株式会社 | 光ピックアップ |
| DE69014281T2 (de) * | 1989-06-30 | 1995-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optische plattenanordnung. |
| JP2753337B2 (ja) * | 1989-07-26 | 1998-05-20 | パイオニア株式会社 | 光学式情報読取り装置 |
| JPH04219640A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ヘッド及びその製造方法 |
| US5390157A (en) * | 1992-07-15 | 1995-02-14 | Eastman Kodak Company | Waveguide optical pick-up head using mach-zehnder interferometer wavefront sensor apparatus and method |
| KR100480786B1 (ko) * | 2002-09-02 | 2005-04-07 | 삼성전자주식회사 | 커플러를 가지는 집적형 광 헤드 |
| JP2011107384A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Nec Corp | 光結合デバイスの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543380B2 (ja) * | 1974-10-21 | 1979-02-22 | ||
| JPS58169107A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-05 | Toshiba Corp | 光学的情報入出力装置 |
| JPH0743843B2 (ja) * | 1982-10-29 | 1995-05-15 | オムロン株式会社 | 光学的読取装置 |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP59118522A patent/JPH0727659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60263350A (ja) | 1985-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |