JP3290040B2 - 導波路型光信号検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップ等に適
用可能なスラブ型光導波路を利用した導波路型光信号検
出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク装置用の光ピックアッ
プは、１枚の導波路付き基板上に集積化することで、そ
の小型・低価格化を図る研究が各方面でなされている。
その一つとして、スラブ型光導波路（slab optical wav
eguide）内を導波する導波光を反射により偏向させる構
造として、導波路内に基板に対して垂直な断面を形成
し、この断面で反射させる導波路型反射器が知られてい
る。即ち、媒質の屈折率に差がある場合、導波光が媒質
境界面へ向かって導波する際に導波する媒質の屈折率が
境界面先の媒質の屈折率よりも大きいときには、所謂、
全反射によって導波光を反射させ得るというものであ
る。このような性質に加えて、境界面に曲率を与えるこ
とによって、スラブ型光導波路内を導波する導波光を反
射により集光又は発散させることができる。即ち、境界
面に曲率を与えることにより、導波路型反射集光器が形
成される。

【０００３】このような技術を利用した光ピックアップ
ないしは導波路型光信号検出器として、例えば、特開平
３−１９２５４２号公報や特開平４−１７１３３号公報
に示されるものがある。

【０００４】ここに、特開平４−１７１３３号公報に記
載されたスラブ型光集積ピックアップに準じて構成され
た導波路型光信号検出デバイスを図７により説明する。
まず、シリコン基板上にバッファ層、コア層及びクラッ
ド層を順次積層させてなるスラブ型光導波路１が設けら
れ、このスラブ型光導波路１の面内一端側には断面三角
形状のプリズムカプラ２が接着されている。このプリズ
ムカプラ２は外部光、例えば、光ディスクからの反射光
をスラブ型光導波路１の導波層中に結合導波させるもの
で、このプリズムカプラ２による導波光の光軸に対して
各々左右半分ずつの導波光を取り込んで反射集光させる
第１，２の導波路型反射集光器３，４が左右対称に形成
されている。ここに、これらの第１，２の導波路型反射
集光器３，４は、集光用の曲率を持たせた反射境界面３
ａ，４ａと、この反射境界面３ａ，４ａからの集光反射
光を反射させる平面状の境界面３ｂ，４ｂとの組み合せ
により形成されている。さらに、これらの第１，２の導
波路型反射集光器３，４による集光反射光の焦点位置に
はこの集光反射光の光軸に対して左右対称な２つの光検
出器５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを各々有する２分割導波路
型光検出器５，６が形成されている（具体的には、シリ
コン基板上に形成される）。

【０００５】このような構成において、例えば、プリズ
ムカプラ２が対物レンズと対向する位置となるようにス
ラブ型光導波路１が配設され、光ディスクからの反射光
が対物レンズ及びプリズムカプラ２を介してスラブ型光
導波路１内に結合導波される。今、光ディスク面上のス
ポットが合焦状態にあるとすると、プリズムカプラ２を
介してスラブ型光導波路１に結合導波される光は平行光
となる。この場合、この導波光は光軸対称に配置された
第１，２の導波路型反射集光器３，４により等分ずつ集
光反射され、第１の導波路型反射集光器３による集光反
射光は光検出器５ａ，５ｂの中央に集光され、第２の導
波路型反射集光器４による集光反射光は光検出器６ａ，
６ｂの中央に集光される。従って、光検出器５ａ，５
ｂ，６ａ，６ｂの各々の出力をＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ
としたとき、合焦時には光検出器５ａ，５ｂへの入射光
量は同一であり、両者の差信号Ｓａ−Ｓｂはゼロとな
る。光検出器６ａ，６ｂ側でも各々の入射光量は同一で
あり、両者の差信号Ｓｃ−Ｓｄはゼロとなる。

【０００６】しかし、デフォーカス状態が生ずると、第
１，２の導波路型反射集光器３，４による集光反射光の
集光スポットの位置が２分割導波路型光検出器５，６の
各々の中心から移動する。例えば、光ディスク位置が近
い場合には、光軸より外側の受光成分が大きくなるた
め、Ｓａ＞ＳｂかつＳｃ＜Ｓｄとなり、逆に、光ディス
ク位置が遠い場合には、光軸より内側の受光成分が大き
くなるため、Ｓａ＜ＳｂかつＳｃ＞Ｓｄとなる。よっ
て、（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）の正負を検出する
ことによりフォーカスエラーが分かる。即ち、フォーカ
スエラー信号ΔＦの検出に４つの光検出器５ａ，５ｂ，
６ａ，６ｂを用い、ΔＦ＝（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓ
ｃ）として求めることにより、高感度化を図っている。

【０００７】また、トラッキングエラー信号ΔＴは、Δ
Ｔ＝（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）として求められ
る。また、ピット信号（再生信号ＲＦ）は、例えば、Ｒ
Ｆ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄとして求められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７に示し
た構成のデバイスの場合、プリズムカプラ２を介してス
ラブ型光導波路１に結合導波される光が平行光であって
も、第１の導波路型反射集光器３による集光反射光が光
検出器５ａ，５ｂの中央に、第２の導波路型反射集光器
４による集光反射光が光検出器６ａ，６ｂの中央に、同
時に集光しないと、フォーカスエラー信号ΔＦがゼロで
なくなるため、正しく検出できない。よって、このデバ
イス作製時の誤差によって第１，２の導波路型反射集光
器３，４の焦点位置にずれが生じた場合には、オフセッ
ト調整することができない。即ち、焦点位置ずれを補正
するためにこのデバイスへの入射角度を調整して片側の
導波路型反射集光器３（又は、４）についてはオフセッ
トを完全に取り除くことができたとしても、他方の導波
路型反射集光器４（又は、３）についてはオフセットが
残ってしまう。この結果、上記のようにフォーカスエラ
ー信号ΔＦの検出を正常に行えなくなる。

【０００９】また、２分割導波路型光検出器を用いるこ
とによる不都合もある。例えば、２分割導波路型光検出
器６に着目した場合、図８に示すように、２つの光検出
器６ａ，６ｂ間の接合部６ｃは、不感帯なため、第２の
導波路型反射集光器４による集光反射光がこの部分（接
合部６ｃ）へ入射すると検出レベルが低下してしまう。
２分割導波路型光検出器５側でも同様である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
スラブ型光導波路と、このスラブ型光導波路面内に形成
されて外部光をスラブ型光導波路に結合導波させる導波
路光結合器と、この導波路光結合器により結合される導
波光の光軸に対して各々片側略半分ずつの導波光を取り
込む位置に位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成
され、その導波光を反射集光させる第１の導波路型反射
集光器及び第２の導波路型反射集光器と、前記第１の導
波路型反射集光器による集光反射光の光路上に位置させ
て前記スラブ型光導波路面内に形成され、その集光反射
光の光束幅より広い入射開口を有する導波路型光検出器
と、前記第２の導波路型反射集光器による集光反射光の
光路上に位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成さ
れ、その集光反射光の焦点面を入射端としてその焦点に
対して左右対称な２つの光検出器を有する２分割導波路
型光検出器とを備えた導波路型光信号検出器である。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明と同じく、スラブ型光導波路と導波路光結合器と第１
の導波路型反射集光器及び第２の導波路型反射集光器と
導波路型光検出器とを備える他、前記第２の導波路型反
射集光器による集光反射光の光路上に位置させて前記ス
ラブ型光導波路面内に形成され、その集光反射光の焦点
位置を頂端とする略三角形状の反射型光分岐素子と、前
記第２の導波路型反射集光器による集光反射光の光路上
でこの反射型光分岐素子の後方に位置させて前記スラブ
型光導波路面内に形成され、その集光反射光の光軸に対
して左右対称な２つの光検出器を有する２分割導波路型
光検出器とを備えた導波路型光検出器である。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、導波路型光検出器の受光部と２分割
導波路型光検出器を形成する２つの光検出器の各々の受
光部との受光面積比が略１：１：１となるようにこれら
の導波路型光検出器及び２分割導波路型光検出器を形成
した導波路型光検出器である。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明においては、導波路光結合
器によってスラブ型光導波路に結合導波された外部光は
スラブ型光導波路内部を伝搬し、光軸に対して一方の片
側略半分の光は第１の導波路型反射集光器により集光反
射される。この第１の導波路型反射集光器による集光反
射光の全光量はその光路上に配置された導波路型光検出
器に導かれる。この場合、導波路型光検出器の入射開口
は集光反射光の光束幅よりも広いので、導波路型光検出
器なるデバイスの作製誤差によって、導波光の伝搬光路
が初期の設計位置からずれるようなことがあっても、第
１の導波路型反射集光器による集光反射光の全光量を常
に受光し得ることになる。

【００１４】一方、導波路光結合器によってスラブ型光
導波路に結合導波された外部光はスラブ型光導波路内部
を伝搬し、光軸に対して他方の片側略半分の光は第２の
導波路型反射集光器により集光反射される。この第２の
導波路型反射集光器による集光反射光の全光量はその光
路上に配置されて焦点面を入射開口とする２分割導波路
型光検出器に導かれる。

【００１５】ここに、導波光が平行光の場合、上記のよ
うに導波路型光検出器及び２分割導波路型光検出器によ
り受光される。この時、２分割導波路型光検出器を形成
する２つの光検出器は焦点に対して左右対称であるの
で、これらの２つの光検出器の受光量は同じとなる。し
かし、導波光が収束光となった場合には、上記のように
導波路型光検出器及び２分割導波路型光検出器により受
光されるが、２分割導波路型光検出器の２つの光検出器
においては受光量に差が生じ、また、導波光が発散光と
なった場合にも、上記のように導波路型光検出器及び２
分割導波路型光検出器により受光されるが、２分割導波
路型光検出器の２つの光検出器においては受光量に逆の
差が生ずる。従って、２分割導波路型光検出器の２つの
光検出器の受光量の大小関係を検出することにより、導
波路型光検出器なるデバイスへ入射される外部光の平行
度を検知することができる。つまり、光ピックアップへ
適用した場合であれば、片側に配置された２分割導波路
型光検出器の２つの光検出器の受光量の大小関係を検出
することにより、フォーカスエラー信号を検知すること
ができる。この場合、第２の導波路型反射集光器のＮＡ
（開口数）と焦点距離とを、フォーカスエラー信号の検
知に適した感度となる値に設定することは容易である。
また、導波路型光検出器と２分割導波路型光検出器との
受光量の大小関係を検出することにより、トラッキング
エラー信号も検知することができる。

【００１６】ところで、導波路型光検出器なるデバイス
の作製時に必然的に発生し得る作製誤差によって、第
１，２の導波路型反射集光器の焦点位置が設計位置から
外れた場合には、このデバイスの位置を面内方向に回転
調整し、２分割導波路型光検出器の中央に焦点位置が合
うようにすればよい。この場合、他方の導波路型光検出
器は平行度の検知、例えば、フォーカスエラー信号の検
知に使用していないので、この導波路型光検出器への集
光反射光の入射位置が多少ずれても平行度の検知には影
響しない。同時に、この導波路型光検出器の入射開口が
広めであるので、この導波路型光検出器への集光反射光
の入射位置が多少ずれてもその全光量を受光でき、トラ
ッキングエラー信号の検知には影響がない。

【００１７】請求項２記載の発明のにおいても、基本的
には、請求項１記載の発明と同様に作用する。ここに、
２分割導波路型光検出器の前方、即ち、集光反射光の入
射側には、第２の導波路型反射集光器による集光反射光
の焦点位置に頂端を位置させた略三角形状の反射型光分
岐素子が配置されているので、第２の導波路型反射集光
器による集光反射光はこの反射型光分岐素子の頂端に導
かれ、この頂端にて２つに分岐される。分岐された導波
光は、反射型光分岐素子の反射面によって反射され、２
分割導波路型光検出器の各々の光検出器に導かれる。つ
まり、導波光が２分割導波路型光検出器の２つの光検出
器間の接合部なる不感帯に導かれることがない。また、
反射型光分岐素子の頂端の頂角を所望の値に設定するこ
とにより、反射型光分岐素子の反射面への分岐光の入
射、反射角度を調整して、この反射面により反射された
分岐光を効率よく各々の光検出器に導かせることができ
る。このようにして、２分割導波路型光検出器を用いた
場合の接合部なる不感帯による導波光の検出漏れが改善
される。

【００１８】請求項３記載の発明においては、導波路型
光検出器と２分割導波路型光検出器を形成する２つの光
検出器とに関する３つの受光部の受光面積がほぼ等しい
ので、これらの検出器の応答速度特性もほぼ一致するも
のとなり、これらの３つの光検出器から得られる信号間
に応答の遅れのないものとなり、応答特性が揃うことに
なり、これらの３つの信号を用いる信号検出の分解能が
向上する。また、光ピックアップなどに適用してフォー
カスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づきサー
ボ制御するような場合には、タイミングエラーが少なく
なり、そのサーボ制御を安定させることもできる。特
に、請求項２記載の発明に適用した場合においては、検
出応答性と不感帯との問題を同時に解消し得る。

【００１９】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１ないし図４に基
づいて説明する。本実施例の導波路型光信号検出器１１
は、光ピックアップ用検出デバイスとして適用したもの
で、矩形板状のスラブ型光導波路１２をベースとして構
成されている。このスラブ型光導波路１２は、図２に示
すように、シリコン基板１３上に、シリコン熱酸化膜の
バッファ層１４、シリコンオキシナイトライド（＝Ｓｉ
ＯＮ）膜によるコア層１５、同じくＳｉＯＮ膜によるク
ラッド層１６を順次積層することにより形成されてい
る。このようなスラブ型光導波路１２の表面なるクラッ
ド層１６上の一端側には、導波路光結合器となる断面三
角形状のプリズムカプラ１７が接着層１８ａによって接
着されている。なお、このプリズムカプラ１７が接着さ
れていない前記クラッド層１６の表面には、ＳｉＯＮ膜
によるギャップ層１８ｂが形成されている。

【００２０】次に、このスラブ型光導波路１２における
平面的構造について図１により説明する。前記プリズム
カプラ１７は光ディスク（図示せず）側からの反射光を
外部光としてスラブ型光導波路１２内の前記コア層１５
中に結合導波させるもので、その導波光の光軸をＺＺ′
としたとき、この光軸ＺＺ′に対して光軸ＺＺ′を含む
左右半分ずつの導波光を取り込む第１，２の導波路型反
射集光器１９，２０が設けられている。導波方向に見て
左側半分の導波光を取り込む第１の導波路型反射集光器
１９は、放物線形状により集光用曲率を持たせた反射境
界面１９ａと、この反射境界面１９ａからの集光反射光
を反射させる平面状の反射境界面１９ｂとの組み合わせ
により形成されている。導波方向に見て右側半分の導波
光を取り込む第２の導波路型反射集光器２０も、同様
に、放物線形状により集光用曲率を持たせた反射境界面
２０ａと、この反射境界面２０ａからの集光反射光を反
射させる平面状の反射境界面２０ｂとの組み合わせによ
り形成されている。もっとも、反射境界面１９ａ，２０
ａ同士の曲率形状は同じであってもよいが、異なってい
てもよい。何れにしても、これらの反射境界面１９ａ，
１９ｂ，２０ａ，２０ｂは、スラブ型光導波路１２の平
面に対して垂直なる反射面であって、その反射面を挾む
コア層１５とクラッド層１６（又は、空気層）との屈折
率差によって、コア層１５を伝搬する導波光を全反射さ
せるものである。

【００２１】さらに、スラブ型光導波路１２の面内にお
いて、前記第１の導波路型反射集光器１９による集光反
射光の集光位置付近には、導波路型光検出器２１が設け
られている。この導波路型光検出器２１は２分割型では
ない単一のもので、第１の導波路型反射集光器１９の集
光反射光の焦点位置をＰ_F1としたとき、この焦点位置Ｐ
_F1を含む焦点面２２に受光面の入射端２３が一致するよ
うにしてこの導波路型光検出器２１が配置されている。
ここに、導波路型光検出器２１の入射開口を考えた場
合、第１の導波路型反射集光器１９による集光反射光の
光束幅よりも広くなるように配置されている。

【００２２】一方、スラブ型光導波路１２の面内におい
て、前記第２の導波路型反射集光器２０による集光反射
光の集光位置付近には、２分割導波路型光検出器２４が
設けられている。この２分割導波路型光検出器２４は左
右２つの光検出器２４ａ，２４ｂからなり、第２の導波
路型反射集光器２０の集光反射光の焦点位置をＰ_F2とし
たとき、この焦点位置Ｐ_F2を含む焦点面２５に受光面の
入射端２６が一致するようにしてこの２分割導波路型光
検出器２４が配置されている。より詳細には、第２の導
波路型反射集光器２０の集光反射光の焦点スポットが２
つの光検出器２４ａ，２４ｂ間の接合面上に形成される
ように配置されている。これにより、第２の導波路型反
射集光器２０による集光反射光は、光検出器２４ａ，２
４ｂ間の接合面上にエネルギーのピークを持つスポット
を、入射端２６上に形成するので、光検出器２４ａ，２
４ｂの受光光量比が１：１となるように設定されてい
る。

【００２３】ここに、導波路型光検出器２１の受光部の
受光面積をＡ、光検出器２４ａ，２４ｂの各々の受光部
の受光面積をＢ，Ｃとしたとき、これらの面積比は、
Ａ：Ｂ：Ｃ＝１：１：１となるように設定されている。
また、これらの導波路型光検出器２１及び２分割導波路
型光検出器２４は、半導体技術を用いて、シリコン基板
１３上にパターン形成される。

【００２４】また、これらの光検出器２１，２４ａ，２
４ｂから得られる検知信号をＳａ，Ｓｂ，Ｓｃとしたと
き、これらの検知信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを各々増幅する
初段アンプ２７，２８，２９が各々の光検出器２１，２
４ａ，２４ｂに接続されている。

【００２５】このような構成において、プリズムカプラ
１７が対物レンズと対向する位置となるように導波路型
光検出器１１が配設され、光ディスクからの反射光が対
物レンズ及びプリズムカプラ１７を介してスラブ型光導
波路１２のコア層１５中に光軸ＺＺ′方向に沿って結合
導波される。

【００２６】このように結合される導波光を用いたフォ
ーカスエラー信号の検知原理について説明する。今、光
ディスクからの反射光が平行光である場合、即ち、合焦
時には、導波光は第１，２の導波路型反射集光器１９，
２０により光軸対称に等分ずつ集光反射され、第１の導
波路型反射集光器１９による集光反射光は導波路型光検
出器２１により受光され、第２の導波路型反射集光器２
０による集光反射光は２分割導波路型光検出器２４の光
検出器２４ａ，２４ｂ間中央に集光されてこれらの光検
出器２４ａ，２４ｂに等分ずつ受光される。よって、光
検出器２４ａ，２４ｂの検知信号Ｓｂ，ＳｃはＳｂ＝Ｓ
ｃとなる。

【００２７】一方、デフォーカス状態を生じ、光ディス
クの位置が対物レンズの合焦位置に対して近い場合に
は、導波路型光検出器１１に対する入射光束は発散光束
となる。この場合、第２の導波路型反射集光器２０によ
る集光反射光なる導波光の焦点位置が２分割導波路型光
検出器２４の入射端２６よりも後方（図１中、右側）に
移動するため、光軸よりも内側に位置する光検出器２４
ａの受光量より光軸よりも外側に位置する光検出器２４
ｂの受光量の方が多くなるように、これらの光検出器２
４ａ，２４ｂの受光量が増減する。即ち、Ｓｂ＜Ｓｃと
なる。

【００２８】逆に、光ディスクの位置が対物レンズの合
焦位置に対して遠い場合には、導波路型光検出器１１に
対する入射光束は収束光束となる。この場合、第２の導
波路型反射集光器２０による集光反射光なる導波光の焦
点位置が２分割導波路型光検出器２４の入射端２６より
も前方（図１中、左側）に移動するため、光軸よりも内
側に位置する光検出器２４ａの受光量の方が光軸よりも
外側に位置する光検出器２４ｂの受光量よりも多くなる
ように、これらの光検出器２４ａ，２４ｂの受光量が増
減する。即ち、Ｓｂ＞Ｓｃとなる。

【００２９】よって、フォーカスエラー信号をΔＦとし
たとき、ΔＦ＝Ｓｂ−Ｓｃの極性及び値を検知すること
により、フォーカスエラー信号ΔＦの程度を知ることが
でき、このΔＦの値がゼロとなるように対物レンズの位
置を補正するフォーカスサーボ制御を行わせることがで
きる。つまり、フォーカスエラー信号ΔＦは、片側の２
分割導波路型光検出器２４における光検出器２４ａ，２
４ｂ間の受光量差によってのみ検知される。ここに、第
２の導波路型反射集光器２０の開口数Ｎａと焦点距離と
を、フォーカスエラー検知に適した感度となる値に設定
することは容易である。

【００３０】次に、トラッキングエラー信号の検知原理
について説明する。まず、トラッキングエラー信号ΔＴ
の検知を考慮した場合、この導波路型光検出器１１の光
軸ＺＺ′と光ディスク３０におけるトラック３１との配
置関係は、図３に示すように設定される。即ち、光ディ
スク３０面におけるラジアル方向が導波路型光検出器１
１の平面においてスラブ型光導波路１２への入射光の光
軸ＺＺ′の方向に対して直交するように配設される。

【００３１】このような配設状態において、対物レンズ
のスポット位置がトラック３１上にある場合、光軸Ｚ
Ｚ′対称に２分割されて導波される導波光の導波路型光
検出器２１の受光量と、２分割導波路型光検出器２４の
受光量とは等しくなる。即ち、Ｓａ＝Ｓｂ＋Ｓｃとな
る。一方、対物レンズのスポット位置がトラック３１上
から外れると、トラック溝の回折によるディスク反射光
の光量分布のラジアル成分が非対称になるため、スラブ
型光導波路１２内でこの非対称性が第１，２の導波路型
反射集光器１９，２０への入射光量に反映される。よっ
て、導波路型光検出器２１の受光量と、２分割導波路型
光検出器２４の受光量とに差が生ずる。即ち、Ｓａ＞
（Ｓｂ＋Ｓｃ）又はＳａ＜（Ｓｂ＋Ｓｃ）となる。

【００３２】よって、トラッキングエラー信号ΔＴは、
ΔＴ＝Ｓａ−（Ｓｂ＋Ｓｃ）の極性及び値により検知す
ることができ、このΔＴの値がゼロとなるように対物レ
ンズの位置を補正するトラッキングサーボ制御を行わせ
ることができる。

【００３３】また、光ディスクが、ＣＤ−ＲやＣＤ−Ｒ
ＯＭなどである場合、その光ディスクに記録されている
ピット信号（ＲＦ信号）は、これらの検知信号の総和、
即ち、ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃとして検知することがで
きる。

【００３４】ところで、この種の導波路型光検出器１１
を作製する場合、必然的に発生する作製誤差によって、
第１，２の導波路型反射集光器１９，２０の焦点位置が
設計位置から外れることがある。このような場合、例え
ば、図４（ａ）に示す配置関係で第２の導波路型反射集
光器２０の焦点位置が２分割導波路型光検出器２４の接
合部に合わないとしたら、図４（ｂ）に示すように導波
路型光検出器１１を面内で回転調整し、第２の導波路型
反射集光器２０の焦点位置が２分割導波路型光検出器２
４の接合部に合うように調整すればよい。このとき、導
波路型光検出器２１に対する導波光の入射位置は多少ず
れ得るが、導波路型光検出器２１はフォーカスエラー信
号ΔＦの検知には使用していないので、影響がない。こ
れにより、２分割導波路型光検出器２４を用いたフォー
カスエラー信号ΔＦの検知を正常に行える。また、トラ
ッキングエラー信号ΔＴの検知に関しても、図４（ｂ）
に示すような調整の結果、導波路型光検出器２１への導
波光の入射位置が多少ずれてもこの導波路型光検出器２
１の入射開口が第１の導波路型反射集光器１９による集
光反射光の光束幅より広いので、常に、第１の導波路型
反射集光器１９による集光反射光の全光量を受光するこ
とになり、トラッキングエラー信号ΔＴの検知が正常に
行える。この結果、ＲＦ信号の検知も正常に行えること
は明かである。

【００３５】また、本実施例では、光検出器２１，２４
ａ，２４ｂの受光面積Ａ，Ｂ，Ｃが同じ面積となるよう
に形成されている。これにより、これらの光検出器２
１，２４ａ，２４ｂの応答速度も一致することになる。
よって、これらの光検出器２１，２４ａ，２４ｂから得
られる検知信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを用いてフォーカスエ
ラー信号ΔＦ、トラッキングエラー信号ΔＴ及びＲＦ信
号を検出しようとする場合、各光検出器２１，２４ａ，
２４ｂの応答特性が揃っていることが望ましく、上記受
光面積比の設定により例えばトラッキングエラー信号Δ
ＴやＲＦ信号を検出する際にこれらの光検出器２１，２
４ａ，２４ｂ間に応答の遅れがないので、信号検出の分
解能が向上することになる。また、フォーカスエラー信
号ΔＦを検出する際にも、光検出器２４ａ，２４ｂの応
答特性が揃っているので、初段アンプ２８，２９の出力
の差信号をとる時にタイミングエラーが少なく、サーボ
制御が安定したものとなる。

【００３６】ちなみに、導波路型光検出器２１の受光面
積と２分割導波路型光検出器２４の受光面積とを同じに
した場合、即ち、Ａ：Ｂ：Ｃ＝２：１：１にした場合に
は、導波路型光検出器２１の応答が光検出器２４ａ，２
４ｂからの応答に対して遅れてしまう不都合がある。

【００３７】つづいて、本発明の第二の実施例を図５及
び図６により説明する。前記実施例で示した部分と同一
部分は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。本
実施例の導波路型光検出器３１は、前述した導波路型光
検出器１１の構成に加えて、２分割導波路型光検出器２
４の入射側に平面的に見て略三角形状の反射型光分岐素
子３２が付加されて構成されている。ここに、この反射
型光分岐素子３２も第１，２の導波路型反射集光器１
９，２０と同様に平面に対して垂直な反射境界面３２
ａ，３２ｂを有し、その頂端が第２の導波路型反射集光
器２０の焦点位置Ｐ_F2に位置するようにして２分割導波
路型光検出器２４の接合部なる不感帯前方に形成されて
いる。よって、この反射型光分岐素子３２よりも後方に
位置する２分割導波路型光検出器２４は、前記実施例の
場合よりも、反射型光分岐素子３２の分だけ、焦点位置
Ｐ_F2から離れた位置に配設されている。この他の構成
は、前記実施例と同様である。

【００３８】このような構成において、２分割導波路型
光検出器２４による検知動作について説明する。スラブ
型光導波路１２中に導波されて第２の導波路型反射集光
器２０により集光反射された導波光は、その焦点位置Ｐ
_F2に位置する反射型光分岐素子３２の頂端に導かれる。
頂端に導かれた導波光は、この頂端によって左右２つの
導波光に分岐され、各々反射境界面３２ａ，３２ｂによ
って反射されて対応する光検出器２４ａ，２４ｂに導か
れる。

【００３９】つまり、本実施例によれば、第２の導波路
型反射集光器２０による集光反射光が２分割導波路型光
検出器２４の光検出器２４ａ，２４ｂ間の接合部なる不
感帯に導かれることがない。また、反射型光分岐素子３
２の頂端の頂角を所望の値に設定することにより、反射
型光分岐素子３２の反射境界面３２ａ，３２ｂへの分岐
光の入射、反射角度を調整して、この反射境界面３２
ａ，３２ｂにより反射された分岐光を効率よく各々の光
検出器２４ａ，２４ｂに導かせることができる。このよ
うにして、２分割導波路型光検出器２４を用いた場合の
接合部なる不感帯による導波光の検出漏れが改善され
る。

【００４０】なお、これらの実施例では、プリズムカプ
ラ１７により導波される導波光の導波方向に見て、左側
に第１の導波路型反射集光器１９及び導波路型光検出器
２１を配設し、左側に第２の導波路型反射集光器２０、
２分割導波路型光検出器２４或いは反射型光分岐素子３
２を配設するようにしたが、これらの左右配設はそのま
ま入れ替えてもよいのはもちろんである。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、スラブ型
光導波路と、このスラブ型光導波路面内に形成されて外
部光をスラブ型光導波路に結合導波させる導波路光結合
器と、この導波路光結合器により結合される導波光の光
軸に対して各々片側略半分ずつの導波光を取り込む位置
に位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、そ
の導波光を反射集光させる第１の導波路型反射集光器及
び第２の導波路型反射集光器と、前記第１の導波路型反
射集光器による集光反射光の光路上に位置させて前記ス
ラブ型光導波路面内に形成され、その集光反射光の光束
幅より広い入射開口を有する導波路型光検出器と、前記
第２の導波路型反射集光器による集光反射光の光路上に
位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、その
集光反射光の焦点面を入射端としてその焦点に対して左
右対称な２つの光検出器を有する２分割導波路型光検出
器とを備えたので、作製誤差等によって第２の導波路型
反射集光器の集光位置に設計位置からのずれが生じたと
しても面内方向での回転調整によってこの第２の導波路
型反射集光器による集光位置が２分割導波路型光検出器
の光検出器間となるように調整することにより対応で
き、外部光の平行度の検知を常に正常に行わせることが
でき、この場合、平行度の検知に導波路型光検出器が関
与していないため、回転調整に伴いこの導波路型光検出
器側への導波光の集光位置が多少ずれても支障のないも
のとなり、かつ、この導波路型光検出器の入射開口が集
光反射光の光束幅よりも広いので、その集光反射光の全
光量を常に受光することができる。よって、例えば、光
ピックアップに適用した場合、フォーカスエラー信号や
トラッキング誤差信号やＲＦ信号を常に正常に検知でき
るものとなる。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の導波路型光検出器による効果に加えて、第２
の導波路型反射集光器による集光反射光の光路上に位置
させてその集光反射光の焦点位置を頂端とする略三角形
状の反射型光分岐素子を、２分割導波路型光検出器の前
方に設けたので、第２の導波路型反射集光器により２分
割導波路型光検出器側へ集光反射される導波光が２分割
導波路型光検出器の不感帯に導かれることなく反射型光
分岐素子によって２つの光検出器に効率よく分岐される
ので、不感帯による導波光の検出漏れが回避され、信号
レベル及びＳ／Ｎの向上を図ることができる。

【００４３】請求項３記載の発明によれば、導波路型光
検出器と２分割導波路型光検出器を形成する２つの光検
出器とに関する３つの受光部の受光面積がほぼ等しいの
で、これらの検出器の応答速度特性もほぼ一致するもの
となり、これらの３つの光検出器から得られる信号間に
応答の遅れがなく、応答特性が揃うことになり、よっ
て、これらの３つの信号を用いる信号検出の分解能を向
上させることができる。この結果、光ピックアップなど
に適用してフォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号に基づきサーボ制御するような場合には、タイミン
グエラーが少なくなり、そのサーボ制御を安定させるこ
ともできる。特に、請求項２記載の発明に適用した請求
項３記載の発明によれば、不感帯による導波光の検出漏
れを回避し得る効果と、光信号検出の応答特性を改善し
得る効果とを、反目することなく、併せ持つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す平面的構成図であ
る。

【図２】その縦断側面図である。

【図３】光ディスクとの配置関係を示す模式図である。

【図４】回転調整を説明するための模式図である。

【図５】本発明の第二の実施例を示す平面的構成図であ
る。

【図６】その一部を拡大して示す平面的構成図である。

【図７】従来例を示す平面的構成図である。

【図８】２分割導波路型光検出器の受光状態を説明する
ための平面図である。

【符号の説明】

１２ スラブ型光導波路 １７ 導波路光結合器 １９ 第１の導波路型反射集光器 ２０ 第２の導波路型反射集光器 ２１ 導波路型光検出器 ２４ ２分割導波路型光検出器 ２４ａ，２４ｂ 光検出器 ３２ 反射型光分岐素子

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Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラブ型光導波路と、 このスラブ型光導波路面内に形成されて外部光をスラブ
   型光導波路に結合導波させる導波路光結合器と、 この導波路光結合器により結合される導波光の光軸に対
   して各々片側略半分ずつの導波光を取り込む位置に位置
   させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、その導波
   光を反射集光させる第１の導波路型反射集光器及び第２
   の導波路型反射集光器と、 前記第１の導波路型反射集光器による集光反射光の光路
   上に位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、
   その集光反射光の光束幅より広い入射開口を有する導波
   路型光検出器と、 前記第２の導波路型反射集光器による集光反射光の光路
   上に位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、
   その集光反射光の焦点面を入射端としてその焦点に対し
   て左右対称な２つの光検出器を有する２分割導波路型光
   検出器と、を備えてなることを特徴とする導波路型光信
   号検出器。
2. 【請求項２】 スラブ型光導波路と、 このスラブ型光導波路面内に形成されて外部光をスラブ
   型光導波路に結合導波させる導波路光結合器と、 この導波路光結合器により結合される導波光の光軸に対
   して各々片側略半分ずつの導波光を取り込む位置に位置
   させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、その導波
   光を反射集光させる第１の導波路型反射集光器及び第２
   の導波路型反射集光器と、 前記第１の導波路型反射集光器による集光反射光の光路
   上に位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、
   その集光反射光の光束幅より広い入射開口を有する導波
   路型光検出器と、 前記第２の導波路型反射集光器による集光反射光の光路
   上に位置させて前記スラブ型光導波路面内に形成され、
   その集光反射光の焦点位置を頂端とする略三角形状の反
   射型光分岐素子と、 前記第２の導波路型反射集光器による集光反射光の光路
   上でこの反射型光分岐素子の後方に位置させて前記スラ
   ブ型光導波路面内に形成され、その集光反射光の光軸に
   対して左右対称な２つの光検出器を有する２分割導波路
   型光検出器と、を備えてなることを特徴とする導波路型
   光信号検出器。
3. 【請求項３】 導波路型光検出器の受光部と２分割導波
   路型光検出器を形成する２つの光検出器の各々の受光部
   との受光面積比が略１：１：１となるようにこれらの導
   波路型光検出器及び２分割導波路型光検出器を形成した
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の導波路型光信号
   検出器。