JPH01292630A

JPH01292630A - 光情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH01292630A
Application number: JP63121499A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yokomori; 横森　清
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-11-24

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】技術分野本発明は、光ファイル、光デイスクメモリ、光カード等
の光記録方式をとる光情報記録再生装置に関する。

従来技術一般に、この種の光情報記録再生装置においてディスク
ドライブの小型・高速アクセス化を図る上で、光ピツク
アップの小型・軽量化は不可欠である。そこで、最近で
は、光ピツクアップの光集積回路化構成したものがある
。その−例として、「電子通信学会　光量子エレクトロ
ニクス研究会○ＱＥ８５−７２　　第３９頁〜第４６頁
の「光デイスクピックアップの光集積回路化」Ｊに示さ
れるものがある。第４図はこの文献記載の光ピツクアッ
プを示す。この光ピツクアップ１はＳｉ基板２上にバッ
ファ層３、導波路層４を積層形成した導波路構成とされ
ている。そして、半導体レーザ５はＳｉ基板２の端面に
結合され、導波路層４にレーザ光が導波される。導波光
はグレーティング６を透過した後、集光グレーティング
カプラ７により回折されて空気中を伝搬し光情報記録媒
体（光ディスク）８面に集光される。この光ディスク８
からの反射光は再び集光グレーティングカプラ７に入射
した後、導波光となり、グレーテイング６にも再入射し
て回折２分割され、一方の回折光束は一対の光検出器９
ａ、９ｂ側に向い、他方の回折光束は一対の光検出器９
ｃ、９ｄ側に向う。

これらの光検出器９ａ〜９ｄの受光信号は演算処理回路
１０による処理を経て、再生信号Ｓ、フォーカス誤差信
号Ｆｏ、トラック誤差信号Ｔｒとされる。ここに、光検
出器９ａ〜９ｄからの信号を各々ａｗｄとすると、Ｆｏ＝　（ａ十ｄ）　−（ｂ＋ｃ）Ｔｒ＝　（ｃ＋ｄ）−（ａ＋ｂ）Ｓ　　＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄとして各々の信号が算出される。

ここに、フォーカス誤差信号ｆｏについて考えれば、光
ディスク８が光ピツクアップから遠ざかればＦ　ｏ　（
Ｏとなり、近づいた場合にはＦｏ＞。

となり、Ｆｏ＝Ｏとなるようにフォーカスサーボ制御さ
れる。ところが、この検出方式による場合、フォーカス
誤差信号Ｆｏの感度が低いという欠点がある。換言すれ
ば、フォーカスずれを生じた時のフォーカス誤差信号Ｆ
ｏの変化量が少ない。

この欠点を解消するためには、グレーティング７と光検
出器９との距離を大きくするか、又は、光検出器９ａ、
９ｂ間の間隔及び光検出器９ａ。

９ｄ間の間隔を各々狭ばめる必要がある。しかし、前者
の方法によると、光ピツクアップが大きくなり、光集積
化した意味が失われる。一方、後者の方法による場合、
対となる光検出器同士の間隔をゼロにすることはできず
、狭ばめられる限界がある。例えばＰＩＮフォトダイオ
ードをＳｉ基板２上に形成した場合で、最小でも１０μ
ｍ程度となってしまう。

目的本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光集積
化されたものにおいて、フォーカス誤差信号の検出感度
を向上させることができる光情報記録再生装置を得るこ
とを目的とする。

構成本発明は、上記目的を達成するため、光情報記録媒体か
らの反射光を一対以」二の光検出器を集積形成した導波
路検出系に導波させ、前記光検出器によりフォーカス誤
差信号を得る光情報記録再生装置において、前記光検出
器を対同士で導波光の伝搬方向前後にずらして配設した
ことを特徴とする。

以下、本発明の第一の実施例を第１図及び第２図に基づ
いて説明する。まず、第２図に示すように半導体レーザ
１１から射出されたレーザ光はコリメートレンズ１２に
より平行光束とされる。このときの光の偏光方向は第２
図に矢印Ａで示す方向（紙面に平行な方向）である。コ
リメートレンズ１２による平行光は光集積化された導波
路検出系１３のグレーティングカプラ１４に入射する。

導波路検出系１３は不透明なＳｉ基板１５上にバッファ
層１６を介して先導波路層１７を積載形成してなり、こ
の先導波路層１７表面側に第１図に示すように前記グレ
ーティングカプラ１４や導波路レンズ１８や４個の光検
出器１９ａ〜１９ｄや取出電極２０ａ〜２０ｄを形成し
たものである。

そして、このような導波路検出系１３は第２図に図示の
ように所定角度傾けて半導体レーザ１１・光情報記録媒
体（光ディスク）２１間に配設されている。

ここで、グレーティングカプラ１４に入射する平行光は
、その偏光成分がＡ方向であるため、殆ど回折すること
なく、グレーティングカプラ１４表面及びＳｉ０２層１
６と不透明なＳｉ基板１５との界面により殆ど反射され
、光デイスク２１側に向い、λ／４板２２を透過する。

このλ／４板２２を透過した光は右回り円偏光となり、
集光レンズ２３により光デイスク２１上に集光される。

そして、この光ディスク２１で反射され、再び集光レン
ズ２３を透過することにより平行光とされ６一る。また、右回り偏光は光ディスク２１で反射される際
に左回り偏光となり、再びλ／４板２２を透過すること
により、今度は第２図に矢印Ｂ方向（紙面表裏方向）で
示す偏光方向をもつ直線偏光となる。このようなり方向
の偏光光がグレーティングカプラ１４に入射すると、そ
の殆どが回折され、先導波路層１７に結合されて伝搬す
る導波光となる。

ここに、導波路検出系１３の詳細な構成及び作用を説明
する。まず、熱酸化法によりＳｉ基板１５上に形成され
たバッファ層１６はＳｉＣ２によるもので、屈折率は約
１．４６である。また、先導波路層１７はバッファ層１
６の屈折率よりも高い屈折率の誘電体月質によるもので
あればよい。

例えばコーニング社製の＃７０５９ガラス（バリウムホ
ウ珪酸ガラス）をスパッタリング法で成膜すればよい。

この時の屈折率は約１．５４である。

さらに、グレーティングカプラ１４や導波路レンズ１８
はフォトレジストを材料とし、周知のフォトリソグラフ
ィ法によりパターン形成すればよい。

また、光検出器１９ａ〜１９ｄは、バッファ層１６の一
部をフォトリソグラフィ法によりエツチング除去し、不
純物拡散、イオン注入法等により、ｐ−ｎ構造成いはｐ
−１−ｎ構造のフォトダイオードを形成し、信号取出電
極２０ａ〜２０ｄをＡΩの蒸着・パターン化により形成
し、その上に前述した先導波路層１７を積層させてなる
。

そして、前記グレーティングカプラ１４により先導波路
層１７に結合導波された光ディスク２１からの反射光は
、導波路レンズ１８により２光束Ｐ、Ｑに分割され、Ｓ
ｉ基板１５の一端側に配設された光検出器１９側に向か
う。より詳細には、一方の分割された光束Ｐは一対の光
検出器１９ａと光検出器１９ｂとの間に集光され、他方
の光束Ｑは一対の光検出器１９ｃと光検出器１９ｄとの
間に集光される。これらの光検出器１９ａ〜１９ｄによ
る受光信号は取出電極２０ａ〜２０ｄを介して外部に取
り出され、第４図の場合と同様に演算処理を受けて、再
生信号、トラック誤差信号とともにフォーカス誤差信号
が検出される。フォーカス誤差信号ＦＯに注目すれば、
第４図の場合と同様にフーコー法により検出されるもの
で、光検出器１９ａ〜１９ｄの各々の検出信号をａ〜ｄ
とすると、Ｆｏ　＝　（ａ−ｂ）　＋（ｄ−ｃ）＝　（ａ十ｄ）　−（ｂ十ｃ）として算出される。

しかして、本実施例は、これらの２対の光検出器１９ａ
〜１９ｄの配置関係に特徴を持つ。例えば、対となる光
検出器１９　ａ、　　ｌ　９　ｂについてみると、両者
は導波光の導波方向に対し、同一位置（全くの並列位置
）なる配置関係ではなく、第１図に示すように、前後方
向にずらした配置とされている。より具体的には、幅方
向内側寄りの光検出器１９ｂのほうが導波路レンズ１８
寄りの位置とされている。他方の光検出器１９　ｃ、　
　１９　ｄの対も同様であり、内側寄りの光検出器１９
ｃのほうが導波路レンズ１８寄りの位置とされ、両者の
導波光の伝搬方向の位置がずらされている。

このような光検出器１９の配設によれば、第４図のよう
に光検出器９ａ、９ｂの対、光検出器９ｃ、９ｄの対が
、各々、導波光の伝搬方向の同一位置に配置してなるも
のと比して、光検出器１９ａ、１９ｂ間の間隔、光検出
器１９ｃ、１９．ｄ間の間隔は、物理的にはゼロとなら
ないが、導波路レンズ１８で分割集光される各々の光束
Ｐ、Ｑにとっては実効的には狭くなったことと等測的と
なる。

例えば、導波路レンズ１８の焦点距離が２０ｍｍ、レン
ズの大きさを４ｍｍとした時、光検出器１９ａ。

１９ｂ間の間隔が２０μｍであれば、実効的な間隔をほ
ぼゼロにするには、光検出器１９ｂ側を約２００μｍだ
け導波路レンズ１８側に近づくようにずらして配置させ
ればよい。

この結果、フォーカス誤差信号ＦＯの検出感度が上がり
、より正確なフォーカスサーボ制御に供することができ
る。

つづいて、本発明の第二の実施例を第３図により説明す
る。前記実施例で示した部分と同一部分は同一符号を用
いて示す。即ち、牛導体レーザ１１、集光レンズ２３等
の光学系全体は第２図の場合と同様であり、導波路検出
系１３の構成を若干変えたものである。

まず、本実施例では、４つの光検出器２４ａ〜４ｄの内
、グレーティングカプラ１４と導波路レンズ２５との間
に一対のトラック誤差検出用の光検出器２４ｃ、２４ｄ
を配置し、本発明の対象とするフォーカス誤差検出用の
一対の光検出器２４ａ、２４ｂは導波路レンズ２５によ
る集光側に配置させたものである。即ち、トラッキング
用の光検出器２４ｃ、２４ｄは光ディスク２１の傾きの
影響を受けにくい個所に配置されている。また、導波路
レンズ２５の後方にはナイフェツジ用の遮光溝２６がこ
の導波路レンズ２５の光を半分遮る位置まで形成されて
いる。ここに、前記光検出器２４ａ、２４ｂは前記実施
例のものと同様に導波光の伝搬方向に前後にずらして配
設されている。

より具体的には、遮光溝２６とは逆側の光検出器２４ａ
のほうが導波路レンズ２５に近い状態とされている。

このような構成において、グレーティングカプラ１４に
より導波路層１８中に導波された光の一部は光検出器２
４ｃ、２４ｄにより直接受光される。これらの信号を各
々ｃ、ｄとした時、トラック誤差信号Ｔｒはプッシュプ
ル法に基づきＴｒ＝ｃ−ｄなる演算処理により検出され
る。一方、グレーティングカプラ１４により導波された
残りの光は導波路レンズ２５により光検出器２４ａ、２
４ｂ側に集光導波される。この時、遮光溝２６により半
分の導波光が遮光され、ナイフェツジ法によりフォーカ
ス誤差信号Ｆ’ｏの検出がなされる。

即ち、光検出器２４ａ、２４ｂの各々の信号をａ。

ｂとすると、Ｆｏ＝ａ−ｂによりフォーカス誤差信号の
検出がなされる。光ディスク２１が合焦点より遠ざかれ
ばＦ　ｏ　（Ｏとなり、近づけばＦｏ、＞Ｏとなる。こ
の場合も、このフォーカス誤差信号ＦＯ検出用の一対の
光検出器２４ａ、２４ｂが導波光の伝搬方向にずれた配
置とされ、両者の実効的な間隔が狭くされているので、
感度のよい検出ができる。

なお、再生信号ＳはＳ＝ａ＋ｂとして検出すればよい。

なお、これらの実施例では、光導波路層１７への結合導
波にグレーティングカプラ１４を用いたが、これに限ら
ず、例えばプリズムカプラや、グレーティングカプラと
プリズムカプラとを組合せたものなどを用いてよい。ま
た、第４図に示したもののように、導波路層端面にカッ
プリングさせ、集光グレーティングカプラによって、光
ディスクからの反射光を導波させるようにしてもよい。

効果本発明は、上述したように光検出器を対同士で導波光の
伝搬方向前後にずらして配設したので、これらの光検出
器間の間隔をゼロにすることが物理的に不可能であって
も、実効的には間隔の狭いものとして機能させることが
でき、よって、フォーカス誤差信号の検出感度を上げ、
良好なるフォーカス制御１が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す導波路検出系の平
面図、第２図は全体的な側面図、第３図は本発明の第二
の実施例を示す導波路検出系の平面図、第４図は従来例
を示す斜視図である。＝１４− １３・・・導波路検出系、１９ａ〜１９ｄ・・・光検出
器、２１・・・光情報記録媒体、２４ａ、２４ｂ・・・
光検出器

Claims

【特許請求の範囲】

　光情報記録媒体からの反射光を一対以上の光検出器を
集積形成した導波路検出系に導波させ、前記光検出器に
よりフォーカス誤差信号を得る光情報記録再生装置にお
いて、前記光検出器を対同士で導波光の伝搬方向前後に
ずらして配設したことを特徴とする光情報記録再生装置
。