JPH02254637A - 光学式ヘッド装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は光学式ディスク装置や光学式テープレコーダ
などのように、情報記録媒体に対して光学的に情報を記
録したり、再生する光学式記録再生装置において、情報
の読出しや書込みに用いられる光学式ヘッド装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第３図は、例えば特開昭６１−２９６５４０号公報に示
された従来の光ＩＣ化された光学式ヘッド装置の概略斜
視図である。同図において、（１）は基板、（２）は上
記基板（１）上に酸化や蒸着等の手段により形成された
バッファ層、（３）は上記バッファ層（２）上に蒸着や
スパッタリング等の手段により形成された誘電体薄膜導
波路層、（４）は半導体装置ザで、上記基板（１）の長
手方向の−＃４縁部に配置され、レーザ光（１５）を上
記誘電体薄膜導波路層（３）内に注入する。

（５）は集光グレーティングカップラで、上記誘電体薄
膜導波路層（３）上に形成されたクラッド層（図示省略
）上にフォトリソグラフや電子ビーム描画法およびプラ
ズマエツチング法等により作成される不等間隔曲線群に
て形成されており、上記レーザ光（１５）を誘電体薄膜
導波路層（３）の外部に取り出して情報記録媒体（６）
上の一点に収束して集光スポット（７）を形成し、また
情報記録媒体（６）からの反射光を上記誘電体薄膜導波
路層（３）に導く。

（９）はビームスプリッタで、上記集光グレーティング
カップラ（５）と同様にクラッド層上にフォトリソグラ
フや電子ビーム描画法およびプラズマエツチング法等に
より形成されており、上記情報記録媒体（６）からの反
射光を、その進行方向に関して各々３０度以下の所定の
鋭角で対称に２分割して上記レーザ光（１５）とは異な
る方向に偏向させる。

（８）は上記情報記録媒体（６）上の情報ビット、（１
０）は光検知器で、この光検知器（ｌＯ）は上記半導体
レーザ（４）からのレーザ光の光束（１５）を挟んで基
板（１）の幅方向の左右両側それぞれにおいて、有感部
のほぼ中央の不感帯により分割して形成された一対の検
知器　（１０ａ）　、　（１０ｂ）、（１０ｃ）　、　
（１０ｄ）からなり、上記ビームスプリッタ（９）によ
り２分割された光束（１１）、（１１）を受光して電気
信号に変換する。　（１３）は電極で、上記各光検知器
　（１０ａ）　、　（１０ｂ）　　　（ＩＯＣ）、（１
０ｄ）に対応して左右両側にそれぞれ一対づつ設けられ
た電極（１３ａ）　、　（ｉ３ｂ）（１３ｃ）　、　（
１３ｄ）からなり、上記各光検知器　（１０ａ）（１ｏ
ｂ）　、（ｔｏｅ）、（１０ｄ）で受光され変換された
電気信号を外部に取り出す。

なお、上記構成の光学式ヘッド装置は光ＩＣ化された光
ピツクアップの主要部である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

半導体レーザ（４）から出た光束（１５）は誘電体薄膜
導波路層（３）内に注入され、集光グレーティングカッ
プラ（５）により上記誘電体薄膜導波路層（３）の外部
の空間に取り出され、情報記録媒体（６）上に集光スポ
ット（７）として集光される。この集光スポット（７）
で情報ビット（８）を形成することによって情報の記録
がおこなわれ、また上記集光スポット（７）で情報ビッ
ト（８）を検出することによって情報の再生がおこなわ
れる。

情報記録媒体（６）からの反射光は、集光グレーティン
グカップラ（５）で再び誘電体薄膜導波路層（３）に導
かれ、ビームスプリッタ（９）で２分割されて光検知器
　（１０）、　（ｌｏ）で受光され、徐々に吸収されて
電気信号に変換される。この電気信号は電極　（１３）
　、　（１３）から図示しない外部の電気回路系に送ら
れて、再生信号および集光スポット（７）を情報記録媒
体（６）上の情報ビット（８）に正しくフォーカシング
およびトラッキングさせるためのセンサ信号が検出され
る。

ここで、上記ビームスプリッタ（９）について詳しく説
明する。

ビームスプリッタ（９）は、一般にブラッググレーティ
ングで構成されており、第３図の例では複数の機能を１
つの素子で実現できるということから、透過形ブラッグ
グレーティングで構成されている。すなわち、結合長や
結合係数の設計により任意の回折効率が実現可能であり
、またグレーティングパターンの変調によりレンズ機能
や偏向機能などの波面変換機能が可能であるから、１つ
のグレーティング素子で導波光の分波、集光などの多機
能を実現できる。上記第３図の例においても、ビームス
プリッタ（９）は情報記録媒体（６）からの反射光の方
向を変え、それを光検知器　（１０）。

（１０）へ集光する働きをもっている。グレーティング
による回折の角度は、グレーティングの周期を（ｄ）、
回折角を　（θ）とすると、ブラッグ回折であるので、
次式で表わされる。

Ｓｉｎ　（θ／２）−λ／２　Ｎ　ｄ　　　　　　　　
・（１）ここで、λは波長、Ｎは屈折率で、例えばλ＝
０．７９　μｔｓ　、　　Ｎ　＝　　１．５２　、　　
ｄ　＝３．８２μｍとすると、θ＝７．８°　となる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の光ＩＣ化された光学式ヘッド装置は、以上のよう
に構成されており、ビームスプリッタ（９）としてブラ
ッググレーティングを用いているので、半導体レーザ（
４）の波長変動が生じた場合、上記（１）式で明らかな
ように回折角が変化して、光検知器の位置での光束（１
１）の位置が変化する。ここで、フォーカシングのため
の誤差信号は、各光検知器　（１０ａ）、　（１０ｂ）
　　　（１０ｃ）、（１０ｄ）の信号により、 （１０ａ−ｆｏｂ）　＋　（１０ｄ−１０Ｃ）　　　　
　・（２）の演算により得ているので、発掘波長の変動
により回折角が変化した場合、オフセット成分が発生し
、フォーカシング制御により集光スポット（７）が最良
の状態からずれた状態となり、記録および再生性能の劣
化をまねく問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、半導体レーザの発振波長が変動した場合にも
フォーカスオフセットを発生させないで、良好な集光ス
ポットの状態を維持することができる光学式ヘッド装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る光学式ヘッド装置は、半導体レーザから
出射される光束のうち集光グレーティングカップラに入
射されない光束中にグレーティング素子を設け、このグ
レーティング素子の集光点に第２の光検知器を配置し、
この第２の光検知器から得られる補正信号を第１の光検
知器から得られるフォーカシング誤差信号に加えるよう
に構成したことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、集光グレーティングカップラに入射
されない光束を第２の光検知器により受光することで、
この第２の光検知器から半導体レーザの発振波長の変動
によって発生するグレーティング素子での回折角の変動
に比例した信号が出力され、この信号を第１の光検知器
より得られるフォーカシング誤差信号に加えることによ
り、半導体レーザの発振波長の変動にともない第１の光
検知器において同様に発生しているフォーカスオフセッ
トを補正することができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。

第１図はこの発明の一実施例による光ＩＣ化された光学
式ヘッド装置の概略斜視図である。同図において、符号
（１）〜（１５）は第３図で示す従来例と同一であるた
め、同一の符号を付して、それらの詳しい説明を省略す
る。

第１図において、（１４）は半導体レーザ（４）から出
射された光束（１５）のうち、集光グレーティングカッ
プラ（５）により情報記録媒体（６）に集光されない光
束、（１７）は偏向集光機能をもったグレーティング素
子、（１８ａ）　、　（ｌｆｉｂ）は箪２の光検知器で
、上記グレーティング素子（１７）の集光点に配置され
て上記光束（１４）を受光する。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

半導体レーザ（４）から出射された光束が集光グレーテ
ィングカップラ（５）によって情報記録媒体（６）上で
集光され、さらに、この反射光束が第１の光検知器　（
１０）で受光されて検出されるまでの動作は従来例と同
一であるため、説明を省略する。

ここで、上記半導体レーザ（４）から出射された光束の
うち、集光グレーティングカップラ（５）に入射しない
光束（１４）は、グレーティング素子（１７）によって
偏向され、集光されて第２の光検知器（１６ａ）　、　
（１６ｂ）で受光される。これら第２の光検知器（ｔａ
ａ）　、　（ｔａｂ）は半導体レーザ（４）が設計波長
（λ０）で発振している場合において差信号出力（（１
６ｂ）−（１６ａ）　）がゼロとなるように配置されて
いるので、半導体レーザ（４）の発振波長が変動した場
合、上述の（１）式で得られる回折角が変化し、その結
果として差信号出力がゼロでなくなる。半導体レーザ（
４）の発振波長の変動にともなう回折角の変動現象は第
１の光検知器（１０ａ）　、　（１０ｂ）、　（１０ｃ
）、　（１０ｄ）でも発生しており、フォーカスオフセ
ットを発生している。このとき、第２の光検知器（１６
ａ）　、　（１６ｂ）からの出力を用いることにより、
このフォーカスオフセットを補正することができる。

第２図はそのフォーカスオフセットの補正機構に関する
出力信号の演算の説明図であり、同図において、（ＩＱ
ａ）、　（１０ｂ）、（ｌｏｃ）　、　（１０ｄ）は第
１の光検知器、（１６ａ）　、　（ｔａｂ）は第２の光
検知器、（１７）　〜（２０）はＩ−Ｖ変換器および演
算増幅器である。

上記第２図の構成において、増幅器（１７ａ）によって
Ｎ１の光検知器　（ｌＯａ）　、　（ｔｏｄ）の和信号
が出力され、また増幅器（１７ｂ）によって他方の第１
の光検知器　（１０ｂ）、　（１０ｃ）の和信号が出力
され、これら和信号を増幅器（１８）に人力することに
よって、フォーカス誤差信号（２１）が発生される。

同様に、増幅器（１９）によって第２の光検知器（１６
ａ）　、　（１８ｂ）の差信号（２２）が出力される。

半導体レーザ（４）が設計波長　（λ０）で発振してい
る場合、上記第１の光検知器　（１０ａ）、　（１０ｂ
）および（１０ｃ）　、　（１０ｄ）への入力光束は各
々バランスしているので、フォーカス誤差信号（２１）
はほぼゼロである。

半導体レーザ（４）の発掘波長が上記設計波長　（λ０
）に対して変化１ノ、例えばビームスプリッタ（９）に
よる回折角が大きくなった場合、第１の光検知器　（ｆ
ｏａ）および（１０ｄ）へ入射する光量が増加するので
、増幅器（１８）での演算によりフォーカス誤差信号（
２１）が正の値となり、これがフォーカスオフセットと
なる。

一方、箪２の光検知器（１δａ）　、　（ｌｌｉｂ）へ
の入力光束も発振波長が上記設計波長　（λ０）の場合
はバランスしているので、差信号（２２）が正の値とな
る。

したがって、上記フォーカス誤差信号（２１）と第２の
光検知器（ＩＢａ）、　（１ａｂ）の差信号（２２）を
増幅器（２０）を用いて減算することにより、半導体レ
ーザ（４）の発掘波長の変動によるオフセット成分を除
いたフォーカス誤差信号（２３）を得ることができる。

なお、上記実施例では、グレーティング素子（１５）と
して透過形のものを使用したが、反射形であっても上記
実施例と同様な効果を奏する。また、この場合は、第１
の光検知器と隣接して配置することが可能で、信号の取
り出し位置を近くすることができる利点がある。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、半導体レーザの発掘
波長の変動によって発生するフォーカスオフセット成分
を第２の光検知器にて得られる信号により補正すること
ができるので、半導体レーザの発振波長に変動が生じた
場合でもフォーカスオフセットを発生せず、良好な集光
スポットが得られ、記録および再生性能を向上させるこ
とができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光学式ヘッド装置を
示す概略斜視図、第２図はフォーカスオフセットの補正
回路図、第３図は従来の光学式ヘッド装置を示す概略斜
視図である。 （１）・・・基板、（３）・・・話電体薄膜導波路層、
（４）・・・半導体レーザ、（５）・・・集光グレーテ
ィングカップラ、（６）・・・情報記録媒体、（９）・
・・ビームスプリッタ、（１０ａ）　、　（１０ｂ）、
（１０ｃ）　、　（１（Ｉｄ）　＝”第１の光検知器、
（１４）・・・光束、（１５）・・・グレーティング素
子、（１６ａ）、（１６ｂ）　・’＄２の光検知器。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板表面に形成された誘電体薄膜導波路層にレー
   ザ光を注入する半導体レーザと、上記誘電体薄膜導波路
   層上のクラッド層に不等間隔曲線群にて形成されて上記
   レーザ光を上記誘電体薄膜導波路層の外部の情報記録媒
   体上の一点に収束させる集光グレーテイングカツプラと
   、上記情報記録媒体面からの反射光を上記半導体レーザ
   の方向とは異なる方向に偏向させるビームスプリッタと
   、このビームスプリッタにより偏向された上記反射光を
   受光して電気信号に変換する第１の光検知器とを備えた
   光学式ヘッド装置において、上記半導体レーザから出射
   される光束のうち上記集光グレーテイングカツプラに入
   射されない光束を上記誘電体薄膜導波路層内で偏向して
   集束するグレーテイング素子と、このグレーテイング素
   子の集光点に配置されて上記集光グレーテイングカツプ
   ラに入射されない光束を受光する第２の光検知器と、こ
   の第２の光検知器による検知信号を上記第１の光検知器
   によるフォーカシング誤差信号に加算する手段とを備え
   たことを特徴とする光学式ヘッド装置。