JPH0283829A - 光ピックアップ - 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、光デイスク装置等に用いられる光ビックアン
プに関し、更に詳述すれば、高速アクセスが可能である
集積型光ピックアンプに関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、従来の光学部材を用いた光ピンクアップの構
成を示す模式図であり、図中１は光源たる半導体レーザ
を示す、半導体レーザ１から出射された光２６は回折格
子２１にて３分割された後、光デイスク１９上に記録さ
れたビット２０に、対物レンズ２３にて集光される。３
分割された光のうち、０次回折光である中央の主ビーム
２７をビット情報たるｌ（Ｆ信号及びフォーカス誤差信
号の読取り用に、また±１次回折光である両側の副ビー
ム２８をトラッキング誤差信号の読取り用に、夫々使用
する。

３分割された光の光ディスク１９からの反射光は、ビー
ムスプリッタ２２にて分岐され、シリンドリカルレンズ
２４を経て受光素子２５ａ、　２５ｂにて受光される。

この際、主ビーム２７に対応する反射光は、シリンドリ
カルレンズ２４によって、縦方向の光２７ａの焦点距離
と横方向の光２７ｂの焦点距離とが異なるようになって
いる。

また第５図は、受光素子２５ａ、　２５ｂの拡大平面図
であり、主ビーム２７に対応する反射光は中央の４分割
受光素子１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃ、　１３ｄにて検
出され、副ビーム２８に対応する反射光は両側の受光素
子１３ｅ１３ｆにて検出され、その各受光素子における
検出信号に基づき、第５図に示すような演算によって、
フォーカス誤差信号、ＨＦ信号及びトラッキング誤差信
号が出力される。つまりこのような光学系にあっては、
フォーカス誤差信号の読取りには非点収差法を採用し、
トラッキング誤差信号の読取りには３ビーム法を採用し
ている。

上述したような構成をなす光ピンクアップにおける誤差
信号の読取り方法は、現在市販されているＣＤプレイヤ
ーの殆どにおいて利用されており、光デイスク装置にあ
っては主流となっている。ところが、このような光ピン
クアップは従来の光学部材を組合せて構成されているの
で、大嵩であってしかも重量が大きく、アクセス時間が
長いという欠点があった。

このような欠点を解消するために、光学部材を１個の基
板に集積化してなる集積型の光ビックアンプが考案され
ている。第６図は、例えば「光デイスクピックアップの
光集積回路化」　（信学技報０ＱＥ８５〜７２１９８５
年）に開示されている集積型光ピンクアップの構成を示
す斜視図である。図中４はＳｉ基板であって、該Ｓｉ基
板４にはバッファ層３を介して導波路２が形成されてお
り、該導波路２にはグレーティングカプラ５．ビームス
プリンタ３１２分割の受光素子３３が集積されている。

また光源である半導体レーザ１が導波路２の端面に端面
直接結合法にて結合されている。

導波路２に半導体レーザ１からの光が入射すると、その
光１５は導波路２を導波した後、グレーティングカプラ
５にて外部に出射されて、光デイスク１９上に記録され
たビット２０に集光される。光ディスク１９からの反射
光１６は、導波路２に入射して、ビームスプリンタ３１
により２方向に分離され、分離された光３２は夫々受光
素子３３に受光される。このような光ピックアップにお
いては、光ディスクのトラッキング誤差信号はプッシュ
プル法に基づき、フォーカス誤差信号はフーコー法に基
づいて、検出されるようになっており、これらの誤差信
号及びピット情報であるＨＦ信号は、第６図に示すよう
な演算により求められる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、市販されているＣＤプレーヤまたはＣＤＲＯ
Ｍドライバの非集積型光ピックアップを、上述したよう
な集積型光ピックアップに置き換えようとした場合、両
者の光ビックアンプでは信号の演算方法が異なっている
ので（第５，６図参照）、周辺の電子回路についても同
時に変更する必要があり、しかも構成が複雑になるとい
う難点がある。

この結果、集積型光ピックアップに変えることは容易で
はなく、集積型光ピンクアップへの転換が促進されない
という問題点があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、グレ
ーティングカプラからの光を３分割するための手段と、
光ディスクからの反射光を６分割の受光素子に集光させ
る手段とを具備することにより、集積型光ピックアップ
でも非集積型光ピックアップにおける場合と同様の演算
方法にて信号を検出でき、周辺の電子回路を変更するこ
となく、光ピックアップのみを交換するだけでよい集積
型光ピンクアップ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〕

本発明に係る光ピックアップは、光源、該光源からの光
を導波する導波路、該導波路に導波された光を光ディス
クに向けて出射するグレーティングカプラ及び前記光デ
ィスクからの反射光を受光する受光素子を集積してある
光ピンクアップにおいて、前記受光素子は６分割型の受
光素子であって、前記グレーティングカプラからの出射
光を３分割して前記光ディスクの３点に集光する手段と
、前記光ディスクからの反射光を前記６分割型の受光素
子に集光する集光手段と、前記集光手段及び前記６分割
型の受光素子間の光路中に設けられ、光を一方向にのみ
集光させる作用を存する手段とを具備することを特徴と
する。

〔作用〕

本発明の光ピックアップにあっては、グレーティングカ
プラからの出射光を３分割して光ディスクに出射し、光
ディスクからの反射光を６分割の受光素子に集光する。

従って本発明では従来の非集積型光ピックアップと同様
に、トラッキング誤差信号を３ビーム法によって検出し
、フォーカス誤差信号を非点収差法によって検出する。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。

第１図は本発明に係る光ピンクアップの第１の実施例の
構成を示す図であり、第１図（ａｌはその平面図を、第
１同価）はその断面図を夫々示す。なお第１図（ａｌに
あっては、基板４に集積化されていない部材は図示省略
している。

図において４はｎ型Ｓｉからなる基板を示し、該基板４
には導波光の損失を防止するためのＳｉＯ□からなるバ
ッファ層３を介して、コーニング＃　７０５９からなる
導波路２が形成されており、該導波路２には光源である
半導体レーザ１が端面結合されている。なお半導体レー
ザ１の配置側と反対側の一部の領域には導波路２が形成
されていない。導波路２の半導体レーザ１の結合側とは
反対側の−に面には、導波路２を導波した光１５を外部
に出射させるＳｉＮからなるグレーティングカプラ５が
設けられている。なおこのグレーティングカプラ５は、
グレーティングカプラ５からの出射光１６が平行光にな
るように、その形状が設計されている。

グレーティングカプラ５からの光の出射方向には、ＢＫ
７からなる透明板８がその光軸に対して垂直になるよう
に設けられている。該透明板８の表側の面（導波路２と
は反対側の面）には、透明板８に入射された光を３分割
して光ディスク（図示せず）の３点に集光させるだめの
３分割のフレネルレンズ９ａ、９ｂ、９ｃが設けられて
おり、また透明板８の裏側の面（導波路２側の面）には
、光ディスクからの反射光を後述する６分割の受光素子
１３上に集光するためのオフアクシス型のフレネルレン
ズ１１が設けられている。なお３分割のフレネルレンズ
９ａ、９ｂ、９ｃは、その焦点が光軸に対して垂直方向
に少しずれるように設計されている。またこれらのフレ
ネルレンズ９ａ、９ｂ、９ｃ、　１１の材質は何れもコ
ーニング＃　７０５９である。

第２図は６分割の受光素子１３の近傍を示す断面図であ
り、第２図ｆａｌは第１図（ｂｌと同じ方向から見た断
面図、第２開山）はこの方向と垂直な方向から見た断面
図を示す。平面視にて従来の非集積型光ピックアップと
同様の構成をなす（第５図参照）受光素子１３は、ｎ型
Ｓｉの基板４に部分的にｐ型不純物をドーピングして形
成されたｐｎ接合４３にて構成される。受光素子１３の
上部のバッファ層３上には、シリンドリカルレンズに相
当するグレーティングレンズ１２が設けられている。該
グレーティングレンズ１２は、中心から遠ざかるにつれ
て周期が短くなるチャープ状をなしており、導波路２を
エツチングすることによって得られる。なお、図中１４
ａ、　１４ｂは受光素子１３の上部電極、下部電極であ
り、夫々ＡＩ、　Ａｕからなる。

次に動作について説明する。

半導体レーザ１から出射された光１５は導波路２を導波
した後、グレーティングカプラ５にて平行光１６として
外部に出射される。外部に出射された光１６は透明板８
を透過し、フレネルレンズ９ａ、９ｂ。

９ｃにて３分割される。３分割された３本のビーム（０
次回折光である中央の主ビーム１７ａ、±１次回折光で
ある両側の副ビーム１８ａ）は、夫々光デイスク上に記
録されたビットに集光される。光ディスクからの反射光
は再び透明板８を透過し、フレネルレンズ１１．グレー
ティングレンズ１２を経て受光素子１３に集光される。

従来の非集積型光ピンクアップと同様にして、主ビーム
１７ａに対応する反射光１７ｂを中央の４分割の受光素
子によって検出し、また副ビーム１８ａに対応する反射
光１８ｂを周縁の２分割の受光素子によって検出し、そ
して主ビームを用いてピット情報たるＨＦ信号及びフォ
ーカス誤差信号を演算し、また副ビーム１８を用いてト
ラッキング誤差信号を演算する（第５図参照）。

以上の如く、本発明の光ピツクアンプにおける演算処理
は従来の非集積型光ピックアップと全く同じであるので
、従来のＣＤプレーヤ等において高速アクセスを所望す
る場合に、周辺の電子回路を交換することなく、単に光
ビックアンプを集積型のものに変換するだけでよいこと
になる。

第３図は本発明に係る光ピックアップの第２の実施例を
示す断面図であり、第３図において第１２図と同番号の
ものは同一部材を示す。この実施例では、グレーティン
グカプラ５と透明Ｆｉ８との間の光路中に、その表側の
面（導波路２とは反対側の面）に平行出射光１６を３分
割するグレーティング７を設けた別の透明板６が配置さ
れた構成をなす。従って光ディスクに集光させるための
フレネルレンズは３分割の機能を有する必要がないので
、前述の第１の実施例とは異なり、透明板の８の表側の
面には単一のフレネルレンズ１０が設けられている。な
お、グレーティング７、透明板６の材質は夫々コーニン
グ＃７０５９．　ＢＫ７である。

第２の実施例では、透明板６に作製したグレーティング
７にてグレーティングカプラ５からの平行出射光１６が
回折され、０次及び±１次回折光が３ビームとして用い
られる。３ビームに分割された光はフレネルレンズ１０
を経て、光ディスクのビットに集光される。光ディスク
からの反射光の光路及び各信号を検出するための演算処
理は、前述の第１の実施例と同一であるので、その説明
を省略する。

この第２の実施例は第１の実施例と比べると、グレーテ
ィングカプラ５からの平行出射光１６を回折するための
グレーティング７が余分に必要であるが、光ディスクに
集光させるためのフレネルレンズの開口を太き（するこ
とができるので、集光特性が優れているという利点があ
る。

なお前述の２つの実施例とも、グレーティングカプラ５
からの出射光を平行光としたが、これに限らず収束光と
する場合にあっても、同様の構成が可能であることは勿
論である。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明では、市販されているＣＯプレ
イヤー等において高速アクセスを望む場合に、単に光ピ
ンクアンプを集積型のものに変えるだけで良（、従来の
信号演算用の電子回路をそのまま利用できて変更する必
要はない。従って、高速アクセスが必要である光デイス
ク装置等を開発する場合には、従来の光デイスク装置に
おいて光ピックアップのみを変更するだけで、要求され
る高速アクセスを実現できる。この結果、集積型の光ピ
ックアップの普及の促進化を図れる等、本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ピンクアップの第１の実施例の構成
を示す平面図及び断面図、第２図は本発明の光ピックア
ップの第１及び第２の実施例の受光素子近傍の断面図、
第３図は本発明の光ピンクアンプの第２の実施例の構成
を示す断面図、第４図は一般的な光デイスク装置に用い
られている非集積型光ピンクアップの構成を示す斜視図
、第５図は６分割の受光素子近傍の拡大平面図、第６図
は従来の集積型光ピックアップの構成を示す斜視図であ
る。 １・・・半導体レーザ　２・・・導波路　４・・・基板
　５・・・グレーティングカプラ　９ａ、９ｂ、９ｃ、
　１０．１１・・・フレネルレンズ　１２・・・グレー
ティングレンズ　１３・・・受光素子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源、該光源からの光を導波する導波路、該導波路
   に導波された光を光ディスクに向けて出射するグレーテ
   ィングカプラ及び前記光ディスクからの反射光を受光す
   る受光素子を集積してある光ピックアップにおいて、 前記受光素子は６分割型の受光素子であって、 前記グレーティングカプラからの出射光を３分割して前
   記光ディスクの３点に集光する手段と、 前記光ディスクからの反射光を前記６分割型の受光素子
   に集光する集光手段と、 前記集光手段及び前記６分割型の受光素子間の光路中に
   設けられ、光を一方向にのみ集光させる作用を有する手
   段 とを具備することを特徴とする光ピックアップ。