JPH03192542A - optical pickup - Google Patents
optical pickupInfo
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- JPH03192542A JPH03192542A JP1331623A JP33162389A JPH03192542A JP H03192542 A JPH03192542 A JP H03192542A JP 1331623 A JP1331623 A JP 1331623A JP 33162389 A JP33162389 A JP 33162389A JP H03192542 A JPH03192542 A JP H03192542A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光デイスクドライブ等に使用する光ピックア
ップに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical pickup used in an optical disk drive or the like.
(従来の技術)
上記光ピックアップの光学系を小型化する工夫の一つに
薄膜導波路を用いた光集積回路がある。(Prior Art) One of the ways to miniaturize the optical system of the optical pickup is an optical integrated circuit using a thin film waveguide.
第5図にそのような光集積回路型の従来例を示す、Si
基板31、バッファ層32上に導波路層33が積層され
ている。半導体レーザ34はSi基板31の端面に結合
され、導波路層33にレーザ光を導波する。導波光はグ
レーティング35を透過し、集光グレーティングカプラ
36で回折され、空気中を伝搬し、光情報記録媒体37
に達する。光情報記録媒体37で反射された光は、集光
グレーティングカプラ36に再び入射し、導波光となり
、グレーティング35で回折され、2つの光に分割され
、光検出器部38−1〜38−4で受光される。光検出
群からの電気信号を用いて、演算回路により再生信号、
フォーカス誤差信号、トラック誤差信号を得る。Figure 5 shows a conventional example of such an optical integrated circuit type.
A waveguide layer 33 is laminated on the substrate 31 and buffer layer 32. The semiconductor laser 34 is coupled to the end face of the Si substrate 31 and guides laser light to the waveguide layer 33. The guided light passes through the grating 35, is diffracted by the condensing grating coupler 36, propagates in the air, and is transferred to the optical information recording medium 37.
reach. The light reflected by the optical information recording medium 37 enters the condensing grating coupler 36 again, becomes a guided light, is diffracted by the grating 35, and is split into two lights, which are sent to the photodetector sections 38-1 to 38-4. The light is received by Using the electrical signals from the photodetection group, the arithmetic circuit generates a reproduced signal,
Obtain focus error signal and tracking error signal.
このような光ピックアップによれば、プレーナ技術によ
る作製が可能になり、デバイスの軽量小型化および作製
プロセスの簡単化等の面で大幅な改善が期待できる。Such an optical pickup can be manufactured using planar technology, and significant improvements can be expected in terms of making the device lighter and smaller and simplifying the manufacturing process.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記の構成では、集光グレーティングカ
プラ36を介して、光情報記録媒体37に光を集光し、
媒体からの反射光を再び集光グレーティングカプラ36
を介して導波路1に導くために、集光グレーティングカ
プラ36の回折効率が光利用率に直接的に影響する0文
献での入射、出射カップリング効率は、それぞれ約20
%、50%となっており、効率が悪い、すなわち、レー
ザーダイオード(LD)34からの光(ここでLD34
からの発散先金てということではない、この場合、LD
24からの発散光のうち、集光グレーティングカプラ
36の開口部の大きさの光である)のうち、25%が光
記録媒体37に到達し、光記録媒体37からの反射光の
うち、20%が導波路に導波し、検出系にはビームスプ
リッタ35により半分になって10%が向かうことにな
り、実効的には2.5%以下ということになってしまう
。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the above configuration, the light is focused on the optical information recording medium 37 via the condensing grating coupler 36,
A grating coupler 36 condenses the reflected light from the medium again.
In order to guide the light into the waveguide 1 through
%, 50%, which means that the efficiency is poor, that is, the light from the laser diode (LD) 34 (here, the LD 34
In this case, it does not mean that the amount of money diverges from the LD.
Of the diverging light from the optical recording medium 37, 25% of the light (which is the size of the aperture of the condensing grating coupler 36) reaches the optical recording medium 37, and of the light reflected from the optical recording medium 37, 25% % will be guided into the waveguide, and 10% will be halved by the beam splitter 35 and directed to the detection system, resulting in an effective amount of 2.5% or less.
光デイスクメモリに用いる光ピックアップでは、検出信
号のS/N比向上向上め、光記録媒体に達する光量およ
び検出系に達する光景をできるだけ多くするする必要が
ある。In an optical pickup used for an optical disk memory, it is necessary to improve the S/N ratio of a detection signal, and to increase the amount of light reaching the optical recording medium and the view reaching the detection system as much as possible.
本発明の目的は、光記録媒体に達する光量、および検出
系に達する光量を多くすることができる構成の光ピック
アップを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical pickup configured to increase the amount of light that reaches an optical recording medium and the amount of light that reaches a detection system.
(課題を解決するための手段)
本発明の請求項1に係る光ピックアップは、少なくとも
光信号検出系を集積化した集積検出系を有し、光源から
光を光記録媒体に照射し、記録媒体からの光を前記集積
検出系に導くことにより、光記録媒体から情報を再生あ
るいは光記録媒体に情報を記録する光ピックアップにお
いて、前記光源からの前記光記録媒体を経て前記集積検
出系に至る光路に前記集積検出系とは別に光記録媒体へ
の照射および光信号検出への導光のための光学系(以下
、照射導光光学系と称する)を配置したことを特徴とす
る。(Means for Solving the Problems) An optical pickup according to claim 1 of the present invention has an integrated detection system in which at least an optical signal detection system is integrated, and irradiates light from a light source onto an optical recording medium. In an optical pickup that reproduces information from or records information on an optical recording medium by guiding light from the light source to the integrated detection system, an optical path from the light source to the integrated detection system via the optical recording medium. It is characterized in that an optical system (hereinafter referred to as an irradiation light guiding optical system) for guiding light to irradiate an optical recording medium and detect an optical signal is arranged separately from the integrated detection system.
(作 用)
本発明によれば、前記照射導光光学系は通常の光ピック
アップの光学系と同じように、コリメータレンズ、偏光
ビームスプリッタ、4分の1波長板、集光レンズ等を用
いることにより、半導体レーザからの光を十分に光記録
媒体に照射でき、かつ、光記録媒体からの光を高効率で
前記集積検出系にもたらすことができる。また、光信号
検出系は集積検出系により、プレーナ技術で作製できる
。(Function) According to the present invention, the irradiation light guide optical system uses a collimator lens, a polarizing beam splitter, a quarter wavelength plate, a condensing lens, etc. in the same way as the optical system of a normal optical pickup. Accordingly, the optical recording medium can be sufficiently irradiated with light from the semiconductor laser, and the light from the optical recording medium can be brought to the integrated detection system with high efficiency. Furthermore, the optical signal detection system can be fabricated using planar technology using an integrated detection system.
(実 施 例) 第1図は本発明に係る光ピックアップの構成図である。(Example) FIG. 1 is a configuration diagram of an optical pickup according to the present invention.
同図において、符号1は光源としての半導体レーザ、2
は光束を平行化する結合レンズ3は4分の1波長板、4
は光を記録媒体上に集光する集光レンズ、5は光記録媒
体としての光ディスク、6はプリズム、7は偏光ビーム
スプリッタ膜、10はプレーナ技術で作製される光信号
検出手段としての集積検出系、1Gはプリズム6と集積
検出系10とを接合する接着層、15は開口部を有する
金属マスク層をそれぞれ示す0本実施例において、前記
照射導光光学系としては、半導体レーザ1.結合レンズ
2.4分の1波長板3、集光レンズ4、および偏光ビー
ムスプリッタ膜7の各素子が相当する。In the figure, numeral 1 is a semiconductor laser as a light source, 2 is a semiconductor laser as a light source;
The coupling lens 3 for collimating the light beam is a quarter-wave plate;
1 is a condensing lens that focuses light onto a recording medium, 5 is an optical disk as an optical recording medium, 6 is a prism, 7 is a polarizing beam splitter film, and 10 is an integrated detection device manufactured by planar technology as an optical signal detection means. 1G is an adhesive layer that joins the prism 6 and the integrated detection system 10, and 15 is a metal mask layer having an opening. This corresponds to the coupling lens 2, the quarter-wave plate 3, the condenser lens 4, and the polarizing beam splitter film 7.
半導体レーザ1からの出射光は結合レンズ2によって平
行光とされる。この時、平行光の偏光方向は紙面に垂直
方向である。この平行光は、プリズム6に集積された偏
光ビームスプリッタ膜7で反射され、4分の1波長板3
で円偏光となり、集光レンズ4で収束光となり、光デイ
スク5上にスポットを結ぶ、光ディスク5で反射された
光は集光レンズ4,4分の1波長板3を透過し1紙面に
平行な偏光となり、偏光ビームスプリッタ膜7を透過す
る。そのあと集積検出系に10部に達し、1Mモード導
波光となり、導波路層12内を伝搬し、光検出器18に
入射する。The light emitted from the semiconductor laser 1 is converted into parallel light by the coupling lens 2. At this time, the polarization direction of the parallel light is perpendicular to the plane of the paper. This parallel light is reflected by the polarizing beam splitter film 7 integrated in the prism 6, and is reflected by the quarter wavelength plate 3.
It becomes circularly polarized light, becomes convergent light by the condensing lens 4, and connects a spot on the optical disk 5.The light reflected by the optical disk 5 passes through the condensing lens 4 and the quarter-wave plate 3, and becomes parallel to the plane of the paper. The polarized light is transmitted through the polarizing beam splitter film 7. Thereafter, 10 parts of the light reach the integrated detection system, become 1M mode guided light, propagate within the waveguide layer 12, and enter the photodetector 18.
次に集積検出系10の構成について説明する。Next, the configuration of the integrated detection system 10 will be explained.
Si基板14上にバッファ層13、導波路層12.ギャ
ップ調整層11.金属マスク15が集積されている。A buffer layer 13, a waveguide layer 12 . Gap adjustment layer 11. A metal mask 15 is integrated.
さらにこの上に接着層16を介してプリズム6が配置さ
れている。Si基板14内には、光検出器18が作られ
ており、光検出器18の出力は、電極19によって外部
に取り出される。Furthermore, a prism 6 is placed on top of this with an adhesive layer 16 in between. A photodetector 18 is formed within the Si substrate 14, and the output of the photodetector 18 is taken out to the outside by an electrode 19.
第2図に集積検出系10の平面図を示す、光ディスク5
で反射された光は、プリズム6の底面部に近接した金属
マスク15の開口部(A部)から導波路層12に結合し
、導波光となる。導波光は導波路層12を除去して作っ
た導波路集光ミラー面20a。FIG. 2 shows a plan view of the integrated detection system 10, an optical disk 5.
The light reflected by the prism 6 is coupled to the waveguide layer 12 through the opening (portion A) of the metal mask 15 close to the bottom surface of the prism 6, and becomes guided light. The guided light is guided through a waveguide condensing mirror surface 20a made by removing the waveguide layer 12.
20bによって2つに分割され、反射される6反射した
光の一方は収束導波光となり、2分割光検出部18a、
18bに集光する0反射したもう一方の光も収束導波光
となり、別の2分割光検出部18c。20b, one of the six reflected lights becomes a convergent waveguide light, and a two-split light detection section 18a,
The other reflected light that is focused on 18b also becomes convergent waveguide light and is sent to another two-split light detection section 18c.
18dに集光する。光ディスク5と集光レンズ4とが合
焦状態のときには、導波路集光ミラー面20a。The light is focused on 18d. When the optical disk 5 and the condensing lens 4 are in a focused state, the waveguide condensing mirror surface 20a.
20bで反射、収束した光は、光検出器18aと18b
の間および光検出器18cと18dとの間にそれぞれ集
光する。一方、光ディスク5と集光レンズ4とが合焦か
らずれて離れたときには、上記集光点は、光検出器18
aの方向および光検出器18dの方向にずれる。また、
合焦から近付いたときには、集光点は光検出器18bお
よび光検出器18cの方向にずれる。これら光検出器1
8a〜18dの出力を不図示の演算回路により演算し、
再生信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号を得
ることができる。The light reflected and converged by 20b is transmitted to photodetectors 18a and 18b.
and between the photodetectors 18c and 18d, respectively. On the other hand, when the optical disk 5 and the condensing lens 4 are out of focus and move away from each other, the condensing point is located at the photodetector 18.
a and in the direction of the photodetector 18d. Also,
When approaching from focus, the focal point shifts toward the photodetectors 18b and 18c. These photodetectors 1
The outputs of 8a to 18d are calculated by an arithmetic circuit (not shown),
A reproduction signal, a focus error signal, and a tracking error signal can be obtained.
集積検出系10のそれぞれの屈折率に関しては、プリズ
ム6の屈折率をnl、接着層16の屈折率をnetギャ
ップ調整/W11の屈折率をnl、導波路層12の屈折
率をn、、バッファ層13の屈折率を05とすれば、
n−ニゴnc>n、>n、、 n 1゜を満たすよう
に構成される。具体的には、波長を790nmとすると
、
プリズム6、高屈折率ガラス5FII
np=1.7656
接着層16 ポリイミド
nc=1.70
ギャップ層11、SiO□スパッタ膜
n、=1.467、 d=0.52 μm導波路層
12 5iONスパッタ膜
n、=1.557. d=1.5pm
バッファ層13SiO,熱酸化膜
n、、=1.460. d=1.0μmとした。金属マ
スク15の開口部の長さは2m腫とした。Regarding each refractive index of the integrated detection system 10, the refractive index of the prism 6 is nl, the refractive index of the adhesive layer 16 is net gap adjustment/the refractive index of W11 is nl, the refractive index of the waveguide layer 12 is nl, and the refractive index of the waveguide layer 12 is nl. If the refractive index of the layer 13 is 05, then the structure is such that n-nigonc>n,>n, , n1° is satisfied. Specifically, when the wavelength is 790 nm, prism 6, high refractive index glass 5FII np=1.7656 adhesive layer 16 polyimide nc=1.70 gap layer 11, SiO□ sputtered film n,=1.467, d= 0.52 μm waveguide layer 12 5iON sputtered film n, = 1.557. d=1.5pm Buffer layer 13SiO, thermal oxide film n,,=1.460. d=1.0 μm. The length of the opening of the metal mask 15 was 2 m.
プリズム6の底面部から導波路層12に光を導波させる
には、プリズム6底面での光の入射角が61度になるよ
うに配置すれば良い0本実施例の条件のとき、導波路層
への結合効率が最大となる。つまり、金属マスク15の
開口部をプリズム6の底面に達するビーム径と同じ大き
さにすれば、全光量の約80%を導波路層12に導波さ
せることができる。In order to guide light from the bottom of the prism 6 to the waveguide layer 12, it is sufficient to arrange the prism 6 so that the incident angle of the light at the bottom of the prism 6 is 61 degrees. The coupling efficiency to the layer is maximized. In other words, if the opening of the metal mask 15 is made to have the same size as the diameter of the beam reaching the bottom surface of the prism 6, about 80% of the total amount of light can be guided into the waveguide layer 12.
結合効率はギャップ調整層11の厚みを変えることでも
制御できる。勿論、ギャップ調整層11の屈折率を変え
ても良い。The coupling efficiency can also be controlled by changing the thickness of the gap adjustment layer 11. Of course, the refractive index of the gap adjustment layer 11 may be changed.
第3図に別の実施例を示す、ここでは、偏光ビームスプ
リッタ膜7に接してプリズム8を新たに設け、プリズム
8に4分の1波長板3を接着した。Another example is shown in FIG. 3, in which a prism 8 is newly provided in contact with the polarizing beam splitter film 7, and a quarter wavelength plate 3 is bonded to the prism 8.
第4図に別の実施例を示す0本実施例では、半導体レー
ザ1、結合レンズ2から出た平行光は偏光ビームスプリ
ッタ28を透過し、4分の1波長板3、集光レンズ4を
経て光ディスク5に到達する。Another embodiment is shown in FIG. 4. In this embodiment, the parallel light emitted from the semiconductor laser 1 and the coupling lens 2 passes through the polarizing beam splitter 28 and passes through the quarter-wave plate 3 and the condensing lens 4. After that, the optical disc 5 is reached.
半導体レーザ1から出射した光の偏光方向は、紙面に平
行である。光ディスク5で反射した光は、4分の1波長
板3を通過すると、紙面に垂直な偏光となり、偏光ビー
ムスプリッタ28の偏光ビームスプリッタ膜27で反射
され、プリズムカプラ26に入射し、TEモード導波光
として、導波路R12を伝搬する。このように構成する
ことにより、光ディスク5と集積検出系10および前記
照射導光光学系との配置を第1図の構成とは変えること
ができ。The polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser 1 is parallel to the plane of the paper. When the light reflected by the optical disk 5 passes through the quarter-wave plate 3, it becomes polarized light perpendicular to the plane of the paper, is reflected by the polarizing beam splitter film 27 of the polarizing beam splitter 28, enters the prism coupler 26, and becomes a TE mode guide. The light propagates through the waveguide R12 as a wave light. With this configuration, the arrangement of the optical disc 5, the integrated detection system 10, and the irradiation light guide optical system can be changed from the configuration shown in FIG. 1.
各ピックアップヘッドの空間スペースに適応することが
できる。It can be adapted to the spatial space of each pickup head.
(発明の効果)
以上、説明したように本発明の光ピックアップにおいて
は、
■結合レンズを通過した光はほぼ100%が光記録媒体
(光ディスク)へ達する。(Effects of the Invention) As explained above, in the optical pickup of the present invention, (1) Almost 100% of the light that passes through the coupling lens reaches the optical recording medium (optical disk).
■光記録媒体からの反射光はほぼ100%がプリズム、
集積検出系に達する。集積検出系への結合を最適化すれ
ば、約80%が光検出器に達する、ことになり光利用効
率の高い光ピックアップが提供できる。■Almost 100% of the light reflected from the optical recording medium comes from prisms.
Reach the integrated detection system. By optimizing the coupling to the integrated detection system, approximately 80% of the light reaches the photodetector, making it possible to provide an optical pickup with high light utilization efficiency.
さらに請求項2に係る光ピックアップにおいては、集積
検出系への結合を最適化することができる。Furthermore, in the optical pickup according to the second aspect, coupling to the integrated detection system can be optimized.
第1図は本発明の光ピックアップの構成を示す精成図、
第2図は第1図の集積検出系の平面図、第3図および第
4図はそれぞれ本発明に係る光ピックアップの他の実施
例を示す図、第5図は従来の光ピックアップの構成を示
す構成図である。FIG. 1 is a detailed diagram showing the configuration of the optical pickup of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the integrated detection system of FIG. 1, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing other embodiments of the optical pickup according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a conventional optical pickup. FIG.
Claims (1)
有し、光源から光を光記録媒体に照射し、記録媒体から
の光を前記集積検出系に導くことにより、光記録媒体か
らの情報を再生あるいは光記録媒体に情報を記録する光
ピックアップにおいて、 前記光源から前記光記録媒体を経て前記集積検出系に至
る光路に前記集積検出系とは別に光記録媒体への照射お
よび光信号検出への導光のための光学系(以下、照射導
光光学系と称する)を配置したことを特徴とする光ピッ
クアップ。 2、前記集積検出系が導波路層と、導波路層より屈折率
の低いギャップ調整層と開口部を有する金属マスク部と
を積層したものと、導波路層よりも高い屈折率を有する
プリズムとを導波路層よりも高い屈折率を有する接着層
を介して接着したものから構成されることを特徴とする
請求項1記載の光ピックアップ。[Claims] 1. By having an integrated detection system that integrates at least an optical signal detection system, by irradiating light from a light source onto an optical recording medium and guiding the light from the recording medium to the integrated detection system, In an optical pickup that reproduces information from or records information on an optical recording medium, an optical path from the light source to the integrated detection system via the optical recording medium includes an optical path to the optical recording medium separate from the integrated detection system. An optical pickup characterized in that an optical system for guiding light to irradiation and optical signal detection (hereinafter referred to as an irradiation light guiding optical system) is arranged. 2. The integrated detection system includes a waveguide layer, a gap adjustment layer having a lower refractive index than the waveguide layer, and a metal mask portion having an opening, and a prism having a higher refractive index than the waveguide layer. 2. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical pickup is made of a material bonded through an adhesive layer having a higher refractive index than the waveguide layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331623A JPH03192542A (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | optical pickup |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331623A JPH03192542A (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | optical pickup |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03192542A true JPH03192542A (en) | 1991-08-22 |
Family
ID=18245726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1331623A Pending JPH03192542A (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | optical pickup |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03192542A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5621715A (en) * | 1994-04-19 | 1997-04-15 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Optical integrated circuit |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP1331623A patent/JPH03192542A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5621715A (en) * | 1994-04-19 | 1997-04-15 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Optical integrated circuit |
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