JPH03192542A

JPH03192542A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH03192542A
Application number: JP1331623A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yokomori; 横森　清; Tami Isobe; 磯部　民; Shigeyoshi Misawa; 成嘉三澤; Shunsuke Fujita; 俊介藤田; Masakane Aoki; 真金青木; Yoshinobu Nakayama; 義宣中山; Hiroyoshi Funato; 広義船戸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1991-08-22

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、光デイスクドライブ等に使用する光ピックア
ップに関する。

（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。

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。

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。

（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
。

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。

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。

（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。

（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
。

（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。

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。

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。

次に集積検出系１０の構成について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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５ＦＩＩｎｐ＝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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

■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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【特許請求の範囲】１、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。