JPH04209339A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JPH04209339A
JPH04209339A JP2400213A JP40021390A JPH04209339A JP H04209339 A JPH04209339 A JP H04209339A JP 2400213 A JP2400213 A JP 2400213A JP 40021390 A JP40021390 A JP 40021390A JP H04209339 A JPH04209339 A JP H04209339A
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JP
Japan
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light
waveguide
optical
optical system
optical disk
Prior art date
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Pending
Application number
JP2400213A
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English (en)
Inventor
Yasushi Oki
裕史 大木
Jun Iwasaki
岩▲崎▼ 純
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光ピックアップ装置に関
する。 [0002]
【従来の技術】従来の光ディスクピックアップ装置は、
光ディスクからの反射光の強度変化を検出するものが多
く、偏光検出を用いた光磁気ディスクピックアップ装置
においても、偏向状態の変化を光強度の変化として検出
している。 [0003]
【発明が解決しようとする課題】一般に光学的にはディ
スクからの反射光は振幅分布及び位相分布の形でも情報
を有しているが、これらを光の強度変化として捉えるの
は非常に困難であった。本発明は光ディスクから戻った
レーザ光の振幅分布(位相分布を含む)に含まれるディ
スク情報を新しい原理により簡単かつ小型の装置にて検
出することを目的とする。 [0004]
【課題を解決する為の手段】上記目的のために本発明は
、ダブルモードチャネル導波路中における偶・奇両モー
ドの干渉を応用し、これにより光ディスクより戻ったレ
ーザスポットの振幅分布に含まれる情報を余すところな
く再生するものである。すなわち、レーザ光源と、レー
ザ光源からの出射光を光ディスク媒体上に導き該媒体表
面に光スポットを形成する照明光学系と、媒体にて反射
した光を集光する集光光学系と、集光光学系によって集
光された光を検出する光検出手段とを有する光ピックア
ップ装置において、光検出手段は基板上に形成されたチ
ャネル導波路を有し、光ディスク媒体からの反射光が導
波路の入射端面で再び光スポットを形成するように集光
光学系を構成し、光スポットの形成される導波路の入射
端面において導波路はダブルモードであり、ダブルモー
ド導波路ににひきつづいて2本のチャネル導波路に光パ
ワーを分配する分岐を有している。そして、光検出手段
は分岐された2本のチャネル導波路中を伝搬する光パワ
ーを各々検出する光検出素子を有し、該光検出素子の出
力信号によって前記光ディスク媒体上の情報を読み取る
ものである。 [0005]また、光スポツト像が一端に形成されるダ
ブルモードチャネル導波路の他端側に3本のシングルモ
ード導波路に分岐させる導波路分岐を設け、3本のシン
グルモード導波路の中央の1本にはレーザ光源よりの照
明光束を導いて対物レンズを介して前記光ディスク媒体
上に導き、3本のシングルモード導波路の内の外側の2
本のシングルモード導波路を伝搬する光を各々検出する
光検出素子を有する構成として、先導波路デバイスを照
明と検出とに共用することも可能である。 [0006]
【作用】光ディスクから戻ったレーザスポットはディス
ク面の情報を有しているが、いま簡単のため一次元で考
え、検出するレーザスポット振幅分布U (x)は、デ
ィスクに入射するレーザスポットの振幅分布Uo(x)
とディスク面の振幅分布0(x)の積で表わされるとす
る。 すなわち。 U (x) =Uo(x) O(x)      (1
)と表すものとする。 (1)式は復路光学系に於ける
回折を無視しているから厳密には正しくないが、本発明
の詳細な説明にあたっては何ら問題はない。 [0007]さて、レーザスポット中心を原点にとれ*
*ば、Uo(x)は明らかに偶関数である。一方、O(
x)は一般に偶関数と奇関数の和で表わされる(とくに
レーザスポットが情報ビットのエツジ部分にあるとき奇
関数成分が大きくなることは直観的に理解できよう)。 [0008]さて、ダブルモード導波路中には偶・奇両
モードが存在し、それらの固有界分布関数をfe (x
)、fo  (x)とすれば、これらはそれぞれ偶・奇
関数である。ディスクより戻ったレーザスポットU (
x)はダブルモード導波路内に導波モードの光を励振す
るが、偶・奇両モードの励振効率η4、η0はそれぞれ
[0009]
【数1】 (00101となる。そして、偶・奇二つのモードはダ
ブルモード導波路内で干渉し、その結果ひきつづく導波
路分岐に於いて、二つの導波路に分配される光のパワー
が異なることになる。このとき、no とT)oは一般
に複素数であるが、その位相差がおよそn= (n=0
、±1、・・・)のときはダブルモード領域の長さしを
偶奇両モードの完全結合長Lc (偶・奇両モードの位
相差が180゜となる長さ)の整数倍とし、位相差がπ
(2m+1)/2、  (m=0. ±1.・・・)の
ときは、ダブルモード領域の長さしをLc/2の奇数倍
すると、二つの導波路に分配される光パワーの相対的な
差は最も大きくなる。ここでこれら二つの導波路を伝搬
する光のパワーを検出しそれらの差動出力をとれば、 
(1)式中のO(x)に含まれる奇関数成分を検知する
ことができる。これは前述のようにディスク上の情報ビ
ットのエツジ部分の検出が可能であることを示している
。一般にη。とη0の位相差がα(rad)とわかって
いるときには偶奇両モード間の分岐点に於ける位相差Δ
は、 Δ=m(π−α)、   (m=0.±1.・・・)に
なるのが好ましいから、ダブルモード領域の長さは、L
=mLc (1−α/yr)    (m=1. 2.
−)とすることが望ましい。
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示す概略構成図
であって、光ディスクとしてはコンパクトディスクのよ
うな位相変調型もしくは相変化型のような強度(反射率
)変調型ディスクを考えている。レーザ光源1を出射※
※したレーザ光はハーフミラ−2で反射してコリメータ
レンズ3で平行ビームになった後対物レンズ4によって
、光ディスク5上に回折限界サイズのレーザスポットを
つくる。光ディスク5で反射した光は再び対物レンズ4
及びコリメータレンズ3を通り、ハーフミラ−2を透過
して基板6上に形成されたダブルモードチャネル導波路
7の入射端8に集光され、ここに再びレーザスポットを
結像する。このレーザスポットによりダブルモードチャ
ネル導波路7中に励振された偶奇両モードの光は干渉し
ながら伝搬しやがて分岐9に達する。分岐9で分岐され
た光は各々導波路10.11を伝搬し、基板6に固定さ
れた光検出器12.13によって独立に検出される。差
動検出器14によって光検出器12.13の出力信号の
差動信号15をとれば、ディスク上の情報ビットのエツ
ジ部を検出することができる。 [00111図2は本発明の第2実施例の概略構成図で
ある。この例は本願発明を光磁気ディスクの信号読出し
に応用したものであり、さらにダブルモード導波路を3
つのシングルモード導波路に分岐し、そのうちの中央の
導波路を照明光の導波路として用いたものである。すな
わち、レーザ光源21は導波路基板22に固定されてお
り、シングルモードチャネル導波路23中に導波光を励
振する。シングルモードチャネル導波路23中を伝搬し
た光はやがて分岐24に達し、ダブルモードチャネル導
波路25に入射する。このときシングルモードチャネル
導波路23の中心線とダブルモードチャネル導波路25
の中心線を一致させておけば、ダブルモードチャネル導
波路25中には偶モードしか励振されず、事実上シング
ルモード状態で伝搬して出射端26に至る。このため、
出射端26は事実上レーザ光源と考えられる。出射端2
6から出射した直線偏光状態のレーザ光は、コリメータ
レンズ27を通って偏光プリズム28、及びこれに接合
されたλ/4板29を通り円偏光となって対物レンズ3
0に入射し、ディスク31上に集光されてここに回折限
界のスポットが形成される。周知の通り光磁気ピットは
円偏光に対しては実質的に位相変調ピットと同様に考え
ることができる。ディスク31で反射した光は再びλ/
4板29を通り、偏光プリズム28で反射して第2のλ
/4板32に入射し、表面33の反射膜で反射して再び
28を透過し第3のλ/4板34に入射し、表面35の
反射膜で反射して再び28で反射し、出射時とは直交す
る直線偏光となってコリメータレンズ27を経てダブル
モード導波路の端面26に再び集光され、ここにスポッ
トが形成される。 [0012]このレーザスポットによりダブルモードチ
ャネル導波路25中に励振された偶奇両モードの光は、
干渉しながら伝搬しやがて分岐24に達する。分岐24
で分岐された光は各々導波路41.42を伝搬し、基板
6に固定された光検出器43.44によって独立に検出
される。そして、図1の第1実施例と同様に、差動検出
器45によって光検出器43.44の出力信号の差動信
号46によって、光磁気ディスク上の磁区ごとの磁場の
向きを検出することができる。 [0013]尚、 第2実施例はディスクが光磁気ディ
スク用のピックアップ装置として、偏光によってディス
ク上の情報を検出するために、上記部材28.29.3
2.33.34.35を必要としたのであり、光磁気デ
ィスクでない場合にはこれらの部材は必要ないことは言
うまでもない。上記の各実施例において、導波路基板と
してシリコンなどの半導体を用いれば光検出器を導波路
と同一基板上にモノリシックに形成することができる。 また、導波路基板としてガリウム砒素やインジウム燐な
どの化合物半導体を用いれば、光検出器、レーザダイオ
ードの両方を導波路と同一基板上にモノリシックに形成
することができ、−層の小型化、省調整化を図ることが
できる。また、ダブルモード導波路は2本の近接したシ
ングルモード導波路で代用することができることはいう
までもない。 [0014]そして、光ディスク媒体としては凸凹状の
ピットを有する位相変調型ディスクを用いる場合のみな
らず、反射率の変化によってピットを構成する相変化型
ディスクを用いることも可能である。光磁気型ディスク
においては、媒体上での光の偏光状態を円偏光とするた
めの波長板を、照明光学系中に配置することが必要であ
る。また、光ディスク上の情報としては、読み取るべき
本来の情報のみならず、トラッキングサーボ用の案内溝
に対しても、本発明を応用することができる。 [0015]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ダブルモ
ードチャネル導波路における偶−奇両モードの干渉を利
用して光ディスクの情報ピットのエツジ部を検出するこ
とのできる新しい超小型光ピックアップ装置を構成でき
る。また、この検出方式はいかなる種類の光ディスクに
対しても有効であり、光学系を著しく小型化、簡素化す
ることができる。さらに導波路基板としてSiなどの半
導体を用いれば光検出器を導波路と同一基板上にモノリ
シックに形成することができる。また、導波路基板とし
てGaAsなどの化合物半導体を用いれば、光検出器、
レーザダイオードの両方を導波路と同一基板上にモノリ
シックに形成することができ、−層の小型化、省調整化
を図ることができる。 [0016]
【図面の簡単な説明】
[0017]
【図1】第1実施例の概略構成図。 [0018]
【図2】第2実施例の概略構成図。 [0019]
【符号の説明】
1.21  レーザ光源 6.22  導波路基板 327 コリメータレンズ 430 対物レンズ 725 ダブルモードチャンネル導波路10、11.2
3.41.42  シングルモードチャネル導波路12
、13.43.44  光検出素子
【図1】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光源と、該レーザ光源からの出射光
    を光ディスク媒体上に導き該媒体表面に光スポットを形
    成する照明光学系と、該媒体にて反射した光を集光する
    集光光学系と、該集光光学系によって集光された光を検
    出する光検出手段とを有する光ピックアップ装置におい
    て、前記光検出手段は基板上に形成されたチャネル導波
    路を有し、前記光ディスク媒体からの反射光が該導波路
    の入射端面で再び光スポットを形成するように前記集光
    光学系を構成し、該光スポットの形成される該導波路の
    入射端面において該導波路はダブルモードであり、該ダ
    ブルモード導波路はそれにひきつづいて2本のチャネル
    導波路に光パワーを分配する分岐を有し、かつ前記光検
    出手段は前記分岐された2本のチャネル導波路中を伝搬
    する光パワーを各々検出する光検出素子を有し、該光検
    出素子の出力信号によって前記光ディスク媒体上の情報
    を読み取ることを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項2】レーザ光源と、該レーザ光源からの出射光
    を光ディスク媒体上に導き該媒体表面に光スポットを形
    成する照明光学系と、該媒体にて反射した光を集光する
    集光光学系と、該集光光学系によって集光された光を検
    出する光検出手段とを有する光ピックアップ装置におい
    て、前記照明光学系と集光光学系とは同一の対物レンズ
    を共用し、前記光検出手段は基板上に形成されたチャネ
    ル導波路を有し、前記光ディスク媒体からの反射光が該
    導波路の端面で再び光スポットを形成するように前記集
    光光学系を構成し、該チャネル導波路は前記集光光学系
    による光スポットが形成される端面においてダブルモー
    ド導波路領域を有し、該ダブルモード導波路に続いて3
    本のシングルモード導波路に分岐させる導波路分岐を有
    し、該3本のシングルモード導波路の中央の1本には前
    記レーザ光源よりの照明光束を導いて前記対物レンズを
    介して前記光ディスク媒体上に導く構成とし、さらに前
    記検出手段は前記3本のシングルモード導波路の内の外
    側の2本のシングルモード導波路を伝搬する光を各々検
    出する光検出素子を有する構成とし、該光検出素子の検
    出信号によって前記光ディスク媒体上の情報を読み取る
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  3. 【請求項3】前記導波路基板としてシリコン半導体を用
    い、前記光検出器を該基板上にモノリシックに形成した
    ことを特徴とする請求項1乃至2記載の光ピックアップ
    装置。
  4. 【請求項4】前記導波路基板に化合物半導体を用い、前
    記光検出器及び前記レーザ光源を同一基板上にモノリシ
    ックに形成したことを特徴とする請求項1乃至2記載の
    光ピックアップ装置。
  5. 【請求項5】前記ダブルモード導波路は2本の近接した
    シングルモード導波路で形成されることを特徴とする請
    求項1乃至4記載の光ピックアップ装置。
  6. 【請求項6】前記媒体上での光の偏光状態が円偏光とな
    るように前記照明光学系中に波長板を配置し、前記光デ
    ィスク媒体として光磁気ディスクを用いることを特徴と
    する請求項1乃至5記載の光ピックアップ装置。
JP2400213A 1990-12-03 1990-12-03 光ピックアップ装置 Pending JPH04209339A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432881A (en) * 1993-02-09 1995-07-11 Nikon Corporation Optical waveguide with overlapping diffusion regions containing different diffusion materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432881A (en) * 1993-02-09 1995-07-11 Nikon Corporation Optical waveguide with overlapping diffusion regions containing different diffusion materials

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