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JP2637350B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

光ディスク装置

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Publication number
JP2637350B2
JP2637350B2 JP5048745A JP4874593A JP2637350B2 JP 2637350 B2 JP2637350 B2 JP 2637350B2 JP 5048745 A JP5048745 A JP 5048745A JP 4874593 A JP4874593 A JP 4874593A JP 2637350 B2 JP2637350 B2 JP 2637350B2
Authority
JP
Japan
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waveguide
disk
optical
light
waveguides
Prior art date
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Application number
JP5048745A
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JPH0684193A (ja
Inventor
アダール レニン
エフ．カザリノフ ルドルフ
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AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by AT&T Corp filed Critical AT&T Corp
Publication of JPH0684193A publication Critical patent/JPH0684193A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2637350B2 publication Critical patent/JP2637350B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1384—Fibre optics
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
    • G11B7/124—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate the integrated head arrangements including waveguides

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクの情報の読
み出し、書き込みまたは消去を行う装置に関する。特
に、本発明は、例えば、読み出し専用ディスク（例えば
ＣＤ−ＲＯＭ）、書き込み一回可能読み出し多数回可能
（ＷＯＲＭ）ディスク、および、消去可能磁気光学ディ
スクに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の最新の光ヘッド技術は、正確に整
列されたバルク光素子の組立に基づく自由空間光学を使
用する。従来のアプローチの２つの主要な問題は、バル
ク光組立体の費用および重量である。典型的な従来の磁
気光学ヘッドの質量が大きい（約１００ｇ）結果、アク
セス時間が比較的長くなる（例えば、非光学ハードディ
スク磁気ヘッドでは１５ｍｓｅｃだが、磁気光学ヘッド
では９０ｍｓｅｃ）。光ヘッドの最も進歩した最近の設
計では、光サブシステムのうちの一部のみが移動する。
この設計は、ヘッドの移動質量を６ｇまで縮小し、アク
セス時間を２０ｍｓｅｃまで短縮した。しかし、アクセ
ス時間の減少は、ディスクドライブの機械的および光学
的複雑さの非常な増大および付随する高いコストという
犠牲によって達成されたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、比較的低コス
トで製造可能な、低質量、高速アクセス時間の光ヘッド
が必要とされている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従来技術におけるこの要
求は本発明によって解決される。本発明による光ディス
ク装置は、光ヘッドの容積および質量を縮小するために
集積光導波構造体を使用して実現される。本装置は、デ
ィスク上のトラックに対応する情報サイトを有する光デ
ィスク回転手段と、事前選択されたサイトに光線を向き
づけ、そのサイトから反射された光線を受信する光ヘッ
ドとからなる。ヘッドは、ディスク上に複数の光線を集
光する手段と、ディスクから反射される複数の光線を検
出する手段とからなる。本装置はまた、反射された光線
に応答してトラッキングまたは集光機能を実行するフィ
ードバック手段を有し、さらに、ディスク上のいずれの
情報サイトに対して読み出し、書き込みまたは消去を行
うかを決定する手段を有する。
【０００５】トラッキング機能を実行するため、導波路
構造体の一実施例は、モード干渉セクションに結合され
た照射器兼受容器として働く導波路（以下「照射器／受
容器導波路」という。）を有する。照射器／受容器導波
路は、選択されたトラック（溝）上に光線を集光するレ
ンズを通して基本モード光線を向きづける。装置が正確
にトラッキングしている場合、光線はトラック（溝）上
に対称的に位置し、ほぼ基本モードのみがディスクから
照射器／受容器導波路へ反射されてくる。
【０００６】ところが、装置が正確にトラッキングして
いない場合、光線はトラック（溝）上に非対称に位置す
るため、基本モードおよび１次モードが両方ともディス
クから照射器／受容器導波路へ反射されてくる。これら
のモードは干渉セクションで干渉し、ミストラッキング
の程度を表す誤差信号を生成する。本実施例の重要な点
は、ミストラッキングの程度はトラック（溝）上の対称
位置からの光線の変位の１次関数であることである。
【０００７】レンズ集光機能を実行するため、導波路構
造体のもう１つの実施例は、ディスク上の異なる焦点ス
ポットにレンズを通過する離間した複数の光線を向きづ
ける複数の離間した照射器／受容器導波路を有する。ス
ポットは異なる平面内にある。すなわち、読み出し、書
き込みまたは消去機能を実行する第１（データ）光線が
ディスク面上に正確に集光され、第２光線は、第１光線
がレンズによって結合された点よりわずかに近い点に集
光され、第３光線は、第１光線がレンズによって結合さ
れた点よりわずかに遠い点に集光される。
【０００８】ディスクが回転すると、ディスクと導波路
構造体の間の距離が所定の基準距離と等しくなった場
合、第２および第３光線が対応する第２および第３導波
路構造体からほぼ等しいパワーで反射されてくる。誤差
信号は生成されず、第１光線はディスク上に正確に集光
される。しかし、ディスクと導波路構造体の間の距離が
所定距離から変動する（例えば、ディスクが「波打
つ」）場合、ディスクから第２および第３照射器／受容
器導波路に反射されてくる光量は異なる。この状況下で
は、データ光線はディスク上に正確に集光されず、ディ
スクに対してレンズを再位置決めし、データ光線を焦点
へ移動するために、誤差信号が生成される。
【０００９】トラッキングおよび集光実施例は、相互に
組み合わせて利用されるのが望ましい。しかし、これら
の機能を実行する他の設計と組み合わせて使用すること
も可能である。
【００１０】さらに、偏光に感応する光磁気ヘッドを有
するような他のアプリケーションでは、導波路構造体
は、ＴＥおよびＴＭ偏光を分離することが可能な偏光分
離器を有することも可能である。
【００１１】
【実施例】［一般的構造］ 図１は、光ヘッドの容積および質量を縮小するために集
積光導波路構造体２０を使用して実現された光ディスク
装置１０である。本装置は、光ディスク４０を回転する
手段３０と、ディスク４０上に複数の光線６０を集光す
るレンズ５０を有する手段と、ディスクから反射される
複数の光線を検出する手段（例えば、光検出器ＰＤ１〜
ＰＤ４）からなる。本装置はまた、反射光線に応答して
トラッキングまたはレンズ集光機能を実行するフィード
バック手段（例えば、差動増幅器１６、１８および位置
制御器７０）を有する。
【００１２】データ出力回路２２は、ディスクから読み
出したデータの受信器を表す。他方、データ入力回路２
４は、レーザダイオード（ＬＤ）２６を駆動し、ディス
ク４０に入力されるデータ源を表す（例えば、必要に応
じて、書き込みまたは消去を実行する）。レーザダイオ
ード２６は、例えば、導波路１２とレーザダイオード２
６の間に配置された光ファイバ２８を通じて、導波路構
造体２０に光学的に結合される。または、ファイバ２８
は、ＬＤ２６が構造体２０上にマウントされ、導波路１
２に直接結合している場合には、省略可能である。いず
れの場合でも、いくつかのアプリケーション（例えば、
コンピュータメモリ）では、ディスクから反射される光
線からＬＤ２６を光学的に分離するのが望ましい。
【００１３】図３に示すように、導波路構造体２０は、
導波路１２、１３および１４を有し、導波路１２はファ
イバ２８に結合された中央導波路であり、導波路１３お
よび１４はそれぞれＰＤ１、ＰＤ３およびＰＤ２、ＰＤ
４に結合された側導波路である。各側導波路１３、１４
の信号は、方向性結合器１３．０、１４．０によって中
央導波路１２に入力される。さらに、各側導波路１３、
１４は、Ｙ字分岐１３．６、１４．６を有する。
【００１４】Ｙ字分岐１３．６、１４．６は、導波路
を、それぞれ光検出器ＰＤ１、ＰＤ３およびＰＤ２、Ｐ
Ｄ４に結合された隣接する単一モード導波路の対１３．
４、１３．５および１４．４、１４．５へと分割する。
隣接導波路の各対は、モードが、一方の導波路（例えば
１３．４）で強め合って干渉し、その隣接導波路（例え
ば１３．５）で弱め合って干渉するような干渉セクショ
ンを形成する。
【００１５】セクションの間の遷移を漸進的に（徐々
に）し、それによってモード変換の可能性を縮小するた
めに、さまざまなテーパセクションが使用される。漸進
的遷移は、米国特許第４，９９８，７９３号（発明者：
Ｃ．Ｈ．ヘンリーほか）に記載されている。すなわち、
例えば、各側導波路１３、１４は、単一モード導波路セ
クション１３．２、１４．２と方向性結合器１３．０、
１４．０の間のテーパセクション１３．１、１４．１を
有する。同様に、テーパセクション１３．３、１４．３
が方向性結合器とＹ字分岐１３．６、１４．６の間に配
置される。最後に、中央導波路１２では、テーパセクシ
ョン１２．１が、単一モードセクション１２．０と多モ
ードセクション１２．２の間に、Ｙ字分岐１３．６、１
４．６に隣接して位置する。
【００１６】導波路セクション１２．２、１３．２およ
び１４．２は、光ディスク４０に入射する光または光デ
ィスク４０から反射する光の照射器兼受容器として機能
する。
【００１７】図３のさまざまな導波路セクション間の短
い垂直線は単なる明確さのためのものである。これらの
線は物理的界面を表すものではない。
【００１８】光検出器の電気的出力は差動増幅器１８で
比較され、本装置が焦点からはずれている程度（すなわ
ち、光線６０．１がディスク４０上に正確に集光してい
ない程度）を示す誤差信号ｅfを発生する。この誤差信
号は、正確な集光が達成されるまで、レンズ５０をｙ方
向に移動するよう位置制御器に指示する。
【００１９】同様に、光検出器の電気的出力は差動増幅
器１６で比較され、本装置がトラッキングしていない程
度（すなわち、光線６０．１がディスク４０の選択され
たトラック上に対称的に位置していない程度）を示す誤
差信号ｅtを発生する。この誤差信号は、正確なトラッ
キングが達成されるまで、レンズ５０をｘ方向に移動す
るよう位置制御器に指示する。重要なことは、ｅtはミ
ストラッキングの程度の１次関数であることである。
【００２０】トラッキングおよびレンズ集光機能につい
て以下で詳細に説明する。
【００２１】［トラッキング機能］ 図１に示すようなトラッキング機能を実行するため、レ
ーザダイオード２６は、光ファイバ２８を通じて導波路
構造体２０（すなわち、単一モード導波路セクション１
２．０、続いて、基本モードおよび１次モードの両方を
サポートする照射器／受容器導波路セクション１２．
２）に結合される基本モード光線を発生する。
【００２２】導波路１２．２の端面から放射される光線
６０．１は、レンズ５０によって、回転するディスク４
０の選択されたトラック（例えば、図２の４１）上に集
光される。本装置が正確にトラッキングしている場合、
光線６０．１はトラック４１上に対称的に位置し、ほぼ
基本モードのみがディスクから導波路１２．２へ反射さ
れる。他方、本装置が正確にトラッキングしていない場
合、光線６０．１はトラック４１上に非対称に位置し、
その結果、基本モードおよび１次モードがディスクから
導波路１２．２へ反射される。これらのモードの信号は
導波路セクション１２．２から方向性結合器１３．０、
１４．０を通じて側導波路１３、１４に入力される。す
なわち、Ｙ字分岐１３．６、１４．６に入力され、ここ
で、モードが干渉し、ミストラッキングの程度を表す誤
差信号ｅtを生成する。
【００２３】特に、レーザダイオード２６からの光線
は、単一モード導波路セクション１２．０に入り、テー
パセクション１２．１および照射器／受容器導波路セク
ション１２．２を伝播する。導波路セクション１２．２
は２つのモードをサポートするように設計されるが、テ
ーパセクション１２．１を通じての遷移は漸進的である
ため、出力光線は基本モードとして伝播する。
【００２４】導波路セクション１２．２の端面の電磁場
分布は、レンズ５０によってディスク面上に投影され
る。反射電磁場は再び導波路セクション１２．２の端面
上に投影される。ディスク面は一般的に図２に示すよう
に段が付けられ、反射像を形成する異なる光線は異なる
往復距離を伝播する。すなわち、トラック４１と４３の
間の溝４２から反射された光線は、トラック４１自体か
ら反射された光線よりも長い距離を伝播する。
【００２５】トラックの段高をλ／８にすることによっ
て、往復距離の差をλ／４にするのが望ましい。ただ
し、λはＬＤ２６からの光の自由空間波長である。その
結果、反射像の位相は一定ではなくなり、ｘ方向の位置
に依存することになる。換言すれば、反射光は、導波路
セクション１２．２において、基本モードおよび１次モ
ードの両方を励起することが可能となる。光線がディス
クのトラック上に対称的に位置する場合、基本モードの
みが導波路セクション１２．２へ反射されてくる。しか
し、光線が非対称に位置する場合、位相歪みによって１
次モードも励起される。ただし、一般的に、反射されて
くる１次モードのパワーは基本モードより小さい。
【００２６】これらのモードは方向性結合器１３．０、
１４．０を通じて側導波路１３、１４に結合され、続い
てＹ字分岐１３．６、１４．６に結合される。これら
は、トラック４１の中央からの光線のｘ変位の方向に応
じて、各導波路対の一方の分枝（例えばセクション１
３．４、１４．４）では強め合って干渉し、他方（例え
ばセクション１３．５、１４．５）では弱め合って干渉
する。
【００２７】正確なモード干渉を確保するため、導波路
セクション１２．２の長さは、当業者に周知の計算によ
って、Ｙ字分岐の頂点におけるモード間の位相差がπ／
２ではなく０またはｎπ（ただしｎは整数）となるよう
に設計されるべきである。導波路セクション１３．４、
１３．５および１４．４、１４．５における光パワー
は、それぞれ、光検出器ＰＤ１、ＰＤ３およびＰＤ２、
ＰＤ４によって検出される。
【００２８】光電流出力のさまざまな組合せが差動増幅
器１６で比較され、差動増幅器１６は誤差信号ｅtを発
生し、光線をトラックの中央へ再位置決めするように制
御器７０によってレンズ５０（またはレンズ５０および
構造体２０をともに）のｘ位置を調整する。特に、導波
路１３．４および１３．５の出力のみを使用すると、ｅ
t＝（１−３）であり、導波路１４．４および１４．５
の出力のみを使用すると、ｅt＝（２−４）であり、４
つの導波路をすべて使用すると、ｅt＝（１＋２）−
（３＋４）である。ただし、整数１〜４は対応する光検
出器ＰＤ１〜ＰＤ４の光電流を表す。ｅtの最後の選択
はより大きい誤差信号を生成し、いくつかのアプリケー
ションでは好ましい。
【００２９】前述のように、本発明の本実施例の重要な
特性は、誤差信号がミストラッキングの程度に対して線
形に関係することである。すなわち、１次モードの電場
Ｅ1に線形に関係する。このことを理解するため、導波
路セクションからの出力強度Ｉ1を考える。基本モード
（Ｙ字分岐の頂点における場Ｅ0）および１次モード
（頂点における場Ｅ1）が強め合って干渉する（例え
ば、セクション１３．４において）場合、出力強度は Ｉ1＝（Ｅ0＋Ｅ1）2＝Ｅ0 2＋２Ｅ0Ｅ1＋Ｅ1 2 によって与えられる。
【００３０】一方、モードが弱め合って干渉する（例え
ば、セクション１３．５において）場合、出力強度Ｉ3
は Ｉ3＝（Ｅ0−Ｅ1）2＝Ｅ0 2−２Ｅ0Ｅ1＋Ｅ1 2 によって与えられる。差（Ｉ1−Ｉ3）が差動増幅器１６
で光検出器ＰＤ１とＰＤ３の出力を比較することによっ
て生成される場合、その結果は、ｅtが４Ｅ0Ｅ1に比例
することになる。従って、ｅtはＥ1に線形に関係し、す
なわち、ミストラッキングに線形に関係する。
【００３１】これまでの説明は、トラッキング機能が所
定トラック上に光線を集光することによって実行される
ことを仮定しているが、本発明の技術思想を離れること
なく、光線は、トラック間の溝上に集光されることも同
等に可能である。
【００３２】［集光機能］ 図１および３に示すように、レンズ集光機能を実行する
ため、導波路構造体２０は複数の照射器／受容器導波路
１２．２、１３．２および１４．２を有する。これらの
照射器／受容器導波路１２．２、１３．２および１４．
２は、それぞれ、ディスク４０上の異なるスポット上に
複数の離間した光線６０．１、６０．２および６０．３
を向きづける。
【００３３】読み出し、書き込みまたは消去機能を実行
する第１（データ）光線６０．１は、ディスクの平面４
４上に（例えば、図２で、金属膜４８の上面上に）正確
に集光され、第２光線６０．２は、第１光線がレンズに
よって結合された点よりわずかに近い（例えば１０μ
ｍ）点にある平面４５上に集光され、第３光線６０．３
は、第１光線がレンズによって結合された点よりわずか
に遠い（例えば１０μｍ）点にある平面４６上に集光さ
れる。ディスク４０が回転すると、ディスクと導波路構
造体２０の間の距離が所定の基準距離に等しい場合、第
２光線６０．２および第３光線６０．３はそれぞれ対応
する照射器／受容器導波路１３．２および１４．２へ反
射され結合される。反射された光線はそれぞれ側導波路
１３および１４を通って、フォトダイオードＰＤ１、Ｐ
Ｄ３およびＰＤ２、ＰＤ４へ伝播する。光電流出力が差
動増幅器１８で比較され、誤差信号ｅfが生成される。
第１光線６０．１がディスク上に正確に集光されている
場合には誤差信号は生成されない。
【００３４】しかし、ディスクと導波路構造体の間の距
離が変動する（例えば、ディスクが「波打つ」）場合、
ディスクから照射器／受容器導波路１３．２および１
４．２に反射されてくる光量は異なる。この状況下で
は、データ光線６０．１はディスク上に正確に集光され
ず、制御器７０によってｙ方向にレンズを再位置決め
し、データ光線を焦点へ移動するため、誤差信号ｅfが
差動増幅器１８によって生成される。
【００３５】光電流のさまざまな組合せが比較されてｅ
fが生成される。出力導波路セクション１３．４および
１４．４のみを使用すると、ｅf＝（１−２）であり、
セクション１３．５および１４．５のみを使用すると、
ｅf＝（３−４）であり、４つのセクションをすべて使
用すると、ｅf＝（１＋３）−（２＋４）である。ただ
し、整数１〜４はそれぞれ光検出器ＰＤ１〜ＰＤ４に対
応する。最後の場合は、ｅfがトラッキングに依存しな
いため、多くのアプリケーションに対して好ましい。
【００３６】特に、照射器／受容器導波路１２．２、１
３．２および１４．２を伝播する光線は、ディスク４０
からの異なる光学距離で終端する導波路の端面から自由
空間へ放出される。すなわち、この場合は、構造体２０
のエッジ２１から放出される。３つの光線が同一の媒質
中を伝播する場合は、物理距離は光学距離に等しい。従
って、例えば、中央導波路１２．２はエッジ２１から物
理距離ｄで終端するが、一方の側導波路１３．２はエッ
ジ２１から物理距離（ｄ＋Δ）で終端し、他方の側導波
路１４．２は物理距離（ｄ−Δ）で終端する。ただし、
例えばΔ＝１０μｍである。
【００３７】ディスクからの反射光は同一の導波路に結
合される。結合される光パワーは、ディスクのｙ座標の
関数として、ディスクの平面４４が焦点にある場合に最
大値を有する。導波路１３．２および１４．２はディス
クから異なる距離で終端されているため、導波路１２．
２からの光が平面４４に集光されている場合、一方はデ
ィスクの平面４４の上に集光され、他方はその下に集光
される。結果として、ディスクが「波打つ」場合、導波
路１３．２および１４．２に反射されてくる光量は変動
し、光検出器によって受信される光パワーは差動増幅器
１８で誤差信号ｅfを生成し、ｙ方向のレンズ位置を調
整する。
【００３８】［データ出力］ 図２に示すように、データは一般的に、トラック間で
（例えば、トラック間の溝内の金属膜４８（例えばＡｌ
膜）に形成された穴４７によって）反射率を変調するこ
とによって光ディスク（例えばＣＤ−ＲＯＭやＷＯＲＭ
ディスク）に記憶される。穴の有無は書き込みサイクル
中に挿入されたデータの論理状態を定義し、変調された
反射率は、ディスクから反射され導波路構造体２０に結
合される光線の強度を変調する。反射光線によって運搬
されるデータを読み出すには、光検出器出力のうちのい
ずれか、または望ましくは４つの出力すべてが、出力回
路２２に結合される。
【００３９】しかし、光磁気ディスクの場合、データの
論理状態は、ディスク上に形成された光磁気膜（すなわ
ち、金属膜４８ではなく）中の局所磁化の方向に対応す
る。直線偏光（構造体２０の主表面に対して４５゜の偏
光が望ましい）が膜に入射すると、反射光の偏光面は局
所磁化の方向（上または下）に依存して回転方向に応じ
てわずかに（例えば０．５゜〜１．０゜）回転する。
【００４０】このようなディスクの出力を読み出すに
は、反射光線のＴＥおよびＴＭ偏光が分離された後に比
較されなければならない。この分離は、図４に示すよう
に、偏光分離器８２（米国特許第４，９９８，７９３号
（発明者：Ｃ．Ｈ．ヘンリー他）に記載された型のもの
が望ましい）によって実現される。導波路のうちの１つ
（例えば１２）における反射信号は、導波路８１および
方向性光結合器８０を介して分離器８２に入力される。
分離器８２の２つの出力導波路８４および８６はそれぞ
れ光検出器ＰＤ５およびＰＤ６へＴＥおよびＴＭ成分を
伝播する。光電流出力を比較することによって読み出さ
れた論理状態が決定される。
【００４１】以上の説明は本発明の単なる例示であり、
さまざまな変形が可能である。特に、図１の非球面レン
ズ５０は離散要素として図示されているが、これは離散
要素の組合せでもよく、また、図５に示すように、導波
路構造体のエッジ２１に形成された集積レンズ要素（例
えば、回折制限レンズ、高ＮＡレンズ）５１でもよい。
後者の場合、もちろん、位置制御器は、トラッキングま
たは集光機能を実行するため、構造体２０の位置を制御
するように適合される。
【００４２】上記の導波路構造体（チップ）は、一般的
に非常に小型（例えば長さ１５ｍｍ、幅３ｍｍ）であ
り、非常に軽量（例えば０．２ｇ）である。実際、光ヘ
ッド全体（導波路構造体、離散レンズおよびアクチュエ
ータ）はほんの約１〜２ｇであり、従来技術の多くの欠
点なしに、実現可能アクセス時間を約２０ｍｓｅｃにす
ることができる。
【００４３】さらに、本発明の装置は、集光またはトラ
ッキング機能を実行する際に、システムが正確に集光ま
たはトラッキングする場合に導波路出力が完全に平衡す
ることを要しない。すなわち、小さい不平衡は、各光検
出器出力に付随する前置増幅器によって電気的に補償さ
れる。
【００４４】最後に、導波路構造体は、他の設計でも実
現可能である。すなわち、図６で、構造体９０は、中央
導波路９２、ならびに、光検出器ＰＤ１、ＰＤ３および
ＰＤ２、ＰＤ４にそれぞれ結合された側導波路９３およ
び９４を有する。照射器／受容器導波路は９２．２、９
３．２および９４．２である。さまざまな方向性結合器
は明らかであり、番号付けしない。干渉セクション９
２．６（Ｙ字分岐）は中央導波路９２に含まれる。しか
し、この設計はより好ましいものとはいえない。その理
由は、中央導波路９２にＹ字分岐が存在することによ
り、レーザによって発生された基本モードのみを有する
光線が、構造体９０の反対側の照射器／受容器導波路か
ら放出されるときまでに、非導波モード成分をも有する
ことになる可能性があるためである。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、比
較的低コストで製造可能な、低質量、高速アクセス時間
の光ヘッドが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による光ディスク装置の概略
平面図である。
【図２】例示的な光ディスクの概略断面図である。
【図３】図１の導波路構造体の拡大平面図である。
【図４】本発明のもう１つの実施例による光磁気ディス
クとともに使用する他の導波路構造体の平面図である。
【図５】本発明のさらにもう１つの実施例による集積レ
ンズを有する導波路構造体のエッジの概略平面図であ
る。
【図６】本発明のさらにもう１つの実施例による他の導
波路構造体の概略平面図である。
【符号の説明】
１０ 光ディスク装置 １２ 中央導波路 １２．０ 単一モードセクション １２．１ テーパセクション １２．２ 多モードセクション １３ 側導波路 １３．０ 方向性結合器 １３．１ テーパセクション １３．２ 単一モード導波路セクション １３．３ テーパセクション １３．４ 単一モード導波路 １３．５ 単一モード導波路 １３．６ Ｙ字分岐 １４ 側導波路 １４．０ 方向性結合器 １４．１ テーパセクション １４．２ 単一モード導波路セクション １４．３ テーパセクション １４．４ 単一モード導波路 １４．５ 単一モード導波路 １４．６ Ｙ字分岐 １６ 差動増幅器 １８ 差動増幅器 ２０ 集積光導波路構造体 ２１ エッジ ２２ データ出力回路 ２４ データ入力回路 ２６ レーザダイオード ２８ 光ファイバ ３０ 光ディスク回転手段 ４０ 光ディスク ４１ トラック ４２ 溝 ４３ トラック ４７ 穴 ４８ 金属膜 ５０ レンズ ５１ 集積レンズ要素 ６０ 光線 ６０．１ 光線 ６０．２ 光線 ６０．３ 光線 ７０ 位置制御器 ８０ 方向性光結合器 ８１ 導波路 ８２ 偏光分離器 ８４ 出力導波路 ８６ 出力導波路 ９０ 構造体 ９２ 中央導波路 ９２．２ 照射器／受容器導波路 ９２．６ 干渉セクション ９３ 側導波路 ９３．２ 照射器／受容器導波路 ９４ 側導波路 ９４．２ 照射器／受容器導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルドルフ エフ．カザリノフ アメリカ合衆国 08836 ニュージャー ジー マーティンズヴィル、サマセット カウンティー、スタングル ロード 603

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ディスクから情報を読み出し、光ディ
    スクに情報を書き込み、または、光ディスクの情報を消
    去する光ヘッドを有する光ディスク装置において、この
    光ヘッドが集積光導波路構造体からなり、この集積光導
    波路構造体が、 基本モードおよび１次モードの両方を伝搬させることが
    可能な照射器兼受容器として働く第１導波路と、 第１導波路に結合され、入射光のうちの少なくとも１つ
    が選択されたトラックを正確にトラッキングしている程
    度を表す光信号を発生するモード干渉セクションとから
    なり、 光ヘッドが正確にトラッキングしていない場合、第１導
    波路から放出された少なくとも１つの光線が基本モード
    および１次モードとしてこの導波路に反射され、これら
    のモードはモード干渉セクションで相互に干渉し、ミス
    トラッキングの程度を表す前記光信号を発生することを
    特徴とする光ディスク装置。
  2. 【請求項２】 前記ディスクが同心円状のリッジを有
    し、光ヘッドが正確にトラッキングしていない場合、前
    記光線が前記選択されたトラックに対応するリッジ上に
    非対称に位置することを特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記モード干渉セクションは、第１導波
    路に結合される入力導波路、および、１対の出力導波路
    を有し、出力導波路のうちの一方では前記モードが強め
    合って干渉し、他方では弱め合って干渉することを特徴
    とする請求項１の装置。
  4. 【請求項４】 前記光ヘッドは、前記ディスク上への入
    射光を集光する集光手段からなり、該集光手段はレンズ
    を有することを特徴とする請求項１、２または３の装
    置。
  5. 【請求項５】 前記レンズが前記構造体に統合された部
    分であることを特徴とする請求項４の装置。
  6. 【請求項６】 前記光ヘッドの前記集積導波路構造体が
    さらに、照射器兼受容器として働く第２および第３導波
    路からなり、 前記入射光線が放出される第１、第２および第３導波路
    は、前記ディスクから異なる光学距離に位置し、第１導
    波路からの光線が前記レンズを通して前記ディスクのあ
    る平面上に正確に集光している場合、第２および第３導
    波路からの光線が前記レンズを通してそれぞれ、第１導
    波路の出射光が前記レンズによって結合された点よりわ
    ずかに近い点および遠い点に集光され、 第２および第３導波路はフィードバック手段に結合さ
    れ、 前記ディスクから構造体までの距離が変動すると、前記
    ディスクから第２および第３導波路に反射されてくる光
    量が等しくなくなり、第１導波路が前記ディスク上に正
    確に集光するように、前記ディスクに対して前記レンズ
    を再位置決めするために、フィードバック手段によって
    誤差信号が発生されることを特徴とする請求項４の装
    置。
  7. 【請求項７】 光ディスクから情報を読み出し、光ディ
    スクに情報を書き込み、または、光ディスクの情報を消
    去する光ヘッドを有する光ディスク装置において、この
    光ヘッドが集積光導波路構造体からなり、この集積光導
    波路構造体が、 基本モードおよび１次モードの両方を伝搬させることが
    可能な照射器兼受容器として働く第１導波路と、 第１導波路に結合され、入射光のうちの少なくとも１つ
    が選択されたトラックを正確にトラッキングしている程
    度を表す光信号を発生するモード干渉セクションと、 第１導波路内の前記光信号をフィードバック手段に結合
    する導波路手段とからなり、 光ヘッドが正確にトラッキングしていない場合、第１導
    波路から放出された少なくとも１つの光線が基本モード
    および１次モードとしてこの導波路に反射され、これら
    のモードはモード干渉セクションで相互に干渉して、ミ
    ストラッキングの程度を表す前記光信号を発生し、 照射器兼受容器として働く第２および第３導波路が第１
    導波路に隣接して位置し、第２および第３導波路の端面
    は前記ディスクから異なる光学距離に位置し、 第１導波路は前記ディスクのある平面上に正確に集光
    し、第２導波路は、第１導波路の出射光が前記レンズに
    よって結合された点よりわずかに近い点に集光し、第３
    導波路は、第１導波路の出射光が前記レンズによって結
    合された点よりわずかに遠い点に集光し、 ディスクから構造体までの距離が所定の基準距離に対応
    する場合は、前記ディスクから反射される光線が第２お
    よび第３導波路にほぼ等しいパワーで入り、ディスクか
    ら構造体までの距離が前記所定基準距離からはずれる場
    合は、第２および第３導波路に等しくないパワーが入
    り、前記光線の間のパワー差が、第１導波路が前記ディ
    スクに集光していない程度を表し、 前記導波路手段が第２および第３導波路内の前記光線を
    フィードバック手段に結合することを特徴とする光ディ
    スク装置。
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