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JPS6247835A - light pick up - Google Patents

light pick up

Info

Publication number
JPS6247835A
JPS6247835A JP60187232A JP18723285A JPS6247835A JP S6247835 A JPS6247835 A JP S6247835A JP 60187232 A JP60187232 A JP 60187232A JP 18723285 A JP18723285 A JP 18723285A JP S6247835 A JPS6247835 A JP S6247835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
laser
photodetector
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60187232A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Inoue
雅之 井上
Hideo Onuki
大貫 秀男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60187232A priority Critical patent/JPS6247835A/en
Publication of JPS6247835A publication Critical patent/JPS6247835A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光学的情報記録媒体(以下、光ディスクと略す
)に信号を記録し、または記録された信号を再生するた
めの光ピックアップに係シ特に光導波路を用いた光ピッ
クアップに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates particularly to an optical pickup for recording signals on an optical information recording medium (hereinafter referred to as an optical disk) or for reproducing recorded signals. This invention relates to an optical pickup using an optical waveguide.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の光ピックアップは、対物レンズ、プリズム、半導
体レーザ、光検出器などの個別部品を用いて組み立てら
れている。この方法では組み立て時の操作性2位置決め
精度などの点から各部品の大きさの下限が決まυ、また
相互の位置調整をするための機構も必要であり、光ピッ
クアップの大きさをあまシ小さくできない。この欠点を
解決するために、光導波路と、レンズの作用を行なう集
光グレーティングカプラ(Focusing Grat
ing Coupler 、以下、FGCと略す)を用
いた光ピックアップが提案されている。例えば電子通信
学会技術研究報告V6L 、 84 、 A 259p
p97〜104で報告されている。光ビックアップによ
す光ディスクに記録された信号を再生するためには、光
スポットを光ディスクの上下動に対して追従させるフォ
ーカス制御、及び光スポットを光ディスクの偏芯に対し
て追従させるトラッキング制御が必要である。このため
、光ピックアップからフォーカス誤差信号、トラッキン
グ誤差信号が得られるように構成するのが通例であるが
、上記した従来例においてはこれら誤差信号を得るため
の具体的構成について配慮されていない。上記した従来
例に示される光導波路を用いた光ピックアップにおいて
はトラッキング誤差信号の検出は、例えば特開昭58−
12146号公報に示されるように光ディスクからの反
射光を光ディスクの信号トラックの中心線に対応する直
線に対して2分割して検出し、その出力差からトラッキ
ング誤差信号を得る所謂プッシュプル法を用いることに
よシ可能である。
Conventional optical pickups are assembled using individual parts such as an objective lens, a prism, a semiconductor laser, and a photodetector. In this method, the lower limit of the size of each component is determined from the viewpoint of operability during assembly, positioning accuracy, etc., and a mechanism for mutual position adjustment is also required, making it possible to reduce the size of the optical pickup. Can not. In order to solve this drawback, we have developed an optical waveguide and a focusing grating coupler that acts as a lens.
An optical pickup using FGC (FGC) has been proposed. For example, IEICE Technical Research Report V6L, 84, A 259p.
Reported on p97-104. In order to reproduce the signals recorded on the optical disc using optical pickup, focus control is required to make the optical spot follow the vertical movement of the optical disc, and tracking control is required to make the optical spot follow the eccentricity of the optical disc. is necessary. For this reason, it is customary to configure the optical pickup so that a focus error signal and a tracking error signal can be obtained, but in the conventional example described above, no consideration is given to the specific configuration for obtaining these error signals. In the optical pickup using the optical waveguide shown in the conventional example described above, the tracking error signal can be detected, for example, in
As shown in Japanese Patent No. 12146, a so-called push-pull method is used in which the reflected light from an optical disk is divided into two parts with respect to a straight line corresponding to the center line of the signal track of the optical disk, and a tracking error signal is obtained from the output difference. Especially possible.

一方フオーカス誤差信号の検出は、例えば特開昭56−
110300号公報に示されるように反射光の略半分の
光束を集光し、その集光点に互いに境界線を接する2つ
の受光領域を有する光検出器を配置し、2つの受光領域
の出力信号の差からフォーカス誤差信号を得る所謂ナイ
フェツジ法によシ可能である。ここでフォーカス誤差信
号を検出する光検出器は反射光の集光点に配置するため
に、集光点に対して高い精度で配置することが必要とな
り、従来のレンズ、プリズム等測々の部品を組み合せる
光ピックアップにおいては光検出器の位置調整は必須で
ある。ところで、光導波路を用いた光ピックアップにお
いては、半導体レーザ、光検出器、 FGC等を一体化
するために光検出器の位置調整は、はなはだ困難となる
。以上述べたように、光導波路を用いた光ピックアップ
のフォーカス誤差信号検出方式は、光射光に対する光検
出器の位置精度を要しない方式、たとえば特開昭52−
88306号公報に開示されている、所謂ウオブリング
法が好適であるが、上記公報では光導波路を用いた光ピ
ックアップについては配慮されていない。
On the other hand, the focus error signal can be detected, for example, by
As shown in Japanese Patent No. 110300, approximately half of the reflected light is focused, a photodetector having two light-receiving areas bordering each other is placed at the focus point, and the output signals of the two light-receiving areas are This can be done using the so-called Knifezi method, which obtains a focus error signal from the difference between the two. In this case, the photodetector that detects the focus error signal is placed at the focal point of the reflected light, so it must be placed with high precision with respect to the focal point, which requires conventional measurement components such as lenses and prisms. In an optical pickup that combines the following, it is essential to adjust the position of the photodetector. By the way, in an optical pickup using an optical waveguide, since a semiconductor laser, a photodetector, an FGC, etc. are integrated, it is extremely difficult to adjust the position of the photodetector. As described above, the focus error signal detection method of an optical pickup using an optical waveguide is a method that does not require positional accuracy of the photodetector with respect to the incident light, for example,
The so-called wobbling method disclosed in Publication No. 88306 is suitable, but the above publication does not consider an optical pickup using an optical waveguide.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、光導波路を用いた光ピックアップにお
いて、光検出器に高い位置精度を要しないフォーカス誤
差信号検出方式を採用した光ピックアップを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide an optical pickup using an optical waveguide that employs a focus error signal detection method that does not require high positional accuracy for a photodetector.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記した目的を達するために、本発明においては、半導
体レーザと光路の分離手段との光路中に電界を印加する
ことによシその屈折率の変動する電気光学素子を配置し
、電気光学素子に交流電界を印加して光デイスク上の光
スポットを微少振動させることによりフォーカス誤差信
号を得るものである。
In order to achieve the above object, the present invention disposes an electro-optic element whose refractive index changes by applying an electric field in the optical path between the semiconductor laser and the optical path separating means, and A focus error signal is obtained by applying an alternating current electric field to slightly vibrate a light spot on an optical disk.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の詳細を図に示す実施例により説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明による光ピックアップの実施例を示す斜
視図である。基台1に取り付けた半導体レーザ2の発す
るレーザ光は基台1上の光導波路3に導かれ、電気光学
素子4を通過してコリメータレンズ5により平行な光束
に変換され、ビームスプリッタ6を通過した後FC;C
7によシ光ディスク8上に集光される。光ディスク8か
らの反射光はFGC7によシ平行な光束に変換され、反
射光の分離手段であるビームスプリッタ6で反射して光
検出器9に入射する。光検出器9は光ディスク8の信号
トランク8αの中心線に光学的に対応する境界線9αに
より2分割された2つの受光領域9h、9cとから構成
されている。上記の構成において受光領域9bと90と
の出力信号の和から、ディスク8に記録された情報信号
11が得られ、受光領域9bと9cの出力信号の差から
、前記したプツシ−プル法によりトラッキング誤差信号
10が得られる。次にフォーカス誤差信号の検出につい
て説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an optical pickup according to the present invention. Laser light emitted by a semiconductor laser 2 mounted on a base 1 is guided to an optical waveguide 3 on the base 1, passes through an electro-optical element 4, is converted into a parallel beam by a collimator lens 5, and passes through a beam splitter 6. After that, FC;C
7, the light is focused onto an optical disk 8. The reflected light from the optical disk 8 is converted into a parallel beam by the FGC 7, reflected by the beam splitter 6, which is a means for separating the reflected light, and is incident on the photodetector 9. The photodetector 9 is composed of two light receiving areas 9h and 9c divided into two by a boundary line 9α that optically corresponds to the center line of the signal trunk 8α of the optical disc 8. In the above configuration, the information signal 11 recorded on the disk 8 is obtained from the sum of the output signals of the light receiving areas 9b and 90, and tracking is performed using the push-pull method described above from the difference between the output signals of the light receiving areas 9b and 9c. An error signal 10 is obtained. Next, detection of the focus error signal will be explained.

発振器15は正弦波の交流信号を出力する。交流信号は
増幅器14で増幅されて電気光学素子4に供給され、電
気光学素子4には交流電界が印加される。ここで電気光
学素子4はLiNbO2゜LiTaJ 、 Ea2Na
Nh5J5等の強誘電体またはG aAs + (? 
d S等の半導体であυ、電界を印加することによ)そ
の屈折率が変化する。電気光学素子4は半導体レーザ2
とコリメータレンズ5との発散光路中に配置されている
ために、電気光学素子4の屈折率が変化するとFGC7
により集光される光スポットの光軸方向の位置が変化す
る。この様子を第2図によシ説明する。第2図において
半導体レーザ2とコリメータレンズ5との等側光路長(
空気中における光路長)lはここで、ル、二光導波路3
の屈折率 ルt:電気光学素子4の屈折率 lI:半導体レーザ2とコリメータレ ンズ5との距離 !、:電気光学素子4の長さ である。電気光学素子4に電界が印加されてその屈折率
が42′となると、上記した等側光路長はl′となる。
The oscillator 15 outputs a sinusoidal AC signal. The AC signal is amplified by the amplifier 14 and supplied to the electro-optical element 4, and an AC electric field is applied to the electro-optical element 4. Here, the electro-optical element 4 is LiNbO2゜LiTaJ, Ea2Na
Ferroelectric material such as Nh5J5 or GaAs + (?
It is a semiconductor such as dS, and its refractive index changes by applying an electric field. The electro-optical element 4 is a semiconductor laser 2
Since it is placed in the divergent optical path between the electro-optical element 4 and the collimator lens 5, when the refractive index of the electro-optical element 4 changes, the FGC 7
The position of the focused light spot in the optical axis direction changes. This situation will be explained with reference to FIG. In FIG. 2, the equal optical path length between the semiconductor laser 2 and the collimator lens 5 (
Optical path length in air) l is here, l, two optical waveguides 3
refractive index t: refractive index lI of the electro-optical element 4: distance between the semiconductor laser 2 and the collimator lens 5! , : is the length of the electro-optical element 4. When an electric field is applied to the electro-optical element 4 and its refractive index becomes 42', the above-mentioned isolateral optical path length becomes l'.

その結果、 FGC7によシ集光された光スポットは光
軸方向にa移動する。
As a result, the light spot focused by the FGC 7 moves a in the optical axis direction.

δ= (I!−/’ ) X (−L!−)”    
 f31f重 ここで、ハ:コリメータレンズ5の焦点距離fx:FG
c7の焦点距離 電気光学素子4には交流電界が印加されるためにFGC
7によυ集光された光スポットの光軸方向の位置も交流
的に変化する。ここで第1図において光検出器9の出力
信号の和は包結線検波器15に入力される。包絡線検波
器15の出力信号と発振器13の出力信号は同期検波器
16によシ同期検波され、その出力信号と発振器13の
出力信号を加算器17によシ加算して、その出力信号の
高域成分をローパスフィルタ18によシ除去し結果フォ
ーカス誤差信号12を得ることができる。
δ= (I!-/') X (-L!-)"
f31f weight Here, C: Focal length of collimator lens 5 fx: FG
Since an alternating current electric field is applied to the focal length electro-optical element 4 of c7, FGC
The position of the light spot υ focused by 7 in the optical axis direction also changes in an alternating current manner. Here, in FIG. 1, the sum of the output signals of the photodetector 9 is input to the envelope detector 15. The output signal of the envelope detector 15 and the output signal of the oscillator 13 are synchronously detected by a synchronous detector 16, and the output signal and the output signal of the oscillator 13 are added together by an adder 17 to obtain the output signal. The high-frequency component is removed by a low-pass filter 18, and a focus error signal 12 can be obtained as a result.

ここで光検、出器9は反射光の平行光束中に配置されて
いるために、その位置精度は前記したナイフェツジ法な
どに比較して高精度を要しないことは明らかである。
Here, since the optical detector and output device 9 are arranged in the parallel beam of reflected light, it is clear that the positional accuracy thereof does not require higher precision than the above-mentioned Knifezi method.

次に第1図によシ得られたフォーカス誤差信号12によ
るフォーカス制御、及びトラッキング誤差信号10によ
るトラッキング制御について第1図及び第3図を用いて
説明する。第3図は本発明による光ピツクアンプのフォ
ーカス制御。
Next, focus control using the focus error signal 12 obtained as shown in FIG. 1 and tracking control using the tracking error signal 10 will be explained using FIGS. 1 and 3. FIG. 3 shows focus control of an optical pick amplifier according to the present invention.

トラッキング制御を行なうのに好適な駆動装置の一例で
ある。第1図に示した光ピックアップ任はヒートシンク
21に固定されている。ヒートシンク21は半導体レー
ザ2の放熱を行なう。
This is an example of a drive device suitable for performing tracking control. The optical pickup shown in FIG. 1 is fixed to a heat sink 21. The heat sink 21 radiates heat from the semiconductor laser 2.

ヒートシンク21には光デイスク面に垂直な方向である
X方向駆動コイル22と光ディスクの半径方向であるY
方向駆動コイル25.24が固定されている。さらにヒ
ートシンク21にはY方向に変位可能な平行板バネ25
α、25bの一端が固定され他端はX方向に変位可能な
平行板バネ26α、26bの一端に接続されている。平
行板バネ26a、261rの他端はベース27に固定さ
れている。永久磁石28.29はそれぞれ継鉄30,3
1に固定され、継鉄32とともに磁気回路を構成してい
る。X方向駆動コイル22とY方向駆動コイル23.2
4のそれぞれ一部は上記した磁気回路の磁気空隙中に配
設されている。ここで第1図により得られたフォーカス
誤差信号12をフォーカス制御回路33に入力し、その
出力電流をX方向駆動コイル22に供給することにより
光ピックアップ20はX方向に移動してフォーカス制御
が行なわれる。またトラッキング誤差信号10をトラッ
キング制御回路34に入力し、その出力電流をY方向駆
動コイル23.24に供給することにより光ピックアッ
プ20はY方向に移動してトラッキング制御が行なわれ
る。
The heat sink 21 has a drive coil 22 in the X direction, which is perpendicular to the optical disk surface, and a Y direction drive coil, which is in the radial direction of the optical disk.
Directional drive coils 25,24 are fixed. Furthermore, the heat sink 21 has a parallel plate spring 25 that can be displaced in the Y direction.
One end of α, 25b is fixed, and the other end is connected to one end of parallel plate springs 26α, 26b which are movable in the X direction. The other ends of the parallel plate springs 26a and 261r are fixed to the base 27. Permanent magnets 28 and 29 are yokes 30 and 3, respectively.
1 and constitutes a magnetic circuit together with the yoke 32. X direction drive coil 22 and Y direction drive coil 23.2
A portion of each of 4 is disposed in the magnetic air gap of the above-described magnetic circuit. Here, the focus error signal 12 obtained as shown in FIG. 1 is input to the focus control circuit 33, and its output current is supplied to the X-direction drive coil 22, thereby moving the optical pickup 20 in the X-direction and performing focus control. It will be done. Further, by inputting the tracking error signal 10 to the tracking control circuit 34 and supplying its output current to the Y-direction drive coils 23 and 24, the optical pickup 20 moves in the Y-direction and tracking control is performed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明による光ピックアップにおい
ては、半導体レーザとFGCとの光路中に電界によりそ
の屈折率が変化する電気光学素子を配置し、電気光学素
子に交流電界を印加してFCCによシ集光される光スポ
ットの光軸方向の位置を変化させる所謂ウオブリング法
によシフオーカス誤差信号を得るために、光検出器は反
射光の平行光路中に配置することが可能となり、光検出
器の配置に高い精度が要求されない。
As explained above, in the optical pickup according to the present invention, an electro-optical element whose refractive index is changed by an electric field is arranged in the optical path between the semiconductor laser and the FGC, and an alternating current electric field is applied to the electro-optical element to generate the FCC. In order to obtain a shift focus error signal using the so-called wobbling method, which changes the position of the focused light spot in the optical axis direction, the photodetector can be placed in the parallel optical path of the reflected light. High precision is not required for placement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による光ピックアップの構成を示す斜視
図、第2図は光スポットが光軸方向に移動することを説
明するための図、第5図は光ピックアップの駆動装置の
一例を示す斜視図である。 2・・・・・・・・・・・・半導体レーザ3・・・・・
・・・・・・・光導波路 4・・〜・・・・・・・・電気光学素子7・・・・・・
・・・・・・集光グレーティングカプラ9・・−・・・
・・・・・光検出器 乙′、ゝへ。 代理人弁理士 小 川 勝1男 パ も2図
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an optical pickup according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining that a light spot moves in the optical axis direction, and FIG. 5 shows an example of an optical pickup driving device. FIG. 2... Semiconductor laser 3...
...... Optical waveguide 4 ...... Electro-optical element 7 ...
...Condensing grating coupler 9...
・・・・・・To the photodetector Otsu′, ゝ. Representative Patent Attorney Masaru Ogawa (1 son) Pa (2 figures)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光学的情報記録媒体に記録された情報信号を再生し、ま
たは光学的情報記録媒体に情報信号を記録し、記録され
た情報信号を再生するための光ピックアップにおいて、
少なくとも半導体レーザと、半導体レーザから出射され
た光を導く光導波路と、光導波路上に設けられ、導波路
中のレーザ光を外部に集光する集光グレーティングカプ
ラと、光ディスクからの反射光を半導体レーザと集光グ
レーティングカプラとを結ぶ光路から分離する分離手段
と、分離された光ディスクからの反射光を検出する光検
出器と、半導体レーザと分離手段との光路中に配設され
、印加される交流電界により、屈折率がその交流電界に
応じて変化し、光学的情報記録上に集光されたレーザ光
のスポットを光軸方向に微少振動させ電気光学素子とを
備えていることを特徴とする光ピックアップ。
In an optical pickup for reproducing an information signal recorded on an optical information recording medium, or recording an information signal on an optical information recording medium and reproducing the recorded information signal,
At least a semiconductor laser, an optical waveguide that guides the light emitted from the semiconductor laser, a condensing grating coupler that is provided on the optical waveguide and condenses the laser light in the waveguide to the outside, and a condensing grating coupler that condenses the laser light from the optical disk to the semiconductor. A separating means for separating the laser from the optical path connecting the condensing grating coupler, a photodetector for detecting the reflected light from the separated optical disk, and a photodetector disposed in the optical path between the semiconductor laser and the separating means to apply an applied light. It is characterized by comprising an electro-optical element whose refractive index changes according to the alternating electric field and causes the spot of the laser beam focused on the optical information recording to vibrate slightly in the optical axis direction. optical pickup.
JP60187232A 1985-08-28 1985-08-28 light pick up Pending JPS6247835A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01241027A (en) * 1988-03-23 1989-09-26 Hitachi Ltd Optical pickup
JPH02501247A (en) * 1987-06-15 1990-04-26 イーストマン・コダック・カンパニー Integrated optical reading/recording head and associated equipment
US5144603A (en) * 1990-03-07 1992-09-01 Hitachi, Ltd. Optical head incorporating refractive index distribution changeable lens

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