CN1388960A - 光学元件、光半导体装置及使用它们的光学式信息处理装置 - Google Patents

光学元件、光半导体装置及使用它们的光学式信息处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1388960A
CN1388960A CN01802682A CN01802682A CN1388960A CN 1388960 A CN1388960 A CN 1388960A CN 01802682 A CN01802682 A CN 01802682A CN 01802682 A CN01802682 A CN 01802682A CN 1388960 A CN1388960 A CN 1388960A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
light beam
diffraction grating
photo detector
diffraction
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.)
Granted
Application number
CN01802682A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1191573C (zh
Inventor
中西直树
高须贺祥一
井岛新一
中西秀行
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1388960A publication Critical patent/CN1388960A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1191573C publication Critical patent/CN1191573C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • 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
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • 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
    • 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
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
    • 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
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
    • G11B7/0903—Multi-beam tracking systems
    • 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
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0912—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by push-pull method
    • 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
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0943—Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02257—Out-coupling of light using windows, e.g. specially adapted for back-reflecting light to a detector inside the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches

Landscapes

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

Abstract

一种光半导体装置,对从激光元件(51)射出的光束进行分光的射出光束分光部(61)、将从信息记录媒体(3)来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的反射光束分光部(71)、在散焦的状态下接受分出的反射光束的伺服信号检测用受光元件(43、45)、设在射出光束分光部中使通过反射光束分光部的反射光束衍射的第1衍射光栅和接受已经上述第1衍射光栅衍射的反射光束的信号检测用受光元件(47)。

Description

光学元件、光半导体装置 及使用它们的光学式信息处理装置
技术领域
本发明涉及对光盘等信息记录媒体进行信息的记录、重放和擦除等处理的光学式信息处理装置。特别涉及该光检测头装置使用的具有重放信号和各种伺服信号的检测功能的光半导体装置及其使用的光学元件。
背景技术
参照图10说明以往光学式信息处理装置使用的具有重放信号和各种伺服信号的检测功能的光半导体装置的构成和工作原理。从作为光源的半导体激光元件101射出的光束利用3束生成用衍射光栅元件102，在图中的Y方向接受衍射光，将分出的0次光作为主光束，±1次光作为子光束。该3个分光光束利用物镜105在信息记录媒体106上聚光，经信息记录媒体106反射后入射到全息摄像元件103上。
全息摄像元件103是由曲线状栅格形成的衍射光栅。从信息记录媒体106来的反射光束利用全息摄像元件103分光，这时，+1次衍射光107A聚光，-1次衍射光107B发散，然后导向受光元件104A、104B。入射到受光元件104A的+1次衍射光107A的焦点在受光面的前面，入射到受光元件104B的-1次衍射光107B的焦点在受光面的后面。
从导向受光元件104A、104B的反射光束中检测出来自主光束的重放信号和聚焦误差信号，并检测出来自子光束的跟踪误差信号。进行聚焦伺服控制，使由全息摄像元件103分光的+1次衍射光107A和-1次衍射光107B在受光元件上的光点的尺寸大致相同。通过这样的伺服作用来进行物镜的位置控制，从而使光学式信息处理装置处于合适的工作状态。
在上述先有的的光半导体装置中，使用同一个受光元件104A、104B检测重复信号的重复信号重放信号和聚焦误差信号。但是，因受光元件104A、104B必须在由全息摄像元件103进行聚光或发散的±1次衍射光分别处于散焦的状态下受光，故其受光面积必须达到30000μm。若受光元件的受光面积增大，则附在该受光元件上的静电电容也变大，对快速响应特性有明显的影响。特别在对CD-ROM或DVD-ROM等进行几十倍速的高速重放时，就存在很大的问题。此外，若重放信号检测用受光元件的受光面积大，则入射的散射光成分(外界光、不需要的反射光)变大，存在重放信号的信噪比(以下，称作S/N)低的问题。
发明的公开
本发明的目的在于解决上述问题并提供一种能进行信息记录媒体的高倍速重放，同时能得到S/N比高的重放信号的光半导体装置及使用它的光学式信息处理装置。
本发明的光半导体装置具有激光元件、将从上述激光元件射出的光束分成多个光束的射出光束分光部、将从信息记录媒体来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的反射光束分光部、在散焦的状态下接受从上述反射光束分光部分出的反射光束的伺服信号检测用受光元件、设在上述射出光束分光部中使通过上述反射光束分光部的反射光束衍射的第1衍射光栅和接受已经上述第1衍射光栅衍射的反射光束的信号检测用受光元件。
若按照该构成，因可以构成为使第1衍射光栅的从信息记录媒体来的反射光的衍射光在重放信号检测用的受光元件上大致聚光，故能够缩小重放信号检测用的受光元件的受光面积。由此，可以大幅度降低受光元件的附随静电电容，所以能够实现重放信息的高速响应。进而，通过缩小重放信号检测用受光元件的面积，可以降低入射的散射光成分，能得到S/N比高的重放信号。
本发明的另一构成的光半导体装置具有激光元件、从上述激光元件来的射出光束通过的第1光学元件、将从信息记录媒体来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的第2光学元件和设在上述第1光学元件中使通过上述第2光学元件的上述反射光束衍射的第1衍射光栅。
本发明的光学元件包括设在透光部件的一个面上且具有第1衍射光栅和第2衍射光栅的第1光学元件和设在上述透光部件的另一个面上且将反射光束分成聚光状态各不相同的光束的第2光学元件。上述第1衍射光栅和第2衍射光栅相邻且并排排列在第1方向上，而且，上述第1衍射光栅的栅格方向与上述第1方向不同。
附图的简单说明
图1是表示本发明的第1实施形态的光半导体装置及使用它的光学式信息处理装置的概要的截面图。
图2是图1光半导体装置中的射出光束分光部的平面图。
图3是图2的射出光束分光部中的第1衍射光栅的局部放大截面图。
图4是表示第1衍射光栅的另一形态的局部放大截面图。
图5是表示包含在图1的光半导体装置的受光元件中的受光部的配置的局部放大平面图。
图6是本发明的第2实施形态的光半导体装置中的射出光束分光部的平面图。
图7是本发明的第3实施形态的光半导体装置中的射出光束分光部的平面图。
图8是表示包含在本发明的第3实施形态的光半导体装置的受光元件中的受光部的配置的局部放大平面图。
图9是表示本发明的第3实施形态的光半导体装置的受光元件的另一形态的局部放大平面图。
图10是表示先有的光半导体装置及使用它的光学式信息处理装置的截面图。
实施发明的最佳形态
(第1实施形态)
图1示出本发明的第1实施形态的光半导体装置1(原理上的截面结构)及使用它的光学式信息处理装置2的概要构成。光学式信息处理装置2包含光半导体装置1、使从光半导体装置1射出的光束在信息记录媒体3(例如，光盘、光磁盘等)上聚光的物镜4和控制它们的动作的机构(伺服机构或信号处理电路等，未图示)。
光半导体装置1包含光半导体元件11、该半导体元件的封装21和放置在该封装21上的光学元件31。光半导体装置1可以通过利用封装21和光学元件31将半导体元件密封并使其一体化来进行集成。可以提高该密封的气密性能和半导体元件11的可靠性。
半导体元件11包含具有用热扩散等方法设在硅衬底上的多个受光部43、45、47的受光元件41和在同一块硅衬底上形成的半导体激光元件51。利用湿腐蚀在硅衬底上形成具有倾斜面的凹部(未图示)，半导体激光元件51由放置在该凹部的底面的化合物形成，产生的激光波长大约是300～800nm。光束从半导体激光元件51的Y方向射出，经上述倾斜面反射后变成Z方向的光束。再有，若半导体激光元件51是面发光型，也可以不采用这样的倾斜面。
若象这样在1块硅衬底上集成半导体激光元件51和受光元件41，则可以使光半导体装置小型化。进而，若是在上述硅衬底形成时可以通过半导体工艺来决定半导体激光元件51和受光元件41的相对位置关系的结构(例如，通过掩膜配合来形成受光部和凹部)，则与独立组装这些元件、进行位置调整和固定的方法比较，可以减少工序，缩短组装时间和削减成本。此外，也可以将受光部和用来对由此得到的电信号进行电流电压变换或用来进行运算的集成电路一起在同一块硅衬底上形成。由此，可以进一步小型化。再有，作为光源，可以不限于半导体激光元件，也可以使用其它种类的激光元件(例如，使用SHG的元件)。
光学元件31以对所使用的波长大致是透明的玻璃或树脂等作为基体，在其一个面上设置对从半导体激光元件51来的射出光束进行分光的射出光束分光部61，在另一个面上设置对从信息记录媒体3来的反射光束进行分光的反射光束分光部71。在射出光束分光部61上设置衍射光栅，如后述那样，用来在从信息记录媒体3来的反射光束中分出已通过反射光束分光部71的光束。射出光束分光部61和反射光束分光部71也可以分别单独作为第1光学元件和第2光学元件来设置。此外，射出光束分光部61也可以不具有对从半导体激光元件51来的射出光束进行分光的功能，而只让其通过。
从半导体激光元件51来的射出光束利用物镜4，经射出光束分光部61和反射光束分光部71在信息记录媒体3上聚光。从信息记录媒体3来的反射光束利用反射光束分光部71所在X方向进行衍射分光，其±次衍射光束83、85被导向受光元件41的受光部43、45。此外，0次衍射光(透过光)再次入射到射出光束分光部61，经设在射出光束分光部61上的第1衍射光栅衍射后，导向受光部47。
射出光束分光部61如图2所示，包含第1衍射光栅63、第2衍射光栅65和第3衍射光栅的区域，构成3束生成用衍射光栅元件。图中用几根线分别示出各衍射光栅的图案形状。此外，会聚在物镜4上的各光束在射出光束分光部61上的有效区域作为主光束81(r是其半径)、子光束82、84示出。
从半导体激光元件51来的射出光束通过射出光束分光部61在图中的Y方向产生衍射并进行分光，将第1衍射光栅63的0次衍射光作为主光束81，将第2、第3衍射光栅65、67的±1次衍射光作为子光束82、84，使它们会聚在作为聚光装置的物镜4上。
在连接半导体激光元件51的发光点和入射到信息记录媒体3的主光束光点的光轴上，设从半导体激光元件51的发光点到射出光束分光部61的空气换算距离为d。空气换算距离是指介质内传播的光的行进距离除以该介质的折射率所得到的值。此外，设物镜4的数值孔径为NA。进而，设从射出光束分光部61中的上述光轴和射出光束分光部61的交点开始测定的X方向的距离为r，这时，形成的第1衍射光栅63的区域至少包含满足
      r≤d tan(sin-1(NA))       (式1)的区域。
反射光束分光部71由全息摄像元件构成，全息摄像元件由已由曲线状栅格形成的衍射光栅形成。从信息记录媒体3来的3束反射光束分光后，无论是主光束81还是子光束82、84，+1次衍射光束83进行聚光，-1次衍射光束85进行发散后，再分别导向受光元件41的受光部43、45。另一方面，由反射光束分光部71分出的反射光束的主光束81的0次衍射光束87再入射到射出光束分光部61。该光束利用射出光束分光部61的第1衍射光栅63在X方向衍射。第1衍射光栅63等构成为使第1衍射光栅63的+1次衍射光束88在设在受光元件41的重放信号检测用受光部47上大致呈聚光状态。由此，可以减小重放信号检测用受光部47的受光面积，可以快速检测出重放信号。在实施例中，重放信号检测用受光部47的受光面积可以是400～2500μm2左右。
图3是射出光束分光部61中的第1衍射光栅63的局部放大截面图。在第1衍射光栅63的各衍射光栅中进而形成阶梯形的栅格63A。若按照该结构，可以使入射到重放信号检测用受光部47的+1次衍射光束88的衍射效率比-1次衍射光束89的衍射效率优先增大。因此，入射到重放信号检测用受光部47的信号光量上升，可以得到S/N比高的重放信号。该阶梯状的栅格63A例如可以通过反复进行光刻和蚀刻来形成。
图4是表示第1衍射光栅63的另一形态的局部放大截面图。设置三角形的栅格63B作为第1衍射光栅63的各衍射光栅。该三角形的栅格63B例如可以使用强度可逐级变化的EB(电子束)直接形成，也可以先在感光材料上进行一次暴光成象，再使用该感光材料作为铸模来形成。在该形态中，也可以使入射到重放信号检测用受光部47的+1次衍射光束88的衍射效率比-1次衍射光束89的衍射效率优先增大。可以得到S/N比高的重放信号。
当然，第1衍射光栅63也可以是大致呈矩形的衍射光栅。
图5是受光元件41的受光部43、45和重放信号检测用受光部47的局部放大平面图。受光部43主要包括在X方向延伸的3个受光部433、435和437。受光部433在Y方向分割成3个部分433a、433b和433c。受光部45也和受光部43一样，包括受光部453、455和457。受光部453在Y方向分割成3个部分453a、453b和453c。在导向受光部43、45的反射光束中，从主光束81检测出聚焦误差信号，从子光束82、84检测出跟踪误差信号。图5模式地示出各受光部的光点。
这里，设由受光部433a、433b、433c、435、437、453a、453b、453c、455、457检测出的各信号量分别为S(433a)、S(433b)、S(433c)、S(435)、S(437)、S(453a)、S(453b)、S(453c)、S(455)、S(457)。
聚焦伺服使主光束在受光部上的光点尺寸大致相同，即使其变成
{S(433a)+S(453b)+S(433c)}
-{S(433b)+S(453a)+S(453c)}＝0的状态。
如上所述，反射光束分光部71的0次衍射光束87入射到射出光束分光部61中的第1衍射光栅63，由此，+1次衍射光束88在大致呈聚光的状态下入射到重放信号检测用受光部47上。图5模式地示出重放信号检测用受光部47面上的+1次衍射光束88的光点。因+1次衍射光束88在大致呈聚光的状态下入射，故重放信号检测用受光部47与其它伺服用受光部433、435、437等相比，可以缩小受光面积。通过减小重放信号检测用受光部47的受光面积，可以大幅度降低受光元件附随的静电电容，可以对重放信号进行高速响应。此外，因可以减小入射到重放信号检测用受光部47的散射光成分，故能够得到S/N比高的重放信号。
(第2实施形态)
图6示出第2实施形态的射出光束分光部62的平面图。本实施形态是第1实施形态的射出光束分光部61的另一形态的例子。
射出光束分光部62的特征是把第1衍射光栅68作成曲线状的栅格。其余的与射出光束分光部61相同，对同一要素使用同一符号进行说明。若按照上述曲线状栅格的结构，可以对由第1衍射光栅衍射的光束进行聚光或发散。因此，通过使栅格的曲率变化，可以自由地改变从信息记录媒体3来的反射光束的聚光位置。因此，可以以大致聚光的状态将从信息记录媒体3来的反射光束导向重放信号检测用受光部47，而与受光元件面和射出光束分光部62的距离无关。
当然，若在第1衍射光栅68的各栅格内设置和第1实施形态同样的阶梯状等的栅格，也可以得到和第1实施形态相同的效果。
(第3实施形态)
第3实施形态是第1实施形态的射出光束分光部61进而具有另外的结构的例子。图7示出本实施形态的射出光束分光部62A的平面图。图8示出受光元件的局部放大平面图。因第1衍射光栅69及信号检测用受光部48a、48b、48c、48d之外的要素具有和第1实施形态相同的结构，故对同一要素使用相同的符号。
在本实施形态的射出光束分光部62A中，第1衍射光栅69在栅格方向不同的多个衍射光栅区形成。在图7所示的第1衍射光栅69中，栅格方向不同的4个衍射光栅区69a、69b、69c、69d配置成使从信息记录媒体3来的反射光束的光点等距离排列。
为了接受经衍射光栅区69a、69b、69c、69d衍射的各光束，如图8所示，设置多个信号检测用受光部48a、48b、48c、48d。经衍射光栅区69a、69b、69c、69d衍射的各光束大致聚光在信号检测用受光部48a、48b、48c、48d上。
若按照该构成，从信息记录媒体3来的主光束81的反射光束经构成第1衍射光栅69的多个衍射光栅区69a、69b、69c、69d衍射后，分别入射到信号检测用受光部48a、48b、48c、48d。这样，通过使用由与各光点对应的多个信号检测用受光部48a、48b、48c、48d检测出的信号，可以得到推挽(push-pull)信号或相位差信号。因此，可以使跟踪误差信号与使用的信息记录媒体3的方式对应，从3束法、推挽法和相位差法中选择最合适的方法来使用。
此外，也可以如图9所示的受光元件的局部放大平面图那样，将信号检测用受光部48a、48b、48c、48d配置成使各自到发光点的距离相等。若按照该结构，可以在构成第1衍射光栅69的多个衍射光栅区69a、69b、69c、69d的所有区域中构成等光栅周期。因此，在用蚀刻等形成第1衍射光栅时，可以使其难以出现栅格的深度不均等光栅制作时的离散，可以制作出特性稳定的光栅。
再有，在图1的光学式信息处理装置中，也可以构成为使物镜4固定配置在光半导体装置1上，对它们进行一体驱动。因此，因不会出现信号量减小等独立驱动物镜时发生的光学特性变坏的现象，故能够得到良好的重放信号和聚焦/跟踪误差信号。
本发明的光半导体装置应广义地来定义。例如，光半导体装置1和使物镜4或一部分控制机构模块化而构成的所谓光检测装置都属于本发明的半导体装置。另一方面，当将半导体元件11作为单体对待时，可以称作半导体激光装置或受光装置，但这也属于本发明的广义的光半导体装置。
此外，在上述实施形态中，示出了谋求缩小重放信号检测用受光元件的面积的例子，但也可以因其它理由而使本发明适用于高速处理所必要的受光部。
工业上利用的可能性
若按照本发明，可以缩小光半导体装置中的重放信号检测用受光元件的面积。因此，可以进行高倍率的重放，而且，能实现可得到S/N比高的重放信号的光学式信息处理装置。
权利要求书
1.一种光半导体装置，其特征在于：具有激光元件、将从上述激光元件射出的光束分成多个光束的射出光束分光部、将从信息记录媒体来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的反射光束分光部、在散焦的状态下接受从上述反射光束分光部分出的反射光束的伺服信号检测用受光元件、设在上述射出光束分光部中使通过上述反射光束分光部的反射光束衍射的第1衍射光栅和接受已经上述第1衍射光栅衍射的反射光束的信号检测用受光元件。
2.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：从上述信息记录媒体来的经上述第1衍射光栅衍射的反射光束在上述信号检测用受光元件面上大致聚光。
3.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：经上述第1衍射光栅衍射的2个同次衍射光束的衍射效率不同，上述信号检测用受光元件接受衍射效率高的衍射光束。
4.权利要求3记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅的栅格截面形状是阶梯形或三角形等倾斜形状。
5.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由曲线形状的栅格形成。
6.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由衍射效率相等的多个衍射光栅区域构成。
7.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由栅格方向不同的至少2个衍射光栅区域构成。
8.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由光栅周期相等的衍射光栅区域构成。
9.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由将反射光束的光点等分割的多个衍射光栅区域构成。
10.(删除)
11.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：在连接上述激光元件的发光点和经聚光透镜在上述信息记录媒体上形成的的主光点的光轴上配置上述射出光束分光部，设从上述激光元件的发光点到射出光束分光部的空气换算距离为d，上述聚光透镜的数值孔径为NA，从上述射出光束分光部中的上述光轴和上述射出光束分光部的交点开始的距离为r，这时，对从上述信息记录媒体来并入射到至少满足
      r≤d tan(sin-1(NA))的区域内的反射光束进行分光使其上述信号检测用受光元件上大致聚光。
12.一种光学元件，其特征在于：包括设在透光部件的一个面上且具有第1衍射光栅和第2衍射光栅的第1光学元件和设在上述透光部件的另一个面上且将反射光束分成聚光状态各不相同的光束的第2光学元件，上述第1衍射光栅和第2衍射光栅相邻且并排排列在第1方向上，而且，上述第1衍射光栅的栅格方向与上述第1方向不同。
13.权利要求12记载的光学元件，其特征在于：上述第1衍射光栅的栅格截面形状是阶梯形或三角形等倾斜形状。
14.权利要求12记载的光学元件，其特征在于：上述第1衍射光栅由曲线形状的栅格形成。
15.权利要求12记载的光学元件，其特征在于：上述第1衍射光栅由栅格方向不同的至少2个衍射光栅区域构成。
16.(修改)一种光学式信息处理装置，其特征在于：具有激光元件、将从上述激光元件射出的光束分成多个光束的射出光束分光部、将由上述射出光束分光部分出的光束导向信息记录媒体的光学系统、将从上述信息记录媒体来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的反射光束分光部、在散焦的状态下接受从上述反射光束分光部分出的反射光束的伺服信号检测用受光元件、设在上述射出光束分光部中使通过上述反射光束分光部的反射光束衍射的第1衍射光栅和接受已经上述第1衍射光栅衍射的反射光束的信号检测用受光元件。
17.权利要求16记载的光学式信息处理装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件的受光面积比上述伺服信号检测用受光元件的受光面积小。
18.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：将相对光轴大致对称配置的一对上述伺服信号检测用受光元件和配置在到上述光轴的距离比上述伺服信号检测用受光元件短的位置上且受光面积比上述伺服信号检测用受光元件小的信号检测用受光元件集成在一起。
19.权利要求18记载的光半导体装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件与上述伺服信号检测用受光元件的一方接近。
20.权利要求18记载的光半导体装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件设在和发光点大致是同一平面内。
21.权利要求18记载的光半导体装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件被分割成面积大致相等的多个受光部。

Claims (21)

1.一种光半导体装置，其特征在于：具有激光元件、将从上述激光元件射出的光束分成多个光束的射出光束分光部、将从信息记录媒体来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的反射光束分光部、在散焦的状态下接受从上述反射光束分光部分出的反射光束的伺服信号检测用受光元件、设在上述射出光束分光部中使通过上述反射光束分光部的反射光束衍射的第1衍射光栅和接受已经上述第1衍射光栅衍射的反射光束的信号检测用受光元件。
2.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：从上述信息记录媒体来的经上述第1衍射光栅衍射的反射光束在上述信号检测用受光元件面上大致聚光。
3.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：经上述第1衍射光栅衍射的2个同次衍射光束的衍射效率不同，上述信号检测用受光元件接受衍射效率高的衍射光束。
4.权利要求3记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅的栅格截面形状是阶梯形或三角形等倾斜形状。
5.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由曲线形状的栅格形成。
6.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由衍射效率相等的多个衍射光栅区域构成。
7.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由栅格方向不同的至少2个衍射光栅区域构成。
8.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由光栅周期相等的衍射光栅区域构成。
9.权利要求1或2记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由将反射光束的光点等分割的多个衍射光栅区域构成。
10.一种光半导体装置，其特征在于：具有激光元件、从上述激光元件来的射出光束通过的第1光学元件、将从信息记录媒体来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的第2光学元件和设在上述第1光学元件中使通过上述第2光学元件的上述反射光束衍射的第1衍射光栅。
11.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：在连接上述激光元件的发光点和经聚光透镜在上述信息记录媒体上形成的的主光点的光轴上配置上述射出光束分光部，设从上述激光元件的发光点到射出光束分光部的空气换算距离为d，上述聚光透镜的数值孔径为NA，从上述射出光束分光部中的上述光轴和上述射出光束分光部的交点开始的距离为r，这时，对从上述信息记录媒体来并入射到至少满足
  r≤d tan(sin-1(NA))的区域内的反射光束进行分光使其上述信号检测用受光元件上大致聚光。
12.一种光学元件，其特征在于：包括设在透光部件的一个面上且具有第1衍射光栅和第2衍射光栅的第1光学元件和设在上述透光部件的另一个面上且将反射光束分成聚光状态各不相同的光束的第2光学元件，上述第1衍射光栅和第2衍射光栅相邻且并排排列在第1方向上，而且，上述第1衍射光栅的栅格方向与上述第1方向不同。
13.权利要求12记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅的栅格截面形状是阶梯形或三角形等倾斜形状。
14.权利要求12记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由曲线形状的栅格形成。
15.权利要求12记载的光半导体装置，其特征在于：上述第1衍射光栅由栅格方向不同的至少2个衍射光栅区域构成。
16.一种光学式信息处理装置，其特征在于：具有激光元件、将从上述激光元件射出的光束分成多个光束的射出光束分光部、将由上述射出光束分光部分出的光束导向信息记录媒体的光学系统、上述信息记录媒体、将从上述信息记录媒体来的反射光束分成聚光状态各不相同的光束的反射光束分光部、在散焦的状态下接受从上述反射光束分光部分出的反射光束的伺服信号检测用受光元件、设在上述射出光束分光部中使通过上述反射光束分光部的反射光束衍射的第1衍射光栅和接受已经上述第1衍射光栅衍射的反射光束的信号检测用受光元件。
17.权利要求16记载的光学式信息处理装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件的受光面积比上述伺服信号检测用受光元件的受光面积小。
18.权利要求1记载的光半导体装置，其特征在于：将相对光轴大致对称配置的一对上述伺服信号检测用受光元件和配置在到上述光轴的距离比上述伺服信号检测用受光元件短的位置上且受光面积比上述伺服信号检测用受光元件小的信号检测用受光元件集成在一起。
19.权利要求18记载的光半导体装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件与上述伺服信号检测用受光元件的一方接近。
20.权利要求18记载的光半导体装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件设在和发光点大致是同一平面内。
21.权利要求18记载的光半导体装置，其特征在于：上述信号检测用受光元件被分割成面积大致相等的多个受光部。
CNB018026826A 2000-07-05 2001-07-04 光学元件、光半导体装置及使用它们的光学式信息处理装置 Expired - Fee Related CN1191573C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP203387/2000 2000-07-05
JP2000203387 2000-07-05
JP203387/00 2000-07-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1388960A true CN1388960A (zh) 2003-01-01
CN1191573C CN1191573C (zh) 2005-03-02

Family

ID=18700804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB018026826A Expired - Fee Related CN1191573C (zh) 2000-07-05 2001-07-04 光学元件、光半导体装置及使用它们的光学式信息处理装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7139235B2 (zh)
EP (1) EP1298651A4 (zh)
JP (1) JP4316235B2 (zh)
KR (1) KR100457443B1 (zh)
CN (1) CN1191573C (zh)
TW (1) TW501116B (zh)
WO (1) WO2002003384A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105308411A (zh) * 2013-06-21 2016-02-03 辛特福特图有限公司 光学位移传感器元件
US10356533B2 (en) 2015-04-09 2019-07-16 Sintef Tto As Speech recognition

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4071141B2 (ja) * 2003-03-31 2008-04-02 シャープ株式会社 半導体レーザ装置および光ピックアップ装置
JP4015116B2 (ja) * 2004-01-08 2007-11-28 シャープ株式会社 光集積ユニット、光ピックアップ装置および光ディスク装置
JP2005327403A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Sony Corp 光ピックアップ及び光学記録媒体記録再生装置
JP4277005B2 (ja) * 2005-01-26 2009-06-10 パナソニック株式会社 光ピックアップ装置
JP4859529B2 (ja) * 2005-10-17 2012-01-25 三洋電機株式会社 光ピックアップ装置および光ディスク装置
JP4449912B2 (ja) * 2006-01-27 2010-04-14 日本ビクター株式会社 光ピックアップ
JP4444977B2 (ja) * 2007-02-01 2010-03-31 パナソニック株式会社 光ピックアップ装置
US8384997B2 (en) 2008-01-21 2013-02-26 Primesense Ltd Optical pattern projection
WO2009093228A2 (en) * 2008-01-21 2009-07-30 Prime Sense Ltd. Optical designs for zero order reduction
JP2009223937A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Ricoh Co Ltd 光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置
JP5760391B2 (ja) 2010-11-02 2015-08-12 旭硝子株式会社 回折光学素子及び計測装置
JP6069847B2 (ja) * 2011-06-28 2017-02-01 旭硝子株式会社 回折光学素子及び計測装置
JP7077524B2 (ja) * 2016-01-08 2022-05-31 大日本印刷株式会社 回折光学素子、及び光照射装置
DE102019206378B4 (de) * 2019-05-03 2023-06-22 Audi Ag Abstandsmesssystem

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8502835A (nl) * 1985-10-17 1987-05-18 Philips Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.
JPH0738260B2 (ja) * 1987-04-01 1995-04-26 日本電気株式会社 光磁気用光ヘツド装置
DE3855936T2 (de) * 1987-08-24 1998-01-02 Sharp Kk Optische Abtastvorrichtung
NL8800133A (nl) * 1988-01-21 1989-08-16 Philips Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.
JPH0770065B2 (ja) * 1988-04-20 1995-07-31 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
JPH083910B2 (ja) 1989-01-13 1996-01-17 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
JP3155287B2 (ja) * 1990-05-30 2001-04-09 株式会社リコー 光情報記録再生装置
NL9002007A (nl) * 1990-09-12 1992-04-01 Philips Nv Inrichting voor het met optische straling aftasten van een informatievlak.
JPH05290401A (ja) 1992-04-13 1993-11-05 Seiko Epson Corp 光信号検出器
JPH07129980A (ja) * 1993-11-08 1995-05-19 Olympus Optical Co Ltd 光ピックアップ
US5544143A (en) * 1994-06-14 1996-08-06 Eastman Kodak Company Read/write laser-detector-grating unit (LDGU) with an orthogonally-arranged focus and tracking sensor system
JP3677342B2 (ja) 1996-02-23 2005-07-27 松下電器産業株式会社 光ヘッド装置および光ディスク装置
JP3583564B2 (ja) * 1996-10-24 2004-11-04 オリンパス株式会社 光ピックアップ
JPH10172173A (ja) * 1996-12-06 1998-06-26 Samsung Electron Co Ltd 光ピックアップ装置
JPH10269616A (ja) * 1997-03-19 1998-10-09 Fujitsu Ltd 光ピックアップ
JPH11238234A (ja) 1998-02-21 1999-08-31 Victor Co Of Japan Ltd 光ディスク記録再生装置の光学ヘッド
JP3530383B2 (ja) 1998-05-28 2004-05-24 三洋電機株式会社 光ピックアップ装置
JP3662751B2 (ja) * 1998-11-18 2005-06-22 日本電気株式会社 光ヘッド装置
JP2000187872A (ja) 1998-12-18 2000-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ヘッド装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105308411A (zh) * 2013-06-21 2016-02-03 辛特福特图有限公司 光学位移传感器元件
CN105308411B (zh) * 2013-06-21 2018-09-11 辛特福特图有限公司 光学位移传感器元件
US10190870B2 (en) 2013-06-21 2019-01-29 Sintef Tto As Optical displacement sensor element
US10514249B2 (en) 2013-06-21 2019-12-24 Sintef Tto As Optical displacement sensor element
US10356533B2 (en) 2015-04-09 2019-07-16 Sintef Tto As Speech recognition

Also Published As

Publication number Publication date
US20020163874A1 (en) 2002-11-07
CN1191573C (zh) 2005-03-02
EP1298651A4 (en) 2007-06-13
JP4316235B2 (ja) 2009-08-19
US7139235B2 (en) 2006-11-21
WO2002003384A1 (fr) 2002-01-10
EP1298651A1 (en) 2003-04-02
KR100457443B1 (ko) 2004-11-16
TW501116B (en) 2002-09-01
KR20020037353A (ko) 2002-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1191573C (zh) 光学元件、光半导体装置及使用它们的光学式信息处理装置
US5717674A (en) Three-beam generating diffraction grating, transmission type holographic optical element and optical pickup apparatus using the same
US5636190A (en) Optical pickup system for use with an optical disk having multiple reflection hologram film
CN1271933A (zh) 光学装置
CN1047454C (zh) 对于光记录载体进行光学扫描用的装置
US6192020B1 (en) Semiconductor laser device
KR950010270B1 (ko) 광디스크 픽업장치
CN1176461C (zh) 光学构件和使用该光学构件的光拾波器
KR950005033B1 (ko) 광픽업 장치
CN1060912A (zh) 信息面的光学扫描装置
KR100481735B1 (ko) 집적 광학 부재 및 광 픽업 장치
CN1130704C (zh) 采用全息光栅的光学头的误差信号检测装置
CN1155958C (zh) 光学读出装置和全息照相单元
KR930004021Y1 (ko) 홀로그램 소자를 사용한 박형 레이저 픽업
JPH07105052B2 (ja) 光ピツクアツプのトラツキング方法
JPS63259844A (ja) 光学ヘツド
KR970003747B1 (ko) 광픽업장치의 레이저 다이오드
CN1237527C (zh) 光学头装置
KR0137247B1 (ko) 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치(optical pick-up device of compact disc player)
JPH05314533A (ja) 光ヘッド
KR0137246B1 (ko) 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치 (optical pick-up device of compact disc player)
JPH08124204A (ja) 光ピックアップ装置
JP2615954B2 (ja) 光ヘッド装置及びこれを用いた光情報処理装置
CN1764961A (zh) 光学记录载体和光学扫描设备
JPH08235624A (ja) 光ディスクの傾斜検出方法及び傾斜検出装置並びに光ディスク記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050302

Termination date: 20130704