TW501116B - Optical device, optical semiconductor device, and optical information processor comprising them - Google Patents

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optical
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semiconductor device
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Shinichi Ijima
Naoki Nakanishi
Hideyuki Nakanishi
Shoichi Takasuka
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
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501116 ---------------------- A7 ____— _B7 ___ — 五、發明說明（I ) 【技術領域】 本發明，係關於在光碟等之資訊記錄媒體上，進行資 訊的記錄、再生、淸除等處理之光學式資訊處理裝置。特 別是關於使用於光學式讀寫頭裝置之具有再生訊號及各種 伺服訊號檢測機能之光半導體裝置、及用於該光半導體裝 置之光學元件。 【習知技術】 1 使用於光學式資訊處理裝置，且具有再生訊號及各種 伺服訊號檢測機能之習知光半導體裝置的構成及動作原理 ，參考圖10來說明。來自作爲光源之半導體雷射元件101 之出射光束，係被3光束產生用繞射光柵元件102往圖中 Y方向繞射後，分歧成作爲主光束之〇次光，及作爲副光 束之±1次光。該等3個分歧光，係藉由物鏡105聚光於資 訊記錄媒體106上，藉由資訊記錄媒體1〇6反射後射入全 息(hologram)元件 103 中。 全息元件103,係具有曲線狀光柵列所形成之繞射光 柵。來自資訊記錄媒體106之反射光束，係藉由全息元件 103來分歧，此時，+1次繞射光1〇7A爲接收聚光作用，-1 ‘次繞射光107B爲接受發散作用後，導引至受光元件104A 、104B。射入受光元件104A之+ 1次繞射光107A的焦點係 設於受光面之前，而射入受光元件104B之-1次繞射光 107B的焦點則設於比受光面更內側之位置。 在被導引至受光元件104A、104B之反射光束之中， 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
— II 訂——II— 501116 ——-一 A7 ___B7_ 五、發明說明（l) 從主光束檢測出再生訊號及聚焦誤差訊號，以及從副光束 檢測出追蹤誤差訊號。聚焦伺服，係實施將以全息 (hologram)元件103所分歧之+ 1次繞射光107A與q次繞射 光107B的受光元件上光點的大小，使其大致相同。追蹤伺 月艮，係實施將副光束的光量，使其相同。藉由此等伺服進 行物鏡的位置控制，取得作爲光學式資訊處理裝置之最適 切的動作。 上述習知之半導體裝置中，使用_一受光元件104A、 104B來檢測再生訊號與聚焦誤差訊號。但是，受光元件 104A、104B，因有以將接受以全息元件103聚光或散焦作 用後±1次繞射光，分別予以散焦之狀態下受光的必要，其 受光面積必須要大至30000/zm2左右。當受光元件的受光 面積越大時，其伴隨該受光元件之靜電容量亦變大，將明 顯地阻礙高速響應性。特別是在進行以CD-ROM或DVD-ROM等數十倍速之高速再生時，係成爲一個大問題。還有 ，再生訊號檢測用受光元件的受光面積爲大時，其射入漫 射光成分（外來光、不要的反射）亦變大，將產生再生訊號 的訊號雜音比（以後稱之爲S/N比）變爲低落的問題點。 ，【發明之揭示】 本發明係爲解決前述習知的問題，並以提供能使資訊 記錄媒體的高倍速再生的同時，並可得到S/N比良好的再 生訊號之光半導體裝置以及使用該裝置之光學式資訊處理 裝置爲目的。 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝----- 訂--------- 501116 五、發明說明（> ) 本發明之光半導體裝置，係具有：雷射元件；出射光 束分歧部，將來自前述雷射元件之出射光束分歧成複數光 束；反射光束分歧部，將來自資訊記錄媒體之反射光束分 歧成互爲不同聚光狀態之光束；伺服訊號檢測用受光元件 ，以散焦狀態接收被前述反射光束分歧部所分歧之反射光 束；第1繞射光柵，設置於前述出射光束分歧部，使通過 前述反射光束分歧部之反射光束繞射；訊號檢測用受光元 件，接收被前述第1繞射光柵所繞射乏反射光束。 依據此一構成，由於能將藉由第1繞射光柵使得來自 資訊記錄媒體之反射光束的繞射光於再生訊號檢測用受光 元件上大致聚光，其再生訊號檢測用的受光元件之受光面 積係可縮小。因此，可大幅度的減少受光元件之付隨靜電 容量，而可成爲再生訊號的高速響應。再者，藉由再生訊 號檢測用受光元件之面積的縮小，可減少射入漫射光成分 、獲得S/N比良好的再生訊號。 本發明的其他構成之光半導體裝置，係具有：雷射元 件；第1光學元件，使來自前述雷射元件之出射光束通過 :第2光學元件，將來自資訊記錄媒體之反射光束分歧成 互爲不同聚光狀態之光束；第1繞射光柵，設置於前述第 ,1光學元件，使通過前述第2光學元件之反射光束繞射。 本發明之光學元件，係具備··第1光學元件，設置於 透光構件的一面，具有第1繞射光柵及第2繞射光柵；及 第2光學元件，設置於前述透光構件的另一面，將反射光 束分歧成互爲不同聚光狀態之光束；使前述第1繞射光柵 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） -----------裝-------丨訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501116 A7 _B7 _ 五、發明說明（f ) 與第2繞射光柵相鄰接且沿第1方向排列，並且使前述第 1繞射光柵的光柵方向異於前述第1方向。 【發明之較佳實施形態】 (第1實施形態） 圖1係表示本發明的第1實施形態之光半導體裝置1( 原理的截面構成)以及使用該裝置之光學式資訊處理裝置2 構成的槪要圖。光學式資訊處理裝置2，係包含有：光半 導體裝置1 ;將從光半導體裝置1所射出之光束聚光於資 訊記錄媒體3(如光碟、光磁碟等)之物鏡4 ;及控制這些動 作的機構(未圖示之伺服機構和訊號處理電路等）。 光半導體裝置1，係包含有：半導體元件11、搭載該 元件用之封裝體21、及裝載於封裝體21上之光學元件31 。光半導體裝置1係藉由封裝體21與光學元件31來密封 光半導體元件11，並以一體化方式積體化而成。可提高密 封之氣密性、與提高半導體元件11之信賴性。 光半導體11，係包含有：受光元件41，具有在矽基板 上以熱擴散等所設置之複數個受光部43、47、45 ;及在同 一矽基板上所形成半導體雷射元件51。半導體雷射元件51 .，藉由濕蝕刻(wet etch)方式在矽基板上形成具有傾斜面之 凹部（未圖示），並從其凹部底面裝載化合物所構成，波長 約爲300〜800nm。光束，係由半導體雷射元件51朝Y方 向射出，被前述傾斜面所反射後朝Z方向而上升。又，如 爲面發光型之半導體雷射元件51時，不使用該傾斜面亦可 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝 • an- n ϋ n m nt n 訂-------- 501116 A7 ———___B7____ 五、發明說明（ζ ) Ο 如此般將半導體雷射元件51以及受光元件41積體化 於一個矽基板上積體化時，作爲半導體裝置可以小型化。 在形成前述矽基板之際，如能以半導體製程決定其半導體 雷射元件51以及受光元件41的相對位置關係之構成(如將 受光部的形成與凹部的形成與光罩一起進行)時，相較於將 該等元件以獨立的組裝、位置調整及固定之方法，係能減 少其步驟、縮短組裝的時間、降低成本。亦可將將受光部 與集積電路(用以對所得到電氣訊號進行電流電壓轉換或者 演算)於同一矽基板上一起形成亦可。藉此，可以更進一步 小型化。但是，作爲光源時，並不限半導體雷射元件，使 用其他種類之雷射(如採用SHG)亦可。 光學元件31，對應所使用波長以大致透明的玻璃或樹脂作 爲基體，在其一方之面設置將來自半導體雷射元件51之出 射光束予以分歧之出射光束分歧部61，在另一面設置將來 自資訊記錄媒體3之反射光予以分歧之反射光束分歧部71 。在出射光束分歧部61，如後述般，設置繞射光柵，用以 將來自資訊記錄媒體3的反射光束之中，通過反射光束分 歧部71之光束予以分歧。出射光束分歧部61與反射光束 .分歧部71可以視爲各別個體的第1光學元件以及第2光學 元件設置亦可。還有，出射光束分歧部61，以不具有分歧 來自半導體雷射元件51之出射光束的機能，僅使其通過之 構成亦可。 來自半導體雷射元件51的出射光束，係經由出射光束 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —--------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501116 A7 _____ B7 五、發明說明（6 ) 分歧部61及反出射光束分歧部71，藉由物鏡4而聚光於 資訊記錄媒體3上。來自資訊記錄媒體3的反射光束，以 反射光束分歧部71往X方向繞射分歧，其±1次繞射光束 83、85係被導引朝受光元件41之受光部43、45。0次繞射 光(透過光)再次射入出射光束分歧部61，並藉由設置於出 射光束分歧部61之第1繞射光柵繞射後，被導引朝受光部 47 ° 出射光束分歧部61，係如圖2病表示一般，包含有： 第1繞射光柵63、第2繞射光柵65、及第3繞射光柵67 之區域，構成3光束產生用繞射光柵元件。圖中複數個線 束係表示其各繞射光柵的圖案形狀。物鏡4所取入之在各 光束之出射光束分歧部61上的有效區域，係以主光束81(r 爲半徑）、副光束82、·84來表示。 來自半導體雷射元件51的出射光束，係藉由出射光束 分歧部61朝圖中Υ方向繞射，第1繞射光柵63的0次繞 射光作爲主光束81、第2、第3繞射光柵65、67的±1次繞 射光作爲副光束82、84而分歧後，取入至作爲聚光機構之 物鏡4。 在連結半導體雷射元件51的發光點與射入資訊記錄媒 .體3之主光束光點之光軸上，從半導體雷射元件51的發光 點到出射光束分歧部61爲止的空氣換算距離設爲d。空氣 換算距離係只指傳遞介質內光的前進距離除以該介質之折 射率後的値而言。又，將物鏡4的數値孔徑設爲NA。進而 ，當將從出射光束分歧部61上之前述光軸與出射光束分歧 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） —-------.———訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501116 五、發明說明（1 ) 部61的交點所測得之X方向的距離設爲r時，其形成第1 繞射光柵63的區域至少須滿足含 r^dtan(sin 'l (NA)) (式 1) 的區域。 反射光束分歧部71，係藉由以曲線狀之光柵列所形成 之繞射光柵所構成之全息元件來構成。來自資訊記錄媒體 3的3束反射光束，在主光束81及副光束82、84任一項中 ，邊由+ 1次繞射光束83爲接受聚光Y乍用，-1次繞射光束 85爲接受發散作用來分歧後，將其導引朝受光元件41的 受光部43、45。另一方面，反射光束之主光束81之藉由 反射光束分歧部71的0次繞射光束87，係再次射入出射 光束分歧部61。該光束，係藉由出射光束分歧部61的第1 繞射光柵63朝X方向繞射。在第1繞射光柵63之+ 1次繞 射光束88，係於設置在受光元件41之再生訊號檢測用受 光部47上大致聚光之狀態，用以。藉此，可使再生訊號檢 測用受光部47的受光面積縮小，並以高速檢測再生訊號。 在實施例上，可以使再生訊號檢測用受光部47的受光面積 爲 400〜2500 // in2左右。 圖3係表示出射光束分歧部61中第1繞射光柵63的 ，部分放大截面圖。第1繞射光柵63之各個繞射光柵之中， 進一步形成階梯型的光柵63A所形成。根據此一構成，其 射入再生訊號檢測用受光部47之+ 1次繞射光束88的繞射 效率，可比-1次繞射光束89的繞射效率更爲優先變大。因 此’射入再生訊號檢測用受光部47之訊號光量上升，並會i 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐) 一 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝--------訂--- 501116 五、發明說明（& ) 得到S/Ν比良好的再生訊號。此一階梯型的光柵63A，係 可藉由如重複進行微影與蝕刻來形成。 圖4係表示第1繞射光柵的其他形態之部分放大截面 圖。設置三角形的光柵63B作爲第1繞射光柵63之各個繞 射光柵。此一三角形的光柵63B，係例如使用能階段的強 度變化的EB(電子束)來直接形成，亦可一度於感光性材料 上曝光·顯影，使用其感光性材料作爲模子來形成。此一形 態中，其射入再生訊號檢測用受光部、7之+ 1次繞射光束 88的繞射效率，也比-1次繞射光束89的繞射效率更爲優 先變大，並能得到S/N比良好的再生訊號。 圖5係表示受光元件41的受光部43、45以及再生訊 號檢測用受光部47的部分放大俯視圖。受光部43含有沿 X方向延伸之主要3個受光部433、435、437。受光部433 沿Y方向分割成3個部分433a、433b、433c。受光部45也 與受光部43同樣的，含有受光部453、455、4537。受光 部453沿Y方向分割成3個部分453a、453b、453c。在被 導引至受光部43、45之反射光束之中，從主光束81檢測 出聚焦誤差訊號，及從副光束82、84檢測出追蹤誤差訊號 。在各受光部的光點係在圖5中以模式方式來表示。 在此，以受光部 433a、433b、433c、435、437、453a、 453b、453c、455、457所檢測之訊號量分別設爲S(433a)、 S(433b) 、 S(433c) 、 S(435) 、 S(437) 、 S(453a) 、 S(453b)、 S(453c)、S(455)、S(457)。 聚焦伺服，係實施以使與主光束的受光部上的光點大小變 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------—訂--------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501116 A7 _____B7 .五、發明說明) 爲大致一致的狀態，即， {S(433a)+S(433c)+S(453b)} -{S(433b)+S(453a)+S(453c)}=0 的狀態。追蹤伺服，係實施以使與副光束的光量變爲同一 狀態，即， {S(435)+S(455)} -{S(437)+S(457)}=0 的狀態。 ^ 如上述般，反射光束分歧部71的0次繞射光束87， 係射入出射光束分歧部61中之第1繞射光柵63，並藉此 將+ 1次繞射光束88於再生訊號檢測用受光部47以大致聚 光狀態下射入。示意的將在再生訊號檢測用受光部47面上 的+ 1次繞射光束88的光點於圖5中以模式方式來表示。 由於+ 1次繞射光束88係在以大致聚光狀態下射入，因此 其再生訊號檢測用受光部47能比其他伺服用的受光部433 、435、437更縮小受光面積。藉由再生訊號檢測用受光部 47的受光面積減少，可使伴隨受光元件之靜電容量大幅度 的減少，並可獲得再生訊號的高速響應。再者可減少射入 再生訊號檢測用受光部47之漫射光成分，並能得到S/N比 .良好的再生訊號。 (第2實施形態） 圖6係表示第2實施形態之出射光束分歧部的俯視圖 。本實施形態，係爲第1實施形態之出射光束分歧部61的 其他形態範例。 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --I I----------II ---訂 *-------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501116 A7 ___B7____ 五、發明說明（（C ) 反射光束分歧部62，其特徵係使第1繞射光柵68成 爲曲線狀之光柵列。其他的構成與出射光束分歧部61相同 。相同元件使用相同符號來說明。藉由前述曲線狀的光柵 列之構成，對於被第1繞射光柵68所繞射之光束，可賦予 聚光或發散作用。因此，藉由變化光柵列的彎曲率，可自 由的變化來自資訊記錄媒體3之反射光束所聚光之位置。 藉此可不受其受光元件與出射光束分歧部62的距離的影響 ，能將來自資訊記錄媒體3之反射免束，導引成在再生訊 號檢測用受光部47上大致聚光之狀態。 當然，若在第1繞射光柵68之各個光柵內，設置與第 1實施形態相同的階梯形狀的光柵時，也可獲得與第1實 施形態同樣的效果。 (第3實施形態） 第3實施形態，係在第1實施形態之出射光束分歧部 61之另一構成範例。圖7係表示本實施形態之出射光束分 歧部62A的俯視圖。圖8係表示受光元件的部分放大俯視 圖。第1繞射光柵69及信號檢測用受光部48a、48b、48c 、48d以外的元件，因與第1實施形態具有同樣的構成， 相同要件使用相同符號。 在本實施形態之出射光束分歧部62A中，第1繞射光 柵69，係以光柵列方向相異之複數個繞射光柵區域所形成 。圖7所示之第1繞射光柵69，係將光柵列方向相異之4 個繞射光柵區域69a、69b、69c、69d，配置成將來自資訊 記錄媒體3之反射光束的光點均等分割。爲接收以繞射光 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501116 A7 ____B7_ ____ 五、發明說明（il) 柵區域69a、69b、69c、69d所繞射之各個光束’係如圖8 所示設置複數信號檢測用受光部48a、48b、48c、48d。各 個以繞射光概區域69a、69b、69c、69d所繞射之先’係構 成爲在訊號檢測用受光部48a、48b、48c、48d上大致聚光 ο 根據此一構成，來自主光束81的資訊記錄媒體3之反 射光束，係藉由構成第1繞射光柵69之複數繞射光柵69a 、69b、69c、69d所反射後，分別好入訊號檢測用受光部 48a、48b、48c、48d。如此，藉由使用對應各光點之複數 個訊號檢測用受光部48a、48b、48c、48d所檢測之訊號， 可得到推挽(push pull)訊號與相位差訊號。因此，追蹤誤差 訊號對應所使用之資訊記錄媒體3的方式，可從3光束法 、推挽法、相位差法之中選擇最適當的方法來使用。 還有，如圖9所示之受光元件的部分放大俯視圖，以 其與發光點等距離配置訊號檢測用受光部48a、48b、48c、 48d亦可。根據此一構成，在構成第1繞射光柵69之複數 繞射光柵69a、69b、69c、69d全部的區域，可使光柵週期 相等。因此，當第1繞射光柵以蝕刻等形成時，不易發生 光柵的深度不均等製作時的不均，而能以具有安定之特性 _來進行製作。 又，在圖1的光學式資訊處理裝置中，在光半導體裝 置1固定配置物鏡，並將該等一體驅動之構成亦可。藉此 ，由於不會產生訊號量減少等、及單獨驅動物鏡之時所產 生之光學特性的惡化，因此能得到良好的再生訊號以及聚 13 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} _裝 訂-------- -Φ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 501116 五、發明說明 焦/追蹤錯誤訊號。 本發明之半導體裝置係指廣義的定義。例如半導體裝 置1與物鏡4和將一部分的控制機構模組化之所謂光拾波 (pick up)裝置，也可包含在本發明之半導體裝置。另一方 面，作爲單體來處理半導體元件11之情況，雖稱之爲半導 體雷射裝置或受光裝置，此亦包含在本發明之廣義的光半 導體裝置。 又，在上述的實施形態中，雖已：說明欲圖再生訊號檢 測用受光部的面積縮小之範例，因其他理由而必須高速處 理的受光部也可適用本發明。 【產業上之可利用性】 依本發明，可縮小光半導體裝置之再生訊號檢測用受 光元件的面積。藉此，可實現能以高倍速再生，而且能得 到S/N比良好的再生訊號之光學式資訊處理裝置。 【圖式之簡單說明】 圖1係表示本發明的第1實施形態之光半導體裝置以 及使用該裝置之光學式資訊處理裝置的槪要截面圖。 圖2係表示圖1之光半導體裝置之出射光束分歧部的 俯視圖。 圖3係表示圖2之出射光束分歧部之第1繞射光柵的 部分放大截面圖。 圖4係表示第1繞射光柵的其他形態之部分放大截面 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝 501116 A7 五、發明說明（Γρ 圖。 圖5係表示圖1之光半導體裝置之包含於受光元件之 受光部的配置之部分放大俯視圖。 圖6係表示本發明的第2實施形態之光半導體裝置之 出射光束分歧部的俯視圖。 圖7係表示本發明的第3實施形態之光半導體裝置之 出射光束分歧部的俯視圖。 圖8係表示本發明的第3實施形態之光半導體裝置之 包含於受光元件之受光部的配置之部分放大俯視圖。 圖9係表示本發明的第3實施形態之光半導體裝置之受光 元件的其他形態之部分放大俯視圖。 圖10係表示習知之光半導體裝置以及使用該裝置之光 學式資訊處理裝置的截面圖。 【符號說明】 --------------ΦΜα——訂--------Φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 1 光半導體裝置 2 光學式資訊處理裝置 3 資訊記錄媒體 4 物鏡 11 半導體元件 21 封裝體 31 光學元件 41 受光元件 43 、 45 、 47 受光部 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 501116 A7 B7 五、發明說明（ 47 48a、48b、48c、48d 訊號檢測用受光 51 雷射元件 61 出射光束分歧部 62 反射光束分歧部 62a 出射光束分歧部 63 第1繞射光柵 63b 三角形亮柵 65 第2繞射光柵 67 第3繞射光柵 68、69 第1繞射光柵 69a、69b、69c、69d 繞射光樞區域 71 反射光束分歧部 81 主光束 82、84 副光束 83 + 1次繞射光束 85 -1次繞射光束 87 〇次繞射光束 88 + 1次繞射光束 89 -1次繞射光束 433 、 435 、 437 受光部 453 、 455 、 457 受光部 16 再生訊號檢測用受光部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 501116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 ·一種光半導體裝置，係具有：雷射元件；出射光束 分歧部’將來自前述雷射元件之出射光束分歧成複數光束 ;反射光束分歧部，將來自資訊記錄媒體之反射光束分歧 成互爲不同聚光狀態之光束；伺服訊號檢測用受光元件， 以散焦狀態接收被前述反射光束分歧部所分歧之反射光束 :第1繞射光柵，設置於前述出射光束分歧部，使通過前 述反射光束分歧部之反射光束繞射；以及訊號檢測用受光. « 元件，接收被前述第1繞射光柵所繞射之反射光束。 2 ·如申請專利範圍第1項之光半導體裝置，其中，被 前述第1繞射光柵所繞射之來自前述資訊記錄媒體之反射 光束，係大致聚光於前述訊號檢測用受光元件面上。 3 ·如申請專利範圍第1項之光半導體裝置，其中被前 述第1繞射光柵所繞射之2個同次數的繞射光束的繞射效 率互爲不同，其中繞射效率高的繞射光束被前述訊號檢測 用受光元件接收。 4 ·如申請專利範圍第3項之光半導體裝置，其中前述 第1繞射光柵之光柵截面形狀係呈階梯型或者三角形等之 傾斜型。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之光半導體裝置，其中 前述第1繞射光柵，係由曲線狀的光柵列所構成。 6 ·如申請專利範圍第1或2項之光半導體裝置，其中 前述第1繞射光柵，係由同一繞射效率之複數繞射光柵區 域所構成。 7 ·如申請專利範圍第1或2項之光半導體裝置，其中 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） I n n n n n n I n ϋ · _n ϋ d ϋ n ϋ n I n n ! n n I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
    501116 六、申請專利範圍 前述第1繞射光柵’，係由光柵列方向相異的至少2個繞射 光柵區域所構成。 8 ·如申請專利範圍第〗或2項之光半導體裝置，其中 前述第1繞射光柵，係由同一光柵週期之繞射光柵區域所 構成。 9 ·如申請專利範圍第1或2項之光半導體裝置，其中 前述第1繞射光柵，係由將反射光束之光點均等分割之複 § 數繞射光柵區域所構成。 10 · —種光半導體裝置，係具有：雷射元件；第1光 學元件，使來自前述雷射元件之出射光束通過；第2光學 元件，將來自資訊記錄媒體之反射光束分歧成互爲不同聚 光狀態之光束；以及第1繞射光柵，設置於前述第1光學 元件，使通過前述第2光學元件之反射光束繞射。 11 ·如申請專利範圍第1項之光半導體裝置，其中在連結 前述雷射元件的發光點與透過聚光透鏡而形成於前述資訊 記錄媒體上之主光點之光軸上，設置前述出射光束分歧部 ，當將前述雷射元件的發光點到前述出射光束分歧部爲止 的空氣換算距離設爲d;前述聚光透鏡的數値孔徑設爲NA ;在前述出射光束分歧部之和前述光軸與前述出射光束分 歧部的交點間的距離設爲r時，至少使射入滿足 d tan(sin *ι (ΝΑ)) 的區域內之來自前述資訊記錄媒體的反射光束’被分歧成 在前述訊號檢測用的受光元件上大致聚光。 12 · —種光學元件，係具備：第1光學元件，設置於 2____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格（21〇 χ 297公f ————I^—----—I— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 501116 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 透光構件的一面，具有第1繞射光柵及第2繞射光柵；及 第2光學元件，設置於前述透光構件的另一面，將反射光 束分歧成互爲不同聚光狀態之光束；使前述第1繞射光柵 與第2繞射光柵相鄰接且沿第1方向排列，並且使前述第 1繞射光柵的光柵方向異於前述第1方向。 13 ·如申請專利範圍第12項之光學元件，其中前述第 1繞射光柵之光栅截面形狀係呈階梯型或者三角形等之傾 I 斜型。 14 ·如申請專利範圍第12項之光學元件，其中前述第 1繞射光柵係由曲線狀的光柵列所構成。 15 ·如申請專利範圍第12項之光學元件，其中前述第 1繞射光柵，係由光柵列方向相異的至少2個繞射光柵區 域所構成。 16 · —種光學式資訊處理裝置，係具有：雷射元件；出射 光束分歧部，將來自前述雷射元件之出射光束分歧成複數 光束；光學系統，將被前述出射光束分歧部所分歧之光束 導引至資訊記錄媒體；前述資訊記錄媒體；反射光束分歧 部，將來自資訊記錄媒體之反射光束分歧成互爲不同聚光 狀態之光束；伺服訊號檢測用受光元件，以散焦狀態接收 被前述反射光束分歧部所分歧之反射光束；第1繞射光柵 ，設置於前述出射光束分歧部，使通過前述反射光束分歧 部之反射光束繞射；以及訊號檢測用受光元件，接收被前 述第1繞射光柵所繞射之反射光束。 17 ·如申請專利範圍第16項之光學式資訊處理裝置， 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I n n n n ϋ n · n n 1 -I n n n 1 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 501116 _g___ 六、申請專利範圍 其中前述訊號檢測用受光元件之受光部面積，係比前述伺 服訊號檢測用受光元件之受光部面積小。 18 ·如申請專利範圍第1項之光半導體裝置，係將相 對於光軸配置成大致對稱之一對伺服訊號檢測用受光元件 、及訊號檢測用受光元件予以積體化，該訊號檢測用受光 元件，相較於前述伺服訊號檢測用受光元件係配置在和前 述光軸間的距離更短之位置，且比前述伺服訊號檢測用受 I 光元件之受光面積小。 19 ·如申請專利範圍第18項之光半導體裝置，其中前 述訊號檢測用受光元件，係配置於接近前述伺服訊號檢測. 用受光元件之一方。· 20 ·如申請專利範圍第18項之光半導體裝置，其中前 述訊號檢測用受光元件，係設置於與發光點大致同一面內 〇 21 ·如申請專利範圍第18項之光半導體裝置，其中前 述訊號檢測用受光元件，係分割成大致同等面積的複數受 光部。 ---II-----I AW * Γ--I I I I ^ -----I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ______4 國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公愛）
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Families Citing this family (16)

* 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
CN101984767B (zh) * 2008-01-21 2014-01-29 普莱姆森斯有限公司 用于使零级减少的光学设计
US8384997B2 (en) 2008-01-21 2013-02-26 Primesense Ltd Optical pattern projection
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
NO20130884A1 (no) 2013-06-21 2014-12-22 Sinvent As Sensorelement med optisk forskyvning
GB201506046D0 (en) 2015-04-09 2015-05-27 Sinvent As Speech recognition
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
EP0305169B1 (en) * 1987-08-24 1994-05-11 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup apparatus and optical grating assembly therefor
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

Also Published As

Publication number Publication date
US7139235B2 (en) 2006-11-21
US20020163874A1 (en) 2002-11-07
KR20020037353A (ko) 2002-05-18
JP4316235B2 (ja) 2009-08-19
EP1298651A1 (en) 2003-04-02
KR100457443B1 (ko) 2004-11-16
WO2002003384A1 (fr) 2002-01-10
CN1388960A (zh) 2003-01-01
EP1298651A4 (en) 2007-06-13
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