专利名称：光半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行对光盘等信息记录介质的信息记录、信息记录介质上记录的信息的再现、消除等处理的光半导体装置。
背景技术：
在光盘上记录信息、或再现光盘上记录的信息时，需要进行使光束在光盘的轨道上准确追随的跟踪动作。近年来，随着光盘规格的多样化，要求对轨道间距(pitch)不同的多个光盘进行稳定的跟踪动作的技术。作为跟踪信号检测法，已报告并实用化了几种方法，但是作为最普通的方法有推挽(Push-Pull)法。
下面，参照图13～图16说明推挽法。图13是通过推挽法检测跟踪信号的现有技术中的光半导体装置的概略结构图；图14是用于说明该现有技术的光半导体装置中来自光盘的反射光束的图；图15是用于说明该现有技术的光半导体装置中的物镜移位时来自光盘的反射光束的图；图16是用于说明该现有技术的光半导体装置中的光盘倾斜时来自光盘的反射光束的图。
如图13所示，从半导体激光元件101出射的光束由准直透镜102变换为平行光，透过分束器105后，通过物镜103聚光到光盘104上。聚光在光盘104上的光束，如图14所示地由轨道108来衍射，通过0级衍射光110和+1级衍射光111a的干涉、及0级衍射光110和-1级衍射光111b的干涉，在反射光束中出现干涉图案112a、112b。具有干涉图案112a、112b的反射光束109由分束器105反射，由聚光透镜106聚光到具有沿光盘104的半径方向(光盘半径方向)被分割为二的受光区域107a、107b的受光元件107上从而被检测。
如图14所示地，在射束点位于光盘104的轨道108的中心的情况下，干涉图案112a、112b成为左右相同的强度，随着射束点从轨道108的中心偏离，左右强度成为非对称。将该左右的差动信号称为推挽信号，可以通过获得受光元件107被分割为二的受光区域107a、107b的差动信号来进行检测。
在利用推挽法来检测跟踪信号的情况下，形成如此简单的光学结构，但存在如下的问题。即，如图15所示地，在物镜103沿光盘半径方向移位的情况下，具有被分割为二的受光区域107a、107b的受光元件107上的射束点113也移位，即使在光盘104上射束点位于轨道108(参照图14)的中心，在跟踪差错(miss)信号中也会产生偏移。此外，如图16所示地，在光盘104倾斜的情况下，同样地具有被分割为二的受光区域107a、107b的受光元件107上的射束点113移位，在跟踪差错信号中也会产生偏移。并且，因这些偏移，在跟踪动作时产生脱离轨道(off track)，并导致再现信号的劣化。
作为消除这种偏移的方法，已知差动推挽法(例如参照专利文献1～4)。下面，参照图17～图20说明差动推挽法。图17是利用差动推挽法检测跟踪信号的现有技术中的其它光半导体装置的概略结构图；图18是在该现有技术的其它光半导体装置中的光盘上的射束点的配置图；图19是表示该现有技术的其它光半导体装置中的受光元件的俯视图；图20是该现有技术的其它光半导体装置中的跟踪差错信号的信号波形图。
如图17所示，从半导体激光元件101射出的光束，通过三光束生成用衍射光栅元件114，在图中的X方向上受到衍射，其0级光束作为主光束，±1级光作为副光束进行分支。上述三个光支光束通过准直透镜102变换为平行光，透过分束器105之后，由物镜103聚光到光盘104上而被反射。如图18所示地，在光盘104上，两个副光束116a、116b被调整为，在相对于主光束115沿光盘104的半径方向仅偏离轨道108的间距(轨道间距)的1/2的位置配置。
如图17所示，来自光盘104的主光束和副光束的反射光束，由分束器105反射之后，由聚光镜106聚光到受光元件119上而被检测。如图19所示，受光元件119包括沿光盘104的轨道列方向并列配置的三个受光元件120、121、122，各受光元件具有沿光盘的半径方向被分割为二的受光区域。具有被分割为二的受光区域121a、121b的中央的受光元件121用于检测主光束。将受光区域121a、121b的输出信号分别作为A、B时，主光束117的推挽信号(MPP)根据MPP＝(A-B)来运算。此外，具有被分割为二的受光区域120a、120b的受光元件120、及具有被分割为二的受光区域122a、122b的受光元件122用于副光束检测。将受光区域120a、120b、122a、122b的输出信号分别设为C、D、E、F时，副光束118a、118b的推挽信号(SPP)根据SPP＝(C-D)+(E-F)来运算。
图20表示这些信号的物镜移位时的信号波形。主光束和副光束仅偏离轨道间距的1/2，所以图20(a)所示的主光束的推挽信号(MPP)和图20(b)所示的副光束的推挽信号(SPP)，位相偏移了180度。另一方面，因物镜103的移位或光盘104的倾斜而产生的DC偏移信号为同位相。
因此，将跟踪差错信号(TES)利用以下运算式TES＝MPP-k×SPPk＝α/βα主光束的光强度β副光束的光强度来检测，可以消除因物镜103的移位或光盘104的倾斜产生的偏移(参照图20(c))。
专利文献(日本)特开2004-5892号公报专利文献(日本)特开2001-325738号公报专利文献(日本)特开2001-250250号公报专利文献(日本)特开平9-81942号公报但是，在上述那样的差动推挽法中，需要在光盘上相对于主光束仅准确偏移轨道间距的1/2而配置副光束，所以，利用一个光半导体装置对轨道间距不同的多个规格的光盘进行记录/再现上有问题。此外，组装装置时，需要高精度地定位三光束生成用衍射光栅元件，缩短组装时间、削减成本上也有问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的上述课题而做出的，其目的在于，提供一种光半导体装置，可以对轨道间距不同的多个规格的光盘进行记录/再现，并且，不需要高精度的组装调整，可以实现组装时间的缩短和低成本化。
为了实现上述目的，本发明涉及的光半导体装置的结构如下具备半导体激光元件、将来自上述半导体激光元件的出射光束分支为主光束和多个副光束的出射光束分支元件、将由上述出射光束分支元件分支的上述主光束和副光束聚光到光盘上的物镜、以及分别检测由上述光盘反射的上述主光束和副光束的信号检测用受光元件；其特征在于，由上述出射光束分支元件分支的上述副光束在入射至上述物镜时，沿光盘半径方向形成上述主光束光分布的二分割以下的光分布。
根据本发明的光半导体装置的结构，几乎不产生被光盘反射的副光束的0级衍射光和±1级衍射光的干涉区域。因为，在检测出的副光束信号中不包含轨道横截时产生的推挽成分(调制成分)，只检测出由物镜的移位或光盘的倾斜产生的DC偏移信号。可以从主光束的推挽信号，将通过副光束得到的DC偏移信号进行差分来检测跟踪差错信号。此外，可以将在光盘上的副光束设置为与轨道位置无关，所以可以对轨道间距不同的多个规格的光盘进行记录/再现。此外，在光半导体装置的组装/调整时，不需要调整副光束的位置，可以实现组装时间的缩短和低成本化。
在上述本发明的光半导体装置的结构中，优选上述出射光束分支元件由并列配置在光盘半径方向上的第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域构成，上述第一衍射光栅区域的光栅间距和上述第二衍射光栅区域的光栅间距不同。根据该优选例，可以使利用出射光分支元件进行分支、向物镜入射时的副光束在光盘半径方向上成为上述主光束的光分布的二分割以下的光分布。此外，在该情况下，优选将被上述第一衍射光栅区域+1级衍射的上述副光束设为第一副光束，将被上述第一衍射光栅区域-1级衍射的上述副光束设为第二副光束，将被上述第二衍射光栅区域+1级衍射的上述副光束设为第三副光束，将被上述第二衍射光栅区域-1级衍射的上述副光束设为第四副光束时，上述光盘上的上述第一副光束和上述第三副光束之间的间隔，与上述第二副光束和上述第四副光束之间的间隔，均大于等于上述主光束的光斑的大小。根据该优选例，各副光束在轨道列方向上彼此充分分离，几乎不产生被光盘反射的副光束的0级衍射光和±1级衍射光的干涉区域。
此外，在上述本发明的光半导体装置的结构中，优选上述出射光分支元件包括并列配置在轨道列方向上的第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域，以及相对于第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域分别并列配置在光盘半径方向上的第三衍射光栅区域和第四衍射光栅区域，上述第一衍射光栅区域和第四衍射光栅区域具有相同的光栅间距，上述第二衍射光栅区域和第三衍射光栅区域具有与上述第一衍射光栅区域和第四衍射光栅区域的光栅间距不同的相同光栅间距。根据该优选例子，利用第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域进行衍射的副光束的强度、与利用第三衍射光栅区域和第四衍射光栅区域进行衍射的副光束的强度变得相等，因此，即使在轨道列方向上搭载具有急剧的远场(far field)分布的半导体激光元件的情况下，也可以检测出无偏移的稳定的轨道差错信号。此外，在该情况下，优选将被上述第一衍射光栅区域+1级衍射的上述副光束设为第一副光束，将由上述第二衍射光栅区域-1级衍射的上述副光束设为第二副光束，将由上述第三衍射光栅区域+1级衍射的上述副光束设为第三副光束，将由上述第四衍射光栅区域-1级衍射的上述副光束设为第四副光束时，上述光盘上的上述第一副光束和上述第三副光束之间的间隔，与上述第二副光束和上述第四副光束之间的间隔，均大于等于上述主光束的光斑大小。根据该优选例，各副光束沿轨道列方向彼此充分分离，所以几乎不产生被光盘反射的副光束的0级衍射光和±1级衍射光的干涉区域。
此外，在上述本发明的光半导体装置的结构中，优选上述出射光分支元件沿光盘半径方向被三分割，并且，沿轨道列方向被三分割，在四个角部区域形成有副光束生成用的衍射光栅。根据该优选例，即使物镜移位的情况下，向物镜入射时的副光束成为沿光盘半径方向二分割以下的光分布，所以几乎不产生被光盘反射的副光束的0级衍射光和±1级衍射光的干涉区域。此外，在该情况下，上述副光束生成用的衍射光栅，包括并列配置在轨道列方向上的第一衍射光栅和第二衍射光栅，以及相对于第一衍射光栅和第二衍射光栅分别并列配置在光盘半径方向上的第三衍射光栅和第四衍射光栅，上述第一衍射光栅和第四衍射光栅具有相同的光栅间距，上述第二衍射光栅和第三衍射光栅具有与上述第一衍射光栅和第四衍射光栅的光栅间距不同的相同光栅间距。此外，在该情况下，优选上述副光束生成用的衍射光栅包括并列配置在轨道列方向上的第一衍射光栅和第二衍射光栅，以及相对于第一衍射光栅和第二衍射光栅分别并列配置在光盘半径方向上的第三衍射光栅和第四衍射光栅，上述第一～第四衍射光栅通过将沿相对于光盘半径方向倾斜的方向延伸的光栅排列在与之正交的方向上来构成。根据该优选例，即使在物镜移位的情况下，也可以在光盘半径方向上使利用出射光束分支元件进行分支、向物镜入射时的副光束成为上述主光束的光分布的二分割以下的光分布。
发明效果如下
根据本发明，能够提供一种光半导体装置，可以对轨道间距不同的多个规格的光盘进行记录/再现，并且不需要高精度的组装调整，可以实现组装时间的缩短及低成本化。
图1是表示本发明的第一实施方式中的光半导体装置的概略结构图。
图2是表示本发明的第一实施方式的光半导体装置中的出射光束分支元件的俯视图。
图3A是用于说明本发明的第一实施方式的光半导体装置中的主光束的来自光盘的反射光束的图。
图3B是用于说明本发明的第一实施方式的光半导体装置中的第一和第二副光束的来自光盘的反射光束的图。
图3C是用于说明本发明的第一实施方式的光半导体装置中的第3和第四副光束的来自光盘的反射光束的图。
图4是本发明的第一实施方式的光半导体装置中的光盘上的射束点的配置图。
图5是表示本发明的第一实施方式的光半导体装置中的受光元件的俯视图。
图6是本发明的第一实施方式的光半导体装置中的跟踪差错信号的信号波形图，图6(a)表示主光束的推挽信号(MPP)，图6(b)表示副光束的推挽信号(SPP)，图6(c)表示跟踪差错信号(TES)。
图7是表示本发明的第二实施方式的光半导体装置中的出射光束分支元件的俯视图。
图8是本发明的第二实施方式的光半导体装置中入射至出射光束分支元件的入射光束的强度分布图。
图9是表示本发明的第三实施方式的光半导体装置中的出射光束分支元件(物镜位于中立位置时)的俯视图。
图10是表示本发明的第三实施方式的光半导体装置中的出射我束分支元件(物镜移位时)的俯视图。
图11是表示本发明的第四实施方式的光半导体装置中的出射光束分支元件的俯视图。
图12是本发明的第四实施方式的光半导体装置中的光盘上的射束点的配置图。
图13是表示通过推挽法检测跟踪信号的现有技术中的光半导体装置的概略结构图。
图14是用于说明图13所示的现有技术的光半导体装置中来自光盘的反射光束的图。
图15是用于说明图13所示的现有技术的光半导体装置中的光盘倾斜时来自光盘的反射光束的图。
图16是用于说明图13所示的现有技术的光半导体装置中的光盘倾斜时的来自光盘的反射光束的图。
图17是表示通过差动推挽法检测跟踪信号的现有技术中的其它光半导体装置的概略结构图。
图18是图17所示的现有技术的其它光半导体装置中的光盘上的射束点的配置图。
图19是图17所示的现有技术的其它光半导体装置中的受光元件的俯视图。
图20是图17所示的现有技术的其它光半导体装置中的跟踪差错信号的信号波形图，图20(a)表示主光束的推挽信号(MPP)，图20(b)表示副光束的推挽信号(SPP)，图20(c)表示跟踪差错信号(TES)。
具体实施例方式
下面，利用实施方式更具体地说明本发明。
(第一实施方式)图1是表示本发明的第一实施方式中的光半导体装置的概略结构图。
如图1所示，本实施方式的光半导体装置包括作为光源的半导体激光元件1；将来自半导体激光元件1的出射光束分支为主光束和多个副光束的出射光束分支元件2；将利用出射光束分支元件2进行分支的主光束和副光束变换为平行光的准直透镜3；将由准直透镜3变换为平行光的主光束和副光束聚光到光盘5上的物镜4；对被光盘5反射的主光束和副光束进行反射的分束器6；分别检测通过分束器6反射的主光束和副光束的信号检测用受光元件8；以及，将通过分束器6反射的主光束和副光束聚光到受光元件8上的聚光透镜7。
从半导体激光元件1射出的光束通过出射光束分支元件2，分支为主光束和4个副光束。利用出射光束分支元件2进行分支的主光束和副光束，通过准直透镜3来变换为平行光，透射分束器6之后，由物镜4聚光到光盘5上。被光盘5反射的主光束和副光束，通过分束器6进行反射后，利用聚光透镜7聚光到受光元件8上进行检测。
图2是表示本实施方式的光半导体装置中的出射光分支元件的俯视图。如图2所示，本实施方式的出射光束分支元件2包括与光盘5的半径方向(以下称“光盘半径方向”)并列设置的第一和第二衍射光栅区域2a、2b，第一和第二衍射光栅区域2a、2b通过在光盘5的轨道列方向(以下只称为“轨道列方向”)上排列沿光盘半径方向延伸的光栅而构成。在此，第一衍射光栅区域2a的光栅间距与第二衍射光栅区域2b的光栅间距不同。在本实施方式中，作为一例，表示第一衍射光栅区域2a的光栅间距比第二衍射光栅区域2b的光栅间距小的情况。入射到第一衍射光栅区域2a和第二衍射光栅区域2b而被衍射的光之中，0级光成为主光束，第一衍射光栅区域2a的+1级光成为第一副光束，第一衍射光栅区域2a的-1级光成为第二副光束，第二衍射光栅区域2b的+1级光成为第三副光束，第二衍射光栅区域2b的-1级光成为第四副光束。图2中9表示主光束在出射光束分支元件2上的光束区域，10a、10b、10c、10d分别表示第一、第二、第三、第四副光束在出射光束分支元件2上的光束区域。并且，各光束区域的光束入射到物镜4，在光盘5上形成各射束点(beam spot)。
在此，主光束在出射光束分支元件2上的光束区域9具有物镜4的形状，即、圆形的光分布。另一方面，第一、第二、第三、第四副光束在出射光束分支元件2上的光束区域10a、10b、10c、10d分别具有半圆形的光分布。这是因为，通过由第一衍射光栅区域2a和第二衍射光栅区域2b的光栅间距不同引起的衍射角度的不同，第一衍射光栅区域2a中的光束区域10a和第二衍射光栅区域2b中的光束区域10c在轨道列方向上分离，并且，第一衍射光栅区域2a中的光束区域10b和第二衍射光栅区域2b中的光束区域10d在轨道列方向上分离。
图3是用于说明本实施方式的光半导体装置中的主光束及副光束的、来自光盘的反射光束的图。在此，图3A是主光束的情况，图3B是第一和第二副光束的情况，图3C是第三和第四副光束的情况。如图3A所示，具有圆形的光分布的主光束12通过光盘5上的轨道11进行反射衍射，通过0级衍射光13和+1极衍射光14a，以及0级衍射光13和-1次衍射光14b的干涉，在反射光束中出现干涉区域15a、15b。并且，通过该干涉区域15a、15b的明暗来检测推挽信号。另一方面，如图3B、3C所示，在具有半圆形的光分布的第一和第二副光束16，第三和第四副光束19的情况下，通过光盘5上的轨道11进行反射衍射的0级衍射光17、20、+1级衍射光18a、21a及-1级衍射光18b、21b也成为半圆形，所以干涉区域减少或几乎不产生。例如，如DVD-R(digitalversatile disk recordable数字多用途可记录盘)那样，轨道间距为短到0.74μm左右的情况下，反射衍射角度增大，几乎不产生干涉区域。此外，如DVD-RAM(digital versatile disk random accessmemory数字多用途随机存取盘)那样，轨道间(凹槽—凹槽)距离长1.23μm左右的情况下，局部产生干涉区域，但是几乎不产生基于轨道的调制成分，与主光束的推挽信号比较，减小到可以忽略的程度。
图4表示本实施方式的光半导体装置中的光盘上的射束点的配置。如图4所示，对在光盘5上的主光束22、及第一、第二、第三、第四副光束23a、23b、23c、23d的配置，调整为满足L1≥R，L2≥R。
其中，R是主光束22的光斑(spot)尺寸，L1表示第一副光束23a和第三副光束23c之间的间隔，L2表示第二副光束23b和第四副光束23d之间的间隔。在此，光斑尺寸是指成为光斑中心光强度的1/e2的范围的直径。根据该结构，各副光束彼此在轨道列方向上充分分离，所以几乎不产生被光盘5反射的副光束的0级衍射光和±1级衍射光的干涉区域。此外，在图4中，第一、第二、第三、第四副光束23a、23b、23c、23d配置在轨道11上，但与轨道11的位置无关地配置第一、第二、第三、第四副光束23a、23b、23c、23d。
被光盘5反射的主光束和副光束，利用如图5所示的配置的受光元件8来检测。图5是表示本实施方式的光半导体装置中的受光元件的俯视图。如图5所示，受光元件8包括在轨道列方向上并列设置的3个受光元件26、27、28。具有沿光盘半径方向被分割为二且沿轨道列方向分割为2的、4个受光区域27a、27b、27c、27d的中央的受光元件27用于检测主光束。将受光区域27a、27b、27c、27d的输出信号，分别设为A、B、C、D时，主光束24的推挽信号(MPP)根据MPP＝(A+C)-(B+D)运算。在该主光束的推挽信号中，包含轨道横截时的调制成分、和由物镜4的移位或光盘5的倾斜产生的DC偏移成分。另一方面，受光元件27两侧的受光元件26、28分别具有沿光盘半径方向被分割为二的受光区域26a、26b及受光区域28a、28b。这些受光区域26、28用于检测副光束。将受光区域26a、26b、28a、28b的输出信号分别设为E、F、G、H时，副光束25a、25b、25c、25d的推挽信号(SPP)根据SPP＝(E+G)-(F+H)运算。这样地，通过光盘半径方向的差分运算副光束的推挽信号，由此，可以检测主光束和同相位的DC偏移信号。4个副光束均不具有反射衍射光的0级光和±1级光的干涉区域，所以，在该副光束的推挽信号中不包含轨道横截时的调制成分。
图6表示这些信号的物镜移位时的信号波形。利用运算式TES＝MPP-k×SPPK＝α/βα主光束的光强度β副光束的光强度来检测轨道差错信号(TES)，由此，可以消除因物镜4的移位或光盘5的倾斜产生的DC偏移信号。
根据该结构，在副光束的推挽信号中不包含轨道横截时的调制成分，因此，可以不依赖轨道位置，在光盘上的某个位置配置副光束。由此，利用同一光半导体装置，可以对轨道间距不同的多个规格的光盘进行记录/再现。此外，在组装/调整光半导体装置时不需要调整副光束的位置，所以可以实现缩短组装时间和低成本化。
(第二实施方式)本实施方式的光半导体装置，其基本结构与图1所示的上述第一实施方式相同，只有出射光束分支元件的结构不同。图7是表示本发明的第二实施方式的光半导体装置中的出射光束分支元件的俯视图，图8是至该出射光束分支元件的入射光束的强度分布图。
如图7所示，本实施方式的出射光束分支元件30包括在轨道列方向上并列配置的第一和第二衍射光栅区域30a、30b，以及相对于第一和第二衍射光栅区域30a、30b分别在光盘半径方向上并列配置的第三和第四衍射光栅区域30c、30d；第一～第四衍射光栅区域30a～30d通过将沿光盘半径方向延伸的光栅排列在轨道列方向上而构成。第一衍射光栅区域30a和配置在其对角的第四衍射光栅区域30d具有相同的光栅间距。此外，第二衍射光栅区域30b和配置在其对角的第三衍射光栅区域30c具有与第一衍射光栅区域和第四衍射光栅区域30a、30d的光栅间距不同的、相同的光栅间距。在本实施方式中，作为一例子表示了第一衍射光栅区域和第四衍射光栅区域30a、30d的光栅间距比第二和第三光栅区域30b、30c的光栅区域小的情况。入射到第一、第二、第三、第四衍射光栅区域30a、30b、30c、30d而被衍射的光之中，0级光成为主光束，第一衍射光栅区域30a的+1级光成为第一副光束，第二衍射光栅区域30b的-1级光成为第二副光束，第三衍射光栅区域30c的+1级光成为第三副光束，第四衍射光栅区域30d的-1级光成为第四副光束。图7中，31是主光束在出射光束分支元件30上的光束区域，32a、32b、32c、32d分别是第一、第二、第三、第四副光束在出射光束分支元件30上的光束区域。并且，各光束区域的光束入射到物镜4，在光盘5上形成各射束点(参照图1)。在这种情况下，与上述第一实施方式的情况同样地，主光束在出射光束分支元件30上的光束区域31具有圆形的光分布，第一、第二、第三、第四副光束在出射光束分支元件30上的光束区域32a、32b、32c、32d分别具有半圆形的光分布。
根据该结构，如图8所示，例如入射到出射光束分支元件30的光束的轨道列方向的光强度分布为陡峭的高斯形状，第一副光束和第二副光束之和、与第三副光束和第四副光束之和相等，因此，也不会产生由入射到出射光束分支元件30的光束的光强度分布引起的偏移。由此，即使是装载散束角(広がり角)狭窄的半导体激光元件的情况、或采用光学倍率低的光学系统的情况，也可以检测无偏移的稳定的跟踪差错信号。
此外，在本实施方式的光半导体装置中，与上述第一实施方式同样地，对于光盘5上的主光束、及第一、第二、第三、第四副光束的配置，调整为满足L1≥R、L2≥R其中，R是表示主光束的光斑尺寸，L1表示第一副光束和第三副光束之间的间隔，L2表示是第二副光束和第四副光束之间的间隔。根据该结构，各副光束在轨道列方向上彼此充分分离，所以几乎不产生被光盘5反射的副光束的0级衍射光和±1级衍射光之间的干涉区域。
(第三实施方式)本实施方式的光半导体装置，其基本结构与图1所示的上述第一实施方式相同，只有出射光束分支元件的结构不同。图9是表示本发明的第三实施方式的光半导体装置中的出射光束分支元件的俯视图，图10是物镜移位时的该出射光束分支元件中的主光束和副光束的形态的俯视图。
如图9、10所示，本实施方式的出射光束分支元件33在光盘半径方向上被三分割，并且在轨道列方向上被三分割，在四个角部区域形成有副光束生成用的第一、第二、第三、第四衍射光栅33a、33b、33c、33d。第一和第二衍射光栅33a、33b并列配置在轨道列方向上。此外，第三和第四衍射光栅33c、33d相对于第一和第二衍射光栅33a、33b分别并列配置在光盘半径方向上。并且，第一、第二、第三、第四衍射光栅33a、33b、33c、33d将沿光盘半径方向延伸的光栅在轨道列方向上排列而构成。这里，第一衍射光栅33a和配置在其对角的第四衍射光栅33d具有相同的光栅间距。此外，第二衍射光栅33b和配置在其对角的第三衍射光栅33c具有与第一和第四衍射光栅33a、33b的光栅间距不同的、相同光栅间距。在本实施方式中，作为一例表示了第一和第四光栅33a、33d的光栅间距比第二和第三光栅33b、33c的光栅间距小的情况。入射到第一、第二、第三、第四衍射光栅33a、33b、33c、33d而被衍射的光之中，第一衍射光栅33a的+1级光成为第一副光束，第二衍射光栅33b的-1级光成为第二副光束，第三衍射光栅33c的+1级光成为第三副光束，第四衍射光栅33d的-1级光成为第四副光束。图9、图10中，34是主光束在出射光束分支元件33上的光束区域，35a、35b、35c、35d分别是第一、第二、第三、第四副光束在出射光束分支元件33上的光束区域。并且，各光束区域的光束入射到物镜4，在光盘5上形成各射束点(参照图1)。
此外，在该出射光束分支元件33中，在相对于光盘半径方向并列的第一衍射光栅33a和第三衍射光栅33c之间、以及相对于光盘半径方向并列的第二衍射光栅33b和第四衍射光栅33d之间，形成有不存在衍射光栅的平面区域33e。因此，如图9所示，在物镜4位于中立位置的情况下，可以使第一、第二、第三、第四副光束在出射光束分支元件33上的光束区域35a、35b、35c、35d，在光盘半径方向上小于等于半圆形。因此，根据该结构，能够进一步抑制通过光盘5上的轨道11(参照图3)进行反射衍射的0级衍射光和±1级衍射光的干涉区域的产生。此外，如图10所示，即使物镜4移位的情况下，也可以使第一、第二、第三、第四副光束，在出射光束分支元件33上的光束区域35a、35b、35c、35d在光盘半径方向上小于等于半圆形。因此，即使在物镜4移位的情况下，也可以检测无偏移而稳定的跟踪差错信号。
(第四实施方式)本实施方式的光半导体装置的基本结构与图1所示的上述第一实施方式相同，只有出射光束分支元件的结构不同。图11是表示本发明的第四实施方式中的出射光束分支元件的俯视图。
如图11所示，本实施方式的出射光束分支元件36，在光盘半径方向上被三分割，并且在轨道列方向上被三分割，在四个角部区域形成有副光束生成用的第一、第二、第三、第四衍射光栅36a、36b、36c、36d。第一和第二衍射光栅36a、36b并列配置在轨道列方向上。此外，第三和第四衍射光栅36c、36d相对于第一和第二衍射光栅36a、36b分别并列配置在光盘半径方向上。并且，第一、第二、第三、第四衍射光栅36a、36b、36c、36d均通过将沿相对于光盘半径方向倾斜的方向延伸的光栅排列在与之正交的方向上而构成。根据该结构，根据光栅的方向，可以任意地设定副光束在出射光束分支元件36上的光束区域38a、38b、38c、38d，物镜4位于中立位置的情况及物镜4移位的情况的任一情况，可以使副光束的光束区域38a、38b、38c、38d在光盘半径方向上小于等于半圆形。在本发明的实施方式中，作为一例表示了第一～第四衍射光栅36a～36d沿相对于光盘半径方向成45度的方向延伸光栅的情况。在此，第一衍射光栅36a和配置在其对角的第四衍射光栅36d具有沿相同方向延伸的光栅，此外，第二衍射光栅36b和配置在其对角的第三衍射光栅36c具有沿与第一衍射光栅区域和第四衍射光栅区域36a、36d所具有的光栅方向正交的方向延伸的光栅。
图12表示本实施方式的光半导体装置中的光盘上的射束点的配置。本实施方式中的副光束生成用的第一、第二、第三、第四衍射光栅36a、36b、36c、36d是通过将沿相对于光盘半径方向倾斜的方向延伸的光栅排列在与之正交的方向上而构成，因此，如图12所示，光盘5上的第一、第二、第三、第四副光束40a、40b、40c、40d也相对于主光束39，配置在相对于光盘半径方向倾斜的方向的位置。但是，也可以与轨道11的位置无关地配置第一、第二、第三、第四副光束40a、40b、40c、40d。
根据该结构，可以进一步抑制通过光盘5上的轨道11进行反射衍射的0级衍射光与±1级衍射光的干涉区域的产生，可以检测出无偏移、稳定的跟踪差错信号。
产业上的可利用性根据本发明涉及的光半导体装置，可以与轨道位置无关地配置光盘上的副光束。因此，本发明的光半导体装置在对轨道间距不同的多个规格的光盘进行记录/再现的情况比较有用。
权利要求
1.一种光半导体装置，具备半导体激光元件、将来自上述半导体激光元件的出射光束分支为主光束和多个副光束的出射光束分支元件、将由上述出射光束分支元件分支的上述主光束和副光束聚光到光盘上的物镜、以及分别检测由上述光盘反射的上述主光束和副光束的信号检测用受光元件；其特征在于，由上述出射光束分支元件分支的上述副光束在入射至上述物镜时，在光盘半径方向上成为上述主光束光分布的二分割以下的光分布。
2.如权利要求1所述的光半导体装置，其特征在于，上述出射光束分支元件包括并列配置在光盘半径方向上的第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域，上述第一衍射光栅区域的光栅间距与上述第二衍射光栅区域的光栅间距不同。
3.如权利要求2所述的光半导体装置，其特征在于，将由上述第一衍射光栅区域进行+1级衍射的上述副光束设为第一副光束，将由上述第一衍射光栅区域进行-1级衍射的上述副光束设为第二副光束，将由上述第二衍射光栅区域进行+1级衍射的上述副光束设为第三副光束，将由上述第二衍射光栅区域进行-1级衍射的上述副光束设为第四副光束时，上述光盘上的上述第一副光束和上述第三副光束之间的间隔、与上述第二副光束和上述第四副光束之间的间隔，均大于等于上述主光束的光斑尺寸。
4.如权利要求1所述的光半导体装置，其特征在于，上述出射光分支元件包括并列配置在轨道列方向上的第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域、以及相对于第一衍射光栅区域和第二衍射光栅区域分别并列配置在光盘半径方向上的第三衍射光栅区域和第四衍射光栅区域，上述第一衍射光栅区域和第四衍射光栅区域具有相同的光栅间距，上述第二衍射光栅区域和第三衍射光栅区域具有与上述第一衍射光栅区域和第四衍射光栅区域的光栅间距不同的相同光栅间距。
5.如权利要求4所述的光半导体装置，其特征在于，将由上述第一衍射光栅区域进行+1级衍射的上述副光束设为第一副光束，将由上述第二衍射光栅区域进行-1级衍射的上述副光束设为第二副光束，将由上述第三衍射光栅区域进行+1级衍射的上述副光束设为第三副光束，将由上述第四衍射光栅区域进行-1级衍射的上述副光束设为第四副光束时，上述光盘上的上述第一副光束和上述第三副光束之间的间隔、与上述第二副光束和上述第四副光束之间的间隔，均大于等于上述主光束的光斑尺寸。
6.如权利要求1所述的光半导体装置，其特征在于，上述出射光分支元件沿光盘半径方向被三分割，并且，沿轨道列方向被三分割，在四个角部区域形成有副光束生成用的衍射光栅。
7.如权利要求6所述的光半导体装置，其特征在于，上述副光束生成用的衍射光栅包括并列配置在轨道列方向上的第一衍射光栅和第二衍射光栅、以及相对于第一衍射光栅和第二衍射光栅分别并列配置在光盘半径方向上的第三衍射光栅和第四衍射光栅，上述第一衍射光栅和第四衍射光栅具有相同的光栅间距，上述第二衍射光栅和第三衍射光栅具有与上述第一衍射光栅和第四衍射光栅的光栅间距不同的相同光栅间距。
8.如权利要求6所述的光半导体装置，其特征在于，上述副光束生成用的衍射光栅包括并列配置在轨道列方向上的第一衍射光栅和第二衍射光栅、以及相对于第一衍射光栅和第二衍射光栅分别并列配置在光盘半径方向上的第三衍射光栅和第四衍射光栅，上述第一至第四衍射光栅通过将沿相对于光盘半径方向倾斜的方向延伸的光栅排列在与之正交的方向上来构成。
全文摘要
本发明提供一种光半导体装置，可以对轨道间距不同的多个规格的光盘进行记录/再现，并且不需要高精度的组装调整，可以实现组装时间的缩短及低成本化。光半导体装置包括半导体激光元件(1)；将来自上述半导体激光元件(1)的出射光束分支为主光束和多个副光束的出射光束分支元件(2)；将主光束和副光束聚光到光盘(5)上的物镜(4)；以及分别检测被光盘(5)反射的主光束和副光束的信号检测用受光元件(8)。并且，由出射光束分支元件(2)分支的上述副光束在入射至上述物镜(4)入射时，沿光盘半径方向成为上述主光束光分布的二分割以下的光分布。
文档编号G11B7/09GK1838271SQ200610067660
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月24日 优先权日2005年3月24日
发明者中西直树, 小野将之, 西本雅彦, 中森达哉 申请人:松下电器产业株式会社