JP3108976B2 - 光ヘッドのトラッキング誤差検出装置 - Google Patents
光ヘッドのトラッキング誤差検出装置Info
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Description
装置に用いる光ヘッドのトラッキング誤差検出装置に関
する。
たように、光源,光検出器を集積化した光ヘッドが提案
されている。図14および図15は、その光ヘッドの斜視図
および光学系の概念図を示している。この光学ヘッド装
置1aは、図14に示すように第1の半導体基板2および
第2の半導体基板8上には5つの領域を持つ第1,第2
の受光素子9,10が形成されており、第2の半導体基板
8は第1の半導体基板2の上に載置されている。第2の
半導体基板8には半導体レーザ素子(以下、半導体レー
ザーチップという)5が取り付けられるとともに、モニ
ター用受光素子4が形成されている。
11が設置されている。このプリズム11は断面略台形とさ
れ、斜面11aはミラーとなされ、垂直面11bは第2の半導
体基板8に載置した半導体レーザーチップ5の出射面と
対向している。プリズム11の上面11cは第1の回折格子1
2とされている。この第1の回折格子12の上方には、第
2の回折格子13が配置されている。
半導体レーザーチップ5から出射したビームは、プリズ
ム11の斜面11aで反射され第1の回折格子12に入射し、
情報読み取り用の0次ビームとトラッキングエラー信号
検出用の±1次ビームに分かれ、第2の回折格子13を0
次で透過し、図15に示す対物レンズ18でディスク19に集
光される。このディスク19に集光された0次および±1
次ビームはディスク19で反射され、対物レンズ18を通り
第2の回折格子13に入射し、±1次光に分かれ第1およ
び第2の受光素子9,10に導かれる。
は、図16の光ヘッドの断面図に示すように集光位置の前
後にずれて配置されており、ディスクの焦点移動に伴う
受光素子上のスポットの大きさが互いに逆に変化するこ
とを利用して、ビームサイズ法により焦点誤差検出を行
う。また、トラッキング誤差検出は第1の回折格子12で
発生するトラッキングエラー信号検出用の±1次ビーム
を用いて3ビーム法により行う。
ドにおいて、さらに小型化を進め、半導体レーザーチッ
プ5とプリズム11を近接して配置した場合、ディスク19
で反射したトラッキングエラー信号検出用の±1次ビー
ムの一方が第2の回折格子13を0次で透過し、半導体レ
ーザーチップ5の第2の回折格子13に対向する面に入射
し反射され、再びディスクに戻ることになる。このよう
に、ディスクで反射されたトラッキングエラー信号検出
用の±1次ビームが発光素子の近傍に入射し、そこで反
射され再びディスクに戻る場合には、該ビームと、トラ
ッキングエラー信号検出用の±1次ビームが干渉を起こ
し、ディスクのタンジェンシャルスキューによってトラ
ッキングエラー信号にオフセットが生じることが特開昭
61−24031号公報に示されている。また、特開昭61−240
31号公報では、この対策として半導体レーザ素子出射端
面に光を散乱または吸収する光遮蔽体を設ける方法が提
案されている。
光検出器を集積化した光ヘッドを小型化したとき、ディ
スクのタンジェンシャルスキューによってトラッキング
エラー信号にオフセットが生じる。また、特開昭61−24
031号公報に半導体レーザ素子出射端面に光を散乱また
は吸収する光遮蔽体を設けて対策する方法が示されてい
るが、上述の光源,光検出器を集積化した小型光ヘッド
では、ディスクで反射したトラッキングエラー信号検出
用の±1次ビームの一方が第2の回折格子13を0次で透
過し、半導体レーザーチップ5の第2の回折格子13に対
向する面および/または前記ミラーを挾んで前記半導体
レーザーチップ5とは反対側で前記回折格子に対向する
面に入射するので、上述のように半導体レーザーチップ
の出射端面に光を散乱または吸収する光遮蔽体を設けて
干渉を防ぐ効果を得ることができない。
で、光源,光検出器を集積化された小型で安定したトラ
ッキング誤差信号を得る光ヘッドのトラッキング誤差検
出装置を提供することを目的とする。
成するため、半導体レーザ素子に近接し、該半導体レー
ザ素子から出射されるレーザ光束を反射させ光路を偏向
させるミラーで反射された光束が入射せしめられる回折
格子を有し、該回折格子より出射した0次±1次光束が
通過せしめられる偏向光学素子より出射した前記回折格
子の0次および±1次光束を光学式記録媒体に収束せし
める対物レンズを有し、前記光学式記録媒体で反射され
た前記回折格子の0次および±1次光束が対物レンズを
通過し、前記偏向光学素子に入射され、さらに前記偏向
光学素子で偏向した光束を受光せしめる光検出器を有
し、該光検出器より前記±1次光束に対応した光出力を
得て、該±1次光束それぞれに対応する出力の差に基づ
いてトラッキング誤差信号を得るようにした光ヘッドの
トラッキング誤差検出装置において、前記光学式記録媒
体で反射し、前記対物レンズ,前記偏向光学素子および
前記回折格子を通過する前記±1次光束の少なくとも一
方が、前記ミラーを通過することなく、前記半導体レー
ザ素子の前記回折格子に対向する面および/または前記
ミラーを挾んで前記半導体レーザ素子とは反対側で前記
回折格子に対向する面に入射し、該入射領域が光を散乱
または吸収するよう構成したことを特徴とする。
によれば、図3の回折格子36aで発生したサブビームが
ディスク38で反射され、対物レンズ37を通り、ホログラ
ム36b,回折格子36aを0次で透過して半導体レーザーチ
ップ32の透過型光学素子36に対向する面に入射する。該
入射領域を光が散乱または吸収するようにすることによ
り干渉を防ぎ、したがってディスクのタンジェンシャル
スキューによるトラッキングエラー信号にオフセットの
発生をなくすことができる。
の半導体レーザーチップおよび光検出器の配置を示す正
面図、図2は図1の光ヘッドにおける半導体レーザーチ
ップマウント部のA−A断面図である。
31上には、それぞれ5つの領域からなる光検出器33,34
と、半導体基板31を化学的異方性エッチングにより作ら
れたエッチングミラー35が形成され、このエッチングミ
ラー35の近傍に半導体レーザーチップ32がマウントされ
ている。
ップ32の電極面40にワイヤー39がボンディングされ、ワ
イヤーボンディング部41が形成されていることである。
示す光ヘッドのトラッキング誤差検出装置の概略図、お
よび図4に示す光ヘッドの回折格子,ホログラムの図に
より説明する。
ームは、図2の矢印で示すようにエッチングミラー35で
反射され、図3並びに図4に示した透過型光学素子36の
下面に形成された回折格子36aに入射し回折され、情報
読み取り用のメインビームとトラッキングエラー検出用
の2つのサブビームに分かれ、透過型光学素子36の上面
に形成されたホログラム36bを0次で透過し、対物レン
ズ37によりディスク38に収束される。該収束光はディス
ク38で反射され、対物レンズ37を通りホログラム36bに
入射し回折され、±1次光に分かれ光検出器33,34に導
かれる。
で反射された前記回折格子36aで発生したサブビーム
を、図1に示す光検出器33a,33c,34a,34cで検出し、
互いのサブビームの強度差をとることにより、いわゆる
3ビーム法で行う。したがって、光検出器33a,33c,34
a,34cの出力をG,H,I,Jとすると、トラッキング
誤差信号TEは、 TE=(G+I)−(H+J) で得ることができる。
で反射され、前記回折格子36aで発生したサブビームの
一方の入射光束42aは、対物レンズ37を通り、ホログラ
ム36b,回折格子36aを0次で透過して半導体レー
ザーチップ32の透過型光学素子36に対向する電極面40に
入射する。前記半導体レーザーチップ32のPまたはN型
電極面である電極面40の該入射領域には上述したように
半導体レーザーチップ32へ電源を供給するためのワイヤ
ー39がボンディングされている。ワイヤー39は、電源供
給の作用だけを考えると、電極面40のどこにボンディン
グされてもよい。
かし、本実施例の場合は図2に示すようにワイヤーボン
ディング部41を前記入射光束42aが入射する領域に合わ
せることにより、該入射光束42aはワイヤーボンディン
グ部41のドーム形状で反射され散乱光43となる。
非常に大きな広がり角となるので、散乱光43が対物レン
ズ37を通り、再びディスク38に戻る光量はほぼ0とな
る。したがって、前記入射光束42aが半導体レーザーチ
ップ32の透過型光学素子36に対向する電極面40で反射
し、ディスク38に戻る光量が非常に少なくなるので、従
来例で課題となっていた干渉を防ぐことができる。
いて、焦点誤差検出を行う場合は、前記ホログラム36b
を±1次光にそれぞれ凹凸のレンズパワーを与えるよう
に構成すれば、光検出器33,34にそれぞれに入射するス
ポットは光検出器33,34の前後に焦点位置ができ、ディ
スクがデフォーカスしたときの光検出器上のスポットの
大きさが互いに逆に変化することを利用し、フォーカス
誤差検出を行う。したがって、光検出器33d,33e,33
f,34d,34e,34fの出力をそれぞれA,B,C,D,
E,Fとすると、フォーカス誤差信号FEは、 FE=(A+C+E)−(B+D+F) で得ることができる。
ーチップ32に入射する干渉の原因となるサブビームをワ
イヤーボンディングで散乱させたが、該入射光を散乱ま
たは吸収させる手段はこれに限らず、次のような手段に
よっても同様の効果が得られる。
ーザーチップ32上のサブビームの入射面に無反射コーテ
ィング部101aを構成し、反射しないようにする。
ーザーチップ32上のサブビームの入射面にドーム状の凸
部102aを構成し、入射した光を散乱あるいは凸部内で吸
収させる。このような構造を実現する手段として樹脂を
ポッティングしたり、電源供給用とは別にワイヤボンデ
ィングしたりすることにより構成できる。
ーザーチップ32上のサブビームの入射面にプリズム状の
凸部103aを構成し、入射した光を散乱(影響のない方向
へ反射)あるいは凸部内で吸収させる。このような構造
を実現する手段として、半導体レーザーチップ32上に微
細なプリズムを接着したり、半導体レーザーチップ32自
体をエッチングすることにより構成できる。
ーザーチップ32上のサブビームの入射面に格子状の凹凸
部104a(Aは拡大図)を形成し、入射した光を回折・散乱
させる。このような構造を実現する手段として、あらか
じめ格子状凹凸部を形成したプレートを半導体レーザー
チップ32上に固定したり、半導体レーザーチップ32自体
に格子状のエッチングすることにより構成できる。
ーザーチップ32自体を傾けて固定し、傾斜部105aとし、
入射した光を散乱(影響のない方向へ反射)させる。この
ような構造を実現する手段として、半導体レーザーチッ
プ32を固定する際に、半導体レーザーチップ32を傾けた
まま半田層を溶融・固化させたり、また3角状のスペー
サ106を介して半導体レーザーチップ32を固定すること
により構成できる。
ーザーチップ32上のサブビームの入射面にすりガラス状
の粗面部107aを形成することにより、入射した光を散乱
させる。このような構造を実現する手段として、あらか
じめ粗面を形成したプレートを半導体レーザーチップ32
上に固定したり、半導体レーザーチップ32自体に粗面コ
ーティングを施したり、または半導体レーザーチップ32
自体をエッチング(例えば、金薄膜をヨード液によりエ
ッチングすることにより粗面となる)することにより構
成する。
よる光ヘッドの半導体レーザーチップおよび光検出器の
配置を示す正面図、図12は図11に示す光ヘッドの半導体
レーザーチップマウント部のA−A断面図である。
ように、半導体基板31上にマウントされた半導体レーザ
ーチップ32の直上近傍に無反射コーティング部51が施さ
れていることであり、その他、エッチングミラー35,4
つの領域からなる光検出器33,34は前記第1の実施例と
同様である。
体レーザーチップ32から出射されたビームが、図3に示
すディスク38で反射され、対物レンズ37を通りホログラ
ム36bに入射し、回折され±1次光に分かれ光検出器3
3,34に導かれ、3ビーム法でトラッキング誤差信号T
Eを求める動作は、前記第1の実施例と同様である。
射された前記回折格子36aで発生したサブビームの一方
の入射光束42b(第1の実施例とは反対側のサブビーム)
は、対物レンズ37を通り、ホログラム36b,回折格子36a
を0次で透過して前記エッチングミラー35を挾んで前記
半導体レーザーチップ32とは反対側の透過型光学素子36
に対向する面50に入射する。前記入射光束42bの入射領
域に、図11および図12に示すように無反射コーティン
グ部51が施されていることにより、該入射光束42bは
半導体基板31に吸収されるため、この光が反射して対物
レンズ37を通り再びディスク38に戻る光量はほぼ0とな
る。したがって、前記入射光束42bが前記エッチングミ
ラー35を挾んで前記半導体レーザーチップ32とは反対側
の透過型光学素子36に対向する半導体基板31の対向面50
で反射し、ディスク38に戻る光量が非常に少なくなるの
で、従来例で課題となっていた干渉を防ぐことができ
る。
いて焦点誤差検出を行う場合のフォーカス誤差信号FE
を求める光検出器による動作は前記第1の実施例と同様
である。
に入射する干渉の原因となるサブビームを無反射コーテ
ィング部51で吸収させたが、該入射光を散乱または吸収
させる手段はこれに限らず、次のような手段によっても
同様の効果が得られる。
板31上のサブビームの入射面にワイヤーボンディング部
41を形成し、このワイヤーボンディング部41のドーム形
状で入射した光を回折,散乱させる。
板31上のサブビームの入射面に無反射コーティング部10
1bを構成し、反射しないようにする。
板31上のサブビームの入射面にドーム状の凸部102bを構
成し、入射した光を散乱あるいは凸部内で吸収させる。
このような構造を実現する手段として樹脂をポッティン
グしたり、電源供給用とは別にワイヤボンディングした
りすることにより構成できる。
板31上のサブビームの入射面にプリズム状の凸部103bを
付着させ、入射した光を散乱(影響のない方向へ反射)あ
るいは凸部内で吸収させる。このような構造を実現する
手段として、半導体基板31上に微細なプリズムを接着し
たり、半導体基板31自体をエッチングすることにより構
成できる。
板31上のサブビームの入射面に格子状の凹凸部104b(A
は拡大図)を形成し、入射した光を回折・散乱させる。
このような構造を実現する手段として、あらかじめ格子
状凹凸部を形成したプレートを半導体基板31上に固定し
たり、半導体基板31自体に格子状のエッチングすること
により構成できる。
板31上のサブビーム入射面自体に傾斜部105bを形成し、
入射した光を散乱(影響のない方向へ反射)させる。この
ような構造を実現する手段として、半導体基板31自体を
エッチングすることにより構成できる。
板31上の入射面にすりガラス状の粗面部107bを形成する
ことにより、入射した光を散乱させる。このような構造
を実現する手段として、あらかじめ粗面を形成したプレ
ートを半導体基板31上に固定したり、半導体基板31自体
に粗面コーティングを施したり、または半導体基板31自
体をエッチング(例えば、金薄膜をヨード液によりエッ
チングすることにより粗面となる)することにより構成
可能である。
板を用いているが、他の材料(硝子,金属,セラミック
等)でミラーを構成した場合でも、同様の効果が得られ
る。
のトラッキング誤差検出装置は、光源,光検出器を集積
化し小型化した光ヘッドにおいて、次の2つの光ビー
ム、すなわち、 (1) 回折格子で発生したサブビームがディスクで反射さ
れ、対物レンズを通り、ホログラム,回折格子を0次で
透過して、半導体レーザーチップの透過型光学素子に対
向する面に入射する光 (2) 回折格子で発生したサブビームがディスクで反射さ
れ、対物レンズを通り、ホログラム,回折格子を0次で
透過して、エッチングミラーを挾んで半導体レーザーチ
ップとは反対側の透過型光学素子に対向する面に入射す
る光 これらの光が、入射する該入射領域を光が散乱または吸
収するようにすることにより、従来の問題点である干渉
を防ぎ、したがって、ディスクのタンジェンシャルスキ
ューによるトラッキングエラー信号のオフセットの発生
をなくし、安定したトラッキングエラー信号を得ること
ができる。
レーザーチップおよび光検出器の配置を示す正面図であ
る。
マウント部のA−A断面図である。
置の概略図である。
示す図である。
ドの半導体レーザーチップおよび光検出器の構成を示す
断面図である。
ドの半導体レーザーチップ周辺の構成を示す断面図であ
る。
ドの半導体レーザーチップ周辺の構成を示す断面図であ
る。
ドの半導体レーザーチップ周辺の構成を示す断面図であ
る。
ドの半導体レーザーチップ周辺の構成を示す断面図であ
る。
ッドの半導体レーザーチップ周辺の構成を示す断面図で
ある。
体レーザーチップおよび光検出器の配置を示す正面図で
ある。
マウント部のA−A断面図である。
体レーザーチップ周辺の構成を示す断面図である。
34…光検出器、 35…エッチングミラー、 36…透過型
光学素子、 36a…回折格子、 36b…ホログラム、 37
…対物レンズ、 38…ディスク、 39…ワイヤー、 40
…電極面、 41…ワイヤーボンディング部、 42a,42b
…光束、 43…散乱光、 50…対向面、51,101a,101b
…無反射コーティング部、 102a,102b…ドーム状凸
部、 103a,103b…プリズム状凸部、 104a,104b…格
子状凹凸部、 105a,105b…傾斜部、 106…半田層等
のスペーサ、 107a,107b…粗面部。
Claims (16)
- 【請求項1】 半導体レーザ素子に近接し、該半導体レ
ーザ素子から出射されるレーザ光束を反射させ光路を偏
向させるミラーで反射された光束が入射せしめられる回
折格子を有し、該回折格子より出射した0次±1次光束
が通過せしめられる偏向光学素子より出射した前記回折
格子の0次および±1次光束を光学式記録媒体に収束せ
しめる対物レンズを有し、前記光学式記録媒体で反射さ
れた前記回折格子の0次および±1次光束が対物レンズ
を通過し前記偏向光学素子に入射され、さらに前記偏向
光学素子で偏向した光束を受光せしめる光検出器を有
し、該光検出器より前記±1次光束に対応した光出力を
得て、該±1次光束それぞれに対応する出力の差に基づ
いてトラッキング誤差信号を得るようにした光ヘッドの
トラッキング誤差検出装置において、 前記光学式記録媒体で反射し、前記対物レンズ,前記偏
向光学素子および前記回折格子を通過する前記±1次光
束の少なくとも一方が、前記ミラーを通過することな
く、前記半導体レーザ素子の前記回折格子に対向する面
に入射し、該入射領域が光を散乱または吸収する領域で
あることを特徴とする光ヘッドのトラッキング誤差検出
装置。 - 【請求項2】 前記散乱または吸収領域を前記半導体レ
ーザ素子への電源供給用ワイヤーボンディング部で構成
したことを特徴とする請求項1記載の光ヘッドのトラッ
キング誤差検出装置。 - 【請求項3】 前記散乱または吸収領域を前記半導体レ
ーザ素子上に施した無反射コーティング部で構成したこ
とを特徴とする請求項1または2記載の光ヘッドのトラ
ッキング誤差検出装置。 - 【請求項4】 前記散乱または吸収領域を前記半導体レ
ーザ素子上に施したドーム状の凸部で構成したことを特
徴とする請求項1記載の光ヘッドのトラッキング誤差検
出装置。 - 【請求項5】 前記散乱または吸収領域を前記半導体レ
ーザ素子上に施したプリズム状の凸部で構成したことを
特徴とする請求項1記載の光ヘッドのトラッキング誤差
検出装置。 - 【請求項6】 前記散乱または吸収領域を前記半導体レ
ーザ素子上に施した格子状の凹凸部で構成したことを特
徴とする請求項1記載の光ヘッドのトラッキング誤差検
出装置。 - 【請求項7】 前記散乱する領域を、前記半導体レーザ
素子自体の傾斜部で構成したことを特徴とする請求項1
記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出装置。 - 【請求項8】 前記散乱または吸収領域を前記半導体レ
ーザ素子上に施した粗面部で構成したことを特徴とする
請求項1記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出装置。 - 【請求項9】 半導体レーザ素子に近接し、該半導体レ
ーザ素子から出射されるレーザ光束を反射させ光路を偏
向させるミラーで反射された光束が入射せしめられる回
折格子を有し、該回折格子より出射した0次±1次光束
が通過せしめられる偏向光学素子より出射した前記回折
格子の0次および±1次光束を光学式記録媒体に収束せ
しめる対物レンズを有し、前記光学式記録媒体で反射さ
れた前記回折格子の0次および±1次光束が対物レンズ
を通過し前記偏向光学素子に入射され、さらに前記偏向
光学素子で偏向した光束を受光せしめる光検出器を有
し、該光検出器より前記±1次光束に対応した光出力を
得て、該±1次光束それぞれに対応する出力の差に基づ
いてトラッキング誤差信号を得るようにした光ヘッドの
トラッキング誤差検出装置において、 前記光学式記録媒体で反射し、前記対物レンズ,前記偏
向光学素子および前記回折格子を通過する前記±1次光
束の少なくとも一方が、前記ミラーを通過することな
く、前記ミラーを挾んで前記半導体レーザ素子とは反対
側で前記回折格子に対向する面に入射し、該入射領域が
光を散乱または吸収する領域であることを特徴とする光
ヘッドのトラッキング誤差検出装置。 - 【請求項10】 前記散乱または吸収領域を、前記入射
領域へのワイヤーボンディング部で構成したことを特徴
とする請求項9記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出
装置。 - 【請求項11】 前記散乱または吸収領域を前記入射領
域に施した無反射コーティング部で構成したことを特徴
とする請求項9記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出
装置。 - 【請求項12】 前記散乱または吸収領域を前記入射領
域に施したドーム状の凸部で構成したことを特徴とする
請求項9記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出装置。 - 【請求項13】 前記散乱または吸収領域を前記入射領
域に施したプリズム状の凸部で構成したことを特徴とす
る請求項9記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出装
置。 - 【請求項14】 前記散乱または吸収領域を前記入射領
域に施した格子状の凹凸部で構成したことを特徴とする
請求項9記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出装置。 - 【請求項15】 前記散乱する領域を、前記入射領域自
体の傾斜部で構成したことを特徴とする請求項9記載の
光ヘッドのトラッキング誤差検出装置。 - 【請求項16】 前記散乱または吸収領域を前記入射領
域に施した粗面部で構成したことを特徴とする請求項9
記載の光ヘッドのトラッキング誤差検出装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06050583A JP3108976B2 (ja) | 1993-03-26 | 1994-03-22 | 光ヘッドのトラッキング誤差検出装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-68335 | 1993-03-26 | ||
JP6833593 | 1993-03-26 | ||
JP06050583A JP3108976B2 (ja) | 1993-03-26 | 1994-03-22 | 光ヘッドのトラッキング誤差検出装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06333251A JPH06333251A (ja) | 1994-12-02 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7414949B2 (en) | 2004-07-29 | 2008-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and optical pickup device |
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