(57)【要約】【課題】  最適な電気信号が得られるよう入射する光の光強度を様々な条件に応じて調節することができ、かつ光ピックアップ装置の小型化が容易な光半導体装置を実現する。【解決手段】  本発明の光半導体装置１は、受光部開口部１３の受光面に入射する光に対して光電変換を行う受光部２と、光透過率が変更可能で、透過する光の強度を各光透過率にて変化させる光透過率可変手段４と、光透過率可変手段４を駆動し、光透過率可変手段４の光透過率を変更する光透過率可変駆動手段５とを備えている。ここで、光透過率可変手段４は、受光部２の受光面を覆うように配置されており、受光面に入射する光の強度を変化させる。上記構成によれば、受光部毎に光透過率を調節することができるので、様々な条件に応じて光強度を設定できる。また、光透過率可変手段４は、光半導体装置１内に一体化されているために、ピックアップ装置に用いれば装置の小型化を容易に実現できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面に入射する光に対して光電変換を行う受光部と、
光透過率が変更可能で、透過する光の強度を各光透過率にて変化させる光透過率可変手段と、
上記光透過率可変手段を駆動し、上記光透過率可変手段の上記光透過率を変更する光透過率可変駆動手段とを備えており、
上記光透過率可変手段は、上記受光部の上記受光面を覆うように配置されており、上記受光面に入射する光の強度を変化させることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
上記光透過率可変手段は、液晶層と、透明電極をそれぞれ有する一対のガラス板と、偏光板とを備えており、
上記一対のガラス板は、それぞれに備えられた上記透明電極を対向させつつ、上記液晶層を挟持しており、
上記偏光板は、上記一対のガラス板のうち上記受光部に近いガラス板と、上記受光部との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項３】
上記受光部は、複数の受光領域を有しているとともに、上記光透過率可変手段は、複数の光透過率可変領域を有しており、
上記複数の光透過率可変領域は、上記複数の受光領域の各受光面に入射する光の強度をそれぞれ個別に変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体装置。
【請求項４】
上記光透過率可変手段は、上記受光面に入射する光の波長に応じて上記受光面に入射する光の強度を変化させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光半導体装置。
【請求項５】
上記光透過率可変手段は、上記光透過率可変手段に入射する光の最大強度に応じて上記受光面に入射する光の強度を変化させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光半導体装置。
【請求項６】
上記光透過率可変手段は、検出された周囲の温度に応じて受光面に入射する光の強度を変化させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光半導体装置。
【請求項７】
光源と、請求項１乃至６の何れか１項に記載の光半導体装置とを備え、
上記光半導体装置は、上記光源から照射された光を受光することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
上記光半導体装置は、上記光源からの出射された往路光の一部もしくは全てが入射する位置に備えられていることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
上記光半導体装置は、上記光ディスクから反射された復路光の一部もしくは全てが入射する位置に備えられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
複数の上記光源を備え、上記光源は、それぞれ互いに異なる波長の光を照射することを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
上記光源は複数の互いに異なる強度の光を照射することを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
入射する光を複数の回折光に回折させる回折手段を備え、
上記光半導体装置は、上記回折手段によって回折された光をそれぞれ個別に受光する複数の受光領域を有する受光部と、上記各受光領域に入射する光の強度をそれぞれ個別に変化させる複数の光透過率可変領域を有する光透過率可変手段とを備えていることを特徴とする請求項７乃至１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
上記光透過率可変手段は、上記回折手段によって回折された＋１次回折光を受光する上記受光領域を覆う光透過率可変領域と、上記回折手段によって回折された−１次回折光を受光する上記受光領域を覆う光透過率可変領域とを備え、
上記の各光透過率可変領域は、透過率が個別に変化することによって、上記＋１次回折光と−１時回折光との回折効率比を補正することを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
上記光透過率可変手段は、上記回折手段によって回折された０次回折光を受光する上記受光領域を覆う光透過率可変領域と、上記回折手段によって回折された＋１次回折光及び−１次回折光を受光する上記受光領域を覆う光透過率可変領域とを備え、
上記の各光透過率可変領域は、それぞれの透過率が個別に変化することによって、上記０次回折光と上記＋１次回折光及び−１次回折光との回折効率比を補正することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
上記回折手段は、複数の回折領域を持つと共に、上記各回折領域に一方から入射する光をそれぞれ回折させて上記光半導体装置に入射させ、
上記光半導体装置は、上記回折手段の各回折領域によって回折された回折光をそれぞれ個別に受光する複数の受光領域を有する受光部と、上記各受光領域に入射する光の強度をそれぞれ個別に変化させる複数の光透過率可変領域を有する光透過率可変手段とを備えており、
上記回折手段の一の回折領域による回折光を受光する上記受光領域を覆う上記光透過率可変領域と、上記回折手段の他の回折領域による回折光を受光する上記受光領域を覆う上記光透過率可変領域とは、透過率が個別に変化することによって、上記一の回折領域と上記他の回折領域とにおける回折効率比を補正することを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
請求項７乃至１５の何れか１項に記載の光ピックアップ装置を備え、情報の再生及び／又は記録を行うことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１７】
光源と光源から照射された光を受光する光半導体装置とを備えた光ピックアップ装置において、上記光半導体装置の受光部が受け取る光の強度を補正する方法であって、
受光部の受光面に接して備えられた光透過率可変手段の透過率を調節する工程を含んでいることを特徴とする光ピックアップ装置の光強度補正方法。
【請求項１８】
上記光透過率可変手段は、液晶層と、透明電極をそれぞれ有する一対のガラス板と、偏光板とを備えており、
上記一対のガラス板は、それぞれに備えられた上記透明電極を対向させつつ、上記液晶層を挟持しており、
上記偏光板は、上記一対のガラス板のうち上記受光部に近いガラス板と、上記受光部との間に設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ装置の光強度補正方法。
【請求項１９】
上記調節する工程では、上記受光部に入射する光の波長に基づいて上記光透過率可変手段の透過率を変化させることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の光ピックアップ装置の光強度補正方法。
【請求項２０】
上記調節する工程では、上記光透過率可変手段に入射する光の最大強度に基づいて上記光透過率可変手段の透過率を変化させることを特徴とする請求項１７乃至１９の何れか１項に記載の光ピックアップ装置の光強度補正方法。
【請求項２１】
上記調節する工程では、周囲の温度に基づいて上記光透過率可変手段の透過率を変化させることを特徴とする請求項１７乃至２０の何れか１項に記載の光ピックアップ装置の光強度補正方法。
【請求項２２】
上記調節する工程では、上記受光部に設けられた複数の受光領域の各受光面を覆うように備えられた、上記光透過率可変手段内の複数の光透過率可変領域の透過率をそれぞれ変化させることを特徴とする請求項１７乃至２１の何れか１項に記載の光ピックアップ装置の光強度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置、及びこれを備えた光ピックアップ装置に関するものである。より具体的には、光電変換を行う受光素子を備えた光半導体装置、当該光半導体装置を備えた光ピックアップ装置、および、当該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
また、本発明は、光ピックアップ装置における光強度補正方法に関するものでもある。
【背景技術】
【０００３】
光ディスクに対して情報の記録・再生を行う光ディスク装置に具備されている光ピックアップ装置において、光電変換を行う光半導体装置は重要な役割を果たしている。この光半導体装置として、従来、図１０に示すようなものが使用されてきた。
【０００４】
図１０に示す光半導体装置１０１は、受光部５２、受光駆動部５３、リードフレーム５６、透明樹脂５８及び金線５７を有している。受光部５２と受光駆動部５３とは１チップ化されており、リードフレーム５６上に搭載されていると共に、金線５７によってリードフレームと電気的に接続されている。そしてこれらの構造は、透明樹脂５８によって被覆されている。
【０００５】
次にその動作について説明する。
【０００６】
図１０の上部側から透明樹脂５８を透過した光は、受光部５２によって受光される。透明樹脂５８の上面部は、その境界で受光部５２の受光面と平行になるように形成されている。また、図には示さないが、光半導体装置の中には、入射光効率を高めるために受光した光を受光部に集光するように透明樹脂５８がレンズ状に形成されているものや、受光部５２の上部にレンズが設けられているものもある。受光部５２はフォトダイオードを有しており、受光された光は光電変換によって電気信号に変換される。そして、変換された電気信号は、受光駆動部５３によって増幅される。受光駆動部５３には、電気信号を増幅する回路が構成されており、中には増幅ゲインの切替えを行うものもある。
【０００７】
図１１は、上記の光半導体装置を備えた従来の光ピックアップ装置並びにそれを備えた光ディスク装置の一部の構成を示す図である。
【０００８】
光ピックアップ装置１２７は、半導体レーザ１１４と、受光部となる３つの光半導体装置１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃとを備えている。
【０００９】
まず、光源となる半導体レーザ１１４から照射された往路光は、コリメータレンズ１１５によって平行光となる。平行光は偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１１６に入射し、Ｐ偏光又はＳ偏光の直線偏光光のみがそのまま透過し、１／４波長板１１７によって円偏光光となる。その後、円偏光光は対物レンズ１１８に入射し、光ディスク１１９に焦点を結ぶように集光される。
【００１０】
光ディスク１１９によって反射された復路光は、再び対物レンズ１１８に入射し、１／４波長板１１７により往路とは異なる偏光方向の直線偏光光となる。続いてＰＢＳ１１６に入射した復路光は、偏光方向が往路光とは異なるためにＰＢＳ１１６に反射されて光路が９０°変換され、集光レンズ１２１により第１光半導体装置１０１ａに焦点を結ぶように集光される。この際、集光された光のうち、半分の光は第１光半導体装置１０１ｂに入射し、残りの半分の光は、ナイフエッジミラー１２２によって反射されて第２光半導体装置１０１ａに入射する。
【００１１】
上記の２つの光半導体装置１０１ａ・１０１ｂは、上記のようにして受光した光を電気信号に変換する。この電気信号に基づいて、サーボ信号処理回路１２９はフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成し、上記フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号によりフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御が行われ、再生信号処理回路１３０はＲＦ（Radio Frequency）信号を生成する。
【００１２】
また、半導体レーザ１１４から照射され、コリメータレンズ１１５によって平行光にされた光のうち、ＰＢＳ１１６を透過した光とは偏光方向が異なる直線偏光光は、ＰＢＳ１１６によって反射され、ＡＰＣ（Automatic Power Control）用光半導体装置１０１ｃに入射する。なお、ＡＰＣ用光半導体装置１０１ｃは、レーザ光の強度を検出するためのものである。ＡＰＣ用光半導体装置１０１ｃにおいて変換された電気信号はレーザ制御部１２５に送信される。レーザ制御部１２５は、半導体レーザ１１４からの照射光強度が一定になるように受信した電気信号の強度に基づいてレーザ駆動部１２６を制御し、半導体レーザ１１４に印加する動作電流を調節する。
【００１３】
また、図１２に示すような、小型・集積化、及びサーボ特性の高信頼性化を図った集積型の光ピックアップ装置も提案された。
【００１４】
図１２は、集積型の光ピックアップ装置の構造を示す断面図である。このような光ピックアップ装置では、半導体レーザ１１４と、受光部を備えた光半導体装置１０１ａとが、１つの金属ステム１３２上に搭載されている。半導体レーザ１１４の上方は、開口部のあるキャップ１３４でシールされており、キャップ１３４の開口部には、第１回折素子１３５ａと、そしてその上方に配置された第２回折素子１３５ｂとが一体化した回折素子１３５が備えられている。
【００１５】
半導体レーザ１１４は、光ディスクに向けて光を照射する主照射側と、それに対向する副照射側の２面に、反射膜を設けた共振器構造となっており、主照射側の反射膜は、副照射側の反射膜に比べて、反射率が低いため、半導体レーザ１１４の内部で発生した光は、主照射側からは光出力の高い光が、副照射側からは光出力の低い光が照射される。
【００１６】
まず、半導体レーザ１１４から主照射側に照射された光は、キャップ１３４の開口部を通過して、第１回折素子１３５ａに入射する。ここで、第１回折素子１３５ａによって、入射光は回折され、０次回折光（以下メインビームと称する）、並びに＋１次回折光及び−１次回折光（以下サブビームと称する）の３ビームに分割される。この３ビームは、第２回折素子１３５ｂによって回折され、それぞれの０次回折光のみが次のコリメートレンズ１１５に入射して、平行光となる。そして、平行光となった３ビームは、対物レンズ１１８によって、光ディスク１１９に焦点を結ぶように集光される。
【００１７】
光ディスク１１９によって反射された３ビームは、再び対物レンズ１１８とコリメートレンズ１１５を経由して、第２回折素子１３５ｂに入射して回折される。このとき、３ビームのうちの＋１次回折光は、光半導体装置１０１ａの受光部に集光されるようになっている。
【００１８】
また、半導体レーザ１１４の副照射側に照射された光は、副照射方向に備えられているＡＰＣ用光半導体装置１０１ｃに受光され、図示しないレーザ制御部に電気信号が送信される。レーザ制御部はこの電気信号を基に、レーザ駆動部を制御することによって半導体レーザ１１４が照射する光の強度を調節している。
【００１９】
この光ピックアップ装置は、光半導体装置１０１ａによって受光された光を基にして、サーボ信号処理及び再生信号処理を行っている。また、フォーカスサーボ制御はナイフエッジ法、トラッキングサーボ制御は３ビーム法にて行われている。その方法について、以下に示す。
【００２０】
図１３は、従来の光ピックアップ装置の、第２回折素子１３５ｂ及び半導体装置１０１ａ内の受光部５２の構成を上面から見た図である。第２回折素子１３５ｂは、領域Ａ及びＢの２つの回折領域で構成された２分割型の回折素子である。そして、回折領域Ａ・Ｂによって回折された３ビームは、その＋１次回折光のみがそれぞれ光半導体装置１０１ａの受光部（受光部群）５２に入射する。ここで受光部５２は、Ｄ１〜Ｄ５という５つの受光領域を有し、それぞれの領域が独立して各ビームを受光するように構成されている。そして、領域Ａにより回折されたビームは受光部５２の図面左側に入射し、領域Ｂにより回折されたビームは図面右側に入射する。
【００２１】
受光部５２の受光領域Ｄ１〜Ｄ５に入射した各ビームは、光電変換によって電気信号に変換される。ここで、受光領域Ｄ１〜Ｄ５において光電変換され、それによって発生した信号をそれぞれＳ１〜Ｓ５とすると、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）及びＲＦ信号（ＲＦ）は、それぞれ以下の式（１）、（２）、（３）
ＦＥＳ＝Ｓ２−Ｓ３                  ・・・（１）
ＴＥＳ＝Ｓ１−Ｓ５                  ・・・（２）
ＲＦ  ＝Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４            ・・・（３）
によって求められる。このようにして、サーボ制御を行う信号であるＦＥＳ及びＴＥＳ、並びに再生信号であるＲＦを出力することができる。
【００２２】
以上が光ピックアップ装置の概略であるが、光ピックアップ装置には再生及び記録の両方を行うものがある。このような装置では、半導体レーザが照射する光の出力は記録時と再生時とで異なっており、記録時の方が大変大きなものとなっている。
【００２３】
加えて近年では、光ディスクの高速（倍速）再生・記録が当然となっている。高速記録は、光ディスクを高速で回転させながら記録を行うものである。従って、データを書き込むために十分なエネルギーを光ディスクに与えるためには、記録速度を高速にするに連れて照射出力も大きくする必要がある。
【００２４】
このように、再生時と記録時と、さらにそれらの等速記録時と高速記録時とで、半導体レーザが照射する光の出力は大きく変化し、それに伴って光半導体装置に入射する光の強度も大きく変化することになる。以上のことから、当該光半導体装置の受光部及び受光駆動部、並びに後段の回路は、広いレンジの信号を扱うことが要求される。ここで、信号が飽和しないために光の強度のダイナミックレンジを広く取ると、後段の回路にかかる負担が増大するという問題や、光の強度が小さい場合にＳ／Ｎが小さくなってエラーが頻発するという問題が発生する。
【００２５】
また、最近では、１台の光ディスク装置で扱う光ディスクの種類も増加し、それに伴ってレーザ光の波長も複数種類のものが必要になっている。例えば、ＣＤ系やＭＤ系では７８０ｎｍ近傍、ＤＶＤ系では６５０ｎｍ近傍の光が使用され、今後はさらに、ＢＤ（Blu-ray Disc）等のＨＤ  ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）において４０５ｎｍ近傍の光も使用されることになる。
【００２６】
光半導体装置の受光部に用いられているフォトダイオードは、光電変換効率が光の波長に大きく依存している。従って、上記のような複数種類の波長の光を１つの受光部を備えた光半導体装置で受光して制御する場合には、上述した光の強度の場合と同様に、ダイナミックレンジの問題が発生する。
【００２７】
このような問題に対処するために、受光駆動部及び後段の回路にゲイン切替えを行う予備回路を備え、高ゲインと低ゲインの切替えを行う光半導体装置が提案された。このゲイン切替え回路によれば、適切なダイナミックレンジ内に収まるように信号を補正することができる。
【００２８】
また、上記のようなゲイン切替え機能等の予備回路を有しない光ピックアップ装置が特許文献１〜３に開示されている。これらの特許文献に開示された光ピックアップ装置では、図１４に示すように、各光半導体装置１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃに光が入射するまでの光路上に液晶からなる光透過率可変素子１３１を配設した構成となっている。この光透過率可変素子１３１に用いられている液晶に、光の強度や波長に応じて所定の電圧を印加することにより、適切な透過率を得ることができ、それによって、後段の処理回路においてダイナミックレンジを越えないように補正することができる。なお、この光透過率可変素子１３１は、光透過率可変駆動部１０４および制御部１２８と接続されており、装置の外部から入力された外部制御信号によって、その光透過率が制御されている。
【特許文献１】特公平６−１０１１３５号公報（昭和６０年（１９８５）１１月１１日公開）
【特許文献２】特開平１−１２８２３６号公報（平成１年（１９８９）５月１９日公開）
【特許文献３】特開平１１−７３６７７号公報（平成１１年（１９９９）３月１６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、従来のゲイン切替え回路を備えた光ピックアップ装置には、以下の問題点がある。ゲイン切替え回路によって制御されるゲインは、アンプの抵抗値によって決定されるため、必然的に選択可能なゲインは限定されてしまう。そのため、複数種類のゲインを得るためには同数の切替え段階が必要となり、光半導体装置のゲイン切替え用入力電極が複数必要となり、光半導体装置さらには光ピックアップ装置が大きくなるといった問題点があった。また、上記のようにゲインを固定しない場合、任意のゲインを得るためには可変抵抗が必要となる。これらによって、後段の回路側の負担が大きくだけでなく、光半導体装置と後段の回路との距離が長くなるため、ノイズが大きくなるという問題点があった。
【００３０】
また、光半導体装置の受光部の光電変換効率は、周囲の温度にも影響を受ける。周囲の温度は、使用環境や周辺部品からの発熱や光半導体装置自身の発熱によって上昇する。従って、上記のゲイン切替え回路を備えることによって、温度が上昇し、所定の電気信号からのずれが一層大きくなるという問題があった。このような問題によって、例えば、受光駆動部から検出されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号にオフセットが発生し、サーボ制御が安定しなくなる等の不具合が発生するという問題点があった。
【００３１】
一方、上記各特許文献に開示されている従来の光透過率可変部を備えた光ピックアップ装置では、光透過率可変部が独立しているために装置全体が大型化してしまうという問題や、特に図１２に示すような集積型の光ピックアップ装置において、回折素子と受光部との間の光路上に配設するのが困難であるという問題点があった。
【００３２】
また、光透過率可変素子が図１４のように光を分配する前の光路上に配設されているので、図示していない光半導体装置１０１ａ，１０１ｂに設けられた複数の受光部間の光電変換効率のばらつきや、ミラー１２２と光半導体装置１０１ａ，１０１ｂとの相対位置のずれによる受光部間の受光量のばらつきがある場合、それらを補正することができず、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に電気的なオフセットが発生し、サーボ制御が不安定になるといった問題点もあった。
【００３３】
また、図１３に示すような複数の受光領域からなる受光部を備える光半導体装置において、各受光領域に対して個別に光透過率を設定することができなかった。それ故、各回折光間での回折効率のばらつき、各受光領域間での光電変換率のばらつきや、それに続く各受光駆動部におけるゲインのばらつきなどを受光領域毎に補正することができず、フォーカスエラー信号、トラッキング信号及びＲＦ信号に電気的にオフセットが発生し、サーボ制御が不安定になるといった問題点もあった。
【００３４】
例えば、第１回折素子１３５ａの製造時のばらつきによって、上記の３ビームのうち２つのサブビーム間で回折効率にばらつきが発生した場合、トラッキングエラー信号に電気的オフセットが発生し、トラッキングサーボ制御が安定しないという問題があった。
【００３５】
また、第１回折素子１３５ａの製造時のばらつきによって、メインビームとサブビームとの間で回折効率にばらつきが発生した場合、受光駆動部により検出される電気信号は設定からずれた値となる。その電気信号のずれが大きくなると、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号の振幅のずれが大きくなり、後段の処理回路のダイナミックレンジを超えてしまうといった問題点があった。
【００３６】
また、回折素子１３５の位置を固定する方法には、本来半導体レーザ１１４の発光光軸に対して第２回折素子１３５ｂの中心を合致させて回折素子１３５を固定する方法と、受光領域Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４から出力される電気信号の比をモニタしながら固定する方法の２種類の方法がある。
【００３７】
前者の方法では、第２回折素子１３５ｂとそれに入射する復路光第２回折素子１３５ｂの製造時のばらつきによって、領域Ａと領域Ｂとの間でそれぞれの＋１次回折光の回折効率にばらつきが発生した場合、受光領域Ｄ２＋Ｄ３と受光領域Ｄ４に入射する光量のバランスが崩れてしまい、フォーカスエラー信号の振幅が変動し、後段の処理回路のダイナミックレンズを超えると、フォーカスサーボが制御できないといった問題点があった。さらに同じく受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ５に入射する光量のバランスが崩れてしまい、トラッキングエラー信号に電気的オフセットが発生し、トラッキングサーボが制御できないといった問題点があった。
【００３８】
後者の方法では、第２回折素子１３５ｂとそれに入射する復路光第２回折素子１３５ｂの製造時のばらつきによって、領域Ａと領域Ｂとの間でそれぞれの＋１次回折光の回折効率にばらつきが発生した場合、受光領域Ｄ２＋Ｄ３と受光領域Ｄ４に入射する光量のバランスはほぼ等しくなるが、第２回折素子１３５ｂに入射する復路光スポットの中心が、第２回折素子１３５ｂの中心からずれる。図示していないが、第２回折素子１３５ｂは凹凸の溝形状からなり、溝の進行方向は受光素子に向けて回折する方向の光を収差補正して集光するために曲率を持っているため、上記のように復路光スポットの中心が、第２回折素子１３５ｂの中心からずれると、受光素子上では収差が発生し、光スポットが変形してしまい、収差が大きくなると、入射光スポットが各受光領域からはみ出し、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びＲＦ信号のずれが大きくなり、後段の処理回路のダイナミックレンジを超えてしまうといった問題点があった。
【００３９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、最適な電気信号が得られるよう入射する光の光強度を様々な条件に応じて調節することができ、かつ小型化が容易な光半導体装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明に係る光半導体装置は、上記の課題を解決するために、受光面に入射する光に対して光電変換を行う受光部と、光透過率が変更可能で、透過する光の強度を各光透過率にて変化させる光透過率可変手段と、上記光透過率可変手段を駆動し、上記光透過率可変手段の上記光透過率を変更する光透過率可変駆動手段とを備えており、上記光透過率可変手段は、上記受光部の上記受光面を覆うように配置されており、上記受光面に入射する光の強度を変化させることを特徴とする。
【００４１】
上記構成によれば、光半導体装置では、光透過率可変駆動手段が光透過率可変手段の光透過率を変更することによって、受光部に入射する光の強度を変化させることができる。ここで、光の強度が強すぎる場合は、光透過率を小さくすることで受光部及び後段の回路においてダイナミックレンジを超えてしまうことを回避することができる。また、光の強度が弱すぎる場合は、光透過率を大きくすることでＳ／Ｎを大きくすることができる。以上のように、光半導体装置は、最適な電気信号を得られるよう入射する光の光強度を様々な条件に応じて変化させることができる。
【００４２】
また、上記構成によれば、光透過率可変手段は光半導体装置内で受光部と一体化されて設けられている。従って、本発明の光半導体装置を光ピックアップ装置に搭載すれば、光透過率可変手段が、光半導体装置とは独立して設けられた場合と比較して、光ピックアップ装置の小型化を容易に実現することができる。
【００４３】
また、本発明の光半導体装置では、上記光透過率可変手段は、液晶層と、透明電極をそれぞれ有する一対のガラス板と、偏光板とを備えており、一対のガラス板は、それぞれに備えられた透明電極を対向させつつ、液晶層を挟持しており、偏光板は、一対のガラス板のうち受光部に近いガラス板と、受光部との間に設けられていてもよい。
【００４４】
上記構成によれば、光透過率可変手段は、例えばネマティック型液晶に印加する電圧を変化させることによって、液晶層の光透過率を変更することができる。具体的には、光透過率可変手段の光が入射する側の開口部近傍と、受光部に接している開口部近傍とでの液晶の配向が９０°ねじれるように液晶の配向を設定する。そして、この液晶層に直線偏光を持つ光を入射させる。ここでは、透明電極を有するガラス板を用いているので、これによって光の透過が阻害されることはない。
【００４５】
この際、電圧が無印加である場合には、入射した光は液晶層における液晶の配向のねじれによって偏光方向が９０°回転する。また、十分な電圧が印加された場合には、液晶層の液晶は電圧によって配向のねじれが解消する。このとき、入射した光は液晶層において偏光方向が変化しない。また、中間的な電圧が印加された場合は、光の偏光方向は０°〜９０°の範囲で回転する。
【００４６】
このように、印加する電圧を調節することによって、光透過率可変手段を透過した光の偏光方向を０°〜９０°の範囲で回転させることができる。そして、以上のように偏光方向が回転された光を透過板に入射させる。ここで、入射する光の偏光方向と、偏光板の偏光軸とが一致した場合は、光は透過することができ、偏光方向と偏光軸とがずれるに従って、光の透過率は減少していく。以上のようにして、光半導体装置は光透過率可変手段の透過率を変化させることができる。
【００４７】
また、本発明に係る光半導体装置では、受光部は、複数の受光領域を有していると共に、光透過率可変手段は、複数の光透過率可変領域を有しており、複数の光透過率可変領域は、複数の受光領域の各受光面に入射する光の強度をそれぞれ個別に変化させてもよい。
【００４８】
上記構成によれば、光半導体装置に備えられた受光部は、複数の受光領域を有しているので、複数の光を同時に受光することができると共に、各受光領域を覆うように備えられている光透過率可変領域によって、各受光領域に入射する光の強度を個別に変化させることができる。以上のことから、光半導体装置は、複数の光を同時に受光することができると共に、複数の光の光強度を、様々な条件に応じて受光領域毎に変化させることができる。
【００４９】
また、本発明に係る光半導体装置では、光透過率可変手段は、受光面に入射する光の波長に応じて受光面に入射する光の強度を変化させてもよい。
【００５０】
上記構成によれば、光半導体装置は、入射する光の波長に応じて光透過率可変手段の光透過率を変更することによって、受光面に入射する光の強度を変化させ、フォトダイオードの光電変換効率特性を補正することができる。これによって、光半導体装置は、互いに異なる波長を有する複数の光を入射させることに起因するダイナミックレンジ及びＳ／Ｎの問題を回避することができる。
【００５１】
また、本発明に係る光半導体装置では、光透過率可変手段は、光透過率可変手段に入射する光の最大強度に応じて受光面に入射する光の強度を変化させてもよい。
【００５２】
光半導体装置は、例えば、高速記録時においては、光半導体装置に入射する光の光強度が大きいので、光透過率可変手段の光透過率を小さくし、受光部に入射する光の強度を小さくする。また、低速記録時や再生時においては、光半導体装置に入射する光の光強度が小さくなるので、光透過率可変手段の光透過率を大きくし、受光部に入射する光の強度を大きくすることができる。従って上記構成によれば、等速〜高速記録或いは再生等様々な状況において、入射する光の最大強度の違いに起因するダイナミックレンジ及びＳ／Ｎの問題を回避することができる。
【００５３】
また、本発明に係る光半導体装置では、上記光透過率可変手段は、検出された周囲の温度に応じて受光面に入射する光の強度を変化させてもよい。
【００５４】
上記構成によれば、光半導体装置は、周囲の温度に応じて光透過率可変手段の光透過率を変更することによって、受光面に入射する光の強度を変化させ、フォトダイオードの光電変換効率特性を補正することができる。これによって、光半導体装置は、周囲の温度の変化に起因する光半導体装置の光電変換効率のばらつきによる受光部間の電気的オフセットの発生の問題を回避することができる。
【００５５】
本発明に係る光ピックアップ装置は、上記課題を解決するために、光源と、上記光半導体装置とを備え、光半導体装置は、光源から照射された光を受光することを特徴とする。
【００５６】
上記構成によれば、光ピックアップ装置は、上記光半導体装置を備えているために様々な異なる条件下でも光半導体装置に入射する光の強度を変化させることができ、それによって最適な電気信号を得ることができる。
【００５７】
また、上記光半導体装置を備えているために、容易に小型化することができる。
【００５８】
また、本発明に係る光ピックアップ装置では、光半導体装置は、光源からの出射された往路光の一部もしくは全てが入射する位置に備えられていてもよい。
【００５９】
上記構成によれば、光ピックアップ装置では、光源から照射された光の強度を直接検出することができると共に、様々な異なる条件に応じて光半導体装置に入射する光の強度を変化させることができ、それによって最適な電気信号を得ることができる。従って、光源から照射された光の強度が飽和することなく、さらにＳ／Ｎが悪化することなく正確な検出を行うことができる。
【００６０】
また、本発明に係る光ピックアップ装置では、光半導体装置は、光ディスクから反射された復路光の一部もしくは全てが入射する位置に備えられていてもよい。
【００６１】
上記構成によれば、光源から照射された光が光ディスクなどの記録媒体によって反射された光の強度を検出することができると共に、様々な異なる条件に応じて光半導体装置に入射する光の強度を変化させることができ、それによって最適な電気信号を得ることができる。従って、光ディスクによって反射された光から、精確なトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号、並びにＲＦ信号を出力することができる。
【００６２】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は複数の光源を備え、光源は、それぞれ互いに異なる波長の光を照射してもよい。
【００６３】
上記構成によれば、ＣＤ系及びＤＶＤ系等の複数の光ディスク対応した光ディスク記録再生装置において、複数の波長を有する光を用いることができると共に、上記光半導体装置を用いることによって、光半導体装置は各波長を有する光を受光して精確に電気信号を出力することができる。
【００６４】
また、本発明に係る光ピックアップ装置では、光源は複数の互いに異なる強度の光を照射してもよい。
【００６５】
上記構成によれば、再生及び記録の両方に対応した光ディスク装置や、高速記録／再生に対応した光ディスク装置において、光ピックアップ装置は、複数の光強度を有する光を用いることができると共に、光半導体装置は各強度を有する光を受光して精確に電気信号を出力することができる。
【００６６】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、入射する光を複数の回折光に回折させる回折手段を備え、光半導体装置は、回折手段によって回折された光をそれぞれ個別に受光する複数の受光領域を有する受光部と、各受光領域に入射する光の強度をそれぞれ個別に変化させる複数の光透過率可変領域を有する光透過率可変手段とを備えていてもよい。
【００６７】
上記構成によれば、光ピックアップ装置は、回折手段によって回折された複数の回折光をそれぞれ個別に受光する受光領域と、各受光領域を覆う光透過率可変領域とを備えている。従って、回折手段において各回折光の間で回折効率に差が生じた場合に、それぞれの回折光に対応する光透過率可変領域の光透過率を変更することによって、各受光領域に入射する光を同じ強度にすることができる。これによって、各回折光の間で回折効率に差が生じた場合において、各回折光の回折効率の補正を行うことができる。
【００６８】
また、本発明に係る光ピックアップ装置では、光透過率可変手段は、回折手段によって回折された＋１次回折光を受光する受光領域を覆う光透過率可変領域と、回折手段によって回折された−１次回折光を受光する受光領域を覆う光透過率可変領域とを備え、各光透過率可変領域は、透過率が個別に変化することによって、＋１次回折光と−１時回折光との回折効率比を補正してもよい。
【００６９】
上記構成によれば、光ピックアップ装置は、＋１次回折光と−１次回折光との間で回折効率比に差が生じた場合、＋１次回折光及び−１次回折光に対応する光透過率可変領域を互いに異なる光透過率に変更することによって、各受光領域に入射する光を同じ強度になるように補正することができる。従って、各回折光の間で回折効率に差が生じた場合においても精確な電気信号を出力することができ、それによって、安定したトラッキング制御を行うことができる。
【００７０】
また、本発明に係る光ピックアップ装置では、光透過率可変手段は、回折手段によって回折された０次回折光を受光する受光領域を覆う光透過率可変領域と、回折手段によって回折された＋１次回折光及び−１次回折光を受光する受光領域を覆う光透過率可変領域とを備え、各光透過率可変領域は、それぞれの透過率が個別に変化することによって、０次回折光と上記＋１次回折光及び−１次回折光との回折効率比を補正してもよい。
【００７１】
上記構成によれば、光ピックアップ装置は、０次回折光と＋１次回折光及び−１次回折光との間で回折効率比に差が生じた場合、各回折光に対応する光透過率可変領域を互いに異なる光透過率に変更することによって、各受光領域に入射する光を同じ強度になるように補正することができる。従って、各回折光の間で回折効率に差が生じた場合においても、精確な電気信号を出力することができる。
【００７２】
また、本発明に係るピックアップ装置は、回折手段は、複数の回折領域を持つと共に、各回折領域に一方から入射する光をそれぞれ回折させて光半導体装置に入射させ、光半導体装置は、回折手段の各回折領域によって回折された回折光をそれぞれ個別に受光する複数の受光領域を有する受光部と、各受光領域に入射する光の強度をそれぞれ個別に変化させる複数の光透過率可変領域を有する光透過率可変手段とを備えており、回折手段の一の回折領域による回折光を受光する受光領域を覆う光透過率可変領域と、回折手段の他の回折領域による回折光を受光する受光領域を覆う上記光透過率可変領域とは、透過率が個別に変化することによって、一の回折領域と上記他の回折領域とにおける回折効率比を補正してもよい。
【００７３】
上記構成によれば、各領域によって回折される回折光に対応する各光透過率可変手段を互いに異なる光透過率に変更することによって、各領域における回折効率の差を補正することができる。従って、各回折光に対応する電気信号を精確に出力することができる。
【００７４】
本発明に係る光ディスク装置は、上記課題を解決するために、上記の光ピックアップを備え、情報の再生及び／又は記録を行うことを特徴とする。
【００７５】
上記構成によれば、光ディスク装置は、上記の光ピックアップを備えているので、受光部に接して設けられた光透過率可変手段によって入射させる光の強度を変化させることができる。従って、様々な条件に応じて受光部に入射させる光の強度を変化させることができるとともに、製造時における各部品の精度誤差から生じる回折効率のばらつき等も補正することができる。
【００７６】
また、上記構成によれば、上記光ピックアップを備えているので容易に小型化できる。
【００７７】
本発明に係る光ピックアップ装置の光強度補正方法は、上記課題を解決するために、光源と光源から照射された光を受光する光半導体装置とを備えた光ピックアップ装置において、上記光半導体装置の受光部が受け取る光の強度を補正する方法であって、受光部の受光面に接して備えられた光透過率可変手段の透過率を調節する工程を含んでいることを特徴とする。
【００７８】
上記構成によれば、光透過率可変手段の光透過率を調節することによって、受光部に入射する光の強度を調節することができる。ここで、光の強度が強すぎる場合は、光透過率を小さくすることで受光部及び後段の回路においてダイナミックレンジを超えてしまうことを回避することができる。また、光の強度が弱すぎる場合は、光透過率を大きくすることでＳ／Ｎを大きくすることができる。以上のように、光ピックアップ装置の光強度補正方法によって、最適な電気信号を得られるよう入射する光の光強度を様々な条件に応じて調節することができる。
【００７９】
また、本発明の光ピックアップ装置の光強度補正方法では、光透過率可変手段は、液晶層と、透明電極をそれぞれ有する一対のガラス板と、偏光板とを備えており、一対のガラス板は、それぞれに備えられた透明電極を対向させつつ、液晶層を挟持しており、偏光板は、一対のガラス板のうち受光部に近いガラス板と、受光部との間に設けられていてもよい。
【００８０】
上記構成によれば、光透過率可変手段は、液晶に印加する電圧を変化させることによって、液晶層の光透過率を変更することができる。具体的には、光透過率可変手段の光が入射する側の開口部近傍と、受光部に接している開口部近傍とでの液晶の配向が９０°ねじれるように液晶の配向を設定する。そして、この液晶層に直線偏光を持つ光を入射させる。ここでは、透明電極を有するガラス板を用いているので、これによって光の透過が阻害されることはない。
【００８１】
この際、電圧が無印加である場合には、入射した光は液晶層における液晶の配向のねじれによって偏光方向が９０°回転する。また、十分な電圧が印加された場合には、液晶層の液晶は電圧によって配向のねじれが解消する。このとき、入射した光は液晶層において偏光方向が変化しない。また、中間的な電圧が印加された場合は、光の偏光方向は０°〜９０°の範囲で回転する。
【００８２】
このように、印加する電圧を調節することによって、光透過率可変手段を透過した光の偏光方向を０°〜９０°の範囲で回転させることができる。そして、以上のように偏光方向が回転された光を偏光板に入射させる。ここで、入射する光の偏光方向と、偏光板の偏光軸とが一致した場合は、光は透過することができ、偏光方向と偏光軸とがずれるに従って、光の透過率は減少していく。以上のようにして、光半導体装置は光透過率可変手段の透過率を変化させることができる。
【００８３】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の光強度補正方法において、調節する工程では、受光部に入射する光の波長に基づいて光透過率可変手段の透過率を変化させてもよい。
【００８４】
上記構成によれば、光ピックアップ装置の光強度補正方法は、入射する光の波長に応じて光透過率可変手段の光透過率を調節することによって、受光面に入射する光の強度を調節し、フォトダイオードの光電変換効率特性の変化を補正することができる。従って、光ピックアップ装置の光強度補正方法は、互いに異なる波長を有する複数の光を入射させることに起因するダイナミックレンジ及びＳ／Ｎの問題を回避することができる。
【００８５】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の光強度補正方法において、調節する工程では、光透過率可変手段に入射する光の最大強度に基づいて光透過率可変手段の透過率を変化させてもよい。
【００８６】
上記構成によれば、例えば、高速記録時においては、光透過率可変手段に入射する光の光強度が大きいので、光透過率可変手段の光透過率を小さくして、受光部に入射する光の強度を小さくする。また、低速記録時や再生時においては、光透過率可変手段に入射する光の光強度が小さくなるので、光透過率可変手段の光透過率を大きくして、受光部に入射する光の強度を大きくする。以上のことから、光ピックアップ装置の光強度補正方法によって、記録・再生、或いは等速〜高倍速等様々な状況における入射する光の最大強度の違いに起因するダイナミックレンジ及びＳ／Ｎの問題を回避することができる。
【００８７】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の光強度補正方法において、調節する工程では、周囲の温度に基づいて光透過率可変手段の透過率を変化させてもよい。
【００８８】
上記構成によれば、周囲の温度に応じて光透過率可変手段の光透過率を調節することによって、受光面に入射する光の強度を調節し、フォトダイオードの光電変換効率特性の変化を補正することができる。従って、光ピックアップ装置の光強度補正方法によって、周囲の温度の変化に起因する光電変換効率特性の変化の問題を回避することができる。
【００８９】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の光強度補正方法において、調節する工程では、受光部に設けられた複数の受光領域の各受光面を覆うように備えられた、光透過率可変手段内の複数の光透過率可変領域の透過率をそれぞれ変化させてもよい。
【００９０】
上記構成によれば、光ピックアップ装置の光強度補正方法によって、複数の光を同時に受光することができると共に、各受光領域に接して備えられている光透過率可変領域を用いて各受光領域に入射する光の強度を個別に調節することができる。以上のことから、光ピックアップ装置の光強度補正方法によって、複数の光の光強度を、同時にかつ様々な条件に応じて受光領域毎に調節することができる。
【発明の効果】
【００９１】
本発明に係る光半導体装置は、受光面に入射する光に対して光電変換を行う受光部と、光透過率が変更可能で、透過する光の強度を各光透過率にて変化させる光透過率可変手段と、上記光透過率可変手段を駆動し、上記光透過率可変手段の上記光透過率を変更する光透過率可変駆動手段とを備えており、上記光透過率可変手段は、上記受光部の上記受光面を覆うように配置されており、上記受光面に入射する光の強度を変化させることを特徴とする。
【００９２】
従って、光半導体装置は、最適な電気信号を得られるよう入射する光の光強度を様々な条件に応じて調節することができるとともに、光ピックアップ装置の小型化を容易に実現することができるという効果を奏する。
【００９３】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、光源と、上記光半導体装置とを備え、光半導体装置は、光源から照射された光を受光することを特徴とする。
【００９４】
従って、光ピックアップ装置は、上記光半導体装置を備えているために様々な異なる条件下でも光半導体装置に入射する光の強度を変化させることができ、それによって最適な電気信号を得ることができるという効果を奏する。
【００９５】
また、本発明に係る光ディスク装置は、上記の光ピックアップを備え、情報の再生及び／又は記録を行うことを特徴とする。
【００９６】
従って、様々な条件に応じて受光部に入射させる光の強度を変化させることができるとともに、製造時における各部品の精度誤差から生じる回折効率のばらつき等も補正することができるとともに、容易に小型化できるという効果を奏する。
【００９７】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の光強度補正方法は、光源と光源から照射された光を受光する光半導体装置とを備えた光ピックアップ装置において、上記光半導体装置の受光部が受け取る光の強度を補正する方法であって、受光部の受光面に接して備えられた光透過率可変手段の透過率を調節する工程を含んでいることを特徴とする。
【００９８】
従って、光ピックアップ装置の光強度補正方法によって、最適な電気信号を得られるよう入射する光の光強度を様々な条件に応じて調節することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９９】
本発明の一実施形態について図１乃至図９に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１００】
本実施の形態では、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクの記録・再生を行う光ディスク装置に備えられた光ピックアップ装置、および、この光ピックアップ装置に備えられた光半導体装置について説明する。
【０１０１】
まず、光ピックアップ装置において、半導体レーザ（光源）から照射された光を受光するための光半導体装置について説明する。図１は、本発明の一実施形態である光半導体装置の構成を示す断面図であり、図２は、図１の詳細を示す断面図である。
【０１０２】
図１に示すように、本発明の光半導体装置１は、リードフレーム６上に受光部２と、受光駆動部３とが隣接して配設されており、さらに受光部２の別の方向には光透過率可変駆動部（光透過率可変駆動手段）５が隣接して配設されている。つまり、リードフレーム６の同一平面上に、受光駆動部３と光透過率可変駆動部５とが、受光部２を間に挟んだ状態で配置されている。
【０１０３】
受光部２は、フォトダイオードで形成されており、入射する光を電気信号に変換する。受光駆動部３は、受光部３によって得られた光電変換された電流信号を電圧信号に変換して増幅する回路などからなる集積回路で構成されている。光透過率可変駆動部５は、後述する光透過率可変部４を駆動して、その光透過率を任意に変化させるものであり、光透過率可変部に所定電圧を印加させるための集積回路で構成されている。
【０１０４】
受光部２、受光駆動部３、および光透過率可変駆動部５は、１チップ化されて受光チップ２０を形成している。また、受光駆動部３及び光透過率可変駆動部５は、それぞれ金線７によってリードフレーム６と電気的に接続されている。そして、受光部２の光が入射する面（すなわち、受光面）上には、当該受光面全体を覆うように光透過率可変部（光透過率可変手段）４が備えられている。この光透過率可変部４は、光透過率可変駆動部５によってその透過率が変更される。さらにこれらの構造は、透明樹脂８によって被覆されている。
【０１０５】
次に、光透過率可変部４の具体的な構成について図２を用いて説明する。
【０１０６】
光透過率可変部４は、図２に示すように、液晶層９、透明電極１０ａ・１０ｂ、ガラス板１１ａ・１１ｂ、および、偏光板１２が積層された層構造をなしている。詳しくは、この層構造の中央付近にネマティック型液晶の液晶層９を備え、ベタ形状の透明電極１０ａ・１０ｂを備えた２枚のガラス板１１ａ・１１ｂが液晶層９を挟む構成となっている。２枚の透明電極１０ａ・１０ｂは、液晶層９を間に挟んで対向して配置されている。さらにガラス板１１ａ・１１ｂの外側（液晶層９が配されている側の反対側）を挟むように、２枚の偏光板１２ａ・１２ｂが備えられている。２枚の偏光板１２ａ・１２ｂは、偏光軸が互いに直交するように設定されている。また、液晶層９の液晶分子の配向は、２つの偏光板１２ａ・１２ｂ付近において各偏光板の偏光軸と一致するようになっており、９０°ねじった状態になっている。
【０１０７】
上記の光透過率可変部４と受光部２とは、偏光板１２ｂと受光部開口部１３とが合致するように貼り合わされており、周囲を接着剤で接着することによって一体化した状態になっている。ここで、光透過率可変部４の透明電極１０ａ・１０ｂの入射面の開口面積を受光部開口部１３よりもやや大きくすることで、光透過率可変部４の受光部２への貼り合わせ位置調整が容易となる。
【０１０８】
次に光透過率可変部４の作用について説明する。
【０１０９】
図２の上側から光半導体装置に入射した光は、透明樹脂８内を透過し、偏光板１２ａに入射して直線偏光を有する偏光光となる。そして、透明電極１０ａ・１０ｂに電圧が印加されない状態においては、入射した光は、液晶分子のねじれに沿って偏光方向が９０°回転される。偏光板１２ｂの偏光軸は偏光板１２ａの偏光軸と直交することから、偏光方向が９０°回転された光は、偏光板１２ｂを通過することができる。ここで透明電極１０ａ・１０ｂに電圧を印加していくと、液晶層９の液晶分子のねじれが徐々にほどけ、それに伴って入射した光の偏光方向は回転されなくなる。よって、光は直交する偏光軸を有する偏光板１２ｂを通過することができなくなる。以上のように、光透過率可変部４は、透明電極１０ａ・１０ｂに電圧が印加されるに連れて光透過率が小さくなる。
【０１１０】
光透過率は、図３に示すように印加電圧が約１〜２Ｖ付近で急激に変化する。従って、液晶層９には、光透過率を任意に変化させるために、１〜２Ｖの間で電圧が印加されることが好ましい。そして、光透過率可変部４の液晶層９を透過した光は、その開口部である透明電極１０ｂ、ガラス板１１ｂ及び偏光板１２ｂを通過して、受光部開口部１３を経由して受光部２に入射する。
【０１１１】
なお、すでに直線偏光を有する光を光透過率可変部４に入射させる場合は、入射側の偏光板１２ａは不要となる。このとき、偏光板１２ｂは、入射光の偏光軸と直交する偏光軸を有するように設定すると共に、液晶層９の液晶分子の配向も、電圧無印加時において光の偏光方向を９０°回転させるように設定する。
【０１１２】
また、本発明の光半導体装置は、受光部２が複数の受光領域Ｄ１・Ｄ２に分割されていてもよい。受光部２が複数の受光領域Ｄ１・Ｄ２に分割されている場合、図４（ａ）に示すように、光透過率可変部４の透明電極１０ａ・１０ｂは、複数の受光部２に対して同一の光透過率を設定するためにベタ形状で形成してもよいし、或いは、図４（ｂ）に示すように、個別に光透過率を変化させるために透明電極１０ａを受光領域Ｄ１・Ｄ２の各受光部開口部１３ａ・１３ｂに応じて分割してもよい。また、図には示さないが、透明電極１０ａの代わりに透明電極１０ｂを分割し、透明電極１０ａはベタ形状としてもよい。さらには、透明電極１０ａおよび透明電極１０ｂの両方が、受光領域Ｄ１・Ｄ２の各受光部開口部１３ａ・１３ｂに合わせて分割されていてもよい。
【０１１３】
上記のように、透明電極１０ａおよび／または透明電極１０ｂが各受光領域Ｄ１・Ｄ２に合わせて分割されている場合、光透過率可変部４では、受光領域Ｄ１に対応する光透過率可変領域Ｌ１と、受光領域Ｄ２に対応する光透過率可変領域Ｌ２が形成されている。この各光透過率可変領域には、分割された透明電極の何れかが含まれている。そして、各受光領域Ｄ１・Ｄ２の受光部開口部（受光面）１３ａ・１３ｂに入射する光の強度は、分割された透明電極を含む各光透過率可変領域によって、受光領域毎に変化する。なお、ここでは、受光部２および光透過率可変部４が２つの領域を有している場合について説明しているが、本発明はこれに限定されることなく、受光部２および光透過率可変部４が３つ以上の領域に分割されていてもよい。
【０１１４】
また、本発明の光半導体装置は、上述したような透明樹脂で被覆した構成に限定されるものではなく、セラミックパッケージや金属パッケージ等の様々な構成も適用できる。また、複数の受光部に分割されている場合においても、本実施形態の構造に限定されることなく、あらゆる受光部の構成に対して適用できる。
【０１１５】
次に本実施形態における光半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【０１１６】
まず、受光部２、受光駆動部３及び光透過率可変駆動部５で構成された受光チップ２０に、光透過率可変部４を貼り合わせる。ここで、受光面である受光部開口部１３と透明電極１０aとを、相互に合致するように位置調整する。次に、導電性を有した熱硬化性樹脂等の接着材を用いて、受光チップと光透過率可変部４との周囲を熱圧着により接着して一体化する。その際、光透過率可変部４の透明電極１０ａ・１０ｂと、受光チップの光透過率可変駆動部５の図示しない電極とを電気的に接続する。そして、一体化した受光チップと光透過率可変部４とをリードフレーム５にダイレクトダイボンドし、さらに金線７にてワイヤーボンドしてリードフレーム５と電気的に接続する。最後に、受光チップを透明樹脂６で被覆しモールド体を形成する。
【０１１７】
次に、本発明の光半導体装置の使用方法について説明する。ここでは、一例として、本発明の光半導体装置１つで、複数の光強度、複数の光の波長、複数の温度にて使用する場合について説明する。図５は、光半導体装置１内の光透過率可変部４を制御するための構成を示す図である。図に示すように、光の強度、光の波長及び／又は光半導体装置の温度等に基づいた外部制御信号（波長判別信号、光強度判別信号、温度判別信号等）が外部制御部４２に入力され、外部制御部４２が光透過率可変駆動部５を駆動する。そして、光透過率可変駆動部５は所定の印加電圧を光透過率可変部４に印加し、当該光透過率可変部４の光透過率が所望の値になるように調整する。
【０１１８】
以上のようにして、受光部２には、光透過率可変部４によってその強度が変化した光が入射する。なお、受光部２に入射した光は、電気信号に変換された後、受光駆動部３に入力され、ここで増幅などの信号処理が施される。そして、受光駆動部３から出力された電気信号は、受光信号処理部４３（具体的には、サーボ信号処理部や再生信号処理部）に入力され、ここで信号処理が施されることによって、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号などとなる。
【０１１９】
以下に、入射光の波長及び強度、並びに光半導体装置の温度に応じた光ピックアップ装置の光強度補正方法について説明する。この光強度補正方法は、上述した本実施の形態に係る光半導体装置が備えられた光ピックアップ装置において行われるものである。
【０１２０】
まず、異なる波長を有する光を入射させる場合における光強度補正方法について説明する。この場合、始めに入射する光の波長に応じて所定の波長判別信号が出力される。そして波長判別信号が外部制御信号として外部制御部４２に入力され、外部制御部４２は、波長判別信号に基づいて光透過率可変駆動部５の駆動方法、つまり印加電圧を制御し、光透過率可変部４が所望の光透過率となるよう制御を行う。この光透過率の制御は、本発明の光強度補正方法における「光透過率可変手段の透過率を調節する工程」のことである。
【０１２１】
図６は、受光部２の波長−光電変換効率特性を示す図である。この図において、例えば、波長λ１、λ２、λ３の３種類の波長を有する光が、光強度の最大値がＰ０で光半導体装置１にそれぞれ入射する場合、各波長に対応する波長判別信号が外部制御信号として外部制御部４２に入力され、外部制御部４２は、各波長に応じてそれぞれ光透過率Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３となるように光透過率可変駆動部５を制御する。
【０１２２】
ここで、各波長における受光部２の光電変換効率をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とすると、光透過率Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、以下の式（４）
Ｔ１×Ｒ１＝Ｔ２×Ｒ２＝Ｔ３×Ｒ３＝ａ          ・・・（４）
（ただしａは所定の定数である。）
を満たすように設定する。このとき、受光駆動部３から出力される電気信号の最大値は、３波長共にａ・Ｐ０となる。即ち、波長が異なっていても出力される電気信号の最大値は同一となる。なお、定数ａは、電気信号が後段の回路のダイナミックレンジを常に下回るように設定される必要があり、かつＳ／Ｎを大きくするためになるべく大きいことが好ましい。このとき、製造段階における各部品の精度誤差等により発生する様々なばらつきも考慮した上で、各波長に対応する各電気信号の値が常にダイナミックレンジを下回っていればよい。
【０１２３】
また、上記の例では、ａの値が所定の定数になるように光透過率Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を設定しているが、ａの値は必ずしも単一の値に設定する必要はなく、所定の範囲にしてもよい。つまり、光透過率Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、以下の式（５）
ａ１≦Ｔ１×Ｒ１，Ｔ２×Ｒ２，Ｔ３×Ｒ３≦ａ２          ・・・（５）
（ただしａ１、ａ２は所定の定数である。）
を満たすように設定してもよい。なお、このとき、ａ２は電気信号の最大値がダイナミックレンジを常に下回るように設定される必要があり、かつａ１はなるべく大きいことが好ましい。
【０１２４】
次に、異なる強度の光を入射させる場合における光強度補正方法について説明する。なお、ここで言う「異なる光強度」とは、光ディスク上のピットの有無によって反射光に生じるものではなく、例えば、記録時と再生時とにおける光強度の差のように、照射される光強度の違いに基づいて生じるものを指す。この場合、まず始めに光強度判別信号が出力される。このとき、光強度判別信号は、入射する光の最大強度、即ち照射される光の強度の種類に基づいて決められており、例えば、照射される光の強度が２種類ある場合には、それぞれに対応する２種類の光強度判別信号が出力される。そして光強度判別信号が外部制御信号として外部制御部４２に入力され、外部制御部４２は、光強度判別信号に基づいて光透過率可変駆動部５の印加電圧を制御し、光透過率可変部４が所望の光透過率Ｔ４、Ｔ５となるよう制御を行う。この光透過率の制御は、本発明の光強度補正方法における「光透過率可変手段の透過率を調節する工程」のことである。
【０１２５】
ここで、それぞれの光強度で照射された光は、光透過率可変部への入射時において光強度の最大値がＰ４、Ｐ５になるとすると、各光強度に応じた光透過率Ｔ４、Ｔ５は、以下の式（６）
Ｐ４×Ｔ４＝Ｐ５×Ｔ５＝ｂ          ・・・（６）
（ただしｂは所定の定数である。）
を満たすように設定する。このとき、受光部２に入力される電気信号の最大値は、照射される２種類の光強度ともｂとなり、また、このときの光電変換効率をＲ０とすると、受光駆動部３から出力される電気信号の値は、照射される２種類の光強度ともｂ・Ｒ０となる。即ち、光強度が異なっていても、受光部に入射する光強度及び出力される電気信号は全て同一となる。
【０１２６】
なお、定数ｂは、電気信号が後段の回路のダイナミックレンジを常に下回るように設定される必要があり、かつＳ／Ｎを大きくするためになるべく大きいことが好ましい。このとき、製造段階における各部品の精度誤差等により発生する様々なばらつきも考慮した上で、各波長に対応する各電気信号の値が常にダイナミックレンジを下回っていればよい。
【０１２７】
また、上記の例では、ｂの値が所定の定数になるように光透過率Ｔ４、Ｔ５を設定しているが、ｂの値は必ずしも単一の値に設定する必要はなく、異なる波長の光を入射させる場合と同様に、所定の範囲にしてもよい。
【０１２８】
最後に、光半導体装置の温度がそれぞれ異なる状態で光を入射させる場合における光強度補正方法について説明する。この場合、まず、図示しない外部の温度検出部によって周囲の温度を検出し、検出された温度に基づいて温度判別信号が出力される。なお、温度検出部は、光ピックアップ装置内に、例えば、温度モニタ用抵抗を設置し、その電位差変動をモニタすればよい。このとき、温度判別信号は、所定の温度範囲に基づいて決められており、例えば、所定の温度範囲がｔ６及びｔ７の２種類の場合には、温度範囲ｔ６、ｔ７に対応する２種類の温度判別信号が出力される。そして温度判別信号が外部制御信号として外部制御部４２に入力され、外部制御部４２は、温度判別信号に基づいて光透過率可変駆動部５の印加電圧を制御し、光透過率可変部４が所望の光透過率Ｔ６、Ｔ７となるよう制御を行う。この光透過率の制御は、本発明の光強度補正方法における「光透過率可変手段の透過率を調節する工程」のことである。
【０１２９】
ここで、温度範囲ｔ６、ｔ７における光電変換効率の代表値（例えば平均値等）をそれぞれＲ６、Ｒ７とすると、光透過率Ｔ６、Ｔ７は、以下の式（７）
Ｔ６×Ｒ６＝Ｔ７×Ｒ７＝ｃ          ・・・（７）
（ただしｃは所定の定数である。）
を満たすように設定する。このとき、入射光の強度をＰ０’とすると、受光駆動部３から出力される電気信号の最大値は、２種類の温度ともｃ・Ｐ０’に近い値となる。即ち、温度が異なっていても入力される光強度及び出力される電気信号の最大値は略同じ大きさとなる。
【０１３０】
なお、定数ｃは、電気信号が後段の回路のダイナミックレンジを常に下回るように設定される必要があり、かつＳ／Ｎを大きくするためになるべく大きいことが好ましい。このとき、製造段階における各部品の精度誤差等により発生する様々なばらつきも考慮した上で、各波長に対応する各電気信号の値が常にダイナミックレンジを下回っていればよい。
【０１３１】
また、上記の例では、ｃの値が所定の定数になるように光透過率Ｔ６、Ｔ７を設定しているが、ｃの値は必ずしも単一の値に設定する必要はなく、異なる波長の光を照射した場合と同様に、所定の範囲にしてもよい。
【０１３２】
以上、光ピックアップ装置の光強度補正方法について、入射光の波長及び強度、並びに光半導体装置の温度のそれぞれが個別に異なる場合について説明したが、これらを組み合わせることもできる。この場合、上記の例と同様に、波長・光強度・温度範囲を検出し、それらを組み合わせた波長・光強度・温度判別信号が出力され、この信号が外部制御信号として外部制御部４２に入力される。外部制御部４２は、この外部制御信号に応じて、波長・光強・温度を考慮した光透過率を選択し、光透過率可変駆動部の印加電圧を調節して、光透過率可変部を選択した光透過率に調節する。このようにして光強度補正を行うことができる。また、このとき、光透過率は以下のようにして決定される。
【０１３３】
ここでは、光ピックアップ装置が、ｍ種類の波長とｎ種類の光強度の光とを、ｐ種類の温度範囲下で利用する場合について説明する。ｍ種類あるうちのｘ番目の波長の大きさをλ（ｘ）とし、ｐ種類あるうちのｚ番目の温度範囲をｔ（ｚ）とし、波長λ（ｘ）かつ温度範囲ｔ（ｚ）のときの光電変換効率の代表値をＲ（ｘ，ｚ）とし、ｎ種類あるうちのｙ番目の光強度をＰ（ｙ）とし、波長λ（ｘ）、光強度Ｐ（ｙ）、温度範囲ｔ（ｚ）のときの光透過率をＴ（ｘ，ｙ，ｚ）とすると、光透過率Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）は、ｘ，ｙ，ｚ（ただし、ｘ，ｙ，ｘは、１≦ｘ≦ｍ，１≦ｙ≦ｎ，１≦ｚ≦ｐを満たす任意の整数）について、式（８）
ｄ１≦Ｐ（ｙ）×Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）×Ｒ（ｘ，ｚ）≦ｄ２          ・・・（８）
（ただしｄ１，ｄ２はｄ１≦ｄ２を満たす所定の定数である。）
を満たすように設定すればよい。このとき、受光駆動部３から出力される電気信号の最大値は、全ての場合において、ｄ１以上ｄ２以下となる。即ち、波長・光強度・温度範囲が異なっていても出力される電気信号の最大値は所定の範囲内となる。
【０１３４】
なお、定数ｄ２は、電気信号が後段の回路のダイナミックレンジを常に下回るように設定される必要があり、定数ｄ１は、Ｓ／Ｎを大きくするためになるべく大きいことが好ましい。このとき、製造段階における各部品の精度誤差等により発生する様々なばらつきも考慮した上で、各波長に対応する各電気信号の値が常にダイナミックレンジを下回っていればよい。
【０１３５】
また、波長・光強度・温度以外の要素をさらに追加して、それに応じて光透過率を変化させることも可能である。
【０１３６】
次に、本発明の光半導体装置を搭載した光ピックアップ装置について説明する。
【０１３７】
図７は、本発明の光半導体装置を備えた光ピックアップ装置２７の構成と、この光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置の一部の構成とを示す図である。
【０１３８】
図７に示す光ピックアップ装置２７は、半導体レーザ（光源）１４と、半導体レーザ１４から照射された光を受光する３つの光半導体装置１ａ・１ｂ・１ｃ（上述の光半導体装置１に相当）とを備えている。
【０１３９】
以下に、光ピックアップ装置２７の構成と動作について説明する。
【０１４０】
まず、光源となる半導体レーザ１４から照射された往路光は、コリメータレンズ１５によって平行光となる。平行光は偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１６に入射し、Ｐ偏光又はＳ偏光の直線偏光光のみがそのまま透過し、１／４波長板１７によって円偏光光となる。その後、円偏光光は対物レンズ１８に入射し、光ディスク１９に焦点を結ぶように集光される。
【０１４１】
光ディスク１９によって反射された復路光は、再び対物レンズ１８に入射し、１／４波長板１７により往路とは異なる偏光方向の直線偏光光となる。続いてＰＢＳ１６に入射した復路光は、偏光方向が往路光とは異なるためにＰＢＳ１６に反射されて光路が９０°変換され、集光レンズ２１により第１の光半導体装置１ａに焦点を結ぶように集光される。この際、集光された光のうち、半分の光は第１の光半導体装置１ａに入射し、残りの半分の光は、ナイフエッジミラー２２によって反射されて第２光半導体装置１ｂに入射する。
【０１４２】
上記の２つの光半導体装置１ａ・１ｂは、受光した光を電気信号に変換する。この電気信号に基づいて、サーボ信号処理回路２９はフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成し、上記フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号によりフォーカスサーボ制御及びトラッキングサーボ制御が行われ、再生信号処理回路３０はＲＦ（Radio Frequency）信号を生成する。
【０１４３】
また、半導体レーザ１４から照射され、コリメータレンズ１５によって平行光にされた光のうち、ＰＢＳ１６を透過した光とは偏光方向が異なる直線偏光光は、ＰＢＳ１６によって反射され、ＡＰＣ（Automatic Power Control）用光半導体装置１ｃに入射する。なお、ＡＰＣ用光半導体装置１ｃは、レーザ光の強度を検出するためのものである。ＡＰＣ用光半導体装置１ｃにおいて変換された電気信号はレーザ制御部２５に送信される。レーザ制御部２５は、半導体レーザ１４からの照射光強度が一定になるように受信した電気信号の強度に基づいてレーザ駆動部２６を制御し、半導体レーザ１４に印加する動作電流を調節する。
なお、本実施の形態では、光路中にＰＢＳ１６を使用しているため、光透過率可変部の入射側の偏光板（上記の偏光板１２ａに相当）は不要となる。
【０１４４】
続いて、この光ピックアップ装置２７に備えられている光半導体装置１ａ・１ｂ・１ｃについてに説明する。
【０１４５】
光ピックアップ装置２７は、上述のように、半導体レーザ１４から照射されたレーザ光の強度を検出するためのＡＰＣ用光半導体装置１ｃと、光ディスクからの反射光信号を受光するためのサーボ信号兼ＲＦ信号検出用の第１及び第２光半導体装置１ａ・１ｂとを備えている。ここで、上記光半導体装置１ａ・１ｂ・１ｃは、受光部、受光駆動部及び光透過率可変駆動部が１チップ化された受光チップ２０ａ・２０ｂ・２０ｃと、各受光部の上にそれぞれ備えられた光透過率可変部４ａ・４ｂ・４ｃとが一体化されて、透明樹脂内に配置されている。
【０１４６】
また、受光チップ２０ａ・２０ｂ・２０ｃ内の光透過率可変駆動部は、外部制御部４２と接続されている。外部制御部４２には、光の強度、光の波長及び／又は光半導体装置の温度等に基づいた外部制御信号（波長判別信号、光強度判別信号、温度判別信号）が入力され、外部制御部４２が光透過率可変駆動部５を駆動する。そして、光透過率可変駆動部５は所定の電圧を光透過率可変部４に印加し、当該光透過率可変部４の光透過率が所望の値になるように調整する。
【０１４７】
なお、外部制御部４２、サーボ信号処理部２９、および再生信号処理部３０は、光ピックアップ装置２７の外部の光ディスク装置内に配置されている。本実施の形態にかかる光ディスク装置のここで説明した以外の構成については、従来公知の光ディスク装置の構成を適用することができる。
【０１４８】
このように、本実施形態の光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置は、光ピックアップ装置の反射復路光路中に配置される光透過率可変部と、この光透過率可変部を駆動する光透過率可変駆動部とを、光半導体装置として一体化したために、図１１に示す従来の光ディスク装置と比べると、光ピックアップ装置及び光ディスク装置の容積を一層小型化することが可能となっている。
【０１４９】
ＡＰＣ用光半導体装置１ｃは、１つの受光領域を有する受光部２と、受光駆動部３と、１つの光透過率可変駆動部５とを一体化した受光チップ２０ｃを備えている。一方、サーボ信号兼ＲＦ信号検出用の光半導体装置１ａ・１ｂは、図示していない２つの受光領域を有する受光部と、各受光部に対応した２つの駆動部分を有する受光駆動部と、光透過率可変駆動部とを一体化した受光チップ２０ａ・２０ｂを備えている。
【０１５０】
ここで、ＡＰＣ用光半導体装置１ｃ及びサーボ信号兼ＲＦ信号検出用の光半導体装置１ａ・１ｂに備えられている光透過率可変部の透明電極は、全て分割の無いベタ形状のものを使用している。各光半導体装置内の光透過率可変部の光透過率は、外部制御部４２に入力された外部制御信号に基づいて、光透過率可変駆動部により印加される電圧により調節される。
【０１５１】
次に一例として、波長と光強度とを組み合わせた条件で光透過率を設定する場合について説明する。ここで、光ピックアップ装置２７の半導体レーザ１４は２種類の波長λ１、λ２を照射し、各波長共に再生及び記録を行えるものとする。
【０１５２】
まず、ＡＰＣ用光半導体装置１ｃにおける光透過率可変部４ｃの光透過率の設定方法について説明する。半導体レーザ１４からの照射光が波長λ１、λ２であり、そのときの受光駆動部を含む受光部の光電変換効率がそれぞれＲＡ１、ＲＡ２とすると、ＲＡ１とＲＡ２との間には、以下の式（９）
ＲＡ２＝ｋ・ＲＡ１          ・・・（９）
（ただしｋは定数である。）
の関係式が成り立っている。波長λ１での再生時及び記録時のＡＰＣ用光半導体装置１ｃに入射する光強度の最大値をそれぞれＰＡＰ１、ＰＡＲ１とし、同じく波長λ２での再生時及び記録時のＡＰＣ用光半導体装置１ｃに入射する光強度の最大値をそれぞれＰＡＰ２、ＰＡＲ２とする。このとき、ＰＡＰ１とＰＡＰ２、ＰＡＰ１とＰＡＲ１、ＰＡＰ２とＰＡＲ２との間には、以下の式（１０）、（１１）、（１２）
ＰＡＰ２＝ｍ・ＰＡＰ１              ・・・（１０）
ＰＡＲ１＝ｎ１・ＰＡＰ１            ・・・（１１）
ＰＡＲ２＝ｎ２・ＰＡＰ２            ・・・（１２）
（ただしｍ，ｎ１，ｎ２は定数である。）
が成立する。
【０１５３】
さらに、波長と光強度との組み合わせは４通りあり、そのときの光透過率可変部の光透過率は、波長λ１で再生時：ＴＡＰ１、波長λ１で記録時：ＴＡＲ１、波長λ２で再生時：ＴＡＰ２、波長λ２で記録時：ＴＡＲ２とする。
【０１５４】
このとき、波長と記録及び再生とによる上記４通りのどの組み合わせでも、受光駆動部から出力される電気信号の最大値を一定とするためには、以下の式（１３）
ＰＡＰ１・ＲＡ１・ＴＡＰ１＝ＰＡＲ１・ＲＡ１・ＴＡＲ１＝ＰＡＰ２・ＲＡ２・ＴＡＰ２＝ＰＡＲ２・ＲＡ２・ＴＡＲ２＝Ａ            ・・・（１３）
（ただし、Ａは所定の定数である。）
を満たす光透過率を設定すればよい。
【０１５５】
（９）〜（１３）より光透過率ＴＡＰ１に対する光透過率ＴＡＲ１、ＴＡＰ２、ＴＡＲ２を求めると、次のようになる。
【０１５６】
ＴＡＲ１＝ＴＡＰ１／ｎ１                    ・・・（１４）
ＴＡＰ２＝ＴＡＰ１／（ｍ・ｋ）              ・・・（１５）
ＴＡＲ２＝ＴＡＰ１／（ｋ・ｍ・ｎ２）        ・・・（１６）
以上のようにして光透過率ＴＡＰ１、ＴＡＲ１、ＴＡＰ２、ＴＡＲ２を設定することにより、受光駆動部から出力される電気信号の最大値を一定にすることができる。さらに、上式（１３）のＡの値は受光駆動部から出力される電気信号の最大値であり、Ａがダイナミックレンジを超えない程度に大きな値に設定することによって、異なる条件下において、常に良好な電気信号を得ることができる。
【０１５７】
ただし、波長及び光強度に応じた光透過率の条件を上記のように設定しても、照射される光は、半導体レーザ１４の製造時のばらつきにより波長がばらついており、且つ光ディスク１９の反射率及び光学系の透過率等のばらつきにより光強度もばらついている。それに伴って、受光部及び受光駆動部から出力される電気信号についてもばらつきが生じることから、上記のばらつきも考慮してＡの値を決定し、それに基づいて各光透過率を決定することが好ましい。
【０１５８】
以上のようにして光透過率可変部の光透過率を設定すると、どの条件においても、受光駆動部から出力される電気信号の最大値は略同一となり、これによって、後段の回路におけるダイナミックレンジを狭くすることが可能となり、回路側の負担を軽減できる。
【０１５９】
但し、上述の例では、どのような条件でも受光駆動部から出力される電気信号の最大値が同一となる手法について述べたが、それに限定されるものではなく、一定の範囲内に収まるように設定することもできる。
【０１６０】
サーボ信号兼ＲＦ信号検出用光半導体装置１ａ・１ｂの光透過率可変部の光透過率についても、上記ＡＰＣ用光半導体装置１ｃの場合と同じように設定することが可能であり、後段のサーボ信号処理部２９や再生信号処理部３０等の回路側のダイナミックレンジを狭くして、負担を軽減することが可能となる。
【０１６１】
続いて、本発明にかかる光ピックアップ装置の他の例として、集積型の光ピックアップ装置について説明する。図８は、本発明の光半導体装置を搭載した集積型の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【０１６２】
図８に示す光ピックアップ装置は、半導体レーザ１４と、半導体レーザ１４から照射された光を受光する光半導体装置１ａとが、１つの金属ステム３２上に搭載されている。半導体レーザ１４の上方は、開口部のあるキャップ３４でシールされており、キャップ３４の開口部には、第１回折素子３５ａと、そしてその上方に第２回折素子３５ｂとが備えられており、これらが一体化された構造となっている。
【０１６３】
まず、半導体レーザ１４から主照射側に照射された光は、キャップ３４の開口部を通過して、第１回折素子３５ａに入射する。ここで、第１回折素子３５ａによって、入射光は回折され、０次回折光（以下メインビームと称する）、並びに＋１次回折光及び−１次回折光（以下サブビームと称する）の３ビームに分割される。この３ビームは、第２回折素子３５ｂによって回折され、それぞれの０次回折光のみが次のコリメートレンズ１５に入射して、平行光となる。そして、平行光となった３ビームは、対物レンズ１８によって、光ディスク１９に焦点を結ぶように集光される。
【０１６４】
光ディスク１９によって反射された３ビームは、再び対物レンズ１８とコリメートレンズ１５を経由して、第２回折素子３５ｂに入射して回折される。このとき、３ビームのうちの＋１次回折光は、光半導体装置１ａの受光部に集光されるようになっている。
【０１６５】
また、半導体レーザ１４の副照射側に照射された光は、副照射方向に備えられているＡＰＣ用光半導体装置３６に受光され、図示しないレーザ制御部に電気信号が送信される。レーザ制御部はこの電気信号を基に、レーザ駆動部を制御することによって半導体レーザ１４が照射する光の強度を調節している。
【０１６６】
この光ピックアップ装置は、光半導体装置１ａによって受光された光を基にして、サーボ信号処理及び再生信号処理を行っている。また、フォーカスサーボ制御はナイフエッジ法、トラッキングサーボ制御は３ビーム法にて行われている。なお、この集積型の光ピックアップ装置では、サーボ信号兼ＲＦ信号検出用としての光半導体装置１ａに、上述した本実施の形態にかかる光半導体装置が用いられている。
【０１６７】
但し、図８に示す光半導体装置１ａには、図３の光半導体装置にあるリードフレーム６及び透明樹脂８は無く、代わりに受光チップ２０は、半導体レーザ１１４がダイレクトダイボンドされているステム上に同様にダイレクトダイボンドされて、受光部２、受光駆動部３、及び光透過率可変駆動部５の電極が図示しないステムリードに金線ワイヤーでワイヤーボンドされて電気的に接続されている。同様に光透過率可変駆動部５は受光チップ２０上に設置され、受光部２の開口部を覆い、上記金線ワイヤー及びそれが接続されている電極を覆わないように設置されている。
【０１６８】
図９は、第２回折素子（回折手段）３５ｂ、光透過率可変部の開口部、及び受光部の構成を示した模式図である。本実施形態の光半導体装置は、図に示すように、５つの独立した受光領域Ｄ１〜Ｄ５を有する受光部２と、４つの独立した光透過率可変領域Ｌ１〜Ｌ５を有する光透過率可変部４とを備えている。そして、受光領域Ｄ１〜Ｄ５に入射する光は、光透過率可変領域Ｌ１〜Ｌ５によって変化する。
【０１６９】
半導体レーザ（光源）１４から照射された光は、第１回折素子（回折手段）３５ａによって、＋１次回折光（サブビーム）、０次回折光（メインビーム）、−１次回折光（サブビーム）の３つの回折光に回折される。
【０１７０】
その後、光ディスクによってそれぞれ反射された上記の３ビームは、第２回折素子３５ｂの領域Ａ又は領域Ｂによってさらに回折され、各領域によって回折された各ビームの＋１次回折光のみが光半導体装置１ａに入射する。
【０１７１】
領域Ａにより回折された各ビームの＋１次回折光は、光透過率可変領域Ｌ１・Ｌ５の図面左側及び光透過率可変領域Ｌ４を透過し、受光領域Ｄ１・Ｄ５の図面左側及び受光領域Ｄ４にそれぞれ集光される。また、領域Ｂにより回折された各ビームの＋１次回折光は、光透過率可変領域Ｌ１・Ｌ５の図面右側及び光透過率可変領域Ｌ２を透過し、受光領域Ｄ１・Ｄ５の図面右側及び受光領域Ｄ２＋Ｄ３に集光される。
【０１７２】
以上の構成を持つ光ピックアップ装置において、光透過率可変領域Ｌ１〜Ｌ５を個別に設定することにより、各受光領域に入射する光強度を変化させ、各受光領域で受光した光に対応する電気信号の最大値を個別に設定することができる。
【０１７３】
上記の構成の光ピックアップ装置を用いることにより、例えば、回折素子３５ａの製造時のばらつきにより、＋１次回折光及び−１次回折光の回折効率比がばらついた場合でも、ばらつきを補正するように光透過率可変領域Ｌ１・Ｌ５の光透過率を変更することにより、正常にトラッキングの調整を行うことができる。
【０１７４】
ここで、例えば、回折素子３５ａの＋１次回折光の回折効率が−１次回折光よりも大きい場合では、光透過率可変部の光透過率を１００％（光透過率可変部がない状態に相当）とすると、＋１次回折光を受光する受光領域Ｄ５に受光される光は、−１次回折光に対応する受光領域Ｄ１に比べて大きくなってしまう。その場合は、＋１次回折光に対応する光透過率可変領域Ｌ５の透過率を、−１次回折光に対応する光透過率可変領域Ｌ１に対して相対的に小さくし、受光領域Ｄ５に入射する光と受光領域Ｄ１に入射する光とが同じ強度になるように補正してやればよい。
【０１７５】
また、例えば、回折素子３５ａの製造時のばらつきにより、メインビームに対するサブビームの回折効率比がばらついた場合でも、光透過率可変領域Ｌ１〜Ｌ５の光透過率を調節して受光領域Ｄ２＋Ｄ３・Ｄ４と、受光領域Ｄ１・Ｄ５に入射する光のバランスを補正することにより、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号の振幅のずれの発生を回避し、後段の処理回路のダイナミックレンジを超えてしまうといった問題に対処できる。
【０１７６】
ここで、例えば、メインビームの回折効率がサブビームよりも大きくなった場合では、光透過率可変部の全ての受光領域に対する光透過率を任意の同一の値に設定すると、メインビームを受光する受光領域Ｄ２＋Ｄ３・Ｄ４に受光される光は、サブビームに対応する受光領域Ｄ１・Ｄ５に比べて所定の値よりも大きくなってしまう。その場合は、メインビームに対応する光透過率可変領域Ｌ２・Ｌ４の透過率を、サブビームに対応する光透過率可変領域Ｌ１・Ｌ５の透過率よりも相対的に大きくし、受光領域Ｄ２＋Ｄ３・Ｄ４に入射する光と、受光領域Ｄ１・Ｄ５に入射する光とが同じ強度になるように補正してやればよい。
【０１７７】
また、例えば、回折素子３５ｂの製造時のばらつきにより、領域Ａ及び領域Ｂの回折効率比がばらついた場合でも、光透過率可変領域Ｌ２・Ｌ４の光透過率を調節して受光領域Ｄ２＋Ｄ３及び受光領域Ｄ４に入射する光のバランスを補正することにより、正常にフォーカスの調整を行うことができる。
【０１７８】
ここで、例えば、領域Ａにおける回折効率が領域Ｂよりも大きくなった場合では、光透過率可変部の全ての受光領域に対する光透過率を任意の同一の値に設定すると、領域Ａからの回折光を受光する受光領域Ｄ４に受光される光は、領域Ｂに対応する受光領域Ｄ２＋Ｄ３に比べて大きくなってしまう。その場合は、領域Ａに対応する光透過率可変領域Ｌ４の光透過率を光透過率可変領域Ｌ２よりも相対的に大きくし、受光領域Ｄ４に入射する光と、受光領域Ｄ２＋Ｄ３に入射する光とが同じ強度になるように補正してやればよい。
【０１７９】
また、同様にして、各受光部に用いられているフォトダイオードの個体差等を含む様々なばらつきを、受光部毎、或いは受光領域毎に補正することができる。
【０１８０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明の光半導体装置を用いれば、入射する光の光強度を、様々な条件に応じて受光部毎に調節することができ、かつ容易に小型化ができる。従って、本発明の光半導体装置、及びそれを用いた光ピックアップ装置は、ＣＤ系、ＤＶＤ系、ＢＤ系そしてＨＤ  ＤＶＤ系等の様々な光ディスクメディアに対応した再生記録装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す光半導体装置の光透過率可変部の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す光半導体装置における光透過率可変部の印加電圧−光透過率特性を示す図である。
【図４】本発明の光半導体装置の他の構成を示す断面図である。（ａ）に示す光半導体装置は単一の光透過率可変部を備えており、（ｂ）に示す光半導体装置は複数の光透過率可変部を備えている。
【図５】図１に示す光半導体装置の制御方法を示すブロック図である。
【図６】受光部の波長−光電変換効率特性を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の光ピックアップ装置の別の構成を示す図である。
【図９】図８に示す光ピックアップ装置における回折素子と光透過率可変部と受光部との構成を示す模式図である。
【図１０】従来の光半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１１】従来の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図１２】従来の集積型光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図１３】従来の集積型光ピックアップ装置の回折素子と光透過率可変部と受光部との構成を示す図である。
【図１４】透過率可変部を備えた従来の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１８３】
１    光半導体装置
２    受光部
３    受光駆動部
４    光透過率可変部（光透過率可変手段）
５    光透過率可変駆動部（光透過率可変駆動手段）
９    液晶層
１０    透明電極
１１    ガラス板
１４    半導体レーザ（光源）
２７    光ピックアップ装置
３５    回折素子（回折手段）
３５ａ  第１回折素子
３５ｂ  第２回折素子
Ｄ１〜Ｄ５  受光領域
Ｌ１〜Ｌ５  光透過率可変領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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