JP2001134953A - 光ピックアップ装置および光ディスク装置 - Google Patents
光ピックアップ装置および光ディスク装置Info
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Abstract
光源間の距離によって生じるレーザ光の光軸と対物レン
ズの光軸との距離を、簡単な装置構成で補償する。 【解決手段】 光軸が対物レンズ15の光軸と一致して
いないレーザ光源112bを使用して光ディスクの記録
または再生を行うとき、光軸間の距離を補償するための
補償指令を、光軸間距離補償手段16によって対物レン
ズ15の駆動手段15aに与える。駆動手段15aは、
この補償指令に従って対物レンズ15を駆動させ、レー
ザ光源112bの光の光軸と対物レンズ15の光軸を一
致させる。
Description
光ディスクを再生あるいは記録する光ピックアップ装置
および光ディスク装置に関し、特に異なる光の波長を使
用した光ピックアップ装置および光ディスク装置に関す
る。
置の低コスト化および高信頼性化への要求が高まってい
る。このため、光学ピックアップ部の部品点数を削減
し、部品コストを抑え、製造時の調整工程を簡略化し、
工程および市場における不良発生率を低減する必要があ
る。特に、発光素子と受光素子を単一パッケージ内に集
積化した集積光学素子は、発光点と受光点を独立に調整
する必要がないため、低コストはもちろん、製造、調整
の容易さ、信頼性において有利な点が多い。
Disc)用には、レーザカプラをはじめとして数種類の集
積光学素子が開発、実用化されている。また、さらに記
録容量を高めたDVD(Digital Versatile Disc)が実
用化され、ビデオディスク(DVD−video)やコ
ンピュータ用記憶装置(DVD−ROM)として普及率
が高まりつつあり、このDVD用光学ピックアップにつ
いてもCDと同様、部品点数の削減が行われている。
その上位機種であるDVDは実用化されて間もないこと
から、CDとDVDをともに再生可能な再生装置が求め
られている。DVD再生には波長650nmのレーザ光
源が必要だが、CD再生には波長780nmの光源が用
いられており、特に追記型CD(CD−R)は記録膜に
波長依存性の高い有機色素を用いているため、波長78
0nmでなければ再生できない。このため、CD/DV
D互換再生装置には、2波長の光源を用いた光学ピック
アップが必要である。
ップにおいても、低コスト化、高信頼性化を達成するた
めに部品点数の削減の要請があり、光路の一部共用、対
物レンズの共通化などが実施されている。またCDのレ
ーザカプラと同様に、光学系の集積化を目標として波長
780nmおよび650nmの2つのレーザダイオード
を搭載し、受光素子を含めてパッケージ化した集積光学
素子の開発も行われている。
2波長光ピックアップ装置の光学系の構成例を示す図で
ある。図6の2波長ピックアップ装置20では、2波長
レーザカプラ21は、2つの異なる波長のレーザ光源と
それぞれに対応する受光素子を一体に備えている。また
対物レンズ25は、フォーカシングおよびトラッキング
調整のために、ディスク面に垂直な方向(Z方向)およ
びディスクの半径方向(Y方向)に駆動される。2波長
レーザカプラ21から出射した光は、ウィンドウガラス
22を通り、コリメータレンズ23で平行光にされてプ
リズム24で反射され、対物レンズ25によって光ディ
スク26の信号記録面26aに集光される。信号記録面
26aで反射された光は再び対物レンズ25、プリズム
24、コリメータレンズ23、ウィンドウガラス22を
介して2波長レーザカプラ21に設けられた受光素子に
入射する。
いて述べる。図7は、図6の2波長レーザカプラの拡大
図である。第1の光源212a(ここではDVD用:波
長650nm)および第2の光源212b(ここではC
D用:波長780nm)から出射された光は、マイクロ
プリズム211に設けられたビームスプリッタ211a
によって反射され、ディスク方向に向かう。ディスク上
で反射されて返ってきた光はビームスプリッタ211a
を透過し、マイクロプリズム211の下面に形成された
ハーフミラー211bによって透過光と反射光に分岐さ
れる。透過光はそれぞれの前側の受光部213aおよび
214aによって受光される。反射光は再びマイクロプ
リズム211の上面に形成された高反射膜211cによ
って反射されて、それぞれの後側の受光部213bおよ
び214bによって受光される。
学素子を用いると、発光および受光素子から対物レンズ
に至るまでのすべての光学部品を共用することができる
ため、部品点数はCD等の単一フォーマット用光学系と
ほぼ同じになり、従来のCD/DVD共用光学系と比較
して飛躍的に部品点数を削減することができる。
レーザカプラを使用した光学系では、2つのレーザ光源
が並列に配置されているため、一方もしくは両方の光源
が、対物レンズ中心を基準とした光軸と一致しない。光
軸不一致の状態でディスクに反射した反射光は、正確に
受光部に入射しない。この場合、光学系の軸外収差によ
る再生信号の劣化や、トラッキングエラー信号のオフセ
ット、対物レンズのディスク平行方向への移動およびデ
ィスク半径方向の傾きによるRF(Radio Frequency)
信号レベル変化のアンバランス等が生じ、さまざまな環
境下におけるCDおよびDVDディスクの安定した記録
あるいは再生が困難となり、装置の信頼性上問題とな
る。
レンズまでの間にホログラム等の回折素子を設けて、複
数光源の、対物レンズ側からみた仮想発光点を1点にし
てしまう方法がある。図8は、2波長光ピックアップ装
置におけるレーザ光軸とホログラムの関係を示す図であ
る。ホログラム80は波長選択性のある回折素子で、レ
ーザ光源と対物レンズまでの光路中に配置される。図8
のように、第1の光源81が対物レンズの光軸83と一
致している場合、第1の光源81からの光はホログラム
80を透過して0次光光路81Lを通るが、第2の光源
82からの光はホログラム80で回折され、1次光光路
82Lを通る。これにより第2の光源82からの光も対
物レンズの光軸83と一致させることができ、光源の位
置による光軸ずれを解消することができる。しかしこの
方法では、ホログラム等の配置により光学部品点数の増
大を招き、またホログラムの位置を調整する工程が新た
に必要になる。したがってコストの上昇、製造調整過程
の複雑化および信頼性の低下を招くため、光学系集積化
の当初目的を達成することは困難である。
のであり、簡単な装置構成で異なる仕様の光ディスクの
記録あるいは再生可能な光ピックアップ装置を提供する
ことを目的とする。
で異なる仕様の光ディスクの記録あるいは再生可能な光
ディスク装置を提供することである。
を、異なる波長の光で記録あるいは再生する光ピックア
ップ装置において、異なる波長の光に対応する発光素子
および受光素子と、異なる波長の光に共通した対物レン
ズと、を含む光学系と、前記対物レンズを駆動する駆動
手段と、一方の波長の光の光軸に前記対物レンズの光軸
を一致させ、他方の波長の光を使用するときは前記対物
レンズの光軸と前記他方の光の光軸の距離を補償する補
償指令を前記駆動手段に与える光軸間距離補償手段と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置が、提供
される。
の波長の光を使用するディスクの記録あるいは再生をす
るときは、レーザ光軸と対物レンズ光軸との距離を補償
する補償指令が与えられるので、光軸が対物レンズの中
心に一致し、仕様の異なる光ディスクの記録あるいは再
生が精度よくできる。
波長の光で記録あるいは再生する光ピックアップ装置に
おいて、異なる波長の光に対応する発光素子および受光
素子と、異なる波長の光に共通した対物レンズと、を含
む光学系と、前記対物レンズを駆動する駆動手段と、前
記対物レンズの光軸をどの波長の光とも一致させず、使
用する光ごとに前記対物レンズの光軸とそれぞれの光の
光軸との距離を補償する補償指令を前記駆動手段に与え
る光軸間距離補償手段と、を有することを特徴とする光
ピックアップ装置が提供される。
スクの記録あるいは再生をするごとに、使用する光の光
軸と対物レンズ光軸との距離を補償する補償指令が与え
られるので、光軸が対物レンズの中心に一致し、使用の
異なる光ディスクの記録あるいは再生が精度よくでき
る。
を参照して説明する。図1は、本発明の光ディスク装置
の主要部の構成を示す図である。
異なる波長のレーザ光源112aおよび112bと、光
ディスク1によるそれぞれの反射光を受光する受光部1
13および114を備えている。2つのレーザ光源11
2aおよび112bは、光ディスク1の半径方向に平行
になるように配置されている。対物レンズ15は、駆動
手段15aによってディスク面に垂直な方向およびディ
スク半径方向に駆動され、フォーカスエラー補正および
トラッキングエラー補正を行う。
ムスプリッタ111aで反射され、コリメータレンズ1
3で平行光になり、プリズム14で反射されて、対物レ
ンズ15によって光ディスク1上の信号記録面1aに集
光される。信号記録面1aで反射された光は、対物レン
ズ15、プリズム14、コリメータレンズ13を介し
て、ビームスプリッタ111aを透過し、受光部113
で受光される。第2の光源112bを出射した光も同様
な光路を通り、受光部114で受光される。
源112aおよび112bは並列に配置されているた
め、第1の光源112aからの光の光軸を対物レンズ1
5の中心を一致させた場合、第2の光源112bからの
光は光軸不一致の状態で対物レンズ15に入射する。こ
のため、第2の光源112bからの光を使用するとき
は、光軸間距離補償手段16からの補償指令により、光
軸間の距離を補償するよう駆動手段15aによって対物
レンズ15をディスク半径方向に駆動する。
からの光の光軸の中間に対物レンズ15の中心がくるよ
う配置した場合は、それぞれの光を使用するごとに、補
償手段の指令により、光軸間の距離を補償するよう駆動
手段によって対物レンズ15をディスク半径方向に駆動
する。
ついて説明する。図2は、本発明の光ディスク装置の制
御系のブロック図である。光ディスク装置100は、ス
ピンドルモータ2によって回転駆動される光ディスク1
と、2波長光ピックアップ装置10と、2派長光ピック
アップ装置10を駆動する送りモータ3とを備えてい
る。光ディスク1としては、複数の種類の光ディスクを
選定して、それぞれ記録および再生、または再生のみで
きる。システムコントローラ7は、ディスクの種類に応
じて、2波長光ピックアップ装置10の複数のレーザ光
源のうち1つを選択する指令を、信号変復調器6および
プリアンプ4を介して2波長光ピックアップ装置10に
送出するとともに、サーボ制御回路5にレーザ光と対物
レンズの光軸間距離を補償するよう補償指令を送出す
る。
復調器6の指令にしたがって、回転する光ディスク1の
信号記録面に対して光照射を行い、情報の記録がされ
る。また、2波長光ピックアップ装置10は、光ディス
ク1の信号記録面からの反射光束に基づいて、後述する
ような光ビームを検出し、各光ビームに対応する信号を
プリアンプ4に供給する。
に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー
信号、RF信号等を生成する。再生対象とされる記録媒
体の種類に応じて、サーボ制御回路5と信号変復調器6
により、これらの信号に基づく復調および誤り訂正等の
所定の処理が行われる。
系の構成例を示す図である。また図4は、図3の2波長
レーザカプラ11の拡大図を示す図である。2波長ピッ
クアップ装置10で、2波長レーザカプラ11は、2つ
の異なる波長のレーザ光源112aおよび112bと、
それぞれに対応する受光素子113aと113bおよび
114aと114bを一体に備えている。2つのレーザ
光源は、光ディスク1の半径方向と平行になるように配
置されている。つまり、2つのレーザ光がディスクの信
号記録面1a上に形成するスポットは、ディスクの半径
方向すなわちディスクのトラックに垂直な方向に並ぶ。
また対物レンズ15は、2つのレーザ光のうち第1の光
源112aからの光と光軸が一致している。この対物レ
ンズ15は、フォーカシングおよびトラッキング調整の
ために、ディスク面に垂直方向(Z方向)およびディス
クの半径方向(Y方向)に駆動される。
イクロプリズム111に設けられたビームスプリッタ1
11aによって反射され、ウィンドウガラス12を通
り、コリメータレンズ13で平行光にされてプリズム1
4で反射され、対物レンズ15に正確に入射し、光ディ
スク1の信号記録面1aに集光される。信号記録面1a
で反射された光は再び対物レンズ15、プリズム14、
コリメータレンズ13、ウィンドウガラス12を介し
て、ビームスプリッタ111aを透過し、マイクロプリ
ズム111の下面に形成されたハーフミラー111bに
よって透過光と反射光に分岐される。透過光は前側の受
光部113aによって正しく受光される。反射光は再び
マイクロプリズム111の上面に形成された高反射膜1
11cによって反射されて、後側の受光部113bによ
って正しく受光される。
るときは、光軸の一致のための対物レンズ15に対する
特別な制御は必要ない。一方、第2の光源112bから
出射した光は、ビームスプリッタ111aによって反射
され、ウィンドウガラス12、コリメータレンズ13、
プリズム14を介し、対物レンズ15に光軸不一致の状
態で入射し、光ディスク1の信号記録面1aに集光され
る。信号記録面1aで反射された光は再び対物レンズ1
5、プリズム14、コリメータレンズ13、ウィンドウ
ガラス12を介して、ビームスプリッタ111aを透過
し、マイクロプリズム111の下面に形成されたハーフ
ミラー111bによって透過光と反射光に分岐される。
透過光は前側の受光部114aに入射し、反射光は高反
射膜111cによって反射されて、後側の受光部114
bに入射する。しかしこのとき、受光部114aおよび
114b上の正しい位置には入射しない。
信号には、光軸不一致によるオフセットが含まれる。そ
こで、第2の光源112bを使用するときは、検出され
るトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ15
の駆動機構にエラー訂正の信号、つまり対物レンズ15
の駆動電圧を発生させる命令を送出する。これにより対
物レンズ15は、第2の光源112bからの光の光軸に
一致するように制御され、受光部では正しい検出信号を
得ることができる。
物レンズ15の駆動指令を、あらかじめ測定しておい
て、第2の光源112bを使用するときは常に、この駆
動指令による駆動電圧を対物レンズ駆動機構に付加する
ことにしてもよい。この場合、装置の製造工程において
対物レンズのトラッキング駆動電圧とトラッキング変位
の関係を測定しておく。この結果からトラッキング変位
が2つのレーザ光軸間の距離となるときの駆動電圧を得
て、これを補償電圧とする。第2の光源112bが選択
されたときは、同時にこの補償電圧を加算するような指
令を対物レンズ駆動機構に与える。これにより、第2の
光源112bを使用する場合は、対物レンズ15はレン
ズ光軸とレーザ光軸が一致するように変位した位置を基
準に駆動され、レーザ光は受光素子に正しく入射する。
を求める方法として、トラッキングエラー検出方法のプ
ッシュプル法を用いて、対物レンズのトラッキング駆動
電圧と第2の光源112bの光のトラッキングエラー信
号との関係の測定値から求めてもよい。
のピットにより回折・反射されて再び対物レンズに入射
した光の強度分布が、ピットとレーザ光のスポットとの
相対的な位置変化により変化することを利用し、トラッ
クに平行な方向に分割した受光素子を用い、それぞれの
差をとることで両極性のトラッキングエラー信号が得ら
れる。つまり、トラッキングが良好な状態であれば、分
割された受光素子の検出した光強度の差は0になる。
第2の光源112bを用いて信号の記録されていない鏡
面ディスクを再生し、受光信号より合成したプッシュプ
ルトラッキングエラー信号が0になるときの対物レンズ
15の駆動電圧を測定して、これを補償電圧とする。第
2の光源112bが選択されたときは、同時にこの補償
電圧を加算するような指令を対物レンズ駆動機構に与え
る。これにより、第2の光源112bを使用する場合
は、対物レンズ15はレンズ光軸とレーザ光軸が一致す
るように変位した位置を基準に駆動され、レーザ光は受
光素子に正しく入射する。
物レンズ光軸を一方の光と一致させた例について述べた
が、両方の光とも対物レンズの光軸と一致させない場合
も考えられる。図5に、図4中の矢視Aによる2光源1
12aおよび112b部分の拡大図を示す。図5(a)
は一方の光が対物レンズ光軸Bと一致している例、
(b)は対物レンズ光軸Bが2つの光源の中心にある例
である。図5(a)および(b)では、光源112aお
よび112bを出射した光は、マイクロプリズム111
に設けられたビームスプリッタ111aによって対物レ
ンズ方向へ反射される。
1の光源112aを使用するときは特別な対物レンズ制
御をする必要はなく、第2の光源112bを使用すると
きのみ、対物レンズの光軸Bと一致させるために駆動機
構に補償信号を与えた。図5(b)の場合には、どちら
の光源を使用するときも、レーザ光軸と対物レンズ光軸
Bを一致させるための補償信号を駆動機構に与えればよ
い。
は記録時のトラッキングエラー信号から得る場合は、第
1の光源112aを使用するときは受光部113aおよ
び113bの検出信号からエラー信号を生成し、第2の
光源112bを使用するときは同様に受光部114aお
よび114bで受光すればよい。対物レンズの光軸Bは
2光源112aおよび112bの中心としたので、第2
の光源112bを使用したときの補償信号は、第1の光
源112aを使用したときの補償信号の極性を逆にした
信号となる。
も同様に、それぞれの光源を使用した場合について対物
レンズのトラッキング駆動電圧とトラッキング変位ある
いはプッシュプルトラッキングエラー信号の関係を測定
し、この値から補償信号を求めればよい。対物レンズの
光軸Bを2光源112aおよび112bの中心としたの
で、一方の光源使用時の補償信号は他方の光源使用時の
補償信号の極性を逆にしたものとなる。このように求め
た補償信号を、各光源を選択するごとに対物レンズ駆動
機構に与えることで、レーザ光軸と対物レンズ光軸は一
致し、受光部に正しく入射させることができる。
位置を2つの光の光軸の中心としたが、必ずしも中心で
なく、使用頻度の高い光に近い位置を選択することもで
きる。
の異なる2光源を用いた光ピックアップ装置において、
レーザ光と対物レンズの光軸間距離を補償する補償信号
を対物レンズの駆動手段に与えるようにしたので、光軸
ずれのない光学系を実現することができ、簡単な装置構
成で、仕様の異なる光ディスクの精度のよい記録あるい
は再生ができる。
図である。
である。
構成例を示す図である。
図である。
プリズムの拡大図である。
系の構成例を示す図である。
図である。
とホログラムの関係を示す図である。
長光ピックアップ装置、13……コリメータレンズ、1
4……プリズム、15……対物レンズ、15a……駆動
手段、16……光軸間距離補償手段、111a……ビー
ムスプリッタ、112a……レーザ光源、112b……
レーザ光源、113……受光部、114……受光部
Claims (10)
- 【請求項1】 仕様の異なる光ディスクを、異なる波長
の光で記録あるいは再生する光ピックアップ装置におい
て、 異なる波長の光に対応する発光素子および受光素子と、 異なる波長の光に共通した対物レンズと、を含む光学系
と、 前記対物レンズを駆動する駆動手段と、 一方の波長の光の光軸に前記対物レンズの光軸を一致さ
せ、他方の波長の光を使用するときは前記対物レンズの
光軸と前記他方の波長の光の光軸との距離を補償する補
償指令を前記駆動手段に与える光軸間距離補償手段と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項2】 前記補償指令を、トラッキングエラー信
号から得る補償信号としたことを特徴とする請求項1記
載の光ピックアップ装置。 - 【請求項3】 前記補償指令を、あらかじめ測定した、
プッシュプルエラー信号が0になるように前記対物レン
ズを駆動したときの補償信号とする請求項1記載の光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項4】 前記補償指令を、あらかじめ測定した、
前記対物レンズの光軸と前記他方の波長の光の光軸を一
致するように前記対物レンズを駆動したときの補償信号
とする請求項1記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項5】 仕様の異なる光ディスクを、異なる波長
の光で記録あるいは再生する光ディスク装置において、 異なる波長の光に対応する発光素子および受光素子と、 異なる波長の光に共通した対物レンズと、を含む光学系
と、 前記対物レンズを駆動する駆動手段と、 一方の波長の光の光軸に前記対物レンズの光軸を一致さ
せ、他方の波長の光を使用するときは前記対物レンズの
光軸と前記他方の波長の光の光軸との距離を補償する補
償指令を前記駆動手段に与える光軸間距離補償手段と、
を有する光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする
光ディスク装置。 - 【請求項6】 仕様の異なる光ディスクを、異なる波長
の光で記録あるいは再生する光ピックアップ装置におい
て、 異なる波長の光に対応する発光素子および受光素子と、 異なる波長の光に共通した対物レンズと、を含む光学系
と、 前記対物レンズを駆動する駆動手段と、 前記対物レンズの光軸をどの波長の光とも一致させず、
使用する光ごとに前記対物レンズの光軸とそれぞれの光
の光軸との距離を補償する補償指令を前記駆動手段に与
える光軸間距離補償手段と、を有することを特徴とする
光ピックアップ装置。 - 【請求項7】 前記補償指令を、トラッキングエラー信
号から得る補償信号としたことを特徴とする請求項6記
載の光ピックアップ装置。 - 【請求項8】 前記補償指令を、あらかじめ測定した、
プッシュプルエラー信号が0になるように前記対物レン
ズを駆動したときの補償信号とする請求項6記載の光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項9】 前記補償指令を、あらかじめ測定した、
前記対物レンズの光軸と前記他方の波長の光の光軸を一
致するように前記対物レンズを駆動したときの補償信号
とする請求項6記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項10】 仕様の異なる光ディスクを、異なる波
長の光で記録あるいは再生する光ディスク装置におい
て、 異なる波長の光に対応する発光素子および受光素子と、 異なる波長の光に共通した対物レンズと、を含む光学系
と、 前記対物レンズを駆動する駆動手段と、 前記対物レンズの光軸をどの波長の光とも一致させず、
使用する光ごとに前記対物レンズの光軸とそれぞれの光
の光軸との距離を補償する補償指令を前記駆動手段に与
える光軸間距離補償手段と、を有する光ピックアップ装
置を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31220099A JP4325042B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 光ピックアップ装置および光ディスク装置 |
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