JP2007334990A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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茂樹 堀
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Abstract

【課題】2つの対物レンズを用いる光ピックアップ装置において、ミラーのコストを抑制しながら、ミラー間の距離を縮めることができ、ひいては、対物レンズ間の距離を小さく設定できる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】ミラー104、124は方形平板形状を有し、その一辺がX軸(タンジェンシャル方向)に対して直交し、且つ、青色波長のレーザ光と赤/赤外波長のレーザ光をそれぞれ対物レンズ107、126に向かう方向(Z軸方向)に反射するよう傾斜した状態にて、ハウジング(図示せず)に固着される。ミラー104、124は、互いに対向する一辺が略当接する状態にまで接近して配置されるため、ミラー間の距離を小さくできる。また、単純な方形平板状であるため、単純な切り出し工程にて形成でき、ミラー104、124のコスト上昇を抑制できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関するものであり、特に、2つ以上の対物レンズが配された互換型の光ピックアップ装置に用いて好適なものである。
数種のディスクに対応可能な互換型光ピックアップ装置では、対物レンズを2つ以上用いる構成がとられ得る。この場合、2つの対物レンズは、ディスク径に直交する方向に並べて配置することができる。ここで、一方の対物レンズを、ディスク径上を移動するよう配置すると、他方の対物レンズは、この径から一定距離だけ離れた位置を、このディスク径に平行に移動するようになる。しかし、この場合、ディスク上のトラック方向と他方の対物レンズの関係が、光ピックアップ装置の移動に応じて変化する。この問題は、プッシュプル信号に大きな影響を与える。すなわち、対物レンズの移動に伴って、光検出器上に投影されるトラックの方向が、センサパターンの分割線に対して回転する。このため、プッシュプル信号に乱れが生じるとの問題が発生する。
この問題は、2つの対物レンズ間の距離が大きくなるほど顕著に現れる。したがって、このように対物レンズをディスク径に直交する方向に並べて配置する場合には、対物レンズ間の距離を極力小さく設定する必要がある。ここで、2つの対物レンズ間の距離は、一般に、各対物レンズの直下位置に配される2つのミラー間の距離によって決定される。
図11(a)は、従来の光学系における対物レンズとミラーの関係を示す図(上面図)である。
図示の如く、従来の光学系では、各レーザ光の入射方向に対して一辺が直交するように、方形平板状ミラー10、30が配置される。ところが、ミラー10、30をこのように配置すると、レーザ光をディスク径方向(ラジアル方向)に対して斜め方向からミラー10、30に入射させようとする場合に、ミラー10、30の角部分が接近し、このため、ミラー10、30間の距離を、各ミラーの角部分が当接するときの距離よりも縮めることができなくなる。この場合、2つの対物レンズ20、40間の距離は、ミラー10、30の角部分が当接するときの距離が最小となる。
これに対し、特許文献1に記載の発明では、図11(b)に示す如く、ミラー11、31の角部分をカットし、ミラー間の距離をさらに接近させるようにしている。この先行発明によれば、同図(a)の場合に比べ、対物レンズ20、40間の距離を接近させることができる。
特開2006−4547号公報
しかし、この先行発明によれば、ミラーの角部分をカットする工程が必要となるため、その分、ミラーのコストが上昇するとの問題が生じる。光ピックアップ装置に用いられるミラーは、通常、1枚のミラー原板をカットして形成される。このため、一つのミラーを切り出すのに要するカット工程が少ない程、低コストとなる。しかし、先行発明によれば、方形平板状にミラーを切り出した後、さらにその角部分をカットする工程が必要となるため、この工程の分、製造コストが上昇するとの問題が生じる。
そこで、本発明は、ミラーのコストを抑制しながら、ミラー間の距離を縮めることができ、ひいては、対物レンズ間の距離を小さく設定できる光ピックアップ装置を提供することを課題とする。
上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。
請求項1の発明は、光ピックアップ装置において、第1のレーザ光を収束させる第1の対物レンズと、第2のレーザ光を収束させる第2の対物レンズと、前記第1のレーザ光を前記第1の対物レンズ方向に反射する第1のミラーと、前記第2のレーザ光を前記第2の対物レンズ方向に反射する第2のミラーを備え、前記第1のミラーと前記第2のミラーは、方形形状のミラー面を有し、且つ、前記方形形状の1辺が前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズの配列方向に直交する状態でハウジングに配置されていることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の光ピックアップ装置において、前記第1のミラーと前記第2のミラーは、前記方形形状の1辺が互いに当接するか、あるいは、一定の隙間をおいて対向するようにして配置されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の光ピックアップ装置において、前記第1のミラーと前記第2のミラーは、板状ミラーにて構成されていることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3に記載の光ピックアップ装置において、前記第1のミラーと前記第2のミラーのうち少なくとも何れか一方は、前記ハウジングに配置された状態において厚み部分が重ならないよう、前記一辺を有する面が面取りされていることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項4に記載の光ピックアップ装置において、前記一辺を有する面は、前記ミラー面から厚み方向に向かって一様に幅狭となるようカットされていることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項5に記載の光ピックアップ装置において、前記一辺を有する面と反対側の面も、前記一辺を有する面と同様の状態にてカットされていることを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1ないし6の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光は、前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを介してディスク上に照射され、前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズと、前記第1のミラーおよび前記第2のミラーは、前記ディスクの径に直交する方向に配列されることを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項7に記載の光ピックアップ装置において、前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズの何れか一方が、前記ディスクの径に沿って移動するように配置されることを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項1ないし6の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光は、前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを介してディスク上に照射され、前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズと、前記第1のミラーおよび前記第2のミラーは、前記ディスクの径方向に配列されることを特徴とする。
本発明によれば、方形形状の1辺が第1の対物レンズと第2の対物レンズの配列方向に直交する状態でハウジングに配置されるため、第1のミラーと第2のミラー間の距離を小さくすることができる。また、第1のミラーと第2のミラーを、方形形状のミラー面を有する単純な板状ミラーにて構成できるため、ミラーのコスト上昇を抑制することができる。よって、本発明によれば、ミラーのコストを抑制しながら、ミラー間の距離を縮めることができる。したがって、対物レンズ間の距離を小さく設定でき、法線ズレ等の影響を抑制することができる。
さらに、請求項4の発明のように、第1のミラーと第2のミラーのうち少なくとも何れか一方の面に面取りを施すようにすると、第1のミラーと第2のミラーをさらに接近して配置することができる。したがって、対物レンズ間の距離を極めて小さく設定でき、法線ズレ等の影響を効果的に抑制することができる。
また、請求項6の発明のように、ミラーの両方の面をカットするようにすると、以下に示す実施形態において図8を参照して説明する如く、ミラーの製造コストと抑制することができる。
本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも一つの例示形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。なお、本実施の形態は、青色波長のレーザ光と、赤色波長および赤外波長のレーザ光をディスクに照射可能な互換型光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。
図1に、実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。なお、同図(a)は、光学系のうち、半導体レーザからミラーまでとミラーから光検出器までの部分の上面図であり、同図(b)は、ミラーから対物レンズまでの部分の側面図である。また、半導体レーザ101から光検出器109までは、青色波長のレーザ光を光ディスクに導くための光学系(青用光学系)であり、半導体レーザ121から光検出器127までは、赤色および赤外波長のレーザ光を光ディスクに導くための光学系(赤/赤外用光学系)である。
図示の如く、青用光学系は、半導体レーザ101と、1/2波長板102と、偏光ビームスプリッタ103と、ミラー104と、コリメートレンズ105と、1/4波長板106と、対物レンズ107と、アナモレンズ108と、光検出器109を備えている。
半導体レーザ101は、青色波長(400nm程度)のレーザ光を出射する。1/2波長板102は、偏光ビームスプリッタ103に対するレーザ光の偏光方向を調整する。すなわち、1/2波長板102をレーザ光の光軸を軸として回転させることにより、偏光ビームスプリッタ103に対するレーザ光の偏光方向を変化させることができる。偏光ビームスプリッタ103に対するレーザ光の偏光方向を変化させることにより、偏光ビームスプリッタ103を透過するレーザ光の光量と、偏光ビームスプリッタ103によって反射されるレーザ光の光量を変化させることができる。
なお、偏光ビームスプリッタ103によって反射されたレーザ光を光検出器(図示せず)にて受光して半導体レーザ101の出射パワーをモニタする場合には、この光検出器に適正光量のレーザ光が導かれるよう、1/2波長板102の回転位置が調整される。
偏光ビームスプリッタ103は、1/2波長板102側から入射されるレーザ光を透過するとともに、ミラー104側から入射されるレーザ光を反射する。ミラー104は、偏光ビームスプリッタ103を透過したレーザ光をコリメートレンズ105側に反射する。なお、ミラー104の形状および配置については、追って、図2を参照して説明する。
コリメートレンズ105は、ミラー104から入射されたレーザ光を平行光に変換する。1/4波長板106は、コリメートレンズ105から入射されるレーザ光を円偏光に変換するとともに、ディスク100からの反射光を、ディスク100へ入射される際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスク100によって反射されたレーザ光は偏光ビームスプリッタ103によって反射される。
対物レンズ107は、青色波長のレーザ光を、対応するディスク上に適正に収束できるよう設計されている。アナモレンズ108は、集光レンズとシリンドリカルレンズから構成され、ディスク100からの反射光に非点収差を導入する。光検出器109は、アナモレンズ108によって収束されたレーザ光受光して、その強度分布から再生RF信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサパターンを有している。
なお、青用光学系には、フォーカスエラー信号の生成手法として非点収差法が適用され、また、トラッキングエラー信号の生成手法として1ビームプッシュプル法が適用されている。
赤/赤外用光学系は、半導体レーザ121と、光学素子122と、ハーフミラー123と、ミラー124と、コリメートレンズ125と、対物レンズ126と、光検出器127を備えている。
半導体レーザ121は、赤色波長(650nm程度)のレーザ光と、赤外波長(780nm程度)のレーザ光を出射する。光学素子122は、回折格子と1/4波長板を組み合わせて構成されている。半導体レーザ121からのレーザ光は、光学素子122の構成素子のうち回折格子によって3ビームに分割され、さらに、1/4波長板によって円偏光に変換される。
ハーフミラー123は、光学素子122側から入射されるレーザ光の一部をミラー124側に反射する。ミラー124は、ハーフミラー123によって反射されたレーザ光をコリメートレンズ125側に反射する。なお、ミラー125の形状および配置については、追って、図2を参照して説明する。
コリメートレンズ125は、ミラー124から入射されたレーザ光を平行光に変換する。なお、コリメートレンズ125に入射されるレーザ光は、ハウジング(図示せず)のコリメートレンズ125装着部に形成された孔によって開口制限される。対物レンズ126は、赤色/赤外波長のレーザ光を、対応するディスク上に適正に収束できるよう設計されている。
ディスク100からの反射光は、ディスク入射時の光路を逆行し、ハーフミラー123に入射され、その一部が、ハーフミラー123を透過する。ここで、ハーフミラー123は、ディスク100からの反射光の光軸に対して一定角度(たとえば45°)だけ傾いて配置されている。ディスク100からの反射光は、このように配置されたハーフミラー123に、収束光の状態で入射する。このため、ハーフミラー123を透過したレーザ光に非点収差が導入される。
光検出器127は、ハーフミラー123を透過したレーザ光を受光する。光検出器127は、受光したレーザ光の強度分布から再生RF信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサパターンを有している。
なお、赤・赤外用光学系には、フォーカスエラー信号の生成手法として非点収差法が適用され、また、トラッキングエラー信号の生成手法としてDPP(Differential Push Pull)法が適用されている。
2つの対物レンズ107、126は、ホルダー131に保持されている。対物レンズアクチュエータ132は、サーボ信号に応じて、ホルダー131をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。これにより、対物レンズ107、126はフォーカス方向およびトラッキング方向に一体的に駆動される。
なお、本実施の形態における光学系のうち、図1(a)の部分は、レーザ光の光軸が、一つのX−Y平面上に載るように配置されている。また、図1(a)において、直線Lに対する青色波長のレーザ光の入射角α1と、赤/赤外波長のレーザ光の入射角α2は相違している。たとえば、青色波長のレーザ光の入射角α1は30°、赤/赤外波長のレーザ光の入射角α2は45°に設定される。
図2は、ミラー104、124の形状および配置を示す図である。なお、同図(a)は、ハウジングに配置された状態のミラー104、124を上面側(図1に示すZ軸方向)から見たときの図、同図(b)は、ハウジングに配置された状態のミラー104、124を側面側(図1に示すY軸方向)から見たときの図である。
図示の如く、ミラー104、124は方形平板状の形状を有する。また、ミラー104、124は、その一辺がX軸に対して直交し、且つ、青色波長のレーザ光と赤/赤外波長のレーザ光をそれぞれ対物レンズ107、126に向かう方向(Z軸方向)に反射するよう傾斜した状態にて、ハウジング(図示せず)に固着されている。ミラー104、124は、互いに対向する一辺が略当接する状態にまで接近して配置されている。なお、ハウジングには、ミラー104、124をこの状態にて装着できるような台座が形成されている。
なお、ミラー104、124は、対応する波長のレーザ光を反射する反射面が形成されたミラー原板を、たとえば、図3(a)に示すように直線状(同図点線)にカットし、さらに、同図(b)に示すように、カットした断片を重ねた状態で直線状(同図点線)にカットして形成される。
図4(a)は、図2に示すようにしてミラー104、124を配置したときの対物レンズ107、126とミラー104、124の関係を示す図である。なお、同図には、X軸方向がラジアル方向に直交する方向(タンジェンシャル方向)となるようにピックアップの光学系を配置した場合の例が示されている。また、同図(b)には、比較例として、図11(a)に示す従来例の構成が示されている。
図示の如く、本実施の形態によれば、従来例に比べ、ミラー104、124間の距離D1を小さくすることができる。よって、従来例に比べ、対物レンズ107の法線ズレ量を抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、ミラー104、124の形状が方形平板状であるため、図3に示す如く、単純な切り出し工程にてミラー104、124を形成することができる。よって、図11(b)に示す従来例のミラーに比べ、ミラーのコスト低減を図ることができ、その分、光ピックアップ装置のコストを抑制することができる。
図5は、ミラー104、124の変更例を示す図である。
この変更例では、ミラー104、124の対向面が斜めにカット(Cカット)されている。この場合、ミラー104、124は、上記図3(a)の場合と同様、対応する波長のレーザ光を反射する反射面が形成されたミラー原板を、上記図3(a)の場合と同様、まず、直線状(図5(a)の点線直線)にカットし、次に、カットした部分を斜め(図5(a)の点線斜線)にカットし、さらに、図5(b)に示すように、カット後の断片を重ねた状態で直線状(同図点線)にカットして形成される。
図6は、図5に示す工程にて生成されたミラー104、124を光ピックアップ装置内の光学系に配置した状態を示す図である。図6の光学系では、図1に比べ、ミラー104、124の形状のみが相違している。
図7は、ミラー104、124の配置状態を示す図である。なお、同図(a)は、ハウジングに配置された状態のミラー104、124を上面側(図6に示すZ軸方向)から見たときの図、同図(b)は、ハウジングに配置された状態のミラー104、124を側面側(図6に示すY軸方向)から見たときの図である。
図示の如く、ミラー104、124は、Cカットされた部分の一辺がX軸に対して直交し、且つ、青色波長のレーザ光と赤/赤外波長のレーザ光をそれぞれ対物レンズ107、126に向かう方向(Z軸方向)に反射するよう傾斜した状態にて、ハウジング(図示せず)に固着される。また、ミラー104、124は、互いに対向する一辺が略当接する状態にまで接近して配置されている。
この変更例によれば、ミラー104、124の対向面がそれぞれ傾斜面とされているため、上記図1ないし図4に示す実施形態に比べ、ミラー104、124間の距離D2をさらに小さくすることができる。よって、上記実施の形態に比べ、対物レンズ107の法線ズレ量をさらに抑制することができる。
なお、ミラー104、124の対向面のうち何れか一方のみを傾斜面とした場合も、上記図1ないし図4に示す実施形態に比べ、ミラー104、124をさらに接近させることができる。よって、上記実施の形態に比べ、対物レンズ107の法線ズレ量をさらに抑制することができる。
ただし、図5ないし図7に示す変更例によれば、ミラー104、124の対向面を傾斜面とする工程が必要となるため、その分、上記実施の形態に比べ、ミラー104、124のコストが上昇する。しかし、ミラー104、124の対向面と反対側の面も対向面と同様に傾斜面とすることにより、かかるコスト上昇の問題を解消することができる。
図8は、この場合のミラー切り出し工程を示す図である。
この場合、ミラー104、124は、対応する波長のレーザ光を反射する反射面が形成されたミラー原板を、同図(a)に示すように斜め(同図点線)にカットし、さらに、同図(b)に示すように、カットした断片を重ねた状態で直線状(同図点線)にカットして形成される。
図9は、図8に示す工程にて生成されたミラー104、124を光ピックアップ装置内の光学系に配置した状態を示す図である。図9の光学系では、図1に比べ、ミラー104、124の形状のみが相違している。
この構成例によれば、上記図3の場合と同じ工程数にてミラーの切り出しが行えるので、ミラー製造コストの上昇を抑制することができる。よって、光ピックアップ装置のコストを、上記図3の場合と同程度にまで抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、上記のものに限定されない。
たとえば、上記実施の形態では、対物レンズ107、126にそれぞれ青色波長のレーザ光と、赤/赤外波長のレーザ光を入射させるようにしたが、各対物レンズに入射させるレーザ光は、これに限定されず、光ピックアップ装置の仕様に応じて適宜変更され得るものである。
また、上記実施の形態では、対物レンズ107、126をタンジェンシャル方向に配置する例を示したが、対物レンズ107、126の配置方向はタンジェンシャル方向に限るものではない。
たとえば、図10に示す如く、対物レンズ107、126をラジアル方向に配置する光ピックアップ装置に本発明を適用することも可能である。この場合、対物レンズ107、126間の距離を小さくできるので、たとえば、対物レンズ126をディスク最内周位置に位置づけたときに、対物レンズ107がディスク最内周位置からさらにスピンドルモータ側に入り込むストローク量を抑制することができる。よって、光ピックアップ装置の送り機構の大型化を抑制することができる。
さらに、上記実施の形態では、フォーカスエラー信号の生成手法とトラッキングエラー信号の生成手法として、青用光学系に非点収差法と1ビームプッシュプル法を適用し、赤用光学系に非点収差法とDPP法を適用した例を示したが、フォーカスエラー信号の生成手法とトラッキングエラー信号の生成手法はこれに限定されるものでない。光ピックアップ装置の光学系は、フォーカスエラー信号の生成手法とトラッキングエラー信号の生成手法に応じて適宜変更され得る。
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図 実施の形態に係るミラーの形状および配置を説明する図 実施の形態に係るミラーの切り出し工程を説明する図 実施の形態に係る対物レンズとミラーの関係を説明する図 実施の形態に係るミラーの切り出し工程の変更例を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図 実施の形態に係るミラーの形状および配置の変更例を説明する図 実施の形態に係るミラーの切り出し工程の変更例を示す図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図 従来例を説明する図
符号の説明
101 半導体レーザ(青色波長)
104 ミラー
107 対物レンズ
121 半導体レーザ(赤/赤外波長)
124 ミラー
126 対物レンズ

Claims (9)

  1. 第1のレーザ光を収束させる第1の対物レンズと、
    第2のレーザ光を収束させる第2の対物レンズと、
    前記第1のレーザ光を前記第1の対物レンズ方向に反射する第1のミラーと、
    前記第2のレーザ光を前記第2の対物レンズ方向に反射する第2のミラーを備え、
    前記第1のミラーと前記第2のミラーは、方形形状のミラー面を有し、且つ、前記方形形状の1辺が前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズの配列方向に直交する状態でハウジングに配置されている、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
    前記第1のミラーと前記第2のミラーは、前記方形形状の1辺が互いに当接するか、あるいは、一定の隙間をおいて対向するようにして配置されている、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  3. 請求項1または2に記載の光ピックアップ装置において、
    前記第1のミラーと前記第2のミラーは、板状ミラーにて構成されている、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  4. 請求項3に記載の光ピックアップ装置において、
    前記第1のミラーと前記第2のミラーのうち少なくとも何れか一方は、前記ハウジングに配置された状態において厚み部分が重ならないよう、前記一辺を有する面が面取りされている、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  5. 請求項4に記載の光ピックアップ装置において、
    前記一辺を有する面は、前記ミラー面から厚み方向に向かって一様に幅狭となるようカットされている、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  6. 請求項5に記載の光ピックアップ装置において、
    前記一辺を有する面と反対側の面も、前記一辺を有する面と同様の状態にてカットされている、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  7. 請求項1ないし6の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
    前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光は、前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを介してディスク上に照射され、
    前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズと、前記第1のミラーおよび前記第2のミラーは、前記ディスクの径に直交する方向に配列される、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  8. 請求項7に記載の光ピックアップ装置において、
    前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズの何れか一方が、前記ディスクの径に沿って移動するように配置される
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  9. 請求項1ないし6の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
    前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光は、前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを介してディスク上に照射され、
    前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズと、前記第1のミラーおよび前記第2のミラーは、前記ディスクの径方向に配列される、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
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