JP2795233B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- JP2795233B2 JP2795233B2 JP7252883A JP25288395A JP2795233B2 JP 2795233 B2 JP2795233 B2 JP 2795233B2 JP 7252883 A JP7252883 A JP 7252883A JP 25288395 A JP25288395 A JP 25288395A JP 2795233 B2 JP2795233 B2 JP 2795233B2
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- objective lens
- lens
- light
- optical head
- head device
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/139—Numerical aperture control means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/001—Axicons, waxicons, reflaxicons
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
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- G11B7/1372—Lenses
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
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- G—PHYSICS
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/094—Methods and circuits for servo offset compensation
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の記
録・再生を行う記録再生装置に用いられる光ヘッド装置
に関する。
録・再生を行う記録再生装置に用いられる光ヘッド装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光ディスク装置においては、高速
アクセス化するため、分離型光学ヘッド等、種々の提案
がされてきた。しかし、このような情報記録媒体の高速
アクセス方式については、磁気ディスク装置と比較し
て、光ヘッド重量が重いこと、フォーカシング、トラッ
キング制御をするためのレンズアクチュエータがあるこ
との理由で、物理的にアクセスタイムの限界があった。
反面、光ディスク装置は、トラック密度だけでも磁気デ
ィスク装置の約10倍の大容量となっているため、情報
検索時の光学ヘッド移動量は、磁気ディスク装置と比較
して単位情報あたり約1/10となっている。したがっ
て実際、頻繁に行われている情報検索時のトラック数
は、約100トラック程度と狭い範囲が大半であり、光
ヘッドの移動量は約±0.1mm〜±0.2mm程度と
なっている。
アクセス化するため、分離型光学ヘッド等、種々の提案
がされてきた。しかし、このような情報記録媒体の高速
アクセス方式については、磁気ディスク装置と比較し
て、光ヘッド重量が重いこと、フォーカシング、トラッ
キング制御をするためのレンズアクチュエータがあるこ
との理由で、物理的にアクセスタイムの限界があった。
反面、光ディスク装置は、トラック密度だけでも磁気デ
ィスク装置の約10倍の大容量となっているため、情報
検索時の光学ヘッド移動量は、磁気ディスク装置と比較
して単位情報あたり約1/10となっている。したがっ
て実際、頻繁に行われている情報検索時のトラック数
は、約100トラック程度と狭い範囲が大半であり、光
ヘッドの移動量は約±0.1mm〜±0.2mm程度と
なっている。
【0003】従来、この±0.1mm〜±0.2mm程
度の範囲で高速に情報を読み出すためには、レンズアク
チュエータによるアクセスが行われる。レンズアクチュ
エータは、可動部が対物レンズのみとなっているため、
光ヘッド全体を移動させるキャリッジモータに比較して
加速度感度に優れている。しかし、対物レンズには光デ
ィスクの情報を読み出すため半導体レーザの光が入射さ
れており、かつ、光ディスクからの反射光を光検出器に
導く光学系が配置されている。そのため、対物レンズ
は、トラック方向に大きく移動させると、光軸がずれて
光検出器に反射光が導けなくなり、再生信号の劣化やサ
ーボエラー信号のオフセットが発生するため、狭い範囲
でしか移動できない。
度の範囲で高速に情報を読み出すためには、レンズアク
チュエータによるアクセスが行われる。レンズアクチュ
エータは、可動部が対物レンズのみとなっているため、
光ヘッド全体を移動させるキャリッジモータに比較して
加速度感度に優れている。しかし、対物レンズには光デ
ィスクの情報を読み出すため半導体レーザの光が入射さ
れており、かつ、光ディスクからの反射光を光検出器に
導く光学系が配置されている。そのため、対物レンズ
は、トラック方向に大きく移動させると、光軸がずれて
光検出器に反射光が導けなくなり、再生信号の劣化やサ
ーボエラー信号のオフセットが発生するため、狭い範囲
でしか移動できない。
【0004】図4は、従来の光ヘッド装置を示す全体構
成図である。以下、この図面に基づき説明する。
成図である。以下、この図面に基づき説明する。
【0005】従来の光ヘッド装置50は、半導体レーザ
52と、光検出器54と、半導体レーザ52からの出射
光を対物レンズ56等により光ディスク58に集光し、
その反射光を光検出器54に導く光学系60とを備えて
いる。光学系60は、対物レンズ56、回折格子62、
ビームスプリッタ64等によって構成されている。
52と、光検出器54と、半導体レーザ52からの出射
光を対物レンズ56等により光ディスク58に集光し、
その反射光を光検出器54に導く光学系60とを備えて
いる。光学系60は、対物レンズ56、回折格子62、
ビームスプリッタ64等によって構成されている。
【0006】ここで、半導体レーザ52から出射した光
は、回折格子62を透過することによりトラッキングエ
ラー信号を検出するための3ビームを作成し、次にビー
ムスプリッタ64で反射して対物レンズ56によって集
光される。3ビームは、記録再生用の0次光(主ビー
ム)と、トラッキング用の±1次光(副ビーム)とから
なる。光ディスク58の信号面からの反射光は、対物レ
ンズ56とビームスプリッタ64を介して光検出器54
の受光面に入射し、電気信号に変換される。
は、回折格子62を透過することによりトラッキングエ
ラー信号を検出するための3ビームを作成し、次にビー
ムスプリッタ64で反射して対物レンズ56によって集
光される。3ビームは、記録再生用の0次光(主ビー
ム)と、トラッキング用の±1次光(副ビーム)とから
なる。光ディスク58の信号面からの反射光は、対物レ
ンズ56とビームスプリッタ64を介して光検出器54
の受光面に入射し、電気信号に変換される。
【0007】光ディスク58の面ぶれに追従させて微小
スポットを制御するための、フォーカシングエラー信号
検出について説明する。光ディスク58で反射した光
は、再び対物レンズ56に入射してビームスプリッタ6
4を透過する際に、非点収差を発生させる。このビーム
スプリッタ64を透過した光を、光検出器54に入射さ
せることにより、フォーカシングエラー信号検出を行
う。これは、従来からある非点収差法である。
スポットを制御するための、フォーカシングエラー信号
検出について説明する。光ディスク58で反射した光
は、再び対物レンズ56に入射してビームスプリッタ6
4を透過する際に、非点収差を発生させる。このビーム
スプリッタ64を透過した光を、光検出器54に入射さ
せることにより、フォーカシングエラー信号検出を行
う。これは、従来からある非点収差法である。
【0008】光ディスク58の偏心に追従させるため
の、トラッキングエラー信号検出について説明する。前
述の回折格子62で作製した3ビームを光ディスク58
に照射し、±1次光をトラッキングピットの両サイドに
位置するよう回折格子62の回転位置を設定し、±1次
光の信号の差を取ることでトラッキングエラー検出を行
う。
の、トラッキングエラー信号検出について説明する。前
述の回折格子62で作製した3ビームを光ディスク58
に照射し、±1次光をトラッキングピットの両サイドに
位置するよう回折格子62の回転位置を設定し、±1次
光の信号の差を取ることでトラッキングエラー検出を行
う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図5及び図7は、従来
の光ヘッド装置50における対物レンズ56近傍を示す
部分構成図である。図6は図5の状態におけるトラッキ
ングエラー信号を示す波形図であり、図8は図7の状態
におけるトラッキングエラー信号を示す波形図である。
以下、図4乃至図8に基づき説明する。
の光ヘッド装置50における対物レンズ56近傍を示す
部分構成図である。図6は図5の状態におけるトラッキ
ングエラー信号を示す波形図であり、図8は図7の状態
におけるトラッキングエラー信号を示す波形図である。
以下、図4乃至図8に基づき説明する。
【0010】図5は、対物レンズ56の中心軸bが、半
導体レーザ52側から対物レンズ56へ入射する光束A
の中心軸aと一致している場合を示している。この場合
は、図6に示すように、トラッキングエラー信号は問題
なく検出することができる。
導体レーザ52側から対物レンズ56へ入射する光束A
の中心軸aと一致している場合を示している。この場合
は、図6に示すように、トラッキングエラー信号は問題
なく検出することができる。
【0011】図7は、対物レンズ56がトラッキング方
向へ移動した結果、対物レンズ56の中心軸bが光束A
の中心軸aからかなりずれた場合を示している。この場
合は、光束Aのうち対物レンズ56ヘ入射しない部分が
多く発生することにより、図8に示すように、トラッキ
ングエラー信号は信号振幅が減少するとともにオフセッ
トが発生する。トラッキングエラー信号にオフセットが
発生すれば、トラックサーボが不安定となるために再生
特性が劣化し、次第に再生ができなくなることになる。
向へ移動した結果、対物レンズ56の中心軸bが光束A
の中心軸aからかなりずれた場合を示している。この場
合は、光束Aのうち対物レンズ56ヘ入射しない部分が
多く発生することにより、図8に示すように、トラッキ
ングエラー信号は信号振幅が減少するとともにオフセッ
トが発生する。トラッキングエラー信号にオフセットが
発生すれば、トラックサーボが不安定となるために再生
特性が劣化し、次第に再生ができなくなることになる。
【0012】したがって、従来の光ヘッド装置におい
て、対物レンズをトラック方向に大きく移動させると、
光軸がずれて光検出器に反射光が導けなくなり、再生信
号の劣化やサーボエラー信号のオフセットが発生する。
そのため、対物レンズを狭い範囲でしか移動できないの
で、高速アクセス化が達成できないという問題があっ
た。
て、対物レンズをトラック方向に大きく移動させると、
光軸がずれて光検出器に反射光が導けなくなり、再生信
号の劣化やサーボエラー信号のオフセットが発生する。
そのため、対物レンズを狭い範囲でしか移動できないの
で、高速アクセス化が達成できないという問題があっ
た。
【0013】また、従来の高速アクセス方式として、例
えば、粗アクチュエータと密アクチュエータにシーク動
作を振り分け制御する方式(特開平1−290176号
公報)や、対物レンズの中立を保持しながら、キャリッ
ジ主体でシークを行う2段サーボ方式(特開平5−60
923号公報、特開平4−60923号公報)が提案さ
れていた。
えば、粗アクチュエータと密アクチュエータにシーク動
作を振り分け制御する方式(特開平1−290176号
公報)や、対物レンズの中立を保持しながら、キャリッ
ジ主体でシークを行う2段サーボ方式(特開平5−60
923号公報、特開平4−60923号公報)が提案さ
れていた。
【0014】しかし、このような高速アクセス方式で
は、対物レンズの可動範囲が従来のままであるため、光
ヘッド装置の重量に関わるアクセスタイムの限界がある
ばかりか、逆にキャリッジモータの大型化にもつながっ
ていた。
は、対物レンズの可動範囲が従来のままであるため、光
ヘッド装置の重量に関わるアクセスタイムの限界がある
ばかりか、逆にキャリッジモータの大型化にもつながっ
ていた。
【0015】
【発明の目的】本発明の目的は、光ディスクに対してレ
ーザスポットを照射し、光ディスクの記録面に記録され
ている変調された信号を検出することによって記録情報
を読み出すように構成されている光ディスクの記録再生
装置において、光ディスクに記録されている情報を高速
にアクセスすることが可能な光ヘッド装置を提供するこ
とを目的とする。
ーザスポットを照射し、光ディスクの記録面に記録され
ている変調された信号を検出することによって記録情報
を読み出すように構成されている光ディスクの記録再生
装置において、光ディスクに記録されている情報を高速
にアクセスすることが可能な光ヘッド装置を提供するこ
とを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光ヘッド装
置は、レーザ光源からの出射光を対物レンズ等により光
ディスクに集光し、その反射光を光検出器に導く光学系
を有するものであり、前記レーザ光源側から前記対物レ
ンズへ入射する光束のビーム径を拡大するビーム径拡大
レンズが前記光学系中に設けられたことを特徴としてい
る。前記ビーム径拡大レンズは、前記対物レンズのトラ
ック方向可動範囲全体に前記ビーム径を拡大する円錐状
レンズである。
置は、レーザ光源からの出射光を対物レンズ等により光
ディスクに集光し、その反射光を光検出器に導く光学系
を有するものであり、前記レーザ光源側から前記対物レ
ンズへ入射する光束のビーム径を拡大するビーム径拡大
レンズが前記光学系中に設けられたことを特徴としてい
る。前記ビーム径拡大レンズは、前記対物レンズのトラ
ック方向可動範囲全体に前記ビーム径を拡大する円錐状
レンズである。
【0017】
【作用】本発明に係る光ヘッド装置では、レーザ光源か
らの出射光を微小スポットとして集光し、この集光点か
らの反射光を光検出器に導く構成の光学系において、対
物レンズをトラック方向に大きく移動させても、光軸の
ずれが発生しなく、光検出器に反射光が導けるように構
成している。そのため、再生信号の劣化やサーボエラー
信号のオフセットを発生させないで、広い範囲のトラッ
ク方向の移動でアクセスが可能となる。したがって、対
物レンズのみのアクセス範囲が広がるため、従来の光デ
ィスク装置に比べて、大幅な高速アクセスが達成でき
る。
らの出射光を微小スポットとして集光し、この集光点か
らの反射光を光検出器に導く構成の光学系において、対
物レンズをトラック方向に大きく移動させても、光軸の
ずれが発生しなく、光検出器に反射光が導けるように構
成している。そのため、再生信号の劣化やサーボエラー
信号のオフセットを発生させないで、広い範囲のトラッ
ク方向の移動でアクセスが可能となる。したがって、対
物レンズのみのアクセス範囲が広がるため、従来の光デ
ィスク装置に比べて、大幅な高速アクセスが達成でき
る。
【0018】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る光ヘッド装
置の一実施形態を示す全体構成図である。以下、図1に
基づき説明する。ただし、図4と同一部分は同一符号を
付すことにより重複説明を省略する。
置の一実施形態を示す全体構成図である。以下、図1に
基づき説明する。ただし、図4と同一部分は同一符号を
付すことにより重複説明を省略する。
【0019】本発明に係る光ヘッド装置10は、レーザ
光源としての半導体レーザ52と、光検出器54と、半
導体レーザ52からの出射光を対物レンズ56等により
光ディスク58に集光し、その反射光を光検出器54に
導く光学系12とを備えている。そして、光学系12中
に円錐状レンズ14が設けられていることを特徴として
いる。円錐状レンズ14は、半導体レーザ52側から対
物レンズ56へ入射する光束Aのビーム径を拡大する、
ビーム径拡大レンズとして作用する。ビーム径拡大レン
ズとしては、凹レンズ等を用いることも可能である。
光源としての半導体レーザ52と、光検出器54と、半
導体レーザ52からの出射光を対物レンズ56等により
光ディスク58に集光し、その反射光を光検出器54に
導く光学系12とを備えている。そして、光学系12中
に円錐状レンズ14が設けられていることを特徴として
いる。円錐状レンズ14は、半導体レーザ52側から対
物レンズ56へ入射する光束Aのビーム径を拡大する、
ビーム径拡大レンズとして作用する。ビーム径拡大レン
ズとしては、凹レンズ等を用いることも可能である。
【0020】半導体レーザ52から放射された光は、ト
ラッキングエラー信号を作成するための回折格子62を
通り、ビームスプリッタ64で光路を変換し、円錐状レ
ンズ14を通って、対物レンズ56に入射する。光束A
は、円錐状レンズ14を通ることによってビーム径が拡
大されて、光束A’となる。光束A’は、対物レンズ5
6に入射することにより微小スポットに集光され、光デ
ィスク58に照射される。光ディスク58に照射された
光は、光ディスク58に記録されている情報を反射し、
再び対物レンズ56に入射し逆の光路を通る。対物レン
ズ56を透過した光は、再び円錐状レンズ14に入射す
ることによってビーム径が縮小され、ビームスプリッタ
64を透過し、非点収差を発生することによりフォーカ
スエラー信号を作成して光検出器54に導かれる。
ラッキングエラー信号を作成するための回折格子62を
通り、ビームスプリッタ64で光路を変換し、円錐状レ
ンズ14を通って、対物レンズ56に入射する。光束A
は、円錐状レンズ14を通ることによってビーム径が拡
大されて、光束A’となる。光束A’は、対物レンズ5
6に入射することにより微小スポットに集光され、光デ
ィスク58に照射される。光ディスク58に照射された
光は、光ディスク58に記録されている情報を反射し、
再び対物レンズ56に入射し逆の光路を通る。対物レン
ズ56を透過した光は、再び円錐状レンズ14に入射す
ることによってビーム径が縮小され、ビームスプリッタ
64を透過し、非点収差を発生することによりフォーカ
スエラー信号を作成して光検出器54に導かれる。
【0021】光束A’は対物レンズ56へ入射できる範
囲が広くなっているので、対物レンズ56をトラッキン
グ方向に移動させた場合のアクセス範囲を広くすること
ができる。
囲が広くなっているので、対物レンズ56をトラッキン
グ方向に移動させた場合のアクセス範囲を広くすること
ができる。
【0022】図2は、図1の光ヘッド装置における対物
レンズ近傍を示す部分構成図である。図3は図2の状態
におけるトラッキングエラー信号を示す波形図である。
以下、図1乃至図3に基づき説明する。
レンズ近傍を示す部分構成図である。図3は図2の状態
におけるトラッキングエラー信号を示す波形図である。
以下、図1乃至図3に基づき説明する。
【0023】対物レンズ56に入射する光束Aのビーム
径を円錐状レンズ14によって拡大しているため、図2
に示すように対物レンズ56をトラッキング方向へ移動
した場合において、トラッキングエラー信号にオフセッ
トが発生しない範囲を広くできる。
径を円錐状レンズ14によって拡大しているため、図2
に示すように対物レンズ56をトラッキング方向へ移動
した場合において、トラッキングエラー信号にオフセッ
トが発生しない範囲を広くできる。
【0024】
【発明の効果】本発明に係る光ヘッド装置によれば、光
ディスク装置の高速アクセス化方式に関して、対物レン
ズのトラッキング方向への移動できる範囲を広げること
で、狭い記録範囲での高速アクセスシステムが可能とな
る。したがって、従来光ディスク装置の高速アクセス化
について提案されてきた、ヘッド送り機構の大型化/コ
ストアップという問題に関係なく、低コストで小型かつ
加速度感度に優れたアクセス機構が達成できる。その理
由は、円錐状レンズ等のビーム径拡大レンズを用いるこ
とで、対物レンズに入射する光束のビーム径が大きくな
り、対物レンズのみでのアクセスが可能となるためであ
る。
ディスク装置の高速アクセス化方式に関して、対物レン
ズのトラッキング方向への移動できる範囲を広げること
で、狭い記録範囲での高速アクセスシステムが可能とな
る。したがって、従来光ディスク装置の高速アクセス化
について提案されてきた、ヘッド送り機構の大型化/コ
ストアップという問題に関係なく、低コストで小型かつ
加速度感度に優れたアクセス機構が達成できる。その理
由は、円錐状レンズ等のビーム径拡大レンズを用いるこ
とで、対物レンズに入射する光束のビーム径が大きくな
り、対物レンズのみでのアクセスが可能となるためであ
る。
【図1】本発明に係る光ヘッド装置の一実施形態を示す
全体構成図である。
全体構成図である。
【図2】図1の光ヘッド装置における対物レンズ近傍を
示す部分構成図である。
示す部分構成図である。
【図3】図2の状態におけるトラッキングエラー信号を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図4】従来の光ヘッド装置を示す全体構成図である。
【図5】図4の光ヘッド装置における対物レンズ近傍を
示す部分構成図である。
示す部分構成図である。
【図6】図5の状態におけるトラッキングエラー信号を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図7】図4の光ヘッド装置における対物レンズ近傍を
示す部分構成図である。
示す部分構成図である。
【図8】図7の状態におけるトラッキングエラー信号を
示す波形図である。
示す波形図である。
10 光ヘッド装置 12 光学系 14 円錐状レンズ(ビーム径拡大レンズ) 52 半導体レーザ(レーザ光源) 54 光検出器 56 対物レンズ 58 光ディスク A 半導体レーザ側から対物レンズへ入射する光束
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザ光源からの出射光を対物レンズ等
により光ディスクに集光し、その反射光を光検出器に導
く光学系を有する光ヘッド装置において、 前記レーザ光源側から前記対物レンズへ入射する光束の
ビーム径を拡大するビーム径拡大レンズが前記光学系中
に設けられ、 前記ビーム径拡大レンズは、前記対物レンズのトラック
方向可動範囲全体に前記ビーム径を拡大する円錐状レン
ズである、 ことを特徴とする光ヘッド装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7252883A JP2795233B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光ヘッド装置 |
US08/710,846 US5708642A (en) | 1995-09-29 | 1996-09-23 | Optical head device with lens system for increasing beam diameter of light to be incident on objective lens |
KR1019960041877A KR970017263A (ko) | 1995-09-29 | 1996-09-24 | 대물 렌즈에 입사될 광의 빔 직경을 증가시키기 위한 렌즈계를 갖는 광 헤드 장치 |
EP96115561A EP0766237A1 (en) | 1995-09-29 | 1996-09-27 | Optical head device with lens system for increasing beam diameter of light to be incident on objective lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7252883A JP2795233B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光ヘッド装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0991747A JPH0991747A (ja) | 1997-04-04 |
JP2795233B2 true JP2795233B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
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