JP3123216B2 - 光磁気ヘッド装置 - Google Patents

光磁気ヘッド装置

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JP3123216B2
JP3123216B2 JP04140832A JP14083292A JP3123216B2 JP 3123216 B2 JP3123216 B2 JP 3123216B2 JP 04140832 A JP04140832 A JP 04140832A JP 14083292 A JP14083292 A JP 14083292A JP 3123216 B2 JP3123216 B2 JP 3123216B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクに情報
の記録、再生、あるいは消去を行うための光磁気ヘッド
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光磁気ヘッド装置の小型、低価格
化を目的として、誤差信号検出や情報信号検出に回折素
子を用いた構成が提案されている。
【0003】図8に回折素子を用いた従来の光磁気ヘッ
ド装置の構成例を示す(例えば特開平3−29137号
公報)。光源の半導体レーザ1からの出射光はコリメー
タレンズ2で平行光に変換され、ビームスプリッタ3を
透過したのち、対物レンズ4により、光磁気記録媒体で
あるディスク5上に集光される。ディスク5からの反射
光は、対物レンズ4で再び平行光に変換されたのち、ビ
ームスプリッタ3で反射され、集光光学系外に分離され
る。この光は、レンズ6で収束光に変換されたのち、回
折素子である偏光性ホログラム7に入射する。偏光性ホ
ログラム7からの透過光(0次光)および±1次回折光
は、共通の光検出器8で受光される。
【0004】偏光性ホログラム7は、図9に示すよう
に、格子方向の異なる4つの領域9〜12に分割されて
いる。また、基板の光学軸13の方向は、入射光の偏光
方向に対し、約45°に設定されている。
【0005】図10に偏光性ホログラム7の断面形状を
示す。複屈折性を有するニオブ酸リチウム基板14上
に、プロトン交換領域15および位相補償膜16からな
る二層の回折格子が形成されている。位相補償膜16と
しては、例えばNb2 5 が用いられる。回折格子のラ
イン部とスペース部の位相差は、光学軸13に垂直な偏
光成分(常光)に対しては0、光学軸13に平行な偏光
成分(異常光)に対してはπに設定されている。従っ
て、入射光の常光成分は回折されずにすべて透過し、異
常光成分は透過せずにすべて回折される。
【0006】図11に光検出器8の構成と、光検出器8
上の光スポット17〜25の形状を示す。この図はディ
スク5が対物レンズ4の焦点に正しく位置している場合
を示している。光検出器8は、8個の受光部26〜33
に分かれている。
【0007】光スポット17は、偏光性ホログラム7の
0次光(常光成分)であり、受光部26で受光される。
光スポット18〜21は、偏光性ホログラム7の+1次
回折光(異常光成分)であり、領域9〜12での回折光
が、それぞれ光スポット18,19,20,21に対応
している。光スポット18は受光部27,28の分割線
上、光スポット19は受光部29,30の分割線上にそ
れぞれ集光される。また、光スポット20は受光部3
1、光スポット21は受光部32でそれぞれ受光され
る。光スポット22〜25は、偏光性ホログラム7の−
1次回折光(異常光成分)であり、領域9〜12での回
折光が、それぞれ光スポット22,23,25,24に
対応している。4つの光スポットはすべて受光部33で
受光される。
【0008】受光部26〜33からの出力をそれぞれV
(26)〜V(33)で表わすと、フォーカス誤差信号
はフーコー法の原理により、(V(27)+V(3
0))−(V(28)+V(29))から得ることがで
きる。また、トラック誤差信号はプッシュプル法の原理
により、V(31)−V(32)から得ることができ
る。一方、情報信号は差動検出法の原理により、0次光
と±1次回折光の差であるV(26)−(V(27)+
V(28)+V(29)+V(30)+V(31)+V
(32)+V(33))から得ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図8に示す従来の光磁
気ヘッド装置においては、偏光性ホログラム7の0次光
(常光成分)はすべて情報信号検出に用いられる。一
方、偏光性ホログラム7の±1次回折光(異常光成分)
に関しては、情報信号検出に用いられるとともに、+1
次回折光が誤差信号検出にも用いられる。従って、二種
類の信号を電気回路上で分離する必要がある。この場
合、情報信号検出に用いる常光成分と異常光成分に対す
る電気回路の構成が異なることになるため、その周波数
特性に違いが生じる。その結果として、差動検出法にお
いて、半導体レーザの強度変動やディスクの反射率変動
に起因する同相ノイズを、すべての周波数に対して十分
に抑圧することができないという課題がある。
【0010】本発明の目的は、このような従来の課題を
解決し、情報信号検出に用いる常光成分と異常光成分に
対する電気回路の構成が同じであるためその周波数特性
も同一であり、その結果として、差動検出法において同
相ノイズをすべての周波数に対して十分に抑圧すること
が可能な光磁気ヘッド装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源と、光源
からの出射光を光磁気記録媒体上に集光する集光手段
と、光磁気記録媒体からの反射光を集光手段外に分離す
る分離手段と、複屈折性を有する基板上に、オフアクシ
スのレンズ作用を有する回折格子が二つの領域に分割し
て形成され、回折効率に偏光依存性を有し、分離手段に
より分離された光を回折する回折素子と、回折素子から
の+1次回折光の焦点位置に設置され、回折素子からの
±1次回折光を受光する第一の受光部群および回折素子
からの透過光を受光する第二の受光部群を有する光検出
器を備え、前記第一の受光部群は、回折素子の各々の領
域からの+1次回折光を受光する四分割受光部および回
折素子の各々の領域からの−1次回折光を受光する二分
割受光部または三分割受光部から構成され、記第二の
受光部群は、回折素子の各々の領域からの透過光を受光
する二分割受光部から構成され、第一の受光部群の出力
からフォーカスエラー信号、第二の受光部群の出力から
トラックエラー信号をそれぞれ検出し、第一および第二
の受光部群の出力の差から情報信号を検出することを特
徴としている。
【0012】また、本発明は、光源と、光源からの出射
光を光磁気記録媒体上に集光する集光手段と、光磁気記
録媒体からの反射光を集光手段外に分離する分離手段
と、複屈折性を有する基板上に、オフアクシスのレンズ
作用を有する回折格子が二つの領域に分割して形成さ
れ、回折効率に偏光依存性を有し、分離手段により分離
された光を回折する回折素子と、回折素子からの−1次
回折光の焦点位置に設置され、回折素子からの±1次回
折光を受光する第一の受光部群および回折素子からの透
過光を受光する第二の受光部群を有する光検出器を備
え、第一の受光部群は、回折素子の各々の領域からの−
1次回折光を受光する四分割受光部および回折素子の各
々の領域からの+1次回折光を受光する二分割受光部ま
たは三分割受光部から構成され、 第二の受光部群は、回
折素子の各々の領域からの透過光を受光する二分割受光
部から構成され、第一の受光部群の出力からフォーカス
エラー信号、第二の受光部群の出力からトラックエラー
信号をそれぞれ検出し、第一および第二の受光部群の出
力の差から情報信号を検出することを特徴としている。
【0013】
【作用】本発明の光磁気ヘッド装置においては、光磁気
記録媒体からの反射光は、回折効率に偏光依存性を有す
る回折素子により、0次光(常光成分)および±1次回
折光(異常光成分)に分離される。回折素子は二つの領
域に分割して形成されており、光検出器は回折素子から
の+1次回折光または−1次回折光の焦点位置に設置さ
れている。従って、フォーカス誤差信号は、+1次回折
光または−1次回折光からフーコー法の原理により検出
できる。また、回折素子はオフアクシスのレンズ作用を
有するため、0次光は光検出器上に焦点を結ばず、ファ
ーフィールドの位置で受光される。従って、トラック誤
差信号は、0次光からプッシュプル法の原理により検出
できる。一方、情報信号は、従来例と同様に0次光と±
1次回折光との差から差動検出法により検出できる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0015】図1は、本発明の光磁気ヘッド装置の第1
の実施例の構成を示す図である。図1において、光源の
半導体レーザ1からの出射光は、コリメータレンズ2で
平行光に変換され、ビームスブリッタ3を透過したの
ち、対物レンズ4により、光磁気記録媒体であるディス
ク5上に集光される。ディスク5からの反射光は、対物
レンズ4で再び平行光に変換されたのち、ビームスプリ
ッタ3で反射され、集光光学系外に分離される。この光
は、レンズ6で収束光に変換されたのち、回折効率に偏
光依存性を有する回折素子である偏光性ホログラム34
に入射し、0次光および±1次回折光に分離される。こ
れらの光は、共通の光検出器35で受光される。
【0016】偏光性ホログラム34はオフアクシスのレ
ンズ作用を有し、+1次回折光に対しては凸レンズ、−
1次回折光に対しては凹レンズとして働く。光検出器3
5は+1次回折光の焦点位置に設置されているため、0
次光および−1次回折光は、光検出器35の後方に焦点
を結ぶ。
【0017】偏光性ホログラム34は、図2に示すよう
に、2つの領域36、37に分割されている。また、基
板の光学軸13の方向は、入射光の偏光方向に対し、約
45°に設定されてる。
【0018】偏光性ホログラム34の断面形状は図10
に示す従来例と同じであり、複屈折性を有するニオブ酸
リチウム基板14上に、プロトン交換領域15および位
相補償膜16からなる二層の回折格子が形成されてい
る。位相補償膜16としては、例えばNb2 5 が用い
られる。回折格子のライン部とスペース部の位相差は、
光学軸13に垂直な偏光成分(常光)に対しては0、光
学軸13に平行な偏光成分(異常光)に対してはπに設
定されている。従って、入射光の常光成分は回折されず
にすべて透過し、異常光成分は透過せずにすべて回折さ
れる。
【0019】図3に光検出器35の構成と、光検出器3
5上の光スポット41〜45の形状を示す。この図はデ
ィスク5が対物レンズ4の焦点に正しく位置している場
合を示している。光検出器35は、8個の受光部46〜
53に分かれている。
【0020】光スポット41は、偏光性ホログラム34
の0次光(常光成分)であり、受光部46,47にまた
がってファーフィールドの位置で受光される。光スポッ
ト42,43は、偏光性ホログラム34の+1次回折光
(異常光成分)であり、領域36,37での回折光が、
それぞれ光スポット43,42に対応している。光スポ
ット42は受光部48,49の分割線上、光スポット4
3は受光部50,51の分割線上にそれぞれ集光され
る。光スポット44,45は、偏光性ホログラム34の
−1次回折光(異常光成分)であり、領域36,37で
の回折光が、それぞれ光スポット45,44に対応して
いる。光スポット44は受光部52、光スポット45は
受光部53でそれぞれ受光される。
【0021】受光部46〜53からの出力をそれぞれV
(46)〜V(53)で表わすと、フォーカス誤差信号
はフーコー法の原理により、(V(48)+V(51)
+V(52))−(V(49)+V(50)+V(5
3))から得ることができる。ここで、V(52)およ
びV(53)はフォーカス誤差信号の検出に寄与しない
が、電気回路の構成の都合上このような演算を行うこと
とする。また、トラック誤差信号はプッシュプル法の原
理により、V(46)−V(47)から得ることができ
る。一方、情報信号は差動検出法の原理により、偏光性
ホログラム34の0次光と±1次回折光の差である(V
(46)+V(47))−(V(48)+V(49)+
V(50)+V(51)+V(52)+V(53))か
ら得ることができる。
【0022】以上の演算をわかりやすく記述するため、
次のように記号を定める。
【0023】A=V(48)+V(51)+V(52) B=V(49)+V(50)+V(53) C=V(46) D=V(47) すると、各信号は次のような式で表わされる。
【0024】フォーカスエラー信号=A−B トラックエラー信号 =C−D 情報信号 =(C+D)−(A+B) 従って、本実施例においては、情報信号検出に用いる常
光成分(C、D)と異常光成分(A、B)に対する電気
回路の構成がまったく同じになり、その周波数特性も同
一になる。その結果として、差動検出法において同相ノ
イズをすべての周波数に対して十分に抑圧することが可
能になる。
【0025】図4に光検出器35の別の構成と、光検出
器35上の光スポット41〜45の形状を示す。図4の
構成では、図3に示す2つの受光部52,53に相当す
る部分が3つの受光部54〜56に分割されており、光
スポット44は受光部54と55、光スポット45は受
光部54と56にそれぞれまたがって受光される。
【0026】受光部54〜56からの出力をそれぞれV
(54)〜V(56)で表わすと、フォーカス誤差信号
はフーコー法の原理により、(V(48)+V(51)
+V(54))−(V(49)+V(50)+V(5
5)+V(56))から得ることができる。また、情報
信号は差動検出法の原理により、(V(46)+V(4
7))−(V(48)+V(49)+V(50)+V
(51)+V(54)+V(55)+V(56))から
得ることができる。光スポット44と45の強度がアン
バランスになった場合、図3に示す構成ではフォーカス
誤差信号にオフセットを生じるが、図4に示す構成では
オフセットを生じないという利点がある。
【0027】図1には、ビームスプリッタ3と光検出器
35の間に、レンズ6、偏光性ホログラム34がこの順
に配置されている構成を示したが、レンズ6、偏光性ホ
ログラム34の順序は逆でも構わない。また、ビームス
プリッタ3、レンズ6、偏光性ホログラム34のうち二
つ以上の素子を、接着により一体化することも可能であ
る。
【0028】図5に、本発明の光磁気ヘッド装置の第2
の実施例の構成を示す。ディスク5からの反射光がレン
ズ6で収束光に変換されるまでの構成は図8に示す従来
例と同じであるので、説明は省略する。レンズ6で収束
光に変換された光は、回折効率に偏光依存性を有する回
折素子である偏光性ホログラム34に入射し、0次光お
よび±1次回折光に分離される。これらの光は、共通の
光検出器57で受光される。
【0029】偏光性ホログラム34はオフアクシスのレ
ンズ作用を有し、+1次回折光に対しては凸レンズ、−
1次回折光に対しては凹レンズとして働く。光検出器5
7は−1次回折光の焦点位置に設置されているため、0
次光および+1次回折光は、光検出器57の前方に焦点
を結ぶ。
【0030】偏光性ホログラム34は、図2に示すよう
に、2つの領域36、37に分割されている。また、基
板の光学軸13の方向は、入射光の偏光方向に対し、約
45°に設定されてる。
【0031】偏光性ホログラム34の断面形状は図10
に示す従来例と同じであり、複屈折性を有するニオブ酸
リチウム基板14上に、プロトン交換領域15および位
相補償膜16からなる二層の回折格子が形成されてい
る。位相補償膜16としては、例えばNb2 5 が用い
られる。回折格子のライン部とスペース部の位相差は、
光学軸13に垂直な偏光成分(常光)に対しては0、光
学軸13に平行な偏光成分(異常光)に対してはπに設
定されている。従って、入射光の常光成分は回折されず
にすべて透過し、異常光成分は透過せずにすべて回折さ
れる。
【0032】図6に光検出器57の構成と、光検出器5
7上の光スポット58〜62の形状を示す。この図はデ
ィスク5が対物レンズ4の焦点に正しく位置している場
合を示している。光検出器57は、8個の受光部63〜
70に分かれている。
【0033】光スポット58は、偏光性ホログラム34
の0次光(常光成分)であり、受光部63,64にまた
がってファーフィールドの位置で受光される。光スポッ
ト59,60は、偏光性ホログラム34の+1次回折光
(異常光成分)であり、領域36,37での回折光が、
それぞれ光スポット60,59に対応している。光スポ
ット59は受光部65、光スポット60は受光部66で
それぞれ受光される。光スポット61,62は、偏光性
ホログラム34の−1次回折光(異常光成分)であり、
領域36,37での回折光がそれぞれ光スポット62,
61に対応している。光スポット61は受光部67,6
8の分割線上、光スポット62は受光部69,70の分
割線上にそれぞれ集光される。
【0034】受光部63〜70からの出力をそれぞれV
(63)〜V(70)で表わすと、フォーカス誤差信号
はフーコー法の原理により、(V(65)+V(67)
+V(70))−(V(66)+V(68)+V(6
9))から得ることができる。ここで、V(65)およ
びV(66)はフォーカス誤差信号の検出に寄与しない
が、電気回路の構成の都合上このような演算を行うこと
とする。また、トラック誤差信号はプッシュプル法の原
理により、V(63)−V(64)から得ることができ
る。一方、情報信号は差動検出法の原理により、偏光性
ホログラム34の0次光と±1次回折光の差である(V
(63)+V(64))−(V(65)+V(66)+
V(67)+V(68)+V(69)+V(70))か
ら得ることができる。
【0035】以上の演算をわかりやすく記述するため、
次のように記号を定める。
【0036】E=V(65)+V(67)+V(70) F=V(66)+V(68)+V(69) G=V(63) H=V(64) すると、各信号は次のような式で表わされる。
【0037】フォーカスエラー信号=E−F トラックエラー信号 =G−H 情報信号 =(G+H)−(E+F) 従って、本実施例においても、情報信号検出に用いる常
光成分(G、H)と異常光成分(E、F)に対する電気
回路の構成がまったく同じになり、その周波数特性も同
一になる。その結果として、差動検出法において同相ノ
イズをすべての周波数に対して十分に抑圧することが可
能になる。
【0038】図7に光検出器57の別の構成と、光検出
器57上の光スポット58〜62の形状を示す。図7の
構成では、図6に示す2つの受光部65,66に相当す
る部分が3つの受光部71〜73に分割されており、光
スポット59は受光部71と72、光スポット60は受
光部71と73にそれぞれまたがって受光される。
【0039】受光部71〜73からの出力をそれぞれV
(71)〜V(73)で表わすと、フォーカス誤差信号
はフーコー法の原理により、(V(71)+V(67)
+V(70))−(V(72)+V(73)+V(6
8)+V(69))から得ることができる。また、情報
信号は差動検出法の原理により、(V(63)+V(6
4))−(V(71)+V(72)+V(73)+V
(67)+V(68)+V(69)+V(70))から
得ることができる。光スポット59と60の強度がアン
バランスになった場合、図6に示す構成ではフォーカス
誤差信号にオフセットを生じるが、図7に示す構成では
オフセットを生じないという利点がある。
【0040】図5には、ビームスプリッタ3と光検出器
57の間に、レンズ6、偏光性ホログラム34がこの順
に配置されている構成を示したが、レンズ6、偏光性ホ
ログラム34の順序は逆でも構わない。また、ビームス
プリッタ3、レンズ6、偏光性ホログラム34のうち二
つ以上の素子を、接着により一体化することも可能であ
る。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、情報信
号検出に用いる常光成分と異常光成分に対する電気回路
の構成が同じであるためその周波数特性も同一であり、
その結果として、差動検出法において同相ノイズをすべ
ての周波数に対して十分に抑圧することができるという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光磁気ヘッド装置の第1の実施例の構
成を示す図である。
【図2】第1の実施例に用いる偏光性ホログラムの構成
と、基板の光学軸の方向を示す図である。
【図3】第1の実施例に用いる光検出器の構成と、光検
出器上の光スポットの形状を示す図である。
【図4】第1の実施例に用いる光検出器の別の構成と、
光検出器上の光スポットの形状を示す図である。
【図5】本発明の光磁気ヘッド装置の第2の実施例の構
成を示す図である。
【図6】第2の実施例に用いる光検出器の構成と、光検
出器上の光スポットの形状を示す図である。
【図7】第2の実施例に用いる光検出器の別の構成と、
光検出器上の光スポットの形状を示す図である。
【図8】従来の光磁気ヘッド装置の構成例を示す図であ
る。
【図9】従来の光磁気ヘッド装置に用いる偏光性ホログ
ラムの構成と、基板の光学軸の方向を示す図である。
【図10】従来の光磁気ヘッド装置に用いる偏光性ホロ
グラムの断面形状を示す図である。
【図11】従来の光磁気ヘッド装置に用いる光検出器の
構成と、光検出器上の光スポットの配置を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 コリメータレンズ 3 ビームスプリッタ 4 対物レンズ 5 ディスク 6 レンズ 7,34 偏光性ホログラム 8,35,57 光検出器 9〜12,36,37 領域 13 光学軸 14 ニオブ酸リチウム基板 15 プロトン交換領域 16 位相補償膜 17〜25,41〜45,58〜62 光スポット 26〜33,46〜56,63〜73 受光部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 11/105 551 G11B 7/08 - 7/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、 光源からの出射光を光磁気記録媒体上に集光する集光手
    段と、 光磁気記録媒体からの反射光を集光手段外に分離する分
    離手段と、 複屈折性を有する基板上に、オフアクシスのレンズ作用
    を有する回折格子が二つの領域に分割して形成され、回
    折効率に偏光依存性を有し、分離手段により分離された
    光を回折する回折素子と、 回折素子からの+1次回折光の焦点位置に設置され、回
    折素子からの±1次回折光を受光する第一の受光部群お
    よび回折素子からの透過光を受光する第二の受光部群を
    有する光検出器を備え、前記第一の受光部群は、回折素子の各々の領域からの+
    1次回折光を受光する四分割受光部および回折素子の各
    々の領域からの−1次回折光を受光する二分割受光部ま
    たは三分割受光部から構成され、記第二の受光部群は、回折素子の各々の領域からの透
    過光を受光する二分割受光部から構成され、 第一の受光部群の出力からフォーカスエラー信号、第二
    の受光部群の出力からトラックエラー信号をそれぞれ検
    出し、第一および第二の受光部群の出力の差から情報信
    号を検出することを特徴とする光磁気ヘッド装置。
  2. 【請求項2】光源と、 光源からの出射光を光磁気記録媒体上に集光する集光手
    段と、 光磁気記録媒体からの反射光を集光手段外に分離する分
    離手段と、 複屈折性を有する基板上に、オフアクシスのレンズ作用
    を有する回折格子が二つの領域に分割して形成され、回
    折効率に偏光依存性を有し、分離手段により分離された
    光を回折する回折素子と、 回折素子からの−1次回折光の焦点位置に設置され、回
    折素子からの±1次回折光を受光する第一の受光部群お
    よび回折素子からの透過光を受光する第二の受光部群を
    有する光検出器を備え、第一の受光部群は、回折素子の各々の領域からの−1次
    回折光を受光する四分割受光部および回折素子の各々の
    領域からの+1次回折光を受光する二分割受光部または
    三分割受光部から構成され、 第二の受光部群は、回折素子の各々の領域からの透過光
    を受光する二分割受光部から構成され、 第一の受光部群の出力からフォーカスエラー信号、第二
    の受光部群の出力からトラックエラー信号をそれぞれ検
    出し、第一および第二の受光部群の出力の差から情報信
    号を検出することを特徴とする光磁気ヘッド装置。
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