JP3160992B2 - 光学ヘッド - Google Patents

光学ヘッド

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JP3160992B2
JP3160992B2 JP02644092A JP2644092A JP3160992B2 JP 3160992 B2 JP3160992 B2 JP 3160992B2 JP 02644092 A JP02644092 A JP 02644092A JP 2644092 A JP2644092 A JP 2644092A JP 3160992 B2 JP3160992 B2 JP 3160992B2
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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、光学的に情報を記録再
生もしくは消去する装置の光学ヘッドに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータ技術の飛躍的な発展
と共に、情報化の中核をなす高密度大容量メモリーとし
て、光ディスク装置の技術開発が盛んに行われ、また、
コンパクトディスク(CD)等の光メモりーも飛躍的に
普及をはじめている。さらに、書換可能な光ディスクと
して光磁気ディスクが実用化されつつある。光磁気ディ
スクを用いた光メモりーの重要な構成要素である光学ヘ
ッドの技術に関しては、従来から数多くの報告がなされ
ている。
【0003】以下図面を参照しながら、上記した従来の
光学ヘッドの一例について説明する。
【0004】図10は従来の光学ヘッドの概略的な構成
図およびその動作原理を説明する図である。
【0005】図10において、17は情報記録媒体であ
るディスク、51は半導体レーザ、52はコリメートレ
ンズ、53はビームスプリッタ、54は対物レンズ、5
5は対物レンズ駆動装置、56は1/2波長板、57は
凸レンズ、58は偏光ビームスプリッタ、60は2分割
光検出器、59は凸シリンドリカルレンズ、61は4分
割光検出器、62および63は光スポットの焦点であ
る。
【0006】以上のように構成された従来例について以
下その動作について説明を行う。半導体レーザ51より
発せられた光は、コリメートレンズ52により平行光に
変換され、ビームスプリッタ53を経て、対物レンズ駆
動装置55に組み込まれた対物レンズ54により、ディ
スク17上にφ1μm程度の光スポットとして集光され
る。ディスク17からの反射光は、逆の経路をたどり、
ビームスプリッタ53により反射分離されて、1/2波
長板56に入射する。半導体レーザ51は、紙面に平行
な偏光方向となるよう設置されており、1/2波長板5
6は、その反射光の偏光方向をほぼ45度回転させるよ
うに設定してある。1/2波長板56を透過した反射光
は凸レンズ57により収れん光となり、偏光ビームスプ
リッタ58により互いに直交する2つの偏光成分に分離
され、一方は透過し、2分割光検出器60に入射し、他
方は反射されて、凸シリンドリカルレンズ59を経て4
分割光検出器61に入射する。2分割光検出器60で発
生した電気信号を減算することにより、いわゆるプッシ
ュプル法によりトラッキング誤差信号を検出する。
【0007】偏光ビームスプリッタ58により反射され
た光はフォーカス誤差信号検出手段である凸シリンドリ
カルレンズ59により、非点収差を発生する。紙面内で
は、実線の光路となり、焦点62に収れんし、紙面に垂
直な面内では、破線で示した光路となり、焦点63に収
れんする。
【0008】4分割光検出器61は受光面が焦点62と
焦点63との略中間に位置しており、4つの受光領域で
発生した電気信号の対角同士の和をとり、それらを減算
することにより、いわゆる非点収差法によりフォーカス
誤差信号の検出を行う。
【0009】また、4分割光検出器61の受光量の総和
をとり、2分割光検出器60の受光量の総和をとり、そ
れらの差をとることにより、差動検出法による光磁気デ
ィスク情報信号の検出が可能である。さらに、それらの
和をすべてとることにより、振幅変調ディスク情報信号
やプレピット信号の検出が可能である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記の構成は、機能と
しては十分であるが、構成部品の数が多く、光学系の小
型化および低価格化を達成することが困難であるという
欠点を有していた。
【0011】本発明は上記従来技術に鑑み、構成部品の
数を低減させ、小型軽量かつ低価格の光学ヘッドを提供
するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の光学ヘッドは、直線偏光である光源と、ビー
ムスプリッタと、対物レンズと、前記光源の偏光方向を
軸とし、略線対称で互いに異なる2種類の方位角を有
し、4以上の複数の領域に分割された偏光フィルタと、
受光領域を前記偏光フィルタと同様に複数に分割された
光検出器で構成されている。
【0013】さらに、光学ヘッドは、半導体レーザと、
前記半導体レーザからの光を反射光である第1の光束と
透過光である第2の光束に分離し、第2の光束の少なく
とも一部を前記第1の光束と逆の向きに反射し第3の光
束とするビームスプリッタと、前記第1の光束を情報記
録媒体上に集光させる対物レンズと、前記第3の光束を
受光する受光領域および前記情報記録媒体で反射し、前
記対物レンズを透過し、前記ビームスプリッタを透過し
た第4の光束を受光する4つ以上の複数の受光領域との
双方からなる光検出器と、前記半導体レーザの偏光方向
を軸とし、略線対称で互いに異なる方位角を有する2種
類の偏光フィルタと、金属もしくは樹脂からなる略板状
で表面に電気的な配線パターンが形成され、少なくとも
前記半導体レーザと前記光検出器が固定および結線がな
された光学基台と、金属もしくは樹脂からなる略箱状
で、少なくとも前記対物レンズが固定されたレンズホル
ダを主構成要素とし、前記ビームスプリッタは前記光学
基台もしくは前記レンズホルダのいずれかに固定され、
前記光検出器の受光領域のうち、第4の光束を受光する
複数の受光領域のそれぞれの上に、前記2種類の偏光フ
ィルタのいずれかを、前記2種類の偏光フィルタを透過
する光量がほぼ等しくなるように設け、前記光学基台と
前記レンズホルダは接着等の手段で互いに固定され略直
方体状の可動部をなし、前記対物レンズの略光軸方向と
前記情報記録媒体上に形成された記録トラックと略垂直
方向とのそれぞれに前記可動部を駆動するための駆動手
段と、少なくとも前記対物レンズの略光軸方向と前記情
報記録媒体上に形成された記録トラックと略垂直方向に
前記可動部が変位可能である支持手段で固定部から前記
可動部を支持することにより構成されていてもよい。
【0014】また、ビームスプリッタで分離された情報
記録媒体からの反射光をホログラム素子等で4つ以上の
複数の光束に波面分割し、前記複数の光束のそれぞれの
光路中に2種類の偏光フィルタのいずれかが挿入され、
前記2種類の偏光フィルタを透過する光量がほぼ等しく
なるように、複数の受光領域を有する光検出器で前記複
数の光束を受光してもよい。
【0015】また、ビームスプリッタと複数の光束に波
面分割する手段は、単一のホログラム素子であってもよ
い。
【0016】また、ビームスプリッタと複数の光束に波
面分割する手段は、略平板状で第1の面に光源からの光
を対物レンズに向けて反射し、情報記録媒体からの反射
光を透過する光学的多層膜が形成され、前記第1の面と
対向する第2の面に前記情報記録媒体からの反射光を複
数の光束に波面分割するホログラムが形成された光学素
子であってもよい。
【0017】また、光学基台に形成された配線パターン
はフレキシブルプリント基板であってもよい。また、光
検出器は各受光領域のプリアンプと、情報記録媒体のフ
ォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を得るた
めの演算回路の少なくとも一部を内蔵していてもよい。
さらに光検出器は前述の構成に加えて、半導体レーザの
光出力制御回路の少なくとも一部を内蔵した構成でもよ
い。また駆動手段は、可動部に固定された少なくとも1
個の磁石と、可動部および磁石と空隙を介して固定部に
固定された2個以上のコイルから構成されていてもよ
い。
【0018】さらに支持手段は、導電性を有し、電気的
に互いに独立した複数個の支持体で構成され、複数個の
支持体の可動部側は、半導体レーザおよび光検出器の各
端子と、電気的な配線手段を介して電気的に結合された
構成でもよい。また支持手段は、導電性を有し、電気的
に互いに独立した複数個の支持体で構成され、複数個の
支持体の可動部側は、光学基台に固定された半導体レー
ザおよび光検出器を結線するフレキシブルプリント基板
を延長し、フレキシブルプリント基板の端部に電気的に
結合された構成でもよい。
【0019】
【作用】本発明は上記した構成によって、光学的にきわ
めて安定な光磁気ディスク用光学ヘッドを構成すること
が可能であり、薄型軽量かつ信頼性の大幅な向上が達成
でき、かつ、大幅なコストダウンが達成されることとな
る。
【0020】
【実施例】以下本発明の一実施例の光学ヘッドについ
て、図面を参照しながら説明する。
【0021】図1は本発明の第1の実施例における光学
ヘッドの概略図である。図1において、5は対物レン
ズ、17はディスク、30は光源、31はビームスプリ
ッタ、32は偏光フィルタ、33は光検出器、33a、
33b、33c、33dは光検出器33の受光領域、3
4は光スポット、35は差動アンプ、36は加算アンプ
である。
【0022】以上のように構成された光学ヘッドについ
て、以下その動作を説明する。光源30より発せられた
E方向に直線偏光である光はビームスプリッタ31で反
射され、対物レンズ5によりディスク17上に、微小光
スポットとして集光される。ディスク17からの反射光
は逆の経路をたどり、ビームスプリッタ31を透過後、
偏光フィルタ32を透過する。偏光フィルタ32および
光検出器33をAの向きから見た拡大図を図1下部に示
す。本実施例においては偏光フィルタ32は領域を十字
状の分割線で4等分され、それぞれ光源30の偏光方向
であるE方向に対し、略45度の角度の方位角を有して
いる。さらに偏光フィルタ32の各領域の一方の対角同
士は同じ方位角であり、他の対角はそれと略直交する方
位角を有している。光スポット34は偏光フィルタ32
により略同一光量ずつが互いに直交する偏光成分とな
り、光検出器33に入射する。本実施例においては光検
出器33は受光領域が偏光フィルタ32と同様に4分割
されており、偏光フィルタ32と光検出器33のそれぞ
れの分割線は一致している。ディスク17が情報が記録
された光磁気ディスクであるとき、受光領域33aと受
光領域33cで発生した電気信号と、受光領域33bと
受光領域33dで発生した電気信号とは情報信号の位相
が逆になる。したがって受光領域33aと受光領域33
cで発生した電気信号を結線して和をとり、受光領域3
3bと受光領域33dで発生した電気信号を結線して和
をとり、それぞれの差を差動アンプ35でとることによ
り、光源33のノイズやディスク17の反射むら等の同
相のノイズは相殺され、光磁気ディスクの情報信号だけ
が高品質で検出可能である。偏光フィルタ32を十字状
の分割線で4分割する効果としては、偏光フィルタ32
および光検出器33の十字状の分割線の一方を、ディス
ク17上のトラックに一致させておけば、トラッキング
サーボの微少な追従誤差やディスク17の傾きによる、
偏光フィルタ32および光検出器33上の光スポット3
4の移動による光量バランスのずれは差動アンプ35で
差動検出することにより完全に相殺されるため、常に安
定した光磁気ディスクの情報信号を得ることが可能とな
る。また、プレピット信号や振幅変調ディスクの情報信
号は、光検出器33の全ての受光領域の信号の和を加算
アンプ36でとることにより検出できる。また、本実施
例においては偏光フィルタ32および光検出器33はそ
れぞれ4分割としたが、これは、差動をとるための光量
が最終的に略50%ずつであれば、分割数は4よりも多
ければいくらでもよい。尚、本実施例においては、情報
信号の検出手段のみを記述したが、サーボ信号の検出に
関しては各種手段との組合せが可能である。
【0023】以上のように本実施例によれば、光学ヘッ
ドを、光源と、ビームスプリッタと、対物レンズと、光
源の偏光方向と略45度の2種類の方位角を有する十字
状に4分割された偏光フィルタと、受光領域を十字状に
4分割された光検出器で構成することにより、きわめて
簡単な構成で、ローコストの光磁気ディスク用光学ヘッ
ドを実現させることが可能であり、あわせて、光学ヘッ
ドの大幅な小型軽量化が達成可能である。
【0024】以下、本発明の第2の実施例について図面
を参照しながら説明する。図2は本発明の第2の実施例
における光学ヘッドの概略図である。
【0025】図2において、5は対物レンズ、17はデ
ィスク、30は光源、31はビームスプリッタ、32は
偏光フィルタ、33は光検出器、33a、33b、33
c、33dは光検出器33の受光領域、35は差動アン
プ、36は加算アンプ、37はホログラム、38は光ス
ポットである。
【0026】以上のように構成された光学ヘッドについ
て、以下その動作を説明する。光源30より発せられた
E方向に直線偏光である光はビームスプリッタ31で反
射され、対物レンズ5によりディスク17上に、微小光
スポットとして集光される。ディスク17からの反射光
は逆の経路をたどり、ビームスプリッタ31を透過後、
ホログラム37に入射する。ホログラム37は入射光束
の波面を十字状の分割線で略同一光量となるよう4分割
し、それぞれ別の向きに回折させるよう表面形状が形成
されている。ホログラム37で分割された光束は、偏光
フィルタ32を透過する。偏光フィルタ32および光検
出器33をAの向きから見た拡大図を図2下部に示す。
本実施例においては偏光フィルタ32は領域を十字状の
分割線で4等分され、それぞれ光源30の偏光方向であ
るE方向に対し、略45度の角度の方位角を有してい
る。さらに偏光フィルタ32の各領域の一方の対角同士
は同じ方位角であり、他の対角はそれと略直交する方位
角を有している。ホログラム37で4分割された光スポ
ット38は偏光フィルタ32により略同一光量ずつが互
いに直交する偏光成分となり、光検出器33に入射す
る。本実施例においては光検出器33は受光領域が偏光
フィルタ32と同様に4分割されており、偏光フィルタ
32と光検出器33のそれぞれの分割線は略一致してい
る。ディスク17が情報が記録された光磁気ディスクで
あるとき、受光領域33aと受光領域33cで発生した
電気信号と、受光領域33bと受光領域33dで発生し
た電気信号とは情報信号の位相が逆になる。したがって
受光領域33aと受光領域33cで発生した電気信号を
結線して和をとり、受光領域33bと受光領域33dで
発生した電気信号を結線して和をとり、それぞれの差を
差動アンプ35でとることにより、光源30のノイズや
ディスク17の反射むら等の同相のノイズは相殺され、
光磁気ディスクの情報信号だけが高品質で検出可能であ
る。ホログラム37により、光束を十字状の分割線で4
分割する効果としては、ホログラム37の十字状の分割
線の一方を、ディスク17上のトラックに一致させてお
けば、トラッキングサーボの微少な追従誤差やディスク
17の傾きによる、ホログラム37に入射する光束の移
動による光量バランスのずれは差動アンプ35で差動検
出することにより完全に相殺されるため、常に安定した
光磁気ディスクの情報信号を得ることが可能となる。ま
た、プレピット信号や振幅変調ディスクの情報信号は、
光検出器33の全ての受光領域の信号の和を加算アンプ
36でとることにより検出できる。
【0027】以上のように本実施例によれば、光学ヘッ
ドを、光源と、ビームスプリッタと、対物レンズと、デ
ィスクからの反射光を略十字状の分割線で4分割するホ
ログラムと、光源の偏光方向と略45度の2種類の方位
角を有する十字状に4分割された偏光フィルタと、受光
領域を十字状に4分割された光検出器で構成することに
より、きわめて簡単な構成で、ローコストの光磁気ディ
スク用光学ヘッドを実現させることが可能であり、あわ
せて、光学ヘッドの大幅な小型軽量化が達成可能であ
る。
【0028】また、本実施例においては、偏光フィルタ
32および光検出器33をそれぞれ4分割としたが、こ
れは、ホログラム37の分割数が十字状の分割線による
4分割であり、ホログラム37により分割された光束の
対角同士がそれぞれ同一の向きに回折されることにより
略2組の光束となるようホログラムを形成し、前述の2
組の光束がそれぞれ透過する、2分割され、互いに直交
する方位角を有する偏光フィルタと、受光領域を2分割
され、それぞれの光束を受光する光検出器で構成し、光
検出器の2つの受光領域で発生した電気信号の差を差動
アンプ35でとることにより、光磁気ディスクの情報信
号を検出してもよい。また、本実施例においてはホログ
ラム37による光束の分割数は4分割としたが、これ
は、差動をとるための光量が最終的に略50%ずつであ
れば、分割数は4よりも多ければいくらでもよい。さら
に、ホログラム37のかわりに、複数の屈折面を有する
プリズムを用いても同様の効果を得ることができる。
尚、本実施例においては、情報信号の検出手段のみを記
述したが、サーボ信号の検出に関しては各種手段との組
合せが可能である。
【0029】以下、本発明の第3の実施例について図面
を参照しながら説明する。図3は本発明の第3の実施例
における光学ヘッドの概略図である。
【0030】図3において、5は対物レンズ、17はデ
ィスク、30は光源、32は偏光フィルタ、33は光検
出器、39はホログラムである。
【0031】以上のように構成された光学ヘッドについ
て、以下その動作を説明する。光源30より発せられた
直線偏光である光はホログラム39を透過して、対物レ
ンズ5によりディスク17上に、微小光スポットとして
集光される。ディスク17からの反射光は逆の経路をた
どり、ホログラム39に入射する。ホログラム39は入
射光束の波面を十字状の分割線で略同一光量となるよう
4分割し、それぞれ別の向きに回折させるよう表面形状
が形成されている。ホログラム39で分割された光束
は、偏光フィルタ32を透過する。第2の実施例の場合
と同様に、本実施例においては偏光フィルタ32は領域
を十字状の分割線で4等分され、それぞれ光源30の偏
光方向であるE方向に対し、略45度の角度の方位角を
有している。さらに偏光フィルタ32の各領域の一方の
対角同士は同じ方位角であり、他の対角はそれと略直交
する方位角を有している。ホログラム39で4分割され
た光束は偏光フィルタ32により略同一光量ずつが互い
に直交する偏光成分となり、光検出器33に入射する。
本実施例においては光検出器33は受光領域が偏光フィ
ルタ32と同様に4分割されている。これにより、第2
の実施例の場合と同様に、差動アンプ、加算アンプを組
み合わせることにより、光磁気ディスクおよびその他の
ディスクの情報信号が検出可能である。
【0032】以上のように本実施例によれば、光学ヘッ
ドを、光源と、対物レンズと、ディスクからの反射光を
略十字状の分割線で4分割するホログラムと、光源の偏
光方向と略45度の2種類の方位角を有する十字状に4
分割された偏光フィルタと、受光領域を十字状に4分割
された光検出器で構成することにより、きわめて簡単な
構成で、ローコストの光磁気ディスク用光学ヘッドを実
現させることが可能であり、あわせて、光学部品点数の
削減と、光学ヘッドの大幅な小型軽量化が達成可能であ
る。
【0033】また、本実施例においては、偏光フィルタ
32および光検出器33をそれぞれ4分割としたが、こ
れは、ホログラム39の分割数が十字状の分割線による
4分割であり、ホログラム39により分割された光束の
対角同士がそれぞれ同一の向きに回折されることにより
略2組の光束となるようホログラムを形成し、前述の2
組の光束がそれぞれ透過する、2分割され、互いに直交
する方位角を有する偏光フィルタと、受光領域を2分割
され、それぞれの光束を受光する光検出器で構成し、光
検出器の2つの受光領域で発生した電気信号の差を差動
アンプでとることにより、光磁気ディスクの情報信号を
検出してもよい。また、本実施例においてはホログラム
39による光束の分割数は4分割としたが、これは、差
動をとるための光量が最終的に略50%ずつであれば、
分割数は4よりも多ければいくらでもよい。さらに、偏
光フィルタ32へ向けての回折光を収れん光とするレン
ズ効果を有するようホログラム39を構成すれば、偏光
フィルタ32および光検出器33の受光面積は小さくて
済むため、それぞれの形状を小型化することが可能であ
り、光学ヘッド全体の小型化をさらに図ることができ
る。尚、本実施例においては、情報信号の検出手段のみ
を記述したが、サーボ信号の検出に関しては各種手段と
の組合せが可能である。
【0034】以下、本発明の第4の実施例について図面
を参照しながら説明する。図4は本発明の第4の実施例
における光学ヘッドの概略図である。
【0035】図4において、5は対物レンズ、17はデ
ィスク、30は光源、32は偏光フィルタ、33は光検
出器、33a、33b、33c、33dは光検出器33
の受光領域、35は差動アンプ、36は加算アンプ、4
0は光学素子、40aは光学素子40の第1面、40b
は光学素子40の第2面、41は光スポットである。光
学素子40は第1面40aにビームスプリッタ膜が形成
され、第2面40bにホログラムが形成されている。
【0036】以上のように構成された光学ヘッドについ
て、以下その動作を説明する。光源30より発せられた
E方向に直線偏光である光は光学素子40の第1面40
aで反射され、対物レンズ5によりディスク17上に、
微小光スポットとして集光される。ディスク17からの
反射光は逆の経路をたどり、光学素子40の第1面40
aを透過後、光学素子40の第2面40bに入射する。
第2面40b上にはホログラムが形成され、入射光束の
波面を十字状の分割線で略同一光量となるよう4分割
し、それぞれ別の向きに回折させるよう表面形状が形成
されている。第2面40bで分割された光束は、偏光フ
ィルタ32を透過する。偏光フィルタ32および光検出
器33をAの向きから見た拡大図を図4下部に示す。本
実施例においては偏光フィルタ32は領域を十字状の分
割線で4等分され、それぞれ光源30の偏光方向である
E方向に対し、略45度の角度の方位角を有している。
さらに偏光フィルタ32の各領域の一方の対角同士は同
じ方位角であり、他の対角はそれと略直交する方位角を
有している。光学素子40における第2面40bで4分
割された光束は偏光フィルタ32により略同一光量ずつ
が互いに直交する偏光成分となり、光検出器33に光ス
ポット41となって入射する。本実施例においては光検
出器33は受光領域が偏光フィルタ32と同様に4分割
されており、偏光フィルタ32と光検出器33のそれぞ
れの分割線は略一致している。ディスク17が情報が記
録された光磁気ディスクであるとき、受光領域33aと
受光領域33cで発生した電気信号と、受光領域33b
と受光領域33dで発生した電気信号とは情報信号の位
相が逆になる。したがって受光領域33aと受光領域3
3cで発生した電気信号を結線して和をとり、受光領域
33bと受光領域33dで発生した電気信号を結線して
和をとり、それぞれの差を差動アンプ35でとることに
より、光源30のノイズやディスク17の反射むら等の
同相のノイズは相殺され、光磁気ディスクの情報信号だ
けが高品質で検出可能である。光学素子40における第
2面40bにより、光束を十字状の分割線で4分割する
効果としては、第2面40bの十字状の分割線の一方
を、ディスク17上のトラックに一致させておけば、ト
ラッキングサーボの微少な追従誤差やディスク17の傾
きによる、第2面40bに入射する光束の移動による光
量バランスのずれは差動アンプ35で差動検出すること
により完全に相殺されるため、常に安定した光磁気ディ
スクの情報信号を得ることが可能となる。また、プレピ
ット信号や振幅変調ディスクの情報信号は、光検出器3
3の全ての受光領域の信号の和を加算アンプ36でとる
ことにより検出できる。
【0037】以上のように本実施例によれば、光学ヘッ
ドを、光源と、対物レンズと、第1面がビームスプリッ
タで、第2面がディスクからの反射光を略十字状の分割
線で4分割するホログラムからなる光学素子と、光源の
偏光方向と略45度の2種類の方位角を有する十字状に
4分割された偏光フィルタと、受光領域を十字状に4分
割された光検出器で構成することにより、きわめて簡単
な構成で、ローコストの光磁気ディスク用光学ヘッドを
実現させることが可能であり、あわせて、光学ヘッドの
大幅な小型軽量化が達成可能である。
【0038】また、本実施例においては、偏光フィルタ
32および光検出器33をそれぞれ4分割としたが、こ
れは、光学素子40の第2面40bの分割数が十字状の
分割線による4分割であり、第2面40bにより分割さ
れた光束の対角同士がそれぞれ同一の向きに回折される
ことにより略2組の光束となるよう第2面40b上にホ
ログラムを形成し、前述の2組の光束がそれぞれ透過す
る、2分割され、互いに直交する方位角を有する偏光フ
ィルタと、受光領域を2分割され、それぞれの光束を受
光する光検出器で構成し、光検出器の2つの受光領域で
発生した電気信号の差を差動アンプ35でとることによ
り、光磁気ディスクの情報信号を検出してもよい。ま
た、本実施例においては第2面40bに形成されたホロ
グラムによる光束の分割数は4分割としたが、これは、
差動をとるための光量が最終的に略50%ずつであれ
ば、分割数は4よりも多ければいくらでもよい。さら
に、第2面40bは、ホログラムのかわりに、複数の屈
折面を有するプリズムを形成しても同様の効果を得るこ
とができる。さらに、偏光フィルタ32へ向けての回折
光を収れん光とするレンズ効果を有するよう、光学素子
40における第2面40b上のホログラムを構成すれ
ば、偏光フィルタ32および光検出器33の受光面積は
小さくて済むため、それぞれの形状を小型化することが
可能であり、光学ヘッド全体の小型化をさらに図ること
ができる。尚、本実施例においては、情報信号の検出手
段のみを記述したが、サーボ信号の検出に関しては各種
手段との組合せが可能である。
【0039】以下、本発明の第5の実施例について図面
を参照しながら説明する。図5は本発明の第5の実施例
における光学ヘッドの概略図である。
【0040】図5において、5は対物レンズ、17はデ
ィスク、30は光源、33は光検出器、42は光学素
子、42aは光学素子42の第1面、42bは光学素子
42の第2面である。光学素子42は第1面42aにホ
ログラムが形成され、第2面42bに偏光フィルタが形
成されている。
【0041】以上のように構成された光学ヘッドについ
て、以下その動作を説明する。光源30より発せられた
E方向に直線偏光である光は光学素子42の第1面42
aに形成されたホログラムで反射され、対物レンズ5に
よりディスク17上に、微小光スポットとして集光され
る。ディスク17からの反射光は逆の経路をたどり、光
学素子42の第1面42a上のホログラムで、入射光束
の波面を十字状の分割線で略同一光量となるよう4分割
し、それぞれ別の向きに回折、透過させるよう表面形状
が形成されており、透過光は、光学素子42の第2面4
2bに入射する。第2面42b上には、領域を十字状の
分割線で4等分され、それぞれ光源30の偏光方向であ
るE方向に対し、略45度の角度の方位角を有した偏光
フィルタが形成されている。さらに第2面42bに形成
された偏光フィルタの各領域の一方の対角同士は同じ方
位角であり、他の対角はそれと略直交する方位角を有し
ている。光学素子42における第1面42aで4分割さ
れた光束は第2面42bに形成された偏光フィルタによ
り略同一光量ずつが互いに直交する偏光成分となり、光
検出器33に入射する。本実施例においては光検出器3
3は受光領域が4分割されており、光学素子42で分割
された光束をそれぞれ検出する。これにより、第4の実
施例の場合と同様に、差動アンプ、加算アンプを組み合
わせることにより、光磁気ディスクおよびその他のディ
スクの情報信号が検出可能である。
【0042】以上のように本実施例によれば、光学ヘッ
ドを、光源と、対物レンズと、第1面がディスクからの
反射光を略十字状の分割線で4分割するホログラムで、
第2面が光源の偏光方向と略45度の2種類の方位角を
有する十字状に4分割された偏光フィルタからなる光学
素子と、受光領域を十字状に4分割された光検出器で構
成することにより、きわめて簡単な構成で、ローコスト
の光磁気ディスク用光学ヘッドを実現させることが可能
であり、あわせて、光学部品点数の大幅な削減と、光学
ヘッドの大幅な小型軽量化が達成可能である。
【0043】また、本実施例においては、光学素子42
における第1面42aに形成されたホログラムおよび第
2面42bに形成された偏光フィルタおよび光検出器3
3をそれぞれ4分割としたが、これは、差動をとるため
の光量が最終的に略50%ずつであれば、分割数は4よ
りも多ければいくらでもよい。
【0044】さらに、光検出器33へ向けての回折光を
収れん光とするレンズ効果を有するよう、光学素子42
における第1面42a上のホログラムを構成すれば、光
検出器33の受光面積は小さくて済むため、光学ヘッド
全体の小型化をさらに図ることができる。尚、本実施例
においては、情報信号の検出手段のみを記述したが、サ
ーボ信号の検出に関しては各種手段との組合せが可能で
ある。
【0045】以下、本発明の第6の実施例について説明
を行う。図6、図7および図8は本発明の第6の実施例
における光学ヘッドの概略図を示すものであり、図8は
要部の断面図、図7は図6をAから見た平面図、図8は
図6をBから見た側面図である。
【0046】図6および図7および図8において、1は
半導体レーザ、2は半導体レーザ1のマウント部材、3
は偏光フィルタ、4はビームスプリッタ、4aはビーム
スプリッタ4の光分離面である面a、4bは面b、4c
は面c、5は対物レンズ、6は光検出器、7はフレキシ
ブルプリント基板、8は光学基台、9はレンズホルダ、
10はプリント基板、11は支持部材、12は磁石、1
3は磁気ヨーク、14はフォーカス駆動コイル、15は
トラッキング駆動コイル、16は固定部材、17は情報
記録媒体であるディスク、18はプリント基板、21は
光検出器6上に形成される光スポットM、22は光検出
器6上に形成される光スポットSである。
【0047】図6において、半導体レーザ1はマウント
部材2に固定されている。光検出器6は受光領域が多分
割されており、半導体レーザ1のマウント部材2共々、
電気配線のなされたフレキシブルプリント基板7に固
定、結線がなされている。偏光フィルタ3は、光検出器
6上もしくはビームスプリッタ4における面C4c上に
形成もしくは固定されている。レンズホルダ9は、箱状
をしており、対物レンズ5が接着などの手段により固定
されている。ビームスプリッタ4は、光学基台8もしく
はレンズホルダ9の内側面に接着などの手段により固定
されている。プリント基板10はフレキシブルプリント
基板7の両端に固定され、フレキシブルプリント基板7
の配線と電気的接続された複数個の端子が外側面に形成
されている。光学基台8とレンズホルダ9は接着などの
手段で固定され、フレキシブルプリント基板7は略直角
に折り曲げられてレンズホルダ9の外側面に接着などの
手段で固定されている。支持部材11は、金属線などの
導電性と屈曲性を有する複数本の材料からなり、プリン
ト基板10上の複数個の端子に、半田付け等の手段によ
り、長手方向がディスク17上の記録トラックと略平行
(紙面に垂直な方向)となるように、端部がそれぞれ固
定されている。
【0048】図7および図8において、レンズホルダ9
の外側面には磁石12が着磁方向が支持部材の長手方向
と略平行になるように、接着などの手段により固定され
ている。支持部材11のプリント基板10と反対側の端
部は固定部材16に固定された、電気配線のなされたプ
リント基板18の端子に半田付け等の手段で固定され、
光学基台8、レンズホルダ9、磁石12などからなる可
動部を、T方向およびF方向に移動自在となるよう支持
している。軟磁性材料などからなる磁気ヨーク13に
は、フォーカス駆動コイル14がディスク17と略平行
に、トラッキング駆動コイル15がディスク17に略垂
直で、支持部材11と略平行にそれぞれ周回巻されてお
り、それぞれのコイルと磁石12とが空隙を有するよ
う、磁気ヨーク13は固定部材16に固定されている。
【0049】以上のように構成された光学ヘッドについ
て、以下その動作を説明する。
【0050】図6において半導体レーザ1より発せられ
た光はビームスプリッタ4の光分離面である面a4aに
より反射光と透過光とに分離される。面a4aで透過し
た光のうちの一部は、面b4bにより全反射され、面c
4cを透過して光検出器6上の受光領域の1つに入射
し、光スポットM21を形成する。
【0051】ビームスプリッタ4における面a4aで反
射した光は、対物レンズ5により収れんされてディスク
17上に微小光スポットを形成する。ディスク17で反
射された光は逆の経路をたどり、ビームスプリッタ4に
おける面a4a、面c4cを透過後、偏光フィルタ3を
透過して光検出器光検出器6上の多分割された受光領域
に入射し、光スポットS22を形成する。図9は偏光フ
ィルタ3および光検出器6上に形成された光スポットの
様子を示したものであり、図6における偏光フィルタ3
および光検出器6をAの向きから見た図である。偏光フ
ィルタ3は、4以上の複数で領域を分割され、それぞれ
の領域は半導体レーザ1の偏光方向であるE方向に対し
て、プラスもしくはマイナス45度の角度の方位角を有
している。光スポットM21は光検出器6上の単一の受
光領域上に形成され、光スポットS22は多分割された
偏光フィルタ3を透過後、光検出器6上の多分割された
受光領域上に形成される。光検出器6の各受光領域で検
出した信号は、フレキシブルプリント基板7、プリント
基板10、支持部材11、プリント基板18等を介し
て、外部のプリアンプや演算回路、増幅器に導かれ、光
スポットM21による信号をもとにして、半導体レーザ
1の光出力制御信号を得、光スポットS22による信号
をもとに差動アンプ、加算アンプを用いることにより、
第1から第5の実施例の場合と同様に、光磁気ディスク
の情報信号および他のディスクの情報信号を得ることが
でき、また、その他の演算をすることにより、フォーカ
ス誤差信号、トラッキング誤差信号を得ることが可能で
ある。また半導体レーザ1の駆動は、前述の光出力制御
信号をもとにして、半導体レーザ1の発する光出力が略
均一となるように駆動電流を制御する。半導体レーザ1
の駆動電流は、プリント基板18、支持部材11、プリ
ント基板10、フレキシブルプリント基板7等を介して
半導体レーザ1へ供給される。
【0052】上述したフォーカス誤差信号をもとにサー
ボ回路(図示せず)を介した電流を、図7および図8に
おけるフォーカス駆動コイル14に流すことにより、磁
石12にはF方向の推進力が発生し、支持部材11を変
形させながら、対物レンズ5を含む可動部がF方向に変
位し、これによりディスク17の面振れに追従させるた
めのフォーカスサーボが作動する。同様にトラッキング
誤差信号をもとにトラッキング駆動コイル15に電流を
流すことにより、磁石12にはT方向の推進力が発生
し、支持部材11を変形させながら、対物レンズ5を含
む可動部がT方向に変位し、これによりディスク17上
の記録トラックの偏心に追従させるためのトラッキング
サーボが作動する。
【0053】以上のように本実施例によれば、光学ヘッ
ドを、半導体レーザと、ビームスプリッタと、対物レン
ズと、4以上の複数で分割された偏光フィルタと、複数
の受光領域からなる光検出器と、略板状でフレキシブル
プリント基板を介して半導体レーザと光検出器が固定さ
れた光学基台と、略箱状で、対物レンズが固定されたレ
ンズホルダと、光学基台およびレンズホルダに固定され
た磁石と、レンズホルダおよび光学基台を支持する支持
部材と、固定部材に固定されたコイルが巻かれた磁気ヨ
ークで構成することにより、きわめて簡単な構成で、ロ
ーコストで小型の光磁気ディスク用光学ヘッドを実現す
ることが可能である。また、光学ヘッド全体を駆動する
ことによりフォーカス、トラッキングサーボを動作させ
るため、光学的にきわめて安定であり、温度などの外部
環境の変化の影響を受けにくく、また、経時変化もほと
んど起こらないという優れた効果を有するものである。
【0054】尚、本実施例においては、光学基台8およ
びレンズホルダ9の形状は、光学基台8が箱状で、レン
ズホルダ9が板状でもよく、双方が箱状でもよい。ま
た、プリント基板10を使用せずに、フレキシブルプリ
ント基板7上に形成された配線パターンに直接、支持部
材11を半田付けなどの手段などにより固定する構成で
もよい。さらに、本実施例においては、磁石12を可動
部の一部とし、フォーカス駆動コイル14、トラッキン
グ駆動コイル15を固定部材16に固定する構成とした
が、これはフォーカス駆動コイル14、トラッキング駆
動コイル15を可動部に、磁石12を固定部材16に固
定する構成でもよい。
【0055】また、本実施例においては、光学基台8に
形成された配線パターンとしてフレキシブルプリント基
板7を用いたが、これは光学基台上に印刷などの手段に
より直接形成された配線パターンと、それと結合される
フレキシブルプリント基板との組合せであってもよい。
また、光検出器6は各受光領域のプリアンプと、ディス
ク17のフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信
号を得るための演算回路の少なくとも一部を内蔵してい
てもよい。さらに光検出器6は前述の構成に加えて、半
導体レーザ1の光出力制御回路の少なくとも一部を内蔵
した構成でもよく、この場合はさらに信頼性の向上を図
ることが可能となる。
【0056】なお、第1から第6の実施例において用い
た偏光フィルタは、入射光を互いに直交する2つの偏光
成分に回折、分離する偏光性ホログラムであっても同様
の効果を得ることが可能である。
【0057】
【発明の効果】以上のように本発明は、光学ヘッドとし
て、直線偏光である光源と、ビームスプリッタと、対物
レンズと、光源の偏光方向を軸とし、略線対称で互いに
異なる2種類の方位角を有し、4以上の複数の領域に分
割された偏光フィルタと、受光領域を偏光フィルタと同
様に複数に分割された光検出器で構成することにより、
大幅に光学部品の削減(たとえば反射光を分離する偏光
スプリッタ等の削減)が可能となり、きわめて簡単な構
成で(たとえば光検出器が一式でよい)、ローコストの
光磁気ディスク用光学ヘッドを実現させることが可能で
あり、あわせて、光学ヘッドの大幅な小型軽量化が達成
可能である。
【0058】また、光学ヘッドは、光源と、ビームスプ
リッタと、対物レンズと、ディスクからの反射光を4以
上の複数の光束に分割するホログラムなどの波面分割手
段と、光源の偏光方向を軸とし、略線対称で互いに異な
る2種類の方位角を有し、4以上の複数の領域に分割さ
れた偏光フィルタと、受光領域を4以上の複数に分割さ
れた光検出器で構成されていてもよい。
【0059】また、光学ヘッドとして、光源である半導
体レーザと、半導体レーザからの光を反射光である第1
の光束と透過光である第2の光束に分離し、第2の光束
の少なくとも一部を第1の光束と逆の向きに反射し第3
の光束とするビームスプリッタと、第1の光束を情報記
録媒体上に集光させる対物レンズと、第3の光束を受光
する受光領域および前記情報記録媒体で反射し、対物レ
ンズを透過し、ビームスプリッタを透過した第4の光束
を受光する4つ以上の複数の受光領域との双方からなる
光検出器と、半導体レーザの偏光方向を軸とし、略線対
称で互いに異なる方位角を有する2種類の偏光フィルタ
と、金属もしくは樹脂からなる略板状で表面に電気的な
配線パターンが形成され、少なくとも半導体レーザと光
検出器が固定および結線がなされた光学基台と、金属も
しくは樹脂からなる略箱状で、少なくとも対物レンズが
固定されたレンズホルダを主構成要素とし、ビームスプ
リッタは光学基台もしくはレンズホルダのいずれかに固
定され、光検出器の受光領域のうち、第4の光束を受光
する複数の受光領域のそれぞれの上に、2種類の偏光フ
ィルタのいずれかを、2種類の偏光フィルタを透過する
光量がほぼ等しくなるように設け、光学基台とレンズホ
ルダは接着等の手段で互いに固定され略直方体状の可動
部をなし、対物レンズの略光軸方向と情報記録媒体上に
形成された記録トラックと略垂直方向とのそれぞれに可
動部を駆動するための駆動手段と、少なくとも対物レン
ズの略光軸方向と情報記録媒体上に形成された記録トラ
ックと略垂直方向に可動部が変位可能である支持手段で
固定部から可動部を支持する構成とすることにより、き
わめて簡単な構成で、ローコストで小型の光磁気ディス
ク用光学ヘッドを実現することが可能となる。また、光
学ヘッド全体を駆動することによりフォーカス、トラッ
キングサーボを動作させるため、光学的にきわめて安定
であり、温度などの外部環境の変化の影響を受けにく
く、また、経時変化もほとんど起こらないという優れた
効果を有するものである。
【0060】また、光学基台に形成された配線パターン
はフレキシブルプリント基板であってもよい。
【0061】また駆動手段は、可動部に固定された少な
くとも1個の磁石と、可動部および磁石と空隙を介して
固定部に固定された2個以上のコイルから構成されてい
てもよい。さらに支持手段は、導電性を有し、電気的に
互いに独立した複数個の支持体で構成され、複数個の支
持体の可動部側は、半導体レーザおよび光検出器の各端
子と、電気的な配線手段を介して電気的に結合された構
成でもよい。また支持手段は、導電性を有し、電気的に
互いに独立した複数個の支持体で構成され、複数個の支
持体の可動部側は、光学基台に固定された半導体レーザ
および光検出器を結線するフレキシブルプリント基板を
延長し、フレキシブルプリント基板の端部に電気的に結
合された構成でもよい。
【0062】また、光検出器は各受光領域のプリアンプ
と、情報記録媒体のフォーカス誤差信号およびトラッキ
ング誤差信号を得るための演算回路の少なくとも一部を
内蔵していてもよい。さらに光検出器は前述の構成に加
えて、半導体レーザの光出力制御回路の少なくとも一部
を内蔵した構成でもよく、この場合はさらに信頼性の向
上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における光学ヘッドの概
略図
【図2】本発明の第2の実施例における光学ヘッドの概
略図
【図3】本発明の第3の実施例における光学ヘッドの概
略図
【図4】本発明の第4の実施例における光学ヘッドの概
略図
【図5】本発明の第5の実施例における光学ヘッドの概
略図
【図6】本発明の第6の実施例における光学ヘッドの要
部の断面図
【図7】同実施例における光学ヘッドの平面図
【図8】同実施例における光学ヘッドの側面図
【図9】同実施例における光学ヘッドの要部の概略図
【図10】従来の光学ヘッドの概略図
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 マウント部材 3 偏光フィルタ 4 ビームスプリッタ 5 対物レンズ 6 光検出器 7 フレキシブルプリント基板 8 光学基台 9 レンズホルダ 10 プリント基板 11 支持部材 12 磁石 13 磁気ヨーク 14 フォーカス駆動コイル 15 トラッキング駆動コイル 16 固定部材 17 ディスク 18 プリント基板 21 光スポットM 22 光スポットS 30 光源 31 ビームスプリッタ 32 偏光フィルタ 33 光検出器 34 光スポット 35 差動アンプ 36 加算アンプ 37 ホログラム 38 光スポット 39 ホログラム 40 光学素子 41 光スポット 42 光学素子
フロントページの続き (72)発明者 冨田 浩稔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 毛利 政就 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−166240(JP,A) 特開 昭62−78742(JP,A) 特開 昭62−162262(JP,A) 特開 平3−178064(JP,A) 特開 平4−13256(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 11/105 G11B 7/12 - 7/135

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線偏光である光源と、前記光源からの
    光を磁気光学効果を有する情報記録媒体上に集光させる
    対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に位置
    し、略平板状で第1の面に前記光源からの光を前記対物
    レンズに向けて反射し、前記情報記録媒体からの反射光
    を4つ以上の複数の光束に波面分割し透過させるホログ
    ラムが形成され、前記第1の面と対向する第2の面に、
    前記第1の面と同じく複数の領域に分割され、前記複数
    の領域は、前記光源の偏光方向を軸とした略線対称で互
    いに異なる2種類の方位角を有する偏光フィルタのいず
    れかが形成された光学素子と、前記光学素子を透過した
    複数の光束をそれぞれ受光する複数の受光領域を有する
    光検出器を主構成要素とし、前記2種類の偏光フィルタ
    を透過する光量がほぼ等しいことを特徴とする光学ヘッ
    ド。
  2. 【請求項2】 半導体レーザと、前記半導体レーザから
    の光を反射光である第1の光束と透過光である第2の光
    束に分離し、前記第2の光束の少なくとも一部を前記第
    1の光束と逆の向きに反射し第3の光束とするビームス
    プリッタと、前記第1の光束を情報記録媒体上に集光さ
    せる対物レンズと、前記第3の光束を受光する受光領域
    および前記情報記録媒体で反射し、前記対物レンズを透
    過し、前記ビームスプリッタを透過した第4の光束を受
    光する4つ以上の複数の受光領域との双方からなる光検
    出器と、前記半導体レーザの偏光方向を軸とし、略線対
    称で互いに異なる方位角を有する2種類の偏光フィルタ
    と、金属もしくは樹脂からなる略板状で表面に電気的な
    配線パターンが形成され、少なくとも前記半導体レーザ
    と前記光検出器が固定および結線がなされた光学基台
    と、金属もしくは樹脂からなる略箱状で、少なくとも前
    記対物レンズが固定されたレンズホルダを主構成要素と
    し、前記ビームスプリッタは前記光学基台もしくは前記
    レンズホルダのいずれかに固定され、前記光検出器の受
    光領域のうち、第4の光束を受光する複数の受光領域の
    それぞれの上に、前記2種類の偏光フィルタのいずれか
    を、前記2種類の偏光フィルタを透過する光量がほぼ等
    しくなるように設け、前記光学基台と前記レンズホルダ
    は接着等の手段で互いに固定され略直方体状の可動部を
    なし、前記対物レンズの略光軸方向と前記情報記録媒体
    上に形成された記録トラックと略垂直方向とのそれぞれ
    に前記可動部を駆動するための駆動手段と、少なくとも
    前記対物レンズの略光軸方向と前記情報記録媒体上に形
    成された記録トラックと略垂直方向に前記可動部が変位
    可能である支持手段で固定部から前記可動部を支持した
    ことを特徴とする光学ヘッド。
  3. 【請求項3】 光学基台は、金属もしくは樹脂からなる
    略板状で表面に電気的な配線がなされたフレキシブルプ
    リント基板を介して、少なくとも前記半導体レーザと前
    記光検出器が固定および結線がなされた光学基台である
    請求項記載の光学ヘッド。
  4. 【請求項4】 光検出器は各受光領域のプリアンプと、
    情報記録媒体のフォーカス誤差信号およびトラッキング
    誤差信号を得るための演算回路の少なくとも一部を内蔵
    したことを特徴とする請求項2または3記載の光学ヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】 光検出器は各受光領域のプリアンプと、
    情報記録媒体のフォーカス誤差信号およびトラッキング
    誤差信号を得るための演算回路の少なくとも一部と、半
    導体レーザの光出力制御回路の少なくとも一部を内蔵し
    たことを特徴とする請求項2または3記載の光学ヘッ
    ド。
  6. 【請求項6】 駆動手段は、可動部に固定された少なく
    とも1個の磁石と、前記可動部および前記磁石と空隙を
    介して固定部に固定された2個以上のコイルから構成さ
    れたことを特徴とする請求項7または8記載の光学ヘッ
    ド。
  7. 【請求項7】 支持手段は、導電性を有し、電気的に互
    いに独立した複数個の支持体で構成され、前記複数個の
    支持体の可動部側は、半導体レーザおよび光検出器の各
    端子と、電気的な配線手段を介して電気的に結合されて
    いることを特徴とする請求項2または3記載の光学ヘッ
    ド。
  8. 【請求項8】 支持手段は、導電性を有し、電気的に互
    いに独立した複数個の支持体で構成され、前記複数個の
    支持体の可動部側は、光学基台に固定された半導体レー
    ザおよび光検出器を結線するフレキシブルプリント基板
    を延長し、前記フレキシブルプリント基板の端部に電気
    的に結合されていることを特徴とする請求項記載の光
    学ヘッド。
  9. 【請求項9】 偏光フィルタは、偏光性ホログラムであ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の光学ヘッ
    ド。
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