JP3502381B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

光ディスク装置

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JP3502381B2
JP3502381B2 JP2002364094A JP2002364094A JP3502381B2 JP 3502381 B2 JP3502381 B2 JP 3502381B2 JP 2002364094 A JP2002364094 A JP 2002364094A JP 2002364094 A JP2002364094 A JP 2002364094A JP 3502381 B2 JP3502381 B2 JP 3502381B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光により情
報の書き込み、読み出す際に誤差検出を行う光ディスク
装置に関する。 【0002】光ディスク装置は、対物レンズによって集
光された直径約1μm のビームスポットに関して、フォ
ーカス方向とトラッキング方向の両方向に対して自動制
御を行っている。回転するディスクは、ディスク面に垂
直方向に面振れを起こす。面振れに追従して、ビームス
ポットが常に記録膜上に来るように、対物レンズを光軸
方向に移動させるのがフォーカス方向の制御である。ま
た、ディスクには、予め案内溝(プリグルーブ)が設け
られている。所定の案内溝に対してビームスポットが追
従するように、対物レンズ等を移動させるのがトラッキ
ング方向の制御である。両者の制御を行うための誤差信
号検出は、装置の信頼性を左右する重要な部分であり、
小型かつ低コストの方式が求められている。 【0003】 【従来の技術】図5に、従来の光ディスク装置を説明す
るための図である。図5(A)は構成図であり、図5
(B)は複合プリズムの説明図である。 【0004】図5(A)の光ディスク装置11におい
て、半導体レーザ12から出射した発散光は、コリメー
タレンズ13によって平行光に変換される。ビームスプ
リッタ14を透過した後、反射ミラー15によって対物
レンズ方向に反射され、対物レンズ16によりディスク
17上に直径約1μmのビームスポットに集光される。 【0005】ディスク17からの反射光は元来た経路を
戻り、ビームスプリッタ14で図中下方に反射される。
さらに、ビームスプリッタ18により、光は2分割さ
れ、一方は、図中右側に反射され、ウォラストンプリズ
ム19,集光レンズ20を介して光検出器21で光磁気
信号及びアドレス信号を検出する。また、ビームスプリ
ッタ18を透過した光は集光レンズ22によって絞ら
れ、ビームスプリッタ23で、また2分割される。 【0006】図中右側への反射光を2分割(A,B)さ
れた光検出器24で受光し、プッシュプル法によりトラ
ッキング誤差信号を得る。また、ビームスプリッタ23
を透過した光は複合プリズム25を介して、4分割(A
〜D)された光検出器26上に集光し、フーコー法(又
はダブルナイフエッジ法)により、フォーカス誤差検出
信号を得る。すなわち、フォーカス誤差検出をフーコー
法で行い、トラッキング誤差検出をプッシュプル法で行
うものである。 【0007】複合プリズム25は、図5(B)に示すよ
うに、2つの出射面25a,25bが形成されたもの
で、ディスク17からの反射光を2分割してそれぞれの
光を4分割(A〜D)の光検出器26で受光させる。 【0008】ここで、図6〜図8に、図5のフーコー法
を説明するための図を示し、図9に、図6〜図8の出力
特性のグラフを示す。図6(A),(B)は、対物レン
ズ16がディスク17に近い場合であり、4分割(A〜
D)の光検出器26上のビームパターンは図6(A)に
示すようになる。光検出器26の各A〜Dの出力に対し
て、フォーカス誤差信号FES(Focus Error Signal)
は(A+C)−(B+D)という演算を行うとFES>
0となる。 【0009】同様に、図7(A),(B)は、ディスク
17が対物レンズ16の焦点位置にある場合であり、フ
ォーカス誤差信号FESはFES=0となる。また、図
8(A),(B)はディスク17が対物レンズ16に対
して遠ざかった場合であり、フォーカス誤差信号FES
はFES<0となる。 【0010】そして、これらの出力信号は、図9に示す
ように、S字カーブとなり、この信号を用いてフォーカ
ス方向の自動制御を行うものである。 【0011】このようにフーコー法を用いて、フォーカ
ス誤差を検出することにより、ビームスポットが案内溝
を横断する時に生じる外乱信号がフォーカス誤差信号に
混入する程度が小さくなり、また、ディスク17からの
反射光が光軸シフトを起こしても、光検出器26がほぼ
焦点近傍に置かれているため、フォーカス誤差信号に異
常なオフセットを発生させることがないものである。 【0012】次に、図10〜図12に、図5のプッシュ
プル法を説明するための図を示す。図10(A)〜
(C)は、ビームスポットがディスク17の案内溝17
aより図中右にずれた場合、ディスク17からの反射光
は強度分布がアンバランスとなり、図中左側の方が強く
なる。従って、2分割(A,B)された光検出器24か
らのトラッキング誤差信号TES(Tracking Error Sig
nal )は、TES=(A−B)という演算を行うと、T
ES>0となる。 【0013】同様に、図11(A)〜(C)は、ビーム
スポットがディスク17の案内溝17aの中央にあると
きであり、ディスク17からの反射光の強度分布は一様
である。従って、トラッキング誤差信号TESは、(A
−B)=0となる。また、図12(A)〜(C)は、ビ
ームスポットが案内溝17aの図中左にずれた場合であ
り、反射光の強度分布は図中左側が強くなってトラッキ
ング誤差信号TESはTES<0となる。 【0014】このように、ビームスポットが案内溝17
aに対して左右にずれると、それぞれに応じて出力も正
負に変化することから、2分割(A,B)された光検出
器24の出力(A−B)をトラッキング誤差信号として
用いるものである。 【0015】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、フーコー法とプッシュプル法とを同時に成立させる
ために、ビームスプリッタ23で光を直交する二方向に
分割しなければならず、ビームスプリッタ23及び光検
出器24のスペースを確保する必要があり、部品点数を
削減することが困難であるという問題がある。 【0016】また、フォーカス誤差検出をフーコー法で
はなく通常行われる非点収差法によれば部品点数の削減
は可能であるが、非点収差法はビーム径が大きく、外乱
の影響を受け易いことから信頼性が低いという問題があ
る。 【0017】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、誤差検出の信頼性を向上させ、小型、低コスト
化を図る光ディスク装置を提供することを目的とする。 【0018】 【課題を解決するための手段】上記課題は、光源からの
出射光をディスクに照射し、該ディスクからの反射光に
より情報信号、フォーカス誤差及びトラッキング誤差を
検出し、フォーカス及びトラッキングを制御する光ディ
スク装置において、前記ディスクからの反射光を、略同
一方向の第1乃至第6の光に6分割する光分割手段と、
該光分割手段により分割された第1及び第2の光を受光
してフォーカス誤差信号を検出し、第3乃至第6の光を
受光してトラッキング誤差信号、光磁気信号及びアドレ
ス信号を検出する光検出部とを有し、上記光分割手段
は、中央に位置して山形形状をなす第3及び第4の出射
面と、該第3及び第4の出射面が形成する山形部分の稜
線の延在する方向上、一方の側に位置して、上記第3の
出射面と同じ方向に且つ上記第3の出射面より小さい角
度で傾斜した第1の出射面と、上記山形部分の稜線の延
在方向上他方の側に位置して、上記第4の出射面と同じ
方向に且つ上記第4の出射面より小さい角度で傾斜した
第2の出射面とを有する一つの複合プリズムと、該複合
プリズムのうち中央の山形部分の裏側の部位に固定さ
れ、光を上記山形部分の稜線の延在する方向に分離する
一つのウォラストンプリズムとよりなる構成とすること
により解決される。 【0019】光分割手段が反射光を6分割し、分割され
た光を光検出部によって検出して、フォーカス誤差信
号、トラッキング誤差信号、光磁気信号アドレス信号を
検出する構成は、光分割手段への一つの光路と一つの光
検出部とによって全部の信号を検出することを可能とす
る。 【0020】 【発明の実施の形態】図1に、本発明の第1実施例の構
成図を示す。図1の光ディスク装置31において、光源
である半導体レーザ32(He−Neレーザでもよい)
からの出射光(発散光)は、コリメータレンズ33によ
って平行光に変換される。この平行光がビームスプリッ
タ34を透過した後、反射ミラー35によって対物レン
ズ方向に反射され、対物レンズ36により光磁気ディス
ク37上に直径約1μmのビームスポットに集光され
る。 【0021】ディスク37からの反射光は元来た経路を
戻り、ビームスプリッタ34で図中下方に反射される。
さらに、ビームスプリッタ38により、光は2分割さ
れ、一方は、図中右側に反射され、ウォラストンプリズ
ム39,集光レンズ40を介して光検出器41で光磁気
信号(情報信号)を検出する。また、ビームスプリッタ
38を透過した光は集光レンズ42によって絞られる。
以上の構成は図5(A)と同様である。 【0022】集光レンズ42で絞られた反射光は、光分
割手段である複合プリズム43(後述する)により第1
〜第4の光44a〜44dに4分割され、光検出部45
に受光される。光検出部45は、第1及び第2の光44
a,44bを受光する4分割(A〜D)された第1の受
光部(45a)と、第3の光44cを受光する第2の受
光部E(45b)と、第4の光44dを受光する第3の
受光部F(45c)とが一平面上(それぞれ分離されて
いてもよい)に形成される(図2(C)参照)。 【0023】次に、図2に、図1の複合プリズムを説明
するための図を示す。図2(A)は複合プリズム43の
斜視図であり、図2(B)は複合プリズム43の出射面
を示した図であり、図2(C)は光検出部45の受光を
説明するための図である。 【0024】図2(A),(B)において、複合プリズ
ム43は、その出射面が反射光束のうち、第1の光44
aを出射する第1の出射面43aが図中右傾斜で形成さ
れ、第2の光44bを出射する第2の出射面43bが図
中左傾斜で形成される。また、第3及び第4の光44
c,44dを出射する第3及び第4の出射面43c,4
3dが山形形状に形成されたものである。 【0025】第1の出射面43aは、第3の出射面43
cと同じ方向に傾斜しており、且つ傾斜角α1は第3の
出射面43cの傾斜面α3より小さい。 【0026】第2の出射面43bは、第4の出射面43
dと同じ方向に傾斜しており、且つ傾斜角α2は第4の
出射面43dの傾斜面α4より小さい。 【0027】そして、図2(C)において、反射光束の
うち、第1の出射面43aより出射された第1の光44
aは、光検出部45の第1の受光部45aのA,D領域
で受光される。また、第2の出射面43bより出射され
た第2の光44bは第1の受光部45aのB,C領域で
受光される。これにより、図4〜図7で説明したよう
に、フーコー法により(A+C)−(B+D)の演算を
行い、フォーカス誤差信号を検出する。 【0028】また、反射光束のうち、第3の出射面43
cより出射された第3の光44cは、光検出部45の第
2の受光部45b(E領域)で受光され、第4の出射面
43dにより出射された第4の光44dは第3の受光部
45c(F領域)で受光される。これにより、図10〜
図12で説明したように、プッシュプル法により(E−
F)の演算を行い、トラッキング誤差信号を検出するも
のである。 【0029】このように、図5(A)と比較すると、フ
ォーカス検出にフーコー法、トラッキング誤差信号検出
にプッシュプル法を用いても、ビームスプリッタ等を用
いて、光路を2分割する必要がないため、光学系の装置
全体に占める体積を小さくすることができる。また、ビ
ームスプリッタを1個、光検出器を2個から1個に減ら
すことができることから、部品点数の削減になり、ひい
てはコスト低減を行うことができる。さらに、フォーカ
ス誤差信号検出に非点収差法を用いた場合と比較する
と、光検出器上でのビーム径を小さくすることができ、
外乱の影響を防止して信頼性を向上できるものである。 【0030】また、所定のフォーカス誤差信号が検出で
きるよう光検出部45を調整した場合、自動的に第3の
光44cと第4の光44dを受光部45d(E領域)と
受光部45c(F領域)内に入射させるような構造が可
能となるため、トラック誤差信号検出用の調整が不要と
なる利点もある。 【0031】図3に、本発明の第2実施例になる光ディ
スク装置31Aを示す。 【0032】同図中、図1に示す構成部分と対応する部
分には同一符号を付し、その説明は省略する。 【0033】光ディスク装置31Aは、図1中の複合プ
リズム43に代えて、複合プリズム−ウォラストンプリ
ズム一体部品50を設け、図1中のビームスプリッタ3
5、ウォラストンプリズム39、集光レンズ40、光検
出器41が削除された構成である。 【0034】半導体レーザ32により射出したレーザ光
は、ディスク37上に集光する。ディスク37からの反
射光は、元来た経路を戻り、ビームスプリッタ34によ
り下方に反射され、以後は分岐されずに進み、集光レン
ズ42によって絞られる。 【0035】集光レンズ42で絞られた反射光束49
は、光分割手段である部品50(後述する)により、第
1〜第6の光51a〜51fに分割され、光検出部45
Aに受光される。 【0036】光検出部45Aは、第1及び第2の光51
a,51bを受光する4分割(A〜D)された第1の受
光部45Aaと、第3の光51cを受光する第2の受光
部45Ab−1(E1領域)と、第4の光51dを受光
する第3の受光部45Ab−2(E2領域)と、第5の
光51eを受光する第4の受光部45Ac−1(F1領
域)と、第6の光51fを受光する第5の受光部45A
c−2(F2領域)とが一平面上に形成された構成であ
る(図4(C)参照)。 【0037】次に、上記部品50について説明する。 【0038】部品50は、図4(B),(C)に併せて
示すように、図2に示す複合プリズム43の裏面に図4
(A)に示すウォラストンプリズム52を接着してなる
構造である。 【0039】ウォラストンプリズム52は、水晶から切
り出した三角プリズムを二つ貼り合わせた構造であり、
複合プリズム43のうち、中央の山形部分に対応するサ
イズを有する。 【0040】このウォラストンプリズム52は、複合プ
リズム43のうち、中央の山形部分43eの真裏の部位
に、山形部分の全幅に亘って配してあり、レーザ光を、
山形部分43eの稜線43eの延在する方向に分離す
る。 【0041】即ち、ウォラストンプリズム52は、反射
光49の光路のうち、複合プリズム43の直前の位置に
位置している。 【0042】次に、上記構造の部品50による光の分割
状況及び信号の検出状況について説明する。 【0043】集光レンズ42より出て部品50に入射す
る反射光束49のうち、図4(B)中、ウォラストンプ
リズム52より上側の部分を通って複合プリズム43に
直接入射した光49−1は、第1の出射面43aで屈折
されて、第1の出射面43aより第1の光51aとして
出射する。 【0044】この第1の光51aは、図4(C)に示す
ように、光検出部45Aの第1の受光部45Aaのうち
のA,D領域で受光される。 【0045】また、上記反射光束49のうち、図4
(B)中、ウォラストンプリズム52より下側の部分を
通って複合プリズム43に直接入射した光49−2は、
第2の出射面43bで屈折されて、第2の出射面43b
より第2の光51bとして出射する。 【0046】この第2の光51bは、図4(C)に示す
ように、光検出部45Aの第1の受光部45Aaのうち
のB,C領域で受光される。 【0047】上記第1の受光部45Aaの領域A,B,
C,Dからの出力に基づいて、図6乃至図9で説明した
ように、フーコー法により(A+C)−(B+D)の演
算を行い、フォーカス誤差信号を検出する。 【0048】また、上記の反射光束49のうち、図4
(B)中、ウォラストンプリズム52に向かう光49−
3は、ウォラストンプリズム52に入射し、ここで、図
4(A)及び(B)に示すように、p波55とs波56
とに分離される。 【0049】p波55は、光49−3の延長線57に対
して第1の出射面43a側寄りに、角度β偏向してい
る。 【0050】s波56は、上記p波55とは逆に、光4
9−3の延長線57に対して第2の出射面43b側寄り
に角度β偏向している。 【0051】p波55及びs波56は、ウォラストンプ
リズム52を出て、複合プリズム43内に入る。 【0052】上記角度βは小さく、p波55及びs波5
6は、複合プリズム43のうち山形部分43e内を伝播
し、共に第3の出射面43c及び第4の出射面43dに
到り、ここで屈折されて出射する。 【0053】第3の出射面43cについてみると、p波
55は、図4(C)中、第3の光51cとして出射さ
れ、これは、第2の受光部45Ab−1(E1領域)を
照射する。 【0054】s波56は、図4(C)中、第4の光51
dとして出射され、これは、第3の受光部45Ab−2
(E2領域)を照射する。図4(C)中、第5の光51
eとして出射され、これに第4の受光部45Ac−1
(F1領域)を照射する。 【0055】s波56は、図4(C)中、第6の光51
fとして出射され、これは第5の受光部45Ac−2
(F2領域)を照射する。 【0056】上記第2乃至第6の受光部45Ab−1〜
45Ac−2(領域E1〜F2)からの出力に基づい
て、(E1+E2)−(F1+F2)の演算を行うこと
により、トラッキング誤差信号が検出される。 【0057】また、(E1+F1)−(E2+F2)の
演算を行うことにより、光磁気信号が得られる。 【0058】更には、(E1+E2+F1+F2)の演
算を行うことにより、アドレス信号が得られる。 【0059】以上より分かるように、本実施例によれ
ば、一の光路(上記光束49よりなる光路)と、一つの
光検出器45Aとによって、全ての信号(フォーカス誤
差信号、トラッキング誤差信号、光磁気信号、アドレス
信号)を検出することが出来る。 【0060】図3の構成を、図1の構成と比較すると、
図1中、ビームスプリッタ38より横に向かう光路が無
いため、光学系の占有空間が縮小化されており、且つ部
品点数が少なくなっている。 【0061】従って、第2実施例の光ディスク装置31
Aは、第1実施例の光ディスク装置31と比べても、小
型であり、且つ低コストとなっている。 【0062】また、所定のフォーカス誤差信号が検出で
きるよう光検出部45Aを調整した場合、自動的に第3
の光51cから第6の光51fまでを受光部45Ab−
1(E1領域)と受光部45Ac−2(F2領域)内に
自動的に入射させるような構造が可能となるため、トラ
ック誤差信号及び光磁気信号検出用の調整が不要となる
利点もある。 【0063】なお、上記一体部品50に代えて、複合プ
リズム50とウォラストンプリズム52とを独立の部品
とし、ウォラストンプリズム52を複合プリズム50の
裏面に離間対向させて複合プリズム50とは別個独立に
配した構成としてもよい。 【0064】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光分割
手段により反射光を6分割し、これらを光検出部により
検出して、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信
号、光磁気信号アドレス信号を検出する構成であるた
め、光分割手段への一つの光路と一つの光検出部とによ
って全部の信号を検出することが出来、光学系の占有空
間を従来に比べて縮小することが出来、ひいては光ディ
スク装置の小型化を図ることが出来る。 【0065】また、光分割手段は、一つの複合プリズム
と一つのウォラストンプリズムとを一体化してなる構成
であるため、両者を別々に設けた構成に比べて部品点数
を削減し得ると共に、光学系を更に小型にすることが出
来る。 【0066】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例の構成図である。 【図2】図1の複合プリズムを説明するための図であ
る。 【図3】本発明の第2実施例の構成図である。 【図4】図3の複合プリズム−ウォラストンプリズム一
体部品を説明するための図である。 【図5】従来の光ディスク装置を説明するための図であ
る。 【図6】図5のフーコー法を説明するための図である。 【図7】図5のフーコー法を説明するための図である。 【図8】図5のフーコー法を説明するための図である。 【図9】図6乃至図8の出力特性のグラフである。 【図10】図5のプッシュプル法を説明するための図で
ある。 【図11】図5のプッシュプル法を説明するための図で
ある。 【図12】図5のプッシュプル法を説明するための図で
ある。 【符号の説明】 31,31A 光ディスク装置 32 半導体レーザ 33 コリメータレンズ 34,38 ビームスプリッタ 35 反射ミラー 36 対物レンズ 37 ディスク 39 ウォラストンプリズム 40,42 集光レンズ 41 光検出器 43 複合プリズム 43a〜43d 第1〜第4の出射面 43e 山形部分 43f 稜線 44a〜44d 第1〜第4の光 45,45A 光検出部 45a〜45c 第1〜第3の受光部 45Aa 第1の受光部 45Ab−1 第2の受光部 45Ab−2 第3の受光部 45Ac−1 第4の受光部 45Ac−2 第5の受光部 49 反射光束 49−1,49−2,49−3 光 50 複合プリズム−ウォラストンプリズム一体部品 51a〜51f 第1乃至第6の光 52 ウォラストンプリズム 53,54 水晶の三角プリズム 55 p波 56 s波 57 光49−3の延長線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−137841(JP,A) 特開 平1−144233(JP,A) 特開 平1−241028(JP,A) 特開 平2−121139(JP,A) 特開 昭62−298029(JP,A) 特開 昭62−295226(JP,A) 特開 平4−1939(JP,A) 特開 平4−21949(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/09 - 7/22

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 光源からの出射光をディスクに照射し、
    該ディスクからの反射光により情報信号、フォーカス誤
    差及びトラッキング誤差を検出し、フォーカス及びトラ
    ッキングを制御する光ディスク装置において、 前記ディスクからの反射光を、略同一方向の第1乃至第
    6の光に6分割する光分割手段と、 該光分割手段により分割された第1及び第2の光を受光
    してフォーカス誤差信号を検出し、第3乃至第6の光を
    受光してトラッキング誤差信号、光磁気信号及びアドレ
    ス信号を検出する光検出部とを有し、 上記光分割手段は、 中央に位置して山形形状をなす第3及び第4の出射面
    と、該第3及び第4の出射面が形成する山形部分の稜線
    の延在する方向上、一方の側に位置して、上記第3の出
    射面と同じ方向に且つ上記第3の出射面より小さい角度
    で傾斜した第1の出射面と、上記山形部分の稜線の延在
    方向上他方の側に位置して、上記第4の出射面と同じ方
    向に且つ上記第4の出射面より小さい角度で傾斜した第
    2の出射面とを有する一つの複合プリズムと、 該複合プリズムのうち中央の山形部分の裏側の部位に固
    定され、光を上記山形部分の稜線の延在する方向に分離
    する一つのウォラストンプリズムとよりなる構成である
    ことを特徴とする光ディスク装置。
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