JP3592696B2 - ディスク記録再生装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ディスク状記録媒体に光スポットを投影して光学的に情報を記録再生する方式であるディスク記録再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディスク記録再生装置は、DVD・MD・CD・ハイビジョン用マルチレーザプレーヤなどその用途は年々多様化すると共に益々高密度・高性能・高品質・高付加価値化している。特に記録可能な光磁気メディアを利用したディスク演奏装置においては、ポータブル用・車載用への需要は大きく増加傾向にあり、より一層の小型・薄型・高性能・低コスト化が求められている。本発明は光ディスク用ディスク記録再生装置における光学ヘッドのフォーカス調整に関するものである。
【0003】
従来、光磁気ディスク用光学ヘッドに関する技術としては、数多くの報告がなされている。
【0004】
以下、図面を参照しながら、従来の光磁気ディスク用の光学ヘッドについて説明を行う。
【0005】
図7及び図8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。図7において、1は半導体レーザ、2はコリメートレンズ、3は回折格子、4は、ビームスプリッタ4a、偏光分離素子4b、折り返しミラー4cより構成された複合素子、5は対物レンズ、6は磁気光学効果を有するとともにウォブル信号を備えた情報記録媒体、7はモニタ用受光素子、8は凸レンズ、9は凹シリンドリカルレンズ、10は保持部材、11は多分割光検出器、12および13は光スポットの焦点、14は多分割光検出器11上に形成されるメインビーム(P偏光)、15は多分割光検出器11上に形成されるメインビーム(S偏光)、16は多分割光検出器11上に形成されるメインビーム(P+S偏光)、17はサブビームのうち先行ビームによる光スポット、18はサブビームのうち後行ビームによる光スポットである。
【0006】
また、図8は上記図7の多分割光検出器11の各受光領域を示す図であり、19は4分割受光領域、20は先行ビーム受光領域、21は後行ビーム受光領域、22a、22bは情報信号受光領域、23は減算器、24は加算器である。
【0007】
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。
【0008】
半導体レーザ1より発せられた光は、コリメートレンズ2により平行光に変換され、回折格子3により異なる複数の平行光束に分離される。異なる複数の平行光束は複合素子4のビームスプリッタ4aを透過し、対物レンズ駆動装置(図示せず)に組み込まれた対物レンズ5により、光磁気ディスク6上に直径1ミクロン程度のメインビームとして集光されると同時に、いわゆる3ビーム法によりメインビームと同一トラック上にメインビームの前後に副ビームとして先行ビームと後行ビームを一定間隔に形成する。また複合素子4のビームスプリッタ4aにより反射された平行光束はモニタ用受光素子7に入射し、半導体レーザ1の駆動電流の制御に利用される。
【0009】
情報記録媒体6からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子4のビームスプリッタ4aにより反射分離されて、偏光分離素子4bに入射する。半導体レーザ1は、紙面に平行な偏光方向となるよう設置されており、入射光は偏光分離素子4bにより、偏光方向を45度回転させるとともに互いに直交する2つの偏光成分と、互いに直交する2つの偏光成分を有する異なる3つの光束に分離され、反射ミラー4cにより反射される。
【0010】
複合素子4を透過した反射光は略円筒形状の凸レンズ8に入射し収れん光となり、略円筒形状の凹シリンドリカルレンズ9へ入射する。ここで凹シリンドリカルレンズ9は、紙面に平行な面内でW1の向きに存在する情報記録媒体6の記録トラックの像に対して、略45度の角度にレンズ効果を有するように設けられている。
【0011】
凹シリンドリカルレンズ9を透過した光は、フォーカス誤差信号検出手段の一部である非点収差を発生する。凹シリンドリカルレンズ9のレンズ面を有さない面内では実線の光路となり焦点12に収れんし、レンズ効果を有する面内では破線で示した光路となり焦点13に収れんする。
【0012】
凹シリンドリカルレンズ9は凹シリンドリカルレンズ9のレンズ効果を有する方向W2が保持部材10に対して略45度になるように回転調整されると共に、凸レンズ8と凹シリンドリカルレンズ9は保持部材10により光軸方向において所定の距離に固定される。
【0013】
また、保持部材10の底面を光学ハウジングの基準面に固定することにより、非点収差の方向および光軸方向の位置決めを行う。
【0014】
多分割光検出器11は受光面が焦点12と焦点13との略中間に位置しており、中心部の4分割受光領域19で発生した電気信号の対角同士の和をとり、それらを減算器23で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。また、上下受光領域それぞれの和信号を減算したいわゆるプッシュプル信号のうち、バンドパスフィルター(以下BPF)により略22KHzの信号のみを抽出することにより情報記録媒体6のウォブル信号いわゆるAdip信号を検出することが可能となり、このAdip信号をもとにスピンドルモータ制御装置(図示せず)によりスピンドルモータ(図示せず)の回転数制御を行う。
【0015】
先行ビームによる光スポット17と後行ビームによる光スポット18の差を取ることによりいわゆる3ビーム法によるトラッキング誤差検出信号を検出する。
【0016】
また、P偏光からなるメインビーム14とS偏光からなるメインビーム15の差を取ることにより、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、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能である。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、光学ヘッド単体の光学的なデフォーカス調整位置(いわゆるフォーカスオフセット)が、情報記録媒体上における光スポット形状がAdip信号の劣化する方向に大きくずれている状態で、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボを動作させた場合、Adip信号の検出能力が悪化しAdip信号振幅が小さくなり、Adipエラーが増大しスピンドルモータの回転数制御が不安定となり、フォーカスオフセット調整等のサーボ調整が不可能となるという課題を有していた。
【0018】
本発明は、上記従来の光学ヘッドのこのような課題を考慮し、光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、光量を大きくして、あらかじめAdip信号振幅が大きくした後にフォーカスオフセット調整を行うことにより、Adip信号 振幅が安定化し、良好なスピンドルサーボおよびデフォーカス調整を実現することができるとともに量産性に優れたディスク記録再生装置を提供することを目的とするものである。
また、光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、ADIP信号によりスピンドルモータの回転数制御を行なわない方式にてスピンドルモータの回転数制御を行うことにより、Adip信号振幅が安定化し、良好なスピンドルサーボおよびデフォーカス調整を実現することができるとともに量産性に優れたディスク記録再生装置を提供することを目的とするものである
さらに、異なる種類の情報記録媒体がある場合で、第2の情報記録媒体における光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、予め調整した第1の情報記録媒体におけるデフォーカスの値を用いでフォーカスサーボをかけた後、フォーカスオフセットの調整を行うことにより、Adip信号振幅が安定化し、良好なスピンドルサーボおよびデフォーカス調整を実現することができるとともに量産性に優れたディスク記録再生装置を提供することを目的とするものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
第1の本発明は、光源となる半導体レーザを実装した光学ヘッドと、
前記光学ヘッドからのフォーカス誤差信号に基づきフォーカスの最適なフォーカスオフセット量を演算するフォーカス誤差演算手段と、
そのフォーカス誤差演算手段の出力信号に応じて対物レンズ駆動装置に制御信号を注入するフォーカス誤差印加手段と、
トラッキングサーボ制御を行うトラッキングサーボ制御手段と、
情報記録媒体のウォブルからの周波数信号に基づいて、前記情報記録媒体を回転させるスピンドルモータの回転数制御を行う第1のスピンドルモータ制御手段とを備え、
前記トラッキングサーボ制御手段によるトラッキングサーボ制御時で前記光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、前記第1のスピンドルモータ制御手段が動作不安定時である場合に、前記半導体レーザの光量を増加させることを特徴とするディスク記録再生装置である。
第2の本発明は、前記トラッキングサーボ制御手段によるトラッキングサーボ制御時で前記光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、前記第1のスピンドルモータ制御手段が動作不安定時である場合に、前記スピンドルモータの回転数制御を行なう第2のスピンドルモータ制御手段をさらに備え、
前記第2のスピンドルモータ制御手段を用いて前記情報記録媒体の回転数制御を行いフォーカスオフセット調整をした後、前記第1のスピンドルモータ制御手段に切り換えて前記情報記録媒体の記録再生を行うことを特徴とする第1の本発明のディスク記録再生装置である。
【0020】
1)ディスク記録再生装置に組み込まれた光学ヘッドのデフォーカス調整(フォーカスオフセット調整)の際に、光学ヘッド単体の光学的なフォーカス調整位置(フォーカスオフセット)が情報記録媒体上における光スポット形状がAdip信号の劣化する方向に大きくずれている状態で、Adip信号の検出能力が悪化しAdip信号の振幅が小さく、Adipエラーが増大しスピンドルモータの制御が不安定となる場合でも、半導体レーザの光量を大きくすることによりAdip信号の振幅が増大し、Adip信号振幅が安定化し、安定したスピンドルサーボが実現でき、詳細なサーボ調整が可能となることにより、調整時間および調整工程の大幅な短縮が可能になり、量産性に優れたディスク記録再生装置を実現できる。
2)ディスク記録再生装置に組み込まれた光学ヘツドのデフォーカス調整(フォーカスオフセット調整)の際に、光学ヘッド単体の光学的なフォーカス調整位置(フォーカスオフセット)が情報記録媒体上における光スポット形状がAdip信号の劣化する方向に大きくずれている状態で、Adip信号の検出能力が悪化しAdip信号の振幅が小さく、Adipエラーが増大しスピンドルモータの制御が不安定となる場合でも、第2のスピンドルモータ制御手段を用いて情報記録媒体の回転数制御を行いフォーカスオフセット調整をした後、第1のスピンドルモータ制御手段に切り換えて情報記錬媒体の記録再生を行うので、スピンドルモータの回転数制御が光学ヘッド単品のフォーカス調整精度に左右されないため、より一層の調整時間の短縮および調整工程の短縮が可能となり、より低コストなディスク記録再生装置の提供が可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明にかかる第1の実施の形態のディスク記録再生装置における光学ヘッドの概略図であり、図2は、その光検出器の概略図である。また、図3は、本実施の形態における光学ヘッドの分解斜視図であり、図4は、ディスク記録再生装置の構成図である。
【0022】
図1において、1は半導体レーザ、2はコリメートレンズ、3は回折格子、4は、ビームスプリッタ4a、偏光分離素子4b、折り返しミラー4cより構成された複合素子、5は対物レンズ、6は磁気光学効果を有するとともにウォブル信号を備えた情報記録媒体、7はモニタ用受光素子、8は凸レンズ、9は凹シリンドリカルレンズ、10は保持部材、11は多分割光検出器、12および13は光スポットの焦点、14は多分割光検出器11上に形成されるメインビーム(P偏光)、15は多分割光検出器11上に形成されるメインビーム(S偏光)、16は多分割光検出器11上に形成されるメインビーム(P+S偏光)、17はサブビームのうち先行ビームによる光スポット、18はサブビームのうち後行ビームによる光スポットである。
【0023】
図2は、上記図1の多分割光検出器11の各受光領域を示す図であり、19は4分割受光領域、20は先行ビーム受光領域、21は後行ビーム受光領域、22a、22bは情報信号受光領域、23は減算器、24は加算器である。
【0024】
また、図3は光学ヘッドの構造を説明する図であり、25は光学ハウジング、26は対物レンズ駆動装置である。
【0025】
また、図4は光学ヘッド及びスピンドルモ−タの制御系を含む構成図であり、27はスピンドルモータ制御装置、28はスピンドルモータ、29は光学ヘッドの光検出器からのフォーカス誤差信号に基づいて、フォーカスの最適ポイントを算出するフォーカス誤差演算装置、30はフォーカス誤差演算装置29の出力信号に応じて制御信号である直流信号を光学ヘッドに出力するフォーカス誤差印加装置である。
【0026】
以上のように構成された上記第1の実施の形態について、以下その動作について説明を行う。
【0027】
半導体レーザ1より発せられた光は、コリメートレンズ2により平行光に変換され、回折格子3により異なる複数の平行光束に分離される。異なる複数の平行光束は複合素子4のビームスプリッタ4aを透過し、対物レンズ駆動装置26に組み込まれた対物レンズ5により、光磁気ディスク6上に直径1ミクロン程度のメインビームとして集光されると同時に、いわゆる3ビーム法によりメインビームと同一トラック上にメインビームの前後に副ビームとして先行ビームと後行ビームを一定間隔に形成する。また複合素子4のビームスプリッタ4aにより反射された平行光束はモニタ用受光素子7に入射し、半導体レーザ1の駆動電流の制御に利用される。
【0028】
情報記録媒体6からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子4のビームスプリッタ4aにより反射分離されて、偏光分離素子4bに入射する。半導体レーザ1は、紙面に平行な偏光方向となるよう設置されており、入射光は偏光分離素子4bにより、偏光方向を45度回転させるとともに互いに直交する2つの偏光成分と、互いに直交する2つの偏光成分を有する異なる3つの光束に分離され、反射ミラー4cにより反射される。
【0029】
複合素子4を透過した反射光は略円筒形状の凸レンズ8に入射し収れん光となり、略円筒形状の凹シリンドリカルレンズ9へ入射する。ここで凹シリンドリカルレンズ9は、紙面に平行な面内でW1の向きに存在する情報記録媒体6の記録トラックの像に対して、略45度の角度にレンズ効果を有するように設けられている。
【0030】
凹シリンドリカルレンズ9を透過した光は、フォーカス誤差信号検出手段の一部である非点収差を発生する。凹シリンドリカルレンズ9のレンズ面を有さない面内では実線の光路となり焦点12に収れんし、レンズ効果を有する面内では破線で示した光路となり焦点13に収れんする。
【0031】
凹シリンドリカルレンズ9は凹シリンドリカルレンズ9のレンズ効果を有する方向W2が保持部材10に対して略45度になるように回転調整されると共に、凸レンズ8と凹シリンドリカルレンズ9は保持部材10により光軸方向において所定の距離に固定される。
【0032】
また、保持部材10の底面を光学ハウジングの基準面に固定することにより、非点収差の方向および光軸方向の位置決めを行う。
【0033】
多分割光検出器11は受光面が焦点12と焦点13との略中間に位置しており、中心部の4分割受光領域19で発生した電気信号の対角同士の和をとり、それらを減算器23で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。また、上下受光領域それぞれの和信号を減算したいわゆるプッシュプル信号のうち、BPFにより略22KHzの信号のみを抽出することにより情報記録媒体6のウォブル信号いわゆるAdip信号を検出することが可能となり、このAdip信号をもとにスピンドルモータ制御装置27によりスピンドルモータ28の回転数制御を行う。
【0034】
先行ビームによる光スポット17と後行ビームによる光スポット18の差を取ることによりいわゆる3ビーム法によるトラッキング誤差検出信号を検出する。
【0035】
また、P偏光からなるメインビーム14とS偏光からなるメインビーム15の差を取ることにより、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、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能である。
【0036】
更に、ディスク記録再生装置に組み込んだ状態における光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、光学ヘッド単体の光学的なフォーカス調整位置が、情報記録媒体上における光スポット形状がAdip信号の劣化する方向に大きくずれている状態の場合でも、フォーカス誤差演算装置29によりフォーカスの最適ポイントを算出し、その演算結果に応じた電圧をフォーカス誤差印加装置30により対物レンズ駆動装置26に印加し、対物レンズ5のフォーカス方向位置をAdip信号振幅が大きくなる方向にオフセットさせることにより、安定したスピンドルサーボが可能となり、ディスク記録再生装置のフォーカスオフセット調整、ゲイン調整等の詳細な調整を行うことが可能となる。ここで、光学ヘッドにおけるフォーカスオフセット調整を、情報記録媒体6のウォブルからの周波数信号のジッターが略最小となる位置により行ってもよい。また、フォーカス誤差印加装置30による対物レンズのフォーカス方向位置は、情報記録媒体から遠ざかる方向または近づく方向のどちらか一方に設定すればよい。
【0037】
以上のように、第1の実施の形態によれば、光学ヘッドのデフォーカス調整の際に、あらかじめAdip信号振幅が大きくなる方向にフォーカスオフセットを強制的に印加し、ディスク上の光スポットの形状を変化させることにより、Adip信号を安定化した光学ヘッドを提供することが可能となり、安定なスピンドルサーボを実現するとともに量産性に優れたディスク演奏装置を実現できるものである。
【0038】
なお、上記第1の実施の形態では、フォーカスオフセット調整の際に、全てAdip信号振幅が大きくなる方向にフォーカスオフセットを印加する構成としたが、これに限らず、スピンドルサーボ制御が動作不安定時は半導体レーザ1の光量を増加させる方式としても良い。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0039】
本実施の形態と前述の第1の実施の形態との相違点は、図5に示すように、フォーカスオフセット調整の際、スピンドルモータ28の回転数制御をAdip信号を用いずに行うスピンドルモータ制御装置31を用い、その状態で光ヘッドのフォーカスオフセット調整、ゲイン調整等のサーボ調整を実施し、サーボ調整後にスピンドルモータの回転数制御をAdip信号を用いて行うスピンドルモータ制御装置27を用いるようにしたことである。すなわち、フォーカスオフセット調整の際に、スピンドルモータ制御装置27とは別のスピンドルモータ制御装置31を用いてスピンドルモータ28の回転数制御を行い、サーボ調整後に、スピンドルモータ制御装置27に切り換えてスピンドルモータ28の回転数制御を行う構成としている。
【0040】
以上のように、第2の実施の形態によれば、光ヘッドのフォーカスオフセット調整以前のスピンドルモータの回転数制御をAdip信号を用いずに行うことにより、スピンドルモータの回転数制御が光学ヘッド単品のフォーカスオフセット調整精度に左右されないため、より一層の調整時間の短縮および調整工程の短縮が可能となり、より低コストなディスク記録再生装置の提供が可能となる。
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0041】
本実施の形態と前述の第1の実施の形態との相違点は、図5に示すように、情報記録媒体の規格がコンパクトディスクと略同等のピット部と、Adip信号を有した光磁気部とより構成されている点と、フォーカスオフセット調整の際、まずピット部にてスピンドルモータ28の回転数制御をAdip信号を用いないスピンドルモータ制御装置31にて行いながらフォーカスオフセット調整の予備調整を実施し、次に光磁気部のフォーカスオフセット調整を行う際は、あらかじめピット部のフォーカスオフセット調整にて実施した予備調整位置となるフォー力スオフセットを印加後に、Adip信号を用いる方式のスピンドルモータ制御回路27でスピンドルモータ28の回転数制御を行いながら光ヘッドのフォーカスオフセット調整、ゲイン調整等のサーボ調整を実施したことである。このときの調整法の概念図を図6に示す。
【0042】
以上のように、上記第3の実施の形態によれば、複数の規格を有した情報記録媒体において、光ヘッドのフォーカスオフセット調整をあらかじめAdip信号を用いない方式にて予備調整を行い、その値を仮の設定値として、Adip信号を有した情報記録媒体部のフォーカスオフセット調整を行うことにより、スピンドルモータの回転数制御が光学ヘッド単品のフォーカスオフセット調整精度に左右されないため、より一層の調整時間の短縮および調整工程の短縮が可能となり、より低コストな光ヘッドおよびディスク記録再生装置の提供が可能となる。
【0043】
なお、上記第3の実施の形態では、情報記録媒体の構成はピット部と光磁気部より構成される単一構成としたが、これに限らず、複数の規格の情報記録媒体各々からなる複数枚構成としてもよい。更に、それぞれの記録密度の異なる単一または複数枚構成または、それぞれの基材厚みが異なる単一または複数枚構成としてもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように本発明は、光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、ウォブル信号の振幅が十分に検出可能であるまたは、安定なスピンドルモータの回転数制御が実現できることにより 、 光学ヘッドのフォーカスオフセット調整を精度よく行うのことができるので、精度のよいフォーカスオフセット調整が可能であるとともに、量産性に優れているという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる第1の実施の形態のディスク記録再生装置における光学ヘッドの概略図である。
【図2】同第1の実施の形態における光検出器の概略図である。
【図3】同第1の実施の形態における光学ヘッドの分解斜視図である。
【図4】同第1の実施の形態のディスク記録再生装置の構成図である。
【図5】本発明の第2及び第3の実施の形態における光学ヘッドの構成図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態における調整法の概念図である。
【図7】従来の光ヘッドの概略図である。
【図8】従来の光ヘッドの光検出器の概略図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ
2 コリメートレンズ
3 回折格子
4 複合素子
5 対物レンズ
6 情報記録媒体
8 凸レンズ
9 凹シリンドリカルレンズ
11 多分割光検出器
12、13 光スポットの焦点
19 4分割受光領域
20 先行ビーム受光領域
21 後行ビーム受光領域
22a、22b 情報信号受光領域
23 減算器
24 加算器
25 光学ハウジング
26 対物レンズ駆動装置
27、31 スピンドルモータ制御装置
28 スピンドルモータ
29 フォーカス誤差演算装置
30 フォーカス誤差印加装置
Claims (2)
- 光源となる半導体レーザを実装した光学ヘッドと、
前記光学ヘッドからのフォーカス誤差信号に基づきフォーカスの最適なフォーカスオフセット量を演算するフォーカス誤差演算手段と、
そのフォーカス誤差演算手段の出力信号に応じて対物レンズ駆動装置に制御信号を注入するフォーカス誤差印加手段と、
トラッキングサーボ制御を行うトラッキングサーボ制御手段と、
情報記録媒体のウォブルからの周波数信号に基づいて、前記情報記録媒体を回転させるスピンドルモータの回転数制御を行う第1のスピンドルモータ制御手段とを備え、
前記トラッキングサーボ制御手段によるトラッキングサーボ制御時で前記光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、前記第1のスピンドルモータ制御手段が動作不安定時である場合に、前記半導体レーザの光量を増加させることを特徴とするディスク記録再生装置。 - 前記トラッキングサーボ制御手段によるトラッキングサーボ制御時で前記光学ヘッドのフォーカスオフセット調整の際に、前記第1のスピンドルモータ制御手段が動作不安定時である場合に、前記スピンドルモータの回転数制御を行なう第2のスピンドルモータ制御手段をさらに備え、
前記第2のスピンドルモータ制御手段を用いて前記情報記録媒体の回転数制御を行いフォーカスオフセット調整をした後、前記第1のスピンドルモータ制御手段に切り換えて前記情報記録媒体の記録再生を行うことを特徴とする請求項1記載のディスク記録再生装置。
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