JP5474165B2 - 光ピックアップ及び光情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
光ディスク100からの反射光L300の中央付近は光の伝播方向に対する光軸中心を含み、最も光強度が強い領域であり、主に再生RF信号を生成するのに用いられる。第1の実施形態は、反射光L300中央付近の再生RF信号成分として検出される、例えば1次回折光と、同じ領域から回折されかつ異なる次数を持つ回折光として0次光ではない回折光、例えば−1次回折光、等ある程度強度の強い2つの光を検出し、検出信号から集積光学素子206と光検出器207の位置関係を合わせるフィードバック制御を行うものである(例えば、図3参照)。第1の実施形態は、特に0次回折光を利用しないため、反射光L300に含まれる非対象層からの反射迷光の影響を少なくすることができるという利点を持つ。
図1は、本発明による光情報記録再生装置の概略構成を示す図である。光情報記録再生装置1は、光ディスク100に情報を記録もしくは再生する装置であり、レーザードライバ101と、レーザ光を出射して光ディスク100からの反射光を検出する光ピックアップ102と、複数の信号処理部103〜108と、光ディスク100における所定のトラックを記録再生するためのアクチュエータ110と、光ディスク100を回転させるスピンドルモータ111と、光情報記録再生装置1全体を制御するシステムコントローラ109と、を備えている。
図2は、本発明による光ピックアップ102の概略構成を示す図であり、3層光ディスクにおいて光の入射側から2番目の層(Layer1)を記録再生している様子を示している。
図3は、本発明の第1の実施形態で用いられる集積光学素子206の構成を示す図である。集積光学素子206は、回折格子としての機能を持っている。反射光L300は集積光学素子206によって分割され、それぞれを検出する事によりRFS、FES、TESを生成することができるようになっている。よって、集積光学素子206は複数の領域を有し、それぞれ異なる方向へ光を回折させる、例えばホログラフィック光学素子(HOE:Holographic Optical Elements)などで構成された光学素子であることが好ましい。
図4は、第1の実施形態において用いられる集積光学素子で、図3(a)206Aに対応するHOEの形状を示す図である。第1の実施形態では、HOE206Aは、0次光を発生しない複数の領域に分割されており、図中の実線は領域の境界を示している。ここで、HOEの上下方向は光ディスク100のトラッキング方向(Tan方向)と光学的に一致し、左右方向は半径方向(Rad方向)と光学的に一致している。また、ここでは、Rad、Tan方向を正の次数を持つ回折方向、−Rad、−Tan方向を負の次数を持つ回折方向とする。さらに、図中の点線は反射光L300を示し、反射光L300左右の縦縞パターンは光ディスク100のトラックによって生じるプッシュプルパターンを示している。
そして、領域10aと10bの境界、及び10cと10dの境界は、反射光L300とHOE206Aの中心が一致している時に分割される反射光L300が略半分になるように設定されている。なお、領域10a〜10dにおける+1次回折光はダブルナイフエッジ法によるFES検出に用いられ、−1次回折光はプッシュプル法によるTESのAC成分として用いられる。
図5は、第1の実施形態による集積光学素子206A(図3(a)及び図4)に対応する光検出器207の受光部の配置構成と、反射光L300のうち記録再生時における対象層からの反射光の集光位置を示す図である。ただし、図5には非対象層からの反射迷光は図示されていない。
図6(a)は対物レンズ205が記録再生の対象層Layer1よりも入射側から奥にあるLayer0の方向へデフォーカスした場合の対象層からの反射光を示す図である。図6(b)は対象層Layer1よりも入射側から見て手前にあるLayer2の方向へデフォーカスした場合の対象層からの反射光を示す図である。
受光部A10〜H10の検出信号に基づいて、DPD法によるTES及びDPD1は式(1-2)で求められる。
受光部E12〜H12とE10〜H10の検出信号と、受光部A10〜D10の検出信号に基づいて、プッシュプル法によるTES及びPPS1は式(1-3)で求められる。
- kt1 × {(E12 + F12) - (G12 + H12)} ・・・(1-3)
図7(b)および図8(b)中の点線は、HOE206Aにおける対象層からの反射光束の大きさを示している。
受光部I12は、サーボ信号用検出器とは異なり非対象層からデフォーカス状態の反射迷光も受光してしまう。このため、I12に隣接して迷光を検出する迷光検出器の受光部S10、S11を配置し、受光部I12が検出する迷光と同程度の迷光を検出する。
- ks1×(S10 + S11) ・・・(1-4)
ここでは、組立て調整専用HOEを用いる場合について説明する。図9は、上述して第1の実施形態で用いられる光検出器において、組立て調整用と記録再生用で異なる回折形態のHOEを使用する場合を示す図である。
第2の実施形態は、組立て調整時と記録再生時で異なる回折形態を作用させることにより、集積光学素子206と光検出器207の組立て位置調節に−1次光のほかに0次光も使用するものである。0次光使用の場合、HOEの工作精度の影響が少なく、高い精度で組立て位置を実現することができる。
図10は、本発明の第2の実施形態による偏光HOEの構成を示す図である。図10(a)は組立て調整用ならびにBD-ROM記録再生時に必要となるDPD法によるトラッキング制御(記録再生時)用(組立て調整/DPD用)のHOEの構成図であり、図10(b)はBD-R/RE記録再生時に必要となるプッシュプル法によるトラッキング制御(記録再生時)用(PP用)のHOEの構成図である。
図11は、第2の実施形態における光検出器の構成図である。受光部A20、D20、E20、G20、H20、I22ならびにM22、N22、P22、Q22はメイン光検出器の受光部、受光部I21はダミー光検出器の受光部、S20、S21は迷光用サブ検出器の受光部である。
図12は、本実施形態において、デフォーカス時における対象層からの反射光パターンを示す図である。図12において、対物レンズ205が記録再生の対象層Layer1よりも入射側から奥にあるLayer0の方向へデフォーカスした場合の対象層からの反射光(L0側)と、対象層Layer1よりも入射側から見て手前にあるLayer2の方向へデフォーカスした場合の対象層からの反射光(L2側)が示されている。図12(a)は組立て調整/DPD用HOEが作用している場合を示し、図10(b)はPP用HOEが作用している場合を示している。
組立て調整/DPD用HOEが作用している場合、受光部A20、D20の検出信号からDPD法によるTES、DPD22は式(2-2)によって求められる。なお、領域20a及び20cからの回折光は受光部A20で、領域20b及び20dからの回折光は受光部D20でまとめて検出される。よって、信号演算が簡略化される。
受光部A20及びD20ではプッシュプル信号のAC成分が検出される。また、受光部E20、G20及びH20ではプッシュプル信号のDC成分が検出される。プッシュプル法によるTES、PPS2は、これらの検出信号に基づいて式(2-3)にしたがって求められる。なお、領域21a及び21bからの回折光は受光部A20で、領域21c及び21dからの回折光は受光部D20で、領域21e、21fは受光部E20でまとめて検出される。よって、信号演算が簡略化される。
- kt2×{E20 - (G20 + H20)}・・・(2-3)
受光部I22は、領域20i及び21iからの1次回折光を受光する。そして、その受光量に応じた検出信号に基づいて記録再生RF信号が生成される。
RFS2 = A20 + D20 + I22 - ks2×(S20 + S21) ・・・(2-4-1)
RFS2 = A20 + D20 + E20 + G20 + H20 + I22
- ks2×(S20 + S21) ・・・(2-4-2)
第3の実施形態は第2の実施形態とほぼ同じ内容であるが、組立て調整/DPD用HOEをより簡略化することによってHOEの製作精度を向上させ、かつナイフエッジ法によるFES検出をより安定化させるための構成に関するものである。
図14は、本発明の第3の実施形態による偏光HOEの構成を示す図である。より具体的には、図14(a)は組立て調整用ならびにBD-ROM記録再生時に必要となるDPD法によるトラッキング制御用(組立て調整/DPD用)HOEの構成を示し、図14(b)はBD-RE記録再生時に必要となるプッシュプル法によるトラッキング制御用(PP用)HOEの構成を示している。
図15は、本発明の第3の実施形態による光検出器の構成を示す図である。ここで、受光部A30、C32、E30、G30、H30、I32ならびにM32、N32、P32、Q32はメイン光検出器の受光部である。受光部I31はダミー光検出器の受光部である。また、S30及びS31は迷光用サブ検出器の受光部である。当該検出器において、各受光部の配置構成は、HOEを組立て調整用/DPD用HOEとして作用させる場合とPP用HOEとして作用させる場合とで同じである。
図16は、第3の実施形態において、デフォーカス時の対象層からの反射光の様子を示す図である。図16では、対物レンズ205が記録再生の対象層Layer1よりも入射側から奥にあるLayer0の方向へデフォーカスした場合の対象層からの反射光(L0側)と、対象層Layer1よりも入射側から見て手前にあるLayer2の方向へデフォーカスした場合の対象層からの反射光(L2側)が示されている。図16(a)は組立て調整用/DPD記録再生用のHOEが作用している場合の反射光の様子を示し、図16(b)はPP記録再生用のHOEが作用している場合の反射光の様子を示している。
HOEが組立て調整用/DPD用HOEとして作用している場合、受光部E30、G30及びH30の受光量に応じた検出信号に基づいて、DPD法によるTES及びDPD3は式(3-2)に従って求められる。なお、領域30a及び30cからの回折光は受光部E30でまとめて検出されるため、信号演算が簡略化される。
受光部A30及びC32は、プッシュプル信号のAC成分を生成するための信号を検出する。受光部E30、G30及びH30は、プッシュプル信号のDC成分を生成するための信号を検出する。これらの検出信号に基づいて、プッシュプル法によるTES及びPPS3は式(3-3)に従って求められる。なお、領域31e及び31fからの回折光は受光部E30でまとめて検出されるため、信号演算が簡略化される。
- kt3×{E30 - (G30 + H30)} ・・・(3-3)
受光部I32は領域31iからの1次回折光を受光し、その受光量に応じて記録再生RF信号が生成される。
RF3 = E30 + G30 + H30 ・・・(3-4-1)
RF3 = A30 + C32 + E30 + G30 + H30 + I32
-ks3×(S30 + S31) ・・・(3-4-2)
第4の実施形態は、第3の実施形態とほぼ同じ内容であるが、組立て調整/DPD用HOEからの0次光受光にメイン光検出器とサブ光検出器が設けられている。これにより、RFS検出に光強度の強い0次光を用いることができ、かつ非対象層反射迷光の影響を低減することができる。また、0次光強度が上がることにより回折格子の製作が容易になり、HOE製作精度を向上させることができる。
本発明の第4の実施形態によるHOEの構成は、第3の実施形態と同じであり、図14に示される通りである。よって、その詳細な説明は省略する。
図18は、本発明の第4の実施形態による光検出器の構成を示す図である。第3の実施形態と異なる点は、受光部I41はメイン光検出器の受光部、受光部S40及びS41は迷光用サブ受光部であり、ダミー光検出器は存在しないことである。
HOEが組立て調整/DPD用HOEとして作用している場合、受光部A30及びC30による検出信号は使用されないため、0次回折光における非対象層からの反射迷光は受光部I41の検出信号のみ影響する。
RFS4 = I41 - ks4×(S40 + S41) ・・・(4-1-1)
RFS4 = A30 + C32 + E30 + G30 + H30 + I32
- ks4×(S30 + S31) ・・・(4-1-2)
Claims (5)
- 光源からの光を光記録媒体の情報記録層に照射するための対物レンズと、
前記光記録媒体からの反射光を複数の光束に分割し、回折させる回折光学素子であって、第1及び第2の機能を有する回折光学素子と、
前記回折光学素子の前記第1及び第2の機能の間で機能を切り替えるための切替素子と、
前記回折光学素子によって回折された光束を受光する光検出器と、を備え、
前記第1の機能は、組立て調整機能、及び光記録媒体記録再生時のDPD法によるトラッキング制御機能であり、前記第2の機能は、光記録媒体記録再生時のプッシュプル法によるトラッキング制御機能であり、
前記回折光学素子は、
前記第1の機能として作用する場合、前記反射光を4つの光束に分割して前記光記録媒体のトラッキング方向に回折させ、前記反射光に対応する4つの回折光が前記光記録媒体の半径方向に並ぶようにし、
前記第2の機能として作用する場合、前記反射光の中央領域の光を前記光記録媒体の半径方向に回折させ、前記反射光のプッシュプルパターンが含まれる2つの領域の光を前記光記録媒体のトラッキング方向に回折させ、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の複数の領域の光を前記光記録媒体のトラッキング方向に回折させ、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の領域の複数の回折光が前記光記録媒体の半径方向に並ぶようにし、
前記光検出器は、
前記第1の機能として作用する場合の前記回折光学素子の0次回折光(第1の回折光)を検出する第1の光検出部と、
前記第2の機能として作用する場合の前記回折光学素子の前記反射光の中央領域の回折光であって、+1次回折光(第2の回折光)を検出する第2の光検出部と、
前記第1の機能として作用する前記回折光学素子の+1次回折光(第3の回折光)と、前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の領域の+1次回折光(第4の回折光)と、を検出する第3の光検出部と、
前記第1の機能として作用する前記回折光学素子の−1次回折光(第5の回折光)と、前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の領域の−1次回折光(第6の回折光)と、を検出する第4の光検出部と、
前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域の−1次回折光(第7の回折光)を検出する第5の光検出部と、
前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域の+1次回折光(第8の回折光)を検出する第6の光検出部と、を備え、
前記第4の光検出部は、前記第5の回折光の一部、及び前記第6の回折光の一部をまとめて受光する第1の受光部と、当該第1の受光部で受光される回折光以外の前記第5の回折光を受光する第2の受光部と、前記第1の受光部で受光される回折光以外の前記第6の回折光を受光する第3の受光部と、を含み、
前記第1の機能が選択されている場合、前記光検出器は、前記第1の回折光の検出量に応じた信号であって、組立て調整用の信号の信号を生成するための第1の検出信号、又は、前記第3及び第5の回折光の検出量に応じた情報記録再生及びフィードバック制御用の第2の検出信号を出力し、
前記第2の機能が選択されている場合、前記光検出器は、前記第2、第4、第6、第7、及び第8の回折光の検出量に応じた信号であって、情報記録再生及びフィードバック制御用の信号を生成するための第3の検出信号を出力することを特徴とする光ピックアップ。 - 請求項1において、
前記第3の光検出部は、前記光記録媒体の半径方向に並んだ前記第3及び第4の回折光を検出し、
前記第4の光検出部は、前記光記録媒体の半径方向に並んだ前記第5及び第6の回折光を検出し、
前記第1、第3、第4、第5、及び第6の光検出部は、それぞれの中心点が前記光記録媒体のトラッキング方向に延びる直線上に来るように、配置されることを特徴とする光ピックアップ。 - 光源からの光を光記録媒体の情報記録層に照射するための対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を複数の光束に分割し、回折させる回折光学素子であって、第1及び第2の機能を有する回折光学素子と、前記回折光学素子の前記第1及び第2の機能の間で機能を切り替えるための切替素子と、前記回折光学素子によって回折された光束を受光する光検出器と、を有する光ピックアップと、
前記光検出器からの検出信号に基づいて、情報記録再生信号、及び制御信号を生成する信号処理回路と、
前記制御信号に基づいて前記光ピックアップをフィードバック制御する駆動制御部と、を備え、
前記第1の機能は、組立て調整機能、及び光記録媒体記録再生時のDPD法によるトラッキング制御機能であり、前記第2の機能は、光記録媒体記録再生時のプッシュプル法によるトラッキング制御機能であり、
前記回折光学素子は、
前記第1の機能として作用する場合、前記反射光を4つの光束に分割して前記光記録媒体のトラッキング方向に回折させ、前記反射光に対応する4つの回折光が前記光記録媒体の半径方向に並ぶようにし、
前記第2の機能として作用する場合、前記反射光の中央領域の光を前記光記録媒体の半径方向に回折させ、前記反射光のプッシュプルパターンが含まれる2つの領域の光を前記光記録媒体のトラッキング方向に回折させ、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の複数の領域の光を前記光記録媒体のトラッキング方向に回折させ、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の領域の複数の回折光が前記光記録媒体の半径方向に並ぶようにし、
前記光検出器は、
前記第1の機能として作用する場合の前記回折光学素子の0次回折光(第1の回折光)を検出する第1の光検出部と、
前記第2の機能として作用する場合の前記回折光学素子の前記反射光の中央領域の回折光であって、+1次回折光(第2の回折光)を検出する第2の光検出部と、
前記第1の機能として作用する前記回折光学素子の+1次回折光(第3の回折光)と、前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の領域の+1次回折光(第4の回折光)と、を検出する第3の光検出部と、
前記第1の機能として作用する前記回折光学素子の−1次回折光(第5の回折光)と、前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記中央領域及び前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域以外の領域の−1次回折光(第6の回折光)と、を検出する第4の光検出部と、
前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域の−1次回折光(第7の回折光)を検出する第5の光検出部と、
前記第2の機能として作用する前記回折光学素子の回折光であって、前記プッシュプルパターンが含まれる2つの領域の+1次回折光(第8の回折光)を検出する第6の光検出部と、を備え、
前記第4の光検出部は、前記第5の回折光の一部、及び前記第6の回折光の一部をまとめて受光する第1の受光部と、当該第1の受光部で受光される回折光以外の前記第5の回折光を受光する第2の受光部と、前記第1の受光部で受光される回折光以外の前記第6の回折光を受光する第3の受光部と、を含み、
前記第1の機能が選択されている場合、前記光検出器は、前記第1の回折光の検出量に応じた信号であって、組立て調整用の信号の信号を生成するための第1の検出信号、又は、前記第3及び第5の回折光の検出量に応じた情報記録再生及びフィードバック制御用の第2の検出信号を出力し、
前記第2の機能が選択されている場合、前記光検出器は、前記第2、第4、第6、第7、及び第8の回折光の検出量に応じた信号であって、情報記録再生及びフィードバック制御用の信号を生成するための第3の検出信号を出力し、
前記信号処理回路は、前記第1の検出信号に基づいて前記回折光学素子と前記光検出器との位置関係を調整するための位置調整用制御信号と、前記第2又は第3の検出信号に基づいて前記情報記録再生信号及びサーボ信号と、を生成し、
前記駆動制御部は、前記位置調整用制御信号及び前記サーボ信号に基づいて前記光ピックアップ内の前記回折光学素子と前記光検出器の位置を調整し、前記サーボ信号に基づいてフォーカス制御及びトラッキング制御を実行する、ことを特徴とする光情報記録再生装置。 - 請求項3において、
前記光検出器は、さらに、複数の情報記録層を有する光記録媒体における非対象層からの反射迷光を検出する第6の光検出部を備え、迷光成分を算出するための第4の検出信号を出力し、
前記信号処理回路は、前記第4の検出信号に基づいて前記迷光成分を算出し、前記情報記録再生信号から前記迷光成分を減算することにより、前記光記録媒体の対象層に起因する情報記録再生信号を生成する、ことを特徴とする光情報記録再生装置。 - 請求項3において、
前記第3の光検出部は、前記光記録媒体の半径方向に並んだ前記第3及び第4の回折光を検出し、
前記第4の光検出部は、前記光記録媒体の半径方向に並んだ前記第5及び第6の回折光を検出し、
前記第1、第3、第4、第5、及び第6の光検出部は、それぞれの中心点が前記光記録媒体のトラッキング方向に延びる直線上に来るように、配置されることを特徴とする光情報記録再生装置。
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