JPH0279232A - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JPH0279232A
JPH0279232A JP63230150A JP23015088A JPH0279232A JP H0279232 A JPH0279232 A JP H0279232A JP 63230150 A JP63230150 A JP 63230150A JP 23015088 A JP23015088 A JP 23015088A JP H0279232 A JPH0279232 A JP H0279232A
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JP
Japan
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sensor
light
semiconductor laser
optical head
beam splitter
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JP63230150A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Matsuoka
和彦 松岡
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光学的情報記録再生袋j6に用いられる光ヘッ
ドに関するものであり、とりわけ半導体レーザを光源と
する光ヘッドに関するものである。
[従来の技術] 従来から光を用いて情報を記録・再生する媒体の形態と
して光ディスク、光カード、光テープ等の各種のものが
知られている。これらはそれぞれ特徴をもっており、1
]的、用途等によって使いわけられているが、そのうち
光カードは製造の容易さ、携JfF性のよさ、アクセス
性のよさといった特゛徴を生かし、今後、用途がますま
す広まってゆくと考えられる。
第10図は上記カード状の記録媒体に対して構成された
光情報記録再生装置の一例を示す概略ブロック図である
同図において、101は情報を記録すべき光カード、1
03は光ヘッド(第1O図において点線で囲まれた部分
)、+04は光ビーム、105は光カード+01を載置
するシャトル、+08は半導体レーザ光源、109はコ
リメーターレンズである。+10は偏光ビームスプリッ
タ、+30は1/4波長板で該2つの部材の組み合わせ
によって図の上から下へ向う光は透過させるが、下から
上へ向う光は直角方向に曲げられる。II+は対物レン
ズで平行光を光カード+01上で集光させる働きをする
+12は光センサ、113はプリアンプ、+14はオー
トフォーカシングサーボ、+15はオートトラッキング
サーボ、116はデコーダ、+17はインターフェイス
、+18はコンピュータ、+19はエンコーダ、120
はレーザドライバ、12Iはスデッピングモータで光?
ヘッド103を紙面と垂直方向に移動させる働きをもつ
122.123はそれぞれプーリでプーリ122.12
3には、ベルト+24がかけられている。該ベルト12
4には光カード+01を載置すると共に固定するシ2ヤ
トル105が取付けられている。プーリ122は千−夕
126のシャフトに取り付けられており、モータ126
の回転によって光カード101は図の矢印六方向に往復
運動する。
次に第10図に示された装置の動作を情報再生の場合を
例にとり説明する。
第10図において、半導体レーザlO8から発振された
光ビームは、コリメータレンズ109で平行光になり、
偏光ビームスプリッタ110及び1/4波長板+30を
通り、さらに対物レンズIllにより、集光されて、光
カードlot上に微小スポットを形成する。光カード+
01からの反射光は微小スポットにより照射された部分
に情報ピットがあるかないかによって変調を受け、この
変調光が再び対物レンズI11によって平行光となり、
偏光ビームスプリッタ110によって光センサ112へ
入射される。光センサ112は変調光の光量変化を検知
し、電気信号に変えてプリアンプ113へ送る。プリア
ンプ113からオートフォーカシングサーボ+14に信
号が送られ、オートフォーカシングサーボ+14からの
信号により、図示されていないアクチュエーターにより
対物レンズIIIをB方向に移動させ、光ビーム104
が光カード101上で焦点を結ぶように対物レンズI1
1と光カード+01との距離を制御する。
またプリアンプ113からの信号は、オートトラッキン
グサーボ115にも信号が送られ、オートトラッキング
サーボ115からの信号は、不図示のアクチュエータに
より対物レンズ111を紙面と垂直方向に移動させ、光
ビーム104が所定の位置に焦点を結ぶように制御する
。なお、装置の初期動作時には、インターフェイス11
7からオートフォーカシングサーボ1菖4、オートトラ
ッキングサーボ115へサーボの引込み指令が送られる
。オートフォーカシングサーボ+14とオートトラッキ
ングサーボ115については、いくつかの具体的な方法
が提案されているが、例えば光ビーム104をグレーテ
ィング等で複数に分け、光カード101にあらかじめオ
ートフォーカシング用の、又はオートトラッキング用の
トラックをプリフォーマットしておき、複数の光ビーム
の少なくとも1つで情報を11t生し、他のビームでオ
ートフォーカス用およびオートトラッキング用の信号を
取り出す例が提案されている。更に、プリアンプ+13
からの信号は、デコーダ116に送られて電気的に必要
な処理をされた後、インターフェース117に送られる
。インターフェース+17からはコンピュータ+18に
情報信号が送られる。またインターフェース117から
は、エンコーダ+19に信号が送られ、必要に応じて変
調をうけた後、レーザドライバ+20を経て半導体レー
ザ108の発振を制御する。
更に、インターフェース117からはステッピングモー
タ+21と干−タサーボ127に信号が送られ、それぞ
れ光ヘッド+03の紙面に対してm直方向の位置制御モ
ータ126の回転制御が行なわれる。
[発明が解決しようとする課題] 第1O図を用いて説明した光ヘッド+03において、情
報の誤った記録、或いは誤った再生を防止する為にm要
な技術課題として半導体レーザ108の出力の安定化技
術が挙げられる。この技術課題に対しては従来より種々
の提案が成されており、例えば特公昭54−10481
号公報にその一例が記されている。同公報においては、
半導体レーザの再生用レーザ光と反対側より放射するレ
ーザ光を光電変換素子により捕集し、前記光電変換素子
からの出力電圧と基準電圧とを比較して、その比較結果
に基づき半導体レーザの出力を制御する技術が開示され
ている。
しかしながらこの技術を第10図に示す光ヘッドに適用
する場合には次のような欠点を有する場合がある。第1
1図は光カード+01の模式図を示したものである。光
カード101は透明保護層131と支持基盤132とが
接着して構成され、その接着面に情報記録層133が設
けられる。光は透明保護層!31側より入射する。光カ
ード101の持つ携帯性、フレキシビリティ等の特長を
生かすために透明保護層131、支持基盤132は高分
子樹脂を材料とする例が多く、とりわけ、ポリカーボネ
ートは製造りの好便さもあって広(使われている。しか
しながらポリカーボネートは製造時もしくは携帯、保管
時に複屈折を生じると云う欠点が知られている。このよ
うな複屈折を有する光カード+01に対して第10図に
示す光ヘッド103で情報の記録・再生を行なう場合に
は、光カード101からの反対光束を偏光ビームスプリ
ッタ+10で完全に光センサ112へ向けることができ
ず、その一部光束は半導体レーザ108へもどってしま
う。この時前述の如く特公昭54−10481号公報に
記される技術を用いて半導体レーザ108の出力の安定
化を行なう光ヘッドであれば、前記もどり光が半導体レ
ーザ108内部の前記光電変換素子へ到達してしまい、
その結果、半導体レーザ108の出力を低下させるよう
に制御回路が作動する。このため、たとえば記録時にお
いては充分な光−1が光カード+01に到達せず良好な
記録が行なえなくなる。
半導体レーザ108の出力の安定化を達成する為の史な
る従来例としては特公昭63−18354号公報に記さ
れる技術がある。同公報中の実施例によれば、記録媒体
からの反射光束を情報再生用光検出器へ反射する為のプ
リズムを、半導体レーザから記録媒体へ到る光路中に設
け、前記プリズムにより半導体レーザから記録媒体へ向
う光束の一部を反射させ、2分割センサの一方へ導き、
そのセンサの出力と他方のセンサとの出力との差信号を
もって半導体レーザの発光量を制御するものである。こ
の方法によれば、半導体レーザの発光量を制御するため
の光検出器が半導体レーザの外部に存在するものである
から、前述の光カードから半導体レーザへのもどり光に
よる゛問題点は解消される。
しかしながら上記従来例においては下記の欠点がある。
一般に光検出器は受光部を保護する為にカバープレート
を有するが、このような光検出器へ光が入射するとカバ
ープレートの表・裏画面の表面反射、さらに受光面等の
反射面による反射光を生じる。この反射光は入射光の1
0〜30%にも達するものである。しかるに前記公報中
に記される従来例においては、情報再生用センサと半導
体レーザの発光量制御用センサとがプリズムをはさんで
互いに受光面を平行にして対向し、且つ、各センサへの
入射光束の主光線に対して垂直と成る配置である。従っ
て発光量制御用センサーで発生した表面反射光がプリズ
ムを透過して情報再生用センサに到達し、この結果再生
信号の品位の低下を招く、他方、情報再生用センサで発
生した表面反射光がプリズムを透過して発光量制御用セ
ンサへ到達し、これにより半導体レーザの出力変動を招
き好ましいものではない。
[課題を達成するための手段] 本発明の目的は、上記従来装置の欠点を解消し、筒便な
る構成にて光源である半導体レーザの出力の安定化を企
り、且つ、S/N比の高い信号検出のできる光ヘッドを
提供する事にある。
本発明の1記目的は、少なくとも半導体レーザな用いた
光源部、コリメータレンズ、無偏光ビームスプリッタ、
対物レンズ、センサレンズ、第1のセンサ、第2のセン
サから成る光ヘッドにおいて、 該第1のセンサは該コリメーターレンズからの平行光束
の内該無偏光ビームスプリッタにより振幅分割された一
方の光束を受光し、該第1のセンサからの出力を用いて
該半導体レーザの発光量を制御すると共に、該無偏光ビ
ームスプリッタにより振幅分割された他方の光束を光字
的情報記録媒体に照射しその反射光を14度該無偏光ビ
ームスプリッタにより振幅分割して、その一方光束を該
第2のセンサで受光する構造であって。
且つ、該第1のセンサの反射面並びに該第2のセンサの
反射面は、夫々のセンサへの入射光束の主光線に対して
傾ける構成とすることにより達成される。
[作用J 上記のような本発明に係る光ヘッドによれば、第1のセ
ンサの反射面並びに該第2のセンサの反射面は夫々のセ
ンサへの入射光束の主光線に対して傾けた構成になって
いるので、夫々のセンサの受光面またはカバープレート
等で反射する反射光の方向は入射光束の方向からずれ、
上述の悪影響を無くすことができる。
[実施例] 以下、本発明の光ヘッドについて具体的な実施例に基き
、詳細に説明する。
第1図に、焦点制御に非点収差方式、トラッキング制御
にプッシュプル方式を用いた本発明の光ヘッドの構成の
一例を概略ブロック図で示す。
第1図において、1は上位判断手段と交信するためのイ
ンターフェイス、2はエンコーダ、3は比較器6からの
信号及びエンコーダ2の信号によりレーザドライバを制
御するレーザ制御部、4はレーザドライバ、5は半導体
レーザの発光量制御用センサからの出力を増幅するアン
プ、6はCPU7からの基準信号と比較する比較器、7
は制御手段としてのCPU、108は半導体レーザ、1
09はコリメータレンズ、+1は無偏光ビームスプリッ
タ、II+は対物レンズ、12は情報再生用センサに光
を集光させるための球面レンズ、13は円筒レンズ、1
4は情報再生用センサ。
15は半導体レーザの発光用制御用センサである。
インターフェイス1より記録すべき信号がエンコーダ2
を経由してレーザ制御部3へ送られ、その結果に基づき
レーザドライバ4は半導体レーザ108を駆動する。半
導体レーザ108からの発散光束はコリメータレンズ1
09により平行光束化され、無偏光ビームスプリッタ1
1において振幅分割を受けた後、対物レンズIllによ
り光カード+01上へ集光され記録を行なう。光カード
lotにおける反射光束は光路を逆進し、無偏光ビーム
スプリッタ11により再度振幅分割され、一部光束は球
面レンズ12、円筒レンズ13から成るセンサレンズ系
を透過した後、情報再生用センサ14の受光部へ到達す
る。
第2図は、前記情報t11生川センサI4の受光部を示
すものであり、四分割された受光部211゜212.2
1..214の中央へ前記光束20は到達する。
各受光部からの出力に対して、2]、と21.lの出力
の和と21.と214の出力の和との差を光点収差方式
によるオートフォーカス制御用の信号とする、又、21
1と21□の出力の和と21、と21.の出力の和との
差をプッシュプル方式によるオートトラッキング制御用
の信号とする。更に、4つの受光部からの出力の総和を
再生信号として用いる。
再び第1図において、コリメータレンズ109からの平
行光束は無偏光ビームスプリッタ11において光束の一
部が反射され、半導体レーザの発光量制御用センサI5
へ入射する。該センサ15からの出力はアンプ5を経て
比較器6へ入る。他方インターフェイスlからの信号に
よりCPo、7は記録、再生の状態にそれぞれ対応して
好適な発光H11を示す基準信号を比較器6へ送る。比
較器6においては両者の信号を比較した結果なレーザ制
御部3へ送り、この11号に基づいてレーザiII+御
部3は好適である発光状態と成る様レーザドライバ4を
制御する。
第1図に示す実施例における第1の特徴は、発光量制御
用センサ15の反射面が、該センサ15へ入射する光束
の先主線に対して傾けて配置される事にある。ここで光
束の主光線とは、コリメータレンズ109の光軸−Eを
進行する光線を示している。発光量制御用センサ15を
上記の如く傾斜させる事により、該センサの反射面であ
る受光部もしくはカバーガラス等による反射光は入射光
に対して傾きを持つ。従ってこの反射光線は無偏光ビー
ムスプリッタ11を透過して情報再生用センサ14の方
向へ向かうものの、光路途中のセンサレンズ系の鏡筒等
で遮光される。或いは前記傾きのため、情報再生用セン
サ14に到達した場合でも第2図に示す如く受光部21
の領域外へゴースト光22として達し、この結果、受光
部21における再生信号、各制御信号に悪影響を与える
ものではない。
第1図に示す実施例の第2の特徴は情報再生用センサ1
4を、該センサへ入射する光束の主光線に対して傾けて
配置することにある。この配置により、情報再生用セン
サ14からの反射光束の内、無偏光ビームスプリッタ1
1を透過して発光@制御用センサ15へ向かうゴースト
光は、発光量制御用センサ15において第3図に示すよ
うに、コリメータレンズ109からの光束23を受光す
るための受光部24の外部に光束25として到達し、従
って発光量制御信号に影響を及ぼす事がないので好適で
ある。
なお、各々のセンサの受光面のみならず、カバープレー
ト等の一部反射面においても傾けることにより同様の効
果を得ることができる。
また、当然のことながら、各々のセンサ15゜14へ入
射する光束の主光線に対してその反射面が傾けて配置さ
れることが重要であり、センサ素子全体の傾きを問題と
しているものではない。例えば、第9図に断面図で示す
ように4力バープレート801周辺部82.受光部部8
4がそれぞれセンサ取付は基準面86に対してモ行なセ
ンサ素子(第9図(a))と、傾いているセンサ素子(
第9図(b))とでは、同じ入射光束の場合でもその配
置6の仕方は変わってくる。即ち、第9図(al に示
すセンサ素子の場合には、センサ取付は基準面86を入
射光束の主光線に対して斜交させれば良く、第9図(b
l に示すセンサ素子の場合にはセンサ取付光線型面8
6を入射光束の主光線に対して直交させても構わない。
第1図に示す実施例の第3の特徴は光束の分割手段とし
て無偏光ビームスプリッタ11を用いる事にある。従っ
て、6i)述の如く透明保護層131内部に程度の大な
る複屈折が存在しても、情報再生用センサ14へ到達す
る光量は、複屈折の存在の119を受けないものと成り
好適である。
本発明に係る更なる実施例を第4図に示す。なお、第1
図と略同様の部材には同一の番号を付し、その説明は省
略する。第4図に示す実施例が第1図に示す実施例と異
なる点は、オートトラッキング制御に回折格子30を用
いた3ビーム法を。
用いる点にある。
情報内生用センサ31には第5図に示すように情報再生
並びにオートフォーカス制御のための四分割された受光
部2Iとオートトラッキング制御のための2つの受光部
32.33とが存在し、受光部32と33との出力の差
を用いてオートトラッキング制御を行なう。他方発光量
制御用センサ41を傾けることにより該センサ41から
の反射光は情報再生用センサ31上にて、受光部21.
32.33を外れた位置にゴースト光34.35.36
として集光される。この場合、特に、受光部32.21
.33の配列する方向、即ち、第5図にて紙面上下方向
と略直交する方向(X方向)へゴースト光を逃がす様に
発光量制御用センサ41を傾けると好適である。即ち、
第5図から理解できるように、ゴースト光34゜35.
36を受光部の配列方向(Y方向)へ逃がすよりも、略
直交する方向へ逃がす方が、ゴースト光の悪影響をなく
すのに要する情報14生用センサ31上でのゴースト光
34.35.36の移動111を少なくすることができ
る。従って光場制御用センサ41の傾き角をより小さく
する事が+i7能であり、この事は、光ヘッドの金物の
製作、前記センサの取付は調整を容易にできるという特
長と成る。
第6図には発光Fit制御用センサ4Iの受光部42の
様子を示す0回折格子30により複数に分割された光束
の内、少なくとも情報の記録・再生に用いるO次光43
と、オートトラッキング制御に用いる±1次回折光44
.45とを同一の受光部42で受光する事が望ましい。
これにより、受光部42への光t1が増す11、さらに
温度変化等に起因する半導体レーザlO8のモードホッ
プが発生し回折効率の変動があった場合でも複数の光束
の光晴和を受光するため、上記変動の影響を受けにくい
事が挙げられ、結果としてS/N比の良好な発光m制御
信号を得る事が可能となるからである。ここで、第4図
に示す情報1写生川センサ31を、該センサ31への入
射光の主光線に対して傾け、該センサ31によるゴース
ト光46,47゜48が第6図に示す様に、受光部42
の領域外へ、とりわけ、光量制御の為の光束43.44
゜45の配列する方向と略直交する方向(X方向)へ逃
げる様装置する事は、前述した理由と同様の理由で好ま
しい。
更に好適な実施例としては、第4図に示す様に、無偏光
ビームスプリッタ11と光量制御用センサ41との間に
集光手段40を設けることである。これにより、受光部
42」−での光束形状を小さくする事が可能であり、従
って受光部42の面積も小さくできて、該センサ4Iか
らの出力のS/N比を向上できる。特に集光手段40が
回折格子30と前記受光部42とが光学的に共役な関係
と成る様に配置すれば上記の効果は著しい。或いは又、
受光部42を1記集光手段40による結像点位置を外し
て、デフォーカスした位置におく事は好適である。これ
により該センサ4Iによるゴースト光が情報再生センサ
3Lヒで、検出器2+、32.33に対して、より遠く
へ分離できるからである。第4図においては集光手段4
0としてqtレンズの例を示しているが、無偏光ビーム
スプリッタ11の端面11aに接着しても良い。
或いは該lla面をグレーディングレンズとして形成し
ても良い。更には、光量制御用センサ41に一体化して
取り付ける事も可能である。
本発明に係る史なる実施例を第7図に示す。なお、第1
図と略同様の部材には同一の番号を付し、その説明は省
略する。
第7図に示す実施例の特徴は、光源として1人々が独立
駆動可能な複数の発光点を(Iする半導体レーザアレイ
51を光源として用いる点である。
半導体レーザアレイ51からの複数の光束は光カード+
01により反射され、情報再生用センサ31にて受光さ
れ、例えば夫々が、情報の記録、βj’L、オートフォ
ーカシング制御、オートトラッキング制御、記録情報の
再生確認、光カード101十4の傷、ゴミ検知等の役割
を持つ。他方コリメータレンズ+09を透過後、無偏光
ビームスブリッタ11により反射された光束は集光手段
40により光、「i制御用センサ52十に夫々分離して
集光される。該センサ52における受光部53゜54.
55は第8図に示す様に、前記夫々の光束56.57.
58に対して設けられる。従って隣り合った半導体レー
ザの発光量の影響を受ける事なく、夫々の発光部の発光
量を検出する事できる。各受光部53.54.55から
の出力はアンプ5..5..5.lを通じ比較器6へ送
られその後、第1図を用いての説明と同様の手順により
、半導体レーザアレイ51の各発光点の出力を独立に制
御する事が可能である。第7図に示す実施例にあっても
情報lj生様センサ31によるゴースト光60.61.
62は第8図に示す様に、光量制御用センサ52」−で
、受光部53,54.55の配列方向と略直交する方向
へ逃がしている。
[発明の効果] 以J−1詳細に説明したように、本発明の光ヘッドによ
れば、簡便なる構成にして、良好な品位の情報両生信号
並びにオートフォーカシング制御用信号、オートトラッ
キング制御用信号を得られると同時に、半導体レーザの
発光H1を制御可能な光ヘッドを提供する?iがIIJ
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光ヘッドの第1実施例を示す概略ブロ
ック図である。 第2図及び第3図はそれぞれ第1実施例のセンサの様子
を示す図である。 第4図は本発明の光ヘッドの第2実施例を示す概略ブロ
ック図である。 第5図及び第6図は2実施例のセンサの様子を示す図で
ある。 第7図は本発明の光ヘッドの第3実施例を示す概略ブロ
ック図である。 第8図は第3実施例のセンサの様子を示す図である。 第9図(a) 、 (b)はそれぞれセンサの断面図で
ある。 第10図は光カード記録再生装置を説明する為の図であ
る。 第11図は光カードを説明する為の図である。 1・・・インターフェイス、2・・・エンコーダ、3・
・・レーザ制御部、4・・・レーザドライバ、5−・・
アンプ、6・・・比較器、7・・・CI) U、II・
・・無偏光ビームスプリッタ、l 2−・・球面レンズ
、13・・・円筒レンズ、14・・・情報1■1生用セ
ンサ、+ 5 ・・・発光碩制御用センサ、101・・
・光カード、108・・・半導体レーザ、!09・・・
コリメータレンズ、111・・・対物レンズ。 代理人  弁理士 山 ド 穣 甲 第1図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 5ら 1・ 第9図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも半導体レーザを用いた光源部、コリメ
    ータレンズ、無偏光ビームスプリッタ、対物レンズ、セ
    ンサレンズ、第1のセンサ、第2のセンサから成る光ヘ
    ッドにおいて、 該第1のセンサは該コリメーターレンズからの平行光束
    の内該無偏光ビームスプリッタにより振幅分割された一
    方の光束を受光し、該第1のセンサからの出力を用いて
    該半導体レーザの発光量を制御すると共に、該無偏光ビ
    ームスプリッタにより振幅分割された他方の光束を光学
    的情報記録媒体に照射しその反射光を再度該無偏光ビー
    ムスプリッタにより振幅分割して、その一方の光束を該
    第2のセンサで受光する構造であって、 且つ、該第1のセンサの反射面並びに該第2のセンサの
    反射面は、夫々のセンサへの入射光束の1光線に対して
    傾けられていることを特徴とする光ヘッド。
  2. (2)前記センサの反射面が夫々のセンサの受光面また
    はカバープレートであることを特徴とする請求項第1項
    記載の光ヘッド。
  3. (3)請求項第1項記載の光ヘッドにおいて、該コリメ
    ータレンズと該無偏光ビームスプリッタとの間に光束分
    割手段を設けた光ヘッドであり、該第1のセンサによる
    反射光が該第2のセンサ上で前記複数光束の配列する方
    向と略直交する方向へ逃げる様該第1のセンサの反射面
    を傾け、且つ、該第2のセンサによる反射光が、該第1
    のセンサ上で前記複数光束の配列する方向と略直交する
    方向へ逃げる様該第2のセンサの反射面を傾けたことを
    特徴とする光ヘッド。
  4. (4)請求項第1項記載の光ヘッドにおいて、該光源部
    は半導体レーザアレイである光ヘッドであって、該第1
    のセンサによる反射光が該第2のセンサ上で該半導体レ
    ーザアレイの配列方向に対応した方向と略直交する方向
    へ逃げる様該第1のセンサの反射面を傾け、且つ、該第
    2のセンサによる反射光が前記半導体レーザアレイの配
    列方向に対応した方向と略直交する方向へ逃げる様該第
    2のセンサの反射面を傾けることを特徴とする光ヘッド
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