JPH0652549A - 光学式再生装置 - Google Patents

光学式再生装置

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JPH0652549A
JPH0652549A JP4202375A JP20237592A JPH0652549A JP H0652549 A JPH0652549 A JP H0652549A JP 4202375 A JP4202375 A JP 4202375A JP 20237592 A JP20237592 A JP 20237592A JP H0652549 A JPH0652549 A JP H0652549A
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均 寺崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 1台の光学式再生装置により複数種類の記録
密度の光学媒体を良好に再生することを目的とする。 【構成】 光ディスク11の記録密度検出器12にて検
出し、CPU21により記録密度の判定を行う。光ディ
スク11の記録密度に対応するためにピックアップ15
のビームの集光スポット径を補正する必要がある。この
ためCPU21は第1レンズ3および第2レンズ4をレ
ンズ駆動装置19にて移動させ、ピックアップ15に入
射する平行レーザビーム光の太さを補正する。ピックア
ップ15では平行レ−ザビ−ム光の太さが補正されるこ
とにより、光ディスク11を照射するビームの集光ビ−
ムスポット径が補正される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記録密度の異なる複数
種類の光学記録媒体の再生が可能な光学式再生装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】レ−ザ光を利用して映像、音声情報を再
生するための媒体としてビデオディスク、コンパクトデ
ィスクがある。近年、これらの光ディスクの記録密度を
向上させ、ディスクの大容量化・小型化を図る研究・開
発が盛んに行われている。
【0003】例えば、MUSE信号が記録されているハ
イビジョンディスク(以下MUSEディスクと呼ぶ。)
では、従来、直径30cmディスク片面に30分の情報
しか記録できなかったが、高密度化を図ることにより、
60分の情報が記録できるようになった。かかる高密度
化は、ディスク上のピットの大きさを小さくすることに
より達成されている。
【0004】ところが、既存のプレーヤにおいては、ピ
ックアップによって集光されるビ−ムスポットの大きさ
が固定されているため、記録密度の異なるディスクをそ
のプレ−ヤに装着しても、各ディスクに対して、最適な
ビ−ムスポットを設定できない。ディスク上のピットに
対してビームスポットの大きさが適切でないと、読み取
りエラ−が発生する場合がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、記録密度の
異なるディスクを良好に読み取り再生できる光ピックア
ップおよび光学式再生装置を提供することを課題とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み本発明
は、光源からのビームにより媒体上の情報を読み取り、
これを再生する光学式再生装置において、光源と、光源
からのビームを収束させる光学手段と、ディスクの記録
密度を検出する検出手段と、検出手段からの検出出力に
基づき媒体上のビ−ムスポットの大きさを変更する変更
手段とを有することを第一の特徴とする。
【0007】また、かかる光学式再生装置において、光
学手段は、対物レンズと、対物レンズと光源との間に介
在するレンズ手段とを含み、変更手段は、レンズ手段の
位置を光軸方向に移動させる移動手段を含むことを第二
の特徴とする。
【0008】また、第一の特徴を有する光学式再生装置
において、光学手段は、光源からのビームを収束させる
対物レンズを含み、変更手段は、対物レンズと光源の間
に配されたスリットを含み、前記スリットに電荷を加え
ることにより対物レンズに対するビームの入射領域を変
更することを第三の特徴とする。
【0009】
【作用】記録密度の異なるディスクにおいて、ピットを
適切に読み取るためには、対物レンズによりディスクに
照射されるビームスポットの大きさを各ディスクのピッ
トの大きさに応じて適切に変更する必要がある。
【0010】本発明の第一の特徴によれば、検出手段に
よって、ディスクの記録密度が検出され、その検出出力
をもとに変更手段によって、、媒体上のビームスポット
が変更される。ビームスポット径を変更するには、対物
レンズの開口数を変更すれば良い。一般に集光ビ−ムス
ポット径は対物レンズの開口数に反比例する。本発明に
おいては、対物レンズに対するビーム入射領域を変更す
ることにより、対物レンズの開口数を変更し、以って、
集光ビ−ムスポット径を変更する原理を利用している。
【0011】本発明の第二の特徴は、かかる原理を使用
し、ビームの変更手段としてレンズ手段を光軸方向に移
動する手段を用い、対物レンズに入射する平行ビームの
入射領域を変更し、対物レンズの開口数を変更してい
る。
【0012】本発明の第三の特徴は、ビ−ムの変更手段
としてスリットを用い、このスリットによりビームを制
限することで、対物レンズに対するビ−ムの入射領域を
変更している。
【0013】
【実施例】まず、第1の実施例に係る光ピックアップの
動作原理について図1、図2、図3、図4を用いて説明
する。図1は対物レンズに入射する平行ビーム光の入射
領域が大きい場合の光ピックアップである。図2は対物
レンズに入射する平行ビ−ム光の入射領域が小さい場合
の光の流れを示す光ピックアップである。図3は対物レ
ンズに入射する平行ビ−ムの入射領域を変化させる原理
について説明した説明図である。図4は対物レンズの集
光ビ−ムスポット径に関する説明図である。
【0014】図において、1は光ディスクの再生に用い
られる半導体レーザ、2は半導体レ−ザより発せられる
ビーム、3は焦点距離がf1である第1のレンズ、4は
焦点距離がf2である第2のレンズ、5は偏光ピ−ムス
プリッタ、6は1/4波長板、7はレーザビ−ムを微小
に集光する対物レンズ、8はピット部が微小で大容量の
データ記録が可能な高密度光ディスク、9はピット部が
大きく小容量のデ−タしか記録できない低密度光ディス
クである。
【0015】半導体レーザ1からは直線偏光の拡散ビー
ムが発せられており、このビームは、第1、第2のレン
ズによって平行ビームに変換される。偏光ビームスプリ
ッタ5は、かかるビ−ムを透過する様に偏光面が設定さ
れている。偏光ビ−ムスプリッタ5を通過したビ−ム
は、1/4波長板6によって円偏光にされた後、対物レ
ンズ7によって、ディスク上に収束される。ディスクか
ら反射されたビ−ムは、1/4波長板6によって再び直
線偏光に変換されるが、この偏光は、偏光ビ−ムスプリ
ッタ5に対してS偏光となる為、ビームは偏光ビームス
プリッタ5によって反射され、センサによって受光され
る。
【0016】対物レンズ7に平行ビームが入射された場
合の集光スポット径dは次式によって決定される。
【0017】
【数1】
【0018】ここで、NAは対物レンズ7の開口数、K
は定数、λは光の波長を示す。開口数NAは、次式によ
って決定され、集光位置からのビ−ム拡がり角の半角θ
の正弦に相当する(図4参照)。
【0019】
【数2】
【0020】従って、数1および数2より、集光位置か
らのビームの拡がり角が大きいほど集光スポット径は小
さくなる。即ち、対物レンズ7に対する平行ビ−ムの入
射領域が大きいほど、集光ビーム径は小さくなる。
【0021】図1と図2の光学系を比較すると、図1の
光学系の方が対物レンズ7に対する平行ビームの入射領
域が大きいため、ディスク上のビーム径は小さくなる。
対物レンズ7に対するビーム入射領域の変更は、第1、
第2のレンズ3、4の位置を光軸方向に変化させること
により達成できる。以下、その原理について、図3を用
いて説明する。
【0022】図3において、レーザから第1レンズ3ま
での距離をx1、レーザから第2レンズ4までの距離を
x2、x2より第2レンズの焦点距離f2を引いた距離
をc、第1レンズのビーム半径をh1、第2レンズのビ
ーム半径をh2、第一レンズの焦点位置からのビ−ムの
拡がり角の半角をθ1、第2レンズの焦点位置からのビ
−ムの拡がり角の半角をθ2とする。
【0023】このとき、第一レンズに関しては、レンズ
の公式、数3より数4が成り立つ。
【0024】
【数3】
【0025】
【数4】
【0026】ここで、fはレンズの焦点距離、aはレン
ズへの入射距離、bはレンズへの出射距離をそれぞれ示
す。
【0027】第2レンズ4で平行ビーム光を得るために
は、数5が成り立つ必要があり、数1と数5よりx2の
距離が数6で導き出せる。
【0028】
【数5】
【0029】
【数6】
【0030】また、平行光のビ−ム半径h2は、図3よ
り自明に導き出せる。
【0031】
【数7】
【0032】数7より、各々のレンズの焦点距離が固定
されている場合、第1レンズ3および第2レンズ4の設
置位置を移動すれば、平行光のビーム半径h2を変える
ことができることが導き出せる。また、数6より、平行
光のビーム半径h2を変えるためには、第1レンズ3及
び第2レンズ4の双方移動しなければならないことが導
き出せる。
【0033】よって、第1レンズ3および第2レンズ4
を移動することにより、高密度のディスク8も低密度の
ディスク9も一つのピックアップにより再生することが
できる。
【0034】上記、光ピックアップにおいては、対物レ
ンズ7に対するビームの入射領域を変更する手段として
レンズを2つ使用した場合を示したが、収差等を考慮し
て3つのレンズを使用する場合がある。この場合には、
対物レンズ7に対するビームの入射領域を変更する為に
3つのレンズを同時に移動することが必要となる。
【0035】次に、上記原理を採用した第1の実施例に
ついて説明する。かかる第1の実施例を図5に示す。
【0036】図において、11は本発明に用いる光ディ
スクである。12は光ディスク上の記録密度をトラック
ピッチにより検出する記録密度検出器である。トラック
ピッチによる検出方法はディスクにレーザ光を照射した
とき、トラックピッチの差異により反射される回折光の
入射角度の差異が生じ、このことによりディスクの記録
密度が検出できる方法である。尚、記録密度検出器12
には、トラックピッチを検出するピックアップが内蔵さ
れている。13は光ディスク上に記録密度に関する情報
が記録されている場合にこれを検出する記録媒体情報検
出器である。係る情報は一般にディスクの最内周または
最外周に記録されており、プレーヤは再生に先立ってこ
の部分を読み取り記録密度を検出する。尚、カ−トリッ
ジにより光ディスクが保護されているものでカートリッ
ジの一部に記録密度に関する情報が記録されている場合
には、記録媒体情報検出器13がこの部分を検出できる
ように設計する必要がある。
【0037】14は記録密度の情報を予めユーザが認識
している場合に、スイッチにより再生すべきディスクの
記録密度を任意に切り替えるための切り替えスイッチ回
路である。係る切り替えスイッチは、ユーザが操作でき
るように、プレーヤのフロントパネルに配されている。
【0038】15は図1、図2に示す光学系を内蔵する
ピックアップである。係るピックアップには、図1、図
2の光学系に加えて、第1、第2のレンズ3、4の位置
を変更するためのレンズ駆動装置19が内蔵されてい
る。係るピックアップ内の16は図1、図2の光学系
の、対物レンズ7、1/4波長板6、偏光ビームスプリ
ッタ5を内蔵する他の光学系である。レンズ駆動装置1
9は第1レンズ3並びに第2レンズ4と一体になったコ
イルに、制御電流を流すことにより、レンズを移動させ
る電磁駆動機構と、レンズ移動距離を検出する為のリニ
アポテンショメ−タとを備えている。係るリニアポテン
ショメ−タは第1、第2のレンズ3、4の位置を電圧レ
ベルにより知らしめる。
【0039】20はレンズ駆動装置を制御するサーボ回
路である。係るサーボ回路20はレンズ駆動装置19の
コイルに制御電流を流し第1、第2のレンズ3、4の位
置を制御する。また、リニアポテンショメ−タからの第
1、第2のレンズ3、4の位置情報を示す電圧レベルを
受け、これをディジタル情報にA/D変換した後、CP
U21に転送する。21は光学式再生装置全体の制御を
行うCPUである。係るCPU21はディスクの記録密
度の情報よりレンズの移動距離を計算しサーボ回路20
に制御情報を送る。また、サーボ回路からの位置情報を
ディジタル情報として受け取り、レンズ位置を監視す
る。22はディスクの記録密度に応じたレンズの移動距
離に関する情報が記録されているROMである。
【0040】23はピックアップ15で検出された再生
信号を所定信号に信号処理する再生回路である。24は
再生回路からの信号を復調する復調回路である。25は
光ディスクを回転制御させるスピンドルモ−タである。
26はスピンドルモ−タを制御するモ−タサーボ回路で
ある。
【0041】次に本実施例の動作について説明する。再
生装置に対してディスクが装着されると、CPU21は
光ディスク11の記録密度の情報を得るために、まず切
り替えスイッチ回路14の記録密度の情報を検索する。
切り替えスイッチ回路14がユーザにより所定の記録密
度に設定されていれば、CPU21は他の記録密度の検
出動作を行うことなしに、その記録密度を装着されたデ
ィスクの記録密度として取り込む。もし、切り替えスイ
ッチ回路14が設定されていなければ、CPU21は記
録媒体情報検出器13の記録密度の情報を検索する。記
録密度媒体検出器13の情報が、光ディスク11の記録
密度の情報を読むことにより設定されていれば、CPU
21はその情報を、装着されたディスクの記録密度とし
て取り込む。もし、光ディスク11の記録密度の情報を
読み取ることができなければ、CPU21は記録密度検
出器12を作動せしめ、ディスクの記録密度を判別す
る。記録密度検出器12の情報はディスクのトラックピ
ッチより得られるため常時、何らかの記録密度の情報が
得られる。以って、CPU21は記録密度の情報を記録
密度検出器12より得ることができる。
【0042】上記方法により記録密度の情報が得られれ
ば、CPU21は得られた記録密度の情報とROMに予
め記録されている記録密度に関する情報を適合させ、も
し、適合する情報がなければ、光ディスク11の記録密
度の情報は本実施例に使用する再生装置では再生できな
いとみなしディスクを排出し、ユ−ザに知らせる。も
し、適合する情報であれば対物レンズから出射されるビ
−ムの集光スポット径の大きさを光ディスク11のピッ
トの大きさに応じ変更する動作を開始する。
【0043】記録密度の異なる光ディスク11のピット
を読み取るために、集光ビ−ムスポット径を変更しなけ
ればならないが、このためには、上記原理の光ピックア
ップで示したように、第1、第2レンズ3、4を通過す
ることにより生成された平行ビームの対物レンズに対す
る入射領域を変更することが必要である。平行ビ−ムの
入射領域の変更は、第1、第2レンズ3、4を移動させ
ることにより達成できる。
【0044】第1、第2レンズ3、4を移動するために
は、まず、記録密度の情報を受け取ったCPU21はR
OM22に予め記録されている情報をもとに、レンズの
移動量を演算する。演算結果を基にサーボ回路20に第
1、第2レンズ3、4の移動量の情報を送る。サーボ回
路20は移動量の情報に応じ、レンズと一体化されてい
るコイルを駆動する制御電流に変換し、レンズ駆動機構
19に送る。レンズ駆動機構19においては、制御電流
に応じて、第1、第2レンズ3、4を所定位置に移動さ
せる。この時、レンズ駆動機構内19のリニアポテンシ
ョメ−タにより第1、第2レンズ3、4の位置は電圧レ
ベルでサーボ回路に送られる。サーボ回路においては、
電圧レベルのアナログ位置情報をA/D変換してディジ
タル情報として、CPU21にフィ−ドバックする。フ
ィ−ドバックされた位置情報により、レンズが所定位置
に移動していることがわかれば、レンズ移動動作を終了
する。もし、レンズが所定位置に移動していないことが
わかれば、レンズが所定位置に移動するまで上記レンズ
移動動作を繰り返す。
【0045】第1、第2レンズ3、4を所定の位置に移
動することで、所定の平行ビーム光を得ることができ
る。この平行ビーム光によりピックアップ15は光ディ
スク11のピットに応じた集光ビ−ムを光ディスク11
に出射することができる。よって、光ディスクからの反
射光を、任意の記録密度の光ディスク11よりピックア
ップ15で読み取り、再生回路23、復調回路24を通
すことにより、良好な再生信号を得ることができる。
【0046】上記実施例においては、1台の光学式再生
装置において、2種類以上複数の記録密度を検出できる
手段について述べた。しかし、2種類のみの記録密度の
光ディスク11しか使用しない光学式再生装置において
は上記実施例のような複雑な制御を行わなくてもよい。
例えば、図5の第1、第2レンズ3、4にプランジャ−
を装着し、2点間のみの移動ができるようにレンズ駆動
機構19を設定しておく。CPU21に記録密度の情報
が入力されれば、ディスクが単に高密度か低密度かによ
り、CPU21はサーボ回路20を通し、ON、OFF
の信号をレンズ駆動機構に送る。このことにより、第
1、第2レンズ3、4は2点間を移動することができ、
2種類の記録密度の光ディスク11の情報を再生するこ
とができる。
【0047】次に、第2の実施例に係る電荷スリットを
用いた場合の光ピックアップの原理を図6、図7を用い
て説明する。図6は高密度のディスクを検出する場合で
あり、図7は低密度のディスクを検出する場合である。
図中、30はコリメ−タレンズ、31は電荷を通すこと
により、通過光の領域を制限する電荷スリットである。
実施例においては、電荷スリット31はコリメ−タレン
ズ30とビ−ムスプリッタ5の間に配置される。また、
図7に示すように電荷スリットに電荷を加えれば、斜線
で示す部分は光を遮蔽するため、通過光の領域が制限さ
れる。
【0048】図6においては、高密度ディスクを再生す
るため、平行ビームの対物レンズへの入射領域を大きく
する必要がある。予め、光ピックアップ内のビームの光
路を高密度ディスクが再生できるように設定する。かか
る電荷スリット31に電荷を加えなければ、ビームはす
べて電荷スリットを通過し、高密度ディスクのピットを
読み取ることができる集光スポットが得られる。
【0049】図7においては、図6と同等の光学系を使
用している。図6の低密度ディスクを再生するために、
平行ビームの対物レンズ7への入射領域を小さくする必
要がある。このため、電荷スリット31に電荷を加えれ
ば、図7に示すように、電荷スリットの斜線で示した部
分が光を遮蔽する。このことにより、コリメ−タレンズ
30からの平行ビームの通過光を制限する。よって、対
物レンズへの平行ビームの入射量は小さくなり、対物レ
ンズ7の開口数も小さくなり、低密度のディスクのピッ
トを読み取る集光スポットが得られる。
【0050】次に上記原理の光ピックアップを採用した
第2の実施例について説明する。かかる第2の実施例の
構成を図8に示す。図において、32は電荷スリットに
CPU21からの命令により電荷を加える電荷スリット
制御回路、33は図6、図7に示す光学系を内蔵するピ
ックアップである。
【0051】図8において、記録密度の情報を受け取っ
たCPU21は電荷スリット制御回路32に制御信号を
送る。電荷スリット制御回路32は制御信号に応じ電荷
スリットに電荷を送る。記録密度の情報が高密度の場合
には、電荷スリットに電荷を加えない。低密度の情報で
あれば、電荷スリットに電荷を加える。このことによ
り、上記原理で説明したように平行ビーム光の大きさを
変更することで、ピックアップ33により記録密度に応
じてディスクの情報を読み取ることができる。
【0052】以って、かかる電荷スリットを用いた光学
式再生装置においても、高密度のディスク及び低密度の
ディスクを再生することができる。上記第2の実施例に
おいては、電荷スリットは電荷を加え、光を遮蔽する部
分が1個所であったが、スリット上に段階的に複数の遮
蔽部分を設ければ、複数種類の記録密度のディスクを再
生できる。
【0053】上記2例の光学式再生装置は対物レンズに
入射するビームが平行である場合について述べたが、対
物レンズに拡散ビームが入射する場合についても、上記
実施例と同様の方法により、複数種類の記録密度のディ
スクを再生することができることは言うまでもない。
【0054】
【発明の効果】本発明によれば、光ピックアップから光
学記録媒体上に照射されるビ−ムスポット径を、媒体の
記録密度に応じ変更することで、一台の光学式再生装置
により複数種類の記録密度の光学記録媒体を最適に再生
することが可能になる。このことにより、高密度ディス
ク用に設定された光学式再生装置で、低密度のディスク
が再生できるなど下位互換性を満たすことができ、産業
上、大きな効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に至る対物レンズに入射する平行ビーム
光の入射領域が大きい場合の光ピックアップである。
【図2】本発明に至る対物レンズに入射する平行ビーム
光の入射領域の小さい場合の光の流れを示す光ピックア
ップである。
【図3】本発明に至る対物レンズに入射する平行ビーム
の入射領域を変化させる原理について説明した説明図で
ある。
【図4】本発明に至る対物レンズの集光スポット径に関
する説明図である。
【図5】本発明における第1の実施例の光学式再生装置
である。
【図6】本発明に至る電荷スリットに電荷を加えない場
合の光ピックアップである。
【図7】本発明に至る電荷スリットに電荷を加える場合
の光ピックアップである。
【図8】本発明に至る電荷スリットに電荷を加える場合
の光ピックアップである。
【符号の説明】
3 第1レンズ 4 第2レンズ 8 高密度光ディスク 9 低密度光ディスク 12 記録密度検出器 15 ピックアップ 19 レンズ駆動装置 21 CPU

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からのビームにより媒体上の情報を
    読み取り、これを再生する光学式再生装置において、光
    源と、光源からのビームを収束させる光学手段と、ディ
    スクの記録密度を検出する検出手段と、検出手段からの
    検出出力に基づき媒体上のビ−ムスポットの大きさを変
    更する変更手段とを有する光学式再生装置。
  2. 【請求項2】 光学手段は、対物レンズと、対物レンズ
    と光源との間に介在するレンズ手段とを含み、変更手段
    は、レンズ手段の位置を光軸方向に移動させる移動手段
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の光学式再生装
    置。
  3. 【請求項3】 光学手段は、光源からのビ−ムを媒体上
    に収束させる対物レンズを含み、変更手段は、対物レン
    ズと光源の間に配されたスリットを含み、前記スリット
    に電荷を加えることにより対物レンズに対するビームの
    入射領域を変更することを特徴とする請求項1に記載の
    光学式再生装置。
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