JPH11213432A - 光ピックアップ - Google Patents

光ピックアップ

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JPH11213432A
JPH11213432A JP10019682A JP1968298A JPH11213432A JP H11213432 A JPH11213432 A JP H11213432A JP 10019682 A JP10019682 A JP 10019682A JP 1968298 A JP1968298 A JP 1968298A JP H11213432 A JPH11213432 A JP H11213432A
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JP
Japan
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optical
light
liquid crystal
recording
crystal cell
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JP10019682A
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English (en)
Inventor
Junichi Nakano
淳一 中野
Nobuhide Matsubayashi
宣秀 松林
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の記録面に対する記録及び再生に必要充分
な光パワーを照射可能であって且つサーボ信号や再生信
号の検出系を各記録面の間で共有することが可能な低コ
ストの光ピックアップを提供する。 【解決手段】多面記録を行う際に、複数の光磁気ディス
ク20a,20b,20cのいずれか1つに向けて、半
導体レーザ2からのレーザー光を複数の光路に選択的に
切り換えるように、液晶セル6a,6b及び偏光ビーム
スプリッタ7a,7bを含んで構成される光路選択手段
と、全反射ミラー12とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体に対して
情報の記録及び再生を行うための光ピックアップに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、大容量で書き換え可能な光ディス
ク装置(光磁気ディスク装置など)が急速に普及してき
ている。一方、ホストとなるコンピュータで取り扱うデ
ータ量も画像や動画などで急増しているため、書き換え
可能な光ディスク装置に対する大容量化が求められてい
る。
【0003】このニーズに応えるために、例えば1枚の
光ディスクに記録するデータ量を大きくするといった高
密度記録技術が開発されてきているが、それとは別なア
プローチで光ディスク装置の容量を増大させる方法とし
て、例えば光ディスクの多面化が考えられている。すな
わち、光ディスク装置に複数の光ディスクを格納するこ
とにより、装置としての容量を大きくするというもので
ある。
【0004】1つの方法としては、5.25インチの光
磁気ディスクなどで使われているジュークボックス(チ
ェンジャー)がある。これは、光ディスク装置そのもの
は従来と同じディスク1枚用のものだが、ディスクの交
換を行う機構を取り付け、必要に応じてディスクの交換
を行って、オンライン容量を大きくするという方法であ
る。しかし、この方法ではディスク交換の際に比較的長
い待ち時間が発生してしまうため、データ転送レートが
低下するという問題がある。
【0005】この問題を解決するには、複数のディスク
やディスク面に対してそれぞれ記録再生用の光ピックア
ップを用意し、ディスク交換を行うこと無く、すべての
ディスクに対して記録及び再生を行うという方法が考え
られる。しかし、各記録面に対応した複数の光ピックア
ップを用意すると、高価なピックアップが多数必要とな
り、装置コストが大幅に上昇するという問題がある。
【0006】この問題を解決するため、光源となるレー
ザを複数の記録面の間で共有し、1つの光源(レーザ)
で複数の記録面の再生を可能とした光ピックアップが、
特開平5−46998号公報で開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−46998号公報記載の光ピックアップでは、レー
ザからの出射光をほぼ等分に分割して各記録面に照射し
ており、分割数に対応して各々の出射光の光パワー(光
量)が低下してしまうため、高い光パワーが必要となる
書き換え可能型光ディスクには適用できないという問題
がある。
【0008】また、この光ピックアップにおいて、光源
となるレーザは、複数の記録面で共有しているが、サー
ボ信号や再生信号の検出系は、各記録面ごとに別途必要
となるため、装置コストが上昇するという問題がある。
【0009】本発明は、このような問題点を解決するた
めに成されており、その目的は、複数の記録面に対する
記録及び再生に必要充分な光パワーを照射可能であって
且つサーボ信号や再生信号の検出系を各記録面の間で共
有することが可能な低コストの光ピックアップを提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の光ピックアップは、複数の光ディス
クに対して多面記録を行う際に、光源からの出射光を複
数の光路に選択的に切り換えるように、偏光面を制御可
能な電気光学素子及び所定の偏光面の光のみを反射可能
な第1の偏光性光学素子を含んで構成される光路選択手
段を備える。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る光ピックアップについて、添付図面を参照して説明す
る。図1には、本発明の光ピックアップ1が組み込まれ
た光ディスク装置の構成が示されている。
【0012】図1に示すように、光ピックアップ1は、
複数(本実施の形態では、例えば、3個)の光磁気ディ
スク20a,20b,20cのいずれか1つに向けて、
光源即ち半導体レーザ2からのレーザー光を選択的に切
り換えることが可能な光路選択手段及び全反射ミラー1
2を備えている。
【0013】光路選択手段には、複数(本実施の形態で
は、例えば、2個)の電気光学素子6a,6bと、これ
ら電気光学素子に対応して配置された2個の第1の偏光
性光学素子7a,7bとが設けられている。
【0014】本実施の形態において、第1の偏光性光学
素子7a,7bとしては、偏光ビームスプリッタ7a,
7bが適用されている。ここで、半導体レーザ2から出
射したレーザー光がp偏光であるとすると、偏光ビーム
スプリッタ7a,7bは、夫々、p偏光を100%透過
し、s偏光を100%反射するように設計されている。
【0015】本実施の形態において、電気光学素子6
a,6bとしては、液晶セル6a,6bが適用されてお
り、これら液晶セル6a,6bは、夫々、図2に示すよ
うに、駆動電圧の印加状態に対応して、入射したレーザ
ー光をそのまま出射させる状態と、出射光の偏光面が9
0°回転する状態とに制御可能に構成されている。
【0016】具体的には、駆動電圧を印加した場合、例
えばp偏光のレーザー光は、p偏光のまま液晶セル6
a,6bから出射される(図2(a)参照)。一方、駆
動電圧を印加しない場合、例えばp偏光のレーザー光
は、その偏光面が90°回転したs偏光となって液晶セ
ル6a,6bから出射される(図2(b)参照)。
【0017】また、光磁気ディスク20a,20b,2
0cの記録面に対向した位置には、夫々、レーザー光を
各々の記録面に集光させる光学ヘッド24a,24b,
24cが近接配置されており、これら光学ヘッド24
a,24b,24cには、レーザー光を記録面に向けて
反射する立ち上げミラー10a,10b,10cと、こ
れら立ち上げミラー10a,10b,10cから反射し
たレーザー光を記録面に集光する対物レンズ11a,1
1b,11cとが設けられている。
【0018】また、情報再生時に、光学ヘッド24a,
24b,24cを介して取り込まれた反射光(光磁気デ
ィスク20a,20b,20cの記録面からの反射光)
を光検出手段としてのフォトダイオード14の方向に反
射するための3個の第2の偏光性光学素子9a,9b,
9cが設けられている。
【0019】本実施の形態において、第2の偏光性光学
素子9a,9b,9cとしては、偏光ビームスプリッタ
9a,9b,9cが適用されている。ここで、半導体レ
ーザ2から出射したレーザー光がp偏光であるとする
と、偏光ビームスプリッタ9a,9b,9cは、夫々、
p偏光を80%透過且つ20%反射し、s偏光を100
%反射するように設計されている。
【0020】また、光磁気ディスク20a,20b,2
0cは、スピンドルモータ19によって、一体的に回転
駆動されるようにセットされている。次に、光ピックア
ップ1の動作について説明する。
【0021】なお、以下の説明では、その一例として、
上から2番目にセットされた光磁気ディスク20bに対
して、情報の記録及び再生を行う場合について説明す
る。半導体レーザ2から出射したp偏光(直線偏光)の
発散状のレーザー光は、コリメートレンズ3を介して平
行光束に変換された後、その一部がビームスプリッタ4
から反射して、パワーモニタ用フォトダイオード15に
入射する。そして、このパワーモニタ用フォトダイオー
ド15の出力に基づいて、半導体レーザ2の出力が制御
される。
【0022】一方、ビームスプリッタ4を透過したレー
ザー光は、ガルバノミラー5から反射される。なお、ガ
ルバノミラー5は、回動可能に構成されており、反射光
の向き(角度)を変えることによって、後述するトラッ
キング制御が行われる。
【0023】ガルバノミラー5から反射したp偏光のレ
ーザー光は、液晶セル6aに入射する。ここで、液晶セ
ル6aを電圧駆動しておくと、液晶セル6aに入射した
p偏光のレーザー光は、p偏光を維持した状態で液晶セ
ル6aから出射して、偏光ビームスプリッタ7aに入射
する。
【0024】偏光ビームスプリッタ7aは、p偏光をす
べて透過するため、レーザー光は、偏光ビームスプリッ
タ7aを透過した後、液晶セル6bに入射する。ここ
で、液晶セル6bを非駆動(駆動電圧を与えない)とし
ておくと、液晶セル6bに入射したp偏光のレーザー光
は、この液晶セル6b中において、p偏光の偏光面が9
0°ねじられた後、s偏光のレーザー光となって出射さ
れ、偏光ビームスプリッタ7bに入射する。
【0025】偏光ビームスプリッタ7bは、s偏光をす
べて反射するため、レーザー光は、偏光ビームスプリッ
タ7bから反射して、その光路が切り換わる。光路が切
り換えられたs偏光のレーザー光は、続いて、1/2波
長板8bによって再びp偏光に変換された後、偏光ビー
ムスプリッタ9bから立ち上げミラー10bを介して対
物レンズ11bへと導かれる。
【0026】このとき、記録用のレーザー光が対物レン
ズ11bに導光された場合には、光学ヘッド24bを光
磁気ディスク20bの半径方向に沿って移動制御しなが
ら、対物レンズ11bを介して光磁気ディスク20bの
記録面に記録用レーザー光を集光することによって、そ
の集光スポット径に対応した記録密度で情報が磁気的に
記録されることになる。
【0027】これに対して、光磁気ディスク20bの記
録面に磁気記録された情報を再生する場合には、以下の
動作となる。即ち、対物レンズ11bによって再生用レ
ーザー光が光磁気ディスク20bの記録面上に集光され
ると、この記録面から反射したレーザー光は、その偏光
面が±θk(カー回転角)だけ回転した状態で、上述し
た経路を逆進した後、偏光ビームスプリッタ9bで一部
が反射される。
【0028】偏光ビームスプリッタ9bは、s偏光を1
00%反射、p偏光を20%反射するため、カー回転に
よって生じたs偏光成分即ち再生信号成分は、すべて反
射される。
【0029】そして、この再生信号成分を含んだレーザ
ー光は、ウォラストンプリズム13によって偏光分離さ
れた後、フォトダイオード14に入射する。ここで、フ
ォトダイオード14の受光面を図のように2分割してお
けば、ヘッドアンプ回路18において、2分割された受
光面からの出力信号の差を演算することによって、光磁
気ディスク20bの記録面に光磁気記録された情報信号
T1を再生することができる。なお、プレピット(ピッ
トの有無)で記録されたマークを再生する場合や、アド
レス信号を得る場合には、両者の和信号T2を用いれば
よい。
【0030】一方、光磁気ディスク20bから反射した
レーザ光のp偏光成分のうち80%は、偏光ビームスプ
リッタ9bを透過し、1/2波長板8b、偏光ビームス
プリッタ7b、液晶セル6b、偏光ビームスプリッタ7
a、液晶セル6bを透過した後、ガルバノミラー5及び
ビームスプリッタ4から反射し、ホログラム16を介し
てサーボ信号検出系を構成するフォトダイオード17に
入射する。
【0031】ここで、フォトダイオード17の受光面を
例えば4分割しておけば、分割された受光面からの出力
信号同士を適宜加減算することによって、光磁気ディス
ク20bの記録面に集光しているレーザー光のスポット
位置制御用のフォーカスエラー信号E1やトラッキング
エラー信号E2を得ることができる。
【0032】この場合、光学ヘッド24bを光磁気ディ
スク20bの半径方向にリニア駆動しながらトラッキン
グエラー信号E2に基づいてガルバノミラー5を回動す
ることによってトラッキング制御が行われ、フォーカス
エラー信号E1に基づいてフォーカスアクチュエータ
(図示しない)を駆動して対物レンズ11bを光軸方向
に移動させることによってフォーカス制御が行われる。
【0033】なお、このようなトラッキング及びフォー
カス制御は、フォトダイオード14の出力信号に基づい
て、情報再生と同時に行うことも可能である。また、上
述した実施の形態では、その一例として、光磁気ディス
ク20bに対してレーザー光を照射する場合について説
明したが、例えば光磁気ディスク20aに対してレーザ
ー光を照射したい場合は、液晶セル6aを非電圧駆動状
態にすれば良い。また、例えば光磁気ディスク20cに
対してレーザー光を照射したい場合は、液晶セル6a,
6bを共に電圧駆動状態にすれば良い。
【0034】このように液晶セル6a,6bに対して適
宜選択的に電圧駆動及び非電圧駆動を切り換えるだけ
で、光磁気ディスク20a,20b,20cのいずれに
対しても、p偏光のレーザー光をその光パワー(光量)
を低下させること無く照射することが可能となる。
【0035】また、本実施の形態では、その一例とし
て、3つの光路に分割する場合について説明したが、n
個の光路に分割する場合には、(n−1)組の液晶セル
6a,6bと偏光ビームスプリッタ7a,7bを用意
し、各液晶セル6a,6bの電圧駆動/非電圧駆動を適
宜切り換えることにより、任意の光路へレーザー光を選
択的に導くことが可能となる。
【0036】このように、本実施の形態によれば、電気
光学素子としての液晶セル6a,6bと偏光性光学素子
としての偏光ビームスプリッタ7a,7bとの組み合わ
せによって、半導体レーザ2から出射したレーザー光を
選択的に且つ光パワーを低下させること無く特定の光磁
気ディスク20a,20b,20cに対して照射するこ
とが可能となり、光効率が高くなるため、光源となる半
導体レーザ2の共有によるコスト低減を図りつつ、高パ
ワーが必要な書き換え可能型の光磁気ディスクに対して
も記録再生が可能な光ピックアップ1を実現できる。
【0037】更に、本実施の形態によれば、光源となる
半導体レーザ2だけでなく、サーボ信号E1,E2の検
出系(フォトダイオード17)や、光磁気再生信号T
1,T2の検出系(フォトダイオード14)も複数の記
録面の間で共有することが可能となり、より一層低コス
トな光ピックアップ1を実現することができる。
【0038】なお、以上の実施の形態では、その一例と
して、光磁気記録された情報信号を再生する場合につい
て説明したが、例えば相変化記録のように、再生を反射
光の強度変化の検出により行う光ディスクであっても、
同様に本実施の形態の光ピックアップ1を適用すること
ができる。この場合には、1/2波長板8a,8b、ビ
ームスプリッタ9a,9b,9c、ウォラストンプリズ
ム13、フォトダイオード14などが不要となり、サー
ボ信号検出用のフォトダイオード17の受光面に対する
光スポット位置に基づいて、再生信号の検出を行うこと
ができる。
【0039】また、本実施の形態では、半導体レーザ2
の出射光がp偏光で且つこのp偏光を光磁気ディスク2
0a,20b,20cに照射する場合の構成について説
明したが、これ以外の場合であっても、液晶セル6a,
6bと偏光ビームスプリッタ7a,7bの組み合わせ、
及び、1/2波長板8a,8bを入れる位置等を変更す
ることによって対応することが可能である。
【0040】また、本発明は、フォーカス制御を行いつ
つ対物レンズ11a,11b,11cを介してレーザー
光を光磁気ディスク20a,20b,20cのいずれか
1つに照射するタイプの光ディスク装置だけではなく、
最近注目されている、ニアフィールド記録を行うタイプ
の光ディスク装置に対しても適用が可能である。このよ
うな光ディスク装置は、例えば、日経バイト1997年
9月号の148頁「98年に10Gビット/インチ2
実現する新光記録技術」で紹介されている。
【0041】このような光ディスク装置及び光ピックア
ップ1の場合、フォーカス方向の制御はハードディスク
装置のような浮上ヘッドにより行われるため、フォーカ
ス制御用のアクチュエータが不要となり、また、フォー
カスエラー信号の検出系(フォトダイオード17)が不
要となるのでホログラム16も必要なくなる。
【0042】具体的には、光学ヘッド24a,24b,
24cに半球型レンズ(例えば、固体浸漬レンズ)及び
磁気コイルを夫々増設し、対物レンズ11a,11b,
11cからの集束光を半球型レンズで更に絞り込むこと
によって、光磁気ディスク20a,20b,20cの記
録面に集光するレーザー光のスポット径を更に小さくす
ると共に、回転させた光磁気ディスク20a,20b,
20cと光学ヘッド24a,24b,24cの間に作用
する空力的揚力によって、光学ヘッド24a,24b,
24cを光磁気ディスク20a,20b,20cの記録
面から僅かに浮かせるように構成する。このような技術
の組み合わせによれば、フォーカス制御を行うこと無
く、レーザー光のスポット径を更に小さくでき、光磁気
ディスク20a,20b,20cの記録面に対する記録
密度を向上させることができる。
【0043】また、本実施の形態では、ガルバノミラー
5によってトラッキング制御を行う場合について説明し
たが、対物レンズ11a,11b,11cを直接駆動し
てトラッキング制御を行う場合には、ガルバノミラー5
は不要となる。ただし、ガルバノミラー5を用いてトラ
ッキング制御を行う場合には、図1に示された位置にガ
ルバノミラー5を位置決めすることによって、複数の記
録面に対して1個のガルバノミラー5を共有することが
できるため、装置コストを更に低減することが可能とな
る。
【0044】また、ガルバノミラー5と液晶セル6aと
の間などに、ガルバノミラー5の角度検出を行うための
光学系(角度検出器)を設けても構わない。なお、角度
検出器としては、例えば、光路上に配置したビームスプ
リッタ(図示しない)とこのビームスプリッタから反射
したレーザー光のスポット位置を検出可能な受光素子
(図示しない)との組み合わせによって構成することが
可能である。
【0045】また、例えば、光学ヘッド24a,24
b,24cを移動(リニア駆動)させない即ち半導体レ
ーザ2から対物レンズ11a,11b,11cまでの距
離が固定されたタイプの光ピックアップ1を構成するこ
とも可能である。この場合、ガルバノミラー5で光路を
振った場合の対物レンズ11a,11b,11cの位置
におけるレーザー光の変位を抑えるために、図3に示す
ようなリレー光学系を含んだ光ピックアップ1を構成す
ることが好ましい。
【0046】具体的には、図3に示すように、対物レン
ズ11a,11b,11cとガルバノミラー5が互いに
共役な位置関係となるように、イメージングレンズ22
a,22b,22cを配置すると共に、更に、対物レン
ズ11a,11b,11cの位置でレーザー光が平行に
なるように、ビームスプリッタ4とガルバノミラー5と
の間の光路上にリレーレンズ21を配置する。この場
合、イメージングレンズ22a,22b,22cとリレ
ーレンズ21との組み合わせによって、ガルバノミラー
5でレーザー光を偏向しても、対物レンズ位置でのレー
ザー光の変位を小さくすることが可能となる。また、イ
メージングレンズ22a,22b,22cが各光路ごと
に設けられるので、フォーカス方向の調整を各光路ごと
に行うことも可能となる。なお、コリメートレンズ3と
リレーレンズ21は、いずれか一方でその機能を兼用す
ることも可能である。
【0047】ところで、図1及び図2の構成では、再生
信号T1,T2を検出するためのウォラストンプリズム
13やフォトディテクタ14が光路の数だけ必要とな
る。そこで、例えば図3に示すように、1個のウォラス
トンプリズム13a、2分割の受光面を一組だけ持つフ
ォトダイオード14a、ウォラストンプリズム13aと
フォトダイオード14aとの間に1個の集光レンズ31
を夫々配置すれば、各光路からウォラストンプリズム1
3aに入射したレーザー光は、それぞれの光路に対応し
た位置で偏光分離されるが、集光レンズ31によって偏
向されながら集光されるため、どの光路を通った光もフ
ォトダイオード14aの2分割受光面に導かれる。
【0048】このように図3のような構成にすることに
より、ウォラストンプリズム13aやフォトダイオード
14aを含んだ再生信号検出用の光学系を更に簡略化す
ることが可能となる。
【0049】なお、上述した実施の形態では、光路選択
手段(液晶セル6a,6b、偏光ビームスプリッタ7
a,7b)が直線上に配置される場合について説明した
が、これらは必ずしも直線上に配置されなくても良く、
その間にミラーなどを適宜配置しても良い。また、光路
を選択的に切り換える必要のある全ての箇所で本発明の
光路選択手段を使用しなくても良く、例えば必要とされ
る光路選択のうち、いくつかは、ミラーの駆動などによ
るメカニカルな切換方法を適用しても良い。
【0050】また、全ての光路の切り換えを本発明の光
路選択手段で行う場合、n個の光路に分割するとすれ
ば、1つの光路選択手段は、2つの光路にしか選択的に
切り換えることができないため、最低でも(n−1)個
の光路選択手段が必要になる。ただし、設計上の要請が
あれば、全反射ミラー12の代わりに光路選択手段を配
置し、常に反射する設定にしておくといったことも可能
である。この場合には、必要とされる光路の数だけ光路
選択手段が必要となるが、全反射ミラーの数は減るた
め、それによって装置全体のコストが低減される。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、複数の記録面に対する
記録及び再生に必要充分な光パワーを照射可能であって
且つサーボ信号や再生信号の検出系を各記録面の間で共
有することが可能な低コストの光ピックアップを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る光ピックアップが
組み込まれた光ディスク装置の構成を示す図。
【図2】電気光学素子の特性を示す図であって、(a)
は、駆動電圧の印加時の状態を示す図、(b)は、駆動
電圧の非印加時の状態を示す図。
【図3】本発明の変形例に係り、半導体レーザから対物
レンズまでの距離が固定されたタイプの光ピックアップ
の構成を示す図。
【図4】本発明の他の変形例に係り、1個のウォラスト
ンプリズム及び2分割の受光面を一組だけ持つフォトダ
イオードを有する光ピックアップの構成を示す図。
【符号の説明】
2 半導体レーザ 6a,6b 液晶セル 7a,7b 偏光ビームスプリッタ 12 全反射ミラー 20a,20b,20c 光磁気ディスク

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の光ディスクに対して多面記録を行
    う際に、光源からの出射光を複数の光路に選択的に切り
    換えるように、偏光面を制御可能な電気光学素子及び所
    定の偏光面の光のみを反射可能な第1の偏光性光学素子
    を含んで構成される光路選択手段を備えていることを特
    徴とする光ピックアップ。
  2. 【請求項2】 前記光源と前記光路選択手段との間に配
    置される光路分割手段と、 前記光路分割手段で分割された前記光ディスクからの反
    射光を受光する少なくとも2つの受光面を有する第1の
    光検出手段とを備えていることを特徴とする請求項1に
    記載の光ピックアップ。
  3. 【請求項3】 前記光ディスクの記録面と前記光路選択
    手段との間に夫々配置される第2の偏光性光学素子と、 前記第2の偏光性光学素子で分割された前記光ディスク
    からの反射光を受光する少なくとも2つの受光面を有す
    る第2の光検出手段とを備えていることを特徴とする請
    求項1に記載の光ピックアップ。
  4. 【請求項4】 前記光源と前記光路選択手段との間に配
    置された回動制御可能なガルバノミラーを備えているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。
  5. 【請求項5】 前記光ディスクの記録面と前記光路選択
    手段との間に夫々配置される複数の第1のレンズと、 前記光源と前記ガルバノミラーとの間に配置される第2
    のレンズとを備えていることを特徴とする請求項4に記
    載の光ピックアップ。
  6. 【請求項6】 前記光源からの出射光をn個の光路に分
    割するように、(n−1)個の前記光路選択手段を備え
    ていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記
    載の光ピックアップ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007023567A1 (ja) * 2005-08-26 2007-03-01 Fujitsu Limited 情報記録装置およびヘッド
CN111902870A (zh) * 2018-03-30 2020-11-06 索尼半导体解决方案公司 记录再现装置

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