JP2594957B2 - 光記録再生装置 - Google Patents

光記録再生装置

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JP2594957B2
JP2594957B2 JP62182256A JP18225687A JP2594957B2 JP 2594957 B2 JP2594957 B2 JP 2594957B2 JP 62182256 A JP62182256 A JP 62182256A JP 18225687 A JP18225687 A JP 18225687A JP 2594957 B2 JP2594957 B2 JP 2594957B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光記録再生装置に関し、さらに詳しくい
うと、情報記録時の欠陥を検出する手段を有し、情報記
録媒体の案内溝に沿つて記録信号で変調された第1のビ
ームで記録を行い、情報記録媒体上の情報記録方向に対
して第1のビーム後方の第2のビームで記録直後の情報
を再生する光記録再生に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、光学的手段、例えばレーザビームを用い
て、回転するデイスク形状の情報記録媒体に、同心円状
または螺旋状に情報を記録再生する光記録再生装置はよ
く知られている。この種の装置は、磁気デイスク装置に
比べて高密度記録が可能であり、記録容量が大きいとい
う利点がある。しかし、一方では、磁気デイスクに比べ
て情報記録媒体の欠陥が多いので、特に、記録された情
報の信頼性を確保するための機能を必要としている。
このため、情報が記録された情報記録媒体を1回転さ
せて再生信号を検出し、情報記録欠陥の有無を判定する
方法が考えられるが、欠陥検出のために1回転分の時間
を要する欠点がある。これを防ぐため、近年、実時間で
再生信号を検出できる光記録再生装置が考えられてい
る。
第4図は、例えば「光メモリシンポジウム85」論文集
の第107〜112頁に記載された、従来の光記録再生装置で
あり、図において、2つの発光源を有する2ビーム半導
体レーザ(1)は、第5図に示すように、互いに平行な
記録用ビーム(2)と再生用ビーム(3)を出射するも
のである。なお、ここでは、1素子に2つの活性領域を
有するアレイ形の2ビーム半導体レーザ(1)を示して
いるが、各ビーム(2)および(3)を互いに独立に駆
動できるものであれば、通常の1つの活性領域を有する
素子を2個並列に配置したものでもよい。
2ビーム半導体レーザ(1)のビーム出射側にはコリ
メータレンズ(4)が配置され、偏光ビームスプリツタ
(5)がコリメータレンズ(4)を通過したビームを受
光するように配置されている。反射ミラー(6)は偏光
ビームスプリツタ(5)を透過したビームを上方に向
け、その光路に1/4波長板(7)、対物レンズ(8)が
配置されている。情報記録媒体(9)は対物レンズ
(8)に近接して配置されている。情報記録媒体(9)
の情報記録方向に沿つて案内溝(10)が形成されてお
り、この案内溝(10)に沿つて照射される各ビーム
(2)および(3)によつて記録用スポツト(11)およ
び再生用スポツト(12)が形成される。
偏光ビームスプリツタ(5)の側方には、偏光ビーム
スプリツタ(5)で反射されたビームを反射光と透過光
に分割するハーフプリズム(13)が配置されており、さ
らに2つの受光面(14a)および(14b)を有しハーフプ
リズム(13)を透過したビームを受光する2分割光検知
器(14)が配置されている。
凸レンズ(15)はハーフプリズム(13)で反射された
ビームを収束する。ピンホールミラー(16)は凸レンズ
(15)からのビームのうち再生用ビーム(3)のみを通
過させるピンホール(17)を有している。このピンホー
ル(17)を通過した再生用ビーム(3)はハーフプリズ
ム(18)で分割される。ハーフプリズム(18)を透過し
た再生用ビーム(3)の光路上にはナイフエツジ(19)
が配置されており、2つの受光面(20a),(20b)を有
する2分割光検知器(20)は、ナイフエツジ(19)を介
して再生用ビーム(3)を受光する。
光検知器(21)は、ピンホールミラー(16)で反射さ
れた記録用ビーム(2)を受光して記録用ビームのモニ
タ信号Eを発生する。光検知器(22)は、ハーフプリズ
ム(18)で反射された再生用ビーム(3)を受光して再
生出力Cを発生する。回路(23)は、光検知器(22)か
らの再生出力Cから再生信号Dを得るための再生信号検
出回路である。
記録信号発生回路(24)は、記録信号Aをパルス列と
して出力し、ドライバ回路(25)は、記録信号Aに基づ
いて2ビーム半導体レーザ(1)を駆動する。
2分割光検知器(14)の出力信号TSを検出する差動増
幅器(26)には、各受光面(14a)および(14b)からの
出力信号が入力されている。2分割光検知器(20)の出
力信号FSを検出する差動増幅器(27)には、各受光面
(20a)および(20b)からの出力信号が入力されてい
る。
なお、2分割光検知器(14)および差動増幅器(26)
は、プツシユプル法と呼ばれる周知のトラツキングエラ
ー検出光学系を構成し、ナイフエツジ(19)、2分割光
検知器(20)および差動増幅器(27)は、ナイフエツジ
法と呼ばれる周知のフオーカシングエラー検出光学系を
構成している。
第6図は情報記録媒体(9)上の記録用スポツト(1
1)および再生用スポツト(12)を詳細に示す斜視図で
ある。なお、ここでは、各スポツト(11),(12)を案
内溝(10)相互間に照射して記録再生する場合を示した
が、案内溝(10)上に記録再生してもよい。図におい
て、lは記録用スポツト(11)とこれに後行する再生用
スポツト(12)との間隔、矢印は情報記録媒体(9)の
回転移動方向である。ピツト(28)は記録用スポツト
(11)によつて情報記録媒体(9)上に書き込まれる。
次に、第4図〜第6図に示した従来の光記録再生装置
の動作について説明する。
まず、第4図に示すような記録信号Aが発生すると、
この記録信号Aに基づいて2ビーム半導体レーザ(1)
が駆動される。2ビーム半導体レーザ(1)から出射し
た記録用ビーム(2)および再生用ビーム(3)は、コ
リメータレンズ(4)により平行ビームとなり、偏光ビ
ームスプリツタ(5)、反射ミラー(6)、1/4波長板
(7)および対物レンズ(8)を経て情報記録媒体
(9)に照射され、第6図に示すような記録用スポツト
(11)および再生用スポツト(12)となる。
記録用スポツト(11)は、記録信号Aの記録情報(例
えばパルス幅)を含んでおり、これに応じた形状Bのピ
ツト(28)を情報記録媒体(9)上に順次形成する。一
方、記録用スポツト(11)から距離lだけ移行する再生
用スポツト(12)は、一定の光強度で駆動されており、
書込まれたピツト(28)を、距離lに対応した時間tl
(数μ秒)後に再生していく。
すなわち、記録用スポツト(11)はピツト(28)を形
成すると同時に反射され、再生用スポツト(12)は書き
込み後のピツト(28)で反射される。このように、情報
記録媒体(9)で反射された記録用ビーム(2)および
再生用ビーム(3)は、再び対物レンズ(8)および1/
4波長板(7)を透過するが、1/4波長板(7)を往復す
ることによつて偏光方向が90゜回転するため、偏光ビー
ムスプリツタ(5)で反射される。
続いて、各ビーム(2)および(3)はハーフプリズ
ム(13)で反射されるが、その一部はハーフプリズム
(13)を透過して後述するトラツキングエラー検出光学
系に入力され、情報記録媒体(9)に照射されるビーム
のトラツキングエラー補正用に用いられる。
ハーフプリズム(13)で反射された各ビーム(2),
(3)は、凸レンズ(15)で収束された後、記録用ビー
ム(2)はピンホールミラー(16)で反射され、再生用
ビーム(3)はピンホール(17)を通過してハーフプリ
ズム(18)で反射される。なお、このとき、再生用ビー
ム(3)の一部はハーフプリズム(18)を透過して後述
するフオーカシングエラー検出光学系に入力され、情報
記録媒体(9)に照射されるビームのフオーカシングエ
ラー補正用に用いられる。
ピンホールミラー(16)で反射された記録用ビーム
(2)は、光検知器(21)で受光されて記録信号Aに対
応したパルス波形Eとして検出され、情報記録媒体
(9)および光路などの障害の有無の判定に用いられ
る。
一方、ハーフプリズム(18)で反射された再生用ビー
ム(3)は、光検知器(22)で受光されて第7図に示す
ようなピツト形状Bに対応した再生出力Cとして検出さ
れ、さらに、再生信号検出回路(23)で波形処理されて
パルス列状の再生信号Dとして検出される。こうして得
られた再生信号Dは、記録信号Aと比較され、情報記録
の欠陥の有無の判定に用いられる。
ここでは、ビツト(28)が形成されることにより情報
記録媒体(9)の反射率が低下する場合を示したが、ピ
ツト(28)により反射率が増大する情報記録媒体(9)
であつても、同様に情報記録状態を判定することができ
る。
なお、再生信号Dは、記録信号Aに対し時間tlだけ遅
れているが、時間tlが数μ秒のオーダであるから、ほぼ
実時間で記録欠陥の有無の判定ができると考えられる。
情報記録媒体(9)に記録された情報を再生するとき
には、2ビーム半導体レーザ(1)から再生用ビーム
(3)のみを出射し、再生信号検出回路(23)で検出す
ればよい。
次に、第8図を用いて、ナイフエツジ(19)、2分割
光検知器(20)および差動増幅器(27)で構成されるナ
イフエツジ法による従来のフオーカシングエラー検出光
学系の動作について説明する。なお、第8図にはフオー
カシングエラー検出の原理説明に必要な部分のみを抜き
出して示してある。同図(a)は情報記録媒体(9)が
対物レンズ(8)に対し合焦点にある場合で、ナイフエ
ツジ(19)によつて半円断面形状となつた再生用ビーム
(3)は、2分割光検知器(20)の2つの受光面(20
a),(20b)の中央に集光する。
この場合、差動増幅器(27)の出力信号FSは零とな
る。同図(b)は情報記録媒体(9)が対物レンズ
(8)の焦点よりも遠い場合で、ナイフエツジ(19)に
よつて一部が遮光された再生用ビーム(3)は受光面
(20a)に入射するため、差動増幅器(27)から得られ
る出力信号SFは正となる。逆に、同図(c)は情報記録
媒体(9)が対物レンズ(8)の焦点よりも近い場合
で、再生用ビーム(3)は受光面(20b)に入射するた
め、差動増幅器(27)から得られる出力信号FSは負とな
る。従つて、焦点ずれの方向と大きさが差動増幅器(2
7)の出力信号FSより得られる。
次に、第9図を用いて、2分割光検知器(14)及び差
動増幅器(26)で構成されるプツシユプル法による従来
のトラツキングエラー検出光学系の動作について説明す
る。なお、第9図にはトラツキングエラー検出の原理説
明に必要な部分のみを抜き出して示してある。同図
(a)はトラツキングのずれが無い場合、(b)は案内
溝(10)が+X方向にずれた場合、(c)は−X方向に
ずれた場合を示す。同図(a)〜(c)において、案内
溝(10)の両縁によつてそれぞれ回折された1次回折光
の分布は、曲線(29),(30)で示されている。また同
図(d)(e)(f)は、それぞれ同図(a)(b)
(c)における2分割光検知器(14)の2つの受光面
(14a),(14b)における入射光の形状を示す。入射光
の外形形状は、再生用ビーム(3)と記録用ビーム
(2)のそれぞれ円形形状の中心が、2つの受光面(14
a),(14b)の分割線上に位置し、かつ分割線に沿つた
方向に互いにずれたものとなる。1次回折光の分布(2
9),(30)を図中の斜線部で示している。
第9図(a)(b)に示すような、トラツキングのず
れが無い場合、情報記録媒体(9)に設けられた案内溝
(10)の両縁による1次回折光分布(29)と(30)の割
合は互いに等しく、従つて同図(d)に示す2分割光検
知器(14)の2つの受光面(14a),(14b)からの出力
が等しくなり、差動増幅器(26)の出力信号TSは零とな
る。また、第9図(b)(e)に示すように、案内溝
(10)が+X方向にずれた場合、案内溝(10)の両縁に
よる1次回折光分布(29)と(30)が互いに等しくなく
なり、同図(e)に示すように受光面(14a)に強度分
布が偏よるため、差動増幅器(26)の出力信号TSは正と
なる。一方、同図(c)(f)に示すように、案内溝
(10)が−X方向にずれた場合、1次回折光分布(2
9),(30)の偏よりが逆方向となり、差動増幅器(2
6)の出力信号TSは負となる。従つて、案内溝のずれの
方向と大きさが差動増幅器(26)の出力信号TSより得ら
れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の光記録再生装置は以上のように、情報記録媒体
(9)からの反射ビームのうち、再生信号検出用のビー
ムと記録モニタ用のビームをピンホールミラー(16)を
用いて分離し、それぞれの信号を個別の光検知器で検出
していたので、ピンホールミラーには厳しい配置精度が
要求され、又、光学系が複雑で光学部品が多くなるなど
の問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、簡素な光学系で経済的且つ組立性の優れた
光記録再生装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る光記録再生装置は、情報記録媒体で反
射した記録用ビームと再生用ビームに対して、トラツキ
ングエラーの検出および再生信号の検出には、2つの屈
折面を有するウエツジプリズムの稜線を情報記録媒体の
案内溝と平行に、かつ、再生用ビームを2等分するよう
に配置するとともに、2等分されたビームの集光点にお
いて各々のビームを受光するための2分割光検知器およ
び記録用ビームを受光するための光検知器を配置したも
のである。
〔作 用〕
この発明においては、情報記録媒体で反射した記録用
ビームと再生用ビームの分離が複雑な光学系を必要とす
ることなく行うことができ、トラツキングエラー検出を
再生用ビームのみを用いて行うことができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を第1図〜第3図について
説明する。第1図はこの発明の一実施例を示す光路図で
あり、符号(1)〜(5)、(7)〜(12)、(19)、
(20)および(23)〜(27)は前述の従来の同一符号の
ものと同様の部分である。
凸レンズ(31)は偏光ビームスプリツタ(5)で反射
された情報記録媒体(9)からの反射ビームを収束ビー
ムとするためのものである。ハーフプリズム(32)は前
記収束ビームを透過光と反射光とに分割するもので、こ
のハーフプリズム(32)の透過光の光路には、ナイフエ
ツジ(19)と2分割光検知器(20)及び差動増幅器(2
7)による前述したナイフエッジ法によるフオーカシン
グエラー検出光学系が構成されている。
屋根形状のウエツジプリズム(33)は、ハーフプリズ
ム(32)の反射光の光路中に配置され、2つの屈折面
(33a),(33b)および稜線(33c)を有し、かつ、稜
線(33c)が光学的にみて情報記録媒体(9)の案内溝
(10)と平行となるように配置されている。なお、この
実施例ではウエツジプリズム(33)をハーフプリズム
(32)に貼り合せたものを示したが、分離して配置して
もよい。
ビーム(34a),(34b)はウエツジプリズム(33)を
出射した記録用ビーム(2)であり、ビーム(34a)は
屈折面(33a)で屈折を受けたビーム、ビーム(34b)は
屈折面(33b)で屈折を受けたビームである。同様にビ
ーム(35a),(35b)はウエツジプリズム(33)を出射
した再生用ビーム(3)であり、ビーム(35a)は屈折
面(33a)で屈折を受けたビーム、ビーム(35b)は屈折
面(33b)で屈折を受けたビームである。
ウエツジプリズム(33)を出射した4つのビーム(34
a),(34b),(35a),(35b)を受光するために、3
つの受光面(36a),(36b),(36c)を有する3分割
光検知器(36)が配置されており、受光面(36a)でビ
ーム(35a)を、受光面(36b)でビーム(35b)を、受
光面(36c)でビーム(34a),(34b)をそれぞれ受光
するようになつており、かつ、各ビームの集光位置に配
置されている。差動増幅器(26)は2つの受光面(36
a),(36b)からの各出力の差を演算する。加算器(3
7)は2つの受光面(36a),(36b)からの各出力を加
算して再生出力Cを発生する。再生信号検出回路(23)
は加算器(37)からの再生出力Cから再生信号Dを得
る。
次に、以上の構成による動作について説明する。2ビ
ーム半導体レーザ(1)からの記録用ビーム(2)およ
び再生用ビーム(3)で、情報記録媒体(9)上に情報
の記録および再生を行う動作については従来技術と同じ
であるので、ここではこの発明の要部である、記録用ビ
ーム(2)と再生用ビーム(3)との分離、トラツキン
グエラー検出光学系およびフオーカシングエラー検出光
学系の動作原理について詳しく説明する。
第1図において、3分割光検知器(36)は記録用ビー
ム(34a),(34b)および再生用ビーム(35a),(35
b)の集光点に配置されているため、4つのビームの集
光点は空間的に分離された4点となるので、記録用ビー
ム(34a)と(34b)を受光面(36c)で受光することに
よつて、記録用ビームのモニタ信号Eが得られる。
次に、トラツキングエラー検出については、ウエツジ
プリズム(33)の2つの屈折面(33a)と(33b)に挾ま
れた稜線(33c)が光学的にみて情報記録媒体(9)の
案内溝(10)に対して平行となるよう配置されているの
で、案内溝(10)の両縁で回折された1次回折光成分の
一方が再生用ビーム(35a)に含まれ、他方の1次回折
光成分が再生用ビーム(35b)に含まれている。従つ
て、これらのビーム(35a)と(35b)をそれぞれ受光面
(36a)と(36b)で受光し、さらに各出力を差動増幅器
(26)で演算を行うことによつて、従来技術で述べたプ
ツシユプル法の検出原理によるトラツキングエラー検出
用の出力信号TSを得ることができる。また、受光面(36
a)と(36b)の各出力を加算器(37)で加算することに
よつて、第7図に示すようにピツト形状Bに対応した再
生出力Cとして検出され、さらに再生信号検出回路(2
3)で波形処理されてパルス列状の再生信号Dとして検
出される。従つて、従来技術で述べたように、こうして
得られた再生信号Dは、記録信号発生回路(24)で発生
した記録信号Aと比較され、情報記録の欠陥の有無の判
定に用いられる。
フオーカシングエラー検出の原理説明は第2図を用い
て行う。なお、第2図には原理説明に必要な部分のみを
抜き出して示してある。同図(a)は情報記録媒体
(9)が対物レンズ(8)の合焦点にある場合、同図
(b)は対物レンズ(9)の焦点より遠い場合、同図
(c)は焦点よりも近い場合である。同図(a)におい
て、ナイフエツジ(19)は記録用ビーム(2)を完全に
遮光し、かつ、再生用ビーム(3)の断面の丁度半分を
遮光するように配置されている。従つて、再生用ビーム
(3)とナイフエツジ(19)、2分割光検知器(20)お
よび差動増幅器(27)に着目するならば、従来技術の第
8図で示したナイフエツジ法と同一のものであることが
明らかであり、記録用ビーム(2)の影響を受けること
なく、再生用ビーム(3)のみを用いてフオーカシング
エラー検出を行うことができる。
以上のように、記録ビーム(3)を完全に遮光するよ
うにナイフエツジ(19)を配置し、またウエツジプリズ
ム(33)を用いて再生用ビーム(3)を2分割すれば、
再生用ビーム(3)によるフォーカシングエラー検出と
トラツキングエラー検出および再生信号検出、さらには
記録用ビーム(2)と再生用ビーム(3)との分離を複
雑な光学系を必要とせず、かつ、多くの光学部品が不要
となる。
なお、上記実施例ではトラツキングエラー検出のため
に再生用ビーム(3)を2分割するための光学部品とし
てウエツジプリズム(33)を用いたものを示したが、第
3図に示すように2つの対称形状のレンズ片を用いても
よい。
第3図(a)は凸レンズ(38)の断面図であり、レン
ズの中央部(38c)を切り欠き、2つのレンズ片(38a)
と(38b)としたものである。第3図(b)は2つのレ
ンズ片(38a)と(38b)を用いた構成を示す斜視図であ
り、2つのレンズ片(38a)と(38b)のそれぞれ切断部
(38d)と(38e)を貼り合せ、この貼り合せ面が情報記
録媒体の案内溝(図示せず)に対し光学的にみて平行と
なる方向(矢印で図示)に配置されたものであるが、上
記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記変形例においては2つのレンズ片(38a)
と(38b)を貼り合せたものを用いたが、プラスチツク
やガラス材等の一体成形品であつてもよい。
さらには、上記実施例及び変形例においてはハーフプ
リズム(32)とウエツジプリズム(33)もしくはレンズ
片(38a),(38b)を個別の光学部品で構成し、さらに
貼り合せたものを示したが、一体品としてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、情報記録媒体で反
射した記録用ビームと再生用ビームに対して、トラツキ
ングエラーの検出および再生信号の検出には、再生用ビ
ームを情報記録媒体の案内溝と平行方向に2分割する手
段と2分割されたビームの集光点位置で各々のビームを
受光する2分割光検知器を配置し、さらに記録用ビーム
を受光する光検知器を配置して構成したので、複雑な光
学系を必要とせず簡易な光学系で、経済的で、かつ、組
立性の優れた光記録再生装置を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の光路図、第2図は第1図
のもののフォーカスエラー検出光学系の動作を説明する
ための光路図、第3図は他の実施例で、同図(a)は一
部断面図、同図(b)は一部光路図、第4図は従来の光
記録再生装置の光路図、第5図は第4図における2ビー
ム半導体レーザの斜視図、第6図は第4図のものの各ス
ポツトの照射位置を説明するための斜視図、第7図は第
4図のものの動作を説明するためのタイミングチヤート
図、第8図は第4図のもののフォーカスエラー検出光学
系の動作を説明するための光路図、第9図は第4図のも
ののトラツキングエラー検出光学系の動作を説明するた
めの光路図、である。 (1)……2ビーム半導体レーザ、(2)……記録用ビ
ーム(第1のビーム)、(3)……再生用ビーム(第2
のビーム)、(5)偏光ビームスプリツタ、(9)……
情報記録媒体、(10)……案内溝、(19)……ナイフエ
ツジ、(20)……2分割光検知器、(20a),(20b)…
…受光面、(23)……再生信号検出回路、(24)……記
録信号発生回路、(25)……ドライバ回路、(26),
(27)……差動増幅器、(31)……凸レンズ、(32)…
…ハーフプリズム、(33)……ウエツジプリズム、(33
a),(33b)……屈折面、(33c)……稜線、(34a),
(34b)……記録用ビーム、(35a),(35b)……再生
用ビーム、(36)……3分割光検知器、(36a),(36
b),(36c)……受光面、(37)……加算器、(38
a),(38b)……レンズ片。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報記録媒体に設けられた案内溝に沿って
    記録信号により変調された第1のビームおよびこのビー
    ムの後方に一定の光強度の第2のビームを照射し、前記
    第1および第2のビームでそれぞれ情報の記録および再
    生を行う光記録再生装置において、 前記情報記録媒体からの前記第1、第2のビームそれぞ
    れの反射光束を反射光と透過光とに分割する手段と、 前記反射光と透過光の一方に対して前記情報記録媒体の
    前記案内溝に沿って2等分に分割する手段と、 前記2等分された前記第2のビームを用いてプッシュプ
    ル法により前記情報記録媒体のトラッキングエラーを検
    出するトラッキングエラー検出手段と、 前記2等分された前記第2のビームの前記情報記録媒体
    からの反射光束から前記第2のビームの再生信号を検出
    する再生信号検出手段と、 前記2等分された前記第1のビームの前記情報記録媒体
    からの反射光束から前記第1のビームのモニタ信号を検
    出するモニタ信号検出手段と、 を備え、しかも、 前記トラッキングエラー検出手段と前記再生信号検出手
    段は、前記情報記録媒体からの前記2等分された前記第
    2のビームの反射光束を集光点位置において各々受光す
    るように設けられた2分割光検知器からなり、 前記モニタ信号検出手段は、前記2等分された前記第1
    のビームの反射光束を集光点位置で受光するように設け
    られた少なくとも一つ以上の受光面からなる光検出器か
    らなり、 前記2分割光検知器と前記少なくとも一つ以上の受光面
    からなる光検出器が一体であることを特徴とする光記録
    再生装置。
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