JPH0276143A - 光磁気再生装置 - Google Patents

光磁気再生装置

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Publication number
JPH0276143A
JPH0276143A JP22664388A JP22664388A JPH0276143A JP H0276143 A JPH0276143 A JP H0276143A JP 22664388 A JP22664388 A JP 22664388A JP 22664388 A JP22664388 A JP 22664388A JP H0276143 A JPH0276143 A JP H0276143A
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JP
Japan
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phase difference
light
polarized light
substrate
optical
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Application number
JP22664388A
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English (en)
Inventor
Toru Sasaki
徹 佐々木
Yasuo Otsuka
康男 大塚
Yoshihiro Katase
片瀬 順弘
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0276143A publication Critical patent/JPH0276143A/ja
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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〕 本発明は光磁気再生装置に係り、特にディスク基板の複
屈折による分布を有する位相差を相殺するのに好適な光
学ヘッドに関するものである。
〔従来の技術〕
従来の光磁気再生装置は1%開昭60−226045丹
公報忙記載のように、対物レンズと検光子の間に。
ディスク単独又はそれと該再生装債の光学部品で生ずる
偏光の乱れを補正する位相差補正手段が設けられている
〔発明が解決しようとする課題〕
最初に、上記従来技術と本発明が補正しようとする偏光
の乱れ特に、ディスクで生ずる偏光の乱れについて説明
する。
m2図は、記碌膜1とディスク基板1を有するディスク
1に対物レンズIIJCより平行光束300が。
絞り込まれる様子を表したものである。また、第3南は
、平行光束300の各部分光束の偏光状態を示したもの
でい。この図における各部分光束の偏光状態は偏光方向
が一定の直線偏光である。第3図で示される平行光束3
00が、対物レンズ11によりディスク1に絞り込まれ
、記録膜1で反射した後、再たび、対物レンズ11Vc
より平行光束となったときの偏光の乱れは次のように解
析できる。
まず、光が屈折率の異なる媒体に入射する際に。
P偏光成分とS偏光成分の透過率の違いで行こる偏光面
の回転が、対物レンズIIKより、基板3に絞り込まれ
る収束光301中の各部分光束毎に異なるため、ディス
ク入射直後の収束光Y301とすると第4図(1)で示
すように、収束光301中における各部分光束の偏光方
向の違いによる偏光の乱れが生ずる0次に、光学異方性
を有するディスク基板(例えば、ポリカーボネート基板
)K、収束光が透過するために、各部分光束に異なった
位相差δが生じ偏光の乱れが生じる。その結果、記録膜
で反射し再たび、対物レンズ11で平行光とされた光束
300は、第4図(■)で示されるように、各部分光束
の偏光方向と位相差δが異なった偏光の乱れを生ずる。
以上のように、ディスク1で生ずる偏光の乱れは、2種
類の偏光の乱れが重なった結果と言える。
しかし、上記従来技術では、ディスク基板3に収束光3
01が入射する際に生ずる偏光の乱れについては述べら
れているものの1元学的異方性を有するディスク基板に
収束光が透過する過程で生ずる偏光の乱れKついては配
慮されていなかった。
その結果、実際に光学的異方性を有する基板を用いたデ
ィスク1を反射した元の偏光の乱れを十分に補正できな
いといった問題があった。
そこで2本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を
解決し、ディスク1で生ずる光束中の偏光の乱れt補正
することのできる位相差補正手段を有する光磁気再生装
置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は1例えば電界を印加すると、その媒体の光学
的異方性を表す屈折率楕円体の形状が変化する透明基板
1例えばLiNbO3基板と、該基板表面と側面に、電
界を印加出来るように電極を設けて構成された位相差補
正手段を、レーザ元が光学的情報記録媒体に入射する収
束光中に設は該光学的情報記録媒体からの反射光を光検
出器に導き、該位相差補正手段で生ずる位相差と、該光
学的情報記録媒体で生ずる位相差が相殺するように、前
記制御手段を用いて該位相差補正手段を制御することに
より達成される。
〔作用〕
上記L 1Nb03等の電気光学結晶は、電界が印加さ
れると、その結晶の光学的異方性を表す屈折率楕円体が
電界の強弱に応じて変化する。よってIJbOs基板の
表面に、電界が印加されるように電極群を構成した位相
差補正手段を対物レンズとディスク基板間の収束光中に
設ける。そして1位相差補正手段のL 1Nbo3基板
の光学的異方性を表す屈折率楕円体t、該位相差補正手
段に印加する電圧を制御することKより、元ディスクに
収束光が入射することによって生ずる偏光の乱れ(位相
差分布)とほぼしい位相差分布を発生させることができ
る。
また、前記制御手段は、光学的情報記録媒体から反射さ
れたレーザ元の一部を、ビームスプリッタによって光検
出器へ導き、光電変換された検出信号から1位相差補正
手段で生ずる位相差を制御するための制御信号を、以下
の制御方法によって。
位相差補正手段に供給する。
位相差補正手段で生ずる位相差が変化する方向に、一定
周波数でウオブリングし、一方、該検出信号から、バン
ドパスフィルタにより、前記ウオブリング周波数成分を
検出し、この信号と該ウオブリング信号の乗算結果を、
ローパスフィルタを通して得た信号レベルが零となるよ
うに1位相差補正手段で生ずる位相差を制御する。
上記制御方法により得た該制御信号によって。
該ディスクで生ずる位相差と、該位相差補正手段で生ず
る位相差が相殺されるように制御され、その結果、ノイ
ズの原因となるDC光量の変動、及びAC党量の減少を
防止し、CN比を向上することから出来る。
〔実施例〕
以下1図面な参照して本発明の実施例につぎ説明する。
第1゛図は1本発明の一実施例としての元磁気再生装置
を示したブロック図である。本実施例ではディスクにお
いて元が反射される場合を例にとり説明する。
この図において、1は1元反射性の磁性記録膜2、およ
びカバーガラス3を有する光磁気ディスクであり、モー
タ4によって回転する。記録信号の再生は、直線偏光光
源である半導体レーザ5から出るレーザ光が、コリメー
トレンズ6により平行光とされ、ビーム整形プリズム7
ではほぼ円形の光強度分布に整形されたのち、ビームス
プリッタ(偏光子)8に入射する。ここで、偏光子8は
レーザ光源5から出射される直線偏光の偏光方向をP(
またはS)偏光とすると、入射する元のS(またはP)
偏光成分はほぼ全反射するように配置してるる。このた
めP(またはS)偏光成分の一部を反射し、残りを透過
する。このうちの透過レーザ光は、さらにミラー10ヲ
介して、対物レンズ11により集光され1位相差補正手
段9およびディスク基板3を透過して記録膜2とに照射
される。
このとぎ、記録膜2に照射されたレーザ光は、カー効果
によって、記録膜2の記録部および未記録部の磁気モー
メントの配向状態により偏光面が角度θk(または−θ
k)だけ変化する。
さらに、記録膜2かもの反射光は、再び、ディスク基板
32位相差補正手段9を透過したのち。
対物レンズ11で平行光に戻り、ミラー10’に介して
第1の偏光子8で、S(またはP)偏光成分は全反射さ
れ、P(またはS)偏光成分は一部は反射され、残りは
透過される。この反射光は、さらに、第2のビームスプ
リッタ(偏光子)12より、偏光子8と同様にS(また
はP)偏光成分はほぼ全て反射され、P(またはS)偏
光成分は一部は反射され、残りは透過される。
ここで、透過したレーザ光は、凸レンズ13で集光され
1円柱レンズ14を介してサーボ用検出器15に入射す
る。このサーボ用光検出器15は、その検出方法に応じ
て複数に分割されており、プリアンプ29 、305−
介してそれらの出力信号70′Ik処理して。
フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を得【、デ
ィスクl上にレーザ光が正確に位置決めされるように、
対物レンズttV制御する。
一方、第2の偏光子12で反射したレーザ光は。
1/2波長板16.凸レンズ17ヲ介して、偏光ビーム
スプリッタ(検光子)18に入射して2分岐される。
2分岐されたレーザ光のうち、一方の光は第1の光検出
器19a K、入射し、また、もう一方の光は第2の光
検出器19bに入射し、それぞれの光電変換系20 、
21を経て電気信号へ変換される。さらに。
これらの光検出器19a 、 19bで検出された信号
は。
プリアンプ22および23で増幅され、差動回路24に
入力される。差動回路24では、プリアンプ22または
23により入力された各信号の同位相の成分が差し引か
れ、同時に逆位相の成分が加算されることから、再生信
号の振幅はプリアンプ22により入力される信号の振幅
と、プリアンプ23により人力される信号の振幅との和
として出力25される。
次に、この光磁気ディスク1上に記録された情報がいか
にして検出されるかについて、第2図を用いて説明する
第5図(atは1元磁気ディスク1の記録膜2.および
偏光ビームスプリッタ18に入射するレーザ光が直線偏
光である場合(ディスク基板や光学部品等に複屈折が無
い場合)の再生信号の光量振幅を示したものである。
この図において、  101および102は、レーザ光
のP(またはS)偏光およびS(またはP)偏光方向を
示している。又、103および104は、第1図の偏光
ビームスプリッタ18におけるP(またはS)偏光およ
びS(またはP)偏光方向を示しており、即ち、103
および104の一方が偏光ビームスプリッタ18の透過
軸である。
図に示すように、直線偏光105としてレーザ光が記録
膜上2に照射されると、その反射レーザ光は、磁気モー
メントの配向状態にて、角度θにおよび一部にの偏光面
の回転を生じ2直線偏光106a 。
106bとして反射される。この現象がカー効果であり
、この回転角θにはカー回転角と呼ばれる。さらに1本
実施例では、第1図に示すように差動検出の構成をとっ
ているため、偏光子18のP(またはS)偏光およびS
(またはP)偏光面に、同−振幅の再生信号が得られる
よう和、その偏光方向103および104は、レーザ光
の偏光方向101および102 K対し−c、約4f傾
tj<よ5Kl/2波長板16は配意されている。従っ
て、直線偏光106a e106bとして反射された反
射レーザ光は、検光子1Bで2分岐されることにより、
直線偏光106aは光量耐と光量al図に示すように光
量振幅がal e atのとぎ、光量すなわち光強度は
その2乗で4.alとなるとして得られ、直線偏光10
6bは元量bFと元量りとして得られる。°従って1元
検出器19a 、 19bで検出される光量としては、
一方は 、Fからbでまでの光量変化として検出され、
他方は、b;からa;までの光量変化として検出される
。ここで、直線偏光106a 、 106bとして反射
された反射レーザ光が検光子18で検波されるまで、直
線偏光のまま偏光が保持されたとすれば、再生信号は光
量d饗およびd:にて検出され、DC元光量でおよびc
:が等しい。
次に1元磁気ディスク1に複屈折が存在し光磁気ディス
クlの記録膜2.および偏光ビームスプリッタ18に入
射するレーザ光が楕円偏光である場合について、@5図
(b)t’用いて説明する。
第3図(5)はその様な場合の再生信号の光量振幅を示
したものである。この図において、第3図(a)と同一
番号を付したものは、同一部である。
図のように、レーザ光が楕円偏光107gおよび107
bの場合は第5図(a)に示される直線偏光106aお
よび106bに比べ、P(またはS)偏光成分が減り。
その分、新た[8(またはP)偏光成分が生じ、さらに
偏光面の回転を生ずる。このため検出される信号光量d
:′およびdrは、第5図(a)の直線偏光のとぎに検
出される信号振幅d饗およびd:PC比べて小さ(なり
、かつ、このときのDC元量C1およびC2は等しくな
らない、よってキャリア成分が減少し。
ノイズ成分であるDC元量差が生じ、CN比を低下させ
てしまう。この楕円偏光107aおよび107bは。
光磁気ディスク1のディスク基板31C,レーザ光が入
射および反射する際に生ずる。P(またはS)偏光とS
(またはP)偏光との位相差によるものか主であり、デ
ィスク基板3の材料として1元弾性定数の大きいポリカ
ーボネート(以後、PCと記す)等のプラスチックを用
いた場合、*に太き・な位相差を生じる。さらに第3図
で示されるように、この位相差は、レーザ光(平行光3
00)が。
対物レンズ11により、ディスク11C絞り込まれるた
め、つまり、ディスク基板3を透過する光は収束′yt
、301となっているため、第4図(1)で示される偏
光の乱れを有している。
次に、上記位相差分有光ついて1.第6図、第7図、@
8図を用いてさらに詳細に説明する。
第6図は、平行光束300が対物レンズ11によりディ
スクlに絞り込まれる収束光中のある部分光束Uのディ
スク基板に対する入射方向を示したものである。
この図において、X軸はディスク基板3牛径方向、y軸
はディスク基板3円周方向、2軸は基板厚さ方向である
。また、この図における部分光束Uは、X軸から入射射
影角ψの方向化、2軸から入射角θ傾いて基板3に入射
している。
第7図は、平行光束300が対物レンズ11により。
ディスクIK微少スポットとして絞り込まれ、記録膜2
で反射され、再び、対物レンズlit経て平行光束30
0となった時の光束上表し【いる。
この図において、Dは元東径、0は光束中心。
ψは、第6図における入射射影角であり、座標は。
第6図と同一の座標系で示している。
第8図は、第7図の光束のA−A間とB −B’間の位
相差Jを表したものである。この図中で1曲線h(ψ=
θ°)はA −A’間1曲線v (91=90’ )は
B−8間であり、δ0は光束中心における位相差を示し
ている。この図のように、光束の外周に位置する部分光
束はど1位相差は急激に増加する。
この原因は以下の理由からである。
位相差δは、■式で与えられるよ5に、屈折率差Δnと
光路長dが太き(なると、それぞれに比例して増大する
。よって、第2図、第6図で示されるように、光学的異
方性を有するディスク基板に収束光が入射する場合、■
・・・・・・光路長dは、θが増大するに従い長(なる
。■・・・・・・PC基板のよう虻、その基板の光学的
異方性を表す屈折率楕円体の基板・板厚方向の主屈折率
Nzが2面内方向の主屈折率(Nx、Ny)IC比較し
て大きい、2軸異方性の場合、屈折率差Δnは、入射角
θに依存しており。
θが大きくなるに従い大ぎ(なる。
よって、θが大きくなる。すなわち光束300の外周に
位置する部分光束はど1位相差は増大し。
その位相差δは、第8図に示される分布となる。
また、第8図における曲線v、hは完全に一致していな
い。この原因は、PC基板の屈折率楕円体の主屈折率N
xとNyが等しくないためである。
本発明は、第4図(1)および、第8図で説明したよう
に1元磁気再生装置において、ON比の低下をもたらす
レーザ光中の位相差が、分布を有している場合において
も1位相差補正手段9により補正することにより、常に
、第3図に示すような直線偏光とし、良好な再生信号ヲ
侍ようとするものである。
そこで、この位相差補正手段9につぎ、第9図。
第10図、第11図を用いて説明する。
本実施例では1位相差補正手段9として、結晶く電界を
加えると、屈折率が変化する電気光学結晶を利用してお
り、その結晶として2三方晶系の一軸性電気元学結晶で
あるLiNbos基板を用いた例を示す。
第9図は本実施例の位相差補正手段9の斜視構成図であ
る。400はLiNb0a基板である。401は。
基板400の裏面と表面との間に電界を印加するための
透明電極であり、そして透明電極間には電圧Einが印
加されている。ここで、!、圧Ein ’Y可変するこ
とにより、基板400の光学異方性を表す屈折率楕円体
の形状を変えることができる。
このよ5&C構成された位相差補正手段9を第10図に
示す。対物レンズ11とディスク基板3との間の収束光
中に設け、印加電圧Einを制御することKより、ディ
スク1で生ずる位相差分布と符号が逆で1分布状態が同
じ位相差分布を発生させることにより、互いに位相差を
相殺させ、ディスク1で生ずる偏光の乱れを補正する。
すなわち811図で示すように、ディスクlで生ずる位
相差%注(曲線り、v)とは、符号が逆(図1では負ン
の位相差・特性(曲ah、v)v、位相差補正手段9で
発生させることにより8位相差を相殺することができる
本実施例では&LiNbO3基板を用いたが、他の電気
光学結晶でも同様な効果を得ることができる。
次に第9図、10図、11図で説明した1位相差補正手
段9と使用した位相差補正方法を説明する。
第1図において、36はウオブリング信号発生回路、3
7は加振回路であり1位相差補正手段9で生ずる位相差
が発生する方向に位相差補正手段9の印加電圧Et−ウ
オブリングする。38は包絡線検波器であり、差動回路
24の出力から再生信号25の振幅、すなわち信号中の
AC成分すなわち第5図におけるdを包絡線検波する。
また、26はバンドパスフィルタ、33は乗算器であり
、バンドパスフィルタ26の出力信号と、ウオブリング
信号発生回路36より出力されるウオブリング信号をア
ナログ乗′算する。さらに、34はローパスフィルタ、
27は位相差補正駆動回路であり1位相差補正手段9の
電圧EY可変することにより1位相差補正を行う。
これらの動作につぎ、さらに図面ケ用いて説明する。第
12図は、再生信号振幅d、すなわち信号中のAC成分
と、レーザ光中の位相差δの関係を示したものである。
図の曲線44に示すように、レーザ光中の位相差δ=0
.すなわちδ0のときは振幅dが最大値となるが1位相
差を生じたとぎ、すなわちδ1またはδ2のとぎには、
振幅dが減少する。
曲線44がこのような軌跡をたどるとき、レーザ光中に
、δ0〜δ2の位相差があると位相差補正手段9がウオ
ブリング信号発生回路36.および加振回路37により
発生するウオブリング信号45にて加振されると、再生
信号振幅中に46〜48のごときウオブリング周波数成
分を生ずる。すなわちレーザ光中の位相差が(δ0)の
とぎには、ウオブリング信号45の振幅中心で再生信号
振幅dが最大とな91位相差δが正、負のいずれに変化
しても、振幅dが低下するため、46のような、ウオブ
リング信号45の2倍の周波数の信号が検出される。こ
れに対して1位相差がδ1およびδ2のとぎは、47お
よび48に示すように、ウオブリング信号45と同一周
波数で。
振幅および位相が変調された信号が検出される。
との信号47および48は1曲線の傾きが異なる位置。
すなわち位相差δの符号が異なるとぎに検出された信号
であるため1周囲に一致しているが位相が逆転している
ところで、実際に検出される再生信号振幅dの包結線波
形は、第13図(1)に示されるように、ウオブリング
周波数成分による変調を受ける。この図で111は再生
信号振幅である信号中のAC成分を示す。このAC成分
111は、包結線検波器38で包路線検波され、さらに
バンドパスフィルタ26で再生信号である高周波成分、
およびトラッキング。
フォーカシング等の低周波成分が除去されることによ’
7.(Illに示すような振幅と位相が変調された信号
112が検出される。したがって、この信号にはウオブ
リング周波数成分が含まれ【お91位相差δ=0(δ0
)でOとなり、δの符号によって位相か逆転している。
この信号112は、さらIC(IIDに示すウオブリン
グ信号発生回路25により出力されるウオブリング信号
113と1乗算器33にてアナログ乗算され、その結果
、■に示す乗算出力、すなわち位相検波出力114が得
られる。そしてこの乗算出力114から、さらにローパ
スフィルタ34によりウオブリング周波数成分を除去す
ると、 (V)に示すような信号115が得られる。こ
の信号115は、出力0で位相差δ=0(ao)’Ie
よぎり、且つ位相差δが正または負の場合には極性が異
なり1位相差量に応じて出力が増加することから、この
信号115ケ用いて位相補正を行うことができる。ここ
で。
上記したδ0はげとは限らず、  lso’の整数倍、
すなわちn ・180’ (n=o 、±1.±2 、
 ・)であればよい。すなわち、この位相制御信号11
5がOになるよ51C,位相差補正駆動回路27により
位相差補正手段9を制御すればし一ザ光中の位相差δヲ
180゜の整数倍に補正することができる。
このように本発明によれば、光磁気ディスクlの記録膜
2.および検光子17へ入射するレーザ光を直線偏光に
補正するため、再生信号振幅dを最大に得ることができ
、CN比を向上することができる。さらに偏光子8にも
ほぼ直線偏光に補正したレー・ザ光が入射するため、偏
光子8および12において、所定の偏光特性を得ること
ができる。
また、補正する位相差の周波数が低い場合とはバンドパ
スフィルタ26ヲローパスフイルタとし。
さらに必要に応じ、ローパスフィルタ34の後に。
さらにもう1個のローパスフィルタを設けてもよい。
°尚1本実施例では、この位相差補正手段を対物レンズ
とディスク基板間に設置する構成としたがこれに限るも
のではない、この位相差補正手段は収束光中に設置する
ことによって効果を発生するから、対物レンズ内の収束
光中和設置してもよい。
たとえば、第14図のような、3枚レンズ構成の対物レ
ンズの場合には、それらレンズ間に設置すれば良い、さ
らに、第15図のように、構成するレンズ自体をこの位
相差補正手段としてもよい。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明罠よれば光学的異
方性を有するディスク基板忙、レーザ元が絞り込まれる
際に生ずる。偏光の乱れを補正すること釦より、光学的
情報記録媒体および検光子に入射するレーザ光を均一な
偏光、すなわち、2束内のすべての部分光束の偏光を直
線偏光とし。
再生信号振幅が最大に得られるため、CN比を向上する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す光磁気再生装置のブロ
ック図、第2図、第3図、第4図は偏光の乱れについて
の説明図、第5図は位相差が光磁気信号に及ぼす影響の
説明図、第6図、第7図。 第8図は絞り込み光忙よる偏光の乱れの贈明図。 第9図、第10図、第11図は実施例の位相差補正手段
の説明図、第12図、第13図は位相補正の制御手段の
説明図、第14図、第15図は位相差補正手段の実施例
の説明図である。 l・・・光磁気ディスク、2・・・記録膜。 3・・・ディスク基板、 9・・・位相差補正手段、1
1・・・対物レンズ、   17・・・検光子。 105 、106・・・直線偏光、 107 、108・・・楕円偏光。 300・・・・平行光束、301・・・収束光。 400・・・TJ I NbO3基板。 第 1 図 L・・九名花気〒4スフ    5−41体し12−・
・富乙喀ネ1隨       9・・ イtL漆呂i袖
正つ泥13− デースフ某KL      rM−1卆
貧尤チイヤi人年Ti七 dl  用勝刀 第2図 ¥730 ツ 第5図 (b) 346 図 Z 第7図 第 90         第1Oい %71閃 第12図 f 第14図 叉 %13図 第75図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、直線偏光光源と、光学的情報記録媒体と、該直線偏
    光光源から発射された光束を、該光学的情報記録媒体に
    照射する対物レンズと、該光学的情報記録媒体で透過ま
    たは反射された光束を、光検出系に分離するビームスプ
    リッタと、該ビームスプリッタで分離された光束が入射
    する光検出器と、該直線偏光光源から発射された光束の
    少なくとも2つ以上の部分光束に、異なる位相差を与え
    る位相差補正手段を有する光学的情報再生装置において
    該位相差補正手段を、光束の入射角度および入射方向に
    よって、発生する位相差が異なる光学的異方性を有する
    光学結晶を用いた構成とし、該位相差補正手段を、該対
    物レンズと該光学的情報記録媒体間中の収束光中に設け
    たことを特徴とする光磁気再生装置。
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