JP2731237B2 - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高周波信号を重畳して半導体レーザの光出力
の制御を行う光学式情報記録再生装置に関する。

［従来技術］ 近年、磁気ヘッドを用いる代りに、集光した光ビーム
を照射して、情報を記録したり、記録された情報を再生
したりすることのできる光学式情報記録再生装置が実用
化された。

この光学式の装置では、レーザ光を用いることによ
り、高密度に情報を記録できるという大きな利点を有
し、今後益々普及する状況にある。

上記レーザ光の発生源としては小型化できるレーザダ
イオード（半導体レーザ）が広く用いられる。

ところで上記レーザダイオードを用いた装置では、レ
ーザダイオードのノイズ低減化のため特公昭59−9086号
に開示されているように、500MHz〜1000MHzの高周波に
てその駆動電流を変調することが有効であることが知ら
れている。

又、この変調は、レーザの発光のしきい値をカバーす
る振幅で変調するとノイズ低減化に有効であることも公
知である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来はレーザダイオードのしきい値をカバーするよう
に変調すると、上述のようにノイズ低減効果が大きくな
るので高周波信号の振幅を大きくして、その高周波信号
のON/OFFの際レーザダイオードに流れる電流変化量ΔIo
pを大きくしていた。この電流変化量ΔIopの最大値につ
いては特に制限されることなく使用していた。

ところで、上記高周波信号を重畳した状態では情報の
記録を正常に行うことができなくなるので記録モードで
は高周波信号の重畳をOFFに切換え、再生モードになる
とONされる。

一方、記録媒体（以下ディスクと記す。）は各トラッ
クが複数のセクタに分割され、各セクタはその先頭部分
にそのセクタのアドレス番号を書き込んだプレピット部
が設けてあり、情報を記録する記録モードの場合でも、
プレピット部分では、そのアドレスを読み取る必要上、
再生モードに切換え、記録すべきセクタであるか否かの
認識等を行う。

このため高周波重畳信号を発生する高周波重畳モジュ
ールの動作のON/OFFさせて高周波重畳信号をON/OFF切換
えることが多々ある。

ところが、高周波重畳モジュールON/OFFによる高周波
重畳信号のON/OFFの際の電流変化量ΔIopの大きさと、
高周波重畳信号が立ち上がるまでのON時間にはほぼ比例
関係があり、電流変化量ΔIopがあまり大きくなると、
記録モードから再生モードに切換えた際、立ち上がるま
でに時間がかかり、プレピット部のアドレス等の情報を
読取ることができなくなってしまうという問題があっ
た。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、記
録モードから再生モードに切換えられた際に記録情報を
読取ることのできる光学式情報記録再生装置を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では高周波重畳電流をオンした場合とオフにし
た場合とでの高周波重畳電流の変化量を所定の範囲内に
制御して、高周波重畳電流が立上がるのに要する時間が
記録情報を読取るのに支障がない時間以内となるように
して、確実に読取りを行えるようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第７図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は第１実施例における電流変化量制御系の構成図、
第２図は第１実施例の全体的構成図、第３図は高周波重
畳電流を重畳した場合と重畳しない場合との駆動電流と
出射パワーとの関係を示す特性図、第４図はレーザダイ
オードのノイズと電流変化量の関係を示す特性図、第５
図はライト発光からリード発光に切換えた際の高周波重
畳電流の立上がりの様子を示す波形図、第６図は電流変
化量と高周波重畳電流が立上がるのに要する時間との関
係を示す特性図、第７図は電流変化量が大きくなると高
周波重畳電流が立上がるのに要する時間が長くなること
を示す説明図である。

第２図に示すように第１実施例の光学式情報記録再生
装置１は、スピンドルモータ２にて回転駆動される光デ
ィスク３に対向して光（学式）ピックアップ４が配置し
てある。この光ピックアップ４は、可動台５に取付けら
れ、ボイスコイルモータ６等の光ピックアップ移動手段
にて光ディスク３の半径方向（つまり、光ディスク３の
同心円状又はスパイラル状トラックを横断する方向）Ｒ
に移動自在にしてある。

上記光ピックアップ４は、レーダダイオード７を有
し、このレーザダイオード７の光ビームを光ディスク３
に集光照射して、情報の記録とか再生を行えるようにし
ている。このレーザダイオード７は、ピンフォトダイオ
ード８等のモニタ用光検出器とがハウジング９内に１体
封入してある（第１図参照）。しかして、レーザダイオ
ード７の前面光が記録とか再生に用いられ、一方背面光
はピンフォトダイオード８にて受光され、この光電変換
出力にてレーザダイオード７の発光量制御が行われる。

上記ピックアップ４は次のような構成である。

レーザダイオード７の前面光はコリメータレンズ11で
平行ビーム光にされた後、偏光ビームスプリッタ12にＰ
偏光で入射され、殆ど100％透過する。この偏光ビーム
スプリッタ12を透過した光ビームは1/4波長板13によ
り、円偏光にされた後、対物レンズ14により集光されて
ディスク３に照射される。

上記ディスク３からの戻り光は、対物レンズ14,1/4波
長板13を経てＳ偏光にされ、偏光ビームスプリッタ12に
入射され、殆ど100％反射される。この反射光は臨界角
プリズム15に入射し、この臨界角プリズム15を経た光は
ファーフィールド位置に配置した４分割光検出器16に入
射される。

この光検出器16の出力信号は加減算回路17に入射さ
れ、加算により再生信号が生成される。又、半径方向Ｒ
に平行なラインで分割される１対の差動出力にて、フォ
ーカスエラー信号ＦERが生成され、トラックの接線方向
と平行なラインで分割される１体の差動出力にて、トラ
ックエラー信号ＴRが生成される。これら両信号ＦER,TE
Rはそれぞれドライブ回路18,19を介してレンズアクチュ
エータを形成するフォーカシングコイル21、トラッキン
グコイル22に印加され、対物レンズ14をフォーカス状態
及びトラッキング状態に保持するサーボ系が構成され
る。

ところで、上記レーザダイオード７の背面光をモニタ
するピンフォトダイオード８（第１図参照）の出力は記
録発光量制御部24と再生光量制御手段を構成するAPC回
路25とに入力される。

上記記録発光量制御部24は、記録モードでのライト発
光量を適正値に保つように制御を行うためのものであ
り、その出力でレーザ駆動回路26を介してレーザダイオ
ード７の記録発光量を例えば予め設定した発光量に保持
する。

一方、APC回路25は再生モードでの再生光量（リード
光量）が一定値になるように制御するためのもので、レ
ーザ駆動回路26を介してレーザダイオード７のリード光
量が一定値になるように自動光量制御が行われる。

この再生モードにおいては、レーザ駆動回路26には、
レーザダイオード７のノイズを低減する高周波信号発生
手段としての高周波重畳モジュール（以下HFMと略記す
る。）27の高周波重畳信号がAPC回路25のDC成分に重畳
して入力される。

この実施例では、上記HFM27をON/OFFした際のレーザ
ダイオード７に供給される駆動電流I1,I2の差、つまり
電流変化量ΔIop（I2−I1）が一定値以内となるように
制御する電流変化量制御部28が設けてある。

この電流変化量制御部28は、レーザ駆動回路26からレ
ーザダイオード７に流れる電流を検出して、その検出出
力に基づいてHFM27の高周波重畳出力Ioscを制御するよ
うにしている。

上記電流変化量制御部28の周辺部の具体的構成を第１
図に示す。

レーザダイオード７のアノードはGNDに接続され、そ
のカソードはレーザ駆動回路26を構成するトランジスタ
Q1のコレクタに接続され、そのエミッタは抵抗R1を介し
て負の電源端−Vccに接続され、そのベースはAPC回路25
の出力端に接続され、APC回路25の出力レベルでレーザ
ダイオード７に流れる駆動電流Ｉを制御している。

上記APC回路25の入力端は、ピンフォトダイオード８
のアノードに接続されている。このピンフォトダイオー
ド８のカソードはGNDに接続され、そのアノードは抵抗R
2を介して負の電源端−Vccに接続されている。このピン
フォトダイオード８のアノード電位は、レーザダイオー
ド７からの光量に応じて変化し、その変化がAPC回路25
で検出され、APC回路25内の図示しない基準値との誤差
出力でトランジスタQ1を介してレーザダイオード７の駆
動電流を一定となるように制御している。

上記トランジスタQ1のコレクタにはHFM27の出力端が
接続され、HFM27が動作状態では高周波重畳信号Ioscが
供給される。このHFM27はHFM ON/OFF信号によって、動
作状態あるいは非動作状態に切換えられる。

又、上記レーザダイオード７の駆動電流は抵抗R1の両
端の電圧を検出する差動アンプ31によって検出される。
この差動アンプ31は、OPアンプA1によって構成され、こ
のOPアンプA1の各入力端はそれぞれ抵抗R3,R4を介して
抵抗R1の両端に接続されている。このOPアンプA1の非反
転入力端は抵抗R5を介してGNDと接続され、反転入力端
は抵抗R6を介して出力端と接続されている。この差動ア
ンプ31で検出された駆動電流Ｉに対応する電圧はA/Dコ
ンバータ32によって、ディジタル信号に変換されCPU33
に入力される。このCPU33は、イニシャル診断の際に上
記HFM27を動作状態及び非動作状態に切換えて、それぞ
れの状態でのA/Dコンバータ32を介して各駆動電流I1,I2
を検出し、これらの差から電流変化量ΔIopを検出す
る。この電流変化量ΔIopはD/Aコンバータ34を介してア
ナログ量に変換され、差動アンプ35の一方の入力端に印
加される。この差動アンプ35の他方の入力端には電流変
化量ΔIopの目標値となる基準電圧Vrが印加してあり、
この差動アンプ35はこの基準電圧Vrに対する誤差電圧を
HFM27の発振出力制御端に印加する。

つまり、電流変化量ΔIopが目標値より小さい場合に
はHFM27の高周波重畳電流の振幅が大きくされ、一方電
流変化量ΔIopが目標値より大きい場合にはHFM27の高周
波重畳電流の振幅が小さくされて、電流変化量ΔIopは
目標値と一致するように設定される。尚、上記基準電圧
Vrは、電流変化量ΔIopが例えば2mAないしは6mAの間と
なるように設定される。

このようにHFM27をON/OFFして、その時のレーザダイ
オード７に流れる電流I1,I2の変化量ΔIopをCPU33によ
り計算し、この変化量ΔIopの大小によりHFM27からレー
ザダイオード７に供給される高周波重畳電流の振幅を制
御して、変化量ΔIopが目標値になるように制御してい
る。

この変化量ΔIopを目標値に設定することによりHFM27
をOFFからONにした場合のHFM27の立上がり時間ｔonを所
定の値以下となるようにしている。

ところで、HFM27の動作をON/OFFした場合、つまり高
周波信号の重畳をON/OFFした場合のレーザ駆動電流Ｉ対
レーザダイオード７の出射パワーＰの関係を第３図に示
す。

リードパワーがRPaの状態でHFM27をONした時にはＢの
カーブにより、OFFにした場合にはＡで示すカーブとな
る。しかして、第３図の下側に示す高周波重畳信号Iosc
を直流成分I1に加算してレーザダイオード７に供給する
と、第３図の右側に示すような出射パワーとなる。

上記HFM27をOFFにすると、その電流はI2になり、HFP2
7をON/OFF時の変化量ΔIopはI2−I1となる。

上記変化量ΔIopを大きくなるようにすると、第４図
に示すR/Nノイズ（レーザダイオードノイズ）の特性か
ら分るようにR/Nノイズを小さくでき、特に変化量ΔIop
の最小値をΔIopm（例えば2mA）以上に設定すると、R/N
ノイズを小さい状態に保持できる。

一方、第５図（ａ）に示すようにライト発光（WP）状
態からリード発光（RP）状態に変化させると同時に、同
図（ｂ）に示すようにHFM ON/OFFコントロール信号に
よりHFM27をONさせた場合、このHFM27の高周波重畳電流
Ioscは同図（ｃ）に示すような立上がり特性を示す。つ
まり、HFM27をONしてからこのHFM27の高周波重畳電流Io
scが瞬間的に立上がらないため、ピンモニタ出力上でリ
ードパワーRPが安定状態の値RPaの90％に達するまでに
時間ｔonを必要とする。

第４図からは高周波重畳電流Ioscを大きくした方が、
ノイズを低減化できるので、できるだけ大きくすること
が望ましい。

一方、高周波重畳電流Ioscを大きくすると立上がりに
要する時間ｔonも大きくなり、その関係は第６図に示す
ようにリニアな関係を示す。

上記高周波重畳電流Ioscを大きくすると、立上がりに
要する時間ｔonが大きくなる様子を第７図で示す。

ライトパワーWPをオフにしてリードパワーにした場
合、HFM OFFのカーブに沿って矢印Ｃのような軌跡とな
り、リードパワーRP以下まで下がり、高周波重畳電流の
大きさに応じて設定された直流レベルIa又はIb又はIcか
らHFM ON時の特性に向かって矢印a,b,cのように移る。

この遷移の軌跡から電流変化量ΔIopを大きくする程
ΔIopa,ΔIopb,ΔIopcの順に所定のリードパワー状態に
移るまでに大きな時間が必要になる様子が分る。

このため、電流変化量ΔIopを大きくするとライト発
光状態からリード発光状態に切換えて、例えばプレピッ
ト部分のアドレス等を読み取ろうとしてもリードパワー
RPが所定の値に達するまでに時間がかかりすぎてしまう
ために、読取りに失敗するエラーレートが大きくなる。

このため本実施例では第１図に示すようにHFM27をON
した時とOFFとの電流変化量ΔIopが一定となるように制
御し、リードパワーRPが所定レベルに達するまでの時間
ｔonをデータ読取りに影響を及ぼさない時間以内に設定
している。

従って、この実施例によれば、ノイズを低減化できる
と共に、読取りのエラーレートが大きくなることも防止
できる。

第８図は本発明の第２実施例の光学系の主要部を示
す。

この第２実施例は、第２図に示す第１実施例の光学系
において、コリメータレンズ11と偏光ビームスプリッタ
12との間に減光フィルタ41が設けてあり、偏光ビームス
プリッタ12を経て、ディスク３に照射されるレーザ光量
を小さくしている。つまり、レーザダイオード７の出射
ビームの全体でなくその一部のみを実際に用いることに
より、減光フィルタ41を用いない場合よりも実際の出射
レベルを大きくすることができ、電流変化量ΔIopが小
さくなるような条件で使用する。

このようにレーザダイオード７の出射パワーを高めに
設定して記録媒体側に照射される光量をフィルタ41で減
らすことにより、電流変化量ΔIopを小さい条件（例え
ば2mA〜6mA）で使用する。

尚、この場合には第１図に示すような発振電流Ioscの
制御を行わない。

又、上記フィルタ41は、高めに設定した出射パワーが
ディスク３に照射されるレベルがリードパワーに適した
レベルまで減光する。

尚、第８図では1/4波長板13と対物レンズ14との間に
ミラー42を介装した構成にしている。

この第２実施例によれば、電流変化量ΔIopを一定値
に制御する必要がないという利点を有する。

尚、第１実施例では電流変化量ΔIopを一定値になる
ように制御しているが、所定の範囲内となるように制御
しても良い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、高周波重畳電流を
動作及び非動作状態に切換えた場合における電流変化分
の大きさを所定の範囲内となるように制御しているの
で、ライト発光状態からリード発光状態に切換えた際、
高周波重畳電流が立上がるのに要する時間を読取りに支
障にない時間以内に設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例における電流変化量制御系の構成図、第
２図は第１実施例の全体的構成図、第３図は高周波重畳
電流を重畳した場合と重畳しない場合との駆動電流と出
射パワーとの関係を示す特性図、第４図はレーザダイオ
ードのノイズと電流変化量の関係を示す特性図、第５図
はライト発光からリード発光に切換えた際の高周波重畳
電流の立上がりの様子を示す波形図、第６図は電流変化
量と高周波重畳電流が立上がるのに要する時間との関係
を示す特性図、第７図は電流変化量が大きくなると高周
波重畳電流が立上がるのに要する時間が長くなることを
示す説明図、第８図は本発明の第２実施例における光学
系の一部を示す側面図である。 １……光学式情報記録再生装置 ３……ディスク、４……光学ヘッド ７……レーザダイオード ８……ピンフォトダイオード 24……記録発光量制御部 25……APC回路 27……高周波重畳モジュール（HFM） 28……電流変化量制御部 31……差動アンプ、33……CPU

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体に光ビームを照射し、その戻り光
   を受光する機能を有する光学ヘッドの光源として用いら
   れる半導体レーザと、そのノイズ低減のために高周波重
   畳電流を供給する高周波発振器と、この高周波発振器の
   オン／オフを制御するオン／オフ制御手段と、前記半導
   体レーザの出力を一定に制御する出力制御部とを備えた
   光学式情報記録再生装置において、 前記高周波重畳電流が立上がるのに要する時間が再生に
   支障がない時間となるように、前記高周波発振器のオフ
   時とオン時との前記半導体レーザへの駆動電流の差を所
   定の範囲内に制御する制御手段を設けたことを特徴とす
   る光学式情報記録再生装置。
2. 【請求項２】前記半導体レーザの出射パワーを大きくし
   て、記録媒体側に照射されるレーザ光量を低減化する手
   段を設け、前記駆動電流の差を相対的に小さくしたこと
   を特徴とする請求項１記載の光学式情報記録再生装置。