JP2001034984A - 光ヘッド及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光ヘッド及び光ディスク装置に関
し、例えば相変化型の光ディスク装置に適用して、長波
長による光ディスク装置等と同様な環境において安定に
動作することができるようにする。 【解決手段】 本発明は、５００［ｎｍ］以下の短波長
のレーザーダイオードよりレーザービームを出射してア
クセスするにつき、所定の関係式を満足するように半導
体レーザーダイオードの微分効率を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ヘッド及び光デ
ィスク装置に関し、例えば相変化型の光ディスク装置に
適用することができる。本発明は、５００［ｎｍ］以下
の短波長のレーザーダイオードよりレーザービームを出
射してアクセスするにつき、所定の関係式を満足するよ
うに半導体レーザーダイオードの微分効率を設定するこ
とにより、長波長による光ディスク装置等と同様な環境
において安定に動作することができるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、相変化型の光ディスク装置等にお
いては、レーザーダイオードより波長６７０〔ｎｍ〕程
度のレーザービームを出射して光ディスクに集光すると
共に、このレーザービームの戻り光を受光して受光結果
を処理することにより、光ディスクに記録されたデータ
を再生するようになされている。

【０００３】これに対して記録時においては、レーザー
ビームの光量を間欠的に立ち上げて光ディスクに照射す
る期間と、レーザービームを一定の光量により光ディス
クに照射する期間とを記録に供するデータに応じて切り
換えることにより、光ディスクの情報記録面に順次マー
ク及びスペースを形成し、これにより所望のデータを光
ディスクに記録するようになされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の光デ
ィスク装置においては、レーザービームの波長を短波長
化して記録密度を向上することができる。このために
は、波長の短いレーザービームを出射するレーザーダイ
オードを使用することが考えられる。

【０００５】ところが波長の短いレーザービームを出射
する場合にあっては、従来に比して発光に必要なバンド
ギャップ電圧が大きくなることにより、その分レーザー
ダイオードの消費電力が増大してレーザーダイオードが
温度上昇することになる。

【０００６】このようにレーザーダイオードが温度上昇
すると、周囲温度が高い環境下で使用する場合に、レー
ザーダイオードの動作が不安定になる恐れがある。特に
携帯機器においては、種々の環境で使用されることによ
り、動作が不安定になる恐れが著しい。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、短波長のレーザーダイオードよりレーザービームを
出射してアクセスするにつき、長波長による光ディスク
装置等と同様な環境において安定に動作することができ
る光ヘッド及び光ディスク装置を提案しようとするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１又は請求項３に係る発明においては、光ヘッ
ド又は光ディスク装置に適用して、レーザーダイオード
が、次式の関係式を満足するようにする。

【０００９】

【数３】

【００１０】但し、Ｒldはレーザーダイオードの抵抗
値、Ｐout はレーザービームの書き込み時における光出
力、ＳＥはレーザーダイオードの微分効率、Ｉthはレー
ザーダイオードのしきい値電流、Ｖbgはレーザーダイオ
ードのバンドギャップ電圧である。

【００１１】請求項１又は請求項３の構成によれば、
（３）式の関係式を満足するように設定されていること
により、消費電力Ｐを、従来の長波長による光ディスク
装置等に適用される半導体レーザーダイオードの消費電
力以下に抑えることができ、これにより従来の光ディス
ク装置等と同様な環境において安定に動作することがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を詳述する。

【００１３】（１）実施の形態の全体構成 図１は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置を示
すブロック図である。この光ディスク装置１において
は、光ディスク２に所望のデータを記録し、またこの光
ディスク２に記録されたデータを再生して出力する。

【００１４】ここで光ディスク２は、相変化型の光ディ
スクであり、スピンドルモータ３により所定の回転速度
で回転駆動される。光ヘッド４は、この光ディスク２に
レーザービームを照射し、その戻り光を受光することに
より、光ディスク２に形成されたマーク列に応じて信号
レベルが変化する再生信号ＲＦを生成して出力する。ま
た光ディスク２に照射するレーザービームＬ１のパワー
を間欠的に立ち上げ、これにより所望のデータの熱記録
する。

【００１５】すなわち光ヘッド４において、半導体レー
ザーダイオード５は、駆動信号ＳＤにより駆動されてレ
ーザービームＬ１を出射し、続くコリメータレンズ６
は、このレーザービームＬ１を略平行光線に変換してビ
ームスプリッタ７に出射する。ビームスプリッタ７は、
このレーザービームＬ１を反射及び透過することによ
り、２つの光束に分離し、リレーレンズ８は、ビームス
プリッタ７を透過したレーザービームＬ１を受光素子９
に集光する。これにより光ヘッド４においては、受光素
子９の受光結果によりレーザービームＬ１のパワーを検
出できるようになされている。

【００１６】さらに光ヘッド４において、対物レンズ１
０は、ビームスプリッタ７で反射したレーザービームＬ
１を光ディスク２の情報記録面に集光し、またその結果
光ディスク２より得られる戻り光Ｌ２をビームスプリッ
タ７に導く。リレーレンズ１１は、ビームスプリッタ７
を透過した戻り光Ｌ２を受光素子１２に集光し、これに
より光ヘッド４においては、この受光素子１２の受光結
果に基づいて光ディスク２に記録された情報を再生でき
るようになされている。

【００１７】なお光ヘッド４においては、この図１に示
す光学系の構成に加えて、トラッキングエラー信号及び
フォーカスエラー信号の検出系を有し、これらの検出系
で検出されたトラッキングエラー信号及びフォーカスエ
ラー信号に基づいて対物レンズ１０がトラッキング制御
されるようになされている。

【００１８】光ディスク装置１においては、受光素子１
２の受光結果より再生信号ＲＦが生成され、増幅回路１
４は、この再生信号ＲＦを所定利得で増幅して出力す
る。再生信号処理回路１５は、この再生信号ＲＦを２値
識別して再生データＤ１を得、この再生データＤ１を誤
り訂正処理等してコントローラ１６に出力する。これに
より光ディスク装置１では、このコントローラ１６を介
して光ディスク２より再生したデータＤ１をホスト装置
に出力できるようになされている。

【００１９】電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖ）１９は、受光
素子９の受光結果を電流電圧変換処理し、これによりレ
ーザービームＬ１のパワーに応じて信号レベルが変化す
るモニタ信号ＳＭを生成する。

【００２０】自動光量制御回路（ＡＰＣ）２０は、この
モニタ信号ＳＭの直流レベルと所定の基準レベルとの比
較結果に基づいてドライブ２１に制御信号を出力するこ
とにより、半導体レーザーダイオード５の温度変化に伴
うレーザービームＬ１のパワー変化を防止する。この処
理において自動光量制御回路２０は、再生時、モニタ信
号ＳＭの直流レベルがコントローラ１６より指示される
直流レベルとなるように制御信号を出力することによ
り、レーザービームＬ１の平均パワーがこの直流レベル
ＤＣで決まるパワーとなるように制御信号を出力する。
また記録時、コントローラ１６から出力される記録デー
タＤ２に応じた記録信号により、ドライブ２１に出力す
る制御信号の信号レベルを切り換える。

【００２１】ドライブ２１は、この自動光量制御回路２
０より出力される制御信号により半導体レーザーダイオ
ード５を駆動する駆動信号ＳＤを生成し、これにより記
録時、記録信号ＲＥＣに応じて間欠的にレーザービーム
Ｌ１のパワーを立ち上げる。

【００２２】発振回路（ＯＳＣ）２３は、所定周波数の
高周波正弦波信号を生成し、再生時、この高周波正弦波
信号を駆動信号ＳＤに重畳する。これにより光ディスク
装置１においては、再生時、半導体レーザーダイオード
５を間欠的に点灯し、レーザービームＬ１のノイズの混
入による再生信号ＲＦのＳＮ比の劣化を有効に回避する
ようになされている。発振回路２３は、この高周波正弦
波信号をコントローラ１６より指示される振幅値により
出力する。これらにより光ディスク装置１においては、
再生時、コントローラ１６により指示される直流レベル
であって、コントローラ１６により指示される振幅によ
る高周波正弦波信号Ｓ１を重畳してなる駆動信号ＳＤに
より半導体レーザーダイオード５を駆動するようになさ
れている。

【００２３】コントローラ１６は、この光ディスク装置
１全体の動作を制御するマイクロコンピュータであり、
ホストからの制御により、ホストより出力されるデータ
Ｄ２を光ディスク２に記録するように、また光ディスク
２に記録されたデータＤ１を再生するように、全体の動
作を制御する。

【００２４】（２）半導体レーザーダイオード５ このようにして全体が構成されてなる光ディスク装置１
において、半導体レーザーダイオード５は、波長４００
〔ｎｍ〕によりレーザービームＬ１を出射し、次式の関
係式を満足するようになされ、これにより従来の長波長
による光ディスク装置等と同様な環境において安定に動
作することができるようになされている。

【００２５】

【数４】

【００２６】但し、Ｒldは半導体レーザーダイオード５
の抵抗値、Ｐout は前記レーザービームＬ１の書き込み
時における光出力、ＳＥは半導体レーザーダイオード５
の微分効率、Ｉthは半導体前記レーザーダイオード５の
しきい値電流、Ｖbgは半導体レーザーダイオード５のバ
ンドギャップ電圧である。

【００２７】すなわち半導体レーザーダイオード５の消
費電力Ｐは、半導体レーザーダイオード５の動作電圧Ｖ
op、動作電流Ｉop、光出力Ｐout を用いて、次式により
表される。

【００２８】

【数５】

【００２９】これに対して半導体レーザーダイオード５
の抵抗分Ｒld、微分効率ＳＥ、しきい値電流Ｉth、バン
ドギャップ電圧Ｖbgにおいては、次式の関係式で表され
る。

【００３０】

【数６】

【００３１】

【数７】

【００３２】これにより（６）及び（７）式を（５）式
に代入して、消費電力Ｐは、次式により表すことができ
る。

【００３３】

【数８】

【００３４】これによりこの消費電力Ｐを、従来の長波
長による光ディスク装置等に適用される半導体レーザー
ダイオードの消費電力以下に抑えることができれば、従
来の光ディスク装置等と同様な環境において安定に動作
することができる。従来の長波長による光ディスク装置
においては、動作保証の最高温度が６０〜７０度であ
り、消費電力が最も増大する書き込み時において、半導
体レーザーダイオードの消費電力が０．４５〔Ｗ〕であ
り、このとき半導体レーザーダイオードが１０度温度上
昇する。

【００３５】これによりこの関係を（８）式に適用し
て、（４）式の関係式を満足するように設定することに
より、この光ディスク装置１においても、従来の光ディ
スク装置等と同様な環境において安定に動作することが
できる。

【００３６】ここで（８）式を解いてこの条件を求める
につき、計算の簡略化のために、改めて（５）式及び
（７）式の関係式より次式の関係式を設定する。

【数９】

【００３７】この（９）式を解くと、次式の関係式を得
ることができる。

【数１０】

【００３８】ここで波長４００〔ｎｍ〕の半導体レーザ
ーダイオード５、相変化光ディスクに一般的な値である
Ｒld＝３０〔Ω〕、Ｖbg＝３．８〔Ｖ〕、Ｐout ＝３０
〔ｍＷ〕、Ｉth＝４０〔ｍＡ〕を（１０）式に代入すれ
ば、次式の値を得ることができる。

【数１１】

【００３９】これにより（６）式の関係式を用いて、次
式の関係式を得ることができる。

【数１２】

【００４０】これにより半導体レーザーダイオード５
は、微分効率ＳＥが０．７９以上になるように設定され
て、（４）式の関係式を満足するように設定され、これ
により従来の光ディスク装置等と同様な環境において安
定に動作することができるようになされている。

【００４１】（３）実施の形態の動作 以上の構成において、この光ディスク装置１は（図
１）、半導体レーザーダイオード５より出射されるレー
ザービームＬ１のパワーが自動光量制御回路２０の制御
により記録信号に応じて間欠的に立ち上げられ、このレ
ーザービームＬ１がビームスプリッタ７、対物レンズ１
０を介して光ディスク２の情報記録面に集光される。こ
れにより光ディスク装置１では、光ディスク２の情報記
録面を局所的に加熱して情報記録面を構成する相変化膜
を変化させ、ホストより出力されるデータＤ２が光ディ
スク２に記録される。

【００４２】これに対して再生時、ドライブ２１より出
力される駆動信号ＳＤに発振回路２３より出力される高
周波正弦波信号が重畳され、この高周波正弦波信号が重
畳されてなる駆動信号ＳＤにより半導体レーザーダイオ
ード５が駆動される。これにより半導体レーザーダイオ
ード５が高周波正弦波信号の周期により間欠的に点灯し
てレーザービームＬ１が出射され、このレーザービーム
Ｌ１が光ディスク２の情報記録面に集光される。さらに
光ディスク２より得られる戻り光が対物レンズ１０、ビ
ームスプリッタ７、リレーレンズ１１により受光素子１
２に導かれ、この受光素子１２の受光結果が再生信号処
理回路１５により処理されて光ディスク２に記録された
データＤ１が再生される。

【００４３】このようにしてレーザービームＬ１を出射
する半導体レーザーダイオード５においては、従来の光
ディスク装置に比して短い波長である波長４００〔ｎ
ｍ〕のレーザービームＬ１を出射することにより、従来
に比して発光に大きなバンドギャップ電圧を要し、これ
により従来に比して消費電力が増大して周囲温度が高く
なると安定に動作できなくなる恐れがある。

【００４４】しかしながら半導体レーザーダイオード５
においては、（１２）について上述した微分効率ＳＥの
設定により（４）式の関係式を満足するように設定さ
れ、これにより、消費電力Ｐが従来の長波長による光デ
ィスク装置等に適用される半導体レーザーダイオードの
消費電力以下に抑えられ、従来の光ディスク装置等と同
様な環境において安定に動作することができる。

【００４５】（４）実施の形態の効果 以上の構成によれば、微分効率ＳＥの設定によって所定
の関係式を満足するように設定することにより、従来の
長波長による光ディスク装置等に適用される半導体レー
ザーダイオードの消費電力以下に消費電力を抑圧するこ
とができ、短波長のレーザーダイオードよりレーザービ
ームを出射してアクセスするにつき、従来の光ディスク
装置等と同様な環境において安定に動作することができ
る。

【００４６】（５）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、波長４００〔ｎｍ〕
のレーザービームにより光ディスクをアクセスする場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、実際上、波
長５００〔ｎｍ〕以下のレーザービームにより光ディス
クをアクセスする場合に広く適用することができる。

【００４７】また上述の実施の形態においては、本発明
を光ディスク装置に適用する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、光ディスクと同様の構造の光情報
記録面を有するカード状記録媒体等、レーザービームの
照射により各種光情報記録媒体をアクセスする光ヘッド
に広く適用することができる。

【００４８】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、５００
［ｎｍ］以下の短波長のレーザーダイオードよりレーザ
ービームを出射してアクセスするにつき、所定の関係式
を満足するように半導体レーザーダイオードの微分効率
を設定することにより、長波長による光ディスク装置等
と同様な環境において安定に動作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る光ディスク装置を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１……光ディスク装置、２……光ディスク、４……光ヘ
ッド、５……半導体レーザーダイオード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザーダイオードより出射されるレーザ
   ービームを光情報記録媒体に照射して前記光情報記録媒
   体をアクセスする光ヘッドにおいて、 前記レーザーダイオードより出射されるレーザービーム
   の波長が５００〔ｎｍ〕以下であり、 前記レーザーダイオードが、次式の関係式を満足するこ
   とを特徴とする光ヘッド。 【数１】 但し、Ｒldは前記レーザーダイオードの抵抗値、Ｐout
   は前記レーザーダイオードの書き込み時における光出
   力、ＳＥは前記レーザーダイオードの微分効率、Ｉthは
   前記レーザーダイオードのしきい値電流、Ｖbgは前記レ
   ーザーダイオードのバンドギャップ電圧である。
2. 【請求項２】前記微分効率ＳＥが０．７９以上であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
3. 【請求項３】レーザーダイオードより出射されるレーザ
   ービームを光ディスクに照射して前記光ディスクをアク
   セスする光ディスク装置において、 前記レーザーダイオードより出射されるレーザービーム
   の波長が５００〔ｎｍ〕以下であり、 前記レーザーダイオードが、次式の関係式を満足するこ
   とを特徴とする光ディスク装置。 【数２】 但し、Ｒldは前記レーザーダイオードの抵抗値、Ｐout
   は前記レーザービームの書き込み時における光出力、Ｓ
   Ｅは前記レーザーダイオードの微分効率、Ｉthは前記レ
   ーザーダイオードのしきい値電流、Ｖbgは前記レーザー
   ダイオードのバンドギャップ電圧である。
4. 【請求項４】前記微分効率ＳＥが０．７９以上であるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の光ディスク装置。