JP2579635B2 - 固体光ピツクアツプ - Google Patents
固体光ピツクアツプInfo
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- JP2579635B2 JP2579635B2 JP62114602A JP11460287A JP2579635B2 JP 2579635 B2 JP2579635 B2 JP 2579635B2 JP 62114602 A JP62114602 A JP 62114602A JP 11460287 A JP11460287 A JP 11460287A JP 2579635 B2 JP2579635 B2 JP 2579635B2
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- Japan
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- light
- optical
- saw
- change
- state change
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光情報記録媒体に情報の書き込み・読み出
しを行なう光ピツクアツプに係り、特に光デイスクや光
カード等を高速アクセスするのに好適な固体光ピツクア
ツプに関する。
しを行なう光ピツクアツプに係り、特に光デイスクや光
カード等を高速アクセスするのに好適な固体光ピツクア
ツプに関する。
本発明による光ピツクアツプは表面弾性波光偏向素子
により光スポツトをトラツキングするものである。トラ
ツクキングのために表面弾性波光偏向素子を用いないも
のは、ガルバノミラーを用いるのが一般的である。な
お、表面弾性波光偏向素子を用いた光ピツクアツプとし
ては、例えば、特開昭61−216128号公報，特開昭60−12
9938号公報に記載のものが挙げられる。
により光スポツトをトラツキングするものである。トラ
ツクキングのために表面弾性波光偏向素子を用いないも
のは、ガルバノミラーを用いるのが一般的である。な
お、表面弾性波光偏向素子を用いた光ピツクアツプとし
ては、例えば、特開昭61−216128号公報，特開昭60−12
9938号公報に記載のものが挙げられる。
上記従来技術は、状態の変化（書き込み→読み出し、
又は、読み出し→書き込み）に伴なう光源の波長変化
と、それによる表面弾性波光偏向素子を通過した光の方
向の瞬間的な変化について配慮がされておらず、光記録
媒体上の光スポツトが状態の変化の時に瞬間的なトラツ
ク又はアドレスからずれるという問題があつた。
又は、読み出し→書き込み）に伴なう光源の波長変化
と、それによる表面弾性波光偏向素子を通過した光の方
向の瞬間的な変化について配慮がされておらず、光記録
媒体上の光スポツトが状態の変化の時に瞬間的なトラツ
ク又はアドレスからずれるという問題があつた。
このことを具体的に説明する。
光源に半導体レーザを用いた場合、書き込み時には読
み出し時よりもレーザーのパワーを大きくするため波長
が増大する（波長増大分Δλ≧4nm）。表面弾性波素子
による光の偏向角度は、光の波長に比例するので、光の
偏向方向がずれ、従つて光記録媒体上で光スポツドがず
れる。その大きさを以下に述べる。光導波路中における
光の偏向方向θのずれΔθは、 Δθ＝Δλ／｛（nw・Λ・cos（θ/2）｝ …（１） ここに、Δλ：光源光の波長変化分 Λ:SAw（表面弾性波）の波長 nw:光導波層の屈折率 であり、光記録媒体上の光スポツトのずれΔｘは、 F:光記録媒体上に光を絞り込むレンズの焦点
距離 nair：空気中の屈折率 である。このずれはトラツクに直角方向である。Δλ＝
＋5nm,Λ＝10μm,cos（θ/2）≒1,F＝4mmとすると、Δ
ｘ＝＋2.0μｍである。つまり、読み出し→書き込みに
状態が変化した瞬間に、光スポツトは1.25トラツク分程
度方向に動く。又、書き込み→読み出しに状態が変化
した瞬間に、光スポツトは約1.25トラツク分方向に動
く。そこでトラツキング・サーボをかけると、光スポツ
トが隣接トラツクに飛ぶという問題点があつた。また、
将来的には高出力の半導体レーザを使用する可能性があ
り、その場合にはΔλ，Δｘが大きくなり、光スポツト
は数トラツク分飛んでしまう危険性がある。
み出し時よりもレーザーのパワーを大きくするため波長
が増大する（波長増大分Δλ≧4nm）。表面弾性波素子
による光の偏向角度は、光の波長に比例するので、光の
偏向方向がずれ、従つて光記録媒体上で光スポツドがず
れる。その大きさを以下に述べる。光導波路中における
光の偏向方向θのずれΔθは、 Δθ＝Δλ／｛（nw・Λ・cos（θ/2）｝ …（１） ここに、Δλ：光源光の波長変化分 Λ:SAw（表面弾性波）の波長 nw:光導波層の屈折率 であり、光記録媒体上の光スポツトのずれΔｘは、 F:光記録媒体上に光を絞り込むレンズの焦点
距離 nair：空気中の屈折率 である。このずれはトラツクに直角方向である。Δλ＝
＋5nm,Λ＝10μm,cos（θ/2）≒1,F＝4mmとすると、Δ
ｘ＝＋2.0μｍである。つまり、読み出し→書き込みに
状態が変化した瞬間に、光スポツトは1.25トラツク分程
度方向に動く。又、書き込み→読み出しに状態が変化
した瞬間に、光スポツトは約1.25トラツク分方向に動
く。そこでトラツキング・サーボをかけると、光スポツ
トが隣接トラツクに飛ぶという問題点があつた。また、
将来的には高出力の半導体レーザを使用する可能性があ
り、その場合にはΔλ，Δｘが大きくなり、光スポツト
は数トラツク分飛んでしまう危険性がある。
本発明の目的は、状態の変化時に光スポツトを一定の
トラツク又はアドレスに保持することにある。
トラツク又はアドレスに保持することにある。
上記目的は、（書き込み→読みだし）又は（読み出し
→書き込み）の状態の変化時、つまり、光源光強度の変
化およびそれに伴なう光源光波長の変化時に、SAWの周
波数ｆを次の式で与えられる量Δｆだけ増減させること
により達成される。
→書き込み）の状態の変化時、つまり、光源光強度の変
化およびそれに伴なう光源光波長の変化時に、SAWの周
波数ｆを次の式で与えられる量Δｆだけ増減させること
により達成される。
Δｆ＝−ｆ×Δλ／λ …（３） ここで、 f:状態変化の直前のSAWの周波数 λ：状態変化の直前の光源光の波長 Δλ：状態変化に伴なう光源光の波長変化分 〔作用〕 SAWによる光の偏向角は、SAWの周波数に比例する。光
源の波長がλ＋Δλである時、SAWの周波数をΔｆだけ
変化させたときの偏向角度の変化Δθは、次式で与えら
れる。
源の波長がλ＋Δλである時、SAWの周波数をΔｆだけ
変化させたときの偏向角度の変化Δθは、次式で与えら
れる。
Δθ＝（λ＋Δλ）Δf/｛nw・ｖ・cos（θ/2）｝ …
（４） ここで、Δｆを（３）式のように選べは、（４）式は次
のようになる。
（４） ここで、Δｆを（３）式のように選べは、（４）式は次
のようになる。
Δθ＝−ｆ・Δλ／｛nw・ｖ・cos（θ/2）｝ …（５） ここで、Ｖは表面弾性波の音速であり、Δλ≪λとし
た。この値は、（１）式で表される光源の波長の変化に
ともなう光の偏向角のずれを相殺する。そのため、光源
の波長が変化するときにSAWの周波数を（３）式の値だ
け変化させれば、光記録媒体上の光スポツトを一定のト
ラツク又はアドレスに保持することが出来る。
た。この値は、（１）式で表される光源の波長の変化に
ともなう光の偏向角のずれを相殺する。そのため、光源
の波長が変化するときにSAWの周波数を（３）式の値だ
け変化させれば、光記録媒体上の光スポツトを一定のト
ラツク又はアドレスに保持することが出来る。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図は、本発明による固体光ピツクアツプを用いた
光デイスクシステムの構成の一例を示す。まず、光情報
の読みだしを行うときには、半導体レーザー１を低出力
で連続発振させるようにコントローラ32からレーザー駆
動電源34に信号が送られる。半導体レーザー１からの光
はカツプリングレンズ２により平行光になり、プリズム
３により光導波層４に入力され、導波層中を伝播する。
導波層４の表面には櫛形電極５がつけられており、櫛形
電極５に加えられるRF（radio frequency）信号と同じ
周波数の表面弾性波（SAW）40を導波層の表面に励振す
る。SAWは導波光に作用し、音響光学効果により導波光
の伝播方向をトラツキング又はトラツク・ジヤンプに必
要なだけ偏向する。偏向された光は、導波層の端面から
射出し、シリンドリカル・レンズ７により平行光に変換
され、球面レンズ８の焦点面におかれたナイフ・エツジ
９により０次偏向光（SAWにより偏向されなかつた光）
をカツトし、再び球面レンズ10を通つて平行光になり、
回折格子11により３方向に分波され、偏光プリズム12を
通り、ミラー13により反射され、1/4波長板14を通り、
対物レンズ16により光デイスク17上に絞り込まれる。光
デイスク上の光スポツトは、回折格子11により、３スポ
ツトとなる。対物レンズの焦点調節は、ボイス・コイル
を用いた自然焦点装置15により行う。光デイスクからの
反射光は、レンズ16,1/4波長板14,ミラー13、をとお
り、偏光プリズム12により反射され、レンズ18,シリン
ドリカル・レンズ19を通つて６分割検知器20に達する。
６分割光検知器は、中央の４分割部分23〜26と、左右の
２部分21、22とからなり、中央部の出力は、一部が情報
再生信号としてコントローラ32に、一部が自動焦点調整
信号として増幅器35に送られ、左右部の出力の差はトラ
ツキング信号として増幅器27に送られる。自動焦点信号
は、サンプルホールド回路36を介し、増幅器37で更に増
幅されて自動焦点装置15に印加される。サンプルホール
ド回路36は、光スポツトがSAWにより大幅に移動する際
に、自動焦点信号を一定のレベルに保持させておくため
に設けられている。トラツキング信号は適当なローパス
・フィルタ28をとおつて電圧制御発振器（VCO）29に送
られ、増幅器30を介してから整合回路31を通つて櫛形電
極に送られ、自動的にトラツキング制御を行う。ローパ
ス・フィルタ28は、トラツキング信号のうち、トラツキ
ングに必要な低周波成分を増幅し、高周波成分をカツト
してトラツキング制御を容易にするためにつけられてい
る。VCO29はトラツキングの電圧信号によつて櫛形電極
５に加わるRF（radio frequency）信号の周波数を変化
させてSAWの周波数を変化させ、光の偏向方向を変化さ
せる回路である。整合回路31は、櫛形電極と発振器VCO
とのインピーダンス整合を取るために設けられている。
櫛形電極から素子４の表面に励起されるSAWは櫛形電極
と直角に両方向に励振され、一方は光の偏向を行うが、
もう一方は素子の端面で反射してSAW同士で干渉しない
ために吸音材６によつて吸収される。
光デイスクシステムの構成の一例を示す。まず、光情報
の読みだしを行うときには、半導体レーザー１を低出力
で連続発振させるようにコントローラ32からレーザー駆
動電源34に信号が送られる。半導体レーザー１からの光
はカツプリングレンズ２により平行光になり、プリズム
３により光導波層４に入力され、導波層中を伝播する。
導波層４の表面には櫛形電極５がつけられており、櫛形
電極５に加えられるRF（radio frequency）信号と同じ
周波数の表面弾性波（SAW）40を導波層の表面に励振す
る。SAWは導波光に作用し、音響光学効果により導波光
の伝播方向をトラツキング又はトラツク・ジヤンプに必
要なだけ偏向する。偏向された光は、導波層の端面から
射出し、シリンドリカル・レンズ７により平行光に変換
され、球面レンズ８の焦点面におかれたナイフ・エツジ
９により０次偏向光（SAWにより偏向されなかつた光）
をカツトし、再び球面レンズ10を通つて平行光になり、
回折格子11により３方向に分波され、偏光プリズム12を
通り、ミラー13により反射され、1/4波長板14を通り、
対物レンズ16により光デイスク17上に絞り込まれる。光
デイスク上の光スポツトは、回折格子11により、３スポ
ツトとなる。対物レンズの焦点調節は、ボイス・コイル
を用いた自然焦点装置15により行う。光デイスクからの
反射光は、レンズ16,1/4波長板14,ミラー13、をとお
り、偏光プリズム12により反射され、レンズ18,シリン
ドリカル・レンズ19を通つて６分割検知器20に達する。
６分割光検知器は、中央の４分割部分23〜26と、左右の
２部分21、22とからなり、中央部の出力は、一部が情報
再生信号としてコントローラ32に、一部が自動焦点調整
信号として増幅器35に送られ、左右部の出力の差はトラ
ツキング信号として増幅器27に送られる。自動焦点信号
は、サンプルホールド回路36を介し、増幅器37で更に増
幅されて自動焦点装置15に印加される。サンプルホール
ド回路36は、光スポツトがSAWにより大幅に移動する際
に、自動焦点信号を一定のレベルに保持させておくため
に設けられている。トラツキング信号は適当なローパス
・フィルタ28をとおつて電圧制御発振器（VCO）29に送
られ、増幅器30を介してから整合回路31を通つて櫛形電
極に送られ、自動的にトラツキング制御を行う。ローパ
ス・フィルタ28は、トラツキング信号のうち、トラツキ
ングに必要な低周波成分を増幅し、高周波成分をカツト
してトラツキング制御を容易にするためにつけられてい
る。VCO29はトラツキングの電圧信号によつて櫛形電極
５に加わるRF（radio frequency）信号の周波数を変化
させてSAWの周波数を変化させ、光の偏向方向を変化さ
せる回路である。整合回路31は、櫛形電極と発振器VCO
とのインピーダンス整合を取るために設けられている。
櫛形電極から素子４の表面に励起されるSAWは櫛形電極
と直角に両方向に励振され、一方は光の偏向を行うが、
もう一方は素子の端面で反射してSAW同士で干渉しない
ために吸音材６によつて吸収される。
書き込みのときにはレーザーを高パワーでパルス発振
させるためにコントローラ32からパルス発振器33に信号
が送られ、レーザー駆動電源34を働かせる。半導体レー
ザーから発する光が光デイスクまで送られて、更に光検
出器に届く経路は読みだしの時と同一である。自動焦点
及びトラツキング制御の方法も読みだしの時と同一であ
る。
させるためにコントローラ32からパルス発振器33に信号
が送られ、レーザー駆動電源34を働かせる。半導体レー
ザーから発する光が光デイスクまで送られて、更に光検
出器に届く経路は読みだしの時と同一である。自動焦点
及びトラツキング制御の方法も読みだしの時と同一であ
る。
読み出しのモードから書き込みのモード（又は書き込
みのモードから読みだしのモード）に変化する時にはコ
ントローラ32からパルス発振器33へ送られる信号によつ
てレーザ駆動電流が増加（又は減少）され、レーザー光
出力及び波長が増加（又は減少）する。読み出し，書き
込み時の光パワーの変化とその間の波長変化分Δλとの
関係を第２図に示す。この時SAWの周波数を（３）式で
示す量Δｆだけ減少させるように、コントローラ32から
VCO29へ信号を送る。例えば、状態の変化の直前のSAWの
周波数がｆ＝350MHzであり、半導体レーザーの波長がλ
＝0.8μｍであつた時には、SAWの周波数をΔｆ＝−2MHz
（又は＋2MHz）だけ変化させるようにVCOに印加する電
圧を変化させる。VCOに印加する電圧と出力周波数との
関係を第３図に示す。周波数をΔｆ変化させる時にはVC
O29に印加する電圧をΔＶだけ変化させればよい。コン
トローラ32でΔＶを計算するために、コントローラ32に
第３図の特性及び半導体レーザーの状態変化時の波長変
化を入力し、更に状態の変化の直前のSAWの周波数を知
るために、トラツキング信号を一部取り込む。これらの
データからコントローラ32は（３）式の周波数変化Δｆ
に対応するΔＶ（電圧変化）をVCOに加え、VCOからくし
形電極５にΔｆだけ変化した周波数が加わり、SAWの周
波数がΔｆだけ変化する。
みのモードから読みだしのモード）に変化する時にはコ
ントローラ32からパルス発振器33へ送られる信号によつ
てレーザ駆動電流が増加（又は減少）され、レーザー光
出力及び波長が増加（又は減少）する。読み出し，書き
込み時の光パワーの変化とその間の波長変化分Δλとの
関係を第２図に示す。この時SAWの周波数を（３）式で
示す量Δｆだけ減少させるように、コントローラ32から
VCO29へ信号を送る。例えば、状態の変化の直前のSAWの
周波数がｆ＝350MHzであり、半導体レーザーの波長がλ
＝0.8μｍであつた時には、SAWの周波数をΔｆ＝−2MHz
（又は＋2MHz）だけ変化させるようにVCOに印加する電
圧を変化させる。VCOに印加する電圧と出力周波数との
関係を第３図に示す。周波数をΔｆ変化させる時にはVC
O29に印加する電圧をΔＶだけ変化させればよい。コン
トローラ32でΔＶを計算するために、コントローラ32に
第３図の特性及び半導体レーザーの状態変化時の波長変
化を入力し、更に状態の変化の直前のSAWの周波数を知
るために、トラツキング信号を一部取り込む。これらの
データからコントローラ32は（３）式の周波数変化Δｆ
に対応するΔＶ（電圧変化）をVCOに加え、VCOからくし
形電極５にΔｆだけ変化した周波数が加わり、SAWの周
波数がΔｆだけ変化する。
本発明によれば、読み出し・書き込みの状態の変化時
に光情報記録媒体上の光スポツトを一定のトラツクに保
つことができる。状態の変化時に、本発明を用いない場
合には１〜数トラツク分の光スポツトずれが生ずるが、
本発明によれば、このずれをゼロにすることができる。
そのためアドレスについての誤まりがなくなり、装置の
信頼性が向上する。
に光情報記録媒体上の光スポツトを一定のトラツクに保
つことができる。状態の変化時に、本発明を用いない場
合には１〜数トラツク分の光スポツトずれが生ずるが、
本発明によれば、このずれをゼロにすることができる。
そのためアドレスについての誤まりがなくなり、装置の
信頼性が向上する。
また、本発明によれば、光スポツトのトラツク・ジヤ
ンプをSAWによつて行なうために、高速アクセスができ
る。SAWによるミクロシーク時間は、ガルバノミラーに
よるミクロシーク時間に比べて１ケタ短縮でき、アクセ
ス時間としては7mS〜10mS程度短縮できる。
ンプをSAWによつて行なうために、高速アクセスができ
る。SAWによるミクロシーク時間は、ガルバノミラーに
よるミクロシーク時間に比べて１ケタ短縮でき、アクセ
ス時間としては7mS〜10mS程度短縮できる。
第１図は本発明の一実施例を示す光デイスク装置の全体
構成図、第２図は読み出し・書き込みの状態における半
導体レーザーの出力及び波長変化を示す図、第３図はVC
Oに印加する電圧とVCOの出力周波数の特性図である。 １…半導体レーザー、５…くし形電極、29…電圧制御発
振器（VCO）、32…コントローラ。
構成図、第２図は読み出し・書き込みの状態における半
導体レーザーの出力及び波長変化を示す図、第３図はVC
Oに印加する電圧とVCOの出力周波数の特性図である。 １…半導体レーザー、５…くし形電極、29…電圧制御発
振器（VCO）、32…コントローラ。
Claims (1)
- 【請求項１】光情報記録媒体上に光情報を書き込み・読
み出しするための光ピツクアツプであって、半導体レー
ザー光源と、該半導体レーザー光源からの出力光を上記
光情報記録媒体上の異なるアドレス又は異なるトラツク
上に偏向させるための光導波層を用いた表面弾性波（SA
W）光偏向素子と、上記光情報の書き込み状態と読み出
し状態との変化時に上記半導体レーザー光源からの出力
光の強度を変化させる手段と、該状態変化に連動して上
記表面弾性波（SAW）光偏向素子に加えるSAW周波数を Δｆ＝−ｆ×Δλ／λ ただし、 ｆは、上記状態変化の直前のSAW周波数 λは、上記状態変化の直線の出力光波長 Δｆは、上記状態変化の前後でのSAW周波数の変化分 Δλは、上記状態変化の前後での出力光波長の変化分 なる関係を満足させるように変化させる手段と、を具備
してなることを特徴とする固体光ピツクアツプ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114602A JP2579635B2 (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 固体光ピツクアツプ |
| US07/193,594 US4929044A (en) | 1987-05-13 | 1988-05-13 | Optical pickup using waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114602A JP2579635B2 (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 固体光ピツクアツプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281233A JPS63281233A (ja) | 1988-11-17 |
| JP2579635B2 true JP2579635B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=14641960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62114602A Expired - Lifetime JP2579635B2 (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 固体光ピツクアツプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579635B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-13 JP JP62114602A patent/JP2579635B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63281233A (ja) | 1988-11-17 |
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