JP2661114B2

JP2661114B2 - 光学記録媒体の再生装置

Info

Publication number: JP2661114B2
Application number: JP63056976A
Authority: JP
Inventors: 秀嘉堀米
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH01232544A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自己結合型光学ピックアップによる、光学
記録媒体の再生装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、自己結合型光学ピックアップによる光学記
録媒体の再生装置において、所定の周期で断続するレー
ザ光の１回の照射時間を、戻り光による誘起振動の基本
周期よりも短く設定することにより、誘起振動に起因す
る雑音を抑制するようにしたものである。

〔従来の技術〕周知の光学的ビデオディスク（10）は、第３図に示す
ように、例えばポリカーボネートから成る基板（11）の
表面に、ピットと呼ばれる一連の凹部（12）としてTV画
像が記録されている。ディスク（10）の全面にわたって
アルミニウムが蒸着されて反射膜（13）が形成される。
ピット（12）の深さは、信号を読み取るためのレーザ光
の波長の1/4に設定されており、レーザ光の回折現象に
より、実効的には反射光の強度変化として記録情報が読
み取られる。

読み取りのための光学ピックアップ（20）は、第４図
に示すように、光源としてのレーザダイオード（21）
と、ディスク（10）からの反射光を検出する光検出器
（22）と、レンズ（23），（25）及び（26）と、ビーム
スプリッタ（24）とから構成される。

上述のようなビデオディスク（10）の再生時には、ピ
ックアップ（20）からのレーザ光のスポットが常にトラ
ック上に結像するように、フォーカシング及びトラッキ
ング等の機械的制御が行なわれる。

従って、ディスクの特徴であるランダムアクセス機能
の活用などのために、光学ピックアップの小型軽量化が
要望されている。

この要望に応じて、レーザダイオードの自己結合効果
を用いた小型の光学ピックアップ（Self−Coupled−Opt
ical Pickup）が、例えば特公昭57−58735号公報によ
り、既に提案されている。以下、第５図及び第６図を参
照しながら、この自己結合型光学ピックアップ（SCOO
P）について説明する。

第５図において、（31）はレーザダイオードであっ
て、pn接合面（31j）に垂直に劈開された平行な２端面
（31a）及び（31b）がそれぞれ反射鏡面とされ、光共振
器が構成される。

図示を省略した駆動回路から電流Ｉがレーザダイオー
ド（31）に注入されると、しきい値以上でレーザ発振が
起こり、一方の端面（31a）からレーザ光が放射され
る。このレーザ光はコリメートレンズ（33）及び対物レ
ンズ（34）を通って反射鏡Ｍに集束し、反射されて、レ
ーザダイオード（31）の一方の端面（31a）に戻り、外
部光共振器が構成される。なお、両レンズ（33）及び
（34）の開口数NAは、例えばそれぞれ0.25及び0.5とさ
れる。

戻り光があると、レーザダイオード（31）の自己結合
効果により、第６図に示すように、注入電流のしきい値
が戻り光の強度にほぼ比例して低下する。そこで、注入
電流値を戻り光がある場合とない場合のしきい値の中間
Imに設定しておけば、反射鏡Ｍの反射率の変化に対応し
て、レーザダイオード（31）の光出力は大幅に変化す
る。レーザダイオード（31）の他方の端面（31b）から
の後方光出力も、一方の端面（31a）からの光出力に比
例して大幅に変化するもので、例えばpinフォトダイオ
ードのような光検出器（32）を他方の端面（31b）に対
向させて、後方光出力を検出することにより、小型軽量
の光学ピックアップが得られる。

なお、レーザダイオード（31）と光検出器（32）とは
同一のパッケージに収容することができる。また、コリ
メートレンズ（33）を省いて、単一レンズ系とすること
もできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のようなSCOOPは、小型軽量化、低価格化が容易
であるが、信号の雑音レベルが高いという問題があっ
た。

次に、SCOOPの雑音について説明する。

戻り光がない場合、レーザダイオードは、単一の線ス
ペクトルを有する単一縦モードで発振する。

ディスク（10）からの戻り光がある場合、ディスク
（10）の微小変位に伴って、レーザダイオード（31）の
端面（31a）とで形成される外部光共振器の共振モード
スペクトルが変化する。またこの外部光共振器の共振モ
ードはレーザダイオード（31）内の共振モードと競合す
る。

これにより、ある１つの単一縦モードが隣りの単一縦
モードにジャンプしたり、複数の縦モードが同時に発振
したりする。この発振縦モードの変化が大きな雑音源と
なる。

かかる問題を解決するために、例えば50MHzから数100
MHzまでの高周波でレーザ発振をオン・オフさせて、常
に多重縦モードで発振状態を保つことにより、単一縦モ
ードの競合や、単一縦モード及び多重縦モード間の発振
モードの変化に伴うノイズを抑止することが既に提案さ
れている（特公昭59−9086号公報参照）。

一方、レーザダイオード（10）は、戻り光の有無に拘
らず、注入電流や周囲温度の変化等により、発振モード
のホッピングやモード競合が生じ、これが大きな雑音源
となる。特に、SCOOPにおいて戻し距離Ｄが短かいと
き、後出第２図に示すように、注入電流対光出力特性が
非線形となり、発振スペクトルは、注入電流の変化に対
し、モード競合やモードホッピング等を含んで、単一縦
モードと多重縦モードとの間を激しく往き来する。従っ
て、注入電流が変動すると発振スペクトルが大きく変化
して、雑音が発生する。

これに対しては、注入電流を大きくして、レーザの利
得制御効果を大きくし、戻り光による雑音を抑えること
が既に提案されている。

ところが、多重縦モード発振しているSCOOPのレーザ
光には、レーザダイオード（31）と、戻り光の反射面と
の距離をＤ、光速をｃ、ｎを整数として、 Fan＝ｎ・c/（2D）・・・（１） Fbn＝α・ｎ・c/（2D）・・・（２）但しα＝0.04〜0.12 で表わされる振動数の誘起振動が現れる。

Ｄが数cmから数ｍの範囲では（２）式の誘起振動が顕
著に現れる。この誘起振動は、第７図に示すように、そ
れぞれの立ち上りがその振動数に制限されて比較的遅
く、立ち下りが急峻な鋸歯状波形を呈し、雑音の有力な
原因となるという問題があった。

かかる点に鑑み、本発明の目的は、自己結合型光学ピ
ックアップの戻り光による誘起振動に起因する雑音を抑
制することのできる光学記録媒体の再生装置を提供する
ところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、例えば第１図及び第２図に示すように、レ
ーザダイオード（31）と、レーザダイオード（31）の一
方の端面（31a）からのレーザ光を光学記録媒体（10）
に照射すると共に、光学記録媒体（10）からの反射レー
ザ光をレーザダイオード（31）の端面（31a）に戻す光
学系（33），（34）と、レーザダイオード（31）の他方
の端面（31b）に対向する光検出器（32）とを有する光
学記録媒体の再生装置において、レーザダイオード（3
1）を駆動するためのパルス状注入電流を発生するパル
ス発生器（48）と、パルス状注入電流の振幅を、反射レ
ーザ光がない場合のしきい値よりも大きな値に設定する
調整手段（47）とを備え、レーザ光の照射を所定の周期
で断続すると共に、パルス発生器（48）からレーザダイ
オード（31）に供給されるパルス状注入電流の持続時間
を制御することにより、レーザ光の１回の照射時間Td
を、光学記録媒体（10）からの反射レーザ光による誘起
振動の基本周期T_b1よりも短く設定したことを特徴とす
る光学記録媒体の再生装置である。

〔作用〕

かかる構成によれば、戻り光誘起振動に起因する雑音
が抑制される。

また、パルス発生器（48）からレーザダイオード（3
1）に供給されるパルス状注入電流の持続時間を短く制
御することにより、発振スペクトルの変化による雑音を
抑制するためにその振幅を大きくしても、直流（平均）
消費電力が小さくなるので、レーザダイオード（31）の
温度上昇を小さくして発振モードを安定化させることが
できる。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照しながら、本発明によ
る光学記録媒体の再生装置の一実施例について説明す
る。

本発明の一実施例の構成を第１図に示す。この第１図
において、前出第５図に対応する部分には同一符号を付
して、一部説明を省略する。

第１図において、光学ピックアップ（30）のレーザダ
イオード（31）からのレーザ光が、２個のレンズ（33）
及び（34）から成る光学系を介して、光学式ビデオディ
スク（10）を照射し、このディスク（10）からの反射レ
ーザ光がレーザダイオード（31）に戻る。

本実施例において、ビデオディスク（10）の実効反射
率は、高反射率部分及び低反射率部分で、例えばそれぞ
れr₁＝90％、r₂＝20％とされる。

また、ビデオディスク（10）とレーザダイオード（3
1）との距離Ｄは、例えばＤ＝7.5cmとされ、レーザ光の
往復に要する時間ΔＴは、例えばΔＴ＝2D/c＝0.5nSと
なる。そして、前出（２）式において、α＝0.05とすれ
ば、誘起振動の基本振動数F_b1は、例えばF_b1＝100MHzと
なり、基本周期T_b1は、例えばT_b1＝1/F_b1＝10nSとな
る。

駆動回路（40）のnpn型トランジスタ（41）及び（4
2）の各エミッタが第３のnpn型トランジスタ（43）のコ
レクタに共通に接続され、トランジスタ（43）のエミッ
タが負電源端子（44）に接続される。トランジスタ（4
1）のコレクタとアースとの間にレーザダイオード（3
1）が接続され、トランジスタ（42）のコレクタは抵抗
器（45）を介して接地される。トランジスタ（42）のベ
ースと電源端子（44）との間に基準電圧源（46）が接続
され、トランジスタ（43）のベースとエミッタとの間に
注入電流設定用電源（47）が接続される。

（48）はパルス発生器であって、これに供給されるク
ロック信号（周期T_P）に同期して、パルス幅がTdのパル
スをトランジスタ（41）のベースに供給する。本実施例
において、パルス幅Tdと繰返し周期T_Pとは、例えばTd＝
5nS、T_P＝50nSに選定される。

次に、第２図をも参照しながら、本実施例の動作につ
いて説明する。

前述のように、光学ビデオディスク（10）の実効反射
率が高、低の２値となるため、本実施例におけるレーザ
ダイオード（31）の注入電流−光出力特性は、第２図Ａ
に示すように、戻り光がない場合の曲線A₀と、戻り光が
ある場合の曲線A₁及びA₂との３本の曲線で表わされる。

パルス発生器（48）から、前述のようなパルスがトラ
ンジスタ（41）のベースに供給されて、同図Ｂに示すよ
うに、そのコレクタ電流、即ちレーザダイオード（31）
の注入電流i₃₁が周期T_Pで断続される。このパルス状注
入電流i₃₁の振幅は、電源（47）の電圧を調整して、同
図Ａに示すように、戻り光がない場合のしきい値よりも
大きなI_Pに設定される。

上述のようなパルス電流i₃₁が注入されて、レーザダ
イオード（31）の光出力は、ディスク（10）の反射率に
応じて変化する。

パルス状注入電流i₃₁が任意の立ち上り時点t₁から注
入されて、そのピーク値I_Pに対応してレーザダイオード
（31）が発光する。発光開始時点t₁ではディスク（10）
からの戻り光がないので、レーザダイオード（10）の初
期光出力は、第２図ＡのP₀点に対応した低レベルのL₀と
なる。

同図Ｄに示すように、t₁時点において、ビデオディス
ク（10）の反射率がr₁と高い場合、このディスク（10）
からの戻り光量が多いため、注入電流i₃₁のピーク値I_P
による光出力は、同図ＡのP₁点に対応した高レベルのL₁
となる。t₁時点から例えば5nSの所定時間Tdが経過する
と、注入電流i₃₁が遮断されて、レーザダイオード（3
1）は消光する。

前述のように、本実施例における誘起振動の基本周期
T_b1は、例えば10nSとなり、これよりもレーザダイオー
ド（31）の消光が早いため、誘起振動の立ち下りによる
雑音の影響を回避することができる。

t₁時点から例えば50nSの所定周期T_Pごとに上述の動作
が繰返される。なお、本実施例において、この周期T
_Pは、サンプリング定理によって、ディスク（10）の記
録情報の（最高空間周波数に対応する）最短再生周期の
1/2よりも小さく設定される。

第２図Ｃ及びＤに示すように、例えば３つの高レベル
光出力パルスが得られた後、同図Ｄに示すように、t₄時
点において、ビデオディスク（10）の反射率がr₂と低く
なった場合、t₄時点より後のt₅時点の注入電流パルスi
₃₁によるレーザダイオード（31）の初期光出力は前述の
ようにL₀となる。しかしながら、この場合は、ディスク
（10）からの戻り光量が少ないため、注入電流i₃₁のピ
ーク値I_Pによる光出力は、同図ＡのP₂に対応した中間レ
ベルのL₂となり、前述と同様に、複数の中間レベル光出
力パルスが得られる。そして、この場合も、前述と同様
に、誘起振動の基本周期よりもレーザダイオード（31）
の１回の照射時間が短かいため、誘起振動による雑音が
抑制される。

なお、本実施例においては、レーザダイオード（31）
の注入電流i₃₁の持続時間を短かくしたので、発振スペ
クトルの変化による雑音を抑制するために、その振幅を
大きくしても、直流（平均）消費電力が小さくなり、レ
ーザダイオード（31）の温度上昇が小さく、発振モード
の安定化に有効である。

また、レーザダイオード（31）の発光時間がディスク
（10）の回転周期（例えば1/60秒）に比べて極めて短か
いので、ディスク（10）の微小変化の影響を殆ど無視す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、自己結合型光学
ピックアップの所定の周期で断続するレーザ光の１回の
照射時間を、戻り光による誘起振動の基本周期よりも短
かく設定するようにしたので、誘起振動に起因する雑音
を制御することのできる光学記録媒体の再生装置が得ら
れる。

また、パルス発生器からレーザダイオードに供給され
るパルス状注入電流の持続時間を短く制御することによ
り、発振スペクトルの変化による雑音を抑制するために
その振幅を大きくしても、直流（平均）消費電力が小さ
くなるので、レーザダイオードの温度上昇を小さくして
発振モードを安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学記録媒体の再生装置の一実施
例の構成を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例
の動作を説明するための線図、第３図は従来の光学式ビ
デオディスクの要部の構成を示す斜視図、第４図は従来
の光学ピックアップの構成例を示す略線側面図、第５図
は従来の光学記録媒体の再生装置の構成例を示す略線側
面図、第６図は第５図の要部の特性曲線図、第７図は本
発明の説明のための波形図である。（10）は光学式ビデオディスク、（30）は光学ピックア
ップ、（31）ははレーザダイオード、（32）は光検出
器、（40）は駆動回路、（48）はパルス発生器である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザダイオードと、このレーザダイオー
ドの一方の端面からのレーザ光を光学記録媒体に照射す
ると共に、この光学記録媒体からの反射レーザ光を上記
レーザダイオードの一方の端面に戻す光学系と、上記レ
ーザダイオードの他方の端面に対向する光検出器とを有
する光学記録媒体の再生装置において、上記レーザダイオードを駆動するためのパルス状注入電
流を発生するパルス発生器と、上記パルス状注入電流の振幅を、上記反射レーザ光がな
い場合のしきい値よりも大きな値に設定する調整手段とを備え、上記レーザ光の照射を所定の周期で断続すると共に、上記パルス発生器から上記レーザダイオードに供給され
る上記パルス状注入電流の持続時間を制御することによ
り、上記レーザ光の１回の照射時間を、上記光学記録媒
体からの反射レーザ光による誘起振動の基本周期よりも
短く設定したことを特徴とする光学記録媒体の再生装
置。