JP3040522B2 - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

光学式情報記録再生装置

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JP3040522B2
JP3040522B2 JP3100218A JP10021891A JP3040522B2 JP 3040522 B2 JP3040522 B2 JP 3040522B2 JP 3100218 A JP3100218 A JP 3100218A JP 10021891 A JP10021891 A JP 10021891A JP 3040522 B2 JP3040522 B2 JP 3040522B2
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/126Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08505Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光カードなどの不連続走
査を行う情報記録媒体を対象とする光学式情報記録再生
装置に係り、とくに光学式走査を行うためのレーザ光源
の光出力を加減する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2ないし図6を用いて従来技術を説明
する。従来、光カードなどの光情報記録媒体で情報の記
録再生を行う際、トラックジャンプまたはシークを必要
とするときは、トラッキングエラー信号に基づいて所要
のトラック位置に光スポットが照射されるように、トラ
ック横断数をカウントしつつ光ヘッドをトラックと直交
方向に移動させている。そして、トラッキング信号の取
出し方法としては例えば本願出願人によるエッジミラー
法によるものがある(特願平1-282167号)。
【0003】これは図2に示すように構成され、焦点誤
差検出とトラッキング誤差検出とに利用されるものであ
る。この構成において、レーザ1からの拡散光はコリメ
ータレンズ2により平行光に変換され、回折格子3、ビ
ームスプリッタ4、光路変更ミラー5および対物レンズ
6を経て光情報記録媒体7の表面に光スポットを合焦さ
せる。
【0004】この光スポットは、図3(a) に示すよう
に、光情報記録媒体の表面からビームスプリッタ4まで
上記経路を逆に辿り、コリメータレンズ8、エッジミラ
ー9を介してフォトディテクタ10、11に至る。そし
て、光学系が合焦しているときには光情報記録媒体から
反射した光は入射光と同じく平行光として戻る。他方、
デフォーカス時たとえば対物レンズ6と光情報記録媒体
7が遠ざかったときは収束光が戻り、近付いたときは拡
散光になる。
【0005】この光束がビームスプリッタ4を通って受
光用コリメータレンズ8で収束光になり、エッジミラー
9により半分の光が光路変更され、残りの光がそのまま
直進する。この直進した光を2分割フォトディテクタ1
0により焦点誤差信号として取出す。
【0006】この状況は図3(b) に示す通りであり、対
物レンズ6と光情報記録媒体7とが接近したときD1 −
D2 >0、反対に遠ざかったときD1 −D2 <0とな
る。そして、図3(c) は焦点誤差信号である。
【0007】一方、トラッキングエラー検出は図4(a)
に示す3ビーム法で行われる。図2における回折格子3
で3ビームになり、ビームスプリッタ4、ミラー5、対
物レンズ6を介して光情報記録媒体7に3スポットが照
射される。この照射光は光情報記録媒体で反射され、こ
の反射光に含まれる0次光は焦点誤差検出用に用いら
れ、同じく±1次光はトラッキングエラー検出用に用い
られるもので、受光用コリメータレンズ8を経てエッジ
ミラー9を直進した半円形スポットはS2 となり、また
エッジミラー9で反射された半円形スポットはS1 とな
る。これら両者S1 、S2 の差をとるとトラッキングエ
ラー信号となる。図4(b) はトラック横断エラー信号で
ある。
【0008】このような検出装置により焦点誤差検出お
よびトラッキング誤差検出が行われる光情報記録媒体
は、図2に示すように、また図5に拡大して示すように
構成されている。光情報記録媒体にはトラッキングトラ
ックとデータトラックとの二つのトラックが設けられて
おり、これらトラックは、カード基材であるアクリル板
の上に有機物(銀塩系)を塗布してなる平面上に写真印
刷法によって設けられる。そしてその寸法は、トラッキ
ングトラックが幅2.5μm 、光反射率20%であり、
トラックピッチは12μm 、データトラックは幅9.5
μm 、光反射率40%のフォーマットである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような光情報記録
媒体のフォーマットは、次のような長所および短所を有
する。長所としては大量生産に向き、低コストで提供で
きることであり、短所としてはトラッキングトラックと
データトラックとの間に段差が発生し、この段差がトラ
ッキング誤差の原因になる。
【0010】これを図6により説明する。図6(a) に示
すように構成された光情報記録媒体のトラッキングトラ
ックおよびデータトラックは、トラッキングトラックが
突出した段差を形成している。この段差の高さαは概ね
250nmであり、ある程度のばらつきがある。この値が
レーザの発生光の波長との関係で問題がある。
【0011】光情報記録媒体記録再生装置用レーザは8
30nmが一般的であるから、その1/4波長は約208
nmとなり、段差の高さαと近い値である。すなわち光情
報記録媒体と同一原理に基づくコンパクトディスクの変
調は、λ/4近傍の深さのピットを用いていることが知
られている。
【0012】これは、レーザ光の性質によるのであり、
コヒーレントつまり可干渉性の強いレーザ光はλ/4の
高さの段差により光情報記録媒体への入射光と反射光と
の間でλ/4+λ/4=λ/2となり、丁度位相が18
0°ずれた状態になる。したがって干渉光は同図(b) に
示すように、入射光、反射光に比べて遥かに振幅の小さ
なものとなる。実際には段差部分の端がだれているので
入射光と反射光とが完全に打ち消してしまうことはない
にしても、大幅に振幅を減らす。
【0013】たとえば図7(a) に示す3つの例のうち
、のように、片方のトラッキングスポットがトラッ
クの境目に当たる場合、すなわちスポットS1 とS2 の
片方がトラックの境目に当たると干渉が生じる結果、所
要の光量より少なくなり外乱に結び付く。すなわち図7
(a) のの場合は、トラッキングスポットS1 、S2 は
両者ともトラック間の境目すなわち段差の位置にあり、
両スポットの光量が同じように少ないため同図(c) に示
す波形' には影響が現れない。
【0014】これに対して同図(a) のの場合、スポッ
トS2'だけが両トラックの境目にあり、S1'はデータト
ラック面にあるため、同図(b) に示すように差動増幅器
を介したエラー信号(S1'−S2')は同図(c) の' に
破線で示すようにショルダが発生する。そしての場合
には、スポットS1'' が両トラック間の境目に位置する
ため段差の影響を受け、同図(b) に破線で示す理想状態
の反射光に対して実線で示す現実の光は小さなものとな
る。このため差信号(S1'' −S2'' )は振幅の小さな
ものになり、差動増幅器の出力は' に破線で示すよう
に負のショルダとなる。
【0015】これらのショルダはカードの両側部すなわ
ちデータの書き始め、書き終りの近傍でトラックジャン
プおよびシークを行うと、同図(c) に実線で示した理想
の波形に重畳して示されている、破線で示したショルダ
' 、' のピークをそれぞれ一つのトラッキングエラ
ー信号と数え、カウントミスを生じるからトラッキング
制御の誤差を生じることになる。
【0016】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、光情報記録媒体などの情報記録媒体に情報を記録再
生する装置における情報記録面に段差があっても正しく
トラッキング制御を行え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。
【0017】上記目的達成のため、本発明では、光学的
情報記録媒体におけるトラッキングビームの対に対する
基準としてデータトラックに関する段差変位を形成する
トラッキングトラックを用いて、前記データトラックに
沿って前記光学的情報記録媒体の上に焦点合わせされた
レーザのビームをトラッキングする、3ビーム法を用い
た光学的情報記録再生装置において、トラックジャンプ
およびシーク動作が行われるとき、前記レーザを間欠的
にオン、オフさせて前記レーザをマルチモードで動作さ
せる出力低減手段をそなえ、前記マルチモードにおい
て、前記レーザの実効出力は、再生動作中よりも小さ
く、レーザエネルギスペクトラムは同様であるが干渉の
影響を実質的に受けないような小さなエネルギピークを
有することを特徴とする光学的情報記録再生装置、を提
供するものである。
【0018】
【作用】レーザダイオードは、大出力時は単一波長の出
力を生じるシングルモードで動作し、小出力になると複
数波長の出力を生じるマルチモードで動作する。このマ
ルチモードでは、複数波長の出力を生じるからシングル
モードの場合よりも干渉性が少ない。そこで、干渉によ
る影響を受け易いトラックジャンプ制御時およびシーク
制御時にはレーザダイオードを小出力つまりマルチモー
ドで動作させる。
【0019】
【発明の効果】本発明は上述のように、レーザダイオー
ドをトラックジャンプ時およびシーク時には小出力すな
わちマルチモードで動作させるため、大出力のシングル
モード時には光情報記録媒体の情報記録表面における段
差に起因する光干渉によるトラックジャンプ時およびシ
ーク時のトラッキング制御の誤差を防止して正しく制御
することができる。
【0020】
【実施例】図1は本発明の一実施例に用いられるレーザ
ダイオードの出力切換回路を示したものである。この回
路において、レーザダイオードLDは、その発生光を受
けるフォトダイオードPDによるモニタ信号が比較器A
MP1 により基準信号と比較されて誤差信号が形成さ
れ、この誤差信号が電力増幅器AMP2 により増幅され
て得られた出力がアノードに給電されて発光する。
【0021】基準信号は、フォトダイオードPDに直列
接続された可変抵抗VR1 、VR2により与えられる。
可変抵抗VR1 は読出し時の基準信号を与えるためのも
ので、また可変抵抗VR2 は書込み時の基準信号を与え
るためのものであり、これら可変抵抗は基準電源+Vと
−Vとの間にフォトダイオードPDとともに直列接続さ
れて比較器AMP1 への基準電圧を形成する。読出し時
には、書込み信号WTがないからスイッチSW2 が開い
ており、可変抵抗VR1 の設定電圧が基準信号となる。
これに対して書込み時には書込み信号WTが与えられて
スイッチSW2が閉じるから可変抵抗VR1 、VR2 双
方の合成設定電圧が基準信号となる。
【0022】レーザダイオードLDのアノードは、レー
ザダイオードLDにデューティサイクル動作をさせるた
めに、抵抗R2 およびスイッチSW1 を介して接地され
得るように構成されている。スイッチSW1 はアンドゲ
ートG1 の出力に応じて開閉してレーザダイオードLD
のアノードを接地するものである。ゲートG1 には、9
0%デューティでハイとなるパルス、書込み状態でない
ときハイとなるWTバー、シークまたはトラックジャン
プ状態であるときハイとなるSEEKバーの3つの入力
が与えられ、アンド条件が成立するとスイッチSW1 を
オンにするように出力を生じる。
【0023】比較器AMP1 の反転入力端と電力増幅器
AMP2 との間に挿入される、抵抗R1 とコンデンサC
2 との直列回路は、フォトダイオードPDの浮遊容量C
2 を打ち消すためのフィードフォワード作用とリード時
のスイッチングおよび光出力についての平滑化作用の二
つの目的を有するものである。
【0024】このように構成された図1の回路は、スイ
ッチSW1 を開放しておくことによりレーザダイオード
LDを連続動作させてシングルモードあるいは中間モー
ドとし、スイッチSW1 を間欠的にオンオフ動作させる
ことによりレーザダイオードLDを間欠的にオンさせて
マルチモードとする。すなわち、スイッチSW1 が開い
ているときは記録または再生動作時であり、記録時には
スイッチSW2 が閉じて基準電源−Vから負の大きな電
圧が比較器AMP1 の反転入力端子に与えられるからレ
ーザダイオードLDがシングルモードで動作し、再生時
にはスイッチSW2 が開いて比較器AMP1 の反転入力
端子への入力が小さくなるからレーザダイオードLDは
軽度のマルチモードで動作する。またスイッチSW1 が
間欠的に閉じるときはシークもしくはトラックジャンプ
時であり、レーザダイオードLDはデューティサイクル
が10%の動作を行うから平均電力は非常に小さくな
り、レーザダイオードLDはマルチモードで動作する。
【0025】図8は、レーザダイオードLD(図1)の
各動作モードにおける発生光を示したものである。最大
入力が与えられるシングルモードは、図1におけるスイ
ッチSW1 を開きスイッチSW2 を閉じたときであって
記録時に用いられ、波長λpの光だけを10mWの出力
で生じる。中間モードは再生モードで用いられるもの
で、この図では1mWと0.5mWの2つの出力の場合
が示されているが、ここでは1mWを再生モードで利用
することとする。図1における可変抵抗VR1 の設定値
を変えることにより0.5mWを選択することもでき
る。そして、図1におけるスイッチSW1 を間欠的に閉
じることにより、さらにデューティサイクルに応じてレ
ーザダイオードLDへの供給電力を減じることができ、
図1の場合はデューティサイクルが10%であるから、
1mWからその1/10の0.1mWになる。このとき
発生光の波長は、λp を中心にして多数の波長を含んだ
マルチモード特有のスペクトルとなる。
【0026】このマルチモードでは、シーク時に光情報
記録媒体からレーザダイオードへの戻り光の絶対量が少
ないため、レーザダイオードと媒体間での共振による不
安定動作を防止でき、この結果トラッキングエラー信号
の振幅変動を防止できる。また戻り光がマルチモードで
あるためインコヒーレンスに近く戻り光による干渉の少
ない安定したトラッキングエラー信号が得られる。
【0027】図9は、レーザダイオードLDの動作特性
を示したもので、書込み時に用いられるシングルモード
では10mWの光出力を生じ、トラックジャンプおよび
シーク時に用いられるマルチモードでは0.1mWの光
出力を生じる。そして読出しに用いられる中間モードで
は1mWの光出力を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるレーザダイオード出
力制御回路を示す図。
【図2】図1の実施例に用いられるエッジミラー方式の
光学系を示す図。
【図3】図2におけるエッジミラー方式の要部構成を示
す図。
【図4】図2および図3におけるエッジミラー3ビーム
方式のトラッキングエラー検出法を説明するための図。
【図5】光情報記録媒体におけるトラッキングエラー検
出方式の説明図。
【図6】光情報記録媒体におけるレーザ光の干渉を説明
する図。
【図7】光情報記録媒体におけるトラッキングエラー検
出の問題点を説明する図。
【図8】本発明におけるレーザダイオードの動作モード
の説明図。
【図9】図8における動作モードと動作特性との関係を
示す図。
【符号の説明】
LD レーザダイオード SW スイッチ PD フォトダイオード AMP1 比較器 AMP2 電力増幅器 WT 書込み信号 SEEK シーク信号 1 レーザ 2 コリメータレンズ 3 回折格子 4 ビームスプリッタ 5 ミラー 6 対物レンズ 7 光情報記録媒体 8 コリメータレンズ 9 エッジミラー 10 フォトディテクタ 11 フォトディテクタ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学的情報記録媒体におけるトラッキング
    ビームの対に対する基準としてデータトラックに関する
    段差変位を形成するトラッキングトラックを用いて、前
    記データトラックに沿って前記光学的情報記録媒体の上
    に焦点合わせされたレーザのビームをトラッキングす
    る、3ビーム法を用いた光学的情報記録再生装置におい
    て、 トラックジャンプおよびシーク動作が行われるとき、前
    記レーザを間欠的にオン、オフさせてマルチモードで動
    作させる出力低減手段をそなえ、 前記マルチモードにおいては、前記レーザの実効出力
    が、再生動作中よりも小さく、レーザエネルギスペクト
    ラムは同様であるが干渉の影響を実質的に受けないよう
    な小さなエネルギピークを有するようにすることを特徴
    とする光学的情報記録再生装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の光学的情報記録再生装置に
    おいて、 前記レーザの出力を低減するときは、再生レベルの出力
    のほぼ1/10に減じることを含む光学的情報記録再生
    装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の光学的情報記録再生装置に
    おいて、 前記出力低減手段は、再生動作中に与えられる前記レー
    ザの電力を間欠的にオンすることにより出力を低減する
    ようにした光学的情報記録再生装置。
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CA002067654A CA2067654C (en) 1991-05-01 1992-04-30 Optical information recording and reproduction apparatus

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