JPH01166344A - 光ディスク装置の光ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光ディスク装置或いは光磁気ディスり装置等
のディスク状媒体に光ビームを照射して記録、再生、消
去等を行う装Ｗ（以下単に光ディスク装置と称す）に用
いられる光ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

従来、ディスク状媒体を用いて情報を記録再生する装置
としては、書込みを一度だけ行なえるものと、書込みを
何度も行なえるものが開発されている。書込みを何度も
行なえるものとしては、位相変換（ｐｃ）によるものと
光磁気（ＭＯ）によるものが提案されている。

光磁気媒体を用いる光磁気ディスク装置の光ヘッドとし
ては、従来第２図に示すようなものがある。

第２図において、１は光源である半導体レーザであり、
半導体レーザｌからのレーザ光は、コリメータレンズ２
で平行光ビームとなる。平行となった光ビームの大部分
はサブスプリッタ３とメインスプリッタ４を透過した後
、ガルバノミラ−５で変向されて対物レンズ６に入る。

対物レンズ６に入った平行ビームは対物レンズ６で集光
され、記録媒体であるディスク７の媒体面に直径約１μ
ｍの光スポットを形成する。

情報の記録時には光スポットによる熱エネルギーと、コ
イル８により発生する外部磁界のエネルギーと、でディ
スク７の媒体面に磁気記録を行なう、また、情報の再生
時には光スポットの反射光を対物レンズ６、ガルバノミ
ラ−５、メインスプリッタ４．２大板９、偏光ビームス
プリッタＩＯ１および結像レンズ１１，１１’　を介し
て受光素子１２．１３で受光し、受光素子１２．１３の
差動出力から反射光のカー回転を検出して情報を再生し
ている。

なお、図中１６はオートフォーカス、オートトラックの
ために反射光をサブスプリッタ３から結像レンズ１４、
シリンドリカルレンズ１５を介して受光する受光素子で
ある。

次に、第３図はディスク７の半径位置に対するディスク
上での最適レーザパワーを記録時（図中曲線Ａ、参照）
と再生時（図中曲線Ｂ１参照）について示したグラフで
ある。第４図から明らかなように、高いパワーで記録し
、低いパワーで再生するようにしており、１台の光ヘッ
ドで記録と再生を行なう場合には、記録時には高いパワ
ーを、再生時には低いパワーを、それぞれ使い分ける必
要がある。

ところで、半導体レーザには、出力に限界があり、出力
限界の最大パワーと、記録時に必要なディスク上での最
適パワーとの比率で光ヘッドの照射効率ηが決められる
。例えば、最大出力パワーが３０ｍＷの半導体レーザを
使用して第４図に示すように、直径３００Ｍの光磁気デ
ィスクに記録する場合は、最外周（半径１５０閤）では
最適記録パワーとして１０ｍＷ必要であるから、照射効
率ηは、３３％以上必要となる。

一方、照射効率３３％の光ヘッドで情報を再生する場合
、最外周（半径１５０＋ｍｓ）では、最適再生パワーが
光磁気ディスク上で２．０ｍＷであるから、レーザの発
光パワーとしては、６．１ｍＷになる。、最内周（半径
７０ｍｍ）では最適再生パワーが光磁気ディスク上で１
．５ｍＷであるから、レーザの発光パワーとしては４．
５ｍＷになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ＣＡＴＶ方式（定角速度方式）の光磁気ディスク装置で
は、最適記録再生パワーは第３図で示したようにディス
クの外周側では最適記録再生パワーは大きくなるが、デ
ィスクの内周側では最適記録再生パワーは小さくなる。

又レーザは第４図に示したように定格値以下（５ｍＷ以
下）では著しくレーザノイズが多くなる。レーザノイズ
が多い光を再生に使用すると、再生信号にレーザノイズ
が混入して再生信号のＣ／Ｎ比が低下し、再生信号の誤
り率が高くなってしまう。

従って使用できるレーザパワーはそのレーザノイズが急
増する所定値以上で最大出力以下となる。

一方ディスク上で必要なパワーは、第３図で示したよう
に最内周の再生パワー（１，５ｍＷ）から最外周の記録
パワー（１０ｍＷ）までとダイナミックレンジが広い。

従って、従来の照射効率が固定の光ヘッドでは、レーザ
の使用できるパワーのダイナミックレンジが狭いと、最
適な記録、再生ができないという問題点があった。

又、環境温度が変化すると最適な記録パワーは変化する
。

光磁気記録は媒体（垂直磁化膜）の微小領域をレーザビ
ームの照射によってキュリー温度以上に上昇させた状態
で媒体の垂直（膜厚）方向の外部磁界を与えて、該微小
領域の磁化方向を前記外部磁界の向きにそろえるもので
あるから、媒体自体の温度が既に高ければ、キュリー温
度に達する迄に必要なエネルギーは少なくて済み、逆に
媒体自体の温度が低ければエネルギーは多く必要となる
。

勿論媒体自体の温度は環境温度に応じて変化するもので
あるから、環境温度が上がると最適な記録パワーは第３
図の点線で示す様に小さくなり、環境温度が下がると、
最適な記録パワーは第３図−点鎖線で示す様に大きくな
る。環境温度が変化すると考えると、必要なディスク上
のパワーのダイナミックレンジがさらに大きくなり、従
来の照射効率固定の光ヘッドでは対応できなるなるとい
う問題点があった。

そこで、レーザノイズを低減するために、再生時には、
光源に高周波を重畳することが行なわれている。しかし
、この場合には効果な高周波回路が別途必要となり、コ
ストの低減を図ることができないという欠点があった。

また、情報の記録再生周波数は、重畳する高周波の周波
数よりも充分に低くする必要があることから、情報記録
再生速度に限界があり、情報の転送速度を上げることが
困難であるという欠点もあった。

〔問題点を解決する為の手段〕

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、安価でかつ高いＣ／Ｎ比が得られ、また
高転送速度の光ヘッドを提供することを目的としている
。

この目的を達成するため、この発明は、円盤状の記録媒
体上に光源からの光ビームを対物レンズにより集光して
記録媒体に対して情報の記録再生を行なう光ディスク装
置において、前記光源と前記対物レンズとの間に透過率
が可変な光学素子を設け、光ヘッド半径位置検出回路酸
いは該位置検出回路及び温度検出手段によって前記光学
素子の透過率を制御する様にした。

〔作　用〕

この発明においては光学素子により、レーザ光の透過率
を可変として、ディスクの内側では照射効率を低く、外
側では照射効率を高くして、ディスクの半径位置によっ
て照射効率を可変にする。

又、環境温度が高いと照射効率を各半径位置について全
体的に低く、環境温度が低いと照射効率を全体的に高く
する。こうすることによってレーザパワーのダイナミッ
クレンジが広くなくても、ディスクの半径位置の違いや
、環境温度の変化に対応できて、再生時には高いＣ／Ｎ
比を得ることができる。

また、高周波を重畳させていないので、高周波回路を設
ける必要がなく、コストを低減することができ、さらに
、記録再生周波数を高くすることができるので、情報の
転送速度を上げることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図はこの発明の一実施例を示す図である。なお従来例
と同一構成部分については同一符号を付してその説明を
省略する。

まず、構成を説明すると、第１図において、１７は透過
率が可変な光学素子であり、この光学素子１７はコリメ
ータレンズ２とサブスプリッタ３との間に設けられてい
る。なお、光学素子１日を配置する位置としては、前述
した場合に限定されるものではなく、半導体レーザ１と
対物レンズ６　−との間の任意の位置に設けられるよう
にしても良い、この場合には透過率が低下しないような
位置を選択する必要がある。

ここで、透過率が可変な光学素子１７としては、例えば
エレクトロクロミック素子（ＥＣ）を用いるが、これに
限らず透過率を可変とする液晶でも良い、エレクトロク
ロミック素子に電圧を印加することにより、半導体レー
ザ１からのレーザ光の透過率を４０〜８０％まで可変と
することができる。したがって、第１図において、エレ
クトロクロミック素子以外の光学素子の照射効率を５０
％とすると、エレクトロクロミック素子を含めた光ヘツ
ド全体では照射効率を２０〜４０％まで可変とすること
ができる。

１Ｂはヘッドの半径位置即ち照射されているビームスポ
ットのディスク半径方向の位置を検出するためのリニア
エンコーダーである。１９は温度センサーである。２０
はリニアエンコーダーと温度センサーの出力から最適な
光学素子の透過率の値に制御するための光学素子印加電
圧発生回路である。

次に作用を説明する。まず最外周での最適な記録、再生
について説明する。半導体レーザｌの最大出力を３０ｍ
Ｗとすると、第３図により記録の最適なディスク上のパ
ワーはｌＯｍＷなので光ヘツド全体の照射効率は３３％
以上になる。ここで照射効率を３３％とおくと再生時の
最適なディスク上のパワーは２．０ｍＷなのでレーザの
発光パワーは６．１ｍＷとなり、第４図に示した発光パ
ワーがレーザノイズが急増する境界値である５ｍＷより
大きいので問題ない０次に最内周では光ヘッドの全体の
照射効率を２５％とすると、ディスク上のパワーで最適
な記録パワーは６ｍＷ、再生パワーは１．５ｍＷである
から、レーザの発光パワーは記録時で２４ｍＷ、再生時
で６．０ｍＷとなり共に境界値の５ｍＷ以上となる。他
のディスクの半径位置については第５図に示した実線の
ようにリニアに効率を変化させる。

こうすることによって、ディスクの各半径位置でレーザ
ノイズを大幅に低減することができ、高いＣ／Ｎ比を得
ることができる。

又、環境温度の変化には、環境温度が下がるとヘッドの
効率を第５図の一点鎖線のように高くして、環境温度が
上がると、ヘッドの効率を点線のように低くして対応す
ることができる。

又、ヘッドの効率はディスクの半径位置に対してステッ
プ状に変化させてもよい。

以上の説明では記録時のレーザパワーを透過率可変の光
学素子で制御する実施例であったが、再生時のレーザパ
ワーについても媒体がキエリー温度に達しない範囲でな
るべく強いパワーで再生するのが以下の理由で好ましい
。

１、第４図で示す樺に大パワーで動作した方がレーザノ
イズが少い。

２、媒体からの情報光量が大となり、再生信号のＳ／Ｎ
が良くなる。

従って再生時にもレーザパワーを制御すると更に良い。

【発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、透過率が
可変な光学素子を設けて、ディスクの半径位置や環境温
度によってヘッドの照射効率を変化させるので、レーザ
パワーのダイナミックレンジが広くなくてもディスクの
半径位置の違いや、環境温度に対応でき、再生時には高
いＣ／Ｎ比を得ることができる。又、光学素子は温度変
化やヘッドの移動速度に応答すればよいのでエレクトロ
クロミック素子でも十分応答できる。

さらに、高周波の重畳を行なってないので、コストを低
減することができるだけでなく、記録再生周波数を高く
することで、情報の転送速度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体構成図、第２図
は従来例を示す全体構成図、第３図はディスク上での最
適パワー特性を示すグラフ、第４図はレーザノイズ特性
を示すグラフ、第５図は実施例で示したヘッドのディス
ク半径位置に対する照射効率を示すグラフである。 〔主要部分の符号の説明〕 ｌ・・・・・・半導体レーザ（光［） ６・・・・・・対物レンズ ７・・・・・・ディスク（ディスク状記録媒体）１７・
・・光学素子 １８・・・リニアエンコーダ（ビームスポットの照射位
置検出手段） １９・・・温度センサー（温度検出手段）２０・・・光
学素子印加電圧発生回路（光学素子検出手段） 出願人　　日本光学工業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光ビームを対物レンズにより集光して
   ディスク状記録媒体にビームスポットとして照射するこ
   とによって情報の記録再生を行う光ディスク装置に於い
   て、 前記光源と対物レンズとの間に設けた透過率可変の光学
   素子と、 前記ビームスポットが照射されている前記媒体の半径方
   向の位置を検出するビームスポット照射位置検出手段と
   、 前記ビームスポット照射位置検出手段の出力により前記
   光学素子の透過率を制御する光学素子制御手段とを備え
   た事を特徴とする光ディスク装置の光ヘッド。
2. （２）光源からの光ビームを対物レンズにより集光して
   ディスク状記録媒体にビームスポットとして照射するこ
   とによって情報の記録再生を行う光ディスク装置に於い
   て、 前記光源と対物レンズとの間に設けた透過率可変の光学
   素子と、 前記ビームスポットが照射されている前記媒体の半径方
   向の位置を検出するビームスポット照射位置検出手段と
   、 周囲温度を検出する温度検出手段と、 前記ビームスポット照射位置検出手段及び前記温度検出
   手段の出力により前記光学素子の透過率を制御する光学
   素子制御手段とを備えた事を特徴とする光ディスク装置
   の光ヘッド。
3. （３）前記光学素子制御手段は記録時に作動することを
   特徴とする特許請求の範囲第１又は２項記載の光ディス
   ク装置の光ヘッド。
4. （４）前記光学素子制御手段は記録時及び再生時に作動
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の光ディスク装置の光ヘッド。