JPH02220239A - 光学的記録再生装置 - Google Patents

光学的記録再生装置

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JPH02220239A
JPH02220239A JP1041393A JP4139389A JPH02220239A JP H02220239 A JPH02220239 A JP H02220239A JP 1041393 A JP1041393 A JP 1041393A JP 4139389 A JP4139389 A JP 4139389A JP H02220239 A JPH02220239 A JP H02220239A
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Keiichi Tsutsui
敬一 筒井
Kazuo Tsuboi
坪井 和生
Koji Sogo
浩二 十河
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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) 本発明は、半導体レーザの出力設定回路と、所定の周波
数帯域にあるデータがピットの形で記録されている記録
媒体上のトラック上に対して、前記出力設定回路からの
設定出力に応答して駆動されて再生用スポット光を照射
する半導体レーザと、前記記録媒体からの反射光を戻り
光として前記半導体レーザに戻す光学系と、前記光学系
を介して戻ってきた戻り光に応答する前記半導体レーザ
の光出力変化を検出するフォトディテクタとを備えた光
学的記録再生装置に係り、詳しくは記録媒体の振動とか
光学系の歪みなどに起因して戻り光量が正規の量から変
動したことによる半導体レーザの光出力変化とか、ある
いは戻り光量が正規の量であっても周囲の温度変化に起
因して半導体レーザの動作特性が変化してしまった結果
生じる半導体レーザの光出力変化とかのようにデータの
再生とは無関係な外的・内的要因により半導体レーザの
光出力変化があっても記録媒体上のピットの形で記録さ
れたデータを正確に検出できるようにした技術に関する
なお、本明細書ではピットの読み取り再生に対応する半
導体レーザの光出力中に含まれる周波数成分をデータ周
波数成分と定義する一方、そのデータ周波数成分以外に
温度変化とかデフォーカシングといった各種の要因によ
り半導体レーザの光出力中に含まれてくる周波数をデー
タ周波数成分に対して変動周波数成分と定義する。
(従来の技術) このような光学的記録再生装置には、第5図に示すよう
に、記録時においては半導体レーザLDを高出力でオン
オフ駆動することでその前方から記録用スポット光SP
Rを、コリメートレンズCLおよび対物レンズTLから
なる光学系を介してモータMTで図中の矢印方向に移動
される記録媒体RMのトラック上に照射することでその
トラック上に情報単位であるピットを記録する。再生時
においてはその半導体レーザLDを低出力で駆動するこ
とでその前方から再生用スポット光SPPをそのトラッ
ク上に照射するとともに、その反射光を戻り光SPBと
して上記光学系を介して半導体レーザLDに導き、その
戻り光SPBがピットからの反射光であるか、記録媒体
RMの他の部分からの反射光であるかに基づく戻り光の
強度の変化に応答する半導体レーザLDの光出力変化を
その半導体レーザLDの後方に配置されているフォトデ
ィテクタPDで検出し、そのフォトディテクタPDの出
力に基づいてそのピットの形で記録されているデータの
読み取り再生を行うようにしたものがある。
この光学的記録再生装置におけるピットの読み取りの原
理について第6図を参照して説明すると、第6図は戻り
光SPHに応じた半導体レーザLDの光出力(a+W)
を縦軸に、半導体レーザLDの順電流(IllA)を横
軸にそれぞれ示された半導体レーザLDの順電流特性を
示す図である。第6図において、■は半導体レーザLD
への戻り光がピットの無い部分(光反射率の大きい部分
)での戻り光である場合の特性カーブを示し、■は半導
体レーザLDへの戻り光がピットの有る部分(光反射率
の小さい部分)での戻り光である場合の特性カーブを示
している。また、Imは半導体レーザLDの光出力が立
ち上がるスレッシ日ルド電流であり、半導体レーザLD
はこのスレッショルド電流In以上の定電流Iaで駆動
されるようになっている。第6図から明らかなように半
導体レーザLDは記録媒体RMのトラック上を反射され
て戻ってくる再生用スポット光SPPの戻り光SPBか
ピットの無い部分からの強度の大きな戻り光である場合
は■の特性カーブとなり、ピットの有る部分からの強度
の小さな戻り光である場合は■の特性カーブとなってい
る。そして、両特性カーブにおける定電流1aでの半導
体レーザLDの出力Paとpbとの差がフすトディテク
タPDで検出され、このフォトディテクタPDの検出出
力に基づいて記録媒体RMのトラックにピットの形で記
録されているデータが読み取り再生されるのである。
(発明が解決しようとする課題) ところで、半導体レーザLDは周囲の温度変化の影響を
受けて第6図における横軸のスレッショルド電流!mの
値が変化するという性質を備えていて第6図に対応する
第7図のように周囲温度が0℃ではImo、25℃では
l1llts、50℃ではIms。というようにそのス
レッショルド電流が変化する。そのため、例えば周囲温
度25℃のときのスレッショルド電流In、、に対応し
て定電流■aが設定されているときに、周囲温度か0℃
または50℃に変化するとピットを検出する半導体レー
ザLDの出力変化レベルもそれに応じてピット有りのと
きでは本来ではPaであるべき出力がPa  SPa”
 というように変化することとなり、その結果、フォト
ディテクタPDにおける検出出力値に誤差となってあら
れれてくる。このような誤差があっては記録媒体RMの
トラック上にピットの形で記録されているデータを正確
に読み取り再生することができなくなるという問題があ
る。
また、半導体レーザLDからの再生用スポット光SPP
は光学系を介して記録媒体RMのトラック上にフォーカ
シングされるべきであるが、その記録媒体RMの機械的
な振動とか光学系の歪みといった各種の要因によりフォ
ーカシングされなくなり(デフォーカシング状態)、そ
の結果、縦軸に戻り光量、横軸にデフォーカシング量を
あられす第8図に示すように半導体レーザLDに対する
その再生用スポット光SPPの反射光である戻り光SP
Hの量がデフォーカシング量の増大に応じて減少方向に
変動することになる。このような戻り光SPHの減少は
当然、半導体レーザLDの光出力の低下となっていあら
れれてくるから、これも上記と同じくピットの形で記録
されたデータを正確に読み取り再生することができなく
なるという問題となる。
つまり、第9図および第1O図を参照して説明するよう
に、まず、第9図(1)のように半導体レーザLDから
の再生用スポット光のデフォーカシング量が変動して、
半導体レーザLDへの戻り光量、したがって、半導体レ
ーザLDの光出力もそれに対応して変動することになる
。この変動による半導体レーザLDの光出力の変化成分
に対応した周波数成分を変動周波数成分Stとしたとき
に、ピットの形で記録されているデータ周波数成分S2
はこの変動周波数成分Slにより第9図(2)のように
振幅変調されてしまう。そして、その振幅変調の結果、
谷Vの部分でそのデータの振幅が極端に小さくされてし
まうと、フォトディテクタPDでは半導体レーザLDの
出力変化を検出することができなくなる。なお、第10
図はフォーカス変動周波数帯域と、データ周波数帯域と
を示している。
このようにして、従来の光学的記録再生装置にあっては
、温度変化とかデフォーカシングといった要因によりデ
ータの正確な読み取り再生ができなくなることがあり、
動作上の信頼性において問題のあるものであった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、周
囲の温度変化による半導体レーザの光出力変化とか、再
生用スポット光のデフォーカシングによる戻り光量の変
動などがあっても正確に記録媒体のトラック上にピット
の形で記録されているデータを正確に読み取ることがで
きるようにすることを目的としている。
(課題を解決するための手段) このような目的を達成するために、本発明の光学的記録
再生装置においては、半導体レーザの出力設定回路と、
所定の周波数帯域にあるデータがピットの形で記録され
ている記録媒体のトラック上に対して、前記出力設定回
路からの設定出力に応答して駆動されて再生用スポット
光を照射する半導体レーザと、前記記録媒体からの反射
光を戻り光として前記半導体レーザに戻す光学系と、前
記光学系を介して戻ってきた戻り光に応答する前記半導
体レーザの光出力変化を検出するフォトディテクタと、
前記フォトディテクタに対する前記半導体レーザの光出
力中に含まれる周波数成分の内、変動周波数成分に対し
てはこれを減衰出力し、データ周波数成分に対しては実
質的に非応答となる半導体レーザ出力制御(APC)回
路とを備えたことを特徴としている。
(作用) 半導体レーザは出力設定回路により設定された出力でも
って駆動されることで記録媒体のトラック上に再生用ス
ポット光を照射する。この再生用スポット光の照射によ
りその半導体レーザにはその反射光である戻り光が入光
される。この戻り光の強度はそのトラック上のピットの
部分からのものとその他の部分からのものとで異なるた
めに、フォトディテクタに対する半導体レーザの光出力
もそれに応じて変化する結果、そのフォトディテクタか
らはピットの形で記録されているデータに対応した検出
出力が出力されることになる。
そして、記録媒体の機械的振動とか光学系の歪み、ある
いは温度変化などによりフォトディテクタに対する前記
半導体レーザの光出力中にデータ周波数成分以外に変動
周波数成分が含まれてくると、APC回路の働きでこの
変動周波数成分は減衰されるので、フォトディテクタは
その変動周波数成分の影響を受けることなく所要の検出
を行うことができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例に係る光学的記録再生装置を図面
を参照して詳細に説明する。なお、本実施例の光学的記
録再生装置は第5図と同様にして半導体レーザLDと、
記録媒体RMからの反射光を戻り光として半導体レーザ
LDに戻すコリメートレンズCLと対物レンズTLとか
らなる光学系と、この光学系を介して戻ってきた戻り光
に応答する半導体レーザLDの光出力変化を検出するフ
ォトディテクタPDとを備えている。
そして、本実施例の光学的記録再生装置は、回路的には
第1図に示す構成を具備している。第1図において、S
Cは半導体レーザLDの出力を設定する出力設定回路で
ある。ACはこの出力設定回路SCの出力をプラス入力
としてまた、後記電流/電圧変換回路IVの出力をマイ
ナス入力としてそれぞれ加算する加算回路、LPはTを
折り返し周波数toの逆数、Sをラプラス演算子(虚数
単位であるjと角周波数ωとの積であられされるもの。
)とした場合に伝達関数力’1/(1+T−g)で与え
られるローパスフィルタ、GCはゲイン定数がAで与え
られるゲイン回路、Ivはゲインが1の電流/電圧変換
回路である。半導体レーザLDとフォトディテクタPD
は、加算回路AC10−バスフィルタLP、ゲイン回路
GC,および電流/電圧変換回路IVからなる制御ルー
プで構成された半導体レーザ出力制御回路(APC回路
)内に挿入接続されている。
ここで、半導体レーザLDの伝達関数をH(s)として
このAPC回路における一巡伝達関数G(s)について
説明する。
この−巡伝達関数G(s)は次式(1)で与えられる。
G(s)=A−H(s)/(1+T−s)・・・・・・
(1) ここで、半導体レーザは100kHz以上の高周波でも
それに対する入力電流に対しての応答性が低下すること
がないとした場合は、100に82以下の周波数成分に
対してのH(s)はH(s)=1とすることができるの
で、上記式(1)は次式(2)になる。
G(s)=A/(l+T−8) ・・・(2)そうする
と、その伝達関数G(s)から周波数伝達関数G(jω
)は次式(3)で与えられる。
G(jω)=A/(1+jωT) ・・・(3)この式
(3)からこのG(jω)の絶対値は次式(4)で与え
られる。
G(jω)1 =A/J1]]「層重−・・・(4) したがって、このAPC回路におけるゲインYは次式(
5)で与えられる。
Y=201ogA/J1コ]「ロワ− ・・・(5) このゲインYを縦軸に、周波数r(=ω/2π)を横軸
にあられされたゲイン特性図が第2図である。そして、
ω=2πf=1/Tで与えられる周波数が上記折り返し
周波数fOである。
このように式(5)で与えられるゲインYを有する制御
ループを構成するAPC回路内に設けられた半導体レー
ザLDに戻り光が外乱D(s )として与えられると、
その外乱D(s )は次式(6)に従って抑圧される。
D(s )/(1+G(s ))  −(6)このとき
交叉周波数re以下の周波数帯域にある変動周波数成分
に対してはその外乱D(s)としての変動周波数成分は
上記式(6)から1/(1+G(s))に抑圧される。
例えばその変動周波数成分が1kHzではゲインYは約
15dBであるから、式(6)からその外乱D(s )
は約l/7に抑圧される。つまり、デフォーカシングに
よる変動周波数成分は約1/7に抑圧される。これに対
して交叉周波数fc以上の周波数帯域にあるデータ周波
数成分に対してはその外乱D(s )としてのデータ周
波数成分は例えばそれが50kH2であれば約−20d
Bであるから、そのデータ周波数成分は約1/1.1と
なって実質的には抑圧されることがない。
したがって、本実施例におけるAPC回路では半導体レ
ーザLDからフォトディテクタPDに与えられる光出力
中の周波数成分の中、変動周波数成分は大きく減衰出力
される一方、データ周波数成分は同等抑圧されることが
なくなる。
第3図の(1)においては変動周波数成分S1が、(2
)においてはデータ周波数成分S2がそれぞれ示されて
いる。本実施例の記録再生装置ではそのAPC回路によ
り変動周波数成分S1が大きく抑圧される一方で、デー
タ周波数成分S2は抑圧されないから、この変動周波数
成分Stによりデータ周波数成分S2が振幅変調される
ことがなくなり、その結果として、フォトディテクタP
Dからの検出出力に基づいてデータを正確に再生するこ
とができることになる。本実施例により抑圧された変動
周波数成分S1の周波数帯域と、データ周波数成分S2
とを第4図に示す (発明の効果) 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
周囲の温度変化による半導体レーザの光出力変化とか、
再生用スポット光のデフオーカシングによる戻り光量の
変動などがあっても正確に記録媒体のトラック上にピッ
トの形で記録されているデータを正確に読み取ることが
できる光学的記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る光学的記録再生装置の要
部の回路図、第2図は第1図の回路におけるAPC回路
でのゲイン特性図、第3図は同実施例による変動周波数
成分とデータ周波数成分とを示す図、第4図は同じく変
動周波数成分とデータ周波数成分との周波数帯域を示す
図、第5図は光学的記録再生装置の構成図、第6図は光
学的記録再生装置のピットの読み取り再生原理の説明に
供する半導体レーザの順電流に対する光出力特性図、第
7図は温度変化に伴う半導体レーザLDの光出力の変化
を示す図、第8図はデフオーカシング量に対する戻り光
量の変化を示す図、第9図は従来例の光学的記録再生装
置によるデフオーカシングに伴う変動周波数成分と、そ
の変動周波数成分により振幅変調されたデータ周波数成
分とを示す図、第10図は同従来例による変動周波数成
分とデータ周波数成分との周波数帯域を示す図である。 LD・・・半導体レーザ、PD・・・フォトディテクタ
、CL・・・コリメートレンズ、TL・・・対物レンズ
、RM・・・記録媒体、SC・・・出力設定回路、AC
・・・加算回路、LF・・・ローパスフィルタ、GC・
・・ゲイン回路、tV・・・電流/電圧変換回路。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体レーザの出力設定回路と、 所定の周波数帯域にあるデータがピットの形で記録され
    ている記録媒体のトラック上に対して、前記出力設定回
    路からの設定出力に応答して駆動されて再生用スポット
    光を照射する半導体レーザと、 前記記録媒体からの反射光を戻り光として前記半導体レ
    ーザに戻す光学系と、 前記光学系を介して戻ってきた戻り光に応答する前記半
    導体レーザの光出力変化を検出するフォトディテクタと
    、 前記フォトディテクタに対する前記半導体レーザの光出
    力中に含まれる周波数成分の内、変動周波数成分に対し
    てはこれを減衰出力し、データ周波数成分に対しては実
    質的に非応答となる半導体レーザ出力制御(APC)回
    路 とを備えたことを特徴とする光学的記録再生装置。
JP1041393A 1989-02-20 1989-02-20 光学的記録再生装置 Expired - Lifetime JP2734059B2 (ja)

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JP2734059B2 JP2734059B2 (ja) 1998-03-30

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56145534A (en) * 1980-04-11 1981-11-12 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser
JPS59129948A (ja) * 1983-01-14 1984-07-26 Hitachi Ltd 光情報処理装置
JPS61195527U (ja) * 1986-04-30 1986-12-05

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