JPH03144932A - 光学式情報記録・再生装置 - 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】 ［概要］ 半導体レーザを光源として備えた固定光学系部と、光源
からの光を記録媒体の記録・再生位置に導く光学ヘッド
アクチュエータが搭載され記録媒体の移動に追随して駆
動されるキャリッジ、光源へ供給される信号の周波数変
調回路を備えた光学式情報記録・再生装置に関し 半導体レーザを用いた固定光学系部を備え、光学式の情
報記録・再生を行う時に外部共振により発生するレーザ
光の歪みをどの位置のアクセスにおいても防止すること
ができる光学式情報読み書き装置を提供することを目的
とし。

記録・再生時に記録媒体上の記録・再生位置を検出する
記録・再生位置検出手段と１位置検出出力を人力として
対応する変調周波数の出力を発生する変調周波数発生部
と、該変調周波数発生部の出力により半導体レーザを駆
動する駆動手段とを備えるよう構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は半導体レーザを光源として備えた固定光学系部
と、光源からの光を記録媒体の記録・再生位置に導く光
学ヘッドアクチュエータが搭載され記録媒体の移動に追
随して駆動されるキャリッジ、光源へ供袷される信号の
周波数変調回路を備えた光学式情報記録・再生装置に関
する。

近年、光学式情報記録・再生装置が一般に広く背反され
るようになった。例えば、光ディスクは音楽１画像用だ
けでなく情報処理装置のデータの記憶媒体として利用さ
れ、最近では光カードも開発されている。

これらの光ディスクや光カードは２　ＲＯＭ（読み出し
専用）として利用するだけでなく書き込みが可能な記録
媒体として使用することができる。

このような光学式情報記録・再生装置では。

般に半導体レーザを光源として書き込み・読み出しが行
われているが、半導体レーザを含む光学系の回路が固定
されている時、光を移動する記録媒体の記録・再生位置
（トラック）に追随して照射するよう駆動すると、半導
体レーザが持つ発振特性により問題が生じる。

［従来の技術］ 光ディスクや光カードを記録媒体とし９機械的に記録を
行って読み出し専用に使用したり、光により書き込みと
読み出しを行う方法が従来から知られている。

第４図は従来の固定光学式光デイスク装置の外観図、第
５図は固定光学系部の詳細図、第６図はアクチエエータ
部の詳細図、第７図は外部共振と周波数変調の説明図で
ある。

第４図において、光ディスク４０はターンテーブル４１
に載せられ、スピンドルモータ４２により回転駆動され
る。この光ディスクの記録・再生は固定光学系部４８か
らの出射光線４７をキャリ・ンジ４４においてキャリッ
ジにスイ・ソチされたミラ一部（図示せず）で上部に反
射させて光学へラドアクチュエータ４３から記録・再生
位置に照射することにより行われる。再生の場合は、記
録された情報（ビット毎）に対応して変化する反射光を
固定光学系部４８の読取機構（第５図に示す）に入力す
ることにより行う。

この光学へラドアクチュエータ４３を搭載したキャリッ
ジ４４は磁気回路４６に巻回したボイスコイルを駆動す
ることによりキャリッジ走行レール４５に沿って移動し
、従来公知のサーボ機構により精密に指定されたトラッ
クに光学ヘッドの位置決めを行う。

固定光学系部４８の詳細図を第５図に示す。

第５図において、半導体レーザを構成するレーザダイオ
ード５１の発振により発生したレーザ光は、コリメート
レンズ５２で集光され光学ブロンク５３に導かれ、その
中で直角に向きが変えられて出射ビームとなって記録媒
体上の微小な点に照射される。記録媒体からの反射光は
出射ビームと反対の方向に戻って光学ブロック５３の出
口の近傍に設けられたハーフミラ−５３１で９０度曲げ
られてフォーカス・トラックエラー及びデータ読取光学
ブロック５４に入力する。

レンズ５４１．ミラー５４２を通って４分割フォトディ
テクタ５４３に達し、フォーカス・トラックエラーの検
出及びデータの読取りが４分割フォトディテクタ５４３
の検出信号を処理することにより行われる。

次に第６図に示すアクチュエータ部の詳細図について説
明する。第６図の構成は第４図のキャリッジ４４に搭載
された光学へラドアクチュエータ（アクチエエータと同
義）４３の内部に設けられ。

キャリッジ４４により光学ディスクの所定トラック位置
に駆動される。アクチエエータの磁気回路６６に可動板
６エが挿入され、可動Ｆｉｓｉの下部に設けられた円型
のフォーカスコイル６３とトラックコイル６４が磁気回
路と固定軸の周囲に設けられた溝に挿入され、可動板６
Ｌが固定軸を中心に所定の角度内で回転自在に配置され
ると共に可動板６１は円型の溝の中で上下に移動可能な
構造になっている。可動板６１の回転移動によりトラッ
ク位置の微調整を行い、上下方向の移動によりディスク
面に光がフォーカスされるよう調整される。

第５図の光学ブロック５３から出射したレーザ光は第６
図の立上ξラー６５により上方向に曲げられ対物レンズ
６０を通って光ディスク（第４図の４０）に向かい、そ
の反射光は逆方向に戻る。

上記のような固定光学系部（第５図）を備えた光学式情
報記録・再生装置では、半導体レーザの発生源としてレ
ーザダイオードが使用されている。

このようなレーザダイオードの特性として、駆動される
と第７図に示すように半導体の内部の長さＸをパラメー
タとする内部共振（内部の両端を反射面とする共１１ｉ
）により発振が行われ、長さＸにより周波数（波長）が
定まる。

一方、第４図乃至第６図に示すようにコヒーレンシーの
高いレーザ光を使用するとレーザダイオードの出力は光
学ブロックを介してアクチエエータに達し、そこから対
物レンズを通ってディスクに照射され、記録媒体上で反
射される。反射した光は照射方向と逆方向に進んで固定
光学系部（第５図）のハーフもラー５３１を介して読取
光学ブロック５４に達する。この経路によりレーザダイ
オードから出射した光の内の何パーセントかは出射源の
レーザダイオードの出射口に戻ってレーザダイオード内
に人力される。

すると、上記の半導体レーザの性質により、光学ディス
ク面と半導体レーザの一端までの長さｙによる共振器＊
＜外部共ＦＲ）が発生する。第７図Ａ、に外部共振の経
路を単純化して示す。

外部共振が発生すると光源のコヒーレンシーが崩れ情報
読み取りの際のノイズとなったり、光源の出射パワーが
変化するといった弊害が生じるという問題が生ずる。

この問題を解消する方法として、従来は第７図Ｂ、に示
すように光源に高い周波数の変調をかけて記録媒体と光
源との間で形成する外部共振器を作り難くしていた。そ
の変調周波数は、レーザダイオードから出射した光がレ
ーザダイオードに戻ってくる前に出力を停止するような
数値が選択され、その数百ＭＨｚのオーダーが用いられ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の外部共振器を作り難くするために光源にかけられ
る変調用の周波数は、固定された値であり、光学ヘッド
の特性のばらつきに対応してその都度最適な周波数を選
択する必要があった。ところが、高速アクセスを実現す
るために第４図に示すような光学系部を固定してキャリ
ッジ部分に光学アクチュエータのみ搭載する方式を採用
すると、キャリッジのディスク半径方向の停止位置によ
って光源と記録媒体間の距離が変化してしまい、外部共
振器を作る距離も変わることになり、ｌ適な変調周波数
も変わる。そうすると、従来の固定した変調周波数を用
いる方法では、最悪の場合は変調をかけてもその効果を
期待することができないという問題があった。

本発明は半導体レーザを用いた固定光学系部を備え、光
学式の情報記録・再生を行う時に外部共振により発生す
るレーザ光の歪みをどの位置のアクセスにおいても防止
することができる光学式情報読み書き装置を提供するこ
とを目的とする。

［５ａを解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成図である。

第１図の構成は、従来の半導体レーザを光源として備え
た固定光学系部と、光源からの光を記録媒体の記録・再
生位置に導く光学ヘンドアクチュエータが搭載され記録
媒体の移動に追随して駆動されるキャリッジ、光源へ供
給される信号の周波数変調回路を備えた光学式情報記録
・再生装置に設けられるものである。

第１図において、１１は記録・再生位置検出手段、１２
は変調周波数発生部、１３は駆動手段ｔ４は半導体レー
ザを表す。

本発明は光学式記録・再生を実行する時に記録・再生位
置を検出し、その位置情報から予め設定された周波数の
変調周波数を発生しその出力を用いて半導体レーザの周
波数変調を行うものである。

［作用］ 第１図に示す原理構成は、従来の半導体レーザを光源と
して０１１工た固定光学系部と、光源からの光を記録媒
体の記録・再生位置に導く光学ヘッドアクチュエータが
搭載され記録媒体の移動に追随して駆動されるキャリッ
ジ、光源へ供給される信号の周波数変調回路を備えた光
学式情報記録・再生装置に設けられるものである。

作用を説明すると、記録・再生の実行時に記録媒体上の
記録・再生位置を記録・再生位置検出手段１１により検
出する。その位置情報は次に変調周波数発生部１２に入
力される。この中の位置・周波数変換手段１２１に入力
され、予め設定されている１ｉｌｌな変調周波数値が出
力される。

すなわち、記録・再生位置が分かるとレーザの発生源（
レーザダイオード）から記録媒体の光照射位置までの距
離が定まり、これにより発生源の光出射点と媒体反射面
とで形式される外部共振器の距離が分かる。この距離を
レーザダイオードの発振周波数で割り算すると外部共振
器によって生ずる共振周波数が得られる。この共振周波
数及びその整数倍の周波数を外すように位置・周波数変
換手段１２１には予め各位置に対応して周波数値が設定
されている。位置・周波数変換手段１２１の出力は次に
周波数発生手段１２２に入力され周波数変調出力が発生
する。

次に出力された周波数変調出力は駆動手段１３に供給さ
れ、他の記録・再生用の信号（図示しない）と共に駆動
手段１３を駆動して出力を半導体レーザに供給して、レ
ーザ光を発生する。

［実施例コ 第２図は本発明の実施例の構成図、第３図（ａ）は光学
式記録・再生装置を用いたシステム構成例を示す図、第
３図（ｂ）はヘッド位置と変調周波数の具体例を示す図
である。

第２図において、２０はトラック番号検出回路２１は番
号・レベル変換回路、２２は変調周波数発生器、２３は
変調レベル調整回路、２４は出射パワー！ｌ１ｗ１回路
、２５は差動増幅器、２６はレーザ駆動アンプ、２７は
半導体レーザを表す。

第２図の構成は第１図の基本構成と同様に光学系部（レ
ーザ発生源および検出器等の回路）が固定して光学ヘッ
ドを搭載したアクチエエータが移動する形式の光学式記
録・再生装置に含まれ、記録媒体として光ディスクまた
は光カードを使用することができる。

トラック番号検出回路２０は、記録・再生を実行する時
に光学ヘッド（アクチュエータに搭載されている）を指
定トラック位置に駆動するためにキャリッジに与えられ
る指示に含まれる位置情報（アドレス）を用いてトラッ
ク番号を検出する回路である。

トラック番号は番号・レベル変換回路２１に入力されて
、予め決まっているトラック位置と距離（光学へンドと
半導体レーザ間）の関係に従って。

距離に対応するアナログ信号に変換される。このアナロ
グ信号は次の変調周波数発生器２２の周波数制御信号と
して供給され、アナログ信号レベルに対応する変調周波
数を発生する。

変調周波数発生１２２の出力は、変調レベル調整回路２
３に供給されて所定のレベルに調整されて差動増幅器２
５の一方の入力端子に供給され。

差動増幅器２５は他方の入力端子に供給される出射パワ
ー調節回路２４からの出力により制御された変調周波数
出力をレーザ駆動アンプ２６に入力する。レーザ駆動ア
ンプ２６は、記録時には書き込むべきデータ信号（符号
形式により異なる）の波形に対応する制御信号（データ
の記録時だけ間歇的に発生する）により制御され、再生
特には読み出しのための制御信号により制御される。

半導体レーザ２７は駆動により変調周波数により変調さ
れたレーザ光を発生し、その出力状態は内部モニタ出力
として検出され出射パワー調節回路２４に入力される。

第３図（ａ３は光学式記録・再生装置を用いたシステム
構成例である。

ホスト装置を構成するＣＰＵ３０．　メモリ３１はバス
３２により接続され、このバス３２にコントローラ３３
を介して光学式情報記録・再生装置３４が設けられてい
る。このようなシステムにおいて、ＣＰＵ３０により読
み出し・書き込みの制御が行われ、その都度アドレス情
報が指示されるゆそのアドレス情報はコントローラ３３
において記録媒体のトラック番号（またはシリンダ番号
）として識別される。このトラック番号が上記実施例（
第２図）のトラック番号検出回路２０に入力されて変調
周波数の発生制御に使用することができる。

ヘッド位置と変調周波数の具体例を第３図（ｂ）に示す
、この例は５インチ光デイスクを用いた場合のディスク
半径位置に対応して選択される変調周波数（外部共振を
防止する周波数）の具体例である。図に示すように、デ
ィスク半径位置（光学ヘッドのアクセス位置）が３０ｍ
ｍの場合、変調周波数を８００ＭＨｚに設定され、６０
ｍｍの場合変調周波数を６００ＭＨｚに設定されている
。

ヘッド位置（トランク番号）を検出する手段としては、
上記のように読み出し・書き込みの指令に含まれるアド
レス情報から得る方法の他に、ヘッド（アクチュエータ
）を？甚載したキャリングの移動量または停止位置をセ
ンサにより検出して。

その検出出力に基づいて変１！Ｉｔ’！１波数を制御す
るようにすることもできる。

［発明の効果］ 本発明によれば、半導体レーザを用いた光学式情報記録
・再生装置において、光源と媒体間の距離が変化しても
半導体レーザの外部共振によるノイズの発生や出射パワ
ーの変化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ｔｌ戒図５第２図は実施例の構成
図、第３図（ａ）は光学式記録・再生装置を用いたシス
テム１１我例を示す図、第３図（ｂ）はヘッド位置と変
調周波数の具体例を示す図、第４図は従来の固定光学式
光デイスク装置の外観図、第５図は固定光学系部の詳細
図、第６図はアクチュエータ部の詳細図、第７図は外部
共振と周波数変調の説明図である。 第１図中。 ｌ工　：記録・再生位置検出手段 １２：変調周波数発生部 １３ｉ駆動手段 １４；半導体レーザ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体レーザを光源として備えた固定光学系部と、光源
   からの光を記録媒体の記録・再生位置に導く光学ヘッド
   アクチュエータが搭載され記録媒体の移動に追随して駆
   動されるキャリッジ、光源へ供給される信号の周波数変
   調回路を備えた光学式情報記録・再生装置において、 記録・再生時に記録媒体上の記録・再生位置を検出する
   記録・再生位置検出手段（１１）と、該位置検出出力を
   入力として対応する変調周波数の出力を発生する変調周
   波数発生部（１２）と、該変調周波数発生部の出力によ
   り半導体レーザ（１４）を駆動する駆動手段（１３）と
   を備えることを特徴とする光学式情報記録・再生装置。