JPH0376034A - 光学的情報記録再生装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光カードなどの記録媒体に対して光学的にピ
ット情報を記！！／再生する装置のうち、記録光として
半導体レーザ（Ｌ　Ｄ）による光ビームを用い、再生光
として発光ダイオード（ＬＥＤ）による光ビームを用い
る２光源方式の光学的情報記録再生装置に関する。

〈従来の技術〉 この種の光学的情報記録再生装置においては、情報記録
のための光ビームの光源として半導体レーザを用いる一
方、記録された情報の再生のための光ビームの光源とし
て、半導体レーザとは別に発光ダイオードを用いている
から、半導体レーザから出射する光ビームを記録専用の
光ビームとして利用することができる。

すなわち、記録用光ビームのスポットを非常に小さく絞
って単位面積当たりの光パワーを大きくすることができ
るので、記録精度および記録密度をきわめて高いものに
することができる。

また、記録用光ビームによって記録媒体に情報を記録し
ている最中に、発光ダイオードからの再生用光ビームに
よってその記録の良否を直ちにチエツクすることができ
るという利点や、再生時に、再生用光ビームで記録媒体
を比較的広く照射して、トラッキングサーボやフォーカ
スサーボのための光として利用したり、−度に複数本の
トラックの記録情報を再生することができるといった利
点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来の２光源方式の光学的情報記録再生
装置においては、発光ダイオードを常に一定の電流でド
ライブするようになっていたために、次のような問題を
生じていた。

すなわち、第６図は、発光ダイオードの順方向電流と光
パワーの関係を示す特性曲線を示すが、この光パワー特
性は温度変化の影響を受け、同一電流では温度が高くな
るにつれて光パワーが低下する。それにもかかわらず、
従来では、発光ダイオードを一定電流でドライブしてい
たので、温度変化による光パワーの変動があると、光検
出器に入射する光量も変動してトラッキングサーボやフ
ォーカスサーボが正常に行われなくなり、ひいては情報
再生も正しく行われなくなるという結果を招いていた。

また、経年変化、環境変化によって記録媒体に傷、汚れ
付着、化学的劣化等に起因した反射率低下が生じると、
たとえ温度変化が無くて出射光ビームのパワーが一定で
あったとしても、光検出器に入射される光量が少なくな
り、前述同様の結果を招くことになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、温度変化が生じても、また、記録媒体の反射率低下
が生じても、正しいトラッキングサーボやフォーカスサ
ーボにとって必要な光量の光ビームを光検出器が受光で
きるようにすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を連成するために、次のよう
な構成をとる。

すなわち、本発明の光学的情報記録再生装置は、記録用
光ビームの光源としての半導体レーザと再生用光ビーム
の光源としての発光ダイオードとを有する２光源方式の
光学的情報記録再生装置において、発光ダイオードから
出射され記録媒体で反射された光ビームを受光する光検
出器と、この光検出器の検出信号の出力手段と、この出
力手段からの出力値と所定の発光出力のための基準値と
の差に応じた信号を出力する手段と、この差信号をゼロ
レベルに戻すように発光ダイオードの駆動電流を制御す
る手段とを備えたことを特徴とするものである。

〈作用〉 本発明の上記構成による作用は、次のとおりである。

すなわち、光検出器の検出信号の出力手段からの出力値
と基準値との差の信号を作り、この差信号がゼロレベル
に戻るようにネガティブ・フィードバックイブ的に発光
ダイオードの駆動電流を制御するから、温度変化や、記
録媒体の反射率低下にもかかわらず、光検出器では、常
に一定の光パワーが検出されることになる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず、光学的情報記録再生装置における光学系を第５図
に基づいて説明する。

半導体レーザＬＤ、から出射された記録用光ビーム１１
は、コリメートレンズ１．整形プリズム２、開口絞り３
．偏光ビームスプリンタ４および対物レンズ５を介して
記録媒体（光カード）Ａ上にスポットを形威し、記録媒
体Ａにピントを形成することにより情報を記録する。

また、発光ダイオードＬ　Ｅ　Ｄ　＋から出射された再
生用光ビームぶ、は、コリメートレンズ６、偏光ビーム
スプリッタ４および対物レンズ５を介して記録媒体Ａ上
にスポットを形威し、記録媒体へから反射された再生用
光ビームｌ、は、対物レンズ５．偏光ビームスプリッタ
４．ミラー７および集光レンズ８を介してフォトダイオ
ードなどの光検出器ＰＤ、によって光量が検出される。

この光検出器ＰＤ、は、フォーカスサーボ用の受光素子
。

トラッキングサーボ用の受光素子および記録情報再生用
の受光素子を有している。

この光学系は、以下に説明する第１実施例と第２実施例
とに共通である。

員土叉並史 次に、第１実施例に係る光学的情報記録再生装置におけ
る光パワー制御同格の構成を第１図に基づいて説明する
。

オペアンプＯＰＩ　と抵抗Ｒ＋　、Ｒｔ　、Ｒｓおよび
コンデンサＣＩから平均値検出部１０が構成されており
、光検出器Ｐ　Ｄ　＋から出力された光検出信号Ｓ１が
抵抗Ｒ１を介してオペアンプＯＰ　ｒの非反転入力端子
（＋）に入力されるように構成されている。光検出器Ｐ
Ｄ＋からの光検出信号ＳＩとしては、フォーカスサーボ
用、トラッキングサーボ用または記録情報再生用の光検
出信号のうちいずれであってもよい。

直流電源＋Ｖｃｃに接続された可変抵抗ｖＲ１によって
発光ダイオードＬＥＤＩの光パワーを設定するための発
光出力設定部１１が構成されている。

オペアンプＯＰオと抵抗Ｒ４、Ｒｓ　、Ｒｈ　、Ｒｔか
ら差動値増幅部１２が構成され、平均値検出部１０の出
力端子が抵抗Ｒ４を介してオペアンプＯＰ　ｚの反転入
力端子（−）に接続されている一方、発光出力設定部１
１における可変抵抗■ＲＩの摺動端子がオペアンプＯＰ
　ｔの非反転入力端子（＋）に抵抗Ｒ１を介して接続さ
れている。

オペアンプＯＰ　ｓとトランジスタＴｒｌ　と抵抗Ｒ１
とにより、発光ダイオードＬ　Ｅ　Ｄ　＋の駆動電流■
、を制御するための電流出力部１３が構成され、差動値
増幅部１２の出力端子がオペアンプＯＰＳの非反転入力
端子（＋）に接続されている。オペアンプＯＰ　ｓの出
力端子はトランジスタＴｒ、のベースに接続され、直流
電源＋Ｖｃｃに接続された発光ダイオードＬＥＤＩ　の
カソードがトランジスタＴｒ、のコレクタに接続され、
エミッタはオペアンプＯＰ３の反転入力端子（−）に帰
還接続されている。

次に、この第１実施例の光パワー制御回路の動作を説明
する。

発光ダイオードＬＥＤＩから出射された再生用光ビーム
１ｔは記録媒体Ａで反射され、その反射光ビームｌ、が
第５図の光学系を介して光検出器ＰＤ、で受光される。

光検出器ＰＤ＋は、その受光光量に応じた電圧Ｖ＋（ｔ
）の光検出信号Ｓ＋を平均値検出部１０に出力する。平
均値検出部１０の入出力関係は、 となり、（Ｒｇ　＋Ｒｓ　）／Ｃ＋　Ｒ＋　Ｒｔを充分
に小さくして時定数を充分に大きく設定しておくことに
より、入力端子Ｖ＋（ｔ）の変化に対して、その変化分
を平均化した出力電圧Ｖ、を得ることができる。この入
力電圧Ｖ、（ｔ）を平均化した出力電圧Ｖ、をＶ　Ｔｌ
ｔＦで表すことにする。第２図は入力電圧Ｖｌ（ｔ）と
平均化電圧Ｖ　ＡＷＥとの関係を示す。

差動値増幅部１２においては、Ｒｈ　−Ｒａ　、　Ｒｑ
”　Ｒｓと定められている０発光出力設定部１１におけ
る可変抵抗ＶＲ，によって設定された基準電圧をＶ□７
、差動値増幅部１２の出力電圧をＶ　ＤＩＦとすると、 Ｒフ ＶＩＩＩＦ　　＝　　　　　　　　（Ｖｍｔｒ−Ｖ＾マ
り・・・・・・・・・・・・■− 平均化電圧ｖＡ□との差電圧となる。

電流出力部１３においては、非反転入力端子（＋）への
入力電圧ＶＩＩＩＦが増大すると、オペアンプＯＰ３の
出力電圧が増大し、トランジスタ’ｌ’ｒｌのコレクタ
電流すなわち発光ダイオードｔ、ＥＤｔの駆動電流１ｃ
が増大し、抵抗Ｒ，の両端電圧Ｖ。

が増大する。この両端電圧Ｖ、がオペアンプＯＰ。

の反転入力端子（−）に負帰還されているから、区転入
力端子（−）の電位もＶ、であり、この負帰還電圧Ｖ、
と非反転入力端子（＋〉への入力電圧Ｖ□２との差が減
少する。駆動電流■、の増大に伴って負帰還電圧Ｖ−が
入力電圧Ｖ□２と等しくなったときに、オペアンプＯＰ
　ｓの出力電圧が安定し、駆動電流ＩＣも安定する。す
なわち、この電流出力部１３は、吸い込み型定電流源と
なっており、駆動電流１ｃの変化分Δ■。は、ΔＩｃ　
− Ｒ・ Ｒｔ −（Ｖ□Ｆ　　　ＶＡＶｆ）　　・・・・・・■Ｒ６Ｒ
・ となる、すなわち、ＶＩＩＩＦは、基準電圧Ｖ　Ｔｌｔ
Ｆととなる。

さて、温度が上昇して発光ダイオードＬＥＤＩの光パワ
ーが減少すると、光検出器ＰＤ、の出力電圧Ｖ　＋　（
ｔ）も低下し、平均値検出部１０において作られる出力
電圧Ｖ＋（ｔ）の平均化電圧ｖＡ□も低下するが、差動
値増幅部１２において作られる基準電圧Ｖ□２と平均化
電圧Ｖ４Ｂとの差電圧Ｖ　ｅ　＋　ｙがプラス側に増大
する。そして、電流出力部１３において、差電圧ＶＩＩ
ＩＦの増大に伴って発光ダイオードＬＥＤＩの駆動電流
■。が増加され、光パワーを増大させる。光パワーの増
大に伴って、光検出器Ｐ　Ｄ　１の出力電圧Ｖ、（ｔ）
が上昇し、平均化電圧ｖＡ□が基準電圧Ｖ　＊＊＊と等
しくなったときに差電圧Ｖ□２がゼロとなり、駆動電流
Ｉ、の増加が停止する。

上記とは逆に、温度が降下して発光ダイオードＬＥＤ＋
の光パワーが増加すると、出力電圧ｖ１（１）が上昇し
、平均化電圧ｖＡ□も上昇するが、差電圧■。１Ｆがマ
イナス側に増大するので、発光ダイオードＬＥＤ＋の駆
動電流Ｉ、が減少し、光パワーを減少させる。光パワー
の減少に伴って、出力電圧ｖ、０）が低下し、平均化電
圧ｖ　ａｖｔが基準電圧ｖ　＊＊＊と等しくなったとき
に差電圧ｖＩｌＩＦがゼロとなり、駆動電流■。の減少
が停止する。

以上のように、温度変化が生じても、光検出器ＰＤ＋が
受光する光パワーが常に一定となるように、発光ダイオ
ードＬＥＤ、の駆動電流ＩＣを自動的に制御する。

また、温度変化が無く発光ダイオードＬ　Ｅ　Ｄ　ｌの
光パワーが一定であるとしても、経年変化、環境変化に
よって記録媒体Ａに傷、汚れ付着、化学的劣化等に起因
した反射率低下が生じたために、光検出器ＰＤ、が受光
する光パワーが減少する場合がある。しかし、この場合
も、前述と同様の動作によって、駆動電流■。を増加し
て発光ダイオードＬＥＤ＋の光パワーを増加し、光検出
器ＰＤ。

が受光する光パワーが一定となるように自動制御する。

その結果、光検出器ＰＤ、が受光する光パワーに対応し
た光検出信号Ｓ、に基づいて行われるトランキングサー
ボやフォーカスサーボの動作が正常に行われ、ひいては
記録媒体Ａからの情報再生も良好に行われることになる
。

第１大豊班 次に、第２実施例を第３図に基づいて説明する。

この実施例は、第１実施例における平均値検出部ＩＯを
、ピーク値検出部１４に置き換えたものである。

このピーク値検出部１４は、オペアンプＯＰ　４、ダイ
オードＤ８、ピーク値ホールド用のコンデンサＣ，，コ
ンデンサＣオの放電用のリセットスイッチＲ３、電界効
果トランジスタＦＥＴ１、抵抗Ｒ９および正負の直流電
源＋Ｖｃｃ、　−Ｖｃｃから構成されている。その他の
構成は第１実施例（第１図）と同様であるので、対応す
る部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。

このピーク値検出部１４の動作を説明すると、電界効果
トランジスタＦＥＴ、にドレイン電流工。

が流れることによって抵抗Ｒ９の正極側に生ずる電圧’
Ｊ４　（−Ｖｃｃ＋Ｒ＊　　ｒｅ　）がオペアンプＯＰ
　ａの反転入力端子（−）に負帰還されている。光検出
器ＰＤ、からの入力電圧Ｖ＋（ｔ）が負帰還電圧Ｖ。

よりも低いときにはオペアンプＯＰａの出力端子はＬ”
レベルとなる。しかし、ダイオードＤ＋の存在によって
コンデンサＣｔの電荷は放出されない。

入力電圧Ｖ＋（ｔ）が負帰還電圧■４よりも高くなると
、オペアンプＯＰ４の出力端子が′″Ｈ”レベルに反転
し、ダイオードＤ、を介してコンデンサＣ２に充電が行
われ、その充電電圧が上昇する。

この結果、電界効果トランジスタＦＥＴ、のゲート電圧
の増大によってドレイン電流■。が増加し、負帰還電圧
ｖ４が上昇するが、この負帰還電圧Ｖ４が入力電圧Ｖ＋
（ｔ）と等しくなったときにオペアンプＯＰ４が“Ｌル
ーベルに反転する。前述のように上昇されたコンデンサ
Ｃ２の充電電圧は、ダイオードＤ、の存在によって放電
が禁止されているから、その上昇された電圧にホールド
される。したがって、抵抗Ｒ９の正極に現れる負帰還電
圧ｖ４も、前述の上昇された電圧にホールドされる。

このホールドされた負帰還電圧ｖ４は、入力電圧Ｖ＋（
ｔ）がこの負帰還電圧ｖ４よりも高くなったときにのみ
変化し、その変化は電圧上昇の方向であって、入力電圧
ｖ　ｒ　（ｔ）の上昇分と同じだけ上昇する。すなわち
、負帰還電圧Ｖ、は、入力電圧■１（１）のピーク値を
ホールドすることになる。そこで、この負帰還電圧ｖ４
をピーク値電圧Ｖ□□と書き替える。光検出器Ｐ　Ｄ　
ｔからの入力電圧Ｖ。

（１）とピーク値電圧Ｖ□□の関係を第４図に示す。

ピーク値電圧ｖ、Ｅ□は、ピーク値検出部１４の出力電
圧であって差動値増幅部１２のオペアンプＯＰｔの反転
入力端子（−）に人力されているが、ピーク値電圧ｖｐ
ｔ□に応じて差動値増幅部１２および電流出力部１３が
司る動作は、第１実施例の場合と同様である。すなわち
、発光ダイオードＬＥＤＩの駆動電流１ｃの変化分ΔＩ
、は、 ７ となる。

したがって、温度の上昇や降下に起因して発光ダイオー
ドＬＥＤ、の光パワーに変動が生じても、あるいは、温
度変化が無く発光ダイオードＬＥＤＩの光パワーが一定
である場合で記録媒体Ａの傷、汚れ付着、化学的劣化等
に起因した反射率低下が生じたとしても、光検出器ＰＤ
、が受光する光パワーが常に一定となるように、発光ダ
イオードＬＥＤ、の駆動電流Ｉ、を自動的に制御すると
いう動作は基本的に同じである。

平均化電圧Ｖ　ＡＶｔとピーク値電圧ｖＦ□、との違い
は次の点に現れる。すなわち、反射率低下が記録媒体Ａ
の全面にわたってほぼ均一であれば平均化電圧ＶＡＶ！
を用いた光パワー制御でも充分に機能するが、記録媒体
Ａ上に反射率低下が極端な部分が存在していると、その
部分で反射された光パワーは極端に減少し、これが加え
られた平均化電圧Ｖ　ＡＶｔは、本来の平均化電圧■□
、との間にかなりの誤差を生じる。このような極端に反
射率が低い部分が数箇所存在すると、平均化電圧Ｖ　Ａ
ＩＩＥが大幅に低下してしまい、発光ダイオードＬ　Ｅ
Ｄ　＋の駆動電’ａｒ　ｃが大電流となって発光ダイオ
ードＬＥＤ＋からの光パワーが異常に大きくなり過ぎ、
正常なトラッキングサーボやフォーカスサーボが不可能
になってしまうほか、発光ダイオードＬＥＤ１を破壊す
るおそれがある。

これに対して、ピーク値電圧ＶＰ□、を用いる場合には
、反射率が極端に低下している部分からの光パワーを無
視することができる。すなわち、反射率のより高い部分
からの光パワーを利用するからである。

なお、一つの記録媒体Ａの再生が終了した後は、リセン
ト信号をリセットスイッチＲ３に与えることにより、リ
セットスイッチＲ３を閉じてコンデンサＣＺの電荷を放
電しておく。

〈発明の効果〉 以上のことから、本発明によれば、次のような効果が発
揮される。

すなわち、温度変化や記録媒体の反射率低下のために光
検出器の検出出力が変動したとき、その変動した検出出
力と基準値との差がゼロに戻るようにネガティブ・フィ
ードバックイブ的に発光ダイオードの駆動電流を制御す
るから、温度変化や記録媒体の反射率低下にもかかわら
ず、光検出器から常に一定の検出出力を得ることができ
る。そして、この光検出器の検出出力に基づいてトラン
キングサーボやフォーカスサーボを行うのであるから、
それらのサーボ動作を正常に行わせることができ、ひい
ては情報再生を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は光学的情報記録再生装置における光パワー制御回路
を示す回路図、第２図は光検出器の出力電圧と平均化電
圧の波形図である。第３図および第４図は第２実施例に
係り、第３図は光パワー制御回路を示す回路図、第４図
は光検出器の出力電圧とピーク値電圧の波形図である。 第５図は第１実施例と第２実施例とに共通な光学系の構
成図である。第６図は発光ダイオードの光パワーの温度
特性を示す図である。 Ａ・・・記録媒体、ＬＤ、・・・半導体レーザ、ＬＥＤ
Ｉ・・・発光ダイオード、ＰＤ＋　・・・光検出器、ｌ
、・・・記録用光ビーム、１２・・・出射された再生用
光ビーム、ｊ３・・・反射された再生用光ビーム、ｌＯ
・・・平均値検出部、１１・・・発光出力設定部、１２
・・・差動値増幅部、１３・・・電流出力部、１４・・
・ピーク値検出部、Ｖ＾マＥ・・・平均化電圧、Ｖ□Ａ
１・・ピーク値電圧、Ｖ　＠！Ｆ・・・基準電圧、Ｖ　
ＩＩＩＦ・・・差電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録用光ビームの光源としての半導体レーザと再
   生用光ビームの光源としての発光ダイオードとを有する
   ２光源方式の光学的情報記録再生装置において、発光ダ
   イオードから出射され記録媒体で反射された光ビームを
   受光する光検出器と、この光検出器の検出信号の出力手
   段と、この出力手段からの出力値と所定の発光出力のた
   めの基準値との差に応じた信号を出力する手段と、この
   差信号をゼロレベルに戻すように発光ダイオードの駆動
   電流を制御する手段とを備えたことを特徴とする光学的
   情報記録再生装置。