JPH0773497A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、データ再生系ＰＬＬ中のＶＣＯ周
波数を再生信号帯域の概ね２倍以上かつ広帯域フロント
ＡＰＣ帯域内に設定し、このＶＣＯ出力に位相調整とゲ
イン調整を行った高周波信号を広帯域フロントＡＰＣの
ＬＤ駆動信号に重畳することを特徴とする。 【効果】 戻り光によるレーザのモードホッピング雑音
が低減され、波形歪みのない綺麗な再生信号を得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置に係り、
特に光ヘッドの光源として使用される半導体レーザの雑
音低減方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、光ディスクと呼ばれ
る光学的記録再生が可能なディスク状記録媒体に光ビー
ムを照射して情報をピットまたは相変化などのマークと
して記録し、光ディスクからの反射光を光検出器で検出
して情報の再生を行う装置である。光源としては、半導
体レーザ（以下、ＬＤと言う）が一般に使用されてい
る。

【０００３】このような光ディスク装置においては、再
生信号のＳ／Ｎを大きくすることが重要な課題の一つで
ある。再生信号に含まれる雑音には、ディスク基板雑
音、媒体雑音（マーク幅変動も含む）、光ビームを案内
するためのガイドグルーブに起因するグルーブ雑音、光
検出器のショット雑音、プリアンプなどの回路系の雑音
およびＬＤ自身から発生するレーザ雑音（戻り光により
増大する）などがある。

【０００４】光ディスクの中でも、特に追記媒体やオー
バーライトのできる相変化媒体（ＰＣ媒体）では、レー
ザ雑音がシステム全体のＳ／Ｎを左右するため、これを
抑えることが記録密度を高める上で重要な課題となる。
一方、光磁気媒体（ＭＯ媒体）では、再生信号に差動検
出法を用いているため、追記媒体やＰＣ媒体に比べレー
ザ雑音の影響は小さい。しかし、信号レベルが極めて小
さいことから、やはりレーザ雑音を一定レベル以下にす
ることが必要である。

【０００５】光ディスクにいずれの媒体を用いる場合で
も、レーザ雑音はＲＩＮ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｉｎｔｅ
ｎｓｉｔｙ Ｎｏｉｓｅ）値として、−１２０ｄＢ／Ｈ
ｚ以下のレベルであることが要求される。しかし、通常
のＬＤを単純に用いたのでは、発振波長８３０ｎｍ、最
大光出力４０ｍＷのＬＤでせいぜい−１０５〜−１１０
ｄＢ／Ｈｚ程度しか得られず、不十分である。

【０００６】ＬＤのレーザ雑音の原因は、ＬＤがシング
ルモードあるいはそれに近い状態で発振しているため、
温度変化や光ディスクからの戻り光がＬＤに入射する
と、モードホッピングが生じ、出力光量が大きく変化す
ることによる。この雑音を減らすには、ＬＤをマルチモ
ードで発振させることにより、モードホッピングが生じ
ても大きな出力変動が生じないようにすることが有効で
ある。従来、記録／再生ＬＤでは、制御電流に３００〜
８００ＭＨｚ程度の高周波を重畳させて強制的にＬＤを
ＯＮ／ＯＦＦし、マルチモード発振させてレーザ雑音を
低減させる方法が知られている。

【０００７】図５に、このような高周波重畳を用いた従
来の光ディスク装置用ＬＤ駆動系の代表的な例を示す
（“光ディスク”森、久保共著、電子情報通信学会編、
オーム社、昭和６３年発行、ｐｐ８１〜８３）。ＬＤマ
ウント２００内に、ＬＤチップ２０１とそのリア光をモ
ニタする光検出器（ＰＩＮフォトダイオード）２０２が
実装されている。光検出器２０２の出力を差動増幅器２
１１に導き、入力信号２１５との差が最小となるよう
に、差動増幅器２１１の出力から変調回路２１２を経て
増幅器２１３の入力にフィードバックを施してＬＤ２０
１の駆動電流を制御することで、ＬＤ２０１の出力光量
を温度や経時変化に対して一定に制御している。このよ
うな制御を自動光出力制御（ＡＰＣ）と呼ぶ。

【０００８】このＡＰＣは、光量の時間的に緩やかな変
化に追従するため、その制御帯域は再生信号の帯域と比
べると極めて狭い。またリア光は、ＤＣに近い低域成分
だけがフロント光と一致するが、戻り光との干渉性で生
じる干渉性ノイズは戻り光と一致しないため、制御帯域
を広くすることができない。制御帯域をあまり広くする
と、リア光の光量は一定となるが、実際に光ディスクに
照射されるフロント光の光量が一定とならなくなってし
まう。これらの理由から、リア光を利用するＡＰＣのみ
ではレーザ雑音を十分に抑圧できないため、図５に示す
ＡＰＣでは高周波発振器２１４から３００〜８００ＭＨ
ｚ程度の高周波を発生させ、変調回路２１２を介してＬ
Ｄ駆動電流に重畳することによって、レーザ雑音の低減
を図っている。

【０００９】このような高周波重畳を行うと、電磁波障
害が問題となるため、ＬＤ２０１にカソードコモンタイ
プのものを用い、駆動系全体に厳重な電磁シールド２１
０を施している。このように図５に示した従来のＬＤ駆
動系では、高価でかつスペースの大きな高周波重畳回路
（変調回路２１２および高周波発振器２１４）と、厄介
な電磁シールド２１０を必要とし、コストアップと大型
化を招くという問題がある。また、電磁シールド２１０
のためのシールド導体を接地することと、ＬＤ駆動系の
電源として一般に正極性電源が使用される関係上、ＬＤ
２０１としてはカソードコモンタイプのものを使用する
必要があり、最もポピュラーなアノードコモンタイプの
ものを使用できない欠点もある。さらに光ディスクの高
密度化のために、現在光ディスク装置に使用されている
ＬＤより波長の短い赤色ＬＤを使用しようとすると、Ｌ
Ｄの接合容量が近赤外のものに比べ大きいため、重畳周
波数が低くなってしまい、レーザ雑音低減効果は小さく
なってしまうという問題がある。

【００１０】これらの事情から、高周波重畳を用いずに
レーザ雑音を低減する方法が望まれる。その一例とし
て、光ディスクへの照射光（ＬＤのフロント光）の一部
を光検出器で検出し、この検出信号を用いてＬＤの光出
力を制御する、いわゆる広帯域フロントＡＰＣが報告さ
れている（H.Satoh, etal.; ”Fast Laser Power Contr
ol for High Density Opti-cal Disk Systems ”，OPTI
CAL DATA STORAGE CONFERENCE Feb.25-27,1991,pp182-1
85/WA4-1）。この方式は図５のようなリア光を用いたＡ
ＰＣと異なり、制御帯域を広くとれるので、制御系のル
ープゲインに応じてレーザ雑音を低減できるという特徴
がある。

【００１１】この広帯域フロントＡＰＣでは、再生信号
帯域に対し制御帯域をいかに広くするかがポイントであ
る。制御帯域を広くする方法として、例えば”田口、星
野：光ディスク装置における高精度レーザ制御方式（I
I）、１９９１年電子情報通信学会春期全国大会、Ｃ−
３７２”および特開平４−２０８５８１（田口：半導体
レーザ装置）に開示された広帯域フロントＡＰＣ法が知
られている。

【００１２】図６は、その制御系の構成図であり、ＬＤ
２２０、ＬＤ駆動回路２２１、ＬＤ２２０のフロント光
（記録再生時に実際に光ディスクに照射される光の一
部）を検出する光検出器２２２、演算増幅器２２３、補
償回路２２４、補正増幅器２２５および加算器２２６か
ら成る。この制御系では、演算増幅器２２３と補正増幅
器２２５から成る制御増幅器によりＬＤ２２０の出力光
量の変動を増幅して制御信号Ｖｄを生成し、この制御信
号ＶｄによりＬＤ駆動回路２２１を介してＬＤ２２０を
駆動する。これによりＬＤ２２０の光出力はフィードバ
ック制御され、レーザ雑音が低減される。また、広帯域
化の上で大きな障害となる光検出器（ＰＩＮフォトディ
テクタ）２２２の持つ接合容量の影響を補正増幅器２２
５によりフィードフォワード補償し、さらにフロント光
のモニタ電流Ｉｍの応答遅延を補償回路２２４からの補
償電流Ｉｃで補償することにより、制御帯域の広帯域化
を図っている。さらに、この方式では光検出器２２２の
出力を電流のまま帰還しているため、光検出器の出力を
Ｉ／Ｖ変換（電流／電圧変換）して用いる場合に比較し
て、さらなる広帯域化が可能である。

【００１３】図７に、このような広帯域フロントＡＰＣ
法を光ディスク装置に適用した場合における上記制御増
幅器の開ループ周波数特性を示す。周波数ｆ１以下では
６０ｄＢ以上の利得を持ち、出力光量の安定性、特に再
生時の低出力光量での安定性を高めている。周波数ｆ１
〜ｆ２の領域は再生信号帯域であり、レーザ雑音をより
抑圧するために、２重積分特性が与えられている。周波
数ｆ２以上の領域では、制御帯域の広帯域化のために平
坦な特性が与えられている。このような特性でＬＤの光
出力がフィードバック制御されることにより、レーザ雑
音は制御増幅器の開ループ周波数特性の逆特性、即ち低
周波領域で雑音低減効果が高く高周波領域で雑音低減効
果が減少する特性で抑圧される。

【００１４】図８に、図７に示す開ループ周波数特性を
持つ広帯域フロントＡＰＣを用いた光ディスク装置にお
いて、図８中の上段に斜線で表した記録マーク８０１の
エッジ部に情報を持たせるマークエッジ記録方式での再
生信号Ｖｓと制御増幅器で生成された制御信号Ｖｎの観
測波形を示す。再生信号Ｖｓ・制御信号Ｖｎともに、図
の上方が信号の増加する方向である。制御信号Ｖｎに
は、図中に破線８３０で示した再生信号Ｖｓと逆相の信
号成分が観測されている。これは光ディスク上の記録ピ
ットあるいは記録マークの有無に応じて反射率が変化
し、ＬＤへの戻り光量が変化するために生じるＬＤの出
力変動をフィードバック制御により抑制するためと思わ
れる。一方、記録ピットあるいは記録マークにおいて反
射強度が高レベルから低レベルに変化する時にスパイク
状のモードホッピング８２０が生じており、制御信号Ｖ
ｎが光出力を高める信号８２１を出力しているにもかか
わらず、再生信号Ｖｓのレベルは８１１のように低下す
る形でレーザ雑音が生じている。この現象はモードホッ
ピングによる光出力低下のステップ応答に対応して、制
御信号Ｖｎはそれを補正する制御応答特性８２０を生
じ、結果としてその応答誤差がレーザ雑音として残留
し、再生信号Ｖｓに波形歪み８１１を起こすことによ
る。これがフィードバック制御でのレーザ雑音の特徴で
ある。

【００１５】即ち、図８に示したように広帯域フロント
ＡＰＣ系では戻り光によってＬＤ２２０の駆動電流−光
出力特性が変化し、光出力が変化するとこれを直ちに打
ち消すようなＬＤ駆動電流がＬＤ駆動回路２２１に入力
される。従って、制御帯域に対して光出力の変化が十分
に小さければ、光出力を常に一定レベルにすることが可
能である。ところが、戻り光や温度変化によってモード
ホッピングが生じると光出力は瞬時に変化し、実際の制
御系ではこの変化に追従できない。このため、ＬＤ２２
１の駆動電流に制御帯域に応じたパルス状の光量変動が
生じ、これがＬＤ２２１の出力に現れる結果、光ディス
クからの再生信号を歪ませる原因となる。しかも、光デ
ィスクに記録されたピットやマークによっても光ディス
クからの戻り光が変わるため、これによってもＬＤ２２
１の駆動電流が変化し、やはり再生信号を歪ませてしま
う。戻り光によるモードホッピングは、記録ピットや記
録マークでの反射率の変化点で発生することが多いた
め、特にマークエッジ記録再生方式ではモードホッピン
グによるパルスの雑音が問題となる。

【００１６】このようなレーザ雑音は、制御帯域の広帯
域化によりレーザ雑音を一層低減することが可能であ
る。しかし実際には、光検出器の帯域制限や遅延時間
（光路長を含む）、高出力化によりチップ面積が大きく
なるに従い増加するＬＤの接合容量による駆動帯域制
限、制御系の遅延時間や周波数特性などの点から、制御
帯域の広帯域化には限度がある。記録密度を高めたり、
光ディスクの回転数を高めれば、再生信号の帯域は広が
る一方である。

【００１７】この再生信号の広帯域化に対し、広帯域フ
ロントＡＰＣの制御帯域が一定であれば、高周波域での
レーザ雑音抑圧特性の低下によって、再生信号帯域内で
のレーザ雑音は増加する。このため、高密度化、光ディ
スク回転数の高速化に伴って、本来はより高いＳ／Ｎが
要求されるにもかかわらず、逆に再生信号帯域内のレー
ザ雑音の増加のためにＳ／Ｎは低下してしまうという問
題が生じる。

【００１８】さらに、前述したようにレーザ雑音は再生
信号のエッジ部に発生し残留するため、特に記録密度を
向上できるマークエッジ記録再生方式では再生時に大き
なエッジ検出誤差を生じ、この問題は一層深刻となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、広帯域
フロントＡＰＣを用いたレーザ雑音低減方式は、高周波
重畳方式の欠点をカバーしながら、戻り光によるレーザ
雑音を低減できる利点はあるものの、制御帯域が有限な
ため、高密度化や高速化によって再生信号の帯域が相対
的に拡がるにつれ、戻り光によるパルス性のモードホッ
ピング雑音のため再生信号が歪むという重大な問題が起
こる。

【００２０】本発明は、これらの問題に対し、広帯域フ
ロントＡＰＣを用いて、少量の電気回路を追加するだけ
でレーザ雑音を大幅に低減でき、また歪みの少ない再生
信号が得られる光ディスク装置を提供することを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ディスクへ
の照射光ビームの一部を分割して光検出器で検出し、こ
の検出信号を用いてＬＤの広帯域フロントＡＰＣを行う
光ディスク装置において、発振回路より得られる高周波
変調信号、あるいはデータ再生系ＰＬＬのＶＣＯ出力か
らゲイン調整ならびに再生信号２値化位置で光出力が増
大するように位相調整を施した高周波変調信号を、広帯
域フロントＡＰＣのＬＤ駆動信号に重畳してデータ再生
することを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】本発明によれば、データ再生時には広帯域フロ
ントＡＰＣ帯域内の高周波信号により定常的にＬＤ発振
利得が高速変調されるため、戻り光による過渡的な利得
変化によって生ずるモードホッピングが抑制される。し
たがって、再生信号に含まれていたモードホッピング雑
音やディスクの反射率によって変化する戻り光雑音など
のレーザ雑音は抑圧されるとともに、重畳した高周波信
号は急峻な高域遮断特性を有するデータ再生系回路中の
低域通過フィルタによって除去される結果、最終的に歪
みのない綺麗な再生信号を得る事ができる。

【００２３】また光ディスクメモリ装置の光源として広
く用いられているシングルモードレーザでは、図４に示
すように再生信号のＳ／Ｎを決定するレーザ相対雑音強
度（ＲＩＮ）がレーザ出力の増大とともに小さくなる性
質を持っている。このため本発明によれば、再生信号２
値化位置においてレーザ出力が増大するよう高周波変調
信号の位相調整が施されているため、２値化位置での再
生信号Ｓ／Ｎが向上する。その結果ノイズジッタが低減
し、光ディスクメモリ装置のデータ信頼性が大幅に向上
する。さらに従来のマルチモード発振させるための高周
波重畳方式に比べると、高周波変調信号の変調周波数な
らびに変調レベルが小さいので、不要輻射電磁波のシー
ルドも容易になる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例に係る光ディスク装
置の構成を示す図である。光ディスク１１に対向して光
ヘッド１２が設けられている。この光ヘッド１２は、半
導体レーザ（ＬＤ）１３、コリメータレンズ１５、複合
プリズム１６、対物レンズ１７、集光レンズ１８、反射
光検出用の多分割光検出器１９および広帯域フロントＡ
ＰＣのための光検出器２０から成る。光検出器１９、２
０は、例えばいずれもＰＩＮフォトディテクタが用いら
れる。複合プリズム１６は、ビーム整形プリズム２１、
反射鏡として機能する端面２２、偏光ビームスプリッタ
として機能する端面２３、プリズム２４、λ／４（１／
４波長）板面２５および凹面鏡２６を有し、ＬＤ１３か
らの出射光に対しては２つの光ビームに分岐して、一方
の光ビームを光ディスク１１に導き、他方の光ビームを
光検出器に導く光分岐を行う。

【００２５】即ち、ＬＤ１３内にマウントされたＬＤチ
ップ１４からの出射光は、コリメータレンズ１５で平行
光束とされた後、複合プリズム１６のビーム整形プリズ
ム２１によりほぼ円形ビームとなり、さらに端面２２で
全反射した後、端面２３に到達する。偏光ビームスプリ
ッタを形成する端面２３は、端面２２から入射したＬＤ
１３からの光を約９０％透過させる。この透過光はλ／
４板面２５を通過して円偏光とされた後、対物レンズ１
７で絞られて光ディスク１１に入射する。

【００２６】光ディスク１１からの反射光は、対物レン
ズ１７で再び平行光となり、さらにλ／４板面２５で直
線偏光となってプリズム２４に入射する。プリズム２４
に入射した光ビームは、偏光方向が９０゜変化している
ため、偏光ビームスプリッタである端面２３で９０数％
反射される。端面２３で反射した光は、集光レンズ１８
で絞られ、多分割光検出器１９に入射する。多分割光検
出器１９は、分割された複数の光検出領域を有し、その
各光検出領域からの出力電流はプリアンプ／演算処理回
路２７に入力され、電流−電圧変換（Ｉ／Ｖ変換）およ
び増幅がなされた後、演算処理が施される。これにより
演算結果として、フォーカシング／トラッキングのため
のサーボ信号２８と、光ディスク１１上に記録されてい
る情報に対応した再生信号２９が出力される。サーボ信
号２８は、サーボ回路６０に導かれる。

【００２７】一方、端面２３にＬＤ１３から入射して反
射した数％の光は、凹面鏡２６で反射すると共に収束光
となり、光検出器２０に入射する。この光検出器２０
は、広帯域フロントＡＰＣのための制御信号の生成に用
いられるため、一般には多分割光検出器１９より高速の
ＰＩＮフォトディテクタが用いられる。光検出器２０か
らは、ＬＤ１３のフロント光の強度に応じたモニタ電流
Ｉｍが出力され、これが広帯域フロントＡＰＣ回路３０
に電流帰還される。

【００２８】広帯域フロントＡＰＣ回路３０は、抵抗素
子３１、３２、制御増幅器３３、バッファアンプ３４、
補償回路３５および電流駆動回路３６から成り、信号切
換回路５９から入力端子３７、３８にそれぞれ入力され
る変調信号Ｖｃおよび基準電圧Ｖｒにより制御される。
変調信号Ｖｃは、記録時には記録すべき情報信号により
変調された電圧が入力され、再生時には後述するデータ
再生系ＰＬＬ回路中のＶＣＯ出力をゲイン調整ならびに
位相調整して生成した高周波変調信号が入力される。こ
こで、抵抗素子３１、３２は同一の値であり、制御増幅
器３３の微弱入力電流によるオフセット電圧が防止され
る。

【００２９】制御増幅器３３の反転入力端子には、光検
出器２０からのモニタ電流Ｉｍが帰還されると共に、補
償回路３５からモニタ電流Ｉｍの応答遅延を補償するた
めの補償電流Ｉｃが入力されている。制御増幅器３３の
反転入力端子と非反転入力端子間の電位差は、光検出器
２０からのモニタ電流Ｉｍが流れることにより減少す
る。この電位差は制御増幅器３３で図７に示した開ルー
プ特性にて増幅され、制御信号Ｖｄとなる。この制御信
号Ｖｄは二分岐され、一方は電流駆動回路３６に入力さ
れる。電流駆動回路３６は制御信号Ｖｄを電圧−電流変
換（Ｖ／Ｉ変換）し、その出力電流をＬＤ１３に供給す
る。これにより、ＬＤ１３のフロント光量は制御増幅器
３３の反転・非反転両入力端子間の電位差が零になるよ
うに制御される。

【００３０】この広帯域フロントＡＰＣ回路３０は、Ｌ
Ｄ１３のフロント光をモニタし、それに基づいて制御帯
域が再生信号の数倍にもなる広帯域のＡＰＣをを行うた
め、戻り光によって生じるＬＤ１３の干渉性雑音、モー
ドホッピング雑音などのレーザ雑音を低周波域では大き
く抑圧できる。しかしながら、この広帯域フロントＡＰ
Ｃ回路３０では、前述したように高周波域でのレーザ雑
音抑圧特性の低下があり、高密度化、光ディスク回転速
度の高速化による再生信号の広帯域化に対して再生信号
帯域内でのレーザ雑音を十分に低減できないため、十分
なＳ／Ｎが得られなくなる。特に、レーザ雑音は再生信
号のエッジ部分に発生して残留するため、マークエッジ
記録再生方式ではエッジ検出位置が大きくずれ、再生デ
ータに誤りを生じるようになる。

【００３１】この問題を解決するため本実施例では、広
帯域フロントＡＰＣのＬＤ駆動信号に高周波信号を重畳
してＬＤ発振利得を定常的に変調し、モードホッピング
発生を抑制することによって、レーザ雑音を低減する。
図１に示したこのレーザ雑音低減回路の構成を以下に説
明する。また図２には、本実施例主要部分の動作を説明
するための波形図を示す。ここで本実施例では、変調方
式は（２，７）変調、記録方式はマークエッジ記録、最
高記録周波数は７．５ＭＨｚ、再生信号帯域は最高記録
周波数の２倍の１５ＭＨｚ、広帯域フロントＡＰＣの制
御帯域は１００ＭＨｚと仮定する。

【００３２】プリアンプ／演算処理回路２７から出力さ
れた再生信号２９は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１
に入力される。ここで再生信号２９には、後述する再生
信号帯域の２倍以上かつ広帯域フロントＡＰＣの制御帯
域内の高周波信号（９０ＭＨｚの正弦波信号）が、プリ
アンプ回路２７の再生特性（再生帯域１５ＭＨｚの２次
ＬＰＦ特性）の影響を受け、約２５ｄＢ振幅低下した形
で残留している。従って、ＬＰＦ５１は再生信号帯域外
のこの残留高周波変調信号を十分に除去するために、高
次のＬＰＦ、例えば５次以上のガウシアンフィルタ（信
号通過帯域は、再生信号帯域と同じ１５ＭＨｚ）等が用
いられる。ＬＰＦ５１の出力信号である高周波変調信号
の除去された再生信号６０は２値化回路５２を経て、一
方はデータ弁別回路５３を介して復調回路５４で２値デ
ータに復調され、他方は位相比較器４１、ループフィル
タ４２、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４３、分周器４４
（１／４分周器）から構成される位相同期回路（ＰＬ
Ｌ）系４０に入力される。

【００３３】通常ＶＣＯ４３の発振周波数は、データ変
調後のチャンネルクロック周波数（本例では、最高記録
周波数の３倍の２２．５ＭＨｚとなる）に設定される。
ところが本発明では、ＶＣＯ４３の出力信号６１をモー
ドホッピングを抑圧するための高周波変調信号としても
使用するので、ＶＣＯ４３の発振周波数は通常の２〜１
０倍高い値（９０ＭＨｚ）に設定する。ＶＣＯ４３の出
力信号６１は、少なくともＶＣＯ４３の発振周波数と同
じ程度の信号通過帯域（９０ＭＨｚ）を有するゲイン調
整回路５５を経た後、遅延回路５６を通って、信号切換
回路５９に入力される。ここでゲイン調整回路５５のゲ
イン調整量は、再生レーザパワー（例えば再生レーザパ
ワーを１ｍＷとすると、広帯域フロントＡＰＣの直流バ
イアス分を０．５ｍＷ、重畳する高周波信号の平均値分
を０．５ｍＷ相当）より決定すればよい。一方遅延回路
５６の遅延量ＤＬは、再生信号２値化位置（マークポジ
ション記録の場合には記録マーク中心位置、マークエッ
ジ記録の場合には図２中に斜線で示した記録マークの両
エッジ位置）でＬＤの光出力が増大するよう（図２の波
形２９中に丸印で示した２９１部分）に設定する。また
信号切換回路５９には、記録／再生コントローラ５７か
らの命令によって記録信号発生回路５８で生成する記録
データ信号も入力されている。記録／再生コントローラ
５７からは、記録動作および再生動作をコントロールす
る制御信号が信号切換回路５９に接続されている。この
制御信号によって、再生時にはモードホッピング抑圧の
ための高周波変調信号を、記録時には記録データ信号を
それぞれ信号切換回路５９より出力し、ＬＤ駆動のため
の変調信号Ｖｃとする。

【００３４】以上説明した回路構成によれば、モードホ
ッピング抑圧のための高周波変調信号６３を容易に生成
でき、同時にＬＰＦ５１の出力としてレーザ雑音による
波形歪みの少ない再生信号６０を得ることができる。

【００３５】上記の実施例では、角速度一定（ＣＡＶ）
方式の光ディスク装置への適用例について述べたので、
遅延回路５６の遅延量ＤＬはディスク半径位置にかかわ
らず固定値となる。近年、メモリ装置高密度化技術とし
て採用され始めたＺＣＡＶ（Ｚｏｎｅ−ＣＡＶ）方式で
は、ディスク半径位置によって再生クロック周波数すな
わちＶＣＯ発振周波数も変化させる。この場合、記録／
再生コントローラ５７から出力されるディスク半径位置
信号に応じて、遅延量ＤＬを可変できるプログラマブル
遅延線を遅延回路５６に用いればよい。

【００３６】本発明と従来の高周波重畳方式とは、以下
の点で根本的に異なる。即ち、従来の高周波重畳方式は
ＬＤ発振しきい値以下の直流バイアス電流に３００〜８
００ＭＨｚという高周波電流を重畳してＬＤを高速でＯ
Ｎ／ＯＦＦし、縦モードをマルチモード化させて戻り光
による可干渉性を低下させるものである。またＲＩＮ値
はシングルモードレーザに比べると１桁程度悪く、重畳
する高周波信号と再生信号２値化位置との位相関係は一
定していない。これに対して本発明は、ＬＤ発振しきい
値以上の直流バイアス電流に、再生信号帯域の概ね２倍
以上で広帯域フロントＡＰＣ帯域内の高周波信号を重畳
し、戻り光によるモードホッピングを抑圧するものであ
る。したがってＬＤ縦モードはシングルモードに近いた
め、従来の高周波重畳方式に比べてＲＩＮ値は低い。特
に、重畳する高周波信号にデータ再生系ＰＬＬのＶＣＯ
出力を利用するため、再生信号２値化位置と高周波変調
信号の位相関係が常に一定に保たれているという特徴を
持つ。このため、データ再生に際して最も重要な２値化
位置でのＬＤのＲＩＮ値が低減、即ち再生Ｓ／Ｎが向上
し、ノイズジッタも低減する。これによって、データ記
録／再生に際して高い信頼性が確保できる。以上のこと
から本発明は、従来方式では両立できなかったＲＩＮ値
の低減とモードホッピングの抑圧という２つの問題を同
時に解決し得る技術と言える。

【００３７】図３に本発明の第２の実施例を示す。本実
施例では、ＬＤ駆動信号に重畳する広帯域フロントＡＰ
Ｃ帯域内の高周波信号を発振回路６５により生成する。
この場合、高周波変調信号と再生信号２値化位置との位
相関係は一定に保たれていないが、ある程度のモードホ
ッピング抑圧効果が得られることは言うまでもない。

【００３８】本発明の実施例では、フロント光のモニタ
のやり方として、光ヘッドは小さくできることから、複
合プリズムを用いる方法を示したが、ＬＤからの出射光
の一部をガラスまたは分岐ミラー（透過率と反射率が等
しくないものを含む）などとしても良い。また、本発明
では再生信号系のフィルタリングにＬＰＦを用いたが、
重畳した高周波信号のみを除去できれば良いので、ＬＰ
Ｆに代えて帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を用いても良
い。

【００３９】すなわち、本発明では、少なくとも、ＬＤ
のフロント光を検出できること、広帯域フロントＡＰＣ
帯域内の高周波変調信号をＬＤ駆動信号に重畳するこ
と、プリアンプ出力信号から高周波変調信号を除去する
こと、が行えれば良く、このためには、フロント光の検
出やフィルタリングなどは様々な方法で行って良い。ま
た、ＬＤ駆動信号に重畳する高周波信号が正弦波、矩形
波、三角波などいかなる波形でも良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広帯域フロントＡＰＣ系にわずかな電気回路を追加する
だけで、問題になるモードホッピングによるレーザ雑音
を大幅に低減できるため、高密度化・高速化を要求され
る光ディスク装置にとって、その効果は極めて大きい。
また、本発明では従来の高周波重畳方式に比べて変調周
波数、変調レベルともに小さくて済むので、電磁シール
ドも簡単になる。さらに、広帯域フロントＡＰＣ駆動信
号に重畳する高周波変調信号に、信号再生系ＰＬＬ回路
中のＶＣＯ出力を利用するので、再生信号２値化位置と
高周波変調信号の位相関係が常に一定に保たれ、モード
ホッピングノイズ低減効果は極めて大きい。同時に２値
化位置での再生信号Ｓ／Ｎが向上してノイズジッタが低
減するので、メモリ装置としての信頼性も大幅に向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る光ディスク装置
の構成図。

【図２】 同実施例の動作を説明するための波形図。

【図３】 本発明の第２の実施例に係る光ディスク装置
の構成図。

【図４】 シングルモードレーザのレーザ出力とレーザ
相対雑音強度を示す図。

【図５】 高周波重畳を用いたＡＰＣの従来図。

【図６】 広帯域フロントＡＰＣの従来図。

【図７】 広帯域フロントＡＰＣにおける制御増幅部の
開ループ周波数特性を示す図。

【図８】 記録マーク再生信号と広帯域フロントＡＰＣ
制御信号の観測波形。

【符号の説明】

１１…光ディスク １３…半導体レーザ １９…再生信号用光検出器 ２０…フロントＡＰＣ用光検出器 ２１…複合プリズム ２９…高周波変調信号の重畳した再生信号 ３０…広帯域フロントＡＰＣ回路 ４０…位相同期回路 ４３…電圧制御発振器 ５１…ＬＰＦ ５５…ゲイン調整回路 ５６…遅延回路 ６０…レーザ雑音の低減された再生信号 ６１…電圧制御発振器出力 ６３…ＬＤ駆動信号に重畳する高周波変調信号 ６５…高周波発振回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザと、この半導体レーザから出
   射された光を第１および第２の光ビームに分岐する分岐
   手段と、前記第１の光ビームをディスク状記録媒体に照
   射する手段と、前記記録媒体からの反射光を検出する第
   １の光検出器と、前記第２の光ビームを検出する第２の
   光検出器と、この第２の光検出器の出力信号から制御信
   号を生成し、該制御信号を用いて前記半導体レーザの光
   出力を制御する光出力制御手段と、前記第１の光検出器
   の出力信号から前記記録媒体に記録された情報の再生信
   号を生成する再生手段と、前記再生信号の再生帯域の概
   ね２倍以上かつ前記光出力制御手段の制御帯域内の周波
   数で発振する高周波信号を得る高周波信号生成手段と、
   信号再生時に前記高周波信号を前記光出力制御手段の半
   導体レーザ駆動信号に重畳する信号重畳手段と、前記第
   １の光検出器の再生手段により生成された前記高周波信
   号の重畳した再生信号にフィルタリングを施すことによ
   り改善された再生信号を得る再生信号フィルタリング手
   段とを具備することを特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】半導体レーザと、この半導体レーザから出
   射された光を第１および第２の光ビームに分岐する分岐
   手段と、前記第１の光ビームをディスク状記録媒体に照
   射する手段と、前記記録媒体からの反射光を検出する第
   １の光検出器と、前記第２の光ビームを検出する第２の
   光検出器と、この第２の光検出器の出力信号から制御信
   号を生成し、該制御信号を用いて前記半導体レーザの光
   出力を制御する光出力制御手段と、前記第１の光検出器
   の出力信号から前記記録媒体に記録された情報の再生信
   号を生成する再生手段と、この再生手段により生成され
   た再生信号をディジタル化するための再生信号２値化手
   段と、この再生信号２値化手段の出力信号と基準再生ク
   ロックとの位相を同期させるための位相同期手段と、こ
   の位相同期手段の中の電圧制御発振器の発振周波数を再
   生信号帯域の概ね２倍以上かつ前記光出力制御手段の制
   御帯域内に設定し、前記電圧制御発振器の出力信号にゲ
   イン調整および遅延補償を施してレーザ雑音を低減する
   ための高周波信号を得る高周波信号生成手段と、信号再
   生時に前記高周波信号を前記光出力制御手段の半導体レ
   ーザ駆動信号に重畳する信号重畳手段と、前記第１の光
   検出器の再生手段により生成された前記高周波信号の重
   畳した再生信号にフィルタリングを施すことにより改善
   された再生信号を得る再生信号フィルタリング手段とを
   具備することを特徴とする光ディスク装置。
3. 【請求項３】前記遅延補償の遅延量が、再生信号の２値
   化位置で前記半導体レーザの光出力が増大するように設
   定されていることを特徴とする請求項２記載の光ディス
   ク装置。