JPS6252366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体レーザを光源とするビデオ情報
及びデイジタル情報の情報処理装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、いわゆる光学的ビデオデイスク装置ある
いは光学的情報記録再生装置にはHe―Neレーザ
あるいはArレーザ等のガスレーザが用いられて
いたため装置全体は大きくかつ高価格となつてい
た。この問題を解決するために半導体レーザを光
源として用いる方法が発明されたが、そこでは、
半導体レーザは単にガスレーザを、そのままおき
かえただけの構成となつていたため、情報記録再
生時に必要な光スポツト制御信号すなわち自動焦
点合わせおよびトラツキングサーボ用の誤差信号
を検出するための光学系が複雑であり、やはり情
報処理全体としては複雑高価なものとなつてい
た。こうした光学系の複雑さを解決し、簡易にし
て低価格の半導体レーザを用いた情報処理装置を
もたらすべく、例えば文献（「半導体レーザによ
る光メモリ読出し」光・フイルム技術研究会，資
料番号47，テレビジヨン学会，昭和51年３月17
日）に示す半導体レーザの自己カツプリング効果
を用いた方法が提案された。この方法は、半導体
レーザの一方の端面から送出された光を対物レン
ズ等のレンズ系でデイスク面（情報記録面）上に
集光し、そのデイスク面からの放射光を再び上記
レンズ系で上記端面に戻すことによつて、光源で
ある上記半導体レーザの発振状態を上記反射光の
光量の変化に応じて変化させ、上記半導体レーザ
の他の端面から送出される放射線の光量を検出す
ることにより、上記デイスクからの反射光量の変
化を検出するものである。しかし、この方法では
情報のみの再生信号は簡易な光学系構成で得られ
るが、自動焦点用およびトラツキング用誤差信号
の検出をすることができない点に大きな問題点が
あつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記問題点を解決し、半導体レーザ
の自己カツプリング効果を用いて、情報及び自動
焦点用誤差信号を検出し、簡素にして低価格の情
報処理装置を提供せんとするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る自動焦点合せは、デイスク面から
の反射光の光量が焦点で最大となり、その前後で
漸次減少し、焦点に対して対称となることを利用
するものである。

自動焦点用誤差信号を検出する原理を第１図及
び第２図を用いて説明する。第１図において、３
つの半導体レーザ１ａ，１ｂ及び１ｃのそれぞれ
の端面２ａ，２ｂ及び３ｃから送出された光４
ａ，４ｂ，４ｃは対物レンズ５によつて、デイス
ク３０上にスポツト６ａ，６ｂ，６ｃとして絞り
込まれる。半導体レーザは、各々デイスク面に対
して距離が互いに異なつて（例えば10〜500μｍ
程度）、１ａ，１ｂ，１ｃの順にしたがつて遠ざ
かるように配置されている。しかして、上記スポ
ツト６ａ，６ｂ，６ｃは各々デイスク面に垂直方
向にわずかに（例えば10〜500μｍ程度）位置を
異ならせて結像される。第１図においては、スポ
ツト６ａはデイスク面より下に結像されるため、
デイスク面上では多少焦点ずれした大きなスポツ
トとなつている。スポツト６ｂは丁度デイスク面
上に結像されているため、直径１〜２μｍ程度の
微小スポツトとなる。スポツト６ｃはデイスク面
より上の点に結像されているため、デイスク面上
では、やはり焦点ずれした大きなスポツトとなつ
ている。これら３つのスポツトの様子はデイスク
面の位置によつて異なる。ここでデイスク面上で
の３つのスポツトの様子を第２図Ａ〜Ｃを用いて
更に詳細に説明する。図中、スポツト６ａ，６ｃ
は自動焦点誤差信号検出に用いられ、スポツト６
ｂはビデオおよびデイジタル信号検出に用いられ
る。なお、第２図Ａ〜Ｃは、それぞれデイスク面
が基準位置より下にある時、基準位置にある時、
基準位置より上にある時のスポツト径の変化を示
す。第２図Ａに示す如く、デイスク面が基準位置
より低くなつた場合はスポツト６ａが１番小さく
なり、スポツト６ｂ及び６ｃは大きくなる。第２
図Ｂに示す如く、デイスク面が、基準位置にある
場合は、スポツト６ａ及び６ｃがほぼ同じ大きさ
のスポツトとなり、スポツト６ｂが微小スポツト
となる。第２図Ｃに示す如く、デイスク面が基準
位置より上に来た場合はスポツト６ｃが最小とな
り、スポツト６ｂ及び６ａと大きくなる。以上の
如きデイスク面上のスポツトはデイスクによつて
反射されてレンズ５を通過後、各々の発光レーザ
にもどる。この時半導体レーザの発光端面２ａ，
２ｂ及び２ｃは、通常１μｍ×３〜５μｍの微小
開口となつているため、デイスク上のスポツト径
に応じて半導体レーザ内へもどる反射光の光量が
変化する。つまり、デイスク面上で微小スポツト
であれば、それが反射して、半導体レーザ開口上
でも微小スポツトとなるため開口内への反射光の
戻り光量が最も大きくなる。レーザへの戻り光量
が大きくなる程、自己カツプリング効果も大きく
なり、半導体レーザのもう一方の発光端面３ａ，
３ｂ及び３ｃからの出力光量がふえることにな
る。つまり、デイスク面が基準位置にある場合、
発光端面３ｂからの出力光７ｂが最大になり、発
光端面３ａ，３ｃからの出力光７ａ及び７ｃは同
一となる。次に、デイスク面が基準位置に一致せ
ず、わずかにレンズ側にずれた場合、出力光７ａ
及び７ｂは減少し、出力光７ｃが増加する。同様
に、デイスク面が基準位置に一致せず、わずかに
レンズ側とは反対側にずれた場合、出力光７ｂ及
び７ｃは減少し、出力光７ａが増加する。したが
つて、自動焦点用誤差信号を検出するためには、
上記出力光７ａ及び７ｃを光検出器で受光し、そ
の出力差を検出すればよい。

ところが、第１図のような構成であると、通常
の半導体レーザは発光端面からの光線の拡がり角
が30゜〜40゜と大きいために、それぞれの半導体
レーザの出力光を別々にとり出すためには、光検
出器の受光面積を小さくして、半導体レーザに近
づけて配置するか、それとも、ガラスフアイバー
を半導体レーザの発光端面と光検出器の間に配置
することにより、光を光検出器に有効にとりこむ
等の方法が行なわれるが、いずれも構造が複雑に
なり、かつコストが高くなる。

そこで、本発明では第１図に示すように半導体
レーザ１ａ，１ｂ，１ｃのデイスク側とは反対の
発光端面３ａ，３ｂ及び３ｃからの光７ａ，７ｂ
及び７ｃをすべて１つの光検出器１０で受光し、
構造を簡単にする。このとき、半導体レーザ１
ａ，１ｂ，１ｃのいづれから出た光による信号か
を区別するために、半導体レーザ１ａ，１ｂ，１
ｃをそれぞれ異なる周波数で変調せしめ、光検出
器１０からの出力をそれぞれの周波数成分だけを
通過させる帯域フイルタに通して、半導体レーザ
１ａ，１ｂ，１ｃによる信号を弁別する。

〔発明の実施例〕

以下実施例に従つて、本発明を詳細に説明す
る。第３図は、本発明の１つの実施例である。第
１図と重復する部分は同一の番号を付けている。
矢印の方向に回転するデイスク３０に第１図で説
明した如く半導体レーザ１ａ，１ｂ及び１ｃから
の光をデイスク３０上に集光し、反射させる。こ
のとき、半導体レーザ１ａ，１ｂ，１ｃはそれぞ
れ発振器２０ａ，２０ｂ，２０ｃからの信号（そ
れぞれの発振周波数はａ，ｂ，ｃである）
で変調を行なう。例えば、ａは500KHz程度、
ｂは80MHz程度、ｃは700KHz程度である。
光検出器１０からの出力を帯域フイルタ３６，３
７に通して、半導体レーザ１ａ，１ｃからの光量
をそれぞれ分離する。帯域フイルタ３６，３７の
中心周波数はそれぞれａ，ｃに選らぶ。帯域
フイルタ３６，３７の出力を差動増幅器３４に入
力して、自動焦点用誤差信号３３を得る。信号３
３をサーボ系の補償回路３５に入力して、補償回
路３５の出力をボイスコイル（対物レンズ５を光
軸方向に移動する電磁素子）駆動回路３８に入力
し、ボイスコイル３１を移動することにより自動
的に焦点合せを行わしめる。一方、光検出器１０
からの出力を帯域フイルタ３９（中心周波数を
ｂとする）に通して、デイスク上に記録された情
報信号を読み出して、信号処理回路３２（図示せ
ず）に入力する。

第４図は他の実施例である。第３図と同じ機能
をもつ素子には同じ番号をつけてある。真中の半
導体レーザ１ｂには変調を行なわず、情報信号は
高域通過フイルタ４０を通して信号処理回路３２
に入力する。このとき、ａ，ｃは高域通過フ
イルタのカツトオフ周波数より小さく選らぶ（例
えば数100KHz程度）。

第５図はもう１つの実施例である。発振器５５
からの信号（発振周波数ｏ、例えば、600KHz
程度）で半導体レーザ１ｃを変調し、発振器５５
からの信号を位相可変器５３を通した後、位相可
変器５３の出力信号で半導体レーザ１ａを変調す
る。真中の半導体レーザ１ｂには変調を行なわな
い。光検出器１０からの出力を帯域フイルタ５０
（中心周波数ｏ）と高域通過フイルタ５４に入
力する。帯域フイルタ５０の出力を掛算器５１，
５２に入力して、半導体レーザを変調している信
号と掛算を行ない、半導体レーザを変調している
信号成分に係る信号をとり出す同期検波を行な
う。掛算器５１，５２の出力を第３図の実施例と
同様な構成の機能素子に入力して焦点ずれを補正
する。このとき、位相可変素子５３の位相シフト
量は好適には90゜×整数倍が望ましい。なおデイ
スク３０に記録された情報信号はｏより高いカ
ツトオフ周波数を持つ高域通過フイルタ５４によ
りとり出され、処理回路３２に送られる。本実施
例では、第３図の実施例に比して、半導体レーザ
の変調手段を簡単に構成することができる。

以上本発明を実施例に従つて説明したが、変調
波形は正弦波に限ることなく、三角波、矩形波で
もよい。また、焦点検出の説明のための光源（半
導体レーザ）の個数が三つの場合を例にとつた
が、例えばトラツキングのために別の光源を設
け、これを異なる周波数で変調し、少なくとも１
つの光検出器で受光しトラツキング信号を分離す
ることもできる。この場合、光源としては半導体
レーザがアレイ状に並んだ構成が好適である。ま
た、再生の場合の自動焦点について説明したが、
記録の場合の自動焦点についても本発明は適用で
きる。この場合は真中の半導体レーザを所望の情
報信号に応じて変調して記録を行なう。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、簡素にし
て、低コストの情報処理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、本発明に係る情報処理装置の光学系
の構成を示す図、第２図Ａ〜第２図Ｃはデイスク
面上でのスポツトの様子を示す図、第３図〜第５
図は本発明の実施例の構成をそれぞれ示す図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれが反対方向に光を出射する１対の出
   射端面を有し、かつ出射光の光軸方向に互いにず
   らして配置された、少くとも３個の半導体レーザ
   光源と、上記半導体レーザ光源の一方の出射端面
   からの出射光を記録媒体上に集光し、かつ該記録
   媒体からの反射光を上記半導体レーザ光源の上記
   一方の出射端面に戻すための光学系と、上記半導
   体レーザ光源の少くとも両側の２個をそれぞれ周
   波数あるいは位相の異なる信号で変調する変調手
   段と、上記半導体レーザ光源の他方の出射端面か
   らの出射光を共通に受ける１個の光検出器と、上
   記光検出器からの出力を受け、周波数あるいは位
   相の相違により上記半導体レーザ光源からの出射
   光に対応する信号をそれぞれ分離して取出す信号
   分離手段とを有し、上記半導体レーザ光源の中央
   の光源からの出射光に対応する信号から情報信号
   を取り出し、両側の２個の光源からの出射光に対
   応する信号から焦点ずれ信号をとり出すことを特
   徴とする情報処理装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の情報処理装置に
   おいて、上記変調手段が少くとも２個の発振器か
   らなり、上記半導体レーザ光源の少くとも両側の
   ２個を各々異なる周波数で変調することを特徴と
   する情報処理装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の情報処理装置に
   おいて、上記変調手段が、発振器と、位相可変器
   とからなり、上記半導体レーザ光源の少くとも両
   側の２個を同一の周波数で、かつ各々異なる位相
   で変調することを特徴とする情報処理装置。