JPH0799589B2 - 光ピツクアツプ装置 - Google Patents

光ピツクアツプ装置

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JPH0799589B2
JPH0799589B2 JP59094001A JP9400184A JPH0799589B2 JP H0799589 B2 JPH0799589 B2 JP H0799589B2 JP 59094001 A JP59094001 A JP 59094001A JP 9400184 A JP9400184 A JP 9400184A JP H0799589 B2 JPH0799589 B2 JP H0799589B2
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JP
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light
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optical
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semiconductor laser
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豊 山中
光人 阪口
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NEC Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/126Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06817Noise reduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

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を用い、光学的に情報の書込みや
再生を行なう情報記録装置に適した光ピックアップ装置
に関する。
(従来技術とその問題点) 高密度の記録装置として、金属薄膜や有機薄膜の記録媒
体上へ微小スポットを集光して記録や読出しを行なう光
記録装置が実用化されている。
このような光記録において用いられる光ピックアップの
基本構成を第1図に示す。半導体レーザ1の出射光をレ
ンズ2によりコリメート光とし、偏光ビームスプリッタ
3と1/4波長板4を通過せしめレンズ5により記録媒体
6にスポットとして集光する。媒体よりの反射光はレン
ズ5,1/4波長板4を再び通過するが、1/4波長板を2回通
過して偏光方向が90゜回転しているため偏光ビームスプ
リッタ3で反射して検出器7に入射する。記録媒体への
書込時は媒体上で10〜15mW程度の光強度となるように、
また再生時には0.5〜3mW程度の光強度となるように記録
媒体の特性に合わせて半導体レーザの出力を調節する。
この構成では偏光ビームスプリッタと1/4波長板により
半導体レーザへ媒体からの反射光が戻らないようにして
いる。しかし、一般に記録媒体はアクリルやポリカーボ
ネイトなどの高分子樹脂で表面を覆っており、このよう
な高分子樹脂は製造時の応力などによりわずかな複屈折
性を持つ。そのため反射光の分離が十分でなくなり、半
導体レーザにわずかな戻り光が生じる。このレーザへの
戻り光は出力光の雑音を増加させる。
半導体レーザの雑音特性の戻り光量依存性の例を第2図
に示す。戻り光量はレーザの前端面出射全光量に対し
て、レーザ端面へ戻る光量の割合を表わす。S/Nは帯域
幅10KHzでの値である。画像情報などアナログの信号の
再生にはS/N95dB以上が必要である。
第1図の構成においては半導体レーザへの戻り光量は0.
1〜1%程度であり、アナログ信号再生時に十分なS/Nを
確保するのは難しい。
半導体レーザへの戻り光量を減らす方法として、レンズ
2と偏光ビームスプリッタ3の間に光減衰量が固定の光
減衰器を挿入することが考えられる。例えば透過率1/10
の減衰器により戻り光量は1/100となり0.01%以下であ
り第2図よりS/N105dBとなる。ただし、このとき半導体
レーザは10倍の出力が必要であり、情報の書込み時に10
0mW以上の出力が要求されることになり、このような高
出力で信頼性の高いレーザの実現は難しい。
(発明の目的) 本発明の目的は、このような従来技術の欠点を除去せし
めて、雑音特性の良好な記録・再生用の光ピックアップ
装置を提供することにある。
(発明の構成) 本発明は、半導体レーザから成る光源と、第1の光検出
器と、前記光源からの光を絞り込んで記録媒体に導き、
当該記録媒体から反射光を前記第1の光検出器に導く光
学系とを備えている光ピックアップ装置において、前記
光学系中に設置され、前記記録媒体への記録動作時に
は、透過率を上げて透過光量を増大させ、再生動作時に
は、透過率を下げて前記光源への戻り光量を減少させる
可変光減衰素子と、当該可変光減衰素子の透過光量を検
出する第2の光検出器と、前記透過光量が所定の値とな
るように前記半導体レーザの出力を制御する制御回路と
を具備することを特徴としている。
(構成の詳細な説明) 記録媒体への記録・再生を行なう光ピックアップ装置に
おいて、媒体への記録動作時には半導体レーザは方形波
で駆動されるため雑音に対する許容量が大きく、光出力
のS/Nは60〜70dB程度で十分である。再生動作時の必要
なS/Nは再生信号がディジタルであるか、アナログであ
るかはよって異なる。ディジタル信号は書込動作時と同
程度のS/Nで十分であるが、アナログ信号の再生動作時
には高S/Nが必要となる。
再生動作時のS/Nを上げる方法として、本発明では第1
図のコリメート用レンズ2と偏光ビームスプリッタ3の
間に透過率が変化する可変光減衰素子を挿入している。
記録動作時には透過率を上げ、再生動作時には透過率を
下げて戻り光量を減らせばよい。
可変光減衰素子としては第3図に示すように、光路11に
光学フィルタ12を出し入れするのが最も簡単な構成であ
る。
第4図は光路11中に1/2波長板13を挿入し、波長板を回
転させて光量を変化させる方法である。半導体レーザの
出射光は一般に直線偏光であり、光軸と1/2波長板の設
定角度により偏光方向を任意の角度回転することができ
る。偏光方向が回転すると、次の偏光ビームスプリッタ
で回転以前の偏光方向の成分のみが透過するため、透過
光量は減衰することになる。1/2波長板は戻り光に対し
ても同様に偏光回転を与える。半導体レーザは出射光と
直交する偏光の影響を受けにくく回転以前の偏光方向の
成分のみの影響を受けるため、戻り光量は減ることにな
る。減衰素子としての動作を確実にするため、コリメー
ト用のレンズと1/2波長板の間に一方向の偏光成分のみ
を透過する検光子を挿入してもよい。この方法において
透過率を10%とするには偏光方向を84゜回転すればよ
く、このためには1/2波長板を42゜回転すればよい。記
録動作時には回転角を0゜、再生動作時には回転角42゜
となるよう1/2波長板を設定することになる。
1/2波長板の回転動作と同様の働きをTN型の液晶素子に
よっても実現できる。TN型の液晶素子14は第5図に示す
ように電圧を加えないときは透過光が偏光回転を示し、
電圧を加えると偏光回転を示さなくなる。よって可変光
減衰素子として用いることができる。
ここで問題となるのは、これらの可変減衰素子の透過率
を変化させるに必要なスイッチング時間が長いことであ
る。例えばTN型液晶素子においては、10〜30ミリ秒のス
イッチング時間を要する。
スイッチング時間の速いものとして、ニオブ酸リチウム
などの電気光学効果を示す結晶を用いて偏光回転を起す
こともできるが、90゜近い偏光回転を起すには数百ボル
ト以上の高電圧を必要とするため実用的でない。
スイッチング時間が長いことで問題となるのは、スイッ
チング動作中に記録媒体上で光パワーが不安定となるこ
とと、透過率増加による戻り光量の増大でS/Nが低下す
ることである。これらの問題は以下のように解決され
る。
光パワーを安定化するためには、可変減衰素子の透過光
量を検出して、常に記録媒体上で一定の光量となるよう
に半導体レーザの出力を制御すればよい。
可変光減衰素子の透過率とレーザ出力の変化および記録
媒体面上光パワーの時間変化を第6図に示す。第6図B
のように透過率はあるスイッチング時間幅をもって変化
する。スイッチング動作中も記録媒体面上で一定の光パ
ワーとなるようにレーザ出力を第6図Cのように透過率
の変化に合わせて制御する。この結果、記録媒体面上で
は第6図Aのようにスイッチング動作時にも再生動作時
と同様の光パワーが得られる。
光記録は一般にディスク形状の記録媒体を回転させて同
心円またはらせん状のトラックに、記録・再生を行な
う。回転数は毎分600〜1800回転である。再生動作から
記録動作を実施するためには所望のトラック位置まで、
光ピックアップを移動してあらかじめディスクに記録し
てあるトラック位置を示すアドレス増俸を確認すること
になる。アドレス情報の確認にはディスクが一回転以上
回転する必要があり、毎分1800回転のディスクにおいて
も33ミリ秒以上を要する。アドレス情報をディジタルで
記録しておけば高S/Nを必要としないため、アドレス情
報の確認動作の間にスイッチングを終了することが可能
である。記録動作から再生動作へのスイッチング動作時
には1回転分はS/Nの悪い再生が行なわれるが、アナロ
グの画像再生などでは最初の一画面のみが低S/Nとなる
だけなので、毎秒30画面で再生される画像の目視による
記録情報の確認等では支障はない。
(実施例) 可変光減衰素子の透過率を検出する検出器として、第1
図の信号検出用の光検出器7を共用し、記録媒体からの
反射光量から透過率を得ることができる。ただし、この
方法では記録媒体上での記録の有無により反射率が異な
るため正確な透過率を得ることは難しい。
第5図に示すTN型液晶素子のように偏光回転を用いたも
のは偏光ビームスプリッタ3で減衰光量分を反射させて
いる。よってこの反射光を第7図に示すように光検出器
15で検出することで可変光減衰素子の透過率が得られ
る。この透過率より制御回路16により半導体レーザの駆
動電流を制御して記録媒体上で一定の光パワーを得る。
第8図に制御回路16の一構成例を示す。半導体レーザ1
のパッケージ内にある光検出器の出力と光検出器15の出
力を比較器17で比較してディスク面上パワーを求める。
17の出力と基準信号21を比較器18で比べて誤差信号を得
て駆動回路19でフィードバック制御を行なう。
以上の動作は再生およびスイッチング動作時に働く。記
録動作時にはスイッチ20を切換えて記録信号22により半
導体レーザの駆動を行なう。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明により再生動作時のS/Nが
良好な、記録・再生用光ピックアップ装置を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は光ピックアップの基本構成を示す図、第2図は
半導体レーザの雑音の戻り光量依存性の図、第3図〜第
5図は可変光減衰素子の構成例を示す図、第6図は本発
明の動作を示す図、第7図は本発明の一実施例を示す
図、第8図は制御回路の一構成例を示す図である。 図において、 1……半導体レーザ、2……コリメート用レンズ、3…
…偏光ビームスプリッタ、4……1/4波長板、5……レ
ンズ、6……記録媒体、7……光検出器、11……光路、
12……光学フィルタ、13……1/2波長板、14……TN型液
晶素子、15……光検出器、16……レーザ出力制御回路、
17,18……比較器、19……駆動回路、20……スイッチで
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザから成る光源と、第1の光検
    出器と、前記光源からの光を絞り込んで記録媒体に導
    き、当該記録媒体から反射光を前記第1の光検出器に導
    く光学系とを備えている光ピックアップ装置において、
    前記光学系中に設置され、前記記録媒体への記録動作時
    には、透過率を上げて透過光量を増大させ、再生動作時
    には、透過率を下げて前記光源への戻り光量を減少させ
    る可変光減衰素子と、当該可変光減衰素子の透過光量を
    検出する第2の光検出器と、前記透過光量が所定の値と
    なるように前記半導体レーザの出力を制御する制御回路
    とを具備することを特徴とする光ピックアップ装置。
JP59094001A 1984-05-11 1984-05-11 光ピツクアツプ装置 Expired - Lifetime JPH0799589B2 (ja)

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