JPH0341903B2 - - Google Patents

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、特に複数個の半導体レ
ーザ素子からなり、ビデオ情報やデイジタル情報
の情報処理装置に用いて好適な半導体レーザ光源
に関する。

〔従来の技術〕

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。

また、複数個の半導体レーザ素子を光源に用い
た光学的情報処理装置も提案されている（例えば
特開昭51−134516号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、複数個の半導体レーザを光源に用い
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、本発明は、複数個の半導体レーザを用
いていても１個の光検出器でそれぞれの半導体レ
ーザの出力光を別々にとり出すことができる、簡
素にして低コストの半導体レーザ光源を提供する
ことを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の半導体レーザ光源は、それぞれが反対
方向に光を出射する１対の出射面を有する複数個
の半導体レーザと、上記半導体レーザを周波数あ
るいは、位相の異なる信号で駆動するレーザ駆動
手段と、上記半導体レーザの一方の出射面からの
出射光を共通に受けるよう上記半導体レーザに近
接して配置された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からの出射光に対応する
信号をそれぞれ分離して取り出す手段とを具備す
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、それぞれが反対方向に光を出射す
る１対の出射端面を有する複数個の半導体レーザ
のそれぞれの一方の出射面からの出射光をすべて
１つの光検出器で受光し、構造を簡単にする。こ
のとき、いずれの半導体レーザからの出射光によ
る信号かを区別するために、半導体レーザを周波
数あるいは位相の異なる信号で駆動せしめ、光検
出器からの出力を周波数あるいは位相の相違によ
りそれぞれの半導体レーザからの出射光に対応す
る信号を分離して取り出す。

〔実施例〕

以下、本発明の半導体レーザ光源を光デイスク
装置の光源に用いた実施例によつて詳細に説明す
る。以下の実施例における光デイスク装置では、
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する。半導体
レーザの自己カツプリング効果とは、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
検出するものであり、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）に開示されている。

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。この自
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４ａ，４
ｂ，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６
ａ，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６
ａ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にした大きなスポツトに
なつている。スポツト６ａ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，６ｂ，
６ｃは自動焦点誤差信号検出に用いられ、スポツ
ト６ｂ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２Ａ〜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及ば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２
ａ，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３
ａ，３ｂ及び３ｃからの出力光量がふえることに
なる。つまり、デイスク面が基準電位にある場
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７
ｃ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にずれた場合、出力光
７ｂ及び７ｃは減少し、出力光７ａは増加する。
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。

本発明では第１図に示すように半導体レーザ１
ａ，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１ａ，１ｂ，
１ｃのいず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，１ｃを周波数
あるいは位相の異なる信号で変調せしめ、光検出
器１０の出力から周波数あるいは位相の相違によ
り半導体レーザ１ａ，１ｂ，１ｃの出射光による
信号をそれぞれ分離して取り出す。第３図は、本
発明の半導体レーザ光源を用いた光デイスク装置
の１つの実施例である。第１図と重複する部分は
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，２０
ｂ，２０ｃからの信号（それぞれの発振周波数は
fa，fb，fcである）で変調を行なう。例えば、fa
は500KHz程度、fbは80MHz程度、fcは700KHz程
度である。光検出器１０からの出力を帯域フイル
タ３６，３７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３
６，３７の中心周波数はそれぞれfa，fcに選ぶ。
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３３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せしめる。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fb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、fa，fcは高域通過フイル
タのカツトオフ周波数より小さく選ぶ（例えば数
100KHz程度）。

第５図はもう一つの実施例である。発振器５５
からの信号（発振周波数f0、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f0）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５１，５
２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f0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
れを意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、複数個の半導体レーザを用いた
情報処理装置用の光源を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の半導体レーザ光源を用いた
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図は本発明の半導体レーザ
光源を用いた光デイスク装置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
   射面を有する複数個の半導体レーザと、上記半導
   体レーザを周波数あるいは位相の異なる信号で駆
   動するレーザ駆動手段と、上記半導体レーザの一
   方の出射面からの出射光を共通に受けるよう上記
   半導体レーザに近接して配置された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からの
   出射光に対応する信号をそれぞれ分離して取り出
   す手段とを具備することを特徴とする半導体レー
   ザ光源。 ２ 第１項に記載の半導体レーザ光源において上
   記複数個の半導体レーザが、その出射光の光軸方
   向に互いにずらして配置されていることを特徴と
   する半導体レーザ光源。