JPH06231482A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクに対する信号記録に先立ち、あら
かじめ記録時のレーザの発光強度を調整したうえで記録
をおこなう光ディスク装置において光ディスクの劣化を
少なくする手段を提供する。 【構成】 半導体レーザ１１１の発光をカップリングレ
ンズ１１２で集束光とし音響光学変調器１１３を介し
て、モータ１０２で一定角速度で回転する光ディスク１
０１に照射する構成において、記録に先立つ発光強度調
整期間においてマイクロコンピュータ１５０の制御によ
りレーザ駆動回路１３６から半導体レーザ１１１に発光
強度調整用電流を加える期間およびその前後においてＲ
Ｆ発振器１２４より高周波信号を音響光学変調器１１３
に加えてレーザ光を回折させ、光ディスク１０１に照射
しないように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクに記録するに
先立ちあらかじめ記録時のレーザの発光強度を調整した
うえで記録をおこなう光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大量の情報を記録し、再生できる
種々の方式の光ディスク装置が実用化されている。以下
図面に基づいて従来の光ディスク装置について説明す
る。図６（ａ）は従来例のサンプルサーボ用の光ディス
ク装置で使用する光ディスクの表面の模式図、図６
（ｂ）はその表面の反射光量の波形図を示す。図６
（ａ）において一点鎖線６０１はトラック中心線を示
し、サーボ領域にはトラッキング用ピットとクロック用
ピットが基板面から凹状になるようにインジェクション
等の手法で製作されている。第１のトラッキング用ピッ
ト６０２はこのトラック中心線６０１から図の上方へ１
/４ピッチずれた位置に配置され、第２のトラッキング
用ピット６０３はこのトラック中心線６０１から図の下
方へ１／４ピッチずれた位置に配置されている。このよ
うなピット配置をウォブルマークとも称する。そして第
２のトラッキング用ピット６０３からユニークディスタ
ンス（以下ＵＤと略称）だけ離れた点において、トラッ
ク中心線６０１上にクロック用ピット６０４が配置され
ている。このユニークディスタンスとは、再生時に第２
のトラッキング用ピット６０３とクロック用ピット６０
４の間を、集束された光ビームが走行する時間間隔で表
される時間距離であって、ピットとピットとの空間距離
ではない。クロック用ピット６０４と、その前のトラッ
キング用ピット６０３との間の部分以外にはＵＤと同等
の時間間隔をもって再生信号が発生するようなピット間
隔が存在しないようにして、クロック用ピットの検出を
確実にするための手段である。このサーボ領域の前方
（図の左方）に記録パワー調整領域が、また後方（図の
右方）にデータ領域が配置されている。

【０００３】つぎに従来例の光ディスク装置のブロック
図を図５に示す。ディスクは図６と同様のサンプルサー
ボ形式のディスクであり、データを書き込むことによっ
て反射率が低くなる相変化型の記録材料を用いた光ディ
スクであるものとする。以下、その構成と概略の動作を
説明すると、相変化型の記録媒体（光ディスク）１０１
はモ−タ１０２の回転軸に取り付けられて所定の回転数
で回転されている。光ピックアップ１１０内において半
導体レ−ザ等の光源１１１より発生した光ビ−ムは、カ
ップリングレンズ１１２で平行光にされた後に偏光ビ−
ムスプリッタ１１４、１／４波長板１１５を通過し、収
束レンズ１１６により光ディスク１０１上に収束して照
射されている。光ディスク１０１により反射された反射
光は、収束レンズ１１６を通過して、１／４波長板１１
５を通過した後に偏光ビ−ムスプリッタ−１１４で左方
に反射され、集光レンズ１１７で集光され反射ミラー１
１８により、その一部が反射され、残りの一部は２分割
されたフォトダイオード等の光検出器１１９上に照射さ
れる。

【０００４】光検出器１１９の出力の一方は信号処理系
１３０の差動増幅器１３１のそれぞれの端子に入力され
ており、差動増幅器１３１は両信号の差に応じた信号を
出力する。この出力は、記録媒体１０１上に収束されて
いる光ビームのフォーカスずれを示すフォーカスエラー
信号となる。このフォーカスエラー信号はピックアップ
制御系１４０のフォーカシング駆動回路１４１に入力さ
れる。

【０００５】また、２分割された光検出器１１９の出力
の一方は加算増幅器１３２のそれぞれの端子に入力され
加算される。また光ディスク１０１から反射された光束
の一部は反射ミラー１１８により反射され、２分割され
たフォトダイオード等の光検出器１２３上に照射され、
光検出器１２３の出力は加算増幅器１３４の両端子に加
えられて加算さる。そしてこの加算増幅器１３４の出力
と先の加算増幅器１３２の出力とを加算増幅器１３５の
両端子にそれぞれ加え、加算増幅器１３５の出力の一方
は２値化回路１３３に与えられて２値化され、記録媒体
１０１から読み出されたデータとして装置全体を制御す
るマイクロコンピュータ１５０に入力される。加算増幅
器１３５の出力の一方はピックアップ制御系１４０のト
ラッキング駆動回路１４２に入力され、ここでトラッキ
ングエラー信号（以下ＴＥ信号と呼ぶ）が発生され、こ
のＴＥ信号はピックアップ制御系１４０のトラッキング
駆動回路１４３に入力される。

【０００６】一方、収束レンズ１１６はアクチュエ−タ
１２０の可動部に取り付けられている。アクチュエ−タ
１２０は可動部に設けられているフォーカス用コイル１
２１とトラッキング用コイル１２２と、固定部に取り付
けられている永久磁石（図示せず）より構成されてい
る。したがってこのフォーカシング駆動回路１４１によ
りフォ−カス用のコイル１２１に電流を流すと、コイル
が受ける電気磁気力によって収束レンズ１１６は光ディ
スク１０１の面と垂直な方向（図上では上下方向）に移
動できるように構成されている。またトラッキング用コ
イル１２１にトラッキング駆動回路１４３の出力電流を
流すと、コイルが受ける電気磁気力によって収束レンズ
１１６は光ディスク１０１の半径方向、すなわち光ディ
スク１０１上のトラックを横切るように（図における左
右方向に）移動する。

【０００７】トラッキング制御の場合、トラッキングエ
ラー検出回路１４２で図６のＵＤを利用してクロック用
ピット６０４を検出し、その周期に同期し、その周期の
ｎ倍の周波数の基準クロック信号をＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ
Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）により発生させる。この基
準クロック信号に基づいてクロック用ピット間隔と一定
の時間間隔にある位置でゲートを開いてトラッキング用
の第１および第２のピット６０２，６０３を検出する。
トラッキング用の第１および第２のピット６０２，６０
３によるディスクからの反射光量の差に応じて光ビーム
のトラック中心からのずれを検出し、トラッキング制御
を行う。光ビームが正しい位置をトラッキングしている
場合の反射光量の変化を図６（ｂ）の実線で、光ビーム
がずれた場合の反射光量の変化を同じく破線で示す。

【０００８】また光ピックアップ１１０はアクチュエー
タ１２０の移動だけでは追いつかないような大幅なトラ
ックずれの場合は、光ディスク１０１の半径方向に移動
するように構成されている。これらのトラッキングサー
ボ制御とフォーカシング制御に関しては周知の技術であ
るので詳細な説明は省略する。

【０００９】マイクロコンピュータ１５０の指示はレー
ザ駆動回路１３６に加えられ、半導体レーザ１１１を駆
動する。また半導体レーザ１１１の出力は後方にも出力
され、たとえばＰＩＮダイオード等を用いた光検出器１
２５で受光して、その出力をレーザ駆動回路１３６にフ
ィードバックする。

【００１０】上記のクロックピットの検出と、それを基
準に発生した基準クロックによりマイクロコンピュータ
１５０が記録パワー記録領域を決定し、その領域でレー
ザ駆動回路１３６を駆動して半導体レーザ１１１を発光
させて、その後方への光強度を光検出器１２５で検出し
てレーザ駆動回路へフィードバックし、記録時のための
発光強度を決定していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように光ディスク
に記録するに際して、記録直前にレーザの記録パワーを
調整するとき、高いパワーでＤＣ信号で調整するので、
特に相変化型の記録媒体においては記録パワー調整領域
において記録膜の特性が劣化しやすい。劣化の範囲は徐
々に増大するので、劣化の範囲がデータの先頭に記録さ
れるデータ再生のための同期信号の領域に及んだ場合は
データの再生ができなくなる、という課題があった。

【００１２】またサンプルサーボ形式特有の課題として
記録パワー調整領域の前後において調整領域とサーボ領
域、また調整領域とそれに先行するデータ領域との間に
上記のユニークディスタンスと同等の期間が生じること
によるクロックピットの検出が不確実になるという課題
もあった。さらに調整領域の分だけ記憶容量が小さくな
るという課題もあった。

【００１３】本発明は上述した従来の課題を改善するた
めになされたもので、データの記録直前の記録パワーの
調整領域においてレーザの記録パワーで記録膜を照射す
ることを防止して記録膜の劣化および破壊を防ぎ、記憶
容量も増大させる手段を有する光ディスク装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ディスク装置は、光源である半導体レーザ
からのレーザ光を光学的に収束して、回転する光ディス
クに照射し、かつこの光源である半導体レーザの前方収
束光以外の放射光を検出する光検出器を有する光ピック
アップ手段と、前記光ピックアップ手段の前記光検出器
の出力を検知し、かつその検知結果に基づいて少なくと
も記録時の前記光源である半導体レーザへの印可電流を
決定するレーザ駆動回路と、装置各部を制御するととも
に前記レーザ駆動回路の動作タイミングを制御するマイ
クロコンピュータと、前記光ピックアップ手段の、前記
光源である半導体レーザからの収束された光が前記光デ
ィスクに到達する以前に配置され、前記マイクロコンピ
ュータが前記レーザ駆動回路を介して前記光源である半
導体レーザに記録時の発光強度調整用電流を与える期間
およびその前後の期間にＲＦ信号発振器を介して高周波
信号を与えることにより前記収束光を回折させ、光ディ
スクに到達させないよう制御する音響光学変調器とを有
した構成となっている。

【００１５】

【作用】本発明の光ディスク装置は、上記の構成におい
て光ピックアップ手段の光検出器が半導体レーザの前方
収束光以外の放射光を検知し、かつその検知結果に基づ
いてレーザ駆動回路は記録時の半導体レーザへの印可電
流を決定し、マイクロコンピュータの指示により、信号
記録に先立って発光強度調整期間に記録時の発光強度の
電流を半導体レーザへ印可するとともに、一方マイクロ
コンピュータは発光強度調整期間およびその前後の期間
においてＲＦ信号発振器を介して高周波信号を音響光学
変調器に与えることにより光源である半導体レーザの発
する収束光を回折させ、光ディスクに到達させないよう
作用することとなる。

【００１６】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例の光
ディスク装置について説明する。図１に本発明の第１の
実施例である光ディスク装置のブロック図を示す。本実
施例におけるディスクは従来例で説明したのと同様のサ
ンプルサーボ形式のディスクであり、データを書き込む
ことによって反射率が低くなる相変化型の記録材料を用
いた光ディスクであるものとする。従来例の図５と同一
機能の構成要素には同一符号を付して詳細な説明を省略
する。

【００１７】光ピックアップ１１０内において半導体レ
−ザ等の光源１１１より発生した光ビ−ムは、カップリ
ングレンズ１１２で平行光にされた後に音響光学変調器
（以下ＡＯ変調器という）１１３を通過した後、偏光ビ
−ムスプリッタ１１４、１／４波長板１１５を通過し、
収束レンズ１１６により光ディスク１０１上に収束して
照射されるように構成されている。ＡＯ変調器１１３は
マイクロコンピュータ１５０からの指示によって発振器
１２４を発振させ、ＡＯ変調器１１３のレーザ光射出方
向を決定するように構成されている。

【００１８】図２はＡＯ変調器の構造と、その動作を示
す説明図である。図においてはブラッグ回折を用いたＡ
Ｏ変調器の例について説明する。たとえばＴｅＯ₂ など
を用いた音響光学媒体３１の一端に超音波を発生させる
圧電体よりなるトランスジューサ３２を貼り付け、他端
には超音波吸収材３３を貼り付ける。そしてトランスジ
ューサ３２にＲＦ信号発振器３４から、たとえば７５Ｍ
Ｈｚの高周波信号を与えると、音響光学媒体３１内に疎
密波３５が発生する。この状態でレーザ入射光３６を入
射すると、ブラッグ回折現象を生じ、ＲＦ信号発振器３
４が発振していないときの０次光の方向３７に対して２
θ回折した１次光３８の方向に射出する。ＡＯ変調器の
実例として有効開口口径３．５×３．５ｍｍ、光波長６
３２ｎｍのものを用いればレーザ光変調には十分適合で
き、このときの偏向角２θは２．７゜〜５．４゜を確保
できた。このようにしてＲＦ信号発振器３４の発振時に
レーザ入射光３６の射出方向を変えることができる。音
響光学媒体３１の材料としてはこの他に重フリントガラ
ス、ＰｂＭｏＯ₄ なども用いられる。

【００１９】図３に図１のレーザ駆動回路１３６のブロ
ック図を、図４に各部信号のタイミングチャートを示
す。図３において端子３０１は図１の光ダイオード１２
５の出力を入力する端子である。端子３０２，３０３，
３０４および３０５はマイクロコンピュータ１５０から
の制御信号の入力端子で、端子３０２は記録時、再生時
のレベル設定、端子３０３は記録パワーの調整期間の設
定信号、端子３０４は通常の信号記録または信号再生期
間設定信号、端子３０５は半導体レーザの駆動電流のオ
ン・オフを制御するゲート信号を入力する。端子３０６
は半導体レーザ１１１への駆動電流端子である。

【００２０】端子３０１から増幅器３１０を介して差動
増幅器３１２の（＋）端子に接続され、端子３０２は差
動増幅器３１２の（−）端子に接続されている。差動増
幅器３１２の出力はスイッチ３１３のＡ端子およびスイ
ッチ３１５のＡ端子に接続され、またスイッチ３１３の
Ｂ端子はコンデンサ３１４およびスイッチ３１５のＢ端
子に接続されている。スイッチ３１３のＣ端子は端子３
０３に接続されている。スイッチ３１５のＣ端子は端子
３０４に接続されている。スイッチ３１５のＤ端子はバ
ッファ増幅器３１６を介してトランジスタ３２１のベー
スに接続され、トランジスタ３２１のエミッタは抵抗３
２２を介して電源Ｖｃｃに接続されている。トランジス
タ３２１のコレクタはトランジスタ３２０，３２３のエ
ミッタに接続され、トランジスタ３２０，３２２ののベ
ースはそれぞれ抵抗３１８，３１９および３２４，３２
５によりＶｃｃよりバイアスを与えられ、トランジスタ
３２０のコレクタは半導体レーザ駆動電流端子３０６
に、トランジスタ３２３のコレクタは接地されている。
端子３０５は直接トランジスタ３２３のベースに接続さ
れ、またインバータ３１７を介してトランジスタ３２０
のベースに接続されている。

【００２１】以上のように構成され、つぎにその動作を
説明すると、まず発光強度調整時には端子３０１から入
力された光ダイオード１２５の受けた半導体レーザ１１
１の発光強度は増幅器３１０で増幅され、差動増幅器３
１２の（−）端子に与えられた、端子３０２からの記録
時の設定レベルに対応した信号を出力する。通常は端子
３０２には再生レベルが与えられているものとし、図４
（ａ）のハイレベルの区間だけ記録レベルが与えられ
る。それに対して端子３０３から図４（ｂ）の信号が入
力されると、そのローレベルでスイッチ３１３がオンと
され、コンデンサ３１４が差動増幅器３１２の出力の記
録レベルで充電され、調整レベルが記憶される。この記
憶されたレベルが後のデータ記録時に使用される。図４
の波形（ｃ）のハイレベル区間ではスイッチ３１５はＡ
端子側となり、この差動増幅器３１２の記録レベルは同
時にスイッチ３１５のＡ端子、Ｄ端子およびバッファ増
幅器３１６を介してトランジスタ３２１のベースに加え
られ、トランジスタ３２０に流す電流値を制御する。端
子３０５の入力波形、図４（ｄ）はこの調整期間はハイ
レベルとなり、インバータ３１７によりトランジスタ３
２０はオンとなり、トランジスタ３２１で決定された記
録レベルの電流が端子３０６から半導体レーザ１１１に
与えられて発光し、光ダイオード１２５の受けた半導体
レーザ１１１の発光強度が所定の値になるまで入力端子
３０２の値を調整して記録レベルの調整を行い、確定し
た値をコンデンサ３１４に記憶して記録レベルの調整を
終わる。

【００２２】つぎに、このように記録レベルが調整さ
れ、コンデンサ１１４に記憶された後の記録状態の動作
について説明する。

【００２３】データ記録時には図４の（ｃ）のローレベ
ル区間ではスイッチ３１５はＢ端子側となり、コンデン
サ３１４の電圧がスイッチ３１５のＢ端子からＤ端子、
バッファ増幅器３１６を介してトランジスタ３２１のベ
ースに与えた値でコレクタ電流を記録レベルの電流を流
す状態にするので、波形（ｃ）のローの区間であって、
かつ端子３０５からの図４の波形（ｄ）のハイの部分だ
け端子３０６に調整済みの記録レベルの電流を出力して
光ディスク１０１にデータを記録する。

【００２４】データ再生時には、端子３０２から再生レ
ベルが入力され、図４の波形（ｃ）は信号再生区間で図
のようにローレベルにはならずハイレベルを保持しスイ
ッチ３１５はＡ端子側に接したままとなり、この差動増
幅器３１２の再生レベルは同時にスイッチ３１５のＡ端
子、Ｄ端子およびバッファ増幅器３１６を介してトラン
ジスタ３２１のベースに加えられ、トランジスタ３２０
に流す電流値を再生の値に制御する。端子３０５の入力
波形、図４（ｄ）はクロックパルスに同期してハイレベ
ルとなり、インバータ３１７によりトランジスタ３２０
のベースのローレベル時にトランジスタ３２０はオンと
なり、トランジスタ３２１で決定された再生レベルの電
流が端子３０６から半導体レーザ１１１に与えられ、デ
ータの再生を行う。

【００２５】トランジスタ３２０と３２３とはインバー
タ３１７により逆入力が与えられ、交互にオンすること
によって、トランジスタ３２１には平滑な電流を流すこ
とができる。図４の波形（ａ）のハイの区間と波形
（ｃ）のロー区間との間は、サンプルサーボのためのト
ラッキングピットやタイミングクロックの元となるトラ
ッキングピットを配置する部分とする。これらのトラッ
キングサーボ制御とフォーカシング制御に関しては周知
の技術であるので詳細な説明は省略する。

【００２６】ここでこのままでは、図４（ａ）のハイレ
ベルの区間で端子３０６からの記録レベルの電流が半導
体レーザ１１１に与えられると、そのまま光ディスク１
０１に照射されるので、マイクロコンピュータ１５０は
図４の波形（ｅ）を出力する。これは図４の波形（ａ）
のハイの部分より早くハイとなり、波形（ａ）がローに
なった後にローになるようにする。この波形（ｅ）のハ
イの部分でＲＦ信号発振器１２４を駆動することによっ
て、ＡＯ変調器を駆動し、半導体レーザ１１１の発光強
度調整期間の間レーザ光を２θ方向へ回折させ、光ディ
スク側へ射出しないようにする。この回折光の射出方向
には適当なレーザ光吸収材（図示せず）を設けて回折光
が他に支障を及ぼさないように配慮すればよい。

【００２７】以上説明したように本実施例の光ディスク
装置によれば、レーザ光の発光強度調整期間において
は、光ディスクにはレーザ光が到達しないので、特に相
変化型光ディスクの場合光ディスクの劣化防止に有効で
あり、また光ディスク上に調整期間のためのスペースを
設ける必要がなく、データ領域を有効に使うことがで
き、またサンプルサーボの場合には、上述のユニークデ
ィスタンスと同等のタイミングが発光強度調整期間の前
後にできないよう配慮する必要があったが、これも問題
なくなるものである。

【００２８】なお、装置各部分の回路や音響光学素子等
はこの実施例に限定されるものでなく、この発明の目的
を達成できるものを用いれば良いのは当然である。ま
た、本実施例ではサンプルサーボ方式のものについて説
明したが、連続サーボ方式のものにおいても適用できる
のは当然である。さらに相変化型光ディスクの場合を説
明したが、光磁気ディスクに適用しても差し支えない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ディスク
装置は、光源としての半導体レーザからの前方収束光以
外の放射光を検出する光検出器と、この光検出器の出力
を検知し、かつその検知結果に基づいて記録時の前記半
導体レーザへの印可電流を決定するレーザ駆動回路と、
レーザ駆動回路の動作タイミングを制御するマイクロコ
ンピュータと、半導体レーザからの収束された光が光デ
ィスクに到達する以前に配置され、ＲＦ信号発振器を介
して高周波信号を受ける音響光学変調器とを有すること
により、信号記録に先立つ発光強度調整期間に記録時の
発光強度の電流を半導体レーザへ印可するとともに、発
光強度調整期間およびその前後の期間においてＲＦ信号
発振器より高周波信号を音響光学変調器に与えることに
より半導体レーザの発する収束光を回折させて光ディス
クを照射しないので、特に相変化型光ディスクの場合光
ディスクの劣化防止に有効であり、また光ディスク上に
発光強度調整領域を特に設ける必要がなく、データ領域
を有効に使うことができ、またサンプルサーボの場合に
は、上述のユニークディスタンスと同等のタイミングが
発光強度調整期間の前後にできないよう配慮する必要が
なく、クロックピットの検出が確実にできるという効果
を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光ディスク装置のブロック
図

【図２】同実施例における音響光学素子の説明図

【図３】同実施例におけるレーザ駆動回路のブロック図

【図４】同実施例における各部信号の波形図

【図５】従来例の光ディスク装置のブロック図

【図６】（ａ）は従来例および本発明共用のサンプルサ
ーボ用の光ディスクの表面の模式図 （ｂ）は同じくその反射光量の波形図

【符号の説明】

１０１ 光ディスク（記録担体） １１０ 光ピックアップ １１２ カップリングレンズ １１１ 半導体光レーザ １１３ 音響光学変調器 １２４ ＲＦ信号発振器 １２５ 光検出器 １３０ 信号処理系 １３６ レーザ駆動回路 １４０ ピックアップ制御系 １５０ マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザ等の光源からのレーザ光を光
   学的に収束して、回転する光ディスクに照射し、この半
   導体レーザの前方収束光以外の放射光を検出する光検出
   器を有する光ピックアップ手段と、 前記光ピックアップ手段の前記光検出器の出力を検知
   し、この検知結果に基づいて少なくとも記録時の前記光
   源である半導体レーザへの印可電流を決定するレーザ駆
   動回路と、 装置各部を制御するとともに前記レーザ駆動回路の動作
   タイミングを制御するマイクロコンピュータと、 前記光ピックアップ手段の、前記光源である半導体レー
   ザからの収束された光が前記光ディスクに到達する以前
   に配置され、前記マイクロコンピュータが前記レーザ駆
   動回路を介して前記光源である半導体レーザに記録時の
   発光強度調整用電流を与える期間およびその前後の期間
   にＲＦ信号発振器を介して高周波信号を与えることによ
   り前記収束光を回折させ、光ディスクに到達させないよ
   う制御する音響光学変調器とを有してなる光ディスク装
   置。