JPS5845005B2 - 光変調の変調度安定化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 光ビームを情報信号によって変調して情報の伝達を行な
ったり、あるいは情報信号によって変調された光ビーム
による微小な径の光のスポットを、感光層を備えた記録
媒体（例えば円盤状の記録媒体）に投射して情報の記録
を行なったりする場合には、光ビームの強度を情報信号
によって変調することが必要とされ、そのために光変調
器が使用される。

ところで、光変調器において、その変調特性は、温度、
その他の要因に応じて変化するから、光ビームが同一振
幅の信号によって変調されている場合でも、光変調器か
らの出力光ビームにおける変調度は、光変調器の変調特
性の変化に従って変動してしまい、光変調器が例えば光
学的記録方式中で使用されているものであった場合には
、前記した温度、その他の諸要因による光変調器の変調
特性の変化に応じた変調度の変化によって、光学的記録
媒体に形成される記録情報の凹凸の程度が変化するなど
の問題が生じるのであり、次にこの問題を第１図を参照
して具体的に説明する。

第１図ａ図は、ブと変調器が結晶の電気光学効果を利用
した形態のものであった場合における変調特性の曲線図
、すなわち、電極間電圧と透過光量との関係を示す曲線
図であり、この第１図ａ図中における曲線１．ＩＩは、
それぞれ同一の光変調器において、温度、その他の諸要
因の変化により、電極間電圧対透過光量特性曲線が図中
の矢印Ｘ方向に移動する結果として得られる光変調器の
特性の２つのものを例示したものであって、第１図ａ図
において横軸は電極間電圧であり、また、縦軸は透過光
量である。

今、温度、その他の諸要因の変化によって、電極間電圧
対透過光量特性曲線が、第１図ａ図中の曲線Ｉから曲線
■へと変化するような特性を有する光変調器において、
第１図ａ図中の横軸に示す電圧■をバイアス電圧とし、
それに信号Ｓｉを加えて光変調を行なった場合には、光
変調器の透過光における信号Ｓｉによる光変調の態様は
、電極間電圧対透過光量特性曲線が第１図ａ図中の曲線
Ｉの際には第１図す図示のようなものとなり、また、第
１図ａ図中の曲線■の際には第１図Ｃ図示のようなもの
となる。

なお、第１図ａ ”−ｃ図中のｔｏ。ｔｌ・・・などは
、時刻を表わすものである。

このように、光変調器における電極電圧対透過光量特性
が温度、その他の諸要因によって変化することにより、
光変調器に加えられているバイアス電圧■が、電極電子
対透過光量特性に対して相対的に変化し、その結果とし
て光変調器からの透過光中における信号Ｓｉによる変調
の態様、すなわち、信号Ｓｉによる透過光の変調度が変
化し、そのために、例えば情報記録円盤上に形成される
記録情報の凹凸の程度が変化するなどの問題点が生じる
のである。

それで、温度、その他の諸要因によって電極電圧対透過
光量特性が変化した際でも、光変調器に対して与える信
号Ｓｉが同じものであったとした場合には、光変調器の
透過光が信号Ｓｉにより常に同一の変調度を以って光変
調を受けているようなものとなされるように、光変調器
の電極電圧対透過光量特性曲線のＸ方向への移動と対応
して、バイアス電圧Ｖを変化させることにより、結果的
に光変調器からの透過光における信号による変調度が安
定化されたものとして、上記した従来の問題点を解消さ
せるのに、例えば、第１図中図中の曲線Ｉで示されるよ
うな変調特性に対して設定されたバイアス電圧■を、変
調特性が第１図中図中の曲線■で示されるようなものに
変化した時には、第１図中のＶａで示されるような値に
変化されるようにして行なうことが考えられた。

第２図は前述のような解決手段を説明するためのブロッ
ク図であり、また、第３図はラジアルコンペンセーショ
ンが必要とされる情報信号の記録装置に用いられるよう
に構成した本発明の光変調の変調度安定化装置、すなわ
ち、光変調器の透過光の一部より光変調器の透過光の平
均光量と対応する第１の信号を得る手段と、前記した光
変調器における電極間電圧対透過光量特性が基準の状態
にあったとした場合に、光変調器の透過光の平均光量と
対応し７、かつ、前記した光変調器に入射する光の光量
の変化に従がって、前記した第１の信号の大きさが変化
した信号の変化率と同じ変化率を以って変化する第２の
信号を、前記した光変調器に入射する光の一部より得る
手段と、前記した第１の信号と前記した第２の信号とを
比較して補正信号を得て光変調器に供給する手段とから
なる光変調の変調度安定化装置の一実施態様のブロック
図である。

第２図及び第３図において、１は光変調器、２は光変調
器１に与える情報信号入力端子、３はハーフミラ−１４
は光変調器１の透過光の一部から、光変調器１の透過光
の平均光量と対応する信号（第１の信号）を発生させる
第１の信号発生器、５は光変調器１における電極間電圧
対透過光量特性が基準の状態にあったとした場合に、光
変調器１の透過光の平均の光量と対応する信号（第２の
信号）を発生させる第２の信号の設定回路、６は前記し
た第１、第２の信号を比較して光変調器１に対して制御
されたバイアス電圧を与える比較器であり、また、第３
図において、５ａはハーフミラ−１５ｂは入射光の光量
と対応する信号の発生器、５ｃは割算器、５ｄは除数の
設定回路である。

さて、第１図を参照して既述したように、光変調器１に
一定のバイアス■と一定振幅の信号Ｓｉとを与えている
状態において、光変調器１の電極間電圧対透過光量特性
が変化した場合には、光変調器１からの透過光における
信号Ｓｉによる変調の態様は、光変調器１における電極
間電圧対透過光量特性の変化に応じて変化するが、本発
明では、光変調器１に与えられている信号Ｓｉが一定振
幅のものであった場合には、光変調器１における電極間
電圧対透過光量特性の変化にも拘わらずに、光変調器１
からの透過光における信号Ｓｉによる変調度が常に一定
となるように、光変調器１からの透過光の平均光量と対
応する第１の信号と、基準値と対応する第２の信号との
比較によって作られた補正信号によってバイアス電圧を
変化させるのである。

次に、本発明Ｃ構成原理の概略を、第４図をも参照して
説明する。

今、光変調器１からの透過光の光量が、信号Ｓｉによっ
て変調されている際における透過光の変調度Ｍを、第４
図に示すように透過光の最大光量をＡ１信号Ｓｉのピー
クピーク値をＢとして、上記の（１）式のように定義し
、また、光変調器１の透過光の平均光量をＣ１信号Ｓｉ
の衝撃比（デユーティファクタ）をＤとして、上記した
Ａ−Ｄ。

Ｍの間の関係を数式で表わすと、 上記の（２）式によって示される。

ところで、信号Ｓｉにおけるある期間内における平均の
衝撃比（デユーティファクタ）を一定とみなせば、上記
の（２）式は、光変調器１に入射する光量の状態と光変
調器１からの透過光の平均光量Ｃの変化とによって、透
過光における信号Ｓｉによる変調度の変化を知ることが
出きることを表わしているから、この（２）式の関係に
基づいて、光変調器１からの透過光の平均光量Ｃと対応
する信号と基準の信号との差によって補正したバイアス
電圧を光変調器１に与えることにより、光変調器１の電
極間電圧対透過光量特性が変化した場合でも、常に、光
変調器１の透過光における信号Ｓｉによる変調度の一定
な透過光を光変調器１から出力することができるのであ
る。

第２図及び第３図において、光変調器１からの透過光は
、ハーフミラ−３によってその一部が反射されて第１の
信号発生器４に与えられ、また、残部の光はハーフミラ
−３を透過して図示しない後続の光学系に与えられる。

前記した第１の信号発生器４は、光電変換器と積分時定
数回路及び増幅器などで構成されており、この第１の信
号発生器４に与えられた光における平均光量と対応する
第１の信号を発生して比較器６に送出する。

前記した第１の信号発生器４は、例えばそれに第４図に
示すような光量の変化態様を有する光が与えられた時に
は、第４図中のＣで示すような平均光量と対応する第１
の信号を発生させなければならないから、変調信号によ
る光量の時間的変動分が充分に平滑できるような時定数
を有する積分回路を光電変換器の出力側に設けるのであ
る。

なお、光電変換器自体の特性が入射光の光量の急速な変
動には不感であって、光電変換器の出力として直ちに、
入射光の平均光量と対応する信号が得られるような場ろ
には、殊更に積分回路を設ける必要はない。

また、前記した積分回路は、いわゆるラジアル・コンベ
ンセーションによる光量制御に基ツいて生じる非常に長
期間にわたる光量の変化及び諸要因による光変調器の変
調特性の変化に対しては感じるような積分時定数に設定
される。

また、前記の比較器６に対して第２の信号を供給する第
２の信号の設定回路５では、光変調器１における電極間
電圧対透過光量特性が基準の状態にあったとした場合、
例えば光変調器１が第１図ａ図中の特性曲線■で示され
るような電極間電圧対透過光量特性で動作している場合
における光変調器１の透過光の平均光量と対応する信号
が第２の信号として設定されるようになされている。

したがって、光変調器１が基準の電極間電圧対透過光量
特性に従って動作している場合には、比較器６に加えら
れる第１、第２の信号の比較により、比較器６から光変
調器１には第１図ａ図中の■で示すようなバイアス電圧
が供給され、また、光変調器１が何らかの原因により、
例えば第１図ａ図中の特性曲線■で示されるような電極
間電圧対透過光量特性で動作するようになった場合には
、第１の信号発生器４からの第１の信号の大きさが、前
記した基準の動作状態における第１の信号とは異なった
ものとなり、それにより比較器６からは第１図ａ図中の
Ｖａで示されるようなバイアス電圧が光変調器１に供給
されて、光変調器１の透過光における信号Ｓｉによる変
調度を、光変調器１が基準の動作状態にあるか否かに拘
わらず常に一定とすることができる。

上記の第２の信号の設定回路５で設定される第２の信号
は、光変調器１における電極間電圧対透過光量特性が基
準の状態にあったとした場合に、光変調器１の透過光の
平均光量と対応する信号であるが、この第２の信号は光
変調器１が前記した基準の電極間電圧対透過光量特性を
示すような状態で動作している際に、比較器６からの補
正信号により光変調器１に加えられるべきバイアス電＋
ｆを、上記した光変調器１における基準の電極間電圧対
透過光量特性に対して適正な値のものとなしうるような
ものであり、例えば、光変調器１が前記した基準の電極
間電圧対透過光量特性を示すような状態で動作している
際に、第１の信号発生器４から−■１ポルトの第１の信
号が比較器６に与えられているとすれば、第２の信号の
設定回路５に設定すべき第２の信号は、（（光変調器１
が基準の電極間電圧対透過光量特性を示すような状態で
動作している際に光変調器１に加えられるべき適正なバ
イアス電圧値Ｖ）−（第１の信号発生器４からの第１の
信号の電圧−Ｖｌ ） ）＝ｖ＋ｖｔであり、したがっ
て、光変調器１が前記の基準の特性で動作を行なってい
る時に比較器６から光変調器１に供給される補正信号に
よるバイアス電圧は、 第２図示のブロック図で示される光変調の変調度安定化
装置は、光変調器１に入射する光の光量が長時間にわた
って一定の場合には良好な動作が期待できるが、光変調
器１に入射する光の光量が、例えばラジアル・コンペン
セーションのための光量制御によって、長い時間にわた
って少しづつ変化している場合には、前記した光変調器
１に対する入射光の光量の変化が、第１の信号発生器４
から出力される第１の信号の大きさをも変化させてしま
うので、このような場合には第２図示の回路配置は誤動
作を起こす。

第３図は、光変調器１に対する入射光の光量が変化する
場合にも良好な動作を行なうようになされた本発明の光
変調の変調度安定化装置の一例のもののブロック図であ
り、この第３図示の回路配置においては第２の信号の設
定回路５によって設定される第２の信号が、光変調器１
の入射光の光量と関連して変化するようになされており
、したがって、光変調器１への入射光の光量が変化した
際にも、比較器６からは光変調器１の透過光における信
号Ｓｉによる変調度を常に一定とすることができるよう
な補正信号が光変調器１ヘバイアス電圧として与えられ
る。

すなわち、第３図示の回路配置において、光変調器１へ
の入射光は、ハーフミラ−５ａによって、その一部がブ
ロック５ｂで示される入射光の光量と対応する信号の発
生器５ｂ（以下、信号発生器５ｂという）に与えられ、
発生器５ｂからは入射光の光量と対応した信号が被除数
として割算器５ｃへ与えられる。

一方、前記の割算器５ｃには除数の設定回路５ｄから除
数となる信号が与えられており、割算ｉ５ｃからの出力
信号としては、光変調器１に入射する光の光量の変化に
従って第１の信号発生器４からの第１の信号の大きさが
変化した信号の変化率と同じ変化率を以って変化してい
る第２の信号が得られる。

したがって、この第３図に示す本発明の光変調の変調度
安定化装置の一実施例回路配置においては、光変調器１
に入射する光の光量が変化してもそれによって誤動作を
行なうようなことがなく、光変調器１からは常に信号に
よる変調度が一定な透過光が出力されるのである。

なお、除数の設定回路５ｄで設定される除数の大きさは
、端子２に供給される情報信号における衝撃比の値や、
光変調器１からの透過光がどの程度の変調度で変調され
ているものにするのかの変調度の値などに応じて所要の
ように設定されるべきものであり、またこの点は、第１
図示の回路配置における第２の信号の設定回路５におけ
る第２の信号の設定の場合でも同様である。

以上のとおりであって、本発明の光変調の変調度安定化
装置によれば、既述した従来の光変調器を用いた各種の
装置において、問題となっていた点、すなわち、光変調
器からの透過光における信号の変調度が、温度その他の
要因によって変動していたことによる問題点が、極めて
簡単な構成の光変調の変調度安定化装置によって良好に
解決されるのであり、光変調器を用いた特性の優れたデ
ィスクの記録装置を容易、かつ、安価に提供できるので
あり、また、本発明の光変調の変調度安定化装置によれ
ば、光変調器からの出射光に基づいて作られた第１の信
号に対して比較の対象として用いられる第２の信号が、
光変調器への入射光の光量の変化率と対応した変化率で
大きさが変化するようになされているので、ディスクへ
の情報信号の記録が常に安定に行なわれるようにされる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ図は光変調器の電極間電モ対透過光量特性例図
、第１図す、ｃ図及び第４図は光変調器の透過光の波形
例図、第２図は光変調の変調安定化装置の一例のものの
ブロック図、第３図は本発明の光変調の変調度安定化装
置の各界なる実施態様のもののブロック図である。 １・・・・・・光変調器、２・・・・・・情報信号の入
力端子、３．５ａ・・・・・・ハーフミラ−１４・・・
・・・第１の信号発生器、５・・・・・・第２の信号の
設定回路、６・・・・・・比較器、５ｂ・・・・・信号
発生器、５ｃ・・・・・・割算器、５ｄ・・・・・・除
数の設定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光変調器の透過光の一部より光変調器の透過光の平
   均光量と対応する第１の信号を得る手段と、前記した光
   変調器における電極間電圧対透過光量特性が基準の状態
   にあったとした場合に、光変調器の透過光の平均光量と
   対応し、かつ、前記した光変調器に入射する光の光量の
   変化に従がって、前記した第１の信号の大きさが変化し
   た信号の変化率と同じ変化率を以って変化する第２の信
   号を、前記した光変調器に入射する光の一部より得る手
   段と、前記した第１の信号と前記した第２の信号とを比
   較して補正信号を得て光変調器に供給する手段とからな
   る光変調の変調度安定化装置。