JP2001216672A - レーザ発光体の温度検出装置および発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の複雑化を招くことなく、レーザダイオ
ードのより正確な温度検出を行う。 【解決手段】 レーザ発光体３は、レーザダイオードＬ
Ｄとその至近位置に配置されるバックモニタダイオード
ＢＤを有している。バックモニタダイオードＢＤのに
は、電源１５２から電圧が印加されており、この際に生
じる電圧Ｖｆが温度検出部１５１によって検出される。
そして、この電圧値Ｖｆに応じてレーザダイオードＬＤ
の温度が検出される。このようにレーザダイオードＬＤ
の至近位置に配置されたバックモニタダイオードＢＤを
用いて温度を検出することにより、より正確な温度検出
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップな
どに用いられるレーザダイオードを備えたレーザ発光体
の温度検出装置、およびこれを備えた発光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤやＤＶＤなどの光記録媒体に光を照
射して再生や記録処理を行う光ピックアップ装置では、
レーザーダイオードにより出射されたレーザービームを
所定の光学系を介して光ディスクに照射している。この
ような光ピックアップの発光装置として使用されるレー
ザダイオードは、電流を供給することにより発光するも
のであるが、その際、熱も発生することになる。

【０００３】上述したような発光の際に発生する熱によ
ってレーザダイオードの温度が上昇することがある。レ
ーザダイオードの温度が上昇した場合、レーザダイオー
ドの発する光に波長変動が生じ、この発光装置を搭載し
た光ピックアップの再生や記録処理などに影響を与えて
しまうことがある。また、レーザダイオードの温度が著
しく上昇すると、このレーザダイオードを備えた発光装
置が高温に起因して故障等してしまうことも考えられ
る。このため、従来の発光装置では、必要なときには、
発光装置外部のより近い位置に熱電対センサや赤外線セ
ンサを個別に設け、レーザダイオードの温度を測定し、
その結果に応じて発光制御や冷却制御等を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した熱電
対を用いたセンサや赤外線センサでは、レーザーダイオ
ードに近い位置での温度検出ができず、また温度検出の
ために上記のようなセンサを個別に設ける必要があっ
た。

【０００５】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、構成の複雑化を招くことなく、レーザダイ
オードのより正確な温度検出を行うことができる温度検
出装置、およびこれを備えた発光装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載のレーザ発光体の温度検出
装置は、筐体内部にレーザダイオードおよびモニタダイ
オードを内蔵したレーザ発光体において、前記レーザダ
イオードの温度を検出する温度検出装置であって、前記
モニタダイオードに外部から電圧を印加した時に発生す
る電力を検出する電力検出手段と、前記電力検出手段の
検出結果に基づいて、前記レーザダイオードの温度を検
出する温度検出手段とを具備することを特徴としてい
る。

【０００７】また、請求項２に記載のレーザ発光体の温
度検出装置は、請求項１に記載のレーザ発光体の温度検
出装置において、前記温度検出手段は、前記モニタダイ
オードに外部から電圧を印加した時に発生する電圧値
と、前記レーザダイオードの温度とを対応つけて記憶し
ており、この記憶内容を参照して前記レーザダイオード
の温度を検出することを特徴としている。

【０００８】また、請求項３に記載の発光装置は、筐体
内部にレーザダイオードおよびモニタダイオードを内蔵
したレーザ発光体と、請求項１または２に記載の温度検
出装置と、前記レーザ発光体の前記レーザダイオードの
発光を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、
前記温度検出装置により検出された前記レーザダイオー
ドの温度に基づいて、前記レーザダイオードの発光を制
御することを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。 Ａ．光ピックアップ まず、図１は本発明の一実施形態に係る発光装置を備え
た光ピックアップとその周辺構成を示す概略構成図であ
る。この光ピックアップ１は、光ディスクの記録再生装
置に内蔵され、記録再生装置の制御部２により動作制御
されるようになっている。

【００１０】光ピックアップ１は、レーザビームＢを出
射するレーザ発光体３および回折格子８を有する光源ユ
ニット３００と、レーザビームＢを光ディスク４の情報
記録面に集光する光学系５と、反射光を受光する受光素
子６とを備えている。

【００１１】光ピックアップ１において、レーザ発光体
３は、図示しないドライバに駆動されてレーザビームＢ
を出射する。光ピックアップ１は、レーザ発光体３より
出射されたレーザビームＢを回折格子８により主ビーム
（０次光）Ｌ0と先行ビーム（＋１次光）と後行ビーム
（−１次光）に分離し、この３つのレーザビームを偏光
ビームスプリッタ９、コリメータレンズ１０、１／４波
長板１１、対物レンズ１２を経て、光ディスク４の情報
記録面に集光させる。そして、光ディスク４の情報記録
面で反射された３つのレーザビームを、再び対物レンズ
１２、１／４波長板１１、コリメータレンズ１０を透過
させて、偏向ビームスプリッタ９で反射させ、シリンド
リカルレンズ１３を経て、受光素子６に入射させるよう
になっている。

【００１２】対物レンズ１２は、フォーカスアクチュエ
ータ１４及びトラッキングアクチュエータ１５に保持さ
れて、レーザビームＢの光軸方向及び光ディスク４の半
径方向に移動できるようになっている。

【００１３】制御部２は、受光素子６の受光面から出力
される受光信号より複数の制御信号を生成し、各種制御
を行う。制御部２は、これら受光信号よりフォーカスエ
ラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥを生成し
てフォーカスアクチュエータ１４及びトラッキングアク
チュエータ１５に供給することにより、フォーカス制御
及びトラッキング制御を行う。ここでのトラッキング制
御は、上述した回折格子８により得られた主ビームおよ
び２つの副ビームを用いた方法、いわゆる３ビーム法に
より行われる。また、制御部２は、光ディスク４に記録
されたデータを再生する場合は、これら受光信号を加算
して再生信号ＲＦを生成する。

【００１４】また、記録処理を行う場合には、制御部２
は、記録すべき内容に応じた記録情報を生成し、これを
レーザ制御部１５０に送出する。レーザ制御部１５０
は、この記録情報に応じてレーザ発光体３の発光量を制
御し、これにより光ディスク４に所望の情報を記録する
ようになっている。なお、再生時にもレーザ制御部１５
０は、レーザ発光体３の発光量が安定するように発光量
制御を行っている。

【００１５】Ｂ．レーザ発光体とその制御構成 図２はレーザ発光体３の構成を模式的に示す。同図に示
すように、レーザ発光体３は、筐体部８１と、筐体部８
１内部にそれぞれ配置されるレーザダイオードＬＤおよ
びバックモニタダイオードＢＤとを備えている。つま
り、バックモニタダイオードＢＤは、レーザダイオード
ＬＤとともに筐体部８１に内蔵されており、レーザダイ
オードＬＤの至近位置に配置されている。これにより、
バックモニタダイオードＢＤはレーザダイオードＬＤと
十分に熱結合され、両者はほぼ同じ温度となるようにな
っている。

【００１６】次に、上記レーザ発光体３の発光を制御す
るレーザ制御部１５０について図３を参照しながら説明
する。同図に示すように、この発光装置におけるレーザ
制御部１５０は、電源１５２と、温度検出部１５１と、
制御部１５３と、駆動回路１５４とを備えており、温度
検出部１５１により検出されたレーザダイオードＬＤの
温度に応じて制御部１５３がレーザダイオードＬＤの発
光駆動を制御するようになっている。このように温度に
応じた発光駆動制御を行うのは、以下のような理由であ
る。まず、レーザダイオードＬＤにおいて一定の発光強
度を得ようとする場合、温度が高くなれば、それに従っ
て駆動電流を大きくする必要がある。つまり、一定の発
光強度を維持しようとする場合、温度に応じて駆動電流
値を変動させる必要がある。また、レーザダイオードＬ
Ｄの発射するレーザ光の波長は温度依存性を有してお
り、レーザダイオードＬＤの温度変動により照射される
レーザ光の波長も変動してしまうことになる。このよう
な波長変動が生じると、光ディスク４の特性（反射率や
透過率）が変動してしまうからである。

【００１７】本実施形態における温度検出部１５１およ
びレーザ制御部１５０によって構成される本発光装置の
制御構成は、上記のようなレーザ光の波長の温度依存性
や温度による発光強度の変動を考慮したものであり、レ
ーザダイオードＬＤの温度を検出し、検出した温度に応
じてレーザ制御部１５０からレーザダイオードＬＤに供
給する駆動電流を補正することによって、波長変動が考
慮された安定した発光強度のレーザ光を照射することを
可能としている。以下、このような制御を行う各構成要
素について説明する。

【００１８】電源１５２は、バックモニタダイオードＢ
Ｄに電圧を印加するものである。温度検出部１５１は、
上述したようにバックモニタダイオードＢＤに外部から
電圧を印加した時に、バックモニタダイオードＢＤに生
じる電圧Ｖｆを取得し、取得したＶｆに基づいて、レー
ザダイオードＬＤの温度を検出する。具体的には、温度
検出部１５１は、図４に示されるような電圧値Ｖｆと温
度との関係を示すグラフをテーブル化したデータを予め
保持しており、このテーブルを参照することにより、取
得した電圧値ＶｆからレーザダイオードＬＤの温度を検
出している。ここで、取得される電圧値Ｖｆは、レーザ
ダイオードＬＤではなく、バックモニタダイオードＢＤ
に生じたものであるが、上述したように両者は至近位置
に配置されて十分に熱結合されているため、ほぼ温度差
がない。従って、バックモニタダイオードＢＤに生じた
電圧値ＶｆからレーザダイオードＬＤのより正確な温度
を検出することができる。

【００１９】制御部１５３は、上述した制御部２から供
給される記録情報に応じてレーザダイオードＬＤの発光
量を制御する。具体的には、図５に示すように、制御部
２からの記録情報（図５（ａ）参照）に応じてレーザパ
ワーをボトムパワー、またはボトムパワーよりも高い記
録パワーのいずれかに制御する（図５（ｂ）参照）。こ
の結果として、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクには、図
５（ｃ）に示されるようなピットが形成され、記録情報
の書込が行われる。

【００２０】また、制御部１５３は、レーザダイオード
ＬＤのレーザ発光制御を行う際に、制御部１５３により
検出されたレーザダイオードＬＤの温度情報に基づい
て、レーザダイオードＬＤに供給する駆動電流を補正し
ている。これにより、レーザダイオードＬＤの照射する
レーザ光の発光強度の変動や波長変動を低減するオープ
ンループ制御を行っている。このため、制御部１５３
は、図６に示すように、レーザダイオードＬＤの温度
と、各温度毎に上記記録パワーとボトムパワーを出力す
るために必要な駆動電流値とを記憶した温度補正テーブ
ルを保持している。そして、この温度補正テーブルを参
照することにより、制御部１５３は、温度検出部１５１
から入力されるレーザダイオードＬＤの温度情報および
制御部２からの記録情報に応じて駆動電流値を決定す
る。そして、決定した駆動電流値に基づいて駆動回路１
５４を制御し、レーザダイオードＬＤを発光駆動してい
る。なお、上記の温度補正テーブルに記憶される温度毎
の駆動電流値は、上述した温度により変動するレーザダ
イオードＬＤの照射するレーザ光の波長を考慮したもの
である。すなわち、温度によりレーザ光の波長が変動
し、光ディスク４の特性が変動するが、この変動分を考
慮した駆動電流値を上記温度補正テーブルに記述してお
くことにより、温度変化による波長変動が生じた場合に
も、光ディスク４への記録品質等へ与える影響を低減す
ることができる。

【００２１】また、制御部１５３は、上記のように温度
に応じて駆動電流を制御するとともに、予め設定された
温度（高温）以上の温度情報が温度検出部１５１から入
力された場合には、つまり異常温度上昇が検知された場
合には、レーザダイオードＬＤの発光駆動を停止する。
つまり、この発光装置は、異常温度上昇による損傷から
保護する機能も備えている。

【００２２】このように本実施形態に係る発光装置で
は、レーザダイオードＬＤの温度を検出し、この温度変
動に応じて駆動電流値を制御しているので、多少の温度
変動に関わらず、発光強度をほぼ所望の設定値（記録パ
ワーやボトムパワー）に維持することができる。このよ
うな温度による駆動電流値のより正確な補正を行う場
合、レーザダイオードＬＤの温度をより正確に検出する
ことが要求される。従来にもレーザダイオードＬＤの温
度を検出するための装置が提案されていたが、これらは
レーザ発光体３の外部に配置した赤外線センサー等であ
り、レーザダイオードＬＤ自体の温度を検出することは
できなかった。これに対し、本実施形態に係る発光装置
では、レーザダイオードＬＤと同じ筐体部８１内蔵さ
れ、レーザダイオードＬＤの至近位置に配置されるバッ
クモニタダイオードＢＤを利用して温度検出を行ってい
るので、より正確なレーザダイオードＬＤの温度検出を
行うことができる。従って、上述した駆動電流値の補正
制御がより正確に行えるようになる。

【００２３】また、本来は受光強度を検出する機能のモ
ニタダイオードを、このような機能を使用する目的では
なく、一般的なダイオードの特性である温度特性（温度
によって電圧値Ｖｆが異なる）を活用することを目的と
して使用し、その温度を検出し、これに熱的に結合され
ているレーザーダイオードの温度を測定することができ
る。

【００２４】Ｃ．変形例 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるもので
はなく、以下のような種々の変形が可能である。

【００２５】（１）上述した実施形態では、温度検出部
１５１により検出されたレーザダイオードＬＤの温度情
報を用いて駆動電流値を補正するようにしていたが、レ
ーザダイオードＬＤの発光量制御をフィードバック制御
によって行うようにしてもよい。従来、上述したレーザ
発光体３に内蔵されるバックモニタダイオードＢＤは、
その受光量を用いて発光量のフィードバック制御に用い
られていた。しかし、最近のＣＤ−ＲＷなどの装置に用
いられる光ピックアップ１では、レーザ発光体３の発光
駆動制御において高速な処理が要求されるようになって
おり、上記バックモニタダイオードＢＤを用いたフィー
ドバック制御では、要求される速度に制御が追従できな
くなっている。このため、近年では、発光駆動制御を行
う構成として、レーザダイオードＬＤの背後側ではな
く、正面側に別に配置したフロントモニタダイオードを
用い、このフロントモニタダイオードの受光結果に応じ
て発光量を制御する技術が用いられている。

【００２６】例えば、高速制御が可能なフロントモニタ
ダイオードを用いた制御構成としては、図７に示すよう
な構成が用いられる。同図に示すように、フロントモニ
タダイオードＦＤは、レーザダイオードＬＤの前面側に
配置されており、レーザダイオードＬＤの照射したレー
ザ光を受光し、これに応じた電流を電流／電圧変換回路
７０に出力する。電流／電圧変換回路７０は、フロント
モニタダイオードＦＤから供給される電流を電圧に変換
し、ＡＬＰＣ（Auto Laser Power Control）部７１に供
給する。ＡＬＰＣ部７１は、制御部２（図１参照）から
供給される記録情報に応じた発光強度のレーザ光がレー
ザダイオードＬＤから発光されるように駆動電流値を制
御する。この際、フロントモニタダイオードＦＤの受光
量から出力すべきレーザダイオードＬＤの発光量と検出
された発光量との誤差を検知し、その誤差を修正するよ
うに駆動電流値を制御する。つまり、ＡＬＰＣ部７１
は、フロントモニタダイオードＦＤの受光結果を用いた
フィードバック制御を行ってレーザダイオードＬＤの発
光駆動を制御している。

【００２７】上述したようなＡＬＰＣ部７１による発光
量のフィードバック制御においては、バックモニタダイ
オードＢＤを用いずフロントモニタダイオードＦＤを用
いている。したがって、バックモニタダイオードＢＤは
利用されないことになるが、市販されるレーザ発光体３
には、バックモニタダイオードＢＤが内蔵されているの
が一般的である。本実施形態では、このように用いられ
なくなったバックモニタダイオードＢＤを上記実施形態
と同様に利用することにより、新たな温度センサ等を設
けることがなく、より正確なレーザダイオードＬＤの温
度検出を行うことができる。この場合、検出した温度で
異常温度上昇を検知して、レーザダイオードＬＤの発光
駆動を停止する制御のみを行うようにすればよい。な
お、このような構成においては、上述したフロントモニ
タダイオードＦＤやＡＬＰＣ部７１による発光量制御を
行うか、温度検出部１５１による温度検出を行うかを選
択して行うようにすればよい。

【００２８】（２）また、上述した実施形態では、温度
検出部１５１の検出したレーザダイオードＬＤの温度を
用いて駆動電流値を補正していたが、これに限らず、こ
の発光装置がペルチェ素子などのレーザダイオード冷却
用の構成要素を有している場合には、温度検出部１５１
の検出した温度を用いてレーザダイオードの冷却を制御
するようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構成の複雑化を招くことなく、レーザダイオードのより
正確な温度検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る発光装置を備えた
光ピックアップの概略構成を示す図である。

【図２】 前記発光装置の構成要素であるレーザ発光体
の概略構成を模式的に示す図である。

【図３】 前記発光装置の発光駆動制御構成を示すブロ
ック図である。

【図４】 前記発光装置のレーザダイオードの温度検出
に用いられるグラフであって、バックモニタダイオード
に生じる電圧値と温度との関係を示すグラフである。

【図５】 前記発光装置の発するレーザ光により光ディ
スクに情報を記録する場合の動作波形を説明するための
図である。

【図６】 前記発光装置のレーザダイオードの発光量を
制御するために用いられるテーブルの記憶内容を説明す
るための図である。

【図７】 前記発光装置の変形例における発光駆動制御
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１……光ピックアップ、２……制御部、３……レーザ発
光体、４……光ディスク、７０……電流／電圧変換回
路、７１……ＡＬＰＣ部、８１……筐体部、１５０……
レーザ制御部、１５１……温度検出部、１５２……電
源、１５３……制御部、１５４……駆動回路、ＬＤ……
レーザダイオード、ＢＤ……バックモニタダイオード、
ＦＤ……フロントモニタダイオード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内部にレーザダイオードおよびモニ
   タダイオードを内蔵したレーザ発光体において、前記レ
   ーザダイオードの温度を検出する温度検出装置であっ
   て、 前記モニタダイオードに外部から電圧を印加した時に発
   生する電力を検出する電力検出手段と、 前記電力検出手段の検出結果に基づいて、前記レーザダ
   イオードの温度を検出する温度検出手段とを具備するこ
   とを特徴とするレーザ発光体の温度検出装置。
2. 【請求項２】 前記温度検出手段は、前記モニタダイオ
   ードに外部から電圧を印加した時に発生する電圧値と、
   前記レーザダイオードの温度とを対応つけて記憶してお
   り、この記憶内容を参照して前記レーザダイオードの温
   度を検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ
   発光体の温度検出装置。
3. 【請求項３】 筐体内部にレーザダイオードおよびモニ
   タダイオードを内蔵したレーザ発光体と、 請求項１または２に記載の温度検出装置と、 前記レーザ発光体の前記レーザダイオードの発光を制御
   する制御手段とを具備し、 前記制御手段は、前記温度検出装置により検出された前
   記レーザダイオードの温度に基づいて、前記レーザダイ
   オードの発光を制御することを特徴とする発光装置。