JP2001319357A

JP2001319357A - 光ディスク装置

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Publication number: JP2001319357A
Application number: JP2000143397A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Kaku; 敏光賀来; Masanori Matsuzaki; 政則松崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JP3837996B2

Abstract

(57)【要約】【課題】傾き制御 DACと記録パワー制御 DACの変化の
関係を直線式に変換し、レーザのI-Lのバラツキや記録
パワー制御 DACと傾き制御 DACの誤差によらず、発光さ
せたいパワーを正確にかつ高速に制御する手段を提供す
る。傾き制御 DACの出力に比例した量の高周波重畳をか
ける方式に於いても、再測定せずに発光させたいパワー
を正確にかつ高速に制御する手段を提供する。【解決手段】 FS DACを２点、および記録パワー制御 D
AC を２点変えた、４点の測定値を求める手段と、その
４点の測定値から、記録パワー制御 DACに対するFS DAC
の関係式を求める手段を設けた。レーザのI-Lのバラツ
キや記録パワー制御 DACと傾き制御 DACの誤差によら
ず、発光させたいパワーを正確にかつ高速に制御でき
る。また、傾き制御 DACの出力に比例した量の高周波重
畳をかける方式に於いても、再測定せずに発光させたい
パワーを正確にかつ高速に制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的記録再生装
置に用いる半導体レーザの発光パワー制御回路に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】光学的記録再生装置の高密度化、高速記
録化及び高信頼性化に伴い、半導体レーザのパワーを高
精度でかつ高速に制御する必要がある。この制御方法の
一つとして、光ディスクの記録面に微小なマーク（ある
いはピット）を形成するために、パワーをパルス分割化
（マルチパルス）し、さらにそのレベルを多値に変化さ
せるパワー制御方法がある。

【０００３】従来の半導体レーザのパワー制御装置の詳
細が特開平６−３３８０７３号公報に記載されている。
この従来例では記録時の２値のパワーレベルＰｐ、Ｐｂ
に対応して、Ｐｐ用DA変換回路とその出力値に対応した
駆動電流を出力するＰｐ用電流源、Ｐｂ用DA変換回路と
その出力値に対応した駆動電流を出力するＰｂ用電流源
を設け、それぞれのDA変換回路の入力値を可変すること
により、２値のパワーレベルの制御を可能にしている。

【０００４】Ｐｂ用電流源の出力電流をIｂ、Ｐｐ用電
流源の出力電流をIｐとすると、記録時には、（Iｒ＋I
ｂ）と（Iｒ＋Iｂ＋Iｐ）の２値のレベルを取れるよう
にＰｂ用電流源の出力電流がスイッチ制御される。

【０００５】このような回路形式に於いて、高精度に半
導体レーザのパワーを制御する場合、DACの誤差、及び
駆動電流を出力する電流源の誤差を補正する必要があ
る。

【０００６】この補正する方法として、図５-(d)に示す
ように、次のような方法が知られている。DACに値Ｘ
（A）を設定し、実際に半導体レーザを発光させパワー
Ｙ（A）を得る。また、DACに値Ｘ（Ｂ）を設定し、実際
に半導体レーザを発光させパワーＹ（Ｂ）を得る。この
２点の関係から、傾き：a=(Y(B)-Y(A))/(X(B)-X(A))、
ｙ切片：b=Y(A)-ax(A)を求め、直線式Ｙ＝aＸ＋ｂの式
を導き出し、目的の発光パワーを発光させるためのDAC
の設定値を算出する。また、マルチパルスかつそのレベ
ルを多値に変化させる方法として、図2に示すような方
式がある。

【０００７】この方法は、半導体レーザに供給する電流
源の出力電流を制御する記録パワー制御 DACの出力電流
を、Ｋ倍化する傾き制御 DACを備えており、この傾き制
御 DACはレーザのスロープ効率変化を補正するものであ
る。

【０００８】図2のような方式の場合、従来方法では、
傾き制御 DACをどこか一点に決め、記録パワー制御 DAC
を設定する。この場合、レーザのI-Lのバラツキや記録
パワー制御 DACと傾き制御 DACの誤差で、レーザの発光
パワーをあるパワーに設定したい場合、記録パワー制御
DACの値にバラツキが発生する事になる。

【０００９】例えば、図５-(e)に示すように、Y(A)とい
うパワーを発光しようとした場合、ある装置では、記録
パワー制御 DACの設定値は、X(A)となったり、ある装置
ではX(B)となる。レーザのI-L特性が、温度により変化
した場合、変化したI-L特性に合わせるために、何度も
傾き制御 DACを補正しなければならず、正確にかつ高速
に制御することができなという問題が生じる。

【００１０】また、図 3 に示すように、傾き制御 DAC
の出力に比例した量の高周波重畳をかける方式がある。
これは、レーザの戻り光によるノイズを軽減する為に、
再生光に高周波重畳をかけているが、この高周波重畳を
レーザの出力に合わせて重畳量を可変することにより、
よりノイズ低減できるようにしたものである。

【００１１】このような方式の場合、従来方法では図５
-(b)に示すように、一般的な直線方程式 Y=Ax+B で近似
し、目的の発光パワーを算出するが、傾き制御 DACの出
力に比例した量の高周波重畳をかける方式の場合、傾き
制御 DACを変えると、直線方程式のY切片B及び傾きAも
変化し、Y=Ax+Bが成り立たなくなり、再測定し、Y=Ax+B
を求めなければならない問題が生じる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、傾き
制御 DACと記録パワー制御 DACの変化の関係を直線式に
変換し、レーザのI-Lのバラツキや記録パワー制御 DAC
と傾き制御 DACの誤差によらず、発光させたいパワーを
正確にかつ高速に制御する手段を提供するものである。

【００１３】本発明の目的は、傾き制御 DACの出力に比
例した量の高周波重畳をかける方式に於いても、再測定
せずに発光させたいパワーを正確にかつ高速に制御する
手段を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、FS DACを２点、および記録パワー制御
DAC を２点変えた、４点の測定値を求める手段と、そ
の４点の測定値から、記録パワー制御 DACに対するFS D
ACの関係式を求める手段を設けた。

【００１５】

【発明の実施の形態】図6に目的を達成する情報記録再
生装置の一例を示す。情報の記録再生を行う記録媒体８
はスピンドルモータ１０に保持されて回転しており、記
録媒体８を形成する記録膜としては相変化形記録膜（Ｇ
ｅＳｂＴｅ）、有機色素膜や光磁気形記録膜（ＴｂＦｅ
Ｃｏ）がある。情報の記録、再生を行うレーザ光を発光
する半導体レーザと、半導体レーザからの光をディスク
面上に１ミクロン程度の光スポットとして形成する光学
系と、記録媒体８からの反射光を用いて情報の再生およ
び自動焦点、トラック追跡などの光点制御を行うための
光検出器を有する光ヘッド９によって記録媒体８上に情
報の記録、再生を行う。また、光ヘッド９は光ヘッド９
自体をディスク半径方向に高速に駆動し、位置付けるリ
ニアモータ(図示せず)を構成している。

【００１６】通常、情報記録再生装置としての光ディス
ク装置はパーソナルコンピュータ、ワークステーション
等のホストコンピュータ１(以下ホストと略す)と例えば
ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface)やＡＴＡ
ＰＩ(AT Attached Packet Interface)の規格に則ったイ
ンターフェースケーブルで接続されており、ホスト１か
らの命令や情報データを含むコマンドを光ディスク装置
内のインターフェース制御回路２で解読し、マイコン等
から構成される演算・制御回路３を通して情報の記録、
再生およびシーク動作を実行する。

【００１７】レーザの発光は、半導体メモリ１４のよう
な記憶回路から、再生もしくは記録に見合った、あらか
じめ格納してある調整値を呼び出し、演算回路３が演算
し、その時に見合った指令値をレーザドライバ６に指令
し、目的の発光量を得る。目的の発光量を得るために、
あらかじめ格納しておく値を求める動作が、レーザ発光
パワーの設定である。

【００１８】レーザ発光パワーの設定方法について図１
を用いて説明する。傾き制御 DACの値を、レーザが破壊
しない適当な電流を流す値に設定する。レーザの電流−
発光量の仕様から、バラツキを考え、所定の電流が流れ
るように、計算で求める。

【００１９】例えば、破壊しない発光量=10mW、記録パ
ワー制御 DACが8bit（256ステップ）で128に設定、傾き
制御 DACが8bit（256ステップ）で最大200mA流せるとし
たら、傾き制御 DACの値Bは 10mW=(200mA / 256* B) / 256*128 B=(10mW * 256 / 128ステップ) / 200mA * 256 =25.6≒26ステップで求められる。

【００２０】傾き制御 DAC=B、記録パワー制御 DAC=Dの
時の値を、フロントモニタでレーザの発光パワーを測定
する。この時のパワーをP(B,D)とする。Dは記録パワー
制御 DACの値であり、任意に決めてかまわない。また、
記録パワー制御 DACを、ある値"D"とし傾き制御 DACの
値を徐々に上げていき、所定のパワーになるように求め
てもよい。

【００２１】次に、傾き制御 DAC=B、記録パワー制御 D
AC=Cを設定する。記録パワー制御 DAC=Cは、Dに対しや
や小さめ、例えば、C-10などに設定する。レーザ破壊の
恐れが無い場合は、Dに対し大きめに設定してもかまわ
ない。この時のフロントモニタで測定したレーザ発光パ
ワーをP(B,C)とする。

【００２２】次に、傾き制御 DAC=A、記録パワー制御 D
AC=Dを設定する。傾き制御 DAC=Aは、Bに対しやや小さ
め、例えば、B-10などに設定する。レーザ破壊の恐れが
無い場合は、Bに対し大きめに設定してもかまわない。
また、記録パワー制御 DAC=Dは前設定と同じ値Dでなく
てもかまわない。この時のフロントモニタで測定したレ
ーザ発光パワーをP(A,D)とする。

【００２３】次に、傾き制御 DAC=A、記録パワー制御 D
AC=Cを設定する。記録パワー制御 DAC=Cは、Dに対しや
や小さめ、例えば、C-10などに設定する。レーザ破壊の
恐れが無い場合は、Dに対し大きめに設定してもかまわ
ない。この時のフロントモニタで測定したレーザ発光パ
ワーをP(B,C)とする。

【００２４】P(B,D)とP(B,C)を結ぶ直線の式を算出す
る。直線の式は、一般的に y=αx+β で表される。P(B,
D)とP(B,C)を結ぶ直線の式の傾きをα1とすると、 α1=(P(B,D)-P(B,C))/(D-C) （式１） y切片をB1とすると、 β1=P(B,D)-α1 x D （式２）で求められる。

【００２５】同様にして、P(A,D)とP(A,C)を結ぶ直線の
式も算出する。P(B,D)とP(B,C)を結ぶ直線の式の傾きを
α2とすると、 α2=(P(A,D)-P(A,C))/(D-C) （式３） y切片をβ1とすると、 β2=P(A,D)-α2 x D （式４）で求められる。

【００２６】次に、x軸を傾き制御 DACの値とし、これ
らα1、α2の2点を結ぶ直線式を求める。α1とα2を結
ぶ直線式の傾きをα3とすると、 α3=(α1-α2)/(B-A) （式５） y切片をβ3とすると β3=α1-α3 x B （式６）で求められる。

【００２７】同様にして、x軸を傾き制御 DACの値と
し、これらβ1、β2の2点を結ぶ直線式を求める。β1と
β2を結ぶ直線式の傾きをα4とすると、 α4=(β1-β2)/(B-A) （式７） y切片をβ4とすると β4=β1-α4 x B （式８）で求められる。

【００２８】（式５）及び（式６）で表される直線式 y
=α3 x + β3 のy軸は、記録パワー制御 DACの変化に対
する発光量の変化を示す。つまり図１に示すy=α3 x +
β3の直線式は、傾き制御 DACに対する、記録パワー制
御 DACの変化量に対する発光量の変化を示している。

【００２９】例えば、0.1mW/記録パワー制御 DACに設定
したい場合、傾き制御 DACは x=(y-β3)/α3 =(0.1-β3)/α3 で求められる。

【００３０】また、（式７）及び（式８）で表される直
線式 y=α4 x + β4 のy軸は、記録パワー制御 DACの変
化に対するy切片の量を示す。つまり図１に示すy=α4
x + β4の直線式は、傾き制御 DACに対する、記録パワ
ー制御 DACの変化量に対するy切片の量を示している。

【００３１】例えば、0.1mW/記録パワー制御 DACに設定
したときのy切片は、 y=α4 x (0.1-β3)/α3 + β4 で求められる。

【００３２】これら（式１）〜（式８）で構成される直
線の式により、記録パワー制御 DACの変化量に対する発
光量を任意に決めるられるようなパワー調整が実現でき
る。

【００３３】次に実際の計算例を図４を用いて説明す
る。A=96step、B=144step、C=84step、D=132stepとした
とき、P(B,D)=8.27mW、P(A,D)=5.83mW、P(B,C)=2.86m
W、P(A,C)=2.19mWがフロントモニタで測定されたとす
る。

【００３４】 α1=(P(B,D)-P(B,C))/(D-C) （式１） =(8.27mW - 2.86mW)/(132 - 84) =0.1127 mW/step β1=P(B,D)-α1 x D （式２） =8.27mW - 0.1127mW/step x 132step =-6.61mW α2=(P(A,D)-P(A,C))/(D-C) （式３） =(5.83mW - 2.19mW)/(132 - 84) =0.0758 mW/step β2=P(A,D)-α2 x D （式４） =5.83mW - 0.0758mW x 132 =-4.18mW α3=(α1-α2)/(B-A) （式５） =(0.1127 - 0.0758)/(144 - 96) =0.0007688 β3=α1-α3 x B （式６） =0.1127 - 0.0007688 x 144 =0.001992 α4=(β1-β2)/(B-A) （式７） =(-6.61 - -4.18)/(144 - 96) =-0.0506 β4=β1-α4 x B （式８） =-6.61 - -0.0506 x 144 =0.6764 より、記録パワー制御 DACの変化量が10stepのとき、1m
W変化させたい場合、傾き制御 DACの値は、 x=(y-β3)/α3 =(1/10 - 0.001992)/0.0007688 =127step y切片は、 y=α4 x (1/10-β3)/α3 + β4 =-0.0506 x 127 + 0.6764 =-5.75 mW 図４の傾き制御 DAC=127stepのときの発光量は発光量=1/10 x (記録パワー制御 DAC) + -5.75 となる。この時の0mWの記録パワー制御 DACの値つまりx
切片のは、 x切片=5.75 x 10 = 58 記録パワー制御 DACに指令する時、 (x切片) + (発光量) x (1step当たりの発光させたい量) とする事ができる。上記の例の場合、記録パワー制御 DAC指令値 = 58 x 1/10 x (発光量(m
W)) となる。

【００３５】上記説明の中で、半導体レーザの発光量を
測定するのに、フロントモニタを用いて測定したが、後
方モニタを用いて測定しても同様な効果が得られる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、DACを制御してレーザ
の駆動電流を制御するレーザ駆動回路に於いて、レーザ
のI-LのバラツキやDACの誤差によらず、発光させたいパ
ワーを正確にかつ高速に制御する手段を提供するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の説明図

【図２】一般的な第１の構成図

【図３】一般的な第２の構成図

【図４】本発明の１実施例の具体的な数値を用いた説明
図

【図５】従来のパワー調整の説明図

【図６】本発明の１実施例の装置構成図

【符号の説明】

１・・・ホストコンピュータ、２・・・インターフェース制御回路、３・・・演算制御回路、４・・・変調回路、５・・・復調回路、６・・・レーザドライバ、８・・・記録媒体、９・・・光ヘッド、１４・・・半導体メモリ、 A・・・測定点（傾き制御 DAC 設定値）、 B・・・測定点（傾き制御 DAC 設定値）、 C・・・測定点（記録パワー制御 DAC 設定値）、 D・・・測定点（記録パワー制御 DAC 設定値）、 FS(A)・・・傾き制御 DAC出力値、 FS(B)・・・傾き制御 DAC出力値、 P(B,D)・・・レーザ発光値、 P(A,D)・・・レーザ発光値、 P(B,C)・・・レーザ発光値、 P(A,C)・・・レーザ発光値、 β1・・・Write Pwer DACとレーザ発光量のグラフのy切
片、 β2・・・Write Pwer DACとレーザ発光量のグラフのy切
片、 β3・・・傾き制御 DACとレーザ発光の変化量のグラフ
のy切片、 β4・・・傾き制御 DACとレーザ発光量のy切片のグラフ
のy切片、 α1・・・Write Pwer DACとレーザ発光量のグラフの傾
き、 α2・・・Write Pwer DACとレーザ発光量のグラフの傾
き。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D090 AA01 BB04 CC02 DD03 EE02 GG03 JJ11 KK03 5D119 AA23 BA01 BB03 DA01 EC12 FA05 HA41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザの発光量を、少なくとも２つ
以上の電流生成手段で制御する半導体レーザ駆動回路に
おいて、目的の発光値に調整する方法を用いた光ディス
ク装置
【請求項２】半導体レーザの高周波重畳回路の制御を、
半導体レーザの発光量の制御に対応させて制御する半導
体レーザ回路において、目的の発光値に調整する方法を
用いた光ディスク装置