【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードの発光出力の制御装置に関するものであり、特に記録再生可能な光ディスク記録再生装置において、その光源として用いるレーザダイオードの発光出力を制御する際に有用なレーザパワー制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの記録時における従来のレーザパワー制御装置では、光ディスクの所定の記録領域に所定のパワーを有する記録レーザビームを照射するための基本的な構成と動作は以下のとおりである。即ち、前記光ディスクの特定領域で記録発光状態とし、記録基準信号とレーザダイオードの出力信号とを比較し、その比較値によって所定のレーザダイオードの発光パワーを得るためのサーボループと、前記サーボループの比較値のホールド手段を備え、前記ホールド手段の出力を光ディスクの所定の記録タイミングでレーザダイオードに供給するというものである（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来のレーザパワー制御装置における一般的な構成を、レーザダイオードの発光パワーレベルが二つの場合について図５に示す。図５において１、２は、第一及び第二の直流電圧源であり、前述したサーボループのホールド手段に相当する意味を持たせたものである。そして、第一の目標発光パワーレベル、第二の目標発光パワーレベルに各々対応する電圧値Ｖ１、Ｖ２を出力する。３、４は定電流源であり、Ｖ１、Ｖ２に比例した電流Ｉ１、Ｉ２を出力し、定電流源３，４の出力は制御入力レベルがハイの状態でスイッチが閉じる状態となるアナログスイッチ６、７にそれぞれ接続され、さらにアナログスイッチ６、７の出力は両方ともレーザダイオード１１のアノードに接続されていて、電流信号１０をレーザダイオード１１に供給する。
【０００４】
一方、８は記録信号であり、インバータ５及びアナログスイッチ６の制御入力に接続され、インバータ５の出力信号９は記録信号８の反転状態を有し、アナログスイッチ７の制御入力に入力されている。
【０００５】
また図６は図５の各信号波形を示したものであって、図６に示した波形に付与した記号は図５と同様のものである。記録信号８が図６に示すようなタイミングを有しているとすれば、アナログスイッチ６は記録信号８により、またアナログスイッチ７はインバータ５の出力信号９によってその開閉状態が制御される。従って、レーザダイオード１１に供給される電流信号１０は図６に示すように電流レベル２０、２１を有する波形となり、この電流信号によってレーザダイオード１１が発光することになる。
【０００６】
なお、図６に示す電流レベル２０、２１は図５に示す定電流源３，４の出力電流Ｉ１、Ｉ２である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−３３７３５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的にレーザダイオード１１は浮遊容量を有しており、その浮遊容量はレーザダイオードと並列に挿入されるコンデンサとして等価回路的に表現されるが、この浮遊容量の、レーザダイオード１１の発光パワーレベル波形に対する影響を図７を用いて説明する。
【０００９】
図７において１０は図６に示すレーザダイオード１１に供給される電流信号１０と同様のものであり、その電流レベル２０、２１も図６に示す電流レベル２０、２１と同様の電流レベルを表し、その値は定電流源３、４の出力電流Ｉ１、Ｉ２である。
【００１０】
また３０は理想的な状態、即ち、図５に示すレーザダイオード１１に浮遊容量がないと仮定したときに得られるレーザダイオード１１の発光パワーレベル波形であって、レーザダイオード１１に供給される電流信号１０と相似形の波形（縦軸は発光パワーレベルを表す）が得られ、２２は第一の発光パワーレベルＰ１であり、２３は第二の発光パワーレベルＰ２である。なお、図６に示すレーザダイオード１１に供給される電流信号１０における電流レベル２０、２１（即ち、Ｉ１、Ｉ２）は発光パワーレベル２２、２３（即ち、Ｐ１、Ｐ２）を得るために必要な電流レベルである。
【００１１】
しかしながら、実際には前述した浮遊容量の影響で、図７に３１として示すような発光パワーレベル波形（縦軸は発光パワーレベルを表す）が得られる。即ち、レーザダイオード１１に供給される電流信号１０の電流レベル２０、２１がステップ状に変化するとき、発光パワーレベルが２３から２２に、あるいは２２から２３に遷移する過程において傾斜が現れるというものである。そして、この傾斜は浮遊容量をＣとし、図７における横軸を時間ｔとしたとき、レーザダイオード１１の発光レベル波形における低レベルから高レベルへの遷移時においては
【００１２】
【数１】
【００１３】
高レベルから低レベルへの遷移時においては
【００１４】
【数２】
【００１５】
で近似的に表現され、それらは電流値
【００１６】
【数３】
【００１７】
の絶対値に比例し、そして電流値（数３）の絶対値は発光パワーレベルの差を得るために必要な電流値である。
【００１８】
なお、図７の発光レベル波形３０もしくは３１において、縦軸はレーザダイオード１１の発光パワーレベルを表すものであって、このような波形の観測手段は、レーザダイオードの発光ビームを光学的手段を用いてＰＩＮフォトダイオード上に集光し、その出力信号（電圧）をオシロスコープでモニターすることによるものであることを補足しておく。
【００１９】
さて、前述した浮遊容量の影響による、レーザダイオードの発光パワーレベルが低レベルから高レベルへ、または高レベルから低レベルへ遷移するときの傾斜は、光ディスク（例えば相変化型の記録膜上に強度変調されたレーザ光を集光することによってマークを形成し、形成されたマークの反射率の変化を検出して再生信号とするような記録再生原理に基づく光ディスク）の記録再生特性に以下のような課題として現れる。
【００２０】
即ち、その課題とは、光ディスク上でのマークの形成が、発光パワーレベルの高いときになされるとすれば、形成されたマーク始端部と終端部の反射率の変化の急峻性が失われることであり、従って、再生時における再生信号の立上がり立下り特性、即ち、再生系の周波数特性の劣化を招き、結果として再生信号の品質劣化（例えばＳＮ比低下）の原因となるものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のレーザパワー制御装置は、各々の目標発光パワーレベルに対応したレーザダイオードへの電流供給手段に加え、レーザダイオードの目標発光パワーレベルの遷移時において、遷移後の目標発光パワーレベルが遷移前の目標発光パワーレベルより高いときは、前記遷移後の発光パワーレベルよりも高い発光パワーレベルを得ようとする電流を前記遷移後の目標発光パワーレベルが連続する時間より短い時間だけ前記レーザダイオードに供給し、遷移後の目標発光パワーレベルが遷移前の目標発光パワーレベルより低いときは、前記遷移後の目標発光パワーレベルよりも低い発光パワーレベルを得ようとする電流を前記遷移後の目標発光パワーレベルが連続する時間より短い時間だけ前記レーザダイオードに供給するための電流供給手段を有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
さて、本発明におけるレーザパワー制御装置の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるレーザパワー制御装置の構成を示すものである。
【００２３】
なお、本発明は複数の目標発光パワーレベルを要求するシステムに対してもその有効性を損なうものではないが、煩雑さを避けるため、本実施の形態では目標発光パワーレベルが２の場合について説明する。
【００２４】
図１において、５０、５１は第一及び第二の直流電圧源であり、従来例で説明した図５における１、２と同様の意味を有するものであり、第一の目標発光パワーレベル、第二の目標発光パワーレベルに各々対応する電圧値Ｖ１、Ｖ２を出力する。５２、５３は減算器であり、＋記号が付与された直流電圧から−記号が付与された直流電圧を減算した直流電圧をそれぞれ出力する。従って、減算器５２の出力直流電圧７０は
【００２５】
【数４】
【００２６】
であり、減算器５３の出力直流電圧７１は
【００２７】
【数５】
【００２８】
となる。５４は加算器であって、二つの直流電圧の和の直流電圧を出力するものである。従って、加算器５４の出力直流電圧７２は
【００２９】
【数６】
【００３０】
となる。
【００３１】
また５５、５６、５７、５８は定電流源であって、それぞれの出力電流は第一の直流電圧源５０の出力電圧Ｖ１、加算器５４の出力電圧（数６）、減算器５３の出力電圧（数５）、第二の直流電圧源５１の出力電圧Ｖ２に比例した電流値であって、それらの比例定数、即ち電圧電流変換定数は４つの定電流源とも同一であり、それらの電流値は定電流源５５の出力電流をＩ１とし、定電流源５８の出力電流をＩ２とすれば、定電流源５６の出力電流をＩ３は
【００３２】
【数７】
【００３３】
であり、従って、定電流源５６は高強調電流のレーザダイオード５９への供給手段であって、定電流源５７の出力電流をＩ４は
【００３４】
【数８】
【００３５】
であり、従って、定電流源５７は低強調電流のレーザダイオード５９への供給手段である。
【００３６】
なお、高強調電流を決定するための指標とする数値ｎを（数７）におけるかっこ内の（数３）にかかる係数と定義し、低強調電流を決定するための指標とする数値ｍを（数８）におけるかっこ内の（数３）にかかる係数と定義すれば、上記の説明から明らかなように、本実施の形態においては高強調電流と低強調電流を決定するための指標とする数値ｎ及びｍはともに２であることとなる。
【００３７】
また、本実施の形態では、高強調電流と低強調電流をレーザダイオード５９に供給する時間は、高強調電流と低強調電流をレーザダイオード５９に供給しないときの発光パワーレベル波形の立上がり時間及び立下り時間（ともにＴとする）のｎ分の１、ｍ分の１として関連付けられ、従って、高強調電流と低強調電流をレーザダイオード５９に供給する時間は両方ともＴ／２となる。
【００３８】
一方、１００はその波形が矩形である記録信号であって、立上がりエッジでトリガされ、所定のパルス幅を有する出力信号１０１を得る単安定マルチバイブレータ（以下モノマルチと略して記す）６０、立下がりエッジでトリガされ、所定のパルス幅を有する出力信号１０２を得るモノマルチ６１、及び図３に示す真理値表に従って動作するロジック回路６２に入力されている。なお、モノマルチ６０はレーザダイオード５９に高強調電流を供給する時間を決定し、モノマルチ６１はレーザダイオード５９に低強調電流を供給する時間を決定する目的で設けられており、従って本実施の形態では、モノマルチ６０の出力信号１０１の有するパルス幅はＴ／２となり、モノマルチ６１の出力信号１０２の有するパルス幅もＴ／２となる。
【００３９】
さらにロジック回路６２にはモノマルチ６０、６１の出力信号１０１、１０２も入力されており、ロジック回路６２は前述したように図３に示す真理値表に従って動作し、４つの出力信号１０３、１０４、１０５、１０６を得る。
【００４０】
一方６３、６４、６５、６６は入力が定電流源５５、５６、５７、５８に接続され、出力がレーザダイオード５９のアノードに接続されたアナログスイッチであり、その開閉は前述したロジック回路６２の出力信号１０３、１０４、１０５、１０６によって制御され、レーザダイオード５９に流れる電流信号１０７が決定されることとなる。
【００４１】
以上のように構成された本実施の形態におけるレーザパワー制御装置についてその動作を図２、即ち図１おける各信号波形及び、図４、即ちレーザダイオード５９の発光レベル波形の図示とともに説明する。
【００４２】
なお、図１に示した信号に付与した符号と同一の符号を図２でも用いることとし、図４におけるレーザダイオード５９の発光レベル波形については、前述したようにレーザダイオードの発光ビームを光学的手段を用いてＰＩＮフォトダイオード上に集光し、その出力信号（電圧）のオシロスコープ上での観測波形を図示することとする。
【００４３】
さて、図２において１００は記録信号であり、一般的にはＴＴＬ、あるいはＥＣＬのような論理レベルを有する信号であって、そのハイ区間が第一の目標発光パワーレベルが連続する区間であり、ロウ区間が第二の目標発光パワーレベルが連続する区間とし、第一の目標発光パワーレベルのほうが第二の目標発光パワーレベルより高いパワーレベルとする。また信号１０１、１０２はモノマルチ６０、６１の出力信号であり、前述したようにモノマルチ６０、６１のトリガにかかる性質によって信号１０１は記録信号１００の立上がりエッジを基準に所定のパルス幅を有し、信号１０２は記録信号１００の立下がりエッジから所定のパルス幅を有するパルス信号となっている。なお、前記所定のパルス幅は、前述したようにＴ／２となるように設定されている。
【００４４】
一方、前述したように記録信号１００はモノマルチ６０、６１に入力されると同時に、モノマルチ６０、６１の出力信号１０１と１０２とともにロジック回路６２に入力されている。ロジック回路６２の動作、即ち、記録信号１００、モノマルチ６０、６１の出力信号１０１と１０２の入力論理に対応するロジック回路６２の出力信号１０３、１０４、１０５、１０６の論理は図３に示す真理値表に従ってただちに決定され、それらのタイミングは図２において１０３、１０４、１０５、１０６として、記録信号１００及びモノマルチ６０、６１の出力信号１０１、１０２と対比して示される。前述したように、ロジック回路６２の出力信号１０３、１０４、１０５、１０６はアナログスイッチ６３、６４、６５、６６の制御入力にそれぞれ入力されており、これらのアナログスイッチはその制御入力レベルがハイ状態で閉じるものとすれば、図２に示す区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４では定電流源５５、５６、５７、５８の出力電流がそれぞれレーザダイオード５９に流れることになる。従って、レーザダイオード５９に流れる電流信号の波形は図２における１０７の如くとなって、電流レベル１２０、１２１、１２２、１２３はそれぞれＩ１、Ｉ３（即ち（数７））、Ｉ４（即ち（数８））、Ｉ２と一致することとなる。
【００４５】
なお、区間Ｔ２、Ｔ４はそれぞれモノマルチ６０、６１の出力信号１０１、１０２の出力パルス幅に一致し、従って、区間Ｔ２はレーザダイオード５９に高強調電流を流す区間であり、区間Ｔ４はレーザダイオード５９に低強調電流を流す区間であって、その値は両方ともＴ／２である。
【００４６】
次に、図４について説明する。図４に記した１０７は、図２における１０７と同様のレーザダイオード５９に供給される電流信号の波形であり、１３０は１０７なる電流信号のレーザダイオード５９への供給に対するふるまいを表す発光パワーレベル波形である。
【００４７】
図４の１３０において、最初の区間Ｔ４ではレーザダイオード５９に供給される電流は電流レベル１２３（Ｉ２）であり、この区間では定常的なパワーレベル１３１、即ちＰ２が得られる。
【００４８】
二番目の区間Ｔ２（モノマルチ６０の出力信号１０１の出力パルス幅に相当）では電流レベル１２１（Ｉ３）が供給されるが、従来例での説明と同様の理由によって発光パワーレベルが近似的に
【００４９】
【数９】
【００５０】
の傾斜（図４において１５０として表す）でもって上昇していくことになり、その傾斜の大きさは、Ｔ２の区間で高強調電流を供給しないとき、即ち、供給電流レベルが１２０（Ｉ１）のときの傾斜、（数１）（図４において１５１として点線で表す）と比べて２倍の大きさとなり、目標とする発光パワーレベル１３２（Ｐ１）への到達時間、即ち立上がり時間は１／２に短縮されることとなる。
【００５１】
なお、高強調電流を供給しないときの、目標とする発光パワーレベル１３２（Ｐ１）への到達時間、即ち立上がり時間は図４の１３０においてＴで表しており、従って、Ｔ２はＴの半分の長さということになる。
【００５２】
また、本実施の形態では、高強調電流をレーザダイオード５９に供給する区間は、前述したように、高強調電流をレーザダイオード５９に供給しないときの発光パワーレベル波形の立上がり時間Ｔの２分の１としているため、目標とする発光パワーレベル１３２（Ｐ１）への到達と同時に高強調電流のレーザダイオード５９への供給が終了する。従って、区間Ｔ２の終了付近で、発光パワーレベルが、目標とする発光パワーレベル１３２（Ｐ１）を超えることがなく、また、発光パワーレベルが目標とする発光パワーレベル１３２（Ｐ１）にむかって上昇していくときの傾斜が図４において１５０として表した傾斜より緩やかになることがない。
【００５３】
三番目の区間Ｔ１では、すでに到達した発光パワーレベル１３２（Ｐ１）を得るための電流レベル１２０（Ｉ１）が供給されているため発光パワーレベル１３２（Ｐ１）は定常的に次の区間まで持続することになる。
【００５４】
四番目の区間Ｔ３（モノマルチ６１の出力信号１０２の出力パルス幅に相当）では電流レベル１２４（Ｉ４）が供給されるが、従来例での説明と同様の理由によって発光パワーレベルが近似的に
【００５５】
【数１０】
【００５６】
の傾斜（図４において１５２として表す）でもって下降していくことになり、その傾斜の大きさは、Ｔ４の区間で低強調電流を供給しないとき、即ち、供給電流レベルが１２３（Ｉ２）のときの傾斜、（数２）（図４において１５３として点線で表す）と比べて２倍の大きさとなり、目標とする発光パワーレベル１３２（Ｐ２）への到達時間は１／２に短縮されることとなる。
【００５７】
なお、低強調電流を供給しないときの、目標とする発光パワーレベル１３２（Ｐ２）への到達時間も図４の１３０においてＴで表しており、従って、Ｔ３はＴの半分の長さということになる。
【００５８】
また、本実施の形態では、低強調電流をレーザダイオード５９に供給する区間は、前述したように、低強調電流をレーザダイオード５９に供給しないときの発光パワーレベル波形の立下り時間Ｔの２分の１としているため、目標とする発光パワーレベル１３１（Ｐ２）への到達と同時に低強調電流のレーザダイオード５９への供給が終了する。従って、区間Ｔ３の終了付近で、発光パワーレベルが、目標とする発光パワーレベル１３１（Ｐ２）を下回ることがなく、また、発光パワーレベルが目標とする発光パワーレベル１３１（Ｐ２）にむかって下降していくときの傾斜が図４において１５２として表した傾斜より緩やかになることがない。
【００５９】
なお、ここでのｔ及びＣは従来例と同様に、ｔは時間であって、図４における横軸を表し、Ｃはレーザダイオードの浮遊容量を表す。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、レーザダイオードの発光パワーレベルの低レベルから高レベルへの遷移時においては、前記レーザダイオードに高強調電流、即ち、遷移後の目標とする発光パワーレベルよりも大きい発光パワーを得ようとする電流を供給し、高レベルから低レベルへの遷移時においては、前記レーザダイオードに低強調電流、即ち、遷移後の目標とする発光パワーレベルよりも小さい発光パワーを得ようとする電流を供給することにより、その遷移にかかる時間、即ち、レーザダイオードの発光パワーレベルの立上がり時間、立下り時間を短縮することができ、レーザダイオードの発光パワーレベルをより急峻に変化させることができる。
【００６１】
また、高強調電流及び低強調電流は、遷移の前後における目標発光パワーレベルに依存して決定されるため、目標発光パワーレベルが別の値に変更された場合でも、前述した高強調電流及び低強調電流を決定するための指標ｎ及びｍは常に一定（本実施の形態では２）であり、従って、発光パワーレベルの遷移時の急峻性も一定に保っておくことが可能である。
【００６２】
また、本実施の形態では、高強調電流もしくは低強調電流をレーザダイオードに供給する区間は、前述したように、高強調電流もしくは低強調電流をレーザダイオードに供給しないときの発光パワーレベル波形の立上がり時間及び立下り時間Ｔの２分の１としているため、目標とする発光パワーレベルへの到達と同時に高強調電流及び低強調電流のレーザダイオードへの供給が終了する。従って、その終了付近の区間での発光パワーレベルが、目標とする発光パワーレベルを超えること、もしくは下回ることがなく、また、発光パワーレベルが目標とする発光パワーレベルにむかって上昇、もしくは下降していくときの傾斜が図４において１５０、もしくは１５２として表した傾斜より緩やかになることがないため、目標とする発光パワーレベル波形の遷移における発光パワーレベルの変化が均一に保たれた発光パワーレベル波形を得ることが可能である。
【００６３】
なお、前述したように、低強調電流の値は（数８）によって決定され、図１に示す定電流源５７によってレーザダイオード５９に供給される。しかしながら、上記の説明で明らかなように、レーザダイオード５９の目標とする発光パワーレベルの値によっては、低強調電流の値がマイナス値となる場合、即ち、（数５）で決定される定電流源５７の入力電圧（減算器５３の出力直流電圧７１）がマイナス値となる場合が生じる。この場合低強調電流をレーザダイオード５９の逆方向に流すことになるが、この行為はレーザダイオード５９の破損に通じ好ましくない、従って、このような場合には減算器５３にリミッタを設け、マイナス値にならないようにする。従って、低強調電流はゼロとなり、（数８）のＩ４はゼロとなって、この関係より、
【００６４】
【数１１】
【００６５】
の値はＩ１に等しくなり、（数１０）に相当する傾斜、即ち、図４において１５２として表す傾斜は
【００６６】
【数１２】
【００６７】
で決定されることになる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、先に定義した高強調電流を決定するための指標とする数値ｎ、及び低強調電流を決定するための指標とする数値ｍがともに２の場合について説明したが、この数値は基本的に任意に選択することが可能であって、上記した説明によって明らかなように、より大きな数値を選択したときには、レーザダイオードの発光パワーレベルをさらに急峻に変化させることが可能となる。そのための手段としては、本実施の形態の説明に用いた図１に示す定電流源５６及び５７の電圧電流変換定数を所定の値に設定すればよい。この作業は純粋に設計上の問題として処理することが可能であり、容易に実現可能である。
【００６９】
なお、本実施の形態では、所望のレーザダイオードの発光パワーレベルの数が２の場合について説明したが、先に説明したようにさらに多くの発光パワーレベルを要求するシステムについても直ちに展開することが可能である。そのためには、本実施の形態の説明に用いた図１に示す電流源及びアナログスイッチの数、あるいはロジック回路６２動作内容（本実施の形態では図３に真理値表として示している）等を所定の発光パワーレベルの数を考慮して変更すればよい。この作業は純粋にシステム設計、あるいは回路設計上の問題として処理することが可能であり容易に実現可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザダイオードの発光パワーレベルの遷移時において、例えばレーザダイオードの浮遊容量の影響により劣化する遷移時の発光パワーレベルの急峻性を回復させることができ、結果として、光ディスク上に形成されるマークの始端部と終端部の反射率の変化の急峻性も回復させることが可能となる。
【００７１】
また、高強調電流及び低強調電流は、基本的に遷移の前後における目標発光パワーレベルに依存して決定されるため、目標発光パワーレベルが別の値に変更された場合でも一定の急峻性を保っておくことが可能であり、結果として、光ディスク上に始端部と終端部の反射率の変化の急峻性が均一に保たれたマークを形成することが可能となる。
【００７２】
さらに本発明において、その実現手段は、従来例における構成要素の追加と組合せの変更を施すことによって容易に構成することができ、先に繰り返して述べた理由によって、光ディスクへの記録特性の性能向上に大きく寄与し、従って、再生特性の性能向上にも大きく寄与するレーザパワー制御装置提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のレーザパワー制御装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のレーザパワー制御装置の信号波形図
【図３】図１に示すロジック回路６２の真理値表を示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるレーザダイオードの発光パワーレベル波形を示す図
【図５】従来例のレーザパワー制御装置のブロック図
【図６】従来例のレーザパワー制御装置の信号波形図
【図７】従来例におけるレーザダイオードの発光パワーレベル波形を示す図
【符号の説明】
５０，５１ 直流電圧源
５２，５３ 減算器
５４ 加算器
５５，５６，５７，５８ 定電流源
５９ レーザダイオード
６０，６１ 単安定マルチバイブレータ
６２ ロジック回路
６３，６４，６５，６６ アナログスイッチ
１０７ レーザダイオード５９への供給電流信号
１３０ レーザダイオード５９の発光パワーレベル波形[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for controlling the light emission output of a laser diode, and more particularly to a laser power control device useful for controlling the light emission output of a laser diode used as a light source in a recordable / reproducible optical disk recording / reproducing device. It is.
[0002]
[Prior art]
In a conventional laser power control device during recording on an optical disk, a basic configuration and operation for irradiating a predetermined recording area of the optical disk with a recording laser beam having a predetermined power are as follows. That is, a recording and emission state is set in a specific area of the optical disk, a recording reference signal is compared with an output signal of a laser diode, and a servo loop for obtaining a predetermined laser diode emission power based on the comparison value; There is provided a holding means for a comparison value, and the output of the holding means is supplied to a laser diode at a predetermined recording timing of an optical disk (for example, see Patent Document 1).
[0003]
FIG. 5 shows a general configuration of a conventional laser power control apparatus in the case where the laser diode has two light emission power levels. In FIG. 5, reference numerals 1 and 2 denote first and second DC voltage sources, which have a meaning corresponding to the holding means of the servo loop described above. Then, voltage values V1 and V2 respectively corresponding to the first target light emission power level and the second target light emission power level are output. Reference numerals 3 and 4 denote constant current sources, which output currents I1 and I2 proportional to V1 and V2, respectively. The outputs of the constant current sources 3 and 4 are analog switches 6 whose switches are closed when the control input level is high. , 7, and the outputs of the analog switches 6, 7 are both connected to the anode of the laser diode 11 to supply a current signal 10 to the laser diode 11.
[0004]
On the other hand, reference numeral 8 denotes a recording signal, which is connected to the control inputs of the inverter 5 and the analog switch 6, and the output signal 9 of the inverter 5 has an inverted state of the recording signal 8 and is input to the control input of the analog switch 7. .
[0005]
FIG. 6 shows the signal waveforms of FIG. 5, and the symbols given to the waveforms shown in FIG. 6 are the same as those in FIG. Assuming that the recording signal 8 has a timing as shown in FIG. 6, the open / close state of the analog switch 6 is controlled by the recording signal 8 and the analog switch 7 is controlled by the output signal 9 of the inverter 5. Therefore, the current signal 10 supplied to the laser diode 11 has a waveform having current levels 20 and 21 as shown in FIG. 6, and the current signal causes the laser diode 11 to emit light.
[0006]
The current levels 20 and 21 shown in FIG. 6 are the output currents I1 and I2 of the constant current sources 3 and 4 shown in FIG.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2-33735
[Problems to be solved by the invention]
However, generally, the laser diode 11 has a stray capacitance, and the stray capacitance is expressed in an equivalent circuit as a capacitor inserted in parallel with the laser diode. The effect on the power level waveform will be described with reference to FIG.
[0009]
In FIG. 7, reference numeral 10 is the same as the current signal 10 supplied to the laser diode 11 shown in FIG. 6, and the current levels 20, 21 also represent the same current levels as the current levels 20, 21 shown in FIG. The values are the output currents I1, I2 of the constant current sources 3, 4.
[0010]
Reference numeral 30 denotes an ideal state, that is, a light emission power level waveform of the laser diode 11 obtained when it is assumed that there is no stray capacitance in the laser diode 11 shown in FIG. A waveform similar to 10 (the vertical axis represents the light emission power level) is obtained, 22 is the first light emission power level P1, and 23 is the second light emission power level P2. Note that the current levels 20, 21 (ie, I1, I2) in the current signal 10 supplied to the laser diode 11 shown in FIG. 6 are the currents necessary to obtain the emission power levels 22, 23 (ie, P1, P2). Level.
[0011]
However, in practice, a light emission power level waveform (the vertical axis represents the light emission power level) shown as 31 in FIG. 7 is obtained due to the influence of the above-mentioned stray capacitance. That is, when the current levels 20, 21 of the current signal 10 supplied to the laser diode 11 change stepwise, a slope appears in the process of transitioning the light emission power level from 23 to 22, or from 22 to 23. is there. When the stray capacitance is C and the horizontal axis in FIG. 7 is time t, the slope is as follows when the emission level waveform of the laser diode 11 transitions from a low level to a high level.
(Equation 1)
[0013]
At the time of transition from high level to low level,
(Equation 2)
[0015]
Which are approximately expressed as
[Equation 3]
[0017]
And the absolute value of the current value (Equation 3) is a current value necessary to obtain a difference in light emission power level.
[0018]
In the emission level waveform 30 or 31 in FIG. 7, the vertical axis represents the emission power level of the laser diode 11, and such a waveform observing means uses an optical means to emit the emission beam of the laser diode. It is supplemented that light is collected on a PIN photodiode and its output signal (voltage) is monitored by an oscilloscope.
[0019]
By the way, the inclination at the time when the emission power level of the laser diode transitions from a low level to a high level or from a high level to a low level due to the above-mentioned stray capacitance depends on the optical disc (for example, the intensity on a phase change type recording film) The recording / reproducing characteristics of an optical disk based on the recording / reproducing principle in which a mark is formed by condensing a modulated laser beam and a change in the reflectance of the formed mark is detected to generate a reproduction signal are as follows. Appears as a challenge.
[0020]
That is, the problem is that if the formation of a mark on an optical disk is performed at a high light emission power level, the sharpness of the change in the reflectance at the beginning and end of the formed mark is lost. Therefore, the rising and falling characteristics of the reproduced signal during reproduction, that is, the frequency characteristics of the reproducing system are deteriorated, and as a result, the quality of the reproduced signal is deteriorated (for example, the SN ratio is reduced).
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the laser power control device of the present invention includes, in addition to a current supply unit for a laser diode corresponding to each target light emission power level, when the target light emission power level of the laser diode transitions, When the target light emission power level is higher than the target light emission power level before the transition, the current for obtaining the light emission power level higher than the light emission power level after the transition is set to be longer than the time during which the target light emission power level after the transition is continuous. A current that is supplied to the laser diode for a short time and attempts to obtain an emission power level lower than the target emission power level after the transition when the target emission power level after the transition is lower than the target emission power level before the transition; Is supplied to the laser diode for a time shorter than the time during which the target emission power level after the transition is continuous. And having a current supply means for.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
The first embodiment of the laser power control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the laser power control device according to the first embodiment of the present invention.
[0023]
It should be noted that the present invention does not impair the effectiveness of a system that requires a plurality of target light emission power levels. However, in order to avoid complexity, the present embodiment describes a case where the target light emission power level is 2. I do.
[0024]
In FIG. 1, reference numerals 50 and 51 denote first and second DC voltage sources, which have the same meanings as 1 and 2 in FIG. Voltage values V1 and V2 respectively corresponding to the two target light emission power levels are output. Reference numerals 52 and 53 denote subtracters, which output a DC voltage obtained by subtracting a DC voltage provided with a minus sign from a DC voltage provided with a plus sign. Therefore, the output DC voltage 70 of the subtractor 52 is
(Equation 4)
[0026]
And the output DC voltage 71 of the subtractor 53 is
(Equation 5)
[0028]
It becomes. An adder 54 outputs a DC voltage which is the sum of two DC voltages. Therefore, the output DC voltage 72 of the adder 54 becomes
(Equation 6)
[0030]
It becomes.
[0031]
Reference numerals 55, 56, 57, and 58 denote constant current sources. The respective output currents are the output voltage V1 of the first DC voltage source 50, the output voltage of the adder 54 (Equation 6), and the output voltage of the subtractor 53. (Equation 5) is a current value proportional to the output voltage V2 of the second DC voltage source 51, and their proportional constants, that is, voltage-current conversion constants, are the same for all four constant current sources. If the output current of the constant current source 55 is I1 and the output current of the constant current source 58 is I2, the output current of the constant current source 56 is I3.
(Equation 7)
[0033]
Therefore, the constant current source 56 is a means for supplying the laser diode 59 with a high emphasis current, and the output current of the constant current source 57 is I4
(Equation 8)
[0035]
Therefore, the constant current source 57 is a means for supplying the laser diode 59 with a low emphasis current.
[0036]
It should be noted that the numerical value n as an index for determining the high emphasis current is defined as the coefficient of (Expression 3) in parentheses in (Equation 7), and the numerical value m as an index for determining the low emphasis current is ( If it is defined as the coefficient related to (Expression 3) in parentheses in Expression 8), as is clear from the above description, in the present embodiment, a numerical value as an index for determining the high emphasis current and the low emphasis current Both n and m are 2.
[0037]
Further, in the present embodiment, the time during which the high emphasis current and the low emphasis current are supplied to the laser diode 59 is determined by the rise time and the rise time of the emission power level waveform when the high emphasis current and the low emphasis current are not supplied to the laser diode 59. The falling time (both are T) is associated as 1 / n and 1 / m, so that the time for supplying the high emphasis current and the low emphasis current to the laser diode 59 is both T / 2.
[0038]
On the other hand, reference numeral 100 denotes a recording signal whose waveform is rectangular, which is triggered by a rising edge, and obtains an output signal 101 having a predetermined pulse width, a monostable multivibrator (hereinafter abbreviated as "monomulti") 60, and a falling edge. The signal is input to a monomulti 61 that is triggered by an edge and obtains an output signal 102 having a predetermined pulse width, and a logic circuit 62 that operates according to the truth table shown in FIG. The monomulti 60 determines the time for supplying the laser diode 59 with a high emphasis current, and the monomulti 61 is provided for determining the time for supplying a low emphasis current to the laser diode 59. In the embodiment, the pulse width of the output signal 101 of the monomulti 60 is T / 2, and the pulse width of the output signal 102 of the monomulti 61 is also T / 2.
[0039]
Further, the output signals 101 and 102 of the mono-multis 60 and 61 are also input to the logic circuit 62. The logic circuit 62 operates according to the truth table shown in FIG. 105 and 106 are obtained.
[0040]
On the other hand, 63, 64, 65 and 66 are analog switches whose inputs are connected to the constant current sources 55, 56, 57 and 58, and whose outputs are connected to the anode of the laser diode 59. Controlled by the output signals 103, 104, 105, and 106, the current signal 107 flowing through the laser diode 59 is determined.
[0041]
The operation of the laser power control device according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. 2, that is, each signal waveform in FIG. 1 and FIG. 4, that is, the light emission level waveform of the laser diode 59.
[0042]
Note that the same reference numerals as those given to the signals shown in FIG. 1 are also used in FIG. 2, and the emission level waveform of the laser diode 59 in FIG. Is used to focus light on a PIN photodiode, and the waveform of the output signal (voltage) observed on an oscilloscope is shown in the figure.
[0043]
In FIG. 2, reference numeral 100 denotes a recording signal, which is generally a signal having a logical level such as TTL or ECL, and a high section thereof is a section in which the first target emission power level is continuous. The low section is a section where the second target light emission power level is continuous, and the first target light emission power level is a power level higher than the second target light emission power level. The signals 101 and 102 are output signals of the monomultis 60 and 61. As described above, the signal 101 has a predetermined pulse width based on the rising edge of the recording signal 100 due to the property of triggering the monomultis 60 and 61. The signal 102 is a pulse signal having a predetermined pulse width from the falling edge of the recording signal 100. The predetermined pulse width is set to be T / 2 as described above.
[0044]
On the other hand, as described above, the recording signal 100 is input to the mono multis 60 and 61, and at the same time, is input to the logic circuit 62 together with the output signals 101 and 102 of the mono multis 60 and 61. The operation of the logic circuit 62, that is, the logic of the output signals 103, 104, 105 and 106 of the logic circuit 62 corresponding to the recording signal 100 and the input logic of the output signals 101 and 102 of the mono-multis 60 and 61 is the truth shown in FIG. The timing is determined immediately according to the value table, and their timings are shown in FIG. 2 as 103, 104, 105, and 106 in comparison with the recording signal 100 and the output signals 101 and 102 of the monomultis 60 and 61. As described above, the output signals 103, 104, 105, and 106 of the logic circuit 62 are input to the control inputs of the analog switches 63, 64, 65, and 66, respectively. In the sections T1, T2, T3, and T4 shown in FIG. 2, the output currents of the constant current sources 55, 56, 57, and 58 flow through the laser diode 59, respectively. Accordingly, the waveform of the current signal flowing through the laser diode 59 is as shown by 107 in FIG. 2, and the current levels 120, 121, 122, and 123 are I1, I3 (that is, (Equation 7)) and I4 (that is, (Equation 8) )) And I2.
[0045]
The sections T2 and T4 correspond to the output pulse widths of the output signals 101 and 102 of the mono-multis 60 and 61, respectively. Therefore, the section T2 is a section in which a high emphasis current flows through the laser diode 59, and the section T4 is a laser diode. This is a section in which a low emphasis current flows through 59, and both values are T / 2.
[0046]
Next, FIG. 4 will be described. 4 is a waveform of a current signal supplied to the laser diode 59 similar to 107 in FIG. 2, and 130 is a light emission power level waveform representing the behavior of the current signal 107 supplied to the laser diode 59. It is.
[0047]
In 130 of FIG. 4, in the first section T4, the current supplied to the laser diode 59 is at the current level 123 (I2), and in this section, a steady power level 131, that is, P2 is obtained.
[0048]
In the second section T2 (corresponding to the output pulse width of the output signal 101 of the mono-multi 60), the current level 121 (I3) is supplied, but the emission power level is approximately reduced for the same reason as described in the conventional example. [0049]
(Equation 9)
[0050]
(Shown as 150 in FIG. 4), and the magnitude of the slope is when the high emphasis current is not supplied in the section of T2, that is, when the supply current level is 120 (I1). The slope at this time is twice as large as (Equation 1) (represented by a dotted line as 151 in FIG. 4), and the time to reach the target light emission power level 132 (P1), that is, the rise time, is ２. Will be shortened to
[0051]
The time to reach the target light emission power level 132 (P1), that is, the rise time when the high emphasis current is not supplied is represented by T in 130 in FIG. 4, and therefore, T2 is half the length of T. That means that.
[0052]
In the present embodiment, the section in which the high emphasis current is supplied to the laser diode 59 is, as described above, a half of the rise time T of the emission power level waveform when the high emphasis current is not supplied to the laser diode 59. Since it is set to 1, the supply of the high emphasis current to the laser diode 59 ends at the same time when the target light emission power level 132 (P1) is reached. Therefore, near the end of the section T2, the light emission power level does not exceed the target light emission power level 132 (P1), and the light emission power level increases toward the target light emission power level 132 (P1). The slope during the movement does not become gentler than the slope represented as 150 in FIG.
[0053]
In the third section T1, the current level 120 (I1) for obtaining the already reached light emission power level 132 (P1) is supplied, so that the light emission power level 132 (P1) constantly continues until the next section. Will be.
[0054]
In the fourth section T3 (corresponding to the output pulse width of the output signal 102 of the mono multi 61), the current level 124 (I4) is supplied, but the light emission power level is approximately reduced for the same reason as described in the conventional example. [0055]
(Equation 10)
[0056]
(Represented by 152 in FIG. 4), and the magnitude of the gradient is when the low emphasis current is not supplied in the section of T4, that is, when the supply current level is 123 (I2). The gradient at this time is twice as large as (Equation 2) (represented by a dotted line as 153 in FIG. 4), and the time required to reach the target light emission power level 132 (P2) is reduced to １ ／. It will be.
[0057]
It should be noted that the arrival time to the target light emission power level 132 (P2) when the low emphasis current is not supplied is also represented by T in 130 in FIG. 4, and therefore, T3 is half the length of T. Become.
[0058]
In the present embodiment, the section in which the low emphasis current is supplied to the laser diode 59 is, as described above, two minutes of the fall time T of the emission power level waveform when the low emphasis current is not supplied to the laser diode 59. Therefore, the supply of the low emphasis current to the laser diode 59 ends at the same time when the target light emission power level 131 (P2) is reached. Therefore, near the end of the section T3, the light emission power level does not fall below the target light emission power level 131 (P2), and the light emission power level decreases toward the target light emission power level 131 (P2). The slope at the time of moving is not gentler than the slope represented as 152 in FIG.
[0059]
Here, t and C here are the same as in the conventional example, and t is time, which represents the horizontal axis in FIG. 4, and C represents the stray capacitance of the laser diode.
[0060]
As described above, according to the present embodiment, when the light emission power level of the laser diode transitions from a low level to a high level, the laser diode has a high emphasis current, that is, the target light emission after the transition. A current for obtaining a light emission power higher than the power level is supplied, and at the time of transition from the high level to the low level, the laser diode has a low emphasis current, that is, a target light emission power level after the transition. By supplying a current for obtaining a small light emission power, the time required for the transition, that is, the rise time and the fall time of the light emission power level of the laser diode can be reduced, and the light emission power level of the laser diode can be reduced. It can be changed more steeply.
[0061]
Since the high emphasis current and the low emphasis current are determined depending on the target light emission power level before and after the transition, even if the target light emission power level is changed to another value, the above-described high emphasis current and low emphasis current The indices n and m for determining the emphasis current are always constant (2 in the present embodiment), and therefore, the steepness at the transition of the emission power level can be kept constant.
[0062]
In the present embodiment, the section in which the high emphasis current or the low emphasis current is supplied to the laser diode is, as described above, the rise of the emission power level waveform when the high emphasis current or the low emphasis current is not supplied to the laser diode. Since the time and the fall time T are set to one half, the supply of the high emphasis current and the low emphasis current to the laser diode ends at the same time when the target light emission power level is reached. Therefore, the light emission power level in the section near the end does not exceed or fall below the target light emission power level, and the light emission power level rises or falls toward the target light emission power level. The light emission power level at which the change in the light emission power level during the transition of the target light emission power level waveform is kept uniform since the slope at the time of moving does not become steeper than the slope represented as 150 or 152 in FIG. It is possible to obtain a waveform.
[0063]
As described above, the value of the low emphasis current is determined by (Equation 8), and is supplied to the laser diode 59 by the constant current source 57 shown in FIG. However, as is apparent from the above description, when the value of the low emphasis current becomes a negative value, that is, the constant current determined by (Equation 5) depending on the value of the target light emission power level of the laser diode 59. In some cases, the input voltage of the source 57 (the output DC voltage 71 of the subtractor 53) becomes a negative value. In this case, the low emphasis current flows in the opposite direction of the laser diode 59, but this action leads to the damage of the laser diode 59, which is not preferable. Therefore, in such a case, the limiter is provided in the subtractor 53 and the minus value is set. So that it does not become Therefore, the low emphasis current becomes zero, and I4 in (Equation 8) becomes zero.
[0064]
(Equation 11)
[0065]
Is equal to I1, and the slope corresponding to (Equation 10), that is, the slope represented as 152 in FIG.
(Equation 12)
[0067]
Will be determined by
[0068]
Note that, in the present embodiment, a case has been described where both the numerical value n as an index for determining the high emphasis current and the numerical value m as an index for determining the low emphasis current are 2, This numerical value can be basically selected arbitrarily, and as apparent from the above description, when a larger numerical value is selected, it is possible to change the light emission power level of the laser diode more steeply. Become. For this purpose, the voltage-current conversion constants of the constant current sources 56 and 57 shown in FIG. 1 used in the description of the present embodiment may be set to predetermined values. This task can be treated purely as a design problem and is easily feasible.
[0069]
In the present embodiment, the case where the number of desired light emission power levels of the laser diode is 2 has been described. However, as described above, a system requiring more light emission power levels can be immediately developed. It is possible. For this purpose, the number of current sources and analog switches shown in FIG. 1 used in the description of the present embodiment, the operation contents of the logic circuit 62 (this embodiment is shown as a truth table in FIG. 3), and the like are used. What is necessary is just to change in consideration of the number of predetermined light emission power levels. This operation can be treated as a purely system design or circuit design problem, and can be easily realized.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at the time of transition of the emission power level of the laser diode, for example, it is possible to restore the steepness of the emission power level at the time of transition that is degraded due to the influence of the stray capacitance of the laser diode, As a result, it is possible to recover the steepness of the change in the reflectance at the start and end of the mark formed on the optical disk.
[0071]
In addition, since the high emphasis current and the low emphasis current are basically determined depending on the target light emission power level before and after the transition, even when the target light emission power level is changed to another value, a certain steepness is obtained. As a result, it is possible to form a mark on the optical disc in which the steepness of the change in the reflectance at the start end and the end is uniformly maintained.
[0072]
Further, in the present invention, the realizing means can be easily configured by adding the components and changing the combination in the conventional example, and for the reason repeatedly described above, the performance of the recording characteristics on the optical disc is improved. And a laser power control device which greatly contributes to the improvement of the reproduction characteristics.
[Brief description of the drawings]
1 is a block diagram of a laser power control device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a signal waveform diagram of the laser power control device according to the first embodiment of the present invention; FIG. 3 is a logic circuit 62 shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a light emission power level waveform of a laser diode according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of a conventional laser power control device. FIG. FIG. 7 is a signal waveform diagram of a laser power control device. FIG. 7 is a diagram showing a light emission power level waveform of a laser diode in a conventional example.
50, 51 DC voltage source 52, 53 Subtractor 54 Adder 55, 56, 57, 58 Constant current source 59 Laser diode 60, 61 Monostable multivibrator 62 Logic circuit 63, 64, 65, 66 Analog switch 107 Laser diode 59 Supply current signal 130 to the laser diode 59 emission power level waveform
