JP2004327020A - レーザパワー制御方法およびレーザパワー制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速サンプルホールド回路を用いることなく、データ記録中にパルス発光状態にあるレーザのパワーを常時連続的に制御する方法を提供する。
【解決手段】 レーザパワー制御方法は、レーザのパルス発光の光強度の初期平均値を算出するステップと、各時間ごとの前記レーザのパルス発光の光強度の平均値を算出し、前記初期平均値との差分を算出するステップと、前記差分に基づいて、前記レーザの駆動電流を制御するステップとを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レーザパワー制御に関する。

コンピュータの補助記憶装置等で実用化されている光ディスク装置の光源にはレーザが用いられている。一般に、レーザ素子は個別の特性差が大きく、またレーザ素子の温度変化、経時変化の影響により、入力電流と出力光パワーの関係は一定ではない。従って、光ディスク装置では、レーザの発光パワーをモニタしながら出力を一定に制御するフィードバック型のパワー制御により、常に所望のレーザパワーを得るようにしている。更に、記録可能な光ディスク装置では、レーザ光を記録データに応じてパルス発光させた状態でパワー制御する必要があり、種々の方法が提案されている。

従来のパルス発光状態におけるレーザパワー制御方法は、大別すると２種類ある。１つは、データを記録していないときにテスト発光を行うことでパルス発光に必要な電流値を求めて記憶し、データ記録時には、記憶しておいた電流値を保持したまま記録を続ける方法である。これは、テスト発光方式と呼ばれる（例えば、特許文献１参照。）。もう１つは、記録データ中に存在する、局所的に強度が一定の区間を高速サンプルホールド回路で抽出し、記録中に離散的にパワー制御を行う方法である。これは、サンプルホールド方式と呼ばれる（例えば、特許文献２参照。）。

特許第２８６１６２５号公報 特開平９−１７１６３１号公報

上述した従来の２つの方式には、それぞれ以下のような問題が存在する。
まず、テスト発光方式は、データの記録中はレーザ電流を保持しているが、連続して長時間のデータ記録を行う場合には、たとえ保持した電流値が一定でも、レーザの温度がデータ記録中に上昇して発光強度が変化してしまう。この問題に対しては、記録トラックの一定間隔毎にテスト発光用の領域（ギャップ）を設けたトラックフォーマットを採用して、一定時間毎にテスト発光させることで、強度変化を無視できる量に抑える方法がある。しかしこの場合には、テスト発光用の領域を設ける分だけ記録エリアが減少するので、記録媒体の容量効率が悪くなる。

また、サンプルホールド方式は、記録速度を向上させる目的で記録データの周波数を高めた場合、発光強度モニタ部の周波数特性が不足することがある。さらに、高速サンプルホールド回路に極めて高い応答性能が必要となって使用部品のコストアップを招く。

本発明の目的は、高速サンプルホールド回路を用いることなく、データ記録中にパルス発光状態にあるレーザのパワーを常時連続的に制御する方法を提供することである。

本発明に係るレーザパワー制御方法は、レーザのパルス発光の光強度の初期平均値を算出するステップと、
各時間ごとの前記レーザのパルス発光の光強度を算出し、前記初期平均値との差分を算出するステップと、
前記差分に基づいて、前記レーザの駆動電流を制御するステップと
を含むことを特徴とする。

また、前記レーザのパルス発光の光強度の初期平均値を算出するステップは、
前記レーザに所定の駆動電流を流してパルス発光させるステップと、
前記レーザのパルス発光を受光して光強度を検出するステップと、
前記光強度を平均して前記パルス発光の光強度の初期平均値を算出するステップと
を含んでもよい。

さらに、前記レーザの駆動電流を制御するステップは、
前記差分を時間的に積分して積分値を出力するステップと、
前記所定の駆動電流に前記積分値に対応する補償電流を加算した駆動電流を前記レーザに流すステップと
を含んでもよい。

なお、前記レーザに所定の駆動電流を流してパルス発光させるステップでは、強度変調されたパルス電流と一定電流値のバイアス電流とを加算した駆動電流を前記レーザに印加してパルス発光させる。

また、前記補償電流は、前記バイアス電流を加減する電流であってもよい。

さらに、前記レーザをパルス発光させる前記所定の駆動電流を設定するステップをさらに含んでもよい。

またさらに、前記所定の駆動電流を設定するステップは、
前記レーザに電流を所定のテスト発光パターンで流すステップと、
前記レーザのレーザ発光を受光して光強度を検出するステップと、
前記光強度が所定のモニタ値となる電流値に基づいて前記所定の駆動電流の電流源の初期値を設定するステップと
を含んでもよい。

本発明に係るレーザパワー制御装置は、レーザに駆動電流を付与してパルス発光させるレーザ駆動部と、
各時間ごとの前記レーザのパルス発光を受光して光強度を検出する受光部と、
前記レーザのパルス発光の光強度の初期平均値を算出する初期平均値算出部と、
前記各時間ごとの光強度と前記初期平均値との差分を算出する演算部と、
前記差分に基づいて、前記駆動電流を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。

また、前記初期平均値算出部は、例えば、所定温度の前記レーザに前記レーザ駆動部から所定の駆動電流を流してパルス発光させ、前記レーザのパルス発光を前記受光部で受光して光強度を検出し、前記光強度を平均して前記パルス発光の光強度の初期平均値を算出する。

さらに、前記制御部は、前記差分を時間的に積分して積分値を出力し、前記所定の駆動電流に前記積分値に対応する補償電流を加算した駆動電流を前記レーザに流して前記駆動電流を制御することを特徴とする。

またさらに、前記レーザ駆動部は、
バイアス電流源と、
強度変調されたパルス電流を出力するパルス電流源と
を備えることが好ましい。

また、前記レーザをパルス発光させる前記所定の駆動電流を設定する駆動電流設定部をさらに備えてもよい。

本発明に係るレーザパワー制御方法及びレーザパワー制御装置によれば、あらかじめ算出したパルス発光の光強度の初期平均値と、各時間ごとのパルス発光の光強度との差分を算出し、該差分に基づいてレーザの駆動電流を制御する。そこで、レーザの発熱に伴うレーザパワーの低下等が生じた場合でも駆動電流を制御して同じレーザパワーが得られる。従って、記録レートおよび容量の極めて高い光ディスク装置等にも利用できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るレーザパワー制御装置及びレーザパワー制御方法について説明する。なお、図面では、同一の機能を有する構成要素には同一の参照符号を付すものとする。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザパワー制御装置２００を備えた、光ディスク装置の部分概略図である。光ディスク装置では、収束ビーム１００により光ディスク１０１に記録されたデータを読み出し、あるいは所定のデータを光ディスク１０１に記録する。データの読み出し動作を説明する。レーザ１８から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ１０２で平行光にされ、透過ミラー１０３、偏光ビームスプリッタ１０４、および、４分の１波長板１０９を経由し、対物レンズ１０５で収束ビーム１００に変換される。そして、光ディスク１０１に照射されたビームは、その情報記録面上に集光される。光ディスク１０１の情報記録面で反射されたビームは、再び４分の１波長板１０９を通過する。これにより反射光の偏光方向が変えられる。その後、反射光は偏光ビームスプリッタ１０４に到達する。偏光ビームスプリッタ１０４は、再生光だけを反射させて抽出する。その結果、抽出された光は、集光レンズ１０６を通して光検出器１０７に導かれる。光検出器１０７で検出された信号は、読み出されたデータの信号として再生される。一方、書き込み動作を説明する。レーザ１８の発光を再生時より高いパワーでパルス変調して、光ディスク１０１の所定の位置にレーザビームを照射する。これにより、照射された位置の物理的な特性が変化し、データが記録される。

この光ディスク装置では、常に所望のレーザ強度を得るために、レーザ１８のレーザ発光強度をモニタしながら出力光強度を一定に制御するフィードバック型のレーザパワー制御を行う。レーザパワー制御は、レーザパワー制御装置２００によって行う。レーザパワー制御装置２００は、レーザ１８から出射されたレーザビームを、コリメートレンズ１０２、透過ミラー１０３および、集光レンズ１０８を介して、パワー検出手段１で受け取る。受光するレーザビームは、透過ミラー１０３の特性によって調整可能であり、例えば、レーザ１８の出力光量の１０％とすることができる。また、受光するレーザビームのレーザパワーは、出射されたレーザパワーと常に比例関係となる。レーザパワー制御装置２００は、受光したレーザビームの光強度が、所定の強度になるように、レーザ１８に流す電流量を制御する。結果的に、対物レンズ１０５からも比例して出射される収束ビーム１００のパワーを所定の強度となるように制御できる。以下、レーザパワー制御装置２００を、図２のブロック図を用いてより詳しく説明する。

図２は、このレーザパワー制御装置２００の構成を示すブロック図である。レーザパワー制御装置２００は、パワー検出手段１と、初期値発生手段５と、レーザ駆動手段９、記憶手段２０と、演算手段２６、切替手段３１、レーザ１８を構成要素として備えている。以下に各構成要素について説明する。

パワー検出手段１は、レーザ１８から出射される光の強度を検出し、光強度のモニタ波形２を生成する。より詳しくは、パワー検出手段１は、ピンダイオード３と、ｉ／ｖ変換回路４とを含む。ピンダイオード３は、レーザ光１９を受光し、発光強度を電流として検出する。ｉ／ｖ変換回路４は、ピンダイオード３の出力電流を電圧値に変換する。これにより、モニタ波形２を得ることができる。

レーザ駆動手段９は、バイアス電流源１０と、第１パルス電流源１１と、第２パルス電流源１２とを含み、各電流源の出力電流１３、１４、１５の加算電流１６を駆動電流としてレーザ１８を駆動する。バイアス電流源１０は、切替手段３１の出力１７に応じて電流量を制御する。第１パルス電流源１１は、初期値発生手段５の出力７に応じて電流量を制御し、記録データ３４に応じてスイッチングする。第２パルス電流源１２は、初期値発生手段５の出力６に応じて電流量を制御し、記録データ３５に応じてスイッチングする。

記憶手段２０は、パルス発光しているレーザ光をモニタしたときに現れるパルス状のモニタ波形２から、その平均値２２を求めるローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１と、外部からのタイミング信号２４が入力された時点の平均値２２をパルス発光の光強度の初期平均値２５として記憶し、出力するメモリ２３とを含む。記憶手段２０は、メモリ２３からパルス発光の光強度の初期平均値２５を出力する。

演算手段２６は、差動演算器２７と積分器２９を含む。差動演算器２７は、記憶手段２０から出力されたパルス発光の光強度の初期平均値２５と、ｉ／ｖ変換回路４からのモニタ波形２との差分を算出して、差分電圧２８を出力する。積分器２９は、差分電圧２８を積分して積分値３０を出力する。

初期値発生手段５は、レーザ１８が所定のパワーで発光できるように、レーザ１８をテスト発光させたモニタ波形２に基づいて、前記レーザ駆動手段９内の各電流源１０、１１、１２の設定値６、７、８を出力する。その仕組みについては後述する。

切替手段３１は、初期値発生手段５からの出力８と演算手段２６から積分値３０を、タイミング信号２４により、スイッチ３２で切り替え、出力１７としてバイアス電流源１０に供給する。スイッチ３２は、タイミング信号が有効でない初期状態では、初期値発生手段５の出力８をバイアス電流源１０に出力する。なお、初期状態とは、後述する初期値発生手段５でレーザ駆動手段９内の各電流源１０、１１、１２の設定値６、７、８を設定した後、レーザ１８のパルス発光の光強度の初期平均値２５を得るまでをいう。

図３は、レーザ１８の動作特性を示す概略図である。図の横軸はレーザの駆動電流を示し、縦軸はレーザビームの発光強度を示している。また、図中、斜めの太線がレーザ１８の駆動電流と発光強度との関係を示している。図３に示すように、電流が与えられていても、所定のしきい値までは発光せず、しきい値以上の電流に対して直線的に発光強度が増加する特性を有する。ここでは、温度に応じてしきい値電流が変化するレーザの特性例を示す。また、光ディスクへデータを記録する時のパルス発光の例として、ボトムパワー５０と消去パワー５１と記録パワー５２の３種類のパワーを用いた記録パルスの駆動例を示している。ここで、仮にレーザの温度が２０℃であったとすると、しきい値電流はＩＴ２０となり、ボトムパワー５０に相当するバイアス電流ＩＢ２０と、ボトムパワー５０から消去パワー５１までの強度に相当する第１パルス電流ΔＩＥと、消去パワー５１から記録パワー５２までの強度に相当する第２パルス電流ΔＩＷとを加算した電流ＩＰ２０をレーザ１８に供給する必要がある。

一方、レーザ１８の温度が６０℃の場合には、しきい値電流がＩＴ２０からＩＴ６０まで増加するので、同じ記録パワー５２と消去パワー５１とボトムパワー５０を得るために、バイアス電流をＩＢ６０まで増加する必要がある。一方、第１パルス電流の最大振幅ΔＩＥと第２パルス電流の最大振幅ΔＩＷとは２０℃の時とほとんど変化しない。そこで、第１パルス電流の最大振幅ΔＩＥと第２パルス電流の最大振幅ΔＩＷとに、温度上昇に対応して増加させたバイアス電流ＩＢ６０を加算した電流ＩＰ６０をレーザ１８に供給する必要がある。

次に、実施の形態によるレーザパワー制御装置２００（図２）の動作を説明する。
はじめに初期値発生手段５を用いた初期値の決め方（テスト発光）について図４及び図５を用いて説明する。図４は、レーザ１８をテスト発光させる際の信号波形図である。図５は、レーザ１８をテスト発光させて各電流源の設定値を得る方法のフローチャートである。図４では、具体的には、レーザ駆動手段９内のバイアス電流源１０から出力するバイアス電流１３、第１パルス電流源１１から出力する第１パルス電流１４、第２パルス電流源１２から出力する第２パルス電流１５の時間変化を示した波形図、レーザ１８の放射するレーザパワー、及び、パワー検出手段１の出力するモニタ波形２を示している。なお、テスト発光期間では、パルス電流源１１と１２内部のスイッチは記録データ３４、３５により共にＯＮになっている。また、レーザ１８の温度は２０℃とする。

レーザ１８を図４に示すようにテスト発光させて、レーザ駆動手段９の各電流源１０、１１、１２の設定値６、７、８を設定する方法について、以下、図５のフローチャートを用いて説明する。
（ａ）最初の時刻５６では、全ての電流源は電流を出しておらず、レーザ１８から放出されるレーザパワー、検出されたモニタ波形２は共にゼロである。
（ｂ）バイアス電流源１０の設定値８を徐々に高めると、これに比例してバイアス電流１３が増加する（Ｓ０１）。時刻５７でしきい値電流ＩＴ２０を超えると同時に、レーザ１８が発光を開始し、モニタ波形２も上昇する。
（ｃ）モニタ波形２がボトムモニタ値５３に達したか否かを判断する（Ｓ０２）。
（ｄ）時刻５８において、モニタ波形２がボトムモニタ値に達したと判断した場合、レーザパワーがボトムパワー５０に達したと判断して、この時点のバイアス電流１３をＩＢ２０と決定する。この時のＩＢ２０をバイアス電流源１０の初期設定値８として保持する（Ｓ０３）。一方、モニタ波形２がボトムモニタ値５３に達していなければ、元のステップＳ０１に戻ってさらにバイアス電流源１０の設定値８を徐々に高める。
（ｅ）次に、時刻５９から第１パルス電流源１１の設定値７を徐々に高めると、これに比例して第１パルス電流１４が増加する（Ｓ０４）。
（ｆ）モニタ波形２が消去モニタ値５４に達したか否かを判断する（Ｓ０５）。
（ｇ）時刻６０において、モニタ波形２が消去モニタ値５４に達したと判断した場合、レーザパワーが消去パワー５１に達したと判断して、この時点の第１パルス電流１４をΔＩＥと決定する。この時のΔＩＥを第１パルス電流源１１の振幅の初期設定値７として保持する（Ｓ０６）。一方、モニタ波形２が消去モニタ値５４に達していなければ、元のステップＳ０４に戻ってさらに第１パルス電流源１１の設定値７を徐々に高める。
（ｈ）時刻６１から第２パルス電流源１２の設定値６を徐々に高めると、これに比例して第２パルス電流１５が増加する（Ｓ０７）。
（ｉ）モニタ波形２が記録モニタ値５５に達したか否かを判断する（Ｓ０８）。
（ｊ）時刻６２において、モニタ波形２が記録モニタ値５５に達したと判断した場合、レーザパワーが記録パワー５２に達したと判断して、この時点の第２パルス電流１５をΔＩＷと決定する。この時のΔＩＷを第２パルス電流源１２の振幅の初期設定値６として保持する（Ｓ０９）。一方、モニタ波形２が記録モニタ値５５に達していなければ、元のステップＳ０７に戻ってさらに第２パルス電流源１２の設定値６を徐々に高める。
（ｋ）そして初期値の決定のためのテスト発光は、時刻６３において終了する。

なお、本実施の形態において、初期値発生手段の動作はテスト発光を前提として説明したがこれに限られない。例えば、従来技術のように高速サンプルホールド方式で記録パルスの部分を抽出しながら各電流源の初期値を決めてもよい。あるいは、実際にレーザ電流を変化させながら光ディスクにテスト記録を行い、希望する再生特性が得られた時の記録電流を初期値として決めても良い。

次に、記録時のレーザ１８によるパルス発光について説明する。図４において、前記テスト発光が終了した時刻６３から、光ディスクへのデータの記録が開始される。記録のためには、レーザパワーとして時刻６３から６４までの消去パワー５１を持続させるスペース区間６６と、時刻６４から６５までの記録パワー５２とボトムパワー５０との間で高速変調されたマーク区間６７との２種類が必要とされる。そのために、図２のレーザパワー制御装置２００では、初期値発生手段５においてテスト発光して決定した初期設定値６、７、８をレーザ駆動手段９に入力し、各電流源の出力の加算電流１６でレーザ１８を駆動しながら、記録データ３４、３５に応じて第１パルス電流源１１と第２パルス電流源１２とをスイッチングする。具体的には、スペース区間６６では、バイアス電流６８と第１パルス電流６９との加算電流がレーザ１８に供給される。なお、このとき第２パルス電流７０は記録データ３４によりＯＦＦされている。一方、マーク区間６７ではバイアス電流７１と第１パルス電流７２と第２パルス電流７３の加算電流がレーザ１８に供給される。このとき、第１パルス電流７２は記録データ３４により高速変調されており、第２パルス電流７３は、記録データ３５により高速変調されている。

なお、図２のパワー検出手段１の波形応答について捕捉説明する。ピンダイオード３には端子間容量があるので、ｉ／ｖ変換回路４との組み合わせにおいて、その応答周波数特性が帯域制限される。その結果、図４中に示すように、レーザ１８の発光パルスの波形７４が高速な立ち上がりをしていても、モニタ波形７５はパルス波形７４に追従できずに鈍った形状となってしまう。テスト発光の様に緩やかなパワー変化には正しく応答するが、高速な発光パルス部のパワーは正しく検出できなくなる。

図６は、本発明に係るレーザパワー制御方法を適用しない場合において、レーザ１８の温度が上昇してレーザパワーが低下していく例を示している。グラフの横軸は経過時間、縦軸は、図６の（ａ）がレーザパワーの変化を、図６の（ｂ）がレーザ１８の温度変化を表す。なお、横軸の時間は図４と比較して相当長くとってある。テスト発光から記録に移行し、そのまま記録を続けた場合を説明する。テスト発光直後のレーザ温度８０は２０℃であり、レーザパワー８１は正しい。しかし、図６に示すように、時間の経過と共に、レーザ１８自身を流れる電流熱損失のためにレーザ温度８２は徐々に上昇し、図３の特性を有するレーザ１８では、温度上昇に応じてレーザパワー８３の低下が起こる。やがてレーザ温度８４が例えば６０℃近くまで上昇した場合、レーザパワーの低下８５は無視できない大きさとなってしまう。この状態では光ディスクへの正しいデータ記録が行えない。そこで、以下に説明する本発明のレーザパワー制御方法によってレーザパワーの低下を回避することができる。

本発明に係るレーザパワー制御方法の原理について説明する。温度変化によるレーザパワー変動の時間的変化は非常に緩やかである。また、図３の温度特性の変化を参照すると、駆動電流に対するレーザパワーの上昇を示す傾斜は温度によらずほぼ一定と考えられる。そこで、温度変化に対してレーザパワーを一定に制御するためには、第１及び第２パルス電流は殆ど変化しないので固定したままで、バイアス電流のみを制御すればよいことが分かる。また、レーザパワーが変化したことは、パルス発光の各部を正確にモニタ波形で抽出しなくても、パルス発光のレーザパワー（光強度）の変化の積分としても検出できる。更に、光ディスクへ記録するデータは、一般的にはフォーカスやトラッキングサーボの安定化のために、その低域成分の時間的平均値がほぼ一定にコーディングされている。従って、記録データの低域変動の帯域以下の閉ループ制御により、記録パルス発光中でも、パルスの平坦部を高速に抽出するサンプルホールド回路を用いずに、上記のパルス発光の光強度の平均値を用いて連続的にレーザパワー制御を行う可能となる。

以下、本発明の実施の形態に係るレーザパワー制御方法について図７及び図８を用いて説明する。図７は、このレーザパワー制御方法のフローチャートである。図８は、パルス発光の光強度の初期平均値を得るタイミングを示す信号波形図である。
（ａ）レーザのパルス駆動に必要な駆動電流を求めるために、テスト発光期間において、電流に応じたレーザパワーのモニタ波形を検出することによって、ボトムパワー、消去パワー、記録パワーに必要な駆動電流を求める。その電流値を用いて、記録のパルス発光を開始する。
（ｂ）テスト発光直後の正しいレーザパワーが出力されている間に、レーザパワー制御装置２００の記憶手段２０内のローパスフィルタ２１によって、パルス発光の光強度のモニタ波形２の平均値２２を求める（Ｓ１１）。記録期間のパルス発光は非常に高速なため、モニタ波形２では、記録パワーやボトムパワーに相当する正確な波形が得られない。記録パルスの平均パワー、すなわちモニタ波形の光強度の平均値をローパスフィルタ（ＬＰＦ）で求める。なお、平均値を求めるためには、その他の方法として、単位時間毎の数学的平均演算などでも良い。
（ｃ）期間Ｔの後、外部から所定のタイミング信号２４が出され、その時点の平均値２２がパルス発光の光強度の初期平均値２５としてメモリ２３に保持する（Ｓ１２）。タイミング信号が入力されるまでの期間Ｔは、テスト発光などにより駆動電流とレーザパワーの正しい関係を求めてから、レーザ自体の温度変化が無視できる短い時間であれば、レーザパワーが変化しないうちに、正しいレーザパワーの平均値の取得することができる。一方、ＬＰＦ出力の平均値が収束する時間よりは長くとる必要がある。実際には期間Ｔとして、１０μＳ程度が好ましい。また、外部からのタイミング信号２４が入力された以降は、メモリ２３からパルス発光の光強度の初期平均値２５を出力する。以後、この初期平均値２５を基準値としてレーザパワー制御を行う。なお、メモリ２３はアナログの比較的低速なサンプルホールド回路でも構成できるが、デジタルの場合はレジスタなどで容易に実現できる。
（ｄ）次に、演算手段２６内の差動演算器２７によって、常時出力されるモニタ波形２と記憶手段２０から出力する前記平均値２５との差分電圧２８を求める（Ｓ１３）。
（ｅ）差分電圧２８は、積分器２９によって時間的に積分されて積分値３０が出力される（Ｓ１４）。記録中のモニタ波形２は常時交流波形となる。
（ｆ）記録中のモニタ波形２と、記憶しておいた初期平均値２５とを比較する（Ｓ１５）。
（ｇ）記録中のモニタ波形２と、記憶しておいた初期平均値２５との比較結果に応じて、図９に示すように、以下のように動作を変化させる。なお、図９は、フィードバック制御していない場合の例である。
１）その時点のモニタ波形２（の平均値）と、記憶しておいた平均値２５が一致している場合（Ｓ１６）は、レーザパワーが正しい値であると判断されるので積分値３０は変化しない（Ｓ１７）。
２）一方、モニタ波形の平均値が低い場合（Ｓ１８）は、レーザパワーが正常値に比べて低いと判断されるので積分値３０は上昇する（Ｓ１９）。
３）逆に、モニタ波形の平均値が高い場合（Ｓ２０）は、レーザパワーが正常値に比べて高いと判断されるので積分値３０は降下する（Ｓ２１）。
（ｈ）積分値３０がバイアス電流源１０の設定値１７として出力される（Ｓ２２）。なお、タイミング信号２４が入力された以降は、切替手段３１内のスイッチ３２が切り替わって、初期値８に代わって積分値３０がバイアス電流源１０の設定値１７として出力される。
（ｉ）これにより、レーザパワーに対するネガティブフィードバックが掛かる（Ｓ２３）。すなわち、温度変化でレーザパワーが上昇したときはバイアス電流が低くなりレーザパワーが弱められる。一方、レーザパワーが低下したときはバイアス電流が増加して、レーザパワーが強められる。これによって、数１００μｓ〜数１０ｍｓのデータ記録単位の間、たとえレーザの温度変化が起こっても、必要な電流が自動的に補正され、パワーが一定に制御される。
以上のように、モニタ波形の平均値と、記憶している初期平均値２５との差分電圧の積分値３０をバイアス電流源の設定値１７とすることで、レーザパワーが常に一定になるようフィードバック制御できる。なお、タイミング信号２４を有効にする時点としては、パワーが正しいテスト発光終了直後が適切である。

また、上述の実施の形態では、本発明によるレーザパワー制御が、光ディスク装置で利用される場合を例に説明した。しかし、本発明は、光ディスク装置に用いられる場合に限られず、レーザ光源の制御が必要とされるレーザプリンタや、通信用レーザの光モニタでも利用可能である。

本発明の実施の形態に係るレーザパワー制御装置を含む、光ディスク装置の部分概略図である。 本発明の実施の形態に係るレーザパワー制御装置のブロック図である。 レーザの動作特性を示す図である。 テスト発光パターンによる信号波形図である。 テスト発光パターンを用いて駆動電流の各電流源の初期値を設定するフローチャートである。 （ａ）は、温度によるレーザパワーの変化を表す図であり、（ｂ）は、レーザの温度変化を示す図である。 本発明の実施の形態に係るレーザパワー制御方法のフローチャートである。 パルス発光の光強度の初期平均値を得るタイミングを示す信号波形図である。 モニタ波形と積分値との関係を示す信号波形図である。

符号の説明

１ パワー検出手段、３ ピンダイオード、４ ｉ／ｖ変換回路、５ 初期値発生手段、９ レーザ駆動手段、１０ バイアス電流源、１１ 第１パルス電流源、１２ 第２パルス電流源、１８ レーザ、１９ レーザ光、２０ 記憶手段、２１ ローパスフィルタ、２３ メモリ、２６ 演算手段、２７ 差動演算器、２９ 積分器、３１ 切替手段、３２ スイッチ、１００ 収束ビーム、１０１ 光ディスク、１０２ コリメートレンズ、１０３ 透過ミラー、１０４ 偏光ビームスプリッタ、１０５ 対物レンズ、１０６ 集光レンズ、１０７ 光検出器、１０８ 集光レンズ、１０９ １／４波長板、 ２００ レーザパワー制御装置

Claims (12)

1. レーザのパルス発光の光強度の初期平均値を算出するステップと、
   各時間ごとの前記レーザのパルス発光の光強度を算出し、前記初期平均値との差分を算出するステップと、
   前記差分に基づいて、前記レーザの駆動電流を制御するステップと
   を含むことを特徴とするレーザパワー制御方法。
2. 前記レーザのパルス発光の光強度の初期平均値を算出するステップは、
   前記レーザに所定の駆動電流を流してパルス発光させるステップと、
   前記レーザのパルス発光を受光して光強度を検出するステップと、
   前記光強度を平均して前記パルス発光の光強度の初期平均値を算出するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザパワー制御方法。
3. 前記レーザの駆動電流を制御するステップは、
   前記差分を時間的に積分して積分値を出力するステップと、
   前記所定の駆動電流に前記積分値に対応する補償電流を加算した駆動電流を前記レーザに流すステップと
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のレーザパワー制御方法。
4. 前記レーザに所定の駆動電流を流してパルス発光させるステップでは、強度変調されたパルス電流と一定電流値のバイアス電流とを加算した駆動電流を前記レーザに印加してパルス発光させることを特徴とする請求項２に記載のレーザパワー制御方法。
5. 前記補償電流は、前記バイアス電流を加減する電流であることを特徴とする請求項４に記載のレーザパワー制御方法。
6. 前記レーザをパルス発光させる前記所定の駆動電流を設定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザパワー制御方法。
7. 前記所定の駆動電流を設定するステップは、
   前記レーザに電流を所定のテスト発光パターンで流すステップと、
   前記レーザのレーザ発光を受光して光強度を検出するステップと、
   前記光強度が所定のモニタ値となる電流値に基づいて前記所定の駆動電流の電流源の初期値を設定するステップと
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のレーザパワー制御方法。
8. レーザに駆動電流を付与してパルス発光させるレーザ駆動部と、
   各時間ごとの前記レーザのパルス発光を受光して光強度を検出する受光部と、
   前記レーザのパルス発光の光強度の初期平均値を算出する初期平均値算出部と、
   前記各時間ごとの光強度と前記初期平均値との差分を算出する演算部と、
   前記差分に基づいて、前記駆動電流を制御する制御部と
   を備えることを特徴とするレーザパワー制御装置。
9. 前記初期平均値算出部は、前記レーザに前記レーザ駆動部から所定の駆動電流を流してパルス発光させ、前記レーザのパルス発光を前記受光部で受光して光強度を検出し、前記光強度を平均して前記パルス発光の光強度の初期平均値を算出することを特徴とする請求項８に記載のレーザパワー制御装置。
10. 前記制御部は、前記差分を時間的に積分して積分値を出力し、前記所定の駆動電流に前記積分値に対応する補償電流を加算した駆動電流を前記レーザに流して前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項８に記載のレーザパワー制御装置。
11. 前記レーザ駆動部は、
    バイアス電流源と、
    強度変調されたパルス電流を出力するパルス電流源と
    を備えることを特徴とする請求項８に記載のレーザパワー制御装置。
12. 前記レーザをパルス発光させる前記所定の駆動電流を設定する駆動電流設定部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のレーザパワー制御装置。
    

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