JP2005056476A - Optical disk drive and laser power control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスク装置及びレーザパワー制御方法に関する。 The present invention relates to an optical disc apparatus and a laser power control method.
CD−R(Compact Disc Recordable),DVD(Digital Versatile Disc)−R等の追記型光ディスク或いはCD−RW(Rewritable),DVD−RW等の書換え型光ディスクでは、例えば、有機色素系記録材料を塗布形成したディスクにレーザ光を照射して記録ピットを形成することにより情報を記録するようにしている。 In a recordable optical disc such as CD-R (Compact Disc Recordable) and DVD (Digital Versatile Disc) -R or a rewritable optical disc such as CD-RW (Rewritable) and DVD-RW, for example, an organic dye-based recording material is formed by coating. Information is recorded by irradiating the disc with laser light to form recording pits.
光ディスクに記録ピットを一定条件で安定して形成するには、常に一定のレーザパワーが得られるように書込み光源である半導体レーザ(以下、適宜LD(Laser Diode)と略して示す)の駆動電流を制御する必要がある。 In order to stably form recording pits on an optical disk under constant conditions, a drive current of a semiconductor laser (hereinafter abbreviated as LD (Laser Diode) as appropriate) as a writing light source is used so that constant laser power is always obtained. Need to control.
即ち、光ディスク装置におけるデータの記録は、例えばCD−RではCD−R上の記録膜にLDから発光される強い光量のレーザ光を光ビームとして照射し、その熱反応により、光ディスク媒体に穴(ピット)を開けることにより行われる。また、CD−RWでは記録膜の結晶状態を変化させることによって行われる。一方、光ディスクに書き込まれたデータはLDから発光される弱い光量のレーザ光を光ビームとして記録膜上に照射した場合に得られる反射光量から読み取ることができる。 That is, in the recording of data in the optical disk apparatus, for example, in a CD-R, a recording film on the CD-R is irradiated with a laser beam having a strong light amount emitted from the LD as a light beam, and the thermal reaction causes a hole ( This is done by opening a pit. In CD-RW, it is performed by changing the crystal state of the recording film. On the other hand, the data written on the optical disk can be read from the amount of reflected light obtained when the recording film is irradiated with a weak amount of laser light emitted from the LD as a light beam.
ところで、前述したように光ディスクの記録は、LDから出射される光ビームによって光ディスクにピットを開けることで行われるが、このときのレーザ光の発光波形は図4に示すようになっている。 By the way, as described above, recording on the optical disk is performed by opening a pit on the optical disk with the light beam emitted from the LD, and the emission waveform of the laser light at this time is as shown in FIG.
図4において、LDからは第1の発光パワー(光量レベル)P1と第1の光量パワーよりも高い第2の発光パワー(光量レベル)P2がデジタル変調により繰り返し出射される。この第2の発光パワーP2が記録パワーでP2レベルのところがピットとなる。また、第1の発光パワーP1は再生パワーであり、P1レベルのところがそのままスペースとなる。さらに、CD−Rでは、P3>P2なる第3の発光パワー(光量レベル)P3がエクストラパワーとしてP2の先頭部分に設けられて、P1,P2,P3の3値で記録パワー発光波形を生成することがある。即ち、第3の発光パワーP3をピット先頭に位置付けるようにして、ピットエッジを先鋭化している。 In FIG. 4, a first light emission power (light quantity level) P1 and a second light emission power (light quantity level) P2 higher than the first light quantity power are repeatedly emitted from the LD by digital modulation. When the second light emission power P2 is the recording power and is at the P2 level, a pit is formed. Further, the first light emission power P1 is a reproduction power, and the place at the P1 level becomes a space as it is. Further, in the CD-R, a third light emission power (light quantity level) P3 satisfying P3> P2 is provided as an extra power at the head portion of P2, and a recording power light emission waveform is generated with three values of P1, P2, and P3. Sometimes. That is, the pit edge is sharpened so that the third light emission power P3 is positioned at the top of the pit.
また、CD−RWのような相変化型の書換え可能な媒体では、やはり3値を設けるが、発光パワーP3と発光パワーP1とを高速で繰返すことでアモルファス(非結晶)化、発光パワーP2を持続させることで結晶化させる。これを情報データに対応させるようにしている。 Further, in a phase change type rewritable medium such as CD-RW, three values are also provided. However, by repeating the light emission power P3 and the light emission power P1 at high speed, the amorphous (non-crystallized) state and the light emission power P2 are set. Crystallize by sustaining. This is made to correspond to information data.
図4では、時間t(ライトスタート)より前(左側)が光ディスクからデータを再生するときの発光波形、時間t(ライトスタート)より後(右側)が光ディスクにデータを記録する場合の発光波形を示している。前述したように、光ディスクのデータを再生するときLDから発光されるパワーは低く、DC発光であり、一般的にP1は1mWほどである。一方、記録時にLDから発光されるレーザ光のパワーは高く、レベルP2は一般に数mW〜数10mWである。記録時はこのような2つの発光レベルP1,P2の発光が繰返されることで光ディスクにピットが形成されるものである。また、例えばCD−Rの12倍速(12x)で記録させる場合であれば、記録パワーは再生パワーに対して30倍位になる場合もある(例えば、再生パワーが1mWの時に記録パワーが30mW)。 In FIG. 4, the light emission waveform when data is reproduced from the optical disc before time t (light start) (left side) and the light emission waveform when data is recorded on the optical disc after time t (light start) (right side) are shown. Show. As described above, the power emitted from the LD when reproducing data on the optical disk is low, and the light emission is DC light emission. In general, P1 is about 1 mW. On the other hand, the power of the laser beam emitted from the LD during recording is high, and the level P2 is generally several mW to several tens mW. At the time of recording, pits are formed on the optical disk by repeating the light emission of these two light emission levels P1 and P2. For example, when recording is performed at 12 times the speed (12x) of CD-R, the recording power may be about 30 times the reproduction power (for example, the recording power is 30 mW when the reproduction power is 1 mW). .
しかし、近年では、再生速度・記録速度ともにさらに上昇しつつあり、記録速度は前述の12xよりも速い32xや40xになるものもある。そのためこのような速度で記録を行う場合、再生パワーに対して30倍よりも大きくなっている。 However, in recent years, both the reproduction speed and the recording speed have been further increased, and the recording speed may be 32x or 40x, which is faster than 12x described above. Therefore, when recording at such a speed, it is larger than 30 times the reproduction power.
一方、光ディスク装置で高速記録が可能になるにつれて光記録媒体も高速対応用というモデルも出てきている。メーカが同じであっても高速対応・非対応のメディア各々にメディアコードが予め埋め込んであり、これを検出することができるような仕組みが光ディスク装置にあればどのメーカのもので、どういった種類のメディアかを判断するようになっている。 On the other hand, as high-speed recording becomes possible with an optical disk device, a model for an optical recording medium for high-speed correspondence is also emerging. Even if the manufacturer is the same, the media code is pre-embedded in each of the high-speed compatible media and non-compatible media. It has come to judge whether the media.
また、CD−Rは線密度一定であるが、このようなメディアでは線速度一定(以下CLV:Constant Linear Velocityと呼ぶ)で回転させながら記録するのが普通である。この場合、メディアとレーザビームとの相対速度がいつも一定なので、設定する記録パワーや記録パルス幅などの記録条件は記録前に決めておく。なお、記録パルス幅は使用メディア毎に予め決めておくものであるが、設定記録パワーは最内周部の特定の領域(試し書き領域)で、記録パワーを振って試し書きを行ない、それで決定した最適記録パワーを用いて、同じ線速度で全面記録して問題はない。このように最適記録パワーを求めることを、一般的にOptimum Power Calibration(以下OPCという)と呼ばれる。なおこのOPCの方法に関してはここでは詳述しない。 Further, CD-R has a constant linear density, but in such media, recording is usually performed while rotating at a constant linear velocity (hereinafter referred to as CLV: Constant Linear Velocity). In this case, since the relative speed between the medium and the laser beam is always constant, the recording conditions such as the recording power and the recording pulse width to be set are determined before recording. The recording pulse width is determined in advance for each medium to be used, but the set recording power is determined in a specific area (trial writing area) in the innermost periphery, by performing trial writing with varying recording power. Using the optimum recording power, the entire surface is recorded at the same linear velocity without any problem. Obtaining the optimum recording power in this way is generally called Optimum Power Calibration (hereinafter referred to as OPC). The OPC method will not be described in detail here.
ところで、LDはその特性として、自らの発振による温度上昇等によってその発光パワーが変化するので、光ディスク装置等において受光素子でLD出力をモニタしながらLDを駆動する電流を制御しないと時間が経つにつれて発光パワーが変わってしまう。従って、一般的に記録時のように高パワーで発光させるような光ディスク装置ではLDの発光パワーを一定に制御するような回路が必要である。これはAuto Power Control(以下APCという)と称される。 By the way, since the light emission power of the LD changes due to a temperature rise or the like due to its own oscillation, the LD does not control the current for driving the LD while monitoring the LD output with the light receiving element in the optical disk device or the like. The light emission power will change. Therefore, in general, an optical disk apparatus that emits light at a high power as in recording requires a circuit that controls the light emission power of the LD to be constant. This is called Auto Power Control (hereinafter referred to as APC).
図5に発光パワーを定パワー制御するLD駆動制御回路の構成例を示す。この定パワー制御はデジタル制御で行っている。図5においてPD100に入射された光は光電変換により光量に比例した電流の形で出力される。ただし、PD100によるモニタはLD101からのレーザ光の一部をモニタするのであり、レーザ光の大部分は光ディスク(図示せず)の記録膜へ照射される。次に、PD100から出力された電流はI/V変換器102により電流を電圧に変換され電圧値として出力される。この出力電圧において、第1の発光レベルP1に対応したものをV(P1)、第2の発光レベルP2に対応したものをV(P2)とする。記録時における出力は再生時と異なりV(P1)とV(P2)が交互に変化する信号のため、S/H回路(サンプリングホールド回路)103a,103bによってV(P1)とV(P2)に分離される。
FIG. 5 shows a configuration example of an LD drive control circuit that performs constant power control of light emission power. This constant power control is performed by digital control. In FIG. 5, the light incident on the
ここに、S/H回路103aにおけるサンプル信号1は再生時は常にS/H回路103a内のアナログスイッチ104aをオンさせる信号であり、記録時は記録用光量レベルP1で発光している期間、或いは、それより短い期間のみサンプリングホールド回路103a内のアナログスイッチ104aをオンさせ、また、再生用光量レベルP2で発光している期間はS/H回路103a内のアナログスイッチ104aをオフさせてコンデンサ105aで再生用の光量レベルP1に対応した電圧Vs(P1)のみをアンプ106aにより取り出すようにコントロールしている。
Here, the
一方、S/H回路103bにおけるサンプル信号2は再生時は常にS/H回路103b内のアナログスイッチ104bをオフさせる信号であり、記録時は記録用の光量レベルP2で発光している期間、或いはそれより短い期間のみS/H回路103b内のアナログスイッチ104bをオンさせ、記録時に再生用の光量レベルP1で発光している期間はS/H回路103b内のアナログスイッチ104bをオフさせコンデンサ105bで光量レベルP2に対応した電圧Vs(P2)のみをアンプ106bにより取り出すようにコントロールしている。
On the other hand, the
これらのS/H回路103a,103bによってI/V変換器102の出力電圧から分離された各Vs(P1)及びVs(P2)はコンパレータ107a,107bに各々入力される。コンパレータ107aでは電圧信号Vs(P1)と予め設定されている所定の基準電圧レベルVref1とを比較し、同様に、コンパレータ107bでは電圧信号Vs(P2)と予め設定されている所定の基準電圧レベルVref2とを比較している。これらのコンパレータ107a,107bからは入力された電圧信号が各々の基準電圧レベルに対して大きいか小さいかのみを示す信号、つまり、2値の値(デジタル値)が出力され、CPU108で読み込む形となっている。
The Vs (P1) and Vs (P2) separated from the output voltage of the I /
このCPU108からはデジタル値をアナログ値に変換するD/Aコンバータ109aにデータが送られ、このD/Aコンバータ109aからは入力されたデータに比例した電圧がアナログ電圧信号として出力される。さらに、この出力に比例した電圧値がV/I変換器110aによって電流信号に変換されて出力される。同様に、D/Aコンバータ109bにもCPU108よりデータが送られて、このD/Aコンバータ109bからは入力されたデータに比例した電圧がアナログ電圧信号として出力され、さらに、この出力に比例した電圧値がV/I変換器110bによって電流信号に変換されて出力される。
Data is sent from the
さらに、各々のV/I変換器110a,110bの出力電流が電流増幅器111a,111bによって増幅されるわけであるが、再生時にはLDON信号によりスイッチ112がオンすることで電流増幅器111aの出力が電流加算器114を通してLD115に流れて光量レベルP1としてLD115から発光される。また、記録時はライトパルス重畳信号によりスイッチ113がオンすることで電流増幅器111bの出力が電流加算器114によって電流増幅器111aからの出力電流と加算されてLD115に流れることで、この駆動電流によってLD115は記録用の光量レベルP2として発光する。
Furthermore, the output currents of the respective V /
ところで、再生開始時、CPU108はまずD/Aコンバータ109aにデータ0を出力する。これにより、LD115の発光パワー分の電流は0からスタートとなる。そして、CPU108はD/Aコンバータ109aに出力するデータを徐々に増加させながら、コンパレータ107aの出力が反転するまで(つまり、Vs(P1)がVref1より大になるまで)増加させる。その後、コンパレータ107aの出力が常に反転を繰り返すように(つまり、Vs(P1)=Vref1となるように)、D/Aコンバータ109aに出力するデータを常に可変する。これにより、LD115から出射される再生パワーは図6に示すように一定レベルに保たれる。
By the way, when reproduction is started, the
同様に、記録開始時から記録パワーレベルが一定に保たれるまでの様子を図7に示す。図7で再生発光時にはCPU108はD/Aコンバータ109bの出力を0にしておく。次に、記録発光が開始されるとCPU108はD/Aコンバータ109bに出力するデータを1ずつないしは所定量ずつ上げていく。これに伴い、D/Aコンバータ109bの出力電圧に比例した電流がLD115に記録パワーの電流としてD/Aコンバータ109aの出力電圧に比例した電流に重畳されるため、これをモニタして、サンプルホールドしたS/H回路103bの出力電圧も所定量ずつ増加していく。そして、やがてS/H回路103bの出力電圧がVref2を超えるとコンパレータ107bの出力が反転する。反転するとCPU108は、その前とは逆方向に動かしたデータをD/Aコンバータ109bに送出する。これによりLD115の電流が減少し、また、コンパレータ107bが反転する。反転すると、CPU108は、その前とは逆方向に…という具合にCPU108はD/Aコンバータ109bを操作し、常にS/H回路103bの出力電圧とVref2が跨ぎ合うように操作する(以下、このように出力電圧と基準電圧とが跨ぎ合う状態を「整定状態」という)。これにより、LD115からほぼ一定の光量レベルP2のレーザ光が出射されることになる。
Similarly, FIG. 7 shows a state from the start of recording until the recording power level is kept constant. In FIG. 7, the
以上のように構成されたフィードバックループにより、基準電圧により決定される一定レベルのパワー光がLD115から出射されることとなる。なお、コンパレータ107a,107bの基準電圧とP1又はP2の関係は製造工程などにおいて、例えば関係式の形で予め求めておく。この時、予め求めておいた関係式が実際の記録時のパワー制御等に用いられる。つまり、LD115から出射するパワーを可変したい場合は、或る所定のパワーに対する基準電圧を設定することによりそのパワーで発光できることから、この基準電圧を可変することで実現できる。
With the feedback loop configured as described above, a certain level of power light determined by the reference voltage is emitted from the
ところで、図5に示す例は、CPU108とD/Aコンバータ109a,109b等を用いたデジタル制御であるが、アナログ制御であっても同様である。即ち、APCはこのようなデジタル制御だけではなく、S/H回路103a,103bからの信号を誤差増幅器等に入力させ、誤差増幅器等で基準電圧と比較し基準電圧に対してずれを生じているときに誤差増幅器はずれを補正するような電圧をV/I変換器110a,110bに出力するようなアナログ制御であってもパワー制御できる。このようにアナログ制御でもデジタル制御でもLD115の発光パワーをモニタして所定の光量レベルP1,P2といったレベルを基準電圧と比較して基準電圧になるようにLD115への駆動電流を制御するといった点では同じ動作である。
The example shown in FIG. 5 is digital control using the
ところで、図8はLDの駆動電流対発光パワー特性図を示す。この図からも分かる通り、LDからの発光パワーとLD駆動電流とは或る閾値Ithより上では1次関数的な特性を示す。このLD駆動電流に対する発光パワーの関係を1次関数としたときの傾きを「微分効率」と呼ぶ。 FIG. 8 shows a characteristic diagram of LD driving current versus light emission power. As can be seen from this figure, the light emission power from the LD and the LD drive current show a linear function characteristic above a certain threshold value Ith. The gradient when the relationship between the light emission power and the LD drive current is a linear function is called “differential efficiency”.
そこで、例えばAPC制御中における微分効率を求めるとした場合、少なくとも2つの設定パワーで発光させたときに、各々のパワーにおいて整定状態となったD/Aコンバータ109bの値により求めることができる。 Therefore, for example, when the differential efficiency during APC control is obtained, it can be obtained from the value of the D / A converter 109b that is in a settling state at each power when light is emitted with at least two set powers.
前述したように、発光パワーが変化するというのは、同じ電流値でもLDの特性上、発光パワーが変わることを指し、つまり、微分効率がかわることを意味する。従って、同じパワーでも微分効率が小さい場合はLD駆動電流が多く必要となり、微分効率が大きい場合はLD駆動電流は少なくて済む。 As described above, the fact that the light emission power changes means that the light emission power changes due to the characteristics of the LD even at the same current value, that is, the differential efficiency changes. Accordingly, when the differential efficiency is small even with the same power, a large LD drive current is required, and when the differential efficiency is large, the LD drive current is small.
そこで、微分効率が変わった場合は同じパワーで発光させるためにはLD駆動電流の設定、つまり、D/Aコンバータ109の設定を変えなくてはならない。 Therefore, when the differential efficiency changes, in order to emit light with the same power, the setting of the LD drive current, that is, the setting of the D / A converter 109 must be changed.
ところで、整定状態になると、2値が繰返されることになるが、元々のD/Aコンバータ109の分解能が粗い場合、分解能が細かい場合に比べて誤差が大きくなる。つまり、設定誤差はこの基準電圧の設定のためのD/Aコンバータ109の分解能により決定されてしまう。 By the way, in the settling state, binary values are repeated, but when the resolution of the original D / A converter 109 is rough, the error becomes larger than when the resolution is fine. That is, the setting error is determined by the resolution of the D / A converter 109 for setting the reference voltage.
D/Aコンバータ109で設定できる電圧は、例えばそのD/Aコンバータ109の仕様が8bitであれば設定できる電圧幅に対し28=256に分けることができ、さらに、10bitであれば210=1024に分けることができる。 The voltage that can be set by the D / A converter 109 can be divided into 2 8 = 256 with respect to the voltage width that can be set if, for example, the specification of the D / A converter 109 is 8 bits, and 2 10 = if the specification is 10 bits. It can be divided into 1024.
従って、電圧設定最大値はここでは電圧幅の最大値にあたり、このbit数が大きければ大きいほど分解能は細かくなるが、bit数が大きいほどコストが高くなってしまうため、分解能が粗いD/Aコンバータを使用しなければならない可能性も出てくる。もちろん、電圧設定最大値が大きければ大きいほどLD駆動電流が大きくなるので、近年では設定最大値が大きくなってきている。 Accordingly, the voltage setting maximum value here corresponds to the maximum value of the voltage width, and the larger the number of bits, the finer the resolution, but the larger the number of bits, the higher the cost, so the D / A converter with coarse resolution. The possibility of having to use comes out. Of course, since the LD drive current increases as the voltage setting maximum value increases, the set maximum value has increased in recent years.
ちなみに、特許文献1によれば、劣化したレーザダイオードにおいても目的の光出力を正確にかつ短時間で検出することができるようにするため、微分効率から電流設定ステップを変化させることで目的の設定電流に短時間で設定できるようにした提案がなされている。
Incidentally, according to
ところで、前述したように、近年ではより一層の高速記録が可能となってきているため、LDを高パワーで発光させる必要性が出てきている。しかし、このように光ディスク装置で設定できる記録速度が高くなっているにも関わらず、現実には、低速の方が記録品質が良いと思っているユーザも存在し、特に、オーディオ関係の記録では記録速度を落として記録しようとする場合が多分にある。 Incidentally, as described above, since higher-speed recording has become possible in recent years, it has become necessary to cause the LD to emit light with high power. However, despite the fact that the recording speed that can be set by the optical disk device is higher in this way, there are actually users who think that the recording quality is better at lower speeds, especially in audio-related recording. There are many cases where recording is attempted at a lower recording speed.
しかし、実際の記録動作時において記録パワーが高パワーであるとき、D/Aコンバータ109bに設定するVref2の値は大きくなるので設定されたVref2に対するP2の誤差は小さくなるが、記録パワーが最大パワーに比べて特に低い場合、D/Aコンバータ109bの分解能は同じであるため、設定されたVref2に対するP2の誤差は大きくなる。つまり、発光が粗くなることを示している。例えば、最大パワーが50mWであるときに記録パワーを10mWとして記録させようとすると、誤差は、単純に50mWで発光させるときに比べて5倍になってしまう。発光パワーが粗くなってしまうということは、記録品質が落ちることを指し、従って、低パワーでは記録品質が落ちてしまうことになる。前述したように、以前のように記録スピードが低く、最大発光パワーが高くないときはほとんど設定誤差はなく、発光パワーの違いによって発光パワーが粗くなるといった問題はなかったが、これからはむしろこのような課題が増えてくることが予想される。 However, when the recording power is high during the actual recording operation, the value of Vref2 set in the D / A converter 109b is large, so the error of P2 with respect to the set Vref2 is small, but the recording power is the maximum power. In particular, the resolution of the D / A converter 109b is the same, so that the error of P2 with respect to the set Vref2 becomes large. That is, it shows that light emission becomes rough. For example, if the maximum power is 50 mW and an attempt is made to record at a recording power of 10 mW, the error will be five times that when the light is simply emitted at 50 mW. The fact that the light emission power becomes rough means that the recording quality is lowered, and therefore the recording quality is lowered at a low power. As described above, when the recording speed was low and the maximum light emission power was not high as before, there was almost no setting error, and there was no problem that the light emission power became rough due to the difference in the light emission power. Are expected to increase.
ちなみに、特許文献1によれば、LD駆動電流の設定を微分効率によって変化させるステップを変えるため、もし微分効率が変わった場合でも例えば高パワー側だけでみると正確に設定することができるが、低いパワーの場合は設定誤差が大きいため、ステップを変えても正確な設定値に行き着くことができない。
Incidentally, according to
本発明の目的は、例えば元々能力的に高速記録を行うことができる条件下に、敢えて記録品質が悪くならないよう低速で記録を行おうとする場合のように、記録時のパワーが異なる場合において設定誤差をなくし記録品質を落とさずに記録を行うことができる光ディスク装置及びレーザパワー制御方法を提供することである。 The object of the present invention is set when the recording power is different, for example, when recording is performed at a low speed so that the recording quality is not deteriorated under the condition that the high-speed recording can be performed originally. It is an object to provide an optical disc apparatus and a laser power control method capable of performing recording without eliminating errors and degrading recording quality.
請求項1記載の発明の光ディスク装置は、記録可能な光ディスクを回転駆動する駆動源と、半導体レーザ及び対物レンズを有して前記光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、前記光ディスクに記録するために照射させるレーザ光として半導体レーザを第1の光量レベルP1とこの第1の光量レベルP1よりも大きい第2の光量レベルP2との2つの光量レベルでデジタル変調させて発光させる半導体レーザ駆動制御装置と、を備え、前記半導体レーザ駆動制御装置は、前記半導体レーザから出力されるレーザ光の発光パワーを検出し、その発光パワーに応じた電流信号を出力する発光パワー検出手段と、この発光パワー検出手段から出力される電流信号を電圧信号に変換して出力する電流電圧変換手段と、前記電圧信号のレベルと予め設定された基準電圧レベルとを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に応じて前記半導体レーザの光量レベルを調整する光量レベル調整手段と、前記光量レベル調整手段から出力される電圧信号を電流信号に変換して出力する電圧電流変換手段とこの電圧電流変換手段から出力される前記電流信号を増幅する電流増幅手段とを有して前記半導体レーザに対する駆動電流を供給する駆動電流供給手段と、前記半導体レーザの温度を検出する温度検出手段と、前記半導体レーザの微分効率を算出する微分効率算出手段と、前記光量レベル調整手段から前記電圧電流変換手段に対して出力する電圧信号の最大設定値を、前記半導体レーザの微分効率及び前記温度検出手段により検出された前記半導体レーザの温度に応じて変更設定する最大設定値変更制御手段と、を備える。 An optical disc apparatus according to a first aspect of the present invention is a drive source for rotationally driving a recordable optical disc, an optical pickup having a semiconductor laser and an objective lens and irradiating the optical disc with laser light, and for recording on the optical disc. Semiconductor laser drive control apparatus for emitting light by digitally modulating the semiconductor laser as two laser light levels, ie, a first light level P1 and a second light level P2 larger than the first light level P1 The semiconductor laser drive control device detects a light emission power of the laser light output from the semiconductor laser, and outputs a current signal corresponding to the light emission power, and the light emission power detection Current voltage conversion means for converting the current signal output from the means into a voltage signal and outputting the voltage signal, and the level of the voltage signal Comparison means for comparing with a preset reference voltage level, light quantity level adjustment means for adjusting the light quantity level of the semiconductor laser according to the comparison result of the comparison means, and voltage signal output from the light quantity level adjustment means Drive current supply means for supplying a drive current to the semiconductor laser having voltage-current conversion means for converting the current signal into a current signal and current amplification means for amplifying the current signal output from the voltage-current conversion means A temperature detection means for detecting the temperature of the semiconductor laser; a differential efficiency calculation means for calculating the differential efficiency of the semiconductor laser; and a maximum voltage signal output from the light amount level adjustment means to the voltage-current conversion means. The set value is changed and set according to the differential efficiency of the semiconductor laser and the temperature of the semiconductor laser detected by the temperature detecting means. Comprising the maximum setting change control means.
従って、微分効率により電圧最大設定値を変更設定するようにし、かつ、半導体レーザの検出温度に応じても電圧最大設定値に制限をもたせるように変更設定させるようにしたので、例えば元々能力的に高速記録を行うことができる条件下に、敢えて記録品質が悪くならないよう低速で記録を行おうとする場合のように、記録時のパワーが異なる場合においても、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧最大設定値が温度により微分効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐこともできる。 Accordingly, the voltage maximum set value is changed and set based on the differential efficiency, and the voltage maximum set value is changed and set depending on the detected temperature of the semiconductor laser. Even when the recording power is different, such as when trying to record at a low speed so that the recording quality does not deteriorate under conditions where high-speed recording can be performed, setting errors can be eliminated and more appropriate. In addition, it is possible to prevent the maximum voltage setting value changed by the differential efficiency from being unable to emit light at a desired light emission power because the differential efficiency has changed due to the temperature.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光ディスク装置において、前記光ピックアップの前記対物レンズをフォーカスサーボオフさせた場合の微分効率とフォーカスサーボオンさせた場合の微分効率との比率を予め求めておき、前記微分効率算出手段は、記録動作に先立ち前記光ピックアップの前記対物レンズをフォーカスサーボオフさせた状態で微分効率を取得し、この微分効率を初期値として予め求められている前記比率に基づきフォーカスサーボオン相当時の微分効率を算出し、前記最大設定値変更制御手段は、算出されたこのフォーカスサーボオン相当時の微分効率及び前記半導体レーザの温度に応じて電圧信号の最大設定値を変更設定するようにした。 According to a second aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the first aspect, a ratio between a differential efficiency when the objective lens of the optical pickup is focus servo-off and a differential efficiency when the focus servo is on is obtained in advance. The differential efficiency calculation means obtains the differential efficiency in a state where the objective lens of the optical pickup is focus servo-off prior to the recording operation, and the focus servo on based on the ratio obtained in advance with the differential efficiency as an initial value. The differential efficiency at the equivalent time is calculated, and the maximum set value change control means changes and sets the maximum set value of the voltage signal in accordance with the calculated differential efficiency at the time when the focus servo is equivalent and the temperature of the semiconductor laser. did.
従って、フォーカスサーボオフ時の微分効率に基づき、フォーカスサーボオン相当時の微分効率を計算し直し、それに応じて電圧最大設定値を変更設定するようにし、さらに半導体レーザの検出温度により電圧最大設定値を制限するように変更設定することで、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧設定最大値が温度により効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐことができる。 Therefore, based on the differential efficiency when the focus servo is turned off, the differential efficiency when the focus servo is turned on is recalculated, the maximum voltage setting value is changed accordingly, and the maximum voltage setting value is limited by the detection temperature of the semiconductor laser. The setting error can be eliminated, the setting error can be eliminated, the power can be set more appropriately, and the voltage setting maximum value changed by the differential efficiency has changed by the temperature. It is possible to prevent the light from becoming unable to be emitted.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の光ディスク装置において、前記微分効率算出手段は、さらに前記光ピックアップの前記対物レンズをフォーカスサーボオンさせた記録動作中に微分効率を取得し、前記最大設定値変更制御手段は、さらに取得されたこのフォーカスサーボオン時の微分効率及び前記半導体レーザの温度に応じて電圧信号の最大設定値を変更設定するようにした。 According to a third aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the second aspect, the differential efficiency calculation means further acquires the differential efficiency during a recording operation in which the objective lens of the optical pickup is in focus servo-on, and the maximum setting The value change control means changes and sets the maximum set value of the voltage signal in accordance with the obtained differential efficiency when the focus servo is turned on and the temperature of the semiconductor laser.
従って、記録中に微分効率を計算し直し、それに応じて電圧最大設定値を変更設定し、さらに半導体レーザの検出温度により電圧最大設定値を制限するように変更設定することで、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧最大設定値が温度により効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐことができる。 Therefore, by recalculating the differential efficiency during recording, changing and setting the maximum voltage setting value accordingly, and changing the setting so as to limit the maximum voltage setting value based on the detected temperature of the semiconductor laser, the setting error is eliminated. Therefore, it is possible to set a more appropriate power, and it is possible to prevent the light from being unable to emit light at a desired light emission power because the voltage maximum setting value changed by the differential efficiency is changed by the temperature.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一記載の光ディスク装置において、前記最大設定値変更制御手段は、短時間の記録動作時には前記半導体レーザの温度に応じた電圧信号の最大設定値の変更設定を行わないようにした。請求項5記載の発明は、請求項4記載の光ディスク装置において、短時間の記録動作時は、前記半導体レーザの最適記録パワーを求める試し書き処理時である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to any one of the first to third aspects, the maximum set value change control means is configured to output a maximum voltage signal corresponding to the temperature of the semiconductor laser during a short recording operation. Changed the setting value change. According to a fifth aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the fourth aspect, the short-time recording operation is a test writing process for obtaining an optimum recording power of the semiconductor laser.
従って、OPC(試し書き処理)のように短時間の記録動作時には、電圧最大設定値の変更により記録品質に影響が出てしまうので電圧最大設定値を変更設定しないようにすることで、記録品質には影響を及ぼさないようにできる。 Accordingly, during a short-time recording operation such as OPC (trial writing process), since the recording quality is affected by the change in the maximum voltage setting value, the recording quality can be prevented by not changing the voltage maximum setting value. Can be made to have no effect.
請求項6記載の発明は、記録可能な光ディスクに照射させるレーザ光として半導体レーザを第1の光量レベルP1とこの第1の光量レベルP1よりも大きい第2の光量レベルP2との少なくとも2つの光量レベルでデジタル変調させて発光させるようにしたレーザパワー制御方法であって、前記半導体レーザから出力されるレーザ光の発光パワーを検出し、その発光パワーに応じた電流信号を電流電圧変換手段により電圧信号に変換し、変換された前記電圧信号のレベルと予め設定された基準電圧レベルとを比較手段により比較し、この比較手段の比較結果に応じて光量レベル調整手段により前記半導体レーザの光量レベルを調整する自動パワー制御処理を行う際に、前記光量レベル調整手段が前記半導体レーザを駆動させるために出力する電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換手段に対して、当該光量レベル調整手段が出力する前記電圧信号の最大設定値を、前記半導体レーザの微分効率及び前記半導体レーザの検出温度に応じて変更設定する処理を含む。 According to a sixth aspect of the present invention, at least two light quantities of a first laser light level P1 and a second light quantity level P2 larger than the first light quantity level P1 are used as laser light to irradiate a recordable optical disk. A laser power control method in which light is emitted after being digitally modulated at a level, wherein the light emission power of the laser light output from the semiconductor laser is detected, and a current signal corresponding to the light emission power is converted into a voltage by a current-voltage conversion means. The signal is converted into a signal, the level of the converted voltage signal is compared with a preset reference voltage level by a comparison unit, and the light level of the semiconductor laser is adjusted by a light amount level adjustment unit according to the comparison result of the comparison unit. When performing automatic power control processing to adjust, the light amount level adjusting means outputs to drive the semiconductor laser For the voltage / current converting means for converting the voltage signal into a current signal, the maximum set value of the voltage signal output by the light amount level adjusting means is changed according to the differential efficiency of the semiconductor laser and the detected temperature of the semiconductor laser. Includes processing to set.
従って、微分効率により電圧最大設定値を変更設定するようにし、かつ、半導体レーザの検出温度に応じても電圧最大設定値に制限をもたせるように変更設定させるようにしたので、例えば元々能力的に高速記録を行うことができる条件下に、敢えて記録品質が悪くならないよう低速で記録を行おうとする場合のように、記録時のパワーが異なる場合においても、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧最大設定値が温度により微分効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐこともできる。 Accordingly, the voltage maximum set value is changed and set based on the differential efficiency, and the voltage maximum set value is changed and set depending on the detected temperature of the semiconductor laser. Even when the recording power is different, such as when trying to record at a low speed so that the recording quality does not deteriorate under conditions where high-speed recording can be performed, setting errors can be eliminated and more appropriate. In addition, it is possible to prevent the maximum voltage setting value changed by the differential efficiency from being unable to emit light at a desired light emission power because the differential efficiency has changed due to the temperature.
請求項1記載の発明の光ディスク装置によれば、微分効率により電圧最大設定値を変更設定するようにし、かつ、半導体レーザの検出温度に応じても電圧最大設定値に制限をもたせるように変更設定させるようにしたので、例えば元々能力的に高速記録を行うことができる条件下に、敢えて記録品質が悪くならないよう低速で記録を行おうとする場合のように、記録時のパワーが異なる場合においても、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧最大設定値が温度により微分効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐこともできる。 According to the optical disk apparatus of the first aspect of the invention, the voltage maximum set value is changed and set by differential efficiency, and the voltage maximum set value is changed and set according to the detected temperature of the semiconductor laser. For example, even when the recording power is different, such as when trying to record at a low speed so as not to deteriorate the recording quality under the condition that the high-speed recording can be performed by capability originally. The setting error can be eliminated, the power can be set more appropriately, and the maximum voltage setting value changed by the differential efficiency is prevented from being unable to emit light at the desired light emission power because the differential efficiency has changed due to the temperature. You can also
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の光ディスク装置において、フォーカスサーボオフ時の微分効率に基づき、フォーカスサーボオン相当時の微分効率を計算し直し、それに応じて電圧最大設定値を変更設定するようにし、さらに半導体レーザの検出温度により電圧最大設定値を制限するように変更設定することで、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧設定最大値が温度により効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐことができる。 According to the second aspect of the present invention, in the optical disk device according to the first aspect, the differential efficiency when the focus servo is on is recalculated based on the differential efficiency when the focus servo is off, and the maximum voltage setting value is changed and set accordingly. In addition, the setting error can be eliminated by changing the setting so as to limit the maximum voltage setting value according to the detected temperature of the semiconductor laser. Since the efficiency of the voltage setting maximum value changes depending on the temperature, it is possible to prevent the light from being emitted with a desired light emission power.
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の光ディスク装置において、記録中に微分効率を計算し直し、それに応じて電圧最大設定値を変更設定し、さらに半導体レーザの検出温度により電圧最大設定値を制限するように変更設定することで、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧最大設定値が温度により効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐことができる。 According to a third aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the second aspect, the differential efficiency is recalculated during recording, the maximum voltage setting value is changed and set accordingly, and the maximum voltage is determined according to the detected temperature of the semiconductor laser. By changing the setting to limit the setting value, setting errors can be eliminated, more appropriate power can be set, and the maximum voltage setting value changed by the differential efficiency has changed due to temperature. It is possible to prevent the light from being emitted with a desired light emission power.
請求項4記載の発明によれば、請求項1ないし3の何れか一記載の光ディスク装置において、請求項5記載の発明のOPC(試し書き処理)のように短時間の記録動作時には、電圧最大設定値の変更により記録品質に影響が出てしまうような場合には電圧最大設定値を変更設定しないようにすることで、記録品質には影響を及ぼさないようにできる。 According to the fourth aspect of the present invention, in the optical disk apparatus according to any one of the first to third aspects, the maximum voltage is maintained during a short recording operation like the OPC (trial writing process) of the fifth aspect. In the case where the recording quality is affected by the change of the setting value, it is possible to prevent the recording quality from being affected by not changing the maximum voltage setting value.
請求項6記載の発明によれば、微分効率により電圧最大設定値を変更設定するようにし、かつ、半導体レーザの検出温度に応じても電圧最大設定値に制限をもたせるように変更設定させるようにしたので、例えば元々能力的に高速記録を行うことができる条件下に、敢えて記録品質が悪くならないよう低速で記録を行おうとする場合のように、記録時のパワーが異なる場合においても、設定誤差をなくすことができ、より適切なパワーに設定することができ、さらに微分効率により変更した電圧最大設定値が温度により微分効率が変わったために所望の発光パワーで発光できなくなるのを防ぐこともできる。 According to the sixth aspect of the invention, the maximum voltage setting value is changed and set based on the differential efficiency, and the maximum voltage setting value is changed and set depending on the detected temperature of the semiconductor laser. Therefore, even if the power at the time of recording is different, such as when trying to record at a low speed so that the recording quality does not deteriorate under the condition that high-speed recording can be performed originally, the setting error Can be set to a more appropriate power, and it is possible to prevent the maximum voltage setting value changed by the differential efficiency from being unable to emit light at a desired light emission power because the differential efficiency has changed due to the temperature. .
本発明を実施するための最良の形態を図1ないし図3に基づいて説明する。本実施の形態は、一度だけ書込み可能でCDフォーマットに準拠した記録可能なCD−R(CD−Recordable)なる追記型の光ディスク1を対象とする光ディスク装置への適用例を示し、そのCD−Rドライブ装置の構成例を図1に示す。図1はこの光ディスク装置(ドライブ装置)の構成を示す概略ブロック図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment shows an example of application to an optical disc apparatus for a write-once
図1を参照して光ディスク装置の概略構成及び動作について説明する。まず、CD系ディスクではディスク基板上にデータ列をピットと呼ばれる穴の有無で表現し、これにレーザ光を当てて、その反射光の変化でデータを読み取る。このデータ列はレコードのようにディスク基板上に螺旋状に並べられている。この螺旋状に配された線をトラックと呼んでおり、隣り合うトラック間の距離は1.6μmである。 The schematic configuration and operation of the optical disc apparatus will be described with reference to FIG. First, in a CD-based disc, a data string is represented by the presence or absence of a hole called a pit on a disc substrate, and a laser beam is applied to this to read data by a change in reflected light. This data string is arranged in a spiral on the disk substrate like a record. This spirally arranged line is called a track, and the distance between adjacent tracks is 1.6 μm.
このような光ディスク1は駆動手段としてのスピンドルモータ2によって回転駆動される。スピンドルモータ2はモータドライバ3とサーボ手段4とによって線速度一定(CLV)又は回転数一定(CAV)となるように制御される。その線速度は段階的に変更が可能である。光ピックアップ5は後述する半導体レーザ、光学系、フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、受光器、ポジションセンサ等を内蔵しており、レーザ光を光ディスク1の記録面に照射する。
Such an
光ピックアップ5は図示しないシークモータによりスレッジ方向(ディスク半径方向)に移動可能とされている。これらのフォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、シークモータは受光器やポジションセンサから得られる信号に基づきモータドライバ3とサーボ手段4とによってレーザスポットを光ディスク1上の目的の場所に位置させるように制御する。
The optical pickup 5 can be moved in the sledge direction (disk radial direction) by a seek motor (not shown). These focusing actuators, tracking actuators, and seek motors are controlled by the
データ再生時には、光ピックアップ5で得られた再生信号をリードアンプ6で増幅してイコライザ処理や2値化(デジタル化)処理した後、CDデコーダ7に入力してEFM復調する。即ち、EFM信号は、光学的に再生又は記録しやすいように8ビットデータを14ビットデータに変調したデータであり、EFM復調されたデータはデインターリーブ(並べ替え直し処理)とエラー訂正の処理を行う。さらに、そのデインターリーブとエラー訂正の処理後のデータをCD−ROMデコーダ8に入力してデータの信頼性を高めるためのエラー訂正処理を行う。
At the time of data reproduction, a reproduction signal obtained by the optical pickup 5 is amplified by a
その後、CD−ROMデコーダ8で処理したデータをバッファマネージャ9によって一旦バッファRAM10に蓄積し、セクタデータとして揃ったときにATAPIやSCSIといったインタフェース11によってホスト側へ一気に転送する。また、音楽データの場合、CDデコーダ7から出力されるデータをD/Aコンバータ12に入力してアナログのオーディオ信号を取り出す。
Thereafter, the data processed by the CD-ROM decoder 8 is temporarily stored in the
一方、データ記録時には、ATAPIやSCSIといったインタフェース11によってホストから転送されたデータを受信すると、そのデータをバッファマネージャ9によって一旦バッファRAM10に蓄積する。バッファRAM10に或る程度のデータが溜まったときに記録を開始するが、その前にレーザスポットを書き込み開始地点に位置させる。その書き込み開始地点はトラック(プリグルーブ)の蛇行によって予め光ディスク1に刻まれているウォブル信号であるATIP(Absolute Time In Pre-groove)信号によって求められる。ATIP信号は光ディスク上の絶対番地を示す時間情報であり、ATIPデコーダ13によってATIP信号の情報を取り出すとともに、ATIPエラーを検出してATIP信号の検出エラー率を計測する。
On the other hand, at the time of data recording, when data transferred from the host via the interface 11 such as ATAPI or SCSI is received, the data is temporarily stored in the
また、ATIPデコーダ13が生成する同期信号はCDエンコーダ14に入力されて正確な位置でのデータの書き出しを可能にしている。バッファRAM10のデータは、CD−ROMエンコーダ15やCDエンコーダ14でエラー訂正コードの付加やインターリーブ(並べ替え)を行った後、EFM変調され、レーザコントロール回路16、光ピックアップ5を介して光ディスク1に記録される。
The synchronization signal generated by the
このような光ディスク装置は、上述の各部の動作を制御するためのCPU17、ROM18及びRAM19からなるマイクロコンピュータ20を備えている。
Such an optical disk apparatus includes a
ここで、本実施の形態では、半導体レーザの発光波形としては、図4に示した場合に準じて、記録ピットを形成するための記録用に第2の光量レベルP2とこの第2の光量レベルP2よりも小さくて記録ピットを形成しない第1の光量レベルP1との2つの光量レベルでデジタル変調させて交互に発光させる波形を用いる場合への適用例とする。 Here, in the present embodiment, the emission waveform of the semiconductor laser includes the second light amount level P2 and the second light amount level for recording for forming recording pits in accordance with the case shown in FIG. This is an application example in the case of using a waveform that is digitally modulated at two light quantity levels, which are smaller than P2 and does not form a recording pit, and a first light quantity level P1, and alternately emits light.
次に、レーザコントロール回路16を中心とする半導体レーザ駆動制御装置の回路構成例を図2を参照して説明する。基本的構成は、図5に示した場合と同様である。まず、光ピックアップ5中に設けられて制御対象となる半導体レーザ(LD)21に対して、その出射光の一部(前方光でも後方光でもよい)を直接又は間接的に受光するモニタ用受光素子(PD)22が設けられている。このPD22からはPD22に入射される光パワーに比例した電流が出力される。ここに、PD22はLD21から出力されるレーザ光の発光パワーを検出し、その発光パワーに応じた電流信号を出力する発光パワー検出手段として機能する。
Next, an example of the circuit configuration of the semiconductor laser drive control device centered on the laser control circuit 16 will be described with reference to FIG. The basic configuration is the same as that shown in FIG. First, light reception for monitoring, which is provided in the optical pickup 5 and directly or indirectly receives a part of the emitted light (which may be front light or rear light) with respect to a semiconductor laser (LD) 21 to be controlled. An element (PD) 22 is provided. The PD 22 outputs a current proportional to the optical power incident on the PD 22. Here, the PD 22 functions as light emission power detecting means for detecting the light emission power of the laser light output from the
このPD22の出力側にはその電流信号を電圧信号に変換するI/V変換器(電流電圧変換手段)23が設けられている。このI/V変換器23の出力側には、一方の系として、サンプリングホールド回路(S/H回路)24aとコンパレータ(比較手段)25aとが順に接続され、コンパレータ25aの出力がCPU17に入力されている。ここに、S/H回路24aにおけるサンプル信号1は再生時には常にS/H回路24a内のアナログスイッチ26aをオンさせる信号であり、記録時は記録用の光量レベルP2で発光している期間、或いは、それより短い期間のみサンプリングホールド回路24a内のアナログスイッチ26aをオンさせ、また、再生用光量レベルP2で発光している期間はS/H回路24a内のアナログスイッチ26aをオフさせてコンデンサ27aで再生用の光量レベルP1に対応した電圧Vs(P1)のみをアンプ28aにより取り出すようにコントロールしている。コンパレータ25aに対しては光量レベルP1用の基準電圧レベルVref1が設定されている。
An I / V converter (current / voltage conversion means) 23 for converting the current signal into a voltage signal is provided on the output side of the PD 22. On the output side of the I /
また、I/V変換器23の出力側には、他方の系として、サンプリングホールド回路(S/H回路)24bとコンパレータ(比較手段)25bとが順に接続され、コンパレータ25bの出力がCPU17に入力されている。このS/H回路24bにおけるサンプル信号2は再生時には常にS/H回路24b内のアナログスイッチ26bをオフさせる信号であり、記録時は記録用の光量レベルP2で発光している期間、或いはそれより短い期間のみS/H回路24b内のアナログスイッチ26bをオンさせ、記録時に再生用の光量レベルP1で発光している期間はS/H回路24b内のアナログスイッチ26bをオフさせコンデンサ27bで光量レベルP2に対応した電圧Vs(P2)のみをアンプ28bにより取り出すようにコントロールしている。コンパレータ25bに対しては光量レベルP2用の基準電圧レベルVref2が設定されている。
On the output side of the I /
これらのS/H回路24a,24bによってI/V変換器23の出力電圧から分離された各Vs(P1)及びVs(P2)はコンパレータ25a,25bに各々入力される。コンパレータ25aでは電圧信号Vs(P1)と予め設定されている所定の基準電圧レベルVref1とを比較し、同様に、コンパレータ25bでは電圧信号Vs(P2)と予め設定されている所定の基準電圧レベルVref2とを比較している。これらのコンパレータ25a,25bからは入力された電圧信号が各々の基準電圧レベルに対してが大きいか小さいかのみを示す信号、つまり、2値の値(デジタル値)が出力され、CPU17で読み込む形となっている。
The Vs (P1) and Vs (P2) separated from the output voltage of the I /
このCPU17からはデジタル値をアナログ値に変換するD/Aコンバータ29aにデータが送られ、このD/Aコンバータ29aからは入力されたデータに比例した電圧がアナログ電圧信号として出力される。さらに、この出力に比例した電圧値がV/I変換器30aによって電流信号に変換されて出力される。同様に、D/Aコンバータ29bにもCPU17よりデータが送られて、このD/Aコンバータ29bからは入力されたデータに比例した電圧がアナログ電圧信号として出力され、さらに、この出力に比例した電圧値がV/I変換器30bによって電流信号に変換されて出力される。
Data is sent from the
さらに、各々のV/I変換器30a,30bの出力電流が電流増幅器31a,31bによって増幅されるわけであるが、再生時にはLDON信号によりスイッチ32がオンすることで電流増幅器31aの出力が電流加算器34を通してLD21に流れて光量レベルP1としてLD21から発光される。また、記録時はライトパルス重畳信号によりスイッチ33がオンすることで電流増幅器31bの出力が電流加算器34によって電流増幅器31aからの出力電流と加算されてLD21に流れることで、この駆動電流によってLD21は記録用の光量レベルP2として発光する。
Furthermore, the output currents of the respective V /
なお、タイミング制御信号であるサンプル信号1,2、LDON信号、ライトパルス重畳信号は各々CDエンコーダ14によって出力される。
Note that the sample signals 1 and 2, the LDON signal, and the write pulse superimposed signal, which are timing control signals, are each output by the
また、図3では、基準電圧と比較してその基準電圧になるようにV/I変換器30a,30へ電圧を制御するCPU17までをAPC部35とし、V/I変換器30a,30b以降を駆動電流供給手段としてのLDドライバ部(ドライバ)36としている。また、CPU17とD/Aコンバータ29a,29bとがデジタル制御方式の光量レベル調整手段を構成している。
Further, in FIG. 3, the
さらに、本実施の形態では、LD21の近傍に配置されてこのLD21の温度を測定する温度検出手段としての温度センサ37が設けられている。この温度センサ37の検出値(センサ出力値=アナログ値)はA/Dコンバータ38によりデジタル値に変換されてCPU17により読み取られるように構成されている。この時、CPU17で読み込まれた値がどの位の場合に何℃になるかというのはその温度センサ37の仕様として決められているわけであるが、実際はばらつきなどもあるため、装置毎に予め調べておくとより正確に把握できる。
Further, in the present embodiment, a
また、D/Aコンバータ29a,29bは設定できる電圧の最大値(電圧信号の最大設定値)を可変できるようになっており、この最大設定値をどの位にするかはCPU17が設定する。また、D/Aコンバータ29a,29bは、例えば100LSBや500LSBと予め仕様で決められているものであり、当然この値が大きいほど分解能は細かくなる。
The D / A converters 29a and 29b can change the maximum value of the voltage that can be set (the maximum setting value of the voltage signal), and the
また、事前の処理として、予め実験などによって光ピックアップ5中の対物レンズをフォーカスサーボオフさせた場合のLD21の微分効率とフォーカスサーボオンさせた場合のLD21の微分効率との比率を関係式の形で求めておく。このような関係式を求めるのは、フォーカスサーボオン/オフで微分効率が変わってしまうこともあるためであり、予め実験等でフォーカスサーボオン/オフでどの位微分効率が異なるかを求めておく。この関係式を求めるに際しては、できるだけ多くのドライブからデータをとることができるのが望ましい。また、このようにして得られた比率の関係式は、ファームウェアに予め書いておき、或いは、メモリ18等に入れておく。
Further, as a prior process, a ratio between the differential efficiency of the
発光パワーの差と温度の関係も事前に調べておく。例えば、或るパワー(Pini)で発光させたときに温度センサ37で取得した値と他のパワー(Pother)で発光させたときに温度センサ37で取得した値とを保持しておく。この時、Potherにおける温度センサ37の取得サンプル数が多ければ多いほどよい。さらに、パワーPiniでの発光を環境温度などを変えて最初に取得した値とは異なるようにして、さらにPotherを変えたときの温度センサ37で取得する。この時、或るテーブルでPiniとPotherの差分についてPiniの温度別でテーブルなどをもってもよいし、何か関係式で求めておいてもよい。
The relationship between the light emission power difference and temperature is also examined in advance. For example, a value acquired by the
これらのフォーカスサーボオン/オフの微分効率の関係を求める処理と、パワー差と温度の関係を調べる処理とは、予め求めておけばいいものであり、各々独立したものと考えられるので順序が逆でもよい。 The processing for obtaining the relationship between the differential efficiency of the focus servo on / off and the processing for examining the relationship between the power difference and the temperature may be obtained in advance and are considered to be independent of each other. Good.
また、製造工程における基準電圧とパワーの関係式についても事前に調べておく。 In addition, the relational expression between the reference voltage and power in the manufacturing process is also examined in advance.
このような構成において、ROM18に格納されたプログラムによりCPU17によって実行される発光パワー制御動作例の概略を図3に示すフローチャートを参照して説明する。まず、事前処理として前述したような処理がステップS1〜S3により適宜順序で既に行われているものとする。
In such a configuration, an outline of a light emission power control operation example executed by the
その後、実際に光ディスク1に対して記録動作を行うに際して、まず、光ディスク1を使用して記録を行うためフォーカスサーボオン、さらにトラッキングサーボオンさせ光ディスク1がどのようなタイプのものかを判定するが、このフォーカスサーボオンの前に、即ち、フォーカスサーボオフの状態で、ステップS4の処理として、LD21を2つの異なるライトパワーで発光させてそのときのパワーとLD駆動電流とから微分効率ηiniを求める。このときのLD駆動電流というのは直接LD21への電流を測るわけではなく、APCで整定したD/Aコンバータ29bの設定値から電流値は換算した値であり、これは設計時に予め決めておくものである。また、同時にこのパワーで発光した時の温度を温度センサ37で取得しておく。このとき取得した値をLDTEMPiniとする。そして、この微分効率ηiniに基づきフォーカスサーボをオンしたときの微分効率を予め記憶されている関係式に基づき算出し、この微分効率をηAとする。
Thereafter, when actually performing the recording operation on the
即ち、リードやライトを行う際には予め光ディスク1のトラックにレーザ光を当て焦点を合わせ、焦点があった状態に対物レンズを制御し(フォーカスサーボオン)、さらにデータが書かれている溝にレーザ光を追従させるように対物レンズを制御する(トラッキングオン)。この状態になって初めて光ディスク1に記録されている情報を読み出すことができる。ここに、通常、微分効率ηを求めるためには幾つかの設定パワーでLD21を発光させ、そのときのAPCで求まったLD駆動電流値、つまりD/Aコンバータ29bの値から1次近似式を求めてその傾きを微分効率とする。しかし、このときフォーカスサーボオン状態では実際に追記型の光ディスク1に記録を行なってしまうため、本実施の形態では、フォーカスサーボがオンする前、即ち、フォーカスサーボオフ状態で微分効率を求め、これを微分効率の初期値ηintとする。そして、前もって測定済みのフォーカスサーボオン/オフ時の微分ηの関係式に基づきフォーカスサーボオン相当時の微分効率をηAとして算出する。即ち、フォーカスサーボオフ時の微分効率ηintから実際に光ディスク1への記録時にどのような微分効率になるかが判る。
That is, when performing reading or writing, a laser beam is focused on the track of the
次に、実際にトラックオン、マウント動作が終了してOPCを行うものとする。このマウント動作というのは光ディスク1にレーザ光を当てフォーカスサーボオンし、トラッキングサーボオンした後に光ディスク1から必要な情報を得ることであるが、ここでは説明を省略する。このようなOPCで発光させるに先立ち、前述のように算出されたフォーカスサーボオン相当時の微分効率ηAを用いてD/Aコンバータ29bに対して電圧最大設定値を変更設定する(S5)。即ち、微分効率ηAに応じてD/Aコンバータ29bからV/I変換器30b側に出力する電圧信号の電圧設定最大値を変更設定するため、設定誤差をなくすことができ、かつ、微分効率ηAに応じて変更させることでLD駆動電流としてはできるだけ多く流し、かつ、D/Aコンバータ29bの分解能が変わるので、この点からの設定誤差をできるだけ小さくすることができ、より精度よく適切なパワーを設定できるようになる。
Next, it is assumed that the track-on and mount operations are actually finished and OPC is performed. The mounting operation is to apply laser light to the
電圧最大設定値を変更設定した後、実際にOPC動作を実行する(S6)。即ち、OPCで設定するパワーに対応した基準電圧を製造工程などで求めた値により設定し、LD21を発光させる。また、このOPC動作にあっては幾つかのパワーで発光させ最適なパワーを求めるのであるが、最適パワーを求める方法は色々あるものの、周知事項であり、ここでは詳述しない。なお、このOPC動作中はLDTEMPiniとパワーと温度の関係から電圧設定最大値を変更しないようにする。この理由については、後述する。また、OPC動作の設定パワーとそのときのAPCで求まったLD駆動電流設定値から、実際の記録時の微分効率を求める。このときの微分効率をηBとする。
After changing and setting the maximum voltage setting value, the OPC operation is actually executed (S6). That is, the reference voltage corresponding to the power set by OPC is set according to the value obtained in the manufacturing process or the like, and the
OPC動作終了後、この微分効率ηBに基づいてD/Aコンバータ29bの電圧設定最大値を変更設定する(S7)。このように、記録中(試し書き中)に微分効率を計算し直し、それに応じてD/Aコンバータ29bの電圧設定最大値を設定し直すことにより、設定誤差をより一層なくすことができ、より適切なパワーに設定することができる。 After the OPC operation is completed, the voltage setting maximum value of the D / A converter 29b is changed and set based on the differential efficiency ηB (S7). Thus, by recalculating the differential efficiency during recording (during trial writing) and resetting the voltage setting maximum value of the D / A converter 29b accordingly, the setting error can be further eliminated, and more Appropriate power can be set.
次に、実際の記録動作となるが、OPCで求まった最適記録パワーに応じた基準電圧Vref2をコンパレータ25bに対して設定する(S8)。 Next, in the actual recording operation, a reference voltage Vref2 corresponding to the optimum recording power obtained by OPC is set for the comparator 25b (S8).
ここで、設定パワーと微分効率ηBを求めたときの設定パワーの差と、LDTEMPiniとから最適記録パワーで発光させたときにどの位温度変動するかを求め、LDSHIFTとする(S9)。 Here, from the difference between the set power when the set power and the differential efficiency ηB are obtained and the LDTEMPini, how much the temperature fluctuates when the light is emitted with the optimum recording power is obtained and is set as LDSHIFT (S9).
次に、温度変動による差分から電圧最大設定値を制限するために変更設定するかどうかの閾値として予め設定されたLDthを用い、変動温度LDSHFTがこの閾値LDthよりも大きいか否かを判定し(S10)、閾値LDthよりも大きければ(S10のY)、電圧最大設定値を変更設定し(S11)、記録動作を開始する(S12)。 Next, using LDth that is set in advance as a threshold for whether or not to change the voltage maximum setting value from the difference due to temperature fluctuation, it is determined whether or not the fluctuation temperature LDSHFT is larger than this threshold LDth ( If it is larger than the threshold value LDth (Y in S10), the maximum voltage setting value is changed (S11), and the recording operation is started (S12).
記録動作開始後も一定期間毎に温度センサ37でLD21の温度を測定する。この時の温度とLDTEMPiniとの差分をLDSHIFT_WRITEとする。この差分LDSHIFT_WRITEが閾値LDthよりも大きいか否かを判定し(S13)、閾値LDthよりも大きければ(S13のY)、電圧最大設定値を変更設定する(S14)。この処理を記録動作終了まで繰返す。
Even after the start of the recording operation, the temperature of the
従って、図3に示す処理において、ステップS4やS6の処理が微分効率算出手段の機能として実行され、ステップS5,S9,S11,S14の処理が最大設定値変更制御手段の機能として実行される。 Therefore, in the process shown in FIG. 3, the processes of steps S4 and S6 are executed as a function of the differential efficiency calculation means, and the processes of steps S5, S9, S11, and S14 are executed as a function of the maximum set value change control means.
ここで、上述した処理でLD21の検出温度を考慮する点について説明する。上記のように予め記録前に微分効率を測定したとしても、このとき発光したパワーと実際に記録する際のパワーとの差が大きい場合など、微分効率を求めた時のLD21の温度が予め高ければ実際に記録する際にLD21の温度変化は少なくて済むものの、微分効率を求めた時のLD21の温度が低かったとすると、実際に発光させたときに温度変化が大きくなってしまい微分効率も変化も大きくなってしまう。そこで、LD21に対して温度センサ37を設けておき、予め実験などにより或るパワーで発光させたときのLD21の温度を測定しておき、発光パワーを変えたときにどの位温度変動が起きるかを調べておく。つまり、実際に微分効率を求めるためにLD21を発光させる際にその温度測定も同時に行うようにする。
Here, the point which considers the detected temperature of LD21 by the process mentioned above is demonstrated. Even if the differential efficiency is measured in advance before recording as described above, the temperature of the
さらに記録を行う際に、その記録パワーを決めるときにその記録パワーと微分効率測定時に発光させたパワーとの差と、微分効率を求める際に測定したLD21の検出温度から、もし温度差が或る値よりも大きくなった場合に電圧設定最大値が或る値よりも小さくならないようにする、つまりステップS11に示すように制限を設けるように変更設定する。
Further, when recording, if there is a temperature difference from the difference between the recording power when determining the recording power and the power emitted during differential efficiency measurement and the detected temperature of the
このようにすることで、温度により微分効率の変化が大きくなってしまうことにより設定したパワーで発光しないこともなくなり、より精度よく適切なパワーを設定できるようになる。 By doing in this way, it does not emit light with the set power because the change in differential efficiency increases with temperature, and an appropriate power can be set more accurately.
また、光ディスク1に記録を行っていくと、同じパワーで書きつづけているので温度上昇が大きいため、LD21の特性が変わり同じパワーでもLD21に必要な電流が変わってしまう。つまり、微分効率が高くなるわけであるが、もしこれが短時間ならあまり問題にならないものの、もし長い時間記録を行なった場合に微分効率の変動が大きくなる。そこで、記録開始時にLD21の温度を測定しておき、或る期間毎に温度を測定するようにする。そこで、記録開始からの温度変化がある閾値LDthを超えてしまった場合にはステップS14に示すように電圧設定最大値を制限するように変更設定する。このようにすることで記録時に電圧設定最大値を変えたことによる発光パワー不足がなくなる。
Further, when recording is performed on the
また、一般的に光ディスク1に記録をする前に最適な記録パワーを求めるOPC処理を実行するが、OPCで発光したときの微分効率の方がこの後に行なわれる実記録時の効率に近い。ただし、OPC処理では幾つかパワーを振って記録していき、そのパワーの差は大きい場合もあり得るが記録時間は短いため、OPCなどでは温度変化により微分効率が大きく変化しないうちに記録が終了する。さらに時間が短いため電圧設定最大値を変更設定させることに時間を割くことになる。この設定時間も記録速度がかなり速い場合には記録に影響を及ぼしてしまうことがある。従って、OPC内のパワーでは記録パワーに差があっても微分効率はあまり変化しないようにすることで、OPCにおいて記録品質に影響を及ぼさないようにできる。つまり、OPC処理のような短時間の記録動作時にはステップS6中に示すようにLD21の検出温度に応じた電圧信号の最大設定値の変更設定を行なわせないものである。
In general, an OPC process for obtaining an optimum recording power is performed before recording on the
1 光ディスク
2 駆動源
5 光ピックアップ
16 半導体レーザ駆動制御装置
21 半導体レーザ
22 発光パワー検出手段
23 電流電圧変換手段
25 比較手段
29 光量レベル調整手段
30 電圧電流変換手段
31 電流増幅手段
36 駆動電流供給手段
37 温度検出手段
DESCRIPTION OF
Claims (6)
半導体レーザ及び対物レンズを有して前記光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、
前記光ディスクに記録するために照射させるレーザ光として半導体レーザを第1の光量レベルP1とこの第1の光量レベルP1よりも大きい第2の光量レベルP2との2つの光量レベルでデジタル変調させて発光させる半導体レーザ駆動制御装置と、
を備え、
前記半導体レーザ駆動制御装置は、
前記半導体レーザから出力されるレーザ光の発光パワーを検出し、その発光パワーに応じた電流信号を出力する発光パワー検出手段と、
この発光パワー検出手段から出力される電流信号を電圧信号に変換して出力する電流電圧変換手段と、
前記電圧信号のレベルと予め設定された基準電圧レベルとを比較する比較手段と、
この比較手段の比較結果に応じて前記半導体レーザの光量レベルを調整する光量レベル調整手段と、
前記光量レベル調整手段から出力される電圧信号を電流信号に変換して出力する電圧電流変換手段とこの電圧電流変換手段から出力される前記電流信号を増幅する電流増幅手段とを有して前記半導体レーザに対する駆動電流を供給する駆動電流供給手段と、
前記半導体レーザの温度を検出する温度検出手段と、
前記半導体レーザの微分効率を算出する微分効率算出手段と、
前記光量レベル調整手段から前記電圧電流変換手段に対して出力する電圧信号の最大設定値を、前記半導体レーザの微分効率及び前記温度検出手段により検出された前記半導体レーザの温度に応じて変更設定する最大設定値変更制御手段と、
を備えることを特徴とする光ディスク装置。 A drive source for rotationally driving a recordable optical disc;
An optical pickup having a semiconductor laser and an objective lens and irradiating the optical disc with laser light;
As a laser beam to be irradiated for recording on the optical disk, a semiconductor laser is digitally modulated at two light amount levels of a first light amount level P1 and a second light amount level P2 larger than the first light amount level P1 to emit light. A semiconductor laser drive control device,
With
The semiconductor laser drive control device comprises:
A light emission power detecting means for detecting a light emission power of the laser light output from the semiconductor laser and outputting a current signal according to the light emission power;
Current-voltage conversion means for converting the current signal output from the light emission power detection means into a voltage signal and outputting the voltage signal;
A comparison means for comparing the level of the voltage signal with a preset reference voltage level;
A light amount level adjusting means for adjusting the light amount level of the semiconductor laser according to the comparison result of the comparing means;
A voltage-current converting means for converting the voltage signal output from the light amount level adjusting means into a current signal and outputting the current signal; and a current amplifying means for amplifying the current signal output from the voltage-current converting means. Drive current supply means for supplying a drive current to the laser;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the semiconductor laser;
Differential efficiency calculating means for calculating the differential efficiency of the semiconductor laser;
The maximum set value of the voltage signal output from the light amount level adjusting means to the voltage-current converting means is changed and set according to the differential efficiency of the semiconductor laser and the temperature of the semiconductor laser detected by the temperature detecting means. A maximum set value change control means;
An optical disc apparatus comprising:
前記微分効率算出手段は、記録動作に先立ち前記光ピックアップの前記対物レンズをフォーカスサーボオフさせた状態で微分効率を取得し、この微分効率を初期値として予め求められている前記比率に基づきフォーカスサーボオン相当時の微分効率を算出し、
前記最大設定値変更制御手段は、算出されたこのフォーカスサーボオン相当時の微分効率及び前記半導体レーザの温度に応じて電圧信号の最大設定値を変更設定する、
ことを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。 The ratio between the differential efficiency when the focus servo is turned off and the differential efficiency when the focus servo is turned on is obtained in advance.
The differential efficiency calculation means obtains differential efficiency in a state where the focus servo of the objective lens of the optical pickup is turned off prior to a recording operation, and is equivalent to focus servo on based on the ratio obtained in advance using the differential efficiency as an initial value. Calculate the differential efficiency of the hour,
The maximum set value change control means changes and sets the maximum set value of the voltage signal according to the calculated differential efficiency when the focus servo is equivalent and the temperature of the semiconductor laser.
2. The optical disk apparatus according to claim 1, wherein
前記最大設定値変更制御手段は、さらに取得されたこのフォーカスサーボオン時の微分効率及び前記半導体レーザの温度に応じて電圧信号の最大設定値を変更設定する、
ことを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置。 The differential efficiency calculation means further acquires differential efficiency during a recording operation in which the objective lens of the optical pickup is focus servo-on,
The maximum set value change control means further changes and sets the maximum set value of the voltage signal according to the obtained differential efficiency when the focus servo is turned on and the temperature of the semiconductor laser.
3. The optical disk apparatus according to claim 2, wherein
ことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一記載の光ディスク装置。 The maximum set value change control means does not perform the change setting of the maximum set value of the voltage signal according to the temperature of the semiconductor laser during a short recording operation,
4. An optical disc apparatus according to claim 1, wherein
前記半導体レーザから出力されるレーザ光の発光パワーを検出し、その発光パワーに応じた電流信号を電流電圧変換手段により電圧信号に変換し、変換された前記電圧信号のレベルと予め設定された基準電圧レベルとを比較手段により比較し、この比較手段の比較結果に応じて光量レベル調整手段により前記半導体レーザの光量レベルを調整する自動パワー制御処理を行う際に、
前記光量レベル調整手段が前記半導体レーザを駆動させるために出力する電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換手段に対して、当該光量レベル調整手段が出力する前記電圧信号の最大設定値を、前記半導体レーザの微分効率及び前記半導体レーザの検出温度に応じて変更設定する処理を含むことを特徴とするレーザパワー制御方法。
As a laser beam to be radiated onto a recordable optical disc, a semiconductor laser is digitally modulated and emitted by at least two light levels, ie, a first light level P1 and a second light level P2 that is larger than the first light level P1. A laser power control method as described above,
The emission power of the laser beam output from the semiconductor laser is detected, a current signal corresponding to the emission power is converted into a voltage signal by a current-voltage conversion means, the level of the converted voltage signal and a preset reference When performing automatic power control processing for comparing the voltage level with the comparison means, and adjusting the light level of the semiconductor laser by the light quantity level adjustment means according to the comparison result of the comparison means,
For the voltage-current converter that converts the voltage signal output to drive the semiconductor laser by the light quantity level adjuster into a current signal, the maximum set value of the voltage signal output by the light quantity level adjuster is A laser power control method comprising a process of changing and setting according to a differential efficiency of a semiconductor laser and a detected temperature of the semiconductor laser.
Priority Applications (1)
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