JP2006073130A - 光ディスク装置、光ピックアップおよびレーザパワー制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルかつ低コストの回路構成とし、記録速度の高速化及び温度変化によるレーザの微分効率変化に対してもレーザパワーを良好に制御する。
【解決手段】ドライバ１３２は、記録マークを形成する期間（変調期間）では、レーザ１３１に直流成分(Ｉe）にパルス変調成分（交互にＩ₃，−Ｉ₃となる）が重畳されたレーザ駆動電流を流し、交互にピークパワーＰpおよびボトムパワーＰbとする。ドライバ１３２は、記録マークを形成しない期間（ＤＣ期間）では、レーザ１３１に直流成分（電流Ｉe)のみからなる駆動電流を流し、イレースパワーＰeとする。パルスのデューティー比を、パルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるように設定する。ＡＰＣ回路１１６は、モニタ信号Ｖ_PDからＤＣ期間の信号値Ｖdcを抽出して直流成分の値を制御し、モニタ信号Ｖ_PDの変調期間の平均値Ｖacを取得してパルス変調成分の振幅値を制御する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、例えばＤＶＤ装置、ブルーレイディスク装置等に適用して好適なディスク装置、光ピックアップおよびレーザパワー制御方法に関する。

詳しくは、この発明は、光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では直流成分にパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるようにパルスのデューティー比が設定されているパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を半導体レーザに流してこの半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよびこの第１のパワーよりも低い第２のパワーとなるようにし、また光ディスクに記録マークを形成しない、第１の期間の前後に位置する第２の期間では直流成分のみからなるレーザ駆動電流を半導体レーザに流してこの半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが第１のパワーよりも低くかつ第２のパワーよりも高い第３のパワーとなるようにし、また半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子の出力信号から抽出される第２の期間の信号値が一定となるように直流成分の値を制御し、このモニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値またはこのモニタ素子の出力信号の平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御することによって、シンプルかつ低コストの回路構成でレーザパワーを良好に制御でき、また記録速度の高速化および温度変化による半導体レーザの微分効率変化に対してもレーザパワーを良好に制御できるようにした光ディスク装置等に係るものである。

例えば、ＤＶＤ−ＲＷ等の書き換え型光ディスクでは、有機色素系記録膜を塗布形成した光ディスクにレーザ光を照射して記録マークを形成することで情報を記録するようにしている。

図７Ａは、記録データＲＤの一例を示しており、図７Ｂはその記録データＲＤに対応して光ピックアップの半導体レーザから発生されるレーザビームのパワー（レーザパワー）を示している。レーザパワーは、記録マークを形成する期間（以下、適宜「変調期間」という）では、交互に、第１のパワーとしてのピークパワーＰpおよびこのピークパワーＰpより低い、第２のパワーとしてのボトムパワーＰbとされる。また、レーザパワーは、記録マークを形成しない期間（以下、適宜「ＤＣ期間」という）では、上述したピークパワーＰpより低く、かつ上述したボトムパワーＰｂより高い、第３のパワーとしてのイレースパワーＰeとされる。

変調期間においては、レーザビームが照射された記録膜は高温状態から急速に冷却するのでアモルファス状態となり、反射率が低下した記録マークが形成される。これに対して、ＤＣ期間においては、レーザビームが照射された記録膜は中高温状態から徐々に冷却されて結晶状態となり、記録マークは形成されない。なお、このＤＣ期間では、既に形成されていた記録マークは消去される。

従来、上述したように記録データＲＤに対応させてレーザパワーをピークパワーＰp、ボトムパワーＰbおよびイレースパワーＰeとして記録を行うものにあっては、温度変化による半導体レーザのＩ-Ｐ特性の変化があった場合でも安定した記録が行われるように、これらパワーＰp，Ｐb，Ｐeがそれぞれ所定値となるように制御することが行われている。

図８は、記録時のレーザパワー制御に係る回路部の一例を示している。

光ピックアップ３１０は、レーザビームを発生する半導体レーザ（レーザダイオード）３１１と、この半導体レーザ３１１に電流を流すためのレーザドライバ３１２とを有している。そして、レーザドライバ３１２は、変調用のＮＰＮ形トランジスタ３１３，３１４，３１５と、電流源３１６，３１７，３１８とからなっている。

図９は、半導体レーザ３１１を流れるレーザ駆動電流（レーザ電流）と、この半導体レーザ３１１で発生されるレーザビームのパワー（レーザパワー）との対応関係であるＩ-Ｐ特性を示している。温度変化があると、このＩ-Ｐ特性が変化する。例えば、温度上昇があると、Ｉ-Ｐ特性は、実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。この場合、レーザ微分効率は、例えばηからη′に変化する。

電流源３１６はボトムパワーＰbに対応した電流Ｉbを得るためのものであり、電流源３１７はイレースパワーＰeに対応した電流ＩeとボトムパワーＰbに対応した電流Ｉｂとの差の電流Ｉ₁＝（Ｉe−Ｉb)を得るためのものであり、電流源３１８はピークパワーＰpに対応した電流ＩpとイレースパワーＰeに対応した電流Ｉeとの差の電流Ｉ₂＝（Ｉp−Ｉe)を得るためのものである。

半導体レーザ３１１のアノードは電圧＋Ｂ、例えば＋５Ｖが供給される電源端子に接続され、そのカソードはトランジスタ３１３〜３１５のコレクタにそれぞれ接続されている。これらトランジスタ３１３〜３１５のエミッタは、それぞれ、電流源３１６〜３１８を介して接地されている。トランジスタ３１３のベースにはボトム値変調信号ＳＭbが供給され、トランジスタ３１４のベースにはイレース値変調信号ＳＭeが供給され、トランジスタ３１５のベースにはピーク値変調信号ＳＭpが供給される。

ここで、記録データＲＤが図１０Ａに示すようであるとき、変調信号ＳＭb，ＳＭe，ＳＭpはそれぞれ図１０Ｂ，Ｃ，Ｄに示すように発生される。この場合、ボトム値変調信号ＳＭbが“１”であるとき、トランジスタ３１３がオンとなって電流源３１６により半導体レーザ３１１に電流Ｉbが流される。また、イレース値変調信号ＳＭeが“１”であるとき、トランジスタ３１４はオンとなる。このとき、電流源３１７により半導体レーザ３１１に流される電流がＩ₁＝（Ｉe−Ｉb)だけ増加し、従って半導体レーザ３１１には電流Ｉeが流される。さらに、ピーク値変調信号ＳＭpが“１”であるとき、トランジスタ３１５はオンとなる。このとき、電流源３１８により半導体レーザ３１１に流される電流がＩ₂＝（Ｉp−Ｉe)だけ増加し、従って半導体レーザ３１１には電流Ｉpが流される。これにより、図１０Ａに示す記録データＲＤに対応して、半導体レーザ３１１からは、図１０Ｅに示すようなパワーでレーザビームが発生される。

また、光ピックアップ３１０は、半導体レーザ３１１で発生されるレーザビームをモニタするフォトダイオード３２１と、このフォトダイオード３２１の出力電流Ｉ_PDを電圧信号Ｖ_PDに変換するヘッドアンプとしての電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）３２２とを有している。ここで、電流／電圧変換器３２２はオペアンプ（演算増幅器）３２３および抵抗器３２４を用いて構成されている。

フォトダイオード３２１のカソードは電圧＋Ｂ、例えば＋５Ｖが供給される電源端子に接続され、そのアノードはオペアンプ３２３の反転入力端子に接続されている。また、このオペアンプ３２３の出力端子は抵抗器３２４を介してその反転入力端子に接続され、その非反転入力端子は電圧Ｖref、例えば＋２．５Ｖが供給される電源端子に接続されている。

ここで、半導体レーザ３１１から発生されるレーザビームのパワーが図７Ｂに示すようであるとき、フォトダイオード３２１の出力電流I_PDは図７Ｃに示すように得られ、電流／電圧変換器３２２の出力端子には図７Ｄに示すように出力信号Ｖ_PDが得られる。ここで、抵抗器３２４の抵抗値をＲとするとき、Ｖ_PD＝Ｖref−Ｉ_PD×Ｒである。この電流／電圧変換器３２２の出力信号Ｖ_PDはＡＰＣ(Auto Power Control)回路３３０に供給される。

ＡＰＣ回路３３０は、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）３３１ｂ，３３１ｅ，３３１ｐと、比較器３３２ｂ，３３２ｅ，３３２ｐと、ローパスフィルタ３３３ｂ，３３３ｅ，３３３ｐと、誤差増幅器３３４ｂ，３３４ｅ，３３４ｐとを有している。

サンプルホールド回路３３１ｂは、電流／電圧変換器３２２の出力信号Ｖ_PDから、ボトムパワーＰbに対応した信号をサンプリングしてホールドするためのものである。そのため、このサンプルホールド回路３３１ｂには、図７に示すように、半導体レーザ３１１から発生されるレーザビームがボトムパワーＰｂにあるタイミングＴｂでサンプリングパルスＳＰbが供給される。

このサンプルホールド回路３３１ｂの出力信号Ｖｂは比較器３３２ｂの反転入力端子に供給され、その非反転入力端子には目標値Ｖb0が供給される。この比較器３３２ｂからは出力信号Ｖｂの目標値Ｖb0に対する誤差を示す誤差信号Ｖbeが得られ、この誤差信号Ｖbeがローパスフィルタ３３３ｂを介して誤差増幅器３３４ｂに供給されて増幅される。そして、この誤差増幅器３３４ｂの出力信号が上述したレーザドライバ３１２の電流源３１６に電流制御信号として供給される。これにより、半導体レーザ３１１から発生されるレーザビームのボトムパワーＰbが所定値となるように、電流源３１６の電流Ｉｂが制御される。

サンプルホールド回路３３１ｅは、電流／電圧変換器３２２の出力信号Ｖ_PDから、イレースパワーＰeに対応した信号をサンプリングしてホールドするためのものである。そのため、このサンプルホールド回路３３１ｅには、図７に示すように、半導体レーザ３１１から発生されるレーザビームがイレースパワーＰeにあるタイミングＴeでサンプリングパルスＳＰeが供給される。

このサンプルホールド回路３３１ｅの出力信号Ｖｅは比較器３３２ｅの反転入力端子に供給され、その非反転入力端子には目標値Ｖe0が供給される。この比較器３３２ｅからは出力信号Ｖeの目標値Ｖe0に対する誤差を示す誤差信号Ｖeeが得られ、この誤差信号Ｖeeがローパスフィルタ３３３ｅを介して誤差増幅器３３４ｅに供給されて増幅される。そして、この誤差増幅器３３４ｅの出力信号が上述したレーザドライバ３１２の電流源３１７に電流制御信号として供給される。これにより、半導体レーザ３１１から発生されるレーザビームのイレースパワーＰeが所定値となるように、電流源３１７の電流Ｉ₁が制御される。

サンプルホールド回路３３１ｐは、電流／電圧変換器３２２の出力信号Ｖ_PDから、ピークパワーＰpに対応した信号をサンプリングしてホールドするためのものである。そのため、このサンプルホールド回路３３１ｐには、図７に示すように、半導体レーザ３１１から発生されるレーザビームがピークパワーＰpにあるタイミングＴpでサンプリングパルスＳＰpが供給される。

このサンプルホールド回路３３１ｐの出力信号Ｖpは比較器３３２ｐの反転入力端子に供給され、その非反転入力端子には目標値Ｖp0が供給される。この比較器３３２ｐからは出力信号Ｖpの目標値Ｖp0に対する誤差を示す誤差信号Ｖpeが得られ、この誤差信号Ｖpeがローパスフィルタ３３３ｐを介して誤差増幅器３３４ｐに供給されて増幅される。そして、この誤差増幅器３３４ｐの出力信号が上述したレーザドライバ３１２の電流源３１８に電流制御信号として供給される。これにより、半導体レーザ３１１から発生されるレーザビームのピークパワーＰpが所定値となるように、電流源３１８の電流Ｉ₂が制御される。

上述したレーザパワーの制御動作によれば、例えば温度上昇によって、半導体レーザ３１１のＩ-Ｐ特性が、図９に実線で示す状態から破線で示す状態に変化した場合、電流源３１６，３１７，３１８の電流は、それぞれ、Ｉb，Ｉ₁，Ｉ₂からＩb′，Ｉ₁′，Ｉ₂′に変化するように制御される。そのため、ボトムパワーＰb、イレースパワーＰe、ピークパワーＰpに対応して半導体レーザ３１１を流れる電流は、Ｉb，Ｉe，ＩpからＩb′，Ｉe′，Ｉp′に変化し、当該パワーＰb，Ｐe，Ｐpとして所定値が維持される。

上述したように電流／電圧変換器３２２の出力信号Ｖ_PDから、サンプルホールド回路３３１ｂでボトムパワーＰbに対応した信号Ｖｂをサンプリングホールドし、またサンプルホールド回路３３１ｐでピークパワーＰpに対応した信号Ｖpをサンプリングホールドするものによれば、記録速度の高速化が進むにつれ、電流／電圧変換器３２２による帯域制限のため、信号Ｖｂ，Ｖｐを正しく得ることが困難となる。すなわち、記録速度が高速になると、電流／電圧変換器３２２による帯域制限のため、この電流／電圧変換器３２２の出力信号Ｖ_PDは、図７Ｄに破線で示すように鈍った状態となり、従って信号Ｖｂ，Ｖｐを正しく得ることが難しくなる。このように信号Ｖｂ，Ｖｐを正しく得ることができなくなると、ボトムパワーＰb、ピークパワーＰpを良好に制御できなくなる。

特許文献１には、モニタ用光検出器の出力信号の、ＤＣ期間および変調期間を含む十分に長い期間の加重平均値、モニタ用光検出器の出力信号の変調期間の加重平均値およびモニタ用光検出器の出力信号のＤＣ期間における値に基づいて、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)により、ピーク電流値Ｉp、ボトム電流値Ｉb、イレース（バイアス）電流値Ｉeを決定することで、記録速度が高速になってモニタ用光検出器の出力信号の波形が鈍った状態となっても、変調期間におけるレーザビームのパワーのピーク値およびボトム値を所定値に正確に制御し得る、ことが記載されている。

特開２００１−１９６６８７号公報（図１参照）

上述した特許文献１のようにＤＳＰを用いるものによれば、処理が複雑であると共に、高価なＤＳＰが必要となるという不都合があった。

この発明の目的は、シンプルかつ低コストの回路構成とし、また記録速度の高速化および温度変化による半導体レーザの微分効率変化に対してもレーザパワーを良好に制御することにある。

この発明に係る光ディスク装置は、レーザビームを発生する半導体レーザと、この半導体レーザから発生されるレーザビームを光ディスクに照射するレーザビーム照射部と、光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では、半導体レーザに、直流成分にパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるようにパルスのデューティー比が設定されているパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を流し、半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよびこの第１のパワーよりも低い第２のパワーとなるようにすると共に、光ディスクに記録マークを形成しない、第１の期間の前後に位置する第２の期間では、半導体レーザに直流成分のみからなるレーザ駆動電流を流し、半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが第１のパワーよりも低くかつ第２のパワーよりも高い第３のパワーとするレーザドライバと、半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子と、このモニタ素子の出力信号から、第２の期間の信号値を抽出する信号値抽出部と、モニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値、またはモニタ素子の出力信号の平均値を取得する平均値取得部と、信号値抽出部で抽出された信号値が一定となるように直流成分の値を制御し、平均値取得部で取得された平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御するレーザパワー制御部とを備えるものである。

また、この発明に係る光ピックアップは、レーザビームを発生する半導体レーザと、この半導体レーザから発生されるレーザビームを光ディスクに照射するレーザビーム照射部と、光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では、半導体レーザに、直流成分にパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるようにパルスのデューティー比が設定されているパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を流し、半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよびこの第１のパワーよりも低い第２のパワーとなるようにすると共に、光ディスクに記録マークを形成しない、第１の期間の前後に位置する第２の期間では、半導体レーザに直流成分のみからなるレーザ駆動電流を流し、半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが第１のパワーよりも低くかつ第２のパワーよりも高い第３のパワーとするレーザドライバと、半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子とを備えるものである。

また、この発明に係る光ディスク装置のレーザパワー制御方法は、光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では、半導体レーザから発生され、光ディスクに照射されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよびこの第１のパワーよりも低い第２のパワーとされ、光ディスクに記録マークを形成しない、第１の期間の前後に位置する第２の期間では、半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが第１のパワーよりも低くかつ第２のパワーよりも高い第３のパワーとされる光ディスク装置のレーザパワー制御方法であって、第１の期間では、半導体レーザに、直流成分にパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流が流れるようにし、第２の期間では、半導体レーザに、直流成分のみからなるレーザ駆動電流が流れるようにし、パルス変調成分におけるパルスのデューティー比を、パルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるように設定し、半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子の出力信号から、第２の期間の信号値を抽出する信号値抽出ステップと、モニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値、またはモニタ素子の出力信号の平均値を取得する平均値取得ステップと、信号値抽出ステップで抽出された信号値が一定となるように直流成分の値を制御すると共に、平均値取得ステップで取得された平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御するレーザパワー制御ステップとを備えるものである。

この発明においては、半導体レーザから発生されるレーザビームが、光ディスクに照射される。この場合、光ディスクに記録マークを形成する第１の期間（変調期間）では、光ディスクに照射されるレーザビームのパワーは交互に第１のパワーおよびこの第１のパワーよりも低い第２のパワーとされる。そのため、レーザドライバにより、半導体レーザに、この第１の期間では、直流成分にパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流が流される。

このパルス変調成分におけるパルスのデューティー比は、パルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるように設定される。パルスのデューティー比がこのように設定されることで、半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値は、第１、第２のパワーと第３のパワーとの差の変化に対応して変化するようになる。

また、光ディスクに記録マークを形成しない、第１の期間の前後に位置する第２の期間（ＤＣ期間）では、光ディスクに照射されるレーザビームのパワーは、第１のパワーよりも低くかつ第２のパワーよりも高い第３のパワーとされる。そのため、レーザドライバにより、半導体レーザに、この第２の期間では、直流成分のみからなるレーザ駆動電流が流される。

例えば、レーザドライバは、半導体レーザに直流成分を流す第１のドライブ部分と、半導体レーザにパルス変調成分を流す第２のドライブ部分とを有するものとされる。この場合、第２のドライブ部分は、半導体レーザにコンデンサを介して接続される。これにより、第２のドライブ部分が半導体レーザと直流的には分離されるため、第２のドライブ部分により半導体レーザに第１の期間でパルス変調成分を流す動作が、第１のドライブ部分が半導体レーザに直流成分を流す動作に影響を与えることはない。

半導体レーザから発生されるレーザビームがモニタ素子によりモニタされる。このモニタ素子の出力信号から、第２の期間の信号値が抽出される。この信号値は、第３のパワーに対応したものである。そして、この信号値が一定となるように、レーザドライバにより半導体レーザに流される直流成分の値が制御され、これにより第３のパワーが所定値となるように制御される。

また、モニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値が取得される。この信号値は、第１、第２のパワーの第３のパワーとの差に対応したものである。そして、この平均値が一定となるように、レーザドライバにより半導体レーザに流されるパルス変調成分の振幅値が制御され、これにより第１、第２のパワーが所定値となるように制御される。

このように、光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では直流成分にパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を半導体レーザに流すと共に、光ディスクに記録マークを形成しない第２の期間では直流成分のみからなるレーザ駆動電流を半導体レーザに流し、直流成分の値を制御することで第２の期間のレーザパワーである第３のパワーが所定値となるように制御し、パルス変調成分の振幅値を制御することで第１の期間のレーザパワーである第１、第２のパワーが所定値となるように制御するものであり、制御すべき値が直流成分の値およびパルス変調成分の振幅値の２値であり、またＤＳＰも不要であり、シンプルかつ低コストの回路構成でレーザパワーを良好に制御できる。

また、第１、第２のパワーと第３のパワーとの差に対応した、モニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御することで、第１、第２のパワーが所定値となるように制御するものであり、温度変化による半導体レーザの微分効率変化があったとしても、第１の期間のレーザパワーである第１、第２のパワーを良好に制御できる。

また、第１、第２のパワーの第３のパワーとの差に対応した、モニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御することで、第１、第２のパワーが所定値となるように制御するものであり、従来のようにモニタ素子の出力信号から第１、第２のパワーにそれぞれ対応した信号値を抽出し、それらの信号値に基づいて第１、第２のパワーをそれぞれ制御するものではなく、記録速度の高速化で第１のパワーおよび第２のパワーの変化周期（パルス周期）が短くなって、モニタ素子の出力信号の波形が鈍った状態となったとしても、第１の期間のレーザパワーである第１、第２のパワーを良好に制御できる。

なお、モニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値を取得する代わりに、このモニタ素子の出力信号の平均値を取得し、この平均値が一定となるように、パルス変調成分の振幅値を制御するようにしてもよい。この場合の平均値も、第１の期間の平均値に比べて精度は落ちるものの、第１、第２のパワーの第３のパワーとの差に対応したものとなり、第１の期間のレーザパワーである第１、第２のパワーが所定値となるように良好に制御できる。この場合、平均値を取得する期間を第１の期間に規制する必要がなく、回路構成を簡単にできる。

この発明によれば、光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では直流成分にパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるようにパルスのデューティー比が設定されているパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を半導体レーザに流してこの半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよびこの第１のパワーよりも低い第２のパワーとなるようにし、また光ディスクに記録マークを形成しない、第１の期間の前後に位置する第２の期間では直流成分のみからなるレーザ駆動電流を半導体レーザに流してこの半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが第１のパワーよりも低くかつ第２のパワーよりも高い第３のパワーとなるようにし、また半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子の出力信号から抽出される第２の期間の信号値が一定となるように直流成分の値を制御し、このモニタ素子の出力信号の第１の期間の平均値またはこのモニタ素子の出力信号の平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御するものであり、シンプルかつ低コストの回路構成でレーザパワーを良好に制御でき、また記録速度の高速化および温度変化による半導体レーザの微分効率変化に対してもレーザパワーを良好に制御できる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態としての光ディスク装置１００の構成を示している。この光ディスク装置１００は、ＤＶＤ−ＲＷ(Digital Versatile Disk Rewritable)としての光ディスク１０１を取り扱う。この光ディスク１０１は、有機色素系記録膜が塗布形成された構成となっており、レーザ光を照射して記録マークを形成することで情報を記録し得るものである。

図２は、光ディスク１０１のプリフォーマット構造を示している。この光ディスク１０１では、ウォブル・ランドプリピット方式が採用されており、ディスク上にウォブルグルーブＧが形成されていると共に、グルーブＧとグルーブＧの間のランドＬの部分にランドプリピットＬＰＰが形成されている。この場合、ウォブリンググルーブＧによって得られる反射光情報は、光ディスク１０１の回転制御や記録用マスタークロックの生成等に用いられる。また、ランドプリピットＬＰＰは、ビット単位の正確な記録位置の決定やプリアドレス等の光ディスク１０１の各種情報の取得に用いられる。

図１に戻って、光ディスク装置１００は、装置全体の動作を制御する、図示しないマイクロコンピュータを備えてなるシステムコントローラ１０２を有している。このシステムコントローラ１０２には、例えば液晶表示素子で構成され、装置の状態などを表示する表示部１０３と、ユーザ操作のために複数の入力キーなどが配された操作キー部１０４とが接続されている。

また、光ディスク装置１００は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１０６と、スピンドルモータドライバ（ＳＰＭドライバ）１０７と、スピンドルサーボ回路１０８とを有している。スピンドルモータ１０６は、ターンテーブル１０５に載置された光ディスク１０１を、記録時および再生時に、線速度一定（ＣＬＶ：Constant Linear Velocity）で回転駆動する。

スピンドルサーボ回路１０８は、スピンドルモータ１０６を線速度一定で回転させる制御を行う。そのために、このスピンドルサーボ回路１０８は、記録時および再生時に、スピンドルモータドライバ１０７に、スピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を供給する。ここで、スピンドルサーボ回路１０８は、記録時には、後述するウォブルＰＬＬ(Phase-Locked Loop)部で生成されるウォブルクロックＷＣＫを現在のスピンドルモータ１０６の回転速度情報とし、これを所定のＣＬＶ基準速度情報と比較することでスピンドルエラー信号を生成する。また、スピンドルサーボ回路１０８は、再生時には、後述するエンコード／デコード部内のＰＬＬによって生成される再生クロック（デコード処理の基準となるクロック）を現在のスピンドルモータ１０６の回転速度情報とし、これを所定のＣＬＶ基準速度情報と比較することでスピンドルエラー信号を生成する。

スピンドルモータドライバ１０７は、スピンドルドライブ信号に応じて、例えば３相駆動信号をスピンドルモータ１０６に供給し、このスピンドルモータ１０６のＣＬＶ回転を実行させる。

なお、スピンドルサーボ回路１０８は、システムコントローラ１０２からのスピンドルキック／ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータドライバ１０７によるスピンドルモータ１０６の起動、停止、加速、減速等の動作も実行させる。

また、光ディスク装置１００は、光ピックアップ（ＯＰ）１１０を有している。この光ピックアップ１１０は、レーザビームを発生する半導体レーザ、この半導体レーザにレーザ駆動電流を流すためのレーザドライバ、光ディスク１０１からの反射光を検出する検出用フォトディテクタ、半導体レーザから発生されるレーザビームを対物レンズ１１１を介して光ディスク１０１に照射し、またその反射光を上述のフォトディテクタに導く光学系、半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ用フォトディテクタ、このモニタ用フォトディテクタの出力電流を電圧信号に変換する電流／電圧変換器等を備えている。

また、光ディスク装置１００は、二軸ドライバ１１２と、スレッド機構１１３と、スレッドドライバ１１４と、サーボ回路１１５とを有している。光ピックアップ１１０の対物レンズ１１１は、図示しない二軸機構によってトラッキング方向およびフォーカス方向に移動可能に保持されている。また、光ピックアップ１１０全体は、スレッド機構１１３により、ディスク半径方向に移動可能とされている。

サーボ回路１１５は、後述するマトリックス回路からのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥから、フォーカス、トラッキング、スレッドの各種サーボドライブ信号を生成し、サーボ動作を実行させる。

すなわち、サーボ回路１１５は、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに応じて、フォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、二軸ドライバ１１２に供給する。二軸ドライバ１１２は、このフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号に応じて、光ピックアップ１１０における二軸機構のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動する。

また、サーボ回路１１５は、システムコントローラ１０２からのトラックジャンプ指令に応じて、トラッキングサーボループをオフとし、二軸ドライバ１１２に対してジャンプドライブ信号を出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。

また、サーボ回路１１５は、トラッキングエラー信号ＴＥの低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ１０２からのアクセス実行制御等に基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッドドライバ１１４に供給する。スレッドドライバ１１４は、スレッドドライブ信号に応じてスレッド機構１１３を駆動する。スレッド機構１１３は、図示せずも、光ピックアップ１１０を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等からなっている。スレッドドライバ１１４がスレッドドライブ信号に応じてスレッドモータを駆動することで、光ピックアップ１１０の所要のスライド移動が行われる。

また、光ディスク装置１００は、ＡＰＣ(Auto Power Control)回路１１６を有している。このＡＰＣ回路１１６は、光ピックアップ１１０のモニタ用フォトディテクタの出力電流に基づいて、光ピックアップ１１０の半導体レーザに流すレーザ駆動電流を制御し、記録時および再生時に、半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーがそれぞれ所定値となるように制御する。

また、光ディスク装置１００は、マトリックス回路１１７を有している。このマトリックス回路１１７は、光ピックアップ１１０の上述した検出用フォトディテクタとしての複数の受光素子の出力電流に対応して電流／電圧変換回路、マトリックス演算／増幅回路等を備え、マトリックス演算処理により必要な信号を生成する。例えば、このマトリックス回路１１７は、再生データに相当するＲＦ信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ等を生成する。さらに、このマトリックス回路１１７は、ランドプリピットＬＰＰおよびグルーブＧのウォブリングに係る信号としてプッシュプル信号Ｐ／Ｐを生成する。マトリックス回路１１７で生成されるフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥは、上述したようにサーボ回路１１５に供給される。

また、光ディスク装置１００は、ランドプリピット（ＬＰＰ）抽出部１２０と、アドレスデコーダ１２１と、ウォブルＰＬＬ部１２２と、エンコードクロック発生部１２３とを有している。ＬＰＰ抽出部１２０は、マトリックス回路１１７で生成されたプッシュプル信号Ｐ／Ｐを２値化してランドプリピット情報を得る。アドレスデコーダ１２１は、ＬＰＰ抽出部１２０で得られたランドプリピット情報に基づいてプリフォーマットされているアドレス情報をデコードする。このアドレスデコーダ１２１で得られたアドレス情報はシステムコントローラ１０２に供給される。

ウォブルＰＬＬ部１２２は、マトリックス回路１１７で生成されたプッシュプル信号Ｐ／ＰからＰＬＬ動作によりウォブルクロックＷＣＫを生成する。このウォブルＰＬＬ部１２２で生成されたウォブルクロックＷＣＫは、アドレスデコーダ１２１およびエンコードクロック発生部１２３に供給され、さらに上述したようにスピンドルサーボ回路１０８にも供給される。エンコードクロック発生部１２３は、このウォブルクロックＷＣＫおよび上述したＬＰＰ抽出部１２０で得られたランドプリピット情報からエンコードクロックを発生する。このエンコードクロックは、記録時においてエンコード処理を行うための基準クロックとなるものであり、後述するエンコード／デコード部に供給される。

また、光ディスク装置１００は、２値化部１２４と、エンコード／デコード部１２５と、バッファメモリ１２６と、インタフェース１２７とを有している。２値化部１２４は、マトリックス回路１１７で生成されたＲＦ信号を２値化して２値化データを得る。エンコード／デコード部１２５は、再生時のデコーダとしての機能部位と、記録時のエンコーダとしての機能部位を備える。エンコード／デコード部１２５は、再生時には、２値化部１２４で得られた２値化データに対して、ランレングスリミテッドコードの復調処理、デインターリーブ処理、エラー訂正処理などのデコード処理を行って、再生データを得る。

また、エンコード／デコード部１２５は、再生時には、２値化部１２４で得られた２値化データからＰＬＬ動作により再生クロックを生成し、その再生クロックに基づいて上述のデコード処理を実行する。

また、エンコード／デコード部１２５は、再生時には、デコード処理で得られた再生データをバッファメモリ１２６に蓄積していく。インタフェース１２７は、外部のホストコンピュータと接続され、ホストコンピュータとの間で、データ、各種コマンド等の通信を行う。再生時においては、上述したようにバッファメモリ１２６にバファリングされている再生データが読み出され、インタフェース１２７を介してホストコンピュータに転送される。なお、ホストコンピュータからのリードコマンド、ライトコマンド等はインタフェース１２７を介してシステムコントローラ１０２に供給される。

記録時には、ホストコンピュータから記録データが転送されてくるが、その記録データはインタフェース１２７を介してバッファメモリ１２６に送られて蓄積される。エンコード／デコード部１２５は、記録時には、バッファメモリ１２６にバファリングされている記録データに対して、エラー訂正コードの付加処理、インターリーブ処理、ランレングスリミテッドコードの変調処理などのエンコード処理を行って、記録データＲＤを得る。

また、光ディスク装置１００は、変調信号発生部１２８を有している。ここで、光ピックアップ１１０の半導体レーザから発生されるレーザビームのパワー（レーザパワー）は、第１の期間としての記録マークを形成する期間（変調期間）、例えば記録データＲＤが「１」である期間では、交互に、第１のパワーとしてのピークパワーＰpおよびこのピークパワーＰpより低い、第２のパワーとしてのボトムパワーＰbとされ、また第２の期間としての記録マークを形成しない期間（ＤＣ期間）、例えば記録データＲＤが「０」である期間では、ピークパワーＰpより低く、かつ上述したボトムパワーＰｂより高い、第３のパワーとしてのイレースパワーＰeとされる。

変調信号発生部１２８は、変調期間、ＤＣ期間で、レーザパワーが上述したパワーとなるように半導体レーザに所定のレーザ駆動電流を流すようにレーザドライバを制御する、ボトム値変調信号ＳＭb、イレース値変調信号ＳＭeおよびピーク値変調信号ＳＭpを発生する。

図３Ａは、記録データＲＤの一例を示しており、図３Ｂはその記録データＲＤに対応して光ピックアップ１１０の半導体レーザから発生されるレーザビームのパワー（レーザパワー）を示している。そして、図３Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ、その記録データＲＤに対応して、変調信号発生部１２８で発生される変調信号ＳＭe，ＳＭp，ＳＭbを示している。

次に、図１に示す光ディスク装置１００の動作を説明する。
＜再生動作＞
ホストコンピュータよりインタフェース１２７を介してシステムコントローラ１０２にデータリードコマンドが供給される場合には、再生動作が行われる。

この場合、光ピックアップ１１０の検出用フォトディテクタとしての複数の受光素子の出力電流がマトリックス回路１１７に供給される。そして、マトリックス回路１１７で生成される、再生データに相当するＲＦ信号は２値化部１２４で２値化データとされてエンコード／デコード部１２５に供給される。

このエンコード／デコード部１２５では、２値化データに対してランレングスリミテッドコードの復調処理、デインターリーブ処理、エラー訂正処理などのデコード処理が行われて再生データが得られる。この再生データはバッファメモリ１２６でバファリングされた後に、インタフェース１２７を介してホストコンピュータに転送される。

なおこの場合、光ピックアップ１１０の半導体レーザから発生され、光ディスク１０１に照射されるレーザビームのパワー（レーザパワー）は、システムコントローラ１０２の制御のもと、ＡＰＣ回路１１６により、一定のパワー（リードパワー）とされる。

また、マトリックス回路１１７で生成されるフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥがサーボ回路１１５に供給される。そして、このサーボ回路１１５から二軸ドライバ１１２に、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに応じて、フォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号が供給されて二軸機構１１３が駆動され、フォーカスサーボ、トラッキングサーボが行われる。

また、マトリックス回路１１７で生成されるＲＦ信号にアドレス情報が含まれており、エンコード／デコード部１２５でアドレス情報がデコードされる。このアドレス情報がシステムコントローラ１０２に供給され、システムコントローラ１０２ではこのアドレス情報に基づいてアクセス実行制御が行われる。

また、エンコード／デコード部１２５内のＰＬＬによって生成される再生クロックが回転速度情報としてスピンドルサーボ回路１０８に供給される。スピンドルサーボ回路１０８ではこの回転速度情報と所定のＣＬＶ基準速度情報とが比較されてスピンドルエラー信号が生成され、このスピンドルエラー信号に応じて、スピンドルモータ１０６の線速度一定の回転制御が行われる。

＜記録動作＞
ホストコンピュータよりインタフェース１２７を介してシステムコントローラ１０２にデータライトコマンドが供給される場合には、記録動作が行われる。

ホストコンピュータから転送され、バッファメモリ１２６でバファリングされた記録データに対して、エンコード／デコード部１２５でエラー訂正コードの付加処理、インターリーブ処理、ランレングスリミテッドコードの変調処理などが行われて、記録データＲＤが生成される。この記録データＲＤは変調信号発生部１２８に供給される。この変調信号発生部１２８では、記録データＲＤに対応して、変調信号ＳＭe，ＳＭp，ＳＭbが発生され、この変調信号ＳＭe，ＳＭp，ＳＭbは光ピックアップ１１０のレーザドライバに供給される。

これにより、光ピックアップ１１０の半導体レーザより出力され、光ディスク１０１に照射されるレーザビームのパワー（レーザパワー）は、記録マークを形成する期間（変調期間）では、交互に、ピークパワーＰpおよびボトムパワーＰbとされ、また記録マークを形成しない期間（ＤＣ期間）では、イレースパワーＰeとされ（図３Ｂ参照）、光ディスク１０１に記録データＲＤが記録される。

なおこの場合、光ピックアップ１１０の半導体レーザから発生され、光ディスク１０１に照射されるレーザビームの各パワー（ピークパワーＰp、ボトムパワーＰb、イレースパワーＰe）は、システムコントローラ１０２の制御のもと、ＡＰＣ回路１１６により、所定値となるように制御される。この制御の詳細については、後述する。

また、光ピックアップ１１０の検出用フォトディテクタとしての複数の受光素子の出力電流がマトリックス回路１１７に供給される。フォーカスサーボ、トラッキングサーボは、このマトリックス回路１１７で生成されるフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに基づき、上述した再生時と同様に行われる。

また、マトリックス回路１１７で生成されるプッシュプル信号Ｐ／ＰがＬＰＰ抽出部１２０で２値化されてランドプリピット情報が得られる。そして、このランドプリピット情報からアドレスデコーダ１２１でアドレス情報がデコードされる。このアドレス情報がシステムコントローラ１０２に供給され、システムコントローラ１０２ではこのアドレス情報に基づいてアクセス実行制御が行われる。

また、ウォブルＰＬＬ部１２２でマトリックス回路１１７で生成されるプッシュプル信号Ｐ／Ｐから生成されるウォブルクロックＷＣＫが回転速度情報としてスピンドルサーボ回路１０８に供給される。スピンドルサーボ回路１０８ではこの回転速度情報と所定のＣＬＶ基準速度情報とが比較されてスピンドルエラー信号が生成され、このスピンドルエラー信号に応じて、スピンドルモータ１０６の線速度一定の回転制御が行われる。

次に、記録時におけるレーザパワー制御について詳細に説明する。図４は、記録時のレーザパワー制御に係る回路部の構成を示している。

光ピックアップ１１０は、レーザビームを発生する半導体レーザ（レーザダイオード）１３１と、この半導体レーザ１３１にレーザ駆動電流を流すためのレーザドライバ１３２とを有している。このレーザドライバ１３２は、半導体レーザ１３１に、記録マークを形成する期間（変調期間）では直流成分にパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を流し、記録マークを形成しない期間（ＤＣ期間）では直流成分のみからなるレーザ駆動電流を流す。

この場合、パルス変調成分におけるパルスのデューティー比は、パルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるように設定されている。すなわち、デューティー比は、５０％以外、例えば４０％とされる。パルスのデューティー比がこのように設定されることで、半導体レーザ１３１から発生されるレーザビームをモニタする、後述するモニタ素子としてのフォトダイオードの出力電流に対応した電圧信号の変調期間の平均値は、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbとイレースパワーＰeとの差の変化に対応して変化するようになる。

レーザドライバ１３２は、変調用のＮＰＮ形トランジスタ１３３，１３４，１３５と、電流源１３６，１３７とからなっている。トランジスタ１３３および電流源１３６は、半導体レーザ１３１に直流成分を流す第１のドライブ部分を構成している。トランジスタ１３４，１３５および電流源１３７は、半導体レーザ１３１にパルス変調成分を流す第２のドライブ部分を構成している。

図５は、半導体レーザ１３１に流すレーザ駆動電流（レーザ電流）と、この半導体レーザ１３１で発生されるレーザビームのパワー（レーザパワー）との対応関係であるＩ-Ｐ特性を示している。通常、温度変化があると、このＩ-Ｐ特性が変化する。例えば、温度上昇があると、Ｉ-Ｐ特性は、実線で示す状態から破線で示す状態に変化する。この場合、レーザ微分効率は、例えばηからη′に変化する。

電流源１３６は、イレースパワーＰeに対応した電流Ｉeを得るためのものである。電流源１３７は、ピークパワーＰpに対応した電流ＩpとイレースパワーＰeに対応した電流Ｉeとの差の電流Ｉ₃＝（Ｉp−Ｉe)、およびイレースパワーＰeに対応した電流ＩeとボトムパワーＰbに対応した電流Ｉbとの差の電流Ｉ₃＝（Ｉe−Ｉb)を得るためのものである。

半導体レーザ１３１のアノードは交流阻止用のインダクタ（コイル）１３８を介して電圧＋Ｂ、例えば＋５Ｖが供給される電源端子に接続され、そのカソードは交流阻止用のインダクタ（コイル）１３９を介してトランジスタ１３３のコレクタに接続されている。このトランジスタ１３３のエミッタは電流源１３６を介して接地されている。

また、半導体レーザ１３１のアノードは直流阻止用のコンデンサ１４１および抵抗器１４２の直列回路を介して直流電圧＋Ｂが供給される電源端子に接続され、そのカソードは直流阻止用のコンデンサ１４３および抵抗器１４４の直列回路を介して直流電圧＋Ｂが供給される電源端子に接続されている。コンデンサ１４１および抵抗器１４２の互いの接続点はトランジスタ１３４のコレクタに接続され、このトランジスタ１３４のエミッタは電流源１３７を介して接地されている。コンデンサ１４３および抵抗器１４４の互いの接続点はトランジスタ１３５のコレクタに接続され、このトランジスタ１３５のエミッタは電流源１３７を介して接地されている。

また、トランジスタ１３３のベースにはイレース値変調信号ＳＭeが供給され、トランジスタ１３４のベースにはボトム値変調信号ＳＭbが供給され、トランジスタ１３５のベースにはピーク値変調信号ＳＭpが供給される。上述したように、記録データＲＤが図３Ａに示すようであるとき、変調信号ＳＭe，ＳＭp，ＳＭbはそれぞれ図３Ｃ，Ｄ，Ｅに示すように発生される。これにより、図３Ａに示す記録データＲＤに対応して、半導体レーザ１３１からは、図３Ｂに示すようなパワーでレーザビームが発生される。

すなわち、イレース値変調信号ＳＭeが“１”であるとき、トランジスタ１３３はオンとなる。そのため、トランジスタ１３４，１３５の双方がオフであるときは、電流源１３６により半導体レーザ１３１に電流Ｉeが流される。これにより、光ディスク１０１に記録マークを形成しない期間（ＤＣ期間）では、半導体レーザ１３１に直流成分（Ｉe)のみからなる駆動電流が流され、半導体レーザ１３１から発生されるレーザパワーはイレースパワーＰeとされる。

また、ピーク値変調信号ＳＭpが“１”であるとき、トランジスタ１３５がオンとなる。このとき、半導体レーザ１３１に流される電流は電流源１３７によりＩ₃＝（Ｉp−Ｉe)だけ増加し、従って半導体レーザ１３１には電流Ｉpが流される。このときの電流Ｉ₃の経路は、電源端子→抵抗器１４２→コンデンサ１４１→半導体レーザ１３１→コンデンサ１４３→トランジスタ１３５→電流源１３７である。同様に、ボトム値変調信号ＳＭbが“１”であるとき、トランジスタ１３４がオンとなる。このとき、半導体レーザ１３１に流される電流は電流源１３７によりＩ₃＝（Ｉe−Ｉb)だけ減少し、従って半導体レーザ１３１には電流Ｉbが流される。このときの電流Ｉ₃の経路は、電源端子→抵抗器１４４→コンデンサ１４３→半導体レーザ１３１→コンデンサ１４１→トランジスタ１３４→電流源１３７である。

これにより、光ディスク１０１に記録マークを形成する期間（変調期間）では、半導体レーザ１３１に直流成分(Ｉe）にパルス変調成分（交互にＩ₃および−Ｉ₃となる）が重畳されたレーザ駆動電流が流され、半導体レーザ１３１から発生されるレーザパワーは交互にピークパワーＰpおよびボトムパワーＰbとされる。

また、光ピックアップ１１０は、半導体レーザ１３１で発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子としてのフォトダイオード１４５と、このフォトダイオード１４５の出力電流を電圧信号に変換するヘッドアンプとしての電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）１４６とを有している。ここで、電流／電圧変換器１４６はオペアンプ（演算増幅器）１４７および抵抗器１４８を用いて構成されている。

フォトダイオード１４５のカソードは電圧＋Ｂ、例えば＋５Ｖが供給される電源端子に接続され、そのアノードはオペアンプ１４７の反転入力端子に接続されている。また、このオペアンプ１４７の出力端子は抵抗器１４８を介してその反転入力端子に接続され、その非反転入力端子は電圧Ｖref、例えば＋２．５Ｖが供給される電源端子に接続されている。

ここで、記録データＲＤが図６Ａに示すようであり、また半導体レーザ１３１から発生されるレーザビームのパワー（レーザパワー）が図６Ｂに示すようであるとき、フォトダイオード１４５の出力電流I_PDは図６Ｃに示すように得られ、電流／電圧変換器１４６の出力端子には図６Ｄに示すように出力信号Ｖ_PDが得られる。ここで、抵抗器１４８の抵抗値をＲとするとき、Ｖ_PD＝Ｖref−Ｉ_PD×Ｒである。この電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDはＡＰＣ(Auto Power Control)回路１１６に供給される。

ＡＰＣ回路１１６は、ローパスフィルタ１５０と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）１５１ｄ，１５１ａと、比較器１５２ｄ，１５２ａと、ローパスフィルタ１５３ｄ，１５３ａと、誤差増幅器１５４ｄ，１５４ａとを有している。

サンプルホールド回路１５１ｄは、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDから、イレースパワーＰeに対応した信号をサンプリングしてホールドするためのものである。そのため、このサンプルホールド回路１５１ｄには、図６Ｆに示すように、光ディスク１０１に記録マークを形成しない期間（ＤＣ期間）に対応したタイミングのサンプリングパルスＳＰdが供給される。このサンプリングパルスＳＰdは、上述した変調信号発生部１２８（図１参照）で生成されて供給される。このサンプルホールド回路１５１ｄは、モニタ素子の出力信号から第２の期間に対応した信号値を抽出する信号値抽出部を構成している。

このサンプルホールド回路１５１ｄの出力信号Ｖdcは比較器１５２ｄの反転入力端子に供給され、その非反転入力端子には、システムコントローラ１０２（図１参照）から目標値Ｖd0が供給される。この比較器１５２ｄからは出力信号Ｖdcの目標値Ｖd0に対する誤差を示す誤差信号Ｖdeが得られ、この誤差信号Ｖdeがローパスフィルタ１５３ｄを介して誤差増幅器１５４ｄに供給されて増幅される。そして、この誤差増幅器１５４ｄの出力信号が上述したレーザドライバ１３２の電流源１３６に電流制御信号として供給される。これにより、半導体レーザ１３１に流れる直流成分（Ｉe）の値が制御され、ＤＣ期間に半導体レーザ１３１から発生されるレーザビームのパワー（イレースパワーＰe）が所定値となるように制御される。

ローパスフィルタ１５０およびサンプルホールド回路１５１ａは、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDの、光ディスク１０１に記録マークを形成する期間（変調期間）の平均値を取得するためのものである。そのため、ローパスフィルタ１５０には、図６Ｅに示すように、変調期間に「１」となるウインド信号ＳＷＤが供給される。そして、このローパスフィルタ１５０では、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDのうち、変調期間の信号が入力されてフィルタリングされる。このウインド信号ＳＷＤは、上述した変調信号発生部１２８（図１参照）で生成されて供給される。

また、サンプルホールド回路１５１ａには、図６Ｇに示すように、光ディスク１０１に記録マークを形成する期間（変調期間）に対応したタイミングのサンプリングパルスＳＰａが供給される。このサンプルホールド回路１５１ａでは、ローパスフィルタフィルタ１５０の出力信号が、サンプリングパルスＳＰａでサンプリングされ、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDの変調期間の平均値が取得される。ここで、ローパスフィルタ１５０およびサンプルホールド回路１５１ａは、モニタ素子の出力信号の変調期間の平均値を取得する平均値取得部を構成している。

この出力信号Ｖ_PDの変調期間の平均値は、上述したようにパルスのデューティー比がパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるように設定されているので、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbとイレースパワーＰeとの差の変化に対応して変化するものとなる。例えば、図６Ｄの一点鎖線はこの出力信号Ｖ_PDの変調期間の平均値を示しているが、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbとイレースパワーＰeとの差が大きくなるときは平均値は大きくなり、逆にその差が小さくなるときは平均値は小さくなる。

サンプルホールド回路１５１ａの出力信号Ｖacは比較器１５２ａの反転入力端子に供給され、その非反転入力端子には、システムコントローラ１０２（図１参照）から目標値Ｖa0が供給される。この比較器１５２ａからは出力信号Ｖacの目標値Ｖa0に対する誤差を示す誤差信号Ｖaeが得られ、この誤差信号Ｖaeがローパスフィルタ１５３ａを介して誤差増幅器１５４ａに供給されて増幅される。そして、この誤差増幅器１５４ａの出力信号が上述したレーザドライバ１３２の電流源１３７に電流制御信号として供給される。これにより、半導体レーザ１３１に流れるパルス変調成分の振幅値が制御され、変調期間に半導体レーザ１３１から発生されるレーザビームのパワー（ピークパワーＰp、ボトムパワーＰb）が所定値となるように制御される。

上述したレーザパワーの制御動作によれば、例えば温度上昇によって、半導体レーザ１３１のＩ-Ｐ特性が、図５に実線で示す状態から破線で示す状態に変化した場合、電流源１３６，１３７の電流は、それぞれ、Ｉe，Ｉ₃からＩe′，Ｉ₃′に変化するように制御される。そのため、ボトムパワーＰb、イレースパワーＰe、ピークパワーＰpに対応して半導体レーザ１３１を流れる電流は、Ｉb，Ｉe，ＩpからＩb′，Ｉe′，Ｉp′に変化し、当該パワーＰb，Ｐe，Ｐpとして所定値が維持される。

上述した実施の形態においては、光ディスク１０１に記録マークを形成する期間（変調期間）では直流成分にパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を半導体レーザ１３１に流すと共に、光ディスク１０１に記録マークを形成しない期間（ＤＣ期間）では直流成分のみからなるレーザ駆動電流を半導体レーザ１３１に流し、直流成分の値を制御することでＤＣ期間のレーザパワーであるイレースパワーＰeが所定値となるように制御し、パルス変調成分の振幅値を制御することで変調期間のレーザパワーであるピークパワーＰp、ボトムパワーＰbが所定値となるように制御するものであり、制御すべき値が直流成分の値およびパルス変調成分の振幅値の２値であり、またＤＳＰも不要であり、シンプルかつ低コストの回路構成でレーザパワーＰe，Ｐp，Ｐbを良好に制御できる。

また、上述した実施の形態においては、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbとイレースパワーＰeとの差に対応した、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖpdの変調期間の平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御することで、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbが所定値となるように制御するものであり、温度変化による半導体レーザ１３１の微分効率変化があったとしても、変調期間のレーザパワーであるピークパワーＰp、ボトムパワーＰbを良好に制御できる。

また、上述した実施の形態においては、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbとイレースパワーＰeとの差に対応した、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖpdの変調期間の平均値Ｖacが一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御することで、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbが所定値となるように制御するものであり、従来のように電流／電圧変換器の出力信号からピークパワーＰp、ボトムパワーＰbにそれぞれ対応した信号値を抽出し、それらの信号値に基づいてピークパワーＰp、ボトムパワーＰbをそれぞれ制御するものではなく、記録速度の高速化でピークパワーＰeおよびボトムパワーPｂの変化周期（パルス周期）が短くなって、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖpdの出力信号の波形が鈍った状態となったとしても、変調期間のレーザパワーであるピークパワーＰp、ボトムパワーＰbを良好に制御できる。

また、上述した実施の形態においては、レーザドライバ１３２は、半導体レーザ１３１に直流成分を流す第１のドライブ部分と、半導体レーザ１３１にパルス変調成分を流す第２のドライブ部分とを有するものとされるが、第２のドライブ部分が半導体レーザ１３１にコンデンサ１４１，１４３を介して接続され、当該第２のドライブ部分が半導体レーザ１３１と直流的には分離されているため、第２のドライブ部分により半導体レーザ１３１に変調期間でパルス変調成分を流す動作が、第１のドライブ部分が半導体レーザ１３１に直流成分を流す動作に影響を与えることはない。

なお、上述実施の形態においては、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDの変調期間の平均値Ｖacを取得し、この平均値Ｖacが一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御するものを示したが、電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDの変調期間の他にＤＣ期間をも含めた期間の平均値、つまり電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDの平均値を取得し、この平均値が一定となるようにパルス変調成分の振幅値を制御するようにしてもよい。この場合の平均値も、変調期間の平均値Ｖacに比べて精度は落ちるものの、ピークパワーＰp、ボトムパワーＰbとイレースパワーＰeとの差の変化に対応して変化するものとなり、変調期間のレーザパワーであるピークパワーＰp、ボトムパワーＰbが所定値となるように良好に制御できる。この場合、平均値を取得する期間を変調期間に規制する必要がなく、例えばローパスフィルタ１５０を、上述実施の形態におけるように、ウインド信号ＳＷＤを用いて電流／電圧変換器１４６の出力信号Ｖ_PDのうち変調期間の信号が入力されてフィルタリングされるように構成する必要がなく、回路構成を簡単にできる。

また、上述実施の形態においては、この発明を書き換え型光ディスクとしてのＤＶＤ−ＲＷを取り扱う光ディスク装置１００に適用したものであるが、この発明はＤＶＤ＋ＲＷ、ＣＤ−ＲＷ、ブルーレイディスク等のその他の書き換え型光ディスクを取り扱う光ディスク装置にも同様に適用できる。

この発明は、シンプルかつ低コストの回路構成でレーザパワーを良好に制御でき、また記録速度の高速化および温度変化による半導体レーザの微分効率変化に対してもレーザパワーを良好に制御できるものであり、ＤＶＤ±ＲＷ装置、ブルーレイディスク装置等に適用できる。

実施の形態としての光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 光ディスクのプリフォーマット構造を示す図である。 レーザパワーの制御動作を説明するための図である。 記録時のレーザパワー制御に係る回路部の構成を示す図である。 レーザ電流とレーザパワーとの対応関係であるＩ−Ｐ特性を示す図である。 レーザパワーの制御動作を説明するための図である。 レーザパワーの制御動作を説明するための図である。 従来における記録時のレーザパワー制御に係る回路部の構成を示す図である。 レーザ電流とレーザパワーとの対応関係であるＩ−Ｐ特性を示す図である。 レーザパワーの制御動作を説明するための図である。

符号の説明

１００・・・光ディスク装置、１０１・・・光ディスク、１０２・・・システムコントローラ、１０３・・・表示部、１０４・・・操作キー部、１０５・・・ターンテーブル、１０６・・・スピンドルモータ、１０７・・・スピンドルモータドライバ、１０８・・・スピンドルサーボ回路、１１０・・・光ピックアップ、１１１・・・対物レンズ、１１２・・・二軸ドライバ、１１３・・・スレッド機構、１１４・・・スレッドドライバ、１１５・・・サーボ回路、１１６・・・ＡＰＣ回路、１２０・・・ランドプリピット抽出部、１２１・・・アドレスデコーダ、１２２・・・ウォブルＰＬＬ部、１２３・・・エンコードクロック発生部、１２４・・・２値化部、１２５・・・エンコード／デコード部、１２６・・・バッファメモリ、１２７・・・インタフェース、１２８・・・変調信号発生部、１３１・・・半導体レーザ、１３２・・・レーザドライバ、１３３〜１３５・・・変調用のＮＰＮ形トランジスタ、１３６，１３７・・・電流源、１３８，１３９・・・インダクタ（コイル）、１４１，１４３・・・コンデンサ、１４２，１４４・・・抵抗器、１４５・・・モニタ用のフォトダイオード、１４６・・・電流／電圧変換器、１５０・・・ローパスフィルタ、１５１ｄ，１５１ａ・・・サンプルホールド回路、１５２ｄ，１５２ａ・・・比較器、１５３ｄ，１５３ａ・・・ローパスフィルタ、１５４ｄ，１５４ａ・・・誤差増幅器

Claims (7)

1. レーザビームを発生する半導体レーザと、
   上記半導体レーザから発生されるレーザビームを光ディスクに照射するレーザビーム照射部と、
   上記光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では、上記半導体レーザに、直流成分にパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるようにパルスのデューティー比が設定されているパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を流し、上記半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよび該第１のパワーよりも低い第２のパワーとなるようにすると共に、上記光ディスクに上記記録マークを形成しない、上記第１の期間の前後に位置する第２の期間では、上記半導体レーザに上記直流成分のみからなるレーザ駆動電流を流し、上記半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが上記第１のパワーよりも低くかつ上記第２のパワーよりも高い第３のパワーとするレーザドライバと、
   上記半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子と、
   上記モニタ素子の出力信号から、上記第２の期間の信号値を抽出する信号値抽出部と、
   上記モニタ素子の出力信号の上記第１の期間の平均値を取得する平均値取得部と、
   上記信号値抽出部で抽出された信号値が一定となるように上記直流成分の値を制御し、上記平均値取得部で取得された平均値が一定となるように上記パルス変調成分の振幅値を制御するレーザパワー制御部と
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
2. 上記レーザドライバは、
   上記半導体レーザに上記直流成分を流す第１のドライブ部分と、
   上記半導体レーザに上記パルス変調成分を流す第２のドライブ部分とを有し、
   上記第２のドライブ部分は、上記半導体レーザにコンデンサを介して接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. レーザビームを発生する半導体レーザと、
   上記半導体レーザから発生されるレーザビームを光ディスクに照射するレーザビーム照射部と、
   上記光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では、上記半導体レーザに、直流成分にパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるようにパルスのデューティー比が設定されているパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を流し、上記半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよび該第１のパワーよりも低い第２のパワーとなるようにすると共に、上記光ディスクに上記記録マークを形成しない、上記第１の期間の前後に位置する第２の期間では、上記半導体レーザに上記直流成分のみからなるレーザ駆動電流を流し、上記半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが上記第１のパワーよりも低くかつ上記第２のパワーよりも高い第３のパワーとするレーザドライバと、
   上記半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子と、
   上記モニタ素子の出力信号から、上記第２の期間の信号値を抽出する信号値抽出部と、
   上記モニタ素子の出力信号の平均値を取得する平均値取得部と、
   上記信号値抽出部で抽出された信号値が一定となるように上記直流成分の値を制御し、上記平均値取得部で取得された平均値が一定となるように上記パルス変調成分の振幅値を制御するレーザパワー制御部と
   を備えることを特徴とする光ディスク装置。
4. 上記レーザドライバは、
   上記半導体レーザに上記直流成分を流す第１のドライブ部分と、
   上記半導体レーザに上記パルス変調成分を流す第２のドライブ部分とを有し、
   上記第２のドライブ部分は、上記半導体レーザにコンデンサを介して接続されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ディスク装置。
5. レーザビームを発生する半導体レーザと、
   上記半導体レーザから発生されるレーザビームを光ディスクに照射するレーザビーム照射部と、
   上記光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では、上記半導体レーザに、直流成分にパルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるようにパルスのデューティー比が設定されているパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流を流し、上記半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよび該第１のパワーよりも低い第２のパワーとなるようにすると共に、上記光ディスクに上記記録マークを形成しない、上記第１の期間の前後に位置する第２の期間では、上記半導体レーザに上記直流成分のみからなるレーザ駆動電流を流し、上記半導体レーザから発生されるレーザビームのパワーが上記第１のパワーよりも低くかつ上記第２のパワーよりも高い第３のパワーとするレーザドライバと、
   上記半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子と
   を備えることを特徴とする光ピックアップ。
6. 上記レーザドライバは、
   上記半導体レーザに上記直流成分を流す第１のドライブ部分と、
   上記半導体レーザに上記パルス変調成分を流す第２のドライブ部分とを有し、
   上記第２のドライブ部分は、上記半導体レーザにコンデンサを介して接続されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
7. 光ディスクに記録マークを形成する第１の期間では、半導体レーザから発生され、上記光ディスクに照射されるレーザビームのパワーが交互に第１のパワーおよび該第１のパワーよりも低い第２のパワーとされ、上記光ディスクに上記記録マークを形成しない、上記第１の期間の前後に位置する第２の期間では、上記半導体レーザから発生される上記レーザビームのパワーが上記第１のパワーよりも低くかつ上記第２のパワーよりも高い第３のパワーとされる光ディスク装置のレーザパワー制御方法であって、
   上記第１の期間では、上記半導体レーザに、直流成分にパルス変調成分が重畳されたレーザ駆動電流が流れるようにし、
   上記第２の期間では、上記半導体レーザに、上記直流成分のみからなるレーザ駆動電流が流れるようにし、
   上記パルス変調成分におけるパルスのデューティー比を、パルス振幅中心値とパルス平均値とが異なる値となるように設定し、
   上記半導体レーザから発生されるレーザビームをモニタするモニタ素子の出力信号から、上記第２の期間の信号値を抽出する信号値抽出ステップと、
   上記モニタ素子の出力信号の上記第１の期間の平均値、または上記モニタ素子の出力信号の平均値を取得する平均値取得ステップと、
   上記信号値抽出ステップで抽出された信号値が一定となるように上記直流成分の値を制御すると共に、上記平均値取得ステップで取得された平均値が一定となるように上記パルス変調成分の振幅値を制御するレーザパワー制御ステップとを備える
   ことを特徴とする光ディスク装置のレーザパワー制御方法。
   

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