JP2007280464A - 光学的情報記録再生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光記録再生媒体の記録層の層数、記録速度等の違いにより生じるレーザ駆動回路での無駄な消費電力を削減可能な方法及び装置を提供する。
【解決手段】光記録再生媒体１の層数、記録速度、媒体に記録されている記録パワー又は再生パワー、パルス駆動の有無、ＣＡＶ制御の場合の媒体上の記録又は再生位置に応じて半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整する。電源電圧を調整するには、可変電源１３を用い、光記録再生媒体１の記録再生層の層数、記録速度等に応じて可変電源１３を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクや光磁気ディスク等の光記録媒体に対してレーザ光源を用いて情報の記録或いは再生を行う光学的情報記録再生方法及び装置、特に、レーザ光源関連の低消費電力化技術に関するものである。

近年、ＣＤ(Compact Disc)やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、更にはＢＤ(Blu-Ray Disc)やＨＤＤＶＤ(High Definication DVD)等の光記録再生媒体が開発されている。そして、このような媒体に対して、半導体レーザ等の光源から光を照射することにより情報の記録や再生を行う光学的記録再生装置の研究開発が盛んに行われている。

図７はこの光学的記録再生装置の一例を示す。光記録再生媒体１００は、上述のように光源である半導体レーザ１０２から光ビームが照射され、情報の記録や再生を行う記録媒体である。光記録再生媒体１００はスピンドルモータ１０１の駆動により一定方向に回転する。

スピンドルモータ１０１の駆動方法としては、光記録再生媒体１００を一定角速度で回転させるＣＡＶ制御がある。また、光記録再生媒体１００に照射される半導体レーザ１０２からの光ビームの移動速度が、光記録再生媒体１００の内周から外周にわたって一定線速度になるように回転させるＣＬＶ制御がある。更に、光記録再生媒体１００を幾つかのブロックに分けて行うＺＣＡＶ制御やＺＣＬＶ制御等が広く用いられている。

半導体レーザ１０２から出射した光は、ビームスプリッタ１０３により光記録再生媒体１００に向かう透過光と、フロントモニタ１０４に向かう反射光に分光される。ビームスプリッタ１０３を透過した光は、対物レンズ１０５によって光記録再生媒体１００上に集光され、情報の記録や再生に用いられる。一方、ビームスプリッタ１０３により反射された光は、フロントモニタ１０４によって光電変換され、半導体レーザ１０２から出射された光に応じたモニタ信号１０６が得られる。

フロントモニタ１０４から出力されたモニタ信号１０６は、誤差信号増幅器１０７によりＣＰＵ１０８の指示による出射光基準信号１０９と比較され、出射光誤差信号１１０を半導体レーザ駆動回路１１１に出力する。

半導体レーザ駆動回路１１１は、出射光誤差信号１１０に基づき半導体レーザ１０２の駆動電流を増減することにより、半導体レーザ１０２から出射される光量がＣＰＵ１０８の指示による出射光基準信号１０９に等しくなるように制御する。これにより、対物レンズ１０５によって光記録再生媒体１００に集光される光量も一定に保たれ、光記録再生媒体１００に情報の記録や再生を安定に行う。

ところで、光学的記録再生装置に用いられる半導体レーザ１０２は、図８及び図９に示す動作特性を示すことが知られている。図８に示すように半導体レーザ１０２から光を出射していない状態（Ｐｏ＝０ｍＷ）の時には、半導体レーザ１０２の動作電圧は０Ｖである。

次いで、半導体レーザ駆動回路１１１を用いて半導体レーザ１０２に駆動電流を流すことにより、半導体レーザ１０２がレーザ発振を開始して所望の光を出力する。例えば、図９に示すようにレーザ発振を始める程度の閾値電流Ｉｔｈ＝５０ｍＡを流すことにより、半導体レーザ１０２からＰｏ＝１ｍＷ程度の光出力が得られる。更に、最大動作電流Ｉｏｐ＝１２０ｍＡを流すことにより、半導体レーザ１０２からＰｏ＝６０ｍＷ程度の光出力を得ることができる。

この時、半導体レーザ１０２の動作電圧は、駆動電流(Ｉｔｈ〜Ｉｏｐ)に関連して増加することが知られており、例えば、Ｉｔｈ＝５０ｍＡを流した時の動作電圧は図８に示すように閾値電圧Ｖｔｈ＝４．５Ｖ程度である。また、Ｉｏｐ＝１２０ｍＡを流した時の動作電圧は図８に示すように最大動作電圧Ｖｏｐ＝６．０Ｖ程度となる。

また、半導体レーザ１０２と半導体レーザ駆動回路１１１は電源電圧１１２と接地間に直列に接続されている。そのため、最大動作電圧Ｖｏｐ＝６．０Ｖを十分に考慮して、半導体レーザ１０２並びに半導体レーザ駆動回路１１１に供給する電源電圧１１２を設定する必要があり、例えば、Ｖｃｃ＝７．５程度の電圧とされる。

しかしながら、前述の様に半導体レーザ１０２の光出力Ｐｏ＝１ｍＷ程度である時、半導体レーザ１０２の動作電圧がＶｔｈ＝４．５Ｖと低い状態で使用され、電源電圧Ｖｃｃ＝７．５Ｖとの差電圧３．０Ｖが、半導体レーザ駆動回路１１１で消費されることになる。従って、半導体レーザ１０２の光出力Ｐｏが小さく、半導体レーザ１０２の動作電圧が低い場合には、半導体レーザ駆動回路１１１において無駄な消費電力が発生するという問題があった。

更に、半導体レーザ１０２の駆動電流を半導体レーザ駆動回路１１１を用いて、例えば、１００ＭＨｚ程度のパルス変調をする場合がある。その場合には、半導体レーザ駆動回路１１１を安定動作させる為に、半導体レーザ１０２並びに半導体レーザ駆動回路１１１に供給する電源電圧１１２を大きくする必要がある。例えば、Ｖｃｃ＝８．５Ｖ程度の電源電圧１１２が用いられる。

従って、半導体レーザ１０２の光出力をパルス変調するために必要なＶｃｃ＝８．５Ｖを電源電圧１１２とすれば、半導体レーザ１０２をパルス変調しない時、半導体レーザ駆動回路１１１においてより多くの消費電力が発生するという問題があった。

このような問題に対して、特開平１１−３５４８９３号公報（特許文献１）や特開２００２−１５８３９５号公報（特許文献２）には、図７に示すように半導体レーザ１０２の動作電圧を検出するための動作電圧検出手段１１３を設けることが提案されている。即ち、動作電圧検出手段１１３によって検出した半導体レーザ１０２の動作電圧に応じて電源電圧１１２を制御する構成とし、半導体レーザ駆動回路１１１による無駄な消費電力を低減するというものである。
特開平１１−３５４８９３号公報 特開２００２−１５８３９５号公報

従来の技術においては、半導体レーザ１０２並びに半導体レーザ駆動回路１１１近傍に動作電圧検出手段１１３を設けることは、装置構成が複雑化するばかりか、装置の小型化の障害にもなるといった問題があった。

ここで、従来の光記録再生媒体は、図１０に示すように基板１２０上に情報の記録や再生を行うための記録再生層１２１を設け、保護層１２２でカバーする単層の光記録再生媒体が一般的である。

一方、近年においては、図１１に示すように二層の光記録再生媒体の研究開発が行われている。即ち、基板１２０上に情報の記録や再生を行う第一の記録再生層１２３を設け、次いでスペース層１２４を挟んで第二の記録再生層１２５を設け、保護層１２２でカバーする二層の光記録再生媒体である。

ここで、二層の光記録再生媒体において第一の記録再生層１２３から情報を再生するために必要な光量について考察する。半導体レーザ１０２から出射した光の一部は、第一の記録再生層１２３の手前に設けられた第二の記録再生層１２５により遮られ、５割〜７割程度の光が透過して第一の記録再生層１２３に到達する。従って、図１０に示す単層の光記録再生媒体に比べた場合、図１１に示す二層の光記録再生媒体で必要とする光量は略２倍となる。同様に４層の光記録再生媒体では略４倍になる。

つまり、単層の光記録再生媒体に比べて多層の光記録再生媒体の方が、半導体レーザによる大きな光出力を必要とすることから、必然的に半導体レーザの動作電圧が大きくなる。更に、半導体レーザ並びに半導体レーザ駆動回路に供給する電源電圧も大きくする必要があるが、上記特許文献１、２には何ら解決策は開示されていない。

次に、光記録再生媒体の記録速度に関して考察する。光記録再生媒体は半導体レーザから照射される光を、図１０等の記録再生層１２３上に小さな光スポットとして集光することによる加熱作用を用いて、記録再生層１２３に状態変化を生じさせることによって記録するものである。

従って、光記録再生媒体上を光スポットが移動する速度が速くなると、記録再生層を十分に加熱することが困難になるため、より多くの光を集光する必要がある。例えば、線速４ｍ／ｓで移動する時に半導体レーザに求められる光出力は、線速２ｍ／ｓの時に比べて２割〜５割程度多く必要とする。

このことは、必然的に半導体レーザの動作電圧が大きくなることを示唆するものであり、半導体レーザ並びに半導体レーザ駆動回路に供給する電源電圧も大きく変化するが、特許文献１、２には解決策は示されていない。

本発明の目的は、光記録媒体の記録層の層数、記録速度、パルス駆動の有無等の違いにより生じるレーザ駆動回路での無駄な消費電力を低減することが可能な光学的情報記録再生方法及び装置を提供することにある。

本発明は、光記録媒体の種別（層数、記録速度等）、光記録媒体に予め記録されている記録パワー又は再生パワー、パルス駆動の有無、或いはＣＡＶ制御の場合の媒体上の記録又は再生位置に応じてレーザ駆動回路に供給する電源電圧を調整或いは切り替える。その場合、可変電源を用い、光記録媒体の層数等に応じて可変電源を制御することによりレーザ駆動回路に供給する電源電圧を調整或いは切り替える。

本発明によれば、光記録媒体の種別、光記録媒体に予め記録されている記録パワー又は再生パワーに応じてレーザ駆動回路に供給する電源電圧を調整することにより、レーザ駆動回路での無駄な電力消費を低減できる。また、パルス駆動の有無、ＣＡＶ制御の場合の媒体上の記録又は再生位置に応じてレーザ駆動回路に供給する電源電圧を調整することにより、同様にレーザ駆動回路での無駄な電力消費を低減できる。

更に、装置のピックアップにレーザ光源やレーザ駆動回路を実装した場合の温度上昇を極力抑えることが可能となる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係る光学的情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図中１は光ディスク等の光記録再生媒体であり、光源である半導体レーザ２から出射する光ビームの照射により情報の記録或いは再生を行うものである。光記録再生媒体１はスピンドルモータ３の駆動により一定方向に回転する。

スピンドルモータ３の駆動方法としては、例えば、光記録再生媒体１を一定角速度で回転させるＣＡＶ（Constant Angular Velocity）制御がある。また、光記録再生媒体１に照射する半導体レーザ２からの光ビームの移動速度が、光記録再生媒体１の内周から外周にわたって一定線速度になるように回転させるＣＬＶ（Constant Linear Velocity）制御がある。更には、光記録再生媒体１を幾つかのブロックに分けて行うＺＣＡＶ（Zoned CAV）制御やＺＣＬＶ（Zoned CLV）制御等が広く用いられる。

半導体レーザ２から出射した光ビームは、ビームスプリッタ４により光記録再生媒体１に向かう透過光と、フロントモニタ５に向かう反射光に分光される。ビームスプリッタ４を透過した光は、対物レンズ６によって光記録再生媒体１上に集光され、光記録再生媒体１に情報の記録又は再生を行う。一方、ビームスプリッタ４により反射された光は、フロントモニタ５によって光電変換され、半導体レーザ２から出射した光に応じたモニタ信号７を出力する。

フロントモニタ５から出力されたモニタ信号７は、誤差信号増幅器８によりＣＰＵ９の指示による出射光基準信号１０と比較され、出射光誤差信号１１を半導体レーザ駆動回路１２に出力する。

半導体レーザ駆動回路１２は出射光誤差信号１１に基づき半導体レーザ２に流す電流を増減することにより、半導体レーザ２から出射する光量を、ＣＰＵ９の指示による出射光基準信号１１に等しくなるように制御する。これにより、対物レンズ６によって光記録再生媒体１に集光する光量も一定に保たれ、光記録再生媒体１に情報の記録又は再生を安定に行う。

更に、半導体レーザ２は半導体レーザ駆動回路１２に直列に接続され、これら半導体レーザ２と半導体レーザ駆動回路１２は可変電源１３と直列に装置電源１４と接地間に接続されている。

次に本実施形態の詳細な動作について説明する。まず、光記録再生媒体１がスピンドルモータ３により回転駆動されると、光記録再生媒体１への情報の記録又は再生を行うために半導体レーザ２から光ビームが照射される。

この時、ＣＰＵ９は半導体レーザ２を駆動する半導体レーザ駆動回路１２に接続されている可変電源１３に対して電源制御信号１５を出力する。可変電源１３には、図２に示すようにＦＥＴ及びインダクタンスとコンデンサ等から構成されるスイッチング回路が用いられる。

図２に示すスイッチング回路は、ＣＰＵ９からの電源制御信号１５に基づいてＦＥＴ２１をオンすることにより、図中Ａに示すような電流が、ＦＥＴ２１を通してインダクタンス２４及び出力端子２６（負荷）に供給される。

次いで、ＦＥＴ２１がオフすると、インダクタンス２４の電磁誘導作用による電流が、図中Ｂに示すようにインダクタンス２４から出力端子２６（負荷）及びフリーホイールダイオード２３を通って流れる。

ここで、ＦＥＴ２１の負荷としてインダクタンス２４のみが接続されていると、インダクタンスの定電流作用によってＦＥＴ２１がオンした瞬間、装置電源１４からの電流の流れが阻止され、図中Ｃの位置には装置電源１４の電圧以上の高電圧が発生しノイズ源になることがある。
これを改善するため、図２のスイッチング回路には、ＦＥＴ２２及びダイオード２３で構成される同期整流回路２０が設けられている。同期整流回路２０はＦＥＴ２１がオンした直後に一時的にＦＥＴ２２をオンすることにより、図中Ｃに現れる高電圧をＦＥＴ２２及びフリーホイールダイオード２３を用いて回生する。そして、図中Ｃに発生する電圧が装置電源１４より必要以上に大きくなることを防止するものである。

図中Ｃに現れるスイッチングされた装置電源１４は、インダクタンス２４とコンデンサ２５で構成される平滑回路によって平滑され、出力端子２６から出力される。出力端子２６からの電圧は電源制御信号１５に略比例して変化する。図３は出力端子２６の出力と電源制御信号１５の関係を示す。

例えば、図３に示すように装置電源１４の電圧が１０．０Ｖで、電源制御信号１５が一定周期でＯＮ／ＯＦＦする時、出力電圧はそのＯＮデューティーに応じて変化する。図３に示すように可変電源１３の出力端子２６から得られる電圧は、例えば、電源制御信号１５のデューティー１０％時に１．０Ｖ、電源制御信号１５のデューティー９０％時に９．０Ｖである。

本実施形態では、電源制御信号１５により可変電源１３の出力を光記録再生媒体１の種類（例えば、記録再生層の層数、記録速度等を媒体種類とする）に応じて制御する。例えば、光記録再生媒体１が１層の記録再生層を持つ場合に比べ、２層の記録再生層を持つ場合には、光記録再生媒体１への記録パワー及び再生パワーが大きくなることは前述した通りである。また、前述のように半導体レーザ２から出力するパワーが大きくなると、半導体レーザ２の動作電圧が大きくなる（図８及び図９参照）。

このため、光記録再生媒体１が１層の記録再生層を持つ光記録再生媒体を再生する場合には、電源制御信号１５のＯＮデューティーを５０％に設定することで、可変電源１３から半導体レーザ駆動回路１２に対して５．０Ｖの電圧を供給する（図３参照）。また、２層の記録再生層を持つ光記録再生媒体を再生する場合には、例えば、電源制御信号１５のＯＮデューティーを５５％に設定することで、可変電源１３から半導体レーザ駆動回路１２に対して５．５Ｖの電圧を供給する（図３参照）。

これら１層と２層の記録再生層を再生する場合の電源電圧は予め設定したものである。そうすることで、半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２の動作に十分な電源電圧を供給する。

ここで、電源制御信号１５のＯＮデューティーを決定するためには、光記録再生媒体１の記録層が１層であるのか、２層であるのかを判別する必要がある。判別方法としては、例えば、光記録再生媒体１の１層目に設けられているディスク情報を用いたり、光記録再生媒体１に半導体レーザ２の光を集光する時に得られるフォーカスエラー信号の変化等により判別する方法がある。

尚、以上の説明では、記録再生層が１層と２層の光記録再生媒体を再生する場合を例に述べているが、光記録再生媒体１に情報を記録する場合も同様に１層と２層で電源電圧を切り替えることが可能である。即ち、１層の光記録再生媒体に記録する場合の電源制御信号１５のＯＮデューティーと、２層の光記録再生媒体に記録する場合の電源制御信号１５のＯＮデューティーを個別に設定し、１層と２層で予め設定した電源電圧に切り替える。そうすることで、半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２の動作に十分な電源電圧を供給することが可能となる。

また、半導体レーザ２、ビームスプリッタ４、対物レンズ６、フロントモニタ５等から成る装置の可動部であるピックアップ内に半導体レーザ駆動回路１２を実装しても、ピックアップ内の温度上昇を抑制できる。

なお、光記録再生媒体１の層数は、これに限ること無く、例えば、４層や８層等に対しても適応可能である。

本実施形態では、光記録再生媒体１の記録再生層の数を判別し、判別結果に応じて電源制御信号１５により可変電源１３を制御することで、半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整する。

従って、記録再生層の数に拘わらず半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２が動作するのに必要な最低限度の電圧が供給され、無駄な電力消費を抑えることが可能となる。また、従来必要とされていた半導体レーザ２の動作電圧検出手段を省略することが可能となり、装置の簡素化並びに小型化が可能である。

（第２の実施形態）
光記録再生媒体１の製造元により光記録再生媒体１の決められた領域にディスク情報として記録されている、光記録再生媒体１に最適な記録及び再生パワーに関する情報に応じて可変電源１３の電源電圧を調整しても良い。

例えば、光記録再生媒体１の記録再生層数が同一である場合であっても、光記録再生媒体１の製造元が異なることによって、記録や再生する時に必要な半導体レーザ２の出力が異なる場合がある。

更には、光記録再生媒体１の記録再生層数及び製造元が同じの場合でも、光記録再生媒体１の製造時期によるばらつき等により、記録や再生の時に必要な半導体レーザ２の出力が異なる場合もある。

このような場合には、光記録再生媒体１の製造時に記録されたディスク情報に応じて電源制御信号１５で可変電源１３を制御することにより、半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２の動作に適切な電源電圧を供給することが可能となる。具体的には、記録パワーや再生パワーに対応する電源電圧を求めておき、電源電圧に応じた電源制御信号を半導体レーザ駆動回路１２に供給することで電源電圧の調整を行う。

本実施形態では、光記録再生媒体１に予めディスク情報として記録されている記録及び再生パワー等に応じて電源制御信号１５により可変電源１３を制御することで、半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整する。

従って、半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２が動作するのに必要な最低限度の電圧が供給され、無駄な電力消費を抑えることが可能となる。また、従来必要とされていた半導体レーザ２の動作電圧検出手段を省略することが可能となり、装置の簡素化並びに小型化が可能である。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の構成は図１と同様であるが、本実施形態では光記録再生媒体１に情報を記録する記録速度に応じてレーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整する。通常、光記録再生媒体の所定領域にはその媒体の記録速度に関する情報が記録されているので、その情報に基づいてレーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整する。

例えば、上述のように光記録再生媒体１上を移動する半導体レーザ２からの光スポットの速度が２ｍ／ｓの場合に比べ、２倍速となる４ｍ／ｓの場合には、光記録再生媒体１への記録パワーが２割から５割程度大きくなる。

これは、光記録再生媒体１の記録プロセスが、半導体レーザ２から照射する光スポットによる加熱作用を用いて、記録再生層に状態変化を生じさせることによって記録するためであり、その詳細は広く公知であるため省略する。また、上述のように半導体レーザ２から出力されるパワーが大きくなると、半導体レーザ２の動作電圧が大きくなる（図８及び図９参照）。

このため、光記録再生媒体１への記録速度が低速（２ｍ／ｓ）である場合には、例えば、電源制御信号１５のＯＮデューティーを６０％に設定することで、半導体レーザ駆動回路１２に対して６．０Ｖの電圧を供給する（図３参照）。また、記録速度が高速（４ｍ／ｓ）の場合には、例えば、電源制御信号１５のＯＮデューティーを７０％に設定することで、半導体レーザ駆動回路１２に対して７．０Ｖの電圧を供給する（図３参照）。これらの電源電圧は予め設定しておく。

そうすることで、半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２の動作に十分な電源電圧を供給し、より高い記録パワーでの記録を可能となる。そして、記録速度に応じて半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整することで、高速と低速記録時で半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２が動作するのに必要な最低限度の電圧が供給され、無駄な電力消費を抑えることが可能となる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。光記録再生媒体に情報を記録する時、より高度な記録方法として半導体レーザ２を高周波でパルス変調を行う場合がある。例えば、１００ＭＨｚから２００ＭＨｚ程度でパルス変調することにより、光記録再生媒体１を均一に加熱する方法が知られている。

この時、半導体レーザ２に電流を供給する半導体レーザ駆動回路１２は、１００ＭＨｚから２００ＭＨｚで電流をスイッチングする必要がある。半導体レーザ２に流す電流のスイッチング手段としては、例えば、図４に示すようにＰＮＰ型のトランジスタが用いられる。その場合、トランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅが小さくなると、トランジスタを高速でスイッチング困難となるため、半導体レーザ駆動回路１２にはより大きい電圧を供給する必要がある。

ここで、通常、光記録再生媒体の所定領域には、半導体レーザの駆動に関する情報、即ち、パルス駆動（マルチパルス駆動）、直流駆動（単一パルス駆動）の情報が記録されている。本実施形態では、その情報に基づいて半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整する。

例えば、記録速度が高速４ｍ／ｓで高速なパルス変調を用いない時の電源制御信号１５のＯＮデューティーを前述のように７０％に設定する（図３参照）。一方、記録速度が高速４ｍ／ｓで高速なパルス変調を用いる時の電源制御信号１５のＯＮデューティーを８０％に設定する（図３参照）。これにより、パルス駆動時に半導体レーザ駆動回路１２に対して８．０Ｖの電圧を供給することが可能となり、高い記録パワーでのパルス変調記録が可能である。これら電源電圧は予め設定しておく。

このように本実施形態では、半導体レーザ駆動回路１２により半導体レーザ２を直流駆動する時とパルス駆動する時とで可変電源１３から半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を切り換えている。そうすることで、半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２が動作するのに必要な最低限度の電圧を供給でき、半導体レーザ駆動回路１２での無駄な電力消費を抑えることが可能となる。

尚、上記説明では光記録再生媒体１への記録速度が２ｍ／ｓを低速、４ｍ／ｓを高速とする２つの速度を例に述べているが、これに限ること無く、記録速度が４倍や６倍等に対しても適応可能である。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態では、図１の装置において、スピンドルモータ３の駆動により光記録再生媒体１は角速度一定のＣＡＶ制御により回転するものとする。

ＣＡＶ制御においては、光記録再生媒体１に照射する半導体レーザ２からの光ビームの移動速度は光記録再生媒体１の内周から外周にわたって連続的に変化する。例えば、光記録再生媒体１の最内周における半導体レーザ２からの光スポットの移動速度を２ｍ／ｓとすると、光記録再生媒体１の外周部に行くほど移動速度が速くなり、最外周における光スポットの移動速度は４ｍ／ｓになる。

本実施形態では、連続的に変化する光記録再生媒体１上を移動する半導体レーザ２からの光スポットの移動速度に合わせて電源制御信号１５のＯＮデューティーを連続的に変化させる。即ち、光記録再生媒体１の最内周から最外周にかけて光記録再生媒体１の光スポットの移動速度（記録又は再生位置）に応じて電源制御信号１５のＯＮデューティーを連続的に大きくしていく。

その場合、光記録再生媒体１の最内周と最外周とで電源電圧を予め設定し、それら最内周と最外周間で連続的に電源制御信号１５のＯＮデューティーを変化させることで、電源電圧を最内周と最外周間で変化させる。そうすることで、光記録再生媒体１の内周から外周にわたって半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２の動作に適切な電源電圧を供給することが可能となる。

以上のように、ＣＡＶ制御の場合の媒体上の記録又は再生位置に応じて半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を調整又は切り換えている。そのため、半導体レーザ駆動回路１２及び半導体レーザ２が動作するのに必要な最低限度の電圧を供給でき、無駄な電力消費を抑えることが可能となる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態では、図５に示す可変電源を用いて半導体レーザ駆動回路１２に電源を供給する。上記実施形態とは可変電源の構成が異なるだけで、後述するように上記全ての実施形態に図５の可変電源を用いることができる。

可変電源は、図５に示すように一つのトランス２７の一次側に装置電源１４として交流電源が接続され、二次側には複数の出力端子が設けられている。装置電源１４としては、商用電源に代表される交流電源を用いている。

また、トランス２７の二次側の複数の出力端子はＣＰＵ９の制御によりスイッチ２８によって切り替えられる。トランス２７の二次側にはダイオードブリッジ３０と平滑コンデンサ３１が設けられ、出力端子２９から電源電圧が負荷に供給される。従って、ＣＰＵ９の制御に基づくスイッチ２８の切り替えに応じて可変電源１３の電源電圧が切り替えられ、半導体レーザ駆動回路１２に供給される。

本実施形態では、光記録再生媒体１の光記録再生層の層数、光記録再生媒体１に予めディスク情報として記録されている記録及び再生パワーに基づいて半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を切り替えて供給する。

また、上述のように記録速度、半導体レーザ２のパルス駆動の有無、或いは光記録再生媒体１を角速度一定のＣＡＶ制御により回転させた場合の記録／再生位置に応じて可変電源１３からの電源電圧を切り替えて供給する。

本実施形態では、可変電源１３からの電源電圧は段階な制御であるため十分に電力消費を抑圧できない場合も考えられるが、可変電源１３を簡素化できる。

（第７の実施形態）
図６は本発明の第７の実施形態を示すブロック図である。図６では図１と同一部分には同一符号を付している。図１との違いは、半導体レーザ２の動作特性等を記憶するメモリ３０を設けている点である。本実施形態では、半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を、メモリ３０に予め記憶している半導体レーザ２の動作特性に基づいて設定するものである。

例えば、上述のように第１の実施形態では、１層の記録層を有する光記録再生媒体を再生する場合には、電源制御信号１５のＯＮデューティーを５０％に設定して半導体レーザ駆動回路１２に５．０Ｖの電源電圧を供給している。

ところで、本発明に用いる半導体レーザ２は動作電流に比例して出力パワーが増加し、出力パワーの増加に伴って動作電圧が増加する。一般的に現在広く用いられている最大ＤＣ出力９０ｍＷ（最大パルス出力２４０ｍＷ）程度の赤色半導体レーザ（λ≒６５０〜６６０ｎｍ）を例とすると、最大ＤＣ出力９０ｍＷを得るために必要な動作電流は１２０ｍＡ（標準）〜１５０ｍＡ（最大）である。この時の動作電圧は２．５Ｖ（標準）〜３．０Ｖ（最大）と幅を持っている。

このため、例えば、第１の実施形態において１層の記録層を有する光記録再生媒体を再生する場合、予め設定した５．０Ｖの電源電圧を半導体レーザ駆動回路１２に供給するのは、半導体レーザ２の最大動作電圧を考慮したものである。

このことは、第１の実施形態において、例えば、標準的な動作電圧２．５Ｖの動作電圧を持つ半導体レーザを用いる場合には、半導体レーザ駆動回路１２で０．５Ｖ分の無駄な電力消費が生じることを意味する。

更に、半導体レーザ２のビーム形状の差異や、光ビームを光記録再生媒体上に集光するための光学部品の公差や透過率による影響を受ける。このため、複数の装置間において光記録再生媒体上での照射パワーが同じであっても、複数の装置で半導体レーザの出力パワーは異なってしまう。

例えば、光記録再生媒体の再生パワーが１．０ｍＷが必要な場合、光学部品の効率が１５％（最小）〜２０％（標準）の範囲でばらつくとする。その場合、１．０ｍＷの照射パワーを得るために必要な半導体レーザの出力パワーは５．０ｍＷ（標準）〜６．７ｍＷ（最大）の範囲でばらついてしまう。

このため、全く同一の駆動電流−出力パワー特性及び出力パワー−駆動電流特性を持つ半導体レーザを用いたとしても、半導体レーザの動作電圧は光学部品の効率に起因してばらつくのである。

従って、例えば、上述のように第１の実施形態において１層の記録層を有する光記録再生媒体を再生する場合、５．０Ｖの電源電圧を半導体レーザ駆動回路に供給している。これは、光学部品の効率に起因する半導体レーザの動作電圧のばらつきを考慮して設定しているのである。その他の実施形態でも同様である。

そこで、本実施形態では、半導体レーザ２の動作特性を記憶するためのメモリ３０を備えている。メモリ３０にはその装置において光記録再生媒体１上の照射パワーと半導体レーザ２の動作電圧との関係を表す定数が保持されている。

例えば、図８に示す照射パワー−動作電圧の特性曲線のうち、閾値Ｖｔｈ以上の領域を、「動作電圧＝照射パワー×α＋β」で直線近似して、メモリ３０に定数αとβを記憶させておく。この直線は図８に破線で示す。

定数αは直線の傾き、定数βはオフセット分の電圧に対応する。上述のように半導体レーザの動作特性ばらつき及び装置間における光学部品の透過率等のばらつきのため、当然、定数αとβは個々の装置によって異なる。

一例として、第１の実施形態において１層の記録層を有する光記録再生媒体を再生パワー１．０ｍＷで再生する場合の半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧の設定方法を説明する。

第１の装置の特性：動作電圧＝照射パワー×０．１＋４．５
第１の装置におけるα１＝０．１０、β１＝４．５とする。

第２の装置の特性：動作電圧＝照射パワー×０．１１＋５．０
第２の装置におけるα２＝０．１１、β２＝５．０とする。

第１の装置に光記録再生媒体が装着されると、メモリ３０に記憶しているα１＝０．１０、β１＝４．５により半導体レーザの動作電圧として４．６Ｖ必要であることがＣＰＵ９によって求められる。ＣＰＵ９は４．６Ｖの電源電圧を半導体レーザ駆動回路１２に供給するため、電源制御信号１５のデューティを４６％に設定する。これは、図３の電源制御信号のデューティと電源電圧の関係から求めればよい。

同様に第２の装置に光記録再生媒体に装着されると、α２＝０．１１、β２＝５．０により半導体レーザの動作電圧として５．１１Ｖ必要であることがＣＰＵ９によって求められる。ＣＰＵ９は５．１１Ｖの電源電圧を半導体レーザ駆動回路１２に供給するため、電源制御信号１５のデューティを５１．１％に設定する。

このように電源制御信号１５による半導体レーザ駆動回路１２への電源電圧の切り替え或いは調整時にメモリ３０に記憶している半導体レーザの動作特性に応じて電源電圧の設定を行う。その結果、個々の半導体レーザ或いは光学部品の特性にばらつきがあっても、そのばらつきを考慮して電源電圧を調整することで、半導体レーザ駆動回路に供給する電源電圧をより最適化することが可能となる。

また、メモリ３０に記憶しているα、βで半導体レーザの動作電圧と光記録再生媒体の照射パワーの関係を表しているため、本実施形態の電源電圧の設定方法は第１の実施形態のみならず第２〜第５の実施形態の電圧設定にも使用することができる。その結果、電源制御信号１５により設定する可変電源１３の電源電圧を効率良く設定でき、無駄な消費電力が生じることはない。

このように本実施形態では、複数の光学部品のばらつき等に拘わらず、半導体レーザ駆動回路１２に供給する電源電圧を最適に設定でき、半導体レーザ駆動回路１２の無駄な消費電力を極力抑えることが可能となる。

なお、本実施形態ではα、βを用いて電源電圧を設定しているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、照射パワーと電源制御信号のデューティとの関係式や、光学部品の効率／半導体レーザ単体の出力パワーと動作電圧の関係式等、複数の定数であってもよい。更に、照射パワーと電源制御信号のデューティとの関係を示す一覧表として記憶するものでも良い。

本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。 図１の可変電源の一例を示す回路図である。 図２の可変電源の制御特性を示す図である。 半導体レーザ駆動回路により半導体レーザをパルス駆動する場合のスイッチング回路の一例を示す図である。 可変電源の他の例を示す図である。 本発明の第５の実施形態を示すブロック図である。 従来例の光学的情報記録再生層を示すブロック図である。 半導体レーザの動作電圧−光出力特性を示す図である。 半導体レーザの動作電流−光出力特性を示す図である。 単層光記録再生媒体の断面図である。 二層光記録再生媒体の断面図である。

符号の説明

１ 光記録再生媒体
２ 半導体レーザ
３ スピンドルモータ
４ ビームスプリッタ
５ フロントモニタ
６ 対物レンズ
７ モニタ信号
８ 誤差信号増幅器
９ ＣＰＵ
１０ 出射光量基準信号
１１ 出射光誤差信号
１２ 半導体レーザ駆動回路
１３ 可変電源
１４ 装置電源
１５ 電源制御信号
２０ 同期整流回路
２１、２２ ＦＥＴ
２３ ダイオード
２４ インダクタンス
２５ コンデンサ
２６ 出力端子
２７ トランス
２８ スイッチ
２９ 出力端子
３０ ダイオードブリッジ
３１ 平滑コンデンサ

Claims (11)

1. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する方法において、前記光記録媒体の種別を判別し、前記光記録媒体の種別に応じて前記レーザ駆動回路に供給する電源電圧を切り替えることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
2. 前記光記録媒体の種別は、記録層の層数又は記録速度の異なる種別であることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録再生方法。
3. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する方法において、前記光記録媒体に記録されている記録パワー又は再生パワーに応じて前記レーザ駆動回路に供給する電源電圧を調整することを特徴とする光学的情報記録再生方法。
4. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する方法において、前記光記録媒体は角速度が一定のＣＡＶ制御で駆動されており、前記光記録媒体上の記録又は再生位置に応じて前記レーザ駆動回路に供給する電源電圧を調整することを特徴とする光学的情報記録再生方法。
5. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する方法において、前記レーザ駆動回路は前記レーザ光源を直流駆動する回路とパルス駆動する回路を含み、前記レーザ駆動回路により前記レーザ光源を直流駆動する時とパルス駆動する時とで前記レーザ駆動回路に供給する電源電圧を切り替えることを特徴とする光学的情報記録再生方法。
6. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する装置において、前記レーザ駆動回路に電源電圧を供給する電源電圧を可変可能な可変電源と、前記光記録媒体の種別を判別し、前記記録媒体の種別に応じて前記可変電源の電源電圧を切り替える手段とを備えたことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
7. 前記光記録媒体の種別は、記録層の層数又は記録速度の異なる種別であることを特徴とする請求項６に記載の光学的情報記録再生装置。
8. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する装置において、前記レーザ駆動回路に電源電圧を供給する電源電圧を可変可能な可変電源と、前記光記録媒体に記録されている記録パワー又は再生パワーに応じて前記可変電源の電源電圧を調整する手段とを備えたことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
9. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する装置において、前記光記録媒体は角速度が一定のＣＡＶ制御で駆動されており、前記レーザ駆動回路に電源電圧を供給する電源電圧を可変可能な可変電源と、前記光記録媒体上の記録又は再生位置に応じて前記可変電源の電源電圧を調整する手段とを備えたことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
10. レーザ駆動回路に電源電圧を供給し、前記レーザ駆動回路によりレーザ光源を駆動することにより、前記レーザ光源からの光ビームを光記録媒体に照射して情報を記録又は再生する装置において、前記レーザ駆動回路は前記レーザ光源を直流駆動する回路とパルス駆動する回路を含み、前記レーザ駆動回路に電源電圧を供給する電源電圧を可変可能な可変電源と、前記レーザ駆動回路により前記レーザ光源を直流駆動する時とパルス駆動する時とで前記可変電源の電源電圧を切り替える手段とを備えたことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
11. 前記レーザ光源の動作特性を記憶する記憶手段を有し、前記動作特性に基づいて前記可変電源の電源電圧を設定することを特徴とする請求項６、８、９、１０のいずれか１項に記載の光学的情報記録再生装置。