JP2008117428A - レーザパワー制御方法並びにこの方法を用いたレーザ駆動装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速かつ広帯域な回路素子を必要とせず、また、レーザのＩＬ特性が非直線性を有する場合であっても高い精度で所望のレーザパワーに設定することができるレーザパワー制御を提供する。
【解決手段】本発明に係るレーザパワー制御方法は、レーザ発光素子の発光パワーを検出し、レーザ発光素子を駆動する駆動電流を検出し、レーザ発光素子の駆動電流対発光パワー特性を表わす近似式を、検出された発光パワーと検出された駆動電流とに基づいて逐次精度を高めながら更新し、更新された近似式から、目標とする発光パワーに対応する指令駆動電流値を算出し、算出された指令駆動電流値に基づいてレーザ発光素子を駆動し、目標とする発光パワーをレーザ発光素子から出力させる、ことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、レーザパワー制御方法並びにこの方法を用いたレーザ駆動装置及び光ディスク装置に係り、特に、記録及び再生が可能な光ディスクに対するレーザパワー制御方法並びにこの方法を用いたレーザ駆動装置及び光ディスク装置に関する。

ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＨＤ ＤＶＤ−Ｒ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＷ等の記録可能光ディスクは、ディスク表面にグルーブやランドで形成されるトラックを具備しており、このトラックに記録用レーザパワーでレーザ光を照射し、記録データに対応するマークやスペースを形成している。

一般に光ディスク用のレーザ光源としてはレーザダイオードが用いられるが、レーザダイオードの発光パワーは、温度や使用時間によって変動することが知られている。一方、マークやスペースを適正な形状に形成するためには、レーザダイオードの発光パワーを所定の値に維持することが必要である。このため、光ディスク装置では、ＡＰＣ（Auto Power Control）等のレーザパワー制御を通常行っており、このレーザパワー制御によって発光パワーを所定の値に維持している。

他方、記録用のレーザ光の照射方法では、１つの記録マークを形成する際に、パワーレベルの異なる複数のパルスを短い周期で繰り返し発生させる方式が広く用いられており、この方式をマルチパルス方式と呼んでいる。

マルチパルス方式においても当然レーザパワー制御は必要となる。例えば、特許文献１には、２種類のピークパワーと１種類のボトムパワーを有するマルチパルス方式において、１つのピークパワーとボトムパワーとを測定して両者の比を求め、求めた比と予め設定された両者の比とから他のピークパワーを計算で求める技術が開示されている。
特開２０００−３０２７６号公報

上述したように、近時の光ディスクでは、１つの記録マークを生成する際に、複数の異なるパワーをもつ短パルス（以下、サブパルスという場合もある）を複数組み合わせてパルス列を形成するマルチパルス方式が一般に用いられるようになってきている。具体的には、ピークパワー、イレースパワー、及びボトムパワーの３種類のパワーレベルを持つ短パルスの組み合わせによるマルチパルス方式が比較的多く用いられている。

レーザダイオードから３種類のパワーレベルを短時間で切換えて出力させるために、レーザダイオードの駆動電流として、ピークパワー用、イレースパワー用、及びボトムパワー用の３種類の駆動電流を生成し、これらを短時間で切換える制御を行っている。

前述したように、レーザダイオードの発光パワーは、温度や使用時間によって変動するが、これは、レーザダイオードの駆動電流対発光パワー特性（以下、ＩＬ特性という）が温度や使用時間によって変動するためである。ＩＬ特性は、一般に直線ではなく、また、温度や使用時間による変動も単純な平行移動とはならない。このため、ピークパワー、イレースパワー、及びボトムパワーの各パワーを所望の値に設定するためには、それぞれ独立した駆動電流の制御が必要となる。

これを実現する最も素直な方法は、ピークパワー、イレースパワー、及びボトムパワーの各パワーに対して、３つの独立したＡＰＣ制御ループを設ける方法である。しかしながら、この方法には次のような課題がある。

３つの独立したＡＰＣ制御ループを設けるためには、パルス列の中の各サブパルスの期間に独立にパワーを測定する必要がある。このため、ピークパワー、イレースパワー、及びボトムパワーの夫々の測定用として、個別のピークホールド回路やサンプルホールド回路を設けなければならず、ハードウェア規模の増大やコスト増の要因となる。

また、記録マークの先頭部分や終了部分に対応するサブパルスのみを、他の部分よりも高いレベルのサブパルス（ブーストパルスと呼ばれる）にする方式が用いられる場合があるが、この場合には、ピークホールド回路がブーストパルスを含めた各サブパルスのどの位置をホールドするのか不明確となり、正確なパワー測定が困難となる。

さらに、サブパルスの幅は非常に短いため、レーザパワーを検出するためのフロントモニタ等の光モニタ素子の帯域として広帯域のものが必要となる。

上記の各課題は、光ディスクが高密度化、高倍速化が進めば進むほど顕著になってくる。高密度記録型のＨＤ ＤＶＤでは、サブパルスのパルス幅は、例えば、１０数ナノ秒程度となる場合もあり、光モニタ素子には非常な広帯域化が必要となり、さらに、ピークホールド回路やサンプルホールド回路を実現するための技術的ハードルも高くなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マルチパルス方式を用いて光ディスクに対して記録を行うレーザのレーザパワー制御方法において、高速かつ広帯域な回路素子を必要とせず、また、レーザのＩＬ特性が非直線性を有する場合であっても高い精度で所望のレーザパワーに設定することができるレーザパワー制御方法並びにこの方法を用いたレーザ駆動装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るレーザパワー制御方法は、請求項１に記載したように、光ディスクに記録用のレーザ光を出力するレーザ発光素子の発光パワーを検出するパワー検出ステップと、前記レーザ発光素子を駆動する駆動電流を検出する駆動電流検出ステップと、前記レーザ発光素子の駆動電流対発光パワー特性を表わす近似式を、検出された前記発光パワーと検出された前記駆動電流とに基づいて逐次精度を高めながら更新する近似式更新ステップと、更新された前記近似式から、目標とする発光パワーに対応する指令駆動電流値を算出する指令駆動電流算出ステップと、算出された前記指令駆動電流値に基づいて前記レーザ発光素子を駆動し、前記目標とする発光パワーを前記レーザ発光素子から出力させる電流駆動ステップと、を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る光ディスク装置は、請求項１１に記載したように、光ディスクに記録用または再生用のレーザ光を出力するレーザ発光素子と、前記レーザ発光素子から出力される前記レーザ光の発光パワーを検出するパワー検出部と、前記レーザ発光素子を駆動する駆動電流を検出する駆動電流検出部と、前記レーザ発光素子の駆動電流対発光パワー特性を表わす近似式を、検出された前記発光パワーと検出された前記駆動電流とに基づいて逐次精度を高めながら更新する近似式更新部と、更新された前記近似式から、目標とする発光パワーに対応する指令駆動電流値を算出する指令駆動電流算出部と、算出された前記指令駆動電流値に基づいて前記レーザ発光素子を駆動し、前記目標とする発光パワーを前記レーザ発光素子から出力させる電流駆動部と、を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るレーザ駆動装置は、請求項１５に記載したように、レーザ発光素子を駆動する駆動電流を検出する駆動電流検出部と、入力される指令駆動電流値に基づいて前記レーザ発光素子を駆動し、前記目標とする発光パワーを前記レーザ発光素子から出力させる電流駆動部と、を備え、前記指令駆動電流値は、外部に設けられるパワー検出部にて検出される前記レーザ発光素子の発光パワーと検出された前記駆動電流とに基づいて、前記レーザ発光素子の駆動電流対発光パワー特性を表わす近似式を逐次精度を高めながら更新し、更新された前記近似式から、目標とする発光パワーに対応する駆動電流値として算出された値である、ことを特徴とする。

本発明に係るレーザパワー制御方法並びにこの方法を用いたレーザ駆動装置及び光ディスク装置によれば、マルチパルス方式を用いて光ディスクに対して記録を行うレーザのレーザパワー制御方法において、高速かつ広帯域な回路素子を必要とせず、また、レーザのＩＬ特性が非直線性を有する場合であっても高い精度で所望のレーザパワーに設定することができる。

本発明に係るレーザパワー制御方法並びにこの方法を用いたレーザ駆動装置及び光ディスク装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

（１）光ディスク装置及びレーザ駆動装置の構成
図１は、本実施形態に係る光ディスク装置１の構成例を示す図である。

光ディスク装置１は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク１００すなわち情報記憶媒体に対して情報の記録及び再生を行うものである。光ディスク１００には、同心円状、又は螺旋状に溝が刻まれており、溝の凹部をランド、凸部をグルーブと呼び、グループ又はランドの一周をトラックと呼ぶ。ユーザデータはこのトラック（グルーブのみ又はグルーブ及びランド）に沿って、強度変調されたレーザ光を照射して記録マークを形成することで記録される。

データ再生は、記録時より弱いリードパワー(read power)のレーザ光をトラックに沿って照射して、トラック上にある記録マークによる反射光強度の変化を検出することにより行われる。記録されたデータの消去は、前記リードパワーより強いイレースパワー(erase power)のレーザ光をトラックに沿って照射し、記録層を結晶化することにより行われる。

光ディスク１００はスピンドルモータ２によって回転駆動される。スピンドルモータ２に設けられたロータリエンコーダ２ａからは回転角信号が提供される。回転角信号はスピンドルモータ２が１回転すると、例えば５パルス発生する。この回転角信号からスピンドルモータ２の回転角度及び回転数を判断でき、スピンドルモータ制御回路６２では、これらの情報に基づいてスピンドルモータ２の回転駆動制御を行っている。

光ディスク１００に対する情報の記録、再生は、光ピックアップ３によって行われる。光ピックアップ３は、送りモータ４とギア４ｂ及びスクリューシャフト４ａを介して連結されており、この送りモータ４は送りモータ制御回路５により制御される。送りモータ４が送りモータ制御回路５からの送りモータ駆動電流により回転することにより、光ピックアップ３が光ディスク１００の半径方向に移動する。

光ピックアップ３には、図示しないワイヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ３０が設けられている。対物レンズ３０は駆動コイル３１の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能である。また、駆動コイル３２の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。

レーザ駆動装置６は情報記録時（マーク形成時）に、パーソナルコンピュータ等のホスト装置２００から制御部７のインタフェース回路７１を介して供給される記録データに基づいて、書き込み用の駆動電流をレーザダイオード（レーザ発光素子）３３に供給する。又、レーザ駆動装置６は情報読取り時に、書き込み用の駆動電流よりも小さな読み取り用の駆動電流をレーザダイオード３３に提供する。レーザ駆動装置６の詳細構成は後述する。

フォトダイオード等により構成されるパワー検出部３４（フロントモニタ（ＦＭ）と呼ぶ場合もある）はレーザ発光素子３３が発生するレーザ光の一部をハーフミラー３５により一定比率だけ分岐し、光量、即ち発光パワーに比例した信号を受光信号として検出する。検出した受光信号はレーザ駆動装置６に供給される。レーザ駆動装置６はパワー検出部３４からの受光信号に基づいて、制御部７にて設定された再生時レーザパワー、記録時レーザパワー及び消去時レーザパワーで発光するように、レーザ発光素子３３を制御する。

レーザ発光素子３３はレーザ駆動装置６から供給される駆動電流に応じてレーザ光を発生する。レーザ発光素子３３から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ３６、ハーフプリズム３７、対物レンズ３０を介して光ディスク１００上に照射される。

一方、光ディスク１００からの反射光は、対物レンズ３０、ハーフプリズム３７、集光レンズ３８、およびシリンドリカルレンズ３９を介して、光検出器４０に導かれる。

光検出器４０は、例えば４分割の光検出セルから成り、これら光検出セルの検知信号はＲＦアンプ６４に出力される。ＲＦアンプ６４は光検知セルからの信号を処理し、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号ＦＥ、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号ＴＥ、及び光検知セル信号の全加算信号である再生信号を生成する。

フォーカスエラー信号ＦＥはフォーカス制御回路８に供給される。フォーカス制御回路８はフォーカスエラー信号ＦＥに応じてフォーカス駆動信号を生成する。フォーカス駆動信号はフォーカシング方向の駆動コイル３１に供給される。これにより、レーザ光が光ディスク１００の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカスサーボ制御が行われる。

一方、トラッキングエラー信号ＴＥはトラック制御回路９に供給される。トラック制御回路９はトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラック駆動信号を生成する。トラック制御回路９から出力されるトラック駆動信号は、トラッキング方向の駆動コイル３２に供給される。これによりレーザ光が光ディスク１００上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキングサーボ制御が行われる。

上記フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御が行われることで、レーザ光の焦点は、光ディスク記録面のトラック上を精度良く追従することができる。この結果、光検出器４０の各光検出セルの出力信号の全加算信号ＲＦには、記録情報に対応して光ディスク１００のトラック上に形成されたピット等からの反射光の変化が正確に反映され、品質の確保された再生信号を得ることができる。この再生信号（全加算信号ＲＦ）は、データ再生回路６０に供給される。データ再生回路６０は、ＰＬＬ回路６１からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。

トラック制御回路９によって対物レンズ３０が制御されているとき、送りモータ制御回路５により、対物レンズ３０が光ディスク１００の記録面の所定位置近傍に位置するよう送りモータ４が駆動され、光ピックアップ３のラジアル方向の位置が制御される。

送りモータ制御回路５、レーザ駆動装置６、ＲＦアンプ６４、フォーカス制御回路８、トラック制御回路９、データ再生回路６０、ＰＬＬ回路６１、スピンドルモータ制御回路６２等は、バス６３を介して制御部７に接続されている。制御部７には、ＣＰＵ７０が設けられており、ＣＰＵ７０はインタフェース回路７１を介してホスト装置２００から提供される動作コマンドに従って、光ディスク装置１全体の制御を行っている。また、ＣＰＵ７０は、ＲＡＭ７２を作業エリアとして使用し、不揮発メモリＮＶ−ＲＡＭ７４に記録された装置個体毎のパラメータを適宜参照し、ＲＯＭ７３に記憶されたプログラムを実行する。

図２は、本実施形態に係る光ディスク装置１のレーザ発光素子３３のレーザパワーの変化の状況を模式的に示す図である。光ディスク装置１は、マルチパルス方式（記録マークを形成する際に複数のサブパルスを発生させる方式）によってデータを光ディスク１００に記録する形態である。データ記録時（ライト時）には、レーザ発光素子３３は、ピークパワー（Peak Power）と呼ばれる発光パワーとボトムパワー（Bottom Power）と呼ばれる発光パワーを図２に例示したように交互に繰り返しながら発生し、光ディスク１００のトラックに記録マークを形成する。ピークパワーやボトムパワーを発生する各サブパルスのパルス数やパルス幅の諸元やこれらの組み合わせは、一般にストラレジ、或いはライトストラテジと呼ばれており、光ディスク１００の種類に応じて規格化されている。

近時の高密度記録媒体、例えば記録型のＨＤ ＤＶＤでは、サブパルスの間隔は非常に短くなっており、図２に例示したように隣接するピークパワーのサブパルスの間隔は、例えば約１５ナノ秒という短い間隔となっている。

記録データを消去する時には、レーザ発光素子３３はピークパワーよりも小さなイレースパワー（Erase Power）を発生し、光ディスク１００の記録層を結晶化し、スペースを形成する（即ち、記録マークを消去する）。

一方、データ再生時（リード時）には、レーザ発光素子３３は、リードパワー（Read Power）と呼ばれる発光パワーを連続して発生する。リードパワーはイレースパワーよりさらに小さく、リードパワーによって記録層の相状態が変化することはない。

これらのピークパワー、ボトムパワー、イレースパワー、及びリードパワーの各発光パワーや発光タイミングは、レーザ駆動装置６において制御されている。

図３は、本実施形態に係るレーザ駆動装置６の構成例を示す図である。レーザ駆動装置６は、上記のピークパワー、ボトムパワー、イレースパワー、及びリードパワーの４種類の発光パワーを独立に制御する４系統を備えている。各系統の出力側には、夫々の発光パワーに対応する基準駆動電流を増幅する電流アンプ２３、２４、２５、２６がそれぞれ設けられている。増幅された各駆動電流は系統毎に夫々設けられているスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、及びＳＷ４のスイッチング制御によって発光タイミングが制御される。レーザ駆動装置６の最終段では、各系統から出力される駆動電流が加算器２７、２８、及び２９にて加算され、レーザ発光素子３３に出力される。

ピークパワー、ボトムパワー、イレースパワー、及びリードパワーの４系統のうち、イレースパワー系とリードパワー系では、フィードバック制御を用いたＡＰＣ（Auto Power Control）が行われている。まず、ＡＰＣを行っているイレースパワー系とリードパワー系の動作について説明する。

イレースＤＡＣ１３は制御部７のＣＰＵ７０により設定されたイレース基準データＤＥｒｅｆをＤＡ変換して、イレース基準電流ＩＥｒｅｆを出力する。このイレース基準電流ＩＥｒｅｆは、目標とするイレースパワー、即ち目標イレースパワーを示す。

一方、レーザ発光素子３３の実際のイレースパワーは、パワー検出部３４から出力されるモニタ信号（受光信号）である出力電流Ｉｆｍに対応しており、この出力電流Ｉｆｍは、抵抗器によって電圧変換された後、サンプルホールド回路１２でサンプリングされる。サンプルホールド回路１２は、図２におけるイレースパワー発生時の時刻ｔｅのようなタイミングで、イレースパワーをサンプルし、サンプルしたイレースサンプル電圧ＶＥｓｈをイレースＡＰＣ(auto-power controller)１９に出力する。また、イレースサンプル電圧ＶＥｓｈは、スイッチＳＷ５を介してＡＤＣ１８に入力され、ＡＤ変換されたイレースサンプル電圧ＶＥｓｈはイレース時の発光パワーを示す値としてＣＰＵ７０によって読み込まれる。

イレースＡＰＣ１９は、イレース基準電流ＩＥｒｅｆを内部でイレース基準電圧ＶＥｒｅｆに変換し、その電圧とイレースサンプル電圧ＶＥｓｈとを比較する。イレースＡＰＣ１９は、両者が等しくなるように、ＡＰＣ制御されたイレース電流ＩＥａを出力する。例えば、イレースサンプル電圧ＶＥｓｈがイレース基準電圧ＶＥｒｅｆより小さい場合、出力イレース電流ＩＥａは増加される。逆に、イレースサンプル電圧ＶＥｓｈがイレース基準電圧ＶＥｒｅｆより大きい場合、出力イレース電流ＩＥａは減少される。

電流アンプ２４はイレース電流ＩＥａを増幅し、イレース電流ＩＥを出力する。スイッチＳＷ２は、データ記録時（ライト時）のうち、イレース期間中、即ち、スペース書き込み期間中（図２参照）にＯＮ状態となる。その結果、電流アンプ２４により増幅されたイレース電流ＩＥは、イレース期間中にだけ加算器２８及び加算器２７を介してレーザ発光素子３３を駆動する。

なお、電流アンプ２４の入力電圧は、イレース電流ＩＥａの大きさを示すものである。この入力電圧は、スイッチＳＷ５を介してＡＤＣ１８に入力され、ＡＤ変換されたイレース電流ＩＥａは、ＣＰＵ７０により読み込まれる。

次に、リードパワー系の動作について説明する。

リードＤＡＣ１６はＣＰＵ７０により設定されたリード基準データＤＲｒｅｆをＤＡ変換して、リード基準電流ＩＲｒｅｆを出力する。このリード基準電流ＩＲｒｅｆは、目標リードパワーを示すものである。

他方、レーザ発光素子３３の実際のリードパワーは、パワー検出部３４から出力されるモニタ信号（受光信号）である出力電流Ｉｆｍに対応しており、この出力電流Ｉｆｍは、抵抗器によって電圧変換された後、ローパスフィルタ１４によって濾波される。サンプルホールド回路１５は、リードパワー発生時の時刻ｔｒ（図２参照）のようなタイミングで、ローパスフィルタ１４の出力値をサンプルし、サンプルしたリードサンプル電圧ＶＲｓｈをリードＡＰＣ２１に出力する。リードサンプル電圧ＶＲｓｈは、リード時の発光パワーに対応する電圧値である。

リードＡＰＣ２１は、リード基準電流ＩＲｒｅｆを内部でリード基準電圧ＶＲｒｅｆに変換し、その電圧とリードサンプル電圧ＶＲｓｈとを比較する。リードＡＰＣ２１は、リード基準電圧ＶＲｒｅｆとリードサンプル電圧ＶＲｓｈが等しくなるように、ＡＰＣ制御されたリード電流ＩＲａを出力する。例えば、リードサンプル電圧ＶＲｓｈがリード基準電圧ＶＲｒｅｆより小さい場合、リード電流ＩＲａは増加される。逆に、リードサンプル電圧ＶＲｓｈがリード基準電流ＩＲｒｅｆより大きい場合、リード電流ＩＲａは減少される。

電流アンプ２５はリード電流ＩＲａを増幅し、リード電流ＩＲを出力する。スイッチＳＷ３はデータ再生時（リード時：図２参照）にＯＮ状態となる。その結果、電流アンプ２５により増幅されたリード電流ＩＲは、データ再生時にだけ加算器２９、２８、２７を介してレーザ発光素子３３を駆動する。

なお、電流アンプ２５の入力電圧は、リード電流ＩＲの大きさを示すものである。この入力電圧は、スイッチＳＷ５を介してＡＤＣ１８に入力され、ＡＤ変換されたリード電流ＩＲはＣＰＵ７０により読み込まれる。また、リード時の発光パワーに対応するリードサンプル電圧ＶＲｓｈも、ＳＷ５を介してＡＤＣ１８に入力され、ＡＤ変換されたリードサンプル電圧ＶＲｓｈは、ＣＰＵ７０に読み込まれる。

ところで、リードパワー系にあるローパスフィルタ１４及びサンプルホールド回路１５は、データ記録時には、ピークパワー、ボトムパワー、およびイレースパワーの平均パワーPave（図６参照）に対応する平均値ＶＡｓｈを出力する。この平均値ＶＡｓｈも、スイッチＳＷ５を介してＡＤＣ１８に入力され、ＡＤ変換された平均値ＶＡｓｈは、ＣＰＵ７０により読み込まれる。尚、スイッチＳＷ３はライト時にＯＦＦ状態を維持する。

次に、ピークパワー系及びボトムパワー系の動作について説明する。これら２つの系では、ＡＰＣ動作を行っておらず、制御部７のＣＰＵ７０から設定される基準データ（指令駆動電流値）に基づいてレーザ発光素子３３の駆動電流を制御するＡＣＣ（Auto Current Control）方式を用いている。

ピークパワー系において、ピークＤＡＣ１１はＣＰＵ７０により設定されたピーク基準データＤＰｒｅｆをＤＡ変換して、ピーク基準電流ＩＰｒｅｆを出力する。このピーク基準電流ＩＰｒｅｆは目標ピークパワーに対応するものである。電流アンプ２３はピーク基準電流ＩＰｒｅｆを増幅し、ピーク電流ＩＰを出力する。

スイッチＳＷ１は、データ記録時（ライト時）のうち、ピークパワー期間中（図２参照）にＯＮ状態となる。その結果、電流アンプ２３により増幅されたピーク電流ＩＰは、ピークパワー期間中にだけ加算器２７を介してレーザ発光素子３３を駆動する。

図２に示したように、ピークパワーを発光する期間は非常に短時間、例えば約１０ナノ秒、で繰り返されるため、これに応じてＳＷ１も短時間でＯＮ、ＯＦＦを繰り返すことになる。

なお、電流アンプ２３の入力電圧は、ピーク基準電流ＩＰｒｅｆの大きさを示すものである。この入力電圧は、スイッチＳＷ５を介してＡＤＣ１８に入力され、ＡＤ変換されたピーク基準電流ＩＰｒｅｆは、ＣＰＵ７０により読み込まれる。

ボトムパワー系の動作は、ピークパワー系の動作とほぼ同様のものである。

ボトムＤＡＣ１７は、ＣＰＵ７０により設定されたボトム基準データＤＢｒｅｆをＤＡ変換して、ボトム基準電流ＩＢｒｅｆを出力する。このボトム基準電流ＩＢｒｅｆは目標ボトムパワーに対応するものである。電流アンプ２６はボトム基準電流ＩＢｒｅｆを増幅し、ボトム電流ＩＢを出力する。

スイッチＳＷ４は、データ記録時（ライト時）のうち、ボトムパワー期間中（図２参照）にＯＮ状態となる。その結果、電流アンプ２６により増幅されたボトム電流ＩＢは、ボトムパワー期間中だけ、加算器２８、２７を介してＬＤを流れる。レーザ発光素子３３を駆動する。

なお、ボトムパワーを発光する期間も、ピークパワー期間と同様に非常に短時間で繰り返されるため、これに応じてＳＷ４も短時間でＯＮ、ＯＦＦを繰り返すことになる。

上記構成の内、各駆動電流を切換えてＡＤＣ１８に出力するスイッチＳＷ５と、駆動電流をＡＤ変換しＣＰＵ７０に出力するＡＤＣ１８とで電流検出部を構成している。また、ＣＰＵ７０で求められた駆動電流値（指令駆動電流値）が設定されるピークＤＡＣ１１、ボトムＤＡＣ１７、及び電流アンプ２３、２６とで電流駆動部を構成している。

（２）レーザパワー制御方法（第１の実施形態）
上記のように構成された光ディスク装置１、及びレーザ駆動装置６において、レーザ発光素子３３のレーザパワーを制御する方法について以下に詳しく説明する。

図４は、レーザ発光素子３３の発光パワーとＬＤ駆動電流の関係（ＩＬ特性）を示す図である。光ディスク１００の記録層に形成される記録マークの品質は、レーザ発光素子３３のピークパワーの精度に大きく依存する。記録マークの品質が劣化すると、この記録マークを再生したときの再生信号の品質が低下することになる。従って、ピークパワーが目標値に一致するよう、レーザ発光素子３３の駆動電流（ピーク電流）を精度よく制御する必要がある。

従来は、ピークパワーを発生するためのピーク電流の大きさを変化させながら、レーザ発光素子３３の発光パワーをフォトダイオード等の受光素子を用いて測定し、目標ピークパワーを発生するためのピーク電流を決定していた。このとき、発光パワーの測定は、ピークパワー発生時の受光素子の出力電流又は出力電圧をピークホールド回路でホールドし、ホールドした値をＡＤ変換してＣＰＵが読み込んでいた。

しかしながら、光ディスクに記録するデータの高密度化が進み、併せて記録時のディスク回転数の上昇化が進むにつれて、より高速な応答特性を持つとともに、より精度の高いピークホールド回路が必要となってきた。このようなピークホールド回路を使用すると、光ディスク装置の製造コストは上昇する。以上のことは、ピークパワーと同様に短時間での高速切換が必要なボトムパワーについてもあてはまる。

そこで、本実施形態では、ピークパワーやボトムパワーを高速でサンプリングし、これらの実測値に基づいてピーク電流やボトム電流を決定するという従来の方法ではなく、ＩＬ特性をまず推定し、その駆動電流対発光パワー特性に基づいて、目標ピークパワーや目標ボトムパワーに対応するピーク電流やボトム電流、即ち最適なピーク電流や最適なボトム電流を決定する手法を採っている。

最適なピーク電流や最適なボトム電流は、制御部７で決定する。より具体的には、例えば、制御部７のＣＰＵ７０が、最適電流決定のためのソフトウェアを実行することにより最適なピーク電流や最適なボトム電流を決定する。決定された最適なピーク電流や最適なボトム電流は、図３におけるピーク基準データＤＰｒｅｆやボトム基準データＤＢｒｅｆとして、それぞれ、ピークＤＡＣ１１とボトムＤＡＣ１７に設定される。

この手法では、ＩＬ特性を精度良く推定することが重要となる。前述したように、ＩＬ特性は温度に大きく依存して変化するため、光ディスク装置１の電源投入後の経過時間や周囲温度によってＩＬ特性は変化する。このため、ＩＬ特性が変化することを前提としてＩＬ特性を高精度に推定する必要がある。以下に、ＩＬ特性の推定方法について説明する。

まず、ＩＬ特性の近似式を次の（式１）のように表す。
［数１］
P = f(I | α，β，…) （式１）
ここで、発光パワーＰは駆動電流Ｉの関数であり、関数f はパラメータとしてα、β、…を持つということを意味する。パラメータの数は限定していない。

f(I | α，β，…)の例として、次の（式２）や（式３）が一般的に考えられる。
［数２］
Ｐ = f(I | α，β，…) = αI + β （式２）
Ｐ = f(I | α，β，…) = αI + β + γI ² （式３）

図５は、実際のＩＬ特性の一例を示す図である。図５に示したように、実際のＩＬ特性は比較的低温時には直線的になり、（式２）の１次式で近似できる。一方、高温時には発光効率が落ちてくるため、（式３）の２次式で近似した方が精度が良くなる。（式２）及び(式３)は、いずれも冪関数であるが、必ずしもこの形に限定するわけではなく、以下の例のように複数の関数の組み合わせからなる関数としても良い。ただし、 EQ I\s\do(1) 、 EQ I\s\do(2) ，…は直線の交点などとする。

ＩＬ特性 f(I | α，β，…) がわかっていれば、その逆関数 f^-1(Ｐ | α，β，…)を用いることで、目標パワーを実現する指令駆動電流が計算できる。

例えば、（式２）、（式３）に対する逆関数 f^-1(Ｐ | α，β，…)はそれぞれ以下のように表される。（式６）の最右項については|γ| << １，γ＜０、β＜０、Ｐ＞０とした時の近似式である。

次に、図６を用いてイレースパワーと平均パワーの関係を説明する。イレースパワーは、サンプルホールド回路１２を用いてスペース区間でサンプルしたパワーが、目標イレースパワーに等しくなるようイレースＡＰＣ１９により帰還制御を行うことで制御される。ＡＰＣ動作によって目標イレースパワーで発光しているレーザ発光素子３３の駆動電流値を、ＡＤ変換器１８を介して取得する。

一方、平均パワーはパワー検出部３４（フロントモニタ）の出力をローパスフィルタ１４へ通過させ、高周波数成分を除去したものをサンプルホールド回路１５によりサンプルして、ＡＤ変換器１８を介して取得する。平均パワー及びイレースパワーは、図２及び図６から分かるように、数１０ナノ秒といったような速い周期の変化は含んでおらず、これらと測定するパワー検出部３４やサンプルホールド回路１２、１５は高速な応答性は要求されない。

次に、本実施形態に係るレーザパワー制御方法の具体例について説明する。

上述したように、本実施形態では、高価な高速応答／高精度ピークホールド回路や広帯域特性をもつパワー検出部３４（フロントモニタ）を使用することなく取得することができる、次のような電流測定値及び発光パワーを用いて、レーザ発光素子３３のＩＬ特性を推定する。

(a) ライト時におけるイレースパワー測定値とこれに対応するイレース電流測定値
(b) ライト時における平均パワー測定値とこれに対応するイレース電流測定値、ピーク電流測定値、ボトム電流測定値
(c) リード時におけるリードパワー測定値とこれに対応するリード電流測定値

上記の(a)乃至（c）の総てを利用せず、これらのうち一部のみを用いてＩＬ特性を推定することも可能である。ここでは、代表例として、(a)と(b)とを用いたＩＬ特性の推定方法について説明する。

図７は、本実施形態に係るレーザパワー制御方法（第１の実施形態）の一例を示すフローチャートである。図７中の各ステップはＣＰＵ７０の制御の下に実行される。

まず、ステップＳＴ１では、目標パワーの設定を行なう。具体的には、ＣＰＵ７０が、予め決められた目標ピークパワーPp、目標イレースパワーPe、及び目標ボトムパワーPbをＲＡＭ７１等の適宜のメモリにロードする。さらに、目標ピークパワーPp、目標イレースパワーPe、及び目標ボトムパワーPbの夫々に対応するピーク基準データＤＰｒｅｆ、イレース基準データＤＥｒｅｆ、及びボトム基準データＤＢｒｅｆを、夫々ピークＤＡＣ１１、イレースＤＡＣ１３、及びボトムＤＡＣ１７に設定する。

次に、ステップＳＴ２にて、現在使用しようとするライトストラテジから、パルスのデューティ比を計算する。一例として、図８のようなライトストラテジが使用される場合、パルスのデューティ比は以下のように計算される。

ここで、dp，de，dbはそれぞれピークパワー、イレースパワー、ボトムパワーのデューティを表し、dp＋de＋db＝１である。また、Ａはデータ周期であり、Ｂ、Ｃ、Ｄは１データ周期中のピークパルス幅、Ｅはイレース幅、Ｈはボトム幅である。スペース長、マーク長の影響を考慮する場合はそれらの出現頻度で重み付けをして平均を取っても良い。

ステップＳＴ３では、ＩＬ特性近似式で用いられるパラメータの初期値設定を行う。図９は、ステップＳＴ３の細部の処理例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳＴ１１にて、プリセット値が使えるか否かの判定を行う。プリセット値が使える場合には、ＲＯＭ７３に保存されているプリセット値をロードする（ステップＳＴ１２）。他方、プリセット値が使えないと判定された場合には、不揮発性メモリＮＶ−ＲＡＭ７４に保存されている前回のパラメータをロードする（ステップＳＴ１３）。ここで、前回のパラメータとは、過去に当該光ディスク１００、或いは他の光ディスクに対して本光ディスク装置１が記録を行った場合の直近の記録時の最後に保存されたパラメータのことである。

例えば、前回の書き込み時のパラメータがＮＶ−ＲＡＭ７４に残っていない場合には、当然ながらステップＳＴ１１ではプリセット値が使えないと判定する。また、レーザ発光素子３３の使用期間が短く、かつ温度が常温の場合等では、ＩＬ特性はそれ程大きく変化していないと考えられるため、出荷時等に設定しＲＯＭ７３に保存したパラメータのプリセット値が使用可能と判定する。

次に、ステップＳＴ１４では、ＩＬ特性近似式の形式がロードしたパラメータに対応する近似式の形式と同じとするか否かを判断する。例えば、ロードしたパラメータが１次式（式２）に対応するものである一方、現在の温度が高く、このため近似式としては２次式（式３）の方が適切であると判断されるような場合には（ステップＳＴ１４のＮｏ）、ステップＳＴ１６へ進み近似式の形式の違いに応じてパラメータの変換を行う。

例えば、用いようとする近似式が２次式であり、ロードしたパラメータが１次式に対応するものであった場合には、以下のような変換を行い、変換した新たなパラメータを初期値として次のステップへ進む（ステップＳＴ１５）。

ここで、左辺のα，β，γが２次式に対応するパラメータであり、右辺の EQ α\s\do(load) ， EQ β\s\do(load) が保存されていた１次式に対応するパラメータである。

一方、ＩＬ特性近似式の形式がロードしたパラメータに対応する近似式の形式と同じと判断される場合には（ステップＳＴ１４のＹｅｓ）、ロードしたパラメータをそのまま初期値として次のステップへ進む（ステップＳＴ１５）。

図７に戻り、ステップＳＴ４で記録開始のトリガ（指示）を待つ。記録が開始されると、ステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５では、最新のＩＬ特性近似式の逆関数f^-1 (I | α，β，…)から目標ピークパワーＰｐ及び目標ボトムパワーＰｂでレーザ発光素子３３を発光させるための指令駆動電流値Ip、Ibを夫々以下の式により計算する。

［数７］
Ip = f^-1(Ｐp | α，β，…) （式１３）
Ib = f^-1(Ｐb | α，β，…) （式１４）

図７のフローでは、ＩＬ特性近似式のパラメータを更新することによりＩＬ特性近似式自体が逐次更新されるが、ステップＳＴ５ではその最新のＩＬ特性近似式を用いて指令駆動電流値Ip、Ibを計算する。なお、記録開始の初回目では、ステップＳＴ３にて設定されたパラメータ初期値が使用される。

次のステップＳＴ６では、ステップＳＴ５で算出された指令駆動電流値Ip、Ibを夫々ピーク基準データＤＰｒｅｆ及びボトム基準データＤＢｒｅｆとして、レーザ駆動装置６のピークＤＡＣ１１及びボトムＤＡＣ１７に設定する。

この段階で、設定された指令駆動電流値Ip、Ibに基づいてレーザ発光素子３３からピークパワー、ボトムパワーが出力され、光ディスク１００に対する記録が開始される。なお、イレースパワーについては、ＡＰＣ動作によって上記処理とは独立にその発光パワーが制御される。

記録が開始されると、発光パワー、及びそれに対応する駆動電流を検出する（ステップＳＴ７）。具体的には、イレースパワー（図３ではサンプルホールド回路１２の出力電圧ＶＥｓｈ）、イレース電流（イレースＡＰＣ１９の出力端子電圧）をＡＤ変換器１８を通してデジタル信号として取り込む。また、記録時のサンプルホールド回路１５の出力電圧（図３ではＶＡｓｈ）を平均パワーPaveとしてＡＤＣ１８から取得する。さらに、ボトム電流（ボトムＤＡＣの出力電圧ＩＢｒｅｆ）とピーク電流（ピークＤＡＣの出力電圧ＩＰｒｅｆ）も取得しておく。なお、平均パワーPaveと、イレースパワーPe、ピークパワーPp及びボトムパワーPbとの間には以下の関係が成り立つ。
［数８］
Pave = de Pe + dp Pp + db Pb （式１５）

ステップＳＴ８では、ステップＳＴ７で取得したイレースパワーＰe、対応するイレース電流Ｉe、及び平均パワーPaveと対応するボトム電流Iｂ、イレース電流Iｅ、ピーク電流Ｉｐ、さらにステップＳＴ２で計算した各パルスデューティ比ｄe、ｄp、ｄｂを用いてＩＬ特性近似式のパラメータを計算し、更新する。具体的には、次のように行う。

まず、現在のＩＬ特性近似式f (I | α，β，…)を用いて推定イレースパワーPe_E、推定ピークパワーPp_E、及び推定ボトムパワーPb_E、を次のように計算する。
［数９］
Pe_E = f (Ie | α，β，…) （式１６）
Pp_E = f (Ip | α，β，…) （式１７）
Pb_E = f (Ib | α，β，…) （式１８）
なお、上記各式におけるイレース電流Iｅ、ピーク電流Ｉｐ、及びボトム電流Iｂは、ステップＳＴ７で検出された観測量である。

推定平均パワーPave_Eと、推定イレースパワーPe_E、推定ピークパワーPp_E、及び推定ボトムパワーPb_Eとの間には、(式１５)と同様に次の関係が成り立つ。
［数１０］
Pave_E = de Pe_E + dp Pp_E + db Pb_E （式１９）

ここで、推定量と観測量の一致の尺度として、例えば、次式で計算される推定誤差Ｅを定義する。

この推定誤差E を最小化するパラメータα，β，…を推定する方法の１つとして最急勾配法を用いる方法がある。最急勾配法では、推定誤差E が順次小さくなるようにパラメータα，β，…を更新していく。各パラメータの更新量δα，δβ，…（現在のパラメータ値との差分）は以下のように計算できる。

なお、ＩＬ特性近似式を１次式（式２）とした場合は上記δα，δβは以下のように計算できる。

平均電流Iaveは、上記の計算によって求めても良いし、レーザ駆動装置６のハードウェアによって求めても良い。図１０は、平均電流Iaveをハードウェアで求める実施形態のレーザ駆動装置６ａの構成例を示したものである。この実施形態では、レーザ駆動装置６ａの最終段に、ローパスフィルタＬＰＦ５１を設けて駆動電流を平滑化し、ＬＰＦ５１から出力される平均電流Iaveをサンプルホールド回路Ｓ／Ｈ５２でサンプリングし、ＳＷ５、ＡＤＣ１８を介してＣＰＵ７０に取り込んでいる。

ＩＬ特性近似式を２次式（式３）とした場合は、α、β、γの各更新量δα、δβ、δγは以下のようになる。

上記の（式２３）、(式２４)、及び（式２６）乃至（式２８）には割り算が含まれておらず、計算コストが少なくて済むという利点もある。

上記更新式で得られた更新量δα、δβ（或いはδα、δβ、δγ）を用いて、パラメータα，β，…を以下のように更新する。
［数１５］
α ← α - k × δα （式２９）
β ← β - k × δβ （式３０）
：
：
ここで、k は更新量を調整するパラメータである。k は固定値でもよく、この他更新回数に依存する値、或いは推定誤差E に依存する値等にしても良い。

上記のようにステップＳＴ８で計算し更新したパラメータα，β，…を、ステップＳＴ９にてＩＬ特性近似式に代入し、ＩＬ特性近似式を更新する。その後、ステップＳＴ５へ戻り、周期的にループ処理することで発光パワーを制御することができる。

本実施形態に係るレーザパワー制御方法によれば、ＩＬ特性が温度等によって変動した場合でも、またＩＬ特性が線形特性ではなく非線形性を伴う特性の場合であっても、ＩＬ特性の変動に追従して逐次精度を高めながらＩＬ特性を推定することが可能となる。

光ディスク１００に対する記録動作が終了した時は、パラメータタα，β，…と近似関数情報（f(I | α，β，…)の形式情報（１次式であるのか２次式であるのか等の判別情報）を不揮発性メモリＮＶ−ＲＡＭ９２等に保存する。また、最新のデータだけでなく、過去の履歴情報を残しても良い。なお、ライトストラテジを変更する場合には、図７のフローの開始点から再度始めればよい。

なお、光ディスク装置１の構成の内、近似式更新部は、上記のステップＳＴ８，９の処理を実行する手段に該当し、また指令駆動電流算出部は、上記のステップＳＴ５の処理を実行する手段に該当する。

（３）レーザパワー制御方法（第２乃至第６の実施形態）
上述した実施形態の他にも種々の実施形態が可能である。

図１１は、第２の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態（図７）と同じ処理には同じステップ番号を付している。

第２の実施形態に係るレーザパワー制御方法では、ステップＳＴ１００にて推定精度が低いか否かを判断し、推定精度が低い場合には、ステップＳＴ１０１へ進み、過去に測定した発光パワーとこれに対応する駆動電流とを、パラメータの更新用データに含める処理を行っている。

推定精度が低くなる理由として、大きな観測ノイズの混入等が考えられるが、推定精度の低下は、例えば、更新量δα、δβの大きさ等から判断することができる。

このような場合には、過去に取得したイレースパワー測定値と対応するイレース電流測定値、平均パワー測定値と対応するイレース電流、ピーク電流、ボトム電流のうち、総て或いは一部をロードし、これらも更新用のデータに含めても良い。

また同様に、平均パワーとイレースパワーの値が近いなどの理由により推定の精度が落ちるが落ちる場合は、過去のリードパワー測定値とこれに対応するリード電流測定値を含めてもよい。これらの追加データは周囲の条件（温度など）が同じものを利用することが望ましい。例えば、ライトシーケンスの合間に低頻度でリードシーケンスを挿入することで、周囲条件がそろった、平均パワー、イレースパワー、リードパワーが得られる。

一般に、更新に用いるデータが多いほど、ロバストな推定を行うことができる。また、パラメータの数より更新データの数が少ないと、パラメータを一意に決められなくなるので、それを避けるためにも更新データは多い方が良い。

なお、更新データにリードパワーとリード電流を含める場合は、推定リードパワー EQ Pr_E を、観測したリード電流Ir を用いて以下の式によって計算し、

更新量δα，δβ，…の求め方は（式２１）、（式２２）を用いて求めることができる。

過去のデータを含む場合も上記と同様に二乗誤差の項を増やして推定誤差を定義し直し、更新式を計算すればよい。

図１２は、第３の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャートである。第３の実施形態に係るレーザパワー制御方法では、パラメータの更新量が所定の閾値よりも大きくなった場合には、更新量に制限を課す形態としている。パラメータ更新の開始時や周囲温度が激しく変動する場合等においては、一般に更新量が大きくなるが、このような場合に更新量に制限を加えることによって収束の安定性が増す。

具体的には、ステップＳＴ２００でパラメータの増減量が所定の閾値以内か否かを判定し、閾値を超える場合には、パラメータの更新量（増減量）を閾値（上限或いは下限）にリミットして設定し、パラメータを更新している（ステップＳＴ２０１）。パラメータの増減量が所定の閾値以内の場合には、計算された更新量を用いてパラメータを更新する（ステップＳＴ２０２）。

図１３は、第４の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャートである。第４の実施形態に係るレーザパワー制御方法では、ステップＳＴ３００に示したように、総てのパラメータを更新するのではなく、パラメータの一部を更新する形態としている。これにより計算コストが減る。例えば、ＩＬ特性の傾きが既知であり、オフセットのみを調整したい時等に適用する。この場合、例えばパラメータα、β（或いはα、β、γ）のうち、オフセットに対応するβのみを更新する。

図１４は、第５の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャートである。第１乃至第４の実施形態に係るレーザパワー制御方法では、検出された発光パワーと駆動電流に基づいてパラメータタα，β，…を１回更新した後はそのパラメータを直ぐにＩＬ特性近似式に代入してＩＬ特性近似式を更新する方法をとっている。

これに対して、第５の実施形態に係るレーザパワー制御方法では、検出された発光パワーと駆動電流に基づいてパラメータタα，β，…を複数回更新する方法をとっている。

この方法は、例えば、ＩＬ特性近似式の更新の開始直後や周囲温度変動が激しい場合等、ＩＬ特性近似式の推定精度がそれ程高くないと考えられる場合等で有効である。

図１４のステップＳＴ４００では、ＩＬ特性近似式の推定精度を判定し、推定精度が低いと判断される場合は（ステップＳＴ４００のＮｏ）、ステップＳＴ８に戻り、パラメータタα，β，…の計算及び更新を複数回繰り返す。

推定精度の判定方法は、特に限定するものではないが、例えば、更新量δα、δβ・・・
の大きさや、繰り返しループ（ステップＳＴ９からステップＳＴ５へ戻るループ、或いはステップＳＴ４００からステップＳＴ８へ戻るループ）の処理回数等に基づいて判断すればよい。

図１５は、第６の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャートである。第６の実施形態に係るレーザパワー制御方法は、ＩＬ特性近似式の形式をＩＬ特性近似式の更新の途中で変更可能とする形態である。

例えば、低温時には１次式（式２）で表される近似式を用い、高温時には２次式（式３）で表される近似式を用いる。この方法によれば、温度等によって変化する実際のＩＬ特性により近似した近似式が選択されるため、ＩＬ特性の推定精度が向上する。

具体的には、図１５のステップＳＴ５００において、温度等の情報から近似式を変更するか否かの判定を行い、変更する場合にはステップＳＴ５０１にてパラメータタα，β，…を変更する近似式の形式に対応させて置き換えを行う。さらに、ステップＳＴ５０２にて、ＩＬ特性近似式及びその逆関数を現在の関数から変更しようとする関数に置き換える。以降の処理は上記の他の実施形態と同様に行う。

（４）レーザパワー制御方法（その他の実施形態）
第１乃至第６の実施形態において、さらにＩＬ特性近似式の更新頻度を可変とする形態としてもよい。例えば、レーザ発光素子３３の温度変動が激しいときや、ＩＬ特性近似式の更新を開始した直後等では頻繁に更新を行い、逆に温度変動が落ち着いた時や更新回数が十分な回数に達した時は更新頻度を落とす等の処理を付加してもよい。

また、第１乃至第６の実施形態に係るレーザパワー制御方法では、ＩＬ特性近似式のパラメータを更新する方法の一例として最急勾配方を用いる方法を説明したが、ＣＰＵ７０の計算能力が高い場合は、最急勾配方に換えてより収束性が速いニュートン法等を用いる形態としてもよい。

ニュートン法を用いる場合、各パラメータの更新量δα，δβ，…は以下のように計算できる。

なお、ニュートン法を用いて各パラメータの更新量δα，δβ，…を計算した場合、各パラメータタα，β，…の更新式（（式２９）、(式３０)）における係数ｋは、一般的には１に設定する。

また、ニュートン法の代わりとして（式３３）の EQ H\s\up(-1) を直接計算しない準ニュートン法などを用いることも可能である。

さらに、パラメータタα，β，…の更新方法を処理の途中で適宜変更可能とする形態としてもよい。例えば、初期パラメータをロードした直後はニュートン法を用い、更新量が十分小さくなった後に、最急降下法に切り替える、などとしてもよい。

また、ＩＬ特性近似式が（式２）や(式３）のようにパラメータと変数の線形和で表されるばあい、（式２０）や（式３２）で定義されるような二乗誤差Eを最小化するパラメータは、最急勾配法やニュートン法のような逐次更新法を用いなくても１回の計算により得られることが知られている（文献「線形代数 基礎と応用（新井仁之著）P.285」等参照）。

例えば、ＩＬ特性近似式として２次式（式３）を、また、推定誤差Ｅの定義式として（式３２）を用いた場合、推定誤差Ｅを最小化するパラメータは以下の式によって得ることができる。

例えば、ＣＰＵの計算能力がある場合はパラメータ更新の初回だけを上記の式で求め、その次以降のＩＬ特性の微変動に対しては逐次更新法を用いて追従させる、等の形態としてもよい。

また、（式１６）乃至(式１８)において、推定イレースパワーPe_E、推定ピークパワーPp_E、及び推定ボトムパワーPb_Eを算出する際に、駆動電流（イレース電流Iｅ、ピーク電流Ｉｐ、及びボトム電流Iｂ）の電流観測値を用いているが、これらの電流観測値の一部を指令電流値とする形態としても良い。例えば、ピーク電流Ｉｐ、及びボトム電流Iｂは、図３に示したＩＰｒｅｆ、ＩＢｒｅｆをＡＤＣ１８を介して取得してもよいが、これらの値は、図７のステップＳＴ１で設定する値と実質的に同一であるので、観測値の代わりにこの設定値を用いても良い。

ところで、記録マークを形成するライトストラテジの種類によっては、図１６に例示したように、ピークパワーPp、イレースパワーPe、及びボトムパワーPbの３レベルの波形以外に、ブーストパルスと呼ばれる波形をサブパルス列の前縁側と後縁側とに付加する場合がある。

この場合であっても、ブーストパルスを含めた平均パワーPaveや平均電流Iaveを測定、或いは計算することによって、上述した処理と同様にIL特性近似式を推定することができる。従って、目標ブーストパルスパワーが与えられれば、それを実現する指令電流がIL特性近似式から計算できる。

以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、ＩＬ特性が温度等によって変動した場合でも、またＩＬ特性が線形特性でなく非線形性を伴う特性の場合であっても、ＩＬ特性の変動に追従して逐次精度を高めながらＩＬ特性を推定することが可能となる。この結果、高価な高速・高精度かつ広帯域なピークホールド回路やパワー検出部（フロントモニタ）を使用することなく、常に要求された発光パワーでレーザ発光素子３３が発光するようにレーザパワーを制御すことができる。

なお、本発明は上記の各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の構成例を示す図。 ライトストラテジを含めたレーザ発光素子の発光パワーの一例を示す図。 本発明の一実施形態に係るレーザ駆動装置の構成例を示す図。 レーザ発光素子のＩＬ特性を模式的に説明する図。 複数の温度におけるレーザ発光素子のＩＬ特性の実測例を示す図。 平均パワーとイレースパワーとの関係を説明する図。 第１の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャート。 デューティ比の計算を説明するためのライトストラテジの一例を示す図。 パラメータ初期値の設定の細部処理例を示すフローチャート。 平均電流を求める機能を付加したレーザ駆動装置の構成例を示す図。 第２の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャート。 第４の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャート。 第５の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャート。 第６の実施形態に係るレーザパワー制御方法の一例を示すフローチャート。 ブートパルスを含むライトストラテジの一例を示す図。

符号の説明

１ 光ディスク装置
２ スピンドルモータ
３ 光ピックアップ
６ レーザ駆動装置
７ 制御部
１１ ピークＤＡＣ
１３ イレースＤＡＣ
１４ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１６ リードＤＡＣ
１７ ボトムＤＡＣ
１８ ＡＤＣ
３３ レーザ発光素子
３４ パワー検出部
７０ ＣＰＵ
７２ ＲＡＭ
７３ ＲＯＭ
７４ ＮＶ−ＲＡＭ

Claims (18)

1. 光ディスクに記録用または再生用のレーザ光を出力するレーザ発光素子の発光パワーを検出するパワー検出ステップと、
   前記レーザ発光素子を駆動する駆動電流を検出する駆動電流検出ステップと、
   前記レーザ発光素子の駆動電流対発光パワー特性を表わす近似式を、検出された前記発光パワーと検出された前記駆動電流とに基づいて逐次精度を高めながら更新する近似式更新ステップと、
   更新された前記近似式から、目標とする発光パワーに対応する指令駆動電流値を算出する指令駆動電流算出ステップと、
   算出された前記指令駆動電流値に基づいて前記レーザ発光素子を駆動し、前記目標とする発光パワーを前記レーザ発光素子から出力させる電流駆動ステップと、
   を備えたことを特徴とするレーザパワー制御方法。
2. 前記近似式更新ステップは、
   検出された前記駆動電流を前記近似式に適用して得られる推定発光パワーと、検出された前記発光パワーとの差から定義される誤差を減少させるように、前記近似式のパラメータを更新することによって前記近似式を更新する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーザパワー制御方法。
3. 前記近似式更新ステップは、
   前記パラメータの更新量に制限を加えたことを特徴とする請求項２に記載のレーザパワー制御方法。
4. 前記近似式更新ステップは、
   前記近似式が有する複数のパラメータのうち一部のパラメータを更新する、ことを特徴とする請求項２に記載のレーザパワー制御方法。
5. 前記近似式更新ステップは、
   前記近似式を更新するときに、前記近似式のパラメータを複数回更新する、ことを特徴とする請求項２に記載のレーザパワー制御方法。
6. 前記近似式更新ステップは、
   前記近似式の形式を変更して更新することができる、ことを特徴とする請求項２に記載のレーザパワー制御方法。
7. 前記近似式更新ステップは、
   過去に得られた前記推定発光パワーと過去に検出された前記発光パワーとの差から定義される誤差を前記誤差に含め、これらの誤差を減少させるように、前記近似式のパラメータを更新する、ことを特徴とする請求項２に記載のレーザパワー制御方法。
8. 前記近似式更新ステップは、
   前記近似式の更新頻度を、周囲温度及び記録開始からの経過時間の少なくとも一方を含む条件に基づいて変更する、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザパワー制御方法。
9. 前記レーザ発光素子は複数の発光パワーの切換えによって駆動されるレーザ発光素子であり、
   前記パワー検出ステップは、前記複数の発光パワーが平滑された平均発光パワーを検出し、
   前記近似式更新ステップは、前記平均発光パワーを用いて前記近似式を更新する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーザパワー制御方法。
10. 前記レーザ発光素子は複数の発光パワーの切換えによって駆動されるレーザ発光素子であり、
    前記駆動電流検出ステップは、前記複数の発光パワーに対応する複数の駆動電流が平滑された平均駆動電流を検出し、
    前記近似式更新ステップは、前記平均駆動電流を用いて前記近似式を更新する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のレーザパワー制御方法。
11. 光ディスクに記録用または再生用のレーザ光を出力するレーザ発光素子と、
    前記レーザ発光素子から出力される前記レーザ光の発光パワーを検出するパワー検出部と、
    前記レーザ発光素子を駆動する駆動電流を検出する駆動電流検出部と、
    前記レーザ発光素子の駆動電流対発光パワー特性を表わす近似式を、検出された前記発光パワーと検出された前記駆動電流とに基づいて逐次精度を高めながら更新する近似式更新部と、
    更新された前記近似式から、目標とする発光パワーに対応する指令駆動電流値を算出する指令駆動電流算出部と、
    算出された前記指令駆動電流値に基づいて前記レーザ発光素子を駆動し、前記目標とする発光パワーを前記レーザ発光素子から出力させる電流駆動部と、
    を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
12. 前記近似式更新部は、
    検出された前記駆動電流を前記近似式に適用して得られる推定発光パワーと、検出された前記発光パワーとの差から定義される誤差を減少させるように、前記近似式のパラメータを更新することによって前記近似式を更新する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光ディスク装置。
13. 前記レーザ発光素子は複数の発光パワーの切換えによって駆動され、
    前記パワー検出部は、前記複数の発光パワーが平滑された平均発光パワーを検出し、
    前記近似式更新部は、前記平均発光パワーを用いて前記近似式を更新する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光ディスク装置。
14. 前記レーザ発光素子は複数の発光パワーの切換えによって駆動され、
    前記駆動電流検出部は、前記複数の発光パワーに対応する複数の駆動電流が平滑された平均駆動電流を検出し、
    前記近似式更新部は、前記平均駆動電流を用いて前記近似式を更新する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光ディスク装置。
15. レーザ発光素子を駆動する駆動電流を検出する駆動電流検出部と、
    入力される指令駆動電流値に基づいて前記レーザ発光素子を駆動し、前記目標とする発光パワーを前記レーザ発光素子から出力させる電流駆動部と、
    を備え、
    前記指令駆動電流値は、
    外部に設けられるパワー検出部にて検出される前記レーザ発光素子の発光パワーと検出された前記駆動電流とに基づいて、前記レーザ発光素子の駆動電流対発光パワー特性を表わす近似式を逐次精度を高めながら更新し、
    更新された前記近似式から、目標とする発光パワーに対応する駆動電流値として算出された値である、
    ことを特徴とするレーザ駆動装置。
16. 前記近似式は、
    検出された前記駆動電流を前記近似式に適用して得られる推定発光パワーと、検出された前記発光パワーとの差から定義される誤差を減少させるように、前記近似式のパラメータを更新することによって更新される近似式である、
    ことを特徴とする請求項１５に記載のレーザ駆動装置。
17. 前記レーザ発光素子は複数の発光パワーの切換えによって駆動され、
    前記パワー検出部は、前記複数の発光パワーが平滑された平均発光パワーを検出し、
    前記近似式は、前記平均発光パワーを用いて更新される近似式である、
    ことを特徴とする請求項１５に記載のレーザ駆動装置。
18. 前記レーザ発光素子は複数の発光パワーの切換えによって駆動され、
    前記駆動電流検出部は、前記複数の発光パワーに対応する複数の駆動電流が平滑された平均駆動電流を検出し、
    前記近似式は、前記平均駆動電流を用いて更新される近似式である、
    ことを特徴とする請求項１５に記載のレーザ駆動装置。

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