JP2539358B2 - 光学式記録再生装置における半導体レ―ザ劣化判別装置 - Google Patents

光学式記録再生装置における半導体レ―ザ劣化判別装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光学式情報記録再生装置、特にその光源の光
出力安定化に当り光源の劣化を判別する装置に関するも
のである。
(従来の技術) 光学的記録再生装置において情報を情報記録媒体に記
録、再生又は消去する際、記録や消去時は光源の光出力
を高強度、再生時は光出力を低強度にして情報の記録、
再生又は消去等の信号処理を行っている。
かかる光源としては通常半導体レーザが用いられてお
り、光出力安定化を行う手段として半導体レーザの駆動
電流によりその光出力を決める自動光出力制御回路(AP
C回路)が装置に内蔵されている。
しかし、このAPC回路においても経時変化、または過
大電圧の印加に起因するサージ破壊などが原因で起こる
半導体レーザの寿命の劣化が生じると光出力は安定しな
くなり、情報記録媒体としてのディスクへの情報の書き
込みが不安定となり、場合によっては書き込みが不可能
となることがあり、又書き込んだデータの読み取りが不
可能となる場合がある。
従来は所定の範囲で駆動電流を調整しても目標の光出
力が得られない場合を半導体レーザの劣化として判定し
ていた。
(発明が解決しようとする問題点) かかる駆動電流をモニターして基準値(範囲)と比較
し、劣化を判別する判別装置においては、半導体レーザ
の特性のバラツキに合わせて基準値を個々に設定しなけ
ればならず、複雑な装置になるという欠点がある。
本発明は、この欠点を除去した半導体レーザの劣化を
判別する装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段及び作用) 本発明は、半導体レーザに電流値が所定の範囲の駆動
電流を供給する手段と、前記所定の範囲内で選択された
複数の駆動電流に応じる前記半導体レーザからの出力光
量を測定する手段と、前記複数の駆動電流間の電流値の
差に対する前記出力光量の差の比を算出する算出手段
と、この算出手段の出力を所定の基準値と比較する比較
手段とを備え、前記算出手段の出力が所定の基準値を越
えたときに前記半導体レーザの劣化を判別することを特
徴とする。以上の構成により、半導体レーザの駆動電流
の電流値と出力光量との比を算出し、その比が基準値を
越えたかどうかで半導体レーザの劣化が判別される。
(実施例) 第1図〜第3図につき本発明による半導体レーザの劣
化判別の原理を説明する。第1図(a)は半導体レーザ
の駆動電流Iと光出力Wとの関係を示す。本発明の第1
例では光出力の2個所の傾斜を測定するために駆動電流
Iに対する3点、即ち電流In、In+1及びIn+2の値を
測定すると共にこれら駆動電流In、In+1、In+2に対
する光出力Wn、Wn+1、Wn+2の値を測定し、次式で示
すようにこれら電流及び光出力の比pを求める。
この比pに対しある範囲を設定し、その上限をpuL、下
限をpLLとし、これが次式で示す範囲内にある場合に半
導体レーザは劣化していないと判別する。
pLL<p<puL ……(2) 比pが上記式(2)を満足しない場合には光出力は第
1図(b)に示すようになり、これは半導体レーザが劣
化していることを示す。この実施例では迅速な判別を行
うことができる。
第2図に示す例では駆動電流Iの測定点を多数とす
る。即ち多数サンプリングを行って、この場合も各区分
の比pnが上記式(2)を満足する場合には半導体レーザ
は劣化していないと判別する。この実施例ではサンプリ
ング回数が多いため検出時間が長くなるが第2図に示す
ような光出力の局部異常変化を確実に検出することがで
きる。かかる局部異常変化は第1図(a)に示す例では
検出することができない。
更に第3図に示す例は、装置の出荷時又は初期使用時
に測定を行いかつ装置の使用時に測定を行って経時変化
の感度の度合を微分的に演算するものであり、第3図a
に示すように駆動電流Iを4個所I1、I2、I3、I4で測定
し、その各差分、即ちI2−I1=L、I4−I3=Lとし、こ
れら電流値に対する光出力の差分W2−W1=h1、W4−W3=
h2とし、その比(h2/L)/(h1/L)を求め、更に経時変
化による第3図(b)に示す光出力に対しても同様の測
定を行い、その比(h2′/L)/(h1′/L)を求め、これ
らの比が次式を満足する場合に半導体レーザは劣化して
いないと判別する。
(h2/L)/(h1/L)→(h2′/L)/(h1′/L) 上述した原理に基く実施例を以下に説明する。
第4図は本発明による半導体レーザの劣化を判別する
装置の構成を示す。かかる装置は、光源を構成する例え
ばレーザダイオード1と、この光源の出力光の一部分を
検出する光検出器2と、その電気出力及び異なるレベル
の少なくとも2つの基準電圧とを比較する比較手段3
と、これら基準電圧をそれぞれ発生する第1及び第2基
準信号発生手段4及び5と、前記比較手段3の出力を受
けて種々の制御信号を発生する制御手段6と、この制御
手段6の制御信号を受けて半導体レーザ1を低強度及び
高強度で発光するように駆動する第1及び第2駆動手段
7及び8とを備える。低強度の発光においては、第1の
駆動手段が作動し、高強度の発光においては、第1の駆
動手段に加えて第2の駆動手段も作動させる。
第2基準信号発生手段5並びに第2駆動手段8には、
光源の光出力を低出力光と高出力光に切り換える入力信
号がそれぞれ供給され、基準信号発生手段5及び駆動手
段8は、高出力光状態において作動するよう制御され
る。また、光検出器2の出力を第1A/D変換器9によりA/
D変換した後記憶手段10に供給して記憶する。さらに第
1駆動手段7及び第2駆動手段8の出力を第2A/D変換器
11によりA/D変換して同じく記憶手段10に記憶する。こ
れら両記憶データを中央制御装置(CPU)12で比較演算
して前記第1図〜第3図に示す判別を行ってその判別結
果を表示装置13により表示する。かかる装置の更に詳細
な回路を第5図につき説明する。
半導体レーザ1の裏面から発光する光を検出したPIN
フォトデテクタ等の光検出器2は情報の記録、再生又は
消去に対応して入力する入力信号に応じた光検出信号を
出力し、これを比較器3に入力する。再生モードに対応
した基準信号を第1の信号発生手段4から出力する。ま
た、情報の記録または消去モードに対応した基準信号を
第2の信号発生手段5から出力する。それぞれの基準信
号と比較した比較器3の出力信号によって制御手段6を
制御する。制御手段6は、ウインドコンパレータ、アッ
プダウンカウンタやクロック発生器等によるディジタル
制御回路又は演算増幅器や積分回路等を用いるPID制御
回路等のアナログ制御回路とすることができる。制御手
段6の制御出力は、弱い出力光で光源を駆動する場合に
は第1の駆動手段7に、または、強い出力光で光源を駆
動する場合には第1の駆動手段7に加え第2の駆動手段
8に制御信号として入力されるとともに入力信号は基準
信号発生手段5並びに第2の駆動手段8に入力し光源の
光出力を切換え、光源を所望の設定値に安定化制御する
作用をなすものである。
なお、記録・再生又は消去の各モードを指定する信号
や記録時の情報信号からなる入力信号は第2の基準信号
発生手段5を介して比較器3に入力するとともに第2の
駆動手段8にも入力し、光源を所定のモードで駆動する
ゲート信号もしくはパルス情報信号としているが、第1
の入力信号(例えば再生指示信号)と第2の入力信号
(例えば記録指示信号)をそれぞれ第1の駆動手段及び
第2の駆動手段に別個に入力し、独立に各個の駆動手段
を作動させることもできる。
更に詳細に説明するに、比較手段3は3入力形の比較
増幅器50により構成する。この比較増幅器50の第1非反
転入力端子を第1即ち再生用基準信号発生器4に接続す
る。また、比較増幅器50の第2非反転入力端子を乗算器
51を経て第2即ち記録用基準信号発生器5に接続する。
更に比較増幅器50の反転入力端子を光検出器2の出力側
に接続する。乗算器51はその一方の入力端子に第2即ち
記録用基準信号を供給すると共に他方の入力端子に外部
からの情報入力信号である記録データ信号をLPFを介し
て供給する。制御手段6は、比較増幅器50の出力側に接
続された比較増幅器52及び53を並列配置して構成したウ
インドコンパレータ14と、クロック信号発生器15と、そ
のクロック信号及び記録ゲート信号に対するゲート回路
16と、各々が加算用及び減算用ゲート17〜20をそれぞれ
有する第1及び第2加減算計数器21及び22と、これら計
数器にそれぞれ接続されたD/A変換器23及び24とを以て
構成する。
また、第1駆動手段7は低光出力用駆動トランジスタ
25を以て構成し、第2駆動手段8は、高光出力用駆動ト
ランジスタ26〜28を以て構成する。更にトランジスタ27
及び28のベース電極を信号切換用ゲート回路29の出力側
にそれぞれ接続し、ゲート回路29の入力側に記録データ
信号を供給する。
実際には制御指示信号をCPU12に供給してディスクを
回転させ、定回転後光学ヘッドをディスクの最内周部分
に移動させ情報記録区域外の個所で半導体レーザを動作
させ、このときの情報読取りレベルである光出力を初期
設定し、ディスクからの反射光を検出してデフォーカス
を行い、その後、次の測定動作を行う。
記憶手段10としてはRAM及びROMを内蔵するものとす
る。従って第1及び第2図に示す実施例ではRAMのみを
使用するが第3図に示す実施例では装置の初期使用時又
は出荷時に測定した値に対してはROMを用い、装置の使
用時の測定値に対してはRAMを使用する。
また、CPU12によってディスクの最外周maxパワー、最
大駆動電流を数分割させた値を第2基準電圧発生手段5
に供給して第2基準電圧を変化させ、その時点での発光
量を検出器で測定するのが好適である。
更に上述した例では光出力の検出に、半導体レーザの
後方に配置したPINダイオードで電流をモニタしたが、
レーザダイオードの出射光の一部を検出したり、又、デ
ィスク面からの反射光(戻り光)を検出することもでき
る。
(発明の効果) 上述したように本発明によれば、半導体レーザの駆動
電流の電流値と出力光量との比を算出し、その比が基準
値を越えたかどうかで半導体レーザの劣化が判別するの
で、半導体レーザの特性のバラツキに合わせて基準値を
個々に設定しなくても良く、固定の基準値で済むので簡
易な装置になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体レーザの劣化判別の原理の
例を示す説明図、 第2図は本発明による半導体レーザの劣化判別の原理の
例を示す説明図、 第3図は本発明による半導体レーザの劣化判別の原理の
例を示す説明図、 第4図は本発明による半導体レーザの劣化判別の構成を
示すブロック図、 第5図は同じくその一部分の詳細回路図である。 1……光源 2……光検出器 3……比較手段 4……第1基準信号発生手段 5……第2基準信号発生手段 6……制御手段 7……第1駆動手段 8……第2駆動手段 9、11……A/D変換器 10……記憶手段 12……中央制御装置 13……表示手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザに電流値が所定の範囲の駆動
    電流を供給する手段と、 前記所定の範囲内で選択された複数の駆動電流に応じる
    前記半導体レーザからの出力光量を測定する手段と、 前記複数の駆動電流間の電流値の差に対する前記出力光
    量の差の比を算出する算出手段と、 この算出手段の出力を所定の基準値と比較する比較手段
    とを備え、 前記算出手段の出力が所定の基準値を越えたときに前記
    半導体レーザの劣化を判別することを特徴とする光学式
    記録再生装置における半導体レーザ劣化判別装置。
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