JP2713105B2 - 半導体レーザ出力制御回路及び出力制御方法 - Google Patents
半導体レーザ出力制御回路及び出力制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を記録媒体に
照射することで情報の記録あるいは再生を行う光メモリ
装置において利用される半導体レーザの出力制御回路に
関するものである。
照射することで情報の記録あるいは再生を行う光メモリ
装置において利用される半導体レーザの出力制御回路に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光を利用して記録媒体に情報を記
録あるいは再生する技術は、既に光メモリ装置として実
用化されている。
録あるいは再生する技術は、既に光メモリ装置として実
用化されている。
【０００３】書換え型光メモリ装置の一つの方式に、結
晶−非結晶間の可逆的な状態変化を利用した相変化型光
メモリがある。これに用いる記録膜は、レーザ光による
加熱条件および冷却条件によって、非結晶状態と結晶状
態のいずれかの状態となり、かつ２つの状態に可逆性が
ある。また、非結晶状態と結晶状態では、光学的特性が
異なり、相変化型光メモリでは、記録する信号に応じて
選択的に２つの状態を形成し、この状態の光学的な特性
変化をレーザ光で読み取ることにより、記録された信号
を再生している。
晶−非結晶間の可逆的な状態変化を利用した相変化型光
メモリがある。これに用いる記録膜は、レーザ光による
加熱条件および冷却条件によって、非結晶状態と結晶状
態のいずれかの状態となり、かつ２つの状態に可逆性が
ある。また、非結晶状態と結晶状態では、光学的特性が
異なり、相変化型光メモリでは、記録する信号に応じて
選択的に２つの状態を形成し、この状態の光学的な特性
変化をレーザ光で読み取ることにより、記録された信号
を再生している。
【０００４】これらの２つの状態を得るため、記録する
信号に応じて、ピーク値とボトム値の２つの光パワー値
間で強度変調したレーザ光を光ディスク上の記録膜に照
射する方法が提案されている。このようなレーザ光が記
録膜に照射されると、照射部は、以前の状態がいずれの
場合であっても、ピーク値のレーザ光が照射された部分
は非結晶状態に、ボトム値のレーザ光が照射された部分
は結晶状態となり、単一のレーザ光線により、重ね書き
が行われる。
信号に応じて、ピーク値とボトム値の２つの光パワー値
間で強度変調したレーザ光を光ディスク上の記録膜に照
射する方法が提案されている。このようなレーザ光が記
録膜に照射されると、照射部は、以前の状態がいずれの
場合であっても、ピーク値のレーザ光が照射された部分
は非結晶状態に、ボトム値のレーザ光が照射された部分
は結晶状態となり、単一のレーザ光線により、重ね書き
が行われる。
【０００５】そして、このような照射方法を実現するた
めのレーザ出力制御回路として、図４のような回路が提
案されている（特許公告公報平５−１２７７１）。この
従来のレーザ出力制御回路の動作について、図５の動作
波形図を用いて以下に説明する。
めのレーザ出力制御回路として、図４のような回路が提
案されている（特許公告公報平５−１２７７１）。この
従来のレーザ出力制御回路の動作について、図５の動作
波形図を用いて以下に説明する。
【０００６】記録開始時刻ｔ１において、第１の制御回
路６がその一部を受光することで半導体レーザ１の光出
力のパワー値を検出する光検出器２の検出信号と第１の
基準電圧源３の基準電圧を比較することにより、第１の
Ｓ＆Ｈ（サンプルホールド）回路７を通じて第１の電流
源８の駆動電流を変え、半導体レーザ１の光出力が第１
の光パワー値に制御されるので、光検出器２の検出信号
ＰＤが第１の基準電圧源３の基準電圧Ｖ１まで上昇す
る。光パワー制御が安定した時点ｔ２おいて、入力信号
ＷＴＧＴがＬレベルからＨレベルになり、第１のＳ＆Ｈ
回路７が第１の制御回路６の制御信号を保持することに
より第１の電流源８の駆動電流を一定に保持すると同時
に、入力信号ＷＴＤＴがＬレベルからＨレベルになるこ
とで、それまでオフ状態であったスイッチ回路１３がオ
ン状態になり、第２の制御回路１０が光検出器２の検出
信号と第２の基準電圧源４の基準電圧を比較することに
より、第２のＳ＆Ｈ回路１１を通じて第２の電流源１２
の駆動電流を変え、半導体レーザ１の光出力が第２の光
パワー値に制御されるので、検出信号ＰＤが第２の基準
電圧源４の基準電圧Ｖ２まで上昇する。光パワー制御が
安定した時点ｔ３において、入力信号ＰＫＨＬがＬレベ
ルからＨレベルになり、第２のＳ＆Ｈ回路１１が第２の
制御回路１０の制御信号を保持することにより第２の電
流源１２の駆動電流を一定に保持する。この状態におい
て入力信号ＷＴＤＴがスイッチ回路１３をオンまたはオ
フにすると、半導体レーザ１には第１の電流源８からの
駆動電流が常時流れ、第２の電流源１２からの駆動電流
がオンまたはオフされることにより、半導体レーザ１の
光出力は、第１の光パワー値がボトム値に、第２の光パ
ワー値がピーク値となり、この２つの光パワー値間でパ
ルス変調される。
路６がその一部を受光することで半導体レーザ１の光出
力のパワー値を検出する光検出器２の検出信号と第１の
基準電圧源３の基準電圧を比較することにより、第１の
Ｓ＆Ｈ（サンプルホールド）回路７を通じて第１の電流
源８の駆動電流を変え、半導体レーザ１の光出力が第１
の光パワー値に制御されるので、光検出器２の検出信号
ＰＤが第１の基準電圧源３の基準電圧Ｖ１まで上昇す
る。光パワー制御が安定した時点ｔ２おいて、入力信号
ＷＴＧＴがＬレベルからＨレベルになり、第１のＳ＆Ｈ
回路７が第１の制御回路６の制御信号を保持することに
より第１の電流源８の駆動電流を一定に保持すると同時
に、入力信号ＷＴＤＴがＬレベルからＨレベルになるこ
とで、それまでオフ状態であったスイッチ回路１３がオ
ン状態になり、第２の制御回路１０が光検出器２の検出
信号と第２の基準電圧源４の基準電圧を比較することに
より、第２のＳ＆Ｈ回路１１を通じて第２の電流源１２
の駆動電流を変え、半導体レーザ１の光出力が第２の光
パワー値に制御されるので、検出信号ＰＤが第２の基準
電圧源４の基準電圧Ｖ２まで上昇する。光パワー制御が
安定した時点ｔ３において、入力信号ＰＫＨＬがＬレベ
ルからＨレベルになり、第２のＳ＆Ｈ回路１１が第２の
制御回路１０の制御信号を保持することにより第２の電
流源１２の駆動電流を一定に保持する。この状態におい
て入力信号ＷＴＤＴがスイッチ回路１３をオンまたはオ
フにすると、半導体レーザ１には第１の電流源８からの
駆動電流が常時流れ、第２の電流源１２からの駆動電流
がオンまたはオフされることにより、半導体レーザ１の
光出力は、第１の光パワー値がボトム値に、第２の光パ
ワー値がピーク値となり、この２つの光パワー値間でパ
ルス変調される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、ピーク値設定時に、半導体レーザが数
μ秒の比較的長時間にわたってピーク値の光出力をＤＣ
発光するため、記録媒体に不要な信号を記録してしまう
という問題点を有していた。
ような構成では、ピーク値設定時に、半導体レーザが数
μ秒の比較的長時間にわたってピーク値の光出力をＤＣ
発光するため、記録媒体に不要な信号を記録してしまう
という問題点を有していた。
【０００８】また、実際の記録パルス幅が数十ｎ秒とい
う短時間であるのに対して、ピーク値設定時間はその１
００倍程度長く、ピーク値設定のためのＤＣ発光が半導
体レーザの大きな負荷となり、半導体レーザの寿命を短
くするという不都合が生じるのである。
う短時間であるのに対して、ピーク値設定時間はその１
００倍程度長く、ピーク値設定のためのＤＣ発光が半導
体レーザの大きな負荷となり、半導体レーザの寿命を短
くするという不都合が生じるのである。
【０００９】本発明はこのような課題を解決するもので
あり、半導体レーザのピーク値をピーク値の光出力を放
射することなしに設定することができる半導体レーザ出
力制御回路を提供することを目的とするものである。
あり、半導体レーザのピーク値をピーク値の光出力を放
射することなしに設定することができる半導体レーザ出
力制御回路を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、本発明の半導体レーザ出力制御回路では、半導体レ
ーザから放射された光出力の一部を受光する光検出器
と、半導体レーザの光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）
に設定するための基準電圧を発生する第１の基準電圧源
と、半導体レーザの光出力を第３の光パワー値（Ｐ３）
に設定するための基準電圧を発生する第２の基準電圧源
と、この第２の基準電圧源の電圧と第１の基準電圧源の
電圧を切換えて出力する切換スイッチと、この切換スイ
ッチの出力信号と光検出器の検出信号を比較し、その比
較結果により制御信号を発生させる第１の制御回路と、
半導体レーザの光出力が設定された値になった時、第１
の制御回路の制御信号を保持する第１のサンプルホール
ド回路と、この第１のサンプルホールド回路の出力信号
に従って半導体レーザに駆動電流を流す第１の電流源
と、半導体レーザの光出力を第４の光パワー値（Ｐ４）
に設定するための基準電圧を発生する第３の基準電圧源
と、この第３の基準電圧源の電圧と光検出器の検出信号
を比較し、その比較結果により制御信号を発生させる第
２の制御回路と、半導体レーザの光出力が設定された値
になった時、第２の制御回路の制御信号を保持する第２
のサンプルホールド回路と、この第２のサンプルホール
ド回路の出力信号に従って半導体レーザに駆動電流を流
す第２の電流源と、この第２の電流源による駆動電流が
半導体レーザに流れるのをオンまたはオフするスイッチ
回路とを備えている。これは半導体レーザが一定の駆動
電流を越えた点では駆動電流と光パワーの出力特性が比
例関係にある事を利用し、最も高い第２の光パワー値と
第１の光パワー値の差分の駆動電流値を、第２の光パワ
ー値より充分低く前記出力特性が線形な範囲の第３の光
パワー値と第４の光パワー値に駆動制御した時の電流値
の差から前記第２と第１の駆動電流値の差に相当する第
４駆動電流値を推定、記憶し、第１の光パワー値に制御
した後、記憶した第４の駆動電流値を加算する事によっ
て第２の光パワー値を実現する構成を有するものであ
る。
く、本発明の半導体レーザ出力制御回路では、半導体レ
ーザから放射された光出力の一部を受光する光検出器
と、半導体レーザの光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）
に設定するための基準電圧を発生する第１の基準電圧源
と、半導体レーザの光出力を第３の光パワー値（Ｐ３）
に設定するための基準電圧を発生する第２の基準電圧源
と、この第２の基準電圧源の電圧と第１の基準電圧源の
電圧を切換えて出力する切換スイッチと、この切換スイ
ッチの出力信号と光検出器の検出信号を比較し、その比
較結果により制御信号を発生させる第１の制御回路と、
半導体レーザの光出力が設定された値になった時、第１
の制御回路の制御信号を保持する第１のサンプルホール
ド回路と、この第１のサンプルホールド回路の出力信号
に従って半導体レーザに駆動電流を流す第１の電流源
と、半導体レーザの光出力を第４の光パワー値（Ｐ４）
に設定するための基準電圧を発生する第３の基準電圧源
と、この第３の基準電圧源の電圧と光検出器の検出信号
を比較し、その比較結果により制御信号を発生させる第
２の制御回路と、半導体レーザの光出力が設定された値
になった時、第２の制御回路の制御信号を保持する第２
のサンプルホールド回路と、この第２のサンプルホール
ド回路の出力信号に従って半導体レーザに駆動電流を流
す第２の電流源と、この第２の電流源による駆動電流が
半導体レーザに流れるのをオンまたはオフするスイッチ
回路とを備えている。これは半導体レーザが一定の駆動
電流を越えた点では駆動電流と光パワーの出力特性が比
例関係にある事を利用し、最も高い第２の光パワー値と
第１の光パワー値の差分の駆動電流値を、第２の光パワ
ー値より充分低く前記出力特性が線形な範囲の第３の光
パワー値と第４の光パワー値に駆動制御した時の電流値
の差から前記第２と第１の駆動電流値の差に相当する第
４駆動電流値を推定、記憶し、第１の光パワー値に制御
した後、記憶した第４の駆動電流値を加算する事によっ
て第２の光パワー値を実現する構成を有するものであ
る。
【００１１】
【作用】本発明は上記した構成により、半導体レーザの
光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）と第３の光パワー値
（Ｐ３）と第４の光パワー値（Ｐ４）に設定し、その結
果に基づいて第２の光パワー値（Ｐ２＝Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ
３）を設定するものであり、Ｐ３＜Ｐ１のとき、Ｐ４＜
Ｐ２であり、Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ２であるので、パルス変調
時におけるパルス波形のピーク値となる第２の光パワー
値（Ｐ２）が、それより低い３つの光パワー値（Ｐ１、
Ｐ３、Ｐ４）により設定することが可能である。
光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）と第３の光パワー値
（Ｐ３）と第４の光パワー値（Ｐ４）に設定し、その結
果に基づいて第２の光パワー値（Ｐ２＝Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ
３）を設定するものであり、Ｐ３＜Ｐ１のとき、Ｐ４＜
Ｐ２であり、Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ２であるので、パルス変調
時におけるパルス波形のピーク値となる第２の光パワー
値（Ｐ２）が、それより低い３つの光パワー値（Ｐ１、
Ｐ３、Ｐ４）により設定することが可能である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１３】図１は本発明に係る半導体レーザ出力制御
回路の一実施例を示す概略構成図であり、半導体レーザ
１の出力光の一部が光検出器２により受光されて半導体
レーザ１の光出力のパワー値が検出され、この検出信号
が第１の制御回路６に供給される一方、ａ側には第１の
基準電圧源３が、ｂ側には第２の基準電圧源４が接続さ
れている切換スイッチ５の出力信号が第１の制御回路６
に供給される。第１の制御回路６が両信号を比較し、そ
の誤差信号が第１のＳ＆Ｈ回路７を通じて第１の電流源
８に供給され、半導体レーザ１の駆動電流を変えること
により、光検出器２の検出信号と切換スイッチ５の出力
信号が等しくなるように半導体レーザ１の光出力を制御
する。すなわち、切換スイッチ５がａ側の場合は第１の
光パワー値（Ｐ１）に、ｂ側の場合は第３の光パワー値
（Ｐ３）に半導体レーザ１の光出力が制御される。入力
信号ＷＴＧＴは、第１の電流源８の駆動電流を保持する
ためのゲート信号であり、光パワー制御が安定した時点
で、第１のＳ＆Ｈ回路７が第１の制御回路６の制御信号
を保持することにより第１の電流源８の駆動電流が一定
に保持される。
回路の一実施例を示す概略構成図であり、半導体レーザ
１の出力光の一部が光検出器２により受光されて半導体
レーザ１の光出力のパワー値が検出され、この検出信号
が第１の制御回路６に供給される一方、ａ側には第１の
基準電圧源３が、ｂ側には第２の基準電圧源４が接続さ
れている切換スイッチ５の出力信号が第１の制御回路６
に供給される。第１の制御回路６が両信号を比較し、そ
の誤差信号が第１のＳ＆Ｈ回路７を通じて第１の電流源
８に供給され、半導体レーザ１の駆動電流を変えること
により、光検出器２の検出信号と切換スイッチ５の出力
信号が等しくなるように半導体レーザ１の光出力を制御
する。すなわち、切換スイッチ５がａ側の場合は第１の
光パワー値（Ｐ１）に、ｂ側の場合は第３の光パワー値
（Ｐ３）に半導体レーザ１の光出力が制御される。入力
信号ＷＴＧＴは、第１の電流源８の駆動電流を保持する
ためのゲート信号であり、光パワー制御が安定した時点
で、第１のＳ＆Ｈ回路７が第１の制御回路６の制御信号
を保持することにより第１の電流源８の駆動電流が一定
に保持される。
【００１４】第２の制御回路１０には光検出器２の検出
信号と第３の基準電圧源９の基準電圧が入力され、第２
の制御回路１０が両信号を比較し、その誤差信号が第２
のＳ＆Ｈ回路１１を通じて第２の電流源１２に供給さ
れ、半導体レーザ１の駆動電流を変えることにより、光
検出器２の検出信号が第３の基準電圧源９の基準電圧と
等しくなる第４の光パワー値（Ｐ４）に半導体レーザ１
の光出力を制御する力信号ＰＫＨＤは、第２の電流源１
２の駆動電流を保持するためのゲート信号であり、光パ
ワー制御が安定した時点で、第２のＳ＆Ｈ回路１１が第
２の制御回路１０の制御信号を保持することにより第２
の電流源１２の駆動電流が一定に保持される。スイッチ
回路１３は第２の電流源１２の駆動電流が半導体レーザ
１に供給されるのをオンまたはオフし、入力信号ＷＴＤ
Ｔによりスイッチ回路１３が制御される。第１の光パワ
ー値（Ｐ１）と第３の光パワー値（Ｐ３）設定時はスイ
ッチ回路１３がオフ状態、第４の光パワー値（Ｐ４）設
定時はスイッチ回路１３がオン状態であり、光パワー値
設定後に入力信号ＷＴＤＴがスイッチ回路１３をオンま
たはオフにすると、半導体レーザ１には第１の電流源８
からの駆動電流が常時流れ、第２の電流源１２からの駆
動電流がオンまたはオフされるため、パルス変調時はパ
ルス波形のボトム値が第１の光パワー値（Ｐ１）に、ピ
ーク値が第２の光パワー値（Ｐ２）に半導体レーザ１の
光出力が制御される。ここで第３の基準電圧源９は、第
１の基準電圧源３と第２の基準電圧源４の合成によって
作られる基準電圧として図示しているが、これは例えば
記録媒体が円盤状で一定回転数で回転され円盤の内周、
外周での記録条件などの場合のように記録媒体と半導体
レーザの相対速度が変わるときに、光パワー値をそれぞ
れ変化する必要があり、第１の基準電圧源３を変える事
により相対的に第３の基準電圧源９も変化し、それぞれ
の基準を独立して変える必要が無いようにするためであ
る。実際には分圧、加算、減算によって、所望の基準電
圧値を実現しており、光パワー値変更の必要の無い装置
では、独立した基準電圧とする事は可能であり、変更の
必要のある装置でも独立したそれぞれの基準を、関連づ
けて同時に変更するように構成する事も可能である。
信号と第３の基準電圧源９の基準電圧が入力され、第２
の制御回路１０が両信号を比較し、その誤差信号が第２
のＳ＆Ｈ回路１１を通じて第２の電流源１２に供給さ
れ、半導体レーザ１の駆動電流を変えることにより、光
検出器２の検出信号が第３の基準電圧源９の基準電圧と
等しくなる第４の光パワー値（Ｐ４）に半導体レーザ１
の光出力を制御する力信号ＰＫＨＤは、第２の電流源１
２の駆動電流を保持するためのゲート信号であり、光パ
ワー制御が安定した時点で、第２のＳ＆Ｈ回路１１が第
２の制御回路１０の制御信号を保持することにより第２
の電流源１２の駆動電流が一定に保持される。スイッチ
回路１３は第２の電流源１２の駆動電流が半導体レーザ
１に供給されるのをオンまたはオフし、入力信号ＷＴＤ
Ｔによりスイッチ回路１３が制御される。第１の光パワ
ー値（Ｐ１）と第３の光パワー値（Ｐ３）設定時はスイ
ッチ回路１３がオフ状態、第４の光パワー値（Ｐ４）設
定時はスイッチ回路１３がオン状態であり、光パワー値
設定後に入力信号ＷＴＤＴがスイッチ回路１３をオンま
たはオフにすると、半導体レーザ１には第１の電流源８
からの駆動電流が常時流れ、第２の電流源１２からの駆
動電流がオンまたはオフされるため、パルス変調時はパ
ルス波形のボトム値が第１の光パワー値（Ｐ１）に、ピ
ーク値が第２の光パワー値（Ｐ２）に半導体レーザ１の
光出力が制御される。ここで第３の基準電圧源９は、第
１の基準電圧源３と第２の基準電圧源４の合成によって
作られる基準電圧として図示しているが、これは例えば
記録媒体が円盤状で一定回転数で回転され円盤の内周、
外周での記録条件などの場合のように記録媒体と半導体
レーザの相対速度が変わるときに、光パワー値をそれぞ
れ変化する必要があり、第１の基準電圧源３を変える事
により相対的に第３の基準電圧源９も変化し、それぞれ
の基準を独立して変える必要が無いようにするためであ
る。実際には分圧、加算、減算によって、所望の基準電
圧値を実現しており、光パワー値変更の必要の無い装置
では、独立した基準電圧とする事は可能であり、変更の
必要のある装置でも独立したそれぞれの基準を、関連づ
けて同時に変更するように構成する事も可能である。
【００１５】図２は図１の構成における動作波形図であ
る。同図において時間変数をｔ１〜ｔ４、光量検出の電
圧変数Ｖ１〜Ｖ４、対応する光パワー値変数（Ｐ１）〜
（Ｐ４）で示す。入力信号ＷＴＧＴと入力信号ＰＫＨＤ
はＬレベルでＳ＆Ｈ回路７，１１に通過動作を、Ｈレベ
ルでＳ＆Ｈ回路７，１１に保持動作を指示する。入力信
号ＷＴＤＴはＨレベルでスイッチ回路１３をオンし、Ｌ
レベルでスイッチ回路１３をオフ状態にする。信号ＰＤ
は光検出器２の検出信号である。
る。同図において時間変数をｔ１〜ｔ４、光量検出の電
圧変数Ｖ１〜Ｖ４、対応する光パワー値変数（Ｐ１）〜
（Ｐ４）で示す。入力信号ＷＴＧＴと入力信号ＰＫＨＤ
はＬレベルでＳ＆Ｈ回路７，１１に通過動作を、Ｈレベ
ルでＳ＆Ｈ回路７，１１に保持動作を指示する。入力信
号ＷＴＤＴはＨレベルでスイッチ回路１３をオンし、Ｌ
レベルでスイッチ回路１３をオフ状態にする。信号ＰＤ
は光検出器２の検出信号である。
【００１６】記録開始時刻ｔ１において、切換スイッチ
５がｂ側、入力信号ＷＴＧＴと入力信号ＷＴＤＴがＬレ
ベルであり、第１の制御回路６が光検出器２の検出信号
ＰＤと第２の基準電圧源４の基準電圧Ｖ２を比較し、半
導体レーザ１の光出力が第３の光パワー値（Ｐ３）にな
るように制御されると、光検出器２の検出信号ＰＤが第
２の基準電圧源４の基準電圧Ｖ２まで上昇する。光パワ
ー制御が安定した時点ｔ２において、入力信号ＷＴＧＴ
がＨレベルなり第１のＳ＆Ｈ回路７が第１の電流源８の
駆動電流を保持すると同時に、入力信号ＷＴＤＴがＨレ
ベルになってスイッチ回路１３がオン状態になり、第２
の制御回路１０が光検出器２の検出信号ＰＤと第３の基
準電圧源９の基準電圧Ｖ３を比較し、第１の電流源８に
よる駆動電流に加えて第２の電流源１２からの新たな駆
動電流を重畳することにより、半導体レーザ１の光出力
が第４の光パワー値（Ｐ４）になるように制御される
と、光検出器２の検出信号ＰＤが第３の基準電圧源９の
基準電圧Ｖ３まで上昇する。光パワー制御が安定した時
点ｔ３において、入力信号ＰＫＨＬがＨレベルになり第
２のＳ＆Ｈ回路１１が第２の電流源１２の駆動電流を保
持すると同時に、入力信号ＷＴＤＴがＬレベルになって
スイッチ回路１４がオフ状態になり、切換スイッチ５が
ａ側に切換わり、入力信号ＷＴＧＴがＬレベルになり第
１のＳ＆Ｈ回路７が通過動作に切換わると、第１の制御
回路６が光検出器２の検出信号ＰＤと第１の基準電圧源
３の基準電圧Ｖ１を比較し、半導体レーザ１の光出力が
第１の光パワー値（Ｐ１）になるように制御され、光検
出器２の検出信号ＰＤが一旦第２の基準電圧源４の基準
電圧Ｖ２まで下がった後第１の基準電圧源３の基準電圧
Ｖ１まで上昇する。光パワー制御が安定した時点ｔ４に
おいて、入力信号ＷＴＧＴがＨレベルになり第１のＳ＆
Ｈ回路７が第１の電流源８の駆動電流を保持する。
５がｂ側、入力信号ＷＴＧＴと入力信号ＷＴＤＴがＬレ
ベルであり、第１の制御回路６が光検出器２の検出信号
ＰＤと第２の基準電圧源４の基準電圧Ｖ２を比較し、半
導体レーザ１の光出力が第３の光パワー値（Ｐ３）にな
るように制御されると、光検出器２の検出信号ＰＤが第
２の基準電圧源４の基準電圧Ｖ２まで上昇する。光パワ
ー制御が安定した時点ｔ２において、入力信号ＷＴＧＴ
がＨレベルなり第１のＳ＆Ｈ回路７が第１の電流源８の
駆動電流を保持すると同時に、入力信号ＷＴＤＴがＨレ
ベルになってスイッチ回路１３がオン状態になり、第２
の制御回路１０が光検出器２の検出信号ＰＤと第３の基
準電圧源９の基準電圧Ｖ３を比較し、第１の電流源８に
よる駆動電流に加えて第２の電流源１２からの新たな駆
動電流を重畳することにより、半導体レーザ１の光出力
が第４の光パワー値（Ｐ４）になるように制御される
と、光検出器２の検出信号ＰＤが第３の基準電圧源９の
基準電圧Ｖ３まで上昇する。光パワー制御が安定した時
点ｔ３において、入力信号ＰＫＨＬがＨレベルになり第
２のＳ＆Ｈ回路１１が第２の電流源１２の駆動電流を保
持すると同時に、入力信号ＷＴＤＴがＬレベルになって
スイッチ回路１４がオフ状態になり、切換スイッチ５が
ａ側に切換わり、入力信号ＷＴＧＴがＬレベルになり第
１のＳ＆Ｈ回路７が通過動作に切換わると、第１の制御
回路６が光検出器２の検出信号ＰＤと第１の基準電圧源
３の基準電圧Ｖ１を比較し、半導体レーザ１の光出力が
第１の光パワー値（Ｐ１）になるように制御され、光検
出器２の検出信号ＰＤが一旦第２の基準電圧源４の基準
電圧Ｖ２まで下がった後第１の基準電圧源３の基準電圧
Ｖ１まで上昇する。光パワー制御が安定した時点ｔ４に
おいて、入力信号ＷＴＧＴがＨレベルになり第１のＳ＆
Ｈ回路７が第１の電流源８の駆動電流を保持する。
【００１７】この状態において、第１の電流源８には半
導体レーザ１の光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）にす
るのに必要な駆動電流が設定され、第２の電流源１２に
は半導体レーザ１の光出力を第３の光パワー値（Ｐ３）
から第４の光パワー値（Ｐ４）に上昇するのに必要な駆
動電流が設定させるので、スイッチ回路１３をオンする
ことによって得られる第２の光パワー値（Ｐ２）はＰ２
＝Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ３となり、第４の光パワー値（Ｐ４）
をＰ４＝Ｐ３＋Ｐ２−Ｐ１とすることにより第２の光パ
ワー値（Ｐ２）を設定することが可能である。
導体レーザ１の光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）にす
るのに必要な駆動電流が設定され、第２の電流源１２に
は半導体レーザ１の光出力を第３の光パワー値（Ｐ３）
から第４の光パワー値（Ｐ４）に上昇するのに必要な駆
動電流が設定させるので、スイッチ回路１３をオンする
ことによって得られる第２の光パワー値（Ｐ２）はＰ２
＝Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ３となり、第４の光パワー値（Ｐ４）
をＰ４＝Ｐ３＋Ｐ２−Ｐ１とすることにより第２の光パ
ワー値（Ｐ２）を設定することが可能である。
【００１８】したがって、入力信号ＷＴＤＴがスイッチ
回路１３をオンまたはオフにすることにより、半導体レ
ーザ１の出力光は、第１の光パワー値（Ｐ１）がボトム
値に、第２の光パワー値（Ｐ２＝Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ３）が
ピーク値に制御され、この２つの光パワー値間でパルス
変調される。
回路１３をオンまたはオフにすることにより、半導体レ
ーザ１の出力光は、第１の光パワー値（Ｐ１）がボトム
値に、第２の光パワー値（Ｐ２＝Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ３）が
ピーク値に制御され、この２つの光パワー値間でパルス
変調される。
【００１９】このように上述の実施例によれば、半導体
レーザの光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）と第３の光
パワー値（Ｐ３）と第４の光パワー値（Ｐ４）に設定
し、その結果に基づいて第２の光パワー値（Ｐ２＝Ｐ１
＋Ｐ４−Ｐ３）を設定するもので、Ｐ３＜Ｐ１のとき、
Ｐ４＜Ｐ２であり、Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ２であるので、パル
ス変調波形のピーク値である第２の光パワー値（Ｐ２）
を、それより低い３つの光パワー値（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ
４）により設定することが可能である。
レーザの光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）と第３の光
パワー値（Ｐ３）と第４の光パワー値（Ｐ４）に設定
し、その結果に基づいて第２の光パワー値（Ｐ２＝Ｐ１
＋Ｐ４−Ｐ３）を設定するもので、Ｐ３＜Ｐ１のとき、
Ｐ４＜Ｐ２であり、Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ２であるので、パル
ス変調波形のピーク値である第２の光パワー値（Ｐ２）
を、それより低い３つの光パワー値（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ
４）により設定することが可能である。
【００２０】図３に上記の変調状態を半導体レーザの駆
動電流ー光出力特性（以下Ｉ−Ｐ特性と称す）で以下に
説明する。
動電流ー光出力特性（以下Ｉ−Ｐ特性と称す）で以下に
説明する。
【００２１】図３のグラフにおける横軸は半導体レーザ
の駆動電流値、縦軸は光パワー出力値を、グラフの下の
波形は半導体レーザの変調入力である基準電圧を１つの
比較回路、電流源で考えた場合の合成波形でありほぼ半
導体レーザに流れる駆動電流と同様の波形になる、グラ
フの右の波形は前記変調入力によって、出力される光パ
ワー値を示す。
の駆動電流値、縦軸は光パワー出力値を、グラフの下の
波形は半導体レーザの変調入力である基準電圧を１つの
比較回路、電流源で考えた場合の合成波形でありほぼ半
導体レーザに流れる駆動電流と同様の波形になる、グラ
フの右の波形は前記変調入力によって、出力される光パ
ワー値を示す。
【００２２】同図のＰ（Ｉ）曲線は駆動電流が閾値電流
Ｉｓを越えると徐々にレーザ発光し始め、その後は駆動
電流に比例して光出力が増大する特性を示している。こ
こで入力ｔ１’で半導体レーザの発光パワーが入力電流
の変化分に比例する領域で低い光パワー値Ｐ３になるよ
うに発光制御する。その時の電流値はＩ３で示される。
図２で示したように出力光量が安定しＩ３が確定した
後、ｔ２’でＰ４の光パワー値になるように第３の基準
電圧原による制御ループを動作させＩ４を確定する。こ
の時図１の第１の電流原８ではＩ３を、第２の電流原で
はＩｘ＝（Ｉ４−Ｉ３）を供給している。次に、実際の
情報の記録消去段階に入りｔ３’でまず消去光パワー値
であるＰ１パワー値になるように第１の基準電圧源３に
より第１の電流源８で消去パワーに相当するＩ４を流し
その電流値がＷＴＧＴ信号によって記憶され以降の記録
期間中流し続けられる。次に信号記録レベルであるＰ２
パワー値にするためにｔ５’〜ｔ６’期間中ＷＴＤＴ信
号によって前記Ｐ３、Ｐ４の出力制御によって第２Ｓ＆
Ｈ回路１１と第２の電流源１２に記憶された電流値Ｉｘ
が流され記録パワーＰ２を実現する。以上のように本発
明では従来記録パワーの半導体レーザ駆動電流を実際の
記録パワー値Ｐ１に制御した電流をＳ＆Ｈ回路等で記憶
した電流を流す事によって実現していたものを、半導体
レーザのＩ−Ｐ特性がリニアな領域を利用する事によっ
て、充分低い光パワー値Ｐ３、Ｐ４を利用して学習し消
去パワーＰ１にその記憶した電流を必要な期間のみ加算
する事によって記録パワー値Ｐ１を実現しているため、
記録パワー学習時の記録媒体への不要な記録を削除で
き、また高レベルの光パワー値Ｐ１を出力する期間を極
めて短くする事ができるものである。
Ｉｓを越えると徐々にレーザ発光し始め、その後は駆動
電流に比例して光出力が増大する特性を示している。こ
こで入力ｔ１’で半導体レーザの発光パワーが入力電流
の変化分に比例する領域で低い光パワー値Ｐ３になるよ
うに発光制御する。その時の電流値はＩ３で示される。
図２で示したように出力光量が安定しＩ３が確定した
後、ｔ２’でＰ４の光パワー値になるように第３の基準
電圧原による制御ループを動作させＩ４を確定する。こ
の時図１の第１の電流原８ではＩ３を、第２の電流原で
はＩｘ＝（Ｉ４−Ｉ３）を供給している。次に、実際の
情報の記録消去段階に入りｔ３’でまず消去光パワー値
であるＰ１パワー値になるように第１の基準電圧源３に
より第１の電流源８で消去パワーに相当するＩ４を流し
その電流値がＷＴＧＴ信号によって記憶され以降の記録
期間中流し続けられる。次に信号記録レベルであるＰ２
パワー値にするためにｔ５’〜ｔ６’期間中ＷＴＤＴ信
号によって前記Ｐ３、Ｐ４の出力制御によって第２Ｓ＆
Ｈ回路１１と第２の電流源１２に記憶された電流値Ｉｘ
が流され記録パワーＰ２を実現する。以上のように本発
明では従来記録パワーの半導体レーザ駆動電流を実際の
記録パワー値Ｐ１に制御した電流をＳ＆Ｈ回路等で記憶
した電流を流す事によって実現していたものを、半導体
レーザのＩ−Ｐ特性がリニアな領域を利用する事によっ
て、充分低い光パワー値Ｐ３、Ｐ４を利用して学習し消
去パワーＰ１にその記憶した電流を必要な期間のみ加算
する事によって記録パワー値Ｐ１を実現しているため、
記録パワー学習時の記録媒体への不要な記録を削除で
き、また高レベルの光パワー値Ｐ１を出力する期間を極
めて短くする事ができるものである。
【００２３】さらに上記したＰ１、Ｐ２値を変更する必
要がある場合でも、半導体レーザのＩ−Ｐ特性がリニア
な間を利用する限りはＰ３、Ｐ４を変更する事無く、記
憶したＩｘを演算回路などでＰ１の変更倍数する事によ
って実現する事ができるため、非常に高い記録パワー値
Ｐ２を実現する際の半導体レーザの負荷を軽減するのに
非常に有効な手段となる。
要がある場合でも、半導体レーザのＩ−Ｐ特性がリニア
な間を利用する限りはＰ３、Ｐ４を変更する事無く、記
憶したＩｘを演算回路などでＰ１の変更倍数する事によ
って実現する事ができるため、非常に高い記録パワー値
Ｐ２を実現する際の半導体レーザの負荷を軽減するのに
非常に有効な手段となる。
【００２４】なお上記記憶手段としてサンプルホールド
回路を利用し説明したが、Ａ／Ｄコンバータ等でディジ
タル化した後ディジタルメモリ等を利用して記憶する事
も有効な手段である。また理解をし易くするためにアナ
ログ的な制御ブロックを用いて動作説明したが、光検出
器以降の構成を全てディジタル化し同様の制御を実現す
る事も本発明の範囲である。また本発明は半導体レーザ
の出力制御方法について説明したが、同様に制御電流と
発光パワー値がリニアな特性を有する光源や、放射源
を、同様の２つの出力レベルに制御する技術に応用可能
な事は自明である。
回路を利用し説明したが、Ａ／Ｄコンバータ等でディジ
タル化した後ディジタルメモリ等を利用して記憶する事
も有効な手段である。また理解をし易くするためにアナ
ログ的な制御ブロックを用いて動作説明したが、光検出
器以降の構成を全てディジタル化し同様の制御を実現す
る事も本発明の範囲である。また本発明は半導体レーザ
の出力制御方法について説明したが、同様に制御電流と
発光パワー値がリニアな特性を有する光源や、放射源
を、同様の２つの出力レベルに制御する技術に応用可能
な事は自明である。
【００２５】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば記録パルス光のピーク値の設定をより低い光
パワー値の設定により行うことができ、記録媒体に不要
な信号を記録してしまうことがなく、ピーク値の設定時
に半導体レーザに大きな負荷がかかり、半導体レーザの
寿命を短くするという不都合を避けることができる。
明によれば記録パルス光のピーク値の設定をより低い光
パワー値の設定により行うことができ、記録媒体に不要
な信号を記録してしまうことがなく、ピーク値の設定時
に半導体レーザに大きな負荷がかかり、半導体レーザの
寿命を短くするという不都合を避けることができる。
【図１】本発明の一実施例におれる半導体レーザ出力制
御回路の概略構成図
御回路の概略構成図
【図２】本発明の一実施例の動作波形図
【図３】半導体レーザの駆動電流ー光出力特性図
【図４】従来の半導体レーザ出力制御回路の概略構成図
【図５】従来の半導体レーザ出力制御回路の動作波形図
１ 半導体レーザ ２ 光検出器 ３ 第１の基準電圧源 ４ 第２の基準電圧源 ５ 切換スイッチ ６ 第１の制御回路 ７ 第１のＳ＆Ｈ回路 ８ 第１の電流源 ９ 第３の基準電圧源 １０ 第２の制御回路 １１ 第２のＳ＆Ｈ回路 １２ 第２の電流源 １３ スイッチ回路
Claims (5)
- 【請求項１】記録媒体に記録する情報に従って、第１の
光パワー値（Ｐ１）および第２の光パワー値（Ｐ２）の
光出力を放射する半導体レーザ出力制御回路であって、
放射された光出力の一部を受光する光検出器と、半導体
レーザの光出力を第１の光パワー値（Ｐ１）に設定する
ための基準電圧を発生する第１の基準電圧源と、半導体
レーザの光出力を第３の光パワー値（Ｐ３）に設定する
ための基準電圧を発生する第２の基準電圧源と、この第
２の基準電圧源の電圧と前記第１の基準電圧源の電圧を
切換えて出力する切換スイッチと、この切換スイッチの
出力信号と前記光検出器の検出信号を比較し、その比較
結果により制御信号を発生する第１の制御回路と、半導
体レーザの光出力が設定された値になった時、前記第１
の制御回路の制御信号を保持する第１のサンプルホール
ド回路と、この第１のサンプルホールド回路の出力信号
に従って半導体レーザに駆動電流を流す第１の電流源
と、半導体レーザの光出力を第４の光パワー値（Ｐ４）
に設定するための基準電圧を発生する第３の基準電圧源
と、この第３の基準電圧源の電圧と前記光検出器の検出
信号を比較し、その比較結果により制御信号を発生する
第２の制御回路と、半導体レーザの光出力が設定された
値になった時、前記第２の制御回路の制御信号を保持す
る第２のサンプルホールド回路と、この第２のサンプル
ホールド回路の出力信号に従って半導体レーザに駆動電
流を流す第２の電流源と、この第２の電流源による駆動
電流が半導体レーザに流れるのをオンまたはオフするス
イッチ回路と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ
出力制御回路。 - 【請求項２】スイッチ回路がオフの状態において、切換
スイッチが出力信号として第２の基準電圧源の電圧を選
択し、第１の制御回路がこの切換スイッチの出力信号と
光検出器の検出信号を比較することにより、半導体レー
ザの光出力が第３の光パワー値（Ｐ３）に制御された
時、第１のサンプルホールド回路が前記第１の制御回路
の制御信号を保持することにより第１の電流源の駆動電
流を一定に保持し、その後、前記スイッチ回路をオンに
し、第２の制御回路が第３の基準電圧源の電圧と前記光
検出器の検出信号を比較することにより、前記第１の電
流源による駆動電流に加えて第２の電流源から新たな駆
動電流を重畳し、半導体レーザの光出力が第４の光パワ
ー値（Ｐ４）に制御された時、第２のサンプルホールド
回路が前記第２の制御回路の制御信号を保持することに
より前記第２の電流源の駆動電流を一定に保持し、その
後、前記第２の電流源による駆動電流が半導体レーザに
流れるのを前記スイッチ回路がオフし、前記切換スイッ
チが出力信号としてが第１の基準電圧源の電圧を選択
し、前記第１の制御回路がこの出力信号と前記光検出器
の検出信号を比較することにより、半導体レーザの光出
力が第１の光パワー値（Ｐ１）に制御された時、前記第
１のサンプルホールド回路が前記第１の制御回路の制御
信号を保持することにより第１の電流源の駆動電流を一
定に保持し、その後、記録する情報に従って前記スイッ
チ回路をオンおよびオフするようにした請求項１記載の
半導体レーザ出力制御回路。 - 【請求項３】第２の光パワー値（Ｐ２）が第１の光パワ
ー値（Ｐ１）より高くなるように第１の基準電圧源の電
圧を設定し、第３の光パワー値（Ｐ３）が第１の光パワ
ー値（Ｐ１）より低くなるように第２の基準電圧源の電
圧を設定し、かつ第４の光パワー値（Ｐ４）がＰ４＝Ｐ
３＋Ｐ２−Ｐ１の関係になるように第３の基準電圧源の
電圧を設定した請求項２記載の半導体レーザ出力制御回
路。 - 【請求項４】記録媒体に記録する情報に従って、第１の
光パワー値（Ｐ１）および第１の光パワー値よりも高い
第２の光パワー値（Ｐ２）の光出力を放射する半導体レ
ーザの出力を制御するに際し、半導体レーザの駆動電流
と光出力が線形に変化する領域で第２の光パワー値より
も充分低い第３の光パワー値（Ｐ３）に制御する第３駆
動電流を流しながら、第２の光パワー値よりも低く第３
の光パワー値よりも高い第４の光パワー値（Ｐ４）にな
るよう制御した時の駆動電流値から第３の光パワー値を
出力する第３駆動電流値を引いた第４駆動電流値を記憶
した後、前記第１の光パワー値の第１駆動電流から記録
情報に従って第２の光パワーを出力するために前記第１
駆動電流に前記第４駆動電流を加算した電流値によって
第２の光パワー値を出力させる事を特徴とする半導体レ
ーザの出力制御方法。 - 【請求項５】前記第３と第４の光パワー値は固定値と
し、前記第１と第２の光パワー値を可変値とし、前記記
憶した第４駆動電流値を前記第１の駆動電流値の変化分
に応じて変化させ、第２の光パワー値を出力させる事を
特徴とする請求項４記載の半導体レーザの出力制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5184977A JP2713105B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 半導体レーザ出力制御回路及び出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5184977A JP2713105B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 半導体レーザ出力制御回路及び出力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0744885A JPH0744885A (ja) | 1995-02-14 |
| JP2713105B2 true JP2713105B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=16162654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5184977A Expired - Fee Related JP2713105B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 半導体レーザ出力制御回路及び出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2713105B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP5184977A patent/JP2713105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0744885A (ja) | 1995-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |