JP4338569B2 - Laser power control method and laser power control apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、レーザパワー制御装置およびレーザパワー制御方法に関する。   The present invention relates to a laser power control apparatus and a laser power control method.

近年、コンピュータの補助記憶装置や、民生用ビデオレコーダなどの分野において、書き換え可能型の光ディスク装置の需要が高まってきている。光ディスクに記録マークを形成するために、一般に半導体レーザ光源が用いられている。良好な記録マークを形成するためには、半導体レーザをパルス発光させる必要がある。例えば、図6に示すように、記録マークの形成には、半導体レーザをピークパワーとボトムパワーとの間で強度変調させてマルチパルス発光させる。記録スペースの形成には、半導体レーザをバイアスパワーで所定時間にわたって連続発光させる。安定した記録性能を確保するためには、これらのレーザパワーを正確に制御する必要がある。しかし半導体レーザのパワー特性は周囲温度などに大きく左右される。したがって、記録前に一旦パワー設定して一定の駆動電流を供給したとしてもパワーは一定に保たれる事はなく、半導体レーザ本体または周囲機器の温度上昇によってパワーの変動が発生する。   In recent years, demand for rewritable optical disk devices has increased in the fields of computer auxiliary storage devices and consumer video recorders. In order to form a recording mark on an optical disc, a semiconductor laser light source is generally used. In order to form a good recording mark, the semiconductor laser needs to emit light in pulses. For example, as shown in FIG. 6, in forming a recording mark, a semiconductor laser emits multipulse light by modulating the intensity between peak power and bottom power. In order to form the recording space, the semiconductor laser is caused to emit light continuously for a predetermined time with a bias power. In order to ensure stable recording performance, it is necessary to accurately control these laser powers. However, the power characteristics of semiconductor lasers are greatly affected by the ambient temperature. Therefore, even if the power is set once before recording and a constant driving current is supplied, the power is not kept constant, and the power fluctuates due to the temperature rise of the semiconductor laser main body or peripheral devices.

パワー変動の回避の手段として、一定期間ごとのパワー較正が有効である。例えば、セクタ構造を有する光ディスクフォーマットにおいて、1セクタに1回、レーザパワーを較正するためのレーザ制御領域が設けられている。この場合、光スポットがレーザ制御領域を通過するごとに、このレーザ制御領域においてパワー較正を行なうことによってパワー変動を回避できる。   As a means for avoiding power fluctuations, power calibration at regular intervals is effective. For example, in an optical disc format having a sector structure, a laser control area for calibrating the laser power is provided once per sector. In this case, power fluctuation can be avoided by performing power calibration in the laser control region every time the light spot passes through the laser control region.

以下、従来の技術におけるレーザ制御領域でのパワー較正方法について図9を用いながら説明する。
(a)光スポットがレーザ制御領域に到達すると、レーザに一定電流Iop1を供給する。このときのレーザパワーP1を、受光素子と、電流−電圧変換回路からなるレーザパワー検出手段により、レーザパワー検出電圧Vm1として検出する。
(b)次に、レーザに一定電流Iop2を供給する。このときのレーザパワーP2を、レーザパワー検出手段により、検出電圧Vm2として検出する。このようにして得られたレーザパワー検出電圧Vm1、Vm2を、演算処理回路によりレーザパワーP1とP2に変換する。
これにより、図10に示すような較正時におけるレーザ駆動電流に対するレーザパワーの関係(以下、この関係のことを『レーザのI−L特性』と呼ぶ。)を得ることが可能になる。したがって、記録領域において所望のパワーに相当する駆動電流でレーザを駆動すれば、所望のパワーでレーザを駆動できる(以下、この方式を『連続(DC)発光方式』と呼ぶ。)。
Hereinafter, a power calibration method in the laser control region in the prior art will be described with reference to FIG.
(A) When the light spot reaches the laser control region, a constant current Iop1 is supplied to the laser. The laser power P1 at this time is detected as a laser power detection voltage Vm1 by a laser power detection means including a light receiving element and a current-voltage conversion circuit.
(B) Next, a constant current Iop2 is supplied to the laser. The laser power P2 at this time is detected as a detection voltage Vm2 by the laser power detection means. The laser power detection voltages Vm1 and Vm2 thus obtained are converted into laser powers P1 and P2 by an arithmetic processing circuit.
This makes it possible to obtain the relationship of the laser power to the laser drive current during calibration as shown in FIG. 10 (hereinafter this relationship is referred to as “laser IL characteristics”). Therefore, if the laser is driven with a drive current corresponding to the desired power in the recording area, the laser can be driven with the desired power (hereinafter, this method is referred to as “continuous (DC) light emission method”).

この連続発光方法には問題点がある。受光素子の周波数特性が低い場合、レーザパワー検出電圧Vm1とVm2まで整定させるためにはレーザを長時間、一定値で駆動する必要がある。消去パワー程度のパワーP1に対して、記録ピークパワー程度のパワーP2で連続発光させた場合には、光ディスク上の記録膜が高いパワーで連続的に照射されることになり、蒸着されている記録膜が劣化する。データの書き換え毎に、長時間、連続的に高いパワーで記録膜への照射を繰り返すと、レーザ制御領域のみならず、データの記録領域まで記録膜の劣化が波及するという不具合が発生する。また、レーザ制御領域毎に長時間、連続的に高いパワーで発光を繰り返すため、半導体レーザの寿命が短くなる可能性が大きい。   There is a problem with this continuous light emission method. When the frequency characteristic of the light receiving element is low, it is necessary to drive the laser at a constant value for a long time in order to stabilize the laser power detection voltages Vm1 and Vm2. When light is continuously emitted at a power P2 that is about the recording peak power with respect to the power P1 that is about the erasing power, the recording film on the optical disk is continuously irradiated with high power, and the recorded recording is performed. The film deteriorates. When the recording film is repeatedly irradiated with high power continuously for a long time every time data is rewritten, there is a problem that the recording film deteriorates not only in the laser control area but also in the data recording area. In addition, since light emission is repeated at a high power continuously for a long time for each laser control region, the life of the semiconductor laser is likely to be shortened.

以上のような問題点を回避する方法として、例えば特許文献1に示すような方法が開示されている。以下、特許文献1におけるレーザ制御領域でのパワー較正方法を図11及び12を用いながら説明する。   As a method for avoiding the above problems, for example, a method as disclosed in Patent Document 1 is disclosed. Hereinafter, the power calibration method in the laser control region in Patent Document 1 will be described with reference to FIGS.

図11は、特許文献1におけるレーザ制御装置の構成を示すブロック図である。図12は、その動作シーケンス図である。
(a)光スポットがレーザ制御領域に到達すると、レーザ駆動回路140により駆動電流Iop1をレーザに供給し、バイアスパワーP1による連続(DC)発光を行なう。
(b)このときの発光パワーをレーザパワー検出手段100により検出する。レーザパワー検出手段100は受光素子101と、電流−電圧変換回路102と、ピーク検出回路116と、ボトム検出回路115と、マルチプレクサ117から構成されている。
(c)ここでマルチプレクサ117は、ピーク検出回路116から出力されるピーク検出電圧y、ボトム検出回路115から出力されるボトム検出電圧x、電流−電圧変換回路102のスルー出力xを外部からの制御信号v、wにより選択する構成となっている。
(d)消去パワーP1による連続(DC)発光においては、マルチプレクサ117によりスルー出力xが選択され、レーザパワー検出電圧としてVm1が出力される。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the laser control device in Patent Document 1. In FIG. FIG. 12 is an operation sequence diagram thereof.
(A) When the light spot reaches the laser control region, the laser drive circuit 140 supplies a drive current Iop1 to the laser to perform continuous (DC) light emission with the bias power P1.
(B) The light emission power at this time is detected by the laser power detection means 100. The laser power detection unit 100 includes a light receiving element 101, a current-voltage conversion circuit 102, a peak detection circuit 116, a bottom detection circuit 115, and a multiplexer 117.
(C) The multiplexer 117 controls the peak detection voltage y output from the peak detection circuit 116, the bottom detection voltage x output from the bottom detection circuit 115, and the through output x of the current-voltage conversion circuit 102 from the outside. The configuration is such that it is selected by the signals v and w.
(D) In continuous (DC) light emission with the erasing power P1, the through output x is selected by the multiplexer 117, and Vm1 is output as the laser power detection voltage.

(e)続いて駆動電流Iop2、Iop3でスイッチングされた電流をレーザに供給することにより、記録ピークパワーP3とボトムパワーP3との間でパルス発光を行なう。
(f)このときの発光パワーをレーザパワー検出手段100により検出する。このとき電流−電圧変換回路102からはスルー出力xとしてVm2とVm3間のスイッチング波形が出力される。ピーク検出回路116からはスルー出力xのピークレベルVm2を一定期間保持したピーク検出出力yを出力する。またボトム検出回路115からはスルー出力xのボトムレベルVm3を一定期間保持したボトム検出出力yを出力する。マルチプレクサ117により適宜ピーク検出出力yとボトム検出出力yとが選択され、レーザパワー検出電圧としてVm2とVm3が出力される。
このようにして得られたレーザパワー検出電圧Vm1、Vm2、Vm3を、AD変換回路121によりデジタル値に変換し、演算プロセッサ125によりレーザパワーP1、P2、P3に変換する。そして演算プロセッサ125によりレーザのI−L特性を得ることが可能になる。
(E) Subsequently, pulsed emission is performed between the recording peak power P3 and the bottom power P3 by supplying the laser with currents switched by the driving currents Iop2 and Iop3.
(F) The light emission power at this time is detected by the laser power detection means 100. At this time, the current-voltage conversion circuit 102 outputs a switching waveform between Vm2 and Vm3 as a through output x. The peak detection circuit 116 outputs a peak detection output y that holds the peak level Vm2 of the through output x for a certain period. Further, the bottom detection circuit 115 outputs a bottom detection output y that holds the bottom level Vm3 of the through output x for a certain period. The multiplexer 117 appropriately selects the peak detection output y and the bottom detection output y, and outputs Vm2 and Vm3 as laser power detection voltages.
The laser power detection voltages Vm1, Vm2, and Vm3 thus obtained are converted into digital values by the AD conversion circuit 121, and converted to laser powers P1, P2, and P3 by the arithmetic processor 125. The arithmetic processor 125 makes it possible to obtain the laser IL characteristics.

以上のような構成により、ピーク検出回路116からはピークレベルVm2を一定期間保持するため、半導体レーザそのものを長時間、連続駆動させて得られる検出出力と同じ出力が得られる。この方式では、半導体レーザをパルス発光させるため、連続(DC)発光方式に比べ記録膜へ照射されるレーザパワーが軽減されるため、記録膜へのダメージが軽減し、さらに半導体レーザの寿命低下を軽減することができる。   With the above configuration, the peak detection circuit 116 holds the peak level Vm2 for a certain period, so that the same output as the detection output obtained by continuously driving the semiconductor laser for a long time can be obtained. In this method, since the semiconductor laser emits pulses, the laser power applied to the recording film is reduced compared to the continuous (DC) emission method, so that damage to the recording film is reduced and the life of the semiconductor laser is further reduced. Can be reduced.

特開2000−244054号公報JP 2000-244054 A

しかし、上記方式にも問題点がある。より高速な記録を実行しようとした場合、またはレーザパワー検出部により高精度なDC特性が要求され、電流―電圧変換回路の周波数特性が十分に確保できない場合には、電流−電圧変換回路の出力がVm2、Vm3まで到達せず、パワーの検出精度が低下する。また電流−電圧変換回路の出力をVm2、Vm3まで到達させる目的でパルス発光の幅を広げた場合には、連続(DC)発光方式と同様に記録膜へのダメージ、半導体レーザの寿命低下などの不具合が生じる。   However, there is a problem with the above method. The output of the current-voltage conversion circuit is used when higher-speed recording is attempted or when the laser power detector requires high-precision DC characteristics and the frequency characteristics of the current-voltage conversion circuit cannot be secured sufficiently. Does not reach Vm2 and Vm3, and the power detection accuracy decreases. When the width of pulsed light emission is increased for the purpose of reaching the output of the current-voltage conversion circuit to Vm2 and Vm3, damage to the recording film, reduction in the life of the semiconductor laser, etc., as in the continuous (DC) light emission method A malfunction occurs.

本発明の目的は、レーザパワー検出手段の周波数特性が十分に確保できない場合であっても、レーザパワーを所望のレベルに正確に制御できる半導体レーザパワー制御方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a semiconductor laser power control method capable of accurately controlling the laser power to a desired level even when the frequency characteristics of the laser power detection means cannot be sufficiently ensured.

本発明に係るデータ記録領域とレーザ制御領域を有する光ディスクに記録するレーザのパワーを、前記レーザ制御領域を用いて制御する装置は、
前記光ディスクへの記録マーク形成時におけるピーク値電流とボトム値電流との間で強度変調させたパルス電流をレーザに供給して前記レーザをパルス発光させるマルチパルス発光区間と、前記マルチパルス発光区間よりも前に、前記ボトム値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して前記レーザを連続発光させるボトム値連続発光区間とを含むテスト発光パターンを有するフォーマッタと、
前記フォーマッタから伝達された前記テスト発光パターンに基づいて、前記レーザに電流を供給してテスト発光させるレーザ駆動部と、
前記レーザの前記テスト発光パターンを受光して電気信号に変換して光検出信号を取得するレーザパワー検出部と、
前記マルチパルス発光区間における前記光検出信号の平均値からマルチパルス平均値検出値を算出すると共に、前記ボトム値連続発光区間における前記光検出信号からボトム検出値を算出して、前記マルチパルス平均値検出値と前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得ると共に、前記特性に基づいて、前記レーザへの供給電流を制御する演算部と、を備え、
前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間とマルチパルス発光区間との間に、記録スペース形成時におけるバイアス値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して連続発光させるバイアス値連続発光区間をさらに含み、
前記演算部において、前記バイアス値連続発光区間における前記光検出信号に基づいてバイアス検出値をさらに算出して、前記バイアス検出値、前記マルチパルス平均値検出値、及び前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得、
前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間よりも前に、供給する電流を実質的にゼロとして前記レーザを消灯させる消灯区間を含み、
前記演算部は、前記消灯区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出し、
前記データ記録領域は、所定の変調則に基づいて長さが制限されるマークが記録されるフレームデータ領域と、前記フレームデータ領域における最長マークよりも更に長いマークが記録され、前記フレームデータ領域の先頭位置を識別するためのフレームシンク領域と、を含み、
前記マルチパルス発光区間の時間幅Tmpは、前記フレームシンク領域におけるデータの最長記録マークの時間幅Tmax、及び前記光ディスクの記録トラック上のウォブル周期Twblに対して、
Tmax<Tmp<Twbl/2
を満たし、
前記ボトム値連続発光区間の時間幅Tbは、
Tmax<Tb<Twbl
を満たし、
前記バイアス値連続発光区間の時間幅Teは、
Tmax<Te<Twbl/2
を満たし、
前記消灯区間の時間幅T0は、
Tmax<T0<Twbl
を満たし、
前記レーザ制御領域を走査する時間幅Tapcareaに対して、
Tmp+Tb+Te+T0<Tapcarea
を満たす
An apparatus for controlling the power of a laser to be recorded on an optical disc having a data recording area and a laser control area according to the present invention, using the laser control area ,
A multi-pulse emission section in which a pulse current that is intensity-modulated between a peak value current and a bottom value current at the time of forming a recording mark on the optical disc is supplied to the laser to cause the laser to emit light, and the multi-pulse emission section. Before, a formatter having a test emission pattern including a bottom value continuous light emission section for continuously supplying the bottom value current to the laser for a predetermined time to continuously emit the laser ;
Based on the test light emission pattern transmitted from the formatter, a laser driving unit that supplies a current to the laser to emit test light;
A laser power detector that receives the test emission pattern of the laser and converts it into an electrical signal to obtain a light detection signal ;
A multipulse average value detection value is calculated from an average value of the light detection signals in the multipulse light emission section, and a bottom detection value is calculated from the light detection signal in the bottom value continuous light emission section. Based on the detection value and the bottom detection value, a characteristic of the light emission power of the laser with respect to the current to be supplied, and a calculation unit that controls the supply current to the laser based on the characteristic,
The test emission pattern includes a bias value continuous emission period in which a bias value current at the time of recording space formation is continuously supplied to the laser for a predetermined time between the bottom value continuous emission period and the multi-pulse emission period. Further including
In the calculation unit, further calculating a bias detection value based on the light detection signal in the bias value continuous light emission section, based on the bias detection value, the multi-pulse average value detection value, and the bottom detection value, Obtaining the characteristics of the laser emission power with respect to the supplied current,
The test emission pattern includes an extinguishing section that turns off the laser with substantially no current supplied before the bottom value continuous emission section,
The calculation unit detects an offset based on a detection value of the light detection signal in the extinction section,
In the data recording area, a frame data area in which a mark whose length is limited based on a predetermined modulation rule is recorded, and a mark that is longer than the longest mark in the frame data area is recorded. A frame sync area for identifying the head position,
The time width Tmp of the multi-pulse light emitting section is relative to the time width Tmax of the longest recording mark of data in the frame sync area and the wobble period Twbl on the recording track of the optical disc.
Tmax <Tmp <Twbl / 2
The filling,
The time width Tb of the bottom value continuous light emission section is:
Tmax <Tb <Twbl
The filling,
The time width Te of the bias value continuous light emission section is:
Tmax <Te <Twbl / 2
The filling,
The time duration T0 of the unlit section is
Tmax <T0 <Twbl
The filling,
For the time width Tapcare for scanning the laser control region,
Tmp + Tb + Te + T0 <Tapcarea
Meet .

さらに、記テスト発光パターンは、前記消灯区間に替えて、レーザ閾値電流未満の電流をレーザに供給して自然放出光で発光させる自然放出光発光区間をさらに含むことが好ましい。この場合には、前記演算部は、前記自然放出光発光区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出する。
Furthermore, before Symbol test emission pattern, instead of the off period, it is preferable to further include a spontaneous emission light-emitting section to emit light in spontaneous emission light by supplying a current of less than the laser threshold current to the laser. In this case, the calculation unit detects an offset based on a detection value of the light detection signal in the spontaneous emission light emission section.

また、本発明に係るレーザパワー制御方法では、前記自然放出光発光区間において、前記レーザへ供給する電流Iledは、レーザのしきい値電流Ithについて、
Ith/4≦Iled<Ith
を満たすことが好ましい。
In the laser power control method according to the present invention, in the spontaneous emission light emission period, the current I led supplied to the laser is about the threshold current Ith of the laser.
Ith / 4 ≦ I led <Ith
It is preferable to satisfy.

さらに、前記自然放出光発光区間において、前記レーザへ供給する電流Iledは、レーザのしきい値電流Ithについて、
Ith/4≦Iled≦Ith×3/4
を満たすことが好ましい。
Further, in the spontaneous emission light emission section, the current I led supplied to the laser is about the threshold current Ith of the laser.
Ith / 4 ≦ I led ≦ Ith × 3/4
It is preferable to satisfy.

またさらに、前記自然放出光発光区間において、前記レーザへ供給する電流Iledは、レーザのしきい値電流Ithについて、実質しきい値Ithの1/2であることがさらに好ましい。 Furthermore, in the spontaneous emission light emission period, it is more preferable that the current I led supplied to the laser is ½ of the substantial threshold value Ith with respect to the threshold current Ith of the laser.

本発明に係るデータ記録領域とレーザ制御領域を有する光ディスクに記録するレーザのパワーを、前記レーザ制御領域を用いて制御する方法は、
前記光ディスクへの記録マーク形成時におけるピーク値電流とボトム値電流との間で強度変調させたパルス電流をレーザに供給して前記レーザをパルス発光させるマルチパルス発光区間と、前記マルチパルス発光区間よりも前に、前記ボトム値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して前記レーザを連続発光させるボトム値連続発光区間とを含むテスト発光パターンを前記レーザにおいて発光させるステップと、
前記レーザの前記テスト発光パターンを受光して電気信号に変換して光検出信号を取得するステップと、
前記マルチパルス発光区間における前記光検出信号の平均値からマルチパルス平均値検出値を算出すると共に、前記ボトム値連続発光区間における前記光検出信号からボトム検出値を算出して、前記マルチパルス平均値検出値と前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得るステップと、
前記レーザへ供給する電流に対する発光パワーの特性に基づいて、前記レーザへ供給する電流を制御するステップと、
を含み、
前記レーザを発光させるステップにおいて、用いる前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間とマルチパルス発光区間との間に、記録スペース形成時におけるバイアス値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して連続発光させるバイアス値連続発光区間をさらに含み、
前記レーザの発光パワーの特性を得るステップにおいて、前記バイアス値連続発光区間における前記光検出信号に基づいてバイアス検出値をさらに算出して、前記バイアス検出値、前記マルチパルス平均値検出値、及び前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得、
前記レーザを発光させるステップにおいて、用いる前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間よりも前に、供給する電流を実質的にゼロとして前記レーザを消灯させる消灯区間を含み、
前記レーザの発光パワーの特性を得るステップにおいて、前記消灯区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出し、
前記データ記録領域は、所定の変調則に基づいて長さが制限されるマークが記録されるフレームデータ領域と、前記フレームデータ領域における最長マークよりも更に長いマークが記録され、前記フレームデータ領域の先頭位置を識別するためのフレームシンク領域と、を含み、
前記マルチパルス発光区間の時間幅Tmpは、前記フレームシンク領域におけるデータの最長記録マークの時間幅Tmax、及び前記光ディスクの記録トラック上のウォブル周期Twblに対して、
Tmax<Tmp<Twbl/2
を満たし、
前記ボトム値連続発光区間の時間幅Tbは、
Tmax<Tb<Twbl
を満たし、
前記バイアス値連続発光区間の時間幅Teは、
Tmax<Te<Twbl/2
を満たし、
前記消灯区間の時間幅T0は、
Tmax<T0<Twbl
を満たし、
前記レーザ制御領域を走査する時間幅Tapcareaに対して、
Tmp+Tb+Te+T0<Tapcarea
を満たす。
A method for controlling the power of a laser to be recorded on an optical disc having a data recording area and a laser control area according to the present invention, using the laser control area ,
A multi-pulse emission section in which a pulse current that is intensity-modulated between a peak value current and a bottom value current at the time of forming a recording mark on the optical disc is supplied to the laser to cause the laser to emit light, and the multi-pulse emission section. Before, a step of emitting a test light emission pattern in the laser including a bottom value continuous emission section for supplying the bottom value current to the laser continuously for a predetermined time to continuously emit the laser; and
Receiving the test emission pattern of the laser and converting it to an electrical signal to obtain a light detection signal ;
A multipulse average value detection value is calculated from an average value of the light detection signals in the multipulse light emission section, and a bottom detection value is calculated from the light detection signal in the bottom value continuous light emission section. Obtaining a characteristic of light emission power of the laser with respect to a current to be supplied based on a detection value and the bottom detection value ;
Controlling the current supplied to the laser based on the characteristics of the light emission power relative to the current supplied to the laser;
Including
In the step of emitting the laser, the test emission pattern to be used supplies a bias value current at the time of recording space formation to the laser continuously for a predetermined time between the bottom value continuous emission period and the multi-pulse emission period. Further including a continuous emission section of a bias value for continuously emitting light,
In the step of obtaining the light emission power characteristic of the laser, a bias detection value is further calculated based on the light detection signal in the bias value continuous light emission section, the bias detection value, the multipulse average value detection value, and the Based on the bottom detection value, obtain the characteristics of the emission power of the laser with respect to the supplied current,
In the step of causing the laser to emit light, the test light emission pattern to be used includes an extinguishing period in which the laser is extinguished with the supplied current substantially zero before the bottom value continuous emission period,
In the step of obtaining the light emission power characteristics of the laser, an offset is detected based on the detection value of the light detection signal in the extinguishing section,
In the data recording area, a frame data area in which a mark whose length is limited based on a predetermined modulation rule is recorded, and a mark longer than the longest mark in the frame data area is recorded, A frame sync area for identifying the head position,
The time width Tmp of the multi-pulse light emitting section is relative to the time width Tmax of the longest recording mark of data in the frame sync area and the wobble period Twbl on the recording track of the optical disc.
Tmax <Tmp <Twbl / 2
The filling,
The time width Tb of the bottom value continuous light emission section is:
Tmax <Tb <Twbl
The filling,
The time width Te of the bias value continuous light emission section is:
Tmax <Te <Twbl / 2
The filling,
The time duration T0 of the unlit section is
Tmax <T0 <Twbl
The filling,
For the time width Tapcare for scanning the laser control region,
Tmp + Tb + Te + T0 <Tapcarea
Meet.

さらに、本発明に係るレーザパワー制御方法では、前記レーザを発光させるステップにおいて、用いる前記テスト発光パターンは、前記消灯区間に替えて、レーザ発光する閾値電流未満の電流をレーザに供給して自然放出光で発光させる自然放出光発光区間をさらに含むことが好ましい。この場合には、前記レーザの発光パワーの特性を得るステップにおいて、前記自然放出光発光区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出することができる。
Furthermore, in the laser power control method according to the present invention, in the step of emitting the laser, the test emission pattern to be used is replaced with the extinguishing section, and a current less than a threshold current for laser emission is supplied to the laser to spontaneously emit. It is preferable to further include a spontaneous emission light emitting section that emits light. In this case, in the step of obtaining the light emission power characteristic of the laser , the offset can be detected based on the detection value of the light detection signal in the spontaneous emission light emission section.

本発明に係るレーザパワー制御方法では、マルチパルス発光区間の平均値を検出して、この平均値検出情報に基づきレーザパワーを制御するので、レーザパワー検出手段の周波数特性が十分に確保できない場合においても、精度よく光パルスの各パワー値を制御することができる。   In the laser power control method according to the present invention, the average value of the multi-pulse emission section is detected, and the laser power is controlled based on this average value detection information. However, each power value of the optical pulse can be controlled with high accuracy.

また、本発明に係るレーザパワー制御方法では、供給する電流を実質的にゼロとして前記レーザを消灯させる消灯区間を、又は、テスト発光パターンに閾値電流未満の電流を供給してレーザを自然放出光で発光させる自然放出光発光区間を設けている。この消灯期間または自然放出光発光区間における光検出信号の検出値に基づいてオフセットを検出できる。したがってこの値を利用すれば、レーザ検出手段の受光素子や電流−電圧変換回路が周囲温度の変化によって温度ドリフトを引き起こした場合においても、温度ドリフトによるオフセットを較正することができ、各パワー値の検出精度が向上する。

In the laser power control method according to the present invention, the laser is spontaneously emitted by supplying a current that is less than the threshold current to the test emission pattern during the extinction period in which the current to be supplied is substantially zero and the laser is extinguished. A spontaneous emission light emitting section for emitting light is provided. The offset can be detected based on the detection value of the light detection signal in the extinguishing period or the spontaneous emission light emission period . Therefore, if this value is used, even if the light receiving element of the laser detection means or the current-voltage conversion circuit causes a temperature drift due to a change in the ambient temperature, the offset due to the temperature drift can be calibrated, and each power value can be calibrated. Detection accuracy is improved.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, substantially the same members are denoted by the same reference numerals.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるレーザパワー制御装置のブロック図である。このレーザパワー制御装置は、レーザ150に電流を供給して駆動するレーザ駆動回路140と、レーザ150の発光を検出するレーザパワー検出部100と、記録信号及びテスト発光パターンを生成するフォーマッタ130と、演算部120とを備える。以下、このレーザパワー制御装置を構成する各部について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a laser power control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This laser power control apparatus includes a laser drive circuit 140 that drives by supplying a current to the laser 150, a laser power detection unit 100 that detects light emission of the laser 150, a formatter 130 that generates a recording signal and a test light emission pattern, And an arithmetic unit 120. Hereinafter, each part which comprises this laser power control apparatus is demonstrated.

まず、レーザ150を発光させるレーザ駆動回路140について説明する。レーザ駆動回路140は、ボトム電流源141、バイアス電流源142、ピーク電流源143と、ボトム変調信号、バイアス変調信号、ピーク変調信号によりそれぞれ開閉するスイッチ144、145、146とを備える。記録マークを形成するには、図6に示すように、レーザ150をピークパワーとボトムパワーとの間でマルチパルス発光させる必要がある。一方、記録スペースを形成するにはレーザ150をバイアスパワーで発光させる必要がある。以下、図1のブロック図と、図2の動作シーケンス図とを用いてレーザ駆動回路140の動作を説明する。
(a)まず、ボトムパワーで発光させるときは、フォーマッタ130からボトム変調信号により、ボトム電流源141がオンになるように制御される。また、演算プロセッサ125から、ボトムパワーが所望の値となるようにボトム電流源141の設定電流(IinB)がボトム電流源141に入力される。
(b)また、バイアスパワーで発光させるときは、フォーマッタ130からバイアス変調信号により、バイアス電流源142がボトム電流源141に加算されるように制御される。また、演算プロセッサ125から、バイアス電流源142とボトム電流源141を加算したときにバイアスパワーが所望の値となるようにバイアス電流源142の設定電流(IinE)がボトム電流源141に入力される。
(c)さらに、ピークパワーで発光させるときは、フォーマッタ130からピーク変調信号とバイアス変調信号により、ピーク電流源143がバイアス電流源142とボトム電流源141に加算されるように制御される。また、演算プロセッサ125から、ピーク電流源143とバイアス電流源142とボトム電流源141を加算したときにピークパワーが所望の値となるようにピーク電流源143の設定電流(IinP)がピーク電流源143に入力される。
以上のような動作によりレーザ150に変調電流を供給し、レーザ150をパルス発光させることができる。
First, the laser drive circuit 140 that causes the laser 150 to emit light will be described. The laser drive circuit 140 includes a bottom current source 141, a bias current source 142, and a peak current source 143, and switches 144, 145, and 146 that open and close according to the bottom modulation signal, the bias modulation signal, and the peak modulation signal, respectively. In order to form the recording mark, it is necessary to cause the laser 150 to emit multipulse light between the peak power and the bottom power as shown in FIG. On the other hand, to form a recording space, the laser 150 needs to emit light with a bias power. Hereinafter, the operation of the laser driving circuit 140 will be described with reference to the block diagram of FIG. 1 and the operation sequence diagram of FIG.
(A) First, when light is emitted with bottom power, the bottom current source 141 is controlled to be turned on by the formatter 130 by a bottom modulation signal. Further, the set current (IinB) of the bottom current source 141 is input from the arithmetic processor 125 to the bottom current source 141 so that the bottom power becomes a desired value.
(B) When the light is emitted with the bias power, the bias current source 142 is controlled to be added to the bottom current source 141 by the bias modulation signal from the formatter 130. Further, the setting current (IinE) of the bias current source 142 is input from the arithmetic processor 125 to the bottom current source 141 so that the bias power becomes a desired value when the bias current source 142 and the bottom current source 141 are added. .
(C) Further, when emitting light at peak power, the peak current source 143 is controlled to be added to the bias current source 142 and the bottom current source 141 by the peak modulation signal and the bias modulation signal from the formatter 130. Further, the set current (IinP) of the peak current source 143 is set to the peak current source so that the peak power becomes a desired value when the peak current source 143, the bias current source 142, and the bottom current source 141 are added from the arithmetic processor 125. 143 is input.
By the operation as described above, the modulation current is supplied to the laser 150, and the laser 150 can emit pulses.

このレーザパワー制御装置は、記録トラックに設けられたレーザ制御領域の走査を開始すると、レーザ150のパワーを較正する目的で、ある特定の発光パターンを出力して、レーザ駆動電流と発光強度の関係(以下、この関係のことを『I−L特性』と呼ぶ。)を求める(以下、この動作を『テスト発光』と呼ぶ。)。テスト発光は図3の動作シーケンス図に示すように、レーザを時間幅T0だけ消灯させ、その後ボトムパワーで時間幅Tbだけ連続(DC)発光させ、その後バイアスパワーで時間幅Teだけ連続発光させ、その後マルチパルスで時間幅Tmだけ発光させるという特定の発光パターンで行われる(以下、この発光パターンのことを『テスト発光パターン』と呼ぶ。)。記録マークの検出窓幅をTwとし、記録マークの最長マーク長をTmaxとし、記録トラック上のウォブル周期をTwblとすると、消光区間T0は、
T0=Twbl
とする。
また、ボトムパワー発光区間の時間幅Tbは、
Tb=30Tw
とする。
また、バイアスパワー発光区間の時間幅Teは、
Te=16Tw
とする。
また、マルチパルス発光区間の時間幅Tmpは、
Tmp=16Tw
とする。
This laser power control device outputs a specific light emission pattern for the purpose of calibrating the power of the laser 150 when scanning of the laser control area provided in the recording track is started, and the relationship between the laser drive current and the light emission intensity. (Hereinafter, this relationship is referred to as “IL characteristic”) (hereinafter, this operation is referred to as “test light emission”). As shown in the operation sequence diagram of FIG. 3, the test light emission is caused to turn off the laser for a time width T0, then continuously (DC) light emission for the time width Tb at the bottom power, and then continuously light emission for the time width Te at the bias power, Thereafter, the light emission is performed with a specific light emission pattern in which light is emitted by a multi-pulse for a time width Tm (hereinafter, this light emission pattern is referred to as a “test light emission pattern”). When the detection window width of the recording mark is Tw, the longest mark length of the recording mark is Tmax, and the wobble period on the recording track is Twbl , the extinction period T0 is
T0 = T wbl
And
In addition, the time width Tb of the bottom power emission section is
Tb = 30Tw
And
In addition, the time width Te of the bias power emission section is
Te = 16Tw
And
In addition, the time width Tmp of the multi-pulse emission section is
Tmp = 16Tw
And

また、あらかじめテスト発光前に概ねレーザのI−L特性が予想されているものとし、この特性から、所望のボトムパワーに相当するレーザ駆動電流ItestBと、所望のバイアスパワーに相当するレーザ駆動電流ItestEと、所望のピークパワーに相当するレーザ駆動電流ItestPとが予想されているものとする。したがって、このテスト発光における各々の電流源の電流は、以下のように設定される。
まず、ボトム電流源141の設定電流値IinBは、
inB=ItestB
と設定される。
また、バイアス電流源142の設定電流値IinEは、
inE=ItestE−ItestB
と設定される。
また、ピーク電流源143の設定電流値IinPは、
inP=ItestP−ItestE
と設定される。
以上の手順によってレーザ駆動回路140からレーザ150に供給する電流が設定される。レーザ駆動回路140から設定された電流をレーザ150に供給することによって、レーザ150が発光し、光パルスが生成される。
Further, it is assumed that the IL characteristic of the laser is generally predicted in advance before the test light emission, and from this characteristic, the laser drive current I testB corresponding to the desired bottom power and the laser drive current corresponding to the desired bias power are obtained. It is assumed that I testE and a laser drive current I testP corresponding to a desired peak power are expected. Therefore, the current of each current source in the test light emission is set as follows.
First, the set current value I inB of the bottom current source 141 is
I inB = I testB
Is set.
The set current value I inE of the bias current source 142 is
I inE = I testE −I testB
Is set.
The set current value I inP of the peak current source 143 is
I inP = I testP −I testE
Is set.
The current supplied from the laser driving circuit 140 to the laser 150 is set by the above procedure. By supplying a current set from the laser driving circuit 140 to the laser 150, the laser 150 emits light and generates an optical pulse.

次に、レーザ150から生成された光パルスを検出するレーザパワー検出手段100について説明する。レーザパワー検出手段100は、受光素子101と、電流−電圧変換回路102と、サンプルホールド回路(SH0)110、サンプルホールド回路(SH1)111、サンプルホールド回路(SH2)112、ローパスフィルタ114、サンプルホールド回路(SH3)113を備える。受光素子101はレーザ光を受光するとレーザパワーを電流として出力する。この受光素子101の出力電流は電流−電圧変換回路102により電圧値に変換される。   Next, the laser power detection means 100 for detecting the light pulse generated from the laser 150 will be described. The laser power detection means 100 includes a light receiving element 101, a current-voltage conversion circuit 102, a sample hold circuit (SH0) 110, a sample hold circuit (SH1) 111, a sample hold circuit (SH2) 112, a low pass filter 114, a sample hold. A circuit (SH3) 113 is provided. When receiving the laser beam, the light receiving element 101 outputs the laser power as a current. The output current of the light receiving element 101 is converted into a voltage value by the current-voltage conversion circuit 102.

以下、レーザ150からテスト発光パターンを発光させた場合のレーザパワー検出手段100の動作について、図1のブロック図と図3の動作シーケンス図とを用いながら説明する。
(a)テスト発光パターンにおける消灯区間において、サンプルホールド回路(SH0)110はサンプルホールド信号S0に従い電流−電圧変換回路102の出力電圧を保持し、0mWレベル検出電圧Vm0を出力する。
(b)その後、ボトムパワー発光区間において、サンプルホールド回路(SH1)111はサンプルホールド信号S1に従い電流−電圧変換回路の出力電圧を保持し、ボトムパワー検出電圧Vmbを出力する。
(c)その後、バイアスパワー発光区間において、サンプルホールド回路(SH2)112はサンプルホールド信号S2に従い電流−電圧変換回路の出力電圧を保持し、ボトムパワー検出電圧Vmeを出力する。
(d)その後、マルチパルス発光区間において、電流−電圧変換回路102の出力はローパスフィルタ114により、マルチパルス発光の平均値に相当する電圧が得られるように帯域制限される。サンプルホールド回路(SH3)113はこのようにして得られたマルチパルス発光の平均値に相当する電圧をサンプルホールド信号S3に従い保持し、マルチパルス平均値検出電圧Vmaを出力する。
Hereinafter, the operation of the laser power detection unit 100 when the test emission pattern is emitted from the laser 150 will be described with reference to the block diagram of FIG. 1 and the operation sequence diagram of FIG.
(A) In the light-off period in the test light emission pattern, the sample hold circuit (SH0) 110 holds the output voltage of the current-voltage conversion circuit 102 according to the sample hold signal S0, and outputs a 0 mW level detection voltage Vm0.
(B) Thereafter, in the bottom power emission period, the sample hold circuit (SH1) 111 holds the output voltage of the current-voltage conversion circuit according to the sample hold signal S1, and outputs the bottom power detection voltage Vmb.
(C) Thereafter, in the bias power emission period, the sample hold circuit (SH2) 112 holds the output voltage of the current-voltage conversion circuit in accordance with the sample hold signal S2, and outputs the bottom power detection voltage Vme.
(D) Thereafter, in the multi-pulse emission section, the output of the current-voltage conversion circuit 102 is band-limited by the low-pass filter 114 so that a voltage corresponding to the average value of the multi-pulse emission can be obtained. The sample hold circuit (SH3) 113 holds the voltage corresponding to the average value of the multi-pulse emission thus obtained in accordance with the sample hold signal S3, and outputs the multi-pulse average value detection voltage Vma.

さらに、演算部120について説明する。演算部120は、AD変換回路121、122、123、124と、演算プロセッサ125と、DA変換回路131、132、133とを備える。
(a)レーザパワー検出手段100により得られた0mWレベル検出電圧Vm0、ボトムパワー検出電圧Vmb、バイアスパワー検出電圧Vme、マルチパルス部平均パワー検出電圧Vmaは、各々のAD変換回路(AD0)121、(AD1)122、(AD2)123、(AD3)124に入力され、各々0mWレベル検出値Dm0、ボトムパワー検出値Dmb、バイアスパワー検出値Dme、マルチパルス部平均パワー検出値Dmaのようにデジタル値に変換される。
(b)さらに演算プロセッサ(DSP)125により、0mWレベル検出値Dm0を用いてレーザパワー検出手段のオフセット較正が施され、パワー値に変換される。すなわち、DmbからDm0を差し引いた値がボトム検出パワーPmonBに変換され、DmeからDm0を差し引いた値がバイアス検出パワーPmonE、DmaからDm0を差し引いた値マルチパルス平均検出パワーPmonAに変換される。
(c)その後、演算プロセッサ125は、以下に述べる手順で、この時点でのレーザのI−L特性を求め、所望のレーザパワーで発光するようにレーザ駆動回路140への設定電流を電圧換算で決定する。なお、演算プロセッサ125におけるレーザ駆動回路140へ供給する電流の各電流源141、142、143の設定電流値の決定手順については後述する。
(d)次いで、演算プロセッサ125で決定された各設定電流値の電圧換算値に基づいて、DA変換回路131を介してボトム電流源141の設定電流値IinBが設定され、DA変換回路132を介してバイアス電流源142の設定電流値IinEが設定され、DA変換回路133を介してピーク電流源143の設定電流値IinPが設定される。
Further, the calculation unit 120 will be described. The arithmetic unit 120 includes AD conversion circuits 121, 122, 123, 124, an arithmetic processor 125, and DA conversion circuits 131, 132, 133.
(A) The 0 mW level detection voltage Vm0, the bottom power detection voltage Vmb, the bias power detection voltage Vme, and the multi-pulse part average power detection voltage Vma obtained by the laser power detection means 100 are the AD converter circuits (AD0) 121, (AD1) 122, (AD2) 123, and (AD3) 124 are input to digital values such as 0 mW level detection value Dm0, bottom power detection value Dmb, bias power detection value Dme, and multi-pulse part average power detection value Dma, respectively. Is converted to
(B) Further, the arithmetic processor (DSP) 125 performs offset calibration of the laser power detection means using the 0 mW level detection value Dm0 and converts it to a power value. That is, a value obtained by subtracting Dm0 from Dmb is converted into bottom detection power PmonB , and a value obtained by subtracting Dm0 from Dme is converted into bias detection power PmonE , and a value obtained by subtracting Dm0 from Dma is converted to multipulse average detection power PmonA. The
(C) Thereafter, the arithmetic processor 125 obtains the IL characteristics of the laser at this point in the procedure described below, and converts the set current to the laser drive circuit 140 in terms of voltage so as to emit light at a desired laser power. decide. The procedure for determining the set current value of each current source 141, 142, 143 of the current supplied to the laser drive circuit 140 in the arithmetic processor 125 will be described later.
(D) Next, the set current value I inB of the bottom current source 141 is set via the DA conversion circuit 131 based on the voltage conversion value of each set current value determined by the arithmetic processor 125, and the DA conversion circuit 132 is The set current value I inE of the bias current source 142 is set via the DA converter circuit 133, and the set current value I inP of the peak current source 143 is set via the DA converter circuit 133.

以下に、演算プロセッサ125において、レーザ駆動回路140へ供給する電流の各電流源141、142、143の設定電流値をどのように決定するかについて説明する。
図4は、レーザのI−L特性の一例である。ボトム検出パワーPmonBと、バイアス検出パワーPmonEと、テスト発光時の駆動電流ItestE、ItestBから、レーザのI−L特性は、レーザパワーをy、駆動電流をxとすると、図4に示すように、
y=η1×x+b1
の一次関数で表現される。
ここで、PmonB、PmonEを用いて表すと、
η1=(PmonE−PmonB)/(ItestE−ItestB
b1=(PmonB×ItestE−PmonE×ItestB)/(ItestE−ItestB
となる。
したがって、所望のボトムパワーをPrefBとすると、ボトムパワー駆動電流IBは、
IB=(PrefB−b1)/η1
と決定される。
また、所望のバイアスパワーをPrefEとすると、バイアスパワー駆動電流IEは、
IE=(PrefE−b1)/η1
と決定される。
Hereinafter, how the arithmetic processor 125 determines the set current values of the current sources 141, 142, and 143 of the current to be supplied to the laser driving circuit 140 will be described.
FIG. 4 is an example of the IL characteristic of the laser. From the bottom detection power PmonB , the bias detection power PmonE, and the drive currents ItestE and ItestB during the test light emission, the IL characteristics of the laser are shown in FIG. 4 where the laser power is y and the drive current is x. As shown
y = η1 × x + b1
It is expressed by a linear function.
Here, using P monB and P monE ,
η1 = (P monE −P monB ) / (I testE −I testB )
b1 = ( PmonB * ItestE- PmonE * ItestB ) / ( ItestE- ItestB )
It becomes.
Therefore, if the desired bottom power is P refB , the bottom power drive current IB is
IB = (P refB −b1) / η1
Is determined.
Also, assuming that the desired bias power is PrefE , the bias power drive current IE is
IE = (P refE −b1) / η1
Is determined.

また、マルチパルス平均検出パワーPmonAと、ボトム検出パワーPmonBから、ピーク検出パワーPmonPは以下の演算により求められる。マルチパルス部のデューティをdとすると、マルチパルス平均検出パワーPmonAは、下記式で表される。
monA=PmonP×d+PmonB×(1−d)
そこで、ピーク検出パワーPmonPは、
monP=(PmonA−PmonB×(1−d))/d
として求められる。
そして、検出パワーPmonP、PmonBと駆動電流ItestP、ItestBの関係から、レーザのI−L特性は、レーザパワーをy、駆動電流をxとすると、図4に示すように、
y=η×x+b
の一次関数で表現される。
Further , the peak detection power P monP is obtained from the multipulse average detection power P monA and the bottom detection power P monB by the following calculation. When the duty of the multi-pulse part is d, the multi-pulse average detection power P monA is expressed by the following equation.
P monA = P monP × d + P monB × (1-d)
Therefore, the peak detection power P monP is
P monP = (P monA -P monB × (1-d)) / d
As required.
Then, from the relationship between the detection powers P monP and P monB and the drive currents I testP and I testB , the laser IL characteristic is as follows , assuming that the laser power is y and the drive current is x, as shown in FIG.
y = η 2 × x + b 2
It is expressed by a linear function.

なお、図4では、レーザのI−L特性を閾値Ith以上の駆動電流の全範囲にわたって同じ傾きの直線として示しているが、これは理想的な一例にすぎない。実際にはレーザのI−L特性は駆動電流Iの範囲によって変化する場合があるので、駆動電流がItestBからItestEの範囲の傾きをηとし、駆動電流ItestBからItestPの範囲の傾きをηとしている。
ここで、上記検出パワーPmonP、PmonBを用いて表すと、
η2=(PmonP−PmonB)/(ItestP−ItestB
b2=(PmonB×ItestP−PmonP×ItestB)/(ItestP−ItestB
となる。
したがって、所望のピークパワーをPrefPとすると、ピークパワー駆動電流IPは、
IP=(PrefP−b2)/η2
と決定される。
In FIG. 4, the IL characteristic of the laser is shown as a straight line having the same slope over the entire range of the drive current equal to or higher than the threshold value Ith, but this is only an ideal example. Since in practice I-L characteristics of the laser may change by the scope of the drive current I, the drive current from the I testB the inclination in the range of I Teste and eta 1, the driving current I testB ranging I testP It has a slope and η 2.
Here, when expressed using the detected powers P monP and P monB ,
η2 = (P monP −P monB ) / (I testP −I testB )
b2 = ( PmonB * ItestP- PmonP * ItestB ) / ( ItestP- ItestB )
It becomes.
Therefore, when the desired peak power is P refP , the peak power drive current IP is
IP = (P refP −b2) / η2
Is determined.

以上のような演算により、図2に示すように、ボトム電流源141の設定電流値IinB
inB=IB
に更新される。
また、バイアス電流源142の設定電流値IinE
inE=IE−IB
に更新される。
また、ピーク電流源143の設定電流値IinP
inP=IP−IE
に更新される。
By the above calculation, as shown in FIG. 2, the set current value I inB of the bottom current source 141 is I inB = IB
Updated to
The set current value I inE of the bias current source 142 is I inE = IE−IB
Updated to
The set current value I inP of the peak current source 143 is I inP = IP−IE
Updated to

以上説明したように、実施の形態1のレーザパワー制御装置は、レーザ制御領域において、マルチパルス発光区間の平均値を検出して、この平均値検出情報に基づきレーザパワーを制御するので、レーザパワー検出手段100の周波数特性が十分に確保できない場合においても、精度よく光パルスの各パワー値を制御することが可能である。   As described above, the laser power control apparatus according to the first embodiment detects the average value of the multi-pulse emission section in the laser control region and controls the laser power based on this average value detection information. Even when the frequency characteristics of the detection means 100 cannot be sufficiently ensured, it is possible to control each power value of the optical pulse with high accuracy.

また、実施の形態1のレーザパワー制御装置は、レーザ制御領域においてレーザ150を一定期間消灯させる消灯区間を設けている。この消灯区間においてレーザパワー検出手段100の電流−電圧変換回路102の出力を0mW検出値、すなわちオフセット値として取得する。したがってこの値を利用すれば、レーザパワー検出手段100の受光素子101や電流−電圧変換回路102が周囲温度の変化によって温度ドリフトを引き起こしオフセットが発生した場合においても、オフセット較正することができる。したがって各パワー値の検出精度が向上する。   In addition, the laser power control apparatus according to the first embodiment has a light-off section in which the laser 150 is turned off for a certain period in the laser control region. In this extinguishing section, the output of the current-voltage conversion circuit 102 of the laser power detection means 100 is acquired as a 0 mW detection value, that is, an offset value. Therefore, if this value is used, offset calibration can be performed even when the light receiving element 101 of the laser power detection means 100 and the current-voltage conversion circuit 102 cause a temperature drift due to a change in ambient temperature and an offset occurs. Therefore, the detection accuracy of each power value is improved.

図5は、実施の形態1に係るレーザのパワーを制御する方法のフローチャートである。以下にこのレーザパワー制御方法について説明する。
(a)フォーマッタ130では、記録マーク形成時におけるピーク値電流とボトム値電流との間のパルス電流を供給してレーザ150をパルス発光させるマルチパルス発光区間と、ボトム値電流を所定時間連続して供給してレーザ150に連続発光させるボトム値連続発光区間とを含むテスト発光パターンを有している。フォーマッタ130からこのテスト発光パターンをレーザ駆動回路140に伝達してレーザ150をテスト発光パターンに沿って発光させる(S01)。なお、上記テスト発光パターンには、記録スペース形成時に発光させるバイアス値の一定値発光区間をさらに含んでいてもよい。
(b)レーザパワー検出部100では、レーザ150のテスト発光パターンを受光して電気信号に変換して光検出信号を取得する(S02)。
(c)演算部120では、マルチパルス発光区間における光検出信号の平均値からマルチパルス平均値検出値を算出すると共に、ボトム値連続発光区間における光検出信号からボトム検出値を算出して、マルチパルス平均値検出値とボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得る(S03)。なお、上記バイアス値の一定値発光区間における前記光検出信号に基づいてバイアス検出値をさらに算出して、バイアス検出値、マルチパルス平均値検出値、及びボトム検出値に基づいて、供給する電流に対するレーザの発光パワーの特性を得るようにしてもよい。
(d)さらに、演算部120では、供給する電流に対するレーザ150の発光パワーの特性に基づいて、レーザ150へ供給する電流を制御する(S04)。これによって、温度変化等によりレーザパワーが変動していても較正することができる。
FIG. 5 is a flowchart of a method for controlling the power of the laser according to the first embodiment. The laser power control method will be described below.
(A) In the formatter 130, a pulse current between a peak value current and a bottom value current at the time of recording mark formation is supplied to pulse the laser 150, and a bottom value current is continuously generated for a predetermined time. A test light emission pattern including a bottom value continuous light emission section for supplying and continuously emitting light to the laser 150 is provided. The test light emission pattern is transmitted from the formatter 130 to the laser driving circuit 140 to cause the laser 150 to emit light along the test light emission pattern (S01). The test light emission pattern may further include a constant value light emission section of a bias value that emits light when the recording space is formed.
(B) The laser power detection unit 100 receives the test light emission pattern of the laser 150 and converts it into an electrical signal to obtain a light detection signal (S02).
(C) The computing unit 120 calculates the multi-pulse average value detection value from the average value of the light detection signals in the multi-pulse light emission interval, calculates the bottom detection value from the light detection signal in the bottom value continuous light emission interval, Based on the pulse average value detection value and the bottom detection value, the characteristics of the laser emission power with respect to the supplied current are obtained (S03). In addition, a bias detection value is further calculated based on the light detection signal in the constant value light emission section of the bias value, and a current supplied based on the bias detection value, the multi-pulse average value detection value, and the bottom detection value is calculated. You may make it acquire the characteristic of the light emission power of a laser.
(D) Further, the arithmetic unit 120 controls the current supplied to the laser 150 based on the characteristics of the light emission power of the laser 150 with respect to the supplied current (S04). As a result, calibration can be performed even if the laser power fluctuates due to a temperature change or the like.

なお、ここでは、マルチパルス発光区間Tmpと、バイアス発光区間Teとを16Twとしているが、これには以下の理由がある。
(1)マルチパルス部の平均値の検出精度を向上させるには、なるべく長くマルチパルス発光させたほうがよい。すなわち、長くマルチパルス発光させることによって、マルチパルス部の平均値が整定することと、残留リプルを小さく抑えることを両立できる。そこで最も長い記録マークの記録時と同様の長さのマルチパルス発光させることが考えられる。例えば、記録符号が(1,7)変調系である場合は、最長マークは8Tであり、これより長い9Tマークと9Tスペースの組が、フォーマット上の各フレームの先頭位置を識別する『フレームシンク』として記録される。そこで、テスト発光パターンにおいて、マルチパルス発光区間の時間幅Tmpと、バイアス発光区間の時間幅Teとを9Twとすることが考えられるが、このような場合ディスクの再生時にこのパターンをフレームシンクと誤検出する可能性がある。したがって、フレームシンクとの誤検出を回避し、さらにマルチパルス部平均値の検出精度を向上させる目的で、フレームシンクを含めた最長記録マーク長Tmaxより長い記録マーク(この実施の形態では16Tw)で発光させることが好ましい。
(2)また、テスト発光はレーザ制御領域内で完了しなければならないので、レーザ制御領域の通過時間をTapcareaとすると、マルチパルス発光区間Tmpと、バイアス発光区間の時間幅Teはそれぞれ
max<Tmp<Tapcarea
max<Te<Tapcarea
を満たすことが好ましい。さらに、マルチパルス発光区間とバイアス発光区間とは一つのレーザ制御領域でのテスト発光パターンに含まれることが好ましいので、
Tmp+Te<Tapcarea
を満たすことが好ましい。
Here, the multi-pulse light emission section Tmp and the bias light emission section Te are set to 16 Tw, which has the following reason.
(1) In order to improve the detection accuracy of the average value of the multipulse part, it is better to emit multipulse light as long as possible. That is, it is possible to achieve both the stabilization of the average value of the multipulse part and the reduction of the residual ripple by making the multipulse light emission for a long time. Therefore, it is conceivable to emit multi-pulse light having the same length as that when recording the longest recording mark. For example, when the recording code is a (1,7) modulation system, the longest mark is 8T, and a longer 9T mark and 9T space pair identifies the start position of each frame on the format “frame sync”. Is recorded. Therefore, in the test light emission pattern, it is conceivable that the time width Tmp of the multi-pulse light emission section and the time width Te of the bias light emission section are set to 9 Tw. In such a case, this pattern is mistaken as a frame sync during disk reproduction. There is a possibility of detection. Therefore, for the purpose of avoiding erroneous detection with the frame sync and further improving the detection accuracy of the average value of the multi-pulse part, a recording mark longer than the longest recording mark length T max including the frame sync (16 Tw in this embodiment) It is preferable to emit light.
(2) Since the test light emission must be completed within the laser control region, assuming that the passing time of the laser control region is T apcarea , the time width Te of the multi-pulse light emission interval Tmp and the bias light emission interval is T max. <Tmp <T apcarea
T max <Te <T apcarea
It is preferable to satisfy. Furthermore, since the multi-pulse emission section and the bias emission section are preferably included in the test emission pattern in one laser control area,
Tmp + Te <T apcarea
It is preferable to satisfy.

さらに、マルチパルス部平均値やバイアスパワーの検出精度を向上させるためにはマルチパルス発光区間の時間幅Tmpとバイアス発光区間の時間幅Teとをそれぞれ長くしたほうがよい。しかしこれらは必要以上に長くしないようがよい。なぜなら、光ディスク装置のなんらかの不具合で光スポットが記録トラックの中心からずれた場合に、記録トラックの溝部に記録マークや記録スペースを形成してしまうと、溝部にダメージを与えてしまい、結果として記録トラックのウォブル抽出性能が劣化する可能性がある。したがって記録トラックのウォブル周期をTwblとしたときに、マルチパルス発光区間の時間幅Tmpとバイアス発光区間の時間幅Teは
max<Tmp<Twbl/2
max<Te<Twbl/2
とすることが好ましい。
また、例えば、Twbl≒69Twの光ディスクである場合には、
max<Tmp<34Tw
max<Te<34Tw
とすることが好ましい。
Furthermore, in order to improve the detection accuracy of the multipulse part average value and bias power, it is preferable to increase the time width Tmp of the multipulse light emission section and the time width Te of the bias light emission section. But these should not be longer than necessary. This is because if a recording spot or recording space is formed in the groove portion of the recording track when the light spot is deviated from the center of the recording track due to some malfunction of the optical disk apparatus, the groove portion is damaged, resulting in the recording track The wobble extraction performance may be degraded. Therefore, when the wobble period of the recording track is T wbl , the time width Tmp of the multi-pulse light emission section and the time width Te of the bias light emission section are T max <Tmp <T wbl / 2.
T max <Te <T wbl / 2
It is preferable that
For example, when the optical disk is T wbl ≈69 Tw,
T max <Tmp <34 Tw
T max <Te <34Tw
It is preferable that

また、レーザ制御領域を通過する毎にボトムパワーを検出するので、ボトムパワーの検出精度を向上させることができる。さらに、ピークパワーの検出も、ボトムパワーの検出値を用いて検出するため、ボトムパワーの検出精度を向上させることができる。   Further, since the bottom power is detected every time it passes through the laser control region, the detection accuracy of the bottom power can be improved. Furthermore, since the detection of peak power is also detected using the detection value of bottom power, the detection accuracy of bottom power can be improved.

また、ここでは、ボトムパワー発光区間の時間幅Tbを30Twとしている。これには以下の理由がある。
(1)ボトムパワーが整定してから検出を行なうためには、時間幅Tbは最長記録マークTmaxより長い時間幅とすることが好ましい。これによって再生状態から記録状態へ遷移した直後にテスト発光を行なう場合においても、再生状態から記録状態へ遷移するときに発生するトランジェント(transient)を回避して、ボトムパワーが整定してから検出を行なうことができるので、ボトムパワーの検出精度が向上する。
(2)上述のように、ボトムパワー発光区間の時間幅Tbは長ければ長いほど、ボトムパワーの検出精度が向上するが、この間、微弱なレーザパワーとなっているので、光ディスクにトラッキング制御するための信号がS/N比が劣化してしまう。トラッキングエラー信号のサンプリング周波数を200kHzとした場合に、ボトムパワー発光区間の時間幅Tbは5μs以下であることが好ましい。実質、テスト発光そのものがレーザ制御領域で完了しなければならず、Tapcareaがほぼ5μs、または5μs以下である場合には
max<Tb<Tapcarea
とすることが好ましい。また、ボトムパワー発光区間と消灯区間とを併用して使用することを考慮すると、実質的には
max<Tb<Twbl
とすることがさらに好ましい。さらに、マルチパルス発光区間とボトムパワー発光区間とは一つのレーザ制御領域でのテスト発光パターンに含まれることが好ましいので、
Tmp+Te<Tapcarea
を満たすことが好ましい。
Here, the time width Tb of the bottom power emission section is 30 Tw. There are the following reasons for this.
(1) In order to perform detection after the bottom power has settled, it is preferable that the time width Tb is longer than the longest recording mark Tmax . As a result, even when test light emission is performed immediately after the transition from the playback state to the recording state, the transient that occurs when transitioning from the playback state to the recording state is avoided, and detection is performed after the bottom power has settled. Since this can be done, the detection accuracy of the bottom power is improved.
(2) As described above, the longer the time width Tb of the bottom power emission section, the better the detection accuracy of the bottom power. However, since the laser power is weak during this time, tracking control is performed on the optical disc. The signal of S / N ratio deteriorates. When the sampling frequency of the tracking error signal is 200 kHz, the time width Tb of the bottom power emission section is preferably 5 μs or less. In effect, the test emission itself must be completed in the laser control region, and T max <Tb <T apcarea when T apcarea is approximately 5 μs or less than 5 μs.
It is preferable that In consideration of using the bottom power emission section and the extinction section in combination, substantially, T max <Tb <T wbl
More preferably. Furthermore, since the multi-pulse emission section and the bottom power emission section are preferably included in the test emission pattern in one laser control area,
Tmp + Te <T apcarea
It is preferable to satisfy.

また、ここでは、消灯区間の時間幅T0をTwblとしているが、これには以下の理由がある。
(1)レーザが発光状態から消灯状態へ遷移し、0mWレベルが整定するためには、消灯区間は長いほうがよい。0mWレベルが整定するための期間は、レーザ駆動回路の特性に依存し、消灯区間の時間幅T0は最長記録マークTmaxより長い時間幅とすることが好ましい。
(2)一方、上述のように消灯区間は長いほうがよいが、この間、微弱なレーザパワーとなっているので、光ディスクにトラッキング制御するための信号が消失してしまう。トラッキングエラー信号のサンプリング周波数を200kHzとした場合に、ボトムパワー発光区間の時間幅Tbは5μs以下であることが好ましい。また、テスト発光は、レーザ制御領域で完了しなければならないので、Tapcareaがほぼ5μs、または5μs以下である場合には
max<T0<Tapcarea
を満たすことが好ましい。さらに、ボトムパワー発光区間と消灯区間とを併用して使用することを考慮すると、実質
max<T0<Twbl
とすることがより好ましい。
In addition, here, the time width T0 of the extinguishing section is set to T wbl , for the following reason.
(1) In order for the laser to transition from the light emitting state to the extinguished state and the 0 mW level to settle, it is better that the extinguishing period is longer. The period for setting the 0 mW level depends on the characteristics of the laser drive circuit, and the time width T0 of the extinguishing section is preferably longer than the longest recording mark Tmax .
(2) On the other hand, it is preferable that the extinguishment section is long as described above. However, since the laser power is weak during this period, a signal for tracking control on the optical disk is lost. When the sampling frequency of the tracking error signal is 200 kHz, the time width Tb of the bottom power emission section is preferably 5 μs or less. In addition, since the test light emission must be completed in the laser control region, if T apcare is approximately 5 μs or less than 5 μs, T max <T 0 <T apcare
It is preferable to satisfy. Furthermore, considering that the bottom power emission period and the extinction period are used in combination, substantially T max <T0 <T wbl
More preferably.

また、実施の形態1では、テスト発光においてまず消灯させ、その後ボトムパワーで時間幅Tbだけ連続発光させ、その後バイアスパワーで時間幅Teだけ連続発光させ、その後マルチパルスで時間幅Tmだけ発光させる順番でテスト発光パターンを構成している。テスト発光パターンをこの順番で行なうと、発光の遷移状態において波高値の変化量が最も小さくなるため、電流―電圧変換回路102の整定時間の観点から最も有利である。したがってこの順番でテスト発光を行なうのが好ましい。   In the first embodiment, in the test light emission, the light is first turned off, the light is continuously emitted for the time width Tb at the bottom power, the light is continuously emitted for the time width Te by the bias power, and the light is emitted for the time width Tm by the multi-pulse thereafter. The test light emission pattern is configured with. When the test light emission patterns are performed in this order, the change amount of the crest value becomes the smallest in the light emission transition state, which is most advantageous from the viewpoint of the settling time of the current-voltage conversion circuit 102. Therefore, it is preferable to perform the test light emission in this order.

また、実施の形態1のレーザパワー制御方法は、レーザ制御領域においてレーザを一定時間だけ消灯させる消灯区間を設けている。この消灯区間においてレーザ検出手段の電流−電圧変換回路の出力を0mW検出値として取得する。したがってこの値を利用すれば、レーザ検出手段の受光素子や電流−電圧変換回路が周囲温度の変化によって温度ドリフトを引き起こした場合においても、温度ドリフトによるオフセットを較正することができる。したがって各パワー値の検出精度が向上する。   In addition, the laser power control method of the first embodiment provides an extinguishing section in which the laser is extinguished for a certain time in the laser control area. In this extinguishing section, the output of the current-voltage conversion circuit of the laser detection means is acquired as a 0 mW detection value. Therefore, if this value is used, even when the light receiving element of the laser detection means or the current-voltage conversion circuit causes a temperature drift due to a change in the ambient temperature, the offset due to the temperature drift can be calibrated. Therefore, the detection accuracy of each power value is improved.

(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2に係るレーザパワー制御方法の動作シーケンス図である。本実施の形態のレーザパワー制御方法は、実施の形態1に係るレーザパワー制御方法と比べると、テスト発光パターンにおいて、消灯区間に代えて、閾値電流Ith未満の電流を供給してレーザを自然放出光で発光させる自然放出光発光区間を設けている点で相違する。実施の形態1では、レーザパワー検出手段100の受光素子101や電流−電圧変換回路102のオフセットを較正する目的でレーザに供給する電流を実質的にゼロとしてレーザを消灯させる消灯区間を設けている。一方、図4に示すように、レーザは、閾値電流Ith未満の供給電流に対しては自然放出光を発光する自然放出光発光領域を示す。そこで、図7に示すように、レーザを消灯させる代わりに自然放出光発光領域(LED発光領域)において時間幅T0だけ自然放出光を発光させ、このときの検出値を0mWレベルとしてオフセットを較正するものとして用いる。図8は、GaN系青紫色レーザを用いて半導体レーザ素子への供給電流(駆動電流)と半導体レーザ素子からの光出力と受光素子が検出する光強度との関係を示す図である。なお、自然放出光発光領域においては、可干渉性の低い微弱な強度の光のみが受光素子101に伝播するので、図8に示すように、受光素子では消灯時とほぼ同等の光強度しか検出されず、レーザ150を消灯させるのとほぼ同等の効果を得ることができる。また、レーザ駆動回路140は閾値電流Ith未満ではあるがゼロでない一定電流を出力し続けるので、自然放出光発光区間の後からレーザ発光領域への遷移をスムーズに行なうことができる。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is an operation sequence diagram of the laser power control method according to the second embodiment of the present invention. Compared with the laser power control method according to the first embodiment, the laser power control method according to the present embodiment supplies a current less than the threshold current Ith in the test light emission pattern instead of the extinguishing period, and spontaneously emits the laser. The difference is that a spontaneous emission light emitting section for emitting light is provided. In the first embodiment, for the purpose of calibrating the offset of the light receiving element 101 of the laser power detection means 100 and the current-voltage conversion circuit 102, the extinguishing section is provided in which the current supplied to the laser is substantially zero and the laser is extinguished. . On the other hand, as shown in FIG. 4, the laser shows a spontaneous emission light emitting region that emits spontaneous emission for a supply current less than the threshold current Ith. Therefore, as shown in FIG. 7, instead of turning off the laser, spontaneous emission light is emitted for a time width T0 in the spontaneous emission region (LED emission region), and the offset is calibrated with the detection value at this time as 0 mW level. Use as a thing. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the supply current (drive current) to the semiconductor laser element using the GaN blue-violet laser, the light output from the semiconductor laser element, and the light intensity detected by the light receiving element. Note that, in the spontaneous emission light emitting region, only weak light with low coherence propagates to the light receiving element 101. Therefore, as shown in FIG. However, it is possible to obtain substantially the same effect as turning off the laser 150. Further, since the laser driving circuit 140 continues to output a constant current that is less than the threshold current Ith but not zero, the transition from the spontaneous emission light emission period to the laser emission area can be smoothly performed.

図8における半導体レーザ素子への供給電流(駆動電流)と半導体レーザ素子からの光出力と受光素子が検出する光強度(対物レンズ出力相当に換算した値)との関係を表1に示す。

Figure 0004338569
Table 1 shows the relationship between the supply current (drive current) to the semiconductor laser element in FIG. 8, the light output from the semiconductor laser element, and the light intensity detected by the light receiving element (a value converted to the objective lens output).
Figure 0004338569

次に、自然放出光発光区間におけるレーザへの供給電流Iledの好ましい範囲について、図8と表1とを用いて説明する。レーザの自然放出光発光領域とレーザ発光領域との境界の電流(しきい値電流)をIthとすると、レーザへの供給電流Iledは、閾値電流Ith未満であることが必要である。
Iled<Ith
また、自然放出光発光区間の後、レーザ発光への遷移をスムーズに行なうことができるように、レーザ駆動回路140の駆動段トランジスタがカットオフしないためには、
Ith/4≦Iled
を満たすことが好ましい。
そこで、図8に示すように、レーザへの供給電流Iledの好ましい範囲Δ1は、
Ith/4≦Iled<Ith
として表される。
Next, a preferable range of the supply current I led to the laser in the spontaneous emission light emission section will be described with reference to FIG. When the current (threshold current) at the boundary between the spontaneous emission light emitting region and the laser emitting region of the laser is Ith, the supply current I led to the laser needs to be less than the threshold current Ith.
Iled <Ith
In addition, in order that the transition to the laser emission can be smoothly performed after the spontaneous emission light emission period, the drive stage transistor of the laser drive circuit 140 is not cut off.
Ith / 4 ≦ I led
It is preferable to satisfy.
Therefore, as shown in FIG. 8, a preferable range Δ1 of the supply current I led to the laser is
Ith / 4 ≦ I led <Ith
Represented as:

さらに、この自然放出光発光領域において、レーザを消灯させるのとほぼ同等の効果を得るためには、
led≦Ith×3/4
を満たす電流Iledをレーザに供給することが好ましい。
そこで、レーザへの供給電流Iledのより好ましい範囲Δ2は、
Ith/4≦Iled≦Ith×3/4
として表される。なお、Iledは、Ith/2とすることがさらに好ましい。
Furthermore, in this spontaneous emission light emitting region, in order to obtain an effect almost equivalent to turning off the laser,
I led ≦ Ith × 3/4
It is preferable to supply a current I led satisfying the above condition to the laser.
Therefore, a more preferable range Δ2 of the supply current I led to the laser is
Ith / 4 ≦ I led ≦ Ith × 3/4
Represented as: I led is more preferably set to Ith / 2.

なお、レーザパワー検出手段100の温度ドリフトが大きい場合には、テスト発光パターンにおいて自然放出光発光区間を設けることによって、オフセットを適正に較正することができる。   When the temperature drift of the laser power detection unit 100 is large, the offset can be appropriately calibrated by providing the spontaneous emission light emission section in the test emission pattern.

本発明の各実施の形態では、書き換え型の光ディスクへの想定しており、記録スペースを形成するためにバイアスパワーで発光させているが、このような場合に限定されない。例えば、ライトワンス型の光ディスクに適応する場合においては、記録スペースを形成するバイアスパワーで発光させることを必要としない。このような場合には、テスト発光パターンにおいて、バイアスパワー発光区間を省略してもよい。   In each embodiment of the present invention, it is assumed that a rewritable optical disk is used, and light is emitted with a bias power to form a recording space. However, the present invention is not limited to such a case. For example, in the case of adapting to a write-once type optical disc, it is not necessary to emit light with a bias power that forms a recording space. In such a case, the bias power emission section may be omitted in the test emission pattern.

また、本発明の各実施の形態では、光ディスクの記録トラック上に設けられたレーザ制御領域においてテスト発光を行ない、レーザパワーの較正を行なう形態としている。しかし、このような構成に限られず、光ディスク上にレーザ制御領域を設けることなく、書き換え可能なセクタにおいてテスト発光を行ってレーザパワーを較正し、その後、上記書き換え可能なセクタを書き換える構成としてもよい。   Further, in each embodiment of the present invention, a test light emission is performed in a laser control area provided on a recording track of an optical disc to calibrate the laser power. However, the present invention is not limited to this configuration, and a configuration may be adopted in which a test light emission is performed in a rewritable sector to calibrate the laser power without providing a laser control area on the optical disc, and then the rewritable sector is rewritten. .

以上説明したように、本発明の各実施の形態のレーザパワー制御方法は、レーザ制御領域において、マルチパルス発光領域の平均値を検出して、この平均値検出情報に基づきレーザパワーを制御するので、レーザパワー検出手段の周波数特性が十分に確保できない場合においても、精度よく光パルスの各パワー値を制御することが可能である。   As described above, the laser power control method according to each embodiment of the present invention detects the average value of the multi-pulse emission region in the laser control region and controls the laser power based on this average value detection information. Even when the frequency characteristics of the laser power detection means cannot be sufficiently secured, it is possible to control each power value of the optical pulse with high accuracy.

本発明の実施の形態1におけるレーザパワー制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the laser power control apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるレーザ駆動回路の動作シーケンス図である。It is an operation | movement sequence diagram of the laser drive circuit in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるレーザパワー制御装置の動作シーケンス図である。It is an operation | movement sequence diagram of the laser power control apparatus in Embodiment 1 of this invention. 駆動電流に対するレーザの発光特性を示す図である。It is a figure which shows the light emission characteristic of the laser with respect to a drive current. 本発明の実施の形態1に係るレーザパワー制御方法のフローチャートである。It is a flowchart of the laser power control method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 光ディスク記録再生装置の記録パルス波形と記録マークとの対応を示す図である。It is a figure which shows a response | compatibility with the recording pulse waveform and recording mark of an optical disk recording / reproducing apparatus. 本発明の実施の形態2に係るレーザパワー制御装置の動作シーケンス図である。It is an operation | movement sequence diagram of the laser power control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における半導体レーザの光出力と、受光素子が検出する光強度とを示す図である。It is a figure which shows the optical output of the semiconductor laser in Embodiment 2 of this invention, and the light intensity which a light receiving element detects. 従来の技術におけるレーザ制御方法における動作シーケンス図である。It is an operation | movement sequence diagram in the laser control method in a prior art. 従来の技術におけるレーザの駆動電流対レーザ発光強度の関係(I−L特性)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (IL characteristic) of the drive current of a laser and laser emission intensity in a prior art. 従来の技術の特許文献1におけるレーザ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the laser control apparatus in patent document 1 of a prior art. 従来の技術の特許文献1におけるレーザ制御装置の動作シーケンス図である。It is an operation | movement sequence diagram of the laser control apparatus in patent document 1 of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

100 レーザパワー検出手段
101 受光素子
102 電流―電圧変換回路
110 サンプルホールド回路SH0
111 サンプルホールド回路SH1
112 サンプルホールド回路SH2
113 サンプルホールド回路SH3
114 ローパスフィルタ
120 演算部
121 AD変換回路AD0
122 AD変換回路AD1
123 AD変換回路AD2
124 AD変換回路AD3
125 演算プロセッサ(デジタルシグナルプロセッサ)
130 フォーマッタ
131 DA変換回路DA1
132 DA変換回路DA2
133 DA変換回路DA3
140 レーザ駆動回路
141 ボトム電流源
142 バイアス電流源
143 ピーク電流源
144、145、146 スイッチ
150 レーザ
100 Laser power detection means 101 Light receiving element 102 Current-voltage conversion circuit 110 Sample hold circuit SH0
111 Sample hold circuit SH1
112 Sample hold circuit SH2
113 Sample hold circuit SH3
114 Low-pass filter 120 Operation unit 121 AD conversion circuit AD0
122 AD conversion circuit AD1
123 AD conversion circuit AD2
124 AD conversion circuit AD3
125 arithmetic processor (digital signal processor)
130 Formatter 131 DA Conversion Circuit DA1
132 DA converter circuit DA2
133 DA conversion circuit DA3
140 Laser drive circuit 141 Bottom current source 142 Bias current source 143 Peak current sources 144, 145, 146 Switch 150 Laser

Claims (7)

データ記録領域とレーザ制御領域を有する光ディスクに記録するレーザのパワーを、前記レーザ制御領域を用いて制御する装置であって、
前記光ディスクへの記録マーク形成時におけるピーク値電流とボトム値電流との間で強度変調させたパルス電流をレーザに供給して前記レーザをパルス発光させるマルチパルス発光区間と、前記マルチパルス発光区間よりも前に、前記ボトム値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して前記レーザを連続発光させるボトム値連続発光区間とを含むテスト発光パターンを有するフォーマッタと、
前記フォーマッタから伝達された前記テスト発光パターンに基づいて、前記レーザに電流を供給してテスト発光させるレーザ駆動部と、
前記レーザの前記テスト発光パターンを受光して電気信号に変換して光検出信号を取得するレーザパワー検出部と、
前記マルチパルス発光区間における前記光検出信号の平均値からマルチパルス平均値検出値を算出すると共に、前記ボトム値連続発光区間における前記光検出信号からボトム検出値を算出して、前記マルチパルス平均値検出値と前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得ると共に、前記特性に基づいて、前記レーザへの供給電流を制御する演算部と、を備え、
前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間とマルチパルス発光区間との間に、記録スペース形成時におけるバイアス値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して連続発光させるバイアス値連続発光区間をさらに含み、
前記演算部において、前記バイアス値連続発光区間における前記光検出信号に基づいてバイアス検出値をさらに算出して、前記バイアス検出値、前記マルチパルス平均値検出値、及び前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得、
前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間よりも前に、供給する電流を実質的にゼロとして前記レーザを消灯させる消灯区間を含み、
前記演算部は、前記消灯区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出し、
前記データ記録領域は、所定の変調則に基づいて長さが制限されるマークが記録されるフレームデータ領域と、前記フレームデータ領域における最長マークよりも更に長いマークが記録され、前記フレームデータ領域の先頭位置を識別するためのフレームシンク領域と、を含み、
前記マルチパルス発光区間の時間幅Tmpは、前記フレームシンク領域におけるデータの最長記録マークの時間幅Tmax、及び前記光ディスクの記録トラック上のウォブル周期Twblに対して、
Tmax<Tmp<Twbl/2
を満たし、
前記ボトム値連続発光区間の時間幅Tbは、
Tmax<Tb<Twbl
を満たし、
前記バイアス値連続発光区間の時間幅Teは、
Tmax<Te<Twbl/2
を満たし、
前記消灯区間の時間幅T0は、
Tmax<T0<Twbl
を満たし、
前記レーザ制御領域を走査する時間幅Tapcareaに対して、
Tmp+Tb+Te+T0<Tapcarea
を満たすレーザパワー制御装置。
An apparatus for controlling the power of a laser to be recorded on an optical disc having a data recording area and a laser control area, using the laser control area ,
A multi-pulse emission section in which a pulse current that is intensity-modulated between a peak value current and a bottom value current at the time of forming a recording mark on the optical disc is supplied to the laser to cause the laser to emit light, and the multi-pulse emission section. Before, a formatter having a test emission pattern including a bottom value continuous light emission section for continuously supplying the bottom value current to the laser for a predetermined time to continuously emit the laser;
Based on the test light emission pattern transmitted from the formatter, a laser driving unit that supplies a current to the laser to emit test light;
A laser power detector that receives the test emission pattern of the laser and converts it into an electrical signal to obtain a light detection signal;
A multipulse average value detection value is calculated from an average value of the light detection signals in the multipulse light emission section, and a bottom detection value is calculated from the light detection signal in the bottom value continuous light emission section. Based on the detection value and the bottom detection value, a characteristic of the light emission power of the laser with respect to the current to be supplied, and a calculation unit that controls the supply current to the laser based on the characteristic ,
The test emission pattern includes a bias value continuous emission period in which a bias value current at the time of recording space formation is continuously supplied to the laser for a predetermined time between the bottom value continuous emission period and the multi-pulse emission period. Further including
In the calculation unit, further calculating a bias detection value based on the light detection signal in the bias value continuous light emission section, based on the bias detection value, the multi-pulse average value detection value, and the bottom detection value, Obtaining the characteristics of the laser emission power with respect to the supplied current,
The test emission pattern includes an extinguishing section that turns off the laser with substantially no current supplied before the bottom value continuous emission section,
The calculation unit detects an offset based on a detection value of the light detection signal in the extinction section,
In the data recording area, a frame data area in which a mark whose length is limited based on a predetermined modulation rule is recorded, and a mark longer than the longest mark in the frame data area is recorded, A frame sync area for identifying the head position,
The time width Tmp of the multi-pulse light emitting section is relative to the time width Tmax of the longest recording mark of data in the frame sync area and the wobble period Twbl on the recording track of the optical disc.
Tmax <Tmp <Twbl / 2
The filling,
The time width Tb of the bottom value continuous light emission section is:
Tmax <Tb <Twbl
The filling,
The time width Te of the bias value continuous light emission section is:
Tmax <Te <Twbl / 2
The filling,
The time duration T0 of the unlit section is
Tmax <T0 <Twbl
The filling,
For the time width Tapcare for scanning the laser control region,
Tmp + Tb + Te + T0 <Tapcarea
Laser power control device that satisfies
前記テスト発光パターンは、前記消灯区間に替えて、レーザの閾値電流未満の電流を供給して自然放出光で発光させる自然放出光発光区間をさらに含み、
前記演算部は、前記自然放出光発光区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出する、請求項1に記載のレーザパワー制御装置。
The test emission pattern further includes a spontaneous emission light emitting section that emits spontaneous emission light by supplying a current less than a laser threshold current instead of the extinction section ,
The laser power control apparatus according to claim 1 , wherein the calculation unit detects an offset based on a detection value of the light detection signal in the spontaneous emission light emission section.
前記自然放出光発光区間において、前記レーザへ供給する電流Iledは、レーザのしきい値電流Ithについて、
Ith/4≦Iled<Ith
を満たす、請求項2に記載のレーザパワー制御装置
In the spontaneous emission light emitting section, the current Iled supplied to the laser is about the threshold current Ith of the laser.
Ith / 4 ≦ Iled <Ith
The laser power control apparatus according to claim 2 , wherein:
前記自然放出光発光区間において、前記レーザへ供給する電流Iledは、レーザのしきい値電流Ithについて、
Ith/4≦Iled≦Ith×3/4
を満たす、請求項2に記載のレーザパワー制御装置
In the spontaneous emission light emitting section, the current Iled supplied to the laser is about the threshold current Ith of the laser.
Ith / 4 ≦ Iled ≦ Ith × 3/4
The laser power control apparatus according to claim 2 , wherein:
前記自然放出光発光区間において、前記レーザへ供給する電流Iledは、レーザのしきい値電流Ithについて、実質しきい値Ithの1/2である、請求項2に記載のレーザパワー制御装置3. The laser power control apparatus according to claim 2 , wherein the current Iled supplied to the laser in the spontaneous emission light emission section is ½ of the substantial threshold value Ith with respect to the threshold current Ith of the laser. データ記録領域とレーザ制御領域を有する光ディスクに記録するレーザのパワーを、前記レーザ制御領域を用いて制御する方法であって、
前記光ディスクへの記録マーク形成時におけるピーク値電流とボトム値電流との間で強度変調させたパルス電流をレーザに供給して前記レーザをパルス発光させるマルチパルス発光区間と、前記マルチパルス発光区間よりも前に、前記ボトム値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して前記レーザを連続発光させるボトム値連続発光区間とを含むテスト発光パターンを前記レーザにおいて発光させるステップと、
前記レーザの前記テスト発光パターンを受光して電気信号に変換して光検出信号を取得するステップと、
前記マルチパルス発光区間における前記光検出信号の平均値からマルチパルス平均値検出値を算出すると共に、前記ボトム値連続発光区間における前記光検出信号からボトム検出値を算出して、前記マルチパルス平均値検出値と前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得るステップと、
前記レーザへ供給する電流に対する発光パワーの特性に基づいて、前記レーザへ供給する電流を制御するステップと
を含み、
前記レーザを発光させるステップにおいて、用いる前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間とマルチパルス発光区間との間に、記録スペース形成時におけるバイアス値電流を所定時間連続して前記レーザに供給して連続発光させるバイアス値連続発光区間をさらに含み、
前記レーザの発光パワーの特性を得るステップにおいて、前記バイアス値連続発光区間における前記光検出信号に基づいてバイアス検出値をさらに算出して、前記バイアス検出値、前記マルチパルス平均値検出値、及び前記ボトム検出値に基づいて、供給する電流に対する前記レーザの発光パワーの特性を得、
前記レーザを発光させるステップにおいて、用いる前記テスト発光パターンは、前記ボトム値連続発光区間よりも前に、供給する電流を実質的にゼロとして前記レーザを消灯させる消灯区間を含み、
前記レーザの発光パワーの特性を得るステップにおいて、前記消灯区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出し、
前記データ記録領域は、所定の変調則に基づいて長さが制限されるマークが記録されるフレームデータ領域と、前記フレームデータ領域における最長マークよりも更に長いマークが記録され、前記フレームデータ領域の先頭位置を識別するためのフレームシンク領域と、を含み、
前記マルチパルス発光区間の時間幅Tmpは、前記フレームシンク領域におけるデータの最長記録マークの時間幅Tmax、及び前記光ディスクの記録トラック上のウォブル周期Twblに対して、
Tmax<Tmp<Twbl/2
を満たし、
前記ボトム値連続発光区間の時間幅Tbは、
Tmax<Tb<Twbl
を満たし、
前記バイアス値連続発光区間の時間幅Teは、
Tmax<Te<Twbl/2
を満たし、
前記消灯区間の時間幅T0は、
Tmax<T0<Twbl
を満たし、
前記レーザ制御領域を走査する時間幅Tapcareaに対して、
Tmp+Tb+Te+T0<Tapcarea
を満たすレーザパワー制御方法。
A method for controlling the power of a laser to be recorded on an optical disc having a data recording area and a laser control area, using the laser control area ,
A multi-pulse emission section in which a pulse current that is intensity-modulated between a peak value current and a bottom value current at the time of forming a recording mark on the optical disc is supplied to the laser to cause the laser to emit light, and the multi-pulse emission section. Before, a step of emitting a test light emission pattern in the laser including a bottom value continuous emission section for supplying the bottom value current to the laser continuously for a predetermined time to continuously emit the laser; and
Receiving the test emission pattern of the laser and converting it to an electrical signal to obtain a light detection signal;
A multipulse average value detection value is calculated from an average value of the light detection signals in the multipulse light emission section, and a bottom detection value is calculated from the light detection signal in the bottom value continuous light emission section. Obtaining a characteristic of light emission power of the laser with respect to a current to be supplied based on a detection value and the bottom detection value;
Controlling the current supplied to the laser based on the characteristics of the light emission power relative to the current supplied to the laser ;
Including
In the step of emitting the laser, the test emission pattern to be used supplies a bias value current at the time of recording space formation to the laser continuously for a predetermined time between the bottom value continuous emission period and the multi-pulse emission period. Further including a continuous emission section of a bias value for continuously emitting light,
In the step of obtaining the light emission power characteristic of the laser, a bias detection value is further calculated based on the light detection signal in the bias value continuous light emission section, the bias detection value, the multipulse average value detection value, and the Based on the bottom detection value, obtain the characteristics of the emission power of the laser with respect to the supplied current,
In the step of emitting the laser, the test emission pattern to be used includes an extinguishing period in which the laser is extinguished with the supplied current substantially zero before the bottom value continuous emission period,
In the step of obtaining the light emission power characteristics of the laser, an offset is detected based on the detection value of the light detection signal in the extinguishing section,
In the data recording area, a frame data area in which a mark whose length is limited based on a predetermined modulation rule is recorded, and a mark longer than the longest mark in the frame data area is recorded, A frame sync area for identifying the head position,
The time width Tmp of the multi-pulse light emitting section is relative to the time width Tmax of the longest recording mark of data in the frame sync area and the wobble period Twbl on the recording track of the optical disc.
Tmax <Tmp <Twbl / 2
The filling,
The time width Tb of the bottom value continuous light emission section is:
Tmax <Tb <Twbl
The filling,
The time width Te of the bias value continuous light emission section is:
Tmax <Te <Twbl / 2
The filling,
The time duration T0 of the unlit section is
Tmax <T0 <Twbl
The filling,
For the time width Tapcare for scanning the laser control region,
Tmp + Tb + Te + T0 <Tapcarea
Laser power control method that satisfies
前記レーザを発光させるステップにおいて、用いる前記テスト発光パターンは、前記消灯区間に替えて、レーザ発光する閾値電流未満の電流をレーザに供給して自然放出光で発光させる自然放出光発光区間をさらに含み、
前記レーザの発光パワーの特性を得るステップにおいて、前記自然放出光発光区間における前記光検出信号の検出値に基づいて、オフセットを検出する、請求項6に記載のレーザパワー制御方法。
In the step of emitting the laser, the test light emission pattern to be used further includes a spontaneous emission light emitting section for supplying a current less than a threshold current for laser emission to the laser to emit light by spontaneous emission instead of the extinguishing section. ,
The laser power control method according to claim 6 , wherein in the step of obtaining the light emission power characteristic of the laser, an offset is detected based on a detection value of the light detection signal in the spontaneous emission light emission section.
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