JPH0233736A - 半導体レーザ出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光デイスクドライブ装置等に用いられる半導体
レーザ出力制御装置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスクｌ’ライブ装置においては、ディスク」二の
データを記録するトラックの半径によってレーザダイオ
−１−からなる半導体レーザの記録パワーに変化させる
必要がある。これはディスクを一定回転速度で回転させ
た場合、ディスク上のデータを記録する１〜ラツクの半
径によってディスク」二のレーザスポットとディスクの
記録面との相対速度（線速）が異なってくることによる
。

−・般にレーザダイオードからなる半導体レーザの出力
パワーを制御する方式としてはＡ　ＣＣ（Ａｕｔｏ　Ｃ
ｕｒｒｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式と、ＡＰＣ（Ａｕ
ｔｏ　Ｐｏｖｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式とが知られて
いる。ＡＣＣ方式はレーザダイオードに印加する電流を
一定に保つ方式であり、レーザダイオードの記録パワー
を変化させる場合にはレーザダイオードの電流量のみを
オープンループ的に変化させる。ＡＰＣ方式はレーザダ
イオードの後方出射光量をフオｌ〜ディテクタによって
電気的に検出し、この検出値か定の値になるようにレー
ザダイオードに印加する電流を制御する方式である。こ
のＡ　Ｐ　Ｃ方式はレーザダイオ−１〜の記録パワーを
変化させる場合には上記一定の値を目標値に変化させる
。

第２図は光ティスクｌ’ライブ装置に用いられる一般的
な半導体レーザ出力制御装置を示す。

レーザダイオードからなる半導体レーザ１１は電流増幅
器１２．１３により駆動さ才し、半導体レーザ１］に流
れる電流は電流増幅器１．２．１３の吸い込む電流値の
和となる。電流増幅器１２は半導体レーザ１１を再生パ
ワーＰ８で光らせるために必要な電流１１、を吸い込み
、電流増幅器１３は変調信号Ｍｏｄが］゛のときには半
導体レーザ１１を記録パワーＰｗて光らせるために工、
に重畳すべき電流■９を吸い込み、また変調信号Ｍｏｄ
が０゛のときには電流の吸い込み量がＯとなる。この結
果、第５図に示すように半導体レーザ１１の出力パワー
は変調信号Ｍｏｄの状態に応してＲ８又はｐＨになる。

ここに、第４図は半導体レーザ１１に流れる電流と半導
体レーザ１１の出力パワーとの関係を表わすもので、必
要なＩ　、、　Ｉ　、はこの関係から知ることができる
。しかしながら、半導体レーザ１１の発振開始電流Ｉ　
ＴＨは温度等によって大きく変化してしまうので、■□
を一定値にしてもＰｌは一定しない。

このため、−殻内にはＰＬｌを一定値に保つようにＡＰ
Ｃ方式がとられる。

第２図に示すようにＡＰＣ方式をとるために市販されて
いる半導体レーザ１１は一般にその後方出射光量を検出
するためのフォトダイオードからなる光検出器１４が取
付けられたモジュール１５になっている。フォトダイオ
ード１４は半導体レーザ１１の後方出射光量を検出して
半導体レーザ１１の出力パワーに比例した電流を発生し
、半導体レーザ１１に直列に接続されている負荷抵抗１
６には半導体レーザ１１の出力パワーに比例した電圧が
発生する。再生パワー検出回路１７は負荷抵抗１６に発
生する電圧のうち再生パワーＰＲで半導体レーザ１１が
光っているときの電圧■８を抽出する。この電圧■８は
再生パワーの目標値に対応した再生レベル基準電圧Ｖ　
ＲＨＲｃＦと比較器１８により比較されてその差の電圧
が取り出される。積分回路１９は比較器１８の出力電圧
を積分して電流増幅器】２に再生レベル制御′市圧とし
て出力し、電流増幅器１２の電流■、をｙ　１１．　。

げと■８とが等しくなるように制御する。この結果、半
導体レーザ１１の再生光量は常に一定に保たれる。

一方、この半導体レーザ出力制御装置ではＲ８の制御に
ついてはＡＰＣ方式をとらずにＡ、　ＣＣ方式をとって
おり、半導体レーザ１１の記録パワーＰいをディスク上
のデータを記録するトラックの半径によって変化させる
場合にはＩ８の目標値Ｉ　ＷＨｌｌ、１を変化させてい
る。電流増幅器１３はこのＩ　ｗ、Ｒ１１に応して■い
を変化させる。■１．．□１１はディジタル／アナログ
変換器等によって与えるようにすればディジタル／アナ
ログ変換器等の入力側でマイクロプロセッサ等により制
御することができる。

第３図は従来の他の一般的な半導体レーザ出力制御装置
を示し、第２図と同一部分には同一符号が付しである。

この半導体レーザ出力制御装置ては再生パワＪ）１、の
制御は第２図の半導体レーザ出力制御装置と同様にＡＰ
Ｃ方式で行われ、また記録パワーＰ、の制御もＡＰＣ方
式で行われる。記録パワー検出回路２０は負荷抵抗１６
に生する電圧のうち半導体レーザ］１が記録パワーＰＷ
で光っているときの電圧Ｖ　Ｗ　ｋ抽出する。この電圧
ＶＷは目標値（記録レベル基準電圧）ＶＷＨＲＥｒと比
較器２１により比較されてその差の電圧か取り出される
。積分回路２２は比較器２１の出力電圧を積分して電流
増幅器１３に記録レベル制御電圧として出力し、電流増
幅器１３の電流■８をＶ　Ｗ　−ＲＵ　）とＶＷとが等
しくなるように制御する。記録パワーＰ８をティスフ上
のテークを記録する１−ラックの半径によって変化させ
る場合には［」標値Ｖ　Ｗ　ＨＩｔ　ｃｌ−を変化させ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図の半導体レーザ出力制御装置ではエユと半導体レ
ーザ１１の出力パワーとの関係は第４図に示すように一
般に直線的な関係にあり、■８がＡＰＣ方式によって制
御されていればＩ　ＷＨＩｌｒｒに対してほぼ直線的に
記録パワーＰいを変化させろことができる。しかしなが
ら、■いと半導体レーザ１１の出力パワーとの関係、す
なわち第４図の特性の傾き（微分効率ηと呼ばれる）も
■７．．と同様に温度等の影響により変化が生ずる。こ
のため、■５を一定値としてもＰ８は目標値からずれて
しまうという問題が生し易かった。この様子を第６図に
示す。第６図でａの波形はηか大きくなる方向に変動し
た場合の半導体レーザの出力パワーを示し、ｂはηが小
さくなる方向に変動した場合の半導体レーザの出力パワ
ーを示す。このようしこ、温度等の影響により記録パワ
ーＰＷが変化し、ディスクに正常な情報の記録が行われ
ない場合が生しやすかった。

また第３図の半導体レーザ出力制御装置ではηが変動し
ても記録パワーＰＷば最終的に目標値に収そくするが、
第７図に示すように再生状態から記録状態に遷移する場
合に、記録パワーの立」ニリに時間がかかるといった問
題か生しやすかった。

このため、ディスクに情報を記録する場合に、初めの部
分の記録が正常に行われないという問題が生しやすかっ
た。

本発明は上記欠点を改善し、記録パワーの安定化を計る
ことができる半導体レーザ出力制御装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は再生レベル電流と、変調信号に対応した記録レ
ベル電流とを重畳してこの重畳した電流により半導体レ
ーザを駆動する半導体レーザ出力制御装置において、前
記半導体レーザの光出力の一部を検出して電圧に変換す
る電圧変換手段と、この電圧変換手段の出力電圧から前
記半導体レーザの光出力が再生レベルにあるときの電圧
を抽出する再生レベル検出手段と、この再生レベル検出
手段の出力電圧と再生レベル基準電圧とを比較する再生
レベル比較手段と、この再生レベル比較手段の出力電圧
により再生レベル制御電圧を発生する再生レベル制御手
段と、この再生レベル制御手段からの再生レベル制御電
圧に概略比例した再生レベル電流で前記半導体レーザを
駆動する再生しベル電流駆動手段と、前記電圧変換手段
の出力電圧から前記半導体レーザの光出力が記録レベル
にあるときの電圧を抽出する記録レベル検出手段と、こ
の記録レベル検出手段の出力電圧と記録レベル基準電圧
とを比較する記録レベル比較手段と、この記録レベル比
較手段の出力電圧により第１の記録レベル制御電圧を発
生する記録レベル制御手段と、記録レベル基準電圧又は
記録レベル基７＜（電圧と再生レベル基準電圧との差電
圧を増幅して第２の記録レベル制御電圧を発生する増幅
手段と、この増幅手段からの第２の記録レベル制御電圧
と前記記録レベル制御手段からの第１の記録レベル制御
電圧とを加算する加算手段と、この加算手段の出力電圧
に概略比例した記録レベル電流で前記半導体レーザを駆
動する記録レベル電流駆動手段とを有し、記録レベル基
ｉ！Ａ電圧と前記記録レベル検出手段の出力電圧とが概
略等しくなる定常状態において前記第２の記録レベル制
御電圧が概略０となるように前記増幅手段のゲインを定
めたものである。

〔作　用〕

半導体レーザの光出力の一部が電圧変換手段により検出
されて電圧に変換され、この電圧変換手段の出力電圧か
ら再生レベル検出手段により半導体レーザの光出力が再
生レベルにあるあるときの電圧が抽出される。この再生
レベル検出手段の出力電圧と再生レベル基ｙｓ　を圧と
が再生レベル比較手段により比較され、この再生レベル
比較手段の出力電圧により再生レベル制御手段が再生レ
ベル制御電圧を発生する。再生レベル電流駆動手段はこ
の再生レベル制御手段からの再生レベル制御電圧に概略
比例した再生レベル電流で半導体レーザを駆動する。ま
た電圧変換手段の出力電圧から半導体レーザの光出力が
記録レベルにあるときの電圧が記録レベル検出手段によ
り抽出され、この記録レベル検出手段の出力電圧と記録
レベル基＄電圧とが記録レベル比較手段により比較され
る。この記録レベル比較手段の出力電圧により記録レベ
ル制御手段が第１の記録レベル制御電圧を発生し記録レ
ベル基準電圧又は記録レベル基準電圧と再生レベル基準
電圧との差電圧が増幅手段により増幅されて第２の記録
レベル制御電圧が発生する。

この増幅手段からの第２の記録レベル制御電圧と前記記
録レベル制御手段からの第１の記録レベル制御電圧とが
加算手段により加算され、記録レベル電流駆動手段はこ
の加算手段の出力電圧に概略比例した記録レベル電流で
前記半導体レーザを駆動する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示し、第２図、第３図と同
一部分には同一符号が付しである。

この実施例は光デイスク１〜ライブ装置に用いられる半
導体レーザ出力制御装置であり、再生パワーｐ、の制御
を行う部分が第２図、第３図の半導体レーザ出力制御装
置と同じ構成になっている。

この実施例における記録パワーＰ５の制御について説明
する。

記録パワー検出回路２０は第３図の半導体レーザ出力制
御装置と同様に負荷抵抗１６に生ずる電圧のうち記録パ
ワーＰ８で半導体レーザ１１が光ってぃ］２ るときの電圧■８を抽出する。この電圧■８は目標値（
記録レベル基準電圧）Ｖ、、８．、と比較器２１により
比較されてその差の電圧が取り出される。積分回路２２
は比較器２１の出力電圧を積分して電流増幅器１３に制
御信号として出力する。第３図の半導体レーザ出力制御
装置では積分回路２２の出力信号のみが電流増幅器１３
に入力されていたが、この実施例では目標値Ｖ　Ｗ　’
　ＲＥ　Ｆが増幅回路２３により増幅されて加算器２４
により積分回路２２の出力信号と加え合わされ、この加
算器２４の出力信号が記録レベル制御電圧として入力さ
れる。増幅回路２３はゲインが半導体レーザ１１の微分
効率ηと電流増幅器のゲインとに基づいて設定されてお
り、つまり目標値Ｖ　Ｗ　＋　ＩＩ　Ｅ　ＦとＶいとが
概略等しくなる定常状態において増幅回路２３の出力電
圧が概略Ｏになるように定められており、増幅回路２３
は半導体レーザ１１を目標の記録パワーＰいで光らせる
ために１．に重畳すべき電流■いに対する目標値工８．
８゜１を出力する。

従ってこの実施例の特性としては、もし積分回路２２の
出力電圧を０に固定したとすれば第２図の半導体レーザ
出力制御装置と全く同等の動作を行うことになる。さら
に積分回路２２の動作を考えると、第３図の半導体レー
ザ出力制御装置と同様に記録パワーＰ８が最終的には目
標値に収そくするように１いが制御される。

言いかえると、この実施例では増幅回路２３の出力Ｉ　
ＷＨＲＦｒによってまず目標値近傍に記録パワーが設定
され、半導体レーザ１１の微分効率ηとの変動等によっ
て生じた誤差分が積分回路２２の出力によって補正され
ることになる。このため、再生状態から記録状態に遷移
する場合の半導体レーザ１１の出力波形は第８図に示す
ようなものとなる。第８図で（ａ　’）の波形はηが大
きくなる方向に変動した場合の波形を示し、（ｂ）の波
形はηが小さくなる方向に変動した場合の波形を示す。

第８図から分かるように記録パワーは第７図のようにＯ
から立ち上がるわけではなく、はぼ目標値近傍から立ち
」二がる。このため、従来の第３図の半導体レザ出力制
御装置で生したような、情報記録の初めの部分の記録が
正常に行えないといった問題は生しなくなる。また記録
パワーはすみやかに目標値に収そくするので、従来の第
２図の半導体レーザ出力制御装置で生したような温度等
の影響による記録パワーの変動も生しない。記録パワー
Ｐ８をティスフ上のデータを記録する１−ランクの半径
によって変化させる場合にはＶ　Ｗ　ＨＩｔ　Ｅ　＋−
を目標値に応じて変化させればよく、Ｖ　Ｗ　ＨＲＥ　
Ｆをディジタル／アナログ変換器等で与えることにより
、マイクロプロセッサ等から容易に制御することができ
る。

第９図は本発明の別の実施例を示し、第１図と同一・部
分には同一・符号が付しである。

この実施例において第１図の実施例と異なっている点は
Ｖ　＊　Ｈｎ　ｃ　ｒとＶ　ＲＨＲ１４Ｆとが比較器２
５により比較されてその差の電圧（Ｖ、、、、、−ＶＩ
ｌ、Ｒ，、）が増幅回路２３に入力される点である。

第４図から■８と記録パワーＰＷとの関係を図示すると
、第１０図（ａ）のようになる。すなわち、■、が正の
値しかとらないとすれば記録パワーＰいは再生パワーＰ
ｎを下まわることはなく、丁、＝０のときＰｗ＝ＰＬｌ
となる。

今、第１図の実施例で積分回路２２の出力をＯに固定し
たと考えると、第１０図（ａ）の関係からＶＷ。

ｎｔｒとＰｗとの関係は第１０図（１））のようになり
、原点を通らない直線となる。一方、増幅回路２３の出
力をＯに固定したと考えると、従来のＡＰＣ方式と同し
く第３図の装置と同じ）であるから、Ｖ８．□。

、とＰ、とは比例関係にあり、原点を通る直線となる。

このように増幅回路２３と積分回路２２の動作を分離し
て考えると、第１図の実施例では多少整合かとれない場
合があり、最終的に収そくする記録パワーＰｗと■い、
１．ｌＦＦとの関係はＡＰＣ方式のそれと一致するが、
第８図に示したような再生状態から記録状態に遷移した
直後の記録パワーＹ〕い、の「１標値からのずれが生ず
る場合がある。記録パワーＦ）８が再生パワーＰ１１に
比べて十分に大きい場合にはこのずれはほとんど問題に
ならず第１図の実施例で十分であるが、そうでない場合
には第９図の実施例によりこのずれの補正が可能になる
。

増幅回路２３ノ入力を（ＶＷ、ｎ１ｌＰ　　ＶＲｌｌＲ
Ｅｊとする１に とにより、第９図の実施例では積分回路２２の出力をＯ
に固定したと考えたときのＶい、８ｒ１とＰ８の関係は
第１０図（ｃ）のように原点を通る直線とすることがで
きる。この関係はＡＰＣ方式のそれと整合がとれており
、再生状態から記録状態１こ遷移した直後の記録パワー
ＰＷの目標値からのずれをより小さくすることが可能に
なる。

なお、本発明は光磁気ディスク１〜ライブ装置等に用い
られる半導体レーザ出力制御装置にも上記実施例と同様
に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば再生レベル電流と。

変調信号に対応した記録レベル電流とを重畳してこの重
畳した電流により半導体レーザを駆動する半導体レーザ
出力制御装置において、前記半導体レーザの光出力の一
部を検出して電圧に変換する電圧変換手段と、この電圧
変換手段の出力電圧から前記半導体レーザの光出力が再
生レベルにあるときの電圧を抽出する再生レベル検出手
段と、この再生レベル検出手段の出力電圧と再生レベル
基準電圧とを比較する再生レベル比較手段と、この再生
レベル比較手段の出力電圧により再生レベル制御電圧を
発生する再生レベル制御手段と、この再生レベル制御手
段からの再生レベル制御電圧に概略比例した再生レベル
電流で前記半導体レーザを駆動する再生レベル電流駆動
手段と、前記電圧変換手段の出力電圧から前記半導体レ
ーザの光出力が記録レベルにあるときの電圧を抽出する
記録レベル検出手段と、この記録レベル検出手段の出力
電圧と記録レベル基準電圧とを比較する記録レベル比較
手段と、この記録レベル比較手段の出力電圧により第１
の記録レベル制御電圧を発生する記録レベル制御手段と
、記録レベル基準電圧又は記録レベル基準電圧と再生レ
ベル基準電圧との差電圧を増幅して第２の記録レベル制
御電圧を発生する増幅手段と、この増幅手段からの第２
の記録レベル制御電圧と前記記録レベル制御手段からの
第１の記録レベル制御電圧とを加算する加算手段と、こ
の加算手段の出力電圧に概略比例した記録レベル電流で
前記半導体レーザを駆動する記録しヘル電流駆動手段と
を有し、記録レベル基阜電圧と前記記録レベル検出手段
の出力電圧とが概略等しくなる定常状態において前記第
２の記録レベル制御電圧が概略Ｏとなるように前記増幅
手段のゲインを定めたので、温度等の変動が少なく、か
つすみやかに記録パワーを目標値に立ち上げることが可
能になり、記録パワーの安定化を計ることができて光デ
ィスク等への情報の記録を高い信頼度髪もって行うこと
が可能になる。また光ディスク等にデータを記録する場
合に光ディスク等のデータを記録する部分の半径によっ
て記録パワーを変化させることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図及
び第３図は従来の半４体レーザ出力制御装置を示すブロ
ック図、第４図は半導体レーザの電流対出力パワー特性
を示す特性図、第５図は従来の半導体レーザ出力制御装
置のタイミングチャ１−１第６図は従来の半導体レーザ
出力制御装置を説明するための波形図、第７図及び第８
図は」ニ記実施例を説明するための波形図、第９回は本
発明の別の実施例を示すブロック図、第１０図（ａ）〜
（ｃ）は−Ｉ−記実施例を説明するための特性図である
。 １２・・・再生レベル電流駆動手段、１３・・・記録レ
ベル電流駆動手段、１４ｊ６・・・電圧変換手段、１７
・・・再生レベル検出手段、］８・・・再生レベル比較
手段、１９・・・再生レベル制御手段、２０・・・記録
レベル検出手段、２１・・・記録レベル比較手段、２２
・・・記録レベル制御手段、２３・・・増幅手段、２４
・・・加算手段。 −ｍ−」 沖

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　再生レベル電流と、変調信号に対応した記録レベル電
   流とを重畳してこの重畳した電流により半導体レーザを
   駆動する半導体レーザ出力制御装置において、前記半導
   体レーザの光出力の一部を検出して電圧に変換する電圧
   変換手段と、この電圧変換手段の出力電圧から前記半導
   体レーザの光出力が再生レベルにあるときの電圧を抽出
   する再生レベル検出手段と、この再生レベル検出手段の
   出力電圧と再生レベル基準電圧とを比較する再生レベル
   比較手段と、この再生レベル比較手段の出力電圧により
   再生レベル制御電圧を発生する再生レベル制御手段と、
   この再生レベル制御手段からの再生レベル制御電圧に概
   略比例した再生レベル電流で前記半導体レーザを駆動す
   る再生レベル電流駆動手段と、前記電圧変換手段の出力
   電圧から前記半導体レーザの光出力が記録レベルにある
   ときの電圧を抽出する記録レベル検出手段と、この記録
   レベル検出手段の出力電圧と記録レベル基準電圧とを比
   較する記録レベル比較手段と、この記録レベル比較手段
   の出力電圧により第１の記録レベル制御電圧を発生する
   記録レベル制御手段と、記録レベル基準電圧又は記録レ
   ベル基準電圧と再生レベル基準電圧との差電圧を増幅し
   て第２の記録レベル制御電圧を発生する増幅手段と、こ
   の増幅手段からの第２の記録レベル制御電圧と前記記録
   レベル制御手段からの第１の記録レベル制御電圧とを加
   算する加算手段と、この加算手段の出力電圧に概略比例
   した記録レベル電流で前記半導体レーザを駆動する記録
   レベル電流駆動手段とを有し、記録レベル基準電圧と前
   記記録レベル検出手段の出力電圧とが概略等しくなる定
   常状態において前記第２の記録レベル制御電圧が概略０
   となるように前記増幅手段のゲインを定めたことを特徴
   とする半導体レーザ出力制御装置。