JPH04196592A - レーザ駆動装置 - 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、レーザ駆動装置に係り、特に、書込及び／又
は書換可能な光学式記録再生装置に用いるのに好適な、
書込や消去に必要なレーザパワーを安定に得ることが可
能なレーザ駆動装置に関するものである。

【従来の技術】

書込及び／スは書換可能な光学式記録再生装置として、
例えば１回のみ書込が可能なライトワンス型光ディスク
ドライブか知られている。このライトワンス型光ディス
クドライブのレーザ駆動装置は、例えば第６図に示す如
く構成されており、続出時（再生時）のレーザパワーは
、続出パワー設定器１０の電圧によって設定される、こ
の設定電圧と、レーザダイオードＬＤに近接配置される
モニタダイオードＭＤの電流を電圧に変換し、モニタ電
流増幅回路１５によって増幅された電圧は、差演算図Ｆ
！＠１２に入力され、この差演算回路１２によって２信
号の差が検出され、レーザバフ−制御のサーボ定数を決
定する積分回Ｎ１３を経て、読出しパワー用を流駆動回
Ｆ！＠１４を動かしてレーザダイオードＬＤを駆動し、
−巡のループを形成している。 一方、書込時のレーザパワーは、書込パワー設定器１６
の電圧によって設定され、書込パワー用電流駆動回路１
７を動かし、書込タイミングで発生される書込バ″ルス
（ＷＲＩＴＥ　　ＰＩＪＬＳＥ）により、書込パルス発
生用スイッチ１８か閉じられる。これによって、レーザ
ダイオードＬＤには、読出時のレーザ電流に書込時のレ
ーザ電流が加算された電流が流れて、書込か行われてい
る。 ご発明か解決しようとする課題１ しかしながら、従来の技術では、製造時に初期設定され
た一定電流値を書込電流として用いているため、レーザ
の出射効率の経時変化や、温度による特性変化で、園じ
電流を流してもレーザの出射光量が変化した場合、書込
まれたデータの品位か劣化し、品質保証王問題となる可
能性があった。 このような開題点を解消するべく、−度書込を行い、そ
のときのモニタ電流を観測して書込時の出射光量にフィ
ードバックをかけることも考えられているが、この方法
では、初めに書込を行うパルスに対してはフィードバッ
クループがかからす、最初に書込を行ったデータの品位
は保証できない。 更に、この方法は、書込データに拘らず、所定の書込パ
ルスが決められた時開に一度以上発生されるような変調
方式でないとフィードバックループが安定にかからない
、従って、例えば、「０」のときは書込を行わす、「１
」のみを書込む方式であって、何回かに１回の「１」書
込を定期的に行わないものにおいては、「０」を書込と
いう命令か出続けた場合にはフィードバックがかからす
、書込時のレーザ出射光量の制御か実現できないという
開題点を有していた。 本発明は、前記従来の開題点を解消するべくなされたも
ので、変調方式に拘らず、最初から池のモードにおける
必要なレーザ駆動′＠、流を得ることが可能なレーザ駆
動装！を提供することを目的とする。

【課題を達成するための手段】

本発明は、レーザ出力の異なる複数のモードで半導体レ
ーザを駆動するためのレーザ駆動装置において、レーザ
出力をモニタする手段と、所定モードにおけるレーザ駆
動を流を僅かに変化させる手段と、前記所定モードにお
けるレーザ駆動電流の変化に対応するモニタ電流の変化
に基づいて、池のモードにおけるレーザ駆動Ｓ流を決定
する手段とを備えることにより、前記目的を達成しなも
のである。

【作用】

レーザダイオードのような半導体レーザの場合、出射光
量は、レーザダイオードに流れる電流によって変化する
。レーザダイオードチップの前面と裏面から出射される
光出力強度は、比例関係にあるため、裏面光は前面光の
モニタ光として利用され、レーザダイオードの出射光量
は、第２区に示す如く、レーザダイオード装置の内部に
配置されているモニタダイオードによって監視されてい
る。 図において、ＬＤはレーザダイオードチップ、ＭＤは、
例えばピンフォトダイオードからなるモニタダイオード
チップである。 レーザダイオードに流れる電流（レーザ電流）と、モニ
タダイオードに流れる電流（モニタ電流）によってモニ
タされる出射光量（レーザパワー）の関係は、通常、第
３図に示す如くであり、レーザダイオードは例えば４０
１Ａ程度の闇値電流Ｉｔｈを持っているが、これを超え
た電流値からはレーザ電流と出射光量の関係はほぼ一次
直線で与えられる（−例として、′８９三菱半導体、光
半導体素子１４ｉｉ２−１１９頁ＭＬ６１０１Ａの項目
参照）、本発明では、閾値電流Ｉｔｈを超えた領域（リ
ニア領域）でレーザ電流と出射光量の間に直線的な関係
が成立することを利用している。なお、モニタダイオー
ドには、出射光量にほぼ比例しな電流が流れる。 ここで、例えば第４図に示す如く、第１のモード（例え
ば再生時）のレーザＳＫをαとし、その電流値αからリ
ニア領域内で僅かに変化させたレーザ電流をβとする。 更に、レーザ電流αでレーザダイオードを点灯させたと
きにモニタダイオードに流れる電流値をａとし、レーザ
電流βでレーザダイオードを点灯させたときにモニタダ
イオードに流れる′Ｓ流値をｂとする。 すると、α、β、ａ、ｂの関係は、第４図に示す如くと
なる。ここで、レーザパワーとレーザ電流の関係は、は
ぼ−次直線であるので、任意の第２のモード（例えば書
込時又は消去時）のレーザパワーがモニタダイオードの
電流値Ｃとして与えられれば、以下の式で該第２のモー
ドに必要なレーザ電流γを求めることができる。 γ＝（（ｃ−ａ）／（ａ−ｂ）１ （α−β）士α　　　　・・・（１） 従って、この（１）式の間際を利用して、γを書込時又
は消去時のレーザ電流に設定することで、安定したレー
ザパワーが得られる。即ち、（１）式で、第１モードの
レーザ電流αは、例えば一定となるようにフィードバッ
ク制御されており、既知である。又、若干変化させたレ
ーザ電流βも、設定量だけ変化させるので既知の量であ
る。更に、モニタ電流Ｃの値は、第２のモードの要求出
力に合せて設定することができる。一方、モニタ電流ａ
、ｂの値は、モニタダイオードの電流値を測定すること
によって得られる。 なお、レーザダイオードのモニタ電流を測定するために
、本発明ではレーザ電流を変化させるが、このときレー
ザバフ−も若干変化するため、サーボ系や信号系に対し
てレベル変動になり、悪影響を及ぼす可能性がある。従
って、例えば第５図に示す如く、データ領域とサーボ信
号領域が時間的に区分され、サーボ信号領域でのみサー
ボがかけられているサンプルサーボ方式では、サーボ信
号や基ｉ１！信号が入っている領域や、ヘッダの領域で
はレーザパワーを変化させず、データを書込む領域での
みレーザパワーを変化させるようにすることか望ましい
、ここで、サーボ信号領域たけでなく、ヘッダの領域で
もレーザバフ−を変化させないのは、ヘッダ領域では信
号の続出可能性をチエツクしているなめ、ここで信号が
変動すると、続出不可と判定されてしまう可能性がある
ので、これを防ぐためである。 又、上記サンプルサーボ方式や、常時す、−ボをかけて
いる連続サーボ方式のいずれにおいても、予めレーザパ
ワーを変化させる領域を設け、その領域だけでレーザパ
ワーを変化させることができる。又、レーザパワーを変
化させるときに発生する変化を、受光素子のプリアンプ
のゲインを同期させて変化させることでキャンセルして
補正してもよい。あるいは、レーザパワーの変化量を小
さくして、レーザパワーを変化させたことによって発生
するサーボ特性や続出信号の変化が無視できるぐらい小
さくしてもよい。 このようにして、続出等の所定のモードにおけるレーザ
パワーを元にレーザ特性を測定し、書込又は消去等の他
のモードにおけるレーザパワー制御を行うので、はぼ連
続的に書込電流等を制御でき、信号品位の高い記録や消
去が可能になる。又、実際に大きなレーザパワーを出射
しなくても、比がわかっていれば、所望のパワーが設定
できるなめ、一番最初の書込や消去等でも、そのレーザ
パワーを正確に設定できる。

【実施例ズ 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。 本実施例は、サンプルサーボ方式のレーザ駆動装置に本
発明を適用したものである。 本実施例は、前出第６図に示した従来例と同様の、続出
パワー設定器１０、差演Ｘ回路１２、積分回路１３、電
流駆動回路１４．１７、モニタ電流増幅回路１５、書込
パルス発生用スイッチ１８、レーザダイオードＬＤ、モ
ニタダイオードＭＤを備えたレーザ駆動装置において、
第１図に示す如く、更に、レーザ電流を微小量たけ変化
させるためのレーザ電流変化用定電ｍ　’ｔｉｌＫ　２
０及びスイッチ２１と、前記モニタ電流増幅回路１５の
出力のモニタ電流のうち、通常再生時のモニタ電流値（
第４区のａ）を保持するための通常再生時モニタ電流サ
ンプルホールド回路２２と、前記モニタ電流のうち、レ
ーザ電流変化時のモニタ電流値すを保持するためのレー
ザ電流変化時モニタ電流サンプルホールド回＆＠２４と
、サーボ信号５ＮＩＢか「１」のサーボ信号領域で、モ
ニタ電流を前記差演算回Ｆ！＃ｒ１２に入力して、レー
ザダイオード出力をフィードバック制街するための再生
フィードバック用サンプルホールド回路２６と、タイミ
ング信号ＴＭＧ１、ＴＭ０１により、前記サンプルホー
ルド回８＠２２．２４を切換えるためのアンドゲ−ト３
０．３２及びインバータ３４と、前記サンプルホールド
回Ｆ！＠２２と２４の出力の差（ａ　−ｂ　）を演算す
る差演算図Ｎ３６と、該差演算回路３６の出力（ａ　−
ｂ　）を逆数に変換し、所定の係数を乗じて、前出（１
）式の演算を実現し、その結果を前記電流駆動回路１７
に書込パワー設定値として出力する演算口Ｆ＃！３８と
を伺えたものである。 本実施例において、再生時のレーザ出力は、従来と同様
に続出パワー設定器１０の電圧によって設定される。こ
の設定電圧と、モニタダイオードＭ’Ｄの電流を電圧に
変換し、モニタ電流増幅回路１５によって増幅され、再
生フィードバック用サンプルホールド回路２６で保持さ
れた電圧が差演算図１ｉ％１２に入力される。前記サン
プルホールド回８！２６は、続出時のモニタ電流を、サ
ーボ信号が記録されているサーボ信号領域（第５図参照
）でのみサンプリングし、記録信号パターンによってモ
ニタ電流の出力が変化することを防いでいる。 サーボ信号領域でのみサンプリングされたモニタ電流の
値は、従来と同様の差演算回路１２によって続出パワー
設定器１０との差が検出され、レーザパワー制御のサー
ボ定数を決定する積分回路１３を経て続出パワー用電流
駆動回路１４を動かし１、レーザダイオードＬＤを駆動
して、−巡のループを形成している。 一方、書込時のレーザパワーは計算により求められる。 第５図に、この回路の制御系のタイミングチャートを示
す、この回路は、データ領域でサーボ制御信号以外の全
ての領域の書込タイミングでないところで、書込信号の
計算に必要なモニタ電流を検出している例である６図に
おいて、ＣＬＯＣＲはクロック、ＴＭＧｌは、読出電流
を変化させてレーザ電流βを得るタイミング、７ＭＧ２
は、データ領域でクロックを反転したものに対応し、サ
ーボ信号領域ではＯとなるもので、−サンプルホールド
に利用している。 前記レーザ電流変化用定電流源２０のスイッチ２１は、
タイミング信号ＴＭＧ１かＨのときオン状態にある。こ
こで、続出時に出射光量１１Ｗを出力したときのレーザ
電流αを６０ｍＡとし、レーザ電流変化用低＠流源２０
がＩＩＡの電流を流すように設定されているとすると、
ＴＭＧ　１がＨのときのレーザ電流βは６０６０−１＝
５９になる。レーザ電流が６０ｍＡであったときのモニ
タダイオードの電流値ａは、ＴＭＧｌかり、７ＭＧ２が
Ｈのとき、通常再生時のモニタ電流サンプルホールド回
路２２によってサンプルされ、その後ホールドされる。 一方、レーザ電流が５９１ＩＡであったときのモニタダ
イオードの電流値すは、ＴＭＧＩがＩ（，７ＭＧ２がＨ
のとき、レーザ電流変化時のモニタ電流サンプルホール
ド回路２４にサンプルされ、その後ホールドされる。 分り易く説明するために、通常再生時のモニタ電流サン
プルホールド回路２２でホールドされている電圧を１■
とし、レーザ電流変化時のモニタ電流サンプルホールド
回路２４でホールドされている電圧が０．９Ｖであった
とすると、レーザ電流が６０１１！Ａ流れているときに
は出射光量が１１Ｗであったので、５９１Ａ流したとき
は、モニタ電流から換算してＱ’、９ｎＷの出射光量が
得られていることが分かる。 従って、書込時の出射光量を１０ＩＩＷとすると、レー
ザ電流６０１１１　Ａ−５９１１ＡでＯ，ＮｍＷの出射
光量の変化があることから（１０ｍＷ−ＭＷ）１０．１
１ＩＷｘ１ｉＡ＋６０ｎＡ＝１５０１ＩＡが書込時のレ
ーザ電流γとして与えられ、従って、書込パワー用電流
駆動回路１７によって流される電流は、読出のために常
時流されている電流値α＝６０印Ａを引いた値１５０＋
ｎ　Ａ−６０１Ａ＝９０αＡとなる。 この計算は、差演算回路３６及び除算器３８によって実
現することができる。 この差演算図１ｉ３６及び除算器３８によって計算され
た電流９０■Ａは、書込パルスで書込パルス発生用スイ
ッチ１８を動かし、続出時のレーザ電流６０ｍＡに加え
られ、書込が行われる。 レーザダイオードの特性のばらつきに関しては、モニタ
電流増幅回路１５のゲインを、変えることにより、読出
、書込両方の光量を一度に調整できるが、書込時のみの
調整であれば、書込パワー用電流駆動回！ｉ１ｉ！ｒ１
７の変換ゲインを変えることによって簡単に行うことが
できる。 なお、前記実施例においては、本発明が、ライトワンス
型光ディスクドライブに適用されていたが、本発明の適
用対象はこれに限定されず、１回限りでなく何回ら書込
か可能な光デイスクドライブや、他の方式の光学式記録
再生装置にも同様に適用できる。更に、レーザ出力の異
なる複数のモードも、再生と書込や消去に限定されず、
他のモードであってもよい。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、所定モードにおけ
るレーザパワーを元に、予め所定モードとのレーザパワ
ーの比がわかっている他のモードにおけるレーザパワー
制御が可能になるなめ、記録フォーマットやデータ変調
方式に拘らず適用可能である。又、はぼ連続的にレーザ
電流を制御できるなめ、信号品位の高い記録や消去が可
能になる。更に、実際に大きなレーザパワーを出射しな
くても所望のパワーが設定できるため、一番最初の書込
や消去パワーであっても正確に設定できる等の優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るレーザ駆動装置の実施例のｍ成
を示す回路図、 第２図は、レーザダイオードの全体構成を示す断面図、 第３図は、レーザダイオードの出力特性の例を示す線区
、 第４図は、本発明の詳細な説明するための線区、第５図
は、前記実施例における動作タイミングを示すタイミン
グチャート、 第６図は、従来のライトワンス型光ディスクドライブの
レーザ駆動装置の一例の構成を示す回路図である。 ＬＤ・・・レーザダイオード、 ＭＤ・・・モニタダイオード、 １０・・・続出パワー設定器、 １２・・・差演算回路、　　１３・・・積分回路、１４
．１７・・・電流駆動回路、 １５・・・モニタ電流増幅回路、 １８・・・書込パルス発生用スイッチ、２０・・・レー
ザ電流変化用定電流源、２２・・・通常再生用モニタ電
流サンプルボールド回路、 ２４・・・レーザ電流変化用モニタ電流サンプルボール
ド回路、 ２６・・・再生フィードバック用モニタｔｉサンプルホ
ールド回路、 ３６・・・差演算回路、　　３８・・・演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ出力の異なる複数のモードで半導体レーザ
   を駆動するためのレーザ駆動装置において、レーザ出力
   をモニタする手段と、 所定モードにおけるレーザ駆動電流を僅かに変化させる
   手段と、 前記所定モードにおけるレーザ駆動電流の変化に対応す
   るモニタ電流の変化に基づいて、他のモードにおけるレ
   ーザ駆動電流を決定する手段と、を備えたことを特徴と
   するレーザ駆動装置。