JPH04255922A - 半導体レーザ劣化検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの劣化検
出に係り、特に光ディスク記録再生装置における記録再
生光源用の半導体レーザのように、光出力を所定レベル
に保つように駆動電流が制御され、かつ駆動方法がパル
ス変調駆動または非変調駆動に切り替えられる半導体レ
ーザの劣化を検出するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク記録再生装置における記録再
生光源用の半導体レーザは、光出力を所定レベルに保つ
ように駆動電流が制御されるが、記録時と再生時とでは
駆動方法も切り替えられる。すなわち、記録時には記録
信号による高速パルス変調駆動とされ、再生時には非変
調駆動とされる。

【０００３】このような記録再生光源用の半導体レーザ
の劣化検出装置の従来例について、図３により説明する
。

【０００４】図３において、１は記録再生光源用の半導
体レーザであって、その駆動に関連して、半導体レーザ
１の光出力をモニターするための光検出器（ＰＩＮダイ
オード）２、記録信号に応じて半導体レーザ１の駆動電
流をオンオフ（パルス変調）するカレントスイッチ回路
３、光検出器２の出力に応じて半導体レーザ１の駆動電
流を増減することにより半導体レーザ１の光出力を所定
レベルに保つＡＰＣ回路（オート・パワー・コントロー
ル回路）４がある。また半導体レーザ１の劣化検出に関
連しては、半導体レーザ１に直列接続された電流検出抵
抗１２、その両端間電圧を増幅する差動増幅器１３、そ
の出力と基準電圧１５とを比較する比較回路１４、その
出力を記録時のみ有効としてカレントスイッチ回路３に
入力するゲート１６がある。

【０００５】ここで、一般的な半導体レーザの電流−光
出力特性は図４のように示される。初期時は曲線ａのよ
うな特性であったものが、劣化時には曲線ｂのような特
性となり、発振閾値電流が初期時のＩｔｈ（ａ）からＩ
ｔｈ（ｂ）に増加し、またスロープ効率ηが減少する。 すなわち、一定の光出力レベルを保つための駆動電流が
、劣化するに従って増加する。

【０００６】上述の従来の劣化検出装置においては、そ
のような特性変化に着目し、劣化による半導体レーザ１
の駆動電流の増加を比較回路１４により検出する。ただ
し、比較回路１４による劣化検出信号は再生時のみ有効
な劣化検出信号としてゲート１６を通じカレントスイッ
チ回路３に与えられ、記録時には劣化検出は実質的に行
なわれない。

【０００７】なお、高速パルス変調駆動と非変調駆動と
に切り換わる半導体レーザの劣化検出を対象とした技術
ではないが、特開昭６２−１４６０１２号公報には、パ
ルス駆動の半導体レーザを投光部の光源として用い、そ
の半導体レーザと直列の電流検出抵抗の両端間電圧を積
分回路で積分し、積分出力が所定レベルに達したことを
電圧レベル検出回路で検出して半導体レーザの劣化信号
を発生する構成の光電スイッチが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図３により説明した従
来の構成によれば、半導体レーザの劣化検出を記録時に
は行なうことができない、あるいは記録時の劣化検出を
可能にしようとすると回路コストが相当に上昇する、さ
らには劣化の誤検出が起きやすい、という問題があった
。その理由を次に説明する。

【０００９】図３に示した構成において、記録時には半
導体レーザ１の駆動電流はカレントスイッチ回路３によ
り数ＭＨｚの記録信号に応じて高速でパルス変調される
。また、電流検出抵抗１２の抵抗値は小さくする必要が
ある。したがって、記録時にも劣化検出を行なおうとす
ると、差動増幅器１３として高利得・広帯域の高価なも
のが要求され、回路コストの相当の上昇を招く。また、
記録時と再生時とでは一般にＡＰＣ回路４によって保持
される光出力レベルも異なるので基準電圧１５の切り替
えも必要であるが、それが考慮されていない。

【００１０】他方、差動増幅器１３として安価なものを
用いると、記録時においては利得及び帯域が不足し、た
とえ記録時と再生時とで基準電圧１５の切り替えを行な
ったとしても、記録時に必要な検出精度を得られない。

【００１１】また、半導体レーザは温度に敏感な素子で
、その電流−光出力特性は温度により図５に示すように
大きく変化する。すなわち、一定の光出力レベルを維持
するための電流値が温度変動により大きく増減する。 しかるに、図３の構成によれば、半導体レーザ１の駆動
電流値に基づいて劣化判定が行なわれるため、温度変動
の影響を直接受けてしまい、基準電圧１５の設定が困難
であるとともに検出精度が悪く、そのため劣化を検出で
きずＡＰＣ回路４の動作範囲を越えて光出力が下がって
しまい、あるいは劣化していないにもかかわらず、劣化
したと誤判定してしまうことがある。

【００１２】特公昭６２−１４６０１２号に開示された
技術においても、半導体レーザと直列に電流検出抵抗を
挿入し、その駆動電流に基づき劣化検出を行なうという
構成に関した同様の問題がある。また、積分回路の出力
電圧の比較により劣化判定を行なう関係上、記録時と再
生時とで駆動方法が高速パルス変調駆動と非変調駆動に
切り替えられ、さらには光出力レベルも一般に違いがあ
る記録再生光源用半導体レーザの劣化検出に適用するこ
とは無理である。

【００１３】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、光ディスク記録再生装置の記録再生光源用半導
体レーザの劣化検出の目的に好適で、かつ回路コストも
比較的低く抑えることができる、半導体レーザ劣化検出
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するため、半導体レーザの光出力をモニターするた
めの光検出器と、この光検出器の出力を電圧に変換する
電流電圧変換回路と、この電流電圧変換回路の出力のエ
ンベロープを検出するエンベロープ検出回路と、前記半
導体レーザの駆動方法に対応した基準電圧を発生する基
準電圧発生回路と、前記半導体レーザの非変調駆動時に
前記電流電圧変換回路の出力を、また前記半導体レーザ
の高速パルス変調駆動時に前記エンベロープ検出回路の
出力を、前記基準電圧発生回路で発生された駆動方法に
対応した基準電圧と比較することにより前記半導体レー
ザの劣化を判定する回路とを有する、という構成を備え
たものである。

【００１５】

【作用】電流電圧変換回路の出力は半導体レーザの駆動
電流ではなく光出力に比例しているので、半導体レーザ
が劣化し光出力が異常になると、電流電圧変換回路の出
力または、そのエンベロープすなわちエンベロープ検出
回路の出力が異常となる。したっがて、光ディスク記録
再生装置の記録再生光源用半導体レーザを劣化検出対象
とした場合、再生時には電流電圧変換回路の出力と、非
変調駆動対応の基準電圧とを比較することにより、また
記録時には、エンベロープ検出回路の出力と、パルス変
調駆動に対応した基準電圧とを比較することにより、半
導体レーザの劣化を検出することができる。

【００１６】また、記録時においては高速パルス変調駆
動電流のパルス１個１個ではなく、そのエンベロープを
検出できればよいので、電流電圧変換回路は広帯域を必
要としない。さらに、電流電圧変換回路は、光検出器の
出力を入力するとするものであるので、半導体レーザの
駆動電流を直列抵抗により検出する場合のような利得上
の制約もないから、電流電圧変換回路は比較的低利得の
ものでよい。したがって、電流電圧変換回路は安価なも
ので間に合う。

【００１７】さらに、温度変動の大きな駆動電流を直接
利用する構成でなく、また駆動方法に対応した基準電圧
を用いる構成であるため、温度変動による誤検出が起き
にくく、また検出精度も上がる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例による半導体レーザ
劣化検出装置のブロック図である。本実施例における劣
化検出対象は、光ディスク記録再生装置の記録再生光源
用半導体レーザ１であり、その駆動に関連して図３にお
けると同様な光検出器（ＰＩＮダイオード）、カレント
スイッチ回路３、ＡＰＣ回路４がある。

【００１９】劣化検出に関連したものとして、光検出器
２の出力の電流電圧変換を行なう電流電圧変換回路５、
その出力のエンベロープ（包絡線）を検出するエンベロ
ープ検出回路６、”記録／再生”モード信号に応じて電
流電圧変換回路５の出力またはエンベロープ検出回路６
の出力を選択するためのアナログスイッチ７、８及びイ
ンバータ９、”記録／再生”モード信号に応じて半導体
レーザ１の駆動方法に対応した基準電圧を発生する基準
電圧発生回路１０、その基準電圧と、アナログスイッチ
７または８を介して入力される電流電圧変換回路５また
はエンベロープ検出回路６の出力とを比較することによ
り、半導体レーザ１の劣化を判定し、劣化検出信号を光
ディスク記録再生装置のＣＰＵ１２へ通知する比較回路
１１がある。

【００２０】以上のように構成された半導体レーザ劣化
検出装置について、以下その動作を説明する。

【００２１】再生時においては、半導体レーザ１は非変
調駆動され、ＡＰＣ回路４により光検出器２の出力に応
じて半導体レーザの駆動電流が増減されることにより、
半導体レーザ１の光出力が所定の一定レベルに保たれる
。この時は、”記録／再生”モード信号はデアクティブ
となるため、アナログスイッチ７がオンしアナログスイ
ッチ８がオフするため、電流電圧変換回路５の出力が比
較回路１１に入力し、基準電圧発生回路１０で発生した
非変調駆動に対応した基準電圧と比較される。半導体レ
ーザ１の光出力レベルが劣化により低下すると、電流電
圧変換回路５の出力が非変調駆動対応の基準電圧より下
がり、比較回路１１で劣化であると判定され、判定結果
がＣＰＵ１２へ通知される。

【００２２】記録時においては、ＡＰＣ回路４により半
導体レーザ１の光出力が所定の一定レベルとなるように
駆動電流が増減されるとともに、カレントスイッチ回路
３により駆動電流は記録信号に応じて高速にパルス変調
される。この時は、”記録／再生”モード信号はアクテ
ィブとなるため、アナログスイッチ８がオンしアナログ
スイッチ７がオフするため、エンベロープ検出回路６の
出力が比較回路１１に入力し、基準電圧発生回路１０で
発生したパルス変調駆動に対応した基準電圧と比較され
る。半導体レーザ１の劣化により光出力レベルが低下す
ると、エンベロープ検出回路６の出力がパルス変調駆動
対応の基準電圧より下がる結果、比較回路１１で劣化し
たと判定され、判定結果がＣＰＵ１２へ通知される。

【００２３】なお、図２に”記録／再生”モード信号、
記録信号、エンベロープの波形とアナログスイッチの動
作を示す。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、半導体レーザの光出力を光検出器によりモニターし
、半導体レーザの非変調駆動時には、光検出器の出力を
電流電圧変換した電圧と非変調駆動に対応した基準電圧
との比較により半導体レーザの劣化を検出し、半導体レ
ーザのパルス変調駆動時には、光検出器の出力を電流電
圧変換した電圧のエンベロープと、パルス変調駆動に対
応した基準電圧との比較により半導体レーザの劣化を検
出する構成であるため、光ディスク記録再生装置の記録
再生光源用半導体レーザの劣化を、記録時と再生時のい
ずれにても精度よく検出することができ、温度変動によ
る誤検出を起こりにくくすることができ、また高価な高
利得・広帯域の回路も必要とせず回路コストを低く抑え
ることができる、という効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による半導体レーザ劣化検出
装置のブロック図

【図２】図１中の”記録／再生”モード信号、記録信号
及びエンベロープの波形とアナログスイッチの動作を示
すタイミング図

【図３】従来の半導体レーザ劣化検出装置のブロック図

【図４】半導体レーザの劣化による電流−光出力特性の
変化を示す特性図

【図５】半導体レーザの電流−光出力特性の温度変化を
示す特性図

【符号の説明】

１　　半導体レーザ ２　　光検出器 ３　　カレントスイッチ回路 ４　　ＡＰＣ（オート・パワー・コントロール）回路５
　　電流電圧変換回路 ６　　エンベロープ検出回路 ７　　アナログスイッチ ８　　アナログスイッチ ９　　インバータ １０　　基準電圧発生回路 １１　　比較回路 １２　　ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光出力を所定レベルに保つように駆動電流
   が制御され、かつ駆動方法がパルス変調駆動または非変
   調駆動に切り替えられる半導体レーザの光出力をモニタ
   ーするための光検出器と、この光検出器の出力を電圧に
   変換する電流電圧変換回路と、この電流電圧変換回路の
   出力のエンベロープを検出するエンベロープ検出回路と
   、前記半導体レーザの駆動方法に対応した基準電圧を発
   生する基準電圧発生回路と、前記半導体レーザの非変調
   駆動時に前記電流電圧変換回路の出力を、また前記半導
   体レーザのパルス変調駆動時に前記エンベロープ検出回
   路の出力を、前記基準電圧発生回路で発生された駆動方
   法に対応した基準電圧と比較することにより前記半導体
   レーザの劣化を判定する回路とを有する半導体レーザ劣
   化検出装置。