JPH04320384A - レーザ駆動制御装置 - Google Patents

レーザ駆動制御装置

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JPH04320384A
JPH04320384A JP3113686A JP11368691A JPH04320384A JP H04320384 A JPH04320384 A JP H04320384A JP 3113686 A JP3113686 A JP 3113686A JP 11368691 A JP11368691 A JP 11368691A JP H04320384 A JPH04320384 A JP H04320384A
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JP
Japan
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light intensity
recording
semiconductor laser
laser
current
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JP3113686A
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English (en)
Inventor
Yutaka Tanahashi
棚橋 豊
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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を発光駆動
するレーザ駆動制御装置に関し、特に光ディスク装置な
どレーザ光により情報の記録を行う光記録装置に好適な
レーザ駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク装置などの光記録装置では光
源に半導体レーザが使用されており、半導体レーザから
出射された所定強度のレーザ光を記録媒体上に集光し、
その光エネルギによって情報の記録が行われている。情
報記録時におけるレーザ光の強度は記録情報が再生され
たとき、最高のS/N比が得られるよう最適値が設定さ
れるが、記録条件はレーザ光による投下エネルギによっ
て決定されるため、単にレーザ光強度のみならず、記録
パルス幅(照射時間)、媒体との相対速度が大きな影響
を与える。特に、一定回転速度で回転するディスク状媒
体に情報の記録を行う光ディスク装置では記録すべきト
ラック位置(媒体半径位置)により相対速度が変化する
ため、トラック位置により投下エネルギ条件の最適化が
必要になる。
【0003】従来、この種の光ディスク装置は一定回転
速度で回転する媒体に対し一定記録周波数で情報の記録
を行うものであり、外周トラックである程相対速度が大
きくなるが、媒体上の線記録密度が小(記録間隔が大)
となるため、内外周での記録密度差を有効に生かし、図
7に示すように、相対速度の内外周差を記録パルス幅に
よって補正する方法が用いられてきた。すなわち、光出
力波形例えば外周トラックでの波形W0は内周トラック
での波形W1に対して強度は共にPWで同一であるがパ
ルス幅がTW0〉TW1の関係に設定されている。上述
の装置条件下において、図8は従来の半導体レーザを電
流駆動するレーザ駆動制御装置を示す構成図であり、記
録時に所定の単一光強度を得るものであればよい。
【0004】図8において、1は記録信号が入力する入
力端子、2は記録時には大きな駆動電流IW を半導体
レーザに出力する記録電流駆動回路(DRV)、3は半
導体レーザ(LD)、4はサンプルホールド回路(S/
H)、5は記録しない状態では小さな駆動電流IB を
半導体レーザ(LD)3に出力するベース電流駆動回路
(DRV)、6は半導体レーザ(LD)3の光出力を受
けて電流に変換して出力するフォトダイオード(PD)
、7は電流電圧変換回路(AMP)である。次に上記構
成によるレーザ駆動制御装置の動作について図9を参照
して説明する。まず、情報を記録しない状態ではベース
電流駆動回路(DRV)5は小さな駆動電流IB (図
9参照)を半導体レーザ(LD)3に供給する。そして
、フォトダイオード(PD)6はこの半導体レーザ(L
D)3からの光出力を受けて電流に変換して電流電圧変
換回路(AMP)7に出力する。この電流電圧変換回路
(AMP)7は電圧に変換してサンプルホールド回路(
S/H)4に出力するので、このサンプルホールド回路
(S/H)4はベース電流駆動回路(DRV)5を駆動
し、半導体レーザ(LD)3が所定のベース光強度をも
って出力するようにフィードバックが行われる。
【0005】次に、情報を記録するときには入力端子1
を介して入力した記録信号は記録電流駆動回路(DRV
)2およびサンプルホールド回路(S/H)4に入力す
るため、このサンプルホールド回路(S/H)4はホー
ルド状態になる一方、記録電流駆動回路(DRV)2は
大きな駆動電流IW を半導体レーザ(LD)3に加算
して供給するので、図9に示すように半導体レーザ(L
D)3は所定の記録時光強度PW を出力する。このよ
うに、記録電流駆動回路(DRV)2からの駆動電流I
W は各々の半導体レーザの特性に合わせて装置出荷時
等に調整されるが、それ以降は特に調整されず固定的に
使用されるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、情報のアクセス
性を低下させず、記録容量の大容量化を達成する方法と
して、一定回転速度で回転する媒体に対し、記録周波数
を変化させて情報の記録を行う方法が提案されている。 すなわち、低線記録密度であった外周トラックにおいて
、記録周波数を高く設定して記録密度を上げ、面内の線
記録密度の均一化から大容量化を図るものであり、半導
体レーザの光出力強度を相対速度に応じて変えることで
ある。しかしながら、従来のレーザ駆動制御装置はその
外周トラックでは相対速度が大となるが、記周波数が高
くなるため、相対速度に起因した記録エネルギーの不足
分を記録パルス幅で補正することが不可能になる。この
ため、単一の記録光強度に対応するには多数の記録電流
駆動回路を用意する必要があり、回路量の増大と調整が
複雑になる。さらに、レーザ駆動制御装置におけるベー
ス光強度はフィードバック制御により半導体レーザの経
時特性変化を補償できたが、記録電流駆動回路の駆動電
流は固定値であるため、光出力/駆動電流の効率に関す
る半導体レーザ経時特性変化は補正されず、経時的な記
録光出力強度の変化から記録情報の品質が低下するとい
う問題点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ駆動
制御回路は、供給される光強度データに相当する駆動電
流を出力し半導体レーザを駆動する電流駆動手段と、半
導体レーザから出射した光出力強度を第1〜第Nのしき
い値電圧とレベル比較し比較結果信号を出力する比較手
段と、この比較手段の比較結果信号から第1〜第Nのし
きい値電圧に相当した光強度データを得ると共に、第1
〜第Nのしきい値相当の光強度データを補間あるいはベ
ース光出力強度と第2〜第Nのしきい値相当の光強度デ
ータを補間して任意の光出力強度に相当した光強度デー
タを決定する補間制御手段とを有している。
【0008】
【作用】本発明のレーザ駆動制御装置回路は、トラック
位置よる相対速度変化を補償する種々の記録光出力強度
設定を可能し、しかも半導体レーザの経時特性変化をも
補償し正確な光強度を可能にするものである。
【0009】
【実施例】図1は本発明に係るレーザ駆動制御装置の一
実施例を示すブロック図である。同図において、8は光
強度データ9を出力する補間制御回路(CONT)、1
0はこの光強度データ9をアナログ信号に変換するD・
A変換回路(DAC)、11はこのアナログ信号の入力
により動作し、駆動電流12を出力する電流駆動回路(
DRV)、13は半導体レーザ(LD)、14はこの半
導体レーザ(LD)から出射した光出力の一部が入力し
、この光出力に比例した検出電流15を出力するフォト
ダイオード(PD)、16はこの検出電流15を検出電
圧17に変換する電流電圧変換増幅回路(AMP)、1
8は所定のしきい値電圧VH が入力する端子、19は
所定のしきい値電圧VL が入力する端子、20は検出
電圧17としきい値電圧VH とのレベル比較を行い、
比較結果信号21を補間制御回路(CONT)8に出力
する電圧比較回路(COMP)、22は検出電圧17と
しきい値電圧VL とのレベル比較を行い、比較結果信
号23を補間制御回路(CONT)8に出力する電圧比
較回路である。
【0010】次に上記構成によるレーザ駆動制御装置の
動作ついて説明する。まず、補間制御回路(CONT)
8から出力した光強度データ9はD・A変換回路(DA
C)10によりデータ値に相当したアナログ信号に変換
して電流駆動回路(DRV)11に供給する。この電流
駆動回路(DRV)11は入力したアナログ信号相当の
駆動電流12を出力し、半導体レーザ(LD)13を駆
動する。一方、半導体レーザ(LD)13から出射した
光出力の一部はフォトダイオード(PD)14に供給さ
れ、光出力に比例した検出電流15として電流電圧変換
増幅回路(AMP)16に入力する。この電流電圧変換
増幅回路(AMP)16は検出電流15を検出電圧17
に変換し、電圧比較回路(COMP)20および電圧比
較回路(COMP)22の一方の入力端に供給する。こ
の電圧比較回路(COMP)20および電圧比較回路(
COMP)22の他方の入力端にはそれぞれ所定のしき
い値電圧VH ,しきい値電圧VL が供給されている
ので、この電圧比較回路(COMP)20および電圧比
較回路(COMP)22はこの検出電圧17としきい値
電圧YH,VLとのレベル比較を行い、その比較結果で
ある比較結果信号21および比較結果信号23を補間制
御回路(CONT)8に供給する。
【0011】この補間制御回路(CONT)8は比較結
果信号21,比較結果信号23がモニタされながら光強
度データ9が増加していくと、これに従って、半導体レ
ーザ(LD)13の光出力強度も増大し、さらに検出電
圧17も増加していく。そして、検出電圧17がしきい
値VH ,およびしきい値VL 以上になると、その結
果が比較結果信号21および比較結果信号23として検
出され、その時の各々の光強度データが補間制御回路(
CONT)8内に記憶される。今、図2の半導体レーザ
特性例において、光出力PH 相当のしきい値をVH 
,PL 相当のしきい値をVL と対応付けると、比較
結果信号23を得る光強度データはNL となり、比較
結果信号21を得る光強度データはNH となる。した
がって、最終的に半導体レーザ(LD)13で発光させ
たい光出力強度をPX とすると、出力すべき光強度デ
ータNX は、NX =(PX −PL )(NH −
NL )/(PH − PL )+ NLとなり、上記
演算が補間制御回路(CONT)8内で行われ、その後
光強度データNX が光強度データ9に出力される。こ
のように、光出力強度PX は任意の値がとり得るため
、この光出力強度PX を補間制御回路(CONT)8
内にプログラムしておくか、外部から補間制御回路(C
ONT)8に供給することで、半導体レーザ(LD)1
3を任意の光強度で発光させることが可能となる。
【0012】図3は本発明に係るレーザ駆動制御装置の
他の実施例を示すブロック図である。同図において、2
4は光強度データ25および制御信号26を出力する補
間制御回路(CONT)、27は補間制御回路(CON
T)24からの制御信号26により制御され、光強度デ
ータ25が出力し、駆動電流12が半導体レーザ(LD
)13に供給される間はホールドモードになるが、それ
以外はサンプルモードになるサンプルホールド回路(S
/H)、28はこのサンプルホールド回路(S/H)2
7の出力信号の入力により動作し、所定のベース光強度
PB に相当したベース駆動電流29を出力し、電流駆
動回路(DRV)11からの駆動電流12に加算される
形で半導体レーザ(LD)13に供給するベース電流供
給回路(DRV)である。
【0013】次に、上記構成によるレーザ駆動制御装置
の動作については図1に示す実施例と同様に動作するこ
とはもちろんであるが、上述のサンプリングフィードバ
ック制御により光強度データ9が出力していない間は半
導体レーザ(LD)13からの光出力強度は所定のベー
ス光強度PB の値に一致するように動作し、光強度デ
ータ9が出力し、光出力強度が変化するときにはベース
光強度PB が保持される。そして、補間制御回路(C
ONT)8によって順次光強度データ9が増加し、しき
い値電圧VH に相当した光強度データが補間制御回路
(CONT)8内に記憶される。いま、図4に示す半導
体レーザ特性例において、光出力強度PH 相当のしき
い値電圧をVH に対応させると、比較結果信号21を
得る光強度データはNH となる。この光強度データ9
が零のときの光出力強度はベース光強度PB であるた
め、任意の光出力強度PX を得る光強度データNX 
は、NX =NH (PX −PB )/(PH −P
B )より得られる。この演算は補間制御回路(CON
T)8内で行われ、その後、光強度データNX は光強
度データ9として出力する。
【0014】上述したように、半導体レーザ特性の低光
出力強度での非直線性から設定光強度の誤差が大きくな
る場合には実際に半導体レーザ(LD)で発光させるベ
ース光強度と上記の演算上でのベース光強度PB の値
を変えることにより補正を行うことができる。図5は図
1に示すレーザ駆動制御装置を用いた光記録装置を示す
ブロック図であり、図6は図3に示すレーザ駆動制御装
置を用いた光記録装置を示すブロック図である。この図
5および図6において、30はメモリ、31は半導体レ
ーザ(LD)13およびフォトダイオード(PD)14
を収容した光ヘッド、32はスピンドルモータ33によ
り一定回転速度で回転する光記憶媒体、34はこの光記
憶媒体32上のトラックである。
【0015】次に上記構成による光記録装置の動作につ
いて説明する。まず、半導体レーザ(LD)13からの
光出力は集光されてスピンドルモータ33により一定回
転速度で回転する光記録媒体32上のトラック34に照
射する。また、補間制御回路(CONT)8にはメモリ
30が接続し、このメモリ30内には記録すべきトラッ
ク位置に対応した記録光強度の値が格納される。そして
、電源投入時、光記憶媒体32の装てん時などの情報の
記録を開始する以前において、パワー校正指示信号が供
給されると、補間制御回路(CONT)8は上述したよ
うに、しきい値電圧VH およびしきい値電圧VL に
対応した基準光出力強度PH および基準光出力強度P
L 相当の光強度データを得る動作を実行する。この後
、情報の記録を行う記録信号が供給されると、記録すべ
きトラック位置に対応した記録光強度がメモリ30から
読み込まれ、上述の光強度データNX により、記録光
強度相当の光強度データが決定され、DA変換回路(D
AC)10、電流駆動回路(DRV)11の動作により
半導体レーザ(LD)13が所定記録光強度で発光する
ように動作する。
【0016】以上の動作により、記録すべきトラック位
置によって種々の記録光強度での記録が可能になり、ト
ラック位置の相対速度変化に対して記録条件の最適化が
達成する。また、情報の記録直前において、光強度デー
タの設定が行われるため、半導体レーザ特性の経時変化
が補正され正確な記録光強度の設定を達成することがで
きる。なお、以上の実施例ではしきい値電圧を2つの値
として設けて補間した場合を示したが、これに限定する
ことなく、しきい値電圧を第1〜第NまでのN個の値を
設けて、補間することにより、半導体レーザ特性の非直
線性が補正され高精度な光出力強度設定ができることは
もちろんである。
【0017】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るレーザ駆動制御装置によれば、複数のしきい値に相当
した光出力の強度データもしくは単一のしきい値に相当
した光出力の強度データとベース光出力強度との補間を
行うことにより、任意の光出力強度の設定が可能になり
、相対速度の変化に起因した記録条件の変化に対して最
適な記録光強度設定が達成することができるなどの効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザ駆動制御装置の一実施例を
示すブロック図である。
【図2】図1に示す半導体レーザ特性例を示す図である
【図3】本発明に係るレーザ駆動制御装置の他の実施例
を示すブロック図である。
【図4】図3に示す半導体レーザ特性例を示す図である
【図5】図1に示すレーザ駆動制御装置を用いた光記録
装置を示すブロック図である。
【図6】図3に示すレーザ駆動制御装置を用いた光記録
装置を示すブロック図である。
【図7】記録時の光出力波形を示す図である。
【図8】従来のレーザ駆動制御装置を示すブロック図で
ある。
【図9】図8に示す半導体レーザ特性例を示す図である
【符号の説明】
8  補間制御回路(CONT) 9  光強度データ 10  D・A変換回路(DAC) 11  電流駆動回路(DRV) 12  駆動電流 13  半導体レーザ(LD) 14  フォトダイオード 15  検出電流 16  電流電圧変換増幅回路(AMP)17  検出
電圧 18,19  端子 20,22  電圧比較回路 21,23  検出結果信号 24  補間制御回路(CONT) 25  光強度データ 26  制御信号 27  サンプルホールド回路 28  ベース電流供給回路 29  駆動電流 30  メモリ 31  光ヘッド 32  光記憶媒体 33  スピンドルモータ 34  トラック

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体レーザを電流駆動し所定強度の
    光出力を得るレーザ駆動制御装置において、供給される
    光強度データに相当する駆動電流を出力し半導体レーザ
    を駆動する電流駆動手段と、半導体レーザから出射した
    光出力強度を第1〜第Nのしきい値電圧とレベル比較し
    比較結果信号を出力する比較手段と、この比較手段の比
    較結果信号から第1〜第Nのしきい値電圧に相当した光
    強度データを得ると共に、第1〜第Nのしきい値相当の
    光強度データを補間あるいはベース光出力強度と第2〜
    第Nのしきい値相当の光強度データを補間して任意の光
    出力強度に相当した光強度データを決定する補間制御手
    段とを備えたことを特徴とするレーザ駆動制御装置。
JP3113686A 1991-04-19 1991-04-19 レーザ駆動制御装置 Pending JPH04320384A (ja)

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