JPH08235629A - 半導体レーザ制御装置 - Google Patents
半導体レーザ制御装置Info
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- JPH08235629A JPH08235629A JP7040860A JP4086095A JPH08235629A JP H08235629 A JPH08235629 A JP H08235629A JP 7040860 A JP7040860 A JP 7040860A JP 4086095 A JP4086095 A JP 4086095A JP H08235629 A JPH08235629 A JP H08235629A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レ−ザ光によって記録媒体に情報を記録再生
する記録再生装置における半導体レ−ザの制御装置に関
するもので、半導体レ−ザのスロ−プ効率のバラツキを
吸収し、記録及び再生時に安定なレ−ザ光が得られるよ
うにする。 【構成】 記録モ−ドに先立つキャリブレ−ションモ−
ド時に、再生電流源７からの一定値の第１の駆動電流に
記録電流源９からの第２の駆動電流を継続的に重畳し
て、半導体レ−ザ１に印加し、その半導体レ−ザ１から
の出力光に応じた値のモニタ信号をフォトダイオ−ド２
により作成し、そのモニタ信号を比較回路１３により基
準値と比較し、その差信号に応じて、ＵＰ／ＤＯＷＮカ
ウンタ１２、Ｄ／Ａコンバ−タ１１及び記録電流制御回
路８を介して、第２の駆動電流を制御し、一定値のレ−
ザ光が得られるように制御して、その値を記録時の記録
電流として固定する。
する記録再生装置における半導体レ−ザの制御装置に関
するもので、半導体レ−ザのスロ−プ効率のバラツキを
吸収し、記録及び再生時に安定なレ−ザ光が得られるよ
うにする。 【構成】 記録モ−ドに先立つキャリブレ−ションモ−
ド時に、再生電流源７からの一定値の第１の駆動電流に
記録電流源９からの第２の駆動電流を継続的に重畳し
て、半導体レ−ザ１に印加し、その半導体レ−ザ１から
の出力光に応じた値のモニタ信号をフォトダイオ−ド２
により作成し、そのモニタ信号を比較回路１３により基
準値と比較し、その差信号に応じて、ＵＰ／ＤＯＷＮカ
ウンタ１２、Ｄ／Ａコンバ−タ１１及び記録電流制御回
路８を介して、第２の駆動電流を制御し、一定値のレ−
ザ光が得られるように制御して、その値を記録時の記録
電流として固定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光によって光記
録媒体に情報を記録再生する時に用いる半導体レーザ制
御装置に関するものである。
録媒体に情報を記録再生する時に用いる半導体レーザ制
御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、記録再生型光ディスクの大容量高
密度化、高速化に伴い、情報の記録に用いる半導体レー
ザ制御回路にも精度、速度などの面で要求が高まってき
た。
密度化、高速化に伴い、情報の記録に用いる半導体レー
ザ制御回路にも精度、速度などの面で要求が高まってき
た。
【０００３】以下に従来の半導体レーザ制御回路につい
て説明する。図６は従来の半導体レーザ制御回路につい
ての構成を示すものである。図６において、１は半導体
レーザ（以下ＬＤと呼ぶ）、２はモニタ用フォトダイオ
ード（以下ＰＤと呼ぶ）で、ＬＤ１の前方、または後方
より出射される光の一部が、ＰＤ２に照射されるよう
に、光学的に配置されている。３はＩ−Ｖ変換回路で、
ＰＤ２のモニタ電流を電圧に変換する。４は誤差増幅回
路でＩ−Ｖ変換回路３からの出力であるモニタ信号と再
生パワー設定用の一定の基準電圧との誤差を増幅し、自
動パワー制御（以下ＡＰＣと呼ぶ）信号を出力する。５
はサンプルホールド回路で、記録時に直前の再生時の再
生電流をホールドするために、再生時のＡＰＣ信号を順
次サンプルホールドする。７は再生電流電流源、６は再
生電流制御回路で、ＡＰＣ信号に応じてＬＤ１の再生電
流を制御する。９は記録電流電流源、８は記録電流制御
回路で、ＬＤ１の記録電流を制御する。１０はスイッチ
で、記録すべき２値のディジタルデータに基づいてその
ハイ区間のみ再生電流に重畳するように記録電流をＯＮ
／ＯＦＦする。
て説明する。図６は従来の半導体レーザ制御回路につい
ての構成を示すものである。図６において、１は半導体
レーザ（以下ＬＤと呼ぶ）、２はモニタ用フォトダイオ
ード（以下ＰＤと呼ぶ）で、ＬＤ１の前方、または後方
より出射される光の一部が、ＰＤ２に照射されるよう
に、光学的に配置されている。３はＩ−Ｖ変換回路で、
ＰＤ２のモニタ電流を電圧に変換する。４は誤差増幅回
路でＩ−Ｖ変換回路３からの出力であるモニタ信号と再
生パワー設定用の一定の基準電圧との誤差を増幅し、自
動パワー制御（以下ＡＰＣと呼ぶ）信号を出力する。５
はサンプルホールド回路で、記録時に直前の再生時の再
生電流をホールドするために、再生時のＡＰＣ信号を順
次サンプルホールドする。７は再生電流電流源、６は再
生電流制御回路で、ＡＰＣ信号に応じてＬＤ１の再生電
流を制御する。９は記録電流電流源、８は記録電流制御
回路で、ＬＤ１の記録電流を制御する。１０はスイッチ
で、記録すべき２値のディジタルデータに基づいてその
ハイ区間のみ再生電流に重畳するように記録電流をＯＮ
／ＯＦＦする。
【０００４】再生時はＬＤ１の光パワーをＰＤ２によっ
てモニタして、Ｉ−Ｖ変換回路３、誤差増幅回路４、サ
ンプルホールド回路５、再生電流制御回路６、再生電流
電流源７とからなるＡＰＣ回路によって再生光パワーが
再生パワ−設定電圧で定められる一定値になるように制
御し、記録時は、直前の再生時の再生電流をサンプルホ
−ルド回路５によりホールドして、予め決められた記録
電流を重畳することによって所定の記録パワーを得てい
る。
てモニタして、Ｉ−Ｖ変換回路３、誤差増幅回路４、サ
ンプルホールド回路５、再生電流制御回路６、再生電流
電流源７とからなるＡＰＣ回路によって再生光パワーが
再生パワ−設定電圧で定められる一定値になるように制
御し、記録時は、直前の再生時の再生電流をサンプルホ
−ルド回路５によりホールドして、予め決められた記録
電流を重畳することによって所定の記録パワーを得てい
る。
【０００５】このように再生時はパワ−制御をかけ、Ｌ
Ｄの再生電流を制御し、記録時には記録直前の再生電流
に一定の記録電流を重畳して、ＬＤの再生パワ−から記
録パワ−への立ち上がりを改善する方法が特公平３−４
９７０に示されている。
Ｄの再生電流を制御し、記録時には記録直前の再生電流
に一定の記録電流を重畳して、ＬＤの再生パワ−から記
録パワ−への立ち上がりを改善する方法が特公平３−４
９７０に示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来構成では、記録電流の設定はＤ／Ａコンバータなどに
よって行われるが、ＬＤのスロープ効率にバラツキがあ
るので、電流に対する光出力が個々のＬＤで異なり、Ｌ
Ｄ毎に重畳すべき記録電流の設定値を変える必要があっ
た。また、記録時に半導体レーザのパワーをサンプルホ
ールドして記録時の低光出力レベルであるバイアス光パ
ワーの制御を行う半導体レーザ制御回路において、モニ
タ用フォトダイオードがデータ信号より低速な場合、正
確な光パワーをサンプルホールドできないという問題点
があった。
来構成では、記録電流の設定はＤ／Ａコンバータなどに
よって行われるが、ＬＤのスロープ効率にバラツキがあ
るので、電流に対する光出力が個々のＬＤで異なり、Ｌ
Ｄ毎に重畳すべき記録電流の設定値を変える必要があっ
た。また、記録時に半導体レーザのパワーをサンプルホ
ールドして記録時の低光出力レベルであるバイアス光パ
ワーの制御を行う半導体レーザ制御回路において、モニ
タ用フォトダイオードがデータ信号より低速な場合、正
確な光パワーをサンプルホールドできないという問題点
があった。
【０００７】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、ＬＤのスロープ効率のバラツキを吸収し、
簡単に記録パワーが設定することができる半導体レーザ
制御回路と、ＰＤがデータ信号より低速な場合において
も、記録パワーを安定に制御することができる半導体レ
ーザ制御回路を提供することを目的とする。
れたもので、ＬＤのスロープ効率のバラツキを吸収し、
簡単に記録パワーが設定することができる半導体レーザ
制御回路と、ＰＤがデータ信号より低速な場合において
も、記録パワーを安定に制御することができる半導体レ
ーザ制御回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体レ−ザ制御装置は、記録モ−ドに先立
って、キャリブレ−ションモ−ドを設け、前記キャリブ
レ−ションモ−ド時に、予め定められた値の第１の駆動
電流に重畳して第２の駆動電流を継続的に半導体レ−ザ
に印加し、その時のＬＤから出力された光パワ−に応じ
た値のモニタ信号をモニタ手段により作成し、そのモニ
タ信号と予め決められた第１のレベルの基準とを比較
し、その差異に応じて前記第２の駆動電流の値を制御
し、光パワ−出力が前記第１のレベルで定まる一定値に
なるように制御し、ＬＤのスロ−プ効率のバラツキを吸
収する。
に本発明の半導体レ−ザ制御装置は、記録モ−ドに先立
って、キャリブレ−ションモ−ドを設け、前記キャリブ
レ−ションモ−ド時に、予め定められた値の第１の駆動
電流に重畳して第２の駆動電流を継続的に半導体レ−ザ
に印加し、その時のＬＤから出力された光パワ−に応じ
た値のモニタ信号をモニタ手段により作成し、そのモニ
タ信号と予め決められた第１のレベルの基準とを比較
し、その差異に応じて前記第２の駆動電流の値を制御
し、光パワ−出力が前記第１のレベルで定まる一定値に
なるように制御し、ＬＤのスロ−プ効率のバラツキを吸
収する。
【０００９】更に記録モ−ド時のモニタ信号に、記録す
べき２値のディジタルデ−タ信号の高域成分を加算して
加算モニタ信号を作成し、その加算モニタ信号を記録す
べき２値のデ−タのロウ部分に同期して、前記第２の駆
動電流を半導体レ−ザに印加していない期間内に対応す
る前記加算モニタ信号の一部を、順次サンプルホ−ルド
してサンプルホ−ルド値とする。
べき２値のディジタルデ−タ信号の高域成分を加算して
加算モニタ信号を作成し、その加算モニタ信号を記録す
べき２値のデ−タのロウ部分に同期して、前記第２の駆
動電流を半導体レ−ザに印加していない期間内に対応す
る前記加算モニタ信号の一部を、順次サンプルホ−ルド
してサンプルホ−ルド値とする。
【００１０】
【作用】この構成により、記録モ−ド時に先立って、キ
ャリブレ−ションモ−ドを設け、モニタ手段により、Ｌ
Ｄの光パワ−に応じて得られるモニタ信号を予め定めら
れた基準レベルと比較し、記録時の重畳すべき第２の駆
動電流を制御して記録光パワ−を校正することにより、
ＬＤのスロ−プ効率がばらついても一定の光出力が得ら
れる。また、ＬＤの光出力のモニタ信号に振幅調整回路
を経たディジタル信号の高域成分を加算することによっ
て、モニタ信号の立上がりを改善することができ、モニ
タ信号レベルを正確にサンプル／ホ−ルドでき、ＰＤが
データ信号より低速な場合においても、記録モ−ド時の
バイアス光パワーを安定に制御することができる。
ャリブレ−ションモ−ドを設け、モニタ手段により、Ｌ
Ｄの光パワ−に応じて得られるモニタ信号を予め定めら
れた基準レベルと比較し、記録時の重畳すべき第２の駆
動電流を制御して記録光パワ−を校正することにより、
ＬＤのスロ−プ効率がばらついても一定の光出力が得ら
れる。また、ＬＤの光出力のモニタ信号に振幅調整回路
を経たディジタル信号の高域成分を加算することによっ
て、モニタ信号の立上がりを改善することができ、モニ
タ信号レベルを正確にサンプル／ホ−ルドでき、ＰＤが
データ信号より低速な場合においても、記録モ−ド時の
バイアス光パワーを安定に制御することができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は第１の実施例の構成について
示したものである。図１において、図６の従来例と同じ
ものは同じ番号を付けている。実施例１において、ま
ず、再生時のＡＰＣの動作について説明し、次に記録パ
ワーのキャリブレーションについて説明し、最後に記録
時のパワー制御について説明する。
しながら説明する。図１は第１の実施例の構成について
示したものである。図１において、図６の従来例と同じ
ものは同じ番号を付けている。実施例１において、ま
ず、再生時のＡＰＣの動作について説明し、次に記録パ
ワーのキャリブレーションについて説明し、最後に記録
時のパワー制御について説明する。
【００１２】まず、再生時のＡＰＣの動作について説明
する。図１において、１はＬＤ、２はＰＤで、ＬＤ１の
前方、または後方より出射される光の一部が、ＰＤ２に
照射されるように、光学的に配置されている。３はＩ−
Ｖ変換回路で、ＰＤ２のモニタ電流を電圧に変換する。
１４はサンプルホールド回路で、再生時は常にサンプル
モードになっており信号はスルーで出力される。この回
路については、後の記録時のバイアス光パワー制御の所
で説明する。４は誤差増幅回路でＩ−Ｖ変換回路からの
出力であるモニタ信号と再生パワー設定電圧との誤差を
増幅し、ＡＰＣ信号を出力する。５はサンプルホールド
回路で、再生時は常にサンプルモードになっており信号
はスルーで出力される。この回路については、後述する
記録パワーのキャリブレーションの所で説明する。７は
再生電流電流源、６は再生電流制御回路で、ＬＤ１の再
生電流を制御する。このように、再生時はＬＤ１の光パ
ワーをＰＤ２によってモニタして、Ｉ−Ｖ変換回路３、
サンプルホールド回路１４、誤差増幅回路４、サンプル
ホールド回路５、再生電流制御回路６、再生電流電流源
７とからなるＡＰＣ回路によって前述の従来例と同様に
再生光パワーが一定になるように制御している。
する。図１において、１はＬＤ、２はＰＤで、ＬＤ１の
前方、または後方より出射される光の一部が、ＰＤ２に
照射されるように、光学的に配置されている。３はＩ−
Ｖ変換回路で、ＰＤ２のモニタ電流を電圧に変換する。
１４はサンプルホールド回路で、再生時は常にサンプル
モードになっており信号はスルーで出力される。この回
路については、後の記録時のバイアス光パワー制御の所
で説明する。４は誤差増幅回路でＩ−Ｖ変換回路からの
出力であるモニタ信号と再生パワー設定電圧との誤差を
増幅し、ＡＰＣ信号を出力する。５はサンプルホールド
回路で、再生時は常にサンプルモードになっており信号
はスルーで出力される。この回路については、後述する
記録パワーのキャリブレーションの所で説明する。７は
再生電流電流源、６は再生電流制御回路で、ＬＤ１の再
生電流を制御する。このように、再生時はＬＤ１の光パ
ワーをＰＤ２によってモニタして、Ｉ−Ｖ変換回路３、
サンプルホールド回路１４、誤差増幅回路４、サンプル
ホールド回路５、再生電流制御回路６、再生電流電流源
７とからなるＡＰＣ回路によって前述の従来例と同様に
再生光パワーが一定になるように制御している。
【００１３】次に、記録パワーのキャリブレーションに
ついて説明する。この記録パワーのキャリブレーション
は、電源投入時や前回の記録パワーのキャリブレーショ
ンより一定時間経過後などに実際の記録に先立って行わ
れ、ＬＤ１のスロープ効率のバラツキを補正するため
に、記録パワー設定電圧を記録電流設定値に変換する特
性を決めているＤ／Ａコンバータ１１のデジタルデータ
を設定することによって行う。このＤ／Ａコンバータ１
１は、ＬＤ１のスロープ効率がばらついても、記録パワ
ー設定電圧に対して一定の記録パワーが得られるように
するものである。例えば、記録パワーの設定範囲を４ｍ
Ｗ〜８ｍＷ、記録パワー設定電圧範囲を２Ｖ〜４Ｖとす
ると、記録パワー４ｍＷを記録パワー設定電圧２Ｖに、
同じく８ｍＷを同じく４Ｖに対応させ、記録パワー設定
電圧を２Ｖから４Ｖの間で変化させると、記録パワーも
記録パワー設定電圧に比例して４ｍＷから８ｍＷの間で
変化し、例えば、記録パワー設定電圧をセンターの３Ｖ
とすると記録パワーは６ｍＷとなる。
ついて説明する。この記録パワーのキャリブレーション
は、電源投入時や前回の記録パワーのキャリブレーショ
ンより一定時間経過後などに実際の記録に先立って行わ
れ、ＬＤ１のスロープ効率のバラツキを補正するため
に、記録パワー設定電圧を記録電流設定値に変換する特
性を決めているＤ／Ａコンバータ１１のデジタルデータ
を設定することによって行う。このＤ／Ａコンバータ１
１は、ＬＤ１のスロープ効率がばらついても、記録パワ
ー設定電圧に対して一定の記録パワーが得られるように
するものである。例えば、記録パワーの設定範囲を４ｍ
Ｗ〜８ｍＷ、記録パワー設定電圧範囲を２Ｖ〜４Ｖとす
ると、記録パワー４ｍＷを記録パワー設定電圧２Ｖに、
同じく８ｍＷを同じく４Ｖに対応させ、記録パワー設定
電圧を２Ｖから４Ｖの間で変化させると、記録パワーも
記録パワー設定電圧に比例して４ｍＷから８ｍＷの間で
変化し、例えば、記録パワー設定電圧をセンターの３Ｖ
とすると記録パワーは６ｍＷとなる。
【００１４】Ｄ／Ａコンバ−タ１１が４ビットの場合の
構成例を図２に示す。図２において、ＩｒｅｆはＤ／Ａ
コンバ−タ１１の基準電流で、Ｉｓと等しくなる。この
Ｉｒｅｆの大きさは、Ｄ／Ａコンバ−タ１１の基準電圧
Ｖｒｅｆに対してリニアに変化する。基準電流Ｉｒｅｆ
と各部の電流値は次のような一定の関係がある。
構成例を図２に示す。図２において、ＩｒｅｆはＤ／Ａ
コンバ−タ１１の基準電流で、Ｉｓと等しくなる。この
Ｉｒｅｆの大きさは、Ｄ／Ａコンバ−タ１１の基準電圧
Ｖｒｅｆに対してリニアに変化する。基準電流Ｉｒｅｆ
と各部の電流値は次のような一定の関係がある。
【００１５】Ｉｓ＝Ｉｒｅｆ Ｉ３＝Ｉｒｅｆ／２ Ｉ２＝Ｉｒｅｆ／４ Ｉ１＝Ｉｒｅｆ／８ Ｉ０＝Ｉｒｅｆ／１６ このＤ／Ａコンバ−タ１１は電流出力タイプで、その出
力電流Ｉｏｕｔは、データＤ３〜Ｄ０によって、Ｉｒｅ
ｆ〜約２×Ｉｒｅｆの範囲で段階的に変化する。出力電
流Ｉｏｕｔは Ｉｏｕｔ＝（１＋Ｄ３／２＋Ｄ２／４＋Ｄ１／８＋Ｄ０
／１６）×Ｉｒｅｆ と表され、この出力電流Ｉｏｕｔを抵抗Ｒｏｕｔに流し
て電圧に変換し、記録電流の制御電圧を得る。このよう
に、記録電流の制御値を、同じＤ／Ａコンバ−タ１１の
基準電圧Ｖｒｅｆに対してデジタルデータを変えること
で変更できる。Ｄ／Ａコンバ−タ１１の基準電圧Ｖｒｅ
ｆに記録パワー設定電圧を入力し、ＬＤ１のスロープ効
率のバラツキに対応したデジタルデータを設定すること
により、記録パワー設定電圧に対して一定の記録パワー
が得られるようにすることができる。 なお、このＤ／
Ａコンバ−タ１１の機能は記録パワー設定電圧を記録電
流制御電圧に変換しているだけ、つまり、ゲインを変え
ているだけなので、ボルテージ・コントロール・ゲイン
・アンプを用いても同じように実現できる。即ちＤ／Ａ
コンバ−タ１１はゲイン可変回路として機能している。
力電流Ｉｏｕｔは、データＤ３〜Ｄ０によって、Ｉｒｅ
ｆ〜約２×Ｉｒｅｆの範囲で段階的に変化する。出力電
流Ｉｏｕｔは Ｉｏｕｔ＝（１＋Ｄ３／２＋Ｄ２／４＋Ｄ１／８＋Ｄ０
／１６）×Ｉｒｅｆ と表され、この出力電流Ｉｏｕｔを抵抗Ｒｏｕｔに流し
て電圧に変換し、記録電流の制御電圧を得る。このよう
に、記録電流の制御値を、同じＤ／Ａコンバ−タ１１の
基準電圧Ｖｒｅｆに対してデジタルデータを変えること
で変更できる。Ｄ／Ａコンバ−タ１１の基準電圧Ｖｒｅ
ｆに記録パワー設定電圧を入力し、ＬＤ１のスロープ効
率のバラツキに対応したデジタルデータを設定すること
により、記録パワー設定電圧に対して一定の記録パワー
が得られるようにすることができる。 なお、このＤ／
Ａコンバ−タ１１の機能は記録パワー設定電圧を記録電
流制御電圧に変換しているだけ、つまり、ゲインを変え
ているだけなので、ボルテージ・コントロール・ゲイン
・アンプを用いても同じように実現できる。即ちＤ／Ａ
コンバ−タ１１はゲイン可変回路として機能している。
【００１６】実際の記録パワーのキャリブレーションの
シーケンスは次のようになる。まず、再生パワーのＡＰ
Ｃを動作させ、ＡＰＣが安定になったところでサンプル
ホールド回路５をホールドモードにし、キャリブレーシ
ョンの間、再生電流をホールドする。この再生電流のホ
ールドをサンプルホールド回路１４の方で行うこともで
きなくはないが、サンプルホールド回路１４は高速のデ
ータ信号をサンプルホールドするように出来ており、一
方キャリブレーションの時間はデータの周期に対してか
なり長いので、ドループの影響が大きく、キャリブレー
ションの間、再生電流を一定に保つのは難しい。
シーケンスは次のようになる。まず、再生パワーのＡＰ
Ｃを動作させ、ＡＰＣが安定になったところでサンプル
ホールド回路５をホールドモードにし、キャリブレーシ
ョンの間、再生電流をホールドする。この再生電流のホ
ールドをサンプルホールド回路１４の方で行うこともで
きなくはないが、サンプルホールド回路１４は高速のデ
ータ信号をサンプルホールドするように出来ており、一
方キャリブレーションの時間はデータの周期に対してか
なり長いので、ドループの影響が大きく、キャリブレー
ションの間、再生電流を一定に保つのは難しい。
【００１７】次に、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１２を０に
リセットするとともに記録パワー設定線圧をほぼＬＤ１
の最大出力が得られる値に設定し、スイッチ１０をオン
にして記録電流をＬＤ１に重畳する。このとき、ＵＰ／
ＤＯＷＮカウンタ１２の初期値は０であるため、重畳す
べき記録電流は最小になっており、ＬＤ１の光出力も小
さく、記録パワー設定電圧最大に対応する所定の記録パ
ワーに達していない。比較回路１３で、ＬＤ１の光出力
が記録パワ−設定電圧最大に対応する所定の光出力より
小さいことを検出している間、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ
１２をカウントアップする。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１
２のディジタル出力が増加するに従って、ＬＤ１の光出
力も増加し、記録パワ−設定電圧最大に対応する所定の
光出力に等しいか、もしくは上回ったことを比較回路１
３で検出して、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１２の計数動作
を停止し、そのディジタルデ−タをホ−ルドする。この
ようにして、一連のキャリブレ−ション動作を完了す
る。記録パワ−設定電圧を最大にした時、最大記録パワ
−となるように校正されているので、例えば、記録パワ
−設定電圧を半分にした時、記録電流も半分になり、Ｌ
Ｄ１の光出力も最大記録パワ−の半分となる。
リセットするとともに記録パワー設定線圧をほぼＬＤ１
の最大出力が得られる値に設定し、スイッチ１０をオン
にして記録電流をＬＤ１に重畳する。このとき、ＵＰ／
ＤＯＷＮカウンタ１２の初期値は０であるため、重畳す
べき記録電流は最小になっており、ＬＤ１の光出力も小
さく、記録パワー設定電圧最大に対応する所定の記録パ
ワーに達していない。比較回路１３で、ＬＤ１の光出力
が記録パワ−設定電圧最大に対応する所定の光出力より
小さいことを検出している間、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ
１２をカウントアップする。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１
２のディジタル出力が増加するに従って、ＬＤ１の光出
力も増加し、記録パワ−設定電圧最大に対応する所定の
光出力に等しいか、もしくは上回ったことを比較回路１
３で検出して、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１２の計数動作
を停止し、そのディジタルデ−タをホ−ルドする。この
ようにして、一連のキャリブレ−ション動作を完了す
る。記録パワ−設定電圧を最大にした時、最大記録パワ
−となるように校正されているので、例えば、記録パワ
−設定電圧を半分にした時、記録電流も半分になり、Ｌ
Ｄ１の光出力も最大記録パワ−の半分となる。
【００１８】この例においては、記録パワ−設定電圧を
最大に設定し、比較回路１３での検出も記録パワ−設定
電圧最大に対応する所定の記録パワ−に達しているかど
うかを検出したが、記録パワ−設定電圧が最小でも、中
間値でもかまわない。但し、比較回路１３での検出レベ
ルはその記録パワ−設定電圧に見合ったものでなければ
ならない。
最大に設定し、比較回路１３での検出も記録パワ−設定
電圧最大に対応する所定の記録パワ−に達しているかど
うかを検出したが、記録パワ−設定電圧が最小でも、中
間値でもかまわない。但し、比較回路１３での検出レベ
ルはその記録パワ−設定電圧に見合ったものでなければ
ならない。
【００１９】このように、ＬＤ１のスロ−プ効率がばら
ついたり、経時的に変化しても、記録パワ−のキャリブ
レ−ションを行うことにより、記録パワ−設定電圧と記
録時の光出力の関係が一意に決まり、記録パワ−設定電
圧をコントロ−ラ等の外部より設定することで、決定し
たい記録時の光出力を簡単に設定出来る。
ついたり、経時的に変化しても、記録パワ−のキャリブ
レ−ションを行うことにより、記録パワ−設定電圧と記
録時の光出力の関係が一意に決まり、記録パワ−設定電
圧をコントロ−ラ等の外部より設定することで、決定し
たい記録時の光出力を簡単に設定出来る。
【００２０】最後に、記録時のＬＤ１のパワー制御につ
いて説明する。まず、記録時の低光出力のバイアス光パ
ワーの制御について説明し、次にピーク光パワーの制御
について説明する。記録時のバイアス光パワーは前述の
再生パワーのＡＰＣ制御ループを利用して制御される。
記録時、変調されたＬＤ１の光の一部が、ＰＤ２に照射
され、Ｉ−Ｖ変換回路３で、ＰＤ２のモニタ電流を電圧
に変換する。１４はサンプルホールド回路で、ＬＤ１を
変調する記録データに基づいてサンプルホールドされ
る。つまり、ＬＤ１がローパワーの時サンプルし、ハイ
パワーの時ロ−パワ−時のサンプル値をホールドし、変
調されたＬＤ１のバイアス光パワーのレベルを抽出し、
出力する。４は誤差増幅回路でＩ−Ｖ変換回路３からの
出力であるモニタ信号と再生パワー設定電圧との誤差を
増幅し、ＡＰＣ信号を出力する。
いて説明する。まず、記録時の低光出力のバイアス光パ
ワーの制御について説明し、次にピーク光パワーの制御
について説明する。記録時のバイアス光パワーは前述の
再生パワーのＡＰＣ制御ループを利用して制御される。
記録時、変調されたＬＤ１の光の一部が、ＰＤ２に照射
され、Ｉ−Ｖ変換回路３で、ＰＤ２のモニタ電流を電圧
に変換する。１４はサンプルホールド回路で、ＬＤ１を
変調する記録データに基づいてサンプルホールドされ
る。つまり、ＬＤ１がローパワーの時サンプルし、ハイ
パワーの時ロ−パワ−時のサンプル値をホールドし、変
調されたＬＤ１のバイアス光パワーのレベルを抽出し、
出力する。４は誤差増幅回路でＩ−Ｖ変換回路３からの
出力であるモニタ信号と再生パワー設定電圧との誤差を
増幅し、ＡＰＣ信号を出力する。
【００２１】ここで再生パワー設定電圧は記録時のバイ
アス光パワーを設定するものであり、第１の実施例では
再生時と等しい電圧とし、記録時バイアス光パワーを再
生時の光パワーレベルになるように制御している。再生
時と記録時のバイアス光パワ−時で再生パワー設定電圧
を異なる電圧に切り換えるようにすると、記録時バイア
ス光パワーを再生パワーと異なるレベルになるように制
御できる。５はサンプルホールド回路で、記録時は常に
サンプルモードになっており信号はスルーで出力され
る。すなわちサンプルホールド回路５は前述したキャリ
ブレーションモードの時のみサンプルホールド動作す
る。７は再生電流電流源、６は再生電流制御回路で、Ｌ
Ｄ１の記録時のバイアス電流を制御する。このように、
記録時は半導体レーザ１の光パワーをＰＤ２によってモ
ニタして、Ｉ−Ｖ変換回路３、サンプルホールド回路１
４、誤差増幅回路４、サンプルホールド回路５、再生電
流制御回路６、は再生電流電流源７とからなるＡＰＣ回
路によって記録時のバイアス光パワーが一定になるよう
に制御している。
アス光パワーを設定するものであり、第１の実施例では
再生時と等しい電圧とし、記録時バイアス光パワーを再
生時の光パワーレベルになるように制御している。再生
時と記録時のバイアス光パワ−時で再生パワー設定電圧
を異なる電圧に切り換えるようにすると、記録時バイア
ス光パワーを再生パワーと異なるレベルになるように制
御できる。５はサンプルホールド回路で、記録時は常に
サンプルモードになっており信号はスルーで出力され
る。すなわちサンプルホールド回路５は前述したキャリ
ブレーションモードの時のみサンプルホールド動作す
る。７は再生電流電流源、６は再生電流制御回路で、Ｌ
Ｄ１の記録時のバイアス電流を制御する。このように、
記録時は半導体レーザ１の光パワーをＰＤ２によってモ
ニタして、Ｉ−Ｖ変換回路３、サンプルホールド回路１
４、誤差増幅回路４、サンプルホールド回路５、再生電
流制御回路６、は再生電流電流源７とからなるＡＰＣ回
路によって記録時のバイアス光パワーが一定になるよう
に制御している。
【００２２】記録時のピーク光パワーはフィードフォワ
ード制御によって行われる。１１はＤ／Ａコンバータ
で、記録パワー設定電圧を記録時に先立って、キャリブ
レ−ションにより設定されたＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１
２の計数値のデジタルデータに基づいて記録電流設定値
に変換する。１３は比較回路で、ＬＤ１の光出力が所定
の光出力より大きいか小さいかを検出し、ＵＰ／ＤＯＷ
Ｎカウンタ１２のカウント方向を決めるがフィ−ドフォ
ワ−ド制御時はキャリブレ−ションにより求まったＵＰ
／ＤＯＷＮカウンタの計数値をホ−ルドし、記録パワ−
設定電圧をゲイン可変機能のＤ／Ａコンバ−タ１１を通
して記録電流を制御する。９は記録電流電流源、８は記
録電流制御回路で、Ｄ／Ａコンバータ１１の出力の記録
電流設定値によってＬＤ１の記録電流を制御する。１０
はスイッチで、記録すべきデータに基づいて重畳する記
録電流をＯＮ／ＯＦＦする。このように、記録時のピー
ク光パワーは予め決められた記録電流を重畳することに
よって所定の記録パワーを得ている。
ード制御によって行われる。１１はＤ／Ａコンバータ
で、記録パワー設定電圧を記録時に先立って、キャリブ
レ−ションにより設定されたＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ１
２の計数値のデジタルデータに基づいて記録電流設定値
に変換する。１３は比較回路で、ＬＤ１の光出力が所定
の光出力より大きいか小さいかを検出し、ＵＰ／ＤＯＷ
Ｎカウンタ１２のカウント方向を決めるがフィ−ドフォ
ワ−ド制御時はキャリブレ−ションにより求まったＵＰ
／ＤＯＷＮカウンタの計数値をホ−ルドし、記録パワ−
設定電圧をゲイン可変機能のＤ／Ａコンバ−タ１１を通
して記録電流を制御する。９は記録電流電流源、８は記
録電流制御回路で、Ｄ／Ａコンバータ１１の出力の記録
電流設定値によってＬＤ１の記録電流を制御する。１０
はスイッチで、記録すべきデータに基づいて重畳する記
録電流をＯＮ／ＯＦＦする。このように、記録時のピー
ク光パワーは予め決められた記録電流を重畳することに
よって所定の記録パワーを得ている。
【００２３】次に本発明の第２の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図３は本発明の第２の実施例
の構成について示したものである。図３において、図１
の実施例１と同じものは同じ番号を付けている。第２の
実施例において、再生時のＡＰＣの動作、及び、記録時
のピーク光パワーの制御は第１の実施例と同様なので省
略する。記録時のバイアス光パワーの制御については、
記録時のバイアス光パワーのレベルをサンプルホールド
して、記録時のバイアス光パワーが一定になるように制
御している点は同様であるが、モニタ用フォトダイオー
ド応答性の改善について工夫している。
を参照しながら説明する。図３は本発明の第２の実施例
の構成について示したものである。図３において、図１
の実施例１と同じものは同じ番号を付けている。第２の
実施例において、再生時のＡＰＣの動作、及び、記録時
のピーク光パワーの制御は第１の実施例と同様なので省
略する。記録時のバイアス光パワーの制御については、
記録時のバイアス光パワーのレベルをサンプルホールド
して、記録時のバイアス光パワーが一定になるように制
御している点は同様であるが、モニタ用フォトダイオー
ド応答性の改善について工夫している。
【００２４】まず、モニタ用フォトダイオード応答速度
について説明する。図４に示すように、フォトダオ−ド
は２種類の時定数を持っており、一つは、フォトダイオ
ードの端子間容量と負荷抵抗の時定数τ１によるもの、
もう一つは、フォトダイオードの空乏層外生成キャリア
の拡散時間τ２によるものがある。早い応答速度を得る
ために、フォトダイオードに端子間容量の小さいものを
選び、負荷抵抗を小さくすることにより、τ１は数十ｎ
ｓ程度とかなり小さくすることができる。一方、空乏層
外生成キャリアは、入射光がＰＮ接合から外れたフォト
ダイオードのチップ周辺部や空乏層よりさらに深い基底
部で吸収された場合に発生し、空乏層外生成キャリアの
拡散時間τ２は通常数μｓ程度になり、空乏層外生成キ
ャリアの発生を抑えるため、チップ周辺部をマスクして
光が当たらないように対策を行うが、それでも不十分な
場合がある。この時定数に対して、ＬＤの変調の最小反
転周期は現在数百ｎｓ程度で、今後、データ転送レート
の高速化に伴ってさらに短くなると考えられる。これら
空乏層外生成キャリアの拡散時間τ２、端子間容量と負
荷抵抗の時定数τ１の影響により、ＰＤ２の出力信号の
立ち上がりが遅いため、第１の実施例の構成では、記録
時のバイアス光パワーに対応するモニタ信号をサンプル
ホールドする時、波形が十分立ち上がっておらず、バイ
アス光パワーに対応するモニタ信号の真の値とサンプル
ホールドした値とにずれが生じる。
について説明する。図４に示すように、フォトダオ−ド
は２種類の時定数を持っており、一つは、フォトダイオ
ードの端子間容量と負荷抵抗の時定数τ１によるもの、
もう一つは、フォトダイオードの空乏層外生成キャリア
の拡散時間τ２によるものがある。早い応答速度を得る
ために、フォトダイオードに端子間容量の小さいものを
選び、負荷抵抗を小さくすることにより、τ１は数十ｎ
ｓ程度とかなり小さくすることができる。一方、空乏層
外生成キャリアは、入射光がＰＮ接合から外れたフォト
ダイオードのチップ周辺部や空乏層よりさらに深い基底
部で吸収された場合に発生し、空乏層外生成キャリアの
拡散時間τ２は通常数μｓ程度になり、空乏層外生成キ
ャリアの発生を抑えるため、チップ周辺部をマスクして
光が当たらないように対策を行うが、それでも不十分な
場合がある。この時定数に対して、ＬＤの変調の最小反
転周期は現在数百ｎｓ程度で、今後、データ転送レート
の高速化に伴ってさらに短くなると考えられる。これら
空乏層外生成キャリアの拡散時間τ２、端子間容量と負
荷抵抗の時定数τ１の影響により、ＰＤ２の出力信号の
立ち上がりが遅いため、第１の実施例の構成では、記録
時のバイアス光パワーに対応するモニタ信号をサンプル
ホールドする時、波形が十分立ち上がっておらず、バイ
アス光パワーに対応するモニタ信号の真の値とサンプル
ホールドした値とにずれが生じる。
【００２５】次に、ＰＤ応答性の改善について説明す
る。図３においては、ＰＤ応答速度のうち、空乏層外生
成キャリアの拡散時間τ２の影響の補償を行っている。
１６は補償波形振幅調整回路で、データ信号の方形波を
記録パワー設定電圧を用いて加算する補償値を調整して
いる。１５は補償波形加算回路で、Ｃ１とＲ１とからな
るハイパスフィルタを通して補償波形振幅調整回路１６
の出力をモニタ信号に加算して、図５に示す様にモニタ
信号波形を補正している。端子間容量と負荷抵抗の時定
数τ１と空乏層外生成キャリアの拡散時間τ２の両方を
補償する場合は、補償波形振幅調整回路１６と補償波形
加算回路１５とをそれぞれ２系統用意する必要がある。
る。図３においては、ＰＤ応答速度のうち、空乏層外生
成キャリアの拡散時間τ２の影響の補償を行っている。
１６は補償波形振幅調整回路で、データ信号の方形波を
記録パワー設定電圧を用いて加算する補償値を調整して
いる。１５は補償波形加算回路で、Ｃ１とＲ１とからな
るハイパスフィルタを通して補償波形振幅調整回路１６
の出力をモニタ信号に加算して、図５に示す様にモニタ
信号波形を補正している。端子間容量と負荷抵抗の時定
数τ１と空乏層外生成キャリアの拡散時間τ２の両方を
補償する場合は、補償波形振幅調整回路１６と補償波形
加算回路１５とをそれぞれ２系統用意する必要がある。
【００２６】記録パワーを記録パワー設定電圧によって
変えた場合、モニタ信号の振幅が変わるので、補償する
信号の振幅も同時に変える必要があるが、第２の実施例
においても、第１の実施例のように記録パワーのキャリ
ブレーションが行われているので、記録パワー設定電圧
によって補償する信号の振幅を変えることができ、常に
最適な補償量が保たれる。
変えた場合、モニタ信号の振幅が変わるので、補償する
信号の振幅も同時に変える必要があるが、第２の実施例
においても、第１の実施例のように記録パワーのキャリ
ブレーションが行われているので、記録パワー設定電圧
によって補償する信号の振幅を変えることができ、常に
最適な補償量が保たれる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明は、半導体レーザの
スロープ効率のバラツキを吸収し、簡単に記録パワーが
設定することのできる半導体レーザ制御回路が実現でき
る。また、モニタ用フォトダイオードがデータ信号より
低速な場合においても、記録パワーを安定に制御するこ
とのできる半導体レーザ制御装置が実現できる。
スロープ効率のバラツキを吸収し、簡単に記録パワーが
設定することのできる半導体レーザ制御回路が実現でき
る。また、モニタ用フォトダイオードがデータ信号より
低速な場合においても、記録パワーを安定に制御するこ
とのできる半導体レーザ制御装置が実現できる。
【図１】本発明の第１の実施例の半導体レ−ザ制御装置
のブロック図
のブロック図
【図２】Ｄ／Ａコンバータの基本構成を示す説明図
【図３】本発明の第２の実施例の半導体レ−ザ制御装置
のブロック図
のブロック図
【図４】フォトダイオードの応答を示す特性図
【図５】第２の実施例を説明するための波形図
【図６】従来の半導体レーザ制御装置のブロック図
１ 半導体レーザ ２ モニタ用フォトダイオード ３ Ｉ−Ｖ変換回路 ４ 誤差増幅回路 ５、１４ サンプルホールド回路 ６ 再生電流制御回路 ７ 再生電流電流源 ８ 記録電流制御回路 ９ 記録電流電流源 １０ スイッチ １１ Ｄ／Ａコンバータ １２ ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ １３ 比較回路 １５ 補償波形加算回路 １６ 補償波形振幅調整回路
Claims (3)
- 【請求項１】駆動電流の値に応じて光パワ−が変化する
半導体レ−ザに、再生モ−ド時には再生電流電流源から
の第１の駆動電流を前記駆動電流として印加し、記録モ
−ド時には記録電流電流源からの第２の駆動電流を、記
録すべき２値のディジタルデ−タのハイ期間に応じて断
続的に前記第１の駆動電流に重畳して印加する半導体レ
−ザ制御装置において、 記録モ−ドに先立つキャリブレ−ションモ−ド時に、予
め定められた値の第１の駆動電流に重畳して第２の駆動
電流を継続的に半導体レ−ザに印加し、その時の前記半
導体レ−ザから出力される光パワ−に応じた値のモニタ
信号をモニタ手段により作成し、そのモニタ信号を第１
の比較手段により予め定められた第１のレベルの基準と
比較し、その差異に応じて前記第２の駆動電流を制御
し、光パワ−出力が前記第１のレベルで定まる一定値に
なるように制御し、その状態で第２の駆動電流の値を固
定し、 記録モ−ド時に、その固定された第２の駆動電流を前記
記録すべき２値のディジタルデ−タのハイ区間に応じて
断続的に前記第１の駆動電流に重畳して前記半導体レ−
ザに印加し、その時の前記半導体レ−ザから出力される
光パワ−に応じた値のモニタ信号を前記モニタ手段によ
り作成し、前記記録すべき２値のディジタルデ−タのロ
ウ部分に同期して、前記第２の駆動電流を半導体レ−ザ
に印加していない期間内に対応する前記モニタ信号の一
部を、順次サンプルホ−ルドし、そのサンプル値を第２
の比較手段により予め定められた第２のレベルの基準と
比較し、その差異に応じて前記第１の駆動電流を制御
し、光パワ−出力が前記第２のレベルの基準で定まる一
定値になるように制御することを特長とする半導体レ−
ザ制御装置。 - 【請求項２】キャリブレ−ションモ−ド時のモニタ信号
を第１の比較手段により予め定められた第１のレベルの
基準値と比較し、その大小関係を示す第１の比較信号を
作成し、その第１の比較信号によりアップ／ダウンカウ
ンタのアップ／ダウン方向を制御し、そのアップ／ダウ
ンカウンタの計数値に応じて、第２の駆動電流を制御し
て、光パワ−出力が第１のレベルの基準値で定まる一定
値になるように制御することを特徴とする請求項１記載
の半導体レ−ザ制御装置。 - 【請求項３】記録モ−ド時のモニタ信号に、記録すべき
２値のディジタルデ−タ信号を高域フィルタに通した高
域デ−タ信号成分を加算して加算モニタ信号を作成し、
その加算モニタ信号を記録すべき２値のディジタルデ−
タのロウ部分に同期して、第２の駆動電流を半導体レ−
ザに印加していない期間内に対応する前記加算モニタ信
号の一部を、順次サンプルホ−ルドして前記サンプルホ
−ルド値とすることを特長とする請求項１記載の半導体
レ−ザ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7040860A JPH08235629A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 半導体レーザ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7040860A JPH08235629A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 半導体レーザ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08235629A true JPH08235629A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12592304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7040860A Pending JPH08235629A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 半導体レーザ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08235629A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001194242A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-07-19 | Hewlett Packard Co <Hp> | 多値光パルス列分析・制御装置 |
| WO2003010866A3 (en) * | 2001-07-24 | 2004-02-19 | Tsunami Photonics Ltd | Calibration of voltage-driven current drivers for a multi-section semiconductor laser |
| CN100411028C (zh) * | 2003-12-05 | 2008-08-13 | 株式会社东芝 | 激光控制装置 |
| USRE42290E1 (en) | 2000-01-14 | 2011-04-12 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Document scanning apparatus and document scanning method for sequentially scanning documents and generating image data corresponding to these documents |
| CN107634752A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-26 | 北京集创北方科技股份有限公司 | 驱动装置和驱动方法 |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP7040860A patent/JPH08235629A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001194242A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-07-19 | Hewlett Packard Co <Hp> | 多値光パルス列分析・制御装置 |
| USRE42290E1 (en) | 2000-01-14 | 2011-04-12 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Document scanning apparatus and document scanning method for sequentially scanning documents and generating image data corresponding to these documents |
| WO2003010866A3 (en) * | 2001-07-24 | 2004-02-19 | Tsunami Photonics Ltd | Calibration of voltage-driven current drivers for a multi-section semiconductor laser |
| CN100411028C (zh) * | 2003-12-05 | 2008-08-13 | 株式会社东芝 | 激光控制装置 |
| CN107634752A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-26 | 北京集创北方科技股份有限公司 | 驱动装置和驱动方法 |
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