JPS63206919A - 光学的記録再生装置における光量制御装置 - 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、レーザ光源の発光量を一定レベルに抑えるた
めの光量制御装置に関し、特に光学的に情報を記録再生
する装置における情報記録のだめの光パルスの強度を制
御する装置に関する。

〔従来の技術〕

光デイスク装置等、パルス状に変調されたレーザ光束を
記録担体に照射して情報を記録し、読み取υのための弱
い一定量の光束を照射して反射光あるいは透過光の光量
変化により情報を再生する光学的情報記録再生装置にお
いては、情報の安定した記録のために情報を記録する光
パルスの強度を一定に保つことが必要である。

一方、記録用光源として使用される半導体レーザは温度
上昇あるいは経時変化によって特性が変化し、同一駆動
電流を供給していても発光光量が変化することが考えら
れる。従って良好な記録状態を確保するためには、記録
用光パルスの強度が一定に保たれるように、駆動電流の
レベルを制御する必要がある。しかしながら記録動作は
間欠的にしか行なわれないため単純なフィードバーク制
御は困難である上に、記録時の光量の平均値を一定に保
つような方法はパルス発光時間間隔がランダムに変化す
るディジタルデータ記録に対しては適用できないという
問題があった。

このため従来の光強度の制御は主にバイアスレベルの安
定化すなわちパルスを発生しない状態での弱いレーザ光
を定常的に発生している状態での光量の制御という形で
行なわれていた。半導体レーザの温度等による特性変化
は主に発光閾値を流即ち弱いレーザ発光をさせるために
必要な供給電流の変化として現われ、そのバイアス電流
に重畳される形で供給されるパルス電流とパルス発光光
量の比（量子効率）は大きく変化しない。従って量子効
率が大きく変化しない範囲では上記のようなバイアスレ
ベルの安定化のみでもある程度の記録光量の安定化がは
かれるが、温度変動等による半導体レーザの特性変化が
大きく電流と発光量の比が変わるようになると所定のパ
ルス光量を正確に発生できなくなる。

また別の従来の方法として、記録担体か正常な動作位置
に装着される前あるいは正常位置からはずされた後に、
記録パワー調整動作として、連続的あるいは一定周波数
の記録光発生動作を行なわせ、そのときの光パワーモー
ターの出力が規定レベルになるように記録光発生のため
の供給電流を調整し、その調整を流値を次の調整時まで
保持して記録光量を制御する方式がある。この方式では
調整時には記録が行なわれるレベルの光が出射されるが
、記録担体が正常な位置からはずれているため記録が行
なわれることはなく、任意のパルス周波数で任意の時間
での記録パワーの調整ができる。しかし、この方法では
レーザ特性の変化とは無関係にディスクの装着時に調整
動作が行なわれるため、レーザ特性が変化したときくそ
の変化を補正するように電流が調整されるとは限らなか
った。即ち、レーザ特性の変化が殆んど無い場合にも調
整動作が行なわれるだけでなく、−たんディスクが装着
された後にレーザ特性が変化してもディスクが再装着さ
れるまでは何ら調整が行なわれるという欠点を有してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の記録光量制御方式は、バイアス電流のみ
を制御し、記録光発生のための電流は固定しておくか、
ディスクを装着するときのみ一時的に記録電流を調整す
るものであるためレーザ光源の特性、即ち供給電流に対
する発光量の比率が大きく変化した場合、特にディスク
装着後記録、再生動作を行りているうちに特性が変化し
た場合には、最適な記録光が発光されず、記録の不良、
装置性能の低下が起シやずいという欠点がありた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光学記録再生装置における光量制御装置は、レ
ーザ光源の発光光量に対応する光電流を出力する光検出
器と、光検出器の出力が第一の基準レベルに等しくなる
ように、レーザ光源に供給する電流を変化させることに
よシ、読み出し時のレーザ出射光量を一定に保つように
構成された読み出し光量制御手段と、記録時のパルス発
光のためのパルス電流のレベルを制御する記録光量制御
手段と読み出し光量制御手段によシレーザ光源に供給さ
れる電流が、あらかじめ定められた規定値を超えたこと
を検出する比較器と、前記比較器の出力がオンになりた
とき記録光量制御手段の電流値を最適値に再設定する電
流調整手段とを備えておシ、読み出し時のレーザ出射光
を一定に保つための電流（バイアス電流）が大きく変化
した際に記録のための電流を調整することによシ、レー
ザ特性の変化に対応した光量制御が行なわれ、安定した
記録再生動作を行なう装置が実現できる。

〔実施例〕

以下本発明につき図面を参照して説明する。

第１図は本発明の光量制御装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。レーザ光源である半導体レーザ１より出射
されたレーザ光束はコリメートレンズ２により発散光か
ら平行光束に変えられ、対物レンズ３により集束されて
記録担体５の表面に照射される。対物レンズ３はフォー
カスアクチェエータ４により記録担体５に対する位置を
Ｍ］御され、記録担体５の表面にレーザ光束を微小なス
ポットに集束する。この集束された微小なスポットによ
シ記録担体５に対する記録、読み出しが行なわれるが、
光スポットの集束状態が良くないと記録担体５に対する
記録、読み出し動作はできなくなる。半導体レーザ１の
後方には光検出器６が配置され半導体レーザ１の出射す
るレーザ光の一部を受光して出射光量をモニターする。

光検出器６の出力を流は増幅器１０によって壇１１＠さ
れ、その出力は比較器１１、および１２に入力するとと
もに読み出し光量制御回路１６に入力する。

読み出し光量制御回路は光検出器６の出力電流値に対応
する増幅器１０の出力と第１の基準レベル電圧ＶＲＩの
差を積分し、その積分信号で読み出し電流供給回路１７
を駆動することによシ、読み出し動作時の半導体レーザ
１の出射光量を一定に保つように働く。読み出し電流供
給回路１７はトランジスタ７０による定電流回路であり
、読み出し光景制御回路１６の出力に対応したＩｔ流を
半導体レーザ１に供給する。この供給電流の値はトラン
ジスタ７０のエミッタに接続された抵抗７１の端子電圧
によシ検出できる。比較器１８は読み出し電流供給回路
１７が半導体レーザ１に供給する電流が規定値ＶＲを超
えたかどうかをチェックし、超えた場合電流超過信号１
０１をオンにする。一般に半導体レーザ１は温度上昇あ
るいは特性劣化が起ると、発光閾値電流値すなわちレー
ザ発光させるための必要供給電流が増加する傾向を有す
る。

この温度上昇あるいは特性劣化によって供給電流対発光
光量の比（−ｊｌ子効率）も低下するがその変化の度合
いは閾値電流の変化に比べて少なく、温度上昇等による
半導体レーザ１の特性変化はまず第１に閾値電流すなわ
ち読み出し光発生のためのバイアス電流の変化として現
われる。従って、読み出し光発生のための電流が増大し
たことをとらえれば、半導体レーザ１の温度上昇あるい
は特性劣化がとらえられ、電流変化が一定値を超えたと
きに半導体レーザ１の駆動条件を調整するようにすれば
、特性が変化したときのみ適正な調整が行なわれること
になる。

電流調整制御回路２０は例えばマイクロプロスッサで構
成されており、比較器１８よりの電流超過信号１０１を
受けて、記録光発生用駆動電流の調整動作を開始する。

変調駆動回路１３は差動のトランジスタで構成されてお
シ、通常の記録動作ではスイッチ２２を介して入力する
記録データ信号１００に従ってスイクチング動作を行い
記録電流源１４によシ与えられる電流をパルス的に半導
体レーザ１に印加する。記録電流源１４はＤ／Ａ変換器
１５によシその発生する電流を変化させられる定電流源
となっている。フォーカス制御回路２１は通常の動作状
態においてはフォーカスアクチュエータ４を動かし、対
物レンズ３を記録担体５に対して適正な合焦点位置に保
つ働きをする。

半導体レーザ７の特性が低下し、戻り出し用の電流が規
定値を越えた場合の記録光発生用電流即ち記録電流源１
４の電流値の調整は以下のように行なわれる。電流調整
制御回路２０よりのオフフォーカス信号１０２を受けて
フォーカス制御回路２１はフォーカスアクチェエータを
動かし、対物レンズ３を記録担体５に対する合焦点状態
からはずす。これによシレーザ光束は記録担体５の表面
に集束されなくなシ半導体レーザ１から記録が行なわれ
るレベルの光が発光されても記録担体５には記録がされ
ない状態となる。なお、このような記録可能の状態にす
るにはこの方法以外に、記録担体５と対物レンズ３の間
にシャッターを挿入する、あるいは光ヘッドを記録担体
５の記録領域外に移動させる等、種々の方法が考えられ
る。

対物レンズ３を合焦状態からはずした後、電流調整制御
回路２０の出力によシ、読み出し電流制御回路１６の入
力ゲートがオフになシ誤差の積分動作を停止する。同時
にスイッチ２２が切りかわシ、変調駆動回路１３にはデ
ータ信号１００にかわって、常時オンの信号が入力し、
変調駆動回路１３は定常的な記録電流を半導体レーザ１
に供給する。このときの発光光量は光検出器６によりモ
ニターされ、光検出器６の出力電流は増幅器１０によシ
増幅されて比較器１１および１２によシ基準電圧Ｖ８１
およびＶＢ２と比較される。増幅器１０の出力が基準電
圧Ｖ８１よシ大きい場合は半導体レーザ１の出射光（記
録光量）が規定値よシ大きいことを示し、比較器１１よ
り光量過大信号１１０が電流調整制御回路２０に送られ
る。一方、増幅器１０の出力が基準電圧Ｖ８２よシ小さ
い場合は比較器１２よシ光量不足信号１１１が電流調整
制御回路２０に送られる。電流調整制御回路２０は光量
過大信号１１０がオンの場合Ｄ／Ａ変換器に入力する電
流設定データ１２０値を減少させ、一方、光量不足信号
１１１がオンの場合電流設定データ１２０値を増大させ
て、記録光発生用電流を適正な値に調整する。

増幅器１０の出力の値が基準電圧ＶＳｔとｖ８！の間に
おさまったとき調整は終了し電流調整制御回路２０はＤ
／Ａ変換器１５に入力する電流設定データ値を保持し、
他のゲートを通常の記録再生状態に復帰させる。電流設
定データ値は読み出し用の電流値が以前の値まで低下す
る等の事態が起シ、再調整動作が行なわれるまで保持さ
れ、以後の記録動作の電流を規定する。第２図は半導体
レーザの駆動電流と発光光量の関係を示す図である。温
度が低い場合は半導体レーザは曲線Ａで示すような特性
を示す。

レーザ発光の閾値電流Ｉｔｈｘは比較的少いため一定の
読み出し光強度Ｐ、を発生するための読み出し用供給電
流ＩＲＩも比較的小さい値におさまる。

この状態では閾値電流よシミ流の多くなる領域での曲線
の傾き、即ち供給電流対発生パワーの比（量子効率：４
１）は大きく、少ない記録光発生電流ＩＷＩで十分な記
録光パワーＰ、が発生される。

半導体レーザの温度上昇あるいは特性の劣化が起ると、
レーザ発光の閾値電流は増大し特性を示す曲線はＡから
Ｂに変わっていき、一定、の読み出し光量Ｐ宜を発生す
るための読み出し用電流ＩＲＩからＩＲ２へと変化する
。このような変化が生じても変化の度合いが少い場合は
変化は殆んど閾値電流Ｉｔｈの変化としてのみ現われ、
量子効率η（電流対発光光量の比）は殆んど変化しない
ため、ある程度までは記録電流ＩＷＩは固定のままでも
十分な記録光パワーが発生できる。しかし、特性の変化
が大きくなると閾値電流Ｉｔｈの変化だけでなく、量子
効率ηも低下し、同じ記録光パワーＰｗを発生するため
の記録電流もＩＷＩからＩｗｚに増加させることが必要
となる。このような１子効率ηの低下の際には必ず閾値
電流Ｉｔｈの変化がそれに先立って起り、従って読み出
し用電流Ｉｎの変化をとらえ、その変化が一定値を超え
た場合に、記録電流Ｉｗを再調整することによシ半導体
レーザの特性変化に対応した記録電流の適正設定を行う
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は読み出し時のレーザ出射
光を一定に保つための電流が、大きく変化した際に記録
のための電流を調整することにより、レーザの特性変化
に対応した適正な光量制御が行なわれ、安定した記録再
生動作を行なう光学的記録再生装置を実現できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光量制御装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は半導体レーザの駆動電流と発光光量の関
係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光源よりの光束をパルス的に変調して情報記録担
   体上に照射することにより情報の記録を行うとともに弱
   い一定レベルの光束を連続的に照射して記録された情報
   の読み出し、サーボ信号の検出を行う光学的記録再生装
   置において前記レーザ光源よりの光束の１部を受けてレ
   ーザ光源の発光光量に対応する光電流を出力する光検出
   器と、前記光検出器の出力が第一の基準レベルに等しく
   なるようにレーザ光源に供給する電流を変化させること
   により、読み出し時のレーザ出射光量を一定に保つよう
   に構成された読み出し光量制御手段と、記録時のパルス
   発光のためにレーザ光源に供給される。パルス電流のレ
   ベルを制御する記録光量制御手段と、前記読み出し光量
   制御手段よりレーザ光源に供給される電流があらかじめ
   定められた規定値を超えたことを検出する比較器と、前
   記比較器の出力がオンになったとき前記記録光量制御手
   段の電流値を最適値に再設定する電流調整手段とを備え
   たことを特徴とする光学的記録再生装置における光量制
   御装置。