JPS63229637A - 光学的記録再生装置における半導体レーザ駆動装置 - 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】 〔概要〕 本発明は、光デイスク装置の半導体レーザ駆動回路にお
いて、半導体レーザの劣化時にも規定のリードパワーを
発生するようにリードパワーレベルを制御する第１の制
御手段用の光検出器の他に、ライトパワーレベルを制御
する第２の光検出器を設けてライトパワーを規定値に制
御するようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光デイスク装置に係り、特に光源となる半導体
レーザの駆動方式に関する。

情報処理装置用大容量の外部記憶装置として期待されて
いる光デイスク装置は、従来から使用されている磁気デ
ィスク装置等と比較して十数倍の高密度記録が可能であ
る。

又、光デイスク装置に対するデータの記録は、例えば、
光デイスク媒体上の記録膜に半導体レーザ（以下レーザ
ダイオードの頭文字ＬＤと略称する）から発光される強
いレーザ光量（５〜１０ｍ　Ｗ相当の光量でこれをライ
トパワーレベルという）を光ビームとして照射して、そ
の熱反応により穴（ピット）をあける（ただし、記録膜
の結晶状態を変化させる方法もある）ことにより行われ
る。

一方、光記録媒体に書込まれたデータは、ＬＤから発光
される弱いレーザ光（約１ｍＷ相当の光量で、これをリ
ードパワーレベルと称する）を光ビームとして記録膜上
に照射して得られる反射光により読取ることができる。

このように使用されるＬＤの発光量が、より安定したラ
イトパワーレベルおよびリードパワーレベルとして得ら
れるように、ＬＤの発光量を光検出器（以下ホトダイオ
ードの頭文字ＰＤと略称する）にてモニタし、そのモニ
タ電流によりＬＤの発光パワーを制御するようにしてい
る。

また、ＬＤには固有の特性があり、光デイスク用として
使用するためには、その固有の特性に対応する調整を行
い、略一定のライトパワーレベルおよびリードパワーレ
ベルが得られるように設定されている。

このため、ＬＤのパワーはＬＤ自身が劣化しても規定の
パワーを発光できることが望まれている。

〔従来の技術〕

第４図は従来のＬＤ駆動回路の構成図を示す。

図において、１はＬＤユニットであって、駆動電流によ
りリードパワーレベル（約１ｍＷ相当の光量）およびラ
イトパワーレベル（約５〜１０ｍＷ相当の光量を発光す
るＬＤと、そのＬＤからの発光量をモニタするＰＤとか
ら構成されている。

２はＰＤ電流調整部であって、ＰＤに流すモニタ電流を
所定電圧値゛に変換するように初期設定時に調整するた
めの可変抵抗器ＲＶＩからなる。

３はリードパワーレベル検出部であって、オペアンプ３
１および３２と固定抵抗器Ｒ１，Ｒ２およびコンデンサ
Ｃ１とからなり、ＰＤ電流調整部２から取り出したＰＤ
ｌｉ圧を検出してデジタル／アナログ（以下Ｄ／Ａと略
称する）コンバータ４に設定しであるリードパワーレベ
ル相当の電圧に設定して出力する機能を有する。

Ｄ／Ａコンバータ４は、ＬＤの出力パワーがリードパワ
ーレベルを示すＰＤ雷電圧なるようにあらかじめ図示し
ない演算回路により設定されている。

５はリードパワーレベル電流調整部であって、トランジ
スタＴＲ１、線輪り、固定抵抗器Ｒ３とからなり、ＬＤ
からリードパワーレベルの発光があるように駆動電流を
調整する機能を有する。

第１図に構成されている第１の自動制御手段は、ＬＤユ
ニッ）１．ＰＤ雷電流調整部２、リードパワー検出部３
、Ｄ／Ａコンバータ４およびリードパワーレベル電流調
整部５とから構成されている。

６はライトパワーレベル電流調整部であって、ＬＤから
ライトパワーレベルの発光があるように駆動電流を調整
する機能を有する。

７はＤ／Ａコンバータであって、ＬＤの出力パワーがラ
イトパワーレベルを示すＰＤ雷電圧なるように予め図示
しない演算回路により設定されている。

８はライトパワーレベル設定部であって、トランジスタ
ＴＲ４、固定抵抗器Ｒ５とからなり、Ｄ／Ａコンバータ
７に設定されているライトパワーレベルをＬＤが出力す
るようにライトパワーレベル電流調整部６をセットする
機能を有する。

９はライトパワーレベル電流差羽部設定部であって、ト
ランジスタＴＲ５，可変抵抗器ＲＶ２とからなり、Ｄ／
Ａコンバータ７からの出力によりライトパワーレベル電
流差引部１０をセットする機能を有する。

１０はライトパワーレベル電流差引部であって、２つの
トランジスタＴＲ６，ＴＲ７，固定抵抗器Ｒ６とからな
り、リードパワーレベル電流にライトパワーレベル電流
が重畳しているＰＤ雷電流らライトパワーレベル電流を
差引く機能を有する。

１１はシフト部であって、理論積回路ＡＮＤ、２つのツ
ェナダイオードＤＩ、　Ｄ２および抵抗Ｒ７，Ｒ８゜と
からなり、書き込みデータ（以下ライトデータと略称す
る）に応じてライトパワーレベルがシフトするようにラ
イトパワーレベル電流調整部６およびライトパワーレベ
ル電流差引部１０のトランジスタＴＲ２，ＴＩ？３．Ｔ
Ｒ６，ＴＲ７の各バイアスを調整する機能を有する。

第１図に構成される第２の自動制御手段は、ライトパワ
ーレベル電流調整部、Ｄ／Ａコンバータ７、ライトパワ
ーレベル設定部８、ライトパワーレベル電流差羽部設定
部９、ライトパワーレベル電流差引部１０、シフト部１
１等から構成されている。

第５図はレーザダイオードの駆動電流と発光量の関係を
説明する図である。図において、縦軸はＬＤの発光量（
単位ｍＷで示す）、横軸はＬＤへの印加電流（ＩＬＤ）
　、符号（ａ）はＬＤの特性曲線、符号（ｂ）はライト
パワーレベル点、符号（Ｃ）はり−ドパワーレベル点、
符号Ｗはデータ書込み時にＬＤに流れる電流レベル、符
号Ｒはデータ読取り時にＬＤに流れる電流レベルをそれ
ぞれ示す。

第６図はモニタ電圧を説明する図であって、ＬＤから発
光される光量をＰＤにてモニタして得られるＰＤ雷電圧
波形を示す。すなわち、リードパワーレベル（Ｃ）°　
にライトパワーレベル（ｂ）゛　のパルス波形が重畳し
た波形を成している。

一方、ＬＤにはそれぞれ固有の特性があり、ＬＤによっ
て出力するライトパワーレベルおよびリードパワーレベ
ルに大幅の変動があるとデータ品質等に悪影響を与える
ため、どのような特性を持つＬＤでも常に略一定のライ
トパワーレベルおよびリードパワーレベルが得られるよ
うにＰＤ電流調整部２にて初期設定を行う。

すなわち、図示しない光学ヘッドとして完成した状態で
校正されたパワーメータや、シンクロスコープ等により
、ＬＤが一定のパワーで発光したときのＰＤの出力電圧
が、一定値になるように可変抵抗器ＲＶＩで調整し、そ
のときの状態に固定すべく可変抵抗器ＲＶＩをロックす
る。

また、第４図に示す回路は、例えばＬＤの劣化や周囲温
度の変化等によりＬＤ特性が変化して出力パワーが変動
したとき、ＰＤでモニタするときのＰＤ雷電圧リードパ
ワーレベルにして自動詞２１１している。

そのためにライトパワーレベルの成分があると、そのラ
イトパワーレベル相当分をライトパワーレベル電流差引
部１０により除去し、Ｄ／Ａコンバータ４および７に設
定している設定値を基準にして発光パワーを自動調整す
る機能を有する。

この自動調整機能を所定機能通りにセットする場合にも
、ライトパワーレベル電流差明部設定部９内の可変抵抗
器ＲＶ２で調整し、そのときの状態に固定すべく可変抵
抗器ＲＶ２をロックする工程が必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のＬＤ駆動回路では、経年変化によりＬＤの特性が
変化したとき、すなわち微分効率が変化した場合、読取
りモードではリードパワーレベルを一定値に自動制御す
るが、記録モードではＬＤに初期設定時に予め定めた一
定のライト電流を重畳しているだけであるから、所定の
ライトパワーレベルを発生しないという欠点がある。

第７図で横軸は電流を、縦軸は光量（パワー）を示す。

■え。は自動制御手段によるＬＤのリード電流を示す。

この時のパワーはＰ、１となる。■い。

は書込み電流でパワーはＰ。。となる。ＬＤが劣化した
とき自動制御手段により１１１＋の電流がながれる。ラ
イト電流Ｉ□はＩＷ。に等しいので出力パワーはＰｌ＋
１１となり、規定パワーＰ、。よりも少なくなる。すな
わち、ＬＤが劣化すると所定のライトパワーレベルを発
生しなくなる。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、ＬＤ
の劣化にかかわりなく所定のライトパワーレベルを発生
する半導体レーザ駆動方式の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体レーザ駆動方式は第１図の原理図に示す
ように、モニタ用光検出器ＰＤを有する半導体レーザＬ
Ｄの出射光を光ディスクに照射する光学系１２を備え、
前記モニタ用光検出器ＰＤの出力により前記出射光を所
定のり−ドパワーレベルに制御する第１の自動制御手段
１３と、該リードパワーレベルに対応する前記半導体レ
ーザ駆動電流に予め設定されたライト電流を重畳してラ
イトパワーレベルを制御する第２の自動制御手段１４と
を具備してなる光学的記録再生装置において、前記ライ
トパワーレベルをモニタする第２のモニタ用光検出器Ｐ
Ｄ２を前記光学系１２に設けると共に、該第２のモニタ
用光検出器１’Ｄ２の出力に対応して予め校正されたラ
イトパワーレベルと目標ライトパワーレベルとの差を演
算する演算回路１５を設け、該演算回路１５の出力によ
り前記ライト電流を自動制御する構成を採用している。

〔作用〕

半導体レーザＬＤから出射され、光学系１２を通過する
途中において、ビームスプリッタ等により一部分を抽出
して第２のモニタ用光検出器ＰＤ２に入射させ、この第
２のモニタ用光検出器ＰＤ２によりライトレベルのみを
検出すると共に、その光電変換された出力に対応して予
め校正されたライトパワーレベルと目標ライトパワーレ
ベルとの差を演算する演算回路１５の出力にて第２の制
御手段１４を制御することにより規定のライトパワーを
発生させることができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。

第２図は本発明の一実施例による光学系の構成図を示す
。図において、１はＬＤユニットであって半導体レーザ
ＬＤとモニタ用光検出器ＰＤとから構成されている。第
１図の光学系１２は本図におけるコリメートレンズ１２
ａ、真円補正プリズム１２ｂ、ビームスプリッタ１２ｃ
にて構成されている。

ＰＯ２はビームスプリッタ１２ｃで一部反射した光を検
出する第２のモニタ用光検出器を示す。このように半導
体レーザＬＤの後方光をモニタするモニタ用光検出器Ｐ
Ｄとは別に光学系の途中に半導体レーザＬＤの出射光を
抽出してモニタする構成になっている。

第３図は具体的な本発明の一実施例によるＬＤ駆動回路
の構成図を示す。図において、ＰＯ２は第２のモニタ用
光検出器、これと直列接続された抵抗Ｒ９は、第２のモ
ニタ用光検出器ＰＤ２の出力を電圧に変換する。この変
換電圧はＡ／Ｄコンバータ１６を介して演算回路１５に
入力される。また、従来のモニタ用光検出器ＰＤの電圧
変換出力はＡ／Ｄコンバータ１７を介して演算回路１５
に入力する。

演算回路１５ではＡ／Ｄコンバータ１６の出力信号から
ライトレベルを選択すると共に、予めそのライトレベル
に対応して校正されたライトパワーレベルと予め記憶さ
れた目標ライトパワーレベルとの差を演算し、その補正
値をＤ／Ａコンバータ７の入力側に加算して出力する。

また、Ｄ／Ａコンバータ７の出力を補正したときにＡ／
Ｄコンバータ１７の出力値が予め記憶させた値と同じに
なるようにＤ／Ａコンバータ１８を制御する。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明の半導体レーザの駆動
方式によれば、経年変化によりＬＤが劣化して微分効率
が小さくなっても、所定の記録パワーを発生させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例による光学系の構成図、 第３図は本発明の一実施例によるＬＤ駆動回路の構成図
、 第４図は従来のＬＤ駆動回路の構成図、第５図はレーザ
ダイオードの駆動電流と発光量の関係を説明する図、 第６図はモニタ電圧を説明する図、 第７図は従来例の欠点を説明するための図を示す。 第１図において、１２は光学系、１３は第１の自動制御
手段、１４は第２の自動制御手段、１５は演算回路、Ｌ
Ｄは半導体レーザ、ＰＤはモニタ用光検出器、ＰＤ２は
第２のモニタ用光検出器をそれぞれ示す。 季発萌め原理舅 第１図 ネ坏萌Ｃ濱施例Ｉ；ハＵ糸４週ｍ 第２図 不発ｒｙＪｉの−り１列Ｉ；ｔうＬＤ裂ｉμ口路褐講戒
回第　３　図 従圭／ＬＤ恥勤回路噌膚へ回 第４図 し−サ”フイオー筒昂２’ｆＯｆ炭ｔ仝芝１ンり廁か１
を討明０σ第５図 モニｙ電Ｆｆ会Ｔｊｔｅｘｌｓｍ 第６図 名ＵイＪＪ−を大：臭９ｔｔ９万１３７．２ｉつ斗手千
生Ｇゴ第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モニタ用光検出器（ＰＤ）を有する半導体レーザ（ＬＤ
   ）の出射光を光ディスクに照射する光学系（１２）を備
   え、前記モニタ用光検出器（ＰＤ）の出力により記出射
   光を所定のリードパワーレベルに制御する第１の自動制
   御手段（１３）と、該リードパワーレベルに対応する前
   記半導体レーザ駆動電流に予め設定されたライト電流を
   重畳してライトパワーレベルを制御する第２の自動制御
   手段（１４）とを具備してなる光学的記録再生装置にお
   いて、 前記ライトパワーレベルをモニタする第２のモニタ用光
   検出器（ＰＤ２）を前記光学系（１２）に設けると共に
   、該第２のモニタ用光検出器（ＰＤ２）の出力に対応し
   て予め校正されたライトパワーレベルと目標ライトパワ
   ーレベルとの差を演算する演算回路（１５）を設け、該
   演算回路（１５）の出力により前記ライト電流を自動制
   御することを特徴とする半導体レーザ駆動方式。