490665 A7 B7 五、發明說明（1 ) [發明所屬技術領域] I ^1 ϋ n ϋ IT n ϋ ϋ% n ϋ n ϋ I I (請先閱讀背面之注咅心事寫本頁) 本發明係有關一種雷射控制裝置，特別是關於在用於光學記 再生裝置之半導體雷射的功率控制中，在高速記錄時，即使 輸出光被調變成高速的場合，也可穩定地控制光功率。 [技術背景] 半導體雷射雖使用於CD播放機或可寫入之CD-R裝置，可 重寫之CD-RW裝置等之光學記錄再生裝置的讀寫頭，但是半 導體雷射之功率由於溫度或經時變化（壽命）會有大的變 動，所以作爲對光碟等之光學記錄媒體之記錄再生裝置之光 源的場合時，有必要進行使功率穩定的功率控制。 以往的此種半導體雷射控制裝置，詳細記載在特開平1-204224號公報中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在第9圖係表示以往之雷射控制裝置的方塊圖，圖中10爲 半導體雷射，係對光碟照射雷射光；1爲光電二極體，接收此 半導體雷射10之照射光；2爲監視電路，係監視此光電二極 體1之輸出；20爲下限保持電路，係保持此監視電路2輸出 的下限位準；21爲取樣保持電路，係將此監視電路2之輸出 予以取保持；22爲峰値保持電路，係保持此監視電路2輸 出的峰値位準，19爲控制電路，係將各自對應偏壓電壓，消去 功率基準電壓，峰値功率基準電壓的第1，第2,第3的數位信 號予以輸出；26爲D/A變換器，係將來自控制電路19之第1 數位信號變換爲偏壓基準電壓；27爲D/A變換器，係將來自 控制電路19之第2數位信號變換爲消去基準電壓；28爲 D/A變換器，係將來自控制電路19之第3數位信號變換爲峰 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490665 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7 _ 五、發明說明（之） 値功率基準電壓；23爲伺服放大器，係將來自D/A變換器26 之偏壓基準電壓和在下限保持電路20所保持的下限位準作 比較，再將其誤差放大者；24爲伺服放大器，係將來自D/A變 換器27之消去基準電壓和在取樣保持電路21所保持的取樣 保持準作比較，再將其誤差放大者；25爲伺服放大器，係將來 自D/A變換器28之峰値功率基準電壓和在峰値保持電路22 所保持的峰値保持作比較，再將其誤差放大者；7,8,9爲電流 源，係各自對應放大器23,24,25而產生電流；11爲開關裝置， 係因應資料EFM1而切斷電流源8和半導體雷射10之間； 12爲開關裝置，係因應資料EFM2而切斷電流源9和半導體 雷射10之間。 以下茲就動作加以說明，來自半導體雷射10之輸出光的一 部分會被光電二極體1所接收，而產生的光電流在監視電路 2變換成電壓。 在光碟再生時，在伺服放大器23,將由成爲基準電壓源之 D/A(Read/Bias)變換器26所輸出的再生功率基準電壓VR，和 將來自該監視電路2之輸出在下限保持電路20所保持的電 壓作比較，藉由受控制的電流源7使電流流通在半導體雷射 10中，所以相當於再生功率基準電壓VR的再生功率PR經常 地被輸出。 在對光碟之記錄時，半導體雷射10之功率爲如第2圖所示， 係調變成偏壓功率PB，和消去功率PE及峰値功率Pp等3個 値以對光碟記錄。此時，來自半導體雷射10之輸出光的一部 分會被光電二極體1所接收，而由監視電路2將對應光輸出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • J----.---·-----裝11 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) · 490665 A7 B7 五、發明說明（3 ) 的信號輸出。將來自監視電路2之輸出在下限保持電路20, 和取樣保持電路21，及峰値保持電路22保持，然後各自檢測 光輸出的下限位準，消去位準，及峰値位準。首先，偏壓功率 PB係可將第9圖之成爲基準電壓源之D/A(Read/Bias)變換器 26之輸出，由該VR切換成相當於此偏壓功率pB之偏壓基準 電壓VB而可獲得。此偏壓功率基準電壓\^和在下限保持電 路20所保持之電壓係在伺服放大器23被比較，藉由受控制 的電流源7使電流流通在半導體雷射1〇中，所以相當於偏壓 功率基準電壓VB的偏壓功率卩8經常地被輸出。 其次，消去功率PE係可在伺服放大器24將成爲基準電壓源 之D/A(Erase)變換器27所輸出之消去功率基準電壓VE，和來 自取樣保持電路21之輸出作比較，藉由受控制的電流源8,以 重疊在該偏壓功率電流之模樣在半導體雷射10上流通峰値 功率電流，而可獲得消去功率PE。 又，峰値功率Pp係可在伺服放大器25將成爲基準電壓源之 D/A(Peak)變換器28所輸出之峰値功率基準電壓VP,和來自 峰値保持電路22之輸出作比較，依受控制的電流源9，以再 重疊在該消去功率電流之模樣而在半導體雷射10上流通峰 値功率電流，而可獲得峰値功率Pp。 且，該消去功率PE和峰値功率Pp係各自以依EFM1，EFM2而 切換的開關裝置11，12來使其ON,OFF,因此半導體雷射之功 率係在偏壓功率PB，消去功率PE和峰値功率Pp之間被調 變。如第3圖所示，在偏壓功率PB，和峰値功率Pp之間的調 變，係在磁軌上形成凹坑的區間，開關裝置11，12各自被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事 項 裳--- 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 Λ7 B7 五、發明說明（4 ) 〇N,〇FF而消去功率pE的値被保持，係將凹坑的區間消去以 形成空間的區間。這3個功率値（偏壓功率pB的値，消去功 率PE的値和峰値功率Pp的値）係以改變成爲基準電壓源之 D/A變換器26,27,28之各自的基準電壓而可得到所希望之功 〇 以往之半導體雷射功率控制裝置係如以上的構成，經由檢測 半導體雷射之峰値和下限的功率，而可進行其功率値成爲規 定之値的控制。 但是，在CD-R或CD-RW裝置等之中，將音樂用CD播放機 之再生旋轉速度作爲基準，而以其N倍（N爲2以上之整 數）的平均旋轉速度來進行記錄，經由所謂的倍數記錄等，來 進行相對於光碟之資料的高速記錄，與其配合有必要將雷射 之調變速度高速化，但在這樣高速調變下，爲了進行雷射功率 之控制，在以往的構成中，因爲有必要各自檢測偏壓功率PB， 消去功率PE和峰値功率Pp,所以變成對監視電路，下限保持 電路和峰値保持電路上也必要可高速應答的配備，而產生成 本增加的問題。 也就是，雷射調變成高速，即使對監視用光電二極體入射高 速的調變光，若使用對光電二極體或監視電路之響應速度低 者，因爲使用這些會產生信號延遲或鈍化，對監視輸出信號也 產生鈍化，如第3圖所示，不能正確地反映光輸出波形的問題， 或即使假設監視電路的輸出信號成爲高速，由於信號變得越 高速則下限保持電路，峰値保持電路的檢波効率會降低，所以 具有其峰値輸出位準，和偏壓輸出位準要正確地檢測係形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) 裝 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（夕） 困難的問題。且若要回避這些問題則在監視電路，和下限保 持電路及峰値保持電路上就需要可高速響應者，而有成本增 加的問題。 本發明係爲解決以往之問題點而成者，與使用較低速的監視 用光電二極體，監視電路無關，對於高速調變時也提供可穩定 地控制功率之雷射控制裝置爲目的。 [發明之揭示] 有關本發明之申請專利範圍第1項的雷射控制裝置，係在以 半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄再生 裝置中，用於控制半導體雷射的裝置，其特徵爲具有： 再生功率監視裝置，用於監視在即將記錄之再生時的半導 體雷射之輸出； 偏壓功率設定裝置，依據該再生功率監視裝置之監視値，於 半導體雷射驅動裝置在記錄光學記錄媒體之凹坑時，設定半 導體雷射所輸出最小的偏壓功率； 消去功率監視裝置，依取樣保持，來監視於光學記錄媒體之 凹坑消去時半導體雷射所輸出的消去功率； 消去功率設定裝置，依據該消去功率監視裝置的監視値，於 半導體雷射驅動裝置設定消去功率； 峰値功率設定裝置，演算該消去功率監視裝置的監視値，而 在該半導體雷射驅動裝置，在記錄光學記錄媒體之凹坑時，設 定半導體雷射所輸出最大的峰値功率。 本發明之申請專利範圍第1項所記載的雷射控制裝置，爲 如上述的構成，係檢測即將記錄前之再生時功率，再演算偏壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝 -\^τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 A7 B7 五、發明說明（6 ) _丨，----.---·-----裝—— (請先閱讀背面之注意事項Hi寫本頁) 電壓，而消去功率爲依取樣保持來檢測功率，峰値功率爲依據 消去功率之檢測値進行演算爲其特徵者，即使使用低速的監 視用光電二極體，和監視電路，由於消去功率被輸出的時間也 比較長，而由取樣保持可正確地檢測，所以在高速調變時也可 穩定地實現功率的控制。 如此，利用消去功率被輸出的時間比較長，而由取樣保持可 正確地檢測，即使使用低速的監視用光電二極體，和監視電路, 其在高速調變時也可得到能穩定地控制功率之雷射控制裝 置之効果。 ， -·線」 又，有關本發明之申請專利範圍第2項的雷射控制裝置，係 在以半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄 再生裝置中，用於控制半導體雷射的功率，其具有：檢測半導 體雷射光的光電二極體；電流電壓變換裝置，將該光電二極 體之電流作電壓變換而輸出；決定該半導體雷射之再生功 率的基準電壓源；和，誤差檢測裝置，檢測該電流電壓變換裝 置之輸出電壓與該基準電壓之誤差；以及使電流在該半導 體雷射流動的電流源，其特徵爲具備有： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再生功率控制系統，將該誤差檢測裝置之輸出連接至該電 流源，以控制該半導體雷射之再生功率； 偏壓電流設定裝置，決定在半導體雷射流通之偏壓電流； 切換裝置，選擇性地切換該誤差檢測裝置之輸出和該偏壓 電流設定裝置的輸出，而於再生時，將該該誤差檢測裝置之輸 出連接至該電流源而形成該再生功率控制系統，而於記錄時， 取代該誤差檢測裝置之輸出，而將該偏壓電流設定裝置的輸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490665 A7 B7 五、發明說明（） 出連接至該電流源； 取樣保持裝置，在記錄時，將該電流電壓變換裝置之輸出電 壓予以保持； 消去電流設定裝置，決定在該半導體雷射流通的消去電流； 和 峰値電流設定裝置，決定在該半導體雷射流通的峰値電流； 及 演算裝置，依據該取樣保持裝置之輸出値來演算該消去電流 設定裝置該峰値電流設定裝置之設定値。 本發明之申請專利範圍第2項所記載的雷射控制裝置，爲如 上述的構成，偏壓功率係使用即將記錄前之再生時的自動功 率控制（Automatic Power Control ;以下稱爲 APC )値 以進行控制，消去功率係由取樣保持來檢測功率以直接進行 自動功率控制，而峰値功率爲依據消去功率之控制値來進行 控制爲其特徵者，即使使用低速的監視用光電二極體，和監視 電路，由於消去功率被輸出的時間也比較長，而由取樣保持可 正確地檢測，所以在高速調變時也可穩定地實現功率的控 制。 如此，偏壓功率係利用即將記錄前之再生時的APC控制 來進行控制，消去功率係由取樣保持來檢測功率以進行控制， 峰値功率係依據消去功率之控制値來進行控制。所以即使 使用低速的監視用光電二極體，和監視電路，其在高速調變時 也可得到能穩定地控制功率之雷射控制裝置之効果。 且，有關本發明之申請專利範圍第3項的雷射控制裝置，係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅攀項寫本頁) 裝 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 A7 ____B7_____ 五、發明說明（S ) -J----,---*-----裝—— (請先閱讀背面之注音？事^寫本頁) 在以半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄 再生裝置中，用於控制半導體雷射的功率，其特徵爲具有： 半導體雷射功率監視裝置，用於監視半導體雷射之輸出； 輸出誤差檢測裝置，係在即將記錄前之再生時，將半導體雷 射應輸出的功率基準値，和依該半導體雷射功率監視裝置所 檢測之實際再生時之輸出功率値的誤差作檢測；和， 半導體雷射功率控制裝置，依據該輸出誤差檢測裝置之檢 測結果，在半導體雷射驅動裝置設定輸出功率目標値； 輸出功率目標値修正裝置，依據設定該輸出功率目標値之 後的半導體雷射驅動裝置之輸出的監視値來修正該輸出功 率目標値。 本發明之申請專利範圍第3項所記載的雷射控制裝置，以 如上述的構成，求得將由再生狀態進入記錄狀態之際，半導體 雷射之實際輸出和輸出基準値的誤差，而對應其誤差在半導 體雷射驅動裝置設定輸出功率基準値，再監視此半導體雷射 驅動裝置之輸出而修正輸出功率目標値，因此可適宜地以再 生功率爲基準來設定偏壓功率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此，具有可得到可適宜地以再生功率爲基準來設定偏壓 功率的雷射控制裝置之効果。 又，有關本發明之申請專利範圍第4項的雷射控制裝置，係 在以半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄 再生裝置中，用於控制半導體雷射的功率，其具有：檢測半導 體雷射光的光電二極體；電流電壓變換電路，將該光電二極 體之電流作電壓變換而輸出；決定該半導體雷射之再生功 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^釐） ~ 490665 A7 B7__ 五、發明說明（9 ) 率的基準電壓源；和誤差放大器，放大該電流電壓變換電路 之輸出電壓與該基準電壓之誤差；以及使電流在該半導體 雷射流動的電流源，其特徵爲具備有： 再生功率控制系統，將該誤差放大器之輸出連接至該電流 源，以控制再生功率； D/A變換電路，決定在半導體雷射流通之電流；和 開關裝置，選擇性地切換該誤差放大器之輸出和該D/A變 換電路的輸出，以作爲該電流源的控制信號；及 A/D變換電路，選擇該誤差放大器之輸出電壓和該D/A變 換電路的輸出電壓以變換成數位，其中由該A/D變換電路之 數位値來決定該D/A變換電路的數位値，在記錄時，由該誤差 放大器之輸出切換成該D/A變換電路的輸出，以控制該電流 源之電流。 本發明之申請專利範圍第4項所記載的雷射控制裝置，係 設置有：再生時將再生功率控制爲一定的再生功率APC系 統；檢測再生時之電流控制電壓的A/D變換器；記錄時控制 偏壓電流的D/A變換器；記錄時由再生功率APC系統朝該 D/A變換器作切換的切換電路；依據A/D變換値來演算該 D/A値的演算電路，將控制偏壓功率的偏壓電流値設成與控 制再生功率的再生電流値成爲相等爲其特徵，可將偏壓功率 設定成與再生功率相同。 如此，經由檢測再生電流値和偏壓功率電流値，可獲得將控 制偏壓功率的偏壓功率値設成與控制再生功率的再生電流 値成爲相等，將偏壓功率設定成與再生功率相同之雷射控制 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 A7 B7 五、發明說明（） 裝置的効果。 又，有關本發明之申請專利範圍第5項的雷射控制裝置，係 在以半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄 再生裝置中，用於控制半導體雷射的功率，其具有：檢測半導 體雷射光的光電二極體；電流電壓變換電路，將該光電二極 體之電流作電壓變換而輸出；決定該半導體雷射之再生功 率的基準電壓源；誤差放大器，放大該電流電壓變換電路之 輸出電壓與該基準電壓之誤差；使電流在該半導體雷射流 動的電流源；D/A變換電路，決定在半導體雷射流通之電 流；開關裝置，選擇性地將該電流源的控制信號切換爲該誤 差放大器之輸出和該D/A變換電路的輸出；A/D變換電路， 將由電流電壓變換電路所輸出之類比信號變換成數位輸 出；演算電路，在未進行記錄的期間將數位信號輸出至該 D/A變換電路，讀取該A/D變換電路之輸出信號的變化，取得 相對於半導體雷射之電流變化量的功率變化量，而在進行記 錄時，將該求得的數位信號値對該D/A變換電路作輸出。 本發明之申請專利範圍第5項所記載的雷射控制裝置，係 設置有：再生時將再生功率控制爲一定的再生功率APC系 統；檢測再生時之電流控制電壓的A/D變換器；記錄時控制 偏壓電流的D/A變換器；記錄時由再生功率APC系統朝該 D/A變換器作切換的切換電路；依據A/D變換値來演算該 D/A値的演算電路，而控制偏壓功率的偏壓電流値係利用控 制再生功率的再生電流値來決定爲其特徵，可自由地設定偏 壓功率。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 0 In -ϋ B^i n i4 IV» I n n n I · I Bn (請先閱讀背面之注意事寫本頁) . 線， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 400665 A7 B7 五、發明說明（（丨） 如此，可提供能予先求得相對於偏壓電流値偏壓功率，可自 由地設定偏壓功率的雷射控制裝置的効果。 又，有關本發明之申請專利範圍第6項的雷射控制裝置，係 在以半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄 再生裝置中，用於控制半導體雷射的功率，其具有：檢測半導 體雷射光的光電二極體；電流電壓變換電路，將該光電二極 體之電流作電壓變換而輸出；決定該半導體雷射之再生功 率的基準電壓源；誤差放大器，放大該電流電壓變換電路之 輸出電壓與該基準電壓之誤差；使電流在該半導體雷射流 動的電流源；D/A變換電路，決定在半導體雷射流通之電 流；開關裝置，選擇性地將該電流源的控制信號切換爲該誤 差放大器之輸出和該D/A變換電路的輸出；A/D變換電路， 將由電流電壓變換電路所輸出之類比信號變換成數位輸 出；演算電路，在未進行記錄的期間將數位信號輸出至該 D/A變換電路，讀取該A/D變換電路之輸出信號的變化，取得 相對於半導體雷射之電流變化量的功率變化量，而在進行記 錄時，將該未進行記錄期間所求得的數位信號値對該D/A變 換電路作輸出。 本發明之申請專利範圍第6項所記載的雷射控制裝置，係 在再生時檢測電流控制電壓的A/D變換器，和記錄時控制偏 壓電流的D/A變換器之間執行校正爲其特徵者，在該A/D變 換器和D/A變換器之間，即使全標度不同，產生偏移，也可高 精度地設定偏壓功率。 如此，經由執行於再生時檢測電流控制電壓的A/D變換器， -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事填冩本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 A7 B7_ 12 五、發明說明（） 和記錄時控制偏壓電流的D/A變換器之間的校正，可提供即 使全標度不同，產生偏移，也可高精度地設定偏壓功率的雷射 控制裝置。 且，有關本發明之申請專利範圍第7項的雷射控制裝置，係 在以半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄 再生裝置中，用於控制半導體雷射的功率，其特徵爲具有： 半導體雷射功率監視裝置，用於監視半導體雷射之輸出； 輸出誤差檢測裝置，係在即將記錄前之再生時，將半導體雷 射應輸出的功率基準値，和依該半導體雷射功率監視裝置所 檢測之實際再生時之輸出功率値的誤差作檢測；和 半導體雷射功率控制裝置，依據該輸出誤差檢測裝置之檢 測結果，在半導體雷射驅動裝置設定輸出功率目標値； 開關裝置，在記錄時，使半導體雷射功率監視裝置，和該輸 出誤差檢測裝置之間成爲OFF狀態，而再生時，使成爲〇N狀 態； 輸出誤差設定裝置，在記錄時，將該輸出誤差檢測裝置之輸 出與該輸出功率基準値設定成相等。 本發明之申請專利範圍第7項所記載的雷射控制裝置，係 由以上的構成來求得由再生狀態進入記錄狀態之際的半導 體雷射的實際輸出和輸出基準値的誤差，再因應此誤差，在半 導體驅動裝置設定輸出功率目標値之際，由於輸出誤差設定 成與輸出功率基準値相同，使記錄時半導體雷射功率監視裝 置之監視結果不會傳達到輸出誤差檢測裝置，所以可防止自 記錄時切換至再生時之際的過渡響應。 -14- · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I.--------.-----裝—— (請先閱讀背面之·事項寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 A7 B7 一 13 五、發明說明（) 如此，可獲得能防止自記錄時切換至再生時之際的過渡響 應的雷射控制裝置的効果。 I.--------------Μ — (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 且，有關本發明之申請專利範圍第8項的雷射控制裝置，係 在以半導體雷射對光學記錄媒體進行記錄再生之光學記錄 再生裝置中，用於控制半導體雷射的功率，其具有：檢測半導 體雷射光的光電二極體；電流電壓變換電路，將該光電二極 體之電流作電壓變換而輸出；決定該半導體雷射之再生功 率的基準電壓源；誤差放大器，放大該電流電壓變換電路之 輸出電壓與該基準電壓之誤差；使電流在該半導體雷射流 動的電流源；D/A變換電路，決定在半導體雷射流通之電 流；開關裝置，選擇性地將該電流源的控制信號切換爲該誤 差放大器之輸出和該D/A變換電路的輸出；遮斷裝置，遮斷 從該電流電壓變換電路往該誤差放大器的輸出，其特徵爲： -線‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在記錄時，從該誤差放大器的輸出切換爲該D/A變換電路之 輸出，以控制該電流源之電流的同時，將該電流電壓變換電路 的輸出連接至朝該誤差放大器的輸入，在記錄時和再生時將 決定該再生功率之基準電壓源的電壓設定成不同値，而從記 錄切換成再生之際，經由1個以上的中間値來變更該基準電 壓源的電壓。 本發明之申請專利範圍第8項所記載的雷射控制裝置，係具 有：在記錄時，遮斷從監視電路往伺服放大器的輸出之遮斷 裝置，和從記錄狀態返回再生狀態之際，可變更再生APC之基 準電壓的裝置，其特徵爲由記錄切換至再生之際，依序將再生 APC之基準電壓變更，可回避因再生APC的過渡響應而造成 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490665 A7 B7 14 五、發明說明（） 異常的輸出光被射出。 如此，可獲得從記錄切換至再生之際，可依序將再生APC之 基準電壓變更，可回避因再生APC的過渡響應而造成異常的 輸出光被射出的雷射控制裝置之効果。 .[圖式之簡單說明] 第1圖係在本發明之第1實施形態之雷射控制裝置的方塊 圖。 第2圖係說明雷射之電流和光輸出的關係圖。 第3圖係在本發明之第1實施形態之雷射控制裝置的動作 說明圖。 第4圖係在本發明之第2實施形態之雷射控制裝置的方塊 圖。 第5圖係在本發明之第2實施形態中，以雷射控制裝置控 制功率的說明圖。 第6圖係在本發明之第3實施形態中之雷射控制裝置的方 塊圖。 第7圖係在本發明之第3實施形態中，以雷射控制裝置控 制功率的說明圖。 第8圖係在本發明之第3實施形態中，以雷射控制裝置控 制功率的說明圖。 第9圖係以往之雷射控制電路的方塊圖。 [本發明之最佳實施形態] [第1實施形態] 以下，就本發明之實施形態的雷射控制裝置加以說明。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 1·--------------裝—— (請先閱讀背面5意事項nil 訂. -丨線」 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 490665 Α7 Β7
Λ R 五、發明說明（) 此第1實施形態係對應申請專利範圍第1項和第2項所記 載之發明，其特徵爲：下限功率係使用即將記錄之前的再生時 之APC値以進行控制；而消去功率由於其時間比較長，所以依 取樣保持來檢測功率之後再進行直接APC控制；另峰値功率 係依據消去功率的控制値來進行控制β 第1圖爲表示依據本發明之第1實施形態的雷射控制裝置， 在第1圖中，10爲半導體雷射，係對光碟照射雷射光；1爲光 電二極體，接收此半導體雷射10之照射光；2爲監視電路（電 流電壓變換裝置，電流電壓變換電路），係監視此光電二極體1 之輸出；4爲取樣保持電路（取樣保持裝置）,係將此監視電路 2之輸出予以取樣保持；17爲A/D變換器（A/D變換電路），係 將此取樣保持電路4的輸出或後述之伺服放大器5的輸出予 以A/D變換；3爲演算電路（演算裝置），係將此A/D變換器17 的輸出加以演算；6爲D/A變換器（基準電壓源），係將此演 算電路3予以D/A變換；5爲伺服放大器（誤差檢測裝置，誤 差放大器），係將此D/A變換器6的輸出和監視電路2的輸出 作比較再放大其誤差；14爲D/A變換器（偏壓電流設定裝置）， 係將演算電路3之輸出作D/A變換；13爲開關裝置（切換裝 置），係切換伺服放大器5的輸出和D/A變換器14的輸出；7 爲電流源，係由此開關裝置Π的輸出所控制；15爲D/A變換 器（消去電流設定裝置），係將演算電路3的輸出作D/A變 換；16爲D/A變換器（峰値電流設定裝置），係將演算電路3 的輸出作D/A變換；8,9爲電流源，係由此D/A變換15，16的 輸出所控制；11爲開關裝置，係切斷電流源8和半導體雷射 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事/ 裝—— 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665
五、發明說明（沁） iO之連接；12爲開關裝置，係切斷電流源9和半導體雷射10 之連接；且藉由半導體雷射10,光電二極體1，監視電路2,伺服 放大器5, D/A變換6,和演算電路3,以及電流源7構成再生 時之半導體雷射成一定且穩定地輸出的再生之功率控制系 統。 又，藉由光電二極體1,監視電路2,伺服放大器5，D/A變換6, 和演算電路3以及A/D變換器17構成了再生功率監視裝置 1〇〇,用於監視即將記錄前的再生時之半導體雷射的輸出。 且，經由演算電路3構成了 ：偏壓功，率設定裝置200,依據該 再生功率監視裝置100之監視値，於半導體雷射驅動裝置在 記錄光學記錄媒體之凹坑時，設定半導體雷射所輸出最小的 偏壓功率；消去功率設定裝置400,依據該消去功率監視裝 置300的監視値，於半導體雷射驅動裝置設定消去功率；峰 値功率設定裝置500,演算該消去功率監視裝置300的監視値 ，而在該半導體雷射於記錄光學記錄媒體之凹坑時，設定在半 導體雷射驅動裝置600所輸出最大的峰値功率。 又，經由監視電路2，取樣保持電路4和A/D變換器17構 成了消去功率監視裝置3 00,依取樣保持來監視在該半導體 雷射於消去光學記錄媒體之凹坑時所輸出的消去功率。 另外，以D/A變換器14，開關裝置13，電流源7，D/A變 換器15，電流源8,開關裝置11，D/A變換器16,和電流源9 以及開關裝置12構成了驅動半導體雷射1〇之半導體雷射驅 動裝置600。 以下茲就其動作加以說明0來自半導體雷射1〇之輸出光 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------.-----^--- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) * 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 490665 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7___ 五、發明說明Ο1 ) 的一部分會被光電二極體1所接收，而產生的光電流在監視 電路2變換成電壓。 光碟再生時，由演算電路3所設定而從D/A(Read)變換器6 所輸出的再生功率基準電壓VR，和來自該監視電路2的電壓 在伺服放大器5作比較而輸出再生電流控制信號。開關裝 置13係依顯示記錄/再生狀態的WGATE信號而切換，而在光 碟再生時，此再生電流控制信號供給予電流源7,電流流通於 半導體雷射10使得相當於再生功率基準電壓VR的再生功率 PR經常被輸出。 另一方面，在記錄光碟時，半導體雷射10之功率係如第2圖 所示，係調變成偏壓功率PB消去功率PE和峰値功率Pp而對 光碟照射。然而偏壓功率PB僅依偏壓功率電流Ib，消去功率 PE係依偏壓功率電流lb和消去功率電流Ie之相加値，另峰 値功率Pp係依偏壓電流lb和消去功率電流le及峰値功率 電流Ip之相加値各自被控制·此半導體雷射10的調變係：依 照在依資料EFM1切換的開關裝置11，對偏壓功率電流lb的 加上消去功率電流Ie之開啓與關閉，以及在依資料EFM2切 換的開關裝置12上再加上峰値功率電流Ip之開啓與關閉來 進行。 依顯示記錄/再生狀態的信號作切換的開關裝置1 3,在記錄 時D/A(Ib)變換器14的輸出供給電流源7,以控制偏壓功率電 流lb。消去功率電流le係由D/A(Ie)變換器15控制的電流 源8所供給，峰値功率電流ιρ係由〇/Α(Ιρ)變換器16控制 的電流源9所供給·而記錄時，半導體雷射1〇被調變，從監視 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ^1 ^1 ϋ ϋ ϋ ·ί ϋ n LT I ϋ n I ϋ (請先閱讀背面之注意事項vm寫本頁) 訂： 490665 A7 B7 五、發明說明（j) 電路2輸出對應光輸出的信號，而在取樣保持電路4及A/D 變換器17檢測出消去位準。 在第3圖中，係表示半導體雷射1〇的光輸出波形，監視電路 2的輸出波形，取樣保持控制信號的波形。在對光碟進行形成 凹坑的區間中，半導體雷射係依EFM1，EFM2,藉由將峰値功 率和偏壓功率間以相當短的時間間隔震動的脈衝波形以進 行調變。相對地，在凹坑和凹坑之間的空間區間中，爲了進行 凹坑的消去，所以輸出一定的消去功率PE。雖然雷射調變成高 速，而光輸出之波形成爲正弦波，但是由於光電二極體1或在 監視電路2產生信號延遲或鈍化，在監視電路2的輸出波形 產生鈍化，在進行形成凹坑的區間中，沒有達到峰値功率或者 下限功率之位準，雖然不能正確反應光輸出波形，但是由於消 去的區間係時間較長，所以即使在監視電路2的輸出波形產 生鈍化，由於會到達消去功率之位準，如第3圖，監視輸出波形 成爲一定之後，在經過規定的時間上升，在成爲較其一定之位 準大時產生下降的取樣保持控制信號ESPM，藉由進行取樣保 持，可以檢測消去功率PE的位準。 由A/D變換器17將被取樣保持的消去功率之位準變換成 數位値，而將其在演算電路3進行演算處理，此演算電路3藉 由各自在D/A(Ie)變換器14, D/A(Ip)變換器15和D/A(Ib)變 換器16設定數位値，以設定偏壓功率電流Ib，和消去功率電 流Ie以及峰値功率電流Ip來控制偏壓功率PB，和消去功率 PE以及峰値功率Pp。 D/A(Ib)變換器14, D/A(Ie)變換器15和D/A(Ip)變換器16 . -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事 裝--- 寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 490665 A7 B7 五、發明說明（1) 之控制係如下進行。首先，在即將進入記錄狀態之前，雖進行 搭載有半導體雷射之讀寫頭的搜尋動作，演算電路3依此搜 尋動作完了時的再生動作，在A/D變換器17檢測伺服放大器 5之輸出，設定D/A (lb)變換器14以使成爲與此相同之輸出電 壓·藉此來設定偏壓功率，演算電路3在A/D變換器 17檢測由取樣保持電路4所輸出的消去功率ρρ的位準，以增 減D/A(Ie)變換器15之輸出，使成爲規定的消去功率例 如第2圖所示，若欲使峰値功率設定爲消去功率之2倍的功 率時，若在D/A(Ip)變換器16設定與D/A(Ie)變換器15相等 的値，則Ip和Ie變成相等，Ρρ = 2χ PE。更嚴密的說來是PB 不爲零，由於通常相對於D/A(Ie)變換器15之設定値的消去 功率電流Ie和相對於D/A(Ip)變換器16之設定値的峰値功 率電流Ip不相等，所以依以下之演算來求D/A(Ip)變換器16 之設定値。 也就是由第2圖，因爲消去功率電流Ie僅是爲了增加消去 功率PE-偏壓功率PB的功率所必須之電流，而峰値功率電流 Ip僅是爲了增加峰値功率PP-消去功率PE的功率所必須之 電流，所以
Ie:Ip = (PE-PB)：(Pp-PE)
Ip = (PP-PE)/(PE-PB)xIe 也就是，計算Ie的（Pp-PE)/(PE-PB)倍數値，再設定於D/A(Ip) 變換器16就可以。 經由這樣的控制，使峰値保持和下限保持變成不需要，變成 對於監視用之光電二極體1和監視電路2不需要使用可高 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 A7 B7__ 五、發明說明（>。） 速反應的高價零件。而且即使記錄速度成爲高速，雷射的調 變速度變成高速，也可以將峰値功率Pp,和消去功率PE以及 偏壓功率PB控制爲規定的功率。 [第2實施形態] 接著關於第2實施形態以第4圖加以說明。此外關於與上 述之第1實施形態相同之構成係使用相同的符號。 本第2實施形態係與本發明之申請專利範圍第3,4,5,6項所 記載之發明相對應，可將偏壓功率設定與再生功率完全相同， 可將偏壓功率自由地或者高精度地設定者。 第4圖爲顯示依本發明之第2實施形態的雷射控制裝置^在 第4圖中，與第1圖相同的符號係以同一個或相當者加以表 示。以光電二極體1以及監視電路2構成了監視半導體雷 射10之輸出的半導體雷射功率監視裝置700。 且，以演算電路3，D/A變換器6,伺服放大器5,以及A/D變 換器17構成了輸出誤差檢測裝置800,以用來檢測在即將記 錄前之再生時，將半導體雷射應輸出的功率基準値，和依該半 導體雷射功率監視裝置700所檢測之實際再生時之輸出功 率値的誤差作檢測。 此外，以演算電路3構成了半導體雷射功率控制裝置900, 依輸出誤差檢測裝置800之檢測結果，在半導體雷射驅動裝 置600設定輸出功率目標値。 且，藉由A/D變換器17以及演算電路3構成了輸出功率目 標値修正裝置1〇〇〇,依設定完輸出功率目標値之後的半導體 雷射驅動裝置之輸出的監視値，用來將輸出功率目標値作修 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝： . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 A7 B7 _ 五、發明說明U| ) 正。 接著關於動作加以說明.在記錄時，依顯示記錄/再生狀態 的WGATE信號作切換的開關裝置13, D/A(Ib)變換器14的 輸出供給電流源7,以控制偏壓功率電流lb,演算電路3將 即將進入記錄狀態前之伺服放大器5的輸出在A/D變換器 Π做檢測，設定D/A(Ib)變換器14,以使成爲與其相同之輸 出電壓。 申請專利範圍第4項之發明，係相當於在此第2實施形態中， 將D/A(Ib)變換器14的輸出輸入到A/D變換器17,以使可 以檢測出D/A(Ib)變換器14的輸出電壓者。於是在切換成 紀錄狀態之前，或是切換後在A/D變換器17將伺服放大器5 的輸出和D/A(Ib)變換器14的輸出電壓做檢測比較，經由 演算電路3將D/A(Ib)變換器14的設定値給予修正以使這 些値變成相等，可以將D/A(Ib)變換器14的變換誤差或者偏 移電壓修正，依控制偏壓功率PB的電流源7,因爲可將偏壓功 率電流lb使與控制再生功率PR的再生電流値Ir相等，所以 可將偏壓功率PB的値設定成最標準的偏壓功率的値，也就是 與再生功率PR相同的値。 接著，申請專利範圍第5項之發明，係相當於在本第2實施 形態中，啓動驅動器（光學記錄再生裝置）之際等的記錄動作 前，事先求得D/A(Ib)變換器14之設定値和偏壓功率PB的 關係，從再生狀態進入記錄狀態之際，在A/D變換器17檢測 伺服放大器5的輸出，由事先求得D/A(Ib)變換器14之設定 値和偏壓功率PB的關係，以決定D/A(Ib)變換器14之設定 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) ---裝 丨線」 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 490665 A7 B7 五、發明說明) 値。 更具體言之，如欲將偏壓功率pB設定爲較再生功率pR爲低 時，例如設定爲PB= PRX0.5的場合，首先在記錄動作之前，與作 爲相當於該申請專利範圍第3項之發明所作說明相同，演算 電路3係使用D/A(Ib)變換器14以控制偏壓電流Ib，半導體 雷射10之輸出功率？11係成與再生功率卩&値相同般地設定 。然後演算電路3經由將D/A(Ib)變換器14的設定値設定 成逐漸小，將監視電路2的輸出通過取樣保持電路4由A/D 變換器17檢測，求得在PB= PRx〇.5的場合時之D/A(Ib)變換 器14的設定値6藉此在將偏壓功率減半時，可以求得對再生 電流値Ir小多少電流就可以，而在實際記錄動作時，以對再生 電流値Ir將偏壓電流値lb經常設定僅小了事先求得的値，可 設定PB= PrxO.5,而在求得D/A(Ib)變換器14的設定値和偏 壓功率PB之關係之際，就不一定需要如表格求得全部的設定 値，從一個或者複數個點可以補償求得。 如此，經由事前求得D/A(Ib)變換器14的設定値和偏壓功 率PB之關係，且從再生進入記錄狀態之際，在A/D變換器17 檢測伺服放大器5的輸出，對於控制再生功率PR之再生電流 値Ir，由於可以增減控制偏壓功率PB的偏壓電流値Ib，所以 可自由地設定偏壓功率PB。藉此，形成可因應光碟之種類來 設定最適合的偏壓功率Pb。在第5圖係表不改變偏壓功率 場合時的光輸出波形。以下各自表示著：第5(a)圖係表示設 定成偏壓功率ΡΒ =再生功率PR的場合，第5(b)圖係表示設定 成偏壓功率P/再生功率PR的場合，第5(c)圖係表示設定成 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事 裝--- 寫本頁) *. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665
五、發明說明（) 偏壓功率pB>再生功率？&的場合。 接著，申請專利範圍第6項之發明，係相當於在此第2實施 形態中，在啓動驅動器之際等的記錄動作前，事先求得 D/A(Ib)變換器14之設定値和A/D變換器17之變換値的關 係者。 更具體言之，演算電路3係在從再生進入記錄狀態之際，在 A/D變換器17檢測伺服放大器5的輸出，而由事先求得 D/A(Ib)變換器14之設定値和A/D變換器17之變換値的關 係來決定D/A(Ib)變換器14之設定値。而在求得D/A(Ib) 變換器14的設定値和A/D變換器17的關係之際，就不一定 需要如表格求得全部的設定値，從一個或者複數個點可以補 償求得。 如此，經由事先求得D/A(Ib)變換器14之設定値和A/D變 換器Π之變換値的關係，在從再生進入記錄狀態之際，在A/D 變換器17不每次檢測D/A(Ib)變換器14之輸出，可將控制 偏壓功率PB的偏壓電流値lb設定成與控制再生功率PR的 再生電流値Ir相等，即使全標度不同，又在其上產生偏移，也 可高精度地將偏壓功率PB設定成與再生功率PR成爲相同値 〇 [第3實施形態] 接著關於第3實施形態以第6圖加以說明。此外關於與上述 之第1實施形態相同之構成係使用相同的符號，且省略說 明。 本第3實施形態係與本發明之申請專利範圍第7,8項-所記 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事 裝--- 寫本頁) 訂-· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 490665 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（jN〇 載之發明相對應，可避免因再生APC的過渡響應而射出異常 的輸出光。 第6圖爲顯示依本發明之第3實施形態的雷射控制裝置。 在第6圖中，與第4圖相同的符號係以同一個或相當者加以 表示。51，52係用於將伺服放大器5設爲電壓輸出放大器之 電阻，18爲將監視電路2和伺服放大器5的電阻之間予以切 斷的開關裝置，其依顯示記錄或再生狀態的WGATE信號而 再生時被0N，而在記錄時被OFF。 又，以演算電路3及D/A變換器6構成了輸出誤差設定裝 置1000,係在記錄時，將輸出誤差檢測裝置800之輸出設定成 與輸出功率基準値成爲相同値等。 接著關於動作加以說明，假設沒有開關裝置18,若把監視電 路2和伺服放大器5的電阻51直接連結，在記錄時，由監視 電路2依雷射之調變光的調變波形被輸入至伺服放大器5， 通常由於伺服放大器5的增益高，頻帶窄，所以在+側或一側 飽和，在D/A(Read)變換器6之設定並不能保持其輸出電壓成 一定値。如果在記錄時由在+側飽和之狀態切換成再生狀 態時，如第7圖所示，以開關裝置13將電流源7之控制信號 切換成朝伺服放大器5的輸出之後不久有大電流流通，雖然 最後穩定爲再生功率，但射出因過渡響應所產生之異常的輸 出光。雖然在如每區段有記錄，區段間有未記錄區域等間隙 光碟中並無問題，但是在如區段間沒有未記錄區域的CD-RW 的光碟中，如第8圖所示，在挾於已記錄區塊之區域上進行記 錄時，若記錄之後不久的再生功率大，恐怕會使緊接在要重寫 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ---*---^-----^--------t---------線 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)
490665 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7____五、發明說明（ 的區塊之後的區塊消失的疑虞。 相對地，在本第3實施形態中，在記錄時藉由使開關裝置 18成OFF,則伺服放大器5成爲電壓輸出放大器的狀態，輸出 電壓成爲與+輸入端子之電壓相等，D/A(Read)變換器6之電 壓照舊被輸出。接著在記錄中，演算電路3係將D/A(Read)變 換器6之輸出電壓設定成與再生時之D/A(Ib)變換器14的輸 出電壓相等。 由記錄狀態切換爲再生狀態係以開關裝置13切換電流源 7之控制信號，但藉由事先作上述的設定，可使在其切換的前 後使電流源7之控制電壓大致相等。其次開關裝置18變 〇N，依雷射之光輸出的電壓從監視電路2雖被輸入至伺服放 大器5,通常，由於伺服放大器5的頻帶窄，所以伺服放大器5 的輸出在切換之後不久並不變化。在此，徐徐地將D/A(Read)變 換器6之輸出電壓朝再生功率？1^的基準位準變化，可轉移至 再生功率控制之穩定狀態。照如此，可將切換時的過渡響應 設爲最小，而可抑制因過渡響應之異常的光輸出。 [產業上可利用性] 如以上所述，關於本發明的雷射控制裝置，其適用於對光碟 等之光學的記媒體作記錄再生之讀取頭的半導體雷射之功 率控制，特別是適用在輸出光在調變成高速的場合時，可穩定 控制光功率。 符號說明： 1…光電二極體2…監視電路3…演算電路（演算裝置） 4, 21…取樣保持電路5,23,24,25…伺服放大器 -27- (請先閱讀背面之注意事 裝—— 寫本頁) 線」 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 490665 A7 __B7__ 五、發明說明（以） 6，14,15，16,26,27,28··· D/A 變換器 7,8,9…電流源 10…半導 體雷射11，12，13,18···開關裝置17…A/D變換器（A/D變換 電路）19···控制電路20…下限保持電路51,52…電阻 100…再生功率監視裝置200…偏壓功率設定裝置 300…消去功率監視裝置400…消去功率設定裝置 500…峰値功率設定裝置600…半導體雷射驅動裝置 700…半導體雷射功率監視裝置800…輸出誤差檢測裝置 900…半導體雷射功率控制裝置 1000…輸出功率目標値修正裝置1100…輸出誤差設定裝置 (請先閱讀背面之注意事 寫本頁) -丨裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）