WO2005050800A1 - レーザ駆動装置、レーザ駆動装置を備えた光学ヘッドおよび光ディスク装置 - Google Patents

レーザ駆動装置、レーザ駆動装置を備えた光学ヘッドおよび光ディスク装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2005050800A1
WO2005050800A1 PCT/JP2004/016929 JP2004016929W WO2005050800A1 WO 2005050800 A1 WO2005050800 A1 WO 2005050800A1 JP 2004016929 W JP2004016929 W JP 2004016929W WO 2005050800 A1 WO2005050800 A1 WO 2005050800A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
voltage
temperature
unit
light
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/016929
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshio Matsumoto
Hisashi Senga
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority to US10/595,693 priority Critical patent/US20090040904A1/en
Priority to JP2005515598A priority patent/JPWO2005050800A1/ja
Publication of WO2005050800A1 publication Critical patent/WO2005050800A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/126Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
    • G11B7/1263Power control during transducing, e.g. by monitoring
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06808Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/06832Stabilising during amplitude modulation

Definitions

  • Laser drive device optical head provided with laser drive device, and optical disk device
  • the present invention relates to a laser drive device for driving a semiconductor laser. More specifically, the present invention relates to a laser driving device for writing data on a recording medium such as an optical disk and reading the written data, and to an apparatus having such a laser driving device.
  • An optical disk apparatus has an optical head, and supplies a current to a semiconductor laser mounted on the optical head to cause the semiconductor laser to emit light.
  • the optical disk apparatus condenses weak reproduction light on the disk, and reads out information recorded as marks, pits and the like on the optical disk by reflectance, deflection angle and the like.
  • the optical disk device causes the semiconductor laser to emit light with a large amount of light (high power) by supplying a larger current to the semiconductor laser than at the time of reproduction, and the material on the optical disk is physically By making a change, the information is recorded as a mark, a pit or the like, or the existing information is erased.
  • FIG. 1 shows a general connection configuration for driving a semiconductor laser.
  • the laser drive unit 2 supplies the current from the power supply 3 to the semiconductor laser 1.
  • the semiconductor laser 1 emits light at a power corresponding to the magnitude of the current based on this current.
  • the voltage required for the operation of the laser driving unit 2 is referred to as “operating voltage Vtr”, and the voltage required for the operation of the semiconductor laser 1 is referred to as “operating voltage Vop”.
  • the operating voltage Vop is a voltage between the anode and the force sword necessary to cause the semiconductor laser 1 to emit light. In order for the semiconductor laser 1 to emit light, each voltage needs to satisfy the following relational expression. [0007] Vld V Vop + Vtr (Equation 1)
  • the laser operating voltage Vop changes in accordance with the current (laser drive current) or the like supplied to the semiconductor laser.
  • FIG. 2 is a graph showing a laser drive current laser emission power characteristic A (lop-P characteristic A) of a semiconductor laser and a laser drive current laser operating voltage characteristic B (lop-Vop characteristic B).
  • Iop-P characteristic A the light emission power of the semiconductor laser changes in accordance with the laser drive current. Therefore, the semiconductor laser can be made to emit light with a desired power by controlling the value (lop) of the drive current.
  • the laser operating voltage Vop changes from VopO to Vop2 in accordance with the laser drive current. Therefore, the voltage of the power supply for supplying power to the laser drive unit 2 is
  • Patent Document 1 discloses a technique for switching the voltage supplied to the laser driving unit in stages according to the operating voltage of the laser.
  • FIG. 3 shows a configuration of functional blocks of a conventional semiconductor laser drive device 300.
  • the power setting unit 306 outputs the setting instruction signal b based on the user's instruction.
  • the setting instruction signal b is variable depending on, for example, whether it operates in the! /, Shift mode of recording or reproduction of information.
  • the laser drive unit 302 supplies a drive current to the semiconductor laser 301 based on the value (instruction value) output from the laser power control unit 307.
  • the photodetector 303 is configured to receive the power of the received light, that is, the emission power of the semiconductor laser 301. Outputs a current of the corresponding size.
  • the current-voltage converter 304 converts the output current of the photodetector 303 into a voltage signal.
  • a light emission power detection unit 305 is configured by the light detector 303 and the current-voltage converter 304, and the light emission power detection unit 305 outputs a power detection signal a indicating the light emission power of the semiconductor laser 301.
  • the laser power control unit 307 controls an instruction value to the laser drive unit 302 so that the power detection signal a and the reference voltage signal b become equal. As a result, the amount of current of the laser drive current supplied to the semiconductor laser 301 by the laser drive unit 302 can be controlled, and the light emission power information of the semiconductor laser 301 can be appropriately controlled for reproduction and recording.
  • the operating voltage detection unit 308 detects the operating voltage value Vop of the semiconductor laser 301 and sends it to the voltage selection unit 309.
  • the voltage selection unit 309 selects the voltage Vc to be supplied to the laser drive unit 302 in accordance with the voltage value of the laser operating voltage Vop detected by the operating voltage detection unit 308, and sends the result to the voltage control unit 310.
  • the voltage control unit 310 is constituted by, for example, a DC / DC comparator, and supplies the selected voltage Vc to the laser drive unit 302.
  • FIG. 4 shows the determination procedure of the conventional voltage selection process.
  • step S41 the voltage selection unit 309 compares the current operating voltage Vop with the first voltage Vop1. As a result of comparison, when the operating voltage Vop is higher than the predetermined voltage Vopl, the process proceeds to step S42, and when the operating voltage Vop is higher than the predetermined voltage Vopl, the process proceeds to step 43.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-244052
  • the conventional configuration requires a dedicated component (such as the operating voltage detection unit 308 in FIG. 3) for detecting the operating voltage of the semiconductor laser, which increases the cost.
  • a dedicated component such as the operating voltage detection unit 308 in FIG. 3
  • the optical head on which the semiconductor laser is mounted There is a limit to miniaturization, because space for installing various components is required.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor laser drive device capable of reducing unnecessary power consumption without requiring a dedicated component.
  • a laser drive device supplies a drive voltage for emitting a laser, a laser drive unit, a temperature detection unit for detecting the temperature of the laser, and a power supply voltage to the laser drive unit. And a voltage control unit for changing and outputting the voltage value of the power supply voltage according to the temperature detected by the temperature detection unit.
  • the laser drive device controls power to cause the laser to emit light with a predetermined light emission power by controlling a command value to the laser drive unit and adjusting a drive current supplied from the laser drive unit. Even equipped with a part.
  • the laser drive device may further include a setting unit configured to instruct setting of a reference voltage according to an amount of light that causes the laser to emit light.
  • the laser drive device further includes a light emission power detection unit that detects a value corresponding to the light emission power of the laser and outputs a signal corresponding to the value.
  • the power control unit controls an instruction value to the laser drive unit based on the voltage of the signal output from the light emission power detection unit and the reference voltage, and the voltage of the signal matches the reference voltage. You may
  • the voltage control unit may determine a voltage value of the power supply voltage based on the drive current and the characteristic.
  • the operating voltage is low when the temperature is low, and the voltage control unit is high when the temperature is low. So high, you may supply the power supply voltage.
  • the laser drive unit may output a drive current for emitting a laser included in the range of wavelength power OO nm to 430 nm.
  • the optical head according to the present invention is used to write and read data or read data from and to the information recording surface of a recording medium.
  • the optical head includes a laser, a laser driving device for supplying a driving current for emitting the laser, an objective lens for condensing light from the laser on the information recording surface, and reflection by the information recording surface. And a light receiving unit for receiving a light and outputting a signal according to the light amount.
  • the laser driving device is a temperature detection unit that detects the temperature of the laser, and a voltage control unit that supplies a power supply voltage to the laser drive unit, and the temperature control unit responds to the temperature detected by the temperature detection unit. And a voltage control unit for changing and outputting the voltage value of the power supply voltage.
  • the optical disk apparatus is used to write data and write data to or read data from the information recording surface of the optical disk.
  • the optical disk apparatus emits light to the optical disk and generates and outputs a servo signal based on the reflected light from the information recording surface, and the servo signal output from the optical head.
  • a control signal generation unit for generating a control signal for controlling the focal position of the light; and a drive circuit for generating a drive signal based on the control signal! /.
  • the optical head comprises a laser, a laser driving device for supplying a driving current for emitting the laser, an objective lens for condensing light from the laser on the information recording surface, and the driving signal.
  • the optical system further includes an actuator for adjusting the position of the objective lens, and a light receiving unit for receiving a light reflected by the information recording surface and outputting a signal according to the amount of light.
  • the laser driving device is a temperature detection unit that detects the temperature of the laser, and a voltage control unit that supplies a power supply voltage to the laser drive unit, and is detected by the temperature detection unit. And a voltage control unit for changing and outputting the voltage value of the power supply voltage in accordance with the temperature.
  • a laser driving method comprises the steps of: supplying a driving current for emitting a laser; detecting a temperature of the laser; and supplying a driving current. Supplying a voltage to the detected temperature And changing the voltage value of the power supply voltage in response.
  • a driving device of a semiconductor laser capable of suppressing the consumption of power without requiring any new component.
  • energy saving can be achieved, and further, temperature rise can be suppressed.
  • an optical disk device or the like which writes and reads data to and from an optical disk by using a blue-violet laser beam is suitable.
  • a portable type in which suppression of temperature rise of the device and power saving are strictly required. It is suitable for equipment (portable optical disc device etc.).
  • FIG. 1 shows a general connection configuration for driving a semiconductor laser.
  • FIG. 2 is a graph showing a laser drive current of a semiconductor laser, a laser emission power characteristic A (lop-P characteristic A), and a laser drive current a laser operating voltage characteristic B (lop-Vop characteristic B).
  • FIG. 3 A diagram showing a configuration of functional blocks of a conventional semiconductor laser drive device 300.
  • FIG. 4 is a diagram showing a determination procedure of conventional voltage selection processing.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of functional blocks of an optical disc apparatus 50 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of functional blocks of a laser drive device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of functional blocks of a laser power control unit 12;
  • FIG. 8 is a graph showing the laser driving current and the laser operating voltage characteristic (I op-Vop characteristic) according to the temperature of the blue-violet semiconductor laser.
  • FIG. 9 A diagram showing a circuit configuration of a temperature detection unit 21 and a voltage control unit 22.
  • FIG. 10 (a) is a graph showing the temperature characteristic of the resistance value Rth of the thermistor 21. (b) is a graph showing the temperature characteristic of the output voltage of the voltage control unit 22.
  • FIG. 11 is a view showing the configuration of a laser drive unit 20.
  • FIG. 12 is a flow chart showing the procedure of processing of the optical disk device 50.
  • FIG. 5 shows a configuration of functional blocks of the optical disc apparatus 50 according to the present embodiment.
  • the optical disc device 50 can write and read data to and from the optical disc 60.
  • the optical disk device 50 is, for example, a portable video reproduction device for reproducing a movie recorded on an optical disk, or a camcorder for recording video and audio on an optical disk.
  • a BD Blu-Ray Disc
  • the present invention can be applied to an optical information recording medium such as a card capable of reading and writing data optically, for example, in addition to the power described with reference to an optical disc.
  • the optical disk device 50 includes an optical head 52, a control signal generation unit 54, a drive circuit 56, and a reproduction processing unit 58.
  • the optical head 52 has an optical system that emits a laser beam to the optical disc 60 and receives the reflected light.
  • the optical head 52 changes the focal position of the light in the radial and vertical directions of the optical disk 60 to perform control for accurately positioning the optical disk 60 on the track. Then, while the control is being performed, data is written and read or read from the optical disc 60.
  • the configuration of the optical head 52 will be described in detail later. It should be noted that the force of describing the optical disc 60 in FIG. 5 is for convenience of explanation and is not a component of the optical disc apparatus 50.
  • the optical disc 60 is loaded into the optical disc drive 50 and taken out of the optical disc drive 50.
  • the control signal generation unit 54 detects the light spot of the laser light and the optical disc based on servo signals such as a tracking error signal (TE signal) and a focus error signal (FE signal) output from the optical head 52, for example. It generates control signals to control the positional relationship between the 60 tracks in the radial and vertical directions.
  • the control signal output from the control signal generation unit 54 is provided to the drive circuit 56.
  • the drive circuit 56 generates a drive signal based on the received control signal, and applies it to a transfer stage (not shown) of the actuator 5 or the optical head 52 described later. These respectively adjust the positional relationship between the light spot of the laser beam and the track of the optical disk 60 by moving the objective lens 4 or the entire optical head 52 in the radial and vertical directions of the optical disk 60.
  • the reproduction processing unit 58 performs predetermined reproduction processing on the reflected light from the optical disc 60 when servo control such as focus control and tracking control is stably performed, and an image to be reproduced and an image to be reproduced Output each
  • the optical head 52 includes a semiconductor laser 1, a beam splitter 2, a collimator lens 3, an objective lens 4, an actuator 5, a diffraction element 6, light receiving sections 7 and 19, a current-voltage converter 8, and a signal. It has a processing unit 9, a laser driving device 10, and a condenser lens 18.
  • the semiconductor laser 1 is, for example, a light source that outputs blue-violet laser light having a wavelength of 405 nm.
  • the value of this wavelength may not be exact, for example in the range of 400 nm to 415 nm, or in the range of 400 nm power 430 nm! 405 person more preferred if it is in the 5nm range!
  • the beam splitter 2 transmits part of the light and reflects the rest.
  • Collimator lens 3 is , The light from the semiconductor laser 1 is converted into parallel light.
  • the objective lens 4 focuses laser light emitted from the semiconductor laser 1 and forms a focus at a predetermined distance.
  • the diffractive element 6 receives the light reflected from the optical disc 60 and diffracts a part of the light by a predetermined diffraction area.
  • the light receiving unit 7 has a plurality of light receiving areas, and each of the light receiving areas outputs a photocurrent having a magnitude corresponding to the amount of light received.
  • the signal processing unit 9 generates a tracking error signal (TE signal), a focus error signal (FE signal), a reproduction signal and the like based on the photocurrent.
  • the TE signal represents the deviation between the light spot position of the laser beam and the desired track of the optical disk 60 in the radial direction of the optical disk 60.
  • the FE signal represents the deviation between the light spot position of the laser beam and the information recording surface of the optical disc 60 in the vertical direction of the optical disc 60.
  • a part of the light emitted from the semiconductor laser 1 is incident on the condenser lens 18 to make the light receiving portion 19 emit a light beam ⁇ .
  • the light receiver 19 outputs a photocurrent having a magnitude corresponding to the amount of light received.
  • the current-voltage converter 8 converts the photocurrent output from the light receiving unit 19 into a voltage, and outputs the voltage as a power detection signal a.
  • the light reflected by the optical disc 60 passes through the objective lens 4 and the collimator lens 3 again and enters the beam splitter 2.
  • the light reflected by the beam splitter 2 is incident on the diffraction element 6, where a plurality of lights are obtained by diffraction.
  • Each light receiving area of the light receiving section 7 receives the light divided by the diffraction element 6.
  • Each light receiving area outputs a photocurrent according to the amount of light received.
  • the photocurrent output from the light receiving unit 7 is sent to the signal processing unit 9.
  • the signal processing unit 9 generates a TE signal and an FE signal based on the photocurrent.
  • a control signal is generated in the control signal generation unit 54 based on the TE signal and the FE signal, and tracking control and focus control are realized. It is to be noted that how to generate the FE signal and the TE signal and to adjust the positions of the objective lens 4 and the optical head 52 based on these signals is well known, and the explanation thereof is here I omit it.
  • part of the light emitted from the semiconductor laser 1 is reflected by the beam splitter 2, is incident on the condensing lens 18, and is condensed on the light receiving unit 19 by the condensing lens 18.
  • the photocurrent output from the light receiver 19 is sent to the current voltage converter 8.
  • the photocurrent is converted into a voltage in the current-voltage converter 8 and sent to the laser drive unit 10, which controls the amount of current and voltage to be supplied to the semiconductor laser 1 based on the amount of light.
  • FIG. 6 shows the configuration of functional blocks of the laser drive device 10 according to the present embodiment.
  • the light receiving unit 19 and the current / voltage converter 8 are collectively shown as a light emission power detection unit 24.
  • the laser drive device 10 includes a power setting unit 11, a laser power control unit 12, a laser drive unit 20, a temperature detection unit 21, and a voltage control unit 22.
  • the laser drive unit 20 supplies a drive current to the semiconductor laser 1 based on the value (instruction value) output from the laser power control unit 12. Therefore, the components related to the laser power control unit 12 will be described, and then the components related to the voltage control unit 22 will be described.
  • the laser power control unit 12 receives the setting instruction signal b from the power setting unit 11.
  • the setting instruction signal b is output based on an instruction of the user's power or the like.
  • the setting instruction signal b instructs the setting of the power corresponding to the operation (recording operation or reproduction operation) selected by the user (reference Voltage).
  • the setting instruction signal b sets the power corresponding to the reproduction operation (normal reproduction operation, fast forward reproduction operation, etc.) selected by the user. Includes instructions (reference voltage).
  • FIG. 7 shows the configuration of functional patterns of the power setting unit 11 and the laser power control unit 12.
  • the power setting unit 11 includes a first reference voltage source 121 a and a second reference voltage source 121 b, and a switch 122.
  • the first reference voltage source 121a and the second reference voltage source 12 lb are each a voltage source capable of providing a reference voltage for obtaining, for example, light emission power necessary for recording and reproduction of information on the optical disc 60.
  • Switch 122 is written Connect either voltage source to the differential amplifier 123 depending on recording or playback!
  • the laser power control unit 12 has a differential amplifier 123, and the differential amplifier 123 is connected to the current-voltage converter 8 and receives a power detection signal a represented by a voltage value.
  • the differential amplifier 123 is connected to one of the first reference voltage source 121a and the second reference voltage source 121b to receive a reference voltage as a reference of operation.
  • Differential amplifier 123 receives a voltage corresponding to power detection signal a and a reference voltage from a voltage source in power setting unit 11 corresponding to setting instruction signal b, and the difference is calculated and amplified. Then, it is output as a voltage signal Vk and sent to the laser drive unit 20.
  • the voltage signal Vk is used as a voltage for adjusting the drive current supplied to the semiconductor laser 1 by the laser drive unit 20. That is, it can be said that the laser power control unit 12 controls the current amount (current value) of the drive current for emitting the semiconductor laser 1.
  • the laser power control unit 12 Since the power detection signal a is always sent to the laser power control unit 12 and power control based on the no detection signal a is performed while the semiconductor laser 1 is emitting light, the laser power control unit 12 It operates to match the detection signal a with the reference voltage signal. As a result, the amount of current of the drive current supplied to the semiconductor laser 1 by the laser drive unit 20 can be controlled (adjusted), and the light emission power of the semiconductor laser 1 can be appropriately controlled to have the intensity necessary for operation. Be done.
  • the configuration of the laser power control unit 12 shown in FIG. 7 is an example, and the present invention is not limited to this mode.
  • the temperature detection unit 21 detects the ambient temperature of the semiconductor laser 1 and provides information corresponding to the detected temperature to the voltage control unit 22. As described later, in the present embodiment, the temperature detection unit 21 is a thermistor. Since the resistance value of the thermistor changes according to the temperature, the change of the resistance value is information provided to the voltage control unit 22. In FIG. 6, the temperature detection unit 21 is disposed apart from the semiconductor laser 1. This is for the convenience of description. The temperature detection unit 21 is disposed, for example, in the vicinity of the package of the semiconductor laser 1.
  • the temperature detection unit 21 plays a main role in driving the semiconductor laser 1.
  • the temperature detection unit 21 does not have to be a dedicated component for implementing the present invention.
  • General equipment using a semiconductor laser such as an optical head
  • an element for detecting temperature is already mounted for other purposes as exemplified below. Therefore, it can be said that the temperature detection unit 21 according to the present embodiment uses the components of the optical head that already exist. Therefore, the temperature detection unit 21 does not necessarily have to be provided in the laser drive device 10.
  • the laser drive device 10 does not necessarily have to include the temperature detection unit 21 as its component.
  • the temperature detection unit 21 may be provided in the optical head 52.
  • thermoelectric detection element is mounted on the optical head. That is, since the semiconductor laser may be destroyed or degraded in high temperature operation, it is necessary to stop the reproduction or recording operation at high temperature. Therefore, a temperature detection element is provided and used to detect and protect the ambient temperature of the semiconductor laser.
  • the light emission power optimum for reproducing or recording information and the optimum recording strategy for laser light generally differ depending on the temperature. Therefore, a temperature detection element is provided and used to correct the light emission power or the recording strategy according to the detected temperature (for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 7-182721 or Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2 001-297437).
  • the voltage control unit 22 supplies the power supply voltage Vc to the laser drive unit 2.
  • the power supply voltage Vc is a power supply necessary to drive the laser drive unit 20 and the semiconductor laser 1. More specifically, the voltage control unit 22 adaptively changes the voltage Vc supplied to the laser drive unit 2 in accordance with the temperature detected by the temperature detection unit 21.
  • the voltage control unit 22 controls to raise the voltage Vc when the temperature is relatively low, and controls to decrease the voltage Vc when the temperature is relatively high.
  • FIG. 8 is a graph showing the laser drive current laser operating voltage characteristics (lop-Vop characteristics) according to the temperature of the blue-violet semiconductor laser.
  • the operating voltage of the semiconductor laser is It depends largely on the temperature.
  • the laser operating voltage (Vop) when the temperature in the package of the semiconductor laser is relatively high (for example, at about 40 ° C.), the laser operating voltage (Vop) is relatively low and falls below the value (VopH) .
  • the temperature in the package of the semiconductor laser is relatively low (for example, at about 20 ° C.)
  • the laser operating voltage rapidly increases and its value becomes larger than the previous value of VopH.
  • the laser drive current and laser light emission power characteristic A (lop-P characteristic A) of FIG. 2 when the light emission power (P) of the semiconductor laser 1 is specified, the drive current (lop) giving the power is specified. Ru.
  • the value of the operating voltage (Vop) for obtaining the drive current (lop) differs depending on the temperature of the semiconductor laser 1.
  • the voltage control unit 22 operates as follows according to the temperature detected by the temperature detection unit 21. That is, at high temperatures, the voltage control unit 22
  • Vc VopH + Vtr (equation 3)
  • the output voltage Vc is controlled such that the voltage Vc obtained as is supplied to the laser drive unit 2.
  • Vtr is a voltage required for the operation of the laser drive unit 2.
  • Vc VopL + Vtr (Expression 4)
  • the output voltage Vc is controlled such that the voltage Vc obtained as is supplied to the laser drive unit 2.
  • the value of the output voltage Vc of the voltage control unit 22 is controlled in two steps of the operating voltage VopH shown in the equation 3 and the operating voltage Vop L shown in the equation 4.
  • the two stages are examples, and may be more, or the value of the output voltage Vc may be controlled steplessly according to the temperature.
  • the operating voltage at each temperature of the semiconductor laser 1 may be sampled in advance and held in a table or the like for each size of the required driving current (lop). If the magnitude of the drive current (lop) and the temperature of the semiconductor laser 1 at that time are specified, The operating voltage (Vop) can be obtained by referring to the table. Substituting the value into VopL of Equation 3 (or VopH of Equation 4), the voltage Vc at that time is identified.
  • the temperature detection unit 21 need not be provided exclusively on the optical head 52, power saving can be realized without the need for new components.
  • the temperature described above is assumed to be the temperature in the package of the semiconductor laser, and the temperature may change according to the temperature of the surrounding environment in which the package is disposed.
  • the temperature of the package is equal to room temperature under an environment where the drive device is not operating, for example, immediately after activation of the drive device.
  • the temperature of the package is further raised by about 10 to 20 degrees with respect to the room temperature. Therefore, the difference between the in-package temperature immediately after start-up and the in-package temperature after a lapse of a predetermined time or more may sufficiently be about 20 degrees.
  • FIG. 9 shows a circuit configuration of the temperature detection unit 21 and the voltage control unit 22.
  • the temperature detection unit 21 so far is described as “thermistor 21”.
  • voltage control unit 22 has power supply 31 and resistors 32 and 33.
  • the resistor 32 is connected in parallel with the thermistor 21.
  • One end of each of the resistor 32 and the thermistor 21 is
  • the other end of the resistor 33 is connected to the power supply 31 (voltage value Vcc).
  • FIG. 10 (a) shows the temperature characteristic of the resistance value Rth of the thermistor 21.
  • the resistance value Rth increases as the temperature decreases, and the resistance value Rth decreases as the temperature increases.
  • FIG. 10 (b) shows the temperature characteristic of the output voltage of the voltage control unit 22.
  • the resistance value of the resistor 33 is represented as R33 or the like, and the magnitude of the current flowing through the resistor 33 is represented as I, the output voltage Vc of the voltage control unit 22 is
  • Vc (R32 // Rtho) / [(R32 // Rtho) + R33] ⁇ I (Equation 5)
  • FIG. 11 shows the configuration of the laser driving unit 20.
  • the laser driver 20 can be realized as a transistor.
  • the collector terminal of the transistor 20 is connected to the voltage control unit 22 and its output voltage Vc is applied.
  • the base terminal of the transistor 20 is connected to the laser power control unit 12 and its output voltage Vk is applied.
  • the emitter terminal of the transistor 20 is connected to the anode terminal of the semiconductor laser 1.
  • VBE is the voltage between the base and the emitter
  • z is the impedance of the laser. According to Equation 6, it is understood that the current lop is controlled by the output voltage Vk of the laser power control unit 12 and not controlled by the output voltage Vc of the voltage control unit 22.
  • a method of detecting the temperature around the semiconductor laser 1 and changing the voltage Vk in the power setting unit 11 and the laser power control unit 12 is also conceivable.
  • This method is effective for adjusting the voltage Vk applied to the base terminal of the laser drive unit 20 and the drive current determined according to the voltage.
  • the voltage Vc since the voltage Vc is applied to the collector terminal of the laser drive unit 20, the voltage Vc is independent of the voltage Vk. Therefore, adjusting the voltage Vc to the lowest limit operating does not change the advantage in terms of power consumption.
  • the laser driving unit 20 is not limited to a transistor, as long as the component can control the current supplied to the semiconductor laser 1 according to the output value of the laser power control unit 20.
  • FIG. 12 shows the procedure of processing of the optical disk device 50.
  • the power setting unit 11 receives an instruction from the user etc. on the reproduction mode such as the normal reproduction mode and the fast forward reproduction mode.
  • the power setting unit 11 determines a drive current to be supplied to the semiconductor laser according to the reproduction mode, and outputs a setting instruction for obtaining the drive current.
  • the laser power control unit 12 outputs a voltage Vk for providing a drive current based on the setting instruction signal b.
  • the temperature detection unit 21 detects the ambient temperature of the semiconductor laser 1 in step S124
  • the voltage control unit 22 outputs a voltage Vc according to the ambient temperature in step S125. This voltage is a voltage sufficient for the semiconductor laser 1 to emit light, and is not excessively applied.
  • step S 126 when the laser drive current determined based on the voltage Vk flows through the semiconductor laser 1, the semiconductor laser 1 emits light.
  • step S127 it is determined whether or not the laser driving device 10 has received a predetermined time. If the predetermined time has elapsed, the process returns to step S124, and the temperature around the semiconductor laser 1 is detected. If the predetermined time has not elapsed, the process proceeds to step S128.
  • the reason for defining step S127 is to perform laser drive control more flexibly.
  • the “predetermined time” means the timing at which the temperature detection unit 21 detects the temperature, and may not necessarily be a fixed value. For example, if it is within 5 minutes after the start of the operation of the optical disc apparatus 50, the "predetermined time” can be set every 1 minute, and after 5 minutes after the operation start, the “predetermined time” can be set every 5 minutes. Since the temperature starts to rise immediately after the start of operation, the temperature of the semiconductor laser 1 is detected relatively frequently. On the other hand, since it is considered that the change in temperature generally converges about 5 minutes after the start of operation, the temperature of the semiconductor laser 1 may be detected relatively infrequently thereafter.
  • step S1208 it is determined in the laser drive device 10 whether or not the reproduction is completed.
  • the process returns to step S 126, and the laser drive unit 20 continues the flow of the drive current to the semiconductor laser 1.
  • the drive current is shut off to stop the light emission of the semiconductor laser 1 and the process is completed.
  • the determination in step S128 can be made based on, for example, whether or not the power setting unit 11 is instructed to stop the supply of power or the like.
  • the laser drive device 10 can use the voltage necessary for driving the semiconductor laser 1 without excess or deficiency. Therefore, an extremely effective power saving function can be provided in the optical head 52 having the laser driving device 10 and the optical disc device 50 on which the optical head 52 is mounted. It is preferable to apply this power saving function to, in particular, a portable optical disk apparatus etc. which has limited usable power.
  • the temperature sensor etc. generally mounted on the optical head Since it is used as the degree detection unit 21, both low temperature laser light emission and high power saving can be achieved without requiring new components.
  • the configuration according to the present embodiment in which the output voltage Vc of the voltage control unit 22 is controlled using the temperature detection unit 21 is particularly effective in a laser driving device using a blue-violet laser.
  • the first reason is that the fluctuation of the laser operating voltage of the blue-violet laser is reduced if the voltage Vc is controlled according to the change of the laser operating voltage due to the temperature whose influence of the temperature is extremely large as shown in FIG. It is because the effect to power is large.
  • the blue-violet laser requires a larger band gap for laser emission than a red laser or the like, the laser operating voltage is higher. Therefore, the power consumption of the blue-violet laser tends to increase as compared with the red laser, and the requirements for power saving and temperature rise of the device (especially at high temperature) are larger than those for the red laser.
  • the power setting unit 11 and the laser power control unit 12 are provided in the laser drive device 10. However, these may be provided outside the laser drive device 10. For example, these may be provided in the optical head 52 outside the laser drive device 10 or in the optical disk device 50 outside the optical head 52.
  • the present invention is not limited to this.
  • An IC chip may be used, or a programmable power supply may be used as a voltage control unit.
  • the present embodiment shows an example in which the power sword terminal of the semiconductor laser is grounded, the same effect can be obtained even when the anode terminal is connected to the power supply. It goes without saying that
  • a driving device of a semiconductor laser capable of suppressing the consumption of power without requiring a new component.
  • energy saving can be achieved, and further, temperature rise can be suppressed.
  • an optical disk device or the like which writes and reads data to and from an optical disk using a blue-violet laser beam is preferable, and in particular, the temperature rise of the device Portable equipment (portable optical disc device etc.) ⁇ Z suitable for which suppression of energy consumption and power saving are strictly required.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

 不要な消費電力を低減できる半導体レーザ駆動装置を提供する。  レーザ駆動装置は、半導体レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、半導体レーザの温度を検出する温度検出部と、レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、温度検出部によって検出された温度に応じて電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。これにより、不要な消費電力を低減できる。上述情報のレーザ駆動装置を有する機器では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらに機器の温度上昇を抑制することができる。                                                                         

Description

明 細 書
レーザ駆動装置、レーザ駆動装置を備えた光学ヘッドおよび光ディスク装 置
技術分野
[0001] 本発明は、半導体レーザを駆動するレーザ駆動装置に関する。より具体的には、本 発明は、光ディスク等の記録媒体にデータを書き込み、書き込まれたデータを読み 出すためのレーザ駆動装置およびそのようなレーザ駆動装置を有する機器に関する 背景技術
[0002] 半導体レーザを用いて記録媒体に情報を記録し再生する装置はこれまでに多数開 発されている。このような装置の中でも光ディスク装置は、近年の情報量の増大に対 応可能な装置として大いに注目されて 、る。
[0003] 光ディスク装置は光学ヘッドを有しており、その光学ヘッドに搭載された半導体レー ザに電流を供給して半導体レーザを発光させる。情報の再生時には、光ディスク装 置はディスク上に微弱な再生光を集光し、光ディスク上にマーク、ピット等として記録 されている情報を反射率、偏向角などにより読み出す。また情報の記録時および消 去時には、光ディスク装置は、半導体レーザに再生時よりも大きな電流を供給するこ とによって強い光量 (高パワー)で半導体レーザを発光させ、光ディスク上の材料に 物理的な変化を生じさせることにより、マーク、ピット等として情報を記録し、または存 在する情報を消去する。
[0004] 図 1は、半導体レーザを駆動するための一般的な接続構成を示す。レーザ駆動部 2は、電源 3から電圧 (Vld)が供給されると、その電源 3からの電流を半導体レーザ 1 に供給する。半導体レーザ 1は、この電流に基づいて電流の大きさに応じたパワーで 発光する。
[0005] 図 1では、レーザ駆動部 2の動作に必要な電圧を「動作電圧 Vtr」とし、半導体レー ザ 1の動作に必要な電圧を「動作電圧 Vop」として表している。なお、動作電圧 Vop は、半導体レーザ 1を発光させるために必要なアノードと力ソード間の電圧である。 [0006] 半導体レーザ 1が発光するためには、各電圧が以下の関係式を満たす必要がある [0007] Vld ≥ Vop + Vtr (式 1)
[0008] ここで、レーザ動作電圧 Vopは、半導体レーザに流す電流(レーザ駆動電流)等に 応じて変化する。
[0009] 図 2は、半導体レーザのレーザ駆動電流 レーザ発光パワー特性 A (lop— P特性 A )と、レーザ駆動電流 レーザ動作電圧特性 B (lop— Vop特性 B)とを示すグラフであ る。 Iop-P特性 Aに示されるように、半導体レーザの発光パワーはレーザ駆動電流に 応じて変化する。よって、駆動電流の値 (lop)を制御することにより、所望のパワーで 半導体レーザを発光させることができる。一方、 Iop-Vop特性 Bに示されるように、レ 一ザ動作電圧 Vopは、レーザ駆動電流に応じて動作電圧は VopOから Vop2まで変 化する。そのため、レーザ駆動部 2に電力を供給する電源の電圧が、
Vld ≥ Vop 2 + Vtr (式 2)
であれば、全電流範囲に渡って不足なくレーザを発光させることが可能である。
[0010] ところが、レーザ駆動電流 (またはレーザ動作電圧)の値とは無関係に式 2が成立 する電源電圧 Vldを常に供給すると、電力が無駄に消費されてしまう。具体的には、 レーザ駆動電流 lopが少ないとき(例えば Iop=Iopl (図 2)のとき)はレーザ動作電圧 は Voplで十分ある力 式 2はレーザ動作電圧を Vop2と想定しているため、 Iopl X ( Vop2-Vopl)分の電力が無駄に消費されることになる。
[0011] このような課題に対し、例えば特許文献 1には、レーザ駆動部に供給する電圧を、 レーザの動作電圧に応じて段階的に切り替える技術が記載されている。
[0012] 図 3は、従来の半導体レーザ駆動装置 300の機能ブロックの構成を示す。ユーザ 力もの指示に基づいて、パワー設定部 306は設定指示信号 bを出力する。設定指示 信号 bは、例えば情報の記録または再生の!/、ずれのモードで動作するかに応じて可 変とする。レーザ駆動部 302は、レーザパワー制御部 307から出力された値 (指示値 )に基づいて、半導体レーザ 301に駆動電流を流す。
[0013] 半導体レーザ 301がレーザ光を出射すると、その一部が光検出器 303に入射する 。光検出器 303は、受けた光のパワー、すなわち半導体レーザ 301の発光パワーに 応じた大きさの電流を出力する。電流電圧変 304は、光検出器 303の出力電流 を電圧信号に変換する。なお、光検出器 303と電流電圧変換器 304とによって発光 パワー検出部 305が構成され、発光パワー検出部 305から半導体レーザ 301の発光 パワーを示すパワー検出信号 aが出力される。
[0014] レーザパワー制御部 307は、パワー検出信号 aと基準電圧信号 bとが等しくなるよう にレーザ駆動部 302への指示値を制御する。この結果、レーザ駆動部 302が半導体 レーザ 301に供給するレーザ駆動電流の電流量を制御することができ、半導体レー ザ 301の発光パワー力 情報の再生および記録のそれぞれに適切に制御される。
[0015] 一方、動作電圧検出部 308は半導体レーザ 301の動作電圧値 Vopを検出し、電 圧選択部 309に送る。電圧選択部 309は、動作電圧検出部 308で検出されたレー ザ動作電圧 Vopの電圧値に応じて、レーザ駆動部 302に供給する電圧 Vcを選択し 、その結果を電圧制御部 310に送る。電圧制御部 310は、例えば DC/DCコンパ一 タにより構成されており、選択された電圧 Vcをレーザ駆動部 302に供給する。
[0016] ここで図 4を参照しながら、電圧選択部 309における電圧 Vcの選択方法の例を説 明する。図 4は、従来の電圧選択処理の判断手順を示す。
[0017] ステップ S41において、電圧選択部 309は現在の動作電圧 Vopと第一の電圧 Vop 1とを比較する。比較の結果、動作電圧 Vopが所定電圧 Vopl以上のときはステップ S42に進み、動作電圧 Vopが所定電圧 Vopl以上のときにはステップ 43に進む。
[0018] ステップ S42では、電圧選択部 309は、動作電圧 Vopとして想定される最大 Vop2 に対応した電圧 Vc=Vop2+Vtrを選択する。一方、ステップ S43では、電圧選択部 309は¥。=¥0 1 +¥ を選択する。これにより、不要な消費電力を低減することが できる。
特許文献 1 :日本国特開 2000— 244052号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0019] し力しながら、従来の構成には、半導体レーザの動作電圧を検出するための専用 の構成要素(図 3における動作電圧検出部 308等)が必要であり、コストアップにもつ ながるという課題がある。また半導体レーザが搭載される光学ヘッド上には、そのよう な構成要素を設置するための空間が必要になるため、小型化に限界がある。
[0020] さらに、レーザ駆動部に供給する電圧 Vcを段階的に切り替えるため、常に最適な 電圧 Vcを供給することは困難であった。その理由は、電圧 Vcを切り替えるために考 えられる方法、具体的には所定の電圧を分圧してその分圧比を可変とする方法を採 用すると、電圧 Vcを切り替える段数に応じた数の抵抗が必要となり、現実的には数 段階の切り替えしか実現できな 、からである。
課題を解決するための手段
[0021] 本発明の目的は、専用の構成要素を必要とせずに、不要な消費電力を低減できる 半導体レーザ駆動装置を提供することである。
[0022] 本発明によるレーザ駆動装置は、レーザを発光させるための駆動電流を供給する レーザ駆動部と、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に 対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出され た温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備え ている。
[0023] 前記レーザ駆動装置は、前記レーザ駆動部への指示値を制御して前記レーザ駆 動部から供給される駆動電流を調整することにより、前記レーザを所定の発光パワー で発光させるパワー制御部をさらに備えて 、てもよ 、。
[0024] 前記レーザ駆動装置は、前記レーザを発光させる光量に応じて基準電圧の設定を 指示する設定部をさらに備えていてもよい。
[0025] 前記レーザ駆動装置は、前記レーザの発光パワーに応じた値を検出して、前記値 に対応する信号を出力する発光パワー検出部をさらに備えて 、る。前記パワー制御 部は、前記発光パワー検出部から出力された信号の電圧および前記基準電圧に基 づ 、て前記レーザ駆動部への指示値を制御し、前記信号の電圧と前記基準電圧と を一致させてもよい。
[0026] 前記レーザが動作するために必要な動作電圧と駆動電流間の特性は温度に応じ て異なっている。前記電圧制御部は、前記駆動電流および前記特性に基づいて前 記電源電圧の電圧値を決定してもよ 、。
[0027] 前記動作電圧は前記温度が低!、ほど高ぐ前記電圧制御部は、前記温度が低 ヽ ほど高 、電源電圧を供給してもよ ヽ。
[0028] 前記レーザ駆動部は、波長力 OOnmから 430nmまでの範囲に含まれるレーザを 発光させるための駆動電流を出力してもよい。
[0029] 本発明による光学ヘッドは、記録媒体の情報記録面に対して、データの書き込み および Zまたは読み出しを行うために用いられる。前記光学ヘッドは、レーザと、レー ザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、前記レーザからの光 を前記情報記録面に集光する対物レンズと、前記情報記録面によって反射された光 を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有している。前記レーザ駆動装 置は、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に対して電源 電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に 応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。
[0030] 本発明による光ディスク装置は、光ディスクの情報記録面に対して、データの書き 込みおよび Zまたは読み出しを行うために用いられる。前記光ディスク装置は、前記 光ディスクに光を放射し、前記情報記録面からの反射光に基づ 、てサーボ信号を生 成して出力する光学ヘッドと、前記光学ヘッドから出力されたサーボ信号に基づいて 、前記光の焦点位置を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、前 記制御信号に基づ!/、て駆動信号を生成する駆動回路とを有して!/、る。前記光学へッ ドは、レーザと、レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、 前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、前記駆動信号に基 づ 、て前記対物レンズの位置を調整するァクチユエータと、前記情報記録面によつ て反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有している。さら に、前記レーザ駆動装置は、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レー ザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によ つて検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制 御部とを備えている。
[0031] 本発明によるレーザ駆動方法は、レーザを発光させるための駆動電流を供給する ステップと、前記レーザの温度を検出するステップと、前記駆動電流を供給するステ ップを実行する際に電源電圧を供給するステップであって、検出された前記温度に 応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力するステップとを包含する。
発明の効果
[0032] 本発明によれば、新たな構成要素を必要とすることなく電力の消費を抑えることが 可能な半導体レーザの駆動装置が提供される。本発明による駆動装置を有する機器 では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらには温度上昇を抑制することが できる。このような機器としては、青紫色レーザ光を用いて光ディスクに対してデータ を書き込みおよび読み出す光ディスク装置等が好適であり、特に、機器の温度上昇 の抑制および省電力化が厳しく要求される携帯型機器 (携帯型光ディスク装置等)に 好適である。
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]半導体レーザを駆動するための一般的な接続構成を示す図である。
[図 2]半導体レーザのレーザ駆動電流 レーザ発光パワー特性 A (lop— P特性 A)と、 レーザ駆動電流 レーザ動作電圧特性 B (lop— Vop特性 B)とを示すグラフである。
[図 3]従来の半導体レーザ駆動装置 300の機能ブロックの構成を示す図である。
[図 4]従来の電圧選択処理の判断手順を示す図である。
[図 5]本発明の実施形態による光ディスク装置 50の機能ブロックの構成を示す図であ る。
[図 6]本発明の実施形態によるレーザ駆動装置 10の機能ブロックの構成を示す図で める。
[図 7]レーザパワー制御部 12の機能ブロックの構成を示す図である。
[図 8]青紫色半導体レーザの温度に応じたレーザ駆動電流 レーザ動作電圧特性 (I op-Vop特性)を示すグラフである。
[図 9]温度検出部 21および電圧制御部 22の回路構成を示す図である。
[図 10] (a)はサーミスタ 21の抵抗値 Rthの温度特性を示すグラフであり、 (b)は電圧 制御部 22の出力電圧の温度特性を示すグラフである。
[図 11]レーザ駆動部 20の構成を示す図である。
[図 12]光ディスク装置 50の処理の手順を示すフローチャートである。
符号の説明 [0034] 1 半導体レーザ
7 受光部
8 電流電圧変換器
10 レーザ駆動装置
11 パワー設定部
12 レーザパワー制御部
20 レーザ駆動部
21 温度検出部
22 電圧制御部
24 発光パワー検出部
50 光ディスク装置
52 光学ヘッド
54 制御信号生成部
56 駆動回路
58 再生処理部
60 光ディスク
発明を実施するための最良の形態
[0035] 以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
[0036] 図 5は、本実施形態による光ディスク装置 50の機能ブロックの構成を示す。光ディ スク装置 50は、光ディスク 60に対してデータの書き込みおよび Zまたは読み出しを 行うことができる。光ディスク装置 50は、例えば光ディスクに記録された映画を再生す る携帯型のビデオ再生機器や、光ディスクに映像および音声を記録するカムコーダ である。
[0037] 光ディスク 60は、例えば BD (Blu— Ray Disc)が想定される。なお、本明細書では 光ディスクを挙げて説明する力 他には、例えば光学的にデータを読み取りおよび書 き込み可能なカードなどの光学式情報記録媒体にも適用できる。
[0038] 光ディスク装置 50は、光学ヘッド 52と、制御信号生成部 54と、駆動回路 56と、再 生処理部 58とを備えている。 [0039] 光学ヘッド 52は、光ディスク 60に対してレーザ光を放射し、その反射光を受け取る 光学系を有している。光学ヘッド 52は、光の焦点位置を光ディスク 60の半径方向お よび垂直方向に変化させて、光ディスク 60のトラック上に正確に位置させるための制 御を行う。そして、その制御が行われているときに、光ディスク 60に対してデータの書 き込みおよび Zまたは読み出しを行う。光学ヘッド 52の構成は後に詳述する。なお、 図 5には光ディスク 60を記載している力 これは説明の便宜のためであり、光ディスク 装置 50の構成要素ではないことに留意されたい。光ディスク 60は光ディスク装置 50 に装填され、光ディスク装置 50から取り出される。
[0040] 制御信号生成部 54は、例えば、光学ヘッド 52から出力されたトラッキングエラー信 号 (TE信号)、フォーカスエラー信号 (FE信号)等のサーボ信号に基づいて、レーザ 光の光スポットと光ディスク 60のトラックとの半径方向および垂直方向の位置関係を 制御するための制御信号を生成する。制御信号生成部 54から出力された制御信号 は駆動回路 56に与えられる。駆動回路 56は、受け取った制御信号に基づいて駆動 信号を生成し、後述のァクチユエータ 5または光学ヘッド 52の移送台(図示せず)に 印加する。これらはそれぞれ、対物レンズ 4または光学ヘッド 52全体を光ディスク 60 の半径方向および垂直方向に移動させることによって、レーザ光の光スポットと光デ イスク 60のトラックとの位置関係を調整する。再生処理部 58は、フォーカス制御、トラ ッキング制御等のサーボ制御が安定して行われて 、るとき、光ディスク 60からの反射 光に対して所定の再生処理を行い、再生の対象となる映像および音声の各信号を 出力する。
[0041] 次に、光学ヘッド 52の構成を説明する。光学ヘッド 52は、半導体レーザ 1と、ビー ムスプリッタ 2と、コリメートレンズ 3と、対物レンズ 4と、ァクチユエータ 5と、回折素子 6 と、受光部 7および 19と、電流電圧変換器 8と、信号処理部 9と、レーザ駆動装置 10 と、集光レンズ 18とを有する。
[0042] 半導体レーザ 1は、例えば、波長が 405nmの青紫レーザ光を出力する光源である 。この波長の値は厳密でなくてもよぐ例えば 400nmから 415nmの範囲や、 400nm 力 430nmの範囲であればよ!、。 405士 5nmの範囲であればより好まし!/、。
[0043] ビームスプリッタ 2は、光の一部を透過し、その残りを反射する。コリメートレンズ 3は 、半導体レーザ 1からの光を平行光に変換する。対物レンズ 4は、半導体レーザ 1か ら放射されたレーザ光を集束させ、所定の距離の位置に焦点を形成する。回折素子 6は、光ディスク 60から反射された光を受け取って、所定の回折領域によってその一 部を回折させる。
[0044] 受光部 7は複数の受光領域を有しており、その受光領域の各々は受光した光の光 量に応じた大きさの光電流を出力する。信号処理部 9は、光電流に基づいてトラツキ ングエラー信号 (TE信号)、フォーカスエラー信号 (FE信号)、再生信号等を生成す る。 TE信号は、光ディスク 60の半径方向に関する、レーザ光の光スポット位置と光デ イスク 60の所望のトラックとのずれを表す。 FE信号は、光ディスク 60の垂直方向に関 する、レーザ光の光スポット位置と光ディスク 60の情報記録面とのずれを表す。
[0045] 集光レンズ 18には、半導体レーザ 1から放射された光の一部が入射し、受光部 19 に光ビーム^^光させる。受光部 19は、受光した光量に応じた大きさの光電流を出 力する。電流電圧変換器 8は、受光部 19から出力された光電流を電圧に変換し、パ ヮー検出信号 aとして出力する。
[0046] 次に、この光学ヘッド 52において行われる処理を光の経路にそって説明する。半 導体レーザ 1から放射された光の大半は、ビームスプリッタ 2を透過し、コリメートレン ズ 3で平行光へと変換されて対物レンズ 4に入射し、対物レンズ 4により光ディスク 60 の情報記録面に集光される。
[0047] 光ディスク 60で反射された光は、再び対物レンズ 4、コリメートレンズ 3を経て、ビー ムスプリッタ 2に入射する。ビームスプリッタ 2で反射された光は回折素子 6に入射し、 そこで回折により複数の光が得られる。受光部 7の各受光領域は回折素子 6で分割さ れた光を受光する。各受光領域は受光量に応じた光電流を出力する。
[0048] 受光部 7から出力された光電流は、信号処理部 9に送られる。信号処理部 9は、光 電流に基づ!、て TE信号および FE信号を生成する。 TE信号および FE信号に基づ V、て制御信号生成部 54にお 、て制御信号が生成され、トラッキング制御およびフォ 一カス制御が実現される。なお、どのように FE信号および TE信号を生成し、それら の信号に基づ 、てどのように対物レンズ 4および光学ヘッド 52の位置を調整するか については周知であるため、その説明はここでは省略する。 [0049] 一方、半導体レーザ 1から放射された光の一部は、ビームスプリッタ 2で反射され、 集光レンズ 18に入射し、集光レンズ 18によって受光部 19に集光される。受光部 19 カゝら出力された光電流は電流電圧変 8に送られる。光電流は電流電圧変 8 において電圧に変換されて、レーザ駆動装置 10に送られ、レーザ駆動装置 10はそ の光量に基づ 、て半導体レーザ 1に流す電流量および電圧値を制御する。
[0050] 次に、図 6を参照しながら、レーザ駆動装置 10の詳細な構成を説明する。図 6は、 本実施形態によるレーザ駆動装置 10の機能ブロックの構成を示す。図 6では、受光 部 19および電流電圧変 8をまとめて、発光パワー検出部 24として示している。
[0051] レーザ駆動装置 10は、パワー設定部 11と、レーザパワー制御部 12と、レーザ駆動 部 20と、温度検出部 21と、電圧制御部 22とを有する。
[0052] これらの構成要素のうちのレーザ駆動部 20は、レーザパワー制御部 12から出力さ れた値 (指示値)に基づいて、半導体レーザ 1に駆動電流を流す。そこで、レーザパ ヮー制御部 12に関連する構成要素を説明し、その後、電圧制御部 22に関連する構 成要素を説明する。
[0053] まずレーザパワー制御部 12は、パワー設定部 11から設定指示信号 bを受け取る。
設定指示信号 bは、ユーザ力 の指示等に基づいて出力される。例えば、設定指示 信号 bは、光ディスク装置 50が情報の記録および再生の両方が可能な機器であれ ば、ユーザが選択した動作 (記録動作または再生動作)に対応するパワーを設定す る指示 (基準電圧)を含む。または設定指示信号 bは、光ディスク装置 50が再生専用 の機器であるとき、またはカムコーダにおいて再生を行うときには、ユーザが選択した 再生動作 (通常再生動作、早送り再生動作等)に対応するパワーを設定する指示( 基準電圧)を含む。
[0054] ここで図 7を参照しながら、パワー設定部 11およびレーザパワー制御部 12の具体 的な構成を説明する。図 7は、パワー設定部 11とレーザパワー制御部 12の機能プロ ックの構成を示す。パワー設定部 11は、第 1基準電圧源 121aおよび第 2基準電圧 源 121bと、スィッチ 122とを有する。第 1基準電圧源 121aおよび第 2基準電圧源 12 lbは、それぞれ、例えば光ディスク 60への情報の記録および再生に必要な発光パ ヮーを得るための基準電圧を与えることが可能な電圧源である。スィッチ 122は、記 録または再生に応じて!/、ずれかの電圧源を差動増幅器 123に接続する。
[0055] レーザパワー制御部 12は差動増幅器 123を有し、差動増幅器 123は、電流電圧 変翻 8と接続され、電圧値によって表されたパワー検出信号 aを受け取る。また差 動増幅器 123は、第 1基準電圧源 121aおよび第 2基準電圧源 121bの一方と接続さ れて動作の基準となる基準電圧を受け取る。
[0056] 差動増幅器 123は、パワー検出信号 aに対応する電圧と、設定指示信号 bに対応 する、パワー設定部 11内の電圧源からの基準電圧を受け取り、その差が演算され増 幅された後、電圧信号 Vkとして出力され、レーザ駆動部 20に送られる。この電圧信 号 Vkは、レーザ駆動部 20が半導体レーザ 1に流す駆動電流を調整するための電圧 として利用される。すなわち、レーザパワー制御部 12は、半導体レーザ 1を発光させ るための駆動電流の電流量 (電流値)を制御しているといえる。なお、半導体レーザ 1 が発光している間は、パワー検出信号 aが常にレーザパワー制御部 12に送られ、ノ ヮー検出信号 aに基づくパワー制御が行われるため、レーザパワー制御部 12は、 ヮー検出信号 aと基準電圧信号とを一致させるように動作する。この結果、レーザ駆 動部 20が半導体レーザ 1に供給する駆動電流の電流量を制御 (調整)することがで き、半導体レーザ 1の発光パワーが動作に必要な強さになるよう適切に制御される。 なお、図 7に示すレーザパワー制御部 12の構成は例であり、この態様に限られること はない。
[0057] 続いて、再び図 6を参照しながら温度検出部 21および電圧制御部 22を説明する。
温度検出部 21は、半導体レーザ 1の周囲温度を検出して、検出した温度に応じた情 報を電圧制御部 22に与える。後述のように、本実施形態においては温度検出部 21 はサーミスタである。サーミスタは温度に応じて抵抗値が変化するため、その抵抗値 の変化が電圧制御部 22に対して与えられる情報となる。なお、図 6においては、温度 検出部 21は半導体レーザ 1と離れて配置されている力 これは記載の便宜のためで ある。温度検出部 21は、例えば半導体レーザ 1のパッケージの近傍に配置される。
[0058] 以下に説明するように、上述の温度検出部 21は半導体レーザ 1の駆動に際して主 要な役割を果たす。しかし、温度検出部 21は本発明を実施化するための専用の構 成要素である必要はない。半導体レーザを用いた一般の装置、例えば光学ヘッドお よびそのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置では、以下に例示するような他の目 的のため、既に温度を検出する素子を搭載しているからである。したがって、本実施 形態による温度検出部 21は、既に存在する光学ヘッドの構成要素を流用していると いえる。したがって、温度検出部 21は必ずしもレーザ駆動装置 10内に設けられてい る必要はない。換言すれば、レーザ駆動装置 10は必ずしも温度検出部 21をその構 成要素として含んでいる必要はない。温度検出部 21が光学ヘッド 52内に設けられて いればよい。
[0059] 温度検出素子が光学ヘッド上に搭載される例は以下のとおりである。すなわち、半 導体レーザは高温動作において破壊または劣化の恐れがあるため、高温時には再 生または記録の動作を中止させる必要がある。そこで温度検出素子が設けられ、半 導体レーザの周囲温度を検出して、その保護を図るために利用される。
[0060] また、光ディスク装置では、情報の再生または記録に最適な発光パワーやレーザ光 の最適な記録ストラテジは、一般には温度によって異なっている。そのため、温度検 出素子が設けられ、検出された温度に応じて、発光パワーまたは記録ストラテジを補 正するために利用される(例えば、日本国特開平 7— 182721号公報や日本国特開 2 001— 297437号公報)。
[0061] 電圧制御部 22はレーザ駆動部 2に対して電源電圧 Vcを供給する。電源電圧 Vcは レーザ駆動部 20および半導体レーザ 1の駆動に必要な電源である。より詳しくは、電 圧制御部 22は、温度検出部 21によって検出された温度に応じて、レーザ駆動部 2に 供給する電圧 Vcを適応的に変化させる。電圧制御部 22は、比較的低温のときには 電圧 Vcを上げるように制御し、比較的高温のときには電圧 Vcを下げるように制御す る。
[0062] ここで、温度検出部 21および電圧制御部 22の動作の原理を説明するために、半 導体レーザ 1を含む一般的なレーザ光源の動作電圧の温度依存性を説明する。波 長が 400— 430nmの青紫色レーザでは、低温になるに従ってレーザ動作電圧が高 くなることが知られている(例えば、「月刊ォプトロ-タス」, 2003年 5月号,ォプトロ- タス社, P121)。図 8は、青紫色半導体レーザの温度に応じたレーザ駆動電流 レー ザ動作電圧特性 (lop— Vop特性)を示すグラフである。半導体レーザの動作電圧は 温度に大きく依存している。
[0063] 具体的には、半導体レーザのパッケージ内の温度が比較的高いとき(例えば摂氏 4 0度程度のとき)は、レーザ動作電圧 (Vop)は比較的低 、値 (VopH)以下に収まる。 一方、半導体レーザのノ ッケージ内の温度が比較的低いとき(例えば摂氏 20度程度 のとき)、レーザ動作電圧は急激に高くなり、その値は先の VopHの値よりも大きくな る。図 2のレーザ駆動電流 レーザ発光パワー特性 A (lop— P特性 A)に示すように、 半導体レーザ 1の発光パワー(P)が特定されると、そのパワーを与える駆動電流 (lop )が特定される。しかし、その駆動電流 (lop)を得るための動作電圧 (Vop)の値は、 半導体レーザ 1の温度に応じて異なっている。
[0064] これらの事実を考慮して、本実施形態においては、電圧制御部 22は、温度検出部 21において検出した温度に応じて以下のように動作する。すなわち、高温時には電 圧制御部 22は、
Vc = VopH + Vtr (式 3)
として得られる電圧 Vcがレーザ駆動部 2に供給されるように出力電圧 Vcを制御する 。式 3において" Vtr"とは、レーザ駆動部 2の動作に必要な電圧である。同様に、低 温時には
Vc = VopL + Vtr (式 4)
として得られる電圧 Vcがレーザ駆動部 2に供給されるように出力電圧 Vcを制御する 。各電圧値の具体例は、 VopH =4. 5V、 VopL=6. 5V、 Vtr= 2Vである。
[0065] 低温および高温の ヽずれでも確実に動作させる観点からすれば式 4で示す Vcを常 に供給すればよい。しかし、高温時に式 3により得られる電圧 Vcを供給することにより 、(VopL- VopH) X lop分の電力の低減が可能となる。
[0066] なお本明細書では、式 3に示す動作電圧 VopH、および、式 4に示す動作電圧 Vo pLの 2段階で、電圧制御部 22の出力電圧 Vcの値を制御している。しかし 2段階は例 であり、より多くてもよいし、温度に応じて無段階に出力電圧 Vcの値を制御してもよい 。後者の制御は、例えば必要とされる駆動電流 (lop)の大きさごとに、半導体レーザ 1の各温度における動作電圧を予めサンプリングしてテーブル等に保持しておけば よい。駆動電流 (lop)の大きさとそのときの半導体レーザ 1の温度が特定されれば、 そのテーブルを参照して動作電圧 (Vop)を取得できる。その値を式 3の VopL (また は式 4の VopH)に代入すれば、そのときの電圧 Vcが特定される。
[0067] 上述のように、温度検出部 21は光学ヘッド 52上に専用で設ける必要はないので、 新たな構成要素を必要とせずに、省電力を実現できる。
[0068] なお、上述の温度は、半導体レーザのパッケージ内の温度であるとしている力 こ の温度はパッケージが配設される周辺環境の温度に応じて変化しうる。パッケージが 光ディスク装置等のドライブ装置内に設けられると、ドライブ装置が動作していなかつ た環境下、例えばドライブ装置の起動直後ではパッケージの温度は室温と同等であ る。しかし、ドライブ装置が起動して所定時間が経過した後は、パッケージの温度は 室温に対してさらに 10— 20度程度は高くなる。よって、起動直後のパッケージ内温 度と、一定時間以上時間が経過した後のパッケージ内温度との差が 20度程度になる ことは十分生じうる。
[0069] 次に、上述の動作を実現するための構成を説明する。図 9は、温度検出部 21およ び電圧制御部 22の回路構成を示す。図 9においては、これまでの温度検出部 21は「 サーミスタ 21」として記述して 、る。
[0070] 一方、電圧制御部 22は、電源 31と、抵抗 32および 33とを有する。抵抗 32はサーミ スタ 21と並列的に接続されている。抵抗 32およびサーミスタ 21のそれぞれの一端は
、抵抗 33の一端に接続されている。この接続線路中から、電圧制御部 22の電圧 Vc が取り出され出力される。抵抗 32およびサーミスタ 21の他端は設置されている。一方
、抵抗 33の他端には電源 31 (電圧値 Vcc)が接続される。
[0071] 図 10 (a)は、サーミスタ 21の抵抗値 Rthの温度特性を示す。サーミスタ 21は、温度 が下がると抵抗値 Rthは上がり、温度が上がると抵抗値 Rthは下がる。
[0072] 一方、図 10 (b)は、電圧制御部 22の出力電圧の温度特性を示す。抵抗 33の抵抗 値を R33などと表し、抵抗 33を流れる電流の大きさを Iと表すと、電圧制御部 22の出 力電圧 Vcは、
Vc = (R32//Rtho)/[(R32//Rtho)+R33] · I (式 5)
として得られる。図 10 (b)によれば、温度が下がると出力電圧 Vcは上がり、温度が上 力 Sると出力電圧 Vcは下がることが理解される。 [0073] 次に、図 6に示すレーザ駆動部 20の具体的な構成を説明する。図 11は、レーザ駆 動部 20の構成を示す。レーザ駆動部 20はトランジスタとして実現できる。トランジスタ 20のコレクタ端子は電圧制御部 22と接続され、その出力電圧 Vcが印加される。トラ ンジスタ 20のベース端子はレーザパワー制御部 12と接続され、その出力電圧 Vkが 印加される。トランジスタ 20のェミッタ端子は半導体レーザ 1のアノード端子と接続さ れる。ベース端子力 ェミッタ端子を経て半導体レーザ 1に流れる電流 lopは、 lop = (Vk-VBE) /z (式 6)
として得られる。なお「VBE」はベース-エミッタ間の電圧、 zはレーザのインピーダン スである。式 6によれば、電流 lopはレーザパワー制御部 12の出力電圧 Vkによって 制御され、電圧制御部 22の出力電圧 Vcによっては制御されていないことが理解され る。
[0074] なお、記録および Zまたは再生の品質を改善する目的で、半導体レーザ 1の周辺 温度を検出して、パワー設定部 11およびレーザパワー制御部 12における電圧 Vkを 変化させる手法も考えられる。この手法は、レーザ駆動部 20のベース端子に印加さ れる電圧 Vkおよびその電圧に応じて定まる駆動電流の調整のために有効である。 一方、電圧 Vcはレーザ駆動部 20のコレクタ端子に印加されるため、先の電圧 Vkと は独立している。よって電圧 Vcを調整して動作する最低限度に調整することが電力 消費に関して有利であることに変わりはない。なお、レーザ駆動部 20はトランジスタ に限るものではなぐレーザパワー制御部 20の出力値に応じて半導体レーザ 1に供 給する電流を制御できる構成要素であればょ 、。
[0075] 次に、図 12を参照しながら、上述の原理に基づいて動作する光ディスク装置 50の 処理を説明する。図 12は、光ディスク装置 50の処理の手順を示す。
[0076] まず光ディスク装置 50の動作開始等に合わせて、ステップ S121において、パワー 設定部 11はユーザ等から通常再生モード、早送り再生モード等の再生モードの指 示を受け取る。次のステップ S 122では、パワー設定部 11はその再生モードに応じて 半導体レーザに供給する駆動電流を決定し、その駆動電流を得るための設定指示 を出力する。ステップ S 123では、レーザパワー制御部 12は、設定指示信号 bに基づ いて駆動電流を与えるための電圧 Vkを出力する。 [0077] 一方、ステップ S124において、温度検出部 21が半導体レーザ 1の周辺温度を検 出すると、ステップ S125において電圧制御部 22は周辺温度に応じた電圧 Vcを出力 する。この電圧は、半導体レーザ 1が発光するために必要十分な電圧であり、過剰に は印加されない。ステップ S 126では、レーザ駆動部 20は、電圧 Vkに基づいて決定 されるレーザ駆動電流を半導体レーザ 1に流すと、半導体レーザ 1が発光する。
[0078] ステップ S127では、レーザ駆動装置 10において所定時間が経過した力否かが判 断される。所定時間が経過していればステップ S124に戻り、半導体レーザ 1の周辺 温度を検出する。所定時間が経過していなければ、ステップ S 128に進む。
[0079] このステップ S127を規定した理由は、より柔軟にレーザ駆動制御を行うためである 。「所定時間」とは温度検出部 21において温度を検出するタイミングを意味しており、 必ずしも固定値でなくてもよい。例えば光ディスク装置 50の動作開始後 5分以内であ れば、「所定時間」を 1分ごとに設定し、動作開始後 5分以降は「所定時間」を 5分ごと に設定することができる。動作開始直後は温度が上昇し始めるため、比較的高い頻 度で半導体レーザ 1の温度を検出する。一方、動作開始から 5分程度経過すると温 度の変化は概ね収束すると考えられるため、その後は比較的少ない頻度で半導体レ 一ザ 1の温度を検出すればよい。
[0080] ステップ S128においては、レーザ駆動装置 10において再生終了か否かが判断さ れる。再生を継続するときには、ステップ S126に戻り、レーザ駆動部 20は半導体レ 一ザ 1に駆動電流を流し続ける。一方再生終了時には、駆動電流を遮断して半導体 レーザ 1の発光を停止し処理が終了する。なお、ステップ S128の判断は、例えばパ ヮー設定部 11に対してパワーの供給停止等の指示が与えられる力否かで判断する ことができる。
[0081] 以上の処理の手順を経ることにより、レーザ駆動装置 10は半導体レーザ 1の駆動 に必要な電圧を過不足なく利用することができる。よって、レーザ駆動装置 10を有す る光学ヘッド 52や、その光学ヘッド 52を搭載した光ディスク装置 50においては、極 めて有効な省電力機能を提供することができる。この省電力機能は、特に使用可能 な電力に制限のある携帯用光ディスク装置等に適用することが好適である。
[0082] 以上説明した構成によれば、光学ヘッドに一般的に搭載される温度センサ等を温 度検出部 21として用いるので、新たな構成要素を必要とすることなぐ低温でのレー ザ発光と高温での省電力の両方が可能となる。
[0083] なお、温度検出部 21を用いて電圧制御部 22の出力電圧 Vcを制御する本実施形 態による構成は、青紫色レーザを用いたレーザ駆動装置において特に効果が大きい 。その理由は、第 1に、青紫色レーザのレーザ動作電圧の変動は、図 8に示すように 温度の影響が非常に大きぐ温度によるレーザ動作電圧の変化に対応して電圧 Vc を制御すると省電力への効果が大きいからである。第 2に、青紫色レーザは赤色レー ザ等に比べて、レーザ発光に必要なバンドギャップが大きいため、レーザ動作電圧 は高くなる。よって、赤色レーザと比べると青紫色レーザの消費電力は増える傾向に あり、省電力および機器の温度上昇 (特に高温時)に対する要求が赤色レーザの場 合以上に大きいからである。
[0084] また図 6では、パワー設定部 11およびレーザパワー制御部 12はレーザ駆動装置 1 0内に設けられるとしている。しかし、これらはレーザ駆動装置 10の外部に設けられて いてもよい。例えば、これらはレーザ駆動装置 10外部の光学ヘッド 52内に設けられ てもよいし、光学ヘッド 52外部の光ディスク装置 50内に設けられてもよい。
[0085] なお、本実施の形態において、サーミスタ 31と抵抗 32、 33を組み合わせて、温度 検出部 21と電圧制御部 22を構成する例を示したが、これに限るものではなぐサーミ スタ 21として ICチップを用いてもよいし、電圧制御部として、プログラミング可能な電 源を用いてもよい。
[0086] また、本実施の形態にお!、ては、半導体レーザの力ソード端子が接地されて 、る例 を示したが、アノード端子が電源に接続される場合でも、同様の効果を得られること は言うまでもない。
産業上の利用可能性
[0087] 本発明によれば、新たな構成要素を必要とすることなく電力の消費を抑えることが 可能な半導体レーザの駆動装置が提供される。本発明による駆動装置を有する機器 では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらには温度上昇を抑制することが できる。このような機器としては、青紫色レーザ光を用いて光ディスクに対してデータ を書き込みおよび読み出す光ディスク装置等が好適であり、特に、機器の温度上昇 の抑制および省電力化が厳しく要求される携帯型機器 (携帯型光ディスク装置等) \Z 好適である。

Claims

請求の範囲
[1] レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度 検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力 する電圧制御部と
を備えたレーザ駆動装置。
[2] 前記レーザ駆動部への指示値を制御して前記レーザ駆動部力 供給される駆動 電流を調整することにより、前記レーザを所定の発光パワーで発光させるパワー制御 部をさらに備えた、請求項 1に記載のレーザ駆動装置。
[3] 前記レーザを発光させる光量に応じて基準電圧の設定を指示する設定部をさらに 備えた、請求項 2に記載のレーザ駆動装置。
[4] 前記レーザの発光パワーに応じた値を検出して、前記値に対応する信号を出力す る発光パワー検出部をさらに備え、
前記パワー制御部は、前記発光パワー検出部から出力された信号の電圧および前 記基準電圧に基づ 、て前記レーザ駆動部への指示値を制御し、前記信号の電圧と 前記基準電圧とを一致させる、請求項 2に記載のレーザ駆動装置。
[5] 前記レーザが動作するために必要な動作電圧と駆動電流間の特性は温度に応じ て異なっており、
前記電圧制御部は、前記駆動電流および前記特性に基づ!ヽて前記電源電圧の電 圧値を決定する、請求項 4に記載のレーザ駆動装置。
[6] 前記動作電圧は前記温度が低いほど高ぐ
前記電圧制御部は、前記温度が低いほど高い電源電圧を供給する、請求項 5にレ 一ザ駆動装置。
[7] 前記レーザ駆動部は、波長が 400nm力 430nmまでの範囲に含まれるレーザを 発光させるための駆動電流を出力する、請求項 1にレーザ駆動装置。
[8] 記録媒体の情報記録面に対して、データの書き込みおよび Zまたは読み出しを行 うための光学ヘッドであって、 レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、
前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、
前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受 光部とを有し、
前記レーザ駆動装置が、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度 検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力 する電圧制御部とを備えた光学ヘッド。
[9] 光ディスクの情報記録面に対して、データの書き込みおよび Zまたは読み出しを行 うための光ディスク装置であって、
前記光ディスクに光を放射し、前記情報記録面からの反射光に基づ 、てサーボ信 号を生成して出力する光学ヘッドと、
前記光学ヘッドから出力されたサーボ信号に基づ 、て、前記光の焦点位置を制御 するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動回路とを有し、
前記光学ヘッドは、
レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、 前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、
前記駆動信号に基づいて前記対物レンズの位置を調整するァクチユエータと、 前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する 受光部とを有し、
前記レーザ駆動装置は、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温 度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出 力する電圧制御部とを備えている、光ディスク装置。
[10] レーザを発光させるための駆動電流を供給するステップと、
前記レーザの温度を検出するステップと、
前記駆動電流を供給するステップを実行する際に電源電圧を供給するステップで あって、検出された前記温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する ステップと
を包含するレーザ駆動方法。
PCT/JP2004/016929 2003-11-18 2004-11-15 レーザ駆動装置、レーザ駆動装置を備えた光学ヘッドおよび光ディスク装置 WO2005050800A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/595,693 US20090040904A1 (en) 2003-11-18 2004-11-15 Laser Driving Device, Optical Head Incorporating Laser Driving Device, and Optical Disk Apparatus
JP2005515598A JPWO2005050800A1 (ja) 2003-11-18 2004-11-15 レーザ駆動装置、レーザ駆動装置を備えた光学ヘッドおよび光ディスク装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-387889 2003-11-18
JP2003387889 2003-11-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005050800A1 true WO2005050800A1 (ja) 2005-06-02

Family

ID=34616172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/016929 WO2005050800A1 (ja) 2003-11-18 2004-11-15 レーザ駆動装置、レーザ駆動装置を備えた光学ヘッドおよび光ディスク装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090040904A1 (ja)
JP (1) JPWO2005050800A1 (ja)
CN (1) CN100452581C (ja)
TW (1) TWI319571B (ja)
WO (1) WO2005050800A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007058981A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Pioneer Electronic Corp レーザ駆動装置、情報記録装置及び情報再生装置
JP2007334972A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Hitachi Ltd 光ディスク装置、および、情報記録方法
JP2008159909A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ駆動回路
WO2021199918A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 駆動装置、発光装置、および駆動方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204538461U (zh) * 2015-04-09 2015-08-05 西安华科光电有限公司 一种激光器驱动电路
CN105242739B (zh) * 2015-10-30 2017-08-04 江苏奥雷光电有限公司 一种偏置电流温控方法
CN105784199B (zh) * 2016-03-17 2019-06-14 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN109842216A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 北京中诺智电科技有限公司 一种远距离激光无线充电发射装置
CN109524877A (zh) * 2018-12-26 2019-03-26 深圳市杰普特光电股份有限公司 控制装置、控制方法及激光设备
US11079432B2 (en) * 2019-02-19 2021-08-03 Nxp B.V. Integrated laser voltage probe pad for measuring DC or low frequency AC electrical parameters with laser based optical probing techniques

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02109384A (ja) * 1988-10-18 1990-04-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザの光出力安定化装置
JPH09260720A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Nec Corp 高速apc回路
JP2000244053A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Fujitsu Ltd 光出力制御回路
JP2001084627A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Toshiba Corp 光ディスク装置と半導体レーザ発振器の制御方法
JP2002141617A (ja) * 2000-11-07 2002-05-17 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子とそれを含む光学装置
JP2002217836A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Oki Electric Ind Co Ltd レーザダイオード駆動回路及び光送信システム
JP2002251735A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク記録装置
JP2003017801A (ja) * 2001-07-03 2003-01-17 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ制御装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63153455A (ja) * 1986-12-18 1988-06-25 Yokogawa Electric Corp 光デイスクテストシステム
JPH07240554A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Fujitsu Ltd 半導体レーザ駆動装置
US6496525B1 (en) * 1998-09-21 2002-12-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser driver and optical transceiver
JP2000244052A (ja) * 1999-02-18 2000-09-08 Sharp Corp 半導体レーザ駆動装置
JP2001216672A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Yamaha Corp レーザ発光体の温度検出装置および発光装置
JP2002150590A (ja) * 2000-11-10 2002-05-24 Pioneer Electronic Corp 光学式記録媒体による記録装置及び方法
JP2002158395A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Sony Corp 半導体レーザのレーザパワー制御方法及び制御装置並びに光磁気記録媒体の記録再生方法及び記録再生装置並びに光記録媒体の記録再生方法及び記録再生装置
JP3724377B2 (ja) * 2001-03-01 2005-12-07 ソニー株式会社 レーザ駆動方法及び装置、並びに記録再生装置及び方法
JP2003067962A (ja) * 2001-08-27 2003-03-07 Victor Co Of Japan Ltd 光記録再生装置
JP2003168232A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Toshiba Corp 光ディスクドライブ及びレーザ光駆動電源電圧制御方法
JP2003242642A (ja) * 2002-02-13 2003-08-29 Sanyo Electric Co Ltd 光ディスク記録再生装置
JP2004193376A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Fuji Xerox Co Ltd 発光素子駆動装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02109384A (ja) * 1988-10-18 1990-04-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザの光出力安定化装置
JPH09260720A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Nec Corp 高速apc回路
JP2000244053A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Fujitsu Ltd 光出力制御回路
JP2001084627A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Toshiba Corp 光ディスク装置と半導体レーザ発振器の制御方法
JP2002141617A (ja) * 2000-11-07 2002-05-17 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子とそれを含む光学装置
JP2002217836A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Oki Electric Ind Co Ltd レーザダイオード駆動回路及び光送信システム
JP2002251735A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク記録装置
JP2003017801A (ja) * 2001-07-03 2003-01-17 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007058981A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Pioneer Electronic Corp レーザ駆動装置、情報記録装置及び情報再生装置
JP2007334972A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Hitachi Ltd 光ディスク装置、および、情報記録方法
JP4736967B2 (ja) * 2006-06-14 2011-07-27 株式会社日立製作所 光ディスク装置、および、情報記録方法
JP2008159909A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ駆動回路
WO2021199918A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 駆動装置、発光装置、および駆動方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100452581C (zh) 2009-01-14
TWI319571B (en) 2010-01-11
US20090040904A1 (en) 2009-02-12
JPWO2005050800A1 (ja) 2007-12-06
CN1883090A (zh) 2006-12-20
TW200522022A (en) 2005-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005050800A1 (ja) レーザ駆動装置、レーザ駆動装置を備えた光学ヘッドおよび光ディスク装置
US7035185B2 (en) Optical information recording apparatus, information processing apparatus, optical information recording medium, optical information recording method, and computer-readable storage medium
WO2001059897A1 (fr) Dispositif de commande de laser, tete optique et processeur d'information optique
JP3725127B2 (ja) チルト補正方法、チルト駆動信号生成回路及びチルト補正装置、並びに光ディスク装置
JP2004118981A (ja) 光学的記憶装置及び発光制御用デイテクタの異常検出方法
JP2009015894A (ja) 光ディスク装置、光ディスク装置のコントローラ、および光ディスク装置の制御方法
EP1511021B1 (en) The control of laser emission power for recording information on optical disc
JP2731237B2 (ja) 光学式情報記録再生装置
JP2010134989A (ja) 光ディスク装置
JP4071453B2 (ja) 光ディスク装置
US7577069B2 (en) Tilt control method and apparatus for optical disc recording and playback apparatus
JP3210754B2 (ja) 光ディスク装置
JPH07262590A (ja) 光学式情報再生装置
JPH0945980A (ja) レーザ駆動回路およびそれを有する光ディスク装置
JPH07262560A (ja) 記録再生装置
JPH0689453A (ja) 光ディスク記録装置
JP2001266388A (ja) レーザー駆動装置、光ヘッド装置及び光情報処理装置
JP3931774B2 (ja) 欠陥検出装置
KR100486299B1 (ko) 광 디스크 재생 장치를 위한 전류 리미트 회로
JP2003187481A (ja) 光磁気記録再生装置
JP2006521656A (ja) 放射源を駆動する放射源駆動装置及び方法
US20040114479A1 (en) Tilt control method and apparatus for optical disc recording and playback apparatus
JPH02108248A (ja) レーザ発光素子の出力制御装置
JP3016259B2 (ja) 光記録再生装置
WO2003060902A1 (fr) Dispositif d'enregistrement/de reproduction de disque optique

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200480034037.0

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005515598

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10595693

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase