JP2004022704A

JP2004022704A - 半導体レーザ光出力制御回路

Info

Publication number: JP2004022704A
Application number: JP2002173782A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yuwaki; 湯脇　武志; Katsunori Sato; 佐藤　勝則
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】引き込み時間の短縮とＡＰＣループの外乱からの影響を少なくしたＡＰＣ回路を提供する。
【解決手段】ＡＰＣ回路において、光出力設定手段による設定出力と光出力検波手段による半導体レーザの光出力の検波出力とを比較して比較結果を出力する比較増幅手段を、回路のループ帯域を異ならせる二系統の比較増幅手段により構成し、半導体レーザ光出力制御回路における引き込み動作では帯域を広くし、それ以外は帯域を狭くした。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ光出力制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザはきわめて小型であり、かつ高速に応答するため、光ディスク装置、光通信装置、レーザプリンタの光源として広く使用されている。
【０００３】
上記光ディスク装置に用いられる光ディスクの中で、書換え可能なものとしては相変化光ディスク、光磁気ディスクが広く知られており、これらは記録、再生、消去する際に照射されるレーザ光の出力を異ならせている。
【０００４】
例えば相変化光ディスクは、レーザ光を用いて結晶構造を変化させることでデータを記録しており、結晶構造の変化（結晶、非結晶）によって反射率が異なることを利用して「０」と「１」を記録するようにしている。
【０００５】
そして、記録時は光ディスクにピットと呼ばれる記録マークを作るために、レーザビームの出力を高くし（例えば３０ｍＷ以上）、再生時はピットを破壊することなく情報の読み出しを行えるように記録時よりも弱い出力（例えば３ｍＷ程度）のレーザビームを光ディスクに照射するようにしている。
【０００６】
また、記録に関していえば、記録マークの両端の変化を記録するマークエッジ記録と、記録マークの中心位置に情報を載せるマークポジション記録が知られているが、近年、高密度化の優位性からマークエッジ記録を用いた書換え可能な相変化光ディスクの研究が進んでいる。
【０００７】
上記マークエッジ記録におけるマークの形状歪によるデータ誤りを抑える変調技術としてライトストラテジが知られている。これは、レーザ光による記録波形を複数の短パルスに分割してレーザ光を照射する技術であり、記録マーク後端部における熱の蓄積を抑えて記録マークの涙滴型現象（記録マーク後方が前方に比べて幅広になる）を抑え、記録マークの歪を解消するようにしたものである。
【０００８】
図８にライトストラテジの一例を示す。なお、図中のＴは記録データの１ビットのビット周期を示す。
【０００９】
レーザ駆動波形はパルス幅変調と強度変調が複合された変調波形であり、三種類のパワーレベルをもつ複数のレーザパルスを利用し、作りたい記録マーク長によってパルスの数を変え、パルス幅、レベル幅を最適に設定することにより最適な記録マークができるようにしている。
【００１０】
三種類のパワーレベルを、高い順にピークレベル、イレーズレベル、クールレベルとした場合、ピークレベルのレーザ光でディスクを照射すると、ディスクの記録膜が溶融され、その後急冷（クールレベル）すると、光の反射率が低いアモルファス（非結晶）状態となる。これが記録マークとして利用されている。
【００１１】
また、イレーズレベルのレーザ光でディスクを照射すると記録膜は結晶状態となる。すなわち、レーザ光の照射前に非結晶状態であった部分は結晶状態になり、元々結晶状態であったところはそのまま結晶状態に留まることから記録マークを消去することができ、オーバーライト（重ね書きによる書換え）が可能となるのである。
【００１２】
他方、近年の高密度、高転送レートの光ディスクにおいて、記録再生が可能なエラーレートを得るためには、前記各モード（再生、記録、消去）においてレーザビームの強度を十分に制御する必要がある。しかし、半導体レーザは駆動電流対光出力特性の温度特性変化が著しいので、その光出力を所望の強度に設定するためにはＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路、所謂半導体レーザ光出力制御回路が必要となる。
【００１３】
このＡＰＣ回路は次の二種類に大別される。
【００１４】
１）サンプルホールド方式
これは、後述するＡＬＰＣ部と呼ばれるパワー設定期間に半導体レーザの光出力をフォトダイオードによりモニタし、このフォトダイオードに発生する受光電流（半導体レーザの光出力に比例）と、発光指令信号とが等しくなるように、半導体レーザの駆動電流を制御する光・電気負帰還ループを構成し、この駆動電流の制御値を前記ＡＬＰＣ部以外でも保持し、このＡＬＰＣ部以外では、この保持した制御値をもとに変調をかけるものである。
【００１５】
２）リアルタイム方式
これは、半導体レーザの光出力をフォトダイオードによりモニタし、このフォトダイオードに発生する受光電流（半導体レーザの光出力に比例）と、発光指令信号とが等しくなるように、常時、半導体レーザの駆動電流を制御する光・電気負帰還ループを構成したものである。
【００１６】
図１０に上記サンプルホールド方式のＡＰＣ回路を示す。
【００１７】
図中、ＬＤ１は光ディスクに照射するレーザビームを出力する半導体レーザ、ＰＤ２は同半導体レーザＬＤ１の光出力をモニタするフォトダイオード、３は同フォトダイオードＰＤ２から出力されたモニタ電流ＩＰＤを電圧へ変換する電流電圧変換回路、４は誤差増幅器、５は光パワー設定電圧用スイッチ回路、６_１，６_２・・・６_ｎは光パワー設定電圧、７_１，７_２・・・７_ｎはサンプルホールド回路、８_１，８_２・・・８_ｎは前記サンプルホールド回路７_１，７_２・・・７_ｎにそれぞれ設けられたホールド回路制御端子、９_１，９_２・・・９_ｎは電圧電流変換回路、１０はスイッチ回路、１１は電流増幅器からなるドライバである。
【００１８】
前記誤差増幅器４は、前記電流電圧変換回路３の出力電圧と光パワー設定電圧６_１，６_２・・・６_ｎとの誤差を検出して誤差電圧として出力するものである。また、光パワー設定電圧用スイッチ回路５は光パワー設定電圧６_１，６_２・・・６_ｎのいずれかを選択して出力するものであり、同光パワー設定電圧６_１，６_２・・・６_ｎはレーザパワー設定用の設定電圧である。
【００１９】
サンプルホールド回路７_１，７_２・・・７_ｎは、前記誤差増幅器４が出力した誤差電圧をホールドするもので、同サンプルホールド回路７_１，７_２・・・７_ｎのホールド動作を制御するサンプルゲート信号が前記ホールド回路制御端子８_１，８_２・・・８_ｎに入力される。
【００２０】
電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎはサンプルホールド回路７_１，７_２・・・７_ｎの出力を電流信号へ変換するもので、スイッチ回路１０は前記電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎの出力を切替えるものである。
【００２１】
また、ドライバ１１は前記スイッチ回路１０で切替えられた電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎの出力である電流信号を増幅し、半導体レーザＬＤ１を駆動するものである。また、スイッチ回路１０には、同スイッチ回路１０の切替動作を制御するための切替タイミング信号が入力される制御用端子（図示せず）が設けられている。
【００２２】
次に、かかるサンプルホールド方式のＡＰＣ回路の動作について説明すると、例えば光磁気ディスクフォーマットでは、図９（ａ）に示すように、各セクタのデータ部（記録領域）の前にアドレス部と、パワー設定期間である前記ＡＬＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｌａｓｅｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）部が設けられている。
【００２３】
アドレス部にはセクタのアドレス情報が記録されており、再生モードでアドレス情報を読み出し、ＡＬＰＣ部の区間では再生、消去、記録の各パワーレベルの設定を行う。他の区間ではスイッチ回路１０により選択されたサンプルホールド回路７_１，７_２・・・７_ｎによりホールドされた制御値を基に、電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎが出力した電流値により半導体レーザＬＤ１を発光させる。
【００２４】
この方式によれば、前記ＡＬＰＣ部にて半導体レーザをＤＣ発光させて設定値を決める。図９（ｂ）〜（ｅ）はＡＬＰＣ部でのパワー設定選択信号であり、図９（ｆ）はＡＬＰＣ部で設定される光出力波形である。
【００２５】
上記したサンプルホールド方式では、光出力を受けたフォトダイオードＰＤ２の受光電流であるモニタ電流ＩＰＤを電流電圧変換回路３により電圧に変換し、その電圧と光パワー設定電圧用スイッチ回路５で選択された前記光パワー設定電圧６_１とが誤差増幅器４に入力される。このとき、サンプルホールド回路７_１は、ホールド回路制御端子８_１によりサンプリング状態に選択されて負帰還ループが閉じた状態になっており、その結果、誤差増幅器４の＋−入力電圧が釣り合うように負帰還がかかり、誤差増幅器４の出力電圧が決定する。
【００２６】
この誤差増幅器４の出力した制御電圧を電圧電流変換回路９_１にて電流に変換し、ドライバ１１によって増幅され半導体レーザＬＤ１を駆動する。
【００２７】
すなわち、前記ホールド回路制御端子８_１へ入力されるサンプルゲート信号をＨｉｇｈレベルにし、誤差増幅器４により電流電圧変換回路３の出力電圧と光パワー設定電圧６_１とを比較して、誤差増幅器４が出力する制御電圧をもとに半導体レーザＬＤ１を駆動してレーザパワーの設定を行うのである。
【００２８】
そして、この負帰還ループの帯域を数ＭＨｚ程度の広帯域にすることで、１μｓには十分にレーザパワーの設定に対する引き込みが行われる。このレーザパワーの制御電圧は、ホールド回路制御端子８_１へ与えるサンプルゲート信号をＬｏｗレベルにすることによりサンプルホールド回路７_１へホールドされる。順に、他の光パワーの設定も同様に行い、これ以降、前記セクタのデータ部（記録領域）においては、保持されたこれら制御電圧により生成された電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎの出力をスイッチ回路１０により切替えることにより、半導体レーザＬＤ１の制御が可能となる。
【００２９】
しかし、上述したサンプルホールド方式のＡＰＣ回路は、ループ帯域を数ＭＨｚ程度の広帯域にすることで、１μｓには十分にレーザパワーの設定に対する引き込みが行われるものの、前記光磁気ディスクフォーマットのＡＬＰＣ部の数μｓは記録時のレーザパルスの発生周期に比べて相当に長い期間となっているので半導体レーザＬＤ１の寿命に影響する。また、前記光磁気ディスクフォーマットにおけるデータ部の区間ではホールド状態であるために、半導体レーザＬＤ１の温度ドループ特性や緩和振動を補正できず、ＡＬＰＣ部で設定した直流での発光パワーとデータ部区間での記録パルスでの発光パワーに差が生じてしまうという問題があった。
【００３０】
そこで、常時、半導体レーザの駆動電流を制御可能なリアルタイム方式のＡＰＣ回路が注目されてきている。
【００３１】
図１１にリアルタイム方式のＡＰＣ回路を示す。なお、図１１において、図１０と同一又は相当する構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
図中、１１_１はフォトダイオードＰＤ２から出力されたモニタ電流ＩＰＤを電流電圧変換した電圧Ｖ_Ｓが入力されるピーク値検波回路、１１_２は同様に前記電圧Ｖ_Ｓが入力されるボトム値検波回路、１１_ｎは同様に前記電圧Ｖ_Ｓが入力される平均値検波回路であり、前述した三種類のパワーレベル（ピークパワー、イレーズパワー、クールパワー）にそれぞれ対応している。
【００３３】
４_１、４_２、４_ｎは誤差増幅器、６_１、６_２、６_ｎは光パワー設定電圧であり、誤差増幅器４_１は、前記ピーク値検波回路１１_１の出力と光パワー設定電圧６_１とを比較し、誤差増幅器４_２は、前記ボトム値検波回路１１_２の出力と光パワー設定電圧６_２とを比較し、誤差増幅器４_ｎは、前記平均値検波回路１１_ｎの出力と光パワー設定電圧６_ｎとを比較するものである。
【００３４】
このＡＰＣ回路では、図１０で示したサンプルホールド方式のＡＰＣ回路に対して、モニタ電流ＩＰＤを電流電圧変換した電圧Ｖ_Ｓを、設定する光パワーに応じてそれぞれピーク値検波回路１１_１、ボトム値検波回路１１_２、平均値検波回路１１_ｎに入力して検波し、これらの出力と光パワー設定電圧６_１、６_２、６_ｎを各誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎにそれぞれ入力することにより各設定パワーの制御電圧を生成するものである。
【００３５】
すなわち、光出力を受けたフォトダイオードＰＤ２のモニタ電流ＩＰＤを電流電圧変換回路３により電圧Ｖ_Ｓに変換し、これらのピーク値検波、ボトム値検波、平均値検波を行う。ピーク値検波、ボトム値検波、平均値検波の各出力と、光パワー設定電圧６_１、６_２、６_ｎとの各誤差電圧を各誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎにより増幅し、その結果、誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎの＋−入力電圧が釣り合うように負帰還がかかり、誤差増幅器４の出力電圧が決定する。
【００３６】
その出力電圧を電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎにより電流に変換し、スイッチ回路１０にて半導体レーザ駆動電流波形を生成し、ドライバ１１により増幅して半導体レーザＬＤ１を駆動するのである。
【００３７】
なお、かかるリアルタイム方式のＡＰＣ回路では、２値制御の場合はピーク値検波回路１１_１、ボトム値検波回路１１_２のみでよく、サンプルゲート信号入力も必要ない。また、３値以上の制御の場合は、それぞれの検波区間をゲートする必要が生じる。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したリアルタイム方式のＡＰＣ回路すなわち半導体レーザ光出力制御回路にも、未だ、以下に説明するような課題が残されていた。
【００３９】
すなわち、リアルタイム方式のＡＰＣ回路は、サンプルホールド方式とは異なり、パワー設定を時系列で行わずにすむので十分なＡＬＰＣ部の領域を取れるとともに、パルスに対して常に制御がなされるために半導体レーザＬＤ１の温度ドループ特性に対しても安定して光出力を制御できる。
【００４０】
しかし、このリアルタイム方式ではループ帯域内の外乱に対しても応答してしまうという問題がある。
【００４１】
例えば、図１２に示すように、（ａ）で示すＷｒｉｔｅ　ＣＬＫ、（ｂ）で示す５Ｔマーク５Ｔスペースの記録データに対して、（ｃ）に示すような最終クール（ＰｏｓｔＣｏｏｌ）のみが幅広いライトストラテジにてレーザ駆動する場合、駆動回路や半導体レーザＬＤ１、その他寄生容量、寄生インダクタンスなどによって周波数帯域が制限されると、（ｄ）で示すレーザ駆動波形（１）のように、最終クール以外はパルス幅が狭いために落ちきらず、クールレベルの不均一が生じる。
【００４２】
ボトム値検波回路１１_２はクールレベルだけを検波するために、（ｅ）で示すゲートパルス信号に応じてサンプリング／ホールド動作をさせるが、前記レーザ駆動波形（１）のボトムレベルを検波すると、（ｆ）で示すボトムホールド波形のように、前記Ｗｒｉｔｅ　ＣＬＫ（ａ）の１／１０の周期で変動してしまう。
【００４３】
仮に同Ｗｒｉｔｅ　ＣＬＫ（ａ）の周波数が５０ＭＨｚとすると、５ＭＨｚの周期でボトムホールドは変動することになり、ＡＰＣループ帯域が数ＭＨｚの広帯域であればこの変動に応答してしまうために（ｇ）で示すレーザ駆動波形（２）のように１データ毎に波形が暴れてしまうのである。
【００４４】
以上のことから、外乱に対してはループ帯域をなるべく落として狭くする必要があるが、帯域を狭くすると、それだけＡＰＣ回路におけるレーザパワーの設定に対する引き込み時間が長くなってＡＬＰＣ区間も長くなってしまう。他方、今後光ディスクの記録密度向上を図るためには、なるべくＡＬＰＣ区間を少なくして記録領域であるデータ部を増やす必要があり、これでは相反することになってしまうという問題があった。
【００４５】
本発明は、上記課題を解決することのできる半導体レーザ光出力制御回路を提供することを目的としている。
【００４６】
【発明が解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明では、半導体レーザを駆動する電流供給手段と、前記半導体レーザの光出力を検出する光出力検出手段と、同光出力検出手段が検出した光出力を検波する光出力検波手段と、前記半導体レーザの記録モードにおける光出力の設定値を付与する光出力設定手段と、同光出力設定手段による設定出力と前記光出力検波手段による検波出力とを比較して比較結果を出力する比較増幅手段と、前記比較結果を前記電流供給手段へ供給する比較結果供給手段とを備え、光ディスクに対してデータの記録、再生、消去を行う半導体レーザの光出力を、所望の強度に制御する半導体レーザ光出力制御回路において、前記比較増幅手段を、回路のループ帯域を異ならせる二系統の比較増幅手段により構成するとともに、同二系統の比較増幅手段を切替える系統切替手段を設けた。
【００４７】
また、請求項２記載の本発明では、上記二系統の比較増幅手段の切替えは、再生モードから記録モードへ移行して所定時間経過した後に広帯域から狭帯域へ切替えることとした。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明は、半導体レーザを駆動する電流供給手段と、前記半導体レーザの光出力を検出する光出力検出手段と、同光出力検出手段が検出した光出力を検波する光出力検波手段と、前記半導体レーザの記録モードにおける光出力の設定値を付与する光出力設定手段と、同光出力設定手段による設定出力と前記光出力検波手段による検波出力とを比較して比較結果を出力する比較増幅手段と、前記比較結果を前記電流供給手段へ供給する比較結果供給手段とを備え、光ディスクに対してデータの記録、再生、消去を行う半導体レーザの光出力を、所望の強度に制御する半導体レーザ光出力制御回路において、前記比較増幅手段を、回路のループ帯域を異ならせる二系統の比較増幅手段により構成するとともに、同二系統の比較増幅手段を切替える系統切替手段を設けたものである。
【００４９】
すなわち、サンプルホールド方式、リアルタイム方式と大別される半導体レーザ光出力制御回路（ＡＰＣ回路）において、リアルタイム方式のＡＰＣ回路が抱えていた回路内外乱の影響を受けやすいという課題を解消したもので、上記したように構成することにより、ＡＰＣ回路においてＡＬＰＣ区間の引き込み時はループ帯域を広くし、データ区間ではループ帯域を狭くすることによって、引き込み時間を短縮しながらＡＰＣループの外乱からの影響を可及的に少なくして、安定したＡＰＣ動作を実現して効率的に精度よく光出力制御を行えるようにしている。
【００５０】
光ディスクに対してデータの記録、再生、消去を行う半導体レーザの光出力を所望の強度に制御する場合、記録モードでは記録信号によって記録のための光出力の設定を、各セクタのデータ部（記録領域）の前にアドレス部とともに設定されたＡＬＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｌａｓｅｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）部と呼ばれるパワー設定期間内に行っている。
【００５１】
このＡＬＰＣ部で記録のパワーレベルの設定を行う際には、ＡＰＣ回路の帯域が数ＭＨｚの広帯域であれば、数μｓの短時間で所望のレベルまで回路への信号引き込みが完了する。
【００５２】
その後、記録領域ではＡＰＣ回路の帯域を落として狭帯域とし、ＡＰＣ回路内における外乱による影響を可及的に排除しつつ、記録パルスに対して常に制御を実行することで、半導体レーザの温度ドループ特性に対しても安定して光出力を制御できるようにしているものである。
【００５３】
そのために、半導体レーザの記録モードにおける光出力の設定値を付与する光出力設定手段の設定出力と、半導体レーザの光出力をモニタ検出する光出力検出手段からのモニタ信号を光出力検波手段により検波し、この検波出力と前記設定出力とを比較して比較結果を出力する比較増幅手段を、ＡＰＣ回路の帯域を切替えできるように二系統設定して、光ディスクフォーマットにおけるＡＬＰＣ部でのパワー設定時における光出力制御と、他の区間での光出力制御とで、ＡＰＣ回路の帯域を切替えた状態で実行するようにしている。
【００５４】
また、二系統の比較増幅手段の切替えは、再生モードから記録モードへ移行して所定時間経過した後に広帯域から狭帯域へ切替えるようにすることが望ましい。
【００５５】
すなわち、再生モードでは、一定の弱い光出力がなされているので広帯域のままで構わないが、記録モードに移った場合は前述したように狭帯域に切替えることになる。このとき、上記したＡＬＰＣ部での引き込み時間を終了するまでの時間に対して余裕をとって、再生モードから記録モードへ移行して所定時間経過した後に広帯域から狭帯域へ切替えるようにしている。
【００５６】
したがって、光ディスクフォーマットにおけるＡＬＰＣ部でのパワー設定時における光出力制御は広帯域で短時間に実行でき、記録モードでは確実に狭帯域として、外乱の影響を可及的に避けながらリアルタイムで光出力制御が実行可能となる。
【００５７】
このようにして、ＡＬＰＣ部でのＡＰＣ回路の引き込み時間を短縮することと、記録領域での波形の安定化を同時に実現することが可能となるとともに、半導体レーザの光出力を高精度で制御可能となる。
【００５８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながらより具体的に説明する。
【００５９】
図１に本発明に係る半導体レーザ光出力制御回路（以下「ＡＰＣ回路」とする）の一例を示す。
【００６０】
本実施の形態におけるＡＰＣ回路は、図１に示すように、半導体レーザＬＤ１を駆動する電流供給手段としてのドライバ１１と、前記半導体レーザＬＤ１の光出力を検出する光出力検出手段としてのフォトダイオードＰＤ２と、同フォトダイオードＰＤ２が検出したモニタ電流ＩＰＤを電圧へ変換する電流電圧変換回路３と、光出力検波手段として、前記電流電圧変換回路３により電流電圧変換された電圧Ｖ_Ｓが入力されるピーク値検波回路１１_１、同様に前記電圧Ｖ_Ｓが入力されるボトム値検波回路１１_２、同様に前記電圧Ｖ_Ｓが入力される平均値検波回路１１_ｎと、前記半導体レーザＬＤ１の記録モードにおける光出力の設定値をそれぞれ付与する光出力設定手段としての光パワー設定電圧６_１，６_２・・・６_ｎと、各光パワー設定電圧６_１，６_２・・・６_ｎによる各設定出力とこれらにそれぞれ対応する前記したピーク値検波回路１１_１、ボトム値検波回路１１_２、平均値検波回路１１_ｎによる検波出力とを比較して比較結果を出力する各一対の誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ及び、２０_１、２０_２、２０_ｎと、これら一対の誤差増幅器４_１，２０_１、４_２，２０_２、４_ｎ，２０_ｎとをそれぞれ切替える選択スイッチ２１_１、２１_２、２１_ｎと、前記誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ及び、２０_１、２０_２、２０_ｎのいずれかから出力された比較結果を前記ドライバ１１へ供給する比較結果供給手段としての電圧電流変換する電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎ、及び同電圧電流変換回路９_１，９_２・・・９_ｎの出力を切替える切替えスイッチ１５を備えている。
【００６１】
本発明の特徴となるのは、上記したように、比較増幅手段として、ＡＰＣ回路のループ帯域を異ならせた二種類の誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ及び誤差増幅器２０_１、２０_２、２０_ｎとを設けて比較増幅手段を二系統に構成するとともに、同二系統の比較増幅手段を切替える系統切替手段として、選択スイッチ２１_１、２１_２、２１_ｎを設けたことにある。
【００６２】
すなわち、本実施の形態におけるＡＰＣ回路は、従来技術で説明したリアルタイム方式のＡＰＣ回路（図１１参照）に対して、ピークパワー、イレーズパワー、クールパワーにそれぞれ対応させて、新たな誤差増幅器２０_１、２０_２、２０_ｎと、選択スイッチ２１_１、２１_２、２１_ｎとを追加した構成としている。
【００６３】
このＡＰＣ回路は、従来のリアルタイム方式のＡＰＣ回路同様に、モニタ電流ＩＰＤを電流電圧変換した電圧Ｖ_Ｓを、ピーク、イレーズ、クールの各設定光パワーに応じてそれぞれ常時パルス制御可能としたもので、しかも、上記した新たな構成を付加したことで、光ディスクフォーマットにおけるＡＬＰＣ部でのパワー設定時における光出力制御と他の区間での光出力制御とで、ＡＰＣ回路の帯域を、広帯域と狭帯域とに切替え可能としている。
【００６４】
図中、ＳはＡＰＣ回路の帯域を広帯域と狭帯域とに切替えるための制御信号発生回路であり、同回路Ｓについては後述する。
【００６５】
図２に本ＡＰＣ回路のオープンループ特性の一例を示している。
【００６６】
すなわち、オープンループゲイン０ｄＢでの周波数を交差周波数と呼び、これがループ帯域となる。本実施の形態では、ループ帯域が誤差増幅器のみで決まるその一次系において、交差周波数の異なる誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ及び誤差増幅器２０_１、２０_２、２０_ｎとを設け、これらを切替えることによって、ＡＰＣ回路の帯域を切替えるようにしている。ここでは、誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎを広帯域、誤差増幅器２０_１、２０_２、２０_ｎをその１／１０の狭帯域にして、ＡＰＣ回路の帯域を広帯域と狭帯域とに切替えるようにしている。
【００６７】
図３に本実施の形態で用いる上記誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ、２０_１、２０_２、２０_ｎの回路図を示す。
【００６８】
上記交差周波数は、
ω＝ｇｍ／Ｃで与えられる。
【００６９】
ｇｍ：電圧電流変換ゲイン
また、ｇｍ＿１＝１／（Ｒ１＋２ｒｅ）
ｇｍ＿２＝１／（Ｒ２＋２ｒｅ）
で表され、Ｒ１、Ｒ２を任意に設定することにより、交差周波数の異なる誤差増幅器を作ることができる。そして、所定の制御信号Ａにより誤差増幅器の電流源をＯＮ／ＯＦＦすることで帯域を切替えることができる。
【００７０】
また、誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ、２０_１、２０_２、２０_ｎの他の実施態様例となる回路図を図４に示す。
【００７１】
動作としては図３に説明した回路と同様であり、
交差周波数は、
ω＝ｇｍ／Ｃで与えられ、
また、　ｇｍ＿１＝１／（Ｒ１＋２ｒｅ）
ｇｍ＿２＝１／（Ｒ２＋２ｒｅ）
で表される。そして、やはり所定の制御信号Ａにより誤差増幅器の電流源をＯＮ／ＯＦＦすることで帯域を切替えることができる。なお、本回路とすれば、動作点としては広くなる。
【００７２】
帯域を切替えるための制御信号Ａの生成方法についての一例を、図５（ａ）に示す制御信号発生回路Ｓを参照しながら説明する。なお、制御信号の生成方法については図示した制御信号発生回路Ｓを用いることに限定するものではない。
【００７３】
図５（ａ）に示すように、再生／記録（Ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ）信号に応じて、充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）、放電電流（Ｉｄｉｓｃｈａｒｇｅ）をＯＮ／ＯＦＦし、コンデンサＣ１に放充電させる。
【００７４】
放電側の電流を少なくして電圧Ｖａの落ちるスピードを遅くし、比較器の閾値電圧Ｖ１を任意に設定することにより、図５（ｂ）のタイミングチャートに示すように、再生／記録信号から数μｓ遅れて立ち下がる信号Ｖｂが生成される。この時間は、前記コンデンサＣ１の容量、閾値電圧Ｖ１、充放電電流によって任意に設定可能である。
【００７５】
かかる信号Ｖｂを制御信号として前述した誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ、２０_１、２０_２、２０_ｎに用いることにより、記録モードになった後、数μｓ後にＡＰＣ回路の帯域を切替えることが可能となる。
【００７６】
また、上記した誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ、２０_１、２０_２、２０_ｎからなる二系統の比較増幅手段の切替えは、再生モードから記録モードへ移行して所定時間経過した後に広帯域から狭帯域へ切替えるようにしている。
【００７７】
すなわち、再生モードでは、一定の弱い光出力がなされているので広帯域のままで構わないが、本実施の形態においては、記録モードに移った場合は前述したように狭帯域に切替えることになる。このとき、上記した光ディスクフォーマットにおけるＡＬＰＣ部での引き込み時間を終了するまでの時間に対して余裕をとって、再生モードから記録モードへの移行して所定時間経過した後に広帯域から狭帯域へ切替えるようにしているのである。
【００７８】
本実施の形態におけるＡＰＣ回路において帯域を切替えた場合のレーザ駆動電流波形を図６に示す。
【００７９】
図示するように、再生／記録信号の記録信号によって記録のためのＡＰＣ回路が引き込み動作を開始し、ループ帯域が数ＭＨｚの広帯域に切替えられた状態では、数μｓの短時間で所望のレベルまで引き込み動作が完了する。この引き込み動作が終了する時間に対してやや余裕をみて前記制御信号Ｖｂによって狭帯域に切替えている。そして、この切替えに際して、前述した構成の誤差増幅器４_１、４_２、４_ｎ、２０_１、２０_２、２０_ｎを用いることによって、レーザ駆動電流に誤差増幅器の切替わりで発生するレベル変動を生じることなく帯域切替えを行うことができる。
【００８０】
このように、本実施の形態によれば、引き込み動作では広帯域となって引き込み動作が終了するまでの数μｓの時間内には上記したように光ディスクフォーマットにおけるＡＬＰＣ部でのパワー設定は完了し、その後の記録領域においては外乱の影響の少ない狭帯域でリアルタイムに光出力の制御が行われていくことになるので、引き込み時間の短縮と記録領域における波形の安定を同時に実現することができ、かつ半導体レーザの光出力を高精度で制御可能となる。
【００８１】
図７に他の実施形態としてのＡＰＣ回路を示す。
【００８２】
これは、上述してきた実施形態では、ピークパワー、イレーズパワー、クールパワーごとにそれぞれ設けた一対の誤差増幅器４_１，２０_１、４_２，２０_２、４_ｎ，２０_ｎに対して、検出した半導体レーザＬＤ１の光出力をピーク値検波回路１１_１、ボトム値検波回路１１_２、平均値検波回路１１_ｎで検波した検波出力をそれぞれ入力するとともに、やはりピークパワー、イレーズパワー、クールパワーごとに設けた光パワー設定電圧６_１，６_２，６_ｎからの出力をそれぞれ入力して比較するようにしたのに対し、図７に示すＡＰＣ回路では、検出した半導体レーザＬＤ１の光出力を検波するピーク値検波回路１１_１、ボトム値検波回路１１_２、平均値検波回路１１_ｎと、光パワー設定電圧用スイッチ回路５を介して切替え出力される光パワー設定電圧６_１，６_２，６_ｎをそれぞれ検波する第二のピーク値検波回路１２_１、ボトム値検波回路１２_２、平均値検波回路１２_ｎとを備えた構成としている。
【００８３】
かかる実施形態としても帯域の切替えは可能であり、先の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明してきたような形態で実施され、以下の効果を奏する。
【００８５】
（１）請求項１記載の本発明によれば、半導体レーザを駆動する電流供給手段と、前記半導体レーザの光出力を検出する光出力検出手段と、同光出力検出手段が検出した光出力を検波する光出力検波手段と、前記半導体レーザの記録モードにおける光出力の設定値を付与する光出力設定手段と、同光出力設定手段による設定出力と前記光出力検波手段による検波出力とを比較して比較結果を出力する比較増幅手段と、前記比較結果を前記電流供給手段へ供給する比較結果供給手段とを備え、光ディスクに対してデータの記録、再生、消去を行う半導体レーザの光出力を所望の強度に制御する半導体レーザ光出力制御回路において、前記比較増幅手段を、回路のループ帯域を異ならせる二系統の比較増幅手段により構成するとともに、同二系統の比較増幅手段を切替える系統切替手段を設けた。したがって、半導体レーザ光出力制御回路における引き込み動作では帯域を広くし、それ以外は帯域を狭くすることができ、引き込み時間を短縮しながらＡＰＣループの外乱からの影響を可及的に少なくして、安定したＡＰＣ動作を実現して効率的かつ高精度な光出力制御を可能とする。
【００８６】
（２）請求項２記載の本発明によれば、上記二系統の比較増幅手段の切替えは、再生モードから記録モードへ移行して所定時間経過した後に広帯域から狭帯域へ切替えることとしたので、光ディスクフォーマットにおけるＡＬＰＣ部でのパワー設定時における光出力制御は広帯域で短時間に実行でき、記録モードでは確実に狭帯域として、外乱の影響を可及的に避けながらリアルタイムで光出力制御が実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体レーザ光出力制御回路（ＡＰＣ回路）の第１の実施形態を示す回路図である。
【図２】ＡＰＣ回路のオープンループ特性の一例を示すグラフである。
【図３】誤差増幅器の回路の一例を示す説明図である。
【図４】誤差増幅器の回路の一例を示す説明図である。
【図５】帯域を切替えるための制御信号生成方法の一例を示す説明図である。
【図６】帯域を切替えた場合のレーザ駆動電流波形を示す説明図である。
【図７】他の実施形態に係るＡＰＣ回路図である。
【図８】ライトストラテジの一例を示す説明図である。
【図９】光磁気ディスクフォーマット図とＡＬＰＣ部において設定される光出力波形を含む波形図である。
【図１０】サンプルホールド方式のＡＰＣ回路の一例を示す回路図である。
【図１１】リアルタイム方式のＡＰＣ回路の一例を示す回路図である。
【図１２】ＡＰＣ回路におけるループ帯域内の外乱による影響を示す説明図である。
【符号の説明】
ＬＤ１　半導体レーザ
ＰＤ２　フォトダイオード（光検出手段）
３　電流電圧変換回路
４_１、４_２、４_ｎ　誤差増幅器（比較増幅手段）
６_１，６_２，６_ｎ　光パワー設定電圧
９_１，９_２，９_ｎ　電圧電流変換回路（比較結果供給手段）
１０　切替えスイッチ（比較結果供給手段）
１１　ドライバ（電流供給手段）
１１_１　ピーク値検波回路
１１_２　ボトム値検波回路
１１_ｎ　平均値検波回路
２０_１、２０_２、２０_ｎ　誤差増幅器（比較増幅手段）
２１_１、２１_２、２１_ｎ　選択スイッチ

Claims

半導体レーザを駆動する電流供給手段と、
前記半導体レーザの光出力を検出する光出力検出手段と、
同光出力検出手段が検出した光出力を検波する光出力検波手段と、
前記半導体レーザの記録モードにおける光出力の設定値を付与する光出力設定手段と、
同光出力設定手段による設定出力と前記光出力検波手段による検波出力とを比較して比較結果を出力する比較増幅手段と、
前記比較結果を前記電流供給手段へ供給する比較結果供給手段とを備え、光ディスクに対してデータの記録、再生、消去を行う半導体レーザの光出力を、所望の強度に制御する半導体レーザ光出力制御回路において、
前記比較増幅手段を、回路のループ帯域を異ならせる二系統の比較増幅手段により構成するとともに、同二系統の比較増幅手段を切替える系統切替手段を設けたことを特徴とする半導体レーザ光出力制御回路。
二系統の比較増幅手段の切替えは、再生モードから記録モードへ移行して所定時間経過した後に広帯域から狭帯域へ切替えることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ光出力制御回路。