JPH01176338A - 半導体レーザの出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 光デイスク装置等の光学的情報記録再生装置における半
導体レーザの出力制御装置に関する。

（従来技術） 光デイスク装置等の光学的情報記録再生装置において記
録、再生用光源として用いられる半導体レーザの出力を
制御する装置としては第５図に示すようなものがある。

この装置では光検出回路２は半導体レーザ１から後方に
射出された光の強さを検出してその平均値を電圧として
出力し、この電圧が基準電圧発生回路４の発生した基準
電圧と比較器３により比較される。光学的情報記録再生
装置が記録媒体から情報を再生する再生時には直流バイ
アス電流回路５が電流加算回路８を通して半導体レーザ
１へ出力する直流バイアス電流を比較器３の出力信号に
より制御することによって半導体レーザ１の出力が再生
パワーに制御される。

光学的情報記録再生装置が記録媒体に情報を記録する記
録時にはパルス電流回路６は変調信号により変調したパ
ルス電流を電流加算回路８を通して半導体レーザ１へ出
力し、このパルス電流は基準ｔｔｉｌｉＸ７の基準電圧
によって必要な記録パワーに対応した値に決定される。

電流加算回路８はモードコントロール信号により再生時
には直流バイアス電流回路５からの直流バイアス電流を
選択して半導体レーザ１へ供給し、記録時には直流バイ
アス電流回路５からの直流バイアス電流とパルス電流回
路６からのパルス電流を選択して半導体レーザ１へ供給
する。光検出回路２の出力電圧は再生時より記録時に大
きくなるから、基準電圧発生回路４は電圧切り換え信号
により基準電圧を記録時に再生時と同等になるように切
り換える。

しかしこの半導体レーザの出力制御装置では再生時に直
流バイアス電流回路５からの直流バイアス電流を光検出
回路２の出力信号の負帰還で制御し、記録時にパルス電
流回路６からのパルス電流を基準電源７の基準電圧のみ
によって決定するので、記録パワーの調整は半導体レー
ザパワー測定器などを用いて半導体レーザ１の出力パワ
ーを実測しながら基準電源７の基準電圧を調整しなくて
はならない。また光学的情報記録再生装置において異な
る記録パワー、再生パワーを必要とする複数種類の記録
媒体が使用される場合には基準電源７の基ｉ！！電圧を
切り換えるための回路が必要となり、基準電圧発生回路
４も複数の基準電圧を発生できる構成としなければなら
ず、回路規模が大きくなり、かつ調整箇所が増えてしま
う。しかも基準電源７の基準電圧は半固定的に決められ
ているためにパルス電流回路６からのパルス電流が常に
一定になり、その結果半導体レーザ１の温度上昇による
効率の低下や半導体レーザ１の長期使用による劣化が起
こると、半導体レーザ１の記録時の出力パワーが低下し
てしまい、基準電源７の基準電圧を調整し直さなければ
ならない。更に光検出回路２の出力電圧は半導体レーザ
がオフの時も０にならないので、光検出回路２はオフセ
ットを除去するための調整回路を設けて調整しなければ
ならない。このように構成は簡単であるが、調整回路と
調整が多くなるという欠点を持っている。

（目゛　的） 本発明は上記欠点を改善し、簡単な回路構成で調整が少
なくて半導体レーザの出力パワーを多段階に制御するこ
とができる半導体レーザの出力制御装置を提供すること
を目的とする。

（構　成） 本発明は第１図に示すように光検出回路１１と、減算器
１２と、基準値が可変可能な基準値発生回路１３と、増
幅器１４と、直流バイアス電流回路１５と、制御信号が
可変可能な第１の制御信号発生回路１６と、パルス電流
回路１７と、制御信号が可変可能な第２の制御信号発生
回路１８と、電流加算回路１９と、制御手段２０とを備
えている。

光検出回路１１は光学的情報記録装置における半導体レ
ーザ２１の出力光を検出してその平均値を出力し、減算
器１２は光検出回路１１の出力信号から所定の基準値を
減算する。基準値発生回路１３は減算器１２に基準値を
出力し、増幅器１４は減算器１２の出力信号を増幅する
。直流バイアス電流回路１５は直流バイアス電流を出力
し、第１の制御信号発生回路１６は直流バイアス電流回
路１５の出力を制御する制御信号を出力し、パルス電流
回路１７はパルス電流を出力する。第２の制御信号発生
回路１８はパルス電流回路１７の出力を制御する制御信
号を出力し、電流加算回路１９は直流バイアス電流回路
１５からの直流バイアス電流とパルス電流回路１７から
のパルス電流を加算して半導体レーザ２１に供給する。

制御手段２０は記憶手段を有していて該記憶手段に記憶
された基準値と増幅器１４の出力信号を比較してその比
較結果に基づいて基準値発生回路１３と第１及び第２の
制御信号発生回路１６，１８を制御し、半導体レーザ２
１の出力レベルの目標値の切り換えに従って基準値発生
回路１３の出力を切り換える。

第２図は本発明の一実施例を示す。

この実施例は光デイスク装置等の光学的情報記録再生装
置において記録、再生用光源として用いられる半導体レ
ーザの出力を制御する装置であり、その半導体レーザ３
１から後方へ射出された光の強度を検出してその平均値
Ｖρを出力する光検出回路３２と、この光検出回路３２
の出力信号Ｖｐから所定の基準値■１を減算する減算器
３３と、この減算器３３へ出力信号を基準値Ｖｌとして
出力するディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器３４と
、減算器３３の出力信号Ｖｃｍρを所定の増幅度Ａで増
幅する増幅器３５と、この増幅器３５の出力信号Ｖａを
アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換するアナログ／デ
ィジタル（Ａ／Ｄ）変換器３６と、光学的情報記録再生
装置が記録媒体から情報を再生する再生時に半導体レー
ザ３１へ供給する直流バイアス電流Ｉｂを出力する直流
バイアス電流回路３８と、この直流バイアス電流回路３
８の出力を制御する電圧ｖ２を出力するＤ／Ａ変換器３
９と、光学的情報記録再生装置が記録媒体に情報を記録
する記録時に記録信号によって変調されたパルス電流ｒ
ｐを半導体レーザ３１に供給するパルス電流回路３７と
、このパルス電流回路３７の出力ｒｐのピーク値を制御
する電圧ｖ３を出力するＤ／Ａ変換器４１と、Ａ／Ｄ変
換器３６の出力信号ＡＤによりＤ／Ａ変換器３４，３９
，４．１を制御し且つメモリ４３を持つプロセッサ（マ
イクロコンピュータ）４２とにより構成されていてこの
プロセッサ４２がシステムコントローラ４４との間でモ
ード等の信号を受は渡しする。ここでパルス電流回路３
７は３つのモードを持ち、プロセッサ４２からのモード
コントロール信号によりそのいずれかのモードに切り換
えられる。この３つのモードは第１のモードが変調信号
によって変調されたパルス電流工ρを出力するモードで
あり、第２のモードが変調信号に関係なく前記パルス電
流工ｐのピーク値と等しい一定の電流Ｉｐｃを出力する
モードであり、第３のモードが電流を出力しないモード
である。第１のモードは光学的情報記録再生装置が記録
媒体に情報を記録する記録時に使用され、第２のモード
は記録パワーのセット時に使用され、第３のモードは光
学的情報記録再生装置が記録媒体から情報を再生する再
生時に使用される。

次にこの実施例の動作について説明する。

この実施例の動作は記録パワーの設定と、再生時の再生
パワー制御と、記録時の記録パワー制御がある。まず第
６図乃至第１１図を説明する。第６図乃至第８図は記録
パワー設定時における光検出回路３２の出力信号ＶＰ、
減算器３３の出力信号Ｖａｍｐ、　Ｄ／’Ａ変換器３４
の出力信号ｖ１及び増幅器３５の出力信号Ｖａの関係を
示したものである。記録時のＶｐの値をＶｗとすると、
ｖｌはＡ本（Ｖｗ−Ｖｌ）がＡ／Ｄ変換器３６の入力電
圧の上限値Ｖａｌｉｍより小さい値となるような値とし
、このときのｖｌの値をＶｌｗとする。第９図乃至第１
１図は再生パワー制御時における光検出回路３２の出力
信号ｖｐ、減算器３３の出力信号Ｖａｍｐ、　Ｄ／Ａ変
換器３４の出力信号Ｖ１及び増幅器３５の出力信号Ｖａ
の関係を示したものである。再生時のＶＰの値をＶｒと
すると、増幅器３５の増幅率Ａは八本（Ｖ　ｒ　−Ｖ　
１ｏｆｆ）＜　Ｖ　ａｌｉｍの条件を満足するような大
きさに設定しである。Ｖ　１ｏｆｆは後述する。

記録パワーの設定は電源オン時に毎回実施され、このと
きプロセッサ４２は第３図に示すように最初に出力ボー
トＰＬ、Ｐ２．Ｐ３から各Ｄ／Ａ変換器３４，３９．４
１の出力Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３が零となるデータを出力し、
パルス電流回路４０のモードをモードコントロール信号
により前記第２のモードに設定する。したがってパルス
電流回路４０は変調信号に関係なく前記パルス電流ＩＰ
のピーク値と等しい一定の電流ｒｐｃを出力するモード
となるが、Ｄ／Ａ変換器４１の出力ｖ３が零になること
により出力電流工ρＣが零になり、また直流バイアス電
流回路３８はＤ／Ａ変換器３９の出力ｖ２が零になるこ
とにより出力電流１ｂが零になる。

半導体レーザ３１はパルス電流回路４０の出力電流Ｉｐ
と直流バイアス電流回路３８の出力電流Ｉｂが電流加算
回路３７で加算されて供給されるが、これが零であるか
ら出力がオフとなる。しかし光検出回路３２はオフセッ
トがあり、これが減算器３３でＤ／Ａ変換器３４の出力
ｖ１と比較されてその比較結果が増幅器３５で増幅され
てＡ／Ｄ変換器３６によりＡ／Ｄ変換されるから、Ａ／
Ｄ変換器３６の出力ＡＤは零にならない、そこでプロセ
ッサ４２はＡＤ＝Ｏとなるように出力ポートＰ・１の出
力データＤＡＩを増減させ、ＡＤ＝ＯとなったときのＤ
ＡＩの値ＤＡＩ’をメモリ４３に記憶しておく。このＡ
Ｄ＝Ｏのときのｖｌの値をＶ　１ｏｆｆとする。次にプ
ロセッサ４２はメモリ４３に記憶したＤＡＩ’と所定の
基準値を加算してその加算値をｖｌがＶｌｗとなるデー
タとして出力ポートＰ１より出力し、ＡＤの値がＡ　Ｉ
　（ＶシーＶ　１ｗ）に対応する値になるまでポートＰ
３の出力データＤＡ３を増減し、ＡＤの値が所定値にな
ったときのポートＰ３の出力データＤＡ３の値をＤＡ３
ｗとしてメモリ４３に記憶する。以上のシーケンスによ
り記録パワーの設定が終了する。

再生時における半導体レーザ３１の出力パワー制御はプ
ロセッサ４２が第４図に示すように行う。

すなわちプロセッサ４２は前述のメモリ４３に記憶した
ＤＡＩ’を出力ポートＰ１より出力し、ＡＤの値がＡ　
串（Ｖｒ　−Ｖ　１ｏｆｆ）に対応する値になるように
ポートＰ２の出力データＤＡ２を増減することによって
、再生時の半導体レーザ３１の出力パワー制御を行う。

このときプロセッサ４２はパルス電流回路４０のモード
をモードコントロール信号により前記第３のモードに設
定し、パルス電流回路４０は電流を出力しない。

また記録時にはプロセッサ４２はパルス電流回路４０の
モードをモードコントロール信号により前記第１のモー
ドに設定し、パルス電流回路４０は変調信号によって変
調されたパルス電流ＩＰを出力する。このとき光検出回
路３２の出力信号■Ｐ、減算器３３の出力信号Ｖｃｍｐ
、　Ｄ　／　Ａ変換器３４の出力信号ｖ１及び増幅器３
５の出力信号Ｖａの関係が第１２図乃至第１４図に示す
ようになり、ＶＰ（７）値がＶｄ（Ｖｐｃ＞Ｖｄ＞Ｖｒ
）となるためにプロセッサ４２はＡＤの値によりＶ　ｃ
ａｐがＶｒ−Ｖｌｏｆｆに等しくなるようにポー）−Ｐ
Ｉからデータを出力する。このポートＰ１の出力データ
の制御は再生時のポートＰ２の出力データの制御と略同
様に行われ、これにより半導体レーザ３１の直流バイア
ス電流が制御される。

この実施例によれば回路のオフセットの除去、半導体レ
ーザ３１の出力パワーの調整が自動的に行われる。また
半導体レーザ３１の出力パワー設定データを変更するだ
けで半導体レーザ３１の出力パワーを変更でき、かつ半
導体レーザ３１の出力パワー設定データを複数持つこと
で半導体レーザ３１の出力パワーを複数に制御できる。

しかもＤ／Ａ変換器３４を用いたことによりＡ／Ｄ変換
器３６のダイナミックレンジが広がり、かつ信号の量子
化誤差による制御誤差が小さくなり、高価なＡ／Ｄ変換
器を使用せずに安価な部品の組合せで同等以上の効果が
得られる。

なお、上記実施例では基準値発生回路や制御信号発生回
路としてＤ／Ａ変換器３４，３９．４１を用いたが、こ
れらは制御手段により出力を可変できる電圧発生回路な
どでもよく、例えば第１５図に示すように抵抗Ｒ１〜Ｒ
６、スイッチ８１〜Ｓ５、演算増幅器ＯＰからなる電圧
発生回路でもよい。

この電圧発生回路ではスイッチ８１〜Ｓ５はプロセッサ
４２の出力ポートからの信号によりオン／オフして抵抗
Ｒ１−Ｒ６を選択し、その抵抗を介して基準電圧Ｖ　ｒ
ｅｆが演算増幅器ＯＰに入力されてこれらの和に応じた
電圧が出力される。またＡ／Ｄ変換器３６は増幅器３５
の出力をプロセッサ４２が読める信号に変換するもので
あればよい。

（効　果） 以上のように本発明によれば光学的情報記録装置におけ
る半導体レーザの出力光を検出してその平均値を出力す
る光検出回路と、この光検出回路の出力信号から所定の
基準値を減算する減算器と、この減算器に上記基準値を
出力し該基準値が可変可能な基準値発生回路と、前記減
算器の出力信号を増幅する増幅器と、直流バイアス電流
を出力する直流バイアス電流回路と、この直流バイアス
電流口路の出力を制御する制御信号を出力し該制御信号
が可変可能な第１の制御信号発生回路と、パルス電流を
出力するパルス電流回路と、このパルス電流回路の出力
を制御する制御信号を出力し該制御信号が可変可能な第
２の制御信号発生回路と、前記直流バイアス回路からの
直流バイアス電流と前記パルス電流回路からのパルス電
流を加算して前記半導体レーザに供給する電流加算回路
と、記憶手段を有し該記憶手段に記憶された基準値と前
記増幅器の出力信号を比較してその比較結果に基づいて
前記基準値発生回路と前記第１及び第２の制御信号発生
回路を制御する制御手段とを゛備え、この制御手段によ
り前記半導体レーザの出力レベルの目標値の切り換えに
従って前記基準値発生回路の出力を切り換えるので、回
路構成が簡単で半導体レーザの出力パワー−を回路変更
なしに多段階に制御することができ、半導体レーザの出
力パワーの調整や回路オフセットの除去を含む調整を無
くすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すブロック図、第３図は同実施例にお
けるプロセッサの記録パワー設定時の処理フローを示す
フローチャート、第４図は同実施例におけるプロセッサ
の再生時の処理フローを示すフローチャート、第５図は
従来回路を示すブロック図、第６図乃至第８図は上記実
施例の記録パワー設定時の各部信号の関係を示す波形図
、第９図乃至第１１図は上記実施例の再生パワー制御時
の各部信号の関係を示す波形図、第１２図乃至第１４図
は上記実施例の記録パワー制御時の各部信号の関係を示
す波形図、第１５図は電圧発生回路の一例を示す回路図
である。 １１・・・光検出回路、１２・・・減算器、１３・・・
基準値発生回路、１４・・・増幅器、１５・・・直流バ
イアス電流回路、１６・・・第１の制御信号発生回路、
１７・・・パルス電流回路、１８・・・第２の制御信号
発生回路、１９・・・電流加算回路、２０・・・制％４
図 ）う図 ↓ 外６図　　　　　炸７（財） 炸／？図　　　　壺／フ霞 怖ｆり図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学的情報記録装置における半導体レーザの出力光を検
   出してその平均値を出力する光検出回路と、この光検出
   回路の出力信号から所定の基準値を減算する減算器と、
   この減算器に上記基準値を出力し該基準値が可変可能な
   基準値発生回路と、前記減算器の出力信号を増幅する増
   幅器と、直流バイアス電流を出力する直流バイアス電流
   回路と、この直流バイアス電流回路の出力を制御する制
   御信号を出力し該制御信号が可変可能な第１の制御信号
   発生回路と、パルス電流を出力するパルス電流回路と、
   このパルス電流回路の出力を制御する制御信号を出力し
   該制御信号が可変可能な第２の制御信号発生回路と、前
   記直流バイアス回路からの直流バイアス電流と前記パル
   ス電流回路からのパルス電流を加算して前記半導体レー
   ザに供給する電流加算回路と、記憶手段を有し該記憶手
   段に記憶された基準値と前記増幅器の出力信号を比較し
   てその比較結果に基づいて前記基準値発生回路と前記第
   １及び第２の制御信号発生回路を制御する制御手段とを
   備え、この制御手段により前記半導体レーザの出力レベ
   ルの目標値の切り換えに従って前記基準値発生回路の出
   力を切り換えることを特徴とする半導体レーザの出力制
   御装置。