JPH0594637A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録時のスループット時間を長くすることな
く、周囲温度に対して記録時の光出力を最適値に制御で
きる光学的情報記録再生装置を提供することを目的とす
る。 【構成】光ディスク１に対して情報の記録／再生を行う
ための光ビームを発生する半導体レーザ２を所定の温度
検出用電流により駆動した時の光出力から周囲温度を検
出する温度検出回路８を設け、この温度検出結果に従っ
てレーザ記録出力補正回路１２で記録出力設定値データ
２１を生成し、これに基づいてＡＰＣ回路１０およびＬ
Ｄドライバ１１を介して半導体レーザ２の光出力を周囲
温度が高いほど低くなる方向に制御することにより、記
録レーザ出力の温度補償を行うようにした光学的情報記
録再生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ビームにより情報を
記録／再生する光ディスク装置などの光学的情報記録再
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度・大容量のメモリ装置の一つとし
て、光ディスクと呼ばれるディスク状の光学的記録媒体
を用いた光ディスク装置が実用化されている。この光デ
ィスク装置は、例えば直径１ミクロン程度に絞り込んだ
レーザビームを光ディスクに照射し、幅０．６〜１ミク
ロン、長さ１〜２μｍ程度のピットその他のマークを形
成して情報を記録し、このマークによる反射光または透
過光の変化により記録された情報を再生するものであ
る。

【０００３】ここで、ユーザが情報を記録できる光ディ
スクには、ディスクの同じ領域に１回だけ記録ができ、
消去・再記録は不可能な追記形媒体と、記録・再記録が
複数回可能な書換形媒体とがある。追記形媒体では、記
録すべき情報に従って変調されたレーザビームを光ディ
スクに照射してレーザビームのエネルギーで光ディスク
の記録膜を部分的に昇温させ、その部分の記録膜を溶融
させたり不可逆的な屈折率変化を起こさせて情報を記録
する。一方、書換形媒体では同様に情報に従って変調さ
れたレーザビームのエネルギーで記録膜を昇温させ、そ
の部分の磁化方向を外部磁界の方向に反転させたり、可
逆的な屈折率変化を起こさせるなどにより、情報を記録
する。追記形媒体は情報の書換えができないことから証
拠性に優れ、書換形媒体は媒体の経済的かつ有効的利用
の面から優れているなど、一長一短がある。

【０００４】このように記録可能な光ディスク装置は、
追記形、書換形のいずれも照射レーザビームの熱エネル
ギーを用いたヒートモードで記録が行われる。このよう
にレーザビームによる熱の発生という単純な原理に基づ
くものであるため、装置の構成が簡単になるという利点
を持つ反面、装置の環境温度や装置自体の発熱による周
囲温度の変化によって、記録特性が影響を受けるという
問題がある。例えばごく単純には、同じレベルパワーを
照射しても、媒体の温度は周囲温度が５０℃の時は２０
℃の時より３０℃だけ高く昇温し、その分だけ媒体には
大きなマークが形成されることになる。これは信号再生
時にジッタとして現れ、結果として誤り率を増加させ
る。

【０００５】この周囲温度による記録マークの形状変化
の影響は、記録密度が高くなるほど大きくなることは容
易に推測できる。また、この影響は特に記録情報を記録
マークの中心位置に対応させて記録するマーク位置記録
方式よりも、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）などで
用いられているマーク長記録方式、つまり情報を記録マ
ークの前後のエッジ位置に対応させて記録する方式で特
に顕著となる。

【０００６】このような問題を避けるため、従来では情
報の記録に先立ち光ディスクの特定のテスト領域に特定
の信号を記録し、その再生信号レベルから適切な記録レ
ーザ出力を求めて周囲温度の影響を補償する方法が用い
られていた。テスト領域としては、例えば日本工業規格
としてJIS X 6261「 130mm追記形光ディスクカートリッ
ジ」に記載されているＡＬＰＣ（Automatic Laser Powe
r Control:自動レーザ出力制御）領域などがある。

【０００７】しかしながら、このような温度補償方法
は、テスト領域への信号の記録および再生に光ディスク
を少なくとも一回転以上回転させる必要があるため、記
録時のスループット時間が余計にかかるという問題があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光ディスク装置などの光学的情報記録再生装置では、
より高密度記録を達成する上で周囲温度の変化に対して
情報記録時の光出力の補償を行うことが望まれるが、テ
スト領域に特定の信号を記録し、その再生信号レベルか
ら光出力を制御する従来の方法は、温度補償動作のため
に光ディスクを一回転以上回転させる必要があるため、
記録時のスループット時間が長くなるという問題があっ
た。

【０００９】従って、本発明は記録時のスループット時
間を長くすることなく、周囲温度に対して記録時の光出
力を最適値に制御できる光学的情報記録再生装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は記録媒体に照射する情報の記録／再生のた
めの光ビームを発生する光源またはこれに近接して置か
れた他の発光素子を所定の温度検出用電流により駆動し
た時の光出力から周囲温度を検出するか、あるいは光源
またはこれに近接して置かれた他の発光素子の光出力を
所定の一定値とするために必要な該光源または発光素子
の入力値から周囲温度を検出し、この温度検出結果に従
って光源の光出力を周囲温度が高いほど低くなる方向に
制御するようにしたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】このように本発明では温度検出モードにおいて
記録／再生のための光源またはこれに近接して置かれた
他の発光素子の光出力あるいは入力値から周囲温度が検
出され、この温度検出結果により光源の光出力が周囲温
度に対して最適な値に制御される。この制御によって周
囲温度の変化による記録媒体上の記録マークのマーク長
などの形状変化が少なくなり、高密度記録が容易とな
る。

【００１２】また、本発明ではテスト領域に記録した信
号の再生信号レベルから光出力を制御して温度補償を行
う方法と異なり、実際に記録／再生を行うことなく周囲
温度の検出が瞬時に行われるので、記録時のスループッ
ト時間が短縮される。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の第１の実施例に係る光学的情報
記録再生装置のブロック図である。この装置は、光ディ
スク１に光ビームを照射して情報の記録／再生を行う光
ディスク装置であり、記録／再生用光源としての半導体
レーザ（ＬＤ）２、ビームスプリッタ３、記録／再生お
よびフォーカス／トラッキングサーボ用の光学系４、該
ＬＤ２からのレベル光のモニタ用の光検出器（ＰＤ）５
を光ヘッド部に有する。

【００１４】ビームスプリッタ３は、ＬＤ２からの出射
光を光学系４へ導く記録／再生用ビームと、光検出器５
へ導くモニタ用ビームの二つのビームに分割するために
設けられている。光検出器５は、アンプ６およびＡ／Ｄ
変換器７と共に温度検出回路８を構成している。

【００１５】アンプ９は光検出器５の出力を増幅し、自
動光出力制御（ＡＰＣ）回路１０へ供給する。ＡＰＣ回
路１０は、アンプ９の出力からＬＤ２の光出力をモニタ
し、この光出力が予め定められた基準値に等しくなるよ
うにＬＤドライバ１１を介してＬＤ２からの光出力を制
御する公知の回路である。この実施例の場合、ＡＰＣ回
路１０は記録出力設定値データ２１および再生出力設定
値データ２２が基準値として与えられ、情報記録時には
信号処理回路１４から転送される記録情報に対応して、
記録情報が“１”の時のＬＤ２の光出力は記録出力設定
値データ２１で指定される値となり、情報“０”の時の
光出力は再生出力設定値データ２２で指定される値とな
るようにＬＤドライバ１１を介してＬＤ２を制御し、ま
た情報再生時には常にＬＤ２の光出力が再生出力設定値
データ２２で指定される値となるようにＬＤドライバ１
１を介してＬＤ２を制御する。

【００１６】レーザ記録出力補正回路１２は、温度検出
回路８からの出力に従ってＡＰＣ回路１０に記録出力設
定値データ２１を与え、それにより情報記録時のＬＤ２
の光出力を設定する。ドライブコントローラ１３は、レ
ーザ記録出力補正回路１２の制御を行うと共に、ＡＰＣ
回路１０に再生出力設定値データ２２とモード切り替え
信号２４を与え、さらにＬＤドライバ１１に温度検出電
流設定値データ２３とモード切り替え信号２４を与え
る。モード切り替え信号２４は、ＡＰＣ回路１０のオン
／オフや記録／再生モードの切り替えなどを行うための
信号である。信号処理回路１４は、ＬＤドライバ１１に
供給する記録信号の処理と、光学系４を介して得られる
再生信号の処理を行う回路である。インタフェース１５
は、光ディスク装置全体の制御を司るメインコントロー
ラ１６と、ドライブコントローラ１３および信号処理部
１４との間での記録／再生情報の転送や各種コマンドの
受け渡しを行う。

【００１７】なお、光ディスク１は本発明の動作を分か
り易くするため、情報を１回だけ記録できる追記形とす
る。また、図１ではフォーカス／トラッキング機構系
や、光ディスク１の半径方向へのアクセス機構系など、
本発明に直接関係ない部分の構成は省略している。

【００１８】図２は、半導体レーザの温度特性を示す図
であり、横軸は駆動電流、縦軸は光出力を示している。
一般に、半導体レーザは動作時の周囲温度が高くなるほ
ど、レーザ発振する閾値が高くなり、注入される駆動電
流が同じでも光出力は低くなる。すなわち、Ｔａ，Ｔ
ｂ，Ｔｃ（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）なる３点の周囲温度での
出力特性を１０１，１０２，１０３とする時、ある一定
の駆動電流Ｉｔに対する光出力は、それぞれＰ（Ｉｔ，
Ｔａ），Ｐ（Ｉｔ，Ｔｂ），Ｐ（Ｉｔ，Ｔｃ）となり、
その大小関係はＰ（Ｉｔ，Ｔａ）＜Ｐ（Ｉｔ，Ｔｂ）＜
Ｐ（Ｉｔ，Ｔｃ）となる。本実施例では、このような周
囲温度と半導体レーザの光出力との関係を利用して、記
録レーザ出力の温度補償を行う。

【００１９】次に、本実施例における温度検出と、それ
に基づく記録レーザ出力の補正（温度補償）および情報
記録動作について述べる。メインコントローラ１６から
インタフェース１５を通して情報記録コマンドが与えら
れると、まず温度検出を行うためにドライブコントロー
ラ１３によりモード切り替え信号２４を温度検出モード
とする。この温度検出モードではＡＰＣ回路１０はオフ
状態となり、ＬＤドライバ１１は温度検出電流設定値デ
ータ２３で指示される温度検出用電流でＬＤ２を駆動す
る。ここで、この温度検出用電流は例えば図２のＩｔと
する。当然のことながら、この電流ＩｔはＬＤ２の光出
力が光ディスク１にピットなどのマークを形成しない程
度の値であり、かつ少なくともフォーカス制御に十分な
光出力となるような値とする。

【００２０】図２に示したように、ＬＤ２は注入される
駆動電流と光出力との関係（入出力特性）に温度特性を
持ち、同じ駆動電流でも光出力は温度が高いほど低くな
る。温度検出回路８は、ＬＤ２の光出力を光検出器５で
検出し、これをアンプ６およびＡ／Ｄ変換器７を通すこ
とにより、温度データ２０を出力する。この温度データ
２０は、駆動電流Ｉｔが注入されたときのＬＤ２の光出
力Ｐ（Ｉｔ，Ｔａ），Ｐ（Ｉｔ，Ｔｂ），Ｐ（Ｉｔ，Ｔ
ｃ）に対応するディジタル信号である。レーザ記録出力
補正回路１２は、この温度データ２０に基づいて、予め
知れているＬＤ２の温度特性から逆に温度を検出し、温
度が高い時はＬＤ２の光出力が小さくなり、温度が低い
時は光出力が大きくなるような記録出力設定値データ２
１をＡＰＣ回路１０へ出力する。

【００２１】これにより、図３に示すように検出した温
度をＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）とし、記録
情報に対応して情報が“１”の時に記録レーザ出力、零
のときに再生レーザ出力とすると、温度Ｔａでの記録レ
ーザ出力は温度Ｔｂでの記録レーザ出力よりも低く、温
度Ｔｂでの記録レーザ出力は温度Ｔｃでの記録レーザ出
力よりも低くなるように補正される。

【００２２】こうして検出温度に従った記録レーザ出力
の設定が終了すると、次にモード切り替え信号２４によ
りＬＤドライバ１１のモードを切り替え、ＬＤ２の光出
力がＡＰＣ回路１０により再生出力設定値データ２２で
指定される再生出力となるようにＬＤ２を駆動すると共
に、ドライブコントローラ１３で指定される光ディスク
１上の所定の位置、例えば所定のセクタにアクセスを行
う、そして、このアクセスが終了すると、信号処理回路
１４から転送される情報信号の“１”，“０”にそれぞ
れ対応して、ＬＤ２の光出力がＡＰＣ回路１０により記
録出力設定値データ２１，再生出力設定値データ２２で
指定される記録出力値となるようにＬＤ２が駆動され、
光ディスク１に情報が記録される。これにより、周囲温
度による光ディスク１上のマーク形状の変化の少ない良
好な記録が行われる。

【００２３】図４は、本発明の他の実施例に係る光ディ
スク装置のブロック図である。図１の実施例と対応する
部分には同一符号を付して、相違点を主に説明する。

【００２４】図４においては、光検出器５の出力はアン
プ９を介してＡＰＣ回路１０に入力される。ＡＰＣ回路
１０は記録出力設定値データ３１および再生出力設定値
データ３２が基準値として与えられ、情報記録時には信
号処理回路１４から転送される記録情報に対応して、記
録情報が“１”の時のＬＤ２の光出力は記録出力設定値
データ３１で指定される値となり、情報“０”の時の光
出力は再生出力設定値データ３２で指定される値となる
ようにＬＤドライバ１１を介してＬＤ２を制御し、また
情報再生時には常にＬＤ２の光出力が再生出力設定値デ
ータ３２で指定される値となるようにＬＤドライバ１１
を介してＬＤ２を制御する。モード切り替え信号３３
は、図１のモード切り替え信号２４と同様に、ＡＰＣ回
路１０のオン／オフや記録／再生モードの切り替えなど
を行うための信号である。

【００２５】図５は、図２と同様の半導体レーザの温度
特性を示す図であり、横軸は駆動電流、縦軸は光出力を
示している。前述したように、半導体レーザは動作時の
周囲温度が高くなる程レーザ発振する閾値が高くなるの
で、同じ光出力を得るためには注入する駆動電流を増や
さなければならない。図２と同様に、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ
（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）なる３つの周囲温度での出力特性
を２０１，２０２，２０３とする時、ある一定の光出力
Ｐｒを得るのに必要な注入駆動電流はそれぞれＩａ，Ｉ
ｂ，Ｉｃとなり、その大小関係はＩａ＞Ｉｂ＞Ｉｃとな
る。本実施例では、このような周囲温度と半導体レーザ
の光出力を所定の一定値にするための注入駆動電流との
関係を利用して、記録レーザ出力の温度補償を行う。

【００２６】次に、本実施例における温度検出と、それ
に基づく記録レーザ出力の補正（温度補償）および情報
記録動作について述べる。メインコントローラ１６から
インタフェース１５を通して情報記録コマンドが与えら
れると、まず温度検出が行われる。通常、非記録状態で
はＬＤ２の光出力はＡＰＣ回路１０により再生出力設定
値データ３２で指定される値となるように制御されてい
る。また何らかの理由でこれらが異なるときは、モード
切り替え信号３３でＡＰＣ回路１０をオンとして、ＬＤ
２の光出力が再生出力設定値データ３２で指定される値
となるように制御される。

【００２７】ここで、本実施例では再生出力設定値デー
タ３２が指定する光出力値を例えば図５のＰｒに設定す
る。図５に示したように、ＬＤ２は駆動電流と光出力と
の関係に温度特性を持ち、同じ光出力を得るのに必要な
駆動電流は温度が高いほど大きくなる。ＡＰＣ回路１０
から出力される温度データ３０は、Ｐｒなる光出力を得
るための駆動電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃに対応する信号であ
る。レーザ記録出力補正回路１２は、この温度データ３
０に基づいて、予め知れているＬＤ２の温度特性から逆
に温度を検出し、温度が高い時はＬＤ２の光出力が小さ
くなり、温度が低い時は光出力が大きくなるような記録
出力設定値データ３１をＡＰＣ回路１０へ出力する。

【００２８】これにより、図６に示すように、検出した
温度をＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）とし、記
録情報に対応して情報が“１”の時に記録レーザ出力、
零のときに再生レーザ出力とすると、温度Ｔａでの記録
レーザ出力は温度Ｔｂでの記録レーザ出力よりも低く、
温度Ｔｂでの記録レーザ出力は温度Ｔｃでの記録レーザ
出力よりも低くなるように補正される。

【００２９】こうして検出温度に従った記録レーザ出力
の設定が終了すると、次にモード切り替え信号３３によ
りＬＤドライバ１１のモードを切り替え、ＬＤ２の光出
力がＡＰＣ回路１０により再生出力設定値データ３２で
指定される再生出力となるようにＬＤ２を駆動すると共
に、ドライブコントローラ１３で指定される光ディスク
１上の所定の位置、例えば所定のセクタにアクセスを行
う、そして、このアクセスが終了すると、信号処理回路
１４から転送される情報信号の“１”，“０”にそれぞ
れ対応して、ＬＤ２の光出力がＡＰＣ回路１０により記
録出力設定値データ３１，再生出力設定値データ３２で
指定される記録出力値となるようにＬＤ２が駆動され、
光ディスク１に情報が記録される。

【００３０】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではなく、次のように種々変形して実施する
ことができる。

【００３１】（１）図１および図４の実施例では、温度
検出と記録出力設定値データ２１，３１の発生のタイミ
ングを所定セクタへのアクセス前としたが、情報記録の
前であればよく、アクセス終了後に温度検出と記録出力
設定値データの発生を行い、その後に情報を記録するよ
うなシーケンスでもよい。

【００３２】（２）図１および図４の実施例では、温度
検出と記録出力設定値データ２１，３１の発生および情
報の記録をメインコントローラ１６からの情報記録コマ
ンドの発生に続く一連の動作で実行したが、メインコン
トローラ１６からの情報記録または情報再生などのコマ
ンドの実行の合間に、コマンド発生に先立って温度検出
と記録出力設定値データの発生を行ってもよい。その場
合、温度検出と記録出力設定値データの発生は、光ヘッ
ドが最後に到達している位置でなされていてもよいし、
一度光ディスク１上の最内周または最外周の待機位置に
移動してからでもよい。待機位置では必ずしもフォーカ
ス制御の必要はないので、図１の実施例の場合、図２の
電流ＩｔはＬＤ２の光出力が光ディスク１に何らマーク
を形成しないレベルとなる値でよい。

【００３３】但し、より正確に温度に対して記録出力値
を補正するために、温度検出と記録出力設定値データ２
１，３１の発生後、情報記録までの時間間隔が長くな
り、その間の温度変化が見込めるときは、ドライブコン
トローラ１３は温度変化が無視できるような比較的短い
時間で温度検出と記録出力設定値データ２１，３１の発
生を繰り返すことが望ましい。

【００３４】（３）図１および図４の実施例では、記録
レーザ出力のみの温度補償を行ったが、より厳しい光量
制御が要求されるときには、上記と同様の方法で再生レ
ーザ出力についても容易に温度補償を行うことができ
る。

【００３５】（４）図１および図４の実施例では、情報
の記録／再生と温度検出のためのレーザビームに同一の
ビーム（例えばＬＤ２の前端面からの出射ビーム、いわ
ゆるフロント光）を用いたが、情報の記録／再生にはフ
ロント光、温度検出には後端面からの出射ビーム（リア
光）をそれぞれ用いてもよい。

【００３６】（５）図１の実施例では、温度検出回路８
用のアンプ６とＡＰＣ回路１０用のアンプ９を別々に設
けたが、１個のアンプを共用することも可能である。

【００３７】（６）図４の実施例では、温度検出時のＬ
Ｄ２の光出力を信号再生時の出力と同じ値にしたが、温
度検出用に新たな値を設定してもよい。このときのＬＤ
２の光出力は、図１の実施例で述べたと同様の値に設定
されることが望ましい。

【００３８】（７）図１および図４の実施例では、ＬＤ
２を温度検出用に兼用したが、他の発行素子を温度検出
用として設けてもよい。その他、本発明は要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、情報の記録／再生のた
めの光ビームを発生する光源またはこれに近接して置か
れた他の発光素子の温度特性を利用して周囲温度を検出
し、その温度検出結果に従って光源の光出力を周囲温度
が高いほど低くなる方向に制御して温度補償を行うこと
により、周囲温度の変化による記録媒体上の記録マーク
形状（特にマーク長）の変動が減少し、高密度記録が容
易となる。

【００４０】さらに、本発明によれば実際に記録／再生
を行うことなく、速やかに温度補償動作を行うことがで
きるので、記録時のスループット時間が短くなり、記録
再生装置としての性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光ディスク装置のブロ
ック図

【図２】同実施例の動作を説明するための半導体レーザ
の温度特性を示す図

【図３】同実施例における温度補償後の記録レーザ出力
の様子を示す図

【図４】本発明の他の実施例に係る光ディスク装置のブ
ロック図

【図５】同実施例の動作を説明するための半導体レーザ
の温度特性を示す図

【図６】同実施例における温度補償後の記録レーザ出力
の様子を示す図

【符号の説明】

１…光ディスク ２…半導体レーザ ３…ビームスプリッタ ４…光学系 ５…光検出器 ６…アンプ ７…Ａ／Ｄ変換器 ８…温度検出回路 ９…アンプ １０…ＡＰＣ回路 １１…ＬＤドライバ １２…レーザ記録
出力補正回路 １３…ドライブコントローラ １４…信号処理回
路 １５…インタフェース １６…メインコン
トローラ ２０…温度データ ２１…記録出力設
定値データ ２２…再生出力設定値データ ２３…温度検出用
電流設定値データ ２４…モード切り替え信号 ３０…温度データ ３１…記録出力設定値データ ３２…再生出力設
定値データ ３３…モード切り替え信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光ビームを記録媒体に照射して
   情報の記録／再生を行う光学的情報記録再生装置におい
   て、 前記光源またはこれに近接して置かれた他の発光素子を
   所定の温度検出用電流により駆動した時の光出力から周
   囲温度を検出する温度検出手段と、 この温度検出手段の検出結果に従って前記光源の光出力
   を周囲温度が高いほど低くなる方向に制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする光学的情報記録再生装
   置。
2. 【請求項２】光源からの光ビームを記録媒体に照射して
   情報の記録／再生を行う光学的情報記録再生装置におい
   て、 前記光源またはこれに近接して置かれた他の発光素子の
   光出力を所定の一定値とするために必要な該光源または
   発光素子の入力値から周囲温度を検出する温度検出手段
   と、 この温度検出手段の検出結果に従って前記光源の光出力
   を周囲温度が高いほど低くなる方向に制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする光学的情報記録再生装
   置。