JPS61165836A - 光出力安定化装置 - Google Patents

光出力安定化装置

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JPS61165836A
JPS61165836A JP60006123A JP612385A JPS61165836A JP S61165836 A JPS61165836 A JP S61165836A JP 60006123 A JP60006123 A JP 60006123A JP 612385 A JP612385 A JP 612385A JP S61165836 A JPS61165836 A JP S61165836A
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JP
Japan
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output
light source
digital
light
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JP60006123A
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Seiji Yoshikawa
省二 吉川
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • 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

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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】 発明の技術分野 本発明は半導体レーザ等のレーザ光源の出力光量を、自
動的に所望のレベルに制御して安定した光出力を得るよ
うKした光出力安定化装置に関するO 従来技術と問題点 記録媒体に高密度に情報を記録・再生又は消去する光学
的情報記像再生装置や光通信、各種の光画像処理襲雷で
は、広く半導体レーザ等のレーザ光源が用いられている
。しかるに1上記レーザ光源は、発光出力が環境温度変
化に応じて大巾に変動し、かつ劣化により光出力の低下
を来たすものである。このため、光出力を安定に得て、
信頼度に優れた実用性ある光学的情報処理をなすために
は、レーザ光源の光出力の安定化を計ることが必要とな
る。
ζうした目的のため、従来、各種の光出力安定化装置が
提案されている。第3図にその一例を示す。301は光
源である半導体レーザで302は半導体レーザの裏面の
発光をモニターするPINフォトダイオードである。光
検出信号は303の比較器に基準電圧Vrとともに入力
し、その比較出力をウィンドコンパレータ304 K入
力して予め設定する上限下限値で弁別され、ゲート回路
305を介してクロックパルス発生器306のクロック
パルスとともにアップダウンカウンタ307に入力する
。従ってカウンタ307は前記ウィンドコンパレータ3
04の出力信号に応じ入力するクロックパルスによって
カウントアツプあるいはカウントダウンしカウンタ状態
を記憶し、更に出力デジタル信号は韓コンバータ308
及び増幅器310を介して駆動トランジスタ313のコ
レクタ電流を増減し、半導体レーザ301から所望の安
定な光出力を得ようとするものである。
しかるに、上記従来の光出力安定化装置によると、光検
出信号を比較回路や記憶作用を有すカウンタ回路等よシ
なる制御回路を介して光源駆動回路に入力し光源を発光
し、その光源光出力を再び光検出して設定値と比較しフ
ィードバック制御する。
かかる上記従来例の光出力安定化装置では、半導体レー
ザの駆動電流設定範囲の全域について駆動電流制御を前
記ウィンドコンパレータ304、アップダウンカウンタ
307及びD/Aコンパレータ308によシ行うので、
夫々の構成部品の不感帯や応答速度及びビット数により
制御精度が限定されてしまう欠点を有していた。
仮に前記D/Aコンバータ8を8ビツト構成とし、更に
ウィンドコンパレータ4の不感帯を考慮して精度分解能
として2デジツトを割当てた場合には、上記電流設定範
囲についての分解能(精度)は電流値で0.6 mAと
なり、微分量子効率ηが0.3mW/mAのレーザ素子
の場合には光出力制御精度は0.2mWとなる。つまり
、最大出力3mWK対して約7俤の精度しか得られず高
精度な目的には使用できないこととなる欠点を有する。
更に、従来技術によると光源の光出力の変動に対して追
従して制御する連応性に欠け、フィードバックが安定化
するまでの間、レーザ光量の過不足が生じ、特に情報を
記録媒体に記録する時には、記録状態が不安定となる欠
点を有するものである。
発明の目的 本発明は上述のような従来技術の欠点を克服するために
なされたもので、適時にレーザ光源の発光光量を可変で
きる実用性に優れた光出力安定化装置を提供することを
目的とする。
発明の概要 上記目的を達成する為に、半導体レーザ等の光源と、こ
の光源からの光束の一部を受けて発光光量に応じた電気
信号を出力する光検出器と、光検出器の出力信号を予め
設定する基準レベルと比較し比較出力をクロック信号と
ともにアップダウンカウンタ等を介してデジタル演算処
理したのち予め設定する基準信号とかけ算処理してアナ
ログ制御信号を得るデジタルアナログ変換手段を有する
信号制御手段と、前記アナログ制御信号にもとづいて前
記半導体レーザ等の光源を駆動する光源駆動手段とを備
えて光出力安定化装置を構成したものである。
実  施  例 第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。
なお、以下の説明において同一作用をなす同一部輪には
同−警号を付し、その説明を省略する。フォトダイオー
ドPDIはレーザダイオードLD2の裏面からの出射光
をモニターして、その出力を比較回路3に入力する。比
較回路3はフォトダイオードの検出信号と基準信号Vr
efとを比較し、出力をウィンドコンパレータ等からな
る制御回路4に与える。制御回路4は、入力する比較出
力を上・下限を設定するウィンドコンパレータ等を介し
てデジタル演算し、デジタル出力信号をD/Aコ有する
もので、その出力を光源の駆動回路6に入力し光源LD
を駆動するものである。本実施例においてD/Aコンバ
ータ5は、入力するデジタル信号を基準信号Vrefと
かけ算したアナログ信号として出力する作用をなし、従
来技術の有していた制御精度の限界と、デジタルカウン
タをカウントアツプ又はダウンする事による制御ループ
の安定化時間にもとづく時間遅れを短縮し、かつ、光源
制御範囲を拡大する作用をなす。なお、フォトダイオー
ド1は、レーザダイオード2の前面からの光をハーフプ
リズム等で光路を変換し、モニタするようにしてもよい
第2図は、本発明の他の実施例で、記録再生可能な光デ
イスク装置に適用した例である。光ディスクにおいては
、記録時と再生時において光源の発光パワーが異なるた
め第2図に示すように回路は記鍔時の制御系と再生時の
制御系とが独立して設けられている。
レーザダイオードLD2からの光束の一部を受光するフ
ォトダイオードPDIの検出信号は比較回路3に与えら
れる。また比較回路3には、再生用基準信号発生器20
からの再生用基準信号R−REFが与えられると共に、
記録用基準信号発生器21からの記録用基準信号W−R
EFが乗算器22を介して与えられている。このように
記録用基準信号のみ乗算器22を介して与えるようにし
たのは、記録信号パルス(W−DATA)が入力された
場合のみ制御系KW@REF 2tを加えるためである
比較回路3の出力は制御回路4を構成するウィンドコン
パレータ41 K入力される。ウィンドコンパレータ4
1を構成するコンパレータのそれぞれには抵抗rlsr
!およびr′1. r’lを介して基準電圧が入力され
ておシ、それらの出力はANDゲート42L。
42Hに与えられている。
記録データ信号(W@DATA)はORゲート23にお
いて調整命令(ADJ @IN)と論理和され、W−D
ATAを平滑化し平均値レベルを得るためのフィルタ2
4を介して乗算器22に与えられると共に1後述の高出
力光強度用のドライバ6I(に与えられる。ただし、本
フィルターはかけ算器の周波数応答が充分あれば不要で
ある。一方、記録ゲート信号(W・GATE )はOR
ゲート25において調整命令と論理和され、インバータ
43を介してANDゲート44に与えられてU/Dカウ
ンタ動作用のクロックパルス発生器45からのクロック
信号と論理積され、低山  。
力先強度用のANDゲート回路42LK与えられる。
また、ORゲート25の出力はANDゲート46でクロ
ック信号と論理積され、高出力光強度用のMのゲート回
路42)1に与えられる。低出力光強度用のU/T)カ
ウンタ47LはANDゲート回路42L、の出力をアッ
プカウント、ダウンカウントし、高出力光強度用のU/
Dカウンタ47HはANDゲート回路42Hの出力をア
ップカウント・ダウンカウントするOU/Dカウンタ4
7Lの出力はD/Aコンバータ5Lでアナログ信号に変
換され、ツェナーダイオード61を介して低出力光強度
用のドライバ6Lに与えられる。また、Φ勺カウンタ4
7Hの出力は基準電圧21を入力するかけ算機能を有す
るD/Aコンバータ5Hでアナログ信号に変換され、ツ
ェナーダイオード62を介して高出力光強度用のドライ
バ6Hに与えられる。
ドライバ6Lは図示の如く低出力光強度ドライブ用のト
ランジスタ63と抵抗により構成されておシ、トランジ
スタ63を通じる電流はD/Aコンバータ5Lの出力信
号により制御される。これKよって、再生時のレーザダ
イオードLDの発光量が制御される。また、ドライバ6
Hは図示の如く高出力光強度ドライブ用のトランジスタ
67を有しておシ、このトランジスタB4を通じる電流
はD/Aコンバータ5Hの前記基準電圧をかけ算した出
力信号によシ制御される。これによって、記録時のレー
ザダイオードLDの発光量が制御されるものである。以
上の結果、レーザダイオードLDにおいて発生した光束
は、図示しない光学系を介して、記録媒体上に適切なパ
ワーで集束され、記録動作又は再生動作が行なわれる。
また、一度、再生時、記録時とも制御が完了した後には
、D/Aコンバータ5Hからは47HX W@REF(
21) O結果にもとづいてレーザダイオードLDの電
流が制御される為、制御ループの変動が発生せず、発光
量は即座KW@REF(21)の値となる。
なお、上記実施例において、D/Aコンバータは、デジ
タル入力に対して入力する基準電圧をかけ算する機能を
有するとして説明したが、それに限られることなく、通
常のD/Aコンバータ出力に基準電圧とのかけ算器を接
続する事によっても本発明り達成する事ができる。また
、実施例では高低2レベルの発光量で説明したが、同様
の思想で発光レベルの設定値をより多数に拡張する事も
可能である。例えば、ディスクの半径方向位置に応じて
記録パワーを切換えるとか、あるいは、再生時において
、インデックスセクタと情報セクタとで再生パワーを切
換えるよう圧するとかすればよい。
以上の説明は、ディスク状記録媒体にりいてのみ行なっ
てきたが、媒体の形状は、テープ状、カード状等特に限
定を受けない。また、記録・再生の方式についても限定
をうけないものである。
発明の効果 本発明によれば、半導体レーザ等の光源の光出力の安定
化を、簡便かつ高精度しかも連応性に豊んでなすことが
でき、かつ、従来の方式の様に変調波形のデユーティの
影響もうけずビークパワーを一定値に制御可能で半導体
レーザを光源とする光学的情報記録再生装管や、光学的
画像情報処理装置等の実用性を優れたものとする効果を
萎するものである。特に、光ディスクの様に記録パワー
を径の内外周で即座に変更する用途においては非常に効
果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す櫃略構成図、第2図は
本発明の他の実施例を示す回路図、第3図は従来技術の
説明図である。 1・・・・・・光源 2・・・・・・光検出器 3・・・・・・比較回路 4・・・・・・制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザ光源と、このレーザ光源からの光束の一部
    を受けて発光光量に応じた電気信号を出力する光検出器
    と、この光検出器からの電気信号をデジタル変換して基
    準信号で指示された目標光量に追従すべく所定の演算処
    理をしたのち基準信号とかけ算処理してアナログ制御信
    号を得るD/A変換手段を有する信号制御手段と、前記
    アナログ制御信号にもとづいて前記光源を駆動する光源
    駆動手段とを備えることを特徴とする光出力安定化装置
  2. (2)前記光検出信号のデジタル変換は、少なくとも光
    検出信号を基準信号の基準レベルと比較する比較器を介
    してデジタル変換する特許請求の範囲第1項記載の光出
    力安定化装置。
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