JP4906201B2

JP4906201B2 - Laser driving method and driving apparatus

Info

Publication number: JP4906201B2
Application number: JP2001261332A
Authority: JP
Inventors: 成古宮; 久司千賀
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: JP2002158397A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザの駆動制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの補助記憶装置等で実用化されている光ディスク装置の光源にはレーザが用いられている。一般に、レーザ素子は個別の特性差が大きく、またレーザ素子の温度変化、経時変化の影響により、入力電流と出力光強度の関係は一定ではない。従って、光ディスク装置では、発光強度をモニターしながら出力光強度を一定に制御するフィードバック型のパワー制御により、常に所望のレーザ強度を得るようにしている。更に、記録可能な光ディスク装置では、レーザ光を記録データに応じてパルス発光させた状態でパワー制御する必要があり、種々の方法が提案されている。
【０００３】
従来技術による、パルス発光状態におけるレーザパワー制御方法は、大別すると２種類ある。１つは、データを記録していないときにテスト発光を行うことでパルス発光に必要な電流値を求めて記憶し、データ記録時には、記憶しておいた電流値を保持したまま記録を続ける方法である。これは、テスト発光方式と呼ばれる。もう１つは、記録データ中に存在する、局所的に強度が一定の区間を高速サンプルホールド回路で抽出し、記録中に離散的にパワー制御を行う方法である。これは、サンプルホールド方式と呼ばれる。サンプルホールド方式の例として、特開平９−１７１６３１号公報の技術が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の２つの方式には、それぞれ以下のような問題が存在する。
【０００５】
まずテスト発光方式は、連続して長時間のデータ記録を行う場合に、たとえ保持した電流値が一定でも、レーザの温度がデータ記録中に上昇して発光強度が変化してしまう。この問題に対しては、記録トラックの一定間隔毎にテスト発光用の領域（ギャップ）を設けたトラックフォーマットを採用し、一定時間毎にテスト発光することで、強度変化を無視できる量に抑えることができる。しかしその反面、ギャップの分だけ記録エリアが減少するので、記録媒体の容量効率が悪くなる。
【０００６】
また、サンプルホールド方式は、記録速度を向上させる目的で記録データの周波数を高めた場合、発光強度モニター部の周波数特性が不足することがある。また、このとき、高速サンプルホールド回路に極めて高い応答性能が必要となって使用部品のコストアップを招いてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、光ディスク装置において、データ記録中にパルス発光状態にあるレーザを、テスト発光、または、高速サンプルホールド回路を用いることなく、常時連続的に強度を制御することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレーザ駆動方法は、光源から出射されたビームの強度を検出して、モニタ波形を生成するステップと、データを受け取るステップと、受け取った前記データに基づいて、前記ビームの強度の期待値波形を生成するステップと、生成された前記モニタ波形と前記期待値波形との波形の差分を演算するステップと、前記波形の差分の演算結果に基づいて、バイアス電流源の電流量を制御するステップと、制御された前記バイアス電流源の電流量に基づいて、光源からビームを出射するステップとを含み、これにより上記目的を達成できる。
【０００９】
前記出射するステップは、受け取った前記データに応じてスイッチングされるパルス電流源の電流量に基づいて、光源からビームを出射するステップであってもよい。
【００１０】
前記モニタ波形と前記期待値波形とを、略同じ帯域に帯域制限するステップをさらに含んでもよい。
【００１１】
帯域制限された前記モニタ波形のピークボトム間の差を検出し、モニタ振幅として出力するステップと、帯域制限された前記期待値波形のピークボトム間の差を検出し、期待値振幅として出力するステップと、出力された前記モニタ振幅と前記期待値振幅との振幅差を演算するステップと、前記振幅差の演算結果に基づいて、前記パルス電流源の電流量を調整するステップとをさらに含んでもよい。
【００１２】
本発明のレーザ駆動装置は、光源から出射されたビームの強度を検出して、モニタ波形を生成する発光強度モニタ部と、データを受け取り、受け取った前記データに基づいて、前記ビームの強度の期待値波形を生成する期待値波形生成部と、発光強度モニタ部により生成された前記モニタ波形と、期待値波形生成部により生成された前記期待値波形との波形の差分を演算する差動演算器と、差動演算器による前記波形の差分の演算結果に基づいて、電流量を制御するバイアス電流源とを備えたレーザ駆動装置であって、バイアス電流源により制御された電流量に基づいて、光源からビームを出射させる。これにより、上記目的が達成される。
【００１３】
受け取った前記データに応じてスイッチングされて電流量を調整するパルス電流源をさらに含み、バイアス電流源により制御された電流量、および、パルス電流源により調整された電流量に基づいて、光源からビームを出射させてもよい。
【００１４】
前記モニタ波形および前記期待値波形を、それぞれ略同じ帯域に帯域制限する２つのフィルタをさらに備えていてもよい。
【００１５】
前記レーザ駆動装置は、帯域制限された前記モニタ波形のピークボトム間の差を検出し、モニタ振幅として出力するモニタ振幅検出部と、帯域制限された前記期待値波形のピークボトム間の差を検出し、期待値振幅として出力する期待値振幅検出部と、モニタ振幅検出部から出力された前記モニタ振幅と、期待値振幅検出部から出力された前記期待値振幅との振幅差を演算する振幅差動演算器とをさらに備えており、パルス電流源は、振幅差動演算器による前記振幅差の演算結果に基づいて、電流量を調整してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面では、同一の機能を有する構成要素には同一の参照符号を付すものとする。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明によるレーザ駆動装置２０を備えた、光ディスク装置１００の部分概略図である。光ディスク装置１００は、光ディスク１０１に記録されたデータを読み出して、ユーザが視聴可能な情報、または、コンピュータが利用可能な情報として再生する。また、光ディスク装置１００は、所定のデータをレーザを用いて、光ディスク１０１に記録する。データの読み出し動作を説明すると、図１を参照して、光ディスク装置１００のレーザ光源１６から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ１０２で平行光にされ、透過ミラー１０３、偏光ビームスプリッタ１０４、および、４分の１波長板１０９を経由し、対物レンズ１０５で収束ビームに変換される。そしてビームは光ディスク１０１に照射され、その情報記録面上に集光される。光ディスク１０１の情報記録面で反射されたビームは、再び４分の１波長板１０９を通過する。これにより反射光の偏光方向が変えられる。その後、反射光は偏光ビームスプリッタ１０４に到達する。偏光ビームスプリッタ１０４は、再生光だけを反射させて抽出する。その結果、抽出された光は、集光レンズ１０６を通して光検出器１０７に導かれる。光検出器１０７で検出された信号は、読み出されたデータの信号として再生される。一方、書き込み動作を説明すると、光ディスク装置１００は、レーザ光源１６のレーザビームの強度を調整して、光ディスク１０１の所定の位置に、所定の時間間隔だけレーザビームを照射する。このレーザビーム照射により、照射された位置の物理的な特性が変化し、データが記録される。
【００１８】
光ディスク装置１００は、常に所望のレーザ強度を得るために、レーザ光源１６のレーザ発光強度をモニターしながら出力光強度を一定に制御するフィードバック型のパワー制御を行う。パワー制御を行うための機構が、図１に示すレーザ駆動装置２０であり、発光強度モニタ部１において、レーザ光源１６のレーザ発光強度をモニターする。
【００１９】
以下、レーザ駆動装置２０をより詳しく説明する。図２は、実施の形態１のレーザ駆動装置２０のブロック図である。レーザ駆動装置２０は、レーザ光源１６から出射されたレーザビームを、コリメートレンズ１０２、透過ミラー１０３および、集光レンズ１０８を介して、発光強度モニタ部１で受け取る。受光されるレーザビームは、透過ミラー１０３の特性によって調整可能であり、例えば、レーザ光源１６の出力光量の１０％である。レーザ光源１６のパワー制御が、この割合を勘案して行わなければならないことはいうまでもない。レーザ駆動装置２０は、受け取ったレーザビームの強度が、所定の強度になるように、レーザ光源１６に流す電流量を制御する。レーザ駆動装置２０は、発光強度モニタ部１と、期待値波形生成部５と、差動演算器１１と、積分器１３と、バイアス電流源１４と、パルス電流源１５とを備えている。なお、説明の便宜上、図２にはレーザ光源１６も示す。
【００２０】
以下、各構成要素を説明する。発光強度モニタ部１は、レーザ光源１６から実際に出射される光の強度を検出し、モニタ波形２を生成する。モニタ波形は、時間と電圧（モニタ電圧）との関係として規定される。より詳しくは、発光強度モニタ部１は、ピンダイオード３と、ｉ／ｖ変換回路４とを含む。ピンダイオード３は、レーザ光源１６のレーザ光１７を受光し、発光強度を電流として検出する。ｉ／ｖ変換回路４は、ピンダイオード３の出力電流を電圧値に変換する。これにより、モニタ波形を得ることができる。
【００２１】
次に期待値波形生成部５は、所望の強度変調がなされたレーザ光を受光検出した際に得られる光強度の期待値波形を、記録データの入力に同期して生成し、期待値電圧６として出力する。期待値波形生成部５は、パワー値多重回路（Multiplexer: ＭＰＸ）７と、ＤＡコンバータ１０とを含む。
【００２２】
図３を参照して、期待値波形生成部５をより詳しく説明する。図３は、期待値波形生成部５の構成および動作を示す図である。（ａ）は、期待値波形生成部５の構成を示すブロック図を示す。パワー値多重回路（ＭＰＸ）７は、パワー値８を発光パルスの変化点毎に設定する。具体的には、パワー値多重回路７は、記録データ９に基づいて、スイッチ７０１を切り替え、発光パルスを表す２種類のパワー値８（すなわち、記録パワー値と消去パワー値）のいずれかをＤＡコンバータ（ＤＡＣ）１０に送る。記録パワー値と消去パワー値は、いずれもレーザ光源１６（図２）を駆動させる際の諸条件（温度等）に基づいて設定される値であり、レーザ光源１６（図２）の所望のビーム強度を与える理想値である。
【００２３】
ＤＡコンバータ１０は、パワー値多重回路７の出力をアナログ電圧の波形に変換する。本明細書では、この「アナログ電圧」が期待値電圧として言及される。図３の（ｂ）は、期待値波形生成部５の動作を示すタイミング図である。まず、記録パワー値として値ａが与えられ、消去パワー値として値ｂが与えられるとする。０または１で表される記録データが、所定のタイミングで入力されると、パワー値多重回路７の出力Ｘは、記録データが０の場合には値ｂ、記録データが１の場合には値ａとなる。このような出力Ｘを受け取ったＤＡコンバータ１０は、出力値ａを電圧値ａに変換し、出力値ｂを電圧値ｂに変換して出力する。ＤＡコンバータ１０の出力Ｙは、（ｂ）の最下段に示されている。
【００２４】
再び図２を参照して、差動演算器１１は、期待値波形生成部５からの期待値電圧６と、ｉ／ｖ変換回路４からのモニタ電圧２の差分を演算して、差分電圧１２を出力する。積分器１３は、差動演算器１１が出力した差分電圧１２を積分する。バイアス電流源１４は、積分器１３の出力電圧に応じて電流量を制御する。バイアス電流源１４は、具体的には、抵抗、電源およびトランジスタから構成される。すなわち、トランジスタのベースは、積分器１３の出力電圧を電流値に変換する抵抗を介して、積分器１３と接続される。トランジスタのコレクタは、電源と接続される。そしてトランジスタのエミッタは、レーザ光源１６と接続される。トランジスタはベース電流のｈｆｅ倍のコレクタ電流を流すことができる。このｈｆｅ値は、直流電流増幅率と呼ばれ、トランジスタ毎におおよその値が決まっている。例えば、ｈｆｅ値が１００のトランジスタにベース電流を1mA流せば、コレクタ電流は100mAまで流すことができる。これにより、バイアス電流源１４は、積分器１３の出力電圧に応じて電流量を制御する。最後に、パルス電流源１５は、記録データ９に応じてスイッチングする。レーザ光源１６は、バイアス電流源１４とパルス電流源１５とで電流駆動される。
【００２５】
次に、レーザ光源１６（図２）の特性を説明する。図４は、レーザ光源１６（図２）の動作特性を示す図である。図の横軸はレーザ光源の駆動電流を示し、縦軸はレーザビームの発光強度を示す。なお、太線は、レーザ光源１６の駆動電流と発光強度との関係を示す。図４に示すように、一般的なレーザ光源は、電流が与えられていても、所定のしきい値までは発光せず、しきい値以上の電流で直線的に発光強度が増加する特性を有する。図４の（ａ）は、温度に応じて、しきい値電流が変化するレーザ光源１６（図２）の特性例を示す。仮にレーザ光源１６（図２）の温度が２０℃であったとすると、しきい値電流はＩ_２０となり、消去パワー２１に相当するバイアス電流Ｉａと、消去から記録までの強度に相当するパルス電流ΔＩを加算した電流Ｉｂをレーザ光源１６（図２）に供給する必要がある。一方、レーザ光源１６（図２）の温度が６０℃である場合には、しきい値電流がＩ_６０まで増加するので、同じ記録パワー２０と消去パワー２１を得るために、バイアス電流がＩｃまで増加し、一方、パルス電流４４は２０℃の時のΔＩから変化しない。
【００２６】
次に、実施の形態１によるレーザ駆動装置２０（図２）の動作を説明する。図５は、各種の信号波形図である。図５において、各波形の横軸は時間軸を示す。縦軸は、（ａ）はレーザの発光強度、（ｂ）は期待値電圧６、（ｃ）はモニタ電圧２、および、（ｄ）は差分電圧１２を示す。レーザ光源１６（図１、２）は、図５の（ａ）に示す発光強度で、すなわち記録パワー２０と消去パワー２１の２値で、パルス発光しているとする。
【００２７】
期待値波形生成部５（図２）は、図５の（ｂ）に示す通り、実際のレーザ発光強度１７と相似形をなすように、期待値電圧６を生成する。一方、図５の（ｃ）に示すように、発光強度モニタ部１によって検出され、生成されるモニタ電圧２は、レーザ発光強度１７と類似しているが、少し傾きを持った波形となる。傾きが現れる理由は、高域で減衰する受光素子（ピンダイオード３）の周波数特性の影響があるからである。従って、これら２つの信号の差分電圧１２は、図５の（ｄ）に示すような”くさび型”のパルス列となる。両極性に検出されるくさび部分は、積分器１３（図２）によって平滑化される。したがって、積分器１３（図２）の出力は、２つの信号の電圧方向（縦軸方向）のオフセット（差分）になる。
【００２８】
従って、実施の形態１のレーザ駆動装置２０（図２）は、モニタ電圧２が期待値電圧６より大きいとき、即ち実際のレーザ強度が所望の強度より大きいとき、差分電圧が正極性に検出される。このとき、積分器１３の出力はバイアス電流源１４の電流を減少させるので、レーザ強度は減少する。逆に、モニタ電圧２が期待値電圧６より小さいとき、即ち実際のレーザ強度が所望の強度より小さいとき、差分電圧が負極性に検出される。このとき、積分器１３の出力はバイアス電流源１４の電流を増加させるので、レーザ強度も増大する。よって、図４の（ａ）における特性の例に示すように、レーザビームの温度が変化した場合に、所望の強度を得るためのしきい値電流が変化しても、常にその強度で発光させることができる。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１における期待値波形生成部５（図２）および発光強度モニタ部１（図２）の各々に、ローパスフィルタを追加して構成したレーザ駆動装置を説明する。ローパスフィルタは、期待値電圧とモニタ電圧を概ね同一帯域に帯域制限して出力するためのフィルタである。ローパスフィルタを設けたことにより、モニタ波形と期待値波形の差分検出精度を向上させることができる。
【００３０】
図６は、実施の形態２のレーザ駆動装置１２０のブロック図である。レーザ駆動装置１２０と、レーザ駆動装置２０（図２）との相違点は、レーザ駆動装置２０（図２）の発光強度モニタ部１および期待値波形生成部５に、それぞれローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けたことである。ローパスフィルタを設けた発光強度モニタ部および期待値波形生成部は、それぞれ発光強度モニタ部１２１および期待値波形生成部１２５として参照される。上述した相違点に関して、レーザ駆動装置１２０の構成を説明する。発光強度モニタ部１２１のローパスフィルタ５０は、ｉ／ｖ変換回路４の出力２を帯域制限したモニタ電圧５１に変換する。続いて、期待値波形生成部１２５のローパスフィルタ５２は、ＤＡコンバータ１０の出力１１を帯域制限した期待値電圧５３に変換する。ローパスフィルタ５０、および、ローパスフィルタ５２は、同じ周波数特性（通過帯域の特性）を有する。帯域制限されたモニタ電圧５１と帯域制限された期待値電圧５３とから、差動演算器１１は、差分電圧５４を生成する。差分電圧５４は、実施の形態１と同様に、積分器１３に入力される。バイアス電流源１４は、積分器１３の出力に基づいて電流量を制御する。
【００３１】
続いて、図７を参照して、レーザ駆動装置１２０の動作を説明する。図７は、各種の信号波形図である。レーザ光源１６（図６）は、図７の（ａ）に示す発光強度で、すなわち記録パワー２０と消去パワー２１の２値で、パルス発光しているとする。
【００３２】
期待値波形生成部１２５（図６）は、図７の（ｂ）に示す通り、実際のレーザ発光強度１７を帯域制限し、鈍った波形として期待値電圧５３を生成する。図７の（ｃ）に示すように、発光強度モニタ部１２１（図６）によって検出され、生成されるモニタ電圧５１もまた、期待値電圧５３と同じ帯域制限されているので、鈍った波形となる。従って図７の（ｄ）に示すように、これら２つの信号の差分電圧５４からは、２つの信号の電圧方向（縦方向）のオフセット電圧分だけが検出される。
【００３３】
従って、実施の形態２のレーザ駆動装置は、実施の形態１と同様に、レーザの温度が変化した場合に所定の強度を得るためのしきい値電流が変化しても、常に所定の強度でレーザ光源を発光させることができる。さらに、発光強度モニタ部および期待値波形生成部とに両者の出力信号帯域を同等に帯域制限するローパスフィルタを設けたので、差分検出の波形の局所乱れを無くすことができる。従って、レーザ駆動装置のパワー制御の応答速度を高めたい場合に有効になる。
【００３４】
（実施の形態３）
実施の形態３では、レーザ光源の駆動電流と発光強度との関係が直線で表されるときに、温度によって直線の傾きが変化するレーザの特性変化に対応できるレーザ駆動装置を説明する。なお、実施の形態３は、実施の形態１および２の特徴も含むので、実施の形態１および２で得られた効果も同時に得ることができる。
【００３５】
図８は、実施の形態３のレーザ駆動装置２２０のブロック図である。レーザ駆動装置２２０と、レーザ駆動装置１２０（図６）との相違点は、新たに、モニタ振幅検出部６０、期待値振幅検出部６１、差動演算器６４、積分器６６、および、パルス電流源６８を設けたことである。この相違点に関して、レーザ駆動装置２２０の構成を説明する。モニタ振幅検出部６０は、帯域制限したモニタ電圧５１のピークボトム間の電圧差を検出し、モニタ振幅６２として出力する。期待値振幅検出部６１は、帯域制限した期待値電圧５３のピークボトム間の電圧差を検出し、期待値振幅６３として出力する。差動演算器６４は、モニタ振幅６２と期待値振幅６３の差分電圧６５を出力する。積分器６６は、差分電圧６５を積分してパルス電流源の制御電圧６７を出力する。パルス電流源６８は、記録データ９に応じてスイッチングし、制御電圧６７に応じて電流量を制御（調整）する。
【００３６】
次に、レーザ光源１６（図８）の特性を説明する。図４は、レーザ光源１６（図８）の動作特性を示す図である。図の横軸はレーザ光源の駆動電流を示し、縦軸はレーザビームの発光強度を示す。なお、太線は、レーザ光源１６の駆動電流と発光強度との関係を示す。図４の（ｂ）は、温度に応じて、しきい値電流が変化し、さらに、しきい値電流と発光強度の関係を表す直線の傾きも変化するレーザの特性の例を示す。仮にレーザの温度が２０℃であったとすると、しきい値電流はＩ_４８となり、消去パワー２１に相当するバイアス電流Ｉａと、消去から記録までの強度に相当するパルス電流ΔＩ_１を加算した電流をレーザに供給する必要がある。一方、レーザの温度が６０℃である場合には、しきい値電流がＩ_６０に増加し、同じ消去パワー２１を得るために、バイアス電流がＩｃに増加する。更に、同じ記録パワー２０を得るためには、特性の傾きが変化しているので、パルス電流も２０℃の時のΔＩ_１より大きい値ΔＩ_２が必要となる。
【００３７】
次に、実施の形態３によるレーザ駆動装置２２０（図８）の動作を説明する。図５（ａ）に示す発光強度で、レーザが、記録パワー２０と消去パワー２１の２値でパルス発光しているものとする。
【００３８】
図７の（ｂ）に示す通り、期待値波形生成部１２５（図８）によって生成される期待値電圧５３（図８）は、実際のレーザ発光強度１７を帯域制限した鈍った波形で生成する。また図７の（ｃ）に示すように、発光強度モニタ部１２１（図８）によって検出されるモニタ電圧５１もまた、期待値電圧５３と同様に帯域制限されているので鈍った波形となる。従って図７の（ｄ）に示すように、これら２つの信号の差分電圧５４からは、２つの信号の電圧方向（縦軸方向）のオフセット電圧が滑らかに検出される。
【００３９】
従って、実施の形態３のレーザ駆動装置は、実施の形態２と同様に、レーザの温度が変化し、所定の強度を得るためのしきい値電流が変化しても、バイアス電流源を制御することにより、レーザ光源１６（図８）を所定の強度で発光させることができる。但し、ここで制御されるのは、レーザビームの強度の平均値であり、パルス部分の波高値ではない。
【００４０】
そこで、パルス部分の波高値を制御するための本発明の原理を説明する。パルス部分の波高値は、パルス電流源６８（図８）により調整できる。図７の（ｂ）に示す通り、期待値波形生成部５（図８）によって生成される帯域制限された期待値電圧５３には、ピーク電圧３０とボトム電圧３１が存在する。よって、ピークボトム間の電圧を求めることができる。この電圧を、期待値振幅６３と言及する。期待値振幅６３は、期待値振幅検出部６１（図８）により検出される。同様に図７の（ｃ）に示すとおり、発光強度モニタ部１２１（図８）によって生成される帯域制限されたモニタ電圧５１には、ピーク電圧３２とボトム電圧３３が存在する。よって、ピークボトム間の電圧を求めることができる。この電圧を、モニタ振幅６２と言及する。モニタ振幅６２は、モニタ振幅検出部６０（図８）により検出される。
【００４１】
差動演算器６４（図８）は、得られた期待値振幅６３とモニタ振幅６２を減算して、差分電圧６５を出力する。この差分電圧６５は、期待値波形とモニタ波形のパルス部分の振幅差を表す。差分電圧６５は、積分器６６で積分され、制御電圧６７に変換されてパルス電流源６８の電流量を調整する。パルス電流源６８の構成は、実施の形態１において説明したバイアス電流源１４の構成と同様である。
【００４２】
以上説明したように、実施の形態３のレーザ駆動装置では、モニタ振幅６２が期待値振幅６３より大きいとき、すなわちレーザ発光強度１７のパルス部振幅が所望の振幅値より大きいとき、差分電圧６５が正極性に検出され、積分器６６の出力がパルス電流源６８の電流を減少させる。これにより、パルス部振幅を減少させる動作となる。逆に、モニタ振幅６２が期待値振幅６３より小さいとき、即ちレーザ発光強度１７のパルス部振幅が所望の振幅値より小さいとき、差分電圧６５が負極性に検出され、積分器６６の出力がパルス電流源６８の電流を増加させる。これにより、パルス部振幅を増大させることができる。従って、実施の形態３では、図６（ｂ）に示す特性例のように、レーザの温度が変化した場合に、所定の強度を得るためのしきい値電流、および、しきい値電流と発光強度の関係を表す直線の傾きの両方が変化しても、バイアス電流源とパルス電流源を制御して、常に所定の強度でパルス発光させることができる。
【００４３】
なお、実施の形態３では、ローパスフィルタ５０およびローパスフィルタ５２を通過させた後、差動演算器１１に入力するようにした。しかし、ローパスフィルタ５０およびローパスフィルタ５２の設置位置を変更することもできる。例えば、モニタ振幅検出部６０および期待値振幅検出部６１への分岐後であって、モニタ振幅検出部６０および期待値振幅検出部６１に入力される前の位置に設けてもよい。これにより、発光強度モニタ部１２１および期待値波形生成部１２５の構成は、実施の形態１の発光強度モニタ部１（図２）および期待値波形生成部５（図２）と同じになる。よって、モニタ振幅検出部６０および期待値振幅検出部６１への分岐を除いては、レーザ駆動装置２０（図２）と同じ構成になる。
【００４４】
図９を参照して、実施の形態１〜３のレーザ駆動装置の電流源とレーザ光源との関係を説明する。図９は、電流源とレーザ光源との接続図である。上述の実施の形態の説明では、図９の（ａ）に示すように、バイアス電流源７０とパルス電流源７１を並列に接続し、両者の加算電流でレーザ光源７２を駆動する構成とした。しかし、それに代えて、図９の（ｂ）に示す構成を採用することもできる。すなわち、パルス電流源７３をレーザ光源７４と並列に接続し、バイアス電流源７５により全電流を供給し、その一部からパルス電流源７３によりパルス分を分流させてもよい。
【００４５】
上述の実施の形態では、本発明によるレーザ駆動が、光ディスク装置で利用される場合を例に説明した。しかし、本発明は、レーザ光源の制御が必要であるレーザプリンタや、通信用レーザの光モニタでも利用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のレーザ駆動方法および駆動装置は、パルス発光状態にあるレーザを、テスト発光、または、高速サンプルホールド回路を用いることなく、常時連続的にパワー制御を行うことができる。従って、記録レートおよび容量効率の極めて高い光ディスクの再生装置等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザ駆動装置を備えた、光ディスク装置の部分概略図である。
【図２】実施の形態１のレーザ駆動装置のブロック図である。
【図３】期待値波形生成部の構成および動作を示す図である。（ａ）は、期待値波形生成部の構成を示すブロック図である。（ｂ）は、期待値波形生成部の動作を示すタイミング図である。
【図４】レーザ光源の動作特性を示す図である。
【図５】各種の信号波形図である。
【図６】実施の形態２のレーザ駆動装置のブロック図である。
【図７】各種の信号波形図である。
【図８】実施の形態３のレーザ駆動装置のブロック図である。
【図９】電流源とレーザ光源との接続図である。
【符号の説明】
１発光強度モニタ部
３ピンダイオード
４ｉ／ｖ変換回路
５期待値波形生成部
７パワー値多重回路
１０ＤＡコンバータ
１１差動演算器
１３積分器
１４バイアス電流源
１５パルス電流源
１６レーザ光源
２０レーザ駆動装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to laser drive control.
[0002]
[Prior art]
A laser is used as a light source of an optical disk device that is put into practical use in an auxiliary storage device of a computer or the like. In general, individual characteristics of laser elements are large, and the relationship between input current and output light intensity is not constant due to the influence of temperature changes and changes with time of the laser elements. Therefore, in the optical disc apparatus, a desired laser intensity is always obtained by feedback type power control in which the output light intensity is controlled to be constant while monitoring the emission intensity. Furthermore, in a recordable optical disc apparatus, it is necessary to perform power control in a state where laser light is pulsed according to recording data, and various methods have been proposed.
[0003]
The laser power control method in the pulse emission state according to the prior art is roughly classified into two types. One method is to obtain and store a current value necessary for pulsed light emission by performing test light emission when data is not recorded, and to continue recording while retaining the stored current value at the time of data recording. It is. This is called a test light emission method. The other is a method in which a section having a constant intensity existing in recording data is extracted by a high-speed sample and hold circuit, and power control is performed discretely during recording. This is called a sample hold method. As an example of the sample and hold method, there is a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-171631.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The two conventional methods described above have the following problems.
[0005]
First, in the test light emission method, when continuous data recording is performed for a long time, even if the retained current value is constant, the laser temperature rises during data recording and the light emission intensity changes. To solve this problem, use a track format with test light emission areas (gap) at regular intervals of the recording track, and reduce the intensity change to a negligible amount by performing test light emission at regular time intervals. Can do. However, since the recording area is reduced by the gap, the capacity efficiency of the recording medium is deteriorated.
[0006]
In the sample and hold method, when the frequency of recording data is increased for the purpose of improving the recording speed, the frequency characteristics of the emission intensity monitor unit may be insufficient. At this time, the high-speed sample-and-hold circuit needs extremely high response performance, resulting in an increase in the cost of components used.
[0007]
An object of the present invention is to constantly control the intensity of a laser in a pulse emission state during data recording without using a test emission or a high-speed sample hold circuit in an optical disc apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the laser driving method of the present invention, an intensity of a beam emitted from a light source is detected to generate a monitor waveform; a step of receiving data; and an expected value of the intensity of the beam based on the received data A step of generating a waveform, a step of calculating a difference in waveform between the generated monitor waveform and the expected value waveform, and a step of controlling a current amount of a bias current source based on a calculation result of the difference in waveform And emitting a beam from the light source based on the controlled amount of current of the bias current source, thereby achieving the above object.
[0009]
The step of emitting may be a step of emitting a beam from a light source based on a current amount of a pulse current source that is switched according to the received data.
[0010]
A step of band-limiting the monitor waveform and the expected value waveform to substantially the same band may be further included.
[0011]
A step of detecting a difference between peak bottoms of the band-limited monitor waveform and outputting as a monitor amplitude, and a step of detecting a difference between peak bottoms of the band-limited expected value waveform and outputting as an expected value amplitude And a step of calculating an amplitude difference between the output monitor amplitude and the expected value amplitude, and a step of adjusting a current amount of the pulse current source based on a calculation result of the amplitude difference. .
[0012]
The laser drive device of the present invention detects the intensity of a beam emitted from a light source, generates a monitor waveform, receives data, and expects the intensity of the beam based on the received data. An expected value waveform generation unit that generates a value waveform, a differential arithmetic unit that calculates a waveform difference between the monitor waveform generated by the emission intensity monitor unit and the expected value waveform generated by the expected value waveform generation unit And a bias current source for controlling the amount of current based on the calculation result of the difference between the waveforms by the differential computing unit, based on the amount of current controlled by the bias current source, A beam is emitted from the light source. As a result, the above object is achieved.
[0013]
A pulse current source that is switched in accordance with the received data to adjust the amount of current; and a beam from the light source based on the amount of current controlled by the bias current source and the amount of current adjusted by the pulse current source May be emitted.
[0014]
The monitor waveform and the expected value waveform may further include two filters that limit the bandwidth to substantially the same band.
[0015]
The laser driving device detects a difference between peak bottoms of the band-limited monitor waveform and outputs a monitor amplitude, and detects a difference between peak-bottoms of the expected waveform whose band is limited. An amplitude difference for calculating an amplitude difference between the expected value amplitude output unit as the expected value amplitude, the monitor amplitude output from the monitor amplitude detection unit, and the expected value amplitude output from the expected value amplitude detection unit. The pulse current source may further adjust the amount of current based on the calculation result of the amplitude difference by the amplitude differential calculator.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, components having the same function are denoted by the same reference numerals.
[0017]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partial schematic view of an optical disc apparatus 100 provided with a laser driving device 20 according to the present invention. The optical disc apparatus 100 reads out data recorded on the optical disc 101 and reproduces it as information that can be viewed by the user or information that can be used by the computer. Further, the optical disc apparatus 100 records predetermined data on the optical disc 101 using a laser. Referring to FIG. 1, the data reading operation will be described. The laser beam emitted from the laser light source 16 of the optical disc apparatus 100 is collimated by the collimator lens 102, and is transmitted through the transmission mirror 103, the polarization beam splitter 104, and The light is converted into a convergent beam by the objective lens 105 via the quarter-wave plate 109. The beam is irradiated onto the optical disc 101 and focused on the information recording surface. The beam reflected by the information recording surface of the optical disc 101 passes through the quarter-wave plate 109 again. This changes the polarization direction of the reflected light. Thereafter, the reflected light reaches the polarization beam splitter 104. The polarization beam splitter 104 reflects and extracts only the reproduction light. As a result, the extracted light is guided to the photodetector 107 through the condenser lens 106. The signal detected by the photodetector 107 is reproduced as a read data signal. On the other hand, the writing operation will be described. The optical disc apparatus 100 adjusts the intensity of the laser beam of the laser light source 16 and irradiates a predetermined position of the optical disc 101 with the laser beam for a predetermined time interval. By this laser beam irradiation, the physical characteristics of the irradiated position change, and data is recorded.
[0018]
The optical disc apparatus 100 performs feedback-type power control in which the output light intensity is controlled to be constant while monitoring the laser emission intensity of the laser light source 16 in order to always obtain a desired laser intensity. A mechanism for performing power control is the laser driving device 20 shown in FIG. 1, and the emission intensity monitoring unit 1 monitors the laser emission intensity of the laser light source 16.
[0019]
Hereinafter, the laser driving device 20 will be described in more detail. FIG. 2 is a block diagram of the laser driving device 20 according to the first embodiment. The laser driving device 20 receives the laser beam emitted from the laser light source 16 by the emission intensity monitor unit 1 via the collimating lens 102, the transmission mirror 103, and the condenser lens 108. The received laser beam can be adjusted according to the characteristics of the transmission mirror 103 and is, for example, 10% of the output light amount of the laser light source 16. It goes without saying that the power control of the laser light source 16 must be performed in consideration of this ratio. The laser driving device 20 controls the amount of current flowing through the laser light source 16 so that the intensity of the received laser beam becomes a predetermined intensity. The laser drive device 20 includes a light emission intensity monitor unit 1, an expected value waveform generation unit 5, a differential calculator 11, an integrator 13, a bias current source 14, and a pulse current source 15. For convenience of explanation, the laser light source 16 is also shown in FIG.
[0020]
Hereinafter, each component will be described. The emission intensity monitor unit 1 detects the intensity of light actually emitted from the laser light source 16 and generates a monitor waveform 2. The monitor waveform is defined as the relationship between time and voltage (monitor voltage). More specifically, the emission intensity monitor unit 1 includes a pin diode 3 and an i / v conversion circuit 4. The pin diode 3 receives the laser light 17 from the laser light source 16 and detects the emission intensity as a current. The i / v conversion circuit 4 converts the output current of the pin diode 3 into a voltage value. Thereby, a monitor waveform can be obtained.
[0021]
Next, the expected value waveform generation unit 5 generates an expected value waveform of the light intensity obtained when receiving and detecting the laser light subjected to desired intensity modulation in synchronization with the input of the recording data, and the expected value voltage 6 Output as. The expected value waveform generation unit 5 includes a power value multiplex circuit (MPX) 7 and a DA converter 10.
[0022]
The expected value waveform generation unit 5 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration and operation of the expected value waveform generation unit 5. (A) shows the block diagram which shows the structure of the expected value waveform generation part 5. FIG. The power value multiplexing circuit (MPX) 7 sets a power value 8 for each change point of the light emission pulse. More specifically, the power value multiplexing circuit 7 switches the switch 701 based on the recording data 9 and selects one of two types of power values 8 (that is, a recording power value and an erasing power value) representing a light emission pulse. Send to converter (DAC) 10. Both the recording power value and the erasing power value are values set based on various conditions (temperature, etc.) when driving the laser light source 16 (FIG. 2), and a desired beam of the laser light source 16 (FIG. 2). It is an ideal value that gives strength.
[0023]
The DA converter 10 converts the output of the power value multiplexing circuit 7 into an analog voltage waveform. In the present specification, this “analog voltage” is referred to as an expected value voltage. FIG. 3B is a timing chart showing the operation of the expected value waveform generation unit 5. First, it is assumed that a value a is given as the recording power value and a value b is given as the erasing power value. When recording data represented by 0 or 1 is input at a predetermined timing, the output X of the power value multiplexing circuit 7 is a value b when the recording data is 0, and a value when the recording data is 1. a. The DA converter 10 receiving such an output X converts the output value a into the voltage value a, converts the output value b into the voltage value b, and outputs the voltage value b. The output Y of the DA converter 10 is shown in the lowermost part of (b).
[0024]
Referring again to FIG. 2, the differential calculator 11 calculates the difference between the expected value voltage 6 from the expected value waveform generator 5 and the monitor voltage 2 from the i / v conversion circuit 4, and the differential voltage 12 Is output. The integrator 13 integrates the differential voltage 12 output from the differential calculator 11. The bias current source 14 controls the amount of current according to the output voltage of the integrator 13. Specifically, the bias current source 14 includes a resistor, a power supply, and a transistor. That is, the base of the transistor is connected to the integrator 13 via a resistor that converts the output voltage of the integrator 13 into a current value. The collector of the transistor is connected to a power source. The emitter of the transistor is connected to the laser light source 16. The transistor can pass a collector current hfe times the base current. This hfe value is called a direct current amplification factor, and an approximate value is determined for each transistor. For example, if a base current of 1 mA is passed through a transistor having an hfe value of 100, the collector current can flow up to 100 mA. Thereby, the bias current source 14 controls the amount of current according to the output voltage of the integrator 13. Finally, the pulse current source 15 switches according to the recording data 9. The laser light source 16 is current-driven by a bias current source 14 and a pulse current source 15.
[0025]
Next, the characteristics of the laser light source 16 (FIG. 2) will be described. FIG. 4 is a diagram showing the operating characteristics of the laser light source 16 (FIG. 2). In the figure, the horizontal axis indicates the drive current of the laser light source, and the vertical axis indicates the emission intensity of the laser beam. The thick line indicates the relationship between the drive current of the laser light source 16 and the emission intensity. As shown in FIG. 4, a general laser light source does not emit light up to a predetermined threshold value even when a current is applied, and has a characteristic that the emission intensity increases linearly with a current exceeding the threshold value. Have. FIG. 4A shows a characteristic example of the laser light source 16 (FIG. 2) in which the threshold current changes according to the temperature. If the temperature of the laser light source 16 (FIG. 2) is 20 ° C., the threshold current is I ₂₀ Thus, it is necessary to supply the laser light source 16 (FIG. 2) with a current Ib obtained by adding a bias current Ia corresponding to the erasing power 21 and a pulse current ΔI corresponding to the intensity from erasing to recording. On the other hand, when the temperature of the laser light source 16 (FIG. 2) is 60 ° C., the threshold current is I ₆₀ Therefore, in order to obtain the same recording power 20 and erasing power 21, the bias current increases to Ic, while the pulse current 44 does not change from ΔI at 20 ° C.
[0026]
Next, the operation of the laser drive device 20 (FIG. 2) according to the first embodiment will be described. FIG. 5 shows various signal waveform diagrams. In FIG. 5, the horizontal axis of each waveform indicates the time axis. On the vertical axis, (a) shows the laser emission intensity, (b) shows the expected voltage 6, (c) shows the monitor voltage 2, and (d) shows the differential voltage 12. It is assumed that the laser light source 16 (FIGS. 1 and 2) emits pulses at the light emission intensity shown in FIG. 5A, that is, the binary value of the recording power 20 and the erasing power 21.
[0027]
The expected value waveform generator 5 (FIG. 2) generates the expected value voltage 6 so as to be similar to the actual laser emission intensity 17 as shown in FIG. 5B. On the other hand, as shown in FIG. 5C, the monitor voltage 2 detected and generated by the emission intensity monitoring unit 1 is similar to the laser emission intensity 17, but has a slightly inclined waveform. The reason why the inclination appears is that there is an influence of the frequency characteristics of the light receiving element (pin diode 3) that attenuates in a high frequency range. Therefore, the differential voltage 12 between these two signals becomes a “wedge” pulse train as shown in FIG. The wedge portion detected in both polarities is smoothed by the integrator 13 (FIG. 2). Therefore, the output of the integrator 13 (FIG. 2) becomes an offset (difference) in the voltage direction (vertical axis direction) of the two signals.
[0028]
Therefore, in the laser drive device 20 (FIG. 2) of the first embodiment, when the monitor voltage 2 is higher than the expected value voltage 6, that is, when the actual laser intensity is higher than the desired intensity, the differential voltage is detected to be positive. The At this time, since the output of the integrator 13 decreases the current of the bias current source 14, the laser intensity decreases. On the contrary, when the monitor voltage 2 is smaller than the expected value voltage 6, that is, when the actual laser intensity is smaller than the desired intensity, the differential voltage is detected to be negative. At this time, since the output of the integrator 13 increases the current of the bias current source 14, the laser intensity also increases. Therefore, as shown in the characteristic example in FIG. 4A, when the temperature of the laser beam changes, even if the threshold current for obtaining a desired intensity changes, light is always emitted with that intensity. be able to.
[0029]
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a laser driving device configured by adding a low-pass filter to each of the expected value waveform generation unit 5 (FIG. 2) and the emission intensity monitoring unit 1 (FIG. 2) in the first embodiment will be described. The low-pass filter is a filter for outputting the expected value voltage and the monitor voltage by limiting the band to substantially the same band. By providing the low pass filter, the difference detection accuracy between the monitor waveform and the expected value waveform can be improved.
[0030]
FIG. 6 is a block diagram of the laser driving device 120 according to the second embodiment. The difference between the laser drive device 120 and the laser drive device 20 (FIG. 2) is that a low-pass filter (LPF) is provided in each of the emission intensity monitor unit 1 and the expected value waveform generation unit 5 of the laser drive device 20 (FIG. 2). It is provided. The emission intensity monitor unit and the expected value waveform generation unit provided with the low-pass filter are referred to as the emission intensity monitor unit 121 and the expected value waveform generation unit 125, respectively. Regarding the above-described differences, the configuration of the laser driving device 120 will be described. The low-pass filter 50 of the emission intensity monitor unit 121 converts the output 2 of the i / v conversion circuit 4 into a monitor voltage 51 whose band is limited. Subsequently, the low pass filter 52 of the expected value waveform generation unit 125 converts the output 11 of the DA converter 10 into an expected value voltage 53 that is band-limited. The low pass filter 50 and the low pass filter 52 have the same frequency characteristic (pass band characteristic). The differential computing unit 11 generates a differential voltage 54 from the band-limited monitor voltage 51 and the band-limited expected value voltage 53. The differential voltage 54 is input to the integrator 13 as in the first embodiment. The bias current source 14 controls the amount of current based on the output of the integrator 13.
[0031]
Next, the operation of the laser driving device 120 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows various signal waveform diagrams. It is assumed that the laser light source 16 (FIG. 6) emits pulses with the light emission intensity shown in FIG. 7A, that is, the binary value of the recording power 20 and the erasing power 21.
[0032]
As shown in FIG. 7B, the expected value waveform generation unit 125 (FIG. 6) limits the actual laser emission intensity 17 and generates the expected value voltage 53 as a dull waveform. As shown in FIG. 7C, the monitor voltage 51 detected and generated by the emission intensity monitor unit 121 (FIG. 6) is also limited in the same band as the expected value voltage 53. Become. Accordingly, as shown in FIG. 7D, only the offset voltage in the voltage direction (vertical direction) of the two signals is detected from the differential voltage 54 of these two signals.
[0033]
Therefore, as in the first embodiment, the laser driving device according to the second embodiment always maintains a predetermined intensity even when the threshold current for obtaining a predetermined intensity changes when the laser temperature changes. A laser light source can emit light. Further, since the low-pass filter for equally limiting the output signal bands of the emission intensity monitor unit and the expected value waveform generation unit is provided, local disturbance in the waveform of the difference detection can be eliminated. Therefore, it is effective when it is desired to increase the response speed of the power control of the laser driving device.
[0034]
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a description will be given of a laser driving apparatus that can cope with a change in laser characteristics in which the slope of the straight line changes with temperature when the relationship between the drive current of the laser light source and the light emission intensity is represented by a straight line. Since Embodiment 3 includes the features of Embodiments 1 and 2, the effects obtained in Embodiments 1 and 2 can be obtained at the same time.
[0035]
FIG. 8 is a block diagram of the laser driving device 220 according to the third embodiment. The difference between the laser drive device 220 and the laser drive device 120 (FIG. 6) is that a monitor amplitude detector 60, an expected value amplitude detector 61, a differential calculator 64, an integrator 66, and a pulse current are newly added. A source 68 is provided. Regarding the difference, the configuration of the laser driving device 220 will be described. The monitor amplitude detector 60 detects a voltage difference between the peak and bottom of the monitor voltage 51 whose band is limited, and outputs it as a monitor amplitude 62. The expected value amplitude detector 61 detects the voltage difference between the peak and bottom of the band-limited expected value voltage 53 and outputs it as an expected value amplitude 63. The differential calculator 64 outputs a differential voltage 65 between the monitor amplitude 62 and the expected value amplitude 63. The integrator 66 integrates the differential voltage 65 and outputs a control voltage 67 of the pulse current source. The pulse current source 68 switches according to the recording data 9 and controls (adjusts) the amount of current according to the control voltage 67.
[0036]
Next, the characteristics of the laser light source 16 (FIG. 8) will be described. FIG. 4 is a diagram showing operating characteristics of the laser light source 16 (FIG. 8). In the figure, the horizontal axis indicates the drive current of the laser light source, and the vertical axis indicates the emission intensity of the laser beam. The thick line indicates the relationship between the drive current of the laser light source 16 and the emission intensity. FIG. 4B shows an example of laser characteristics in which the threshold current changes according to the temperature and the slope of the straight line representing the relationship between the threshold current and the emission intensity also changes. If the laser temperature is 20 ° C., the threshold current is I ₄₈ The bias current Ia corresponding to the erasing power 21 and the pulse current ΔI corresponding to the intensity from erasing to recording ₁ Needs to be supplied to the laser. On the other hand, when the temperature of the laser is 60 ° C., the threshold current is I ₆₀ In order to obtain the same erase power 21, the bias current increases to Ic. Furthermore, in order to obtain the same recording power 20, the slope of the characteristic is changed, so that ΔI when the pulse current is 20 ° C. ₁ Greater value ΔI ₂ Is required.
[0037]
Next, the operation of the laser driving device 220 (FIG. 8) according to the third embodiment will be described. Assume that the laser emits pulses with binary values of the recording power 20 and the erasing power 21 with the emission intensity shown in FIG.
[0038]
As shown in FIG. 7B, the expected value voltage 53 (FIG. 8) generated by the expected value waveform generator 125 (FIG. 8) is generated with a dull waveform in which the actual laser emission intensity 17 is band-limited. . Further, as shown in FIG. 7C, the monitor voltage 51 detected by the emission intensity monitor unit 121 (FIG. 8) also has a dull waveform because the band is limited similarly to the expected value voltage 53. Therefore, as shown in FIG. 7D, the offset voltage in the voltage direction (vertical axis direction) of the two signals is smoothly detected from the differential voltage 54 of these two signals.
[0039]
Therefore, as in the second embodiment, the laser driving apparatus according to the third embodiment controls the bias current source even when the laser temperature changes and the threshold current for obtaining a predetermined intensity changes. Thus, the laser light source 16 (FIG. 8) can emit light with a predetermined intensity. However, what is controlled here is the average value of the intensity of the laser beam, not the peak value of the pulse portion.
[0040]
The principle of the present invention for controlling the peak value of the pulse portion will be described. The peak value of the pulse portion can be adjusted by a pulse current source 68 (FIG. 8). As shown in FIG. 7B, a peak voltage 30 and a bottom voltage 31 exist in the band-limited expected value voltage 53 generated by the expected value waveform generator 5 (FIG. 8). Therefore, the voltage between the peak and bottom can be obtained. This voltage is referred to as an expected value amplitude 63. The expected value amplitude 63 is detected by the expected value amplitude detector 61 (FIG. 8). Similarly, as shown in FIG. 7C, the band-limited monitor voltage 51 generated by the emission intensity monitor unit 121 (FIG. 8) includes a peak voltage 32 and a bottom voltage 33. Therefore, the voltage between the peak and bottom can be obtained. This voltage is referred to as the monitor amplitude 62. The monitor amplitude 62 is detected by the monitor amplitude detector 60 (FIG. 8).
[0041]
The differential calculator 64 (FIG. 8) subtracts the obtained expected value amplitude 63 and the monitor amplitude 62, and outputs a differential voltage 65. This differential voltage 65 represents the amplitude difference between the pulse portion of the expected value waveform and the monitor waveform. The differential voltage 65 is integrated by an integrator 66 and converted to a control voltage 67 to adjust the current amount of the pulse current source 68. The configuration of the pulse current source 68 is the same as the configuration of the bias current source 14 described in the first embodiment.
[0042]
As described above, in the laser driving device of the third embodiment, when the monitor amplitude 62 is larger than the expected value amplitude 63, that is, when the pulse portion amplitude of the laser emission intensity 17 is larger than the desired amplitude value, the differential voltage 65 is A positive polarity is detected, and the output of the integrator 66 decreases the current of the pulse current source 68. As a result, the operation of reducing the amplitude of the pulse part is performed. On the other hand, when the monitor amplitude 62 is smaller than the expected value amplitude 63, that is, when the pulse portion amplitude of the laser emission intensity 17 is smaller than the desired amplitude value, the differential voltage 65 is detected to be negative and the output of the integrator 66 is pulsed. The current of the current source 68 is increased. Thereby, the pulse part amplitude can be increased. Therefore, in the third embodiment, as in the characteristic example shown in FIG. 6B, when the temperature of the laser changes, the threshold current for obtaining a predetermined intensity, and the threshold current and light emission Even if both the slopes of the straight lines representing the intensity relationship change, it is possible to control the bias current source and the pulse current source to always emit pulses with a predetermined intensity.
[0043]
In the third embodiment, the signals are passed through the low-pass filter 50 and the low-pass filter 52 and then input to the differential calculator 11. However, the installation positions of the low-pass filter 50 and the low-pass filter 52 can be changed. For example, it may be provided at a position after branching to the monitor amplitude detector 60 and the expected value amplitude detector 61 and before being input to the monitor amplitude detector 60 and the expected value amplitude detector 61. Thus, the configurations of the emission intensity monitor unit 121 and the expected value waveform generation unit 125 are the same as those of the emission intensity monitor unit 1 (FIG. 2) and the expected value waveform generation unit 5 (FIG. 2) of the first embodiment. Therefore, the configuration is the same as that of the laser driving device 20 (FIG. 2) except for the branch to the monitor amplitude detector 60 and the expected value amplitude detector 61.
[0044]
With reference to FIG. 9, the relationship between the current source and the laser light source of the laser driving devices of the first to third embodiments will be described. FIG. 9 is a connection diagram between a current source and a laser light source. In the description of the above-described embodiment, as shown in FIG. 9A, the bias current source 70 and the pulse current source 71 are connected in parallel, and the laser light source 72 is driven by the added current of both. However, instead of this, the configuration shown in FIG. 9B may be employed. In other words, the pulse current source 73 may be connected in parallel with the laser light source 74, the entire current may be supplied from the bias current source 75, and the pulse may be shunted by the pulse current source 73 from a part thereof.
[0045]
In the above-described embodiment, the case where the laser drive according to the present invention is used in an optical disc apparatus has been described as an example. However, the present invention can also be used in laser printers that require control of laser light sources and optical monitors for communication lasers.
[0046]
【Effect of the invention】
The laser driving method and the driving apparatus of the present invention can always perform power control on a laser in a pulsed emission state continuously without using test emission or a high-speed sample hold circuit. Therefore, the present invention can also be used for a reproducing apparatus for an optical disc having a very high recording rate and capacity efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial schematic view of an optical disc apparatus provided with a laser driving device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the laser driving apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration and an operation of an expected value waveform generation unit. (A) is a block diagram which shows the structure of an expected value waveform generation part. (B) is a timing chart showing the operation of the expected value waveform generation unit.
FIG. 4 is a diagram showing operating characteristics of a laser light source.
FIG. 5 is a diagram showing various signal waveforms.
FIG. 6 is a block diagram of a laser driving apparatus according to a second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing various signal waveforms.
FIG. 8 is a block diagram of a laser driving apparatus according to a third embodiment.
FIG. 9 is a connection diagram between a current source and a laser light source.
[Explanation of symbols]
1 Emission intensity monitor
3-pin diode
4 i / v conversion circuit
5 Expected value waveform generator
7 Power value multiplexing circuit
10 DA converter
11 Differential calculator
13 Integrator
14 Bias current source
15 Pulse current source
16 Laser light source
20 Laser drive device

Claims

Detecting the intensity of the beam emitted from the light source and generating a monitor waveform;
Receiving data; and
Generating an expected waveform of the intensity of the beam based on the received data;
Calculating a difference between the generated monitor waveform and the expected value waveform; and
Controlling the amount of current of the bias current source based on the calculation result of the waveform difference;
Emitting a beam from a light source based on the controlled amount of current of the bias current source ;
Band-limiting the monitor waveform and the expected value waveform to substantially the same band;
Detecting a difference between the peak and bottom of the monitor waveform band-limited, and outputting as a monitor amplitude;
Detecting the difference between the peak and bottom of the expected waveform whose bandwidth is limited, and outputting the expected amplitude as the amplitude;
Calculating an amplitude difference between the output monitor amplitude and the expected value amplitude;
On the basis of the calculation result of the amplitude difference, seen including a step of adjusting a current amount of the pulse current source, the step of emitting is based on the current amount of the pulse current source which is switched in accordance with the received said data A laser driving method , which is a step of emitting a beam from a light source .

A light emission intensity monitor for detecting the intensity of the beam emitted from the light source and generating a monitor waveform;
An expected value waveform generation unit that receives data and generates an expected value waveform of the intensity of the beam based on the received data;
A differential calculator that calculates a difference between the monitor waveform generated by the emission intensity monitor unit and the expected value waveform generated by the expected value waveform generation unit;
Based on the calculation result of the difference between the waveforms by the differential calculator, a bias current source that controls the amount of current ,
A pulsed current source that is switched according to the received data to adjust the amount of current;
Two filters each for band-limiting the monitor waveform and the expected value waveform to substantially the same band;
A monitor amplitude detector that detects a difference between the peak and bottom of the monitor waveform that is band-limited, and outputs the difference as a monitor amplitude;
An expected value amplitude detector that detects a difference between the peak and bottom of the expected value waveform that is band-limited, and outputs the expected value amplitude;
A laser drive device comprising: an amplitude differential calculator that calculates an amplitude difference between the monitor amplitude output from the monitor amplitude detector and the expected value amplitude output from the expected value amplitude detector ; current amount controlled by the current source, and, based on the amount of current that is adjusted by the pulse current source, the emit beam from the light source, the pulse current source, the calculation result of the amplitude difference by the amplitude differential calculator A laser driving device that adjusts the amount of current based on the above .