JPH0518185B2

JPH0518185B2 -

Info

Publication number: JPH0518185B2
Application number: JP60207987A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fuji; Yukio Kurata; Takashi Iwaki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-09-18
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1993-03-11
Also published as: JPS6266424A

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞本発明は半導体レーザから出た光を光記録媒体
に照射することで情報の記録・再生・消去等を実
行する光学的記録再生装置において利用される半
導体レーザの光量制御装置に関する。

＜従来技術＞従来の光学的記録再生装置において利用される
半導体レーザの光量制御装置を、光学的記録再生
装置として光磁気デイスクシステムを例に挙げて
説明する。

光磁気デイスクの既に公知な構造は、ガラス基
板等の基体上に希土類−鉄合金の非晶質薄膜をス
パツタリングにて成膜して膜面に垂直な方向に磁
化容易軸を有する磁性膜を被覆して構成されるも
のであり、この光磁気デイスクに対面させて半導
体レーザビームを照射する光学ヘツドを配置する
ことで情報の記録・再生・消去を行なう光磁気デ
イスクシステムが構成される。

この光磁気デイスクシステムにおいて情報の記
録はレーザビームを約1μｍφ程度に集光したも
のを上記磁性膜面に照射して該磁性膜の温度を局
所的に上昇させてその温度上昇部分の保持力を減
少させ同時に外部より補助磁場を印加することで
磁化の向きを反転させて行なう（消去も同様の方
法で可能である。）。又、記録された情報の再生は
記録された磁性膜面に記録時より弱い光量の半導
体レーザによる直線偏光を照射してその反射した
光の磁場の影響による偏光面の傾きを利用して光
の強弱に変え、それを光検出器で検出して行な
う。

以上の構造から、半導体レーザには記録時に高
出力のレーザ光を、再生時に低出力のレーザ光を
射出する構成が必要となり、これらの２つのレベ
ルの出力を速やかなる手段により切換えること
が、その駆動装置に要求される。

また半導体レーザの光出力は温度特性を有し、
周囲温度によりそのしきい値電流値及びしきい値
以上の線型部分における傾きが変動するため、温
度により駆動電流値に対するレーザ発振の出力強
度が変化する。その為記録時のレーザの高出力発
振時に出力光強度が変動し、記録媒体に対して情
報の書き込み不足や過多を生じさせ、システム全
体の情報処理の誤り率が劣化した。この事は再生
時のレーザの低出力発振時（情報の再生時）にお
いても同様で、出力光強度が変動すればそれは再
生信号のＳ／Ｎ比の劣化として現われてくる。

以上の理由で高・低の両出力レベルにおいてレ
ーザ光を安定発振させることが必要不可欠である
ことが明白である。

以上の点に鑑みて、半導体レーザの光量制御装
置として、第４図に示す如き構成のものが既に提
案された。同図の装置は半導体レーザに駆動電流
を供給する２つの電流源が設けられ、記録媒体か
ら情報を再生する場合は低出力分電流源１による
駆動電流I₁のみにより半導体レーザ４を駆動する
ものである。また記録媒体に情報を記録する際に
は、もう１つの電流源である高出力分電流源２か
らの駆動電流I₂を駆動電流I₁に付加することによ
り高出力のレーザ光を得るものである。

ここで低出力分電流源１に対しては半導体レー
ザ４の出力光の強度を光検知器５により検出し、
プリアンプ６を通してサンプルホールド回路７に
導入する。サンプルホールド回路７はホールドタ
イミング信号S₄がハイレベルの時はデータを保持
し、ローレベルではデータをそのまま通過させ
る。このデータを基準電圧源９と比較器８におい
て比較し、ローパスフイルタ１０を通過後の低域
周波数成分をパワーアンプ１１に入力し、低出力
分電流源１の出力電流I₁を制御する。ホールドタ
イミング信号S₄が常時ローレベルであれば、この
制御により低出力光強度は半導体レーザの温度特
性に関係なく常に一定に保持されることになる。
尚、この様な一定強度の出力光を得るための自動
光出力制御をAPCと呼ぶ。

次に高出力発振時（情報記録時）にはまずホー
ルドタイミング信号S₄をハイレベルにして、デー
タを保持する。即ちAPCを凍結させる。アンド
ゲート２０においてホールドタイミング信号S₄を
利用して、記録時のみ記録データ信号S_Dをスイツ
チング回路１９に送る。記録データ信号S_Dに従つ
て、高出力分電流（記録電流）I₂が低出力分電流
I₁に付加され、媒体への記録が行なわれる。APC
を凍結させるのは高出力発振に応答して出力強度
を下げてしまうのを避けるためである。凍結時間
を半導体レーザの温度特性の変化の時間と比べて
十分小さくすることによつてAPCは実用上差し
仕えなく作動する。

さて以上の光量制御装置における情報記録時の
発振動作制御の特徴は、半導体レーザの温度特性
において発振しきい値のみが変動し、半導体レー
ザの駆動電流−光出力カーブにおけるしきい値以
上の線型部分の傾きは変化しない、という前提条
件の下で制御している点である。

このことを第５図を用いて以下に説明する。同
図で周囲温度の違いにより、状態ＡとＢの２つの
光出力カーブが存在するものと考える。まず状態
Ａでは低出力光強度P₁に対して低出力分電流源
より駆動電流I₁Aが出力される。周囲温度が変化
してしきい値のみが変化し状態Ａから状態Ｂへ移
つたとする。するとAPCにより低出力光強度P₁
を一定に保とうとする制御が働き、低出力分電流
源からの駆動電流はI₁AからI₁Bに変化する。そ
こで記録時に高出力分電流源より定電流源I₂を付
加すれば、しきい値以上の線型部分の傾きが一定
であるから状態Ａにおいても状態Ｂにおいても一
定の高出力光強度P₁＋P₂が得られる。即ち低出
力光強度のAPCを行えば、高出力光強度に対す
るAPCも同時に疑似的に実現されるはずである。

しかし上記の従来の光量制御装置では高出力強
度を一定に保つことができない。なぜならば半導
体レーザの駆動電流−光出力におけるしきい値以
上の線型部分における傾きはレーザの経時変化及
び周囲温度によつて変化してしまうからである。
即ち高出力分の第２の電流源２による一定電流I₂
のみの付加では、上記の理由により高出力光強度
P₂は変化してしまい、結果的に良好な記録（消
去）特性を得ることはできない。

従つて所定の高出力光強度を得るために高出力
分電流源２の出力電流値I₂を、低出力分電流源と
は別個に制御する必要がある。またこの制御の方
法も低出力光強度のAPCと同様、半導体レーザ
の温度特性変化よりも十分小さい時間間隔で常時
制御すれば、高出力発振から次の高出力発振まで
の時間間隔が温度特性変化を招くぐらい長くと
も、瞬時に安定した高出力発振が得られることに
なり好ましい。

＜発明の目的＞本発明の目的は上述の従来技術における問題点
に鑑み、安定した低出力光及び高出力光の夫々を
必要に応じて瞬時に得ることが可能な半導体レー
ザの光量制御装置を提供することにある。

＜実施例＞以下、本発明に係る半導体レーザの光量制御装
置を光磁気デイスク装置に適用した場合を例に挙
げて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例による光量制御装置
を示すブロツク図である。第２図は第１図の装置
の動作のための駆動電流−光出力カーブ及び波形
図である。第３図は第１図の装置に必要なタイミ
ング波形を示している。

第１図において半導体レーザ４は記録（消去）、
再生の動作に関して低出力分電流源１と高出力分
電流源２により駆動されるが、高出力光強度の制
御のために、試射を行なう試射分電流源３が新た
に設けられる。つまり記録媒体から情報を再生す
る場合は低出力分電流源１の出力電流I₁のみを流
し、情報を記録する場合は高出力分電流源２の出
力電流I₂を、試射を行なう場合は試射分電流源３
の出力電流I₃を、それぞれ低出力分電流I₁に付加
して半導体レーザを駆動する。尚、第４図に示し
た従来の光量制御装置と比較すると、高出力分電
流源２の出力電流I₂を制御するループが新たに加
えられている。

第１図の光量制御装置において低出力発振時の
低出力分電流源１に対するAPCは以下のように
して実現される。まず半導体レーザ４の出力光の
強度は光検知器５により検出され、この検出出力
はプリアンプ６を通してサンプルホールド回路７
に導入される。ここでサンプルホールド回路７及
び１３はホールドタイミング信号S₁，S₄及びS₃が
ハイレベルの時データを保持し、ローレベルの時
はデータをそのまま通過させる。次にサンプルホ
ールド回路７の出力は基準電圧源９の基準電圧
V₁と比較器８において比較され、ローパスフイ
ルタ１０を通過して直接パワーアンプ１１に導入
され、この出力によつて低出力分電流源１の出力
電流I₁は制御される。この制御により低出力光強
度は半導体レーザの温度特性に関係なく一定に保
持される。

一方高出力発振時の高出力電流源２に対する
APCは以下の様にして実現される。まずホール
ドタイミング信号S₁をハイレベルにして低出力発
振時のAPC（サンプルホールド回路７）を凍結さ
せる。次に試射分電流源３の出力電流I₃がスイツ
チング回路１２に加わる試射信号S₂のタイミング
で低出力分電流I₁に付加され、この付加後の電流
によつて駆動され、半導体レーザ４の試射が行な
われる。そしてこの試射出力の光強度を光検知器
５で検知しプリアンプ６を通してサンプルホール
ド回路１３に入力する。ここでホールドタイミン
グ信号S₃によつてデータが保持され、この出力
V₃と試射分電流I₃から割算器１４によつて、半導
体レーザのしきい値からの駆動電流−光出力カー
ブの傾きと等価なV₃／I₃が出力される。次に割算
器１５においてこの値と基準電圧源１６の出力
V₂を用いて駆動電流と等価なV₂／（V₃／I₃）が
算出されローパスフイルタ１７を通してパワーア
ンプ１８に入力され、このパワーアンプ１８の出
力を用いて高出力分電流源２の出力電流値I₂を制
御する。

以上の様に高出力発振のためのAPCが実現さ
れた後、アンドゲーム２０において、ホールドタ
イミング信号S₄を記録可能信号として併用し、記
録データ信号S_Dとを用いてスイツチング回路１９
を動作させ高出力分電流I₂を低出力分電流I₁に付
加する。

ここで以上の光量制御装置の駆動電流の制御に
ついて第２図を用いて説明する。

第２図において曲線Ａ，Ｂで示すように半導体
レーザのしきい値及びしきい値からの駆動電流−
光出力カーブの傾きは半導体レーザの温度特性及
び経時変化によつて変化する。低出力発振時には
APCの作用で出力光強度P₁を常に保持しようと
するので、状態Ａでの駆動電流はI₁Aであり、状
態ＢではI₁Bとなる。また高出力発振時には低出
力光強度P₁へ付加される高出力光強度P₂を一定
に保持すればよい。即ち高出力光強度P₂を実現
するために高出力分電流源２の出力電流値は状態
ＡではI₂Aであるが、状態ＢではI₂Bとなる。

このように低出力発振時及び高出力発振時の光
強度を一定に保つためには、低出力電流源の出力
電流I₁A，I₁B及び高出力電流源の出力電流I₂A，
I₂Bをそれぞれ制御する必要がある。

次に高出力電流源２の出力電流の制御について
状態Ａのみについて以下に説明する。状態Ｂでも
同様である。まず試射分電流源３の出力電流I₃A
を低出力分電流I₁Aに付加することによつて試射
分の出力光強度P₃Aが光検知器５で検知される。
これによりしきい値からの駆動電流−光出力カー
ブの傾きP₃A／I₃Aが判明する。高出力光強度P₂
を得るためには次の条件を満足する高出力分電流
I₂Aを低出力分電流I₁Aに付加すればよい。

P₂＝P₃A／I₃AI₂A ……(1) 高出力分光強度P₂と試射出力分光強度P₃Aに対
する光検知器５の出力をそれぞれV₂，V₃Aとす
ると、(1)式は次のように書き換えられる。

V₂＝V₃A／I₃AI₂A ……(2) 従つて高出力分電流源２の出力電流値I₂Aは(2)
式より I₂A＝V₂／V₃A／I₃A ……(3) 同様に状態Ｂでは、 I₂B＝V₂／V₃A／I₃A ……(4) (3)式、(4)式で示されたように基準電圧V₂と駆
動電流−光出力カーブの傾きV₃A／I₃A，
（V₃B／I₃B）のみによつて高出力発振時の駆動電
流I₂A（I₂B）を制御することができる。

このように構成された本発明による半導体レー
ザの光量制御装置の動作タイミングについて以下
に説明する。第３図ａにおいて光磁気デイスク円
板２２上の１トラツク当りに複数のヘツダー部２
３が存在する。ヘツダー部２３へは情報の記録は
行なわれない。試射はデータ部２４とデータ部２
４にはさまれたこのヘツダー部２３ごとに行なわ
れる。まず試射によつて低出力分電流源のAPC
が応答しないように、ヘツダー部２３では第３図
ｂに示すようにホールド信号S₁の発生により低出
力分電流源１のAPCを凍結させる。この凍結の
間に試射信号S₂により試射を行ない、この時の出
力光強度のデータをホールドタイミング信号S₃で
保持する。以上のタイミングによつて常時高出力
分電流源２の出力電流を制御することができる。
情報記録時は高出力発振が低出力分電流源の
APCに応答しないように、記録可能信号S₄がホ
ールドタイミング信号S₁と共にサンプルホールド
回路７に加えられる。そして記録データ信号S_Dに
よつて情報が書き込まれる。

以上の構成の半導体レーザの光量制御装置で
は、試射による高出力分電流源のAPCがヘツダ
ー部２３ごとに行なわれるので、高出力発振（情
報記録）時には瞬時にして安定した光出力光強度
の制御が行なわれる。

以上の構成において試射分電流源３を半導体レ
ーザ４に対する第３の電流源として設けたが、こ
の試射分電流源３を別個に設けず、高出力分電流
源２を一時的に試射分電流源として用いることで
部品点数の減少化を計ることも可能である。

＜発明の効果＞以上の本発明においては、試射によつて絶えず
高出力発振時のAPCが実現でき、加えて高出力
発振時には低出力発振のAPCを凍結することに
よつて高出力のレーザ光強度を安定化することが
できる。従つて光磁気デイスク等を記録媒体とし
て使用した情報記録再生装置に良好な特性の半導
体レーザ光量制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光量制御装置
を示すブロツク図、第２図は第１図の装置の動作
を説明するための駆動電流−光出力カーブ及び波
形図、第３図ａはデイスク構成図、第３図ｂは第
１図の装置の動作に必要なタイミング波形図、第
４図は従来の半導体レーザの光量制御装置のブロ
ツク図、第５図は第４図の装置の動作を説明する
ための駆動電流−光出力カーブ及び波形図であ
る。図中、１……低出力分電流源、２……高出力分
電流源、３……試射分電流源、４……半導体レー
ザ、５……光検知器、６……プリアンプ、７……
サンプルホールド回路、８……比較器、９……基
準電圧源、１０……ローパスフイルタ、１１……
パワーアンプ、１２……スイツチング回路、１３
……サンプルホールド回路、１４，１５……割算
器、１６……基準電圧源、１７……ローパスフイ
ルタ、１８……パワーアンプ、１９……スイツチ
ング回路、２０……アンドゲート、２１……オア
ゲート、２２……デイスク、２３……ヘツダー
部、２４……データ部、３１……第１の制御回
路、３２……第２の制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】１光学的記録再生装置に組み込まれる半導体レ
ーザ４の光量制御装置であつて、記録媒体から情報を再生するのに必要なレベル
まで半導体レーザ４を発振するための第１の電流
源１と、第１の電流源１に対する電流付加によつて記録
媒体に情報を記録又は消去するのに必要なレベル
まで半導体レーザ４を発振するための第２の電流
源２と、第１の電流源１に対する電流付加によつて第２
の電流源２を制御するための試射に必要なレベル
まで半導体レーザ４を発振せしめる第３の電流源
３と、半導体レーザ４の出力光強度を検出する検出器
５と、再生時の検出器５の検出結果に応じて第１の電
流源１の出力電流値を制御する第１の制御回路３
１と、記録媒体への情報の記録又は消去時及び試射時
に、第１の電流源１によつて駆動される半導体レ
ーザ４の出力光強度を検出した検出器５の検出結
果を保持する第１の保持回路２１と、第３の電流源３によつて駆動される試射時の半
導体レーザ４の出力光強度を検出した検出器５の
検出結果を保持する第２の保持回路１３と、第２の保持回路１３の保持データから付加電流
に対する半導体レーザ４の出力光強度の比を算出
する割算回路１４と、割算回路１４によつて算出された比の値に応じ
て情報の記録又は消去時における第２の電流源２
の出力電流を制御する第２の制御回路３２とを具
備したことを特徴とする光量制御装置。２特許請求の範囲第１項において、第３の電流源を第２の電流源にて兼用したこと
を特徴とする光量制御装置。