JP2007149144A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ピックアップ装置において、特に高パワーのレーザ光を出射する場合に、レーザ光のパワーを高精度に制御する。
【解決手段】ＰＤ２１及び電流電圧変換回路３３は、ＬＤ１０から出射されたレーザ光を検出し、レーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号を出力する。オフセット電圧制御部３６は、レーザ光の記録パワーに応じた光検出信号の電圧と、消去パワーに応じた光検出信号の電圧との差である電圧をオフセット電圧とする。オフセット部３８は、光ディスクにマークを記録するためにレーザ光が出射されている間、光検出信号の電圧からオフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットする。オフセットされた光検出信号は、誤差を含めて増幅部３９によって増幅され、レーザ制御部３１へ出力される。このため、レーザ制御部３１は、増幅された光検出信号に基づいて、ＬＤ１０から出射される高パワーのレーザ光のパワー制御を高精度に行える。
【選択図】図２

Description

本発明は、光記録媒体に照射するレーザ光のパワーを制御することが可能な光ピックアップ装置に関する。

近年、光記録媒体の一つである光ディスクにあっては、データの記録／読取が可能なＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）が広く普及している。また、ＣＤと比べてより容量の大きいＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）が多くのユーザに使用されている。

ＣＤ及びＤＶＤでは、データを記録するためにレーザ光が光ディスクに照射され、光ディスク上に記録マークが形成される。例えば、データ書き換え型ＤＶＤでは、レーザ光を用いた相変化方式によりデータがデータ記録層に記録される。データ記録層を構成する相変化材料は、結晶相（結晶状態）と非晶質相（非結晶状態）の間を可逆に変化する材料である。

相変化方式では、データを記録する場合、高パワーのレーザ光がデータ記録層に集光される。高パワーのレーザ光が照射されることにより集光部分の温度は上昇し、原子配列が不規則なものとなる。その後、集光部分は急速に冷却され、不規則な原子配列のまま固化して非結晶状態、すなわちアモルファスとなる。当該アモルファスとなった領域が記録マークとなる。

データを消去する場合、記録時の１／１０程度のパワーを持つレーザ光がデータ記録層に集光される。当該レーザ光により、データ記録層は結晶化に必要な温度にされ、アモルファスの領域は結晶化される。このようにして、記録マークが消去される。言い換えれば、記録マークのない領域が確保され、スペースが記録される。

なお、データを読み取る場合、データ消去時よりもさらにパワーの小さいレーザ光がデータ記録層に照射される。結晶状態の領域と、アモルファスの領域（記録マーク）とでは反射率が異なる。このため、結晶領域で反射したレーザ光の光量と、アモルファス領域で反射したレーザ光の光量とは異なる。反射したレーザ光の光量の違いにより記録マークの有無を検知することができ、データの読み取りが可能となる。

ところで、記録容量の大容量化の趨勢に伴い、２層の記録層を有するＤＶＤが実用化されている。当該ＤＶＤは、記録層が１層であるＤＶＤと比較して、二倍の記憶容量を有するという特長がある。しかしながら、ＤＶＤの表面に近い１層目のデータ記録層より深い位置にある、２層目のデータ記録層にレーザ光を照射して記録マークを形成する場合、高いパワーのレーザ光が求められる。また、高倍速化に伴い、光ディスクへのデータ記録速度が速まり、記録マーク形成時のレーザ光照射時間が短くなっている。従って、照射するレーザ光のパワーを大きくし、レーザ光がデータ記録層に照射されている間に結晶の状態を確実に変化させることが求められていた。このため、光ディスクに照射するレーザ光のパワーを高精度に制御することが必要とされていた。特に、高パワーでレーザ光が照射されている場合のパワー制御を高精度に行うことが必要とされていた。

そこで、受光素子が、レーザダイオードから出射されたレーザ光を受光すると共に、レーザ光のパワーに応じて振幅が変化する制御信号を生成し、制御回路が当該制御信号に基づいてレーザダイオードを制御する光ピックアップ装置が知られている。当該装置では、高パワーでレーザ光が照射された場合、制御信号は振幅が小さくされて制御回路に入力されていた。なぜなら、レーザ光のパワー増加に伴って大きくなる制御信号の振幅が、制御回路のダイナミックレンジ内に収まるようにするためである。このような構成により、高パワーであっても、レーザ光のパワー制御が可能にされていた。

また、光ディスクに照射する光パルスのピークパワー制御を行うため、受光素子で受光した光パルスのパワー平均値とデューティーとに基づいて光パルスのパワーピーク値を求め、求めたパワーピーク値と目標パワーピーク値との差を求める演算を行うレーザ制御装置が知られている。当該装置は、半導体レーザから出射する光パルスの目標デューティーと、半導体レーザから出射される実際のデューティーとに差異がある場合、当該差異を考慮に入れて演算を補正し、補正された演算結果に基づいて半導体レーザを制御する（例えば、特許文献１参照）。

また、光記録媒体に照射する光ビームの出力強度レベルを制御するため、光ビームが、光記録媒体に記録するデータに基づいてマルチパルスビームと単一パルスビームとに切り換えられ、予め定められた期間にデータを光記録媒体に記録するときに単一パルスビームが出射される光ピックアップ装置が知られている。当該装置では、当該光ビームが検出され、当該予め定められた期間に、検出された光ビームの光強度レベルが標本値として取得されると共に、取得された標本値と目標標本値の誤差が算出され、算出された誤差に基づいて光ビームの出力強度レベルが制御される。当該装置では、通常、マルチパルスによって光ビームが出射される。上記の制御を行う場合のみ、スペースを記録する光ビームのパルスがマルチパルスから単一パルスに切り換えられる。また、データ記録時には、光ビームの強度レベルが、光ディスクにマークを記録する強度のレベルと、スペースを記録する強度のレベルとに切り換えられる（例えば、特許文献２参照）。

また、レーザパワーを制御するため、レーザダイオードによって照射されたレーザ光の発光強度がフォトディテクタで検出され、検出された発光強度に基づいて、レーザパワーを表すレーザパワー信号が電流電圧変換回路で生成されると共に、レーザパワー信号に基づいてレーザパワー制御信号がレーザパワー制御部で生成される光ディスク装置が知られている。当該装置では、レーザ光のレーザパワーが切り替えられたときから所定の期間の間、レーザパワー制御部の応答速度が向上するようにレーザパワー制御部の制御特性が変更される（例えば、特許文献３参照）。

また、光ディスクへのデータ記録中に、レーザパワーを最適にするため、記録媒体に記録する情報に応じてレーザ光源の光強度を変調するための記録パルス信号が生成され、記録パルス信号に応じてレーザ駆動手段がレーザ光源を駆動してレーザ光を出射させ、出射光検出手段がレーザ光を検出する光学的情報記録装置が知られている。当該装置は、フォトダイオードの検出出力をサンプリングするサンプル手段と、サンプル手段へサンプリングを指示するサンプルタイミングを生成するサンプルタイミング生成手段とを備え、サンプルタイミング生成手段は、レーザ駆動手段、レーザ光源及び出射光検出手段を含む伝播経路の応答時間分を少なくとも遅らせたサンプルタイミングを生成する（例えば、特許文献４参照）。
特開２００５−１６６２３７号公報 特開２００４−２２０６６３号公報 特開２００３−３１７２９５号公報 特開２００１−３５７５２９号公報

しかしながら、従来の光ピックアップ装置では、制御信号の振幅が小さくされていたため、検出感度が低くなり、レーザ光パワー制御の精度が低下していた。また、特許文献１に記載のレーザ制御装置は、光パルスのデューティー誤差が生じた場合に、高精度にレーザパワーを制御することができたが、光パルスのピークパワー誤差が生じた場合に、高精度なレーザパワー制御ができなかった。

特許文献２に記載の光ピックアップ装置では、スペース記録時等の予め定められた期間に出射される単一パルスビームにより、スペース記録時のレーザ光といった強度レベルの異なるレーザ光の強度レベル等を独立して制御することが可能であった。しかし、当該装置は、制御を行う回路のダイナミックレンジを考慮に入れたものではなく、制御誤差等により高強度のレーザ光が出射された場合に、高精度にレーザ光を制御することができなかった。

特許文献３に記載の光ディスク装置では、レーザパワーを安定にかつ高速に切り換えて制御することができたが、高パワーのレーザ光を出射した場合、制御誤差により生ずる微小なパワー誤差を検出して検出感度を向上させ、高精度なレーザ光パワー制御を行うことはできなかった。

特許文献４に記載の光学的情報記録装置では、反射したレーザ光を検出するサンプルタイミングを伝播経路の伝播遅延時間に応じて可変にしたことにより、回路のプロセスばらつき等の変動要素に影響されることなく、常に検出信号のサンプルタイミングを最適に保つことが可能であった。従って、光ディスク等記録媒体へのデータ記録中に、レーザーパワーを最適に制御することができた。しかし、高パワーのレーザ光を出射する場合に、パワーの微小な誤差を高感度に検出して、高パワーのレーザ光を高精度に制御することはできなかった。

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、高パワーのレーザ光を出射する場合に、レーザ光のパワーを高精度に制御することが可能な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、光記録媒体にレーザ光を出射する光出射手段と、前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御する光制御手段と、前記光出射手段から出射されたレーザ光を受光して検出すると共に、検出したレーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号を出力する光検出手段と、を備え、前記光出射手段は、前記光制御手段の信号に基づき、前記光記録媒体に情報を記録するために、前記光記録媒体にマークを形成する記録パワーのレーザ光を出射すると共に、前記光記録媒体に記録されているマークを消去する消去パワーのレーザ光を出射する光ピックアップ装置において、前記出力された光検出信号の電圧からオフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットするオフセット手段と、前記オフセット電圧を制御するオフセット制御手段と、前記オフセットされた光検出信号を増幅すると共に、前記増幅した光検出信号を前記光制御手段へ出力する増幅手段と、を備え、前記オフセット制御手段は、前記記録パワーに応じた光検出信号の電圧と前記消去パワーに応じた光検出信号の電圧との差である電圧をオフセット電圧とし、前記オフセット手段は、前記光記録媒体にマークを記録するためにレーザ光が出射されている間、光検出信号の電圧から前記オフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットし、前記光制御手段は、前記増幅された光検出信号に基づいて、前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御し、レーザ光のパワーを高精度に制御するものである。

請求項２に記載の発明は、光記録媒体にレーザ光を出射する光出射手段と、前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御する光制御手段と、前記光出射手段から出射されたレーザ光を受光して検出すると共に、検出したレーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号を出力する光検出手段と、を備えた光ピックアップ装置において、前記出力された光検出信号の電圧からオフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットするオフセット手段と、前記オフセットされた光検出信号を増幅すると共に、前記増幅した光検出信号を前記光制御手段へ出力する増幅手段と、を備え、前記光制御手段は、前記増幅された光検出信号に基づいて、前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御し、レーザ光のパワーを高精度に制御するものである。

請求項１の発明によれば、光検出手段は、光出射手段から出射されたレーザ光を受光して検出すると共に、レーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号を出力する。光検出手段から出力された光検出信号は、オフセット手段によってオフセットされて、オフセット電圧分だけ電圧が下がる。オフセットされた光検出信号は、増幅手段によって増幅され、光制御手段へ出力される。光制御手段は、増幅された光検出信号に基づいて、光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御する。このように、光検出信号はオフセットされた後に増幅されるため、増幅後に光制御手段に入力される光検出信号の電圧が、光制御手段のダイナミックレンジを超えないように制御することが可能となり、高精度なレーザ光のパワー制御ができる。また、微小なレーザ光のパワーの変化が、増幅された光検出信号の変化として表れるため、当該変化に基づいてレーザ光のパワーを高精度に制御することが可能となる。

光出射手段は、光制御手段の信号に基づき、光記録媒体に情報を記録するために、光記録媒体にマークを形成する記録パワーのレーザ光を出射すると共に、光記録媒体に記録された情報を消去するために、光記録媒体に記録されたマークを消去する消去パワーのレーザ光を出射する。オフセット制御手段は、レーザ光の記録パワーに応じた光検出信号の電圧と、レーザ光の消去パワーに応じた光検出信号の電圧との差である電圧をオフセット電圧とする。オフセット手段は、光記録媒体にマークを記録するためにレーザ光が出射されている間、光検出信号の電圧から当該オフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットする。オフセットされた光検出信号は、増幅手段で増幅され、光制御手段に入力される。光制御手段は、増幅された光検出信号に基づいて、光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御する。このような構成により、記録パワーに応じた光検出信号の電圧が、消去パワーに応じた光検出信号の電圧まで低められる。また、記録パワーが大きい場合、つまりマーク記録時の光検出信号電圧が高い場合であっても、高記録パワーに基づく光検出信号電圧と消去パワーに基づく光検出信号電圧の差だけ光検出信号電圧はオフセットされる。このため、光制御手段に入力される光検出信号をオフセットしない場合と比べて、光制御手段のダイナミックレンジを超えない範囲でより増幅することが可能となる。例えば制御誤差によるレーザ光パワーの微小な変化が生じた場合、当該変化は増幅された光検出信号の変化として表れる。従って、光制御手段はレーザ光パワーの微小な変化を検知することが可能となる。このような構成により、マーク記録時に高パワーのレーザ光が出射される場合であっても、高精度なレーザ光のパワー制御が可能となる。

請求項２の発明によれば、光検出手段は、光出射手段から出射されたレーザ光を受光して検出すると共に、レーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号を出力する。光検出手段から出力された光検出信号は、オフセット手段によってオフセットされて、オフセット電圧分だけ電圧が下がる。オフセットされた光検出信号は、増幅手段によって増幅され、光制御手段へ出力される。光制御手段は、増幅された光検出信号に基づいて、光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御する。このような構成により、微小なレーザ光のパワーの変化が、増幅された光検出信号の変化として表れる。このため、誤差を含めて増幅された光検出信号の変化に基づいて、高精度なレーザ光のパワーを制御することができる。また、光検出信号はオフセットされた後に増幅されるため、増幅後に光制御手段に入力される光検出信号の電圧を、光制御手段のダイナミックレンジ内に収めることができ、高精度なレーザ光のパワー制御が可能となる。

本発明の最良の実施の形態に係る光ピックアップ装置について、図１乃至図４を参照して説明する。本実施の形態に係る光ピックアップ装置に適用される光記録媒体は、データの書き換えが可能なＣＤ−ＲＷ（ＣＤ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤＶＤ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ＤＶＤ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＨＤ ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＤＶＤ）、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ等の光ディスクである。

図１は、光ピックアップ装置の構成を示している。光ピックアップ装置１において、半導体レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ；以下ＬＤと略す）１０はレーザ光を光ディスク２に出射する。レーザ光はビームスプリッタ１３で反射され、フォトディテクタ２１（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ；以下ＰＤと略す）に入射する。ＰＤ２１は、受光したレーザ光に基づいて光検出信号をレーザパワー制御部３に出力する。レーザパワー制御部３は、光検出信号に基づいてＬＤ１０から出射されるレーザ光のパワーを制御する。以下に、光ピックアップ装置１の構成について詳細に説明する。

ＬＤ１０は、赤外発光ＬＤ、赤色発光ＬＤ及び／又は青色発光ＬＤからなる。光ディスク２が挿入されると、光ピックアップ装置１を搭載する光ディスク記録装置等の装置（不図示）は、光ディスク２がＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃのいずれであるかを判別する。ＬＤ１０は、当該装置の信号に基づき、各種ＬＤからレーザ光を出射する。光ディスク２がＨＤ ＤＶＤ又はＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃである場合は青色ＬＤが、光ディスク２がＤＶＤである場合は赤色ＬＤが、光ディスク２がＣＤである場合は赤外ＬＤが光ディスク２にレーザ光を出射する（光出射手段）。光ディスク２にデータを書き込む場合、光ディスク２にマークを記録するためのパワーでレーザ光が出射され、さらに既に記録されたマークを消去するため（スペースを記録するため）のパワーでレーザ光が出射される。

ＬＤ１０から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ１１に入射する。コリメートレンズ１１は入射光を平行光に変換する。平行光となったレーザ光はミラー１２で反射されて、光ディスク２へ向かう。ミラー１２で反射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１３に入射する。ビームスプリッタ１３はレーザ光を二つに分割する。分割された一方のレーザ光はビームスプリッタ１３を透過し、偏光ビームスプリッタ１４を介して光ディスク２へ導かれる。また、他方のレーザ光はビームスプリッタ１３で反射されてＰＤ２１へ導かれる。

偏光ビームスプリッタ１４には、ビームスプリッタ１３を透過したレーザ光が入射される。偏光ビームスプリッタ１４は、レーザ光の偏光方向に応じて透過率及び反射率が異なる。ここで、ＬＤ１０から出射されたレーザ光が入射した面の法線と、当該レーザ光の進行方向とが作る面を入射面という。偏光ビームスプリッタ１４は、入射面と平行な方向に振動する直線偏光の光を透過し、入射面と垂直な方向に振動する直線偏光の光を反射する。ＬＤ１０から出射されたレーザ光のうち、入射面に平行な方向に振動する直線偏光のレーザ光は偏光ビームスプリッタ１４を透過し、１／４波長板１５を介して、光ディスク２に照射される。

１／４波長板１５は直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する。光ディスク２に照射するために、ＬＤ１０から出射されたレーザ光は直線偏光であり、１／４波長板１５は当該レーザ光を円偏光に変換する。円偏光に変換されたレーザ光は、対物レンズ１６で集光されて、光ディスク２に照射される。対物レンズ１６の移動により、ＬＤ１０から出射されて光ディスク２上に集光される光の集光点の位置及び集光スポット径が調整される。

光ディスク２で反射された反射レーザ光は、対物レンズ１６を介して、１／４波長板１５に入射する。反射レーザ光は、１／４波長板１５にて、円偏光から直線偏光に変換される。光ディスク２での反射により、反射レーザ光は反射前と逆回りに回転する円偏光の光となるため、１／４波長板１５にて変換された直線偏光の反射レーザ光は、上記入射面と垂直な方向に振動する。

直線偏光に変換された反射レーザ光は偏光ビームスプリッタ１４に入射する。入射した反射レーザ光は、上記入射面と垂直な方向に振動するため、反射レーザ光はすべて偏光ビームスプリッタ１４で反射されて、集光レンズ１７及びシリンドリカルレンズ１８を介して、ＰＤ１９へ入射する。集光レンズ１７は、反射レーザ光を集光し、集光された反射レーザ光をＰＤ１９へ照射するために用いられる。シリンドリカルレンズ１８は、光ディスク２へ集光照射するレーザ光の非点収差に用いられる。

ＰＤ１９は、ＬＤ１０から出射され、光ディスク２で反射された反射レーザ光を受光して検出する。反射レーザ光は、光ディスク２に記録された映像や音声等の記録情報を有する。ＰＤ１９は、受光した反射レーザ光のパワーに基づいて電流値が変化する光検出信号を生成する。パワーが大きくなれば電流値が大きくなり、パワーが小さくなれば電流値は小さくなる。光検出信号は、光ディスク２に記録された記録情報を有する反射レーザ光を光電変換した信号であるため、同様に記録情報を有し、記録情報に基づいて電流が変化する。光検出信号は、光ディスク２に記録されたデータを再生するため、光ピックアップ装置１が搭載された光ディスク記録装置等の装置へ出力される。

ＬＤ１０から出射されたレーザ光のうち、ビームスプリッタ１３で反射されたレーザ光は、集光レンズ２０を介して、ＰＤ２１に入射する。ＰＤ２１は、受光した反射レーザ光のパワーに基づいて電流値が変化する光検出信号を生成する。パワーが大きくなれば電流値が大きくなり、パワーが小さくされば電流値は小さくなる。光検出信号は、ＬＤ１０から出射されるレーザ光のパワーを制御するためにレーザパワー制御部３へ出力される。レーザパワー制御部３は、ＰＤ２１からの光検出信号に基づいて、ＬＤ１０から出射されるレーザ光のパワー制御を行う。ＬＤ１０はレーザパワー制御部３からの信号に基づいてレーザ光を出射する。このような構成により、ＬＤ１０から出射させ、光ディスク２に照射するレーザ光のパワー制御が可能となる。

図２は、光ピックアップ装置１のレーザパワー制御部３の構成を示すブロック図である。ＬＤ１０はレーザ制御部３１からの信号に基づいてレーザ光を出射する（同図のＡ点のレーザ光）。ＰＤ２１は、出射されたレーザ光をビームスプリッタ１３（図１参照）を介して受光し、当該レーザ光に基づいて電流信号からなる光検出信号を出力する。光検出信号は電流信号から電圧信号に変換され、光ディスク２にデータを記録するためにレーザ光が出射されているときだけ、スイッチ部３５によりオフセットされる。電圧信号からなる光検出信号は、オフセット電圧制御部３６により定められたオフセット電圧分だけ、オフセット部３８により電圧が差し引かれてオフセットされる。オフセットされた光検出信号は増幅部３９によって増幅される。レーザ制御部３１は、増幅された光検出信号に基づいて、ＬＤ１０から出射されるレーザ光のパワーを制御する。

制御部３０は、例えばＣＰＵ等からなり、レーザ制御部３１と、スイッチ制御部３４と、オフセット電圧制御部３６とを含む。レーザ制御部３１は、レーザ駆動部３２へ制御信号を出力し、ＬＤ１０から出射させるレーザ光の波長、発光タイミング、パワー等を制御する。レーザ駆動部３２はレーザ駆動回路からなり、レーザ制御部３１からの制御信号に基づいてＬＤ１０にレーザ光を出射させる。ＬＤ１０から出射される赤外レーザ光、赤色レーザ光、または青色レーザ光は、ビームスプリッタ１３を介して、ＰＤ２１に入射する。このように動作して、レーザ制御部３１及びレーザ駆動部３２はレーザ制御手段を構成する。

レーザ光を受光したＰＤ２１は、ＬＤ１０から出射されたレーザ光を受光して検出すると共に、検出したレーザ光のパワー変化に伴って振幅値が変化する電流信号からなる光検出信号を電流電圧変換回路３３へ出力する。電流電圧変換回路３３は、抵抗や演算増幅器等からなる回路であり、電流信号を電圧信号に変換する。このため、レーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号が増幅部３９へ出力される。このような構成により、ＰＤ２１及び電流電圧変換回路３３は、光検出手段を構成する。

スイッチ制御部３４はスイッチ部３５を制御する。スイッチ制御部３４は、レーザ制御部３１の信号に基づいて、光ディスク２にデータを新たに書き込んでいる際に、マークを記録している時と、記録されているもとのデータを消去している時（スペースを記録している時）のタイミングを把握する。当該タイミングに基づいて、スイッチ制御部３４によりスイッチ部３５へ制御信号が出力される。なお、レーザ制御部３１に限られず、レーザ制御部３１にデータの書き込みを指示する制御部といった他の制御部からの信号に基づいて、スイッチ制御部３４はスイッチ部３５を制御してもよい。

スイッチ部３５は、例えばスイッチング回路からなり、スイッチ制御部３４からの信号に基づいて動作する。スイッチ部３５は、光ピックアップ装置１が光ディスク２にデータを記録している際に、スイッチング動作によりオフセット電圧として二値の電圧を出力する。一つのオフセット電圧値はｏｆｓ０（ｏｆｓはｏｆｆ ｓｅｔの略）であり、スペースが記録されている時に出力されるものである。当該電圧値は例えば０［Ｖ］である。もう一つのオフセット電圧値はｏｆｓ１であり、マークが記録されている時に出力されるものである。当該電圧値は電圧源３７からの出力により決まる。例えば、スイッチ制御部３４から、マークが記録されていることを示すＨｉｇｈと、スペースが記録されていることを示すＬｏｗの二値からなる制御信号であるマーク・スペース識別信号（図２のＢ点の信号）がスイッチ部３５に入力された場合、スイッチ部３５は、当該御信号がＨｉｇｈであるときにｏｆｓ１の電圧を、当該信号がＬｏｗであるときにｏｆｓ０の電圧を出力してオフセット信号（同図のＣ点の信号）を生成する。

電流電圧変換回路３３から出力された光検出信号（同図のＤ点の信号）は、オフセット部３８で、例えば、オフセット信号の電圧分だけ差し引かれてオフセットされる。オフセット部３８は、光検出信号の電圧からオフセット信号の電圧を差し引くように接続された減算回路からなる。スペース記録時のオフセット電圧ｏｆｓ０は０［Ｖ］であるため、光検出信号はマーク記録時のみオフセットされる。オフセットされた光検出信号は、フロントモニタ信号（同図のＥ点の信号）として増幅部３９に入力される。このような構成により、スイッチ制御部３４、スイッチ部３５及びオフセット部３８はオフセット手段をなす。

オフセット電圧制御部３６は電圧源３７を制御して、スイッチ部３５に印加するオフセット電圧ｏｆｓ１の電圧値を制御する。オフセット電圧制御部３６及び電圧源３７はオフセット制御手段を構成する。

増幅部３９は、オフセット部３８でオフセットされた光検出信号であるフロントモニタ信号を増幅すると共に、増幅した光検出信号をレーザ制御部３１へ出力する。増幅部３９は、例えば演算増幅器を含む増幅回路からなる。レーザ制御部３１は、増幅された光検出信号に基づき、ＬＤ１０から出射するレーザ光のパワー等を制御するためにレーザ駆動部３２へ指示を出す。レーザ駆動部３２はレーザ駆動回路からなり、レーザ制御部３１からの信号に基づき、ＬＤ１０からレーザ光を出射させる。このような構成により、レーザ制御部３１及びレーザ駆動部３２は光制御手段をなす。

このように、光検出信号の電圧がオフセットされるため、後段のレーザ制御部３１のダイナミックレンジを超えない範囲で、光検出信号を増幅部３９によって増幅することが可能となる。このため、レーザ光のパワーの微小な変化により生ずる微小な光検出信号電圧の変化が、増幅された光検出信号電圧の変化として表れ、増幅された光検出信号に基づく高精度なレーザ光のパワー制御が可能となる。

図３は、光ディスク２にデータが記録されている時の、レーザパワー制御部３における（ａ）レーザ光、（ｂ）マーク・スペース識別信号、（ｃ）オフセット信号、（ｄ）図２のＤ点での光検出信号、（ｅ）フロントモニタ信号の波形を示している。

図３（ａ）は、光ディスク２にデータを記録する際、ＬＤ１０から出射されるレーザ光（図２のＡ点のレーザ光）の波形の例を示している。縦軸はレーザ光のパワーを示しており、単位はｍＷである。横軸は時間を表しており、単位はｎｓである。光ディスク２にデータを記録する際には、ＬＤ１０は、レーザ制御部３１の信号に基づき、光ディスク２に情報を新たに記録するため、光ディスク２にマークを形成する記録パワーのレーザ光を出射すると共に、光ディスク２に記録されているマークを消去するためにスペースを記録する消去パワーのレーザ光を出射する。マークを記録するため、記録パワーは消去パワーよりパワーが大きい。レーザ光のパワーが消去パワーから記録パワーへ立ち上がる際と、記録パワーから消去パワーへ立ち下がる際に誤差が発生している。なお、マーク及びスペースの記録時間は、例えば２Ｔ〜１１Ｔ（Ｔ＝チャネルクロック周期）である。

図３（ｂ）は、スイッチ制御部３４からスイッチ部３５へ入力されるマーク・スペース識別信号（図２のＢ点の信号）の波形を示している。縦軸は電圧を表しており、単位はｍＶである。横軸は時間を表しており、単位はｎｓである。スイッチ制御部３４は、例えばＬＤ１０を制御するレーザ制御部３１の信号に基づいて、マーク記録とスペース記録のタイミングを把握する。当該タイミングに基づいて、スイッチ制御部３４によりスイッチ部３５へマーク・スペース識別信号が出力される。同図に示されるように、例えばマークが記録されている間のマーク・スペース識別信号の電圧はＨｉｇｈという特定の電圧であり、スペースが記録されている間の電圧はＬｏｗというＨｉｇｈより低い特定の電圧である。Ｈｉｇｈ及びＬｏｗの電圧値は、例えばスイッチ部３５の回路設計に基づいて定まる。

図３（ｃ）は、スイッチ部３５からオフセット部３８へ入力されるオフセット信号（図２のＣ点の信号）の波形を示している。縦軸は電圧を表しており、単位はｍＶである。横軸は時間を表しており、単位はｎｓである。マーク・スペース識別信号がスイッチ部３５に入力された場合、スイッチ部３５は、当該信号がＨｉｇｈであるとき（マーク記録時）にｏｆｓ１の電圧を、当該信号がＬｏｗであるとき（スペース記録時）にｏｆｓ０の電圧を出力してオフセット信号を生成する。ｏｆｓ０の電圧は０［Ｖ］であり、ｏｆｓ１のオフセット電圧はオフセット電圧制御部３６により制御される。オフセット電圧制御部３６は、レーザ光の記録パワーに応じた光検出信号の電圧と、消去パワーに応じた光検出信号の電圧との差である電圧をオフセット電圧Ｖｏｆｓとする（ｏｆｓ１＝Ｖｏｆｓ）とする。Ｖｏｆｓは回路の仕様により定まるため、オフセット電圧制御部３６はオフセット電圧Ｖｏｆｓを記憶している。

図３（ｄ）は、電流電圧変換回路３３からオフセット部３８へ入力される光検出信号（図２のＤ点の信号）の波形を示している。縦軸は電圧を表しており、単位はｍＶである。横軸は時間を表しており、単位はｎｓである。フォトディテクタ２１は、受光するレーザ光のパワーが記録パワーである間、記録パワーに応じた電流を出力する。電流電圧変換回路３３は当該電流に基づいて電圧Ｖｗ（ｗはＷｒｉｔｅの頭文字）を出力して光検出信号を生成する。フォトディテクタ２１は、受光するレーザ光のパワーが消去パワーである間、消去パワーに応じた電流を出力する。電流電圧変換回路３３は当該電流に基づいて電圧Ｖｄ（ｄはＤｅｌｅｔｅの頭文字）を出力して光検出信号を生成する。電圧Ｖｗと電圧Ｖｄとの差の電圧はオフセット電圧Ｖｏｆｓである。光検出信号はレーザ光を光電変換したものであるため、光検出信号にはレーザ光の誤差に対応した電圧の誤差が発生する。電圧の誤差は、レーザ光のパワーが消去パワーから記録パワーへ立ち上がる際と、記録パワーから消去パワーへ立ち下がる際とに生ずる。

図３（ｅ）は、オフセット部３８から増幅部３９へ入力されるフロントモニタ信号（図２のＥ点の信号）の波形を示している。縦軸は電圧を表しており、単位はｍＶである。横軸は時間を表しており、単位はｎｓである。フロントモニタ信号は、オフセット部３８において、光検出信号の電圧からオフセット信号の電圧を差し引いた電圧からなる信号である。オフセット信号は、スペース記録時に０［Ｖ］であり、マーク記録時にＶｏｆｓ［ｍＶ］であるため、光ディスク２にマークを記録するためにレーザ光が出射されている間、光検出信号の電圧からオフセット電圧Ｖｏｆｓを差し引かれて光検出信号がオフセットされる。このため、フロントモニタ信号の電圧は、マーク記録時もほぼスペース記録時の電圧Ｖｄと同値となり、フロントモニタ信号の電圧振幅は小さくなる。フロントモニタ信号がオフセットされた後も、レーザ光のパワー制御誤差等により生じた振幅の小さい電圧の誤差はフロントモニタ信号に残る。このため、フロントモニタ信号は増幅部３９で増幅される際に、当該誤差は増幅される。

このような構成により、光検出信号において、記録パワーに応じた電圧が、消去パワーに応じた電圧まで低められる。つまり光検出信号の電圧振幅が小さくされる。このため、増幅部３９は、増幅後にレーザ制御部３１に入力される光検出信号の電圧がレーザ制御部３１のダイナミックレンジを超えない範囲で、光検出信号を増幅することができる。また、オフセットされない場合と比べて光検出信号をより増幅することが可能となる。

光検出信号が増幅されることにより、レーザ光のパワーの変化に対する光検出信号の電圧の変化が大きくなる。図４を参照して説明する。同図は、光検出信号の増幅によるレーザ光パワー−光検出信号電圧特性の変化を示している。同図の横軸は、ＬＤ１０から出射されてＰＤ２１に入射されるレーザ光のパワーを表しており、単位はｍＷである。同図の縦軸は、レーザ制御部３１に入力される光検出信号の電圧を表しており、単位はｍＶである。レーザ光パワー−光検出信号電圧特性は直線で表される。増幅部３９で光検出信号が増幅されると、直線の傾きが大きくなる。このため、レーザ光パワーの変化に対する光検出信号電圧の変化が大きくなる。例えば、レーザ光パワーがΔｐ［ｍＷ］だけ変化したとする。光検出信号が増幅されない場合、レーザ光パワーの変化に対応して光検出信号の電圧がｂ［ｍＶ］だけ変化する。一方、光検出信号が増幅される場合、レーザ光パワーの変化に対応して光検出信号の電圧がａ［ｍＶ］だけ変化する。ａ＞ｂであるため、レーザ光パワーの微小な変化は、増幅されない場合と比べてより大きな光検出信号電圧の変化として表れる。増幅された光検出信号はレーザ制御部３１に入力される。このように、レーザ制御部３１は、増幅された光検出信号電圧の変化に基づき、例えば制御誤差により生ずるレーザ光のパワーの微小な変化を検知することができる。従って、レーザ制御部３１は、ＬＤ１０から出射されるレーザ光のパワーを制御し、高精度なレーザ光のパワー制御が可能となる。

また、レーザパワー制御部３では、記録パワーの大きさ、つまりマーク記録時の光検出信号電圧の高さに関わりなく、光検出信号はオフセットされて増幅される。高記録パワーのレーザ光がＰＤ２１に入射された場合であっても、高記録パワーに基づく光検出信号電圧と消去パワーに基づく光検出信号電圧の差だけ光検出信号電圧はオフセットされる。このため、レーザ光の記録パワーが大きい場合にも、オフセットされた光検出信号の電圧は、消去パワーに基づく電圧とほぼ同じになる。従って、オフセットされた光検出信号を増幅して高精度のレーザ光パワー制御を行うことができる。高記録パワーのレーザ光が求められる場合には、例えば高倍速でデータが記録される場合がある。高倍速のデータ記録を行う際、回転する光ディスクにデータを短時間に記録する必要があるためである。つまり、光ディスクにマークやスペースを記録するために短時間で光ディスクを熱することが必要となるためである。また、複数のデータ記録層を有する多層光ディスクへデータを記録する際にも高いパワーのレーザ光が求められる。最も浅いデータ記録層を透過し、当該データ記録層より深い位置にあるデータ記録層にマークやスペースを記録しなければならないためである。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ＬＤ１０から出射されるレーザ光のパワーは一値に限られない。複数のデータ記録層を持つ光ディスクに対応して、複数のデータ記録層に記録するために、レーザ光のパワーの値は複数あってもよい。また、光ピックアップ装置１に適用される光記録媒体である光ディスク２は、データ書き換え可能なＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃに限られない。データの追記が可能なＣＤ−Ｒ（ＣＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（ＤＶＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ＋Ｒ（ＤＶＤ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＨＤ ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃであってもよい。このような場合、光ピックアップ装置１において、光ディスク２にマークを消去する消去パワーの代わりに、データを再生する再生パワーを適用してもよい。また、光検出手段は、ＰＤ２１及び電流電圧変換回路３３に限られず、レーザ光に基づいて電圧信号を出力する受光素子又は受光装置であってもよい。また、光ピックアップ装置１において、コリーメントレンズ、集光レンズ等の配置位置は図１のような配置位置に限られない。光ピックアップ装置１と同様の効果を奏する範囲で配置位置の変更が可能である。コリーメントレンズ、集光レンズ、また回折格子をさらに光ピックアップ装置１に追加して配置してもよい。また、オフセット電圧Ｖｏｆｓは、レーザ光の記録パワーに応じた光検出信号の電圧と消去パワーに応じた光検出信号の電圧との差に限られない。制御誤差によって生じるレーザ光のパワー誤差を考慮に入れ、当該差の電圧に／から、誤差に基づいた光検出信号の誤差電圧よりも高い電圧を、加算／減算した電圧をオフセット電圧Ｖｏｆｓとしてもよい。

本発明の最良の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図。 上記光ピックアップ装置のレーザパワー制御部の構成を示すブロック図。 データ記録時の（ａ）レーザ光、（ｂ）マーク・スペース識別信号、（ｃ）オフセット信号、（ｄ）光検出信号、（ｅ）フロントモニタ信号の波形を示す図。 光検出信号の増幅によるレーザ光パワー−光検出信号電圧特性の変化を示す図。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
３ レーザパワー制御部
１０ 半導体レーザダイオード（ＬＤ）
２１ フォトディテクタ（ＰＤ）
３１ レーザ制御部
３２ レーザ駆動部
３３ 電流電圧変換回路
３４ スイッチ制御部
３５ スイッチ部
３６ オフセット電圧制御部
３７ 電圧源
３８ オフセット部
３９ 増幅部

Claims (2)

1. 光記録媒体にレーザ光を出射する光出射手段と、
   前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御する光制御手段と、
   前記光出射手段から出射されたレーザ光を受光して検出すると共に、検出したレーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号を出力する光検出手段と、を備え、
   前記光出射手段は、前記光制御手段の信号に基づき、前記光記録媒体に情報を記録するために、前記光記録媒体にマークを形成する記録パワーのレーザ光を出射すると共に、前記光記録媒体に記録されているマークを消去する消去パワーのレーザ光を出射する光ピックアップ装置において、
   前記出力された光検出信号の電圧からオフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットするオフセット手段と、
   前記オフセット電圧を制御するオフセット制御手段と、
   前記オフセットされた光検出信号を増幅すると共に、前記増幅した光検出信号を前記光制御手段へ出力する増幅手段と、を備え、
   前記オフセット制御手段は、前記記録パワーに応じた光検出信号の電圧と前記消去パワーに応じた光検出信号の電圧との差である電圧をオフセット電圧とし、
   前記オフセット手段は、前記光記録媒体にマークを記録するためにレーザ光が出射されている間、光検出信号の電圧から前記オフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットし、
   前記光制御手段は、前記増幅された光検出信号に基づいて、前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御し、レーザ光のパワーを高精度に制御することができるようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 光記録媒体にレーザ光を出射する光出射手段と、
   前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御する光制御手段と、
   前記光出射手段から出射されたレーザ光を受光して検出すると共に、検出したレーザ光のパワーに基づいて電圧が変化する光検出信号を出力する光検出手段と、を備えた光ピックアップ装置において、
   前記出力された光検出信号の電圧からオフセット電圧を差し引いて光検出信号をオフセットするオフセット手段と、
   前記オフセットされた光検出信号を増幅すると共に、前記増幅した光検出信号を前記光制御手段へ出力する増幅手段と、を備え、
   前記光制御手段は、前記増幅された光検出信号に基づいて、前記光出射手段から出射されるレーザ光のパワーを制御し、レーザ光のパワーを高精度に制御することができるようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。

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