JPH01217733A - 光量制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はレーザビームによって記録担体上に情報を記録
する装置に係り、特に記録媒体への照射光量を制御し安
定化するための光量制御に関する。

（従来の技術） レーザビームによって記録媒体上に情報を記録する技術
は再生専用のディジタルオーディオディスク（ＣＤ、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ）や記録可能なメモリ用光ディスクなどの原
盤を作成するカッティング装置、あるいはメモリ用光デ
ィスクを使用した文書ファイルシステムなどの光デイス
ク装置に実用化されている。

このような記録装置では、例えばメモリ用光デイスク用
原盤に記録する場合を例にとると、２つのレーザビーム
を用いてトラック番号等のフォーマット情報信号と光デ
イスク装置にて正確なトラックピッチで記録するための
トラッキング用案内溝を異なるトラックに精密な深さで
記録する。この場合各々の深さは、上記光デイスク装置
で用いるレーザビームの波長を基準として、フォーマッ
ト情報ピット列は波長の１／６トラツキング用案内溝は
波長の１／１２にすることが理論上良いとされている。

この原盤を作成するには、記録媒体として通常フォトレ
ジストが用いられるが、フォトレジストの感度は高く数
パーセントの照射光量変化により、記録深さが約１００
人変化する。

このため記録深さの精度を上げるには、記録媒７体への
照射光量を十分に制御し安定化する必要がある。

礎来、光量の制御と信号の光強度変調を行なうには２つ
の方法がとられている。１つは２台の光変調器を用いそ
れぞれ独立に行う方法、もう１つは、１台の光変調器で
同時に行う方法である。前者の方法では、まず光量のフ
ィードバック制御を行ない光量を所望の値に安定化し次
に記録信号による光強度変調を行うが、この方法では光
強度変調段での光量が管理されないため、光強度変調用
光変調器への入射光軸の変動等により出射光量がわずか
ではあるが変動する。本発明者らによる実験によればＡ
Ｏ変調器（音響光学効果を利用）を用いた時、１％程度
の変動が測定されている。深さを精密に制御し記録する
場合、これは極めて問題となる。また２つのビームを上
述のような方法で行なうとすれば、４台の高価な光変調
器が必要とな為ばかりでなく装置が大型化するという問
題がある。

一方後者の方法では、記録信号が間欠信号の場合出力光
量の検出が間欠的になり光量の制御帯域が制限されると
いう欠点がある０周知のように高出力のレーザ発振器か
ら出射されるレーザビームには、ドリフト等の光量変動
の他に、高い周波数成分のノイズが含まれている。この
ため制御帯域が狭くなるとこのノイズ成分を除去できず
深さが変動するばかりでなく記録信号のＳ／Ｎが低下す
る。また信号のスタート等に制御ループ引き込みのトラ
ンジェントにより未記録部分が発生する問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来の技術では、いずれの方法でも記録
深さを精密に制御することが難しいという問題があった
。

そこで本発明は、記録媒体への照射光量を十分に安定化
し、記録深さを精密に制御することができ、また不用な
トラジェントの発生を防止するとともに、安価で小型化
可能な光量制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は一台の光変調器により光量の制御と信号の光強
度変調を同時に行う構成とするとともに、光量制御装置
の制御回路中へ光変調器入力光量を検出し、この検出信
号に基づき光変調器の非線形特性を補正するようにした
ことを第１の特徴としている。また信号スタート時のト
ランジェント発生の問題を解決するため、記録信号の有
無を検出し、この検出信号により誤差信号か光量設定値
かを切換え、さらに切換えた後に同じ出力値とするよう
に、同時に利得を切換えることを第２の特徴とする。

（作　用） 本発明においては、制御信号が光変調器の入力光量変動
成分で光変調器の非線形特性を補償し除算される結果、
制御帯域が狭くとも高帯域にわたり入力光量変動が除去
される。また無信号時には、制御信号が設定光量値を得
るに必要な値が生成される結果、信号スタート時の不用
なトランジェント発生が防止される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の一実施例に係る光量制御装置の構成図で
ある。まずＡｒ÷レーザ装置１から出射されたレーザビ
ーム２は、ハーフミラ−３に入射され、例えば９６％が
透過して光変調器４例えばＡＯ変調器に導かれ、残りの
４％が反射して光検出器９に導かれる。光検出器９は高
速応答をもったＰＩＮフォトダイオードを用いたもので
、入力光量値を検出する。この検出出力は直流増幅器１
０で必要なレベルまで増幅された後、補正ループとして
の非線形補正回路１５に供給される。上記非線形補正回
路１５と直流増幅器１０の出力Ｖｉの関係は本実施例の
第１の特徴部分であり後段で詳細に説明する０次に光変
調器４に導かれたレーザビーム２は振幅変調器１６を介
し光変調器駆動回路１７により記録信号２２に基づく光
強度変調と、光量制御が行なわれた後、ハーフミラ−６
に入射され、ここでさらに光量の大部分が透過して所定
の記録光学系に導かれ、記録媒体上に集光され記録が行
われる。また残りの光量はＰＩＮフォトダイオードであ
る光検出器７に導かれ、広帯域の直流増幅器８で必要な
レベルまで増幅された後、出力光量のピーク値を検出す
るサンプルホールド回路１１に供給される。上記サンプ
ルホールド回路１１のサンプリング信号は、記録信号２
１がパルス発生回路１８に供給され生成される。直流増
幅器８の出力モニター信号は、光変調器４により多少遅
延されるためパルス発生回路１８では、記録信号２１を
遅延補正をし、さらにピーク検出が可能なパルス幅にな
るようにわずかではあるがパルス幅を狭くしサンプリン
グパルスを生成する。これにより記録信号のバースト極
性に変更があっても、特に切換の操作を必要としなくな
る。このようなサンプルホールド回路１１の出力光量モ
ニター信号は差動増幅器１２に導びかれ、光量設定信号
２０との差がとられ、設定光量とのずれを表わす制御誤
差信号が得られる。この制御誤差信号はスイッチ１３を
介し補正フィルター１４に供給される。スイッチ１３は
記録信号有無検出回路１９により生成される切換パルス
Ｃｓにより制御さ九、信号が一定期間以上ない場合、光
量設定信号２０を自動的に選択する。このスイッチ１３
と補正フィルター１４は、本実施例の第２の特徴部分で
ある記録信号２１のスタート時に発生するトランジェン
トを防止を目的としており後段で詳細に説明する。補正
フィルター１４の出力Ｖｃは非線形補正回路１５に供給
され、直流増幅器１０の入力光量検出信号Ｖｉに基づき
光変調器の非線形特性を補正すべく処理される。補正処
理された補正制御信号ｖＯは振幅変調回路１Ｇに供給さ
れ記録信号２１の振幅を制御する。振幅変調回路１６の
出力２２は光変調器駆動回路１７に供給される。

次に上記第１の特徴部分である非線形補正回路１５につ
いて、第２図を参照し説明する。第２図は第１図の非線
形補正回路１５の構成と光変調器４の等価回路を示す。

光変調器の入出力特性は、等価回路かられかるように Ｐｏ＝　ｐｎ　Ｐｉ（１＋　α）ｓｉｎ”（ｐｎｏ　Ｖ
ｏ＞・・・・・・ωで表わせる。ｐｎは透過率、ｐｎｏ
は変換利得係数、αは光量変動率である。この非線形性
を補正するため、帰還増幅回路３２で構成される非線形
補正回路の帰還路に光変調器の等価回路すイン２乗回路
３５掛算回路３６と同じもの３３．３４を置き、制御電
圧Ｖｏをｓｉｎ”特性を持つ補正ループに入れ、入力光
量Ｖｉを補正ループ中で掛ける。

この時の帰還増幅回路３２の入出力特性は、となる、こ
れを上記０式に代入すると、出力光量は。

Ｐｏ＝　４−、。。ＶＴＸＶ祷嬬Ｖｃ・・・・・・■と
なる。浦は最終変換利得係数である。

上記０式かられかるように入力光量の変動成分は除去さ
れ、非線形性を補正したフィードフォワード制御が可能
となる。この結果、記録信号が間大信号のため光量制御
の帯域幅を狭く設定されても、レーザビームに含まれる
高い周波数成分のノイズ成分は十分に除去される。この
補正ループにより２６ｄ８以上の改善率を発明者らは得
ている。

また上記０式で注目することは、出力光量が制御信号Ｖ
ｃにより決定されるということである。

これをもとに第２の特徴部分である、記録信号スタート
時のトランジェント発生防止効果を第１図。

第３図を参照し説明する。第３図は、第１図の補正フィ
ルター１４の回路図である。上述の記録信号２１がある
場合、第１図のスイッチ１３は、制御誤差信号をこの補
正フィルター１４に供給する。補正フィルターのスイッ
チ１４ｂは開放となり、入力抵抗Ｒｉと帰還容量Ｃｆか
らなる積分器となり光量制御系を安定化し、上述の光量
設定信号２０に比例し。

かつ設定光量を得るに必要な電位Ｖｃを発生する。

次に上述の記録信号２１が無い場合、第１図の切換スイ
ッチ１３は、光量設定信号２０をこの補正フィルターに
供給する。補正フィルターのスイッチ１４ｂは閉じ、光
量設定信号２０を（Ｒｆ／Ｒｉ）倍した電位を発生する
。この時Ｒｆ／Ｒｉの比率を調整し、設定光量を得るに
必要な電位Ｖｃを発生するようにすれば、記録信号の有
無に関係なく出力電位はＶｃとなりトランジェントの発
生を防止できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、−台の光変調器で光量の制御と記録信
号による光強度変調を行なう場合、記録信号の形態によ
り制御帯域が狭く設定されても。

入力光量の変動は広帯域にわたり除去され、高精度の深
さ記録が可能となる。また記録信号のスタート時のトラ
ンジェントの発生がなく、安定な光量制御装置が実現で
きる。さらに装置が低価格で小型化ができるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光量制御装置の構成図
、第２図は本発明の一実施例における非線形補正回路の
構成と光変調器の等価回路を示す図、第３図は本発明の
一実施例における補正フィルターの回路図である。 １・・・光源、　　　　　　　３，６・・・ハーフミラ
−１４・・・光変調器、　　　　　７，９・・・光検出
器、１１・・・サンプルホールド、１４・・・補正フィ
ルター。 １６・・・振幅変調器、　　　１８・・・パルス発生回
路、１９・・・信号有無検出回路。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　松山光之 百　　１　　ヌ 第　　２　２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号の振幅に応じた出力光量を得る光変調手
   段と、この光変調手段の出力光量を検知する出力光量検
   出手段と、この検出手段の検出信号と設定された光量値
   の信号との差をとり設定光量からのずれを示す誤差信号
   を得る誤差信号検出手段と、この検出手段の誤差信号に
   基づき前記入力信号の振幅を制御する制御手段とを備え
   、この制御手段は、前記光変調手段への入力光量を検知
   し検知された信号に基づき前記光変調手段の非線形特性
   を補正することを特徴とする光量制御装置。
2. （２）光変調手段の非線形特性の補正は、帰還増幅器の
   帰還路にサイン２乗回路と、この出力信号と前記入力光
   量を検出された信号とを掛算する掛算回路とを含むこと
   を特徴とする請求項１記載の光量制御装置。
3. （３）入力信号の振幅に応じて出力光量の変化する光変
   調手段と、この光変調手段の出力光量を検知する出力光
   量検出手段と、この検出手段の検出信号と設定された光
   量値の信号との差をとり設定光量からのずれを示す誤差
   信号を得る誤差信号検出手段と、この検出手段の誤差信
   号に基づき前記入力信号の振幅を制御する制御回路とを
   備え、この制御回路は、前記光変調手段への入力光量を
   検知する入力光量検出手段と、この入力光量検出信号に
   基づき光変調器の非線特性を補正するための補正手段と
   、前記入力信号の有無を検知する検知手段と、この検知
   手段の出力信号により制御回路への入力を前記誤差信号
   か前光量設定値かに切換える切換手段と、切換えた後に
   同じ出力値にするための利得切換手段とからなることを
   特徴とする光量制御装置。