JPH06120599A

JPH06120599A - 半導体レーザ駆動装置

Info

Publication number: JPH06120599A
Application number: JP26764692A
Authority: JP
Inventors: Tomiyuki Numata; 富行沼田; Takeshi Yamaguchi; 毅山口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ光の出射光量を光磁気ディスクの照射位
置に応じて最適な値に高速、かつ高精度に制御できる半
導体レーザ駆動装置を実現する。【構成】半導体レーザ素子１３を備えた光ピックアップ
の光磁気ディスクの半径方向における位置を検出する位
置検出信号Ｓ₁を、ゲイン調整回路２４およびオフセッ
ト調整回路２３に与え、ゲイン調整および直流成分の調
整が行われた電圧信号Ｓ₂をオペアンプ２２の非反転入
力に与える。すると、トランジスタＴ_r2が導通し、半導
体レーザ素子１３に記録消去駆動電流Ｉ_Wが供給され
る。この際、記録消去駆動電流Ｉ_Wは、トランジスタＴ
_r2に接続された抵抗Ｒ_Eでの電圧降下としてオペアンプ
２２の反転入力に与えられ、負帰還がかけられる。これ
により、オペアンプ２２、トランジスタＴ_r2および抵抗
Ｒ_Eで構成される定電流回路２０の電流値、すなわち最
終的に半導体レーザ素子１３の駆動電流が電圧信号Ｓ₂
によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば記録媒体として
光磁気ディスクを用い、該光磁気ディスクに対する情報
の記録、消去又は再生が可能になった光磁気ディスク装
置に装備される半導体レーザ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光磁気ディスク装置において、
光磁気ディスクに対する情報の記録／消去は、光磁気デ
ィスクの垂直磁化された磁性膜に高出力のレーザ光を照
射し、レーザ光照射された際に発生する熱で磁性膜の磁
化方向を外部磁界の方向に磁化反転させて行われる。ま
た、光磁気ディスクに記録された情報の再生は、低出力
のレーザ光を磁性膜に照射し、その反射光から磁性膜の
磁化の状態を検出することにより行われる。

【０００３】従って、このような光磁気ディスク装置で
は、記録、消去、再生のそれぞれのモードに応じて、所
定光量のレーザ光を磁性膜に照射するために半導体レー
ザ駆動装置が備えられている。このような半導体レーザ
駆動装置では、一定の角速度で回転される光磁気ディス
ク上でのレーザ光の照射位置が、光磁気ディスクの半径
方向外周側になるほど、レーザ光の出射光量を増大させ
るようになっている。その理由は、光磁気ディスクが角
速度一定で回転駆動された場合に、レーザ光の照射位置
が光磁気ディスクの半径方向外周側になるほど、レーザ
光と光磁気ディスクとの相対線速度が速くなるために、
常に一定のエネルギでレーザ光を照射するためには、レ
ーザ光の照射位置が光磁気ディスクの半径方向外周側に
移動するにつれてレーザ光の光量を増大させる必要があ
るからである。

【０００４】図５はこのような半導体レーザ駆動装置の
一従来例を示し、この半導体レーザ駆動装置は、例えば
特開昭62-257640号公報に開示されている。以下にこの
半導体レーザ駆動装置の構成を動作と共に説明する。

【０００５】まず、再生時における動作について説明す
る。この場合には、再生ＯＮ信号100がスイッチ回路110
に与えられ、スイッチ回路110がＯＮする。そうする
と、オペアンプ120の非反転入力を介して電圧Ｖ_refがト
ランジスタＴ_r1へ印加され、これによりトランジスタＴ
_r1が導通する。トランジスタＴ_r1が導通すると、半導体
レーザ素子130に再生駆動電流Ｉ_Rが供給され、半導体レ
ーザ素子130からレーザ光が出射される。

【０００６】半導体レーザ素子130から出射されたレー
ザ光は、出射光量をモニタするための光量検出素子140
で受光される。光量検出素子140は、受光光量を光電変
換し、検出電流をオペアンプ120の反転入力に与える。
この検出電流はトランジスタＴ_r ₁にフィードバック信号
として与えられる。トランジスタＴ_r1は、このフイード
バック信号により、再生駆動電流Ｉ_Rを調整する。従っ
て、このような回路構成により、半導体レーザ素子130
の出射光量が一定に制御される。

【０００７】次に、記録／消去動作について説明する。
この場合は、まず再生駆動電流Ｉ_Rが、サンプルホール
ド回路（図示せず）によって記録・消去動作直前の値に
固定される。続いて、記録消去信号発生回路150から記
録消去信号（記録・消去用の信号）が出力され、これに
応じてスイッチ回路160がＯＮ／ＯＦＦする。すなわ
ち、スイッチ回路160の接点位置ａ、ｂが切換えられる
ようになっている。

【０００８】記録時において、スイッチ回路160が図示
するａ接点位置に切り換えられると、記録消去駆動電流
Ｉ_Wが流れ、該記録消去駆動電流Ｉ_Wが再生駆動電流Ｉ_R
に重畳されて半導体レーザ素子130に与えられる。従っ
て、光磁気ディスクに対する情報の記録時には、記録信
号に応じて半導体レーザ素子130から出射されるレーザ
光が変調されることになる。一方、情報の消去時には、
スイッチ回路160が常にａ接点側に固定され、一定レベ
ルの記録消去駆動電流Ｉ_Wが流れ続けることになる。
前記記録消去駆動電流Ｉ_Wは、選択回路170によって選択
された制限抵抗180の抵抗値に応じた電流値に制御され
る。この制御は、ＣＰＵ190により行われる。すなわ
ち、選択回路170は、例えば４個の入切スイッチを有し
ており、各入切スイッチには制限抵抗180の抵抗Ｒ₁〜Ｒ
₄がそれぞれ直列接続されている。従って、ＣＰＵ190か
らの制御信号により、各入切スイッチをＯＮ／ＯＦＦす
ると、ＯＮされた入切スイッチに接続された抵抗が選択
され、つまり抵抗の組合せが選択され、これで記録消去
駆動電流Ｉ_Wの電流値が制御される。

【０００９】また、この制御信号は、半導体レーザ素子
130がレーザ光を照射し、情報の記録／消去を行う光磁
気ディスク上の半径方向位置に応じて選択回路170に与
えられる。すなわち、上記のように照射位置が光磁気デ
ィスクの外周側に向かう程、相対線速度が速くなり、大
きな記録消去駆動電流Ｉ_Wを流す必要があるので、ＣＰ
Ｕ190がこれに応じて選択回路170に所望の制御信号を与
え、記録消去駆動信号Ｉ_Wを段階的に大きくする構成に
なっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
光磁気ディスクに対して情報の高密度化或は記録動作等
の高速化が要求される傾向にあり、このような要求に応
えるには信号品質の向上を図る必要がある。そして、そ
のためには、光磁気ディスクに対して情報の記録／消去
を行うレーザ光のパワー制御（光量制御）をより一層精
細に行う必要がある。

【００１１】図５に示す従来例において、このような要
求に応えるためには、制限抵抗180に設けられた抵抗Ｒ₁
〜Ｒ₄の個数を増加し、照射位置に応じて抵抗の選択動
作（切換動作）をより精細に行えばよい。

【００１２】しかしながら、そのような構成にすると、
選択回路170による制限抵抗180の選択動作の頻度が増え
るため、高速制御が行えなくなる難点がある。また、制
限抵抗180を形成する抵抗の精度が要求されため、レー
ザ光パワーを段階的に精度よく切換えて行くには、自ず
から限界がある。

【００１３】このような理由により、図５に示す従来例
では、光磁気ディスクの最近の要請に答えられなかった
のが実状である。このような問題は、光磁気ディスクを
記録媒体とする光磁気ディスク装置の半導体レーザ駆動
装置に限らず、その他の書き換え可能型の光ディスク装
置や追記型の光ディスク装置の半導体レーザ駆動装置に
ついても同様に生じる。

【００１４】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するものであり、ディスクに対する照射位置に応じて
レーザ光の光量を高速、かつ精度よく最適値に制御で
き、この種の技術分野における最近の要請に答えること
ができる半導体レーザ駆動装置を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ駆
動装置は、記録媒体上の照射位置に応じて光ピックアッ
プに装備された半導体レーザ素子の駆動電流の値を制御
することにより該半導体レーザ素子の出射光量を調整す
る半導体レーザ駆動装置において、該半導体レーザ素子
に駆動電流を供給する電流発生回路と、該光ピックアッ
プの位置を検知する位置検出センサと、該位置検出セン
サから出力される位置検出信号のゲインおよび直流成分
を調整する信号処理回路と、該信号処理回路の出力信号
を受け、照射位置によって異なる最適な記録・消去用の
レーザ出射光量が得られるように該電流発生回路から該
半導体レーザ素子に供給される電流値を制御する電流値
制御回路とを備えており、そのことにより、上記目的が
達成される。

【００１６】

【作用】上記の構成によれば、光ピックアップに装備さ
れた半導体レーザ素子からディスクに照射されるレーザ
光の照射位置が位置検出センサの位置検出信号により検
出される。そして、この位置検出信号は、信号処理回路
により、ゲインが調整され、かつ直流成分が調整され
る。信号処理回路により信号処理された信号は電流値制
御回路に与えられる。電流値制御回路は、入力信号に基
づきレーザ光の照射位置によって異なる最適な記録・消
去用のレーザ光出射光量が得られるように、電流発生回
路から半導体レーザ素子に与えられる駆動電流の値を制
御する。

【００１７】従って、この構成によれば、それ自体高速
処理が可能な信号処理を行うだけで、半導体レーザ素子
のレーザ光の照射位置に応じた出射光量の制御を直接行
うことができる。それ故、スイッチ回路の切換制御とい
ったような時間を要し、かつ精度が損なわれるおそれが
ある動作が不要になるので、レーザ光出射光量の制御を
高速、かつ高精度に行える。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。

【００１９】図２は、本発明が適用される光磁気ディス
ク装置の光ピックアップを示す。光ピックアップ３０は
正面視略Ｖ字状をなす可動体３２上に固定配置されてい
る。可動体３２は矢印Ｔで示すトラッキング方向（光磁
気ディスクの半径方向）に往復移動可能になっている。
可動体３２の移動は、該可動体３２を移動方向に挿通す
る互いに平行な２本の支持シャフト３１、３１によって
案内される。

【００２０】可動体３２の一側面側には、移動方向に長
い矩形状をなす両面反射板３３が取り付けられている。
両面反射板３３は、移動方向に対して僅かに傾斜してい
る。すなわち、図示するように、その先端側を後端側よ
りも少し上にした傾斜姿勢で可動体３２に取り付けられ
ている。

【００２１】この種の光ピックアップ３０には、その位
置又は移動速度を検出するための検出手段が設けられ、
図示例では、この検出手段として一対の反射型のフォト
インタラプタ３４、３４を有する。フォトインタラプタ
３４、３４は前記両面反射板３３を挟んで上下に対向配
置され、図示しない固定フレームに取り付けられてい
る。

【００２２】このような構成において、光ピックアップ
３０が可動体３２と共に光磁気ディスクの半径方向に移
動すると、両面反射板３３と上下のフォトインタラプタ
３４、３４とのギャップが変化し、両面反射板３３によ
って反射され、フォトインタラプタ３４、３４によって
受光される検出光量が変化する。フォトインタラプタ３
４、３４には、両フォトインタラプタ３４、３４の差動
出力を増幅して検出する差動増幅器（図示せず）が接続
されており、該差動増幅器の検出信号により光ピックア
ップ３０のトラッキング位置が検出される。

【００２３】図３は差動増幅器の検出信号を示す。図３
からわかるように、この検出信号（以下位置検出信号Ｓ
₁〔Ｖ〕という）は、光ピックアップ３０が光磁気ディ
スクの半径方向内周側から外周側へ移動するにつれて、
リニアに増加している。

【００２４】なお、図２において、光ピックアップ３０
の内部には、本発明の半導体レーザ駆動装置が搭載され
ている。

【００２５】次に、図１に従い本発明の半導体レーザ駆
動装置を説明する。図１と図５を対比してみれば明かな
ように、本発明の半導体レーザ駆動装置では、ＣＰＵ19
0、選択回路170およびこれらによって抵抗の組合せが選
択される制限抵抗180は設けられておらず、これらの代
わりに、ゲイン調整回路２４およびオフセット調整回路
２３を有する信号処理回路と、オペアンプ２２、トラン
ジスタＴ_r2および抵抗Ｒ_Eで構成される定電流回路２０
を備え、位置検出信号Ｓ₁を信号処理した電圧信号Ｓ₂で
定電流回路２０の電流値を制御し、これにより半導体レ
ーザ素子１３の出射光量が光磁気ディスクに対する照射
位置に応じて最適な値となるようにしている。以下にそ
の構成を動作と共に説明する。

【００２６】まず、再生時における動作について説明す
る。この場合には、再生ＯＮ信号１０がスイッチ回路１
１に与えられ、スイッチ回路１１がＯＮする。そうする
と、オペアンプ１２の非反転入力を介して電圧Ｖ_refが
トランジスタＴ_r1へ印加され、これによりトランジスタ
Ｔ_r1が導通する。トランジスタＴ_r1が導通すると、半導
体レーザ素子１３に電源＋Ｖから再生駆動電流Ｉ_Rが供
給され、半導体レーザ素子１３からレーザ光が出射され
る。

【００２７】半導体レーザ素子１３から出射されたレー
ザ光は、出射光量をモニタするための光量検出素子１４
で受光される。光量検出素子１４は、受光光量を光電変
換し、検出電流をオペアンプ１２の反転入力に与える。
この検出電流はトランジスタＴ_r1にフィードバック信号
として与えられる。トランジスタＴ_r1は、このフイード
バック信号により、再生駆動電流Ｉ_Rを調整する。従っ
て、このような回路構成により、半導体レーザ素子１３
の出射光量が一定に制御される。

【００２８】次に、記録／消去動作について説明する。
この場合には、まず再生駆動電流Ｉ_Rが、サンプルホー
ルド回路（図示せず）によって記録・消去動作直前の値
に固定される。次いで、記録消去信号発生回路15から記
録・消去のための記録消去信号が出力され、これに応じ
てスイッチ回路１６のスイッチ接続状態が切換えられ
る。記録時において、スイッチ回路１６が図示するａ接
点位置に切り換えられると、後述するようにして記録消
去駆動電流Ｉ_Wが流れ、該記録消去駆動電流Ｉ_Wが再生駆
動電流Ｉ_Rに重畳されて半導体レーザ素子１３に与えら
れる。従って、光磁気ディスクに対する情報の記録時に
は、記録信号に応じて半導体レーザ素子１３から出射さ
れるレーザ光が変調されることになる。一方、情報の消
去時には、スイッチ回路１６が常にａ接点側に固定さ
れ、一定レベルの記録消去駆動電流Ｉ_Wが流れ続けるこ
とになる。

【００２９】スイッチ回路１６には前記のトランジスタ
Ｔ_r2のコレクタ側が接続されている。トランジスタＴ_r2
のエミッタ側は抵抗Ｒ_Eに接続され、該トランジスタＴ
_r2のベースにはオペアンプ２２の出力側が接続されてい
る。以上のトランジスタＴ_r2、オペアンプ２２および抵
抗Ｒ_Eで定電流回路２０が構成される。加えて、オペア
ンプ２２の非反転入力には、オフセット調整回路２３が
接続され、該オフセット調整回路２３にはゲイン調整回
路２４が接続されている。

【００３０】ゲイン調整回路２４には、上記の差動増幅
器から光ピックアップ３０の位置検出信号Ｓ₁が与えら
れる。ゲイン調整回路２４はこの位置検出信号Ｓ₁のゲ
インを調整してオフセット調整回路２３に出力する。オ
フセット調整回路２３は入力信号の直流成分を調整し、
調整後の電圧信号Ｓ₂をオペアンプ２２の非反転入力に
与える。

【００３１】オペアンプ２２の非反転入力に電圧信号Ｓ
₂が与えられると、トランジスタＴ_r ₂が導通し、半導体
レーザ素子１３に記録消去駆動電流Ｉ_Wが供給される。
この際、記録消去駆動電流Ｉ_Wは抵抗Ｒ_Eでの電圧降下と
してオペアンプ２２の反転入力に与えられ、負帰還がか
けられる。即ち、この電圧信号がフィードバック信号と
して与えられる。それ故、定電流回路２０の電流値、す
なわち最終的に半導体レーザ素子１３の駆動電流が電圧
信号Ｓ₂によって制御される。ここで、電圧信号Ｓ₂と記
録消去駆動電流Ｉ_Wとの間には、ほぼ下記式で示す関
係が成立する。

【００３２】Ｉ_W＝Ｓ₂／Ｒ_E… ここで、位置検出信号Ｓ₁は上記のように光ピックアッ
プ３０の半径方向の位置、すなわち光磁気ディスクに対
するレーザ光の照射位置を検出する信号であり、本発明
の半導体レーザ駆動装置では、この位置検出信号Ｓ₁に
基づき定電流回路２０を介して半導体レーザ素子１３の
出射光量を照射位置に応じて直接制御する構成をとる。

【００３３】従って、スイッチ回路の切換え動作により
レーザ光の出射光量を制御する上記従来の半導体レーザ
駆動装置とは異なり、レーザ光の出射光量を照射位置に
応じた最適の値に高速、かつ精度よく制御できる利点が
ある。それ故、本発明の半導体レーザ駆動装置によれ
ば、情報の高密度化或は記録動作等の高速化が要求され
る傾向にある光磁気ディスク等における最近の要求に答
えることができる。

【００３４】以下に、今少し記録消去用のレーザ光の出
射光量（以下記録消去レーザパワーＰ_Wという）と、記
録消去駆動電流Ｉ_Wとの関係について説明する。図４は
本発明者等の実験によって得られた相対線速度と最適な
記録消去レーザパワーＰ_Wとの関係を示している。但
し、図４において、横軸下線は相対線速度〔ｍ／ｓｅ
ｃ〕を、縦軸上線は光磁気ディスクのディスク回転数を
1800〔ｒｐｍ〕としたときの光磁気ディスクの半径位置
を示している。

【００３５】図４より、記録消去レーザパワーＰ_Wの最
適な値は、半径５０ｍｍの位置で７．２〔ｍＷ〕、半径
４０ｍｍの位置で６．２〔ｍＷ〕、半径３０ｍｍの位置
で５．２〔ｍＷ〕、半径２０ｍｍの位置で４．２〔ｍ
Ｗ〕であることがわかる。

【００３６】ここで、記録消去レーザパワーＰ_W、記録
消去駆動電流Ｉ_Wおよび電圧信号Ｓ₂との間には、それぞ
れ比例関係が成立する。従って、上記のように位置検出
信号Ｓ₁からゲイン調整回路２３およびオフセット調整
回路２４を介して電圧信号Ｓ₂を生成すれば、位置検出
信号Ｓ₁によって記録消去レーザパワーＰ_Wを直接制御す
ることができる。

【００３７】例えば、一例として、記録消去レーザパワ
ーＰ_Wと記録消去用駆動電流Ｉ_Wとの関係を、Ｐ_W＝０．
２Ｉ_Wとして、抵抗Ｒ_Eの抵抗値を100〔Ω〕とすれば、
Ｐ_W＝０．００２Ｓ₂となる。従って、図３に示される位
置検出信号Ｓ₁のゲインをゲイン調整回路２４で０．５
倍に、オフセット調整回路２３で直流成分を＋１．６
〔Ｖ〕だけオフセットすると、半径２０ｍｍの位置での
電圧信号Ｓ₂の値は２．１〔Ｖ〕、半径５０ｍｍの位置
では３．６〔Ｖ〕となる。

【００３８】従って、Ｐ_W＝0.002Ｓ₂の関係より、半径
５０ｍｍ、２０ｍｍの位置でそれぞれ最適な記録消去レ
ーザパワーＰ_W（＝７．２〔ｍＷ〕、４．２〔ｍＷ〕）
を得ることができる。以上の説明より、本発明半導体レ
ーザ駆動装置によれば、光ディスクの照射位置に応じて
半導体レーザ素子１３の出射光量を直接最適の値に制御
できることがわかる。

【００３９】

【発明の効果】以上の本発明の半導体レーザ駆動装置に
よれば、位置検出センサにより検出される光ピックアッ
プの位置検出信号をゲイン調整回路およびオフセット調
整回路を有する信号処理回路で信号処理して電流値制御
回路に与え、該電流値制御回路により電流発生回路から
半導体レーザ素子に与えられる駆動電流を、照射位置に
よって異なる最適な記録・消去用のレーザ出射光量が得
られるように制御する構成をとるので、それ自体高速処
理が可能な信号処理を行うだけで、半導体レーザ素子の
レーザ光の照射位置に応じた出射光量の制御を直接行う
ことができる。

【００４０】従って、スイッチ回路の切換制御といった
ような時間を要し、かつ精度が損なわれるおそれがある
動作が不要になるので、レーザ光出射光量の制御を高
速、かつ高精度に行える。それ故、情報の高密度化或は
記録動作等の高速化が要求される傾向にある光磁気ディ
スク等における最近の要求に答えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体レーザ駆動装置の回路構成を示
す回路図。

【図２】光ピックアップおよびその位置を検出するセン
サを示す斜視図。

【図３】光ピックアップの位置を検出する位置検出信号
と、光磁気ディスク上での半径位置との関係を示すグラ
フ。

【図４】線速度と記録消去レーザパワーとの関係を示す
グラフ。

【図５】従来の半導体レーザ駆動装置の回路構成を示す
回路図。

【符号の説明】

１１スイッチ回路１２オペアンプ１３半導体レーザ素子１４光量検出素子１５記録消去信号発生回路１６スイッチ回路２０定電流回路２３オフセット調整回路２４ゲイン調整回路Ｔ_r1、Ｔ_r2 トランジスタＲ_E 抵抗Ｓ₁ 位置検出信号Ｓ₂ 電圧信号Ｐ_W 記録消去レーザパワーＩ_W 記録消去駆動電流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上の照射位置に応じて光ピック
アップに装備された半導体レーザ素子の駆動電流の値を
制御することにより該半導体レーザ素子の出射光量を調
整する半導体レーザ駆動装置において、該半導体レーザ素子に駆動電流を供給する電流発生回路
と、該光ピックアップの位置を検知する位置検出センサと、該位置検出センサから出力される位置検出信号のゲイン
および直流成分を調整する信号処理回路と、該信号処理回路の出力信号を受け、照射位置によって異
なる最適な記録・消去用のレーザ出射光量が得られるよ
うに該電流発生回路から該半導体レーザ素子に供給され
る電流値を制御する電流値制御回路とを備えた半導体レ
ーザ駆動装置。