(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動方法において、
上記レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くし、
上記レーザ光源の動作電圧を検出し、この検出された電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御すると共に、少なくとも書込時には上記レーザ光源の動作電圧のピーク値を検出し、
上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最小の動作電圧に基づいて初期設定し、
上記レーザ光源の発光パワーを制御するサーボループの帯域を、上記第１の電源電圧を制御するサーボループの帯域よりも高く設定する
ことを特徴とするレーザ駆動方法。
【請求項２】
上記レーザ光源は、青紫色レーザ光の短波長の半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動方法。
【請求項３】
上記第１の電源電圧を、上記検出された電圧と上記レーザ駆動回路に必要な電圧とを加算した電圧に基づいて制御することを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動方法。
【請求項４】
上記第１の電源電圧を、書込時の上記検出された電圧に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動方法。
【請求項５】
上記第１の電源電圧を、読出時と書込時とで切り換えることを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動方法。
【請求項６】
上記レーザ光源の駆動パルスのパワーが複数の値をとる場合に、これらの複数の値のパワーに制御する制御回路の数より、上記第１の電源電圧が供給されるレーザ駆動回路の数を少なくすることを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動方法。
【請求項７】
上記レーザ光源が動作しないときに、上記レーザ駆動回路への上記第１の電源電圧の供給を停止し、所定の時間動作しないときに、他の回路への上記第２の電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動方法。
【請求項８】
上記レーザ光源として、上記第１の電源電圧が供給されるレーザ駆動回路により駆動される第１のレーザ光源と、上記第２の電源電圧が供給されるレーザ駆動回路により駆動される第２のレーザ光源とを少なくとも有し、上記第１のレーザ光源が動作しないときには上記第１の電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動方法。
【請求項９】
レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動装置において、
上記レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くし、
上記レーザ光源の動作電圧を検出する検出手段を有し、この検出手段からの電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御すると共に、上記検出手段は、少なくとも書込時に上記レーザ光源の動作電圧のピーク値を検出するピークホールド手段を有し、
上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最小の動作電圧に基づいて初期設定し、
上記レーザ光源の発光パワーを制御するサーボループの帯域を、上記第１の電源電圧を制御するサーボループの帯域よりも高く設定する
ことを特徴とするレーザ駆動装置。
【請求項１０】
上記レーザ光源は、レーザ光が青紫色の短波長の半導体レーザであることを特徴とする請求項９記載のレーザ駆動装置。
【請求項１１】
上記第１の電源電圧を、上記検出された電圧と上記レーザ駆動回路に必要な電圧とを加算した電圧に基づいて制御することを特徴とする請求項９記載のレーザ駆動装置。
【請求項１２】
上記第１の電源電圧を、書込時の上記検出された電圧に基づいて決定することを特徴とする請求項９記載のレーザ駆動装置。
【請求項１３】
上記第１の電源電圧を、読出時と書込時とで切り換えることを特徴とする請求項９記載のレーザ駆動装置。
【請求項１４】
上記レーザ光源の駆動パルスのパワーが複数の値をとる場合に、これらの複数の値のパワーに制御する制御回路の数より、上記第１の電源電圧が供給されるレーザ駆動回路の数を少なくすることを特徴とする請求項９記載のレーザ駆動装置。
【請求項１５】
上記レーザ光源が動作しないときに、上記レーザ駆動回路への上記第１の電源電圧の供給を停止し、所定の時間動作しないときに、他の回路への上記第２の電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項９記載のレーザ駆動装置。
【請求項１６】
記録媒体に対してレーザ光源からのレーザ光を照射して記録及び／又は再生を行う記録再生装置において、
上記レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くし、
上記レーザ光源の動作電圧を検出する検出手段を有し、この検出手段からの電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御すると共に、上記検出手段は、少なくとも書込時に上記レーザ光源の動作電圧のピーク値を検出するピークホールド手段を有し、
上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最小の動作電圧に基づいて初期設定し、
上記レーザ光源の発光パワーを制御するサーボループの帯域を、上記第１の電源電圧を制御するサーボループの帯域よりも高く設定する
ことを特徴とする記録再生装置。
【請求項１７】
上記レーザ光源は、レーザ光が青紫色の短波長の半導体レーザであることを特徴とする請求項１６記載の記録再生装置。
【請求項１８】
上記第１の電源電圧を、上記検出された電圧と上記レーザ駆動回路に必要な電圧とを加算した電圧に基づいて制御することを特徴とする請求項１６記載の記録再生装置。
【請求項１９】
上記第１の電源電圧を、書込時の上記検出された電圧に基づいて決定することを特徴とする請求項１６記載の記録再生装置。
【請求項２０】
上記第１の電源電圧を、読出時と書込時とで切り換えることを特徴とする請求項１６記載の記録再生装置。
【請求項２１】
上記レーザ光源の駆動パルスのパワーが複数の値をとる場合に、これらの複数の値のパワーに制御する制御回路の数より、上記第１の電源電圧が供給されるレーザ駆動回路の数を少なくすることを特徴とする請求項１６記載の記録再生装置。
【請求項２２】
上記レーザ光源が動作しないときに、上記レーザ駆動回路への上記第１の電源電圧の供給を停止し、所定の時間動作しないときに、他の回路への上記第２の電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１６記載の記録再生装置。
【請求項２３】
記録媒体に対してレーザ光源からのレーザ光を照射して記録及び／又は再生を行う記録再生方法において、
上記レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くし、
上記レーザ光源の動作電圧を検出し、この検出された電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御すると共に、少なくとも書込時には上記レーザ光源の動作電圧のピーク値を検出し、
上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最小の動作電圧に基づいて初期設定し、
上記レーザ光源の発光パワーを制御するサーボループの帯域を、上記第１の電源電圧を制御するサーボループの帯域よりも高く設定する
ことを特徴とする記録再生方法。
【請求項２４】
上記レーザ光源は、レーザ光が青紫色の短波長の半導体レーザであることを特徴とする請求項２３記載の記録再生方法。
【請求項２５】
上記第１の電源電圧を、上記検出された電圧に、上記レーザ駆動回路に必要な電圧を加算した電圧に制御することを特徴とする請求項２３載の記録再生方法。
【請求項２６】
上記第１の電源電圧を、書込時の上記検出された電圧に基づいて決定することを特徴とする請求項２３記載の記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等の記録媒体に対して記録及び／又は再生を行うためのレーザ光の光源を駆動するレーザ駆動方法及び装置、並びに記録再生装置及び方法に関し、特に、青紫色のＧａＮ系あるいはＩｎＧａＮ系半導体レーザ等の短波長半導体レーザを駆動するレーザ駆動方法及び装置、並びに記録再生装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年において、記録媒体の高密度化技術の進展が著しいが、例えば光ディスクを高密度化するためには、基本的に、光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることと、光源の波長を短くすることが挙げられる。
【０００３】
ここで、光源の波長を短くする場合に、光源として半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）を用い、レーザ光の波長を短くすると、半導体レーザ発光に必要なバンドギャップが大きくなるため、半導体レーザの動作電圧が大きく（高く）なる。特に、青紫色レーザのように、波長が４００ｎｍ程度になると、一般に回路電源として用いられる５Ｖの電源電圧では駆動することができなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような青紫色の半導体レーザを用いる機器において、回路の電源電圧を高くすると、消費電力が大きくなり、発熱量が膨大に大きくなるため、設計が難しくなる。また、波長が４００ｎｍ程度の短波長の半導体レーザの場合には、動作寿命の初期から終期までの間の動作電流の変動が大きく、特にＧａＮ系の半導体レーザでは、寿命の終わりにおける動作電流が初期に比べて１．５倍程度にも大きく変動することが知られており、この点を考慮した高い回路電源電圧を設定すると、消費電力及び発熱量の増加はさらに著しいものとなる。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであって、消費電力を低減でき、回路設計の困難化を防止できるようなレーザ駆動方法及び装置、並びに記録再生装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係るレーザ駆動方法及び装置は、レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くし、上記レーザ光源の動作電圧を検出し、この検出された電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御すると共に、少なくとも書込時には上記レーザ光源の動作電圧のピーク値を検出し、上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最小の動作電圧に基づいて初期設定し、上記レーザ光源の発光パワーを制御するサーボループの帯域を、上記第１の電源電圧を制御するサーボループの帯域よりも高く設定することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明に係る記録再生装置及び方法は、レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くし、上記レーザ光源の動作電圧を検出し、この検出された電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御すると共に、少なくとも書込時には上記レーザ光源の動作電圧のピーク値を検出し、上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最小の動作電圧に基づいて初期設定し、上記レーザ光源の発光パワーを制御するサーボループの帯域を、上記第１の電源電圧を制御するサーボループの帯域よりも高く設定することを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、上記レーザ光源には、レーザ光が青紫色の短波長の半導体レーザを用いることが挙げられる。また、上記検出された電圧と上記レーザ駆動回路に必要な電圧とを加算した電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御することが挙げられる。
【０００９】
また、上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最大、最小あるいは前回決められた動作電圧に基づいて初期設定し、書込時及び／又は読出時に検出される上記レーザ光源の動作電圧に基づいて制御することが挙げられる。
【００１０】
さらに、上記レーザ光源が動作しないときに上記第１の電源電圧の供給を停止することが挙げられる。
【００１１】
レーザ光が青紫色の短波長の半導体レーザを駆動する駆動段のみに、他の回路に供給される第２の電源電圧よりも高い第１の電源電圧を供給することにより、消費電力を低減し、それぞれの回路設計を最適化する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレーザ駆動方法及び装置、並びに記録再生装置及び方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、光磁気ディスク等の記録可能なディスク状記録媒体に対して信号の記録再生を行うディスク記録再生装置の一例を示すブロック図である。このディスク記録再生装置は、本発明の第１の実施の形態としてのレーザ駆動方法及び装置が適用されるものである。
【００１４】
この図１において、ディスク状記録媒体１としては例えば光磁気ディスク等の記録可能な媒体を用いており、このディスク状記録媒体１は、スピンドルモータ２により回転駆動される。ディスク状記録媒体１に対して記録再生を行うための光学ピックアップ３には、レーザ光源として波長が６００ｎｍ以下の短波長の半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）１０が設けられている。本実施の形態においては、この半導体レーザ１０として、例えば、青紫色あるいは紫色レーザ光を出射するＧａＮ系あるいはＩｎＧａＮ系半導体レーザを用いている。このＧａＮ系あるいはＩｎＧａＮ系半導体レーザは、波長が４００ｎｍ程度と短いが、発光に必要なバンドギャップが大きいため、動作電圧が高くなっている。
【００１５】
光学ピックアップ３には、図示しないがレンズ、ビームスプリッタ、波長板等の光学系や、対物レンズ駆動用の２軸アクチュエータや、ディスクからの戻り光を受光する受光素子や、レーザパワーモニタ用の受光素子等が設けられており、受光素子からの信号は、マトリクスアンプ等を介して再生系４や、サーボ系５に送られる。サーボ系５からのフォーカスサーボ制御信号やトラッキングサーボ制御信号は、光学ピックアップ３の図示しない２軸アクチュエータに送られる。サーボ系５でのサーボには、この他、ディスクを所定速度で回転駆動するためのスピンドルサーボや、光学ピックアップ３自体をディスク径方向に移動させるためのスレッドサーボ等が含まれる。また、記録系６からの書込パルス信号は、レーザ駆動回路１１に送られ、このレーザ駆動回路１１により上記半導体レーザ１０が発光駆動される。
【００１６】
ここで、本発明の第１の実施の形態においては、上述したような短波長の半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）１０を発光駆動するレーザ駆動回路１１に供給される第１の電源電圧Ｖcc１ を、このレーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧Ｖcc２ より高くしている。すなわち、電源回路１２は、再生系４、サーボ系５、記録系６等に、通常の回路電源電圧である５Ｖ（あるいは２〜３．３Ｖ）程度の第２の電源電圧Ｖcc２ を供給すると共に、レーザ駆動回路１１には、この第２の電源電圧Ｖcc２ より高い、例えば８〜１０Ｖ程度の第１の電源電圧Ｖcc１ を供給している。これは、波長が例えば４００ｎｍ程度の短波長の半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）においては、発光に必要なバンドギャップが大きいため、動作電圧が高くなっていることを考慮したものである。
【００１７】
すなわち、光ディスクの記録密度を高める（高密度化する）ためには、光学系の開口数（ＮＡ）を大きくするか、光源の波長を短くするかのいずれかが挙げられるが、光源の波長を短くした場合、半導体レーザあるいは半導体レーザの発光に必要なバンドギャップが大きくなるため、半導体レーザの動作電圧が大きくなる。特に波長が４００ｎｍ程度になると、例えば通常の回路電源として用いられている５Ｖの電源では駆動することができなくなる。
【００１８】
この場合、全体の電源電圧を高めることは消費電力の増大を招くことになり、また、レーザ駆動回路以外の回路については電源電圧を高くする必然性はない。そこで、レーザ駆動回路とそれ以外の回路とで異なった電源電圧を供給するようにし、レーザ駆動回路以外の回路の電源電圧を通常の回路電源電圧（例えば５Ｖ程度）に設定することにより、消費電力が低減できる。
【００１９】
例えば、半導体レーザのバンドギャップが３．５Ｖ、半導体レーザの抵抗分が２５Ωで、動作時の電流が１５０ｍＡであるとすると、半導体レーザの動作電圧は、
３．５＋２５×０．１５＝７．２５（Ｖ）
となり、５Ｖよりも大きくなる。そこで回路全体を８〜１０Ｖの高電圧で動作させるのではなく、半導体レーザの駆動回路のみ１０Ｖ程度の電源電圧とし、他の部分はそれより低い５Ｖの電源電圧とすることで、消費電力を下げることができる。
【００２０】
図２は、上記短波長半導体レーザの一例として、紫色ＩｎＧａＮ系半導体レーザ（ＩnＧaＮ−ＬＤ）の光出力−電流特性及び動作電圧−電流特性を示す図であり、曲線Ａが順方向電流（ｍＡ）に対する出力パワー（ｍＷ）を示す特性曲線、曲線Ｂが順方向電流（ｍＡ）に対する動作電圧（ｍＶ）を示す特性曲線である。曲線Ａから、例えば３０ｍＷの出力を得るには８０ｍＡの電流が必要とされ、このときの動作電圧は約４．８Ｖ程度となる。これにレーザ駆動回路にかける電圧（例えば２Ｖ程度）が加えられるから、電源電圧は６．８Ｖ以上が必要とされ、さらに経時変化により動作電圧の上昇があるから、例えば８〜１０Ｖ程度の電源電圧が必要とされる。ただし、記録及び／又は再生系等の回路部分全体の電源電圧を８〜１０Ｖ程度とすることは、消費電力が大きくなって不経済であり、電池駆動タイプの電子機器の場合には使用可能時間が短縮されることになり、また、発熱量が大きくなって設計も困難となる等の問題点がある。
【００２１】
この点を考慮して、本実施の形態では、半導体レーザ駆動段、具体的にはレーザ駆動回路１１の第１の電源電圧Ｖcc１ のみを、このレーザ駆動回路１１以外の回路に供給される第２の電源電圧Ｖcc２ より高くしている。
【００２２】
すなわち、本発明の実施の形態は、波長が４００ｎｍ程度のＧａＮ系あるいはＩｎＧａＮ系の半導体レーザ等のように、バンドギャップが大きいためレーザ駆動段へ供給すべき電源電圧が通常の回路電源よりも高くなる場合に、レーザ駆動段に供給する第１の電源電圧を他の回路に供給する第２の電源電圧よりも高くするものである。
【００２３】
これによって消費電力を低減でき、また第１の電源電圧Ｖcc１ が供給されるレーザ駆動段（レーザ駆動回路１１）と、レーザ駆動回路１１以外の第２の電源電圧Ｖcc２ が供給される回路とを別にして設計が行えるため、それぞれの回路を最適設計できる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態として、半導体レーザの動作電圧を検出し、この検出された動作電圧に基づいて半導体レーザ駆動段（レーザ駆動回路）の電源電圧（第１の電源電圧Ｖcc１） を制御することが挙げられる。
【００２５】
短波長半導体レーザ、特に、波長が例えば４００ｎｍ程度のＧａＮ系の半導体レーザは、その動作寿命の間に電流量が１．５倍程度変動する。通常の７８０〜６５０ｎｍの半導体レーザでは、電流量の変動が１．２倍程度であることに対して大きな違いである。これに伴い動作電圧も大きく変動する。例えば、動作寿命の初期において、半導体レーザのバンドギャップが３．５Ｖ、半導体レーザの抵抗分が２５Ωで、動作時の電流が１００ｍＡであるとすると、半導体レーザの動作電圧は、
３．５＋２５×０．１０＝６（Ｖ）
である。この半導体レーザの寿命の終わりにおける動作電圧は、電流値が１．５倍に変動するとして、
３．５＋２５×０．１５＝７．２５（Ｖ）
となる。この場合、半導体レーザの駆動回路の電源電圧は、初期には寿命の終わりに比べて１Ｖ以上低くてよいことになる。
【００２６】
従って、半導体レーザの動作電圧を検出して半導体レーザの駆動回路の電源電圧を制御することにより、不必要な電源電圧を供給することを防止でき、消費電力を低減することができる。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施の形態として、半導体レーザ駆動段の電源電圧を、半導体レーザの動作電圧に半導体レーザ駆動段の回路に必要な電圧を加えた電圧に制御することが挙げられる。
【００２８】
半導体レーザの駆動回路にかける必要のある電圧は、半導体レーザ動作電圧によらずほぼ一定であるので、半導体レーザ動作電圧に一定電圧を加えた電圧に電源電圧を制御すれば、常に良好な特性を得ることができる。例えば半導体レーザ駆動回路に２Ｖの電圧をかける必要があるとすると、上述した半導体レーザの例のように、寿命の初期に、半導体レーザのバンドギャップが３．５Ｖ、抵抗分が２５Ω、動作時の電流が１００ｍＡであるとすると、この半導体レーザの初期の動作電圧は、
３．５＋２５×０．１０＝６（Ｖ）
であり、このときのレーザ駆動回路の電源電圧は、これに上記回路に必要な電圧２Ｖを加算して８Ｖとなる。このときの駆動回路と半導体レーザでの消費電力は、半導体レーザが０．６Ｗ、駆動段が０．２Ｗとなる。
【００２９】
寿命の終わりにおける動作電圧は、電流値を１．５倍にして、
３．５＋２５×０．１５＝７．２５Ｖ
となる。このときの消費電力は、半導体レーザが約１．１Ｗ、駆動回路が０．２Ｗとなる。駆動段の電源電圧を半導体レーザの動作電圧に応じて変動させない場合、最低でも半導体レーザの寿命の終わりまで駆動できる電圧であることが必要であるので、電源電圧は９．２５Ｖ以上になる。
【００３０】
このとき消費電力は、半導体レーザの寿命の初期に、半導体レーザが０．６Ｗ、駆動段が０．３３Ｗとなり、寿命終わりでは半導体レーザが１．１Ｗ、駆動段では０．２Ｗと消費電力が大きくなる。現実的には半導体レーザのバラツキやマージンを考えてもっと大きな電源電圧を選ぶ必要があるため、この計算以上に消費電力の差は大きくなる。
【００３１】
本発明の第３の実施の形態においては、半導体レーザ動作電圧と、レーザ駆動回路に必要とされる一定電圧とを加えた電圧に、上記第１の電源電圧を制御することにより、動作寿命の初期から終期までにわたって、不必要な電源電圧供給を抑えながら、常に良好な特性を得ることができる。
【００３２】
これらの第２、第３の実施の形態は、例えば図３に示すような構成により実現できる。この図３において、半導体レーザ１０を発光駆動するレーザ駆動回路１１には、電圧コンバータ１３からの第１の電源電圧Ｖcc１ が供給されており、この第１の電源電圧Ｖcc１ は、レーザ駆動回路１１以外の回路に供給される第２の電源電圧Ｖcc２ より高くなっている。電圧コンバータ１３は、例えば第２の電源電圧Ｖcc２ を第１の電源電圧Ｖcc１ に変換するようなＤＣ−ＤＣコンバータを用いることができる。また、バッテリ等の電源を安定化して第１の電源電圧Ｖcc１ 及び第２の電源電圧Ｖcc２ を供給するような安定化電源回路を用いてもよい。
【００３３】
動作電圧検出回路２０は、半導体レーザ１０の動作電圧を検出するものであり、検出された動作電圧は電圧コンバータ１３に送られる。電圧コンバータ１３では、この検出された動作電圧に基づいて、レーザ駆動回路１１の電源電圧（第１の電源電圧Ｖcc１） を制御する。具体的には、上記検出された動作電圧に、レーザ駆動回路１１に必要な電圧を加えた電圧に制御することが挙げられる。
【００３４】
なお、図３の例では、動作電圧検出回路２０として、ピークホールド回路２１及びバッファアンプ２２と、バッファアンプ２３との並列接続回路を用い、ピークホールド回路２１及びバッファアンプ２２で書込時（Write時） の動作電圧検出を行い、バッファアンプ２３で読出時（Read時）の動作電圧検出を行うようにしているが、これに限定されるものではない。
【００３５】
次に、本発明に係る第４の実施の形態として、半導体レーザ駆動段の電源電圧を書込時（Write時） 及び／又は読出時（Read時）の動作電圧から決定する例について説明する。具体的には、半導体レーザ駆動段の電源電圧を、書込時（Write時） の動作電圧から決定する例と、読出時（Read時）の動作電圧から決定する例と、書込時（Write時） 及び読出時（Read時）の両方の動作電圧から決定する例の３通りが挙げられる。
【００３６】
先ず、書込時の動作電圧を用いて半導体レーザ駆動段の電源電圧を決定する例について説明する。
【００３７】
一般に、記録可能な光ディスクの場合、読出パワー（Read Power）よりも書込パワー（Write Power） の方が大きい。また、書込時に半導体レーザはパルス発光（櫛型の発光波形）で発光する。例えば、磁界変調ＭＯ（光磁気）ディスクの場合には、書込パルスは単純な繰り返しパルスである。相変化ディスクの場合には、イレーズ時にはＤＣ（直流）発光又はあまり大きくないパワーのパルス発光であり、書込時には高いパワーのパルス発光になる。半導体レーザの動作電圧が最も高いのは、パルス上のピークパワー発光時であるので、半導体レーザ駆動段の電源電圧については、書込時の動作電圧をピークホールド回路に入力して、その出力電圧から決定することが挙げられる。読出時には、書込時に求めた動作電圧を保持（ホールド）する。
【００３８】
ここで、図４は、相変化ディスクの場合の記録データＡに対する書込パルスＢの具体例を示す波形図である。この図４において、書込パルスＢは、記録データＡの立ち上がりエッジから短時間後に生成されるトップパルスＴtop と、チャンネルクロック周期Ｔで繰り返されるマルチパルスＴmpとを有し、これらのパルスＴtop,ＴmpのレベルはＰo となっている。また、書込パルスＢにおいて、記録データＡの立ち下がりエッジの直後にはレベルＰb のクーリングパルスＴclが配され、その後の記録データＡの立ち上がりエッジまでの間はレベルＰe とされており、各レベルの関係は、Ｐo＞Ｐe＞Ｐb である。なお、図４のＡに示す記録データ中のＴwdはピット長を示し、Ｔはチャンネルビット周期を示す。
【００３９】
次に、図５は、上述した書込時の動作電圧を用いて半導体レーザ駆動段の電源電圧を決定するための構成例を示すものであり、半導体レーザ１０としては、例えば、紫色ＩｎＧａＮ系半導体レーザを用いている。このＩｎＧａＮ系半導体レーザは、波長が４００ｎｍ程度と短いが、発光に必要なバンドギャップが大きくなるため、動作電圧が高くなっている。この半導体レーザ１０を発光駆動するためのレーザ駆動回路１１には、例えばレギュレータ（安定化電源回路）１５からの第１の電源電圧Ｖcc１ が供給されており、この第１の電源電圧Ｖcc１ は、レーザ駆動回路１１以外の回路に供給される第２の電源電圧Ｖcc２ より高くなっている。レーザ駆動回路１１と半導体レーザ１０との接続点はピークホールド回路３１に接続されており、このピークホールド回路３１からの出力が積分回路３２を介してレギュレータ１５に送られている。ピークホールド回路３１は、書込時には半導体レーザ１０の動作電圧をピークホールドし、読出時には書込時に検出されたピークレベルをホールドして、積分回路３２の一端に送っている。ここで、レーザ駆動回路１１に必要とされる印加電圧（例えば２Ｖ程度）をΔＶccとするとき、減算器１７にて第１の電源電圧Ｖcc１ から上記電圧ΔＶccが減算され、積分回路３２の他端に供給されている。積分回路３２からの出力は、レギュレータ１５に送られている。コントローラ４０からピークホールド回路３１には、ホールド電圧初期値、及びホールドＯＮ／ＯＦＦ切換信号が供給される。レギュレータ１５では、書込時の動作電圧のピーク値に基づいて第１の電源電圧Ｖcc１ を決定する。読出時には、書込時に求めた動作電圧をホールドする。
【００４０】
以上説明した方法の場合には、書込時にしか値が求められず、読出時には以前求めた値をホールドしておく必要があり、読出時間が長かった場合、半導体レーザの動作電圧がその間に変わってしまい、電源電圧が充分でなくなる可能性があり、また、回路系にピークホールド回路が必要で複雑になるが、半導体レーザの動作電圧が正確に求められるという利点がある。
【００４１】
また、図５に示す具体的な構成において、コントローラ４０は、図示しないホストコンピュータと接続されており、書込時には、このコントローラ４０からの記録データが、エンコーダ４１に送られてエンコードされ、書込プロセッサ４２で書込タイミングパルスとされて、レーザ駆動回路１１に送られる。半導体レーザ１０の発光パワーは、パワーモニタ用の受光素子（フォトダイオード等）４６により検出され、自動パワー制御（ＡＰＣ）回路４７に送られて、発光パワーを安定化する制御が行われる。この自動パワー制御（ＡＰＣ）回路４７には、コントローラ４０から基準パワー及び制御信号が供給され、また、書込プロセッサ４２からの書込タイミングパルスも供給されている。さらに、図５の具体例では、半導体レーザ１０を使用していないときにレギュレータ１５からの第１の電源電圧Ｖcc１ の供給を停止するために、コントローラ４０からＯＮ／ＯＦＦ制御信号がレギュレータ１５に送られている。
【００４２】
次に、半導体レーザ駆動段の電源電圧を読出時の半導体レーザ動作電圧から決定する例について説明する。
【００４３】
読出時の半導体レーザの動作電圧に、読出時と書込時の各動作電圧の差を加えて半導体レーザの動作電圧として、そこから電源基準電圧を決定して制御する。この読出時と書込時の各動作電圧の差は固定値として与える。書込時には動作電圧値の更新はせず、以前求めた値を保持（ホールド）する。この方法はピークホールド回路が必要なく比較的回路が簡単であるという利点がある。
【００４４】
図６は、このような読出時の半導体レーザ１０の動作電圧に基づいて上記第１の電源電圧Ｖcc１ を決定するための回路構成例を示している。この図６の例では、読出時の半導体レーザ１０の動作電圧をモニタし、ホールド回路３３を介して加算器３４に送っており、加算器３４には、コントローラ４０から読出時と書込時の各動作電圧の差を固定のオフセットとして供給している。また、書込時には、ホールド回路３３で読出時の動作電圧をホールドして加算器３４に送る。加算器３４からは、読出時の動作電圧にコントローラ４０からのオフセットが加算された電圧が出力され、この加算出力が積分回路３２の一端を介してレギュレータ１５に送られる。積分回路３２の他端には、第１の電源電圧Ｖcc１ から上記レーザ駆動回路の印加電圧ΔＶccを減算した減算器１７からの出力が供給される。コントローラ４０は、ホールド回路３３のホールド動作のＯＮ／ＯＦＦを制御しており、書込時にホールドをＯＮとして読出時の動作電圧をホールドした電圧を出力するようにしている。他の構成は、上記図５の例と同様であるため、対応する部分に同じ指示符号を付して説明を省略する。
【００４５】
上記読出時と書込時の各動作電圧の差については、組み立て時に測定して固定値として与える場合と、電源投入時に半導体レーザを読出パワーで発光させたときに、パワーを複数通り発光させて半導体レーザの微分効率及び抵抗を測定し、これから上記各動作電圧の差を計算して求め固定値として与えることが考えられる。前者の場合には、経時変化、温度変動で読出／書込間動作電圧差分が変動するのを見込む必要があるため、求められた半導体レーザの動作電圧は大きめにならざるを得ないが、回路は一番シンプルになる。後者の場合には、計算によって求めるため誤差を含む恐れがあり、また回路量も大きくなるが、経時変化、温度変動での変動を常に盛り込むことができる。
【００４６】
なお、上記半導体レーザの微分効率とは、図２において、例えば、
（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｉ２−Ｉ１）
で表され、また、半導体レーザの抵抗とは、図２において、例えば、
（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｉ２−Ｉ１）
で表される。
【００４７】
次に、半導体レーザ駆動段の電源電圧を、書込時及び読出時の両方の動作電圧から決定する例について説明する。この場合、読出時の半導体レーザの動作電圧に、読出時と書込時の各動作電圧の差を加えて、半導体レーザの動作電圧とし、この動作電圧から電源基準電圧を決定して制御する。読出時には読出時の動作電圧をモニタして更新する。書込時には読出／書込時の各動作電圧の差分を書込時の動作電圧をピークホールドしたものから決定する。読出時には読出／書込時の動作電圧の差分がホールドされ、書込時には読出時の動作電圧がホールドされる。この方法は、回路が複雑になるが、半導体レーザの動作電圧が正確に求められ、常時動作電圧が求められるメリットがある。
【００４８】
この場合の具体的な回路構成例について、図７を参照しながら説明する。この図７の例では、書込時に、半導体レーザ１０の動作電圧をホールド回路３６でホールドし、減算器３７でホールド回路３６の出力から半導体レーザ１０の動作電圧を減算してピークホールド回路３８に送り、このピークホールド回路３８からの出力とホールド回路３６からの出力とを加算器３９で加算して、積分回路３２を介してレギュレータ１５に送っている。コントローラ４０からは、ホールド回路３６に対してホールドＯＮ／ＯＦＦ切換信号及びホールド電圧初期値が、また、ピークホールド回路３８に対してピークホールド／ホールド切換信号及びホールド電圧初期値が、それぞれ供給されている。ホールド回路３８は書込時にホールドＯＮされ、ピークホールド回路３８は読出時にホールド側に切換制御される。他の構成は、上記図５の例と同様であるため、対応する部分に同じ指示符号を付して説明を省略する。
【００４９】
この図７の例において、書込時には、半導体レーザ１０の動作電圧と、ホールド回路３６からの読出時のホールド電圧との差分値を減算器３７で求め、この読出／書込時の動作電圧の差分をピークホールド回路３８でピークホールドし、加算器３９でホールド回路３６からの出力と加算して、積分回路３２の一端を介しレギュレータ１５に送っている。積分回路３２の他端には、減算器１７からの出力（第１の電源電圧Ｖcc１ から上記レーザ駆動回路の印加電圧ΔＶccを減算した出力）が供給されている。また、読出時には、書込時のピークレベルがピークホールド回路３８でホールドされており、これが加算器３９で半導体レーザ１０の動作電圧と加算され、積分回路３２を介してレギュレータ１５に送られる。これによって、半導体レーザ１０の動作電圧が精確に求められ、常時動作電圧が求められる。
【００５０】
次に、本発明の第５の実施の形態として、電源電圧制御ループへの初期値の投入、ループの引き込み法を考慮した例について説明する。この第５の実施の形態としては、３通りの方法が考えられる。すなわち、電源電圧の初期値として、最大（最高）の動作電圧、最小（最低）の動作電圧、あるいは適宜更新された動作電圧を用いる方法の３通りである。
【００５１】
第１の方法では、半導体レーザ駆動段の電源電圧を初期電源投入時もしくはディスク挿入時には半導体レーザの動作電圧が最大（最高）であるとしてスタートし、それより低い実際の動作電圧値に収束されるように制御する。この方法は、最初の消費電力が大きくなる欠点があるが、ＡＰＣループと電源電圧制御ループの動作の干渉を考慮しなくても良い利点がある。
【００５２】
第２の方法では、半導体レーザ駆動段の電源電圧を初期投入電源時もしくはディスク挿入時には半導体レーザのバンドギャップ電圧以上で半導体レーザ駆動段の回路が最低限正常に動作する最小（最低）電圧に設定する。それより大きな実際の電源電圧に収束させるように制御する。この場合、電源電圧を制御するサーボループの帯域と半導体レーザ発光パワーを制御するサーボループ（ＡＰＣループ）の帯域は、ＡＰＣループの帯域が電源電圧のサーボループより高くなる様に設定する。その理由は、回路に必要充分な電源電圧が供給されない間は半導体レーザ駆動段が飽和して必要な電流が供給できないため、ＡＰＣループが発散し電流指示電圧は最大になるからである。この状態でＡＰＣループの応答よりも早く、電源電圧が所定の電圧に静定すると、半導体レーザ駆動段の飽和状態が解消されて、電流指示電圧に従い過大な電流が半導体レーザに流れてしまうためである。利点としては初期に消費電力が大きくならない点が挙げられる。
【００５３】
第３の方法では、工場出荷時には調整して初期動作電圧を求めておき，実際の使用時には、初期電源投入時もしくはディスク挿入時に、前回の動作電圧値からスタートして、書込時（Write時） ／読出時（Read時）に、それぞれ書込動作電圧、読出動作電圧、書込／読出時の差分電圧の全てあるいは一部を更新する。更新された値は、電源をオフしても消えない記憶手段（不揮発性メモリ等）に書き込み、次回の初期電源投入時もしくはディスク挿入時に使用する。この方法は、記憶手段が必要であるが、常に最適に近い値に電源電圧があるため、特性が安定しているという利点がある。
【００５４】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。この第６の実施の形態では、書込時（Write時） と読出時（Read時）とで、上記第１の電源電圧Ｖcc１ を切り替えて、それぞれ必要最小限にしている。この場合、電源電圧が静定するまでは、サーボループが正常だとしても正確な半導体レーザパワーがでない可能性があるため（前述したように飽和するため）、書込／読出の切換時間を電源電圧の静定時間も考慮して、長く取る必要がある。
【００５５】
この第６の実施の形態によれば、読出時の第１の電源電圧Ｖcc１ は、書込時の第１の電源電圧Ｖcc１ よりも低くできるから、消費電力は最低あるいは最小限で済むことになる。
【００５６】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。この第７の実施の形態では、高電圧の上記第１の電源電圧Ｖcc１ で動く回路を削減するために、複数の電流量をコントロールする回路の数よりも駆動段の回路の数を減らしている。
【００５７】
例えば、半導体レーザのパワーとして、前記図４のＢと共に説明した３つのレベルＰo 、Ｐb 及びＰclと、図示しない消去（erase） レベルＰerの４値が必要な場合、半導体レーザ駆動回路の入力としては、４値の電流を指示する電圧もしくは電流入力と各々に対応するスイッチング信号入力が必要であり、その入力に応じて電流のオン／オフを制御する回路が必要である。これらの信号を生成する回路は、上記第１の電源電圧Ｖcc１ で動作させる必要はなく、Ｖcc１ よりも低電圧で動かすことが可能である。これらの回路の出力に、各々個別の駆動段の回路を接続すると、駆動段回路が４個必要になり、回路面積が増え、この部分が高電圧で動作するため消費電力が大きくなる。
【００５８】
そこで、本発明の第７の実施の形態においては、スイッチングされた回路の出力を何系統かまとめるようにしており、具体的には、上記４値の電流を指示する電圧もしくは電流入力と各々に対応するスイッチング信号をアナログ加算して、レーザ駆動回路に供給するようにしている。これによって、回路面積を節約し、消費電力を下げることができる。
【００５９】
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。この第８の実施の形態では、省電力のため、動作しないときにはまず半導体レーザ駆動段の電源供給を停止し（電源を落とし）、ある一定時間以上動作しない時にほかの部分の電源供給を停止する（電源を落とす）ようにしている。
【００６０】
ここで、使用しないときに電源を落とす場合に、短時間、ディスクが挿入されていないときや記録再生を行っていないときにＡＰＣや半導体レーザ駆動回路の全電源を落とすと、レジスタに記憶している値がなくなり、再設定する必要が出てくる等、デメリットが多い。そこで、本第８の実施の形態においては、消費電力が最も大きいのは半導体レーザ駆動段であり、この部分は電源（上記第１の電源電圧Ｖcc１ ）を落としてもメモリが消失する等の弊害がないことを考慮して、短時間半導体レーザを消灯するときにも半導体レーザ駆動段の電源（第１の電源電圧Ｖcc１ ）を落とすようにしている。これによって消費電力を節約でき、また省電力の待機状態からの復帰が早くなる。
【００６１】
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。この第９の実施の形態では、同じ集積回路（ＩＣ）に複数の半導体レーザを駆動する出力を持ち、少なくともそのうちのひとつが異なる電源で動いている場合に、異なる電源につながる駆動段で駆動される半導体レーザに電流が流れていないときには、その他の半導体レーザに電流が流れていても、その半導体レーザ電源をオフにしている。
【００６２】
すなわち、近年において、複数の波長の高出力半導体レーザを装備して、ＣＤ−ＲとＤＶＤ−Ｒなどの複数の規格の書き込みに対応した光ディスクドライブが発表されている。例えば、青紫色半導体レーザと、赤色もしくは近赤外半導体レーザとを装備して、複数のフォーマットの光ディスクに対応した半導体レーザ駆動回路を作ろうとしたときには、同じ集積回路で全ての半導体レーザを駆動することが好ましい。このとき、青紫色半導体レーザ以外は、通常の回路電源として用いられる５Ｖ程度の電源電圧で十分駆動できるため、本第９の実施の形態のように、青紫色半導体レーザを駆動していないときには、青紫色半導体レーザのレーザ駆動段電源（上記第１の電源電圧Ｖcc１ ）を落としておくことにより、消費電力を低減することができる。
【００６３】
以上説明した実施の形態において、レーザ駆動回路に供給する上記第１の電源電圧Ｖcc１ を制御するための基準電圧値については、電源投入時やディスク挿入時に決定して、その後の使用中には固定しておくことが可能である。これは、半導体レーザの動作電圧は短時間に変動するものではないことを考慮したものである。
【００６４】
しかしながら、いわゆるインターネットやＬＡＮ等に用いられるサーバ等のように、長時間にわたって電源投入したままで使用される機器の場合や、動作環境が変動し易い機器の場合等には、動作中に随時、動作電圧等をモニタして、上記基準電圧を更新することが好ましい。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、光ディスクに対して記録再生を行うような装置におけるレーザ駆動方法及び装置を例示しているが、４００ｎｍ程度の短波長レーザ半導体等を用いるような種々の装置におけるレーザ駆動方法や装置に本発明を適用できることは勿論である。また、上記実施の形態では、レーザ光源としてＧａＮ系の青紫色半導体レーザを用いる例を示しているが、バンドギャップが大きく、レーザ駆動段へ供給すべき電源電圧として、他の回路等への通常の回路電源電圧より高くなるようなレーザ光源を用いる場合にも適用可能である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明に係るレーザ駆動方法及び装置は、レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くすることにより、消費電力を低減することができると共に、レーザ駆動回路とそれ以外の回路とのそれぞれの回路設計を最適化することができる。
【００６７】
また、本発明に係る記録再生装置及び方法は、記録媒体に対してレーザ光源からのレーザ光を照射して記録及び／又は再生を行う際に、上記レーザ光源を発光駆動するレーザ駆動回路に供給される第１の電源電圧を、上記レーザ駆動回路以外の回路に供給される第２の電源電圧より高くすることにより、消費電力を低減し、それぞれの回路設計を最適化することができる。
【００６８】
ここで、上記レーザ光源の動作電圧を検出し、この検出された動作電圧に基づいて上記第１の電源電圧を制御することが好ましく、具体的には、上記動作電圧と上記レーザ駆動回路に必要な電圧とを加算した電圧に上記第１の電源電圧を制御することが挙げられる。これによって、例えば波長が４００ｎｍ程度のＧａＮ系の半導体レーザ等のように、動作寿命の初期と終期とで動作電圧が大きく変動する場合でも、不必要な電源電圧を供給することを防止でき、動作寿命の初期から終期までにわたって常に良好な特性を得ることができる。
【００６９】
また、上記第１の電源電圧を、電源投入時又は媒体挿入時に、上記レーザ光源の最大、最小あるいは前回決められた動作電圧に基づいて初期設定し、書込時及び／又は読出時に検出される上記レーザ光源の動作電圧に基づいて制御することが挙げられる。ここで、最大動作電圧に基づいて初期設定する場合には、ＡＰＣループと電源電圧制御ループの動作の干渉を考慮しなくてもよく、最小動作電圧に基づいて初期設定する場合には、初期に消費電力が小さくて済み、前回の動作電圧値に基づいて初期設定する場合には、常に最適に近い値の電源電圧となり、特性が安定化している。
【００７０】
さらに、上記レーザ光源が動作しないときに上記第１の電源電圧の供給を停止することにより、回路全体の電源を落とす場合に再設定の手間がかかることを防止しながら、省電力化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となるレーザ駆動方法及び装置が適用されるディスク記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＩｎＧａＮ系半導体レーザ（ＩnＧaＮ−ＬＤ）の光出力−電流特性及び動作電圧−電流特性を示す図である。
【図３】本発明の第２、第３の実施の形態となるレーザ駆動装置の概略構成を示すブロック回路図である。
【図４】相変化ディスクにおける記録データＡに対する書込パルスＢの具体例を示す波形図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の第１の具体例を示すブロック回路図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の第２の具体例を示すブロック回路図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の第３の具体例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１  光ディスク、  ３  光学ピックアップ、  １０  半導体レーザ、  １１  レーザ駆動回路、  １２  電源、  １３  電圧コンバータ、  １５  レギュレータ、  ２０  動作電圧検出回路、  ３１，３８  ピークホールド回路、  ３２  積分回路、  ３３，３６  ホールド回路、  ３４，３７，３９  加算器、  ４０コントローラ、  ４１  エンコーダ、  ４２  書込プロセッサ、  ４７  自動パワー制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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