(57)【要約】【課題】無偏光光学系の光学ヘッドを採用した場合、記録媒体によって反射された戻り光によりレーザーダイオードの出力が不安定になり、記録品位が保てない場合があるので、戻り光によるレーザーダイオードの出力の安定度を測定する半導体レーザー測定装置を提供することを課題とする。【解決手段】レーザードライバ２を制御する制御信号を発生する信号発生回路８，９によりレーザー駆動信号のライトパワー値を発生させる期間に対応するタイミングで光学ヘッドのモニタ受光素子３により得られるモニタ出力のライトパワー値発生期間の振幅値を測定手段２６により測定し、この測定手段２６により測定された振幅値と所定のライトパワー値ごとに前記振幅値に対応させてあらかじめ設定される標準値と比較し、この比較に基づいて半導体レーザー１からの発光出力の安定度を判定手段２７により判定する。【選択図】図１
2005158106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ヘッドの半導体レーザーをレーザードライバから出力されるパルス波形のレーザー駆動信号により駆動して記録媒体にデータ記録を行う光記録装置に使用される半導体レーザーを測定する半導体レーザー測定装置おいて、前記レーザードライバからパルス波形のレーザー駆動信号を発生させるべくレーザードライバを制御する制御信号を発生する信号発生回路と、記録媒体に記録する記録データに対応して前記信号発生回路から制御信号を発生させるエンコーダと、光学ヘッドの半導体レーザーからの出射光を受光するモニタ受光素子と、前記信号発生回路によりレーザー駆動信号のマーク記録を行うパルス波形におけるライトパワー値を発生させる期間に対応するタイミングで前記モニタ受光素子により得られるモニタ出力のライトパワー値発生期間の振幅値を測定する測定手段と、この測定手段により測定された振幅値と記録媒体にレーザードライバからのレーザー駆動信号の所定のライトパワー値ごとに前記振幅値に対応させてあらかじめ設定される標準値と比較し、この比較に基づいて半導体レーザーの発光出力の安定度を判定する判定手段とを備え、前記判定手段により半導体レーザーの発光出力の安定度の判定時に、再生専用の記録媒体を用いてフォーカスサーボをオンすると共に、トラッキングサーボをオフした状態で前記レーザードライバからデータ記録を行う際のレーザー駆動信号を発生するようにしたことを特徴とする半導体レーザー測定装置。
【請求項２】
前記信号発生回路は前記モニタ受光素子からのモニター出力をサンプル・ホールド回路によりサンプル・ホールドしたモニター電圧に対応して発生する制御信号が補正されるＡＰＣ回路を備え、測定手段は前記サンプル・ホールド回路からのモニター電圧のピーク値及びボトム値を検出して振幅値を測定することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザー測定装置。
【請求項３】
前記判定手段によりモニタ出力のライトパワー値発生期間の振幅値と比較される判定基準となる標準値は、レーザー駆動信号のライトパワー値が大きくなるに対応して前記判定手段により半導体レーザーの発光出力を安定と判定する許容幅が広くなることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザー測定装置。
【請求項４】
前記レーザードライバから発生されるレーザー駆動信号の出力レベルを順次変化させるべく信号発生回路から発生される制御信号を変化させ、その都度、測定手段によりモニタ出力のライトパワー値発生期間の振幅値を測定すると共に、判定手段により半導体レーザーの発光出力の安定度を判定することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザー測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ヘッドの半導体レーザーをレーザードライバから出力されるパルス波形のレーザー駆動信号により駆動して記録媒体にデータ記録を行う光記録装置に使用される半導体レーザーを測定する半導体レーザー測定装置に関し、特に、半導体レーザーの発光量の安定度を検出する半導体レーザー測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ヘッドからの光ビームを用いてディスクにデジタルのデータ信号を記録する光ディスク記録装置としては、ＣＤ（Compact Disc）ファミリーのＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ファミリーのマイナス（−）系及びプラス（＋）系のＲ（Recordable）、−系及び＋系のＲＷ（ReWritable）、及びＲＡＭに対応するドライブ装置が良く知られており、この光ディスク記録装置においては、記録速度の高速化が図られている。
【０００３】
ところで、このような光記録装置に使用される光学ヘッドにおいて、光源となる半導体レーザー（レーザーダイオード）が初期不良であったり、劣化することにより半導体レーザーの特性が規格外となり、半導体レーザーが不良であると、光学ヘッドから出射されるレーザー出力が意図した値とならず、記録不良を発生させる。
【０００４】
したがって、光学ヘッドの半導体レーザーの特性を測定し、半導体レーザーの特性が規格外である場合に光記録装置に使用するのを止めたり、あるいは記録動作を禁止して記録不良のディスク等の記録媒体が作成されないようにする必要がある。
【０００５】
その為、半導体レーザーの不良であることを検知し、その場合に記録動作を禁止することが行われている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平５−３４２５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光学ヘッドのレーザーダイオードに記録媒体によって反射されたレーザー光が戻されると、その戻り光がレーザーダイオードから出射されるレーザー光と干渉し、レーザーダイオードの発光出力が不安定になることが知られている。この現象はレーザーダイオードから出射されるレーザー強度が高くなる高速記録に対応させた光学ヘッドで顕著になる。
【０００７】
その為、レーザーダイオードの発光出力が不安定になることを防止するために、記録媒体によって反射されたレーザー光を半波長偏光させてレーザーダイオードに戻さないように偏光光学系を備えた光学ヘッドが採用される場合が多いが、コスト面の制約からこの偏光光学系を備えていない無偏光光学系の光学ヘッドを採用せざるを得ない場合がある。
【０００８】
このような無偏光光学系の光学ヘッドを採用した場合、先に述べた如く、レーザーダイオードの発光出力が不安定になるので、記録中にサーボ破綻が発生し易くなったり、記録品位の低下を招いた。
【０００９】
特許文献１に示される半導体レーザー測定装置においては、レーザーダイオードの発光出力が不安定であることを測定するようになっていない。
【００１０】
また、光記録装置において記録速度の高速化が図られ、これに対応してライトストラテジによりレーザー駆動信号のパルス波形のパルス幅が狭くなるので、記録速度に対応したパルス波形のパルス幅に基づくレーザーダイオードの発光出力の安定度を測定しなければ、実使用に即したレーザーダイオードの発光出力の安定度を測定することが出来ない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、信号発生回路によりレーザー駆動信号のマーク記録を行うパルス波形におけるライトパワー値を発生させる期間に対応するタイミングでモニタ受光素子により得られるモニタ出力のライトパワー値発生期間の振幅値を測定する測定手段と、この測定手段により測定された振幅値と記録媒体にレーザードライバからのレーザー駆動信号の所定のライトパワー値ごとに前記振幅値に対応させてあらかじめ設定される標準値とを比較し、この比較に基づいて半導体レーザーからの発光出力の安定度を判定する判定手段とを備え、前記判定手段により半導体レーザーからの発光出力の安定度の判定時に、再生専用の記録媒体を用いてフォーカスサーボをオンすると共に、トラッキングサーボをオフした状態で前記レーザードライバからデータ記録を行う際のレーザー駆動信号を発生するようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体レーザー測定装置は、レーザー駆動信号のパルス波形におけるライトパワー値の発生期間にモニタ受光素子により得られるモニタ出力の振幅値を測定手段により測定し、この振幅値と所定のライトパワー値ごとに前記振幅値に対応させてあらかじめ設定される標準値と比較することにより、ライトパワー値におけるモニタ出力の揺らぎ量が標準値に対して大きいか否かが判断でき、半導体レーザーの発光出力の安定度を測定することが出来る。
【００１３】
この場合、レーザー駆動信号のパルス波形のライトパワー値におけるモニタ出力の揺らぎ量を測定するようにしているので、実使用に即した半導体レーザーの特性を測定することが出来、記録速度の高速化に対応させてパルス幅の狭いパルス波形のレーザー駆動信号により半導体レーザーを駆動させた状態における半導体レーザーの発光出力の安定度を測定することが出来る。
【００１４】
特に、再生専用の記録媒体を用いてフォーカスサーボをオンすると共に、トラッキングサーボをオフした状態でレーザードライバからデータ記録を行う際のレーザー駆動信号を発生するようにしているので、記録媒体への記録を行うことなく半導体レーザーの発光出力の安定度を測定することが出来る。
【００１５】
また、光記録装置に既存の回路を利用して半導体レーザーの発光出力の安定度を測定しており、回路構成の簡略化が図られている。
【００１６】
また、レーザー駆動信号のライトパワー値が大きくなるに対応して判定手段により半導体レーザーからの発光出力が正常と判定する標準値の許容幅を広くしているので、ライトパワー値に対する標準値の許容幅の割合が一定、あるいは一定に近く設定され、ライトパワー値の変化による半導体レーザーの発光出力の安定度の判定を同等に出来る。
【００１７】
更に、レーザードライバから発生されるレーザー駆動信号を変化させた出力レベルごとに半導体レーザーの発光出力の安定度の判定が可能であり、半導体レーザーが許容を越えた不安定となる領域が分かるので、不安定とならない領域での記録動作を実施させることが出来る。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明に係る半導体レーザー測定装置を備える光ディスク記録再生装置の一実施例を示す回路ブロック図であり、この光ディスク記録再生装置においては無偏光光学系の光学ヘッドを採用している。
【００１９】
光学ヘッドの光源となるレーザーダイオード１はレーザードライバ２により駆動され、ディスク（図示せず）に対して記録及び再生を行うためのレーザービームを出射する。
【００２０】
光学ヘッドにはレーザーダイオード１から出射されてディスクに導かれる光路途中で分離されるレーザービームを受光するフロントモニターダイオード３が備えられており、このフロントモニターダイオード３は受光されるレーザービームの光量に応じて受光電流が流れ、この受光電流に応じた電圧信号のモニター出力を発生する。
【００２１】
レーザードライバ２には、エンコーダ／デコーダ４の動作に関連付けられたタイミングで切り換えられるスイッチ回路５，６により選択される信号が供給され、ディスク再生時においてリードパワー信号発生回路８から発生されるリードパワー信号が供給され、ライトワンスディスクの記録時においてリードパワー信号発生回路８から発生されるリードパワー信号と、ライトパワー信号発生回路９から発生されるライトパワー信号とにより生成されるパルス波形信号が供給される。
【００２２】
リードパワー信号発生回路８には、ＡＰＣ（Automatic Power Control）回路１１からのＡＰＣ出力が入力される。このＡＰＣ回路１１には、フロントモニターダイオード３に受光されるレーザービームの光量に応じたモニター出力をサンプル・ホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）１２によりエンコーダ／デコーダ４による処理動作に関連付けられてリードパワー値によりレーザーダイオード１が駆動されているタイミングでサンプル・ホールドしたＳ／Ｈ電圧と、ＣＰＵ１３に記録条件、再生条件に対応してあらかじめ取得されて記憶されたデータをデジタル・アナログ変換回路（Ｄ／Ａ回路）１４によりデジタル・アナログ変換した基準電圧とが印加され、ＡＰＣ回路１１は基準電圧に対する前記Ｓ／Ｈ電圧の差分電圧に対応してＡＰＣ出力を補正する。
【００２３】
その為，リードパワー信号発生回路８は、前記ＡＰＣ回路１１からのＡＰＣ出力によりフロントモニターダイオード３からのモニター出力をリードパワー値に対応する一定に制御するべくレーザードライバ２を制御する制御信号を発生する。
【００２４】
ディスク再生時において、ＣＰＵ１３からＤ／Ａ回路１４に供給されるデータはレーザーダイオード１の駆動がディスク種別や記録速度等の再生条件に適切なレーザー出力となるように設定されている。その為、リードパワー信号発生回路８は再生条件に適合するディスク再生に適切な一定レベルにレーザーダイオード１からのレーザー出力を制御するべくレーザードライバ２を制御するリードパワー信号を発生する。
【００２５】
一方、ライトワンスディスクの記録時において、ＣＰＵ１３からＤ／Ａ回路１４に供給されるデータはレーザーダイオード１の駆動がディスク種別や記録速度等の記録条件に適合したリードパワー値に適切なレーザー出力となるように設定されている。その為、リードパワー信号発生回路８は記録条件に適合するディスク記録に適切なリードパワー値の一定レベルにレーザーダイオード１からのレーザー出力を制御するべくレーザードライバ２を制御するリードパワー信号を発生する。
【００２６】
ライトパワー信号発生回路９にはスイッチ回路１５の切り換えによりＡＰＣ回路１６からのＡＰＣ出力とＡＣＣ（Automatic Current Control）回路１７からのＡＣＣ出力とのいずれかが選択的に入力される。
【００２７】
ＡＰＣ回路１６には、フロントモニターダイオード３に受光されるレーザービームの光量に応じたモニター出力をサンプル・ホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）１８によりライトパワー値によりレーザーダイオード１が駆動されているタイミングのライトパワー値発生期間でサンプル・ホールドしたＳ／Ｈ電圧（ＷＳＨＯ電圧）と、ＣＰＵ１３に記録条件に対応してあらかじめ取得されて記憶されたデータをデジタル・アナログ変換回路（Ｄ／Ａ回路）１９によりデジタル・アナログ変換した基準電圧とが印加される。尚、エンコーダ／デコーダ４のライトパワー値を発生させるタイミング信号のＷＡＰＣ信号によってＳ／Ｈ回路１８のサンプル期間が設定され、これによりサンプル期間がレーザーダイオード１がライトパワー値により駆動されるタイミングとなっている。
【００２８】
その為、ＡＰＣ回路１６は、基準電圧に対する前記Ｓ／Ｈ電圧（ＷＳＨＯ電圧）の差分電圧に対応してＡＰＣ出力を補正する。
【００２９】
スイッチ回路１５の切り換えによりＡＰＣ回路１６からのＡＰＣ出力が選択された際には、ライトパワー信号発生回路９は前記ＡＰＣ回路１６からのＡＰＣ出力によりフロントモニターダイオード３からのモニター出力をライトパワー値に対応する一定に制御するべくレーザードライバ２を制御するライトパワー信号を発生する。この場合、ライトパワー信号発生回路９は記録条件に適合するディスク記録に適切なライトパワー値の一定レベルにレーザーダイオード１からのレーザー出力を制御するべくレーザードライバ２を制御するライトパワー信号を発生する。
【００３０】
一方、ＡＣＣ回路１７にはＣＰＵ１３に記憶されるデータをデジタル・アナログ変換回路（Ｄ／Ａ回路）２０によりデジタル・アナログ変換して発生されるＡＣＣ電圧が印加され、ＡＣＣ回路１７はこのＡＣＣ電圧を基に電流一定のＡＣＣ信号を発生する。
【００３１】
その為，スイッチ回路１５の切り換えによりＡＣＣ回路１７からのＡＣＣ出力が選択された際には、ライトパワー信号発生回路９は前記ＡＣＣ回路１７からのＡＣＣ出力によりライトパワー値に対応してレーザードライバ２を制御するライトパワー信号を発生する。この場合、ライトパワー信号発生回路９は記録条件に適合するディスク記録に適切なライトパワー値にレーザーダイオード１からのレーザー出力を制御するべくレーザードライバ２を制御するライトパワー信号を発生する。
【００３２】
切換制御回路２１はエンコーダ／デコーダ４の動作に基づいてスイッチ回路１５の切り換えを制御し、これによりスイッチ回路１５はディスク記録時の記録直前までＡＣＣ回路１７からのＡＣＣ出力が選択され、記録開始と同時にＡＰＣ回路１６からのＡＰＣ出力が選択されるようになっている。
【００３３】
すなわち、ＡＣＣ回路１７はライトパワー信号発生回路９によりディスク記録時の記録直前まで発生させる制御出力を設定する先出し用設定回路となっている。
【００３４】
フロントモニタダイオード３からのモニタ出力をライトパワー値発生期間にＳ／Ｈ回路１８によりサンプル・ホールドしたＳ／Ｈ電圧（ＷＳＨＯ電圧）は、ピークホールド回路（ＰＨ回路）２２によりピーク値が抽出されると共に、ボトムホールド回路（ＢＨ回路）２３によりボトム値が抽出される。
【００３５】
ピークホールド回路２２により抽出されたライトパワー値発生期間のＳ／Ｈ電圧（ＷＳＨＯ電圧）のピーク値はアナログ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ回路）２４によりデジタルデータに変換された後にＣＰＵ１３に供給され、一方、ボトムホールド回路２３により抽出されたライトパワー値発生期間のＳ／Ｈ電圧（ＷＳＨＯ電圧）のボトム値はアナログ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ回路）２５によりデジタルデータに変換された後にＣＰＵ１３
に供給される。
【００３６】
ＣＰＵ１３にはＡ／Ｄ回路２４を介したデジタルデータのＷＳＨＯ電圧のピーク値とＡ／Ｄ回路２５を介したデジタルデータのＷＳＨＯのボトム値との差分を演算してＷＳＨＯの振幅値を測定する測定手段２６と、この測定手段２６により測定されたＷＳＨＯ電圧の振幅値に基づいてレーザーダイオード１からの発光出力の安定度を判定する判定手段２７とが備えられている。
【００３７】
このように構成される図１に示す回路において、レーザーダイオード１の発光出力の安定度を測定する場合には、一般にアルミ蒸着にて信号面が形成される再生専用のスタンプディスクをセットして測定開始の操作を行う。
【００３８】
この測定開始の操作が行われると、線速度一定方式のディスクであることに拘らず、例えばロータリエンコーダを用いてディスクが所定の角速度一定（ＣＡＶ）で駆動される。そして、光学ヘッドのフォーカスサーボがオン状態に、トラッキングサーボがオフ状態に設定される。
【００３９】
また、リードパワー信号発生回路８及びライトパワー信号発生回路９で構成される信号発生回路から発生される記録信号によりレーザードライバ２が制御されてレーザーダイオード１からディスク記録時に対応した発光出力が発生されるようになる。この場合、対応させる記録可能な最高速、あるいはこの最高速に近い所定の速度の記録状態に対応させるべくＣＰＵ１３によりライトストラテジが設定されると共に、スイッチ回路１５の切り換えによりＡＰＣ回路１６からのＡＰＣ出力が選択されるＡＰＣのオン状態になる。
【００４０】
そして、ランダムな記録が行われるべくスイッチ回路５，６が切り換えられてリードパワー信号とライトパワー信号とにより生成されるパルス波形のテスト信号がレーザードライバ２に供給される。
【００４１】
ここで、ＣＰＵ１３によりＤ／Ａ回路１９に設定されるライトパワー設定値は、レーザーダイオード１を駆動させるライトパワー値の測定範囲、例えば２５ｍＷ〜６０ｍＷ内で所定出力の刻み、例えば５ｍＷ刻みにてレーザーダイオード１からライトパワーが出力されるようになっている。
【００４２】
レーザードライバ２がＤ／Ａ回路１４に設定されるリードパワー設定値及びＤ／Ａ回路１９により設定されるライトパワー設定値に対応するテスト信号により制御されてこのレーザードライバ２によりレーザーダイオード１が駆動されるようになると、フロントモニターダイオード３からのモニター出力がライトパワー値によりレーザーダイオード１が駆動されているタイミングでＳ／Ｈ回路１８によりサンプル・ホールドされてＷＳＨＯ電圧が得られ、このＷＳＨＯ電圧のピーク値及びボトム値がそれぞれＰＨ回路２２及びＢＨ回路２３により抽出される。
【００４３】
ＷＳＨＯ電圧のピーク値及びボトム値はそれぞれＡ／Ｄ変換後ＣＰＵ１３に取り込まれ、測定手段２６はＷＳＨＯ電圧のピーク値及びボトム値の差分を演算してＷＳＨＯ電圧の振幅値を測定する。
【００４４】
ここで、エンコーダ／デコーダ４のエンコード動作に応じてパルス波形の記録信号が発生され、フロントモニターダイオード３からのモニター出力（Ｖｒｅｆからマイナスして記録信号に対して極性反転して負の極性にて出力される）が図２（イ）に示すように発生されると、このモニター出力のライトパワーに対応する期間のタイミングに同期するべくＷＡＰＣ信号が図２（ロ）に示すように発生され、このＷＡＰＣ信号によりＳ／Ｈ回路１
８によりサンプル・ホールドされるタイミングは決定されている。その為、ＣＰＵ１３内の測定手段２６により測定される前記モニター出力のＷＳＨＯ電圧の振幅値は記録信号のライトパワー値に基づいている。
【００４５】
測定手段２６により測定されたＷＳＨＯ電圧の振幅値は、判定手段２７によりあらかじめ設定されるライトパワー値ごとの標準値と比較される。この標準値Ｓは図３の網掛け部分に示す如く、実線に示す基準値を中心にライトパワー値が大きくなるに対応して許容幅が広くなっており、前記判定手段２７はＷＳＨＯ電圧の振幅値が対応するライトパワー値ごとの標準値内に収まっているか否かを判断し、ＷＳＨＯ電圧の振幅値が標準値内の場合にレーザーダイオード１からの発光出力が安定であると判定する。
【００４６】
上述した測定手段２６によるＷＳＨＯ電圧の振幅値の測定、及び判定手段２７によるＷＳＨＯ電圧の振幅値が標準値内であるか否かの判定は、Ｄ／Ａ回路１９に設定されるライトパワー設定値が切り換えられてレーザーダイオード１を駆動させるライトパワー値が切り換えられる毎に行われる。
【００４７】
ところで、図１に示す光ディスク記録装置は無偏光光学系の光学ヘッドを採用しているので、ディスクによって反射されたレーザー光がレーザーダイオード１に戻され、その戻り光がレーザーダイオード１から出射されるレーザー光と干渉することによりレーザーダイオード１の発光出力が不安定になるが、ＷＳＨＯ電圧の振幅値が標準値内である場合にはその不安定度が実使用に耐える許容範囲内にあると判断出来る。
【００４８】
このようにして所定刻みに変化されたライトパワー値毎にＷＳＨＯ電圧の振幅値が測定され、その都度、ＷＳＨＯ電圧の振幅値が標準値内であるか否かの判定が行われてレーザーダイオード１の発光出力の安定度が判定される。この判定は各ライトパワー値に対応させてＣＰＵ１３内のＲＡＭ２８に記憶される。
【００４９】
ＷＳＨＯ電圧の振幅値が標準値外にあるとの判定が行われてレーザーダイオード１の発光出力の安定度が許容範囲外である不安定であると判断された場合、この不安定の判断が行われたライトパワー値を使用する記録動作を禁止する。
【００５０】
すなわち、ＣＰＵ１３内のＲＡＭ２８に記憶される判定データに応じてレーザーダイオード１の発光出力が安定であるライトパワー値を使用する記録動作のみが許容されるようにすることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
半導体レーザーの品質検査をする際の戻り光が干渉した場合の半導体レーザーの発光出力の安定度を測定する半導体レーザー測定装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る半導体レーザー測定装置を備える光ディスク記録装置の一実施例を示す回路ブロック図である。
【図２】フロントモニターダイオード３から得られるライトパワー値発生期間のモニター電圧であるＷＳＨＯ電圧がＳ／Ｈ回路１８によりサンプル・ホールドされるタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】判定手段２７によりＷＳＨＯ電圧の振幅値と比較されるライトパワー値ごとの標準値を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１        レーザーダイオード
２        レーザードライバ
３        フロントモニターダイオード
４        エンコーダ／デコーダ
８        リードパワー信号発生回路
９        ライトパワー信号発生回路
１３        ＣＰＵ
１６        ＡＰＣ回路
１７        ＡＣＣ回路
１８        Ｓ／Ｈ回路
１９，２０        Ｄ／Ａ回路
２２        ピークホールド回路
２３        ボトムホールド回路
２６        測定手段
２７        判定手段
【図１】
2005158106.tif 000003
【図２】
2005158106.tif 000004
【図３】
2005158106.tif 000005