(57)【要約】本発明の半導体レーザ駆動装置は、光記録媒体に記録されている情報の劣化を招くことなく再生可能とするために、半導体レーザと、半導体レーザの出射光の一部を受光し光量に対応した電気信号に変換する光検出素子と、電気信号の平均値が与えられた目標値に一致するように半導体レーザに駆動信号を入力するレーザ駆動回路と、高周波信号の振幅を制御する高周波重畳制御部と、を備えている。高周波重畳制御部は、電気信号の平均値に対する電気信号のピーク値の比であるピーク対平均比が、与えられた基準値を超えて高くならないように、振幅を制御する。
2004038711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ（１）と、
前記半導体レーザ（１）の出射光の一部を受光し光量に対応した電気信号（Ｖｏｐｔ）に変換する光検出素子（２）と、
前記電気信号の平均値（Ｖｍ）が与えられた目標値に一致するように、前記半導体レーザ（１）に駆動信号（Ｉｄ）を入力するレーザ駆動回路（４）と、
前記駆動信号（Ｉｄ）に高周波信号（Ｕｆ）を重畳する高周波重畳回路（１２）と、
前記高周波信号（Ｕｆ）の振幅（φ）を制御する高周波重畳制御部（５）と、を備えたものにおいて、
前記高周波重畳制御部（５）は、前記電気信号（Ｖｏｐｔ）の前記平均値（Ｖｍ）に対する前記電気信号（Ｖｏｐｔ）のピーク値（Ｖｐ）の比であるピーク対平均比（Ｒ）が、与えられた第１基準値（Ｒｓ）を超えて高くならないように、前記振幅（φ）を制御することを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
【請求項２】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記ピーク対平均比（Ｒ）が、前記第１基準値（Ｒｓ）以下の与えられた第２基準値（Ｒｗ）を超えて低くならないように、前記振幅（φ）を更に制御することを特徴とする請求の範囲１記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項３】
前記光検出素子（２）から前記電気信号（Ｖｏｐｔ）を受信し、前記電気信号（Ｖｏｐｔ）の前記ピーク値（Ｖｐ）を検出するピーク検出回路（７）を更に備え、
前記高周波重畳制御部（５）は、前記ピーク検出回路（７）が検出した前記ピーク値（Ｖｐ）に基づいて前記ピーク対平均比（Ｒ）を算出することを特徴とする請求の範囲１又は２記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項４】
前記半導体レーザ（１）の温度（Ｔ）を計測する温度センサ（９）と、
前記平均値（Ｖｍ）と前記温度（Ｔ）と前記振幅（φ）と前記ピーク対平均比（Ｒ）との間の関係を示すデータを記憶する記憶部（８）と、を更に備え、
前記高周波重畳制御部（５）は、前記記憶部（８）から前記データを読み出すことにより、当該データと前記平均値（Ｖｍ）と前記温度（Ｔ）とに基づいて前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求の範囲１又は２記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項５】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記半導体レーザの温度（Ｔ）が上昇するのに伴い、前記振幅（φ）が減少するように前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求の範囲１乃至４の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項６】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記平均値（Ｖｍ）が与えられた閾値（Ｖｔｈ）未満であれば、前記平均値（Ｖｍ）が上昇するのに伴って前記振幅（φ）が減少し、前記平均値（Ｖｍ）が前記閾値（Ｖｔｈ）より大きければ、前記平均値（Ｖｍ）が上昇するのに伴って前記振幅（φ）が増加するように、前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求の範囲１乃至５の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項７】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象である光記録媒体（２６）の線速度Ｖを取得する線速度取得部（９５）を備え、前記高周波重畳制御部（５）は、前記線速度Ｖの標準値である標準線速度Ｖｏに対し、前記ピーク対平均比（Ｒ）が√（Ｖ／Ｖｏ）に比例するように前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求の範囲１乃至６の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項８】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって前記出射光のピーク値（５２）の許容値（Ｐ）が記録された光記録媒体（２６）から、記録されている前記許容値（Ｐ）を読み取ることにより前記第１基準値（Ｒｓ）を取得するデータ取得部（５９）を備えることを特徴とする請求の範囲１乃至５及び７の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項９】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって試験記録領域（８２Ａ）を有する光記録媒体（２６）の前記試験記録領域（８２Ａ）に試験パターンを記録するとともに前記振幅（φ）を変えつつ前記試験パターンを読み取ることにより、前記第１基準値（Ｒｓ）を判定する試験実行部（９１）を備えることを特徴とする請求の範囲１乃至５及び７の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１０】
前記高周波重畳制御部（５）は、
前記試験実行部（９１）が判定した前記第１基準値（Ｒｓ）を前記光記録媒体（２６）へ記録する基準値記録部（９２）と、
前記第１基準値（Ｒｓ）が記録された光記録媒体（２６）から、記録されている前記第１基準値（Ｒｓ）を読み取るデータ取得部（５９Ａ）と、を更に備えることを特徴とする請求の範囲９記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１１】
前記半導体レーザ（１）の前記出射光の波長λが３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであることを特徴とする請求の範囲１乃至１０の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１２】
請求の範囲１乃至１１の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置を備えることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項１３】
請求の範囲１２記載の光ヘッド装置を備えることを特徴とする光情報処理装置。
【請求項１４】
請求の範囲８に記載の半導体レーザ駆動装置によって情報を再生するための光記録媒体であって、前記許容値（Ｐ）が記録されていることを特徴とする光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、光ディスクあるいは光カードなど、光記録媒体（光磁気記録媒体を含む）上に情報の記録、再生あるいは消去を行うための半導体レーザ駆動装置、当該装置を備えた光ヘッド装置、光情報処理装置、及び光記録媒体に関する。
【背景技術】  高密度・大容量の記録媒体として、ピット状パターンを有する光記録媒体を用いる光メモリ技術は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにはデータファイルなど、その適用対象が拡大しつつある。この光メモリ技術は、微小に集光された光ビームを介して光ディスク等の光記録媒体へ、高い精度と信頼性をもって情報を記録及び再生する。
その記録の原理を簡単に説明すると次の通りである。例えば、相変化材料を使った光ディスクへ情報を記録する場合には、情報を再生する場合に比べて比較的高いパワーの光が光ディスクへ照射される。それにより、記録面の材料に相変化が生じ、反射率の異なる領域が作られることにより、情報の記録および消去が行われる。また、再生時には相変化が起きない程度に低い光量の光が、光ディスクに照射される。照射された光の反射率の変化を検出することにより、情報の再生が行われる。
この記録・再生動作は、ひとえにその光学系に依存している。その光学系の主要部である光ヘッド装置の基本的な機能は、光源からの光で回折限界の微小スポットを形成する収束機能、上記光学系の焦点制御とトラッキング制御及びピット信号の検出に大別される。これらの機能は、その目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式の組み合わせによって実現されている。
光学系の基本をなす要素の１つとして光源が挙げられる。一般に回折限界まで集光を行うための光源として、半導体レーザが好適である。光ヘッド装置には、主に小型の半導体レーザが光源として用いられている。高信頼性をもって記録再生するために、光ヘッドの光源に用いられる半導体レーザには、当然ながらノイズの少ないことが要求される。
半導体レーザには、大別してシングルモードレーザとマルチモードレーザの２種類がある。このうちシングルモードレーザでは、発光波長が光ディスクからの戻り光などの影響により離散的に変化し（モードホップと称される）、それに伴う光量変化がノイズとして記録再生信号に含まれてしまう。また戻り光に対する影響の大きい半導体レーザでは、レーザ発振そのものにも影響が現れ、発振が不安定となり、出力が大きく変動することもある。従って、そのままでは記録及び再生も不安定となり、信号品質が低下することとなる。
一方、マルチモードレーザは、初めから複数の波長をもって発光しており、モードホップによるノイズの影響が少なく光ヘッド用の光源として優れている。しかし、所望する波長によってはマルチモードレーザを構成することが困難で、シングルモードレーザでしか所望の波長の光が得られない場合がある。またマルチモードレーザにおいても、高温等の環境状態によっては、動作が不安定になり、動作モードがシングルモードになってしまうことがある。
そこで、シングルモードレーザに高周波重畳を印加することでマルチモードとして使う方法が採られている。具体的には、高周波重畳回路の発振回路から得られる数百ＭＨｚの周波数の交流成分をレーザ駆動電流に重畳し、レーザをマルチモードとして動作させることで、戻り光の影響を抑えてノイズを低減した実用的な光源を実現している。
図１９は、このように構成された従来の半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。この半導体レーザ駆動装置１５０は、半導体レーザ６１、光検出素子６２、高周波重畳回路７２、レーザ駆動回路６４及び高周波重畳制御回路６５を備えている。また、高周波重畳回路７２は、発振回路６３、駆動電源６６及び容量素子７０を備えている。レーザ駆動回路６４は駆動電流Ｉｄを半導体レーザ６１へ供給する。半導体レーザ６１は、駆動電流Ｉｄが流れ込むことにより発光する。半導体レーザ６１はシングルモードレーザである。光検出素子６２は、半導体レーザ６１の出射光の一部を受け、受けた光を光電変換することにより、光量（光強度）に比例した光強度検出信号である電気信号Ｖｓを出力する。レーザ駆動回路６４は、光検出素子６２からの電気信号Ｖｓをモニターし、電気信号Ｖｓが一定値になるように駆動電流Ｉｄを制御する。半導体レーザ駆動装置１５０は、以上のような構成を採ることにより、半導体レーザ６１を所望の出力で発光させることができる。
高周波重畳回路７２は、駆動電流Ｉｄに高周波信号Ｕｆを重畳させる回路である。発振回路６３は、駆動電源６６から電力の供給を受けることにより発振する。発振回路６３が出力する高周波信号Ｕｆは、直流成分をカットするための容量素子７０を介して駆動電流Ｉｄの経路に伝達される。このとき発振回路６３の発振振幅及び周波数を、適切に設定しておくことにより、半導体レーザ６１をマルチモードレーザとして動作させることができる。それにより、戻り光による半導体レーザ６１のノイズを抑えることができ、光ディスクからの安定した情報の再生を行うことができる。
このとき、半導体レーザ６１の出射光の強度の時間に対する変化は、例えば図２０の実線曲線５１で表される。図２０に例示するように、出射光の強度は、高周波重畳の影響により、高周波重畳回路７２が出力する高周波信号Ｕｆの周波数に対応する周波数を有する交流成分を含んだものとなる。しかし、高周波信号Ｕｆの周波数を光記録媒体の再生信号の周波数帯域より十分に高くしておけば、再生信号を検出する光検出器の周波数特性を適当に選ぶことで、波線５３で示す時間的平均値と同じ大きさの直流成分のみを有するレーザ光で再生する場合と同じ信号が得られる。なお、光検出素子６２は、その周波数特性により、破線５３で示す時間平均値を電気信号Ｖｓとして出力する。
しかしながら、上記の構成では、光量の平均値に対して光量のピーク値５２は高くなっている。そのため、ごく短い時間において、レーザ光のパワーは平均値より大きくなっている。そのため、半導体レーザ６１の出射光を光ディスクに照射することにより情報の再生を行うと、検出される再生信号は平均値のパワーを有する出射光によって検出されたものと同じ信号となるにもかかわらず、ごく短時間にパワーが高くなっている部分では、わずかながら光ディスクが相変化を起こしてしまうことがある。これは、光ディスクに記録されていた情報に対して、わずかとはいえ情報の再生中に上書きもしくは消去を行うことに相当する。その結果、光ディスクに記録されていた本来の情報が劣化することとなる。
日本国公開特許公報第２００１−３５２１２４号は、半導体レーザ駆動装置の回路素子の素子定数が温度変化に伴って変化することにより高周波信号Ｕｆの周波数が変化する問題を解消するために、当該周波数を可変制御することを可能にした技術を開示している。しかしながら、この文献に開示される従来技術は、高周波信号の周波数のずれを解消するものではあっても、上記した出射光のピークパワーによる情報の劣化の問題を解消するものではなかった。
以上のように、従来の半導体レーザ駆動装置においては、出射光のピークパワーにより光記録媒体に記録されている情報の劣化を招く場合があるという問題点があった。
【発明の開示】
本発明は、上記のような問題点を解決し、光記録媒体に記録されている情報の劣化を招くことなく、情報の再生を行うことを可能にする半導体レーザ駆動装置、光ヘッド装置、光情報処理装置及び光記録媒体を提供することを目的とする。
この目的のために本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１の態様は、半導体レーザと、前記半導体レーザの出射光の一部を受光し光量に対応した電気信号に変換する光検出素子と、前記電気信号の平均値が与えられた目標値に一致するように、前記半導体レーザに駆動信号を入力するレーザ駆動回路と、前記高周波信号の振幅を制御する高周波重畳制御部と、を備えたものにおいて、前記高周波重畳制御部は、前記電気信号の前記平均値に対する前記電気信号のピーク値の比であるピーク対平均比が、与えられた第１基準値を超えて高くならないように、前記振幅を制御することを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１の態様によれば、出射光の光量に対応した電気信号の平均値に対するピーク値の比であるピーク対平均比が、与えられた第１基準値を超えて高くならないように高周波信号の振幅が制御されるので、第１基準値を適切に設定することにより、光記録媒体に記録されている情報を劣化させることなく、当該光記録媒体から情報を再生することができる。それにより、同一の光記録媒体から長期にわたって安定した情報の再生を行うことが可能となる。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第２の態様は、第１の態様において、前記高周波重畳制御部は、前記ピーク対平均比が、前記第１基準値以下の与えられた第２基準値を超えて低くならないように、前記振幅を更に制御することを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第２の態様によれば、ピーク対平均比が、与えられた第２基準値を超えて低くならないように高周波信号の振幅が制御されるので、第２基準値を適切に設定することにより、半導体レーザをマルチモードで安定して動作させることができる。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記光検出素子から前記電気信号を受信し、前記電気信号の前記ピーク値を検出するピーク検出回路を更に備え、前記高周波重畳制御部は、前記ピーク検出回路が検出した前記ピーク値に基づいて前記ピーク対平均比を算出することを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第３の態様によれば、光検出素子からの電気信号のピーク値を検出するピーク検出回路が備わり、当該ピーク検出回路が検出したピーク値に基づいてピーク対平均比が算出されるので、高周波信号の振幅の制御が精度良く行われる。特に、半導体レーザの個体毎に、高周波信号の振幅と電気信号のピーク値との関係が異なる場合でも、光記録媒体から情報を再生する時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第４の態様は、第１又は第２の態様において、前記半導体レーザの温度を計測する温度センサと、前記平均値と前記温度と前記振幅と前記ピーク対平均比との間の関係を示すデータを記憶する記憶部と、を更に備え、前記高周波重畳制御部は、前記記憶部から前記データを読み出すことにより、当該データと前記平均値と前記温度とに基づいて前記振幅を制御することを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第４の態様によれば、高周波重畳制御部は、記憶部に記憶される電気信号の平均値と半導体レーザの温度と高周波信号の振幅とピーク対平均比との関係を示すデータを読み出し、このデータと電気信号の平均値と半導体レーザの温度とにより高周波信号の振幅を制御するので、ピーク検出回路を要しない。また、半導体レーザの温度変化を考慮した高周波信号の振幅の制御が実現する。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第５の態様は、第１乃至第４の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記半導体レーザの温度が上昇するのに伴い、前記振幅が減少するように前記振幅を制御することを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第５の態様によれば、高周波重畳制御部が、半導体レーザの温度が上昇するのに伴って高周波信号の振幅が減少するように当該振幅を制御するので、半導体レーザの温度に変化があっても、高周波信号の振幅が適切に制御される。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第６の態様は、第１乃至第５の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記平均値が与えられた閾値未満であれば、前記平均値が上昇するのに伴って前記振幅が減少し、前記平均値が前記閾値より大きければ、前記平均値が上昇するのに伴って前記振幅が増加するように、前記振幅を制御することを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第６の態様によれば、高周波重畳制御部は、電気信号の平均値が与えられた閾値未満であれば、平均値が上昇するのに伴って高周波信号の振幅が減少し、平均値が閾値より大きければ、平均値が上昇するのに伴って振幅が増加するように、振幅を制御するので、ピーク対平均比と平均値との間の関係を反映した適切な振幅制御が実現する。すなわち、半導体レーザの出力が変化する場合においても、光記録媒体からの情報の再生時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第７の態様は、第１乃至第６の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象である光記録媒体の線速度Ｖを取得する線速度取得部を備え、前記高周波重畳制御部は、前記線速度Ｖの標準値である標準線速度Ｖｏに対し、前記ピーク対平均比が√（Ｖ／Ｖｏ）に比例するように前記振幅を制御することを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第７の態様によれば、高周波重畳制御部が、再生の対象である光記録媒体の線速度Ｖを取得し、標準線速度Ｖｏに対し、ピーク対平均比が√（Ｖ／Ｖｏ）に比例するように高周波信号の振幅を制御するので、光記録媒体の線速度が変化しても、高周波信号の振幅が適切に制御される。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様は、第１乃至第５及び第７の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって前記出射光のピーク値の許容値が記録された光記録媒体から、記録されている前記許容値を読み取ることにより前記第１基準値を取得するデータ取得部を備えることを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様によれば、高周波重畳制御部が、再生の対象である光記録媒体に記録されている許容値を読み取り、読み取った許容値から第１基準値を得るので、高周波信号の振幅を光記録媒体ごとに適切に制御することができる。すなわち、光記録媒体毎に記録信号を劣化させないパワーの限度が大きく異なる場合であっても、光記録媒体からの情報の再生時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第９の態様は、第１乃至第５及び第７の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって試験記録領域を有する光記録媒体の前記試験記録領域に試験パターンを記録するとともに前記振幅を変えつつ前記試験パターンを読み取ることにより、前記第１基準値を判定する試験実行部を備えることを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第９の態様によれば、高周波重畳制御部が備える試験実行部が、再生の対象である光記録媒体の試験記録領域に試験パターンを記録するとともに、高周波信号の振幅を変えつつ試験パターンを読み取ることにより第１基準値を判定するので、高周波信号の振幅を光記録媒体ごとに適切に制御することができる。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１０の態様は、第９の態様において、前記高周波重畳制御部は、前記試験実行部が判定した前記第１基準値を前記光記録媒体へ記録する基準値記録部と、前記第１基準値が記録された光記録媒体から、記録されている前記第１基準値を読み取るデータ取得部と、を更に備えることを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１０の態様によれば、高周波重畳制御部が、試験実行部が判定した第１基準値を光記録媒体へ記録する基準値記録部と、光記録媒体から記録されている第１基準値を読み取るデータ取得部とを備えるので、高周波重畳制御部は、過去において光記録媒体に記録された第１基準値を読み取ることによって、その光記録媒体の第１基準値を取得できる。従って、同一の光記録媒体に対して再生を行う毎に試験実行部が試験パターンの記録と読み取りとを行う必要がない。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１１の態様は、第１乃至第１０の何れかの態様において、前記半導体レーザの前記出射光の波長λが３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであることを特徴としている。
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１１の態様によれば、半導体レーザの前記出射光の波長λが青色領域に略相当する３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであるので、高周波信号の振幅によってはピーク対平均比が高い値にまで上昇する当該波長領域において、ピーク対平均比が適切な範囲に制御される。それにより、当該波長領域を用いた光記録媒体、すなわち記録密度が高くピークパワーによる信号劣化の影響が大きな光記録媒体に対して、再生時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
本発明に係る光ヘッド装置は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置を備えることを特徴としている。
本発明に係る光ヘッド装置は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置を備えるので、光記録媒体に記録されている情報を劣化させることなく、当該光記録媒体から情報を再生することができる。すなわち、高い信頼性をもって光記録媒体からの情報の再生を行い得る光ヘッド装置が実現する。
本発明に係る光情報処理装置は、本発明に係る光ヘッド装置を備えることを特徴としている。
本発明に係る光情報処理装置は、本発明に係る光ヘッド装置を備えるので、光記録媒体に記録されている情報を劣化させることなく、当該光記録媒体から情報を再生することができる。すなわち、高い信頼性をもって光記録媒体からの情報の再生を行い得る光情報処理装置が実現する。
本発明に係る光記録媒体は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様によって情報を再生するための光記録媒体であって、前記許容値が記録されていることを特徴としている。
本発明に係る光記録媒体は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様によって読み取られる許容値が記録されているので、当該半導体レーザ駆動装置を用いて当該光記録媒体から情報を再生する際に、高周波信号の振幅を当該光記録媒体に適合するように制御することができる。
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の実施の形態１による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。
図２は図１の光検出素子の出力波形を例示するグラフである。
図３は図１のピーク検出回路の構成例を示す回路図である。
図４は図１の高周波重畳制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
図５は図１の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
図６はピーク対平均比と平均値との関係を例示するグラフである。
図７は本発明の実施の形態２による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。
図８は図７の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
図９は図７の記憶部に記憶されるデータの構造例を示す説明図である。
図１０は本発明の実施の形態３による光ヘッド装置の概略構成を示す構成図である。
図１１は本発明の実施の形態４による光情報処理装置の概略側面図である。
図１２は図１１の光情報処理装置のブロック図である。
図１３は本発明の実施の形態５による半導体レーザ駆動装置に含まれる高周波重畳制御部の構成を示すブロック図である。
図１４は本発明の実施の形態５による半導体レーザ駆動装置に用いられる光ディスクの概略平面図である。
図１５は図１４の条件記録領域に記録されるデータを例示する模式図である。
図１６は実施の形態６による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
図１７は図１６の高周波重畳制御部の動作を示すフローチャートである。
図１８は実施の形態７による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
図１９は従来技術による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。
図２０は図１９の半導体レーザによる出射光の光強度の波形を例示するグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】  （実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。この半導体レーザ駆動装置１０１は、半導体レーザ１、光検出素子２、高周波重畳回路１２、レーザ駆動回路４、高周波重畳回路５及びピーク検出回路７を備えている。また、高周波重畳回路１２は、発振回路３、駆動電源６及び容量素子１０を備えている。半導体レーザ１、光検出素子２及び高周波重畳回路１２は主要部１１に属し、レーザ駆動回路４、高周波重畳制御部５及びピーク検出回路７は周辺回路に属する。後述するように、半導体レーザ駆動装置１０１は、光ヘッド装置に組み込まれて使用されるが、周辺回路については光記録媒体のトラックに追随して移動する光学系から離れて、固定された回路基板に設けられる場合がある。
レーザ駆動回路４は駆動電流Ｉｄを半導体レーザ１へ供給する。半導体レーザ１は、駆動電流Ｉｄが流れ込むことにより発光する。半導体レーザ１は、例えば出射光の波長が４０５ｎｍのシングルモードレーザである。
高周波重畳回路１２は、駆動電流Ｉｄに高周波信号Ｕｆを重畳させる回路である。高周波信号Ｕｆは例えば電流信号である。発振回路３は、駆動電源６からの電力の供給を受けることにより、例えば２００ＭＨｚ〜６００ＭＨｚ程度の高周波で発振する。発振回路３が出力する高周波信号Ｕｆは、直流成分をカットしＡＣカップリングを実現するための容量素子１０を介して駆動電流Ｉｄの経路に伝達される。高周波重畳された駆動電流Ｉｄは、半導体レーザ１に入力されることにより、シングルモードレーザである半導体レーザ１を、マルチモードレーザとして発光させる。それにより、光ディスク等の光記録媒体からの戻り光に対する影響を低減し、半導体レーザ１のノイズを抑えることができるので、光記録媒体から情報の再生を安定して行うことができる。
半導体レーザ１から出射した光のうち大半は記録又は再生のために光記録媒体へ向かうが、一部は光検出素子２で受光される。光検出素子２は、半導体レーザ１の出射光の一部を受け、受けた光を光電変換することにより、光量（光強度）に比例した光強度検出信号である電気信号Ｖｏｐｔを出力する。レーザ駆動回路４は、光検出素子２からの電気信号Ｖｏｐｔを取り込み、電気信号Ｖｏｐｔの平均値Ｖｍが一定値になるように駆動電流Ｉｄを制御する。それにより、半導体レーザ１の出射光のパワーの平均値は一定に保たれる。半導体レーザ駆動装置１０１は、以上のような構成を採ることにより、半導体レーザ１を所望の出力で発光させることができる。
なお、半導体レーザ駆動装置１０１は、光記録媒体へ情報を記録する際には光量を増加させ、例えば相変化材料からなる光記録媒体の記録層に相変化を与えることにより情報を記録する。その場合には、レーザ駆動回路４は駆動電流Ｉｄを増加させることにより光量を増加させる。
半導体レーザ１の出射光の強度の時間に対する変化は、図２０の実線曲線で例示される。また、光検出素子２により得られる光強度検出信号である電気信号Ｖｏｐｔの波形は、図２の実線曲線で例示される。図２と図２０とを比較すれば分かるように、光検出回路２は、その周波数特性から、光強度の時間変化を精度良く検出する。すなわち、光検出素子２の応答帯域を、高周波信号Ｕｆの周波数に対して十分に高くしておくことにより、光検出素子２が出力する電気信号Ｖｏｐｔは、半導体レーザ１の発光波形を十分に精度良く表現することができる。
従って、電気信号Ｖｏｐｔから、光強度の平均値５３だけでなくピーク値５２を検出することも可能である。レーザ駆動回路４は、電気信号Ｖｏｐｔからその平均値Ｖｍを算出し、この平均値Ｖｍが所定の値となるように駆動電流Ｉｄを制御する。一方、ピーク検出回路７は、電気信号Ｖｏｐｔからそのピーク値Ｖｐを検出する。図３は、ピーク検出回路７の回路構成の一例を示す回路図である。図３の例では、ピーク検出回路７は、ダイオード４１及び容量素子４２とを備えることにより、いわゆる検波回路或いはピークホールド回路を構成している。
図４は、高周波重畳制御部５のハードウェア構成を示すブロック図である。高周波重畳制御部５は、ＣＰＵ（中央演算処理部）４５、プログラムメモリ４６、データメモリ４７、Ａ／Ｄ変換器４８、４９、及びＤ／Ａ変換器５０を備えており、それらの回路要素はバスライン５１によって接続されている。すなわち、高周波重畳制御部５は、マイクロコンピュータとして構成されている。
Ａ／Ｄ変換器４８は、ピーク検出回路７が出力する電気信号Ｖｏｐｔのピーク値Ｖｐを受信し、ピーク値Ｖｐの形式をアナログ形式からデジタル形式へ変換する。Ａ／Ｄ変換器４９は、レーザ駆動回路４が取得する電気信号Ｖｏｐｔの平均値Ｖｍを受信し、平均値Ｖｍの形式をアナログ形式からデジタル形式へ変換する。プログラムメモリ４６は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を有しており、ＣＰＵ４５の動作を規定するプログラム及びデータを格納している。データメモリ４７は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を有しており、ＣＰＵ４５の動作に伴う各種のデータを一時的に記憶する。ＣＰＵ４５は、ピーク値Ｖｐ及び平均値Ｖｍに基づいて高周波重畳回路１２が出力する高周波信号Ｕｆの振幅φを制御するための制御信号Ｖｃを算出する。Ｄ／Ａ変換器５０は、制御信号Ｖｃの形式をデジタル形式からアナログ形式へ変換する。デジタル形式に変換された制御信号Ｖｃは、高周波重畳回路１２へ入力される。
図５は、高周波重畳制御部５の機能に基づく構成を示すブロック図である。高周波重畳制御部５は、比率演算部５４、制御信号演算部５５及び基準値記憶部５６を備えている。比率演算部５４は、ピーク値Ｖｐ及び平均値Ｖｍを受信し、ピーク対平均比Ｒ＝Ｖｐ／Ｖｍを算出する。基準値記憶部５６は、半導体レーザ１の出射光のピークパワーにより光記録媒体に記録される情報に劣化が生じない範囲で適切に設定されたピーク対平均比Ｒの上限値である第１基準値Ｒｓを記憶している。基準値記憶部５６は、例えば、プログラムの一部或いはデータの一部としてプログラムメモリ４６に基準値Ｒｓを記憶する。制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが基準値Ｒｓを超えて高くならないように、制御信号Ｖｃを算出する。第１基準値Ｒｓの最適な値は、光ディスク等の光記録媒体の特性及び光学系の特性により異なるが、例えば、ピーク値Ｖｐ：平均値Ｖｍ＝７．７：１、すなわちＲｓ＝７．７である。
以上のように、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒｓ以下になるように、振幅φが制御されるので、半導体レーザ１の出射光のピークパワーが不必要に大きくなることを防止することができる。それによって、光記録媒体から情報を再生する際に、駆動電流Ｉｄに重畳される高周波信号Ｕｆの振幅φを、光記録媒体に記録されている情報（記録信号）を劣化させない範囲に維持することができる。特に、ピーク検出回路７が検出したピーク値Ｖｐに基づいてピーク対平均比Ｒが算出されるので、半導体レーザ１の個体毎に、高周波信号Ｖｆの振幅φと電気信号のピーク値Ｖｐとの関係が異なる場合でも、光ディスク２６からの情報の再生時に記録信号の劣化を防ぐことができる。
一般に、ピーク対平均比Ｒは、平均値Ｖｍ、半導体レーザ１の温度Ｔ、及び高周波信号Ｕｆの振幅φの関数Ｒ＝ｆ（Ｖｍ，Ｔ，φ）として表現することができる。関数ｆの形は、半導体レーザ１毎の特性の相違によっても変わり得る。平均値Ｖｍ及び振幅φが一定であれば、半導体レーザ１の温度Ｔが上昇するのに伴い、ピーク対平均比Ｒは高くなる。従って、高周波重畳制御部５は、温度Ｔが上昇するのに伴って、振幅φが減少するように振幅φを制御する。
また、半導体レーザ１の出力が変化する場合には、出力されるパワーがある閾値未満の範囲では、パワーの増加とともにピーク値Ｖｐが高くなり、パワーが閾値より大きい範囲では、パワーの増加とともにピーク値Ｖｐが低くなる。すなわち、温度が一定であるときのピーク対平均比Ｒと平均値Ｖｍと振幅φとの間の関係は、図６のグラフで例示される。平均値Ｖｍは、半導体レーザ１のパワーに対応している。ピーク対平均比Ｒ＝Ｖｐ／Ｖｍを縦軸とし、平均値Ｖｍを横軸として描かれる曲線は、平均値Ｖｍに関する閾値Ｖｔｈにおいて最高値をとる山形の曲線となる。この曲線は、振幅φが増大するほど縦軸正方向にシフトする。
既に述べたように、高周波重畳制御部５は、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒｓ以下となるように、振幅φを制御する。従って、半導体レーザ１のパワー或いは平均値Ｖｍが増加するのに伴って、平均値Ｖｍが閾値Ｖｔｈ未満であれば振幅φが減少し、平均値Ｖｍが閾値Ｖｔｈより大きければ振幅φが増加するようにに、高周波重畳制御部５は振幅φを制御する。
好ましくは、基準値記憶部５６は、第１基準値Ｒｓに加えて、第１基準値Ｒｓ以下に設定される第２基準値Ｒｗをも記憶している。第２基準値Ｒｗは、半導体レーザ１がマルチモードで安定して動作し得る範囲で適切に設定されたピーク対平均比Ｒの下限値である。基準値記憶部５６は、例えば、プログラムの一部或いはデータの一部としてプログラムメモリ４６に、基準値Ｒｓと共に基準値Ｒｗを記憶する。
この場合には、制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが第２基準値Ｒｗを超えて低くならないように、制御信号Ｖｃを算出する。すなわちこの場合には、高周波重畳制御部５は、ピーク対平均比Ｒが、Ｒｗ≦Ｒ≦Ｒｓとなるように、振幅φを制御する。それによって、半導体レーザ１をマルチモードで安定して動作させることが可能とある。
なお、半導体レーザ１の出射光の波長λは、一般には任意であるが、特に青色領域に略相当する３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであることが望ましい。この波長領域では、高周波信号Ｖｆの振幅φによってはピーク対平均比Ｒが高い値にまで上昇するからである。更に、この波長領域を用いた光ディスク２６等の光記録媒体は、記録密度が高くピークパワーによる信号劣化の影響が大きいからである。
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。この半導体レーザ駆動装置１０２は、温度センサ９及び記憶部８を備え、高周波重畳制御部５が高周波重畳制御部５Ａに置き換えられ、ピーク検出回路７が除去されている点において、図１に示した半導体レーザ駆動装置１０１とは異なっている。以下の図において、図１〜図５と同一部分については、同一符号を付して詳細な説明を略する。
温度センサ９は、半導体レーザ１の温度Ｔを計測し、計測した温度Ｔを電気信号として出力する。以下においては、説明を簡略なものとするために、温度Ｔを示す計測信号である電気信号をも温度Ｔと表現する。記憶部８は、例えば半導体メモリを有している。
高周波重畳制御部５Ａのハードウェア構成は、図４と同等に表される。但し、Ａ／Ｄ変換器４８にはピーク値Ｖｐに代えて、温度Ｔが入力される。図８は、高周波重畳制御部５Ａの機能に基づく構成を示すブロック図である。高周波重畳制御部５Ａは、制御信号演算部５８及び基準値記憶部５６を備えている。制御信号演算部５８は、平均値Ｖｍ、温度Ｔ、記憶部８に記憶されるデータ、並びに基準値記憶部５６に記憶される第１基準値Ｒｓ（好ましくは、更に第２基準値Ｒｗ）に基づいて、制御信号Ｖｃを算出する。
既に述べたように、ピーク対平均比Ｒ、平均値Ｖｍ、温度Ｔ、及び振幅φの間には、関数関係Ｒ＝ｆ（Ｖｍ，Ｔ，φ）が存在する。記憶部８は、予め実験等により求められたこれらの変数の間の関係を記憶している。図９は、記憶部８が記憶するデータの構造を例示する説明図である。図９の例では、記憶部８は、平均値Ｖｍ、温度Ｔ、及び振幅φの様々な組み合わせに対するピーク対平均比Ｒの値を記憶している。振幅φと制御信号Ｖｃとの間には一定の対応関係が存在するので、記憶部８は、振幅φの代わりに制御信号Ｖｃを記憶していてもよく、それらは互いに実質同等である。
制御信号演算部５８は、平均値Ｖｍ及び温度Ｔを受信し、記憶部８が記憶するデータを読み出すことにより、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒｓを超えて高くならない振幅φを実現するための制御信号Ｖｃを算出する。制御信号演算部５８は、例えば、受信した平均値Ｖｍ及び温度Ｔ、並びに基準値記憶部５６が記憶する第１基準値Ｒｓに相当するピーク対平均比Ｒの組み合わせに対応する振幅φを、記憶部８から読み出す。制御信号演算部５８は、読み出した振幅φよりも振幅φが超えて大きくならないように、制御信号Ｖｃを算出する。
このように、高周波重畳制御部５Ａは、温度センサ９からの温度Ｔと光検出素子２からの電気信号Ｖｏｐｔを受けたレーザ駆動回路４で得られた平均値Ｖｍとを、記憶装置８に格納されたデータと比較することにより、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒｓを超えて高くならないように振幅φを制御する。このため、半導体レーザ駆動装置１０２は、ピーク検出回路７を要せず、しかも、半導体レーザ１の温度変化を考慮した高周波信号Ｖｆの振幅φの制御を実現する。更に、光検出素子２が半導体レーザ１の出射光のピーク値を検出する必要がないから、光検出素子２として周波数帯域が比較的低いものを用いてもよい。
なお、基準値記憶部５６が第２基準値Ｒｗをも記憶する場合には、制御信号演算部５８は、例えば、受信した平均値Ｖｍ及び温度Ｔ、並びに第２基準値Ｒｗに相当するピーク対平均比Ｒの組み合わせに対応する振幅φをも、記憶部８から読み出し、読み出した振幅φよりも振幅φが超えて小さくならないように、制御信号Ｖｃを算出するとよい。それにより、高周波重畳制御部５Ａは、ピーク対平均比Ｒが第２基準値Ｒｗを超えて低くならないように振幅φを制御することができ、半導体レーザ１を安定してマルチモードで動作させることができる。
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３による光ヘッド装置の概略構成を示す構成図である。この光ヘッド装置３１は、図１に示した半導体レーザ駆動装置１０１又は図７に示した半導体レーザ駆動装置１０２、前光モニター用ビームスプリッタ２１、ビームスプリッタ２７、光検出器２８、集光レンズ２３、立ち上げミラー２４及び対物レンズ２５を備えている。前光モニター用ビームスプリッタ２１は、往路光の一部を分離して光検出素子２へ入射させる。ビームスプリッタ２７は、復路光を往路光から分離し、光検出器２８へ入射させる。
光ディスク２６に記録されている情報を再生する際には、半導体レーザ１が出射した波長４０５ｎｍのレーザ光２２が集光レンズ２３により平行光となり、立ち上げミラー２４により光路を折り曲げられ、対物レンズ２５に入射する。出射光は、往路の途中で前光モニター用ビームスプリッタ２１で一部が分離され、分離された一部の光は光検出素子２に入る。対物レンズ２５に入射した光は、光ディスク２６に集光される。光ディスク２６により反射された光は、対物レンズ２５、立ち上げミラー２４、集光レンズ２３を往路とは逆に辿り、ビームスプリッタ２７で反射されることにより、光検出器２８へ入射する。光検出器２８は、入射した光を光電変換し、電気信号として検出する。光検出器２８で光電変換されることにより検出された電気信号は、後述するように光ディスク２６上のピット列の再生信号や、ピット列のトレースを行うためのサーボ信号として用いられる。
光ヘッド装置３１の記録時の動作は、再生時の動作と基本的に同じであるが、半導体レーザ１が出射する光量が大きく、それにより光ディスク２６への記録が行われる。光ヘッド装置３１は、半導体レーザ駆動装置１０１又は１０２を用いているので、光ディスク２６上に記録されている情報を、再生中に劣化させることがなく、同一の光ディスク２６に対して、長期にわたって安定した再生を行うことが可能である。
（実施の形態４）
図１１は本発明の実施の形態４による光情報処理装置の概略側面図であり、図１２は、同ブロック図である。この光情報処理装置１０３は、図１０に示した光ヘッド装置３１の他に、モータ（回転駆動機構）３２、回路基板３３、電源装置３４、記録装置２９、再生装置３７、トラッキングサーボ機構３８、及びフォーカスサーボ機構３９を備えている。回路基板３３は、様々な回路素子（不図示）を備えており、記録装置２９、再生装置３７，トラッキングサーボ機構３８及びフォーカスサーボ機構３９の構成要素の一つとなっている。モータ３２は、光ディスク２６を支持しつつ回転させる。
光ヘッド装置３１は、光ディスク２６との位置関係に対応する信号を回路基板３３へ送る。回路基板３３はこの信号を演算して、光ヘッド装置３１又は光ヘッド装置３１内の対物レンズ２５を微動させるための信号を出力する。具体的には、光検出器２８は、受光した光を光電変換することにより、再生信号３０、トラッキングエラー信号３５及びフォーカスエラー信号３６を生成する。トラッキングサーボ機構３８は、トラッキングエラー信号３５に基づいて、トラッキング誤差を補償するように光ヘッド装置３１又は対物レンズ２５を制御する。同様に、フォーカスサーボ機構３９は、フォーカスエラー信号３６に基づいて、フォーカス誤差を補償するように光ヘッド装置３１又は対物レンズ２５を制御する。それにより、光ヘッド装置３１は、光ディスク２６に対して情報の読み出し、書き込み又は消去を行うことが可能となる。
再生装置３７は、再生信号３０に基づいて光ディスク２６に記録された情報を再生する。再生装置３７は、再生信号３０に基づいて光ディスク２６に記録された情報を再生するもので、当該情報が例えば映像情報及び音声情報であれば、映像信号及び音声信号へ変換する。映像信号はモニタ（不図示）へ入力されることにより映像として表示され、音声信号はスピーカ（不図示）へ入力されることにより音声として出力される。記録装置２９は、光ヘッド装置３１を通じて情報を光ディスク２６に記録する。
なお、光ヘッド装置３１が備える半導体レーザ駆動装置１０１又は１０２のうち、主要部１１（図１又は図７を参照）を除く周辺回路は、回路基板３３から離れて駆動制御される光学系に、主要部１１とともに組み込まれても良く、主要部１１とは別に、回路基板３３に設けられても良い。後者の場合には、図１１に点線で示すように、光ヘッド装置３１は、駆動制御される部分と回路基板３３の一部との双方を含むこととなる。
電源装置３４は、回路基板３３、光ヘッド装置３１及び対物レンズ２５の駆動機構であるトラッキングサーボ機構３８及びフォーカスサーボ機構３９、並びにモーター３２へ電力を供給する。なお、電源装置３４は、外部電源との接続部に置き換えても良い。電源装置３４又は外部電源との接続部から電力の供給を受ける別の電源又は別の接続部が、各駆動機構、或いは各回路に設けられていても良い。
本実施の形態による光情報処理装置１０３は、図１０に示した光ヘッド装置３１を用いているため、光ディスク２６上に記録されている情報を、再生中に劣化させることがなく、同一の光ディスク２６に対して、長期にわたって安定した再生を行うことが可能である。
（実施の形態５）
図１３は、本発明の実施の形態５による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置の構成は、図１と同等に表される。但し、高周波重畳制御部５は、図１３の高周波重畳制御部５Ｂに置き換えられる。高周波重畳制御部５Ｂのハードウェア構成は、図４と同等に表される。図１３に示すように、高周波重畳制御部５Ｂは、図５に示した高周波重畳制御部５の基準値記憶部５６に代えて、データ取得部５９を備えている。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置は、情報の記録及び再生の対象とする光ディスク２６に、記録信号を劣化させない限度のレーザ光のピーク値５２、すなわちピーク値５２の許容値Ｐが記録されていることを前提としている。
図１４は、本実施の形態による半導体レーザ駆動装置が記録及び再生の対象とする光ディスク２６の概略平面図である。この光ディスク２６は、通常の情報を記録するための情報記録領域８３に加えて、条件記録領域８２を有している。図１５は、条件記録領域８２のトラックに沿って記録されるデータを例示する模式図である。例えば、データ８５は許容値Ｐであり、データ８６は情報を記録する際のレーザ光のパワー（ｍＷ）であり、データ８７は情報を消去する際のレーザ光のパワー（ｍＷ）であり、データ８８は光ディスク２６の製造元を表示するデータである。
図１３に戻って、データ取得部５９は、光ディスク２６に記録されている許容値Ｐを、光検出器２８を通じて読み取り、読み取った許容値Ｐから第１基準値Ｒｓを算出する。図５に示した高周波重畳制御部５と同様に、制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが基準値Ｒｓを超えて高くならないように、制御信号Ｖｃを算出する。
このように高周波重畳制御部５Ｂは、再生の対象である光ディスク２６に記録されている許容値Ｐを読み取り、読み取った許容値Ｐから第１基準値Ｒｓを得る。そのため、レーザ光のピーク値５２が光ディスク２６に与える影響が、光ディスク２６の個体ごとに大きく異なる場合でも、各光ディスク２６の各々に対して、ピーク対平均比Ｒが記録信号の劣化を起こさない最適な値となるレーザ光を半導体レーザ１が出力するように、高周波重畳を行うことが可能となる。
（実施の形態６）
図１６は、本発明の実施の形態６による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置の構成は、図１と同等に表される。但し、高周波重畳制御部５は、図１６の高周波重畳制御部５Ｃに置き換えられる。高周波重畳制御部５Ｃのハードウェア構成は、図４と同等に表される。
図１６に示すように、高周波重畳制御部５Ｃは、図１３に示した比率演算部５４、制御信号演算部５５に加えて、試験実行部９１及び基準値記録部９２を備えている。また、データ取得部５９はデータ取得部５９Ａに置き換えられている。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置は、情報の記録及び再生の対象とする光ディスク２６が、試験パターンを記録可能な試験記録領域を有することを前提としている。試験記録領域は、例えば図１４の条件記録領域８２に隣接して設けられるとよい。このため図１４は、条件記録領域８２と同一の部分に符号８２Ａを付して試験記録領域を表している。
試験実行部９１は、試験記録領域８２Ａに試験パターンを記録するとともに、高周波信号Ｖｆの振幅φを変えつつ試験パターンを読み取ることにより、第１基準値Ｒｓを判定する。基準値記録部９２は、試験実行部９１が判定した第１基準値Ｒｓを、記録装置２９を通じて光ディスク２６の条件記録領域８２へ記録する。データ取得部５９Ａは、基準値記録部９２が記録した第１基準値Ｒｓを、光ディスク２６の条件記録領域８２から光検出器２８を通じて読み取る。制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが、試験実行部９１が判定した基準値Ｒｓ又はデータ取得部５９Ａが取得した基準値Ｒｓを超えて高くならないように、制御信号Ｖｃを算出する。
図１７は、高周波重畳制御部５Ｃのうち、試験実行部９１及び基準値記録部９２の動作手順を示すフローチャートである。試験実行部９１は、処理を開始すると、まず記録装置２９を通じて光ディスク２６の試験記録領域８２Ａへ試験パターンを記録する（Ｓ１）。試験パターンは、例えば複数桁の数値を表すデータであってもよく、データとして意味を成さない何らかのピットパターンであってもよい。試験パターンの記録を行う際には、通常の情報の記録を行う場合と同様に、レーザ駆動回路４は、駆動電流Ｉｄを大きくすることにより、半導体レーザ１の出力パワーを高くする。次に、試験実行部９１は、高周波信号Ｖｆの振幅φを初期値に設定する（Ｓ２）。振幅φの初期値は、光ディスク２６から情報を再生する際に光ディスク２６の記録信号に劣化を生じることのない十分に小さい値に設定される。
次に、試験実行部９１は、試験記録領域８２から試験パターンを読み取る（Ｓ３）。試験パターンの読み取りを行う際には、通常の情報の再生を行う場合と同様に、レーザ駆動回路４は、駆動電流Ｉｄを小さくすることにより、半導体レーザ１の出力パワーを低くする。
次に、試験実行部９１は、読み取った試験パターンに劣化が生じているか否かを判定する（Ｓ４）。試験実行部９１は、例えば読み取った試験パターンに、予め定められた大きさを超えるジッタが現れているか否かを判定することにより、劣化の有無を判定する。或いは、試験実行部９１は、読み取った試験パターンが示すデータを再生し、記録したときのデータ、例えば複数桁の数値と一致するか否かを判定することにより、劣化の有無を判定する。
試験実行部９１は、劣化が認められなければ（Ｓ４でＮｏ）、振幅φを一段階増大させ（Ｓ５）、その後、処理をステップＳ３へ戻す。すなわち、試験実行部９１は、ステップＳ３〜Ｓ５のループを反復して実行することにより、振幅φを段階的に増大させつつ、試験パターンに劣化が生じるか否かを判定する。
試験実行部９１は、ステップＳ４において、劣化が生じていると判定すると、このときのピーク対平均比Ｒを比率演算部５４から取得し、例えば取得したピーク対平均比Ｒよりも、マージンを持ってある程度低い値を第１基準値Ｒｓと判定する（Ｓ６）。マージンの大きさは、例えば一定幅、或いは取得したピーク対平均比Ｒの何％という比率で予め定めておくと良い。
次に、基準値記録部９２は、試験実行部９１が判定した第１基準値Ｒｓを条件記録領域８２に記録する（Ｓ７）。以上により、試験実行部９１及び基準値記録部９２による処理は終了する。その後、制御信号演算部５５は、試験実行部９１が判定した第１基準値Ｒｓに基づいて制御信号Ｖｃを算出し、高周波重畳回路１２へ入力する。
基準値記録部９２によって第１基準値Ｒｓが記録された光ディスク２６を、あらためて再生の対象とする場合には、試験実行部９１が試験パターンを再度記録する必要はない。この場合には、試験実行部９１に代わって、データ取得部５９Ａが動作し、光ディスク２６の条件記録領域８２に記録されている第１基準値Ｒｓを読み取る。この場合には、制御信号演算部５５は、試験実行部９１が判定した基準値Ｒｓに代えて、データ取得部５９Ａが取得した基準値Ｒｓを参照することにより、制御信号Ｖｃを算出する。
以上のように、高周波重畳制御部５Ｃは試験実行部９１を備えるので、高周波信号Ｖｆの振幅φを光ディスク２６毎に適切に制御することができる。また、高周波重畳制御部５Ｃは、基準値記録部９２及びデータ取得部５９Ａを備えるので、同一の光ディスク２６に対して再生を行う毎に試験実行部９１が試験パターンの記録と読み取りとを行う必要がない。
基準値記録部９２は、好ましくは第１基準値Ｒｓに加えて、半導体レーザ駆動装置の製品型式を識別する符号、更に望ましくは半導体レーザ駆動装置を個体毎に識別する符号を、条件記録領域８２へ記録するとよい。半導体レーザ駆動装置の製品型式毎に、或いは製品の個体毎に、レーザ光の出力特性が微妙に異なる場合がある。光ディスク２６に、第１基準値Ｒｓとともに識別符号が記録されておれば、高周波重畳制御部５Ｃは、光ディスク２６に記録されている第１基準値Ｒｓが参照に値するものか否かを判定することができ、参照に値しない場合には、あらためて試験実行部９１を起動して、第１基準値Ｒｓを判定することができる。
（実施の形態７）
図１８は、本発明の実施の形態７による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置の構成は、図１と同等に表される。但し、高周波重畳制御部５は、図１８の高周波重畳制御部５Ｄに置き換えられる。高周波重畳制御部５Ｄのハードウェア構成は、図４と同等に表される。
図１８に示すように、高周波重畳制御部５Ｄは、図５に示した比率演算部５４、基準値記憶部５６に加えて、線速度取得部９５を備えている。また、制御信号演算部５５は、制御信号演算部５５Ａに置き換えられている。線速度取得部９５は、光ディスク２６から情報を再生する際に、光ディスク２６の線速度Ｖを取得する。線速度取得部４５は、例えば回転駆動機構３２からモータの回転速度ωを取得し、トラッキングサーボ機構３８から光ディスク２６上の光スポットの位置Ｘ（図１４参照）を取得し、取得した回転速度ω及び位置Ｘから線速度Ｖを算出する。
制御信号演算部５５Ａは、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが、基準値記憶部５６が記憶する基準値Ｒｓを√（Ｖ／Ｖｏ）倍した値を超えて高くならないように制御信号Ｖｃを算出し、算出した制御信号Ｖｃを高周波重畳回路１２へ入力する。ここで、Ｖｏは、光ディスク２６に対する標準の線速度である。
光ディスク２６に対して情報の記録又は消去を行う際には、光ディスク２６の記録面上の光スポットに相対的な記録面の速度、すなわち上記の線速度は、光ディスク２６のフォーマットに固有の一定の速度Ｖｏに設定される。これが、上記の標準線速度Ｖｏである。しかし、大量の情報を短時間で記録する必要があるときなどには、標準線速度Ｖｏよりも高い線速度Ｖで記録を行う必要がある。その場合には、記録面に入射する光の単位時間当たりの光量は小さくなり、記録の品質が低下する恐れがある。
従って、標準線速度Ｖｏで記録する場合と同等の品質で記録を行うためには、単位時間当たりの光量を大きくする必要がある。単位時間当たりの光量は、例えば相変化材料を用いた光ディスク２６については、√（Ｖ／Ｖｏ）に比例すれば良いことが知られている。逆に、線速度Ｖを、Ｖ＜Ｖｏとなるように低くして記録を行う場合には、単位時間当たりの光量を小さくする必要があるが、この場合においても、単位時間当たりの光量は√（Ｖ／Ｖｏ）に比例すれば良いことが知られている。
光ディスク２６から情報を再生する場合に、光量のピークが記録されている情報を劣化させる現象は、情報を記録するときの現象と同等である。従って、情報を再生する場合において、記録されている情報を劣化させることのない光量のピーク値の上限は、√（Ｖ／Ｖｏ）に比例する、と結論することができる。高周波重畳制御部５Ｄは、ピーク対平均比Ｒが√（Ｖ／Ｖｏ）に比例するように高周波信号Ｖｆの振幅φを制御するので、光ディスク２６の線速度Ｖが変化しても、高周波信号Ｖｆの振幅φが適切に制御される。
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【産業上の利用可能性】  本発明による半導体レーザ駆動装置、光ヘッド装置、光情報処理装置及び光記録媒体は、光記録媒体に記録されている情報の劣化を招くことなく、情報の再生を行うことを可能にするものであり、産業上有用である。
【図１】
2004038711.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年3月16日(2005.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ（１）と、
前記半導体レーザ（１）の出射光の一部を受光し光量に対応した電気信号（Ｖopt）に変換する光検出素子（２）と、
前記電気信号の平均値（Ｖm）が与えられた目標値に一致するように、前記半導体レーザ（１）に駆動信号（Ｉd）を入力するレーザ駆動回路（４）と、
前記駆動信号（Ｉd）に高周波信号（Ｕf）を重畳する高周波重畳回路（１２）と、
前記高周波信号（Ｕf）の振幅（φ）を制御する高周波重畳制御部（５）と、を備えたものにおいて、
前記高周波重畳制御部（５）は、前記電気信号（Ｖopt）の前記平均値（Ｖm）に対する前記電気信号（Ｖopt）のピーク値（Ｖp）の比であるピーク対平均比（Ｒ）が、与えられた第１基準値（Ｒs）を超えて高くならないように、前記振幅（φ）を制御することを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
【請求項２】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記ピーク対平均比（Ｒ）が、前記第１基準値（Ｒs）以下の与えられた第２基準値（Ｒw）を超えて低くならないように、前記振幅（φ）を更に制御することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項３】
前記光検出素子（２）から前記電気信号（Ｖopt）を受信し、前記電気信号（Ｖopt）の前記ピーク値（Ｖp）を検出するピーク検出回路（７）を更に備え、
前記高周波重畳制御部（５）は、前記ピーク検出回路（７）が検出した前記ピーク値（Ｖp）に基づいて前記ピーク対平均比（Ｒ）を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項４】
前記半導体レーザ（１）の温度（Ｔ）を計測する温度センサ（９）と、
前記平均値（Ｖm）と前記温度（Ｔ）と前記振幅（φ）と前記ピーク対平均比（Ｒ）との間の関係を示すデータを記憶する記憶部（８）と、を更に備え、
前記高周波重畳制御部（５）は、前記記憶部（８）から前記データを読み出すことにより、当該データと前記平均値（Ｖm）と前記温度（Ｔ）とに基づいて前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項５】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記半導体レーザの温度（Ｔ）が上昇するのに伴い、前記振幅（φ）が減少するように前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項６】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記平均値（Ｖm）が与えられた閾値（Ｖth）未満であれば、前記平均値（Ｖm）が上昇するのに伴って前記振幅（φ）が減少し、前記平均値（Ｖm）が前記閾値（Ｖth）より大きければ、前記平均値（Ｖm）が上昇するのに伴って前記振幅（φ）が増加するように、前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項７】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象である光記録媒体（２６）の線速度Ｖを取得する線速度取得部（９５）を備え、前記高周波重畳制御部（５）は、前記線速度Ｖの標準値である標準線速度Ｖoに対し、前記ピーク対平均比（Ｒ）が√（Ｖ／Ｖo）に比例するように前記振幅（φ）を制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項８】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって前記出射光のピーク値（５２）の許容値（Ｐ）が記録された光記録媒体（２６）から、記録されている前記許容値（Ｐ）を読み取ることにより前記第１基準値（Ｒs）を取得するデータ取得部（５９）を備えることを特徴とする請求項１乃至５及び７の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項９】
前記高周波重畳制御部（５）は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって試験記録領域（８２Ａ）を有する光記録媒体（２６）の前記試験記録領域（８２Ａ）に試験パターンを記録するとともに前記振幅（φ）を変えつつ前記試験パターンを読み取ることにより、前記第１基準値（Ｒs）を判定する試験実行部（９１）を備えることを特徴とする請求項１乃至５及び７の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１０】
前記高周波重畳制御部（５）は、
前記試験実行部（９１）が判定した前記第１基準値（Ｒs）を前記光記録媒体（２６）へ記録する基準値記録部（９２）と、
前記第１基準値（Ｒs）が記録された光記録媒体（２６）から、記録されている前記第１基準値（Ｒs）を読み取るデータ取得部（５９Ａ）と、を更に備えることを特徴とする請求項９記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１１】
前記半導体レーザ（１）の前記出射光の波長λが３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかに記載の半導体レーザ駆動装置を備えることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の光ヘッド装置を備えることを特徴とする光情報処理装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の半導体レーザ駆動装置によって情報を再生するための光記録媒体であって、前記許容値（Ｐ）が記録されていることを特徴とする光記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクあるいは光カードなど、光記録媒体（光磁気記録媒体を含む）上に情報の記録、再生あるいは消去を行うための半導体レーザ駆動装置、当該装置を備えた光ヘッド装置、光情報処理装置、及び光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度・大容量の記録媒体として、ピット状パターンを有する光記録媒体を用いる光メモリ技術は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにはデータファイルなど、その適用対象が拡大しつつある。この光メモリ技術は、微小に集光された光ビームを介して光ディスク等の光記録媒体へ、高い精度と信頼性をもって情報を記録及び再生する。
【０００３】
その記録の原理を簡単に説明すると次の通りである。例えば、相変化材料を使った光ディスクへ情報を記録する場合には、情報を再生する場合に比べて比較的高いパワーの光が光ディスクへ照射される。それにより、記録面の材料に相変化が生じ、反射率の異なる領域が作られることにより、情報の記録および消去が行われる。また、再生時には相変化が起きない程度に低い光量の光が、光ディスクに照射される。照射された光の反射率の変化を検出することにより、情報の再生が行われる。
【０００４】
この記録・再生動作は、ひとえにその光学系に依存している。その光学系の主要部である光ヘッド装置の基本的な機能は、光源からの光で回折限界の微小スポットを形成する収束機能、上記光学系の焦点制御とトラッキング制御及びピット信号の検出に大別される。これらの機能は、その目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式の組み合わせによって実現されている。
【０００５】
光学系の基本をなす要素の１つとして光源が挙げられる。一般に回折限界まで集光を行うための光源として、半導体レーザが好適である。光ヘッド装置には、主に小型の半導体レーザが光源として用いられている。高信頼性をもって記録再生するために、光ヘッドの光源に用いられる半導体レーザには、当然ながらノイズの少ないことが要求される。
【０００６】
半導体レーザには、大別してシングルモードレーザとマルチモードレーザの２種類がある。このうちシングルモードレーザでは、発光波長が光ディスクからの戻り光などの影響により離散的に変化し（モードホップと称される）、それに伴う光量変化がノイズとして記録再生信号に含まれてしまう。また戻り光に対する影響の大きい半導体レーザでは、レーザ発振そのものにも影響が現れ、発振が不安定となり、出力が大きく変動することもある。従って、そのままでは記録及び再生も不安定となり、信号品質が低下することとなる。
【０００７】
一方、マルチモードレーザは、初めから複数の波長をもって発光しており、モードホップによるノイズの影響が少なく光ヘッド用の光源として優れている。しかし、所望する波長によってはマルチモードレーザを構成することが困難で、シングルモードレーザでしか所望の波長の光が得られない場合がある。またマルチモードレーザにおいても、高温等の環境状態によっては、動作が不安定になり、動作モードがシングルモードになってしまうことがある。
【０００８】
そこで、シングルモードレーザに高周波重畳を印加することでマルチモードとして使う方法が採られている。具体的には、高周波重畳回路の発振回路から得られる数百ＭＨｚの周波数の交流成分をレーザ駆動電流に重畳し、レーザをマルチモードとして動作させることで、戻り光の影響を抑えてノイズを低減した実用的な光源を実現している。
【０００９】
図１９は、このように構成された従来の半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。この半導体レーザ駆動装置１５０は、半導体レーザ６１、光検出素子６２、高周波重畳回路７２、レーザ駆動回路６４及び高周波重畳制御回路６５を備えている。また、高周波重畳回路７２は、発振回路６３、駆動電源６６及び容量素子７０を備えている。レーザ駆動回路６４は駆動電流Ｉdを半導体レーザ６１へ供給する。半導体レーザ６１は、駆動電流Ｉdが流れ込むことにより発光する。半導体レーザ６１はシングルモードレーザである。光検出素子６２は、半導体レーザ６１の出射光の一部を受け、受けた光を光電変換することにより、光量（光強度）に比例した光強度検出信号である電気信号Ｖsを出力する。レーザ駆動回路６４は、光検出素子６２からの電気信号Ｖsをモニターし、電気信号Ｖsが一定値になるように駆動電流Ｉdを制御する。半導体レーザ駆動装置１５０は、以上のような構成を採ることにより、半導体レーザ６１を所望の出力で発光させることができる。
【００１０】
高周波重畳回路７２は、駆動電流Ｉdに高周波信号Ｕfを重畳させる回路である。発振回路６３は、駆動電源６６から電力の供給を受けることにより発振する。発振回路６３が出力する高周波信号Ｕfは、直流成分をカットするための容量素子７０を介して駆動電流Ｉdの経路に伝達される。このとき発振回路６３の発振振幅及び周波数を、適切に設定しておくことにより、半導体レーザ６１をマルチモードレーザとして動作させることができる。それにより、戻り光による半導体レーザ６１のノイズを抑えることができ、光ディスクからの安定した情報の再生を行うことができる。
【００１１】
このとき、半導体レーザ６１の出射光の強度の時間に対する変化は、例えば図２０の実線曲線５１で表される。図２０に例示するように、出射光の強度は、高周波重畳の影響により、高周波重畳回路７２が出力する高周波信号Ｕfの周波数に対応する周波数を有する交流成分を含んだものとなる。しかし、高周波信号Ｕfの周波数を光記録媒体の再生信号の周波数帯域より十分に高くしておけば、再生信号を検出する光検出器の周波数特性を適当に選ぶことで、波線５３で示す時間的平均値と同じ大きさの直流成分のみを有するレーザ光で再生する場合と同じ信号が得られる。なお、光検出素子６２は、その周波数特性により、破線５３で示す時間平均値を電気信号Ｖsとして出力する。
【００１２】
しかしながら、上記の構成では、光量の平均値に対して光量のピーク値５２は高くなっている。そのため、ごく短い時間において、レーザ光のパワーは平均値より大きくなっている。そのため、半導体レーザ６１の出射光を光ディスクに照射することにより情報の再生を行うと、検出される再生信号は平均値のパワーを有する出射光によって検出されたものと同じ信号となるにもかかわらず、ごく短時間にパワーが高くなっている部分では、わずかながら光ディスクが相変化を起こしてしまうことがある。これは、光ディスクに記録されていた情報に対して、わずかとはいえ情報の再生中に上書きもしくは消去を行うことに相当する。その結果、光ディスクに記録されていた本来の情報が劣化することとなる。
【００１３】
特許文献１は、半導体レーザ駆動装置の回路素子の素子定数が温度変化に伴って変化することにより高周波信号Ｕfの周波数が変化する問題を解消するために、当該周波数を可変制御することを可能にした技術を開示している。しかしながら、この文献に開示される従来技術は、高周波信号の周波数のずれを解消するものではあっても、上記した出射光のピークパワーによる情報の劣化の問題を解消するものではなかった。
【００１４】
以上のように、従来の半導体レーザ駆動装置においては、出射光のピークパワーにより光記録媒体に記録されている情報の劣化を招く場合があるという問題点があった。
【特許文献１】特開２００１−３５２１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記のような問題点を解決し、光記録媒体に記録されている情報の劣化を招くことなく、情報の再生を行うことを可能にする半導体レーザ駆動装置、光ヘッド装置、光情報処理装置及び光記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的のために本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１の態様は、半導体レーザと、前記半導体レーザの出射光の一部を受光し光量に対応した電気信号に変換する光検出素子と、前記電気信号の平均値が与えられた目標値に一致するように、前記半導体レーザに駆動信号を入力するレーザ駆動回路と、前記高周波信号の振幅を制御する高周波重畳制御部と、を備えたものにおいて、前記高周波重畳制御部は、前記電気信号の前記平均値に対する前記電気信号のピーク値の比であるピーク対平均比が、与えられた第１基準値を超えて高くならないように、前記振幅を制御することを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１の態様によれば、出射光の光量に対応した電気信号の平均値に対するピーク値の比であるピーク対平均比が、与えられた第１基準値を超えて高くならないように高周波信号の振幅が制御されるので、第１基準値を適切に設定することにより、光記録媒体に記録されている情報を劣化させることなく、当該光記録媒体から情報を再生することができる。それにより、同一の光記録媒体から長期にわたって安定した情報の再生を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第２の態様は、第１の態様において、前記高周波重畳制御部は、前記ピーク対平均比が、前記第１基準値以下の与えられた第２基準値を超えて低くならないように、前記振幅を更に制御することを特徴としている。
【００１９】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第２の態様によれば、ピーク対平均比が、与えられた第２基準値を超えて低くならないように高周波信号の振幅が制御されるので、第２基準値を適切に設定することにより、半導体レーザをマルチモードで安定して動作させることができる。
【００２０】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記光検出素子から前記電気信号を受信し、前記電気信号の前記ピーク値を検出するピーク検出回路を更に備え、前記高周波重畳制御部は、前記ピーク検出回路が検出した前記ピーク値に基づいて前記ピーク対平均比を算出することを特徴としている。
【００２１】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第３の態様によれば、光検出素子からの電気信号のピーク値を検出するピーク検出回路が備わり、当該ピーク検出回路が検出したピーク値に基づいてピーク対平均比が算出されるので、高周波信号の振幅の制御が精度良く行われる。特に、半導体レーザの個体毎に、高周波信号の振幅と電気信号のピーク値との関係が異なる場合でも、光記録媒体から情報を再生する時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
【００２２】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第４の態様は、第１又は第２の態様において、前記半導体レーザの温度を計測する温度センサと、前記平均値と前記温度と前記振幅と前記ピーク対平均比との間の関係を示すデータを記憶する記憶部と、を更に備え、前記高周波重畳制御部は、前記記憶部から前記データを読み出すことにより、当該データと前記平均値と前記温度とに基づいて前記振幅を制御することを特徴としている。
【００２３】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第４の態様によれば、高周波重畳制御部は、記憶部に記憶される電気信号の平均値と半導体レーザの温度と高周波信号の振幅とピーク対平均比との関係を示すデータを読み出し、このデータと電気信号の平均値と半導体レーザの温度とにより高周波信号の振幅を制御するので、ピーク検出回路を要しない。また、半導体レーザの温度変化を考慮した高周波信号の振幅の制御が実現する。
【００２４】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第５の態様は、第１乃至第４の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記半導体レーザの温度が上昇するのに伴い、前記振幅が減少するように前記振幅を制御することを特徴としている。
【００２５】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第５の態様によれば、高周波重畳制御部が、半導体レーザの温度が上昇するのに伴って高周波信号の振幅が減少するように当該振幅を制御するので、半導体レーザの温度に変化があっても、高周波信号の振幅が適切に制御される。
【００２６】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第６の態様は、第１乃至第５の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記平均値が与えられた閾値未満であれば、前記平均値が上昇するのに伴って前記振幅が減少し、前記平均値が前記閾値より大きければ、前記平均値が上昇するのに伴って前記振幅が増加するように、前記振幅を制御することを特徴としている。
【００２７】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第６の態様によれば、高周波重畳制御部は、電気信号の平均値が与えられた閾値未満であれば、平均値が上昇するのに伴って高周波信号の振幅が減少し、平均値が閾値より大きければ、平均値が上昇するのに伴って振幅が増加するように、振幅を制御するので、ピーク対平均比と平均値との間の関係を反映した適切な振幅制御が実現する。すなわち、半導体レーザの出力が変化する場合においても、光記録媒体からの情報の再生時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
【００２８】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第７の態様は、第１乃至第６の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象である光記録媒体の線速度Ｖを取得する線速度取得部を備え、前記高周波重畳制御部は、前記線速度Ｖの標準値である標準線速度Ｖoに対し、前記ピーク対平均比が√（Ｖ／Ｖo）に比例するように前記振幅を制御することを特徴としている。
【００２９】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第７の態様によれば、高周波重畳制御部が、再生の対象である光記録媒体の線速度Ｖを取得し、標準線速度Ｖoに対し、ピーク対平均比が√（Ｖ／Ｖo）に比例するように高周波信号の振幅を制御するので、光記録媒体の線速度が変化しても、高周波信号の振幅が適切に制御される。
【００３０】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様は、第１乃至第５及び第７の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって前記出射光のピーク値の許容値が記録された光記録媒体から、記録されている前記許容値を読み取ることにより前記第１基準値を取得するデータ取得部を備えることを特徴としている。
【００３１】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様によれば、高周波重畳制御部が、再生の対象である光記録媒体に記録されている許容値を読み取り、読み取った許容値から第１基準値を得るので、高周波信号の振幅を光記録媒体ごとに適切に制御することができる。すなわち、光記録媒体毎に記録信号を劣化させないパワーの限度が大きく異なる場合であっても、光記録媒体からの情報の再生時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
【００３２】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第９の態様は、第１乃至第５及び第７の何れかの態様において、前記高周波重畳制御部は、前記出射光を用いて情報の再生を行う対象であって試験記録領域を有する光記録媒体の前記試験記録領域に試験パターンを記録するとともに前記振幅を変えつつ前記試験パターンを読み取ることにより、前記第１基準値を判定する試験実行部を備えることを特徴としている。
【００３３】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第９の態様によれば、高周波重畳制御部が備える試験実行部が、再生の対象である光記録媒体の試験記録領域に試験パターンを記録するとともに、高周波信号の振幅を変えつつ試験パターンを読み取ることにより第１基準値を判定するので、高周波信号の振幅を光記録媒体ごとに適切に制御することができる。
【００３４】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１０の態様は、第９の態様において、前記高周波重畳制御部は、前記試験実行部が判定した前記第１基準値を前記光記録媒体へ記録する基準値記録部と、前記第１基準値が記録された光記録媒体から、記録されている前記第１基準値を読み取るデータ取得部と、を更に備えることを特徴としている。
【００３５】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１０の態様によれば、高周波重畳制御部が、試験実行部が判定した第１基準値を光記録媒体へ記録する基準値記録部と、光記録媒体から記録されている第１基準値を読み取るデータ取得部とを備えるので、高周波重畳制御部は、過去において光記録媒体に記録された第１基準値を読み取ることによって、その光記録媒体の第１基準値を取得できる。従って、同一の光記録媒体に対して再生を行う毎に試験実行部が試験パターンの記録と読み取りとを行う必要がない。
【００３６】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１１の態様は、第１乃至第１０の何れかの態様において、前記半導体レーザの前記出射光の波長λが３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであることを特徴としている。
【００３７】
本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第１１の態様によれば、半導体レーザの前記出射光の波長λが青色領域に略相当する３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであるので、高周波信号の振幅によってはピーク対平均比が高い値にまで上昇する当該波長領域において、ピーク対平均比が適切な範囲に制御される。それにより、当該波長領域を用いた光記録媒体、すなわち記録密度が高くピークパワーによる信号劣化の影響が大きな光記録媒体に対して、再生時に記録信号を劣化させてしまうことを防ぎ、長期にわたって安定した再生を行うことが可能となる。
【００３８】
本発明に係る光ヘッド装置は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置を備えることを特徴としている。
【００３９】
本発明に係る光ヘッド装置は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置を備えるので、光記録媒体に記録されている情報を劣化させることなく、当該光記録媒体から情報を再生することができる。すなわち、高い信頼性をもって光記録媒体からの情報の再生を行い得る光ヘッド装置が実現する。
【００４０】
本発明に係る光情報処理装置は、本発明に係る光ヘッド装置を備えることを特徴としている。
【００４１】
本発明に係る光情報処理装置は、本発明に係る光ヘッド装置を備えるので、光記録媒体に記録されている情報を劣化させることなく、当該光記録媒体から情報を再生することができる。すなわち、高い信頼性をもって光記録媒体からの情報の再生を行い得る光情報処理装置が実現する。
【００４２】
本発明に係る光記録媒体は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様によって情報を再生するための光記録媒体であって、前記許容値が記録されていることを特徴としている。
【００４３】
本発明に係る光記録媒体は、本発明に係る半導体レーザ駆動装置の第８の態様によって読み取られる許容値が記録されているので、当該半導体レーザ駆動装置を用いて当該光記録媒体から情報を再生する際に、高周波信号の振幅を当該光記録媒体に適合するように制御することができる。
【発明の効果】
【００４４】
以上のように本発明によれば、光記録媒体に記録されている情報の劣化を招くことなく、情報の再生を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【００４６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。この半導体レーザ駆動装置１０１は、半導体レーザ１、光検出素子２、高周波重畳回路１２、レーザ駆動回路４、高周波重畳回路５及びピーク検出回路７を備えている。また、高周波重畳回路１２は、発振回路３、駆動電源６及び容量素子１０を備えている。半導体レーザ１、光検出素子２及び高周波重畳回路１２は主要部１１に属し、レーザ駆動回路４、高周波重畳制御部５及びピーク検出回路７は周辺回路に属する。後述するように、半導体レーザ駆動装置１０１は、光ヘッド装置に組み込まれて使用されるが、周辺回路については光記録媒体のトラックに追随して移動する光学系から離れて、固定された回路基板に設けられる場合がある。
【００４７】
レーザ駆動回路４は駆動電流Ｉdを半導体レーザ１へ供給する。半導体レーザ１は、駆動電流Ｉdが流れ込むことにより発光する。半導体レーザ１は、例えば出射光の波長が４０５ｎｍのシングルモードレーザである。
【００４８】
高周波重畳回路１２は、駆動電流Ｉdに高周波信号Ｕfを重畳させる回路である。高周波信号Ｕｆは例えば電流信号である。発振回路３は、駆動電源６からの電力の供給を受けることにより、例えば２００ＭＨｚ〜６００ＭＨｚ程度の高周波で発振する。発振回路３が出力する高周波信号Ｕfは、直流成分をカットしＡＣカップリングを実現するための容量素子１０を介して駆動電流Ｉdの経路に伝達される。高周波重畳された駆動電流Ｉdは、半導体レーザ１に入力されることにより、シングルモードレーザである半導体レーザ１を、マルチモードレーザとして発光させる。それにより、光ディスク等の光記録媒体からの戻り光に対する影響を低減し、半導体レーザ１のノイズを抑えることができるので、光記録媒体から情報の再生を安定して行うことができる。
【００４９】
半導体レーザ１から出射した光のうち大半は記録又は再生のために光記録媒体へ向かうが、一部は光検出素子２で受光される。光検出素子２は、半導体レーザ１の出射光の一部を受け、受けた光を光電変換することにより、光量（光強度）に比例した光強度検出信号である電気信号Ｖoptを出力する。レーザ駆動回路４は、光検出素子２からの電気信号Ｖoptを取り込み、電気信号Ｖoptの平均値Vmが一定値になるように駆動電流Ｉdを制御する。それにより、半導体レーザ１の出射光のパワーの平均値は一定に保たれる。半導体レーザ駆動装置１０１は、以上のような構成を採ることにより、半導体レーザ１を所望の出力で発光させることができる。
【００５０】
なお、半導体レーザ駆動装置１０１は、光記録媒体へ情報を記録する際には光量を増加させ、例えば相変化材料からなる光記録媒体の記録層に相変化を与えることにより情報を記録する。その場合には、レーザ駆動回路４は駆動電流Ｉdを増加させることにより光量を増加させる。
【００５１】
半導体レーザ１の出射光の強度の時間に対する変化は、図２０の実線曲線で例示される。また、光検出素子２により得られる光強度検出信号である電気信号Ｖoptの波形は、図２の実線曲線で例示される。図２と図２０とを比較すれば分かるように、光検出回路２は、その周波数特性から、光強度の時間変化を精度良く検出する。すなわち、光検出素子２の応答帯域を、高周波信号Ｕfの周波数に対して十分に高くしておくことにより、光検出素子２が出力する電気信号Ｖoptは、半導体レーザ１の発光波形を十分に精度良く表現することができる。
【００５２】
従って、電気信号Ｖoptから、光強度の平均値５３だけでなくピーク値５２を検出することも可能である。レーザ駆動回路４は、電気信号Ｖoptからその平均値Ｖmを算出し、この平均値Ｖmが所定の値となるように駆動電流Ｉdを制御する。一方、ピーク検出回路７は、電気信号Ｖoptからそのピーク値Ｖpを検出する。図３は、ピーク検出回路７の回路構成の一例を示す回路図である。図３の例では、ピーク検出回路７は、ダイオード４１及び容量素子４２とを備えることにより、いわゆる検波回路或いはピークホールド回路を構成している。
【００５３】
図４は、高周波重畳制御部５のハードウェア構成を示すブロック図である。高周波重畳制御部５は、ＣＰＵ（中央演算処理部）４５、プログラムメモリ４６、データメモリ４７、Ａ／Ｄ変換器４８、４９、及びＤ／Ａ変換器５０を備えており、それらの回路要素はバスライン５１によって接続されている。すなわち、高周波重畳制御部５は、マイクロコンピュータとして構成されている。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換器４８は、ピーク検出回路７が出力する電気信号Ｖoptのピーク値Ｖpを受信し、ピーク値Ｖpの形式をアナログ形式からデジタル形式へ変換する。Ａ／Ｄ変換器４９は、レーザ駆動回路４が取得する電気信号Ｖoptの平均値Ｖmを受信し、平均値Ｖmの形式をアナログ形式からデジタル形式へ変換する。プログラムメモリ４６は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）を有しており、ＣＰＵ４５の動作を規定するプログラム及びデータを格納している。データメモリ４７は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）を有しており、ＣＰＵ４５の動作に伴う各種のデータを一時的に記憶する。ＣＰＵ４５は、ピーク値Ｖp及び平均値Ｖmに基づいて高周波重畳回路１２が出力する高周波信号Ｕfの振幅φを制御するための制御信号Ｖcを算出する。Ｄ／Ａ変換器５０は、制御信号Ｖcの形式をデジタル形式からアナログ形式へ変換する。デジタル形式に変換された制御信号Ｖcは、高周波重畳回路１２へ入力される。
【００５５】
図５は、高周波重畳制御部５の機能に基づく構成を示すブロック図である。高周波重畳制御部５は、比率演算部５４、制御信号演算部５５及び基準値記憶部５６を備えている。比率演算部５４は、ピーク値Ｖp及び平均値Ｖmを受信し、ピーク対平均比Ｒ＝Ｖp／Ｖmを算出する。基準値記憶部５６は、半導体レーザ１の出射光のピークパワーにより光記録媒体に記録される情報に劣化が生じない範囲で適切に設定されたピーク対平均比Ｒの上限値である第１基準値Ｒsを記憶している。基準値記憶部５６は、例えば、プログラムの一部或いはデータの一部としてプログラムメモリ４６に基準値Ｒsを記憶する。制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが基準値Ｒsを超えて高くならないように、制御信号Ｖcを算出する。第１基準値Ｒsの最適な値は、光ディスク等の光記録媒体の特性及び光学系の特性により異なるが、例えば、ピーク値Ｖp：平均値Ｖm＝７．７：１、すなわちＲs＝７．７である。
【００５６】
以上のように、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒs以下になるように、振幅φが制御されるので、半導体レーザ１の出射光のピークパワーが不必要に大きくなることを防止することができる。それによって、光記録媒体から情報を再生する際に、駆動電流Ｉdに重畳される高周波信号Ｕfの振幅φを、光記録媒体に記録されている情報（記録信号）を劣化させない範囲に維持することができる。特に、ピーク検出回路７が検出したピーク値Ｖpに基づいてピーク対平均比Ｒが算出されるので、半導体レーザ１の個体毎に、高周波信号Ｖfの振幅φと電気信号のピーク値Ｖpとの関係が異なる場合でも、光ディスク２６からの情報の再生時に記録信号の劣化を防ぐことができる。
【００５７】
一般に、ピーク対平均比Ｒは、平均値Ｖm、半導体レーザ１の温度Ｔ、及び高周波信号Ｕfの振幅φの関数Ｒ＝ｆ（Ｖm，Ｔ，φ）として表現することができる。関数ｆの形は、半導体レーザ１毎の特性の相違によっても変わり得る。平均値Ｖm及び振幅φが一定であれば、半導体レーザ１の温度Ｔが上昇するのに伴い、ピーク対平均比Ｒは高くなる。従って、高周波重畳制御部５は、温度Ｔが上昇するのに伴って、振幅φが減少するように振幅φを制御する。
【００５８】
また、半導体レーザ１の出力が変化する場合には、出力されるパワーがある閾値未満の範囲では、パワーの増加とともにピーク値Ｖpが高くなり、パワーが閾値より大きい範囲では、パワーの増加とともにピーク値Ｖpが低くなる。すなわち、温度が一定であるときのピーク対平均比Ｒと平均値Ｖmと振幅φとの間の関係は、図６のグラフで例示される。平均値Ｖmは、半導体レーザ１のパワーに対応している。ピーク対平均比Ｒ＝Ｖp／Ｖmを縦軸とし、平均値Ｖmを横軸として描かれる曲線は、平均値Ｖmに関する閾値Ｖthにおいて最高値をとる山形の曲線となる。この曲線は、振幅φが増大するほど縦軸正方向にシフトする。
【００５９】
既に述べたように、高周波重畳制御部５は、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒs以下となるように、振幅φを制御する。従って、半導体レーザ１のパワー或いは平均値Ｖmが増加するのに伴って、平均値Ｖmが閾値Ｖth未満であれば振幅φが減少し、平均値Ｖmが閾値Ｖthより大きければ振幅φが増加するようにに、高周波重畳制御部５は振幅φを制御する。
【００６０】
好ましくは、基準値記憶部５６は、第１基準値Ｒsに加えて、第１基準値Ｒs以下に設定される第２基準値Ｒwをも記憶している。第２基準値Ｒwは、半導体レーザ１がマルチモードで安定して動作し得る範囲で適切に設定されたピーク対平均比Ｒの下限値である。基準値記憶部５６は、例えば、プログラムの一部或いはデータの一部としてプログラムメモリ４６に、基準値Ｒsと共に基準値Ｒwを記憶する。
【００６１】
この場合には、制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが第２基準値Ｒwを超えて低くならないように、制御信号Ｖcを算出する。すなわちこの場合には、高周波重畳制御部５は、ピーク対平均比Ｒが、Ｒw≦Ｒ≦Ｒsとなるように、振幅φを制御する。それによって、半導体レーザ１をマルチモードで安定して動作させることが可能とある。
【００６２】
なお、半導体レーザ１の出射光の波長λは、一般には任意であるが、特に青色領域に略相当する３９０ｎｍ＜λ＜４２０ｎｍであることが望ましい。この波長領域では、高周波信号Ｖfの振幅φによってはピーク対平均比Ｒが高い値にまで上昇するからである。更に、この波長領域を用いた光ディスク２６等の光記録媒体は、記録密度が高くピークパワーによる信号劣化の影響が大きいからである。
【００６３】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。この半導体レーザ駆動装置１０２は、温度センサ９及び記憶部８を備え、高周波重畳制御部５が高周波重畳制御部５Ａに置き換えられ、ピーク検出回路７が除去されている点において、図１に示した半導体レーザ駆動装置１０１とは異なっている。以下の図において、図１〜図５と同一部分については、同一符号を付して詳細な説明を略する。
【００６４】
温度センサ９は、半導体レーザ１の温度Ｔを計測し、計測した温度Ｔを電気信号として出力する。以下においては、説明を簡略なものとするために、温度Ｔを示す計測信号である電気信号をも温度Ｔと表現する。記憶部８は、例えば半導体メモリを有している。
【００６５】
高周波重畳制御部５Ａのハードウェア構成は、図４と同等に表される。但し、Ａ／Ｄ変換器４８にはピーク値Ｖpに代えて、温度Ｔが入力される。図８は、高周波重畳制御部５Ａの機能に基づく構成を示すブロック図である。高周波重畳制御部５Ａは、制御信号演算部５８及び基準値記憶部５６を備えている。制御信号演算部５８は、平均値Ｖm、温度Ｔ、記憶部８に記憶されるデータ、並びに基準値記憶部５６に記憶される第１基準値Ｒs（好ましくは、更に第２基準値Ｒｗ）に基づいて、制御信号Ｖcを算出する。
【００６６】
既に述べたように、ピーク対平均比Ｒ、平均値Ｖm、温度Ｔ、及び振幅φの間には、関数関係Ｒ＝ｆ（Ｖm，Ｔ，φ）が存在する。記憶部８は、予め実験等により求められたこれらの変数の間の関係を記憶している。図９は、記憶部８が記憶するデータの構造を例示する説明図である。図９の例では、記憶部８は、平均値Ｖm、温度Ｔ、及び振幅φの様々な組み合わせに対するピーク対平均比Ｒの値を記憶している。振幅φと制御信号Ｖcとの間には一定の対応関係が存在するので、記憶部８は、振幅φの代わりに制御信号Ｖcを記憶していてもよく、それらは互いに実質同等である。
【００６７】
制御信号演算部５８は、平均値Ｖm及び温度Ｔを受信し、記憶部８が記憶するデータを読み出すことにより、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒsを超えて高くならない振幅φを実現するための制御信号Ｖcを算出する。制御信号演算部５８は、例えば、受信した平均値Ｖm及び温度Ｔ、並びに基準値記憶部５６が記憶する第１基準値Ｒsに相当するピーク対平均比Ｒの組み合わせに対応する振幅φを、記憶部８から読み出す。制御信号演算部５８は、読み出した振幅φよりも振幅φが超えて大きくならないように、制御信号Ｖcを算出する。
【００６８】
このように、高周波重畳制御部５Ａは、温度センサ９からの温度Ｔと光検出素子２からの電気信号Ｖoptを受けたレーザ駆動回路４で得られた平均値Ｖmとを、記憶装置８に格納されたデータと比較することにより、ピーク対平均比Ｒが第１基準値Ｒsを超えて高くならないように振幅φを制御する。このため、半導体レーザ駆動装置１０２は、ピーク検出回路７を要せず、しかも、半導体レーザ１の温度変化を考慮した高周波信号Ｖfの振幅φの制御を実現する。更に、光検出素子２が半導体レーザ１の出射光のピーク値を検出する必要がないから、光検出素子２として周波数帯域が比較的低いものを用いてもよい。
【００６９】
なお、基準値記憶部５６が第２基準値Ｒｗをも記憶する場合には、制御信号演算部５８は、例えば、受信した平均値Ｖm及び温度Ｔ、並びに第２基準値Ｒｗに相当するピーク対平均比Ｒの組み合わせに対応する振幅φをも、記憶部８から読み出し、読み出した振幅φよりも振幅φが超えて小さくならないように、制御信号Ｖcを算出するとよい。それにより、高周波重畳制御部５Ａは、ピーク対平均比Ｒが第２基準値Ｒwを超えて低くならないように振幅φを制御することができ、半導体レーザ１を安定してマルチモードで動作させることができる。
【００７０】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３による光ヘッド装置の概略構成を示す構成図である。この光ヘッド装置３１は、図１に示した半導体レーザ駆動装置１０１又は図７に示した半導体レーザ駆動装置１０２、前光モニター用ビームスプリッタ２１、ビームスプリッタ２７、光検出器２８、集光レンズ２３、立ち上げミラー２４及び対物レンズ２５を備えている。前光モニター用ビームスプリッタ２１は、往路光の一部を分離して光検出素子２へ入射させる。ビームスプリッタ２７は、復路光を往路光から分離し、光検出器２８へ入射させる。
【００７１】
光ディスク２６に記録されている情報を再生する際には、半導体レーザ１が出射した波長４０５ｎｍのレーザ光２２が集光レンズ２３により平行光となり、立ち上げミラー２４により光路を折り曲げられ、対物レンズ２５に入射する。出射光は、往路の途中で前光モニター用ビームスプリッタ２１で一部が分離され、分離された一部の光は光検出素子２に入る。対物レンズ２５に入射した光は、光ディスク２６に集光される。光ディスク２６により反射された光は、対物レンズ２５、立ち上げミラー２４、集光レンズ２３を往路とは逆に辿り、ビームスプリッタ２７で反射されることにより、光検出器２８へ入射する。光検出器２８は、入射した光を光電変換し、電気信号として検出する。光検出器２８で光電変換されることにより検出された電気信号は、後述するように光ディスク２６上のピット列の再生信号や、ピット列のトレースを行うためのサーボ信号として用いられる。
【００７２】
光ヘッド装置３１の記録時の動作は、再生時の動作と基本的に同じであるが、半導体レーザ１が出射する光量が大きく、それにより光ディスク２６への記録が行われる。光ヘッド装置３１は、半導体レーザ駆動装置１０１又は１０２を用いているので、光ディスク２６上に記録されている情報を、再生中に劣化させることがなく、同一の光ディスク２６に対して、長期にわたって安定した再生を行うことが可能である。
【００７３】
（実施の形態４）
図１１は本発明の実施の形態４による光情報処理装置の概略側面図であり、図１２は、同ブロック図である。この光情報処理装置１０３は、図１０に示した光ヘッド装置３１の他に、モータ（回転駆動機構）３２、回路基板３３、電源装置３４、記録装置２９、再生装置３７、トラッキングサーボ機構３８、及びフォーカスサーボ機構３９を備えている。回路基板３３は、様々な回路素子（不図示）を備えており、記録装置２９、再生装置３７，トラッキングサーボ機構３８及びフォーカスサーボ機構３９の構成要素の一つとなっている。モータ３２は、光ディスク２６を支持しつつ回転させる。
【００７４】
光ヘッド装置３１は、光ディスク２６との位置関係に対応する信号を回路基板３３へ送る。回路基板３３はこの信号を演算して、光ヘッド装置３１又は光ヘッド装置３１内の対物レンズ２５を微動させるための信号を出力する。具体的には、光検出器２８は、受光した光を光電変換することにより、再生信号３０、トラッキングエラー信号３５及びフォーカスエラー信号３６を生成する。トラッキングサーボ機構３８は、トラッキングエラー信号３５に基づいて、トラッキング誤差を補償するように光ヘッド装置３１又は対物レンズ２５を制御する。同様に、フォーカスサーボ機構３９は、フォーカスエラー信号３６に基づいて、フォーカス誤差を補償するように光ヘッド装置３１又は対物レンズ２５を制御する。それにより、光ヘッド装置３１は、光ディスク２６に対して情報の読み出し、書き込み又は消去を行うことが可能となる。
【００７５】
再生装置３７は、再生信号３０に基づいて光ディスク２６に記録された情報を再生する。再生装置３７は、再生信号３０に基づいて光ディスク２６に記録された情報を再生するもので、当該情報が例えば映像情報及び音声情報であれば、映像信号及び音声信号へ変換する。映像信号はモニタ（不図示）へ入力されることにより映像として表示され、音声信号はスピーカ（不図示）へ入力されることにより音声として出力される。記録装置２９は、光ヘッド装置３１を通じて情報を光ディスク２６に記録する。
【００７６】
なお、光ヘッド装置３１が備える半導体レーザ駆動装置１０１又は１０２のうち、主要部１１（図１又は図７を参照）を除く周辺回路は、回路基板３３から離れて駆動制御される光学系に、主要部１１とともに組み込まれても良く、主要部１１とは別に、回路基板３３に設けられても良い。後者の場合には、図１１に点線で示すように、光ヘッド装置３１は、駆動制御される部分と回路基板３３の一部との双方を含むこととなる。
【００７７】
電源装置３４は、回路基板３３、光ヘッド装置３１及び対物レンズ２５の駆動機構であるトラッキングサーボ機構３８及びフォーカスサーボ機構３９、並びにモーター３２へ電力を供給する。なお、電源装置３４は、外部電源との接続部に置き換えても良い。電源装置３４又は外部電源との接続部から電力の供給を受ける別の電源又は別の接続部が、各駆動機構、或いは各回路に設けられていても良い。
【００７８】
本実施の形態による光情報処理装置１０３は、図１０に示した光ヘッド装置３１を用いているため、光ディスク２６上に記録されている情報を、再生中に劣化させることがなく、同一の光ディスク２６に対して、長期にわたって安定した再生を行うことが可能である。
【００７９】
（実施の形態５）
図１３は、本発明の実施の形態５による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置の構成は、図１と同等に表される。但し、高周波重畳制御部５は、図１３の高周波重畳制御部５Ｂに置き換えられる。高周波重畳制御部５Ｂのハードウェア構成は、図４と同等に表される。図１３に示すように、高周波重畳制御部５Ｂは、図５に示した高周波重畳制御部５の基準値記憶部５６に代えて、データ取得部５９を備えている。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置は、情報の記録及び再生の対象とする光ディスク２６に、記録信号を劣化させない限度のレーザ光のピーク値５２、すなわちピーク値５２の許容値Ｐが記録されていることを前提としている。
【００８０】
図１４は、本実施の形態による半導体レーザ駆動装置が記録及び再生の対象とする光ディスク２６の概略平面図である。この光ディスク２６は、通常の情報を記録するための情報記録領域８３に加えて、条件記録領域８２を有している。図１５は、条件記録領域８２のトラックに沿って記録されるデータを例示する模式図である。例えば、データ８５は許容値Ｐであり、データ８６は情報を記録する際のレーザ光のパワー（ｍＷ）であり、データ８７は情報を消去する際のレーザ光のパワー（ｍＷ）であり、データ８８は光ディスク２６の製造元を表示するデータである。
【００８１】
図１３に戻って、データ取得部５９は、光ディスク２６に記録されている許容値Ｐを、光検出器２８を通じて読み取り、読み取った許容値Ｐから第１基準値Ｒsを算出する。図５に示した高周波重畳制御部５と同様に、制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが基準値Ｒsを超えて高くならないように、制御信号Ｖcを算出する。
【００８２】
このように高周波重畳制御部５Ｂは、再生の対象である光ディスク２６に記録されている許容値Ｐを読み取り、読み取った許容値Ｐから第１基準値Ｒsを得る。そのため、レーザ光のピーク値５２が光ディスク２６に与える影響が、光ディスク２６の個体ごとに大きく異なる場合でも、各光ディスク２６の各々に対して、ピーク対平均比Ｒが記録信号の劣化を起こさない最適な値となるレーザ光を半導体レーザ１が出力するように、高周波重畳を行うことが可能となる。
【００８３】
（実施の形態６）
図１６は、本発明の実施の形態６による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置の構成は、図１と同等に表される。但し、高周波重畳制御部５は、図１６の高周波重畳制御部５Ｃに置き換えられる。高周波重畳制御部５Ｃのハードウェア構成は、図４と同等に表される。
【００８４】
図１６に示すように、高周波重畳制御部５Ｃは、図１３に示した比率演算部５４、制御信号演算部５５に加えて、試験実行部９１及び基準値記録部９２を備えている。また、データ取得部５９はデータ取得部５９Ａに置き換えられている。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置は、情報の記録及び再生の対象とする光ディスク２６が、試験パターンを記録可能な試験記録領域を有することを前提としている。試験記録領域は、例えば図１４の条件記録領域８２に隣接して設けられるとよい。このため図１４は、条件記録領域８２と同一の部分に符号８２Ａを付して試験記録領域を表している。
【００８５】
試験実行部９１は、試験記録領域８２Ａに試験パターンを記録するとともに、高周波信号Ｖfの振幅φを変えつつ試験パターンを読み取ることにより、第１基準値Ｒsを判定する。基準値記録部９２は、試験実行部９１が判定した第１基準値Ｒsを、記録装置２９を通じて光ディスク２６の条件記録領域８２へ記録する。データ取得部５９Ａは、基準値記録部９２が記録した第１基準値Ｒsを、光ディスク２６の条件記録領域８２から光検出器２８を通じて読み取る。制御信号演算部５５は、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが、試験実行部９１が判定した基準値Ｒs又はデータ取得部５９Ａが取得した基準値Ｒsを超えて高くならないように、制御信号Ｖcを算出する。
【００８６】
図１７は、高周波重畳制御部５Ｃのうち、試験実行部９１及び基準値記録部９２の動作手順を示すフローチャートである。試験実行部９１は、処理を開始すると、まず記録装置２９を通じて光ディスク２６の試験記録領域８２Ａへ試験パターンを記録する（Ｓ１）。試験パターンは、例えば複数桁の数値を表すデータであってもよく、データとして意味を成さない何らかのピットパターンであってもよい。試験パターンの記録を行う際には、通常の情報の記録を行う場合と同様に、レーザ駆動回路４は、駆動電流Ｉdを大きくすることにより、半導体レーザ１の出力パワーを高くする。次に、試験実行部９１は、高周波信号Ｖfの振幅φを初期値に設定する（Ｓ２）。振幅φの初期値は、光ディスク２６から情報を再生する際に光ディスク２６の記録信号に劣化を生じることのない十分に小さい値に設定される。
【００８７】
次に、試験実行部９１は、試験記録領域８２から試験パターンを読み取る（Ｓ３）。試験パターンの読み取りを行う際には、通常の情報の再生を行う場合と同様に、レーザ駆動回路４は、駆動電流Ｉdを小さくすることにより、半導体レーザ１の出力パワーを低くする。
【００８８】
次に、試験実行部９１は、読み取った試験パターンに劣化が生じているか否かを判定する（Ｓ４）。試験実行部９１は、例えば読み取った試験パターンに、予め定められた大きさを超えるジッタが現れているか否かを判定することにより、劣化の有無を判定する。或いは、試験実行部９１は、読み取った試験パターンが示すデータを再生し、記録したときのデータ、例えば複数桁の数値と一致するか否かを判定することにより、劣化の有無を判定する。
【００８９】
試験実行部９１は、劣化が認められなければ（Ｓ４でＮｏ）、振幅φを一段階増大させ（Ｓ５）、その後、処理をステップＳ３へ戻す。すなわち、試験実行部９１は、ステップＳ３〜Ｓ５のループを反復して実行することにより、振幅φを段階的に増大させつつ、試験パターンに劣化が生じるか否かを判定する。
【００９０】
試験実行部９１は、ステップＳ４において、劣化が生じていると判定すると、このときのピーク対平均比Ｒを比率演算部５４から取得し、例えば取得したピーク対平均比Ｒよりも、マージンを持ってある程度低い値を第１基準値Ｒsと判定する（Ｓ６）。マージンの大きさは、例えば一定幅、或いは取得したピーク対平均比Ｒの何％という比率で予め定めておくと良い。
【００９１】
次に、基準値記録部９２は、試験実行部９１が判定した第１基準値Ｒsを条件記録領域８２に記録する（Ｓ７）。以上により、試験実行部９１及び基準値記録部９２による処理は終了する。その後、制御信号演算部５５は、試験実行部９１が判定した第１基準値Ｒsに基づいて制御信号Ｖcを算出し、高周波重畳回路１２へ入力する。
【００９２】
基準値記録部９２によって第１基準値Ｒsが記録された光ディスク２６を、あらためて再生の対象とする場合には、試験実行部９１が試験パターンを再度記録する必要はない。この場合には、試験実行部９１に代わって、データ取得部５９Ａが動作し、光ディスク２６の条件記録領域８２に記録されている第１基準値Ｒｓを読み取る。この場合には、制御信号演算部５５は、試験実行部９１が判定した基準値Ｒsに代えて、データ取得部５９Ａが取得した基準値Ｒsを参照することにより、制御信号Ｖcを算出する。
【００９３】
以上のように、高周波重畳制御部５Ｃは試験実行部９１を備えるので、高周波信号Ｖfの振幅φを光ディスク２６毎に適切に制御することができる。また、高周波重畳制御部５Ｃは、基準値記録部９２及びデータ取得部５９Ａを備えるので、同一の光ディスク２６に対して再生を行う毎に試験実行部９１が試験パターンの記録と読み取りとを行う必要がない。
【００９４】
基準値記録部９２は、好ましくは第１基準値Ｒsに加えて、半導体レーザ駆動装置の製品型式を識別する符号、更に望ましくは半導体レーザ駆動装置を個体毎に識別する符号を、条件記録領域８２へ記録するとよい。半導体レーザ駆動装置の製品型式毎に、或いは製品の個体毎に、レーザ光の出力特性が微妙に異なる場合がある。光ディスク２６に、第１基準値Ｒsとともに識別符号が記録されておれば、高周波重畳制御部５Ｃは、光ディスク２６に記録されている第１基準値Ｒsが参照に値するものか否かを判定することができ、参照に値しない場合には、あらためて試験実行部９１を起動して、第１基準値Ｒsを判定することができる。
【００９５】
（実施の形態７）
図１８は、本発明の実施の形態７による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。本実施の形態による半導体レーザ駆動装置の構成は、図１と同等に表される。但し、高周波重畳制御部５は、図１８の高周波重畳制御部５Ｄに置き換えられる。高周波重畳制御部５Ｄのハードウェア構成は、図４と同等に表される。
【００９６】
図１８に示すように、高周波重畳制御部５Ｄは、図５に示した比率演算部５４、基準値記憶部５６に加えて、線速度取得部９５を備えている。また、制御信号演算部５５は、制御信号演算部５５Ａに置き換えられている。線速度取得部９５は、光ディスク２６から情報を再生する際に、光ディスク２６の線速度Ｖを取得する。線速度取得部４５は、例えば回転駆動機構３２からモータの回転速度ωを取得し、トラッキングサーボ機構３８から光ディスク２６上の光スポットの位置Ｘ（図１４参照）を取得し、取得した回転速度ω及び位置Ｘから線速度Ｖを算出する。
【００９７】
制御信号演算部５５Ａは、比率演算部５４が算出したピーク対平均比Ｒが、基準値記憶部５６が記憶する基準値Ｒsを√（Ｖ／Ｖo）倍した値を超えて高くならないように制御信号Ｖcを算出し、算出した制御信号Ｖcを高周波重畳回路１２へ入力する。ここで、Ｖoは、光ディスク２６に対する標準の線速度である。
【００９８】
光ディスク２６に対して情報の記録又は消去を行う際には、光ディスク２６の記録面上の光スポットに相対的な記録面の速度、すなわち上記の線速度は、光ディスク２６のフォーマットに固有の一定の速度Ｖoに設定される。これが、上記の標準線速度Ｖoである。しかし、大量の情報を短時間で記録する必要があるときなどには、標準線速度Ｖoよりも高い線速度Ｖで記録を行う必要がある。その場合には、記録面に入射する光の単位時間当たりの光量は小さくなり、記録の品質が低下する恐れがある。
【００９９】
従って、標準線速度Ｖoで記録する場合と同等の品質で記録を行うためには、単位時間当たりの光量を大きくする必要がある。単位時間当たりの光量は、例えば相変化材料を用いた光ディスク２６については、√（Ｖ／Ｖo）に比例すれば良いことが知られている。逆に、線速度Ｖを、Ｖ＜Ｖoとなるように低くして記録を行う場合には、単位時間当たりの光量を小さくする必要があるが、この場合においても、単位時間当たりの光量は√（Ｖ／Ｖo）に比例すれば良いことが知られている。
【０１００】
光ディスク２６から情報を再生する場合に、光量のピークが記録されている情報を劣化させる現象は、情報を記録するときの現象と同等である。従って、情報を再生する場合において、記録されている情報を劣化させることのない光量のピーク値の上限は、√（Ｖ／Ｖo）に比例する、と結論することができる。高周波重畳制御部５Ｄは、ピーク対平均比Ｒが√（Ｖ／Ｖo）に比例するように高周波信号Ｖfの振幅φを制御するので、光ディスク２６の線速度Ｖが変化しても、高周波信号Ｖfの振幅φが適切に制御される。
【０１０１】
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明による半導体レーザ駆動装置、光ヘッド装置、光情報処理装置及び光記録媒体は、光記録媒体に記録されている情報の劣化を招くことなく、情報の再生を行うことを可能にするものであり、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光検出素子の出力波形を例示するグラフである。
【図３】図１のピーク検出回路の構成例を示す回路図である。
【図４】図１の高周波重畳制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】図１の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
【図６】ピーク対平均比と平均値との関係を例示するグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
【図９】図７の記憶部に記憶されるデータの構造例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による光ヘッド装置の概略構成を示す構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態４による光情報処理装置の概略側面図である。
【図１２】図１１の光情報処理装置のブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態５による半導体レーザ駆動装置に含まれる高周波重畳制御部の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態５による半導体レーザ駆動装置に用いられる光ディスクの概略平面図である。
【図１５】図１４の条件記録領域に記録されるデータを例示する模式図である。
【図１６】実施の形態６による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６の高周波重畳制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態７による半導体レーザ駆動装置の高周波重畳制御部の機能に基づく構成を示すブロック図である。
【図１９】従来技術による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】図１９の半導体レーザによる出射光の光強度の波形を例示するグラフである。
【国際調査報告】
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