(57)【要約】本発明の半導体レーザ駆動装置は、光ヘッド装置が備える半導体レーザ１のレーザ駆動電流６に高周波電流を重畳する高周波重畳回路３と、高周波電流の周波数を半導体レーザ１の温度に応じて制御する高周波重畳制御回路５とを備えている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段と、
を備える半導体レーザ駆動装置。
【請求項２】
前記高周波重畳制御手段は、前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を増減する請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項３】
前記半導体レーザの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出した温度と前記高周波電流の周波数に関するデータとを格納するメモリと、
をさらに備え、
前記高周波重畳制御手段は、前記メモリに格納されているデータと前記温度センサが検出した温度とに基づいて前記高周波重畳回路を制御する請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項４】
前記データは、前記半導体レーザの温度と、前記温度で前記半導体レーザの相対強度雑音を最小化する前記高周波電流の周波数との関係を規定する情報を含んでいる、請求項３に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項５】
光ビームを出射する半導体レーザと、
前記光ビームを光ディスクの情報層に集束するための対物レンズと、
前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置と、
を備える光ヘッド装置であって、
前記半導体レーザ駆動装置は
前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段と、
を備える光ヘッド装置。
【請求項６】
光ディスクを回転させるモータと、
光ビームを出射する半導体レーザ、及び、前記半導体レーザから出射された光ビームを前記光ディスクの情報層に集束するための対物レンズを有する光ヘッド装置と、
前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置と、
前記光ヘッド装置を介して前記光ディスクとの間でデータの授受を行う記録再生回路と、
を備える光情報記録再生装置であって、
前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段と、
を備える、光情報記録再生装置。
【請求項７】
光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動方法であって、
前記半導体レーザに供給する直流電流を生成することと、
前記直流電流に高周波電流を重畳することと、
前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御すること、
を行う半導体レーザの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）の出射パワーを制御する半導体レーザ駆動装置、これを備える光ヘッド装置、及び当該光ヘッド装置を用いた光情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  光ディスクに記録されているデータは、比較的弱い一定の光量の光ビームを回転する光ディスクに照射し、光ディスクによって変調された反射光を検出することによって再生される。【０００３】  再生専用の光ディスクには、光ディスクの製造段階でピットによる情報が予めスパイラル状に記録されている。これに対して、書き換え可能な光ディスクでは、スパイラル状のランドまたはグルーブを有するトラックが形成された基材表面に、光学的にデータの記録／再生が可能な記録材料膜が蒸着等の方法によって堆積されている。書き換え可能な光ディスクにデータを記録する場合は、記録すべきデータに応じて光量を変調した光ビームを光ディスクに照射し、それによって記録材料膜の特性を局所的に変化させることによってデータの書き込みを行う。【０００４】  なお、ピットの深さ、トラックの深さ、および記録材料膜の厚さは、光ディスク基材の厚さに比べて小さい。このため、光ディスクにおいてデータが記録されている部分は、２次元的な面を構成しており、「情報記録面」と称される場合がある。本明細書では、このような情報記録面が深さ方向にも物理的な大きさを有していることを考慮し、「情報記録面」の語句を用いる代わりに、「情報層」の語句を用いることとする。光ディスクは、このような情報層を少なくとも１つ有している。なお、１つの情報層が、現実には、相変化材料層や反射層などの複数の層を含んでいてもよい。【０００５】  記録可能な光ディスクにデータを記録するとき、または、光ディスクに記録されているデータを再生するとき、光ビームが情報層における目標トラック上で常に所定の集束状態となる必要がある。このためには、「フォーカス制御」および「トラッキング制御」が必要となる。「フォーカス制御」は、光ビームの焦点の位置が常に情報層上に位置するように対物レンズの位置を情報記録面の法線方向（以下、「基板の深さ方向」と称する。）に制御することである。一方、トラッキング制御とは、光ビームのスポットが所定のトラック上に位置するように対物レンズの位置を光ディスクの半径方向（以下、「ディスク径方向」と称する。）に制御することである。【０００６】  従来、高密度・大容量の光ディスクとして、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ等の光ディスクが実用化されてきた。また、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）は今も普及している。現在は、これらの光ディスクよりもさらに高密度化・大容量化されたブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ；ＢＤ）などの次世代光ディスクの開発・実用化が進められつつある。【０００７】  このような光ディスクに対してデータを記録し、あるいは光ディスクに記録されているデータを読み出すため、半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）を光源とする光学式ヘッド装置（光ヘッド装置）が使用される。半導体レーザは、レーザ発振に必要な電流を半導体レーザに供給する装置（半導体レーザ駆動装置）によって駆動される。【０００８】  半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザの発光出力を一定に制御するためのＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎ���ｒｏｌ）回路を備えている。半導体レーザが発する光の一部は、フォトダイオード等の光検出器に入射し、ＡＰＣ回路は、この光検出器の出力信号に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御する。【０００９】  現在、半導体レーザを駆動するため、直流電流に高周波電流を重畳する技術が採用されている。このような高周波重畳は、光ディスクから反射されたレーザ光が半導体レーザに戻ることによって半導体レーザで発生する戻り光ノイズを抑制するために行われている。【００１０】  図１は、半導体レーザの駆動電流Ｉと光出力Ｐとの関係（電流−光出力特性：Ｌ／Ｉ  Ｃｕｒｖｅ）を模式的に示すグラフである。駆動電流Ｉが閾値ＩＴＨを超えて大きくなると、駆動電流Ｉの増加に略比例して光出力Ｐが増加するが、駆動電流Ｉが直流の場合、光出力Ｐは一定となる。図１の例では、駆動電流が大きさＩ０の直流電流のとき、光出力はＰ０である。このような直流電流Ｉ０に高周波電流ＩＨ＝Ｉ１・ｓｉｎ（２πｆｔ）を重畳すると、半導体レーザに供給される駆動電流の大きさＩは、全体として、以下の式１で示される。【００１１】  Ｉ＝Ｉ０＋ＩＨ＝Ｉ０＋Ｉ１・ｓｉｎ（２πｆｔ）    ・・・（式１）【００１２】  ここで、ｆは周波数、ｔは時間である。なお、本明細書では、高周波電流ＩＨの周波数ｆを「重畳周波数」と称する場合がある。式１で駆動電流Ｉが表現されるとき、光出力Ｐは、以下の式２で表されることになる。【００１３】  Ｐ＝Ｐ０＋ＰＨ＝Ｐ０＋Ｐ１・ｓｉｎ（２πｆｔ）    ・・・（式２）【００１４】  ここで、ＰＨは光出力Ｐの高周波成分、Ｐ１は高周波成分ＰＨの振幅である。【００１５】  戻り光ノイズは、半導体レーザの発振モードがシングルモードであるために生じる現象であり、光ディスクで反射された光が半導体レーザに戻ってくると、半導体レーザ内で発振状態が乱れ、モードホッピングなどが生じ、ノイズの原因となる。シングルモードで発振する半導体レーザの駆動電流に上述の高周波重畳を行うと、発振モードがシングルモードからマルチモードに変化するため、戻り光の影響を受けにくくなる。【００１６】  従来、高周波電流ＩＨの振幅Ｉ１及び周波数ｆは、戻り光ノイズを抑制するために必要な大きさに設定されていた。この振幅Ｉ１及び周波数ｆを調整する技術は下記の文献に開示されているが、周波数ｆを調整することは行われていなかった。【００１７】  特許文献１は、半導体レーザの温度変化や経時変化によって変化する光出力における高周波成分ＰＨの振幅Ｐ１を抽出し、基準値と比較することにより、高周波電流ＩＨの振幅Ｉ１を制御する技術を開示している。【００１８】  特許文献２は、高周波電流の重畳が再生光劣化を引き起こさないように高周波電流ＩＨの振幅Ｉ１を調整する技術を開示している。【００１９】  特許文献３は、半導体レーザ駆動装置の環境温度が変化した場合に高周波電流ＩＨの周波数ｆが設定値からシフトする問題を解決するため、高周波電流ＩＨの周波数ｆを可変に制御する技術を開示している。
【特許文献１】特開２００２−３３５０４１号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００４／０３８７１１号パンフレット
【特許文献３】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】
【００２０】  後述するように、半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳した場合、半導体レーザの温度が変化すると、ＲＩＮ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｎｏｉｓｅ：相対強度雑音）が増加するという問題のあることがわかった。ＲＩＮは、レーザ光の時間的なゆらぎを表すパラメータであり、直流駆動の半導体レーザの平均光出力をＰ０、光出力のゆらぎをδＰ、測定帯域幅をΔｆとすると、以下の式で表される。【００２１】  ＲＩＮ＝１０・ｌｏｇ｛（δＰ／Ｐ０）２／Δｆ｝・・・［ｄＢ／Ｈｚ］【００２２】  一般に半導体レーザのＲＩＮは、平均光出力Ｐ０が大きくなるほど、すなわち、半導体レーザの光出力（以下、出射パワーと称する。）が高くなるほど、低下する傾向がある。低出射パワー領域におけるＲＩＮは、自然光の影響による量子ノイズ（固有雑音）が支配的であるが、高出射パワー領域におけるＲＩＮは、半導体レーザの温度変化や出力変化に起因するモードホップノイズ（スペクトルのホップ）が支配的である。【００２３】  図２は、半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳した場合におけるＲＩＮの出射パワー依存性（ノイズプロファイル）の一例を示すグラフである。上述したように、ノイズプロファイルは、全体として出射パワーの増加に伴って低下する傾向を示しているが、半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳した場合は、ある特定の出射パワーでＲＩＮが増加し、極大化することが知られている。図２の例では、光出力が２．７ｍＷ付近でＲＩＮの極大化が観察される。ＲＩＮの局所的な増加が生じる出射パワーでは、高周波電流の重畳により新たな発振モードが発生し、固有雑音が生成されていると考えられる。このような固有雑音は、半導体レーザの緩和振動が主たる要因として発生する。【００２４】  光ヘッド装置内の半導体レーザは、そのＲＩＮが相対的に低くなる出射パワーで動作するように設計されることが好ましい。すなわち、高周波重畳を行う場合は、ＲＩＮが局所的に増大する上記の領域を避けるように出射パワーを設定することが好ましい。しかしながら、光情報記録再生装置などの光情報記録再生装置に用いられる光ヘッド装置では、半導体レーザから実際に出射されるレーザ光のパワー（出射パワー）を所定範囲に保持するような制御は行われておらず、光ディスクの情報層上におけるレーザ光の強度（再生パワー）を所定値に維持する制御が行われる。この再生パワーは、半導体レーザから実際に出射されるレーザ光のパワー（出射パワー）とは一致していない。したがって、光ディスクの情報層上で同一レベルの再生パワーが実現されている場合であっても、光ヘッド装置の光利用効率（伝送効率）に応じて出射パワーは異なるものとなる。以下、この理由を説明する。【００２５】  光ヘッド装置内では、半導体レーザから出射したレーザ光は、ビームスプリッタ、コリメートレンズ、対物レンズなどの光学部品を透過してから、光ディスクの情報層上に集束される。このような光ヘッド装置における「伝送効率」は、半導体レーザから出射されるレーザ光の広がり角、光ヘッド装置が備える各光学部品の光取込率及び透過率などに依存して変化することになる。したがって、同一設計の光ヘッド装置間でも、製造工程時に生じる光学部品の位置合わせズレなどに起因して、「伝送効率」に例えば１４〜２２％程度のばらつきが発生する。光ディスクの情報層上で０．２５ｍＷの再生パワーを実現する場合、伝送効率が１４％であるとすると、０．２５／０．１４＝１．８ｍＷの出射パワーが必要になる。一方、伝送効率が２２％の場合は、０．２５／０．２２＝１．１ｍＷの出射パワーで０．２５ｍＷの再生パワーを実現できる。【００２６】  このように、光ヘッド装置の再生パワーが一定値（例えば０．２５ｍＷ）に制御されている場合であっても、個々の光ヘッド装置における伝送効率のバラツキにより、半導体レーザの出射パワーは例えば１．１ｍＷ〜１．８ｍＷの範囲で大きく変動する。その結果、同一の半導体レーザを用いていても、光ヘッド装置ごとにＲＩＮがばらつくことになる。【００２７】  一方、半導体レーザの温度が変化すると、ノイズプロファイルがシフトすることもわかっている。図３は、温度２５℃及び７０℃におけるノイズプロファイルを示すグラフである。出射パワーが１．５〜３．０Ｗの範囲において、ＲＩＮを最小化する出射パワーは、２５℃では約２．０Ｗであるが、７０℃では約２．５Ｗにシフトしている。出射パワーが２．０Ｗのとき、温度が２５℃から７０℃に上昇すると、ＲＩＮは３ｄＢ以上も上昇してしまうことになる。このように、光ヘッド装置における半導体レーザのＲＩＮが大きくなると、ジッター等の再生特性が劣化してしまう。【００２８】  以上の説明からわかるように、光ヘッド装置内の半導体レーザや光学系が室温においてＲＩＮを最小化するように設計・調整されている場合であっても、動作時の温度変化により、ＲＩＮが著しく増加する場合があり、光情報記録再生装置の信頼性を低下させる問題が生じる。【００２９】  本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、半導体レーザの温度が変化してもＲＩＮを充分に低いレベルに維持することのできる半導体レーザ駆動装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、当該半導体レーザ駆動装置を備える光ヘッド装置及び光情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】  本発明の半導体レーザ駆動装置は、光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段とを備える。【００３１】  好ましい実施形態において、前記高周波重畳制御手段は、前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を増減する。【００３２】  好ましい実施形態において、前記半導体レーザの温度を検出する温度センサと、前記温度センサが検出した温度と前記高周波電流の周波数に関するデータとを格納するメモリとをさらに備え、前記高周波重畳制御手段は、前記メモリに格納されているデータと前記温度センサが検出した温度とに基づいて前記高周波重畳回路を制御する。【００３３】  好ましい実施形態において、前記データは、前記半導体レーザの温度と、前記温度で前記半導体レーザの相対強度雑音を最小化する前記高周波電流の周波数との関係を規定する情報を含んでいる。【００３４】  本発明の光ヘッド装置は、光ビームを出射する半導体レーザと、前記光ビームを光ディスクの情報層に集束するための対物レンズと、前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置とを備える光ヘッド装置であって、前記半導体レーザ駆動装置は、前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段とを備える。【００３５】  本発明の光情報記録再生装置は、光ディスクを回転させるモータと、光ビームを出射する半導体レーザ、及び、前記半導体レーザから出射された光ビームを前記光ディスクの情報層に集束するための対物レンズを有する光ヘッド装置と、前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置と、前記光ヘッド装置を介して前記光ディスクとの間でデータの授受を行う記録再生回路とを備える光情報記録再生装置であって、前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段とを備える。【００３６】  本発明による半導体レーザの駆動方法は、光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動方法であって、前記半導体レーザに供給する直流電流を生成することと、前記直流電流に高周波電流を重畳することと、前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御することを行う。
【発明の効果】
【００３７】  本発明の半導体レーザ駆動装置によれば、半導体レーザの温度変化に応じて高周波電流の周波数を変化させることにより、ノイズの増加を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】光出力−電流特性（Ｌ／Ｉ  Ｃｕｒｖｅ）を示すグラフである。
【図２】半導体レーザの温度が２５℃の場合におけるノイズプロファイルを示すグラフである。
【図３】半導体レーザの温度が２５℃及び７０℃ときのノイズプロファイルを示すグラフである。
【図４】ノイズプロファイルの重畳周波数依存性を示すグラフである。
【図５】ノイズプロファイルの温度依存性を示すグラフである。
【図６】温度上昇によってＲＩＮが増加することを示すグラフである。
【図７】重畳周波数の低下によってＲＩＮが減少することを示すグラフである。
【図８】重畳周波数の変化によるＲＩＮの上下に出射パワーが及ぼす影響を示すグラフである。
【図９Ａ】本発明における半導体レーザの温度と重畳周波数との関係の一例を示す図である。
【図９Ｂ】本発明における半導体レーザの温度と重畳周波数との関係の他の例を示す図である。
【図９Ｃ】本発明における半導体レーザの温度と重畳周波数との関係の更に他の例を示す図である。
【図１０】本発明による半導体レーザ駆動装置の実施形態を示すブロック回路図である。
【図１１】高周波重畳回路の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明による光ヘッド装置の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明による光情報処理装置の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】    １  半導体レーザ
２  光検出素子
３  高周波重畳回路
４  レーザ駆動回路
５  高周波重畳制御回路
６  レーザ駆動電流
７  ノイズ検出回路
８  記憶装置
９  温度センサ
３０２  発振周波数可変回路（マルチバイブレータ）
３０４  Ｄ／Ａ変換器
３０６  電流発生回路（オペアンプ）
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】  本発明者は、高周波重畳の周波数を変化させることによってＲＩＮのノイズプロファイルが変化することを見出し、本発明を完成した。以下、本発明の好ましい実施形態を説明する前に、高周波電流の周波数とノイズプロファイルとの関係を説明する。【００４１】  図４は、重畳周波数が「低」、「中」、「高」の場合のそれぞれにおけるノイズプロファイルを模式的に示すグラフである。重畳周波数が上昇するに伴ってノイズプロファイルはグラフ中で右にシフトしている。【００４２】  一方、図５は、重畳周波数を固定した状態で半導体レーザの温度が「低」、「中」、「高」の場合のそれぞれにおけるノイズプロファイルを模式的に示すグラフである。温度が上昇するに伴ってノイズプロファイルはグラフ中で右にシフトしている。【００４３】  図６は、高周波電流の周波数が４００ＭＨｚの場合において、出射パワー（出射パワー）が２．５ｍＷ付近におけるノイズプロファイルを示している。破線の曲線６１は、半導体レーザの温度が２５℃におけるノイズプロファイルであり、実線の曲線６２は、半導体レーザの温度が６０℃におけるノイズプロファイルである。温度が２５℃の場合、出射パワー２．５ｍＷでのＲＩＮは−１２７ｄＢｍであるが、温度が６０℃に上昇すると、ＲＩＮは−１２３ｄＢｍに上昇している。【００４４】  一方、図７は、半導体レーザの温度が６０℃の場合において、重畳周波数を４００ＭＨｚ、３５０ＭＨｚ、３００ＭＨｚと変化させたときのノイズプロファイルを示している。実線の曲線６３、破線の曲線６４、及び一点鎖線の曲線６５は、それぞれ、重畳周波数が４００ＭＨｚ、３５０ＭＨｚ、及び３００ＭＨｚの場合のノイズプロファイルである。【００４５】  半導体レーザの温度が６０℃の場合、重畳周波数が４００ＭＨｚのままであると、前述したように、ＲＩＮは−１２３ｄＢｍに上昇しているが、重畳周波数を３００ＭＨｚに低下させると、ＲＩＮは−１２７ｄＢｍに低下する。このように、ある範囲の出射パワーにおいて、重畳周波数を低下させることにより、温度上昇に伴う半導体レーザのノイズ増加を抑制することが可能になる。【００４６】  図６及び図７は、図４及び図５のノイズプロファイルにおいて、相対的に出射パワーが小さな領域のみを示している。この領域では、上述したように、温度上昇によって引き起こされるＲＩＮの増加を、重畳周波数の低下によって防止することが可能であるが、半導体レーザの出射パワーの大きさによっては、高周波電流の周波数低下によって却ってＲＩＮを増加させてしまう可能性がある。以下、この点を説明する。【００４７】  図４に示すノイズプロファイルのうち、重畳周波数が「中」及び「低」の曲線を抽出して拡大したグラフを図８に示す。図８に示す「逆転領域Ｒ」以外の領域では、重畳周波数を低下させることによってＲＩＮが低下するが、「逆転領域Ｒ」域では、重畳周波数を低下させると、かえってＲＩＮが増加することになる。なお、図６及び図７は、図８の「逆転領域Ｒ」に比べて出射パワーが小さい領域におけるノイズプロファイルを示していたことになる。【００４８】  このように、高周波電流の周波数に依存してＲＩＮがどのように変化するかは、半導体レーザの出射パワーに依存しており、この出射パワーは、前述したように個々の光ヘッド装置の伝送効率によって異なっている。【００４９】  なお、光ヘッド装置の再生パワーは、光検出素子によって測定され、その測定値に基づいて、所望の大きさに自動制御される（ＡＰＣ）が、個々のピックアップ装置の伝送効率に応じて変化する半導体レーザの出射パワーは、直接には測定されない。したがって、同一レベルの再生パワーに制御されている場合でも、光ヘッド装置ごとに半導体レーザの出射パワーは異なっている可能性があり、個々の半導体レーザの出射パワーが図８の「逆転領域Ｒ」に含まれるか否かも不明である。その結果、温度の増加によって高周波の周波数を高めるべきか、それとも低くするべきかは、光ヘッド装置ごとに全く異なったものとなり、単純には結論付けられない。【００５０】  本発明の好ましい実施形態においては、半導体レーザを実際に組み込んだ光ヘッド装置を作製した後、半導体レーザに与える高周波電流の周波数を変化させてＲＩＮを測定し、ＲＩＮの周波数依存性を求める。しかも、この測定を異なる温度（例えば２５℃、５０℃、７５℃）で実行し、これらの各温度において最もＲＩＮを低くすることのできる周波数を決定する。【００５１】  このような測定によって得られたＲＩＮに関するデータは、例えば、以下の表１に示すテーブルとしてメモリ内に格納される。【００５２】
【表１】
2007034783.tif 000002
【００５３】  上記の測定を行うことにより、温度が２５℃、５０℃、７５℃の場合において、ＲＩＮを最小化する重畳周波数を求めることができる。こうして、２０℃、５０℃、および７５℃のそれぞれの温度でＲＩＮを最小化する重畳周波数が例えば４００ＭＨｚ、３７０ＭＨｚ、および３４０ＭＨｚであることがわかったとする。このような光ヘッド装置を用いて光情報記録再生装置を実際に動作させる場合、上記の測定データに基づき、半導体レーザの温度が２５℃のときは重畳周波数を４００ＭＨｚに設定し、半導体レーザの温度が上昇して５０℃に達したときは、重畳周波数を３７０ＭＨｚに変化させ、更に７５℃に達したときは、重畳周波数を３４０ＭＨｚに変化させればよい。【００５４】  このような温度変化に基づく重畳周波数の制御は、例えば図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示すように種々の形態で実行することができる。なお、図９Ａ〜図９Ｃに示す例では、温度の上昇に伴って重畳周波数を単調に低下させているが、出射パワーの大きさによっては、温度の上昇に伴って重畳周波数を単調に増加させるべき場合や、特定の温度で増減を切り換えるべき場合もあり得る。どのように重畳周波数を変化させるかについては、表１のデータに基づいて決定される。【００５５】  表１のデータを得るための測定は、実際に半導体レーザを光ヘッド装置内に組み込んだ状態で実行する。このため、半導体レーザの特性や光ヘッド装置内の光学系が示す伝送効率に応じたデータが得られ、個々の光ヘッド装置に合った最適な周波数を決定することができる。【００５６】  なお、実際の測定は２５℃でのみ実行し、他の温度におけるデータは、２５℃におけるデータを補正することによって作成してもよい。前述したように、同一の半導体レーザを備えていても、光の伝送効率のばらつきによって出射パワーにばらつきが生じるが、特定温度（例えば２５℃）での実測により、その温度でＲＩＮを極小化する周波数が求まれば、他の温度においてＲＩＮを極小化する周波数は、半導体レーザの特性に基づいて推定可能である。【００５７】  また、実使用時における半導体レーザの実際の温度Ｔが２５℃、５０℃、７５℃に一致していない場合は、温度ＴでＲＩＮを最小化する周波数を表１のデータから演算によって求めることも可能である。図９Ｂや図９Ｃに示す温度変化の態様は、表１の２５℃、５０℃、７５℃の測定データに基づいて、演算によって補完データを作成すれば、容易に実行可能である。【００５８】  なお、表１のデータは、光ディスクの情報層上において或る特定の再生パワーを実現しているときに得られたものであり、再生パワーが異なる場合には、それに応じて出射パワーも変化するため、表１とは異なる数値のデータが得られることになる。再生パワーの異なる複数種類の光ディスクに対応させるため、前もって複数の異なる再生パワー毎に表１のデータを取得し、メモリ内に格納しておいても良い。【００５９】  以下、本発明の半導体レーザ駆動装置の好ましい実施形態を説明する。【００６０】  （実施形態１）
図１０は、本発明による半導体レーザ駆動装置の実施形態の構成を示す図である。【００６１】  本実施形態の半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザ１と、半導体レーザ１から出射されるレーザ光の一部を検出する光検出素子２と、半導体レーザ１にレーザ駆動電流６の直流成分を供給するレーザ駆動回路４と、レーザ駆動電流６の直流成分に高周波電流を重畳する高周波重畳回路３と、高周波重畳回路３の動作を制御する高周波重畳制御回路５と、半導体レーザ１の温度を検知する温度センサ９と、半導体レーザ１のノイズ（ＲＩＮ）を検出するノイズ検出回路７と、上述した表１のテーブルなどの各種データを格納した記憶装置８とを備えている。【００６２】  この半導体レーザ駆動装置の主要部１０は、図１０の破線枠で囲まれた構成要素からなり、光ヘッド装置内に搭載される。半導体レーザ駆動装置の構成要素の一部は、光ヘッド装置の外部に位置する光情報記録再生装置の回路基板に設けられていても良い。例えば、高周波重畳制御回路５は、典型的には光情報記録再生装置の回路基板に搭載される集積回路（ＩＣ）上に形成されるが、光ヘッド装置内のレーザ駆動ＩＣ上に組み込まれていても良い。一方、レーザ駆動回路４は、典型的には光ヘッド装置内のレーザ駆動ＩＣ上に組み込まれている。【００６３】  光ヘッド装置は、半導体レーザ１から出射されたレーザ光を集束する対物レンズや、光ディスクで反射された光を検出する光検出器などを備えているが、これらの構成は公知であり、図示を省略している。【００６４】  半導体レーザ１は、例えば発振波長４０５ｎｍのシングルモードレーザであり、レーザ駆動回路４から出力されるレーザ駆動電流６に応じたパワーでレーザ光を出射する。半導体レーザ１から出射されたレーザ光の一部は、光検出素子２に入射し、光電変換により入射光強度に応じた電気信号に変換される。この電気信号は、レーザ駆動回路４に帰還され、再生パワーを所定値に制御するため、光検出素子２の出力を一定に保つ制御が行われる。なお、半導体レーザ１の出射パワーを調整するために測定されるレーザ光の一部は、一般に「前光」と称され、前光を検出する光検出素子２は「前光モニター」と称される。【００６５】  半導体レーザ１から出射されたレーザ光の大部分は、記録または再生のために図示しない対物レンズなどを介して光ディスクに導かれ、その情報層を照射する。光ディスクの情報層で反射された光は、不図示の光検出器に入射し、光電変換により各種信号が生成される。【００６６】  レーザ駆動回路４が出力する直流の駆動電流は、光検出素子２から出力された電気信号の時間的平均値（すなわち直流成分）が一定となるように制御されるため、半導体レーザ１の出射パワーの平均値は略一定に保たれる。【００６７】  レーザ駆動電流６の直流成分には、高周波重畳回路３により、高周波の信号が重畳される。図１１は、高周波重畳回路３の構成例を示す図である。高周波重畳回路３は、発振周波数可変回路（マルチバイブレータ）３０２と、Ｄ／Ａ変換器３０４、電流発生回路（オペアンプ）３０６を内蔵している。マルチバイブレータ３０２は、例えば２００〜６００ＭＨｚ程度の高周波で可変に発振する発振回路である。Ｄ／Ａ変換器３０４は���高周波重畳制御回路５から送られてきた周波数制御信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、オペアンプ３０６に与える。オペアンプ３０６は、周波数制御信号に応じた大きさの電流ΔＩを生成し、マルチバイブレータ３０２に供給する。電流ΔＩの大きさが変化することにより、マルチバイブレータ３０２内に設けられている抵抗の両端電圧が変化するため、発振周波数（重畳周波数）が変化する。【００６８】  高周波重畳回路３が出力する高周波電流は、ＡＣカップリングによってレーザ駆動電流６に重畳される。高周波電流が重畳されたレーザ駆動電流６は、半導体レーザ１に注入され、シングルモードレーザをマルチモード化して発光させる。そのため、光ディスク等の記録媒体からの戻り光に対する影響を減らしノイズを低減できる。【００６９】  なお、光ディスクへの記録時には再生時よりも光量を増加させて、例えば相変化材料からなる光ディスクの情報層に相変化を与えて記録する。記録モードでは、レーザ駆動回路４の働きにより、レーザ駆動電流６を増加させて光量を増加させる。【００７０】  記憶装置８には、例えば半導体メモリから構成されており、半導体レーザ１の温度が変化した時の高周波電流の周波数に関する情報が、前述したように温度に重畳周波数を対応付けたテーブル形式等で格納されている。【００７１】  温度センサ９は、半導体レーザ１の温度を測定し、測定した温度に応じて電気信号を出力する。高周波重畳制御回路５は、温度センサ９で検出した半導体レーザ１の温度に対し、記憶装置８に格納されている情報に応じて高周波重畳回路３が出力する高周波の周波数を制御することで、半導体レーザ１のノイズ増加を抑制する。【００７２】  半導体レーザ１の温度上昇によりＲＩＮが増加するが、温度センサ９によって検出した温度に基づき、半導体レーザ１に重畳される高周波の周波数を調整することにより、ＲＩＮの増加を抑制することが可能となる。【００７３】  なお、再生パワーは、再生すべき光ディスクによっても変化する。例えば単層ＢＤディスクのための再生パワーは０．２５ｍＷ程度である場合、２層ＢＤディスクのための再生パワーは０．５０ｍＷ程度になる。このように、光ディスクによって必要な再生パワーが変化すると、それに応じて半導体レーザの出射パワーも変化することになる。【００７４】  本実施形態では、上述した方法により、半導体レーザの出射パワーをＲＩＮが充分に小さくなる範囲に制御するため、高周波電流の周波数を調整するが、このときに用いるデータは、所定の再生パワーを実現する条件のもとで得られたものである。同じ光ヘッド装置であっても、再生パワーが異なると、出射パワーが異なることになるため、各温度においてＲＩＮを最小化する周波数も変化してしまう。【００７５】  このような問題は、例えば、以下の２つの方法で解決可能である。【００７６】  （１）再生予定の光ディスクに対応した各再生パワーについて、表１に示すデータを作成し、メモリ内に格納しておく。光情報記録再生装置に装填された光ディスクに応じて再生パワーが設定された後、その再生パワーに応じたデータを読み出し、周波数の最適化を実行する。【００７７】  （２）光ディスクに応じて再生パワーが変化したときで���、半導体レーザの出射パワーを変化させないようにする。例えば、上述の例では、２層ＢＤに対して必要な再生パワー（０．５ｍＷ）の場合に温度別の最適周波数を求めておく。そして、光情報記録再生装置に単層ＢＤが装填された場合は、半導体レーザから出射されたレーザ光の強度を調整する光量制御素子を光路中に挿入し、再生パワーを０．２５ｍＷ程度に低減する。再生パワーの変化は、光量制御素子によって実行するため、再生パワーを変化させる場合であっても半導体レーザの出射パワーを略一定に保持することができる。このようにすれば、特定の再生パワーについて取得したデータに基づいて最適な周波数を選択し、種々の光ディスクに対応した再生パワーを低いＲＩＮで実現することができる。【００７８】  一般に、ＢＤ以外の光ディスクでも、単層ディスクの場合、必要な再生パワーは２層ディスクに比べて低く、光ヘッド装置の伝送効率を低下させても問題は生じない。そこで、単層ディスクの再生時には、透過率が例えば５０％のフィルター（調光フィルター）を光路上に挿入することにより、意図的に光ヘッド装置の伝送効率を半分にすることが行われている。このため、再生パワーを低下させる必要がある場合でも、半導体レーザの出射パワーを高めに維持できるため、ＲＩＮを低くすることができる。【００７９】  （実施形態２）
次に、図１２を参照して、本発明による光ヘッド装置の実施形態を説明する。図１２において、図１０と同じ機能を有する構成部材については同じ符号を付与する。【００８０】  本実施形態の光ヘッド装置に特徴的な点は、実施形態１の半導体レーザ駆動装置を備えている点にある。【００８１】  本実施形態の光ヘッド装置では、半導体レーザ１から出射された波長４０５ｎｍのレーザ光２２を集光レンズ２３によって略平行光に変換した後、立ち上げミラー２４によって対物レンズ２５に入射させる。対物レンズ２５は、レーザ光２２を光ディスク２６の情報層に集束する。光ディスク２６の情報層によって反射された光は、対物レンズ２５、立ち上げミラー２４、及び集光レンズ２３の順に往路とは逆に戻る。この反射光は、ビームスプリッタ２７で反射された後、光検出器２８に入射し、光検出器２８の光電変換によって電気信号に変換される。この電気信号は、光ディスク２６上のピット列からのＲＦ信号やサーボ信号を形成するために用いられる。【００８２】  半導体レーザ１から出射されたレーザ光２２の一部は、前光モニター用ビームスプリッタ２１で分離され、光検出素子２に入射する。光検出素子２が出力する電気信号は、実施形態１について説明したように、光電変換により入射光強度に応じた電気信号に変換される。この電気信号は、図１０に示す半導体レーザ駆動装置のレーザ駆動回路４に帰還され、半導体レーザ１のレーザ光発光強度（出射パワー）の制御に用いられる。【００８３】  データ記録時の動作及びデータ再生時の動作は基本的に同じであるが、データ記録時に半導体レーザ１から出射する光量は相対的に大きく、光ディスク２６の情報層の光学的性質を変化させることよって、データの記録が行われる。【００８４】  本実施形態の光ヘッド装置は、実施形態１の半導体レーザ駆動装置を備えているため、半導体レーザ１の温度変化に応じて高周波電流の周波数が適切に調節される。その結果、ノイズの発生が抑制され、安定した記録及び／または再生を行うことができる。【００８５】  （実施形態３）
次に、図１３を参照して、本発明による光情報処理装置の実施形態を説明する。【００８６】  本実施形態の光情報処理装置は、光ディスクに対してデータを記録し、あるいは光ディスクからデータを再生することのできる光ディスク装置であり、その特徴的な点は、実施形態２の光ヘッド装置を備えている点にある。【００８７】  本実施形態の光情報記録再生装置は、実施形態２の光ヘッド装置３１と、光ディスク２６を回転させるためのモータ３２と、光ヘッド装置３１及びモータ３２に電力を供給する電源装置３４と、これらに接続された回路基板３３とを備えている。回路基板には、光ヘッド装置３１の動作を制御するための回路や、光ディスク２６に対するデータの記録再生に必要な信号処理を行う回路が設けられている。これらの回路は、集積回路装置の形態で実現されており、回路基板３３上に搭載されている。【００８８】  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、この信号に基づいて光ヘッド装置３１及び光ヘッド装置内の対物レンズ２５を駆動するためのサーボ信号などを出力する。光ヘッド装置３１および対物レンズ２５は、図示しない駆動機構によってフォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を受けつつ、光ディスク２６に対して情報の読み出し、書き込み、または消去の動作を実行する。電源装置３４からは。回路基板３３、光ヘッド装置３１の駆動機構、モータ３２及び対物レンズ駆動装置へ電力が供給される。【００８９】  本実施形態の光情報記録再生装置は、実施形態２の光ヘッド装置３１を備えているため、光ヘッド装置３１内の半導体レーザ１の温度変化に応じて高周波電流の周波数を適切に変化させ、ＲＩＮの上昇を抑制することができる。このため、本実施形態の光情報記録再生装置によれば、半導体レーザの温度が上昇しても、ノイズの発生が抑制され、安定した記録及び／または再生を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】  本発明の半導体レーザ駆動装置は、温度変化による半導体レーザのノイズ増加を抑制できるため、低ノイズの動作が求められる半導体レーザを備える装置に広く適用することができる。
【図１】
2007034783.tif 000003
【図２】
2007034783.tif 000004
【図３】
2007034783.tif 000005
【図４】
2007034783.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007034783.tif 000009
【図８】
2007034783.tif 000010
【図９Ａ】
2007034783.tif 000011
【図９Ｂ】
2007034783.tif 000012
【図９Ｃ】
2007034783.tif 000013
【図１０】
2007034783.tif 000014
【図１１】
2007034783.tif 000015
【図１２】
2007034783.tif 000016
【図１３】
2007034783.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月23日(2007.4.23)
【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】
光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段と、
を備える半導体レーザ駆動装置。
【請求項２】
前記高周波重畳制御手段は、前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を増減する請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項３】
前記半導体レーザの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出した温度と前記高周波電流の周波数に関するデータとを格納するメモリと、
をさらに備え、
前記高周波重畳制御手段は、前記メモリに格納されているデータと前記温度センサが検出した温度とに基づいて前記高周波重畳回路を制御する請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項４】
前記データは、前記半導体レーザの温度と、前記温度で前記半導体レーザの相対強度雑音を最小化する前記高周波電流の周波数との関係を規定する情報を含んでいる、請求項３に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項５】
光ビームを出射する半導体レーザと、
前記光ビームを光ディスクの情報層に集束するための対物レンズと、
前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置と、
を備える光ヘッド装置であって、
前記半導体レーザ駆動装置は
前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段と、
を備える光ヘッド装置。
【請求項６】
光ディスクを回転させるモータと、
光ビームを出射する半導体レーザ、及び、前記半導体レーザから出射された光ビームを前記光ディスクの情報層に集束するための対物レンズを有する光ヘッド装置と、
前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置と、
前記光ヘッド装置を介して前記光ディスクとの間でデータの授受を行う記録再生回路と、
を備える光情報記録再生装置であって、
前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段と、
を備える、光情報記録再生装置。
【請求項７】
光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動方法であって、
前記半導体レーザに供給する直流電流を生成することと、
前記直流電流に高周波電流を重畳することと、
前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御すること、
を行う半導体レーザの駆動方法。
【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、半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）の出射パワーを制御する半導体レーザ駆動装置、これを備える光ヘッド装置、及び当該光ヘッド装置を用いた光情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに記録されているデータは、比較的弱い一定の光量の光ビームを回転する光ディスクに照射し、光ディスクによって変調された反射光を検出することによって再生される。
【０００３】
再生専用の光ディスクには、光ディスクの製造段階でピットによる情報が予めスパイラル状に記録されている。これに対して、書き換え可能な光ディスクでは、スパイラル状のランドまたはグルーブを有するトラックが形成された基材表面に、光学的にデータの記録／再生が可能な記録材料膜が蒸着等の方法によって堆積されている。書き換え可能な光ディスクにデータを記録する場合は、記録すべきデータに応じて光量を変調した光ビームを光ディスクに照射し、それによって記録材料膜の特性を局所的に変化させることによってデータの書き込みを行う。
【０００４】
なお、ピットの深さ、トラックの深さ、および記録材料膜の厚さは、光ディスク基材の厚さに比べて小さい。このため、光ディスクにおいてデータが記録されている部分は、２次元的な面を構成しており、「情報記録面」と称される場合がある。本明細書では、このような情報記録面が深さ方向にも物理的な大きさを有していることを考慮し、「情報記録面」の語句を用いる代わりに、「情報層」の語句を用いることとする。光ディスクは、このような情報層を少なくとも１つ有している。なお、１つの情報層が、現実には、相変化材料層や反射層などの複数の層を含んでいてもよい。
【０００５】
記録可能な光ディスクにデータを記録するとき、または、光ディスクに記録されているデータを再生するとき、光ビームが情報層における目標トラック上で常に所定の集束状態となる必要がある。このためには、「フォーカス制御」および「トラッキング制御」が必要となる。「フォーカス制御」は、光ビームの焦点の位置が常に情報層上に位置するように対物レンズの位置を情報記録面の法線方向（以下、「基板の深さ方向」と称する。）に制御することである。一方、トラッキング制御とは、光ビームのスポットが所定のトラック上に位置するように対物レンズの位置を光ディスクの半径方向（以下、「ディスク径方向」と称する。）に制御することである。
【０００６】
従来、高密度・大容量の光ディスクとして、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ等の光ディスクが実用化されてきた。また、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）は今も普及している。現在は、これらの光ディスクよりもさらに高密度化・大容量化されたブルーレイディスク（Ｂｌｕ-ｒａｙ  Ｄｉｓｃ；ＢＤ）などの次世代光ディスクの開発・実用化が進められつつある。
【０００７】
このような光ディスクに対してデータを記録し、あるいは光ディスクに記録されているデータを読み出すため、半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）を光源とする光学式ヘッド装置（光ヘッド装置）が使用される。半導体レーザは、レーザ発振に必要な電流を半導体レーザに供給する装置（半導体レーザ駆動装置）によって駆動される。
【０００８】
半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザの発光出力を一定に制御するためのＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を備えている。半導体レーザが発する光の一部は、フォトダイオード等の光検出器に入射し、ＡＰＣ回路は、この光検出器の出力信号に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御する。
【０００９】
現在、半導体レーザを駆動するため、直流電流に高周波電流を重畳する技術が採用されている。このような高周波重畳は、光ディスクから反射されたレーザ光が半導体レーザに戻ることによって半導体レーザで発生する戻り光ノイズを抑制するために行われている。
【００１０】
図１は、半導体レーザの駆動電流Ｉと光出力Ｐとの関係（電流−光出力特性：Ｌ／Ｉ Ｃｕｒｖｅ）を模式的に示すグラフである。駆動電流Ｉが閾値ＩTHを超えて大きくなると、駆動電流Ｉの増加に略比例して光出力Ｐが増加するが、駆動電流Ｉが直流の場合、光出力Ｐは一定となる。図１の例では、駆動電流が大きさＩ0の直流電流のとき、光出力はＰ0である。このような直流電流Ｉ0に高周波電流ＩH＝Ｉ1・ｓｉｎ（２πｆｔ）を重畳すると、半導体レーザに供給される駆動電流の大きさＩは、全体として、以下の式１で示される。
【００１１】
Ｉ＝Ｉ0＋ＩH＝Ｉ0＋Ｉ1・ｓｉｎ（２πｆｔ）    ・・・（式１）
【００１２】
ここで、ｆは周波数、ｔは時間である。なお、本明細書では、高周波電流ＩHの周波数ｆを「重畳周波数」と称する場合がある。式１で駆動電流Ｉが表現されるとき、光出力Ｐは、以下の式２で表されることになる。
【００１３】
Ｐ＝Ｐ0＋ＰH＝Ｐ0＋Ｐ1・ｓｉｎ（２πｆｔ）      ・・・（式２）
【００１４】
ここで、ＰHは光出力Ｐの高周波成分、Ｐ1は高周波成分ＰHの振幅である。
【００１５】
戻り光ノイズは、半導体レーザの発振モードがシングルモードであるために生じる現象であり、光ディスクで反射された光が半導体レーザに戻ってくると、半導体レーザ内で発振状態が乱れ、モードホッピングなどが生じ、ノイズの原因となる。シングルモードで発振する半導体レーザの駆動電流に上述の高周波重畳を行うと、発振モードがシングルモードからマルチモードに変化するため、戻り光の影響を受けにくくなる。
【００１６】
従来、高周波電流ＩHの振幅Ｉ1及び周波数ｆは、戻り光ノイズを抑制するために必要な大きさに設定されていた。この振幅Ｉ1及び周波数ｆを調整する技術は下記の文献に開示されているが、周波数ｆを調整することは行われていなかった。
【００１７】
特許文献１は、半導体レーザの温度変化や経時変化によって変化する光出力における高周波成分ＰHの振幅Ｐ1を抽出し、基準値と比較することにより、高周波電流ＩHの振幅Ｉ1を制御する技術を開示している。
【００１８】
特許文献２は、高周波電流の重畳が再生光劣化を引き起こさないように高周波電流ＩHの振幅Ｉ1を調整する技術を開示している。
【００１９】
特許文献３は、半導体レーザ駆動装置の環境温度が変化した場合に高周波電流ＩHの周波数ｆが設定値からシフトする問題を解決するため、高周波電流ＩHの周波数ｆを可変に制御する技術を開示している。
【特許文献１】特開２００２−３３５０４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０３８７１１号パンフレット
【特許文献３】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】
【００２０】
後述するように、半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳した場合、半導体レーザの温度が変化すると、ＲＩＮ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｎｏｉｓｅ：相対強度雑音）が増加するという問題のあることがわかった。ＲＩＮは、レーザ光の時間的なゆらぎを表すパラメータであり、直流駆動の半導体レーザの平均光出力をＰ0、光出力のゆらぎをδＰ、測定帯域幅をΔｆとすると、以下の式で表される。
【００２１】
ＲＩＮ＝１０・ｌｏｇ｛（δＰ／Ｐ0）２／Δｆ｝・・・［ｄＢ／Ｈｚ］
【００２２】
一般に半導体レーザのＲＩＮは、平均光出力Ｐ0が大きくなるほど、すなわち、半導体レーザの光出力（以下、出射パワーと称する。）が高くなるほど、低下する傾向がある。低出射パワー領域におけるＲＩＮは、自然光の影響による量子ノイズ（固有雑音）が支配的であるが、高出射パワー領域におけるＲＩＮは、半導体レーザの温度変化や出力変化に起因するモードホップノイズ（スペクトルのホップ）が支配的である。
【００２３】
図２は、半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳した場合におけるＲＩＮの出射パワー依存性（ノイズプロファイル）の一例を示すグラフである。上述したように、ノイズプロファイルは、全体として出射パワーの増加に伴って低下する傾向を示しているが、半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳した場合は、ある特定の出射パワーでＲＩＮが増加し、極大化することが知られている。図２の例では、光出力が２．７ｍＷ付近でＲＩＮの極大化が観察される。ＲＩＮの局所的な増加が生じる出射パワーでは、高周波電流の重畳により新たな発振モードが発生し、固有雑音が生成されていると考えられる。このような固有雑音は、半導体レーザの緩和振動が主たる要因として発生する。
【００２４】
光ヘッド装置内の半導体レーザは、そのＲＩＮが相対的に低くなる出射パワーで動作するように設計されることが好ましい。すなわち、高周波重畳を行う場合は、ＲＩＮが局所的に増大する上記の領域を避けるように出射パワーを設定することが好ましい。しかしながら、光情報記録再生装置などの光情報記録再生装置に用いられる光ヘッド装置では、半導体レーザから実際に出射されるレーザ光のパワー（出射パワー）を所定範囲に保持するような制御は行われておらず、光ディスクの情報層上におけるレーザ光の強度（再生パワー）を所定値に維持する制御が行われる。この再生パワーは、半導体レーザから実際に出射されるレーザ光のパワー（出射パワー）とは一致していない。したがって、光ディスクの情報層上で同一レベルの再生パワーが実現されている場合であっても、光ヘッド装置の光利用効率（伝送効率）に応じて出射パワーは異なるものとなる。以下、この理由を説明する。
【００２５】
光ヘッド装置内では、半導体レーザから出射したレーザ光は、ビームスプリッタ、コリメートレンズ、対物レンズなどの光学部品を透過してから、光ディスクの情報層上に集束される。このような光ヘッド装置における「伝送効率」は、半導体レーザから出射されるレーザ光の広がり角、光ヘッド装置が備える各光学部品の光取込率及び透過率などに依存して変化することになる。したがって、同一設計の光ヘッド装置間でも、製造工程時に生じる光学部品の位置合わせズレなどに起因して、「伝送効率」に例えば１４〜２２％程度のばらつきが発生する。光ディスクの情報層上で０．２５ｍＷの再生パワーを実現する場合、伝送効率が１４％であるとすると、０．２５／０．１４＝１．８ｍＷの出射パワーが必要になる。一方、伝送効率が２２％の場合は、０．２５／０．２２＝１．１ｍＷの出射パワーで０．２５ｍＷの再生パワーを実現できる。
【００２６】
このように、光ヘッド装置の再生パワーが一定値（例えば０．２５ｍＷ）に制御されている場合であっても、個々の光ヘッド装置における伝送効率のバラツキにより、半導体レーザの出射パワーは例えば１．１ｍＷ〜１．８ｍＷの範囲で大きく変動する。その結果、同一の半導体レーザを用いていても、光ヘッド装置ごとにＲＩＮがばらつくことになる。
【００２７】
一方、半導体レーザの温度が変化すると、ノイズプロファイルがシフトすることもわかっている。図３は、温度２５℃及び７０℃におけるノイズプロファイルを示すグラフである。出射パワーが１．５〜３．０Ｗの範囲において、ＲＩＮを最小化する出射パワーは、２５℃では約２．０Ｗであるが、７０℃では約２．５Ｗにシフトしている。出射パワーが２．０Ｗのとき、温度が２５℃から７０℃に上昇すると、ＲＩＮは３ｄＢ以上も上昇してしまうことになる。このように、光ヘッド装置における半導体レーザのＲＩＮが大きくなると、ジッター等の再生特性が劣化してしまう。
【００２８】
以上の説明からわかるように、光ヘッド装置内の半導体レーザや光学系が室温においてＲＩＮを最小化するように設計・調整されている場合であっても、動作時の温度変化により、ＲＩＮが著しく増加する場合があり、光情報記録再生装置の信頼性を低下させる問題が生じる。
【００２９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、半導体レーザの温度が変化してもＲＩＮを充分に低いレベルに維持することのできる半導体レーザ駆動装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、当該半導体レーザ駆動装置を備える光ヘッド装置及び光情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の半導体レーザ駆動装置は、光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段とを備える。
【００３１】
好ましい実施形態において、前記高周波重畳制御手段は、前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を増減する。
【００３２】
好ましい実施形態において、前記半導体レーザの温度を検出する温度センサと、前記温度センサが検出した温度と前記高周波電流の周波数に関するデータとを格納するメモリとをさらに備え、前記高周波重畳制御手段は、前記メモリに格納されているデータと前記温度センサが検出した温度とに基づいて前記高周波重畳回路を制御する。
【００３３】
好ましい実施形態において、前記データは、前記半導体レーザの温度と、前記温度で前記半導体レーザの相対強度雑音を最小化する前記高周波電流の周波数との関係を規定する情報を含んでいる。
【００３４】
本発明の光ヘッド装置は、光ビームを出射する半導体レーザと、前記光ビームを光ディスクの情報層に集束するための対物レンズと、前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置とを備える光ヘッド装置であって、前記半導体レーザ駆動装置は、前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段とを備える。
【００３５】
本発明の光情報記録再生装置は、光ディスクを回転させるモータと、光ビームを出射する半導体レーザ、及び、前記半導体レーザから出射された光ビームを前記光ディスクの情報層に集束するための対物レンズを有する光ヘッド装置と、前記半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置と、前記光ヘッド装置を介して前記光ディスクとの間でデータの授受を行う記録再生回路とを備える光情報記録再生装置であって、前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御する高周波重畳制御手段とを備える。
【００３６】
本発明による半導体レーザの駆動方法は、光ヘッド装置が備える半導体レーザの駆動方法であって、前記半導体レーザに供給する直流電流を生成することと、前記直流電流に高周波電流を重畳することと、前記半導体レーザの相対雑音強度を低下させるように前記高周波電流の周波数を前記半導体レーザの温度に応じて制御することを行う。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の半導体レーザ駆動装置によれば、半導体レーザの温度変化に応じて高周波電流の周波数を変化させることにより、ノイズの増加を抑制することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明者は、高周波重畳の周波数を変化させることによってＲＩＮのノイズプロファイルが変化することを見出し、本発明を完成した。以下、本発明の好ましい実施形態を説明する前に、高周波電流の周波数とノイズプロファイルとの関係を説明する。
【００３９】
図４は、重畳周波数が「低」、「中」、「高」の場合のそれぞれにおけるノイズプロファイルを模式的に示すグラフである。重畳周波数が上昇するに伴ってノイズプロファイルはグラフ中で右にシフトしている。
【００４０】
一方、図５は、重畳周波数を固定した状態で半導体レーザの温度が「低」、「中」、「高」の場合のそれぞれにおけるノイズプロファイルを模式的に示すグラフである。温度が上昇するに伴ってノイズプロファイルはグラフ中で右にシフトしている。
【００４１】
図６は、高周波電流の周波数が４００ＭＨｚの場合において、出射パワー（出射パワー）が２．５ｍＷ付近におけるノイズプロファイルを示している。破線の曲線６１は、半導体レーザの温度が２５℃におけるノイズプロファイルであり、実線の曲線６２は、半導体レーザの温度が６０℃におけるノイズプロファイルである。温度が２５℃の場合、出射パワー２．５ｍＷでのＲＩＮは−１２７ｄＢｍであるが、温度が６０℃に上昇すると、ＲＩＮは−１２３ｄＢｍに上昇している。
【００４２】
一方、図７は、半導体レーザの温度が６０℃の場合において、重畳周波数を４００ＭＨｚ、３５０ＭＨｚ、３００ＭＨｚと変化させたときのノイズプロファイルを示している。実線の曲線６３、破線の曲線６４、及び一点鎖線の曲線６５は、それぞれ、重畳周波数が４００ＭＨｚ、３５０ＭＨｚ、及び３００ＭＨｚの場合のノイズプロファイルである。
【００４３】
半導体レーザの温度が６０℃の場合、重畳周波数が４００ＭＨｚのままであると、前述したように、ＲＩＮは−１２３ｄＢｍに上昇しているが、重畳周波数を３００ＭＨｚに低下させると、ＲＩＮは−１２７ｄＢｍに低下する。このように、ある範囲の出射パワーにおいて、重畳周波数を低下させることにより、温度上昇に伴う半導体レーザのノイズ増加を抑制することが可能になる。
【００４４】
図６及び図７は、図４及び図５のノイズプロファイルにおいて、相対的に出射パワーが小さな領域のみを示している。この領域では、上述したように、温度上昇によって引き起こされるＲＩＮの増加を、重畳周波数の低下によって防止することが可能であるが、半導体レーザの出射パワーの大きさによっては、高周波電流の周波数低下によって却ってＲＩＮを増加させてしまう可能性がある。以下、この点を説明する。
【００４５】
図４に示すノイズプロファイルのうち、重畳周波数が「中」及び「低」の曲線を抽出して拡大したグラフを図８に示す。図８に示す「逆転領域Ｒ」以外の領域では、重畳周波数を低下させることによってＲＩＮが低下するが、「逆転領域Ｒ」域では、重畳周波数を低下させると、却ってＲＩＮが増加することになる。なお、図６及び図７は、図８の「逆転領域Ｒ」に比べて出射パワーが小さい領域におけるノイズプロファイルを示していたことになる。
【００４６】
このように、高周波電流の周波数に依存してＲＩＮがどのように変化するかは、半導体レーザの出射パワーに依存しており、この出射パワーは、前述したように個々の光ヘッド装置の伝送効率によって異なっている。
【００４７】
なお、光ヘッド装置の再生パワーは、光検出素子によって測定され、その測定値に基づいて、所望の大きさに自動制御される（ＡＰＣ）が、個々のピックアップ装置の伝送効率に応じて変化する半導体レーザの出射パワーは、直接には測定されない。したがって、同一レベルの再生パワーに制御されている場合でも、光ヘッド装置ごとに半導体レーザの出射パワーは異なっている可能性があり、個々の半導体レーザの出射パワーが図８の「逆転領域Ｒ」に含まれるか否かも不明である。その結果、温度の増加によって高周波の周波数を高めるべきか、それとも低くするべきかは、光ヘッド装置ごとに全く異なったものとなり、単純には結論付けられない。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態においては、半導体レーザを実際に組み込んだ光ヘッド装置を作製した後、半導体レーザに与える高周波電流の周波数を変化させてＲＩＮを測定し、ＲＩＮの周波数依存性を求める。しかも、この測定を異なる温度（例えば２５℃、５０℃、７５℃）で実行し、これらの各温度において最もＲＩＮを低くすることのできる周波数を決定する。
【００４９】
このような測定によって得られたＲＩＮに関するデータは、例えば、以下の表１に示すテーブルとしてメモリ内に格納される。
【００５０】
【表１】
2007034783.tif 000018
【００５１】
上記の測定を行うことにより、温度が２５℃、５０℃、７５℃の場合において、ＲＩＮを最小化する重畳周波数を求めることができる。こうして、２０℃、５０℃、および７５℃のそれぞれの温度でＲＩＮを最小化する重畳周波数が例えば４００ＭＨｚ、３７０ＭＨｚ、および３４０ＭＨｚであることがわかったとする。このような光ヘッド装置を用いて光情報記録再生装置を実際に動作させる場合、上記の測定データに基づき、半導体レーザの温度が２５℃のときは重畳周波数を４００ＭＨｚに設定し、半導体レーザの温度が上昇して５０℃に達したときは、重畳周波数を３７０ＭＨｚに変化させ、更に７５℃に達したときは、重畳周波数を３４０ＭＨｚに変化させればよい。
【００５２】
このような温度変化に基づく重畳周波数の制御は、例えば図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示すように種々の形態で実行することができる。なお、図９Ａ〜図９Ｃに示す例では、温度の上昇に伴って重畳周波数を単調に低下させているが、出射パワーの大きさによっては、温度の上昇に伴って重畳周波数を単調に増加させるべき場合や、特定の温度で増減を切り換えるべき場合もあり得る。どのように重畳周波数を変化させるかについては、表１のデータに基づいて決定される。
【００５３】
表１のデータを得るための測定は、実際に半導体レーザを光ヘッド装置内に組み込んだ状態で実行する。このため、半導体レーザの特性や光ヘッド装置内の光学系が示す伝送効率に応じたデータが得られ、個々の光ヘッド装置に合った最適な周波数を決定することができる。
【００５４】
なお、実際の測定は２５℃でのみ実行し、他の温度におけるデータは、２５℃におけるデータを補正することによって作成してもよい。前述したように、同一の半導体レーザを備えていても、光の伝送効率のばらつきによって出射パワーにばらつきが生じるが、特定温度（例えば２５℃）での実測により、その温度でＲＩＮを極小化する周波数が求まれば、他の温度においてＲＩＮを極小化する周波数は、半導体レーザの特性に基づいて推定可能である。
【００５５】
また、実使用時における半導体レーザの実際の温度Ｔが２５℃、５０℃、７５℃に一致していない場合は、温度ＴでＲＩＮを最小化する周波数を表１のデータから演算によって求めることも可能である。図９Ｂや図９Ｃに示す温度変化の態様は、表１の２５℃、５０℃、７５℃の測定データに基づいて、演算によって補完データを作成すれば、容易に実行可能である。
【００５６】
なお、表１のデータは、光ディスクの情報層上において或る特定の再生パワーを実現しているときに得られたものであり、再生パワーが異なる場合には、それに応じて出射パワーも変化するため、表１とは異なる数値のデータが得られることになる。再生パワーの異なる複数種類の光ディスクに対応させるため、前もって複数の異なる再生パワー毎に表１のデータを取得し、メモリ内に格納しておいても良い。
【００５７】
以下、本発明の半導体レーザ駆動装置の好ましい実施形態を説明する。
【００５８】
（実施形態１）
図１０は、本発明による半導体レーザ駆動装置の実施形態の構成を示す図である。
【００５９】
本実施形態の半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザ１と、半導体レーザ１から出射されるレーザ光の一部を検出する光検出素子２と、半導体レーザ１にレーザ駆動電流６の直流成分を供給するレーザ駆動回路４と、レーザ駆動電流６の直流成分に高周波電流を重畳する高周波重畳回路３と、高周波重畳回路３の動作を制御する高周波重畳制御回路５と、半導体レーザ１の温度を検知する温度センサ９と、半導体レーザ１のノイズ（ＲＩＮ）を検出するノイズ検出回路７と、上述した表１のテーブルなどの各種データを格納した記憶装置８とを備えている。
【００６０】
この半導体レーザ駆動装置の主要部１０は、図１０の破線枠で囲まれた構成要素からなり、光ヘッド装置内に搭載される。半導体レーザ駆動装置の構成要素の一部は、光ヘッド装置の外部に位置する光情報記録再生装置の回路基板に設けられていても良い。例えば、高周波重畳制御回路５は、典型的には光情報記録再生装置の回路基板に搭載される集積回路（ＩＣ）上に形成されるが、光ヘッド装置内のレーザ駆動ＩＣ上に組み込まれていても良い。一方、レーザ駆動回路４は、典型的には光ヘッド装置内のレーザ駆動ＩＣ上に組み込まれている。
【００６１】
光ヘッド装置は、半導体レーザ１から出射されたレーザ光を集束する対物レンズや、光ディスクで反射された光を検出する光検出器などを備えているが、これらの構成は公知であり、図示を省略している。
【００６２】
半導体レーザ１は、例えば発振波長４０５ｎｍのシングルモードレーザであり、レーザ駆動回路４から出力されるレーザ駆動電流６に応じたパワーでレーザ光を出射する。半導体レーザ１から出射されたレーザ光の一部は、光検出素子２に入射し、光電変換により入射光強度に応じた電気信号に変換される。この電気信号は、レーザ駆動回路４に帰還され、再生パワーを所定値に制御するため、光検出素子２の出力を一定に保つ制御が行われる。なお、半導体レーザ１の出射パワーを調整するために測定されるレーザ光の一部は、一般に「前光」と称され、前光を検出する光検出素子２は「前光モニター」と称される。
【００６３】
半導体レーザ１から出射されたレーザ光の大部分は、記録または再生のために図示しない対物レンズなどを介して光ディスクに導かれ、その情報層を照射する。光ディスクの情報層で反射された光は、不図示の光検出器に入射し、光電変換により各種信号が生成される。
【００６４】
レーザ駆動回路４が出力する直流の駆動電流は、光検出素子２から出力された電気信号の時間的平均値（すなわち直流成分）が一定となるように制御されるため、半導体レーザ１の出射パワーの平均値は略一定に保たれる。
【００６５】
レーザ駆動電流６の直流成分には、高周波重畳回路３により、高周波の信号が重畳される。図１１は、高周波重畳回路３の構成例を示す図である。高周波重畳回路３は、発振周波数可変回路（マルチバイブレータ）３０２と、Ｄ／Ａ変換器３０４、電流発生回路（オペアンプ）３０６を内蔵している。マルチバイブレータ３０２は、例えば２００〜６００ＭＨｚ程度の高周波で可変に発振する発振回路である。Ｄ／Ａ変換器３０４は、高周波重畳制御回路５から送られてきた周波数制御信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、オペアンプ３０６に与える。オペアンプ３０６は、周波数制御信号に応じた大きさの電流ΔＩを生成し、マルチバイブレータ３０２に供給する。電流ΔＩの大きさが変化することにより、マルチバイブレータ３０２内に設けられている抵抗の両端電圧が変化するため、発振周波数（重畳周波数）が変化する。
【００６６】
高周波重畳回路３が出力する高周波電流は、ＡＣカップリングによってレーザ駆動電流６に重畳される。高周波電流が重畳されたレーザ駆動電流６は、半導体レーザ１に注入され、シングルモードレーザをマルチモード化して発光させる。そのため、光ディスク等の記録媒体からの戻り光に対する影響を減らしノイズを低減できる。
【００６７】
なお、光ディスクへの記録時には再生時よりも光量を増加させて、例えば相変化材料からなる光ディスクの情報層に相変化を与えて記録する。記録モードでは、レーザ駆動回路４の働きにより、レーザ駆動電流６を増加させて光量を増加させる。
【００６８】
記憶装置８には、例えば半導体メモリから構成されており、半導体レーザ１の温度が変化した時の高周波電流の周波数に関する情報が、前述したように温度に重畳周波数を対応付けたテーブル形式等で格納されている。
【００６９】
温度センサ９は、半導体レーザ１の温度を測定し、測定した温度に応じて電気信号を出力する。高周波重畳制御回路５は、温度センサ９で検出した半導体レーザ１の温度に対し、記憶装置８に格納されている情報に応じて高周波重畳回路３が出力する高周波の周波数を制御することで、半導体レーザ１のノイズ増加を抑制する。
【００７０】
半導体レーザ１の温度上昇によりＲＩＮが増加するが、温度センサ９によって検出した温度に基づき、半導体レーザ１に重畳される高周波の周波数を調整することにより、ＲＩＮの増加を抑制することが可能となる。
【００７１】
なお、再生パワーは、再生すべき光ディスクによっても変化する。例えば単層ＢＤディスクのための再生パワーは０．２５ｍＷ程度である場合、２層ＢＤディスクのための再生パワーは０．５０ｍＷ程度になる。このように、光ディスクによって必要な再生パワーが変化すると、それに応じて半導体レーザの出射パワーも変化することになる。
【００７２】
本実施形態では、上述した方法により、半導体レーザの出射パワーをＲＩＮが充分に小さくなる範囲に制御するため、高周波電流の周波数を調整するが、このときに用いるデータは、所定の再生パワーを実現する条件のもとで得られたものである。同じ光ヘッド装置であっても、再生パワーが異なると、出射パワーが異なることになるため、各温度においてＲＩＮを最小化する周波数も変化してしまう。
【００７３】
このような問題は、例えば、以下の２つの方法で解決可能である。
【００７４】
（１）  再生予定の光ディスクに対応した各再生パワーについて、表１に示すデータを作成し、メモリ内に格納しておく。光情報記録再生装置に装填された光ディスクに応じて再生パワーが設定された後、その再生パワーに応じたデータを読み出し、周波数の最適化を実行する。
【００７５】
（２）  光ディスクに応じて再生パワーが変化したときでも、半導体レーザの出射パワーを変化させないようにする。例えば、上述の例では、２層ＢＤに対して必要な再生パワー（０．５ｍＷ）の場合に温度別の最適周波数を求めておく。そして、光情報記録再生装置に単層ＢＤが装填された場合は、半導体レーザから出射されたレーザ光の強度を調整する光量制御素子を光路中に挿入し、再生パワーを０．２５ｍＷ程度に低減する。再生パワーの変化は、光量制御素子によって実行するため、再生パワーを変化させる場合であっても半導体レーザの出射パワーを略一定に保持することができる。このようにすれば、特定の再生パワーについて取得したデータに基づいて最適な周波数を選択し、種々の光ディスクに対応した再生パワーを低いＲＩＮで実現することができる。
【００７６】
一般に、ＢＤ以外の光ディスクでも、単層ディスクの場合、必要な再生パワーは２層ディスクに比べて低く、光ヘッド装置の伝送効率を低下させても問題は生じない。そこで、単層ディスクの再生時には、透過率が例えば５０％のフィルター(調光フィルター)を光路上に挿入することにより、意図的に光ヘッド装置の伝送効率を半分にすることが行われている。このため、再生パワーを低下させる必要がある場合でも、半導体レーザの出射パワーを高めに維持できるため、ＲＩＮを低くすることができる。
【００７７】
（実施形態２）
次に、図１２を参照して、本発明による光ヘッド装置の実施形態を説明する。図１２において、図１０と同じ機能を有する構成部材については同じ符号を付与する。
【００７８】
本実施形態の光ヘッド装置に特徴的な点は、実施形態１の半導体レーザ駆動装置を備えている点にある。
【００７９】
本実施形態の光ヘッド装置では、半導体レーザ１から出射された波長４０５ｎｍのレーザ光２２を集光レンズ２３によって略平行光に変換した後、立ち上げミラー２４によって対物レンズ２５に入射させる。対物レンズ２５は、レーザ光２２を光ディスク２６の情報層に集束する。光ディスク２６の情報層によって反射された光は、対物レンズ２５、立ち上げミラー２４、及び集光レンズ２３の順に往路とは逆に戻る。この反射光は、ビームスプリッタ２７で反射された後、光検出器２８に入射し、光検出器２８の光電変換によって電気信号に変換される。この電気信号は、光ディスク２６上のピット列からのＲＦ信号やサーボ信号を形成するために用いられる。
【００８０】
半導体レーザ１から出射されたレーザ光２２の一部は、前光モニター用ビームスプリッタ２１で分離され、光検出素子２に入射する。光検出素子２が出力する電気信号は、実施形態１について説明したように、光電変換により入射光強度に応じた電気信号に変換される。この電気信号は、図１０に示す半導体レーザ駆動装置のレーザ駆動回路４に帰還され、半導体レーザ１のレーザ光発光強度（出射パワー）の制御に用いられる。
【００８１】
データ記録時の動作及びデータ再生時の動作は基本的に同じであるが、データ記録時に半導体レーザ１から出射する光量は相対的に大きく、光ディスク２６の情報層の光学的性質を変化させることによって、データの記録が行われる。
【００８２】
本実施形態の光ヘッド装置は、実施形態１の半導体レーザ駆動装置を備えているため、半導体レーザ１の温度変化に応じて高周波電流の周波数が適切に調節される。その結果、ノイズの発生が抑制され、安定した記録及び／または再生を行うことができる。
【００８３】
（実施形態３）
次に、図１３を参照して、本発明による光情報処理装置の実施形態を説明する。
【００８４】
本実施形態の光情報処理装置は、光ディスクに対してデータを記録し、あるいは光ディスクからデータを再生することのできる光ディスク装置であり、その特徴的な点は、実施形態２の光ヘッド装置を備えている点にある。
【００８５】
本実施形態の光情報記録再生装置は、実施形態２の光ヘッド装置３１と、光ディスク２６を回転させるためのモータ３２と、光ヘッド装置３１及びモータ３２に電力を供給する電源装置３４と、これらに接続された回路基板３３とを備えている。回路基板には、光ヘッド装置３１の動作を制御するための回路や、光ディスク２６に対するデータの記録再生に必要な信号処理を行う回路が設けられている。これらの回路は、集積回路装置の形態で実現されており、回路基板３３上に搭載されている。
【００８６】
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、この信号に基づいて光ヘッド装置３１及び光ヘッド装置内の対物レンズ２５を駆動するためのサーボ信号などを出力する。光ヘッド装置３１および対物レンズ２５は、図示しない駆動機構によってフォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を受けつつ、光ディスク２６に対して情報の読み出し、書き込み、または消去の動作を実行する。電源装置３４からは。回路基板３３、光ヘッド装置３１の駆動機構、モータ３２及び対物レンズ駆動装置へ電力が供給される。
【００８７】
本実施形態の光情報記録再生装置は、実施形態２の光ヘッド装置３１を備えているため、光ヘッド装置３１内の半導体レーザ１の温度変化に応じて高周波電流の周波数を適切に変化させ、ＲＩＮの上昇を抑制することができる。このため、本実施形態の光情報記録再生装置によれば、半導体レーザの温度が上昇しても、ノイズの発生が抑制され、安定した記録及び／または再生を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の半導体レーザ駆動装置は、温度変化による半導体レーザのノイズ増加を抑制できるため、低ノイズの動作が求められる半導体レーザを備える装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】光出力−電流特性（Ｌ／Ｉ Ｃｕｒｖｅ）を示すグラフである。
【図２】半導体レーザの温度が２５℃の場合におけるノイズプロファイルを示すグラフである。
【図３】半導体レーザの温度が２５℃及び７０℃ときのノイズプロファイルを示すグラフである。
【図４】ノイズプロファイルの重畳周波数依存性を示すグラフである。
【図５】ノイズプロファイルの温度依存性を示すグラフである。
【図６】温度上昇によってＲＩＮが増加することを示すグラフである。
【図７】重畳周波数の低下によってＲＩＮが減少することを示すグラフである。
【図８】重畳周波数の変化によるＲＩＮの上下に出射パワーが及ぼす影響を示すグラフである。
【図９Ａ】本発明における半導体レーザの温度と重畳周波数との関係の一例を示す図である。
【図９Ｂ】本発明における半導体レーザの温度と重畳周波数との関係の他の例を示す図である。
【図９Ｃ】本発明における半導体レーザの温度と重畳周波数との関係の更に他の例を示す図である。
【図１０】本発明による半導体レーザ駆動装置の実施形態を示すブロック回路図である。
【図１１】高周波重畳回路の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明による光ヘッド装置の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明による光情報処理装置の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  半導体レーザ
２  光検出素子
３  高周波重畳回路
４  レーザ駆動回路
５  高周波重畳制御回路
６  レーザ駆動電流
７  ノイズ検出回路
８  記憶装置
９  温度センサ
３０２  発振周波数可変回路（マルチバイブレータ）
３０４  Ｄ／Ａ変換器
３０６  電流発生回路（オペアンプ）
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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