(57)【要約】不要な消費電力を低減できる半導体レーザ駆動装置を提供する。  レーザ駆動装置は、半導体レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、半導体レーザの温度を検出する温度検出部と、レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、温度検出部によって検出された温度に応じて電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。これにより、不要な消費電力を低減できる。上述情報のレーザ駆動装置を有する機器では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらに機器の温度上昇を抑制することができる。
2005050800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部と
を備えたレーザ駆動装置。
【請求項２】
前記レーザ駆動部への指示値を制御して前記レーザ駆動部から供給される駆動電流を調整することにより、前記レーザを所定の発光パワーで発光させるパワー制御部をさらに備えた、請求項１に記載のレーザ駆動装置。
【請求項３】
前記レーザを発光させる光量に応じて基準電圧の設定を指示する設定部をさらに備えた、請求項２に記載のレーザ駆動装置。
【請求項４】
前記レーザの発光パワーに応じた値を検出して、前記値に対応する信号を出力する発光パワー検出部をさらに備え、
前記パワー制御部は、前記発光パワー検出部から出力された信号の電圧および前記基準電圧に基づいて前記レーザ駆動部への指示値を制御し、前記信号の電圧と前記基準電圧とを一致させる、請求項２に記載のレーザ駆動装置。
【請求項５】
前記レーザが動作するために必要な動作電圧と駆動電流間の特性は温度に応じて異なっており、
前記電圧制御部は、前記駆動電流および前記特性に基づいて前記電源電圧の電圧値を決定する、請求項４に記載のレーザ駆動装置。
【請求項６】
前記動作電圧は前記温度が低いほど高く、
前記電圧制御部は、前記温度が低いほど高い電源電圧を供給する、請求項５にレーザ駆動装置。
【請求項７】
前記レーザ駆動部は、波長が４００ｎｍから４３０ｎｍまでの範囲に含まれるレーザを発光させるための駆動電流を出力する、請求項１にレーザ駆動装置。
【請求項８】
記録媒体の情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための光学ヘッドであって、
レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、
前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、
前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有し、
前記レーザ駆動装置が、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えた光学ヘッド。
【請求項９】
光ディスクの情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための光ディスク装置であって、
前記光ディスクに光を放射し、前記情報記録面からの反射光に基づいてサーボ信号を生成して出力する光学ヘッドと、
前記光学ヘッドから出力されたサーボ信号に基づいて、前記光の焦点位置を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動回路とを有し、
前記光学ヘッドは、
レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、
前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、
前記駆動信号に基づいて前記対物レンズの位置を調整するアクチュエータと、
前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有し、
前記レーザ駆動装置は、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている、光ディスク装置。
【請求項１０】
レーザを発光させるための駆動電流を供給するステップと、
前記レーザの温度を検出するステップと、
前記駆動電流を供給するステップを実行する際に電源電圧を供給するステップであって、検出された前記温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力するステップと
を包含するレーザ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、半導体レーザを駆動するレーザ駆動装置に関する。より具体的には、本発明は、光ディスク等の記録媒体にデータを書き込み、書き込まれたデータを読み出すためのレーザ駆動装置およびそのようなレーザ駆動装置を有する機器に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体レーザを用いて記録媒体に情報を記録し再生する装置はこれまでに多数開発されている。このような装置の中でも光ディスク装置は、近年の情報量の増大に対応可能な装置として大いに注目されている。【０００３】  光ディスク装置は光学ヘッドを有しており、その光学ヘッドに搭載された半導体レーザに電流を供給して半導体レーザを発光させる。情報の再生時には、光ディスク装置はディスク上に微弱な再生光を集光し、光ディスク上にマーク、ピット等として記録されている情報を反射率、偏向角などにより読み出す。また情報の記録時および消去時には、光ディスク装置は、半導体レーザに再生時よりも大きな電流を供給することによって強い光量（高パワー）で半導体レーザを発光させ、光ディスク上の材料に物理的な変化を生じさせることにより、マーク、ピット等として情報を記録し、または存在する情報を消去する。【０００４】  図１は、半導体レーザを駆動するための一般的な接続構成を示す。レーザ駆動部２は、電源３から電圧（Ｖｌｄ）が供給されると、その電源３からの電流を半導体レーザ１に供給する。半導体レーザ１は、この電流に基づいて電流の大きさに応じたパワーで発光する。【０００５】  図１では、レーザ駆動部２の動作に必要な電圧を「動作電圧Ｖｔｒ」とし、半導体レーザ１の動作に必要な電圧を「動作電圧Ｖｏｐ」として表している。なお、動作電圧Ｖｏｐは、半導体レーザ１を発光させるために必要なアノードとカソード間の電圧である。【０００６】  半導体レーザ１が発光するためには、各電圧が以下の関係式を満たす必要がある。【０００７】  Ｖｌｄ  ≧  Ｖｏｐ  ＋  Ｖｔｒ          （式１）【０００８】  ここで、レーザ動作電圧Ｖｏｐは、半導体レーザに流す電流（レーザ駆動電流）等に応じて変化する。【０００９】  図２は、半導体レーザのレーザ駆動電流−レーザ発光パワー特性Ａ（Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａ）と、レーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性Ｂ（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性Ｂ）とを示すグラフである。Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａに示されるように、半導体レーザの発光パワーはレーザ駆動電流に応じて変化する。よって、駆動電流の値（Ｉｏｐ）を制御することにより、所望のパワーで半導体レーザを発光させることができる。一方、Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性Ｂに示されるように、レーザ動作電圧Ｖｏｐは、レーザ駆動電流に応じて動作電圧はＶｏｐ０からＶｏｐ２まで変化する。そのため、レーザ駆動部２に電力を供給する電源の電圧が、
Ｖｌｄ  ≧  Ｖｏｐ２  ＋  Ｖｔｒ          （式２）
であれば、全電流範囲に渡って不足なくレーザを発光させることが可能である。【００１０】  ところが、レーザ駆動電流（またはレーザ動作電圧）の値とは無関係に式２が成立する電源電圧Ｖｌｄを常に供給すると、電力が無駄に消費されてしまう。具体的には、レーザ駆動電流Ｉｏｐが少ないとき（例えばＩｏｐ＝Ｉｏｐ１（図２）のとき）はレーザ動作電圧はＶｏｐ１で十分あるが、式２はレーザ動作電圧をＶｏｐ２と想定しているため、Ｉｏｐ１×（Ｖｏｐ２−Ｖｏｐ１）分の電力が無駄に消費されることになる。【００１１】  このような課題に対し、例えば特許文献１には、レーザ駆動部に供給する電圧を、レーザの動作電圧に応じて段階的に切り替える技術が記載されている。【００１２】  図３は、従来の半導体レーザ駆動装置３００の機能ブロックの構成を示す。ユーザからの指示に基づいて、パワー設定部３０６は設定指示信号ｂを出力する。設定指示信号ｂは、例えば情報の記録または再生のいずれのモードで動作するかに応じて可変とする。レーザ駆動部３０２は、レーザパワー制御部３０７から出力された値（指示値）に基づいて、半導体レーザ３０１に駆動電流を流す。【００１３】  半導体レーザ３０１がレーザ光を出射すると、その一部が光検出器３０３に入射する。光検出器３０３は、受けた光のパワー、すなわち半導体レーザ３０１の発光パワーに応じた大きさの電流を出力する。電流電圧変換器３０４は、光検出器３０３の出力電流を電圧信号に変換する。なお、光検出器３０３と電流電圧変換器３０４とによって発光パワー検出部３０５が構成され、発光パワー検出部３０５から半導体レーザ３０１の発光パワーを示すパワー検出信号ａが出力される。【００１４】  レーザパワー制御部３０７は、パワー検出信号ａと基準電圧信号ｂとが等しくなるようにレーザ駆動部３０２への指示値を制御する。この結果、レーザ駆動部３０２が半導体レーザ３０１に供給するレーザ駆動電流の電流量を制御することができ、半導体レーザ３０１の発光パワーが、情報の再生および記録のそれぞれに適切に制御される。【００１５】  一方、動作電圧検出部３０８は半導体レーザ３０１の動作電圧値Ｖｏｐを検出し、電圧選択部３０９に送る。電圧選択部３０９は、動作電圧検出部３０８で検出されたレーザ動作電圧Ｖｏｐの電圧値に応じて、レーザ駆動部３０２に供給する電圧Ｖｃを選択し、その結果を電圧制御部３１０に送る。電圧制御部３１０は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータにより構成されており、選択された電圧Ｖｃをレーザ駆動部３０２に供給する。【００１６】  ここで図４を参照しながら、電圧選択部３０９における電圧Ｖｃの選択方法の例を説明する。図４は、従来の電圧選択処理の判断手順を示す。【００１７】  ステップＳ４１において、電圧選択部３０９は現在の動作電圧Ｖｏｐと第一の電圧Ｖｏｐ１とを比較する。比較の結果、動作電圧Ｖｏｐが所定電圧Ｖｏｐ１以上のときはステップＳ４２に進み、動作電圧Ｖｏｐが所定電圧Ｖｏｐ１以上のときにはステップ４３に進む。【００１８】  ステップＳ４２では、電圧選択部３０９は、動作電圧Ｖｏｐとして想定される最大Ｖｏｐ２に対応した電圧Ｖｃ＝Ｖｏｐ２＋Ｖｔｒを選択する。一方、ステップＳ４３では、電圧選択部３０���はＶｃ＝Ｖｏｐ１＋Ｖｔｒを選択する。これにより、不要な消費電力を低減することができる。
【特許文献１】日本国特開２０００−２４４０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】  しかしながら、従来の構成には、半導体レーザの動作電圧を検出するための専用の構成要素（図３における動作電圧検出部３０８等）が必要であり、コストアップにもつながるという課題がある。また半導体レーザが搭載される光学ヘッド上には、そのような構成要素を設置するための空間が必要になるため、小型化に限界がある。【００２０】  さらに、レーザ駆動部に供給する電圧Ｖｃを段階的に切り替えるため、常に最適な電圧Ｖｃを供給することは困難であった。その理由は、電圧Ｖｃを切り替えるために考えられる方法、具体的には所定の電圧を分圧してその分圧比を可変とする方法を採用すると、電圧Ｖｃを切り替える段数に応じた数の抵抗が必要となり、現実的には数段階の切り替えしか実現できないからである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】  本発明の目的は、専用の構成要素を必要とせずに、不要な消費電力を低減できる半導体レーザ駆動装置を提供することである。【００２２】  本発明によるレーザ駆動装置は、レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。【００２３】  前記レーザ駆動装置は、前記レーザ駆動部への指示値を制御して前記レーザ駆動部から供給される駆動電流を調整することにより、前記レーザを所定の発光パワーで発光させるパワー制御部をさらに備えていてもよい。【００２４】  前記レーザ駆動装置は、前記レーザを発光させる光量に応じて基準電圧の設定を指示する設定部をさらに備えていてもよい。【００２５】  前記レーザ駆動装置は、前記レーザの発光パワーに応じた値を検出して、前記値に対応する信号を出力する発光パワー検出部をさらに備えている。前記パワー制御部は、前記発光パワー検出部から出力された信号の電圧および前記基準電圧に基づいて前記レーザ駆動部への指示値を制御し、前記信号の電圧と前記基準電圧とを一致させてもよい。【００２６】  前記レーザが動作するために必要な動作電圧と駆動電流間の特性は温度に応じて異なっている。前記電圧制御部は、前記駆動電流および前記特性に基づいて前記電源電圧の電圧値を決定してもよい。【００２７】  前記動作電圧は前記温度が低いほど高く、前記電圧制御部は、前記温度が低いほど高い電源電圧を供給してもよい。【００２８】  前記レーザ駆動部は、波長が４００ｎｍから４３０ｎｍまでの範囲に含まれるレーザを発光させるための駆動電流を出力してもよい。【００２９】  本発明による光学ヘッドは、記録媒体の情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うために用いられる。前記光学ヘッドは、レーザと、レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有している。前記レーザ駆動装置は、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。【００３０】  本発明による光ディスク装置は、光ディスクの情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うために用いられる。前記光ディスク装置は、前記光ディスクに光を放射し、前記情報記録面からの反射光に基づいてサーボ信号を生成して出力する光学ヘッドと、前記光学ヘッドから出力されたサーボ信号に基づいて、前記光の焦点位置を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、前記制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動回路とを有している。前記光学ヘッドは、レーザと、レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レ���ズと、前記駆動信号に基づいて前記対物レンズの位置を調整するアクチュエータと、前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有している。さらに、前記レーザ駆動装置は、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。【００３１】  本発明によるレーザ駆動方法は、レーザを発光させるための駆動電流を供給するステップと、前記レーザの温度を検出するステップと、前記駆動電流を供給するステップを実行する際に電源電圧を供給するステップであって、検出された前記温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力するステップとを包含する。
【発明の効果】
【００３２】  本発明によれば、新たな構成要素を必要とすることなく電力の消費を抑えることが可能な半導体レーザの駆動装置が提供される。本発明による駆動装置を有する機器では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらには温度上昇を抑制することができる。このような機器としては、青紫色レーザ光を用いて光ディスクに対してデータを書き込みおよび読み出す光ディスク装置等が好適であり、特に、機器の温度上昇の抑制および省電力化が厳しく要求される携帯型機器（携帯型光ディスク装置等）に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】半導体レーザを駆動するための一般的な接続構成を示す図である。
【図２】半導体レーザのレーザ駆動電流−レーザ発光パワー特性Ａ（Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａ）と、レーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性Ｂ（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性Ｂ）とを示すグラフである。
【図３】従来の半導体レーザ駆動装置３００の機能ブロックの構成を示す図である。
【図４】従来の電圧選択処理の判断手順を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による光ディスク装置５０の機能ブロックの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるレーザ駆動装置１０の機能ブロックの構成を示す図である。
【図７】レーザパワー制御部１２の機能ブロックの構成を示す図である。
【図８】青紫色半導体レーザの温度に応じたレーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性）を示すグラフである。
【図９】温度検出部２１および電圧制御部２２の回路構成を示す図である。
【図１０】（ａ）はサーミスタ２１の抵抗値Ｒｔｈの温度特性を示すグラフであり、（ｂ）は電圧制御部２２の出力電圧の温度特性を示すグラフである。
【図１１】レーザ駆動部２０の構成を示す図である。
【図１２】光ディスク装置５０の処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】  １    半導体レーザ
７    受光部
８    電流電圧変換器
１０    レーザ駆動装置
１１    パワー設定部
１２    レーザパワー制御部
２０    レーザ駆動部
２１    温度検出部
２２    電圧制御部
２４    発光パワー検出部
５０    光ディスク装置
５２    光学ヘッド
５４    制御信号生成部
５６    駆動回路
５８    再生処理部
６０    光ディスク
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】  以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。【００３６】  図５は、本実施形態による光ディスク装置５０の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置５０は、光ディスク６０に対してデータの書き込みおよび／または読み出しを行うことができる。光ディスク装置５０は、例えば光ディスクに記録された映画を再生する携帯型のビデオ再生機器や、光ディスクに映像および音声を記録するカムコーダである。【００３７】  光ディスク６０は、例えばＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）が想定される。なお、本明細書では光ディスクを挙げて説明するが、他には、例えば光学的にデータを読み取りおよび書き込み可能なカードなどの光学式情報記録媒体にも適用できる。【００３８】  光ディスク装置５０は、光学ヘッド５２と、制御信号生成部５４と、駆動回路５６と、再生処理部５８とを備えている。【００３９】  光学ヘッド５２は、光ディスク６０に対してレーザ光を放射し、その反射光を受け取る光学系を有している。光学ヘッド５２は、光の焦点位置を光ディスク６０の半径方向および垂直方向に変化させて、光ディスク６０のトラック上に正確に位置させるための制御を行う。そして、その制御が行われているときに、光ディスク６０に対してデータの書き込みおよび／または読み出しを行う。光学ヘッド５２の構成は後に詳述する。なお、図５には光ディスク６０を記載しているが、これは説明の便宜のためであり、光ディスク装置５０の構成要素ではないことに留意されたい。光ディスク６０は光ディスク装置５０に装填され、光ディスク装置５０から取り出される。【００４０】  制御信号生成部５４は、例えば、光学ヘッド５２から出力されたトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）等のサーボ信号に基づいて、レーザ光の光スポットと光ディスク６０のトラックとの半径方向および垂直方向の位置関係を制御するための制御信号を生成する。制御信号生成部５４から出力された制御信号は駆動回路５６に与えられる。駆動回路５６は、受け取った制御信号に基づいて駆動信号を生成し、後述のアクチュエータ５または光学ヘッド５２の移送台（図示せず）に印加する。これらはそれぞれ、対物レンズ４または光学ヘッド５２全体を光ディスク６０の半径方向および垂直方向に移動させることによって、レーザ光の光スポットと光ディスク６０のトラックとの位置関係を調整する。再生処理部５８は、フォーカス制御、トラッキング制御等のサーボ制御が安定して行われているとき、光ディスク６０からの反射光に対して所定の再生処理を行い、再生の対象となる映像および音声の各信号を出力する。【００４１】  次に、光学ヘッド５２の構成を説明する。光学ヘッド５２は、半導体レーザ１と、ビームスプリッタ２と、コリメートレンズ３と、対物レンズ４と、アクチュエータ５と、回折素子６と、受光部７および１９と、電流電圧変換器８と、信号処理部９と、レーザ駆動装置１０と、集光レンズ１８とを有する。【００４２】  半導体レーザ１は、例えば、波長が４０５ｎｍの青紫レーザ光を出力する光源である。この波長の値は厳密でなくてもよく、例えば４００ｎｍから４１５ｎｍの範囲や、４００ｎｍから４３０ｎｍの範囲であればよい。４０５±５ｎｍの範囲であればより好ましい。【００４３】  ビームスプリッタ２は、光の一部を透過し、その残りを反射する。コリメートレンズ３は、半導体レーザ１からの光を平行光に変換する。対物レンズ４は、半導体レーザ１から放射されたレーザ光を集束させ、所定の距離の位置に焦点を形成する。回折素子６は、光ディスク６０から反射された光を受け取って、所定の回折領域によってその一部を回折させる。【００４４】  受光部７は複数の受光領域を有しており、その受光領域の各々は受光した光の光量に応じた大きさの光電流を出力する。信号処理部９は、光電流に基づいてトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、再生信号等を生成する。ＴＥ信号は、光ディスク６０の半径方向に関する、レーザ光の光スポット位置と光ディスク６０の所望のトラックとのずれを表す。ＦＥ信号は、光ディスク６０の垂直方向に関する、レーザ光の光スポット位置と光ディスク６０の情報記録面とのずれを表す。【００４５】  集光レンズ１８には、半導体レーザ１から放射された光の一部が入射し、受光部１９に光ビームを集光させる。受光部１９は、受光した光量に応じた大きさの光電流を出力する。電流電圧変換器８は、受光部１９から出力された光電流を電圧に変換し、パワー検出信号ａとして出力する。【００４６】  次に、この光学ヘッド５２において行われる処理を光の経路にそって説明する。半導体レーザ１から放射された光の大半は、ビームスプリッタ２を透過し、コリメートレンズ３で平行光へと変換されて対物レンズ４に入射し、対物レンズ４により光ディスク６０の情報記録面に集光される。【００４７】  光ディスク６０で反射された光は、再び対物レンズ４、コリメートレンズ３を経て、ビームスプリッタ２に入射する。ビームスプリッタ２で反射された光は回折素子６に入射し、そこで回折により複数の光が得られる。受光部７の各受光領域は回折素子６で分割された光を受光する。各受光領域は受光量に応じた光電流を出力する。【００４８】  受光部７から出力された光電流は、信号処理部９に送られる。信号処理部９は、光電流に基づいてＴＥ信号およびＦＥ信号を生成する。ＴＥ信号およびＦＥ信号に基づいて制御信号生成部５４において制御信号が生成され、トラッキング制御およびフォーカス制御が実現される。なお、どのようにＦＥ信号およびＴＥ信号を生成し、それらの信号に基づいてどのように対物レンズ４および光学ヘッド５２の位置を調整するかについては周知であるため、その説明はここでは省略する。【００４９】  一方、半導体レーザ１から放射された光の一部は、ビームスプリッタ２で反射され、集光レンズ１８に入射し、集光レンズ１８によって受光部１９に集光される。受光部１９から出力された光電流は電流電圧変換器８に送られる。光電流は電流電圧変換器８において電圧に変換されて、レーザ駆動装置１０に送られ、レーザ駆動装置１０はその光量に基づいて半導体レーザ１に流す電流量および電圧値を制御する。【００５０】  次に、図６を参照しながら、レーザ駆動装置１０の詳細な構成を説明する。図６は、本実施形態によるレーザ駆動装置１０の機能ブロックの構成を示す。図６では、受光部１９および電流電圧変換器８をまとめて、発光パワー検出部２４として示している。【００５１】  レーザ駆動装置１０は、パワー設定部１１と、レーザパワー制御部１２と、レーザ駆動部２０と、温度検出部２１と、電圧制御部２２とを有する。【００５２】  これらの構成要素のうちのレーザ駆動部２０は、レーザパワー制御部１２から出力された値（指示値）に基づいて、半導体レーザ１に駆動電流を流す。そこで、レーザパワー制御部１２に関連する構成要素を説明し、その後、電圧制御部２２に関連する構成要素を説明する。【００５３】  まずレーザパワー制御部１２は、パワー設定部１１から設定指示信号ｂを受け取る。設定指示信号ｂは、ユーザからの指示等に基づいて出力される。例えば、設定指示信号ｂは、光ディスク装置５０が情報の記録および再生の両方が可能な機器であれば、ユーザが選択した動作（記録動作または再生動作）に対応するパワーを設定する指示（基準電圧）を含む。または設定指示信号ｂは、光ディスク装置５０が再生専用の機器であるとき、またはカムコーダにおいて再生を行うときには、ユーザが選択した再生動作（通常再生動作、早送り再生動作等）に対応するパワーを設定する指示（基準電圧）を含む。【００５４】  ここで図７を参照しながら、パワー設定部１１およびレーザパワー制御部１２の具体的な構成を説明する。図７は、パワー設定部１１とレーザパワー制御部１２の機能ブロックの構成を示す。パワー設定部１１は、第１基準電圧源１２１ａおよび第２基準電圧源１２１ｂと、スイッチ１２２とを有する。第１基準電圧源１２１ａおよび第２基準電圧源１２１ｂは、それぞれ、例えば光ディスク６０への情報の記録および再生に必要な発光パワーを得るための基準電圧を与えることが可能な電圧源である。スイッチ１２２は、記録または再生に応じていずれかの電圧源を差動増幅器１２３に接続する。【００５５】  レーザパワー制御部１２は差動増幅器１２３を有し、差動増幅器１２３は、電流電圧変換器８と接続され、電圧値によって表されたパワー検出信号ａを受け取る。また差動増幅器１２３は、第１基準電圧源１２１ａおよび第２基準電圧源１２１ｂの一方と接続されて動作の基準となる基準電圧を受け取る。【００５６】  差動増幅器１２３は、パワー検出信号ａに対応する電圧と、設定指示信号ｂに対応する、パワー設定部１１内の電圧源からの基準電圧を受け取り、その差が演算され増幅された後、電圧信号Ｖｋとして出力され、レーザ駆動部２０に送られる。この電圧信号Ｖｋは、レーザ駆動部２０が半導体レーザ１に流す駆動電流を調整するための電圧として利用される。すなわち、レーザパワー制御部１２は、半導体レーザ１を発光させるための駆動電流の電流量（電流値）を制御しているといえる。なお、半導体レーザ１が発光している間は、パワー検出信号ａが常にレーザパワー制御部１２に送られ、パワー検出信号ａに基づくパワー制御が行われるため、レーザパワー制御部１２は、パワー検出信号ａと基準電圧信号とを一致させるように動作する。この結果、レーザ駆動部２０が半導体レーザ１に供給する駆動電流の電流量を制御（調整）することができ、半導体レーザ１の発光パワーが動作に必要な強さになるよう適切に制御される。なお、図７に示すレーザパワー制御部１２の構成は例であり、この態様に限られることはない。【００５７】  続いて、再び図６を参照しながら温度検出部２１および電圧制御部２２を説明する。温度検出部２１は、半導体レーザ１の周囲温度を検出して、検出した温度に応じた情報を電圧制御部２２に与える。後述のように、本実施形態においては温度検出部２１はサーミスタである。サーミスタは温度に応じて抵抗値が変化するため、その抵抗値の変化が電圧制御部２２に対して与えられる情報となる。なお、図６においては、温度検出部２１は半導体レーザ１と離れて配置されているが、これは記載の便宜のためである。温度検出部２１は、例えば半導体レーザ１のパッケージの近傍に配置される。【００５８】  以下に説明するように、上述の温度検出部２１は半導体レーザ１の駆動に際して主要な役割を果たす。しかし、温度検出部２１は本発明を実施化するための専用の構成要素である必要はない。半導体レーザを用いた一般の装置、例えば光学ヘッドおよびそのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置では、以下に例示するような他の目的のため、既に温度を検出する素子を搭載しているからである。したがって、本実施形態による温度検出部２１は、既に存在する光学ヘッドの構成要素を流用しているといえる。したがって、温度検出部２１は必ずしもレーザ駆動装置１０内に設けられている必要はない。換言すれば、レーザ駆動装置１０は必ずしも温度検出部２１をその構成要素として含んでいる必要はない。温度検出部２１が光学ヘッド５２内に設けられていればよい。【００５９】  温度検出素子が光学ヘッド上に搭載される例は以下のとおりである。すなわち、半導体レーザは高温動作において破壊または劣化の恐れがあるため、高温時には再生または記録の動作を中止させる必要がある。そこで温度検出素子が設けられ、半導体レーザの周囲温度を検出して、その保護を図るために利用される。【００６０】  また、光ディスク装置では、情報の再生または記録に最適な発光パワーやレーザ光の最適な記録ストラテジは、一般には温度によって異なっている。そのため、温度検出素子が設けられ、検出された温度に応じて、発光パワーまたは記録ストラテジを補正するために利用される（例えば、日本国特開平７−１８２７２１号公報や日本国特開２００１−２９７４３７号公報）。【００６１】  電圧制御部２２はレーザ駆動部２に対して電源電圧Ｖｃを供給する。電源電圧Ｖｃはレーザ駆動部２０および半導体レーザ１の駆動に必要な電源である。より詳しくは、電圧制御部２２は、温度検出部２１によって検出された温度に応じて、レーザ駆動部２に供給する電圧Ｖｃを適応的に変化させる。電圧制御部２２は、比較的低温のときには電圧Ｖｃを上げるように制御し、比較的高温のときには電圧Ｖｃを下げるように制御する。【００６２】  ここで、温度検出部２１および電圧制御部２２の動作の原理を説明するために、半導体レーザ１を含む一般的なレーザ光源の動作電圧の温度依存性を説明する。波長が４００〜４３０ｎｍの青紫色レーザでは、低温になるに従ってレーザ動作電圧が高くなることが知られている（例えば、「月刊オプトロニクス」，２００３年５月号，オプトロニクス社，Ｐ１２１）。図８は、青紫色半導体レーザの温度に応じたレーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性）を示すグラフである。半導体レーザの動作電圧は温度に大きく依存している。【００６３】  具体的には、半導体レーザのパッケージ内の温度が比較的高いとき（例えば摂氏４０度程度のとき）は、レーザ動作電圧（Ｖｏｐ）は比較的低い値（ＶｏｐＨ）以下に収まる。一方、半導体レーザのパッケージ内の温度が比較的低いとき（例えば摂氏２０度程度のとき）、レーザ動作電圧は急激に高くなり、その値は先のＶｏｐＨの値よりも大きくなる。図２のレーザ駆動電流−レーザ発光パワー特性Ａ（Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａ）に示すように、半導体レーザ１の発光パワー（Ｐ）が特定されると、そのパワーを与える駆動電流（Ｉｏｐ）が特定される。しかし、その駆動電流（Ｉｏｐ）を得るための動作電圧（Ｖｏｐ）の値は、半導体レーザ１の温度に応じて異なっている。【００６４】  これらの事実を考慮して、本実施形態においては、電圧制御部２２は、温度検出部２１において検出した温度に応じて以下のように動作する。すなわち、高温時には電圧制御部２２は、
Ｖｃ  ＝  ＶｏｐＨ  ＋  Ｖｔｒ          （式３）
として得られる電圧Ｖｃがレーザ駆動部２に供給されるように出力電圧Ｖｃを制御する。式３において“Ｖｔｒ”とは、レーザ駆動部２の動作に必要な電圧である。同様に、低温時には
Ｖｃ  ＝  ＶｏｐＬ  ＋  Ｖｔｒ          （式４）
として得られる電圧Ｖｃがレーザ駆動部２に供給されるように出力電圧Ｖｃを制御する。各電圧値の具体例は、ＶｏｐＨ＝４．５Ｖ、ＶｏｐＬ＝６．５Ｖ、Ｖｔｒ＝２Ｖである。【００６５】  低温および高温のいずれでも確実に動作させる観点からすれば式４で示すＶｃを常に供給すればよい。しかし、高温時に式３により得られる電圧Ｖｃを供給することにより、（ＶｏｐＬ−ＶｏｐＨ）×Ｉｏｐ分の電力の低減が可能となる。【００６６】  なお本明細書では、式３に示す動作電圧ＶｏｐＨ、および、式４に示す動作電圧ＶｏｐＬの２段階で、電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃの値を制御している。しかし２段階は例であり、より多くてもよいし、温度に応じて無段階に出力電圧Ｖｃの値を制御してもよい。後者の制御は、例えば必要とされる駆動電流（Ｉｏｐ）の大きさごとに、半導体レーザ１の各温度における動作電圧を予めサンプリングしてテーブル等に保持しておけばよい。駆動電流（Ｉｏｐ）の大きさとそのときの半導体レーザ１の温度が特定されれば、そのテーブルを参照して動作電圧（Ｖｏｐ）を取得できる。その値を式３のＶｏｐＬ（または式４のＶｏｐＨ）に代入すれば、そのときの電圧Ｖｃが特定される。【００６７】  上述のように、温度検出部２１は光学ヘッド５２上に専用で設ける必要はないので、新たな構成要素を必要とせずに、省電力を実現できる。【００６８】  なお、上述の温度は、半導体レーザのパッケージ内の温度であるとしているが、この温度はパッケージが配設される周辺環境の温度に応じて変化しうる。パッケージが光ディスク装置等のドライブ装置内に設けられると、ドライブ装置が動作していなかった環境下、例えばドライブ装置の起動直後ではパッケージの温度は室温と同等である。しかし、ドライブ装置が起動して所定時間が経過した後は、パッケージの温度は室温に対してさらに１０〜２０度程度は高くなる。よって、起動直後のパッケージ内温度と、一定時間以上時間が経過した後のパッケージ内温度との差が２０度程度になることは十分生じうる。【００６９】  次に、上述の動作を実現するための構成を説明する。図９は、温度検出部２１および電圧制御部２２の回路構成を示す。図９においては、これまでの温度検出部２１は「サーミスタ２１」として記述している。【００７０】  一方、電圧制御部２２は、電源３１と、抵抗３２および３３とを有する。抵抗３２はサーミスタ２１と並列的に接続されている。抵抗３２およびサーミスタ２１のそれぞれの一端は、抵抗３３の一端に接続されている。この接続線路中から、電圧制御部２２の電圧Ｖｃが取り出され出力される。抵抗３２およびサーミスタ２１の他端は設置されている。一方、抵抗３３の他端には電源３１（電圧値Ｖｃｃ）が接続される。【００７１】  図１０（ａ）は、サーミスタ２１の抵抗値Ｒｔｈの温度特性を示す。サーミスタ２１は、温度が下がると抵抗値Ｒｔｈは上がり、温度が上がると抵抗値Ｒｔｈは下がる。【００７２】  一方、図１０（ｂ）は、電圧制御部２２の出力電圧の温度特性を示す。抵抗３３の抵抗値をＲ３３などと表し、抵抗３３を流れる電流の大きさをＩと表すと、電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃは、
Ｖｃ＝（Ｒ３２／／Ｒｔｈｏ）／［（Ｒ３２／／Ｒｔｈｏ）＋Ｒ３３］・Ｉ    （式５）
として得られる。図１０（ｂ）によれば、温度が下がると出力電圧Ｖｃは上がり、温度が上がると出力電圧Ｖｃは下がることが理解される。【００７３】  次に、図６に示すレーザ駆動部２０の具体的な構成を説明する。図１１は、レーザ駆動部２０の構成を示す。レーザ駆動部２０はトランジスタとして実現できる。トランジスタ２０のコレクタ端子は電圧制御部２２と接続され、その出力電圧Ｖｃが印加される。トランジスタ２０のベース端子はレーザパワー制御部１２と接続され、その出力電圧Ｖｋが印加される。トランジスタ２０のエミッタ端子は半導体レーザ１のアノード端子と接続される。ベース端子からエミッタ端子を経て半導体レーザ１に流れる電流Ｉｏｐは、
Ｉｏｐ＝（Ｖｋ−ＶＢＥ）／ｚ    （式６）
として得られる。なお「ＶＢＥ」はベース−エミッタ間の電圧、ｚはレーザのインピーダンスである。式６によれば、電流Ｉｏｐはレーザパワー制御部１２の出力電圧Ｖｋによって制御され、電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃによっては制御されていないことが理解される。【００７４】  なお、記録および／または再生の品質を改善する目的で、半導体レーザ１の周辺温度を検出して、パワー設定部１１およびレーザパワー制御部１２における電圧Ｖｋを変化させる手法も考えられる。この手法は、レーザ駆動部２０のベース端子に印加される電圧Ｖｋおよびその電圧に応じて定まる駆動電流の調整のために有効である。一方、電圧Ｖｃはレーザ駆動部２０のコレクタ端子に印加されるため、先の電圧Ｖｋとは独立している。よって電圧Ｖｃを調整して動作する最低限度に調整することが電力消費に関して有利であることに変わりはない。なお、レーザ駆動部２０はトランジスタに限るものではなく、レーザパワー制御部２０の出力値に応じて半導体レーザ１に供給する電流を制御できる構成要素であればよい。【００７５】  次に、図１２を参照しながら、上述の原理に基づいて動作する光ディスク装置５０の処理を説明する。図１２は、光ディスク装置５０の処理の手順を示す。【００７６】  まず光ディスク装置５０の動作開始等に合わせて、ステップＳ１２１において、パワー設定部１１はユーザ等から通常再生モード、早送り再生モード等の再生モードの指示を受け取る。次のステップＳ１２２では、パワー設定部１１はその再生モードに応じて半導体レーザに供給する駆動電流を決定し、その駆動電流を得るための設定指示を出力する。ステップＳ１２３では、レーザパワー制御部１２は、設定指示信号ｂに基づいて駆動電流を与えるための電圧Ｖｋを出力する。【００７７】  一方、ステップＳ１２４において、温度検出部２１が半導体レーザ１の周辺温度を検出すると、ステップＳ１２５において電圧制御部２２は周辺温度に応じた電圧Ｖｃを出力する。この電圧は、半導体レーザ１が発光するために必要十分な電圧であり、過剰には印加されない。ステップＳ１２６では、レーザ駆動部２０は、電圧Ｖｋに基づいて決定されるレーザ駆動電流を半導体レーザ１に流すと、半導体レーザ１が発光する。【００７８】  ステップＳ１２７では、レーザ駆動装置１０において所定時間が経過したか否かが判断される。所定時間が経過していればステップＳ１２４に戻り、半導体レーザ１の周辺温度を検出する。所定時間が経過していなければ、ステップＳ１２８に進む。【００７９】  このステップＳ１２７を規定した理由は、より柔軟にレーザ駆動制御を行うためである。「所定時間」とは温度検出部２１において温度を検出するタイミングを意味しており、必ずしも固定値でなくてもよい。例えば光ディスク装置５０の動作開始後５分以内であれば、「所定時間」を１分ごとに設定し、動作開始後５分以降は「所定時間」を５分ごとに設定することができる。動作開始直後は温度が上昇し始めるため、比較的高い頻度で半導体レーザ１の温度を検出する。一方、動作開始から５分程度経過すると温度の変化は概ね収束すると考えられるため、その後は比較的少ない頻度で半導体レーザ１の温度を検出すればよい。【００８０】  ステップＳ１２８においては、レーザ駆動装置１０において再生終了か否かが判断される。再生を継続するときには、ステップＳ１２６に戻り、レーザ駆動部２０は半導体レーザ１に駆動電流を流し続ける。一方再生終了時には、駆動電流を遮断して半導体レーザ１の発光を停止し処理が終了する。なお、ステップＳ１２８の判断は、例えばパワー設定部１１に対してパワーの供給停止等の指示が与えられるか否かで判断することができる。【００８１】  以上の処理の手順を経ることにより、レーザ駆動装置１０は半導体レーザ１の駆動に必要な電圧を過不足なく利用することができる。よって、レーザ駆動装置１０を有する光学ヘッド５２や、その光学ヘッド５２を搭載した光ディスク装置５０においては、極めて有効な省電力機能を提供することができる。この省電力機能は、特に使用可能な電力に制限のある携帯用光ディスク装置等に適用することが好適である。【００８２】  以上説明した構成によれば、光学ヘッドに一般的に搭載される温度センサ等を温度検出部２１として用いるので、新たな構成要素を必要とすることなく、低温でのレーザ発光と高温での省電力の両方が可能となる。【００８３】  なお、温度検出部２１を用いて電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃを制御する本実施形態による構成は、青紫色レーザを用いたレーザ駆動装置において特に効果が大きい。その理由は、第１に、青紫色レーザのレーザ動作電圧の変動は、図８に示すように温度の影響が非常に大きく、温度によるレーザ動作電圧の変化に対応して電圧Ｖｃを制御すると省電力への効果が大きいからである。第２に、青紫色レーザは赤色レーザ等に比べて、レーザ発光に必要なバンドギャップが大きいため、レーザ動作電圧は高くなる。よって、赤色レーザと比べると青紫色レーザの消費電力は増える傾向にあり、省電力および機器の温度上昇（特に高温時）に対する要求が赤色レーザの場合以上に大きいからである。【００８４】  また図６では、パワー設定部１１およびレーザパワー制御部１２はレーザ駆動装置１０内に設けられるとしている。しかし、これらはレーザ駆動装置１０の外部に設けられていてもよい。例えば、これらはレーザ駆動装置１０外部の光学ヘッド５２内に設けられてもよいし、光学ヘッド５２外部の光ディスク装置５０内に設けられてもよい。【００８５】  なお、本実施の形態において、サーミスタ３１と抵抗３２、３３を組み合わせて、温度検出部２１と電圧制御部２２を構成する例を示したが、これに限るものではなく、サーミスタ２１としてＩＣチップを用いてもよいし、電圧制御部として、プログラミング可能な電源を用いてもよい。【００８６】  また、本実施の形態においては、半導体レーザのカソード端子が接地されている例を示したが、アノード端子が電源に接続される場合でも、同様の効果を得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８７】  本発明によれば、新たな構成要素を必要とすることなく電力の消費を抑えることが可能な半導体レーザの駆動装置が提供される。本発明による駆動装置を有する機器では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらには温度上昇を抑制することができる。このような機器としては、青紫色レーザ光を用いて光ディスクに対してデータを書き込みおよび読み出す光ディスク装置等が好適であり、特に、機器の温度上昇の抑制および省電力化が厳しく要求される携帯型機器（携帯型光ディスク装置等）に好適である。
【図１】
2005050800.tif 000003
【図２】
2005050800.tif 000004
【図３】
2005050800.tif 000005
【図４】
2005050800.tif 000006
【図５】
2005050800.tif 000007
【図６】
2005050800.tif 000008
【図７】
2005050800.tif 000009
【図８】
2005050800.tif 000010
【図９】
2005050800.tif 000011
【図１０】
2005050800.tif 000012
【図１１】
2005050800.tif 000013
【図１２】
2005050800.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月14日(2005.3.14)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（補正後）レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部と
を備えており、
前記レーザ駆動部および前記レーザは、前記電源電圧が供給されて動作可能になり、前記レーザ駆動部は、前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、レーザ駆動装置。
【請求項２】（補正後）前記レーザ駆動部への前記指示値を制御して前記レーザ駆動部から供給される駆動電流を調整することにより、前記レーザを所定の発光パワーで発光させるパワー制御部をさらに備えた、請求項１に記載のレーザ駆動装置。
【請求項３】前記レーザを発光させる光量に応じて基準電圧の設定を指示する設定部をさらに備えた、請求項２に記載のレーザ駆動装置。
【請求項４】前記レーザの発光パワーに応じた値を検出して、前記値に対応する信号を出力する発光パワー検出部をさらに備え、
前記パワー制御部は、前記発光パワー検出部から出力された信号の電圧および前記基準電圧に基づいて前記レーザ駆動部への指示値を制御し、前記信号の電圧と前記基準電圧とを一致させる、請求項２に記載のレーザ駆動装置。
【請求項５】前記レーザが動作するために必要な動作電圧と駆動電流間の特性は温度に応じて異なっており、
前記電圧制御部は、前記駆動電流および前記特性に基づいて前記電源電圧の電圧値を決定する、請求項４に記載のレーザ駆動装置。
【請求項６】（補正後）前記動作電圧は前記温度が低いほど高く、
前記電圧制御部は、前記温度が低いほど高い電源電圧を供給する、請求項５に記載のレーザ駆動装置。
【請求項７】（補正後）前記レーザ駆動部は、波長が４００ｎｍから４３０ｎｍまでの範囲に含まれるレーザを発光させるための駆動電流を出力する、請求項１に記載のレーザ駆動装置。
【請求項８】（補正後）記録媒体の情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための光学ヘッドであって、
レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、
前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、
前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有し、
前記レーザ駆動装置が、
前記レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備え、前記レーザ駆動部および前記レーザは、前記電源電圧が供給されて動作可能になり、前記レーザ駆動部は前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、光学ヘッド。
【請求項９】（補正後）光ディスクの情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための光ディスク装置であって、
前記光ディスクに光を放射し、前記情報記録面からの反射光に基づいてサーボ信号を生成して出力する光学ヘッドと、
前記光学ヘッドから出力されたサーボ信号に基づいて、前記光の焦点位置を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動回路とを有し、
前記光学ヘッドは、
レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、
前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、
前記駆動信号に基づいて前記対物レンズの位置を調整するアクチュエータと、
前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有し、
前記レーザ駆動装置は、
前記レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備え、前記レーザ駆動部および前記レーザは、前記電源電圧が供給されて動作可能になり、前記レーザ駆動部は前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、光ディスク装置。
【請求項１０】（補正後）レーザを発光させるための駆動電流を供給するステップと、
前記レーザの温度を検出するステップと、
前記駆動電流を供給するステップを実行する際に電源電圧を供給するステップであって、検出された前記温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力するステップと
を包含し、前記駆動電流を供給するステップおよび前記駆動電流に基づくレーザの発光は、前記電源電圧が供給されて実行可能になり、前記駆動電流を供給するステップは前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、レーザ駆動方法。
２４
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月28日(2006.2.28)
【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】
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部と
を備えており、
前記レーザ駆動部および前記レーザは、前記電源電圧が供給されて動作可能になり、前記レーザ駆動部は、前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、レーザ駆動装置。
【請求項２】
前記レーザ駆動部への前記指示値を制御して前記レーザ駆動部から供給される駆動電流を調整することにより、前記レーザを所定の発光パワーで発光させるパワー制御部をさらに備えた、請求項１に記載のレーザ駆動装置。
【請求項３】
前記レーザを発光させる光量に応じて基準電圧の設定を指示する設定部をさらに備えた、請求項２に記載のレーザ駆動装置。
【請求項４】
前記レーザの発光パワーに応じた値を検出して、前記値に対応する信号を出力する発光パワー検出部をさらに備え、
前記パワー制御部は、前記発光パワー検出部から出力された信号の電圧および前記基準電圧に基づいて前記レーザ駆動部への指示値を制御し、前記信号の電圧と前記基準電圧とを一致させる、請求項２に記載のレーザ駆動装置。
【請求項５】
前記レーザが動作するために必要な動作電圧と駆動電流間の特性は温度に応じて異なっており、
前記電圧制御部は、前記駆動電流および前記特性に基づいて前記電源電圧の電圧値を決定する、請求項４に記載のレーザ駆動装置。
【請求項６】
前記動作電圧は前記温度が低いほど高く、
前記電圧制御部は、前記温度が低いほど高い電源電圧を供給する、請求項５に記載のレーザ駆動装置。
【請求項７】
前記レーザ駆動部は、波長が４００ｎｍから４３０ｎｍまでの範囲に含まれるレーザを発光させるための駆動電流を出力する、請求項１に記載のレーザ駆動装置。
【請求項８】
記録媒体の情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための光学ヘッドであって、
レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、      
前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、
前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有し、
前記レーザ駆動装置が、
前記レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備え、前記レーザ駆動部および前記レーザは、前記電源電圧が供給されて動作可能になり、前記レーザ駆動部は前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、光学ヘッド。
【請求項９】
光ディスクの情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための光ディスク装置であって、
前記光ディスクに光を放射し、前記情報記録面からの反射光に基づいてサーボ信号を生成して出力する光学ヘッドと、
前記光学ヘッドから出力されたサーボ信号に基づいて、前記光の焦点位置を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動回路とを有し、
前記光学ヘッドは、
レーザと、
レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、
前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、      
前記駆動信号に基づいて前記対物レンズの位置を調整するアクチュエータと、
前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有し、
前記レーザ駆動装置は、
前記レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、
前記レーザの温度を検出する温度検出部と、
前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備え、前記レーザ駆動部および前記レーザは、前記電源電圧が供給されて動作可能になり、前記レーザ駆動部は前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、光ディスク装置。
【請求項１０】
レーザを発光させるための駆動電流を供給するステップと、
前記レーザの温度を検出するステップと、 
前記駆動電流を供給するステップを実行する際に電源電圧を供給するステップであって、検出された前記温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力するステップと
を包含し、前記駆動電流を供給するステップおよび前記駆動電流に基づくレーザの発光は、前記電源電圧が供給されて実行可能になり、前記駆動電流を供給するステップは前記電源電圧の電圧値とは異なる指示値に基づいて前記駆動電流を供給する、レーザ駆動方法。
【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、半導体レーザを駆動するレーザ駆動装置に関する。より具体的には、本発明は、光ディスク等の記録媒体にデータを書き込み、書き込まれたデータを読み出すためのレーザ駆動装置およびそのようなレーザ駆動装置を有する機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザを用いて記録媒体に情報を記録し再生する装置はこれまでに多数開発されている。このような装置の中でも光ディスク装置は、近年の情報量の増大に対応可能な装置として大いに注目されている。
【０００３】
光ディスク装置は光学ヘッドを有しており、その光学ヘッドに搭載された半導体レーザに電流を供給して半導体レーザを発光させる。情報の再生時には、光ディスク装置はディスク上に微弱な再生光を集光し、光ディスク上にマーク、ピット等として記録されている情報を反射率、偏向角などにより読み出す。また情報の記録時および消去時には、光ディスク装置は、半導体レーザに再生時よりも大きな電流を供給することによって強い光量（高パワー）で半導体レーザを発光させ、光ディスク上の材料に物理的な変化を生じさせることにより、マーク、ピット等として情報を記録し、または存在する情報を消去する。
【０００４】
図１は、半導体レーザを駆動するための一般的な接続構成を示す。レーザ駆動部２は、電源３から電圧（Ｖｌｄ）が供給されると、その電源３からの電流を半導体レーザ１に供給する。半導体レーザ１は、この電流に基づいて電流の大きさに応じたパワーで発光する。
【０００５】
図１では、レーザ駆動部２の動作に必要な電圧を「動作電圧Ｖｔｒ」とし、半導体レーザ１の動作に必要な電圧を「動作電圧Ｖｏｐ」として表している。なお、動作電圧Ｖｏｐは、半導体レーザ１を発光させるために必要なアノードとカソード間の電圧である。
【０００６】
半導体レーザ１が発光するためには、各電圧が以下の関係式を満たす必要がある。
【０００７】
Ｖｌｄ  ≧  Ｖｏｐ  ＋  Ｖｔｒ                （式１）
【０００８】
ここで、レーザ動作電圧Ｖｏｐは、半導体レーザに流す電流（レーザ駆動電流）等に応じて変化する。
【０００９】
図２は、半導体レーザのレーザ駆動電流−レーザ発光パワー特性Ａ（Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａ）と、レーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性Ｂ（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性Ｂ）とを示すグラフである。Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａに示されるように、半導体レーザの発光パワーはレーザ駆動電流に応じて変化する。よって、駆動電流の値（Ｉｏｐ）を制御することにより、所望のパワーで半導体レーザを発光させることができる。一方、Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性Ｂに示されるように、レーザ動作電圧Ｖｏｐは、レーザ駆動電流に応じて動作電圧はＶｏｐ０からＶｏｐ２まで変化する。そのため、レーザ駆動部２に電力を供給する電源の電圧が、
Ｖｌｄ  ≧  Ｖｏｐ２  + Ｖｔｒ                （式２）
であれば、全電流範囲に渡って不足なくレーザを発光させることが可能である。
【００１０】
ところが、レーザ駆動電流（またはレーザ動作電圧）の値とは無関係に式２が成立する電源電圧Ｖｌｄを常に供給すると、電力が無駄に消費されてしまう。具体的には、レーザ駆動電流Ｉｏｐが少ないとき（例えばＩｏｐ＝Ｉｏｐ１（図２）のとき）はレーザ動作電圧はＶｏｐ１で十分あるが、式２はレーザ動作電圧をＶｏｐ２と想定しているため、Ｉｏｐ１×（Ｖｏｐ２−Ｖｏｐ１）分の電力が無駄に消費されることになる。
【００１１】
このような課題に対し、例えば特許文献１には、レーザ駆動部に供給する電圧を、レーザの動作電圧に応じて段階的に切り替える技術が記載されている。
【００１２】
図３は、従来の半導体レーザ駆動装置３００の機能ブロックの構成を示す。ユーザからの指示に基づいて、パワー設定部３０６は設定指示信号ｂを出力する。設定指示信号ｂは、例えば情報の記録または再生のいずれのモードで動作するかに応じて可変とする。レーザ駆動部３０２は、レーザパワー制御部３０７から出力された値（指示値）に基づいて、半導体レーザ３０１に駆動電流を流す。
【００１３】
半導体レーザ３０１がレーザ光を出射すると、その一部が光検出器３０３に入射する。光検出器３０３は、受けた光のパワー、すなわち半導体レーザ３０１の発光パワーに応じた大きさの電流を出力する。電流電圧変換器３０４は、光検出器３０３の出力電流を電圧信号に変換する。なお、光検出器３０３と電流電圧変換器３０４とによって発光パワー検出部３０５が構成され、発光パワー検出部３０５から半導体レーザ３０１の発光パワーを示すパワー検出信号ａが出力される。
【００１４】
レーザパワー制御部３０７は、パワー検出信号ａと基準電圧信号ｂとが等しくなるようにレーザ駆動部３０２への指示値を制御する。この結果、レーザ駆動部３０２が半導体レーザ３０１に供給するレーザ駆動電流の電流量を制御することができ、半導体レーザ３０１の発光パワーが、情報の再生および記録のそれぞれに適切に制御される。
【００１５】
一方、動作電圧検出部３０８は半導体レーザ３０１の動作電圧値Ｖｏｐを検出し、電圧選択部３０９に送る。電圧選択部３０９は、動作電圧検出部３０８で検出されたレーザ動作電圧Ｖｏｐの電圧値に応じて、レーザ駆動部３０２に供給する電圧Ｖｃを選択し、その結果を電圧制御部３１０に送る。電圧制御部３１０は、例えばＤＣ/ＤＣコンバータにより構成されており、選択された電圧Ｖｃをレーザ駆動部３０２に供給する。
【００１６】
ここで図４を参照しながら、電圧選択部３０９における電圧Ｖｃの選択方法の例を説明する。図４は、従来の電圧選択処理の判断手順を示す。
【００１７】
ステップＳ４１において、電圧選択部３０９は現在の動作電圧Ｖｏｐと第一の電圧Ｖｏｐ１とを比較する。比較の結果、動作電圧Ｖｏｐが所定電圧Ｖｏｐ１以上のときはステップＳ４２に進み、動作電圧Ｖｏｐが所定電圧Ｖｏｐ１以上のときにはステップ４３に進む。
【００１８】
ステップＳ４２では、電圧選択部３０９は、動作電圧Ｖｏｐとして想定される最大Ｖｏｐ２に対応した電圧Ｖｃ＝Ｖｏｐ２＋Ｖｔｒを選択する。一方、ステップＳ４３では、電圧選択部３０９はＶｃ＝Ｖｏｐ１＋Ｖｔｒを選択する。これにより、不要な消費電力を低減することができる。
【特許文献１】特開２０００−２４４０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、従来の構成には、半導体レーザの動作電圧を検出するための専用の構成要素（図３における動作電圧検出部３０８等）が必要であり、コストアップにもつながるという課題がある。また半導体レーザが搭載される光学ヘッド上には、そのような構成要素を設置するための空間が必要になるため、小型化に限界がある。
【００２０】
さらに、レーザ駆動部に供給する電圧Ｖｃを段階的に切り替えるため、常に最適な電圧Ｖｃを供給することは困難であった。その理由は、電圧Ｖｃを切り替えるために考えられる方法、具体的には所定の電圧を分圧してその分圧比を可変とする方法を採用すると、電圧Ｖｃを切り替える段数に応じた数の抵抗が必要となり、現実的には数段階の切り替えしか実現できないからである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の目的は、専用の構成要素を必要とせずに、不要な消費電力を低減できる半導体レーザ駆動装置を提供することである。
【００２２】
本発明によるレーザ駆動装置は、レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動部と、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。
【００２３】
前記レーザ駆動装置は、前記レーザ駆動部への指示値を制御して前記レーザ駆動部から供給される駆動電流を調整することにより、前記レーザを所定の発光パワーで発光させるパワー制御部をさらに備えていてもよい。
【００２４】
前記レーザ駆動装置は、前記レーザを発光させる光量に応じて基準電圧の設定を指示する設定部をさらに備えていてもよい。
【００２５】
前記レーザ駆動装置は、前記レーザの発光パワーに応じた値を検出して、前記値に対応する信号を出力する発光パワー検出部をさらに備えている。前記パワー制御部は、前記発光パワー検出部から出力された信号の電圧および前記基準電圧に基づいて前記レーザ駆動部への指示値を制御し、前記信号の電圧と前記基準電圧とを一致させてもよい。
【００２６】
前記レーザが動作するために必要な動作電圧と駆動電流間の特性は温度に応じて異なっている。前記電圧制御部は、前記駆動電流および前記特性に基づいて前記電源電圧の電圧値を決定してもよい。
【００２７】
前記動作電圧は前記温度が低いほど高く、前記電圧制御部は、前記温度が低いほど高い電源電圧を供給してもよい。
【００２８】
前記レーザ駆動部は、波長が４００ｎｍから４３０ｎｍまでの範囲に含まれるレーザを発光させるための駆動電流を出力してもよい。
【００２９】
本発明による光学ヘッドは、記録媒体の情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うために用いられる。前記光学ヘッドは、レーザと、レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有している。前記レーザ駆動装置は、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。
【００３０】
本発明による光ディスク装置は、光ディスクの情報記録面に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うために用いられる。前記光ディスク装置は、前記光ディスクに光を放射し、前記情報記録面からの反射光に基づいてサーボ信号を生成して出力する光学ヘッドと、前記光学ヘッドから出力されたサーボ信号に基づいて、前記光の焦点位置を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部と、前記制御信号に基づいて駆動信号を生成する駆動回路とを有している。前記光学ヘッドは、レーザと、レーザを発光させるための駆動電流を供給するレーザ駆動装置と、前記レーザからの光を前記情報記録面に集光する対物レンズと、前記駆動信号に基づいて前記対物レンズの位置を調整するアクチュエータと、前記情報記録面によって反射された光を受けて、光量に応じた信号を出力する受光部とを有している。さらに、前記レーザ駆動装置は、前記レーザの温度を検出する温度検出部と、前記レーザ駆動部に対して電源電圧を供給する電圧制御部であって、前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力する電圧制御部とを備えている。
【００３１】
本発明によるレーザ駆動方法は、レーザを発光させるための駆動電流を供給するステップと、前記レーザの温度を検出するステップと、前記駆動電流を供給するステップを実行する際に電源電圧を供給するステップであって、検出された前記温度に応じて前記電源電圧の電圧値を変化させて出力するステップとを包含する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、新たな構成要素を必要とすることなく電力の消費を抑えることが可能な半導体レーザの駆動装置が提供される。本発明による駆動装置を有する機器では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらには温度上昇を抑制することができる。このような機器としては、青紫色レーザ光を用いて光ディスクに対してデータを書き込みおよび読み出す光ディスク装置等が好適であり、特に、機器の温度上昇の抑制および省電力化が厳しく要求される携帯型機器（携帯型光ディスク装置等）に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００３４】
図５は、本実施形態による光ディスク装置５０の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置５０は、光ディスク６０に対してデータの書き込みおよび／または読み出しを行うことができる。光ディスク装置５０は、例えば光ディスクに記録された映画を再生する携帯型のビデオ再生機器や、光ディスクに映像および音声を記録するカムコーダである。
【００３５】
光ディスク６０は、例えばＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）が想定される。なお、本明細書では光ディスクを挙げて説明するが、他には、例えば光学的にデータを読み取りおよび書き込み可能なカードなどの光学式情報記録媒体にも適用できる。
【００３６】
光ディスク装置５０は、光学ヘッド５２と、制御信号生成部５４と、駆動回路５６と、再生処理部５８とを備えている。
【００３７】
光学ヘッド５２は、光ディスク６０に対してレーザ光を放射し、その反射光を受け取る光学系を有している。光学ヘッド５２は、光の焦点位置を光ディスク６０の半径方向および垂直方向に変化させて、光ディスク６０のトラック上に正確に位置させるための制御を行う。そして、その制御が行われているときに、光ディスク６０に対してデータの書き込みおよび／または読み出しを行う。光学ヘッド５２の構成は後に詳述する。なお、図５には光ディスク６０を記載しているが、これは説明の便宜のためであり、光ディスク装置５０の構成要素ではないことに留意されたい。光ディスク６０は光ディスク装置５０に装填され、光ディスク装置５０から取り出される。
【００３８】
制御信号生成部５４は、例えば、光学ヘッド５２から出力されたトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）等のサーボ信号に基づいて、レーザ光の光スポットと光ディスク６０のトラックとの半径方向および垂直方向の位置関係を制御するための制御信号を生成する。制御信号生成部５４から出力された制御信号は駆動回路５６に与えられる。駆動回路５６は、受け取った制御信号に基づいて駆動信号を生成し、後述のアクチュエータ５または光学ヘッド５２の移送台（図示せず）に印加する。これらはそれぞれ、対物レンズ４または光学ヘッド５２全体を光ディスク６０の半径方向および垂直方向に移動させることによって、レーザ光の光スポットと光ディスク６０のトラックとの位置関係を調整する。再生処理部５８は、フォーカス制御、トラッキング制御等のサーボ制御が安定して行われているとき、光ディスク６０からの反射光に対して所定の再生処理を行い、再生の対象となる映像および音声の各信号を出力する。
【００３９】
次に、光学ヘッド５２の構成を説明する。光学ヘッド５２は、半導体レーザ１と、ビームスプリッタ２と、コリメートレンズ３と、対物レンズ４と、アクチュエータ５と、回折素子６と、受光部７および１９と、電流電圧変換器８と、信号処理部９と、レーザ駆動装置１０と、集光レンズ１８とを有する。
【００４０】
半導体レーザ１は、例えば、波長が４０５ｎｍの青紫レーザ光を出力する光源である。この波長の値は厳密でなくてもよく、例えば４００ｎｍから４１５ｎｍの範囲や、４００ｎｍから４３０ｎｍの範囲であればよい。４０５±５ｎｍの範囲であればより好ましい。
【００４１】
ビームスプリッタ２は、光の一部を透過し、その残りを反射する。コリメートレンズ３は、半導体レーザ１からの光を平行光に変換する。対物レンズ４は、半導体レーザ１から放射されたレーザ光を集束させ、所定の距離の位置に焦点を形成する。回折素子６は、光ディスク６０から反射された光を受け取って、所定の回折領域によってその一部を回折させる。
【００４２】
受光部７は複数の受光領域を有しており、その受光領域の各々は受光した光の光量に応じた大きさの光電流を出力する。信号処理部９は、光電流に基づいてトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、再生信号等を生成する。ＴＥ信号は、光ディスク６０の半径方向に関する、レーザ光の光スポット位置と光ディスク６０の所望のトラックとのずれを表す。ＦＥ信号は、光ディスク６０の垂直方向に関する、レーザ光の光スポット位置と光ディスク６０の情報記録面とのずれを表す。
【００４３】
集光レンズ１８には、半導体レーザ１から放射された光の一部が入射し、受光部１９に光ビームを集光させる。受光部１９は、受光した光量に応じた大きさの光電流を出力する。電流電圧変換器８は、受光部１９から出力された光電流を電圧に変換し、パワー検出信号ａとして出力する。
【００４４】
次に、この光学ヘッド５２において行われる処理を光の経路にそって説明する。半導体レーザ１から放射された光の大半は、ビームスプリッタ２を透過し、コリメートレンズ３で平行光へと変換されて対物レンズ４に入射し、対物レンズ４により光ディスク６０の情報記録面に集光される。
【００４５】
光ディスク６０で反射された光は、再び対物レンズ４、コリメートレンズ３を経て、ビームスプリッタ２に入射する。ビームスプリッタ２で反射された光は回折素子６に入射し、そこで回折により複数の光が得られる。受光部７の各受光領域は回折素子６で分割された光を受光する。各受光領域は受光量に応じた光電流を出力する。
【００４６】
受光部７から出力された光電流は、信号処理部９に送られる。信号処理部９は、光電流に基づいてＴＥ信号およびＦＥ信号を生成する。ＴＥ信号およびＦＥ信号に基づいて制御信号生成部５４において制御信号が生成され、トラッキング制御およびフォーカス制御が実現される。なお、どのようにＦＥ信号およびＴＥ信号を生成し、それらの信号に基づいてどのように対物レンズ４および光学ヘッド５２の位置を調整するかについては周知であるため、その説明はここでは省略する。
【００４７】
一方、半導体レーザ１から放射された光の一部は、ビームスプリッタ２で反射され、集光レンズ１８に入射し、集光レンズ１８によって受光部１９に集光される。受光部１９から出力された光電流は電流電圧変換器８に送られる。光電流は電流電圧変換器８において電圧に変換されて、レーザ駆動装置１０に送られ、レーザ駆動装置１０はその光量に基づいて半導体レーザ１に流す電流量および電圧値を制御する。
【００４８】
次に、図６を参照しながら、レーザ駆動装置１０の詳細な構成を説明する。図６は、本実施形態によるレーザ駆動装置１０の機能ブロックの構成を示す。図６では、受光部１９および電流電圧変換器８をまとめて、発光パワー検出部２４として示している。
【００４９】
レーザ駆動装置１０は、パワー設定部１１と、レーザパワー制御部１２と、レーザ駆動部２０と、温度検出部２１と、電圧制御部２２とを有する。
【００５０】
これらの構成要素のうちのレーザ駆動部２０は、レーザパワー制御部１２から出力された値（指示値）に基づいて、半導体レーザ１に駆動電流を流す。そこで、レーザパワー制御部１２に関連する構成要素を説明し、その後、電圧制御部２２に関連する構成要素を説明する。
【００５１】
まずレーザパワー制御部１２は、パワー設定部１１から設定指示信号ｂを受け取る。設定指示信号ｂは、ユーザからの指示等に基づいて出力される。例えば、設定指示信号ｂは、光ディスク装置５０が情報の記録および再生の両方が可能な機器であれば、ユーザが選択した動作（記録動作または再生動作）に対応するパワーを設定する指示（基準電圧）を含む。または設定指示信号ｂは、光ディスク装置５０が再生専用の機器であるとき、またはカムコーダにおいて再生を行うときには、ユーザが選択した再生動作（通常再生動作、早送り再生動作等）に対応するパワーを設定する指示（基準電圧）を含む。
【００５２】
ここで図７を参照しながら、パワー設定部１１およびレーザパワー制御部１２の具体的な構成を説明する。図７は、パワー設定部１１とレーザパワー制御部１２の機能ブロックの構成を示す。パワー設定部１１は、第１基準電圧源１２１ａおよび第２基準電圧源１２１ｂと、スイッチ１２２とを有する。第１基準電圧源１２１ａおよび第２基準電圧源１２１ｂは、それぞれ、例えば光ディスク６０への情報の記録および再生に必要な発光パワーを得るための基準電圧を与えることが可能な電圧源である。スイッチ１２２は、記録または再生に応じていずれかの電圧源を差動増幅器１２３に接続する。
【００５３】
レーザパワー制御部１２は差動増幅器１２３を有し、差動増幅器１２３は、電流電圧変換器８と接続され、電圧値によって表されたパワー検出信号ａを受け取る。また差動増幅器１２３は、第１基準電圧源１２１ａおよび第２基準電圧源１２１ｂの一方と接続されて動作の基準となる基準電圧を受け取る。
【００５４】
差動増幅器１２３は、パワー検出信号ａに対応する電圧と、設定指示信号ｂに対応する、パワー設定部１１内の電圧源からの基準電圧を受け取り、その差が演算され増幅された後、電圧信号Ｖｋとして出力され、レーザ駆動部２０に送られる。この電圧信号Ｖｋは、レーザ駆動部２０が半導体レーザ１に流す駆動電流を調整するための電圧として利用される。すなわち、レーザパワー制御部１２は、半導体レーザ１を発光させるための駆動電流の電流量（電流値）を制御しているといえる。なお、半導体レーザ１が発光している間は、パワー検出信号ａが常にレーザパワー制御部１２に送られ、パワー検出信号ａに基づくパワー制御が行われるため、レーザパワー制御部１２は、パワー検出信号ａと基準電圧信号とを一致させるように動作する。この結果、レーザ駆動部２０が半導体レーザ１に供給する駆動電流の電流量を制御（調整）することができ、半導体レーザ１の発光パワーが動作に必要な強さになるよう適切に制御される。なお、図７に示すレーザパワー制御部１２の構成は例であり、この態様に限られることはない。
【００５５】
続いて、再び図６を参照しながら温度検出部２１および電圧制御部２２を説明する。温度検出部２１は、半導体レーザ１の周囲温度を検出して、検出した温度に応じた情報を電圧制御部２２に与える。後述のように、本実施形態においては温度検出部２１はサーミスタである。サーミスタは温度に応じて抵抗値が変化するため、その抵抗値の変化が電圧制御部２２に対して与えられる情報となる。なお、図６においては、温度検出部２１は半導体レーザ１と離れて配置されているが、これは記載の便宜のためである。温度検出部２１は、例えば半導体レーザ１のパッケージの近傍に配置される。
【００５６】
以下に説明するように、上述の温度検出部２１は半導体レーザ１の駆動に際して主要な役割を果たす。しかし、温度検出部２１は本発明を実施化するための専用の構成要素である必要はない。半導体レーザを用いた一般の装置、例えば光学ヘッドおよびそのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置では、以下に例示するような他の目的のため、既に温度を検出する素子を搭載しているからである。したがって、本実施形態による温度検出部２１は、既に存在する光学ヘッドの構成要素を流用しているといえる。したがって、温度検出部２１は必ずしもレーザ駆動装置１０内に設けられている必要はない。換言すれば、レーザ駆動装置１０は必ずしも温度検出部２１をその構成要素として含んでいる必要はない。温度検出部２１が光学ヘッド５２内に設けられていればよい。
【００５７】
温度検出素子が光学ヘッド上に搭載される例は以下のとおりである。すなわち、半導体レーザは高温動作において破壊または劣化の恐れがあるため、高温時には再生または記録の動作を中止させる必要がある。そこで温度検出素子が設けられ、半導体レーザの周囲温度を検出して、その保護を図るために利用される。
【００５８】
また、光ディスク装置では、情報の再生または記録に最適な発光パワーやレーザ光の最適な記録ストラテジは、一般には温度によって異なっている。そのため、温度検出素子が設けられ、検出された温度に応じて、発光パワーまたは記録ストラテジを補正するために利用される（例えば、特開平７−１８２７２１号公報や特開２００１−２９７４３７号公報）。
【００５９】
電圧制御部２２はレーザ駆動部２に対して電源電圧Ｖｃを供給する。電源電圧Ｖｃはレーザ駆動部２０および半導体レーザ１の駆動に必要な電源である。より詳しくは、電圧制御部２２は、温度検出部２１によって検出された温度に応じて、レーザ駆動部２に供給する電圧Ｖｃを適応的に変化させる。電圧制御部２２は、比較的低温のときには電圧Ｖｃを上げるように制御し、比較的高温のときには電圧Ｖｃを下げるように制御する。
【００６０】
ここで、温度検出部２１および電圧制御部２２の動作の原理を説明するために、半導体レーザ１を含む一般的なレーザ光源の動作電圧の温度依存性を説明する。波長が４００〜４３０ｎｍの青紫色レーザでは、低温になるに従ってレーザ動作電圧が高くなることが知られている（例えば、「月刊オプトロニクス」，２００３年５月号，オプトロニクス社，Ｐ１２１）。図８は、青紫色半導体レーザの温度に応じたレーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性）を示すグラフである。半導体レーザの動作電圧は温度に大きく依存している。
【００６１】
具体的には、半導体レーザのパッケージ内の温度が比較的高いとき（例えば摂氏４０度程度のとき）は、レーザ動作電圧（Ｖｏｐ）は比較的低い値（ＶｏｐＨ）以下に収まる。一方、半導体レーザのパッケージ内の温度が比較的低いとき（例えば摂氏２０度程度のとき）、レーザ動作電圧は急激に高くなり、その値は先のＶｏｐＨの値よりも大きくなる。図２のレーザ駆動電流−レーザ発光パワー特性Ａ（Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａ）に示すように、半導体レーザ１の発光パワー（Ｐ）が特定されると、そのパワーを与える駆動電流（Ｉｏｐ）が特定される。しかし、その駆動電流（Ｉｏｐ）を得るための動作電圧（Ｖｏｐ）の値は、半導体レーザ１の温度に応じて異なっている。
【００６２】
これらの事実を考慮して、本実施形態においては、電圧制御部２２は、温度検出部２１において検出した温度に応じて以下のように動作する。すなわち、高温時には電圧制御部２２は、
Ｖｃ  ＝  ＶｏｐＨ  ＋  Ｖｔｒ                （式３）
として得られる電圧Ｖｃがレーザ駆動部２に供給されるように出力電圧Ｖｃを制御する。式３において"Ｖｔｒ"とは、レーザ駆動部２の動作に必要な電圧である。同様に、低温時には、
Ｖｃ  ＝  ＶｏｐＬ  ＋  Ｖｔｒ                （式４）
として得られる電圧Ｖｃがレーザ駆動部２に供給されるように出力電圧Ｖｃを制御する。各電圧値の具体例は、ＶｏｐＨ＝４．５Ｖ、ＶｏｐＬ＝６．５Ｖ、Ｖｔｒ＝２Ｖである。
【００６３】
低温および高温のいずれでも確実に動作させる観点からすれば式４で示すＶｃを常に供給すればよい。しかし、高温時に式３により得られる電圧Ｖｃを供給することにより、（ＶｏｐＬ-ＶｏｐＨ）×Ｉｏｐ分の電力の低減が可能となる。
【００６４】
なお本明細書では、式３に示す動作電圧ＶｏｐＨ、および、式４に示す動作電圧ＶｏｐＬの２段階で、電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃの値を制御している。しかし２段階は例であり、より多くてもよいし、温度に応じて無段階に出力電圧Ｖｃの値を制御してもよい。後者の制御は、例えば必要とされる駆動電流（Ｉｏｐ）の大きさごとに、半導体レーザ１の各温度における動作電圧を予めサンプリングしてテーブル等に保持しておけばよい。駆動電流（Ｉｏｐ）の大きさとそのときの半導体レーザ１の温度が特定されれば、そのテーブルを参照して動作電圧（Ｖｏｐ）を取得できる。その値を式３のＶｏｐＬ（または式４のＶｏｐＨ）に代入すれば、そのときの電圧Ｖｃが特定される。
【００６５】
上述のように、温度検出部２１は光学ヘッド５２上に専用で設ける必要はないので、新たな構成要素を必要とせずに、省電力を実現できる。
【００６６】
なお、上述の温度は、半導体レーザのパッケージ内の温度であるとしているが、この温度はパッケージが配設される周辺環境の温度に応じて変化しうる。パッケージが光ディスク装置等のドライブ装置内に設けられると、ドライブ装置が動作していなかった環境下、例えばドライブ装置の起動直後ではパッケージの温度は室温と同等である。しかし、ドライブ装置が起動して所定時間が経過した後は、パッケージの温度は室温に対してさらに１０〜２０度程度は高くなる。よって、起動直後のパッケージ内温度と、一定時間以上時間が経過した後のパッケージ内温度との差が２０度程度になることは十分生じうる。
【００６７】
次に、上述の動作を実現するための構成を説明する。図９は、温度検出部２１および電圧制御部２２の回路構成を示す。図９においては、これまでの温度検出部２１は「サーミスタ２１」として記述している。
【００６８】
一方、電圧制御部２２は、電源３１と、抵抗３２および３３とを有する。抵抗３２はサーミスタ２１と並列的に接続されている。抵抗３２およびサーミスタ２１のそれぞれの一端は、抵抗３３の一端に接続されている。この接続線路中から、電圧制御部２２の電圧Ｖｃが取り出され出力される。抵抗３２およびサーミスタ２１の他端は設置されている。一方、抵抗３３の他端には電源３１（電圧値Ｖｃｃ）が接続される。
【００６９】
図１０（ａ）は、サーミスタ２１の抵抗値Ｒｔｈの温度特性を示す。サーミスタ２１は、温度が下がると抵抗値Ｒｔｈは上がり、温度が上がると抵抗値Ｒｔｈは下がる。
【００７０】
一方、図１０（ｂ）は、電圧制御部２２の出力電圧の温度特性を示す。抵抗３３の抵抗値をＲ３３などと表し、抵抗３３を流れる電流の大きさをＩと表すと、電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃは、
Ｖｃ＝(R32//Rtho)/[(R32//Rtho)+R33]・Ｉ        （式５）
として得られる。図１０（ｂ）によれば、温度が下がると出力電圧Ｖｃは上がり、温度が上がると出力電圧Ｖｃは下がることが理解される。
【００７１】
次に、図６に示すレーザ駆動部２０の具体的な構成を説明する。図１１は、レーザ駆動部２０の構成を示す。レーザ駆動部２０はトランジスタとして実現できる。トランジスタ２０のコレクタ端子は電圧制御部２２と接続され、その出力電圧Ｖｃが印加される。トランジスタ２０のベース端子はレーザパワー制御部１２と接続され、その出力電圧Ｖｋが印加される。トランジスタ２０のエミッタ端子は半導体レーザ１のアノード端子と接続される。ベース端子からエミッタ端子を経て半導体レーザ１に流れる電流Ｉｏｐは、
Ｉｏｐ＝（Ｖｋ−ＶＢＥ）／ｚ      （式６）
として得られる。なお「ＶＢＥ」はベース−エミッタ間の電圧、ｚはレーザのインピーダンスである。式６によれば、電流Ｉｏｐはレーザパワー制御部１２の出力電圧Ｖｋによって制御され、電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃによっては制御されていないことが理解される。
【００７２】
なお、記録および／または再生の品質を改善する目的で、半導体レーザ１の周辺温度を検出して、パワー設定部１１およびレーザパワー制御部１２における電圧Ｖｋを変化させる手法も考えられる。この手法は、レーザ駆動部２０のベース端子に印加される電圧Ｖｋおよびその電圧に応じて定まる駆動電流の調整のために有効である。一方、電圧Ｖｃはレーザ駆動部２０のコレクタ端子に印加されるため、先の電圧Ｖｋとは独立している。よって電圧Ｖｃを調整して動作する最低限度に調整することが電力消費に関して有利であることに変わりはない。なお、レーザ駆動部２０はトランジスタに限るものではなく、レーザパワー制御部２０の出力値に応じて半導体レーザ１に供給する電流を制御できる構成要素であればよい。
【００７３】
次に、図１２を参照しながら、上述の原理に基づいて動作する光ディスク装置５０の処理を説明する。図１２は、光ディスク装置５０の処理の手順を示す。
【００７４】
まず光ディスク装置５０の動作開始等に合わせて、ステップＳ１２１において、パワー設定部１１はユーザ等から通常再生モード、早送り再生モード等の再生モードの指示を受け取る。次のステップＳ１２２では、パワー設定部１１はその再生モードに応じて半導体レーザに供給する駆動電流を決定し、その駆動電流を得るための設定指示を出力する。ステップＳ１２３では、レーザパワー制御部１２は、設定指示信号ｂに基づいて駆動電流を与えるための電圧Ｖｋを出力する。
【００７５】
一方、ステップＳ１２４において、温度検出部２１が半導体レーザ１の周辺温度を検出すると、ステップＳ１２５において電圧制御部２２は周辺温度に応じた電圧Ｖｃを出力する。この電圧は、半導体レーザ１が発光するために必要十分な電圧であり、過剰には印加されない。ステップＳ１２６では、レーザ駆動部２０は、電圧Ｖｋに基づいて決定されるレーザ駆動電流を半導体レーザ１に流すと、半導体レーザ１が発光する。
【００７６】
ステップＳ１２７では、レーザ駆動装置１０において所定時間が経過したか否かが判断される。所定時間が経過していればステップＳ１２４に戻り、半導体レーザ１の周辺温度を検出する。所定時間が経過していなければ、ステップＳ１２８に進む。
【００７７】
このステップＳ１２７を規定した理由は、より柔軟にレーザ駆動制御を行うためである。「所定時間」とは温度検出部２１において温度を検出するタイミングを意味しており、必ずしも固定値でなくてもよい。例えば光ディスク装置５０の動作開始後５分以内であれば、「所定時間」を１分ごとに設定し、動作開始後５分以降は「所定時間」を５分ごとに設定することができる。動作開始直後は温度が上昇し始めるため、比較的高い頻度で半導体レーザ１の温度を検出する。一方、動作開始から５分程度経過すると温度の変化は概ね収束すると考えられるため、その後は比較的少ない頻度で半導体レーザ１の温度を検出すればよい。
【００７８】
ステップＳ１２８においては、レーザ駆動装置１０において再生終了か否かが判断される。再生を継続するときには、ステップＳ１２６に戻り、レーザ駆動部２０は半導体レーザ１に駆動電流を流し続ける。一方再生終了時には、駆動電流を遮断して半導体レーザ１の発光を停止し処理が終了する。なお、ステップＳ１２８の判断は、例えばパワー設定部１１に対してパワーの供給停止等の指示が与えられるか否かで判断することができる。
【００７９】
以上の処理の手順を経ることにより、レーザ駆動装置１０は半導体レーザ１の駆動に必要な電圧を過不足なく利用することができる。よって、レーザ駆動装置１０を有する光学ヘッド５２や、その光学ヘッド５２を搭載した光ディスク装置５０においては、極めて有効な省電力機能を提供することができる。この省電力機能は、特に使用可能な電力に制限のある携帯用光ディスク装置等に適用することが好適である。
【００８０】
以上説明した構成によれば、光学ヘッドに一般的に搭載される温度センサ等を温度検出部２１として用いるので、新たな構成要素を必要とすることなく、低温でのレーザ発光と高温での省電力の両方が可能となる。
【００８１】
なお、温度検出部２１を用いて電圧制御部２２の出力電圧Ｖｃを制御する本実施形態による構成は、青紫色レーザを用いたレーザ駆動装置において特に効果が大きい。その理由は、第１に、青紫色レーザのレーザ動作電圧の変動は、図８に示すように温度の影響が非常に大きく、温度によるレーザ動作電圧の変化に対応して電圧Ｖｃを制御すると省電力への効果が大きいからである。第２に、青紫色レーザは赤色レーザ等に比べて、レーザ発光に必要なバンドギャップが大きいため、レーザ動作電圧は高くなる。よって、赤色レーザと比べると青紫色レーザの消費電力は増える傾向にあり、省電力および機器の温度上昇（特に高温時）に対する要求が赤色レーザの場合以上に大きいからである。
【００８２】
また図６では、パワー設定部１１およびレーザパワー制御部１２はレーザ駆動装置１０内に設けられるとしている。しかし、これらはレーザ駆動装置１０の外部に設けられていてもよい。例えば、これらはレーザ駆動装置１０外部の光学ヘッド５２内に設けられてもよいし、光学ヘッド５２外部の光ディスク装置５０内に設けられてもよい。
【００８３】
なお、本実施の形態において、サーミスタ３１と抵抗３２、３３を組み合わせて、温度検出部２１と電圧制御部２２を構成する例を示したが、これに限るものではなく、サーミスタ２１としてＩＣチップを用いてもよいし、電圧制御部として、プログラミング可能な電源を用いてもよい。
【００８４】
また、本実施の形態においては、半導体レーザのカソード端子が接地されている例を示したが、アノード端子が電源に接続される場合でも、同様の効果を得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明によれば、新たな構成要素を必要とすることなく電力の消費を抑えることが可能な半導体レーザの駆動装置が提供される。本発明による駆動装置を有する機器では省エネルギー化を図ることができるとともに、さらには温度上昇を抑制することができる。このような機器としては、青紫色レーザ光を用いて光ディスクに対してデータを書き込みおよび読み出す光ディスク装置等が好適であり、特に、機器の温度上昇の抑制および省電力化が厳しく要求される携帯型機器（携帯型光ディスク装置等）に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】半導体レーザを駆動するための一般的な接続構成を示す図である。
【図２】半導体レーザのレーザ駆動電流−レーザ発光パワー特性Ａ（Ｉｏｐ−Ｐ特性Ａ）と、レーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性Ｂ（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性Ｂ）とを示すグラフである。
【図３】従来の半導体レーザ駆動装置３００の機能ブロックの構成を示す図である。
【図４】従来の電圧選択処理の判断手順を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による光ディスク装置５０の機能ブロックの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるレーザ駆動装置１０の機能ブロックの構成を示す図である。
【図７】レーザパワー制御部１２の機能ブロックの構成を示す図である。
【図８】青紫色半導体レーザの温度に応じたレーザ駆動電流−レーザ動作電圧特性（Ｉｏｐ−Ｖｏｐ特性）を示すグラフである。
【図９】温度検出部２１および電圧制御部２２の回路構成を示す図である。
【図１０】（ａ）はサーミスタ２１の抵抗値Ｒｔｈの温度特性を示すグラフであり、（ｂ）は電圧制御部２２の出力電圧の温度特性を示すグラフである。
【図１１】レーザ駆動部２０の構成を示す図である。
【図１２】光ディスク装置５０の処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１    半導体レーザ
７    受光部
８    電流電圧変換器
１０    レーザ駆動装置
１１    パワー設定部
１２    レーザパワー制御部
２０    レーザ駆動部
２１    温度検出部
２２    電圧制御部
２４    発光パワー検出部
５０    光ディスク装置
５２    光学ヘッド
５４    制御信号生成部
５６    駆動回路
５８    再生処理部
６０    光ディスク
【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】
2005050800.tif 000015
【図２】
2005050800.tif 000016
【図３】
2005050800.tif 000017
【図４】
2005050800.tif 000018
【図５】
2005050800.tif 000019
【図６】
2005050800.tif 000020
【図７】
2005050800.tif 000021
【図８】
2005050800.tif 000022
【図９】
2005050800.tif 000023
【図１０】
2005050800.tif 000024
【図１１】
2005050800.tif 000025
【図１２】
2005050800.tif 000026
【国際調査報告】
2005050800.tif 000027
2005050800.tif 000028
2005050800.tif 000029
2005050800.tif 000030
2005050800.tif 000031
2005050800.tif 000032
2005050800.tif 000033