专利名称：半导体激光器的控制方法和半导体激光控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种为了在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器的记录光功率的控制方法和控制装置。
用监视发光水平的光检测器2接收半导体激光器1所发的光，并将其变换为光电流，再用电流-电压变换器3转换为电压。
进行再现时，根据光控制极8的指令，采样保持电路5变为采样状态。通过把采样状态下的检测输出和再现功率设置值7用再现功率电流控制部件6进行比较输出，来进行反馈控制，使半导体激光器1的光输出变为再现功率设置值。
进行记录时，根据光控制极8的指令，采样保持电路5变为保持状态。另一方面，按照记录数据信号9，峰值开关部件10在峰值和所述被保持的再现功率值之间切换，用电流驱动半导体激光器1。
半导体激光器1所发出的脉冲光，由光检测器2接收，经过电流-电压变换后，用峰值检波4检测输出波形的峰值的包络线。通过用峰值电流控制部件11比较并输出该峰值检波4的输出和峰值功率设置值12，来进行反馈控制，使半导体激光器1的光脉冲峰值变为峰值功率设置值。
用图9来说明象这样构成的现有的半导体激光控制电路的主要部分的信号波形。
图9(a)是光控制极8，在定时13的时刻，它从再现状态被切换为记录状态。图9(b)是峰值检波4的输出，表示检测在记录状态下感光的脉冲波形的峰值包络线的状态。图9(c)表示用所述峰值电流控制部件11进行反馈控制的光脉冲的发光波形。图9(d)表示用这样进行反馈控制的光脉冲记录到光盘的轨道上之后，所再现的再现波形的包络线。
此处的光盘是指DVD-R和DVD-RW等光盘，即使分多次进行追加记录，记录完成的轨道也与DVD-ROM一样，其信号排列最好是连续的。即，续写的数据记录区域的记录开始端部与续写前的数据记录完成区域的记录结束端部之间，最好是不出现再现波形的包络线混乱现象，而是连续地连接在一起。本发明适用于DVD-R和DVD-RW等光盘，不适用于DVD-RAM。
可是，在以上所述结构中，由于反馈控制的响应性，所以如图9(c)的14所示，会产生发光波形峰值收敛到峰值功率设置值之前的响应时间。如果用象图9(c)的14那样的发光波形在光盘上进行记录，则如图9(d)15所示，所再现的再现波形的振幅随着发光波形的响应而劣化。
因此，在现有的半导体激光器的控制装置的结构中，存在着以下所述问题即，续写的数据记录区域的记录开始端部的再现振幅劣化，当对DVD-R和DVD-RW等光盘进行追加记录时，信号振幅的连续性受到损害。
本发明1的半导体激光器的控制方法，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于用数据信号来调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间的跟前设置的测试发光区间中，用测试信号调制光脉冲，并接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过前馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔依次对变换为电信号的光检测信号进行采样所得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值。
本发明2的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明1的半导体激光器的控制方法中，在从开始进行光盘的记录动作的时刻到光头扫描光盘的第一次旋转的区间内，设置有所述测试发光区间和所述数据记录信号发光区间。
本发明3的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明1的半导体激光器的控制方法中，在所述测试发光区间发光的测试发光由连续一定值发光和脉冲发光所构成。
本发明4的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明3的半导体激光器的控制方法中，在所述测试发光区间发光的测试发光由以下所述几种发光中的至少两种以上的发光构成用在所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分发光的记录光脉冲的峰值和谷值之间的电平来调制的脉冲发光；谷值的连续一定值发光；在记录间隔区域部分发光的间隔值的连续一定值发光。
本发明5的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明1的半导体激光器的控制方法中，在所述数据记录信号发光区间内的记录标记区域部分的记录光脉冲由先头脉冲和多个多脉冲序列所构成；接收该记录标记区域部分的记录光脉冲，只对变换为电信号的光检测信号的所述多个多脉冲序列的平均值或所述多脉冲序列的平均值和所述光检测信号的谷值检波值依次进行采样，在记录间隔区域部分接收记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的间隔值依次采样，通过与相当于光脉冲的目标功率值的基准值逐一进行比较运算，来进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
本发明6的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明1的半导体激光器的控制方法中，在从开始光盘的记录动作的时刻到所述数据记录信号发光区间开始的所述测试发光区间中，把记录到光盘上的数据信号暂时存储在缓冲存储器中。
本发明7的半导体激光器的控制方法，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第一测试发光区间中，用第一测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过前馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在第一测试发光区间的后面设置的第二测试发光区间中，用第二测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值。
本发明8的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明7的半导体激光器的控制方法中，从开始光盘的记录动作的时刻，到光头在光盘的第一次旋转所扫描的区间内，设置有所述第一测试发光区间和第二测试发光区间；在到第二次旋转所扫描的区间内设置有所述数据记录信号发光区间。
本发明9的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明7的半导体激光器的控制方法中，在所述第一和第二测试发光区间中发光的测试发光由连续一定值发光或/和脉冲发光构成。
本发明10的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明7的半导体激光器的控制方法中，在所述第一试发光区间中发光的第一测试发光由以下所述几种发光构成用在所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分发光的记录光脉冲的峰值和谷值之间的电平来调制的脉冲发光；谷值的连续一定值发光；在记录间隔区域部分发光的间隔值的连续一定值发光。
本发明11的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明7的半导体激光器的控制方法中，第二测试信号把随机的2个值数据调制为特定的调制码，而且，由记录标记区域形成所必要的多个电平的记录脉冲发光所构成。
本发明12的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明7的半导体激光器的控制方法中，在所述数据记录信号发光区间内的记录标记区域部分的记录光脉冲由先头脉冲和多个多脉冲序列所构成；接收该记录标记区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的所述多个多脉冲序列的平均值和谷值检波值以给定的采样间隔依次采样，接收记录间隔区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的间隔值以给定的采样间隔依次采样，通过与相当于光脉冲的目标功率值的基准值逐一进行比较运算，来进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
本发明13的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明7的半导体激光器的控制方法中，在从开始光盘的记录动作的时刻到所述数据记录信号发光区间开始的所述第一和第二测试发光区间中，把记录到光盘上的数据信号暂时存储在缓冲存储器中。
本发明14的半导体激光器的控制方法，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第三测试发光区间中，用第三测试信号使半导体激光器发光，接收该光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在第三测试发光区间的后面设置的第四测试发光区间中，用第四测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过前馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值。
本发明15的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明14的半导体激光器的控制方法中，从开始光盘的记录动作的时刻到光头在光盘的第一次旋转所扫描的区间内，设置有所述第三测试发光区间；在到第二次旋转所扫描的区间内设置有所述第四测试发光区间和所述数据记录信号发光区间。
本发明16的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明14的半导体激光器的控制方法中，在所述第三测试发光区间中发光的测试发光是连续一定值发光。
本发明17的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明16的半导体激光器的控制方法中，在所述第三测试发光区间中发光的测试发光是在所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分中发光的记录光脉冲的谷值的连续一定值发光或在记录间隔区域部分中发光的间隔值的连续一定值发光。
本发明18的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明14的半导体激光器的控制方法中，在所述第四测试发光区间中发光的测试发光由用所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分中发光的记录光脉冲的峰值和谷值之间的电平来调制后得到的脉冲发光所构成。
本发明19的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明14的半导体激光器的控制方法中，在所述数据记录信号发光区间内的记录标记区域部分的记录光脉冲由先头脉冲和多个多脉冲序列所构成；接收该记录标记区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的所述多个多脉冲序列的平均值以给定的采样间隔依次采样，接收记录间隔区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的间隔值以给定的采样间隔依次采样，通过与相当于光脉冲的目标功率值的基准值逐一进行比较运算，来进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
本发明20的半导体激光器的控制方法，其特征在于在本发明14的半导体激光器的控制方法中，在从开始光盘的记录动作的时刻到所述数据记录信号发光区间开始的所述第三和第四测试发光区间中，把记录到光盘上的数据信号暂时存储在缓冲存储器中。
本发明21的半导体激光器的控制装置，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于包括用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的测试发光区间中，用测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的前馈控制部件；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件。
本发明22的半导体激光器的控制装置，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于包括用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第一测试发光区间中，用第一测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的前馈控制部件；在第一测试发光区间的后面设置的第二测试发光区间中，用第二测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出对变换为电信号的光检测信号以给定的采样间隔依次采样后得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件。
本发明23的半导体激光器的控制装置，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于包括用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第三测试发光区间中，用第三测试信号使半导体激光器发光，接收该光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件；在第三测试发光区间的后面设置的第四测试发光区间中，用第四测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的前馈控制部件；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件。
图1-本发明的实施例1的半导体激光器的控制方法的动作序列图。
图2-本发明的实施例1的半导体激光控制装置的结构图。
图3-本发明的实施例1的半导体激光控制装置的主要部分的信号波形图。
图4-半导体激光控制装置的前馈控制时的运算动作的流程图。
图5-半导体激光控制装置的反馈控制时的运算动作的流程图。
图6-本发明的实施例2的半导体激光器的控制方法的动作序列图。
图7-本发明的实施例3的半导体激光器的控制方法的动作序列图。
图8-现有的半导体激光控制装置的结构图。
图9-现有的半导体激光控制装置的主要部分的信号波形图。
图10-本发明的半导体激光控制装置的主要部分的信号波形图。
附图符号下面简要说明附图符号。
1-半导体激光器，20-测试发光区间，21-数据记录信号发光区间，28-前馈控制区间，29-反馈控制区间。
实施例1图1说明了本发明的半导体激光的控制方法的实施例1的动作顺序。按时间序列说明在续写DVD-R和DVD-RW等光盘时，半导体激光器的控制动作。
图1(a)表示光盘的旋转分区，从记录动作开始的定时15开始完成在第一次旋转中以下图(b)至(j)所说明的控制动作。
图1(b)表示光盘上记录的用户的记录数据信号，它与记录动作开始的定时15同时从图上未显示的主机送来。
图1(c)表示光盘上的记录区域分区。在记录动作开始的定时15之前，由续写记录前的数据记录完区域16构成；从记录动作开始的定时15之后的区域由续写界限区域17和续写记录后的数据记录区域18构成。
续写界限区域17是，为了在续写追加记录时调整半导体激光的功率，续写界限区域17在格式上设置的2字节左右的区域。在续写界限区域17内，有必要调整扳激光的记录功率，使它达到足够的振幅。
图1(d)表示光盘上的半导体激光器1的发光分区。从记录动作开始的定时15之前，由数据记录完区域19构成；从记录动作开始的定时15之后，在所述续写界限区域17内，由用于进行半导体激光的前馈控制的测试发光区间20和为了记录用户的记录数据信号而进行半导体激光的发光的数据记录信号发光区间21构成。
如图1(b)所示，记录数据信号9与记录动作开始的定时15同时从主机送来。光盘上实际开始记录记录数据信号9的定时是数据记录开始定时22。
这样，由于记录动作开始的定时15和实际的数据记录开始定时22之间产生了时间延迟，所以测试发光区间20有必要具有用暂时存储记录数据信号9的先入先出内存的缓存。
图1(e)表示光盘上的半导体激光1的实际发光信号分区。首先，在测试发光区间20内，对于DVD-RW用3种，对于DVD-R用两种波形进行测试发光。
即对于DVD-RW，由在记录策略中定义的记录脉冲的谷值23(Pb)的一定值发光、记录符号的间隔部分的偏置值的一定值发光(Pe)24和在记录符号的标记部分的记录脉冲的峰值和谷值之间的脉冲发光25等三种构成。
一方面，对于DVD-R，由在记录策略中定义的记录脉冲的谷值23(Pb)的一定值发光、和在记录符号的标记部分的记录脉冲的峰值和谷值之间的脉冲发光25等两种构成。
下面说明在数据记录信号的发光区间21的发光信号。由于在该区间被记录的记录数据信号9在记录前被扰频，所以几乎可以看作是随机信号。因此，用8/16调制码调制后，在光盘上被记录发光的信号内，选择使用标记长较长的部分的发光27(例如10T以上)和间隔长较长的部分的发光26(例如10T以上)作为用于进行后述的反馈控制的检测信号。
选择使用标记长较长或间隔长较长的部分的发光作为检测信号的理由是，比较容易实现后述的多脉冲检测和谷值检波的信号处理电路中所必要的频率特性。
可是，由于标记长较长或间隔长较长的部分的发光位置，在数据记录信号发光区间21中，几乎近于随机信号，所以只能在概率上决定发光位置，并且该概率也很低。例如10T以上的标记长或间隔长的发光概率约为2％。
图1(f)表示光盘上的半导体激光1的控制分区。在测试发光区间20检测发光信号，预先与相当于光脉冲的目标功率值的基准值进行比较运算，在前馈控制区间28进行前馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
每检测一组长间隔发光26和长标记发光27，通过逐一与相当于光脉冲的目标功率值的基准值进行比较运算，在反馈控制区间29进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
至少检测一组长间隔发光26和长标记发光27，在变为图5的步骤76(以后说明)即数据保持后，决定反馈控制开始定时30。也可以不是一组，而是检测多组，取平均值，然后决定反馈控制开始定时30。如前所述，由于只能在概率上决定标记长较长或间隔长较长的部分的发光位置，而且概率也低，所以反馈控制开始定时30也只能由记录数据信号9的内容在概率上决定。
图1(g)表示光盘上的前馈控制时的检测分区。按上述的图1(e)的发光信号分区说明检测信号。
首先，在DVD-RW中，在谷值为一定值的发光(Pb)23部分，检测谷DC值(Bdc)31。在偏置值为一定值的发光(Pe)24部分，检测偏置DC值(E)32。在峰值和谷值之间的脉冲发光25部分，检测多个多脉冲序列部分的平均值(M1)33。
一方面，由于在DVD-R中没有偏置值为一定值的发光(Pe)24部分，所以检测谷DC值(Bdc)31和多脉冲序列部分的平均值(M1)33等两种。
图1(h)表示光盘上的前馈控制时的控制动作分区。
首先，在测试发光区间20内，把检测的测试信号和相当于光脉冲的目标功率值的基准值比较，设置预先进行比较运算使流到半导体激光器电流值变为目标功率值的前馈(FF)区间的电流值运算34的区间。接着，设置把运算的电流值设置到半导体激光器的电流设置35的区间、和到反馈控制开始定时30之前，通过FF控制保持已设置的电流值的FF区间电流值保持36的区间。
这样，在开始记录数据前，通过用测试发光检测的信号预先进行FF控制，从开始记录数据后不久，就能高速地把半导体激光的记录功率调整为目标功率值。
图1(i)表示光盘上的反馈控制时的检测分区。这里，按图1(e)的发光信号分区进行说明。
首先，在DVD-RW中，在长间距发光26部分，检测是记录符号的间隔部分的偏置间隔(E)37。在长标记发光27部分，用记录符号的标记部分的多脉冲平均值(M2)38、和检测记录符号的标记部分的谷值的包络线的谷值检波(BK)39，检测半导体激光的发光功率值。
一方面，在DVD-R中，由于标记部分的谷值和间隔部分的功率值相等，所以不用检测谷值部。即在长间距发光26部分，检测间隔(E)37；在长标记发光27部分，检测记录符号的标记部分的多脉冲平均值(M2)38。
图1(j)表示光盘上的反馈控制时的控制动作分区。
首先，每用37至39的检测信号检测长间距发光26和长标记发光27的一组发光信号，把检测的信号和相当于光脉冲的目标功率值比较，设置用于逐一进行比较运算使流到半导体激光器电流值变为目标功率值的反馈(FB)区间的电流值运算40的区间。接着，设置把这次运算得到的电流值设置到半导体激光器的电流设置41的区间。再接着设置到下一次反馈控制导致的电流设置前，保持用这次的FB控制设置的电流值的FB区间电流值保持42的区间。
这样，只要记录动作继续，每检测长间距发光26和长标记发光27的一组发光信号，就连续进行40至42的运算、电流设置、保持电流值等一系列FB控制。
这样，在FF控制后，通过切换为连续的FB控制，即使记录时间变长，由半导体激光器的温度特性而设置的目标功率值的电流值变化，也能长时间稳定地控制维持在目标记录功率值。
如上所述，根据实施例1的半导体激光器的控制方法，通过用测试发光进行前馈控制，接着切换为反馈控制，从开始记录数据后不久，就高速地把半导体激光器的记录功率调整控制为目标功率值。防止了续写时再现振幅的恶化，即使记录时间变长，由半导体激光器的温度特性而设置的目标功率值的电流值变化，也能长时间稳定地控制在目标记录功率值。
图2说明了本发明的实施例1的半导体激光控制装置的结构。用监视发光水平的光检测器2接收在半导体激光器1发光的光脉冲，把其变换为光电流，用电流-电压变换器3变换为电压波形。
接着，把变换后的感光波形输入到采样保持电路SH1。在采样保持电路SH1中，在按发光波形决定的采样脉冲T1、T2、T3的各定时，采样保持测试发光区间20内的谷DC值(Bdc)31、偏置DC值(E)32和数据记录信号发光区间21内的长标记部分的偏置间隔值(E)37。
并且，把变换后的感光波形输入到低通滤波器(LPF)43中，低通滤波器43为了检测峰谷之间脉冲发光25和长标记发光27的多脉冲部分的平均值，设置为能平滑化的遮断频率特性。
接着，把低通滤波器43(LPF)的输出输入到采样保持电路SH2中。在采样保持电路SH2中，在按发光波形决定的采样脉冲T4、T5的各定时，采样保持测试发光区间20内的多脉冲的平均值(M1)33和数据记录信号发光区间21内的长标记部的的多脉冲的平均值(M2)38。
把变换后的感光波形输入到谷值检波电路44中。在谷值检波电路44中，设置为能检测记录符号的标记部分的谷值的包络线的时间常数。然后，把谷值检波电路44的输出输入到采样保持电路SH3中。在采样保持电路SH3中，在按发光波形决定的采样脉冲T6的定时，采样保持数据记录信号发光区间21内的长标记部分的谷值检波值(Bk)39。
接着，把采样保持电路SHI1、SH2、SH3的各输出输入到AD转换器AD1、AD2、AD3中，变换为数字数据。然后，把变换的数字数据作为各间隔值数据(E)或谷DC值(Bdc)、多脉冲平均值数据(M)、谷值检波值数据(Bk)，输入到运算处理器(DSP)45中。
接着，说明运算处理器(DSP)45的动作。首先，在测试发光区间20中，把检测的三种或两种测试信号和相当于光脉冲的目标功率值的基准值比较，进行预先进行比较运算的前馈控制，使流过半导体激光器1的峰值电流值Ip、偏置电流值Ie、谷电流值Ib变为目标功率值。然后在反馈控制开始定时30之前保持所决定的电流值。
接着，在数据记录信号发光区间21中，每检测长间距发光26和长标记发光27的一组发光信号，把检测的测试信号和相当于光脉冲的目标功率值的基准值比较，进行反馈控制，使流过半导体激光器1的峰值电流值Ip、偏置电流值Ie、谷电流值Ib变为目标功率值。
然后，在下次反馈控制所导致的电流设置之前，保持这次反馈控制所设置的电流值。这样，只要记录动作继续，每检测长间距发光26和长标记发光27的一组发光信号，就连续地进行反馈控制。
并且，后面用图4、图5详细说明运算处理器(DSP)45的具体运算方法。
把从运算处理器(DSP)45输出的峰值电流值的运算数据输入到DA转换器DAC1中，变换为模拟电流值。然后，输入到峰值开关46，随着峰值调制信号49，变为脉冲电流，驱动半导体激光器1。
并且，把从运算处理器(DSP)45输出的偏置电流值的运算数据输入到DA转换器DAC2，变换为模拟电流值。然后，输入到峰值开关47，随着峰值调制信号50，变为脉冲电流，同样驱动半导体激光器1。
再把从运算处理器(DSP)45输出的谷电流值的运算数据输入到DA转换器DAC3，变换为模拟电流值。然后，输入到峰值开关48，随着峰值调制信号51，变为脉冲电流，同样驱动半导体激光器1。
脉冲分配器52把8/16调制的记录信号分配给所述峰值调制信号、偏置值调制信号50、谷值调制信号51，输入到峰值开关46、偏置值开关47、谷值开关48，开关半导体激光器1。
如图1所示，由于记录动作开始的定时15和实际的数据记录开始定时22之间产生了时间延迟，所以测试发光区间20中具有由暂时存储记录数据信号9的先入先出内存构成的缓存53。
在测试发光区间20中，把测试信号发生器54所生成的测试信号输入到脉冲分配器52中。测试信号包含图3所示的谷值为一定值的发光(Pb)23、偏置值为一定值的发光(Pe)24、峰值和谷值之间的脉冲发光25。脉冲分配器52，在测试发光区间20中，根据这三种信号，即谷值信号23、偏置值信号24、峰值和谷值之间的信号25，生成谷值调制信号51(图3(h))、偏置调制信号50(图3(i))、峰值调制信号49(图3(g))，分别送到开关48、47、46，进行开关48、47、46的开、关的定时控制。
在以上说明的图2的结构中，用图3显示主要部分的信号波形，同时更具体地说明它的动作。
图3(a)表示测试发光区间20和数据记录信号发光区间21中的检测信号的分区。一方面，图3(b)表示测试发光区间20和数据记录信号发光区间21中检测的发光波形。
首先，在测试发光区间20中，说明发光波形(b)和检测信号的分区(a)。
在DVD-RW盘中，在谷值为一定值的发光(Pb)23的部分，检测谷DC值(Bdc)31。在偏置值为一定值的发光(Pe)24的部分，检测偏置DC值(E)32。在峰值和谷值之间的脉冲发光25的部分，检测多个多脉冲序列部分的平均值(M1)33。把这样检测的谷DC值(Bdc)31、偏置DC值(E)32和多脉冲序列部分的平均值(M1)33经AD转换，输入到运算处理器(DSP)45。
一方面，由于在DVD-R中没有偏置值为一定值的发光(Pe)24的部分，所以检测谷DC值(Bdc)31和多脉冲序列部分的平均值(M1)33等两种。
接着，说明数据记录信号发光区间21中的说明发光波形(b)和检测信号的分区(a)。
在DVD-RW中，在长间距发光26部分，检测是记录符号的间隔部分的偏置间隔值(E)37。在长标记发光27部分，用记录符号的标记部分的多脉冲平均值(M2)38、和检测记录符号的标记部分的谷值的包络线的谷值检波(BK)39，检测半导体激光的发光功率值。
一方面，在DVD-R中，由于标记部分的谷值和间隔部分的功率值相等，所以不用检测谷值部。即在长间距发光26部分，检测间隔值(E)37；在长标记发光27部分，检测记录符号的标记部分的多脉冲平均值(M2)38。
这里，说明在数据记录信号发光区间21，用长间距发光26和长标记发光27的发光波形进行功率检测的理由。
由于数据记录信号发光区间21被记录的记录数据信号9在记录前被扰频，所以几乎可以看作是随机信号。因此，用8/16调制码调制后，在光盘上被记录发光的信号内，选择使用标记长较长的部分的发光27(例如10T以上)和间隔长较长的部分的发光26(例如10T以上)作为用于进行反馈控制的检测信号。
选择使用标记长较长或间隔长较长的部分的发光作为检测信号的理由是，比较容易实现后述的多脉冲平均值检测和谷值检波的信号处理电路中所必要的频率特性。
可是，由于标记长较长或间隔长较长的部分的发光位置，在数据记录信号发光区间21中，几乎近于随机信号，所以只能在概率上决定发光位置，并且该概率也很低。例如10T以上的标记长或间隔长的发光概率约为2％。
由于这样的理由，如果只在数据记录开始定时22进行反馈控制，很难高速地控制设置为目标记录功率。因此，在数据记录开始定时22后不久，进行前馈控制，在出现长标记和长间隔的发光后，切换为反馈控制的方法是好方法。
图3(c)是在光检测器2感光，在电流-电压转换器3变换为脉冲电压的脉冲光的监视波形。由于光检测器2的响应性的影响，变为比图3(b)的发光波形，在若干频率特性上劣化了的波形。
图3(d)是低通滤波器43的输出波形。为了检测峰谷之间脉冲发光25和长标记发光27的多脉冲部分的平均值，设置为在多个部分能平滑地遮断的频率特性。
图3(e)是谷值检波电路44的输出波形。设置为能检测记录符号的标记部分的谷值的下侧包络线的时间常数。
图3(f)说明了进行SHI1、SH2、SH3等采样保持电路的采样保持的定时T1至T6。
首先，说明在测试发光区间20中的检测定时。谷DC值(Bdc)31的检测由采样保持电路SH1进行，在采样定时T1，采样检测图3(c)的感光波形。偏置DC值(E)32的检测由采样保持电路SH1进行，在采样定时T2，采样检测图3(c)的感光波形。多脉冲序列部分的平均值(M1)33的检测由采样保持电路SH2进行，在采样定时T4，采样检测图3(d)的感光波形。
下面说明数据记录信号发光区间21中的检测定时。长标记发光27部分的多脉冲平均值(M2)38的检测在采样保持电路SH2进行，在采样定时T5，采样检测图3(d)的多脉冲平均值检测波形。长标记发光27部分的谷值检波(BK)39的检测在采样保持电路SH3进行，在采样定时T6，采样检测图3(e)的谷值检波输出波形。
一方面，长间距发光26的间隔值(E)的检测在采样保持电路SH1进行，在采样定时T3，采样检测图3(c)的感光波形。
图3(g)是峰值调制信号49，只在峰值的功率水平上光脉冲驱动半导体激光器1的定时的时刻，变为高水平，驱动峰值开关46。图3(h)是谷值调制信号波形51，只在谷值的功率水平以上驱动光脉冲的定时的时刻，变为高水平，驱动谷值开关48。图3(i)是峰值调制信号50，只在偏置值的功率水平上光脉冲驱动半导体激光器1的定时的时刻，变为高水平，驱动偏置值开关47。
图3(b)是用这样的3个调制信号驱动的半导体激光器1的发光光脉冲波形，表示按图3(g)、(h)、(I)，光调制为3值的波形。
如上所述，根据实施例1的半导体激光控制装置，在测试发光区间，通过检测谷DC值、偏置DC值、多脉冲平均值，进行前馈控制，从开始记录数据后不久，就能高速地把半导体激光器的记录功率调整控制为目标功率值。之后，通过在数据记录信号发光区间21，检测每个长标记发光的多脉冲平均值和谷值检波值，检测每个长间隔发光的间隔值(E)，连续地进行反馈控制，即使记录动作时间变长，由半导体激光器的温度特性而设置的目标功率值的电流值变化，也能长时间稳定地控制在目标记录功率值。
接着，用图4说明测试发光区间20的前馈控制时的运算处理器(DSP)45的运算方法。
首先，由图3(f)的采样脉冲T2，从AD转换器AD1取得谷DC值(Bdc)31；由采样脉冲T1，从AD转换器AD1取得偏置DC值(E)32；由采样脉冲T4，从AD转换器AD2取得多脉冲平均值(M1)33(55)。把这样取得的谷DC值(Bdc)31、偏置DC值(E)32、多脉冲平均值(M1)33输入到运算处理器(DSP)45。
接着，输入在测试发光区间20的峰、谷值脉冲发光部分的多脉冲部分(图3(b)25)的峰值能率(d)(57)。
如图3(d)所示，用定时脉冲T4得到的值是多脉冲的平均值(M)，因为它不是峰值(P)，所以有必要把平均值(M)变换为峰值(P)。用以上说明的数据，能通过运算求出多脉冲部分的峰值(P)的感光输出。总之，如果把峰值(P)作为未知数，通过以下的式子，可求出未知数P。
M＝P·d+Bdc·(1-d)因此，P＝{M-Bdc·(1-d)}/d接着，输入是控制目标值的峰值功率设置值(Pref)、偏置功率设置值(Eref)、谷功率设置值(Bref)(59)。这些目标值(Pref)、(Eref)、(Bref)是预先确定的值，预先存储在运算处理器(DSP)45中。
然后，把在步骤58求得的峰值(P)，步骤55求得的谷DC值(Bdc)、偏置DC值(E)分别与在步骤59输入的各功率设置值(Pref)、(Eref)、(Bref)比较，分别计算出差分值ΔP、ΔE、ΔB(60)。
ΔP＝P-PrefΔE＝E-ErefΔB＝B-Bref把从60的运算得到的差分值ΔP、ΔE、ΔB分别和现在的监视感光波形的峰值P、谷值Bdc、偏置值E相加，变换为流过半导体激光器1电流值数据(61)。由此，把差分值ΔP、ΔE、ΔB控制为给定值，例如0。
即如果电流变换系数为K，峰值电流数据为Ip，谷值电流数据为Ib，偏置值电流数据为Ie，按以下求解。Ip＝K(P+ΔP)Ie＝K(E+ΔE)Ib＝K(Bdc+ΔB)把这样求出的峰值电流数据为Ip输出到DA转换器DAC1，偏置电流数据为Ie输出到DA转换器DAC2，谷值电流数据为Ib输出到DA转换器DAC3(62)。
在前馈控制中使用DA转换器DAC1、DAC2、DAC3的电流数据。即分别通过控制使峰值P、谷值Bdc、偏置值E变为预先确定的目标值Pref、Eref、Bref。该前馈控制要持续到至少检测了一组的长间距发光26和长标记发光27。如果至少检测了一组的长间距发光26和长标记发光27，就能进行反馈控制。因此，DA转换器DAC1、DAC2、DAC3的电流数据保持到反馈控制的开始定时，如果至少检测了一组的长间距发光26和长标记发光27，继续进行反馈控制循环的动作。
接着，用图5说明数据记录信号发光区间21的反馈控制时的运算处理器(DSP)45的运算方法。
首先，反馈控制一开始，在数据记录信号中的长间隔发光时，用AD转换器AD1，对偏置间隔值(E)37的检测输出进行AD转换，输入到运算处理器(DSP)45(64、65)。
接着，在记录数据信号9中的长标记发光时，用AD转换器AD2，对多脉冲平均值(M2)38的检测输出，并用AD转换器AD3对谷值检波值(Bk)39的检测输出分别进行AD转换，输入到运算处理器(DSP)45(66、67)。
并且，此处的说明是先对长间隔发光时进行AD转换处理，如果记录数据信号9中先出现长标记发光时，可以改变处理顺序，先进行长标记发光的AD转换处理。
接着，为了修正谷值检波电路44的响应特性，输入谷值检波修正系数(α)。谷值检波电路44检出长标记发光部分的下包络线，根据检波电路的频率特性，检波效率为小于100％的某个值。因此，为了换算成实际的发光脉冲的谷值(B)，用检波效率的倒数即谷值检波修正系数(α)，进行象下式那样的修正谷值检波值(Bk)(68、69)。
B＝α·Bk接着，输入长标记发光部分的多脉冲部分(图3(b)27)的峰值能率(d)。(70)用以上说明的输入数据，能通过计算求出多脉冲部分的峰值(P)的感光输出。总之，如果把峰值(P)作为未知数，通过运算以下的算式，求出未知数P。(71)
M＝P·d+B·(1-d)因此，P＝{M-B·(1-d)}/d接着，输入与上述同样的控制目标值即峰值功率设置值(Pref)、偏置功率设置值(Eref)、谷功率设置值(Bref)(72)。
然后，把在71求得的峰值(P)，在69求得的谷值(B)、在65输入的偏置间隔值(E)分别与在72输入的各功率设置值比较，分别计算出差分值ΔP、ΔE、ΔB(60)。
ΔP＝P-PrefΔE＝E-ErefΔB＝B-Bref环路滤波器的运算(74)决定图5中说明的反馈控制系统的响应频率。因为记录动作中的半导体激光器的电流-光功率的变动成分中，温度特性成分是主要原因，所以反馈控制系统的响应性至多在数百HZ以下就足够了，因此，进行把遮断频率设置为数百HZ以下的环路滤波器运算(74)。
由73的运算求出的差分值ΔP、ΔE、ΔB的各环路滤波器运算(74)的输出和现在的检测功率值即峰值P、谷值B、偏置值E分别相加，变换为流过半导体激光器1的电流值数据。(75)即如果电流变换系数为K，峰值电流数据为Ip，谷值电流数据为Ib，偏置值电流数据为Ie，按以下求解。Ip＝K(P+ΔP)Ie＝K(E+ΔE)Ib＝K(Bdc+ΔB)把这样求出的峰值电流数据为Ip输出到DA转换器DAC1，偏置电流数据为Ie输出到DA转换器DAC2，谷值电流数据为Ib输出到DA转换器DAC3(76)。
输出到DA转换器DAC1、DAC2、DAC3的电流数据值保持到下次电流值数据变换处理(75)。
电流数据向各DA转换器的输出结束后，反馈控制系统的处理回到最初的长间隔发光的检测(65)(77)。
以上，如图4、图5所说明的，根据实施例1的半导体激光器的方法，在测试发光区间，检测谷DC值、偏置DC值、多脉冲平均值，通过前馈控制，从开始记录数据后不久，就能高速地把半导体激光的记录功率调整为目标功率值。在随后的数据记录信号发光区间，检测每各长标记发光的多脉冲平均值，检测每个长间隔发光的间隔值，能连续地进行反馈控制。由此，即使记录时间变长，由半导体激光器的温度特性而导致电流值变化，因为总能用目标的功率设置值即Pref、Eref、Bref控制半导体激光器，所以能长时间稳定地控制在目标记录功率值。
实施例2图6说明了半导体激光器的控制方法的实施例2的结构。按时间序列说明了DVD-RW等能改写的光盘在续写记录时，半导体激光器的控制动作。
图6(a)表示光盘的旋转分区。这里，从记录动作开始的定时15开始到数据记录开始定时22，分配为记录动作开始的第一次旋转。用该记录动作开始的第一次旋转的区间作为用于把半导体激光器的记录功率控制在目标设置值的测试发光区间。
在数据记录开始定时22以后，配置为记录动作开始的第二次旋转的区间，跳回到与记录动作开始的第一次旋转的区间中记录的测试发光区域相同的轨道，记录覆盖正规的记录数据9。
图6(b)表示光盘上记录的用户的记录数据信号，它与记录动作开始的定时15同时从图上未显示的主机送来。
图6(c)表示光盘上的记录区域分区。在记录动作开始的定时15之前，由续写记录前的数据记录完区域16构成；从记录动作开始的定时15到数据记录开始定时22由覆盖区域78构成。在覆盖区域78中，在记录动作开始的第一次旋转的区间中记录的测试发光部分，记录覆盖正规的记录数据9。
图6(d)表示光盘上的半导体激光器1的发光分区。从记录动作开始的定时15之前，由数据记录完区域19构成。
从记录动作开始的定时15到数据记录开始定时22的记录动作开始的第一次旋转的区间，由用于进行半导体激光器的前馈控制的测试发光区间20(第一测试发光区间)和用于进行半导体激光器的反馈控制的随机测试信号发光区间79(第二测试发光区间)构成。
可以连续配置所述随机测试信号发光区间79一直到数据记录开始定时22，可以限定到为进行反馈控制所需的发光时间长。
数据记录开始定时22以后的记录动作开始的第二次旋转的区间由为记录用户的记录数据信号而进行半导体激光器的发光的数据记录信号发光区间21构成。
如图6(b)所示，记录数据信号9与记录动作开始的定时15同时在记录开始的第一次旋转，从主机送来，在光盘上实际开始记录记录数据信号9的定时是从数据记录开始定时22的记录动作开始的第二次旋转开始。
这样，由于记录动作开始的定时15和实际的数据记录开始定时22之间产生了约一次旋转的时间延迟，所以测试发光区间20和随机测试信号发光区间79两个区间有必要具有用暂时存储记录数据信号9的先入先出内存的缓存。
图6(e)表示光盘上的半导体激光器1的实际发光信号分区。首先，说明在测试发光区间20的发光分区。
在DVD-RW等的改写型光盘中，发光分区由在记录策略中定义的记录脉冲的谷值的一定值发光23(Pb)、记录符号的间隔部分即偏置值的一定值发光(Pe)24和在记录符号的标记部分的记录脉冲的峰值和谷值之间的脉冲发光25等三种构成。
接着，随机测试信号发光区间79中，在光盘上记录发光的信号内包含标记长较长的部分的发光27A(例如10T以上)和间隔长较长的部分的发光26A(例如10T以上)。随机测试信号从测试信号发生器54输出。选择使用这些标记长较长的部分和间隔长较长的部分，在随机测试信号发光区间79中，作为用于进行反馈控制的检测信号。
选择使用标记长较长或间隔长较长的部分的发光作为检测信号的理由是，比较容易实现后述的多脉冲平均值检测和谷值检波的信号处理电路中所必要的频率特性。
一方面，说明记录动作开始的第二次旋转中，数据记录信号发光区间21中的发光信号。在该区间中记录的记录数据信号9在记录前被扰频，所以几乎可以看作是随机信号。在光盘上被记录发光的信号内，选择使用标记长较长的部分的发光27(例如10T以上)和间隔长较长的部分的发光26(例如10T以上)作为用于在数据记录信号发光区间21中进行反馈控制的检测信号。
图6(f)表示光盘上的半导体激光器1的控制分区。在测试发光区间20检测发光信号，预先与相当于光脉冲的目标功率值的基准值进行比较运算，在前馈控制区间28进行前馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
接着，在随机测试信号发光区间79中，每检测一组长间隔发光26和长标记发光27时，通过逐一与相当于光脉冲的目标功率值的基准值进行比较运算，在反馈控制区间29A内连续进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
由于只能在概率上决定标记长较长或间隔长较长的发光位置，而且发光概率也低，所以反馈控制开始定时30也只能由记录数据信号9的内容在概率上决定。
接着，在数据记录信号发光区间21中，也同样是每检测一组长间隔发光26和长标记发光27时，通过逐一与相当于光脉冲的目标功率值的基准值进行比较运算，在反馈控制区间29内连续进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
图6(g)表示光盘上的检测分区。按前面所述图6(e)的发光信号分区，说明检测信号。
首先，在测试发光区间20中，在谷值为一定值的发光(Pb)23的部分，检测谷DC值(Bdc)31。在偏置值为一定值的发光(Pe)24的部分，检测偏置DC值(E)32。在峰值和谷值之间的脉冲发光25的部分，检测多个多脉冲序列部分的平均值(M1)33。
接着，说明随机测试信号发光区间79检测信号。
首先，在长间距发光26A的部分中，检测是记录符号的间隔部分的偏置间隔(E)37A。在长标记发光27部分，用记录符号的标记部分的多脉冲平均值(M2)38A、和检测记录符号的标记部分的谷值的包络线的谷值检波(BK)39A，检测半导体激光的发光功率值。
最后，在数据记录信号发光区间21中，也同样是在长标记发光27部分，用记录符号的标记部分的多脉冲平均值(M2)38、和检测记录符号的标记部分的谷值的包络线的谷值检波(BK)39，检测半导体激光的发光功率值。
这样，如果是DVD-RW等的可改写的光盘，作为续写记录时的半导体激光器的控制方法，在记录动作开始的第一次旋转，进行测试发光，用前馈控制高速地设置为目标功率，再进行随机测试发光，进行反馈控制，在记录动作开始的第二次旋转，一边覆盖在第一次旋转记录的测试发光区间，一边检测长标记发光和长间隔发光，能进行反馈控制。
可改写的光盘中，如果使用了图6所说明的控制方法，通过覆盖测试发光区间，图1所说明的续写界限区域17变为不要的，能与续写前数据的记录完区域16之间无间隙地续写。
因此，即使分多次进行追加记录，记录完成的轨道不会记录多余的测试发光等，能和DVD-ROM等一样保持信号排列的连续性。总之，续写的数据记录区域的记录开始端部能与续写前的数据记录完区域的记录结束的端部连续在一起，进行记录。
并且，在记录动作开始的第一次旋转，进行测试发光，用前馈控制高速地设置为目标功率，再通过随机测试发光，进行反馈控制，因为和数据记录信号发光区间中进行的反馈控制在检测以及控制方式是同样的，且控制序列是连续的，所以从前馈控制切换到反馈控制时，不发生过渡响应，能稳定地控制记录功率。
并且，图6所说明的本发明的半导体激光器的控制方法，可以照样使用图2、图3、图4、图5所说明的半导体激光器的控制装置的结构，进行检测和控制运算，因此，只需把检测和控制的定时变为图6那样，就能提供实现了图6的控制方法的半导体激光器的控制装置。
实施例3图7说明了半导体激光器的控制方法的实施例3的结构。按时间序列，说明DVD-R等不可改写的光盘的续写记录时的半导体激光器的控制动作。
图7(a)表示光盘的旋转分区。这里，从记录动作开始的定时15开始到将要到数据记录开始定时22之前的续写界限区域17，分配为记录动作开始的第一次旋转。用该记录动作开始的第一次旋转的区间作为用于把半导体激光器的谷值功率控制在目标设置值的测试发光区间。
把续写界限区域17之后配置为记录动作开始的第二次旋转的区间，跳回到与记录动作开始的第一次旋转的区间中测试谷值光功率的区域相同的轨道，开始记录正规的记录数据9。
并且，即使测试记录动作开始的第一次旋转的谷值光功率，也不会对DVD-R等的追加型光盘的记录层造成反射率的变化等影响。
图7(b)表示光盘上记录的用户的记录数据信号9，它与记录动作开始的定时15同时从图上未显示的主机等送来。
图7(c)表示光盘上的记录区域分区。在记录动作开始的定时15之前，由续写记录前的数据记录完区域16构成；从记录动作开始的定时15到续写界限区域17之前由谷值光功率发光区域80构成。
图7(d)表示光盘上的半导体激光器1的发光分区。从记录动作开始的定时15之前，由数据记录完区域19构成。
从数据记录开始定时15开始，记录动作开始的第一次旋转的区间由用于进行谷值功率的反馈的谷值功率测试发光区间81(第三测试发光区间)构成。
在续写界限区域17以后的记录动作开始的第二次旋转的区间，由用于进行记录功率的前馈控制的测试发光区间20(第四测试发光区间)和记录用户的记录数据信号的数据记录信号发光区间21构成。
如图7(b)所示，记录数据信号9与记录动作开始的定时15同时在记录开始的第一次旋转，从主机等送来，在光盘上实际开始记录记录数据信号9的定时是从数据记录开始定时22的记录动作开始的第二次旋转开始。
这样，由于记录动作开始的定时15和实际的数据记录开始定时22之间产生了约一次旋转的时间延迟，所以谷值功率测试发光区间81和测试发光区间20两个区间有必要具有用暂时存储记录数据信号9的先入先出内存的缓存。
图7(e)表示光盘上的半导体激光器1的实际发光信号分区。首先，谷值功率测试发光区间81中，使记录脉冲的谷值23(Pb)在一定值发光。并且，在DVD-R中记录符号的间隔部分即偏置值与记录脉冲的谷值23是同一水平。一方面，在测试发光区间20中，进行记录脉冲的峰、谷之间的脉冲发光25。
接着，在数据记录信号发光区间21中，记录信号内选择使用标记长较长的部分的发光27(例如10T以上)和间隔长较长的部分的发光26(例如10T以上)作为用于在数据记录信号发光区间21中进行反馈控制的检测信号。
图7(f)表示光盘上的半导体激光器1的控制分区。在谷值功率测试发光区间81中，每次检测谷值23的一定值的发光，通过与谷功率设置值逐一比较运算，在反馈控制区间82内，连续进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为谷功率设置值。
在测试发光区间20中，检测峰、谷之间的脉冲发光信号，通过预先与光脉冲的峰值功率的设置值比较运算，在前馈控制区间28内，进行前馈控制，使流到半导体激光器中的峰电流值变为峰值功率的设置值。
接着，在数据记录信号发光区间21中，每检测一组长间隔发光26和长标记发光27时，通过逐一与相当于光脉冲的目标功率值的基准值进行比较运算，在反馈控制区间29内连续进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
图7表示光盘上的检测分区。按前面所述图7(e)的发光信号分区，说明检测信号。
首先，在谷值功率测试发光区间81中的谷值为一定值的发光(Pb)23的区间，检测谷DC值(Bdc)31。在DVD-R中，记录符号的间隔值(E)和谷值(Pb)23是同一水平。
接着，在测试发光区间20的峰、谷之间的脉冲发光25的部分，检测多个多脉冲序列部分的平均值(M1)33。
最后，在数据记录信号发光区间21中，在间隔发光26的部分，检测记录符号的间隔部分即间隔值(E)37。在长标记发光27部分，用记录符号的标记部分的多脉冲平均值(M2)38检测半导体激光的发光功率值。
如上所述，根据图7的半导体激光器的控制方法，如果是DVD-R这样的不可改写的光盘，在续写动作时的记录动作开始的第一次旋转，检测谷值为一定值的测试发光，只对谷值进行反馈控制。在记录动作开始的第二次旋转，在测试发光区间，检测多脉冲的平均值，对峰值进行前馈控制。在数据记录信号发光区间中，检测长标记发光和长间隔发光，记录动作中能连续进行反馈控制。
在不可改写的光盘中，如果进行图7所说明的控制方法，数据记录开始定时之前的测试发光区间20的测试发光，可以只是峰、谷之间的脉冲发光，测试发光区间20能比图1的控制方法的更短。
总之，通过缩短测试发光区间20，能缩短续写时发生的多余的测试发光所导致的记录了不要的信号的区域。能确保DVD-R等光盘的记录完成的轨道具有与DVD-ROM更近似的信号排列的连续性。
总之，使在续写的数据记录区域的记录开始端部，与续写前的数据记录完区域的记录结束的端部之间的间隙变小，能形成更近于连续的记录轨道。
并且，在记录动作开始的第一次旋转，因为谷值的反馈控制结束了，所以记录的第二次旋转的前馈的控制运算可以只用峰值。通过高速减去电流值的设置所必要的前馈控制运算量，用更低速、廉价的运算处理器(DSP)，就能实现图7的控制方法。
并且，图7所说明的本发明的半导体激光器的控制方法，可以照样使用图2、图3、图4、图5所说明的半导体激光器的控制装置的结构，进行信号的检测和控制运算，因此，只需把检测和控制的定时变为图7那样，就能提供实现了图7的控制方法的半导体激光器的控制装置。
根据本发明，因为是根据在测试发光区间得到的信号，进行前馈控制，所以如图10(a)所示，发光波形的上升边不是缓和的，而是能瞬间达到峰值功率的设置值。因此，如果用图10(a)那样的发光波形进行记录，如图10(b)所示，从再现开始时，就能确保再现的再现波形的振幅达到足够的水平。
在本发明中，在DVD-R和DVD-RW等的光盘中续写记录时，通过前馈控制，能在刚开始续写记录后，就快速地把半导体激光器的记录功率设置为目标功率值，并且，在数据记录期间里，也能连续进行反馈控制。由此，能提供即使记录动作的时间变长，由半导体激光器的温度特性而设置的目标功率值的电流值变化，也能长时间稳定地控制维持在目标记录功率值的半导体激光器的控制方法和半导体激光的控制装置。
并且，本发明中，在DVD-RW等的可改写的光盘中续写记录时，通过在第二次旋转时，覆盖在第一次旋转时的测试发光区间，因为能使与续写前的数据记录完区域16之间无间隙地续写，所以能确保与DVD-ROM近似的信号排列的连续性。
通过在记录楷书的第一次旋转时，进行前馈控制和反馈控制，在切换到数据记录期间里进行的反馈控制时，不产生过渡响应，能提供使稳定的记录功率控制成为可能的半导体激光器的控制方法和半导体激光控制装置。
并且，本发明中，在DVD-R等的不可改写的光盘中续写记录时，缩短了记录开始之前的测试发光区间，能缩短续写时产生的多余的测试发光所导致的不需要的信号区域，能确保记录轨道更近似DVD-ROM的信号排列的连续性。
由于在记录动作开始的第一次旋转时，谷值的反馈控制已结束了，所以记录的第二次旋转的高速性所需的前馈的控制运算可以只用峰值。因此，用更低速、廉价的运算处理器(DSP)，就能提供使稳定的记录功率控制成为可能的半导体激光器的控制方法和半导体激光控制装置。
权利要求
1.一种半导体激光器的控制方法，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于用数据信号来调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间的跟前设置的测试发光区间中，用测试信号调制光脉冲，并接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过前馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔依次对变换为电信号的光检测信号进行采样所得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在从开始进行光盘的记录动作的时刻到光头扫描光盘的第一次旋转的区间内，设置有所述测试发光区间和所述数据记录信号发光区间。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述测试发光区间发光的测试发光由连续一定值发光和脉冲发光所构成。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述测试发光区间发光的测试发光由以下所述几种发光中的至少两种以上的发光构成用在所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分发光的记录光脉冲的峰值和谷值之间的电平来调制的脉冲发光；谷值的连续一定值发光；在记录间隔区域部分发光的间隔值的连续一定值发光。
5.根据权利要求1所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述数据记录信号发光区间内的记录标记区域部分的记录光脉冲由先头脉冲和多个多脉冲序列所构成；接收该记录标记区域部分的记录光脉冲，只对变换为电信号的光检测信号的所述多个多脉冲序列的平均值或所述多脉冲序列的平均值和所述光检测信号的谷值检波值依次进行采样，在记录间隔区域部分接收记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的间隔值依次采样，通过与相当于光脉冲的目标功率值的基准值逐一进行比较运算，来进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
6.根据权利要求1所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在从开始光盘的记录动作的时刻到所述数据记录信号发光区间开始的所述测试发光区间中，把记录到光盘上的数据信号暂时存储在缓冲存储器中。
7.一种半导体激光器的控制方法，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第一测试发光区间中，用第一测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过前馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在第一测试发光区间的后面设置的第二测试发光区间中，用第二测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值。
8.根据权利要求7所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于从开始光盘的记录动作的时刻，到光头在光盘的第一次旋转所扫描的区间内，设置有所述第一测试发光区间和第二测试发光区间；在到第二次旋转所扫描的区间内设置有所述数据记录信号发光区间。
9.根据权利要求7所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述第一和第二测试发光区间中发光的测试发光由连续一定值发光或/和脉冲发光构成。
10.根据权利要求7所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述第一试发光区间中发光的第一测试发光由以下所述几种发光构成用在所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分发光的记录光脉冲的峰值和谷值之间的电平来调制的脉冲发光；谷值的连续一定值发光；在记录间隔区域部分发光的间隔值的连续一定值发光。
11.根据权利要求7所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于第二测试信号把随机的2个值数据调制为特定的调制码，而且，由记录标记区域形成所必要的多个电平的记录脉冲发光所构成。
12.根据权利要求7所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述数据记录信号发光区间内的记录标记区域部分的记录光脉冲由先头脉冲和多个多脉冲序列所构成；接收该记录标记区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的所述多个多脉冲序列的平均值和谷值检波值以给定的采样间隔依次采样，接收记录间隔区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的间隔值以给定的采样间隔依次采样，通过与相当于光脉冲的目标功率值的基准值逐一进行比较运算，来进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
13.根据权利要求7所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在从开始光盘的记录动作的时刻到所述数据记录信号发光区间开始的所述第一和第二测试发光区间中，把记录到光盘上的数据信号暂时存储在缓冲存储器中。
14.一种半导体激光器的控制方法，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第三测试发光区间中，用第三测试信号使半导体激光器发光，接收该光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在第三测试发光区间的后面设置的第四测试发光区间中，用第四测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过前馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差，通过反馈控制把该差值收敛为给定值，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值。
15.根据权利要求14所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于从开始光盘的记录动作的时刻到光头在光盘的第一次旋转所扫描的区间内，设置有所述第三测试发光区间；在到第二次旋转所扫描的区间内设置有所述第四测试发光区间和所述数据记录信号发光区间。
16.根据权利要求14所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述第三测试发光区间中发光的测试发光是连续一定值发光。
17.根据权利要求16所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述第三测试发光区间中发光的测试发光是在所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分中发光的记录光脉冲的谷值的连续一定值发光或在记录间隔区域部分中发光的间隔值的连续一定值发光。
18.根据权利要求14所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述第四测试发光区间中发光的测试发光由用所述数据记录信号发光区间的记录标记区域部分中发光的记录光脉冲的峰值和谷值之间的电平来调制后得到的脉冲发光所构成。
19.根据权利要求14所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在所述数据记录信号发光区间内的记录标记区域部分的记录光脉冲由先头脉冲和多个多脉冲序列所构成；接收该记录标记区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的所述多个多脉冲序列的平均值以给定的采样间隔依次采样，接收记录间隔区域部分的记录光脉冲，对变换为电信号的光检测信号的间隔值以给定的采样间隔依次采样，通过与相当于光脉冲的目标功率值的基准值逐一进行比较运算，来进行反馈控制，使流到半导体激光器中的电流值变为目标功率值。
20.根据权利要求14所述的半导体激光器的控制方法，其特征在于在从开始光盘的记录动作的时刻到所述数据记录信号发光区间开始的所述第三和第四测试发光区间中，把记录到光盘上的数据信号暂时存储在缓冲存储器中。
21.一种半导体激光器的控制装置，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于包括用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的测试发光区间中，用测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的前馈控制部件；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值和相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件。
22.一种半导体激光器的控制装置，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于包括用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第一测试发光区间中，用第一测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的前馈控制部件；在第一测试发光区间的后面设置的第二测试发光区间中，用第二测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出对变换为电信号的光检测信号以给定的采样间隔依次采样后得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件。
23.一种半导体激光器的控制装置，对通过使用至少2个值以上的光功率值并按照数据信号对为在光盘上记录对应数据信号的标记区域而发光的半导体激光器进行调制而获得的光脉冲的各光功率值进行控制；其特征在于包括用数据信号调制光脉冲，在把数据信号记录在光盘中的数据记录信号发光区间跟前设置的第三测试发光区间中，用第三测试信号使半导体激光器发光，接收该光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件；在第三测试发光区间的后面设置的第四测试发光区间中，用第四测试信号调制光脉冲，接收该光脉冲，求出变换为电信号的光检测信号与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的前馈控制部件；在所述数据记录信号发光区间中，接收用数据信号调制的光脉冲，求出以给定的采样间隔对变换为电信号的光检测信号依次采样后所得到的值与相当于光脉冲的目标功率值的基准值之间的差的部件；根据所述差值进行控制，使流到半导体激光器中的电流值变为相当于目标功率值的值的反馈控制部件。
全文摘要
一种半导体激光器的控制方法和半导体激光控制装置,能利用前馈控制,从续写记录开始之后,立即就把半导体激光器的记录功率高速地调整控制在目标功率值上,并且在数据记录期间内,通过连续进行反馈控制,即使记录动作的时间变长,利用半导体激光器的温度特性来设置目标功率值的电流值发生变化,也能长时间稳定地把半导体激光器的记录功率控制维持在目标记录功率值上。
文档编号G11B7/125GK1351330SQ0113598
公开日2002年5月29日 申请日期2001年10月29日 优先权日2000年10月27日
发明者小石健二, 宫端佳之, 臼井诚, 金野耕寿, 植木泰弘, 上野智宪, 长田丰, 藤本亨 申请人:松下电器产业株式会社, 日本胜利株式会社