JP2001352124A - レーザー素子駆動回路、光ヘッド及び、光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、レーザー素子駆動回路において、直
流電流に重畳される所定周波数の電流の周波数を可変制
御可能なレーザー素子駆動回路と、このレーザー素子駆
動回路を搭載した光ヘッド、この光ヘッドを搭載した光
ディスク装置を提供することを目的としている。 【解決手段】光ディスクに対して光ビームを照射するた
めのレーザー素子１を駆動するたレーザー素子駆動回路
において、 レーザー素子１に対して直流電流を供給す
る直流電流を供給する直流電流供給回路５と、 前記直
流電流に対して所定周波数電流を重畳する発振電流源
６’と、前記所定周波数電流の周波数を可変制御する制
御回路ＶＲとを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクを記録
／再生するための装置に用いられるレーザー素子駆動回
路であって、とりわけ、レーザーの駆動用電流に所定周
波数の高周波電流を重畳し、レーザーに帰還される反射
光成分による帰還光ノイズを抑圧するレーザー素子駆動
回路と、これを搭載した光ヘッドと、この光ヘッドを搭
載した光ディスク装置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク装置に用いられる光ヘ
ッドのレーザー素子を駆動する半導体レーザー素子駆動
回路においては、半導体レーザー素子から出射され、光
ディスクにおいて反射された光ビームの反射光のうち、
半導体レーザー素子に帰還される成分が半導体レーザー
素子の出射する光ビームにノイズを発生させる原因とな
っていた。

【０００３】この帰還光によるノイズ（帰還光ノイズ）
を抑圧するための方法として、半導体レーザー素子を駆
動する直流電流に所定の周波数の高周波電流を重畳する
方法が採用されている。

【０００４】この高周波電流重畳法の発明の一例は、特
許出願公告昭和５９年第９０８６号公報（特公昭５９−
００９０８６号公報）に開示されている。

【０００５】この従来の技術について説明するために図
１０を用いる。 図１０は、従来のレーザー素子駆動回
路の回路図である。

【０００６】図１０において、１は半導体レーザー素
子、２は光ディスク、３は光検出器、４１は半導体レー
ザー素子から出射される光ビームを平行光束に変換する
レンズ（コリメータレンズ）、４２はこの平行光束を光
ディスク２上に集光させるレンズ（集光レンズ）、５は
直流電源、６は所定の周波数の交流電流を供給する高周
波発振器である。

【０００７】レーザー素子１は、カソードを接地してい
る。また、レーザー素子１のアノードは、コイルＬ及び
抵抗器Ｒからなる直列回路を介して直流電源５の陽極に
接続されている。また、レーザー素子１のアノードは、
キャパシタＣを介して高周波発振器６に接続されてい
る。

【０００８】図１の回路において、レーザー素子１に
は、直流電源５の直流電流に、高周波発振器６の出力す
る所定周波数の交流電流が重畳されて駆動電流として供
給される。

【０００９】レーザー素子１は、この駆動電流に従って
発光し、コリメータレンズ４１、集光レンズ４２を介し
て光ディスク２上に光ビームを照射する。

【００１０】このとき、レーザー素子５は、多重縦モー
ド発振するので、光ディスク２からレーザー素子１に帰
還される帰還光ノイズを効果的に抑圧することができ
る。

【００１１】このように、従来のレーザー駆動回路にお
いては、直流電流に所定周波数の交流電流を重畳するこ
とによって帰還光ノイズを抑圧していた。

【００１２】しかしながら、直流電流に重畳される交流
電流は、レーザー素子駆動回路において、回路素子の抵
抗値のバラツキや、信号線路の抵抗値のバラツキや、ま
た、レーザー素子駆動回路の使用環境による温度変化に
ともなった回路素子自身の抵抗値変移等による外乱を影
響を受け、その中心周波数が設計値の範囲を逸脱してし
まうことがある。

【００１３】このように、従来のレーザー素子駆動回路
を光ヘッドに搭載させるにあたって、この外乱による影
響は製造精度上無視できない問題となっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、レーザー
素子駆動回路に対する外乱の影響は製造精度を向上させ
るために排除しなければならない。

【００１５】本発明は、レーザー素子駆動回路におい
て、直流電流に重畳される所定周波数の電流の周波数を
可変制御可能なレーザー素子駆動回路と、このレーザー
素子駆動回路を搭載した光ヘッド、この光ヘッドを搭載
した光ディスク装置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のレーザー素子駆動回路は、光ディスクに対
して光ビームを照射するためのレーザー素子を駆動する
ためのレーザー素子駆動回路において、前記レーザー素
子に対して直流電流を供給する直流電流を供給する直流
電流供給源と、前記直流電流に重畳するために所定周波
数電流を供給する発振電流源と、前記所定周波数電流の
周波数を可変制御する制御回路とを具備したことを特徴
とする。

【００１７】前記課題を解決するために、本発明の光ヘ
ッドは、光ディスクに対して光ビームを照射するための
レーザー素子を具備する光ヘッドにおいて、前記レーザ
ー素子を内蔵する基台と、前記基台に内蔵されるもので
あって、前記レーザー素子に対して直流電流を供給する
直流電流を供給する直流電流源と、前記直流電流に重畳
するために所定周波数電流を供給する発振電流源と、前
記基台の外部に取り付けられるものであって、前記所定
周波数電流の周波数を可変制御する制御回路とを具備し
たことを特徴とする。

【００１８】前記課題を解決するために、本発明の光デ
ィスク装置は、光ディスクに対して光ビームを照射する
ためのレーザー素子を具備する光ヘッドを光ディスクの
半径方向に走行させて光ディスク上の所定位置に記録さ
れた情報を読み取る光ディスク装置において、前記レー
ザー素子を内蔵する基台と、前記基台に内蔵されるもの
であって、前記レーザー素子に対して直流電流を供給す
る直流電流を供給する直流電流供給回路と、前記直流電
流に対して所定周波数電流を重畳する発振電流源と、前
記基台の外部に取り付けられるものであって、前記所定
周波数電流の周波数を可変制御する制御回路とを有する
光ヘッドと、前記光ヘッドを前記光ディスクの半径方向
に案内する案内手段とを具備したことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における、実
施例を説明するために図１を用いる。

【００２０】図１は、本発明のレーザー素子駆動回路の
回路図である。

【００２１】図１において、１は半導体レーザー素子、
２は光ディスク、３は光検出器、４１は半導体レーザー
素子から出射される光ビームを平行光束に変換するレン
ズ（コリメータレンズ）、４２はこの平行光束を光ディ
スク２上に集光させるレンズ（集光レンズ）、５は直流
電源、６は所定の周波数の交流電流を供給する高周波発
振器である。

【００２２】レーザー素子１は、カソードを接地してい
る。また、レーザー素子１のアノードは、コイルＬ及び
抵抗器Ｒからなる直列回路を介して直流電源５の陽極に
接続されている。また、レーザー素子１のアノードは、
キャパシタＣを介して高周波発振器６’に接続されてい
る。

【００２３】６’の高周波発振器は、電圧制御発振器で
ある。この高周波発振器６’に駆動電圧を供給している
のが、抵抗器ＦＲ及び可変抵抗器ＶＲである。この抵抗
器ＦＲ及び可変抵抗器ＶＲは直列接続されており、この
直列回路の一端には定電圧Ｖｃｃが印加されており、そ
の他端は接地されている。

【００２４】高周波発振器６’は、抵抗器ＦＲ及び可変
抵抗器ＶＲの接続点Ｐｖに生じる電圧が高周波発振器
６’に供給される。

【００２５】この接続点Ｐｖに生じる電圧は可変抵抗器
ＶＲの変化する抵抗値に従って変化する。

【００２６】図１の回路において、レーザー素子１に
は、直流電源５の直流電流に、高周波発振器６の出力す
る所定周波数の交流電流が重畳されて駆動電流として供
給される。

【００２７】レーザー素子１は、この駆動電流に従って
発光し、コリメータレンズ４１、集光レンズ４２を介し
て光ディスク２上に光ビームを照射する。

【００２８】このとき、レーザー素子５は、多重縦モー
ド発振するので、光ディスク２からレーザー素子１に帰
還される帰還光ノイズを効果的に抑圧することができ
る。

【００２９】高周波発振器６’は、印加される電圧でそ
の発振周波数が制御される電圧制御発振器であることは
前述の通りである。ここで、作業者の人的操作により可
変抵抗器ＶＲの抵抗値を変化させると、接続点Ｐｖに生
じる電圧も変化し、この電圧が高周波発振器６’に供給
されることによって、高周波発振器６’の供給する交流
電流の周波数が変化し、この交流電流を直流電源５の供
給する直流電流に重畳することにより可及的に半導体レ
ーザー素子１を駆動する駆動電流の周波数が変化するこ
とになる。従って、レーザー素子１はその中心周波数を
変化させて光ビームを発振させて出力することができ
る。

【００３０】このように可変抵抗器ＶＲを操作するこに
よって、光ディスクに照射する光ビームの発振周波数を
可変制御することができる。

【００３１】また、このレーザー素子駆動回路の直流電
源５及び発振電流源である高周波発振器６’と、この高
周波発振器６’の供給する交流電流の周波数を制御する
ための制御回路として機能する可変抵抗器ＶＲとの間に
は、高周波発振器６’と、可変抵抗器ＶＲを電気的に絶
縁する絶縁体ＩＳＬが介在している。

【００３２】この絶縁体ＩＳＬが、高周波発振器６’
と、可変抵抗器ＶＲとの間に絶縁体ＩＳＬが介在するこ
とによって、高周波発振器６’等のレーザー素子駆動回
路内の回路部品にサージ電流が流れことによる、これら
回路部品の静電破壊を防止する。

【００３３】次に、このレーザー素子駆動回路を部品と
してマウントした光学ユニットの構成の一部について説
明するために図２を用いる。

【００３４】図２は、この光学ユニットの斜視図であ
る。

【００３５】図２において、１１は電子回路基板、１２
はベースフレーム、２０はヒートシンク、３０は半導体
レーザーチップ、４０はレーザー素子駆動回路、６０は
受光素子、７０は信号処理回路、８０はサブマウント、
９０はモニター素子である。

【００３６】ヒートシンク２０上には、サブマウント８
０を介して半導体レーザーチップ３０と、図示しない光
ディスクの記録面にて反射された光ビームの反射光を受
光する受光素子６０等の部品がマウントされている。

【００３７】ヒートシンク２０は半導体レーザーチップ
３０を駆動する際に発生する熱を吸収するために設けら
れた部品である。このヒートシンク２０は、更に電子回
路基板１１上にマウントされている。

【００３８】また、電子回路基板１１上には図１の回路
図のうち、抵抗器ＦＲ及び可変抵抗器ＶＲを除いた回路
部分で構成された部品であるレーザー素子駆動回路部品
４０及び信号処理回路７０がマウントされている。

【００３９】レーザー素子駆動回路部品４０と、半導体
レーザーチップ３０とは、ヒートシンク２０及び図示し
ないワイヤで電気的に接続されている。従って、レーザ
ー素子駆動回路部品４０は、半導体レーザーチップ３０
にヒートシンク２０及び前記ワイヤを介して駆動電流を
供給することができる。

【００４０】電子回路基板１１はこれら部品をマウント
した状態で、更にベースフレーム１２上にマウントされ
ている。

【００４１】更に、ベースフレーム１２からは電子回路
基板１１上の各回路部品と電気的に接続された端子ピン
が突出している。

【００４２】次に、この図２の光学ユニットに、回折素
子を加えた統合型光学ユニット（ＩＯＵ）について説明
するために、図３及び図４を用いる。

【００４３】図３は、この統合型光学ユニットの断面図
である。

【００４４】図４は、この統合型光学ユニットの外観を
示す斜視図である。

【００４５】図３及び図４にあるように、図２に示され
た光学ユニットは回折格子３２３をマウントしたカバー
ユニット３２２によって覆われている。

【００４６】回折格子３２３は、半導体レーザー素子３
０から出射された、光ディスクの信号記録面にて反射さ
れた光ビームの反射光を一次回折させて受光素子６０に
導く。

【００４７】カバーユニット３２２は、ヒートシンク２
０上の半導体レーザー素子３０及び受光素子６０と、回
折格子３２３との間隔を所定の距離に保つために設けら
れている。

【００４８】このように、統合型光学ユニット１３は、
光学ユニットに回折格子３２３をマウントしたカバーユ
ニット３２３を取り付けられて構成されるのである。

【００４９】次に、この統合型光学ユニット１３を内蔵
した光ヘッドについて説明するために図５乃至図８を用
いる。

【００５０】図５は、本発明のレーザー素子駆動回路を
内蔵した光ヘッドの下面図である。

【００５１】光ヘッドＰＵは、亜鉛ダイキャスト製の基
台ＤＢと、この基台ＤＢに内蔵される統合型光学ユニッ
ト１３と、対物レンズＯＬと、図示しない光ディスク装
置の制御系と接続される信号線路を印刷したフレキシブ
ルプリント基板ＦＰＣと、図２において前述したレーザ
ー素子駆動回路部品４０を制御するための可変抵抗器Ｖ
Ｒとからなる。

【００５２】統合型光学ユニット１３は、光路ＬＸに沿
って半導体レーザーチップ３０から出射される光ビーム
を対物レンズＯＬに向けて出射する。

【００５３】可変抵抗器ＶＲは、レーザー駆動素子部品
４０を内蔵した統合型光学ユニット１３とフレキシブル
プリント基板ＦＰＣに印刷された信号線路を介して電気
的に接続されている。

【００５４】この可変抵抗器ＶＲと、統合型光学ユニッ
ト１３との接続状態を詳細に説明するために図６及び図
７を用いる。

【００５５】図６は、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ
の展開図である。

【００５６】図７は、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ
を装着した状態における光ヘッドの下面図である。

【００５７】フレキシブルプリント基板ＦＰＣには、自
身に印刷された信号線路と各回路部品とを電気的に接続
可能な端子がＶＲｔ及びＩＯＵｔが設けられている。

【００５８】可変抵抗器端子ＶＲｔ上には、部品である
可変抵抗器ＶＲがハンダ付けされることによりマウント
される。更に、統合型光学ユニット端子ＩＯＵｔは、ハ
ンダ付けにより、基台ＤＢに内蔵される統合型光学ユニ
ット１３から突出する端子と電気的に接続される。

【００５９】図７にあるように、可変抵抗器ＶＲと、統
合型光学ユニット１３は亜鉛ダイキャスト製の基台ＤＢ
の壁面を挟んで、相互に対向するように光ヘッドＰＵの
内側と外側に配置される。

【００６０】可変抵抗器ＶＲは、前述のようにフレキシ
ブルプリント基板ＦＰＣ上の可変抵抗器端子ＶＲｔ上に
マウントされている。よって、可変抵抗器ＶＲは、光ヘ
ッドＰＵの基台ＤＢの外壁面にフレキシブルプリント基
板ＦＰＣを介在させて装着される。

【００６１】前記の統合型光学ユニット１３に内蔵され
たレーザー素子駆動回路部品４０には、図１の回路図に
示される直流電流を発生させる直流電源５、抵抗器Ｒ及
びコイルＬ、そして、直流電流供給回路に所定周波数電
流を重畳する高周波発振器６’及びキャパシタＣが内蔵
されている。

【００６２】可変抵抗器ＶＲは、レーザー素子駆動部品
４０内の高周波発振器６’と電気的に接続され、高周波
発振器６’の出力する電流の周波数を制御する電圧を供
給する。

【００６３】この可変抵抗器ＶＲは、捩子回し式の捜査
子を備えており、この操作子を作業者が回転させること
より、自身の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化は電
圧制御発振器である高周波発振器６’に供給する制御電
圧を変化させる。

【００６４】従って、可変抵抗器ＶＲの操作子を作業者
が操作することによって、可変抵抗器ＶＲは、レーザー
素子１の部品である半導体レーザーチップ３０の出力す
る光ビームの駆動信号を生成する際に、直流電流に重畳
する所定周波数の電流の周波数を可変制御することがで
きるものである。

【００６５】また、可変抵抗器ＶＲは、光ヘッドＰＵの
外壁に装着されるので、内蔵される回路部品の装着及び
電気的な結線等の作業後に、直流電流に重畳される所定
周波数の電流の周波数を設計値の範囲内に納めるように
調節することが可能となり、可及的に光ヘッドＰＵの生
産性を向上する。

【００６６】更に、可変抵抗器ＶＲは、基台ＤＢの壁面
を挟んで、相互に対向するように光ヘッドＰＵの内側と
外側に配置されるので、可変抵抗器ＶＲと、高周波発振
器６’とを接続する信号線路長は最も短くなり、信号線
路がノイズを受け難くなるので、高周波発振器６’の出
力する電流に不要なノイズが重畳される可能性が極めて
低くなる。

【００６７】よって、レーザー素子を極めて安定に駆動
することが可能となる。

【００６８】また、可変抵抗器ＶＲと、高周波発振器
６’を内蔵する統合型光学ユニット１３との間に介在す
る亜鉛ダイキャスト製の基台ＤＢの壁面部は、適度な厚
みを持って形成され、電気的な絶縁効果を有するので、
作業者による可変抵抗器ＶＲの操作時に発生するサージ
電流による高周波発振器６’等の回路部品の静電破壊を
防止することができる。

【００６９】次に、本発明の光ヘッドを搭載した光ディ
スク装置について説明するために図８乃至図９を用い
る。

【００７０】図８にいおいて、（ａ）は光ヘッドＰＵの
上面図である。（ｂ）は光ヘッドＰＵの側面図である。

【００７１】図９は、光ヘッドＰＵを搭載した光ディス
ク装置３１０の斜視図である。

【００７２】この光ディスク装置３１０は、ドロアータ
イプと呼ばれるもので、本体内部より引き出し可能なド
ロアー３１２が設けられている。

【００７３】ドロアー３１２には、図示しない光ディス
クを載置し回転させることが可能なターンテーブル３０
１と、光ヘッドＰＵが搭載されている。

【００７４】図９において、３１３はドロアー３１２を
本体内部より引き出すためのイジェクトスイッチであ
る。

【００７５】光ヘッドＰＵは、図示しないガイドロッド
Ｒｄによって、ターンテーブルに載置された光ディスク
の半径方向Ａ−Ａ’によって案内される。

【００７６】また、図８にあるように、光ヘッドＰＵに
は、光ヘッドＰＵを光ディスクの半径方向Ａ−Ａ’に案
内するためのガイドロッドＲｄを挿入せしめるためのガ
イドロッドホールＲｄｈと、ガイドロッド受けＲｄｒと
が設けられている。

【００７７】このようにして、本発明の光ヘッドは、光
ディスク装置に搭載され、光ディスク上で半径方向に移
動して光ディスク上の所定位置に記録された情報を読み
取り、情報の再生に供されるものである。

【００７８】このように、本発明のよれば、レーザー素
子駆動回路において、直流電流に重畳される所定周波数
の電流の周波数を可変制御可能なレーザー素子駆動回路
を実現することができる。

【００７９】レーザー素子駆動回路の駆動信号の周波数
を設計値に合わせて制御することによって、回路素子の
抵抗値のバラツキや、信号線路の抵抗値のバラツキや、
使用環境による温度変化にともなった回路素子抵抗の変
移等による外乱の影響を防止することが可能となる。

【００８０】また、レーザー素子駆動回路の駆動信号の
中心周波数を、光ヘッドあるいは光ディスク装置の使用
環境における他機器の信号の周波数帯域以外の中心周波
数に設定すれば、当使用環境下における信号周波数の利
用効率を向上させることも可能である。

【００８１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、レーザー素子駆
動回路において、直流電流に重畳される所定周波数の電
流の周波数を可変制御可能なレーザー素子駆動回路と、
このレーザー素子駆動回路を搭載した光ヘッド、この光
ヘッドを搭載した光ディスク装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザー素子駆動回路の回路図。

【図２】光学ユニットの斜視図。

【図３】統合型光学ユニットの断面図。

【図４】統合型光学ユニットの外観を示す斜視図。

【図５】本発明のレーザー素子駆動回路を内蔵した光ヘ
ッドの下面図。

【図６】フレキシブルプリント基板ＦＰＣの展開図。

【図７】フレキシブルプリント基板ＦＰＣを装着した状
態における光ヘッドの下面図。

【図８】（ａ）は光ヘッドＰＵの上面図、（ｂ）は光ヘ
ッドＰＵの側面図。

【図９】光ヘッドＰＵを搭載した光ディスク装置３１０
の斜視図。

【図１０】従来のレーザー素子駆動回路の回路図。

【符号の説明】

１… …レーザー素子 ５… …直流電流供給回路 ６’… …発振電流源６’ ＶＲ… …制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスクに対して光ビームを照射するた
   めのレーザー素子を駆動するためのレーザー素子駆動回
   路において、 前記レーザー素子に対して直流電流を供給する直流電流
   を供給する直流電流供給源と、 前記直流電流に重畳するために所定周波数電流を供給す
   る発振電流源と、 前記所定周波数電流の周波数を可変制御する制御回路と
   を具備したことを特徴とするレーザー素子駆動回路。
2. 【請求項２】請求項１記載のレーザー素子駆動回路にお
   いて、前記発振電流源と、前記制御回路との間に絶縁体
   を介在させたことを特徴とするレーザー素子駆動回路。
3. 【請求項３】光ディスクに対して光ビームを照射するた
   めのレーザー素子を具備する光ヘッドにおいて、 前記レーザー素子を内蔵する基台と、 前記基台に内蔵されるものであって、 前記レーザー素子に対して直流電流を供給する直流電流
   を供給する直流電流源と、 前記直流電流に重畳するために所定周波数電流を供給す
   る発振電流源と、 前記基台の外部に取り付けられるものであって、 前記所定周波数電流の周波数を可変制御する制御回路と
   を具備したことを特徴とする光ヘッド。
4. 【請求項４】光ディスクに対して光ビームを照射するた
   めのレーザー素子を具備する光ヘッドを光ディスクの半
   径方向に走行させて光ディスク上の所定位置に記録され
   た情報を読み取る光ディスク装置において、 前記レーザー素子を内蔵する基台と、 前記基台に内蔵されるものであって、 前記レーザー素子に対して直流電流を供給する直流電流
   を供給する直流電流供給回路と、 前記直流電流に対して所定周波数電流を重畳する発振電
   流源と、 前記基台の外部に取り付けられるものであって、 前記所定周波数電流の周波数を可変制御する制御回路と
   を有する光ヘッドと、 前記光ヘッドを前記光ディスクの半径方向に案内する案
   内手段とを具備したことを特徴とする光ディスク装置。