JP2005353199A - 光ディスク記録装置のレーザー特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学式ピックアップにしようされるレーザーダイオードの品質を判定する装置を提供する。
【解決手段】 レーザードライバ２から出力されるパルス波形の駆動信号のライトパワー値を発生させる期間に対応するタイミングでサンプリングされたモニターダイオード３から得られるモニター信号のレベルと制御回路から出力される基準信号とから信号発生回路９から出力される制御信号のレベルを補正するＡＰＣ回路１６とを備え、前記ＡＰＣ回路１６に入力される基準信号のレベルを所定刻みに変化させ、その基準信号のレベル変化に対する前記信号発生回路９から出力される制御信号のレベル変化を測定し、その測定された変化の直線性を検出してレーザーダイオード１の品質を判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学式ピックアップに組み込まれているレーザーダイオードにレーザードライバから出力されるパルス波形の駆動信号を供給し、該レーザーダイオードから照射されるレーザー光にてディスクにデータ信号の記録動作を行う光ディスク記録装置のレーザー特性を測定するレーザー特性測定装置に関する。

光学式ピックアップを用いてディスクに信号を記録する光ディスク記録装置としては、ＣＤファミリーのＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷ、あるいはＤＶＤファミリーのマイナス(−)系及びプラス(＋)系のＲ、−系及び＋系のＲＷ、そしてＲＡＭに対応するドライブ装置が一般に良く知られており、この光ディスク記録装置においては、記録速度の高速化が行われている。

このような光ディスク記録装置に使用される光学式ピックアップにおいて、光源となるレーザーダイオードが初期不良であったり、特性が劣化することによりレーザーダイオードの特性が規格外になると、所望のレーザー出力が得られないので、記録動作を正常に行えないことになる。

従って、光学式ピックアップに組み込まれているレーザーダイオードの特性を測定し、レーザーダイオードの特性が規格外である場合には、光ディスク記録装置に使用することを止めたり、記録動作を禁止して記録不良のディスクが作成されないようにする必要がある。

レーザーダイオードの特性の１つとしてレーザーダイオードに供給される駆動電流とレーザーダイオードの発光出力との関係において、線形特性が無くなるキンク(ＫＩＮＫ)と呼ばれる現象がある。

その為、光学式ピックアップに組み込まれるレーザーダイオードの特性にキンクがあるか否かを測定し、これによりレーザーダイオードの特性が規格外であるか否かを判断することが行われている(例えば、特許文献１参照。)。
特開２０００−１８７８６７号公報

特許文献１に記載されている技術は、レーザーダイオードの駆動電流と該レーザーダイオードの発光出力の関係において、局所的に線形特性の異常であるキンクを測定するようにされていない。

また、光ディスク記録装置においては、記録速度の高速化が行われており、この高速化に伴ってレーザー駆動信号のパルス波形のパルス幅が狭くなるので、記録速度に対応したパルス波形のパルス幅に基づくレーザーダイオードの発光出力の特性を測定しなければレーザーダイオードが実際に使用可能か判定することが出来ず、特にレーザーダイオードのキンク特性は、速度応答を有している。この速度応答を考慮し、記録速度の高速化に対応させてパルス幅の狭いパルス波形のレーザー駆動信号によりレーザーダイオードを駆動させた状態でレーザーダイオードのキンク特性を測定しないと、正確にキンク特性を検出することが出来ないという問題がある。

本発明は、光ディスク記録装置に使用される光学式ピックアップに組み込まれるレーザーダイオードの特性を測定する装置を提供しようとするものである。

本発明は、レーザードライバからパルス波形の駆動信号を出力させるべく該レーザードライバを制御する制御信号を発生する信号発生回路と、ディスクに記録するデータ信号に対応して前記信号発生回路から制御信号を発生させるエンコーダと、レーザーダイオードから出射されるレーザー光のレベルをモニターするモニターダイオードと、前記信号発生回路から出力される制御信号に基づいてレーザードライバから出力されるパルス波形の駆動信号のライトパワー値を発生させる期間に対応するタイミングでサンプリングされた前記モニターダイオードから得られるモニター信号のレベルと制御回路から出力される基準信号とから前記信号発生回路から出力される制御信号のレベルを補正するＡＰＣ回路とを備え、前記ＡＰＣ回路に入力される基準信号のレベルを所定刻みに変化させ、その基準信号のレベル変化に対する前記信号発生回路から出力される制御信号のレベル変化を測定し、その測定された変化の直線性を検出してレーザーダイオードの品質を判断するように構成されている。

また、本発明は、前記信号発生回路によりレーザードライバから発生させるレーザー駆動信号のパルス波形を光ディスク記録再生装置に対応させる実際の記録速度に基づくライトストラテジにより設定するように構成されている。

本発明は、レーザードライバからパルス波形の駆動信号を出力させるべく該レーザードライバを制御する制御信号を発生する信号発生回路と、ディスクに記録するデータ信号に対応して前記信号発生回路から制御信号を発生させるエンコーダと、レーザーダイオードから出射されるレーザー光のレベルをモニターするモニターダイオードと、前記信号発生回路から出力される制御信号に基づいてレーザードライバから出力されるパルス波形の駆動信号のライトパワー値を発生させる期間に対応するタイミングでサンプリングされた前記モニターダイオードから得られるモニター信号のレベルと制御回路から出力される基準信号とから前記信号発生回路から出力される制御信号のレベルを補正するＡＰＣ回路とを備え、前記ＡＰＣ回路に入力される基準信号のレベルを所定刻みに変化させ、その基準信号のレベル変化に対する前記信号発生回路から出力される制御信号のレベル変化を測定し、その測定された変化の直線性を検出してレーザーダイオードの品質を判断するようにしたので、レーザーダイオードにキンク特性があるか否かを確実に判断することが出来る。

また、本発明は、信号発生回路によりレーザードライバから発生させるレーザー駆動信号のパルス波形を光ディスク記録再生装置に対応させる実際の記録速度に基づくライトストラテジにより設定するようにしたので、実使用に即したレーザーダイオードのキンク特性を測定することが出来る。

本発明は、レーザーダイオードに供給される駆動信号のレベルを補正するべく設けられているＡＰＣ回路を利用してレーザーダイオードの発光出力の線形特性を検出するように構成されている。

図１は本発明に係るレーザー特性測定装置を備える光ディスク記録装置の一実施例を示すブロック回路図である。

１は光学式ピックアップに組み込まれているレーザーダイオードであり、レーザードライバ２から出力されるパルス波形の駆動信号が供給されることによってレーザー光を出射するように構成されている。３は光学式ピックアップに組み込まれているモニターダイオードであり、前記レーザーダイオード１から出射されるレーザー光の一部が照射される位置に設けられているとともに受光するレベルに応じた信号をモニター信号として出力するように構成されている。

前記レーザードライバ２には、エンコーダ／デコーダ回路４の動作に関連付けられたタイミングでスイッチ制御回路７から出力される切換信号によって切り換えられるスイッチ回路５、６にて選択される信号が供給され、再生動作時には、リードパワー信号発生回路８から出力されるリードパワー信号が供給され、ライトワンス型ディスクに対する記録動作時には、リードパワー信号発生回路８から出力されるリードパワー信号とライトパワー信号発生回路９から出力されるライトパワー信号とによって生成されるパルス波形の信号が入力信号路１０を通して供給されるように構成されている。

前記リードパワー信号発生回路８の入力側には、自動出力制御回路であるＡＰＣ(Automatic Power Control)回路１１が接続されている。前記ＡＰＣ回路１１は、前記モニターダイオード３から得られるモニター信号をサンプルホールド回路(Ｓ／Ｈ回路)１２によってサンプルホールドされたＳ／Ｈ信号とＣＰＵ１３に再生条件及び記録条件に対応して前もって設定記憶されているデータをデジタルアナログ変換回路(Ｄ／Ａ回路)１４により変換された基準信号とが入力され、該基準信号とＳ／Ｈ信号とのレベル差に応じた信号を出力することによってレーザーダイオード１の発光出力を所望のレベルに制御するように構成されている。

また、前記Ｓ／Ｈ回路１２によるサンプリング動作は、前記エンコーダ／デコーダ回路４から出力されるタイミング信号にて行うように構成されている。斯かるタイミングは、再生動作時には所定の間隔にて行われ、記録動作時には、リードパワーの駆動信号がレーザードライバ２から出力されている期間になるように設定されている。

再生動作時には、ＣＰＵ１３からＤ／Ａ回路１４に供給されるデータは、レーザーダイオード１から出射されるレーザー光のレベルがディスクの種類や記録速度等の再生条件に適した大きさになるように設定されている。その為、リードパワー信号発生回路８は、再生条件に適合するディスク再生に適切な一定のレベルになるようにレーザーダイオード１から出射されるレーザー光のレベルを制御するべくレーザードライバ２を制御するリードパワー信号を出力するように構成されている。

一方、ライトワンス型ディスクに対する記録動作時には、ＣＰＵ１３からＤ／Ａ回路１４に供給されるデータは、レーザーダイオード１から出射されるレーザー光のレベルがディスクの種類や記録速度等の記録条件に適したリードパワー値になるように設定されている。その為、リードパワー信号発生回路８は、記録条件に適合するディスク記録に適切なリードパワー値の一定レベルになるようにレーザーダイオード１から出射されるレーザー光のレベルを制御するべくレーザードライバ２を制御するリードパワー信号を出力するように構成されている。

次に、ライトパワー信号発生回路９には、スイッチ回路１５の切換によりＡＰＣ回路１６からの出力信号と自動電流制御回路であるＡＣＣ(Automatic Current Control)回路１７からの出力信号とが選択的に入力されるように構成されている。

前記ＡＰＣ回路１６は、前記モニターダイオード３から得られるモニター信号をサンプルホールド回路(Ｓ／Ｈ回路)１８によってサンプルホールドされたＳ／Ｈ信号であるＷＳ
ＨＯ信号とＣＰＵ１３に記録条件に対応して前もって設定記憶されているデータをデジタルアナログ変換回路(Ｄ／Ａ回路)１９により変換された基準信号とが入力され、該基準信号とＷＳＨＯ信号とのレベル差に応じた信号を出力することによってレーザーダイオード１の発光出力を所望のレベルに制御するように構成されている。

また、前記Ｓ／Ｈ回路１８によるサンプリング動作は、前記エンコーダ／デコーダ回路４から出力されるタイミング信号にて行うように構成されている。斯かるタイミングは、ライトパワーの駆動信号がレーザードライバ２から出力されている期間になるように設定されている。

記録動作時には、ＣＰＵ１３からＤ／Ａ回路１９に供給されるデータは、レーザーダイオード１から出射されるレーザー光のレベルがディスクの種類や記録速度等の記録条件に適した大きさになるように設定されている。その為、ライトパワー信号発生回路９は、記録条件に適合するディスク記録に適切な一定のレベルになるようにレーザーダイオード１から出射されるレーザー光のレベルを制御するべくレーザードライバ２を制御するライトパワー信号であるＶＷＤＣ信号を出力するように構成されている。

前記スイッチ回路１５の切換動作によってＡＰＣ回路１６からの出力信号が選択された状態にあるときには、ライトパワー信号発生回路９は、前記ＡＰＣ回路１６の出力信号によりモニターダイオード３から得られるモニター信号のレベルが適切なライトパワー値に対応したレベルになるように制御する信号を出力するように構成されている。

一方、前記スイッチ回路１５の切換動作によって選択されるＡＣＣ回路１７には、ＣＰＵ１３に記憶されているデータをデジタルアナログ変換するＤ／Ａ回路２０にてアナログ信号に変換された信号が入力され、該ＡＣＣ回路１７は入力信号に基づいて制御される一定電流であるＡＣＣ信号を出力するように構成されている。

従って、スイッチ回路１５の切換動作によってＡＣＣ回路１７からのＡＣＣ信号が選択されている状態では、ライトパワー信号発生回路９は、前記ＡＣＣ回路１７からのＡＣＣ出力に基づいて設定されるライトパワー値に対応してレーザードライバ２を制御するライトパワー信号を出力する。この場合、ライトパワー信号発生回路９は、記録条件に適合するディスク記録に適したライトパワー値になるようにレーザーダイオード１から出力されるレーザー出力を制御する駆動信号がレーザードライバ２から供給されるように構成されている。

前記スイッチ回路１５の切換動作を制御する切換制御回路２１に対する切換制御信号は、前記エンコーダ／デコーダ回路４から出力されるが、斯かる切換制御信号は、記録動作を開始させる直前ではＡＣＣ回路１７から出力されるＡＣＣ信号を選択し、記録動作が開始されると同時にＡＰＣ回路１６から出力される信号を選択するように構成されている。即ち、ＡＣＣ回路１７は、記録動作の開始直前にライトパワー信号発生回路９から出力される信号のレベルを設定する先出し用設定回路として動作するものである。

２２は前記ライトパワー信号発生回路９の出力信号であるＶＷＤＣ信号のレベルをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ回路であり、デジタル信号に変換された信号は前記ＣＰＵ１３に入力されるように接続されている。また、前記ＣＰＵ１３には、Ｄ／Ａ回路１９にて設定されるレベルを変化させた場合にその変化とライトパワー信号発生回路９から出力されるＶＷＤＣ信号の変化との関係を測定する測定手段２３と、この測定手段２３にて測定された測定値に基づいてレーザーダイオード１からの発光出力の線形度を判定する判定手段２４が組み込まれている。

以上に説明したように本発明に係る光ディスク記録装置は構成されているが、次にレーザーダイオード１のキンク特性を判定する動作について説明する。斯かるキンク特性を判定する動作はディスクを必要としない。

レーザーダイオード１のキンク特性を測定する操作が行われると、光学式ピックアップのフォーカスサーボ及びトラッキングサーボをオフ状態にし、対応させる記録可能な最高速、あるいはこの最高速に近い所定の速度の記録動作を行う状態に設定するべくＣＰＵ１３によりライトストラテジが設定されるとともにスイッチ回路１５の切換によりＡＰＣ回路１６からの出力がライトパワー信号発生回路９に入力される状態にする設定動作が行われる。斯かる設定動作が行われると、レーザーダイオード１にとって最も過酷な実使用に即した動作を行う状態になる。

そして、ＣＰＵ１３によりＤ／Ａ回路１９に第１の所定値、例えばレーザーダイオード１を１０ｍＷのライトパワーで駆動させる場合のライトパワー設定値ＷＤＡＣを１０に設定するとともにランダムな記録が行われるべくスイッチ回路５及び６が切り換えられてリードパワー信号とライトパワー信号とにより生成されるパルス波形のテスト信号がレーザードライバ２に供給される。

そのため、レーザーダイオード１はＤ／Ａ回路１９が第１の所定値に設定されたレーザーパワーにてエンコーダ／デコーダ回路４から出力されるテスト信号に応じて駆動され、このときＡＰＣ回路１６によるＡＰＣ動作が行われる。

ここで、ＣＰＵ１３によりＤ／Ａ回路１９に設定される基準となるライトパワー設定値は、レーザーダイオード１を駆動するライトパワー値の測定範囲、例えば１０ｍＷ〜２０ｍＷ以内で所定出力の刻み、例えば１ｍＷ刻みにて出力されるように設定されている。

前記レーザードライバ２がＤ／Ａ回路１４にて変換される基準信号に基づいて設定されるリードパワー設定値及びＤ／Ａ回路１９にて変換される基準信号に基づいて設定されるライトパワー設定値にて生成されるテスト信号に対応するパルス信号を出力することによってレーザーダイオード１が駆動される状態になると、モニターダイオード３から得られるモニター信号がライトパワー値によりレーザーダイオード１が駆動されている期間をサンプリングするタイミングでＳ／Ｈ回路１８によりサンプルホールドされる。

前述したようにエンコーダ／デコーダ回路４のエンコード動作に応じてパルス波形の記録信号がレーザードライバ２から出力されてレーザーダイオード１によるレーザー光の出射動作が行われ、この発光出力に基づいてモニターダイオード３からモニター信号が得られる。斯かるモニター信号(Ｖｒｅｆからマイナスして記録信号に対して極性反転した負の極性にて出力される)が図２の(イ)に示すように得られると、このモニター信号のライトパワーに対応する期間のタイミングに同期するべくＷＡＰＣ信号が図２の(ロ)に示すタイミングでエンコーダ／デコーダ回路４から出力され、このＷＡＰＣ信号によりＳ／Ｈ回路１８によるサンプルホールド動作のタイミングは決定されている。従って、ＣＰＵ１３内の測定手段２３により測定される前記ライトパワー信号発生回路９の出力であるＶＷＤＣ信号の電圧は、記録信号のライトパワー値に基づいた値になる。

前記ＡＰＣ回路１６による自動出力制御動作は、モニターダイオード３から得られる信号をＳ／Ｈ回路１８がサンプリングした信号、即ちライトパワー期間に得られる信号のレベルをＤ／Ａ回路１９にて設定される基準信号のレベルにするべく行われるので、レーザーダイオード１の出力信号のレベル変化がライトパワー信号発生回路９の出力であるＶＷＤＣ信号のレベル変化として現れる。従って、ＡＰＣ回路１６の基準信号として入力されるＤ／Ａ回路１９のライトパワー設定値ＷＤＡＣの値に対するライトパワー信号発生回路
９の出力であるＶＷＤＣ信号の値を測定し、その値の変化を認識することによってレーザーダイオード１の特性を測定することが出来る。

次に本発明における測定動作について説明する。ＣＰＵ１３による制御動作によってＡＰＣ回路１６の基準信号として入力されるＤ／Ａ回路１９のライトパワー設定値ＷＤＡＣの値を１０ｍＷから１ｍＷ刻みに２０ｍＷまで変化させ、ライトパワー設定値ＷＤＡＣの値を変化させる毎にＶＷＤＣ信号の値を測定し、測定された値をライトパワー設定値ＷＤＡＣの値に対応させてＣＰＵ１３内に組み込まれているＲＡＭ(図示せず)等に記憶させる動作が行われる。

前述した動作によって測定された値がＲＡＭに記憶されると、その値から差分を演算する処理が行われる。即ち、ライトパワー設定値ＷＤＡＣの値が１０ｍＷの場合に測定されたＷＤＡＣの値をｉ(１０)、１１ｍＷに変更したときに測定されたＷＤＡＣの値をｉ(１１)とすると、差分Ｋ１は、Ｋ１＝ｉ(１１)−ｉ(１０)となる。ライトパワー設定値ＷＤＡＣの値を１ｍＷ刻みに２０ｍＷまで変化させているので、その間の差分は、同様にＫ２＝ｉ(１２)−ｉ(１１)………Ｋ１０＝ｉ(２０)−ｉ(１９)となる。

このようにして、得られた差分Ｋ１〜Ｋ１０の値から平均値、標準偏差及び差分の最大値と差分の最小値とのレベル差(Ｋｍａｘ)を演算し、標準偏差とＫｍａｘに基づいてレーザーダイオード１の品質特性を判断することが出来る。即ち、標準偏差とＫｍａｘが既定値(実際に記録動作を行った場合に使用可能と判断される実験値)以下であれば、レーザーダイオード１の品質は、キンク特性が無く実使用に耐えるものであると判断手段２４が判断し、既定値より大きい場合には、レーザーダイオード１の品質は、キンク特性があり実使用に耐えることが出来ないものであると判断手段２４が判断することになる。

図３に示す特性図は、キンク特性が無いレーザーダイオードを使用した場合におけるＷＤＡＣとＶＷＤＣとの関係を示すものであり、キンク特性が無いので両者の関係は線形関係にある。また、図４に示す特性図は、キンク特性があるレーザーダイオードを使用した場合におけるＷＤＡＣとＶＷＤＣとの関係を示すものであり、キンク特性があるので両者の関係は非線形関係にある部分が存在することが分かる。

本発明に係るレーザー特性測定装置を備える光ディスク記録装置の一実施例を示すブロック回路図である。 本発明の動作を説明するための信号波形図である。 本発明の動作を説明するための特性図である。 本発明の動作を説明するための特性図である。

符号の説明

１ レーザーダイオード
２ レーザードライバ
３ モニターダイオード
４ エンコーダ／デコーダ回路
８ リードパワー信号発生回路
９ ライトパワー信号発生回路
１１ ＡＰＣ回路
１２ サンプルホールド回路
１３ ＣＰＵ
１６ ＡＰＣ回路
１８ サンプルホールド回路
２３ 測定手段
２４ 判定手段

Claims (2)

1. 光学式ピックアップに組み込まれているとともにレーザードライバから出力されるパルス波形の駆動信号により駆動されるレーザーダイオードから出射されるレーザー光にてディスクにデータ信号の記録動作を行う光ディスク記録装置のレーザー特性測定装置であり、前記レーザードライバからパルス波形の駆動信号を出力させるべく該レーザードライバを制御する制御信号を発生する信号発生回路と、ディスクに記録するデータ信号に対応して前記信号発生回路から制御信号を発生させるエンコーダと、レーザーダイオードから出射されるレーザー光のレベルをモニターするモニターダイオードと、前記信号発生回路から出力される制御信号に基づいてレーザードライバから出力されるパルス波形の駆動信号のライトパワー値を発生させる期間に対応するタイミングでサンプリングされた前記モニターダイオードから得られるモニター信号のレベルと制御回路から出力される基準信号とから前記信号発生回路から出力される制御信号のレベルを補正するＡＰＣ回路とを備え、前記ＡＰＣ回路に入力される基準信号のレベルを所定刻みに変化させ、その基準信号のレベル変化に対する前記信号発生回路から出力される制御信号のレベル変化を測定し、その測定された変化の直線性を検出してレーザーダイオードの品質を判断するようにしたことを特徴とする光ディスク記録装置のレーザー特性測定装置。
2. 前記信号発生回路によりレーザードライバから発生させるレーザー駆動信号のパルス波形を光ディスク記録再生装置に対応させる実際の記録速度に基づくライトストラテジにより設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のレーザー特性測定装置。

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