JP2007142316A - レーザダイオード駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずることが無く、又は、消費電流が大きく、発熱が増加することの無いレーザダイオード駆動回路を提供する。
【解決手段】 レーザダイオードＬＤに直流電流を供給する直流電流源１０２と、前記直流電流源１０２と並列に接続され前記レーザダイオードに高周波電流を供給する高周波電流源２０２を備えたレーザダイオード駆動回路において、前記高周波電流源２０２を動作させる際には、前記直流電流源１０２の電流を変化させることができる回路を備え、前記直流電流源１０２と前記高周波電流源２０２から供給される電流が、電源電位ＶＤＤから前記レーザダイオードＬＤを経由して接地電位にいたる経路以外に、前記レーザダイオードＬＤをバイパスして前記電源電位ＶＤＤから前記接地電位に至る経路を持たない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等でデータの読込、消去、書込時の光源として用いられるレーザダイオードを駆動する回路に関する。

ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに用いられるレーザダイオードの駆動は、図９に示す書換型光ディスクの例のように、読込、消去、書込のそれぞれの期間に直流電流を用いて行われる。その際、レーザダイオードからの光がディスク表面で反射し、戻り光がレーザダイオードに入射すると発振が不安定になりノイズの原因となる。その対策として、図１０に示すように、直流電流に数１００ＭＨｚの高周波電流を重畳することでレーザダイオードの発振モードを単一モードからマルチモードに変え、ノイズの影響を低減している。高周波電流の重畳は、一般に読込期間に行われるが、図１０のように読込、消去期間に行われる場合や、さらに書込期間にも行われる場合もある。また、ある期間の途中であってもフォーカスサーボやトラッキングサーボが不安定になったときにだけ高周波電流の重畳を行う場合もあり、レーザダイオード駆動回路にとって必須の機能となっている。

従来のレーザダイオード駆動回路は、図１１に示すように、レーザダイオードに直流電流（例として１００ｍＡ）を供給する第１の電流源６０と、高周波電流（例としてピーク値５０ｍＡ）を供給する第２の電流源６１と、第２の電流源６１からの電流をレーザダイオードＬＤ又は擬似負荷６５のいずれか一方に切り替える２つのＮＭＯＳトランジスタ６２、６３から構成されている。図１１の回路において、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、２つのＮＭＯＳトランジスタ６２、６３のゲートに互いに逆相の電圧パルスＳＷ１、ＳＷ１’を加えると、ＮＭＯＳトランジスタ６２がＯＮのときのみ第２の電流源６１からの電流がレーザダイオードＬＤに流れ、レーザダイオードＬＤに流れる駆動電流Ｉ３は直流電流１００ｍＡにピーク値５０ｍＡの高周波電流が加算された図１２（Ｃ）に示す波形となる。（特許文献１、段落００３２〜００３５、図３参照）

従来の別のレーザダイオード駆動回路は、図１３に示すように、レーザダイオードＬＤに直流電流を供給する第１の電流源７０と、高周波電流を供給する第２の電流源７１と、カレントミラーを構成する互いにチャネル幅の等しい２つのＮＭＯＳトランジスタ７３、７４と、２つのＰＭＯＳトランジスタ７５、７６から構成されている。図１３の回路において、図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、２つのＰＭＯＳトランジスタ７５、７６のゲートに互いに逆相の電圧パルスＳＷ１、ＳＷ１’を加えると、ＰＭＯＳトランジスタ７６がＯＮの場合には、第２の電流源７１から電流Ｉ２に等しい電流Ｉ４が出力され、第１の電流源７０からの電流Ｉ１と加算されてＩ１＋Ｉ４＝Ｉ１＋Ｉ２の電流がレーザダイオードＬＤに流れる。この時、ＰＭＯＳトランジスタ７５、ＮＭＯＳトランジスタ７３、７４はＯＦＦである。次に、ＰＭＯＳトランジスタ７５がＯＮになると、第２の電流源７１からＰＭＯＳトランジスタ７５、ＮＭＯＳトランジスタ７３の経路で電流Ｉ２に等しい電流Ｉ６が流れ、カレントミラーであるＮＭＯＳトランジスタ７４にも電流Ｉ２に等しい電流Ｉ５が流れる。これによって、第１の電流源７０からの電流Ｉ１からＩ５分の電流が減算されてＩ１−Ｉ５＝Ｉ１−Ｉ２の電流がレーザダイオードＬＤに流れる。この時、ＰＭＯＳトランジスタ７６はＯＦＦである。すなわち、２つのＰＭＯＳトランジスタ７５、７６のゲートに互いに逆相の電圧パルスＳＷ１、ＳＷ１’を加えることによって、レーザダイオードＬＤの駆動電流Ｉ３は図１４（Ｃ）のように、第１の電流源７０からの電流Ｉ１（この例では１００ｍＡ）に第２の電流源７１からの電流Ｉ２（この例ではピーク値５０ｍＡ）が交互に加算及び減算された波形となる。（特許文献１、段落００６０〜００６４、図１１参照）
特開２００１−２３７４８９号公報（段落００３２〜００３５、図３、及び、段落００６０〜００６４、図１１）

しかしながら、図１１、図１３を用いて説明した従来のレーザダイオード駆動回路には共通の残された問題があった。すなわち、一般に図９で示した各期間に流れる電流は、読込電流＜消去電流＜書込電流の順に大きい値に設定されるが、直流電流に高周波電流を重畳することによって、電流のピーク値が高周波電流分だけ増加するため、ピーク値が光ディスクの材質やレーザダイオード特性で定まる一定の閾値を超え、読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずる場合があった。

また、図１１を用いて説明したレーザダイオード駆動回路の擬似負荷６５を流れる電流や、図１３を用いて説明したレーザダイオード駆動回路のＮＭＯＳトランジスタ７３を流れる電流（Ｉ６）とＮＭＯＳトランジスタ７４を流れる電流（Ｉ５）のように、直流電流源と高周波電流源からレーザダイオードＬＤをバイパスして接地電位に流れ込む電流が存在するため、消費電流が大きく、発熱が増加するという問題があった。

本発明の課題は、読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずることが無く、又は、消費電流が大きく、発熱が増加することの無いレーザダイオード駆動回路を提供することである。

本発明のレーザダイオード駆動回路は、レーザダイオードに直流電流を供給する直流電流源と、前記直流電流源と並列に接続され前記レーザダイオードに高周波電流を供給する高周波電流源を備えたレーザダイオード駆動回路において、前記高周波電流源を動作させる際には、前記直流電流源の電流を変化させることができる回路を備えている。

本発明のレーザダイオード駆動回路は、前記直流電流源と前記高周波電流源から供給される電流が、電源電位から前記レーザダイオードを経由して接地電位にいたる経路以外に、前記レーザダイオードをバイパスして前記電源電位から前記接地電位に至る経路を持たない。

本発明のレーザダイオード駆動回路によれば、高周波電流源を動作させる際には、直流電流源の電流を変化させることができる回路を備えているため、レーザダイオードの駆動電流のピーク値を光ディスクの材質やレーザダイオード特性で定まる一定の閾値以下に制御でき、読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずることが無い。また、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、電源電位からレーザダイオードを経由して接地電位にいたる経路以外に、レーザダイオードをバイパスして電源電位から接地電位に至る経路を持たないため、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、すべてレーザダイオードの発光に寄与し、消費電流が大きく、発熱が増加することが無いという優れた産業上の効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照し、従来例と同一物には同一の符号を用いて説明する。

本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路は、図１に示すように、直流電流源１０２、直流電流源１０２の電流を設定する第１の電流設定回路１０１、及び高周波重畳回路２０から構成され、さらに高周波重畳回路２０は高周波電流源２０２、高周波電流源２０２の電流を設定する第２の電流設定回路２０１、第１のスイッチング素子Ｐ１と高周波電流の重畳を制御する重畳制御回路２０３から構成されている。第２の電流設定回路２０１の出力が第１の電流設定回路１０１に入力され、高周波電流重畳時に、直流電流源の電流値が高周波電流源を流れる最大電流に比例した値だけ減少する点が、本発明の第１の実施形態の特徴である。

図１の具体的回路例である図２を用いて構成を説明する。直流電流源１０２となるＰＭＯＳトランジスタＱ３のソース、ドレインは、それぞれ、電源電位ＶＤＤ、出力端子Ｔ２に接続されている。第１の電流設定回路１０１は、オペアンプＯＰ１を有し、オペアンプＯＰ１の反転入力端子には電流設定端子Ｉｓｅｔ１と抵抗Ｒ１の一端が接続され、非反転入力端子にはＰＭＯＳトランジスタＱ１のドレインと抵抗Ｒ２の一端と第２のスイッチング素子Ｐ２のドレインが接続され、オペアンプＯＰ１の出力はＰＭＯＳトランジスタＱ１のゲートと直流電流源１０２となるＰＭＯＳトランジスタＱ３のゲートに接続されている。また、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の他端は接地電位に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２のソースは電源電位ＶＤＤに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ２のドレインは第２のスイッチング素子Ｐ２のソースに接続されている。さらに、第２のスイッチング素子Ｐ２のゲートには重畳制御端子Ｔ１が接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ２のゲートには第２の電流設定回路２０１の出力が接続されている。

第２の電流設定回路２０１は、オペアンプＯＰ２を有し、オペアンプＯＰ２の反転入力端子には電流設定端子Ｉｓｅｔ２と抵抗Ｒ３の一端が接続され、非反転入力端子にはＰＭＯＳトランジスタＱ４のドレインと抵抗Ｒ４の一端が接続され、オペアンプＯＰ２の出力はＰＭＯＳトランジスタＱ４のゲートと高周波電流源２０２となるＰＭＯＳトランジスタＱ５のゲートに接続されている。また、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の他端は接地電位に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ４のソースは電源電位ＶＤＤに接続されている。

重畳制御回路２０３は、発振回路ＯＳＣとＯＲ回路ＯＲ１から構成され、ＯＲ回路ＯＲ１の一の入力端子は重畳制御端子Ｔ１に接続され、他の入力端子は発振回路ＯＳＣの出力に接続され、ＯＲ回路ＯＲ１の出力端子は第１のスイッチング素子Ｐ１のゲートに接続されている。

高周波重畳回路２０は、上述の第２の電流設定回路２０１と重畳制御回路２０３を含み、高周波電流源２０２となるＰＭＯＳトランジスタＱ５のソースは電源電位ＶＤＤに接続され、ドレインは第１のスイッチング素子Ｐ１のソースに接続され、第１のスイッチング素子Ｐ１のドレインは出力端子Ｔ２に接続されている。ちなみに、出力端子Ｔ２には、負荷となるレーザダイオードＬＤのアノードが接続され、レーザダイオードＬＤのカソードは接地電位に接続される。

次に、図２及び図３を用いて、動作について説明する。まず、重畳制御端子Ｔ１がハイレベル（以下Ｈレベルとする）の場合、ＯＲ回路ＯＲ１の出力Ｓ１は発振回路ＯＳＣの出力に係わり無くＨレベルとなり、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第１のスイッチング素子Ｐ１はＯＦＦとなる。このため、高周波電流源２０２からの電流は第１のスイッチング素子Ｐ１によって遮断されレーザダイオードＬＤには流れない。

また、重畳制御端子Ｔ１がＨレベルの場合、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第２のスイッチング素子Ｐ２はＯＦＦとなり、電流設定端子Ｉｓｅｔ１から抵抗Ｒ１にＩｉｎ１の電流を流すと、Ｉ１ａ＝（ｒ１／ｒ２）×Ｉｉｎ１なる電流がＰＭＯＳトランジスタＱ１のドレインに流れる。但し、ｒ１、ｒ２は、それぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値である。ここで、ＰＭＯＳトランジスタＱ１とＱ３（１０２）の電流比を１：ｍとすると、Ｉ１＝ｍ×Ｉ１ａの電流が、電源電位ＶＤＤからＰＭＯＳトランジスタＱ３（１０２）、出力端子Ｔ２、レーザダイオードＬＤを経由して接地電位に流れ、図９を用いて説明した高周波電流を重畳しない電流波形が得られる。

一方、重畳制御端子Ｔ１がローレベル（以下Ｌレベルとする）の場合、ＯＲ回路ＯＲ１の出力Ｓ１は発振回路ＯＳＣの出力に従ってＨレベル／Ｌレベルとなり、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第１のスイッチング素子Ｐ１はＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。このとき、電流設定端子Ｉｓｅｔ２から抵抗Ｒ３にＩｉｎ２の電流を流すと、Ｉ２ａ＝（ｒ３／ｒ４）×Ｉｉｎ２なる電流がＰＭＯＳトランジスタＱ４のドレインに流れる。但し、ｒ３、ｒ４は、それぞれ抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値である。ここで、ＰＭＯＳトランジスタＱ４とＱ５（２０２）の電流比を１：ｎとすると、Ｉ２＝ｎ×Ｉ２ａの電流が、電源電位ＶＤＤからＰＭＯＳトランジスタＱ５（２０２）、第１のスイッチング素子Ｐ１、出力端子Ｔ２、レーザダイオードＬＤを経由して接地電位に流れる。

また、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルの場合、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第２のスイッチング素子Ｐ２はＯＮとなり、ＰＭＯＳトランジスタＱ１とＰＭＯＳトランジスタＱ２は、ソースとドレインが並列接続された状態となる。ここで例えば、ＰＭＯＳトランジスタＱ４とＰＭＯＳトランジスタＱ２の電流比を１：ｎ／ｍとしておくと、ＰＭＯＳトランジスタＱ５にＩ２の電流が流れているときのＰＭＯＳトランジスタＱ４に流れる電流はＩ２／ｎであるため、ＰＭＯＳトランジスタＱ２に流れる電流Ｉ１ｂは、（ｎ／ｍ）×（Ｉ２／ｎ）＝Ｉ２／ｍとなる。このとき、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子の電位を一定に保つため、ＰＭＯＳトランジスタＱ１を流れる電流Ｉ１ａはＩ２／ｍだけ減少し、直流電流源１０２（Ｑ３）を流れる電流はｍ×（Ｉ２／ｍ）＝Ｉ２だけ減少する。

このときの電流波形を図３を用いて説明する。ここで、ｉ１は非重畳時に直流電流源１０２（Ｑ３）を流れる電流値を、ｉ２は高周波電流源２０２（Ｑ５）を流れる平均電流値（デューティ比１と仮定）を示している。図３（Ａ）に示すように、重畳制御端子Ｔ１がＨレベルからＬレベルに変化すると、ＯＲ回路ＯＲ１の出力Ｓ１に図３（Ｂ）の波形が出力され、直流電流源１０２（Ｑ３）に流れる電流Ｉ１は、図３（Ｃ）に示すように、ｉ１からｉ１−ｉ２に変化する。これに、図３（Ｄ）で示す高周波電流源２０２（Ｑ５）を流れる電流Ｉ２が重畳され、レーザダイオード駆動電流Ｉ３は、図３（Ｅ）に示すように、平均電流がｉ１で、振幅が２×ｉ２の波形が得られる。その後、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルからＨレベルに戻ると、図３（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、Ｉ１〜Ｉ３も元の状態に戻る。

以上、ＰＭＯＳトランジスタＱ４とＰＭＯＳトランジスタＱ２の電流比を１：ｎ／ｍとすることで、高周波重畳前後で平均電流が変化しない場合について説明したが、このＰＭＯＳトランジスタＱ４とＰＭＯＳトランジスタＱ２の電流比を変化させることで、高周波電流の最大電流に比例して直流電流を減少させる電流値を変えることができる。例えば、前記電流比を１：２ｎ／ｍに設定すると、高周波電流重畳時のピーク電流が高周波電流重畳前の電流値と同じとなる電流波形が得られる。

本実施形態のレーザダイオード駆動回路によれば、第２の電流設定回路の出力を第１の電流設定回路に与えることによって、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作時に、直流電流源の電流値が高周波電流源を流れる最大電流に比例した値だけ減少するため、レーザダイオードの駆動電流のピーク値を光ディスクの材質やレーザダイオード特性で定まる一定の閾値以下に制御でき、読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずることが無い。また、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、電源電位からレーザダイオードを経由して接地電位にいたる経路以外に、レーザダイオードをバイパスして電源電位から接地電位に至る経路を持たないため、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、すべてレーザダイオードの発光に寄与し、消費電流が大きく、発熱が増加することが無いという優れた産業上の効果が得られる。

本発明の第２の実施形態であるレーザダイオード駆動回路は、図４に示すように、直流電流源１０２、直流電流源１０２の電流を設定する第１の電流設定回路１０１、及び高周波重畳回路２０から構成され、さらに高周波重畳回路２０は高周波電流源２０２、高周波電流源２０２の電流を設定する第２の電流設定回路２０１、第１のスイッチング素子Ｐ１と高周波電流の重畳を制御する重畳制御回路２０３から構成されている。第２の電流設定回路２０１の出力が第１の電流設定回路１０１に入力されておらず、高周波電流重畳時に、直流電流源の電流値が一定比率だけ減少する点が、本発明の第２の実施形態の特徴である。

図４の具体的回路例である図５を用いて構成を説明する。本発明の第２の実施形態であるレーザダイオード駆動回路は上述の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路とほぼ同一の構成を有し、ＰＭＯＳトランジスタＱ２のゲートが、オペアンプＯＰ２ではなくオペアンプＯＰ１の出力に接続されている点が異なる。

次に、図５及び図６を用いて、動作について説明する。重畳制御端子Ｔ１がＨレベルの場合の動作は、本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と同じであるので、説明を省略する。

また、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルの場合、Ｉ２＝ｎ×Ｉ２ａの電流が、電源電位ＶＤＤからＰＭＯＳトランジスタＱ５（２０２）、第１のスイッチング素子Ｐ１、出力端子Ｔ２、レーザダイオードＬＤを経由して接地電位に流れる点も、本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と同じである。

一方、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルの場合、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第２のスイッチング素子Ｐ２はＯＮとなり、ＰＭＯＳトランジスタＱ１とＰＭＯＳトランジスタＱ２は、ゲート、ソースとドレインが共通接続された状態となる。ここで例えば、ＰＭＯＳトランジスタＱ１とＰＭＯＳトランジスタＱ２の電流比を１：ａとしておくと、ＰＭＯＳトランジスタＱ２に流れる電流Ｉ１ｂは、ａ×（Ｉ１／ｍ）となる。このとき、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子の電位を一定に保つため、ＰＭＯＳトランジスタＱ１を流れる電流Ｉ１ａはａ×（Ｉ１／ｍ）だけ減少し、直流電流源１０２（Ｑ３）を流れる電流はｍ×ａ×（Ｉ１／ｍ）＝ａ×Ｉ１だけ減少する。

このときの電流波形を図６を用いて説明する。ここで、ｉ１は非重畳時に直流電流源１０２（Ｑ３）を流れる電流値を、ｉ２は高周波電流源２０２（Ｑ５）を流れる平均電流値（デューティ比１と仮定）を示している。図６（Ａ）に示すように、重畳制御端子Ｔ１がＨレベルからＬレベルに変化すると、ＯＲ回路ＯＲ１の出力Ｓ１に図６（Ｂ）の波形が出力され、直流電流源１０２（Ｑ３）に流れる電流Ｉ１は、図６（Ｃ）に示すように、ｉ１からｉ１−ａ×ｉ１に変化する。これに、図６（Ｄ）で示す高周波電流源２０２（Ｑ５）を流れる電流Ｉ２が重畳され、レーザダイオード駆動電流Ｉ３は、図６（Ｅ）に示すように、平均電流がｉ１−ａ×ｉ１で、振幅が２×ｉ２の波形が得られる。その後、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルからＨレベルに戻ると、図６（Ｃ）〜（Ｅ）に示すように、Ｉ１〜Ｉ３も元の状態に戻る。

以上のように、ＰＭＯＳトランジスタＱ１とＰＭＯＳトランジスタＱ２の電流比を可変することで、高周波電流重畳時に、高周波電流とは無関係に、一定の割合で直流電流を減少させることができる。例えば、前記電流比を１：０．２５に設定することで、高周波電流重畳時の直流電流値を非重畳時から２５％減少させることができる。

本実施形態のレーザダイオード駆動回路によれば、第１のスイッチング素子のスイッチング動作時に、直流電流源の電流値が一定比率だけ減少するため、レーザダイオードの駆動電流のピーク値を光ディスクの材質やレーザダイオード特性で定まる一定の閾値以下に制御でき、読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずることが無い。また、第１の実施形態のレーザダイオード駆動回路の場合と同様に、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、すべてレーザダイオードの発光に寄与し、消費電流が大きく、発熱が増加することが無いという優れた産業上の効果が得られる。

本発明の第３の実施形態であるレーザダイオード駆動回路は、図４を用いて説明した第２の実施形態と同じ回路ブロックから構成されているが、第１の電流設定回路の構成が異なり、高周波電流重畳時に、直流電流源の電流値が一定値だけ減少する点が、本発明の第３の実施形態の特徴である。

本発明の第３の実施形態の具体的回路例である図７を用いて構成を説明する。本発明の第３の実施形態であるレーザダイオード駆動回路は上述の第２の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と第１の電流設定回路１０１の構成のみが異なる。第１の電流設定回路１０１は、上述の本発明の第２の実施形態であるレーザダイオード駆動回路で説明した第１の電流設定回路に加え、オペアンプＯＰ３を有する。オペアンプＯＰ３の反転入力端子には電流設定端子Ｉｓｅｔ３と抵抗Ｒ５の一端が接続され、非反転入力端子にはＰＭＯＳトランジスタＱ６のドレインと抵抗Ｒ６の一端が接続され、オペアンプＯＰ３の出力はＰＭＯＳトランジスタＱ６のゲートとＰＭＯＳトランジスタＱ２のゲートに接続されている。また、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の他端は接地電位に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ６のソースは電源電位ＶＤＤに接続されている。

次に、図７を用いて、動作について説明する。重畳制御端子Ｔ１がＨレベルの場合の動作は、本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と同じであるので、説明を省略する。

また、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルの場合、Ｉ２＝ｎ×Ｉ２ａの電流が、電源電位ＶＤＤからＰＭＯＳトランジスタＱ５（２０２）、第１のスイッチング素子Ｐ１、出力端子Ｔ２、レーザダイオードＬＤを経由して接地電位に流れる点も、本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と同じである。

一方、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルの場合、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第２のスイッチング素子Ｐ２はＯＮとなり、ＰＭＯＳトランジスタＱ１とＰＭＯＳトランジスタＱ２は、ソースとドレインが並列接続された状態となる。このとき、電流設定端子Ｉｓｅｔ３から抵抗Ｒ５にＩｉｎ３の電流を流すと、Ｉ１ｃ＝（ｒ５／ｒ６）×Ｉｉｎ３なる電流がＰＭＯＳトランジスタＱ６のドレインに流れる。但し、ｒ５、ｒ６は、それぞれ抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値である。ここで例えば、ＰＭＯＳトランジスタＱ６とＰＭＯＳトランジスタＱ２の電流比を１：ｂとしておくと、ＰＭＯＳトランジスタＱ２に流れる電流Ｉ１ｂは、ｂ×Ｉ１ｃとなる。このとき、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子の電位を一定に保つため、ＰＭＯＳトランジスタＱ１を流れる電流Ｉ１ａはｂ×Ｉ１ｃだけ減少し、直流電流源１０２（Ｑ３）を流れる電流はｍ×ｂ×Ｉ１ｃだけ減少する。

以上のように、ＰＭＯＳトランジスタＱ６とＰＭＯＳトランジスタＱ２の電流比を可変することで、高周波電流の重畳時に、非重畳時の直流電流Ｉ１や高周波電流Ｉ２とは無関係に、常に一定値だけ直流電流を減少させることができる。

本実施形態のレーザダイオード駆動回路によれば、第１のスイッチング素子のスイッチング動作時に、直流電流源の電流値が一定値だけ減少するため、レーザダイオードの駆動電流のピーク値を光ディスクの材質やレーザダイオード特性で定まる一定の閾値以下に制御でき、読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずることが無い。また、第１の実施形態のレーザダイオード駆動回路の場合と同様に、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、すべてレーザダイオードの発光に寄与し、消費電流が大きく、発熱が増加することが無いという優れた産業上の効果が得られる。

上述の第１乃至第３の実施形態のレーザダイオード駆動回路は、レーザダイオード駆動回路ユーザである光ドライブメーカの設計方針によって、適宜選択される。

本発明の第４の実施形態であるレーザダイオード駆動回路は、図１を用いて説明した第１の実施形態と同じ回路ブロックから構成されているが、第１の電流設定回路の構成が異なり、高周波電流の重畳時に、外部信号によって直流電流源の電流が変化する又はしないを選択可能とした点が、本発明の第４の実施形態の特徴である。

本発明の第４の実施形態の具体的回路例である図８を用いて構成を説明する。本発明の第４の実施形態であるレーザダイオード駆動回路は上述の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と第１の電流設定回路１０１の構成のみが異なる。第１の電流設定回路１０１は、上述の本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路で説明した第１の電流設定回路に加え、ＯＲ回路ＯＲ２を有する。ＯＲ回路ＯＲ２の一の入力端子には直流電流制御端子Ｔ３が接続され、他の端子には重畳制御端子Ｔ１が接続され、ＯＲ回路ＯＲ２の出力は第２のスイッチング素子Ｐ２のゲートに接続されている。

次に、図８を用いて、動作について説明する。重畳制御端子Ｔ１がＨレベルの場合の動作は、本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と同じであるので、説明を省略する。

また、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルの場合、Ｉ２＝ｎ×Ｉ２ａの電流が、電源電位ＶＤＤからＰＭＯＳトランジスタＱ５（２０２）、第１のスイッチング素子Ｐ１、出力端子Ｔ２、レーザダイオードＬＤを経由して接地電位に流れる点も、本発明の第１の実施形態であるレーザダイオード駆動回路と同じである。

一方、重畳制御端子Ｔ１がＬレベルで直流電流制御端子Ｔ３がＬレベルの場合、ＯＲ回路ＯＲ２の出力はＬレベルとなるため、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第２のスイッチング素子Ｐ２はＯＮとなり、ＰＭＯＳトランジスタＱ１とＰＭＯＳトランジスタＱ２は、ソースとドレインが並列接続された状態となって、上述の本発明の第１の実施形態のレーザダイオード駆動回路で説明した、高周波電流の重畳時に、直流電流源の電流値が高周波電流源を流れる最大電流に比例した値だけ減少する動作が行われる。しかし、直流電流制御端子Ｔ３がＨレベルの場合、ＯＲ回路ＯＲ２の出力はＨレベルとなるため、ＰＭＯＳトランジスタで構成される第２のスイッチング素子Ｐ２はＯＦＦとなり、高周波電流の重畳時に、直流電流源の電流値が変化することが無い。

本実施形態のレーザダイオード駆動回路によれば、高周波電流の重畳時に、直流電流制御端子Ｔ３に加えられる外部信号のレベルによって、光ディスクの種類に応じて直流電流源の電流が変化する又はしないを選択可能とすることができるという優れた産業上の効果が得られる。また、本実施形態は、上述の第２の実施形態及び第３の実施形態のレーザダイオード駆動回路にも適用可能である。

以上のように、本発明のレーザダイオード駆動回路によれば、高周波電流源を動作させる際には、直流電流源の電流を変化させることができる回路を備えているため、レーザダイオードの駆動電流のピーク値を光ディスクの材質やレーザダイオード特性で定まる一定の閾値以下に制御でき、読込期間に消去が行われたり、消去期間に書込が行われるという問題を生ずることが無い。また、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、電源電位からレーザダイオードを経由して接地電位にいたる経路以外に、レーザダイオードをバイパスして電源電位から接地電位に至る経路を持たないため、直流電流源と高周波電流源から供給される電流が、すべてレーザダイオードの発光に寄与し、消費電流が大きく、発熱が増加することが無いという優れた産業上の効果が得られる。

本実施形態では、直流電流源と高周波電流源がそれぞれ１つの例で説明したが、読込、消去、書込の各期間で複数の直流電流源又は複数の高周波電流源を切り替えて使用するように構成しても良く、その際、各期間で上述の異なる実施形態のレーザダイオード駆動回路を採用しても良い。
また、本実施形態では、書換型光ディスクの例で説明したが追記型光ディスクの場合にも適用可能であり、本実施形態と相反する伝導型のトランジスタや同じ動作を行う論理回路を用いる等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。

本発明の第１及び第４の実施形態のレーザダイオード駆動回路を示す回路ブロック図。 本発明の第１の実施形態のレーザダイオード駆動回路を示す具体的回路例。 本発明の第１の実施形態のレーザダイオード駆動回路の動作を示す図。 本発明の第２及び第３の実施形態のレーザダイオード駆動回路を示す回路ブロック図。 本発明の第２の実施形態のレーザダイオード駆動回路を示す具体的回路例。 本発明の第２の実施形態のレーザダイオード駆動回路の動作を示す図。 本発明の第３の実施形態のレーザダイオード駆動回路を示す具体的回路例。 本発明の第４の実施形態のレーザダイオード駆動回路を示す具体的回路例。 レーザーダイオードの駆動電流を説明する図。 高周波電流が重畳されたレーザーダイオードの駆動電流を説明する図。 従来のレーザダイオード駆動回路を示す回路図。 従来のレーザダイオード駆動回路の動作を示す図。 従来の別のレーザダイオード駆動回路を示す回路図。 従来の別のレーザダイオード駆動回路の動作を示す図。

符号の説明

２０ 高周波重畳回路
６０、７０ 第１の電流源
６１、７１ 第２の電流源
６２、６３、７３、７４ ＮＭＯＳトランジスタ
６５ 擬似負荷
７５、７６ ＰＭＯＳトランジスタ
１０１ 第１の電流設定回路
１０２ 直流電流源
２０１ 第２の電流設定回路
２０２ 高周波電流源
２０３ 重畳制御回路
ａ、ｂ、ｍ、ｎ 定数
Ｉ１ 直流電流
Ｉ２ 高周波電流
Ｉ３ レーザダイオード駆動電流
Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６ 電流
Ｉｓｅｔ１、Ｉｓｅｔ２、Ｉｓｅｔ３ 電流設定端子
Ｉ１ａ、Ｉ１ｂ、Ｉ１ｃ、Ｉ２ａ、Ｉｉｎ１、Ｉｉｎ２、Ｉｉｎ３ 電流
ＬＤ レーザダイオード
ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３ オペアンプ
ＯＲ１、ＯＲ２ ＯＲ回路
ＯＳＣ 発振回路
Ｐ１ 第１のスイッチング素子
Ｐ２ 第２のスイッチング素子
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６ ＰＭＯＳトランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６ 抵抗
Ｓ１ ＯＲ回路ＯＲ１の出力
ＳＷ１、ＳＷ１’ 互いに逆相の電圧パルス
ｔ 時間
Ｔ１ 重畳制御端子
Ｔ２ 出力端子
Ｔ３ 直流電流制御端子
ＶＤＤ 電源電位

Claims (11)

1. レーザダイオードに直流電流を供給する直流電流源と、前記直流電流源と並列に接続され前記レーザダイオードに高周波電流を供給する高周波電流源を備えたレーザダイオード駆動回路において、前記高周波電流源を動作させる際には、前記直流電流源の電流を変化させることができる回路を備えていることを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
2. 前記高周波電流源が供給する電流が、常に前記直流電流の電流極性と同一極性を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオード駆動回路。
3. 前記直流電流源と前記高周波電流源から供給される電流が、電源電位から前記レーザダイオードを経由して接地電位にいたる経路以外に、前記レーザダイオードをバイパスして前記電源電位から前記接地電位に至る経路を持たないことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザダイオード駆動回路。
4. 前記直流電流源の電流値を設定する第１の電流設定回路と、前記高周波電流源の電流値を設定する第２の電流設定回路と、前記高周波電流源からの電流をスイッチングする第１のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子に高周波信号を供給する重畳制御回路とを有し、第２の電流設定回路の出力を第１の電流設定回路に与えることによって、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作時に、前記直流電流源の電流値が前記高周波電流源を流れる最大電流に比例した値だけ減少することを特徴とする請求項１乃至３に記載のレーザダイオード駆動回路。
5. 前記第１の電流設定回路が前記直流電流源とソース及びゲートをそれぞれ共通接続された第１のトランジスタと、ソースを電源電位にドレインを第２のスイッチング素子を介して前記第１のトランジスタのドレインに接続した第２のトランジスタを有し、第２の電流設定回路の出力を前記第２のトランジスタのゲートに入力することを特徴とする請求項４に記載のレーザダイオード駆動回路。
6. 前記直流電流源の電流値を設定する第１の電流設定回路と、前記高周波電流源の電流値を設定する第２の電流設定回路と、前記高周波電流源からの電流をスイッチングする第１のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子に高周波信号を供給する重畳制御回路とを有し、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作時に、前記直流電流源の電流値が一定比率だけ減少することを特徴とする請求項１乃至３に記載のレーザダイオード駆動回路。
7. 前記第１の電流設定回路が前記直流電流源とソース及びゲートをそれぞれ共通接続された第１のトランジスタと、ソースを電源電位にドレインを第２のスイッチング素子を介して前記第１のトランジスタのドレインに接続した第２のトランジスタを有し、第１の電流設定回路の出力を前記第２のトランジスタのゲートに入力することを特徴とする請求項６に記載のレーザダイオード駆動回路。
8. 前記直流電流源の電流値を設定する第１の電流設定回路と、前記高周波電流源の電流値を設定する第２の電流設定回路と、前記高周波電流源からの電流をスイッチングする第１のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子に高周波信号を供給する重畳制御回路とを有し、第１の電流設定回路の出力を一定値下げることによって、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作時に、前記直流電流源の電流値が常に一定値だけ減少することを特徴とする請求項１乃至３に記載のレーザダイオード駆動回路。
9. 前記第１の電流設定回路が前記直流電流源とソース及びゲートをそれぞれ共通接続された第１のトランジスタと、ソースを電源電位にドレインを第２のスイッチング素子を介して前記第１のトランジスタのドレインに接続した第２のトランジスタを有し、一定電圧を前記第２のトランジスタのゲートに入力することを特徴とする請求項８に記載のレーザダイオード駆動回路。
10. 前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作時に、外部信号によって、前記直流電流源の電流が変化する又はしないを選択可能としたことを特徴とする請求項４乃至９に記載のレーザダイオード駆動回路。
11. 前記第１の電流設定回路がＯＲ回路を有し、前記ＯＲ回路の入力の一方に前記外部信号が、入力の他方に前記重畳制御回路に入力される重畳オンオフ信号が入力され、前記ＯＲ回路の出力を前記第２のスイッチング素子のゲートに入力することを特徴とする請求項１０に記載のレーザダイオード駆動回路。
    

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