JP2008130109A - 光ディスク装置及びレーザ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置のレーザダイオードの駆動電圧を、動作環境に応じて適切に設定することにより、不要な消費電力と発熱の低減を実現する。
【解決手段】温度検出部２は、ピックアップ１０内の温度を検出する。メモリ１は、各種動作環境におけるレーザドライバ５に供給する電圧を記憶する。コントローラ１４は、現在の動作環境に応じてメモリ１に記憶した電圧を参照して、レーザドライバ５に供給する電圧を設定する。動作環境のパラメータには、温度、動作モード、記録速度、累積発光時間の少なくとも１つを含む。メモリ１に記憶する電圧は、当該動作環境においてレーザドライバ５の消費する電力が最小となる電圧である。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザダイオードのレーザ光を利用して光ディスクに情報の記録再生を行う光ディスク装置及びレーザダイオードを好適に駆動するレーザ駆動方法に関する。

ＤＶＤディスクの約５倍の記録容量を持つＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）ディスクを搭載する光ディスク装置の製品開発が活発化している。ＢＤディスクでは短波長青色レーザを利用するが、光源である青色レーザダイオードはＤＶＤ用の赤色レーザダイオードに比較してその駆動電圧が高くなり、電源電圧の切替が必要となる。特にＢＤディスク装置をノート型ＰＣに搭載する際、これまでの５Ｖ電源電圧では駆動できなくなるケースが発生している。しかしながら、ノート型ＰＣにおいて全体の電源電圧を高めた場合、装置の消費電力と発熱の増大を招く。その結果、ノート型ＰＣのバッテリーの容量から来る使用時間の減少、あるいは、発熱によるＢＤディスクの性能低下といった課題を生じる。このように、駆動電圧が高い青色レーザダイオードを用いる際に関連する技術として、次のような提案がなされている。

特許文献１では、レーザ駆動電源と他部の電源を分離し、レーザ駆動電源に電圧可変レギュレータ手段を設けてレーザダイオード出力段の電源電圧を可変とすることを開示している。また特許文献２では、レーザ駆動電源を可変出力電圧源とし、自動パワー制御（ＡＰＣ）等の動作電圧監視手段により動作電圧が目標値となるように可変出力電圧源を制御することを開示している。

特開平１１−２１３４２６号公報 特開２００６−１８５９９７号公報

光ディスク装置においては、単にレーザ光源の切替時だけでなく、再生／記録倍速、環境温度、レーザ点灯累積時間等の動作環境が変化すると、レーザダイオードの最適な駆動電圧が変化する。特に、ＢＤディスク用青色レーザ光を使用する場合においては消費電力が大きいので、不要な消費電力と発熱を抑えるために、駆動電圧のきめ細かな調整が有効となる。

上記特許文献１は、２つのレーザダイオード（赤色及び青色）に対するレーザ駆動電源を共通の可変出力電圧源とし、必要とするレーザ光の種類に応じて可変出力電圧源の電圧を制御するものである。言い換えれば、ディスクの種類（ＤＶＤ，ＢＤ）に応じて電圧を切り替えるものであり、動作環境に応じて電圧を制御することについては考慮されていない。

上記特許文献２は、レーザ駆動回路の動作電圧が目標値を維持するように制御するものであり、目標値の設定自身が消費電力や発熱の低減を意図するものではない。

本発明の目的は、光ディスク装置のレーザダイオードの駆動電圧を、動作環境に応じて適切に設定することにより、不要な消費電力と発熱の低減を実現することである。

本発明の光ディスク装置は、レーザ光を発生するレーザダイオードとレーザダイオードを駆動するレーザドライバとを有し、発生したレーザ光を光ディスクに照射するピックアップと、レーザドライバで使用する電力を供給する電源と、電源からレーザドライバに供給する電圧を制御する電圧制御部と、ピックアップ内の温度を検出する温度検出部と、各種動作環境におけるレーザドライバに供給する電圧を記憶するメモリとを備え、電圧制御部は、現在の動作環境に応じてメモリに記憶した電圧を参照して、レーザドライバに供給する電圧を設定する。

ここで、前記メモリに記憶する動作環境のパラメータには、温度、動作モード、記録速度、累積発光時間の少なくとも１つを含む。また前記メモリに記憶する電圧は、当該動作環境においてレーザドライバの消費する電力が最小となる電圧である。

前記電圧制御部は、ＰＷＭ制御部と制御電圧生成部と電圧可変レギュレータ部とを含み、ＰＷＭ制御部は、供給する電圧に相当するデューティのＰＷＭ信号を制御電圧生成部へ送り、制御電圧生成部は、ＰＷＭ信号を制御電圧に変換して電圧可変レギュレータ部へ送り、電圧可変レギュレータ部は、制御電圧によりレーザドライバに供給する電圧を調整する。

本発明のレーザ駆動方法は、予め、各種動作環境においてレーザドライバに供給する電圧をメモリに記憶しておき、現在の動作環境として、ピックアップ内の温度、動作モード、記録速度、累積発光時間の少なくとも１つの条件を取得し、メモリを参照して、現在の動作環境条件に該当する電圧を取得し、取得した電圧にてレーザドライバに電力を供給する。

本発明によれば、光ディスク装置において動作環境が変化しても、これに対応して消費電力と発熱の低減を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の光ディスク装置におけるレーザ駆動制御系の一実施例を示すブロック図である。本実施例の装置は、ＢＤディスクを搭載し、青色レーザ光にて情報を記録又は再生する場合である。図１では省略するが、装着した光ディスクはスピンドルモータにて回転し、ピックアップ１０はレーザ光を光ディスクの記録面に照射し、情報を記録または再生する。

ピックアップ１０内には光源となる青色レーザダイオード（ＬＤ）８を有し、レーザドライバ５内のＬＤ電流出力部３から電力（電流）を供給して発光させる。第１の電源１１はレーザドライバ５に発光用に所定の電圧の電力を供給し、電圧可変レギュレータ１２はこれを最適な電圧に調整してレーザドライバ５に供給する。レーザドライバ５の中で、符号６は第１の電源端子、符号７はＬＤ駆動端子、符号４は接地端子である。

ピックアップ１０内には、情報保持部（メモリ）１と温度検出部２とを有する。情報保持部１は例えばＥＥＰＲＯＭ（電気的に書き換え可能なＲＯＭ）であり、青色レーザダイオード８を発光させるための様々な動作環境における最適駆動電圧を記憶する。温度検出部２は、ピックアップ１０内の温度を検出する。

コントローラ１４は、情報保持部（メモリ）１と温度検出部２の情報を基に、レーザドライバ５に最適な駆動電圧を設定する。そのため、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１５は制御信号であるＰＷＭ信号を生成し、制御電圧生成部１３はこれを制御電圧（Ｖｃｎ）に変換し、これに従い電圧可変レギュレータ部１２はレーザドライバ５への出力電圧（ＶＨＩ）を調整する。ここに、コントローラ１４とＰＷＭ制御部１５と制御電圧生成部１３と電圧可変レギュレータ部１２は、レーザドライバに供給する電圧を制御する電圧制御部である。

図２は、情報保持部１が記憶する動作環境と最適駆動電圧の関係の一例を示すテーブルである。動作環境のパラメータとして、記録／再生モード、記録速度、周囲温度を取り上げ、これに対するレーザドライバ５への最適駆動電圧（ＶＨＩ）を示している。図で示すように、最適駆動電圧は、再生モードよりも記録モードの方を、また高速化するほど高めにする。一方、周囲温度が上昇すると駆動電圧を下げるようにする。これらの傾向は、各動作環境において設定する最適発光パワーの大小の傾向に一致する。パラメータとしてこれ以外に、レーザダイオード８の累積発光時間等も取り上げる。累積時間が閾値を超えた場合、その発光効率の低下を補償するため駆動電圧を高めに設定するのが良い。図２はＢＤディスク（青色レーザ発光時）の条件であるが、さらにディスクの種類をパラメータとし、それに応じて設定することもできる。

駆動電圧（ＶＨＩ）の最適値決定には、予め試験機で各動作モードにおけるレーザドライバの消費電力と発熱を駆動電圧を変えて測定する。そして、所定の動作が可能であって、消費電力が最小となる駆動電圧値を最適値に決定する。また温度補正については、レーザダイオードの温度特性を参考にして決定する。これらの設定値は、各装置を出荷する時点でＥＥＰＲＯＭなどの情報保持部１に記憶させておく。さらに、学習効果等により出荷後に最適値を変更または追加したい場合は、コントローラ１５から情報保持部１へ書き込むことができる。

図３は、本実施例における駆動電圧制御波形の一例を示す図である。コントローラ１４は、情報保持部１や温度検出部２から現在の動作環境（動作モード、温度等）と駆動電圧の最適値の情報を取得する。（ａ）は動作モードであり、記録モードから再生モードへ切り替わる場合を示す。（ｂ）はＰＷＭ制御部１５にて生成するＰＷＭ信号であり、モードによりそのデューティ（Ｄｕｔｙ）を変化させる。記録モードではＰＷＭ出力信号のＨｉ期間のＤｕｔｙを短くさせ（１０％）、再生モードではＨｉ期間のＤｕｔｙを長くさせる（９０％）。（ｃ）は制御電圧生成部１３にて生成する制御電圧（Ｖｃｎ）であり、記録モードでは制御電圧（Ｖｃｎ）を低く設定し、再生モードでは制御電圧（Ｖｃｎ）を高く設定する。（ｄ）は可変電圧レギュレータ１２から出力されるレーザドライバ５への駆動電圧（ＶＨＩ）であり、記録モードでは高く（１１Ｖ）、再生モードでは低く（６Ｖ）設定することで、レーザドライバ５への駆動電圧（ＶＨＩ）を最適化する。

動作環境のパラメータが他の場合（記録速度、周囲温度、累積発光時間等）でも、同様にＰＷＭ信号のＤｕｔｙを変えることで駆動電圧を最適に制御する。その結果、レーザドライバにおける消費電力を最小化し、不要な消費電力及び発熱を低減させることができる。

図４は、本実施例におけるレーザ駆動方法の流れを示すフローチャートである。コントローラ１４は、記録又は再生動作の指示を受けるとレーザ駆動条件の設定を開始する（ステップＳ１０１）。まず、温度検出部２にてピックアップ内の現在の温度（Ｔｅｍｐ）を検出する（ステップＳ１０２）。次に、動作モード（Ｍｏｄｅ）の種類を取得し（ステップＳ１０３）、その速度条件（Ｖｅｌ）を取得する（ステップＳ１０４）。これらの取得したパラメータ条件（Ｔｅｍｐ、Ｍｏｄｅ、Ｖｅｌ）に基づき、情報保持部１から最適駆動電圧（ＶＨＩ）を読み出して取得する（ステップＳ１０５）。その際、図２のテーブルを参照し、例えば温度（Ｔｅｍｐ）については閾値と比較して、温度区分（高温、常温、低温用）に従って最適値を選択する。動作モード（Ｍｏｄｅ）／速度（Ｖｅｌ）についても、該当する最適値を選択する。

コントローラ内のＰＷＭ制御部１５は、取得した最適駆動電圧（ＶＨＩ）に相当するＰＷＭ信号のＤｕｔｙを設定し、制御電圧生成部１３へ送る（ステップＳ１０６）。制御電圧生成部１３はＰＷＭ信号を制御電圧Ｖｃｎに変換し、電圧可変レギュレータ部１２は制御電圧Ｖｃｎによりレーザドライバ５の駆動電圧（ＶＨＩ）を最適に設定する（ステップＳ１０７）。これでレーザドライバ５の駆動電圧設定を完了し、レーザドライバ５はレーザダイオード８をこの条件で駆動してレーザ光を発光させ、引き続き指定された記録／再生動作に進む（ステップＳ１０８）。

上記したレーザドライバ５の駆動電圧の設定は、記録再生動作開始時の初期設定だけでなく、記録再生動作中でも随時実行可能である。これにより、温度上昇などの動作環境変化に対しても迅速に対応して駆動電圧を修正することができる。また、図４では省略したが、動作環境パラメータとして累積発光時間やディスクの種類など適宜追加することができる。累積発光時間については、情報保持部１に現在までの累積時間を保持し、閾値と比較するようにする。またディスクの種類については、図示しないディスク判別部により装着されたディスクの種類を判別して、該当する最適値を選択する。これにより、さらにきめ細かな電圧設定を行うことができる。

以上述べたように本実施例によれば、動作環境の変化に対して、レーザ駆動電圧を最適に設定することができるので、レーザドライバにおける不要な消費電力と発熱を低減することができる。その際、各動作環境に対するレーザ駆動電圧の最適値を予めメモリに記憶しておき、これを参照して設定するので、制御の迅速化と制御系の簡素化を図ることができる。

本発明の光ディスク装置におけるレーザ駆動制御系の一実施例を示すブロック図。 情報保持部１が記憶する動作環境と最適駆動電圧の関係の一例を示すテーブル。 本実施例における駆動電圧制御波形の一例を示す図。 本実施例におけるレーザ駆動方法の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１…情報保持部（メモリ）、
２…温度検出部、
３…ＬＤ電流出力部、
５…レーザドライバ、
８…レーザダイオード（ＬＤ）、
９…コントローラ、
１０…ピックアップ、
１１…第１の電源、
１２…電圧可変レギュレータ部、
１３…制御電圧生成部、
１４…コントローラ、
１５…ＰＷＭ制御部。

Claims (5)

1. 光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録再生する光ディスク装置において、
   レーザ光を発生するレーザダイオードと該レーザダイオードを駆動するレーザドライバとを有し、発生したレーザ光を上記光ディスクに照射するピックアップと、
   上記レーザドライバで使用する電力を供給する電源と、
   該電源から上記レーザドライバに供給する電圧を制御する電圧制御部と、
   上記ピックアップ内の温度を検出する温度検出部と、
   各種動作環境における上記レーザドライバに供給する電圧を記憶するメモリとを備え、
   上記電圧制御部は、現在の動作環境に応じて上記メモリに記憶した電圧を参照して、上記レーザドライバに供給する電圧を設定することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置であって、
   前記メモリに記憶する動作環境のパラメータには、温度、動作モード、記録速度、累積発光時間の少なくとも１つを含むことを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の光ディスク装置であって、
   前記メモリに記憶する電圧は、当該動作環境において前記レーザドライバの消費する電力が最小となる電圧であることを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１記載の光ディスク装置であって、
   前記電圧制御部は、ＰＷＭ制御部と制御電圧生成部と電圧可変レギュレータ部とを含み、
   該ＰＷＭ制御部は、供給する電圧に相当するデューティのＰＷＭ信号を上記制御電圧生成部へ送り、
   該制御電圧生成部は、該ＰＷＭ信号を制御電圧に変換して上記電圧可変レギュレータ部へ送り、
   該電圧可変レギュレータ部は、該制御電圧により前記レーザドライバに供給する電圧を調整することを特徴とする光ディスク装置。
5. 光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録再生する際のレーザ駆動方法において、
   予め、各種動作環境においてレーザドライバに供給する電圧をメモリに記憶しておき、
   現在の動作環境として、ピックアップ内の温度、動作モード、記録速度、累積発光時間の少なくとも１つの条件を取得し、
   上記メモリを参照して、上記現在の動作環境条件に該当する電圧を取得し、
   取得した電圧にて上記レーザドライバに電力を供給することを特徴とするレーザ駆動方法。

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