JP2008234809A - 周波数補正回路、周波数補正方法、レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、および光記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広帯域で安定な発光周波数補正が可能な周波数補正回路、周波数補正方法、レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、および光記録装置を提供する。
【解決手段】周波数変動因子を含むデバイスの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路１０であって、駆動信号電流ＷＲＳを増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路１１と、周波数変動に対応したコントロール信号に応じて第１信号電流と第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路１６とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスク装置等に適用可能な周波数補正回路、周波数補正方法、レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、および光記録装置に関するものである。

記録再生が可能な光ディスク装置は、レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）から出射されるレーザ光をディスクに照射してデータの記録、再生を行う。

図１は、レーザダイオードを大電流で駆動するレーザ駆動回路の基本的な構成例を示す回路図である。

このレーザ駆動回路１は、ライト（書き込み）信号の入力段のトランジスタＱ０と、電流増幅出力段である複数のトランジスタＱ１、Ｑ２、・・・Ｑｎと、抵抗素子Ｒ０〜Ｒｎとを有する。トランジスタＱ０とトランジスタＱ１、Ｑ２、・・・Ｑｎはカレントミラーを構成し、たとえばフレキシブル伝送線路２を通してレーザダイオード（ＬＤ）３に接続さる。

レーザ駆動回路１において、トランジスタＱ０に流れるライト電流は、カレントミラーを構成するトランジスタＱ１〜Ｑｎを通して電流増幅され、レーザダイオード３に流れる。
このようなレーザ駆動回路１においは、その終段で大部分の電流増幅が行われ、出力電流は出力段のトランジスタ数に比例し、その数により出力電流が決定される。そのため、出力容量はトランジスタ数倍に比例して増大する。

図２は、図１の簡易等価回路である。
レーザの発光周波数特性は、駆動回路１の出力容量（Ｃｏｕｔ）＋端子間容量（Ｃｔ）と動作抵抗（Ｒｄ）で決まるので、出力からレーザダイオードまでのインダクタンス（Ｌｉ）が小さく、レーザダイオードの動作抵抗が低ければあまり問題とはならない。
たとえば、７８０ｎｍレーザダイオードの動作抵抗Ｒｄは約５Ωであり、Ｃｏｕｔ＋Ｃｔが６０ｐＦ時でも伝送帯域幅（ＢＷ）は５３０ＭＨｚとなり、必要な伝送帯域幅は確保される。

レーザダイオードを用いた一般的な光ディスク装置の記録再生装置では、転送レート（rate）が１０Ｍｂｐｓと遅いことから、記録時の光パルス帯域は１００ＭＨｚあれば十分である。

また、たとえばブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ）に使用される波長が４００ｎｍのレーザの動作抵抗Ｒｄは２０Ω〜１５Ω（Ｃｔは２０ｐＦ前後）と大きいため、単純にＣｏｕｔ＋Ｃｔが６０ｐＦで伝送帯域幅を計算すると１／４〜１／３となってその伝送帯域幅は１５０ＭＨｚ〜１８０ＭＨｚとなる。

また、この波長が４００ｎｍの光ディスク装置では、１倍速の３５Ｍｂｐｓ、２倍速の７０Ｍｂｐｓも要求されており、必要な伝送帯域は３００〜５００ＭＨｚとなる。

しかしながら、使用するレーザの発光周波数特性はプロセスで決まるが、バラツイている。
また、レーザの動作抵抗Ｒｄのバラツキや温度変化（周波数変動因子）による発光周波数特性の変化は、一般的に、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路やレベル補正回路でレベルを抑えているが、原因が周波数特性の変化であるので、ライト波形を同一にすることが困難である。

周波数特性を変化させるには、容量Ｃや抵抗Ｒを可変してフィルタを形成すれば良いが、３００〜５００ＭＨｚの周波数帯域を確保して、周波数特性を可変するのは困難である。

また、バラクタダイオード（varactor diode）を使用すれば広帯域化は可能であるが、素子のバラツキ（可変感度や絶対値）が大きいことから不安定で、補正結果を検出できないと実用に供することは困難である。

本発明は、広帯域で安定な周波数補正が可能な周波数補正回路、周波数補正方法、レーザ駆動回路、レーザ駆動方法、および光記録装置を提供することにある。

本発明の第１の観点は、周波数変動因子を含むデバイスの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路であって、駆動信号電流を増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路と、上記周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路とを有する。

本発明の第２の観点は、周波数変動因子を含むデバイスの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正方法であって、駆動信号電流を増幅し、周波数特性を持つ第１信号電流を生成するステップと、駆動信号電流を増幅し、周波数特性を持たない第２信号電流を生成するステップと、上記周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変するステップとを有する。

本発明の第３の観点は、レーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路であって、上記レーザダイオードの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路を有し、上記周波数補正回路は、駆動信号電流を増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路と、上記レーザダイオードの周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路と、を含む。

本発明の第４の観点は、レーザダイオードを駆動するレーザ駆動方法であって、上記レーザダイオードの駆動信号電流を増幅し、周波数特性を持つ第１信号電流を生成するステップと、上記駆動信号電流を増幅し、周波数特性を持たない第２信号電流を生成するステップと、上記レーザダイオードの周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変するステップと、を有し、周波数特性を補正した駆動信号により上記レーザダイオードを駆動する。

本発明の第５の観点は、レーザダイオードによるレーザ光を記録媒体に照射することによりデータの記録を行う光記録装置であって、上記レーザダイオードの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路を含み、補正した駆動信号により上記レーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路を有し、上記周波数補正回路は、駆動信号電流を増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路と、上記レーザダイオードの周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路と、を含む。

本発明によれば、カレントミラー回路で駆動信号電流が増幅され、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とが生成され、分流比可変回路に出力される。
分流比可変回路においては、周波数変動に対応したコントロール信号に応じて第１信号電流と第２信号電流の分流比が可変される。

本発明によれば、広帯域で安定な周波数補正が可能である利点がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に関連付けて説明する。

図３は、本発明の実施形態に係る周波数補正回路の構成例を示す回路図である。

本周波数補正回路１０は、半導体レーザ駆動回路に適用可能であって、図３に示すように、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタという）Ｑ１１〜Ｑ１７、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタという）Ｑ１８，Ｑ１９、抵抗素子Ｒｅ１１〜Ｒｅ１５，Ｒ１１〜Ｒ１４、キャパシタＣ１１、信号入力端子Ｔ１１，Ｔ１２、およびコントロール信号出力端子Ｔ１３を有する。

信号入力端子Ｔ１１には、たとえばレーザの駆動信号であるライト信号（電流）ＷＲＳが供給され、信号入力端子Ｔ１２には、リスポンスコントロール信号ＲＳＰＣが供給される。

信号源として機能する第１トランジスタとしてのトランジスタＱ１１のベースおよびコレクタが信号入力端子Ｔ１１に接続され、エミッタが抵抗素子Ｒｅ１１を介して基準電位Ｖｓｓ（たとえば接地電位）に接続されている。そして、トランジスタＱ１１のベースが第２トランジスタとしてのトランジスタＱ１２のベースおよび第３トランジスタとしてのトランジスタＱ１３のベースに接続されている。
これらのトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３によりカレントミラー（current mirror）回路１１が構成される。
トランジスタＱ１２のエミッタが抵抗素子Ｒｅ１２を介して基準電位Ｖｓｓに接続され、かつ、キャパシタＣ１１の第１電極に接続され、コレクタがトランジスタＱ１４，Ｑ１５のエミッタに共通に接続されている。トランジスタＱ１３のエミッタが抵抗素子Ｒｅ１３を介して基準電位Ｖｓｓに接続され、コレクタがトランジスタＱ１６，Ｑ１７のエミッタに共通に接続されている。
キャパシタＣ１１の第２電極が抵抗素子Ｒ１１の一端に接続され、抵抗素子Ｒ１１の他端が基準電位Ｖｓｓに接続されている。
キャパシタＣ１１と抵抗素子Ｒ１１は、周波数補正用素子１２としてトランジスタＱ１２のエミッタに接続されている。

抵抗素子Ｒ１２と抵抗素子Ｒ１３が電源電位Ｖｃｃと基準電位Ｖｓｓとの間に直列に接続され、コントロールリファレンス信号生成部１３が構成されている。
このコントロールリファレンス信号生成部１３は、抵抗素子１２と抵抗素子１３の接続ノードＮＤ１１からコントロールリファレンス信号ＣＲＥＦを出力する。

トランジスタＱ１４のコレクタおよびトランジスタＱ１６のコレクタが接続され、その接続点が電源電位Ｖｃｃに接続されている。トランジスタＱ１５のコレクタおよびトランジスタＱ１７のコレクタが接続され、その接続点がトランジスタＱ１８のベースおよびコレクタ、並びにトランジスタＱ１９のベースに接続されている。
そして、トランジスタＱ１４のベースおよびトランジスタＱ１７のベースが、リスポンスコントロール信号ＲＳＰＣが供給される信号入力端子Ｔ１２に接続されている。トランジスタＱ１５のベースおよびトランジスタＱ１６のベースが、コントロールリファレンス信号生成部１３のノードＮＤ１１に共通に接続されている。
トランジスタＱ１４、Ｑ１５により第１電流スイッチ回路１４が構成され、トランジスタＱ１６，Ｑ１７により第２電流スイッチ回路１５が構成されている。そして、上述した接続関係をもつトランジスタＱ１４〜Ｑ１７により分流比可変回路としての電流乗算器（current multiplier）１６が構成され、分流比を可変するように構成されている。

トランジスタＱ１８のエミッタが抵抗素子Ｒｅ１４を介して電源電位Ｖｃｃに接続され、トランジスタＱ１９のエミッタが抵抗素子Ｒｅ１５を介して電源電位Ｖｃｃに接続されている。トランジスタＱ１８およびＱ１９により第２カレントミラー回路１７が構成されている。
そして、トランジスタＱ１９のコレクタがコントロール信号出力端子Ｔ１３に接続されている。
また、コントロール信号出力端子Ｔ１３と基準電位Ｖｓｓとの間にたとえば抵抗値５０オームの抵抗素子Ｒ１４が接続されている。

ここで、上記構成を有する周波数補正回路の動作を説明する。

信号入力端子Ｔ１１に供給されたライト信号電流ＷＲＳは、トランジスタＱ１１,Ｑ１２,Ｑ１３により構成されるカレントミラー回路１２に供給される。
トランジスタＱ１２のエミッタには、周波数補正用素子部１２を形成するキャパシタＣ１１と抵抗素子Ｒ１１が付加されている。
ここで、トランジスタＱ１１,Ｑ１２,Ｑ１３のエミッタ側の抵抗素子Ｒｅ１１，Ｒｅ１２，Ｒｅ１３の抵抗値を等しく設定することにより（Re11=Re12=Re13）、トランジスタＱ１１,Ｑ１２,Ｑ１３それぞれのコレクタ電流は、次のようになる。
トランジスタＱ１１のコレクタ電流はライト信号電流、トランジスタＱ１２のコレクタ電流は反転ハイブースト（high boost）ライト信号電流（第１信号電流）、トランジスタＱ１３のコレクタ電流は反転ライト信号電流（第２信号電流）となる。

電流スイッチ回路１４，１５を構成するトランジスタＱ１４，１５、およびトランジスタＱ１６，Ｑ１７で、トランジスタＱ１２,Ｑ１３のコレクタ出力を、コントロールリファレンス信号ＣＲＥＦとリスポンスコントロール信号ＲＳＰＣの電圧差によって分流して出力する。
トランジスタＱ１４とトランジスタＱ１６、並びにトランジスタＱ１５とトランジスタＱ１７のコレクタ同士が接続されていることから、低域電流が一定で、分流比の異なる信号電流がトランジスタＱ１８に流れる（周波数特性（周波数振幅特性）がコントロールされる）。
そして、トランジスタＱ１８とトランジスタＱ１９により第２カレントミラー回路１７が構成されており、たとえば負荷５０Ωの出力インピーダンス（impedance）で信号出力端子Ｔ１３から出力される。

図３の回路において、信号電流に対し、トランジスタＱ１２とトランジスタＱ１３はエミッタ接地アンプ(amplifier)として動作するが、いわゆるカレントミラーアンプであることから、抵抗素子Ｒｅ１１，Ｒｅ１２，Ｒｅ１３の抵抗値を小さくすることで周波数特性の低下は抑制される。
また、トランジスタＱ１２，Ｑ１３に対し、スイッチトランジスタとして機能するトランジスタＱ１４，Ｑ１５，Ｑ１６，Ｑ１７はベース接地アンプとなっていることから、出力容量の影響が抑制され広帯域アンプとなる。同時に、トランジスタＱ１４，Ｑ１６、トランジスタＱ１５，Ｑ１７の出力容量も帰還容量のみとなる。
トランジスタＱ１８、Ｑ１９もカレントミラーアンプとなっており、抵抗素子Ｒｅ１４，Ｒｅ１５の抵抗値を小さくすることで広帯域となる。

図４は、図３の回路の周波数振幅コントロール特性を示す図である。
図４は、抵抗素子Ｒｅ１１の抵抗値を４７Ω、抵抗素子Ｒｅ１２の抵抗値を１２０Ω、抵抗素子Ｒｅ１３の抵抗値を１２０Ω、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値を０Ω、キャパシタＣ１１の容量を１０ｐＦとしてときの周波数振幅コントロール特性を示している。
図４からわかるように、図３の回路のブースト最大、最小（boost max／mini）で、伝送帯域幅（ＢＷ）が１ＧＨｚで、５ｄＢ可変／４００ＭＨｚが得られている。

図５は、図３の回路の周波数振幅補正特性を示す図である。
図５は、−２．０ｄＢ／３００ＭＨｚの周波数特性を図３の回路で補正したときの周波数振幅コントローラ特性を示している。
図５からわかるように、図３の回路において、２００ＭＨｚ付近が０．０５ｄＢ程アップするが、ほぼ平坦に補正できている。

図６は、図３の回路の温度依存性を加味した周波数振幅コントロール特性を示す図である。
図３の回路は、差動電流スイッチを適用していることから、差動アンプの入出力特性に等しく、温度特性はよい。

図７は、図３の回路の出力信号で駆動可能なレーザダイオードの発光周波数特性の温度特性を示す図である。
図７は、波長が４００ｎｍのレーザダイオードの発光周波数特性の温度変化例を示しており、２５℃で１０ｍＷの周波数特性を正規化した差分特性で、出力容量１ｐＦ程度の電流駆動アンプ（drive amplifier）で測定した特性を示している。
図７において、５ｍＷ時は、ηと周波数特性が１０〜３０ｍＷと異なっているが、１０〜３０ｍＷ時は略同じとなっている。

図８は、図７の４００ＭＨｚのレベル変化をプロットして示す図である。
図８からわかるように、レーザダイオードの発光周波数特性の温度変化は、±０．７５ｄＢ可変／４００ＭＨｚで良い。

＜最適な適用例＞
本実施形態に係る周波数補正回路は、レーザ駆動回路としての出力容量が十分小さく、伝送路との共振周波数が伝送周波数に対し十分高く、かつ共振Ｑが十分低い広帯域回路に適用するものである。
具体的には、伝送帯域幅（ＢＷ）を５００ＭＨｚとすると、たとえば出力容量１０ｐＦ程度で、伝送線路のインダクタンス（inductance）が１０ｎＨ以下であり、５００ＭＨｚとなる共振Ｑを限りなく１に近づけるようにした回路に適用可能である。

図９は、本発明の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成例を示す回路図である。
図９のレーザ駆動回路２０は、基本的に、図３の周波数回路と同様の機能を含む回路が適用されている。

本レーザ駆動回路２０は、ライト電流スイッチ２１、周波数補正回路２２、低出力容量駆動回路２３、および駆動段回路２４を有する。駆動段回路２４は、たとえばフレキシブルな伝送線路３０を介して駆動対象のレーザダイオード４０に接続されている。

ライト電流スイッチ２１は、ライトデータ(peak, bias, cool)によってコントロールした電流源２１１〜２１３による電流をスイッチイングしたライト信号電流ＷＲＳを周波数補正回路２２に供給する。

周波数補正回路２２は、トランジスタＱ２１〜Ｑ２７、抵抗素子Ｒｅ２１〜Ｒｅ２３、キャパシタＣ２１、信号入力端子Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３、および周波数補正された信号の出力端子Ｔ２４を有する。

信号入力端子Ｔ２１には、ライト電流スイッチ２１によるライト信号電流ＷＲＳが供給され、信号入力端子Ｔ２２には、図３のリスポンスコントロール信号ＲＳＰＣに対応する第１コントロール信号ＣＮＴ２１が供給され、信号入力端子Ｔ２３には、コントロールリファレンス信号ＣＲＥＦに対応する第２コントロール信号ＣＮＴ２２が供給される。
図９の周波数補正回路２２は、外部で生成されたコントロールリファレンス信号ＣＲＥＦに対応する第２コントロール信号ＣＮＴ２２を入力するように構成されている。したがって、図９の回路ではその生成部は設けられていない。
また、図９の周波数補正回路２２のトランジスタＱ２１〜Ｑ２７はｐｎｐ型バイポーラトランジスタにより構成され、図３の対応するトランジスタＱ１１〜Ｑ１７のｎｐｐ型トランジスタと逆極性となっている。したがって、接続関係が電源電位側と基準電位側と逆となっているが、図９の周波数補正回路２２の機能は図３の回路と同等の機能を有する。

信号源としてのトランジスタＱ２１のベースおよびコレクタが信号入力端子Ｔ２１に接続され、エミッタが抵抗素子Ｒｅ２１を介して電源電位Ｖｃｃに接続されている。そして、トランジスタＱ２１のベースがトランジスタＱ２２のベースおよびトランジスタＱ２３のベースに接続されている。
これらのトランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３によりカレントミラー（current mirror）回路２２１が構成される。
トランジスタＱ２２のエミッタが抵抗素子Ｒｅ２２を介して電源電位Ｖｃｃに接続され、かつ、キャパシタＣ２１の第１電極に接続され、コレクタがトランジスタＱ２４，Ｑ２５のエミッタに共通に接続されている。トランジスタＱ２３のエミッタが抵抗素子Ｒｅ２３を介して電源電位Ｖｃｃに接続され、コレクタがトランジスタＱ２６，Ｑ２７のエミッタに共通に接続されている。
キャパシタＣ２１の第２電極が基準電位Ｖｓｓに接続されている。このように、図９の周波数補正回路２２においては、周波数補正用素子２２２としてキャパシタＣ２１のみ設けている。これは、前述の図４等の特性評価に基づく。

トランジスタＱ２４のコレクタおよびトランジスタＱ２６のコレクタが接続され、その接続点が基準電位Ｖｓｓに接続されている。トランジスタＱ２５のコレクタおよびトランジスタＱ２７のコレクタが接続され、その接続点が信号出力端子Ｔ２４に接続されている。
そして、トランジスタＱ２４のベースおよびトランジスタＱ２７のベースが、第１コントロール信号ＣＮＴ２１が供給される信号入力端子Ｔ２２に接続されている。トランジスタＱ２５のベースおよびトランジスタＱ２６のベースが、第２コントロール信号ＣＮＴ２２が供給される信号入力端子Ｔ２３に接続されている。
トランジスタＱ２４、Ｑ２５により第１電流スイッチ回路２２３が構成され、トランジスタＱ２６，Ｑ２７により第２電流スイッチ回路２２４が構成されている。そして、上述した接続関係をもつトランジスタＱ２４〜Ｑ２７により分流比可変回路としての電流乗算器（current multiplier）２２５が構成され、分流比を可変するように構成されている。

低出力容量駆動回路２３は、トランジスタ（ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ）Ｑ２８、抵抗素子Ｒｅ２４、およびトランジスタＱ２８の出力インピーダンスを低下させる機能を有する広帯域低インピーダンスのバッファアンプＢＦ２３を有する。
トランジスタＱ２８のベースおよびコレクタが周波数補正回路２２の信号出力端子Ｔ２４およびバッファアンプＢＦ２３の入力に接続され、エミッタが抵抗素子Ｒｅ２４を介して基準電位Ｖｓｓに接続されている。このトランジスタＱ２８は第２カレントミラー回路２３１として機能する。
バッファアンプＢＦ２３は、たとえば必要な伝送周波数帯で出力インピーダンスが１０Ω以下となるように設定されている。このため、バッファアンプＢＦ２３により信号の出力インピーダンスは１０Ω以下となる。
このように、トランジスタＱ２８の出力インピーダンスを低下させる機能を有する広帯域低インピーダンスのバッファアンプＢＦ２３を設けることにより、レーザ駆動回路の出力容量を低下させることができ、これにより、駆動段回路の信号源インピーダンス変化による周波数特性の変化を防止でき、帰還容量がミラー効果でゲイン倍となる出力容量の増加を最小限にすることによって、伝送周波数特性を拡大することができるように構成されている。

駆動段回路２４は、トランジスタ（ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ）Ｑ２９、および抵抗素子Ｒｅ２５を有する。
トランジスタＱ２９のベースが低出力容量駆動回路２３のバッファアンプＢＦ２３の出力に接続され、エミッタが抵抗素子Ｒｅ２５を介して基準電位Ｖｓｓに接続され、コレクタが伝送線路３０を介してレーザダイオード４０のカソード側に接続されている。

ここで、上記構成を有するレーザ駆動回路の動作を説明する。

ライト電流スイッチ２１において、ライトデータ(peak, bias, cool)によってコントロールした電流をスイッチイングしたライト信号電流ＷＲＳが周波数補正回路２２に供給される。

周波数補正回路に供給されたライン信号電流ＷＲＳは、トランジスタＱ２１,Ｑ２２,Ｑ２３により構成されるカレントミラー回路２２１に供給される。
トランジスタＱ１２のエミッタには、周波数補正用素子部２２２を形成するキャパシタＣ２１が付加されている。
ここで、トランジスタＱ２１,Ｑ２２,Ｑ２３のエミッタ側の抵抗素子Ｒｅ２１，Ｒｅ２２，Ｒｅ２３の抵抗値を等しく設定することにより（Re21=Re22=Re23）、トランジスタＱ２１,Ｑ２２,Ｑ２３それぞれのコレクタ電流は、次のようになる。
トランジスタＱ２１のコレクタ電流はライト信号電流、トランジスタＱ２２のコレクタ電流は反転ハイブースト（high boost）ライト信号電流、トランジスタＱ２３のコレクタ電流は反転ライト信号電流となる。

電流スイッチ回路２２２，２２３を構成するトランジスタＱ２４，２５、およびトランジスタＱ２６，Ｑ２７で、トランジスタＱ２２,Ｑ２３のコレクタ出力を、第１コントロール信号ＣＮＴ２１と第２コントロール信号ＣＮＴ２２の電圧差によって分流して出力する。
トランジスタＱ２４とトランジスタＱ２６、並びにトランジスタＱ２５とトランジスタＱ２７のコレクタ同士が接続されていることから、低域電流が一定で、分流比の異なる信号電流がトランジスタＱ２８に流れる（周波数特性（周波数振幅特性）がコントロールされる）。
この周波数特性は、温度やレーザダイオードの動作抵抗Ｒｄ値でコントロールされる。
この周波数特性がコントロールされた信号電流が低出力容量駆動回路２３に供給される。
低出力容量駆動回路２３に供給された信号電流は、第２カレントミラー回路２３１を構成するトランジスタＱ２８により電流増幅され、バッファアンプＢＦ２３を介して駆動段回路２４のトランジスタＱ２９のベースに供給される。
これにより、ライト信号に応じたレーザダイオードの発光駆動が行われる。

図９の回路において、信号電流に対し、トランジスタＱ２２とトランジスタＱ２３はエミッタ接地アンプ(amplifier)として動作するが、いわゆるカレントミラーアンプであることから、抵抗素子Ｒｅ２１，Ｒｅ２２，Ｒｅ２３の抵抗値を小さくすることで周波数特性の低下は抑制される。
また、トランジスタＱ２２，Ｑ２３に対し、スイッチトランジスタとして機能するトランジスタＱ２４，Ｑ２５，Ｑ２６，Ｑ２７はベース接地アンプとなっていることから、出力容量の影響が抑制され広帯域アンプとなる。同時に、トランジスタＱ２４，Ｑ２６、トランジスタＱ２５，Ｑ２７の出力容量も帰還容量のみとなる。
トランジスタＱ２８もカレントミラーアンプとなっており、抵抗素子Ｒｅ２４の抵抗値を小さくすることで広帯域となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、レーザダイオード４０の駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路２２を有し、周波数補正回路２２は、ライト信号電流ＷＲＳを増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路２２１と、レーザダイオードの周波数変動に対応したコントロール信号ＣＮＴ２１、ＣＮＴ２２に応じて第１信号電流と第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路２２５と、を含むレーザ駆動回路２０を有することから、広帯域で安定な発光周波数補正が可能となる利点がある。

なお、上述したレーザ駆動回路は、たとえば波長が４００ｎｍ帯の半導体レーザを搭載するブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ）等に光記録再生装置に適用可能である。

図１０は、本発明の実施形態に係るレーザ駆動回路を採用可能な光記録再生装置の構成例を示す図である。

この光記録再生装置１００は、記録媒体（たとえば光ディスク）１０１、光ピックアップ（光ヘッド）１１０、記録系１２０、再生系１３０、制御系１４０、およびシステムコントローラ１５０を有する。

光記録再生装置１００は、光ディスク１０１をモータ駆動回路１０２により駆動されるスピンドルモータ１０３にて回転駆動し、光ディスク１０１の記録トラックを光ヘッド１１０によりレーザ光で走査することにより、所定のデータフォーマット（たとえば、ブルーレイディスクに適合したフォーマット、ＣＤの規格に適合したフォーマット）で、デジタルデータを光学的に記録し、再生する。

光ヘッド１１０は、レーザ駆動回路により駆動されデジタルデータの記録再生用のレーザダイオード１１１、レーザダイオード１１１が放射したレーザ光を検出するフォトディテクタ１１２やレーザダイオード１１１の放射したレーザ光の光ディスク１０１のよる反射光を検出するフォトディテクタ１１３等を内蔵している。

記録系１２０は、入力端子１２１から入出力インタフェース１２２を介して供給される記録すべきデジタルデータＤＴを上記した所定のデータフォーマットの記録データ列に変換するエンコーダ１２３や、記録データ列に応じたライトパルスを発生するパルス発生回路１２４、ライトパルスに応じてライト信号電流を生成して光ヘッド１１０のレーザダイオード１１１を駆動するレーザ駆動回路１２５等を有する。
このレーザ駆動回路１２５としては、たとえば図９のレーザ駆動回路が適用される。
したがって、レーザ駆動回路１２５は、広帯域で安定な発光周波数補正が可能であることから、レーザダイオード１１１は、安定な発光周波数で発光する。

再生系１３０は、光ヘッド１１０のフォトディテクタ１１３による検出出力を再生増幅する再生増幅回路１３１やデコーダ１３２等を有する。
デコーダ１３２は、光ディスク１０１の記録トラックからの反射光の検出出力について、上述の記録系１２０のエンコーダ１２３に対応するデコード処理によりデータを再生し、再生データを出力端子１３３から出力する。

制御系１４０は、光ヘッド１１０のフォトディテクタ１１３による検出出力を再生増幅する再生増幅回路１４１、再生増幅回路１４１を受けてサーボ制御を行うスピンドルサーボ回路１４２やヘッドサーボ回路１４３等を有する。

システムコントローラ１５０は、アナログデジタル変換機能（Ａ／Ｄ）を有しており、その入力ポートに光ヘッド１１０のフォトディテクタ１１３による検出出力が再生増幅回路１４１により供給され、光ヘッド１１０のレーザダイオード１１１が放射したレーザ光を検出するフォトディテクタ１１２による検出出力がプリアンプ１５１を介して供給される。
システクコントローラ１５０は、供給されデジタル信号に変換された検出信号に応じて記録系１２０のパルス発生回路１２４およびレーザ駆動回路１２５の処理を制御する。

なお、この光記録再生装置は、一例であって、本発明が適用される光記録装置は、図１０の構成に限るもではないことはいうまでもない。

光記録再生装置１００によれば、レーザ駆動回路１２５は、広帯域で安定な発光周波数補正が可能であることから、レーザダイオード１１１は、安定な発光周波数で発光することが可能となり、１倍速の３５Ｍｂｐｓ、２倍速の７０Ｍｂｐｓも要求され、必要な伝送帯域は３００〜５００ＭＨｚとなる波長が４００ｎｍの光ディスク装置等に適用することが可能である。

レーザダイオードを大電流で駆動するレーザ駆動回路の基本的な構成例を示す回路図である。 図１の簡易等価回路である。 本発明の実施形態に係る周波数補正回路の構成例を示す回路図である。 図３の回路の周波数振幅コントロール特性を示す図である。 図３の回路の周波数振幅補正特性を示す図である。 図３の回路の温度依存性を加味した周波数振幅コントロール特性を示す図である。 図３の回路の出力信号で駆動可能なレーザダイオードの発光周波数特性の温度特性を示す図である。 図７の４００ＭＨｚのレベル変化をプロットして示す図である。 本発明の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成例を示す回路図である。 本発明の実施形態に係るレーザ駆動回路を採用可能な光記録再生装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１０・・・周波数補正回路、Ｑ１１〜Ｑ１７・・・ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ、Ｑ１８，Ｑ１９・・・ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ、Ｒｅ１１〜Ｒｅ１５，Ｒ１１〜Ｒ１４・・・抵抗素子、Ｃ１１・・・キャパシタ、２０・・・レーザ駆動回路、２１・・・ライト電流スイッチ、２２・・・周波数補正回路、２３・・・低出力容量駆動回路、２４・・・駆動段回路、３０・・・伝送線路、４０・・・レーザダイオード、Ｑ２１〜Ｑ２７・・・トランジスタ（ｐｎｐ）、Ｒｅ２１〜Ｒｅ２３・・・抵抗素子、Ｃ２１・・・キャパシタ、１００・・・光記録再生装置、１０１・・・記録媒体（たとえば光ディスク）、１１０・・・光ピックアップ（光ヘッド）、１１１・・・レーザダイオード、１２０・・・記録系、１２５・・・レーザ駆動回路、１３０・・・再生系、１４０・・・制御系、１５０・・・システムコントローラ。

Claims (17)

1. 周波数変動因子を含むデバイスの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路であって、
   駆動信号電流を増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路と、
   上記周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路と
   を有する周波数補正回路。
2. 上記カレントミラー回路は、
   信号源となる第１トランジスタと、
   周波数補正用素子が接続されており、上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第１信号電流を生成する第２トランジスタと、
   上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第２信号電流を生成する第３トランジスタと、を含む
   請求項１記載の周波数補正回路。
3. 上記第２トランジスタおよび第３トランジスタは、
   エミッタ接地アンプとして形成されている
   請求項２記載の周波数補正回路。
4. 上記分流比可変回路は、
   上記第１信号電流が供給される第１電流スイッチ回路と、
   上記第２信号電流が供給される第２電流スイッチ回路と、を有する電流乗算器により形成されている
   請求項１記載の周波数補正回路。
5. 上記第１電流スイッチ回路および第２電流スイッチ回路は、
   ベース接地アンプとして形成されている
   請求項４記載の周波数補正回路。
6. 上記カレントミラー回路は、
   信号源となる第１トランジスタと、
   周波数補正用素子が接続されており、上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第１信号電流を生成する第２トランジスタと、
   上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第２信号電流を生成する第３トランジスタと、を含み、
   上記分流比可変回路は、
   上記第１信号電流が供給される第１電流スイッチ回路と、
   上記第２信号電流が供給される第２電流スイッチ回路と、を有する電流乗算器により形成され、
   上記第２トランジスタおよび第３トランジスタは、
   エミッタ接地アンプとして形成され、
   上記第１電流スイッチ回路および第２電流スイッチ回路は、
   ベース接地アンプとして形成されている
   請求項１記載の周波数補正回路。
7. 上記分流比可変回路の出力信号を電流増幅する第２カレントミラー回路を有する
   請求項１から６のいずれか一に記載の周波数補正回路。
8. 周波数変動因子を含むデバイスの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正方法であって、
   駆動信号電流を増幅し、周波数特性を持つ第１信号電流を生成するステップと、
   駆動信号電流を増幅し、周波数特性を持たない第２信号電流を生成するステップと、
   上記周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変するステップと
   を有する周波数補正方法。
9. レーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路であって、
   上記レーザダイオードの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路を有し、
   上記周波数補正回路は、
   駆動信号電流を増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路と、
   上記レーザダイオードの周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路と、を含む
   レーザ駆動回路。
10. 上記カレントミラー回路は、
    信号源となる第１トランジスタと、
    周波数補正用素子が接続されており、上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第１信号電流を生成する第２トランジスタと、
    上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第２信号電流を生成する第３トランジスタと、を含む
    請求項９記載のレーザ駆動回路。
11. 上記第２トランジスタおよび第３トランジスタは、
    エミッタ接地アンプとして形成されている
    請求項１０記載のレーザ駆動回路。
12. 上記分流比可変回路は、
    上記第１信号電流が供給される第１電流スイッチ回路と、
    上記第２信号電流が供給される第２電流スイッチ回路と、を有する電流乗算器により形成されている
    請求項９記載のレーザ駆動回路。
13. 上記第１電流スイッチ回路および第２電流スイッチ回路は、
    ベース接地アンプとして形成されている
    請求項１２記載のレーザ駆動回路。
14. 上記カレントミラー回路は、
    信号源となる第１トランジスタと、
    周波数補正用素子が接続されており、上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第１信号電流を生成する第２トランジスタと、
    上記第１トランジスタによる信号電流を反転させて上記第２信号電流を生成する第３トランジスタと、を含み、
    上記分流比可変回路は、
    上記第１信号電流が供給される第１電流スイッチ回路と、
    上記第２信号電流が供給される第２電流スイッチ回路と、を有する電流乗算器により形成され、
    上記第２トランジスタおよび第３トランジスタは、
    エミッタ接地アンプとして形成され、
    上記第１電流スイッチ回路および第２電流スイッチ回路は、
    ベース接地アンプとして形成されている
    請求項９記載のレーザ駆動回路。
15. 上記分流比可変回路の出力信号を電流増幅する第２カレントミラー回路と、
    上記第２カレントミラー回路の出力インピーダンスを低下させるバッファと
    を有する請求項９から１４のいずれか一に記載のレーザ駆動回路。
16. レーザダイオードを駆動するレーザ駆動方法であって、
    上記レーザダイオードの駆動信号電流を増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流を生成するステップと、
    上記駆動信号電流を増幅し、周波数特性を持たない第２信号電流を生成するステップと、
    上記レーザダイオードの周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変するステップと、を有し、
    周波数特性を補正した駆動信号により上記レーザダイオードを駆動する
    レーザ駆動方法。
17. レーザダイオードによるレーザ光を記録媒体に照射することによりデータの記録を行う光記録装置であって、
    上記レーザダイオードの駆動信号の周波数特性を補正する周波数補正回路を含み、補正した駆動信号により上記レーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路を有し、
    上記周波数補正回路は、
    駆動信号電流を増幅し、かつ周波数特性を持つ第１信号電流と、周波数特性を持たない第２信号電流とを生成するカレントミラー回路と、
    上記レーザダイオードの周波数変動に対応したコントロール信号に応じて上記第１信号電流と上記第２信号電流の分流比を可変する分流比可変回路と、を含む
    光記録装置。

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