JP2009104692A - レーザドライバ回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】回路面積及び端子数を減らし、各チャネル間のスキュー、フレキシブル基板上の信号線数を減らすことが可能なレーザドライバ回路を提供する。
【解決手段】N個の駆動電流値を入力するシリアルインタフェース11、駆動電流値を与えられて格納する駆動電流設定レジスタ13、レーザダイオード21、22に与える駆動電流を変化させるタイミングをディジタル値で示す時間タイミングデータを入力するNより小さい数の外部入力端子、時間タイミングデータに基づき駆動電流設定レジスタに格納された駆動電流値のいずれか一つの駆動電流値を選択するパルスデコーダ12、選択された駆動電流値を与えられこの駆動電流値に対応した駆動電流を出力するDAC型電流ドライバ15、16を備え、時間タイミングデータにおけるディジタル値が変化するタイミングが駆動電流の値が変化するタイミングに連動することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、レーザドライバ回路に関する。
CD−R/RWや記録型DVD装置において、光ディスク媒体への情報の記録は、対物レンズによって光ディスクの記録層に集光されたレーザ光を強度変調することで実現される。
一般に、強度の高いレーザ光が照射された領域がマークと称される領域に、強度の低いレーザ光が照射された領域がスペースと称される領域になり、この2つの領域の光学的な特性差によって2値情報として記録される。
強度変調された発光波形は、記録クロックを基準とし、そこからある一定時間だけずれた複数のパルスから構成されるマルチパルスと称される波形を有している。この波形は、「0」、「1」から成る入力データパターンそのものではなく、複雑に波形生成処理された波形であり、ストラテジ波形と呼されている。
またストラテジ波形生成処理の際に、パターン対応記録補償と称される処理を行う場合には、記録マークの高精度化のため、入力データパターン、即ち記録するマークの長さとその前後のスペースの長さの組み合わせに依存して、マルチパルスを構成する先頭パルスと最後尾パルスのエッジ位置をリアルタイムに微小時間だけシフトさせている。
さらに、記録スピードの高倍速化に伴い、高精度にマーク形成を行うために発光強度の異なる発光パルスを用いてマルチパルスを構成するようになっている。マルチパルスとは、先頭パルスPfpと最後尾パルスPlp、先頭パルスと最後尾パルスとの間の中間パルスPmp、及び最終クーリングパルスPcpから構成された記録波形である。
この記録波形には、先頭パルスPfp、中間パルスPmp、最後尾パルスPlp、ボトムレベルPb、最終クーリングパルスの発光レベルPcp、消去レベルPeというそれぞれ異なる6個の発光レベルが存在する。
記録媒体によっては、各レベルが全て異なる発光強度を有する必要はない。しかし、年々光ディスクの規格が増えていく中にあって、発光強度の数は増えていく傾向にある。
このように、記録型光ディスク用のストラテジ波形は、時間方向のタイミング及び複数の発光強度からなる複雑な波形で構成されている。時間方向のタイミングは、記録クロック周期をTとするとT/32〜T/40という微小な時間タイミングになっている。
一方、レーザダイオードの電流―出力パワー特性は温度依存性を有する。周囲の温度条件、記録中のレーザダイオード自体の発熱増加、ピックアップヘッド周辺のIC類の発熱によって、同一の電流を与えられた場合であっても出力パワーが変動する。
そこでこのような影響を排除するために、レーザ光の一部を光学的に分岐して出力パワーを直接モニタし、モニタの値が常に一定になるようにフィードバック制御(Auto Power Control、以下APCと称する)を行っている。
ところで、最近の記録型光ディスク装置の技術進展に伴い、DVD系の光ディスクにおいては光ディスクの記録層が2層になった2層光ディスクの規格化、商品化が開始されている。
2層光ディスクは1層光ディスクに比べて、より大きなレーザ発光強度が必要となる。さらに、DVD16倍速に代表されるような高速記録化の進展と相俟って、年々レーザダイオードの高パワー化が進んでいる。
それに伴い、レーザダイオードの電流駆動を行うレーザドライバ回路(Laser diode driver、略称LDD)には、より大きな電流駆動能力(例えば、500mA以上)が要求されるに至っている。
また、次世代光ディスク装置(HD−DVD、Blu−ray)では、光源として青紫色レーザを用いている。次世代光ディスクでは、当初から2層の光ディスクを前提に規格化が進められており、これから進む高倍速化に伴い青紫色レーザダイオードを駆動するレーザドライバ回路にも大きな電流駆動能力が必要となっている。
従来、記録型光ディスク装置において、レーザドライバ回路には大きく分けて2つの方式が存在する。
第1の方式は、記録ストラテジ処理を外部のメイン基板上に設けられたDSP(Digital Signal Processor)に行わせ、レーザドライバ回路内に複数の電流ドライバを設けて、各ドライバのオン/オフを制御する信号及び駆動電流値を外部端子から入力する構成を備える。
電流ドライバは、所望の発光波形を構成するために必要な発光強度のチャネル数だけ並列に配置される。各電流ドライバのオン/オフを制御するためのタイミング波形は、メイン基板側のDSPで生成されてフレキシブル基板を介してピックアップヘッドに設けられたレーザドライバ回路に伝送される。また、各電流ドライバの駆動電流設定値も同様にメイン基板側で生成されフレキシブル基板を介してレーザドライバ回路に入力される。一般的には、駆動電流設定値は発光強度設定の精度を確保するために電流入力形式がとられている。
第2の方式は、記録ストラテジ機能をレーザドライバ回路に内蔵する手法に基づいている。各電流ドライバのオン/オフを制御するための微小なタイミング信号をフレキシブル基板を介してレーザドライバ回路に伝送する際に劣化が生じる。この信号劣化は、記録スピードの高速化が進むに伴いより問題が大きくなっている。このような信号劣化を招くフレキシブル基板からの高周波成分の不要な輻射を避けるため、各電流ドライバのオン/オフ制御信号のタイミング生成機能(記録ストラテジ機能)を、レーザドライバ回路に内蔵する。
後述する特許文献1には、CD−Rを例として、その具体な構成が記載されている。一般的には、記録マーク長とスペース長の長さに対応した信号「1」、「0」が交互に現れるNRZI形式の記録データを記録クロックに同期してシリアルに転送し、その記録データの入力データパターンを検出する。
そして、検出したパターンに応じて、予めメモリに記憶した基準クロックからのエッジのシフト位置を呼び出し、リアルタイムでマルチパルスのパルスエッジ位置を変化させる。
この第2の方式によれば、記録ストラテジ機能の内蔵に伴い、レーザドライバ回路側にPLLを内蔵することで、内部でクロック信号を逓倍することにより入力クロック信号の周波数を低くすることができる。
各種ストラテジの設定は、メイン基板側のDSPからシリアルインタフェース(以下、SIFと称する)を介してディジタル情報が入力されることによって行われる。また、発光強度の設定もSIFを介してデジタル情報が入力されることにより行われる。
記録ストラテジ内蔵型のレーザドライバ回路では、記録ストラテジ生成用にSIFを備えている。SIFには、シリアルクロックSCLK、イネーブル信号SEN、シリアルデータSDATAが入力され、このうちシリアルデータSDATAは入出力可能な双方向ポートとなっている。
SIFを介して、内部に複数設けられているレーザ駆動電流設定用レジスタに駆動電流値に相当するデジタルデータが入力され格納される。同時に、記録ストラテジのモード設定、記録パルスの時間軸方向の時間シフト量の設定が、内部の対応するレジスタ及びSRAMに対して行われる。
電流ドライバはディジタル/アナログ変換器(Digital Analog Convertor、以下DACと称する)形式の回路で構成されている。内蔵された記録ストラテジ回路機能によって生成されたパワー変化のタイミング情報に基づいて、駆動電流値をデジタル値でDAC型ドライバに設定することで、所望のストラテジ波形が生成される。
このような回路ブロック構造を有することにより、記録に必要な最大電流を流し得るドライバが1チャネル分設けられていればよく、発光強度レベルの数が増えた場合にも出力段のドライバを増加させる必要がないという利点がある。
しかし、このようなレーザドライバ回路にも次のような問題があった。従来のレーザドライバ回路では、駆動電流値がメイン基板側に設けられたDSPからフレキシブル基板を介してピックアップヘッド側のレーザドライバ回路に転送される。ピックアップヘッド側に設けられたレーザドライバ回路からフレキシブル基板を通ってDSPに至るまでの物理的距離が比較的長い。さらに、その周辺にはクロック信号やモータドライバ信号等が近接した状態で転送されるため、アナログ信号である駆動電流値に外乱ノイズが重畳しやすいという問題があった。
さらに、複数設けられたドライバのオン/オフを制御する信号も外乱ノイズの影響を同様に受ける。この制御信号はディジタル信号ではあるが、タイミングがT/40(T:クロック周期)というように微小なパルス幅を有し、ノイズの影響を受けやすい。また、複数チャネルのドライバをオン/オフする際には、各チャネル間でのドライバのオン/オフ信号のスキューが問題となっていた。
また高倍速化に伴う発光強度数の増加、光ディスクの2層化、CD、DVD規格に加えて青紫色レーザを用いた次世代DVD規格への対応に伴い、チャネル毎に設けられる電流ドライバの数及びそれぞれの電流駆動能力値が増大する傾向にある。このため、チップ面積の増大及びピン数の増加という問題があった。
例えば、CD系において記録チャネル数=4、再生チャネル数=1、DVD系において記録チャネル数=5、再生チャネル=1、次世代DVD系において記録チャネル数=6、再生チャネル=1とすると、これだけでドライバのチャネル数が18個にまで増加する。
また、外部端子数は、電流設定値用の端子として6本、各ドライバのオン/オフ制御信号の入力端子として6チャネル分の12本が必要で、入力側だけで18端子が必要となる。これに伴い、フレキシブル基板を通過する信号線数が増加することになる。
このように、従来は高倍速化、2層化、次世代DVD規格への対応等に伴いチップ面積、端子数の増加という傾向がより顕著になっている。
記録ストラテジ回路内蔵型のレーザドライバ回路では、内部で記録ストラテジ波形を生成するために外乱ノイズの影響やチャネル間のスキューの問題は解決される。また、フレキシブル基板を通過する信号線数を減らすことも可能である。
SIFを通して、各発光強度に応じた電流設定値をレーザドライバ回路内のレジスタに設定し、ドライバをDAC形式にすることが可能となり、ドライバのチャネル数を減らすことができる。その反面、PLLを含んだストラテジ機能を内蔵する必要上チップ面積の増大を招く。また、高速クロック化に伴いシリアルに記録データを伝送することがタイミング上難しくなるといった問題があった。
さらには、高速ロジック回路であるストラテジ回路自体の高速動作、低消費電力化のために低電圧プロセス(例えば、2.5V以下)と、ドライバに必要な5Vプロセスとを混在させる必要があり、2系統の電源端子、接地端子が必要となり、端子数が増大する問題があった。
従来の光ディスク装置を開示した文献名を以下に記載する。
特開2001−291261号公報
本発明は、回路面積及び外部入力端子数を減らし、各チャネル間のオン/オフのスキューの問題を解消し、フレキシブル基板上の信号線数を減らすことが可能なレーザドライバ回路を提供することを目的とする。
本発明の一態様によるレーザドライバ回路は、N(但し、Nは4以上の整数)個の駆動電流値を入力するシリアルインタフェースと、前記駆動電流値を与えられて格納する駆動電流設定レジスタと、レーザダイオードに与える駆動電流を変化させるタイミングをディジタル値で示す時間タイミングデータを入力する前記Nより小さい数の外部入力端子と、前記時間タイミングデータに基づき、前記駆動電流設定レジスタに格納された前記駆動電流値のいずれか一つの駆動電流値を選択するパルスデコーダと、選択された前記駆動電流値を与えられ、この駆動電流値に対応した駆動電流を出力するディジタル/アナログ変換機能を有する電流ドライバとを備え、前記時間タイミングデータにおけるディジタル値が変化するタイミングが、前記駆動電流の値が変化するタイミングに連動することを特徴とする。
本発明のレーザドライバ回路によれば、回路面積及び外部入力端子数を減らし、各チャネル間のオン/オフのスキューの問題を解消し、フレキシブル基板上の信号線数を減らすことが可能である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態1
図1に、本発明の実施の形態1によるレーザドライバ回路の構成を示す。このレーザドライバ回路10は、SIF11、パルスデコーダ12、駆動電流設定レジスタ13、セレクタ14、DAC型ドライバ15、16を備え、DVD用レーザダイオード21又はCD用レーザダイオード22に駆動電流を供給する。
図示されてないメイン基板上に設けられたDSPからSIF11を介してシリアルクロックSCLK、シリアルイネーブル信号SEN、シリアルデータSDATAが入力される。ここで、シリアルデータSDATAは、DSP側とレーザドライバ回路10との間で双方向に入出力される。レーザドライバ回路10からDSPへのシリアルデータSDATAの出力は、駆動電流設定レジスタ13に設定された各種データをDSPが再確認するためリードバックとして行われる。
DSPから出力された駆動電流値に相当するディジタルデータが、SIF11を介して駆動電流設定レジスタ13a〜13fに与えられて格納される。駆動電流設定レジスタ13a〜13fは、それぞれ、先頭パルスのパワーPfp、中間パルスのパワーPmp、最後尾パルスのパワーPlp、ボトムパルスのパワーPb、クーリングパルスのパワーPcl、消去レベルのパワーPeを格納する。
それぞれのパワーの値は、例えば図2(a)に示されるように記録ストラテジ波形における異なる波高値に対応し、例えば8ビットのディジタルデータの形態を有する。図2(a)に示されたパワーPe、Pfp、Pb、Pmp、Pb、Pmp、Pb、Plp、Pclを有する電流波形を生成するために、図2(b)、(c)に示されたデータDATA1、DATA2がパルスデコーダ12に与えられる。このデータDATA1、DATA2は、ディジタル値が変化するタイミングが、電流ドライバ15、16の駆動電流の値が変化するタイミングに連動する、1ビットずつの時間タイミング情報を有する。
データDATA1は、波高値が切り替わるタイミングと、それぞれのタイミングにおいて選択すべきパワーがいずれであるかを示す。データDATA2は、ハイレベルからローレベルに切り替わった後、データDATA1がハイレベルになったときにおけるデータDATA1が最後尾パルスであることを示し、ローレベルからハイレベルに切り替わるエッジで電流波形の生成処理を終了することを示す。
図1において、パルスデコーダ12には2系統のデータDATA1及びDATA2、/DATA1及び/DATA2が入力されているが、これはDVD用とCD用とにそれぞれ対応する。同様に、DVD用、CD用にそれぞれ電流ドライバ15、16、レーザダイオード21、22が設けられている。
パルスデコーダ12に、DVD、CDのいずれかの系統のデータDATA1及びDATA2が与えられ、パルスデコーダ12から電流波形を生成するために必要な波高値の選択並びに選択のタイミングを示す制御信号がセレクタ14に与えられる。セレクタ14による選択の切り替えタイミングは、パルスデコーダ12に2種類のデータDATA1、DATA2が入力され、このデータにデコード処理を行うことにより生成される。
駆動電流設定用レジスタ13a〜13fから出力されたデータのうちのいずれか一つが選択されて、DAC型電流ドライバ15、16に出力される。
DAC型電流ドライバ15、16は、例えば最大で400mAの電流を出力し得る駆動能力を有し、入力されたディジタル値に対応した駆動電流を出力する。
例えば、入力されるディジタル値が0*80の場合は400mA*128/256=200mAの電流が出力され、切り替わり時の電流変化の立ち上がり時間、立ち下がり時間が1nsというように高速に動作することができる。
このように、セレクタ14により電流ドライバ15、16に与えられるデータが切り替わることで、生成される出力電流の値が変化し、記録ストラテジ波形が生成される。
光ディスクの様々な規格や倍速スピードに対応するために、外部からSIF11を介してパルスデコーダ12に対し、各種動作モードの設定を行うことができる。そして、動作モードに応じてセレクタ14の切り替え順番を制御することで、所望の記録ストラテジ波形を合成することができる。
パルスデコーダ12には上述したように、6種類の駆動電流値のいずれかを選択及び切り替えるタイミングを示す情報を有する2ビットのデータDATA1、DATA2が入力される。このデータは、高速記録対応のためにLVDS規格(Low Voltage Differential Signal)に従ったものとなっている。
ここで、データDATA1、DATA2はそれぞれフレキシブル基板を介してDSPから供給される信号であって、上述のように記録ストラテジ波形の波高値並びに波高値が変化するタイミング情報を有している。タイミング情報は、クロック周期から所望の所定時間だけずれたものであり、DSPにおいて生成される。この所定時間とは、例えばT/20等の1クロック周期を整数で分割した時間であって、DSP等が有するPLLによって生成される。
図2に記録ストラテジ波形の一例を示す。記録ストラテジ波形は、リライタブルメディア(CD−RW、DVD−RW等)にデータを記録する際によく使われる上述したマルチパルス波形と呼ばれるものであって、ここでは6チャネルの波高値を有している。
データDATA1、DATA2の波形は図2に示されるようであり、それぞれの立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジによって波高値が切り替わるタイミングを規定する時間タイミング情報を有する。
例えば、データDATA1の最初の立ち上がりエッジ(3)は波高値がPeレベルからPfpレベルへ変化するタイミングを示している。データDATA1の最初の立下りエッジ(6)は、PfpレベルからPbレベルへ変化するタイミングを示している。
同様に、2回目以降のデータDATA1の立ち上がりエッジ(5)は、PbレベルからPmpレベルへ変化するタイミングを示し、2回目以降のデータDATA1の立ち下りエッジ(6)はPmpレベルからPbレベルへ変化するタイミングを示している。このような処理が、データDATA2の最初の立ち下りエッジ(7)が来るまでの間、繰り返される。データDATA2が立ち下がると、次のデータDATA1が最後尾パルスとなる。
データDATA1の立ち下りエッジ(4)は、PbレベルからPlpレベルへ変化するタイミングを示し、データDATA2がローレベルの最中におけるデータDATA1の立ち上がりエッジ(2)は、PlpレベルからPclレベルへ変化するタイミングを示している。データDATA2の立ち上がりエッジ(1)は、PclレベルからPeレベルへ変化するタイミングを示している。
パルスデコーダ12は、2チャネルのディジタルデータDATA1、DATA2を与えられ、6チャネルの波高値のうちの一つを選択する3ビットの制御信号を生成する。
通常、CD系、DVD系ではそれぞれPWM(Pulse Width Modulation)記録と称される記録方式を採用しており、記録マークには複数の長さ(例えば、3T〜14T、Tはチャネルクロック周期)が混在する。このため、図3(a)〜(d)に一例として示された3T〜6Tマークのように、マークの長さに応じて記録電流波形のパルスの数、パルスの幅が異なっている。
3Tマークは、TsfpとTefpとの間において、先頭パルスと呼ばれるパルスPfp1個で構成されている。4Tマークは、TsfpとTefpとの間の先頭パルスPfp1個と、TslpとTelpとの間の最後尾パルスと呼ばれるパルスPlp1個の合計2個のパルスで構成される。
5Tマークは、先頭パルスPfp1個と最後尾パルスPlp1個との間において、TsmpとTempとの間の中間パルスと呼ばれるパルスPmpが1個追加された構成を有する。6Tマーク以降は、この中間パルスの数が1個ずつ増加した構成を有する。
ストラテジの種類によっては、中間パルスの増減がマーク長が2T増えるに従って1個ずつ増えていく2Tストラテジと呼ばれる記録波形である場合もある。
図4のフローチャートに、本実施の形態1のレーザドライバ回路10におけるパルスデコーダ12が波高値選択処理を行うときの処理シーケンスを示す。ここで、図中(A)はデータDATA1を示し、(B)はデータDATA2を示すものとする。
ステップS11において、データDATA2の立ち上がりを検出すると消去Peレベルを選択し、このレベル(スペース状態)に対応した電流が出力される。
(a)記録パルス数が1個の場合
記録パルス数が1個の場合における記録電流の波形を図5(a)に、データDATA1、DATA2の波形を図5(b)、(c)に示す。
ステップS12において消去レベル(Peが選択された状態)において、ステップS13においてデータDATA1の立ち上がりエッジ(3)を検出すると、ステップS14においてPfpレベルが選択されて、先頭パルスレベルに対応した電流が出力される。
その状態において、ステップS21において、データDATA2がローレベルの状態でかつデータDATA1の立ち下がりエッジ(2)を検出すると、ステップS22においてPclレベルが選択されて、クーリングパルスレベルの電流が出力される。この状態において、ステップS23においてデータDATA2の立ち上がりエッジ(1)を検出すると、ステップS12の消去レベルPeに戻る。
(b)記録パルス数が2個の場合
記録パルス数が2個の場合における記録電流の波形を図6(a)に、データDATA1、DATA2の波形を図6(b)、(c)に示す。
ステップS12において消去レベル(Peが選択された状態)において、ステップS13においてデータDATA1の立ち上がりエッジ(3)を検出すると、ステップS14においてPfpレベルが選択されて先頭パルスレベルの電流が出力される。
Pfpレベルが選択された状態でかつデータDATA2がハイレベルにおいて、ステップS31においてデータDATA1の立ち下りエッジ(6)を検出するとステップS32においてPbレベルが選択され、ボトムパワーレベルの電流が出力される。
この状態で、ステップS33においてデータDATA2がローレベルになり、データDATA1の立ち上がりエッジ(4)を検出すると、ステップS41においてPlpレベルが検出され、最後尾パルスレベルの電流が出力される。
その後、ステップS42においてデータDATA1の立ち下がりエッジ(2)を検出すると、ステップS22においてPclレベルが選択されてクーリングパルスレベルの電流が出力される。ステップS23においてデータDATA2の立ち上がりエッジ(1)を検出すると、ステップS12の消去レベルに戻る。
(c)記録パルス数が3個以上の場合
ステップS12における消去レベル(Peが選択された状態)で、ステップS13においてデータDATA1の立ち上がりエッジを検出すると、ステップS14においてPfpレベルが選択されて、先頭パルスレベルの電流が出力される。
Pfpレベルが選択された状態で、ステップS31においてデータDATA2がハイレベルにおいてデータDATA1の立ち下がりエッジを検出すると、ステップS32においてPbレベルが選択されて、ボトムパワーレベルの電流が出力される。
その後は、データDATA2の立ち下がりエッジが検出されるまでは、ステップS51においてデータDATA1の立ち上がりエッジを検出してPmpレベルを選択し、ステップS32において立ち下がりエッジの検出でPbレベルを選択することで、所望のマーク長に応じた数のパルスを繰り返し生成する。
この状態で、ステップS33においてデータDATA2がローレベルに変化し、データDATA1の立ち上がりエッジを検出すると、ステップS41においてPlp状態レベルが選択されて、最後尾パルスレベルの電流が出力される。
その後、ステップS42においてデータDATA1の立ち下がりエッジを検出すると、ステップS22においてPclレベルが選択されて、クーリングパルスレベルの電流が出力される。ステップS23において、データDATA2の立ち上がりを検出すると、ステップS12の消去レベルに戻る。
このようなシーケンス処理を行うことで、図5、図6に示されるような所望のパルス数のストラテジ波形を生成することができる。
図7(a)、図8(a)に他のストラテジ波形並びにこの場合のデータDATA1及びDATA2の波形を図7(b)、(c)、図8(b)、(c)に示す。このストラテジ波形は、DVD−R等のワンスライトメディアによく使われる記録ストラテジ波形である。図5、図6に示されたストラテジ波形と相違点はあるが、この場合もマルチパルスにおける中間パルス(Pmpレベル)の存在に相違があるだけであり、同様の処理ルーチンで生成することが可能である。
このようなストラテジ波形を生成するシーケンスは、図9に示されたような
、2ビットのデータDATA1、DATA2のエッジをそれぞれフリップフロップF/F1及びF/F4、F/F2及びF/F5のクロック入力端子に入力し、それぞれの出力を数種類のゲート回路(OR回路OR1、AND回路AN1〜AN8、インバータINV1〜INV6)に通過させる小規模なパルスデコーダで生成可能である。
また、データDATA1、DATA2が入力されてから出力電流が変化するまでの遅れ時間は回路動作支障とならない。このため、クロックを必要とする同期回路により回路を構成する必要がなく、通常の電源電圧のレベルで速度の面からも十分に処理することが可能である。
図10に、このパルスデコーダに入力されるデータDATA1、DATA2、内部ノードTsfp−Tefp、Tsmp−Temp、Tslp−Telp、Tsfp−Telp、Tsfp−Tlcのレベルの変化を示す。
データDATA1、DATA2を用いて、5種類の時間幅Tsfp−Tslp、Tsmp−Temp、Tslp−Telp、Tsfp−Telp、Tsfp−Tlcを有するパルスを生成し、その5ビットの論理「0」、「1」の組み合わせにより一つの出力パワーレベルを選択することで、出力パワーレベルを逐次的に変化させる。
以上のように、簡易な回路構成によりストラテジ波形を生成することが可能である。よって、例えば内蔵するPLL回路によりクロック信号を生成してクロック周期Tを所定数nだけ分周したT/nの遅延時間の分解能を有するクロックにより同期させるような高速な回路動作は不要である。このため、簡易な回路構成とすることによりチップ面積が縮小されコスト低減が実現される。
またこのような簡易な回路構成にすることで、図1に示された構成において、要求される最大電流を流すことが可能な電流ドライバ15(又は16)を各チャネルに対して1個備えていればよい。このため、ストラテジ波形における発光強度の数が増えた場合であっても、電流ドライバの数を増加させる必要がない。
さらに、レーザダイオード21又は22に与える出力電流を変化させるタイミングを示す時間タイミングデータに相当するデータDATA1及びDATA2、あるいは/DATA1及び/DATA2を入力する外部端子数は、各チャネルに対して2個であればよく、レジスタ13a〜13fの6個より小さい数で足りる。このように、入力データDATA1及びDATA2、あるいは/DATA1及び/DATA2をより少ない数で構成できるので、外部入力端子数を削減することができる。この結果、レーザ回路とDSPとを接続するフレキシブル基板上の配線数を減らすことができる。
ストラテジ波形において、発光強度の数だけの電流ドライバが必要な構成では、複数のチャネル毎のスイッチングのオン/オフ信号がDSP側からフレキシブル基板を介してレーザドライバ回路に入力されることになる。このため、チャネル数が増加すると、各チャネルのオン/オフタイミングの時間的なスキューの問題が発生する。
これに対し本実施の形態1では、単一のチャネルのオン/オフ信号により、かつ同時にオン/オフすることがない各1ビットのデータDATA1、DATA2を入力して記録ストラテジ波形を生成することができる。この結果、チャネル間のオン/オフのスキューの問題を回避することが可能である。
尚、上述した本実施の形態1は、DVD用の電流ドライバ15とCD用の電流ドライバ16を内蔵し、2つの光ディスクフォーマットに対応させた構成を備えている。しかしこのような構成に限らず、いずれか一方のみを備えてもよく、あるいは例えば青紫色レーザダイオードを用いたBlu−ray規格やHD−DVD規格にも同様に適用することが可能である。
実施の形態2
本発明の実施の形態2によるレーザドライバ回路の構成を図11に示す。本実施の形態2は、上記実施の形態1と比較し、パルスデコーダ52の入力データが3ビットのディジタル信号DATA1、DATA2及びDATA3(あるいは/DATA1、/DATA2及び/DATA3)である点で相違する。
図12に、本実施の形態2における記録ストラテジ波形の一例を示す。ここでは、6チャネルの波高値を有している。
データDATA1、DATA2及びDATA3の波形は、図12(b)〜(d)に示されるようである。データDATA1は、先頭パルスとマルチパルスのオン/オフ信号、データDATA2は最後尾パルスのオン/オフ信号、データDATA3はクーリングパルスのタイミング信号に相当する。それぞれの立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジによって、タイミングを規定する時間情報を有する。
データDATA3の立ち上がりエッジ(1)は、波高値が消去PeレベルからPfpレベルへ変化するタイミングを示している。このデータDATA3の立ち上がりエッジを検出すると、レジスタ13fが選択され消去Peレベル(スペース状態)の電流が出力される。
データDATA1の立ち上がりエッジ(3)は、波高値がPeレベルからPfpレベルへ変化するタイミングを示している。このデータDATA3の立ち上がりエッジ(3)を検出すると、レジスタ13aが選択されPfpレベルの電流が出力される。
データDATA1の立ち下がりエッジ(6)は、波高値がPfpレベルからPbレベルへ変化するタイミングを示している。このデータDATA3の立ち下がりエッジ(6)を検出すると、レジスタ13dが選択されPbレベルの電流が出力される。
データDATA1の立ち上がりエッジ(5)は、波高値がPbレベルからPmpレベルへ変化するタイミングを示している。このデータDATA3の立ち上がりエッジ(5)を検出すると、レジスタ13bが選択されPmpレベルの電流が出力される。
データDATA2の立ち上がりエッジ(4)は、波高値がPbレベルからPlpレベルへ変化するタイミングを示している。このデータDATA2の立ち上がりエッジ(4)を検出すると、レジスタ13cが選択されPlpレベルの電流が出力される。
データDATA2の立ち下がりエッジ(2)は、波高値がPlpレベルからPclレベルへ変化するタイミングを示している。このデータDATA2の立ち下がりエッジ(2)を検出すると、レジスタ13eが選択されPclレベルの電流が出力される。
図13(a)にパルス1個を含む3Tマーク、図14(a)にパルス2個を含む4Tマークを示す。このように、マークの長さに応じて記録電流波形のパルスの数、パルスの幅が異なっている。
3Tマークは、TsfpとTefpとの間において、先頭パルスと呼ばれるパルスPfp1個で構成され、図13(b)〜(d)に示されたデータDATA1〜DATA3により形成される。
消去Peレベルが選択された状態で、データDATA1の最初の立ち上がりエッジ(3)を検出すると、Pfpレベルが選択されて、先頭パルスレベルの電流が出力される。
その状態において、データDATA2がハイレベルの状態でデータDATA1の立ち下りエッジ(2)が検出されると、Plcレベルが選択されてクーリングレベルの電流が出力される。その後、データDATA3の立ち上がりエッジ(1)の検出により、消去Peレベルに戻ることで、記録パルスが1個の場合の記録ストラテジ波形が生成される。
記録パルスが2個以上の場合は、消去Peレベルが選択された状態で、データDATA1の最初の立ち上がりエッジ(3)を検出すると、Pfpレベルが選択されて、先頭パルスレベルの電流が出力される。
Pfpレベルが選択された状態で、データDATA1の立ち下がりエッジ(6)を検出するとPbレベルが選択され、ボトムレベルの電流が出力される。
この状態において、データDATA2の立ち上がりエッジ(4)が検出されると、Plpレベルが選択されて最後尾パルスレベルの電流が出力される。その後、データDATA2の立ち下りエッジ(2)を検出することでPclレベルが選択されて、クーリングパルスレベルの電流が出力される。データDATA3の立ち上がりエッジ(1)を検出すると、消去レベルに戻る。
5T以上のマークは、データDATA2の立ち下りエッジ(4)と立ち下がりエッジ(2)の繰り返しにより、中間パルスのパルスレベルPmpとボトムレベルPbとが繰り返される。
このようなデータDATA1〜DATA3を入力しデコード処理を行うことで、入力データDATA1〜DATA3のタイミング変化を記録ストラテジ波形の電流変化ポイント(Tsfp〜Tcl)とすることが可能となる。これにより、幅広く用いられている通常のレーザドライバ回路との接続を前提としたDSPとの接続の親和性がよいという長所が得られる。尚、通常の光ディスク用のDSPは記録ストラテジ機能を有しており、ストラテジ波形の電流変化ポイントのタイミング情報のパルスを生成する機能を備えている。
図15のフローチャートに、本実施の形態2のレーザドライバ回路50におけるパルスデコーダ52が波高値選択処理を行うときの処理シーケンスを示す。ここで、図中(A)はデータDATA1、(B)はデータDATA2、(C)はデータDATA3をそれぞれ示すものとする。また上記実施の形態1における処理シーケンスを示す図4と同一ステップには同一番号を付している。
ステップS11aにおいて、データDATA3の立ち上がりを検出すると消去Peレベルを選択し、これに対応した電流が出力される。
(a)記録パルス数が1個(3Tマーク)の場合
記録パルス数が1個の場合における記録電流の波形は図13(a)、データDATA1、DATA2、DATA3の波形は図13(b)〜(d)に示されたとおりである。
ステップS12において消去Peレベルにおいて、ステップS13においてデータDATA1の立ち上がりエッジ(3)を検出すると、ステップS14においてPfpレベルが選択されて、先頭パルスレベルに対応した電流が出力される。
その状態において、ステップS21aにおいて、データDATA2がハイレベルの状態でかつデータDATA1の立ち下りエッジ(2)を検出すると、ステップS22においてPclレベルが選択されて、クーリングパルスレベルの電流が出力される。この状態において、ステップS23aにおいてデータDATA3の立ち上がりエッジ(1)を検出すると、ステップS12の消去レベルPeに戻る。
(b)記録パルス数が2個(4Tマーク)の場合
記録パルス数が2個の場合における記録電流の波形は図14(a)、データDATA1、DATA2、DATA3の波形は図14(b)〜(d)に示されたとおりである。
ステップS12で消去Peレベルにあり、ステップS13においてデータDATA1の立ち上がりエッジ(3)を検出すると、ステップS14においてPfpレベルが選択されて先頭パルスレベルの電流が出力される。
Pfpレベルが選択された状態でかつデータDATA2がローレベルにおいて、ステップS31aにおいてデータDATA1の立ち下りエッジ(6)を検出するとステップS32においてPbレベルが選択され、ボトムパワーレベルの電流が出力される。
この状態で、ステップS33aにおいてデータDATA2がローレベルになり、データDATA1の立ち上がりエッジ(4)を検出すると、ステップS41においてPlpレベルが検出され、最後尾パルスレベルの電流が出力される。
その後、ステップS42aにおいてデータDATA1の立ち下りエッジ(2)を検出すると、ステップS22においてPclレベルが選択されてクーリングパルスレベルの電流が出力される。ステップS23aにおいてデータDATA3の立ち上がりエッジ(1)を検出すると、ステップS12の消去レベルに戻る。
(c)記録パルス数が3個以上(5Tマーク以上)の場合
ステップS12における消去Peレベルで、ステップS13においてデータDATA1の立ち上がりエッジを検出すると、ステップS14においてPfpレベルが選択されて、先頭パルスレベルの電流が出力される。
Pfpレベルが選択された状態で、ステップS31aにおいてデータDATA2がローレベルにおいてデータDATA1の立ち下りエッジを検出すると、ステップS32においてPbレベルが選択されて、ボトムパワーレベルの電流が出力される。
その後は、データDATA2の立ち上がりエッジが検出されるまでは、ステップS51aにおいてデータDATA2がローレベルでかつデータDATA1の立ち上がりエッジを検出してPmpレベルを選択し、ステップS32において立ち下りエッジの検出でPbレベルを選択することで、所望のマーク長に応じた数のパルスを繰り返し生成する。
この状態で、ステップS33aにおいてデータDATA2の立ち上がりエッジを検出すると、ステップS41においてPlp状態レベルが選択されて、最後尾パルスレベルの電流が出力される。
その後、ステップS42aにおいてデータDATA1の立ち下りエッジを検出すると、ステップS22においてPclレベルが選択されて、クーリングパルスレベルの電流が出力される。ステップS23aにおいて、データDATA3の立ち上がりを検出すると、ステップS12の消去レベルに戻る。
以上のようなシーケンス処理を行うことで、所望のパルス数の記録ストラテジ波形を生成することができる。
本実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様にクロックに同期することなく簡易な構成により記録ストラテジ波形を生成することができるので、コスト低減が実現される。また、CD系、DVD系において各1チャネルのドライバ15又は16を備えていればよいので、ストラテジ波形における発光強度の数が増えた場合であってもドライバの数を増加させる必要がない。また、外部入力端子数を減少させ、フレキシブル基板上の配線数を減らすことができる。
さらに、単一チャネルのオン/オフ信号により、かつ同時にオン/オフすることがない3チャネルのデータDATA1、DATA2、DATA3を入力して記録ストラテジ波形を生成することにより、タイミングスキューの問題を回避することができる。
実施の形態3
本発明の実施の形態3によるレーザドライバ回路について、図16を用いて説明する。
本実施の形態3は上記実施の形態1と比較し、データDATA1又は/DATA1の入力端子とパルスデコーダ12の入力端子との間に遅延素子D1、データDATA2又は/DATA2の入力端子とパルスデコーダ12の入力端子との間に遅延素子D2が設けられ、データDATA2又は/DATA2の入力端子と遅延素子D2の出力端子とに入力端子が接続され、出力端子がパルスデコーダ12に接続されたANDゲート回路AN1が設けられている点で相違する。尚、ANDゲート回路AN1から出力されたデータをDATA3とする。
図17(a)に、入力データDATA1及びDATA2と、それぞれ遅延された後のデータと、ANDゲート回路AN1からの出力データDATA3のそれぞれの波形を示す。
データDATA1の波形は上記実施の形態1におけるものと同一である。しかし、データDATA2の波形が上記実施の形態1におけるものと相違し、立ち下がりエッジが最後尾パルスの立ち上がりエッジと同じタイミングになっている。
データDATA1、DATA2の両方とも所定時間dTだけ遅延素子D1、D2により遅れて出力される。データDATA2と遅延されたデータDATA2とに対してAND演算が行われて、データDATA3が得られる。
図17(b)に示されたような遅延されたデータDATA1とデータDATA3とは、上記実施の形態1におけるデータDATA1及びDATA2と同一である。よって、これらのデータをパルスデコーダ12に入力することで、上記実施の形態1と同様に図17(c)に示されたようなストラテジ波形を成形することができる。
上記実施の形態1では、図2(b)、(c)に示されたように、次にデータDATA1が立ち上がるとこれが最後尾パルスであることを示すデータDATA2の立ち下がりエッジが、データDATA1と同期しておらず、即ちクロックと同期していないことになる。通常用いられているDSPでは、このようなクロックに同期していないデータを生成することはできない。よって、既存のDSPを上記実施の形態1によるレーザドライバ回路に接続して用いることができないこととなる。
一方、本実施の形態3では、図17(a)に示されたように、遅延される前のデータDATA2が立ち下がるタイミングは、遅延される前のデータDATA2とタイミングが同期している。よって、全てのデータDATA1、DATA2がクロックに同期しており、既存のDSPを用いて生成することができる。
また上記実施の形態1、2と同様に、1チャネルにつき1個のドライバで構成することで、回路構成が簡易なためチップ面積が縮小され、コスト低減に寄与する。また、外部入力端子数の減少及びフレキシブル基板上の信号線の減少が可能となる。さらに、各チャネル間のオン/オフのスキューの問題を解消することができる。
上述した実施の形態はいずれも一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。
本発明の実施の形態1によるレーザドライバ回路の構成を示した回路図。 同実施の形態1において生成される記録電流波形と、記録電流波形を生成するための入力データとの関係を示すタイムチャート。 同実施の形態1において生成される3T〜6Tマークの記録電流波形を示す説明図。 同実施の形態1において、パルスデコーダの波高値選択処理の処理シーケンスを示すフローチャート。 同実施の形態1において、記録パルス数が1個のときの記録電流の波形、入力データの波形を示すタイムチャート。 同実施の形態1において、記録パルス数が2個のときの記録電流の波形、入力データの波形を示すタイムチャート。 同実施の形態1において、記録パルス数が1個のときの他の記録電流の波形、入力データの波形を示すタイムチャート。 同実施の形態1において、記録パルス数が2個のときの他の記録電流の波形、入力データの波形を示すタイムチャート。 同実施の形態1における記録電流波形を生成するパルスデコーダの構成を示した回路図。 同実施の形態1におけるパルスデコーダの入力データ、内部ノードの波形変化を示すタイムチャート。 本発明の実施の形態2によるレーザドライバ回路の構成を示した回路図。 同実施の形態2において生成される記録電流波形と、記録電流波形を生成するための入力データとの関係を示すタイムチャート。 同実施の形態2において、記録パルス数が1個のときの記録電流の波形、入力データの波形を示すタイムチャート。 同実施の形態2において、記録パルス数が2個のときの記録電流の波形、入力データの波形を示すタイムチャート。 同実施の形態2において、パルスデコーダの波高値選択処理の処理シーケンスを示すフローチャート。 本発明の実施の形態3によるレーザドライバ回路の構成を示した回路図。 同実施の形態3によるレーザダイオード回路に入力されるデータと生成される記録電流波形との関係を示すタイムチャート。
符号の説明
10、50、100 レーザドライバ回路
11 SIF
12、52 パルスデコーダ
13 駆動電流設定レジスタ
14、54 セレクタ
15、16 電流ドライバ
21、22 レーザダイオード
D1、D2 遅延素子

Claims (5)

  1. N(但し、Nは4以上の整数)個の駆動電流値を入力するシリアルインタフェースと、
    前記駆動電流値を与えられて格納する駆動電流設定レジスタと、
    レーザダイオードに与える駆動電流を変化させるタイミングをディジタル値で示す時間タイミングデータを入力する前記Nより小さい数の外部入力端子と、
    前記時間タイミングデータに基づき、前記駆動電流設定レジスタに格納された前記駆動電流値のいずれか一つの駆動電流値を選択するパルスデコーダと、
    選択された前記駆動電流値を与えられ、この駆動電流値に対応した駆動電流を出力するディジタル/アナログ変換機能を有する電流ドライバと、
    を備え、
    前記時間タイミングデータにおけるディジタル値が変化するタイミングが、前記駆動電流の値が変化するタイミングに連動することを特徴とするレーザドライバ回路。
  2. 前記時間タイミングデータは、1ビットの第1のデータ及び1ビットの第2のデータを有し、
    前記第1のデータは、1個の記録マークを記録するための複数パルスがそれぞれ有する前記駆動電流の値と前記複数パルス列の駆動電流値から消去電流値に切り替わる時間タイミング情報を有し、
    前記第2のデータは、前記第1のデータが有する時間タイミング情報以外の時間タイミング情報を有することを特徴とする請求項1記載のレーザドライバ回路。
  3. 前記時間タイミングデータは、1ビットの第1のデータ及び1ビットの第2のデータを有し、
    前記第1のデータは、前記駆動電流の値が切り替わるタイミングと、切り替わる時に選択すべき値とを示す、複数パルスを含む時間タイミング情報を有し、
    前記第2のデータは、第1の値から第2の値に切り替わった後、前記第1のデータにおけるパルスが最後尾パルスであることを示し、前記第2のデータの前記第2の値が前記第1の値に切り替わるタイミングで1個のマーク記録に必要な駆動電流パルスの生成処理が終了することを示すことを特徴とする請求項1記載のレーザドライバ回路。
  4. 前記時間タイミングデータは、1ビットの第1のデータ、1ビットの第2のデータ及び1ビットの第3のデータを有し、
    前記第1のデータは、1個の記録マークを記録するための複数パルスがそれぞれ有する前記駆動電流の値と前記パルス間における消去電流値とが切り替わる時間タイミング情報を有し、
    前記第2のデータは、前記第1のデータの前記複数パルスにおける最後尾パルス及びクーリングパルスのタイミングを示す時間タイミング情報を有し、
    前記第3のデータは、第1の値が第2の値に切り替わるタイミングで1個のマーク記録に必要な駆動電流パルスの生成処理が終了することを示す時間タイミング情報を有することを特徴とする請求項1記載のレーザドライバ回路。
  5. 前記時間タイミングデータは少なくとも1ビットの第1のデータと1ビットの第2のデータとを有し、
    前記第1のデータを遅延させる第1の遅延素子と、
    前記第2のデータを遅延させる第2の遅延素子と、
    前記第2のデータと、遅延された前記第2のデータとを用いて所定の論理演算を行って前記パルスデコーダに出力する論理ゲート回路と、
    をさらに備え、
    前記第2のデータが第1の値から第2の値に変化した後の前記第1のデータにおけるパルスが最後尾パルスであることを示す場合、前記第2のデータが前記第1の値から前記第2の値に変化するタイミングと前記第1のデータに含まれる各パルスのタイミングとが相互に同期していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載のレーザドライバ回路。
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