JP3332877B2 - 光ディスク装置用半導体レーザの光強度制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置用
半導体レーザの光強度制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク装置用半導体レーザの
光強度制御回路について図４を用いて説明する。最初
に、この半導体レーザの光強度制御回路１０が使用され
る光ディスク装置の概要について説明する。最近では、
光ディスクから信号を読み取るリード機能に加えて光ピ
ックアップに組み込まれた半導体レーザによって光ディ
スクに信号を記録することができるライト機能を有する
光ディスク装置が開発され、販売されている。そして、
このような光ディスク装置においては、光ピックアップ
に組み込まれた１つの半導体レーザのビームの光強度
（出力とも言う）を、その駆動電流を制御することによ
って切り換えられるように構成されている。

【０００３】具体的には、光ディスク装置がリード動作
する場合には光強度の低いリードビームが半導体レーザ
から連続して出力される。一方、ライト動作をする場合
には、リードビームより光強度が高いライトビームとリ
ードビームとが交互に半導体レーザから出力される構成
となっている。ライト動作時におけるライトビームの照
射期間は、光ディスクに形成するピットに対応した期間
に対応し、リードビームの照射期間はピット以外の期間
に対応する。

【０００４】次に、半導体レーザの光強度制御回路１０
の構成と概要動作について説明する。この半導体レーザ
の光強度制御回路１０は、ライトビームとリードビーム
の両ビームの光強度を、各ビーム毎に予め決められた一
定の強度になるように制御する回路である。半導体レー
ザ１２は、レーザビーム（以下、単にビームとも言う）
を光ディスク（不図示）へ照射する。このビームの光強
度は半導体レーザ１２に流れる駆動電流Ｉの大きさを変
えることによって制御可能である。半導体レーザ１２
は、光強度が異なるライトビームとリードビームとを光
ディスクへ照射する。光強度モニタ部１４は、半導体レ
ーザ１２が出力するビームの光強度をモニタし、この光
強度に応じて変化するアナログ信号であるモニタ信号ａ
を出力する。具体的には、例えば半導体レーザ１２が照
射する光の一部を受け、この光の強度に応じた電流を発
生するモニタダイオード１４ａと、このモニタダイオー
ド１４ａから出力された電流を、この電流の電流値に応
じて電圧値が変化する電圧信号としてのモニタ信号ａに
変換する電流／電圧変換増幅器（Ｉ／Ｖアンプ）１４ｂ
とで構成される。

【０００５】サンプルパルス発生部１６は、図５に示す
ように光ディスクに対するライト動作中、リードビーム
の照射期間Ｒの長さにかかわらず全てのリードビームの
照射期間Ｒに対応してこの照射期間Ｒ中にリード出力サ
ンプルパルスｂを出力している。また図示はしないが、
全てのライトビームの照射期間Ｒに対応してこの照射期
間Ｗ中にライト出力サンプルパルスｃを出力している。
また、半導体レーザ１２のビーム強度を上げ、ライトビ
ームとするためのライトパルスｄを出力する。各パルス
ｂ、ｃ、ｄはディジタル信号である。リード出力サンプ
ルホールド（リード出力Ｓ／Ｈ）部１８は、リード出力
サンプルパルスｂに応答して、リード出力サンプルパル
スｂの出力中だけ、光強度モニタ部１４から出力される
モニタ信号ａをサンプルホールドする。これにより、リ
ード出力サンプルホールド部１８からは、リードビーム
の照射期間Ｒ中のモニタ信号ａの電圧値（以下、リード
サンプル電圧値）ｅが、リードビームの光強度を示す値
として出力される。ライト出力サンプルホールド（ライ
ト出力Ｓ／Ｈ）部２０は、ライト出力サンプルパルスｃ
に応答して、ライト出力サンプルパルスｃの出力期間中
だけ、光強度モニタ部１４から出力されるモニタ信号ａ
をサンプルホールドする。これにより、ライト出力サン
プルホールド部２０からは、ライトビームの照射期間Ｗ
中のモニタ信号ａの電圧値（以下、ライトサンプル電圧
値）ｆが、ライトビームの光強度を示す値として出力さ
れる。

【０００６】また、サンプルパルス発生部１６では、リ
ード出力サンプルパルスｂやライト出力サンプルパルス
ｃを、リードビームの照射期間Ｒやライトビームの照射
期間Ｗの開始直後から出力せずに、所定時間Ｔｄ₁ だけ
遅らせて出力するようにしている。これは、図５の拡大
波形Ｌで示すように、リードビームの照射期間Ｒやライ
トビームの照射期間Ｗの光強度は矩形波状に変化するか
ら、光強度モニタ部１４から出力されるモニタ信号ａの
各照射期間Ｗ、Ｒの開始部分に対応した部位において、
ライトビームの場合にはオーバーシュート、リードビー
ムの場合にはアンダーシュートが発生し、レベルが安定
しない期間Ｔｅが存在する。よって、このオーバーシュ
ートやアンダーシュートによるレベルが不安定な期間Ｔ
ｅを除いてモニタ信号ａをサンプリングし、リードサン
プル電圧値ｅやライトサンプル電圧値ｆを安定したもの
にする。

【０００７】光ディスクにデータとして形成されるピッ
ト長およびピット部分以外の長さは規格で決められてお
り、最も小さいものを３Ｔ（Ｔは基本単位）とすると、
３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ、６Ｔ、７Ｔ、８Ｔ、９Ｔ、１０Ｔ、
１１Ｔの９通りある。３Ｔのピット長は約 0.9μｍとな
っている。そして、一般的にリードビームの照射期間Ｒ
やライトビームの照射期間Ｗの開始時点からリード出力
サンプルパルスｂやライト出力サンプルパルスｃを遅延
させる上記所定時間Ｔｄ₁ は、最も短い３Ｔの場合でも
十分にオーバーシュートやアンダーシュートの部分を避
けてモニタ信号ａをサンプリングできる２Ｔに相当する
時間としていた。

【０００８】リードビーム制御部２２は、リードサンプ
ル電圧値ｅに基づき半導体レーザ１２から出力されるリ
ードビームの光強度を、予め決められたリード用基準強
度になるように制御する機能を有する。詳細にはリード
ビーム制御部２２は、第１ループフィルタ２２ａとリー
ド用電流源２２ｂとから構成され、第１ループフィルタ
２２ａにおいて、入力されたリードサンプル電圧値ｅと
基準電圧としてのリード強度設定電圧ｇとを比較してそ
の差分を出力する。リード用電流源２２ｂではこの差分
に応じて出力電流値の大きさを、この差分が少なくなる
ように制御する。つまり、リード用電流源２２ｂから出
力されるリード用電流Ｉ₁ の値は、リードサンプル電圧
値ｅがリード強度設定電圧ｇに一致するように制御され
る。

【０００９】また、ライトビーム制御部２４は、ライト
サンプル電圧値ｆに基づき半導体レーザ１２から出力さ
れるライトビームの光強度を、予め決められたライト用
基準強度になるように制御する機能を有する。詳細には
ライトビーム制御部２４は、第２ループフィルタ２４ａ
とライト用電流源２４ｂとから構成され、第２ループフ
ィルタ２４ａにおいて、入力されたライトサンプル電圧
値ｆと基準電圧としてのライト強度設定電圧ｈとを比較
してその差分を出力する。ライト用電流源２４ｂではこ
の差分に応じて出力電流値Ｉ₂ の大きさを、この差分が
少なくなるように制御する。つまり、ライト用電流源２
４ｂから出力されるライト用電流Ｉ₂ の値は、ライトサ
ンプル電圧値ｆがライト強度設定電圧ｈに一致するよう
に制御される。なお、ライト用電流Ｉ₂ はライトパルス
ｄがオンの状態の時に、後述する加算器においてリード
用電流Ｉ₁ に加算され、Ｉ₁ と共にライトビーム出力用
電流として半導体レーザ１２に供給される。

【００１０】接断スイッチ２６は、サンプルパルス発生
部１６が出力するライトパルスｄによってオン状態とオ
フ状態とが切り換えられ、ライトパルスｄ入力中はオン
状態、ライトパルスｄが入力されていない時はオフ状態
となる。接断スイッチ２６はライトビーム制御部２４と
後述する加算器との間に介挿され、ライト用電流Ｉ₂の
加算器への入力をオン・オフする。加算器２８は、リー
ドビーム制御部２２から出力されるリード用電流Ｉ₁ と
ライトビーム制御部２４から出力されるライト用電流Ｉ
₂ とを加算し、出力する機能を有する。この接断スイッ
チ２６と加算器２８によって、接断スイッチ２６がオン
状態となったときのみ、半導体レーザ１２には駆動電流
として電流Ｉ（＝Ｉ₁ ＋Ｉ₂ ）が供給されてライトビー
ムが出力され、接断スイッチ２６がオフ状態となったと
きは、半導体レーザ１２には駆動電流として電流Ｉ（＝
Ｉ₁ ）が供給されてリードビームが出力される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
光ディスク装置のリード動作の高速化だけでなく、ライ
ト動作の高速化も望まれるようになってきている。ライ
ト動作の高速化のためには、光ディスクの回転数を一層
高速に回転させた状態でピットをライトビームで形成す
る必要がある。そして、光ディスクの回転数を上げてい
くと、光ディスクにライト動作によって形成するピット
および非ピット部分の物理的な長さは上記のように規格
で決まっているため、ライトビームの照射期間Ｗやリー
ドビームの照射期間Ｒが短くなってくる。一方、ライト
ビームの照射期間Ｗやリードビームの照射期間Ｒの開始
部分で生ずるオーバーシュートやアンダーシュートによ
るレベルが不安定な期間Ｔｅの時間自体の長さは変わら
ない。

【００１２】よって、ライト動作を高速化した場合には
図５の拡大波形Ｍに示すように、従来のように２Ｔに相
当する時間だけリード出力サンプルパルスｂをリードビ
ームの照射期間Ｒの開始から遅延させても、照射期間の
長さにかかわらず全てのリードビームの照射期間Ｒや全
てのライトビームの照射期間Ｗにおいてサンプリングし
ようとする場合には、特に照射期間Ｗ、Ｒの時間が短い
場合（例えば３Ｔ、４Ｔ、５Ｔ）においては、リード出
力サンプルパルスｂ（ライト出力サンプルパルスｃも同
様）が、モニタ信号ａの照射期間Ｒの開始部分に対応し
た部位において生ずるアンダーシュートに掛かってしま
う。

【００１３】すると、リード出力サンプルホールド部１
８から出力されるリードサンプル電圧値ｅがアンダーシ
ュートのために安定せず、ノイズの多い信号となって結
果として照射期間Ｒの半導体レーザ１２の光強度が安定
しなくなる。これはライトビームの場合も同様である。
特に、光ディスク装置は、リードビームの照射によって
光ディスクに形成されたウォブルから、光ピックアップ
がトレースする光ディスクのアドレス情報や実回転数等
の情報を得ているため、リードビームの光強度が安定し
ないと正常なライト動作が行えないという課題が生ず
る。

【００１４】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、ライト動作を高速化さ
せてもリードビームの光強度を安定させることができる
光ディスク装置用半導体レーザの光強度制御回路を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、光強度が異なるライトビームとリードビームとを光
ディスクへ照射する半導体レーザと、該半導体レーザが
照射する前記ビームの光強度を検出し、該光強度に応じ
て変化するモニタ信号を出力する光強度モニタ部と、前
記リードビームの照射期間の開始時点から第１の所定時
間だけ遅延させてリード出力サンプルパルスを出力し、
前記ライトビームの照射時間の開始時点から第１の所定
時間だけ遅延させてライト出力サンプルパルスを出力す
るサンプルパルス発生部と、前記リード出力サンプルパ
ルスに応答して前記モニタ信号をサンプルホールドする
リード出力サンプルホールド部と、前記ライト出力サン
プルパルスに応答して前記モニタ信号をサンプルホール
ドするライト出力サンプルホールド部と、該リード出力
サンプルホールド部によりサンプルホールドされた前記
モニタ信号に基づき、前記半導体レーザから出力される
前記リードビームの光強度を予め決められた基準強度に
なるように制御するリードビーム制御部とを具備する光
ディスク装置用半導体レーザの光強度制御回路におい
て、前記サンプルパルス発生部と前記リード出力サンプ
ルホールド部との間に配置され、該サンプルパルス発生
部から入力された前記リード出力サンプルパルスを第１
の所定時間の終了時から、さらに第２の所定時間だけ遅
延した遅延サンプルパルスを発生すると共に、サンプル
パルス発生部から入力されたリード出力サンプルパルス
と該遅延サンプルパルスとをＡＮＤ処理して前記リード
出力サンプルホールド部に対する新たなリード出力サン
プルパルスとして出力するパルス処理部を具備すること
を特徴とする。

【００１６】これによれば、リードビームの光強度をサ
ンプルするためサンプルパルス発生部から出力されたリ
ード出力サンプルパルスは、パルス処理部においてリー
ド出力サンプルパルス自体が所定時間だけ遅延され、こ
の遅延サンプルパルスとＡＮＤ処理されて、リード出力
サンプルホールド部に対する新たなリード出力サンプル
パルスとして出力される。よって、時間の短いリード出
力サンプルパルスはＡＮＤ処理により消されてリード出
力サンプルホールド部に対する新たなリード出力サンプ
ルパルスとしては出力されず、比較的時間の長いリード
出力サンプルパルスのみが出力される。従って、ライト
動作を高速化することによってリードビームの照射期間
が短くなっても、従来のように全てのリードビームの照
射期間においてモニタ信号をサンプルするのではなく、
リード出力サンプルパルスの初期部分が、照射期間の開
始部分に対応してモニタ信号に生ずるオーバーシュート
やアンダーシュートに掛かる恐れのない時間の長い照射
期間（例えば６Ｔ以上）でのみサンプルを行うため、リ
ード出力サンプルホールド部から出力されるサンプルホ
ールドされたモニタ信号の電圧値が安定し、リードビー
ムの照射期間の半導体レーザの光強度が安定する。よっ
て、ライト動作を高速化しても、正常に光ディスクへの
書き込みが行えるようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ディスク装
置用半導体レーザの光強度制御回路の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、従来例と
同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明は省略
する。まず、半導体レーザの光強度制御回路３０の構成
について説明する。基本構成は、従来の光ディスク装置
用半導体レーザの光強度制御回路１０と略同じであり、
半導体レーザ１２と、光強度モニタ部１４と、サンプル
パルス発生部１６と、リード出力サンプルホールド部１
８と、ライト出力サンプルホールド部２０と、リードビ
ーム制御部２２と、ライトビーム制御部２４と、接断ス
イッチ２６と、加算器２８とを有する。

【００１８】そして、特徴部分は、サンプルパルス発生
部１６とリード出力サンプルホールド部１８との間にパ
ルス処理部３２が配置されている点にある。このパルス
処理部３２では、サンプルパルス発生部１６から入力さ
れたリード出力サンプルパルスｂを所定時間Ｔｄ₂ だけ
遅延した遅延サンプルパルスｂ_d を発生する。そして、
サンプルパルス発生部１６から入力されたリード出力サ
ンプルパルスｂと遅延サンプルパルスｂ_d とをＡＮＤ処
理して、後段のリード出力サンプルホールド部１８に対
する新たなリード出力サンプルパルスｂ_new として出力
する。

【００１９】ここで、「所定時間Ｔｄ₂ 」は、ライト動
作を高速化することによってリードビームの照射期間Ｒ
が短くなっても、この照射期間Ｒ中にパルス処理部３２
から出力された新たなリード出力サンプルパルスｂ_new
が、モニタ信号ａのこの照射期間Ｒの開始部分に対応し
た位置に生ずるアンダーシュートに掛かる恐れのない時
間に設定される。具体的には、サンプルパルス発生部１
６から出力されるリード出力サンプルパルスｂのリード
ビームの照射期間Ｒの開始直後からの遅延時間がもとも
とＴｄ₁であり、かつリード出力サンプルパルスｂはリ
ードビームの照射期間Ｒの終了に同期して終了するとい
う条件下においては、リード出力サンプルパルスｂを出
力させたくない、言い換えればそのまま出力させたので
はアンダーシュートに掛かる恐れのある上限の照射期間
Ｒの長さをＴｒｓとすると、所定時間Ｔｄ₂ は、Ｔｒｓ
−Ｔｄ₁ に設定する。従来例のようにＴｄ₁ を２Ｔ、ま
たリード出力サンプルパルスｂを出力させたくない上限
の照射期間Ｒの長さを５Ｔとすると、Ｔｄ₂ は３Ｔ（５
Ｔ−２Ｔ）となる。これにより、図２に示すように３
Ｔ、４Ｔ、５Ｔのリードビームの照射期間Ｒ中には新た
なリード出力サンプルパルスｂ_new は出力されない。５
Ｔを越える長さのリードビームの照射期間Ｒ（例えば６
Ｔ、７Ｔ）ではリード出力サンプルパルスｂ_new が出力
される。

【００２０】パルス処理部３２の具体的な構成は図３に
示すように、入力されたリード出力サンプルパルスｂを
時間Ｔｄ₂ だけ遅延させる遅延回路３２ａと、この遅延
回路３２ａから出力される遅延サンプルパルスｂ_d とリ
ード出力サンプルパルスｂとをＡＮＤ処理するＡＮＤ素
子３２ｂとで構成される。遅延回路３２ａは、遅延時間
が既知のバッファを数段直列に接続したり、また遅延線
を使ったり、１ショットモノマルチバイブレータを使っ
たりしてアナログ的に遅延する構成の回路であっても良
いし、また高い周波数の基準クロックがクロック端子に
入力されたＤ型フリップフロップを数段直列に接続して
ディジタル的に遅延する構成の回路としても良い。

【００２１】このように、上記構成のパルス処理部３２
をサンプルパルス発生部１６とリード出力サンプルホー
ルド部１８との間に配置する構成とすると、時間の短い
リード出力サンプルパルスｂはパルス処理部３２におけ
るＡＮＤ処理により削除されて、リード出力サンプルホ
ールド部１８に入力されるリード出力サンプルパルスｂ
_new は比較的時間の長いリードビームの照射期間Ｒ（６
Ｔ、７Ｔ、・・・等）に対応したリード出力サンプルパ
ルスｂ_new のみとなる。しかも、これらリード出力サン
プルパルスｂ_new は、パルス処理部３２内において所定
時間Ｔｄ₂ 分だけ従来よりもさらに遅延されて出力され
る。よって、リード出力サンプルホールド部１８がこの
パルス処理部３２から出力されるリード出力サンプルパ
ルスｂ_new に応答してサンプリングするモニタ信号ａに
は、電圧の安定しないアンダーシュート部分が含まれな
い。このため、リード出力サンプルホールド部１８から
出力されるサンプルホールドされたモニタ信号ａの電圧
値が安定し、リードビームの照射期間Ｒの半導体レーザ
１２の光強度が安定する。

【００２２】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多
くの改変を施し得るのはもちろんである。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る光ディスク装置用半導体レ
ーザの光強度制御回路によれば、リードビームの光強度
をサンプルするためサンプルパルス発生部から出力され
たリード出力サンプルパルスは、パルス処理部において
リード出力サンプルパルス自体が所定時間だけ遅延さ
れ、この遅延サンプルパルスとＡＮＤ処理されて、リー
ド出力サンプルホールド部に対する新たなリード出力サ
ンプルパルスとして出力される。よって、この所定時間
分の遅延時間を適宜設定すれば、時間の短いリードビー
ムの照射期間に対応したリード出力サンプルパルスはＡ
ＮＤ処理により消されてリード出力サンプルホールド部
に対する新たなリード出力サンプルパルスとしては出力
されず、比較的時間の長いリードビームの照射期間に対
応したリード出力サンプルパルスのみが出力される。従
って、ライト動作を高速化することによってリードビー
ムの照射期間が短くなっても、従来のように全てのリー
ドビームの照射期間においてモニタ信号をサンプルする
のではなく、リード出力サンプルパルスの初期部分が、
照射期間の開始部分に対応してモニタ信号に生ずるオー
バーシュートやアンダーシュートに掛かる恐れのない時
間の長いリードビームの照射期間でのみモニタ信号のサ
ンプルを行うことができる。よって、リード出力サンプ
ルホールド部から出力されるサンプルホールドされたモ
ニタ信号の電圧値が安定し、リードビームの照射期間の
半導体レーザの光強度が安定する。よって、ライト動作
を高速化しても、正常に光ディスクへの書き込みが行え
るようになるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク装置用半導体レーザの
光強度制御回路の一実施の形態の構成を示すブロック図
である。

【図２】図１のパルス処理部に関連した信号のタイミン
グチャートである。

【図３】図１のパルス処理部の内部構成を示すブロック
図である。

【図４】従来の光ディスク装置用半導体レーザの光強度
制御回路の一例の構成を示すブロック図である。

【図５】図４の半導体レーザの光強度制御回路の動作を
説明するためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１２ 半導体レーザ １４ 光強度モニタ部 １６ サンプルパルス発生部 １８ リード出力サンプルホールド部 ２２ リードビーム制御部 ３２ パルス処理部 ａ モニタ信号 ｂ リード出力サンプルパルス ｂ_new 新たなリード出力サンプルパルス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/125 H01S 5/00 - 5/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光強度が異なるライトビームとリードビ
   ームとを光ディスクへ照射する半導体レーザと、 該半導体レーザが照射する前記ビームの光強度を検出
   し、該光強度に応じて変化するモニタ信号を出力する光
   強度モニタ部と、 前記リードビームの照射期間の開始時点から第１の所定
   時間だけ遅延させてリード出力サンプルパルスを出力
   し、前記ライトビームの照射時間の開始時点から第１の
   所定時間だけ遅延させてライト出力サンプルパルスを出
   力するサンプルパルス発生部と、 前記リード出力サンプルパルスに応答して前記モニタ信
   号をサンプルホールドするリード出力サンプルホールド
   部と、前記ライト出力サンプルパルスに応答して前記モニタ信
   号をサンプルホールドするライト出力サンプルホールド
   部と、 該リード出力サンプルホールド部によりサンプルホール
   ドされた前記モニタ信号に基づき、前記半導体レーザか
   ら出力される前記リードビームの光強度を予め決められ
   た基準強度になるように制御するリードビーム制御部と
   を具備する光ディスク装置用半導体レーザの光強度制御
   回路において、 前記サンプルパルス発生部と前記リード出力サンプルホ
   ールド部との間に配置され、該サンプルパルス発生部か
   ら入力された前記リード出力サンプルパルスを第１の所
   定時間の終了時から、さらに第２の所定時間だけ遅延し
   た遅延サンプルパルスを発生すると共に、サンプルパル
   ス発生部から入力されたリード出力サンプルパルスと該
   遅延サンプルパルスとをＡＮＤ処理して前記リード出力
   サンプルホールド部に対する新たなリード出力サンプル
   パルスとして出力するパルス処理部を具備することを特
   徴とする光ディスク装置用半導体レーザの光強度制御回
   路。