JP3578016B2 - レーザ出力制御装置および光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ出力制御装置および光ディスク装置に関わり、特に光学式ピックアップのレーザ出力を制御するレーザ出力制御装置および当該レーザ出力制御装置を備えた光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に従来のレーザ出力制御装置の第１例のブロック構成図を示す。図５において、３１はレーザダイオード、３２はモニタフォトダイオード、３３はモニタ抵抗、３４は差動増幅器、３５は電圧電流変換器、３６は定電流源、３７は抵抗である。以下、図５を用いてその動作を説明する。
【０００３】
レーザダイオード３１から出力された光はモニタフォトダイオード３２に入射してレーザ出力に応じた光電流を発生させる。この光電流はモニタ抵抗３３によって電流電圧変換されてモニタ電圧Ｖｍとなり差動増幅器３４の一方の入力３４ａに入る。差動増幅器３４の他方の入力３４ｂには定電流源３６と抵抗３７によって発生される電圧である制御基準値Ｖｒｅｆが入力されている。差動増幅器３４は入力３４ｂの制御基準値Ｖｒｅｆと入力３４ａのモニタ電圧Ｖｍの電圧差に応じた出力電圧を発生し、さらにこの出力電圧は電圧電流変換器３５によってレーザダイオード３１の駆動電流を発生させる。レーザダイオード３１のレーザ出力が大きい時には、モニタフォトダイオード３２に発生する光電流が多くなってモニタ電圧Ｖｍが上がり、差動増幅器３４は入力３４ａが大きくなって出力電圧が小さくなるので、レーザ駆動電流が減少してレーザ出力が小さくなる。同様にレーザダイオード３１のレーザ出力が小さい時には、レーザ駆動電流が増加してレーザ出力が大きくなる。このようにして、制御基準値Ｖｒｅｆとレーザ出力のモニタ電圧Ｖｍがほぼ等しくなるようにレーザ出力が制御される。レーザ出力の調整は、光ピックアップから光ディスクに照射される出射光を光パワーメータで測定したり、光ディスクを再生、記録しているときの光ピックからの出力信号のレベルを測定したりして、それらの測定値が所望の値になるように、可変抵抗を使ったモニタ抵抗３３の抵抗値を調整して行うことができる。
【０００４】
図６に従来のレーザ出力制御装置の第２例のブロック構成図を示す。図６において、３８は可変電圧源である。以下、図６を用いてその動作を説明する。
【０００５】
差動増幅器３４の入力３４ｂに入力される基準電圧は、可変電圧源３８によって発生される。レーザ出力の調整は、可変電圧源３８の出力電圧を調整して行うことができる。しかしこの場合においても、レーザダイオード３１のレーザ出力をモニタするモニタフォトダイオード３２の光電流出力が個々の素子や光学系のばらつきで大きく影響を受けるために、モニタ抵抗３３には可変抵抗を用いて、レーザ出力が所望の値である時にモニタ電圧Ｖｍがおおよそ所定の値になるように、モニタ抵抗３３を可変抵抗にしてあらかじめ粗調整をしておくことが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザ出力制御装置の第１例においては、レーザ出力を調整する際にモニタ抵抗３３の可変抵抗を調整する調整ドライバーを機械的に挿入する必要があり、その空間が機器の小型化の障害になるという課題があった。また、調整ドライバーを機械的に挿入するために、サービス時などに再調整する時には機器を解体しなければならないという課題があった。さらに、この調整が前述の粗調整と微調整を兼ねているために、特に微調整に多くの時間を必要とするという課題もあった。
【０００７】
従来のレーザ出力制御装置の第２例においては、可変電圧源３８の出力電圧で、前述の粗調整と微調整を兼ねるために、可変電圧源３８の電圧可変範囲と分解能を同時に要求されるため、可変電圧源３８に高い精度が求められるという課題を有していた。ここでモニタ抵抗３３を可変抵抗にして粗調整を行い、可変電圧源３８で微調整を行うことで調整制度を向上することができるが、この場合においても、微調整範囲の設定の自由度がなく、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源３８を構成した場合には所望の微調整精度を得るのが困難であるという課題があった。
【０００８】
本発明は、これらの課題を鑑みて、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業を不要とし、高精度かつ容易に制御基準値を設定することができる光学式ピックアップのレーザ出力制御装置を供給することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のレーザ出力制御装置および光ディスク装置は、レーザ出力を制御すべきレーザダイオードと、入力電圧に応じて前記レーザダイオードに駆動電流を流す電圧電流変換器と、前記電圧電流変換器に電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザダイオードのレーザ出力をモニタするモニタフォトダイオードと、前記モニタフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する可変抵抗で構成されたモニタ抵抗と、所定の出力抵抗値を持った基準電圧源と、可変電圧源と、前記可変電圧源の出力電圧を分割し、前記可変電圧源の出力電圧可変範囲の中間値において、分割電圧が前記基準電圧源の開放電圧と略同一となる分割抵抗と、前記可変電圧源を制御する可変電圧源制御手段とを備え、前記差動増幅器の一方の入力には前記モニタ抵抗の出力電圧に応じた信号を入力し、他方の入力には前記分割抵抗の分割電圧出力部と前記基準電圧源の電圧出力部とを接続して設定した制御基準値を入力して、前記モニタ抵抗の値を可変してレーザ出力を粗調整するとともに、前記可変電圧源制御手段によりレーザ出力を微調整するよう構成したものである。
【００１０】
これにより、可変電圧源により制御基準値を調整するため、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業が不要であり、分割抵抗により可変電圧源による調整範囲を定めることができるため、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、レーザ出力を制御すべきレーザダイオードと、入力電圧に応じて前記レーザダイオードに駆動電流を流す電圧電流変換器と、前記電圧電流変換器に電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザダイオードのレーザ出力をモニタするモニタフォトダイオードと、前記モニタフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する可変抵抗で構成されたモニタ抵抗と、所定の出力抵抗値を持った基準電圧源と、可変電圧源と、前記可変電圧源の出力電圧を分割し、前記可変電圧源の出力電圧可変範囲の中間値において、分割電圧が前記基準電圧源の開放電圧と略同一となる分割抵抗と、前記可変電圧源を制御する可変電圧源制御手段とを備え、前記差動増幅器の一方の入力には前記モニタ抵抗の出力電圧に応じた信号を入力し、他方の入力には前記分割抵抗の分割電圧出力部と前記基準電圧源の電圧出力部とを接続して設定した制御基準値を入力して、前記モニタ抵抗の値を可変してレーザ出力を粗調整するとともに、前記可変電圧源制御手段によりレーザ出力を微調整するよう構成したことを特徴とするレーザ出力制御装置としたものであり、前記モニタ抵抗を可変してあらかじめレーザ出力を粗調整することにより、分割抵抗により定める可変電圧源によるレーザ出力の調整範囲を小さくすることができるため、前述の、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源を構成した場合には所望の微調整精度を得ることが困難であるという課題は解消できる。さらに、可変電圧源により制御基準値を調整するため、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業が不要であり、分割抵抗により可変電圧源による調整範囲を定めることができるため、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１２】
また、差動増幅器の一方の入力には、モニタ抵抗の出力電圧に応じた信号を入力し、他方の入力に制御基準値を入力するよう構成したものであり、制御基準値と、モニタフォトダイオードの出力とに基づき、レーザダイオードのレーザ出力を制御するフィードバックループを構成することができる。
【００１３】
さらに、本発明のレーザ出力制御手段は可変電圧源を制御する可変電圧源制御手段を備え、可変電圧源の出力電圧を制御することにより制御基準値を設定可能に構成したものであり、可変電圧源制御手段により可変電圧源の出力電圧を制御することができるため、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業を必要とすることなく、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ出力制御装置において、基準電圧源は、定電流源と、定電流源に直列に接続した抵抗からなり、抵抗に発生した電圧を基準電圧として出力するよう構成したものであり、定電流源と抵抗から基準電圧源を構成することにより、単純な構成で制御基準値を安定させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ出力制御装置において、基準電圧源は、電圧源と、電圧源に直列に接続した抵抗からなる構成したものであり、電圧源と抵抗から基準電圧源を構成することにより、単純な構成で制御基準値を安定させることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載のレーザ出力制御装置を用いた光ディスク装置であって、ディスクに記録された情報の再生を制御するシステムコントローラと、システムコントローラを操作する操作手段とを備え可変電圧源の出力電圧はシステムコントローラによって制御され、操作手段により制御基準値を設定可能に構成したことを特徴とする光ディスク装置としたものであり、可変電圧源の出力電圧の制御とその操作を、ディスクの再生を制御するシステムコントローラとその操作手段によることにより、構造が単純化され装置全体の小型軽量化が可能となるとともに、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光ディスク装置において、システムコントローラによりデータの書き込みと読み出しがなされる記憶手段を備え、制御基準値を記憶可能に構成したものであり、一度設定した制御基準値を記憶手段にデータとして記憶するため、制御基準値を高精度に安定させることができる。
【００１９】
以下本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明のレーザ出力制御装置の実施形態を図１〜図３に示す。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態によるレーザ出力制御装置のブロック構成図である。図１において、１はレーザダイオード、２はモニタフォトダイオード、３はモニタ抵抗である。
【００２２】
レーザダイオード１は光学式ピックアップのレーザを出力するものであり、本実施形態のレーザ出力制御装置によってレーザ出力が制御される。このレーザダイオード１のレーザ出力はモニタフォトダイオード２によってモニタされ、その出力電流はモニタフォトダイオード２に直列に接続されるモニタ抵抗３によってモニタ電圧Ｖｍに変換される。このモニタ抵抗３は可変抵抗で構成され後述する制御基準値を粗調整することができる。これらレーザダイオード１、モニタフォトダイオード２およびモニタ抵抗３はレーザ出力部Ａを構成している。
【００２３】
４は差動増幅器、５は電圧電流変換器である。差動増幅器４の反転入力４ａにはモニタ抵抗３にかかるモニタ電圧Ｖｍが入力され、非反転入力４ｂには後述する電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが入力されている。差動増幅器４の出力は電圧電流変換器５に入力され、電圧電流変換器５は入力電圧に応じてレーザダイオード１に駆動電流を流す。これら差動増幅器４と電圧電流変換器５はレーザ駆動手段Ｂを構成している。
【００２４】
６は出力電流Ｉの定電流源、７は出力電圧を制御することができる可変電圧源、Ｒ１〜Ｒ３は抵抗である。
【００２５】
Ｒ１は定電流源６に直列に接続されこのＲ１に発生した電圧を基準電圧として出力することにより所定の出力抵抗値Ｒ１を持った基準電圧源Ｄを構成している。
【００２６】
Ｒ２とＲ３は可変電圧源７の出力電圧を分割する分割抵抗であり、可変電圧源７の出力に分割抵抗Ｒ２，Ｒ３のみが接続されていると仮定した場合、可変電圧源７の出力電圧Ｖｃの可変範囲の中間値Ｖｃｔにおける分割電圧が、基準電圧源Ｄの開放電圧と略同一となるように構成している。この分割抵抗Ｒ２およびＲ３の分割電圧出力部となるＲ２とＲ３の接続点と、基準電圧源Ｄの電圧出力部となる定電流源６とＲ１の接続点とを接続して電圧制御手段Ｃを構成し、出力電圧Ｖｒを出力している。
【００２７】
８は可変電圧源７を制御する可変電圧源制御部、９は可変電圧源制御部８によりデータの書き込みと読み出しがなされるメモリ部、１０は可変電圧源制御部８を操作する操作部である。
【００２８】
つぎに、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値の設定について説明する。
【００２９】
光ピックアップ１のレーザ出力の所望値におけるモニタ電圧の設計値をＶｍｓとする。基準電圧源Ｄの開放電圧をモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定するため、定電流源６の出力電流ＩからＲ１は、
【００３０】
【数１】
【００３１】
と定まる。
【００３２】
可変電圧源７の出力に分割抵抗Ｒ２，Ｒ３のみが接続されていると仮定した場合に、可変電圧源７の出力電圧中間値Ｖｃｔにおける分割電圧が、基準電圧源Ｄの開放電圧と同一、すなわちモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定するので、
【００３３】
【数２】
【００３４】
となる。よって、Ｒ２とＲ３の比は、
【００３５】
【数３】
【００３６】
と定まる。
【００３７】
この分割抵抗Ｒ２およびＲ３の分割電圧出力部となるＲ２とＲ３の接続点と、基準電圧源Ｄの電圧出力部となる定電流源６とＲ１の接続点とを接続して電圧制御手段Ｃを構成しているので、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒは、Ｒ４を、
【００３８】
【数４】
【００３９】
とおいて、
【００４０】
【数５】
【００４１】
と表される。可変電圧源７の出力電圧Ｖｃの可変による電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの中間値をＶｒｔ、可変範囲をＶｒｔ±α％とすると、Ｒ３の抵抗値が定まる。式（１）および式（２）により出力電圧中間値Ｖｒｔをモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定しているので、
Ｖｒｔ＝Ｖｍｓ
となり、Ｒ３は、０＜α＜１００、Ｖｃｔ＞Ｖｍｓの条件において、
【００４２】
【数６】
【００４３】
と定まる。これにより電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの可変範囲が、分割抵抗Ｒ２とＲ３の抵抗値の設定により、Ｖｃの可変範囲を上限として任意に設定することができる。
【００４４】
これらを図２を用いてさらに具体的に説明する。図２は式（３）を表すグラフであり、横軸は可変電圧源７の出力電圧Ｖｃ、縦軸は電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒである。式（３）は実線Ｅで表され、その傾き、すなわち電圧制御手段Ｃの出力可変範囲をＶｒｔ±α％は式（２）および式（４）に表したとおり分割抵抗Ｒ２、Ｒ３の各抵抗値により設定できる。しかも、出力電圧中間値Ｖｒｔは式（２）を逸脱しない限り基本的に移動しない。実線Ｆは、図１において、基準電圧源Ｄを取り外したと仮定した場合の電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒを示し、
【００４５】
【数７】
【００４６】
として表され、実線Ｆからわかるように電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整範囲はＶｒｔ±１００％の範囲となると表される。
【００４７】
例えば可変電圧源７に６ビットのＤ／Ａコンバータを用いたとすれば、式（５）の実線Ｆの場合は調整範囲はＶｒｔ±１００％、調整分解能は３．１（％／ＬＳＢ）となるが、式（３）の実線Ｅの場合は、前述したように電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整感度は分割抵抗Ｒ２、Ｒ３の各抵抗値により設定できるので、調整範囲はＶｒｔ±２５％で調整分解能を１（％／ＬＳＢ）以下に設定することが可能である。
【００４８】
図３は、図１の基準電圧源Ｄを等価回路にとしたブロック構成図である。図３においてＤｂは、図１の基準電圧源Ｄの等価回路である等価基準電圧源である。１１は出力電圧Ｖの電圧源であり、等価基準電圧源Ｄｂの出力抵抗値はＲ１で定まっている。
この等価基準電圧源Ｄｂの開放電圧をモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定するためには、図１の基準電圧源Ｄの場合は式（１）でＲ１を定めたのに対して、電圧源１１の出力電圧Ｖをモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定することとなる。よって、電圧源１１の出力電圧Ｖは、
Ｖ＝Ｖｍｓ
として定められる。式（２）および式（４）よりＲ２とＲ３の値が定まり、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが式（３）と表されることは図１の回路と同様である。
【００４９】
このように基準電圧源Ｄは、その出力開放電圧が光ピックアップ１のレーザ出力の所望値におけるモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定可能で、一定の出力抵抗値を持つものであれば、図１および図３の例に限るものではなく、その構成はいかなるものであってもよい。また、基準電圧源Ｄの出力抵抗値は、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒに求められる精度を満たすに必要な程度において一定であればよい。
【００５０】
以上のように構成されたレーザ出力制御装置について、以下、図１および図３を用いてその動作を説明する。
【００５１】
レーザダイオード１から出力された光はモニタフォトダイオード２に入射してレーザ出力に応じた光電流を発生させる。この光電流はモニタ抵抗３によって電流電圧変換されてモニタ電圧Ｖｍとなるが、このモニタ抵抗３はレーザ出力が所望の値であるときに、モニタ電圧の設計値Ｖｍｓとなるように粗調整されレーザ出力部Ａが構成されている。レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍ出力はレーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の反転入力４ａに入力される。
【００５２】
レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の非反転入力４ｂには、前述の電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが入力されている。レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４は非反転入力４ｂの電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒと、反転入力４ａのレーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍの電圧差に応じた出力電圧を発生し、さらにこの出力電圧は電圧電流変換器５によって電流出力に変換され、レーザ駆動手段Ｂはレーザダイオード１の駆動電流を発生させる。
【００５３】
レーザダイオード１のレーザ出力が所望の値を超えた時には、レーザ出力に応じてモニタフォトダイオード２に発生する光電流が多くなる。モニタ抵抗３によって電流電圧変換されたモニタ電圧Ｖｍが上がり、レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍ出力は電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒを超えることとなる。レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の反転入力４ａが非反転入力４ｂより大きくなるため差動増幅器４の出力電圧が小さくなる。これにより、レーザ駆動手段Ｂの出力するレーザ駆動電流が減少してレーザ出力が小さくなるよう制御される。
【００５４】
レーザダイオード１のレーザ出力が所望の値に達しない時には、レーザ出力に応じてモニタフォトダイオード２に発生する光電流が少なくなる。モニタ抵抗３によって電流電圧変換されたモニタ電圧Ｖｍが下がり、レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍ出力は電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒを下回ることとなる。レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の反転入力４ａが非反転入力４ｂより小さくなるため差動増幅器４の出力電圧が大きくなる。これにより、レーザ駆動手段Ｂの出力するレーザ駆動電流が増加してレーザ出力が大きくなるよう制御される。
【００５５】
このようにして、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒとレーザ出力のモニタ電圧Ｖｍがほぼ等しくなるようにレーザ出力が制御される。
【００５６】
ここで、レーザ出力部Ａが所望のレーザ出力値においてモニタ電圧Ｖｍが正確にその設計値Ｖｍｓであることが理想であるが、モニタ抵抗３のみによってモニタ電圧Ｖｍを高精度に調整することが困難なことは、従来技術の問題点として前述の通りである。このためモニタ電圧Ｖｍの誤差に対して、電圧制御手段Ｃが出力電圧Ｖｒを調整可能に構成している。
【００５７】
つづいて、本実施の形態のレーザ出力制御装置の調整方法について述べる。
【００５８】
まず、レーザ出力部Ａは、所望のレーザ出力値においてモニタ電圧Ｖｍが設計値Ｖｍｓとなるよう粗調整する。この粗調整は、レーザダイオード１の規格上でレーザ出力が所望の値となる電流値を、図示しないレーザ出力調整用電源によって出力してレーザダイオード１を駆動し、このときのレーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍの出力値が、モニタ電圧の設計値をＶｍｓとなるようにモニタ抵抗３によって粗調整するものである。このときに要求される調整精度は、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整範囲Ｖｒｔ±α％によって定まり、これを十分に満たす程度であればよい。
【００５９】
電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整は、レーザダイオード１のレーザ出力を、図示しない調整用レーザ出力測定器を用いて測定しながら行う。可変電圧源７の出力電圧が中間値Ｖｃｔであるとき、レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍの出力値に誤差があれば、レーザ駆動手段Ｂはモニタ電圧Ｖｍに基づきレーザ出力部Ａを制御しているため、レーザダイオード１のレーザ出力が所望値から外れることとなる。操作部１０により、可変電圧源制御部８を操作し、可変電圧源７を制御して出力電圧Ｖｃを変化させると式（３）のごとく電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが変化する。レーザ駆動手段Ｂは変化した出力電圧Ｖｒに対して、モニタ電圧Ｖｍが追従するようレーザ出力部Ａを制御するため、レーザダイオード１のレーザ出力も変化する。前記調整用レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致するよう、操作部１０により調整を行う。前記調整用レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致したときの、電圧制御手段Ｃのの出力電圧Ｖｒが制御基準値Ｖｒｅｆであり、操作部１０により可変電圧源制御部８を操作し、この制御基準値Ｖｒｅｆを出力するときの可変電圧源７に対する制御値をメモリ部９に記憶させる。メモリ部９に前記制御値を記憶させたのち、前記調整用レーザ出力測定器を取り外しレーザ出力を微調整が完了する。
【００６０】
この微調整により、前記調整用レーザ出力測定器により確認さレーザ出力の所望値において、レーザ出力部Ａ、レーザ駆動手段Ｂ、電圧制御手段Ｃの各々が設計値ではなく動作状態によって調整され、このときの可変電圧源７に対する制御値をメモリ部９に記憶されたこととなる。
【００６１】
このメモリ部９に記憶された制御値により設定された電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒがレーザ出力の制御基準値Ｖｒｅｆであり、前記制御基準値Ｖｒｅｆに基づきレーザダイオード１のレーザ出力を制御することができる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態のレーザ出力制御装置によれば、分割抵抗Ｒ２、Ｒ３により可変電圧源７による調整範囲Ｖｒｔ±α％を定めることができ、モニタ抵抗３によりあらかじめ制御基準値Ｖｒｅｆを粗調整することにより、可変電圧源７の調整範囲Ｖｒｔ±α％を小さくすることができるため、制御基準値Ｖｒｅｆをより高精度かつ容易に設定することができる。このため、モニタ抵抗３による粗調整の残留誤差の範囲に応じて、分割抵抗Ｒ２とＲ３の抵抗値を決定して出力電圧Ｖｒの調整範囲Ｖｒｔ±α％を設定することにより、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源７を構成した場合でも所望の微調整精度を得ることが可能となる。逆に、可変電圧源７に高性能なものを使えばモニタ抵抗３による粗調整の残留誤差の許容値を大きくすることができる。
【００６３】
また、この制御基準値Ｖｒｅｆと、モニタフォトダイオード２の出力とに基づき、レーザダイオード１のレーザ出力を制御するフィードバックループを構成することができ、可変電圧源７により制御基準値Ｖｒｅｆを調整し、可変電圧源制御部８により、可変電圧源７の出力電圧を制御することができるため、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度かつ容易に設定することができるとともに、レーザ出力の制御基準値Ｖｒｅｆを設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業が不要である。
【００６４】
図１に示した構成によれば、定電流源６と抵抗Ｒ１から基準電圧源Ｄを構成することにより、図３に示した構成によれば、電圧源１１と抵抗Ｒ１から等価基準電圧源Ｄｂを構成することにより、ともに単純な構成で制御基準値Ｖｒｅｆを安定させることができる。
【００６５】
（実施の形態２）
本発明の光ディスク装置の実施形態を図４に示す。図４において、１２は光ディスク、１３はスピンドルモータ、１４は光ピックアップ、１５はヘッドアンプ、１６は信号処理部である。光ディスク１２はスピンドルモータ１３により回転され、光ピックアップ１４によって読み取られる。光ピックアップ１４の出力はヘッドアンプ１５で増幅され、信号処理部１６によって音声データ信号が取り出される。
【００６６】
１７はオーディオＤ／Ａ、１８は出力端子であり、音声データ信号はオーディオＤ／Ａ１７によってアナログ信号である音声信号に変換され、出力端子１８に出力される。
【００６７】
１９はシステムコントローラ、２０はスピンドルドライバである。信号処理部１６は前述の音声データ信号を出力する他、ヘッドアンプ１５の出力あるいはシステムコントローラ１９の出力からスピンドル制御信号をを生成する。このスピンドル制御信号によりスピンドルドライバ２０がスピンドルモータ１３を駆動して回転を制御している。システムコントローラ１９は、光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを制御するとともに、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整を制御する。
【００６８】
２１はサーボ回路、２２はアクチュエータドライバ、２３は光ピックアップ１４に備えられた対物レンズ、２４はアクチュエータである。
【００６９】
ヘッドアンプ１５はまた、光ピックアップ１４の出力からサーボ誤差信号を生成しており、サーボ回路２１は、このサーボ誤差信号、あるいはシステムコントローラ１９の出力からアクチュエータ制御信号を生成する。このアクチュエータ制御信号によりアクチュエータドライバ２２がアクチュエータ２４を駆動して対物レンズ２３の位置を制御している。
【００７０】
２５はシステムコントローラ１９を操作する操作部、２６はシステムコントローラ１９によりデータの書き込みと読み出しがなされるメモリ部である。操作部２５はシステムコントローラ１９を操作し、光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを操作することができるとともに、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整の操作をすることができる。メモリ部２６はシステムコントローラ１９が光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを制御行うために必要なデータの書き込みと読み出しがなされるとともに、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整およびレーザダイオード１のレーザ出力を制御するために必要なデータの書き込みと読み出しがなされる。
【００７１】
光ピックアップ１４に備わるレーザダイオード１の出力は、実施の形態１で先に述べた構成と同じくモニタフォトダイオード２によりモニタされるレーザ出力部Ａ、レーザ駆動手段Ｂ、電圧制御手段Ｃにより制御されるが、電圧制御手段Ｃの可変電圧源７の制御をシステムコントローラ１９が行っている点が実施の形態１とは異なっている。
【００７２】
レーザ出力部Ａ、レーザ駆動手段Ｂ、電圧制御手段Ｃの詳細な構成と動作、およびレーザ出力部Ａの粗調整方法は実施の形態１と同一である。
【００７３】
電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整は、光ディスク１２に代え、図示しないディスク型レーザ出力測定器を用いて行う。前記ディスク型レーザ出力測定器は本実施の形態の光ディスク装置にセットすることができ、光ディスク１２の再生時と同様の状態で照射されるレーザ光を測定するものである。このディスク型レーザ出力測定器を本実施の形態の光ディスク装置にセットし、光ピックアップ１４に備わるレーザダイオード１のレーザ光を光ディスク１２の再生時と同様に前記ディスク型レーザ出力測定器に照射する。
【００７４】
前記ディスク型レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致するよう、操作部２５によりシステムコントローラ１９を操作し、電圧制御手段Ｃの可変電圧源７を制御し出力電圧Ｖｒの調整を行う。前記ディスク型レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致したときの、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが制御基準値Ｖｒｅｆであり、操作部２５によりシステムコントローラ１９を操作し、この制御基準値Ｖｒｅｆを出力するときの電圧制御手段Ｃの可変電圧源７に対する制御値をメモリ部２６に記憶させる。メモリ部２６に前記制御値を記憶させたのち、前記ディスク型レーザ出力測定器を取り外しレーザ出力を微調整が完了する。
【００７５】
以上のように、本実施の形態の光ディスク装置によれば、システムコントローラ１９により、可変電圧源７の出力電圧を制御することができるため、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度かつ容易に設定することができ、一度設定した制御基準値Ｖｒｅｆをメモリ部２６にデータとして記憶するため、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度に安定させることができる。
【００７６】
また、可変電圧源７の出力電圧の制御とその操作を、光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを制御するシステムコントローラ１９とその操作部２５によることにより、可変電圧源７の出力電圧の制御とその操作に専用の制御部と操作部を設ける必要がなく、構造が単純化され装置全体の小型軽量化が可能となるとともに、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度かつ容易に設定することができる。
【００７７】
なお、実施の形態による光ディスク装置は再生専用の装置としたが、記録機能を有する光ディスク装置にも応用可能であり、再生と記録においてレーザ出力の所望値が異なる場合は、各々個別に制御基準値を設定する必要があり、再生と記録の２つの制御値を記憶し各々の動作時によって個別の制御基準値に基づきレーザー出力を制御する構成となる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、前記モニタ抵抗を可変してあらかじめレーザ出力を粗調整することにより、分割抵抗により定める可変電圧源によるレーザ出力の調整範囲を小さくすることができるため、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源を構成した場合にも所望の微調整精度を得ることが可能となり、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業を不要とし、高精度かつ容易に制御基準値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるレーザ出力制御装置のブロック構成図
【図２】式（３）を表すグラフ
【図３】図１の基準電圧源Ｄを等価回路にとしたブロック構成図
【図４】本発明の一実施の形態による光ディスク装置のブロック構成図
【図５】従来のレーザ出力制御装置の第１例のブロック構成図
【図６】従来のレーザ出力制御装置の第２例のブロック構成図
【符号の説明】
１ レーザダイオード
２ モニタフォトダイオード
３ モニタ抵抗
４ 差動増幅器
５ 電圧電流変換器
６ 定電流源
７ 可変電圧源
８ 可変電圧源制御部
１１ 電圧源
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２、Ｒ３ 分割抵抗
Ｃ 電圧制御手段
Ｄ 基準電圧源
Ｄｂ 等価基準電圧源
１２ 光ディスク
１４ 光ピックアップ
１９ システムコントローラ
２５ 操作部
２６ メモリ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ出力制御装置および光ディスク装置に関わり、特に光学式ピックアップのレーザ出力を制御するレーザ出力制御装置および当該レーザ出力制御装置を備えた光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に従来のレーザ出力制御装置の第１例のブロック構成図を示す。図５において、３１はレーザダイオード、３２はモニタフォトダイオード、３３はモニタ抵抗、３４は差動増幅器、３５は電圧電流変換器、３６は定電流源、３７は抵抗である。以下、図５を用いてその動作を説明する。
【０００３】
レーザダイオード３１から出力された光はモニタフォトダイオード３２に入射してレーザ出力に応じた光電流を発生させる。この光電流はモニタ抵抗３３によって電流電圧変換されてモニタ電圧Ｖｍとなり差動増幅器３４の一方の入力３４ａに入る。差動増幅器３４の他方の入力３４ｂには定電流源３６と抵抗３７によって発生される電圧である制御基準値Ｖｒｅｆが入力されている。差動増幅器３４は入力３４ｂの制御基準値Ｖｒｅｆと入力３４ａのモニタ電圧Ｖｍの電圧差に応じた出力電圧を発生し、さらにこの出力電圧は電圧電流変換器３５によってレーザダイオード３１の駆動電流を発生させる。レーザダイオード３１のレーザ出力が大きい時には、モニタフォトダイオード３２に発生する光電流が多くなってモニタ電圧Ｖｍが上がり、差動増幅器３４は入力３４ａが大きくなって出力電圧が小さくなるので、レーザ駆動電流が減少してレーザ出力が小さくなる。同様にレーザダイオード３１のレーザ出力が小さい時には、レーザ駆動電流が増加してレーザ出力が大きくなる。このようにして、制御基準値Ｖｒｅｆとレーザ出力のモニタ電圧Ｖｍがほぼ等しくなるようにレーザ出力が制御される。レーザ出力の調整は、光ピックアップから光ディスクに照射される出射光を光パワーメータで測定したり、光ディスクを再生、記録しているときの光ピックからの出力信号のレベルを測定したりして、それらの測定値が所望の値になるように、可変抵抗を使ったモニタ抵抗３３の抵抗値を調整して行うことができる。
【０００４】
図６に従来のレーザ出力制御装置の第２例のブロック構成図を示す。図６において、３８は可変電圧源である。以下、図６を用いてその動作を説明する。
【０００５】
差動増幅器３４の入力３４ｂに入力される基準電圧は、可変電圧源３８によって発生される。レーザ出力の調整は、可変電圧源３８の出力電圧を調整して行うことができる。しかしこの場合においても、レーザダイオード３１のレーザ出力をモニタするモニタフォトダイオード３２の光電流出力が個々の素子や光学系のばらつきで大きく影響を受けるために、モニタ抵抗３３には可変抵抗を用いて、レーザ出力が所望の値である時にモニタ電圧Ｖｍがおおよそ所定の値になるように、モニタ抵抗３３を可変抵抗にしてあらかじめ粗調整をしておくことが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザ出力制御装置の第１例においては、レーザ出力を調整する際にモニタ抵抗３３の可変抵抗を調整する調整ドライバーを機械的に挿入する必要があり、その空間が機器の小型化の障害になるという課題があった。また、調整ドライバーを機械的に挿入するために、サービス時などに再調整する時には機器を解体しなければならないという課題があった。さらに、この調整が前述の粗調整と微調整を兼ねているために、特に微調整に多くの時間を必要とするという課題もあった。
【０００７】
従来のレーザ出力制御装置の第２例においては、可変電圧源３８の出力電圧で、前述の粗調整と微調整を兼ねるために、可変電圧源３８の電圧可変範囲と分解能を同時に要求されるため、可変電圧源３８に高い精度が求められるという課題を有していた。ここでモニタ抵抗３３を可変抵抗にして粗調整を行い、可変電圧源３８で微調整を行うことで調整制度を向上することができるが、この場合においても、微調整範囲の設定の自由度がなく、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源３８を構成した場合には所望の微調整精度を得るのが困難であるという課題があった。
【０００８】
本発明は、これらの課題を鑑みて、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業を不要とし、高精度かつ容易に制御基準値を設定することができる光学式ピックアップのレーザ出力制御装置を供給することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のレーザ出力制御装置および光ディスク装置は、レーザ出力を制御すべきレーザダイオードと、入力電圧に応じて前記レーザダイオードに駆動電流を流す電圧電流変換器と、前記電圧電流変換器に電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザダイオードのレーザ出力をモニタするモニタフォトダイオードと、前記モニタフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する可変抵抗で構成されたモニタ抵抗と、所定の出力抵抗値を持った基準電圧源と、可変電圧源と、前記可変電圧源の出力電圧を分割し、前記可変電圧源の出力電圧可変範囲の中間値において、分割電圧が前記基準電圧源の開放電圧と略同一となる分割抵抗と、前記可変電圧源を制御する可変電圧源制御手段とを備え、前記差動増幅器の一方の入力には前記モニタ抵抗の出力電圧に応じた信号を入力し、他方の入力には前記分割抵抗の分割電圧出力部と前記基準電圧源の電圧出力部とを接続して設定した制御基準値を入力して、前記モニタ抵抗の値を可変してレーザ出力を粗調整するとともに、前記可変電圧源制御手段によりレーザ出力を微調整するよう構成したものである。
【００１０】
これにより、可変電圧源により制御基準値を調整するため、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業が不要であり、分割抵抗により可変電圧源による調整範囲を定めることができるため、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、レーザ出力を制御すべきレーザダイオードと、入力電圧に応じて前記レーザダイオードに駆動電流を流す電圧電流変換器と、前記電圧電流変換器に電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザダイオードのレーザ出力をモニタするモニタフォトダイオードと、前記モニタフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する可変抵抗で構成されたモニタ抵抗と、所定の出力抵抗値を持った基準電圧源と、可変電圧源と、前記可変電圧源の出力電圧を分割し、前記可変電圧源の出力電圧可変範囲の中間値において、分割電圧が前記基準電圧源の開放電圧と略同一となる分割抵抗と、前記可変電圧源を制御する可変電圧源制御手段とを備え、前記差動増幅器の一方の入力には前記モニタ抵抗の出力電圧に応じた信号を入力し、他方の入力には前記分割抵抗の分割電圧出力部と前記基準電圧源の電圧出力部とを接続して設定した制御基準値を入力して、前記モニタ抵抗の値を可変してレーザ出力を粗調整するとともに、前記可変電圧源制御手段によりレーザ出力を微調整するよう構成したことを特徴とするレーザ出力制御装置としたものであり、前記モニタ抵抗を可変してあらかじめレーザ出力を粗調整することにより、分割抵抗により定める可変電圧源によるレーザ出力の調整範囲を小さくすることができるため、前述の、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源を構成した場合には所望の微調整精度を得ることが困難であるという課題は解消できる。さらに、可変電圧源により制御基準値を調整するため、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業が不要であり、分割抵抗により可変電圧源による調整範囲を定めることができるため、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１２】
また、差動増幅器の一方の入力には、モニタ抵抗の出力電圧に応じた信号を入力し、他方の入力に制御基準値を入力するよう構成したものであり、制御基準値と、モニタフォトダイオードの出力とに基づき、レーザダイオードのレーザ出力を制御するフィードバックループを構成することができる。
【００１３】
さらに、本発明のレーザ出力制御手段は可変電圧源を制御する可変電圧源制御手段を備え、可変電圧源の出力電圧を制御することにより制御基準値を設定可能に構成したものであり、可変電圧源制御手段により可変電圧源の出力電圧を制御することができるため、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業を必要とすることなく、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ出力制御装置において、基準電圧源は、定電流源と、定電流源に直列に接続した抵抗からなり、抵抗に発生した電圧を基準電圧として出力するよう構成したものであり、定電流源と抵抗から基準電圧源を構成することにより、単純な構成で制御基準値を安定させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ出力制御装置において、基準電圧源は、電圧源と、電圧源に直列に接続した抵抗からなる構成したものであり、電圧源と抵抗から基準電圧源を構成することにより、単純な構成で制御基準値を安定させることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載のレーザ出力制御装置を用いた光ディスク装置であって、ディスクに記録された情報の再生を制御するシステムコントローラと、システムコントローラを操作する操作手段とを備え可変電圧源の出力電圧はシステムコントローラによって制御され、操作手段により制御基準値を設定可能に構成したことを特徴とする光ディスク装置としたものであり、可変電圧源の出力電圧の制御とその操作を、ディスクの再生を制御するシステムコントローラとその操作手段によることにより、構造が単純化され装置全体の小型軽量化が可能となるとともに、制御基準値を高精度かつ容易に設定することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光ディスク装置において、システムコントローラによりデータの書き込みと読み出しがなされる記憶手段を備え、制御基準値を記憶可能に構成したものであり、一度設定した制御基準値を記憶手段にデータとして記憶するため、制御基準値を高精度に安定させることができる。
【００１９】
以下本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明のレーザ出力制御装置の実施形態を図１〜図３に示す。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態によるレーザ出力制御装置のブロック構成図である。図１において、１はレーザダイオード、２はモニタフォトダイオード、３はモニタ抵抗である。
【００２２】
レーザダイオード１は光学式ピックアップのレーザを出力するものであり、本実施形態のレーザ出力制御装置によってレーザ出力が制御される。このレーザダイオード１のレーザ出力はモニタフォトダイオード２によってモニタされ、その出力電流はモニタフォトダイオード２に直列に接続されるモニタ抵抗３によってモニタ電圧Ｖｍに変換される。このモニタ抵抗３は可変抵抗で構成され後述する制御基準値を粗調整することができる。これらレーザダイオード１、モニタフォトダイオード２およびモニタ抵抗３はレーザ出力部Ａを構成している。
【００２３】
４は差動増幅器、５は電圧電流変換器である。差動増幅器４の反転入力４ａにはモニタ抵抗３にかかるモニタ電圧Ｖｍが入力され、非反転入力４ｂには後述する電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが入力されている。差動増幅器４の出力は電圧電流変換器５に入力され、電圧電流変換器５は入力電圧に応じてレーザダイオード１に駆動電流を流す。これら差動増幅器４と電圧電流変換器５はレーザ駆動手段Ｂを構成している。
【００２４】
６は出力電流Ｉの定電流源、７は出力電圧を制御することができる可変電圧源、Ｒ１〜Ｒ３は抵抗である。
【００２５】
Ｒ１は定電流源６に直列に接続されこのＲ１に発生した電圧を基準電圧として出力することにより所定の出力抵抗値Ｒ１を持った基準電圧源Ｄを構成している。
【００２６】
Ｒ２とＲ３は可変電圧源７の出力電圧を分割する分割抵抗であり、可変電圧源７の出力に分割抵抗Ｒ２，Ｒ３のみが接続されていると仮定した場合、可変電圧源７の出力電圧Ｖｃの可変範囲の中間値Ｖｃｔにおける分割電圧が、基準電圧源Ｄの開放電圧と略同一となるように構成している。この分割抵抗Ｒ２およびＲ３の分割電圧出力部となるＲ２とＲ３の接続点と、基準電圧源Ｄの電圧出力部となる定電流源６とＲ１の接続点とを接続して電圧制御手段Ｃを構成し、出力電圧Ｖｒを出力している。
【００２７】
８は可変電圧源７を制御する可変電圧源制御部、９は可変電圧源制御部８によりデータの書き込みと読み出しがなされるメモリ部、１０は可変電圧源制御部８を操作する操作部である。
【００２８】
つぎに、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値の設定について説明する。
【００２９】
光ピックアップ１のレーザ出力の所望値におけるモニタ電圧の設計値をＶｍｓとする。基準電圧源Ｄの開放電圧をモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定するため、定電流源６の出力電流ＩからＲ１は、
【００３０】
【数１】
と定まる。
【００３２】
可変電圧源７の出力に分割抵抗Ｒ２，Ｒ３のみが接続されていると仮定した場合に、可変電圧源７の出力電圧中間値Ｖｃｔにおける分割電圧が、基準電圧源Ｄの開放電圧と同一、すなわちモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定するので、
【００３３】
【数２】
となる。よって、Ｒ２とＲ３の比は、
【００３５】
【数３】
と定まる。
【００３７】
この分割抵抗Ｒ２およびＲ３の分割電圧出力部となるＲ２とＲ３の接続点と、基準電圧源Ｄの電圧出力部となる定電流源６とＲ１の接続点とを接続して電圧制御手段Ｃを構成しているので、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒは、Ｒ４を、
【００３８】
【数４】
とおいて、
【００４０】
【数５】
と表される。可変電圧源７の出力電圧Ｖｃの可変による電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの中間値をＶｒｔ、可変範囲をＶｒｔ±α％とすると、Ｒ３の抵抗値が定まる。式（１）および式（２）により出力電圧中間値Ｖｒｔをモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定しているので、
Ｖｒｔ＝Ｖｍｓ
となり、Ｒ３は、０＜α＜１００、Ｖｃｔ＞Ｖｍｓの条件において、
【００４２】
【数６】
と定まる。これにより電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの可変範囲が、分割抵抗Ｒ２とＲ３の抵抗値の設定により、Ｖｃの可変範囲を上限として任意に設定することができる。
【００４４】
これらを図２を用いてさらに具体的に説明する。図２は式（３）を表すグラフであり、横軸は可変電圧源７の出力電圧Ｖｃ、縦軸は電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒである。式（３）は実線Ｅで表され、その傾き、すなわち電圧制御手段Ｃの出力可変範囲をＶｒｔ±α％は式（２）および式（４）に表したとおり分割抵抗Ｒ２、Ｒ３の各抵抗値により設定できる。しかも、出力電圧中間値Ｖｒｔは式（２）を逸脱しない限り基本的に移動しない。実線Ｆは、図１において、基準電圧源Ｄを取り外したと仮定した場合の電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒを示し、
【００４５】
【数７】
として表され、実線Ｆからわかるように電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整範囲はＶｒｔ±１００％の範囲となると表される。
【００４７】
例えば可変電圧源７に６ビットのＤ／Ａコンバータを用いたとすれば、式（５）の実線Ｆの場合は調整範囲はＶｒｔ±１００％、調整分解能は３．１（％／ＬＳＢ）となるが、式（３）の実線Ｅの場合は、前述したように電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整感度は分割抵抗Ｒ２、Ｒ３の各抵抗値により設定できるので、調整範囲はＶｒｔ±２５％で調整分解能を１（％／ＬＳＢ）以下に設定することが可能である。
【００４８】
図３は、図１の基準電圧源Ｄを等価回路にとしたブロック構成図である。図３においてＤｂは、図１の基準電圧源Ｄの等価回路である等価基準電圧源である。１１は出力電圧Ｖの電圧源であり、等価基準電圧源Ｄｂの出力抵抗値はＲ１で定まっている。
この等価基準電圧源Ｄｂの開放電圧をモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定するためには、図１の基準電圧源Ｄの場合は式（１）でＲ１を定めたのに対して、電圧源１１の出力電圧Ｖをモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定することとなる。よって、電圧源１１の出力電圧Ｖは、
Ｖ＝Ｖｍｓ
として定められる。式（２）および式（４）よりＲ２とＲ３の値が定まり、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが式（３）と表されることは図１の回路と同様である。
【００４９】
このように基準電圧源Ｄは、その出力開放電圧が光ピックアップ１のレーザ出力の所望値におけるモニタ電圧の設計値をＶｍｓと同一に設定可能で、一定の出力抵抗値を持つものであれば、図１および図３の例に限るものではなく、その構成はいかなるものであってもよい。また、基準電圧源Ｄの出力抵抗値は、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒに求められる精度を満たすに必要な程度において一定であればよい。
【００５０】
以上のように構成されたレーザ出力制御装置について、以下、図１および図３を用いてその動作を説明する。
【００５１】
レーザダイオード１から出力された光はモニタフォトダイオード２に入射してレーザ出力に応じた光電流を発生させる。この光電流はモニタ抵抗３によって電流電圧変換されてモニタ電圧Ｖｍとなるが、このモニタ抵抗３はレーザ出力が所望の値であるときに、モニタ電圧の設計値Ｖｍｓとなるように粗調整されレーザ出力部Ａが構成されている。レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍ出力はレーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の反転入力４ａに入力される。
【００５２】
レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の非反転入力４ｂには、前述の電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが入力されている。レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４は非反転入力４ｂの電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒと、反転入力４ａのレーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍの電圧差に応じた出力電圧を発生し、さらにこの出力電圧は電圧電流変換器５によって電流出力に変換され、レーザ駆動手段Ｂはレーザダイオード１の駆動電流を発生させる。
【００５３】
レーザダイオード１のレーザ出力が所望の値を超えた時には、レーザ出力に応じてモニタフォトダイオード２に発生する光電流が多くなる。モニタ抵抗３によって電流電圧変換されたモニタ電圧Ｖｍが上がり、レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍ出力は電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒを超えることとなる。レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の反転入力４ａが非反転入力４ｂより大きくなるため差動増幅器４の出力電圧が小さくなる。これにより、レーザ駆動手段Ｂの出力するレーザ駆動電流が減少してレーザ出力が小さくなるよう制御される。
【００５４】
レーザダイオード１のレーザ出力が所望の値に達しない時には、レーザ出力に応じてモニタフォトダイオード２に発生する光電流が少なくなる。モニタ抵抗３によって電流電圧変換されたモニタ電圧Ｖｍが下がり、レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍ出力は電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒを下回ることとなる。レーザ駆動手段Ｂの差動増幅器４の反転入力４ａが非反転入力４ｂより小さくなるため差動増幅器４の出力電圧が大きくなる。これにより、レーザ駆動手段Ｂの出力するレーザ駆動電流が増加してレーザ出力が大きくなるよう制御される。
【００５５】
このようにして、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒとレーザ出力のモニタ電圧Ｖｍがほぼ等しくなるようにレーザ出力が制御される。
【００５６】
ここで、レーザ出力部Ａが所望のレーザ出力値においてモニタ電圧Ｖｍが正確にその設計値Ｖｍｓであることが理想であるが、モニタ抵抗３のみによってモニタ電圧Ｖｍを高精度に調整することが困難なことは、従来技術の問題点として前述の通りである。このためモニタ電圧Ｖｍの誤差に対して、電圧制御手段Ｃが出力電圧Ｖｒを調整可能に構成している。
【００５７】
つづいて、本実施の形態のレーザ出力制御装置の調整方法について述べる。
【００５８】
まず、レーザ出力部Ａは、所望のレーザ出力値においてモニタ電圧Ｖｍが設計値Ｖｍｓとなるよう粗調整する。この粗調整は、レーザダイオード１の規格上でレーザ出力が所望の値となる電流値を、図示しないレーザ出力調整用電源によって出力してレーザダイオード１を駆動し、このときのレーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍの出力値が、モニタ電圧の設計値をＶｍｓとなるようにモニタ抵抗３によって粗調整するものである。このときに要求される調整精度は、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整範囲Ｖｒｔ±α％によって定まり、これを十分に満たす程度であればよい。
【００５９】
電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整は、レーザダイオード１のレーザ出力を、図示しない調整用レーザ出力測定器を用いて測定しながら行う。可変電圧源７の出力電圧が中間値Ｖｃｔであるとき、レーザ出力部Ａのモニタ電圧Ｖｍの出力値に誤差があれば、レーザ駆動手段Ｂはモニタ電圧Ｖｍに基づきレーザ出力部Ａを制御しているため、レーザダイオード１のレーザ出力が所望値から外れることとなる。操作部１０により、可変電圧源制御部８を操作し、可変電圧源７を制御して出力電圧Ｖｃを変化させると式（３）のごとく電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが変化する。レーザ駆動手段Ｂは変化した出力電圧Ｖｒに対して、モニタ電圧Ｖｍが追従するようレーザ出力部Ａを制御するため、レーザダイオード１のレーザ出力も変化する。前記調整用レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致するよう、操作部１０により調整を行う。前記調整用レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致したときの、電圧制御手段Ｃのの出力電圧Ｖｒが制御基準値Ｖｒｅｆであり、操作部１０により可変電圧源制御部８を操作し、この制御基準値Ｖｒｅｆを出力するときの可変電圧源７に対する制御値をメモリ部９に記憶させる。メモリ部９に前記制御値を記憶させたのち、前記調整用レーザ出力測定器を取り外しレーザ出力を微調整が完了する。
【００６０】
この微調整により、前記調整用レーザ出力測定器により確認さレーザ出力の所望値において、レーザ出力部Ａ、レーザ駆動手段Ｂ、電圧制御手段Ｃの各々が設計値ではなく動作状態によって調整され、このときの可変電圧源７に対する制御値をメモリ部９に記憶されたこととなる。
【００６１】
このメモリ部９に記憶された制御値により設定された電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒがレーザ出力の制御基準値Ｖｒｅｆであり、前記制御基準値Ｖｒｅｆに基づきレーザダイオード１のレーザ出力を制御することができる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態のレーザ出力制御装置によれば、分割抵抗Ｒ２、Ｒ３により可変電圧源７による調整範囲Ｖｒｔ±α％を定めることができ、モニタ抵抗３によりあらかじめ制御基準値Ｖｒｅｆを粗調整することにより、可変電圧源７の調整範囲Ｖｒｔ±α％を小さくすることができるため、制御基準値Ｖｒｅｆをより高精度かつ容易に設定することができる。このため、モニタ抵抗３による粗調整の残留誤差の範囲に応じて、分割抵抗Ｒ２とＲ３の抵抗値を決定して出力電圧Ｖｒの調整範囲Ｖｒｔ±α％を設定することにより、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源７を構成した場合でも所望の微調整精度を得ることが可能となる。逆に、可変電圧源７に高性能なものを使えばモニタ抵抗３による粗調整の残留誤差の許容値を大きくすることができる。
【００６３】
また、この制御基準値Ｖｒｅｆと、モニタフォトダイオード２の出力とに基づき、レーザダイオード１のレーザ出力を制御するフィードバックループを構成することができ、可変電圧源７により制御基準値Ｖｒｅｆを調整し、可変電圧源制御部８により、可変電圧源７の出力電圧を制御することができるため、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度かつ容易に設定することができるとともに、レーザ出力の制御基準値Ｖｒｅｆを設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業が不要である。
【００６４】
図１に示した構成によれば、定電流源６と抵抗Ｒ１から基準電圧源Ｄを構成することにより、図３に示した構成によれば、電圧源１１と抵抗Ｒ１から等価基準電圧源Ｄｂを構成することにより、ともに単純な構成で制御基準値Ｖｒｅｆを安定させることができる。
【００６５】
（実施の形態２）
本発明の光ディスク装置の実施形態を図４に示す。図４において、１２は光ディスク、１３はスピンドルモータ、１４は光ピックアップ、１５はヘッドアンプ、１６は信号処理部である。光ディスク１２はスピンドルモータ１３により回転され、光ピックアップ１４によって読み取られる。光ピックアップ１４の出力はヘッドアンプ１５で増幅され、信号処理部１６によって音声データ信号が取り出される。
【００６６】
１７はオーディオＤ／Ａ、１８は出力端子であり、音声データ信号はオーディオＤ／Ａ１７によってアナログ信号である音声信号に変換され、出力端子１８に出力される。
【００６７】
１９はシステムコントローラ、２０はスピンドルドライバである。信号処理部１６は前述の音声データ信号を出力する他、ヘッドアンプ１５の出力あるいはシステムコントローラ１９の出力からスピンドル制御信号をを生成する。このスピンドル制御信号によりスピンドルドライバ２０がスピンドルモータ１３を駆動して回転を制御している。システムコントローラ１９は、光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを制御するとともに、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整を制御する。
【００６８】
２１はサーボ回路、２２はアクチュエータドライバ、２３は光ピックアップ１４に備えられた対物レンズ、２４はアクチュエータである。
【００６９】
ヘッドアンプ１５はまた、光ピックアップ１４の出力からサーボ誤差信号を生成しており、サーボ回路２１は、このサーボ誤差信号、あるいはシステムコントローラ１９の出力からアクチュエータ制御信号を生成する。このアクチュエータ制御信号によりアクチュエータドライバ２２がアクチュエータ２４を駆動して対物レンズ２３の位置を制御している。
【００７０】
２５はシステムコントローラ１９を操作する操作部、２６はシステムコントローラ１９によりデータの書き込みと読み出しがなされるメモリ部である。操作部２５はシステムコントローラ１９を操作し、光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを操作することができるとともに、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整の操作をすることができる。メモリ部２６はシステムコントローラ１９が光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを制御行うために必要なデータの書き込みと読み出しがなされるとともに、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整およびレーザダイオード１のレーザ出力を制御するために必要なデータの書き込みと読み出しがなされる。
【００７１】
光ピックアップ１４に備わるレーザダイオード１の出力は、実施の形態１で先に述べた構成と同じくモニタフォトダイオード２によりモニタされるレーザ出力部Ａ、レーザ駆動手段Ｂ、電圧制御手段Ｃにより制御されるが、電圧制御手段Ｃの可変電圧源７の制御をシステムコントローラ１９が行っている点が実施の形態１とは異なっている。
【００７２】
レーザ出力部Ａ、レーザ駆動手段Ｂ、電圧制御手段Ｃの詳細な構成と動作、およびレーザ出力部Ａの粗調整方法は実施の形態１と同一である。
【００７３】
電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒの調整によるレーザ出力を微調整は、光ディスク１２に代え、図示しないディスク型レーザ出力測定器を用いて行う。前記ディスク型レーザ出力測定器は本実施の形態の光ディスク装置にセットすることができ、光ディスク１２の再生時と同様の状態で照射されるレーザ光を測定するものである。このディスク型レーザ出力測定器を本実施の形態の光ディスク装置にセットし、光ピックアップ１４に備わるレーザダイオード１のレーザ光を光ディスク１２の再生時と同様に前記ディスク型レーザ出力測定器に照射する。
【００７４】
前記ディスク型レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致するよう、操作部２５によりシステムコントローラ１９を操作し、電圧制御手段Ｃの可変電圧源７を制御し出力電圧Ｖｒの調整を行う。前記ディスク型レーザ出力測定器の指示値がレーザ出力の所望値に合致したときの、電圧制御手段Ｃの出力電圧Ｖｒが制御基準値Ｖｒｅｆであり、操作部２５によりシステムコントローラ１９を操作し、この制御基準値Ｖｒｅｆを出力するときの電圧制御手段Ｃの可変電圧源７に対する制御値をメモリ部２６に記憶させる。メモリ部２６に前記制御値を記憶させたのち、前記ディスク型レーザ出力測定器を取り外しレーザ出力を微調整が完了する。
【００７５】
以上のように、本実施の形態の光ディスク装置によれば、システムコントローラ１９により、可変電圧源７の出力電圧を制御することができるため、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度かつ容易に設定することができ、一度設定した制御基準値Ｖｒｅｆをメモリ部２６にデータとして記憶するため、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度に安定させることができる。
【００７６】
また、可変電圧源７の出力電圧の制御とその操作を、光ディスク１２に記録された情報の再生、停止、再生トラックの移動などを制御するシステムコントローラ１９とその操作部２５によることにより、可変電圧源７の出力電圧の制御とその操作に専用の制御部と操作部を設ける必要がなく、構造が単純化され装置全体の小型軽量化が可能となるとともに、制御基準値Ｖｒｅｆを高精度かつ容易に設定することができる。
【００７７】
なお、実施の形態による光ディスク装置は再生専用の装置としたが、記録機能を有する光ディスク装置にも応用可能であり、再生と記録においてレーザ出力の所望値が異なる場合は、各々個別に制御基準値を設定する必要があり、再生と記録の２つの制御値を記憶し各々の動作時によって個別の制御基準値に基づきレーザー出力を制御する構成となる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、前記モニタ抵抗を可変してあらかじめレーザ出力を粗調整することにより、分割抵抗により定める可変電圧源によるレーザ出力の調整範囲を小さくすることができるため、いわゆる普及価格帯のマイコンに内蔵されたビット数の小さいＤ／Ａコンバータや、クロックの遅いＰＷＭ出力器で可変電圧源を構成した場合にも所望の微調整精度を得ることが可能となり、レーザ出力の制御基準値を設定する際に、調整用ドライバなどの挿入をするための構造や作業を不要とし、高精度かつ容易に制御基準値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるレーザ出力制御装置のブロック構成図
【図２】式（３）を表すグラフ
【図３】図１の基準電圧源Ｄを等価回路にとしたブロック構成図
【図４】本発明の一実施の形態による光ディスク装置のブロック構成図
【図５】従来のレーザ出力制御装置の第１例のブロック構成図
【図６】従来のレーザ出力制御装置の第２例のブロック構成図
【符号の説明】
１ レーザダイオード
２ モニタフォトダイオード
３ モニタ抵抗
４ 差動増幅器
５ 電圧電流変換器
６ 定電流源
７ 可変電圧源
８ 可変電圧源制御部
１１ 電圧源
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２、Ｒ３ 分割抵抗
Ｃ 電圧制御手段
Ｄ 基準電圧源
Ｄｂ 等価基準電圧源
１２ 光ディスク
１４ 光ピックアップ
１９ システムコントローラ
２５ 操作部
２６ メモリ部
Claims (5)
- レーザ出力を制御すべきレーザダイオードと、入力電圧に応じて前記レーザダイオードに駆動電流を流す電圧電流変換器と、前記電圧電流変換器に電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザダイオードのレーザ出力をモニタするモニタフォトダイオードと、前記モニタフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する可変抵抗で構成されたモニタ抵抗と、所定の出力抵抗値を持った基準電圧源と、可変電圧源と、前記可変電圧源の出力電圧を分割し、前記可変電圧源の出力電圧可変範囲の中間値において、分割電圧が前記基準電圧源の開放電圧と略同一となる分割抵抗と、前記可変電圧源を制御する可変電圧源制御手段とを備え、
前記差動増幅器の一方の入力には前記モニタ抵抗の出力電圧に応じた信号を入力し、他方の入力には前記分割抵抗の分割電圧出力部と前記基準電圧源の電圧出力部とを接続して設定した制御基準値を入力して、前記モニタ抵抗の値を可変してレーザ出力を粗調整するとともに、前記可変電圧源制御手段によりレーザ出力を微調整するよう構成したことを特徴とするレーザ出力制御装置。 - 前記基準電圧源は、定電流源と、前記定電流源に直列に接続した抵抗からなり、前記抵抗に発生した電圧を基準電圧として出力することを特徴とする請求項１に記載のレーザ出力制御装置。
- 前記基準電圧源は、電圧源と、前記電圧源に直列に接続した抵抗からなることを特徴とする請求項１に記載のレーザ出力制御装置。
- 請求項１〜３に記載のレーザ出力制御装置を用いた光ディスク装置であって、ディスクに記録された情報の再生を制御するシステムコントローラと、前記システムコントローラを操作する操作手段とを備え、前記可変電圧源の出力電圧は前記システムコントローラによって制御され、前記操作手段により前記制御基準値を設定可能に構成したことを特徴とする光ディスク装置。
- 前記システムコントローラによりデータの書き込みと読み出しがなされる記憶手段を備え、前記制御基準値を記憶可能に構成したことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置。
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