JP3700602B2

JP3700602B2 - レーザ駆動装置

Info

Publication number: JP3700602B2
Application number: JP2001102651A
Authority: JP
Inventors: 尚志永野; 宏司鈴木; 勝一刑部
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: US7248554B2; JP2002298417A; US20020141324A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置に用いて好適なレーザ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
くり返し書込み可能な光ディスク（ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭ等）に対して書込み／読出しを行う光ディスク装置においては、レーザパワーを３段階に切り換える必要がある。これらは最もレベルの低い順に、リードレベル、イレースレベルおよびライトレベルと呼ばれる。リードレベルは光ディスクの読出しに用いられるレベルであり、イレースレベルは情報の消去、ライトレベルは情報の書込みに用いられる。より詳しくは、イレースレベルは光ディスク表面をピット非形成状態に遷移させ、ライトレベルはピット形成状態に遷移させる。
【０００３】
このようにレーザパワーを制御するレーザパワー制御回路の一例を図１に示す。
図において２はライトレベル電流源、４はイレースレベル電流源、６はリードレベル電流源であり、スイッチ８，１０，１２を介して、レーザダイオード３０に上述したライトレベル、イレースレベル、リードレベルのレーザパワーを生じさせる電流を供給する。２８は光検出器であり、レーザダイオード３０のレーザパワーをモニタする。２６は増幅器であり、このモニタ結果を増幅する。
【０００４】
２０は記録電流制御部、２２は消去電流制御部、２４は再生電流制御部であり、各レーザパワーが各々所定のレベルに近づくように電流源２，４，６をフィードバック制御する。３４は記録データパルス発生部であり、スイッチ１４，１６を介してスイッチ８，１０をオンオフするパルス信号を出力する。３２は記録モード／再生モード切替部であり、光ディスク装置の動作モードに応じたモード切替信号Ｓmodeを出力する。このモード切替信号Ｓmodeは、動作モードが記録モードになると“１”になり、動作モードが再生モードになると“０”になる。
【０００５】
スイッチ１２は、インバータ１８を介して反転されたモード切替信号Ｓmodeによってオンオフ制御され、再生モードにおいてはオン状態、記録モードにおいてはオフ状態に設定される。また、スイッチ１４，１６はモード切替信号Ｓmodeによってオンオフ制御され、再生モードにおいてはオフ状態、記録モードにおいてはオン状態に設定される。従って、記録モードにおいては、スイッチ１４，１６を介して、記録データパルス発生部３４によるスイッチ８，１０のオンオフ制御が可能になる。
【０００６】
次に、以上に述べた構成に基づいて得られるレーザダイオード出力電流等の波形を図２を参照し説明する。同図(a)の時刻ｔ1においてモード切替信号Ｓmodeは“０”から“１”に立上がっている。すなわち、動作モードが再生モードから記録モードに切り換えられている。ここで、「記録モード」は、光ディスクに読み出し可能なデータを記録する「データ記録モード」と、既に記録されているデータを単に消去する「ＤＣイレースモード」とにさらに分類される。
【０００７】
データ記録モードにおいては、図２(b)に示すような記録ＥＦＭ信号が図示せぬ制御回路から記録データパルス発生部３４に供給される。記録データパルス発生部３４においては、記録ＥＦＭ信号に対応して、同図(c)および(d)に示す記録電流および消去電流がスイッチ８，１０を介して出力されるように、スイッチ８，１０がスイッチング制御される。ここで、記録電流は主として記録ＥＦＭ信号の“１”に対応し、消去電流は主として記録ＥＦＭ信号の“０”に対応する。生成された記録電流および消去電流は重畳され、同図(e)に示すレーザダイオード出力電流としてレーザダイオード３０に供給される。
【０００８】
ここで、記録電流はライトレベルＰWをピーク値として櫛歯状に変調されている。これは熱蓄積効果によりピットが涙滴状に歪むことを防止したものである。このように、記録電流波形を形成することをストラテジ処理という。ストラテジ処理においては、同図(c)のように先頭パルスの幅を後続のパルス幅よりも広くしたり、デューティ比を変更したり、立上がり・立下がりタイミングを変更するなどの様々な波形形成が可能となっている。一方、ＤＣイレースモードにおいては、記録電流は出力されず、消去電流のみが連続的に出力される。この結果、レーザダイオード出力電流は、同図(f)に示すように、連続的にイレースレベルＰeになる。
【０００９】
ところで、レーザダイオード３０への出力電流に高周波信号を重畳することが多い。これは、光帰還ノイズを減少させ、ウォブル信号を正確に検出するためである。図１の破線領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に各種の高周波重畳の態様を示す。まず、破線領域Ａ内において３６は高周波発振器であり、リードレベル電流源６の出力端に接続され、リードレベル電流に高周波信号を重畳する。
【００１０】
また、破線領域Ｂ内には、高周波重畳を行う他の態様を示す。図において４０はスイッチであり、モード切替信号Ｓmodeに応じて、高周波発振器３６から出力される高周波信号、またはこれをアンプ３８を介して増幅して成る高周波信号の何れかを選択し、レーザ出力電流に重畳する。スイッチ４０は動作モードに応じて切り換えられる。すなわち、記録モード時においてはアンプ３８側が選択され、再生モード時においては高周波発振器３６側が選択される。この態様においては、記録モード時、イレースレベルに対してもライトレベルに対しても高周波信号が重畳されることになる。
【００１１】
また、破線領域Ｃ内には、高周波重畳を行う他の態様を示す。図において高周波発振器３６から出力される高周波信号がリードレベル電流に重畳される点は破線領域Ａの態様と同様である。但し、この高周波信号はアンプ３８を介して増幅され、増幅された高周波信号がイレースレベル電流に対しても重畳される。
【００１２】
各破線領域Ａ，Ｂ，Ｃに示す態様によって高周波重畳を行う技術を、以下「従来技術Ａ，Ｂ，Ｃ」と呼ぶ。なお、従来技術Ｂ，Ｃにおいて、イレースレベル電流あるいはライトレベル電流に対して増幅した高周波信号を重畳する理由は、イレースレベルおよびライトレベルはリードレベルに比較して相当に高いため、高周波信号のレベルもそれに応じて高くしなければ充分な効果が得られないためである。以上の各従来技術により、高周波信号を重畳したデータ記録時およびＤＣイレース時のレーザダイオード出力電流を図３(a)〜(c)に示す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術Ａは、記録モード時に対してのみ高周波重畳を行うため、図３(a)に示すようにＤＣイレース時には全く高周波重畳が行われない。このため、ＤＣイレース時に光帰還ノイズが増加し、ウォブル信号の品位が悪化してスピンドル制御が正しく行われない等の不具合が生じる。イレース時においても高周波重畳を行う従来技術Ｂ，Ｃによれば、この不具合は解消されるが、高周波信号を増幅する必要があるために、アンプ３８を設ける必要があり、部品点数が増大しコストアップにつながる。さらに、ライトレベル電流に対しても高周波重畳を行う従来技術Ｃにおいては、トップパワーにも高周波信号が重畳されるため、レーザダイオード３０の破壊を防止するために定格の高い（高価な）レーザダイオードを使用しなければならず、一層コストアップにつながるという問題がある。
【００１４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、安価でありながら光帰還ノイズを充分に充分に抑制できるレーザ駆動装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載のレーザー駆動装置にあっては、レーザー光源（３０）からのレーザー光を光記録媒体上に照射して、情報の記録、書換えまたは連続的な消去（ＤＣイレース）を行うレーザ駆動装置（例えばＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭ等）において、ライトレベルおよび該ライトレベルよりも低いイレースレベルの電流を出力する第１の電流源（２）と、前記イレースレベルの電流を出力する第２の電流源（４）と、前記光記録媒体に対して情報の記録または書換えを行う場合は、記録用ＥＦＭ信号が第１の値（“１”）であるときは前記第１の電流源（２）が出力するライトレベルの電流を櫛歯状にオン・オフするストラテジ処理を施して前記レーザー光源（３０）に供給し、前記記録用ＥＦＭ信号が第２の値（“０”）であるときは前記第２の電流源（４）が出力する前記イレースレベルの電流を前記レーザー光源（３０）に供給する一方、前記光記録媒体に対して連続的な消去を行う場合には、ダミーＥＦＭ信号を受信し該ダミーＥＦＭ信号が前記第１の値（“１”）であるときは前記第１の電流源（２）が出力する前記イレースレベルの電流に前記ストラテジ処理を施して前記レーザー光源（３０）に供給し、前記ダミーＥＦＭ信号が前記第２の値（“０”）であるときは前記第２の電流源（４）が出力する前記イレースレベルの電流に前記ストラテジ処理を施して前記レーザー光源（３０）に供給する電流供給手段（３４）とを有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
１．実施形態の構成
次に、本発明の一実施形態のレーザパワー制御回路の構成を図４を参照し説明する。なお、図４において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図においてリードレベル電流源６の出力端には高周波発振器３６が接続されている。従って、従来技術Ａと同様に、リードレベル電流には高周波信号が重畳されることになる。また、従来技術Ａにおける記録電流制御部２０および記録データパルス発生部３４に代えて、記録電流制御部５４および記録データパルス発生部５２が設けられている。
【００１７】
記録電流制御部５４は従来技術Ａの記録電流制御部２０と同様に構成されているが、動作モードがＤＣイレースモードであることを示す信号Ｓdceを受信すると、ライトレベル電流源２の出力電流のピーク値をイレースレベルＰeに設定し、それ以外の場合にはピーク値をライトレベルＰWに設定する点が異なっている。また、記録データパルス発生部５２は、再生モードおよびデータ記録モードにおいては、従来技術Ａの記録データパルス発生部３４と同様に動作する。従って、本実施形態において、再生モードおよびデータ記録モードにおけるレーザダイオード出力電流は、各々図３(a)の上段に示す時刻ｔ1以前および時刻ｔ1以降のような波形を有することになる。
【００１８】
一方、動作モードがＤＣイレースモードである場合、記録データパルス発生部５２から上記信号Ｓdceが記録電流制御部５４に供給され、図５(a)に示すモード切替信号Ｓmodeが記録モード／再生モード切替部３２から記録データパルス発生部５２に供給される。さらに、図示せぬ制御回路から同図(b)に示すダミーＥＦＭ信号１が記録データパルス発生部５２に供給される。記録データパルス発生部５２においては、モード切替信号ＳmodeとダミーＥＦＭ信号１との排他的論理和によって同図(c)に示すダミーＥＦＭ信号２が生成される。
【００１９】
次に、ダミーＥＦＭ信号１にストラテジ処理が施されることにより記録電流制御信号が生成され、ダミーＥＦＭ信号２にストラテジ処理が施されることにより消去電流制御信号が生成される。なお、記録電流制御信号および消去電流制御信号の波形は、同図(d)および(e)に示す記録電流および消去電流と同様であるが、ピーク値はイレースレベルＰeではなく論理信号の“１”レベルである。そして、記録電流制御信号および消去電流制御信号に応じてスイッチ８，１０がオンオフ制御されると、スイッチ８，１０を介して、実際にイレースレベルＰeをピーク値とする記録電流および消去電流が出力される。この結果、レーザダイオード３０には、同図(f)に示すような、リードレベル電流、記録電流および消去電流を合成して成るレーザダイオード出力電流が供給される。
【００２０】
なお、本実施形態においてはライトレベル電流源２からスイッチ８を介して出力される電流を便宜上「記録電流」と呼ぶが、ＤＣイレースモードにおいては記録電流のピーク値はイレースレベルＰeに抑制されているため、記録電流に基づいて光ディスク面にピットが形成されることは無い。本実施形態によれば、ＤＣイレース時においてもレーザダイオード出力電流にストラテジ処理が施されるため、高周波重畳を行った場合と同様にレーザダイオード３０の光帰還ノイズを減少させることができる。一方、本実施形態においては、ＤＣイレース時にレーザダイオード出力電流が断続的になるため、「消し残り」が生ずる可能性がある。また、レーザダイオード出力電流が断続的になることにより、ウォブル信号の品位が劣化する可能性がある。
【００２１】
ウォブル信号の品位を確保できるか否か、および消し残りを抑制することができるか否かは、ストラテジ処理において記録電流をオフ状態にするオフ期間Ｔs（図５(c)参照）に基づいて決定される。すなわち、オフ期間Ｔsが長いほど消し残りが生ずる傾向が強くなり、オフ期間Ｔsが短いほどウォブル信号の品位が劣化する傾向が強くなる。
【００２２】
その様子を図６(a)，(b)を参照し説明する。同図(a)は、オフ期間Ｔsに応じたウォブル信号のＣＮＲ（キャリア／ノイズ比）を示す。この図においてＣＮＲが所定の閾値ＷＮＲ1より高い時にスピンドル制御が安定して動作する。この閾値ＷＮＲ1が得られるオフ期間Ｔsをサーボ安定限界Ｔs1という。また、同図(b)は、オフ期間Ｔsに応じたＨＦ振幅を示す。ＨＦ振幅はディスク面から読み取られた信号振幅であり、光ディスクが完全に消去状態になっていればその値は「０」になる筈である。しかし、同図(b)において、オフ期間ＴsがＴs2以上になると、ＨＦ振幅が「０」から立ち上がっている。このＴs2を消去限界と呼ぶ。
【００２３】
サーボ安定限界Ｔs1および消去限界Ｔs2を予め実験等で測定しておき、ストラテジ処理におけるオフ期間Ｔsは「Ｔs1≦Ｔs≦Ｔs2」を満たす範囲内に設定する必要がある。ここで、サーボ安定限界Ｔs1および消去限界Ｔs2は記録速度（１倍速，２倍速等）に応じて異なる。従って、本実施形態においては、何れの記録速度においても「Ｔs1≦Ｔs≦Ｔs2」の条件が満たされるように、記録速度毎にオフ期間Ｔsが決定される。
【００２４】
ここで、上述したようなオフ期間Ｔsを与える回路構成の一例を図７(a)を参照し説明する。図において６０はライトストラテジ回路であり、記録電流のオンオフ状態に対応した二値信号すなわちストラテジ信号Ｓst1を出力する。但し、ストラテジ信号Ｓst1のデューティ比は５０％である。７２，……，７２は複数個（偶数個）のインバータであり、直列に接続され、先頭のインバータにはストラテジ信号Ｓst1が供給される。同様に、インバータ７４，……，７４およびインバータ７６，７６も直列に接続され、ストラテジ信号Ｓst1が供給される。
【００２５】
６６はセレクタであり、ＣＰＵ６８から供給された速度指令信号（１倍速，２倍速，……）に基づいて、何れかの直列回路からの信号を選択する。６２はオア回路であり、セレクタ６６において選択されたストラテジ信号と、ストラテジ信号Ｓst1との論理和を修正ストラテジ信号Ｓst2として出力する。インバータの直列回路のうち何れかに供給されたストラテジ信号Ｓst1は、これらインバータの遅延時間の合計値に相当するだけ遅延され、セレクタ６６に供給される。
【００２６】
従って、修正ストラテジ信号Ｓst2は遅延されていないストラテジ信号Ｓst1と遅延されたストラテジ信号Ｓst1との論理和に等しくなり、インバータの直列回路の遅延時間だけ修正ストラテジ信号Ｓst2の立下がりはストラテジ信号Ｓst1の立下がりよりも遅くなる。これにより、修正ストラテジ信号Ｓst2に基づいてスイッチ８のオンオフ制御を行うと、インバータの直列回路の遅延時間に相当するだけオフ期間Ｔsが短くなる。上述したように、オフ期間Ｔsは記録速度に応じて異なるため、必要な遅延時間を得るために、セレクタ６６において速度に応じた直列回路を選択するようにしたものである。
【００２７】
２．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
（１）図７(a)に示した回路は、同図(b)に示すように変形してもよい。同図(b)は、インバータの直列回路およびセレクタ６６に代えてプログラマブルディレイ回路７０が設けられている。このプログラマブルディレイ回路７０の遅延時間は、ＣＰＵ６８によって、記録速度に応じて設定される。これにより、オフ期間Ｔsは記録速度に応じた長さに設定される。
【００２８】
（２）また、外部からのパラメータに基づいてストラテジ信号のデューティ比を自由に設定できるように、ライトストラテジ回路６０を構成してもよい。かかる場合は、図７(c)に示すように、ＣＰＵ６８からライトストラテジ回路６０にパラメータを与えることによって、記録速度に応じた修正ストラテジ信号Ｓst2を出力することができる。
【００２９】
（３）上記実施形態においてはＤＣイレースモードにおいて消去電流に対するストラテジ処理を行ったが、データ記録モードにおいても同様の処理を行ってもよい。その一例を図８を参照し説明する。図示の波形図においては、(a)モード切替信号Ｓmodeと(b)記録ＥＦＭ信号との排他的論理和によって記録データパルス発生部５２において(c)ダミーＥＦＭ信号が生成される。そして、(b)記録ＥＦＭ信号にストラテジ処理が施されることにより、記録電流制御信号が生成され、(c)ダミーＥＦＭ信号にストラテジ処理が施されることにより消去電流制御信号が生成される。なお、記録電流制御信号および消去電流制御信号の波形は、同図(d)および(e)に示す記録電流および消去電流と同様であるが、ピーク値はライトレベルＰWおよびイレースレベルＰeではなく論理信号の“１”レベルである。
【００３０】
そして、記録電流制御信号および消去電流制御信号に応じてスイッチ８，１０がオンオフ制御されると、スイッチ８，１０を介して、実際にライトレベルＰWおよびイレースレベルＰeを各々ピーク値とする(d)記録電流および(e)消去電流が出力される。この結果、レーザダイオード３０には、同図(f)に示すような、リードレベル電流、記録電流および消去電流を合成して成るレーザダイオード出力電流が供給される。本変形例においては、消去電流に対して高周波重畳を行う必要がなくなるから、上記実施形態と同様に、高レベルの高周波信号が不要になる利点がある。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、情報の連続的な消去を行う場合にストラテジ処理が施されたイレースレベルの電流をレーザ光源に供給するから、元々記録を行う際に必要なストラテジ処理を情報の連続的な消去に対しても流用でき、高レベルの高周波信号を生成する必要がなくなる。これにより、装置構成を安価に抑えながら、光帰還ノイズを充分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のレーザパワー制御回路のブロック図である。
【図２】図１の各部の波形図である。
【図３】高周波重畳を適用した場合における図１の各部の波形図である。
【図４】本発明の一実施形態のレーザパワー制御回路のブロック図である。
【図５】ＤＣイレースモードにおける図４の各部の波形図である。
【図６】オフ期間Ｔsを決定する原理を説明する図である。
【図７】記録データパルス発生部３４の要部およびその変形例のブロック図である。
【図８】上記実施形態の変形例のデータ記録モードにおける各部の波形図である。
【符号の説明】
２……ライトレベル電流源（電流供給手段）、４……イレースレベル電流源、６……リードレベル電流源、８，１０，１２，１４，１６……スイッチ、１８……インバータ、２０……記録電流制御部、２２……消去電流制御部、２４……再生電流制御部、２８……光検出器、３０……レーザダイオード（レーザ光源）、３２……記録モード／再生モード切替部、３４……記録データパルス発生部（電流供給手段）、３６……高周波発振器、３８……アンプ、４０……スイッチ、５２……記録データパルス発生部、５４……記録電流制御部、６０……ライトストラテジ回路、６２……オア回路、６６……セレクタ、６８……ＣＰＵ、７０……プログラマブルディレイ回路（遅延回路）、７２，……，７２……インバータ（遅延回路）、７４，……，７４……インバータ（遅延回路）。

Claims

レーザー光源からのレーザー光を光記録媒体上に照射して、情報の記録、書換えまたは連続的な消去を行うレーザ駆動装置において、
ライトレベルおよび該ライトレベルよりも低いイレースレベルの電流を出力する第１の電流源と、
前記イレースレベルの電流を出力する第２の電流源と、
前記光記録媒体に対して情報の記録または書換えを行う場合は、記録用ＥＦＭ信号が第１の値であるときは前記第１の電流源が出力するライトレベルの電流を櫛歯状にオン・オフするストラテジ処理を施して前記レーザー光源に供給し、前記記録用ＥＦＭ信号が第２の値であるときは前記第２の電流源が出力する前記イレースレベルの電流を前記レーザー光源に供給する一方、前記光記録媒体に対して連続的な消去を行う場合には、ダミーＥＦＭ信号を受信し該ダミーＥＦＭ信号が前記第１の値であるときは前記第１の電流源が出力する前記イレースレベルの電流に前記ストラテジ処理を施して前記レーザー光源に供給し、前記ダミーＥＦＭ信号が前記第２の値であるときは前記第２の電流源が出力する前記イレースレベルの電流に前記ストラテジ処理を施して前記レーザー光源に供給する電流供給手段と
を有することを特徴とするレーザー駆動装置。