JP4449260B2 - 光ディスク記録再生装置のレーザダイオード駆動回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＰＤ（フロントモニタフォトディテクタ）のＩ／Ｖ変換回路を用いたレーザダイオード駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、読み書き可能コンパクトディスクＣＤ−Ｒ／ＲＷと、読み書き可能ディジタル・バーサタイル・ディスク（又は、ディジタル・ビデオ・ディスク）ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷを両方とも読み書きするスーパードライブと呼ばれる光ディスク駆動装置に対する市場の要求が高まっている。
【０００３】
この種の駆動装置のパワーモニタ回路は、通常ＬＤ（レーザダイオード）出射パワーの数パーセント（ただし、光学設計に依存する）をモニタダイオードで受光して検出するようになっている。その際、レーザダイオードＬＤを１つしか用いない場合は、レーザダイオードＬＤの発散角のバラツキやビームスプリッタのバラツキによる入射光量の変化は±６ｄＢ程度である。
【０００４】
この程度のバラツキであれば、動作帯域やオフセット等の性能を犠牲にせずにフロントモニタ回路の電流−電圧変換回路の変換抵抗を演算増幅器の個体バラツキに応じて調整できる。
【０００５】
しかし、読み書き可能コンパクトディスクＣＤ−Ｒ／ＲＷと読み書き可能ディジタル・バーサタイル・ディスクＤＶＤ−Ｒ／ＲＷの２規格の書込を考える場合、ＣＤ−Ｒの書込速度を１６倍速とすると、レーザダイオードＬＤに必要なパワー（電力）が、レーザダイオード出射電力で表して１６０ｍＷとなるのに対して、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷに対してはレーザダイオード出射電力で表して７０ｍＷとなり、センタ値で比べて既に２倍以上異なっている。
【０００６】
この出射電力のバラツキに加えて、レーザダイオードＬＤの個体バラツキを考えると、回路パラメータの調整範囲としては±１２ｄＢ以上が必要になり、このような大きな調整範囲を回路設計として確保するとオフセット等の性能が維持できなくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＣＤ−Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−Ｒ／ＲＷの両方の読み書きができる駆動装置を実現するためには、図１に示すように、７８０ｎｍと６５０ｎｍの２つの波長の高出力レーザダイオードＬＤが必要になる。この２つのＬＤをそれぞれ別々の光学系に組み込んで演算増幅器を設計しても必要な機能は実現できるが装置の大きさが大きくなり、しかも価格が非常に高くなる。
そこで、なるべくレーザダイオードＬＤ以外の部分を共通化した演算増幅器が必要になってきている。
【０００８】
出力周波数が７８０ｎｍと６５０ｎｍの２つのレーザダイオードを１つの駆動回路、パワーモニタ回路、及びＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路で制御することを考えると、その回路ブロック図は図１に示すようになる。
このＡＰＣ回路は、２つのレーザダイオードに必要な回路の中の同じ部分を共通に使用し、設定するパワーのみを切り換えるようにしたものである。このようにレーザダイオード駆動電源回路ＬＤＤに、出力端子を２つ用意して、これらの出力を切り換えて使用することでレーザダイオード駆動回路の他の部分（パワーモニタ回路）を共通に使用できる。
【０００９】
ディスク書込用レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２のパワーモニタ回路は、通常当該レーザダイオードＬＤ１又はＬＤ２の出射パワーの数パーセント（光学設計に依存）をモニタダイオードＰＤで受光して検出するようになっている。その際、レーザダイオードを１つしか用いない場合には、そのレーザダイオードの発散角のバラツキやビームスプリッタのバラツキによってモニタ回路への入射光量は±６ｄＢ程度の変化である。この程度の変化であれば、帯域やオフセットの性能を犠牲にせずにモニタ回路のＦＰＤ電流−電圧変換回路の変換抵抗を演算増幅器の個体バラツキに応じて調整できる。
【００１０】
しかし、ＣＤ−Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−Ｒ／ＲＷの２規格での書込を考えると、ＣＤ−Ｒ／ＲＷの駆動速度が１６倍速の場合、ＣＤ−Ｒ／ＲＷに必要なレーザダイオード（ＬＤ）パワーが、レーザダイオード出射パワーで１６０ｍＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷに必要なレーザダイオード・パワーがレーザダイオード出射パワーで７０ｍＷとなり、センタ値で比べて既に２倍以上異なっており、これに加えてレーザダイオードの個体バラツキを考えると、調整範囲としては±１２ｄＢ以上が必要になり、オフセット等の性能を良好に維持することが難しくなる。
【００１１】
また、ダイナミックレンジをＣＤ側とＤＶＤ側で２倍変えて使うことにするとパワーマージンが狭くなり、正確にパワーを設定することが求められるＤＶＤ側の設定精度が２倍悪化するので、好ましくない。
【００１２】
そこで本発明の一つの課題は、回路の動作特性を犠牲にすることなく夫々に最適な変換感度を確保できるレーザダイオード駆動回路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光ディスク記録生成装置のレーザダイオード駆動回路は、第一レーザダイオードと、第一レーザダイオードと出力波長の異なる第二レーザダイオードと、第一あるいは第二レーザダイオードから出射する光の一部を検出して電気信号に変えるパワーモニタ・フォトダイオードと、変換抵抗値の調整が可能な第一電流−電圧変換増幅器と、変換抵抗値の調整が可能で、第一電流−電圧変換増幅器と異なる設計中心変換抵抗を有する第二電流−電圧変換増幅器と、第一あるいは第二電流−電圧変換増幅器のいずれか一方の入力側と、フォトダイオードの出力側とを選択的に接続する第一スイッチと、第一あるいは第二電流−電圧変換増幅器のいずれか一方の出力側を選択する第二スイッチと、第二スイッチで選択された出力側が反転入力側に、基準電圧源が非反転入力側にそれぞれ接続され、該基準電圧源からの入力電圧と、反転入力への入力電圧とを比較し、該比較の結果に応じた誤差電圧を出力する自動パワー制御回路と、自動パワー制御回路から出力される誤差電圧に基づいて、第一あるいは第二レーザダイオードの出力を制御するレーザダイオード駆動電源回路と、レーザダイオード駆動電源回路の出力側と、第一あるいは第二レーザダイオードのいずれか一方の入力側とを選択的に接続する第三スイッチとを備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明にかかる光ディスク記録再生装置のレーザダイオード駆動回路及びそこに使われるＦＰＤアンプ回路について、下記に説明する。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施形態にかかる光ディスク記録／再生（書込／読取）装置のレーザダイオード駆動回路を示す。同図において、ＬＤ１，ＬＤ２はレーザダイオードであり記録又は再生用のレーザ光を出射する。これらのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の駆動電源はレーザダイオード駆動電源回路ＬＤＤから供給される。この駆動電源回路の出力はスイッチＳＷ３によって切り換えられ、ダイオードＬＤ１又はＬＤ２のどちらか一方に供給される。
【００１８】
今、スイッチＳＷ３の接点が図示の位置にあり、レーザダイオードＬＤ１が動作し、該ダイオードから出射する光によりディスクにデータの書込みが行われているものとすると、そのレーザー光の一部を取り出して、フォトダイオードＰＤで受け、スイッチＳＷ１の図示の接点位置を通って演算増幅器Ａ１に導かれ、そこでフォトダイオードＰＤの出力電流を電圧に変換し、その出力をスイッチＳＷ２の図示の接点位置を通してＡＰＣ（自動電力制御）回路の比較演算増幅器Ａ３の反転入力に供給する。
【００１９】
比較演算増幅器Ａ３の非反転入力には基準電圧源ＲＥＦが接続されており、上記反転入力に印加された信号との比較が行われ、誤差電圧が該増幅器の出力から上記レーザダイオード駆動電源回路ＬＤＤに送られる。ここで、基準電圧源ＲＥＦは図中では１つしか示されていないが、実際には、発光するパワーレベルと同じ数の異なった値の基準値が設けられる。
【００２０】
なお、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２から出射する光の一部は適当な手段を用いて取り出し上記検出用のフォトダイオードＰＤに導かれる。しかし、これらは本発明と直接関係しないので、詳細な説明は省略する。
【００２１】
フォトダイオードＰＤで受光して、スイッチＳＷ１，増幅器Ａ１、スイッチＳＷ２、比較増幅器Ａ３を通してレーザダイオード駆動電源回路ＬＤＤに帰還される信号により、レーザダイオードＬＤ１は一定の出力パワーで動作するように制御される。即ち、帰還信号の電圧と基準電圧を比較増幅器で比較した結果、誤差がゼロであればレーザダイオード駆動電源回路ＬＤＤの出力は変化しない。
【００２２】
レーザダイオードＬＤ１から出射する光の強度が強くなってくると、フォトダイオードＰＤで検出される信号も大きくなるので比較増幅器Ａ３に帰還される信号も大きくなるから、増幅器Ａ３から駆動電源回路ＬＤＤに負帰還信号を送り、駆動電源回路ＬＤＤによりダイオードＬＤ１の出力を弱くするようにする。同様にして、レーザダイオードＬＤ１から出射する光の強度が弱くなると駆動電源回路ＬＤＤにより該ダイオードＬＤ１の出力を強くするように制御する。
【００２３】
上記説明においては、レーザダイオードＬＤ１を制御する場合について説明したが、レーザダイオードＬＤ２について制御する場合も同様にして行うことができる。即ち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３の接点位置を図示と反対の側に切り換え、上記と同様な制御動作を行う。
【００２４】
図２の回路において、ＡＰＣ回路は、説明を分かり易くするために１つだけ図示してあるが、実際には、発光するパワーレベルに対応して１つずつ設けられ、それらが並列に置かれ、使用する際に所要のＡＰＣ回路が駆動回路中に接続される。
【００２５】
フォトダイオードＰＤの出力に接続された電流−電圧変換増幅器Ａ１，Ａ２は夫々可変抵抗器Ｒ１，Ｒ２によって出力電圧を調整できるようになっているが、これらの抵抗器によって調整できる範囲は限られている。
【００２６】
それに対し、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２等を切り換えて使用し、これらを駆動する場合には動作範囲が広くなり、１つの増幅器で全ての駆動をカバーすることは困難である。また、１つの増幅器を全ての駆動に共用する場合には、電流−電圧変換増幅器の動作特性を満足のいくように保つことはできない。
【００２７】
そこで、図２に示す本発明のレーザダイオード駆動回路の第１の実施形態においては、複数の電流−電圧変換増幅器を用意しておき、異なるレーザダイオードを使用する場合に、上記用意しておいた増幅器の中から適正なものを選択して使用できるようにしてある。この様子を下記に更に詳しく説明する。
【００２８】
図２の回路において、レーザダイオードＬＤ１が動作している時には、フォトダイオードＰＤの出力はスイッチＳＷ１によって増幅器Ａ１側に接続され、該増幅器の出力電圧がスイッチＳＷ２を通してＡＰＣ回路に入力し、そこで基準電圧と比較され、差電圧がレーザダイオード駆動電源回路ＬＤＤに帰還される。
【００２９】
それに対して、レーザダイオードＬＤ２が動作している時には、フォトダイオードＰＤの出力はスイッチＳＷ１によって増幅器Ａ２側に接続され、該増幅器の出力電圧がスイッチＳＷ２を通してＡＰＣ回路に入力し、そこで基準電圧と比較され、差電圧がレーザダイオード駆動回路ＬＤＤに帰還される。
【００３０】
図２の回路において、電流−電圧変換増幅器Ａ１，Ａ２、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の部分を１つの回路として作成しておき、必要なときにその回路をレーザダイオード駆動回路中に接続して用いるようにすれば回路設計が容易になる。
【００３１】
図２を参照して上記に説明したレーザダイオード駆動回路においては、使われているパワーモニタ・フォトダイオードＰＤは１つであるが、図３を参照して下記に説明する本発明の第２の実施形態においては、上記パワーモニタ・フォトダイオードは複数のダイオードＰＤ１，ＰＤ２で成り、夫々のフォトダイオードの出力に電流−電圧変換増幅器Ａ１，Ａ２を設け、スイッチ回路ＳＷ２によって上記自動パワー制御回路に選択的に接続されるようになっている。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の光ディスク記録再生装置のレーザダイオード駆動回路は、調整可能な演算増幅器を複数個用意しておき、スイッチにより最適な演算増幅器を回路中に挿入できるようにしたので、光源を構成する各レーザダイオードＬＤについて最適の電流−電圧変換（ＩＶ）感度調整を行うことができる。
【００３３】
本発明の光ディスク記録再生装置のレーザダイオード駆動回路は、動作特性の異なった電流−電圧変換増幅器を複数個用意しておいて、スイッチにより切り換えて使用するようにしたので回路のダイナミックレンジを有効に使用できる。
【００３４】
本発明の光ディスク記録再生装置のレーザダイオード駆動回路は、動作特性の異なった電流−電圧変換増幅器を複数個用意しておいて、スイッチにより切り換えて使用するようにしたので、帯域、オフセット、ノイズ特性を各レーザダイオードＬＤで最適に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ディスク記録再生装置用レーザダイオード駆動回路のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の光ディスク記録再生装置用レーザダイオード駆動回路のブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の光ディスク記録再生装置用レーザダイオード駆動回路のブロック図である。
【符号の説明】
ＬＤ１，ＬＤ２・・・レーザダイオード、ＬＤＤ・・・レーザダイオード駆動電源回路、ＲＥＦ・・・基準電圧源、Ａ１，Ａ２・・・電流−電圧変換増幅器、Ｒ１，Ｒ２・・・調整用抵抗器、ＰＤ・・・フォトダイオード、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３・・・切換スイッチ。

Claims (1)

1. 第一レーザダイオードと、
   前記第一レーザダイオードと出力波長の異なる第二レーザダイオードと、
   前記第一あるいは第二レーザダイオードから出射する光の一部を検出して電気信号に変えるパワーモニタ・フォトダイオードと、
   変換抵抗値の調整が可能な第一電流−電圧変換増幅器と、
   変換抵抗値の調整が可能で、前記第一電流−電圧変換増幅器と異なる設計中心変換抵抗を有する第二電流−電圧変換増幅器と、
   前記第一あるいは第二電流−電圧変換増幅器のいずれか一方の入力側と、前記フォトダイオードの出力側とを選択的に接続する第一スイッチと、
   前記第一あるいは第二電流−電圧変換増幅器のいずれか一方の出力側を選択する第二スイッチと、
   前記第二スイッチで選択された出力側が反転入力側に、基準電圧源が非反転入力側にそれぞれ接続され、該基準電圧源からの入力電圧と、反転入力への入力電圧とを比較し、該比較の結果に応じた誤差電圧を出力する自動パワー制御回路と、
   前記自動パワー制御回路から出力される前記誤差電圧に基づいて、前記第一あるいは第二レーザダイオードの出力を制御するレーザダイオード駆動電源回路と、
   前記レーザダイオード駆動電源回路の出力側と、前記第一あるいは第二レーザダイオードのいずれか一方の入力側とを選択的に接続する第三スイッチとを備えた
   光ディスク記録再生装置のレーザダイオード駆動回路。

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