JP4702921B2 - 光ディスク装置用の増幅回路 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクドライブ装置用の光電流を電圧に変換するための増幅回路に関するものである。特に、電流／電圧変換アンプをバッファするバッファ回路に関するものである。

光ディスク装置や光磁気ディスク装置その他各種の光学的に情報の記録／再生を行う装置（以下、光ディスク装置と総称する）においては、メディアに記録された情報を再生するために各種信号再生回路が使用される。情報を正確に得るため、各種の制御が行われる。まず、ディスクに照射されるレーザ光の焦点をディスクに合わせる制御を行うフォーカスサーボ、またレーザ光照射位置をトラックの中心にするトラッキングサーボ、レーザダイオード発光パワーを一定の出力に制御するレーザダイオード発光パワーコントロールなどがある。

次に、従来のレーザダイオード発光パワーコントロールについて、その回路構成の典型的な一例を示す。

図８は、従来のレーザダイオード発光パワー制御システムについて、その要部構成の一例を示す機能ブロック図である。図８において、符号１はレーザ発光ダイオードを示し、符号２はフォトダイオードを示し、符号３は帰還抵抗を示し、符号４は電流／電圧変換アンプ（電流／電圧変換回路）を示し、符号６はレーザダイオードパワー制御回路を示し、符号７はディジタル処理信号プロセッサを示す。また、符号Ｉｄはフォトダイオード２に流れる電流を示し、符号Ｖｏｕｔはレーザダイオードパワー制御回路６への入力電圧を示し、符号Ｖｒｅｆは参照電圧を示す。

図９（ａ）は、通常の記録時のレーザ発光パルス（レーザ駆動電流）を示し、図９（ｂ）はその時にディスクに形成されたマークを示す。

図１０（ａ）は、レーザ発光ダイオードが発光していない時の電流／電圧変換アンプ４の出力電圧Ｖｏｕｔ（以下、オフセット電圧と総称する）に温度変動がある時の記録時のレーザ発光パルス（レーザ駆動電流）を示し、図１０（ｂ）はその時にディスクに形成されたマークを示す。

この図８に示す発光パワーコントロール回路で、ディジタル信号処理プロセッサ７からパルスでレーザダイオード１を発光させる命令がレーザダイオードパワー制御回路６に入る。そのパルスは、レーザダイオードパワー制御回路６で図９のようなレーザ駆動電流に変換されレーザダイオード１を発光させる。この発光したレーザ光はフォトダイオード２で電流に変換され、フォトダイオード２に電流Ｉｄが流れる。電流Iｄは、帰還抵抗３を有する電流／電圧変換アンプ４で電圧Ｖｏｕｔに変換される。レーザダイオード発光パワー制御では、この電圧Ｖｏｕｔが、ある所定のレベルとなるようにレーザダイオードパワー制御回路６によって制御される。

ところが、電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧に温度変動があり、高温時にオフセット電圧が高くなったときに、電圧Ｖｏｕｔのパルス波形のピークレベルが上がる。そのため、レーザダイオードパワー制御回路６は、レーザダイオード１の発光パワーが所定のレーザ発光パワーよりも上がっていると誤認識し、発光パワーを下げようとする。つまり図１０に示すように高温時は、常温時と比べマークが小さくなり正確にマークされていない状態となる。このような不具合を解決する一つの手段として次の補正方法が提案されている。

図１１は、従来のレーザダイオード発光パワー制御システムに制御誤差補正部を備えた光ディスク装置用信号再生回路について、その要部構成の一例を示す機能ブロック図である。図１１において、図８と同一の符号は、図８と同様の機能を有する。符号５１はＡ／Ｄ変換器を示し、符号５２はＥＰＲＯＭを示し、符号５３はＤ／Ａ変換器を示す。

この図１１の動作は、次の通りである。電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧を正確にするため、いったんレーザダイオード１をオフにする。その時の電圧Ｖｏｕｔの値をＡ／Ｄ変換器５１によってＡ／Ｄ変換する。このＡ／Ｄ変換結果の情報は、ディジタル処理信号プロセッサ７に入力される。

ディジタル処理信号プロセッサ７では、オフセット電圧値と参照電圧値Ｖｒｅｆとの差の電圧値ΔＶｏｕｔの情報がＥＰＲＯＭ５２に保存される。ΔＶｏｕｔの値をＤ／Ａ変換して図８の電流／電圧変換アンプ４の参照電圧側に入力して電圧Ｖｏｕｔの値が参照電圧値Ｖｒｅｆと一致するように制御している。

また、ディスク面のレーザ光焦点を制御するフォーカシング制御、トラックの中心にレーザ光がくるように制御するトラッキング制御においても、同様のオフセット変動補正回路が使われている。
特開平６−２１５４０４号公報

従来の光ディスク装置、特にその信号再生回路においては、レーザダイオード発光量の制御において温度変動によって正確にディスクにマークされないという不具合があった。また、電流／電圧変換アンプのオフセット電圧の温度変動をキャンセルする手段は、いったんレーザ発光をオフしなければならず、記録をいったん中止しなければならない。また、フォーカシング制御、トラッキング制御では、レーザ光の焦点、位置がオフセット温度変動によって変化し正確な記録・再生が行えないという不具合があった。

本発明は、ディスクに正確にマークするとともに、レーザ発光を停止することなく電流／電圧変換アンプのオフセット電圧の温度変動を抑制することができ、スムーズな記録・再生を行うことのできる光ディスク装置用の増幅回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の光ディスク装置用の増幅回路は、フォトダイオードと、フォトダイオードの出力を電流／電圧変換する電流／電圧変換回路と、電流／電圧変換回路の出力をバッファするバッファ回路とを具備する光ディスク装置用の増幅回路であって、バッファ回路は、１対の差動入力トランジスタを有する第１の演算増幅器と、電流値を温度変動に応じて変化させることによってバッファ回路のオフセット電圧を温度変動させる可変電流源とを備え、電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をバッファ回路のオフセット電圧の温度変動でキャンセルするようにした光ディスク装置用の増幅回路において、電流／電圧変換回路のオフセット電圧変動量を検出するオフセット電圧検出装置を具備し、可変電流源はオフセット電圧検出装置により検出されたオフセット電圧変動量の変化に応じて電流値を変化させることにより、バッファ回路のオフセット電圧を変化させて電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をキャンセルするようにしている。

この構成によれば、バッファ回路にそのオフセット電圧を温度変動させる可変電流源を設け、バッファ回路のオフセット電圧の温度変動によって、電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をキャンセルしているので、全体としてオフセット電圧の温度変動をなくすことができ、常に最適なレーザ発光で正確にマークを記録再生することができる。

また、本発明の第２の光ディスク装置用の増幅回路は、フォトダイオードと、フォトダイオードの出力を電流／電圧変換する電流／電圧変換回路と、電流／電圧変換回路の出力をバッファするバッファ回路とを具備する光ディスク装置用の増幅回路であって、バッファ回路は、１対の差動入力トランジスタを有する第１の演算増幅器と、電流値を温度変動に応じて変化させることによってバッファ回路のオフセット電圧を温度変動させる可変電流源とを備え、電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をバッファ回路のオフセット電圧の温度変動でキャンセルするようにした光ディスク装置用の増幅回路において、電流／電圧変換回路は、帰還抵抗を有する第２の演算増幅器からなり、メディアが反射率の高い光ディスクである場合には小さい抵抗値を持つ第１の抵抗を、反射率の低い光ディスクである場合には大きい抵抗値をもつ第２の抵抗をそれぞれ帰還抵抗として選択するための帰還抵抗切換回路を具備し、可変電流源は帰還抵抗切換回路で選択された抵抗値に応じて電流値の温度変動の傾斜を切り換えるようにしている。
この構成によれば、本発明の第１の光ディスク装置用の増幅回路と同様の効果を奏する。

上記本発明の第１または第２の光ディスク装置用の増幅回路においては、可変電流源は、例えば一対の差動入力トランジスタのいずれか一方の出力に電流を供給する構成を有し、電流値を温度変動に応じて変化させることによってバッファ回路のオフセット電圧を温度変動させるようにしている。

上記第１の光ディスク装置用の増幅回路においては、電流／電圧変換回路は、帰還抵抗を有する第２の演算増幅器で構成し、メディアが反射率の高い光ディスクである場合には小さい抵抗値を持つ第１の抵抗を、反射率の低い光ディスクである場合には大きい抵抗値をもつ第２の抵抗をそれぞれ帰還抵抗として選択するための帰還抵抗切換回路を具備し、可変電流源は帰還抵抗切換回路で選択された抵抗値に応じて電流値の温度変動の傾斜を切り換えることが好ましい。

また、バッファ回路は、Ｎ段直列接続する構成を採用してもよい。

この構成によれば、電流／電圧変換回路にそのオフセット電圧の温度変動をなくすための可変電流源を設けたので、電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をなくすことができ、常に最適なレーザ発光で正確にマークを記録再生することができる。

本発明の第１および第２の光ディスク装置用の増幅回路によれば、バッファ回路にそのオフセット電圧を温度変動させる可変電流源を設け、バッファ回路のオフセット電圧の温度変動によって、電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をキャンセルするので、電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をなくすことができ、常に最適なレーザ発光で正確にマークを記録再生することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る増幅回路を用いた光ディスクドライブ装置のレーザダイオードパワー制御システムの全体構成例を示している。図１において、符号１はレーザ発光ダイオード（ＬＤ）を示し、符号２はフォトダイオード（ＰＤ）を示し、符号３は帰還抵抗を示し、符号４は電流／電圧変換アンプ（電流／電圧変換回路）を示し、符号５はバッファ回路を示し、符号６はレーザダイオードパワー制御回路を示し、符号７はディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）を示している。符号Ｖｒｅｆは参照電圧（例えば２．２Ｖ）を示す。

ディジタル信号プロセッサ７は、記録、再生するための最適なパルス波形をレーザダイオードパワー制御回路６に送り、同時にバッファ回路５の初期オフセット電圧の情報をレーザダイオードパワー制御回路６に与える。

レーザダイオードパワー制御回路６は、バッファ回路５の初期オフセット電圧の情報を基に、最適な記録、再生波形と最適なレーザ駆動電流を出力してレーザダイオード１を発光させる。発光した光は、フォトダイオード２で電流に変換され、その電流が電流／電圧変換アンプ４の帰還抵抗３で電圧Ｖｏｕｔに変換される。そして、バッファ回路５でインピーダンス変換された信号がレーザダイオードパワー制御回路６にフィードバックされる。これによって、常に最適なレーザパワーでレーザ光がディスクに照射される。

ここで、バッファ回路５は、電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧の温度変動をキャンセルするようなオフセット電圧の温度変動特性を有するバッファ回路となっていて、常に温度に対して最適な記録再生が行われるようになっている。

この実施の形態の増幅回路は、図１に示すように、電流／電圧変換アンプ４とレーザダイオードパワー制御回路６との干渉を防ぐためのバッファ回路５を設けているが、このバッファ回路５の具体的な構成を図２に示す。

このバッファ回路５は、図２に示すように、１対の差動入力トランジスタを有する演算増幅器２０と、いずれか一方の差動入力トランジスタの出力に温度変動を有する電流を供給することによりバッファ回路５のオフセット電圧を温度変動させるための可変電流源４０とを備えている。

演算増幅器２０において、符号２１、２２、２５、２６、２７、２９、３１は第１〜第７のＮＰＮトランジスタを示し、符号２３、２４、２８、３０、３２は第１〜第５の抵抗を示す。符号Ｖｉｎは入力電圧を示し、符号Ｖｏｕｔは出力電圧を示し、符号Ｖａはバイアス電圧を示し、符号ＩＢ１、ＩＢ２は第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２のベース電流を示し、符号Ｉ０は第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２の差動電流を示し、符号Ｉ１は第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流を示す。なお、以下の説明で使用している電流値、抵抗値は一例であり、それらの値に限定されることはない。

第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２は、１対の差動トランジスタとして機能するように、その個々のエミッタに共通のバイアス電流Ｉ０として例えば１００μＡの電流が供給されるようになっている。第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタからコレクタ電流Ｉ１として５０μＡの電流を供給し、Ｉ１＝Ｉ０／２の電流を流し込むことによって第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２が平衡状態を保っている。

第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２のベースには第１及び第２の抵抗２３、２４が接続されている。第１及び第２の抵抗２３、２４の抵抗値は、それぞれ例えば１０ｋΩとする。第１及び第２の抵抗２３、２４には、第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２によって電圧降下ΔＶ１、ΔＶ２が発生する。ＮＰＮトランジスタのｈｆｅを例えば１００とすると、第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２は、０．５μＡ流れ、ΔＶ１、ΔＶ２は、
０．５μＡ×１０ｋΩ＝５ｍＶ
となる。第３及び第４のＮＰＮトランジスタ２５、２６は、入力電圧Ｖｉｎと同じ値の電圧Ｖｏｕｔを出力するためのエミッタフォロアとして機能する。

温度可変電流源４０は、バイアス電圧Ｖｂによって第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉ１を決定している。この温度可変電流源４０において、符号４１は第８のＮＰＮトランジスタを示し、符号４３、４５は第１及び第２のＰＮＰトランジスタを示し、符号４２、４４、４６は第６〜第８の抵抗を示す。第６の抵抗４２の抵抗値は、例えば２０ｋΩとする。符号Ｖｂはバイアス電圧を示す。

バイアス電圧Ｖｂ（例えば１．７Ｖ）から第８のＮＰＮトランジスタ４１の電圧ＶＢＥ、例えば０．７Ｖ下がった電圧値を第６の抵抗４２の抵抗値２０ｋΩで割り算をすると、第８のＮＰＮトランジスタ４１のエミッタに流れる電流が決定される。その電流が第１及び第２のＰＮＰトランジスタ４３、４５で構成される電流ミラー回路によって第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉ１として流れる。その電流値は５０μＡとなる。これを式で表すと次のようになる。

Ｉ１＝（Ｖｂ−ＶＢＥ）／２０ｋΩ＝（１．７Ｖ−０．７Ｖ）／２０ｋΩ
ここで、温度が例えば２５℃から１２５℃に変化した場合について説明する。電流Ｉ０、バイアス電圧Ｖｂ、第１、第２の抵抗２３、２４の温度変化はないものとし、電圧ＶＢＥの温度変化を−２ｍＶ／℃とする。１２５℃における電圧ＶＢＥは０．５Ｖとなり、したがって、１２５℃における第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流は、次式で表される。

Ｉ１＝（１．７Ｖ−０．５Ｖ）／２０ｋΩ＝６０μＡ
つまり、第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉ１が６０μＡである。その結果、第１のＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ電流としては、電流Ｉ０の１００μＡから６０μＡを引いた残りの４０μＡが流れることになる。

よって、第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２は、それぞれ０．４μＡ、０．６μＡとなる。その結果、電圧降下ΔＶ１は、
０．４μＡ×１０ｋΩ＝４ｍＶ
となり、電圧降下ΔＶ２は、
０．６μＡ×１０ｋΩ＝６ｍＶ
となる。つまり、温度が１２５℃になると、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔの差が２ｍＶとなり、温度変化に対して図１のバッファ回路５のオフセット電圧が変化し、オフセット電圧が温度に対して傾斜を持つことになる。

以上のとおり、図２の増幅回路によれば演算増幅器２０の第２のＮＰＮトランジスタ２２に流れ込むコレクタ電流値を温度に対して傾斜を持たせた温度変動型可変定電流源を用いることで、図１のバッファ回路５のオフセット電圧に温度変化を持たせる。これによって、電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧の温度変動をキャンセルすることができる。したがって、図１のシステムの中でバッファ回路５の出力でオフセット電圧の温度変動をなくすことができるという点でＩＣ化に最適である。

なお、図２の演算増幅器２０では、差動増幅回路を一対のＮＰＮトランジスタで構成したが、一対のＰＮＰトランジスタで構成した場合も同じような効果が得られる。

また、図３は、図１の機能ブロックに電流／電圧変換アンプとオフセット電圧検出回路を追加した機能ブロック図である。図３において図１と同一の符号は、図１と同様の機能を有する。符号６１はオフセット電圧検出回路、符号６２は帰還抵抗、符号６３は電流／電圧変換アンプを示す。

この図３の動作は以下のとおりである。フォトダイオード２に接続されている電流／電圧変換アンプ４と帰還抵抗３で構成されるブロックと同一機能をもつ電流／電圧変換アンプ６３と帰還抵抗６２を作り、その出力と参照電圧Ｖｒｅｆの電圧がオフセット電圧検出回路６１に入力される。オフセット電圧検出回路６１は、電流／電圧変換アンプ６３と帰還抵抗６２の出力電圧と参照電圧Ｖｒｅｆを比較して、ある電圧を出力する。つまり、電流／電圧変換アンプ６３と帰還抵抗６２のオフセット電圧に温度変動がある場合、その変動に応じてオフセット電圧変換回路６１の出力も変動する。オフセット電圧変換回路６１の出力は、図２のバイアス電圧Ｖｂに接続することで電流／電圧変換アンプ６３と帰還抵抗６２の出力に応じたオフセット電圧キャンセル量をバッファ回路５で補正することが可能である。例えば、オフセット電圧検出回路６１の出力が２５℃の時１．７Ｖで、１２５℃の時１．９Ｖとする。２５℃の時の図２の電流Ｉ１は、次式で表される。

Ｉ１＝（Ｖｂ−ＶＢＥ）／２０ｋΩ＝（１．７Ｖ−０．７Ｖ）／２０ｋΩ
ここで、温度が例えば２５℃から１２５℃に変化した場合について説明する。電流Ｉ０、第１、第２の抵抗２３、２４の温度変化はないものとし、電圧Ｖｂを１．９Ｖ、電圧ＶＢＥの温度変化を−２ｍＶ／℃とする。１２５℃における電圧ＶＢＥは０．５Ｖとなり、したがって、１２５℃における第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流は、次式で表される。

Ｉ１＝（１．９Ｖ−０．５Ｖ）／２０ｋΩ＝７０μＡ
つまり、第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉ１が７０μＡである。その結果、第１のＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ電流としては、電流Ｉ０の１００μＡから７０μＡを引いた残りの３０μＡが流れることになる。

よって、第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２は、それぞれ０．３μＡ、０．７μＡとなる。その結果、電圧降下ΔＶ１は、
０．３μＡ×１０ｋΩ＝３ｍＶ
となり、電圧降下ΔＶ２は、
０．７μＡ×１０ｋΩ＝７ｍＶ
となる。つまり、温度が１２５℃になると、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔの差が４ｍＶとなり、温度変化に対して図３のバッファ回路５のオフセット電圧が変化し、オフセット電圧が温度に対して傾斜を持つことになる。

また、図４は、図１の機能ブロックに記録再生メディアに対応した電流／電圧変換アンプの帰還抵抗切換回路を追加した機能ブロック図である。図４において図１と同一の符号は、図１と同様の機能を有する。符号７１〜７４は第１０〜１４の抵抗、符号７５、７６は第１０、１１のＮＰＮトランジスタを示す。符号ＳＷＨ、ＳＷＬは、スイッチ制御端子を示す。例えば、反射率の高いメディアの場合は、スイッチ制御端子ＳＷＨの電圧をハイレベルとして第１０のＮＰＮトランジスタ７５をＯＮさせる。すなわち第１０の抵抗７１が帰還抵抗になる。一方、反射率の低いメディアの場合は、スイッチ制御端子ＳＷＬの電圧をハイレベルとして第１１のトランジスタ７６をＯＮさせる。すなわち、第１１の抵抗７２が帰還抵抗となる。

バッファ回路５は、図５に示すように、１対の差動トランジスタを有する演算増幅器２０と、いずれか一方の差動入力トランジスタの出力に温度変動を有する電流をメディアの反射率に応じて供給することによりバッファ回路５のオフセット電圧をメディアの反射率に応じて温度変動させるための可変電流源８０とを備えている。図５において図２と同一の符号は、図２と同様の機能を有する。符号８１は第１２のトランジスタ、符号８２は第１０の抵抗、符号８３は第１０のダイオードを示す。例えば、反射率の高いメディアの場合、バイアス電圧Ｖｂがハイレベルとなり（ＯＮし）、第８のＮＰＮトランジスタ４１がＯＮする。すると図２で説明と同様の温度傾斜をもったオフセット電圧が出力される。また反射率の低いメディアの場合は、バイアス電圧Ｖｃがハイレベルとなり（ＯＮし）、第１２のＮＰＮトランジスタ８１がＯＮする。

その時の動作を説明する。バイアス電圧Ｖｃ（例えば１．７Ｖ）から第８のＮＰＮトランジスタ４１の電圧ＶＢＥ、例えば０．７Ｖ下がった電圧値から第１０のダイオード８３の電圧降下例えば、０．７Ｖを引きその電圧値を第１４の抵抗８２の抵抗値６ｋΩで割り算をすると、第１２のＮＰＮトランジスタ８１のエミッタに流れる電流が決定される。その電流が第１及び第２のＰＮＰトランジスタ４３、４５で構成される電流ミラー回路によって第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉ１として流れる。その電流値は５０μＡとなる。これを式で表すと次のようになる。

Ｉ１＝（Ｖｂ−２ＶＢＥ）／６ｋΩ＝（１．７Ｖ−１．４Ｖ）／６ｋΩ
ここで、温度が例えば２５℃から８０℃に変化した場合について説明する。電流Ｉ０、バイアス電圧Ｖｃ、第１、第２の抵抗２３、２４の温度変化はないものとし、電圧ＶＢＥの温度変化を−２ｍＶ／℃とする。８０℃における電圧ＶＢＥは０．５９Ｖとなり、したがって、８０℃における第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流は、次式で表される。

Ｉ１＝（１．７Ｖ−（２×０．５９Ｖ））／６ｋΩ＝８７μＡ
つまり、第２のＮＰＮトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉ１が８７μＡである。その結果、第１のＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ電流としては、電流Ｉ０の１００μＡから８７μＡを引いた残りの１３μＡが流れることになる。

よって、第１及び第２のＮＰＮトランジスタ２１、２２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２は、それぞれ０．１３μＡ、０．８７μＡとなる。その結果、電圧降下ΔＶ１は、
０．１３μＡ×１０ｋΩ＝１．３ｍＶ
となり、電圧降下ΔＶ２は、
０．８７μＡ×１０ｋΩ＝８．７ｍＶ
となる。つまり、温度が８０℃になると、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔの差が７．４ｍＶとなり、温度変化に対して図４のバッファ回路５のオフセット電圧が変化し、オフセット電圧が温度に対して傾斜を持つことになる。

図４のスイッチ制御端子ＳＷＨ、ＳＷＬの電圧と図５のバイアス電圧Ｖｂ、Ｖｃとを連動させることで異なる反射率の場合においてもオフセット電圧温度ドリフトをフラットにする事が可能である。

また、図１の電流／電圧変換アンプ４にオフセット電圧温度傾斜をフラットにする具体例の回路を図６に示す。この電流／電圧変換アンプ４は、図６に示すように、１対の差動入力トランジスタを有する演算増幅器９０と、いずれか一方の差動入力トランジスタの出力に温度変動を有する電流を供給することにより電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧を温度変動させるための可変電流源１００とを備えている。

演算増幅器９０において、符号９１、９２、９４、９５、９７は第２１〜第２５のＮＰＮトランジスタを示し、符号９３、９６、９８は第２１〜第２３の抵抗を示す。符号Ｖｉｎは入力を示し、符号Ｖｏｕｔは出力を示し、符号Ｖｄ、Ｖｅはバイアス電圧を示し、符号ＩＢ１、ＩＢ２は第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２のベース電流を示し、符号Ｉ０は第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２の差動電流を示し、符号Ｉ１は第２１のＮＰＮトランジスタ９１のコレクタ電流を示す。なお、以下の説明で使用している電流値、抵抗値は一例であり、それらの値に限定されることはない。

第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２は、１対の差動トランジスタとして機能するように、その個々のエミッタに共通のバイアス電流Ｉ０として例えば１００μＡの電流が供給されるようになっている。第２１のＮＰＮトランジスタ９１のコレクタからコレクタ電流Ｉ１として５０μＡの電流を供給し、Ｉ１＝Ｉ０／２の電流を流し込むことによって第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２が平衡状態を保っている。

第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２のベースには帰還抵抗３と第２１の抵抗９３、が接続されている。帰還抵抗３及び第２１の抵抗９３の抵抗値は、それぞれ例えば１０ｋΩとする。帰還抵抗３及び第２１の抵抗９３には、第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２によって電圧降下ΔＶ１、ΔＶ２が発生する。ＮＰＮトランジスタのｈｆｅを例えば１００とすると、第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２は、０．５μＡ流れ、ΔＶ１、ΔＶ２は、
０．５μＡ×１０ｋΩ＝５ｍＶ
となる。第２３のＮＰＮトランジスタ９４は、入力電圧Ｖｉｎと同じ値の電圧Ｖｏｕｔを出力するためのエミッタフォロアとして機能する。

温度可変電流源１００は、バイアス電圧Ｖｄによって第２１のＮＰＮトランジスタ９１のコレクタ電流Ｉ１を決定している。この温度可変電流源１００において、符号１０１は第２６のＮＰＮトランジスタを示し、符号１０３、１０５は第２１及び第２２のＰＮＰトランジスタを示し、符号１０２、１０４、１０６は第２４〜第２６の抵抗を示す。第２４の抵抗１０２の抵抗値は、例えば２０ｋΩとする。

バイアス電圧Ｖｄ（例えば１．７Ｖ）から第２６のＮＰＮトランジスタ１０１の電圧ＶＢＥ、例えば０．７Ｖ下がった電圧値を第２４の抵抗１０２の抵抗値２０ｋΩで割り算をすると、第２６のＮＰＮトランジスタ１０１のエミッタに流れる電流が決定される。その電流が第２１及び第２２のＰＮＰトランジスタ１０３、１０５で構成される電流ミラー回路によって第２１のＮＰＮトランジスタ９１のコレクタ電流Ｉ１として流れる。その電流値は５０μＡとなる。これを式で表すと次のようになる。

Ｉ１＝（Ｖｂ−ＶＢＥ）／２０ｋΩ＝（１．７Ｖ−０．７Ｖ）／２０ｋΩ
ここで、温度が例えば２５℃から１２５℃に変化した場合について説明する。電流Ｉ０、バイアス電圧Ｖｄ、帰還抵抗３及び第２１の抵抗９３の温度変化はないものとし、電圧ＶＢＥの温度変化を−２ｍＶ／℃とする。１２５℃における電圧ＶＢＥは０．５Ｖとなり、したがって、１２５℃における第２１のＮＰＮトランジスタ９１のコレクタ電流は、次式で表される。

Ｉ１＝（１．７Ｖ−０．５Ｖ）／２０ｋΩ＝６０μＡ
つまり、第２１のＮＰＮトランジスタ９１のコレクタ電流Ｉ１が６０μＡである。その結果、第２２のＮＰＮトランジスタ９２のコレクタ電流としては、電流Ｉ０の１００μＡから６０μＡを引いた残りの４０μＡが流れることになる。

よって、第２１及び第２２のＮＰＮトランジスタ９１、９２のベース電流ＩＢ１、ＩＢ２は、それぞれ０．６μＡ、０．４μＡとなる。その結果、電圧降下ΔＶ１は、
０．６μＡ×１０ｋΩ＝６ｍＶ
となり、電圧降下ΔＶ２は、
０．４μＡ×１０ｋΩ＝４ｍＶ
となる。つまり、温度が１２５℃になると、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔの差が２ｍＶとなり、温度変化に対して図１の電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧が変化し、オフセット電圧が温度に対して傾斜を持つことになる。

以上のとおり、図６の増幅回路によれば演算増幅器９０の第９１のＮＰＮトランジス９１に流れ込むコレクタ電流値を温度に対して傾斜を持たせた温度変動型可変定電流源を用いることで、図１の電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧に温度変化を持たせる。これによって、電流／電圧変換アンプ４の中で回路構成上他の要因で決定されるオフセット電圧温度ドリフトをフラットにすることができる。

また、図１の電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧温度変動が大きく、図１のように、バッファ回路５が１段だけでは補正できない場合、バッファ回路５を複数段直列接続することでオフセット温度変動をなくすこともできる。

図７は、フォーカスサーボ、トラッキングサーボを行う光ディスク装置の全体構成例を示している。図７において、符号１１は装着された光ディスクを示し、符号１２はスピンドルモータを示し、符号１３は光ピックアップを示し、符号１４はフロントエンドプロセッサ（ＦＥＰ）を示し、符号１５はサーボコントローラを示し、符号１６はディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）を示し、符号１７はシステムコントローラを示す。

光ピックアップ１３は、光ディスク１１にレーザビームを照射し、その反射光を検出するものである。ＦＥＰ１４は、光ピックアップ１３の出力にアナログ演算、フィルタリング等を施すものである。サーボコントローラ１５は、スピンドルモータ１２のサーボ制御に加えて、光ピックアップ１３のフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御、パワー制御をも司る。ＤＳＰ１６は、誤り訂正処理、信号再生処理等のディジタル信号処理を司る。システムコントローラ１７は、当該光ディスクドライブ装置の全体制御を司る。

光ピックアップ１３に内蔵されているサーボ信号用フォトダイオードと光電変換ＩＣ、いわゆるＯＥＩＣにも本発明を併用することもできる。つまり、レーザパワー制御用ＯＥＩＣと同時にサーボ信号用のＯＥＩＣでも使える。

本発明にかかる光ディスク装置用の増幅回路は、電流／電圧変換アンプのオフセット電圧温度変動をキャンセルすることで常に最適なレーザ発光で正確にマークを記録再生することができるという効果を有し、光電流を電圧に変換するための増幅回路等として有用である。

本発明の実施の形態に係る増幅回路を用いた光ディスクドライブ装置のレーザダイオード発光パワー制御システムの全体構成例を示す機能ブロック図である。 図１中のバッファ回路５の具体例を示す回路図である。 図１の光ディスクドライブ装置のレーザダイオード発光パワー制御システムにオフセット変動検出回路を装備した機能ブロック図である。 図１の光ディスクドライブ装置のレーザダイオード発光パワー制御システムに帰還抵抗切換回路を装備した機能ブロック図である。 図４中のバッファ回路５の具体例を示す回路図である。 図１中の電流／電圧変換アンプ４のオフセット電圧温度特性補正の具体例を示す回路図である。 フォーカスサーボ、トラッキングサーボを行う光ディスク装置の全体構成例を示す機能ブロック図である。 従来のレーザダイオード発光パワー制御システムについて、その要部構成の一例を示す機能ブロック図である。 （ａ）は通常の記録時のレーザ発光パルスを示す波形図、（ｂ）はその時にディスクに形成されたマークを示す模式図である。 （ａ）はレーザ発光ダイオードが発光していない時の電圧Ｖｏｕｔに温度変動がある時の記録時のレーザ発光パルスを示す波形図、（ｂ）はその時にディスクに形成されたマークを示す模式図である。 従来のレーザダイオードパワー制御システムにおいて制御誤差補正部を備えた光ディスク装置用信号再生回路について、その要部構成の一例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１ レーザ発光ダイオード（ＬＤ）
２ フォトダイオード（ＰＤ）
３ 帰還抵抗
４ 電流／電圧変換アンプ
５ バッファ回路
６ レーザダイオードパワー制御回路
７ ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）
１１ 光ディスク
１２ スピンドルモータ
１３ 光ピックアップ
１４ フロントエンドプロセッサ（ＦＥＰ）
１５ サーボコントローラ
１６ ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）
１７ システムコントローラ
２０ 演算増幅器
２１、２２、２５、２６、２７、２９、３１ ＮＰＮトランジスタ
２３、２４、２８、３０、３２ 抵抗
４０ 温度可変電流源
４１ ＮＰＮトランジスタ
４２、４４、４６ 抵抗
４３、４５ ＰＮＰトランジスタ
５１ Ａ／Ｄ変換器
５２ ＥＰＲＯＭ
５３ Ｄ／Ａ変換器
６１ オフセット電圧検出回路
６２ 帰還抵抗
６３ 電流／電圧変換アンプ
７１、７２、７３、７４ 抵抗
７５、７６ ＮＰＮトランジスタ
８１ ＮＰＮトランジスタ
８２ 抵抗
８３ ダイオード
９０ 演算増幅器
９１、９２、９４、９５、９７ ＮＰＮトランジスタ
９３、９６、９８ 抵抗
１００ 温度可変電流源
１０１ ＮＰＮトランジスタ
１０２、１０４、１０６ 抵抗
１０３、１０５ ＰＮＰトランジスタ
Ｉ０、Ｉ１ バイアス電流
ＩＢ１、ＩＢ２ ベース電流
Ｉｄ フォトダイオード電流
ＳＷＨ、ＳＷＬ スイッチ制御端子
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｅ バイアス電圧
ＶＣＣ 電源電圧
Ｖｒｅｆ 参照電圧
Ｖｉｎ 入力電圧
Ｖｏｕｔ 出力電圧

Claims (4)

1. フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力を電流／電圧変換する電流／電圧変換回路と、前記電流／電圧変換回路の出力をバッファするバッファ回路とを具備する光ディスク装置用の増幅回路であって、
   前記バッファ回路は、１対の差動入力トランジスタを有する第１の演算増幅器と、電流値を温度変動に応じて変化させることによって前記バッファ回路のオフセット電圧を温度変動させる可変電流源とを備え、
   前記電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動を前記バッファ回路のオフセット電圧の温度変動でキャンセルするようにした光ディスク装置用の増幅回路において、
   前記電流／電圧変換回路のオフセット電圧変動量を検出するオフセット電圧検出装置を具備し、前記可変電流源は前記オフセット電圧検出装置により検出されたオフセット電圧変動量の変化に応じて電流値を変化させることにより、前記バッファ回路のオフセット電圧を変化させて前記電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動をキャンセルするようにした光ディスク装置用の増幅回路。
2. フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力を電流／電圧変換する電流／電圧変換回路と、前記電流／電圧変換回路の出力をバッファするバッファ回路とを具備する光ディスク装置用の増幅回路であって、
   前記バッファ回路は、１対の差動入力トランジスタを有する第１の演算増幅器と、電流値を温度変動に応じて変化させることによって前記バッファ回路のオフセット電圧を温度変動させる可変電流源とを備え、
   前記電流／電圧変換回路のオフセット電圧の温度変動を前記バッファ回路のオフセット電圧の温度変動でキャンセルするようにした光ディスク装置用の増幅回路において、
   前記電流／電圧変換回路は、帰還抵抗を有する第２の演算増幅器からなり、メディアが反射率の高い光ディスクである場合には小さい抵抗値を持つ第１の抵抗を、反射率の低い光ディスクである場合には大きい抵抗値をもつ第２の抵抗をそれぞれ前記帰還抵抗として選択するための帰還抵抗切換回路を具備し、前記可変電流源は前記帰還抵抗切換回路で選択された抵抗値に応じて電流値の温度変動の傾斜を切り換えるようにした光ディスク装置用の増幅回路。
3. 前記可変電流源は、前記一対の差動入力トランジスタのいずれか一方の出力に電流を供給する構成を有し、電流値を温度変動に応じて変化させることによって前記バッファ回路のオフセット電圧を温度変動させるようにしている請求項１又は２に記載の光ディスク装置用の増幅回路。
4. 前記電流／電圧変換回路は、帰還抵抗を有する第２の演算増幅器からなり、メディアが反射率の高い光ディスクである場合には小さい抵抗値を持つ第１の抵抗を、反射率の低い光ディスクである場合には大きい抵抗値をもつ第２の抵抗をそれぞれ前記帰還抵抗として選択するための帰還抵抗切換回路を具備し、前記可変電流源は前記帰還抵抗切換回路で選択された抵抗値に応じて電流値の温度変動の傾斜を切り換えるようにしている請求項１記載の光ディスク装置用の増幅回路。

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