JPH03183034A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 光ディスク装置用の半導体レーザ制御回路に関し、 データの転送速度の改善が可能な半導体レーザ制御回路
の提供を目的とし、 半導体レーザの出力を再生パワーにするように駆動電流
を流す再生用電流源と、前記半導体レーザの出力をモニ
タ電流として検出する受光素子と、前記モニタ電流を参
照して前記半導体レーザの出力が再生パワーとなるよう
に前記再生用電流源をサーボ制御する自動光量制御回路
とを備えた再生系の制御回路と、前記半導体レーザの出
力が、前記再生パワーより大きい消去パワーになるよう
に前記再生パワーの駆動電流に重畳電流を流す消去用電
流源と、前記再生パワーから前記消去パワーへの変化に
対応して増加した前記受光素子の増加電流を前記モニタ
電流から差し引く消去用差引電流源と、前記消去用電流
源と消去用差引電流源との各出力を、消去ゲート信号に
基づき同時にそれぞれ重畳と差引を行うようにスイッチ
ング制御するスイッチ手段とを備えた消去系の制御回路
と、前記半導体レーザの出力が、前記消去パワーより大
きい記録パワーになるように前記消去パワーの駆動電流
に重畳電流を流す記録用電流源と、前記消去パワーから
記録パワーへの変化に対応して増加した前記受光素子の
増加電流を前記モニタ電流から差し引く記録用差引電流
源と、前記記録用電流源と記録用差引電流源との各出力
を、記録データ信号に基づき同時にそれぞれ重畳と差引
を行うようにスイッチング制御するスイッチ手段とを備
えた記録系の制御回路とから構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、書換形あるいは追記形の光ディスクに情報を
重ね書き、あるいは記録し、記録した情報を再生するた
めの光ディスク装置の半導体制御回路に関する。

光ディスク装置は大容量と可換性、更に高信頼性に優れ
ており、イメージデータから大型コンピュータのメモリ
と幅広い用途を持っている。従来光ディスクの所謂、オ
ーバーライド（重ね書き）は、種々の方式が検討されて
いるが、現在、実用化されている光磁気方式では、磁界
変調方式と光変調方式とがあり、後者は半導体レーザを
如何に制御するかが重要であり、光変調オーバーライド
を可能にし、且つ転送速度を改善する半導体レーザ制御
回路の開発が強く要求されている。

〔従来の技術〕

光変調方式の公知例として特開昭６３−３０４４３５号
公報が知られている。

第３図は従来の１スポツトによる重ね書きに必要な半導
体レーザの出力パワーを示す説明図であって前記公知例
に示された線図に準するものである。この線図は縦軸に
半導体レーザの出力パワーをとり、横軸には時間（ディ
スク位置に相当）を示す。再生区間からオーバライド区
間になれば、まず出力パワーは再生パワーから消去パワ
ーへと高くする。消去パワーの状態で記録を行わない時
はその時間帯を消去区間と呼称し、消去のみが行われる
。更に記録信号が半導体レーザに入力されると、その記
録信号に対応した出力パワーを強度変調する。オーバラ
イド区間中の最大パワーと最小パワーをそれぞれ記録パ
ワー、消去パワーと呼称する。

第４図は従来の半導体レーザ駆動回路のプロ・ツク図（
前記公知例に記載された図〉であって、内容の詳細説明
は省略するが、その趣旨は、半導体レーザＬＤの出力パ
ワーをモニタ信号として検出する受光素子２と、そのモ
ニタ信号を参照して前記半導体レーザＬＤの出力パワー
が再生パワーまたは消去パワーとなるようにサンプルホ
ールド回路５を介して前記半導体レーザＬＤに電流を流
す第１の電流源と、前記モニタ信号を参照して前記半導
体レーザＬＤの出力パワーが前記再生パワーより高い記
録パワーとなるようにピークホールド回路７を介在せし
めて前記半導体レーザＬＤに電流を重畳して流す第２の
電流源と、記録信号（書き込みデータ）を受けて前記第
２の電流源を変調する変調手段とを備えたことを特徴と
する半導体レーザ駆動回路１である。

即ち、半導体レーザＬＤを駆動するためにオペアンプを
含むピークホールド回路７を設け、記録時には再生時の
電流値にモニタ信号のピーク値をホールドした値に対応
した電流値を重畳して記録パワーを得る方式である。

また、前記第１の電流源は、消去区間を示す消去ゲート
信号の有無でそれぞれ消去パワーか再生パワーを決める
ためのパワー設定信号を出力する第１の基準信号源ＳＷ
Ｉと、前記パワー設定信号と前記モニタ信号との差を増
幅する誤差アンプ４と、その誤差アンプ４の出力に応じ
て電流を出力する第１の電流出力回路６と、前記誤差ア
ンプ４と前記第１の電流出力回路６との間にあって、記
録区間を示す記録ゲート信号が無いときには前記パワー
設定信号と前記モニタ信号とが一致するように前記誤差
アンプ４の出力をサンプル状態にして前記第１の電流出
力回路６に伝え半導体レーザ駆動電流をサーボ制御し、
前記記録ゲート信号が有るときには前記誤差アンプ４の
それまでの出力をホールドして前記半導体レーザ駆動電
流を一定に保つサンプルホールド回路５とから構成され
ている。

このサンプルホールド回路は抵抗とコンデンサの値の組
み合わせでホールド時間を定める時定数回路を有してい
る。また、第２の電流源を構成するピークホールド回路
も同様の時定数回路を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

高速回転の光ディスクでは時定数回路を含む制御回路で
サーボ制御を行うと、その追随性（周波数帯域）が低く
、再生過程がら消去過程へのパワーの立ち上がり、ある
いはその逆過程における立ち下がり特性に問題がある。

光ディスクのフォーマントを大まかに考えると、アドレ
ス信号を読んだ後ギャップを通りデータゾーンとなって
いるが、制御回路の周波数帯域が低い場合にはこのギャ
ップ時間内にパワーが定まらずデータゾーンに入った時
にデータをうまく消去できない欠点がある。

また、サンプルホールド回路は抵抗とコンデンサの時定
数回路で記録パルスのホールド時間を定めており、記録
パワーと消去パワーの変化のような高速なパワーの変化
に対する追従性と、逆に再生過程から消去過程に移った
後の消去時間のホールドを行う為のコンデンサの値の設
定が、同じコンデンサにて対応するため問題となる。

本発明は上記従来の欠点および問題点に鑑みてなされた
もので、データの転送速度の改善が可能な半導体レーザ
制御回路の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の構成を示すブロック図である。半導
体レーザＬＤの出力を再生パワーにするように駆動電流
を流す再生用電流源１１と、前記半導体レーザＬＤの出
力をモニタ電流として検出する受光素子２と、前記モニ
タ電流を参照して前記半導体レーザＬＤの出力が再生パ
ワーとなるように前記再生用電流源１１をサーボ制御す
る自動光量制御回路１０とを備えた再生系の制御回路と
、前記半導体レーザＬＤの出力が、前記再生パワーより
大きい消去パワーになるように前記再生パワーの駆動電
流に重畳電流を流す消去用電流源１４と、前記再生パワ
ーから前記消去パワーへの変化に対応して増加した受光
素子２の増加電流を前記モニタ電流から差し引く消去用
差引電流源１５と、前記消去用電流源１４と消去用差引
電流源１５との各出力を、消去ゲート信号に基づき同時
にそれぞれ重畳と差引を行うようにスイッチング制御す
るスイッチ手段１８゜２０、２１とを備えた消去系の制
御回路と、前記半導体レーザＬＤの出力が、前記消去パ
ワーより大きい記録パワーになるように前記消去パワー
の駆動電流に重畳電流を流す記録用電流源１６と、前記
消去パワーから記録パワーへの変化に対応して増加した
前記受光素子２の増加電流を前記モニタ電流から差し引
く記録用差引電流源１７と、前記記録用電流源１６と記
録用差引電流源１７との各出力を、記録データ信号に基
づき同時にそれぞれ重畳と差引を行うようにスイッチン
グ制御するスイッチ手段１９゜２２、２３とを備えた記
録系の制御回路とから構成する。

〔作　用〕

受光素子２が検出するモニタ電流は、半導体し−ザＬＤ
の出力が再生パワーから消去パワー、記録パワーへと順
次変化してもそれらの変化に対応して増加する増加電流
を、それぞれ消去用差引電流源１５および記録用差引電
流源１７が、同時にその増加時間に対応して差し引くか
らモニタ電流は常に再生パワーに対応する値となり、且
つこの値を参照して自動光量制御回路ＩＯが再生用電流
源１１をサーボ制御するから、モニタ電流および再往パ
ワーに対応する半導体レーザＬＤの駆動電流は常に安定
している。この安定した再生パワーに対応する半導体レ
ーザＬＤの駆動電流に、予め出力電流を設定できる消去
用電流源１４と記録用電流源１６を高速制御が可能なス
イッチング制御にてそれぞれ重畳電流を加えることによ
り、安定した消去パワーあるいは記録パワーを得ること
ができる。このように半導体レーザ］、Ｄの出力パワー
を各モード毎に制御することができ、また各モードに制
御するための自動光量制御回路１０、消去用電流源１４
あるいは記録用電流源１６に対する入力値をＤ／’Ａ変
換器を用いてソフトウェアを介することにより情報を光
ディスクに記録／再生することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通して同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は第１
図各部の波形図であって、横軸には時間（ディスク位置
に相当）を取り、縦軸にはｃ、　　ｄの各波形はそれぞ
れ制御電圧Ｅｃ、　Ｅｄが印加され、ｅ、ｇの各波形は
それぞれ受光素子から差し引かれる電流値ｒｅ、　ｒｇ
を示し、ｆ、ｈの各波形はそれぞれ半導体レーザＬＤに
重畳される電流値Ｉｆ、　Ｉｈを示し、波形ｉは半導体
レーザＬＤを再生パワーで駆動するための電流値１ｉの
変化を示す。以下第２図を参照しながら第１図の説明を
行う。

両図において、１０は半導体レーザＬＤの出力をモニタ
電流として検出する受光素子２のそのモニタ電流を参照
して半導体レーザＬＤの出力が再生パワーとなるように
再生用電流源１１をサーボ駆動する自動光量制御回路（
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅ
ｒ以下ＡＰＣ回路と略称する）であって、その帰還入力
端には受光素子２との間にモニタ電流を電圧に変換する
電流／電圧変換回路１２を介在させている。また、この
ＡＰＣ回路１０は後述する予め設定された再生制御信号
Ｄ／Ａｌのアナログ電圧値を半導体レーザ制御信号発生
部１３から人力し、前記電流／電圧変換回路１２の出力
と比較して所定の駆動電圧に変換し、その駆動電圧を再
生用電流源１１に人力している。

再生用電流源１１はＡＰＣ回路１０から補正された所定
の電圧値を入力され、これを所定の電流１ｉに変換して
半導体レーザＬＤの出力を再生パワーにするように駆動
電流を波形図ｉに示すようにタイムｔ■で立ち上がり、
タイムｔ６で終了するまでの区間を再生区間と呼称し、
この区間内にオーバライド区間が発生する。

１３は半導体レーザ制御信号発生部（例えばマイクロプ
ロセッサとＤ／Ａ変換器で構成する）であって、再生制
御信号Ｄ／ＡＩ、消去制御信号Ｄ／Ａ２．消去差引制御
信号Ｄ／Ａ３．記録制御信号Ｄ／Ａ４．記録差引制御信
号Ｄ／Ａ５をそれぞれ予め設定したアナログの電圧値に
て出力すると共に、オーバライド区間内に存在する消去
区間と再生区間を区別する消去用ゲート信号ａおよび記
録パワーを変調するための記録データ信号すを出力する
。

１４は半導体レーザＬＤの出力が、再生パワーより大き
い消去パワーになるように再生パワーに対応する駆動電
流１ｉに予め設定された重畳電流Ｉｈを流す消去用電流
源であって、消去パワーのレベルを規定するため消去制
御信号Ｄ／Ａ２が人力されている。１５は再生パワーか
ら消去パワーへの変化に対応して増加した受光素子２の
増加電流１ｇをモニタ電流から差し引く消去用差引電流
源であって、その差引電流値１ｇを規定するための消去
差引制御信号Ｄ／Ａ３が入力されている。

１６は半導体レーザＬＤの出力が、消去パワーより大き
い記録パワーになるように消去パワーに対応する駆動電
流１４　＋　Ｉｈに、予め設定された重畳電流Ｉｆを流
す記録用電流源であって、その重畳電流Ｉｆのレベルを
規定するための記録制御信号Ｄ／Ａ　４が人力されてい
る。１７は消去パワーから記録パワーへの変化に対応し
て増加した受光素子２の増加電流ｒｅをモニタ電流から
差し引く記録用差引電流源であって、その差引電流値Ｔ
ｅを規定するための記録差引制御信号Ｄ／Ａ５が人力さ
れている。

上記各電流源１１および１４〜１７はそれぞれ入力され
た設定電圧値を電流値１ｉおよびＩｈ、　Ｉｇ、　Ｉｆ
、　Ｉｅに変換する電流／電圧変換回路にて構威し、高
速性を保持するために例えばバイポーラ形ＩＣのオペア
ンプを用いる。

１８は消去用スイッチ制御回路であって、消去区間と再
生区間を区別する消去用ゲート信号ａを人力し、これを
スイッチ制御波形ｄに変換している。

１９は記録用スイッチ制御回路であって、記録パワーを
変調するための記録用データ信号すを人力し、これを変
調用のスイッチ制御波形Ｃに変換している。上記各スイ
ッチ制御回路は高速性を保持するために、それぞれ例え
ば２個のＰＮＰ形トランジスタと抵抗だけを用いてトラ
ンジスタスイッチを構成する。

２０と２２は重畳用スイッチ回路、２１と２３は差引用
スイッチ回路であって、重畳用スイッチ回路２０と差引
用スイッチ回路２１とは消去用スイッチ制御回路１８の
出力波形ｄによって同時に駆動されるスイッチ手段を構
威し、重畳用スイッチ回路２０は消去用電流源１４の出
力電流ｒｈを半導体レーザＬＤの再生パワーに対応する
駆動電流１ｉに重畳するように接続し、差引用スイッチ
回路２１は消去用差引電流源１５の出力電流１ｇを受光
素子２のモニタ電流から差引くように接続する。

同様に重畳用スイッチ回路２２と差引用スイッチ回路２
３とは記録用スイッチ制御回路１９の出力波形Ｃによっ
て同時に駆動されるスイッチ手段を構威し、重畳用スイ
ッチ回路２２は記録用電流源１６の出力電流Ｉｆを半導
体レーザＬＤの消去パワーに対応する駆動電流１ｉ　＋
Ｉｈに重畳するように接続し、差引用スイッチ回路２３
は記録用差引電流源１７の出力電流１ｅを受光素子２の
モニタ電流から差引くように接続する。

上記各スイッチ回路２０〜２３は高速性を保持するため
に、それぞれ例えば２個のＮＰＮ形トランジスタと抵抗
だけを用いてトランジスタスイッチを構成する。２４は
半導体レーザＬＤと受光素子２を備える光学ヘッドであ
る。

第２図の波形図において、波形に示すようにタイム１．
で再生用電流源１１が駆動され、半導体レーザは再生パ
ワーとなるように電流１ｉが流される。

次にタイムｔ２で波形りとｇおよびｄに示すように重畳
用スイッチ回路２０と差引用スイッチ回路２１とが、消
去用スイッチ制御回路１８の出力電圧Ｅｄによって同時
に駆動されて消去用電流源１４と消去用差引電流源１５
が、それぞれ電流Ｉｈを半導体レーザＬＤに重畳し、電
流１ｇを受光素子２から差し引く。次にタイムｔ３で波
形ｆとｅおよびＣに示すように重畳用スイッチ回路２２
と差引用スイッチ回路２３とが、記録用スイッチ制御回
路１９の出力パルス電圧（記録データに対応する）　Ｅ
ｃによって同時に駆動されて記録用電流源１６と記録用
差引電流源１７が、それぞれ変調電流Ｉｆを半導体レー
ザＬＤに重畳し、パルス電流１ｅを受光素子２から差し
引く。タイムｔ４で記録用スイッチ制御回路１９が出力
を零（記録動作を中止）とすることにより半導体レーザ
ＬＤの出力パワーは波形りとｇに示すように消去パワー
に戻り、更にタイムｔ、で消去用スイッチ制御回路１８
が出力を零（消去動作を中止）とすることにより半導体
レーザＬＤの出力パワーは波形ｉに示すように再生パワ
ーに戻り、更にタイムｔ６で第１図に示す半導体レーザ
制御信号発生部１３が出力する再生制御信号Ｄ／Ａ　１
を零とすることにより半導体レーザＬＤの出力パワーは
零となる。以上の動作によって第３図に示す半導体レー
ザのパワーサイクルが得られる。

以上述べたように半導体レーザＬＤを再生パワー消去パ
ワー、記録パワーの各モードに制御するためにそれぞれ
独立した再生系、消去系、記録系の制御回路を用いて半
導体レーザＬＤの駆動電流を重畳し、同時にその重畳に
よって増加した受光素子２のモニタ電流の増加分を差し
引くように構成したことにより、この半導体レーザ制御
回路はすべて時定数回路を含まない回路で構成でき、デ
ータの転送速度の向上が図れる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、データ
の転送速度の改善が可能な半導体レーザ制御回路が実現
するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は第１
図各部の波形図、 第３図は従来のｌスポットによる重ね書きに必要な半導
体レーザの出力パワーの説明図、第４図は従来の半導体
レーザ駆動回路のブロック図を示す。 第１図において、１０は自動光量制御回路（ＡＰＣ回路
）、１１は再生用電流源、１４は消去用電流源、１５は
消去用差引電流源、１６は記録用電流源、１７は記録用
差引電流源、１８は消去用スイッチ制御回路、１９は記
録用スイッチ制御回路、２０と２２は重畳用スイッチ回
路、２１と２３は差引用スイッチ回路、ＬＤは半導体レ
ーザをそれぞれ示す。 第 ２図 むら表−τス禾’７）＋：ｔｓ’１ｈ９９１：＋ｌｊ琴
り・半導不参Ｌ〜デーｔカッで７−−献−片閏第３図 省し表−デ導イ本し一す゛！１６匣七子■７”ＵｂｔＺ
のｓ　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体レーザ（ＬＤ）の出力を再生パワーにするよう
   に駆動電流を流す再生用電流源（１１）と、前記半導体
   レーザの出力をモニタ電流として検出する受光素子（２
   ）と、前記モニタ電流を参照して前記半導体レーザの出
   力が再生パワーとなるように前記再生用電流源をサーボ
   制御する自動光量制御回路（１０）とを備えた再生系の
   制御回路と、 前記半導体レーザの出力が、前記再生パワーより大きい
   消去パワーになるように前記再生パワーの駆動電流に重
   畳電流を流す消去用電流源（１４）と、前記再生パワー
   から前記消去パワーへの変化に対応して増加した前記受
   光素子の増加電流を前記モニタ電流から差し引く消去用
   差引電流源（１５）と、前記消去用電流源（１４）と消
   去用差引電流源（１５）との各出力を、消去ゲート信号
   に基づき同時にそれぞれ重畳と差引を行うようにスイッ
   チング制御するスイッチ手段（１８、２０、２１）とを
   備えた消去系の制御回路と、 前記半導体レーザの出力が、前記消去パワーより大きい
   記録パワーになるように前記消去パワーの駆動電流に重
   畳電流を流す記録用電流源（１６）と、前記消去パワー
   から記録パワーへの変化に対応して増加した前記受光素
   子の増加電流を前記モニタ電流から差し引く記録用差引
   電流源（１７）と、前記記録用電流源（１６）と記録用
   差引電流源（１７）との各出力を、記録データ信号に基
   づき同時にそれぞれ重畳と差引を行うようにスイッチン
   グ制御するスイッチ手段（１９、２２、２３）とを備え
   た記録系の制御回路とを具備してなることを特徴とする
   光ディスク装置用の半導体レーザ制御回路。