JPH0388141A - 光学記憶装置のレーザダイオード駆動回路 - 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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第７図、第８図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ）　　一実施例の構成の説明 （第２図ハスへ第４図） （ｂ）　　一実施例の動作の説明 （第５図、 （Ｃ）　　他の実施例の説明 発明の効果 第６図） 〔概要〕 光学記憶媒体をリード／ライトするためリード／ライト
発光するレーザダイオードを駆動する回路に関し、 高周波重畳しても、レーザダイオードの最大定格を越え
ないよう変調電流を制御することを目的とし、 光学記憶媒体に対し、ライト時はライトパワで、リード
時はリードパワーで発光するようレザダイオードを駆動
する光学記憶装置のレーザダイオード駆動回路において
、ライトデータに応じて該レーザダイオードにライト電
流を流すための第１の電流スイッチ部と、高周波変調信
号に応じて該レーザダイオードに高周波電流を流すため
の第２の電流スイッチ部と、該レーザダイオードの発光
光を受光するフォトダイオードの検出出力と設定値とを
比較し、該第２の電流スイッチ部の高周波電流値を制御
する自動パワー制御部と、ライトデータに応じて該フォ
トダイオードの検出出力から該ライト電流相当分を差し
引く第３の電流スイッチ部とを有し、リード時は該高周
波電流によって、ライト時は該ライト電流と該高周波電
流との和によって、該レーザダイオードを駆動する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光学記憶媒体をリード／ライトするためリー
ド／ライト発光するレーザダイオードを駆動する回路に
関する。

光ディスク、光磁気ディスク、光カード等の光学記憶媒
体を用いた光学記憶装置が広く利用されている。

このような光学記憶装置では、光学記憶媒体をリード／
ライトするため、光学ヘッドにレーザダイオードが設け
られ、リード時は小パワーのりドパワーで、ライト時は
大パワーのライトパワーで発光するよう駆動される。

このレーザダイオードの駆動においては、レーザダイオ
ードにノイズが生じたり、光学系のバックトークノイズ
が生じないようにすることがり一ド／ライトの安定化の
ため必要である。

〔従来の技術〕

第７図及び第８図は従来技術の説明図である。

第７図に示すように、レーザダイオードＬＤには、電流
スイッチ回路１ａと電流源ｔｂとを有する第１の電流ス
イッチ部ｌと、電流源２ｂとが並列接続されている。

一方、フォトダイオードＰＤには、電流スイッチ回路３
ａと電流ａ［３ｂとを有する第３の電流スイッチ部３と
自動パワー制御部４が並列接続されている。

更に、レーザダイオードＬＤには、コンデンサ結合によ
り高周波発振回路５が接続されている。

第８図を参照して動作を説明すると、マイクロプロセッ
サで構成された制御部（ＭＰＵ）６からデジタル／アナ
ログコンバータ７ｂを介し、リドパワーの平均値（電圧
）ＰＲが自動パワー制御部４に与えられており、高周波
発振回路５から高周波重畳信号が常時レーザダイオード
ＬＤに与えられている。

従って、ＭＰＵ６からライトデータが発生されない状態
、即ちリード（再生）時には、第１及び第３の電流スイ
ッチ部ｌ、３がオフであるから、レーザダイオードＬＤ
は、高周波重畳信号によって高周波重畳された上で、電
流源２ｂによってリド電流が流される。

電流源２ｂによるリード電流は、フォトダイオドＰＤの
検出出力と設定されたり一ドパワーとを比較し、自動パ
ワー制御する自動パワー制御部４によって制御され、リ
ードパワーの平均値に定電流＠御され、第８図のように
高周波重畳されたリード電流によってレーザダイオード
ＬＤが駆動される。

又、ライトパワー（ｐ、−ｐｍ）は、ＭＰＵ６よリデジ
タル／アナログコンバータ（Ｄ／Ａコンパタ）７ａを介
し第１の電流スイッチ部１の電流源１ｂに与えられ、ラ
イト電流を制御し、同様にライトパワー相当分（Ｐ−Ｐ
ｌ）’　は、Ｄ／Ａコンバータ７ｃを介し第３の電流ス
イッチ部３の電流源３ｂに与えられる。

このため、ライト時（記録時）のライトデータが発生す
ると、第１及び第３の電流スイッチ部工、３の電流スイ
ッチ回路１ａ、３ａがライトデータによってオン／オフ
され、レーザダイオードＬＤには、第８図のように、電
流源２ｂによるリードパワーＰ１と第１の電流スイッチ
部１によるライトパワー（Ｒｗ−Ｒ１）との和の電流が
高周波重畳された状態で与えられ、ライト発光する。

この時、フォトダイオードＰＤの検出出力から第３の電
流スイッチ部３でライトデータに応じて、検出出力のラ
イトパワー相当分（Ｐ、−Ｐ、）’が差し引かれるから
、自動パワーｉ１Ｊ御部４には、フォトダイオード検出
出力のリードパワー分が入力され、電流源２ｂはり＝ド
パヮーの平均値Ｐ、に定電流制御される。

このようにして、再生及び記録時の両方でパワーが一定
となる様自動パワー＠御しつつ、再生パワー時に、記録
データ変調周波数より十分高い周波数で高周波重畳を行
うことによって、見掛は上パワーを大とし、パワーの小
さいリードパワー時に生じゃすいレーザダイオードＬＤ
のノイズや光学系のバックトークノイズを防止する。

又、ライトパワー時にも高周波重畳が行われるため、リ
ード時との特性変化が生ぜず、モードホップ等による焦
点ずれを防ぐことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来技術では、高周波重畳するのに、外部
に発振器５を設け、ＬＤ駆動回路と文法的に結合するよ
うにしていた。

この従来技術では、変調電流が発振器５ユニツト毎に変
化し易く、変調電流が少ない場合は、ノイズ低減効果が
少なく、逆に変調電流が大きいと、第８図のように、レ
ーザダイオードＬＤの最大定格を越えてしまい、レーザ
ダイオードＬＤの劣化を引起すという問題があった。

従って、本発明は、高周波重畳しても、レーザダイオー
ドＬＤの最大定格を越えないよう変調電流を制御するこ
とのできる光学記憶装置のレーザダイオード駆動回路を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

本発明は、第１図に示すように、光学記憶媒体に対し、
ライト時はライトパワーで、リード時はり〜ドパワーで
発光するようレーザダイオードＬＤを駆動する光学記憶
装置のレーザダイオード駆動回路において、ライトデー
タに応じて該レーザダイオードＬＤにライト電流を流す
ための第１の電流スイッチ部１と、高周波変調信号に応
じて該レーザダイオードＬＤに高周波電流を流すための
第２の電流スイッチ部２と、該レーザダイオードＬＤの
発光光を受光するフォトダイオードＰＤの検出出力と設
定値とを比較し、該第２の電流スイッチ部２の高周波電
流値を制御する自動パワー制御部４と、セイトデータに
応じて該フォトダイオドＰＤの検出出力から該ライト電
流相当分を差し引く第３の電流スイッチ部３とを有し、
リード時は該高周波電流によって、ライト時は該ライト
電流と該高周波電流との和によって、該レーザダイオー
ドＬＤを駆動するものである。

〔作用〕

本発明では、高周波発振器を外部に設けずに、第２の電
流スイッチ部２を設け、自動パワー制御部４の振幅＠御
の元に、高周波変調信号によって高周波電流を流すよう
にした。

このため、高周波変調電流の振幅が制御でき、レーザダ
イオードの最大定格を越えず且っノ・イズ低減効果が十
分発揮できる高周波重畳制御が可能となる。

〔実施例〕

（ａ）　　一実施例の構成の説明 第２図は本発明の一実施例ブロック図であり、第３図は
その詳細回路図、第４図はそのゲート処理回路の説明図
である。

図において、第１図及び第７図で示したものと同一のも
のは、同一の記号で示しである。

第２図において、２ａは電流スイッチ回路であり、電流
源２ｂに接続され、高周波変調信号ＨＦＭＳによってス
イッチング動作し、レーザダイオドＬＤに高周波変調電
流を流すもの、７ｄはアナログ／デジタル変換器（Ａ／
Ｄコンバータという）であり、フォトダイオードＰＤの
モニター出力をデジタル値に変換して、ＭＰＵ６へ出力
するものであり、後述する発光調整時に使用するもので
ある。

８はゲート処理回路であり、モード制御信号ＭＯＣ、ラ
イトデータ信号ＷＤＴライトゲート信号ＷＧＴ、高周波
変調クロックＨＦＭＣＬＫに応じて、高周波変調信号Ｈ
ＦＭＳ、ライトデータＷＤを作成するものであり、第４
図にて後述するものである。

第３図において、電流スイッチ２ａでは、レザダイオー
ドＬＤにコレクタが接続されたトランジスタＱ１と、コ
レクタ接地されたトランジスタＱ２とのエミッタが共通
接続され、トランジスタＱｌのベースに高周波変調信号
ＨＦＭＳ　（■）、トランジスタＱ２のベースに反転し
た高周波変調信号ＨＦＭＳ（■）が人力されている。

電流スイッチ回路２ａの共通エミッタには定電流源２ｂ
が接続されており、定電流源２ｂは、自動パワー制御部
４の出力をレベルシフトするレベルシフト回路２１と、
レベルシフト回路２１の出力でベース’；ｆＡＪ’ｌｌ
されるトランジスタＱ７と、トランジスタＱ７のエミッ
タと電圧源ｖ０との間に設けられた抵抗ｒ１とを有して
いる。

自動パワー制御部４は、フォトダイオードＰＤのモニタ
ー電流を電圧信号に変換するｌ／Ｖ変換器４０と、ＭＰ
Ｕ６から与えられる高周波重畳分のパワー（リードパワ
ー）の目８値、即ちリードパワーの平均値であり、デユ
ーティ５０％ではビクの１／２をＤ／Ａコンバータ７ｂ
でアナログ変換されたものをレベルシフトするレベルシ
フト回路４１と、レベルシフト回路４１の出力が非反転
端子に、Ｉ／Ｖ変換器４０の出力が反転端子に人力され
、誤差をとり、その誤差を積分する誤差積分器４２と、
ＭＰＵ６のＡＰＣＯＮ１０ＦＦ信号によって、誤差積分
器４２の出力と、レベルシフト回路４１の出力を切替え
て定電流源２ｂへ出力するアナログスイッチ４３とを有
している。

又、電流スィッチ１ａ回路では、レーザダイオドＬＤに
コレクタ接続されたトランジスタＱ３と、コレクタ接地
されたトランジスタＱ４とのエミッタが共通接続され、
トランジスタＱ３のベスにライトデータＷＤ（■）が、
トランジスタＱ４のベースに反転ライトデータＷＤ（■
）が人力される。

電流スイッチ回路１ａの共通エミッタに接続された定電
流源１ｂは、ＭＰ［Ｊ６からのライトパワをＤ／Ａコン
バータ７ａでアナログ変換されたものをレベルシフトす
るレベルシフト回路１１と、レベルシフト回路１１の出
力でベース制御されるトランジスタＱ８と、トランジス
タＱ８のエミッタと電圧源ｖ０に設けられた抵抗ｒ２と
を有している。

更に、電流スイッチ回路３ａでは、フォトダイオードＰ
Ｄにコレクタ接続されたトランジスタＱ５と、コレクタ
接地されたトランジスタＱ６とのエミッタが共通接続さ
れ、トランジスタＱ５のベスにライトデータＷＤ（■）
が、トランジスタＱ６のベースに反転ライトデータＷＤ
（■）が入力される。

電流スイッチ回路３ａの共通エミッタに接続された定電
流源３ｂは、ＭＰＵ６からのライトパワ相当分をＤ／Ａ
コンバータ７ｃでアナログ変換されたものをレベルシフ
トするレベルシフト回路３１と、レベルシフト回路３１
の出力でベース制御されるトランジスタＱ９と、トラン
ジスタＱ９のエミッタと電圧源Ｖ０に設けられた抵抗ｒ
３とを有している。

ゲート処理回路８を第４図により説明する。

第４図（Ａ）において、８０は出力反転型アンドゲート
であり、ライトデータ信号ＷＤＴとライトゲート信号Ｗ
ＧＴとの論理積をとり、反転して出力するもの、８１は
入力反転型オアゲートであり、アンドゲート８０の出力
とモード制御信号ＭＯＣとを反転して論理和をとり、ラ
イトデータＷＤ■と反転したライトデータＷＤ■を出力
するもの、８２はインバータであり、高周波変調クロッ
クＨＦＭＣＬＫを反転するもの、８３は入力反転型オア
ゲートであり、モード制御信号ＭＯＣとインバータ８２
の出力とを反転して論理和をとり、高周波変調信号ＨＦ
ＭＳ（０）と、反転した高周波変調信号ＨＦＭＳ　（（
ａ））を出力するものである。

従って、第４図（Ｂ）に示すように、ライトブタＷＤＴ
とライトゲートＷＧＴが与えられると、モード制御信号
ＭＯＣがハイレベル（ＡＰＣモード指示〉の条件でオア
ゲー１８１からライトブタＷＤが、オアゲート８３から
高周波変調信号ＨＦＭＳが出力される。

一方、第４図（Ｃ）に示すように、ライトデータＷＤＴ
とライトゲートＷＧＴがローレベルであれば、モード制
御信号ＭＯＣがハイレベルの条件で、オアゲート８３か
ら高周波変調信号ＨＦＭＳが出力され、オアゲート８１
の出力はロー又はハイレベルのままとなる。

尚、モードｉ！ｉ１ｍ信号ＭＯＣがローレベルであると
、発光調整モードを示し、オアゲート８１．８３の出力
■、■ともハイレベルの状態を保つ。

（ｂ）　　一実施例の動作の説明 第５図は本発明の一実施例動作説明図である。

再生（リード）時には、ＭＰＵ６からライトデータＷＤ
ＴとライトゲートＷＧＴは出力されない。

モード制御信号ＭＯＣはハイレベルとなるので、ゲート
処理回路８からは高周波変調信号ＨＦＭＳが出力され、
ＡＰＣ信号ＯＮにより自動パワー制御部４のアナログス
イッチ４３は誤差積分！Ｊｉ４２の出力を選択し、ＡＰ
Ｃループを形成する。

従って、第２の電流スイッチ部２の電流スイッチ回路２
ａが高周波変調信号ＨＦＭＳによってスイッチング動作
され、レーザダイオードＬＤに高周波変調電流を渣す。

これとともに、ＭＰＵ６からは、Ｄ／Ａコンバタ７ｂを
介し、高周波重畳分のパワーの目標値Ｐ、が与えられる
ので、自動パワーｓｌａ部４は、フォトダイオードＰＤ
のモニター出力が目標値Ｐ８になるよう電流：ａ２ｂを
ＡＰＣ（＾ｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐ。

ｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御する。

例えば、発熱等の影響でレーザダイオードＬＤからの発
光出力が低下してくると、フォトダイオドＰＤの出力も
低下する。

このため、誤差積分器４２の入力端子間に差が生じ、こ
の差が零になるよう定電流源２ｂのトランジスタＱＴの
ベース電圧を上げ、レーザダイオード電流を増加せしめ
、光量を増加して、目標値と同じ値になるところで安定
する。

このようにして、自動パワー制御部４は光量の変化を抑
制する動作をする。

一方、ライト又はイレーズ時には、ＭＰＵ６はライトデ
ータＷＤＴとライトゲートＷＧＴを出力する。

従って、ゲート処理回路８からは、ライトブタＷＤと高
周波変調信号ＨＦＭＳが出力される。

このため、第２の電流スイッチ部２の電流スイッチ回路
２ａが高周波変調信号ＨＦＭＳでスイッチングされると
ともに、第１、第３の電流スイッチ部１．３の電流スイ
ッチ回路１ａ、３ａはライトデータＷＤでスイッチング
される。

ＭＰＵ６からは、Ｄ　／　Ａ　コンバータ７ａを介し記
録パワーの指示値（Ｐｗ　　Ｐｇ）が定電流源１ｂに与
えられるので、レーザダイオードＬＤには、ライトデー
タに応じて、指示値（ｐｖ　　ＰＩ）に高周波変調分Ｐ
６が上乗せされたライト憲法が流れる。

又、ＭＰＵ６からＤ／ＡＤンバータ７ｃを介し記録パワ
ーの受光相当分（Ｐｗ　　Ｐａ）’が定電流源３ｂに与
えられるので、フォトダイオードＰＤのモニター出力か
ら係る相当分（ｐｗ　　ＰＩ）　’が差し引かれ、自動
パワーｉ＃ｌ？ｉ１部４に入力される。

従って自動パワー制御部４は、差し引かれたモニター出
力（即ち高周波重畳分）が目標値ＰＩＩになるようＡＰ
Ｃ制御する。

このようにして、高周波重畳電流の振幅が目標値に自動
制御される。

次に、発光量の指示値の設定を行う発光調整手順につい
て説明する。

第６図は係る発光調整処理フロー図である。

■　ＭＰＵ６は、Ｄ／Ａコンバータ７ａ、７ｂ。

７ｃをリセットする。

そして、ＭＰｔＪ６は、ＡＰＣ信号を０ＦＦＬ、自動パ
ワー制御部４のアナログスイッチ４３にレベルシフト回
路４１の出力を選択せしめ、ＡＰＣループをカットして
、定電流源２ｂをＭＰＵ６によって制御させる。

更に、ＭＰＵ６は、ゲート処理回路８に与えるモード制
御信号ＭＯＣをローレベルの発光調整モードに指示する
。

これによって、ゲート処理回路８からのライトデータＷ
Ｄ■及び高周波変調信号ＨＦＭＳ（ｉ）がハイレベルと
なり、各電流スイッチ回路１ａ、２ａ、３ａにおいてト
ランジスタＱ１、Ｑ３、Ｑｓがオンとなる。

■　次に、ライトパワーの調整を行うが、第５図の発光
閾値ＩＴＨが判らないので、規定リードパワーで発光す
る様調整する。

即ち、ＭＰＵ６はＤ／Ａコンバータ７ｂへ与える設定値
ＤＡＣ２を増加して、定電流＊２ｂよりレーザダイオー
ドＬＤに流れる電流を増やして、レーザダイオードＬＤ
の発光量を増加させるとともに、Ａ／Ｄコンバータ７ｄ
を介しフォトダイオードＰＤのモニター出力を読み込む
。

ＭＰＵ６は、Ａ／Ｄコンバータ７ｄのモニタ出力が予め
定めたリードパワー（ピーク）に達するまで、続行し、
リードパワーに達すると、その値をＤ／Ａコンバータ７
ｂに設定したままとする。

そして、Ｄ／Ａコンバータ７ａの設定値を調整すべく、
ＭＰＵ６はこの状態でＤ／Ａコンバータ７ａへ与える設
定値ＤＡＣＬを増加して、定電流源２ｂによって流れる
電流（Ｄ／Ａコンバータ７ｂの設定値による）に上乗せ
される定電流源ｉｂよりレーザダイオードＬＤに流れる
電流を増やして、レーザダイオードＬＤの発光量を増加
させるとともに、Ａ／Ｄコンバータ７ｄを介しフォトダ
イオードＰＤのモニター出力を読み込む。

ＭＰＵ６は、Ａ／Ｄコンバータ７ｄのモニター出力が予
め定めたライトパワーに達するまで続行し、ライトパワ
ーに達すると、ライトパワーの調整を終了し、その値を
Ｄ／Ａコンバータ７ａの設定値とする。

■　次に、ＭＰＵ６は、予め定めであるＡＰＣモード時
の平均リードパワーにＤ／Ａコンバータ７ｂの調整値Ｄ
ＡＣ２を変更する。

そして、ＭＰＵ６は、ＡＰＣ信号をＯＮＬ、、自動パワ
ー制御部４のアナログスイッチ４３に誤差積分器４２の
出力を選択せしめ、ＡＰＣループを形成する。

更に、ＭＰＵ６は、ゲート処理回路８に与えるモードＩ
ＩＪＷ信号ＭＯＣをハイレベルのＡＰＣモードに指示し
、且つライトデータＷＤＴ及びライトゲートＷＧＴをハ
イレベルに指示する。

これによって、ゲート処理回路８では、ライトデータＷ
Ｄ■がハイレベルとなり、オアゲート８３からは高周波
変調信号ＨＦＭＳが高周波変調クロックに従って出力さ
れる。

従って、電流スイッチ回路１ａ、３ａのトランジスタＱ
３、Ｑｓがオンとなり、電流スイッチ回路２ａのトラン
ジスタＱ１、Ｑ２は高周波変調信号ＨＦＭＳでオン／オ
ンｇ４御される。

■　この状態で、ＭＰＵ６は、Ｄ／Ａコンバタ７ｃへ与
える設定値ＤＡＣ３を増加して、電流スイッチ回路３ａ
を介して定電流源３ｂより流れるフォトダイオードＰＤ
のモニター電流からの差引き電流を増やす。

そして、ＭＰＵ６はＡ／Ｄコンバータ７ｄのモニター電
流が予定のリードパワーになったかを調べ、リードパワ
ーに達すると、その時の設定値を差引き分の設定値とす
る。

最後に、ＭＰＵ６はライトデータＷＤＴ、ライトゲ−）
ＷＧＴをローレベルに戻して、調整動作を終了する。

このようにして、ＭＰＵ６によってライトパワー　（ｐ
ｗ−ｐｍ）と、差し引きライトパワー相当分（ｐ、−ｐ
、）’が自動調整される。

（Ｃ）　　他の実施例の説明 上述の実施例では、制御部６が設定値をセットするよう
にしているが、設定回路を設け、個々にセットするよう
にしてもよい。

又、光学記憶媒体として、光デイスク媒体、光磁気ディ
スク媒体、光カード媒体等積々のものを用いることがで
きる。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、 ■　高周波重畳電流の振幅が制御できるので、レーザダ
イオードの最大定格を越えることを防止でき、レーザダ
イオードの劣化を防ぐことができるという効果を奏し、 ■　リード、ライト全体に渡って高周波重畳されるので
、焦点位置ずれを防ぐこともできるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例ブロック図、第３図は本発明
の一実施例詳細回路図、第４図は本発明の一実施例ゲー
ト処理回路の構成図、 第５図は本発明の一実施例動作説明図、第６図は本発明
の一実施例発光調整処理フロ図、 第７図及び第８図は従来技術の説明図である。 図中、１−第１の電流スイッチ部、 ２−第２の電流スイッチ部、 ３−第３の電流スイッチ部、 ４−自動パワー制御部、 ＬＤ・−レーザダイオード、 ＰＤ−−−フォトダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学記憶媒体に対し、ライト時はライトパワーで、リー
   ド時はリードパワーで発光するようレーザダイオード（
   ＬＤ）を駆動する光学記憶装置のレーザダイオード駆動
   回路において、 ライトデータに応じて該レーザダイオード（ＬＤ）にラ
   イト電流を流すための第１の電流スイッチ部（１）と、 高周波変調信号に応じて該レーザダイオード（ＬＤ）に
   高周波電流を流すための第２の電流スイッチ部（２）と
   、 該レーザダイオード（ＬＤ）の発光光を受光するフォト
   ダイオード（ＰＤ）の検出出力と設定値とを比較し、該
   第２の電流スイッチ部（２）の高周波電流値を制御する
   自動パワー制御１部（４）と、ライトデータに応じて該
   フォトダイオード（ＰＤ）の検出出力から該ライト電流
   相当分を差し引く第３の電流スイッチ部（３）とを有し
   、 リード時は該高周波電流によって、ライト時は該ライト
   電流と該高周波電流との和によって、該レーザダイオー
   ド（ＬＤ）を駆動することを特徴とする光学記憶装置の
   レーザダイオード駆動回路。