JPH0388142A - 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図乃至第４図） （ｂｌ　　一実施例の動作の説明 （第５図、第６図） （Ｃ）　　他の実施例の説明 発明の効果 〔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、 高周波重畳制御しても、レーザダイオードの最大定格を
越えることを防止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第１の電流を流すた
めの第１の電流スイッチ部と、ライトデータと高周波変
調信号の論理和信号を出力するゲート処理回路と、該論
理和信号に応じて該レーザダイオードに第２の電流を流
、すための第２の電流スイ・ノチ部と、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第２の電
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第１の電流相
当分を差し引く第３の電流スイッチ部とを有し、リード
時は該第２の電流によって、ライト時は該第１の電流と
第２の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一ドパワーで、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１ｂとを有する第１の電流ス
イッチ部１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と電流源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Ｌ　Ｄ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
）Ｐｌ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１．３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〜とを比較し、自動パ
ワーＩ１１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制御され、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、−Ｐよ）は、ＭＰＵ６よリテシ
タル／アナログコンバータ（Ｄ／Ａコンノくり）７ａを
介し第１の電流スイッチ部ｌ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（Ｐｗ
−Ｐ＋ｔ）’　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１．３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Ｐ１１と第１の電流スイッ
チ部ｌによるライトパワー（Ｒｗ−Ｒｉ）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（Ｐｗ　　ＰＲ）’が差し引かれるか
ら、自動パワー制御部４には、フォトダイオード検出出
力のリードパワー分が人力され、電流源２ｂはリードパ
ワーの平均値ＰＩＩに定電法制御される。

このようにして、再生及び記録時の両方でパワが一定と
なる様自動パワー制御しつつ、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。

〔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駆動回路と交流的に結合するよ
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、ラ
イト時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、高周波重畳制御しても、レーザダイ
オードの最大定格を越えることを防止することのできる
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に第１の電流を流す
ための第１の電流スイッチ部１と、ライトデータと高周
波変調信号の論理和信号を出力するゲート処理回路８と
、該論理和信号に応じて該レーザダイオードＬＤに第２
の電流を流すための第２の電流スイ・ソチ部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の第２の電流値を制御する自動パワー制御部
４と、ライトデータに応じて該フォトダイオードＰＤの
検出出力から該第１の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、リード時は該第２の電流によっ
て、ライト時は該第１の電流と第２の電流との和によっ
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を設けて、高周波変調信号とライトデー
タの論理和信号で駆動するので、ライトデータがある時
は、高周波重畳のない直流レベルで、ライトデータがな
い時は、高周波変調電流で駆動するから、ライト時に高
周波重畳によって駆動電流がレーザダイオードＬ　Ｄの
最大定格を越えることを防止できつつ、リードレベルで
は高周波重畳でき、ノイズ低減効果を発揮できる。

〔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。

図中、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、ゲート処理量！１１８からの高周波
変調信号とライトデータとの論理和（オア）信号Ｒ３に
よって駆動され、レーザダイオードＬＤに第２の電流を
流すためのもの、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は前述のゲート処理回路であり、モード’ＨＵＢ信号
ＭＯＣ、ライトデータ信号ＷＤＴライトゲト信号ＷＧＴ
、高周波変調クロックＨＦＭＣＬ　Ｋに応じて、前述の
オア信号Ｒ３、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、レーザダイオ
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Ｑ１のベースに、ゲート処理
回路８のオア信号Ｒ３（■）、トランジスタＱ２のベー
スに反転したオア信号Ｒ３（■）が入力されている。

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ａｍ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の出力でベース制御されるトラン
ジスタＱ７と、トランジスタＱ７のエミッタと電圧源ｖ
１．ｌ！との間に設けられた抵抗ｒｌ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Ｉ／Ｖ変換器４０と、ＭＰ
Ｕ６から与えられるリードパワの目標値（高周波変調信
号の平均リードパワー）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、ＭＰＵ
６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、レーザダイオード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のベースにライトデータ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、ＭＰＵ６からの加算するライトパワー分を
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の出力でベス＄ＩＩ′ｍされるトランジスタＱ８
と、トランジス２０日のエミッタと電圧源Ｖ、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のベースにライトデータＷＤ（■
）が、トランジスタＱｅのベースに反転ライトデータＷ
Ｄ（■）が人力される。

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からの平均リードパワーから増加
した分のライトパワー相当分を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ｉｆｆ　Ｖ　ｔ　ｔに設けられた抵抗ｒ３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
人力反転型オアゲートであり、アントゲ−１８０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は入力反転型オアゲートであり、アンド
ゲート８０の出力と反転高周波変調クロックＨＦＭＣＬ
Ｋとを反転して論理和をとり、反転してオア信号を出力
するもの、８３は人力反転型オアゲトであり、モード制
御信号ＭＯＣとオアゲート８２の出力とを反転して論理
和をとり、オア信号Ｒ３（■）と、反転したオア信号Ｒ
３（■）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モト指示）の条件でオアゲ
ート８１からライトデータＷＤが、オアゲート８３から
ライトデータがオア信号Ｒ３として出力される。

一方、第４図（Ｃ）に示すように、ライトブタ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
高周波変調クロックがオア信号Ｒ３として出力され、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、モード制御信号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。

ライトデータＷＤＴがローレベルで、ライトゲトＷＧＴ
がローレベルの時は、第４図（Ｃ）のように、ライトデ
ータＷＤ（■）はローレベル、オア信号Ｒ３は高周波変
調クロックとなる。

従って、電流スイッチ回路１ａ、３ａのトランジスタＱ
３、Ｑ５はオフであり、電流スイッチ回路２ａのトラン
ジスタＱｌ、Ｑｌがオア信号Ｒ３（■、■）である高周
波変調クロックによってスイッチングされ、レーザダイ
オードＬＤには高周波変調電流が流れる。

これとともに、ＭＰＵ６からは、Ｄ／Ａコンバータ７ｂ
を介し、高周波重畳分のパワーの目標値Ｐ８（平均リー
ドパワー）が与えられるので、自動パワー制御部４は、
フォトダイオードＰＤのモニター出力が目標値Ｐヮにな
るよう電流源２ｂをＡ　Ｐ　Ｃ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　
Ｐｏｗｅｒ　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、ライトデータＷＤＴがハイレベルで、ライトゲー
トＷＧＴがハイレベルの時は、第４図（Ｂ）のように、
ライトデータＷＤはライトデータＷＤＴとなり、オア信
号もライトデータＷＤＴとなる。

従って、電流スイッチ回路１ａ、３ａのトランジスタＱ
３〜ＱＢはライトデータＷＤで駆動され、電流スイッチ
回路２ａのトランジスタＱ１、Ｑ２もライトデータで駆
動される。

このため、レーザダイオードＬＤには、電流スイッチ回
路２ａから高周波変調のピーク電流（即ち高周波変調が
デューテ４５０％の場合リードパワーの２倍のパワー）
を流し、電流スイッチ回路１ａは、それに加算するライ
トパワー分の電流を流す。

これにより、ライトデータに同期し、ライトパワーに相
当する大きさの高周波重畳されてないライト電流が流れ
る。

又、ＭＰＵ６からＤ／Ａコンバータ７Ｃを介し記録パワ
ーの受光相当分が定電流源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が差し
引かれ、自動パワー制御部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
力が目標値となってＡＰＣ制御する。

このようにして、再生レベルにおいては高周波重畳され
て、ノイズ低減効果を生じ、記録レベルでは高周波重畳
されず、レーザダイオードＬＤの最大定格を越えること
がない。

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、ＭＰＵ６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に与えるド制御信
号ＭＯＣをローレベルの発光調整モモ 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■及びオア信号Ｒ３■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、Ｑ５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、定電流源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ＤＡＣ１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）に上乗ゼ
される定電流源１ｂ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、予め定めであるライト時のペー
スリードパワーにＤ／Ａコンバータ７ｂの調整値ＤＡＣ
２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に与えるモード制
御信号ＭＯＣをハイレベルのＡＰＣモトに指示し、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からのオア信
号Ｒ３■もハイレベルとなる。

従って、電流スイッチ回路１ａ、２ａ、３ａのトランジ
スタＱ１、Ｑ３、Ｑ５がオンとなる。

■　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、ライトゲート
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と、差し
引きライトパワー相当分が自動調整される。

（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、光力−ド媒体等種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、ライト中にもＡＰ
Ｃを掛けながら、リードパワーレベルにある時は、いつ
も高周波変調が掛けられているため、レーザダイオード
ノイズを低減しつつ、レーザダイオードの最大定格を越
えない駆動が可能とな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
ト処理回路の構成国、 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、ｌ〜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、 Ｌ　Ｄ−−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）に第
   １の電流を流すための第１の電流スイッチ部（１）と、 ライトデータと高周波変調信号の論理和信号を出力する
   ゲート処理回路（８）と、 該論理和信号に応じて該レーザダイオード（ＬＤ）に第
   ２の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）の第２の電流値を制御する
   自動パワー制御部（４）と、ライトデータに応じて該フ
   ォトダイオード（ＰＤ）の検出出力から該第１の電流相
   当分を差し引く第３の電流スイッチ部（３）とを有し、 リード時は該第２の電流によって、ライト時は該第１の
   電流と第２の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。