JPH06139608A - 光ディスク装置における半導体レーザの制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ディスク装置における半導体レーザの制御装
置に関し、ＭＰＵによるサーボ系の制御及び入出力制御
の処理速度を低下させることのないよう、半導体レーザ
の発光量の制御を２つのＭＰＵで分担してうまく制御を
行うことを目的とする。 【構成】発光量をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１
３、その出力データに基づいて発光量が読み取り時にお
ける目標値となるように制御するための第１のＭＰＵ１
１、その出力データに基づいて電流を供給する第１の駆
動制御回路１６、Ａ／Ｄ変換器１３からの出力データに
基づいて発光量が書き込み時における目標値となるよう
に制御するための第２のＭＰＵ１２、その出力データに
基づいて、変調用のスイッチング回路１８を介して電流
を供給するための第２の駆動制御回路１７とを有して構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置におけ
る半導体レーザの制御装置及び制御方法に関する。

【０００２】光ディスク装置の光源として用いられる半
導体レーザは、環境温度によって特性が変化し、動作電
流と発光量（発光パワー）との関係が変化しやすい。例
えば、図５に示すように、温度がＴ０のときには実線で
示す特性曲線Ｌ１を有し、電流をｉＲ又はｉＷに一定に
維持することによって発光量がＰＲ又はＰＷと一定にな
るが、温度がＴ１に変化すると、破線で示すように特性
がシフトし、同じ発光量を維持するためには電流をｉＲ
１又はｉＷ１となるように可変制御を行わなければなら
ない。

【０００３】このため、一般に、半導体レーザの発光量
をモニタして動作電流を制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐ
ｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能が必要であり、ＡＰＣ
機能の実現のために、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）に
よるデジタル制御が多く用いられている。

【０００４】

【従来の技術】図６は従来の半導体レーザの制御装置８
０を示すブロック図である。図６において、制御装置８
０は、ＭＰＵ８１、Ａ／Ｄ変換器８２、Ｄ／Ａ変換器８
３，８４、電流源８５，８６、スイッチング回路８７、
ＳＣＳＩ制御回路８８、信号処理回路８９などからなっ
ている。

【０００５】半導体レーザＬＤには、電流源８５から供
給される電流ｉＲが常に流れており、信号処理回路８９
の制御によってスイッチング回路８７が「Ｈ」の側に切
り換えられたときには、それと電流源８６から供給され
る電流Δｉとが加算される。したがって、光ディスクか
らの読み取り時においては半導体レーザＬＤに電流ｉＲ
が流れる。書き込み時においては、データ「Ｈ」に対し
ては電流（ｉＲ＋Δｉ）が、データ「Ｌ」に対しては電
流ｉＲが、それぞれ流れる。

【０００６】半導体レーザＬＤの発光量は、受光素子Ｐ
Ｄ及びＡ／Ｄ変換器８２を介してＭＰＵ８１によりモニ
タされている。ＭＰＵ８１によって、半導体レーザＬＤ
の発光量が目標値となるように、電流ｉＲ及び電流（ｉ
Ｒ＋Δｉ）の制御（ＡＰＣ）が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
装置においては、半導体レーザＬＤのＡＰＣ（ＬＤ制
御）以外にも、フォーカスサーボ、トラックサーボなど
のフィードバック制御が行われてる部分が多い。従来に
おいて、これらのサーボ系の制御回路はアナログ回路が
多かったが、装置の小型化の要求から、乗除算が高速に
行える専用ＭＰＵであるＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉ
ｇａｎｌ Ｐｒｏｃｅｓｏｒ）を用いたデジタル化（Ｄ
ＳＰ化）が図られている。

【０００８】また、光ディスク装置には、外部装置との
間でデータの入出力を行うためのインタフェース回路で
あるＳＣＳＩ制御回路８８が必要であり、このようなデ
ータの入出力においてもＭＰＵによる制御が必要であ
る。

【０００９】上述の制御装置８０のように、半導体レー
ザＬＤのＡＰＣをデジタル化した場合でも、ＬＤ制御と
入出力制御とは別々のＭＰＵで行われていたが、同じく
装置の小型化の要求から共通のＭＰＵとする（１ＭＰＵ
化）方向にある。

【００１０】上述のようなＤＳＰ化と１ＭＰＵ化とが図
られた場合に、ＬＤ制御を１つのＭＰＵ（入出力制御用
ＭＰＵ又はＤＳＰ）８１で担当するには問題がある。す
なわち、ＬＤ制御においては、データの書き込み時（又
は消去時）に、パワーの立ち上がり部分に同期してＭＰ
Ｕ８１が処理を行う必要があるが、ＭＰＵ８１はこの立
ち上がりと無関係に、フォーカスサーボ又はトラックサ
ーボなどのサーボ演算を時系列的に処理している。その
ため、ＬＤパワーの立ち上がり時に他のサーボ処理を中
断してＬＤ制御に移ることができず、時間的に間に合わ
ない。

【００１１】さらに、ＳＣＳＩ制御回路８８は、図示し
ないバッファメモリを介して外部装置とデータの入出力
を行っている。ＭＰＵは、この入出力制御を行っている
間にも、リードパワー（読み取り用の発光量）が一定と
なるようにＬＤ制御をおこなう必要があるので、ＬＤ制
御のために入出力制御を中断しなければならず、ＳＣＳ
Ｉ制御回路８８の処理速度が低下してしまうこととな
る。

【００１２】本発明は、上述の問題に鑑み、半導体レー
ザＬＤの発光量の制御を２つのＭＰＵで分担してうまく
制御を行い、これらＭＰＵによるサーボ系の制御及び入
出力制御の処理速度を低下させることのない制御装置及
び制御方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る装
置は、上述の課題を解決するため、図１に示すように、
半導体レーザＬＤの発光量をモニタする受光素子ＰＤか
らの出力信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１３
と、前記Ａ／Ｄ変換器１３からの出力データに基づいて
前記半導体レーザＬＤの発光量が読み取り時における目
標値となるように制御するための第１のマイクロプロセ
ッサ１１と、前記第１のマイクロプロセッサ１１からの
出力データに基づいて前記半導体レーザＬＤに電流を供
給するための第１の駆動制御回路１６と、前記Ａ／Ｄ変
換器１３からの出力データに基づいて前記半導体レーザ
ＬＤの発光量が書き込み時における目標値となるように
制御するための第２のマイクロプロセッサ１２と、前記
第２のマイクロプロセッサ１２からの出力データに基づ
いて、変調用のスイッチング回路１８を介して前記半導
体レーザＬＤに電流を供給するための第２の駆動制御回
路１７と、を有して構成される。

【００１４】請求項２の発明に係る装置は、前記第１の
マイクロプロセッサ１１は、当該光ディスク装置１にお
けるサーボ系の制御を行うものであり、前記第２のマイ
クロプロセッサ１２は、書き込み又は読み取りにともな
うデータの入出力制御を行うものである。

【００１５】請求項３の発明に係る方法は、光ディスク
装置１の制御のために少なくとも第１のマイクロプロセ
ッサ１１及び第２のマイクロプロセッサ１２を設け、前
記第１のマイクロプロセッサ１１には、当該光ディスク
装置１におけるサーボ系の制御及び前記半導体レーザＬ
Ｄの読み取り時におけるパワー制御を行わせ、前記第２
のマイクロプロセッサ１２には、書き込み又は読み取り
にともなうデータの入出力制御及び前記半導体レーザＬ
Ｄの書き込み時におけるパワー制御を行わせる。

【００１６】

【作用】第１のマイクロプロセッサ１１は、サーボ系の
制御及び半導体レーザＬＤの読み取り時におけるパワー
制御を行う。第２のマイクロプロセッサ１２は、書き込
み又は読み取りにともなうデータの入出力制御及び半導
体レーザＬＤの書き込み時におけるパワー制御を行う。

【００１７】読み取り時におけるパワー制御は、Ａ／Ｄ
変換器１３によって受光素子ＰＤからの出力信号をデジ
タル値に変換し、その出力データに基づいて、半導体レ
ーザＬＤの発光量が読み取り時における目標値となるよ
うに、半導体レーザＬＤの電流を制御することにより行
われる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明に係る光ディスク装置１におけ
る制御装置２のブロック図である。

【００１９】制御装置２は、第１のマイクロプロセッサ
であるＤＳＰ１１、第２のマイクロプロセッサであるＭ
ＰＵ１２、Ａ／Ｄ変換器１３、Ｄ／Ａ変換器１４，１
５、駆動制御回路１６，１７、スイッチング回路１８、
信号処理回路１９、ＳＣＳＩ制御回路２０、バッファメ
モリ２１、ＳＣＳＩコネクタ２２などから構成されてい
る。

【００２０】ＤＳＰ１１は、フォーカスサーボ、トラッ
クサーボ、その他のサーボ系の制御、及び、半導体レー
ザＬＤの発光量の制御（ＬＤ制御）のうちの読み取り時
における制御（ＬＤリードパワー制御）を担当してい
る。

【００２１】ＭＰＵ１２は、外部装置との間における読
み書きデータの入出力制御、半導体レーザＬＤの発光量
の制御（ＬＤ制御）のうちの書き込み時における制御
（ＬＤライトパワー制御）、及び、その他の制御を担当
している。

【００２２】すなわち、ＤＳＰ１１には、フォーカスエ
ラー信号、トラックエラー信号などを入力するＡ／Ｄ変
換器２７、及び、フォーカスドライブ信号、トラックド
ライブ信号を出力するＤ／Ａ変換器２８が接続されてお
り、ＤＳＰ１１はこれらサーボ系の制御を常時行ってい
る。

【００２３】ＭＰＵ１２は、ＳＣＳＩ制御回路２０に対
して必要な指令信号を送り、ＳＣＳＩコネクタ２２から
入力される書き込みデータをバッファメモリ２１に一旦
格納し、適当なタイミングでバッファメモリ２１から読
み出して信号処理回路１９に送る。また、信号処理回路
１９からの読み取りデータをバッファメモリ２１に格納
し、適当なタイミングでＳＣＳＩコネクタ２２から出力
する。

【００２４】信号処理回路１９は、書き込みデータに応
じてスイッチング回路１８を切り換え、半導体レーザＬ
Ｄを輝度変調するための信号を処理する専用のハード回
路からなっている。

【００２５】ＭＰＵ１２は、信号処理回路１９から光デ
ィスクについての種々の情報を得ており、これによっ
て、光ディスクの回転状態、半導体レーザＬＤ（ヘッ
ド）が照射している光ディスクの記録面上のトラック位
置及びセクタ位置、光ディスクへの読み書きの別などを
認識している。

【００２６】次に、ＤＳＰ１１及びＭＰＵ１２によるＬ
Ｄ制御について説明する。図２は半導体レーザＬＤの発
光量の読み書きによる変化を示す図である。半導体レー
ザＬＤには、読み取り時において駆動制御回路１６から
の電流ｉＲが常に流れており、そのときの発光量はＰＲ
である。書き込み時においては、電流ｉＲが常時流れて
おり、スイッチング回路１８が「Ｈ」の側に切り換えら
れたときに、電流ｉＲに駆動制御回路１７からの電流Δ
ｉが加算され、そのときの発光量はＰＷとなる。

【００２７】図５から明らかなように、特性曲線Ｌ１は
温度変化によって平行移動するため、書き込み時に加算
すべき電流Δｉは温度変化に関係なく一定である。した
がって、電流Δｉについては、長期的な特性変化に対し
て修正を行えば充分であるので、例えば光ディスク装置
１の立ち上げ時に電流Δｉの大きさを設定し制御する。
したがって、装置の動作中は電流Δｉは一定であると考
えて差し支えない。

【００２８】これに対して、読み取り時に供給すべき電
流ｉＲは、温度変化によって変動するため、常に修正を
行う必要がある。そのため、光ディスクの各セクタの先
頭アドレスを通過する毎に、電流ｉＲの大きさを修正す
る。

【００２９】電流ｉＲの修正は、Ａ／Ｄ変換器１３の変
換動作をトリガとして行われる。信号処理回路１９から
は、回転中の光ディスクの各セクタ毎に信号Ｓ５が出力
され、この信号Ｓ５がＯＲ回路２３を介してＡ／Ｄ変換
器１３の変換開始信号として入力される。Ａ／Ｄ変換器
１３は、信号Ｓ５が入力される度毎に、そのときの受光
素子ＰＤからの出力信号をデジタル値の発光量データＤ
５に変換する。ＤＳＰ１１は、Ａ／Ｄ変換器１３から出
力される発光量データＤ５を読み込み、読み込んだ値と
目標値とを比較し、その大小に応じて、電流Δｉ又は電
流ｉＲを設定するための電流データＤ６をＤ／Ａ変換器
１４に出力する。

【００３０】ＭＰＵ１２は、読み取り時及び書き込み時
における発光量の目標値を保持しており、読み取り時の
目標値については、レジスタ２６に適時書き込む。ＤＳ
Ｐ１１は、レジスタ２６から読み取り時の目標値を得
る。

【００３１】フリップフロップ２５は、信号Ｓ５によっ
てセットされ、Ａ／Ｄ変換を行ったことを示すフラグＦ
１をＤＳＰ１１へ出力する。ＤＳＰ１１は、フラグＦ１
がオンしたことによって、Ａ／Ｄ変換器１３から発光量
データＤ５が出力されたことを認識し、それを読み込
む。そして、発光量データＤ５に基づいて、サーボ系の
制御の合間にＬＤリードパワー制御を行う。

【００３２】半導体レーザＬＤの発光量の変化は、環境
温度に応じた極めて遅い変化であるから、乗除算を必要
とする複雑な演算は不要であり、電流データＤ６を目標
値にむかって最下位の１ビットを加減する程度の簡単な
制御でよく、他のサーボ演算の処理速度を低下させるこ
となく実行できる。

【００３３】ＭＰＵ１２は、装置の動作中は特に行うこ
とはないが、装置の起動時に電流ｉＲの立ち上げや電流
Δｉの設定を行う。すなわち、起動時には半導体レーザ
ＬＤが発光していないため信号処理回路１９から信号Ｓ
５が来ないので、Ａ／Ｄ変換を開始させることもＤＳＰ
１１にフラグを立てることもできない。そこで、ＭＰＵ
１２がＯＲ回路２３を介して疑似的な信号Ｓ５を与え、
ＤＳＰ１１を動作させて電流ｉＲを立ち上げる。その
後、ＭＰＵ１２から信号処理回路１９を介していわゆる
テスト発光を行い、電流Δｉを設定する。一度設定され
た電流Δｉは再起動時まで保持される。

【００３４】図３はＤＳＰ１１の実行する処理動作を示
すメインフローチャート、図４はＬＤリードパワー制御
のフローチャートである。ＤＳＰ１１は、フォーカスサ
ーボ制御を行い（ステップ＃１１）、トラックサーボ制
御を行い（ステップ＃１２）、その他のサーボ制御を行
い（ステップ＃１３）、フラグＦ１がオンしている場合
に、ＬＤリードパワー制御を行う（ステップ＃１５）。

【００３５】ＬＤリードパワー制御においては、目標値
を読み込み（ステップ＃２１）、現在値である発光量デ
ータＤ５の値を読み込み（ステップ＃２２）、これらを
比較し（ステップ＃２３）、比較結果に応じて電流デー
タＤ６の修正を行う（ステップ＃２４）。

【００３６】このように、ステップ＃１５のＬＤリード
パワー制御は、フラグＦ１がオンしている場合に、メイ
ンフローチャートの通常の処理周期で行われる。メイン
フローチャートの処理周期は、半導体レーザＬＤの変調
など他の周期とは独立しており、したがってＬＤリード
パワー制御も独立したタイミングで行われる。

【００３７】上述の実施例において、ＬＤリードパワー
制御は、ＬＤライトパワー制御に比べてパワーの立ち上
がりに同期する必要がなく、時間的な遅延が許される。
また、ＬＤライトパワー制御の必要なタイミングでは、
ＳＣＳＩ制御回路２０はＭＰＵ１２による制御を特に必
要としない。したがって、上述のようにＤＳＰ１１によ
ってＬＤリードパワー制御を行い、ＭＰＵ１２によって
ＬＤライトパワー制御を行うようにＬＤ制御を分担する
ことによって、サーボ系の制御及びＳＣＳＩ制御回路２
０の制御の処理速度を低下させることなく、ＬＤ制御を
うまく行うことができる。

【００３８】しかも、ＬＤ制御を含めて制御装置２の全
体の制御をデジタル化することができ、光ディスク装置
１の小型化及び低コスト化を図ることができる。上述の
実施例において、第１のマイクロプロセッサとしてＤＳ
Ｐ１１を用いたが、ＭＰＵを用いてもよい。書き込み時
における半導体レーザＬＤの変調方法として、書き込み
データが「Ｌ」の場合に半導体レーザＬＤの発光量が読
み取り時の発光量ＰＲとなるようにしたが、これとは異
なる発光量となるようにしてもよい。その他、制御装置
２の各部の構成、処理内容、処理順序、ビット数、回路
構成などは、本発明の主旨に沿って種々変更することが
できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によると、半導体レーザＬＤの発
光量の制御を２つのＭＰＵで分担してうまく制御を行う
ことができ、これらＭＰＵによるサーボ系の制御及び入
出力制御の処理速度を低下させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク装置における制御装置
のブロック図である。

【図２】半導体レーザの発光量の読み書きによる変化を
示す図である。

【図３】ＤＳＰの実行する処理動作を示すフローチャー
トである。

【図４】ＬＤリードパワー制御のフローチャートであ
る。

【図５】半導体レーザの特性の一例を示す図である。

【図６】従来の半導体レーザの制御装置を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク装置 ２ 制御装置 １１ ＤＳＰ（第１のマイクロプロセッサ） １２ ＭＰＵ（第２のマイクロプロセッサ） １６ 駆動制御回路（第１の駆動制御回路） １７ 駆動制御回路（第２の駆動制御回路） １８ スイッチング回路 ＬＤ 半導体レーザ ＰＤ 受光素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザ（ＬＤ）の発光量をモニタす
   る受光素子（ＰＤ）からの出力信号をデジタル値に変換
   するＡ／Ｄ変換器（１３）と、 前記Ａ／Ｄ変換器（１３）からの出力データに基づいて
   前記半導体レーザ（ＬＤ）の発光量が読み取り時におけ
   る目標値となるように制御するための第１のマイクロプ
   ロセッサ（１１）と、 前記第１のマイクロプロセッサ（１１）からの出力デー
   タに基づいて前記半導体レーザ（ＬＤ）に電流を供給す
   るための第１の駆動制御回路（１６）と、 前記Ａ／Ｄ変換器（１３）からの出力データに基づいて
   前記半導体レーザ（ＬＤ）の発光量が書き込み時におけ
   る目標値となるように制御するための第２のマイクロプ
   ロセッサ（１２）と、 前記第２のマイクロプロセッサ（１２）からの出力デー
   タに基づいて、変調用のスイッチング回路（１８）を介
   して前記半導体レーザ（ＬＤ）に電流を供給するための
   第２の駆動制御回路（１７）と、 を有してなることを特徴とする光ディスク装置における
   半導体レーザの制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体レーザの制御装置
   （２）において、 前記第１のマイクロプロセッサ（１１）は、当該光ディ
   スク装置（１）におけるサーボ系の制御を行うものであ
   り、 前記第２のマイクロプロセッサ（１２）は、書き込み又
   は読み取りにともなうデータの入出力制御を行うもので
   ある、 ことを特徴とする光ディスク装置における半導体レーザ
   の制御装置。
3. 【請求項３】光ディスク装置（１）における半導体レー
   ザ（ＬＤ）の制御方法であって、 前記光ディスク装置（１）の制御のために少なくとも第
   １のマイクロプロセッサ（１１）及び第２のマイクロプ
   ロセッサ（１２）を設け、 前記第１のマイクロプロセッサ（１１）には、当該光デ
   ィスク装置（１）におけるサーボ系の制御及び前記半導
   体レーザ（ＬＤ）の読み取り時におけるパワー制御を行
   わせ、 前記第２のマイクロプロセッサ（１２）には、書き込み
   又は読み取りにともなうデータの入出力制御及び前記半
   導体レーザ（ＬＤ）の書き込み時におけるパワー制御を
   行わせることを特徴とする光ディスク装置における半導
   体レーザの制御方法。