JPH09306011A - レーザ光出力制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクの記録に用いるレーザダイオード
のテスト領域での光出力設定時に、レーザダイオードに
損傷を与えない光出力制御回路を提供する。 【解決手段】 レーザダイオードＬＤの光出力を検出す
るフォトダイオードＰＤからの出力とレーザダイオード
光出力の設定値とを比較する比較回路２４の出力をサン
プルホールドするサンプルホールド回路２５からの出力
に基づいてレーザダイオード駆動回路２７の出力を制御
する。サンプルホールド回路２５がホールドする光ディ
スクのＡＬＰＣ領域において、レーザダイオード光出力
を記録時のレーザダイオード光出力よりも低く設定す
る。ＡＬＰＣ領域で設定したレーザダイオード光出力に
記録時のレーザダイオード光出力との差分に相当する差
分電圧ΔＶを加算器２８でホールド電圧に加算して記録
時のレーザダイオード光出力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光出力制御
回路、特に光ディスクの記録再生に用いる光ピックアッ
プ装置に組み込まれたレーザダイオードの光出力を制御
するのに好適なレーザ光出力制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル信号を記録媒体上に記録する一
つとして光ディスク記録装置がある。この光ディスク記
録装置は、レーザ光を記録媒体上に集光して、その強度
を記録すべき情報に対応させて変化させ、該レーザ光が
当たっている領域の記録膜の反射率を変化させる光ディ
スク記録装置、あるいは光磁気記録の場合は磁化方向を
外部磁化などにより変化させることで情報の記録を行う
光磁気ディスク記録装置がある。

【０００３】そして、前記記録された情報を再生する場
合には、記録時よりも弱い強度のレーザ光を照射し、前
者の光記録では記録膜からの反射光からその光量変化を
検出し、また後者の光記録では磁化方向の違いによる偏
光面回転を検出することにより行うものである。

【０００４】図４には、光ディスク記録再生装置の一般
的な構成例をブロック図で示している。図４に示すよう
に、光ディスク記録再生装置は、記録すべき入力データ
（以下、記録データという）を取り込む入力インターフ
ェース１、ＲＡＭなどの半導体メモリ２、記録データを
（２，７）変調などの変調を行う変調器３、該変調器３
から出力された記録データのパルス列が入力されるレー
ザダイオード駆動回路４、該レーザダイオード駆動回路
４の出力で光出力が制御されるレーザダイオードが組み
込まれた光ピックアップ装置６を備え、これらでもって
記録系を構成している。

【０００５】一方、データ再生系は、前記光ピックアッ
プ装置６からの再生信号を増幅する再生信号増幅回路
７、該再生信号増幅回路７の出力からデータを抜き出す
ためのデータ弁別回路８及びクロック信号を発生するＰ
ＬＬ回路９、データ弁別回路８の出力を復調するデータ
復調器１０、該データ復調器１０の出力を記憶するＲＡ
Ｍなどの半導体メモリ１１、出力インターフェース１２
を備えている。アドレス再生系には、再生信号を増幅す
る再生信号増幅回路１３、該再生信号増幅回路１３の出
力からアドレス信号を抜き出すためのアドレス弁別回路
１４及びクロック信号を発生するＰＬＬ回路１５、アド
レス復調器１６を備えている。

【０００６】また、サーボ系には再生信号の低域を増幅
する再生信号増幅回路１７、該再生信号増幅回路１７の
出力に基づいてフォーカス制御やトラッキング制御を行
うサーボ回路１８及び光ピックアップ駆動回路１９を備
えている。そして、前記記録系、前記再生系、前記サー
ボ系を備えた光ディスク記録再生装置を制御するための
システムコントローラ２０を備えている。

【０００７】前記光ディスク記録再生装置において、前
記変調器３から出力される電圧パルス列がレーザダイオ
ード駆動回路４に入力され、該レーザダイオード駆動回
路４からの出力電流にて光ピックアップ装置６に組み込
まれたレーザダイオードを駆動し、レーザダイオードの
パルス発光により生じた光出力にて記録データがスピン
ドルモータ２１で回転される光ディスク２２に記録され
る。

【０００８】一方、再生時は、前記光ピックアップ装置
６に組み込まれたレーザダイオードから照射されたレー
ザ光を受けて偏光面回転信号及びアドレス信号を検出す
る。前記偏光面回転信号、つまり光ディスクのデータ領
域に記録されたデータは再生信号増幅回路７にて増幅さ
れた後、データの基本周期に同期させたクロックを前記
ＰＬＬ回路９にて作り、該クロックは前記データ弁別回
路８へ送られる。そして、該クロックに基づいてデータ
弁別回路９にて抜き出された符号列をデータ復調器１０
にてデータビット列に復調して半導体メモリ１１に格納
される。

【０００９】一方、光ディスク２２のアドレス領域に反
射光量の強弱として記録されたアドレス信号は再生信号
増幅回路１３にて増幅された後、アドレス信号の基本周
期に同期させたクロックを前記ＰＬＬ回路１５にて作
り、該クロックをアドレス信号弁別回路１４へ送り、該
アドレス弁別回路１４にて抜き出されたアドレス信号は
アドレス復調器１６にてアドレスビット列に復調され、
前記システムコントローラ２０へ送られる。

【００１０】そして、前記半導体メモリ１１に格納され
ていたデータビットは、前記システムコントローラ２０
からの制御信号に基づいてアドレスに対応するデータビ
ットを出力インターフェース１２を介して出力データと
して出力される。

【００１１】前記光ディスク記録再生装置において、再
生、消去及び記録は、レーザ光出力にて制御され、通常
アドレス領域では常に再生光出力のみ、データ領域では
再生時は再生光出力、記録時は記録光出力、消去時は消
去光出力と変化させている。前記レーザ光出力を変化さ
せる際、レーザ光出力の設定は、レーザを発光させてレ
ーザ光をフォトダイオードなどで構成したレーザ光出力
検出回路にて検出して光電変換し、その出力電圧が設定
電圧になるようにフィードバックをかけるＡＰＣ回路を
レーザダイオード駆動回路４に設け、該ＡＰＣ回路にて
設定されたレーザ光出力で発光するように制御してい
る。

【００１２】このＡＰＣ回路にてレーザ光出力を制御す
るために、ＩＳＯ規格連続サーボ・トラッキング方式の
セクタ・フォーマットでは、図６に示すように、１セク
タ内にデータを記録する前に、記録時光出力を設定する
ためのテスト領域となるＡＬＰＣ（Auto Laser Power C
ontrol）領域が、トラックＩＤとセクタＩＤをレーザ光
の強弱で記録したアドレス領域とデータを記録するデー
タ領域との間にあり、このＡＬＰＣ領域で記録時のレー
ザ光出力を設定するようにしている。

【００１３】前記ＡＬＰＣ領域で記録データにより直流
（記録時パルスよりもパルス幅が長く直流とみなせる）
点灯させ、レーザの発光波形として示す設定光出力に達
した時のレーザ駆動電圧をサンプルホールドパルスの立
ち下がりでサンプルホールドし、このサンプルホールド
した駆動電圧に基づいてデータ領域でパルス発光させ、
パルス発光での光出力がＡＬＰＣ領域での設定値になる
ように制御するものである。

【００１４】以下、従来のＡＰＣ回路をを備えたレーザ
光出力制御回路を図５に基づいて説明する。図５に示す
ように、ＡＰＣ回路を備えたレーザ光出力制御回路は、
レーザダイオードＬＤと、該レーザダイオードＬＤの光
出力を検出するフォトダイオードＰＤと、該フォトダイ
オードＰＤのアノード側に接続された抵抗Ｒにて検出し
た電圧を増幅する増幅回路２３と、該増幅回路２３から
の出力電圧と記録時設定電圧とを比較する比較回路２４
と、該比較回路２４の出力電圧を１セクタ毎にサンプル
ホールドするスイッチＳＷ１を備えたサンプルホールド
回路２５と、該サンプルホールド回路２５のホールド電
圧を電流に変換してレーザダイオードＬＤを駆動する電
圧電流変換回路２６及び記録データのパルス列にてオン
オフするスイッチＳＷ２からなるレーザ駆動回路２７と
を備えている。

【００１５】このＡＰＣ回路を備えたレーザ光出力制御
回路において、前記スイッチＳＷ１及びＳＷ２がオンし
て、光ピックアップ装置がアドレス領域からセクタのア
ドレスデータを読み、このセクタが記録される時は、ア
ドレス領域からアドレスデータが読み出された後、図６
に示すセクタフォーマットのＡＬＰＣ領域のタイミング
でサンプルホールド回路２５にサンプルホールドパルス
が供給される。

【００１６】一方、前記フォトダイオードＰＤで得られ
たレーザダイオードＬＤの光出力に比例した電圧は、前
記増幅回路２３にて増幅されて前記比較回路２４に入力
され、レーザダイオードＬＤの光出力が記録時設定電圧
によって定められた最適の光出力となるように立ち上が
り、その時の前記比較回路２４の出力電圧がサンプルホ
ールド回路２５にて各セクタ毎にホールドされる。この
ホールド電圧が前記電圧電流変換回路２６にて電流に変
換され、記録データのパルス列によってオンオフされる
スイッチＳＷ２から駆動電流がレーザダイオードＬＤに
供給されて記録時のレーザ光出力が一定に保たれる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このように、記録時の
レーザダイオードＬＤの光出力の設定方法は、前記ＡＬ
ＰＣ領域で必要な記録時光出力にレーザ光を収束させ、
それをサンプルホールドされた光出力でデータ領域にお
いてパルス発光させている。通常、レーザダイオードＬ
Ｄをパルス発光させる場合、レーザダイオードの定格を
越えて発光させても、データ領域では十分短いパルス
（＜＜１μｓ）で発光させるから問題がない。

【００１８】一方、前記ＡＬＰＣ領域ではＡＰＣループ
の過渡応答に合わせて、前記したように記録時光出力で
直流点灯にて発光させている。前記ＡＬＰＣ領域でＡＰ
Ｃループが収束するのに１μｓ〜１．５μｓほど時間が
かかるので、記録時光出力で直流点灯させるとレーザダ
イオードの直流定格を越えてしまい、レーザダイオード
の発熱によりレーザダイオードが損傷することがある。

【００１９】本発明は、前記ＡＬＰＣ領域で直流点灯に
より光出力を設定しても、直流定格を越えずに光出力を
設定することができるレーザ光出力制御回路を提供する
点にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ光出力制
御回路は、光ディスクのセクタフォーマットのテスト領
域において、前記レーザダイオード光出力を記録時のレ
ーザダイオード光出力よりも低く設定する。光ディスク
のセクタフォーマットのテスト領域において、前記レー
ザダイオード光出力を記録時のレーザダイオード光出力
よりも低く設定すると、レーザダイオードは、その直流
定格を越えないで直流点灯する。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明のレーザ光出力制御回路
は、記録時には記録データによりレーザ光出力検出回路
からの出力電圧が変化するので、ＡＬＰＣ領域で記録時
光出力よりも低い光出力が得られるように比較回路の設
定電圧を決めてＡＰＣをかけ、サンプルホールドしたホ
ールド電圧に記録時の光出力の差分に対応する電圧（以
下、差分電圧という）を加えることにより記録時の光出
力を設定するか又はホールド電圧を定数倍して記録光出
力を設定する。

【００２２】以下、前記差分電圧を加える場合の本発明
のレーザ光出力制御回路の構成を図１に基づいて説明す
る。なお、図１において従来と変わらない構成要素には
同一符号を付している。

【００２３】図１に示すように、レーザ光出力制御回路
は、レーザダイオードＬＤと、レーザダイオードＬＤの
光出力を検出するフォトダイオードＰＤと、フォトダイ
オードＰＤのアノード側に接続された抵抗Ｒにて検出し
た電圧を増幅する増幅回路２３と、該増幅回路２３から
の出力電圧と設定電圧とを比較する比較回路２４と、該
比較回路２４の出力電圧を１セクタ毎にサンプルホール
ドするスイッチＳＷ１を備えたサンプルホールド回路２
５と、加算回路２８と、該加算回路２８からの出力電圧
を電流に変換してレーザダイオードを駆動する電流ミラ
ー回路などから構成される電圧電流変換回路２６及び記
録データのパルス列でオンオフするスイッチＳＷ２から
成るレーザダイオード駆動回路２７とを備えている。

【００２４】さらに、前記システムコントローラ２０
（図４）から供給される差分電圧ΔＶを前記加算回路２
８に供給するスイッチＳＷ３を備えている。

【００２５】このような構成を備えたレーザ光出力制御
回路において、前記比較回路２４の設定電圧として、前
記テスト領域におけるレーザダイオード光出力が記録時
のレーザダイオード光出力よりも低くなるように設定す
る。

【００２６】以下、前記システムコントローラ２０から
供給される差分電圧ΔＶについて詳述する。この差分電
圧ΔＶは、レーザ光出力の定格Ｐｍａｘ以下のレーザ光
出力での前記電流電圧変換回路２６への入力電圧とレー
ザ光出力Ｐとの関係を予め測っておく。

【００２７】前記入力電圧に比例した電流を出力する電
流ミラー回路などから構成される電圧電流変換回路２６
において、図３の（Ａ）に示すように、入力電圧Ｖ１に
対する出力電流をＩ１、入力電圧Ｖ２に対する出力電流
をＩ２とする。すると、この電圧電流変換回路２６にお
いては、入力電圧Ｖと出力電流Ｉとの間には、Ｉ＝Ｃ×
Ｖ（Ｃ：変換効率、定数）の関係がある。

【００２８】そこで、図３の（Ｂ）に示すように、入力
電圧Ｖ１時の、つまり出力電流Ｉ１時のレーザ光出力Ｐ
１の値を求め、次に、入力電圧Ｖ２時の、つまり出力電
流Ｉ２時のレーザ光出力Ｐ２の値を求める。そして、
（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｖ２−Ｖ１）＝ΔＰ／ΔＶを算出す
る。この値を事前に求めておけば、付加すべき差分電圧
ΔＶに対してレーザ光出力が何れ程増えるかが解る。

【００２９】以下、前記レーザ光出力制御回路の動作
を、図２に示すセクタフォーマット及びタイミングチャ
ートを参照しながら説明する。この動作説明に当たり、
前記加算回路２８に入力される差分電圧ΔＶをプラス方
向に上げるほどレーザ光出力は大きくなり、また大きな
レーザ光出力を前記レーザ光出力検出回路を構成するフ
ォトダイオードＰＤが受けるほど大きな電流、つまり大
きな電圧を出力するものとする。さらに差分電圧ΔＶの
供給、前記各スイッチの切り替え制御、比較回路におけ
る電圧の設定は、前記システムコントローラ２０（図
４）が行う。

【００３０】まず、記録すべきセクタのアドレス領域に
てアドレスを検出した後、前記ＡＬＰＣ領域において、
前記サンプルホールド回路２５のスイッチＳＷ１をオン
し、記録データをハイレベルにしてスイッチＳＷ３を差
分電圧ΔＶを供給する側へ切り替える。

【００３１】前記比較回路２４の前記設定電圧より前記
光出力検出回路の出力電圧が低ければ、前記加算器２８
の出力電圧を上げるようにＡＰＣループが働く。逆に、
前記設定電圧よりも前記光出力検出回路の出力電圧が高
ければ、前記加算器２８の出力電圧を下げるようにＡＰ
Ｃループが働く。

【００３２】そして、ＡＬＰＣ領域から出る直前にサン
プルホールドパルスをローレベルにして、サンプルホー
ルド回路２５のスイッチＳＷ１をオフし、サンプルホー
ルドすると同時にスイッチＳＷ３を差分電圧入力側へ切
り替える。この時、前記スイッチＳＷ３の切り替え制御
パルスとして前記サンプルホールドパルスを利用するこ
とができる。

【００３３】ここで、ＡＬＰＣ領域にて記録時駆動電圧
よりも低く設定されたホールド電圧をＶｈとすると、Ｖ
ｈに対して差分電圧が加わり、加算回路２８の出力電圧
はＶｈ＋ΔＶとなってレーザ駆動回路２７の電圧電流変
換回路２６に入力される。該電圧電流変換回路２６にて
電流に変換された駆動電流は、記録データに基づいてス
イッチＳＷ２にてスイッチングされ、パルス列となって
レーザダイオードＬＤに供給され、前記差分電圧ΔＶ分
に応じた光出力にてパルス発光を行う。

【００３４】図２に示すように、ＡＬＰＣ領域では光出
力を記録時よりも小さいＸ（ｍＷ）に収束させ、サンプ
ルホールド後にＹ（ｍＷ）に対応する差分電圧を加える
ことにより記録時ピーク光出力（Ｘ＋Ｙ）で発光するよ
うにレーザダイオードＬＤが制御される。

【００３５】このようにレーザダイオードの光出力を設
定すると、ＡＬＰＣ領域において、直流定格を越えない
ようにレーザ光出力を設定することができるので、ＡＰ
Ｃループの収束が遅くても直流点灯によるレーザダイオ
ードの損傷がなくなり、また、記録時には定格以上の光
出力でレーザダイオードをパルス発光させることができ
る。

【００３６】他の実施の形態として、前記別個に発生さ
せた差分電圧を記録時に付加する代わりに、前記ＡＬＰ
Ｃ領域におけるホールド電圧を定数倍しても良い。この
場合も、前記システムコントローラからＡＬＰＣ領域で
のホールド電圧を定数倍した駆動電圧を前記加算回路２
８に供給して前記電圧電流変換回路２６に供給すれば良
い。

【００３７】

【発明の効果】本発明のレーザ光出力制御回路によれ
ば、ＡＰＣループの収束が遅くても、ＡＬＰＣ領域にお
いて直流点灯によるレーザ光出力設定時にレーザダイオ
ードに損傷を与えることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ光出力制御回路の構成図であ
る。

【図２】本発明のレーザ光出力制御回路の動作を説明す
るタイミングチャートである。

【図３】本発明のレーザ光出力制御回路に利用する電圧
電流変換回路のＶ−Ｉ特性及びレーザダイオードのＩ−
Ｌ特性を示す図である。

【図４】光ディスク記録再生装置のブロック構成図であ
る。

【図５】従来のレーザ光出力制御回路の構成図である。

【図６】従来のレーザ光出力制御回路の動作を説明する
タイミングチャートである。

【符号の説明】

ＬＤ・・レーザダイオード ＰＤ・・フォトダイオード
２４・・比較回路 ２５・・サンプルホールド回路 ２６・・電圧電流変換
回路 ２７・・レーザ駆動回路 ２８・・加算回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザダイオードと、レーザダイオード駆
   動回路と、前記レーザダイオードの光出力を検出するレ
   ーザ光出力検出回路と該レーザ光出力検出回路からの出
   力とレーザダイオード光出力の設定値とを比較する比較
   回路と該比較回路の出力をサンプルホールドするサンプ
   ルホールド回路とから成り、該サンプルホールド回路か
   らの出力に基づいて前記レーザダイオード駆動回路の出
   力を制御するＡＰＣ回路とを備え、 前記サンプルホールド回路がホールドするテスト領域を
   設けた光ディスクの前記テスト領域でホールドした値に
   基づいて前記レーザダイオードの記録時の光出力を制御
   するレーザ光出力制御回路において、 前記テスト領域において、前記レーザダイオード光出力
   を記録時のレーザダイオード光出力よりも低く設定する
   ことを特徴とするレーザ光出力制御回路。
2. 【請求項２】 前記テスト領域で設定したレーザダイオ
   ード光出力に記録時のレーザダイオード光出力との差分
   を加算して記録時のレーザダイオード光出力を得ること
   を特徴とする請求項１のレーザ光出力制御回路。
3. 【請求項３】 前記テスト領域で設定したレーザダイオ
   ード光出力を定数倍して記録時のレーザダイオード光出
   力を得ることを特徴とする請求項１のレーザ光出力制御
   回路。