JPH11219524A - レーザ駆動装置およびこれを用いた光ディスク記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高密度マーク形成のための波形制御が複雑化し
ており、切り替えるレーザのレベル数の増加、パルス分
割の細分化が進み、高速で、多数のレベルを切り替える
必要がある。レベルの切り替えは、可動部で行われるた
め、ある程度の長さとなることは避けられず、このた
め、波形の歪み遅延などによる、スイッチングタイミン
グのずれが生じ、エラーレートの低下を招く。 【解決手段】電流の切り替え制御信号を、電流レベルに
対応して行うのではなく、コード信号に変更し、伝送す
る。これにより、伝送ラインの数を減らすことができ、
また外部より同期を取ることにより正確なスイッチング
動作が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録可能な光ディ
スク装置の、特に多値レベル化およびパルス分割された
記録波形を制御するレーザドライブに係り、高精度で高
速スイッチング可能なレーザ駆動装置およびレーザ駆動
装置部を有する光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年より高密度な光ディスク記録再生シ
ステムが要求されている。光ディスクの基本的な原理
は、情報の１に対応するデータを記録する際にレーザを
照射し、情報の０に対応するデータを記録する場合にレ
ーザーを照射しないというようなオン、オフの制御のみ
で行う方法である。

【０００３】しかし、１ビームオーバーライト技術や、
高密度化のための記録マーク形状制御のため、ライトス
トラテジーと呼ばれる記録パワーをパルス分割し、多値
レベル化し制御する技術が必須となっており、これにと
もないレーザドライバーに入力されるデータラインが増
加する。単純なオンオフの制御であればデータラインは
１本で可能であったが、オーバライトや高密度マークを
形成するための波形制御を行うために中間レベルを必要
とする波形では、複数の電流をスイッチングする必要が
ある。

【０００４】例えば従来例として特開平８−１４７６９
７号、に示すように、中間パワーのオンオフを制御する
データラインが追加され４本の電流制御系が必要とな
る。最近の高密度化の為の記録マーク制御のためにはこ
の記録パワーのレベルを３値以上に制御するためデータ
ラインも４本、５本というように増加する。更に将来の
高密度化のためにはこれ以上のデータラインの増加が要
求されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示す光
変調型の記録方式においては、高密度記録のため記録マ
ーク形状を制御し、かつ１ビームでオーバライトするた
め、記録レーザパルスをパルス分割し、さらにそのレベ
ルを多値に変化させる記録波形制御を行っている。今後
さらに、データの転送レートの増加、パルス分割幅のよ
り細分化が、さらにパワーのレベル数の増加が要求され
ている。

【０００６】光ディスク装置においては、通常ピックア
ップが可動部分となり、信号制御系は固定部分である。
また、レーザ駆動部はピックアップ上に搭載された、レ
ーザダイオードの近傍に設置される。信号制御部から、
レーザ駆動部までは、フレキシブルケーブルなどをもち
いて配線される。フレキシブルケーブルは、レーザ駆動
信号だけでなく、サーボ信号の伝送用にも使用される。
また、ピックアップが可動部であることから、最低でも
ディスク半径以上の長さは必要となる。

【０００７】前記従来例においては、波形制御のレベル
が増加すれば、するほどその本数だけレーザ駆動制御用
のラインの本数が増加し、これに伴いフレキシブルケー
ブルも大きくなる。このため、フレキシブルケーブルを
配置するスペースの確保が困難になる。また、フレキシ
ブルケーブルの引き回しのために、その長さが長くなる
等の問題が生ずる。

【０００８】また、高密度記録のためにパルス分割をよ
り細分化することにより、パルス分割制御用のクロック
周波数が増加する。フレキシブルケーブルが長くなる、
または１本あたりのライン幅が細くなるなどの状況にお
いて、クロック周波数が増加すると、伝送波形の歪み、
遅延等の問題が生じ、パルスの立ち上がり立ち下がりの
速度に影響し、所望のタイミングでレーザ発光させるこ
とができなくなる。これによりマーク形状やマークの位
置の精度がそこなわれ結果としてデータエラーの原因と
なる。

【０００９】更に、ケーブルからの不要輻射の問題が発
生し、ノイズ発生の原因となる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、レーザ駆動装置内にレジスタとエンコ
ーダ部を設け、従来例に示すような各レーザのレベルに
対応したデータラインを持ちオンオフするのではなく、
所定のクロックに従い、各クロック毎のレーザレベルを
ｎビットの制御コードとして入力する。

【００１１】また、光ディスク装置内には、記録信号に
対応した記録波形制御部分をもうけ、記録波形制御され
た信号に対して、制御コード化するエンコード部分によ
り、レーザドライバ対応可能な制御コードに変換する。

【００１２】これの制御コードは２ビット以上のｎビッ
トのパラレルコードを使用し、ビット数ｎは、レーザー
パワーのレベルをゼロレベルを含めてｘ値で制御すると
き、２ｎ≧ｘ を満たすような整数値ｎである。従って
スイッチング制御コード用にｎ本のラインを使用する。

【００１３】例えば４値であれば、２ビットで対応でき
るため、従来の４本から２本へ、８値であれば３ビット
で対応でき、８本から３本へと減らすことが出来る。

【００１４】また、制御コードとはべつに外部クロック
を参照信号としてもちい、これに同期させてエンコー
ド、デコードを行うことにより、実際のレーザ駆動電流
のスイッチングのタイミングはいずれのレベルも一定で
あり、駆動波形もきわめて高精度に作製されるため、記
録波形制御信号が忠実にレーザ照射に反映される。

【００１５】また、コード化した、スイッチング制御コ
ード用ラインを増やし、その代わり、時間多重の形でデ
ータ転送を行うことにより、転送速度を下げることが可
能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図１を用い本発明の実施例
を説明する。図１は本発明によるレーザ駆動装置のブロ
ック図を示したものである。本発明によるレーザ駆動装
置７は、レーザダイオード（ＬＤ）１０に駆動電流を供
給するＬＤ電流出力手段５と、ＬＤ駆動電流制御手段
６、およびレジスター１３、デコーダ１４から構成され
る。また、電源端子８、レーザ駆動装置設置端子１５を
有する。本実施例では電源端子には５ＶのＤＣ電圧源１
３を接続した。またＬＤ電流出力手段５は、ＬＤ駆動端
子９により外部に接続される。ＬＤ駆動端子と設置端子
１１の間には、レーザダイオード１０が接続される。こ
のレーザダイオードを所定の強度、タイミング、パルス
幅で発光させること装置が、本実施例によるレーザ駆動
装置である。

【００１７】レーザ駆動電流設定は、レーザドライバー
の外部に設けた電流設定手段７で行う。電流設定手段に
より必要な電流レベルを設定電流入力端子１７よりレー
ザ駆動装置内の電流増幅手段２に供給する。電流増幅手
段により所定の増幅率だけ増幅された電流は、スイッチ
手段３により必要なレベルの電流が選択されスイッチン
グされる。選択された電流は加算手段４により加算さ
れ、ＬＤ電流出力手段５に供給される。ＬＤ電流出力よ
りＬＤ駆動端子５を通して外部に接続されたレーザダイ
オードに電流が供給される。

【００１８】スイッチ手段３のスイッチングのタイミン
グは記録信号１６をエンコーダ１２によりエンコードし
スイッチング信号入力端子１８よりレーザ駆動装置内に
入力する。スイッチング信号はレーザ駆動装置内のレジ
スタ１３に入力され、デコーダ１４より同期回路１９に
入力され、スイッチングの同期をとり、各レベルのスイ
ッチング信号としてスイッチ手段３に入力される。

【００１９】本実施例のブロック図のうちレーザ駆動装
置７は、ＩＣで構成される。

【００２０】図２に実施の構成図を詳細に示す。図２は
図１に示す第一の実施例の具体的構成を示したものであ
る。本実施例では、レーザのレベルは７個の値を取る場
合である。また、入力信号には（１、７）ＲＬＬのＮＲ
ＺＩ信号を用いた例である。レーザ駆動ＩＣ１０７に入
力するための電流設定手段として７チャンネル出力のＤ
／Ａコンバーター１０１を使用する。Ｄ／Ａコンバータ
の出力設定電流入力端子１１７より電流増幅手段１０２
に入力する。電流増幅手段１０２により電流増幅を行っ
た後、スイッチング回路１０３により各電流のスイッチ
ングを行う。スイッチング回路は、各電流のスイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷ７から構成される。スイッチングされた電流
は加算手段１０４により加算され、ＬＤに供給される。

【００２１】スイッチング回路の各スイッチの駆動は、
記録信号および記録条件により決定される。変調後の記
録信号は、１，０の二値化信号であるが、高密度記録を
行うために記録マークの長さや、記録条件により記録波
形制御部（図示せず）により記録波形の最適化制御を行
う。最適化波形制御された信号は、エンコーダ１２によ
りスイッチング制御コードに変換し、レーザ駆動ＩＣ内
のレジスターに入力する。このコード信号をレーザ駆動
ＩＣ内のデコーダにより再度スイッチング信号に変換
し、同期回路１１９により同期させて、スイッチング回
路１０３に入力する。この同期回路は、外部からのクロ
ックにより同期する。

【００２２】エンコーダ、レジスター、同期回路はすべ
て外部クロックにより動作する。外部クロックの周波数
は、波形制御における電流スイッチングの最小周期間で
必要である。本実施例では、入力のクロックをそのまま
使用したが、入力クロックの周波数を１／２あるいは、
１／４等とし、内部で周波数てい倍し、所望の周波数を
得てもよい。

【００２３】図３に記録波形制御後の記録波形の一例
と、エンコーダ出力の関係を示す。記録波形は本実施例
の場合７値、レーザのゼロ（発光しない状態を）を含め
ると全部で８値となる。これら８値に対して、３ビット
のデータを割り付ける。本実施例では、発光しない状態
を（１１１）、最低レベルで発光する場合、即ち図３上
のＬ０に相当するレベルを（００１）、以下レベルが上
がるに従って（０１０）から（１１０）まで、８つのレ
ベルを設定する。

【００２４】これらは、外部のエンコーダ１１２により
３ビットの信号に変換される。本実施例ではレーザのレ
ベルが、ゼロを含め８値であったため、３ビットあれば
２の３乗の８値の情報がを送ることが可能である。した
がって、レーザのレベルをｘ個のレベルデ制御したい時
は、２ｎ≧ｘ 決められる整数ｎビットの情報を送出す
ればよい。

【００２５】図３に示すように、クロックごとにレーザ
のレベルを設定し、これに相当するデータをパラレルの
３ビット、ｄａｔａ０，ｄａｔａ１，ｄａｔａ２で送出
する。

【００２６】３ビットのデータは、レーザ駆動装置内の
レジスタ１１３内に入力され、デコーダ１１４によりデ
ータをスイッチング信号に変更しスイッチング回路１０
３に送る。

【００２７】図４にデコーダ機能の例を示す。エンコー
ダにより送出される３ビットのデータに従い、各スイッ
チがオンオフされる。図に示すオンオフ表より、レーザ
は７段階が可能となる。すなわち例えばデータが６、
（１１０）の場合にはスイッチはＳＷ７のみがオンとな
り、Ｓ７で決定される電流がレーザに供給される。同様
にデータが５、（１０１）の場合、ＳＷ６とＳＷ７がオ
ンとなり、Ｓ６，Ｓ７で決定される電流が加算され、レ
ーザに供給される。以下同様にデータ０，（０００）、
Ｓ１からＳ７まですべてＯＮ、の７つのレベルが制御可
能となる。

【００２８】データのタイミングは外部からのクロック
１２０により供給される。外部よりこのクロックを供給
することにより安定したタイミングでレーザ発光を制御
できる。

【００２９】本実施例によれば、レーザ駆動の電流スイ
ッチング制御コードで波形制御信号が送られてくるた
め、この信号をデコーダでスイッチング信号に変換し、
同期回路で同期させてレーザ制御電流をスイッチングす
る。このため、レーザ駆動ＩＣ部へ入力する前に生じた
波形の歪みや、遅延の影響を受けにくく、しかもスイッ
チング直前で同期を取るため、レーザのスイッチングを
精度よく行うことができる。これにより、マークの制御
性が向上し、信号品質の向上を図ることができる。

【００３０】さらに、入力クロックの周波数をてい倍機
能を内部に有することにより、比較的低い周波数のクロ
ック信号の伝送ですむため、不要輻射、ノイズの問題な
どが生じにくい。

【００３１】図５には他の実施例を示す。本実施例で
は、電流設定手段１０１、電流増幅手段１０２、スイッ
チ手段１０３、加算手段１０４は第一の実施例と同じも
のを用いている。

【００３２】本実施例では入力信号１６に対してエンコ
ーダ部で、信号を時間軸多重化しておくる。とレーザ駆
動ＩＣ間のデータラインを２ｎ本とし、データを時間多
重して送出する。レーザ駆動装置について説明する。

【００３３】図６には第２の実施例における記録波形と
データの関係、および信号を示す。記録波形に対するデ
ータの割り当ては第一の実施例と同じである。割り当て
られたデータを単位時間で分割し、最初のデータはｄａ
ｔａ０−２、次のデータはｄａｔａ３−５、その次はｄ
ａｔａ０−２というように繰り返される。

【００３４】従ってデータに対するスイッチング条件
は、実施例１と同じである。

【００３５】このように２ｎ本のラインを使用し、スイ
ッチング制御コードを伝送することにより、伝送周波数
が半分に下げることが可能となり、高速の転送速度が要
求されるようなシステムにおいては有効である。

【００３６】次に、図７に本発明を用いた、光ディスク
装置の実施例を示す。記録可能な光ディスク３０１は相
変化材料を使用した光ディスクを使用した。相変化ディ
スクは外部磁界を用いず光の強度のみを変調して記録、
消去を行う光変調オーバライト型の記録材料である。こ
のディスクがスピンドルモータ３０２により回転する。

【００３７】信号系、記録時には、レーザダイオード３
０４から照射した光を、ピックアップ３０３によりディ
スク上に集光し記録を行う。再生時には、ピックアップ
より照射されたレーザ光が、基板上で反射した戻り光を
ピックアップで受け、ホトディテクタ３０５で信号に変
換する。 記録再生時ともレーザダイオードの制御は、
レーザドライバＩＣ３０６により行う。

【００３８】入力された情報は、コントローラに３１０
により、フォーマットに従った信号処理を受ける。入力
される情報は、そのままでは記録できず、ディスクに記
録する上で最適な変調方式に変調される。本実施例では
（１，７）変調を用いたが、ＥＦＭ，８−１６変調等が
ある。また、記録時のデータの間違いを修正するため
に、エラー訂正コードの付加、アドレス情報の付加など
をおこない、ディスクに記録可能な信号フォーマットに
変換する。実際のフォーマットはディスクにより異なる
ため、上記記述した内容に限らない。

【００３９】コントローラにより、所定の信号フォーマ
ットに変換された後、記録波形制御部３０９を用い、記
録条件により記録波形を最適な形で制御する。同じデー
タを記録する場合でも、通常の記録密度で記録する場合
と、高密度で記録する場合とでは、記録波形を変える必
要がある。この波形制御は、パルス幅の制御、パルス分
割しマルチパルス化、パルスによってレーザのレベルを
変える方法をとる必要がある。

【００４０】波形制御されたデータは、エンコーダ３０
８により、各レベルに応じたスイッチング制御コードに
変換される。

【００４１】各レーザのレベルは、電流設定手段３０７
により、直接レーザ駆動ＩＣに設定情報が与えられる。

【００４２】エンコーダからの情報と、電流設定手段か
らの情報により、レーザ駆動ＩＣは、所定のパルスでレ
ーザーを照射する。

【００４３】本実施例では、記録波形情報は、スイッチ
ング制御コードと電流設定手段の２つの情報に分割さ
れ、レーザ駆動ＩＣに与えられる。特に、スイッチング
制御コードは、エンコーダによりコード情報化されるた
め、レーザのレベルよりも少ない伝送ラインで送ること
ができる。従って、可動部との間の伝送ラインの小型
化、不要輻射の低減に効果がある。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、レーザのスイッチング
信号をコード化して送ることにより、レーザ駆動電流を
直接スイッチングする場合に比べて、伝送ライン数を少
なくでき、線間の干渉がなく、また波形の歪みがない制
御信号を送ることができる。

【００４５】このコード信号をデコーダでスイッチング
信号に変換し、同期回路で同期させてレーザ制御電流を
スイッチングする。このため、レーザ駆動ＩＣ部へ入力
する前に生じた波形の歪みや、遅延の影響を受けにく
く、しかもスイッチング直前で同期を取るため、レーザ
のスイッチングを精度よく行うことができる。これによ
り、マークの制御性が向上し、信号品質の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第1の実施例に示すレーザ駆動装置のブロック
図

【図２】レーザ駆動装置の内部構成図

【図３】デコーダの動作説明図

【図４】記録波形とスイッチング制御コード

【図５】第２の実施例に示すレーザ駆動装置

【図６】記録波形とスイッチング制御コード

【図７】第３の実施例に示す光ディスク装置

【符号の説明】

１‥電流設定手段、２‥電流増幅手段 ３‥スイッチ手段、４‥加算手段 ６‥ＬＤ電流出力手段、７‥レーザ駆動装置 １０‥レーザダイオード、１２‥エンコーダ １３‥レジスター、１４‥デコーダ １０１‥電流設定用Ｄ／Ａコンバータ、１０３‥スイッ
チング回路 １１４‥デコーダー ３０１‥光ディスク、３０２‥スピンドルモータ ３０３‥ピックアップ、３０４‥レーザダイオード ３０６‥レーザ駆動用ＩＣ、３０７‥電流設定部 ３０８‥エンコーダ、３０９‥波形制御部 ３１０‥コントローラ

フロントページの続き (72)発明者 浅田 昭広 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 大貫 秀男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 賀来 敏光 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザダイオードに接続し、レーザダイオ
   ードに電流を供給する端子と、少なくとも２個以上のレ
   ーザの駆動電流レベル制御端子と、スイッチングレベル
   を決定するための、２ビット以上のスイッチング制御コ
   ードの入力端子と、駆動電流レベルをスイッチングする
   機能からなり、予め決められた波形に従う２ビット以上
   のスイッチング制御コードを判定し、スイッチング機能
   を動作させ、スイッチング制御コードに対応するレーザ
   照射レベルに相当するレーザ駆動電流に切換える手段を
   有することを特徴とするレーザ駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のレーザ駆動装置において、
   スイッチング制御コードに、２ビット以上のｎビットの
   パラレルコードを使用し、ビット数ｎは、レーザーパワ
   ーのレベルをゼロレベルを含めてｘ値で制御するとき、 ２ｎ≧ｘ を満たすような整数値ｎであり、スイッチン
   グ制御コード用にｎ本の入力端子を有することを特徴と
   したレーザ駆動装置。
3. 【請求項３】請求項１から２記載のレーザ駆動装置にお
   いて、スイッチング制御コードをデコードする手段を内
   蔵したレーザ駆動装置。
4. 【請求項４】請求項１から３記載のレーザ駆動装置にお
   いて、スイッチング制御コードを使用してレーザを切り
   替えるための同期信号となる波形制御用クロック信号
   を、外部から供給する端子を有するレーザ駆動装置。
5. 【請求項５】請求項４記載のレーザ駆動装置において、
   供給されるスイッチング制御コード用クロック信号が、
   波形制御クロックの整数倍の周期で入力されることを特
   徴とするレーザ駆動装置。
6. 【請求項６】請求項１から５記載のレーザ駆動装置にお
   いて、転送されるスイッチング制御コードが、時間多重
   されたスイッチング制御コードとして送られることを特
   徴とするレーザ駆動装置。
7. 【請求項７】レーザダイオードに接続し、レーザダイオ
   ードに電流を供給する端子と、少なくとも２個以上のレ
   ーザの駆動電流レベル制御端子と、スイッチングレベル
   を決定するための、２ビット以上のスイッチング制御コ
   ードの入力端子と、駆動電流レベルをスイッチングする
   機能からなり、予め決められた波形に従う２ビット以上
   のスイッチング制御コードを判定し、スイッチング機能
   を動作させ、スイッチング制御コードに対応するレーザ
   照射レベルに相当するレーザ駆動電流に切換える手段を
   有することを特徴とするレーザ駆動装置を搭載し、所定
   の変調方式により変調された記録信号に対して、記録波
   形制御部と、記録波形に対応したスイッチング制御コー
   ド作成部により、所定のコードに変換されたスイッチン
   グ制御コードをレーザ駆動装置に入力し、所定の記録波
   形のレーザ照射を行い、所定の記録マークを記録するこ
   とを特徴とする光ディスク記録装置。