JPS63179424A - 半導体レ−ザの駆動回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ディスクにおける信号の記録、再生に使用さ
れる半導体レーザの駆動回路に関するものである。

〔従来技術〕

追記型、書換型光ディスクに情報を記録する場合、半導
体レーザを記録信号（データ）でオン、オフさせて、オ
ンの時ピントを形成する。この半導体レーザは一般に温
度変化あるいは使用時間経過等により一定電流に対する
光出力が変化する性質がある。

したがって、そのような光出力を安定させるためのＡＰ
Ｃ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｅｖｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ）回路が設けられている。第５図は実開昭６０−１６
７３５８号に示された、この種の半導体レーザの駆動回
路である。半導体レーザＬＤのアノードには電圧■が印
加され、またカソードはトランジスタＴＲ，のコレクタ
及びコイルＬを介してトランジスタＴＲ１のコレクタに
接続されている。トランジスタＴＲ，のエミッタには、
トランジスタＴＲ３のコレクタが接続されている。

トランジスタＴＩｈはそのベースに電圧■□が印加され
、またエミッタを抵抗Ｒ１を介して接地して定電流源を
構成している。トランジスタＴｌｈは、そのベースに電
圧制御回路４からの電圧■、が印加され、エミッタは抵
抗Ｒ２を介して接地されている。またトランジスタＴＲ
Ｉのベースには端子５から記録信号が与えられる。

一方、光検出器ＰＤは半導体レーザＬＤの光出力を検出
しており、その検出した信号を差動増幅器１の一方の入
力端子に与えており、その他方の入力端子には基準電源
２からの電圧が印加されている。

したがって差動増幅器１は再入力を差動増幅し、その信
号を積分回路３に与え、積分回路３の出力信号をサンプ
ルホールド回路６に与えている。サンプルホールド回路
６は一方の入力端子が接地された増幅器ＡＭｐと、この
増幅器ＡＭｐの入力端と出力端との間に並列に接続され
た抵抗Ｒ及びコンデンサＣと、コンデンサＣへの充放電
を制御するスイッチＳとからなっている。スイッチＳを
閉じると積分回路３の出力がコンデンサＣに与えられ、
コンデンサＣを充電するとともに増幅されて電圧制御回
路４に入力される。

一方、スイッチＳを開くと、コンデンサＣに充電されて
いる電圧が電圧制御回路４へ入力される。

これら光検出器１’Ｄ、差動増幅器１、基準電源２、積
分回路３及び電圧制御回路４により前記ＡＰＣ回路が構
成されている。

このような構成において、半導体レーザＬＤにより光デ
ィスクから信号を再生する場合には、スイッチＳが閉じ
られて電圧制御回路４の電圧■８がトランジスタＴｌｈ
のベースに印加されて、半導体レーザＬＤにはその電圧
■８に基づく電流１．が流れる。ここで、周囲温度等の
変化により半導体レーザＬＤの光出力が変化すると、そ
の信号が差動増幅器１からサンプルホールド回路６を介
して電圧制御回路４に与えられて、これにともない電圧
制御回路４は電圧■８を変化させ、半導体レーザＬＤの
光出力を常に基準電源２にて定まる値となるよう半導体
レーザＬＤの電流ＩＢを制御する。このようにして光出
力が安定化された半導体レーザＬＤの出力光を光ディス
ク等に照射して信号の再生が行われる。

また、前記端子５に記録信号が与えられるとスイッチＳ
が開かれ、電圧制御回路４はコンデンサＣのそれまでの
電圧に応して一定の電圧■、をトランジスタＴＲ２に印
加して電流１．がそのまま保持され、半導体レーザＬＤ
には端子５に与えられた記録信号に基づく電流ＩＭＦと
、電圧■８が与えられて流れる電流１．とが重畳して流
れて、半導体レーザの光出力が強まり光ディスクへの信
号の記録が行われる。このように記録信号を記録する場
合は、スイッチＳが開くから、それまでコンデンサＣに
充電されていた電圧が電圧制御回路４に印加されて、ト
ランジスタＴＲ２は半導体レーザＬＤの電流Ｉ、を、信
号を記録する動作に切換える直前において流れていた電
流値に保持する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したように従来の半導体レーザの駆動回路は、信号
を記録する場合はトランジスタＴＲ，には信号の記録動
作に切換る直前に流れていた半導体レーザＬＤの電流■
、が流れ、またトランジスタＴＲ。

及びＴＲ，には、記録信号に基づく半導体レーザＬＤの
電流ＩＮＦが流れて、信号記録時に半導体レーザに流れ
る電流の一部をトランジスタＴＲ２に負担させている。

しかし乍ら信号を記録するための半導体レーザＬＯの電
流は約２００ｍＡを必要とするからトランジスタＴＲ２
が負担する電流は僅かであり、トランジスタＴＲ，、Ｔ
Ｒ３はともに大容量の大型のものが必要であり、駆動回
路が大型化してコストアップになる問題がある。一方、
信号記録時にはトランジスタＴＲ，に記録信号が与えら
れて、その信号によりトランジスタＴＲ，がオン、オフ
して、オンしたときに半導体レーザＬＤが光を出力し光
学的記録媒体にピットを形成させるから、ピットの形成
には大きい光出力を必要としている。そのようなことか
ら信号記録時には、ピットを形成する面を常に低い光出
力で予熱しておき、ピットを形成させるときに低い光出
力を与えて高精度にピットを形成することが考えられる
。しかし乍ら、そのような予熱を与えるべく半導体レー
ザの光出力信号にバイアスを与えることができないとい
う問題がある。

本発明は前述した問題に鑑み、信号を記録するに際し、
小容量のトランジスタで半導体レーザを駆動し得、また
半導体レーザの光出力信号にバイアスを与えて低い光出
力で高精度にビットを形成することができる半導体レー
ザの駆動回路を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体レーザの駆動回路は、光学的記録媒体に
記録された情報に関連する信号を再生すべく半導体レー
ザに電流を流す第１のトランジスタと、光学的記録媒体
に情報を記録すべく半導体レーザに電流を流す第２のト
ランジスタとを供え、信号を再生する場合は半導体レー
ザの光出力をモニタしてその信号を前記第１のトランジ
スタに与えて前記光出力の安定化を図り、信号を記録す
る場合は半導体レーザの電流を前記第１及び第２のトラ
ンジスタに分流する構成とした半導体レーザの駆動回路
において、前記第１のトランジスタにバイアス電圧を与
えるための記録バイアス調整部と、信号の再生時には前
記光モニタの信号を、また信号の記録時には記録バイア
ス調整部の電圧を第１のトランジスタへ電流制御信号と
して選択的に与えるスイッチとを備えたことを特徴とす
る。

〔作用〕

半導体レーザが出力する光により光ディスクに対する信
号の再生、記録を行う。そして半導体レーザの光出力は
光モニタで検出される。信号を再生する場合は、光モニ
タからの信号が与えられた第１のトランジスタが半導体
レーザの光出力を安定させるよう制御動作し、信号を再
生する。

信号を記録する場合は、スイッチが記録バイアス調整部
に設定された電圧を電流制御信号として第１のトランジ
スタに与えるべく切換る。これにより光モニタからの信
号が与えられていた第１のトランジスタには、記録バイ
アス調整部のバイアス電圧が与えられて、そのバイアス
電圧に基づき第１のトランジスタには信号を記録すると
きの光を出力すべく半導体レーザに流れる電流の一部が
流れる。記録信号を与える第２のトランジスタに記録信
号が与えられると、その記録信号に応じて第２のトラン
ジスタが動作し、半導体レーザには記録信号に基づく電
流が流れる。これにより半導体レーザの光出力が記録信
号に応じて強められ信号の記録が行われる。

これにより、第１．第２の両トランジスタには小容量の
トランジスタを使用できる。またバイアス電圧を高くす
ることにより半導体レーザの光を常に出力し得て、信号
記録時に光学記録媒体のピット形成面を予熱できる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。

第１図は本発明に係る半導体レーザの駆動回路を示す回
路図である。第１図において半導体レーザＡが発する光
の一部が入射しているダイオードを用いた光モニタＢは
そのカソードが接地され、アノードが抵抗Ｒ１゜を介し
て増幅器１０の負入力端子に接続されている。

増幅器１０の正入力端子は抵抗Ｒ０を介して電源−Ｖ、
に接続され、その負入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ
１！が接続されていて、光モニタＢの信号は増幅器ｌＯ
で増幅される。増幅器１０の出力端子は直列接続された
抵抗ＲＩ３＋　　Ｒ１４を介して増幅器１１の負入力端
子に接続されており、抵抗ＲＩ３とＲ１４との接続部は
コンデンサＣ１゜を介して接続されていて、この抵抗Ｒ
１１とコンデンサＣＩＯとにより積分回路ＣＣを形成し
ている。増幅器１１の正入力端子は抵抗Ｒｔｓを介して
電源−ｖｌに接続され、その負入力端子と出力端子との
間には抵抗Ｒ１ｆｔ’７＞’接続されている。そして増
幅器１０から出力された信号は積分回路ＣＣを介して増
幅器１１に入力され増幅器ｌｌで増幅される。増幅器１
１の出力端子は抵抗Ｒ１？を介してサンプルホールド回
路１２の入力端子に接続されている。サンプルホールド
回路１２には半導体レーザＡによる信号の記録、再生を
指令する再生、記録制御信号が与えられていて再生制御
信号が与えられると、サンプルホールド回路１２はサン
プル側に、記録制御信号が与えられるとホールド側に各
切換制御される。つまり、信号再生時にはサンプルホー
ルド回路１２に入力された信号をサンプリングして出力
し、信号記録時は、記録制御信号に切換ねる直前にサン
プリングした信号をホールドして出力する。

サンプルホールド回路１２の出力端子は抵抗Ｒ１１１を
介して基準電圧調整部りの比較器１３の負入力端子に接
続されている。比較器１３の負入力端子と出力端子との
間には抵抗Ｒ＋９が接続され、その正入力端子は抵抗Ｒ
２゜を介して基準電圧調整部りの可変抵抗器ＰＣＩの抵
抗可変端子ＶＲＩに接続されている。可変抵抗器ＶＲＩ
の一端は接地され、他端は電源−■２に接続されている
。比較器１３は可変抵抗器ＶＲＩにて設定した電圧とサ
ンプルホールド回路１２から入力された信号の電圧とを
比較して、サンプルボールド回路１２からの信号が基準
電圧に対し大きい場合はそれに応じた負の信号を、逆の
場合には正の信号を出ツノする。比較器１３の出力端子
は抵抗ＲＺＩを介して増幅器１４の正入力端子に接続さ
れている。増幅器１４の負入力端子は抵抗Ｒ２□を介し
て接地されており、また負入力端子と出力端子間には抵
抗Ｒ２３が接続されている。この増幅器１４は比較器１
３から入力された信号を増幅する。増幅器１４の出力端
子は記録バイアス調整部Ｅのバイアス電圧を調整するた
めの可変抵抗器ＶＲ２の一端に接続されており、可変抵
抗器ＶＲ２の他端は電源−Ｖ２に接続されている。また
可変抵抗器νＲ２の抵抗可変端子ＲＣ２は再生レベルス
イッチＳ１の一方の接点Ｓ１１に接続されている。前記
比較器１３の出力端子は抵抗ＲＺ４を介して再生レベル
スイッチＳ１の他方の接点Ｓｌｂに接続されている。再
生レヘルスイッチＳ１は接点ＳＬ、又はＳｌｂを選択す
る切換接点Ｓ１ｃを備えている。記録レベル調整部Ｆの
記録レベルを調整する可変抵抗器ＶＲ３の一端は接地さ
れ、他端は電源−Ｖに接続されている。この可変抵抗器
ＶＲ３の他端及び可変抵抗端子ＲＣ３は、記録レベルス
イッチＳ２の一方及び他方の接点Ｓ２．及びＳ２ｂに各
別に接続されている。

この記録レベルスイッチＳ２は接点Ｓ２．又はＳ２ｂを
選択する切換接点Ｓ２ｃを備えている。そしてこれらの
再生、記録レベルスイッチＳ１．　Ｓ２は半導体レーザ
により光ディスクに対して再生、記録を指令する再生、
記録制御信号により切換制御される。

再生／又は記録制御信号が与えられると切換接点Ｓｌｃ
は接点Ｓ１．／又はＳｌ、に、切換接点Ｓ２ｃは接点Ｓ
２．　／又はＳ２ｂに選択的に切換ねるようになってい
る。

一方、データである記録信号が与えられる端子２０は抵
抗Ｒｚｓを介して接地されており、インバータ１５、イ
ンバータ１６、抵抗ＲＺ＆、コンデンサＣＩ　１を介し
てトランジスタＴＲＩのベースに入力されている。

またインバータ１５の出力はインバータ１７．１８、抵
抗Ｒ２１、コンデンサＣ１２を介してトランジスタＴＲ
２のベースに入力されている。つまり、端子２０から与
えた信号はトランジスタＴＲＩ　、　ＴＲ２のベースに
互いに逆極性として入力されている。

トランジスタＴＲＩのコレクタは抵抗Ｒｔｓを介して接
地され、またベースは抵抗Ｒ２９を介して接地するとと
もに抵抗Ｒ１゜を介して電源−■に接続されている。第
２のトランジスタであるトランジスタＴＲ２のコレクタ
には半導体レーザＡのカソードが接続されていて、半導
体レーザＡのアノードは接地されている。またトランジ
スタＴＲ２のベースは抵抗Ｒ３１を介して接地されると
ともに、抵抗Ｒ３□を介して電源−■に接続されている
。

トランジスタＴＲ２のコレクタはコイルＬとダイオード
ＤＤの並列回路を介して第１のトランジスタであるトラ
ンジスタＴＲ３のコレクタに接続されており、トランジ
スタＴＲ３のエミッタは抵抗Ｒｆｆ３を介して電源−■
に接続されている。前記トランジスタＴＲＩ　、　ＴＲ
２のエミッタは共通接続してトランジスタＴＲ４のコレ
クタに接続されており、トランジスタＴＲ４のエミッタ
は抵抗Ｒ３４を介して電源−Ｖに接続されている。更に
トランジスタＴＲ３及びＴＲ４のベースは前記再生レベ
ルスイッチＳ１及びＳ２の切換接点Ｓ１ｃ及びＳ２ｃに
各別に接続されている。トランジスタＴＲＩはトランジ
スタＴＲ２と逆動作をして半導体レーザＡの光出力の立
上り特性を改善する役目をし、トランジスタ↑Ｒ２は入
力された記録信号に応じた電流を半導体レーザＡに流し
て半導体レーザＡを駆動する役目をする。トランジスタ
ＴＲ３は再生レベルスイッチＳｌが選択した信号により
、信号再生時には信号再生に必要な電流を半導体レーザ
Ａに流し、信号記録時には半導体レーザＡのスレッシュ
ホールド電流より若干大きい電流を半導体レーザＡに流
す役目をする。

トランジスタＴＲ４は記録レベルスイッチＳ２が選択し
た信号により、信号再生時にはオフとなり、信号記録時
にはオンとなる動作をする。

次にこのように構成した半導体レーザの駆動回路による
信号の再生、記録動作を説明する。

半導体レーザＡを駆動するに先立ち、基準電圧調整部り
の可変抵抗器ＶＲＩにより信号再生時の半導体レーザの
光出力を所要値とする基準電圧を設定する。

また記録バイアス調整部Ｅの可変抵抗器ＶＲ２によりバ
イアス電圧を調節する。このバイアス電圧の設定は、半
導体レーザの光出力が例えば第２図に示す如くそれに流
れる電流が５０〜７０ｍＡに達すると、光出力が急激に
大きくなるスレッシュホールド特性があるから、トラン
ジスタＴＲ３に半導体レーザＡの光出力が２ｍＷ程度を
得るようなスレッシュホールド電流を超えた例えば７０
〜１００ｍＡの電流を流し得るバイアス電圧に設定する
。更に、記録レベル調整部Ｆの可変抵抗器ＶＲ３により
半導体レーザＡの光出力が１０ｍＷ以上が得られるよう
に、前記７０”１００ｍ＾の電流に重畳させる例えば１
００ｍＡ程度の電流をトランジスタＴＲ４に流すべく電
圧を設定する。

いま、再生制御信号が与えられると、再生レベルスイッ
チＳ１はその切換接点Ｓ１ｃが固定接点Ｓｌｂを選択し
、記録レベルスイッチＳ２はその切換接点Ｓ２ｃが固定
接点Ｓ２．を選択する。これにより比較器１３の出力電
圧がトランジスタＴＲ３のベースに与えられてトランジ
スタＴＲ３がオンし、コイルＬを通して半導体レーザＡ
には信号再生のための電流が流れて半導体レーザＡが発
光する。このとき、記録レベル調整部Ｆの負電圧°がト
ランジスタＴＲ４に与えられているからトランジスタＴ
Ｒ４はオフとなる。このように駆動された半導体レーザ
Ａの光出力は光モニタＢで検出され増幅器１０．１１を
介してサンプルホールド回路１２に入力される。サンプ
ルホールド回路１２は入力された信号をサンプリングし
、サンプリングした信号の電圧と基準電圧とを比較して
その出力電圧をトランジスタＴＲ３に与え、半導体レー
ザＡの光出力をフィードパ・ツク制御する。ここで周囲
温度等の変化により半導体レーザＡの光出力が低下する
と光モニタの出力が低下して比較器１３の出力電圧が高
くなり、トランジスタＴＲ３の電流が増加して光出力が
強められる。

反対に光出力が上昇すると比較器１３の出力電圧が低く
なり、トランジスタＴＲ３の電流が減少して光出力が弱
められる、所謂ＡＰＣ１１１１１が行われ、このような
制御を行いつつ半導体レーザＡの光出力により信号の再
生が行われる。

そのような状態で、再生制御信号が記録制御信号に切換
わると、再生レベルスイッチＳ１の切換接点Ｓ１ｃが固
定接点Ｓ１．を、記録レベルスイッチＳ２の切換接点Ｓ
２ｃが固定接点Ｓ２ｂを夫々選択する。

またサンプルホールド回路１２はサンプル側からホール
ド側に切換って記録制御信号が与えられた直前の光モニ
タＢからの信号をホールドする。この信号のホールドに
より比較器１３の出力電圧は一定となり、その電圧が増
幅器１４に入力され、記録バイアス調整部Ｅの可変抵抗
器ＶＲ２に加わる。この可変抵抗器ＶＲ２には前述の如
くバイアス電圧が設定されているから、そのバイアス電
圧がトランジスタＴＲ３の電流制御信号としてトランジ
スタＴＲ３に与えられてトランジスタＴＲ３は半導体レ
ーザＡにスレッシュホールド電流を超えた、（δ号記録
時における半導体レーザの電流の一部を流す。

また、記録レベルスイッチＳ２の切換接点ｓ２ｃが固定
接点ｓ２．を選択し記録レベル調整部Ｆの可変抵抗器Ｖ
Ｒ３に設定された正電圧がトランジスタＴＲ４に与えら
れて、トランジスタＴＲ４がオンする。このようにトラ
ンジスタＴＲ３、ＴＲ４が動作するとともに、端子２０
に記録信号が入力されると、その記録信号はトランジス
タＴＲＩ　、　ＴＲ２のベースに互いに逆極性で入力さ
れ、両トランジスタＴＲＩ　、　ＴＲ２は互いに逆動作
し、゛トランジスタＴＲＩの動作により半導体レーザＡ
の光出力の立上りが改善される。

一方、トランジスタＴＲ２が記録信号に相応したオン、
オフ動作をして半導体レーザＡに電流を流す。これによ
り半導体レーザＡにはトランジスタＴＲ２とＴＲ３とに
夫々流れる電流が重畳して流れ、トランジスタＴＲ２に
流れた電流に応じてその光出力が強められる。つまり、
この半導体レーザＡの光出力信号波形は第３図に示す如
く記録制御信号Ｒ５が与えられると、信号再生時の光出
力レベルから立上り記録バイアス調整部Ｆで設定した１
０ｍ−の光出力レベルとなる光出力振幅となる。したが
って、このように強められた光出力により、記録信号に
基づき変調された信号の記録が行われる。なお、記録バ
イアス調整部Ｅの可変抵抗器νＲ２を正電圧側に調整す
るとトランジスタＴＲ３には常に電流が流れて半導体レ
ーザＡの光出力の最低値は第４図に示すように２１に保
持されて、信号を記録する場合には光学的記録媒体のピ
ント形成面に予熱を与えることができる。一方、記録レ
ベル調整部Ｆの可変抵抗器ＶＲ３を負電圧側へ調整する
ことにより半導体レーザＡの光出力のピーク値を低下さ
せることができる。

本実施例では再生、記録の両レベルスイッチに機械的ス
イッチを用いたが、適宜の半導体スイッチを用い得るの
は勿論である。

〔効果〕

以上詳述したように本発明によれば、信号を再生する場
合は光モニタの信号を第１のトランジスタに与えて半導
体レーザの電流を制御するからその光出力の安定化を図
って信号を再生することができる。一方、信号を記録す
る場合は、記録バイアス調整部のバイアス電圧を第１の
トランジスタの電流制御信号として第１のトランジスタ
に与え、第２のトランジスタには記録信号を与えて第１
゜第２のトランジスタを動作させるから、第１のトラン
ジスタの電流はバイアス電圧に基づく大きい電流となり
、信号記録時の半導体レーザの電流は第１．第２の両ト
ランジスタに分流する。それ故、第１．第２の両トラン
ジスタに小容量で小型のトランジスタを用いることがで
き、回路の小型化及びコストダウンが図れる。更に、記
録バイアス調整部のバイアス電圧を調整することにより
、半導体レーザの光出力信号に適宜のバイアスを与え得
るから、信号を記録する場合は光学的記録媒体のピント
形成面に予熱を与えることができて高精度にピ・７トを
形成することができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体レーザの駆動回路を示す回
路図、第２図は半導体レーザの電流と光出力の関係を示
す特性図、第３図はバイアスを与えない場合の光出力信
号の波形図、第４図はバイアスを与えた場合の光出力信
号の波形図、第５図は従来の半導体レーザの駆動回路を
示す回路図である。 １２・・・サンプルホールド回路　１３・・・比較器Ａ
・・・半導体レーザ　Ｂ・・・光モニタＤ・・・基準電
圧調整部　Ｅ・・・記録バイアス調整部Ｆ・・・記録レ
ベル調整部　Ｓｌ・・・再生レベルスイッチＳ２・・・
記録レベルスイッチ 特　許　出願人　　三洋電機株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 ＠、　’ａｒｔ　　ＩＩＩＡ 第　２　図 バイアスｏＷＩ＃ 纂　３　起 へ゛イ７ス２ｗ＋Ｗ 第　４［１ 第　５　配

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学的記録媒体に記録された情報に関連する信号を
   再生すべく半導体レーザに電流を流す第１のトランジス
   タと、光学的記録媒体に情報を記録すべく半導体レーザ
   に電流を流す第２のトランジスタとを備え、信号を再生
   する場合は半導体レーザの光出力をモニタしてその信号
   を前記第１のトランジスタに与えて前記光出力の安定化
   を図り、信号を記録する場合は半導体レーザの電流を前
   記第１及び第２のトランジスタに分流する構成とした半
   導体レーザの駆動回路において、 前記第１のトランジスタにバイアス電圧を与えるための
   記録バイアス調整部と、信号の再生時には前記光モニタ
   の信号を、また信号の記録時には記録バイアス調整部の
   電圧を第１のトランジスタへ電流制御信号として選択的
   に与えるスイッチとを備えたことを特徴とする半導体レ
   ーザの駆動回路。