JPH0369030A

JPH0369030A - レーザ・ダイオードの制御方式

Info

Publication number: JPH0369030A
Application number: JP1205435A
Authority: JP
Inventors: Akira Minami; 彰南
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1991-03-25
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JP2532283B2

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】〔概要〕書換え可能な光デイスク装置におけるレーザ・ダイオー
ドの制御に関し、レーザ・ダイオードの電流をＡＰＣと高周波重畳の両方
を採用して制御することを目的とし、レーザ・ダイオー
ドＬＤと、ＬＤの発光量に応じた電流を流すホト・ダイ
オードＰＤと、リード・モード時には所定値の電流を出
力しイレーズ／ライト・モード時には他の所定値の電流
を出力する基本電流源と、電流スイッチ切換指示信号に
応じて基本電流源から出力される電流をＬＤに流す電流
スイッチ回路と、定数スイッチ切換指示信号に応じて所
定値の定数または零の定数を出力する定数スイッチ回路
と、ＰＤを流れる電流値から定数スイッチ回路の出力す
る定数を差し引いた値を出力する電流差引部と、目標値
と電流差引部の出力との差に応じた値を出力する調整部
と、調整部の出力に応じた電流を出力する可変電流源と
、電流スイッチ回路と定数スイッチ回路に対する切換指
示信号を出力する高周波重畳回路部とを具備している。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、書換え可能な光デイスク装置におけるレーザ
・ダイオードの制御に関するものである。

〔従来の技術〕

書換え可能な光ディスクに対するレーザ・ダイオード（
以下、ＬＤと略す）の制御においては、低出射パワーの
リード状態と、高パワーのライト（イレーズ、）状態と
があり、低出射パワー時にはＬＤノイズ領域に入り、再
生信号のＳ／Ｎが劣化する。

この対策として、低パワーよりも大きい（ＬＤノイズ領
域外）レベルにして、このパワーで高速スイッチングし
、実効値パワーを下げる手法が取られている。これを高
周波重畳と呼ぶ。

一方、ＬＤはその温度変化に従って発光パワーが変化す
る。そこで、発光パワーが一定になるようにＬＤの光量
をモニタし、そのモニタ光量を一定にする制御（Ａｕｔ
ｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来、ＡＰＣと高周波重畳を両立させる
手法が無かった。

本発明は、この点に鑑みて創作されたものであって、書
換え可能な光デイスク装置において、レーザ・ダイオー
ドに流す電流を、ＡＰＣと高周波重畳の両方を採用して
制御することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。本発明のレーザ・
ダイオードの制御方式は、レーザ・ダイオードＬＤと、レーザ・ダイオードＬＤの発光量に応じた電流を流すホ
ト・ダイオードＰＤと、リード・モード時には所定値の電流を出力し、ライト・
モード時には他の所定値の電流を出力する基本電流源３
００と、電流スイッチ切換指示信号に応じて、基本電流源３００
から出力される電流をレーザ・ダイオードＬＤに流す電
流スイッチ回路３１０と、定数スイッチ切換信号に応じ
て、所定値の定数又は零の定数を出力する定数スイッチ
回路１００と、ホト・ダイオードＰＤを流れる電流値か
ら定数スイッチ回路１００の出力する定数を差し引いた
値を出力する電流差引部２００と、目標値と電流差引部２００の出力との差に応じた値を出
力する調整部２１０と、調整部２１０の出力に応じた電流を出力する可変電流源
２２０と、高周波重畳回路部４００とを具備している。

電流スイッチ回路３１０から出力される電流と可変電流
源２２０から出力される電流の和がレーザ・ダイオード
ＬＤを流れる。

高周波重畳回路部４００は、リード・モードの場合には
、高周波のパルス状の電流スイッチ切換指示信号を出力
すると共に、零の定数を出力すべきことを示す定数スイ
ッチ切換指示信号を出力し、イレーズ／ライト・モード
で且つイレーズ／ライト・データがある場合には、基本
電流源３００の電流をレーザ・ダイオードＬＤに流すべ
きことを指示する電流スイッチ切換指示信号を出力する
と共に、所定の定数を出力すべきことを示す定数スイッ
チ切換指示信号を出力するように構成されている。

〔作用］イレーズ／ライト・モード時には、基本電流源３００は
、レーザ・ダイオードが例えば７ｍＷの発光を行うのに
必要な電流を流し、定数スイ・ンチ回路１００はレーザ
・ダイオードＬＤが７ｍＷの発光をした時にホト・ダイ
オードＰＤに流れる電流の値に相当する定数を出力する
。イレーズ／ライト・モードで且つイレーズ／ライト・
データがｌの場合には、基本電流源３００から出力され
る電流はレーザ・ダイオードＬＤを流れる。レーザ・ダ
イオードＬＤが７ｍＷの発光をしているときには、電流
差引部２００の出力は零になる。目標値は例えば１ｍＷ
であり、そのため調整部２１０は電流を増加すべきこと
を示す値を出力する。可変電流源２２０から出力される
電流もレーザ・ダイオードＬＤを流れる。可変電流源２
２０の追加電流により、レーザ・ダイオードＬＤは常に
８ｍＷの発光を行う。

リード・モード時には、基本電流源３００はレーザ・ダ
イオードが例えば２ｍＷの発光を行うのに必要な電流を
流し、高周波のパルス状の電流スイッチ切換指示信号が
ｔ流スイッチ回路３１０に与えられ、定数スイッチ回路
１００は零の定数を出力する。リード・モード時には、
レーザ・ダイオードＬＤの発光量の平均が１ｍＷになる
ように動作する。

〔実施例〕

第２図は本発明の１実施例のブロック図である。

同図において、１ないし３はＤ／Ａコンバータ、４はＡ
／Ｄコンバータ、５ないし８はレベル・シフト回路、１
０ないし１６はトランジスタ、１７は電流電圧変換部、
１日は誤差積分器、１９はスイッチ、Ｒ１ないしＲ４は
抵抗、ＬＤはレーザ・ダイオード、ＰＤはホト・ダイオ
ードをそれぞれ示している。また、Ｉ　ｔｈ　：レーザが発光を始める点（スレツシュール
ド・パワー）分の電流ＩＩ　：リード・パワーに相当する分の電流（１ｍ　Ｗ
　） ■２　：高周波重畳分の電流（２ｍＷ）■、ニライト・
パワーに相当する分の電流（８ｍＷ） ■′ｌ：リード・パワー発光時のモニタ電流■′２ｍｖ
ａｊ高周波重畳分のモニタ電流の平均値）’３ニー７（
ト・パワー分のモニタ電流をそれぞれ示す。

マイクロプロセッサは、Ｄ／Ａコンバータ１ないし３の
入力にディジタル信号を印加する。Ａ／Ｄコンバータ４
のディジタル出力は、マイクロプロセッサによって取り
込まれる。レベル・シフト回路５ないし８は、分圧器に
相当するものと考えて良い。

Ｄ／Ａコンバータ３は、１／３１７１　のモニタ電流を
トランジスタ１０が流すように設定されている。Ｉ’３
　　１’ｌ　は、例えばレーザ・ダイオードが７ｍＷの
発光をした時にホト・ダイオードＰＤに流れる電流であ
り、以下、これＩ（２）で表す。トランジスタ１１と１
２は切換えスイッチを構成している。信号ａ′が高レベ
ルで信号ｂｏが低レベルのときにはトランジスタ１１が
オンし、信号ａが低レベルで信号ｂｏが高レベルのとき
にはトランジスタ１２がオンする。トランジスタ１２が
オンの場合には、■（２）と、電流電圧変換部１７から
流れ出す電流との和がホト・ダイオードＰＤに流れる。

ホト・ダイオードＰＤは、レーザ・ダイオードＬＤから
出射される光の一部を受光する。

電流電圧変換部１７は、トランジスタ１２がオフの場合
にはホト・ダイオードＰＤに流れる電流を電圧に変換し
、トランジスタ１２がオンの場合にはホト・ダイオード
ＰＤに流れる電流からＩ　（ｋ）を差し引いた値を電圧
に変換する。電流電圧変換部１７の出力は、Ａ／Ｄコン
バータ４を介してマイクロプロセッサに送られる。また
、電流電圧変換部１７の出力は、誤差積分器１９の一入
力端子に印加される。誤差積分器１８の十入力端子には
、レーザ・ダイオードが１ｍＷの発光をした時にホト・
ダイオードＰＤに流れる電流を電圧に変換した値（目標
値）が印加される。誤差積分器１８に比例要素を付加し
ても良い。誤差積分器１８の出力は、スイッチ１９およ
びレベル°・シフト回路８を介してトランジスタ１３の
ベースに印加される。

スイッチ１９は、ＡＰＣを行う時にはオンされ、ＡＰＣ
を行わないときにはオフされる。トランジスタ１３を流
れる電流は、レーザ・ダイオードＬＤに供給される。レ
ーザ・ダイオードＬＤには、トランジスタ１３を流れる
電流と、トランジスタ１５を流れる電流との和が流れる
。

光ディスクにデータを書き込む場合には、レーザ・ダイ
オードＬＤに７ｍＷの発光をさせるためのディジタル値
がＤＡＣ２に印加され、光ディスクのデータを読み取る
場合には、レーザ・ダイオードＬＤに２ｍＷの発光をさ
せるためのディジタル値がＤＡＣ２に印加される。ＤＡ
Ｃ２の出力は、レベル・シフト回路６を介してトランジ
スタ１４のベースに印加される。トランジスタ１５と１
６は切換スイッチを構成しており、信号ａが低レベルで
信号すが高レベルのときにはトランジスタ１５がオンし
、信号ａが高レベルで信号すが低レベルのときはトラン
ジスタ１６がオンする。トランジスタ１５がオンの時に
は、トランジスタ１４を流れる電流は、レーザ・ダイオ
ードＬＤに供給される。

第３図は本発明で使用される高周波重畳回路部の構成例
を示す図、第４図は高周波重畳回路部の波形を示す図で
ある。同図において、Ｇ１ないしＧ４はゲート、Ｓｌな
いしＳ、は信号の波形をそれぞれ示している。

イレーズ／ライト・データが１でイレーズ／ライト・ゲ
ートが１の場合には、信号ｂｏがＯ１信号ａ”が１．信
号すがＯ２信号ａが０になる。イレーズ／ライト・デー
タがＯで且つイレーズ／ライト・ゲートが１の場合には
、信号ｂｏが１．信号ａ゛がＯ１信号すが１．信号ａが
０になる。

イレーズ／ライト・データが１でイレーズ／ライト・ゲ
ートがＯの場合には、信号ｂｏが１．信号ａ゛がＯとな
り、信号すおよびａは一定周期で状態を反転する。イレ
ーズ／ライト・データがＯでイレーズ／ライト・ゲート
がＯの場合も同様である。第４図に各部の波形を示す。

第５図はＬＤ電流とその出射パワー並びにライト・デー
タによる変調状況を示す図である。

ライト・ゲートが１でライト・データが１の場合には、
トランジスタ１４は７ｍＷに相当する電流を流し、この
７ｍＷに相当する電流はトランジスタ１５を通ってレー
ザ・ダイオードＬＤに流れる。ライト・ゲートが１でラ
イト・データが１の場合には、トランジスタ１０から流
れ出す７ｍＷに相当する電流１　（ｋ）はトランジスタ
１２を介してホト・ダイオードＰＤに供給されるので、
ホト・ダイオードＰＤが７ｍＷの発光量に相当する電流
を流していると仮定すると、電流電圧変換部１７から流
れ出す電流は零になる。誤差積分器１８の一入力端子に
は零が入力され、十入力端子には１ｍＷの目標値が入力
されているので、誤差積分器１８は、電流を増大すべき
ことをトランジスタ１３に指示し、最終的にはトランジ
スタ１３は１ｍＷの発光量に相当する電流を流す。

ライト・ゲートが１でライト・データが０の場合には、
トランジスタ１４は７ｍＷに相当する電流を流し、この
７ｍＷに相当する電流はトランジスタ１６および抵抗Ｒ
４を通ってアースに流れる。

ライト・ゲートが１でライト・データがＯの場合には、
トランジスタ１０から流れ出す７ｍＷに相当する電流Ｉ
（ロ）はトランジスタ１１を介してアースに流れるので
、ホト・ダイオードＰＤの発光量が零であると仮定する
と、電流電圧変換部１７から流れ出す電流は零になる。

誤差積分器１８の一入力端子には零が入力され、十入力
端子には１ｍＷの目標値が入力されているので、誤差積
分器１８は、電流を増大すべきことをトランジスタ１３
に指示し、最終的にはトランジスタ１３は１ｍＷの発光
量に相当する電流を流す。

ライト・ゲートが０の場合には、トランジスタ１４は２
ｍＷに相当する電流を流す。信号ａと信号すは交互にオ
ン／オフを繰り返すが、信号ａがオンであると、２ｍＷ
に相当する電流がレーザ・ダイオードＬＤに供給される
。ライト・ゲートがＯの場合には、トランジスタ１０か
ら流れ出す電流はトランジスタ１１を介してアースに流
れる。

ホト・ダイオードＰＤの発光量が２ｍＷであると仮定す
ると、電流電圧変換部１７から流れ出す電流は２ｍＷ相
当になる。誤差積分器１８の一入力端子には２ｍＷ相当
の電圧が人力され、十入力端子には１ｍＷの目標値が入
力されているので、誤差積分器１８は電流を減少すべき
ことをトランジスタ１３に指示する。トランジスタ１３
を流れる電流は、レーザ・ダイオードＬＤの平均発光量
が１ｍＷになるように調整される。

第６図は高周波重畳時のＬＤの出射パワーを説明する図
である。高周波重畳時（リード時）は、その平均値に対
してＡＰＣがかけられ、第６図に示すように、その発振
デユーティが変わっても、ＡＰＣ回路で自動的に平均パ
ワーが１ｍＷになるよう制御される。

第７図はマイクロプロセッサの処理の流れを示す図であ
る。

■　ＤＡＣ１ないし３を全てリセットする。

■　ＡＰＣループを切ると共に、発光調整系を接続する
。

■　Ｅ／ＷＧＴ＝１、Ｅ／ＷＤＴ＝１にする。トランジ
スタ１５がオンになる。

■　ＬＤが発光を開始したか否かを調べ、ＮＯのときは
■に進み、ＹＥＳのときは■に進む。

■　ＤＡＣ１を＋１する。■に戻る。

■　ＬＤの発光量が２ｍＷか否かを調べ、Ｎｏのときは
■に進み、ＹＥＳあときは■に進む。

■　ＤＡＣ２を＋１する。■に戻す。

■　ＤＡＣ２をレジスタＲ１（マイクロプロセッサ内の
レジスタ）にセットし、ＤＡＣ２をリセットする。

■　ＬＤの発光量がリード・パワー（１ｍＷ）か否かを
調べる。Ｎｏのときは［相］に進み、ＹＥＳのときは■
に進む。

［相］　ＤＡＣ１を＋１する。■に戻る。

■　ＬＤの発光量がライト・パワー（８ｍＷ）か否かを
調べる。ＮＯのときは＠に進み、ＹＥＳのときは■に進
む。

＠　　ＤＡＣ２を＋１する。■に戻る。

＠　　ＤＡＣ２をＲ２（マイクロプロセッサ内のレジス
タ）にセットする。

Ｑ　　ＤＡＣ２および１をリセットする。

＠　　Ｅ／ＷＧＴ＝０、Ｅ／ＷＤＴ＝０にする。

［相］　ＡＰＣをオンにする。

■　電流電圧変換部１７の出力がリード・パワー（１ｍ
Ｗ）を示しているか否かを調べ、ＮＯのときは■に進み
、ＹＥＳのときは［相］に進む。

■　ＤＡＣｌを＋１する。■に戻る。

■　Ｒ２をり、ＡＣ２にセットする。

［相］　Ｅ／ＷＧＴ＝ｌ、Ｅ／ＷＤＴ＝１にする。

■　電流電圧変換部１７の出力がリード・パワー（１ｍ
Ｗ）を示しているか否かを調べ、Ｎｏのときは＠に進み
、ＹＥＳのときは［相］に進む。

＠　　ＤＡＣ３を＋１する。■に戻る。

＠　　Ｒ１をＤＡＣ２にセットする。

＠　　Ｅ／ＷＧＴ＝ＯＳ’Ｅ／ＷＤＴ＝ｏにする。

＠　　Ｅ／ＷＧＴ　（イレーズ／ライト・ゲート）が高
レベルか否かを調べる。ＹＥＳのときは［相］に進む。

＠　Ｒ２をＤＡＣ２にセットする。

＠　　Ｅ／ＷＧＴが低レベルか否かを調べる。ＹＥＳの
ときは［相］に進む。

＠　Ｒ１をＤＡＣ２にセットする。＠に進む。

第８図は本発明の第２実施例を示す図である。

同図において、２−１と２−２はＤ／Ａコンバータ、２
１と２２はスイッチ、２３は反転ゲートをそれぞれ示し
ている。

第８図の実施例においては、Ｄ／Ａコンバータ２−１に
レジスタＲ１の値が予めセットされ、Ｄ／Ａコンバータ
２−２にレジスタＲ２の値が予めセットされており、Ｅ
／ＷＧＴ＝Ｏの場合にはスイッチ２１をオンし、Ｅ／Ｗ
ＧＴ＝１の場合にはスイッチ２２をオンする。その他の
構成については、第２図の実施例と同じである。第８図
の実施例によれば、リード・モードからイレーズ／ライ
ト・モードへの切換え、またはイレーズ／ライト・モー
ドからリード・モードへの切換えを高速に行うことが可
能となる。

第９図はＬＤユニットの例を示す図である。第９図（ａ
）においては、レーザ・ダイオードＬＤの陰極とホト・
ダイオードの陽極とが接続され、その接続点がアースさ
れている。また、第９図（ｂ）においては、ホト・ダイ
オードＰＤの陰極とレーザ・ダイオードＬＤの陽極とが
接続され、その接続点がアースされている。第２図の実
施例では、第９図（ａ）のＬＤユニットが使用されてい
る。

第１０図は第９図（ｂ）のＬＤユニットを使用した場合
におけるＬＤ電流供給側の回路の例を示す図である。同
図において、１４′ないし１６”はトランジスタをそれ
ぞれ示している。この例ではトランジスタ１４′ないし
１６′として、ＮＰＮ型のトランジスタが使用される。

ＰＤ電流検出側の回路も同様にＮＰＮ型トランジスタを
使用して構成される。なお、本実施例で示したリード・
パワライト・パワー、高周波重畳パワーについては一例
を示したものであり、その値を変えても本発明の機能を
損なうものではない。

〔発明の効果］以上の説明から明らかなうよに、本発明によれば、ＡＰ
Ｃをかけた状態の下において、ライト発光およびリード
時の高周波重畳が可能となり、安定なレーザ制御が可能
となる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の第１実
施例を示すブロック図、第３図は高周波重畳回路部の構
成例を示す図、第４図は高周波重畳回路部の波形を示す
図、第５図はＬＤ電流とその出射パワー並びにライト・
データによる変調状況を示す図、第６図は高周波重畳時
におけるＬＤの出射パワーを示す図、第７図はマイクロ
プロセッサの処理の流れを示す図、第８図は本発明の第
２実施例の要部を示す図、第９図はＬＤユニットの例を
示す図、第１０図は本発明の第３実施例の要部を示す図
である。 ■ないし３・・・Ｄ／Ａコンバータ、４・・・Ａ／Ｄコ
ンバータ、５ないし８・・・レベル・シフト回路、１０
ないし１６・・・トランジスタ、１７・・・電流電圧変
換部、１８・・・誤差積分器、１９・・・スイッチ、Ｒ
１ないしＲ４・・・抵抗、ＬＤ・・・レーザ・ダイオー
ド、ＰＤ・・・ホト・ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】レーザ・ダイオード（ＬＤ）と、レーザ・ダイオード（ＬＤ）の発光量に応じた電流を流
すホト・ダイオード（ＰＤ）と、リード・モード時には
所定値の電流を出力し、ライト・モード時には他の所定
値の電流を出力する基本電流源（３００）と、電流スイッチ切換指示信号に応じて、基本電流源から出
力される電流をレーザ・ダイオード（ＬＤ）に流す電流
スイッチ回路（３１０）と、定数スイッチ切換信号に応じて、所定値の定数又は零の
定数を出力する定数スイッチ回路（１００）と、ホト・ダイオード（ＰＤ）を流れる電流値から定数スイ
ッチ回路（１００）の出力する定数を差し引いた値を出
力する電流差引部（２００）と、目標値と電流差引部の出力との差に応じた値を出力する
を調整部（２１０）と、調整部（２１０）の出力に応じた電流を出力する可変電
流源（２２０）と、高周波重畳回路部（４００）とを具備し、電流スイッチ回路（３１０）から出力される電流と可変
電流源（２２０）から出力される電流の和がレーザ・ダ
イオード（ＬＤ）を流れるように構成され、高周波重畳
回路部（４００）は、リード・モードの場合には、高周
波のパルス状の電流スイッチ切換指示信号を出力すると
共に、零の定数を出力すべきことを示す定数スイッチ切
換指示信号を出力し、イレーズ／ライト・モードで且つ
イレーズ／ライト・データがある場合には、基本電流源
（３００）の電流をレーザ・ダイオード（ＬＤ）に流す
べきことを指示する電流スイッチ切換指示信号を出力す
ると共に、所定の定数を出力すべきことを示す定数スイ
ッチ切換指示信号を出力するように構成されていることを特徴とするレーザ・ダイオードの制御方式。