JPH0536109A - レーザ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディジタル信号を光ディスクに記録する際に、
レーザの光量を安定にする。 【構成】半導体レーザ１、モニタダイオード２を設け
る。半導体レーザ１を駆動する第１駆動電流源４ａとモ
ニタダイオード２の出力信号により第１駆動電流源４ａ
にフィードバックする第１制御回路（レベルホールド回
路７ａ、比較回路８ａ、基準電圧源９ａ、ローパスフル
タ１０ａ）と、半導体レーザ１を駆動する第２駆動電流
源４ｂとモニタダイオード２の出力信号により第２駆動
電流源４ｂにフィードバックする第２制御回路（レベル
ホールド回路７ｂ、比較回路８ｂ、基準電圧源９ｂ、ロ
ーパスフルタ１０ｂ）とを設け、第１駆動電流源４ａ及
び第１制御回路と第２駆動電流源４ｂ及び第２制御回路
とを選択するスイッチ３ａ，５ａとスイッチ３ｂ，５ｂ
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号データ
を光ディスクに記録および再生する光ディスク装置にお
いて、ピットを形成するときの光量とピットを形成しな
いときの光量とを安定に保つ事が出来るレーザ駆動回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録及び再生可能な光ディスクにディジ
タルデータを書き替えまたは追記記録をする場合、記録
すべきディジタルデータに対応して、例えばピットをデ
ィスクに形成するすのにレーザの出力光量を大きくして
記録をしている。従って、記録すべきディジタルデータ
に対応して、ピットを正しくディスクに形成するにはレ
ーザを駆動するレーザ駆動回路は必要な光量を瞬時にし
て立ち上げ、かつ温度特性も安定した光量が要求されて
いる。

【０００３】２図は上記の様な条件を考慮した従来のレ
ーザ駆動回路のブロック図系統である。同図において、
記録すべきディジタルデータが供給される入力端子２０
があって、この入力端子２０はスイッチ回路２１を介し
てカソードが接地された半導体レーザ２２のアノードに
接続されている。

【０００４】この半導体レーザ２２が発するレーザ光を
受けて、その光量によって電流の変化をもたらすモニタ
ー用の受光素子であるフォトダイオード２３が半導体レ
ーザ２２の近傍に配置されている。このダイオード２３
のカソードは抵抗器（電流電圧変換回路）２４を介して
電源につながれ、同アノードは接地され、同カソードは
レベルホールド回路２５を介して入力の一端が基準電圧
源２６に接続されている比較回路２７の入力の他端に接
続されている。比較回路２７の出力端はループフィルタ
２８及び駆動電流源２９をシリーズに介して半導体レー
ザ２２のアノードに接続されている。

【０００５】３図は半導体レーザ２２に加える駆動電流
Ｉｆ対発光する光量Ｐｏの関係を示す図であり、半導体
レーザ２２に電流Ｉｆを加えていくと、発振開始電流Ｉ
ｔｈまでは自然発光するがさらに加えていくと、レーザ
としての発振を始める。レーザ発振領域では、電流Ｉｆ
と光量Ｐｏは比例関係にあり、例えば電流値Ｉａに応じ
た光量Ｐａが得られる。ある電流Ｉａと光量Ｐａに対
し、電流Ｉｃを重畳することにより、つまり、電流（Ｉ
ｂ＝Ｉａ＋Ｉｃ）に応じた光量Ｐｂを得ることができ
る。

【０００６】４図はダイオード２３が半導体レーザ２２
の発光を受けた時の光量Ｐｏ対電流Ｉｍの関係を示す図
であり、光量Ｐｏと電流Ｉｍとは正比例の関係がある。

【０００７】次に、従来のレーザ駆動回路の動作につい
て、２図〜４図を参照しながら説明する。ここで、ピッ
トを形成しない状態１の時の必要光量を光量Ｐａ、ピッ
トを形成する状態２の時の必要光量を光量Ｐｂとする
（Ｐａ＜Ｐｂ）。また、ＣＤプレーヤーにおいて、ディ
スクに記録済みのピットと呼ばれるディジタルデータ
（ＣＤプレーヤーにおいてはＥＦＭ信号とも記す）を再
生する時は光量はＰａで充分である。

【０００８】今、２図においてピットを形成しない状態
１の時を想定すると、半導体レーザ２２より必要光量Ｐ
ａを得るために、駆動電流源２９より半導体レーザ２２
に電流Ｉａが供給される。これにより半導体レーザ２２
が発するレーザ光を受けてその光量に応じてフォトダイ
オード２３及び抵抗器２４に電流が流れるので、測定点
３０に電圧値Ｖ1 が得られる。

【０００９】この電圧値Ｖ1 は後で詳しく説明するが、
レベルホールド回路２５で内部の時定数に応じてサンプ
ルとホールドを繰り返す。レベルホールド回路２５で得
られた出力は、比較回路２７で基準電圧源２６と比較さ
れその差電圧△Ｖを得る。その差電圧△Ｖは光量一定の
制御を行うためループ特性を安定化させるループフィル
タ回路２８を通り、駆動電流源２９が送出することで駆
動電流を制御することにより、半導体レーザ２２の発光
する光量を一定光量Ｐａに保つように働く。

【００１０】次に、ピットを形成する状態２の時の必要
光量は光量Ｐｂであるので、半導体レーザ２２のアノー
ド側に駆動電流Ｉｃを重畳させるためのスイッチ回路２
１がある。このスイッチ回路２１は入力端子２０に供給
されるＥＦＭ信号に同期した信号入力に応じてＯＮ／Ｏ
ＦＦを繰り返す。このスイッチ回路２１が“ＯＦＦ”の
時は、駆動電流Ｉｃの重畳はないが、“ＯＮ”の時は、
駆動電流Ｉｃの重畳により半導体レーザ２２に加えられ
る電流は（Ｉｂ＝Ｉａ＋Ｉｃ）となり光量Ｐｂを得る。

【００１１】また、記録すべきディスクの材質のバラツ
キから、ピットを形成するときの最適光量には範囲があ
り、その最適光量を得るために、光量Ｐｂは駆動電流Ｉ
ｂの量を変えることにより容易に変えることができる。
それにはスイッチ回路２１が“ＯＮ”になるのに必要な
ＥＦＭ信号に同期した信号入力電圧を可変することによ
り重畳電流Ｉｃの変化となり、結果として光量Ｐｂの値
を変えることができる。

【００１２】このようにピットを形成しない状態１の時
はフィドバックループで光量Ｐａを一定に保っている
が、ピットを形成する状態２の時、駆動電流Ｉｂを得る
のにフィードバックループ外より電流Ｉｃを重畳してい
るため、レーザ駆動回路のフィードバックループが不安
定となる。そこで、レーザ駆動回路のフィードバックル
ープ内にレベルホールド回路２５が必要となる。

【００１３】レベルホールド回路２５は、光量Ｐａの状
態のときには光量Ｐａに相当する電流値をサンプルし、
光量Ｐｂの状態のときには光量Ｐａに相当する電流値を
保持している。レベルホールド回路２５にはアタックタ
イム、リカバリータイムを決める時定数があり、リカバ
リータイムは光量Ｐａと光量Ｐｂとの繰り返し周期に比
べて、フィドバックループを安定させるのに十分長い時
定数にとられている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ駆動回路
では、半導体レーザの発光する光量が温度変動により一
定にできないといった欠点があった。５図は温度変化に
よる半導体レーザの電流対光量の説明図であり、同図を
参照しながら説明する。

【００１５】温度がＴ１においては、駆動電流Ｉａに対
して光量Ｐａを得て、駆動電流Ｉｃを重畳することによ
り光量Ｐｂを得ることができた。ところが温度がＴ２に
なると光量Ｐａを得るには、５図から明らかなように駆
動電流Ｉａより電流Ｉｃだけ余計に駆動電流を必要とす
る。温度がＴ２の場合、光量Ｐｂを得るために駆動電流
は（Ｉｂ＋Ｉｄ）よりも更に余計な駆動電流ΔＩｄが必
要になるという問題点があった。

【００１６】また、６図に示すごとくピットを読むだけ
であれば、半導体レーザに電流が流れ始めて所定の光量
Ｐａに達するまでの時間ｔ1 はある程度長くても良かっ
たが、生ディスクにディジタルデータ信号を記録する場
合、即ちピットを形成しない時の光量Ｐａと、ピットを
形成する時の光量Ｐｂとの繰り返し状態において、ピッ
トを形成しない時の光量Ｐａからピットを形成する時の
光量Ｐｂまでの立上がり時間ｔ2 は、なるべく短い時間
に設定する必要があるが、従来のレーザ駆動回路では、
時間設定が出来る手段がないといった欠点があった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、半導体レーザと、この半導体レーザの発光
量によって比例的にモニター電流が発生するモニタ手段
と、前記半導体レーザに第１の電流値を供給する第１駆
動電流源と、前記モニタ手段の出力信号を第１駆動電流
源にフィードバックして第１駆動電流源の出力レベルを
一定にする第１制御手段と、前記半導体レーザに第２の
電流値を供給する第２駆動電流源と、前記モニタ手段の
出力信号を第２駆動電流源にフィードバックして第２駆
動電流源の出力レベルを一定にする第２制御手段と、前
記半導体レーザに対し前記第１の電流値を供給する時は
前記半導体レーザと第１駆動電流源とを接続すると共
に、前記モニタ手段と第１制御手段とを接続する第１ス
イッチ手段と、前記半導体レーザに対し前記第２の電流
値を供給する時は前記半導体レーザと第２駆動電流源と
を接続すると共に、前記モニタ手段と第２制御手段とを
接続する第２スイッチ手段とを有することを特徴とする
レーザ駆動回路を提供する。

【００１８】

【実施例】１図は本発明のレーザ駆動回路の一実施例の
ブロック系統図を示す。同図に於いて、１は半導体レー
ザであり、２は半導体レーザ１が発光するレーザ光をモ
ニタするフォトダイオードである。半導体レーザ１のカ
ソードはアースに、同アノードはスイッチ回路３ａを介
して駆動電流源４ａの出力端にそれぞれ接続されてい
る。

【００１９】フォトダイオード２のアノードはアース
に、同カソードはスイッチ回路３ａと連動動作するスイ
ッチ回路５ａを介して抵抗器（電流−電圧変換回路）６
ａの一端とレベルホールド回路７ａの入力端とにそれぞ
れ接続されている。この抵抗器６ａの他端は電源Ｖcc
に、レベルホールド回路７ａの出力端は比較回路８ａお
よびローパスフィルタ１０ａをシリーズに介して駆動電
流源４ａの入力端に接続されている。そして比較回路８
ａには比較の基準となる基準電圧源９ａが接続されてい
る。

【００２０】更に半導体レーザ１及びフォトダイオード
２を共通にして、上記ブロック構成と同様なブロック構
成がもう１組あって、上記スイッチ回路３ａ〜ローパス
フィルタ１０ａとそれぞれ対応するブロックには同一番
号にして添字をｂとして図示してある。即ち、半導体レ
ーザ１のアノードはスイッチ回路３ｂを介して駆動電流
源４ｂの出力端に接続され、フォトダイオード２のカソ
ードはスイッチ回路３ｂと連動動作するスイッチ回路５
ｂを介して抵抗器６ｂの一端とレベルホールド回路７ｂ
の入力端にそれぞれ接続されている。この抵抗器６ｂの
他端は電源Ｖccに、レベルホールド回路７ｂの出力端は
比較回路８ｂの入力端に接続され、この比較回路８ｂの
出力端はローパスフィルタ１０ｂを介して駆動電流源４
ｂの入力端に接続されている。そして比較回路８ｂには
比較の基準になる基準電圧源９ｂが接続されている。

【００２１】１１は記録すべきディジタルデータが供給
される入力端子で、この入力端子１１はスイッチ回路３
ａとスイッチ回路５ａとの制御端子に接続されると共
に、インバータ１２を介してスイッチ回路３ｂとスイッ
チ回路５ｂとの制御端子にも接続されている。ここで
は、ディスクに記録するためのディスク及びその駆動系
の図示は省略してある。

【００２２】以上の構成の本発明のレーザ駆動回路の一
実施例の動作を説明する。入力端子１１にディスクに記
録すべきデジタル信号、例えばＥＦＭ信号に対応したロ
ジック信号“Ｈ”、“Ｌ”が供給される。このロジック
信号が“Ｌ”の時、スイッチ回路３ａとスイッチ回路５
ａとは連動して、共に“ＯＮ”に制御され、スイッチ回
路３ｂとスイッチ回路５ｂとはインバータ１２があるの
で共に逆の動作モードである“ＯＦＦ”に制御される。
逆に入力端子１１に供給されたロジック信号が“Ｈ”の
時、スイッチ回路３ａとスイッチ回路５ａとは“ＯＦ
Ｆ”であり、スイッチ回路３ｂとスイッチ回路５ｂとは
“ＯＮ”となる。

【００２３】今、ピットを形成しない状態１、即ち入力
端子１１に供給されたロジック信号が“Ｌ”の時、スイ
ッチ回路３ａとスイッチ回路５ａとが“ＯＮ”となり、
スイッチ回路３ｂとスイッチ回路５ｂとは“ＯＦＦ”と
なる。

【００２４】半導体レーザ１に駆動電流源４ａから駆動
電流Ｉａが供給され、半導体レーザ１が光量Ｐａで発光
すると、モニターダイオード２は半導体レーザ１の発光
量に比例したモニター電流が抵抗器６ａを介し電源Ｖcc
より流れ、測定点１３ａに於いて、電圧値Ｖａを得る。
この電圧値Ｖａはレベルホールド回路７ａに供給される
が、スイッチ回路３ａとスイッチ回路５ａとが“ＯＦ
Ｆ”の時モニター電流が抵抗器６ａを介し電源Ｖccより
流れないので抵抗器６ａによる電圧降下はないので、測
定点１３ａに於いて、電源電圧値Ｖccを得る。

【００２５】レベルホールド回路７ａはＥＦＭ信号の周
期Ｔ１に比べて十分長い時定数Ｔ２を持ち、レベルホー
ルド回路７ａは、サンプル時に電圧値Ｖａから電圧値Ｖ
ccの間の値Ｖ11を出力する。このレベルホールド回路７
ａの出力信号は比較回路８ａで基準電圧９ａと比較され
て差電圧を出力する。この出力はローパスフィルタ１０
ａにより低域成分のみ通って、駆動電流源４ａの送出す
る駆動電流を制御するといった一巡ループを構成し、半
導体レーザ１の光量Ｐａが一定になるようにする。

【００２６】次に、ピットを形成する状態２、即ち入力
端子１１に供給されたロジック信号が“Ｈ”の時、スイ
ッチ回路３ｂとスイッチ回路５ｂとが“ＯＮ”となり、
スイッチ回路３ａとスイッチ回路５ｂとは“ＯＦＦ”と
なる。

【００２７】半導体レーザ１に駆動電流源４ｂから駆動
電流Ｉｂが供給供給され、半導体レーザ１が光量Ｐｂで
発光すると、モニターダイオード２は半導体レーザ１の
発光量に比例したモニター電流が抵抗器６ｂを介し電源
Ｖccより流れ、測定点１３ｂに於いて、電圧値Ｖｂを得
る。この電圧値Ｖｂはレベルホールド回路７ｂに供給さ
れるが、スイッチ回路３ｂとスイッチ回路５ｂとが“Ｏ
ＦＦ”の時モニター電流が抵抗器６ｂを介し電源Ｖccよ
り流れないので抵抗器６ｂによる電圧降下はないので、
測定点１３ｂに於いて、電源電圧値Ｖccを得る。

【００２８】レベルホールド回路７ｂはＥＦＭ信号の周
期Ｔ１に比べて十分長い時定数Ｔ２を持ち、レベルホー
ルド回路７ｂは、サンプル時に電圧値Ｖｂから電圧値Ｖ
ccの間の値Ｖ22を出力する。このレベルホールド回路７
ｂの出力信号は比較回路８ｂで基準電圧９ｂと比較され
て差電圧を出力する。この出力はローパスフィルタ１０
ｂにより低域成分のみ通って、駆動電流源４ｂの送出す
る駆動電流を制御するといったフィドバックループを構
成し、半導体レーザ１の光量Ｐｂが一定になるようにす
る。

【００２９】

【発明の効果】上記のように本発明のレーザ駆動回路
は、光ディスクにディジタルデータを書き替えまたは追
記記録をする場合、記録すべきディジタルデータに対応
して、半導体レーザ１の光量をピットを形成しない状態
１とピットを形成する状態２とがそれぞれ独立したフィ
ードバックループを有するレーザ駆動回路によって電流
制御をされるため、温度変化に関係なく２つの光量を安
定に保持することが出来る効果がある。

【００３０】この効果は、ディジタル信号をディスクに
記録する際の特に、つなぎ録り時に顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ駆動回路の一実施例におけるの
ブロック系統図。

【図２】従来の半導体レーザ駆動回路のブロック系統
図。

【図３】半導体レーザの電流対光量の関係図。

【図４】フォトダイオードの光量対電流の関係図。

【図５】温度変化による半導体レーザの電流対光量の説
明図。

【図６】記録及び再生時の光量の説明図である。

【符号の説明】

１…半導体レーザ、２…モニターダイオード、３ａ，３
ｂ，５ａ，５ｂ…スイッチ回路、４ａ，４ｂ…駆動電流
源、６ａ，６ｂ…抵抗器、７ａ，７ｂ…レベルホールド
回路、８ａ，８ｂ…比較回路、９ａ，９ｂ…基準電圧
源、１０ａ，１０ｂ…ローパスフィルタ回路、１１…Ｅ
ＦＭ信号入力端子、１２…インバータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】半導体レーザと、この半導体レーザの発光
   量によって比例的にモニター電流が発生するモニタ手段
   と、前記半導体レーザに第１の電流値を供給する第１駆
   動電流源と、前記モニタ手段の出力信号を第１駆動電流
   源にフィードバックして第１駆動電流源の出力レベルを
   一定にする第１制御手段と、前記半導体レーザに第２の
   電流値を供給する第２駆動電流源と、前記モニタ手段の
   出力信号を第２駆動電流源にフィードバックして第２駆
   動電流源の出力レベルを一定にする第２制御手段と、前
   記半導体レーザに対し前記第１の電流値を供給する時は
   前記半導体レーザと第１駆動電流源とを接続すると共
   に、前記モニタ手段と第１制御手段とを接続する第１ス
   イッチ手段と、前記半導体レーザに対し前記第２の電流
   値を供給する時は前記半導体レーザと第２駆動電流源と
   を接続すると共に、前記モニタ手段と第２制御手段とを
   接続する第２スイッチ手段とを有することを特徴とする
   レーザ駆動回路。