(57)【要約】【課題】発光周波数特性のバラツキを小さくし、記録波形のバラツキを改善することが可能なレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、および光記録装置を提供する。【解決手段】レーザダイオード１１１の駆動信号を伝送する伝送線路Ｔ１を含む伝送線路部ＴＬＰと、レーザダイオード１１１の駆動信号を、伝送線路Ｔ１を介してレーザダイオード１１１に送出する駆動部１２５ＤＲと、レーザダイオード１１１に直列に接続されたダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐと、を有し、伝送線路部ＴＬＰは、伝送線路Ｔ１の両端にそれぞれインダクタＬ１、Ｌ２が接続されている。【選択図】図２
2010118467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードの駆動信号を伝送する伝送線路を含む伝送線路部と、
上記レーザダイオードの駆動信号を、上記伝送線路部を介して上記レーザダイオードに送出する駆動部と、
上記レーザダイオードに直列に接続されたダンピング抵抗と、を有し、
上記伝送線路部は、
上記伝送線路の両端にそれぞれインダクタが接続されている
レーザ駆動回路。
【請求項２】
上記伝送線路部は、
上記伝送線路のインダクタンスを低下させるとともに容量を発生させるように線路インピーダンスが形成される
請求項１記載のレーザ駆動回路。
【請求項３】
上記伝送線路部は、
３次のフィルタより高次のフィルタが形成される
請求項１または２記載のレーザ駆動回路。
【請求項４】
上記ダンピング抵抗は電界効果トランジスタにより形成され、
上記レーザダイオードの動作電圧に応じた動作抵抗を計算し、当該計算した動作抵抗似た対応するダンピング抵抗値となるように、制御信号により上記電界効果トランジスタのゲート電圧を制御する制御部を有する
請求項１から３のいずれか一に記載のレーザ駆動回路。
【請求項５】
上記ダンピング抵抗は電界効果トランジスタにより形成され、
上記レーザダイオードを高周波重畳方式により駆動する高周波重畳部を有し、
上記高周波重畳部は、
上記レーザダイオードの動作電圧を検出する検出部と、
上記検出した動作電圧に応じた動作抵抗を計算し、当該計算した動作抵抗似た対応するダンピング抵抗値となるように、制御信号により上記電界効果トランジスタのゲート電圧を制御する制御部と、を含む
請求項１から３のいずれか一に記載のレーザ駆動回路。
【請求項６】
伝送線路のインダクタンスを低下させるとともに容量を発生させるように線路インピーダンスを形成し、
上記伝送線路の両端にインダクタを接続して伝送線路部を形成し、
レーザダイオードに直列にダンピング抵抗を接続し、
駆動部から上記レーザダイオードの駆動信号を、上記伝送線路部を介して上記レーザダイオードに送出する
レーザ駆動方法。
【請求項７】
レーザダイオードによるレーザ光が照射される光記録媒体と、
上記レーザダイオードを、伝送線路を介して駆動するレーザ駆動回路と、を有し、
上記レーザ駆動回路は、
レーザダイオードの駆動信号を伝送する伝送線路を含む伝送線路部と、
上記レーザダイオードの駆動信号を、上記伝送線路部を介して上記レーザダイオードに送出する駆動部と、
上記レーザダイオードに直列に接続されたダンピング抵抗と、を有し、
上記伝送線路部は、
上記伝送線路の両端にそれぞれインダクタが接続されている
光記録装置。
【請求項８】
上記伝送線路部は、
上記伝送線路のインダクタンスを低下させるとともに容量を発生させるように線路インピーダンスが形成される
請求項７記載の光記録装置。
【請求項９】
上記伝送線路部は、
３次のフィルタより高次のフィルタが形成される
請求項７または８記載の光記録装置。
【請求項１０】
上記ダンピング抵抗は電界効果トランジスタにより形成され、
上記レーザダイオードを高周波重畳方式により駆動する高周波重畳部を有し、
上記高周波重畳部は、
上記レーザダイオードの動作電圧を検出する検出部と、
上記検出した動作電圧に応じた動作抵抗を計算し、当該計算した動作抵抗似た対応するダンピング抵抗値となるように、制御信号により上記電界効果トランジスタのゲート電圧を制御する制御部と、を含む
請求項７から９のいずれか一に記載の光記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置等に適用可能なレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、および光記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録再生が可能な光ディスク装置は、レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）から出射されるレーザ光をディスクに照射してデータの記録、再生を行う。
光ディスク装置の光ヘッドは、レーザダイオードの放射したレーザ光の光ディスクによる反射光を検出するフォトディテクタ等を内蔵している。
フォトディテクタ（ＰＤ）の出力は、受光光量に応じた電気信号としてＲＦアンプ等に供給される。
再生系は、光ヘッドのフォトディテクタによる検出出力を再生増幅する再生増幅回路やデコーダ等を有する。デコーダは、光ディスクの記録トラックからの反射光の検出出力について、記録系のエンコード処理に対応するデコード処理によりデータを再生する。
【０００３】
このような光ディスク装置において、ＬＤの駆動電流に高周波電流を重畳することにより、光ディスクからの反射光に生じるノイズの低減を図り、ＲＩＮ（相対雑音強度）を改善するようにしたレーザ駆動装置が提案されている（たとえば特許文献１，２参照）。
【０００４】
また、レーザ駆動電流に高周波電流を重畳するために、受光側のフォトディテクタ（ＰＤ）から再生信号を取り出すＰＤアンプにおいて、再生信号のピーク検波を行い、これを用いて高周波重畳を行うようにした装置が提案されている（たとえば特許文献３，４参照）。
【特許文献１】特開平７−９３７９４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４９３０２号公報
【特許文献３】特開平４−１１６８７９号公報
【特許文献４】特開平６−１３９５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したＬＤを用いた一般的な光記録再生装置では、転送レート（rate）が１０Ｍｂ／ｓｅｃと遅いことから、記録時の光パルス帯域は１００ＭＨｚあれば十分である。
これに対して、波長が４００ｎｍの光記録再生装置では倍速の３５Ｍｂｐｓ、２倍速の７０Ｍｂｐｓも要求されており、必要帯域は３００〜５００ＭＨｚとなる。
しかしながら、現状の光記録再生装置では、以下の不利益がある。
【０００６】
１）使用するＬＤの端子間容量は共振器長とプロセスで決まり、約２０ｐＦ〜３５ｐＦと固定であるが、動作抵抗（Ｒｄ）は６０ｍＷ出力時で５Ω〜１５Ωとバラツイている。
【０００７】
２）レーザ駆動回路は、代表的な動作抵抗Ｒｄと端子間容量Ｃｔでの周波数補償を行っているが、動作抵抗Ｒｄのバラツキが大きいため、記録波形も大きくバラツイてしまう。
【０００８】
３）Ｃ‐ＭＯＳ ＩＣ化され、出力容量は低下してきているが、出力電流を大きくとるため出力段を並列に並べていることから、出力容量がバイポーラトランジスタ（bipolar transistor）の５０％ダウンに止まっている。
ＬＤまでの伝送線路のインダクタンス(inductance)との共振を起こし、動作抵抗Ｒｄによる共振Ｑで周波数特性差を発生する。
その結果、伝送線路のインダクタンスを１０ｎＨ、出力容量を１８ｐＦとすると、共振は約４００ＭＨｚとなる。
【０００９】
４）ＬＤ駆動回路とＬＤ間の距離は、機器の小型化によって制約を受け、増加する方向にある。
【００１０】
５）動作抵抗Ｒｄのバラツキや温度変化による周波数特性は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）やレベル補正回路でレベルを抑えているが、原因が周波数特性の変化であるので、記録波形を同一にすることが困難である。
【００１１】
本発明は、発光周波数特性のバラツキを小さくし、記録波形のバラツキを改善することが可能なレーザ駆動回路、レーザ駆動方法、および光記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の観点のレーザ駆動回路は、レーザダイオードの駆動信号を伝送する伝送線路を含む伝送線路部と、上記レーザダイオードの駆動信号を、上記伝送線路部を介して上記レーザダイオードに送出する駆動部と、上記レーザダイオードに直列に接続されたダンピング抵抗と、を有し、上記伝送線路部は、上記伝送線路の両端にそれぞれインダクタが接続されている。
【００１３】
本発明の第２の観点のレーザ駆動方法は、伝送線路のインダクタンスを低下させるとともに容量を発生させるように線路インピーダンスを形成し、上記伝送線路の両端にインダクタを接続して伝送線路部を形成し、レーザダイオードに直列にダンピング抵抗を接続し、駆動部から上記レーザダイオードの駆動信号を、上記伝送線路部を介して上記レーザダイオードに送出する。
【００１４】
本発明の第３の観点の光記録装置は、レーザダイオードによるレーザ光が照射される光記録媒体と、上記レーザダイオードを、伝送線路を介して駆動するレーザ駆動回路と、を有し、上記レーザ駆動回路は、レーザダイオードの駆動信号を伝送する伝送線路を含む伝送線路部と、上記レーザダイオードの駆動信号を、上記伝送線路部を介して上記レーザダイオードに送出する駆動部と、上記レーザダイオードに直列に接続されたダンピング抵抗と、を有し、上記伝送線路部は、上記伝送線路の両端にそれぞれインダクタが接続されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発光周波数特性のバラツキを小さくし、記録波形のバラツキを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（本レーザ駆動回路が適用可能な光記録再生装置の構成例）
２．第２の実施形態（本レーザ駆動回路の原理的な構成および機能の説明）
３．第３の実施形態（本レーザ駆動回路の好適な構成例）
【００１７】
＜１．第１の実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るレーザ駆動回路が適用可能な光記録再生装置の簡略構成を示す図である。
【００１８】
この光記録再生装置１００は、記録媒体（たとえば光ディスク）１０１、光ピックアップ（光ヘッド）１１０、記録系１２０、再生系１３０、制御系１４０、およびシステムコントローラ１５０を有する。
【００１９】
光記録再生装置１００は、光ディスク１０１をモータ駆動回路１０２により駆動されるスピンドルモータ１０３にて回転駆動し、光ディスク１０１の記録トラックを光ヘッド１１０によりレーザ光で走査する。
これにより、光記録再生装置１００は、所定のデータフォーマット、たとえば、ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃ）に適合したフォーマット、ＣＤの規格に適合したフォーマットで、デジタルデータを光学的に記録し、再生する。
【００２０】
光ヘッド１１０は、レーザ駆動回路により駆動されデジタルデータの記録再生用のレーザダイオード（以下、ＬＤという）１１１を有する。
光ヘッド１１０は、さらに、ＬＤ１１１が放射したレーザ光を検出するフォトディテクタ（ＦＰＤ：Ｆｒｏｎｔ ＰＤ）１１２やＬＤ１１１の放射したレーザ光の光ディスク１０１による反射光を検出するフォトディテクタ（ＰＤ）１１３等を内蔵している。
【００２１】
このＬＤ１１１は、レーザ駆動回路により駆動される。本実施形態の光記録再生装置１００において、ＬＤ１１１の駆動方式とし、たとえば高周波重畳方式が採用される。
そして、光記録再生装置１００においては、光ディスク１０１の情報記録面で反射された光をフォトディテクタ（ＰＤ）１１３で検出し、検出信号に基づいて光ディスク１０１に記録された情報の再生を行う。
【００２２】
記録系１２０は、入力端子１２１から入出力インタフェース１２２を介して供給される記録すべきデジタルデータＤＴを上記した所定のデータフォーマットの記録データ列に変換するエンコーダ１２３を有する。
記録系１２０は、さらに、記録データ列に応じたライト（記録）パルスを発生するパルス発生回路１２４、ライトパルスに応じて駆動信号電流（ライト信号電流）を生成して光ヘッド１１０のレーザダイオード１１１を駆動するレーザ駆動回路１２５等を有する。
レーザ駆動回路１２５の構成および機能については後で詳述する。
【００２３】
再生系１３０は、光ヘッド１１０のフォトディテクタ１１３による検出出力を再生し増幅する再生増幅回路１３１やデコーダ１３２等を有する。
デコーダ１３２は、光ディスク１０１の記録トラックからの反射光の検出出力について、上述の記録系１２０のエンコーダ１２３に対応するデコード処理によりデータを再生し、再生データを出力端子１３３から出力する。
【００２４】
制御系１４０は、光ヘッド１１０のフォトディテクタ１１３による検出出力を再生し増幅する再生増幅回路１４１、再生増幅回路１４１を受けてサーボ制御を行うスピンドルサーボ回路１４２やヘッドサーボ回路１４３等を有する。
【００２５】
システムコントローラ１５０は、アナログデジタル変換機能（Ａ／Ｄ）を有しており、その入力ポートに光ヘッド１１０のフォトディテクタ１１３による検出出力が再生増幅回路１４１により供給される。
また、システムコントローラ１５０は、光ヘッド１１０のレーザダイオード１１１が放射したレーザ光を検出するフォトディテクタ１１２による検出出力がプリアンプ１５１を介して供給される。
システムコントローラ１５０は、供給されデジタル信号に変換された検出信号に応じて記録系１２０のパルス発生回路１２４およびレーザ駆動回路１２５の処理を制御する。
【００２６】
なお、この光記録再生装置は、一例であって、本発明が適用される光記録装置は、図１の構成に限るものではないことはいうまでもない。
【００２７】
＜２．第２の実施形態＞
［レーザ駆動回路１２５の原理的な構成および機能の説明］
以下、本実施形態に係るレーザ駆動回路の構成および機能について説明する。
【００２８】
本実施形態に係るレーザ駆動回路１２５は、ＬＤ１１１の発光周波数特性のバラツキを改善するために、以下の特徴をもって形成される。
すなわち、レーザドライブ段（アンプ）とＬＤ１１１間の伝送線路部ＴＬＰの伝送線路Ｔ１のインピーダンス（impedance）を十分小さく設計し、伝送線路Ｔ１のインダクタンス（inductance）を低下させると同時に容量を発生させる。
伝送線路Ｔ１の両端にインダクタＬ１，Ｌ２を接続することによって、本来３次のフィルタとなる構成を、５次や７次のフィルタ構成に変換することにより、伝送帯域の拡大を図る。
なお、フィルタは、次数を上げれば平坦帯域が拡大される。
【００２９】
また、ＬＤ１１１と直列にダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐを接続する。これにより、ＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄの変化での不整合を解消する。
たとえば、使用するＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄの最大値で伝送線路Ｔ１の設計を行い、ＬＤ１１１と直列にダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐを接続する。
また、レーザ駆動回路１２５では、使用するＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄに対し、［伝送線路インピーダンス（impedance）ＬＩＰ−Ｋ＊Ｒｄ］（≒Rd max−使用ＬＤのＲｄ）として伝送線路とレーザ駆動回路１２５の出力容量とで起こる電流共振のＱを同一にする。
【００３０】
図２（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る伝送線路の構成およびレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤとの等価回路を示す図である。
【００３１】
伝送線路部ＴＬＰは、伝送線路Ｔ１が、レーザ駆動回路１２５のＬＤドライブ段（アンプ）１２５ＤＲとＬＤ１１１との間に接続され、その両端にそれぞれインダクタＬ１，Ｌ２が接続されている。
図２（Ａ）の例では、伝送線路Ｔ１は、８Ω／３０ｍｍに設定される。
【００３２】
レーザ駆動回路１２５の駆動部としてのＬＤドライブ段１２５ＤＲは、電流源Ｉ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、およびキャパシタＣ１を有している。
伝送線路Ｔ１の一端側とＬＤドライブ段１２５ＤＲとの間にインダクタＬ１接続され、伝送線路Ｔ１の他端側とＬＤ１１１のアノード側との間にインダクタＬ２が接続されている。
そして、ＬＤ１１１のカソード側にダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐの一端が接続されている。
ダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐの他端側が伝送線路Ｔ１、およびＬＤドライブ段１２５ＤＲの基準電位源ＶＳＳに接続されている。
ＬＤ１１１は、図２の等価回路において、抵抗Ｒ３，Ｒ４（Ｒｄ）、およびキャパシタＣ２（Ｃｔ）を有する。
【００３３】
図２のＬＤ１１１の等価回路で抵抗Ｒ４（Ｒｄ）の抵抗値は５Ω〜１５Ωとバラツク。
たとえば、ＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄの抵抗値を５Ω〜１５Ωとした場合、Ｒｄ＝１５Ω時、所望周波数特性が得られる線路インピーダンスとする。
ダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐは、最適Ｒｄｕｍｐ特性から求めた近似式にのっとって決定する。
例では、Ｒｄｕｍｐ＝−１．３６Ｒｄ＋２０となる。
高周波の周波数特性のバラツキが小さくなるキャパシタＣｄｕｍｐを付加することも可能である。
【００３４】
ＬＤ１１１の駆動系の伝送線路部ＴＬＰにおいては、図２（Ａ）に示すように、伝送線路Ｔ１の両端にインダクタＬ１，Ｌ２が接続されている。たとえば、インダクタＬ１は３．５ｎＨに、インダクタＬ２は４ｎＨに設定される。
これには、ＬＤドライブ段１２５ＤＲやＬＤ１１１のリード（lead）インダクタンスが含まれている。
この伝送線路系は、インダクタンスが小さいので、パターンで作製可能である。
また、８Ω／３０ｍｍの遅延時間は約０．２ｎｓｅｃである。
【００３５】
ダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐは、上述したように、ＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄの変化での不整合を解消するために接続されている。
信号を電流源と考えた場合、出力容量と線路インダクタンス（inductance）でＬＤ１１１のインピーダンスを負荷とする電流共振を起こす。
共振Ｑは、動作抵抗Ｒｄに依存するので、バラツキは周波数特性の変化となる。
なお、伝送路との不整合反射との総合特性となるが、共振のほうが大きく現れるので上記表現とした。
そこで、本実施形態では、ＬＤ１１１と直列にダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐが接続され、負荷インピーダンスを同等となるように形成されている。
負荷インピーダンスを同等にすれば、共振Ｑが同等となり、周波数特性はほぼ同等となる。なお、伝送線路Ｔ１との不整合レベルも小さくなる総合動作が行われる。
【００３６】
本実施形態のレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの構成および機能について、ダンピング抵抗を持たない一般的な回路と比較しながら、さらに詳細に説明する。
【００３７】
図３は、ダンピング抵抗を持たない一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
この場合、ＬＤドライブ段１２５ＤＲ側に出力リードのインダクタンスＬ１０１が配置され、かつインダクタＬ１０２の伝送線路Ｔ１との接続点と基準電位源ＶＳＳとの間にリード端子間容量のキャパシタＣ３が接続されている。
図３において、Ｌ１０１は、ＩＣの出力＋パターンのインダクタンスとしてある。
【００３８】
図４は、図３の回路の発光周波数特性のシミュレーションの結果を示す図である。
この場合、動作抵抗Ｒｄが５Ω、１０Ω、１５Ω時の波形を示している。
【００３９】
ダンピング抵抗を持たない一般的なレーザ駆動回路は、図４のシミュレーション結果からわかるように、共振周波数でのレベル変化は４．０ｄＢにもなる。
また、ダンピング抵抗を持たない一般的なレーザ駆動回路は、図示しないが、動作抵抗Ｒｄが５Ω時のオーバーシュート（over short）は、４０％にも達する。
【００４０】
［ダンピング抵抗の効果］
図５は、ダンピング抵抗をＬＤに直列に接続したレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
ただし、図５の回路は、伝送線路Ｔ１の両端にインダクタＬ１，Ｌ２が接続されていない。
【００４１】
図６は、図５の回路において動作抵抗Ｒｄが５Ω，１０Ω，１５Ω時の最適ダンピング抵抗での発光周波数特性を示す図である。
【００４２】
ダンピング抵抗ＲｄｕｍｐをＬＤ１１１に直列に接続した場合、図６に示すように、発光周波数のバラツキは軽減できる。
ただし、発光周波数帯域は狭い方に統一される傾向にあり、４００ＭＨｚ程度となっている。
またダンピング抵抗ＲｄｕｍｐをＬＤ１１１に直列に接続した場合、図示しないがオーバーシュートは５％程度に抑えられる。
【００４３】
図７は、本実施形態に係る図２の回路において動作抵抗Ｒｄを５Ω，１０Ω，１５Ωとして時の発光周波数特性のシミュレーションの結果を示す図である。
【００４４】
この場合、図６に比べて伝送帯域特性が大幅に改善されていることがわかる。
すなわち、ダンピング抵抗をＬＤに直列に接続し、伝送線路Ｔ１の両端にインダクタＬ１，Ｌ２を接続した回路では、伝送帯域特性が大幅に改善されている。
ただし、このシミュレーションでは、ＬＤドライブ段１２５ＤＲに出力容量Ｃｏｕｔ、端子間容量Ｃｔ、および動作抵抗Ｒｄによる周波数特性低下の補償を行なっている。
【００４５】
以下、発光周波数特性についてさらに考察する。
【００４６】
図８は、伝送線路長が０ｍｍとしてシミュレーションを行う一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図９は、図８の回路による発光周波数特性を示す図である。
【００４７】
伝送路長が０ｍｍの発光周波数特性、すなわち抵抗Ｒ４に流れる電流の周波数特性は、図９に示すようになる。
この場合の信号源ｉｍｐはほぼ抵抗Ｒ４で、キャパシタＣ１，Ｃ２の１次のローパスフィルタ（ＬＰＦ）となる。
【００４８】
図１０は、発光周波数特性の補償を行う一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図１１は、図１０の回路による発光周波数特性を示す図である。
【００４９】
図１０において、発光周波数補償部１０は、信号源に対して並列に接続された抵抗Ｒ７とキャパシタＣ４とその接続点からの接地抵抗Ｒ５により形成される。
図１０および図１１は、動作抵抗Ｒｄを１５Ωとしての発光周波数特性の補償を行ったもので、図１１に示すように、（１ＧＨｚ／−１．５ｄＢ）の特性が得られる。
【００５０】
図１２は、ダンピング抵抗をＬＤに直列に接続してシミュレーションを行うレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図１３は、図１２の回路の発光周波数特性を示す図である。
【００５１】
図１２は、ダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐを抵抗Ｒ４（動作抵抗Ｒｄ）に対して直列に接続した回路である。
このように、ダンピング抵抗ＲｄｕｍｐをＬＤ１１１に直列に、具体的には、抵抗Ｒ４（動作抵抗Ｒｄ）に対して直列に接続することにより、帯域（ＢＷ）が１ＧＨｚで、周波数特性のバラツキは１ｄＢ／５００ＭＨｚに軽減できる。
【００５２】
以上のように、伝送線路がなければ広帯域を実現することができる。
【００５３】
図１４は、伝送線路長がある一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図１５は、図１４の回路による現状の発光周波数特性を示す図である。
【００５４】
現状の発光周波数特性においては、図１５に示すように、５００ＭＨｚにピークを持ち、動作抵抗Ｒｄによる変化レベルは６．５ｄＢにもなっている。
なお、ここでは浮遊インダクタンスやキャパシタンス（capacitance）を省いているので、ｆｏは高く実際とは異なる。
【００５５】
図１６は、伝送線路にインダクタＬ１を挿入した一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図１７は、図１６の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【００５６】
図１７は、動作抵抗Ｒｄが１０Ω時の線路インダクタンス対発光周波数特性である。
この例は、インダクタンスを０ｎＨ，５ｎＨ，１０ｎＨ，２０ｎＨ，３０ｎＨと可変としたときの発光周波数特性を示している。
図１７において、伝送帯域を拡大するには、線路インダクタンスを十分小さくする必要があることがわかるが、伝送線路長が現状３０ｍｍと長いので、単純に小さくはできない。
【００５７】
図１８は、伝送線路を挿入した一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図１９は、図１８の回路による線路インピーダンス対発光周波数特性を示す図である。
【００５８】
図１９は、動作抵抗Ｒｄが１０Ω時の線路インピーダンス対発光周波数特性である。
この例は、インピーダンスを１Ω，２Ω，５Ω，１０Ω，１５Ω，２０Ω，３０Ω，４０Ωと可変としたときの発光周波数特性を示している。
図１９において、伝送帯域を拡大するには、線路インピーダンスを十分低く、かつ最適にする必要があることがわかる。
伝送線路を用いれば、等価インダクタンスを小さくできる。
ＬＤドライブ段（アンプ）１２５ＤＲにおける周波数補償を９ｄＢ程度とするには、インピーダンスＺｏ＝５Ω程度とすれば良い。
【００５９】
図２０は、伝送線路の両端にインダクタを挿入した本実施形態に係るレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図２１は、図２０の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【００６０】
図２１は、動作抵抗Ｒｄが１０Ωで、線路インピーダンスＺｏが５Ωで、伝送線路Ｔ１の両端にインダクタＬ１，Ｌ２を挿入したときの対発光周波数特性である。
この例は、インダクタンスを０ｎＨ，２ｎＨ，４ｎＨ，６ｎＨ，８ｎＨ，１０ｎＨと可変としたときの発光周波数特性を示している。
図２１に示すように、インダクタンスが４ｎＨ付近で、低域が上がらず、中域の凹みが補正される。
【００６１】
図２２は、伝送線路の両端に同じインダクタンスのインダクタを挿入した本実施形態に係るレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図２３は、図２２の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【００６２】
図２３は、動作抵抗Ｒｄが１０Ω、インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスが４ｎＨで、線路インピーダンスＺｏを可変としたときに発光周波数特性である。
この例では、線路インピーダンスＺｏを５Ω，６Ω，７Ω，８Ω，９Ω，１０Ωと可変としたときの発光周波数特性を示している。
図２３に示すように、線路インピーダンスＺｏ＝７Ω付近で中域まで平坦にできる。
【００６３】
図２４は、伝送線路の両端にインダクタンスが最適化されたインダクタを挿入した本実施形態に係るレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
図２５は、図２４の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【００６４】
図２５は、動作抵抗Ｒｄが１０Ω、線路インピーダンスＺｏ、インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンス、周波数補償の最適化を行った場合の発光周波数特性である。
この例では、線路インピーダンスＺｏが１０Ω、インダクタＬ１のインダクタンスが３ｎＨ、インダクタＬ２のインダクタンスが２．５ｎＨに設定されている。
また、周波数補償部１０Ａの抵抗Ｒ７の抵抗値が１．４Ω、キャパシタＣ４の容量値が２００ｐＦに設定されている。
ちなみに、図１０、図１２、図２０、および図２２の周波数補償部１０の抵抗Ｒ７の抵抗値は２．５Ω、キャパシタＣ４の容量値が１９０ｐＦに設定されている。
この最適化を行うことにより、図２５に示すように、帯域（ＢＷ）として、１ＧＨｚを確保することができる。
このように、ＬＤドライブ段１２５ＤＲの出力等価回路とＬＤ１１１の等価回路が与えられれば、周波数補正量、伝送線路Ｔ１の線路インピーダンスＺｏ、必要なインダクタＬ１，Ｌ２が決定する。
【００６５】
図２６は、図２４の回路で動作抵抗Ｒｄを可変としてときの周波数特性を示す図である。
【００６６】
図２６は、図２４の回路でダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐの抵抗値を１５Ωとして抵抗Ｒ４（動作抵抗Ｒｄ）を５Ω，６Ω，７Ω，８Ω，９Ω，１０Ω，１１Ω，１２Ω，１３Ω，１４Ω，１５Ωと可変としたときの周波数特性である。
図２６に示すように、動作抵抗Ｒｄが１０Ω時に最大平坦となり、動作抵抗Ｒｄが高いと特性の凸凹が大きくなる。
動作抵抗Ｒｄのバラツキを５〜１２Ωとすれば問題の無い凹凸となる。
【００６７】
図２７は、図２４の回路で動作抵抗Ｒｄを可変としてときのパルス応答波形を示す図である。
【００６８】
図２７は、図２４の回路で抵抗Ｒ４（動作抵抗Ｒｄ）を５Ω，７．５Ω，１０Ω，１２．５Ωと可変としたときのパルス応答（入力ｔｒ,ｔｆ=５００ｐｓｅｃ）である。
図２７に示すように、動作抵抗Ｒｄのバラツキを５〜１２．５Ωとすれば±５％の歪みとなる。
【００６９】
図２８は、図２４の回路の伝送線路部をＴ型変換して５次、π型変換して７次のフィルタ構成に変換して示す回路図である。
図２９は、図２８の回路の発光周波数特性を示す図である。
【００７０】
図２８において、伝送線路部２０は、伝送線路部３０の様にＴ型変換して５次のＬＰＦとして、伝送線路部４０の様にπ型変換して７次のＬＰＦとして形成されている。
【００７１】
伝送線路部２０においては、伝送線路Ｔ１の一端側（ＬＤドライブ段側）にインダクタＬ１とＬ３が直列に接続され、他端側（ＬＤ側）にインダクタＬ４とＬ２が直列に接続されている。
【００７２】
伝送線路部３０においては、ノードＮＤ３０のＬＤドライブ段側にインダクタＬ９，Ｌ５，Ｌ７が直列に接続され、ＬＤ側にインダクタＬ１０，Ｌ８，Ｌ６が直列に接続されている。そして、ノードＮＤ３０に対してキャパシタＣ６が接続されている。
【００７３】
伝送線路部４０においては、中心部にインダクタＬ１６が配置され、インダクタＬ１６の一端側（ＬＤドライブ段側）にインダクタＬ１１とＬ１３が直列に接続され、他端側（ＬＤ側）にインダクタＬ１４とＬ１２が直列に接続されている。
そして、インダクタＬ１６の一端側にキャパシタＣ９接続され、他端側にキャパシタＣ１０が接続されている。
【００７４】
このように、本来３次のフィルタとなる構成を５次あるいは７次のフィルタ構成に変換することで、図２９に示すように、周波数特性の凹凸をへらしながら、平坦な帯域（ＢＷ）を拡大することが可能となる。
すなわち、本来３次のフィルタとなる構成を５次あるいは７次のフィルタ構成に変換することで、伝送帯域の拡大を図ることが可能となる。
【００７５】
以上、第２の実施形態としてレーザ駆動回路１２５の原理的な構成および機能について説明した。
次に、本実施形態のレーザ駆動回路の好適な実施形態を第３の実施形態として説明する。
第３の実施形態では高周波重畳部にＲｄ検出機能を持たせ、検出測定したＲｄに対応するダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐとなるように、トランジスタ抵抗部のゲート電圧を制御する。
【００７６】
＜第３の実施形態＞
図３０は、本第３の実施形態に係る高周波重畳部の構成例を示すブロック図である。
図３１は、図３０の伝送線路部の一例を示す図である。
【００７７】
高周波重畳部２００は、シリアルインタフェース・ステータスレジスタ・抵抗制御部２０１、高周波発振器（ＨＦ ＯＳＣ）２０２、カレントスイッチおよび加算部２０３、並びに出力電流ドライバ・動作電圧検出・周波数補償部２０４を有する。
高周波重畳部２００は、さらにレーザパワーメモリ２０５、デジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）２０６、レーザパワーコントローラ２０７、トランジスタ抵抗部２０８、伝送線路部Ｔ２００を有する。
【００７８】
伝送線路部Ｔ２００は、図３１に示すように、上述した実施形態と同様に伝送線路Ｔ１の両端にインダクタＬ１，Ｌ２が接続されて形成されている。
【００７９】
基本的には、高周波重畳部２００において、外部の制御系からシリアルインタフェース・ステータスレジスタ・抵抗制御部２０１のステータスレジスタにレベルコントロールのコントロールデータが設定される。
この設定データに基づいて高周波発振器２０２の周波数コントロールおよびレベルコントロールが行われる。このコントロールに伴い高周波信号がカレントスイッチおよび加算部２０３に供給される。
カレントスイッチおよび加算部２０３からレーザパワーをコントロールするように制御された高周波信号が出力され、出力電流ドライバおよび動作電圧検出部２０４を通して、ＬＤ１１１が駆動される。
また、シリアルインタフェース・ステータスレジスタ・抵抗制御部２０１による電流コントロール信号Ｉｆｃｏｎｔによって、レーザパワーメモリ２０５からデータが読み出される。
この読み出されたデータはＤ／Ａ変換器２０６でアナログ信号に変換され、レーザパワーコントローラ２０７に与えられる。
レーザパワーコントローラ２０７には、ＦＰＤ１１２によるレーザ出力に伴う信号を受けて、レーザパワーをコントロールするように、カレントスイッチおよび加算部２０３がコントロールされる。
【００８０】
トランジスタ抵抗部２０８は、たとえばｎチャネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１を有している。
トランジスタ抵抗部２０８のＦＥＴ‐Ｑ１は、ドレインがＬＤ１１１のカソード側に接続され、ソースが伝送線路Ｔ１、並びに出力電流ドライバ・動作電圧検出・周波数補償部２０４の基準電位源ＶＳＳに接続されている。
そして、ＦＥＴ‐Ｑ１のゲートがシリアルインタフェース・ステータスレジスタ・抵抗制御部２０１の制御信号ＣＴＬの供給ラインに接続されている。
【００８１】
本実施形態では、電流Ｉｆが所定ステップ単位で与えられ、これに応答して出力電流ドライバおよび動作電圧検出部２０４で動作電圧Ｖｏｐを測定する。
測定した動作電圧Ｖｏｐをシリアルインタフェースおよびステータスレジスタおよび抵抗制御部２０１に与え、動作抵抗Ｒｄを計算により得る。
そして、検出測定した動作抵抗Ｒｄに対応するダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐとなるように、シリアルインタフェース・ステータスレジスタ・抵抗制御部２０１がトランジスタ抵抗部２０８の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１のゲート電圧を制御する。
【００８２】
より具体的には、高周波重畳部２００におけるダンピング抵抗制御は次のように行われる。
【００８３】
Ｒｄ測定モードとし、測定用２ポイントの電流ＩｆをＬＤ１１１に流す。
この状態でＬＤ１１１に接続された出力電流ドライバ・動作電圧検出・周波数補償部２０４で動作電圧Ｖｏｐを測定する。動作電圧検出部で検出された動作電圧Ｖｏｐをアナログ信号からデジタル信号に変換し、シリアルインタフェース・ステータスレジスタ・抵抗制御部２０１に供給する。
抵抗制御部あるいは外部の制御部（ＣＰＵ）で測定された動作電圧Ｖｏｐの情報を基に、次式により動作抵抗Ｒｄを計算する。
【００８４】
［数１］
Ｒｄ=（ＶｏｐＨ‐ＶｏｐＬ）／（ＩｏｐＨ‐ＩｏｐＬ）（Ω）
【００８５】
なお、測定電流Ｉｏｐがライトピーク電流と異なるときは、Ｒｄ／Ｉｆ特性に従って補正する。
【００８６】
抵抗制御部が、計算した動作抵抗Ｒｄに対応するダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐとなるように制御信号ＣＴＬをトランジスタ抵抗部２０８のＦＥＴ‐Ｑ１のゲートに出力する。
これにより、ＦＥＴ‐Ｑ１のオン抵抗が制御信号ＣＴＬに応じた値となり、ダンピング抵抗が最適な値に調整される。
【００８７】
また、シリアルインタフェースおよびステータスレジスタおよび抵抗制御部２０１により、出力電流ドライバ・動作電圧検出・周波数補償部２０４の周波数を補償するように制御可能である。
【００８８】
なお、バラツキを軽減する制御の必要がなければ、第２の実施形態のように、固定抵抗で良い。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態に係るレーザ駆動回路１２５は、ＬＤ１１１の発光周波数特性のバラツキを改善するために、以下の特徴をもって形成される。
ＬＤドライブ段（アンプ）１２５ＤＲとＬＤ１１１間の伝送線路Ｔ１のインピーダンス（impedance）を十分小さく設計し、伝送線路Ｔ１のインダクタンス（inductance）を低下させると同時に容量を発生させる。
伝送線路Ｔ１の両端にインダクタＬ１，Ｌ２を接続することによって、本来３次のフィルタとなる構成を、５次や７次のフィルタ構成に変換することを可能にし、伝送帯域の拡大を図る。
また、ＬＤ１１１と直列にダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐを接続する。これにより、ＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄの変化での不整合を解消する。
たとえば、使用するＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄの最大値で伝送線路Ｔ１の設計を行い、ＬＤ１１１と直列にダンピング抵抗Ｒｄｕｍｐを接続する。
また、レーザ駆動回路１２５では、使用するＬＤ１１１の動作抵抗Ｒｄに対し、［伝送線路インピーダンス（impedance）ＬＩＰ−Ｋ＊Ｒｄ］（≒Rd max−使用ＬＤのＲｄ）として伝送線路とレーザ駆動回路１２５の出力容量とで起こる電流共振のＱを同一にする。
したがって、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００９０】
本実施形態のレーザ駆動回路１２５は、以上の構成を採用することにより、発光周波数特性のバラツキを改善し、記録波形のバラツキを小さくことが可能となる利点がある。
しかも、発光周波数特性が伝送線路のインダクタンスに依存し、４００ＭＨｚ程度と狭い方に統一されることもなく、発光周波数特性のバラツキを軽減しながら周波数特性を１ＧＨｚと十分拡大でき、さらに特性バラツキの小さな記録が可能となる。
また、本実施形態では、ＬＤ１１１に対してダンピング（dumping）抵抗Ｒｄｕｍｐを接続することで、動作抵抗Ｒｄによる発光周波数特性差を抑圧できるので、特性バラツキの小さな記録が可能となる。
４層ディスクでは出力２００ｍＷが想定され、動作抵抗Ｒｄのセンタ値は５Ω付近が想定されることから、本実施形態のレーザ駆動回路は有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ駆動回路が適用可能な光記録再生装置の簡略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る伝送線路の構成およびレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤとの等価回路を示す図である。
【図３】ダンピング抵抗を持たない一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図４】図３の回路の発光周波数特性のシミュレーションの結果を示す図である。
【図５】ダンピング抵抗をＬＤに直列に接続したレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図６】図５の回路において動作抵抗Ｒｄが５Ω，１０Ω，１５Ω時の最適ダンピング抵抗での発光周波数特性を示す図である。
【図７】本実施形態に係る図２の回路において動作抵抗Ｒｄを５Ω，１０Ω，１５Ωとして時の発光周波数特性のシミュレーションの結果を示す図である。
【図８】伝送線路長が０ｍｍとしてシミュレーションを行う一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図９】図８の回路による発光周波数特性を示す図である。
【図１０】発光周波数特性の補償を行う一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図１１】図１０の回路による発光周波数特性を示す図である。
【図１２】ダンピング抵抗をＬＤに直列に接続してシミュレーションを行うレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図１３】図１２の回路の発光周波数特性を示す図である。
【図１４】伝送線路長がある一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図１５】図１４の回路による現状の発光周波数特性を示す図である。
【図１６】伝送線路にインダクタＬ１を挿入した一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図１７】図１６の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【図１８】伝送線路を挿入した一般的なレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図１９】図１８の回路による線路インピーダンス対発光周波数特性を示す図である。
【図２０】伝送線路の両端にインダクタを挿入した本実施形態に係るレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図２１】図２０の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【図２２】伝送線路の両端に同じインダクタンスのインダクタを挿入した本実施形態に係るレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図２３】図２２の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【図２４】伝送線路の両端にインダクタンスが最適化されたインダクタを挿入した本実施形態に係るレーザ駆動回路のＬＤドライブ段とＬＤの等価回路を示す図である。
【図２５】図２４の回路による線路インダクタンス対発光周波数特性を示す図である。
【図２６】図２４の回路で動作抵抗Ｒｄを可変としてときの周波数特性を示す図である。
【図２７】図２４の回路で動作抵抗Ｒｄを可変としてときのパルス応答波形を示す図である。
【図２８】図２４の回路の伝送線路部をＴ型、π型変換した５次、７次のフィルタ構成に変換して示す回路図である。
【図２９】図２８の回路の発光周波数特性を示す図である。
【図３０】本第３の実施形態に係る高周波重畳部の構成例を示すブロック図である。
【図３１】図３０の伝送線路部の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１００・・・光記録再生装置、１０１・・・記録媒体（たとえば光ディスク）、１１０・・・光ピックアップ（光ヘッド）、１１１・・・レーザダイオード、１２０・・・記録系、１１２，１１３・・・フォトディテクタ（ＰＤ）、１２５・・・レーザ駆動回路、１３０・・・再生系、１４０・・・制御系、１５０・・・システムコントローラ、３００・・・高周波重畳部、２０１・・・シリアルインタフェース・ステータスレジスタ・抵抗制御部、２０２・・・高周波発振器（ＨＦ ＯＳＣ）、２０３・・・カレントスイッチおよび加算部、２０４・・・出力電流ドライバ・動作電圧検出・周波数補償部、２０５・・・レーザパワーメモリ、２０６・・・デジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）、２０７・・・レーザパワーコントローラ、２０８・・・トランジスタ抵抗部、ＴＬＰ，Ｔ２００・・・伝送線路部。
【図１】
2010118467.tif 000003
【図２】
2010118467.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010118467.tif 000006
【図５】
2010118467.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010118467.tif 000009
【図８】
2010118467.tif 000010
【図９】
2010118467.tif 000011
【図１０】
2010118467.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2010118467.tif 000019
【図１８】
2010118467.tif 000020
【図１９】
2010118467.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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