(57)【要約】【課題】スペクトラム拡散＋高周波重畳を適用する場合に、レーザ駆動系の周波数特性に起因するレーザ駆動電流の重畳振幅変動を抑制する。【解決手段】レーザ駆動系３の周波数特性を相殺する方向に、フレキシブル基板４６に入力されるレーザ駆動信号Ｓ１０に含まれる高周波信号の振幅を制御する。たとえば、スペクトラム拡散信号発生部１１２で生成されるスペクトラム拡散信号Ｓ２の振幅をパワー変動補正量設定情報Ｊ４に基づき利得調整部１３２で調整する。振幅制御信号生成部１３４は、利得調整部１３２からのスペクトラム拡散信号Ｓ６と重畳振幅設定情報Ｊ５に基づき振幅制御信号Ｓ７を生成する。高周波重畳振幅調整部１３６は、高周波重畳信号発振部１１６からの高周波重畳信号Ｓ４の振幅を振幅制御信号Ｓ７に基づき調整する。スペクトラム拡散信号Ｓ２を利用して高周波重畳信号の振幅を制御するので発振周波数の変化と同期して高周波重畳振幅が変化する。【選択図】図１１
2010040974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ素子を駆動する駆動信号に重畳する高周波信号を生成するとともに、前記高周波信号の周波数の変化量および変化周期を規定した拡散信号に基づいて当該高周波信号の周波数を変調する重畳周波数制御部と、
振幅制御信号に基づき前記重畳周波数制御部から出力された高周波信号の振幅を調整する高周波重畳振幅調整部と、
前記高周波重畳振幅調整部から出力された高周波信号を前記レーザ素子に伝送する伝送部材と、
前記レーザ素子、前記高周波重畳振幅調整部の出力段、および前記伝送部材を含むレーザ駆動系の周波数特性を相殺する方向に、前記伝送部材に入力される前記高周波信号の振幅を制御する振幅制御部と
を備えたレーザ駆動装置。
【請求項２】
前記振幅制御部は、振幅設定情報と前記拡散信号に基づき前記振幅制御信号を生成して前記高周波重畳振幅調整部へ供給する
請求項１に記載のレーザ駆動装置。
【請求項３】
前記振幅制御部は、前記拡散信号の振幅を変化させる利得調整部と、当該利得調整部から出力された振幅調整済みの拡散信号と前記振幅設定情報を合成して前記振幅制御信号を生成して振幅制御信号生成部とを有する
請求項２に記載のレーザ駆動装置。
【請求項４】
前記振幅制御部は、前記高周波重畳振幅調整部と前記伝送部材との間に、前記レーザ駆動系の周波数特性を相殺する方向に、前記伝送部材に入力される前記高周波信号の振幅を制御するフィルタ処理部を有する
請求項１に記載のレーザ駆動装置。
【請求項５】
前記フィルタ処理部は、それぞれ周波数特性の異なる複数のフィルタ回路と各フィルタ回路を切り替えるスイッチを有する
請求項４に記載のレーザ駆動装置。
【請求項６】
前記フィルタ処理部は、周波数特性を変更可能なフィルタ回路を有する
請求項４に記載のレーザ駆動装置。
【請求項７】
レーザ素子と、
前記レーザ素子を駆動する駆動信号に重畳する高周波信号を生成するとともに、前記高周波信号の周波数の変化量および変化周期を規定した拡散信号に基づいて当該高周波信号の周波数を変調する重畳周波数制御部と、
振幅制御信号に基づき前記重畳周波数制御部から出力された高周波信号の振幅を調整する高周波重畳振幅調整部と、
前記高周波重畳振幅調整部から出力された高周波信号を前記レーザ素子に伝送する伝送部材と、
前記レーザ素子、前記高周波重畳振幅調整部の出力段、および前記伝送部材を含むレーザ駆動系の周波数特性を相殺する方向に、前記伝送部材に入力される前記高周波信号の振幅を制御する振幅制御部と
を備えた光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ駆動装置（レーザ駆動回路）と、このレーザ駆動装置を利用した光ディスク装置（光ディスクを使用する記録再生装置）や光ファイバを用いた発光装置などの光装置に関する。より詳細には、スペクトラム拡散機能を備えた高周波重畳法でレーザ素子（レーザダイオードなど）を駆動する仕組みに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置や光ファイバを用いた発光装置などの光装置においては、戻り光対策や低パワー時の安定発振対策として、レーザ素子の駆動電流に高周波電流を重畳するいわゆる高周波重畳法でレーザ素子を駆動する方式を採ることがある（特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４６８７４号公報
【０００４】
たとえば、半導体レーザは、メディアや光学部品からの戻り光や温度変化によって、発振モードが変化し易い。この発振モードの変化は、特に出射パワーの低い再生動作時に起こり易く、波長・偏光・パワーなどが変わることから再生信号にノイズが発生する。その結果、サーボ動作が不安定になったり、再生信号のＳＮＲ低下にともないエラーレートが悪化したりすることがある。
【０００５】
そこで、光ディスク装置の再生動作においては、高周波重畳法を適用して、駆動電流に高周波信号を重畳して半導体レーザを擬似的にマルチモード発振させることにより、発振モードを安定化させる。
【０００６】
なお、ここでは光ディスク装置の再生モード時に高周波重畳法を適用する例を示したが、再生モード時だけでなく、記録モード時にも高周波重畳法を適用することも考えられている。
【０００７】
高周波重畳では、駆動電流に高周波信号を重畳して半導体レーザを擬似的に多モード発振させることにより発振モードを安定化させる。通常、半導体レーザの閾値電流を跨ぐような振幅で、２００〜４００ＭＨｚ程度の周波数で変調を掛ける。変調電流と半導体レーザ自身がもつ共振周波数（緩和振動周波数）により、通常、間欠的な発光をしている。
【０００８】
しかしながら、高周波重畳法を適用した場合、高周波重畳信号による電磁放射妨害（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interference ）が発生する難点がある。これは、高周波重畳周波数や基本波のｎ倍（Ｎ＞＝２の整数）の高調波が、光ピックアップなどのシステム外へ放射し易いために生じるものである。
【０００９】
この電磁放射妨害を低減するために、たとえば電磁シールドなどの対策がなされることがあるがコストアップの大きな要因となる。また、重畳回路の出力部または電源にフィルタを接続するなどの対策を取ると、高周波重畳法に関する回路が大型化し高価になる。
【００１０】
これに対して、特許文献１では、時間的に周波数変調する変調信号を高周波重畳信号に使用することで、周波数スペクトルが広がりを有するようにする、いわゆるスペクトラム拡散法を適用している。高周波重畳周波数に微小な揺らぎを加えてスペクトラムを拡散させることによりピークレベルを下げる、つまり重畳周波数をスペクトラム拡散させることでＥＭＩを低減するものである。周波数スペクトルが広がりを有することで、全体のエネルギは同一なため、各々の周波数でのパワーが下がり結果として不要輻射のレベルが低減するし、高調波についても同様な効果により不要輻射レベルが低減する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、本願発明者は、スペクトラム拡散法を組み合わせた高周波重畳法を適用すると、電磁放射妨害は緩和される反面、レーザ駆動系の周波数特性に起因して、レーザ素子の駆動電流において高周波重畳振幅が変動してしまう問題があることを見出した。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スペクトラム拡散法を組み合わせた高周波重畳法を適用する場合に、レーザ駆動系の周波数特性に起因するレーザ駆動電流の高周波重畳振幅の変動を抑制することのできる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様においては、レーザ素子を駆動する駆動信号に重畳する高周波信号を生成するとともに、高周波信号の周波数の変化量および変化周期を規定した拡散信号に基づいて高周波信号の周波数を変調する重畳周波数制御部と、振幅制御信号に基づき重畳周波数制御部から出力された高周波信号の振幅を調整する高周波重畳振幅調整部と、高周波重畳振幅調整部から出力された高周波信号をレーザ素子に伝送する伝送部材を備えるものとする。つまり、スペクトラム拡散法を組み合わせた高周波重畳法を適用する構成とする。
【００１４】
そして、レーザ素子、高周波重畳振幅調整部の出力段、および伝送部材を含むレーザ駆動系の周波数特性を相殺する方向に、伝送部材に入力される高周波信号の振幅を制御する振幅制御部をさらに備えるものとする。
【００１５】
レーザ駆動系に周波数特性があり、レーザ駆動系の周波数特性に起因して、レーザ素子部での駆動電流としてみたとき、高周波重畳振幅が変動してしまう場合に、本発明の仕組みでは、予め、その周波数特性を相殺する方向に振幅特性を調整しておく。高周波重畳周波数の変化と対応するように高周波重畳振幅を変化させる機能が実現される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、スペクトラム拡散法を組み合わせた高周波重畳法を適用する場合において、レーザ駆動系の周波数特性に起因するレーザ駆動電流の高周波重畳振幅の変動が抑制される。その結果、本発明を適用しない場合に比べて、スペクトラム拡散に伴うレーザパワー変動が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各機能要素について実施形態別に区別する際には、Ａ，Ｂ，…などのように大文字の英語の参照子を付して記載し、特に区別しないで説明する際にはこの参照子を割愛して記載する。図面においても同様である。
【００１８】
＜記録再生装置＞
図１は、光装置の一例である記録再生装置（光ディスク装置）の一構成例を示す図である。図１Ａは、光ピックアップの構成例を説明する図である。
【００１９】
本実施形態の記録再生装置１は、回転サーボ系として、音楽などの再生すべき情報が記録された光ディスクOD（Optical Disk）を回転させるスピンドルモータ１０と、スピンドルモータ１０を駆動するモータドライバ１２と、光ピックアップ１４を備える。
【００２０】
光ディスクODとしては、ＣＤ（コンパクトディスク）やＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）などのいわゆる再生専用の光ディスクのほか、たとえばＣＤ−Ｒ（Recordable）のような追記型光ディスクや、ＣＤ−ＲＷ（Rewritable )のような書き換え可能型光ディスクであってもよい。さらには、ＣＤ系の光ディスクに限らず、ＭＯ（光磁気ディスク）であってもよいし、通常のＤＶＤ（Digital Video またはVersatile Disk）や、たとえば波長４０５ｎｍ程度の青色レーザを利用する次世代ＤＶＤといったＤＶＤ系の光ディスクであってもよい。また、現行のＣＤフォーマットを踏襲しながら、記録密度を現行フォーマットの約２倍とした、いわゆる２倍密度のＣＤ（ＤＤＣＤ；ＤＤ＝Double Density）やＣＤ−ＲあるいはＣＤ−ＲＷであってもよい。
【００２１】
記録再生装置１は、スピンドルモータ制御部３０とピックアップ制御部３２を備える。スピンドルモータ制御部３０は、モータドライバ１２を制御する回転制御部（回転サーボ系）の一例である。ピックアップ制御部３２は、トラッキングサーボ系およびフォーカスサーボ系の一例であり、光ピックアップ１４から出射される光スポットの光ディスクODに対する半径方向位置および焦点方向位置を制御する。
【００２２】
＜光ピックアップ＞
図１Ａに示すように、光ピックアップ１４は、半導体レーザ４１、プリズム４２、レンズ４３、光検出器４４、およびレーザ駆動装置の一例である駆動電流制御部４７を備える。半導体レーザ４１は、光ディスクODに付加情報を記録するあるいは光ディスクODに記録されている情報を読み取るためのレーザ光を発する。プリズム４２は、半導体レーザ４１からのレーザ光をレンズ４３側に反射させ、またレンズ４３からの読取光（反射光）を光検出器４４に導く。レンズ４３はプリズム４２で反射されたレーザ光を光ディスクODに集光させ、また光ディスクODからの読取光をプリズム４２に導く。光検出器４４は、読取光を電気信号に変換する。駆動電流制御部４７は、駆動信号生成部４８と高周波重畳処理部４９を有する。駆動電流制御部４７は、一例としてレーザ駆動ＩＣで構成される。
【００２３】
半導体レーザ４１と駆動電流制御部４７の間は、駆動電流制御部４７から出力されたレーザ駆動信号Ｓ１０を半導体レーザ４１に伝送する伝送部材の一例としての、フレキシブル基板４６にパターン形成された信号配線を介して接続される。そのフレキシブル基板４６の全長は、駆動電流制御部４７と半導体レーザ４１の配置によって異なるが、たとえば２０〜５０ｍｍ程度の長さを持つ。駆動電流制御部４７（レーザ駆動ＩＣ）の出力段から半導体レーザ４１までをレーザ駆動系３と称する。
【００２４】
記録再生装置１は、記録・再生系として、光ピックアップ１４を介して情報を記録する情報記録部および光ディスクODに記録されている情報を再生する情報再生部の一例である記録・再生信号処理部５０を備える。記録・再生信号処理部５０と光ピックアップ１４の間は、信号を伝送する伝送部材の一例としてのフレキシブル基板５１にパターン形成された信号配線を介して接続される。そのフレキシブル基板５１の全長は、記録・再生信号処理部５０と光ピックアップ１４の配置によって異なるが、たとえば１００ｍｍ程度の長さを持つ。
【００２５】
記録再生装置１は、コントローラ系として、コントローラ６２や図示を割愛したインタフェース機能をなすインタフェース部などを備える。コントローラ６２は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ：Micro Processing Unit ）で構成されており、スピンドルモータ制御部３０およびピックアップ制御部３２を有するサーボ系や記録・再生信号処理部５０の動作を制御する。インタフェース部は、当該記録再生装置１を利用した各種の情報処理を行なう情報処理装置（ホスト装置）の一例であるパーソナルコンピュータ（以下パソコンと称する）との間のインタフェース（接続）機能をなす。インタフェース部には、ホストＩＦコントローラが設けられる。記録再生装置１とパソコンにより情報記録再生システム（光ディスクシステム）が構成される。
【００２６】
＜記録・信号処理部＞
記録・再生信号処理部５０は、ＲＦ増幅部５２と、波形整形部５３（波形等化器；Equalizer ）と、ＡＤ変換回路の一例であるＡＤ変換部５４（ＡＤＣ；Analog to Digital Converter ）を備える。
【００２７】
ＲＦ増幅部５２は、光ピックアップ１４により読み取られた微小なＲＦ（高周波）信号（再生ＲＦ信号）を所定レベルに増幅する。波形整形部５３は、ＲＦ増幅部５２から出力された再生ＲＦ信号を整形する。ＡＤ変換部５４は、波形整形部５３から出力されたアナログの再生ＲＦ信号をデジタルデータに変換する。
【００２８】
記録・再生信号処理部５０は、クロック再生部５５と、書込みクロック生成部５６と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成されたデジタル信号処理部５７と、ＡＰＣ制御部５８を備える。ＡＰＣ制御部５８は、光ピックアップ１４に備えられるレーザ素子の発光パワーを一定に制御するＡＰＣ信号を光ピックアップ１４に供給する。
【００２９】
ＡＤ変換部５４は、ＡＤクロックCKadに基づいてアナログの再生ＲＦ信号をデジタルの再生ＲＦデータＤinに変換する。クロック再生部５５は、ＡＤ変換部５４から出力された再生ＲＦデータＤinにロックしたクロック信号を生成するデータリカバリ型の位相同期回路（ＰＬＬ回路）を有する。クロック再生部５５は、再生したクロック信号をＡＤ変換部５４へＡＤクロックCKad（サンプリングクロック）として供給したり、その他の機能部に供給したりする。書込みクロック生成部５６は、クリスタル発振器などから供給される基準クロックに基づいて光ディスクODへの記録の際にデータを変調するための書込みクロックを生成する。
【００３０】
デジタル信号処理部５７は、記録用の機能部として、ＥＣＣエンコード部や変調処理部を有する。デジタル信号処理部５７からの記録パルスは光ピックアップ１４に供給される。また、デジタル信号処理部５７は、ＡＤ変換部５４から出力された再生ＲＦデータＤinを復調し、デジタルオーディオデータやデジタル画像データなどを復号化するなどのデジタル信号処理をする。
【００３１】
デジタル信号処理部５７は、たとえば、再生用の機能部として、データ検出部と復調処理部を有する。データ検出部は、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood ）などの処理を行ない、再生ＲＦデータＤinからデジタルデータを検出する。たとえば、近年、記録密度が高密度化している。記録媒体である光ディスクや光ピックアップなど記録再生装置の性能が決まると、それに応じて記録可能な最短波長も決まる。そして、与えられた最短波長を変えないまま記録密度を上げていくと、隣接する符号の再生波形が重畳して読み出される、いわゆる符号間干渉が発生し、従来の２値化方式では適正な再生処理ができないことが起ってきている。このような高密度化における問題を解消する一手法の一例としてＰＲＭＬを用いる。
【００３２】
復調処理部は、デジタルデータ列を復調し、デジタルオーディオデータやデジタル画像データなどを復号化するなどのデジタル信号処理をする。たとえば、復調処理部は、復調部、誤り訂正符号（ＥＣＣ）訂正部、アドレスデコード部などを有し、復調・ＥＣＣ訂正、アドレスデコードを行なう。復調後のデータは、インタフェース部を介してホスト装置へ転送される。
【００３３】
ここで、本実施形態の記録再生装置１は、半導体レーザ４１から照射されるレーザ光により光ディスクODに情報源より出力されるデジタルデータを記録および再生する。このため、駆動電流制御部４７は、光ディスクODの材質と記録速度に応じて光出力パワーを変調し、また、半導体レーザ４１（光ピックアップ１４内にある）から発せられるレーザ光の光出力（光強度、光出力パワー）を一定値に保持するためのＡＰＣ（Auto Power Control）制御を行なう。また、駆動電流制御部４７は、記録モード時には情報を光ディスクODに記録するためのレーザ光の記録電流を制御（オンオフ）する。このとき、駆動信号生成部４８は、記録モード時には記録信号に基づいてまた再生モード時には所定のレーザードライブ信号を生成して高周波重畳処理部４９に供給する。高周波重畳処理部４９は、内蔵される高周波発振回路からの高周波重畳信号Ｓ８をレーザ駆動信号Ｓ１に重畳する。そして、高周波信号が重畳されたレーザ駆動信号Ｓ１０を光ピックアップ１４に内蔵の半導体レーザ４１に供給する。半導体レーザ４１の入力点でのレーザ駆動信号をＳ１２とする。
【００３４】
＜レーザ駆動系の問題点＞
図２〜図８は、レーザ駆動系３の問題点を説明する図である。ここで、図２は、高周波重畳によるレーザ駆動方式を説明する図である。図３は、高周波重畳時の発光波形の一例を示す図である。図４は、スペクトラム拡散による高周波重畳スペクトラムの変化を説明する図である。図５は、レーザ駆動系の接続態様を説明する図である。図６は、レーザ駆動系の周波数特性を説明する図である。図７は、スペクトラム拡散に伴う再生パワー変動を説明する図である。図８は、再生パワー変動による再生ＲＦ信号の揺らぎを説明する図である。
【００３５】
たとえば、録再型の光ディスクODを使用する場合、再生時にレーザパワーを大きくすると、記録したデータを劣化させてしまうことがある。このため、一般的には、記録時にはレーザパワーを大きくするが再生時にはレーザパワーを低く抑える。一方、レーザパワーを低く抑えると安定した発振出力が得られなくなることが懸念される。
【００３６】
そこで、記録再生装置１の再生動作においては、いわゆる“高周波重畳”が広く用いられている。高周波重畳では、駆動電流に高周波信号を重畳して半導体レーザを擬似的に多モード発振させることにより、発振モードを安定化させる。たとえば図２に示すように、半導体レーザの閾値電流Ｉthを跨ぐような振幅で、２００〜４００ＭＨｚ程度の周波数で変調を掛ける。この変調電流と半導体レーザ自身が持つ共振周波数（緩和振動周波数）により、半導体レーザは図３に示すような間欠的な発光をする。
【００３７】
ところが、高周波重畳を行なうと、高周波重畳信号による電磁放射妨害の問題が発生する。この電磁放射妨害を軽減する回路技術として、“スペクトラム拡散法”がある。“スペクトラム拡散法”は、図４に示すように、高周波重畳周波数に微小な揺らぎを加えてスペクトラムを拡散させることにより、電磁放射成分のピークレベルを下げるものである。
【００３８】
一方、図５に示すように、レーザ駆動ＩＣの出力段から半導体レーザ４１までのレーザ駆動系３において、半導体レーザ４１を駆動する高周波重畳処理部４９（たとえばレーザ駆動ＩＣで構成）と半導体レーザ４１は、たとえばフレキシブル基板４６を介して接続される。フレキシブル基板４６の長さは、レーザ駆動ＩＣと半導体レーザ４１の配置によって異なるが、たとえば２０〜５０ｍｍ程度の長さを持つ。通常、レーザ駆動系３の振幅特性は、図６に示すように、周波数依存性を持っている。
【００３９】
この周波数特性は、レーザ駆動ＩＣの出力段の特性だけでなく、フレキシブル基板４６や半導体レーザ４１のインピーダンス特性などに起因し、光ピックアップ１４の設計による違いや個体差を持っている。
【００４０】
このため、スペクトラム拡散法を組み合わせた高周波重畳法を適用すると、つまり、スペクトラム拡散を行なうために高周波重畳周波数を変化させると、電磁放射妨害は緩和される反面、図７に示すように、レーザ駆動系３の周波数特性に起因して、半導体レーザ４１の駆動電流の高周波重畳振幅も変動してしまうことが分かった。前述のように、高周波重畳では半導体レーザ４１の閾値電流Ｉthを跨ぐ振幅で変調を掛けている。その結果、発光波形においても発光パワーが変動してしまう。その結果、高周波重畳周波数の変化（スペクトラム拡散信号Ｓ２）に同期して、再生パワーが変動してしまう。
【００４１】
このような再生パワー変動は、光ディスクＰＤ（メディア）から再生した情報信号・サーボ誤差信号に重畳される。たとえば、図８に示すように、再生ＲＦ信号振幅の揺らぎとなって現れる。その結果、エラーレートの悪化やサーボ動作の不安定といった問題を引き起こしてしまう。
【００４２】
さらに近年では、ＣＤ／ＤＶＤ／次世代ＤＶＤの３波長対応の光ヘッドが求められている。このような光ヘッドでは、１つのレーザ駆動ＩＣに３つの半導体レーザ４１が接続されるため、レーザ駆動ＩＣと各半導体レーザ４１を接続するフレキシブル基板４６が長くなる傾向がある。これは、フレキシブル基板４６、惹いては、レーザ駆動系３の周波数特性の劣化を招くため、スペクトラム拡散に伴う再生パワー変動が顕在化し易くなる。
【００４３】
そこで、本実施形態のレーザ駆動系３では、スペクトラム拡散法を組み合わせた高周波重畳法を適用する場合において、レーザ駆動系３の周波数特性に起因する半導体レーザ（レーザ素子部）での高周波重畳振幅の変動を抑制できるようにする。その手法の基本的な考え方は、伝送部材（本例ではフレキシブル基板４６上のパターン）に入力されるレーザ駆動信号Ｓ１０に含まれる高周波信号の振幅（高周波重畳振幅）を、レーザ駆動系３の周波数特性を相殺する方向に変化させる（制御する）機能を付加することにより、スペクトラム拡散に伴うパワー変動を軽減する点にある。
【００４４】
レーザ駆動系３の周波数特性を相殺する方向に高周波重畳振幅を変化させる機能の実現に当たっては、レーザ駆動信号への高周波信号の重畳時にスペクトラム拡散信号に基づいてレーザ駆動系３の周波数特性を相殺する方向に高周波重畳信号の振幅を変化させる第１の手法と、高周波信号が重畳されたレーザ駆動信号に対してレーザ駆動系３の周波数特性を相殺する方向にフィルタ処理により周波数特性を制御する第２の手法の何れか一方あるいはそれらの組合せをとることが考えられる。何れも、高周波重畳周波数が変化したときにレーザ駆動系３の周波数特性により生じる高周波重畳振幅の変動を打ち消すようにすることに特徴がある。以下、第１の手法と第２の手法について具体的に説明する。
【００４５】
＜レーザ駆動系：第１実施形態＞
図９および図１０は、本実施形態を適用しない比較例のレーザ駆動系３Ｘを説明する図である。図１１は、第１実施形態のレーザ駆動系３Ａを説明する図である。
【００４６】
第１実施形態のレーザ駆動系３Ａは、レーザ駆動信号への高周波信号の重畳時にスペクトラム拡散信号に応じて高周波重畳信号の振幅を変化させる第１の手法を適用したものである。
【００４７】
具体的には、レーザ駆動系３Ａ，３Ｘにおいて、高周波重畳処理部４９Ａ，５９Ｘは、高周波重畳信号の発振周波数を決める重畳周波数制御部１１０と高周波重畳信号の振幅を決める高周波重畳振幅制御部１３０と重畳部１５０とドライブトランジスタ１５２を有する。周波数や振幅は外部から制御できるようになっており、ＩＣ外付け抵抗値やレジスタ設定などによって設定される。
【００４８】
高周波重畳振幅制御部１３０から出力された重畳周波数および重畳振幅が制御済みの高周波重畳信号Ｓ８は、重畳部１５０により、駆動信号生成部４８からのレーザ駆動信号Ｓ１と合成される。重畳部１５０から出力される高周波信号が重畳されたレーザ駆動信号Ｓ１０はドライブトランジスタ１５２やフレキシブル基板４６を介して半導体レーザ４１に供給される。
【００４９】
重畳周波数制御部１１０はスペクトラム拡散信号Ｓ２に応じて（つまりスペクトラム拡散の手法により）レーザードライブ信号Ｓ１に重畳する高周波信号の周波数を変更し、高周波重畳振幅制御部１３０は重畳周波数制御部１１０によりスペクトラム拡散された高周波重畳信号Ｓ４の振幅をスペクトラム拡散信号Ｓ２に応じて変更する。このように、第１実施形態のレーザ駆動系３Ａは、スペクトラム拡散信号Ｓ２に応じてレーザ駆動信号Ｓ１に重畳させる高周波信号の周波数および振幅を変更して、各レーザ出力パワーにおけるレーザ光の照射および反射光の検出の最適化を図るようにする。
【００５０】
たとえば、再生時には、駆動信号生成部４８はレーザ発光パワーを再生パワーレベルに調整して、レーザ駆動信号Ｓ１を生成して重畳部１５０に供給する。重畳部１５０は高周波重畳振幅制御部１３０から供給される高周波重畳信号Ｓ８をレーザ駆動信号Ｓ１に重畳する。このとき、重畳周波数制御部１１０はスペクトラム拡散用の変調周波数設定情報Ｊ１および拡散周波数設定情報Ｊ２に基づきスペクトラム拡散信号Ｓ２を生成し、さらにスペクトラム拡散信号Ｓ２と重畳周波数設定情報Ｊ３との合成による周波数制御信号Ｓ３に基づき重畳周波数を制御する。そして、高周波重畳振幅制御部１３０では、重畳振幅設定情報Ｊ５だけでなく重畳周波数制御部１１０で生成されるスペクトラム拡散信号Ｓ２も利用して振幅制御信号Ｓ７を生成し、この振幅制御信号Ｓ７に基づいて高周波重畳信号Ｓ４の振幅を制御する。その結果、レーザ駆動信号Ｓ１に重畳する高周波重畳信号Ｓ８の周波数および振幅が、スペクトラム拡散信号Ｓ２に基づき制御される。
【００５１】
一方、記録時には、パソコンなどのホスト装置から供給された記録データはデジタル信号処理部５７に供給される。ＥＣＣエンコード部は、記録データにエラー訂正符号を付加し変調処理部に供給する。変調処理部は、エラー訂正コードが付加された記録データを変調し、変調された記録データを駆動信号生成部４８に供給する。駆動信号生成部４８は、記録コマンドに基づいて変調された記録データをパルス幅変調して、記録パワーレベルのレーザ駆動信号Ｓ１を生成して重畳部１５０に供給する。重畳部１５０は、高周波重畳処理部４９に内蔵の高周波発振回路からの高周波重畳信号Ｓ８をレーザ駆動信号Ｓ１に重畳する。このとき、高周波重畳処理部４９は、高周波重畳信号Ｓ８の重畳周波数や振幅を可変するように制御する。たとえば、記録用の比較的高周波数で比較的小振幅に変える。半導体レーザ４１は、レーザ駆動信号Ｓ１２に基づいてレーザ光を光学系のレンズを介して光ディスクODに照射する。光ディスクODの記録薄膜がレーザ光で熱せられて、所定の熱変化を起こすことにより情報が記録されたマークが形成される。
【００５２】
以下、重畳周波数制御部１１０と高周波重畳振幅制御部１３０について、詳細に説明する。レーザ駆動系３Ａ，３Ｘにおいて、重畳周波数制御部１１０は、スペクトラム拡散機能を備えた高周波重畳処理部４９にするためのものであり、スペクトラム拡散信号発生部１１２と周波数制御信号生成部１１４と高周波重畳信号発振部１１６を有する。スペクトラム拡散信号発生部１１２には、スペクトラム拡散用の変調周波数設定情報Ｊ１とスペクトラム拡散用の拡散周波数設定情報Ｊ２が供給される。周波数制御信号生成部１１４には、重畳周波数設定情報Ｊ３が供給される。
【００５３】
スペクトラム拡散信号発生部１１２は、変調周波数設定情報Ｊ１と拡散周波数設定情報Ｊ２に基づいて、たとえば三角波のスペクトラム拡散信号Ｓ２を生成し周波数制御信号生成部１１４に供給する。周波数制御信号生成部１１４は、スペクトラム拡散信号Ｓ２と重畳周波数設定情報Ｊ３を合成（重畳）して周波数制御信号Ｓ３を生成し高周波重畳信号発振部１１６に供給する。高周波重畳信号発振部１１６は、周波数制御信号Ｓ３に基づく周波数で発振することで高周波重畳信号Ｓ４を生成し高周波重畳振幅制御部１３０に供給する。この結果、高周波重畳信号発振部１１６から出力された高周波重畳信号Ｓ４の高周波重畳周波数は、スペクトラム拡散信号Ｓ２に応じて変調される。
【００５４】
スペクトラム拡散信号Ｓ２の振幅は高周波重畳周波数が変化する幅に、その周期は高周波重畳周波数が変化する周期に相当する。ここでは、それぞれ“拡散周波数”、“変調周波数”と称する。
【００５５】
なお、ここでは、スペクトラム拡散信号Ｓ２の波形として三角波の例を示したが、高周波重畳信号のスペクトラムを拡散させるのが目的なので、正弦波をはじめどのような波形形状であってもよい。
【００５６】
第１実施形態のレーザ駆動系３Ａにおいて、高周波重畳振幅制御部１３０は、利得調整部１３２と、振幅制御信号生成部１３４と、高周波重畳振幅調整部１３６を有する。利得調整部１３２にはスペクトラム拡散信号発生部１１２からスペクトラム拡散信号Ｓ２とパワー変動補正量設定情報Ｊ４が供給される。振幅制御信号生成部１３４には、重畳振幅設定情報Ｊ５が供給される。第１実施形態では、利得調整部１３２と振幅制御信号生成部１３４により、レーザ駆動系３Ａの周波数特性を相殺する方向に、駆動信号Ｓ１０に重畳される高周波信号の振幅を制御する振幅制御部が構成される。
【００５７】
利得調整部１３２は、パワー変動補正量設定情報Ｊ４に基づいてスペクトラム拡散信号Ｓ２の振幅を線形または非線形に変化させ、この振幅変化後のスペクトラム拡散信号Ｓ６を振幅制御信号生成部１３４に供給する。振幅制御信号生成部１３４は、スペクトラム拡散信号Ｓ６と重畳振幅設定情報Ｊ５を合成（重畳）して振幅制御信号Ｓ７を生成し高周波重畳振幅調整部１３６に供給する。高周波重畳振幅調整部１３６は、高周波重畳信号発振部１１６から供給される高周波重畳信号Ｓ４を振幅制御信号Ｓ７に基づいて振幅を調整することで、変調周波数設定情報Ｊ１および拡散周波数設定情報Ｊ２に基づいてスペクトラム拡散されるとともに、重畳振幅設定情報Ｊ５だけでなくスペクトラム拡散信号Ｓ２にも基づいて振幅が調整された高周波重畳信号Ｓ８を生成して重畳部１５０に供給する。
【００５８】
重畳部１５０は、この高周波重畳信号Ｓ８と図示を割愛した駆動信号生成部４８からのレーザ駆動信号Ｓ１を合成（重畳）してレーザ駆動信号Ｓ１０を生成する。レーザ駆動信号Ｓ１０は、ドライブトランジスタ１５２、フレキシブル基板４６を介して半導体レーザ４１に供給される。
【００５９】
このように、第１実施形態のレーザ駆動系３Ａは、スペクトラム拡散信号Ｓ２を振幅制御信号Ｓ７の元となる重畳振幅設定情報Ｊ５に重畳して高周波重畳振幅調整部１３６に入力する。スペクトラム拡散信号発生部１１２で生成されたスペクトラム拡散信号Ｓ２を高周波重畳信号発振部１１６だけでなく、振幅制御信号Ｓ７として高周波重畳振幅調整部１３６にも入力する構成をとっている。高周波重畳振幅調整部１３６において、スペクトラム拡散信号Ｓ２に応じて高周波重畳信号Ｓ４（スペクトラム拡散済み）の振幅を変化させることにより、高周波重畳周波数が変化したときにレーザ駆動系３Ａの周波数特性により生じる高周波重畳振幅の変動が打ち消される。すなわち、半導体レーザ４１の入力点でのレーザ駆動信号Ｓ１２に含まれる高周波重畳信号のスペクトラム拡散に伴うパワー変動が軽減される。
【００６０】
たとえば、レーザ駆動系３Ａが高い周波数で利得が低下する周波数特性を持つ場合は、高周波重畳周波数が高くなるときに高周波重畳振幅が大きくなるように振幅を制御する。その結果、半導体レーザ４１の入力点でのレーザ駆動信号Ｓ１２に含まれる高周波重畳信号、つまり半導体レーザ４１に入力される高周波重畳信号は、高周波重畳周波数によらず一定の振幅を持つようなる。このようにして、第１実施形態の仕組みによれば、スペクトラム拡散を行なっても、レーザパワーが一定に保たれる。
【００６１】
加えて、第１実施形態のレーザ駆動系３Ａは、高周波重畳振幅調整部１３６に入力される振幅制御信号Ｓ７の振幅をパワー変動補正量設定情報Ｊ４に基づいて変化させる利得調整部１３２を備えている。つまり、スペクトラム拡散信号Ｓ２に対して利得調整部１３２によりパワー変動補正量設定情報Ｊ４に基づいてその振幅を調整してから、振幅制御信号Ｓ７の元となる重畳振幅設定情報Ｊ５に重畳して高周波重畳振幅調整部１３６に入力するようにしている。
【００６２】
利得調整部１３２を備えることで、異なる機種・個体においてもパワー変動が小さくなるように抑えられる。たとえば、レーザ駆動系３の周波数特性は光ピックアップ１４（光ヘッド）の設計による違いや個体差を持つ。すなわち、スペクトラム拡散に伴うパワー変動の大きさも、設計による違いや個体差を持つものである。そこで、スペクトラム拡散信号Ｓ２に応じて高周波重畳振幅を変化させる量をパワー変動補正量設定情報Ｊ４に基づいて調整することにより、異なる機種・個体においてもパワー変動が抑えられる。
【００６３】
利得調整部１３２により、高周波重畳振幅調整部１３６に入力する振幅制御信号Ｓ７の振幅を調整することにより、高周波重畳信号の周波数変化に対する振幅の変化量が調整される。その結果、レーザ駆動系３Ａの機種差・個体差に対して、この利得を最適化調整することにより、スペクトラム拡散に伴うパワー変動が抑制される。スペクトラム拡散信号Ｓ２を利用して高周波重畳信号の振幅を制御するので、発振周波数の変化と同期して高周波重畳振幅が変化する。
【００６４】
一方、第１実施形態を適用しない比較例のレーザ駆動系３Ｘでは、利得調整部１３２や振幅制御信号生成部１３４を備えておらず、重畳振幅設定情報Ｊ５が直接に高周波重畳振幅調整部１３６に供給される。その結果、高周波重畳振幅調整部１３６は、重畳振幅設定情報Ｊ５のみに基づいて振幅を調整することで、変調周波数設定情報Ｊ１および拡散周波数設定情報Ｊ２に基づいてスペクトラム拡散されるとともに、重畳振幅設定情報Ｊ５のみに基づいて振幅が調整された高周波重畳信号Ｓ８を出力することになる。
【００６５】
このため、先にも説明したように、スペクトラム拡散に伴ってパワー変動が起こってしまう。これは、高周波重畳振幅調整部１３６からは、スペクトラム拡散信号Ｓ２に応じて周波数が変化する高周波重畳信号Ｓ８が出力される。ここでは、周波数の変化によらず一定の振幅となっている。一方、レーザ駆動系３Ｘは、たとえば周波数が高くなるほど利得が低下するような周波数特性を持っており、その結果、半導体レーザ４１の入力点でのレーザ駆動信号Ｓ１２に含まれる高周波重畳信号、つまり半導体レーザ４１に入力される高周波重畳信号は、周波数が高いほど振幅が小さくなってしまう。これは、図７で説明したように、高周波重畳は半導体レーザ４１の閾値電流を跨いで変調を掛ける結果、再生パワーは高周波重畳周波数の変化に応じて変動してしまうことによる。
【００６６】
前述の説明では、レーザ駆動系３の周波数特性が、高い周波数で利得が低下する特性を持つものとして説明したが、実際には、半導体レーザ４１やフレキシブル基板４６の特性によって様々な周波数特性を持ち得る。たとえば、高い周波数で利得が上昇する場合も充分考えられる。その場合は、スペクトラム拡散信号Ｓ２を重畳振幅設定情報Ｊ５と重畳して振幅制御信号Ｓ７を生成して高周波重畳振幅調整部１３６の供給する場合に、高い周波数で振幅が小さくなるように制御すれば、同様の効果が得られる。
【００６７】
＜レーザ駆動系：第２実施形態＞
図１２および図１３は、第２実施形態のレーザ駆動系３Ｂを説明する図である。第２実施形態のレーザ駆動系３Ｂは、高周波信号が重畳されたレーザ駆動信号Ｓ１０に対してフィルタ処理により周波数特性を制御する第２の手法を適用したものである。
【００６８】
具体的には、レーザ駆動系３Ｂにおいて、重畳周波数制御部１１０および高周波重畳振幅制御部１３０は、比較例のレーザ駆動系３Ｘと同様となっている。そして、高周波重畳振幅制御部１３０と重畳部１５０の間に、レーザ駆動信号Ｓ１２の周波数特性を変更するフィルタ処理部１４０を備える点に特徴を持つ。つまり、第２実施形態では、フィルタ処理部１４０により、レーザ駆動系３Ｂの周波数特性を相殺する方向に、駆動信号Ｓ１０に重畳される高周波信号の振幅をフィルタ処理により制御する振幅制御部が構成される。
【００６９】
フィルタ処理部１４０は、レーザ駆動系３Ｂの周波数特性と逆特性の周波数特性を持つフィルタ回路１４２を有する。レーザ駆動系３Ｂの振幅特性は周波数依存性を持っているし、その周波数特性は、半導体レーザ４１の出力段の特性だけでなく、フレキシブル基板４６や半導体レーザ４１のインピーダンス特性などに起因するので、光ピックアップ１４の設計による違いや個体差を持つ。半導体レーザ４１を変更したりフレキシブル基板４６の長さや材質を変更すると、その周波数特性も変わる。
【００７０】
そこで、フィルタ処理部１４０としては、これら周波数特性の変化に適応できるように、それぞれ異なる周波数特性を持つ複数のフィルタ回路１４２を用意したり、あるいは、演算増幅器を利用した可変インダクタ回路やバリキャップを使用するなどして１つのフィルタ回路１４２でも周波数特性を変更可能なものにするのがよい。
【００７１】
図１２に示す第１例のレーザ駆動系３Ｂ_1（高周波重畳処理部４９Ｂ_1）は、前者の場合を示しており、複数のフィルタ回路１４２（ＦＩＬ_1〜ＦＩＬ_n）の経路を切り替える経路選択スイッチ１４４が、フィルタ回路１４２の入出力に設けられている。経路選択スイッチ１４４には、周波数特性を制御する周波数特性制御情報Ｊ１１が供給されている。
【００７２】
図１３に示す第２例のレーザ駆動系３Ｂ_2（高周波重畳処理部４９Ｂ_2）は、後者の場合を示しており、１つのフィルタ回路１４２に対して周波数特性を制御する周波数特性制御情報Ｊ１２が供給されている。
【００７３】
フィルタ処理部１４０から出力される高周波重畳信号Ｓ９の周波数特性は、周波数特性制御情報Ｊ１１に基づく経路選択スイッチ１４４による切替えや、周波数特性制御情報Ｊ１２に基づくフィルタ回路１４２での特性変更により実現される。
【００７４】
したがって、周波数特性制御情報Ｊ１１，Ｊ１２は、第１実施形態の重畳振幅設定情報Ｊ５と同様の性質のものであり、周波数特性制御情報Ｊ１１，Ｊ１２に基づいてレーザ駆動信号Ｓ１０に重畳される高周波重畳信号の周波数特性つまり周波数に応じた利得を調整し得るようになる。フィルタ処理部１４０を備えることで、高周波重畳信号の周波数変化に対する振幅の変化量が調整されるので、異なる機種・個体においてもパワー変動が小さくなるように抑えられる。その結果、レーザ駆動系３Ｂの機種差・個体差に対して、レーザ駆動信号Ｓ１２に含まれる高周波重畳信号の周波数特性を最適化調整することにより、スペクトラム拡散に伴うパワー変動が抑制される。
【００７５】
ここで、第１例の場合は、周波数特性の切替えは複数のフィルタ回路１４２を経路選択スイッチ１４４で選択することにより実現されるので、構成自体は簡易であるが、特性変更は予め用意するフィルタ回路１４２の数に依存し、周波数特性を自由に変更することは困難である、つまり周波数特性変更の自由度は小さい。一方、第２例の場合は、可変インダクタ回路やバリキャップを使用した１つのフィルタ回路１４２により周波数特性を変更するので、回路構成としては煩雑になることが予想されるが、周波数特性変更の自由度は大きい。
【００７６】
このように、第２実施形態のレーザ駆動系３Ｂは、第１実施形態とは異なる仕組みを持つが、スペクトラム拡散に伴うパワー変動を抑制する仕組みが実現されている点においては、第１実施形態と同様である。高周波重畳周波数が変化したときにフィルタ回路１４２が持つ周波数特性によって、レーザ駆動系３Ｂの周波数特性により生じる高周波重畳振幅の変動が打ち消される。すなわち、半導体レーザ４１の入力点でのレーザ駆動信号Ｓ１２に含まれる高周波重畳信号のスペクトラム拡散に伴うパワー変動が軽減される。
【００７７】
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７８】
また、前記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００７９】
たとえば、前記実施形態では、光装置の一例として光ディスクＰＤを記録媒体（メディア）に使用する記録再生装置（光ディスク装置）を例に説明したが、光装置は記録再生装置に限らない。たとえば光ファイバを用いた光通信装置における発光装置であってもよく、これについても前記実施形態と同様の仕組みを適用できる。要するに、レーザ光の発光制御に当たり、スペクトラム拡散法と高周波重畳法を組み合わせた駆動を行なうものであれば、どのようなものにも、前記実施形態の仕組みを適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】光装置の一例である記録再生装置（光ディスク装置）の一構成例を示す図である。
【図１Ａ】光ピックアップの構成例を説明する図である。
【図２】高周波重畳によるレーザ駆動方式を説明する図である。
【図３】高周波重畳時の発光波形の一例を示す図である。
【図４】スペクトラム拡散による重畳スペクトラムの変化を説明する図である。
【図５】レーザ駆動系の接続態様を説明する図である。
【図６】レーザ駆動系の周波数特性を説明する図である。
【図７】スペクトラム拡散に伴う再生パワー変動を説明する図である。
【図８】再生パワー変動による再生ＲＦ信号の揺らぎを説明する図である。
【図９】本実施形態を適用しない比較例のレーザ駆動系を説明する図（その１）である。
【図１０】本実施形態を適用しない比較例のレーザ駆動系を説明する図（その２）である。
【図１１】第１実施形態のレーザ駆動系を説明する図である。
【図１２】第２実施形態（第１例）のレーザ駆動系を説明する図である。
【図１３】第２実施形態（第２例）のレーザ駆動系を説明する図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…記録再生装置（光装置）、１１０…重畳周波数制御部、１１２…スペクトラム拡散信号発生部、１１４…周波数制御信号生成部、１１６…高周波重畳信号発振部、１３０…高周波重畳振幅制御部、１３２…利得調整部、１３４…振幅制御信号生成部、１３６…高周波重畳振幅調整部、１４…光ピックアップ、１４０…フィルタ処理部、１４２…フィルタ回路、１４４…経路選択スイッチ、１５０…重畳部、３…レーザ駆動系、４１…半導体レーザ（レーザ素子）、４６…フレキシブル基板、４７…駆動電流制御部（レーザ駆動装置）、４８…駆動信号生成部、４９…高周波重畳処理部、５０…記録・再生信号処理部
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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