(57)【要約】 【課題】高周波重畳レーザダイオード駆動時の発光ピークパワーをリードスタビリティーが確保できるレベル以下にすること。【解決手段】高周波発振器１から出力された正弦波の高周波電流を高周波電流クリップ回路３を通して、トランジスタＱ２を通してＤＣ駆動されるレーザダイオードＬＤのアノード側に重畳する。これにより、正弦波の正側のピーク部分がクリップされた波形の高周波電流がＤＣ電流に重畳されてレーザダイオードＬＤが駆動される。これにより、レーザダイオードＬＤの発光のピークパワーが２．５倍以下に抑えられ、リード時に記録情報が消去されることがなくなり、安定なリードスタビリティーを確保することができる。【選択図】図１
2006303135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ駆動されるレーザダイオードに高周波電流を重畳して駆動するレーザ駆動回路であって、
前記高周波電流のピーク部分をクリップする高周波電流クリップ回路を具備する、
ことを特徴とするレーザ駆動回路。
【請求項２】
前記レーザダイオードの発光パワーが設定レベルになるように前記ＤＣ駆動レベルを帰還制御をする回路を設けることを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動回路。
【請求項３】
ＤＣ駆動されるレーザダイオードに高周波電流を重畳して駆動すると共に、前記レーザダイオードの発光パワーが設定レベルになるように前記ＤＣレベルを帰還制御する回路が一体となってパッケージ化されたレーザ駆動回路であって、
前記高周波電流のピーク部分をクリップする高周波電流クリップ回路を具備する、
ことを特徴とするレーザ駆動回路。
【請求項４】
前記レーザ駆動回路に前記レーザダイオードを接続する端子に、前記高周波電流クリップ回路を接続し、この高周波電流クリップ回路を介して前記レーザダイオードを接続することを特徴とする請求項３記載のレーザ駆動回路。
【請求項５】
ＤＣ駆動されるレーザダイオードに高周波電流を重畳して駆動するレーザ駆動回路を備え、前記レーザダイオードから発光されるレーザ光をディスクに照射し、その反射光を受光して情報を再生するディスク再生装置であって、
前記レーザ駆動回路は前記高周波電流のピーク部分をクリップする高周波電流クリップ回路を具備する、
ことを特徴とするディスク再生装置。
【請求項６】
前記レーザダイオードから発光されるレーザ光の波長は４０７ｎｍで、前記ディスクはブルーレイ用のディスクであることを特徴とする請求項５記載のディスク再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルーレイディスク用のディスク記録再生装置に係り、特に、再生時のレーザダイオードの駆動電流に高周波電流を重畳するレーザ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザダイオード（以降ＬＤと称する）を用いた相転換ディスクの記録再生装置では、ディスクの記録再生パワー仕様から、記録時は５．０ｍＷ程度、消去時は３ｍＷ程度、リード時は３００ｕＷとなっている。それ故、レーザダイオードは３段階のパワーで発光する。また、ディスクの再生時、レーザダイオードをＤＣ駆動すると（例えば特許文献１参照）、光ディスクからの戻り光により、光ディスクへの照射光のパワーが変動して不安定になるため、ＤＣ駆動電流に高周波を重畳し、駆動電流を発振オフ領域まで低下させることにより、前記戻り光の影響を抑制する。
【０００３】
図７は高周波重畳駆動方式のレーザダイオードの駆動回路の従来構成例を示した回路図である。レーザダイオードＬＤは、電圧Ｖｃｃから抵抗Ｒ７、トランジスタＱ２を通してＤＣ電流がアノード側に供給されて駆動される。また、レーザダイオードＬＤのＤＣ駆動電流に重畳する高周波は高周波発振器１により出力され、この高周波発振器１は外部電流で発振周波数と振幅が可変となっている。高周波発振器１の正弦波の出力は、抵抗Ｒ８とトランジスタＱ３で電流に変換され、さらにトランジスタＱ４、抵抗Ｒ９、Ｒ１０で電流増幅された後、レーザダイオードＬＤのアノード側に重畳されて、レーザダイオードＬＤを駆動する。
【０００４】
一方、２はＡＰＣ回路を構成し、レーザダイオードＬＤの光出力をフォトダイオードＰＤで受光し、それを演算増幅器ＩＣ１で電流増幅し、この電流がＩＣ２の誤差比較増幅器に設定される例えばリードパワー電圧Ｖｒｅｆと比較され、その誤差電圧は抵抗Ｒ５とトランジスタＱ１で電流に変換され、トランジスタＱ２のベースに帰還する帰還回路を構成している。これにより、レーザダイオードＬＤの光出力がリードパワーレベルに帰還制御される。なお、誤差比較増幅器ＩＣ２に接続されるコンデンサＣ１、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ３はループフィルターを形成している。また、誤差比較増幅器ＩＣ２に設定される電圧Ｖｒｅｆを書き込み時、消去時に変えることにより、レーザダイオードＬＤの光出力を書き込みパワー、消去パワーに変更することができる。
【０００５】
上記のようにレーザダイオードＬＤは３段階のパワーで発光するため、光路系のカップリングを１８〜２０％とすれば、ＬＤの出力は３３．３ｍＷ以上必要となる。このため、大きな記録パワーを必要とし、大出力ＬＤが使用され、例えば、記録パワー５．０ｍＷで余裕を持って４０ｍＷ程度の物を使用した場合、リード時のパワーが０．３ｍＷしか許されないとすると、ＬＤの出力は１．５ｍＷにする必要がある。
【特許文献１】特開平３−１７１６８７  （第５４０頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザダイオードは一般に、ある出力からノイズがほぼ一定となるので、図８のようなノイズ特性を持っている。このノイズ特性曲線はほぼ一定なので、出力の大きなＬＤでは、１．５ｍＷのところではノイズが大きな所になってしまい、ＲＩＮが悪く、再生時のＣ／Ｎ低下の原因となる。この解決策として、リード時のカップリングを更に低下させ、ＲＩＮの小さな所で使用する方法がある。例えば、６．０ｄＢのＡＴＴ（５０％の透過率）を入れれば、ＬＤのパワーは３．０ｍＷとなる。この場合、高周波重畳レベルは約１．２倍で増加していく。
【０００７】
リード時の記録信号の耐久性（リードスタビリティー）はリードパワーで決定されるが、高周波重畳レベルにも大きく依存する。このため、高周波重畳波のピークパワーを管理しないと、リード時の記録信号の耐久性が損なわれるが、現状のレベル調整ではバラツキが大きく６倍から９倍にもなってしまう。また、ＬＤの光出力対順電流の温度特性は図９のようになり、高周波重畳効果は温度でも変化し、上記したバラツキはますます広がってしまう。
【０００８】
図１０は高周波重畳レベル対波高値、ＲＩＮの関係を示した特性図で、Ｉｔｈを２．０ｍＡ／２．０ｍＷに設定した時のＲＩＮと発光波高値特性で、１．５ｍＷ〜６．０ｍＷを見ると、４．５倍から８．０倍となる。リードパワーを３００ｕＷとし、倍数（この倍数は温度で変化する）を８とすれば、２．４ｍＷとなり、書き込みパワーの５．０ｍＷの半分に達し、消去パワー４．０ｍＷの６０％になるため、つまりこのままでは消え易く、リード時の記録信号の耐久性が悪化する。なお、ＬＤの特性や、高周波重畳周波数、レベルが変われば倍数は変化し、重畳レベルを上げるか、周波数を下げればピークパワーは上がる。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、高周波重畳レーザダイオード駆動時の発光ピークパワーをリードスタビリティーが確保できるレベル以下にすることができるレーザ駆動回路及びこの駆動回路を用いたディスク再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するため、ＤＣ駆動されるレーザダイオードに高周波電流を重畳して駆動するレーザ駆動回路であって、前記高周波電流のピーク部分をクリップする高周波電流クリップ回路を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、ＤＣ駆動されるレーザダイオードに高周波電流を重畳して駆動すると共に、前記レーザダイオードの発光パワーが設定レベルになるように前記ＤＣレベルを帰還制御する回路が一体となってパッケージ化されたレーザ駆動回路であって、前記高周波電流のピーク部分をクリップする高周波電流クリップ回路を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、ＤＣ駆動されるレーザダイオードに高周波電流を重畳して駆動するレーザ駆動回路を備え、前記レーザダイオードから発光されるレーザ光をディスクに照射し、その反射光を受光して情報を再生するディスク再生装置であって、前記レーザ駆動回路は前記高周波電流のピーク部分をクリップする高周波電流クリップ回路を具備することを特徴とする。
【００１３】
このように本発明では、ＤＣ駆動されるレーザダイオードにディスクからの戻り光の影響を排除するために重畳される高周波電流のピーク部分をクリップすると、リード時のレーザダイオードの発光パワーのピーク値を２．５倍以下に抑えることができることが実験的に分かっており、これにより、リードスタビリティーを確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＤＣ駆動されるレーザダイオードに重畳される高周波電流のピーク部分をクリップする回路を備えることにより、リード時のレーザダイオードの発光パワーをリードスタビリティーが確保できるレベル以下にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
高周波重畳レーザダイオード駆動時の発光ピークパワーをリードスタビリティーが確保できるレベル以下にする目的を、ＤＣ駆動されるレーザダイオードに重畳される高周波電流のピーク部分をクリップする回路を備えることによって実現した。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成例を示した回路図である。但し、従来例と同様の部分には同一符号を付して説明する。レーザ駆動回路は、高周波発振器１、ＡＰＣ回路２、高周波電流クリップ回路３、レーザダイオードＬＤを有して構成されている。また、ＡＰＣ回路２は、フォトダイオードＰＤ、演算増幅器ＩＣ１、誤差比較増幅器ＩＣ２、電圧電流変換回路２１、ＬＤ駆動用トランジスタＱ２などの主要部品により構成され、高周波電流クリップ回路３は、カップリングコンデンサＣ２、入力抵抗Ｒ８、クリップ用トランジスタＱ３、トランジスタＱ３のエミッタ抵抗Ｒ９、トランジスタＱ３のベースバイアス回路を構成する抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、コンデンサＣ３により構成されている。
【００１７】
次に本実施形態の動作について説明する。レーザダイオードＬＤは、電圧Ｖｃｃから抵抗Ｒ７、トランジスタＱ２を通してＤＣ電流がアノード側に供給されて駆動される。また、レーザダイオードＬＤの駆動電流に重畳する高周波電流は高周波発振器１により出力され、この高周波発振器１は外部電流で発振周波数と振幅が可変となっている。高周波発振器１から出力された正弦波の高周波電流は、高周波電流クリップ回路３により図２に示すようにその波形の頭がクリップされ、このようにクリップされた高周波電流がレーザダイオードＬＤのアノード側に重畳されて、レーザダイオードＬＤを駆動する。
【００１８】
図３は高周波電流クリップ回路３の動作を説明する回路図である。トランジスタＱ３のエミッタに高周波電流が入力されない時、トランジスタＱ３のベースバイアス回路によりトランジスタＱ３のコレクタ側から電流Ｉがエミッタを通して抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ８側に電流Ｉ１、Ｉ２となって流れる。ここで、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ８を通して高周波電流が入力されると、高周波電流の正側では抵抗Ｒ８を通して流れる電流Ｉ１が減少して、その分、抵抗Ｒ８側に流れる電流Ｉ２が増加してエミッタ電圧を高める。このエミッタ電圧が所定電圧まで高まると、トランジスタＱ３がカットオフして、トランジスタＱ３のコレクタ側に出力される電流が図２のようにクリップされる。一方、入力高周波電流の負側では抵抗Ｒ９を通して幾らでも電流Ｉ１が流れるため、エミッタ電圧が上がってトランジスタＱ３がカットオフすることがなく、図２のように、通常の正弦波形の高周波電流が流れる。
【００１９】
こうして、正側がクリップされた波形の高周波電流がＤＣ電流に重畳されてレーザダイオードＬＤに流れると、ＬＤが発光する。この時の発光レベルはフォトダイオードＰＤで受光され、それを演算増幅器ＩＣ１で電流増幅し、この電流が誤差比較増幅器ＩＣ２に設定される例えばリードパワー電圧Ｖｒｅｆと比較され、その誤差電圧は抵抗Ｒ５とトランジスタＱ１で電流に変換され、トランジスタＱ２のベースに帰還することにより、レーザダイオードＬＤの光出力がリードパワーレベルに制御される。
【００２０】
ここで、上記のような正側がクリップされたような波形の高周波電流が重畳されたレーザダイオードＬＤを駆動すると、図４に示すように、レーザダイオードＬＤの発光出力に対するピーク出力の倍数が１００に示すようにいずれの周波数でも抑制され、２．５倍以下となる。なお、図中、２００は従来のＬＤの発光出力に対するピーク出力の倍数を示している。
【００２１】
図５は、レーザダイオードＬＤの発光レベルと、重畳高周波電流の関係を示した波形図である。図５（Ｂ）は本実施例の関係で、レーザダイオードＬＤの発光レベルのピークパワーが、図５（Ａ）に示した従来のそれに比べて抑制されていることが分かる。この発光のピークパワーを抑えるには、図５（Ｂ）に示すように、ＬＤオン部が平坦で広く、オフからオンの時間が長い重畳高周波電流を用いればよいことが分かる。
【００２２】
本実施形態によれば、レーザダイオードＬＤを用いたディスク記録再生装置では、レーザダイオードＬＤの駆動時に重畳する高周波電流のピーク電流をクリップすることにより、レーザダイオードＬＤの発光パワーの変化に対するピークパワーの倍率を最大２．５倍以下に抑えることができる。これにより、リード時の発光パワーが変化しても、リードスタビリティーが大きく左右されることはなく、リード時の記録信号の耐久性を確保することができる。
【実施例２】
【００２３】
図６は、本発明の第２の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成例を示した回路図である。但し、従来例と同様の部分には同一符号を付して説明する。本例のレーザ駆動回路はＩＣ化され、ＬＤＤＩＣ部８に従来のレーザ駆動回路（図７参照）が全て入ってパッケージ化されている。異なるのはこのＬＤＤＩＣ部８の出力端子とレーザダイオードＬＤとの間に、高周波電流クリップ回路９が挿入されている。
【００２４】
次に本実施形態の動作について説明する。高周波重畳電流のクリップ動作は、ＬＤＤＩＣ部８の出力とレーザダイオードＬＤの間にＲＦＣ１を挿入することで、高周波重畳周波数に対してインピーダンスを上げ、入力インピーダンスの小さなベース接地のトランジスタＱ１１によってＬＤＤＩＣ部８の出力を受けることで、高周波重畳電流は殆どトランジスタＱ１１を流れる。トランジスタＱ１１は抵抗Ｒ１１、Ｒ１２でバイアスされ、エミッタ抵抗Ｒ１３で接地されるので、高周波重畳時の正電流の伝送はエミッター電流で決定されてしまい、それより大きな電流はトランジスタＱ１１をカットオフさせ、それにより、高周波電流のピークがクリップされる。
【００２５】
なお、図６の例では、抵抗Ｒ１１をＬＤＤＩＣ部８の出力端子に接続しているが、Ｖｏｐがバラツク場合は、Ｖｃｃから採ればバイアスは安定する。また、図６の例では複雑にならないよう電流は抵抗Ｒ１３で決めているが、定電流で構成しても良い。
【００２６】
ここで、ＲＦＣ１は、低周波（１ＭＨｚ以下）ではインピーダンスが低下するので、ＡＰＣ応答には影響を与えない。例えばＲＦＣを１ｕＨとすると、１ＭＨｚでは６Ω、高周波電流の周波数が３００ＭＨｚでは１．８８ＫΩとなる。これはレーザダイオードＬＤの容量ＣｔやＬＤＤＩＣ部８の出力容量、伝送路の容量に対し十分小さく、ＬＤの内部抵抗Ｒｄ１５〜２０Ωに対し十分大きくなるためである。また、クリップの例では、重畳電流を１０ｍＡｐ−ｐとした時、正の５ｍＡをクリップするには、抵抗Ｒ１３に５ｍＡを流すように、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２でトランジスタＱ１１のベースにバイアスを与えておけば良い。
【００２７】
本実施形態によれば、レーザ駆動回路がＩＣ化されていた場合、その出力とレーザダイオードＬＤとの間に高周波電流クリップ回路９を挿入すれば、第１の実施形態と同様のピークがクリップされた高周波電流がＬＤに重畳されて、レーザダイオードが駆動されるため、第１の実施形態と同様の効果がある。特に本実施形態では、ＩＣ化されたレーザ駆動回路をそのまま用いることができ、装置の小形化に反することがなく、より実用的な構成となっている。
【００２８】
尚、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。上記実施形態のレーザ駆動回路はブルーレイ用のディスクの再生装置に搭載した場合、リード時にディスクの記録信号を消去することなく、安定なリードスタビリティーを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成例を示した回路図である。
【図２】図１に示したレーザダイオードに重畳される高周波電流波形を示した波形図である。
【図３】図１に示した高周波電流クリップ回路の動作説明する回路図である。
【図４】レーザダイオードの光出力と波高値の倍数との関係を示した特性図である。
【図５】レーザダイオードの発光レベルと重畳高周波電流の関係を示した波形図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成例を示した回路図である。
【図７】高周波重畳駆動方式のレーザ駆動回路の従来構成例を示した回路図である。
【図８】レーザダイオードの光出力とＲＩＮとの関係を示した特性図である。
【図９】レーザダイオードの光出力対順電流の温度特性を示した図である。
【図１０】レーザダイオードの光出力高周波重畳レベル対波高値及びＲＩＮとの関係を示した特性図である。
【符号の説明】
【００３０】
１……高周波発振器、２……ＡＰＣ回路、３、９……高周波電流クリップ回路、８……ＬＤＤＩＣ部、２１……電圧電流回路、Ｃ２……カップリングコンデンサ、Ｃ３……コンデンサ、ＩＣ１……演算増幅器、ＩＣ２……誤差比較増幅器、ＬＤ……レーザダイオード、ＰＤ……フォトダイオード、Ｑ２……ＬＤ駆動用トランジスタ、Ｑ３……クリップ用トランジスタ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３……抵抗。
【図１】
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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】
2006303135.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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