(57)【要約】【課題】サーボ回路のオフセットを検出して補正する目的で、レーザスポットが記録マークが記録された領域において半導体レーザの発光を停止する場合において、高周波重畳開始時または停止時に、電圧制御発振器の出力のＤＣ成分が変化し、ハイパスフィルタ後にスパイク電圧が発生し、レーザ駆動電流にもスパイク電流が発生する。これによりレーザがスパイク発光し、最悪記録されたマークを消去してしまう。【解決手段】高周波重畳開始時には発振振幅がゼロから徐々に上昇しながら所望の発振振幅に整定するような高周波電流がレーザ駆動電流に重畳され、また高周波重畳停止時には発振振幅が徐々に減少しながらゼロに整定するよう高周波電流がレーザ駆動電流に重畳される。よって高周波重畳開始時と高周波重畳停止時のどちらの場合においても、レーザがスパイク発光することはないため、記録されたマークを消去してしまうような不具合が発生することがない。【選択図】図１
2005142477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを発光させるための駆動電流を生成し、さらに前記駆動電流に高周波電流を重畳するレーザ駆動回路であって、
前記高周波電流の重畳を開始する際には前記高周波電流の振幅をゼロから徐々に上昇させながら所望の振幅に整定させ、前記高周波電流の重畳を停止する際には前記高周波電流の振幅を徐々に減衰させながらゼロに整定させるような機能を有することを特徴とするレーザ駆動回路。
【請求項２】
前記高周波電流を生成するために、高周波信号生成部と、
前記高周波信号生成部からの出力の高周波成分のみを抽出するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力に基づき高周波電流を半導体レーザに供給する電流駆動手段とを備え、
前記高周波信号生成部の出力振幅は、基準電流によって制御され、
前記高周波電流の重畳を開始する際には前記基準電流をゼロから徐々に上昇させながら所望値に整定させ、
前記高周波電流の重畳を停止する際には前記基準電流を徐々に減衰させてゼロに整定させることによって前記高周波電流の振幅を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ駆動回路。
【請求項３】
前記高周波信号生成部は、
前記高周波電流の周波数を定義する電圧制御発振器と、
入力される高周波重畳振幅設定電流に等しい電流を出力する電流源と、
電流フィルタと、
前記電流源と前記電流フィルタとの間に挿入され、高周波重畳ゲート信号に基づいて開閉するスイッチと、
前記電流フィルタから出力される基準電流に基づいた振幅と、電圧制御発振器の出力に基づいた周波数とで高周波信号を出力する差動コンパレータとを有し、
前記スイッチを開閉したときの電流フィルタの過渡応答によって前記基準電流を制御し、
前記高周波電流の重畳を開始する際には前記基準電流をゼロから徐々に上昇させながら所望値に整定させ、
前記高周波電流の重畳を停止する際には前記基準電流を徐々に減衰させてゼロに整定させることによって前記高周波電流の振幅を制御するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のレーザ駆動回路。
【請求項４】
前記高周波電流の重畳を開始する際に前記高周波電流が所望の振幅に整定する期間をＴ１とし、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数をｆｃとすると、
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ１
とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載のレーザ駆動回路。
【請求項５】
前記高周波電流の重畳を開始する際に前記高周波電流が所望の振幅に整定する期間をＴ１とし、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数をｆｃとすると、
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ１  ＜  １．５［μｓ］
とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載のレーザ駆動回路。
【請求項６】
前記高周波電流の重畳を停止する際に前記高周波電流の振幅がゼロに整定する期間をＴ２とし、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数をｆｃとすると、
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ２
とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載のレーザ駆動回路。
【請求項７】
前記高周波電流の重畳を停止する際に前記高周波電流の振幅がゼロに整定する期間をＴ２とし、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数をｆｃとすると、
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ２  ＜  １．５［μｓ］
とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載のレーザ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置においてデータを記録再生するために用いられるレーザ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクの記録再生装置では光ディスク上にレーザスポットを照射し、その反射光をフォトディテクタで受光して電気信号に変換することにより、情報の記録再生を行っている。その際にレーザスポットの照射位置を正確に光ディスクの記録面およびトラックに追従させるため、フォトディテクタから出力される電気信号から追従残差を示すエラー信号を生成してスポット照射位置のフィードバック制御を行っている。
【０００３】
ここでサーボエラー信号の生成回路においては多数のアンプを用いる。アンプについては電気的オフセットの発生を完全に防ぐことが困難であり、生成されるサーボエラー信号にはこのような電気的オフセットが重畳する。サーボエラー信号に電気的オフセットが重畳するとレーザスポット照射位置の追従残差が発生して記録再生性能が悪化するため、従来、情報の記録再生を行う前に電気的オフセットをあらかじめ補正するという処置をとっている。
【０００４】
しかしながら、電気的オフセットが回路の周囲温度によって変化する特性を持っているため、記録再生を行っている最中にサーボエラー信号に重畳した電気的オフセットが変化してしまい、記録再生を行う前の補正だけでは不十分であった。
【０００５】
そこで従来では、半導体レーザが発光していない時には電気オフセットだけがサーボ回路系に残っていることに着目し、短時間半導体レーザの発光を停止して、このタイミングでサンプリング的にオフセットを検出して補正する例がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２５５５０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の光ディスクの記録密度の向上に伴い、より高いサーボ精度が要求されるようになってきた。この目的で、頻繁に短時間半導体レーザの発光を停止してサーボ回路のオフセットを検出して補正しようとすると、装置が再生動作の状態で、記録マークが記録された領域において半導体レーザの発光を停止する場合も生じる。
【０００７】
発明者らは、半導体レーザの発光を停止するときにおいて、半導体レーザがスパイク状に発光するという現象を発見した。そしてこの瞬間にレーザスポットが記録マークが記録された領域にある場合には、スパイク発光により、記録ずみマークの一部を消去してしまうという不具合があることを認識した。その理由を以下に述べる。
【０００８】
まず、半導体レーザの発光と、発光停止とを制御しているレーザ駆動回路の動作から説明する。レーザ駆動回路の動作を図４の構成図と図５の動作シーケンス図を用いて説明する。
【０００９】
リード電流源１０１は、入力される電流ＩｉｎＲＤに等しい電流を流出する電流源である。レーザオン信号がＨｉになるとスイッチ１１１がオンになり、スイッチ１１１から電流駆動回路１４０へ流出する電流ＩｒｄはＩｉｎＲＤに等しくなる。また、レーザオン信号がＬｏになるとスイッチ１１１がオフになり、スイッチ１１１から電流駆動回路１４０に流入する電流Ｉｒｄはゼロとなる。
【００１０】
同様に、ボトム電流源１０２、バイアス電流源１０３、ピーク電流源１０４の各々の電流源に入力される電流と、各々の電流源に接続されたスイッチと、各々のスイッチに入力される変調信号により、電流駆動回路１４０に流入する電流Ｉｂｍ、Ｉｂｓ、Ｉｐｋが決定される。電流駆動回路１４０は、電流ＩｒｄとＩｂｍとＩｂｓとＩｐｋとを加算した電流を１０倍に増幅して半導体レーザ１５０に供給する。
【００１１】
また、電圧制御発振器１２４は、再生時において実質的に３００ＭＨｚの高周波信号を生成し、高周波重畳ゲート信号がＨｉのときにはこの高周波信号をコンデンサ１３１を介して電流駆動回路１４０に入力することにより、レーザ駆動電流に高周波電流を重畳する。
【００１２】
以上のような構成により、図５に示すような半導体レーザのマルチパルス発光および高周波重畳発光を実現する。
【００１３】
次に、サーボ回路のオフセットを検出して補正する目的で半導体レーザの発光を停止する場合の動作シーケンスを図６を用いて説明する。まず、レーザ駆動回路に入力される高周波重畳ゲート信号をＬｏにして、高周波重畳を停止する。その後、入力されるレーザオン信号をＬｏにして、半導体レーザの発光を停止する。
【００１４】
この半導体レーザの発光を停止するときにおいて、高周波重畳を瞬時に止めた場合に半導体レーザがスパイク状に発光するという現象が生ずる。
【００１５】
高周波重畳停止時に、半導体レーザがスパイク発光する理由を述べる。まず、電圧制御発振器１２４は、高周波重畳ゲート信号がＬｏになると、即座に発振を停止するために、出力電圧を発振振幅のピークレベルに固定する。よって電圧制御発振器１２４の出力電圧のＤＣ成分は、発振中は発振振幅の中間電位であり、発振停止中はピークレベルに固定される。したがって、高周波重畳を停止する際は電圧制御発振器１２４の出力電圧のＤＣ成分が発振振幅の２分の１だけ増加することになる。コンデンサ１３１は電圧制御発振器１２４の高周波成分のみを出力するハイパスフィルタとして動作するが、発振を停止する際に生ずる出力電圧のＤＣ変化量の微分成分がコンデンサ１３１を通過後にスパイク電圧として現れる。例えば、コンデンサ１３１を５０ＭＨｚのハイパスフィルタとして機能させている場合には、約２０[ｎｓ]のスパイク電圧が発生する。このスパイク電圧に比例した電流が、電流駆動回路１４０によりレーザ駆動電流として生ずる。レーザ駆動電流の高周波成分は、半導体レーザの容量負荷や実装パターン上の寄生容量などにより減衰されるため、スパイク電流の高さは高周波電流のピーク値よりも大きくなる。そしてこのスパイク電流が半導体レーザに供給されるため、半導体レーザがスパイク状に発光する。このスパイク発光により、光ディスク上に形成された記録マークを消去してしまう恐れがある。
【００１６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、サーボ回路のオフセットを検出して補正する目的で、レーザスポットが記録マークが記録された領域において半導体レーザの発光を停止する場合においても、高周波重畳の開始または停止時に半導体レーザがスパイク発光せず、記録マークを消去してしまうことがない、信頼性の高いレーザ駆動回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の課題を解決するために、本発明のレーザ駆動回路は、半導体レーザを発光させるための駆動電流を生成し、さらに前記駆動電流に高周波電流を重畳するレーザ駆動回路であって、前記高周波電流の重畳を開始する際には前記高周波電流の振幅をゼロから徐々に上昇させながら所望の振幅に整定させ、前記高周波電流の重畳を停止する際には前記高周波電流の振幅を徐々に減衰させながらゼロに整定させるような機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のレーザ駆動回路は、高周波重畳開始時には発振振幅がゼロから徐々に上昇しながら所望の発振振幅に整定するような高周波電流がレーザ駆動電流に重畳され、また高周波重畳停止時には発振振幅が徐々に減少しながらゼロに整定するよう高周波電流がレーザ駆動電流に重畳される。よって高周波重畳開始時と高周波重畳停止時のどちらの場合においても、半導体レーザがスパイク状に発光することはないため、記録されたマークを消去してしまうような不具合が発生することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態におけるレーザ駆動回路の構成を示す図である。リード電流源１０１は、入力される電流ＩｉｎＲＤに等しい電流を流出する電流源である。レーザオン信号がＨｉになるとスイッチ１１１がオンになり、スイッチ１１１から電流駆動回路１４０へ流出する電流ＩｒｄはＩｉｎＲＤに等しくなる。また、レーザオン信号がＬｏになるとスイッチ１１１がオフになり、スイッチ１１１から電流駆動回路１４０へ流出する電流Ｉｒｄはゼロとなる。
【００２１】
ボトム電流源１０２は、入力される電流ＩｉｎＢＭに等しい電流を流出する電流源である。ボトム変調信号がＨｉになるとスイッチ１１２がオンになり、スイッチ１１２から電流駆動回路１４０へ流出する電流ＩｂｍはＩｉｎＢＭに等しくなる。また、ボトム変調信号がＬｏになるとスイッチ１１２がオフになり、スイッチ１１２から電流駆動回路１４０へ流出する電流Ｉｂｍはゼロとなる。
【００２２】
バイアス電流源１０３は、入力される電流ＩｉｎＢＳに等しい電流を流出する電流源である。バイアス変調信号がＨｉになるとスイッチ１１３がオンになり、スイッチ１１３から電流駆動回路１４０へ流出する電流ＩｂｓはＩｉｎＢＳに等しくなる。また、バイアス変調信号がＬｏになるとスイッチ１１３がオフになり、スイッチ１１３から電流駆動回路１４０へ流出する電流Ｉｂｓはゼロとなる。
【００２３】
ピーク電流源１０４は、入力される電流ＩｉｎＰＫに等しい電流を流出する電流源である。ピーク変調信号がＨｉになるとスイッチ１１４がオンになり、スイッチ１１４から電流駆動回路１４０へ流出する電流ＩｐｋはＩｉｎＰＫに等しくなる。また、ピーク変調信号がＬｏになるとスイッチ１１４がオフになり、スイッチ１１４から電流駆動回路１４０へ流出する電流Ｉｐｋはゼロとなる。
【００２４】
電流駆動回路１４０は、電流ＩｒｄとＩｂｍとＩｂｓとＩｐｋとを加算した電流を１０倍に増幅して半導体レーザ１５０に供給する、流入型の電流源である。以上のような構成により、図２に示すような半導体レーザのパルス発光を実現する。
【００２５】
また、高周波信号生成ブロック１２０は、再生時において実質的に３００ＭＨｚの高周波信号を生成し、この高周波信号をコンデンサ１３１を介して電流駆動回路１４０に入力することにより、レーザ駆動電流に高周波電流を重畳する。以下、図３を用いながら、高周波信号生成ブロック１２０の動作を詳細に説明する。
【００２６】
電圧制御発振器（以下、ＶＣＯと呼ぶ）１２４は実質的に３００ＭＨｚの高周波信号を出力する。ＶＣＯの出力と同相の信号Ｖａが、バッファ１２５によりトランジスタ１２８のベースに入力される。また、ＶＣＯの出力と逆相の信号Ｖｂが、バッファ１２６によりトランジスタ１２７のベースに入力される。トランジスタ１２７とトランジスタ１２８は、各々のエミッタがノードＮ１により結合されており、差動コンパレータを形成している。すなわち、ＶａがＨｉでＶｂがＬｏの場合は、ノードＮ１から流出する電流Ｉ１はトランジスタ１２８を流れ、また、ＶａがＨｉでＶｂがＬｏのときはノードＮ１から流出する電流Ｉ１はトランジスタ１２７を流れる。
【００２７】
ノードＮ１から流出する電流Ｎ１は、電流源１２１と、スイッチ１２２と、電流フィルタ１２３とから定義されている。電流源１２１は、入力される高周波重畳振幅設定電流（Ｉａｍｐ）に等しい電流を流入する電流源である。スイッチ１２２は高周波重畳ゲート信号がＨｉのときはオンし、高周波重畳ゲート信号がＬｏのときはオフする。またスイッチに接続された電流フィルタ１２３により、ノードＮ１から流出される電流Ｉ１は、図３（ｄ）に示すように、高周波重畳開始時（高周波重畳ゲート信号がＬｏからＨｉに切り換わる時）にはゼロから徐々に上昇しながら、Ｉａｍｐに整定し、また高周波重畳停止時（高周波重畳ゲート信号がＨｉからＬｏに切り換わる時）にはＩａｍｐから徐々に減少しながらゼロに整定するような過渡応答になる。高周波重畳開始時にＩ１がＩａｍｐに整定する時間Ｔ１と、高周波重畳停止時にＩ２がゼロに整定する時間Ｔ２は
Ｔ１＝２００［ｎｓ］
Ｔ２＝２００［ｎｓ］
となるように電流フィルタ１２３が設計されている。
【００２８】
トランジスタ１２８のコレクタを流れる電流Ｉ２は、電流Ｉ１が高周波信号ＶａとＶｂにしたがってスイッチングされるので、図３（ｅ）に示すよう電流波形になる。また、抵抗１２９に流れる電流もトランジスタ１２８のコレクタを流れる電流Ｉ２に等しくなる。ノードＮ２の電圧をＶ２とすると、Ｖ２は電源電圧から抵抗１２９による電圧降下分を差し引いた形になる。電源電圧をＶＣＣ、抵抗１２９の抵抗値をＲとするとＶ２は
Ｖ２＝ＶＣＣ−Ｒ＊Ｉ２
と表現され、図３（ｆ）に示すような波形になる。また、バッファ１３０はこのノードＮ２の電圧と等しい電圧を出力する。
【００２９】
このような動作により、高周波信号生成ブロック１２０から出力される信号は、高周波重畳開始時には発振振幅がゼロから徐々に上昇しながら期間Ｔ１の間に所望の発振振幅に整定し、また高周波重畳停止時には発振振幅が徐々に減少しながら期間Ｔ２の間にゼロに整定するような高周波信号Ｖｈｆとなる。
【００３０】
高周波信号生成ブロック１２０により生成された高周波信号Ｖｈｆは、コンデンサ１３１により、高周波成分Ｖａｃのみが抽出される。すなわちコンデンサ１３１はハイパスフィルタとして機能する。レーザの駆動電流に重畳する高周波電流の周波数は３００ＭＨｚ程度を想定しているので、ここではカットオフ周波数ｆｃが５０ＭＨｚのハイパスフィルタ特性を有するようにコンデンサ１３１の定数を選択するものとする。
【００３１】
そして電流駆動回路１４０はＶａｃに比例した高周波電流をレーザ駆動電流に重畳する。
【００３２】
以上のような構成により、高周波重畳開始時には発振振幅がゼロから徐々に上昇しながら期間Ｔ１の間に所望の発振振幅に整定するような高周波電流がレーザ駆動電流に重畳され、また高周波重畳停止時には発振振幅が徐々に減少しながら期間Ｔ２の間にゼロに整定するよう高周波電流がレーザ駆動電流に重畳される。
【００３３】
よって高周波重畳開始時と高周波重畳停止時のどちらの場合においても、レーザが過大発光することはないため、記録されたマークを消去してしまうような不具合が発生することがない。
【００３４】
なお、本実施の形態では高周波重畳開始時に発振振幅が整定する時間Ｔ１を２００［ｎｓ］と、高周波重畳停止時に発振振幅が整定する時間Ｔ２を２００［ｎｓ］となるように電流フィルタ１２３を設計しているが、これには理由がある。コンデンサ１３１により、カットオフ周波数ｆｃが５０ＭＨｚのハイパスフィルタ特性を有するように設計されているため、少なくとも整定時間Ｔ１、Ｔ２は２０［ｎｓ］以上となるように設計しないとスパイク電流成分が残留する。したがって、
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ１
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ２
とすることが好ましい。また、整定時間Ｔ１、Ｔ２を必要以上に長くすると、記録から再生への遷移、または再生から記録への遷移に支障をきたすことがある。したがって、
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ１  ＜  １．５［μｓ］
１／（２πｆｃ）  ＜  Ｔ２  ＜  １．５［μｓ］
とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかるレーザ駆動回路は、高周波重畳開始時と高周波重畳停止時のどちらの場合においてもレーザがスパイク発光することがなく、安定な高周波重畳開始特性と高周波重畳停止特性を有し、ＤＶＤ等光ディスクのレーザ駆動回路として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態におけるレーザ駆動回路の主要構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるレーザ駆動回路の動作シーケンス図
【図３】本発明の実施の形態におけるレーザ駆動回路の高周波重畳動作のシーケンス図
【図４】背景技術におけるレーザ駆動回路の主要構成図
【図５】背景技術におけるレーザ駆動回路の動作シーケンス図
【図６】背景技術におけるレーザ駆動回路の高周波重畳動作のシーケンス図
【符号の説明】
【００３７】
１０１    リード電流源
１０２    ボトム電流源
１０３    バイアス電流源
１０４    ピーク電流源
１１１，１１２，１１３，１１４    スイッチ
１２１    電流源
１２２    スイッチ
１２３    電流フィルタ
１２４    電圧制御発振器
１２５    バッファ
１２６    反転バッファ
１２７，１２８    ＮＰＮトランジスタ
１２９    抵抗
１３０    バッファ
１３１    コンデンサ
１４０    電流駆動回路
１５０    半導体レーザ
【図１】
2005142477.tif 000003
【図２】
2005142477.tif 000004
【図３】
2005142477.tif 000005
【図４】
2005142477.tif 000006
【図５】
2005142477.tif 000007
【図６】
2005142477.tif 000008