(57)【要約】【課題】光パルスの応答特性を向上させることができるレーザダイオード制御回路、信号処理回路、光ディスク装置、レーザダイオード光源を提供する。【解決手段】レーザダイオード６は、そのアノード側に可変電圧源１４が接続され、そのカソード側にレーザダイオード駆動ＩＣ１３が接続される。レーザダイオード６は、そのアノード側にプルアップ電圧が印加されており、レーザダイオード６に流れる電流がレーザダイオード駆動ＩＣ１３に吸い込まれる場合にレーザ光を発する。レーザダイオード６が発する光パルスは、レーザダイオード６に印加されるプルアップ電圧の設定により、所望の波形とされる。【選択図】図３
2007095719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードと、
前記レーザダイオードに接続され、前記レーザダイオードのプルアップ電圧を設定することにより前記レーザダイオードが発する光パルスを所望の波形とする可変電圧源と、
を備えたことを特徴とするレーザダイオード制御回路。
【請求項２】
前記可変電圧源は、前記プルアップ電圧の設定を複数回行う、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオード制御回路。
【請求項３】
前記所望の波形は、レーザダイオードが発する光パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間、または立ち上がり時間と立ち下がり時間との和が、プルアップ電圧との関係において最小値または極小値となる波形である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザダイオード制御回路。
【請求項４】
前記所望の波形は、光ピックアップによる読出エラー発生率が、プルアップ電圧との関係において最小値または極小値となる波形である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザダイオード制御回路。
【請求項５】
前記所望の波形は、レーザダイオードを用いた光ファイバ通信によるビットエラーレートが、プルアップ電圧との関係において最小値または極小値となる波形である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザダイオード制御回路。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のレーザダイオード制御回路に対して、前記プルアップ電圧を変化または固定させる信号を出力する信号処理回路。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のレーザダイオード制御回路を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
請求項７に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
請求項１、請求項２、請求項３、または請求項５に記載のレーザダイオード制御回路を備えたことを特徴とするレーザダイオード光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオード制御回路、信号処理回路、光ディスク装置、およびレーザダイオード光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、光ディスク装置や光ファイバ通信などの多くの装置やシステムなどにおいてレーザダイオードが使用されている。このレーザダイオードは、たとえば、そのカソード側に接続されたトランジスタを制御することによって、パルス駆動される。この場合、レーザダイオードを流れる電流は、トランジスタに吸い込まれる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２２２７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、レーザダイオードのパルス駆動においては、高速な立ち上がりや立ち下がりなどを得るのが難しく、応答特性をより向上させる必要があった。
そこで、本発明は、光パルスの応答特性を向上させることができるレーザダイオード制御回路、信号処理回路、光ディスク装置、レーザダイオード光源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】
【０００４】
本発明によれば、上記課題は、次のように、解決される。
【０００５】
第１の発明は、レーザダイオードと、前記レーザダイオードに接続され、前記レーザダイオードのプルアップ電圧を設定することにより前記レーザダイオードが発する光パルスを所望の波形とする可変電圧源と、を備えたことを特徴とするレーザダイオード制御回路である。
【０００６】
第２の発明は、前記可変電圧源は、前記プルアップ電圧の設定を複数回行う、ことを特徴とする第１の発明に係るレーザダイオード制御回路である。
【０００７】
第３の発明は、前記所望の波形は、レーザダイオードが発する光パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間、または立ち上がり時間と立ち下がり時間との和が、プルアップ電圧との関係において最小値または極小値となる波形である、ことを特徴とする第１の発明または第２の発明に係るレーザダイオード制御回路である。
【０００８】
第４の発明は、前記所望の波形は、光ピックアップによる読出エラー発生率が、プルアップ電圧との関係において最小値または極小値となる波形である、ことを特徴とする第１の発明または第２の発明に係るレーザダイオード制御回路である。
【０００９】
第５の発明は、前記所望の波形は、レーザダイオードを用いた光ファイバ通信によるビットエラーレートが、プルアップ電圧との関係において最小値または極小値となる波形である、ことを特徴とする第１の発明または第２の発明に係るレーザダイオード制御回路である。
【００１０】
第６の発明は、第１の発明〜第５の発明のいずれか１つに係るレーザダイオード制御回路に対して、前記プルアップ電圧を変化または固定させる信号を出力する信号処理回路である。
【００１１】
第７の発明は、第１の発明〜第４の発明のいずれか１つに係るレーザダイオード制御回路を備えたことを特徴とする光ピックアップである。
【００１２】
第８の発明は、第７の発明に係る光ピックアップを備えたことを特徴とする光ディスク装置である。
【００１３】
第９の発明は、第１の発明、第２の発明、第３の発明、または第５の発明に係るレーザダイオード制御回路を備えたことを特徴とするレーザダイオード光源である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光パルスの応答特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１を示す図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１は、光ディスク２にデータを書き込む光ピックアップ４と、光ディスク２に記録されているデータを読み出す光ピックアップ４と、光ディスク２と光ピックアップ４とを駆動するサーボ装置３と、光ピックアップ４の出力信号を処理する信号処理回路５と、を少なくとも備えている。
この光ディスク装置１においては、光ピックアップ４から発せられたレーザ光が、光ディスク２で反射して、光ピックアップ４で検知される。光ピックアップ４で検知された信号は、信号処理回路５で波形整形される。サーボ装置３は、信号処理回路５から出力される信号に基づいて、光ディスク２および光ピックアップ４をフィードバック制御する。
【００１７】
図２は、光ピックアップ４の構成例を示す図である。
図２に示すように、光ピックアップ４は、レーザダイオード６と、コリメータレンズ７と、偏光ビームスプリッタ８と、λ／４波長板９と、対物レンズ１０と、集光レンズ１１と、受光素子１２と、レーザダイオード駆動ＩＣ１３と、を備えている。
レーザダイオード６から発せられたレーザ光は、コリメータレンズ７、偏光ビームスプリッタ８を透過して、λ／４波長板９、対物レンズ１０に入射し集光され、光ディスク２に照射される。光ディスク２に照射されたレーザ光は、光ディスク２で反射された後、対物レンズ１０、λ／４波長板９を透過して、偏光ビームスプリッタ８で反射され、集光レンズ１１に入射する。集光レンズ１１に入射した光は、受光素子１２に受光された後、アナログ信号として、信号処理回路５に送られる。レーザダイオード駆動ＩＣ１３は、パルス波を入力され、レーザダイオード６をパルス制御する。なお、本実施の形態では、レーザダイオード駆動ＩＣ１３がパルス波を入力されることとしたが、本発明においては、パルス波ではない信号を入力されるレーザダイオード駆動ＩＣ１３が、レーザダイオード６をパルス制御してもよい。可変電圧源１４は、レーザダイオード６のアノードにプルアップ電圧を印加する。なお、本発明における「プルアップ電圧」のモニターは、上記したアノードに印加される電圧の測定により行うことができるが、プルアップ電圧を用いて算出される値（たとえば、レーザダイオード駆動ＩＣ１３で消費される電力）の測定により行うこともできる。
【００１８】
図３は、レーザダイオード６及び可変電圧源１４（レーザダイオード制御回路）と、レーザダイオード駆動ＩＣ１３と、の関係の一例をより詳細に説明する図である。
図３に示すように、レーザダイオード６は、そのアノード側に可変電圧源１４が接続され、そのカソード側にレーザダイオード駆動ＩＣ１３が接続される。レーザダイオード６は、そのアノード側にプルアップ電圧が印加されており、レーザダイオード６に流れる電流がレーザダイオード駆動ＩＣ１３に吸い込まれる場合にレーザ光を発する。なお、本明細書における「レーザダイオード制御回路」とは、少なくともレーザダイオードと可変電圧源とを備えた回路を意味する。「レーザダイオード駆動ＩＣ１３」は、「レーザダイオード制御回路」に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
【００１９】
図４は、レーザダイオード６が発する光パルスの一例を示す図である。
図４に示すように、レーザダイオード６が発する光パルスは、その立ち上がり時間がＴｒで表され、その立ち下り時間がＴｆで表される。また、光パルスのオーバーシュート率、アンダーシュート率は、次式で算出される。
【数１】
2007095719.tif 000003
【００２０】
以上説明した光ディスク装置１においては、レーザダイオード６に印加されるプルアップ電圧の設定により、レーザダイオード６が発する光パルスが所望の波形とされる。したがって、本実施の形態によれば、光パルスの応答特性を向上させることができる。具体的には、たとえば、図４に示すように、レーザダイオード６が発する光パルスは、Ｔｒ、Ｔｆ、オーバーシュート率、アンダーシュート率で示されるように歪んでいるが、本実施の形態によれば、かかる歪みを低く抑えることが可能となる。
【００２１】
上記したプルアップ電圧の設定は、たとえば工場出荷時などに行うことができるが、さらに、レーザダイオード６を駆動する際や駆動中にも行うことができる。以下では、レーザダイオードの駆動時や駆動中にプルアップ電圧を設定する場合の一例として、光ピックアップによる読出エラー発生率がプルアップ電圧との関係において最小値または極小値となるように、レーザダイオードの駆動時や駆動中にプルアップ電圧を設定する場合について説明する。なお、読出エラー発生率としては、たとえば、ジッタ、ブロックエラーレートなどを用いることができるが、本発明は、読出エラー発生率の種類や形式を何ら限定するものではなく、読出エラー発生率には、光ディスク装置１において、読出時のエラー発生率として取り扱うことができるあらゆる値を用いることができる。
図５は、レーザダイオード６の駆動時や駆動中にプルアップ電圧を設定する場合の一例について説明するフローチャートである。なお、ここでは、信号処理回路５が、レーザダイオード制御回路に信号を出力するなどして、プルアップ電圧の設定を命令する場合の一例について説明する。
まず、信号処理回路５は、プルアップ電圧を変化させながら、光ディスク２のテスト用書き込みエリアにテストデータを書き込む（Ａ１）。光ディスク２のテスト用書き込みエリアには、各プルアップ電圧におけるテストデータが書き込まれる。なお、プルアップ電圧は、小から大に向けて変化させていくことが好ましい。プルアップ電圧を大から小へ向けて変化させると、不要に大きなプルアップ電圧がレーザダイオード６に印加されるおそれがあるため、無駄な電力が消費され、また、レーザダイオード６やレーザダイオード駆動ＩＣ１３が破壊されてしまうおそれがあるからである。なお、プルアップ電圧を変化させる範囲は、たとえば、プルアップ電圧からレーザダイオードの動作電圧を差し引いた値がレーザダイオード駆動ＩＣの定格入力電圧以下となる範囲とすることができる。もっとも、本発明は、プルアップ電圧を変化させる範囲を何ら限定するものではない。
次ぎに、信号処理回路５は、プルアップ電圧を固定して、光ディスク２のテスト用書き込みエリアに書き込まれた各プルアップ電圧におけるテスト用データを読み出す（Ａ２）
次ぎに、信号処理回路５は、読出エラー発生率が最小値となるプルアップ電圧を算出する（Ａ３）。
次ぎに、信号処理回路５は、読出エラー発生率が最小値となるプルアップ電圧が複数存在するか否かを判断し（Ａ４）、複数存在する場合には、最小値をとるプルアップ電圧を選択し（Ａ５）、この選択したプルアップ電圧を可変電圧源１４に設定して、レーザダイオードに印加する。読出エラー発生率が最小値となるプルアップ電圧を選択すれば、良好な高速パルス応答が得られ、また、複数のプルアップ電圧の中から、その値が最小のものを選択すれば、光ディスク装置１の消費電力を抑えることができる。
信号処理回路５は、読出エラー発生率が最小値となるプルアップ電圧が１つしか存在しない場合には、そのプルアップ電圧を可変電圧源１４に設定し、レーザダイオード６に印加する（Ａ６）。
次ぎに、信号処理回路５は、本データの書込を開始する（Ａ７）。
なお、図５では図示していないが、本実施の形態においては、さらに、信号処理回路５が、データの書込開始後に、データの書込を中断して、書き込んだデータの読出を行って読出エラー発生率を測定し、プルアップ電圧を調整することができる。この調整は、たとえば、所定間隔ごとに行ったり、ランダムに行ったり、あらかじめ定められた回数だけ行ったり、することができる。
なお、本実施の形態においては、光ディスク装置の出荷前にプルアップ電圧を設定した後、再度、光ディスク装置を駆動する際や駆動中にプルアップ電圧の設定を行うことができる一方、光ディスク装置の出荷前にはプルアップ電圧の設定を行うことなく、光ディスク装置を駆動する際や駆動中にプルアップ電圧を設定することもできる。さらに、このプルアップ電圧の設定は、光ディスク装置の出荷前に行って、光ディスク装置を駆動する際や駆動中には行わない、とすることもできる。つまり、プルアップ電圧の設定は、１回のみ行うとすることもできるが、複数回行うとすることもでき、また、プルアップ電圧を設定する時期やタイミングは、任意に選択することができる。なお、プルアップ電圧の設定を、光ディスク装置の出荷前に行って、光ディスク装置を駆動する際や駆動中には行わない、とする場合には、プルアップ電圧が可変しないように、上記した可変電圧源１４を制御すればよい。
【００２２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、読出エラー発生率が最小になるように、プルアップ電圧の設定により光パルスが所望の波形とされる。また、光パルスの特性は、レーザダイオードの種類や個性などによって変化し得るが、本実施の形態によれば、個々の光ディスクごとに最適なプルアップ電圧が選択されるため、様々な光ディスクに対して最適なデータの書き込みが可能となる。また、光ディスクへのデータの書き込みは、様々な速度で行い得るが、本実施の形態によれば、読出エラー発生率を低下させることができるため、様々な速度で最適な書き込みを行うことができる。
【００２３】
なお、本発明においては、読出エラー発生率が最小値となるプルアップ電圧に代えて、読出エラー発生率が極小値となるプルアップ電圧を、レーザダイオードに印加することができる。ここで、極小値とは、次式に示すように、読出エラー発生率の変化率が０になる読出エラー発生率をいい、読出エラー発生率の最小値とは異なる。
【数２】
2007095719.tif 000004
読出エラー発生率が最小値をとるプルアップ電圧をレーザダイオード６に印加してしまうと、何らかの原因でプルアップ電圧が僅かに変動した場合に、読出エラー発生率が大きく変化してしまうおそれがあるが、読出エラー発生率の極小値であれば、何らかの原因でプルアップ電圧が僅かに変動しても、読出エラー発生率が大きく変動することはない。したがって、極小値とすれば、低く抑えた読出エラー発生率を安定的に保つことができ、光パルスの特性を向上させることができるため、データを安定に書き込むことが可能となり、読出エラー発生率を低下させることができる。また、光パルスを所望の波形とすることができるので、より高倍速での書き込みが可能となる。
【００２４】
なお、上記の説明では、所望の波形とされた光パルスの一例として、読出エラー発生率が安定的に保たれた光パルスについて説明したが、本発明は、光パルスが有する所望の波形を何ら限定するものではない。たとえば、本発明においては、読出エラー発生率のほかにも、レーザダイオード６が発する光パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間（立ち上がり時間と立ち下がり時間について図６参照）、または立ち上がり時間と立ち下がり時間との和が、プルアップ電圧との関係において最小値または極小値とされたり、オーバーシュート率とアンダーシュート率（オーバーシュート率とアンダーシュート率について図７参照）が所望の値にされたり、することなども光パルスが所望の波形とされる場合に含まれる。なお、Ｔｒ＋Ｔｆ、を最小とすれば、立ち上がり時間は短いが立ち下がり時間が長いといった問題や、立ち下がり時間は短いが立ち上がり時間が長いといった問題の改善を図ることができる。なお、立ち上がり時間、立ち下がり時間、または立ち上がり時間と立ち下がり時間との和を極小値とする場合についても、上記読出エラー発生率の場合と同様に、プルアップ電圧の僅かな変動によって、これらの値が大きく変動することを抑えることができる。
【００２５】
また、本発明においては、何らかの値の最小値または極小値ではなく、何らかの値の変化率の極大値を用いて、プルアップ電圧を設定することもできる。このようにすれば、何らかの値に極小値が存在しない場合であっても、光パルスの特性の向上や、あるいは、プルアップ電圧の僅かな変動によって何らかの値が大きく変動することの抑制を図ることができる。
【００２６】
また、実施の形態においては、信号処理回路が、レーザダイオード制御回路に命令してプルアップ電圧を設定することとした。しかし、本発明におけるレーザダイオード制御回路は、信号処理回路以外の回路からプルアップ電圧の設定に関する命令を受けることも可能であるし、又、レーザダイオード制御回路内にプルアップ電圧の設定を行う手段を設けることもできる。
【００２７】
また、実施の形態においては、光ディスク装置について説明したが、本発明に係るレーザダイオード制御回路は、光ディスク装置への使用に何ら限定されない。したがって、本発明に係るレーザダイオード制御回路は、レーザダイオードを使用するすべての装置において使用することができ、たとえば、光ファイバ通信におけるレーザダイオード光源にも使用することが可能である。
図８は、光ファイバ通信におけるレーザダイオード制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、プルアップ電圧を変化させながら、テストデータを送信する（Ｂ１）。なお、この場合も、プルアップ電圧は、小から大に向けて変化させていくことが好ましい。プルアップ電圧を大から小へ向けて変化させると、不要に大きなプルアップ電圧がレーザダイオードに印加されるおそれがあるため、無駄な電力が消費され、また、レーザダイオードやレーザダイオード駆動ＩＣが破壊されてしまうおそれがあるからである。なお、プルアップ電圧を変化させる範囲は、たとえば、プルアップ電圧からレーザダイオードの動作電圧を差し引いた値がレーザダイオード駆動ＩＣの定格入力電圧以下となる範囲とすることができる。もっとも、本発明は、プルアップ電圧を変化させる範囲を何ら限定するものではない。
次ぎに、たとえばビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧を算出する（Ｂ２）。
次ぎに、ビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧が複数存在するか否かを判断し（Ｂ３）、複数存在する場合には、最小値をとるプルアップ電圧を選択し（Ｂ４）、この選択したプルアップ電圧を可変電圧源に設定して、レーザダイオードに印加する（Ｂ５）。ビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧を選択すれば、良好な高速パルス応答が得られ、また、複数のプルアップ電圧の中から、その値が最小のものを選択すれば、レーザダイオード制御回路の消費電力を抑えることができる。
ビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧が１つしか存在しない場合には、そのプルアップ電圧を可変電圧源に設定し、レーザダイオードに印加する（Ｂ６）。
次ぎに、本データの送信を開始する（Ｂ６）。
さらに、本データの送信開始後に、ビットエラーレートが最小値であるか否かを判断し、最小値でない場合には、ビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧を再測定して、この再測定したプルアップ電圧を可変電圧源に設定して、レーザダイオードに再印加することもできる。これにより、通信中に周囲温度変化やレーザダイオード６の経時劣化が生じても、光パルスの波形を良好に維持することができ、ビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧をレーザダイオードに印加することができる。この再印加は、たとえば、再印加前のプルアップ電圧を中心にプルアップ電圧を所定の範囲内で増減させて、ビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧を算出することにより、行うことができる。より具体的に説明すると、たとえば、再設定前のビットエラーレートと、プルアップ電圧を所定値だけ小さくした場合のビットエラーレートと、プルアップ電圧を所定値だけ大きくした場合のビットエラーレートと、を比較して、この中から、ビットエラーレートが最小値となるプルアップ電圧をレーザダイオードに再印加する。データ通信開始後または再印加後、僅かな時間しか経過していなければ、ビットエラーレートが最小値をとるプルアップ電圧は、データ通信開始時に印加したプルアップ電圧または再印加したプルアップ電圧の近傍に存在すると考えられるからである。もっとも、本発明は、この再印加の方法を何ら限定するものではない。
このように、本実施の形態は、光ファイバ通信に適用した場合においても、ビットエラーレートが最小になるように、プルアップ電圧を設定して光パルスを所望の波形にできる。また、光パルスの特性は、レーザダイオードの種類や個性などによって変化し得るが、本実施の形態によれば、個々のレーザダイオードごとに最適なプルアップ電圧が選択されるため、様々な光ファイバ通信において最適なデータ送信が可能となる。また、光ファイバを用いたデータ通信は、様々な速度で行い得るが、本実施の形態によれば、通信エラー発生率を低下させることができるため、様々な速度で最適な通信を行うことができる。
なお、上記した光ファイバ通信の例においても、上記した光ディスク装置の場合と同様に、「Ｔｒ＋Ｔｆ」、「Ｔｒ」、「Ｔｆ」、「オーバーシュート率」、および「アンダーシュート率」などを用いて、光パルスの特性を向上させることができる。また、上記した光ファイバ通信の例においても、上記した光ディスク装置の場合と同様に、「極小値」や「変化率の極大値」を用いて、光パルスの特性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、レーザダイオードを使用するすべての場合に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１を示す図である。
【図２】光ピックアップ４の構成例を示す図である。
【図３】レーザダイオード６及び可変電圧源１４（レーザダイオード制御回路）と、レーザダイオード駆動ＩＣ１３と、の関係の一例をより詳細に説明する図である。
【図４】レーザダイオード６が発する光パルスの一例を示す図である。
【図５】レーザダイオード６の駆動時や駆動中にプルアップ電圧を設定する場合の一例について説明するフローチャートである。
【図６】Ｔｒ、Ｔｆとプルアップ電圧との関係の一例を概念的に示す図である。
【図７】オーバーシュート率、アンダーシュート率とプルアップ電圧との関係の一例を概念的に示す図である。
【図８】光ファイバ通信におけるレーザダイオード制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１    光ディスク装置
２    光ディスク
３    サーボ装置
４    光ピックアップ
５    信号処理回路
６    レーザダイオード
７    コリメータレンズ
８    偏光ビームスプリッタ
９    λ／４波長板
１０    対物レンズ
１１    集光レンズ
１２    受光素子
１３    レーザダイオード駆動ＩＣ
１４    可変電圧源
【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８】
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【図６】
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【図７】
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