(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ヘッドに設けられたレーザーダイオードに、記録信号に応じてパルス状に変化する駆動電流を供給し、所定の光量でパルス発光させるレーザー駆動装置であって、
上記駆動電流のうち高域成分を含む電流を供給する高域電流供給手段を上記光ヘッドに設け、
上記光ヘッドにケーブルを介して上記駆動電流のうち低域成分を含む電流を供給する低域電流供給手段を上記ヘッド外に設け、
上記駆動電流の高域成分を含む電流と低域成分を含む電流は光ヘッドにおいて合成され、上記レーザーダイオードに供給されることを特徴とするレーザー駆動装置。
【請求項２】
高域成分を含む電流はハイパスフィルターを介して、低域成分を含む電流はローパスフィルターを介して、それぞれ供給されることを特徴とする請求項１記載のレーザー駆動装置。
【請求項３】
低域成分を含む電流は上記ハイパスフィルターと同じカットオフ周波数を持つローパスフィルターによって生成されることを特徴とする請求項２記載のレーザー駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録可能な光ディスク装置におけるレーザー駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−Ｒのような、記録可能な光ディスクおよびこれに対し記録再生を行う光ディスクドライブの普及が目覚ましい。レーザー駆動装置は、レーザーダイオードのパワーを制御しながらレーザーダイオードに記録電流パルスを供給する、上記光ディスクドライブにおけるキーデバイスとして不可欠なものである。以下従来のレーザー駆動装置について簡単に説明する。
【０００３】
まず、光ヘッド内にはレーザーダイオードと、その発光量をモニターするフォトダイオードが設けられていて、このレーザーダイオードに所定のレーザー駆動電流を流せば、レーザーダイオードは発光し、その発光量に比例してフォトダイオードからは検出電流が流出する。レーザーダイオードはもともと温度に対して敏感で、同じ駆動電流を流しても、温度条件によって異なる光量で発光する。そこで上記フォトダイオード出力電流を用いて発光量をフィードバック制御（いわゆるレーザーパワー制御）している。
【０００４】
たとえば上記帰還電流を抵抗に流し込んで電流電圧変換し、この電圧（モニタ電圧）と目標電位、すなわちレーザーダイオードが所望の光量で発光しているならば得られるであろう電位、との誤差に応じて上記レーザー駆動電流を加減する。その結果、制定状態において、光量検出電位と目標電位が等しくなる、言い換えればレーザーダイオードが所望の光量で発光するようにフィードバック制御される。
【０００５】
目標電位は再生、記録それぞれにおいて適宜切り換えられる。つまり、光ディスクから情報を再生する場合は、比較的弱い光量でレーザーを定常的に発光させ、また、光ディスクに情報を記録する場合は、強い光量でパルス的に発光させる。したがって、記録・再生時において所望の光量になるべく、目標電位をそのつど切り換える。なお、記録時にはパルス発光に応じて検出される上記モニタ電圧のピークをサンプルホールドし、これと上記目標電位を比較するなどして、パルス発光瞬時のパワーを制御している（例えば、実開平４−１０３３１９号公報）。
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】
しかし、従来の構成ではレーザーダイオードとフォトダイオード以外の殆どの構成要素は光ヘッド外の基板上に設けざるを得ず、特にレーザーダイオードを高速にパルス発光させることが困難であった。すなわち、高精度なパワー制御を実行する上記レーザー駆動装置を実現するためにはそこそこの回路部品が必要であり、形状が限られた光ヘッド上に配置するのが困難であるのに加え、レーザーダイオードに駆動電流を流し込むためには駆動電流源が必要であり、この駆動電流源がそれ自身の多大な電力消費のため発熱し、これによって光ヘッドの光軸ずれなどの経時劣化が生じ、さらにはレーザーダイオードの寿命が縮むといった問題が生じる。
【０００７】
故に、上記駆動電流源を含む回路の大部分は独立した基板上に設けざるを得ないが、上記回路を光ヘッド外に設ける場合、光ヘッド上のレーザーダイオードおよびフォトダイオードとを、長いケーブルで結線しなければならない。つまり、一般に光ヘッドは移送（トラバース）モーター上に設けられていて、光ディスク内外周にわたって任意に移動できるようになっているが、上記基板と光ヘッドの位置関係が常に変化することになるから、両者を接続するケーブルは十分余裕ある長さを必要とする。例えばＣＤ−Ｒドライブの場合、１０ｃｍ程度を必要とする。
【０００８】
ところが、レーザーダイオードを所定パワーで発光させるためには１００ｍＡ程度の大電流が必要であり、さらに、上記の構成では、光ディスクに情報を記録する際、駆動電流源からパルス状のスイッチング電流が上記ケーブルを介してレーザーダイオードに供給されることになるため、ケーブルの容量および誘導特性により、パルス波形を忠実に伝送するのが高速になるほど難しくなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のレーザー駆動装置は、光ヘッドに設けられたレーザーダイオードに、記録信号に応じてパルス状に変化する駆動電流を供給し、所定の光量でパルス発光させるレーザー駆動装置であって、上記駆動電流のうち高域成分を含む電流を供給する高域電流供給手段を上記光ヘッドに設け、上記光ヘッドにケーブルを介して上記駆動電流のうち低域成分を含む電流を供給する低域電流供給手段を上記ヘッド外に設け、上記駆動電流の高域成分を含む電流と低域成分を含む電流は光ヘッドにおいて合成され、上記レーザーダイオードに供給されるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は請求項１の発明の実施形態のブロック図である。図１において光ヘッド１上にはレーザーダイオード１０１およびフォトダイオード１０２が、さらに第１の電流供給手段として高域電流駆動手役１０４、ハイパスフィルターが設けられている。基板２上には第２の電流供給手段として低域電流駆動手役２０１その他の構成要素が設けられている。光ヘッド１と基板２はケーブル３で接続されている。特に図示してはいないが、光ヘッド１はトラバースモーターによって、光ディスク内外周にわたって任意に移動できる構成になっている。
【００１２】
まず、再生時（ＲＷ＝Ｌ）において、定常的にレーザーを発光させる機能について説明する。基板側に設けられた低域電流駆動手段２０１の出力電流ＩＬはケーブル３を通ってレーザーダイオード１０１に供給される。ここで低域電流駆動手段２０１は入力信号に応じた電流を発生する、例えばオープンコレクタ出力を有すバイポーラ素子等によって構成される。レーザーダイオード１０１は電流ＩＰ（＝ＩＬ）に応じた光量で発光し、光ディスク媒体記録面を照らす。発光の一部はフォトダイオード１０２で電流変換され、光量検出電流ＩＢとしてケーブル３を通って基板２上に設けられた電流電圧変換器２０２によって電圧（モニタ電圧）に変換される。モニタ電圧は包絡線検出器２０３を経て目標電位ＶＲ（レーザーダイオードが所望の光量で発光しているならば得られるであろうモニタ電圧と等しい電位）と誤差演算手段２０５で比較され、その誤差分がループフィルター２０４を介して低域電流駆動手段２０１に帰還される。その結果定常状態において光量検出電位と目標電位とが等しくなり、レーザーダイオードは所望の光量で発光する。ループフィルター２０１は通常は１次の積分特性を有すアクティブフィルター等で構成される。
【００１３】
一方、記録時（ＲＷ＝Ｈ）には記録ゲート２０６が開き、記録すべき情報を含んだデジタルパルス信号ＤＴＰが変調器からドライブアンプ２０８に供給される。ドライブアンプ２０８は例えばＣＭＯＳスイッチングデバイスなどで構成された電圧出力のアンプである。ドライブアンプ２０８出力信号はケーブル３を経て、光ヘッド１上に設けられた高域電流駆動手段１０４に供給される。高域電流駆動手段１０４はデジタルパルス信号に応じたスイッチング電流、すなわち高域駆動電流ＩＨを発生し、この電流はハイパスフィルター１０３を経てレーザーダイオード１０１に供給される。すでにレーザーダイオードには低域駆動電流ＩＬが供給されているから、電流ＩＨはこれに重畳されることになる。
【００１４】
さらにデジタルパルス信号ＤＴＰは、ハイパスフィルター１０３と同じカットオフ周波数を持つローパスフィルター２０９を経て低域電流駆動手段２１０に供給され、その電流出力は低域電流駆動手段２０１電流出力に重畳して、低域駆動電流ＩＬとなってレーザーダイオード１０１に供給される。
【００１５】
本実施形態が再生動作から記録動作へ、あるいは記録動作から再生動作へ切り替わるときの様子を図２に示す。ハイパスフィルター１０３通過後の高域駆動電流ＩＨは記録動作を開始した直後は±０［アンペア］から所定の電流ΔＩＨに立ち上がるが、直流を含む低域成分がカットされているため、時間がたてばデジタルパルス信号ＤＴＰに応じて±ΔＩＨ／２の範囲で変化する交流電流になる。一方、低域電流駆動手段２１０からはデジタルパルス信号ＤＴＰの低域成分に応じた電流が出力される。言い換えればハイパスフィルター１０３でカットされたデジタルパルス信号ＤＴＰの低域電流成分を補うような電流が供給される。その結果レーザーダイオード１０１に供給される電流ＩＰ（＝ＩＨ＋ＩＬ）は図示されるように再生時の直流電流（ＩＲ）にデジタルパルス信号に対応したパルス電流成分ΔＩＨが加算されたもの（ＩＷ）になり、レーザーはパルス的に高パワー発光し、光ディスク媒体に対して記録が実行されることになる。
【００１６】
このときの発光量に応じた電流ＩＢがフォトダイオードー１０２によって検出され、この電流ＩＢは電流電圧変換器２０２によってモニタ電圧信号に変換された後、包絡線検出手段２０３によってその包絡線いわゆるエンベロープが検出される。ここで、包絡線検出手段２０３は、たとえば、ダイオードを用いた整流回路またはデジタルパルス信号ＤＴＰのエッジに応じてピーク値をサンプルホールドする回路によって実現される。包絡線検出手段２０３出力信号は誤差検出手段２０５によって目標値ＶＲと比較されるが、この目標値は、目標値切り替え手段２０７によって、再生時（ＲＷ＝Ｌ）と記録時（ＲＷ＝Ｈ）でそれぞれＶＲＲ、ＶＲＥ、と切り替わる。すなわち、レーザーダイオードが、再生時は所定の低パワーで、記録時はパルスピークが所定の高パワーで、発光するようなフィードバック制御が実行される。
【００１７】
以下、本実施形態の効果について図３を参照しながら説明する。図３はレーザーダイオード１０１の電流−発光パワー特性である。レーザーダイオード１０１は常に供給される電流に応じて発光するわけではなく、しきい値電流（ＩＴＨ）を越えないと発光しない。つまり、実用的観点からすれば、しきい値電流は単に電力を消費するだけ、つまり発熱に寄与するだけのものである。本実施形態ではこのしきい値電流ＩＴＨを含む低域電流ＩＬを基板２側に設けられた低域電流駆動手段２０１、２１０より供給している。具体的には低域電流値は５０ｍＡ程度である。記録時にはさらにパルス電流を注入してレーザーダイオードを瞬時的に高パワー発光させるが、これに必要な電流増分ΔＩＨのみ、ヘッド１上に設けられた高域電流駆動手段１０５が供給する。具体的には、電流増分ΔＩＨは２０ｍＡ程度である。言い換えれば、高域電流駆動手段１０４は単に上乗せ分の電流を消費するのみであり、高域電流駆動手段１０４のみを光ヘッド１側に設けたことにより、光ヘッド１の発熱は最小限に抑えられる。
【００１８】
さらに、いうまでもなく、本実施形態によれば、記録時における高速パルス電流はレーザーダイオードに近接した高域電流駆動手段１０４から直接供給されるため、記録周波数が高くなってもパルス波形を維持したままレーザーダイオードを高速パルス発光させることができる。
【００１９】
以上のように本実施形態によれば、光ヘッドの温度を過度に上昇させることなく、記録速度を容易に向上させることができる。
【００２０】
なお、本実施形態において、再生時と記録時のレーザーパワー制御を、単一の制御系を用いて、単に目標値ＶＲを切り替えることによって実行するものとしたが、本発明の効果はこれに限定されるものではない。たとえば、再生時の定常発光を制御する制御系と、記録時のパルス制御を実行する制御系を独立に設けたものであってもよい。また、記録時には制御系をホールド状態にするものであってもよい。
【００２１】
また、本実施形態において、レーザーパワーの切り替えを、再生時と記録時、単に２段階としたが、相変化媒体を用いた書き換え型光ディスク装置の場合、さらに消去パワーを加えた３段階切り替えが必要である。しかしこういった場合においてもレーザー駆動電流信号の高域成分と低域成分を分離し、高域電流駆動手段のみを光ヘッド上に設けるといった本実施形態の構成が可能であり、本実施形態と同等な効果が得られるはずである。
【００２２】
以下本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本実施形態のレーザー駆動装置のブロック図である。図４においてレーザーダイオード１０１、フォトダイオード１０２、ハイパスフィルター１０３、高域電流駆動手段１０４、低域電流駆動手段２０１、２１０、電流電圧変換器２０２、包絡線検出手段２０３、ループフィルター２０４、誤差演算手段２０５、記録ゲート２０６、目標値切換手段２０７、およびローパスフィルター２０９は図１で示されたものと同等な機能を有す。本実施例で異なるのは基板２０上に直列並列変換器２２１およびクロック分周器２２２を、ヘッド１０上に並列直列変換器１１１およびクロック逓倍器１１２を設けたことにある。
【００２３】
先述の実施形態では、レーザー駆動電流のパルス成分は高域電流駆動手段１０４が供給しているので、ケーブルを介してレーザーダイオード１０１を駆動することは無いが、図１におけるドライブアンプ２０８は少なくともケーブルを高周波でドライブできるだけの負荷能力が必要である。そこで本実施例では記録信号を並列転送することによって１ライン当たりの転送周波数を下げ、実質的に負荷を軽減している。デジタルパルス信号ＤＴＰは直列並列変換器２２１によって４ビットの並列データに置換される。またクロックＣＬＫはクロック分周器２２２によって４分周される。ケーブル３０には周波数が１／４になったデータが通過する。一方、ヘッド１０においては並列直列変換器１１１が上記４ビット並列データを直列に変換し、高域電流駆動手段１０４に供給する。変換に要するクロックは上記４分周クロックをクロック逓倍器１１２で４逓倍して得られる。
【００２４】
クロック逓倍器１１２はたとえば４分周カウンタを有したＰＬＬ回路で構成される。上記並列直列変換器１１１およびクロック逓倍器１１２（ＰＬＬ）は一般に小規模なＣＭＯＳデジタル回路で構成することが可能である。さらに先の実施形態でも述べたように、高域電流駆動手段１０４は単にスイッチング（交流）電流を供給するだけであるから低域電流駆動手段２０１のようなバイポーラ構成の定電流源である必要は無い。よって、これをＣＭＯＳスイッチング素子で構成し、上記並列直列変換器１１、クロック逓倍器１１２とともにＩＣ化すれば、ヘッド１０上の限られたスペースに設けることが十分可能となる。
【００２５】
以上、本実施形態によればケーブル３０を通過する信号の周波数を低減することができ、ケーブルの実効負荷を軽減することができる。その結果、さらに高速な信号を記録することが可能となる。
【００２６】
なお、本実施例において、直列のデジタルパルス信号ＤＴＰを並列に変換するとあるが、デジタルデータはもともと８ビット単位の並列で処理されるので、わざわざ直列並列変換せずとも、並列データをそのまま出力するものであってもよい。ただし、この場合においても光ヘッド１０上における並列直列変換器１１１は必要である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、光ヘッド上に高域電流駆動手段を、光ヘッドとケーブルで結ばれた基板上に低域電流駆動手段を、それぞれ設け、それぞれが光ディスク媒体に記録すべきデジタルパルス信号の低域成分および高域成分に応じた電流を供給するようにしたことによって、光ヘッドの温度上昇を最小限に抑えつつ、記録速度を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図
【図２】本発明の第１の実施例の動作を示すタイミングチャート
【図３】本発明の第１の実施例の効果を示す特性図
【図４】本発明の第２の実施例のブロック図
【符号の説明】
１，１０  光ヘッド
２，２０  基板
３，３０  ケーブル
１０１  レーザーダイオード
１０２  フォトダイオード
１０３  ハイパスフィルタ
１０４  高域電流駆動手段
１１１  並列直列変換器
１１２  クロック逓倍器
２０１，２１０  低域電流駆動手段
２０２  電流電圧変換器
２０３  崩落線検出手段
２０４  ループフィルタ
２０９  ローパスフィルタ
２２１  直列並列変換器
２２２  クロック分周器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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