(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクにレーザ光を照射する半導体レーザと、
高周波電流が重畳された電流により前記半導体レーザを駆動するとともに、レーザ駆動装置外部から与えられる基準クロックに基づいて前記高周波電流の周波数を測定するレーザ駆動装置と、
前記レーザ駆動装置により測定された周波数に基づいて前記レーザ駆動装置から出力される高周波電流の周波数を制御する制御装置を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記レーザ駆動装置は、
前記半導体レーザに対し直流電流を出力する半導体レーザ駆動回路と、
前記半導体レーザ駆動回路の出力に重畳される高周波電流を出力する高周波重畳発振器と、
前記高周波重畳発振器から出力される高周波電流の周波数を測定する周波数測定回路と、
を備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光ディスク装置において、
前記周波数測定回路は、
前記高周波電流の信号を二値化してデジタル信号を生成する二値化回路と、
前記レーザ駆動装置の外部より与えられる基準クロックと前記デジタル信号とを用いて前記高周波電流の周波数を計数する周波数カウンタと、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の光ディスク装置において、
前記周波数測定回路により測定された周波数を保持するレジスタを有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
光ディスクにレーザ光を照射する半導体レーザを駆動するレーザ駆動装置であって、
前記半導体レーザに対し直流電流を出力する半導体レーザ駆動回路と、
前記半導体レーザ駆動回路の出力に高周波電流を重畳する高周波重畳発振器と、
前記高周波重畳発振器から出力される高周波電流の周波数を前記レーザ駆動装置の外部より与えられる基準クロックに基づいて測定する周波数測定回路とを備え、
前記レーザ駆動装置は、前記周波数測定回路により測定された周波数に基づいて前記高周波重畳発信器から出力される高周波電流の周波数が変化するように制御されることを特徴とするレーザ駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザ駆動装置において、
前記周波数測定回路は、
前記高周波電流の信号を二値化してデジタル信号を生成する二値化回路と、
前記レーザ駆動装置の外部より与えられる基準クロックと前記デジタル信号とを用いて前記高周波電流の周波数を計数する周波数カウンタと、
を有することを特徴とするレーザ駆動装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のレーザ駆動装置において、
前記周波数測定回路により測定された周波数を保持するレジスタを有することを特徴とするレーザ駆動装置。
【請求項８】
高周波電流を重畳した電流を用いてレーザ駆動装置が半導体レーザを駆動する際のレーザ制御方法であって、
前記高周波電流の周波数を前記レーザ駆動装置外部から与えられる基準クロックに基づいて測定する第１のステップと、
測定された前記周波数を用いて前記高周波電流の周波数を制御する第２のステップと、
を有することを特徴とするレーザ制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載のレーザ制御方法において、
前記半導体レーザに対し直流電流を出力する第３のステップと、
前記直流電流に高周波電流を重畳する第４のステップと、
を有することを特徴とするレーザ制御方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のレーザ制御方法において、
前記第１のステップは、
前記高周波電流の信号を二値化してデジタル信号を生成する第５のステップと、
前記レーザ駆動装置外部より与えられる基準クロックと前記デジタル信号とを用いて前記高周波電流の周波数を計数する第６のステップと、
を有することを特徴とするレーザ制御方法。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか一項に記載のレーザ制御方法において、
前記測定された周波数をレジスタに保持する第７のステップを有することを特徴とするレーザ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクに情報を記録再生可能な光ディスク装置において、再生信号の品質向上を実現するのに好適なレーザ駆動装置とそれを用いた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザを使用した光ディスク情報再生装置では、記録媒体からの反射光と半導体レーザの干渉により発生するレーザノイズを抑制するため、直流電流に高周波電流を重畳し半導体レーザを駆動する高周波重畳法が使用される。ところが、高周波重畳法を使用しているにもかかわらず、十分にレーザノイズが抑圧できない現象が発見された。近年の調査により、この現象は、高周波重畳法のように半導体レーザに高い周波数の変調をかけた場合に発生する緩和振動が要因となっており、この緩和振動によるレーザノイズは高周波重畳の周波数に依存することが判明した。緩和振動によるレーザノイズを考慮した高周波重畳の周波数の設定方法は、特開平11−54826号に開示されている。
【０００３】
レーザノイズと高周波重畳電流の周波数・振幅の関係を測定した結果を図７に示す。ここで、図７の領域Ａ・領域Ｂの設定でレーザノイズを許容値以下にすることができた。しかし、高い周波数になるほど高周波重畳回路の効率が低下し発熱が大きくなり、また、一般的に半導体レーザは高温での動作時においてレーザノイズが高くなるため、周波数の高い領域Ｂは使用に適さない。更に図７の斜線で示した領域Ｃでは、規格による不要輻射の許容電界規制が厳しくなり、不要輻射強度を低下させる必要があるため使用することができない。これは不要輻射の強度を低減させるためにシールドされた構造が必要となり、高コスト化の要因となるためである。以上のことを考慮すると、レーザノイズ低減と不要輻射規格の両方の条件を満足するためには、高周波重畳電流の設定を領域Ａの中で領域Ｃを含まない領域にする必要があり、重畳する高周波電流の周波数を範囲Ｄ、振幅を範囲Ｅに確実に収めることが必要である。
【０００４】
図４に高周波重畳電流を制御するレーザ駆動装置のブロック図を示す。このレーザ駆動装置では半導体レーザ駆動回路１と、高周波重畳発振器を構成する発振器制御回路３及び発振器４と、加算器６により構成される。情報再生の場合、半導体レーザ駆動回路１はＤＣ電流である半導体レーザ駆動ＤＣ電流２を出力し、この半導体レーザ駆動ＤＣ電流２に発振器４の出力（高周波電流５）を加算器６により重畳し、レーザダイオード８を駆動している。発振器４の周波数・振幅は発振器制御回路３により制御され、レーザ駆動装置の外に配置されたマイコンから出力される発振器制御信号３１に対応して、発振器の周波数・振幅を調整することができる。この機能により、高周波重畳の周波数・振幅を上記の条件を満たす様に設定できると考えられていた。
【０００５】
しかし、このレーザ駆動装置には個体差があり、高周波重畳電流の周波数を同じ設定値にしても、実際に発振器４から出力される高周波電流５の周波数がばらつき、全てのレーザ駆動装置で周波数を一律に設定した場合、実際の周波数が目標とする周波数設定の範囲Ｄを越えてしまうレーザ駆動装置が存在することが判明した。この高周波電流５の周波数のばらつきは、ＩＣの生産プロセスに起因し、ばらつきを小さくすることは困難であるため、工場出荷時に高周波重畳電流の周波数を調整する必要が生じた。この周波数調整工程では、レーザ駆動装置から生じる微弱な不要輻射をアンテナで検出し、その周波数をスペクトルアナライザなどで測定するため、大規模な測定設備を必要とし、設備の簡素化を測る必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光ディスク装置に使用される半導体レーザの高周波重畳周波数を、より簡便にかつより正確に測定することが可能なレーザ駆動装置及びそれを用いた光ディスク装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、半導体レーザの高周波重畳周波数を光ディスク装置内部で制御することが可能な光ディスク装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の光ディスク装置は、光ディスクにレーザ光を照射する半導体レーザと、高周波電流が重畳された電流により前記半導体レーザを駆動するとともに、レーザ駆動装置外部から与えられる基準クロックに基づいて前記高周波電流の周波数を測定するレーザ駆動装置と、前記レーザ駆動装置により測定された周波数に基づいて前記レーザ駆動装置から出力される高周波電流の周波数を制御する制御装置を備える。
【０００９】
また、本発明のレーザ駆動装置は、光ディスクにレーザ光を照射する半導体レーザを駆動するレーザ駆動装置であって、前記半導体レーザに対し直流電流を出力する半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザ駆動回路の出力に高周波電流を重畳する高周波重畳発振器と、前記高周波重畳発振器から出力される高周波電流の周波数を前記レーザ駆動装置の外部より与えられる基準クロックに基づいて測定する周波数測定回路とを備え、前記レーザ駆動装置は、前記周波数測定回路により測定された周波数に基づいて前記高周波重畳発信器から出力される高周波電流の周波数が変化するように制御される。また、本発明のレーザ制御方法は、高周波電流を重畳した電流を用いてレーザ駆動装置が半導体レーザを駆動する際のレーザ制御方法であって、前記高周波電流の周波数を前記レーザ駆動装置外部から与えられる基準クロックに基づいて測定する第１のステップと、測定された前記周波数を用いて前記高周波電流の周波数を制御する第２のステップと、を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例におけるレーザ駆動装置の回路構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１において、従来のレーザ駆動装置である図４と同様のブロックに対しては同じ符号を付している。本発明のレーザ駆動装置は、さらに、高周波重畳発振器内部の発振器４より出力される高周波電流の周波数を測定する周波数測定回路を有し、図１では周波数測定回路を構成する一例として、二値化回路９及び分周回路１１及び周波数カウンタ１３を示している。また、本実施例のレーザ駆動装置は、周波数測定回路で測定された高周波電流の周波数を保存するレジスタ１５を有している。
【００１５】
発振器４はアナログ電圧を入力とする可変周波数発振器であり、発振周波数は入力される電圧により連続的に制御可能である。前記発振器４は前記発振器制御回路３により周波数と振幅を制御され高周波電流５を出力する。前記発振器制御回路３は、マイコンからの発振器制御信号３１に対応したアナログ電圧を発生し、前記発振器４に出力する。高周波電流５は、半導体レーザ駆動電流７を生成する加算器６、および高周波重畳の周波数測定に使用する高周波デジタル信号１０を生成する二値化回路９に入力される。加算器６は、入力された高周波電流５を半導体レーザ駆動回路１により出力された半導体レーザ駆動ＤＣ電流２に重畳し、半導体レーザ駆動電流７を出力して、半導体レーザ８を駆動する。
【００１６】
高周波電流５は図２（ａ）のようなアナログ信号であり、デジタル回路で処理を行うため、二値化回路９により高周波信電流５を二値化し、図２（ｂ）のような高周波デジタル信号１０を生成する。高周波デジタル信号１０はきわめて高い周波数の信号であり雑音の要因となるため、分周回路１１において高周波デジタル信号１０を分周し、図２（ｃ）のような比較的周波数の低い高周波重畳モニタ信号１２を生成する。この高周波重畳モニタ信号１２を、装置外部から与えられる基準クロック１４によって動作する周波数カウンタ１３に入力し、高周波重畳モニタ信号１２の周波数の測定を行う。周波数カウンタ１３は、前記基準クロック１４の一周期の間に分周回路１１から入力されたパルス数を積算する。
【００１７】
積算されたパルス数はレジスタ１５に保持され、主制御装置であるマイコンの要求に従い計測結果を出力する。分周回路１１で行われる分周周期はあらかじめ決められており、計測結果を分周周期倍することで実際の高周波重畳電流の周波数を求めることが可能である。
【００１８】
次に、本発明のレーザ駆動装置の第二の実施例を図３を用いて説明する。既に説明したように、図１のレーザ駆動装置を使用した場合、光ディスク装置内で周波数の測定を行うことが可能である。一方、周波数の調整を工場出荷時で行うこととする場合、図３に示したレーザ駆動装置のように、図１における周波数カウンタ１３とレジスタ１５を省き、光ディスク装置に高周波重畳モニタ信号１２の出力端子を設ける。これにより、外部の測定器に直接高周波重畳モニタ信号１２を入力して、高周波重畳電流の周波数調整を行うことができる。この場合、工場出荷時における初期調整の工程が必要であるが、微弱な不要輻射を測定するのではなく高周波重畳モニタ信号を測定するため、アンテナや高感度のスペクトルアナライザなどの測定器を簡素化することができる。
【００１９】
次に、本発明における第三の実施例を図５を用いて説明する。図５は、光ディスク再生装置の一実施例を示すブロック図である。以下、図５における光ディスク装置の動作について説明する。
【００２０】
図５においてレーザ駆動装置１７は、図１で示したレーザ駆動装置を用いることができる。即ち、レーザ駆動装置は、高周波電流を出力する発振器４と、基準クロック発振器３３から与えられる基準クロック１４により発振器4から出力される高周波電流の周波数を測定する周波数カウンタと、その測定結果を記憶するレジスタ１５を備えている。このレーザ駆動装置１７から出力された半導体レーザ駆動電流７は、光ヘッド１８上にあるレーザダイオード８に入力され、レーザダイオード８を発光させる。
【００２１】
光ヘッド１８は、レーザダイオード８の光を光ディスクに照射し、光ディスク２０からの反射光をフォトディテクタ１９により検出する。フォトディテクタ１９は、検出した反射光を電気信号に変換し、サーボ誤差信号２１と再生信号２４として出力する機能を持つ。ここで光ディスク２０上の情報は反射光の強度変化として再生され、再生信号２４に反映される。また光ディスク２０上の情報には、ユーザデータ以外に、エラー補正用データが含まれてエンコードされており、後に説明する復調装置３０によりユーザデータに含まれるエラーを補正することが可能である。
【００２２】
光ヘッド位置制御装置２２は、フォトディテクタ１９から出力されるサーボ誤差信号２１の信号処理を行い、サーボ信号２３を生成し光ヘッド１８に出力する。このサーボ信号２３により光ディスク２０と光ヘッド１８の位置関係は一定に保たれ、安定した再生信号２４を得ることが可能である。
【００２３】
二値化装置２５は、フォトディテクタ１９から入力されるアナログ信号である再生信号２４を二値化し、デジタル信号である再生デジタル信号２６を生成する。
【００２４】
データストローブ装置２７は、二値化装置２５から出力された再生デジタル信号２６を、チャネルクロック２８と同期した同期再生信号２９に変換し、復調装置３０へ出力する。
【００２５】
図６に再生信号２４と再生デジタル信号２６と同期再生信号２９の波形を示す。図６に示したように、再生デジタル信号２６とチャネルクロック２８は同期していない。データストローブ装置２７は、ＰＬＬを使用し再生デジタル信号２６にあわせたクロックで同期をとることにより、チャネルクロック２８と同期のとれた同期再生信号２９を生成することができる。またこのデータストローブ装置２７は、再生デジタル信号２６をチャネルクロック２８と同期させるだけでなく、再生デジタル信号２６とチャネルクロック２８の誤差であるジッタを検出し、ジッタの量を規格化し記憶する機能を持つ。
【００２６】
復調装置３０はデータストローブ装置２７から出力された同期再生信号２９をデコードする装置である。前記の通り光ディスク上の情報は、ユーザデータ以外にエラー補正データを含んでエンコードされているため、ユーザデータを得るため、同期再生信号２９をデコードする必要がある。このときユーザデータがエラーを含んでいると、復調装置３０はエラー補正データを元にユーザデータを復元し、ユーザデータ内に含まれるエラーを補正するともに、エラーの量（エラーレート）を検出することができる。
【００２７】
ここで、光ディスク装置の再生信号の品質は、復調装置３０で検出されるエラーの量や、データストローブ装置で検出されるジッタの量として定量的に表すことができる。この光ディスク装置では、半導体レーザ駆動電流７の高周波重畳の周波数を、レーザ駆動装置の発振器に対してマイコン１６から出力される発振器制御信号３１により制御することができる。高周波重畳の周波数を変えると、再生信号の品質に影響し、この再生信号の品質の変化は、二値化装置２５で検出されるジッタの増加や復調装置３０で検出されるエラー増加として、定量的に表すことができる。これらの品質の変化は、それぞれジッタ測定結果３４やエラーレート３５としてマイコンに報告される。マイコンは、ジッタ測定結果３４やエラーレート３５と、レーザ駆動装置１７で測定され出力される高周波電流の周波数の測定結果３２とに基づいて、最適な再生データを得られる高周波重畳の周波数を求める。決定された周波数は、発振器制御信号３１として出力され、レーザ駆動装置の発振器を制御することによって高周波重畳の周波数を最適な周波数に変えることができる。こうした構成を有することによって、温度変化等によりレーザノイズ最小となる周波数条件が変化した場合でも、レーザ駆動装置内で高周波重畳電流の周波数を測定し、高周波重畳電流の周波数をより精密に制御することが可能となる。
【００２８】
ここで、実際に重畳されている高周波電流の周波数が不明である場合でも、発振器の電源電圧を変えることにより発振器の発振周波数を変化させ、再生信号のジッタ・エラーの量を最小にする最適な高周波重畳の周波数を求めることは可能であるが、高周波重畳電流の周波数を測定していないと発振周波数を特定することができず、規格等による周波数に関連する制限を外れていても認識できない。
【００２９】
本実施例における光ディスク装置は、高周波重畳電流の周波数を測定した上で最適な周波数を決めることを特徴としており、規格等により周波数の設定できる範囲が厳密に定められている場合でも、規格の許容範囲を最大限に使用することができる。さらに、半導体レーザの高周波重畳周波数の調整を、外部の設備を使用しないで光ディスク装置内部の構成により行うことが可能であるので、低コストかつ精密な調整が可能となる。
【００３０】
図８に高周波重畳周波数とジッタの関係を示す。この関係は、高周波重畳周波数を連続的に変え、同時にジッタを測定することで得ることができる。ここで周波数の低い領域は不要輻射規格により使用できず、また周波数の高い領域は発熱が大きいため使用できない。周波数測定機能が無いレーザ駆動装置の場合、レーザ駆動装置の個体差による発振周波数のばらつきを考慮する必要があり、制限された領域を最大限利用することはできず、図８に示す範囲１の中でジッタ最小となる周波数に高周波重畳周波数を設定できるにすぎない。これに対し、周波数測定機能を備えたレーザ駆動装置の場合、制限された領域を最大限利用することができ、範囲１より広い範囲２の中でジッタ最小となる周波数に高周波重畳周波数を設定することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の光ディスク装置及びそれに用いるレーザ駆動装置によれば、半導体レーザを低ノイズで駆動するために要するレーザ駆動装置の調整を低コストかつより精密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例に係るレーザ駆動装置のブロック図。
【図２】第一の実施例に係るレーザ駆動装置内部の各信号の波形を示す図。
【図３】第二の実施例に係るレーザ駆動装置のブロック図。
【図４】従来のレーザ駆動装置のブロック図。
【図５】第三の実施例に係る光ディスク装置のブロック図。
【図６】第三の実施例に係る光ディスク装置内部の各信号の波形を示す図。
【図７】高周波重畳の最適条件の説明図。
【図８】高周波重畳の周波数とジッタの関係、及び高周波重畳の周波数の設定可能範囲を説明する図。
【符号の説明】
1…半導体レーザ駆動回路、2…半導体レーザ駆動ＤＣ電流、3…発振器制御回路、4…発振器、5…高周波電流、6…加算器、7…半導体レーザ駆動電流、8…レーザダイオード、9…二値化回路、10…高周波デジタル信号、11…分周回路、12…高周波重畳モニタ信号、13…周波数カウンタ、14…基準クロック、15…レジスタ、16…マイコン、17…レーザ駆動装置、18…光ヘッド、19…フォトディテクタ、20…光ディスク、21…サーボ誤差信号、22 …光ヘッド位置制御装置、23…光ヘッドサーボ信号、24…再生信号、25…二値化装置、26…再生デジタル信号、27…データストローブ回路、28…チャネルクロック、29…同期再生信号、 30…復調装置、31…発振器制御信号、3…測定結果、33…基準クロック発振器、4…ジッタ測定結果、35…エラーレート
【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】
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