レーザダイオードの状態検出装置
【課題】レーザダイオードの状態を検出する。
【解決手段】ＣＤ用レーザダイオード１０−１及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２は、それぞれ制御用トランジスタＱ１，Ｑ２で駆動制御される。制御用ＩＣ１２は、所望の光量となるようにトランジスタＱ１，Ｑ２の制御電圧を設定する。制御用ＩＣ１２は、異なる２つのパワーにおける制御電圧の初期状態からの経時変化に基づいて、レーザダイオード１０−１、１０−２の劣化／故障を判定する。
【解決手段】ＣＤ用レーザダイオード１０−１及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２は、それぞれ制御用トランジスタＱ１，Ｑ２で駆動制御される。制御用ＩＣ１２は、所望の光量となるようにトランジスタＱ１，Ｑ２の制御電圧を設定する。制御用ＩＣ１２は、異なる２つのパワーにおける制御電圧の初期状態からの経時変化に基づいて、レーザダイオード１０−１、１０−２の劣化／故障を判定する。
【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の状態検出装置に関し、特に、レーザダイオードの劣化や故障を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザダイオードの劣化や寿命を評価する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、レーザダイオードの出力を制御するレーザダイオード制御回路にレーザダイオードの寿命表示回路を設け、レーザダイオード制御回路を構成するトランジスタのエミッタ電位またはコレクタ電位によりレーザダイオードの退化または寿命の表示を行うことが開示されている。
【０００３】
図９に、特許文献１に示されたレーザダイオード制御回路の構成を示す。レーザダイオードＬＤの出力は、レーザダイオード制御回路により一定レベルが保たれるように制御される。レーザダイオードＬＤの出力はフィードバックされ、受光素子ＰＤを経て出力安定化回路１に加えられ、トランジスタＱ１のベース電位ＶＢＥを調整することにより一定レベルに維持される。しかし、レーザダイオードＬＤは長時間使用していると、レーザダイオードの順方向電流は増大したにもかかわらずある出力レベルが維持できなくなる。それを知るために外部に寿命表示回路２を設けて、電流ｉｆの増大によるＶＬの降下により寿命を表示するとしている。また、トランジスタＱ１のエミッタ電位又はコレクタ電位によりレーザダイオードの退化、寿命の表示を行うとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、半導体レーザダイオードにバイアス電流を供給するバイアス電流回路から供給されるバイアス電流を電圧に変換し、当該電圧値と半導体レーザダイオードが異常と判定されるバイアス電流値に基づいて設定された基準電圧値とを比較することによって、半導体レーザダイオードの異常を検出することが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、レーザダイオードに流れている電流と、レーザダイオード出力をモニタしているフォトダイオード出力をそれぞれ検出し、レーザダイオード電流に対応する電圧とフォトダイオード出力×定数倍の電圧との差を求め、その差が一定の基準値を超えたときにアラームを発出することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、電源とレーザダイオードとの間にレーザダイオードの寿命を検知するための検知回路を設け、レーザダイオードに流れる電流を電圧に変換し、変換した電圧と基準電圧とを比較した結果に応じて、レーザダイオードの寿命を検知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１０９９１号公報
【特許文献２】特開昭５８−１４０１７５号公報
【特許文献３】特開平９−８３０５１号公報
【特許文献４】特開平６−２２３４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば図９に示すように別途、寿命表示回路２を設けてエミッタ電位やコレクタ電位を検出するのは、新たな回路の付加を余儀なくされ、回路規模の増大とともに、部品点数の増大に伴うコスト増加を招く。特に、最近では製品の小型化、薄型化、低コスト化が一段と要求されるようになっており、部品点数を増大させることなく、簡易にレーザダイオードの状態を検出できることが望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、部品点数を増大させることなく、簡易かつ精度良くレーザダイオードの状態を検出することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の１つの実施形態では、さらに、前記第１の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有する。
【００１２】
また、本発明は、レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の１つの実施形態では、さらに、前記比率の現在の値と直前の値との差分値が第６しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有する。
【００１４】
また、本発明は、レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する第１判定手段と、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する第２判定手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の１つの実施形態では、さらに、前記第１の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有する。
【００１６】
また、本発明の他の実施形態では、さらに、前記第１判定手段あるいは第２判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの故障と判定し、前記第３判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの劣化と判定する手段とを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、部品点数を増大させることなく、簡易かつ精度良くレーザダイオードの状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の回路構成図である。
【図２】実施形態の処理フローチャート（その１）である。
【図３】実施形態の処理フローチャート（その２）である。
【図４】Ｖａ（ｔ）の経時変化を示すグラフ図である。
【図５】Ｖｂ（ｔ）の経時変化を示すグラフ図である。
【図６】Ｃ（ｔ）の経時変化を示すグラフ図である。
【図７】他の実施形態の処理フローチャートである。
【図８】さらに他の実施形態の処理フローチャートである。
【図９】従来技術の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１に、本実施形態におけるレーザダイオード制御回路の回路構成を示す。全体の回路構成は、従来の回路構成とほとんど同様である。
【００２１】
光ピックアップ１０は、光ディスク装置に搭載される。光ピックアップ１０には、ＣＤからデータを再生する、あるいはＣＤにデータを記録するためのレーザ光を射出するＣＤ用レーザダイオード１０−１、及びＤＶＤからデータを再生する、あるいはＤＶＤにデータを記録するためのレーザ光を射出するＤＶＤレーザダイオード１０−２が搭載される。
【００２２】
ＣＤ用レーザダイオード１０−１は、トランジスタＱ１により駆動される。トランジスタＱ１のコレクタ端子はＣＤ用レーザダイオード１０−１に接続され、トランジスタＱ１のエミッタ端子は抵抗Ｒ１を介して電源に接続される。また、トランジスタＱ１のベース端子はコンデンサＣ１を介してエミッタ端子に接続されるとともに、制御用ＩＣ１２に接続される。
【００２３】
ＤＶＤ用レーザダイオード１０−２は、トランジスタＱ２により駆動される。トランジスタＱ２のコレクタ端子はＤＶＤ用レーザダイオード１０−２に接続され、トランジスタＱ２のエミッタ端子は抵抗Ｒ２を介して電源に接続される。また、トランジスタＱ２のベース端子はコンデンサＣ２を介してエミッタ端子に接続されるとともに、制御用ＩＣ１２に接続される。
【００２４】
制御用ＩＣ１２は、ＣＤ用レーザダイオード１０−１から射出されるレーザ光、及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２から射出されるレーザ光が目標の光量となるようにトランジスタＱ１のベース電圧（制御電圧）Ｖｄ１を制御するとともに、トランジスタＱ２のベース電圧（制御電圧）Ｖｄ２を制御する。すなわち、従来と同様にレーザダイオード１０−１、１０−２の出力はフィードバックされ、受光素子を経て制御用ＩＣ１２に加えられ、トランジスタＱ１、Ｑ２のベース電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２を調整することにより光量レベルを一定に維持する。制御用ＩＣ１２は、所望の光量レベルに維持するために必要な制御電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２を、メモリ１４に予め記憶されたテーブル等を参照することで算出する。メモリ１４は制御用ＩＣ１２の外部にあってもよく、あるいは内蔵メモリであってもよい。
【００２５】
一方、本実施形態における制御用ＩＣ１２は、制御電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２の経時変化を順次メモリ１４に記憶しておく。そして、制御電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２の経時変化を用いて、ＣＤ用レーザダイオード１０−１及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２の劣化や故障の有無を検出する。その原理は以下のとおりである。すなわち、従来のようにトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタ電位やエミッタ電位、あるいはコレクタ電流の値を検出し、これらの経時変化からレーザダイオードの劣化を検出する構成では、新たな回路素子の付加が必要となる。ところが、レーザダイオードの劣化や故障が生じると、一定の光量を得るために必要な制御電圧が変化するが、この制御電圧値は制御用ＩＣ１２から出力するものであるから、その値は制御用ＩＣ１２がもともと保持している。従って、この制御電圧を用いてレーザダイオードの劣化や故障を検出すれば、新たな回路素子を付加する必要がなくなるが、制御電圧の変化には、レーザダイオードの劣化や故障に起因する成分だけでなく、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ−コレクタ間の変動電圧や抵抗成分も含まれることになるので、これだけでは高精度の検出は困難である。そこで、工場出荷時の制御電圧を基準とし、この工場出荷時からの制御電圧の変化をしきい値と比較することで余分な成分による影響を排除する。また、ある光量における制御電圧の変化だけでなく、少なくとも互いに異なる２つの光量における制御電圧の変化を用いることで、検出精度を担保する。光量（パワー）が増大する程、レーザダイオードにとって負荷が大きく劣化や故障が生じ易い。従って、光量が増大する程、制御電圧の変化も大きくなる傾向にある。
【００２６】
図２及び図３に、本実施形態の処理フローチャートを示す。なお、ＣＤ用レーザダイオード１０−１及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２の状態検出は同様であるので、以下では、ＣＤ用レーザダイオード１０−１の状態検出を例にとり説明する。
【００２７】
まず、劣化検出や故障検出を行う際の基準となるしきい値ｔｈａ、ｔｈｂ、ｔｈｃ、ｔｈａ’、ｔｈｂ’をメモリ１４に格納する（Ｓ１０１）。また、これらのしきい値に加え、工場出荷時、つまり初期状態（経時時間ｔ＝０のとき）の制御電圧の値を記憶しておく。制御電圧は、ＣＤ用レーザダイオード１０−１の光量（パワー）がある一定値Ｐａとなるために必要な電圧、及び別の一定値Ｐｂ（Ｐａ＜Ｐｂ）となるために必要な電圧である。以下、これらをそれぞれＶａ（０）、Ｖｂ（０）とする。
【００２８】
次に、制御ＩＣ１２は、光ディスク装置のトレイに光ディスク（ＣＤ用レーザダイオードの状態検出の場合には、光ディスクはＣＤである）が載置されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。この判定は、光ディスクが存在していないタイミング（データ再生あるいはデータ記録を行わないタイミング）においてレーザダイオード１０−１の状態を検出するためである。光ディスクの有無は、トレイに設けられた機械スイッチ、あるいは光ディスクからの反射光の有無等で検出する。そして、光ディスクが存在しないと判定した場合、レーザダイオード１０−１からある光量（パワー）Ｐａを射出するために必要な制御電圧Ｖａ（ｔ）を順次取得してメモリ１４に格納する（Ｓ１０３）。制御電圧を経時時間ｔの関数Ｖａ（ｔ）としたのは、レーザダイオード１０−１の経時変化に応じて制御電圧は工場出荷時の初期状態Ｖａ（０）から変化し得るからである。
【００２９】
同様に、レーザダイオード１０−１から別の光量（パワー）Ｐｂを射出するために必要な制御電圧Ｖｂ（ｔ）を順次取得してメモリ１４に格納する（Ｓ１０４）。
【００３０】
さらに、Ｖａ（ｔ）及びＶｂ（ｔ）を取得した後、これら２つの制御電圧を用いて、比率Ｃ（ｔ）＝｛Ｖｂ（ｔ）−Ｖａ（ｔ）｝／（Ｐｂ−Ｐａ）を演算し、その結果をメモリ１４に格納する（Ｓ１０５）。
【００３１】
比率Ｃ（ｔ）を演算するのは以下の理由による。すなわち、Ｖａ（ｔ）やＶｂ（ｔ）は、レーザダイオード１０−１の経時変化に伴って変化するだけでなく、そのときの環境条件、特に温度に応じて変化し得るものであり、その一方で、制御電圧、言い換えればレーザダイオードの駆動電流と出力である光量（パワー）との比率は温度によらずほぼ一定であると考えられるからであり、比率Ｃ（ｔ）は温度条件によらずにレーザダイオード１０−１の状態をより良く反映していると考えられるからである。
【００３２】
以上のようにして、制御電圧Ｖａ（ｔ）、Ｖｂ（ｔ）を取得するとともに、比率Ｃ（ｔ）を演算により取得した後、制御用ＩＣ１２は、まず、初期値Ｖａ（０）からのＶａ（ｔ）の変化量であるＶａ（ｔ）−Ｖａ（０）が、しきい値ｔｈａを超えているか否かを判定する（Ｓ１０６）。レーザダイオード１０−１に何らかの故障が生じると、制御電圧Ｖａ（ｔ）が初期値から大きく変化する。そこで、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）＞ｔｈａであれば、図３に示すようにレーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する（Ｓ１１４）。
【００３３】
一方、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）≦ｔｈａであれば故障と判定しないが、次に、前回取得（サンプリング）した制御電圧Ｖａ（ｔ−１）との差分値であるΔＶａ＝Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（ｔ−１）が所定のしきい値ｔｈａ’を超えるか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここで、しきい値ｔｈａとｔｈａ’は、ｔｈａ＞ｔｈａ’の関係にある。そして、ΔＶａがしきい値ｔｈａ’を超える場合には、レーザダイオード１０−１が劣化していると判定する（Ｓ１０８）。ΔＶａがしきい値ｔｈａ’を超える場合及び超えない場合のいずれも、次の判定ステップに移行する。
【００３４】
次に、図３に示すように、初期値Ｖｂ（０）からのＶｂ（ｔ）の変化量であるＶｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）が、しきい値ｔｈｂを超えているか否かを判定する（Ｓ１０９）。そして、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）＞ｔｈｂであれば、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する（Ｓ１１４）。なお、多くの場合、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）＞ｔｈａであれば、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）＞ｔｈｂであるが、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）≦０であっても、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）＞ｔｈｂとなる場合もあり得る。Ｖｂ（ｔ）は、Ｖａ（ｔ）よりも光量（パワー）が大きく、レーザダイオード１０−１の劣化・故障状態がより顕在化してくると考えられるからである。
【００３５】
一方、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）≦ｔｈｂであれば、次に、前記取得（サンプリング）した制御電圧Ｖｂ（ｔ−１）との差分値であるΔＶｂ＝Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（ｔ−１）が所定のしきい値ｔｈｂ’を超えるか否かを判定する（Ｓ１１０）。ここで、しきい値ｔｈｂとｔｈｂ’は、ｔｈｂ＞ｔｈｂ’の関係にある。そして、ΔＶｂがしきい値ｔｈｂ’を超える場合には、レーザダイオード１０−１が劣化していると判定する（Ｓ１１１）。ΔＶｂがしきい値ｔｈｂ’を超える場合及び超えない場合のいずれも、さらに次の判定ステップに移行する。
【００３６】
次に、Ｓ１０５で演算した比率Ｃ（ｔ）の初期値Ｃ（０）からの変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）が所定のしきい値ｔｈｃを超えているか否かを判定する（Ｓ１１２）。ここで、Ｃ（０）は、制御電圧の初期値Ｖａ（０）、Ｖｂ（０）を用いてＣ（０）＝｛Ｖｂ（０）−Ｖａ（０）｝／（Ｐｂ−Ｐａ）で演算される。そして、比率Ｃ（ｔ）の変化量がしきい値ｔｈｃを超える場合には、レーザダイオード１０−１の故障が生じたと判定する（Ｓ１１４）。一方、Ｓ１１２でＮＯと判定された場合、すなわち、変化量Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）がしきい値ｔｈａを超えず、変化量Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）がしきい値ｔｈｂを超えず、かつ、比率の変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）がしきい値を超えない場合には、レーザダイオード１０−１は故障していないと判定する（Ｓ１１３）。なお、レーザダイオード１０−１がＳ１１３で故障していないと判定しても、Ｓ１０８やＳ１１１で劣化している（故障には至っていないものの、劣化状態にある）と判定される場合もある点に留意されたい。劣化状態にあるレーザダイオード１０−１は、このまま使用を継続することでやがて故障状態に至る可能性がある。そこで、Ｓ１１４で故障と判定した場合に、ユーザに対して何らかの報知を行うことは当然であるが、Ｓ１０８やＳ１１１で劣化と判定した場合にも、ユーザに対して劣化状態にある旨を報知することが好適である。
【００３７】
図４に、制御電圧Ｖａ（ｔ）の経時変化の一例を示す。レーザダイオード１０−１が劣化していくに従い、制御電圧Ｖａ（ｔ）は変化し、一般には増大していく（一時的に減少する場合もあり得る）。そして、制御電圧Ｖａ（ｔ）の初期値Ｖａ（０）からの変化量がしきい値ｔｈａを超えた時点ｔａで、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する。
【００３８】
図５に、制御電圧Ｖｂ（ｔ）の経時変化の一例を示す。レーザダイオード１０−１が劣化していくに従い、制御電圧Ｖｂ（ｔ）は変化し、一般には増大していく（一時的に減少する場合もあり得る）。制御電圧Ｖｂ（ｔ）の変化は、制御電圧Ｖａ（ｔ）の変化よりも大きいものと考えられる。そして、制御電圧Ｖｂ（ｔ）の初期値Ｖｂ（０）からの変化量がしきい値ｔｈｂを超えた時点ｔｂで、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する。
【００３９】
図６に、比率Ｃ（ｔ）の経時変化の一例を示す。レーザダイオード１０−１が劣化していくに従い、Ｖａ（ｔ）及びＶｂ（ｔ）が変化するから、これに伴って比率Ｃ（ｔ）も変化していく。そして、比率Ｃ（ｔ）の変化量がしきい値ｔｈｃを超えた時点ｔｃで、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態では、制御用ＩＣ１２が、光量を一定に維持するために設定する制御用電圧Ｖｄ１（レーザダイオード１０−２の場合にはＶｄ２）を用いてレーザダイオード１０−１の状態を検出するので、新たに部品を付加する必要はなく、制御用ＩＣ１２で制御用電圧Ｖｄ１を順次メモリ１４に記憶し、これらの値を用いてしきい値と大小比較する処理を実行するプログラムを制御用ＩＣ１２に組み込めばよい。
【００４１】
なお、制御用ＩＣ１２は、レーザダイオード１０−１の状態を検出すると、その検出結果を光ディスク装置のメインコントローラに出力する。光ディスク装置のメインコントローラは、光ディスク装置のＬＥＤ等を点灯させてレーザダイオード１０−１の状態をユーザに報知することができ、あるいは光ディスク装置が接続されるホストコンピュータ（例えばパーソナルコンピュータ）に検出信号を順次出力してもよい。これにより、ホストコンピュータは、レーザダイオード１０−１の状態をリアルタイムに把握することができる。
【００４２】
本実施形態では、図２及び図３のフローチャートに示すとおり、Ｓ１０６，Ｓ１０９，Ｓ１１２のいずれかでＹＥＳと判定された場合に、レーザダイオード１０−１に故障が生じていると判定している。しかしながら、Ｓ１０６，Ｓ１０９，Ｓ１１２の少なくとも２つ以上の判定でＹＥＳと判定された場合に、レーザダイオード１０−１に故障が生じていると判定することもできる。例えば、Ｓ１０６，Ｓ１０９，Ｓ１１２の各処理でＹＥＳと判定された場合に、判定のパラメータＭＡＬを１ずつインクリメントしていき、Ｓ１１２の処理の後でパラメータＭＡＬの値が２以上であるか否かを判定して２以上である場合にＳ１１４の処理に移行して故障と判定してもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、制御電圧Ｖａ（ｔ）、Ｖｂ（ｔ）に加え、さらに比率Ｃ（ｔ）を用いてレーザダイオード１０−１の状態を判定しているが、比率Ｃ（ｔ）は温度条件による影響を排除ないし低減するためのものであるところ、レーザダイオード１０−１が搭載されている光ディスク装置に再生専用機等のように温度センサが設けられている場合には、別途、検出した温度データで制御電圧Ｖａ（ｔ）、Ｖｂ（ｔ）の値を補正することができるので、比率Ｃ（ｔ）を用いないで判定してもよい。
【００４４】
この場合の処理フローチャートを図７に示す。Ｓ２０１〜Ｓ２０４の処理は、図２のＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と同一である。次に、比率Ｃ（ｔ）を演算することなく、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）がしきい値ｔｈａを超えるか否かを判定する（Ｓ２０５）。そして、しきい値を超える場合には故障と判定し（Ｓ２１１）、しきい値を超えない場合には次にΔＶａをしきい値ｔｈａ’と比較する（Ｓ２０６）。ΔＶａがしきい値ｔｈａ’を超える場合には劣化と判定する（Ｓ２０７）。次に、しきい値ｔｈａ’を超えるか否かによらず、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）がしきい値ｔｈｂを超えるか否かを判定する（Ｓ２０８）。しきい値を超える場合には故障が生じたと判定する（Ｓ２１１）。しきい値を超えない場合には、次にΔＶｂがしきい値ｔｈｂ’を超えるか否かを判定し（Ｓ２０９）、超える場合には劣化と判定する（Ｓ２１０）。Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）がしきい値を超えず、かつ、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）がしきい値を超えない場合に、レーザダイオード１０−１に故障がないと判定する（Ｓ２１２）。
【００４５】
また、本実施形態において、比率Ｃ（ｔ）のみを用いてレーザダイオード１０−１の状態を判定することもできる。レーザダイオード１０−１が搭載されている光ディスク装置に温度センサが設けられていない場合に有効である。
【００４６】
この場合の処理を図８に示す。Ｓ３０１〜Ｓ３０５の処理は、図２のＳ１０１〜Ｓ１０５の処理と同一である。次に、比率Ｃ（ｔ）の初期値Ｃ（０）からの変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）が所定のしきい値ｔｈｃを超えるか否かを判定する（Ｓ３０６）。しきい値を超えている場合には、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する（Ｓ３０９）。しきい値を超えていない場合には、前回取得（サンプリング）した値Ｃ（ｔ−１）との差分量ΔＣ＝Ｃ（ｔ）−Ｃ（ｔ−１）がしきい値ｔｈｃ’を超えるか否かを判定する。ここで、ｔｈｃ＞ｔｈｃ’である。そして、超えている場合には、レーザダイオード１０−１に劣化が生じていると判定する（Ｓ３０８）。一方、変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）がしきい値ｔｈｃを超えていない場合には、故障なしと判定する（Ｓ３１０）。
【００４７】
また、本実施形態では、異なるしきい値を用いて劣化判定及び故障判定を別個に行っているが、故障に至る前の劣化判定のみを行うこともできる。具体的には、図２，図３において、Ｓ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１１の各処理を省き、Ｓ１１４にて劣化状態と判定してもよい。図７，図８についても同様である。すなわち、図２，図３において、Ｓ１１４では故障と判定しているが、しきい値を適当に設定することで、故障の他に故障直前の劣化状態を判定することもできる（故障予知）。要するに、制御電圧の初期値からの経時変化、あるいは制御電圧と光量との比率の経時変化の少なくともいずれかをしきい値と比較することで、レーザダイオード１０−１の劣化状態を検出すればよい。
【００４８】
なお、本実施形態では、レーザダイオード１０−１の劣化状態を検出しているが、レーザダイオード１０−２の劣化状態を検出するためのしきい値は、レーザダイオード１０−１の劣化状態を検出するためのしきい値と異なる値でもよいのは言うまでもない。
【００４９】
また、本実施形態では、レーザダイオード１０−１、１０−２を駆動するトランジスタＱ１、Ｑ２としてバイポーラトランジスタを例示したが、もちろんユニポーラトランジスタでもよく、この場合には制御電圧はゲート電圧となる。
【００５０】
また、本実施形態で説明しているある光量（パワー）Ｐａを射出するために必要な制御電圧として、スタンパディスク等の高反射ディスクに対して射出する光量（パワー）に必要な制御電圧を適用し、別の光量（パワー）Ｐｂを射出するために必要な制御電圧として、ＲＷ系ディスク等の低反射ディスクに対して射出する光量（パワー）に必要な制御電圧を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 光ピックアップ、１０−１ ＣＤ用レーザダイオード、１０−２ ＤＶＤ用レーザダイオード、１２ 制御用ＩＣ、１４ メモリ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザダイオードの状態検出装置に関し、特に、レーザダイオードの劣化や故障を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザダイオードの劣化や寿命を評価する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、レーザダイオードの出力を制御するレーザダイオード制御回路にレーザダイオードの寿命表示回路を設け、レーザダイオード制御回路を構成するトランジスタのエミッタ電位またはコレクタ電位によりレーザダイオードの退化または寿命の表示を行うことが開示されている。
【０００３】
図９に、特許文献１に示されたレーザダイオード制御回路の構成を示す。レーザダイオードＬＤの出力は、レーザダイオード制御回路により一定レベルが保たれるように制御される。レーザダイオードＬＤの出力はフィードバックされ、受光素子ＰＤを経て出力安定化回路１に加えられ、トランジスタＱ１のベース電位ＶＢＥを調整することにより一定レベルに維持される。しかし、レーザダイオードＬＤは長時間使用していると、レーザダイオードの順方向電流は増大したにもかかわらずある出力レベルが維持できなくなる。それを知るために外部に寿命表示回路２を設けて、電流ｉｆの増大によるＶＬの降下により寿命を表示するとしている。また、トランジスタＱ１のエミッタ電位又はコレクタ電位によりレーザダイオードの退化、寿命の表示を行うとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、半導体レーザダイオードにバイアス電流を供給するバイアス電流回路から供給されるバイアス電流を電圧に変換し、当該電圧値と半導体レーザダイオードが異常と判定されるバイアス電流値に基づいて設定された基準電圧値とを比較することによって、半導体レーザダイオードの異常を検出することが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、レーザダイオードに流れている電流と、レーザダイオード出力をモニタしているフォトダイオード出力をそれぞれ検出し、レーザダイオード電流に対応する電圧とフォトダイオード出力×定数倍の電圧との差を求め、その差が一定の基準値を超えたときにアラームを発出することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、電源とレーザダイオードとの間にレーザダイオードの寿命を検知するための検知回路を設け、レーザダイオードに流れる電流を電圧に変換し、変換した電圧と基準電圧とを比較した結果に応じて、レーザダイオードの寿命を検知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１０９９１号公報
【特許文献２】特開昭５８−１４０１７５号公報
【特許文献３】特開平９−８３０５１号公報
【特許文献４】特開平６−２２３４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば図９に示すように別途、寿命表示回路２を設けてエミッタ電位やコレクタ電位を検出するのは、新たな回路の付加を余儀なくされ、回路規模の増大とともに、部品点数の増大に伴うコスト増加を招く。特に、最近では製品の小型化、薄型化、低コスト化が一段と要求されるようになっており、部品点数を増大させることなく、簡易にレーザダイオードの状態を検出できることが望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、部品点数を増大させることなく、簡易かつ精度良くレーザダイオードの状態を検出することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の１つの実施形態では、さらに、前記第１の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有する。
【００１２】
また、本発明は、レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の１つの実施形態では、さらに、前記比率の現在の値と直前の値との差分値が第６しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有する。
【００１４】
また、本発明は、レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する第１判定手段と、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する第２判定手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の１つの実施形態では、さらに、前記第１の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と直前の値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する手段とを有する。
【００１６】
また、本発明の他の実施形態では、さらに、前記第１判定手段あるいは第２判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの故障と判定し、前記第３判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの劣化と判定する手段とを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、部品点数を増大させることなく、簡易かつ精度良くレーザダイオードの状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の回路構成図である。
【図２】実施形態の処理フローチャート（その１）である。
【図３】実施形態の処理フローチャート（その２）である。
【図４】Ｖａ（ｔ）の経時変化を示すグラフ図である。
【図５】Ｖｂ（ｔ）の経時変化を示すグラフ図である。
【図６】Ｃ（ｔ）の経時変化を示すグラフ図である。
【図７】他の実施形態の処理フローチャートである。
【図８】さらに他の実施形態の処理フローチャートである。
【図９】従来技術の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１に、本実施形態におけるレーザダイオード制御回路の回路構成を示す。全体の回路構成は、従来の回路構成とほとんど同様である。
【００２１】
光ピックアップ１０は、光ディスク装置に搭載される。光ピックアップ１０には、ＣＤからデータを再生する、あるいはＣＤにデータを記録するためのレーザ光を射出するＣＤ用レーザダイオード１０−１、及びＤＶＤからデータを再生する、あるいはＤＶＤにデータを記録するためのレーザ光を射出するＤＶＤレーザダイオード１０−２が搭載される。
【００２２】
ＣＤ用レーザダイオード１０−１は、トランジスタＱ１により駆動される。トランジスタＱ１のコレクタ端子はＣＤ用レーザダイオード１０−１に接続され、トランジスタＱ１のエミッタ端子は抵抗Ｒ１を介して電源に接続される。また、トランジスタＱ１のベース端子はコンデンサＣ１を介してエミッタ端子に接続されるとともに、制御用ＩＣ１２に接続される。
【００２３】
ＤＶＤ用レーザダイオード１０−２は、トランジスタＱ２により駆動される。トランジスタＱ２のコレクタ端子はＤＶＤ用レーザダイオード１０−２に接続され、トランジスタＱ２のエミッタ端子は抵抗Ｒ２を介して電源に接続される。また、トランジスタＱ２のベース端子はコンデンサＣ２を介してエミッタ端子に接続されるとともに、制御用ＩＣ１２に接続される。
【００２４】
制御用ＩＣ１２は、ＣＤ用レーザダイオード１０−１から射出されるレーザ光、及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２から射出されるレーザ光が目標の光量となるようにトランジスタＱ１のベース電圧（制御電圧）Ｖｄ１を制御するとともに、トランジスタＱ２のベース電圧（制御電圧）Ｖｄ２を制御する。すなわち、従来と同様にレーザダイオード１０−１、１０−２の出力はフィードバックされ、受光素子を経て制御用ＩＣ１２に加えられ、トランジスタＱ１、Ｑ２のベース電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２を調整することにより光量レベルを一定に維持する。制御用ＩＣ１２は、所望の光量レベルに維持するために必要な制御電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２を、メモリ１４に予め記憶されたテーブル等を参照することで算出する。メモリ１４は制御用ＩＣ１２の外部にあってもよく、あるいは内蔵メモリであってもよい。
【００２５】
一方、本実施形態における制御用ＩＣ１２は、制御電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２の経時変化を順次メモリ１４に記憶しておく。そして、制御電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２の経時変化を用いて、ＣＤ用レーザダイオード１０−１及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２の劣化や故障の有無を検出する。その原理は以下のとおりである。すなわち、従来のようにトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタ電位やエミッタ電位、あるいはコレクタ電流の値を検出し、これらの経時変化からレーザダイオードの劣化を検出する構成では、新たな回路素子の付加が必要となる。ところが、レーザダイオードの劣化や故障が生じると、一定の光量を得るために必要な制御電圧が変化するが、この制御電圧値は制御用ＩＣ１２から出力するものであるから、その値は制御用ＩＣ１２がもともと保持している。従って、この制御電圧を用いてレーザダイオードの劣化や故障を検出すれば、新たな回路素子を付加する必要がなくなるが、制御電圧の変化には、レーザダイオードの劣化や故障に起因する成分だけでなく、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ−コレクタ間の変動電圧や抵抗成分も含まれることになるので、これだけでは高精度の検出は困難である。そこで、工場出荷時の制御電圧を基準とし、この工場出荷時からの制御電圧の変化をしきい値と比較することで余分な成分による影響を排除する。また、ある光量における制御電圧の変化だけでなく、少なくとも互いに異なる２つの光量における制御電圧の変化を用いることで、検出精度を担保する。光量（パワー）が増大する程、レーザダイオードにとって負荷が大きく劣化や故障が生じ易い。従って、光量が増大する程、制御電圧の変化も大きくなる傾向にある。
【００２６】
図２及び図３に、本実施形態の処理フローチャートを示す。なお、ＣＤ用レーザダイオード１０−１及びＤＶＤ用レーザダイオード１０−２の状態検出は同様であるので、以下では、ＣＤ用レーザダイオード１０−１の状態検出を例にとり説明する。
【００２７】
まず、劣化検出や故障検出を行う際の基準となるしきい値ｔｈａ、ｔｈｂ、ｔｈｃ、ｔｈａ’、ｔｈｂ’をメモリ１４に格納する（Ｓ１０１）。また、これらのしきい値に加え、工場出荷時、つまり初期状態（経時時間ｔ＝０のとき）の制御電圧の値を記憶しておく。制御電圧は、ＣＤ用レーザダイオード１０−１の光量（パワー）がある一定値Ｐａとなるために必要な電圧、及び別の一定値Ｐｂ（Ｐａ＜Ｐｂ）となるために必要な電圧である。以下、これらをそれぞれＶａ（０）、Ｖｂ（０）とする。
【００２８】
次に、制御ＩＣ１２は、光ディスク装置のトレイに光ディスク（ＣＤ用レーザダイオードの状態検出の場合には、光ディスクはＣＤである）が載置されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。この判定は、光ディスクが存在していないタイミング（データ再生あるいはデータ記録を行わないタイミング）においてレーザダイオード１０−１の状態を検出するためである。光ディスクの有無は、トレイに設けられた機械スイッチ、あるいは光ディスクからの反射光の有無等で検出する。そして、光ディスクが存在しないと判定した場合、レーザダイオード１０−１からある光量（パワー）Ｐａを射出するために必要な制御電圧Ｖａ（ｔ）を順次取得してメモリ１４に格納する（Ｓ１０３）。制御電圧を経時時間ｔの関数Ｖａ（ｔ）としたのは、レーザダイオード１０−１の経時変化に応じて制御電圧は工場出荷時の初期状態Ｖａ（０）から変化し得るからである。
【００２９】
同様に、レーザダイオード１０−１から別の光量（パワー）Ｐｂを射出するために必要な制御電圧Ｖｂ（ｔ）を順次取得してメモリ１４に格納する（Ｓ１０４）。
【００３０】
さらに、Ｖａ（ｔ）及びＶｂ（ｔ）を取得した後、これら２つの制御電圧を用いて、比率Ｃ（ｔ）＝｛Ｖｂ（ｔ）−Ｖａ（ｔ）｝／（Ｐｂ−Ｐａ）を演算し、その結果をメモリ１４に格納する（Ｓ１０５）。
【００３１】
比率Ｃ（ｔ）を演算するのは以下の理由による。すなわち、Ｖａ（ｔ）やＶｂ（ｔ）は、レーザダイオード１０−１の経時変化に伴って変化するだけでなく、そのときの環境条件、特に温度に応じて変化し得るものであり、その一方で、制御電圧、言い換えればレーザダイオードの駆動電流と出力である光量（パワー）との比率は温度によらずほぼ一定であると考えられるからであり、比率Ｃ（ｔ）は温度条件によらずにレーザダイオード１０−１の状態をより良く反映していると考えられるからである。
【００３２】
以上のようにして、制御電圧Ｖａ（ｔ）、Ｖｂ（ｔ）を取得するとともに、比率Ｃ（ｔ）を演算により取得した後、制御用ＩＣ１２は、まず、初期値Ｖａ（０）からのＶａ（ｔ）の変化量であるＶａ（ｔ）−Ｖａ（０）が、しきい値ｔｈａを超えているか否かを判定する（Ｓ１０６）。レーザダイオード１０−１に何らかの故障が生じると、制御電圧Ｖａ（ｔ）が初期値から大きく変化する。そこで、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）＞ｔｈａであれば、図３に示すようにレーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する（Ｓ１１４）。
【００３３】
一方、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）≦ｔｈａであれば故障と判定しないが、次に、前回取得（サンプリング）した制御電圧Ｖａ（ｔ−１）との差分値であるΔＶａ＝Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（ｔ−１）が所定のしきい値ｔｈａ’を超えるか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここで、しきい値ｔｈａとｔｈａ’は、ｔｈａ＞ｔｈａ’の関係にある。そして、ΔＶａがしきい値ｔｈａ’を超える場合には、レーザダイオード１０−１が劣化していると判定する（Ｓ１０８）。ΔＶａがしきい値ｔｈａ’を超える場合及び超えない場合のいずれも、次の判定ステップに移行する。
【００３４】
次に、図３に示すように、初期値Ｖｂ（０）からのＶｂ（ｔ）の変化量であるＶｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）が、しきい値ｔｈｂを超えているか否かを判定する（Ｓ１０９）。そして、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）＞ｔｈｂであれば、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する（Ｓ１１４）。なお、多くの場合、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）＞ｔｈａであれば、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）＞ｔｈｂであるが、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）≦０であっても、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）＞ｔｈｂとなる場合もあり得る。Ｖｂ（ｔ）は、Ｖａ（ｔ）よりも光量（パワー）が大きく、レーザダイオード１０−１の劣化・故障状態がより顕在化してくると考えられるからである。
【００３５】
一方、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）≦ｔｈｂであれば、次に、前記取得（サンプリング）した制御電圧Ｖｂ（ｔ−１）との差分値であるΔＶｂ＝Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（ｔ−１）が所定のしきい値ｔｈｂ’を超えるか否かを判定する（Ｓ１１０）。ここで、しきい値ｔｈｂとｔｈｂ’は、ｔｈｂ＞ｔｈｂ’の関係にある。そして、ΔＶｂがしきい値ｔｈｂ’を超える場合には、レーザダイオード１０−１が劣化していると判定する（Ｓ１１１）。ΔＶｂがしきい値ｔｈｂ’を超える場合及び超えない場合のいずれも、さらに次の判定ステップに移行する。
【００３６】
次に、Ｓ１０５で演算した比率Ｃ（ｔ）の初期値Ｃ（０）からの変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）が所定のしきい値ｔｈｃを超えているか否かを判定する（Ｓ１１２）。ここで、Ｃ（０）は、制御電圧の初期値Ｖａ（０）、Ｖｂ（０）を用いてＣ（０）＝｛Ｖｂ（０）−Ｖａ（０）｝／（Ｐｂ−Ｐａ）で演算される。そして、比率Ｃ（ｔ）の変化量がしきい値ｔｈｃを超える場合には、レーザダイオード１０−１の故障が生じたと判定する（Ｓ１１４）。一方、Ｓ１１２でＮＯと判定された場合、すなわち、変化量Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）がしきい値ｔｈａを超えず、変化量Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）がしきい値ｔｈｂを超えず、かつ、比率の変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）がしきい値を超えない場合には、レーザダイオード１０−１は故障していないと判定する（Ｓ１１３）。なお、レーザダイオード１０−１がＳ１１３で故障していないと判定しても、Ｓ１０８やＳ１１１で劣化している（故障には至っていないものの、劣化状態にある）と判定される場合もある点に留意されたい。劣化状態にあるレーザダイオード１０−１は、このまま使用を継続することでやがて故障状態に至る可能性がある。そこで、Ｓ１１４で故障と判定した場合に、ユーザに対して何らかの報知を行うことは当然であるが、Ｓ１０８やＳ１１１で劣化と判定した場合にも、ユーザに対して劣化状態にある旨を報知することが好適である。
【００３７】
図４に、制御電圧Ｖａ（ｔ）の経時変化の一例を示す。レーザダイオード１０−１が劣化していくに従い、制御電圧Ｖａ（ｔ）は変化し、一般には増大していく（一時的に減少する場合もあり得る）。そして、制御電圧Ｖａ（ｔ）の初期値Ｖａ（０）からの変化量がしきい値ｔｈａを超えた時点ｔａで、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する。
【００３８】
図５に、制御電圧Ｖｂ（ｔ）の経時変化の一例を示す。レーザダイオード１０−１が劣化していくに従い、制御電圧Ｖｂ（ｔ）は変化し、一般には増大していく（一時的に減少する場合もあり得る）。制御電圧Ｖｂ（ｔ）の変化は、制御電圧Ｖａ（ｔ）の変化よりも大きいものと考えられる。そして、制御電圧Ｖｂ（ｔ）の初期値Ｖｂ（０）からの変化量がしきい値ｔｈｂを超えた時点ｔｂで、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する。
【００３９】
図６に、比率Ｃ（ｔ）の経時変化の一例を示す。レーザダイオード１０−１が劣化していくに従い、Ｖａ（ｔ）及びＶｂ（ｔ）が変化するから、これに伴って比率Ｃ（ｔ）も変化していく。そして、比率Ｃ（ｔ）の変化量がしきい値ｔｈｃを超えた時点ｔｃで、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態では、制御用ＩＣ１２が、光量を一定に維持するために設定する制御用電圧Ｖｄ１（レーザダイオード１０−２の場合にはＶｄ２）を用いてレーザダイオード１０−１の状態を検出するので、新たに部品を付加する必要はなく、制御用ＩＣ１２で制御用電圧Ｖｄ１を順次メモリ１４に記憶し、これらの値を用いてしきい値と大小比較する処理を実行するプログラムを制御用ＩＣ１２に組み込めばよい。
【００４１】
なお、制御用ＩＣ１２は、レーザダイオード１０−１の状態を検出すると、その検出結果を光ディスク装置のメインコントローラに出力する。光ディスク装置のメインコントローラは、光ディスク装置のＬＥＤ等を点灯させてレーザダイオード１０−１の状態をユーザに報知することができ、あるいは光ディスク装置が接続されるホストコンピュータ（例えばパーソナルコンピュータ）に検出信号を順次出力してもよい。これにより、ホストコンピュータは、レーザダイオード１０−１の状態をリアルタイムに把握することができる。
【００４２】
本実施形態では、図２及び図３のフローチャートに示すとおり、Ｓ１０６，Ｓ１０９，Ｓ１１２のいずれかでＹＥＳと判定された場合に、レーザダイオード１０−１に故障が生じていると判定している。しかしながら、Ｓ１０６，Ｓ１０９，Ｓ１１２の少なくとも２つ以上の判定でＹＥＳと判定された場合に、レーザダイオード１０−１に故障が生じていると判定することもできる。例えば、Ｓ１０６，Ｓ１０９，Ｓ１１２の各処理でＹＥＳと判定された場合に、判定のパラメータＭＡＬを１ずつインクリメントしていき、Ｓ１１２の処理の後でパラメータＭＡＬの値が２以上であるか否かを判定して２以上である場合にＳ１１４の処理に移行して故障と判定してもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、制御電圧Ｖａ（ｔ）、Ｖｂ（ｔ）に加え、さらに比率Ｃ（ｔ）を用いてレーザダイオード１０−１の状態を判定しているが、比率Ｃ（ｔ）は温度条件による影響を排除ないし低減するためのものであるところ、レーザダイオード１０−１が搭載されている光ディスク装置に再生専用機等のように温度センサが設けられている場合には、別途、検出した温度データで制御電圧Ｖａ（ｔ）、Ｖｂ（ｔ）の値を補正することができるので、比率Ｃ（ｔ）を用いないで判定してもよい。
【００４４】
この場合の処理フローチャートを図７に示す。Ｓ２０１〜Ｓ２０４の処理は、図２のＳ１０１〜Ｓ１０４の処理と同一である。次に、比率Ｃ（ｔ）を演算することなく、Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）がしきい値ｔｈａを超えるか否かを判定する（Ｓ２０５）。そして、しきい値を超える場合には故障と判定し（Ｓ２１１）、しきい値を超えない場合には次にΔＶａをしきい値ｔｈａ’と比較する（Ｓ２０６）。ΔＶａがしきい値ｔｈａ’を超える場合には劣化と判定する（Ｓ２０７）。次に、しきい値ｔｈａ’を超えるか否かによらず、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）がしきい値ｔｈｂを超えるか否かを判定する（Ｓ２０８）。しきい値を超える場合には故障が生じたと判定する（Ｓ２１１）。しきい値を超えない場合には、次にΔＶｂがしきい値ｔｈｂ’を超えるか否かを判定し（Ｓ２０９）、超える場合には劣化と判定する（Ｓ２１０）。Ｖａ（ｔ）−Ｖａ（０）がしきい値を超えず、かつ、Ｖｂ（ｔ）−Ｖｂ（０）がしきい値を超えない場合に、レーザダイオード１０−１に故障がないと判定する（Ｓ２１２）。
【００４５】
また、本実施形態において、比率Ｃ（ｔ）のみを用いてレーザダイオード１０−１の状態を判定することもできる。レーザダイオード１０−１が搭載されている光ディスク装置に温度センサが設けられていない場合に有効である。
【００４６】
この場合の処理を図８に示す。Ｓ３０１〜Ｓ３０５の処理は、図２のＳ１０１〜Ｓ１０５の処理と同一である。次に、比率Ｃ（ｔ）の初期値Ｃ（０）からの変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）が所定のしきい値ｔｈｃを超えるか否かを判定する（Ｓ３０６）。しきい値を超えている場合には、レーザダイオード１０−１に故障が生じたと判定する（Ｓ３０９）。しきい値を超えていない場合には、前回取得（サンプリング）した値Ｃ（ｔ−１）との差分量ΔＣ＝Ｃ（ｔ）−Ｃ（ｔ−１）がしきい値ｔｈｃ’を超えるか否かを判定する。ここで、ｔｈｃ＞ｔｈｃ’である。そして、超えている場合には、レーザダイオード１０−１に劣化が生じていると判定する（Ｓ３０８）。一方、変化量Ｃ（ｔ）−Ｃ（０）がしきい値ｔｈｃを超えていない場合には、故障なしと判定する（Ｓ３１０）。
【００４７】
また、本実施形態では、異なるしきい値を用いて劣化判定及び故障判定を別個に行っているが、故障に至る前の劣化判定のみを行うこともできる。具体的には、図２，図３において、Ｓ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１１の各処理を省き、Ｓ１１４にて劣化状態と判定してもよい。図７，図８についても同様である。すなわち、図２，図３において、Ｓ１１４では故障と判定しているが、しきい値を適当に設定することで、故障の他に故障直前の劣化状態を判定することもできる（故障予知）。要するに、制御電圧の初期値からの経時変化、あるいは制御電圧と光量との比率の経時変化の少なくともいずれかをしきい値と比較することで、レーザダイオード１０−１の劣化状態を検出すればよい。
【００４８】
なお、本実施形態では、レーザダイオード１０−１の劣化状態を検出しているが、レーザダイオード１０−２の劣化状態を検出するためのしきい値は、レーザダイオード１０−１の劣化状態を検出するためのしきい値と異なる値でもよいのは言うまでもない。
【００４９】
また、本実施形態では、レーザダイオード１０−１、１０−２を駆動するトランジスタＱ１、Ｑ２としてバイポーラトランジスタを例示したが、もちろんユニポーラトランジスタでもよく、この場合には制御電圧はゲート電圧となる。
【００５０】
また、本実施形態で説明しているある光量（パワー）Ｐａを射出するために必要な制御電圧として、スタンパディスク等の高反射ディスクに対して射出する光量（パワー）に必要な制御電圧を適用し、別の光量（パワー）Ｐｂを射出するために必要な制御電圧として、ＲＷ系ディスク等の低反射ディスクに対して射出する光量（パワー）に必要な制御電圧を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 光ピックアップ、１０−１ ＣＤ用レーザダイオード、１０−２ ＤＶＤ用レーザダイオード、１２ 制御用ＩＣ、１４ メモリ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、
前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、
前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、
前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、さらに、
前記第１の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項３】
レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、
前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、
前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、さらに、
前記比率の現在の値と前回取得した値との差分値が第６しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項５】
レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、
前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、
前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、
前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する第２判定手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、さらに、
前記第１の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する第３判定手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、さらに、
前記第１判定手段あるいは第２判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの故障と判定し、前記第３判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの劣化と判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項１】
レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、
前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、
前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、
前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、さらに、
前記第１の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項３】
レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、
前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、
前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、さらに、
前記比率の現在の値と前回取得した値との差分値が第６しきい値を超えるか否かを判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項５】
レーザダイオードの状態を検出するための装置であって、
前記レーザダイオードは駆動用トランジスタに接続され、前記駆動用トランジスタに印加される制御電圧により前記レーザダイオードの駆動電流が調整されるものであり、
前記レーザダイオードから第１の光量を射出するために必要な第１の制御電圧を順次設定するとともに、前記レーザダイオードから前記第１の光量と異なる第２の光量を射出するために必要な第２の制御電圧を順次設定する手段と、
前記第１の制御電圧の初期値からの変化量と、前記第２の制御電圧の初期値からの変化量をそれぞれ第１、第２しきい値と比較し、少なくともいずれかが第１、第２しきい値を超えるか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧の差分値と、前記第１の光量と前記第２の光量の差分値との比率の初期値からの変化量が第５しきい値を超えるか否かを判定する第２判定手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、さらに、
前記第１の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値と、前記第２の制御電圧の現在の値と前回取得した値との差分値をそれぞれ第３、第４しきい値と比較し、少なくともいずれかが第３、第４しきい値を超えるか否かを判定する第３判定手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、さらに、
前記第１判定手段あるいは第２判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの故障と判定し、前記第３判定手段でしきい値を超えると判定された場合に前記レーザダイオードの劣化と判定する手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオードの状態検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２４４３８（Ｐ２０１１−１２４４３８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８１９０６（Ｐ２００９−２８１９０６）
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００００３６７６）ティアック株式会社 (339)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００００３６７６）ティアック株式会社 (339)
【Ｆターム（参考）】
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