JP2005038536A - チップ、光ピックアップおよび光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
トラッキング性能に優れた光ピックアップ及び光ピックアップを用いた光ディスク記録再生装置、及び光ピックアップと光ディスク記録再生装置とに用られるチップを提供する。
【解決手段】
光ディスク記録再生装置１は、光ピックアップ部４が４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄの信号からＦＰＤ２４の信号を夫々減じてノイズを除去する４個のＬＮＣ３８を有しているので、トラッキングエラー信号の品位を向上させて、ＤＰＤ法の精度、すなわち、トラッキングの精度を向上させることができると共に、ＳＵＭ３９により加算されたＲＦ信号からＦＰＤ２４の信号を減じてノイズを除去するＲＦ−ＬＮＣ４１を有しているので、ＲＦ信号中のノイズ成分もＦＰＤ２４の信号と同相除去することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば、フォトディテクタを配設するためのチップ、光ディスクに記憶されたデータを再生等するための光ピックアップおよび該光ピックアップを用いた光ディスク記録再生装置に関する。

従来、光ディスク記録再生装置の光ピックアップの光源からのレーザ光のノイズをキャンセルする技術として、光ディスクに反射して得られた反射光を受光する受光素子と光ディスクに反射させないで受光する受光素子とを別個に設け、反射光を受光する受光素子からの再生高周波信号（再生ＲＦ信号）から、反射させないで受光する受光素子からのＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）用のモニタ出力信号を減算する方法が採られている。

また、再生ＲＦ信号生成用のＲＦＰＤ（ＲＦ Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と別個にＡＰＣ用のモニタ出力信号を生成するＦＰＤ（Ｆｒｏｎｔ Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を設け、レーザノイズの加法的ノイズ成分と変調ノイズ成分との両方をキャンセルすることができるようにしたものもある。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００２−１８３９７０号公報（段落[００２９]、[００３０]及び[００７４]、図１）

しかしながら、近年光ディスクの高密度化に伴い記録されるドメインが小さくなってきているため、ＤＶＤ等再生で安定なＲＥＡＤ動作を確保するために、メインスポットの４分割ＰＤの各出力信号を用いてトラッキングエラーを検出するＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法が用いられている。ところが特許文献１の技術では、ＲＦ信号についてのＳＮ比を改善することは出来るが、例えばメインスポットの４分割ＰＤの各領域からの信号のＳＮ比（信号対雑音比）を改善することは出来ないので、ＳＮ比が悪いためにトラッキングエラー信号の品位が悪く、うまく再生を行なえない問題があった。

また、特許文献１の技術では、ＦＰＤと４分割ＰＤとが別々に構成されており、ＦＰＤ信号と再生ＲＦ信号がそれぞれ別のＰＤＩＣ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ ＩＣ）で処理されるため、例えばプロセス的なバラツキやこの二つの信号の群遅延特性のずれによって広い帯域での充分なＬＤノイズキャンセルが不可能であった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされるもので、トラッキング性能に優れた光ピックアップ及び光ピックアップを用いた光ディスク記録再生装置、及び光ピックアップと光ディスク記録再生装置とに用られるチップを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の主たる観点に係る光ピックアップは、光ディスクにレーザ光を照射する光源と、前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から夫々分流した信号を加算する第２の演算手段と、前記第２の演算手段により加算されて生成された信号から前記第２の受光素子の信号を減ずる第３の演算手段とを具備することを特徴とする。

ここで、「直接受光する」とは、光ディスクに反射させないでという意味であり例えば光源から射出されたレーザ光をグレーティングやビームスプリッタなどを介して、第２の受光素子に照射させ、受光するものである。

本発明では、第１の演算手段により、第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から第２の受光素子の信号を夫々減ずることができるので、例えば第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号中のノイズ成分を除去しトラッキング性能を向上させることができる。また、第３の演算手段により、第２の演算手段で加算されて生成された信号から第２の受光素子からの信号を減ずることができるので、例えば再生信号の品位も向上させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする。これにより、信号のプロセスのバラツキを低減することができると共に、広帯域のレーザノイズをキャンセルすることができる。

本発明の一の形態によれば、前記第２の受光素子からの信号、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号、および前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号の遅延特性が同一であることを特徴とする。これにより、遅延特性の違いによる影響を抑制することができるので、ノイズ成分をより正確に除去することができる。

本発明の一の形態によれば、前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は０．５ｎｓ以下、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする。これにより、充分なノイズキャンセル量を確保することができる。

本発明の他の観点に係る光ピックアップは、光ディスクにレーザ光を照射する光源と、前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、前記第１の演算手段で生成された夫々の信号を加算する第２の演算手段とを具備することを特徴とする。

本発明では、第１の演算手段により、第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から第２の受光素子の信号を夫々減ずることができるので、例えば第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号中のレーザノイズ成分などを除去しトラッキング性能を向上させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする。これにより、信号のプロセスのバラツキを低減することができる。

本発明の一の形態によれば、前記第２の受光素子からの信号と前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号との遅延特性が同一であることを特徴とする。これにより、遅延特性の違いの影響を抑制することができるので、ノイズ成分をより正確に除去することができる。

本発明の一の形態によれば、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする。これにより、より確実にノイズ成分を除去することができる。

本発明の他の観点に係る光ディスク記録再生装置は、光ディスクにレーザ光を照射する光源と、前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から夫々分流した信号を加算する第２の演算手段と、前記第２の演算手段により加算されて生成された信号から前記第２の受光素子の信号を減ずる第３の演算手段とを具備する光ピックアップを備えることを特徴とする。

本発明では、光ディスク記録再生装置は、第１の演算手段により、第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から第２の受光素子の信号を夫々減ずることができるので、例えば第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号中のノイズ成分を除去しトラッキング性能を向上させることができる。また、第３の演算手段により、第２の演算手段で加算されて生成された信号から第２の受光素子からの信号を減ずることができるので、例えば再生信号の品位も向上させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記光ピックアップは、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする。これにより、信号のプロセスのバラツキを低減することができると共に、広帯域のレーザノイズをキャンセルすることができる。

本発明の一の形態によれば、前記光ピックアップは、前記第２の受光素子からの信号、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号、および前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号の遅延特性が同一であることを特徴とする。これにより、遅延誤差の影響を抑制することができるので、ノイズ成分をより正確に除去することができる。

本発明の一の形態によれば、前記光ピックアップの前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は０．５ｎｓ以下、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする。これにより、充分なノイズキャンセル量を確保することができる。

本発明の他の観点に係る光ディスク記録再生装置は、光ディスクにレーザ光を照射する光源と、前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、前記第１の演算手段で生成された夫々の信号を加算する第２の演算手段とを具備する光ピックアップを備えることを特徴とする。

本発明では、光ディスク記録再生装置は、第１の演算手段により、第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から第２の受光素子の信号を夫々減ずることができるので、例えば第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号中のノイズ成分を除去しトラッキング性能を向上させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記光ピックアップは、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする。これにより、信号のプロセスのバラツキを低減することができる。

本発明の一の形態によれば、前記光ピックアップは、前記第２の受光素子からの信号と前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号との遅延特性が同一であることを特徴とする。これにより、遅延特性の影響を抑制することができるので、ノイズ成分をより正確に除去することができる。

本発明の一の形態によれば、前記光ピックアップの前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする。これにより、より確実にノイズ成分を除去することができる。

本発明の他の観点に係るチップは、光ディスクからの反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子とが配設されたことを特徴とする。これにより、第１の受光素子及び第２の受光素子からの信号のプロセスバラツキを低減できる。

以上のように、本発明によれば、容易にトラッキング性能を向上させることができると共に、再生信号の品位も向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、以下実施形態を説明するにあたっては、光ピックアップを用いた光ディスク記録再生装置のＣＤ及びＤＶＤの再生を中心に説明するが、これに限られるものではない。

図１は本発明の第１の実施形態に係る光ディスク記録再生装置のブロック図、図２は光ピックアップの概略説明図、図３は光ピックアップのフォトディテクタＩＣ（ＰＤＩＣ）の模式図、図４は光ピックアップの各ＰＤ及びＦＰＤの配置説明図、図５はＬＮＣ効果量と周波数との群遅延（誤差）特性を示すグラフである。

図１に示すように、光ディスク記録再生装置１は、例えば音楽情報や映像情報などが記録された光ディスク２がセットされており、光ディスク２を回転させるスピンドルモータ３、光ディスク２にレーザ光を照射させ電気信号に変換させたりする光ピックアップ部４、スピンドルモータ３などを駆動などさせるドライバ５、ドライバ５を制御するドライバ制御部６、例えばＲＦ信号を復調、誤り検出及び訂正などの処理をして音楽情報などの信号を再生したり、トラッキング信号などを生成する信号処理部９、信号処理部９からの信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１０、Ｄ／Ａコンバータ１０によりアナログ信号に変換された信号を音響情報などに変換し出力すると共に、操作ボタンなどによる操作情報を入力する入出力部１１、例えば入出力部１１から入力された音響情報などの図示しないエンコード処理手段や変調回路などを有する記録制御回路１２及び光ディスク記録再生装置１全体の動作の制御をする制御部１３などから構成されている。

ここで、光ディスク２は音響情報などが記録されたＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、映像情報などが記録されたＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記録媒体である。

図１に示すように、光ピックアップ部４は、レーザ光を受光する光ピックアップ３４と、光ピックアップ３４からのＦＰＤ信号とＰＤ信号とを増幅などするアンプ７と、ＦＰＤ信号、ＰＤ信号のノイズキャンセルなどの処理をするノイズキャンセル回路８などを有する。尚、ノイズとは、半導体レーザ素子１４のレーザ射出時に含まれるノイズ成分をいう。

図２に示すように、光ピックアップ部４は、例えばレーザ光を射出する半導体レーザ素子（光源）１４、そのレーザ光を３ビームに回折分離するグレーティング１５、分離された３ビームを光ディスク２に照射するレーザ光と光ディスク２に照射しないレーザ光に分離するビームスプリッタ１６、そのビームスプリッタ１６を透過したレーザ光を平行光にするコリメータレンズ１７、コリメータレンズ１７により平行光にされたレーザ光を光ディスク２上に集光する対物レンズ１８、グレーティング１５を射出しビームスプリッタ１６で屈折されたレーザ光を所定の受光素子に照射させるミラー１９、光ディスク２からの反射光がビームスプリッタ１６で屈折され入射する例えばシリンドリカルレンズにより構成されている検出レンズ２０、及びその検出レンズ２０からのレーザ光を受光する４分割ＰＤ（第１の受光素子）２２とミラー１９により反射されたレーザ光を検出レンズ２０を介して受光する後述するＦＰＤ（第２の受光素子）２４とが基板２１に実装されたフォトディテクタＩＣ（以下、ＰＤＩＣという。）２３などを有する。なお、光ピックアップ３４は、光ピックアップ部４のうち、アンプ７、後述する４分割ＰＤ２２からの４個の信号を加算する演算回路（以下、「ＳＵＭ」という。）及びノイズキャンセル回路８を除いた部分である。

半導体レーザ素子１４は、例えば波長７８０ｎｍのレーザ光を射出する。また、グレーティング１５は半導体レーザ素子１４から射出されたレーザ光を１つのメインビームと２つのサブビームの３つのビームに分離するための回析格子である。

また、ビームスプリッタ１６は、グレーティング１５からのレーザ光の一部をそのまま透過させ、残りをミラー１９の方向に屈折させることができるものであり、更に透過したレーザ光が光ディスク２に反射して戻ってきたときは、その反射光を全て、もしくは大半を屈折することができるものである。

更に、ミラー１９は、ビームスプリッタ１６により屈折されたグレーティング１５からのレーザ光を、ビームスプリッタ１６に対しミラー１９と反対側に配置されたＰＤＩＣ２３上のＦＰＤ２４に照射するためのものである。ミラー１９の設置角度を調節することにより、半導体レーザ素子１４からのレーザ光がＦＰＤ２４に照射される。ＰＤＩＣ２３は、光ディスク２からの反射光を受光する４分割ＰＤ２２と光ディスク２に反射させないで受光するＦＰＤ２４とが、１枚の基板２１上に配設されて構成されている。

次に、図３及び図４に基づいてＰＤＩＣ２３について説明する。図３に示すように、ＰＤＩＣ２３は、４個の領域Ａ〜領域Ｄに分割された４分割ＰＤ２２、２分割されたフォトディテクタである２分割ＰＤ２８、３０、ＡＰＣ用のモニタ出力信号を生成するＦＰＤ（Ｆｒｏｎｔ Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２４、４分割ＰＤ２２、ＦＰＤ２４からの出力を増幅するアンプ７、領域Ａ〜Ｄからの各出力を加算するＳＵＭ３９、各領域Ａ〜Ｄの出力信号中のノイズ成分を除去する４個のレーザノイズキャンセル回路（以下、「ＬＮＣ」という。）３８及びＳＵＭ３９で加算されて生成されたＲＦ信号中のノイズ成分を除去するＲＦ―ＬＮＣ回路（以下、「ＲＦ−ＬＮＣ」という。）４１を有する。尚、図３に示すＦＰＤ２４は、回路の説明の都合上の配置であり、実際の配置ではない。実際の配置例については図４に示す。

図３に示すように、４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄは、アンプ７を構成する各Ｉ／Ｖアンプ３７に接続されている。各Ｉ／Ｖアンプ３７の信号は、ＳＵＭ３９およびＬＮＣ３８にそれぞれ供給される。ＳＵＭ３９はＲＦ−ＬＮＣ４１に接続されている。なお、ノイズキャンセル回路８を構成するＬＮＣ３８、ＲＦ−ＬＮＣ４１には、公知の演算回路が用いられている。ＦＰＤ２４は、Ｉ／Ｖアンプ３７を介して各ＬＮＣ３８およびＲＦ−ＬＮＣ４１に接続されている。ＬＮＣ３８及びＲＦ−ＬＮＣ４１からの出力信号は、信号処理部９に供給される。また、２分割ＰＤ２８、３０は、それぞれ図示しないＩ／Ｖアンプを介して信号処理部９に接続されている。

また、図４に示すように、４分割ＰＤ２２の上下方向（図４中のＹ軸方向）両隣には、２分割ＰＤ２８、３０が近接して基板２１上に配設されている。また、２分割ＰＤ２８、３０と４分割ＰＤ２２の配列方向と直交する方向（図４中のＸ軸方向）右隣りには、ＦＰＤ２４が配置されている。

図３に示すように、４分割ＰＤ２２は、４個の分割出力信号を生成することができる。４個の分割出力信号は、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号の生成に用いられる。なお、例えばＣＤ／ＤＶＤ記録時にはピット列がないため、ＤＰＤ法ではトラッキングをすることができないので、２分割ＰＤ２８、３０がＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ Ｍｅｔｈｏｄ）法によるトラッキングエラー信号の生成に利用されている。また、２分割ＰＤ２８、３０は、ＣＤ再生時には３ビーム法によるトラッキングエラー信号の生成に利用してもよい。

更に、アンプ7を構成する各Ｉ／Ｖアンプ３７は、例えば制御部１３のコントロールの下、４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄからの出力信号及びＦＰＤ２４からの出力信号を所定の大きさまで増幅することができる。

また、ＳＵＭ３９は、４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄからの出力信号を加算しノイズ除去前のＲＦ信号を生成することができる。

更に、各ＬＮＣ３８は、各領域Ａ〜Ｄの出力信号からＦＰＤ２４の信号を減じて、各領域Ａ〜Ｄの出力信号中のノイズ成分を除去するために用いられる。

また、ＲＦ−ＬＮＣ４１は、ＳＵＭ３９により加算され生成された信号からＦＰＤ２４の信号を減じて、ＳＵＭ３９により加算されて生成された信号中のノイズ成分を除去するために用いられる。

ＲＦ−ＬＮＣ４１のノイズレベルは、各ＬＮＣ３８より低く設定されている。すなわち、ＲＦ−ＬＮＣ４１は、各ＬＮＣ３８より高精度のノイズキャンセルが可能に設計されている。また、ＦＰＤ２４と、４分割ＰＤ２２とを同一基板２１上に実装することで、ＦＰＤ２４の信号、４分割ＰＤの領域Ａ〜Ｄの信号、ＲＦ信号の各群遅延特性がほぼ同一となるように構成されている。

ここで、群遅延特性とは、素子に所定周波数の信号が入力してから出力するまでの遅延時間の特性を表している。また、異なる素子における群遅延時間の差を群遅延誤差という。

ノイズのキャンセル（削減）量と群遅延誤差Ｔとの間には、キャンセル（削減）量（以下、「ＬＮＣ効果量」という。）＝｛（１−ｃｏｓωＴ）^２＋（ｓｉｎωＴ）^２｝^１／２の関係があり、縦軸をＬＮＣ効果量、横軸をレーザ光の周波数とすると、図５に示す曲線Ｅ（群遅延誤差０．５ｎｓ）、曲線Ｆ（群遅延誤差１．０ｎｓ）などで表される群遅延特性がある。

例えば、ＤＶＤ１６倍速再生時に必要とされるノイズレベルは−１２５ｄＢ／Ｈｚ程度である。ノイズレベルが−１００ｄＢ／Ｈｚ程度の安価なＬＤを使用する場合には、ＲＦ信号及び４分割ＰＤ２２からの信号のノイズレベルを下げるために、１００ＭＨｚの帯域でそれぞれ２０、１０ｄＢ程度ノイズを除去する必要がある。図５により、例えば１００ＭＨｚのＲＦ信号中のノイズを２０ｄＢ程度削減するためには、ＲＦ信号−ＦＰＤ信号間での群遅延誤差が０．５ｎｓ以下であればよいことが分かる。また、例えば１００ＭＨｚの領域Ａ〜Ｄの信号中のノイズを１０ｄＢ程度削減するためには、４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄ信号−ＦＰＤ信号間での群遅延誤差が１ｎｓ以下であればよいことが分かる。

以上から、光ピックアップ部４は、ＲＦ信号−ＦＰＤ信号間での群遅延誤差が０．５ｎｓ以下、４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄ信号−ＦＰＤ信号間での群遅延誤差が１ｎｓ以下に設計されている。尚、群遅延誤差は光学上可能であれば、可能な限り０に近いことが望ましい。

図１に示すように、信号処理部９では、ノイズ成分が除去された各ＬＮＣ３８からの出力信号を用いてトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号が生成されると共に、ＲＦ−ＬＮＣ４１でノイズキャンセルされたＲＦ信号に復調、誤り検出及び訂正などの処理が施され音楽情報などの信号が再生される。

ドライバ５は、例えば図示しないフォーカスドライバ、トラッキングドライバ及びスピンドルドライバなどを有し、光ピックアップ３４の対物レンズ１８をフォーカス方向及びトラッキング方向などに動かすことができる。また、スピンドルドライバは、スピンドルモータ３の回転を制御することができる。

また、ドライバ制御部６は例えば図示しないフォーカス制御回路やトラッキング制御回路などを有し、制御部１３のコントロール下、信号処理部９からのフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号などに基づいて、ドライバ５を制御することができる。

更に、入出力部１１は図示しない音響部、表示部、撮像部及び操作部などを有し、例えば制御部１３のコントロールの下、Ｄ／Ａコンバータ１０から供給されるアナログ信号に変換された音楽情報などを音響部のスピーカなどにより音声などにして出力することができる。

また、入出力部１１は、操作部の操作ボタンなどからの操作情報を制御部１３に受け渡すことができる。

また、制御部１３は例えば図示しない演算と制御とをするＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、必要に応じて一時的に情報を記録し光ディスク記録再生装置１の制御をより円滑に行うＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びデータ格納部などを有する。

次に、以上のように構成された光ディスク記録再生装置１の動作についてＣＤの再生を中心に説明する。

まず、図１に示すように光ディスク記録再生装置１に光ディスク２がセットされ入出力部１１のボタン操作などにより電源が投入されると、制御部１３はドライバ制御部６及びドライバ５によりスピンドルモータ３を所定の回転数で回転させる。

また、制御部１３はドライバ制御部６及びドライバ５により図示しないスレッドモータを駆動させ、所定の光ディスク２の位置に光ピックアップ部４を移動させると共に、ドライバ制御部６及びドライバ５により半導体レーザ素子１４に電流をリードパワーレベルに調節して、供給させる。

更に、必要な電流が供給された半導体レーザ素子１４は、例えば波長７８０ｎｍのレーザ光を射出する。射出されたレーザ光は例えば図２に示す実線のようにまず、グレーティング１５に入射し３つのビームに分離されビームスプリッタ１６に入射する。すなわち、回折格子であるグレーティング１５により、メインビームとサブビームに分離され、サブビームは信号を読み取るためのメインビームからトラックの左右方向に１／２トラックだけずれた位置に照射されるように回折される。

また、ビームスプリッタ１６に入射した３つのビームからなるレーザ光は一部はそのまま透過し、コリメータレンズ１７に入射する。残りは、図２で示すようにミラー１９のほうへ屈折させられる。ミラー１９に入射したレーザ光はミラー１９で反射されＦＰＤ２４に照射される。

一方、コリメータレンズ１７に入射したレーザ光はコリメータレンズ１７により平行光にされ、対物レンズ１８に入射する。そして、対物レンズ１８でレーザ光は光ディスク２の情報記録面に集光される。

更に、情報記録面で反射された３つのビームからなるレーザ光は、対物レンズ１８及びコリメータレンズ１７を逆に戻り、ビームスプリッタ１６に入射する。ビームスプリッタ１６に入射した光ディスク２からの反射光は、全て、もしくは一部が屈折され、４分割ＰＤ２２に照射されることとなる。

図３に示すように、４分割ＰＤ２２、すなわち、領域Ａ〜Ｄに入射したレーザ光は、４個の信号に分割される。各信号は、例えば制御部１３のコントロール下、Ｉ／Ｖアンプ３７により増幅され、ＳＵＭ３９により加算され、ＲＦ−ＬＮＣ４１に供給される。また、領域Ａ〜Ｄの４個の信号は、各ＬＮＣ３８にも供給される。

一方、ＦＰＤ２４に入射したレーザ光は、ＦＰＤ２４により電気信号に変換される。この電気信号は、Ｉ／Ｖアンプ３７により増幅され、各ＬＮＣ３８およびＲＦ−ＬＮＣ４１に供給される。

ＬＮＣ３８は、例えば領域Ａの信号からＦＰＤ２４の信号を減じて領域Ａの信号中のノイズを除去する。他の領域Ｂ〜Ｄの信号中のノイズも同様に除去される。各ＬＮＣでノイズが除去された４個の信号は、信号処理部９に供給され、信号処理部９は例えばＤＰＤ法によりトラッキングエラー、非点収差法によりフォーカシングエラー信号を生成する。生成されたトラッキングエラー及びフォーカシングエラー信号は制御部１３を介してドライバ制御部６に供給される。

ドライバ制御部６は、トラッキングエラー信号をドライバ５に伝える。ドライバ５は、トラッキングドライバにより光ピックアップ部４の図示しない例えば２軸アクチュエータのトラッキングコイルによって、トラッキングを行なう。

また、ドライバ制御部６は、フォーカスエラー信号をドライバ５に伝える。ドライバ５は、フォーカスドライバにより光ピックアップ部４の図示しない例えば２軸アクチュエータのフォーカスコイルによって、フォーカシングを行なう。

これによって、対物レンズ１８を常に適正な位置に保つことができ、再生の精度を確保できる。

また、ＲＦ−ＬＮＣ４１は、ＳＵＭ３９の信号からＦＰＤ２４の信号を減じてＳＵＭ３９の信号中のノイズを除去し、ＲＦ信号を生成する。その後ＲＦ信号を信号処理部９に供給する。

信号処理部９は例えば制御部１３のコントロール下、供給されたノイズキャンセル済みのＲＦ信号を復調、誤り検出及び訂正などの処理をして音楽情報などの信号を生成し、Ｄ／Ａコンバータ１０に供給する。

更に、Ｄ／Ａコンバータ１０は、例えば制御部１３のコントロール下、供給された音楽情報などの信号をアナログ信号に変換し、入出力部１１に供給する。

入出力部１１は、例えば制御部１３のコントロール下、供給された音響情報などを図示しない音響部のスピーカなどにより音声などにして出力し、光ディスク２に記録された音楽情報等が再生されることとなる。

以上で光ディスク記録再生装置１の動作の説明を終了する。

このように本実施形態によれば、光ディスク記録再生装置１は、光ピックアップ部４が４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄの信号からＦＰＤ２４の信号を夫々減じてノイズを除去する４個のＬＮＣ３８を有しているので、トラッキングエラー信号の品位を向上させて、ＤＰＤ法の精度、すなわち、トラッキングの精度を向上させることができると共に、ＳＵＭ３９により加算されたＲＦ信号からＦＰＤ２４の信号を減じてノイズを除去するＲＦ−ＬＮＣ４１を有しているので、ＲＦ信号中のノイズ成分もＦＰＤ２４の信号と同相除去することができる。

また、光ディスク記録再生装置１は、ＲＦ信号のノイズを除去するためのＲＦ−ＬＮＣ４１と、トラッキング、フォーカシングエラー信号を生成するために用いられる４個のＬＮＣ３８とを有しているので、精度のよいＲＦ信号を得るためのＲＦ−ＬＮＣ４１を１個にすることができる。

更に、ＦＰＤ２４と、４分割ＰＤ２２とが同一基板２１上に実装されているので、プロセスバラツキを抑制でき、問題となるのは回路設計の誤差のみとなり、安定した広帯域レーザノイズキャンセルを可能にできる。

また、ＦＰＤ２４と、４分割ＰＤ２２とを同一基板２１上に実装することで、プロセスのバラツキを抑制し、ＦＰＤ２４の信号、４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄの信号、ＲＦ信号を同一のＰＤＩＣ２３上の各素子で受信し、各信号の各群遅延特性がほぼ同一に設計されている。これにより、群遅延特性の違いによる影響を抑制することができるので、ノイズ成分をより正確に除去することができる。

更に、ＦＰＤ２４と、４分割ＰＤ２２とを同一基板２１上に実装し、ＲＦ信号−ＦＰＤ信号間での群遅延誤差は０．５ｎｓ以下、４分割ＰＤの領域Ａ〜Ｄ信号−ＦＰＤ信号間での群遅延誤差は１ｎｓ以下に設定されている。このため、必要なＬＮＣ効果量を確保することができる。また、再生ジッタを軽減でき、システムマージンを拡大できる。このため、部品の組み立て精度や加工精度を緩和できる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップを用いた光ディスク記録再生装置について説明する。なお、本実施形態では第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付しその説明を省略し異なる箇所を説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップのＰＤＩＣ２３を示す模式図である。

本実施形態では、４個のＬＮＣ３８の出力から夫々分流された４個の信号を加算する演算回路（以下、「ＳＵＭ」という。）３９を有しており、第１の実施形態のＲＦ−ＬＮＣ４１を有していない。４個のＬＮＣ３８は、ＳＵＭ３９だけでなく信号処理部９にも接続されている。また、４個のＬＮＣ３８は、第１の実施形態のＲＦ−ＬＮＣ４１と同性能に設定されている。

次に、以上のように構成された光ディスク記録再生装置の動作について説明する。なお、Ｉ／Ｖアンプ３７で信号が増幅されるまでと、信号が信号処理部９に供給された後は、第１の実施形態と同じなので、信号の増幅以降から信号処理部９供給までについて説明する。

制御部１３は、各ＬＮＣ３８に、４分割ＰＤ２２の各領域Ａ〜Ｄで出力され各Ｉ／Ｖアンプ３７で増幅された信号からＦＰＤ２４の信号を減じさせ、ノイズキャンセルした信号を出力させる。ノイズキャンセルされた４個の信号は、夫々信号処理部９に供給される。一方、制御部１３は、ＳＵＭ３９に、各ＬＮＣ３８でノイズキャンセルされた４個の出力信号を加算させて、ＲＦ信号を出力させる。ＲＦ信号も信号処理部９に供給される。

このように本実施形態によれば、光ディスク記録再生装置１は、光ピックアップ部４が４分割ＰＤ２２の領域Ａ〜Ｄの信号からＦＰＤ２４の信号を夫々減じてノイズを除去する４個のＬＮＣ３８を有しているので、トラッキングエラー信号の品位を向上させて、ＤＰＤ法の精度、すなわち、トラッキングの精度を向上させることができると共に、４個のＬＮＣ３８の出力から夫々分流された４個の信号を加算するＳＵＭ３９を有しているので、ＲＦ信号中のノイズ成分もＦＰＤ２４の信号と同相除去することができる。

また、４個のＬＮＣ３８の出力から夫々分流された４個の信号を加算するＳＵＭ３９を有しているので、第１実施形態のＲＦ−ＬＮＣ４１が不要となり、例えば、ＰＤＩＣ２３の小型化を図ることができる。

尚、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更して実施できる。

例えば上述した実施形態では、光ディスク２の再生の場合について主に説明したがこれに限られるものではなく、レーザ光を用いて記録再生するものであれば他の記録媒体であってもよい。これにより、よりカスタマイズ化が図れることとなる。

本発明の第１の実施形態に係る光ディスク記録再生装置のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップの概略説明図である。 第１の実施形態の光ピックアップのＰＤＩＣの模式図である。 第１の実施形態の光ピックアップの各ＰＤ及びＦＰＤの配置説明図である。 ＬＮＣ効果量と周波数との群遅延（誤差）特性を示すグラフである。 第２の実施形態の光ピックアップのＰＤＩＣの模式図である。

符号の説明

１ 光ディスク記録再生装置
２ 光ディスク
３ スピンドルモータ
４ 光ピックアップ部
５ ドライバ
６ ドライバ制御部
７ アンプ
８ ノイズキャンセル回路
９ 信号処理部
１０ Ｄ／Ａコンバータ
１１ 入出力部
１２ 記録制御回路
１３ 制御部
１４ 半導体レーザ素子
１５ グレーティング
１６ ビームスプリッタ
１７ コリメータレンズ
１８ 対物レンズ
１９ ミラー
２０ 検出レンズ
２１ 基板
２２ ４分割ＰＤ
２３ ＰＤＩＣ
２４ ＦＰＤ
３４ 光ピックアップ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 領域
３７ Ｉ／Ｖアンプ
３８ ＬＮＣ
３９ ＳＵＭ
４１ ＲＦ−ＬＮＣ

Claims (17)

1. 光ディスクにレーザ光を照射する光源と、
   前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、
   前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、
   前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、
   前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から夫々分流した信号を加算する第２の演算手段と、
   前記第２の演算手段により加算されて生成された信号から前記第２の受光素子の信号を減ずる第３の演算手段とを具備することを特徴とする光ピックアップ。
2. 請求項１に記載の光ピックアップであって、
   前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする光ピックアップ。
3. 請求項１に記載の光ピックアップであって、
   前記第２の受光素子からの信号、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号、および前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号の遅延特性が同一であることを特徴とする光ピックアップ。
4. 請求項１に記載の光ピックアップであって、
   前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は０．５ｎｓ以下、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする光ピックアップ。
5. 光ディスクにレーザ光を照射する光源と、
   前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、
   前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、
   前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、
   前記第１の演算手段で生成された夫々の信号を加算する第２の演算手段とを具備することを特徴とする光ピックアップ。
6. 請求項５記載の光ピックアップであって、
   前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする光ピックアップ。
7. 請求項５に記載の光ピックアップであって、
   前記第２の受光素子からの信号と前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号との遅延特性が同一であることを特徴とする光ピックアップ。
8. 請求項５に記載の光ピックアップであって、
   前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする光ピックアップ。
9. 光ディスクにレーザ光を照射する光源と、
   前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、
   前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、
   前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、
   前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から夫々分流した信号を加算する第２の演算手段と、
   前記第２の演算手段により加算されて生成された信号から前記第２の受光素子の信号を減ずる第３の演算手段とを具備する光ピックアップを備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
10. 請求項９に記載の光ディスク記録再生装置であって、
    前記光ピックアップは、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
11. 請求項９に記載の光ディスク記録再生装置であって、
    前記光ピックアップは、前記第２の受光素子からの信号、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号、および前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号の遅延特性が同一であることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
12. 請求項９に記載の光ディスク記録再生装置であって、
    前記光ピックアップの前記第１の受光素子の各領域で生成され前記第２の演算手段により加算されて生成された信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は０．５ｎｓ以下、前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
13. 光ディスクにレーザ光を照射する光源と、
    前記光ディスクからの前記レーザ光の反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、
    前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子と、
    前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号から前記第２の受光素子の信号を夫々減ずる第１の演算手段と、
    前記第１の演算手段で生成された夫々の信号を加算する第２の演算手段とを具備する光ピックアップを備えることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
14. 請求項１３に記載の光ディスク記録再生装置であって、
    前記光ピックアップは、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子が同一チップ上に配設されていることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
15. 請求項１３に記載の光ディスク記録再生装置であって、
    前記光ピックアップは、前記第２の受光素子からの信号と前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号との遅延特性が同一であることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
16. 請求項１３に記載の光ディスク記録再生装置であって、
    前記光ピックアップの前記第１の受光素子の各領域で生成された夫々の信号と前記第２の受光素子からの信号との間の遅延誤差は１ｎｓ以下であることを特徴とする光ディスク記録再生装置。
17. 光ディスクからの反射光を受光する複数の領域に分割された第１の受光素子と、前記第１の受光素子の近傍に配置され、前記光源からのレーザ光を直接受光する第２の受光素子とが配設されたことを特徴とするチップ。

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