JP2006065990A - 光ディスク装置及び光ディスク装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 データの記録再生周波数より低い周期でパルス駆動し発光時間を未発光時間に対して十分小さくすることで電流低減効果を大きくした光ディスク装置を提供する。
【解決手段】 レーザ光を照射することでデータの記録再生を行う光ディスク装置において、データの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を点灯、消灯するレーザ点灯消灯制御手段１５、レーザ光の点灯、消灯動作中もフォーカスサーボまたはトラッキングサーボを継続する制御を行うシステムコントローラ１６を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク装置に関し、特にその低消費電力技術に関する。

光ディスク装置において、レーザダイオードはレーザが発振し発光を開始するのにかなり大きなバイアス電流が必要である。ＣＤやＤＶＤの記録再生装置に使用されるレーザダイオードはこの電流が２０ｍＡから３０ｍＡであり、装置全体の消費電力として無視できない存在である。多くの記録再生装置でフォーカスサーボまたはトラッキングサーボ中はレーザダイオードを連続点灯させているが、例えば、特許文献１には、消費電力を低減するためにレーザダイオードをパルス駆動する技術が提案されている。
特開２００１−３３１９６０公報

レーザダイオードの順方向電流に対する光出力は、最初の数十ミリアンペアの領域ではほとんど無く、あるスレッシュ電流を超えると急激に増加する特性を示す。従ってレーザダイオードをパルス駆動すると、その平均光出力に対する平均電流は平均光出力と同じ光出力で連続点灯した場合の電流よりも小さくなる。この性質を利用し光ディスク装置の消費電力を低減させる技術が上記特許文献１に示されている。
発光パルスの幅は小さいほど電流の低減を図ることができるが、上記特許文献１に記載の技術は、データの記録周波数より高い周波数でレーザダイオードをパルス駆動するもので、駆動周波数の限界により大きな電流低減効果を発揮することができない。
本発明は、データの記録再生周波数より低い周期でパルス駆動し発光時間を未発光時間に対して十分小さくすることで電流低減効果を大きくした光ディスク装置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、請求項１記載の発明は、レーザ光を照射することでデータの記録再生を行う光ディスク装置において、データの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を点灯、消灯するレーザ点灯消灯制御手段と、前記レーザ光の点灯、消灯動作中もフォーカスサーボまたはトラッキングサーボを継続する制御を行う制御手段と、を備える光ディスク装置を主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、データ記録再生中であるか否かの判断を行い、データの記録再生中の場合はデータの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を消灯しないよう制御する光ディスク装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、アドレス検出中であるか否かの判断を行い、アドレス検出動作中の場合はレーザ光を消灯しないよう制御する光ディスク装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、シンクパターン位置の検出行い、シンクパターンの再生タイミングではレーザ光を消灯しないよう制御する光ディスク装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１記載の光ディスク装置において、再生信号二値化回路を備え、レーザ光が消灯したとき再生信号二値化回路のスライスレベルを保持する光ディスク装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、ディスク回転速度の設定およびディスク回転速度の判定を行い、回転速度によりレーザ光の点灯、消灯周期を変化させる光ディスク装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明は、レーザ光を照射することでデータの記録再生を行う光ディスク装置の駆動方法であって、データの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を点灯、消灯するレーザ点灯消灯するステップと、前記レーザ光の点灯、消灯動作中もフォーカスサーボまたはトラッキングサーボを継続するステップと、を備える光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、データ記録再生中であるか否かの判断を行い、データの記録再生中の場合はデータの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を消灯しない光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とすることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、アドレス検出中であるか否かの判断を行い、アドレス検出動作中の場合はレーザ光を消灯しない光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、シンクパターン位置の検出行い、シンクパターンの再生タイミングではレーザ光を消灯しない光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、レーザ光が消灯したとき再生信号二値化回路のスライスレベルを保持する光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項７記載の光ディスク装置において、ディスク回転速度の設定およびディスク回転速度の判定を行い、回転速度によりレーザ光の点灯、消灯周期を変化させる光ディスク装置の駆動方法を主要な特徴とする。

本発明によれば、記録再生品質を維持しながら、かつ待機中の動作を安定に保ちながら消費電力を低減させることができる。また、再生時の消費電力を低減させることができる。また、各速度で消費電力の低減効果を最大限に保つことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る光ディスク装置のブロック図である。以下、その構成を動作と併せて説明する。
矢印は代表的な信号やデータの流れを示すもので各ブロックの接続関係を全て表すものではない。光ディスクはスピンドルモータ１により回転駆動させられる。スピンドルモータ１はモータドライバ２とサーボ手段（サーボ処理回路）３により線速度が一定または角速度が一定になるように制御される。この線速度または角速度は段階的に変更が可能である。
光ピックアップ４は、図１には図示していない半導体レーザ、光学系、フォーカスアクチュエータ、トラックアクチュエータ、及び受光素子を内蔵したものでレーザ光を光ディスクに照射し、ディスクにデータを記録したり、データを読み取るためのユニットである。
また光ピックアップ４はシークモータにより移動可能である。これらフォーカスアクチュエータ、トラックアクチュエータ、シークモータは受光素子から得られた信号でサーボ処理され、モータドライバ２からの駆動電流により対物レンズを稼動し、レーザスポットを目的の場所に位置するよう制御される。
リードコマンドを受け取るとドライブは目標アドレスの少し手前にレーザスポットを移動させ情報を読み始める。光ピックアップ４で得られた再生信号はリードアンプ５で増幅され２値化された後、ＣＤデコーダ６に入力されデインターリーブとエラー訂正の処理を受ける。

続いてこのデータはＣＤ−ＲＯＭデコーダ７に入力され、さらにデータの信頼性を高めるために再度エラー訂正の処理を受ける。そして目標アドレスに達したところで、このデータはメモリマネージャ８により一旦バッファメモリ９に蓄えられ、セクタデータとして揃ったところでホストインターフェース１０を通しホストへ一気に送られる。
ライトコマンドを受け取ったドライブは、ホストインターフェース１０を通しホストから送られてきたデータをメモリマネージャ８により一旦バッファメモリ９に蓄える。バッファメモリ９にある程度データが貯まったところでライトを開始するが、その前にレーザスポットを書き込み開始地点に位置させる。
この地点はトラックの蛇行により予め光ディスクに刻まれているウォブル信号により求められる。ウォブル信号にはＡＴＩＰと呼ばれる絶対時間情報が含まれており、ＡＴＩＰデコーダ１１により位置情報すなわちアドレスが取り出される。またＡＴＩＰデコーダ１１が生成する同期信号はＣＤエンコーダ１２に入力され正確な位置でのデータの書き出しを可能にしている。
バッファメモリ９のデータはＣＤ−ＲＯＭエンコーダ７やＣＤエンコーダ１２でエラー訂正コードの付加やインターリーブが行われ、ＣＤエンコーダ１２から記録用パルスに変調された信号となって出力され、ＬＤ制御ドライバ１３や、光ピックアップ４によりコントロールされたレーザ光線により光ディスクに記録される。ＬＤ制御ドライバ１３は記録用パルスに従ってレーザ光線をライトパワーで発光させたり、適切な記録再生が行えるように絶えず発光の状態を制御している。
符号１４はサンプルホールド回路、１５はレーザ点灯消灯制御手段であるＬＤ点灯消灯制御回路、１６は制御手段であるシステムコントローラ（ＣＰＵ）、１７はＣＤ−ＲＯＭエンコーダである。

図２は本発明の実施形態に係る光ディスク装置の詳細ブロック図である。ＬＤ制御ドライバ１３は２チャネルの電流増幅器ＣＨ１、ＣＨ２を内蔵していて、それぞれに入力された電流を決められた割合で増幅し、加算合成した電流でレーザダイオードＬＤを駆動する。
一方の電流増幅器（チャネル）ＣＨ１はリードパワー用の電流、他方の電流増幅器（チャネル）ＣＨ２はライトパワー用の電流を生成する。チャネルＣＨ１の電流１１はＬＤＯＮ／ＬＤＯＦＦ信号で制御され、ＬＤ点灯時にはＬＤＯＮ信号が選択され、電流１１がレーザダイオードＬＤに供給される。レーザダイオードＬＤ消灯時には、ＬＤＯＦＦ信号が選択され、電流１１が「０」になる。電流増幅器（チャネル）ＣＨ２はＣＤエンコーダ１２からの書き込みパルス信号により制御される。
書き込みパルス信号がＨｉｇｈの時、電流１２がＬＤに供給されライトパワーが出力される。フロントフォトディテクタＦＰＤはＬＤを目的のパワーで発光させるための検出器である。レーザダイオードＬＤの光量に応じて変化するフロントフォトディテクタＦＰＤの電流はＩ／Ｖ変換器３２及び増幅器３０、３１で増幅され、それぞれ所定のタイミングでサンプルホールドされる。このサンプルホールド信号は図中に記載されていない。サンプルホールドされた信号はＰ１ＤＡＣ２１またはＰ２ＤＡＣ２２と比較器２３、２４で比較され誤差電圧がローパスフィルタ２５、２６とアンプ２７、２８を通り、増幅された誤差電圧がＬＤ制御ドライバ１３に供給される。
以上の制御ループにより、Ｐ１ＤＡＣ２１に目標リードパワー、Ｐ２ＤＡＣ２２に目標ライトパワーを設定すれば、安定したリード、ライトパワーでＬＤを発光させることができる。またＬＤＯＮ／ＬＤＯＦＦ信号と書き込みパルス信号はＬＤ点灯消灯制御回路１５から出力されるＬＤ点灯消灯信号とＡＮＤされており所定の周期と所定のデューティでＬＤの点灯、消灯を制御する。

この所定の周期とデューティはＣＰＵ１６から設定され、例えばＣＤを４倍速で再生する場合は周期５０ＫＨｚで点灯が１０％、消灯が９０％といった具合である。フォトディテクタ２９はディスクに反射したレーザ光を受光する。これはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの８個の受光素子で構成されており、主ビームをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで副ビームをＥ、ＦまたはＧ、Ｈで受光する。
リードアンプ５はこれら受光素子の信号を増幅し演算することで、データを再生するためのＲＦ信号、トラッキングサーボを行うためのトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスサーボを行うためのフォーカスエラー信号ＦＥを生成する。
信号の演算を簡単に表すとＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ、ＴＥ＝［（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）］−Ｋ１＊［（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）］、ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ−（Ｂ＋Ｄ）となる。Ｋ１は係数である。サンプルホールド回路１４はサンプルホールド信号がＬｏｗのときＴＥ信号、ＦＥ信号をそのままサーボ手段３へ伝達し、サンプルホールド信号がＬｏｗからＨｉｇｈへ変化した時ＴＥ信号、ＦＥ信号をホールドし、サンプルホールド信号がＨｉｇｈのときホールドしたＴＥ信号、ＦＥ信号をサーボ処理へ出力する。
同様にＬＤ制御ドライバ１３のサンプルホールド回路３０、３１もサンプルホールド信号がＬｏｗのときＦＰＤ信号をそのまま比較器２３、２４へ伝達し、サンプルホールド信号がＬｏｗからＨｉｇｈへ変化した時ＦＰＤ信号をホールドし、サンプルホールド信号がＨｉｇｈのときホールドしたＦＰＤ信号を比較器２３、２４へ出力する。
サーボ手段３はＴＥ信号、ＦＥ信号をデジタル的に演算しアクチュエータの駆動信号をモータドライバ２に送る。モータドライバ２は駆動信号に応じた電流をトラッキングコイル３２、フォーカスコイル３３に流しサーボ制御が行われる。ＬＤ点灯消灯制御回路１５はＬＤ点灯消灯信号の他にＴＥ信号、ＦＥ信号をホールドするためのサンプルホールド信号とＦＰＤ信号をホールドするためのサンプルホールド信号を出力する。
サンプルホールド信号はＬＤ点灯消灯信号がＨｉｇｈのときＬｏｗとなるが、タイミング調整機構によりＬｏｗパルスの幅やタイミングを調整でき、ＨｉｇｈまたはＬｏｗに固定することもできる。例えばこの構成にてＣＤディスクを４倍速でトラッキングした時ＬＤの点灯時間を従来の１０分の１にでき、ＬＤの駆動電流も同様に低減できるので消費電力の低減が可能となる。
つまり本発明の光ディスク装置においては、データの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を点灯、消灯するレーザ点灯消灯を行い、レーザ光の点灯、消灯動作中もフォーカスサーボまたはトラッキングサーボを継続するように制御している。

図３はＣＰＵからＬＤ点灯消灯制御回路へ出力する信号の第１の例を示す図である。ＣＰＵ１６は再生中か記録中かアドレス検出中かを判断し、各情報をＬＤ点灯消灯制御回路１５に渡す。実際にはＣＰＵ１６がレジスタを介し、ＬＤ点灯消灯制御回路１５の制御ビットを操作する。
再生中、記録中、アドレス検出中である時、ＬＤ点灯消灯信号はＨｉｇｈ、サンプルホールド信号はＬｏｗとなり、ＬＤが連続電流で駆動されサーボも連続的なエラー信号で制御される。またＣＤデコーダ６からＥＦＭ同期信号がＬＤ点灯消灯制御回路１５に入力され、ＬＤ点灯消灯制御回路１５はこの信号をベースにＲＦ信号のＥＦＭ同期パターンを再生するタイミングで、ＬＤ点灯消灯信号をＨｉｇｈにする。
このように場合によりＬＤ点灯消灯制御回路１５を制御することで安定したドライブ動作を維持しながら消費電力の低減を図ることができる。
図４は待機中と再生中のＬＤ電流を示す図である。再生中はＬＤが連続電流で駆動されるが待機中にはパルスで駆動されその平均駆動電流を下げることができる。

図５は二値化回路図である。これは二値化信号のＨｉｇｈとＬｏｗの時間が等しくなるようにＲＦ信号を二値化する。コンパレータ４１に入力されたＲＦ信号がスライス電圧より高いと二値化信号はＨｉｇｈとなり、スイッチ回路４２のＳＷ１が閉じＳＷ２が開き、コンデンサ４３に電荷がチャージされ、スライス電圧が上昇する。
コンパレータ４１に入力されたＲＦ信号がスライス電圧より低いと二値化信号はＬｏｗとなり、ＳＷ１が開きＳＷ２が閉じ、コンデンサ４３に電荷がディスチャージされスライス電圧が降下する。正しい信号周期のＲＦ信号であれば、そのオフセット電圧や振幅が変化しても正常に二値化されるが、ＲＦ信号が断続的に欠落すると、スライス電圧が変化し正しいＲＦ信号部分も正常に二値化できなくなる。
そこで、ＬＤ消灯時にはスライス電圧をホールドするようにする。スライスレベルホールド信号はＬＤ点灯消灯制御回路１５から出力される信号でＴＥ、ＦＥ、ＦＰＤ信号のホールド信号と同様にタイミングを微調整できる。スライスレベルホールド信号がＬｏｗの時、ＲＦ二値化信号に応じて、ＳＷ１、ＳＷ２が動作するが、Ｈｉｇｈの時、ＳＷ１、ＳＷ２が開いた状態となりスライス電圧がホールドされる。
図６はＣＰＵからＬＤ点灯消灯制御回路へ出力する信号の第２の例を示す図である。スピンドルモータ回転制御に利用される１回転に６ＨｚのパルスからなるＦＧ信号がある。このＦＧ信号をＣＰＵ１６に入力し、ＣＰＵ１６は回転数を計算する。この結果に応じてＬＤ点灯消灯制御回路１５へ周期とデューティを設定する。

本発明の実施形態に係る光ディスク装置のブロック図である。 本発明の実施形態に係る光ディスク装置の詳細ブロック図である。 ＣＰＵからＬＤ点灯消灯制御回路へ出力する信号の第１の例を示す図である。 待機中と再生中のＬＤ電流を示す図である。 二値化回路図である。 ＣＰＵからＬＤ点灯消灯制御回路へ出力する信号の第２の例を示す図である。

符号の説明

１６ システムコントローラ（制御手段）、１５ ＬＤ点灯消灯制御回路（ＬＤ点灯消灯制御手段）

Claims (12)

1. レーザ光を照射することでデータの記録再生を行う光ディスク装置において、データの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を点灯、消灯するレーザ点灯消灯制御手段と、前記レーザ光の点灯、消灯動作中もフォーカスサーボまたはトラッキングサーボを継続する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、データ記録再生中であるか否かの判断を行い、データを記録再生中であると判断した場合は、データの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を消灯しないよう制御することを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、アドレス検出中であるか否かの判断を行い、アドレス検出動作中であると判断した場合はレーザ光を消灯しないよう制御することを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、シンクパターン位置の検出行い、シンクパターンの再生タイミングではレーザ光を消灯しないよう制御することを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項１記載の光ディスク装置において、再生信号二値化回路を備え、レーザ光が消灯したとき再生信号二値化回路のスライスレベルを保持することを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項１記載の光ディスク装置において、前記制御手段は、ディスク回転速度の設定およびディスク回転速度の判定を行い、回転速度によりレーザ光の点灯、消灯周期を変化させることを特徴とする光ディスク装置。
7. レーザ光を照射することでデータの記録再生を行う光ディスク装置の駆動方法であって、データの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を点灯、消灯するレーザ点灯消灯するステップと、前記レーザ光の点灯、消灯動作中もフォーカスサーボまたはトラッキングサーボを継続するステップと、を備えることを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
8. 請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、データ記録再生中であるか否かの判断を行い、データの記録再生中の場合はデータの記録再生信号周波数より低い周期でレーザ光を消灯しないことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
9. 請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、アドレス検出中であるか否かの判断を行い、アドレス検出動作中の場合はレーザ光を消灯しないことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
10. 請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、シンクパターン位置の検出行い、シンクパターンの再生タイミングではレーザ光を消灯しないことを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
11. 請求項７記載の光ディスク装置の駆動方法において、レーザ光が消灯したとき再生信号二値化回路のスライスレベルを保持することを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。
12. 請求項７記載の光ディスク装置において、ディスク回転速度の設定およびディスク回転速度の判定を行い、回転速度によりレーザ光の点灯、消灯周期を変化させることを特徴とする光ディスク装置の駆動方法。

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