JP2007102986A - 光ピックアップ、光集積素子及び光ディスク装置 - Google Patents

光ピックアップ、光集積素子及び光ディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光ディスクから読み出した再生信号に含まれるレーザノイズを効果的に除去する。
【解決手段】発光素子から出射された出射レーザ光を受光して第1の受光信号を生成する第1の受光手段2Cと、第1の受光信号を増幅してレーザノイズキャンセル用信号を生成する第1の増幅手段3Cと、出射レーザ光が光ディスクで反射されてなる反射レーザ光を受光して第2の受光信号を生成する第2の受光手段2Aと、第2の受光信号を増幅して再生信号を生成する第2の増幅手段3Aと、レーザノイズキャンセル用信号を用いて再生信号に含まれるレーザノイズ成分をキャンセルするレーザノイズキャンセル手段6と、第1及び第2の増幅手段3C、3Aの位相補償容量5C、5Aの少なくとも一方の容量を制御して、レーザノイズキャンセル手段に入力されるレーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させる位相制御手段とを設ける。
【選択図】 図2

Description

本発明は光ピックアップ、光集積素子及び光ディスク装置に関し、再生信号からレーザノイズ成分を除去する技術に適用して好適なものである。
従来、光ディスク装置において、PD(Photo Detector)から出力される再生信号に含まれるレーザノイズ成分をキャンセル(除去)する方法として、LNC(Laser Noise Canceller)回路を用いたものがある(例えば、特許文献1参照)。
図5はLNC回路を有する光ピックアップ1の回路構成の要部を示し、光ディスク(図示せず)で反射された反射レーザ光を受光するPD2Aと、レーザダイオード(図示せず)からのモニタレーザ光を受光するFPD(Front Photo Detector)2Bを有している。
PD用差動増幅器3Aの逆相入力には、PD2Aのカソードが接続されているとともに、正相入力には一定のバイアス電圧VREFが加えられている。同様にFPD用差動増幅器3Bの逆相入力には、FPD2Bのカソードが接続されているとともに、正相入力にはバイアス電圧VREFが加えられている。
また、PD用差動増幅器3Aの逆相入力と出力の間、及びFPD用差動増幅器3Bの逆相入力と出力の間には、それぞれ帰還抵抗4A及び4Bが接続されている。さらに、PD用差動増幅器3Aの逆相入力と出力の間、及びFPD用差動増幅器3Bの逆相入力と出力の間には、PD用差動増幅器3A及びFPD用差動増幅器3Bの周波数特性が最適になるように調整するための位相補償容量5A及び5Bが設けられている。
PD2Aは、反射レーザ光を受光して光−電流変換して受光信号を生成し、PD用差動増幅器3Aの逆相入力に入力する。PD用差動増幅器3Aは受光信号を増幅して再生信号を生成し、これをLNC回路6に供給する。
一方FPD2Bは、モニタレーザ光を受光して光−電流変換して受光信号を生成し、FPD用差動増幅器3Bの逆相入力に入力する。FPD用差動増幅器3Bは受光信号を増幅してFPD信号を生成し、これを光ディスク装置の信号処理部(図示せず)及びLNC回路6に供給する。
ここで、PD2Aに入射される反射レーザ光には光ディスクの記録面に記録された信号のみならず、レーザダイオードから出射されるレーザ光のノイズ成分を含んでおり、FPD3Bに入射されるモニタレーザ光も同様のノイズ成分を含んでいる。したがって、LNC回路6は再生信号に含まれるノイズ成分をFPD信号に含まれるノイズ成分で相殺することにより、ノイズ成分を除去した再生信号を出力する。
特開2005−4848公報
上述したLNC回路によってレーザノイズを最大限キャンセルするには、再生信号及びFPD信号の信号レベルを一致もしくは極力近づけて、双方のレーザノイズレベルを一致もしくは近づけるとともに、信号の遅延量を一致もしくは極力近づける(すなわち、両者の位相を一致もしくは位相差を極力低減させてLNC回路6に入力させる)必要がある。
しかし、反射レーザ光及びモニタレーザ光は異なる光路を経由するため、それぞれの光路効率が異なり、このため再生信号用差動増幅器3A及びFPD用差動増幅器3Bのゲイン設定に差が生じる。
そして、このゲイン差によって再生信号用差動増幅器3A及びFPD用差動増幅器3Bの回路遅延量に差が生じ、このためLNC回路6に対する再生信号及びFPD信号の位相がずれてしまい、これによりレーザノイズを十分にキャンセルできなくなるという問題がある。また、フォトダイオードや差動増幅器は製造ロット等に応じてその特性が微妙に異なり、これによっても遅延量は変化してしまう。
さらに、近年では記録可能な光ディスクや書換可能な光ディスク、さらには多層ディスク等の様々な光ディスクが開発されているが、これら複数種類のディスクに対応可能な光ピックアップでは、反射光量の違いからディスク種別に応じて再生信号用差動増幅器のゲイン設定を変える必要があるため、種々のディスクに対して回路遅延量を完全に一致させることはさらに困難であるという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、再生信号に含まれるレーザノイズを効果的に除去し得る光ピックアップ、光集積素子及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、発光素子から出射された出射レーザ光を受光し、当該出射レーザ光に応じた第1の受光信号を生成する第1の受光手段と、第1の受光信号を増幅してレーザノイズキャンセル用信号を生成する第1の増幅手段と、出射レーザ光が光ディスクで反射されてなる反射レーザ光を受光し、当該反射レーザ光に応じた第2の受光信号を生成する第2の受光手段と、第2の受光信号を増幅して再生信号を生成する第2の増幅手段と、レーザノイズキャンセル用信号を用いて再生信号に含まれるレーザノイズ成分をキャンセルするレーザノイズキャンセル手段と、第1の増幅手段の位相補償容量及び第2の増幅手段の位相補償容量の少なくとも一方の容量を制御して、レーザノイズキャンセル手段に入力されるレーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させる位相制御手段とを設けた。
位相補償容量の容量を制御して第1の増幅手段と第2の増幅手段の回路遅延量を合致させることにより、レーザノイズキャンセル手段に入力されるレーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させて、再生信号に含まれるレーザノイズ成分をより効果的に除去することができる。
本発明によれば、発光素子から出射された出射レーザ光を受光し、当該出射レーザ光に応じた第1の受光信号を生成する第1の受光手段と、第1の受光信号を増幅してレーザノイズキャンセル用信号を生成する第1の増幅手段と、出射レーザ光が光ディスクで反射されてなる反射レーザ光を受光し、当該反射レーザ光に応じた第2の受光信号を生成する第2の受光手段と、第2の受光信号を増幅して再生信号を生成する第2の増幅手段と、レーザノイズキャンセル用信号を用いて再生信号に含まれるレーザノイズ成分をキャンセルするレーザノイズキャンセル手段と、第1の増幅手段の位相補償容量及び第2の増幅手段の位相補償容量の少なくとも一方の容量を制御して、レーザノイズキャンセル手段に入力されるレーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させる位相制御手段とを設けたことにより、レーザノイズキャンセル手段に入力されるレーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させて、再生信号に含まれるレーザノイズ成分をより効果的に除去し得る光ピックアップ、光集積素子及び光ディスク装置を実現することができる。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)光ディスク装置の全体構成
図1において、10は全体として本発明を適用した光ディスク装置を示し、制御部11が、不揮発性メモリ(図示せず)に格納された基本プログラムやアプリケーションプログラムに従って当該光ディスク装置10の各部を制御するようになされている。
すなわち制御部11は、サーボ回路12を介してスピンドルモータ13を回転させ、ターンテーブル(図示せず)に載置された光ディスク17を回転駆動する。また制御部11は、サーボ回路12を介して送りモータ14を回転させ、光ピックアップ16を光ディスク17の半径方向に移動させる。さらに制御部11は信号処理部15を制御し、光ディスク17に対するデータの読出及び書込を実行させる。
また制御部11は光ピックアップ16のレンズ駆動装置(図示せず)を制御し、当該光ピックアップ7の対物レンズをトラッキング方向及びフォーカス方向に駆動して、光ディスク16の記録面にレーザ光を合焦させる。
この光ディスク装置10は複数種類の光ディスクに対応しており、ディスク種別に応じた最適な光ビーム出力等の各種制御パラメータを不揮発メモリ(図示せず)に記憶している。そして制御部11は、装着された光ディスク17の種別を光ピックアップ7からの再生信号等に基づいて認識し、当該認識した種類に応じた制御パラメータを用いてレーザ出力や発光パターン、スピンドル回転数等を制御する。
(2)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ16の構成を図2を用いて説明する。光ピックアップ16は、光源であるレーザダイオード21、コリメータレンズ22、偏光ビームスプリッタ23、1/4波長板24、対物レンズ25、集光レンズ26及び受光部2を有する。受光部2は、PD2A、FPD2B及びLNC用FPD2Cで構成される。
偏光ビームスプリッタ23は偏光反射面23Aと全反射面23Bとを有している。偏光ビームスプリッタ23の全反射面23Bは光路に対する垂直な面に対して僅かに傾斜している。偏光ビームスプリッタ23の偏光反射面23Aは、たとえばS偏光を全反射させ、P偏光の90%を透過させP偏光の10%を反射するように設定されている。
コリメータレンズ22は、レーザダイオード21が発するP偏光でなる出射レーザ光を平行光線化し、偏光ビームスプリッタ23に入射する。偏光ビームスプリッタ23の偏光反射面23Aは、出射レーザ光の約90%を透過し、1/4波長板24及び対物レンズ25を介して光ディスク17に照射する。
光ディスク17で反射された反射レーザ光は対物レンズ25を通過し、1/4波長板24を介して偏光ビームスプリッタ23に入射する。偏光反射面23Aは、S偏光でなる反射レーザ光を全反射し、集光レンズ26を介して受光部2のPD2Aに照射する。
また偏光反射面23Aは、レーザダイオード21が発するP偏光でなる出射レーザ光の約10%を反射し、モニタレーザ光として全反射面23Bに入射させる。全反射面23Bはモニタレーザ光の光軸を僅かに傾けて偏光反射面23Aに再入射する。
偏光反射面23Aはモニタレーザ光の約90%を透過し、集光レンズ26を介して経由して、受光部2のFPD2B及びLNC用FPD2Cに照射する。
このようにして、光ディスク17の記録面で反射された反射レーザ光による再生信号と、
レーザダイオード21からのモニタレーザ光によるLNC信号を同時に且つ別個に得ることができる。
なお、偏光ビームスプリッタ23の全反射面23Bで反射され偏光反射面23Aに到達したモニタレーザ光の10%と、レーザダイオード21が発するS偏光でなる出射レーザ光の100%は、偏光ビームスプリッタ面23Aで反射されてレーザダイオード21の方向に偏向されるが、全反射面23Bが光軸に対して傾斜しているため、この反射光はレーザダイオード21に到達することはない。
(3)光ピックアップの構成
次に、本発明によるレーザノイズキャンセル方法を適用した光ピックアップ16の回路構成について説明する。
図5との対応部分に同一符号を付して示す図3は、光ピックアップ16の回路構成の要部を示し、光ディスク17(図1)で反射された反射レーザ光を受光する第2の受光手段としてのPD2Aと、レーザダイオード21(図1)からの出射レーザ光をモニタレーザ光として受光する第3の受光手段としてのFPD2B及び第1の受光手段としてのLNC用FPD2Cを有している。
PD用差動増幅器3Aの逆相入力には、PD2Aのカソードが接続されているとともに、正相入力には一定のバイアス電圧VREFが加えられている。同様にFPD用差動増幅器3Bの逆相入力には、FPD2Bのカソードが接続されているとともに、正相入力にはバイアス電圧VREFが加えられている。また、PD用差動増幅器3Aの逆相入力と出力の間、及びFPD用差動増幅器3Bの逆相入力と出力の間には、それぞれ帰還抵抗4A及び4Bが接続されている。
PD2Aは、反射レーザ光を受光して光−電流変換して受光信号を生成し、PD用差動増幅器3Aの逆相入力に入力する。第2の増幅手段としてのPD用差動増幅器3Aは受光信号を増幅して再生信号を生成し、これをLNC回路6に供給する。
一方FPD2Bは、モニタレーザ光を受光して光−電流変換して受光信号を生成し、FPD用差動増幅器3Bの逆相入力に入力する。第3の増幅手段としてのFPD用差動増幅器3Bは受光信号を増幅して、レーザ光の出力パワー制御のためのFPD信号を生成する。
かかる構成に加えて光ピックアップ16の受光部2は、上述したように、従来からあるレーザパワーコントロール用のFPD2Bに加えて、レーザノイズキャンセルのために用いるLNC用FPD2Cを有している。LNC用FPD2CはFPD2Bの一部を区分して設けられ、共にモニタ用レーザ光を受光するよう配置されている。
LNC用FPD2Cの出力は、専用のLNC用帰還増幅器3Cによって増幅される。すなわち、LNC用差動増幅器3Cの逆相入力にはLNC用FPD2Cのカソードが接続されているとともに、正相入力にはバイアス電圧VREFが加えられている。また、FPD用差動増幅器3Cの逆相入力と出力の間には帰還抵抗4Cが接続されている。
LNC用FPD2Cは、モニタレーザ光を受光して光−電流変換して受光信号を生成し、LNC用差動増幅器3Cの逆相入力に入力する。第1の増幅手段としてのLNC用差動増幅器3Cは受光信号を増幅して専用のLNC信号を生成し、LNC回路6に供給する。
なお、図3に示したPD2A〜2C、帰還増幅器3A〜3C及びLNC回路6の各素子は同一の光集積素子上に設けられており、これにより、素子それぞれの特性のばらつきを最小限に抑え得るようになされている。
LNC回路6は、PD用差動増幅器3Aから供給された再生信号に含まれるノイズ成分を、LNC用差動増幅器3Cから供給されるLNC信号で相殺することにより、ノイズ成分を除去した再生信号を出力する。
そしてこの光ピックアップ16では、LNC用差動増幅器3Cの遅延量を独立して調整し得るようになされており、これによりLNC回路に供給される再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させることができる。
すなわち、LNC用差動増幅器3Cの逆相入力と出力の間に容量可変式でなる位相補償容量5Cを設け、信号処理部15から供給される位相補償容量設定信号によって当該位相補償容量5Cの容量を調整することにより、PD用差動増幅器3A及びLNC用差動増幅器3Cの遅延量を一致もしくは近づけさせ、再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させる。
本来、差動増幅器の位相補償容量はその周波数特性が最適になるよう調整するためのものであるが、LNC用差動増幅器3Cはレーザノイズキャンセルのためだけに用いられるものであるから、信号位相を一致もしくは位相差を低減させることのみを目的として位相補償容量5Cの容量設定を行うことができる。
かかる位相補償容量5Cの容量設定は、制御部11が光ディスク17の種別、及び各種回路素子の個別の特性差に応じて位相補償容量設定信号を生成し、これを位相補償容量5Cに供給する。位相補償容量5Cは位相補償容量設定信号に応じて自身の容量を可変する。このとき、LNC信号の位相を遅らせたい場合は位相補償容量5Cの容量を大きくして過補償気味にし、逆に位相を早めたい場合は出力が発振しない範囲で位相補償容量5Cの容量を小さくすればよい。
(4)動作及び効果
以上の構成において、この光ディスク装置1では、LNC信号を生成するためのLNC用FPD2C及びLNC用帰還増幅器3Cを、レーザパワーコントロール用のFPD2B及びFPD用差動増幅器3Bと別個に独立して設けた。
このため光ディスク装置1では、LNC用帰還増幅器3Cの位相補償容量5Cの値を信号位相一致のためだけに設定することができ、これにより、FPD用差動増幅器3Bのゲイン設定とは関係無く、ディスク種別や素子の特性差に応じてLNC信号の遅延量を適切に調整して再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させ、LNC回路6によるレーザノイズキャンセル量を従来に比して増加させることができる。
以上の構成によれば、各帰還増幅器のゲイン設定に関わらず、再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させて、再生信号に含まれるレーザノイズをより効果的に除去することができる。
(5)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、LNC信号を生成するためのLNC用FPD2Cを独立して設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、レーザパワーコントロール用のFPD2Cの出力を独立した帰還増幅器で増幅してLNC信号を生成し、この帰還増幅器の位相補償容量を調節して再生信号及びLNC信号の位相を一致させるようにしてもよい。
すなわち、図3との共通部分に同一符号を付して示す図4は、他の実施の形態の光ピックアップ30の回路構成を示し、LNC用FPD2Cを持たない点で図3に示した光ピックアップ16と相違する。
PD用差動増幅器3Aは、PD2Aの出力を増幅して再生信号を生成し、これをLNC回路6に供給する。またFPD用差動増幅器3Bは、FPD2Bの出力を増幅してパワーコントロール用のFPD信号を生成し、信号処理部15(図1)に供給する。
かかる構成に加えて、FPD用差動増幅器3Bの出力は抵抗7を介してLNC用帰還増幅器3Cの正相入力に接続されており、また、当該LNC用差動増幅器3Cの逆相入力は、抵抗8を介してバイアス電圧VREFに接続され、さらに逆相入力と出力の間には帰還抵抗4C及び位相補償容量5Cが接続されている。
LNC用差動増幅器3Cは、正相入力に供給されるFPD信号を増幅してLNC信号を生成し、これをLNC回路6に供給する。LNC回路6は、PD用差動増幅器3Aから供給された再生信号に含まれるノイズ成分を、LNC用差動増幅器3Cから供給されるLNC信号で相殺することにより、ノイズ成分を除去した再生信号を出力する。
このとき制御部11(図1)は、光ディスク17の種別、及び各種回路素子の個別の特性差に応じて位相補償容量設定信号を生成し、これを位相補償容量5Cに供給することにより、PD用差動増幅器3Aの遅延量と、FPD用差動増幅器3B及びLNC用差動増幅器3Cの遅延量を一致もしくは近づけさせて、再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させ、LNC回路6によるレーザノイズキャンセル量を従来に比して増加させることができる。
また上述の実施の形態においては、PD2A〜2C、帰還増幅器3A〜3C及びLNC回路6の各素子が同一のチップ上に設けられている場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらが独立した素子で構成されている光ピックアップに本発明を適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、LNC用差動増幅器3Cの位相補償容量5Cの容量を調節して再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させるようにしたが、本発明はこれに限らず、LNC用差動増幅器3C及びPD用差動増幅器3Aそれぞれの位相補償容量5C及び5Aの容量をともに調節して再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させるようにしたり、あるいはPD用差動増幅器3Aの位相補償容量5Aの容量のみを調節して再生信号及びLNC信号の位相を一致させるようにしてもよい。
さらに上述の実施の形態においては、制御部11が光ディスク17の種別、及び各種回路素子の個別の特性差に応じて位相補償容量5Cの容量を調節することにより、再生信号及びLNC信号の位相を一致もしくは位相差を低減させるようにしたが、本発明はこれに限らず、光ピックアップの開発時や製造時において位相補償容量5Cの容量を調節するようにしてもよく、あるいは、LNC回路6によるノイズキャンセル量が最大になるように制御部11がリアルタイムで位相補償容量5Cの容量を調整するようにしてもよい。
光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。 光ピックアップの構成を示す略線図である。 本発明による光ピックアップの回路構成を示すブロック図である。 他の実施の形態による光ピックアップの回路構成を示すブロック図である。 従来の光ピックアップの回路構成を示すブロック図である。
符号の説明
1、16、30……光ピックアップ、2……受光部、2A……PD、2B……FPD、2C……LNC用FPD、3A……PD用差動増幅器、3B……FPD用差動増幅器、3C……LNC用差動増幅器、4A、4B、4C……帰還抵抗、5A、5B、5C……位相補償容量、6……LNC回路、7、8……抵抗、10……光ディスク装置、11……制御部、12……サーボ回路、13……スピンドルモータ、14……送りモータ、15……信号処理部、16……光ピックアップ、17……光ディスク、21……レーザダイオード、22……コリメータレンズ、23……偏光ビームスプリッタ、24……1/4波長板、25……対物レンズ、26……集光レンズ26。

Claims (3)

  1. 発光素子から出射された出射レーザ光を受光し、当該出射レーザ光に応じた第1の受光信号を生成する第1の受光手段と、
    上記第1の受光信号を増幅してレーザノイズキャンセル用信号を生成する第1の増幅手段と、
    上記出射レーザ光が光ディスクで反射されてなる反射レーザ光を受光し、当該反射レーザ光に応じた第2の受光信号を生成する第2の受光手段と、
    上記第2の受光信号を増幅して再生信号を生成する第2の増幅手段と、
    上記レーザノイズキャンセル用信号を用いて上記再生信号に含まれるレーザノイズ成分を除去するレーザノイズキャンセル手段と、
    上記第1の増幅手段の位相補償容量及び上記第2の増幅手段の位相補償容量の少なくとも一方の容量を制御して、上記レーザノイズキャンセル手段に入力される上記レーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させる位相制御手段と
    を具えることを特徴とする光ピックアップ。
  2. 発光素子から出射された出射レーザ光を受光し、当該出射レーザ光に応じた第1の受光信号を生成する第1の受光手段と、
    上記第1の受光信号を増幅してレーザノイズキャンセル用信号を生成する第1の増幅手段と、
    上記出射レーザ光が光ディスクで反射されてなる反射レーザ光を受光し、当該反射レーザ光に応じた第2の受光信号を生成する第2の受光手段と、
    上記第2の受光信号を増幅して再生信号を生成する第2の増幅手段と、
    上記レーザノイズキャンセル用信号を用いて上記再生信号に含まれるレーザノイズ成分を除去するレーザノイズキャンセル手段と、
    上記第1の増幅手段の位相補償容量及び上記第2の増幅手段の位相補償容量の少なくとも一方の容量を制御して、上記レーザノイズキャンセル手段に入力される上記レーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させる位相制御手段と
    を具えることを特徴とする光集積素子。
  3. 発光素子から出射された出射レーザ光を受光し、当該出射レーザ光に応じた第1の受光信号を生成する第1の受光手段と、
    上記第1の受光信号を増幅してレーザノイズキャンセル用信号を生成する第1の増幅手段と、
    上記出射レーザ光が光ディスクで反射されてなる反射レーザ光を受光し、当該反射レーザ光に応じた第2の受光信号を生成する第2の受光手段と、
    上記第2の受光信号を増幅して再生信号を生成する第2の増幅手段と、
    上記レーザノイズキャンセル用信号を用いて上記再生信号に含まれるレーザノイズ成分を除去するレーザノイズキャンセル手段と、
    上記第1の増幅手段の位相補償容量及び上記第2の増幅手段の位相補償容量の少なくとも一方の容量を制御して、上記レーザノイズキャンセル手段に入力される上記レーザノイズキャンセル用信号及び再生信号の位相を一致もしくは位相差を低減させる位相制御手段と
    を具えることを特徴とする光ディスク装置。
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