JP2007317312A - 光ディスク装置及びこれに用いる記録波形生成回路 - Google Patents

光ディスク装置及びこれに用いる記録波形生成回路 Download PDF

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Abstract

【課題】
光ディスク装置において、3個以上のレーザダイオードを搭載した場合も安定した記録を可能にする。
【解決手段】
複数のレーザダイオードに対応して複数のレーザ駆動回路を設け、該レーザ駆動回路には、該レーザ駆動回路を駆動するためのレーザ駆動波形信号を生成するとともに該レーザ駆動回路のうちのいずれかを選択可能な記録波形生成回路を接続した構成とする。該記録波形生成回路は、入力された2値化記録信号のパターンに対応したレーザ駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、制御信号の指示により上記複数のレーザ駆動回路のいずれかを選択する選択手段とを有し、該選択したレーザ駆動回路に対して該生成したレーザ駆動波形信号を出力する構成とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、光ディスクにレーザ光を照射して情報を記録または再生する光ディスク装置に係り、特に、複数種類のレーザダイオードを記録駆動するための回路構成に関する。
近年、実用化されている光ディスク装置においては、ダイナミックオーバーライトのため、あるいは記録マーク形状制御のために、レーザダイオードの発光パワーを複数のレベルに多値化し、各パワーレベルの発光時間を制御してパルス状に光ディスクに照射することによって記録マークを形成するようにしている。かかる記録時のレーザダイオードの発光制御は記録ストラテジと呼ばれ、記録材質や記録速度によって異なった光ディスクの記録再生特性に対応して、好適な記録ストラテジを用いることが重要となっている。
本発明に関連した従来技術としては、例えば、特開平11−283249号公報(特許文献1)に記載されたものがある。該公報には、記録媒体や媒体の特性バラツキ、変動などに対応して記録ストラテジを変更可能にするとともに、フレキシブル配線上の信号線数の低減及び信号歪みの影響の低減化のために、複数の電流源からの電流を、スイッチ手段を介しレーザダイオードに供給するレーザ駆動集積回路において、光ディスクに記録する2値化記録信号(NRZI信号)に対応してレーザダイオードを駆動する駆動波形の情報を1つ以上記憶する駆動波形情報記憶手段と、該駆動波形情報記憶手段の記憶情報をもとに駆動波形を復元し該スイッチ手段を制御する駆動波形復元手段と、記録媒体に記録する2値化記録信号をもとに該駆動波形情報記憶手段の駆動波形情報を選択するアドレス生成手段と、外部より供給される駆動波形情報を該駆動情報記憶手段に記憶する制御手段とを設けるとした技術が開示されている。また、該レーザ駆動集積回路に、レーザダイオードに駆動電流を供給する複数の駆動手段と、駆動手段を選択して前記スイッチ手段の出力電流を供給する切換手段を備えるとした技術も開示されている。
特開平11−283249号公報
近年、光ディスクは、記録されるデータ量の増大に伴って高密度化の一途をたどっている。例えば、約700MB(メガバイト)の容量を有するCDに対し、約4.7GB(ギガバイト)の容量を有するDVDが一般に広く利用されるようになり、さらに、高精細映像を2時間記録可能な20GB以上の大容量の次世代光ディスクが開発・製品化されている。次世代光ディスクとしては、例えばBD(Blu−rayディスク)がある。
これら3種類の光ディスクは外形寸法が共通(外径120×10−3m、厚さ1.2×10−3m)であることから、同一の光ディスク装置によって記録または再生が可能であることが望まれている。しかしながら、各光ディスクは対応する波長が異なり、CDは780nm帯、DVDは660nm帯、BDは405nm帯である。そのため、これら3種類の光ディスクの全てに対応するためには、光ディスク装置は、光ピックアップとして、各波長のレーザ光を発光するレーザダイオードを搭載したものにする必要がある。
記録ストラテジを実現するために、レーザダイオードを所定の記録ストラテジに対応した電流変調により発光させるが、電流波形はパルス幅が数ns〜数10nsオーダーであり、電流値は数10mA〜数100mAオーダーである。さらに安定して記録ストラテジを実現するためには、パルスの立ち上がり及び立ち下がり時間がパルス幅に対して十分小さいことが望ましい。特に、光ディスクを高速回転させて倍速記録を行う場合には、パルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間がパルス幅に対して十分小さいことは重要となり、例えば、BDに8倍速以上で記録する際にはパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は1ns以下であることが求められる。
しかしながら、レーザダイオードに入力される電流波形は、レーザドライバ(レーザ駆動回路)の電流出力端子からレーザダイオードの電流入力端子までの端子間距離が長いほど、高周波成分の伝送損失の影響を受けてパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間が増大する傾向がある。レーザダイオードの発光波形は、電流波形に応じてパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間が増大するため、所望の記録ストラテジからのずれが大きくなり、記録マークの形状や位置精度が損なわれてデータエラーの原因となる。そこで、レーザダイオードとレーザドライバとの端子間距離を短くして、該端子間における電流の高周波成分の伝送損失を低減化し、パルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間を短くする必要がある。実験的検証によれば、該端子間距離は、例えば20×10−3m以下であることが望ましい。
ところが、光学設計上の制約のために、CD用レーザダイオード、DVD用レーザダイオード、BD用レーザダイオードはそれぞれ、実装可能な場所が限られているため、各レーザダイオードを近接させて配置することは困難であり、各レーザダイオードは、光ピックアップ上で互いに離れた位置に実装されることになる。一方、レーザドライバも、光ピックアップの寸法上の制約を受けて実装可能な場所が限られている。1個のレーザドライバで3個のレーザダイオードを駆動する場合の該レーザドライバは、1個のレーザドライバで1個または2個のレーザダイオードを駆動する場合の該レーザドライバよりも必然的に入出力端子数が多くなり、パッケージの寸法も大きくなり、実装上の制約は一層大きくなる。このため、上記公報記載の構成を含む従来技術においては、光ピックアップを、CD用、DVD用及びBD用レーザダイオードなど青系レーザ光を発光するレーザダイオード(以下、青系レーザダイオードという)など3個以上のレーザダイオードを搭載した構成としたとき、レーザドライバの電流出力端子とレーザダイオードの電流入力端子との間の距離を、例えば20×10−3m以下にすることは困難であることが予想される。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、光ディスク装置において、光ピックアップに、CD用レーザダイオード、DVD用レーザダイオード、青系レーザダイオードなど3個以上のレーザダイオードを搭載した場合も、レーザドライバ(レーザ駆動回路)とレーザダイオードとの間の端子間距離を20×10−3m以下にすることができるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決し、3個以上のレーザダイオードを搭載した構成においても、各レーザダイオードにおいて安定した記録が可能な光ディスク装置を提供することにある。
上記課題点を解決するために、本発明では、波長の異なるレーザ光を発光する複数のレーザダイオードに対応して複数のレーザ駆動回路を設け、該レーザ駆動回路には、該レーザ駆動回路を駆動するためのレーザ駆動波形信号を生成するとともに該レーザ駆動回路のうちのいずれかを選択可能な記録波形生成回路を接続した構成とする。該記録波形生成回路は、上記2値化記録信号のパターンに対応したレーザ駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、クロック信号により、上記レーザ駆動波形信号のタイミングを記録速度情報に応じて形成するタイミング形成手段と、選択情報に基づき上記複数のレーザ駆動回路のうちのいずれかを選択する選択手段とを有し、該選択したレーザ駆動回路に対して該生成したレーザ駆動波形信号を出力する構成とする。かかる構成において、上記選択されたレーザ駆動回路を、上記レーザ駆動波形信号により駆動し、該レーザ駆動回路に接続されたレーザダイオードに該レーザ駆動波形信号に対応したレーザ光を発光させ、光ディスクに上記2値化記録信号に対応した情報を記録する。
本発明によれば、3種類以上のレーザダイオードを用いる光ディスク装置においても、各レーザダイオードのパルス発光波形の立ち上がり時間及び立ち下がり時間の増大が抑えられ、記録マーク形状や位置精度を安定させることが可能となり、記録データの信頼性を確保することができる。
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施例の光ディスク装置に用いる光ピックアップ内の記録系の一構成例図である。
図1において、記録波形生成回路としての光ディスク記録波形生成回路1は光ピックアップ20に搭載され、レーザ駆動回路としての第1のレーザ駆動集積回路2及び第2のレーザ駆動集積回路4と各々異なる出力端子で接続されている。外部から制御信号が入力されると、制御信号処理回路10において制御信号の情報が解読され、内容に応じた処理がなされる。制御信号には、レーザダイオードの選択情報、光ディスクに記録する2値化記録信号に対応するレーザ駆動波形情報など、該光ディスク記録波形生成回路1の動作全般を制御する情報の他に、上記第1のレーザ駆動集積回路2及び前記第2のレーザ駆動集積回路4を制御するための各々の仕様に適合した制御情報が含まれる。
記憶手段11は、2値化記録情報に対応したレーザ駆動波形情報を記憶している。該記憶手段11には、例えば、2Tマーク、3Tマーク、4T以上のマークを記録する場合の夫々のレーザ駆動波形のタイミング情報を記憶させることができる。また、該記憶手段11には、スペースとマークの組み合わせ、例えば、2Tスペース−2Tマーク、3Tスペース−2Tマーク、4T以上スペース−2Tマーク、2Tスペース−3Tマーク、3Tスペース−3Tマーク、……に対応して、それぞれのレーザ駆動波形のタイミング情報を記憶させることができる。さらに、該記憶手段11には、上記制御信号によるレーザ駆動波形情報を記憶させることができ、その時々に応じて記録する光ディスクに好適なレーザ駆動波形情報に変更可能である。
タイミング形成手段としてのタイミング生成手段12は、上記制御信号の情報に基づいた記録速度に応じて、入力されたクロック信号を用いてレーザ駆動波形のタイミングを形成する。
光ディスクへ記録する2値化信号が入力されると、駆動波形信号生成手段としてのレーザ駆動波形変換手段12において、該2値化信号のパターンすなわちマーク長及びスペース長が解読される。記録すべきマーク長及びスペース長が判明すると、次に、該レーザ駆動波形変換手段12は、記憶手段11に記憶されているレーザ駆動波形情報を参照し、2値化信号のパターンに対応したレーザ駆動波形信号に変換、生成する。
選択手段としての出力選択手段14は、上記制御信号のレーザ選択情報に応じて、上記レーザ駆動波形信号の出力先を選択する。出力先として第1のレーザ駆動集積回路2が選択されている場合には、該レーザ駆動波形信号と第1のレーザ駆動集積回路2の仕様に適合した制御信号とを、それぞれに対応する出力端子から出力し、また第2のレーザ駆動集積回路4が選択されている場合には、該レーザ駆動波形信号と第2のレーザ駆動集積回路4の仕様に適合した制御信号とを、それぞれに対応する出力端子から出力する。
第1のレーザダイオード3は、波長405nm(405×10−9m)帯の青紫色半導体レーザ(青系レーザダイオード)であり、前述のBDやHD−DVDに対応するレーザ光源である。図1の構成においては、第1のレーザダイオード3のカソードが、第1のレーザ駆動集積回路2の電流供給端子に接続されている。レーザダイオードへの出力電流値は制御信号によって設定可能である。
第2のレーザダイオード5は、波長660nm(660×10−9m)帯の赤色半導体レーザであり、前述のDVDに対応するレーザ光源である。また、第3のレーザダイオード6は、波長790nm(790×10−9m)帯の近赤外半導体レーザであり、前述のCDに対応するレーザ光源である。該第2のレーザダイオード5と該第3のレーザダイオード6は、それぞれのアノードが上記第2のレーザ駆動集積回路4の異なる電流供給端子に接続されている。なお、該第2のレーザ駆動集積回路4は、レーザダイオードへの電流供給端子を2個備えており、制御信号に応じて出力端子を切り替えることが可能な構成である。また、レーザダイオードへの出力電流値は制御信号によって設定が可能である。
第1のレーザ駆動集積回路2と第2のレーザ駆動集積回路4はいずれも、レーザ駆動波形信号に応じたタイミングでレーザダイオードに電流を供給するタイプのレーザ駆動集積回路であり、前記の特開平11−283249号公報(特許文献1)に記載されたレーザ駆動集積回路と比べ、小型かつ安価にすることが可能である。
なお、光ピックアップ20としては、以上の構成の他、各光ディスクシステム(本実施例においてはBD、DVD、CD)に対応した対物レンズ、コリメートレンズ、ビームエキスパンダ等の集光光学系、光検出器を含む検出光学系、対物レンズを駆動するためのアクチュエータ、レーザ発光強度を検出する光検出器等を備える。これらは、従来の光ピックアップの構成と同様であるとする。
以上の構成とすることにより、小型のレーザ駆動集積回路を備え、外形寸法の制約も軽減されることもあって、光学設計の制約によらず、レーザ駆動集積回路と、これに接続されるレーザダイオードとの間の接続端子間の距離を20×10−3m以下にすることが可能であり、このため、高速記録時においてもレーザ発光波形の立ち上がり時間及び立ち下がり時間の増大を抑え、記録マークの品質劣化を抑制することが可能となる。また同時に、固定部である信号制御基板から可動部である光ピックアップまでは2値化記録信号によるデータ伝送のため、フレキシブルケーブル等における伝送波形の歪みや遅延による記録ストラテジの精度低下も抑制することができる。
なお、図1の構成例においては、第2のレーザ駆動集積回路4は2つの電流供給端子を備えるとしたが、この構成は、従来のDVDとCDとの両方に対応する方式の光ピックアップにも広く採用されており、コスト低減化が可能である。
図2は、本発明の実施例の光ディスク装置に用いる光ピックアップ内の記録系の他の構成例図である。本構成例においては、レーザダイオード毎にレーザ駆動集積回路を設ける。かかる構成により、各レーザダイオードと各レーザ駆動集積回路との間の端子間距離を一層容易に短縮化させることが可能となる。
図3は、本発明の実施例としての光ディスク装置の構成例図である。光ピックアップには、図1の光ピックアップ20を用いている。
図3において、着脱可能な光ディスク100は、スピンドルモータ110に備えられたチャッキング機構112により保持されている。該スピンドルモータ110を駆動させることにより、上記光ディスク100が回転し、光ピックアップ20から照射されるレーザ光のビーム(以下、レーザビームという)と該光ディスク100との相対的な位置を移動させる。また、光ピックアップ20は、送りモータ116を駆動させることで、ガイドレール115に沿い、光ディスク100の略半径方向に直線移動が可能である。
図3における光ピックアップ20は、図1に示す光ピックアップ20である。該光ピックアップ20には、レーザ光のビームを発生する3種類のレーザダイオードが備えられており、装着する光ディスク100の種類に応じて、例えば、BDの場合は第1のレーザダイオード3、DVDの場合は第2のレーザダイオード5、CDの場合は第3のレーザダイオード6を選択し発光させるようになっている。
以下、第1のレーザダイオード3が選択されたものとして説明する。該第1のレーザダイオード3から出射したレーザビームは、対応する集光光学系すなわちコリメートレンズ21を透過し、ビームスプリッタ22で反射して、対物レンズ23により集光する。該対物レンズ23は対物レンズアクチュエータ26に保持され、上記光ディスク100の記録面に垂直な方向(フォーカス方向)並びにディスク半径方向(トラッキング方向)に変位・位置決めが可能な構成となっており、レーザビームを光ディスク100の所定の位置に集光可能である。
光ディスク100の記録面に集光されたレーザビームの一部は、反射されて再び対物レンズ23を透過し、対応する検出光学系すなわちビームスプリッタ22を透過して、検出レンズ24で集光されて光検出器25で光強度を検出される。該光検出器25は、受光領域が複数に分割されており、各々の受光領域で検出された光強度はアンプ52で増幅されると共に演算され、対物レンズ23で集光された光スポットと光ディスク100との相対的な位置関係の情報(サーボ情報)と情報再生信号とが検出される。サーボ信号はサーボコントローラ51に送られ、再生信号はデコーダ53に送られる。
光ディスク装置に光ディスク100が取り付けられ、チャッキング機構112が光ディスク100を固定すると、システムコントローラ50は、スピンドルモータ110を制御して光ディスク100を所定の回転数で回転させる。また、該システムコントローラ50は、送りモータ116を制御して、光ピックアップ20を所定の位置に位置決めする。また、該システムコントローラ50は、装着された光ディスク100の種類に応じて、光ディスク記録波形生成回路1を通して、第1のレーザダイオード3または第2のレーザダイオード5または第3のレーザダイオード6を選択して発光させるとともに、サーボコントローラ51を介して送りモータ116を制御し、対物レンズアクチュエータ24を駆動して対物レンズ23の形成する焦点スポットを光ディスク100の所定の位置に位置決めする。次いで、サーボコントローラ51は、焦点スポットが光ディスク100上の記録面に形成された由の信号をシステムコントローラ50に送る。システムコントローラ50はデコーダ53を作動し、再生信号をデコードする。再生されたトラックがコントロールゾーンの情報トラックでない場合には、システムコントローラ50は、サーボコントローラを介して、焦点スポットがコントロールゾーンの情報トラックに位置決めされるようにする。上記動作の結果、システムコントローラ50は、光ディスク100のコントロールゾーンの情報トラックを再生し、記録に関するディスク情報を読み出す。
システムコントローラ50は、これら記録に関する情報、すなわち記録パワーレベル、各記録パルスの時間的な関係、各参照テーブル、及びフラグの情報を読み取る。記録パワーレベルに関しては、光ディスク記録波形生成回路1を通して第1のレーザ駆動集積回路2または第2のレーザ駆動集積回路4に制御信号として送って記憶させておき、また各記録パルスの時間的な関係と各参照テーブルに関しては、光ディスク記録波形生成回路1の記憶手段11に書き込む。
入力コネクタ59を介して上位コントローラから情報再生の指示が送られてきた場合、システムコントローラ50は、サーボコントローラ51に指示を与えて焦点スポットを光ディスク100の上の適切な位置に位置決めし、光検出器25で得られる再生信号をデコード処理した後、出力コネクタ58を通して再生情報を上位コントローラに送る。また、入力コネクタ59を介して上位コントローラから情報記録の指示が送られてきた場合、システムコントローラ50は、サーボコントローラ51に指示を与えて焦点スポットを光ディスク100の上の適切な位置に位置決めする。また、記録すべき情報は、信号処理回路61によりNRZI信号(2値化信号)に変換され、光ディスク記録波形生成回路1により複数の適当なパルス列すなわちレーザ駆動波形信号に変換される。さらに、第1のレーザ駆動集積回路2または第2のレーザ駆動集積回路4に送られる。該レーザ駆動波形信号と、第1のレーザ駆動集積回路2または第2のレーザ駆動集積回路4に記憶しておいた記録パワーレベルの情報に基づいて、レーザダイオードへの供給電流を変調させる。
ここで、図3の光ディスク装置においては、第1のレーザ駆動集積回路2と第1のレーザダイオード2との間の端子間距離、及び第2のレーザ駆動集積回路4と第2のレーザダイオード5及び第3のレーザダイオード6との間の端子間距離はそれぞれ、20×10−3m以下と十分短くされている。このため、出力された電流波形は伝送による劣化の影響をほとんど受けることなくレーザに供給され、立ち上がり時間及び立ち下がり時間の十分短いパルス発光を実現することができる。なお、上記動作を行うために、図3の光ディスク装置は、端子60を介して外部から電力の供給を受けているとする。
上記図1〜図3で説明した実施例構成によれば、3種類以上の光ディスクの各々に対し、記録マーク形状や位置制度を安定させることが可能となり、記録データの信頼性を確保かつ向上させることができる。
なお、上記実施例では、光ディスクに2値化記録信号に応じた情報を記録する場合の例につき説明したが、本発明の技術思想は、これに限定されず、複数の短パルス駆動回路を切り替えて使用するシステム全般に対して応用可能である。
本発明の実施例の光ディスク装置に用いる光ピックアップ内の記録系の一構成例図である。 本発明の実施例の光ディスク装置に用いる光ピックアップ内の記録系の他の構成例図である。 本発明の実施例としての光ディスク装置の構成例図である。
符号の説明
1…光ディスク記録波形生成回路、
2…第1のレーザ駆動集積回路、
3…第1のレーザダイオード、
4…第2のレーザ駆動集積回路、
5…第2のレーザダイオード、
6…第3のレーザダイオード、
10…制御信号処理手段、
11…記憶手段、
12…タイミング生成手段、
13…レーザ駆動波形変換手段、
14…出力選択手段、
20…光ピックアップ、
21…コリメートレンズ、
22…ビームスプリッタ、
23…対物レンズ、
24…検出レンズ、
25…光検出器、
26…対物レンズアクチュエータ、
50…システムコントローラ、
51…サーボコントローラ、
52…アンプ、
53…デコーダ、
58…出力端子、
59…入力端子、
60…電源端子、
61…信号処理回路、
70…2値化回路、
100…光ディスク、
110…スピンドルモータ、
112…チャッキング機構、
115…ガイドレール、
116…送りモータ。

Claims (8)

  1. 光ディスクにレーザ光を照射して2値化記録信号に応じた情報を記録または再生する光ディスク装置であって、
    波長の異なるレーザ光を発光する複数のレーザダイオードと、
    上記レーザダイオードを駆動する複数のレーザ駆動回路と、
    上記2値化記録信号のパターンに対応したレーザ駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、クロック信号により、上記生成されるレーザ駆動波形信号のタイミングを記録速度情報に応じて形成するタイミング形成手段と、選択情報に基づき上記複数のレーザ駆動回路のうちのいずれかを択一的に選択する選択手段とを有し、該選択したレーザ駆動回路に対して該生成したレーザ駆動波形信号を出力する記録波形生成回路と、
    を備え、上記選択したレーザ駆動回路を上記レーザ駆動波形信号により駆動し、該レーザ駆動回路に接続されているレーザダイオードに該レーザ駆動波形信号に対応したレーザ光を発光させ、光ディスクに情報を記録する構成としたことを特徴とする光ディスク装置。
  2. 上記複数のレーザ駆動回路はそれぞれ、上記レーザダイオードが1個または複数個接続された構成である請求項1に記載の光ディスク装置。
  3. 上記複数のレーザ駆動回路はそれぞれ、上記記録波形生成回路側から入力される上記レーザ駆動波形信号に応じたタイミングで電流を、接続されたレーザダイオードに供給する構成である請求項1に記載の光ディスク装置。
  4. 上記記録波形生成回路は、クロック信号により、上記制御信号中の記録速度情報に応じて上記レーザ駆動波形信号のタイミングを形成するタイミング形成手段を備えた構成である請求項1に記載の光ディスク装置。
  5. 上記記録波形生成回路は、2値化記録信号に対応したレーザ駆動波形信号のタイミング情報を記憶する記憶手段を有し、上記駆動波形信号生成手段が、該記憶手段に記憶されたタイミング情報を参照して、上記2値化記録信号のパターンに対応したレーザ駆動波形信号を生成する構成である請求項1に記載の光ディスク装置。
  6. 上記記録波形生成回路は、上記レーザダイオードと上記駆動回路を備えて光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップに搭載される請求項1に記載の光ディスク装置。
  7. 上記レーザ駆動回路と該レーザ駆動回路に接続されるレーザダイオードとの接続端子間距離は、20×10−3m以下とされる請求項1から請求項6のいずれかに記載の光ディスク装置。
  8. レーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路に情報記録用のレーザ駆動波形信号を供給する光ディスク装置用の記録波形生成回路であって、
    入力された2値化記録信号のパターンに対応したレーザ駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、
    クロック信号により、入力された制御信号中の記録速度情報に応じて上記レーザ駆動波形信号のタイミングを形成するタイミング形成手段と、
    上記レーザ駆動波形信号の上記形成されたタイミング情報を記憶する記憶手段と、
    上記制御信号中の選択情報により、当該記録波形生成回路に接続された複数のレーザ駆動回路のうちのいずれかを択一的に選択する選択手段と、
    を備え、
    上記選択したレーザ駆動回路に対して上記生成したレーザ駆動波形信号を出力する構成としたことを特徴とする記録波形生成回路。
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