JP2008226381A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な再生特性を実現し、かつ安価な光ディスク装置を提供する。
【解決手段】光ディスク装置１００は、レーザ光を出射する半導体レーザ１２と、半導体レーザ１２から出射されたレーザ光Ｌ_ｓを光ディスク５０に集光するコリメータレンズ１４、ビームスプリッタ１６および対物レンズ１８と、光ディスク５０から反射された反射光を受光するフォトダイオード２２と、光ディスク５０を回転させるスピンドルモータ３０と、を備える。光ディスク５０を再生する際に、半導体レーザ１２は、再生に支障がな相対雑音強度を実現するパワーＰ_ｒでレーザ光Ｌ_ｓを出射し、スピンドルモータ３０は、パワーＰ_ｒで半導体レーザ１２を発光させたときに再生光劣化が生じない線速度Ｖ_ｒで光ディスク５０を回転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに記録された情報の再生を行う機能を有する光ディスク装置に関し、特に青紫色発光の半導体レーザを用いた光ディスク装置に関する。

近年、ハイビジョン画像などの高精細画像を記録するために、波長４０５ｎｍの青紫色発光の半導体レーザを用いた光ディスク装置が実用化されている。この青紫色発光の半導体レーザを用いることにより、レーザ光をより小さなスポットに絞って光ディスクに照射できるので、波長６６０ｎｍの半導体レーザを用いた従来の光ディスク装置よりも、光ディスクの記録密度を高め、記録容量を高めることができる。

青紫色発光の半導体レーザは、光パワーを低くしたときに相対雑音強度（ＲＩＮ：Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｎｏｉｓｅ）が非常に大きくなるという特性を持つため、青紫色発光の半導体レーザを用いた光ディスク装置では、再生時の光パワーをある程度高く設定する必要がある。しかし、光パワーを高くすることによって光ディスクの劣化やデータ消去といった再生光劣化が問題となる。

そこで、この問題を解決するために、特許文献１に記載された光ディスク装置では、半導体レーザの出射光の光路に対して出し入れ可能に強度フィルタを設け、再生時に強度フィルタを介して光ディスクにレーザ光を照射するよう構成している。
特開２０００−１９５０８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された光ディスク装置の場合、強度フィルタを光路に出し入れするための機構が必要となるので、部品点数が増え、コストが高くなってしまう。

本発明はこうした状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な再生特性を実現し、かつ安価な光ディスク装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光ディスク装置は、レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに集光する集光手段と、光ディスクから反射された反射光を受光する検出手段と、光ディスクを回転させる駆動手段と、半導体レーザと駆動手段とを制御する制御手段と、を備える。制御手段は、光ディスクを再生する際に、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーである第１パワーで半導体レーザにレーザ光を出射せしめ、かつ第１パワーで半導体レーザを発光させたときに再生光劣化が生じない線速度である第１線速度で駆動手段に光ディスクを回転せしめる。

この態様によると、半導体レーザの相対雑音強度を低く抑えて、良好な再生特性を実現しつつ、再生光劣化を防止できる。レーザ光の光路に強度フィルタを出し入れする機構等は必要なく、レーザ光のパワーと、光ディスクの線速度を変化させるだけで実現できるので、光ディスク装置を安価に構成できる。

半導体レーザのパワーと相対雑音強度の関係を第１の関係として記憶する第１記憶手段をさらに備え、制御手段は、第１の関係を参照して第１パワーを設定してもよい。また、光ディスクの再生時における、半導体レーザのパワーと再生光劣化が生じなくなる線速度である最低線速度との関係を第２の関係として記憶する第２記憶手段をさらに備え、制御手段は、第２の関係を参照して第１線速度を設定してもよい。これらの場合、好適に第１パワーおよび第１線速度を設定できる。

制御手段は、光ディスクの回転角速度上限により第１線速度を実現できない場合、回転角速度上限のときの線速度以下の第２線速度を設定し、第２線速度で再生光劣化が生じないパワーである第２パワーで半導体レーザを発光させてもよい。

上述の第１パワーは、半導体レーザの相対雑音強度が−１２５ｄＢ／Ｈｚ以下となるパワーであってもよい。半導体レーザは、青紫色の波長領域で発光可能な半導体レーザであってもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、良好な再生特性を実現し、かつ安価な光ディスク装置を提供できる。

図１は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１００の構成を示す図である。ここでは、光ディスク装置１００の有する機能のうち、再生機能に関係する構成要素を図示している。なお、図１に示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図１に示すように、光ディスク装置１００は、光ピックアップ装置１０と、光ピックアップ装置１０の半導体レーザに印加する電流を制御するレーザ制御部３４と、光ディスク５０を回転するスピンドルモータ３０と、スピンドルモータ３０に印加する電流を制御するモータ制御部３２と、モータ制御部３２とレーザ制御部３４に指示をだす主制御部３６と、記憶部３８と、を備える。なお、図示は省略したが、光ディスク装置１００は、光ピックアップ装置１０を光ディスク５０に対して変位させるための構成要素も有する。

光ピックアップ装置１０は、半導体レーザ１２と、コリメータレンズ１４と、ビームスプリッタ１６と、対物レンズ１８と、集光レンズ２０と、フォトダイオード２２と、を備える。半導体レーザ１２としては、ＧａＮ系の青紫色発光の半導体レーザ（波長４０５ｎｍ）が用いられる。半導体レーザ１２は、レーザ制御部３４からの印加電流に応じて、パワーＰのレーザ光Ｌ_ｓを出力する。

コリメータレンズ１４は、半導体レーザ１２からのレーザ光Ｌ_ｓを平行光に変換する。ビームスプリッタ１６は、入射したコリメータレンズ１４からの平行光を対物レンズ１８に向けて反射し、また対物レンズ１８からの光を集光レンズ２０方向に透過させる。対物レンズ１８は、ビームスプリッタ１６からの光を光ディスク５０に集光する。集光レンズ２０は、ビームスプリッタ１６からの光を、フォトダイオード２２に集光する。フォトダイオード２２は、集光レンズ２０からの光を受光して、電気信号に変換する。

本実施の形態に係る光ディスク装置１００においては、光ディスク５０を再生する際に、半導体レーザ１２は、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーＰ_ｒでレーザ光Ｌ_ｓを出射する。さらにこのとき、スピンドルモータ３０は、そのパワーＰ_ｒで半導体レーザ１２を発光させたときに再生光劣化が生じない線速度Ｖ_ｒで光ディスク５０を回転させる。

一般に、光ディスクは、盤面上に照射されたレーザ光の熱エネルギーによって、レーザ光が照射された微少領域に記録マークが形成される。たとえば、相変化型光ディスクの場合には、レーザ光が照射された領域のみ、記録層を構成する材料が一旦融解し再凝固することで、結晶構造から非晶質構造に変化し、記録マークが形成される。ここで、光ディスクを高速で回転させ、高速記録を行うためには、より短時間で記録マークを形成することが必要となるので、記録層に照射されるレーザ光のパワーを高める必要がある。

本発明者は、以上のような光ディスクの線速度と記録に必要なレーザ光のパワーの関係に着目し、本発明を想到するに至った。すなわち、再生時の半導体レーザ１２のパワーＰを、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーＰ_ｒまで高めても、光ディスクをより高速に回転させれば記録層に変化が生じず、再生光劣化を防ぐことができるのではないかと考え、本発明を想到した。

光ディスクの再生技術においては、一般に、半導体レーザの相対雑音強度を−１２５ｄＢ／Ｈｚ以下とすることにより、良好な再生特性が得られることが知られている。従って、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーＰ_ｒは、半導体レーザ１２の相対雑音強度が−１２５ｄＢ／Ｈｚ以下となるパワーとすることが好ましい。

図２は、半導体レーザのパワーと相対雑音強度の関係の一例を示す図である。図２に示すように、半導体レーザの相対雑音強度は、パワーが大きくなるほど小さくなる傾向にある。このような半導体レーザのパワーと相対雑音強度の関係Ｒ_ｐｒを参照することにより、相対雑音強度が−１２５ｄＢ／Ｈｚ以下となる半導体レーザ１２のパワーＰ_ｒを設定することができる。図２の例の場合、パワーＰ_ｒを、２．５ｍＷ以上の所定のパワーに設定すればよい。

以上のように設定されたパワーＰ_ｒで半導体レーザ１２を発光させたときに再生光劣化が生じない線速度Ｖ_ｒは、実験やシミュレーションにより適宜定めることができる。

たとえば、あるパワーＰで半導体レーザ１２を発光させ、フォトダイオード２２の出力のジッタを、ジッタモニタでモニタしながら光ディスク５０の線速度Ｖを徐々に増加させていく。線速度Ｖが遅い場合には、再生光劣化が起こり、フォトダイオード２２の出力はジッタが多くなるが、ある線速度Ｖ_ｒｍｉｎ以上になると、再生光劣化が起こらなくなり、ジッタが少なくなる。この再生光劣化が生じなくなる線速度Ｖ_ｒｍｉｎを「最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎ」と呼ぶ。

半導体レーザ１２のパワーＰを変えていきながら、それぞれのパワーＰに対する最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎを測定することにより、半導体レーザ１２のパワーＰと最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎとの関係Ｒ_ｐｖを取得することができる。この関係Ｒ_ｐｖを参照することにより、ある所定のパワーＰ_ｒのときの最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎを求めることができるので、その最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎ以上の線速度Ｖ_ｒで光ディスク５０を回転させてやれば、再生光劣化は生じない。

記憶部３８は、上記のようにして求められたパワーＰと最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎとの関係Ｒ_ｐｖ、および、図２に示すパワーＰと相対雑音強度の関係Ｒ_ｐｒを保持する。本実施の形態では、記憶部３８が、関係Ｒ_ｐｒを記憶する第１記憶手段、関係Ｒ_ｐｖを記憶する第２記憶手段として機能する。関係Ｒ_ｐｖおよび関係Ｒ_ｐｒは、予め測定して記憶部３８に記憶しておくことが好ましい。たとえば工場で光ディスク装置１００を製造する際に１台毎に測定して記憶してもよい。この場合、精度良くに関係Ｒ_ｐｖおよび関係Ｒ_ｐｒを取得できる。また、ロット毎に１つの光ディスク装置１００について関係Ｒ_ｐｖおよび関係Ｒ_ｐｒを測定し、そのロットに対して同じ関係Ｒ_ｐｖおよび関係Ｒ_ｐｒを記憶させてもよい。この場合、製造工程を短縮できる。

主制御部３６は、記憶部３８に保持された関係Ｒ_ｐｖおよび関係Ｒ_ｐｒに基づいて、半導体レーザ１２のパワーＰと光ディスク５０の線速度Ｖを制御する。すなわち、光ディスク５０の再生の指示が与えられた場合、主制御部３６は、まず関係Ｒ_ｐｒを参照して、相対雑音強度が−１２５ｄＢ／Ｈｚ以下となる半導体レーザ１２のパワーＰ_ｒを設定する。次に、主制御部３６は、関係Ｒ_ｐｖを参照して、その設定したパワーＰ_ｒに対する最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎを求め、その最低線速度Ｖ_ｒｍｉｎ以上の線速度Ｖ_ｒを設定する。そして、主制御部３６は、半導体レーザ１２のパワーＰがパワーＰ_ｒに、光ディスク５０の線速度Ｖが線速度Ｖ_ｒとなるように、モータ制御部３２、レーザ制御部３４に指示をだす。これにより、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーＰ_ｒでレーザ光Ｌ_ｓが出射され、そのパワーＰ_ｒで半導体レーザ１２を発光させたときに再生光劣化が生じない線速度Ｖ_ｒで光ディスク５０が回転するので、半導体レーザ１２の相対雑音強度を低く抑えて、良好な再生特性を実現しつつ、再生光劣化を防止できる。

以上のように構成された光ディスク装置１００の動作について説明する。光ディスク５０の再生の指示が与えられた場合、主制御部３６は、上述のようにパワーＰ_ｒと線速度Ｖ_ｒを設定し、モータ制御部３２、レーザ制御部３４に指示をだす。

レーザ制御部３４は、半導体レーザ１２のパワーＰが、主制御部３６により指示されたパワーＰ_ｒとなるよう半導体レーザ１２に電流を印加する。半導体レーザ１２から出射されたレーザ光Ｌ_ｓは、コリメータレンズ１４で平行光に変換される。この平行光は、ビームスプリッタ１６で反射された後、対物レンズ１８により光ディスク５０の盤面上に集光される。

モータ制御部３２は、光ディスク５０の線速度Ｖが、主制御部３６により指示された線速度Ｖ_ｒとなるようスピンドルモータ３０に電流を印加する。光ディスク５０で反射された信号光は、対物レンズ１８、ビームスプリッタ１６を透過した後、集光レンズ２０によりフォトダイオード２２に集光され、ここで電気信号に変換され、光ディスク５０に記録された情報が再生される。

以上説明したように、本実施の形態に係る光ディスク装置１００によれば、光ディスク５０を再生する際に、半導体レーザ１２に、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーＰ_ｒでレーザ光を出射させ、そのパワーＰ_ｒで半導体レーザ１２を発光させたときに再生光劣化が生じない線速度Ｖ_ｒで光ディスク５０を回転させることにより、半導体レーザ１２の相対雑音強度を低く抑えて、良好な再生特性を実現しつつ、再生光劣化を防止できる。従来技術に係る光ディスク装置のようにレーザ光の光路に強度フィルタを出し入れする機構等は必要なく、レーザ光のパワーと、光ディスクの線速度を変化させるだけで実現できるので、光ディスク装置１００を安価に構成できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能である。また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

たとえば、上述の実施の形態では、半導体レーザとして、青紫色発光の半導体レーザを例示したが、本発明はこれに限られず、たとえば赤色発光の半導体レーザなどその他の波長帯域の半導体レーザであってもよい。

また、光ピックアップ装置の光学系については、図１に例示したものの他にも様々なバリエーションが存在するが、本発明は、レーザ光のパワーと光ディスクの線速度を制御することにより実現できるので、光学系の種類によらず適用できる。

上述の実施の形態では、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーＰ_ｒでレーザ光を出射させ、そのパワーＰ_ｒで半導体レーザ１２を発光させたときに再生光劣化が生じない線速度Ｖ_ｒとなるよう光ディスク５０を回転させるが、光ディスク５０の回転角速度ωには、回転角速度上限ω_ｍａｘが存在するため、所期の線速度Ｖ_ｒを実現できない場合もある。光ディスク５０の線速度Ｖは、ディスク中心からの距離に比例するので、特に光ディスク５０の内周側において、所期の線速度Ｖ_ｒを実現することが難しい場合がある。このような場合、主制御部３６は、実際に実現しうる線速度Ｖ_ｒ１を設定し、この線速度Ｖ_ｒ１で再生光劣化が生じないパワーＰ_ｒ１で半導体レーザ１２を発光させる。線速度Ｖ_ｒ１は、回転角速度上限ω_ｍａｘのときの線速度Ｖ_ｍａｘ以下の線速度となるが、できるだけ線速度Ｖ_ｍａｘに近い値とすることが好ましい。このように制御することにより、相対雑音強度の特性は多少損なわれるものの、再生光劣化が生じる事態を回避できる。

本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す図である。 半導体レーザのパワーと相対雑音強度の関係の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 光ピックアップ装置、 １２ 半導体レーザ、 １４ コリメータレンズ、 １６ ビームスプリッタ、 １８ 対物レンズ、 ２０ 集光レンズ、 ２２ フォトダイオード、 ３０ スピンドルモータ、 ３２ モータ制御部、 ３４ レーザ制御部、 ３６ 主制御部、 ３８ 記憶部、 ５０ 光ディスク、 １００ 光ディスク装置。

Claims (6)

1. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに集光する集光手段と、
   前記光ディスクから反射された反射光を受光する検出手段と、
   前記光ディスクを回転させる駆動手段と、
   前記半導体レーザと前記駆動手段とを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記光ディスクを再生する際に、再生に支障がない相対雑音強度を実現するパワーである第１パワーで前記半導体レーザにレーザ光を出射せしめ、かつ前記第１パワーで前記半導体レーザを発光させたときに再生光劣化が生じない線速度である第１線速度で前記駆動手段に前記光ディスクを回転せしめることを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記半導体レーザのパワーと相対雑音強度の関係を第１の関係として記憶する第１記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第１の関係を参照して前記第１パワーを設定することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記光ディスクの再生時における、前記半導体レーザのパワーと再生光劣化が生じなくなる線速度である最低線速度との関係を第２の関係として記憶する第２記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第２の関係を参照して前記第１線速度を設定することを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
4. 前記制御手段は、前記光ディスクの回転角速度上限により前記第１線速度を実現できない場合、前記回転角速度上限のときの線速度以下の第２線速度を設定し、前記第２線速度で再生光劣化が生じないパワーである第２パワーで前記半導体レーザを発光させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ディスク装置。
5. 前記第１パワーは、前記半導体レーザの相対雑音強度が−１２５ｄＢ／Ｈｚ以下となるパワーであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ディスク装置。
6. 前記半導体レーザは、青紫色の波長領域で発光可能な半導体レーザであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光ディスク装置。

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