JP2009015893A - 光ディスク装置、および光ディスク装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】層間クロストークノイズを抑制すること。
【解決手段】光ディスクに対してレーザ光を照射する半導体レーザダイオード79と、に対して、半導体レーザダイオード79から発振されるレーザ光をマルチモード化するために、設定された条件に応じた高周波が重畳された駆動電流を供給するレーザ駆動回路75と、層間クロストーク量が少なくなる前記重畳される高周波の条件を探索する重畳周波数探索部201と、前記探索された条件を前記駆動回路に設定する重畳周波数設定部202とを具備する。
【選択図】図3
【解決手段】光ディスクに対してレーザ光を照射する半導体レーザダイオード79と、に対して、半導体レーザダイオード79から発振されるレーザ光をマルチモード化するために、設定された条件に応じた高周波が重畳された駆動電流を供給するレーザ駆動回路75と、層間クロストーク量が少なくなる前記重畳される高周波の条件を探索する重畳周波数探索部201と、前記探索された条件を前記駆動回路に設定する重畳周波数設定部202とを具備する。
【選択図】図3
Description
本発明は、層間クロストークノイズを抑制するための光ディスク装置、および光ディスク装置の制御方法に関する。
複数の層で構成された光ディスクにおいて目的とする層を再生する場合、再生層の反射光に、他の層から反射した反射光が層間クロストークノイズとして加わることで再生信号のS/N低下が発生し、その結果読取り性能が悪化してしまう現象があった。
特許文献1には、目的の記録層からの反射光を集光して再生信号を検出する際に、収束した光束の周りに含まれる層間クロストーク信号を再生信号検出用受光部の周りに設けられた層間クロストーク検出用受光部で検出し、再生信号と差動演算することにより、層間クロストークをキャンセルする技術が開示されている。
特開2002−319177号公報
上述した技術では、特別な再生信号検出用受光部の周りに設けられた層間クロストーク検出用受光部を有する光学素子を用意しなければならず、コストアップに繋がるという問題があった。
本発明の目的は、特別な光学素子を用意することなく層間クロストークノイズを抑制することができる光ディスク装置、および光ディスク装置の制御方法を提供することにある。
本発明の一例に係わる光ディスク装置は、光ディスクに対してレーザ光を照射するレーザダイオードと、前記レーザダイオードに対して、前記レーザダイオードから出力されるレーザ光をマルチモード化するために、設定された高周波電流の条件に応じた高周波電流が重畳されたレーザ駆動電流を供給するレーザ駆動回路と、層間クロストーク量が少なくなる前記重畳される高周波電流の周波数条件を探索する手段と、前記探索された高周波電流の条件を前記レーザ駆動回路に設定する手段とを具備することを特徴とする。
特別な光学素子を用意することなく層間クロストークノイズを抑制することができる。
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
光ディスク装置11にセットされた光ディスク61は、ユーザデータを記録可能な光ディスクあるいは読出し専用の光ディスクであるが、この実施形態では多層構造の光ディスクとして説明する。なお、情報記録面に多層構造を有する光ディスクとしては、DVD−R等が挙げられるが、これに限らず多層構造を有する光ディスクであればよい。
光ディスク61の情報記録面には、スパイラル状にランドトラックおよびグルーブトラックが形成されている。この光ディスク61はスピンドルモータ63によって回転駆動される。
光ディスク61に対する情報の記録、再生は、ピックアップヘッド65(図中左側の破線で囲んだ部分)によって行われる。ピックアップヘッド65は、スレッドモータ66とギア等を含む連結部103を介して連結されており、このスレッドモータ66はスレッドモータ制御回路68により制御される。
図中のスレッドモータ66の下部に位置する速度検出回路69は、光ピックアップの移動速度を検出するものであり、上述のスレッドモータ制御回路68に接続されている。速度検出回路69により検出されるピックアップヘッド65の速度信号がスレッドモータ制御回路68に送られる。また、スレッドモータ66の固定部に、図示しない永久磁石を設けており、駆動コイル67がスレッドモータ制御回路68によって励磁されることにより、ピックアップヘッド65が光ディスク61の半径方向に駆動する。
ピックアップヘッド65には、図示しない例えばワイヤあるいは板バネによって支持された対物レンズ70が設けられる。対物レンズ70は、トラッキング駆動コイル71の駆動によりトラッキング方向(レンズの光軸と直交する方向)への移動が可能である。また、対物レンズ70は、フォーカシング駆動コイル72の駆動によりトラッキング方向(レンズの光軸と直交する方向)およびフォーカシング方向(レンズの光軸方向)への移動が可能である。
変調回路73は、光ディスク61への情報記録する場合、ホスト装置94からインターフェース回路93およびバス89を介して記録する情報信号を受け、これを光ディスク61の規格に定められた変調方式(例えば8−16変調)にて変調する。レーザ駆動回路75は、光ディスク61への情報記録時(マーク形成時)に、変調回路73から供給される変調データに基づいて書込み用信号を半導体レーザダイオード(レーザ発振器)79に供給する。またレーザ駆動回路75は、情報再生時には書込み用信号より小さい読取り用信号を半導体レーザダイオード79に供給する。
半導体レーザダイオード79は、レーザ駆動回路75から供給される信号に応じてレーザ光を発生する。半導体レーザダイオード79から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ80、ハーフプリズム81、対物レンズ70を介して光ディスク61上に照射される。光ディスク61からの反射光は、対物レンズ70、ハーフプリズム81、集光レンズ82、シリンドリカルレンズ83を介して光検出器84に導かれる。
なお、半導体レーザダイオード79は、それぞれCD用(赤外:波長780nm)、DVD用(赤:波長650nm)、HD DVD用(青紫:波長405nm)のレーザ光を出射する3つの半導体レーザダイオードからなっている。これら半導体レーザダイオードは、同一CANパッケージ内に収容されていてもよく、あるいは、独立した3つのCANパッケージ内にそれぞれ収容され、ピックアップヘッド65のベース上に個別に配置されるものであっても良い。光学系は、半導体レーザの構成に応じて適宜、その構成・配置が変更される。
なお、光学系を構成する各部品のうち対物レンズは、HDDVD用レーザ光を適正にディスク上に収束させ得るよう設計されている。また、光学系には、DVD用レーザ光とCD用レーザ光を使用する際に生じる収差を抑制するための収差補正素子(回折素子、位相補正素子、等)や、CD用レーザ光を使用する際に対物レンズに対する開口数を制限するための開口数制限素子(液晶シャッター、回折素子、等)が含まれている。
光検出器84は、例えば4分割の光検出セル84A〜84Dから構成されている。光検出セル84A〜84Dのそれぞれは、受光した光強度に応じた電流値の信号を出力する。
光検出器84の各光検出セル84A〜84Dの出力信号は、それぞれ電流/電圧変換用の変換器を介してRFアンプ51に入力される。
RFアンプ51は、光検出セル84A〜84Dの出力信号を増幅し、フォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TE、RF信号、およびウォブル信号を生成する。各信号は、A/D変換器52によってデジタル値に変換される。
フォーカスエラー信号FEは、(光検出セルAの出力+光検出セル84Cの出力)−(光検出セルBの出力+光検出セル84Dの出力)に応じた信号である。このフォーカスエラー信号FEは、フォーカシング制御回路87に供給される。フォーカシング制御回路87は、フォーカスエラー信号FEに応じた駆動信号をフォーカスアクチュエータ駆動回路100に供給し、レーザ光が光ディスク61の記録面上に常時ジャストフォーカスとなる制御がなされる。
トラッキングエラー信号TEは、(光検出セルAの出力+光検出セル84Dの出力)−(光検出セルBの出力+光検出セル84Cの出力)に応じた信号である。このトラッキングエラー信号TEはトラッキング制御回路88に供給され、トラッキング制御回路88では、このトラッキングエラー信号TEに応じてトラッキング駆動信号を生成する。トラッキング制御回路88から出力されるトラッキング駆動信号は、トラッキングアクチュエータ駆動回路101に供給される。トラッキングアクチュエータ駆動回路101は、トラッキング駆動信号に応じて、対物レンズ70を光軸と直交する方向へ駆動するトラッキング駆動コイル71を駆動し、レーザ光が光ディスク61の記録面上の所定箇所に照射される制御がなされる。また、トラッキングエラー信号TEが、スレッドモータ制御回路68にも供給される。
RF信号は、(光検出セルAの出力+光検出セルBの出力+光検出セル84Cの出力+光検出セル84Dの出力)に応じた信号である。PLL(Phase Locked Loop )制御回路76は、RF信号から水晶振動子53から供給されるクロック信号再生用クロック信号を抽出する。データ再生回路78は、PLL制御回路76からの再生用クロック信号に基づき、RF信号を再生し、2値化信号を生成する。
2値化信号は、エラー訂正回路に供給される。エラー訂正回路は、誤り訂正処理を行うことにより、記録前の元のフォーマットのデータに変換する。
DSPは、ウォブル信号をその内部に設けられた中心周波数を22.05[Hz]とする±1[Hz]の範囲のバンドパスフィルタ回路を通すことにより当該ウォブル信号に含まれるウォブル成分を抽出すると共に、当該ウォブル成分にFM復調処理を施す。そして、復調処理結果から、そのときビームスポットが位置している光ディスク61上の絶対番地を検出し、これをアドレス情報信号としてCPU90に送出する。
スレッドモータ制御回路68は、スレッドモータ66を制御し、対物レンズ70がピックアップヘッド65内の中心位置近傍に位置するようにピックアップヘッド65の本体を移動させる。
また、A/D変換器52、データ再生回路78、エラー訂正回路62、PLL制御回路76、データ訂正回路62、エラー訂正回路62、CPU90、DSP54スレッドモータ制御回路68、モータ制御回路64、フォーカシング制御回路87、およびトラッキング制御回路88等は、1つのLSIチップ内に構成することができる。CPU90は、インターフェース回路93を介してホスト装置94から供給される動作コマンドに従って、この光ディスク記録再生装置を総合的に制御する。またCPU90は、RAM91を作業エリアとして使用し、ROM92に記録された本実施形態に係る処理を含むプログラムに従って、所定の制御を行う。
上述した光ディスク装置は、層間クロストークノイズを抑制するために、光ビームに高周波電流を重畳することによって、図2(A)および図2(B)に示すように、半導体レーザダイオード79から出力されるレーザ光をマルチモード化している。
層間クロストークノイズを抑制するための最適な条件は光ディスク毎に異なるので、本装置は装填された光ディスク毎に最適な条件を探索し、探索された条件に基づいて制御を行う。
図3に、層間クロストークノイズを抑制するための最適な高周波電流の周波数条件を探索し、探索された条件に基づいて制御を行うための構成を示す。
重畳周波数探索部201は、層間クロストークノイズを抑制するために、レーザ駆動電流に重畳される高周波電流の周波数を探索する。重畳周波数探索部201は、探索した周波数をRAM91内のレジスタ210に格納する。
重畳周波数設定部202は、光ディスクの再生時にレジスタ210に格納された高周波電流の周波数条件をレーザ駆動回路75の高周波重畳モジュール75Aに設定する。
ディスク種類判定部203は、装置に装填されている光ディスクの種類を判別する。ディスク種類判定部203は、種類を重畳周波数探索部201に通知する。
なお、重畳周波数探索部201、重畳周波数設定部202、およびディスク種類判定部203は、CPU90で実行されるプログラムである。
図4のフローチャートを参照して、層間クロストークノイズを抑制するための高周波電流の周波数条件を探索する処理の手順について説明する。
本実施形態では、層間クロストークノイズを抑制する最適な高周波電流の周波数条件を探索するために、レーザ駆動回路75から半導体レーザダイオード79に供給されるレーザ駆動電流に重畳される高周波の周波数を変化させる。なお、レーザ駆動電流に重畳する高周波電流の周波数の設定は、fHFM(1)=300MHz、fHFM(2)=350MHz、fHFM(3)=400MHz、fHFM(4)=450MHZ、およびfHFM(5)=500MHzの5種類である。
そして、各周波数毎に層間クロストーク量に対応するRF信号のエンベロープを測定する。
また、ディスクの面振れ、偏芯の影響で再生信号のエンベローブが変化するため、層間クロストークの周波数成分と面振れ、偏芯による周波数成分とを分離するためにディスク1回転を複数の領域に分割して再生信号のエンベローブの測定を行う。本実施形態の場合、図5に示すように、光ディスクを周方向にR(1)〜R(8)の8つの領域に分割する。
まず、光ディスクが装置に装填されたら、ディスク種類判定部203は、挿入されたディスクの種類を判定するディスク判定処理を行う(ステップS11)。そしてこのディスク判定処理が完了すると、挿入されたディスクが多層ディスクであるか単層ディスクであるかが判る。
重畳周波数探索部201は、レジスタ211に格納され、再生層もしくは記録層を表すjの値を0にする(ステップS12)。光ディスクがHD DVDの場合、jは0、1、2の値を取り得る。また、光ディスクがDVDまたはBlu-rayの場合、jは0、1の値を取り得る。
重畳周波数探索部201は、フォーカシング制御回路87を制御し、再生層もしくは記録層Ljにフォーカスオンする(ステップS13)。重畳周波数探索部201は、レジスタ212に格納され、光ディスクに重畳する高周波電流の周波数を示すnの値を1にする(ステップS14)。重畳周波数探索部201は、レジスタ213に格納され、光ディスクの周方向の領域を表すkの値を1にする。光ディスクの周方向の領域を示すkの値を1にする(ステップS15)。
そして、重畳周波数探索部201は、レーザ駆動回路75内の高周波重畳モジュールにfHFM(n)の周波数をレーザ駆動電流に重畳するように指示する(ステップS16)。
重畳周波数探索部201は、DSP54に光ディスクの領域Rkにおける層間クロストーク量Vcross(n,k)としてRF信号のエンベロープを測定させる(ステップS17)。層間クロストーク量Vcross(n,k)の測定が終了したら、周波数fHFM(n)について光ディスクの全領域で層間クロストーク量Vcross(n,k)の測定が終了したかを判別するために、重畳周波数探索部201は、kの値が8より大きいか否かを判別する(ステップS18)。
kの値が8より大きくないと判別した場合(ステップS18のNo)、次の領域で層間クロストーク量Vcross(n,k)の測定を行うために、重畳周波数探索部201は、レジスタ213に格納されているkの値を+1インクリメントする(ステップS22)。そして、層間クロストーク量Vcross(n,k)の測定を行う。
ステップS18において、kの値が8より大きいと判別した場合(ステップS18のYes)、光ディスクの全ての周波数について層間クロストーク量Vcross(n,k)の測定を終えたかを判断するために、重畳周波数探索部201は、レジスタ212に格納されているnの値が5より大きいか否かを判別する(ステップS19)。
nの値が5より大きくないと判別した場合(ステップS19のNo)、次の周波数fHFM(n)で層間クロストーク量Vcross(n,k)の測定を各領域R(k)で行うために、重畳周波数探索部201は、レジスタ212に格納されているnの値を1インクリメントする(ステップS23)。重畳周波数探索部201は、レジスタ213に格納されている光ディスクの領域R(k)を表すkの値を1にする(ステップS15)。そして、重畳周波数探索部201は、レーザ駆動電流に重畳する周波数を変更して(ステップS16)、層間クロストーク量Vcross(n,k)の測定を行う(ステップS17)。
ステップS19において、nの値が5より大きいと判別した場合(ステップS19のYes)、最適周波数探索部201は、記録層Ljにおける層間クロストーク量を抑制するための最適な周波数を決定する(ステップS20)。この周波数の決定について説明する。最適周波数探索部201は、各領域について層間クロストーク量Vcross(n,k)を例えば、「(最大値−最小値)/最大値」のようにして演算する。そして、各領域の層間クロストーク量Vcross(n,k)の平均値を、周波数fHFM(n)での層間クロストーク量とする。そして各周波数fHFM(n)毎の層間クロストーク量が、最も小さい値となる重畳周波数の条件を最適周波数として決定する。重畳周波数探索部201は、決定した最適周波数をf(j)としてRAM91内に格納する。
次に、重畳周波数探索部201は、レジスタ211に格納されているjの値が最大層数より大きいか否かを判別する(ステップS21)。jの値が最大層数より大きくないと判別した場合(ステップS21のNo)、重畳周波数探索部201は、jの値を+1インクリメントする(ステップS24)。そして、重畳周波数探索部201は、フォーカシング制御回路87を制御することによって、記録層L(j)にレイヤジャンプさせ(ステップS13)、ステップS14からの処理を順次行って、最適周波数を決定する(ステップS20)。
ステップS21において、jの値が最大層数より大きいと判別した場合(ステップS21のYes)、CPU90は、周波数の探索を終了する。
以上の処理で再生層もしくは記録層毎に最適な周波数を探索することが出来る。
次に、決定後の重畳周波数の制御について説明する。
重畳周波数設定部202は、レジスタ211に格納され、フォーカスオン層を表すjの値を0にする(ステップS31)。重畳周波数設定部202は、ピックアップヘッド65から照射されるレーザ光を再生層もしくは記録層L(j)にフォーカスオンさせる(ステップS32)。
重畳周波数設定部202は、レーザ駆動回路75内の高周波重畳モジュールにf(j)の周波数を駆動電流に重畳するように指示する(ステップS33)。
そして、再生中、重畳周波数設定部202は、再生層もしくは記録層L(j)の再生が終了したか否かを判別する(ステップS34)。再生層もしくは記録層L(j)の再生が終了したと判別した場合、レジスタ211に格納されているjの値を+1インクリメントする。そして、重畳周波数設定部202は、ピックアップヘッド65から照射されるレーザ光を再生層もしくは記録層L(j)にフォーカスオンさせる(ステップS32)。重畳周波数設定部202は、レーザ駆動回路75内の高周波重畳モジュールにf(j)の周波数をレーザ駆動電流に重畳するように指示する(ステップS33)。
ステップS34において、再生層もしくは記録層L(j)の再生が終了していないと判別した場合(ステップS34のNo)、重畳周波数設定部202は、全データの再生が終了したか否かを判別する(ステップS35)。全データ再生が終了したと判別した場合(ステップS35のYes)、重畳周波数設定部202は、処理を終了する。
以上の処理で、層毎に最適な重畳周波数を設定することによって、層間クロストークノイズ量を軽減することができ、再生エラー率を下げることが出来る。また、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号へ漏れこむ層間クロストークノイズ量が軽減し、フォーカスサーボ、トラッキングサーボの安定性が向上するとともに各サーボの乱れから発生するアクチュエータの振動音が静かになる。
なお、マルチモードの条件を変えるために、高周波重畳電流の振幅を制御しても良いし、高周波重畳電流の振幅および周波数の両方を制御しても良い。
また、各高周波重畳の条件において測定する「層間クロストーク量(RF信号のエンベロープ)」と同時に「再生エラー率」またジッタ量も測定し、これら両者の測定結果を評価した結果が最も低くなる条件を探索し、制御することもある。ただし、RF信号のエンベロープの測定には、PLL動作しない状態でも測定すること緒が出来るという利点がある。
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
11…光ディスク装置,54…DSP,61…光ディスク,65…ピックアップヘッド,75…レーザ駆動回路,75A…高周波重畳モジュール,91…RAM,201…重畳周波数探索部,202…重畳周波数設定部,203…ディスク種類判定部。
Claims (12)
- 光ディスクに対してレーザ光を照射するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードに対して、前記レーザダイオードから出力されるレーザ光をマルチモード化するために、設定された高周波電流の条件に応じた高周波電流が重畳されたレーザ駆動電流を供給するレーザ駆動回路と、
層間クロストーク量が少なくなる前記重畳される高周波電流の周波数条件を探索する手段と、
前記探索された高周波電流の条件を前記レーザ駆動回路に設定する手段と
を具備することを特徴とする光ディスク装置。 - 前記探索手段は、
前記レーザ駆動電流に重畳される高周波電流の周波数または振幅をパラメータとして、複数の層間クロストーク量に対応する量を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記パラメータに対する前記複数の層間クロストーク量に対応する量から前記レーザ駆動電流に重畳される高周波電流の最適な周波数または振幅を求める手段と
を具備することを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。 - 前記光ディスクを周方向に複数の領域に分割し、
前記測定手段は、各領域毎に、前記レーザ駆動電流に重畳される高周波電流の周波数または振幅をパラメータとして、複数の層間クロストーク量に対応する量を測定することを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置。 - 前記層間クロストーク量に対応する量は、前記光ディスクの再生信号のエンベロープ量であることを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置。
- 前記層間クロストーク量に対応する量は、再生エラー率であることを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置。
- 前記探索手段による層間クロストーク量が少なくなる前記重畳される高周波電流の条件の探索は、前記光ディスクの1つ以上の層で行うことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の光ディスク装置。
- 光ディスクに対してレーザ光を照射するレーザダイオードと、前記ダイオードに対して、前記レーザダイオードから出力されるレーザ光をマルチモード化するために、設定された高周波電流の条件に応じた高周波電流が重畳されたレーザ駆動電流を供給するレーザ駆動回路とを具備する光ディスク装置の制御方法であって、
層間クロストーク量が少なくなる前記重畳される高周波電流の条件を探索し、
前記探索された条件を前記レーザ駆動回路に設定する
をことを特徴とする光ディスク装置の制御方法。 - 前記条件の探索は、
前記レーザ駆動電流に重畳される高周波電流の周波数または振幅をパラメータとして、複数の層間クロストーク量に対応する量を測定し、
前記測定手段によって測定された前記パラメータに対する前記複数の層間クロストーク量に対応する量から前記駆動電流に重畳される高周波電流の最適な周波数または振幅を求める
ことを特徴とする請求項7記載の光ディスク装置の制御方法。 - 前記光ディスクを周方向に複数の領域に分割し、
前記測定は、各領域毎に、前記レーザ駆動電流に重畳される高周波電流の周波数または振幅をパラメータとして、複数の層間クロストーク量に対応する量を測定することを特徴とする請求項8記載の光ディスク装置の制御方法。 - 前記層間クロストーク量に対応する量は、前記光ディスクの再生信号のエンベロープ量であることを特徴とする請求項8記載の光ディスク装置の制御方法。
- 前記層間クロストーク量に対応する量は、再生エラー率であることを特徴とする請求項8記載の光ディスク装置の制御方法。
- 前記探索手段による層間クロストーク量が少なくなる前記重畳される高周波電流の条件の探索は、前記光ディスクの1つ以上の層で行うことを特徴とする請求項7〜11の何れか1項に記載の光ディスク装置の制御方法。
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