JP2010015628A - 光ディスク装置及び受光ｉｃ - Google Patents

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Abstract

【課題】高周波信号に非同期のノイズ成分による影響を低減することが可能な光ディスク及び受光ＩＣを提供する。
【解決手段】光ディスク装置１を構成する受光ＩＣ３０内の第１の受光回路３１が、マルチモードで発振されたレーザ光Ｌ１の光量を示す電圧信号１０２を生成する。第２の受光回路３２は、光ディスク２による戻り光Ｌ２の光量を示す電圧信号１０１を生成する。２値化回路３３は、電圧信号１０２中の所定周波数の帯域成分を抽出して２値化し、ディジタル信号１０３を得る。遅延素子３４は、ディジタル信号１０３の位相を電圧信号１０１及び１０２同士間の位相差に相当する時間だけ遅延させ、タイミング信号１０４として出力する。サンプルホールド回路(Ｓ／Ｈ)３５は、タイミング信号１０４に同期して電圧信号１０１をサンプルホールドする。また、ＬＰＦ３６は、Ｓ／Ｈ３５の出力信号１０５から前記周波数の帯域成分を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク装置及び受光ＩＣ(Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ)に関し、特にＣＤ(Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ)、ＤＶＤ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ)、ＢＤ(Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ)等の光ディスクから情報を再生する装置及びＩＣに関する。
近年、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等を再生する光ディスク装置は高速化され、これに伴い装置内で使用される受光ＩＣの動作周波数帯域も広帯域化している。また、このような光ディスク装置においては、再生時に光ディスクから反射されたレーザ光(以下、戻り光)によるノイズの影響を抑制するため、レーザ光源に３５０〜４５０ＭＨｚ程度の高周波信号を重畳した駆動電流を供給し、以てレーザ光源をマルチモードで発振させる方式(以下、高周波重畳方式)が広く採用されている。
しかしながら、今後の更なる高速化に際しては受光ＩＣの動作周波数帯域と高周波信号の周波数帯域とが近接し、高周波信号自体がノイズ源となる虞がある。例えば、ＢＤではスピンドル回転数上限である１２倍速以上での再生が予想されるが、１２倍速における再生信号の周波数は１９８ＭＨｚであり、再生信号の検出に用いる受光ＩＣの動作周波数として２００〜４００ＭＨｚの帯域が必要となる。この問題を回避するために高周波信号の周波数を高くする対策が考えられるが、消費電力の増大、並びにＥＭＩ(Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ)の発生及びこれを抑制するための部品実装による回路規模の増大に繋がり、得策とは言えない。
特許文献１には、上記の問題に対処する光ディスク装置が記載されている。この光ディスク装置の構成を図３に示す。図示の光ディスク装置１ａにおいては、まず、ＨＦ発信器２０１からの高周波信号を受けたレーザドライバ２０２が、高周波信号を重畳した駆動電流Ｉｄを発生し、半導体レーザ素子２０３に供給する。これにより、レーザ光Ｌ１が、半導体レーザ素子２０３からマルチモードで発振される(すなわち、レーザ光Ｌ１はパルス発光している)。
レーザ光Ｌ１は、コリメータレンズ２０４で平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２０５及び１／４波長板２０６を通過した後、対物レンズ２０７によって光ディスク２の記録膜面上に焦点を結ぶ。光ディスク２からの戻り光Ｌ２は、集束レンズ２０８によってフォトダイオード２０９上に集光され、電流に変換される。この電流は、電流電圧変換アンプ２１０によって電圧信号(パルス信号)３０１に変換される。
そして、ピークホールド回路(Ｐ/Ｈ)２１１は、可変遅延線２１２からの制御信号(戻り光Ｌ２との位相差が調整されたＨＦ発信器２０１からの高周波信号)に同期して、電圧信号３０１をパルス発光のピークでホールドする。ＬＰＦ(Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ)２１３は、Ｐ/Ｈ２１１の出力信号(以下、ピークホールド信号と呼称することがある)３０２から高周波信号の周波数に対応する帯域成分(以下、高周波重畳成分と呼称することがある)を除去し、以て時間的に連続した再生信号３０３を得る。
このように、光ディスク装置１ａでは、高周波重畳成分を除去することが可能となる。
特開２００７−７３１４７号公報
しかしながら、上記の特許文献１では、高周波重畳時の電磁誘導等に起因する高周波信号に非同期のノイズ成分がピークホールドされてしまうため、光ディスクからの再生信号の品質が低下してしまうという課題があった。
具体的には、図４に示す如く電圧信号３０１中にノイズ成分によるピークＮ１〜Ｎ４が含まれる場合、Ｐ/Ｈ２１１から出力されるピークホールド信号は、本来ホールドすべき電圧信号３０１のピークでは無く、ピークＮ１〜Ｎ４をホールドしたものとなる。従って、ＬＰＦ２１３により当該ピークホールド信号から高周波重畳成分を除去して得られた再生信号３０３には、図示の如く波形の歪Ｓ１〜Ｓ４が生じてしまう。
本発明の一態様に係る光ディスク装置は、マルチモードで発振するレーザ光源と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光を受光し、その光量を示す第１の電気信号を生成する第１の受光回路と、前記レーザ光を光ディスクに照射する光学系と、前記光ディスクからの戻り光を受光し、その光量を示す第２の電気信号を生成する第２の受光回路と、前記第１の電気信号中の予め定めた周波数の帯域成分を抽出して２値化する２値化回路と、前記２値化された信号の位相を、前記第１及び第２の電気信号同士間の位相差に相当する時間だけ遅延させる遅延回路と、前記位相が遅延された信号に同期して、前記第２の電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、を備える。
また、本発明の一態様に係る受光ＩＣは、マルチモードで発振されたレーザ光を受光し、その光量を示す第１の電気信号を生成する第１の受光回路と、前記レーザ光の光ディスクによる戻り光を受光し、その光量を示す第２の電気信号を生成する第２の受光回路と、前記第１の電気信号中の予め定めた周波数の帯域成分を抽出して２値化する２値化回路と、前記２値化された信号の位相を、前記第１及び第２の電気信号同士間の位相差に相当する時間だけ遅延させる遅延回路と、前記位相が遅延された信号に同期して、前記第２の電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、を備える。
すなわち、本発明では、マルチモードで発振されたレーザ光の所定周波数の帯域成分(例えば、高周波重畳成分)のみからサンプルホールドのタイミング(信号)を生成するため、光ディスクからの戻り光のピークを、ノイズ成分による影響を受けずに正確にホールドすることができる。従って、再生信号の波形に上述した歪は生じない。
また、上記のタイミングは、レーザ光源の発熱や経時変化等に伴って発生するレーザ光の発光タイミングのずれに左右されず、正確に生成することができる。
本発明によれば、高周波信号に非同期のノイズ成分による影響を低減でき、以て再生信号の品質を、上記の特許文献１と比較して大幅に向上させることが可能である。
以下、本発明に係る光ディスク装置及び受光ＩＣの実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。なお、各図面において同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
図１に示す本実施の形態に係る光ディスク装置１は、大略、マルチモードで発振するレーザ光源１０と、このレーザ光源１０から発振されたレーザ光Ｌ１を光ディスク２に照射するための、ハーフミラー２１、コリメータレンズ２２、及び結像レンズ２３を含む光学系と、ハーフミラー２１を通過したレーザ光Ｌ１及び光ディスク２からの戻り光Ｌ２から再生信号１０６を得る受光ＩＣ３０とで構成されている。なお、図示されないが、上記の光学系には、回折格子や１／４波長板等の光学素子が含まれる。
また、レーザ光源１０は、レーザ光Ｌ１を発振する半導体レーザ素子１１と、このレーザ素子１１に駆動電流Ｉｄを供給する駆動回路１２とを備えている。ここで、レーザ素子１１には、シングルモードで発振するレーザ素子(以下、シングルモードレーザ素子と呼称することがある)、又はマルチモードで発振する自励発振型のレーザ素子(以下、マルチモードレーザ素子と呼称することがある)のいずれを用いても良い。シングルモードレーザ素子を用いる場合、駆動回路１２が駆動電流Ｉｄに高周波信号を重畳する。なお、以降の説明においては、主にシングルモードレーザ素子を用いる場合を扱う。
また、本実施の形態に係る受光ＩＣ３０は、レーザ光Ｌ１を受光し、その光量を示す電圧信号(パルス信号)１０２を生成する第１の受光回路３１と、戻り光Ｌ２を受光し、その光量を示す電圧信号(パルス信号)１０１を生成する第２の受光回路３２と、電圧信号１０２中の高周波重畳成分を抽出して２値化し、ディジタル信号１０３を得る２値化回路３３と、ディジタル信号１０３の位相を電圧信号１０１及び１０２同士間の位相差に相当する時間だけ遅延させ、タイミング信号１０４として出力する遅延素子３４と、タイミング信号１０４に同期して、電圧信号１０１をサンプルホールドするサンプルホールド回路(Ｓ／Ｈ)３５と、このＳ／Ｈ３５の出力信号(以下、サンプルホールド信号と呼称することがある)１０５から高周波重畳成分を除去し、時間的に連続した再生信号１０６を得るＬＰＦ３６とを備えている。
ここで、上記の第１の受光回路３１は、例えば、レーザ光Ｌ１の光量に応じた電流を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードから出力された電流を電圧信号１０２に変換する電流電圧変換回路とを用いて簡易に構成することができる。同様に、上記の第２の受光回路３２は、戻り光Ｌ２の光量に応じた電流を発生するフォトダイオードと、その出力電流を電圧信号１０１に変換する電流電圧変換回路とを用いて構成することができる。また、２値化回路３３は、例えば、高周波信号の周波数近傍の帯域成分を通過させるバンドパスフィルタと、このバンドパスフィルタの出力をディジタル化するゼロクロスコンパレータとを用いて構成することができる。また、遅延素子３４によるディジタル信号１０３の遅延時間は、レーザ光Ｌ１と戻り光Ｌ２の光路差や回路３１〜３３における処理時間等を考慮して設定すれば良い。
なお、レーザ光源１０にマルチモードレーザ素子を用いた場合、２値化回路３３は、電圧信号１０２中の所定周波数に対応する帯域成分を抽出して２値化し、ＬＰＦ３６は、サンプルホールド信号１０５から当該帯域成分を除去する。
次に、本実施の形態の動作を、図２を参照して詳細に説明する。
まず、レーザ光源１０から発振されたレーザ光Ｌ１は、ハーフミラー２１で反射され、コリメータレンズ２２で平行光に変換された後、結像レンズ２３によって光ディスク２の記録膜面上に焦点を結ぶ。光ディスク２からの記録情報を含む戻り光Ｌ２は、結像レンズ２３、コリメータレンズ２２、及びハーフミラー２１を順に通過した後、第２の受光回路３２で受光される。第２の受光回路３２は、図２に示す如く戻り光Ｌ２を電圧信号１０１に変換し、Ｓ／Ｈ３５に与える。ここで、電圧信号１０１には、図４に示した電圧信号３０１と同様、高周波重畳時の電磁誘導等に起因する高周波信号に非同期のノイズ成分によるピークＮ１〜Ｎ４が含まれるものとする。
一方、ハーフミラー２１を通過したレーザ光Ｌ１は、第１の受光回路３１で直接受光される。第１の受光回路３１は、図２に示す如くレーザ光Ｌ１を電圧信号１０２に変換し、２値化回路３３に与える。ここで、電圧信号１０２は、図示の如く電圧信号１０１と同一周期で変化する一方、電圧信号１０１から時間ＴＰだけ位相が進んでいる。
２値化回路３３は、電圧信号１０２中の高周波重畳成分を抽出して２値化することにより、電圧信号１０２中のノイズ成分によるピーク以外のピークに合わせて"１"を呈し、これ以外の時に"０"を呈するディジタル信号１０３を生成し、遅延素子３４に与える。
遅延素子３４は、ディジタル信号１０３の位相を時間ＴＰだけ遅延させることにより、電圧信号１０１中のピークＮ１〜Ｎ４以外のピークに合わせて"１"を呈し、これ以外の時に"０"を呈するタイミング信号１０４を生成し、Ｓ／Ｈ３５に与える。
Ｓ／Ｈ３５は、タイミング信号１０４に同期して電圧信号１０１中のピークＮ１〜Ｎ４以外のピークをホールドし、サンプルホールド信号１０５としてＬＰＦ３６に与える。従って、ＬＰＦ３６は、サンプルホールド信号１０５から高周波重畳成分を除去することにより、図４に示した歪Ｓ１〜Ｓ４を含まない再生信号１０６を得ることができる。
なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。
本発明に係る光ディスク装置及び受光ＩＣの実施の形態の構成例を示したブロック図である。 本発明に係る光ディスク装置及び受光ＩＣの実施の形態の動作例を示したタイムチャート図である。 従来の光ディスク装置の構成例を示したブロック図である。 従来の光ディスク装置の課題を説明するためのタイムチャート図である。
符号の説明
１ 光ディスク装置
２ 光ディスク
１０ レーザ光源
１１ 半導体レーザ素子
１２ 駆動回路
２１ ハーフミラー
２２ コリメータレンズ
２３ 結像レンズ
３０ 受光ＩＣ
３１ 第１の受光回路
３２ 第２の受光回路
３３ ２値化回路
３４ 遅延素子
３５ サンプルホールド回路(Ｓ／Ｈ)
３６ ＬＰＦ
１０１, １０２ 電圧信号
１０３ ディジタル信号
１０４ タイミング信号
１０５ サンプルホールド信号
１０６ 再生信号
Ｉｄ 駆動電流
Ｌ１ レーザ光
Ｌ２ 戻り光
Ｎ１〜Ｎ４ ノイズ成分によるピーク
ＴＰ 時間

Claims (8)

  1. マルチモードで発振するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から発振されたレーザ光を受光し、その光量を示す第１の電気信号を生成する第１の受光回路と、
    前記レーザ光を光ディスクに照射する光学系と、
    前記光ディスクからの戻り光を受光し、その光量を示す第２の電気信号を生成する第２の受光回路と、
    前記第１の電気信号中の予め定めた周波数の帯域成分を抽出して２値化する２値化回路と、
    前記２値化された信号の位相を、前記第１及び第２の電気信号同士間の位相差に相当する時間だけ遅延させる遅延回路と、
    前記位相が遅延された信号に同期して、前記第２の電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
    を備えた光ディスク装置。
  2. 請求項１において、
    前記サンプルホールドされた信号から、前記周波数の帯域成分を除去する帯域制限回路をさらに備えたことを特徴とする光ディスク装置。
  3. 請求項１において、
    前記レーザ光源が、
    シングルモードで発振するレーザ素子と、
    前記レーザ素子に、高周波信号を重畳した駆動電流を供給する駆動回路と、
    から成ることを特徴とした光ディスク装置。
  4. 請求項１において、
    前記レーザ光源が、マルチモードで発振する自励発振型のレーザ素子であることを特徴とした光ディスク装置。
  5. 請求項１において、
    前記第１及び第２の受光回路が、それぞれ、前記光量に応じた電流を発生する素子と、前記電流を電圧信号に変換する変換回路とから成ることを特徴とした光ディスク装置。
  6. マルチモードで発振されたレーザ光を受光し、その光量を示す第１の電気信号を生成する第１の受光回路と、
    前記レーザ光の光ディスクによる戻り光を受光し、その光量を示す第２の電気信号を生成する第２の受光回路と、
    前記第１の電気信号中の予め定めた周波数の帯域成分を抽出して２値化する２値化回路と、
    前記２値化された信号の位相を、前記第１及び第２の電気信号同士間の位相差に相当する時間だけ遅延させる遅延回路と、
    前記位相が遅延された信号に同期して、前記第２の電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路と、
    を備えた受光ＩＣ。
  7. 請求項６において、
    前記サンプルホールドされた信号から、前記周波数の帯域成分を除去する帯域制限回路をさらに備えたことを特徴とする受光ＩＣ。
  8. 請求項６において、
    前記第１及び第２の受光回路が、それぞれ、前記光量に応じた電流を発生する素子と、前記電流を電圧信号に変換する変換回路とから成ることを特徴とした受光ＩＣ。
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