JP3311161B2 - 光学式データ読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばＣＤ（コンパ
クト・ディスク）−ＲＯＭ（リード・オンリー・メモ
リ）ドライブ等のような光学式ディスク再生システムに
代表される光学式データ読み取り装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、首記の如き光学式ディス
ク再生システムにあっては、ディスクに記録されたデジ
タルデータを光学式ピックアップによって読み取り、こ
の読み取ったデジタルデータに対してエラー訂正処理や
復調処理等の所定のデータ処理を施すことで、ディスク
の再生を実現するようにしている。

【０００３】そして、上記光学式ピックアップは、発光
素子であるレーザダイオードから出力されるレーザ光
を、対物レンズによってディスクの信号記録面上に焦点
を合わせるように照射し、ディスクで反射されたレーザ
光をフォトディテクタで光電変換することにより、ディ
スクに記録されたデジタルデータを読み取るようにして
いる。

【０００４】なお、光学式ピックアップでディスクに記
録されたデジタルデータを読み取る際には、ディスクの
信号記録面上に対物レンズの焦点が合うように、対物レ
ンズをフォーカス方向に制御するフォーカスサーボや、
このフォーカスサーボによる合焦点状態でディスク上に
形成されるビームスポットが、ディスクに記録されたデ
ジタルデータ列をずれなく正確にトレースするように、
対物レンズをトラッキング方向に制御するトラッキング
サーボ等が施される。

【０００５】ところで、このような光学式ディスク再生
システムにおいては、レーザダイオードから出力される
レーザ光の光量を減少させると、ディスクから読み取ら
れるデジタルデータのＳ／Ｎ比が低下して読み取りエラ
ーが生じ易くなり、逆に、レーザダイオードから出力さ
れるレーザ光の光量を増加させると、ディスクから読み
取られるデジタルデータのＳ／Ｎ比が向上して読み取り
エラーが生じにくくなることが知られている。

【０００６】このため、デジタルデータの読み取りエラ
ーを少なくするためには、レーザダイオードから出力さ
れるレーザ光の光量を増加させればよいが、レーザダイ
オードは、発光されるレーザ光の光量を増加させると、
使用できる最高動作温度が低下することや、電力消費量
が増すことや、その寿命が短くなるという不都合を有し
ている。そこで、従来の光学式ディスク再生システムの
中には、例えばレーザダイオードから発光されるレーザ
光の光量を減少させて、レーザダイオードの寿命を伸ば
すことを優先し、ディスクから読み取られるデジタルデ
ータのＳ／Ｎ比が低下することによる読み取りエラーの
発生に対しては、エラー訂正処理で対処させるようにし
ているものもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
光学式ディスク再生システムでは、レーザダイオードの
寿命と読み取りエラーの発生頻度とが相反する関係にあ
るため、一方を犠牲にするように設計するか、または両
者を適当なレベルで妥協させるように設計するようにし
ているのが現状である。

【０００８】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、発光素子の寿命を損なうことなく、しか
も読み取りエラーの発生頻度を低下させることができる
極めて良好な光学式データ読み取り装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光学式デ
ータ読み取り装置は、デジタルデータの記録された記録
媒体に、光学式ピックアップを介して再生用レーザ光を
照射することにより、該記録媒体からデジタルデータを
読み取るものを対象としている。そして、光学式ピック
アップで読み取られたデジタルデータにエラーが発生し
たことを検出する検出手段と、この検出手段の検出結果
に基づいて、記録媒体上のエラー発生位置に光学式ピッ
クアップを移動させ、記録媒体上のエラー発生領域から
再度デジタルデータの読み取りを行なうように、光学式
ピックアップを制御するピックアップ制御手段と、光学
式ピックアップの出力信号の振幅レベルを検出するレベ
ル検出手段と、このレベル検出手段で検出されたレベル
と基準レベルとのレベル差を得る比較手段と、この比較
手段で得られたレベル差に基づいて光学式ピックアップ
から出力される再生用レーザ光の光量を変化させる駆動
手段とを備え、ピックアップ制御手段により、光学式ピ
ックアップが記録媒体上のエラー発生領域からデジタル
データの再度の読み取りを行なっている状態で、光学式
ピックアップの出力信号の振幅レベルを高める方向に、
該光学式ピックアップから出力される再生用レーザ光の
光量を変化させ、エラー発生領域からのデジタルデータ
の再度の読み取りが終了された状態で、光学式ピックア
ップから出力される再生用レーザ光の光量を、該光学式
ピックアップの出力信号の振幅レベルが低下する方向に
順次変化させ、光学式ピックアップで読み取られたデジ
タルデータのエラー発生率が所定値に達した状態で、そ
のときに光学式ピックアップから出力されている再生用
レーザ光の光量よりも、該光学式ピックアップの出力信
号の振幅レベルが一定量だけ高められる方向に、光学式
ピックアップから出力される再生用レーザ光の光量を変
化させる光量制御手段とを備えるようにしたものであ
る。

【００１０】

【作用】上記のような構成によれば、光学式ピックアッ
プで読み取られたデジタルデータにエラーが発生した場
合、記録媒体上のエラー発生領域から再度デジタルデー
タの読み取りを行なうように光学式ピックアップを制御
し、光学式ピックアップが記録媒体上のエラー発生領域
からデジタルデータの再度の読み取りを行なっている状
態では、光学式ピックアップの出力信号の振幅レベルを
高める方向に、該光学式ピックアップから出力される再
生用レーザ光の光量を変化させるようにしたので、光学
式ピックアップに内蔵された発光素子の寿命を損なうこ
となく、しかも読み取りエラーの発生頻度を低下させる
ことができるようになる。また、エラー発生領域からの
デジタルデータの再度の読み取りが終了された状態で
は、光学式ピックアップから出力される再生用レーザ光
の光量を、該光学式ピックアップの出力信号の振幅レベ
ルが低下する方向に順次変化させ、光学式ピックアップ
で読み取られたデジタルデータのエラー発生率が所定値
に達した状態で、そのときに光学式ピックアップから出
力されている再生用レーザ光の光量よりも、該光学式ピ
ックアップの出力信号の振幅レベルが一定量だけ高めら
れる方向に、光学式ピックアップから出力される再生用
レーザ光の光量を変化させるようにしたので、記録媒体
毎にそれを安定に再生するために必要な再生用レーザ光
の最小限の光量を検索することができ、このような点で
も、発光素子の寿命の劣化防止を図ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図１において、符号１１はディ
スクで、ディスクモータ１２によって所望の回転数で回
転駆動されるようになされている。このディスク１１の
信号記録面側つまり図中下面側には、光学式ピックアッ
プ１３がディスク１１の径方向に、つまり図中に矢印
Ａ，Ｂで示す方向に移動自在に支持されている。

【００１２】この光学式ピックアップ１３は、レーザダ
イオード１３ａから発光されたレーザ光が、光学系１３
ｂによって平行光に変換された後、偏向板１３ｃ及び対
物レンズ１３ｄを介してディスク１１上に照射され、デ
ィスク１１による反射光が、対物レンズ１３ｄ，偏向板
１３ｃ及び光学系１３ｅを介して、フォトディテクタ１
３ｆに受光されることで、ディスク１１に記録されたデ
ータを読み取ることができる。

【００１３】また、上記対物レンズ１３ｄは、フォーカ
スアクチュエータコイル１３ｇに駆動信号が供給される
ことにより、ディスク１１の面方向つまりフォーカス方
向への移動が制御され、トラッキングアクチュエータコ
イル１３ｈに駆動信号が供給されることにより、ディス
ク１１の径方向つまりトラッキング方向への移動が制御
されるようになされている。

【００１４】ここで、ディスク１１の通常の再生状態で
は、光学式ピックアップ１３の出力であるフォトディテ
クタ１３ｆの出力信号が、フォーカスエラー信号生成回
路１４に供給される。このフォーカスエラー信号生成回
路１４は、フォトディテクタ１３ｆの出力信号に基づい
て、ディスク１１上における対物レンズ１３ｄの焦点ず
れ（フォーカスエラー）に対応したフォーカスエラー信
号を生成している。

【００１５】そして、このフォーカスエラー信号が、駆
動回路１５に供給されてフォーカスエラーを修正するた
めの駆動信号に変換された後、フォーカスアクチュエー
タコイル１３ｇに帰還されることで、対物レンズ１３ｄ
に対してフォーカスサーボが施されることになる。

【００１６】また、このとき、光学式ピックアップ１３
の出力であるフォトディテクタ１３ｆの出力信号は、ト
ラッキングエラー信号生成回路１６に供給されている。
このトラッキングエラー信号生成回路１６は、フォトデ
ィテクタ１３ｆの出力信号に基づいて、ディスク１１上
に形成されたビームスポットのデジタルデータ列からの
ずれ（トラッキングエラー）に対応したトラッキングエ
ラー信号を生成している。

【００１７】そして、このトラッキングエラー信号が、
図示の状態に切替制御されている切替スイッチ１７を介
して、駆動回路１８に供給されることにより、トラッキ
ングエラーを修正するための駆動信号に変換された後、
トラッキングアクチュエータコイル１３ｈに帰還される
ことで、対物レンズ１３ｄに対してトラッキングサーボ
が施されることになる。

【００１８】さらに、光学式ピックアップ１３の出力で
あるフォトディテクタ１３ｆの出力信号は、信号処理回
路１９に供給されて同期処理や２値化処理等が施される
ことによりデジタルデータに変換された後、エラー検出
回路２０に供給される。このエラー検出回路２０は、入
力されたデジタルデータにエラーが発生したこと、また
は訂正不可能なエラーが発生したことを検出するもの
で、その検出結果は、例えば図示しないマイクロコンピ
ュータ等を内蔵したコントローラ２１に供給されてい
る。

【００１９】一方、上記レーザダイオード１３ａから発
光されたレーザ光の一部は、その近傍に配置されたフォ
トディテクタ１３ｉに受光される。このフォトディテク
タ１３ｉは、受光されたレーザ光の光量に対応した大き
さの電流を出力するもので、その出力電流は、電圧変換
回路２２により電圧レベルに変換され、比較回路２３の
一方の入力端に供給される。この比較回路２３の他方の
入力端には、基準レベル発生回路２４から出力される基
準レベルが供給されている。なお、この基準レベル発生
回路２４は、上記コントローラ２１から出力される制御
信号に基づいて、第１の基準レベルとこの第１の基準レ
ベルよりも高い第２の基準レベルとを、選択的に発生す
るものである。

【００２０】ここで、上記比較回路２３は、電圧変換回
路２２で変換された電圧レベルと、基準レベル発生回路
２４から出力される基準レベルとをレベル比較し、その
レベル差を駆動回路２５に出力する。この駆動回路２５
は、比較回路２３から出力されるレベル差に基づいて、
光学式ピックアップ１３のレーザダイオード１３ａを発
光駆動させるための駆動信号を生成し、レーザダイオー
ド１３ａに出力している。

【００２１】つまり、レーザダイオード１３ａは、電圧
変換回路２２で変換された電圧レベルと、基準レベル発
生回路２４から出力される基準レベルとのレベル差に基
づいて、その発光されるレーザ光の光量が変化されるこ
とになる。そして、レーザダイオード１３ａが発光する
レーザ光の光量が変化すると、電圧変換回路２２で変換
された電圧レベルも変化することになる。

【００２２】このため、比較回路２３と駆動回路２５と
を、電圧変換回路２２で変換された電圧レベルが、基準
レベル発生回路２４から出力される基準レベルに一致す
るように、レーザダイオード１３ａが出力するレーザ光
の光量を制御するように設定することにより、基準レベ
ル発生回路２４から第１の基準レベルを出力した場合と
第２の基準レベルを出力した場合とで、レーザダイオー
ド１３ａが発光するレーザ光の光量を２種類に切り替え
ることができる。

【００２３】上記のような構成において、今、基準レベ
ル発生回路２４から第１の基準レベルが出力され、電圧
変換回路２２から第１の基準レベルに一致した電圧レベ
ルが得られるように、レーザダイオード１３ａが発光す
るレーザ光の光量が制御されて、ディスク１１の再生が
行なわれているとする。この状態で、エラー検出回路２
０により訂正不可能なエラーが検出されると、コントロ
ーラ２１は、まず、エラー検出回路２０からの検出出力
に基づいて、エラーが発生したディスク１１上の位置を
判別する。

【００２４】すると、コントローラ２１は、切替スイッ
チ１７に対して切替信号を発生し、切替スイッチ１７を
図示と逆の状態に切替制御する。その後、コントローラ
２１は、先に判別したディスク１１上のエラー発生位置
まで対物レンズ１３ｄを移動させるためのトラックジャ
ンプ信号を生成する。このトラックジャンプ信号は、切
替スイッチ１７を介した後、駆動回路１８で駆動信号に
変換され、トラッキングアクチュエータコイル１３ｈに
供給されることで、対物レンズ１３ｄがディスク１１上
のエラー発生位置まで移動される。

【００２５】そして、コントローラ２１が、切替スイッ
チ１７を図示の状態に切替制御してトラッキングサーボ
を施すことで、このエラー発生位置から再度デジタルデ
ータの読み取りが行なわれる。このとき、コントローラ
２１は、基準レベル発生回路２４に対して第１の基準レ
ベルよりも高い第２の基準レベルを発生させるように制
御する。

【００２６】このため、先に述べたように、レーザダイ
オード１３ａから発光されるレーザ光は、電圧変換回路
２２で変換された電圧レベルが、第２の基準レベルと一
致するような光量にまで増加される。これにより、ディ
スク１１から読み取られるデジタルデータのＳ／Ｎ比が
向上され、先のエラー発生位置に記録されているデジタ
ルデータが、読み取りエラーの生じにくい状態で読み取
られるようになる。

【００２７】そして、エラー発生位置におけるデジタル
データの読み取りが終了されると、コントローラ２１
は、基準レベル発生回路２４に対して第２の基準レベル
よりも低い第１の基準レベルを発生させるように制御す
る。これにより、レーザダイオード１３ａから発光され
るレーザ光は、電圧変換回路２２で変換された電圧レベ
ルが、第１の基準レベルと一致するような光量にまで減
少され、以下、ディスク１１の通常の再生状態となる。

【００２８】したがって、上記実施例のような構成によ
れば、ディスク１１の通常の再生状態では、基準レベル
発生回路２４から第１の基準レベルを発生させること
で、レーザダイオード１３ａから第１の基準レベルに対
応する光量のレーザ光を出力させるようにし、ディスク
１１から読み取ったデジタルデータに訂正不可能なエラ
ーが生じた場合にのみ、基準レベル発生回路２４から第
１の基準レベルよりも高い第２の基準レベルを発生さ
せ、レーザダイオード１３ａから出力されるレーザ光の
光量を増加させて、ディスク１１から読み取られるデジ
タルデータのＳ／Ｎ比を向上させた上で、エラー発生位
置のデジタルデータを再度読み取るようにしたので、レ
ーザダイオード１３ａの寿命を損なうことなく、しかも
読み取りエラーの発生頻度を低下させることができるよ
うになる。

【００２９】ここで、図２は、上記電圧変換回路２２，
比較回路２３，基準レベル発生回路２４及び駆動回路２
５の詳細を示している。すなわち、上記フォトディテク
タ１３ｉを構成するフォトダイオードＰＤの出力信号
は、電圧変換回路２２を構成する抵抗Ｒ１によりその電
圧レベルが検出され、比較回路２３を構成する演算増幅
器ＯＰの非反転入力端＋に供給される。

【００３０】また、コントローラ２１から出力される制
御信号は、抵抗Ｒ２〜Ｒ５及びＰＮＰ型のトランジスタ
Ｑ１よりなる基準レベル発生回路２４に供給される。こ
の基準レベル発生回路２４は、コントローラ２１から出
力される制御信号によって、トランジスタＱ１がオン状
態に設定されたとき上記第１の基準レベルを、トランジ
スタＱ１がオフ状態に設定されたとき上記第２の基準レ
ベルを、演算増幅器ＯＰの反転入力端−に供給するもの
である。

【００３１】そして、演算増幅器ＯＰの出力信号は、抵
抗Ｒ６，Ｒ７，コンデンサＣ及びＰＮＰ型のトランジス
タＱ２よりなる駆動回路２５に供給されて、レーザダイ
オード１３ａに供給される。なお、抵抗Ｒ６及びコンデ
ンサＣは、Ｒ６／Ｃなる係数の位相補償動作を行なって
いる。

【００３２】ところで、上述した実施例において、レー
ザダイオード１３ａから出力されるレーザ光の光量を増
加させると、これに伴なってフォーカスサーボやトラッ
キングサーボのサーボゲインも増加することになる。こ
のようにフォーカスサーボやトラッキングサーボのサー
ボゲインが増加すると、ディスク１１上の傷や汚れ等に
よって不要なトラックジャンプが発生し易くなる。

【００３３】まして、レーザダイオード１３ａから出力
されるレーザ光の光量を増加させてデジタルデータの読
み取りを行なう領域は、訂正不可能なエラーが発生した
位置であるから、傷や汚れ等の存在する確率は非常に高
いため、サーボゲインが増加することで不要なトラック
ジャンプが発生し易くなる。

【００３４】そこで、レーザダイオード１３ａから出力
されるレーザ光の光量を増加させてデジタルデータの読
み取りを行なっている状態では、コントローラ２１が、
フォーカスサーボやトラッキングサーボのサーボゲイン
を、通常のディスク１１の再生時よりも低下させるよう
に制御すれば、より実用化に則した構成とすることがで
きる。

【００３５】また、上記実施例では、コントローラ２１
が基準レベル発生回路２４から第１及び第２の基準レベ
ルを発生させるようにしたが、これに限らず、コントロ
ーラ２１が基準レベル発生回路２４から発生される基準
レベルの大きさを連続的に変化させるように制御するこ
ともできる。

【００３６】このようにした場合、コントローラ２１
は、基準レベル発生回路２４から出力される基準レベル
を順次低下させてゆき、つまりレーザダイオード１３ａ
から出力されるレーザ光の光量を順次減少させてゆき、
例えばデジタルデータの単位時間当たりのエラー発生率
が所定値になった時点で、そのときの光量よりも一定量
だけレーザダイオード１３ａから出力されるレーザ光の
光量を増加させ、この光量でディスク１１の通常の再生
を行なうように制御することができる。

【００３７】すなわち、ディスク１１を安定に再生する
ために必要な最小限のレーザ光の光量は、再生するディ
スク１１によってばらつきがある。このため、再生すべ
きディスク１１が光学式ディスク再生システムに装着さ
れた状態で、コントローラ２１が上記のような制御を行
なって、そのディスク１１を安定に再生するために必要
な最小限の光量を検索することにより、レーザダイオー
ド１３ａの寿命の劣化防止を図ることができる。

【００３８】また、上記実施例では、ディスクに記録さ
れたデジタルデータを、光学式ピックアップによって読
み取る光学式ディスク再生システムについて説明した
が、この発明は、例えばカード状記録媒体に記録された
デジタルデータを、光学式ピックアップを介して自動的
に読み取るようなシステム等にも、広く利用することが
できる。なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
発光素子の寿命を損なうことなく、しかも読み取りエラ
ーの発生頻度を低下させることができる極めて良好な光
学式データ読み取り装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光学式データ読み取り装置の一
実施例を示すブロック構成図。

【図２】同実施例の要部の詳細を示すブロック回路構成
図。

【符号の説明】

１１…ディスク、１２…ディスクモータ、１３…光学式
ピックアップ、１４…フォーカスエラー信号生成回路、
１５…駆動回路、１６…トラッキングエラー信号生成回
路、１７…切替スイッチ、１８…駆動回路、１９…信号
処理回路、２０…エラー検出回路、２１…コントロー
ラ、２２…電圧変換回路、２３…比較回路、２４…基準
レベル発生回路、２５…駆動回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 貴之 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−303744（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−232618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタルデータの記録された記録媒体
   に、光学式ピックアップを介して再生用レーザ光を照射
   することにより、該記録媒体から前記デジタルデータを
   読み取る光学式データ読み取り装置において、 前記光学式ピックアップで読み取られた前記デジタルデ
   ータにエラーが発生したことを検出する検出手段と、 この検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体上の
   エラー発生位置に前記光学式ピックアップを移動させ、
   前記記録媒体上のエラー発生領域から再度前記デジタル
   データの読み取りを行なうように、前記光学式ピックア
   ップを制御するピックアップ制御手段と、 前記光学式ピックアップの出力信号の振幅レベルを検出
   するレベル検出手段と、このレベル検出手段で検出され
   たレベルと基準レベルとのレベル差を得る比較手段と、
   この比較手段で得られたレベル差に基づいて前記光学式
   ピックアップから出力される再生用レーザ光の光量を変
   化させる駆動手段とを備え、前記ピックアップ制御手段
   により、前記光学式ピックアップが前記記録媒体上のエ
   ラー発生領域から前記デジタルデータの再度の読み取り
   を行なっている状態で、前記光学式ピックアップの出力
   信号の振幅レベルを高める方向に、該光学式ピックアッ
   プから出力される再生用レーザ光の光量を変化させ、前
   記エラー発生領域からの前記デジタルデータの再度の読
   み取りが終了された状態で、前記光学式ピックアップか
   ら出力される再生用レーザ光の光量を、該光学式ピック
   アップの出力信号の振幅レベルが低下する方向に順次変
   化させ、前記光学式ピックアップで読み取られた前記デ
   ジタルデータのエラー発生率が所定値に達した状態で、
   そのときに前記光学式ピックアップから出力されている
   再生用レーザ光の光量よりも、該光学式ピックアップの
   出力信号の振幅レベルが一定量だけ高められる方向に、
   前記光学式ピックアップから出力される再生用レーザ光
   の光量を変化させる光量制御手段とを具備してなること
   を特徴とする光学式データ読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記光学式ピックアップは、供給される
   電流の大きさに応じて発光量の変化する発光素子と、こ
   の発光素子から出力される光を前記記録媒体に照射する
   ように制御する光学系と、前記記録媒体からの反射光を
   受けて電気的信号に変換するフォトディテクタとを具備
   してなることを特徴とする請求項１記載の光学式データ
   読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記記録媒体は、ディスクであることを
   特徴とする請求項２記載の光学式データ読み取り装置。