JP3838043B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザパワーの設定を最適に制御を行なう光ディスク装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えばMD(ミニディスク)のような光ディスクに記録再生を行なう光ディスク装置が知られている。これは、記録時には高出力のレーザ光をディスクに照射して光磁気記録を行ない、再生時には低出力のレーザ光をディスクに照射し、ディスク上に記録されているデータ(符号化された音声などの情報信号)により変調された反射光を受光素子で受光してデータの内容を検出するものである。
【0003】
以下、従来の光ディスク装置について、MDを例に、図面を参照しながら説明する。図3は、従来例における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図3において、光ピックアップ41は、レーザダイオード42,信号検出用のフォトダイオード43,モニター用のフォトダイオード44,検出用抵抗45から構成されており、レーザダイオード42のカソード,フォトダイオード43のアノードは接地され、フォトダイオード44は、カソードが電源に接続されアノードが抵抗45を介して接地されている。レーザダイオード42から出射されたレーザ光は、ディスク46で反射されフォトダイオード43で受光される。また、レーザダイオード42から出射されたレーザ光の一部は、ディスク46に関係なく直接フォトダイオード44で受光される。
【0004】
PNP型トランジスタ47は、エミッタが電源に接続されコレクタがレーザダイオード42のアノードに接続される。
【0005】
演算増幅器(OP)48は電流電圧変換を行うものであり、その反転入力端子はフォトダイオード43のカソードに、非反転入力端子はDC電圧源49に接続されている。DC電圧源49は、例えば電源電圧の1/2の電圧に設定されている。演算増幅器48の出力用端子50と反転入力端子は抵抗51を介して接続されている。
【0006】
設定電圧発生回路52は、レーザパワーを設定するDC電圧を出力するものであり、例えば、レーザパワーの設定値に応じたパルス幅変調波形を平滑した電圧を出力するように構成されている。なお再生時には設定電圧発生回路52からは低い電圧が出力され、記録時には再生時の数倍ないし約10倍の電圧が出力される。
【0007】
演算増幅器53は、非反転入力端子はフォトダイオード44のアノードに接続され、反転入力端子は設定電圧発生回路52の出力に接続されている。演算増幅器53の出力は抵抗54を介してトランジスタ47のベースに接続されている。
【0008】
このように構成された従来例における光ディスク装置の動作を説明すると、レーザダイオード42から出射されたレーザ光はディスク46を照射し、その反射光がフォトダイオード43に受光され電流に変換される。さらにこの変換された電流は演算増幅器48と抵抗51で電流電圧変換され端子50に出力される。この際、ディスク46からの反射光に含まれるデータ信号あるいはサーボ系信号が端子50に出力される。なお通常は、反射光に含まれるデータ信号やサーボ系信号は、それぞれ専用のフォトダイオードおよび電流電圧変換回路で再生される場合が多いが、何れも周知の技術なので説明を割愛する。
【0009】
一方レーザダイオード42から出射されたレーザ光の一部はフォトトランジスタ44で受光されることにより、抵抗45の両端にはレーザダイオード42のレーザパワーに比例した電圧が出力される。抵抗45の両端電圧と設定電圧発生回路52の出力電圧との誤差が0になるように演算増幅器53,抵抗54,トランジスタ47が構成されているので、レーザダイオード42に負帰還がかかりレーザダイオードのレーザパワーがコントロールされる。
【0010】
このように、レーザダイオード42のレーザパワーは設定電圧回路52の出力電圧に比例関係する。
【0011】
再生時の場合は設定電圧発生回路52の出力電圧が低いので、レーザダイオード42のレーザパワーは低い。記録時は再生時に比べて、レーザパワーが数倍から約10倍になるように設定電圧発生回路52の出力電圧が設定されている。
【0012】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、再生時のように低いレーザパワーを微調整しようとした場合、設定電圧の精度を充分に確保しなければならないという問題がある。特に設定電圧発生回路52をパルス幅変調やDAコンバータで構成している場合、再生用のレーザパワーに対する調整分解能が相対的に粗くなり、装置の性能が低下するという事態が生じる。これに対し低出力の調整分解能を重視するとレーザパワーの最大出力が制限され、またレーザパワーの最大出力と調整分解能との両立を図ろうとすると、ビット数が増え、コストが上昇したり高いクロック周波数が必要になるという問題があった。
【0013】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、記録時のような高出力の場合や再生時のような低出力の場合で、それぞれ最適なレーザパワー設定が可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光ディスク装置は、レーザパワーを設定する設定電圧を発生する設定電圧発生回路と、基準電圧を発生する基準電圧源と、設定電圧が基準電圧より低い場合は設定電圧を第1の利得で増幅して第1の変換電圧を出力し、設定電圧が基準電圧より高い場合は第1の利得より高利得である第2の利得で設定電圧を増幅して第2の変換電圧を出力する折線型増幅回路と、第1あるいは第2の変換電圧に比例したレーザパワーを発生してディスクを照射するレーザ光発生回路とを備える。
【0015】
この構成によれば、レーザパワーの最大出力値を低下させることなく、低出力におけるレーザパワーの調整精度が向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の発明は、レーザパワーを設定する設定電圧を発生する設定電圧発生回路と、基準電圧を発生する基準電圧源と、前記設定電圧が前記基準電圧より低い場合は前記設定電圧を第1の利得で増幅して第1の変換電圧を出力し、前記設定電圧が前記基準電圧より高い場合は前記第1の利得より高利得である第2の利得で前記設定電圧を増幅して第2の変換電圧を出力する折線型増幅回路と、前記第1あるいは第2の変換電圧に比例したレーザパワーを発生してディスクを照射するレーザ光発生回路とを備えたものである。
【0017】
この構成によれば、折線型増幅回路は、低利得領域と高利得領域とを有するので、レーザパワーの最大出力値を低下させることなく、低出力におけるレーザパワーの調整精度が向上する。
【0018】
また、本発明の第2の発明は、上記発明に加え、折線型増幅回路は、第1の変換電圧が再生用のレーザパワーに対応するように第1の利得が設定され、第2の変換電圧が記録用のレーザパワーに対応するように第2の利得が設定され、また、第1と第2の利得の比がほぼ再生と記録のレーザパワーの比になるように各利得が設定されたことを特徴とする。
【0019】
この構成によれば、記録時のレーザパワーの最大出力値を低下させることなく、再生時のレーザパワーの調整精度が向上する。
【0020】
また、本発明の第3の発明は、上記発明に加えて、基準電圧源の基準電圧を電源電圧の1/2に設定することにより、基準電圧を新規に生成することなく光ディスク装置で通常用いられている既存の電圧を流用できるので、装置の複雑化やコストアップを防ぐことができる。
【0021】
また、本発明の第4の発明は、上記発明に加えて、設定電圧発生回路が発生する設定電圧が電源電圧に比例し、電源電圧源の基準電圧が電源電圧の1/2に設定され、レーザーパワーに比例したモニター電圧を発生するモニター回路を有し、そのモニター電圧が電源電圧にほぼ比例した値を出力するように設定されているものである。
【0022】
この構成によれば、据置型光ディスク装置とポータブル型光ディスク装置のように、電源電圧の大きく異なるシステムでも装置(あるいは回路)を共用化することができる。
【0023】
以下、本発明の実施の形態について、MDを一例に、図面を参照しながら説明する。
【0024】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図1において、光ピックアップ1は、レーザダイオード2,信号検出用のフォトダイオード3,モニター用のフォトダイオード4,検出用抵抗5から構成されており、レーザダイオード2のカソード,フォトダイオード3のアノードは接地され、フォトダイオード4は、カソードが電源(Vcc)に接続されアノードが抵抗5を介して接地されている。レーザダイオード2から出射されたレーザ光は、ディスク6で反射されフォトダイオード3で受光される。また、レーザダイオード2から出射されたレーザ光の一部は、ディスク6に関係なく直接フォトダイオード4で受光される。
【0025】
PNP型トランジスタ7は、エミッタが電源(Vcc)に接続されコレクタがレーザダイオード2のアノードに接続される。
【0026】
演算増幅器8は電流電圧変換を行うものであり、反転入力端子はフォトダイオード3のカソードに、非反転入力端子はDC電圧源9に接続されている。DC電圧源9は、例えば電源(Vcc)の1/2の電圧に設定されている。演算増幅器8の出力用端子10と反転入力端子は抵抗11を介して接続されている。なお通常は、反射光に含まれるデータ信号やサーボ系信号は、それぞれ専用のフォトダイオードおよび電流電圧変換回路で再生される場合が多いが、何れも周知の技術なので説明を割愛する。
【0027】
演算増幅器12は、非反転入力端子がフォトダイオード4のアノードに接続され、出力が抵抗13を介してトランジスタ7のベースに接続されている。
【0028】
設定電圧発生回路14は、レーザパワーを設定するDC電圧を出力するものであり、例えばレーザパワーの設定値に応じたパルス幅変調波形を平滑した直流電圧を出力するように構成されている。
【0029】
基準電圧源15は基準電圧(Vref)を発生する。
【0030】
折線型増幅回路16は、設定電圧発生回路14の出力電圧を変換するものであり、演算増幅器17,18,19、抵抗20,21,22,23,24,25,26、ダイオード27から構成されている。なお、28,29,30,31は、折線型増幅回路16における端子である。
【0031】
折線型増幅回路16の各構成を具体的に説明すると、演算増幅器17の反転入力端子は抵抗20,21および端子28を介して設定電圧発生回路14の出力端子に接続され、抵抗23は演算増幅器17の反転入力端子と出力端子31間に接続され、抵抗24は端子31と演算増幅器18の反転入力端子間に接続され、抵抗25は電源(Vcc)と演算増幅器18の反転入力端子間に接続され、抵抗26は演算増幅器18の反転入力端子と出力端子30間に接続されている。また抵抗22は、抵抗20,21の接続点と演算増幅器19の反転入力端子間に接続され、ダイオード27は、アノードが演算増幅器19の出力端子にカソードが反転入力端子に接続されている。
【0032】
端子30は演算増幅器12の反転出力端子に接続され、基準電圧源15は端子29を介して、演算増幅器17,18,19の各非反転入力端子に接続されている。
【0033】
この構成により、演算増幅器17と抵抗20,21,22,23は反転増幅器を構成し、演算増幅器18と抵抗24,26は反転増幅器を構成し、演算増幅器19とダイオード27は理想ダイオードを構成することは明かである。なお抵抗20,21,22,23,24,25,26の抵抗値は、それぞれR1,R2,R3,R4,R5,R6,R7とする。
【0034】
このように構成された光ディスク装置装置の動作について、図2を参照しながら説明する。
【0035】
図2は本発明の実施の形態1における光ディスク装置の動作説明図であり、同図(1)は、端子28に入力した設定電圧に対する端子31,端子30の電圧をそれぞれ折線a,bで表したものであり、同図(2)は設定電圧に対するレーザダイオード2のレーザパワーを表したものである。
【0036】
まず、折線型増幅回路16の動作を説明する。端子28における設定電圧が基準電圧Vrefと等しい場合は、演算増幅器17,19の動作により端子31の出力電圧もVrefである。
【0037】
端子28における設定電圧がVrefより低い場合は、演算増幅器19の反転入力端子の電圧はVrefにクランプされる。従って演算増幅器17の入力抵抗の合成値は(R1+R2+R1・R2/R3)であり、端子31電圧利得は、−R4/(R1+R2+R1・R2/R3)である。
【0038】
次に端子28における設定電圧がVrefより高い場合は、演算増幅器19の反転入力端子の電圧はオープン状態となる。従って演算増幅器17の入力抵抗の合成値は(R1+R2)であり、端子31の電圧利得は、−R4/(R1+R2)となる。ここでR1,R2,R3,R4の値を選ぶことにより端子31の出力電圧は、図2の(1)における折線aを示す。
【0039】
さらに増幅器18と抵抗24,26は−R7/R5の電圧利得を示すので、R5,R6,R7の値を選ぶことにより、端子30の出力電圧は図2の(1)における折線bに示すごとく、設定電圧0Vでは端子30の出力電圧が0Vとなり、設定電圧がVref以上では端子30の出力電圧の変化が増大する折線特性を示す。
【0040】
さて、レーザダイオード2から出射されたレーザ光はディスク6を照射し、反射光がフォトダイオード3に受光され電流に変換される。さらにこの変換された電流は演算増幅器8と抵抗11で電流電圧変換され端子10に出力される。この際、ディスク6からの反射光に含まれるデータ信号あるいはサーボ系信号が端子10に出力される。なお通常は、反射光に含まれるデータ信号やサーボ系信号は、それぞれ専用のフォトダイオードおよび電流電圧変換回路で再生される場合が多いが、何れも周知の技術なので説明を割愛する。
【0041】
一方レーザダイオード2から出射されたレーザ光の一部はフォトトランジスタ4で受光されることにより、抵抗5の両端にはレーザダイオード2のレーザパワーに比例した電圧が出力される。抵抗5の両端電圧と端子30の電圧との誤差が0になるように演算増幅器12,抵抗13,トランジスタ7が構成されているので、レーザダイオード2に負帰還がかかりレーザダイオードのレーザパワーがコントロールされる。このように、レーザダイオード2のレーザパワーは端子30の電圧に比例する。
【0042】
なお、抵抗5の抵抗値を大きくすると演算増幅器12の非反転入力端子の電圧が上昇するのでレーザパワーが減少し、抵抗値を小さくするとレーザパワーが増大する。すなわち抵抗5の値によりレーザパワーの出力感度が増減する。端子電圧30の出力電圧に対するレーザパワーの出力感度は、抵抗5の値により予め調整されている。
【0043】
この結果を図2の(2)示す。すなわち、設定電圧0Vではレーザパワーが0Wとなり、設定電圧がVref以上ではレーザパワーの変化が増大する折線特性を示す。
【0044】
このように本実施の形態によれば、設定電圧発生回路14から出力される設定電圧がVrefより低い場合はレーザダイオード2のレーザパワーの変化が小さいので、低いレーザパワーにおいて設定電圧を変化させたときにレーザパワーが相対的に大きく変化してしまうという不都合を防止できる。
【0045】
(実施の形態2)
次に本発明の実施の形態2における光ディスク装置を、同じく図1,2を参照しながら説明する。
【0046】
図1において、設定電圧=Vccにおける端子30の出力電圧が、設定電圧=Vrefの場合の出力電圧に比べ、少なくとも数倍から約10倍になるように、抵抗20,21,22,23,24,25,26の各抵抗値が予め設定されている。さらに、設定電圧がVrefのときレーザダイオード2から出射されるレーザパワーが再生用レーザパワーよりやや大きくなるように、抵抗5の抵抗値が設定されている。その他は、実施の形態1で説明した構成と同一であり詳細な説明を省略する。
【0047】
このような構成において、設定電圧Vccにおける端子30の出力電圧は、設定電圧Vrefの場合に比べ少なくとも数倍から約10倍なので、レーザダイオード2から出射されるレーザパワーについても、設定電圧Vccの場合には設定電圧Vrefの場合に比べ、数倍から約10倍となる。
【0048】
ところで、MDのように記録再生を行なう光ディスク装置においては、再生時のレーザパワーに対し記録時のレーザパワーは数倍から約10倍である。したがって、設定電圧がVref以下においてレーザダイオード2は再生用の低いレーザパワーを出射し、設定電圧がVref以上においてレーザダイオード2は記録用の高いレーザパワーを出射する。
【0049】
このように本実施の形態によれば、記録用と再生用のレーザパワーを実現しようとする場合、それぞれ専用の装置を設けることなく、再生時には低いレーザパワーの調整をきめ細かく行うことができ、記録時には高出力のレーザパワーを出射することができる。
【0050】
なお、図1の抵抗20,21,22,23,24,25,26の各抵抗値を適当に選択することにより、設定電圧発生回路14の設定電圧がVrefより低い場合と高い場合におけるレーザダイオード2が出射するレーザパワーの変化の比率が、ほぼ再生時と記録時のレーザパワーの比になるように設定してもよい。この場合、Vref以下の設定電圧における再生用レーザパワーと、Vref以上の設定電圧における記録用レーザパワーについて、それぞれ設定電圧の変化に対するレーザパワーの相対的な変化率を近づけることができ、設定電圧発生回路14の制御方法がシンプルになる。
【0051】
(実施の形態3)
次に本発明の実施の形態3における光ディスク装置を、同じく図1,2を参照しながら説明する。
【0052】
図1において、電圧源15から出力される基準電圧Vrefは、電源(Vcc)の1/2の電圧に設定されている。その他は、実施の形態1で説明した構成と同一であり詳細な説明を省略する。
【0053】
一般にMDのような光ディスク装置では、DC電圧源9のような電源電圧の1/2の電圧が広く使用されている。
【0054】
本実施の形態によれば、電源(Vcc)の分圧等によって基準電圧Vrefが容易に生成できる上、DC電圧源9など他の回路と共用化することができ、装置の合理化と安定化を図ることができる。
【0055】
ここで一例として、Vcc=2V、Vref=1V、R1=130Ω、R2=70Ω、R3=7Ω、R4=150Ω、R5=R7=9、R6=10Ω、端子30の出力電圧1Vあたりレーザダイオード2のレーザパワー出力が10mW、記録用レーザパワーが4.5mW、再生用レーザパワーが0.6mWとなる光ディスク装置を想定してみる。
【0056】
これらの条件を図2の(1),(2)に当てはめてみると、設定電圧0において端子30の出力電圧は0V,レーザパワー0Wであり、設定電圧1V(Vref)において端子30の出力電圧は0.1V,レーザパワー1mWであり、設定電圧2V(Vcc)において端子30の出力電圧は0.85V,レーザパワー8.5mWとなる。
【0057】
また、設定電圧0.6Vにおいて端子30の出力電圧は0.06V,レーザパワーは0.6mWであり、設定電圧1.467Vにおいて端子30の出力電圧は0.45V,レーザパワーは4.5mWとなる。
【0058】
さらに上記の状況において、再生用および記録用レーザパワーの各設定電圧付近で設定電圧を0.1V変化させると再生用レーザパワーは0.1mW変化し、記録用レーザパワーは0.75mW変化する。当初に設定されたレーザパワーに対する変化率で比較すると、再生用レーザパワーも記録用レーザパワーも共に、約17%/0.1Vとなる。
【0059】
このように本実施の形態によれば、設定電圧が0,Vref,Vccに極端に近づかないような範囲で再生用と記録用のレーザパワーをそれぞれ設定できるので、広範囲のレーザパワーの調整が容易となる。さらに設定電圧の変化に対するレーザパワーの変化率も再生と記録でほぼ同等になるので、レーザパワーの調整の方法が普遍的でシンプルとなる。
【0060】
(実施の形態4)
次に本発明の実施の形態4における光ディスク装置を、同じく図1,2を参照しながら説明する。
【0061】
図1において、設定電圧発生回路14は、ディジタル設定値に応じたパルス幅変調波が生成され、これを平滑した設定電圧を出力するものである。その他は、実施の形態1で説明した構成と同一であり詳細な説明を省略する。
【0062】
一般にパルス幅変調波形は、波高値が電源電圧(Vcc)となる関係上、平滑して出力される設定電圧は電源電圧(Vcc)に比例するという特性を有する。従って同一のディジタル値に対し、設定電圧、基準電圧(Vref)、端子30の出力電圧は電源電圧(Vcc)に比例する。
【0063】
ところが、抵抗5は電源電圧に比例した抵抗値に再設定することにより、演算増幅器12の両入力端子は電源電圧に比例して増減するものの電圧差が生じない。換言すれば異なる電源電圧においても、ディジタル設定値に対するレーザパワーが変化しない。
【0064】
なお、抵抗5は、電源電圧に応じた複数の抵抗値をスイッチ等を用いて切換えるように構成してもよい。
【0065】
本実施の形態によれば、抵抗5を電源電圧に比例する抵抗値に再設定することで、高電源電圧で使用される据置型光ディスク装置や、低電源電圧で使用されるポータブル型光ディスク装置において、装置をほとんど共用化できる利点がある。
【0066】
なお、上記各実施の形態において、光ディスク装置として、MDを例に説明したが、他の光ディスクを用いたものでも良いことは言うまでもない。
【0067】
【発明の効果】
以上のように、レーザパワーを設定する設定電圧を発生する設定電圧発生回路と、基準電圧を発生する基準電圧源と、設定電圧が基準電圧より低い場合は設定電圧を第1の利得で増幅して第1の変換電圧を出力し、設定電圧が基準電圧より高い場合は第1の利得より高利得である第2の利得で設定電圧を増幅して第2の変換電圧を出力する折線型増幅回路と、第1あるいは第2の変換電圧に比例したレーザパワーを発生してディスクを照射するレーザ光発生回路とを備え、さらに、折線型増幅回路は、第1の変換電圧が再生用のレーザパワーに対応するように第1の利得が設定され、第2の変換電圧が記録用のレーザパワーに対応するように第2の利得が設定され、また、第1と第2の利得の比がほぼ再生と記録のレーザパワーの比になるように各利得が設定されたことにより、記録時のレーザパワーの最大出力値を低下させることなく、再生時の低出力レーザパワーの調整精度が向上する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における光ディスク装置の構成を示すブロック図
【図2】同光ディスク装置の動作を説明する折線型増幅回路の特性図
【図3】従来例の光ディスク装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 光ピックアップ
2 レーザダイオード
3,4 フォトダイオード
5,11,13,20〜26 抵抗
6 ディスク
7 トランジスタ
8,12,17〜19 演算増幅器
9,15 電圧源
10,28,29,30,31 端子
14 設定電圧発生回路
16 折線型増幅回路
27 ダイオード
Claims (3)
- 基準電圧を発生する基準電圧発生源と、
再生用のレーザパワーを設定し且つ前期基準電圧より低い第1の設定電圧と、記録用のレーザパワーを設定し且つ前期基準電圧より高い第2の設定電圧とを発生する設定電圧発生回路と、
前記第1の設定電圧を第1の利得で増幅して再生用のレーザパワーに対応する第1の変換電圧を出力し、前記第1の利得より高利得である第2の利得で前記第2の設定電圧を増幅して記録用のレーザパワーに対応する第2の変換電圧を出力する折線型増幅回路と、
前記第1あるいは第2の変換電圧に比例したレーザパワーを発生してディスクを照射するレーザ光発生回路とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。 - 折れ線型増幅回路は、第1と第2の利得の比が、ほぼ再生と記録のレーザパワーの比になるように、各利得が設定されたことを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
- 基準電圧減の基準電圧が、電源電圧の1/2に設定されたことを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
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