JP4320615B2 - 光ディスクドライブ - Google Patents

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本発明は、複数種類の光ディスク記録媒体に対応した光ディスクドライブに関する。
光ディスク記録媒体には様々な種類のものがあるが、最近では特に、コンパクトディスク(CD)並びにDVDが広く使用されている。CDには、CD−ROM、CD−R、CD−RWなどをはじめとする多くの種類があり、また、DVDにも、DVD−ROM、DVD−R、DVD+R、DVD−RW、DVD+RW、DVD−RAMなどをはじめとする多くの種類がある。
異なった種類の光ディスク記録媒体は、記録面の構造及び/または記録材料が異なるため、光ディスクドライブの光ピックアップから射出される書込用レーザ光及び/または読出用レーザ光の波形特性(例えば、矩形パルス光のライズタイム、フォールタイム、オーバーシュート、リンギング、それに振幅など)は、書込/読出を行おうとする光ディスク記録媒体に適合したものでなければならない。ただし、CD及びDVDは、その種類にかかわらず物理的寸法が同一であるため、光ピックアップのアクセス方式や、光ピックアップから射出するレーザ光の波形特性などを変更可能にしておけば、同一の光ディスクドライブで複数種類の光ディスク記録媒体に対応することができる。そのため、例えばパーソナルコンピュータに用いる光ディスクドライブなどでは、複数種類のCDに対応した、或いは複数種類のDVDに対応した、マルチドライブと呼ばれる光ディスクドライブや、CDとDVDとの両方に対応した、コンボドライブと呼ばれる光ディスクドライブが広く使用されている。
マルチドライブやコンボドライブなどの、複数種類の光ディスク記録媒体に対応した光ディスクドライブでは、光ピックアップのレーザダイオードから、その光ディスクドライブに装填された光ディスク記録媒体の種類に適合した特性を有する書込用レーザ光及び/または読出用レーザ光を射出させる必要がある。そのために、最近では、光ディスクドライブに装填された光ディスク記録媒体の種類を自動判別する機能を備えた光ディスクドライブも市販されている。
また、光ディスクドライブのレーザダイオードが発する書込用レーザパルスの波形を整形するために、レーザダイオードに並列にスナバー回路を接続することや、そのスナバー回路の時定数を可変とすることが、特開昭64-55884号公報に開示されている。
特開昭64-55884号公報
光ディスクドライブの動作速度の高速化に対する要求はとどまることがない。光ディスクドライブの動作速度を高速化する際に問題となるのは、エラーレートの上昇である。エラーレートを許容範囲内に抑えるためには、書込/読出用レーザ光の波形特性を改善することが望まれ、特にマルチドライブやコンボドライブの場合には、書込/読出用レーザ光のパルス波形や振幅を、書込/読出を行おうとする光ディスク記録媒体によりよく適合したものにすることが望まれる。
本発明の目的は、複数種類の光ディスク記録媒体に対応した光ディスクドライブにおいて、書込/読出用レーザ光の波形特性を、書込/読出を行おうとする光ディスク記録媒体に、よりよく適合したものにすることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る複数種類の光ディスク記録媒体に対応した光ディスクドライブは、書込用レーザ光及び/または読出用レーザ光を射出するレーザダイオードを備えた光ピックアップと、前記レーザダイオードに、書込用レーザ光及び/または読出用レーザ光を射出させるための駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路と、前記レーザダイオードに並列に接続された時定数が可変のスナバー回路と、前記スナバー回路の時定数を制御するスナバー回路制御手段と、該光ディスクドライブに装填された光ディスク記録媒体の種類を判別するディスク判別手段と、該光ディスクドライブに装填された光ディスク記録媒体に対する書込ジッタを検出する書込ジッタ検出手段とを備え、前記スナバー回路制御手段が、前記スナバー回路の時定数を前記ディスク判別手段により判別された光ディスク記録媒体の種類に応じ時定数に設定し、且つ、その設定した時定数に対して前記書込ジッタ検出手段の検出結果に応じて調節を加えるようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、スナバー回路制御手段が、ディスク判別手段により判別された光ディスク記録媒体の種類、書込ジッタ検出手段の検出結果に応じて、スナバー回路の時定数を設定し、且つ、その設定した時定数に調節を加えることによって、書込用パルス波形のライズタイム、フォールタイム、リンギングの程度などを変化させることができ、それによって書込用レーザ光の波形特性を、書込を行おうとする光ディスク記録媒体に、よりよく適合したものとすることができる。また、スナバー回路制御手段が、ディスク判別手段により判別された光ディスク記録媒体の種類に応じて、スナバー回路の時定数を設定することによって、読出用レーザ光に重畳させる高周波成分の振幅を、読出を行おうとする光ディスク記録媒体に、よりよく適合したものとすることができる。
以下に本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態に係る光ディスクドライブの1つの構成例を示したブロック図であり、この図に示した光ディスクドライブ10は、DVD−ROM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RWなどの複数種類の光ディスク記録媒体に対応した装置である。光ディスクドライブ10は、光ピックアップ12を備えており、この光ピックアップ12は、書込用レーザ光や読出用レーザ光を発するレーザダイオード14を備えている。光ピックアップ12は、光ディスク記録媒体16の記録面16a上にレーザ光を照射すると共に、光ディスク記録媒体16からの戻り光を検出し、その戻り光からデータ信号、フォーカスエラー信号、及びトラッキングエラー信号を発生し、かかる機能を備えた光ピックアップは一般的に用いられているものである。
光ピックアップ12は、回折格子であるグレーティング20を備えており、レーザダイオード14から射出されたレーザ光は、このグレーティング20で回折して複数のビームに分割され、それらビームのうち、0次光及び±1次光の3つのビームが使用される。グレーティング20から出射したビームはハーフミラー22へ入射する。ハーフミラー22は、この入射ビームに対してビームスプリッタとして機能し、この入射ビームを反射ビームと透過ビームとに分割する。ハーフミラー22を透過したビームは受光素子24に入射し、この受光素子24は、レーザダイオード14の発光強度を検出する。
一方、ハーフミラー22で反射したビームは、4分の1波長板26を通過した後に、反射ミラー28で反射し、レンズ30、32へ入射する。レンズ30、32は、その入射ビームを集光して、光ディスク記録媒体16の記録面16aに照射する。光ディスク記録媒体16の記録面16aで反射したビームは、レンズ32、30を逆方向に通過して反射ミラー28で反射し、4分の1波長板26を通過してハーフミラー22へ入射する。この光ディスク記録媒体16からの戻り光ビームは、その大部分がハーフミラー22を透過するが、幾分かがハーフミラー22で反射し、グレーティング20を通過してレーザダイオード14へ入射する。こうしてレーザダイオード14へ入射する戻り光ビームは、レーザダイオード14の動作を不安定にすることがあるため、望ましいものではなく、これについては後に更に説明する。一方、ハーフミラー22を透過した戻り光ビームは、レンズ34で集光されて受光素子36へ入射し、この受光素子36は、読出時には光ディスク記録媒体16に記録されているデータを含むデータ信号を生成し、また、読出時と書込時とのいずれにおいても、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成する。
光ディスクドライブ10は更に、レーザダイオード駆動回路(LDD回路)40と、スナバー回路42とを備えている。レーザダイオード駆動回路40は、光ピックアップ12のレーザダイオード14に、書込用レーザ光や読出用レーザ光を射出させるための駆動電流を供給する回路である。スナバー回路42はレーザダイオード14に並列に接続されており、このスナバー回路42の主たる機能は、LDD回路18からレーザダイオード14へ供給されるパルス状の電流波形を整形することにあるが、この実施の形態においては、スナバー回路20は更にその他の機能も備えており、このスナバー回路42については後に更に詳しく説明する。
光ディスクドライブ10は更に、光ピックアップ14から出力される様々な信号に対して処理を施す信号処理部44と、光ディスク記録媒体16の種類を判別するディスク判別部46と、光ディスク記録媒体16に対する書込ジッタを検出する書込ジッタ検出部48と、それら信号処理部44、ディスク判別部46、書込ジッタ検出部48に接続され、各構成要素を制御するシステム制御部50と、システム制御部50から制御信号を受け取ってスナバー回路42を制御するスナバー回路制御部52とを備えている。
ディスク判別部46は、光ディスクドライブ10に装填された光ディスク記録媒体16が、例えばDVD−ROM、DVD±R、またはDVD±RWの何れに該当するかを判別する。このディスク判別部46は、例えば光ディスク記録媒体16に記録されているディスク情報を読み取ることで光ディスク記録媒体の種類を判別するものとすることもでき、或いは、光ピックアップ12によって検出された、レーザダイオード14の出力光の強度に対する光ディスク記録媒体16からの戻り光の強度の比に基づいて、その種類を判別するものとすることもできる。図1に、信号処理部44からディスク判別部46への矢印線が示されているのは、そのような実施の携帯とする場合に、ディスク判別部46が信号処理部44から受け取る信号に基づいてディスク判別を行うことを表したものである。
また、光ディスク記録媒体がカートリッジを備えたものである場合には、そのカートリッジの形状を幾何的に判別するように、このディスク判別部46を構成することもでき、更に、その他の構成とすることも可能である。ディスク判別部46は、判別した光ディスク記録媒体16の種類をシステム制御部48へ通知する。また、システム制御部48は、ディスク判別部46から通知された光ディスク記録媒体16の種類に応じて、LDD回路40及びスナバー回路制御部52を制御し、その制御の仕方については後述する。
LDD回路40は、光ディスク記録媒体16への書込時には、書込むデータで変調された略々矩形の電流パルスを光ピックアップ12のレーザダイオード14へ供給して、略々矩形の発光波形のレーザ光パルスをレーザダイオード14から射出させる。また、LDD回路40は、光ディスク記録媒体16からの読出時には、読出用レーザ光を射出させるための駆動電流をレーザダイオード14へ供給する。書込時の電流パルスの振幅は、光ディスク記録媒体16の種類に適合した振幅とする必要があり、この電流パルスの振幅は、光ディスク記録媒体の種類についての情報をディスク判別部46から受け取ったシステム制御部48によって制御される。また、読出時に供給する駆動電流のレベルも、光ディスク記録媒体16の種類に適合したレベルとする必要があり、この電流のレベルも、システム制御部48によって制御される。
LDD駆動回路40は更に、読出用レーザ光を出射させるための駆動電流に高周波を重畳させる高周波重畳手段を含んでいる。この種の高周波重畳手段は従来公知のものであり、例えばDD駆動回路40の出力部に介挿した高周波スイッチトランジスタ(不図示)などで構成される。そして、システム制御部48が、その高周波スイッチングトランジスタを制御して、書込時には、それを導通状態(オン状態)に維持して、スイッチング動作を行わせないようにする。一方、読出時には、その高周波スイッチングトランジスタを、数百MHzの高周波でオン・オフさせ、それによって読出用駆動電流に高周波成分を重畳させる。読出時に光ディスク記録媒体16からの戻り光ビームの一部がハーフミラー22(図1)で反射してレーザダイオード14へ入射すると、それによってレーザダイオード14の動作が不安定になるおそれがあったが、この高周波重畳を行うことによって、そのような事態を好適に防止することが可能となっている。
レーザダイオード14から出射するレーザ光パルスの波形は、レーザダイオード14を流れる電流パルスの波形に略々対応している。しかるに、LDD回路40からレーザダイオード14へ供給される電流パルスの波形は、各部の配線のインダクタンスなどのために理想的な矩形波の形状から逸脱しており、書込速度を高速化するほど、この波形の崩れは増大し、エラーレートを押し上げる原因となる。そのため、レーザダイオード14にに並列にスナバー回路42を接続することで、レーザダイオード14へ供給される電流パルスの波形を整形するようにしている。以下に、このスナバー回路42の2つの具体例について詳細に説明する。図2Aは、スナバー回路42の第1の具体例の詳細図であり、図2Bは、スナバー回路42の第2の具体例の詳細図である。
図2Aに示したスナバー回路42は、可変抵抗素子として使用されている電解効果トランジスタ(FET)62と、このFET62に直列に接続されたキャパシタ64とで構成された、直列CR回路である。この図2Aのスナバー回路42の時定数は、FET62の抵抗値とキャパシタ64の容量値とによって決まる。FET62の抵抗値は、このFET62のゲートに接続したスナバー回路制御部52によって制御されており、スナバー回路制御部52は更に、システム制御部50(図1)によって制御されている。
図2Bに示したスナバー回路42は、可変抵抗回路66と、この可変抵抗回路68に直列に接続されたキャパシタ68とで構成された、直列CR回路である。この図2Bのスナバー回路42の時定数は、可変抵抗回路66の抵抗値とキャパシタ68の容量値とによって決まる。可変抵抗回路66は、複数の抵抗器R1、R2、R3、…、Rnと、それら複数の抵抗器R1〜Rnの接続を切り替える回路切替手段70とで構成されている。回路切替手段70は、スナバー回路制御部52により制御されて複数の抵抗器R1〜Rnの接続を切り替えることで可変抵抗回路66の抵抗値を段階的に変化させるものである。図2Bには、この回路切替手段70を、多投スイッチの記号を用いて模式的に表してあるが、この回路切替手段70は、例えばスイッチング素子を組合せた電子回路などで構成することが好ましい。
図3は、光ディスクドライブ10に新たな光ディスク記録媒体16が装填されて、その光ディスクドライブ16に対する書込を初めて行うときに、システム制御部50がスナバー回路制御部52を制御して実行する、スナバー回路42の時定数の設定/調節動作を説明するためのフローチャートである。この動作を実行するために、システム制御部50には予め、第1FET62の抵抗値を、光ディスクドライブ10が対応可能な複数種類の光ディスク記録媒体の各々に適合した抵抗値にするための、スナバー回路制御部52に対する制御パラメータの値が格納されている。
図3に示したように、システム制御部50は、先ず、ディスク判別部46にディスク判別を行わせて、装填された光ディスク記録媒体16の種類についての情報を得る(S302)。次に、その光ディスク記録媒体16に対応した制御パラメータでスナバー回路制御部52を制御することで、スナバー回路42の時定数を、その光ディスク記録媒体16に適合した時定数に設定する(S304)。続いて、その光ディスク記録媒体16に対してテスト書込を行い、そのテスト書込における書込ジッタを書込ジッタ検出部48に検出させて、その検出結果を得る(S306)。次に、その書込ジッタの検出結果が、許容範囲内にあるか(即ち、書込ジッタが十分に小さいか)否かを判定し(S308)、それが許容範囲内にあったならば、スナバー回路42の時定数の設定/調節動作を終了する。
一方、書込ジッタの検出結果が許容範囲内になかったならば、スナバー回路制御部52を制御して、スナバー回路42の時定数に調節を加える(S310)。この調節は、例えば、スナバー回路42の時定数を所定幅だけ増減することなどによって行い、その際に、増加させるか減少させるかの判断は、レーザダイオード14へ供給される電流パルスの波形を検出して判断するようにしてもよく、或いは、取りあえず増加または減少させて、それによって書込ジッタが増大したならば、逆の方向へ変化させるようにするなど、任意の適当なアルゴリズムに従えばよい。次に、スナバー回路42の時定数を調節するためのループの回数が限度回数を超えたか否かを判定した上で(S312)、限度回数以内であったならば、テスト書込を行うステップ(S306)へループバックする。4つのステップ(S306〜S312)から成るループを繰り返すうちに、書込ジッタが許容範囲内になるか、または、ループ回数が限度を超えたならば、この設定/調節動作を終了する。
図4A〜図4Cは、書込時に、スナバー回路42の時定数が変化することによって、レーザダイオード14へ供給される電流パルスの波形がどのように変化するかを説明するための波形図である。図4Aはスナバー回路42の時定数を小さくした場合の波形を示しており、パルスの立上り及び立下りが急峻であることから分かるように、ライズタイム及びフォールタイムが短く、その一方で、オーバーシュート及びリンギングが大きい。図4Cはスナバー回路42の時定数を大きくした場合の波形を示しており、ライズタイム及びフォールタイムが長いが、オーバーシュート及びリンギングが小さい。図4Bはスナバー回路42の時定数をそれらの中間としたものであり、ライズタイム、フォールタイム、オーバーシュート、リンギングのいずれもが、両者の中間となっている。
既述のごとく、レーザダイオード14へ供給される電流パルスの波形は、レーザダイオード14から出射するレーザ光パルスの波形に対応しており、従って、レーザ光パルスの波形も、略々、図4A〜図4Cに示した波形となる。光ディスク記録においては、光ディスク記録媒体の種類によってレーザ光のパルス波形に対する要求が異なり、例えば、CD−Rや、DVD±Rでは、ライズタイム及びフォールタイムが短いことが最重要視され、CD−RWや、DVD±RWでは、オーバーシュートが小さいことが要求される。書込速度が上昇するにつれて、波形に対する要求が厳しくなる。また、記録材料の書込時の反応特性によっても、要求される波形特性は大きく異なり、将来、新たな記録材料が開発された場合には、これまでとは異なった波形特性が要求されることもあり得る。以上に説明した光ディスクドライブによれば、様々に異なる要求に幅広く応えることが可能となる。
図5A〜図5Cは、読出時に、スナバー回路42の時定数が変化することによって、レーザダイオード14へ供給される電流パルスの波形がどのように変化するかを説明するための波形図である。図から明らかなように、ディスク判別部46により判別された光ディスク記録媒体の種類に応じてスナバー回路42の時定数が変更されることによって、読出用駆動電流に重畳される高周波の振幅が制御されており、その高周波パルスの形状も変化している。図4Aはスナバー回路42の時定数を小さくした場合の波形を示しており、高周波パルスの立上り及び立下りが急峻であり、振幅が大きい。図4Cはスナバー回路42の時定数を大きくした場合の波形を示しており、高周波パルスの立上り及び立下りが緩やかであり、振幅が小さい。図4Bはスナバー回路42の時定数をそれらの中間としたものであり、波形特性は両者の中間となっている。
尚、読出用駆動電流に重畳する高周波パルスに関しては、光ディスク記録媒体の種類に応じて、その振幅を制御する必要がある。例えば、CD−RWや、DVD±RWなどの光ディスク記録媒体では、高周波パルスの振幅が大きすぎると、読出時に記録データが消去されてしまうことがあるため、CD−Rや、DVD±RWなどの光ディスク記録媒体からの読出を行うときよりも、高周波パルスの振幅を抑える必要がある。図1の光ディスクドライブ10においては、スナバー回路42の時定数を制御することで、高周波パルスの振幅の制御を容易に行うことができる。
図1のディスクドライブ10を使用し、図3のフローチャートで示した方法を採用した場合には、書込用レーザ光パルスの特性を光ディスク記録媒体の種類に適合させることができるばかりでなく、書込ジッタの検出を利用することにより、更に、同一種類の光ディスク記録媒体の各個体間のバラツキ(個体差)にも適合させることができるという点で、優れた効果を得ることができる。ただし、本発明は、図1のディスクドライブ10の構成に限られるものではなく、その他の様々な構成とすることも可能である。例えば、高周波重畳法を採用しない場合には、スナバー回路42に付設した第2FET66と、この第2FETを駆動するための高周波重畳用トランジスタ駆動回路54とは不要となる。

本発明の実施の形態に係る光ディスクドライブの1つの構成例を示したブロック図である。 図1に示したスナバー回路の第1の具体例の詳細図である。 図1に示したスナバー回路の第2の具体例の詳細図である。 図1に示したシステム制御部がスナバー回路制御部を制御して実行する、スナバー回路の時定数の設定/調節動作を説明するためのフローチャートである。 書込時に、スナバー回路の時定数が変化することによって、レーザダイオードへ供給される電流パルスの波形がどのように変化するかを説明するための波形図であり、時定数が小さいときの波形を示した図と、時定数が中程度のときの波形を示した図と、時定数が大きいときの波形を示した図である。 読出時に、スナバー回路の時定数が変化することによって、レーザダイオードへ供給される電流パルスの波形がどのように変化するかを説明するための波形図であり、時定数が小さいときの波形を示した図と、時定数が中程度のときの波形を示した図と、時定数が大きいときの波形を示した図である。
符号の説明
10……光ディスクドライブ、12……光ピックアップ、14……レーザダイオード、16……光ディスク記録媒体、40……レーザダイオード駆動回路(LDD回路)、42……スナバー回路、44……信号処理部、46……ディスク判別部、48……書込ジッタ検出部、50……システム制御部、52……スナバー回路制御部、54……高周波重畳用トランジスタ駆動回路、62……電解効果トランジスタ、64……キャパシタ、66……可変抵抗回路、68……キャパシタ、70……回路切替手段、R1〜Rn……抵抗器。

Claims (6)

  1. 複数種類の光ディスク記録媒体に対応した光ディスクドライブにおいて、
    書込用レーザ光及び/または読出用レーザ光を射出するレーザダイオードを備えた光ピックアップと、
    前記レーザダイオードに、書込用レーザ光及び/または読出用レーザ光を射出させるための駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路と、
    前記レーザダイオードに並列に接続された時定数が可変のスナバー回路と、
    前記スナバー回路の時定数を制御するスナバー回路制御手段と、
    該光ディスクドライブに装填された光ディスク記録媒体の種類を判別するディスク判別手段と、
    該光ディスクドライブに装填された光ディスク記録媒体に対する書込ジッタを検出する書込ジッタ検出手段とを備え、
    前記スナバー回路制御手段が、前記スナバー回路の時定数を前記ディスク判別手段により判別された光ディスク記録媒体の種類に応じ時定数に設定し、且つ、その設定した時定数に対して前記書込ジッタ検出手段の検出結果に応じて調節を加えるようにした、
    ことを特徴とする光ディスクドライブ。
  2. 前記スナバー回路が、前記スナバー回路制御手段により制御される可変抵抗素子と、該可変抵抗素子に直列に接続された容量素子とを含んでいることを特徴とする請求項1記載の光ディスクドライブ。
  3. 前記可変抵抗素子がトランジスタから成ることを特徴とする請求項2記載の光ディスクドライブ。
  4. 前記スナバー回路が、前記スナバー回路制御手段により制御される可変抵抗回路と、該可変抵抗回路に直列に接続された容量素子とを含んでいることを特徴とする請求項1記載の光ディスクドライブ。
  5. 前記可変抵抗回路が、複数の抵抗器と、前記スナバー回路制御手段により制御されて前記複数の抵抗器の接続を切り替えることで該可変抵抗回路の抵抗値を段階的に変化させる回路切替手段とを含むことを特徴とする請求項4記載の光ディスクドライブ。
  6. 前記レーザダイオード駆動回路及び前記光ピックアップが、前記レーザダイオードから書込用レーザ光と読出用レーザ光とを選択的に射出させるように構成されており、
    前記レーザダイオード駆動回路が、読出用レーザ光を出射させるための駆動電流に高周波を重畳させる高周波重畳手段を含んでおり、
    前記ディスク判別手段により判別された光ディスク記録媒体の種類に応じて前記スナバー回路の時定数が変更されることで、読出用レーザ光を出射させるための駆動電流に重畳される高周波の振幅が制御されるようにした、
    ことを特徴とする請求項1記載の光ディスクドライブ。
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