JP4462686B2 - 受光装置、光ピックアップ装置、情報再生/記録装置および情報処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、受光装置、光ピックアップ装置、情報再生/記録装置および情報処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスクの記録情報を再生する情報再生装置は、例えば、特開平11−162003号公報に開示されている。この開示技術は、光ディスクに光を照射して、その反射光を複数の受光素子で分割して受光し、各受光素子から得られた電流信号をそのまま加算器で加算した後、I/V変換器で電流/電圧(I/V)変換するものである。
【0003】
かかる技術では、受光素子と同一パッケージ内にアンプを搭載するようにして、受光素子のほかにI/V変換器も光ピックアップ装置に搭載しているので、光ディスクの再生信号は、光ピックアップ装置と信号線で接続された回路基板までは、比較的ノイズに強い電圧信号で例えば数十cm前後引き回すことができるため、ノイズの影響に対して強いということがいえる。
【0004】
また、複数の受光素子の各出力信号を加算してRF信号とする加算器も、光ピックアップ装置に搭載しているので、この点でもノイズの影響に対して強い。すなわち、複数の受光素子が出力する各出力信号の加算演算を、光ピックアップ装置と別体の回路基板で行う場合、各受光素子の出力信号を電圧に変換した後、この変換後の各電圧信号を複数本(例えば4本)の信号線で長い配線距離を引き回して、光ピックアップ装置とは別体の回路基板に入力させる必要があるので、その信号線1本当たりに重畳されるノイズをNとすると、加算器での加算後の電圧信号に重畳されているノイズは、N×√4=2×Nとなる。これに対し、前記のように光ピックアップ装置上で各電圧信号を加算した後、信号線を介して回路基板に出力するようにすれば、重畳されるノイズは信号線1本分のNで済むこととなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平11−162003号公報に開示の技術においては、回路のダイナミックレンジに関して以下のような不具合がある。すなわち、RF信号は各受光素子の出力信号の加算信号なので、各受光素子の出力の複数倍(一般的な光学系の場合、RF信号は4分割された受光素子の出力を加算するため、4倍)の信号レベルになる。したがって、RF信号をダイナミックレンジ一杯に出力範囲を設定しても、各受光素子の出力信号の範囲は、その1/4までしか使えないことになる。各受光素子の出力は、通常は、ピックアップ装置の動きを制御するサーボ信号の生成にも用いられるため、帯域が低く、ノイズには比較的強い。とはいえ、信号成分は小さく、受光素子の更なる増加や、光ディスクの読取速度の高速化により、サーボ信号もノイズの影響が問題になる。
【0006】
DVD−Rディスクへの情報の記録を例にすると、情報の0に相当するスペースの記録の際における光量に比べ、情報の1にあたる記録マークを形成するために光量は、その10倍以上にもなる。この記録マークの形成の際における大光量に対するRF信号の出力を飽和させないようにすると、スペースの記録の際における各受光素子の出力のダイナミックレンジは、RF信号の約1/40しか取れないことになる。
【0007】
すなわち、各受光素子の出力信号を加算してRF信号とする加算器をピックアップ装置に内蔵することで、各受光素子の出力信号を小さく制限してしまうことになるという不具合がある。
【0008】
次に、別の課題について説明する。ピックアップ装置から出力されるRF信号の伝送路となる信号線でのノイズを抑制する手段として、RF信号と極性が反対の信号を同時に伝送し(差動出力)、受信端で差分をとることにより、両者に重畳した同相成分のノイズを除去することが行われている。本明細書では、RF信号の相補信号をRF−と呼ぶことにする。一般的な差動出力は、RF信号を特定の基準電圧Vrefから+側の信号とした場合、RF−は基準電圧Vrefを基準にRF信号を反転させ極性を逆にした信号とする。または、各受光素子の出力を加算するときに同時に基準電圧Vrefを基準に反転させる。この場合、RF−の出力電圧が基準電圧Vrefからマイナス側になるため、ダイナミックレンジが2倍必要となってしまうという不具合がある。
【0009】
この発明の目的は、個々の受光素子から出力される信号、および、その信号を電圧信号に変換し、加算した後の信号のいずれも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることである。
【0010】
この発明の別の目的は、ダイナミックレンジを広げることなく、各受光素子から出力される信号を電圧信号に変換し、加算した後の信号と、その相補信号とで、同相ノイズを除去できるようにすることである。
【0011】
この発明の別の目的は、このような同相ノイズの除去を、低製造コストで実現できるようにすることである。
【0012】
この発明の別の目的は、前記のような同相ノイズの除去を、信号の遅延が少なく、完成度の高い相補信号を用いて行えるようにすることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスクからの反射光を受光する、複数に分割された受光素子と処理回路とを備えている受光装置において、前記処理回路は、前記各受光素子の出力する電流信号を電圧信号へ変換する変換器と、前記変換器の出力する電圧信号の加算を行うと共に、加算後の前記電圧信号の信号レベルを加算前の前記電圧信号の信号レベルと同程度に戻す減衰を行い、前記光ディスクの情報を再生するためのRF信号を、直流成分を含んだまま出力する第1の演算器と、前記RF信号と基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性を有する電圧信号の電圧レベルを、電圧αだけシフトした相補信号を生成する第2の演算器とを有し、前記第2の演算器の電圧αは固定電圧であり、かつ前記RF信号と前記相補信号との出力の差分が、前記RF信号と前記基準電圧との出力の差分の2倍よりも小さくなる方向に相補信号の出力をシフトさせることを特徴とする。
【0014】
したがって、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算された信号は減衰されて信号処理回路から出力されるので、この出力される信号のダイナミックレンジに制限されて、個々の受光素子から出力される信号の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号の両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。なお、信号を減衰させる程度としては、例えば、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算され減衰された後の信号と、単一の受光素子から出力されて電圧信号へ変換されただけの信号との信号レベルがほぼ同一程度になるように行うのが望ましい。
【0016】
したがって、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号のみならず、信号処理回路から出力される信号の同窓信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【0018】
したがって、信号処理回路から出力される信号と、その相補信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることが可能となるので、ダイナミックレンジを広げることなく、信号処理回路から出力される信号とその相補信号とで、同相ノイズを除去することができる。
【0019】
本発明は、前記の受光装置において、前記第2の演算器は、前記RF信号から、前記RF信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性の信号を生成する反転回路と、前記反転回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路とで構成されることを特徴とする。
【0021】
本発明は、前記の受光装置において、前記第2の演算器は、前記変換器の出力する電圧信号から、前記RF信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆の信号を生成する反転加算回路と、前記反転加算回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路と、前記シフト回路の出力を前記RF信号と同じ振幅特性に減衰させる減衰回路とで構成されることを特徴とする。
【0023】
本発明は、前記の受光装置において、前記変換器の各出力と、前記第1の演算器の出力する前記RF信号と、前記第2の演算器の出力する前記相補信号とを、外部に出力する端子部を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記の受光装置において、対象物に光を照射する光源と、その反射光を分割して受光する前記受光素子と、前記処理回路を一体に備えたことを特徴とする。
【0025】
本発明は、前記の受光装置を搭載した光ピックアップ装置である。
【0026】
したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
【0027】
本発明は、前記の光ピックアップ装置を搭載した情報再生/記録装置である。
【0028】
したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
本発明は、前記の情報再生/記録装置を搭載した情報処理装置である。したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
【0029】
【発明の実施の形態】
[発明の実施の形態1]
この発明の一実施の形態を発明の実施の形態1として説明する。
【0030】
図1は、この発明の実施の形態1である光ディスクドライブ装置1の概略構成を示すブロック図である。この光ディスクドライブ装置1は、この発明の情報再生/記録装置を実施するもので、光学的にその記録情報の再生を行うことができる記憶媒体、この例では光ディスク2に記録されている情報を再生する装置である。
【0031】
図1に示すように、光ディスク2は、図示しない駆動系で回転する。光ピックアップ装置3は、光源4、所定の光学系5および信号処理部6を備えている。光源4は対象物である光ディスク2に光を照射し、その光を光学系5を介して、光ディスク2上に集光する。信号処理部6は、光ディスク2からの反射光を受光し、電気信号に変換して光ピックアップ装置3外に出力する。移動装置7は、光ピックアップ装置3を移動して、光ピックアップ装置3から照射された光を、光ディスク2上の所望の位置に移動する。
【0032】
回路基板8は、光ピックアップ装置3とは別体に光ディスクドライブ装置1に固定して設けられ、光ピックアップ装置3と信号の授受を行う伝送路となる信号線で接続されている。この回路基板8上に実装された回路により、光源4の出力を制御する光出力制御手段9と、信号処理部6からのRF信号、RF−信号から光ディスク2上の情報を再生する再生手段10と、信号処理部6からのVA〜VD信号(後述)をもとに光ディスク2上の光スポットの位置を検出する検出手段であるサーボ信号生成手段11と、サーボ信号生成手段11からの信号に応じて移動装置7の駆動を制御する制御手段であるサーボ手段12とを実現している。
【0033】
なお、この光ディスクドライブ装置1を、光ディスク2への情報の記録も可能である情報記録再生装置として実施する場合は、光ディスク2へ記録する情報のデータを用意する装置や、そのデータに基づいて光出力制御手段9から光源4に出力する信号を変調して、光ディスク2に照射する記録光を生成する回路なども搭載される。
【0034】
図2は、信号処理部6の回路構成を示すブロック図である。前記のように、信号処理部6は光ピックアップ装置3に搭載され、この信号処理部6の出力が比較的長い伝送路である信号線を通って回路基板8へと送られる。
【0035】
信号処理部6は、光ディスク2からの反射光を分割して受光し、電流信号に変換する、複数に分割された受光素子13(ここでは、A〜Dの4分割の例をあげた)を備えている。各受光素子A〜Dの出力する電流信号は、後段のI/V変換器14,14,…によってそれぞれ電圧信号VA〜VDに変換される。
【0036】
この電圧信号VA〜VDは、信号線を介して回路基板8のサーボ信号生成手段11に出力され、各種サーボ信号の生成に使用される。このサーボ信号は、FE(フォーカスエラー)信号やTE(トラックエラー)信号の生成である。FE信号は光ピックアップ装置3から光ディスク2に照射される光スポットの焦点と光ディスク2の表面の位置情報を示す信号であり、図3に示すように、減算器18による非点収差法を用いた演算などで求めることができる。TE信号は光スポットの光ディスク2における半径方向の位置情報を示す信号で、図3に示すように、減算器19によるプッシュプル法を用いた演算などで求めることができる。
【0037】
図1に示すように、信号処理部6の第1の演算器15は、加算器16と減衰器17とを備えている。I/V変換器14,14,…の出力は加算器16で加算し、この加算処理で大きくなった信号の振幅を、加算前の個々の信号レベルとほぼ同レベルに戻す減衰処理を減衰器17で行い、RF信号を生成する。もちろん、第1の演算器15での加算には、I/V変換器14,14,…の出力である電圧信号を使用せず、受光素子A〜Dの各出力である電流信号を直接加算し、この加算後の電流信号をI/V変換する構成としてもよい。この場合はVA〜VD信号とRF信号の出力レベルがほぼ等しくなるよう、増幅率、I/V変換率を設定する。I/V変換器14,14,…、加算器16および減衰器17により信号処理回路を実現している。また、この場合は個々の受光素子A〜Dの出力信号VA〜VDをサーボ信号生成手段11には出力できないため、移動装置7を制御するサーボ信号は別の受光素子群の出力信号から生成する必要がある。
【0038】
図1に示すように、信号処理部6の第2の演算器20は、相補信号生成回路を実現するもので、RF信号の相補信号であるRF−信号を生成する。RF−信号とは、RF信号と所定の基準電圧を中心として極性が逆で同じ振幅特性を持った信号である。よって第2の演算器20は、反転回路21で第1の演算器15が出力するRF信号の反転信号を生成する。
【0039】
図4に示すように、RF信号と信号VA〜VDの出力範囲は反転回路21で用いる基準電圧Vrefのレベルより、例えば正側である(図4(a)参照)。従来は基準電圧Vrefを基準にRF信号を反転してRF−信号としていたため、RF−信号を出力するために基準電圧Vrefを中心に正側と負側の2倍の出力範囲が必要となる(図示せず)。この出力範囲が広いと回路構成が複雑となり、処理の高速化にも向かない。
【0040】
このため、第2の演算器20は、電圧シフト機能をもつシフト回路22も併せ持ち、RF−信号を生成するときの基準電圧を、RF信号の基準電圧Vrefと異なるものに変更して、RF−信号の出力範囲がRF信号と同等の出力範囲になるようにしている(図4(b)参照)。図3では、RF−信号の基準レベルは基準電圧Vref+αである。すなわち、基準電圧Vrefのレベルを中心にRF信号と対象の波形の信号を反転回路21で生成し、その生成した信号に対して、シフト回路22により電圧α分のゲタをはかせるように電圧のレベルシフトを行うものである。
【0041】
以上説明した、光ディスクドライブ装置1によれば、各受光素子A〜Dから出力されて電圧信号への変換され加算された信号は、減衰器17で減衰されてRF信号、RF−信号として出力されるので、RF信号、RF−信号のダイナミックレンジに制限されて、各受光素子A〜Dの出力信号VA〜VDの個々の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、RF、RF−信号および出力信号VA〜VDの両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【0042】
また、シフト回路22による電圧のレベルシフトにより、RF信号と、その相補信号であるRF−信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることができるので、ダイナミックレンジを広げることなく、RF信号と、RF−信号とにより、同相ノイズを除去することができる。
【0043】
図2に示す回路例では、第2の演算器20が第1の演算器15の出力信号を用いてRF−信号を生成する例を示したが、図5に示す回路例のように第2の演算器20を構成するようにしてもよい。すなわち、I/V変換器14,14,…の出力信号を直接第2の演算器20に入力し、その入力信号を反転加算器23で反転すると同時に加算し(すなわち、図2の加算器16と反転回路21の機能を併せ持つ)、その加算後の電圧信号をシフト回路22によりα分のゲタをはかせるように電圧のレベルシフトを行い、減衰器24で減衰させてRF−信号を生成するものである。
【0044】
図5の回路では、図2の回路に比べて、各受光素子A〜Dの出力信号がRF信号、RF−信号に生成されるまでにそれぞれ通過する回路要素の数の差が少なくなるので、信号の遅延も生じにくく、完全な相補信号であるRF−信号を生成しやすい。しかし、図2の回路は、図5の回路に比べて少ない回路要素で実現できるので、光ディスクドライブ装置1の製造コストを低減することができる。
【0045】
また、前記の例では、光ディスクドライブ装置1を、光ディスク2の再生専用の装置として実施する例について説明した。光ディスクドライブ装置1を再生、記録の両用、または、記録専用の装置として実施するときは、光ディスク2へ情報を記録するための手段は次のようにする。
【0046】
すなわち、光ディスク2に記録する情報のデータに応じた記録光を光源4から出力するための手段を光出力制御手段9に設ける。かかる手段については周知の技術であるので詳細な説明は省略する。そして、CD−Rなど光学的に情報の記録が可能である光ディスク2への情報の記録中には、記録マークの形成に光ディスク2の表面に対して10mW以上もの大光量を記録パワーとして照射し、スペースの形成の際には1mW以下の小さい光量を再生パワーとして照射する。記録マークの形成にはパルス状の光発光を行うため、通常、移動装置7のサーボ制御には、一定光量で照射するスペース形成の信号を用いる。その上、光ディスク2への記録状態を検出するために、各受光素子A〜Dの出力の加算信号も飽和させずに検出する必要がある。
【0047】
各受光素子A〜Dの出力を、減衰を行わず加算した信号は、個々の信号に対して4倍の振幅になるが、この加算信号を飽和させずに入力側の回路のダイナミックレンジ一杯に調整した場合、個々の電圧信号VA〜VDの信号振幅最大は、その加算信号の1/4のダイナミックレンジとなる。よって再生パワーを出力する際の電圧信号VA〜VDの信号レベルは、記録パワー発光の際の信号レベルに対して、1/4×1mW/10mW=1/40と非常に小さくなり、そのままではノイズの影響を受けてしまう。しかし、この発明の実施の形態1では、減衰器17、24を設けるので、電圧信号VA〜VDも、RF信号およびRF−信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【0048】
[発明の実施の形態2]
この発明の別の実施の形態について発明の実施の形態2として説明する。
【0049】
図6は、この発明の実施の形態2である情報処理装置31の概略構成を示すブロック図である。この情報処理装置31は、PCなどの電子計算機であり、各種の情報処理の実行が可能である。その構成や動作については周知であるため、詳細な説明は省略する。この情報処理装置31は、発明の実施の形態1の光ディスクドライブ装置1を備えていて、光ディスク2に記録されている情報の再生や、所望の情報の光ディスク2への記録などを行うことができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明は、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算された信号は減衰されて信号処理回路から出力されるので、この出力される信号のダイナミックレンジに制限されて、個々の受光素子から出力される信号の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号の両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【0051】
本発明は、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号のみならず、信号処理回路から出力される信号の同窓信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【0052】
本発明は、信号処理回路から出力される信号と、その相補信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることが可能となるので、ダイナミックレンジを広げることなく、信号処理回路から出力される信号とその相補信号とで、同相ノイズを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1である光ディスクドライブ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】前記光ディスクドライブ装置の信号処理部の回路構成を説明するブロック図である。
【図3】前記光ディスクドライブ装置でのFE信号、TE信号を生成する回路について説明するブロック図である。
【図4】前記光ディスクドライブ装置でのRF−信号の生成について説明するグラフである。
【図5】前記信号処理部の他の例における回路構成を説明するブロック図である。
【図6】この発明の実施の形態2である情報処理装置の概略構成について説明するブロック図である。
【符号の説明】
1 情報再生/記録装置
2 記憶媒体
3 光ピックアップ装置
4 光源
7 移動装置
10 再生手段
11 検出手段
12 制御手段
14 I/V変換器、信号処理回路
15 信号処理回路
16 加算器
17 減算器
20 相補信号生成回路
21 反転回路
22 シフト回路
23 反転加算回路
31 情報処理装置
A〜D 受光素子
Claims (8)
- 光ディスクからの反射光を受光する、複数に分割された受光素子と処理回路とを備えている受光装置において、
前記処理回路は、前記各受光素子の出力する電流信号を電圧信号へ変換する変換器と、
前記変換器の出力する電圧信号の加算を行うと共に、加算後の前記電圧信号の信号レベルを加算前の前記電圧信号の信号レベルと同程度に戻す減衰を行い、前記光ディスクの情報を再生するためのRF信号を、直流成分を含んだまま出力する第1の演算器と、
前記RF信号と基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性を有する電圧信号の電圧レベルを、電圧αだけシフトした相補信号を生成する第2の演算器とを有し、
前記第2の演算器の電圧αは固定電圧であり、かつ前記RF信号と前記相補信号との出力の差分が、前記RF信号と前記基準電圧との出力の差分の2倍よりも小さくなる方向に相補信号の出力をシフトさせることを特徴とする受光装置。 - 前記第2の演算器は、前記RF信号から、前記RF信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性の信号を生成する反転回路と、
前記反転回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路とで構成されることを特徴とする請求項1記載の受光装置。 - 前記第2の演算器は、前記変換器の出力する電圧信号から、前記RF信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆の信号を生成する反転加算回路と、
前記反転加算回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路と、
前記シフト回路の出力を前記RF信号と同じ振幅特性に減衰させる減衰回路とで構成されることを特徴とする請求項1記載の受光装置。 - 前記変換器の各出力と、
前記第1の演算器の出力する前記RF信号と、
前記第2の演算器の出力する前記相補信号とを、外部に出力する端子部を設けたことを特徴とする請求項1乃至3何れか一項記載の受光装置。 - 対象物に光を照射する光源と、
その反射光を分割して受光する前記受光素子と、
前記処理回路を一体に備えている請求項1乃至4何れか一項記載の受光装置。 - 請求項1乃至5何れか一項記載の受光装置を搭載した光ピックアップ装置。
- 請求項6記載の光ピックアップ装置を搭載した情報再生/記録装置。
- 請求項7記載の情報再生/記録装置を搭載した情報処理装置。
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