JP4573041B2 - 信号処理回路、光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号処理回路および光ディスク装置に関し、特に、光ディスクに記録されている信号の読み出しに関する。

光ディスク装置においては、レーザダイオードへの戻り光に対する策として、主として読み出し時に、レーザダイオードの駆動電流に高周波電流を重畳することが一般的になっている。重畳する高周波電流の周波数や振幅は、サンプルとなる光ディスク装置において最適値を算出し、製品全体に反映させることができるが、個々のレーザダイオードは個性を有しているから、高周波電流の周波数や振幅は、個々のレーザダイオードごとに算出されることが望ましい。そこで、従来、レーザダイオードの駆動電流に重畳する高周波電流について、ディスクの挿入時に、読出エラー発生率などが最小となる周波数と振幅との組合せを求める記録再生装置が提案された（特許文献１参照）。
特開２００４−１１０９７５号公報

しかしながら、近年は、光ディスク装置の寿命をより長くすることが求められている。また、近年は、光ディスクを移動先で使用することが多くなっているため、より容量の少ないバッテリーで長時間駆動可能な光ディスク装置が求められている。上記従来の記録再生装置には、これらの要請に応え切ることができないという問題があった。
そこで、本発明は、寿命が長く、また、より容量の少ないバッテリーで長時間駆動可能な光ディスク装置、および、この光ディスク装置が備える信号処理回路を提供することを目的とする。

本発明によれば、上記課題は、次のようにして解決される。

第１の発明は、光ピックアップで読み出された信号を用いて、レーザダイオードの光出力値または駆動電流値と読出エラー発生率との関係を所定の高周波電流の下で計測し、前記読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で前記読出エラー発生率が極小値となる光出力値または駆動電流値を算出する算出手段と、前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値を前記算出された光出力値または駆動電流値に設定する設定手段と、を備えたことを特徴とする信号処理回路である。

第２の発明は、光ピックアップで読み出された信号を用いて、レーザダイオードの光出力値または駆動電流値と読出エラー発生率との関係を所定の高周波電流の下で計測し、前記読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で前記読出エラー発生率の変化率が極大値となる光出力値または駆動電流値を算出する算出手段と、前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値を前記算出された光出力値または駆動電流値に設定する設定手段と、を備えたことを特徴とする信号処理回路である。

第３の発明は、前記設定手段は、前記算出手段で複数の光出力値または駆動電流値が算出された場合、前記複数の光出力値または駆動電流値のうちの最小の光出力値または駆動電流値を前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値に設定する、ことを特徴とする第１の発明または第２の発明に係る信号処理回路である。

第４の発明は、第１の発明〜第３の発明のいずれか１つに係る信号処理回路において、さらに、前記光ピックアップで読み出された信号を用いて、前記高周波電流の振幅と前記読出エラー発生率との関係を計測し、前記読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で最小の振幅を算出する振幅算出手段と、前記高周波電流の振幅を前記算出された振幅に設定する振幅設定手段と、を備えたことを特徴とする信号処理回路である。

第５の発明は、第１の発明〜第４の発明のいずれか１つに係る信号処理回路において、さらに、前記光ピックアップによる信号の読出開始後に、前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値を、前記読出エラー発生率が極小値となる光出力値または駆動電流値、または前記読出エラー発生率の変化率が極大値となる光出力値または駆動電流値に再設定する再設定手段、を備えたことを特徴とする信号処理回路である。

第６の発明は、光ディスクで反射したレーザ光を光ピックアップで読み出す光ディスク装置において、前記光ピックアップで読み出された信号を処理する回路として第１の発明〜第５の発明のいずれか１つに係る信号処理回路を備えた、ことを特徴とする光ディスク装置である。

本発明によれば、寿命が長く、また、より容量の少ないバッテリーで長時間駆動可能な光ディスク装置、および、この光ディスク装置が備える信号処理回路を提供することができる。

以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１を示す図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１は、光ディスク２に記録されている信号を読み出す光ピックアップ４と、光ディスク２と光ピックアップ４とを駆動するサーボ装置３と、光ピックアップ４の出力信号を処理する信号処理回路５と、を少なくとも備えている。
この光ディスク装置１においては、光ピックアップ４から発せられたレーザ光が、光ディスク２で反射して、光ピックアップ４で検知される。光ピックアップ４で検知された信号は、信号処理回路５で波形整形などされる。サーボ装置３は、信号処理回路５から出力される信号に基づいて、光ディスク２および光ピックアップ４をフィードバック制御する。

図２は、光ピックアップ４の構成例を示す図である。
図２に示すように、光ピックアップ４は、レーザダイオード６と、コリメータレンズ７と、偏光ビームスプリッタ８と、λ／４波長板９と、対物レンズ１０と、集光レンズ１１と、受光素子１２と、レーザダイオード駆動ＩＣ１３と、を備えている。
レーザダイオード６から発せられたレーザ光は、コリメータレンズ７、偏光ビームスプリッタ８を透過して、λ／４波長板９、対物レンズ１０に入射し集光され、光ディスク２に照射される。光ディスク２に照射されたレーザ光は、光ディスク２で反射された後、対物レンズ１０、λ／４波長板９を透過して、偏光ビームスプリッタ８で反射され、集光レンズ１１に入射する。集光レンズ１１に入射した光は、受光素子１２に受光された後、アナログ信号として、信号処理回路５に送られる。信号処理回路５は、レーザダイオード６の駆動電流値、および、この駆動電流値に重畳する高周波電流の周波数および振幅を決定し、レーザダイオード駆動ＩＣ１３が有するレジスタ（図示せず）に設定する。レーザダイオード駆動ＩＣ１３は、設定された駆動電流値がレーザダイオード６に供給されるように、また、設定された周波数および振幅を有する高周波電流が駆動電流に重畳されるように、レーザダイオード６を制御する。

図３は、信号処理回路５における処理を説明するフローチャートである。
以下、図３を参照しつつ、信号処理回路５における処理を説明する。
まず、信号処理回路５は、光ディスク２のテスト用書き込みエリアにテスト用のデータを書き込むよう、光ピックアップ４を制御する（Ｓ１）。なお、このステップＳ１は、テスト用のデータが光ディスク２のテスト用書き込みエリアに予め書き込まれている場合（たとえば、光ディスク２が、テスト用のデータが書き込まれたＲＯＭである場合）には、省略することができる。
つぎに、信号処理回路５は、高周波電流の周波数をレーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定する（Ｓ２）。
つぎに、信号処理回路５は、高周波電流の振幅をレーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定する（Ｓ３）。
つぎに、信号処理回路５は、レーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定されている光出力値を所定の範囲で変化させつつ（Ｓ４）、光ピックアップ４を動作させる。なお、光出力値は、小から大に向けて変化させていくことが好ましい。光出力値を大から小へ向けて変化させると、不要に大きな光出力値でレーザダイオード６が制御される場合があり、無駄な電力を消費してしまうからである。また、光出力値を小から大へ向けて変化させる場合は、光出力値を大から小へ向けて変化させる場合と比較して、読出エラー発生率が極小値をとる光出力値のうちの最小の光出力値を短時間で見つけることが可能となるため、信号処理回路５における処理の高速化を図ることができるとともに、極小値を見つけるためにレーザダイオードに流さなければならない駆動電流を節約することができる。なお、光出力値を変化させる所定の範囲は、下限のみが決められている範囲でもよいし、上限のみが決められている範囲でもよいし、下限および上限が決められている範囲でもよい。また、この範囲は、たとえば、ＣＤやＤＶＤなどの規格に合わせることもできる一方、この規格とは無関係に定めることもできる。
つぎに、信号処理回路５は、光ピックアップ４の出力信号を用いて、各光出力値における読出エラー発生率を算出し、レーザダイオード６の光出力値と読出エラー発生率との関係を、ステップＳ２で設定した周波数およびステップＳ３で設定した振幅を有する高周波電流の下で計測し、読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で読出エラー発生率が極小値となる光出力値を算出し、この算出した光出力値をレーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定する（Ｓ５）。なお、ここで、極小値とは、数１に示すように、読出エラー発生率の変化率が０になる読出エラー発生率をいい、読出エラー発生率の最小値とは異なる。

また、本発明は、許容値について何らの限定を行うものではないが、許容値は、たとえば、信号処理回路５に予め設定したり、信号処理回路５がテスト用のデータを用いて算出したり、また、信号処理回路５が読出開始後に算出したりすることができる。
つぎに、信号処理回路５は、ステップＳ５で算出した光出力値における読出エラー発生率が許容値以下であるか否かを判断し（Ｓ６）、許容値以下でない場合には、レーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定されている光出力値を設定し直す（Ｓ７）。他方、信号処理回路５は、ステップＳ５で算出した光出力値における読出エラー発生率が許容値以下である場合には、信号の読出しを開始する（Ｓ８）。
さらに、信号処理回路５は、光ピックアップ４による信号の読出開始後に、レーザダイオード６の光出力値を読出エラー発生率が極小値となる光出力値に再設定することもできる。この再設定は、本発明において何ら限定されるものではないが、たとえば、次のようにして行うことができる。まず、信号処理回路後５が、信号の読み出し開始後に、光ピックアップ４で読み出された信号を用いて、各光出力値における読出エラー発生率を算出し、光出力値における読出エラー発生率が極小値であるか否かを判断する（Ｓ９）。そして、信号処理回路５は、読出エラー発生率が極小値でない場合、読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で、読出エラー発生率が極小値となる光出力値をレーザダイオード駆動ＩＣ１３に再設定する。この再設定は、たとえば、読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で、レーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定されている光出力値を中心に光出力値を所定の範囲内で増減させて、読出エラー発生率が極小値となる光出力値を算出することにより、行うことができる。より具体的に説明すると、たとえば、読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で、再設定前の読出エラー発生率と、光出力値を所定値だけ小さくした場合の読出エラー発生率と、光出力値を所定値だけ大きくした場合の読出エラー発生率と、を比較して、この中から、読出エラー発生率が極小値となる光出力値（または、読出エラー発生率が極小値になると想定される光出力値。たとえば、読出エラー発生率が最も小さい光出力値）をレーザダイオード駆動ＩＣ１３に再設定する（Ｓ１０）。他方、信号処理回路５は、読出エラー発生率が許容値以下である場合には、信号の読出しを続行する。

図４は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１の動作を説明する図（その１）である。
本実施の形態は、上記のようにして読出エラー発生率が極小値となる光出力値でレーザダイオードを駆動するが、読出エラー発生率は、ＲＩＮ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｎｏｉｓｅ）との間に相関関係を有している。つまり、読出エラー発生率が極小値となる場合にはＲＩＮも極小値となり、読出エラー発生率が極大値となる場合にはＲＩＮも極大値となる。したがって、読出エラー発生率については、これをＲＩＮに置き換えて説明することができる。そこで、以下では、読出エラー発生率をＲＩＮに置き換えて、光ディスク装置１の動作を説明する。
ＲＩＮと光出力値との関係を示す線は、駆動電流に高周波が重畳されていない場合は右下がりの直線または曲線となる（図示せず）。しかし、駆動電流に高周波電流が重畳されている場合は、右下がりの直線または曲線に歪みが生じ、たとえば、図４に示すように山と谷が形成されたりする。
図４からも明らかなように、ＲＩＮを小さくするためには、レーザダイオード６の光出力値を上げればよい。しかしながら、レーザダイオード６の光出力値を上げると、レーザダイオード６の消費電力が大きくなってしまう。そこで、本実施の形態に係る光ディスク装置１は、縦軸がＲＩＮで横軸が光出力値である図４に示すようなグラフにおいて、ＲＩＮが極小値となる光出力値でレーザダイオード６を駆動することとした。図４に示すように、レーザダイオード６の光出力値は、ＲＩＮが許容値となる場合に最小値をとる。しかしながら、ＲＩＮが極小値をとらない光出力値にレーザダイオード６の光出力値を設定すると、何らかの原因で光出力値が僅かに変動しただけで、ＲＩＮが大きく変動してしまう。そこで、本実施の形態は、レーザダイオード６の駆動電流に高周波電流を重畳した場合にはレーザダイオード６の光出力値に対するＲＩＮに極小値が生じることに着目した。そして、本実施の形態は、ＲＩＮの極小値であればＲＩＮが大きく変動することがないとして、ＲＩＮが極小値となる光出力値でレーザダイオード６を駆動することとした。なお、このような極小値は、ＲＩＮが許容値以下となる範囲で算出され、許容値を超える範囲では算出されない。つまり、許容値を超える範囲にＲＩＮを極小値とする光出力値が存在しても、この光出力値でレーザダイオード６は駆動されない。
このように、本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、ＲＩＮが大きく変動することを避けつつ、レーザダイオード６の光出力値を低く抑えることができる。したがって、本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、ＲＩＮを安定させつつ、消費電力を小さくすることが可能となるため、信号を安定に読み出しつつ、レーザダイオード６の発熱を抑制できる。よって、本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、信号を安定に読み出しつつ、レーザダイオード６の長寿命化、ひいては、光ディスク装置１の長寿命化を図ることができる。本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、信号を安定に読み出しつつ、従来よりも容量の少ないバッテリーで長時間駆動可能な光ディスク装置１を提供することが可能となる。さらに、本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、信号の読み出しが安定しているため、より短時間で信号を読み出すことができ、時間の点でも、バッテリーの節約が可能となる。
なお、光ディスク２では、読み出し（ＲＥＡＤ）よりも書き込み（ＷＲＩＴＥ）の方が強いパワーで行われるところ、このＲＥＡＤとＷＲＩＴＥの比（ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ）は、一定とされている。したがって、読出しパワーが低くなると、書き込みパワーも低くなる。よって、本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、読出時における消費電力のみならず、書込時における消費電力も抑えることができるため、信号を安定に読み出しつつ、光ディスク装置１の長寿命化、および容量の少ないバッテリーでの長時間駆動をより一層図ることができる。

図５は、本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１の動作を説明する図（その２）である。以下でも、上記と同様に、読出エラー発生率をＲＩＮに置き換えて説明する。
図５に示すように、光ディスク装置１においては、ＲＩＮと光出力値との関係が、読出開始時と読出開始後とで異なってくる場合がある。したがって、たとえば、読出開始時にテスト用のデータを用いて、ＲＩＮが極小値となる光出力値をレーザダイオード６の光出力値として設定していても、この設定された光出力値は、読出開始後においてＲＩＮを極小値としない場合がある。そこで、本実施の形態に係る光ディスク装置１では、光ピックアップ４による信号の読出開始後に、ＲＩＮが許容値以下となる範囲で、レーザダイオード６の光出力値をＲＩＮが極小値となる光出力値に再設定することができる。したがって、本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、読出開始後も、ＲＩＮが極小値となる光出力値を、レーザダイオード６の光出力値とすることができる。よって、本実施の形態に係る光ディスク装置１によれば、光ディスク装置１の長寿命化、および容量の少ないバッテリーでの長時間駆動を、信号を安定に読み出しつつ、より一層図ることができる。本実施の形態に係る光ディスク装置によれば、読出中に周囲温度変化やレーザダイオード６の経時劣化によってレーザダイオード６の特性が変わっても、ＲＩＮが極小値となる光出力値を、レーザダイオード６の光出力値とすることができる。なお、上記したとおり、本発明は、上記再設定の方法を何ら限定するものでない。

なお、上記の説明では、ＲＩＮが極小値となる光出力値を算出し、この算出した光出力値をレーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定することとしたが、複数の光出力値が算出された場合には、これら複数の光出力値のうちの最小の光出力値をレーザダイオード６の光出力値に設定することができる。このようにすれば、光ディスク装置１の消費電力をより一層抑えることができる。
また、上記の説明では、レーザダイオード６の光出力値を設定する前に、高周波電流の振幅をレーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定することとしたが、本発明においては、たとえば、光ピックアップ４で読み出されたテスト用のデータを用いて高周波電流の振幅とＲＩＮとの関係を計測し、ＲＩＮが許容値以下となる範囲で最小の振幅を算出し、この算出した振幅を高周波電流の振幅に設定することができる。図６に示すように、高周波電流は、その振幅が大きくなると、緩和振動による出力ピーク値が増大するので、読出時に誤って消去がなされてしまうおそれがあるが、上記のようにすれば、高周波電流の振幅が大きくなるのを抑制できるため、読出時に誤って消去がなされる可能性を減少させることができる。
また、上記の説明では、読出開始後に、レーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定されている光出力値をＲＩＮが許容値以下となる光出力値に再設定したが、本発明においては、読出開始後に、レーザダイオード駆動ＩＣ１３に設定されている高周波電流の振幅を、ＲＩＮが許容値以下となる範囲で最小の振幅に再設定することもできる。このようにすれば、読出開始後においても、ＲＩＮを許容値以下としつつ、読出時に誤って消去がなされてしまう可能性を減少させることができる。

また、本発明の「読出エラー発生率」としては、たとえば、ジッタやブロックエラーレートなどを用いることができるが、本発明は、読出エラー発生率の種類や形式を何ら限定するものではなく、読出エラー発生率としては、ＲＩＮと相関を有する限り、光ディスク装置１において、読み出し時のエラー発生率として取り扱うことができるあらゆる値を用いることができる。

また、上記の実施の形態では、「光出力値」と読出エラー発生率との関係を用いてレーザダイオードの「光出力値」を決定したが、上記実施の形態における「光出力値」を「駆動電流値」に読み替えて、「駆動電流値」と読出エラー発生率との関係を用いてレーザダイオードの「駆動電流値」を決定することとしても、本発明の効果は得ることができる。

なお、上記の説明では、数１に示すように、読出エラー発生率が極小値をとる光出力値で、レーザダイオードを駆動させることとしたが、本発明においては、数２に示すように、読出エラー発生率の変化率が極大値をとる光出力値で、レーザダイオードを駆動させることもできる。このようにすれば、読出エラー発生率に極小値が存在する光ディスク装置のみならず、読出エラー発生率に極小値が存在しない光ディスク装置についても、光出力値の僅かな変動によって、読出エラー発生率が大きく変化してしまうということを抑制することができる。なお、上記したように、光出力値に代えて駆動電流値を用い、読出エラー発生率の変化率の極大値をとる駆動電流値で、レーザダイオードを駆動させることもできる。

以上の説明は、本発明の実施の形態に関するものであり、本発明は、上記説明に記載の事項に何ら限定されるものではない。

本発明は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）などの光ディスクから信号を読み出し可能な光ディスク装置に利用することができる

本発明の実施の形態に係る光ディスク装置１を示す図である。 光ピックアップ４の構成例を示す図である。 信号処理回路５における処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の動作を説明する図（その１）である。 本発明の実施の形態に係る光ディスク装置の動作を説明する図（その２）である。 緩和振動による出力ピーク値の増大によって読出時に誤って消去がなされてしまう様子を説明する図である。

符号の説明

１ 光ディスク装置
２ 光ディスク
３ サーボ装置
４ 光ピックアップ
５ 信号処理回路
６ レーザダイオード
７ コリメータレンズ
８ 偏光ビームスプリッタ
９ λ／４波長板
１０ 対物レンズ
１１ 集光レンズ
１２ 受光素子
１３ レーザダイオード駆動ＩＣ

Claims (5)

1. 光ピックアップで読み出された信号を用いて、レーザダイオードの光出力値または駆動電流値と読出エラー発生率との関係を所定の高周波電流の下で計測し、前記読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で前記読出エラー発生率の変化率が極大値となる光出力値または駆動電流値を算出する算出手段と、
   前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値を前記算出された光出力値または駆動電流値に設定する設定手段と、
   を備えたことを特徴とする信号処理回路。
2. 光ピックアップで読み出された信号を用いて、レーザダイオードの光出力値または駆動電流値と読出エラー発生率との関係を所定の高周波電流の下で計測し、前記読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で前記読出エラー発生率が極小値となる光出力値または駆動電流値を算出する算出手段と、
   前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値を前記算出された光出力値または駆動電流値に設定する設定手段と、を備え、
   前記設定手段は、前記算出手段で複数の光出力値または駆動電流値が算出された場合、前記複数の光出力値または駆動電流値のうちの最小の光出力値または駆動電流値を前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値に設定する、
   ことを特徴とする信号処理回路。
3. 請求項１または請求項２に記載の信号処理回路において、さらに、
   前記光ピックアップで読み出された信号を用いて、前記高周波電流の振幅と前記読出エラー発生率との関係を計測し、前記読出エラー発生率が許容値以下となる範囲で最小の振幅を算出する振幅算出手段と、
   前記高周波電流の振幅を前記算出された振幅に設定する振幅設定手段と、
   を備えたことを特徴とする信号処理回路。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の信号処理回路において、さらに、前記光ピックアップによる信号の読出開始後に、前記設定手段による前記レーザダイオードの光出力値または駆動電流値の設定を再度行う再設定手段、を備えたことを特徴とする信号処理回路。
5. 光ディスクで反射したレーザ光を光ピックアップで読み出す光ディスク装置において、前記光ピックアップで読み出された信号を処理する回路として請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の信号処理回路を備えた、ことを特徴とする光ディスク装置。

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