(57)【要約】【課題】開発コスト及び消費電力の増大を招くこと無く、ディジタル信号の品質を向上させる。【解決手段】信号変換回路２０を構成するＡＤＣ２３０は、高周波信号３０５を重畳した電流によって駆動されるレーザ光源１１０から発振され、且つ光ディスク２で反射されたレーザ光３０２の光量を示すアナログ信号３０３を、高周波信号３０５と実質的に同一の周波数を有するクロック信号３０６を用いてサンプリングし、ディジタル信号３０４に変換する。また、ＡＤＣ２３０の前段に設けられるＬＰＦ２２０は、アナログ信号３０３中の所定の周波数以下の帯域成分を通過させる。この時、クロック信号３０６の周波数は、前記所定の周波数より高く設定される。【選択図】図１
2011216148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を重畳した電流によって駆動されるレーザ光源から発振され、且つ光ディスクで反射されたレーザ光の光量を示すアナログ信号を、サンプリングしてディジタル信号に変換する変換部を、備え、
前記サンプリングに用いるクロック信号の周波数が、前記高周波信号の周波数と実質的に同一である、
信号変換回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記変換部の前段に設けられ、前記アナログ信号中の所定の周波数以下の帯域成分を通過させる帯域制限部を、さらに備え、
前記クロック信号の周波数が、前記所定の周波数より高いことを特徴とした信号変換回路。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記クロック信号が、前記高周波信号を発振する発振器から供給されることを特徴とした信号変換回路。
【請求項４】
請求項３において、
前記クロック信号の位相を前記アナログ信号の前記変換部への入力位相と一致するように調整する調整部を、さらに備えたことを特徴とする信号変換回路。
【請求項５】
高周波信号を重畳した電流によって駆動されるレーザ光源から発振されたレーザ光の戻り光量を示すアナログ信号を、前記高周波信号と実質的に同一の周波数でサンプリングする、
ことを含むサンプリング方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記サンプリングに先立ち、前記アナログ信号から、前記高周波信号と実質的に同一の周波数より低い周波数に対応する帯域成分を抽出する、
ことをさらに含むサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号変換回路、及びこれに用いるサンプリング方法に関し、特に光ディスクからの情報再生に用いるのに好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ(Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ)、ＤＶＤ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ)、ＢＤ(Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ)等の光ディスクを再生する光ディスク装置が、広く普及している。
【０００３】
このような光ディスク装置においては、再生時に光ディスクで反射されたレーザ光(以下、戻り光と呼称することがある)に因り発生するノイズ、光路差や温度変化に因るレーザ光源の発振周波数のズレに起因して発生する干渉ノイズ等を抑制するため、高周波重畳方式が採用されている。高周波重畳方式とは、レーザ光源に対して、数百ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度の高周波信号を重畳した駆動電流を供給し、以てレーザ光源をパルス発光させる方式のことである。
【０００４】
光ディスクからの戻り光は、大略、受光ＩＣ(Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ)でその光量を示すアナログ信号に変換された後、ＡＤＣ(Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ)でディジタル信号に変換される。より詳細には、アナログ信号は、エリアシングノイズ(折り返し雑音)の抑制を目的としてＬＰＦ(Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ)でナイキスト周波数以下に帯域制限された後、ＡＤＣによりサンプリング周波数でサンプリングされる。なお、以降の説明においては、ナイキスト周波数を符号ｆｎで表記し、サンプリング周波数を符号ｆＳで表記することがある。ここで、サンプリング定理においては、ｆＳ≧２ｆｎとすべき旨が定義されている。
【０００５】
しかしながら、近年の光ディスク装置の光倍速化により、再生信号が広帯域化している。これに伴って、ＬＰＦのカットオフ周波数(以下、符号ｆｃで表記することがある)を高くせざるを得ず、以て図４にＬＰＦの出力特性５０１を示す如く、アナログ信号中のナイキスト周波数ｆｎ以上の帯域に在る、高周波信号の周波数ｆＨＦ(以下、高周波重畳周波数と呼称することがある)に対応する信号成分４０１(以下、高周波重畳残留成分と呼称することがある)が十分に減衰されずに残留してしまう。
【０００６】
このため、カットオフ周波数ｆｃ以下の帯域ｂ１(以下、再生信号帯域と呼称することがある)に、高周波重畳残留成分４０１に因るエリアシングノイズ４０２が発生する。例えば、４次ＬＰＦのカットオフ周波数ｆｃ＝"１５０ＭＨｚ"、高周波重畳周波数ｆＨＦ＝"３００ＭＨｚ"、サンプリング周波数ｆＳ＝"４００ＭＨｚ"であるとすると、高周波重畳残留成分４０１のレベルが高く、再生信号帯域ｂ１内の周波数ｆＨＦ＊＝"１００ＭＨｚ"に発生するエリアシングノイズ４０２のレベルも高い。従って、エリアシングノイズ４０２に因り、ディジタル信号の品質(すなわち、光ディスク装置の再生性能)が劣化してしまう。
【０００７】
この問題に対処する光ディスク装置が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される光ディスク装置においては、ＡＤＣの後段にディジタルフィルタが設けられ、高周波重畳周波数が、ナイキスト周波数より大きく、且つサンプリング周波数からディジタルフィルタによる通過帯域幅を減じた周波数より小さく設定されている。これにより、高周波重畳残留成分に因るエリアシングノイズを、ディジタルフィルタによる遮断帯域に発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１８７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１には、ディジタルフィルタの設置に伴って、光ディスク装置の開発コスト及び消費電力を増大させてしまうという課題があった。
【００１０】
なお、上述した問題に対処するための他の対策として、高次のＬＰＦを用いて高周波重畳残留成分を低減し、以てエリアシングノイズを低減する対策が考えられる。しかしながら、通過帯域内の群遅延特性が一定で、且つ再生信号帯域外の遮断特性が急峻なＬＰＦの実現は困難であり、この対策を講じた場合にはやはり開発コストが増大してしまう。
【００１１】
また、高周波重畳周波数をカットオフ周波数より十分に高く設定して、高周波重畳残留成分を十分に減衰させ、以てエリアシングノイズを低減する対策も考えられる。しかしながら、この対策を講じた場合には、レーザダイオードを駆動する回路の開発コストを増大させると共に、ＥＭＩ(Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ)を発生させてしまう。
【００１２】
さらに、サンプリング周波数を高周波重畳周波数より十分に高く設定すると共に、ＡＤＣの後段に設置したディジタルフィルタにより高周波重畳残留成分を減衰させるという対策も考えられる。しかしながら、この対策を講じた場合には、ＡＤＣの高速化と高次のディジタルフィルタの設置に伴って、上記の特許文献１と同様、光ディスク装置の開発コスト及び消費電力を増大させてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係る信号変換回路は、高周波信号を重畳した電流によって駆動されるレーザ光源から発振され、且つ光ディスクで反射されたレーザ光の光量を示すアナログ信号を、サンプリングしてディジタル信号に変換する変換部を備える。ここで、前記サンプリングに用いるクロック信号の周波数は、前記高周波信号の周波数と実質的に同一である。
【００１４】
また、本発明の一態様に係るサンプリング方法は、高周波信号を重畳した電流によって駆動されるレーザ光源から発振されたレーザ光の戻り光量を示すアナログ信号を、前記高周波信号と実質的に同一の周波数でサンプリングすることを含む。
【００１５】
すなわち、本発明では、サンプリング周波数と高周波重畳周波数とを同一値に設定することにより、高周波重畳残留成分に因るエリアシングノイズの発生を抑止することが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、開発コスト及び消費電力の増大を招くこと無く、ディジタル信号の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る信号変換回路の構成例を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る信号変換回路の一の動作例を示したグラフ図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る信号変換回路の他の動作例を示したグラフ図である。
【図４】一般的な光ディスク装置の課題を説明するためのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る信号変換回路及びこれを適用する光ディスク装置の実施の形態を、図１〜図３を参照して説明する。なお、各図面において同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係る光ディスク装置１は、光ピックアップ回路１０と、信号変換回路２０とで構成される。光ピックアップ回路１０は、大略、光ディスク２にパルス発光するレーザ光３０１を照射すると共に、光ディスク２からの戻り光３０２を受光し、その光量を示すアナログ信号３０３を生成する。また、信号変換回路２０は、大略、アナログ信号３０３をサンプリングしてディジタル信号３０４に変換する。なお、図示を省略するが、光ディスク装置１には、一般的な光ディスク装置と同様、レーザ光３０１を光ディスク２に照射するための光学系(レンズ、ビームスプリッタ、回折格子等の各種の光学素子)が設けられている。また、信号変換回路２０の後段には、ディジタル信号３０４を処理するプロセッサ等の処理回路が設けられている。
【００２０】
より詳細には、光ピックアップ回路１０は、レーザダイオード１１０(以下、ＬＤと略称する)と、レーザダイオードドライバ１２０(以下、ＬＤＤと略称する)と、受光ＩＣ１３０と、発振器１４０(以下、ＯＳＣと略称する)とを備えている。
【００２１】
この内、ＬＤＤ１２０は、アンプ１２１と、加算器１２２とを含む。アンプ１２１は、入力電流を増幅する。また、加算器１２２は、ＬＤ１１０を、アンプ１２１からの出力電流にＯＳＣ１４０から入力される高周波信号３０５を重畳して得た電流で駆動し、以てＬＤＤ１１０をパルス発光させる。
【００２２】
また、受光ＩＣ１３０は、フォトディテクタ１３１(以下、ＦＤと略称する)と、電流電圧変換器１３２(以下、Ｉ／Ｖと略称する)とを含む。ＦＤ１３１は、戻り光３０２の光量に応じた電流を発生する。また、Ｉ／Ｖ１３２は、ＦＤ１３１からの出力電流を電圧信号に変換し、この電圧信号をアナログ信号３０３として信号変換回路２０へ出力する。
【００２３】
一方、信号変換回路２０は、アンプ２１０(以下、ＡＭＰと略称する)と、ＬＰＦ２２０と、ＡＤＣ２３０と、ＰＲＭＬ(Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ)回路２４０と、デコーダ２５０と、位相調整回路２６０と、ＡＰＣ(Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ)回路２７０とを含む。
【００２４】
この内、ＬＰＦ２２０は、ＡＭＰ２１０により増幅されたアナログ信号３０３中の所定の周波数以下の帯域成分を通過させる。ここで、所定の周波数以下の帯域は、図２にＬＰＦ２２０の出力特性５０１を示す如く、カットオフ周波数ｆｃ以下の再生信号帯域ｂ１と、ＬＰＦ２２０による減衰帯域ｂ２とから成る。すなわち、ＬＰＦ２２０は、一般的な光ディスク装置に設置されるＬＰＦと同様の出力特性(図４参照)を有している。
【００２５】
また、ＡＤＣ２３０は、端子２８０を介してＯＳＣ１４０から入力されるサンプリングクロック信号３０６を用いて、ＬＰＦ２２０により帯域制限されたアナログ信号３０３をサンプリングする。ここで、サンプリングクロック信号３０６及び上記の高周波信号３０５は、ＯＳＣ１４０から分岐出力された同一の信号である。すなわち、サンプリング周波数ｆＳ＝高周波重畳周波数ｆＨＦが成立する。ここで、サンプリングクロック信号３０６は、差動伝送によりＡＤＣ２３０へ供給すると好適である。なお、サンプリングクロック信号３０６は、その周波数ｆＳが高周波重畳周波数ｆＨＦと同一値に設定されていれば良く、信号変換回路２０内部に設けた局部発振器から供給しても良い。また、この局部発振器を、ＯＳＣ１４０に代えて、ＡＤＣ２３０と上記のＬＤＤ１２０とで共用しても良い。図示の場合、及び局部発振器を共用する場合には、ＯＳＣ１４０及び局部発振器の両者を設置する場合と比較して、光ディスク装置１の開発コストをより低減できる。
【００２６】
また、ＰＲＭＬ回路２４０は、例えばＰＲ等化器及びビタビ復号器で構成され、ＡＤＣ２３０から出力されたディジタル信号３０４に対して、等化処理及び最尤復号処理を施す。デコーダ２５０は、ＰＲＭＬ回路２４０により等化処理及び最尤復号処理が施されたディジタル信号３０４を復調し、後段の処理回路へ出力する。
【００２７】
また、位相調整回路２６０は、サンプリングクロック信号３０６の位相を、アナログ信号３０３のＡＤＣ２３０への入力位相と一致するように調整する。例えば、位相調整回路２６０は、バッファ等の遅延素子で簡易に構成することができる。この場合、遅延素子には、レーザ光３０１及び戻り光３０２の各光路長、受光ＩＣ１３０、ＡＭＰ２１０、及びＬＰＦ２２０の各処理時間、並びにアナログ信号３０３の伝送路長等に応じた遅延量を予め設定して置く。或いは、位相調整回路２６０は、ＡＤＣ２３０から出力されるディジタル信号３０４の値が適正値となるように(具体的には、アナログ信号３０３がその最大値付近でサンプリングされ、以てＳＮＲ(Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ)が高くなるように)、サンプリングクロック信号３０６の位相を調整する。
【００２８】
さらに、ＡＰＣ回路２７０は、ＬＤＤ１２０を制御し、以てＬＤ１１０の出力を安定させる。
【００２９】
次に、信号変換回路２０の動作例を、図２及び図３を参照して説明する。なお、光ピックアップ回路１０の動作は一般的な光ディスク装置と同様であるため、その説明を省略する。
【００３０】
サンプリング周波数ｆＳと高周波重畳周波数ｆＨＦとを同一に設定した場合、図２に示す如く、ＬＰＦ２２０により帯域制限されたアナログ信号３０３(減衰帯域ｂ２)に、高周波重畳残留成分４０１が含まれ得る。しかしながら、この場合、再生信号帯域ｂ１には、高周波重畳残留成分４０１に因るエリアシングノイズが発生しない。
【００３１】
従って、ＡＤＣ２３０は、エリアシングノイズの影響を受けること無く、アナログ信号３０３をサンプリングでき、以てディジタル信号３０４の品質を、一般的な光ディスク装置と比較して大幅に向上させることができる。
【００３２】
また、図３に示す如く、サンプリング周波数ｆＳ及び高周波重畳周波数ｆＨＦを、減衰帯域ｂ２の上限周波数よりも高い周波数(すなわち、ＬＰＦ２２０による遮断帯域ｂ３内の任意の周波数)に設定した場合、再生信号帯域ｂ１及び減衰帯域ｂ２には、高周波重畳残留成分４０１が含まれない。
【００３３】
従って、ディジタル信号３０４の品質を、更に向上させることができる。
【００３４】
なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。
【００３５】
例えば、本発明は、光ディスク装置に限らず、高周波重畳方式により発振されたレーザ光を自システムへ戻す(例えば、ループバックする)各種のシステムに適用できる。また、マルチモードで発振する自励発振型のレーザ光源を用いる場合であっても、このレーザ光源の発振周波数とサンプリング周波数とを同一値に設定すれば、上記と同様の効果が得られることとなる。
【符号の説明】
【００３６】
１  光ディスク装置
２  光ディスク
１０  光ピックアップ回路
２０  信号変換回路
１１０  レーザダイオード(ＬＤ)
１２０  レーザダイオードドライバ(ＬＤＤ)
１２１, ２１０  アンプ(ＡＭＰ)
１３０  受光ＩＣ
１３１  フォトディテクタ(ＰＤ)
１３１  電流電圧変換器
１４０  発振器(ＯＳＣ)
２２０  ＬＰＦ
２３０  ＡＤＣ
２４０  ＰＲＭＬ回路
２５０  デコーダ
２６０  位相調整回路
２７０  ＡＰＣ回路
２８０  端子
３０１  レーザ光
３０２  戻り光
３０３  アナログ信号
３０４  ディジタル信号
３０５  高周波信号
３０６  サンプリングクロック信号
４０１  高周波重畳残留成分
４０２  エリアシングノイズ
５０１  ＬＰＦ出力特性
ｂ１  再生信号帯域
ｂ２  減衰帯域
ｂ３  遮断帯域
ｆｃ  カットオフ周波数
ｆＨＦ  高周波重畳周波数
ｆｎ  ナイキスト周波数
ｆＳ  サンプリング周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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