(57)【要約】【課題】高い信号対雑音比を可能にする光学スキャナを提供する。【解決手段】光学記憶媒体（５）上に記憶されるデータを読み出すための光ビームを生成しかつ高周波モジュレータ（１３）により変調される光源（１）と、光検出器（７）により生成されるアナログデータ信号をデジタルデータ信号（ＲＦ）に変換するアナログ−デジタル変換器（９）とを有し、高周波モジュレータ（１３）及びアナログ−デジタル変換器（９）は同期している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学記憶媒体（５）上に記憶されたデータを読み出すための光ビームを生成しかつ高周波モジュレータ（１３）により変調される光源（１）と、光検出器（７）により生成されるアナログデータ信号をデジタルデータ信号（ＲＦ）に変換するアナログ−デジタル変換器（９）とを有する光学スキャナにおいて、
前記高周波モジュレータ（１３）と前記アナログ−デジタル変換器（９）とが同期していることを特徴とする光学スキャナ。
【請求項２】
前記光源（１）が、前記高周波モジュレータによって脈動されていることを特徴とする請求項１に記載の光学スキャナ。
【請求項３】
前記高周波モジュレータ（１３）の変調周波数が、前記アナログ−デジタル変換器（９）のサンプリング周波数と同程度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学スキャナ。
【請求項４】
移相器（１２）が備えられており、該移相器が前記光学記憶媒体（５）上に位置するマーク（２０）に対する前記高周波モジュレータ（１３）の位相に影響を与えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学スキャナ。
【請求項５】
前記高周波モジュレータ（１３）の位相が、前記マーク（２０）とスペース（２１）と間の各遷移が前記光源（１）の２つのパルス（３０）間にあるように影響を受けることを特徴とする請求項４に記載の光学スキャナ。
【請求項６】
前記移相器（１２）が、マイクロプロセッサ（１０）により制御されることを特徴とする請求項４又は５に記載の光学スキャナ。
【請求項７】
前記アナログデータ信号及び／又は前記デジタルデータ信号（ＲＦ）が、前記光源（１）の２つ又はそれ以上のパルス（３０）から得られる信号を平均化することにより得られることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学スキャナ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学スキャナを有することを特徴とする、光学記憶媒体から読み出す又はそれに書き込む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された信号対雑音比を伴う光学記憶媒体用スキャナ、及びこのようなスキャナを使用し光学記憶媒体から読み出す及び／又はそれに書き込む装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザは、通常、光学データを記憶する装置に使用される。低いレーザ電流に対しては、レーザダイオードはインコヒーレント光を発する。レーザダイオードがコヒーレント光を発するのは、閾値電流に達したときだけである。電流の変動、温度変化又はレーザダイオードへの光学フィードバックのため、動作中に放射光の異なる波長間で不連続なジャンプが起こる。この作用はモードホッピングと呼ばれる。
【０００３】
モードホッピングは不規則なシーケンスをもたらし、レーザダイオードが異なる波長間で素早く前後にジャンプする。モードホッピングの間、レーザダイオードの出力強度は一定の範囲内で変動し、それが強度を増した雑音をもたらす。光学データの記憶へのアプリケーションでは、記憶媒体上に焦点を合わせ及び記憶媒体から反射する光ビームによる光フィードバックに起因するモードホッピングが、かなりの雑音指数を構成する。
【０００４】
高周波モジュレータは信号対雑音比を改良するために使用される。発振器は、レーザダイオードの動作のためにＤＣ電流に加えられる低雑音ＡＣ電流を生成する。この場合、ＤＣ電流は、レーザ活動に対する閾値電流よりわずかに低い値となるように選択され、それによりレーザダイオードはＡＣ電流によりオン及びオフされる。このオン及びオフによりレーザダイオードは速いモードホッピングを強いられる。このモードホッピングの結果として、レーザ雑音の低周波数成分は、高周波モジュレータの周波数近くの高い側波帯に移行する。この種の発振器の周波数範囲は３００ＭＨｚから５００ＭＨｚの間に位置するので、読み出し及びサーボチャネルからのモードホッピングの結果としての雑音をフィルタにかけることが可能である。
【０００５】
コンパクトディスク（ＣＤ）の導入以来、より高い容量並びにより高い読み出し及び書き込み速度を伴う光学記憶媒体のために、多数の新しいフォーマットが構築されている。一例として、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）のデータ転送速度は、１１．０８Ｍｂｐｓである。現在のところ、理論上機械的に達成できるドライブ速度は毎分１０，０００回転であり、それはおよそ２０Ｘ−ＤＶＤドライブに相当する。これが２２１．６Ｍｂｐｓのデータ転送速度をもたらす。３２Ｘ−ＤＶＤドライブは３５４Ｍｂｐｓのデータ転送速度を有する。今後の記憶媒体は、より一層高いデータ転送速度を生み出すことが期待される。
【０００６】
現在では、データストリームを回復するために、強力な信号処理方法が光学記憶媒体用ドライブの再生パスで使用される。例えばＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ及びクロック修復用サンプリングレート変換器による更なる信号処理を行うべく光学スキャナの光検出器からの入力信号を送り込むために、高速アナログ−デジタル変換器が、光学スキャナの光検出器の入力信号をサンプリングする。サンプリングレートが高周波モジュレータの周波数範囲内に移動する場合、サンプリングが行われるときにレーザダイオードが正確にオフとなることが起こりうる。これは、上述のように、レーザダイオードは高周波モジュレータによりオン及びオフされるからである。この場合、間違ったサンプルが得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、上述の不利益を回避し及びにもかかわらず高い信号対雑音比を可能にする光学スキャナを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、この目的は、光学記憶媒体上に記憶されたデータを読み出すための光ビームを生成しかつ高周波モジュレータにより変調される光源と、光検出器により生成されるアナログデータ信号をデジタルデータ信号（ＲＦ）に変換するアナログ−デジタル変換器とを有する光学スキャナであって、高周波モジュレータ及びアナログ−デジタル変換器が同期している光学スキャナによって達成される。これにより、光源がサンプリング動作の間、常にオンになることが確実となり、それにより間違ったサンプルが得られない。高周波モジュレータは、通常、周波数が外部抵抗器により設定できる自励発振器である。
【０００９】
光源は、好ましくは高周波モジュレータにより脈動する（ｐｕｌｓｅｄ）。これにより、高周波モジュレータの周波数近くの高側波帯へのモードホッピングが行われ、その結果として、前述したレーザ雑音の低周波数成分の移行が可能となる。
【００１０】
好ましくは、移相器が備えられ、これは光学記憶媒体上に位置するマークに対する高周波モジュレータの位相に影響を与える。高周波モジュレータの位相が、光学記憶媒体上のマークとスペースとの間の遷移が常にレーザダイオードの２つの光パルスの間に起こるように設定される場合、具体的には、急勾配のエッジがデジタルデータ信号で得られ、それは信号の評価を簡単にする。移相器は好ましくは、例えば再生パスにおける信号処理のためのデジタル信号プロセッサといったマイクロプロセッサにより制御される。自律型マイクロプロセッサがまた備えられるかもしれないことは言うまでもない。
【００１１】
本発明によると、アナログデータ信号及び／又はデジタルデータ信号は、光源の２つ又はそれ以上のパルスから得られる信号を平均化することにより得られる。平均化により、レーザ出力の変動、及び光学記憶媒体又はサンプリング動作の不備の結果としての障害が低減され、その結果、信号対雑音比がさらに改良される。
【００１２】
本発明による光学スキャナは、好ましくは、光学記憶媒体から読み出す及び／又はそこに書き込む装置に使用される。こうした装置は、前述の欠点を持たない高い信号対雑音比を有する。
【００１３】
よりよい理解を提供するために、本発明は、図１から図３に関連して以下に説明されている。同一の参照符号は、この場合、同一の要素を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明によるスキャナを使用する光学記憶媒体から読み出す及び／又はそこに書き込む装置を示している。レーザダイオード１は、コリメータレンズ２により平行にされ、ビーム分割キューブ３を通過し、対物レンズ４により光学記憶媒体５上に焦点が合わせられる光ビームを発する。光学記憶媒体５から反射された光ビームは、対物レンズにより平行にされ、ビーム分割キューブ３により更なる対物レンズ６の方向に偏向される。対物レンズ６は、光ビームを光検出器７上に合焦する。光検出器７は、増幅器８により増幅され、アナログ−デジタル変換器９によりデジタルデータ信号ＲＦに変換されるアナログデータ信号を生成する。従って得られるデジタルデータ信号ＲＦは、更なる処理手続きのためにデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１０に送られる。
【００１５】
モードホッピングによる雑音を低減するために、レーザダイオード１が高周波モジュレータ１３により変調される。この場合、変調の周波数及び位相は、移相器付の周波数発生器１２を介してデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１０の影響を受ける。サンプリング動作がアナログ−デジタル変換器９によって実行されるとき常にレーザダイオード１がオンになることを確実にするために、アナログ−デジタル変換器９及び周波数発生器１２さらに高周波モジュレータ１３も、サンプリングクロック発生器１１によって同期される。
【００１６】
図２は、レーザダイオード１のパルスが光学記憶媒体５上のデータマークに同期することにより、どのようにして急勾配の信号エッジが得られるかを示している。ここで、図２のａ）は、非同期パルスの場合を示し、図２のｂ）は同期パルスの場合を示している。マーク２０及びスペース２１の形態をとるデータが、光学記憶媒体５上に記憶されている。説明を簡略にするために、マーク２０は、図２で立ち上がった形で示されている。さらに、スペース２１はいかなる光も反射せず、一方、マークは光を完全に反射すると仮定する。実際の状況は、使用される記憶媒体５、即ち記憶の形式、に左右されるが、エッジの急勾配の原理に対しては重要なことではない。マーク２０とスペース２１との間に位置しているのは遷移領域２２であり、それはデータ記憶における不備のため不可避である。記憶媒体５に記憶されたデータが、図２のａ）に示されるように時間ｔ１、ｔ２及びｔ３で非同期光パルスを用いて読み出される場合、光パルスは、ｔ２の瞬間、パルスが一部だけ反射する遷移領域２２に必ず落ちる。時間ｔ１からｔ３でアナログデータ信号を同期サンプリングすることによって得られるデジタルデータ信号ＲＦでは、このことが、「０」と「１」との間の遷移が２クロック周期で生じるという事実から明らかとなる。その結果として生じる信号エッジは、破線で示されている。これに対して、図２のｂ）に示されるように、記憶データが同期した光パルスを用いて読み出される場合、光パルスが時間ｔ１からｔ４までの間に遷移領域２２に落ちることは全くなく、むしろ全ての光パルスが、スペース２１又はマーク２０のどちらかに当たる。それに応じて「０」と「１」との間の遷移は１クロック周期で生じ、それが極めて急勾配のエッジもたらす。これもまた破線で示されている。
【００１７】
データマーク２０が複数の光パルス３０を用いて読み出されかつそれらに関するサンプルの平均値を求めるようにした場合、信号対雑音比は更に良好となる。このことが図３に示されている。マーク２０は一連の光パルス３０を用いて読み出される。同図では、光パルス３０に関するサンプルが光パルス３０の垂直位置によって記号化されている。レーザ出力の変動、及び光学記憶媒体５又はサンプリング動作の不備がサンプルの変動を引き起こすが、それは複数のサンプル全体を平均化することにより削減される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるスキャナを使用する光学記憶媒体を読み出す及び／又はそれに書き込む装置を示している。
【図２】光学記憶媒体上のデータマークに光源のパルスが同期することにより得られる急勾配の信号エッジを示している。
【図３】複数のパルスを用いたデータマークのサンプリングを示している。
【符号の説明】
【００１９】
１  レーザダイオード
２  コリメータレンズ
３  ビーム分割キューブ
４  対物レンズ
５  光学記憶媒体
６  対物レンズ
７  光検出器
８  増幅器
９  アナログ−デジタル変換器
１０  デジタル信号プロセッサ
１１  サンプリングクロック発生器
１２  周波数発生器
１３  高周波モジュレータ
２０  マーク
２１  スペース
２２  遷移領域
３０  光パルス
【図１】
2007533056.tif 000003
【図２】
2007533056.tif 000004
【図３】
2007533056.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月14日(2006.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
光学記憶媒体（５）上に記憶されたデータを読み出すための光ビームを生成しかつ高速のモードホッピングを引き起こすために高周波モジュレータ（１３）により変調される光源（１）と、光検出器（７）により生成されるアナログデータ信号をデジタルデータ信号（ＲＦ）に変換するアナログ−デジタル変換器（９）とを有する光学スキャナにおいて、
前記高周波モジュレータ（１３）と前記アナログ−デジタル変換器（９）とが同期していることを特徴とする光学スキャナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によると、この目的は、光学記憶媒体上に記憶されたデータを読み出すための光ビームを生成しかつ高速のモードホッピングを引き起こすために高周波モジュレータにより変調される光源と、光検出器により生成されるアナログデータ信号をデジタルデータ信号（ＲＦ）に変換するアナログ−デジタル変換器とを有する光学スキャナであって、高周波モジュレータ及びアナログ−デジタル変換器が同期している光学スキャナによって達成される。これにより、光源がサンプリング動作の間、常にオンになることが確実となり、それにより間違ったサンプルが得られない。高周波モジュレータは、通常、周波数が外部抵抗器により設定できる自励発振器である。
【国際調査報告】
2007533056.tif 000006
2007533056.tif 000007