(57)【要約】【課題】半導体レーザから出力されるレーザビームを回折格子により３本のビームに分光して使用する光ディスク記録再生装置において、装置内部の温度変化による回折格子の分光特性の変化を補償する。【解決手段】回折格子４の近傍の温度を温度センサ１２により検出し、検出された温度に応じて、受光素子１１の複数の受光部からそれぞれ出力される０次回折光及び１次回折光の出力信号を増幅する際のゲインを個別に調節する。記憶部１４は、ゲイン調節部１３により調節される０次回折光及び１次回折光の出力信号のゲインの値を記憶し、ゲイン調節部１３は、検出された温度が所定時間所定の温度範囲内の温度を維持したときに、記憶部１４から所定の温度範囲に対応する１次回折光の出力信号のゲインの値を読み出し、ゲインの値を更新する。【選択図】　図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、前記半導体レーザから出力されたレーザビームを０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光に分光する回折格子と、光ディスクにより反射された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光を個別に受光して所定の電気信号に変換する複数の受光部を有する受光素子と、前記回折格子により分光された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光を光ディスク上に集光させると共に、光ディスクにより反射された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光を前記受光素子上に集光させる光学系とを備えた光ディスク記録再生装置において、
前記回折格子の近傍の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサにより検出された温度に応じて、前記受光素子の複数の受光部からそれぞれ出力される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号を増幅する際のゲインを個別に調節するゲイン調節部と、前記回折格子の近傍の温度に関する所定の温度範囲に対応して、前記ゲイン調節部により調節される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のゲインの値を記憶した記憶部とをさらに備え、
前記ゲイン調節部は、前記温度センサにより検出された温度が所定時間所定の温度範囲内の温度を維持したときに、前記記憶部から前記所定の温度範囲に対応する少なくとも＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のゲインの値を読み出し、各ゲインの値を更新し、前記受光素子から出力される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルをそれぞれ所定の範囲内に維持することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
半導体レーザと、前記半導体レーザから出力されたレーザビームを複数のビームに分光する回折格子と、光ディスクにより反射されたビームを個別に受光して所定の電気信号に変換する複数の受光部を有する受光素子と、前記回折格子により分光されたビームを光ディスク上に集光させると共に、光ディスクにより反射されたビームを前記受光素子上に集光させる光学系とを備えた光ディスク記録再生装置において、
前記回折格子の近傍の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサにより検出された温度に応じて、前記受光素子の複数の受光部からそれぞれ出力される出力信号のゲインを個別に調節するゲイン調節部とをさらに備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項３】
前記ゲイン調節部は、前記温度センサにより検出された前記回折格子の近傍の温度を予め設定されている複数の温度範囲と比較し、各温度範囲に対応して予め設定されたゲインの値を用いて前記受光素子の複数の受光部からそれぞれ出力される出力信号のゲインを調節することを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、光ディスク記録再生装置における光ピックアップの周辺温度の上昇に伴うデータの記録再生機能の補償に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク記録再生装置では、半導体レーザの発熱等による光ピックアップの周辺温度の上昇に伴って、対物レンズ等の光学部品の膨張や位置ずれが生じ、レーザビームが光ディスク上や受光素子上の正しい位置に集光されず、データの記録再生が不能となるトラブルが生じる。そのため、従来から、光ディスク記録再生装置における光ピックアップの周辺温度の上昇に伴う記録再生機能を補償する様々な技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、対物レンズの焦点ずれを補正するために、コリメータレンズの周辺の温度変化をサーミスタにより検出し、温度変化に応じて、対物レンズを駆動する駆動信号を補正している。特許文献２では、受光素子上に集光される光ディスクからの反射光の微小スポットの位置ずれを補正するために、対物レンズ保持部を微小変移可能に構成している。特許文献３では、温度変化によるトラッキングオフセットを制御するために、装置内部の温度を検出し、検出温度に基づいて予め記憶されている制御データを読み出し、トラッキングオフセットの設定を更新している。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−１１９４４号公報
【特許文献２】
特開平８−３２９４９７号公報
【特許文献３】
特開平１０−２８３６４５号公報
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】
光ディスク記録再生装置では、上記対物レンズの焦点ずれ、微小スポットの位置ずれ及びトラッキングオフセットの他に、半導体レーザから出力されるレーザビームを０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の３つのビームに分光する回折格子の温度による光学特性の変化も問題となる。
【０００６】
０次回折光は、光ディスクに対するデータの記録及び再生に使用され、＋１次回折光及び−１次回折光（両者を特に区別しないときは１次回折光とする）はレーザビームのトラッキングに使用される。そのため、０次回折光の強度は、１次回折光の強度に比べて非常に大きく、例えば基準温度２５℃において、０次回折光：１次回折光＝２０：１となるように設定されている。
【０００７】
ところが、特に樹脂製の回折格子では、温度変化に応じて０次回折光の強度及び１次回折光の強度が変化するだけでなく、０次回折光と１次回折光の強度比も大きく変化する。具体的には、基準温度よりも高くなると、０次回折光の強度が増加し、１次回折光の強度が減少する。そのため、０次回折光の強度の１次回折光の強度に対する比率が高くなり、例えば６０℃で４０：１程度になる。また、基準温度よりも低くなると、０次回折光の強度が減少し、１次回折光の強度が増加する。そのため、０次回折光の強度の１次回折光の強度に対する比率が低くなり、例えば０℃で１０：１程度になる。
【０００８】
このような状況下で、受光素子から出力される０次回折光の出力信号のレベルが一定となるように受光素子のゲインを一律に調節すると、受光素子から出力される１次回折光の出力信号のレベルが非常に小さくなり、受光素子からの出力信号をＡ／Ｄ変換すると全て閾値以下となって、事実上１次回折光を検出することができず、トラッキングエラーにより光ディスクに対するデータの記録再生ができなくなる可能性が生じる。逆に、１次回折光を検出することができる程度に受光素子のゲインを一律に調節すると、０次回折光の強度が高くなりすぎ、光ディスクの表面を損傷したり、あるいは光ディスクに記録されているデータを消去したりする可能性が生じる。
【０００９】
本考案は、上記従来例の問題点を解決するためになされたものであり、光ピックアップの近傍の温度に応じて、受光素子から出力される０次回折光の出力信号と１次回折光の出力信号のゲインを個別に調節することにより、光ディスクの表面を損傷したり、光ディスクに記録されているデータを消去したりすることなく、またトラッキングエラーによるデータの記録再生が不能になることのない光ディスク記録再生装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の考案は、半導体レーザと、前記半導体レーザから出力されたレーザビームを０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光に分光する回折格子と、光ディスクにより反射された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光を個別に受光して所定の電気信号に変換する複数の受光部を有する受光素子と、前記回折格子により分光された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光を光ディスク上に集光させると共に、光ディスクにより反射された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光を前記受光素子上に集光させる光学系とを備えた光ディスク記録再生装置において、前記回折格子の近傍の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサにより検出された温度に応じて、前記受光素子の複数の受光部からそれぞれ出力される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号を増幅する際のゲインを個別に調節するゲイン調節部と、前記回折格子の近傍の温度に関する所定の温度範囲に対応して、前記ゲイン調節部により調節される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のゲインの値を記憶した記憶部とをさらに備え、前記ゲイン調節部は、前記温度センサにより検出された温度が所定時間所定の温度範囲内の温度を維持したときに、前記記憶部から前記所定の温度範囲に対応する少なくとも＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のゲインの値を読み出し、各ゲインの値を更新し、前記受光素子から出力される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルをそれぞれ所定の範囲内に維持する。
【００１１】
このような構成によれば、受光素子から出力される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号について、ゲイン調節部により個別にゲイン調節が行われるので、０次回折光の強度にかかわらず＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルを一定の範囲内に維持することができ、トラッキングエラーによる光ディスクに対するデータの記録再生不能は生じない。また、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルにかかわらず、０次回折光の強度を一定の範囲内に維持することができ、光ディスクの表面を損傷したり、あるいは光ディスクに記録されているデータを消去したりすることもない。
【００１２】
また、記憶部は、回折格子の近傍の温度をあらかじめ所定の温度範囲に分割し、各温度範囲に対応してゲイン調節部により調節される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のゲインの値を記憶した、いわゆるルックアップテーブルであり、ゲイン調節部は、温度センサにより検出された温度にもとづいて記憶部からゲインの値を読み出して、ゲインの値を更新するだけでよく、比較的簡単な演算処理により、受光素子から出力される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルをそれぞれ所定の範囲内に維持する。
【００１３】
また、請求項２の考案は、半導体レーザと、前記半導体レーザから出力されたレーザビームを複数のビームに分光する回折格子と、光ディスクにより反射されたビームを個別に受光して所定の電気信号に変換する複数の受光部を有する受光素子と、前記回折格子により分光されたビームを光ディスク上に集光させると共に、光ディスクにより反射されたビームを前記受光素子上に集光させる光学系とを備えた光ディスク記録再生装置において、前記回折格子の近傍の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサにより検出された温度に応じて、前記受光素子の複数の受光部からそれぞれ出力される出力信号のゲインを個別に調節するゲイン調節部とをさらに備える。
【００１４】
このような構成によれば、受光素子から出力される各ビームの出力信号のゲインを個別に調節することにより、温度変化による回折格子の分光特性の変化を補償することができる。その結果、０次回折光の強度を一定の範囲内に維持することができ、光ディスクの表面を損傷したり、あるいは光ディスクに記録されているデータを消去したりすることなくデータの記録再生が可能となる。また、１次回折光の出力信号のレベルを一定の範囲内に維持することができ、トラッキングエラーによる光ディスクに対するデータの記録再生不能は生じない。
【００１５】
また、請求項３の考案は、請求項２の光ディスク記録再生装置において、前記ゲイン調節部は、前記温度センサにより検出された前記回折格子の近傍の温度を予め設定されている複数の温度範囲と比較し、各温度範囲に対応して予め設定されたゲインの値を用いて前記受光素子の複数の受光部からそれぞれ出力される出力信号のゲインを調節することを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、比較的少ない数のゲインの値をデータとして記憶しておくだけでよく、ゲイン調節の際の演算処理を簡略化することが可能となる。
【００１７】
【考案の実施の形態】
本考案の一実施の形態に係る光ディスク記録再生装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る光ディスク記録再生装置の構成を図１に示す。光ディスク記録再生装置１は、光ディスク２に向かって所定波長のレーザビームを照射し、光ディスクに記録されているデータを再生すると共に、記録可能な光ディスクに対してデータ再生時よりも強度（パワー）の大きいレーザビームを照射してデータを記録するものである。
【００１９】
半導体レーザ（ＬＤ）３は、上記のようにレーザビームの強度を切り換えて出力することができる。半導体レーザ３から光ディスク２に向かう光路上には、半導体レーザ３から出力されたレーザビームを複数のビーム、特に０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の３本のビームに分光する回折格子（ＧＲ）４と、回折格子４により分光されたビームを透過させるとともに、光ディスク２からの反射光を反射させる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５と、ビームの偏光状態を変換する１／４波長板（λ／４）６と、ビームの光路を光ディスク２側に９０度曲げるためのミラー７と、ミラー７により光路を曲げられたビームを平行光束にするコリメータレンズ８と、平行光束化されたビームを光ディスク２上に集光するための対物レンズ９が順に設けられている。
【００２０】
また、偏光ビームスプリッタ５と受光素子（ＰＤＩＣ）１１の間には、光ディスク２により反射され、上記対物レンズ９、コリメータレンズ８、ミラー７、１／４波長板６を通り、偏光ビームスプリッタ５により反射された光を受光素子１１上に集光する集光レンズ１０が設けられている。受光素子１１は、受光面にフォトダイオード等の複数の受光部が設けられたＩＣであり、各受光部は光ディスク２からの反射光を受光し、光の強度に応じた電気信号に変換し、出力する。
【００２１】
半導体レーザ３の近傍には、半導体レーザ３及び回折格子４の近傍の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ１２が設けられている。また、温度センサ１２に接続されたゲイン調節部１３は、温度センサ１２により検出された温度に基づいて受光素子１１からの出力信号を増幅する際のゲインを調節する。また、ゲイン調節部１３に接続された記憶部１４は、例えばＲＯＭ等の不揮発性メモリで構成されており、ゲイン調節する際の回折格子４の近傍の温度に対応するゲインの値をルックアップテーブルとして記憶している。
【００２２】
半導体レーザ３から出力されたレーザビームは回折格子４により回折され、０次回折光、±１次回折光、±２次回折光・・・に分光される。これらの回折光のうち、０次回折光は最も強度が高く、光ディスク２に対するデータの記録及び再生に用いられる。また、次に強度の高い１次回折光は、光ディスク２上でのトラッキング制御に用いられる。光ディスク２上に集光された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光によるビームスポットを図２に示す。図２中、Ｍは０次回折光によるメインビームスポット、Ｓ１及びＳ２は１次回折光によるサブビームスポットである。図２に示すように、光ディスク２上では、データ記録用トラックと位置検出用トラックが交互に設けられている。サブビームスポットＳ１及びＳ２を用いて位置検出用トラックに記録されている所定の位置検出データを検出するようにトラッキングサーボ制御を行うことにより、メインビームスポットＭをデータ記録用トラック上に位置させることができる。逆に、サブビームスポットＳ１及びＳ２による位置検出データが検出できなければ、メインビームスポットＭをデータ記録用トラック上に位置させることができず、データの記録再生ができないことになる。
【００２３】
一般的に、半導体レーザ３は、光ディスク装置１が設置される環境温度や半導体レーザ３自体の発熱等により、その温度が０℃から６０℃の範囲で使用される。また、半導体レーザ３の故障を防止するために、７０℃以上になると発振を停止するように制御される。そのため、半導体レーザ３の温度を検出するために、従来から半導体レーザ３の近傍に温度センサ１２が設けられている。一方、回折格子４も半導体レーザ３の近傍に設けられている。従って、温度センサ１２により検出された温度は、回折格子４の温度と等価であるとみなすことができる。
【００２４】
前述のように、回折格子４は、例えば樹脂で成形されており、半導体レーザ３の発熱による影響を受けやすく、温度変化により０次回折光の強度及び１次回折光の強度が変化すると共に、０次回折光と１次回折光の強度比も大きく変化する。例えば、基準温度２５℃において、回折格子４による０次回折光と１次回折光の強度比が２０：１となるように設定されているものとする。基準温度２５℃において、半導体レーザ３から出力されるレーザビームの強度を１００とし、回折格子４により回折された０次回折光の強度を７０とすると、１次回折光の強度は３．５となる。これに対して、基準温度よりも高くなると、０次回折光の強度が増加し、１次回折光の強度が減少する。また、基準温度よりも低くなると、０次回折光の強度が減少し、１次回折光の強度が増加する。温度６０℃では、回折格子４により回折された０次回折光の強度が７５程度に増加し、１次回折光の強度は２程度に減少する。また、温度０℃では、回折格子４により回折された０次回折光の強度が６５程度に減少し、１次回折光の強度は５程度に増加する。これを表にまとめると、以下のようになる。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
なお、０次回折光と１次回折光の強度比が変化するその他の要因としては、半導体レーザ３から出力されるレーザビームの温度変化による波長変動及び部品としての回折格子４の寸法公差等が考えられる。
【００２７】
次に、受光素子１１の受光面の構成を図３に示す。図３から分るように、受光素子１１の受光面は、光ディスク２により反射されたメインビームＭ及び２つのサブビームＳ１及びＳ２を受光するために、主に３つの受光部１１ａ、１１ｂ及び１１ｃが設けられており、さらに各受光部１１ａ、１１ｂ及び１１ｃはそれぞれ複数の領域に分割されている。なお、説明を簡単にするため、各受光部１１ａ、１１ｂ及び１１ｃ全体の出力信号をについてゲイン調節を行うものとする。
【００２８】
ゲイン調節部１３は、受光素子１１の各受光部１１ａ、１１ｂ及び１１ｃから出力されるメインビーム（０次回折光）Ｍの強度を示す出力信号及びサブビーム（１次回折光）Ｓ１及びＳ２の強度を示す出力信号に対して個別にゲイン調節を行う。上記表１の場合を例にすると、受光部１１ａからの出力信号に対して、温度センサ１２により検出された温度が０℃のときは、ゲインの値を基準温度２５℃のときのゲインの値の約１．０８倍とする。また、温度が６０℃のときは、ゲインの値を基準温度２５℃のときのゲインの値の約０．９３倍とする。それにより、受光部１１ａからの出力信号のレベルを、温度にかかわらずほぼ一定にすることができる。同様に、受光部１１ｂ及び１１ｃからの出力信号に対しては、温度が０℃のときは約０．７倍、温度が６０℃のときは約１．７５倍とする。それにより、受光部１１ｂ及び１１ｃからの出力信号のレベルを、温度にかかわらず、ほぼ一定にすることができる。なお、光ディスク２に対してデータを記録する場合と光ディスク２からデータを読み出す場合とでは、半導体レーザ３から出力されるレーザビームの強度（パワー）が異なるので、受光素子１１の各受光部１１ａ、１１ｂ及び１１ｃからの出力信号を増幅する際のゲインの値そのものは異なる。しかしながら、回折格子４による０次回折光と１次回折光の強度比、各光学部品の透過率や反射率は一定であるため、データの記録時及び再生時のいずれにおいても、ゲインの値を補正する際の倍率は同じである。
【００２９】
次に、記憶部１４に記憶されているゲインの値について説明する。受光素子１１の各受光部１１ａ、１１ｂ及び１１ｃからの出力信号は、増幅された後、Ａ／Ｄ変換される。従って、増幅後の出力信号のハイレベルとローレベルの間にＡ／Ｄ変換時の閾値が存在していればよく、必ずしも上記のように出力信号のレベルを、温度にかかわらずほぼ一定にする必要はない。すなわち、ゲイン調節は多少ラフであってもよい。そこで、上記０℃から６０℃の温度範囲を、０℃以上２０℃未満、２０℃以上４０℃未満、４０℃以上６０℃未満の３つの温度範囲に分割し、それぞれの温度範囲について、受光部１１ｂ及び１１ｃからの出力信号に対するゲインの値を順に、基準温度２５℃のときのゲインの値の０．８倍、１．０倍及び２．０倍に設定している。なお、受光部１１ａからの出力信号に対しては、基準温度２５℃のときのゲインの値に固定し、ゲイン調節を行わなくてもよい。
【００３０】
次に、ゲイン調節部１３によるゲイン調節について、図４に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ゲイン調節部１３は、光ディスク２に対するデータの記録又は再生を開始すると、温度センサ１２により検出された温度を読み込み（Ｓ１）、前回検出した温度が属する温度範囲の上限値及び下限値と比較し、今回検出した温度の属する温度範囲が前回検出した温度が属する温度範囲から変化したか否かを判断する（Ｓ２）。今回検出された温度の属する温度範囲が、上記いずれかの温度範囲から他の温度範囲に変化すると（Ｓ２でＹＥＳ）、その状態が所定時間（例えば５秒以上）持続したか否かを判断する（Ｓ３）。そして、温度範囲が変化した状態が一定時間持続したときに（Ｓ３でＹＥＳ）、記憶部１４から現在の温度が属する温度範囲のゲインの値を読み出し（Ｓ４）、増幅回路（図示せず）によるゲインの値を更新する（Ｓ５）。さらに、ゲイン調節部１３は、光ディスク２に対するデータの記録又は再生が終了するまで上記ステップを繰り返す（Ｓ６）。
【００３１】
このように、温度センサ１２により検出された温度が、所定時間（例えば５秒以上）所定の温度範囲内の温度を維持したときにのみゲイン調節を行うので、ノイズによる誤ったゲイン調節を防止することができる。
【００３２】
なお、上記一実施の形態では、ゲインの値を更新するための温度範囲の切り換え点として２０℃及び４０℃を設定したが、本考案はこれに限定されるものではなく、さらに切り換え点の数を増やして、温度範囲を細かく分割するようにしてもよい。また、上記実施の形態では、温度範囲の切り換え点を超えた温度変化が一定時間以上持続したときにゲインの値を更新するように構成したが、受光素子１の各受光部からの出力信号のレベルを所定の閾値と比較して、閾値を下回ったとき又は上回ったときにゲインの値を更新するように構成してもよい。
【００３３】
また、上記一実施の形態では特に説明しなかったが、受光素子１１の各受光部１１ａ、１１ｂ及び１１ｃからの出力信号のゲイン調節と併せて、半導体レーザ３の発熱による対物レンズ９等の光学部品の膨張や位置ずれに起因したレーザビームスポットの光ディスク２上や受光素子１１上の焦点ずれや位置ずれ等を補正することは言うまでもない。
【００３４】
【考案の効果】
以上説明したように、本考案によれば、受光素子から出力される０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号について、ゲイン調節部により個別にゲイン調節が行われるので、受光素子から出力される＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルが非常に小さいときでも、０次回折光の強度にかかわらず＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルを一定の範囲内に維持することができ、トラッキングエラーによる光ディスクに対するデータの記録再生不能は生じない。また、＋１次回折光及び−１次回折光の出力信号のレベルにかかわらず、０次回折光の強度を一定の範囲内に維持することができ、光ディスクの表面を損傷したり、あるいは光ディスクに記録されているデータを消去したりすることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の一実施の形態に係る光ディスク記録再生装置の構成を示す図である。
【図２】光ディスク上に集光された０次回折光、＋１次回折光及び−１次回折光のスポットを示す図である。
【図３】上記一実施の形態における受光素子の受光面の構成を示す図である。
【図４】上記一実施の形態におけるゲイン調節動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　光ディスク記録再生装置
２　光ディスク
３　半導体レーザ
４　回折格子
１１　受光素子
１２　温度センサ
１３　ゲイン調節部
１４　記憶部
【図１】
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【図２】
0003097234.tif 000005
【図３】
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【図４】
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