(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ光源と、光ディスクからの信号光を受光して再生信号を生成する再生信号用受光器と、レーザ光源からのレーザ光を検出する光源モニタ用受光器と、を有し、上記光源モニタ用受光器の出力信号を使用して上記再生信号用受光器からの再生信号よりレーザ光源ノイズのキャンセルをし、上記レーザ光源パワーの制御をするように構成された光ディスク装置において、
レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、ｘ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号Ｅｘとｙ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号Ｅｙが共にゼロとなるようにして、上記光源モニタ用受光器の受光面は、ｘ軸に平行な１本の線によって上側の受光素子と下側の受光素子に分割され、上記上側の受光素子と下側の受光素子は更に、ｙ軸に平行な偶数本の線によって奇数個の受光素子に分割され、
上記レーザ光源ノイズのキャンセルは、ｙ軸に平行な偶数本の線によって分割された奇数個の受光素子について、上側の受光素子と下側の受光素子をｘ軸方向に順に交互に選択した組み合わせによって構成されるレーザ光源ノイズキャンセル用受光素子の出力によってなされ、
上記レーザ光源パワーの制御は、ｙ軸に平行な偶数本の線によって分割された奇数個の受光素子について、下側の受光素子と上側の受光素子をｘ軸方向に順に交互に選択した上記レーザ光源ノイズキャンセル用受光素子の組み合わせとは異なる組み合わせによって構成されるレーザ光源パワー制御用受光素子の出力によってなされるように構成されている
光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ディスク装置において、
上記光源モニタ用受光器のアラインメントは、上記レーザ光源パワー制御用受光素子の出力信号を使用してなされる
光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクにレーザ光を照射して情報を再生するための光ディスク装置に関し、より詳細には、再生信号よりレーザ光の変動に起因する雑音成分を除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクにおける情報の記録密度が高度化し、それに伴い、情報の再生に必要なＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を確保することが困難となっている。レーザ光を光ディスクに照射することによって得られる再生信号には様々なノイズ（雑音）成分が含まれる。再生信号に含まれるノイズは、発生要因に着目して、次の３つに分類することができる。
（１）光ディスクの表面の粗さやバラツキに起因するディスクノイズ
（２）受光器及び増幅器を含む回路において発生する回路系ノイズ
（３）光源であるレーザダイオード（ＬＤ）に起因するレーザ光源ノイズ（ＬＤノイズ）
【０００３】
回路系ノイズには、受光器の初段アンプの設計に依存する受光器（ＰＤ）アンプノイズ、受光器の受光電流の電子の揺らぎに起因するショットノイズ、受光器の初段電流電圧変換アンプの変換抵抗に起因したサーマルノイズ（熱雑音）等がある。サーマルノイズは理論的に求めることが可能である。
【０００４】
レーザ光源ノイズはレーザ光の波長及びパワーの変動に起因したノイズであり、温度変化、戻り光等に起因する発光モードの遷移によって起きる。そのなかで最も支配的なのはレーザダイオードを流れる電流の電子の揺らぎに起因する量子雑音である。
【０００５】
近年、レーザ光源ノイズを除去する技術が開発されている。光ディスク装置には、光ディスクからの戻り光を受光して再生（ＲＦ）信号を生成するための再生信号用受光器とレーザ光源を監視しオートマチック・パワー・コントロール（ＡＰＣ）信号を生成するための光源モニタ用受光器が備えられている。光源モニタ用受光器よりレーザ光源ノイズキャンセル（ＬＮＣ）信号を取り出して再生信号に含まれるレーザ光源ノイズを除去する。
【０００６】
図３を参照して従来のレーザ光源ノイズを除去する装置及び方法を説明する。この例は本願出願人と同一の出願によって平成８年１０月１８日に出願された特願平８−２７６００８号に係る特開平１０−１２４９１９号公報に開示されたものである。詳細は同公報を参照されたい。
【０００７】
図示のように本例の光ディスク装置の光学系は、光源であるレーザダイオード１１とコリメータレンズ１２と偏光ビームスプリッタ１３と四分の一波長板１４と対物レンズ１５と集光レンズ１６と再生信号用受光器１７と光源モニタ用受光器１８とを有する。レーザダイオード１１からのレーザ光はコリメータレンズ１２によって平行光線化され、偏光ビームスプリッタ１３のハーフミラー１３Ａによって２つに分岐される。一方の分岐光はハーフミラー１３Ａによって偏向され、光源モニタ用受光器１８によって受光される。他方の分岐光はハーフミラー１３Ａを通過し、四分の一波長板１４及び対物レンズ１５を経由して光ディスク２０の情報記録面に到達する。光ディスクの情報記録面からの光は偏光ビームスプリッタ１３のハーフミラー１３Ａによって偏向され、集光レンズ１６を経由して再生信号用受光器１７によって受光される。
【０００８】
光源モニタ用受光器１８の出力信号はレーザ光の波長及びパワーの変動に対応したレベル変動をするはずである。即ち、光源モニタ用受光器１８の出力信号は、再生信号用受光器１７の出力信号に含まれるレーザ光源ノイズと同位相を有するはずである。従って、再生信号用受光器１７の出力信号より光源モニタ用受光器１８の出力信号をキャンセル演算することによって、再生信号よりレーザ光源ノイズが除去される。
【０００９】
キャンセル演算の例を説明する。再生信号用受光器１７の出力信号は電流電圧変換器及び増幅器を経由して加算器に供給される。光源モニタ用受光器１８の出力信号は電流電圧変換器及び増幅器を経由し、位相反転器によって位相が反転されて加算器に供給される。加算器の出力として、レーザ光源ノイズが除去された再生信号が得られる。
【００１０】
上述のように、再生信号に含まれる雑音にはレーザ光源ノイズばかりでなく、受光器アンプノイズ等の回路系ノイズがある。従来の光ディスク装置では、光源モニタ用受光器１８より出力されたレーザ光源ノイズキャンセル用信号を使用してレーザ光源パワー制御がなされていた。レーザ光源ノイズのキャンセル動作を確実に行うようにすることと、回路系ノイズを抑制することは必ずしも両立しない。
【００１１】
再生信号用受光器１７の出力信号より光源モニタ用受光器１８の出力信号をキャンセル演算することによって、再生信号よりレーザ光源ノイズを完全に除去することができるように、回路設計又は光学設計をすると、回路系ノイズが増加する結果となる場合がある。キャンセル演算によって、レーザ光源ノイズの減少分より回路系ノイズの増加分のほうが大きい場合には、結果的に、ノイズの増加となる。
【００１２】
上述の例では、光源モニタ用受光器１８からの出力信号をレーザ光源パワー制御とレーザ光源ノイズのキャンセルの２つの動作に使用したが、光源モニタ用受光器１８よりレーザ光源パワー制御用信号とレーザ光源ノイズのキャンセル用信号の２つの信号を取り出し、夫々別個の回路系にて処理するように構成された例が提案されている。
【００１３】
図４を参照して説明する。この例では、光源モニタ用受光器１８の受光部は３つに分割されている。図示のように、受光面はｘ軸に平行な線によって上側の領域Ａと下側の領域Ｂに分割され、下側の領域Ｂは更に、ｙ軸に平行な線によって左側の領域Ｂ１と右側の領域Ｂ２に分割されている。レーザ光が受光部の中心に照射されると、円形スポットＳは図示のように、３つの領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２に跨るように照射される。
【００１４】
領域Ａからの出力信号はレーザ光源パワー制御用に使用され、領域Ｂの出力信号はレーザ光源ノイズキャンセル用に使用される。領域Ａ、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２の受光素子からの出力信号をそれぞれ、ａ、ｂ、ｂ１、ｂ２とすると、ｘ軸方向のアラインメントは制御信号（ｂ１−ｂ２）、ｙ軸方向のアラインメントは制御信号（ａ−ｂ）を使用する。レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、ｘ軸方向の制御信号（ｂ１−ｂ２）及びｙ軸方向の制御信号（ａ−ｂ）は共にゼロとなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
各領域Ａ、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２の受光素子より出力された電流信号は電流電圧変換器によって電圧信号に変換される。レーザ光源ノイズキャンセル用信号の電流電圧変換器は、ＳＮ（信号対ノイズ）比を高めるために、受光器の直後に接続される。しかしながら、電流電圧変換器の変換ゲインは集積回路の製造工程に依存して変動し、２０％以上のバラツキがある。
【００１６】
従って、レーザ光源パワー制御用信号とレーザ光源ノイズキャンセル用信号を受光器のアラインメントに使用すると、電流電圧変換ゲインのバラツキに起因して、アラインメントの精度が低下する。
【００１７】
図４を参照して説明した従来の装置では、温度変動、経年変化等によって受光器の受光面に照射されるレーザ光のスポットの位置が変化すると、受光面の各領域の受光量が変化する。それによってレーザ光源パワー制御の精度が劣化し、レーザ光源ノイズのキャンセルが目標値に達しなくなる。
【００１８】
例えば図４Ｂに示すように、レーザスポットの位置がｙ軸の負の方向に移動すると、領域Ａの受光量が減少し領域Ｂの受光量が増加するため、レーザ光源パワー制御用の信号が減少し、レーザ光源パワー制御の精度が劣化する。図示しないが、レーザスポットの位置がｙ軸の正の方向に移動すると、領域Ａの受光量が増加し領域Ｂの受光量が減少するため、レーザ光源ノイズキャンセル用の信号が減少し、レーザ光源ノイズキャンセルの性能が劣化する。
【００１９】
従って、本発明は、受光器のアラインメントの精度を低下させることなく、レーザ光源ノイズキャンセルの性能を向上させることができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００２０】
従って、本発明はレーザ光源パワー制御の精度を劣化させることなく、レーザ光源ノイズキャンセルの性能を向上させることができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、レーザ光を出力するレーザ光源と、光ディスクからの信号光を受光して再生信号を生成する再生信号用受光器と、レーザ光源からのレーザ光を検出する光源モニタ用受光器と、を有し、上記光源モニタ用受光器の出力信号を使用して上記再生信号用受光器からの再生信号よりレーザ光源ノイズのキャンセルをし、上記レーザ光源パワーの制御をするように構成された光ディスク装置において、
レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、ｘ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号Ｅｘとｙ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号Ｅｙが共にゼロとなるようにして、上記光源モニタ用受光器の受光面は、ｘ軸に平行な１本の線によって上側の受光素子と下側の受光素子に分割され、上記上側の受光素子と下側の受光素子は更に、ｙ軸に平行な偶数本の線によって奇数個の受光素子に分割され、上記レーザ光源ノイズのキャンセルは、ｙ軸に平行な偶数本の線によって分割された奇数個の受光素子について、上側の受光素子と下側の受光素子をｘ軸方向に順に交互に選択した組み合わせによって構成されるレーザ光源ノイズキャンセル用受光素子の出力によってなされ、上記レーザ光源パワーの制御は、ｙ軸に平行な偶数本の線によって分割された奇数個の受光素子について、下側の受光素子と上側の受光素子をｘ軸方向に順に交互に選択した上記レーザ光源ノイズキャンセル用受光素子の組み合わせとは異なる組み合わせによって構成されるレーザ光源パワー制御用受光素子の出力によってなされるように構成されている。
【００２２】
更に、上記光源モニタ用受光器のアラインメントは、上記レーザ光源パワー制御用受光素子の出力信号を使用してなされる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１を参照して本発明の第１の例を説明する。図１Ａは本発明の光ディスク装置の光源モニタ用受光器の受光面を示す。本例の光源モニタ用受光器の受光面は、ｘ軸に平行な１本の線によって上側の領域と下側の領域に分割され、各領域は更に、ｙ軸に平行な２本の線によって３つの領域に分割されている。従って受光面は、上側の３つの受光素子Ａ１、Ｂ１、Ｃ１と下側の３つの受光素子Ａ２、Ｂ２、Ｃ２からなる。レーザ光が受光面の中心に照射されると、円形スポットＳは図示のように、６つの領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２に跨るように照射される。
【００２４】
受光素子Ａ１、Ｂ２、Ｃ１はレーザ光源パワー制御用であり、受光素子Ａ２、Ｂ１、Ｃ２はレーザ光源ノイズキャンセル用である。本例では、レーザ光源パワー制御用信号は上側の受光素子Ａ１、Ｃ１と下側の受光素子Ｂ２から取り出し、レーザ光源ノイズキャンセル用信号は同様に、上側の受光素子Ｂ１と下側の受光素子Ａ２、Ｃ２から取り出す。各受光素子Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２の出力信号をそれぞれａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｂ２、ｃ２とする。レーザ光源パワー制御用信号ＡＰＣとレーザ光源ノイズキャンセル用信号ＬＮＣは次の式によって表わされる。
【００２５】
【数１】
ＡＰＣ＝ａ１＋ｂ２＋ｃ１
ＬＮＣ＝ａ２＋ｂ１＋ｃ２
【００２６】
図１Ｂは、レーザ光のスポットＳが受光面の中心より偏倚した場合の各受光素子の受光量を示す。本例によると、レーザ光のスポットＳが受光面の中心より偏倚しても、レーザ光源パワー制御用信号及びレーザ光源ノイズキャンセル用信号のレベルの変化は少ない。例えば、レーザ光のスポットがｙ軸の負の方向に移動すると、上側の受光素子の受光量は減少し、下側の受光素子の受光量が増加する。しかしながら、両信号とも、上側の受光素子の信号と下側の受光素子の信号を含むから、上側の受光素子の受光量の減少分と、下側の受光素子の受光量の増加分が相殺し、結局、信号のレベルの変動は小さくなる。
【００２７】
本例のレーザ光源モニタ用受光器の受光面の６つの受光素子は、レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、各受光素子の出力が次の式を満たすように、設定される。
【００２８】
【数２】
ｂ２＝ａ１＋ｃ１
ｂ１＝ａ２＋ｃ２
【００２９】
即ち、レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、上側のレーザ光源パワー制御用受光素子の出力の和ａ１＋ｃ１は下側のレーザ光源パワー制御用受光素子の出力ｂ２に等しく、上側のレーザ光源ノイズキャンセル用受光素子の出力ｂ１は下側のレーザ光源ノイズキャンセル用受光素子の出力の和ａ２＋ｃ２に等しい。光源モニタ用受光器のアラインメントは、レーザ光源パワー制御用信号ａ１、ｂ２、ｃ１を使用する。
【００３０】
【数３】
Ｅｘ＝ｃ１−ａ１
Ｅｙ＝ａ１＋ｃ１−ｂ２
【００３１】
Ｅｘ、Ｅｙはそれぞれ、ｘ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号、ｙ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号である。レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、ｘ軸方向の制御信号Ｅｘ及びｙ軸方向の制御信号Ｅｙは共にゼロとなる。
【００３２】
本発明によると、光源モニタ用受光器のアラインメントにおいて、数３の式によって表わされるように、レーザ光源パワー制御用信号のみを使用し、レーザ光源ノイズキャンセル用信号を使用しない。従って、光源モニタ用受光器のアラインメントの精度を確保することができる。
【００３３】
本例では、レーザ光源ノイズキャンセル用電流信号ａ２、ｂ１、ｃ２は、アラインメントに使用されず、レーザ光源ノイズキャンセルにのみ使用されるため、数１の式によって表わされるように、３つのレーザ光源ノイズキャンセル用電流信号ａ２、ｂ１、ｃ２の和のみが必要である。従って、本例によると、レーザ光源ノイズキャンセル用受光素子Ａ２、Ｂ１、Ｃ２より出力された電流信号ａ２、ｂ１、ｃ２は１つの共通の電流電圧変換器によって電圧信号に変換される。
【００３４】
本例によると、３つのレーザ光源ノイズキャンセル用電流信号ａ２、ｂ１、ｃ２は、１つの共通の電流電圧変換器によって電圧信号に変換されるから、低ノイズが達成され、集積回路のパッド数を減らすことができため、容量低下に起因する周波数特性を向上させることができる。
【００３５】
図２を参照して本発明の第２の例を説明する。図２Ａは本発明の光ディスク装置の光源モニタ用受光器の受光面の他の例を示す。本例の光源モニタ用受光器の受光面は、ｘ軸に平行な１本の線によって上側の領域と下側の領域に分割され、各領域は更に、ｙ軸に平行な４本の線によって５つの領域に分割されている。従って受光面は、上側の５つの受光素子Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１と下側の５つの受光素子Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２からなる。レーザ光が受光面の中心に照射されると、円形スポットＳは図示のように、６つの領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２に跨るように照射される。
【００３６】
受光素子Ａ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ２、Ｅ１はレーザ光源パワー制御用であり、受光素子Ａ２、Ｂ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｅ２はレーザ光源ノイズキャンセル用である。各受光素子Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２の出力信号をそれぞれａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２とする。レーザ光源パワー制御用信号ＡＰＣとレーザ光源ノイズキャンセル用信号ＬＮＣは次の式によって表わされる。
【００３７】
【数４】
ＡＰＣ＝ａ１＋ｂ２＋ｃ１＋ｄ２＋ｅ１
ＬＮＣ＝ａ２＋ｂ１＋ｃ２＋ｄ１＋ｅ２
【００３８】
レーザ光源ノイズキャンセル用信号ａ２、ｂ１、ｃ２、ｄ１、ｅ２は１つの共通の電流電圧変換器によって電圧信号に変換されてよい。本例のレーザ光源モニタ用受光器の受光面の１０個の受光素子は、レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、各受光素子の出力が次の式を満たすように、設定される。
【００３９】
【数５】
ｂ２＋ｄ２＝ａ１＋ｃ１＋ｅ１
ｂ１＋ｄ１＝ａ２＋ｃ２＋ｅ２
【００４０】
光源モニタ用受光器のアラインメントは、レーザ光源パワー制御用信号ａ１、ｂ２、ｃ１、ｄ２、ｅ１を使用する。
【００４１】
【数６】
Ｅｘ＝ｅ１＋ｄ２−ｂ２−ａ１
Ｅｙ＝ａ１＋ｃ１＋ｅ１−ｂ２−ｄ２
【００４２】
Ｅｘ、Ｅｙはそれぞれ、ｘ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号、ｙ軸方向の光源モニタ用受光器のアラインメントに使用する制御信号である。レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、ｘ軸方向の制御信号Ｅｘ及びｙ軸方向の制御信号Ｅｙは共にゼロとなる。
【００４３】
本発明の他の例によると、光源モニタ用受光器の受光面は、ｘ軸に平行な１本の線によって上側の領域と下側の領域に分割され、各領域は更に、ｙ軸に平行な偶数本の線によって奇数個の領域に分割されている。レーザ光源パワー制御用受光素子は、上側の受光素子と下側の受光素子を交互に選択した組み合わせによって構成され、レーザ光源ノイズキャンセル用受光素子は、下側の受光素子と上側の受光素子を交互に選択した組み合わせによって構成される。レーザ光のスポットが受光面の中心に配置されたとき、ｘ軸方向の制御信号Ｅｘ及びｙ軸方向の制御信号Ｅｙは共にゼロとなるように、受光面は分割される。
【００４４】
以上本発明の例について説明したが、本発明は上述の例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な他の例が可能であることは当業者にとって容易に理解されよう。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の光ディスク装置によると、温度変動、経年変化等によって受光器の受光面に照射されるレーザ光のスポットの位置が変化しても、レーザ光源パワー制御用信号及びレーザ光源ノイズキャンセル用信号のレベルの変化は少ない効果がある。
【００４６】
本発明の光ディスク装置によると、温度変動、経年変化等によって受光器の受光面に照射されるレーザ光のスポットの位置が変化しても、レーザ光源パワー制御用信号及びレーザ光源ノイズキャンセル用信号のレベルの変化は少ないから、レーザ光源パワー制御の精度が向上し、レーザ光源ノイズのキャンセルの精度が向上する効果がある。
【００４７】
本発明の光ディスク装置によると、光源モニタ用受光器より得られたレーザ光源パワー制御用信号及びレーザ光源ノイズキャンセル用信号のうち、レーザ光源パワー制御用信号のみを光源モニタ用受光器のアラインメントに使用するため、高い精度にてアラインメントが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ディスク装置の受光器の受光面の第１の例を説明するための説明図である。
【図２】本発明の光ディスク装置の受光器の受光面の第２の例を説明するための説明図である。
【図３】従来の光ディスク装置の光学構成の例を説明するための説明図である。
【図４】従来の光ディスク装置の受光器の受光面の例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１１・・・ レーザダイオード、  １２・・・ コリメータレンズ、  １３・・・ 偏光ビームスプリッタ、  １３Ａ・・・ ハーフミラー、  １４・・・ 四分の一波長板、  １５・・・ 対物レンズ、  １６・・・ 集光レンズ、  １７・・・ 再生信号用受光器、  １８・・・ 光源モニタ用受光器、  ２０・・・ 光ディスク
【図１】
0004506032.tif 000002
【図２】
0004506032.tif 000003
【図３】
0004506032.tif 000004
【図４】
0004506032.tif 000005