(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、
上記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、
上記レーザ光源からのレーザ光を上記再生信号用受光器と上記光源モニタ用受光器に分配するビームスプリッタと、
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に含まれるノイズを除去するためにノイズキャンセル演算をするように構成された光ディスク装置において、
上記光源モニタ用受光器及び上記光源モニタ用受光器に接続された電流電圧変換増幅器に起因した回路系ノイズより上記レーザ光源に起因したレーザ光源ノイズのほうが大きくなるように、上記ビームスプリッタは上記レーザ光源からのレーザ光を上記光源モニタ用受光器に所定のカップリング効率にて分配す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、
上記レーザ光源からのレーザ光のうち上記光源モニタ用受光器によって受光される光の割合である上記カップリング効率をｙとしたとき、次の式を満たすように設定される光ディスク装置。
ｙ＞［ｑ＋（ｑ2 ／Ｂ＋ｐ2 ）0.5 ］／（ｘ＊α＊Ｂ）
ｘはレーザ光源の出力光量（Ｗ）、αは光源モニタ用受光器の光電変換効率（Ａ／Ｗ）、Ｂ＝１０b/10、ｂ（ｄＢ／√Ｈｚ）はレーザ光源ノイズの目標値の相対雑音強度（ＲＩＮ）、ｐ（Ａ／√Ｈｚ）は光源モニタ用受光器に接続された電流電圧変換増幅器のアンプノイズ（熱雑音を含む。）の入力換算ノイズ電流、ｑ＝１．６＊１０-19
【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１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】
【発明が解決しようとする課題】
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。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】
従って、本発明は、レーザ光源ノイズばかりでなく回路系ノイズも考慮して、再生信号に含まれるノイズを最小化す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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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、上記レーザ光源からのレーザ光を上記再生信号用受光器と上記光源モニタ用受光器に分配するビームスプリッタと、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に含まれるノイズを除去するためにノイズキャンセル演算をするように構成された光ディスク装置において、上記光源モニタ用受光器及び上記光源モニタ用受光器に接続された電流電圧変換増幅器に起因した回路系ノイズより上記レーザ光源に起因したレーザ光源ノイズのほうが大きくなるように、上記ビームスプリッタは上記レーザ光源からのレーザ光を上記光源モニタ用受光器に所定のカップリング効率にて分配するように構成されている。
【００１４】
更に、上記レーザ光源からのレーザ光のうち上記光源モニタ用受光器によって受光される光の割合である上記カップリング効率をｙとしたとき、次の式を満たすように設定される。
ｙ＞［ｑ＋（ｑ2 ／Ｂ＋ｐ2 ）0.5 ］／（ｘ＊α＊Ｂ）
ｘはレーザ光源の出力光量（Ｗ）、αは光源モニタ用受光器の光電変換効率（Ａ／Ｗ）、Ｂ＝１０b/10、ｂ（ｄＢ／√Ｈｚ）はレーザ光源ノイズの目標値の相対雑音強度（ＲＩＮ）、ｐ（Ａ／√Ｈｚ）は光源モニタ用に接続された電流電圧変換増幅器のアンプノイズ（熱雑音を含む。）の入力換算ノイズ電流、ｑ＝１．６＊１０-19 である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
光源モニタ用受光器にて生成される電流ｉ（Ａ）は次の式によって表わされる。
【００１８】
【数１】
ｉ＝ｘ＊ｙ＊α
【００１９】
ここに、ｘは、レーザ光源の出力光量（Ｗ）、ｙはレーザ光源からのレーザ光のうち光源モニタ用受光器によって受光される光の割合、即ち、カップリング効率、αは光源モニタ用受光器の光電変換効率（Ａ／Ｗ）である。
【００２０】
光源モニタ用受光器の電流ｉ（Ａ）に発生するレーザ光源ノイズｚ（Ａ／√Ｈｚ）は次の式によって表わされる。
【００２１】
【数２】
ｚ＝ｉ＊１０b/20
【００２２】
ここに、ｂ（ｄＢ／√Ｈｚ）はレーザ光源ノイズの相対雑音強度（ＲＩＮ）である。光源モニタ用受光器にて発生するショトノイズｓ（ｄＢ／√Ｈｚ）は次の式によって表わされる。
【００２３】
【数３】
ｓ＝（２＊ｑ＊ｉ）0.5 
ｑ＝１．６＊１０-19 
【００２４】
光源モニタ用受光器に接続された電流電圧変換増幅器のアンプノイズ（熱雑音を含む。）の入力換算ノイズ電流をｐ（Ａ／√Ｈｚ）とすると、入力換算ノイズ電流の合計は次の式によって表わされる。
【００２５】
【数４】
ｎ＝（ｓ2 ＋ｐ2 ）0.5 
【００２６】
ここにｎは回路系ノイズを表わす。回路系ノイズｎとレーザ光源ノイズｚを比較し、回路系ノイズｎのほうが大きい場合には、再生信号に含まれるノイズにおいて回路系ノイズが支配的であり、レーザ光源ノイズｚのほうが大きい場合には、再生信号に含まれるノイズにおいてレーザ光源ノイズが支配的である。
【００２７】
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が、回路系ノイズが付加される。回路系ノイズが支配的である場合には、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ため、結果的に、ノイズの増加となる。レーザ光源ノイズが支配的である場合には、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小さいため、結果的に、ノイズの減少となる。
【００２８】
回路系ノイズｎよりレーザ光源ノイズｚのほうが大きくなるための条件（ｚ＞ｎ）を求める。回路系ノイズよりレーザ光源ノイズｚのほうが大きいためには次の式が成り立つべきである。
【００２９】
【数５】
ｚ2 ＞ｓ2 ＋ｐ2 
【００３０】
左辺のｚに数２の式を代入し、右辺のｓに数３の式を代入して整理し、変形すると次の式が得られる。
【００３１】
【数６】
ｉ＞［ｑ＋（ｑ2 ／Ｂ＋ｐ2 ）0.5 ］／Ｂ
Ｂ＝１０b/10
【００３２】
ｂ（ｄＢ／√Ｈｚ）はレーザ光源ノイズの目標値であり適当な値に設定される。ｐ（Ａ／√Ｈｚ）は受光器に接続された電流電圧変換増幅器のアンプノイズ（熱雑音を含む。）の入力換算ノイズ電流であり、既知である。ｑは数３の式より一定値である。これらの値を数６の式の右辺に代入することによって、光源モニタ用受光器の出力電流ｉの値の限界値が得られる。光源モニタ用受光器の出力電流ｉの値がこの限界値を超えるように、光学系の設計又は回路設計を行う。例えば、光源モニタ用受光器の出力電流ｉの値が常にこの限界値を超えるように、レーザダイオードの駆動電流を設定する。
【００３３】
次に、数６の式の左辺のｉに数１の式を代入して、カップリング効率ｙを求めると、次の式によって表わされる。
【００３４】
【数７】
ｙ＞［ｑ＋（ｑ2 ／Ｂ＋ｐ2 ）0.5 ］／（ｘ＊α＊Ｂ）
【００３５】
光源モニタ用のレーザ光源の出力光量ｘ（Ｗ）及び光源モニタ用受光器の光電変換効率α（Ａ／Ｗ）は通常、既値である。レーザ光源ノイズの目標値ｂ（ｄＢ／√Ｈｚ）を適当な値に設定することによって、数７の式の右辺の値、即ちカップリング効率ｙの限界値が求められる。カップリング効率ｙの値が常にこの限界値を超えるように、光学系の設計又は回路設計を行う。例えば、カップリング効率ｙの値が常にこの限界値を超えるように、例えば、偏向ビームスプリッタのハーフミラーにおいて、レーザダイオードからの光が通過する割合と偏向する割合設定する。
【００３６】
こうして本例によると、光源モニタ用受光器の出力電流ｉ又はカップリング効率ｙを所定の限界値より大きくすることによって、回路系ノイズｎよりレーザ光源ノイズｚのほうが大きくなる。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、再生信号において、回路系ノイズの増加分よりレーザ光源ノイズの減少分のほうが大きくなり、結果的に、ノイズの減少となる。
【００３７】
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。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の光ディスク装置によると、カップリング効率ｙを所定の限界値より大きくすることによって、回路系ノイズｎよりレーザ光源ノイズｚのほうが大きくなる。従って、再生信号用受光器の出力信号より光源モニタ用受光器の出力信号をキャンセル演算することによって、再生信号において、回路系ノイズの増加分よりレーザ光源ノイズの減少分のほうが大きくなり、結果的に、ノイズの減少となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【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】
0004507455.tif 000002