(57)【要約】【課題】光ディスクの記録中におけるスペース部分の信号の抽出を確実に行え、高精度の信号検出を行うことができる光ディスク装置およびＰＤＩＣを提供する。【解決手段】光ピックアップの受光素子（ＰＤ）が搭載されるＩＣ内にボトムホールド回路を設け、光ディスクの検出信号をボトムホールドすることにより、リードレベル近傍のスペース部分のレベル信号を抽出する。この際、ボトムホールド回路のドループとアタックの２つのホールド時定数をそれぞれ適切に設定することにより、スペース部分の先頭に生じるセトリング波形の影響を排除しつつ、スペース部分の正確なボトムホールド状態を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに光ビームを照射する光源部と、
前記光ディスクからの戻り光を検出する受光部と、
前記受光部からの検出信号に含まれる前記光ディスクのスペース部分のレベル信号を抽出するレベル信号抽出部と、
前記レベル信号抽出部によって抽出されたレベル信号を用いて各種信号を生成する信号生成部とを有し、
前記レベル信号抽出部は、ボトムホールド回路によって前記レベル信号を検出する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記ボトムホールド回路は、前記戻り光のライトパワー時のホールド時定数とリードパワー時のホールド時定数とを個別に設定する時定数設定手段を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記リードパワー時のホールド時定数が前記スペース部分の先頭に生じるセトリング波形に追従しない値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記ライトパワー時のホールド時定数とリードパワー時のホールド時定数とを個別に可変調整する可変調整手段を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項５】
種類の異なる光ディスクを処理する機能を有し、処理する光ディスクの種類に応じて前記可変調整手段を制御し、前記ライトパワー時のホールド時定数とリードパワー時のホールド時定数を設定する手段を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記ボトムホールド回路が前記受光部が設けられるＩＣ内に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記ボトムホールド回路は、ホールドキャパシタと、前記ライトパワー時のホールド時定数を決定する第１の電流源と、前記リードパワー時のホールド時定数を決定する第２の電流源と、前記受光部からの検出信号レベルと前記ホールドキャパシタの出力信号レベルとを比較するコンパレータと、前記コンパレータの比較結果に応じて前記第１の電流源と第２の電流源を選択的にホールドキャパシタに接続するスイッチ制御部とを有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項８】
前記ボトムホールド回路は、ホールドキャパシタの出力を平滑化するローパスフィルタを有することを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項９】
光ディスクからの戻り光を検出する受光部と、
前記受光部からの検出信号に含まれる前記光ディスクのスペース部分のレベル信号を抽出するレベル信号抽出部とを有し、
前記レベル信号抽出部は、ボトムホールド回路によって前記レベル信号を検出する、
ことを特徴とするＰＤＩＣ。
【請求項１０】
前記ボトムホールド回路は、前記戻り光のライトパワー時のホールド時定数とリードパワー時のホールド時定数とを個別に設定する時定数設定手段を有することを特徴とする請求項９記載のＰＤＩＣ。
【請求項１１】
前記リードパワー時のホールド時定数が前記スペース部分の先頭に生じるセトリング波形に追従しない値に設定されていることを特徴とする請求項９記載のＰＤＩＣ。
【請求項１２】
前記ライトパワー時のホールド時定数とリードパワー時のホールド時定数とを個別に可変調整する可変調整手段を有することを特徴とする請求項９記載のＰＤＩＣ。
【請求項１３】
前記ボトムホールド回路は、ホールドキャパシタと、前記ライトパワー時のホールド時定数を決定する第１の電流源と、前記リードパワー時のホールド時定数を決定する第２の電流源と、前記受光部からの検出信号レベルと前記ホールドキャパシタの出力信号レベルとを比較するコンパレータと、前記コンパレータの比較結果に応じて前記第１の電流源と第２の電流源を選択的にホールドキャパシタに接続するスイッチ制御部とを有することを特徴とする請求項９記載のＰＤＩＣ。
【請求項１４】
前記ボトムホールド回路は、ホールドキャパシタの出力を平滑化するローパスフィルタを有することを特徴とする請求項１３記載のＰＤＩＣ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクからの戻り光を用いて各種のサーボ動作を行う光ディスク装置と、この光ディスクの戻り光の検出動作に用いられるフォトディテクタ（ＰＤ）ＩＣに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ディスクの記録再生を行う光ディスク装置においては、光ディスクに照射したレーザ光の戻り光を検出し、その検出信号に基づいてレーザパワーの制御、フォーカシングやトラッキングといったサーボ制御を行っている（特許文献１、２参照）。
例えばＤＶＤ−Ｒのような１度だけ書き込みを行う光ディスク（ライトワンスディスク）では、情報記録面にピットを生成するときのライトパワーとスペースとなるリードパワーとによって情報を記録しており、このピット部分やスペース部分のレベルを正確に検出していくことにより、サーボエラー信号やウォブル信号の生成を行い、適正なレーザパワーやサーボ系の制御を行うことが可能である。
【特許文献１】特開２０００−３０２７６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７１７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年の光ディスク装置では、例えば高倍速化によってスペース時間が短縮化しており、例えばサンプルホールド等の検出動作に必要な時間が確保できず、上述したサーボ信号等の高精度の検出が困難となってきている。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的は、光ディスクのスペース部分の信号の抽出を確実に行え、高精度の信号検出を行うことができる光ディスク装置およびＰＤＩＣを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明の光ディスク装置は、光ディスクに光ビームを照射する光源部と、前記光ディスクからの戻り光を検出する受光部と、前記受光部からの検出信号に含まれる前記光ディスクのスペース部分のレベル信号を抽出するレベル信号抽出部と、前記レベル信号抽出部によって抽出されたレベル信号を用いて各種信号を生成する信号生成部とを有し、前記レベル信号抽出部は、ボトムホールド回路によって前記レベル信号を検出することを特徴とする。
また本発明のＰＤＩＣは、光ディスクからの戻り光を検出する受光部と、前記受光部からの検出信号に含まれる前記光ディスクのスペース部分のレベル信号を抽出するレベル信号抽出部とを有し、前記レベル信号抽出部は、ボトムホールド回路によって前記レベル信号を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光ディスク装置およびＰＤＩＣでは、記録中において光ディスクの戻り光を検出し、そのリードパワー近傍のスペース部分のレベル信号をボトムホールド回路によって抽出するようにしたことから、リードパワーと同じ振幅調整設定を用いて正確な検出を行うことができる。このため、この信号から安定したサーボ特性を得られるサーボエラー信号やウォブル信号等を生成でき、高品位の光ディスク装置を実現できる。
また、本発明の光ディスク装置およびＰＤＩＣにおいて、ボトムホールド回路のホールド時定数を設定することにより、セトリング波形に追従しないボトムホールドを行うことができ、正確なボトムホールドによって特性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施の形態は、光ディスクに対するデータ書き込み中のサーボエラー信号やウォブル信号の生成を行うためのスペース検出にボトムホールド回路を用いることにより、スペース部分をサンプルホールドする方法やピット部分とスペース部分との平均値を算出する方法に比べて高精度の検出を行うようにしたものである。
そこでまず、本実施の形態の説明に先立ち、先行技術例としてスペース部分をサンプルホールドする方法（ここではサンプルホールド法という）を用いた例と、ピット部分とスペース部分との平均値を算出する方法（ここでは平均値法という）を用いた例について説明する。
【０００８】
まず、サンプルホールド法について説明する。
図６はスペース部分のサンプルホールド法を実現する構成例を示しており、光ピックアップ（ＯＰ）内のＰＤＩＣ１００と、装置本体側のアナログフロントエンドプロセッサ（ＡＦＥ）１１０とで信号生成部を構成した例である。
図示のように、ＰＤＩＣ１００は、記録中において光ディスクからの戻り光を検出するフォトディテクタ（ＰＤ）１０１と、このＰＤ１０１の出力電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部１０２とを有する。
また、ＡＦＥ１１０は、電流電圧変換部１０２からの検出電圧信号の振幅を調整する振幅調整回路１１１と、振幅調整された検出電圧信号のサンプルホールドを行うサンプルホールド回路１１２と、そのサンプルホールド信号から各種のサーボエラー信号等を生成するサーボマトリクス回路１１３とを有する。
【０００９】
図７は図６に示す回路の動作例を示す波形図である。
記録タイミングを出すデジタルＩＣが、この記録タイミングから所定のセトリング時間だけ遅延した後、サンプルパルスを立ち上げて、サンプリングを行い、この値をホールドする。
これによって、抽出されたリードパワー近傍であるスペース部分を使用することにより、通常のリードパワーと同じ設定を用いてサーボエラーやウォブル等の各信号を生成することができる。
しかしながら、このようなサンプルホールド法では、低倍速では有効であるが、高倍速では、スペース時間の短縮、セトリング時間の影響、信号線長の違いによるサンプルタイミングと実入力信号とのスキューによって、ｎＴ（Ｔはチャネルクロック、ｎは整数）の長いスペースしかサンプルできない、あるいはサンプルタイミングを取ることができないなどの理由から、使用が非常に困難になってきている。
【００１０】
次に、平均値法について説明する。
図８はピット部分とスペース部分の平均値法を実現する構成例を示しており、ＰＤＩＣ２００とＡＦＥ２１０とで信号生成部を構成した例である。
図示のように、ＰＤＩＣ２００は、記録中において光ディスクからの戻り光を検出するフォトダイオード等のＰＤ２０１と、このＰＤ２０１の出力電流信号を帯域制限をかけて平均値化した電圧信号に変換する電流電圧変換部２０２とを有する。
また、ＡＦＥ２１０は、電流電圧変換部２０２からの検出電圧信号の振幅を調整する可変範囲の広い振幅調整回路２１１と、その振幅調整された検出電圧信号から各種のサーボエラー信号等を生成するサーボマトリクス回路２１２とを有する。
【００１１】
図９は図８に示す回路の動作例を示す波形図である。
ＰＤＩＣ２００では、ＰＤ２０１で検波されたライト波形を含む出力信号に十分に反応しない帯域によって生成される平均値信号を出力し、ＡＦＥ２１０へ入力される。
ＡＦＥ２１０では、ＰＤＩＣ２００からの出力信号の信号振幅を調整し、サーボエラーやウォブル等の各信号を生成する。
これによって、サンプルホールド法におけるサンプルパルス等を用いないため、高倍速にも対応した信号生成を行うことができる。
図１０は図８に示す回路において、ピット生成レベルが変化した場合の波形図である。
この平均値法では、適切な帯域制限をＯＰ出力にかけることにより、あらゆる倍速に対応できるが、各種メディアの違いによって発生するピット部分のレベルの変動や、倍速変化によるライトパワーの変化に対応するため、振幅調整回路が多数必要になり、かつ振幅やオフセットなどの調整時間が長くなることを招き、コストアップにつながる。
【００１２】
そこで本発明は、以上のようなサンプルホールド法や平均値法による先行技術の問題点を改善するために、ボトムホールド回路を用いることにより、上述したサンプルホールド法で抽出されるスペースレベルの抽出を行い、かつサンプルタイミングを用いないことで高倍速に対応するサーボエラーやウォブル等の各信号を生成するものである。
【００１３】
以下、本実施の形態を説明する。
図１は本実施の形態による光ディスク装置の概要を示すブロック図である。
図示のように、光ピックアップ３１０にはレーザ光源（ＬＤ）３２０、ＰＤＩＣ３３０、レーザ駆動回路（ＬＤＤ）３４０が設けられ、装置本体側のドライブ基板３５０にはＡＦＥ３６０、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）３７０、デジタルフロントエンドプロセッサ（ＤＦＥ）３８０が設けられている。
また、光ピックアップ３１０とドライブ基板３５０は、フレキシブル基板３９０によって接続されている。
光ピックアップ３１０側では、ＬＤＤ３４０からのレーザ駆動信号に基づいてＬＤ３２０から光ディスク３００にレーザビームが照射され、その戻り光がＰＤＩＣ３３０にて検波される。
また、ドライブ基板３５０側では、ＰＤＩＣ３３０からの出力信号をＡＦＥ３６０で受信し、各種のサーボエラー信号やウォブル信号等を生成する。
そして、サーボエラー信号をＤＳＰ３７０に供給し、ＲＦ信号およびウォブル信号等をＤＦＥ３８０に供給する。
また、ＤＦＥ３８０からＡＦＥ３６０にはサンプルパルスが供給され、ＬＤＤ３４０にはライトタイミング信号が供給される。
なお、図１では主に本発明の機能に関係する部分を示しており、例えば光ディスク３００の駆動系等は省略している。
【００１４】
図２は図１に示す光ディスク装置のＰＤＩＣとＡＦＥの構成を示すブロック図である。
図示のように、ＰＤＩＣ３３０は、記録中において光ディスクからの戻り光を検出する複数の受光素子（フォトダイオード等）よりなるフォトディテクタ（ＰＤ）３３１と、このＰＤ３３１の出力電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部３３２と、電流電圧変換部３３２の検出電圧信号のボトムホールドを行うボトムホールド回路３３３とを有している。
そして、ＰＤ３３１からボトムホールド回路３３３までをＩＣ化することにより、ＯＰ３１０とドライブ基板３５０を結ぶフレキシブル基板３９０に不要なパルス信号を通さずに、リードレベル近傍のスペース部分の検出を行えるようになっている。
また、ＡＦＥ３６０は、ボトムホールド回路３３３からの検出電圧信号の振幅を調整する振幅調整回路３６１と、振幅調整された検出電圧信号から各種のサーボエラー信号等を生成するサーボマトリクス回路３６２とを有する。
【００１５】
次に、本実施の形態で用いるボトムホールド回路３３３について説明する。
このボトムホールド回路３３３は、ホールド時定数としてのドループとアタックとを有する。一般にドループとは、ホールド時にリーク電流によって生じるホールド電圧の変化を言うが、ここではライトパワー時に生じるホールド電圧の変化をドループと定義し、リードパワー時に生じるホールド電圧の変化をアタックと定義する。
そして、本実施の形態のボトムホールド回路３３３では、このドループとアタックの双方で、それぞれ固有の時定数を設定できるようになっており、この時定数を光ディスク装置の仕様や動作モード等に応じて最適化することにより、セトリング波形に追従しないボトムホールドを行い、適正なスペース部分のレベル検出を行う。
【００１６】
図３は、このボトムホールド回路３３３の構成例を示す回路図である。
図示のように、このボトムホールド回路３３３は、コンパレータ４０１と、スイッチ制御部４０２と、充電用電流源（第１の電流源）４０３と、放電用電流源（第２の電流源）４０４と、ホールドキャパシタ４０５とを有する。
コンパレータ４０１は、一方の入力端子に電流電圧変換部３３２からの出力信号が入力され、他方の入力端子にホールドキャパシタ４０５の出力電圧が入力され、両者の比較信号を出力端子に出力する。
スイッチ制御部４０２は、コンパレータ４０１からの比較信号に基づいて２つの開閉スイッチ４０２Ａ、４０２Ｂを制御するものであり、充電用電流源４０３と放電用電流源４０４のいずれか一方をホールドキャパシタ４０５に接続する。
充電用電流源４０３は、スイッチ４０２Ａがオンすることによってホールドキャパシタ４０５に接続され、充電流をホールドキャパシタ４０５に供給する。
放電用電流源４０４は、スイッチ４０２Ｂがオンすることによってホールドキャパシタ４０５に接続され、放電流をホールドキャパシタ４０５に供給する。
本実施の形態では、充電用電流源４０３と放電用電流源４０４の電流値を可変することにより、充電時（ドループ）と放電時（アタック）の時定数を制御することが可能である。
ホールドキャパシタ４０５は、スイッチ制御部４０２の制御による充電流と放電流によって放充電され、そのホールドレベルを出力端子に出力する。この出力は、基準電圧としてコンパレータ４０１に入力される。
【００１７】
このような構成の回路において、例えばリードパワー時のように、コンパレータ４０１に入力されるＰＤの検出電圧が基準電圧よりも小さいときには、スイッチ制御部４０２によって放電用電流源４０４が選択され、ホールドキャパシタ４０５が放電される。これがアタックの状態である。
また、例えばライトパワー時のように、コンパレータ４０１に入力されるＰＤの検出電圧が基準電圧よりも大きいときには、スイッチ制御部４０２によって充電用電流源４０３が選択され、ホールドキャパシタ４０５が充電される。これがドループの状態である。
そして、この回路では、充電用電流源４０３と放電用電流源４０４の電流値とを適宜に選択することにより、充電時と放電時の時定数を個別に設定し、ＰＤ検出信号の時間軸方向のパルス幅に応じて最適なドループとアタックの波形（時定数）を形成し、セトリングの影響を受けないスペースレベルの検出を実現する。
また、充電用電流源４０３と放電用電流源４０４を可変電流源とし、光ディスク装置のシステム制御部（図示せず）によって電流値を切り替え、必要な時定数を可変調整するような構成としている。これにより、特性の異なる光ディスクを適宜交換して処理できるような装置において、各光ディスクに対応した時定数を選び、最適な信号生成を自在に行うことが可能となる。
なお、時定数の具体例としては、例えば、１０〜１５０ｍＶ／μｓｅｃ程度の範囲で選択するものとし、ドループとアタックの時定数比率を１：１．５〜１：３の範囲で設定することができる。
また、光ディスクの種類に応じて時定数を選択する場合、例えば光ディスクの種類、時定数を対応付けてテーブル化しておき、このテーブルをシステム制御部が参照して時定数の設定を行うようにしてもよい。
【００１８】
図４は図２に示す回路の動作例を示す波形図である。
まず、電流電圧変換部３３２から得られるＰＤの検出電圧がリードパワー（スペース）からライトパワー（ピット）に切り替わると、コンパレータ４０１に入力されるＰＤの検出電圧が基準電圧よりも大きくなって、ホールドキャパシタ４０５に充電用電流源４０３が接続されてドループの状態となり、ボトムレベルにホールドされていたホールドキャパシタ４０５の出力電圧値が緩やかに上昇していく。
この際、ドループ状態の時定数に対して、ライトパワーの検出電圧値が十分大きいため、ライトパワー（ピット）からリードパワー（スペース）に切り替わるまで、このドループの状態が継続する。
この後、ＰＤの検出電圧がライトパワー（ピット）からリードパワー（スペース）に切り替わると、コンパレータ４０１に入力されるＰＤの検出電圧が基準電圧よりも小さくなって、ホールドキャパシタ４０５に放電用電流源４０４が接続されてアタックの状態となり、ホールドキャパシタ４０５の出力電圧値が下降していく。
そして、アタック状態の時定数によってホールドキャパシタ４０５の出力電圧がＰＤの検出電圧に徐々に収束し、セトリング時間の経過後にボトムホールド状態となる。
このようにしてセトリングの影響を排除しつつ、スペース部分の正確なボトムホールド状態を得ることが可能となる。
【００１９】
また、実際の動作においては、ライトパワーからリードパワーに切り替わった後、コンパレータ４０１の出力が頻繁に切り替わることになり、スイッチ４０２Ａ、４０２Ｂのオン・オフが繰り返される。そこで、この場合のスイッチ動作を安定化するために、ローパスフィルタなどを挿入して滑らかなボトムホールド信号を生成することが可能である。
また、例えば、図５に示すように、ホールドキャパシタ４０５と並列に補助キャパシタ４１０と放電スイッチ４１１を追加し、必要に応じてキャパシタを拡張することにより、幅広い特性に対応できるようにすることも可能である。
【００２０】
本実施の形態によれば、次のような効果を得ることが可能となる。
まず、上述した平均値法で必要な振幅調整などの設定を変更することなく、リード時における設定のまま使用することができ、各種調整装置や調整工程を省くことができ、コスト削減につながる。
また、上述したサンプルホールド法と違い、サンプルパルスを用いる必要がなく、スペースレベルを抽出することができるため、高倍速でも高品質なサーボエラー信号やウォブル信号等が得られ、安定したドライブ特性を得ることができる。
また、上述した実施の形態では、ボトムホールド処理をＰＤＩＣの内部で行うことにより、ＯＰとドライブ基板を結ぶフレキシブル基板に不要なパルス信号を通さずに、サーボエラー信号やウォブル信号等を得ることができ、フレキシブル基板を通っている他の信号へのクロストーク等の悪影響を低減でき、かつＰＤＩＣのスルーレート仕様を緩和することにより、消費電力の削減が可能となり、ＰＤＩＣの発熱も抑えることができる効果がある。
なお、以上の実施の形態では、本発明を光ディスク装置として構成した場合を説明したが、本発明は単独のＰＤＩＣとして構成しても同様の効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態による光ディスク装置の概要を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光ディスク装置のＰＤＩＣとＡＦＥの構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すボトムホールド回路の構成例を示す回路図である。
【図４】図２に示すボトムホールド回路の動作例を示す波形図である。
【図５】図２に示すボトムホールド回路の他の構成例を示す回路図である。
【図６】サンプルホールド法によって信号生成を実現する構成例を示すブロック図である。
【図７】図６に示す回路の動作例を示す波形図である。
【図８】平均値法によって信号生成を実現する構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す回路の動作例を示す波形図である。
【図１０】図８に示す回路の他の動作例を示す波形図である。
【符号の説明】
【００２２】
３００……光ディスク、３１０……ＯＰ、３２０……ＬＤ、３３０……ＰＤＩＣ、３４０……ＬＤＤ、３５０……ドライブ基板、３６０……ＡＦＥ、３７０……ＤＳＰ、３８０……ＤＦＥ、３９０……フレキシブル基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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