(57)【要約】【課題】ループ帯域が狭くても速やかに最適パワー制御を実施することが可能な自動パワー制御フィルタ回路を提供する。【解決手段】自動パワー制御フィルタ回路１３は、レーザが発光していないときのサンプルホールドした信号のオフセット電圧を計測し記憶するオフセット調整回路１３ｄと、レーザを発光したときのサンプルホールドした信号からオフセット調整回路１３ｄに記憶されたオフセット電圧を減算しオフセット補正する第１の演算回路１３eと、第１の演算回路１３eにより補正された値と最適パワー制御するために所望の係数を目標値に乗算した値とを比較し誤差を演算する第２の演算回路１３ｈと、第２の演算回路１３ｈにより演算された誤差を積分する積分器１３iと、積分器１３iの出力と所望のバイアス電圧値に係数を乗算した電圧値とを加算して出力する第３の演算回路と、を備え、目標値およびバイアス電圧値に対する係数の乗算を最適パワー制御する同じタイミングで実施する。【選択図】図１
2007213680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクにレーザを照射するレーザ発光素子の出力パワーを検出するフォトディテクタの出力電流に応じた発光モニタ信号をサンプルホールドした信号に基づいて、前記レーザ発光素子を駆動するレーザ駆動電流が所望の値になるように補正した信号を出力する自動パワー制御フィルタ回路であって、
前記レーザが発光していないときの前記サンプルホールドした信号のオフセット電圧を計測し記憶するオフセット調整回路と、
前記レーザを発光したときの前記サンプルホールドした信号から前記オフセット調整回路に記憶された前記オフセット電圧を減算しオフセット補正する第１の演算回路と、
前記第１の演算回路により補正された値と最適パワー制御するために所望の係数を目標値に乗算した値とを比較し誤差を演算する第２の演算回路と、
前記第２の演算回路により演算された誤差を積分する積分器と、
前記積分器の出力と前記係数を所望のバイアス電圧値に乗算した電圧値とを加算して出力する第３の演算回路と、
を備え、
前記目標値および前記バイアス電圧値に対する前記係数の乗算を最適パワー制御する同じタイミングで実施することを特徴とする自動パワー制御フィルタ回路。
【請求項２】
前記目標値を保持するための目標値保持回路と、
前記係数を前記目標値に乗算する第１の係数レジスタと、
前記バイアス電圧値を保持するバイアス電圧値保持回路と、
前記バイアス電圧値に前記係数を乗算する第２の係数レジスタと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の自動パワー制御フィルタ回路。
【請求項３】
前記積分器の出力に所望の係数を乗算する第３の係数レジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の自動パワー制御フィルタ回路。
【請求項４】
光ディスクにレーザを照射するレーザ発光素子と、
前記レーザを分割するビームスプリッタと、
分割された前記レーザの一部を前記光ディスクに照射する対物レンズと、
分割された前記レーザの一部を受光し、前記レーザ発光素子の出力パワーを検出するためのフォトディテクタと、
前記フォトディテクタの出力電流を発光モニタ信号に変換する電流電圧変換回路と、
前記発光モニタ信号を前記光ディスクへのマークまたはスペースの記録レーザパワーをサンプルするサンプルパルスに同期してサンプルホールドする複数のサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力信号をアナログ・デジタル変換するアナログ・デジタルコンバータと、
アナログ・デジタル変換された前記サンプルホールド回路の出力信号を所望の値に補正して信号を出力する複数の自動パワー制御フィルタ回路と、
前記自動パワー制御フィルタ回路を制御し所望の信号を出力させるシステムコントローラと、
前記自動パワー制御フィルタ回路の出力信号をデジタル・アナログ変換し、前記レーザ発光素子を駆動するレーザ駆動電流を指示する駆動電流指示信号を出力するデジタル・アナログコンバータと、
複数の前記駆動電流指示信号それぞれを複数のレーザ駆動電流に変換する電圧電流変換回路と、
複数のレーザ駆動電流をオン/オフする複数のスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を介して出力されたレーザ駆動電流を加算し、前記レーザ発光素子に出力する加算器と、を備え、
前記自動パワー制御フィルタ回路は、前記レーザが発光していないときの前記サンプルホールド回路のオフセット電圧を計測し記憶するオフセット調整回路、前記レーザを発光したときの前記サンプルホールド回路の出力信号から前記オフセット調整回路に記憶された前記オフセット電圧を減算しオフセット補正する第１の演算回路、前記第１の演算回路により補正された値と最適パワー制御するために前記システムコントローラにより指示された所望の係数を目標値に乗算した値とを比較し誤差を演算する第２の演算回路、前記第２の演算回路により演算された誤差を積分する積分器、および、前記積分器の出力と所望のバイアス電圧値に前記システムコントローラに指示された前記係数を乗算した電圧値とを加算して出力する第３の演算回路、を有し、前記目標値および前記バイアス電圧値に対する前記係数の乗算を最適パワー制御する同じタイミングで実施する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに照射するレーザパワーを制御するための自動パワー制御フィルタ回路およびこの自動パワー制御フィルタ回路を備えた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ディスク装置は、各種の光ディスク媒体を判別して、各メディアに対応した再生および記録のための制御を行う。例えば、再生専用のＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、追記型のＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、書き換え可能なＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ等は、レーザダイオードの記録パワー、読み出しパワーがそれぞれ異なり、光ディスク装置はこのレーザダイオードの駆動電流を制御する必要がある。
【０００３】
この従来の光ディスク装置には、例えば、光ディスクへ光を照射することにより記録または再生を行うレーザと、このレーザが光ディスク方向に出射する光の一部を受光する前光モニタ素子と、レーザパワー駆動器の入力信号または前光モニタ素子の出力信号（発光モニタ信号）のレベルに応じて、前光モニタ素子の出力信号を非線形に補正した補正信号を出力する補正器と、入力信号および補正信号に応じてレーザを駆動するレーザパワー駆動器と備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ここで、記録パワー初期値に対して、任意にパワーを変化させながら記録を行い、記録後の再生波形品位を測定することで最適記録パワーを決定する手続きがしばしば行われ光ディスク業界では最適パワー制御（(OPC) Optimum Power Control）と呼ばれている。
【０００５】
そして、該補正器が、例えば、記録パワー微調整係数を変化させたときに発光モニタ信号に相当する入力データと目標パワーに相当するデータとの誤差を積分する構成である場合、光ディスク装置のループ帯域が狭いとレーザの出力が安定するまでに時間がかかるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−３０８６２３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ループ帯域が狭くても速やかに最適パワー制御を実施することが可能な自動パワー制御フィルタ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
光ディスクにレーザを照射するレーザ発光素子の出力パワーを検出するフォトディテクタの出力電流に応じた発光モニタ信号をサンプルホールドした信号に基づいて、前記レーザ発光素子を駆動するレーザ駆動電流が所望の値になるように補正した信号を出力する自動パワー制御フィルタ回路であって、
前記レーザが発光していないときの前記サンプルホールドした信号のオフセット電圧を計測し記憶するオフセット調整回路と、
前記レーザを発光したときの前記サンプルホールドした信号から前記オフセット調整回路に記憶された前記オフセット電圧を減算しオフセット補正する第１の演算回路と、
前記第１の演算回路により補正された値と最適パワー制御するために所望の係数を目標値に乗算した値とを比較し誤差を演算する第２の演算回路と、
前記第２の演算回路により演算された誤差を積分する積分器と、
前記積分器の出力と前記係数を所望のバイアス電圧値に乗算した電圧値とを加算して出力する第３の演算回路と、
を備え、
前記目標値および前記バイアス電圧値に対する前記係数の乗算を最適パワー制御する同じタイミングで実施することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光ディスク装置は、光ディスクにレーザを照射するレーザ発光素子と、
前記レーザを分割するビームスプリッタと、
分割された前記レーザの一部を前記光ディスクに照射する対物レンズと、
分割された前記レーザの一部を受光し、前記レーザ発光素子の出力パワーを検出するためのフォトディテクタと、
前記フォトディテクタの出力電流を発光モニタ信号に変換する電流電圧変換回路と、
前記発光モニタ信号を前記光ディスクへのマークまたはスペースの記録レーザパワーをサンプルするサンプルパルスに同期してサンプルホールドする複数のサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力信号をアナログ・デジタル変換するアナログ・デジタルコンバータと、
アナログ・デジタル変換された前記サンプルホールド回路の出力信号を所望の値に補正して信号を出力する複数の自動パワー制御フィルタ回路と、
前記自動パワー制御フィルタ回路を制御し所望の信号を出力させるシステムコントローラと、
前記自動パワー制御フィルタ回路の出力信号をデジタル・アナログ変換し、前記レーザ発光素子を駆動するレーザ駆動電流を指示する駆動電流指示信号を出力するデジタル・アナログコンバータと、
複数の前記駆動電流指示信号それぞれを複数のレーザ駆動電流に変換する電圧電流変換回路と、
複数のレーザ駆動電流をオン/オフする複数のスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を介して出力されたレーザ駆動電流を加算し、前記レーザ発光素子に出力する加算器と、を備え、
前記自動パワー制御フィルタ回路は、前記レーザが発光していないときの前記サンプルホールド回路のオフセット電圧を計測し記憶するオフセット調整回路、前記レーザを発光したときの前記サンプルホールド回路の出力信号から前記オフセット調整回路に記憶された前記オフセット電圧を減算しオフセット補正する第１の演算回路、前記第１の演算回路により補正された値と最適パワー制御するために前記システムコントローラにより指示された所望の係数を目標値に乗算した値とを比較し誤差を演算する第２の演算回路、前記第２の演算回路により演算された誤差を積分する積分器、および、前記積分器の出力と所望のバイアス電圧値に前記システムコントローラに指示された前記係数を乗算した電圧値とを加算して出力する第３の演算回路、を有し、前記目標値および前記バイアス電圧値に対する前記係数の乗算を最適パワー制御する同じタイミングで実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る自動パワー制御フィルタ回路によれば、ループ帯域が狭くても速やかに最適パワー制御を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明はレーザダイオードの特性の線形な部分を利用する。
【００１１】
本発明に係る光ディスク装置は、例えば、レーザパワーを初期記録パワーから一定の割合で変化させて記録する最適パワー制御（ＯＰＣ（Optimum Power Control））を実施する場合に、レーザ駆動電流を速やかに変化させるためのものである。
【００１２】
以下、本発明に係る各実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一態様である実施例１に係る光ディスク装置の要部の構成を示す図である。また、図２は、光ディスクへマーク・スペースを記録する場合のレーザダイオードの出力パワーの波形を示す図である。また、図３は、レーザダイオードのレーザ駆動電流とレーザダイオードの出力パワーの温度変化との関係を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、光ディスク装置１００は、光ディスク１にレーザを照射するためのレーザ発光素子であるレーザダイオード２と、該レーザを分割するビームスプリッタ３と、分割されたレーザの一部を光ディスク１に照射する対物レンズ４と、分割されたレーザの一部を受光し、レーザダイオード２の出力パワーを検出するためのフォトディテクタ５と、このフォトディテクタ５の出力電流を電圧信号である発光モニタ信号Ｍに変換する電流電圧（ＩＶ）変換回路６とを備えている。
【００１５】
さらに、光ディスク装置１００は、この発光モニタ信号Ｍを光ディスクへのマークまたはスペースの記録レーザパワーをサンプルするサンプルパルスに同期してサンプルホールドする複数のサンプルホールド回路７、８、９と、このサンプルホールド回路７ないし９の出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３をそれぞれアナログ・デジタル変換する複数のアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１０、１１、１２と、アナログ・デジタル変換されたサンプルホールド回路７ないし９の出力信号を所望の値に補正して信号を出力する複数の自動パワー制御（ＡＰＣ（Automatic Power Control））フィルタ回路１３、１４、１５と、これらのＡＰＣフィルタ回路１３ないし１５を制御し所望の信号を出力させるシステムコントローラ１６と、ＡＰＣフィルタ回路１３ないし１５の出力信号をそれぞれデジタル・アナログ変換し、レーザ発光素子を駆動するレーザ駆動電流を指示する駆動電流指示信号ａ１、ａ２、ａ３をそれぞれ出力するデジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）１７、１８、１９とを備えている。
【００１６】
さらに、光ディスク装置１００は、電圧信号である複数の駆動電流指示信号ａ１ないしａ３それぞれを複数のレーザ駆動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に変換する電圧電流（ＶＩ）変換回路２０、２１、２２と、複数のレーザ駆動電流Ｉ１ないしＩ３をそれぞれオン/オフする複数のスイッチ回路２３、２４、２５と、これらのスイッチ回路２３ないし２５を介して出力されたレーザ駆動電流Ｉ１ないしＩ３を加算し、レーザダイオード２に出力する加算器２６と、を備える。
【００１７】
なお、システムコントローラ１６は、光ディスクから読み出された信号や予め設定された条件に基づいて、ＡＰＣフィルタ回路１３ないし１５を制御する。
【００１８】
ここで、図２に示すように、レーザダイオード２の出力パワーは、マーク・スペースに応じて異なる。マークを記録する場合、例えば、図のようにレーザパワーを細かく変調するマルチパルス方式が採用される。なお、図中、出力パワーＰ１は基底レベル、出力パワーＰ２はイレーズレベル、出力パワーＰ３は書き込みレベルを示している。これらのレーザダイオード２の出力パワーＰ１ないしＰ３は、スイッチ回路２３ないし２５をオンオフしレーザ駆動電流Ｉを制御することにより得ることができる。
【００１９】
例えば、レーザダイオード２に駆動電流Ｉ１を入力すると出力パワーＰ１が出力され、レーザダイオード２に駆動電流Ｉ１、Ｉ２を入力すると出力パワーＰ２が出力され、レーザダイオード２に駆動電流Ｉ１、Ｉ３を入力するとは出力パワーＰ３が出力される、３レベルで記録を行う場合を考える。この場合、発光パターンの生成自体はレーザ駆動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を適切なタイミングでオン/オフ制御することで実現し、出力パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ３を一定に保つために、ＡＰＣフィルタ回路１３ないし１５は、出力パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ３に比例した発光モニタ信号Ｍ１ないしＭ３をそれぞれ用いてレーザ駆動電流Ｉ１ないしＩ３を制御する。
【００２０】
また、図３に示すように、レーザダイオード２に一定電流を流している場合、温度によって出射パワーが変化する。そこで、メディアへマーク・スペースを精度良く記録するために、光ディスク装置１００は出射パワーをモニタして一定パワーに保つようにレーザ駆動電流Ｉを変化させる。
【００２１】
特に、ＡＰＣフィルタ回路１３ないし１５は、レーザダイオード２の出力パワーを計測するフォトディテクタ５の出力電流に応じた発光モニタ信号Ｍをサンプルホールドした信号Ｍ１ないしＭ３に基づいて、レーザダイオード２を駆動するレーザ駆動電流Ｉが所望の値になるように補正した信号を出力する。
【００２２】
次に、記録パワー初期値に対して、所定の割合で出力パワーを変化させながら記録を行い、最適記録パワーを決定する最適パワー制御を実施するためのＡＰＣフィルタ回路の詳細な構成の一例について説明する。
【００２３】
図４は、図１のＡＰＣフィルタ回路の要部構成およびシステムコントローラを示す図である。また、図５は、図４のＡＰＣフィルタ回路を用いて最適パワー制御を実施したレーザダイオードの出力パワーの変化を示す図である。なお、ここでは、ＡＰＣフィルタ回路１３について説明するが、他のＡＰＣフィルタ回路１４、１５も同様の構成である。
【００２４】
図４に示すように、APCフィルタ回路１３は、サンプルホールド回路７の出力（発光モニタ信号をサンプルホールドした信号）がアナログ・デジタルコンバータ１０を介して入力される入力部１３ａと、システムコントローラ１６によりスイッチ回路１３ｂおよびローパスフィルタ回路１３ｃが制御されレーザが発光していないときのサンプルホールド回路７の出力のオフセット電圧を計測し記憶するオフセット調整回路１３ｄと、レーザを発光したときのサンプルホールド回路７の出力からオフセット調整回路１３ｄに記憶されたオフセット電圧を減算しオフセット補正する第１の演算回路１３eとを有する。
【００２５】
なお、例えば、オフセット調整回路１３ｄは、レーザが発光していないときはシステムコントローラ１６によりスイッチ回路１３ｂがオンされて、入力されるオフセット電圧を計測し記憶する。一方、レーザが発光しているときはシステムコントローラ１６によりスイッチ回路１３ｂがオフされ、オフセット調整回路１３ｄには新たな信号が入力されない。また、目標値は、レーザダイオード２が目標とする出力パワーをフォトディテクタ５により検出した電流に対応する電圧値である。
【００２６】
さらに、ＡＰＣフィルタ回路１３は、目標値を保持するための目標値保持回路１３ｆと、最適パワー制御するためにシステムコントローラ１６により指示された所望の係数ｋを該目標値に乗算する係数レジスタ１３ｇと、第１の演算回路１３eにより補正された値と乗算した値とを比較し誤差を演算する第２の演算回路１３ｈと、この第２の演算回路１３ｈにより演算された誤差を積分する積分器１３iと、光ディスク装置１００のこのＡＰＣフィルタ回路１３に関するＡＰＣループが安定するようにゲインを決定するためこの積分器１３iの出力に所望の係数を乗算する係数レジスタ１３ｊと、バイアス電圧値を保持するバイアス電圧値保持回路１３ｋと、このバイアス電圧値にシステムコントローラ１６に指示された該係数ｋを乗算する係数レジスタ１３ｌと、所望の係数が乗算された積分器１３iの出力とバイアス電圧値に該係数ｋを乗算した電圧値とを加算する第３の演算回路１３ｍと、この第３の演算回路１３ｍの演算値をＡＰＣフィルタ回路７の出力として出力する出力部１３ｎとを有する。
【００２７】
なお、バイアス値は、レーザダイオード２が目標の出力パワーを出力するためのレーザ駆動電流に対応する電圧値である。
【００２８】
システムコントローラ７は、目標値を目標値保持回路１３ｆに保持させ所望の倍率で第２の演算回路１３ｈに出力させる。また、システムコントローラ７は、バイアス電圧値保持回路１３ｋにバイアス電圧値を保持させるとともに、積分器１３ｊの出力を所望の倍率で出力させる。
【００２９】
以上のような構成により、ＡＰＣフィルタ回路１３は、発光モニタ信号をサンプルホールドした信号に基づいて、レーザ駆動電流Ｉ１をより所望の値に近づける信号を出力する。すなわち、APCループにおいて、ＡＰＣフィルタ回路１３の目標レーザパワーと検出したレーザパワーとの誤差が０になるよう制御される。
【００３０】
そして、最適パワー制御を実施する場合には、このＡＰＣフィルタ回路１３は、目標値およびバイアス電圧値に対する係数ｋの乗算を最適パワー制御する同じタイミングで実施する。これにより、積分器１３iの積分結果を待つことなくＡＰＣフィルタ回路１３の出力信号を所望の値に変更することができ、レーザダイオードを所望の出力パワーに変更することができる。例えば、図５に示すように、レーザダイオード２の出力パワーＰtargetを記録パワー初期値Ｐ０から係数ｋを変更することにより、所望のパワーに変更することができる。なお、図中、係数ｋは、出力パワーを変化させる所望の割合ａで規定されている。
【００３１】
これにより、ＡＰＣフィルタ回路１３を含む光ディスク装置１００のループ帯域が狭い場合であっても速やかにレーザダイオード２の出力パワーを変化させることができる。
【００３２】
以上のように、本実施例に係るＡＰＣフィルタ回路によれば、目標値およびバイアス電圧値に対する係数の乗算を最適パワー制御する同じタイミングで実施することにより、積分器の積分結果を待つことなくＡＰＣフィルタ回路の出力信号を所望の値に変更し、レーザダイオードを所望の出力パワーに変更することができるので、ループ帯域が狭くても速やかに最適パワー制御を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一態様である実施例１に係る光ディスク装置の要部の構成を示す図である。
【図２】光ディスクへマーク・スペースを記録する場合のレーザダイオードの出力パワーの波形を示す図である。
【図３】レーザダイオードのレーザ駆動電流とレーザダイオードの出力パワーの温度変化との関係を示す図である。
【図４】図１のＡＰＣフィルタ回路の要部構成およびシステムコントローラを示す図である。
【図５】図４のＡＰＣフィルタ回路を用いて最適パワー制御を実施したレーザダイオードの出力パワーの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  光ディスク
２  レーザダイオード
３  ビームスプリッタ
４  対物レンズ
５  フォトディテクタ
６  ＩＶ変換回路
７、８、９  サンプルホールド回路
１０、１１、１２  アナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）
１３、１４、１５  ＡＰＣ（Automatic Power Control）フィルタ回路
１３ａ  入力部、
１３ｂ  スイッチ回路
１３ｃ  ローパスフィルタ回路
１３ｄ  オフセット調整回路
１３e  第１の演算回路
１３ｆ  目標値保持回路
１３ｇ  係数レジスタ
１３ｈ  第２の演算回路
１３i  積分器
１３ｊ  係数レジスタ
１３ｋ  バイアス電圧値保持回路
１３ｌ  係数レジスタ
１３ｍ  第３の演算回路
１３ｎ  出力部
１６  システムコントローラ１６
１７、１８、１９  デジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）
２０、２１、２２  ＶＩ変換回路
２３、２４、２５  スイッチ回路
２６  加算器
１００  光ディスク装置
【図１】
2007213680.tif 000003
【図２】
2007213680.tif 000004
【図３】
2007213680.tif 000005
【図４】
2007213680.tif 000006
【図５】
2007213680.tif 000007