(57)【要約】【課題】本発明の目的は、高倍速記録でマークとスペースのパワー比が大きくなる場合でも、ノイズの影響を受けにくいモニタ信号を発生することができる光ディスク装置を提供することである。【解決手段】本発明においては、レーザー発光パワーを電気信号として取り出すモニタアンプ６にゲインを切り替える機能を持たせる。そして、スペースパワー発光に相当する低パワー発光期間のモニタゲインを大きく取ることで、低パワー発光期間でも大きな信号振幅で信号処理部に伝送することを可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光強度の高いパルス状のレーザー光及び光強度の低いパルス状のレーザー光が照射可能な光源と、
前記レーザー光の光強度と相関のある電気信号として取り出すモニタアンプを含む光ディスク装置において、
前記モニタアンプがゲイン切り替え可能であり、前記光強度の低いパルス状のレーザー光の照射中、前記モニタアンプのゲインが前記光強度の高いパルス状のレーザー光照射時のゲインに対し相対的に大きくなることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
更に、前記光強度の高いパルス状のレーザー光及び前記光強度の低いパルス状のレーザー光を発生させるためのパルス発生回路と、
前記光強度の高いパルス状のレーザー光及び前記光強度の低いパルス状のレーザー光の切り替え及び前記モニタアンプのゲインの切り替えを制御するためのパルスドライバ回路を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
更に、所定の電圧レベルを基準として前記モニタアンプ内の内部電圧レベルを比較し、前記モニタアンプの制御をするレベル比較回路を有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、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ＶｉｄｅｏＤｉｓｋ）等の光ディスクの記録再生を行う光ディスク装置に係り、特にディスクへの高速記録に際して好適な光ディスク装置の制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報データを光ディスク上に記録する媒体として、例えばＣＤやＤＶＤ等がある。近年、記録再生の高速化が進んでおり、従来は再生速度のみがディスクの回転限界速度であったが、昨今では記録速度が再生速度と同じになってきている。
【０００３】
ＣＤやＤＶＤの媒体に情報を記録する場合には、高パワーのレーザー光を媒体に照射してマークを形成するとともに低パワーのレーザー光にてスペースを形成する。記録された媒体から情報を再生する場合には、比較的低パワーのレーザー光をディスクに照射し、マークとスペースとの光の反射の違いから情報を読み取る。
【０００４】
再生および記録動作を安定に行うために、レーザー光のパワーが一定になるように制御が行われる。これをＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と称している。ディスクに照射されるレーザー光の一部がモニタ用として分岐して取り出され、この光信号を電気信号に変換して電圧増幅してモニタ信号として取り出し、モニタ信号の電圧値が所望の値になるように、すなわちレーザー発光パワーが所望の値になるように制御がかけられる。
【０００５】
ＡＰＣの動作に関する従来技術については、たとえば、特開２００６−３２３９４７号公報（以下特許文献１）に記載されている。
【０００６】
記録動作の時には、上述のように、レーザー光には高パワーと低パワーの状態がある。一般的には、モニタ信号の高パワー部と低パワー部をそれぞれサンプリングして取り出し、それぞれのパワーが所望の値になるよう制御が行われる。一方再生動作の時には、低パワーの一定した発光となるよう制御が行われる。通常は、記録時の低パワーと再生時のパワーが同じになるように制御が行われる。
【特許文献１】特開２００６−３２３９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
再生パワーが一定なのに対し、記録パワーは記録速度とともに増大する。そして、マークの形成を行うための記録パワーは、一般的に記録速度の増加とともに増大する。このため、低速記録時はマークパワーとスペースパワーの比が小さいが、高速になるにつれ、この比が大きくなる。たとえば、追記型ＤＶＤであるＤＶＤ−Ｒの場合、再生のパワーが０．７ｍＷであるのに対し、高倍速記録に必要なパワーは数十ｍＷオーダーであり、再生パワーの数十倍にもなる。
【０００８】
レーザーの発光パワーをモニタ信号として電気信号で取り出して伝送する場合、モニタアンプから取り出せる振幅には制限がある。このため、記録時の高パワー部の電圧を一定値に抑えると、高速時にはリードパワーの信号レベルが小さくなってしまう。小さい信号のまま伝送するとノイズの影響を受けやすくなり、この結果、精度の良いパワー制御が困難になってくる。
【０００９】
本発明の目的は、高倍速記録でマークとスペースのパワー比が大きくなる場合でも、ノイズの影響を受けにくいモニタ信号を発生することができる光ディスク装置を提供することである。
【００１０】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１２】
本発明における光ディスク装置は、光強度の高いパルス状のレーザー光及び光強度の低いパルス状のレーザー光が照射可能な光源と、レーザー光の光強度と相関のある電気信号として取り出すモニタアンプを含み、モニタアンプがゲイン切り替え可能であり、光強度の低いパルス状のレーザー光の照射中、モニタアンプのゲインが前記光強度の高いパルス状のレーザー光照射時のゲインに対し相対的に大きくなることを特徴とする。
【００１３】
この光ディスク装置は、更に、上記光強度の高いパルス状のレーザー光及び上記光強度の低いパルス状のレーザー光を発生させるためのパルス発生回路と、光強度の高いパルス状のレーザー光及び光強度の低いパルス状のレーザー光の切り替え及びモニタアンプのゲインの切り替えを制御するためのパルスドライバ回路を有しても良い。
【００１４】
さらにこの光ディスク装置は、所定の電圧レベルを基準として前記モニタアンプ内の内部電圧レベルを比較し、前記モニタアンプの制御をするレベル比較回路を有しても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１６】
本発明による光ディスク装置は、高速記録時のようにマークパワーとスペースパワー比が大きくなっても、相対的に低パワー期間（記録のスペース部と再生時）のモニタ振幅を大きくして信号処理部に伝送できるので、ノイズにも強くなり、安定なパワー制御が可能となる。またモニタアンプの電源電圧を大きくする必要がないので低消費電力化にも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第1の実施の形態による光ディスク装置の制御回路の構成を示す回路構成図である。本実施の形態における、光ディスク装置の制御回路はパルス発生回路１、パルスドライバ回路２、レーザーダイオードドライバ回路３、光源として動作するレーザーダイオード４、モニタダイオード５、モニタアンプ６、ＡＰＣ回路７、ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）８より構成される。
【００１９】
レーザーダイオードドライバ回路３、レーザーダイオード４、モニタダイオード５、モニタアンプ６はいわゆるピックアップ上に搭載される部品である。パルス発生回路１、パルスドライバ回路２、ＡＰＣ回路７は基板上に搭載される。ピックアップはディスクの特定の位置にアクセスするために可動構成となっており、可動するピックアップとＡＰＣ回路７のような信号処理回路が搭載される基板（可動ではない）との間を信号伝送する線路がＦＦＣ８である。
【００２０】
ディスクに記録するデータ信号は、パルス発生回路１にてディスクに記録しやすい信号に変換（符号化）される。
【００２１】
パルス発生回路１から出力された信号は、パルス信号を駆動するパルスドライバ回路２を経由して出力され、ＦＦＣ８を介してレーザーダイオードドライバ回路３が搭載されるピックアップに伝送される。レーザーダイオードドライバ回路３には、ＡＰＣ回路７からの２つのアナログ信号が供給され、このアナログ情報をパルスドライバ回路２からの信号で制御しながら電流増幅される。レーザーダイオードドライバ回路３はレーザーを発光させるための電流をレーザーダイオード４に供給する。レーザーダイオード４はレーザーダイオードドライバ回路３から供給された電流に応じて発光強度が変化する。このレーザーダイオード４から放射されたレーザー光９が記録媒体である光ディスク（図示せず）に照射され、データの記録や再生が行われる。
【００２２】
レーザーダイオード４から出力される光信号の一部１０がモニタダイオード５に照射されるように光学系が構成され、モニタダイオード５にて光信号が電気信号に変換される。この電気信号はモニタアンプ６で増幅される。
【００２３】
モニタアンプ６には、パルスドライバ回路２からレーザーダイオードドライバ回路３に入力されるパルス信号の一方が供給され、この信号でモニタアンプ６のゲインが切り替えられる。モニタアンプ６の出力は、ＦＦＣ８を介してピックアップから基板上のＡＰＣ回路７に伝送される。
【００２４】
ＡＰＣ回路７では、２つの検出回路（第１ＤＥＴ１１、第２ＤＥＴ１２）で異なる時間における信号レベルを検出し、検出したそれぞれのレベルが所定の値になるように、第１パワー制御回路１３、第２パワー制御回路１４からレーザーダイオードドライバ回路３へのアナログ信号がそれぞれ制御される。
【００２５】
図２は図１のレーザーダイオードドライバ回路３の構成を表す回路図である。端子２０、２１はＡＰＣ回路７から供給されるアナログ信号の入力端子、端子２２、２３はパルスドライバ回路２から供給されるパルス信号の入力端子、端子３０はレーザーダイオードドライバ回路３の出力端子であり、端子３０にはレーザーダイオード４が接続される。端子２０、２１の信号はそれぞれ第１電流アンプ２４、第２電流アンプ２５に供給される。端子２２、２３に供給される信号はスイッチ２６、２７を制御するよう構成されている。
【００２６】
図２のレーザーダイオードドライバ回路は、電流アンプ２４と後段のスイッチ２６、電流アンプ２５とこの後段のスイッチ２７、２つのスイッチの信号を加算する加算回路２８、加算回路の後段の電流ドライバ２９で構成される。端子２０から入力された信号を電流アンプ２４で増幅してスイッチ２６でオンオフして加算回路２８に供給する信号パスと、端子２１から入力された信号を電流アンプ２５で増幅してスイッチ２７でオンオフして加算回路２８に供給する信号パスを持つ。スイッチ２６、２７の動作で各種のパワーモードが設定できる。たとえば、レーザーを発光させないときは２つのスイッチはオフとなり、また再生時にはスイッチ２６がオンしスイッチ２７がオフとなる。記録時の高パワーでは２つのスイッチがオンし、記録の低パワーのときは再生時と同じスイッチの動作となる。
【００２７】
図３は本実施の形態に関わるモニタアンプの構成を表す回路図である。図３において、端子４０、４６はモニタアンプ６の信号入力端子と出力端子であり、端子４７はゲイン切り替えのための制御信号入力端子である。端子４０には、モニタダイオード５が接続される。モニタアンプ６は前段アンプ（増幅器４１）、後段アンプ（増幅器４４）の２段アンプで構成されており、モニタするパワーに対し逆極性の電圧が出力される。
【００２８】
前段アンプを構成する増幅器４１のマイナス入力にはモニタダイオード５が接続され、増幅器４１の出力からマイナス入力に抵抗４２が接続されている。増幅器４１のプラス入力は基準電圧Ｖｒｅｆが接続されており、モニタダイオード５に流れる電流が抵抗４２で電圧に変換される。前段アンプの出力は抵抗４３を介して増幅器４４のマイナス入力端子に供給され、増幅器４４の出力は抵抗４５を介して増幅器４４のマイナス入力端子に接続されている。増幅器４４のゲインが十分大きい時、後段アンプのゲインは（−（抵抗４５の抵抗値）／（抵抗４３の抵抗値））で表される。
【００２９】
上述の構成では、モニタアンプのゲインを切り替える場合、抵抗４２、抵抗４３、抵抗４５のどれかの抵抗値を切り替えればよい。なお、図３では、パルスドライバの入力を受けて抵抗４５の抵抗を切り替えるように図示している。
【００３０】
一般的に、モニタアンプは集積回路で構成される。集積回路の一般的な特徴として、抵抗の絶対精度は良くないが、ある抵抗と抵抗の比精度（相対的な精度）は良い、というものがある。これを利用して、抵抗を２つ用意し、選択的に使用することで、ゲイン比精度の容易な切り替えを可能にすることも可能となる。このとき、ゲインを決める抵抗値を切り替えるのでなく、ゲインの異なる増幅器を２つ用意し、この出力を切り替えても良い。
【００３１】
モニタアンプは一般的に変換ゲインの調整がなされることが多い。すなわち、ディスクに照射されるパワーに対するモニタ感度を一定の値に調整しておけば、モニタアンプの出力電圧からディスクへの照射パワーが換算でき、動作パワーを全体で調整することができる。この目的の為、一般的なモニタアンプでも抵抗４３相当の部品は集積回路外の半固定抵抗にする場合が多いが、この場合には抵抗４５相当の部品に切り替える構成にすればよい。このようにすればゲイン調整と精度の良いゲイン切り替えが可能である。本発明においても同様である。
【００３２】
以上が回路構成の概要であるが、さらに詳細な動作を、図面を用いて説明する。
【００３３】
図４はレーザーダイオード４の電流（Ｉｌｄ）とレーザーダイオード４の発光パワー（Ｐｌｄ）の関係を示す特性図である。図において、レーザーダイオード４への入力電流が閾値電流（Ｉｔｈ）を超えると、レーザーダイオード４が発光し始める。一般的に、記録時には、発光パワーをパルス状の波形にする必要があるが、これはレーザーダイオード４への電流を高速に切り替えることで実現する。
【００３４】
ＤＶＤ−Ｒの高速記録時には、キャッスル型という記録波形が一般的に用いられる。しかし、ここでは、簡略化のために、Ｐ１（低パワー）とＰ２（高パワー）の２値で説明する。
【００３５】
高パワー（Ｐ２）でマークが形成され、一方低パワー（Ｐ１）ではマークが形成されずスペースとなる。この低パワー（Ｐ１）は、一般的には再生時のパワー（Ｒｅａｄ  Ｐｏｗｅｒ）と同じ値になるよう制御される。記録時には、高パワー（Ｐ２）と低パワー（Ｐ１）が繰り返されるが、再生時は低パワー（Ｐ１）が持続する。図４の例では、低パワー時のレーザー電流Ｉ１であり、高パワー時の電流は（Ｉ１+Ｉ２）となる。温度が変化すると、図４で示したレーザー電流とパワーの特性が変化するので、一定のパワーが得られるようにレーザー電流を変えて制御する。
【００３６】
図５は各部の波形を示すもので、（ａ）はパルスドライバ回路２からの２つの信号、（ｂ）はレーザーダイオード４の電流、（ｃ）はレーザーダイオード４の発光パワー、（ｄ）はモニタアンプ６の出力を示している。
【００３７】
（ａ）に示すパルスドライバ回路からの２信号（ＳＷ１、ＳＷ２）はレーザーダイオードドライバ回路３の２つのスイッチ２６、２７を制御する信号であり、低パワーと高パワーの２つのパワー状態を生成する制御信号となるものである。これらは図４における電流Ｉ１をスイッチ２６で制御し（ここでは常にＨｉｇｈ）、Ｉ２をスイッチ２７で制御する。低パワー時にはＩ１の電流がレーザーダイオード４に供給され、高パワー時には（Ｉ１＋Ｉ２）の電流が供給される。この結果、レーザーには（ｂ）に示す電流が流れ、（ｃ）に示す発光波形となる。なお、（ｄ）に示すモニタアンプの出力はパワーに対し逆極性で出力されている。
【００３８】
図１に示すように、モニタダイオード５には、レーザー発光の一部が供給されるので、レーザー発光波形に比例した情報がモニタダイオード５に供給される。モニタアンプ６はモニタダイオード５の電流を増幅するように動作するが、従来のようにゲイン切り替えが無い場合には単にモニタダイオードの電流が増幅されただけであるのに対し、本発明におけるモニタアンプ６の出力波形は、図５（ｄ）に示すものとなる。一方、破線で示したものは、モニタアンプ６のゲイン切り替えを行わない従来の回路の動作波形である。従来の回路の低パワー時の電圧はＶ１´となっているのに対し、本発明では、低パワー発光時にモニタアンプのゲインが高くなるように制御されるため、実線の電圧Ｖ１で示されように大きい電圧波形となる。
【００３９】
モニタアンプ６から出力され、ＦＦＣ８を介して基板に伝送されたモニタ信号は、ＡＰＣ回路７の検出回路（第１ＤＥＴ１１、第２ＤＥＴ１２）において、低パワー部と高パワー部がたとえばサンプルホールド回路により信号レベルが検出される。この信号レベルが所定の値になるようレーザーダイオード電流を制御するループが構成され、自動的に一定の発光パワーになるように制御が行われる。本発明では、図５（ｄ）に示されるように低パワー発光時でも大きな信号が伝送できるようになる。
【００４０】
一般にモニタアンプ６のようなアナログアンプの回路では、線形性を保って出力できる電圧値が限られる。しかし、記録に必要なパワーは速度が速くなると大きくなるため、限られた電圧内で伝送するためには、モニタアンプ６のゲインを落とす必要がある。一方、記録時の低パワーは一般的に再生時に必要な一定のパワーに設定するので、モニタアンプ６のゲインを小さくするとこれに応じて小さくなってしまう。この結果、従来の方式の場合、信号レベルが小さくなってしまうので、ＦＦＣ上での伝送や信号処理基板上において他の信号からのクロストークを受けやすくなり、検出される信号に誤差を生じる結果となり、安定なパワー制御が困難になる。
【００４１】
これに対し、本発明では、記録時の低パワー期間および再生時においてゲインを向上させ、大きな信号にして伝送できるので、他の信号からの妨害の影響を軽減して、安定なパワー制御が可能となる。また記録時の低パワーと再生時のパワーが同じパワーになるよう制御を行う場合、記録時の低パワーと再生時のパワーを同じようゲインアップするので、記録と再生のモードの切り替わりでも低レベルでのＡＰＣが安定に動作する。
【００４２】
以上の構成及び動作をとることで、スペースパワーの発光に相当する低パワー発光期間のモニタゲインを大きく取り、低パワー発光期間でも大きな信号振幅で信号処理部に伝送することが可能になる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態による光ディスク装置の制御回路の構成を示す回路構成図である。また、図７は本発明の第２の実施の形態におけるモニタアンプ及びその周辺回路の構成を示す回路図である。第１の実施の形態では、外部（パルスドライバ回路２）からの制御信号に基づきゲイン切り替え動作が行われるのに対し、本実施の形態では信号レベルを検出するレベル比較回路５２を設け、上記検出回路の出力に応じてゲイン切り替えを行うように構成されている。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と同様に動作するものには同じ符号を記し、詳細な説明は省略する。
【００４４】
このモニタアンプ６１には前段アンプである増幅器４１の出力先に、周辺回路であるレベル比較回路５２が追加されている。また、このレベル比較回路５２の一方の入力端子には比較電圧５１が印加されている。
【００４５】
この比較電圧５１と、増幅器４１の出力がレベル比較される。そしてレベル比較回路５２からの信号をゲイン切り替え制御入力端子４７に入力する。ゲイン切り替え制御入力端子４７に入力された信号を用いて、抵抗４５の値を切り替えることによりゲイン切り替え機能が実現できる。なお、この実施の形態では、抵抗４３を制御対象としても良い。
【００４６】
図８に図７の各部の波形を示す。図８（ｈ）は前段アンプの出力波形であり、この信号がレベル比較回路に入力され、比較電圧５１の出力と電圧が比較される。図８（ｉ）に示す比較回路の出力信号は、比較電圧に対し高いレベルではＨｉｇｈのパルスを出力し、この出力信号でモニタアンプのゲイン切り替えが行われ、モニタアンプの出力は図８（ｊ）に示すように低パワー期間のゲインが大きくなる。
【００４７】
本実施の形態では、記録時の高パワーと低パワーのパワー比率は大きいので、比較回路入力の振幅差も大きくなるため間違って振幅検出されることはない。
【００４８】
図７の実施の形態では、モニタゲインの切り替え用信号を自己生成できるので、特別の切り替え信号を他から供給する必要がないため装置の小型化、低コスト化に有利である。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、高倍速記録を行う光ディスク装置の制御回路に適用することが主に考えられるが、必ずしもそれだけには限られない。高パワー状態と低パワー状態の存在する発光モジュールの制御が必要なものであれば光ディスク装置に限らず適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に関わる光ディスク装置の制御回路の構成を示す回路構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に関わるレーザーダイオードドライバ回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に関わるモニタアンプの回路構成図である。
【図４】本発明に関わるレーザーダイオードの特性を表すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する為の波形図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に関わる光ディスク装置の制御回路の構成を示す回路構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に関わるモニタアンプの回路構成図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の動作を説明する為の波形図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…パルス発生回路、２…パルスドライバ回路、３…レーザーダイオードドライバ回路、４…レーザーダイオード、５…モニタダイオード、６…モニタアンプ、７…ＡＰＣ回路、８…ＦＦＣ、１１…第１ＤＥＴ、１２…第２ＤＥＴ、１３…第１パワー制御回路、  
１４…第２パワー制御回路、２４…第１電流アンプ、２５…第２電流アンプ、
２６…スイッチ、２７…スイッチ、２８…加算回路、２９…電流ドライバ、
４１…増幅器、４２…抵抗、４３…抵抗、４４…増幅器、４５…抵抗、５１…比較電圧、５２…レベル比較回路
【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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