JP4462686B2 - 受光装置、光ピックアップ装置、情報再生／記録装置および情報処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、受光装置、光ピックアップ装置、情報再生／記録装置および情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの記録情報を再生する情報再生装置は、例えば、特開平１１−１６２００３号公報に開示されている。この開示技術は、光ディスクに光を照射して、その反射光を複数の受光素子で分割して受光し、各受光素子から得られた電流信号をそのまま加算器で加算した後、Ｉ／Ｖ変換器で電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換するものである。
【０００３】
かかる技術では、受光素子と同一パッケージ内にアンプを搭載するようにして、受光素子のほかにＩ／Ｖ変換器も光ピックアップ装置に搭載しているので、光ディスクの再生信号は、光ピックアップ装置と信号線で接続された回路基板までは、比較的ノイズに強い電圧信号で例えば数十ｃｍ前後引き回すことができるため、ノイズの影響に対して強いということがいえる。
【０００４】
また、複数の受光素子の各出力信号を加算してＲＦ信号とする加算器も、光ピックアップ装置に搭載しているので、この点でもノイズの影響に対して強い。すなわち、複数の受光素子が出力する各出力信号の加算演算を、光ピックアップ装置と別体の回路基板で行う場合、各受光素子の出力信号を電圧に変換した後、この変換後の各電圧信号を複数本（例えば４本）の信号線で長い配線距離を引き回して、光ピックアップ装置とは別体の回路基板に入力させる必要があるので、その信号線１本当たりに重畳されるノイズをＮとすると、加算器での加算後の電圧信号に重畳されているノイズは、Ｎ×√４＝２×Ｎとなる。これに対し、前記のように光ピックアップ装置上で各電圧信号を加算した後、信号線を介して回路基板に出力するようにすれば、重畳されるノイズは信号線１本分のＮで済むこととなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平１１−１６２００３号公報に開示の技術においては、回路のダイナミックレンジに関して以下のような不具合がある。すなわち、ＲＦ信号は各受光素子の出力信号の加算信号なので、各受光素子の出力の複数倍（一般的な光学系の場合、ＲＦ信号は４分割された受光素子の出力を加算するため、４倍）の信号レベルになる。したがって、ＲＦ信号をダイナミックレンジ一杯に出力範囲を設定しても、各受光素子の出力信号の範囲は、その１／４までしか使えないことになる。各受光素子の出力は、通常は、ピックアップ装置の動きを制御するサーボ信号の生成にも用いられるため、帯域が低く、ノイズには比較的強い。とはいえ、信号成分は小さく、受光素子の更なる増加や、光ディスクの読取速度の高速化により、サーボ信号もノイズの影響が問題になる。
【０００６】
ＤＶＤ−Ｒディスクへの情報の記録を例にすると、情報の０に相当するスペースの記録の際における光量に比べ、情報の１にあたる記録マークを形成するために光量は、その１０倍以上にもなる。この記録マークの形成の際における大光量に対するＲＦ信号の出力を飽和させないようにすると、スペースの記録の際における各受光素子の出力のダイナミックレンジは、ＲＦ信号の約１／４０しか取れないことになる。
【０００７】
すなわち、各受光素子の出力信号を加算してＲＦ信号とする加算器をピックアップ装置に内蔵することで、各受光素子の出力信号を小さく制限してしまうことになるという不具合がある。
【０００８】
次に、別の課題について説明する。ピックアップ装置から出力されるＲＦ信号の伝送路となる信号線でのノイズを抑制する手段として、ＲＦ信号と極性が反対の信号を同時に伝送し（差動出力）、受信端で差分をとることにより、両者に重畳した同相成分のノイズを除去することが行われている。本明細書では、ＲＦ信号の相補信号をＲＦ−と呼ぶことにする。一般的な差動出力は、ＲＦ信号を特定の基準電圧Ｖｒｅｆから＋側の信号とした場合、ＲＦ−は基準電圧Ｖｒｅｆを基準にＲＦ信号を反転させ極性を逆にした信号とする。または、各受光素子の出力を加算するときに同時に基準電圧Ｖｒｅｆを基準に反転させる。この場合、ＲＦ−の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆからマイナス側になるため、ダイナミックレンジが２倍必要となってしまうという不具合がある。
【０００９】
この発明の目的は、個々の受光素子から出力される信号、および、その信号を電圧信号に変換し、加算した後の信号のいずれも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることである。
【００１０】
この発明の別の目的は、ダイナミックレンジを広げることなく、各受光素子から出力される信号を電圧信号に変換し、加算した後の信号と、その相補信号とで、同相ノイズを除去できるようにすることである。
【００１１】
この発明の別の目的は、このような同相ノイズの除去を、低製造コストで実現できるようにすることである。
【００１２】
この発明の別の目的は、前記のような同相ノイズの除去を、信号の遅延が少なく、完成度の高い相補信号を用いて行えるようにすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスクからの反射光を受光する、複数に分割された受光素子と処理回路とを備えている受光装置において、前記処理回路は、前記各受光素子の出力する電流信号を電圧信号へ変換する変換器と、前記変換器の出力する電圧信号の加算を行うと共に、加算後の前記電圧信号の信号レベルを加算前の前記電圧信号の信号レベルと同程度に戻す減衰を行い、前記光ディスクの情報を再生するためのＲＦ信号を、直流成分を含んだまま出力する第１の演算器と、前記ＲＦ信号と基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性を有する電圧信号の電圧レベルを、電圧αだけシフトした相補信号を生成する第２の演算器とを有し、前記第２の演算器の電圧αは固定電圧であり、かつ前記ＲＦ信号と前記相補信号との出力の差分が、前記ＲＦ信号と前記基準電圧との出力の差分の２倍よりも小さくなる方向に相補信号の出力をシフトさせることを特徴とする。
【００１４】
したがって、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算された信号は減衰されて信号処理回路から出力されるので、この出力される信号のダイナミックレンジに制限されて、個々の受光素子から出力される信号の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号の両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。なお、信号を減衰させる程度としては、例えば、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算され減衰された後の信号と、単一の受光素子から出力されて電圧信号へ変換されただけの信号との信号レベルがほぼ同一程度になるように行うのが望ましい。
【００１６】
したがって、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号のみならず、信号処理回路から出力される信号の同窓信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００１８】
したがって、信号処理回路から出力される信号と、その相補信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることが可能となるので、ダイナミックレンジを広げることなく、信号処理回路から出力される信号とその相補信号とで、同相ノイズを除去することができる。
【００１９】
本発明は、前記の受光装置において、前記第２の演算器は、前記ＲＦ信号から、前記ＲＦ信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性の信号を生成する反転回路と、前記反転回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路とで構成されることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、前記の受光装置において、前記第２の演算器は、前記変換器の出力する電圧信号から、前記ＲＦ信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆の信号を生成する反転加算回路と、前記反転加算回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路と、前記シフト回路の出力を前記ＲＦ信号と同じ振幅特性に減衰させる減衰回路とで構成されることを特徴とする。
【００２３】
本発明は、前記の受光装置において、前記変換器の各出力と、前記第１の演算器の出力する前記ＲＦ信号と、前記第２の演算器の出力する前記相補信号とを、外部に出力する端子部を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記の受光装置において、対象物に光を照射する光源と、その反射光を分割して受光する前記受光素子と、前記処理回路を一体に備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明は、前記の受光装置を搭載した光ピックアップ装置である。
【００２６】
したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２７】
本発明は、前記の光ピックアップ装置を搭載した情報再生／記録装置である。
【００２８】
したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
本発明は、前記の情報再生／記録装置を搭載した情報処理装置である。したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［発明の実施の形態１］
この発明の一実施の形態を発明の実施の形態１として説明する。
【００３０】
図１は、この発明の実施の形態１である光ディスクドライブ装置１の概略構成を示すブロック図である。この光ディスクドライブ装置１は、この発明の情報再生／記録装置を実施するもので、光学的にその記録情報の再生を行うことができる記憶媒体、この例では光ディスク２に記録されている情報を再生する装置である。
【００３１】
図１に示すように、光ディスク２は、図示しない駆動系で回転する。光ピックアップ装置３は、光源４、所定の光学系５および信号処理部６を備えている。光源４は対象物である光ディスク２に光を照射し、その光を光学系５を介して、光ディスク２上に集光する。信号処理部６は、光ディスク２からの反射光を受光し、電気信号に変換して光ピックアップ装置３外に出力する。移動装置７は、光ピックアップ装置３を移動して、光ピックアップ装置３から照射された光を、光ディスク２上の所望の位置に移動する。
【００３２】
回路基板８は、光ピックアップ装置３とは別体に光ディスクドライブ装置１に固定して設けられ、光ピックアップ装置３と信号の授受を行う伝送路となる信号線で接続されている。この回路基板８上に実装された回路により、光源４の出力を制御する光出力制御手段９と、信号処理部６からのＲＦ信号、ＲＦ−信号から光ディスク２上の情報を再生する再生手段１０と、信号処理部６からのＶＡ〜ＶＤ信号（後述）をもとに光ディスク２上の光スポットの位置を検出する検出手段であるサーボ信号生成手段１１と、サーボ信号生成手段１１からの信号に応じて移動装置７の駆動を制御する制御手段であるサーボ手段１２とを実現している。
【００３３】
なお、この光ディスクドライブ装置１を、光ディスク２への情報の記録も可能である情報記録再生装置として実施する場合は、光ディスク２へ記録する情報のデータを用意する装置や、そのデータに基づいて光出力制御手段９から光源４に出力する信号を変調して、光ディスク２に照射する記録光を生成する回路なども搭載される。
【００３４】
図２は、信号処理部６の回路構成を示すブロック図である。前記のように、信号処理部６は光ピックアップ装置３に搭載され、この信号処理部６の出力が比較的長い伝送路である信号線を通って回路基板８へと送られる。
【００３５】
信号処理部６は、光ディスク２からの反射光を分割して受光し、電流信号に変換する、複数に分割された受光素子１３（ここでは、Ａ〜Ｄの４分割の例をあげた）を備えている。各受光素子Ａ〜Ｄの出力する電流信号は、後段のＩ／Ｖ変換器１４，１４，…によってそれぞれ電圧信号ＶＡ〜ＶＤに変換される。
【００３６】
この電圧信号ＶＡ〜ＶＤは、信号線を介して回路基板８のサーボ信号生成手段１１に出力され、各種サーボ信号の生成に使用される。このサーボ信号は、ＦＥ（フォーカスエラー）信号やＴＥ（トラックエラー）信号の生成である。ＦＥ信号は光ピックアップ装置３から光ディスク２に照射される光スポットの焦点と光ディスク２の表面の位置情報を示す信号であり、図３に示すように、減算器１８による非点収差法を用いた演算などで求めることができる。ＴＥ信号は光スポットの光ディスク２における半径方向の位置情報を示す信号で、図３に示すように、減算器１９によるプッシュプル法を用いた演算などで求めることができる。
【００３７】
図１に示すように、信号処理部６の第１の演算器１５は、加算器１６と減衰器１７とを備えている。Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…の出力は加算器１６で加算し、この加算処理で大きくなった信号の振幅を、加算前の個々の信号レベルとほぼ同レベルに戻す減衰処理を減衰器１７で行い、ＲＦ信号を生成する。もちろん、第１の演算器１５での加算には、Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…の出力である電圧信号を使用せず、受光素子Ａ〜Ｄの各出力である電流信号を直接加算し、この加算後の電流信号をＩ／Ｖ変換する構成としてもよい。この場合はＶＡ〜ＶＤ信号とＲＦ信号の出力レベルがほぼ等しくなるよう、増幅率、Ｉ／Ｖ変換率を設定する。Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…、加算器１６および減衰器１７により信号処理回路を実現している。また、この場合は個々の受光素子Ａ〜Ｄの出力信号ＶＡ〜ＶＤをサーボ信号生成手段１１には出力できないため、移動装置７を制御するサーボ信号は別の受光素子群の出力信号から生成する必要がある。
【００３８】
図１に示すように、信号処理部６の第２の演算器２０は、相補信号生成回路を実現するもので、ＲＦ信号の相補信号であるＲＦ−信号を生成する。ＲＦ−信号とは、ＲＦ信号と所定の基準電圧を中心として極性が逆で同じ振幅特性を持った信号である。よって第２の演算器２０は、反転回路２１で第１の演算器１５が出力するＲＦ信号の反転信号を生成する。
【００３９】
図４に示すように、ＲＦ信号と信号ＶＡ〜ＶＤの出力範囲は反転回路２１で用いる基準電圧Ｖｒｅｆのレベルより、例えば正側である（図４（ａ）参照）。従来は基準電圧Ｖｒｅｆを基準にＲＦ信号を反転してＲＦ−信号としていたため、ＲＦ−信号を出力するために基準電圧Ｖｒｅｆを中心に正側と負側の２倍の出力範囲が必要となる（図示せず）。この出力範囲が広いと回路構成が複雑となり、処理の高速化にも向かない。
【００４０】
このため、第２の演算器２０は、電圧シフト機能をもつシフト回路２２も併せ持ち、ＲＦ−信号を生成するときの基準電圧を、ＲＦ信号の基準電圧Ｖｒｅｆと異なるものに変更して、ＲＦ−信号の出力範囲がＲＦ信号と同等の出力範囲になるようにしている（図４（ｂ）参照）。図３では、ＲＦ−信号の基準レベルは基準電圧Ｖｒｅｆ＋αである。すなわち、基準電圧Ｖｒｅｆのレベルを中心にＲＦ信号と対象の波形の信号を反転回路２１で生成し、その生成した信号に対して、シフト回路２２により電圧α分のゲタをはかせるように電圧のレベルシフトを行うものである。
【００４１】
以上説明した、光ディスクドライブ装置１によれば、各受光素子Ａ〜Ｄから出力されて電圧信号への変換され加算された信号は、減衰器１７で減衰されてＲＦ信号、ＲＦ−信号として出力されるので、ＲＦ信号、ＲＦ−信号のダイナミックレンジに制限されて、各受光素子Ａ〜Ｄの出力信号ＶＡ〜ＶＤの個々の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、ＲＦ、ＲＦ−信号および出力信号ＶＡ〜ＶＤの両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００４２】
また、シフト回路２２による電圧のレベルシフトにより、ＲＦ信号と、その相補信号であるＲＦ−信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることができるので、ダイナミックレンジを広げることなく、ＲＦ信号と、ＲＦ−信号とにより、同相ノイズを除去することができる。
【００４３】
図２に示す回路例では、第２の演算器２０が第１の演算器１５の出力信号を用いてＲＦ−信号を生成する例を示したが、図５に示す回路例のように第２の演算器２０を構成するようにしてもよい。すなわち、Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…の出力信号を直接第２の演算器２０に入力し、その入力信号を反転加算器２３で反転すると同時に加算し（すなわち、図２の加算器１６と反転回路２１の機能を併せ持つ）、その加算後の電圧信号をシフト回路２２によりα分のゲタをはかせるように電圧のレベルシフトを行い、減衰器２４で減衰させてＲＦ−信号を生成するものである。
【００４４】
図５の回路では、図２の回路に比べて、各受光素子Ａ〜Ｄの出力信号がＲＦ信号、ＲＦ−信号に生成されるまでにそれぞれ通過する回路要素の数の差が少なくなるので、信号の遅延も生じにくく、完全な相補信号であるＲＦ−信号を生成しやすい。しかし、図２の回路は、図５の回路に比べて少ない回路要素で実現できるので、光ディスクドライブ装置１の製造コストを低減することができる。
【００４５】
また、前記の例では、光ディスクドライブ装置１を、光ディスク２の再生専用の装置として実施する例について説明した。光ディスクドライブ装置１を再生、記録の両用、または、記録専用の装置として実施するときは、光ディスク２へ情報を記録するための手段は次のようにする。
【００４６】
すなわち、光ディスク２に記録する情報のデータに応じた記録光を光源４から出力するための手段を光出力制御手段９に設ける。かかる手段については周知の技術であるので詳細な説明は省略する。そして、ＣＤ−Ｒなど光学的に情報の記録が可能である光ディスク２への情報の記録中には、記録マークの形成に光ディスク２の表面に対して１０ｍＷ以上もの大光量を記録パワーとして照射し、スペースの形成の際には１ｍＷ以下の小さい光量を再生パワーとして照射する。記録マークの形成にはパルス状の光発光を行うため、通常、移動装置７のサーボ制御には、一定光量で照射するスペース形成の信号を用いる。その上、光ディスク２への記録状態を検出するために、各受光素子Ａ〜Ｄの出力の加算信号も飽和させずに検出する必要がある。
【００４７】
各受光素子Ａ〜Ｄの出力を、減衰を行わず加算した信号は、個々の信号に対して４倍の振幅になるが、この加算信号を飽和させずに入力側の回路のダイナミックレンジ一杯に調整した場合、個々の電圧信号ＶＡ〜ＶＤの信号振幅最大は、その加算信号の１／４のダイナミックレンジとなる。よって再生パワーを出力する際の電圧信号ＶＡ〜ＶＤの信号レベルは、記録パワー発光の際の信号レベルに対して、１／４×１ｍＷ／１０ｍＷ＝１／４０と非常に小さくなり、そのままではノイズの影響を受けてしまう。しかし、この発明の実施の形態１では、減衰器１７、２４を設けるので、電圧信号ＶＡ〜ＶＤも、ＲＦ信号およびＲＦ−信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００４８】
［発明の実施の形態２］
この発明の別の実施の形態について発明の実施の形態２として説明する。
【００４９】
図６は、この発明の実施の形態２である情報処理装置３１の概略構成を示すブロック図である。この情報処理装置３１は、ＰＣなどの電子計算機であり、各種の情報処理の実行が可能である。その構成や動作については周知であるため、詳細な説明は省略する。この情報処理装置３１は、発明の実施の形態１の光ディスクドライブ装置１を備えていて、光ディスク２に記録されている情報の再生や、所望の情報の光ディスク２への記録などを行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算された信号は減衰されて信号処理回路から出力されるので、この出力される信号のダイナミックレンジに制限されて、個々の受光素子から出力される信号の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号の両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００５１】
本発明は、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号のみならず、信号処理回路から出力される信号の同窓信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００５２】
本発明は、信号処理回路から出力される信号と、その相補信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることが可能となるので、ダイナミックレンジを広げることなく、信号処理回路から出力される信号とその相補信号とで、同相ノイズを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である光ディスクドライブ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】前記光ディスクドライブ装置の信号処理部の回路構成を説明するブロック図である。
【図３】前記光ディスクドライブ装置でのＦＥ信号、ＴＥ信号を生成する回路について説明するブロック図である。
【図４】前記光ディスクドライブ装置でのＲＦ−信号の生成について説明するグラフである。
【図５】前記信号処理部の他の例における回路構成を説明するブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２である情報処理装置の概略構成について説明するブロック図である。
【符号の説明】
１ 情報再生／記録装置
２ 記憶媒体
３ 光ピックアップ装置
４ 光源
７ 移動装置
１０ 再生手段
１１ 検出手段
１２ 制御手段
１４ Ｉ／Ｖ変換器、信号処理回路
１５ 信号処理回路
１６ 加算器
１７ 減算器
２０ 相補信号生成回路
２１ 反転回路
２２ シフト回路
２３ 反転加算回路
３１ 情報処理装置
Ａ〜Ｄ 受光素子
【発明の属する技術分野】
この発明は、受光装置、光ピックアップ装置、情報再生／記録装置および情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの記録情報を再生する情報再生装置は、例えば、特開平１１−１６２００３号公報に開示されている。この開示技術は、光ディスクに光を照射して、その反射光を複数の受光素子で分割して受光し、各受光素子から得られた電流信号をそのまま加算器で加算した後、Ｉ／Ｖ変換器で電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換するものである。
【０００３】
かかる技術では、受光素子と同一パッケージ内にアンプを搭載するようにして、受光素子のほかにＩ／Ｖ変換器も光ピックアップ装置に搭載しているので、光ディスクの再生信号は、光ピックアップ装置と信号線で接続された回路基板までは、比較的ノイズに強い電圧信号で例えば数十ｃｍ前後引き回すことができるため、ノイズの影響に対して強いということがいえる。
【０００４】
また、複数の受光素子の各出力信号を加算してＲＦ信号とする加算器も、光ピックアップ装置に搭載しているので、この点でもノイズの影響に対して強い。すなわち、複数の受光素子が出力する各出力信号の加算演算を、光ピックアップ装置と別体の回路基板で行う場合、各受光素子の出力信号を電圧に変換した後、この変換後の各電圧信号を複数本（例えば４本）の信号線で長い配線距離を引き回して、光ピックアップ装置とは別体の回路基板に入力させる必要があるので、その信号線１本当たりに重畳されるノイズをＮとすると、加算器での加算後の電圧信号に重畳されているノイズは、Ｎ×√４＝２×Ｎとなる。これに対し、前記のように光ピックアップ装置上で各電圧信号を加算した後、信号線を介して回路基板に出力するようにすれば、重畳されるノイズは信号線１本分のＮで済むこととなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平１１−１６２００３号公報に開示の技術においては、回路のダイナミックレンジに関して以下のような不具合がある。すなわち、ＲＦ信号は各受光素子の出力信号の加算信号なので、各受光素子の出力の複数倍（一般的な光学系の場合、ＲＦ信号は４分割された受光素子の出力を加算するため、４倍）の信号レベルになる。したがって、ＲＦ信号をダイナミックレンジ一杯に出力範囲を設定しても、各受光素子の出力信号の範囲は、その１／４までしか使えないことになる。各受光素子の出力は、通常は、ピックアップ装置の動きを制御するサーボ信号の生成にも用いられるため、帯域が低く、ノイズには比較的強い。とはいえ、信号成分は小さく、受光素子の更なる増加や、光ディスクの読取速度の高速化により、サーボ信号もノイズの影響が問題になる。
【０００６】
ＤＶＤ−Ｒディスクへの情報の記録を例にすると、情報の０に相当するスペースの記録の際における光量に比べ、情報の１にあたる記録マークを形成するために光量は、その１０倍以上にもなる。この記録マークの形成の際における大光量に対するＲＦ信号の出力を飽和させないようにすると、スペースの記録の際における各受光素子の出力のダイナミックレンジは、ＲＦ信号の約１／４０しか取れないことになる。
【０００７】
すなわち、各受光素子の出力信号を加算してＲＦ信号とする加算器をピックアップ装置に内蔵することで、各受光素子の出力信号を小さく制限してしまうことになるという不具合がある。
【０００８】
次に、別の課題について説明する。ピックアップ装置から出力されるＲＦ信号の伝送路となる信号線でのノイズを抑制する手段として、ＲＦ信号と極性が反対の信号を同時に伝送し（差動出力）、受信端で差分をとることにより、両者に重畳した同相成分のノイズを除去することが行われている。本明細書では、ＲＦ信号の相補信号をＲＦ−と呼ぶことにする。一般的な差動出力は、ＲＦ信号を特定の基準電圧Ｖｒｅｆから＋側の信号とした場合、ＲＦ−は基準電圧Ｖｒｅｆを基準にＲＦ信号を反転させ極性を逆にした信号とする。または、各受光素子の出力を加算するときに同時に基準電圧Ｖｒｅｆを基準に反転させる。この場合、ＲＦ−の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆからマイナス側になるため、ダイナミックレンジが２倍必要となってしまうという不具合がある。
【０００９】
この発明の目的は、個々の受光素子から出力される信号、および、その信号を電圧信号に変換し、加算した後の信号のいずれも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることである。
【００１０】
この発明の別の目的は、ダイナミックレンジを広げることなく、各受光素子から出力される信号を電圧信号に変換し、加算した後の信号と、その相補信号とで、同相ノイズを除去できるようにすることである。
【００１１】
この発明の別の目的は、このような同相ノイズの除去を、低製造コストで実現できるようにすることである。
【００１２】
この発明の別の目的は、前記のような同相ノイズの除去を、信号の遅延が少なく、完成度の高い相補信号を用いて行えるようにすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスクからの反射光を受光する、複数に分割された受光素子と処理回路とを備えている受光装置において、前記処理回路は、前記各受光素子の出力する電流信号を電圧信号へ変換する変換器と、前記変換器の出力する電圧信号の加算を行うと共に、加算後の前記電圧信号の信号レベルを加算前の前記電圧信号の信号レベルと同程度に戻す減衰を行い、前記光ディスクの情報を再生するためのＲＦ信号を、直流成分を含んだまま出力する第１の演算器と、前記ＲＦ信号と基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性を有する電圧信号の電圧レベルを、電圧αだけシフトした相補信号を生成する第２の演算器とを有し、前記第２の演算器の電圧αは固定電圧であり、かつ前記ＲＦ信号と前記相補信号との出力の差分が、前記ＲＦ信号と前記基準電圧との出力の差分の２倍よりも小さくなる方向に相補信号の出力をシフトさせることを特徴とする。
【００１４】
したがって、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算された信号は減衰されて信号処理回路から出力されるので、この出力される信号のダイナミックレンジに制限されて、個々の受光素子から出力される信号の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号の両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。なお、信号を減衰させる程度としては、例えば、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算され減衰された後の信号と、単一の受光素子から出力されて電圧信号へ変換されただけの信号との信号レベルがほぼ同一程度になるように行うのが望ましい。
【００１６】
したがって、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号のみならず、信号処理回路から出力される信号の同窓信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００１８】
したがって、信号処理回路から出力される信号と、その相補信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることが可能となるので、ダイナミックレンジを広げることなく、信号処理回路から出力される信号とその相補信号とで、同相ノイズを除去することができる。
【００１９】
本発明は、前記の受光装置において、前記第２の演算器は、前記ＲＦ信号から、前記ＲＦ信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性の信号を生成する反転回路と、前記反転回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路とで構成されることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、前記の受光装置において、前記第２の演算器は、前記変換器の出力する電圧信号から、前記ＲＦ信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆の信号を生成する反転加算回路と、前記反転加算回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路と、前記シフト回路の出力を前記ＲＦ信号と同じ振幅特性に減衰させる減衰回路とで構成されることを特徴とする。
【００２３】
本発明は、前記の受光装置において、前記変換器の各出力と、前記第１の演算器の出力する前記ＲＦ信号と、前記第２の演算器の出力する前記相補信号とを、外部に出力する端子部を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記の受光装置において、対象物に光を照射する光源と、その反射光を分割して受光する前記受光素子と、前記処理回路を一体に備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明は、前記の受光装置を搭載した光ピックアップ装置である。
【００２６】
したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２７】
本発明は、前記の光ピックアップ装置を搭載した情報再生／記録装置である。
【００２８】
したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
本発明は、前記の情報再生／記録装置を搭載した情報処理装置である。したがって、前記の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［発明の実施の形態１］
この発明の一実施の形態を発明の実施の形態１として説明する。
【００３０】
図１は、この発明の実施の形態１である光ディスクドライブ装置１の概略構成を示すブロック図である。この光ディスクドライブ装置１は、この発明の情報再生／記録装置を実施するもので、光学的にその記録情報の再生を行うことができる記憶媒体、この例では光ディスク２に記録されている情報を再生する装置である。
【００３１】
図１に示すように、光ディスク２は、図示しない駆動系で回転する。光ピックアップ装置３は、光源４、所定の光学系５および信号処理部６を備えている。光源４は対象物である光ディスク２に光を照射し、その光を光学系５を介して、光ディスク２上に集光する。信号処理部６は、光ディスク２からの反射光を受光し、電気信号に変換して光ピックアップ装置３外に出力する。移動装置７は、光ピックアップ装置３を移動して、光ピックアップ装置３から照射された光を、光ディスク２上の所望の位置に移動する。
【００３２】
回路基板８は、光ピックアップ装置３とは別体に光ディスクドライブ装置１に固定して設けられ、光ピックアップ装置３と信号の授受を行う伝送路となる信号線で接続されている。この回路基板８上に実装された回路により、光源４の出力を制御する光出力制御手段９と、信号処理部６からのＲＦ信号、ＲＦ−信号から光ディスク２上の情報を再生する再生手段１０と、信号処理部６からのＶＡ〜ＶＤ信号（後述）をもとに光ディスク２上の光スポットの位置を検出する検出手段であるサーボ信号生成手段１１と、サーボ信号生成手段１１からの信号に応じて移動装置７の駆動を制御する制御手段であるサーボ手段１２とを実現している。
【００３３】
なお、この光ディスクドライブ装置１を、光ディスク２への情報の記録も可能である情報記録再生装置として実施する場合は、光ディスク２へ記録する情報のデータを用意する装置や、そのデータに基づいて光出力制御手段９から光源４に出力する信号を変調して、光ディスク２に照射する記録光を生成する回路なども搭載される。
【００３４】
図２は、信号処理部６の回路構成を示すブロック図である。前記のように、信号処理部６は光ピックアップ装置３に搭載され、この信号処理部６の出力が比較的長い伝送路である信号線を通って回路基板８へと送られる。
【００３５】
信号処理部６は、光ディスク２からの反射光を分割して受光し、電流信号に変換する、複数に分割された受光素子１３（ここでは、Ａ〜Ｄの４分割の例をあげた）を備えている。各受光素子Ａ〜Ｄの出力する電流信号は、後段のＩ／Ｖ変換器１４，１４，…によってそれぞれ電圧信号ＶＡ〜ＶＤに変換される。
【００３６】
この電圧信号ＶＡ〜ＶＤは、信号線を介して回路基板８のサーボ信号生成手段１１に出力され、各種サーボ信号の生成に使用される。このサーボ信号は、ＦＥ（フォーカスエラー）信号やＴＥ（トラックエラー）信号の生成である。ＦＥ信号は光ピックアップ装置３から光ディスク２に照射される光スポットの焦点と光ディスク２の表面の位置情報を示す信号であり、図３に示すように、減算器１８による非点収差法を用いた演算などで求めることができる。ＴＥ信号は光スポットの光ディスク２における半径方向の位置情報を示す信号で、図３に示すように、減算器１９によるプッシュプル法を用いた演算などで求めることができる。
【００３７】
図１に示すように、信号処理部６の第１の演算器１５は、加算器１６と減衰器１７とを備えている。Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…の出力は加算器１６で加算し、この加算処理で大きくなった信号の振幅を、加算前の個々の信号レベルとほぼ同レベルに戻す減衰処理を減衰器１７で行い、ＲＦ信号を生成する。もちろん、第１の演算器１５での加算には、Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…の出力である電圧信号を使用せず、受光素子Ａ〜Ｄの各出力である電流信号を直接加算し、この加算後の電流信号をＩ／Ｖ変換する構成としてもよい。この場合はＶＡ〜ＶＤ信号とＲＦ信号の出力レベルがほぼ等しくなるよう、増幅率、Ｉ／Ｖ変換率を設定する。Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…、加算器１６および減衰器１７により信号処理回路を実現している。また、この場合は個々の受光素子Ａ〜Ｄの出力信号ＶＡ〜ＶＤをサーボ信号生成手段１１には出力できないため、移動装置７を制御するサーボ信号は別の受光素子群の出力信号から生成する必要がある。
【００３８】
図１に示すように、信号処理部６の第２の演算器２０は、相補信号生成回路を実現するもので、ＲＦ信号の相補信号であるＲＦ−信号を生成する。ＲＦ−信号とは、ＲＦ信号と所定の基準電圧を中心として極性が逆で同じ振幅特性を持った信号である。よって第２の演算器２０は、反転回路２１で第１の演算器１５が出力するＲＦ信号の反転信号を生成する。
【００３９】
図４に示すように、ＲＦ信号と信号ＶＡ〜ＶＤの出力範囲は反転回路２１で用いる基準電圧Ｖｒｅｆのレベルより、例えば正側である（図４（ａ）参照）。従来は基準電圧Ｖｒｅｆを基準にＲＦ信号を反転してＲＦ−信号としていたため、ＲＦ−信号を出力するために基準電圧Ｖｒｅｆを中心に正側と負側の２倍の出力範囲が必要となる（図示せず）。この出力範囲が広いと回路構成が複雑となり、処理の高速化にも向かない。
【００４０】
このため、第２の演算器２０は、電圧シフト機能をもつシフト回路２２も併せ持ち、ＲＦ−信号を生成するときの基準電圧を、ＲＦ信号の基準電圧Ｖｒｅｆと異なるものに変更して、ＲＦ−信号の出力範囲がＲＦ信号と同等の出力範囲になるようにしている（図４（ｂ）参照）。図３では、ＲＦ−信号の基準レベルは基準電圧Ｖｒｅｆ＋αである。すなわち、基準電圧Ｖｒｅｆのレベルを中心にＲＦ信号と対象の波形の信号を反転回路２１で生成し、その生成した信号に対して、シフト回路２２により電圧α分のゲタをはかせるように電圧のレベルシフトを行うものである。
【００４１】
以上説明した、光ディスクドライブ装置１によれば、各受光素子Ａ〜Ｄから出力されて電圧信号への変換され加算された信号は、減衰器１７で減衰されてＲＦ信号、ＲＦ−信号として出力されるので、ＲＦ信号、ＲＦ−信号のダイナミックレンジに制限されて、各受光素子Ａ〜Ｄの出力信号ＶＡ〜ＶＤの個々の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、ＲＦ、ＲＦ−信号および出力信号ＶＡ〜ＶＤの両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００４２】
また、シフト回路２２による電圧のレベルシフトにより、ＲＦ信号と、その相補信号であるＲＦ−信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることができるので、ダイナミックレンジを広げることなく、ＲＦ信号と、ＲＦ−信号とにより、同相ノイズを除去することができる。
【００４３】
図２に示す回路例では、第２の演算器２０が第１の演算器１５の出力信号を用いてＲＦ−信号を生成する例を示したが、図５に示す回路例のように第２の演算器２０を構成するようにしてもよい。すなわち、Ｉ／Ｖ変換器１４，１４，…の出力信号を直接第２の演算器２０に入力し、その入力信号を反転加算器２３で反転すると同時に加算し（すなわち、図２の加算器１６と反転回路２１の機能を併せ持つ）、その加算後の電圧信号をシフト回路２２によりα分のゲタをはかせるように電圧のレベルシフトを行い、減衰器２４で減衰させてＲＦ−信号を生成するものである。
【００４４】
図５の回路では、図２の回路に比べて、各受光素子Ａ〜Ｄの出力信号がＲＦ信号、ＲＦ−信号に生成されるまでにそれぞれ通過する回路要素の数の差が少なくなるので、信号の遅延も生じにくく、完全な相補信号であるＲＦ−信号を生成しやすい。しかし、図２の回路は、図５の回路に比べて少ない回路要素で実現できるので、光ディスクドライブ装置１の製造コストを低減することができる。
【００４５】
また、前記の例では、光ディスクドライブ装置１を、光ディスク２の再生専用の装置として実施する例について説明した。光ディスクドライブ装置１を再生、記録の両用、または、記録専用の装置として実施するときは、光ディスク２へ情報を記録するための手段は次のようにする。
【００４６】
すなわち、光ディスク２に記録する情報のデータに応じた記録光を光源４から出力するための手段を光出力制御手段９に設ける。かかる手段については周知の技術であるので詳細な説明は省略する。そして、ＣＤ−Ｒなど光学的に情報の記録が可能である光ディスク２への情報の記録中には、記録マークの形成に光ディスク２の表面に対して１０ｍＷ以上もの大光量を記録パワーとして照射し、スペースの形成の際には１ｍＷ以下の小さい光量を再生パワーとして照射する。記録マークの形成にはパルス状の光発光を行うため、通常、移動装置７のサーボ制御には、一定光量で照射するスペース形成の信号を用いる。その上、光ディスク２への記録状態を検出するために、各受光素子Ａ〜Ｄの出力の加算信号も飽和させずに検出する必要がある。
【００４７】
各受光素子Ａ〜Ｄの出力を、減衰を行わず加算した信号は、個々の信号に対して４倍の振幅になるが、この加算信号を飽和させずに入力側の回路のダイナミックレンジ一杯に調整した場合、個々の電圧信号ＶＡ〜ＶＤの信号振幅最大は、その加算信号の１／４のダイナミックレンジとなる。よって再生パワーを出力する際の電圧信号ＶＡ〜ＶＤの信号レベルは、記録パワー発光の際の信号レベルに対して、１／４×１ｍＷ／１０ｍＷ＝１／４０と非常に小さくなり、そのままではノイズの影響を受けてしまう。しかし、この発明の実施の形態１では、減衰器１７、２４を設けるので、電圧信号ＶＡ〜ＶＤも、ＲＦ信号およびＲＦ−信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００４８】
［発明の実施の形態２］
この発明の別の実施の形態について発明の実施の形態２として説明する。
【００４９】
図６は、この発明の実施の形態２である情報処理装置３１の概略構成を示すブロック図である。この情報処理装置３１は、ＰＣなどの電子計算機であり、各種の情報処理の実行が可能である。その構成や動作については周知であるため、詳細な説明は省略する。この情報処理装置３１は、発明の実施の形態１の光ディスクドライブ装置１を備えていて、光ディスク２に記録されている情報の再生や、所望の情報の光ディスク２への記録などを行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、各受光素子から出力されて電圧信号への変換され加算された信号は減衰されて信号処理回路から出力されるので、この出力される信号のダイナミックレンジに制限されて、個々の受光素子から出力される信号の信号レベルが過度に小さくなるのを防止することが可能となり、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号の両者とも、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００５１】
本発明は、個々の受光素子から出力される信号および信号処理回路から出力される信号のみならず、信号処理回路から出力される信号の同窓信号も、ダイナミックレンジを有効に使ったノイズに強いものとすることができる。
【００５２】
本発明は、信号処理回路から出力される信号と、その相補信号との信号レベルに大きな差が生じないようにすることが可能となるので、ダイナミックレンジを広げることなく、信号処理回路から出力される信号とその相補信号とで、同相ノイズを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である光ディスクドライブ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】前記光ディスクドライブ装置の信号処理部の回路構成を説明するブロック図である。
【図３】前記光ディスクドライブ装置でのＦＥ信号、ＴＥ信号を生成する回路について説明するブロック図である。
【図４】前記光ディスクドライブ装置でのＲＦ−信号の生成について説明するグラフである。
【図５】前記信号処理部の他の例における回路構成を説明するブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２である情報処理装置の概略構成について説明するブロック図である。
【符号の説明】
１ 情報再生／記録装置
２ 記憶媒体
３ 光ピックアップ装置
４ 光源
７ 移動装置
１０ 再生手段
１１ 検出手段
１２ 制御手段
１４ Ｉ／Ｖ変換器、信号処理回路
１５ 信号処理回路
１６ 加算器
１７ 減算器
２０ 相補信号生成回路
２１ 反転回路
２２ シフト回路
２３ 反転加算回路
３１ 情報処理装置
Ａ〜Ｄ 受光素子
Claims (8)
- 光ディスクからの反射光を受光する、複数に分割された受光素子と処理回路とを備えている受光装置において、
前記処理回路は、前記各受光素子の出力する電流信号を電圧信号へ変換する変換器と、
前記変換器の出力する電圧信号の加算を行うと共に、加算後の前記電圧信号の信号レベルを加算前の前記電圧信号の信号レベルと同程度に戻す減衰を行い、前記光ディスクの情報を再生するためのＲＦ信号を、直流成分を含んだまま出力する第１の演算器と、
前記ＲＦ信号と基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性を有する電圧信号の電圧レベルを、電圧αだけシフトした相補信号を生成する第２の演算器とを有し、
前記第２の演算器の電圧αは固定電圧であり、かつ前記ＲＦ信号と前記相補信号との出力の差分が、前記ＲＦ信号と前記基準電圧との出力の差分の２倍よりも小さくなる方向に相補信号の出力をシフトさせることを特徴とする受光装置。 - 前記第２の演算器は、前記ＲＦ信号から、前記ＲＦ信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆で同じ振幅特性の信号を生成する反転回路と、
前記反転回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路とで構成されることを特徴とする請求項１記載の受光装置。 - 前記第２の演算器は、前記変換器の出力する電圧信号から、前記ＲＦ信号とは前記基準電圧を基準に極性が逆の信号を生成する反転加算回路と、
前記反転加算回路の出力する電圧信号の電圧レベルを電圧αだけシフトさせるシフト回路と、
前記シフト回路の出力を前記ＲＦ信号と同じ振幅特性に減衰させる減衰回路とで構成されることを特徴とする請求項１記載の受光装置。 - 前記変換器の各出力と、
前記第１の演算器の出力する前記ＲＦ信号と、
前記第２の演算器の出力する前記相補信号とを、外部に出力する端子部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３何れか一項記載の受光装置。 - 対象物に光を照射する光源と、
その反射光を分割して受光する前記受光素子と、
前記処理回路を一体に備えている請求項１乃至４何れか一項記載の受光装置。 - 請求項１乃至５何れか一項記載の受光装置を搭載した光ピックアップ装置。
- 請求項６記載の光ピックアップ装置を搭載した情報再生／記録装置。
- 請求項７記載の情報再生／記録装置を搭載した情報処理装置。
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