JPH1064069A - 光記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
ディスクであっても安定して再生することができ、再生
能力を向上できる光ディスク装置を実現する。 【解決手段】RFアンプにVCAを付加してRF信号レ
ベルを安定化したものではなく、光ディスク装置のAP
C回路5aにレーザパワーを制御するLPC回路10を
設け、LPC回路10でRF信号VRFO の振幅を調べて
APC回路5aに印加する制御電圧VL を発生して、帰
還をかけることによりレーザパワーを制御しRF信号レ
ベルの安定化を行う。これにより、反射率の違うディス
クでも、安定して再生することができ、再生能力を向上
を図れ、経年変化に伴う、レーザダイオードの光出力の
低下やピックアップに付着するゴミのため光出力の低下
に伴う再生能力の低下を防止できる。さらに、レーザパ
ワーそのものを制御しているので、RFアンプの帯域に
影響を与えることがない。
Description
光ディスク装置のようにレーザ光を用いて情報の記録再
生を行う光記録再生装置に係り、特にレーザパワーを制
御する回路の改良に関するものである。
ーザダイオードを定電流駆動するときにもつ大きな負の
温度特性をキャンセルして、安定したレーザ出力を得る
ために、レーザパワーを制御するためのAPC(Automa
tic Power Control)回路が設けられている。
スク装置のレーザパワー制御系を示す回路図である。図
5において、1は光ディスク媒体、2は光ピックアッ
プ、3は駆動電流供給回路、4はモニタ用電流/電圧変
換回路、5はAPC回路、6はRF信号生成回路として
の電流/電圧変換回路をそれぞれ示している。
から供給される駆動電流IOPの値に応じた強度( パワ
ー)でレーザ光LOを光ディスク媒体の記録領域に照射
するレーザダイオード21と、レーザダイオード21か
ら出射されたレーザ光LOを受光してその受光レベルに
応じた電気信号を発生するモニタ用フォトダイオード2
2と、光ディスク媒体1に照射されたレーザ光の反射戻
り光を受光し、受光レベルに応じた値の電流IA ,
IB ,IC ,ID を生成し、電流/電圧変換回路6に出
力する光検出器23を主構成要素として備えている。
VLDが供給され、コレクタがコイルL31を介してレー
ザダイオード21のアノードに接続され、エミッタが抵
抗素子R31を介して電源電圧VCCの供給ラインに接続
されたpnp型トランジスタ31と、トランジスタ31
のベースと電源電圧VCCの供給ラインとの間に接続され
たキャパシタC31とから構成されており、駆動信号V
LDの入力レベルに応じた駆動電流IOPをレーザダイオー
ド21に供給する。
用フォトダイオード22の電流出力端と基準電位(接
地)VEEとの間に直列に接続された抵抗素子R41およ
び可変抵抗素子R42とから構成され、検出電圧VPDを
APC回路5に供給する。
基準電圧源53、および抵抗素子R51〜R57により
構成されており、検出電圧VPDを増幅した信号と基準電
圧V L とを比較し、比較結果に応じたレベルの駆動信号
VLDを駆動電流供給回路3に出力する。
2の光検出器23で得られた電流出力IA ,IB ,
IC ,ID を受けて、電圧VA ,VB ,VC ,VD に電
流−電圧変換し、電圧VA 〜VD をいわゆる足し算して
RF信号VRFO を生成する。
は、モニタ用フォトダイオード22の出力VPDをもとに
レーザダイオード21の駆動電流IOPを制御することに
よりレーザパワーを一定にして、レーザダイオード21
を定電流駆動するときにもつ大きな負の温度特性をキャ
ンセルしている。以下に、APC回路5の入出力特性に
ついて詳細に説明する。なお、以下の説明においては、
説明をわかりやすくするため抵抗素子の抵抗値として、
図5で用いた符号と同等の符号を用いて説明する。
反転入力端子(+)には端子TPDを介してモニタ用フォ
トダイオード22、変換回路4の出力VPDが入力される
が、反転入力端子(−)側の電圧Vaおよび出力側の電
圧Vbとの間には、以下の関係が成り立つ。
の電圧Vcは、非反転入力端子(+)が抵抗素子R53を
介してオペアンプ51の出力に接続され、抵抗素子R54
を介して電源電圧VCCの供給ラインに接続されているの
で、次式で表すことができる。
VLD’は次式で与えられる。
る。
=R55,R54=R56とすると、上記(5)式は次のよう
になる。
られる。
幅率を示している。
たとすると、(7)式より駆動信号VLDのレベルが下が
ることがわかる。
くなると、駆動電流IOPが増加することがわかる。
る。
る。
レーザパワーPO が増すことがわかる。
ダイオード21を定電流駆動するときにもつ大きな負の
温度特性をキャンセルしている。そして、以上のように
して帰還制御されたレーザダイオード21の出射光LO
の光ディスク媒体1の反射戻り光RLOから光ピックア
ップ2の光検出器23で電流出力IA 〜ID が得られ、
電流/電圧変換回路6で電圧VA ,VB ,VC ,VD に
電流−電圧変換され、電圧VA 〜VD が足し合わされて
RF信号VRFO が生成される。
たとえば生成されたRF信号VRFOのレベルを安定化さ
せるための回路が設けられている。図6に、RF信号レ
ベル安定化回路の構成例を示す。
読み出した記録信号であるRF信号VRFO は、電圧制御
アンプ(VCA;Voltage Control Amplifier )が付加
されたRFアンプ7に入力される。VCA付きRFアン
プ7の出力は、RF検出回路8に入力される。このRF
検出回路8でRF信号の振幅を調べてVCAに印加する
制御電圧が発生され、帰還をかけることによりRF信号
レベルが安定化される。
5の回路にあっては、APC回路5により温度特性をキ
ャンセルしレーザパワーを一定にしても、反射率が違う
光ディスク媒体のデータを再生すると、光ディスク媒体
によりRF信号レベルがばらついてしまうという問題が
ある。RF信号レベルのばらつきは、フォーカスエラー
信号レベルのみならず、キズ検出、ミラー検出などにも
影響をおよぼし機器の再生能力を落とす要因となってい
る。また、経年変化によりレーザパワーがダウンした場
合、それに伴いRF信号レベルが低下してしまってい
た。
は、RF信号に影響を与えないような広帯域のVCAが
必要となるが、このようなVCAを実現することは、技
術的に困難性を伴う。
のであり、その目的は、RF信号レベルを安定化でき、
反射率の異なるディスクであっても安定して再生するこ
とができ、ひいては再生能力を向上できる光ディスク装
置を提供することにある。
め、本発明は、レーザ光を光記録媒体に照射して情報の
記録再生を行う光記録再生装置であって、供給される電
流量に応じた強度の上記レーザ光を出射するレーザ光源
と、駆動信号に応じた量の電流を上記レーザ光源に供給
する電流供給手段と、上記レーザ光源から出射されたレ
ーザ光強度を検出する光強度検出手段と、上記光記録媒
体の反射戻り光から当該戻り光強度に応じたレベルのR
F信号を生成するRF信号生成手段と、上記信号生成手
段で生成されたRF信号レベルを検出し、検出レベルと
基準レベルとの比較結果に応じたレベルの制御信号を生
成する制御信号生成手段と、上記光強度検出手段のレー
ザ光強度の検出結果を受けて、上記制御信号生成手段で
生成された制御信号が検出レベルの方が基準レベルより
大きい旨を示す場合には電流供給量を少なくするよう
に、検出レベルの方が基準レベルより小さい旨を示す場
合には電流供給量を多くするように上記駆動信号を生成
して上記電流供給手段に出力する電流制御手段とを有す
る。
信号生成手段で生成されたRF信号のレベルを検出する
第1の回路と、上記第1の回路の検出レベルと基準レベ
ルとを比較し、その差に応じたレベルの制御信号を生成
して上記電流制御手段に出力する第2の回路とを有す
る。
号生成手段において、RF信号の振幅を調べて電流制御
手段に印加する制御信号が発生され、この制御信号に基
づいた駆動信号が電流制御手段で生成されて、電流供給
手段に帰還がかけられて、レーザパワーが制御され、R
F信号レベルの安定化が図られる。これにより、反射率
の異なるディスクであっても安定して再生することがで
き、ひいては再生能力を向上できる。
信号によって任意にオフ状態に保持され、また、たとえ
ば制御信号生成手段における第2の回路で、検出レベル
と基準レベルとが実質的に等しいときには制御信号の出
力が停止される。これにより、上述した帰還制御が停止
されて、フォーカスサーチやフォーカスバイアス調整の
際にレーザダイオードに大電流が流れ寿命が短くなるこ
とが防止される。
置の一実施形態を示すブロック図で、図2は図1の要部
の具体的な構成例を示す回路図である。また、図3はR
F信号波形を示している。また、図1および図2におい
て、図5と同一構成部分は同一符号をもって表してい
る。
ックアップ、3は駆動電流供給回路、4はモニタ用電流
/電圧変換回路、5aは電流制御手段としてのAPC回
路、6はRF信号生成手段としての電流/電圧変換回
路、10は制御信号生成手段としてのレーザパワーコン
トロール(LPC;Laser Power Control )回路をそれ
ぞれ示している。
ード22、変換回路4の出力VPDを受けて、LPC回路
10で生成された制御信号VL が、RF信号レベルの検
出の結果、検出レベルの方が基準レベルより大きい旨を
示す場合には電流供給量を少なくするようにレベルを高
くし、検出レベルの方が基準レベルより小さい旨を示す
場合には電流供給量を多くするようにレベルを低くした
駆動信号VLDを生成して駆動電流供給回路3に出力す
る。
すように、オペアンプ51,52、および抵抗素子R5
1〜R57により構成されている。オペアンプ51の非
反転入力端子(+)は検出電圧VPDの入力端子TPDに接
続され、反転入力端子(−)は抵抗素子R51を介して
基準電位VEEに接続され、抵抗素子R52を介して出力
端子に接続されている。そして、オペアンプ51の出力
端子は抵抗素子R53を介してオペアンプ52の非反転
入力端子(+)に接続されている。また、オペアンプ5
2の非反転入力端子(+)は抵抗素子R54を介して電
源電圧VCCの供給ラインに接続されている。オペアンプ
52の反転入力端子(−)は、抵抗素子R55を介して
LPC回路10の制御信号出力ラインに接続され、抵抗
素子R56を介して出力端子に接続されている。そし
て、オペアンプ52の出力端子が抵抗素子R57を介し
て駆動信号出力端子TLDに接続されている。
から出力された制御信号VL のレベルが低くなったとき
(RF信号レベルが高いとき)はそのレベル低下に応じ
てレベルを増大させた駆動信号VLDを生成する。この場
合は、駆動電流供給回路3による駆動電流IOPは少なく
なるように制御される。一方、制御信号VL が高くなっ
たとき(RF信号レベルが低いとき)は、そのレベル上
昇に応じてレベルを低下させた駆動信号VLDを生成す
る。この場合は、駆動電流供給回路3による駆動電流I
OPは多くなるように制御される。
で生成されたRF信号レベルを検出し、検出レベルと基
準レベルとの比較結果に応じたレベルの制御信号VL を
生成してAPC回路5aに出力する。
すように、RF信号VRFO のピーク値をホールドするピ
ークホールド回路11と、ピークホールド回路11の出
力V P と基準レベルV1 とを比較し、その差を電流に変
換する電圧/電流変換回路12と、電圧/電流変換回路
12の出力電流I1 を基準レベルV2 との関係をもって
電圧に変換し制御信号VLDとしてAPC回路5aに出力
する電流/電圧変換回路13により構成される。
11,112、ダイオードD111 ,D112 、アッテネー
タ(ATT)113、RF信号から直流(DC)成分を
カットするためのキャパシタC111 、ピークホールド用
キャパシタC112 および抵抗素子R111 により構成され
ている。
タ113の入力端子およびDCカット用キャパシタC11
1 の一方の電極に接続されている。アッテネータ113
の出力端子がオペアンプ111の非反転入力端子(+)
に接続され、キャパシタC111 の他方の電極がオペアン
プ112の非反転入力端子(+)に接続されている。オ
ペアンプ111の出力端子はダイオードD111 のアノー
ドに接続され、ダイオードD111 のカソードはピークホ
ールド値VP の出力ノードN111 およびオペアンプ11
1の反転入力端子(−)、キャパシタC112 の一方の電
極、および抵抗素子R111 の一端に接続されている。同
様に、オペアンプ112の出力端子はダイオードD112
のアノードに接続され、ダイオードD112 のカソードは
ピークホールド値VP の出力ノードN111 およびオペア
ンプ112の反転入力端子(−)、キャパシタC112 の
一方の電極、および抵抗素子R111 の一端に接続されて
いる。そして、キャパシタC112 の他方の電極、および
抵抗素子R111 の他端が基準電位VEEに接続されてい
る。
号VRFO のレベルと次段の電圧/電流変換回路12にお
ける基準レベルV1 とのレベル調整を行う。また、キャ
パシタC111 は交流(AC)成分を含むRF信号VRFO
からDC成分をカットしてピーク検出系を構成するオペ
アンプ112に入力させる。すなわち、本実施形態にお
けるピークホールド回路11は、RF信号レベルを安定
化させるためのRF信号レベル検出を、RF信号のAC
成分とDC成分を含んだピーク値の両方をピークホール
ドして行うように構成されている。
のホールド動作においては、DC成分を含む側では、図
3に示すように、LAで示すレベルをホールドし、DC
成分をカットしたAC成分のみを含む側では、LBで示
すレベルをホールドする。なお、実際には、アッテネー
タ113によりレベルLAはレベルLBと略同等となる
ようにレベル調整される。本実施形態では、図3のLA
とLBのどちらか大きい方のレベルをホールドするよう
に構成されている。このように、図3に示すレベルLA
とレベルLBの両方を検出することで、光ディクス媒体
の違いによるLAとLBのレベル差にも対応でき、RF
信号が大きくなったときにLAかLBの大きい方のレベ
ルでレーザパワーを絞れるのでレーザダイオードに対す
る負担を軽減できる。
ちらか一方でレベルを検出するように構成することも可
能である。また、光ディスク媒体の変調度の影響を受け
るがLAとLBのレベル差を取った図3中LCで示すレ
ベル検出を行うように構成することも可能である。
は、抵抗素子R111 とキャパシタC112 でピークホール
ドのリカバリータイムが設定される。光ディスク媒体1
に、たとえば指紋や傷などがあるとRF信号レベルが下
がってしまうが、そのような外乱には追従させないため
に500ms以上の長いリカバリータイムに設定するこ
とが望ましい。
/I変換器121と、基準電圧源122により構成され
ている。V/I変換器121の非反転入力端子(+)が
ピークホールド回路11の出力ノードN111 に接続さ
れ、反転入力端子(−)が基準電圧源122に接続さ
れ、出力端子が電流/電圧(I/V)変換回路13の入
力端子に接続されている。
21は、以下に示す理由により、出力電流ΔI1 にリミ
ットをかけている。これは、RF信号レベルが小さくな
った時は、駆動電流IOPを増大させて流すようにしてレ
ーザパワーPO を上げようと動作するが、レーザパワー
PO を上げ過ぎるとレーザダイオード21の負担が重く
なり寿命が短くなることが考えられる。そこで、本実施
形態では、レーザパワーPO にリミットをかけるため
に、V/I変換器121の出力電流ΔI1 にリミットを
かけるように構成している。また、光ピックアップによ
りレーザパワーPO が異なるので、リミットも±30%
と±10%のリミット値は、必要に応じて変更すること
が可能である。このリミット制御は、信号LMTにより
行われる。
る方法は、V/I変換器121の出力電流ΔI1 にリミ
ットをかけて行う方法だけに限定されない。VL の可変
範囲を制限できる方法であればよい。
ることにより、オフ状態に保持できるように構成されて
いる。このように、LPC回路10をオフ状態にできる
ようにすることで、フォーカスサーチやフォーカスバイ
アス調整の際にレーザダイオードに流れる過大な電流を
防止できる。本実施形態では、V/I変換器121の出
力電流ΔI1 を流さないようにしてLPC回路10をオ
フ状態に保持するように構成している。なお、他の構成
として、たとえば、作動スイッチで電圧を切り換えても
同様の効果が得られる。
31と、基準電圧源132により構成されている。オペ
アンプ131の非反転入力端子(+)が基準電圧源に接
続され、反転入力端子(−)が電圧/電流変換回路12
の出力端子および抵抗素子R131を介して自身の出力
端子と接続されている。そして、オペアンプ131の出
力端子がLPC回路5aのオペアンプ52の反転入力端
子(−)に抵抗素子R55を介して接続されている。
号の検出レベルが高く電圧/電流変換回路12の出力電
流I1 が増大するときは、増大量に応じてレベルを低く
し、出力電流I1 が減少するときは、減少量に応じてレ
ベルを高くした制御信号VLを生成する。
る。まず、駆動電流供給回路3から駆動電流IOPが光ピ
ックアップ2のレーザダイオード21に供給される。こ
れにより、レーザダイオード21から駆動電流IOPの値
に応じたパワーのレーザ光LOが光ディスク媒体1に照
射される。そして、光ディスク媒体1で反射された反射
戻り光RLOが光ピックアップ2の光検出器23で受光
されて電流I(IA 〜ID )に変換される。この光検出
器23の出力電流Iは、次式のように表すことができ
る。
換効率をそれぞれ示している。
/電圧変換回路6に入力され、下記式に示すように、電
圧VA 〜VD に変換される。そして、変換された電圧V
A 〜VD が足し合わされてRF信号VRFO が生成され、
LPC回路10に出力される。
ず、ピークホールド回路11に入力される。ピークホー
ルド回路11では、RF信号VRFO のAC成分とDC成
分を含んだピーク値の両方が検出され、いずれか大きい
方のレベルがホールドされてVP として電圧/電流変換
回路12に出力される。
ルド回路11の出力VP と基準レベルV1 とが比較さ
れ、その差分が電流I1 に変換されて電流/電圧変換回
路13に出力される。変換された電流ΔI1 は、次式で
与えられる。
す。
て、電流/変換回路12の出力電流I 1 が基準レベルV
2 との関係をもって電圧に変換され、制御信号VL とし
てAPC回路5aに出力される。制御信号VL は次式で
与えられる。
レベルV1 が等しいときは、電圧/電流変換回路12の
出力電流ΔI1 が流れないのでVL =V2 となる。本例
では、この状態をセンターとしている。すなわち、レー
ザパワー/RF信号レベルがセンター状態にある。
圧VL とレーザパワーPO の関係は、下記の(17)式
にように表すことができる。前述した(7)式=(8)
式より、次式が得られる。
入して、電圧(制御信号)VL とレーザパワーPO との
関係式である(17)式が得られる。
10から出力された制御信号VL のレベルが低くなった
ときはそのレベル低下に応じてレベルを増大させた駆動
信号VLDが生成され、制御信号VL が高くなったとき
は、そのレベル上昇に応じてレベルを低下させた駆動信
号VLDが生成され、駆動電流供給回路3のpnp型トラ
ンジスタ31のベースに供給される。
号VRFO の振幅を調べてAPC回路5aに印加する制御
電圧VL を発生して、帰還をかけることによりレーザパ
ワーを制御しRF信号レベルが安定化される。
回路の動作状態を示している。
ば、RFアンプにVCAを付加してRF信号レベルを安
定化したものではなく、光ディスク装置のAPC回路5
aにレーザパワーを制御するLPC回路10を設け、L
PC回路10でRF信号VRFOの振幅を調べてAPC回
路5aに印加する制御電圧VL を発生して、帰還をかけ
ることによりレーザパワーを制御しRF信号レベルの安
定化を行うようにしたので、反射率の違うディスクで
も、安定して再生することができ、再生能力を向上を図
れる利点がある。また、経年変化に伴う、レーザダイオ
ードの光出力の低下やピックアップに付着するゴミのた
め光出力の低下に伴う再生能力の低下を防止できる。さ
らに、レーザパワーそのものを制御しているので、RF
アンプの帯域に影響を与えることがない。
光ピックアップ外で行っているが、光ピックアップ内で
電流−電圧変換した構成のものでもよく、本実施形態と
同様の効果を得ることができる。
RF信号レベルを安定化できるので、反射率の違うディ
スクでも、安定して再生することができ、再生能力を向
上することができる。また、経年変化に伴う、レーザダ
イオードの光出力の低下やピックアップに付着するゴミ
のため光出力が低下に伴う再生能力の低下を防止でき
る。さらに、レーザパワーそのものを制御しているの
で、RFアンプの帯域に影響を与えることがない。
すブロック図である。
る。
る。
ある。
ック図である。
流供給回路、4…モニタ用電流/電圧変換回路、5…A
PC回路、6…RF信号生成手段としての電流/電圧変
換回路、10…LPC回路。
Claims (8)
- 【請求項1】 レーザ光を光記録媒体に照射して情報の
記録再生を行う光記録再生装置であって、 供給される電流量に応じた強度の上記レーザ光を出射す
るレーザ光源と、 駆動信号に応じた量の電流を上記レーザ光源に供給する
電流供給手段と、 上記レーザ光源から出射されたレーザ光強度を検出する
光強度検出手段と、 上記光記録媒体の反射戻り光から当該戻り光強度に応じ
たレベルのRF信号を生成するRF信号生成手段と、 上記信号生成手段で生成されたRF信号レベルを検出
し、検出レベルと基準レベルとの比較結果に応じたレベ
ルの制御信号を生成する制御信号生成手段と、 上記光強度検出手段のレーザ光強度の検出結果を受け
て、上記制御信号生成手段で生成された制御信号が検出
レベルの方が基準レベルより大きい旨を示す場合には電
流供給量を少なくするように、検出レベルの方が基準レ
ベルより小さい旨を示す場合には電流供給量を多くする
ように上記駆動信号を生成して上記電流供給手段に出力
する電流制御手段とを有する光記録再生装置。 - 【請求項2】 上記制御信号生成手段は、上記RF信号
生成手段で生成されたRF信号のレベルを検出する第1
の回路と、 上記第1の回路の検出レベルと基準レベルとを比較し、
その差に応じたレベルの制御信号を生成して上記電流制
御手段に出力する第2の回路とを有する請求項1記載の
光記録再生装置。 - 【請求項3】 上記第1の回路は、上記RF信号生成手
段で生成されたRF信号のピーク値をホールドするピー
クホールド回路により構成されている請求項2記載の光
記録再生装置。 - 【請求項4】 上記ピークホールド回路は、RF信号の
交流成分のみのピーク値または交流成分と直流成分を含
むピーク値のうち少なくともいずれかのピーク値を検出
し、ホールドする請求項3記載の光記録再生装置。 - 【請求項5】 上記ピークホールド回路は、RF信号の
交流成分のみのピーク値および交流成分と直流成分を含
むピーク値を検出し、いずれか大きいピーク値をホール
ドする請求項3記載の光記録再生装置。 - 【請求項6】 上記第2の回路は、レーザパワーの可変
範囲を制限する手段を有する請求項2記載の光記録再生
装置。 - 【請求項7】 上記制御信号生成手段を任意にオフ状態
に保持可能な手段を有する請求項2記載の光記録再生装
置。 - 【請求項8】 上記第2の回路は、検出レベルと基準レ
ベルとが実質的に等しいときには制御信号の出力を停止
する請求項2記載の光記録再生装置。
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