光ディスク装置
【課題】光ピックアップの受光素子の帯域を確保しつつ、再生信号伝送路の特性インピーダンスと受光素子の出力インピーダンスを整合させて再生信号伝送路の帯域を確保する。
【解決手段】本発明に係る光ディスク装置において、差動伝送線路を構成する各線路は、フレキシブル線路と光ピックアップの接続点またはその近傍において、それぞれ２本以上の等しい線路本数を有する複数線路に分割されている。
【解決手段】本発明に係る光ディスク装置において、差動伝送線路を構成する各線路は、フレキシブル線路と光ピックアップの接続点またはその近傍において、それぞれ２本以上の等しい線路本数を有する複数線路に分割されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の光ディスク装置は、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）を代表とする大容量光ディスクに対して、より高速に信号を記録・再生する能力が要求されている。高速に記録・再生を行うためには、信号線路を短距離化して伝送損失を減らすことが望ましい。
【０００３】
一方、光ディスク装置における記録再生信号伝送路の大部分は、光ピックアップが可動するためにフレキシブルな線路が用いられている。そのため、可動範囲を確保する必要から、信号線路にはある程度の物理的な長さが必要である。また、ノートパソコンなどに用いられる薄型の光ディスク装置には、ディスクトレイの開閉を可能にするためにフレキシブル線路が用いられている。この線路もまた、ある程度の物理的な長さが必要である。
【０００４】
上記のような理由から、光ディスク装置の記録再生伝送路は、記録再生信号を処理する信号処理ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と光ピックアップの間の距離が長いことが特徴となっている。記録再生伝送路の距離が長いと、伝送路の通過損失が増加するのみならず、インピーダンス不整合箇所における反射の影響がより低周波まで及ぶ。そのため、記録再生信号の波形リンギング、立上り／立下り時間の鈍り、などの波形劣化を引き起こす。記録再生の高速化が更に進むとその影響はより顕著になり、記録再生のエラーレートが悪化する可能性がある。
【０００５】
下記特許文献１〜３には、上記のような記録再生エラーを補償するための手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８４６２４号公報
【特許文献２】特開２００６−２４３４１号公報
【特許文献３】特開２００９−９９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光ディスク装置の再生信号伝送系は、光ピックアップの受光素子自身の帯域制限や、受光素子と信号伝送線路とのインピーダンス不整合により高速再生を実現するための帯域マージンが少なくなってきている。以下、光ディスク装置の再生信号伝送系における課題を説明する。
【０００８】
光ピックアップが出力する再生信号は、外来雑音に強い差動伝送方式を用いて信号処理ＬＳＩまで伝送されるのが一般的である。再生信号を信号処理ＬＳＩまで劣化無く伝送するためには、光ピックアップが備える再生用受光素子（Ｏｐｔｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＯＥＩＣ）の帯域、差動伝送線路の帯域、および信号処理ＬＳＩの帯域を総合したものが、再生信号の帯域以上である必要がある。
【０００９】
差動伝送線路およびその前後に存在する構成要素同士、あるいは構成要素内でインピーダンスが整合しない箇所があると信号の多重反射が発生し、波形リンギングや信号立上り／立下り時間劣化の要因となる。そのため、再生信号以上の帯域を確保して高速信号伝送を実現するには、差動伝送線路とその前後の構成要素のインピーダンスを整合させることが必要となる。
【００１０】
ＯＥＩＣは、駆動力や信号帯域を確保するため、差動伝送時の出力インピーダンスをできる限り低くするように設計される。このとき、光ディスク装置の仕様上、ＯＥＩＣの出力インピーダンスが、差動送線路の特性インピーダンスよりも低くなる傾向がある。そのため、差動伝送線路の入力端において、差動伝送線路の特性インピーダンスとＯＥＩＣの出力インピーダンスの間で不整合が生じ、上述のように波形劣化を引き起こす。そこで、差動伝送線路の特性インピーダンスとＯＥＩＣの出力インピーダンスを整合させる必要が生じる。
【００１１】
差動伝送線路の特性インピーダンスとＯＥＩＣの出力インピーダンスを整合させるためには、差動伝送線路の特性インピーダンスを下げるか、ＯＥＩＣの出力インピーダンスを上げる必要がある。このうち、光ディスク装置における差動伝送線路の大部分はフレキシブル線路が占めており、再生信号周波数付近においてはフレキシブル線路の特性インピーダンスが支配的に見える。従って、例えばフレキシブル線路としてよく用いられるフレキシブルフラットケーブルの場合、線路幅と線路間隔が決まった複数の導線をそれぞれ絶縁体で被覆するという簡単な構成であるため、線路ごとに特性インピーダンスを調整することは難しい。
【００１２】
一方、上記フレキシブル線路がフレキシブルプリント基板で構成されている場合には、差動伝送線路の特性インピーダンスは各寸法と材質のパラメータでほぼ決まる。しかし、線路の柔軟性や屈曲性を確保し、さらに光ディスク装置におけるフレキシブル線路には通常５０〜１００本程度の信号線が配線されていることを考慮すると、上記パラメータの自由度は小さい。
【００１３】
これに対し、ＯＥＩＣの駆動力や帯域を確保するためには、ＯＥＩＣの出力インピーダンスを上げることは好ましくない。よって、ＯＥＩＣの駆動力および帯域と、再生信号伝送系の帯域はトレードオフの関係にあると言える。
【００１４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光ピックアップの受光素子の帯域を確保しつつ、再生信号伝送路の特性インピーダンスと受光素子の出力インピーダンスを整合させて再生信号伝送路の帯域を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る光ディスク装置において、差動伝送線路を構成する各線路は、フレキシブル線路と光ピックアップの接続点またはその近傍において、それぞれ２本以上の等しい線路本数を有する複数線路に分割されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る光ディスク装置によれば、差動伝送線路を分割することによってその特性インピーダンスを調整することができる。すなわち、受光素子の出力インピーダンスを低くして帯域を確保しつつ、その出力インピーダンスに合わせて差動伝送線路の特性インピーダンスを下げ、インピーダンスを整合させることができる。これにより、受光素子の帯域を確保した上で、高速な信号伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光ディスク装置における一般的な再生信号の伝送系を示したものである。
【図２】ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８までの再生信号伝送経路の構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る光ディスク装置の構成図である。
【図４】実施形態２に係る光ディスク装置の構成図である。
【図５】図４に示す線路構成の等価回路を模式的に示した図である。
【図６】フレキシブルフラットケーブル１３（線路１７）の特性インピーダンスを単体で評価した結果を示す図である。
【図７】ＯＥＩＣ６出力端から信号処理ＬＳＩ８入力端までにおける回路構成の計算機モデルの伝送特性を評価した結果を示す。
【図８】図７に示した計算機モデルの特性インピーダンスを評価した結果を示す。
【図９】図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、伝送特性を評価した結果を示す。
【図１０】図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、ＴＤＲ測定を実施した結果を示す。
【図１１】ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを６０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。
【図１２】ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを５０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。
【図１３】実施形態３に係る光ディスク装置の構成図である。
【図１４】実施形態４に係る光ディスク装置の構成図である。
【図１５】実施形態５に係る光ディスク装置の構成図である。
【図１６】実施形態６に係る光ディスク装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜従来の光ディスク装置＞
本発明の理解を容易にするため、本発明の実施形態の説明に先立ち、従来の光ディスク装置における信号伝送線路およびその周辺構成について説明する。その後、本発明の各実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、光ディスク装置における一般的な再生信号の伝送系を示したものである。なお、以下に示す全図には本発明と直接係りのない配線や構成要素を省略してある。以下、図１に示す各構成要素の概略動作を説明する。
【００２０】
光ピックアップ２内に搭載されている半導体レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）３は、レーザ光４を光ディスク１に照射する。光ピックアップ２内の再生用受光素子（ＯＥＩＣ）６は、光ディスク１上に記録されたマーク／スペースのデータに応じて強度が変化する反射光（再生光信号５）を光電変換する。信号処理ＬＳＩ８(ここではＤｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰを用いて構成されている)は、電気信号に変換された再生光信号５すなわち再生信号７を処理し、光ディスク１の情報を再生する。
【００２１】
ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８までの再生信号伝送経路の構成要素、およびその伝送特性は、光ディスク装置の種類によって様々である。以下では、再生速度の高速化が顕著なハーフハイト型の光ディスク装置における一般的な伝送系について説明する。
【００２２】
図２は、ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８までの再生信号伝送経路の構成を示す図である。図１における再生信号７は、差動伝送線路１０を介して、ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８まで伝送される。差動伝送線路１０の外側には、ノイズ抑制のため、電源配線やＧＮＤ配線などのガード線路１１が隣接して設けられる場合が多い。図２における４本の線路のうち最外側の２本が、このガード線路１１に相当する。
【００２３】
差動伝送線路１０は、第１回路基板１２、フレキシブルフラットケーブル１３、第２回路基板１４、これらを接続するコネクタ１５に接続されている。第１回路基板１２は、ＯＥＩＣ６が実装された、光ピックアップ２内の回路基板である。第２回路基板１４は、信号処理ＬＳＩ８が実装された回路基板である。差動伝送線路１０は、伝送方向に沿って、第１回路基板１２上の線路１６、フレキシブルフラットケーブル１３上の線路１７、および第２回路基板上の線路１８に分割されている。
【００２４】
フレキシブルフラットケーブル１３は、光ピックアップの可動範囲を確保するため、５〜１０ｃｍ程度の長さが必要であり、差動伝送線路１０の全長の半分以上を占めている。そのため、差動伝送線路１０における特性インピーダンスの平均は、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスが支配的となる。
【００２５】
フレキシブルフラットケーブル１３は、線路幅と線路間隔が固定の複数導線をそれぞれ絶縁体で被覆するという簡単な構成を有するため、コストはフレキシブルプリント基板よりも低い反面、線路ごとに特性インピーダンスを調整することは難しい。
【００２６】
典型的な光ディスク装置の構成を仮定した場合、０．５ｍｍピッチの線路間隔を有するフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスは、差動伝送時に約１３０Ω程度となる。ただし、フレキシブルフラットケーブル１３が筐体などの導体と接触していない場合とする。また、フレキシブルフラットケーブル１３の被覆部の厚みや導線の厚みなどにより、差動伝送時の特性インピーダンスは１００〜１４０Ω程度の範囲を持つ。
【００２７】
一方、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスは、駆動力や帯域を確保するため４０〜８０Ω程度となるように設計される。そのため、ＯＥＩＣ６の出力インピーダンスと差動伝送線路１０の特性インピーダンスの間に不整合が生じ、これが波形劣化の原因となる。
【００２８】
また、光ディスク装置に一般に用いられるプロセスで作製されるフレキシブルプリント基板は、差動の特性インピーダンスがおおよそ８０〜１６０Ω程度の範囲でしか調整できないことが、本発明者の調査で分かっている。また、フレキシブルプリント基板のコストはフレキシブルフラットケーブル１３に対して割高であるため、コストを考慮すると安易に採用することは難しい。
【００２９】
以上の説明では、ハーフハイト型の光ディスク装置について述べたが、ノートパソコン等に用いられる薄型の光ディスク装置についても、再生速度の高速化が進めば同様の課題が生じると考えられる。また、ここで示した各フレキシブル線路における特性インピーダンスの範囲は、各パラメータや条件に制限を設けなければこれに限るものではない。
【００３０】
以上、従来の光ディスク装置における信号伝送線路およびその課題について説明した。以下では、本発明の各実施形態について説明する。
【００３１】
＜実施の形態１＞
図３は、本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは、図２に対応する再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００３２】
本実施形態１において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路は、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、それぞれさらに２本に分割されている。したがって、フレキシブルケーブル１３上の線路１７において、差動伝送線路１０は従来の伝送路構成と比較して２倍に並列化されている。分岐した線路は、第２回路基板１４とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、再び１本の線路に統合されている。
【００３３】
この線路構成によれば、フレキシブルケーブル１３の区間（線路１７）において線路が並列化されたことにより、差動伝送線路１０の単位長さあたりのインダクタンス成分が低下するとともに、線路間の容量結合成分が増加する。そのため、差動伝送線路１０の特性インピーダンスは、従来の線路構成と比較して低下する。また、電流が差動伝送線路１０を流れる面積も増加するため、導体損失が減少する。これらの効果により、ＯＥＩＣ６と差動伝送線路１０の間のインピーダンス整合が改善し、損失も減少する。したがって、波形劣化を低減し、差動伝送線路１０の帯域が改善すると考えられる。
【００３４】
＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施形態２に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００３５】
本実施形態２において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路が、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で２本に分割されている点は、実施形態１と同様である。本実施形態２では、逆位相の差動信号を伝送する線路が交互に隣接するように各線路が配置されている点が、実施形態１とは異なる。
【００３６】
図５は、図４に示す線路構成の等価回路を模式的に示した図である。差動信号の位相が逆になっていることを表すため、＋符号と−符号を便宜上回路に併記した。
【００３７】
図４〜図５に示すように、逆位相の差動信号を伝送する線路が交互に配置されている場合、逆位相の線路が隣接する区間が３つ存在することになる。そのため、線路間の容量結合も３つ存在する。これにより、実施形態１と比較してフレキシブルケーブル１３の容量結合成分が増加し、差動伝送線路１０の特性インピーダンスがさらに低下する。
【００３８】
＜実施の形態１〜２の効果＞
次に、実施形態１〜２の効果を確認するため、発明者らが独自に実施した実験および計算機シミュレーション結果を説明する。なお、ここで示す数値および構成要素はあくまでも１例であって、本発明は必ずしもこれら数値および構成要素に限定されない。
【００３９】
図６は、フレキシブルフラットケーブル１３（線路１７）の特性インピーダンスを単体で評価した結果を示す図である。ここでは、測定対象のフレキシブルフラットケーブルを測定用の同軸ケーブル２１と接続し、ＴＤＲ(Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ)測定を用いて、差動伝送時における特性インピーダンスを評価した。比較のため、従来のフレキシブルフラットケーブルおよび実施形態１〜２に係るフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスを図６内に併記している。
【００４０】
図６において、縦軸は差動伝送時の特性インピーダンス（Ω）を示し、横軸は時間軸である。０．０〜０．９ｓ近辺までの測定結果は、測定系同軸ケーブル２１の差動特性インピーダンスを示している。同軸ケーブル２１を接続していない側を開放して測定したため、１．８ｓ近辺以降の特性インピーダンスの値は発散している。
【００４１】
図６に示すように、従来構造を有するフレキシブルフラットケーブルの特性インピーダンスは１２０Ω程度となっているが、実施形態１のフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスは１００Ω程度まで下がっていることが分かる。実施形態２のフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスはさらに低下し、６０Ω程度まで下がっている。
【００４２】
次に、光ピックアップ２内の第１回路基板１２上のＯＥＩＣ６出力端から、第２回路基板１４上の信号処理ＬＳＩ８入力端までの、差動伝送線路１０の差動通過特性（Ｓパラメータ）を評価した結果について説明する。
【００４３】
本評価は計算機シミュレーションによって実施することとしたため、まず始めに、ＯＥＩＣ６出力端から信号処理ＬＳＩ８入力端までの回路構成の計算機モデルを作成した。具体的には、回路シミュレータ上で、上記Ｓパラメータ、ＯＥＩＣ６の等価回路、および信号処理ＬＳＩ８の等価回路を作成し、再生信号伝送系の伝送特性を計算した。差動伝送線路１０は、従来構造とした。
【００４４】
本シミュレーションでは、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを８０Ω、信号処理ＬＳＩ８の差動伝送時の入力インピーダンスを２０００Ωとした。ＯＥＩＣ６自身の帯域制限は、ＯＥＩＣ６の等価回路に含まれるＣＲ定数のみを考慮し、受光素子自身の応答速度は考慮していない。すなわち本シミュレーションでは、純粋に再生信号伝送系の電気的な伝送特性のみを評価した。
【００４５】
図７は、ＯＥＩＣ６出力端から信号処理ＬＳＩ８入力端までの回路構成の計算機モデルを評価した結果を示す。図７に示すように、計算機モデル上の伝送特性と実際の伝送特性はほぼ一致しているので、本計算機モデルが実際の回路特性を正確に反映していることが分かる。
【００４６】
図８は、図７に示した計算機モデルをＴＤＲで評価した結果を示す。図８に示すように、計算機モデルの特性インピーダンスと、実測の特性インピーダンスがよく一致していることが分かる。以下ではこの計算機モデルを用いて、実施形態１〜２の効果をシミュレーションによって評価する。
【００４７】
図９は、図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、伝送特性を評価した結果を示す。以下、図９に示す評価結果について説明する。なお、以下の説明において、差動伝送線路１０を介した信号劣化が過大であるか否かは、信号ゲインが３ｄＢ以上低下するか否かを基準として判断することとした。
【００４８】
実施形態１では、反射による２００ＭＨｚ付近のゲイン上昇が押さえられていることが分かる。また、ゲインが３ｄＢ低下する周波数は、従来のフレキシブルフラットケーブルでは４００ＭＨｚ近辺であったところ、実施形態１では５００ＭＨｚ近辺まで改善している。すなわち実施形態１では、より高い周波数で信号を伝送しても、ゲインが低下しにくくなっているといえる。
【００４９】
実施形態２では、低域からのロールオフが大きくなり、ゲインが３ｄＢ低下する周波数が従来のフレキシブルフラットケーブルよりも低下している。これは、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスを下げすぎたことが原因であると思われる。次の図１０を用いて説明する。
【００５０】
図１０は、図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、ＴＤＲ測定を実施した結果を示す。以下、図１０に示す測定結果について説明する。
【００５１】
従来のフレキシブルフラットケーブルを用いた場合、特性インピーダンスは１２０Ω近辺であり、再生信号伝送路全体の平均インピーダンスとＯＥＩＣ６の出力インピーダンスは不整合となっている。
【００５２】
実施形態１では、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスが１００Ω近辺に下がり、再生信号伝送路全体の平均インピーダンスがＯＥＩＣ６の出力インピーダンスである８０Ωに近づいているため、インピーダンスの整合状態が改善されて、図９に示すように伝送特性が改善する。
【００５３】
実施形態２では、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスが６０Ω近辺に下がり、再生信号伝送路全体の平均インピーダンスがＯＥＩＣ６の出力インピーダンスである８０Ωよりもさらに低下しているため、インピーダンスの整合状態はあまり改善されておらず、図９に示すように伝送特性が劣化する。
【００５４】
図１１は、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを６０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。以下、図１１に示す評価結果について説明する。
【００５５】
実施形態２では、ゲインが３ｄＢ低下する周波数は６００ＭＨｚ近辺まで上昇し、図９と比較して伝送特性が改善されている。これに対し従来のフレキシブルフラットケーブルおよび実施形態１では、２００ＭＨｚ近辺のゲイン上昇が図９よりも大きくなっているため、これに起因して波形リンギングが大きくなる。これは、差動伝送線路１０の特性インピーダンスとＯＥＩＣ６の出力インピーダンスが整合していないためである。
【００５６】
図１２は、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを５０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。本図では、従来のフレキシブルフラットケーブル、実施形態１〜２いずれの場合においても、２００ＭＨｚ近辺でゲイン上昇が見られ、これに起因して波形リンギングが大きくなる。
【００５７】
図１１〜図１２を比較すると、実施形態２においては、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスは６０Ω程度が最適であり、従来よりも低い出力インピーダンスのＯＥＩＣを使用できることが確認出来る。
【００５８】
＜実施の形態３＞
図１３は、本発明の実施形態３に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００５９】
本実施形態３において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路は、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍でｎ本（ｎ≧３）の複数線路に分割されている。分岐した各線路は、第２回路基板１４とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、再び１本の線路に統合されている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態３では、差動伝送線路１０の線路幅が実施形態１よりも広くなっている。これにより、実施形態１よりも差動伝送線路１０の単位長さあたりのインダクタンス成分が低下する。したがって、差動伝送線路１０の特性インピーダンスが実施形態１よりも低下するので、ＯＥＩＣ６の出力インピーダンスをさらに下げても、差動伝送線路１０の特性インピーダンスと整合させることができる。したがって、帯域をさらに改善することができる。
【００６１】
＜実施の形態４＞
図１４は、本発明の実施形態４に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００６２】
本実施形態４において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路は、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍でｎ本（ｎ≧３）の複数線路に分割され、逆位相の差動信号が交互に隣接するように配置されている。分岐した各線路は、第２回路基板１４とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、再び１本の線路に統合されている。その他の構成は、実施形態２と同様である。
【００６３】
本実施形態４では、逆位相の線路が隣接する区間が（２ｎ−１）個存在することになる。そのため、線路間の容量結合も（２ｎ−１）個存在する。これにより、実施形態３と比較してフレキシブルケーブル１３の容量結合成分が増加し、差動伝送線路１０の特性インピーダンスがさらに低下する。したがって、ＯＥＩＣ６の出力インピーダンスをさらに下げても、差動伝送線路１０の特性インピーダンスと整合させることができるので、帯域をさらに改善することができる。
【００６４】
＜実施の形態５＞
図１５は、本発明の実施形態５に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００６５】
本実施形態５では、実施形態１〜４における第１回路基板１２とフレキシブルフラットケーブル１３を、フレキシブルプリント基板１９上に一体的に構成した。これにより、線路１６〜１７は線路２０として統合されている。なお、図１５では実施形態１と同様の分割線路を備える構成を例示したが、他の実施形態における分割線路についても、図１５と同様にフレキシブルプリント基板１９上に実装することができる。
【００６６】
本実施形態５に係る構成も、実施形態１〜４と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態５において、差動伝送線路１０を分岐させる位置は、ＯＥＩＣ６になるべく近い方が望ましい。同様に、分岐した差動伝送線路１０を再統合する位置は、接続コネクタ１５になるべく近いほうが望ましい。
【００６７】
図１５に示すような、第１回路基板１２とフレキシブル線路が一体化した構成は、ノートパソコンなどに用いられるスリム型の光ディスク装置において採用されている。本実施形態５によれば、これらスリム型の光ディスク装置においても、実施形態１〜４と同様の効果を発揮することができる。
【００６８】
なお、第１回路基板１２の一部のみを、フレキシブルプリント基板で構成することもできる。
【００６９】
＜実施の形態６＞
本発明の実施形態６では、第１回路基板１２の積層構造または第２回路基板１４の積層構造の少なくともいずれか一方を工夫し、インピーダンスの整合状態を改善する手法を説明する。その他の構成は、実施形態１〜５と同様である。
【００７０】
図１６は、本発明の実施形態６に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは、第２回路基板１４の積層構造のみを示したが、第１回路基板１２についても図１６と同様の構成を備えることができる。
【００７１】
第２回路基板１４は、回路基板とフレキシブルケーブル１３を接続する接続コネクタ１５を配置する層、回路基板内部で線路を構成する導体パターンを配置した第２層２２、および第３層２３からなる。
【００７２】
一般に、接続コネクタ１５は、接続パッド２６を介して回路基板に固定される。この接続パッド２６を配置する部分には、回路基板の強度を補強するため、補強金属板などの部材が設けられる場合がある。
【００７３】
接続パッド２６は、差動伝送線路１０に比べて比較的広い幅のランドで構成される。そのため、接続パッド２６直下に上述の導体パターンや金属補強板が配置されていると、これらと接続パッド２６の間の容量結合が大きくなり、接続パッド２６付近のインピーダンス低下が大きくなる。
【００７４】
実施形態１〜５で説明した構成では、差動伝送線路１０と第１回路基板１２を接続する接続パッド、差動伝送線路１０と第２回路基板１４を接続する接続パッドともに、線路本数が増えた分、従来のフレキシブル線路と比べて個数が増加する（実施形態１〜２の例では２倍に増加）。そのため、各回路基板における接続パッド２６付近のインピーダンスが大きく低下し、インピーダンス不整合による信号反射が発生して、再生信号伝送に悪影響を及ぼす。
【００７５】
そこで本実施形態６では、第２層２２および第３層２３のうち、接続パッド２６直下に相当する箇所において、上述の導体パターンや金属補強板を配置しないようにした。具体的には、第２層２２上の接続パッド直下部２４、および第３層２３上の接続パッド直下部２５において、上述の導体パターンや金属補強板を配置しないようにしている。
【００７６】
本実施形態６によれば、接続パッド２６と導体パターンまたは金属補強板との間の容量結合を低減し、インピーダンスの低下を抑制することができる。これにより、インピーダンス不整合を回避し、再生信号の反射を低減して伝送品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１：光ディスク、２：光ピックアップ、３：半導体レーザダイオード（ＬＤ）、４：レーザ光、５：再生光信号、６：ＯＥＩＣ、７：再生信号、８：信号処理ＬＳＩ、１０：差動伝送線路、１１：ガード線路、１２：第１回路基板、１３：フレキシブルフラットケーブル、１４：第２回路基板、１５：コネクタ、１６〜１８：線路、１９：フレキシブルプリント基板、２０：線路、２１：同軸ケーブル、２２：第２層、２３：第３層、２４〜２５：接続パッド直下部、２６：接続パッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の光ディスク装置は、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）を代表とする大容量光ディスクに対して、より高速に信号を記録・再生する能力が要求されている。高速に記録・再生を行うためには、信号線路を短距離化して伝送損失を減らすことが望ましい。
【０００３】
一方、光ディスク装置における記録再生信号伝送路の大部分は、光ピックアップが可動するためにフレキシブルな線路が用いられている。そのため、可動範囲を確保する必要から、信号線路にはある程度の物理的な長さが必要である。また、ノートパソコンなどに用いられる薄型の光ディスク装置には、ディスクトレイの開閉を可能にするためにフレキシブル線路が用いられている。この線路もまた、ある程度の物理的な長さが必要である。
【０００４】
上記のような理由から、光ディスク装置の記録再生伝送路は、記録再生信号を処理する信号処理ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と光ピックアップの間の距離が長いことが特徴となっている。記録再生伝送路の距離が長いと、伝送路の通過損失が増加するのみならず、インピーダンス不整合箇所における反射の影響がより低周波まで及ぶ。そのため、記録再生信号の波形リンギング、立上り／立下り時間の鈍り、などの波形劣化を引き起こす。記録再生の高速化が更に進むとその影響はより顕著になり、記録再生のエラーレートが悪化する可能性がある。
【０００５】
下記特許文献１〜３には、上記のような記録再生エラーを補償するための手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−８４６２４号公報
【特許文献２】特開２００６−２４３４１号公報
【特許文献３】特開２００９−９９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光ディスク装置の再生信号伝送系は、光ピックアップの受光素子自身の帯域制限や、受光素子と信号伝送線路とのインピーダンス不整合により高速再生を実現するための帯域マージンが少なくなってきている。以下、光ディスク装置の再生信号伝送系における課題を説明する。
【０００８】
光ピックアップが出力する再生信号は、外来雑音に強い差動伝送方式を用いて信号処理ＬＳＩまで伝送されるのが一般的である。再生信号を信号処理ＬＳＩまで劣化無く伝送するためには、光ピックアップが備える再生用受光素子（Ｏｐｔｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＯＥＩＣ）の帯域、差動伝送線路の帯域、および信号処理ＬＳＩの帯域を総合したものが、再生信号の帯域以上である必要がある。
【０００９】
差動伝送線路およびその前後に存在する構成要素同士、あるいは構成要素内でインピーダンスが整合しない箇所があると信号の多重反射が発生し、波形リンギングや信号立上り／立下り時間劣化の要因となる。そのため、再生信号以上の帯域を確保して高速信号伝送を実現するには、差動伝送線路とその前後の構成要素のインピーダンスを整合させることが必要となる。
【００１０】
ＯＥＩＣは、駆動力や信号帯域を確保するため、差動伝送時の出力インピーダンスをできる限り低くするように設計される。このとき、光ディスク装置の仕様上、ＯＥＩＣの出力インピーダンスが、差動送線路の特性インピーダンスよりも低くなる傾向がある。そのため、差動伝送線路の入力端において、差動伝送線路の特性インピーダンスとＯＥＩＣの出力インピーダンスの間で不整合が生じ、上述のように波形劣化を引き起こす。そこで、差動伝送線路の特性インピーダンスとＯＥＩＣの出力インピーダンスを整合させる必要が生じる。
【００１１】
差動伝送線路の特性インピーダンスとＯＥＩＣの出力インピーダンスを整合させるためには、差動伝送線路の特性インピーダンスを下げるか、ＯＥＩＣの出力インピーダンスを上げる必要がある。このうち、光ディスク装置における差動伝送線路の大部分はフレキシブル線路が占めており、再生信号周波数付近においてはフレキシブル線路の特性インピーダンスが支配的に見える。従って、例えばフレキシブル線路としてよく用いられるフレキシブルフラットケーブルの場合、線路幅と線路間隔が決まった複数の導線をそれぞれ絶縁体で被覆するという簡単な構成であるため、線路ごとに特性インピーダンスを調整することは難しい。
【００１２】
一方、上記フレキシブル線路がフレキシブルプリント基板で構成されている場合には、差動伝送線路の特性インピーダンスは各寸法と材質のパラメータでほぼ決まる。しかし、線路の柔軟性や屈曲性を確保し、さらに光ディスク装置におけるフレキシブル線路には通常５０〜１００本程度の信号線が配線されていることを考慮すると、上記パラメータの自由度は小さい。
【００１３】
これに対し、ＯＥＩＣの駆動力や帯域を確保するためには、ＯＥＩＣの出力インピーダンスを上げることは好ましくない。よって、ＯＥＩＣの駆動力および帯域と、再生信号伝送系の帯域はトレードオフの関係にあると言える。
【００１４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光ピックアップの受光素子の帯域を確保しつつ、再生信号伝送路の特性インピーダンスと受光素子の出力インピーダンスを整合させて再生信号伝送路の帯域を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る光ディスク装置において、差動伝送線路を構成する各線路は、フレキシブル線路と光ピックアップの接続点またはその近傍において、それぞれ２本以上の等しい線路本数を有する複数線路に分割されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る光ディスク装置によれば、差動伝送線路を分割することによってその特性インピーダンスを調整することができる。すなわち、受光素子の出力インピーダンスを低くして帯域を確保しつつ、その出力インピーダンスに合わせて差動伝送線路の特性インピーダンスを下げ、インピーダンスを整合させることができる。これにより、受光素子の帯域を確保した上で、高速な信号伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光ディスク装置における一般的な再生信号の伝送系を示したものである。
【図２】ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８までの再生信号伝送経路の構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る光ディスク装置の構成図である。
【図４】実施形態２に係る光ディスク装置の構成図である。
【図５】図４に示す線路構成の等価回路を模式的に示した図である。
【図６】フレキシブルフラットケーブル１３（線路１７）の特性インピーダンスを単体で評価した結果を示す図である。
【図７】ＯＥＩＣ６出力端から信号処理ＬＳＩ８入力端までにおける回路構成の計算機モデルの伝送特性を評価した結果を示す。
【図８】図７に示した計算機モデルの特性インピーダンスを評価した結果を示す。
【図９】図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、伝送特性を評価した結果を示す。
【図１０】図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、ＴＤＲ測定を実施した結果を示す。
【図１１】ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを６０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。
【図１２】ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを５０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。
【図１３】実施形態３に係る光ディスク装置の構成図である。
【図１４】実施形態４に係る光ディスク装置の構成図である。
【図１５】実施形態５に係る光ディスク装置の構成図である。
【図１６】実施形態６に係る光ディスク装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜従来の光ディスク装置＞
本発明の理解を容易にするため、本発明の実施形態の説明に先立ち、従来の光ディスク装置における信号伝送線路およびその周辺構成について説明する。その後、本発明の各実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、光ディスク装置における一般的な再生信号の伝送系を示したものである。なお、以下に示す全図には本発明と直接係りのない配線や構成要素を省略してある。以下、図１に示す各構成要素の概略動作を説明する。
【００２０】
光ピックアップ２内に搭載されている半導体レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）３は、レーザ光４を光ディスク１に照射する。光ピックアップ２内の再生用受光素子（ＯＥＩＣ）６は、光ディスク１上に記録されたマーク／スペースのデータに応じて強度が変化する反射光（再生光信号５）を光電変換する。信号処理ＬＳＩ８(ここではＤｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰを用いて構成されている)は、電気信号に変換された再生光信号５すなわち再生信号７を処理し、光ディスク１の情報を再生する。
【００２１】
ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８までの再生信号伝送経路の構成要素、およびその伝送特性は、光ディスク装置の種類によって様々である。以下では、再生速度の高速化が顕著なハーフハイト型の光ディスク装置における一般的な伝送系について説明する。
【００２２】
図２は、ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８までの再生信号伝送経路の構成を示す図である。図１における再生信号７は、差動伝送線路１０を介して、ＯＥＩＣ６から信号処理ＬＳＩ８まで伝送される。差動伝送線路１０の外側には、ノイズ抑制のため、電源配線やＧＮＤ配線などのガード線路１１が隣接して設けられる場合が多い。図２における４本の線路のうち最外側の２本が、このガード線路１１に相当する。
【００２３】
差動伝送線路１０は、第１回路基板１２、フレキシブルフラットケーブル１３、第２回路基板１４、これらを接続するコネクタ１５に接続されている。第１回路基板１２は、ＯＥＩＣ６が実装された、光ピックアップ２内の回路基板である。第２回路基板１４は、信号処理ＬＳＩ８が実装された回路基板である。差動伝送線路１０は、伝送方向に沿って、第１回路基板１２上の線路１６、フレキシブルフラットケーブル１３上の線路１７、および第２回路基板上の線路１８に分割されている。
【００２４】
フレキシブルフラットケーブル１３は、光ピックアップの可動範囲を確保するため、５〜１０ｃｍ程度の長さが必要であり、差動伝送線路１０の全長の半分以上を占めている。そのため、差動伝送線路１０における特性インピーダンスの平均は、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスが支配的となる。
【００２５】
フレキシブルフラットケーブル１３は、線路幅と線路間隔が固定の複数導線をそれぞれ絶縁体で被覆するという簡単な構成を有するため、コストはフレキシブルプリント基板よりも低い反面、線路ごとに特性インピーダンスを調整することは難しい。
【００２６】
典型的な光ディスク装置の構成を仮定した場合、０．５ｍｍピッチの線路間隔を有するフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスは、差動伝送時に約１３０Ω程度となる。ただし、フレキシブルフラットケーブル１３が筐体などの導体と接触していない場合とする。また、フレキシブルフラットケーブル１３の被覆部の厚みや導線の厚みなどにより、差動伝送時の特性インピーダンスは１００〜１４０Ω程度の範囲を持つ。
【００２７】
一方、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスは、駆動力や帯域を確保するため４０〜８０Ω程度となるように設計される。そのため、ＯＥＩＣ６の出力インピーダンスと差動伝送線路１０の特性インピーダンスの間に不整合が生じ、これが波形劣化の原因となる。
【００２８】
また、光ディスク装置に一般に用いられるプロセスで作製されるフレキシブルプリント基板は、差動の特性インピーダンスがおおよそ８０〜１６０Ω程度の範囲でしか調整できないことが、本発明者の調査で分かっている。また、フレキシブルプリント基板のコストはフレキシブルフラットケーブル１３に対して割高であるため、コストを考慮すると安易に採用することは難しい。
【００２９】
以上の説明では、ハーフハイト型の光ディスク装置について述べたが、ノートパソコン等に用いられる薄型の光ディスク装置についても、再生速度の高速化が進めば同様の課題が生じると考えられる。また、ここで示した各フレキシブル線路における特性インピーダンスの範囲は、各パラメータや条件に制限を設けなければこれに限るものではない。
【００３０】
以上、従来の光ディスク装置における信号伝送線路およびその課題について説明した。以下では、本発明の各実施形態について説明する。
【００３１】
＜実施の形態１＞
図３は、本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは、図２に対応する再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００３２】
本実施形態１において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路は、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、それぞれさらに２本に分割されている。したがって、フレキシブルケーブル１３上の線路１７において、差動伝送線路１０は従来の伝送路構成と比較して２倍に並列化されている。分岐した線路は、第２回路基板１４とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、再び１本の線路に統合されている。
【００３３】
この線路構成によれば、フレキシブルケーブル１３の区間（線路１７）において線路が並列化されたことにより、差動伝送線路１０の単位長さあたりのインダクタンス成分が低下するとともに、線路間の容量結合成分が増加する。そのため、差動伝送線路１０の特性インピーダンスは、従来の線路構成と比較して低下する。また、電流が差動伝送線路１０を流れる面積も増加するため、導体損失が減少する。これらの効果により、ＯＥＩＣ６と差動伝送線路１０の間のインピーダンス整合が改善し、損失も減少する。したがって、波形劣化を低減し、差動伝送線路１０の帯域が改善すると考えられる。
【００３４】
＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施形態２に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００３５】
本実施形態２において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路が、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で２本に分割されている点は、実施形態１と同様である。本実施形態２では、逆位相の差動信号を伝送する線路が交互に隣接するように各線路が配置されている点が、実施形態１とは異なる。
【００３６】
図５は、図４に示す線路構成の等価回路を模式的に示した図である。差動信号の位相が逆になっていることを表すため、＋符号と−符号を便宜上回路に併記した。
【００３７】
図４〜図５に示すように、逆位相の差動信号を伝送する線路が交互に配置されている場合、逆位相の線路が隣接する区間が３つ存在することになる。そのため、線路間の容量結合も３つ存在する。これにより、実施形態１と比較してフレキシブルケーブル１３の容量結合成分が増加し、差動伝送線路１０の特性インピーダンスがさらに低下する。
【００３８】
＜実施の形態１〜２の効果＞
次に、実施形態１〜２の効果を確認するため、発明者らが独自に実施した実験および計算機シミュレーション結果を説明する。なお、ここで示す数値および構成要素はあくまでも１例であって、本発明は必ずしもこれら数値および構成要素に限定されない。
【００３９】
図６は、フレキシブルフラットケーブル１３（線路１７）の特性インピーダンスを単体で評価した結果を示す図である。ここでは、測定対象のフレキシブルフラットケーブルを測定用の同軸ケーブル２１と接続し、ＴＤＲ(Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ)測定を用いて、差動伝送時における特性インピーダンスを評価した。比較のため、従来のフレキシブルフラットケーブルおよび実施形態１〜２に係るフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスを図６内に併記している。
【００４０】
図６において、縦軸は差動伝送時の特性インピーダンス（Ω）を示し、横軸は時間軸である。０．０〜０．９ｓ近辺までの測定結果は、測定系同軸ケーブル２１の差動特性インピーダンスを示している。同軸ケーブル２１を接続していない側を開放して測定したため、１．８ｓ近辺以降の特性インピーダンスの値は発散している。
【００４１】
図６に示すように、従来構造を有するフレキシブルフラットケーブルの特性インピーダンスは１２０Ω程度となっているが、実施形態１のフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスは１００Ω程度まで下がっていることが分かる。実施形態２のフレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスはさらに低下し、６０Ω程度まで下がっている。
【００４２】
次に、光ピックアップ２内の第１回路基板１２上のＯＥＩＣ６出力端から、第２回路基板１４上の信号処理ＬＳＩ８入力端までの、差動伝送線路１０の差動通過特性（Ｓパラメータ）を評価した結果について説明する。
【００４３】
本評価は計算機シミュレーションによって実施することとしたため、まず始めに、ＯＥＩＣ６出力端から信号処理ＬＳＩ８入力端までの回路構成の計算機モデルを作成した。具体的には、回路シミュレータ上で、上記Ｓパラメータ、ＯＥＩＣ６の等価回路、および信号処理ＬＳＩ８の等価回路を作成し、再生信号伝送系の伝送特性を計算した。差動伝送線路１０は、従来構造とした。
【００４４】
本シミュレーションでは、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを８０Ω、信号処理ＬＳＩ８の差動伝送時の入力インピーダンスを２０００Ωとした。ＯＥＩＣ６自身の帯域制限は、ＯＥＩＣ６の等価回路に含まれるＣＲ定数のみを考慮し、受光素子自身の応答速度は考慮していない。すなわち本シミュレーションでは、純粋に再生信号伝送系の電気的な伝送特性のみを評価した。
【００４５】
図７は、ＯＥＩＣ６出力端から信号処理ＬＳＩ８入力端までの回路構成の計算機モデルを評価した結果を示す。図７に示すように、計算機モデル上の伝送特性と実際の伝送特性はほぼ一致しているので、本計算機モデルが実際の回路特性を正確に反映していることが分かる。
【００４６】
図８は、図７に示した計算機モデルをＴＤＲで評価した結果を示す。図８に示すように、計算機モデルの特性インピーダンスと、実測の特性インピーダンスがよく一致していることが分かる。以下ではこの計算機モデルを用いて、実施形態１〜２の効果をシミュレーションによって評価する。
【００４７】
図９は、図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、伝送特性を評価した結果を示す。以下、図９に示す評価結果について説明する。なお、以下の説明において、差動伝送線路１０を介した信号劣化が過大であるか否かは、信号ゲインが３ｄＢ以上低下するか否かを基準として判断することとした。
【００４８】
実施形態１では、反射による２００ＭＨｚ付近のゲイン上昇が押さえられていることが分かる。また、ゲインが３ｄＢ低下する周波数は、従来のフレキシブルフラットケーブルでは４００ＭＨｚ近辺であったところ、実施形態１では５００ＭＨｚ近辺まで改善している。すなわち実施形態１では、より高い周波数で信号を伝送しても、ゲインが低下しにくくなっているといえる。
【００４９】
実施形態２では、低域からのロールオフが大きくなり、ゲインが３ｄＢ低下する周波数が従来のフレキシブルフラットケーブルよりも低下している。これは、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスを下げすぎたことが原因であると思われる。次の図１０を用いて説明する。
【００５０】
図１０は、図７〜図８に示した計算機モデルの下で実施形態１〜２に係る差動伝送線路１０の計算機モデルを適用し、ＴＤＲ測定を実施した結果を示す。以下、図１０に示す測定結果について説明する。
【００５１】
従来のフレキシブルフラットケーブルを用いた場合、特性インピーダンスは１２０Ω近辺であり、再生信号伝送路全体の平均インピーダンスとＯＥＩＣ６の出力インピーダンスは不整合となっている。
【００５２】
実施形態１では、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスが１００Ω近辺に下がり、再生信号伝送路全体の平均インピーダンスがＯＥＩＣ６の出力インピーダンスである８０Ωに近づいているため、インピーダンスの整合状態が改善されて、図９に示すように伝送特性が改善する。
【００５３】
実施形態２では、フレキシブルフラットケーブル１３の特性インピーダンスが６０Ω近辺に下がり、再生信号伝送路全体の平均インピーダンスがＯＥＩＣ６の出力インピーダンスである８０Ωよりもさらに低下しているため、インピーダンスの整合状態はあまり改善されておらず、図９に示すように伝送特性が劣化する。
【００５４】
図１１は、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを６０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。以下、図１１に示す評価結果について説明する。
【００５５】
実施形態２では、ゲインが３ｄＢ低下する周波数は６００ＭＨｚ近辺まで上昇し、図９と比較して伝送特性が改善されている。これに対し従来のフレキシブルフラットケーブルおよび実施形態１では、２００ＭＨｚ近辺のゲイン上昇が図９よりも大きくなっているため、これに起因して波形リンギングが大きくなる。これは、差動伝送線路１０の特性インピーダンスとＯＥＩＣ６の出力インピーダンスが整合していないためである。
【００５６】
図１２は、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスを５０Ωに設定し、図９と同様に伝送特性を評価した結果を示す。本図では、従来のフレキシブルフラットケーブル、実施形態１〜２いずれの場合においても、２００ＭＨｚ近辺でゲイン上昇が見られ、これに起因して波形リンギングが大きくなる。
【００５７】
図１１〜図１２を比較すると、実施形態２においては、ＯＥＩＣ６の差動伝送時の出力インピーダンスは６０Ω程度が最適であり、従来よりも低い出力インピーダンスのＯＥＩＣを使用できることが確認出来る。
【００５８】
＜実施の形態３＞
図１３は、本発明の実施形態３に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００５９】
本実施形態３において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路は、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍でｎ本（ｎ≧３）の複数線路に分割されている。分岐した各線路は、第２回路基板１４とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、再び１本の線路に統合されている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態３では、差動伝送線路１０の線路幅が実施形態１よりも広くなっている。これにより、実施形態１よりも差動伝送線路１０の単位長さあたりのインダクタンス成分が低下する。したがって、差動伝送線路１０の特性インピーダンスが実施形態１よりも低下するので、ＯＥＩＣ６の出力インピーダンスをさらに下げても、差動伝送線路１０の特性インピーダンスと整合させることができる。したがって、帯域をさらに改善することができる。
【００６１】
＜実施の形態４＞
図１４は、本発明の実施形態４に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００６２】
本実施形態４において、差動伝送線路１０を構成する２本の線路は、第１回路基板１２とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍でｎ本（ｎ≧３）の複数線路に分割され、逆位相の差動信号が交互に隣接するように配置されている。分岐した各線路は、第２回路基板１４とフレキシブルケーブル１３の接続点近傍で、再び１本の線路に統合されている。その他の構成は、実施形態２と同様である。
【００６３】
本実施形態４では、逆位相の線路が隣接する区間が（２ｎ−１）個存在することになる。そのため、線路間の容量結合も（２ｎ−１）個存在する。これにより、実施形態３と比較してフレキシブルケーブル１３の容量結合成分が増加し、差動伝送線路１０の特性インピーダンスがさらに低下する。したがって、ＯＥＩＣ６の出力インピーダンスをさらに下げても、差動伝送線路１０の特性インピーダンスと整合させることができるので、帯域をさらに改善することができる。
【００６４】
＜実施の形態５＞
図１５は、本発明の実施形態５に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは図３と同様に、再生信号伝送経路の構成のみを示し、その他の一般的な構成については記載を省略した。
【００６５】
本実施形態５では、実施形態１〜４における第１回路基板１２とフレキシブルフラットケーブル１３を、フレキシブルプリント基板１９上に一体的に構成した。これにより、線路１６〜１７は線路２０として統合されている。なお、図１５では実施形態１と同様の分割線路を備える構成を例示したが、他の実施形態における分割線路についても、図１５と同様にフレキシブルプリント基板１９上に実装することができる。
【００６６】
本実施形態５に係る構成も、実施形態１〜４と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態５において、差動伝送線路１０を分岐させる位置は、ＯＥＩＣ６になるべく近い方が望ましい。同様に、分岐した差動伝送線路１０を再統合する位置は、接続コネクタ１５になるべく近いほうが望ましい。
【００６７】
図１５に示すような、第１回路基板１２とフレキシブル線路が一体化した構成は、ノートパソコンなどに用いられるスリム型の光ディスク装置において採用されている。本実施形態５によれば、これらスリム型の光ディスク装置においても、実施形態１〜４と同様の効果を発揮することができる。
【００６８】
なお、第１回路基板１２の一部のみを、フレキシブルプリント基板で構成することもできる。
【００６９】
＜実施の形態６＞
本発明の実施形態６では、第１回路基板１２の積層構造または第２回路基板１４の積層構造の少なくともいずれか一方を工夫し、インピーダンスの整合状態を改善する手法を説明する。その他の構成は、実施形態１〜５と同様である。
【００７０】
図１６は、本発明の実施形態６に係る光ディスク装置の構成図である。ここでは、第２回路基板１４の積層構造のみを示したが、第１回路基板１２についても図１６と同様の構成を備えることができる。
【００７１】
第２回路基板１４は、回路基板とフレキシブルケーブル１３を接続する接続コネクタ１５を配置する層、回路基板内部で線路を構成する導体パターンを配置した第２層２２、および第３層２３からなる。
【００７２】
一般に、接続コネクタ１５は、接続パッド２６を介して回路基板に固定される。この接続パッド２６を配置する部分には、回路基板の強度を補強するため、補強金属板などの部材が設けられる場合がある。
【００７３】
接続パッド２６は、差動伝送線路１０に比べて比較的広い幅のランドで構成される。そのため、接続パッド２６直下に上述の導体パターンや金属補強板が配置されていると、これらと接続パッド２６の間の容量結合が大きくなり、接続パッド２６付近のインピーダンス低下が大きくなる。
【００７４】
実施形態１〜５で説明した構成では、差動伝送線路１０と第１回路基板１２を接続する接続パッド、差動伝送線路１０と第２回路基板１４を接続する接続パッドともに、線路本数が増えた分、従来のフレキシブル線路と比べて個数が増加する（実施形態１〜２の例では２倍に増加）。そのため、各回路基板における接続パッド２６付近のインピーダンスが大きく低下し、インピーダンス不整合による信号反射が発生して、再生信号伝送に悪影響を及ぼす。
【００７５】
そこで本実施形態６では、第２層２２および第３層２３のうち、接続パッド２６直下に相当する箇所において、上述の導体パターンや金属補強板を配置しないようにした。具体的には、第２層２２上の接続パッド直下部２４、および第３層２３上の接続パッド直下部２５において、上述の導体パターンや金属補強板を配置しないようにしている。
【００７６】
本実施形態６によれば、接続パッド２６と導体パターンまたは金属補強板との間の容量結合を低減し、インピーダンスの低下を抑制することができる。これにより、インピーダンス不整合を回避し、再生信号の反射を低減して伝送品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１：光ディスク、２：光ピックアップ、３：半導体レーザダイオード（ＬＤ）、４：レーザ光、５：再生光信号、６：ＯＥＩＣ、７：再生信号、８：信号処理ＬＳＩ、１０：差動伝送線路、１１：ガード線路、１２：第１回路基板、１３：フレキシブルフラットケーブル、１４：第２回路基板、１５：コネクタ、１６〜１８：線路、１９：フレキシブルプリント基板、２０：線路、２１：同軸ケーブル、２２：第２層、２３：第３層、２４〜２５：接続パッド直下部、２６：接続パッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を用いて光ディスクのデータ再生を行う機能を備えた光ディスク装置であって、
前記光ディスクからの反射レーザ光を電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子が出力する信号を処理する信号処理部と、
前記受光素子と前記信号処理部の間で信号を差動伝送する差動伝送線路と、
を備え、
前記差動伝送線路は、
形状可変に構成されたフレキシブル線路部を少なくとも１箇所備え、
前記差動伝送線路を構成する各線路は、
前記フレキシブル線路と前記受光素子の接続点またはその近傍において、それぞれ２本以上の等しい線路本数を有する複数線路に分割されており、
前記フレキシブル線路と前記信号処理部の接続点またはその近傍において、前記分割された複数線路は１本の線路として結合されている
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記分割された複数線路は、同位相の差動信号が伝送される線路が隣接するように配置されている
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３】
前記分割された複数線路は、逆位相の差動信号が伝送される線路が交互に隣接するように配置されている
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】
前記受光素子を実装する第１回路基板と、
前記信号処理部を実装する第２回路基板と、
を備え、
前記フレキシブル線路は、
前記第１回路基板を介して前記受光素子と接続され、前記第２回路基板を介しておよび前記信号処理部と接続されており、
前記第１回路基板または前記第２回路基板のうち少なくとも一方は、
前記フレキシブル線路と接続する接続コネクタの下部において、回路基板の一部を構成する導体パターン、または接続部位を補強する補強金属板のうち少なくともいずれかが配置されないように構成されている
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５】
前記フレキシブル線路は、フレキシブルフラットケーブルを用いて構成されている
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６】
前記フレキシブル線路は、フレキシブルプリント基板を用いて構成されている
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】
前記受光素子を実装する第１回路基板を備え、
前記第１回路基板は、
フレキシブルプリント基板またはプリント回路基板のうち少なくとも一方を用いて構成されている
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８】
前記受光素子を実装する第１回路基板を備え、
前記第１回路基板および前記フレキシブル線路は、フレキシブルプリント基板上に一体化して構成されており、
前記差動伝送線路を構成する各線路は、前記受光素子の近傍で分割されている
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９】
前記差動伝送線路の外側に隣接して、ノイズを抑制するガード線路が配線されている
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１】
レーザ光を用いて光ディスクのデータ再生を行う機能を備えた光ディスク装置であって、
前記光ディスクからの反射レーザ光を電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子が出力する信号を処理する信号処理部と、
前記受光素子と前記信号処理部の間で信号を差動伝送する差動伝送線路と、
を備え、
前記差動伝送線路は、
形状可変に構成されたフレキシブル線路部を少なくとも１箇所備え、
前記差動伝送線路を構成する各線路は、
前記フレキシブル線路と前記受光素子の接続点またはその近傍において、それぞれ２本以上の等しい線路本数を有する複数線路に分割されており、
前記フレキシブル線路と前記信号処理部の接続点またはその近傍において、前記分割された複数線路は１本の線路として結合されている
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記分割された複数線路は、同位相の差動信号が伝送される線路が隣接するように配置されている
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３】
前記分割された複数線路は、逆位相の差動信号が伝送される線路が交互に隣接するように配置されている
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】
前記受光素子を実装する第１回路基板と、
前記信号処理部を実装する第２回路基板と、
を備え、
前記フレキシブル線路は、
前記第１回路基板を介して前記受光素子と接続され、前記第２回路基板を介しておよび前記信号処理部と接続されており、
前記第１回路基板または前記第２回路基板のうち少なくとも一方は、
前記フレキシブル線路と接続する接続コネクタの下部において、回路基板の一部を構成する導体パターン、または接続部位を補強する補強金属板のうち少なくともいずれかが配置されないように構成されている
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５】
前記フレキシブル線路は、フレキシブルフラットケーブルを用いて構成されている
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６】
前記フレキシブル線路は、フレキシブルプリント基板を用いて構成されている
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】
前記受光素子を実装する第１回路基板を備え、
前記第１回路基板は、
フレキシブルプリント基板またはプリント回路基板のうち少なくとも一方を用いて構成されている
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８】
前記受光素子を実装する第１回路基板を備え、
前記第１回路基板および前記フレキシブル線路は、フレキシブルプリント基板上に一体化して構成されており、
前記差動伝送線路を構成する各線路は、前記受光素子の近傍で分割されている
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９】
前記差動伝送線路の外側に隣接して、ノイズを抑制するガード線路が配線されている
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−４３５２１（Ｐ２０１２−４３５２１Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６３２４（Ｐ２０１０−１８６３２４）
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]