光情報再生方法
【課題】レーザの特性ばらつきや温度特性などの変動要因があっても，レーザの再生パワーを安定的に制御できる光情報再生装置ないし光情報再生方法を現実的な回路構成で実現。
【解決手段】レーザの抵抗または微分抵抗値あるいは温度に対してＨＦ振幅を変化させる。レーザドライバの電位を計測して抵抗または微分抵抗値を計算したり、温度を計測して、温度と抵抗または微分抵抗値の換算テーブルから抵抗値を推定する。また高周波電流の振幅値、高周波電流の周波数、レーザ駆動電流の振幅値などを各々格納したレジスタを持つ。
【解決手段】レーザの抵抗または微分抵抗値あるいは温度に対してＨＦ振幅を変化させる。レーザドライバの電位を計測して抵抗または微分抵抗値を計算したり、温度を計測して、温度と抵抗または微分抵抗値の換算テーブルから抵抗値を推定する。また高周波電流の振幅値、高周波電流の周波数、レーザ駆動電流の振幅値などを各々格納したレジスタを持つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，光変調波形を駆動・制御し、光記録媒体（以下、光ディスク）から情報を読み出す光情報再生方法および当該再生方法を実現する光ディスク装置（以下、光ディスクドライブ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクドライブでは大容量化が進み，従来までの赤外レーザ（波長７８０ｎｍ）を用いたＣＤや，赤色レーザ（波長６５０ｎｍ）を用いたＤＶＤが広く普及している。また、青色レーザ（４０５ｎｍ）を用いたBlu-ray Disc（ＢＤ）も製品化され、先頃市場投入された。
【０００３】
光ディスクに記録された情報を再生する際，半導体レーザの雑音を極力小さくする必要がある。この半導体レーザの雑音はＲＩＮ (Relative Intensity Noise)と呼ばれ一般的に
RIN ＝ 10×log(ΔP2/P2 × 1/Δf) (ｄB/Hz)
(ΔP：光出力のAC成分、P：光出力のDC成分 Δf：測定帯域幅)、で表される。また、BDの規格書においても、ＲＩＮは-125 dB/Hz以下で使うと定義されている
このＲＩＮを低減するため、光ディスク再生装置においては、高周波重畳法（ＨＦ：High Frequency)が知られている。これは、レーザ発振を高周波でオン・オフし多重縦モード発振状態を保つことにより、光ディスクからの反射光帰還によるレーザダイオードの光出力変動を抑止するものである。ＲＩＮは、半導体レーザのＨＦ変調度（高周波重畳時の光パルスのピークパワーをＰＨＦ、ＨＦ全体の平均パワーをＰａとした場合のＰＨＦとＰａとの比；ＰＨＦ/Ｐａ）と関係があり、ＨＦ変調度を調整することにより制御される。
【０００４】
一方、半導体レーザの発振特性は温度によって変化するため、動作温度が変われば、出射される光のパワーも変動する。特開２００６−４８８８５号公報（特許文献１）には、半導体レーザの駆動装置（レーザドライバ：ＬＤＤ）に温度センサを設け、記録動作時に、半導体レーザを駆動する主電流パルスに対して温度による変動分を補償する副電流パルスを同位相で重畳して半導体レーザに供給することにより、温度による記録パルスのパワーの変動を防止する発明が開示されている。
【０００５】
また、特開平５−２９９７３８号公報（特許文献２）には、高周波重畳法により半導体レーザを駆動する光ディスクドライブにおいて、レーザドライバから半導体レーザに供給する駆動電流に高周波が重畳されている時といない時の半導体レーザの発光強度を適当なタイミングで観測し、観測結果に基づき、レーザを駆動するための基準電流（直流電流）の振幅と、重畳する高周波電流の振幅とを個別に制御することにより、レーザの変調度を一定範囲内に制御する発明が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４８８８５号公報
【特許文献２】特開平５−２９９７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の赤色レーザを用いた光ディスクドライブについては、再生動作時のレーザの温度変化はそれほど問題にはならなかった。赤色レーザの場合は、温度によるＨＦ変調度の変動が比較的小さく従ってＲＩＮの温度変動も小さかったことと、再生信号波形の小さな歪みであれば、再生信号処理系に設けられた波形等化器で修正可能であるからである。ところが、青色レーザの場合には、ＨＦ変調度の温度変動が赤色レーザに比べて非常に大きく、ＲＩＮの温度変動も大きくなる。また、製造技術上の困難さから、レーザの特性ばらつきも赤色レーザに比べて大きい。
【０００８】
特許文献１には、記録パルスのパワーの温度変動を防止することは開示されているが、再生動作時のレーザの制御については全く開示がない。また、特許文献２には、再生時にＨＦ変調度の温度変動を防止することは開示されているものの、ＨＦ時の発光パワーを直接測定するため、発光パワーの測定機構が必要となる。高周波重畳時のレーザの発光パルス強度を観測するには、発光パルスの立ち上がりと立ち下がりに追随できるだけの感度を持ったフォトディテクタが必要である。発光パルスの立ち上がりと立ち下がり速度は、レーザ発振の緩和周波数により定まる。現状のＢＤ用レーザでは、ＨＦの周波数（発光パルスの間隔の逆数）自体は４００MHz相当であるが、緩和周波数はGHzオーダであり、このような高速な光パルスの光量を測定することは現実的には不可能である。また、特許文献１に開示された発明においては、フォトディテクタの他、サンプルホールド回路や差動アンプなど、発光パルス観測のための回路構成が必要となり、レーザドライバの回路規模が増大することになる。
【０００９】
そこで、本発明は、レーザの特性ばらつきや温度特性などの変動要因があっても、レーザの再生パワーを安定的に制御できる光情報再生装置ないし光情報再生方法を現実的な回路構成で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では，半導体レーザの抵抗値または微分抵抗値に応じたＨＦの振幅設定値を格納したレジスタをレーザドライバ内に設け、レーザの抵抗または微分抵抗値に応じてレジスタの設定値を制御することにより、上記課題を解決する。ＨＦの振幅設定値としては、半導体レーザの温度に応じた値をレジスタ内に格納しても良い。
【００１１】
ＨＦの振幅は、半導体レーザの抵抗値ないし微分抵抗値あるいは温度のいずれか１つに応じて定めれば良いが、抵抗（ないし微分抵抗）と温度の双方を使用して制御を実行した方が好ましい。温度と微分抵抗の双方を用いることにより、LDの抵抗もしくは微分抵抗以外の温度特性も考慮した補正ができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，環境温度，レーザのばらつきに対して，再生性能を極力落とさずに再生回数の減少を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、具体的な実施形態の説明を行うが、その前に、本発明を理解する上で必要と思われる背景技術について、発明者らが実験的に得た知見も交えて説明する。
（ＨＦ変調度について）
図１にはＨＦ変調度ＭＨＦを説明するための模式図を示す。図１は、半導体レーザが発光する光パルスの波形を示す模式図であり、横軸が時間、縦軸が光パワーである。図１のように一定の時間間隔（周期）で光パルスを発生させた場合を仮定すると、周期の逆数がＨＦ周波数となる。ＨＦ変調度ＭＨＦは、前述の通り、ＰＨＦとＰａとの比＝ＰＨＦ/Ｐａで定義される。ここで、ＰＨＦはＨＦ光パルスのピークパワー、ＰａはＨＦ全体の平均パワーである。平均パワーＰａは、発光波形を面積分し、積分時間で除算した値とすることで算出され、パワーモニタを用いて測定することができる。
（微分抵抗について）
図２(A)には、光ディスクドライブに組み込まれているＬＤ（レーザダイオード）とＬＤ駆動用ドライバ（ＬＤＤ）とＬＤ駆動電源の結線関係を示す結線図を、図２(B)には、図２(A)のＬＤを等化回路に置き直した回路モデルを示す。図２(B)に示すように、ＬＤは、電源とドライバに対して並列に容量成分と抵抗成分を有する。通常、抵抗は、Ｒ＝Ｖ/Ｉで表されるが、レーザのような非線形素子の場合、電流、抵抗、電圧の関係は必ずしも線形になるとは限らない。このような場合、抵抗値を電流に対する電圧の微分dＲ＝dＶ/dＩで表現し、dＲを微分抵抗と称する。
【００１４】
次に、図３を用いて微分抵抗の計測方法について説明する。図３は、ＬＤ、ＬＤ駆動用ドライバおよびＬＤ駆動電源の各電位について示した模式図である。ＬＤの動作時、ＬＤにからＬＤに電圧Ｖｓが与えられ、ＬＤＤからＬＤに供給される電流がＩｏｐであったとする。このとき、接地電位に対する電圧源の電位はＶｓである。ＬＤにおける電圧降下量は、電源電圧ＶｓとＬＤＤの接地電位に対する電位の差であるから、ＬＤＤとＬＤ接続部の電位を計測すれば、ＬＤにおける電圧降下量が分かる。ＬＤＤとＬＤ接続部の電位をＶｄとすると、ＬＤの抵抗値は、Ｖｓ−Ｖｄ＝Ｉｏｐ×Ｒ から求めることができる。この際に求まるＲの値は、電流がＩｏｐである場合の抵抗値であるから微分抵抗に相当する。Ｒの計測値は、レーザの動作温度、レーザの特性ばらつき等によって異なる。
（レーザの抵抗値と動作温度およびＨＦ変調度と温度の関係について）
次に、ＬＤの抵抗値と動作温度、およびＨＦ変調度と動作温度との関係について説明する。ＨＦ変調度は、環境温度やレーザ（レーザ)のばらつきの影響を受けないように一定範囲内に制御される必要がある。例えばＢＤ−ＲＥの規格において、ＨＦは、変調周波数：４００ＭＨｚ±４０ＭＨｚ、ＨＦ変調度（Modulation）７．０±０．７、と定められており、ディスクはこの範囲で、単層ディスク１倍速、リードパワー(平均パワー)0.3mWの条件で100万回再生可能であることと規定されている。
【００１５】
一方、半導体レーザを長時間連続動作させると電流により発熱し、あるいは、光ディスクドライブ内の環境温度の影響を受ける。図４(A)に、レーザの微分抵抗値と温度の関係を示す。ＬＤの微分抵抗は、ＬＤの動作温度が高くなるにつれて低下する傾向がある。また、図４(B)に示すようにＨＦ変調度はレーザの微分抵抗が大きくなるほど低くなる傾向がある。図４(C)には、図４(A)と図４(B)から得られるＨＦ変調度の温度依存性を示す。図４(C)から、ＨＦ変調度は温度上昇とともに上昇することが分かる。先述の通り、ＨＦ変調度はＲＩＮ（半導体レーザの雑音）と関係があるため、ＨＦ変調度はＲＩＮが小さくなるように一定範囲内に制御されている必要がある。通常、光ディスクの再生制御の際には、ＬＤの温度特性は考慮されないので、ＨＦ変調度のコントローラは、ＨＦ変調度の制御パラメータが初期設定値のまま制御を行う。ところがＨＦ変調度はレーザの温度変化に伴って変化するため、長時間の連続使用の結果、あるいは環境温度によって、ＨＦ変調度が目的とする制御範囲内から外れる可能性がある。
【００１６】
加えて、ＬＤの特性ばらつきも問題となる。すなわち、大量生産されるＬＤには、抵抗値の電圧特性や温度特性が標準よりも大きくばらつくものも存在し、特に微分抵抗が低いレーザが問題となる。そのようなＬＤに対して標準的な特性を想定して作製されたＬＤＤを組み合わせて使用すると、連続使用の結果、ＨＦ変調度が目標値より大きくなる(図４(C)参照)。ＨＦ変調度が目標値よりも大きくなると、光ディスクに照射されるレーザのピークパワーが大きくなりデータを消去する可能性がある。記録材料などの特性から、光ディスク媒体の書き換え可能回数には上限があり、上述のデータ消去が発生すると、光ディスク媒体の再生回数が減少する。青色レーザの場合、赤色レーザよりも特性ばらつきが大きいため、ＨＦ変調度の温度変動の影響はより顕著になる。
（レーザの発光特性とマルチ縦モード発振のための制御方法について）
図５(A)には，レーザドライバが発生する駆動電流パルスと，レーザから出力されるＨＦパルスの関係を示す模式図を示す。この図に示すようにレーザドライブから出力されるHF電流パルスと実際にレーザで出力されるHF発光パルスは異なる。これは、レーザの抵抗もしくは微分抵抗の違いやレーザの緩和振動の影響を受けるためである。
【００１７】
図５(B)には、ＬＤＤからＬＤに供給される電流に対するレーザの照射パワーの変化を示す。レーザの発光特性は、レーザの発振開始電流値Ｉｔｈと、駆動電流に対する発光パワーの効率（傾き）ηで表される。この両者により、レーザから出射される発光波形（出射波形）が一義に決まる。ここでオフ時の電流値を発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さく設定することで、発光波形はオン状態とオフ状態の繰り返しとなる。この断続駆動により、レーザを多重縦モードにて発振させることができる。
【実施例１】
【００１８】
図６には、本実施例の光ディスクドライブの概要を示す模式図を示す。本実施例の光ディスクドライブ18は、可搬型記録媒体である光ディスク10を保持するスピンドル（図示せず）、光ディスクに対してレーザを照射してその反射光を検出する光ピックアップ16、記録動作あるいは再生動作時に、光ピックアップから照射する光あるいは光ピックアップでの検出信号を処理する記録再生信号処理系17などにより構成される。
【００１９】
本実施例の光ピックアップ17は、光源として半導体レーザＬＤ11、ＬＤの温度センサ13を備える。また、本実施例の記録再生信号処理系17は、再生時にＬＤ11に対して所定のＨＦパルス電流を供給するＬＤドライバ回路（ＬＤＤ）12と、記録動作時に所定の記録信号波形を生成するＬＳＩ14と、光ディスクドライブ全体の動作を統括制御するファームウェアを動作させるためのマイコン15などを備える。また、本実施例のＬＤＤは、ＨＦパルス波形の制御手段を備える。
【００２０】
前述のように、ＨＦの振幅変動は一定範囲内に制御される必要がある。そのためには，レーザの抵抗値の変化に応じて，ＨＦパルス波形の制御手段の制御量を調整する必要がある。制御量の調整方法には，大きく分けて二つある。一つは，再生時の動作温度を測定し，搭載されたレーザの微分抵抗の情報をピックアップから取得し，再生時のＨＦに関わる設定をテーブル化して制御する方法、二つは再生時にレーザの微分抵抗をセンシングして，検出された微分抵抗によって，ＨＦパルス波形制御に関わる設定を制御する方法である。
【００２１】
ＨＦパルス波形は、ＬＤドライバ回路12内に設けられた波形制御レジスタの設定値（レジスタ値）を変更することにより制御される。これまで説明したように、ＨＦ変調度ＭＨＦは、再生信号の品質、再生回数に影響するため、一定ＨＦ変調度が得られるようなレジスタ設定値を事前に調べておく必要がある。一方、レジスタ値の変更はファームウェア上で行われる。このため、本実施例のマイコン15は、上述のＬＤの微分抵抗や温度などの測定情報とレジスタ値とを対応付けて保持する。本実施例の場合は、上記観測情報とレジスタ値とをテーブルの形式でマイコン15の内部メモリ内に保持される。
【００２２】
図７(A)には，図６に示すＬＤドライバ回路12内に含まれる制御レジスタの構成例を示す。図６における図示したレーザドライバは，ＨＦ電流パルスの振幅制御レジスタ、周波数の制御レジスタ、再生パワー制御レジスタを備え、これら３種の制御レジスタが図６に示したＨＦ波形制御手段を構成する。ここで、ＨＦ周波数とは、ＨＦパルスの間隔を意味する。図７(B)に一例を示すようにＨＦの周波数は周波数レジスタ単独で制御でき、図７(C)に一例を示すようにＨＦの振幅レジスタによってＨＦのピークパワーを制御できる。
【００２３】
一方、ＨＦのピークパワーＰＨＦは、再生パワー制御レジスタの値とＨＦ振幅制御レジスタの値の乗算で決まる。これらのレジスタを制御することにより、再生時のＨＦ条件を，最適化できる。
【００２４】
こうして，一つ以上のレジスタの最適化を行う。なお，本実施例では，ＨＦ電流パルスの振幅制御、周波数の制御レジスタ、再生パワー制御の例を示したが，ＨＦ波形制御に利用できる制御レジスタの種類や数はレーザドライバに依存する。従って，それぞれのレーザドライバに備わっているＨＦ波形制御用レジスタの最適値をそれぞれ求め，各制御レジスタに求まった最適値を設定すればよい。なお、ここでいう「ＨＦ波形制御用レジスタ」とは、「振幅制御レジスタ」「周波数の制御レジスタ」「再生パワー制御レジスタ」など、ＨＦ電流パルスの制御に使用されるレジスタの総称の意味である。
【００２５】
図８に、本実施例のＨＦ振幅調整レジスタテーブルの一例を示す。図９のようなばらつきのある半導体によって作製されるレーザ，温度によって特性が変化するこの温度変化に抵抗変化を予め測定しておき，温度に対応した最適レジスタ値を記憶した温度テーブルも用意しておく。典型的な温度，例えばＬｏｗを０℃，Ｍｉｄｄｌｅを２５℃，Ｈｉｇｈを５０℃とし、その温度における波形制御パラメータとして図１ではＨＦ振幅制御のレジスタを示したものである。このＨＦ振幅レジスタを調整することにより上記で述べたＨＦ変調度を変更することができ、テーブル参照によって、ＨＦ振幅を一定にすることができる。
図８の例では、ＬＤの温度領域をＬｏｗ，Ｍｉｄｄｌｅ，Ｈｉｇｈの３つの領域に分けているが、領域の数や広さは同一のレジスタ設定で補償できる温度範囲にしたがって定めれば良い。例えば、ばらつきが比較的小さなＬＤであれば、Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈの２つに分けても良いし、ばらつきの大きなＬＤであれば、４つ以上に領域を分離して温度補償を行う必要がある。いずれにせよ、ＬＤの動作温度を複数の領域に分けて温度補償を行うことが重要である。
【００２６】
図１０には、本実施例の光ディスクドライブの再生動作の際の動作フローを示す。この場合の制御シーケンスを説明すると，以下の（１）〜（５）のようになる。
（１）ドライブ(ホスト)からマイコンにあるファームウェア(以下ＦＷ)がディスク情報を読む指令を受け取る
（２）ＦＷで再生速度、ディスクの種類などの判別後、再生パワーを設定する。
（３）ＨＦ条件を定めるため、温度測定結果を取得さらに、搭載レーザの微分抵抗情報をＦＷがピックアップもしくはドライブから取得する。なお、このときのレーザの抵抗情報はピックアップもしくはドライブ格納されているとする。
（４）ＦＷで温度とＬＤの微分抵抗から図１のようなテーブルを参照しＨＦ振幅レジスタ値を決定し設定する。
（５）ＦＷで最適化されたＨＦ波形によって，再生動作を開始する。このＨＦ波形制御を用いれば，ドライブ内の温度変化に対するレーザや，レーザの微分抵抗のばらつき，などに対応することができる。
【００２７】
上記によるＨＦ条件の調整タイミングは、光ディスクが光ディスク再生装置に挿入された時（ローディング時）、温度センサを設けてレーザダイオードの周囲温度に変化があった時、データ記録後や、ホストなどの外部から調整の要求を受けた時などが好適である。また、ドライブのFWにレーザ照射時間を記録してその照射時間情報を取得して、一定期間ごとに第２のステップを実行しても良い。
【００２８】
ローディング時に調整を行うことで、フォーカスサーボやトラッキングサーボをかける前に調整ができ、記録再生動作を中断する必要がない。また、データ記録後には、記録前と比較してレーザダイオードの温度に変化が生じやすいため、記録後に常に再調整を行うようにすれば、温度変化を測定する必要がない。また、例えば１ヶ月ごとに再調整を行えば、レーザの経年変化を補償することができる。
【００２９】
以上、本実施例の光ディスクドライブは、ＬＤの特性に応じてＨＦパルス波形を制御することになるため、以下の２つの利点を有する。１つはＨＦ最適化できるためを再生性能を劣化させないことであり、２つ目は従来不良品扱いであったＬＤも使用可能となり、光ディスクドライブの製造コストを大きく低減することができる点である。
【実施例２】
【００３０】
実施例１ではレーザの微分抵抗を実測せず、温度とレーザの情報からある程度の精度でテーブル参照して、ＨＦパルス波形を制御したが、本実施例２では微分抵抗の実測値を用いてＨＦパルス波形制御を行う機能を備えた光ディスクドライブの構成例について説明する。
【００３１】
本実施例の光ディスクドライブの全体構成や動作については、実施例１と共通する部分が多いため、実施例と同じ部分についての説明は割愛し、相違点についてのみ説明する。
【００３２】
図１１に本実施例の光ディスクドライブの全体構成を示す。図１１に示す光ディスクドライブは図６とほぼ同じ構成であるが、本実施例の光ディスクドライブは、微分抵抗の計測機能を有している。
【００３３】
図１２に、図１１に示す光ディスクドライブの再生動作フローのシーケンスを示す。光ディスクドライブが接続される上位装置（通常はホストコンピュータ）からのディスク再生要求を受信すると、ファームウェアがディスクの再生指令を発行する（ステップ1201）。
（１）実施例１と同様にドライブからディスク情報を読む指令をＦＷが受け取る
（２）再生速度、ディスクの種類などの判別後、ＦＷで再生パワーを設定する。
（３）ＨＦ条件を定めるため、温度測定結果を取得さらに、レーザの抵抗を測定するため、図３に示す電源電圧情報（Ｖｓ）、ＬＤＤで流している電流Ｉｏｐ、およびＬＤＤのＬＤ接続部１５の電圧Ｖｄを測定し、その値からＦＷで現在のレーザ抵抗値を求める。
（４）レーザの抵抗値から図１３に示すテーブルからＦＷでＨＦ振幅レジスタ値を決定し設定する。
【００３４】
本実施例の光ディスクドライブでは、ＬＤの抵抗もしくは微分抵抗をリアルタイムに知ることにより、ＨＦの制御をさらに高精度化している。このとき、温度情報も用いて図８のような２パラメータ（温度、抵抗）のテーブルを参照してもよい。前にも述べたが、温度と微分抵抗の双方を用いることにより、LDの抵抗もしくは微分抵抗以外の温度特性も考慮した補正ができる。ドライブ動作での精度検証から１パラメータもしくは２パラメータのどちらのテーブルを選択するかは設計者が決めればよい。
【実施例３】
【００３５】
本実施例では、再生速度に応じてＨＦ周波数を制御する機能を備えた光ディスクドライブについて説明する。ＢＤを例に説明する。
【００３６】
図１４は横軸に再生帯域と縦軸に再生の利得を示したものである。図１４に示すように高速再生になると再生帯域が広くなる傾向がある。高速になれば，再生帯域とＨＦ周波数が近づき、再生信号にＨＦが漏れ込み、ＨＦ自体が問題となる。
【００３７】
２００８年７月点では、ＢＤの再生速度は６倍速までが規格化されており，ＨＦ周波数は規格で４００ＭＨｚと決められている。しかし、今後さらに高速化が進むと，再生速度に応じてＨＦ周波数を大きくしなければならない。例えば１−６倍速では、ＨＦ周波数４００ＭＨｚ、６-１２倍速では８００ＭＨｚzなど、再生速度の区分に応じてＨＦ周波数を変えざるを得なくなる可能性が高い。そこで、本実施例の光ディスクドライブは、実施例１，２で説明したＨＦパルス波形の振幅制御に加えて，ＨＦの周波数制御も行う。このため、ＨＦ電流パルスの振幅制御レジスタと再生パワーレジスタに加えて、ＨＦの周波数レジスタもテーブル化される。
【００３８】
以下、図１５，図１６及び図１７を用いて本実施例の光ディスクドライブのＨＦパルス波形制御について説明する。図１６には、本実施例の光ディスクドライブの全体構成を示す模式図を示す。図１６に示す光ディスクドライブ18は、実施例１，２同様、可搬型記録媒体である光ディスク10を保持するスピンドル（図示せず）、光ディスクに対してレーザを照射してその反射光を検出する光ピックアップ16、記録動作あるいは再生動作時に、光ピックアップから照射する光あるいは光ピックアップでの検出信号を処理する記録再生信号処理系17などにより構成される。
【００３９】
図１５には、本実施例の光ディスクドライブにおけるＨＦパルス波形制御のフローを示す。図１５のステップ1501において、再生開始時点の再生速度がたとえば１０倍速（１０ｘ）であり、何らかの要因で再生速度を２ｘに落とすことになったとする。この場合，マイコン15上で動作するファームウェアがスピンドル制御器19に対してスピンドルモータの回転数を2xに対応した回転数に変えるように指示する。回転数が変化すると、スピンドル制御器19は回転数を切り替えたことを示す応答信号をマイコン15に対して送信する。ファームウェアは、この信号を受信することにより再生速度変化を検知する（ステップ1502）。
【００４０】
マイコン15の内部メモリには、図１７に示す制御テーブルが格納されている。ファームウェアは、再生速度変化を検出すると、内部メモリ内に格納された各テーブルを参照し、適切なレジスタ値をＬＳＩ14経由でＬＤドライバ回路に転送する（ステップ1503）。初めに、ＨＦパルス波形の周波数制御が実行される。ファームウェアは、検出されたスピンドルの回転数が属する再生速度区分を判断し、図１７(A)に示すＨＦ周波数制御レジスタテーブルを参照し、再生速度区分に応じたレジスタ値を選択する。図１５のフローでは、再生速度が10xから2xに切り替わるので、周波数制御レジスタ値はbからaに切り替えることになる。
【００４１】
ＨＦ周波数が変わると高周波特性が変わるため、ＨＦパルス波形の振幅も制御する必要がある。そこで、本実施例のＨＦパルス波形制御では、ＨＦ振幅制御レジスタテーブルも準備する周波数制御レジスタ値の数に応じて用意し、参照するＨＦ振幅制御レジスタテーブルを切り替える。もともとは１０倍速で再生していたため、ＨＦ振幅のレジスタ値の設定時には、図１７(C)のテーブルを参照していたが，ＨＦ周波数が変わったため，参照するテーブルを図１７(C)から図１７(B)に変えてＨＦ振幅レジスタ値を設定する。
【００４２】
以上の制御が終了すると、変更後の再生速度にて再生動作が継続される(ステップ1504)。
【００４３】
以上、再生速度に応じてＨＦ周波数を制御する機能を備えた光ディスクドライブの構成例について説明した。以上の説明では、再生速度変化の検出をスピンドル制御器からの応答を用いて行ったが、例えば、ウォブル周波数を検出するなどの手段によっても同様な機能を実現可能である。
【００４４】
この実施例３によってＣＡＶ(Constant Angular Velocity)再生時の内外周での再生速度が異なる場合や、複数の再生速度に対応するドライブにおいて、再生性能を最大限に引き出して再生をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】高周波重畳（ＨＦ）の説明図。本発明によるＨＦ振幅制御レジスタテーブルの一例を示す図。
【図２】レーザドライバからレーザまでの回路モデルを示す図。
【図３】レーザの抵抗センシングを説明する図
【図４】(A)温度とレーザの微分抵抗の関係 (B)微分抵抗とHF Modulationの関係 (C)温度とレーザの抵抗センシングを説明する図の関係を示す図。
【図５】(A)ＨＦ電流パルスとＨＦ発光パルスの関係を示す図。(B)レーザの光出力の電流特性を示す図。
【図６】実施例１の光ディスクドライブの全体構成図
【図７】(A)レーザドライバのＨＦ制御に関するレジスタを示す図。(B)ＨＦ周波数制御レジスタ値とＨＦ周波数の関係を示す図。（C) ＨＦ振幅制御レジスタ値とＨＦ振幅の関係を示す図。
【図８】実施例１のＨＦ振幅制御レジスタテーブルの構成を示す図。
【図９】レーザの微分抵抗のばらつきを示す図
【図１０】実施例１の光ディスクドライブのパルス波形制御を示すフローチャート。
【図１１】実施例２の光ディスクドライブの全体構成図
【図１２】実施例２の光ディスクドライブのパルス波形制御を示すフローチャート。
【図１３】実施例２のＨＦ振幅制御レジスタテーブルの構成を示す図。
【図１４】再生速度と再生帯域，ＨＦ周波数の関係を示す図
【図１５】実施例３の光ディスクドライブのパルス波形制御を示すフローチャート。
【図１６】実施例３の光ディスクドライブの全体構成図
【図１７】実施例３のＨＦパルス波形制御レジスタテーブルを示す図。
【符号の説明】
【００４６】
レーザ…レーザダイオード
レーザＤ…レーザダイオードドライバ回路
１０…光ディスク
１１…レーザダイオード
１２…レーザドライバ
１３…温度センサ
１４…電圧測定器
１５…電圧測定ポイント
【技術分野】
【０００１】
本発明は，光変調波形を駆動・制御し、光記録媒体（以下、光ディスク）から情報を読み出す光情報再生方法および当該再生方法を実現する光ディスク装置（以下、光ディスクドライブ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクドライブでは大容量化が進み，従来までの赤外レーザ（波長７８０ｎｍ）を用いたＣＤや，赤色レーザ（波長６５０ｎｍ）を用いたＤＶＤが広く普及している。また、青色レーザ（４０５ｎｍ）を用いたBlu-ray Disc（ＢＤ）も製品化され、先頃市場投入された。
【０００３】
光ディスクに記録された情報を再生する際，半導体レーザの雑音を極力小さくする必要がある。この半導体レーザの雑音はＲＩＮ (Relative Intensity Noise)と呼ばれ一般的に
RIN ＝ 10×log(ΔP2/P2 × 1/Δf) (ｄB/Hz)
(ΔP：光出力のAC成分、P：光出力のDC成分 Δf：測定帯域幅)、で表される。また、BDの規格書においても、ＲＩＮは-125 dB/Hz以下で使うと定義されている
このＲＩＮを低減するため、光ディスク再生装置においては、高周波重畳法（ＨＦ：High Frequency)が知られている。これは、レーザ発振を高周波でオン・オフし多重縦モード発振状態を保つことにより、光ディスクからの反射光帰還によるレーザダイオードの光出力変動を抑止するものである。ＲＩＮは、半導体レーザのＨＦ変調度（高周波重畳時の光パルスのピークパワーをＰＨＦ、ＨＦ全体の平均パワーをＰａとした場合のＰＨＦとＰａとの比；ＰＨＦ/Ｐａ）と関係があり、ＨＦ変調度を調整することにより制御される。
【０００４】
一方、半導体レーザの発振特性は温度によって変化するため、動作温度が変われば、出射される光のパワーも変動する。特開２００６−４８８８５号公報（特許文献１）には、半導体レーザの駆動装置（レーザドライバ：ＬＤＤ）に温度センサを設け、記録動作時に、半導体レーザを駆動する主電流パルスに対して温度による変動分を補償する副電流パルスを同位相で重畳して半導体レーザに供給することにより、温度による記録パルスのパワーの変動を防止する発明が開示されている。
【０００５】
また、特開平５−２９９７３８号公報（特許文献２）には、高周波重畳法により半導体レーザを駆動する光ディスクドライブにおいて、レーザドライバから半導体レーザに供給する駆動電流に高周波が重畳されている時といない時の半導体レーザの発光強度を適当なタイミングで観測し、観測結果に基づき、レーザを駆動するための基準電流（直流電流）の振幅と、重畳する高周波電流の振幅とを個別に制御することにより、レーザの変調度を一定範囲内に制御する発明が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４８８８５号公報
【特許文献２】特開平５−２９９７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の赤色レーザを用いた光ディスクドライブについては、再生動作時のレーザの温度変化はそれほど問題にはならなかった。赤色レーザの場合は、温度によるＨＦ変調度の変動が比較的小さく従ってＲＩＮの温度変動も小さかったことと、再生信号波形の小さな歪みであれば、再生信号処理系に設けられた波形等化器で修正可能であるからである。ところが、青色レーザの場合には、ＨＦ変調度の温度変動が赤色レーザに比べて非常に大きく、ＲＩＮの温度変動も大きくなる。また、製造技術上の困難さから、レーザの特性ばらつきも赤色レーザに比べて大きい。
【０００８】
特許文献１には、記録パルスのパワーの温度変動を防止することは開示されているが、再生動作時のレーザの制御については全く開示がない。また、特許文献２には、再生時にＨＦ変調度の温度変動を防止することは開示されているものの、ＨＦ時の発光パワーを直接測定するため、発光パワーの測定機構が必要となる。高周波重畳時のレーザの発光パルス強度を観測するには、発光パルスの立ち上がりと立ち下がりに追随できるだけの感度を持ったフォトディテクタが必要である。発光パルスの立ち上がりと立ち下がり速度は、レーザ発振の緩和周波数により定まる。現状のＢＤ用レーザでは、ＨＦの周波数（発光パルスの間隔の逆数）自体は４００MHz相当であるが、緩和周波数はGHzオーダであり、このような高速な光パルスの光量を測定することは現実的には不可能である。また、特許文献１に開示された発明においては、フォトディテクタの他、サンプルホールド回路や差動アンプなど、発光パルス観測のための回路構成が必要となり、レーザドライバの回路規模が増大することになる。
【０００９】
そこで、本発明は、レーザの特性ばらつきや温度特性などの変動要因があっても、レーザの再生パワーを安定的に制御できる光情報再生装置ないし光情報再生方法を現実的な回路構成で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では，半導体レーザの抵抗値または微分抵抗値に応じたＨＦの振幅設定値を格納したレジスタをレーザドライバ内に設け、レーザの抵抗または微分抵抗値に応じてレジスタの設定値を制御することにより、上記課題を解決する。ＨＦの振幅設定値としては、半導体レーザの温度に応じた値をレジスタ内に格納しても良い。
【００１１】
ＨＦの振幅は、半導体レーザの抵抗値ないし微分抵抗値あるいは温度のいずれか１つに応じて定めれば良いが、抵抗（ないし微分抵抗）と温度の双方を使用して制御を実行した方が好ましい。温度と微分抵抗の双方を用いることにより、LDの抵抗もしくは微分抵抗以外の温度特性も考慮した補正ができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，環境温度，レーザのばらつきに対して，再生性能を極力落とさずに再生回数の減少を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、具体的な実施形態の説明を行うが、その前に、本発明を理解する上で必要と思われる背景技術について、発明者らが実験的に得た知見も交えて説明する。
（ＨＦ変調度について）
図１にはＨＦ変調度ＭＨＦを説明するための模式図を示す。図１は、半導体レーザが発光する光パルスの波形を示す模式図であり、横軸が時間、縦軸が光パワーである。図１のように一定の時間間隔（周期）で光パルスを発生させた場合を仮定すると、周期の逆数がＨＦ周波数となる。ＨＦ変調度ＭＨＦは、前述の通り、ＰＨＦとＰａとの比＝ＰＨＦ/Ｐａで定義される。ここで、ＰＨＦはＨＦ光パルスのピークパワー、ＰａはＨＦ全体の平均パワーである。平均パワーＰａは、発光波形を面積分し、積分時間で除算した値とすることで算出され、パワーモニタを用いて測定することができる。
（微分抵抗について）
図２(A)には、光ディスクドライブに組み込まれているＬＤ（レーザダイオード）とＬＤ駆動用ドライバ（ＬＤＤ）とＬＤ駆動電源の結線関係を示す結線図を、図２(B)には、図２(A)のＬＤを等化回路に置き直した回路モデルを示す。図２(B)に示すように、ＬＤは、電源とドライバに対して並列に容量成分と抵抗成分を有する。通常、抵抗は、Ｒ＝Ｖ/Ｉで表されるが、レーザのような非線形素子の場合、電流、抵抗、電圧の関係は必ずしも線形になるとは限らない。このような場合、抵抗値を電流に対する電圧の微分dＲ＝dＶ/dＩで表現し、dＲを微分抵抗と称する。
【００１４】
次に、図３を用いて微分抵抗の計測方法について説明する。図３は、ＬＤ、ＬＤ駆動用ドライバおよびＬＤ駆動電源の各電位について示した模式図である。ＬＤの動作時、ＬＤにからＬＤに電圧Ｖｓが与えられ、ＬＤＤからＬＤに供給される電流がＩｏｐであったとする。このとき、接地電位に対する電圧源の電位はＶｓである。ＬＤにおける電圧降下量は、電源電圧ＶｓとＬＤＤの接地電位に対する電位の差であるから、ＬＤＤとＬＤ接続部の電位を計測すれば、ＬＤにおける電圧降下量が分かる。ＬＤＤとＬＤ接続部の電位をＶｄとすると、ＬＤの抵抗値は、Ｖｓ−Ｖｄ＝Ｉｏｐ×Ｒ から求めることができる。この際に求まるＲの値は、電流がＩｏｐである場合の抵抗値であるから微分抵抗に相当する。Ｒの計測値は、レーザの動作温度、レーザの特性ばらつき等によって異なる。
（レーザの抵抗値と動作温度およびＨＦ変調度と温度の関係について）
次に、ＬＤの抵抗値と動作温度、およびＨＦ変調度と動作温度との関係について説明する。ＨＦ変調度は、環境温度やレーザ（レーザ)のばらつきの影響を受けないように一定範囲内に制御される必要がある。例えばＢＤ−ＲＥの規格において、ＨＦは、変調周波数：４００ＭＨｚ±４０ＭＨｚ、ＨＦ変調度（Modulation）７．０±０．７、と定められており、ディスクはこの範囲で、単層ディスク１倍速、リードパワー(平均パワー)0.3mWの条件で100万回再生可能であることと規定されている。
【００１５】
一方、半導体レーザを長時間連続動作させると電流により発熱し、あるいは、光ディスクドライブ内の環境温度の影響を受ける。図４(A)に、レーザの微分抵抗値と温度の関係を示す。ＬＤの微分抵抗は、ＬＤの動作温度が高くなるにつれて低下する傾向がある。また、図４(B)に示すようにＨＦ変調度はレーザの微分抵抗が大きくなるほど低くなる傾向がある。図４(C)には、図４(A)と図４(B)から得られるＨＦ変調度の温度依存性を示す。図４(C)から、ＨＦ変調度は温度上昇とともに上昇することが分かる。先述の通り、ＨＦ変調度はＲＩＮ（半導体レーザの雑音）と関係があるため、ＨＦ変調度はＲＩＮが小さくなるように一定範囲内に制御されている必要がある。通常、光ディスクの再生制御の際には、ＬＤの温度特性は考慮されないので、ＨＦ変調度のコントローラは、ＨＦ変調度の制御パラメータが初期設定値のまま制御を行う。ところがＨＦ変調度はレーザの温度変化に伴って変化するため、長時間の連続使用の結果、あるいは環境温度によって、ＨＦ変調度が目的とする制御範囲内から外れる可能性がある。
【００１６】
加えて、ＬＤの特性ばらつきも問題となる。すなわち、大量生産されるＬＤには、抵抗値の電圧特性や温度特性が標準よりも大きくばらつくものも存在し、特に微分抵抗が低いレーザが問題となる。そのようなＬＤに対して標準的な特性を想定して作製されたＬＤＤを組み合わせて使用すると、連続使用の結果、ＨＦ変調度が目標値より大きくなる(図４(C)参照)。ＨＦ変調度が目標値よりも大きくなると、光ディスクに照射されるレーザのピークパワーが大きくなりデータを消去する可能性がある。記録材料などの特性から、光ディスク媒体の書き換え可能回数には上限があり、上述のデータ消去が発生すると、光ディスク媒体の再生回数が減少する。青色レーザの場合、赤色レーザよりも特性ばらつきが大きいため、ＨＦ変調度の温度変動の影響はより顕著になる。
（レーザの発光特性とマルチ縦モード発振のための制御方法について）
図５(A)には，レーザドライバが発生する駆動電流パルスと，レーザから出力されるＨＦパルスの関係を示す模式図を示す。この図に示すようにレーザドライブから出力されるHF電流パルスと実際にレーザで出力されるHF発光パルスは異なる。これは、レーザの抵抗もしくは微分抵抗の違いやレーザの緩和振動の影響を受けるためである。
【００１７】
図５(B)には、ＬＤＤからＬＤに供給される電流に対するレーザの照射パワーの変化を示す。レーザの発光特性は、レーザの発振開始電流値Ｉｔｈと、駆動電流に対する発光パワーの効率（傾き）ηで表される。この両者により、レーザから出射される発光波形（出射波形）が一義に決まる。ここでオフ時の電流値を発振開始電流値Ｉｔｈよりも小さく設定することで、発光波形はオン状態とオフ状態の繰り返しとなる。この断続駆動により、レーザを多重縦モードにて発振させることができる。
【実施例１】
【００１８】
図６には、本実施例の光ディスクドライブの概要を示す模式図を示す。本実施例の光ディスクドライブ18は、可搬型記録媒体である光ディスク10を保持するスピンドル（図示せず）、光ディスクに対してレーザを照射してその反射光を検出する光ピックアップ16、記録動作あるいは再生動作時に、光ピックアップから照射する光あるいは光ピックアップでの検出信号を処理する記録再生信号処理系17などにより構成される。
【００１９】
本実施例の光ピックアップ17は、光源として半導体レーザＬＤ11、ＬＤの温度センサ13を備える。また、本実施例の記録再生信号処理系17は、再生時にＬＤ11に対して所定のＨＦパルス電流を供給するＬＤドライバ回路（ＬＤＤ）12と、記録動作時に所定の記録信号波形を生成するＬＳＩ14と、光ディスクドライブ全体の動作を統括制御するファームウェアを動作させるためのマイコン15などを備える。また、本実施例のＬＤＤは、ＨＦパルス波形の制御手段を備える。
【００２０】
前述のように、ＨＦの振幅変動は一定範囲内に制御される必要がある。そのためには，レーザの抵抗値の変化に応じて，ＨＦパルス波形の制御手段の制御量を調整する必要がある。制御量の調整方法には，大きく分けて二つある。一つは，再生時の動作温度を測定し，搭載されたレーザの微分抵抗の情報をピックアップから取得し，再生時のＨＦに関わる設定をテーブル化して制御する方法、二つは再生時にレーザの微分抵抗をセンシングして，検出された微分抵抗によって，ＨＦパルス波形制御に関わる設定を制御する方法である。
【００２１】
ＨＦパルス波形は、ＬＤドライバ回路12内に設けられた波形制御レジスタの設定値（レジスタ値）を変更することにより制御される。これまで説明したように、ＨＦ変調度ＭＨＦは、再生信号の品質、再生回数に影響するため、一定ＨＦ変調度が得られるようなレジスタ設定値を事前に調べておく必要がある。一方、レジスタ値の変更はファームウェア上で行われる。このため、本実施例のマイコン15は、上述のＬＤの微分抵抗や温度などの測定情報とレジスタ値とを対応付けて保持する。本実施例の場合は、上記観測情報とレジスタ値とをテーブルの形式でマイコン15の内部メモリ内に保持される。
【００２２】
図７(A)には，図６に示すＬＤドライバ回路12内に含まれる制御レジスタの構成例を示す。図６における図示したレーザドライバは，ＨＦ電流パルスの振幅制御レジスタ、周波数の制御レジスタ、再生パワー制御レジスタを備え、これら３種の制御レジスタが図６に示したＨＦ波形制御手段を構成する。ここで、ＨＦ周波数とは、ＨＦパルスの間隔を意味する。図７(B)に一例を示すようにＨＦの周波数は周波数レジスタ単独で制御でき、図７(C)に一例を示すようにＨＦの振幅レジスタによってＨＦのピークパワーを制御できる。
【００２３】
一方、ＨＦのピークパワーＰＨＦは、再生パワー制御レジスタの値とＨＦ振幅制御レジスタの値の乗算で決まる。これらのレジスタを制御することにより、再生時のＨＦ条件を，最適化できる。
【００２４】
こうして，一つ以上のレジスタの最適化を行う。なお，本実施例では，ＨＦ電流パルスの振幅制御、周波数の制御レジスタ、再生パワー制御の例を示したが，ＨＦ波形制御に利用できる制御レジスタの種類や数はレーザドライバに依存する。従って，それぞれのレーザドライバに備わっているＨＦ波形制御用レジスタの最適値をそれぞれ求め，各制御レジスタに求まった最適値を設定すればよい。なお、ここでいう「ＨＦ波形制御用レジスタ」とは、「振幅制御レジスタ」「周波数の制御レジスタ」「再生パワー制御レジスタ」など、ＨＦ電流パルスの制御に使用されるレジスタの総称の意味である。
【００２５】
図８に、本実施例のＨＦ振幅調整レジスタテーブルの一例を示す。図９のようなばらつきのある半導体によって作製されるレーザ，温度によって特性が変化するこの温度変化に抵抗変化を予め測定しておき，温度に対応した最適レジスタ値を記憶した温度テーブルも用意しておく。典型的な温度，例えばＬｏｗを０℃，Ｍｉｄｄｌｅを２５℃，Ｈｉｇｈを５０℃とし、その温度における波形制御パラメータとして図１ではＨＦ振幅制御のレジスタを示したものである。このＨＦ振幅レジスタを調整することにより上記で述べたＨＦ変調度を変更することができ、テーブル参照によって、ＨＦ振幅を一定にすることができる。
図８の例では、ＬＤの温度領域をＬｏｗ，Ｍｉｄｄｌｅ，Ｈｉｇｈの３つの領域に分けているが、領域の数や広さは同一のレジスタ設定で補償できる温度範囲にしたがって定めれば良い。例えば、ばらつきが比較的小さなＬＤであれば、Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈの２つに分けても良いし、ばらつきの大きなＬＤであれば、４つ以上に領域を分離して温度補償を行う必要がある。いずれにせよ、ＬＤの動作温度を複数の領域に分けて温度補償を行うことが重要である。
【００２６】
図１０には、本実施例の光ディスクドライブの再生動作の際の動作フローを示す。この場合の制御シーケンスを説明すると，以下の（１）〜（５）のようになる。
（１）ドライブ(ホスト)からマイコンにあるファームウェア(以下ＦＷ)がディスク情報を読む指令を受け取る
（２）ＦＷで再生速度、ディスクの種類などの判別後、再生パワーを設定する。
（３）ＨＦ条件を定めるため、温度測定結果を取得さらに、搭載レーザの微分抵抗情報をＦＷがピックアップもしくはドライブから取得する。なお、このときのレーザの抵抗情報はピックアップもしくはドライブ格納されているとする。
（４）ＦＷで温度とＬＤの微分抵抗から図１のようなテーブルを参照しＨＦ振幅レジスタ値を決定し設定する。
（５）ＦＷで最適化されたＨＦ波形によって，再生動作を開始する。このＨＦ波形制御を用いれば，ドライブ内の温度変化に対するレーザや，レーザの微分抵抗のばらつき，などに対応することができる。
【００２７】
上記によるＨＦ条件の調整タイミングは、光ディスクが光ディスク再生装置に挿入された時（ローディング時）、温度センサを設けてレーザダイオードの周囲温度に変化があった時、データ記録後や、ホストなどの外部から調整の要求を受けた時などが好適である。また、ドライブのFWにレーザ照射時間を記録してその照射時間情報を取得して、一定期間ごとに第２のステップを実行しても良い。
【００２８】
ローディング時に調整を行うことで、フォーカスサーボやトラッキングサーボをかける前に調整ができ、記録再生動作を中断する必要がない。また、データ記録後には、記録前と比較してレーザダイオードの温度に変化が生じやすいため、記録後に常に再調整を行うようにすれば、温度変化を測定する必要がない。また、例えば１ヶ月ごとに再調整を行えば、レーザの経年変化を補償することができる。
【００２９】
以上、本実施例の光ディスクドライブは、ＬＤの特性に応じてＨＦパルス波形を制御することになるため、以下の２つの利点を有する。１つはＨＦ最適化できるためを再生性能を劣化させないことであり、２つ目は従来不良品扱いであったＬＤも使用可能となり、光ディスクドライブの製造コストを大きく低減することができる点である。
【実施例２】
【００３０】
実施例１ではレーザの微分抵抗を実測せず、温度とレーザの情報からある程度の精度でテーブル参照して、ＨＦパルス波形を制御したが、本実施例２では微分抵抗の実測値を用いてＨＦパルス波形制御を行う機能を備えた光ディスクドライブの構成例について説明する。
【００３１】
本実施例の光ディスクドライブの全体構成や動作については、実施例１と共通する部分が多いため、実施例と同じ部分についての説明は割愛し、相違点についてのみ説明する。
【００３２】
図１１に本実施例の光ディスクドライブの全体構成を示す。図１１に示す光ディスクドライブは図６とほぼ同じ構成であるが、本実施例の光ディスクドライブは、微分抵抗の計測機能を有している。
【００３３】
図１２に、図１１に示す光ディスクドライブの再生動作フローのシーケンスを示す。光ディスクドライブが接続される上位装置（通常はホストコンピュータ）からのディスク再生要求を受信すると、ファームウェアがディスクの再生指令を発行する（ステップ1201）。
（１）実施例１と同様にドライブからディスク情報を読む指令をＦＷが受け取る
（２）再生速度、ディスクの種類などの判別後、ＦＷで再生パワーを設定する。
（３）ＨＦ条件を定めるため、温度測定結果を取得さらに、レーザの抵抗を測定するため、図３に示す電源電圧情報（Ｖｓ）、ＬＤＤで流している電流Ｉｏｐ、およびＬＤＤのＬＤ接続部１５の電圧Ｖｄを測定し、その値からＦＷで現在のレーザ抵抗値を求める。
（４）レーザの抵抗値から図１３に示すテーブルからＦＷでＨＦ振幅レジスタ値を決定し設定する。
【００３４】
本実施例の光ディスクドライブでは、ＬＤの抵抗もしくは微分抵抗をリアルタイムに知ることにより、ＨＦの制御をさらに高精度化している。このとき、温度情報も用いて図８のような２パラメータ（温度、抵抗）のテーブルを参照してもよい。前にも述べたが、温度と微分抵抗の双方を用いることにより、LDの抵抗もしくは微分抵抗以外の温度特性も考慮した補正ができる。ドライブ動作での精度検証から１パラメータもしくは２パラメータのどちらのテーブルを選択するかは設計者が決めればよい。
【実施例３】
【００３５】
本実施例では、再生速度に応じてＨＦ周波数を制御する機能を備えた光ディスクドライブについて説明する。ＢＤを例に説明する。
【００３６】
図１４は横軸に再生帯域と縦軸に再生の利得を示したものである。図１４に示すように高速再生になると再生帯域が広くなる傾向がある。高速になれば，再生帯域とＨＦ周波数が近づき、再生信号にＨＦが漏れ込み、ＨＦ自体が問題となる。
【００３７】
２００８年７月点では、ＢＤの再生速度は６倍速までが規格化されており，ＨＦ周波数は規格で４００ＭＨｚと決められている。しかし、今後さらに高速化が進むと，再生速度に応じてＨＦ周波数を大きくしなければならない。例えば１−６倍速では、ＨＦ周波数４００ＭＨｚ、６-１２倍速では８００ＭＨｚzなど、再生速度の区分に応じてＨＦ周波数を変えざるを得なくなる可能性が高い。そこで、本実施例の光ディスクドライブは、実施例１，２で説明したＨＦパルス波形の振幅制御に加えて，ＨＦの周波数制御も行う。このため、ＨＦ電流パルスの振幅制御レジスタと再生パワーレジスタに加えて、ＨＦの周波数レジスタもテーブル化される。
【００３８】
以下、図１５，図１６及び図１７を用いて本実施例の光ディスクドライブのＨＦパルス波形制御について説明する。図１６には、本実施例の光ディスクドライブの全体構成を示す模式図を示す。図１６に示す光ディスクドライブ18は、実施例１，２同様、可搬型記録媒体である光ディスク10を保持するスピンドル（図示せず）、光ディスクに対してレーザを照射してその反射光を検出する光ピックアップ16、記録動作あるいは再生動作時に、光ピックアップから照射する光あるいは光ピックアップでの検出信号を処理する記録再生信号処理系17などにより構成される。
【００３９】
図１５には、本実施例の光ディスクドライブにおけるＨＦパルス波形制御のフローを示す。図１５のステップ1501において、再生開始時点の再生速度がたとえば１０倍速（１０ｘ）であり、何らかの要因で再生速度を２ｘに落とすことになったとする。この場合，マイコン15上で動作するファームウェアがスピンドル制御器19に対してスピンドルモータの回転数を2xに対応した回転数に変えるように指示する。回転数が変化すると、スピンドル制御器19は回転数を切り替えたことを示す応答信号をマイコン15に対して送信する。ファームウェアは、この信号を受信することにより再生速度変化を検知する（ステップ1502）。
【００４０】
マイコン15の内部メモリには、図１７に示す制御テーブルが格納されている。ファームウェアは、再生速度変化を検出すると、内部メモリ内に格納された各テーブルを参照し、適切なレジスタ値をＬＳＩ14経由でＬＤドライバ回路に転送する（ステップ1503）。初めに、ＨＦパルス波形の周波数制御が実行される。ファームウェアは、検出されたスピンドルの回転数が属する再生速度区分を判断し、図１７(A)に示すＨＦ周波数制御レジスタテーブルを参照し、再生速度区分に応じたレジスタ値を選択する。図１５のフローでは、再生速度が10xから2xに切り替わるので、周波数制御レジスタ値はbからaに切り替えることになる。
【００４１】
ＨＦ周波数が変わると高周波特性が変わるため、ＨＦパルス波形の振幅も制御する必要がある。そこで、本実施例のＨＦパルス波形制御では、ＨＦ振幅制御レジスタテーブルも準備する周波数制御レジスタ値の数に応じて用意し、参照するＨＦ振幅制御レジスタテーブルを切り替える。もともとは１０倍速で再生していたため、ＨＦ振幅のレジスタ値の設定時には、図１７(C)のテーブルを参照していたが，ＨＦ周波数が変わったため，参照するテーブルを図１７(C)から図１７(B)に変えてＨＦ振幅レジスタ値を設定する。
【００４２】
以上の制御が終了すると、変更後の再生速度にて再生動作が継続される(ステップ1504)。
【００４３】
以上、再生速度に応じてＨＦ周波数を制御する機能を備えた光ディスクドライブの構成例について説明した。以上の説明では、再生速度変化の検出をスピンドル制御器からの応答を用いて行ったが、例えば、ウォブル周波数を検出するなどの手段によっても同様な機能を実現可能である。
【００４４】
この実施例３によってＣＡＶ(Constant Angular Velocity)再生時の内外周での再生速度が異なる場合や、複数の再生速度に対応するドライブにおいて、再生性能を最大限に引き出して再生をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】高周波重畳（ＨＦ）の説明図。本発明によるＨＦ振幅制御レジスタテーブルの一例を示す図。
【図２】レーザドライバからレーザまでの回路モデルを示す図。
【図３】レーザの抵抗センシングを説明する図
【図４】(A)温度とレーザの微分抵抗の関係 (B)微分抵抗とHF Modulationの関係 (C)温度とレーザの抵抗センシングを説明する図の関係を示す図。
【図５】(A)ＨＦ電流パルスとＨＦ発光パルスの関係を示す図。(B)レーザの光出力の電流特性を示す図。
【図６】実施例１の光ディスクドライブの全体構成図
【図７】(A)レーザドライバのＨＦ制御に関するレジスタを示す図。(B)ＨＦ周波数制御レジスタ値とＨＦ周波数の関係を示す図。（C) ＨＦ振幅制御レジスタ値とＨＦ振幅の関係を示す図。
【図８】実施例１のＨＦ振幅制御レジスタテーブルの構成を示す図。
【図９】レーザの微分抵抗のばらつきを示す図
【図１０】実施例１の光ディスクドライブのパルス波形制御を示すフローチャート。
【図１１】実施例２の光ディスクドライブの全体構成図
【図１２】実施例２の光ディスクドライブのパルス波形制御を示すフローチャート。
【図１３】実施例２のＨＦ振幅制御レジスタテーブルの構成を示す図。
【図１４】再生速度と再生帯域，ＨＦ周波数の関係を示す図
【図１５】実施例３の光ディスクドライブのパルス波形制御を示すフローチャート。
【図１６】実施例３の光ディスクドライブの全体構成図
【図１７】実施例３のＨＦパルス波形制御レジスタテーブルを示す図。
【符号の説明】
【００４６】
レーザ…レーザダイオード
レーザＤ…レーザダイオードドライバ回路
１０…光ディスク
１１…レーザダイオード
１２…レーザドライバ
１３…温度センサ
１４…電圧測定器
１５…電圧測定ポイント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波重畳されたレーザ光を光ディスクに照射して、当該光ディスクに記録された情報を再生する光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
高周波電流を直流電流に重畳した駆動電流を当該レーザ光源に供給するレーザドライバと、
前記光ディスクドライブ全体の動作を制御するファームウェアが実行されるマイクロコンピュータと、
前記レーザ光源の抵抗または微分抵抗を推定する手段とを備え、
前記ファームウェアは、前記抵抗値または微分抵抗の推定値に基づき前記高周波電流の振幅を決定することを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザドライバの電位を計測する手段を備え、
前記ファームウェアは、当該レーザドライバの計測電位に基づき抵抗値または微分抵抗の値を計算することを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項３】
請求項１に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光源の温度を計測する温度計測手段と、
当該計測温度を前記抵抗値または微分抵抗に換算するためのテーブルとを備え、
前記ファームウェアは、当該テーブルの格納値に基づき前記抵抗値または微分抵抗の値を推定することを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項４】
請求項１に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザドライバは、前記高周波電流の振幅値を格納した振幅制御レジスタと、前記レーザの駆動電流の振幅値を格納した再生パワー制御レジスタとを備えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項５】
請求項４に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザドライバは、更に、前記高周波電流の周波数を格納した周波数制御レジスタを備えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項６】
レーザ光を出射するレーザ光源と、高周波電流を直流電流に重畳した駆動電流を当該レーザ光源に供給するレーザドライバと、前記光ディスクドライブ全体の動作を制御するファームウェアが実行されるマイクロコンピュータとを備えた光ディスクドライブを使用し、前記高周波重畳されたレーザ光を光ディスクに照射して、当該光ディスクに記録された情報を再生する光情報再生方法において、
前記レーザ光源の抵抗または微分抵抗を推定し、
当該抵抗値または微分抵抗の推定値に基づき前記高周波電流の振幅を決定することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光情報再生方法において、
前記抵抗値または微分抵抗を実測することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項８】
光ディスクに対して、複数の再生速度で情報を再生、または複数の記録速度で情報を記録することが可能な光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
高周波電流を直流電流に重畳した駆動電流を当該レーザ光源に供給するレーザドライバと、
前記光ディスクドライブ全体の動作を制御するファームウェアが実行されるマイクロコンピュータと、
前記再生速度または記録速度を検出する手段とを備え、
前記ファームウェアは、前記再生速度または記録速度に応じて、前記高周波電流の周波数を変えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項９】
請求項８に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記前記再生速度または記録速度と、当該前記再生速度または記録速度に対応する高周波電流の周波数とが記録された制御テーブルとを備えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項１０】
請求項８に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光源の抵抗または微分抵抗を推定する手段とを備え、
前記ファームウェアは、前記抵抗値または微分抵抗の推定値に基づき前記高周波電流の振幅を決定することを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項１】
高周波重畳されたレーザ光を光ディスクに照射して、当該光ディスクに記録された情報を再生する光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
高周波電流を直流電流に重畳した駆動電流を当該レーザ光源に供給するレーザドライバと、
前記光ディスクドライブ全体の動作を制御するファームウェアが実行されるマイクロコンピュータと、
前記レーザ光源の抵抗または微分抵抗を推定する手段とを備え、
前記ファームウェアは、前記抵抗値または微分抵抗の推定値に基づき前記高周波電流の振幅を決定することを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザドライバの電位を計測する手段を備え、
前記ファームウェアは、当該レーザドライバの計測電位に基づき抵抗値または微分抵抗の値を計算することを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項３】
請求項１に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光源の温度を計測する温度計測手段と、
当該計測温度を前記抵抗値または微分抵抗に換算するためのテーブルとを備え、
前記ファームウェアは、当該テーブルの格納値に基づき前記抵抗値または微分抵抗の値を推定することを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項４】
請求項１に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザドライバは、前記高周波電流の振幅値を格納した振幅制御レジスタと、前記レーザの駆動電流の振幅値を格納した再生パワー制御レジスタとを備えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項５】
請求項４に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザドライバは、更に、前記高周波電流の周波数を格納した周波数制御レジスタを備えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項６】
レーザ光を出射するレーザ光源と、高周波電流を直流電流に重畳した駆動電流を当該レーザ光源に供給するレーザドライバと、前記光ディスクドライブ全体の動作を制御するファームウェアが実行されるマイクロコンピュータとを備えた光ディスクドライブを使用し、前記高周波重畳されたレーザ光を光ディスクに照射して、当該光ディスクに記録された情報を再生する光情報再生方法において、
前記レーザ光源の抵抗または微分抵抗を推定し、
当該抵抗値または微分抵抗の推定値に基づき前記高周波電流の振幅を決定することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光情報再生方法において、
前記抵抗値または微分抵抗を実測することを特徴とする光情報再生方法。
【請求項８】
光ディスクに対して、複数の再生速度で情報を再生、または複数の記録速度で情報を記録することが可能な光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
高周波電流を直流電流に重畳した駆動電流を当該レーザ光源に供給するレーザドライバと、
前記光ディスクドライブ全体の動作を制御するファームウェアが実行されるマイクロコンピュータと、
前記再生速度または記録速度を検出する手段とを備え、
前記ファームウェアは、前記再生速度または記録速度に応じて、前記高周波電流の周波数を変えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項９】
請求項８に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記前記再生速度または記録速度と、当該前記再生速度または記録速度に対応する高周波電流の周波数とが記録された制御テーブルとを備えることを特徴とする光ディスクドライブ。
【請求項１０】
請求項８に記載の光ディスクドライブにおいて、
前記レーザ光源の抵抗または微分抵抗を推定する手段とを備え、
前記ファームウェアは、前記抵抗値または微分抵抗の推定値に基づき前記高周波電流の振幅を決定することを特徴とする光ディスクドライブ。
【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１７】
【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１７】
【公開番号】特開２０１０−１４６６７３（Ｐ２０１０−１４６６７３Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２４９１９（Ｐ２００８−３２４９１９）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【Ｆターム（参考）】
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