JP2009004004A - Optical head device and optical disk recording / reproducing device - Google Patents
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Abstract
【課題】データ書き込み時にも、データ読み出し時にも、レーザ出力パワーのモニタおよび制御を安定かつ高精度に行うことができ、データ読み取り特性やサーボ制御特性を向上させることができるようにする。
【解決手段】パワーモニタ用の受光素子を高パワーモニタ用受光素子３１と低パワーモニタ用受光素子３２とに分割し、電流電圧変換アンプも高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３と低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４とに分ける。低パワーモニタ用受光素子３２の受光面積を高パワーモニタ用受光素子３１の受光面積より小さくし、低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４のゲインＧｒを高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３のゲインＧｗより大きくする。さらに高パワーモニタ用受光素子３１を４つの受光素子３１ａ〜３１ｄに分割し、受光素子３１ａ〜３１ｄの受光量が等しくなるようにパワーモニタ用受光部の位置を調整する。
【選択図】図５Laser output power can be monitored and controlled stably and with high accuracy both during data writing and data reading, and data reading characteristics and servo control characteristics can be improved.
A light receiving element for power monitoring is divided into a light receiving element for high power monitoring and a light receiving element for low power monitoring, and a current-voltage conversion amplifier also includes a current-voltage conversion amplifier for high power monitoring and a low power monitoring. And a current-voltage conversion amplifier 44 for use. The light receiving area of the light receiving element 32 for low power monitoring is made smaller than the light receiving area of the light receiving element 31 for high power monitoring, and the gain Gr of the current voltage converting amplifier 44 for low power monitoring is set to that of the current voltage converting amplifier 43 for high power monitoring. It is made larger than the gain Gw. Further, the high power monitoring light receiving element 31 is divided into four light receiving elements 31a to 31d, and the position of the power monitoring light receiving unit is adjusted so that the light receiving amounts of the light receiving elements 31a to 31d are equal.
[Selection] Figure 5
Description
この発明は、光ディスク用の光学ヘッドおよびその周辺の回路からなる光学ヘッド装置、および、その光学ヘッド装置を備える光ディスク記録再生装置に関する。 The present invention relates to an optical head device including an optical head for an optical disc and peripheral circuits, and an optical disc recording / reproducing apparatus including the optical head device.
光ディスク記録再生装置では、レーザ出射光を対物レンズで集光して光ディスク上に照射するが、レーザ出力パワーレベルが所定レベルとなるように、レーザ出射光を光ディスク照射用の光ビームとパワーモニタ用の光ビームとに分岐して、パワーモニタ用の光ビームをパワーモニタ用の受光素子で受光し、その受光出力信号に基づいて、レーザ駆動回路を制御し、レーザ駆動電流を制御する。 In the optical disc recording / reproducing apparatus, the laser output light is condensed by an objective lens and irradiated onto the optical disc. The laser output light is applied to the optical disc irradiation light beam and power monitor so that the laser output power level becomes a predetermined level. The light beam for power monitoring is received by the light receiving element for power monitoring, and the laser driving circuit is controlled based on the received light output signal to control the laser driving current.
特許文献１（特開２００３−５９０８３号公報）には、レーザノイズを抑制してＳ／Ｎ（信号対ノイズ比）の高い再生信号を得るために、直流電流のレーザ駆動電流に数１００ＭＨｚの高周波電流を重畳してレーザを間欠的に発光させる場合において、パワーモニタ用の光ビームを平均パワーモニタ用受光素子およびピークパワーモニタ用受光素子で受光し、平均パワーモニタ用受光素子の受光出力信号に基づいて、レーザ出射光の平均パワーレベルが所定レベルとなるようにレーザ駆動電流を制御するとともに、ピークパワーモニタ用受光素子の受光出力信号に基づいて、レーザ出射光のピークパワーレベルが所定レベルとなるように上記の高周波電流の振幅を制御することが示されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-59083), in order to obtain a reproduction signal having a high S / N (signal-to-noise ratio) while suppressing laser noise, a high frequency of several hundred MHz is used as a direct current laser drive current. When the laser is emitted intermittently by superimposing current, the light beam for power monitoring is received by the light receiving element for average power monitor and the light receiving element for peak power monitor, and the received light output signal of the light receiving element for average power monitor Based on this, the laser drive current is controlled so that the average power level of the laser output light becomes a predetermined level, and the peak power level of the laser output light is set to a predetermined level based on the light reception output signal of the light receiving element for peak power monitoring. It has been shown that the amplitude of the high-frequency current is controlled as described above.
上に挙げた先行技術文献は、以下の通りである。
従来の、レーザ出力パワーのモニタおよび制御は、上記の特許文献１のように、レーザ駆動電流に高周波電流を重畳する場合に、その高周波電流の振幅を制御する場合を別にして、パワーモニタ用受光部を構成する１つの受光素子で、レーザ出射光を受光し、電流電圧変換アンプで、その受光素子の受光出力電流を受光出力電圧に変換し、その受光出力電圧に基づいて、レーザ出力パワーレベルが所定レベルとなるようにレーザ駆動電流を制御する。
Conventionally, the laser output power is monitored and controlled for power monitoring, as described in
しかし、例えば、光ディスクにデータを書き込む時と、光ディスクからデータを読み出す時とでは、レーザ出力パワーレベルを大きく変える必要があり、具体的に、書き込み時のマーク形成時には、読み出し時に比べてパワーレベルを十分に高くし、しかも倍速を大きくするほどパワーレベルを高くし、さらに２層ディスクではパワーレベルをより高くする。 However, for example, when writing data to the optical disc and when reading data from the optical disc, it is necessary to change the laser output power level greatly. Specifically, when a mark is formed at the time of writing, the power level is higher than that at the time of reading. The power level is increased as the speed is increased sufficiently and the double speed is increased, and the power level is further increased in the dual-layer disc.
そのため、上記のようにパワーモニタ用の受光素子および電流電圧変換アンプを、書き込み時と読み出し時とで共通化し、同一のものとすると、ダイナミックレンジ内でマーク形成時のパワーレベルをより高くするとき、読み出し時の受光出力電圧はマーク形成時の受光出力電圧の数十分の１以下というような著しく低い値となり、装置製造上のばらつきや温度変化などによる制御特性のばらつきや変化がレーザ出力パワー制御に大きく影響して、レーザ駆動電流に大きな誤差として表れ、レーザ出力パワーレベルが所定レベルに対して大きくずれてしまって、データ読み出し性能などに悪影響を及ぼす。 Therefore, as described above, if the light monitoring element for power monitoring and the current-voltage conversion amplifier are shared between writing and reading, and if they are the same, the power level at the time of mark formation will be higher within the dynamic range. The received light output voltage at the time of reading is a remarkably low value such as 1 or less, which is a few tenths of the received light output voltage at the time of mark formation, and variations and changes in control characteristics due to variations in device manufacturing and temperature changes, etc. This greatly affects the control and appears as a large error in the laser drive current, and the laser output power level is greatly deviated from the predetermined level, which adversely affects the data reading performance.
そこで、この発明は、データ書き込み時のような高パワー出力時にも、データ読み出し時のような低パワー出力時にも、レーザ出力パワーのモニタおよび制御を安定かつ高精度に行うことができ、データ読み取り特性やサーボ制御特性を向上させることができるようにしたものである。 Therefore, the present invention can stably and accurately monitor and control the laser output power at the time of high power output such as data writing and at the time of low power output such as data reading. The characteristics and servo control characteristics can be improved.
この発明の光学ヘッド装置は、
レーザと、
このレーザの出射光を光ディスク照射用の光ビームとパワーモニタ用の光ビームとに分岐する光分岐素子と、
それぞれ上記パワーモニタ用の光ビームを受光する高パワーモニタ用受光素子および低パワーモニタ用受光素子からなるパワーモニタ用受光部と、
上記高パワーモニタ用受光素子の受光出力電流を受光出力電圧に変換する高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプと、
上記低パワーモニタ用受光素子の受光出力電流を受光出力電圧に変換する低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプと、
上記高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプの出力の受光出力電圧に基づいて、相対的に高パワーを出力する時の上記レーザの出力パワーレベルを制御し、上記低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプの出力の受光出力電圧に基づいて、相対的に低パワーを出力する時の上記レーザの出力パワーレベルを制御するパワー制御回路と、
を備えるものである。
The optical head device of the present invention is
Laser,
A light branching element for branching the emitted light of the laser into a light beam for optical disc irradiation and a light beam for power monitoring;
A power monitor light receiving portion comprising a light receiving element for high power monitoring and a light receiving element for low power monitoring, each receiving the light beam for power monitoring, and
A current-voltage conversion amplifier for high power monitoring that converts the light receiving output current of the light receiving element for high power monitoring into a light receiving output voltage;
A current-voltage conversion amplifier for low power monitoring that converts a light receiving output current of the light receiving element for low power monitoring into a light receiving output voltage;
Based on the light receiving output voltage of the output of the current-voltage conversion amplifier for the high power monitor, the output power level of the laser when relatively high power is output is controlled, and the current-voltage conversion amplifier for the low power monitor A power control circuit for controlling the output power level of the laser when outputting a relatively low power based on the received light output voltage of
Is provided.
上記の構成の、この発明の光学ヘッド装置では、パワーモニタ用の受光素子を、高パワーモニタ用の受光素子と低パワーモニタ用の受光素子とに分割し、受光素子の受光出力電流を受光出力電圧に変換する電流電圧変換アンプも、高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプと低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプとに分けるので、高パワー出力時のレーザ出力パワーのモニタ制御特性および低パワー出力時のレーザ出力パワーのモニタ制御特性を、それぞれ適切に設定することができ、データ書き込み時のような高パワー出力時にも、データ読み出し時のような低パワー出力時にも、レーザ出力パワーのモニタおよび制御を安定かつ高精度に行うことができ、結果として、データ読み取り特性やサーボ制御特性を向上させることができる。 In the optical head device of the present invention configured as described above, the light receiving element for power monitoring is divided into a light receiving element for high power monitoring and a light receiving element for low power monitoring, and the light receiving output current of the light receiving element is received and output. Current-voltage conversion amplifiers that convert to voltage are also divided into current-voltage conversion amplifiers for high-power monitoring and current-voltage conversion amplifiers for low-power monitoring, so the laser output power monitor control characteristics and low-power output at high power output The monitor output characteristics of the laser output power at the time can be set appropriately, and the laser output power can be monitored and monitored at both high power output such as data writing and low power output such as data reading. Control can be performed stably and with high accuracy, and as a result, data reading characteristics and servo control characteristics can be improved.
以上のように、この発明によれば、データ書き込み時のような高パワー出力時にも、データ読み出し時のような低パワー出力時にも、レーザ出力パワーのモニタおよび制御を安定かつ高精度に行うことができ、データ読み取り特性やサーボ制御特性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to monitor and control the laser output power stably and with high accuracy both at the time of high power output such as data writing and at the time of low power output such as data reading. And data reading characteristics and servo control characteristics can be improved.
［１．光ディスク記録再生装置の全体構成：図１］
図１は、この発明の光学ヘッド装置の一例を用いた、この発明の光ディスク記録再生装置の一例を示す。
[1. Overall Configuration of Optical Disc Recording / Reproducing Device: FIG. 1]
FIG. 1 shows an example of an optical disk recording / reproducing apparatus of the present invention using an example of the optical head apparatus of the present invention.
光ディスク１０は、超解像光磁気ディスクなどの光磁気ディスクや、相変化型光ディスクなどである。 The optical disk 10 is a magneto-optical disk such as a super-resolution magneto-optical disk or a phase change optical disk.
光学ヘッド２０は、半導体レーザ（レーザダイオード）２１、ビームスプリッタ２３、対物レンズ２５、受光素子ＩＣ（集積回路）２８およびパワーモニタ用受光部３０などを含むものとして構成される。
The optical head 20 is configured to include a semiconductor laser (laser diode) 21, a beam splitter 23, an
半導体レーザ２１から出射されたレーザ光１は、３ビーム法によるトラッキングエラー検出用に３本のビームを形成するグレーティング２２を介してビームスプリッタ２３に入射して、ビームスプリッタ２３を透過した光ビーム２とビームスプリッタ２３で反射した光ビーム３とに分岐される。
The
ビームスプリッタ２３を透過した光ビーム２は、コリメータレンズ２４で平行光とされて対物レンズ２５に入射し、対物レンズ２５によって光ディスク１０上に集光される。ビームスプリッタ２３で反射した光ビーム３は、パワーモニタ用受光部３０で受光される。
The light beam 2 transmitted through the beam splitter 23 is converted into parallel light by the
光ディスク１０に入射した光は、光ディスク１０の記録層で反射し、戻り光として、対物レンズ２５およびコリメータレンズ２４を介してビームスプリッタ２３に入射して、ビームスプリッタ２３で反射し、光ビーム５として示すように、光磁気ディスク用のウォラストンプリズム２６およびマルチレンズ２７を介して受光素子ＩＣ２８に入射して、受光素子ＩＣ２８の受光素子で受光される。
The light incident on the optical disk 10 is reflected by the recording layer of the optical disk 10, and as return light, enters the beam splitter 23 through the
半導体レーザ２１は、レーザ駆動回路４１からのレーザ駆動電流Ｉｄによって駆動される。
The
パワーモニタ用受光部３０は、後述のように高パワーモニタ用受光素子３１と低パワーモニタ用受光素子３２とに分割される。
The power monitor
高パワーモニタ用受光素子３１の受光出力電流Ｉｗは、高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３で受光出力電圧Ｖｗに変換され、その受光出力電圧Ｖｗは、パワー制御回路４２に供給される。低パワーモニタ用受光素子３２の受光出力電流Ｉｒは、低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４で受光出力電圧Ｖｒに変換され、その受光出力電圧Ｖｒは、パワー制御回路４２に供給される。
The light reception output current Iw of the
さらに、高パワー出力時および低パワー出力時、コントローラ５１からパワー制御回路４２には、それぞれのレーザ出力パワーの目標レベル（目標値）を示す電圧が供給され、パワー制御回路４２は、高パワー出力時には、高パワーモニタ用受光素子３１による電流電圧変換アンプ４３からの受光出力電圧Ｖｗが高パワー出力時の目標レベル電圧に一致するように、レーザ駆動回路４１を制御し、レーザ駆動電流Ｉｄを制御するとともに、低パワー出力時には、低パワーモニタ用受光素子３２による電流電圧変換アンプ４４からの受光出力電圧Ｖｒが低パワー出力時の目標レベル電圧に一致するように、レーザ駆動回路４１を制御し、レーザ駆動電流Ｉｄを制御する。
Further, at the time of high power output and low power output, the
受光素子ＩＣ２８は、再生信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の検出用に分割された受光素子に対して、それぞれの受光出力電流を受光出力電圧に変換する電流電圧変換アンプや、その受光出力電圧を増幅するアンプなどが集積されたものである。 The light-receiving element IC 28 is a current-voltage conversion amplifier that converts each light-receiving output current into a light-receiving output voltage for the light-receiving element divided for detection of the reproduction signal, the focus error signal, and the tracking error signal, and its light-receiving output voltage. An amplifier that amplifies the signal is integrated.
受光素子ＩＣ２８の受光出力信号Ｓｏは、光学ヘッド２０からＲＦアンプ５２に送出される。
The light reception output signal So of the light receiving element IC 28 is sent from the optical head 20 to the
さらに、受光素子ＩＣ２８の受光出力信号Ｓｏ中のフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号は、ＲＦアンプ５２からサーボ制御回路５３に供給され、サーボ制御回路５３によって、光ディスク１０を回転駆動するスピンドルモータ（図では省略）、光学ヘッド２０および磁気ヘッド６１を光ディスク１０のラジアル方向に送るヘッド送り機構（図では省略）を駆動するヘッド送りモータ（図では省略）、および対物レンズ２５をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する２軸アクチュエータ２９などの駆動が制御される。
Further, the focus error signal and the tracking error signal in the light reception output signal So of the light receiving element IC 28 are supplied from the
受光素子ＩＣ２８の受光出力信号Ｓｏ中の再生信号は、ＲＦアンプ５２からＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５４に送出され、ＤＳＰ５４で処理される。
The reproduction signal in the light reception output signal So of the light receiving element IC 28 is sent from the
光ディスク１０が超解像光磁気ディスクなどの光磁気ディスクである場合には、データ書き込み時、ＤＳＰ５４によってヘッド駆動回路６２が制御され、ヘッド駆動回路６２から磁気ヘッド６１に駆動電流が供給される。
When the optical disk 10 is a magneto-optical disk such as a super-resolution magneto-optical disk, the
［２．レーザ出力パワーのモニタおよび制御：図２〜図６］
（２−１．レーザ出力パワーレベル：図２）
例えば、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）では、図２に示すように、レーザ出力パワーレベルは、データ読み出し時には、低いパワーレベルＬｒとされ、データ書き込み時のマーク形成時には、読み出し時のパワーレベルＬｒより十分高いパワーレベルＬｗとされ、スペース形成時（消去時）にも、マーク形成時ほどではないが、読み出し時のパワーレベルＬｒより高いパワーレベルＬｅとされる。
[2. Laser output power monitoring and control: FIGS.
(2-1. Laser output power level: FIG. 2)
For example, in DVD-RW (DVD-Rewritable), as shown in FIG. 2, the laser output power level is set to a low power level Lr at the time of data reading, and at the time of mark formation at the time of data writing, the power level Lr at the time of reading. The power level is set to a sufficiently higher power level Lw, and at the time of space formation (erasing), the power level is set to be higher than the power level Lr at the time of reading, although not as much as at the time of mark formation.
さらに、書き込み時のパワーレベルＬｗ，Ｌｅは、図において複数段階で示すように、倍速によっても変化し、マーク形成時のパワーレベルＬｗは、読み出し時のパワーレベルＬｒの数十倍にされることもある。 Furthermore, the power levels Lw and Le at the time of writing change depending on the double speed as shown in a plurality of stages in the figure, and the power level Lw at the time of mark formation is set to several tens of times the power level Lr at the time of reading. There is also.
そのため、上記のようにパワーモニタ用の受光素子および電流電圧変換アンプを、書き込み時と読み出し時とで共通化し、同一のものとすると、マーク形成時のパワーレベルＬｗの読み出し時のパワーレベルＬｒに対する比率Ｌｗ／Ｌｒが著しく大きいときには、読み出し時の受光出力電圧が著しく小さくなってしまう。 Therefore, if the light receiving element for power monitoring and the current-voltage conversion amplifier are made common at the time of writing and at the time of reading as described above, and the same, the power level Lw at the time of mark formation corresponds to the power level Lr at the time of reading. When the ratio Lw / Lr is remarkably large, the light reception output voltage at the time of reading becomes remarkably small.
そのため、この発明では、上述したように、具体的には以下の例に示すように、パワーモニタ用の受光素子を、高パワーモニタ用受光素子３１と低パワーモニタ用受光素子３２とに分割し、受光素子の受光出力電流を受光出力電圧に変換する電流電圧変換アンプも、高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３と低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４とに分ける。
Therefore, in the present invention, as described above, specifically, as shown in the following example, the power monitoring light receiving element is divided into a high power monitoring
図２のようにスペース形成時も読み出し時よりパワーレベルを高くする場合には、高パワーモニタ用は、マーク形成時およびスペース形成時のパワーモニタ用であり、低パワーモニタ用は、読み出し時のパワーモニタ用である。 As shown in FIG. 2, when the power level is set higher than that at the time of reading even when a space is formed, the high power monitor is used for power monitoring at the time of mark formation and space formation, and the low power monitor is used at the time of reading. For power monitor.
これに対して、例えば、ＤＶＤ−Ｒ（ＤＶＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）では、スペース形成時は、読み出し時と同じで、低いパワーレベルとされる。この場合は、マーク形成時が高パワー出力時であり、スペース形成時および読み出し時が低パワー出力時である。 On the other hand, for example, in DVD-R (DVD-Recordable), a space is formed at the same low power level as in reading. In this case, the mark is formed at high power output, and the space is formed and read out at low power output.
（２−２．パワーモニタ用の受光素子および電流電圧変換アンプの第１の例：図３）
図３に、図１に示したパワーモニタ用受光部３０および電流電圧変換アンプ４３，４４の一例を示す。
(2-2. First example of light-receiving element and current-voltage conversion amplifier for power monitoring: FIG. 3)
FIG. 3 shows an example of the power monitoring
この例では、パワーモニタ用受光部３０全体としては、受光面を円形にし、高パワーモニタ用受光素子３１は、その受光面を内角が１８０度より大きい扇形とし、低パワーモニタ用受光素子３２は、その受光面を内角が１８０度より小さい扇形として、低パワーモニタ用受光素子３２の受光面積を高パワーモニタ用受光素子３１の受光面積より小さくする。
In this example, the power monitoring
図３は、図１に示したパワーモニタ用の光ビーム３のスポット３ｓがパワーモニタ用受光部３０全体の受光面内に収まる集光型にする場合で、この場合には、スポット３ｓの中心がパワーモニタ用受光部３０全体の受光面の中心に位置し、スポット３ｓが高パワーモニタ用受光素子３１の受光面と低パワーモニタ用受光素子３２の受光面とにまたがるようにする。
FIG. 3 shows a condensing type in which the
さらに、この例では、低パワーモニタ用受光素子３２の受光出力電流Ｉｒを受光出力電圧Ｖｒに変換する低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４のゲインＧｒを、高パワーモニタ用受光素子３１の受光出力電流Ｉｗを受光出力電圧Ｖｗに変換する高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３のゲインＧｗより大きくする。
Furthermore, in this example, the gain Gr of the current /
したがって、この例では、図示するように集光型とし、スポット３ｓ全体の光量をＰｘ、高パワーモニタ用受光素子３１の受光面積Ｓｗ中のスポット３ｓが照射される領域部分の面積をＳｗｓ、低パワーモニタ用受光素子３２の受光面積Ｓｒ中のスポット３ｓが照射される領域部分の面積をＳｒｓとすると、
Ｖｗ＝ｋ×Ｐｘ×｛Ｓｗｓ／（Ｓｗｓ＋Ｓｒｓ）｝×Ｇｗ …（１）
Ｖｒ＝ｋ×Ｐｘ×｛Ｓｒｓ／（Ｓｗｓ＋Ｓｒｓ）｝×Ｇｒ …（２）
となる。ｋは、受光量から受光出力電流への変換係数（変換効率）である。
Therefore, in this example, as shown in the figure, the light is condensed, the light amount of the
Vw = k × Px × {Sws / (Sws + Srs)} × Gw (1)
Vr = k * Px * {Srs / (Sws + Srs)} * Gr (2)
It becomes. k is a conversion coefficient (conversion efficiency) from the amount of received light to the received light output current.
この例では、高パワー出力時、すなわち図２の場合は書き込み時のマーク形成時およびスペース形成時、高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３の出力の受光出力電圧Ｖｗは、扱いやすいレベルになるとともに、電流電圧変換アンプ４３のゲインＧｗを電流電圧変換アンプ４４のゲインＧｒより小さくするので、必要以上に高レベルとなることがなく、レーザ出力パワーのモニタおよび制御を安定かつ高精度に行うことができる。
In this example, at the time of high power output, that is, in the case of FIG. 2, at the time of mark formation and space formation at the time of writing, the light reception output voltage Vw of the output of the current-
一方、低パワー出力時には、すなわち図２の場合は読み出し時には、低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４のゲインＧｒを大きくすることによって、上記のようにマーク形成時のパワーレベルＬｗの読み出し時のパワーレベルＬｒに対する比率Ｌｗ／Ｌｒが著しく大きいときでも、受光出力電圧Ｖｒとして高いレベルの信号電圧が得られる。
On the other hand, at the time of low power output, that is, at the time of reading in the case of FIG. 2, by increasing the gain Gr of the current-
したがって、読み出し時にも、レーザ出力パワーのモニタおよび制御を安定かつ高精度に行うことができ、結果として、データ読み取り特性やサーボ制御特性を向上させることができる。 Therefore, even during reading, the laser output power can be monitored and controlled stably and with high accuracy, and as a result, data reading characteristics and servo control characteristics can be improved.
フォトダイオードなどの受光素子の寄生容量は受光面積に比例し、受光素子の受光面積が大きく、寄生容量が大きいと、受光出力電流から受光出力電圧への変換のゲインを決定する抵抗値を大きくすることが難しく、ゲインを大きくすることが難しい。 The parasitic capacitance of light receiving elements such as photodiodes is proportional to the light receiving area. If the light receiving area of the light receiving element is large and the parasitic capacitance is large, the resistance value that determines the gain of conversion from the light receiving output current to the light receiving output voltage is increased. It is difficult to increase the gain.
しかし、低パワーモニタ用受光素子３２は、受光面積を小さくするので、寄生容量が小さくなり、上記のように低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４のゲインＧｒを大きくすることができる。
However, since the
しかも、低パワーモニタ用受光素子３２の受光面積を小さくし、寄生容量を小さくすることによって、低パワーモニタ用受光素子３２の周波数特性を高域側に広帯域化することができる。
In addition, by reducing the light receiving area of the low power monitoring
なお、低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４のゲインＧｒを大きくすると、データ書き込み中に電流電圧変換アンプ４４の出力の受光出力電圧Ｖｒが飽和することが考えられる。そして、データ書き込み中に電流電圧変換アンプ４４の出力の受光出力電圧Ｖｒが飽和すると、データ読み出しに移行したとき、受光出力電圧Ｖｒが低下するのに時間がかかり、データ読み出しに応じたパワー制御が実行されるのに時間がかかる。
When the gain Gr of the current-
そのため、低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４にリミッタ特性を持たせて、電流電圧変換アンプ４４の出力の受光出力電圧Ｖｒが飽和しないようにすることが望ましい。
Therefore, it is desirable that the current-
図３は、集光型にする場合であるが、パワーモニタ用の光ビーム３がパワーモニタ用受光部３０全体の受光面の周囲にまで渡る非集光型とすることもできる。
Although FIG. 3 shows a case where a light condensing type is used, the light
（２−３．パワーモニタ用の受光素子および電流電圧変換アンプの第２の例：図４）
図４に、図１に示したパワーモニタ用受光部３０および電流電圧変換アンプ４３，４４の他の例を示す。
(2-3. Second Example of Light Monitoring Element and Current / Voltage Conversion Amplifier for Power Monitor: FIG. 4)
FIG. 4 shows another example of the power monitoring
この例でも、パワーモニタ用受光部３０全体としては、受光面を円形にするが、この例では、低パワーモニタ用受光素子３２は、その受光面を円形にして、パワーモニタ用受光部３０の中心部に配し、高パワーモニタ用受光素子３１は、その受光面を環状にして、低パワーモニタ用受光素子３２を取り囲むように配して、低パワーモニタ用受光素子３２の受光面積を高パワーモニタ用受光素子３１の受光面積より小さくする。
In this example as well, the power monitoring
図４も、集光型にする場合で、パワーモニタ用の光ビーム３のスポット３ｓの中心が低パワーモニタ用受光素子３２の受光面の中心に位置し、スポット３ｓが低パワーモニタ用受光素子３２の受光面と高パワーモニタ用受光素子３１の受光面とにまたがるようにする。ただし、この例でも、非集光型としてもよい。
FIG. 4 also shows a condensing type, where the center of the
さらに、この例でも、低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４４のゲインＧｒを、高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３のゲインＧｗより大きくする。
Furthermore, also in this example, the gain Gr of the current-
光ビーム３は光軸に垂直な面内では中心部ほど光強度が高いので、この例では、受光出力電流Ｉｗと受光出力電流Ｉｒとの比率Ｉｒ／Ｉｗは、式（１）（２）中の面積Ｓｗｓと面積Ｓｒｓとの比率が同じであれば、図３の例の場合より大きくなる。
Since the light intensity of the
この例でも、図３の例と同様に、データ書き込み時にも、データ読み出し時にも、レーザ出力パワーのモニタおよび制御を安定かつ高精度に行うことができ、結果として、データ読み取り特性やサーボ制御特性を向上させることができる。 In this example as well as in the example of FIG. 3, the laser output power can be monitored and controlled stably and with high accuracy both at the time of data writing and at the time of data reading. As a result, data reading characteristics and servo control characteristics can be obtained. Can be improved.
（２−４．パワーモニタ用受光部の位置調整：図５および図６）
上記のようにパワーモニタ用受光部３０は、パワーモニタ用の光ビーム３のスポット３ｓの中心がパワーモニタ用受光部３０全体の受光面の中心に位置するように、光ビーム３の光軸に垂直な面方向における位置を調整するが、例えば、受光面積が大きい方の高パワーモニタ用受光素子３１を、さらに複数の受光素子に分割すれば、その調整を容易かつ確実に行うことができる。
(2-4. Position adjustment of light receiving part for power monitor: FIGS. 5 and 6)
As described above, the power monitor
図５に、その場合の一例を示す。この例は、図４の例で、高パワーモニタ用受光素子３１を、９０度の角間隔で４つの受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄに分割する場合である。
FIG. 5 shows an example of such a case. In this example, the high power monitoring
受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄは、それぞれスイッチ４５ａ，４５ｂ，４５ｃおよび４５ｄを介して、高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプ４３に接続する。
The
そして、製品出荷前の調整時には、例えば、図６（Ａ）に示すように、パワーモニタ用の光ビーム３のスポット３ｓをパワーモニタ用受光部３０に照射した状態で、スイッチ４５ａ，４５ｂ，４５ｃおよび４５ｄを順次オンにし、受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄを順次選択して、電流電圧変換アンプ４３の出力の受光出力電圧Ｖｗによって、受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄの受光量を順次モニタする。
At the time of adjustment before product shipment, for example, as shown in FIG. 6 (A), the
図６（Ａ）のようにパワーモニタ用受光部３０のスポット３ｓに対する位置がずれている場合には、受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄの受光量が等しくならないのに対して、図６（Ｂ）のようにパワーモニタ用受光部３０のスポット３ｓに対する位置がずれていない場合には、受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄの受光量が全て等しくなる。
When the position of the power monitoring
したがって、受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄの受光量が全て等しくなるように、パワーモニタ用受光部３０の位置を調整する。
Therefore, the position of the power monitoring
位置を調整したら、パワーモニタ用受光部３０を調整後の位置に固定し、スイッチ４５ａ，４５ｂ，４５ｃおよび４５ｄをオンにして、出荷する製品としては、受光素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄを１つの高パワーモニタ用受光素子３１として機能させる。
When the position is adjusted, the
図３の例でも、同様に、高パワーモニタ用受光素子３１を複数の受光素子に分割して、パワーモニタ用受光部３０の位置を調整することができる。
In the example of FIG. 3 as well, the position of the power monitoring
低パワーモニタ用受光素子３２を複数の受光素子に分割して、パワーモニタ用受光部３０の位置を調整することもできるが、低パワーモニタ用受光素子３２の受光面積は小さいので、上記のように受光面積の大きい高パワーモニタ用受光素子３１を複数の受光素子に分割する方が望ましい。
The
また、以上は集光型に構成する場合であるが、非集光型に構成する場合でも、集光型に構成する場合ほどではないが、パワーモニタ用受光部３０上でパワーモニタ用の光ビーム３は強度分布を有するので、パワーモニタ用受光部３０の高パワーモニタ用受光素子３１または低パワーモニタ用受光素子３２を、受光面積が等しい複数の受光素子に分割し、それぞれの受光素子の受光量が全て等しくなるように、パワーモニタ用受光部３０のパワーモニタ用の光ビーム３の光軸に垂直な面方向における位置を調整する。
Further, the above is the case of the condensing type, but the power monitoring light on the power monitoring
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。 Since all the main parts are described in the figure, they are omitted here.
Claims (5)
このレーザの出射光を光ディスク照射用の光ビームとパワーモニタ用の光ビームとに分岐する光分岐素子と、
それぞれ上記パワーモニタ用の光ビームを受光する高パワーモニタ用受光素子および低パワーモニタ用受光素子からなるパワーモニタ用受光部と、
上記高パワーモニタ用受光素子の受光出力電流を受光出力電圧に変換する高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプと、
上記低パワーモニタ用受光素子の受光出力電流を受光出力電圧に変換する低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプと、
上記高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプの出力の受光出力電圧に基づいて、相対的に高パワーを出力する時の上記レーザの出力パワーレベルを制御し、上記低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプの出力の受光出力電圧に基づいて、相対的に低パワーを出力する時の上記レーザの出力パワーレベルを制御するパワー制御回路と、
を備える光学ヘッド装置。 Laser,
A light branching element for branching the emitted light of the laser into a light beam for optical disc irradiation and a light beam for power monitoring;
A power monitor light receiving portion comprising a light receiving element for high power monitoring and a light receiving element for low power monitoring, each receiving the light beam for power monitoring, and
A current-voltage conversion amplifier for high power monitoring that converts the light receiving output current of the light receiving element for high power monitoring into a light receiving output voltage;
A current-voltage conversion amplifier for low power monitoring that converts a light receiving output current of the light receiving element for low power monitoring into a light receiving output voltage;
Based on the light receiving output voltage of the output of the current-voltage conversion amplifier for the high power monitor, the output power level of the laser when relatively high power is output is controlled, and the current-voltage conversion amplifier for the low power monitor A power control circuit that controls the output power level of the laser when outputting relatively low power based on the received light output voltage of
An optical head device comprising:
上記低パワーモニタ用受光素子の受光面積が上記高パワーモニタ用受光素子の受光面積より小さく、かつ上記低パワーモニタ用の電流電圧変換アンプのゲインが上記高パワーモニタ用の電流電圧変換アンプのゲインより大きい光学ヘッド装置。 The optical head device according to claim 1.
The light receiving area of the light receiving element for low power monitoring is smaller than the light receiving area of the light receiving element for high power monitoring, and the gain of the current voltage conversion amplifier for low power monitoring is the gain of the current voltage converting amplifier for high power monitoring. Larger optical head device.
上記低パワーモニタ用受光素子は、受光面が円形で、上記パワーモニタ用受光部の中心部を構成し、上記高パワーモニタ用受光素子は、受光面が環状で、上記パワーモニタ用受光部の周辺部を構成する光学ヘッド装置。 The optical head device according to claim 2, wherein
The light receiving surface for the low power monitor has a circular light receiving surface and constitutes the center of the light receiving portion for the power monitor, and the light receiving element for high power monitoring has an annular light receiving surface and the light receiving surface for the power monitor. An optical head device constituting a peripheral portion.
上記高パワーモニタ用受光素子または上記低パワーモニタ用受光素子が、互いに受光面積が等しい複数の受光素子に分割され、その複数の受光素子の受光量が等しくなるように上記パワーモニタ用受光部の位置が調整された光学ヘッド装置。 The optical head device according to claim 2, wherein
The light receiving element for high power monitoring or the light receiving element for low power monitoring is divided into a plurality of light receiving elements having the same light receiving area, and the light receiving unit for the power monitor is configured to have the same amount of light received by the plurality of light receiving elements. An optical head device whose position is adjusted.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013118039A (en) * | 2011-10-31 | 2013-06-13 | Panasonic Corp | Optical pickup, and optical recording and reproducing apparatus |
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- 2007-06-20 JP JP2007162184A patent/JP2009004004A/en active Pending
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