CN1088233C - 光信号检测电路 - Google Patents

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Abstract

将2个光电二极管PD1、PD2中的一个光电二极管PD1的阳极侧的输出电流和相对于该输出电流构成同相信号的另一个光电二极管PD2的阴极侧的输出电流按电流相加，并由电流/电压变换器1将相加后的电流变换为电压信号。因此，能省去加法放大器等电路，并因只使用一个电流/电压变换器1，因而能在缩小电路规模的同时，使磁光信号再生时的噪声降低。所以，能提高再生信号的S/N比，例如能大幅度地改善数字系统的误码率，能达到使可靠性、信息密度、传送速度提高的目的。

Description

光信号检测电路
                  技术领域
本发明涉及将记录在盘式或带式等光记录媒体上的信号以光学方式再生的光信号检测电路，尤其是将在磁光记录的磁性光盘、或利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘上记录的信号再生时最为适用的光信号检测电路。
                  背景技术
首先，说明磁性光盘的光学系统。
在磁性光盘中，通过将磁化膜根据记录信号向上或向下垂直磁化，对记录信号进行记录。磁性光盘的再生则通过将经线性偏振后的激光照射在光盘上进行。照射在该磁性光盘上的经线性偏振后的激光的反射光，根据所谓的克尔效应，其偏振面将随着磁化方向的上下而转动。磁性光盘用的光学系统，例如利用偏振光束分光镜等检偏振器将该反射光的偏振面的变化转换为光强度的变化。光检测器将该光强度变化作为光电流而进行检测。
对于光检测器，例如可采用PIN型光电二极管或雪崩光电二极管等光电二极管。使该光电流通过电流/电压变换器，即可获得再生信号。
如具体地进行说明，则从磁性光盘反射的光因其偏振面的转动量非常小，所以试图消除共模噪声以改善S/N比。例如利用半波偏振片使该磁性光盘的反射光的偏振面转动后，通过检偏振器将偏振面的变化变换为经过相位相反的光强调制的两条光束。用光检测器分别检测这些光束的光强度变化，从其差动分量获得磁光再生信号。
参照图1说明用来进行这种磁光信号再生的现有电路结构的具体例。
将经过光强调制的两条光束在反相状态下入射到在该图1中示出的光电二极管80、81，由于与入射光量成比例地产生电子·空穴对而流过电流，并分别从各阳极侧(或从各阴极侧)取出两个相位相反的调制后电流信号。当从该光电二极管80、81导出检测输出电流时，为提高响应速度或线性范围，在端子上分别施加反向偏压，减小极间电容。
光电二极管80、81的输出电流分别通过电容器82、83除去DC分量后由电流/电压变换器84、85变换为电压信号。电流/电压变换器84、85分别将相位相反的电压信号输出到差动放大器86的反相端子(-)和同相端子(+)。差动放大器86在除去所供给信号的共模噪声成分后将差动分量取出，从而获得再生信号。
其次，作为相关的技术，说明采用差动检测方式的光信号检测技术。
首先在图2示出现有的单路检测方式，这是一种将由入射到光电二极管80的光产生的电子·空穴对从光电二极管80的一端、即阳极或阴极中的任何一端取出的方法。因此，该方法只不过是取出一路的电子·空穴对。
与此不同，在差动检测方式中，例如，如图3所示，是从光电二极管80的阳极侧和阴极侧取出与入射光对应的相位相反的输出电流。相位相反的输出电流分别通过电容器87、88供给电流/电压变换器89、90。因此，电流/电压变换器89、90将得到相位相反的电压信号。该相位相反的电压信号被分别供给到差动放大器91。差动放大器91通过取出差动分量而获得再生信号。这时的信号量达到现有的单一检测方式信号量的2倍。
在这种情况下，虽然采用了比单一检测方式多一倍的2个电流/电压变换器89、90，但因电流/电压变换器中发生的噪声是随机噪声，所以在图3电路的最终输出信号中由电流/电压变换器产生的噪声变为
Figure C9619017400051
倍。其结果是能将电流/电压变换器的噪声电平相对于信号电平减小到
Figure C9619017400052
图4示出采用这种差动检测方式的磁光信号检测电路的一例。该图4的电路用2个图3所示的差动检测方式的电路构成，对这2个差动检测电路的各部分，在与图3对应的参照符号上分别附加下标a、b，其说明从略。
在该图4中，通过将来自差动放大器91a、91b的输出信号供给差动放大器92，能将电流/电压变换器的噪声电平相对于信号电平减小到
Figure C9619017400053
可是，在这种现有的磁光信号检测电路中，因来自磁性光盘的反射光很微弱，所以图4的电流/电压变换器89a、89b、90a、90b所产生的噪声将加在再生信号上。假如按这样的方式从磁性光盘获得再生信号，则在数字信号再生装置中，将因噪声施加在再生信号上而使误差率趋于恶化。
目前，正以光盘的高密度化为目标大力开展着使照射光盘的光源短波长化的研究。但用于检测从光盘的反射光的光电二极管存在这样一种倾向，即光电二极管的光接收灵敏度随着该短波长化而降低，因而电流/电压变换器的噪声影响就成为急待解决的问题。
另外，如采用图4的电路，虽然能将电流/电压变换器的噪声电平相对于信号电平减小到
Figure C9619017400061
但与图3示出的电路结构相比，电流/电压变换器和差动放大器都增加了2个，使电路规模变大。电路规模的大型化将导致电路的耗电量及成本的增加。
其次，如上述图3示出的从各光接收元件80、81取出检测信号差动分量的电路，是从来自磁性光盘的反射光取出磁光信号，但与此不同，还有从利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘取出光信号的技术。
这里，所谓利用相位凹坑的记录，是指在光盘上按照信号形成了凹凸的相位凹坑以进行记录的方式。再生专用型光盘或追记型光盘等采用着这种记录方式。而在利用反射率变化的记录中，是使受激光照射的记录层的物理状态例如从非晶质改变为晶质等，进行信息的记录。再生装置根据反映出与信息记录的有无相对应的光盘状态变化的激光反射光量的不同，进行信息的读取。这种记录方式为追记型或重写型光盘等所采用。
在利用相位凹坑或反射率变化记录方式的光盘的再生中，从方式的特征可清楚看出，是将经过光强调制的光信号在同相状态下入射到2个光电二极管。因此，如图5所示，设有一个加法器87，通过将来自电流/电压变换器84，85的输出信号相加进行同相光信号的再生。即，从光电二极管80、81的各阳极侧(或各阴极侧)得到两边都是同相的电流输出，由电流/电压变换器34、35将其变换成电压信号后传送给加法器37。这时，在差动放大器86的输出端子上不出现信号。
在现有的磁光记录再生装置中，为了将例如在磁性光盘上预先用相位凹坑记录的地址信息等再生，或为了实现以相位凹坑记录着的再生专用型光盘的兼容再生，也采用了许多不仅设有差动放大器86还设有加法器95的结构。
可是，如果既要实现磁光信号检测又要实现利用相位凹坑或反射率变化记录的信号的检测，那么就必须要有如上述图5示出的差动放大器86及加法器95，因而存在电路结构复杂化的问题。
另外，为使光盘高密度化，即使是在利用上述电流相加方式谋求降低电流/电压变换器的噪声的情况下，也希望能用简单的电路结构不仅实现磁光信号的再生而且能实现利用相位凹坑或反射率变化记录的信号的再生。
本发明是鉴于上述实际情况而开发的，其目的是提供一种在压缩减小电路规模的同时、即使是使光盘高密度化也能防止噪声影响、并能不受光盘类型限制而进行信号再生的光信号检测电路
                    发明的公开
与本发明有关的光信号检测电路，利用2个光检测装置检测记录在记录媒体上的记录信号，对从2个光检测装置中的上述一个光检测装置的一个端子侧输出的信号和从相对于该输出信号输出同相分量的上述另一个光检测装置的端子侧输出的信号按电流相加后，由电流/电压变换装置变换成电压信号。
另外，与本发明有关的光信号检测电路，利用2个光检测装置检测记录在记录媒体上的记录信号，将从2个光检测装置中的一个光检测装置的一个端子侧输出的信号和从相对于该输出信号输出同相分量的另一个光检测装置的端子侧输出的信号按电流相加后，由第1电流/电压变换装置变换成电压信号，将从上述一个光检测装置的另一个端子侧输出的信号和从相对于该输出信号输出同相分量的上述另一个光检测装置的端子侧输出的信号按电流相加后，由第2电流/电压变换装置变换成电压信号，并对上述第1及第2电流/电压变换装置的输出信号进行差动放大。
这里，最理想的方式是：采用磁光记录媒体作为上述记录媒体，采用第1及第2光电二极管作为上述光检测装置，上述第1电流/电压变换装置将上述第1光电二极管阳极侧的输出电流和上述第2光电二极管阴极侧的输出电流按电流相加后所得电流变换为电压，上述第2电流/电压变换装置将上述第1光电二极管阴极侧的输出电流和上述第2光电二极管阳极侧的输出电流按电流相加后所得电流变换为电压。
具体地说，由第1、第2光电二极管接受所入射的相位相反的光信号，将第1光电二极管阳极侧的输出信号和输出同相分量的第2光电二极管侧的输出信号、即从阴极侧输出的信号取出，将这2个光电二极管的输出信号中的同相分量相加后由第1电流/电压变换器变换成电压信号，将第1光电管阴极侧的输出信号和输出同相分量的第2光电二极管侧的输出信号、即从阳极侧输出的信号取出，将这2个光电二极管的输出信号中的同相分量相加后由第2电流/电压变换器变换成电压信号，通过由差动放大器对第1及第2电流/电压变换器的输出信号进行差动放大，与现有的磁光检测电路相比，能够相对于2倍的信号电平将2个电流/电压变换器的噪声抑制到1倍，因而能使S/N比改善6dB。
另外，与本发明有关的光信号检测电路，利用2个光检测装置检测记录在记录媒体上的记录信号，将一个光检测装置阳极侧的输出电流和另一个光检测装置的输出电流相加后所得电流，由第1电流/电压变换装置变换成电压信号，将上述一个光检测装置阴极侧的输出信号和上述另一个光检测装置的输出电流相加后所得电流，由第2电流/电压变换装置变换成电压信号，利用第1切换装置将上述另一个光检测装置阴极侧的输出信号切换并供给到上述第1电流/电压变换装置和第2电流/电压变换装置中的一个，利用第2切换装置将上述另一个光检测装置阳极侧的输出信号切换并供给到上述第1电流/电压变换装置和第2电流/电压变换装置中的一个，并对上述第1及第2电流/电压变换装置的输出信号进行差动放大。
如采用这种结构形式，则能与磁性光盘或利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘等类型无关地进行光盘的兼容再生。因此，能提高光盘格式的自由度，使装置的附加价值得到进一步的提高。
               附图的简单说明
图1是用于说明现有的磁光信号检测方式的电路图。
图2是说明磁光信号检测方式中的单一检测方式的电路图。
图3是说明磁光信号检测方式中的差动检测方式的电路图。
图4是现有的磁光信号差动检测方式的电路结构图。
图5是在现有的磁光信号检测方式中进行同相/反相光检测的电路的简略结构图。
图6是表示构成本发明的光信号检测电路实施形态的磁光信号检测电路的电路图。
图7是表示磁光信号检测电路中的电流/电压变换器具体例的图。
图8是上述磁光信号检测电路的变形例的电路图。
图9是考虑了上述磁光信号检测电路输出的信号相位关系的电路结构图。
图10是表示在上述图6所示磁光信号检测电路中附加了进行同相/反相光信号检测用的结构的电路一实例的图。
图11是表示在上述图9所示磁光信号检测电路中附加了进行同相/反相光信号检测用的结构的电路一实例的图。
图12是表示图11所示电路的变形例的图。
图13是表示上述光信号检测电路所适用的光学传感装置的第1具体例的图。
图14是表示上述图13的光学传感装置中所采用的光接受元件24、26的图形及等效电路的图。
图15是表示上述图13的光学传感装置中所采用的光接受元件20的图形及等效电路的图。
图16是表示上述光信号检测电路所适用的光学传感装置的第2具体例的图。
图17是表示上述图16的光学传感装置中所采用的现有光接受元件的图形及等效电路的图。
图18是为实现上述实施形态而在上述图16的光学传感装置中所采用的光接受元件的图形及等效电路的图。
图19是表示上述磁光信号检测电路所适用的光学传感装置的第3具体例的图。
图20是表示上述图19的光学传感装置中所采用的光学元件46的结构、光接受元件的图形及等效电路的图。
图21是为实现上述实施形态而在上述图19的光学传感装置中采用的光接受元件的图形及等效电路的图。
图22是表示采用图21的光接受元件时的磁光信号检测电路的例图。
图23是采用了上述光学传感装置的光盘再生装置的简略结构图。
图24是说明上述光盘再生装置的操作步骤的流程图。
图25是上述光盘再生装置中进行同相/反相光检测用的地址窗口的生成方法说明图。
图26是上述光盘再生装置的更为简化的电路结构图。
                    实施发明的最佳形态
以下，参照附图说明本发明的光信号检测电路的几种最佳实施形态。在这些实施形态中，作为光检测装置或光检测器，采用光电二极管。
图6示出本发明第1实施形态的磁光信号检测电路，在该图6中示出的磁光信号检测电路，由用于检测光信号的2个光电二极管PD1、PD2及将这2个光电二极管PD1、PD2的输出信号按电流相加后将其变换成电压的电流/电压变换器1构成。
在光电二极管PD1的阴极侧施加正极性的+V偏压。而在光电二极管PD1的阳极侧通过电阻R2施加负极性的-V偏压。
同样地，在光电二极管PD2的阴极侧通过电阻R3施加正极性的+V偏压。而在光电二极管PD2的阳极侧施加负极性的-V偏压。
在该磁光信号检测电路中，将2个光电二极管PD1、PD2中的一个光电二极管PD1的一个端子即阳极侧的输出及相对于该输出信号输出同相信号的另一个光电二极管PD2的端子即阴极侧的输出，分别通过电容器C1、C2除去直流分量后作为输出电流，并将这2个输出电流按电流相加后供给电流/电压变换器1。采用这种连接方式的原因是，由于在电流/电压变换器1的输入端的输入阻抗低，所以能直接连接分别通过电容器C1、C2的输出电流，进行电流相加。
这里的电流/电压变换器1，例如，如图8(a)所示，可由反相输入的负反馈放大器1a和负反馈电阻R构成，或如图8(b)所示，由差动放大器1b和负反馈电阻R构成。
如采用具有图6所示结构的磁光信号检测电路，则通过如上所述的各电流信号的合成，能将具有与现有磁光信号检测电路振幅相等的电流信号输入给电流/电压变换器1。此外，由于仅用一个电流/电压变换器1就能完成工作，所以与现有磁光信号检测电路相比，电流/电压变换器1能使其产生的噪声大小降低到1/√2。因此，S/N比将有3dB的改善，由于与现有电路结构相比不需要分别各使用一个电流/电压变换器和差动放大器，所以能减小电路的规模。
另外，在磁光信号检测电路中，例如，如图8所示，将2个光电二极管PD1、PD2中的一个光电二极管PD1的一个端子即阴极侧的输出及相对于该输出信号输出同相信号的另一个光电二极管PD2的端子即阳极侧的输出，分别通过电容器C1、C2除去直流分量后作为输出电流，并将这2个输出电流按电流相加后供给电流/电压变换器2，也能通过各电流信号的合成，将具有与现有磁光信号检测电路振幅相等的电流信号输入给电流/电压变换器2。
按照这种构成方式，与现有磁光信号检测电路相比，能将电流/电压变换器产生的噪声减小到
Figure C9619017400111
因此，S/N比改善3dB，并能减小电路的规模。
如采用该结构，则与图4示出的以差动方式检测磁光信号的电路结构相比，能使电流/电压变换器和差动放大器各减少3个，从而缩小电路的规模。
在图6和图8示出的磁光信号检测电路中，电流/电压变换器1、2各自的输出信号的相位是相互反相的。注意到这种情况，如图9所示，也可构成包括2个电流/电压变换器1、2及一个差动放大器3的磁光信号检测电路，该差动放大器3对考虑到输出相位后供给其端子侧的电流/电压变换器1、2各自的输出信号进行差动放大。这里，对共同的部分标以相同参照编号，其说明从略。
来自光电二极管PD1的阳极和光电二极管PD2的阴极的同相输出信号，通过电容器C1、C2供给电流/电压变换器1。而来自光电二极管PD1的阴极和光电二极管PD2的阳极的输出信号，通过电容器C3、C4供给电流/电压变换器2。
在电流/电压变换器1、2中，通过各自的同相信号的电流相加，供给具有2倍振幅的电流信号。由于两个电流/电压变换器1、2输出信号的相位相互间成反相的关系，所以例如以电流/电压变换器2的输出为基准，则对差动放大器3，电流/电压变换器2的输出供给其同相端子侧，电流/电压变换器1的输出供给差动放大器3的反相端子侧。差动放大器3输出输出信号，作为振幅为图6或图8的2倍的同相的再生信号。
在这种情况下，因电流/电压变换器的个数与在该情况下的现有的磁光信号检测电路相同，所以电流/电压变换器的噪声大小不变。因此，电流/电压变换器的噪声相对于再生信号变为1/2。因而，相对于再生信号的S/N比能提高6dB。
如采用这种结构，与图4所示的现有磁光信号检测电路的电路结构相比，能使电流/电压变换器和差动放大器各减少2个，从而减小电路规模。
通过采用如上的结构，能够在抑制电流/电压变换器的噪声的同时，使电路规模缩小。由于该电流/电压变换器的噪声降低，因而使再生信号的S/N比提高，例如，能大幅度地改善数字系统的误码率，能达到使可靠性、信息密度、传送速度提高的目的。
另外，通过进行光路设计，使入射到光接受元件的光量减少，并提高从激光发射元件到磁性光盘表面的光路效率，从而能降低激光发射元件的发射功率，延长系统的使用寿命。由于电路规模缩小，所以能使耗电量降低。
其次，图10示出用于再生如上所述的磁光记录的信号和利用相位凹坑或反射率变化记录的信号的光信号检测电路的一例。
在该图10中示出的光信号检测电路设有对从上述图6的磁光信号检测电路的另一个光电二极管PD2的阴极通过电容器C2得到的输出电流进行通/断操作的开关SW。
即，该图10的光信号检测电路具有：用于检测光信号的2个光电二极管PD1、PD2；配置在光电二极管PD2与电流/电压变换器1之间的切换开关SW；及将从光电二极管PD1和通过切换开关SW从光电二极管PD2供给的输出信号按电流相加后变换成电压的电流/电压变换器1。
电流/电压变换器1可采用上述图8(a)或图8(b)所示的结构。其他结构与上述图6相同，所以对相对应的部分标以同样的参照符号，其说明从略。
图10(a)示出从磁性光盘等供给相位相反的光信号的情况，图10(b)示出从利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘供给相位相同的光信号的情况。
当再生磁光信号时，如图10(a)所示，通过对各光电二极管PD1、PD2以相互间反相的状态入射经过强度调制的光信号，光电二极管PD1阳极侧的输出电流和光电二极管PD2阴极侧的输出电流将以相同的相位输出。
这样，当从光电二极管PD1、PD2得到的信号同相时，使开关SW导通、即呈闭合状态，从而将通过电容器C1、C2除去直流分量后的信号进行电流相加并供给电流/电压变换器1。采用这种连接方式的原因是，由于在电流/电压变换器1的输入端的输入阻抗低，所以能将分别通过电容器C1、C2的输出直接连接，进行电流相加。
因此，电流/电压变换器1输出与从光电二极管PD1、PD2得到的信号的2倍对应的电压信号，作为再生信号。
这种光信号检测电路，仅用一个电流/电压变换器1就能完成工作，所以与现有磁光信号检测电路相比，电流/电压变换器1能使产生的噪声大小降低到1/√2。通过这种将各电流信号合成的方式，能将具有与现有磁光信号检测电路振幅相等的电流信号输入给电流/电压变换器1。因此，S/N比将有3dB的改善。由于与现有电路结构相比不需要分别各使用一个电流/电压变换器和差动放大器，所以能减小电路的规模。
当对利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘等进行再生时，光信号以图10(b)示出的相位关系入射，光电二极管PD1阳极侧的输出电流和光电二极管PD2阴极侧的输出电流将以相反的相位输出。
这样，当从光电二极管PD1、PD2得到的信号互相反相时，如使开关SW成为导通状态，则信号将相互抵消而不再存在。为避免这种情况，使切换开关SW截止、即呈断开状态，将来自光电二极管PD2的信号切断。因此，仅将通过电容器C1除去直流分量后的信号供给电流/电压变换器1。
由于按照这种方式使相位相反的电流不会抵消，所以即使是相位相同的光信号入射到光电二极管PD1、PD2，仍能进行光的检测。该光检测信号的振幅为图10(a)的再生信号振幅的一半。
开关SW也可设在光电二极管PD1一侧。此外，也可设置开关对上述图8所示磁光信号检测电路的光电二极管PD1、PD2中任何一个的输出电流进行通/断操作。
其次，参照图11说明在上述图9的磁光信号检测电路中设置切换开关SW1、SW2、对磁光信号和利用相位凹坑或反射率变化记录的信号进行再生的光信号检测电路。在该图11中示出的光信号检测电路，能与入射光信号的相位关系无关地输出相同信号电平的再生信号。
在该图11中，除上述图9的磁光信号检测电路的结构之外，还设有将另一个光电二极管PD2阴极侧的输出电流切换并供给电流/电压变换器1或电流/电压变换器2的切换开关SW1、及将光电二极管PD2阳极侧的输出电流切换供给电流/电压变换器1或电流/电压变换器2的切换开关SW2。即，与光电二极管PD2阴极侧的电容器C2连接的切换开关SW1的被选择端子1a连接于电流/电压变换器1，该切换开关SW1的被选择端子1b连接于电流/电压变换器2。此外，与光电二极管PD2阳极侧的电容器C4连接的切换开关SW2的被选择端子2a连接于电流/电压变换器2，该切换开关SW2的被选择端子2b连接于电流/电压变换器1。至于其他结构，因与图9相同，所以对相对应的部分标以同样的参照符号，其说明从略。
这里，当再生磁光信号时，如图11(a)所示，通过将切换开关SW1、SW2切换连接到被选择端子1a、2a侧，可变成与图9相同的结构。
即，对磁性光盘等进行再生时，如图11(a)所示，对2个光电二极管PD1、PD2以相互间反相的状态入射经过强度调制的光信号，光电二极管PD1阳极侧的输出电流和光电二极管PD2阴极侧的输出电流为同相位，将这2个输出电流按电流相加，并由电流/电压变换器1变换成电压信号，加到差动放大器3的反相输入端子。而光电二极管PD1阴极侧的输出电流和光电二极管PD2阳极侧的输出电流为同相位，将这2个输出电流按电流相加，并由电流/电压变换器2变换成电压信号，该电压信号与来自上述电流/电压变换器1的电压信号反相，加到差动放大器3的同相输入端子。
因此，从差动放大器3能取出等于来自各电流/电压变换器1、2的电压信号的振幅的2倍的信号，与现有磁光信号检测电路相比，在产生相同噪声电平的情况下，能够将信号电平提高2倍，因而S/N比能提高2倍，即能提高6dB。
其次，当对利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘等进行再生时，如图11(b)所示，将切换开关SW1、SW2切换连接到被选择端子1b、2b侧。这时，对2个光电二极管PD1、PD2以相互间同相的状态入射经过强度调制的光信号，光电二极管PD1阳极侧的输出电流和光电二极管PD2阳极侧的输出电流为同相位，将这2个输出电流按电流相加，并由电流/电压变换器1变换成电压信号，加到差动放大器3的反相输入端子。而光电二极管PD1阴极侧的输出电流和光电二极管PD2阴极侧的输出电流为同相位，将这2个输出电流按电流相加，并由电流/电压变换器2变换成电压信号，该电压信号与来自上述电流/电压变换器1的电压信号反相，加到差动放大器3的同相输入端子。
因此，从差动放大器3能取出等于来自图10(b)的光信号检测电路的电流/电压变换器1的电压信号电平的4倍的信号。
这样，如采用图11的结构，无论是象在磁性光盘等再生时那样检测反相的光信号，还是象在利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘再生时那样检测同相的光信号，通过使切换开关SW1、SW2联动并切换控制，能很容易地实现。
其次，图12示出上述图11的光信号检测电路的变形例，示出了使图11各切换开关SW1、SW2的各被选择端子1b、2b侧不作任何连接的开路或断开状态的例，这也可以用简单的通/断开关代替各切换开关SW1、SW2。
在该图12的例中，当再生磁光信号时，如图12(a)所示，通过将各切换开关SW1、SW2分别切换连接到被选择端子1a、2a侧，可变成与上述图11(a)相同的结构，因而能获得同样的效果。
与此不同，当对利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘等进行再生时，如图12(b)所示，将切换开关SW1、SW2切换连接到被选择端子1b、2b侧，但因被选择端子1b、2b与什么都不连接，所以相当于简单的通/断开关的断开状态。这时，从光电二极管PD2的阳极、阴极输出的电流被切断，分别只有光电二极管PD1阳极侧的输出电流供给电流/电压变换器1，只有光电二极管PD1阴极侧的输出电流供给电流/电压变换器2，从该电流/电压变换器1、2输出互相反相的电压信号，加到差动放大器3，经差动放大形成2倍振幅的再生信号后取出。
通过这种方式的切换，可避免电流/电压变换器的反相电流的抵消。由于只利用了光接受元件的一半，所以与例如从图11(b)所示电路获得的再生信号的振幅相比，差动放大器3虽然只得到一半的振幅，但能提供不进行烦杂连接、并能与光盘类型无关地进行信号再生的电路。
其次，说明如上所述的光信号检测电路所适用的光学传感装置的几个具体例。
图13示出采用2个独立的磁光信号检测用光接受元件(相当于上述实施形态的光电二极管PD1、PD2)的光学传感装置的光学系统。
该图13的光学传感装置，通过将返回光用光学方法分割，用各自的光接受元件检测伺服信号和磁光信号，进而使用偏振光束分光镜作为检偏振器，并使用2个独立的光接受元件进行磁光信号的检测。此外，还设有用于光能监视器用的光接受元件，共使用4个光接受元件。该光学传感装置是与磁性光盘再生原理最为接近的形式，但因结构复杂，在产品中不常使用。另外，在图13的例中，为检测聚焦伺服误差信号采用了象散法，为检测跟踪伺服误差信号采用了差动推挽法。
在图13的光学传感装置中，从激光发射元件11射出的光由准直透镜12变成平行光，供给光栅13。在光栅13中，为用差动推挽法检测跟踪误差而将入射光分成3条光束。该光束的一部分由光束分光镜14反射后入射到光能监视器用的光接收元件15，在激光发射元件1 1的光能控制中使用。另一方面，透过光束分光镜14的光，通过物镜16聚焦在磁性光盘DSK的信号面或记录面上。
在磁性光盘DSK的信号面上反射后得到的返回光，根据在磁性光盘DSK上按N、S极磁化后以磁性记录的信息，其偏振面在正、负方向上稍有转动。该返回光由物镜16重新变成平行光，入射到光束分光镜14。该返回光的一部分由光束分光镜14反射后，光路折曲90°，入射到光束分光镜17。入射到光束分光镜17后的返回光的一部分的光路再次折曲90°，通
过聚光透镜18、圆筒形透镜19入射到伺服信号检测用光接受元件20上。此外，入射的返回光的一部分透过光束分光镜17，入射到半波偏振片21，使偏振光转动45°后，入射到偏振光束分光镜22。通过偏振光束分光镜22将返回光的偏振面变化变换为强度变化，同时分成2条光束，分别通过聚光透镜23、25变成聚束光之后，分别入射到磁光信号检测用光接受元件24、26。该光接受元件24、26分别相当于上述光电二极管PD1、PD2。
参照图14和图15说明该图13中的各光接收元件24、26及20的具体例。
光接受元件24、26，如图14(a)所示，都是将光点29照射在受光面28上的结构，可用如图14(b)所示的等效电路表示。此外，光接受元件20例如具有如图15(a)所示的受光面图形，其等效电路如图15(b)所示。即，图15(a)的受光面图形的中央受光面被分成4部分，各阳极分别标记为A～D，其两侧的受光面被分成2部分，将一侧受光面的阳极标记为F、E，另一侧受光面的阳极标记为H、G，阴极共用、标记为K。
在该图15中，当假定来自各分割受光区域的阳极A～G的检测输出信号分别为a～g时，聚焦误差信号FE可用象散法运算求得，
FE＝(a+b)-(b+d)
跟踪误差信号TE用差动推挽法运算求得，
TE＝((a+d)-(b+c))-k((f-e)+(h-g))
式中，k为常数
另外，关于磁光信号检测用光接受元件24、26，在现有例的图1或图5所示的结构中，通过求取各阳极的输出信号之差得到磁光信号，但在上述实施形态的图6的例中，是通过将光接受元件24(相当于PD1)的阳极输出电流和光接受元件26(相当于PD2)的阴极输出电流按电流相加，获得磁光信号。此外，还可以采用图8的例、图9的例的结构取得磁光信号。
再有，当取出利用相位凹坑或反射率变化记录的信号时，也可采用如上述实施形态的图10、图11或图12所示的结构。此外，也可以将从示出光接受元件20受光面图形的图15(a)的中央受光面的各分割区域A～D输出的信号a～d全部相加后，求得a+b+c+d，从而将上述利用相位凹坑或反射率变化记录的信号再生。
其次，参照图16说明采用所谓沃拉斯顿棱镜的光学传感装置的具体例。
在该图16的具体例中，作为将由克尔效应得到的光的偏振面转动变换为光的强弱的检偏振器，采用3光束沃拉斯顿棱镜35。作为伺服误差信号的检测，在聚焦误差检测中采用象散法，在跟踪误差检测中采用差动推挽法。
在图16中，从激光发射元件11射出的光由准直透镜12变成平行光，供给光栅13。在光栅13中，为用差动推挽法检测跟踪误差而将入射光分成3条光束。这3条光束由反射镜(或反射棱镜)31反射后，光路折曲90°，入射到光束分光镜32。上述3条光束的一部分由光束分光镜32反射后入射到光能监视器用的光接收元件33，在激光发射元件11的光能控制中使用。另一方面，透过光束分光镜32的光，通过物镜34聚焦在磁性光盘DSK的信号面或记录面上。
在磁性光盘DSK的信号面上反射后得到的返回光，其偏振面按照在磁性光盘DSK上按N、S极磁化后以磁性记录的信息转动。该返回光由物镜34重新变成平行光，再入射到光束分光镜32。该返回光的一部分由光束分光镜32反射后，光路折曲90°，入射到所谓的沃拉斯顿棱镜35。通过沃拉斯顿棱镜35将该返回光的偏振面的转动方向的变化转换为强度变化，同时再次分成3条光束，这些光束由聚光透镜36及采用象散法检测聚焦误差用的圆筒形透镜37聚光后，入射到光接受元件38。
该光接受元件38的受光面图形，在以往使用的光接受元件的情况下，如图17(a)所示，当在上述实施形态中使用时，如图18(a)所示。
即，在图17(a)的受光面图形中，在中央设有被分成4个的构成受光区域的阳极A～D，与由上述光栅13分离的3条光束的先行光束相对应，设置分成2个受光区域的阳极E、F；与后行光束相对应，设置分成2个受光区域的阳极G、H。另外，与由上述沃拉斯顿棱镜35分离的3条光束相对应，在受光面图形中央部分的左右位置设置用于磁光信号检测的受光区域的阳极I、J。由这些受光区域的各阳极A～J和公用阴极K构成的等效电路，如图17(b)所示，用10个光电二极管表示。
与此不同，在示出实现上述实施形态用的受光面图形的图18(a)中，由于还必须从用于磁光信号检测的受光区域I、J的各阴极侧分别取出输出电流，所以在该受光区域I、J的周围设置各自独立的阴极区域K(I)、K(J)。因此如图18(b)所示，其等效电路包括以受光区域A～H作为阳极而阴极K公用的8个光电二极管和以受光区域I、J作为各阳极而具有分别独立的阴极
K(I)、K(J)的2个光电二极管。
当假定来自图17或图18示出的这样的受光面图形各分割受光区域的阳极A～G的输出信号分别为a～g时，聚焦误差信号FE可用象散法运算求得，
FE＝(a+b)-(b+d)
跟踪误差信号TE用差动推挽法求得，
TE＝((a+d)-(b+c))-k((f-e)+(h-g))
式中，k为常数
另外，对于磁光信号，在采用受光面图形如图17所示的的现有光接受元件的情况下，当各分割区域I、J的输出信号分别为i、j时，当然能通过i-j求得，但在采用受光面图形如图18所示的光接受元件的情况下，例如与上述图6实施形态的电路结构相对应，从受光区域I的阳极取出光接受元件PD1的阳极输出电流，并从受光区域J的阴极K(J)取出光接受元件PD2的阴极输出电流，通过将这2个输出电流按电流相加，也可以求得磁光信号。此外，采用图8的例或图9的例的结构亦能求得磁光信号。再有，当取出利用相位凹坑或反射率变化记录的信号时，也可采用如上述实施形态的图10、图11或图12所示的结构。在这种情况下，将受光区域I的阳极输出电流及阴极K(I)的输出电流作为图8～图12的光接受元件PD1的阳极输出电流及阴极输出电流、将受光区域J的阳极输出电流及阴极K(J)的输出电流作为图8～图12的光接受元件PD2的阳极输出电流及阴极输出电流即可。此外，利用相位凹坑或反射率变化记录的信号的取出，也可以通过将从图18(a)的中央受光面的各分割区域A～D输出的信号a～d全部相加后求得a+b+c+d进行。
其次，参照图19说明采用所谓微棱镜检测器的光学传感装置的具体例。
在该图19的具体例中，采用了将偏振光束分光镜、反射镜及光检测元件构成一体的所谓的微棱镜检测器46，作为伺服误差信号的检测，分别在聚焦误差检测中采用差动同心圆法，在跟踪误差检测中采用推挽法。与上述图13或图16所示具体例不同，因在在聚焦误差检测中采用差动同心圆法，所以不使用圆筒形透镜，因在跟踪误差检测中采用推挽法，所以不使用将光束分成3条的光栅。
在该图19中，从激光发射元件11出射的光由准直透镜12变成平行光，供给光束分光镜41。所供给的光束的一部分由光束分光镜41反射后入射到光能监视器用的光接收元件42，在激光发射元件11的光能控制中使用。另一方面，透过光束分光镜41的光，通过物镜43聚焦在磁性光盘DSK的信号面或记录面上。
在磁性光盘DSK的信号面上反射后得到的返回光，由物镜43重新变成平行光，入射到光束分光镜41。该返回光的一部分由光束分光镜41反射后，光路折曲90°，入射到半波偏振片21，使偏振光转动45°，通过聚光透镜45变成聚束光之后，入射到上述微棱镜检测器46。
微棱镜检测器46，例如，如图20(a)所示，由偏振光束分光镜47、反射面48及光检测元件49整体构成，光检测元件49的受光面图形，例如，如图20(b)所示。即，来自上述图19的聚光镜45的返回光，入射到微棱镜检测器46的偏振光束分光镜47，在将返回光的偏振面的变化变换为强度变化的同时，将其分成2条光束，入射到光接受元件49的2部分图形上。这里，在图20(b)的受光面图形上，2部分图形都具有大致正方形的形状，并被横向分割成3个横向的受光区域。这2个正方形部分图形中的一个部分图形，将中间的受光区域进一步分成2个，所以共形成4个受光区域A、B1、B2、C，作为图20(c)等效电路的光电二极管的阳极。另一部分图形的3个受光区域D、E、F也构成图20(c)等效电路的光电二极管的阳极。这些光电二极管的阴极为公用阴极K。
图20(b)、图20(c)的具体结构示出了该微棱镜检测器的光检测元件49的现有例，为实现如上所述的实施形态，必须构成如图21所示的具体结构。即，图21(a)示出在如上述图6或图8～图12所说明过的实施形态中使用的可能的光检测元件的受光面图形，图21(b)示出其等效电路。该图21(a)的受光面图形和图21(b)的等效电路与上述图20(b)的受光面图形和图20(c)的等效电路基本相同，但在2部分图形各设有独立阴极K1、K2这一点上是不同的。即，对图21(a)的受光面图形中构成其一部分图形的4个分割受光区域即阳极区域A、B1、B2、C，独立地设置公用阴极K1，而对另一部分图形的3个分割受光区域即阳极区域D、E、F独立地设置公用阴极K2。
采用如该图21所示的光检测元件实现例如在上述图9中示出的电路结构，示于图22。从该图22还可清楚看出，由阳极区域A、B1、B2、C及公用阴极K1构成的4个光电二极管，相当于图9的光电二极管PD1，由阳极区域D、E、F及公用阴极K2构成的3个光电二极管，相当于图9
的光电二极管PD2。
这里，当来自这些光电二极管的阳极A～F的输出信号分别为a～f时，磁光信号MO可按下式运算求得，
MO＝(a+(b1+b2)+c)-(d+e+f)
聚焦误信号FE可用差动同心圆法按下式运算求得，
TE＝(a+c+e)-((b1+b2)+d+f)
另外，当再生利用相位凹坑或反射率变化记录的信号时，求出全部阳极输出信号的相加结果(a+(b1+b2)+c)+(d+e+f)即可，但当然也可采用如上述图10～图12所示的进行切换的结构。
其次，参照图23～26说明采用如上所述的光学传感装置、特别是适用于在利用相位凹坑记录的信号与磁光记录的信号之间能够兼容再生的图10～图12电路结构的光学传感装置构成的光盘再生装置的系统结构及其动作。
在图23中，光学传感装置例如由具有如上述图13、图16、图19所示结构的光学系统10、及与这些图和相关的受光面图形一起说明过的磁光信号再生用光检测装置即光电二极管PD1、PD2构成。
在该图23中示出的光盘再生装置具有：构成光学传感装置的光学系统10及光电二极管PD1、PD2；根据该光学传感装置的输出信号进行信号处理的信号处理部50；对该信号处理部50的动作进行切换控制的系统控制部55。
如图7所示，信号处理部50例如具有：信号再生部51；对信号再生部50的输出信号进行信号处理并取出磁光信号的磁光信息处理部52；对与供给磁光信息处理部52的信号相同的信号进行信号处理并取出相位凹坑信息的相位凹坑信息信号处理部53；及用于检测光接受元件即光电二极管PD1、PD2接受的光量光量检测部54。
在光学系统10中，照射在光盘DSK上的激光从光盘DSK的表面返回的光，入射到光接受元件即光电二极管PD1、PD2，由光电二极管PD1、PD2接受的光供给信号处理部50的信号再生部51。
信号再生部51，如上述图10～图12所示的电路结构那样，以电流相加检测方式将通过光电变换得到的电流信号变换为电压后，将输出信号供给磁光信息处理部52、相位凹坑信息信号处理部53。此外，信号再生部51还根据由光电二极管PD1、PD2分别接受的光，将电信号供给光量检测部54。
在由具有这种结构的光盘再生装置对利用相位凹坑等记录的再生专用型光盘进行再生时，实际上是要求光量检测部54能将其与磁性光盘区分开来。已知普通的再生专用型光盘的反射率要比普通的磁性光盘高5倍左右。光量检测部54将磁性光盘和例如形成有相位凹坑的再生专用型光盘的反射率之差作为光量差，根据相对于预先设定的阈值的高低，进行光盘类型的判断。该光盘判别信号从该光量检测部54供给系统控制部55。
系统控制部55对应于按照光盘判别信号检测出的同相/反相光，将切换图10的切换开关SW或图11和图12的切换开关SW1、SW2的切换选择信号传送给信号再生部51。由于该切换选择信号的输出定时随光盘类型而不同，所以要由系统控制部55进行如后文所述的处理。利用该切换选择信号，在光盘再生装置中通过磁光信息信号处理部52、相位凹坑信息信号处理部53得到与光盘类型无关的记录信息。
光盘再生装置由系统控制部55按照例如图24所示步骤进行装置的操作。
首先，在步骤S1，将记录媒体即光盘插入光盘再生装置。
接着，在步骤S2，通过系统控制部55的控制，使各部的伺服电路动作，并设定能对来自光盘DSK的信息进行检测的状态，然后进入步骤S3。
在步骤S3，将光盘DSK上所记录的地址信息再生，同时生成后文所述的地址窗口。
其次，在步骤S4，按照地址信息或所生成的地址窗口，根据再生的光盘DSK的信息是否是在地址/数据区域来改变切换选择信号，并进入步骤S5。
在步骤S5，判断光盘DSK的信号再生是否结束。当信号再生尚未结束(否)时，返回步骤S3，重复进行上述步骤S3、S4的处理。而当信号再生结束(是)时，该光盘DSK的信号再生即告完成。
以下，作为系统控制部55的与光盘DSK类型对应的动作，说明例如地址信息或地址窗口的生成等。
普通的数据记录用磁性光盘，1圈的磁道被分割为多个区域。该各分割区域的单位称作扇区。在各扇区的开头部分，用相位凹坑预先记录着表示扇区在光盘上的位置的地址。磁性光盘通过这种扇区分割·附加地址，能够进行数据的管理·检索。
可是，当再生这种磁性光盘时，必须将用相位凹坑预先记录的信息区域、即地址区域AD和根据磁化方向记录的信息区域、即数据区域D两者同时再生。如到现在为止已说明过的那样，对于利用相位凹坑的记录和磁光记录混合存在的磁性光盘，在现有的电流相加检测方式中，利用在2个光电二极管上入射同相/反相光信号，对例如用相位凹坑的记录在原理上就不能检测，因此，系统控制部55按照已将该混合区域的一方区分出来的光盘判别信号对信号再生部51的切换开关SW1、SW2进行切换控制。为进行这种切换控制，可生成地址窗口，以便例如只将地址区域AD取出。
在图24的步骤S2中，如施加伺服动作以便读出信息，则在步骤S3使信号再生部51按照检测同相光的模式进行地址信息的再生。通过该地址信息的再生，即可分清地址区域AD及数据区域D的定时。系统控制部55根据该定时关系生成图25示出的地址窗口。如将该定时作为切换开关的控制信号来使用，就能够切换同相/反相光检测模式。
当将该方法按具体的结构示出时，例如可构成如图26所示的电路结构。
可以看出，信号处理部50可以构成不设光量检测部54的结构。系统控制部55利用从相位凹坑信息信号处理部53再生的地址信息将切换选择信号供给信号再生部51。
此外，由于在光盘的最内圈部分通常都设置有记录了光盘识别信息的引入区，所以从将该引入区再生后的信息就能得知光盘的类型。因此，可以看到，在插入光盘时，光盘再生装置在开始时可按同相光检测模式进行读出。在这种方法中，不只是再生专用型光盘，即使是例如利用反射率变化记录的追记型光盘，也能对应地进行与磁性光盘的判别。
另外，近年来，一种具有利用相位凹坑预先记录数据的再生专用区域和利用磁光记录进行数据记录再生的记录再生区域的所谓混合型光盘正在被实用化。
在这种所谓混合型光盘中，在引入部分记录着再生专用区域地址范围·记录再生区域地址范围。通过根据该引入部分的地址信息切换同相/反相的光检测，即使是所谓混合型光盘也能正确地将信息再生。
按照这种构成方式，即使是采用电流相加检测方式的电路结构，也能一面区分磁性光盘、利用相位凹坑记录或反射率变化完成记录的光盘，一面进行与2种方式对应的再生。
如果采用如上所述的构成本发明实施形态的磁光信号检测电路，则能在抑制电流/电压变换器的噪声的同时，缩小电路的规模。由于降低了该电流/电压变换器的噪声，所以能提高再生信号的S/N比，例如能大幅度地改善数字系统的误码率，能达到使可靠性、信息密度、传送速度提高的目的。
另外，进行光路设计使入射到光接受元件的光量减少，并提高从激光发射元件到磁性光盘表面的光路效率，从而降低激光发射元件的发射功率，能够延长系统的使用寿命。由于电路规模缩小，所以能使耗电量减少。
另外，能与磁性光盘或利用相位凹坑或反射率变化记录的光盘等类型无关地进行光盘的兼容再生。因此，能提高光盘格式的自由度，使装置的附加价值得到进一步的提高。

Claims (6)

1.一种光信号检测电路，用于变换并取出对记录在记录媒体上的磁光记录进行强度调制后的光信号，其特征在于具有：2个光检测装置，用于检测上述光信号；第1电流/电压变换装置，用于将从2个光检测装置中的一个光检测装置的一个端子侧输出的信号和从相对于该输出信号输出同相分量的另一个光检测装置的端子侧输出的信号按电流相加后变换成电压；第2电流/电压变换装置，用于将从2个光检测装置中的上述一个光检测装置的另一个端子侧输出的信号和从相对于该输出信号输出同相分量的上述另一个光检测装置的端子侧输出的信号按电流相加后变换成电压；及差动放大装置，用于对上述第1及第2电流/电压变换装置的输出信号进行差动放大。
2.根据权利要求1所述的光信号检测电路，其特征在于：采用第1及第2光电二极管作为上述光检测装置，上述第1电流/电压变换装置将上述第1光电二极管阳极侧的输出电流和上述第2光电二极管阴极侧的输出电流按电流相加后所得电流变换为电压，上述第2电流/电压变换装置将上述第1光电二极管阴极侧的输出电流和上述第2光电二极管阳极侧的输出电流按电流相加后所得电流变换为电压。
3.一种光信号检测电路，其特征在于具有：2个光检测装置，用于以光学方式检测记录在记录媒体上的记录信号；电流/电压变换装置，用于将从上述2个光检测装置供给的输出信号按电流相加后变换成电压；及开关装置，对上述2个光检测装置的输出信号根据其相位将一个光检测装置的输出信号切断。
4.根据权利要求3所述的光信号检测电路，其特征在于：它采用第1及第2光电二极管作为上述光检测装置，并具有第1电流/电压变换装置，用于将上述第1光电二极管阳极侧的输出电流和上述第2光电二极管阴极侧的输出电流按电流相加后所得电流变换为电压，而且在该第2光电二极管的阴极侧与上述第1电流/电压变换装置之间设置第1开关装置。
5.根据权利要求3所述的光信号检测电路，其特征在于具有：第2电流/电压变换装置，用于将上述第1光电二极管阴极侧的输出电流和上述第2光电二极管阳极侧的输出电流按电流相加后所得电流变换为电压；第2开关装置，设置在在该第2光电二极管的阳极侧与上述第2电流/电压变换装置之间；及差动放大装置，用于对该第2电流/电压变换装置和上述第1电流/电压变换装置的输出信号进行差动放大。
6.一种光信号检测电路，其特征在于具有：2个光检测装置，用于以光学方式检测记录在记录媒体上的记录信号；第1电流/电压变换装置，用于将一个光检测装置阳极侧的输出电流和另一个光检测装置的输出电流相加后所得电流变换为电压；第2电流/电压变换装置，用于将上述一个光检测装置阴极侧的输出电流和上述另一个光检测装置的输出电流相加后所得电流变换为电压；第1切换装置，用于将上述另一个光检测装置阴极侧的输出信号切换并供给到上述第1电流/电压变换装置和第2电流/电压变换装置中的一个；第2切换装置，用于将上述另一个光检测装置阳极侧的输出信号切换并供给到上述第1电流/电压变换装置和上述第2电流/电压变换装置中的一个；及差动放大装置，用于对上述第1及第2电流/电压变换装置的输出信号进行差动放大。
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