JP2703269B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば光ディスクに対して情報の記録あ
るいは再生を行なう光ディスク装置などの情報記録再生
装置に関する。

（従来の技術） 周知のように、例えば半導体レーザより出力されるレ
ーザ光によって、光ディスクに情報を記録したり、光デ
ィスクに記録されている情報を読出す光ディスク装置等
の情報記録再生装置が種々開発されている。

このような光ディスク装置では、光ディスクの記録情
報を再生する場合、再生信号（光電変換信号）を第９図
に示すように、コンデンサＣと抵抗R11を用いていわゆ
る交流結合を行なった後、増幅器51で増幅し、この増幅
器51で増幅した信号を２値化回路52で２値化することに
より、光ディスクの記録情報の再生を行なうようになっ
ている。

ところが、上記のような光ディスク装置では、その再
生が交流結合を利用して行なわれるため、情報の記録の
され方によっては信号が交流として非対称となり、再生
信号のレベルが一定にならないので安定な２値化を行な
うことができず、正確な再生を行なうことができないと
いう欠点があった。

上記情報の記録のされ方としては、記録状態のむら等
の欠陥により本来でるべき振幅より小さくなるところが
あり、また全体としては、光ディスクの面ぶれ、偏心な
どにより信号がうねっているもの等がある。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記したように、安定な２値化を行なう
ことができず、正確な再生を行なうことができないとい
う欠点を除去するもので、安定な２値化を行なうことが
でき、正確に再生を行なうことができる情報記録再生装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の情報記録再生装置は、記録トラックを有す
る記録媒体に光を照射することにより情報を記録すると
ともに、光を照射された上記記録トラックから得られる
光を検出して光電変換し、この光電変換出力によって記
録トラックに記録されている情報の再生を行なう光学系
を備える情報記録再生装置において、この光学系の光電
変換出力を増幅する増幅手段と、上記記録媒体の情報を
再生する際、上記光学系の情報成分側の包絡線を検知
し、上記記録媒体へ情報を記録する際、該記録を開始す
る直前の情報成分側の包絡線を維持する包絡線検知手段
と、この包絡線検知手段による検知出力を上記増幅手段
に加える手段と、この手段によって上記包絡線検知手段
による検知出力が加えられた増幅手段の出力を２値化す
る２値化手段とを具備したことを特徴とする。

（作用） この発明は、光学系より得られる情報成分側の包絡線
を、記録情報の再生時に検知するとともに情報記録時に
は直前の状態を維持し、この検知出力を上記光学系の光
電変換出力に加えて増幅し、この増幅した出力を２値化
するようにしたものである。これにより、上記光学系に
より得られる情報成分側の包絡線を一定に保つことがで
き、安定な２値化を行なうことができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第２図は、ディスク装置を示すものである。光ディス
（ディスク）１の表面には、スパイラル状あるいは同心
円状に溝（トラック）が形成されており、この光ディス
ク１は、モータ２によって例えば一定の速度で回転され
る。このモータ２は、モータ制御回路18によって制御さ
れている。

上記光ディスク１は、第３図に示すように、たとえば
ガラスあるいはプラスチックスなどで円形に形成された
基板の表面にテルルあるいはビスマスなどの金属被膜層
つまり記録膜がドーナツ型にコーティングされており、
その金属被膜層の中心部近傍には切欠部つまり基準位置
マーク1₁が設けられている。

また、光ディスク１上は、第３図に示すように、基準
位置マーク1₁を「０」として「０〜255」の256セクタに
分割されている。上記光ディスク１上には可変長の情報
が複数ブロックにわたって記録されるようになってお
り、光ディスク１上には36000トラックに30万ブロック
が形成されるようになっている。

なお、上記光ディスク１における１ブロックのセクタ
数はたとえば内側で40セクタになり、外側では20セクタ
になるようになっている。上記ブロックの開始位置に
は、ブロック番号、トラック番号などからなるブロック
ヘッダＡが例えば光ディスク１の製造時に記録されるよ
うになっている。

また、光ディスク１における各ブロックがセクタの切
換位置で終了しない場合、ブロックギャップを設け、各
ブロックが必ずセクタの切換位置から始まるようになっ
ている。

上記光ディスク１に対する情報の記録再生は、第２図
に示すように、光学ヘッド３によって行なわれる。この
光学ヘッド３は、リニアモータの可動部を構成する駆動
コイル13に固定されており、この駆動コイル13はリニア
モータ制御回路17に接続されている。

このリニアモータ制御回路17には、リニアモータ位置
検出器26が接続されており、このリニアモータ位置検出
器26は、光学ヘッド３に設けられた光学スケール25を検
出することにより、位置信号を出力するようになってい
る。

また、リニアモータの固定部には、図示せぬ永久磁石
が設けられており、前記駆動コイル13がリニアモータ制
御回路17によって励磁されることにより、光学ヘッド３
は、光ディスク１の半径方向に移動されるようになって
いる。

前記光学ヘッド３には、対物レンズ６が図示しないワ
イヤあるいは板ばねによって保持されており、この対物
レンズ６は、駆動コイル５によってフォーカシング方向
（レンズの光軸方向）に移動され、駆動コイル４によっ
てトラッキング方向（レンズの光軸と直交方向）に移動
されるようになっている。

また、レーザ制御回路14によって駆動される半導体レ
ーザ９より発生されたレーザ光は、コリメータレンズ11
a、ハーフプリズム11b、対物レンズ６を介して光ディス
ク１上に照射され、この光ディスク１からの反射光は、
対物レンズ６、ハーフプリズム11b、集光レンズ10a、お
よびシリンドリカルレンズ10bを介して光検出器８に導
かれるようになっている。

この光検出器８は、４分割の光検出セル8a、8b、8c、
8dによって構成されている。

なお、上記ワイヤによる対物レンズ駆動装置について
は、特願昭61−284591号に記載されているので、ここで
はその説明を省略する。

上記光検出器８の光検出セル8aの出力信号は、増幅器
12aを介して加算器30a、30cの一端に供給され、光検出
セル8bの出力信号は、増幅器12bを介して加算器30b、30
dの一端に供給され、光検出セル8cの出力信号は、増幅
器12cを介して加算器30b、30cの他端に供給され、光検
出セル8dの出力信号は、増幅器12dを介して加算器30a、
30dの他端に供給されるようになっている。

上記加算器30aの出力信号は差動増幅器OP1の反転入力
端に供給され、この差動増幅器OP1の非反転入力端には
上記加算器30bの出力信号が供給される。これにより、
差動増幅器OP1は、上記加算器30a、30bの差に応じてト
ラック差信号をトラッキング制御回路16に供給するよう
になっている。このトラッキング制御回路16は、OP1か
ら供給されるトラック差信号に応じてトラック駆動信号
を作成するものである。

上記トラッキング制御回路16から出力されるトラック
駆動信号は、前記トラッキング方向の駆動コイル４に供
給される。また、上記トラッキング制御回路16で用いら
れたトラック差信号は、リニアモータ制御回路17に供給
されるようになっている。

また、上記加算器30cの出力信号は差動増幅器OP2の反
転入力端に供給され、この差動増幅器OP2の非反転入力
端には上記加算器30dの出力信号が供給される。これに
より、差動増幅器OP2は、上記加算器30c、30dの差に応
じてフォーカス点に関する信号をフォーカシング制御回
路15に供給するようになっている。このフォーカシング
制御回路15の出力信号は、フォーカシング駆動コイル５
に供給され、レーザ光が光ディスク１上で常時ジャスト
フォーカスとなるように制御される。

上記のようにフォーカシング、トラッキングを行なっ
た状態での光検出器８の各光検出セル8a、〜8dの出力の
和信号、つまり加算器30a、30bからの出力信号は、トラ
ック上に形成されたピット（記録情報）の凹凸が反映さ
れている。この信号は、映像回路19に供給され、この映
像回路19において画像情報、アドレス情報（トラック番
号、セクタ番号等）が再生される。

また、上記トラッキング制御回路16は、上記CPU23か
らD/A変換器22を介して供給されるトラックジャンプ信
号に応じて対物レンズ６を移動させ、１トラック分、ビ
ーム光を移動させるようになっている。

上記レーザ制御回路14、フォーカシング制御回路15、
トラッキング制御回路16、リニアモータ制御回路17、モ
ータ制御回路18、映像回路19等は、バスライン20を介し
てCPU23によって制御されるようになっており、このCPU
23はメモリ24に記憶されたプログラムによって所定の動
作を行なうようになっている。

また、D/A変換器22は、それぞれフォーカシング制御
回路15、トラッキング制御回路16、リニアモータ制御回
路17とCPU23との間で情報の授受を行なうために用いら
れるものである。

上記映像回路19は、第１図に示すように、加算回路4
1、増幅器42、抵抗R3、R4、定電流源43、２値化回路4
4、包絡線検知回路45、比較器46、および基準電圧用の
電源47によって構成されている。

上記加算回路41は上記加算器30a、30bからの加算信号
を加算するもので、この加算結果として得られる第４図
（ａ）に示すような、再生信号は上記増幅器42の非反転
入力端に出力されるようになっている。

上記増幅器42は、演算増幅器で構成され、上記加算回
路41からの加算結果を、上記定電流源43からのバイアス
電流が加えられた状態で、しかも抵抗R3、R4によって決
定される増幅率「（R3＋R4）/R3」で増幅するものであ
り、この増幅した信号は２値化回路44および上記包絡線
検知回路45に出力されるようになっている。

また、上記増幅器42は、上記包絡線検知回路45からの
検知信号に応じて、出力信号の情報成分側のレベルを変
化させることにより、情報成分側のレベルをほぼ一定に
保った信号を出力するようになっている。

上記定電流源43は、上記増幅器42に対してバイアス電
流を印加するもので、そのバイアス電流は上記増幅器42
の非反転入力端に出力されるようになっている。

上記２値化回路44は、上記増幅器42から供給される再
生信号を所定の基準値と比較することにより、２値化す
るもので、この２値化信号は上記CPU23へ出力されるよ
うになっている。

上記包絡線検知回路45は、上記増幅器42からの再生信
号の情報成分側の包絡線を検知し、この検知信号（第４
図（ｃ）参照）を上記増幅器42の反転入力端に出力する
ものであり、抵抗R1、R2、R5、R6、バイアス抵抗R_X、ダ
イオードＤ、コンデンサＣ、増幅器45a、およびスイッ
チSWによって構成されている。

すなわち、CPU23からのライトエリア信号によりスイ
ッチSWがオンされている場合（情報再生時）は、第６図
の実線で示すような、上記増幅器42からの再生信号を抵
抗R1、R2、コンデンサＣによって構成される積分回路51
で、情報成分側つまり下側の包絡線のピーク値を同図の
点線で示すように検知し、この検知したピーク値によっ
て上記抵抗R5、R6、増幅器45aによって構成されるレベ
ル補償回路52で増幅器42の信号レベルを補償するように
なっている。上記レベル補償回路52の出力は抵抗R3を介
して上記増幅器42の反転入力端に供給され、この増幅器
42へのフィードバック量を増減するようになっている。
これにより、増幅器42は包絡線サーボアンプとして働く
ようになっている。また、CPU23からのライトエリア信
号によりスイッチSWがオフされている場合（情報記録
時）は、コンデンサＣにチャージされたレベル、つまり
スイッチSWがオフされる直前のレベルで包絡線を検知・
維持し、上記と同様にフィードバックをかけるようにな
っている。

ここで、上記スイッチSWが存在しない場合を仮定する
と、記録時に発光されるレーザ光の光量は、一般に、再
生時の数十倍にも達するので、上記増幅器42からの再生
信号も、例えば第８図（ａ）の信号S4に示すような大振
幅の信号となる。そして、その時の包絡線検知信号は、
同図（ｂ）に示すような大振幅の信号が得られ、この信
号をそのままフィードバックさせると未記録部分でもデ
ータが記録されていると検知する場合が発生する。ま
た、所定の記録動作を終了した際、記録領域（ライトエ
リア）の直後に設けられているブロックへッダの情報を
再生する必要があるが、上記のように、振幅が大きいと
包絡線の追随に所定の時間を必要とし（第８図（ｂ）の
信号S5）、次のブロックヘッダに記録されているアドレ
ス情報等を誤検知するという場合も発生する。上記スイ
ッチSWは、かかる不具合を除去するために設けられてお
り、CPU23からの制御により、記録時にはスイッSWをオ
フにし、その際、第８図（ｃ）示すように、コンデンサ
Ｃにチャージされているレベル、つまり記録開始直前の
レベルで包絡線を維持するようになっている。これによ
り、記録動作を行なっても何らその動作に影響されずに
安定した再生を行なうことができるものとなっている。

上記増幅器45aの増幅率は「（R5＋R6）/R5」となって
いる。

また、上記包絡線の情報成分でない側の応答する時定
数τは、「τ＝（R1＋R2）C/R5＋R6/R5・R4/R2」で表わ
される。

この時定数τは、たとえば光ディスク１が1800回転／
分のときは、30ms以下にする必要がある。すなわち、面
振れ、偏心等で第４図（ａ）、第５図（ａ）に示すよう
に、加算回路41からの再生信号が変動している場合に、
情報成分の上下の振れに対して、第４図（ｃ）、第５図
（ｃ）に示すように、包絡線を追跡させて、第４図
（ｂ）、第５図（ｂ）に示すように、情報成分のレベル
を一定にできるようにしている。

したがって、第７図（ａ）に示すような、上記光ディ
スク１のトラックＴ上に形成されているピットＰからの
反射光に対応する再生信号が、同図（ｂ）に示すよう
に、下側つまりピットに対応するレベルが一定となって
いる。

なお、上記情報成分のレベルが小さすぎて再生信号の
周波数成分に近くなり、包絡線が正しく検知できなくな
り、出力波形が歪みだしてしまうのを防止するために、
再生信号のピークとピークの間が最も長い時で１μｓで
あるとすると、時定数τは１μｓ以上（τ＞１μｓ）と
なっている。

これにより、包絡線検知回路45において、情報成分で
ない側に応答する時定数を上記光ディスク１の回転周期
より速く、また記録された情報の周波数成分の最も低い
周波数より遅いものとなっている。

また、上記比較器46は、上記包絡線検知回路45の検知
出力を電源47による基準電圧と比較することにより、記
録済み検知信号として利用する２値化信号を上記CPU23
へ出力するものである。たとえば、第４図（ｃ）に示す
ような、包絡線検知信号に対して、同図（ｄ）に示すよ
うに、情報が記録されているところに対して「Ｌ」レベ
ルとなっているため、これをチェックすれば、情報が記
録されているか否かを検知することができるようになっ
ている。

次に、このような構成において、情報を記録する場合
の動作について説明する。情報を記録するにあたって
は、光学ヘッド３を目的とする記録トラックに移動して
合トラック、合焦点状態にした後、弱光度のレーザ光を
照射することによりブロックヘッダに記録されている情
報を再生して目的とする記録位置を検出し、引続き、記
録すべき情報に応じて継続的にオン−オフする強光度の
レーザ光を上記弱光度のレーザ光に重畳して照射するこ
とにより情報を記録するようになっている。すなわち、
ブロックヘッダの再生と情報の記録を連続して実行し、
これらの動作の繰返実行により記録を行なうようになっ
ている。

まず、ブロックヘッダの再生動作が行なわれる。たと
えば今、半導体レーザ９から発生された弱光度のレーザ
光は、コリメータレンズ11a、ハーフプリズム11b、対物
レンズ６を介して光ディスク１上に照射され、この光デ
ィスク１からの反射光は、対物レンズ６、ハーフプリズ
ム11b、集光レンズ10a、およびシリンドリカルレンズ10
bを介して光検出器８に導かれる。

したがって、上記光検出器８の光検出セル8aの出力信
号は、増幅器12aを介して加算器30a、30cの一端に供給
され、光検出セル8bの出力信号は、増幅器12bを介して
加算器30b、30dの一端に供給され、光検出セル8cの出力
信号は、増幅器12cを介して加算器30b、30cの他端に供
給され、光検出セル8dの出力信号は、増幅器12dを介し
て加算器30a、30dの他端に供給される。

この状態において、CPU23から供給されるライトエリ
ア信号によりスイッチSWはオン（閉）にされた状態にあ
り、上記加算器30a、30bからの信号は加算回路41に供給
される。すると、加算回路41は光検出セル8a〜8dの検出
信号の和に対応する第４図（ａ）に示すような、再生信
号を増幅器42に出力する。

この再生信号は第４図（ａ）に示すように、情報が記
録されていないときはS1の信号量を示し、情報が記録さ
れているときはS2のように図中下向きに情報の形に応じ
た信号となっている。また、信号S3のように、記録状態
のむら等の欠陥のために、信号中に本来でるべき振幅よ
りも小さくなるところがあり、また全体としては光ディ
スク１の面ぶれ、偏心などにより信号が大きくうねって
いる。

上記増幅器42は、上記加算回路41からの加算結果を、
上記定電流源43からのバイアス電流が加えられた状態
で、しかも抵抗R3、R4によって決定される増幅率「（R3
＋R4）/R3」で増幅し、この増幅した信号を包絡線検知
回路45に出力する。これにより、包絡線検知回路45は上
記増幅器42からの再生信号の情報成分側の包絡線を検知
し、この検知信号（第４図（ｃ）参照）を上記増幅器42
の反転入力端に出力することにより、増幅器42の信号レ
ベルを補償している。

すなわち、第６図に実線で示すような、上記増幅器42
からの再生信号を抵抗R1、R2、コンデンサＣによって構
成される積分回路51で、情報成分側つまり下側の包絡線
のピーク値を同図に点線で示すように、検知し、この検
知したピーク値によって上記定R5、R6、増幅器45aによ
って構成されるレベル補償回路52で増幅器42の信号レベ
ルを補償する。上記レベル補償回路52の出力は抵抗R3を
介して上記増幅器42の反転入力端に供給され、この増幅
器42へのフィードバック量を増減する。これにより、増
幅器42は包絡線サーボアンプとして働く。

この結果、増幅器42からの再生信号の出力は第４図
（ｂ）に示すように、情報成分側のレベルがほぼ一定に
保たれた信号となり、２値化回路44へ出力される。

これにより、２値化回路44は上記増幅器42から供給さ
れる再生信号を所定の基準値と比較することにより２値
化し、この２値化信号を上記CPU23へ出力する。CPU23
は、送られてきた信号によりブロックヘッダに記録され
ているブロック番号、トラック番号などの情報を調べて
目的とする位置か否かの判定処理等を行なう。

次に、現在アクセス中の位置が目的とするブロックで
あることを認識したときは、CPU23からのライトエリア
信号によりスイッチSWをオフ（開）にし、記録データに
応じた制御信号をレーザ駆動回路14に出力する。これに
より半導体レーザ９に断続的に高電流が流れ、半導体レ
ーザ９からは、上記弱光度のレーザ光に重畳された断続
的な強光度のレーザ光束が発生される。

このレーザ光束は、コリメータレンズ11a、ハーフプ
リズム11b、対物レンズ６を介して光ディスク１の記録
膜に向けて集束される。これにより、光ディスク１上の
トラックにピットが形成され、情報が記録されるように
なっている。この際、上述したように、スイッチSWはオ
フにされているので、上記包絡線検知回路45が出力する
信号は、第８図（ｃ）に示すように、記録動作に入る直
前のレベルを維持しており、未記録部分をデータが記録
されている部分と誤検知することもなく、また、次にブ
ロックヘッダを読出す際にも、そこに記録されているア
ドレス情報等を誤検知するということも発生しない。

なお、光ディスク１に記録されているデータを再生す
る場合の動作は、スイッチSWはオンにされたままであ
り、上記記録動作時のブロックヘッダの再生と同じであ
るので説明を省略する。

以上説明したように、加算回路からの再生信号のなか
に、記録状態のむら等によって本来でるべき振幅より小
さくなった場合でも、また、光ディスクの面ぶれ、偏心
等によって再生信号が大きくうねった場合でも、増幅器
42からの再生信号の情報成分側のレベルを一定に保ち、
安定な２値化を行なうことができ、正確な再生を行なう
ことができるようになっている。また、記録動作を行な
っても、何ら悪影響を受けることなく安定した再生動作
が行えるようになっている。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、安定な２値化
を行なうことができ、正確な再生を行なうことができる
情報記録再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は映像回路の概略構成を示す図、第２図は光デイ
スク装置の構成を示す図、第３図は光ディスクの構成を
示す図、第４図および第５図は映像回路における各部の
信号波形を示す信号波形図、第６図は再生信号と包絡線
との関係を説明するための信号波形図、第７図はトラッ
クにおけるピットと再生信号との関係を説明するための
図、第８図は映像回路における再生および記録時の信号
波形を示す信号波形図であり、第９図は従来例における
再生信号を２値化する際の構成を説明するための図であ
る。 １……光ディスク、３……光学ヘッド、８……光検出
器、19……映像回路、23……CPU、41……加算回路、4
2、45a……増幅器、43……定電流源、44……２値化回
路、45……包絡線検知回路、46……比較器、47……電
源、R1、〜R6、R_X……抵抗、Ｃ……コンデンサ、Ｄ……
ダイオード、SW……スイッチ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録トラックを有する記録媒体に光を照射
   することにより情報を記録するとともに、光を照射され
   た上記記録トラックから得られる光を検出して光電変換
   し、この光電変換出力によって記録トラックに記録され
   ている情報の再生を行なう光学系を備える情報記録再生
   装置において、 この光学系の光電変換出力を増幅する増幅手段と、 上記記録媒体の情報を再生する際、上記光学系の情報成
   分側の包絡線を検知し、上記記録媒体へ情報を記録する
   際、該記録を開始する直前の情報成分側の包絡線を維持
   する包絡線検知手段と、 この包絡線検知手段による検知出力を上記増幅手段に加
   える手段と、 この手段によって上記包絡線検知手段による検知出力が
   加えられた増幅手段の出力を２値化する２値化手段と、 を具備したことを特徴とする情報記録再生装置。