JP3272003B2 - 光ディスク情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク情報記録再
生装置に関するものであり、特に、光学ヘッドから出力
される情報再生信号のバラツキを効率良く吸収し、再生
信号を２値化するコンパレータへ供給する信号の波高値
を安定した状態に保つことのできるゲイン制御手段を具
える光ディスク情報記録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive)と呼
ばれる固定磁気ディスク装置における一般的な情報の再
生系の構成を示すブロック図である。磁気ディスク５１
に記録された情報を再生ヘッド５２で検出して電気信号
に変換し、この電気信号をプリアンプ５３で増幅した
後、パルスディテクタ回路５４に入力させる。パルスデ
ィテクタ回路５４では、プリアンプ５３からの信号を２
値化信号に変換し、この２値化信号は更にデータシンク
ロナイザ回路（ＶＦＯ）５５を経て、復調回路（ＥＮＤ
ＥＣ）５６で復調されて再生データとなって出力され
る。この再生系を構成するブロックの各回路は通常半導
体メーカより１チップの集積回路となって販売されてい
る。

【０００３】これらの情報再生系の構成要素の中の、パ
ルスディテクタ回路５４の構成を図４に示す。このパル
スディテクタ回路５４に注目すると、このＩＣの内部は
半導体メーカによって多少の差はあるにせよ、図４に示
すように自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）５７とコンパレ
ータ回路５８の２つの主機能ブロックで構成されてい
る。自動ゲイン制御回路５７は、再生ヘッド５２で検出
してプリアンプ５３を経てコンパレータ５８へ供給され
る情報信号のバラツキを吸収して一定の波高値に揃え
る。その出力信号はコンパレータ回路５８に供給し、コ
ンパレータ回路５８ではこのアナログ信号を所定の検出
レベルでスライスしてディジタルデータ信号に変換する
ものである。自動ゲイン制御回路５７とコンパレータ回
路５８との間にはイコライザ及びローパスフィルタ５９
を配置する。これらのイコライザ、ローパスフィルタ５
９は、パルスディテクタ回路５４を構成するＩＣの外部
にディレイラインやコイル、コンデンサ等によって組ま
れる場合もあるし、ＩＣ内部にこれらの機能まで組み込
んでしまう形のものもある。

【０００４】図５は、パルスディテクタ回路５４内に設
けられた自動ゲイン制御回路５７の構成を示すブロック
図である。電圧制御増幅器５７ａ、全波整流回路５７
ｂ、チャージポンプ５７ｃ及びコンデンサ５７ｄとから
構成されており、プリアンプ５３からの入力信号のレベ
ルに応じて電圧制御増幅器５７ａのゲインを自動的に制
御するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常、固定磁気ディス
ク装置では、ディスク、すなわち情報を記録再生する媒
体は装置内に固定されており、着脱することができな
い。したがって、ディスクに一定量の情報を記録してし
まうと、同一のドライブ装置にそれ以上の情報の記録は
できなくなる。

【０００６】一方、ＯＤＤと呼ばれる光ディスク装置で
は、情報記録媒体が装置とは分離されたカートリッジ内
に収納されており、このカートリッジは着脱可能、交換
可能になっている。したがって、情報記録媒体を交換す
ることによって、１台の装置を使って多量の情報を記録
再生することが可能である。この点において、光ディス
ク装置は固定磁気ディスク装置に比べて優れているが、
情報記録媒体に可換性があるため、情報記録媒体から再
生ヘッドで拾い出される情報信号、すなわち図４に示す
自動ゲイン制御回路５７に入力する信号のバラツキが、
特定の媒体を使用する固定磁気ディスク装置にくらべて
大きくなる。このため、光ディスク装置に固定磁気ディ
スク装置と同じ回路構成、同様の回路定数を採用する
と、うまく信号の再生ができないことがある。

【０００７】図４に示す、コンパレータ回路５８への入
力信号の波高値を一定に保つことができれば、光ディス
ク装置においても固定磁気ディスク装置と同様の再生系
を使うことができるが、このためには、自動ゲイン制御
回路５７のゲイン可変幅を、情報記録媒体からの信号の
バラツキが大きい分だけ拡大する必要がある。ところ
が、一般に増幅回路においては、ＧＢ積とよばれる関係
があり、ゲインと高域周波数特性の間で、利得と周波数
特性が反比例するため、可変幅を大きくするために最大
ゲインを大きく取ると、そのゲイン設定時の高域の周波
数特性が悪くなってしまうという問題がある。すなわ
ち、最大ゲインを大きく取ると情報信号がもつ高域周波
数成分を歪みなく増幅することができなくなり、逆に、
ゲインを小さくすると、不要に高い周波数まで増幅して
しまうことになり、情報信号と無関係のノイズを増幅し
てしまったり、発振しやすくなったりする。したがっ
て、１つの自動ゲイン制御回路ブロックだけて周波数特
性とゲインの可変幅を両立させて、再生ヘッドおよびプ
リアンプ回路のバラツキや情報記録媒体のバラツキを吸
収するのには無理がある。

【０００８】自動ゲイン制御回路５７を置く目的は、図
６（ａ）に示すような、プレフォーマット部，データ部
に応じた入力信号６１ａ，６２ａの持つバラツキを吸収
して、図６（ｂ）に示すように波高値が一定した信号６
１ｂ，６２ｂを出力することである。しかし、この回路
では必然的に入力信号が小さくなればゲインは大きくな
り、逆に入力信号が大きくなればゲインが小さくなるよ
うに制御される。ところが図７（ａ）に示すように、未
記録部６３ａの場合にはノイズ成分のみとなり、未記録
部６３ａに対応する自動ゲイン制御回路５７の出力信号
に関しては、図５に示す電圧制御回路５７ａへフィード
バックされる全波整流回路５７ｂの出力信号のレベルが
所定値に達しないため、ＡＧＣループのゲインは最大と
なる。

【０００９】この状態で、次の情報信号６１ａ’が電圧
制御回路５７ａに入力されると、情報信号６１ａ’に対
応する出力信号６１ｂ’の頭部は電圧制御回路５７ａの
ゲインが高すぎるために飽和してしまう。所定の時定数
でゲインを下げようとすると、信号６１ｂ’が飽和して
いるために過度にゲインを下げてしまうことになる（信
号６１ｂ’の後部）。更に、下がり過ぎたゲインを今度
は所定の時定数で上げる動作（信号６２ｂの頭部）をす
るため、その間のコンパレータ５８への入力信号の波高
値が不安定になり、正確に２値化できなくなってしま
う。

【００１０】このように、自動ゲイン制御回路５７の出
力の波高値が不安定になるのは、閉ループ内に充放電の
時定数を持っているためである。未記録部分、すなわち
情報信号がない部分（６３ｂ）から、後に情報信号が現
れた場合（６１ｂ’）の波高値の不安定さは自動ゲイン
制御回路５７の可変幅が広いほど大きくなるため、この
ゲインの可変幅をあまり大きくするのは好ましくない。

【００１１】本発明は、情報記録媒体を交換可能な光デ
ィスク情報記録再生装置において、光学ヘッドで拾った
信号のバラツキを吸収して、２値化を行うコンパレータ
回路へ入力させる信号の波高値を一定に保つことができ
る自動ゲイン制御手段を具えた光ディスク情報記録再生
装置を提供することを目的とするものである。すなわ
ち、本発明は、コンパレータ回路の前段部で再生信号の
波高値を制御するに当たり、情報信号が持つ高域周波数
成分を歪みなく増幅するのに十分な周波数特性を確保で
き、かつコンパレータ回路の入力信号の波高値をできる
だけ安定に、また一定に保つことができるゲイン可変幅
を持つ自動ゲイン制御手段を具えた光ディスク情報記録
再生装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、本発明の光ディスク情報記録再生装置は、
光学ヘッドから出力される再生信号のバラツキを吸収
し、再生信号の波高値を一定に保つゲイン制御手段を具
える光ディスク情報記録再生装置において、前記ゲイン
制御手段が、前段部に設けた第１の電圧制御増幅回路を
具える開ループからなる第１のゲイン制御手段と、後段
部に設けた第２の電圧制御増幅回路、全波整流回路、及
び電流の充放電手段とを具える閉ループからなる第２の
ゲイン制御手段とで構成されていることを特徴とするも
のである。

【００１３】このように、本発明の光ディスク情報記録
再生装置においては、情報信号を２値化するコンパレー
タへの入力信号の波高値を制御するゲイン制御手段を、
前段部に設けた開ループからなる第１のゲイン制御手段
と、後段部に設けた閉ループからなる第２のゲイン制御
手段とで構成して波高値を２段構えで制御すると共に、
第２のゲイン制御手段を第２の電圧制御増幅回路、全波
整流回路、及び電流の充放電手段とを有して構成したの
で、装着される情報記録媒体にバラツキや傷等があった
り、光学ヘッド等にバラツキがある場合でも、所望の高
域周波数幅を保ちつつ、再生信号のバラツキを追従性良
く吸収して波高値を一定に保つことができ、高速化およ
び安定性を容易に両立させることができる。

【００１４】また、本発明の光ディスク情報記録再生装
置は、前記第１及び第２のゲイン制御手段でそれぞれ別
個にゲインの可変幅を制御することができるように構成
するのが好ましい。さらに、前記第１のゲイン制御手段
の可変幅が前記第２のゲイン制御手段の可変幅と同じか
あるいはより大きく設定することが好ましい。このよう
に必要なゲイン幅を、第１の電圧制御増幅器と第２の電
圧制御増幅器の２つに分けて設定しておくことにより、
必要な高域周波数特性を得ることが容易になる。また、
第２の電圧制御増幅器を構成する閉ループの可変幅を、
通常の自動ゲイン制御回路のゲインの可変幅より狭く設
定することにより、図７（ｂ）に示したような波高値が
不安定になる状態を軽減することができる。

【００１５】図１は、本発明の光ディスク情報記録再生
装置におけるゲイン制御手段の構成を示すブロック図で
ある。このように、本発明のゲイン制御手段において
は、開ループで制御する第１の電圧制御増幅器（ＶＣＡ
１）１と、通常の閉ループで構成した自動ゲイン制御回
路２との、２つのブロックに分けてパルスディテクタ回
路のゲインの制御を行っている。自動ゲイン制御回路２
は、第２の電圧制御増幅器（ＶＣＡ２）２ａ、全波整流
回路２ｂとチャージポンプ２ｃにて構成される。

【００１６】

【実施例】図２を参照して、本発明の光ディスク報記録
再生装置の一実施例を説明する。

【００１７】図２に示すように、本実施例の光ディスク
情報記録再生装置は、光ディスクに記録された光学情報
を検出する光学ヘッド１１、光学ヘッド１１で検出した
情報再生信号を増幅するプリアンプ１２、第１の電圧制
御増幅器１３ａ，第２の電圧制御増幅器１３ｂ、全波整
流回路１３ｃ、チャージポンプ回路１３ｄ，コンデンサ
１３ｅとで構成される自動ゲイン制御回路１３、イコラ
イザ１４、ローパスフィルタ１５、再生信号を２値化す
るコンパレータ１６、データシンクロナイザ回路１７、
復調回路１８、ＣＰＵ１９、ＲＯＭ２０、ＣＰＵ１９か
らのデジタル信号をアナログ信号に変換して自動ゲイン
制御回路１３に供給するＤ／Ａコンバータ２１、自動ゲ
イン制御回路１３から取り出した信号をデジタル信号に
変換してＣＰＵ１９に供給するＡ／Ｄコンバータ２２と
を具えるものである。

【００１８】光ディスク（光ディスクを収納したカート
リッジ）が光ディスク装置に装着されると、ＣＰＵ１９
は図示しないスピンドルモータに指示を送ってディスク
を回転させる。続いてＣＰＵは図示しないレーザ制御回
路、フォーカス及びトラッキング用のアクチュエータ制
御回路、リニアモータ回路に指示を出して、情報記録再
生用のレーザを点灯させ、ディスクの所定の位置に光学
ヘッド１１を移動させてフォーカスサーボ及びトラッキ
ングサーボを閉じる。

【００１９】第１の電圧制御増幅器１３ａのゲイン可変
幅ＤＷ１は、この情報記録再生装置で記録再生可能な記
録媒体（ディスク）ごとの特性のバラツキＤ１と、光学
ヘッド１１の特性のバラツキとプリアンプ１２の特性の
バラツキをあわせたバラツキＤ２とを合計したバラツキ
を吸収可能な値に、多少のマージンＤ３を含めて設定し
ておく。（なお、プリアンプ１２は、通常光学ヘッドと
一体化されていることが多い。）すなわち、第１の電圧
制御増幅器１３ａのゲイン可変幅は、ＤＷ１＝Ｄ１＋Ｄ
２＋Ｄ３となる。実質的には、ＤＷ１は、ハードディス
ク装置の自動ゲイン制御回路で制御しているゲインの可
変幅と同じ程度あるいはそれ以下である３０〜４０ｄＢ
程度に設定すれば良い。この結果、第１の電圧制御増幅
器１３ａでは、ハードディスク装置と同じ程度の高域周
波数特性を得ることができる。このような電圧制御増幅
器１３ａはＩＣ化するにあたって、特に難易度が増すこ
とはない。なお、このＤ１、Ｄ２、Ｄ３の値はＲＯＭ２
０に記憶させておくようにする。

【００２０】一方、第２の電圧制御増幅器１３ｂのゲイ
ン可変幅ＤＷ２は、ディスクの内外周での特性のバラツ
キや、１トラック内のセクタによるバラツキを合わせた
バラツキＤ４を吸収可能な値と、光学ヘッド１１の光学
系やディスクの表面のほこり等によって再生信号が低下
する分の補正分Ｄ５と、多少のマージンをＤ６とを含め
た値に設定しておく。すなわち、ＤＷ２＝Ｄ４＋Ｄ５＋
Ｄ６となる。実験的には、ＤＷ２の値は１０〜２０ｄＢ
程度に設定すれば良い。この可変幅は、上述の第１の電
圧制御増幅器１３ａの可変幅ＤＷ１よりもかなり小さい
ため、高域周波数特性が問題になることはない。また、
通常の自動ゲイン制御回路のゲインの可変幅より狭く設
定されるため、図７（ｂ）に示した波高値が不安定にな
る状態を軽減することができる。

【００２１】フォーカスサーボ、トラッキングサーボを
閉じたとき、ＣＰＵ１９はＤ／Ａコンバータ２１に指示
を出して第１の電圧制御増幅器１３ａのゲインを、その
ゲイン可変幅の最低値に設定するようにする。この後、
ＣＰＵ１９は、チャージポンプ回路１３ｄに指示を送
り、コンデンサ１３ｅへの充放電を停止状態にする。同
時に、チャージポンプ回路１３ｄに第２の電圧制御増幅
器１３ｂのゲインをその可変幅の中心になるように設定
するような電圧を送るように指示を送って、後段のゲイ
ンの設定を行う。

【００２２】次いで、ＣＰＵ１９は、Ａ／Ｄコンバータ
２２の出力データをモニタしながら、Ｄ／Ａコンバータ
２１に指示を送って、第１の電圧制御増幅器１３ａのゲ
インを漸時大きくして行き、Ａ／Ｄコンバータ２２の出
力データが所定の波高値になったときに、Ｄ／Ａコンバ
ータ２１へ指示をおくって、第１の電圧制御増幅器１３
ａのゲインを固定する。

【００２３】ここで、ＣＰＵ１９はチャージポンプ回路
１３ｄに再度指示を送って、停止状態にあったコンデン
サ１３ｅへの充放電を可能な状態にして、自動ゲイン制
御動作を行わせるようにする。

【００２４】この状態で、ＣＰＵ１９は、復調回路１８
から送られて来る再生信号を復調した情報を読み取り、
現在光学ヘッド１１がとらえているトラック番号を認識
して、ディスク個々の情報が記録されているコントロー
ルトラックまでの移動トラック数を計算して、その数値
に従って、光学ヘッド１１をコントロールトラックへ移
動させる。コントロールトラックでディスクを認識する
と、ＣＰＵ１９はそのディスクに対応した特性のバラツ
キＤ１と、光学ヘッドとプリアンプのバラツキＤ２とを
ＲＯＭ２０から読み出して、Ｄ１＋Ｄ２を計算して、そ
の結果にもとづいて第１の電圧制御増幅器１３ａに設定
するゲインを決定し、Ｄ／Ａコンバータ２１を介しての
電圧制御増幅器１３ａのゲインを固定すべく指示を出
す。この後の再生信号の波高値の制御は、第２の電圧制
御増幅器１３ｂを含む自動ゲイン制御回路１３で行うよ
うにする。

【００２５】装置の電源が落とされて、再投入された場
合、あるいは装着されていたディスクが排出されて、再
度装着された場合には、上記の動作を繰り返して行う。
尚、ＲＯＭ２０にメモリしておいたバラツキＤ１、Ｄ２
を読み出して、このデータに基づいて第１の電圧制御増
幅器１３ａのゲインを固定する動作は省略しても良い。
この場合、ＲＯＭ２０は不要である。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、再生信号の波高値を制
御するゲイン制御手段を、前段部に設けた開ループから
なる第１のゲイン制御手段と、後段に設けた閉ループか
らなる第２のゲイン制御手段とで構成して波高値を２段
構えで制御すると共に、第２のゲイン制御手段を第２の
電圧制御増幅回路、全波整流回路、及び電流の充放電手
段とを有して構成したので、装着される情報記録媒体に
バラツキや傷等があったり、光学ヘッド等にバラツキが
ある場合でも、所望の高域周波数幅を保ちつつ、再生信
号のバラツキを追従性良く吸収して波高値を一定に保つ
ことができ、高速化および安定性を容易に両立させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ディスク情報記録再生装置の自動
ゲイン制御手段の構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の光ディスク情報記録再生装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図３】 磁気ディスク情報記録再生装置の構成を示す
ブロック図である。

【図４】 磁気ディスク情報記録再生装置のパルスディ
テクタ回路の構成を示すブロック図である。

【図５】 パルスディテクタ回路中の自動ゲイン制御回
路の構成を示すブロック図である。

【図６】 プリアンプから自動ゲイン制御回路へ入力す
る信号及び自動ゲイン制御回路からコンパレータ回路へ
供給する信号の波高値を説明するための図である。

【図７】 未記録部分を含む再生信号の波高値の変化の
様子を説明するための図である。

【符号の説明】

１１ 光学ヘッド １２ プリアンプ １３ 自動ゲイン制御回路 １３ａ 第１の電圧制御増幅器 １３ｂ 第２の電圧制御増幅器 １３ｃ 全波整流回路 １３ｄ チャージポンプ回路 １３ｅ コンデンサ １４ イコライザ １５ ローパスフィルタ １６ コンパレータ回路 １７ データシンクロナイザ回路 １８ 復調回路 １９ ＣＰＵ ２０ ＲＯＭ ２１ Ｄ／Ａコンバータ ２２ Ａ／Ｄコンバータ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学ヘッドから出力される再生信号のバ
   ラツキを吸収し、再生信号の波高値を一定に保つゲイン
   制御手段を具える光ディスク情報記録再生装置におい
   て、 前記ゲイン制御手段が、前段部に設けた第１の電圧制御
   増幅回路を具える開ループからなる第１のゲイン制御手
   段と、後段部に設けた第２の電圧制御増幅回路、全波整
   流回路、及び電流の充放電手段とを具える閉ループから
   なる第２のゲイン制御手段とで構成されていることを特
   徴とする光ディスク情報記録再生装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光ディスク情報記録再
   生装置において、前記第１及び第２のゲイン制御手段
   は、それぞれ別個にゲインの可変幅を制御することがで
   きるように構成したことを特徴とする光ディスク情報記
   録再生装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光ディスク情報記録再
   生装置において、前記第１のゲイン制御手段の可変幅が
   前記第２のゲイン制御手段の可変幅と同じかあるいはよ
   り大きいことを特徴とする光ディスク情報記録再生装
   置。