JP3691870B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
【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う光ディスク装置等の情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、例えば光学ヘッド内の半導体レーザ発振器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。
【0003】
このような光ディスク装置において、光学ヘッドより検出される信号は、微弱な電流として出力される。従来は、それをオペアンプと抵抗により電圧に変換し、その後、増幅、ゲインコントロール、フィルタリング等の各種信号処理を行ってコンパレータやA/Dコンバータにてデジタル信号に変換していた。
【0004】
このような検出信号の処理においては、検出信号の大きさの範囲が限られ、小さすぎるとノイズの影響を受け、大きすぎると出力範囲をオーバーしてしまうという問題があった。
【0005】
しかし、光ディスクは、媒体の反射率が異るような多種の光ディスクが存在し、また、同じ光ディスクにおいても欠陥や製造上のばらつき等により光ディスクの読出し位置(場所)による信号量の変化の大きいものが有り、この場合、従来では再生不可となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、光ディスクは、媒体の反射率が異るような多種の光ディスクが存在し、また、同じ光ディスクにおいても欠陥や製造上のばらつき等により光ディスクの読出し位置(場所)による信号量の変化の大きいものが有り、こうした光ディスクの検出信号の処理では検出信号の大きさの範囲が限られ、小さすぎるとノイズの影響を受け、大きすぎると出力範囲をオーバーしてしまって再生不可となるという問題があった。
【0007】
そこで、この発明は、光ディスクの反射率が異なっていても、光ディスクを検出した信号の信号量の変化が大きくても再生可能とすることのできる情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【0008】
【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、半導体レーザ発振器より発生されたレーザ光を用いてディスクに情報の記録再生を行うディスク装置において、上記ディスクに対して情報の記録または再生する際、当該ディスクに対応したゲインコントロール信号を出力する光ディスクコントローラと、上記半導体レーザ発振器より発生されたレーザ光が照射されたディスクからの反射光を電流に変換する光検出器と、この光検出器で変換された電流信号をコンデンサを介して増幅する第1の電流増幅回路と、上記光ディスクコントローラからのゲインコントロール信号により、上記第1の電流増幅回路で増幅された信号の電流ゲインをコントロールする第1の電流ゲインコントロール回路と、この第1の電流ゲインコントロール回路で電流ゲインがコントロールされた信号で情報を再生するためにフィルタ処理する第1のフィルタリング回路と、この第1のフィルタリング回路でフィルタ処理された電流の信号を電圧に変換する第1の電流電圧変換回路と、この第1の電流電圧変換回路で電圧に変換された信号を比較演算してデジタル信号とするコンパレータ回路と、このコンパレータ回路からのデジタル信号で情報を再生する信号処理回路と、上記光検出器で変換された電流をフォーカス点に関する信号とトラック差に関する信号とを演算する電流演算回路と、この電流演算回路からの信号の電流を増幅する第2の電流増幅回路と、上記光ディスクコントローラからのゲインコントロール信号により、上記第2の電流増幅回路で増幅された信号の電流ゲインをコントロールする第2の電流ゲインコントロール回路と、この第2の電流ゲインコントロール回路で電流ゲインがコントロールされた信号でフォーカシング及びトラッキングするためにフィルタ処理する第2のフィルタリング回路と、この第2のフィルタリング回路でフィルタ処理された電流の信号を電圧に変換する第2の電流電圧変換回路と、この第2の電流電圧変換回路で電圧に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路と、このアナログデジタル変換回路からのデジタル信号でフォーカシング及びトラッキング制御を行う制御回路とから構成されている。
【0011】
【作用】
この発明は、半導体レーザ発振器より発生されたレーザ光を用いて情報記録媒体に情報の記録再生を行う情報記録再生装置において、上記半導体レーザ発振器より発生されたレーザ光が照射された情報記録媒体からの反射光を電流に変換し、変換された電流を増幅し、増幅された信号を電流から電圧に変換し、電圧に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換するようにしたものである。
【0014】
【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。
図2は、情報記録再生装置としてのディスク装置を示すものである。すなわち、光ディスクなどで構成される情報記録媒体としてのディスク1の表面には、スパイラル状に溝(記録トラック)が形成されており、このディスク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。
【0015】
上記ディスク1は、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が設けられている。
【0016】
上記ディスク1に対する情報の記録再生は、上記ディスク1の下部に設けられている光学ヘッド(移動体)3によって行われる。
なお、上記ディスク1では穴開きによりピットを形成する記録膜が用いられているものであるが、相変化を利用している記録膜や多層記録膜のものを用いても良い、またディスクとして光磁気ディスク等を用いても良い。上記の場合、光学ヘッド等の構成も同様に変更される。
【0017】
上記光学ヘッド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)に移動可能とされている。
【0018】
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発振器9より発生されたレーザ光は、コリメータレンズ11a、ハーフプリズム11b、対物レンズ6を介してディスク1上に照射され、このディスク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を介してフォトダイオードで構成される光電変換手段としての光検出器8に導かれる。
【0019】
上記光検出器8は、2分割の光検出セル8a、8bによって構成されている。
上記光検出器8の光検出セル8a、8bの出力信号は、電流増幅部25に供給されるようになっている。
【0020】
電流増幅部25は、入力される光検出セル8a、8bの出力信号を電流により増幅し、各種信号処理を行ってフォーカス点に関するデジタル信号をフォーカシング制御回路に供給し、トラック差に関するデジタル信号をトラッキング制御回路16に供給し、ディスク1に記録された情報に関するデジタル信号を信号処理回路19に供給する。
【0021】
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。
【0022】
トラッキング制御回路16は、供給されるトラック差に関するデジタル信号に応じてトラック駆動信号を作成して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、トラッキング制御回路16で用いられたトラック差に関するデジタル信号は、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。
【0023】
上記のようにフォーカシング、トラッキングを行った状態での光検出器8の光検出セル8a、8bの出力の和信号としての出力信号は、トラック上に形成されたピット(記録情報)からの反射率の変化が反映されている。この出力信号は、電流増幅部25で電流増幅され、信号処理されてデジタル信号として信号処理回路19に供給される
リニアモータ制御回路17は、トラッキング制御回路16からのトラック差に関するデジタル信号やCPU23からの移動制御信号に応じてリニアモータ31内の駆動コイル(導線体)13に移動速度に対応した電圧を印加するものである。
【0024】
リニアモータ制御回路17には、リニアモータ31内の駆動コイル13が磁気部材(図示しない)より発生する磁束を横切る瞬間に生じる駆動コイル13の内部の電気的変化を利用して、駆動コイル13と磁気部材との相対速度つまりリニアモータ31の移動速度を検知する速度検知回路(図示しない)が設けられている。
【0025】
信号処理回路19において記録情報、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、レーザ制御回路14の前段には記録信号を変調する変調回路としての記録信号作成回路34が設けられている。
【0026】
また、このディスク装置に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うために用いられるD/A変換器22が設けられている。
【0027】
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。
【0028】
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、信号処理回路19、記録信号作成回路34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CPU23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うようになされている。
【0029】
このCPU23は光ディスクコントローラ30からの制御指令に応じて動作し、光ディスクコントローラ30は、例えばマイクロコンピュータ等により構成され、後述する電流ゲインコントロール回路のゲイン等を制御している。
【0030】
図1は、本発明に係る電流増幅部25の構成を示すものである。
すなわち、電流増幅部25は、光検出器8の光検出セル8aと8bとが接続されているカソード側とコンデンサ40を介して接続される電流増幅回路41、電流ゲインコントロール回路42、フィルタリング回路43、電流電圧変換回路44、コンパレータ回路45と、光検出器8の光検出セル8a,8bのアノード側のそれぞれが接続される電流演算回路50、電流増幅回路51、電流ゲインコントロール回路52、フィルタリング回路53、電流電圧変換回路54、A/Dコンバータ55とから構成されている。この電流増幅部25は、1つのLSIで構成されている。
【0031】
電流増幅回路41は、電流増幅手段として光検出器8の光検出セル8a、8bのカソード側とコンデンサ40を介して接続され、電流増幅素子であるバイポーラトランジスタ等で構成されて光検出器8から出力される電流を増幅する。
【0032】
電流増幅回路51は、電流増幅手段として光検出器8の光検出セル8a、8bのそれぞれのアノード側と電流演算回路50を介して接続され、電流増幅素子であるバイポーラトランジスタ等で構成されて光検出器8から出力される電流を増幅する。
【0033】
電流ゲインコントロール回路42、52は、光ディスクコントローラ30からのゲインコントロール信号により、それぞれ電流増幅回路42、52からの電流増幅信号のゲインをコントロールする。
【0034】
フィルタリング回路43、53は、電流ゲインコントロール回路42、52からの信号にそれぞれフィルタリングを行う。
電流電圧変換回路44、54は、電流電圧変換手段としてフィルタリング回路43、53からのそれぞれの信号を電流から電圧に変換する。
【0035】
コンパレータ回路45は、アナログデジタル変換手段として電流電圧変換回路44で電圧に変換された信号を比較演算してデジタル信号として信号処理回路19へ出力する。
【0036】
A/Dコンバータ55は、アナログデジタル変換手段として電流電圧変換回路54で電圧に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換してフォーカシング制御回路15及びトラッキング制御回路16へ出力する。
【0037】
図3は、電流増幅器、電圧増幅器の構成例を示すものである。
すなわち、図3の(c)、(d)に示す電圧増幅器の構成例における電圧増幅では、電源電圧によりその電圧で設定される範囲内の出力電圧しか出力できず、また、オフセットやノイズ等の影響で一般的に出力が0.1VぐらいからでないとS/N比の良い信号が得にくい。従って、もし、±5Vの電源を用いた場合は、0.1V〜10Vの範囲でしか増幅することができない。この場合の範囲は、約102 程度である。
【0038】
図3の(a)、(b)に示す電流増幅器の構成例における電流増幅では、トランジスタノイズが影響のないレベルから電流能力レベルまで出力できるので、一般的に0.1μA程度から動作し、トランジスタのサイズ等で上限は大きくできる。現実的な大きさとしても100nAは十分出せる。この場合の範囲は、約106 はとれることになる。
【0039】
従って、本発明の電流増幅部25における電流増幅は、約106 の範囲を設定することができ、光ディスクの反射率が異なっていても、光ディスクを検出した信号の信号量の変化が大きくても対応が可能となる。
【0040】
次に、このような構成においてディスク装置におけるディスク1に記録された情報の再生動作を図4のフローチャートを参照して説明する。
まず、CPU23は、記録信号作成回路34を介してレーザ制御回路14によって半導体レーザ発振器9を駆動してレーザ光を発生する。
【0041】
発生されたレーザ光は、移動される光学ヘッド3のコリメータレンズ11a、ハーフプリズム11b、対物レンズ6を介してディスク1上の所定の場所に照射される。
【0042】
このディスク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を介してフォトダイオードで構成される光検出器8に導かれる。
【0043】
光検出器8は、光電変換して発生される電流を電流増幅部25へ出力する。
電流増幅部25において、光検出器8における光検出セル8a,8bのカソード側からの電流信号は、コンデンサ40を介して電流増幅回路41で電流増幅される。電流増幅回路41で電流増幅された信号は、光ディスクコントローラ30にゲインが制御される電流ゲインコントロール回路42に入力され、ゲインコントロールされる。電流ゲインコントロール回路42でゲインコントロールされた信号は、フィルタリング回路43でフィルタ処理される。電流電圧変換回路44でこのフィルタ処理された信号は電流から電圧に変換され、この電圧変換された信号はコンパレータ回路45で比較演算されてデジタル信号として信号処理回路19に出力される。信号処理回路19では、コンパレータ回路45からのデジタル信号が処理されてディスク1に記録されている記録情報、アドレス情報等の情報が再生される。
【0044】
また、電流増幅部25において、同時に光検出器8の光検出セル8a,8bのアノード側のそれぞれの出力信号は、電流演算回路50で演算処理されて電流増幅回路51で電流増幅される。電流増幅回路51で電流増幅された信号は、光ディスクコントローラ30にゲインが制御される電流ゲインコントロール回路52に入力され、ゲインコントロールされる。電流ゲインコントロール回路52でゲインコントロールされた信号は、フィルタリング回路53でフィルタ処理される。電流電圧変換回路54でこのフィルタ処理された信号は電流から電圧に変換され、この電圧変換されたアナログ信号はA/Dコンバータ55でデジタル信号に変換され、フォーカシング制御回路15及びトラッキング制御回路16に供給される。
【0045】
フォーカシング制御回路15は、出力信号をフォーカシング駆動コイル5に供給し、レーザ光がディスク1上で常時ジャストフォーカスとなるように制御する。
【0046】
トラッキング制御回路16は、電流増幅部25から供給されるデジタル信号に応じてトラック駆動信号を作成して前記トラッキング方向の駆動コイル4に供給し、ディスク1へのトラッキングを制御する。
【0047】
以上説明したように上記実施例によれば、アナログ信号処理部分を電流により処理してデジタル化直前で電圧に変換することにより、電流増幅、電流ゲインコントロール、フィルタリング等の各機能ブロックのダイナミックレンジ(処理範囲)を大きくとることを可能とし、その結果、信号量の大きな変動に対しても再生可能とすることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、光ディスクの反射率が異なっていても、光ディスクを検出した信号の信号量の変化が大きくても再生可能とすることのできる情報記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における電流増幅部の概略構成を示すブロック図。
【図2】この発明の一実施例におけるディスク装置の構成を示す図。
【図3】電流増幅器、電圧増幅器の構成例を示す図。
【図4】ディスク装置におけるディスクに記録された情報の再生動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
1…ディスク
2…モータ
3…光学ヘッド
8…光検出器
9…半導体レーザ発振器
14…レーザ制御回路
15…フォーカシング制御回路
16…トラッキング制御回路
19…信号処理回路
25…電流増幅部
30…光ディスクコントローラ
41,51…電流増幅回路
Claims (1)
- 半導体レーザ発振器より発生されたレーザ光を用いてディスクに情報の記録再生を行うディスク装置において、
上記ディスクに対して情報の記録または再生する際、当該ディスクに対応したゲインコントロール信号を出力する光ディスクコントローラと、
上記半導体レーザ発振器より発生されたレーザ光が照射されたディスクからの反射光を電流に変換する光検出器と、
この光検出器で変換された電流信号をコンデンサを介して増幅する第1の電流増幅回路と、
上記光ディスクコントローラからのゲインコントロール信号により、上記第1の電流増幅回路で増幅された信号の電流ゲインをコントロールする第1の電流ゲインコントロール回路と、
この第1の電流ゲインコントロール回路で電流ゲインがコントロールされた信号で情報を再生するためにフィルタ処理する第1のフィルタリング回路と、
この第1のフィルタリング回路でフィルタ処理された電流の信号を電圧に変換する第1の電流電圧変換回路と、
この第1の電流電圧変換回路で電圧に変換された信号を比較演算してデジタル信号とするコンパレータ回路と、
このコンパレータ回路からのデジタル信号で情報を再生する信号処理回路と、
上記光検出器で変換された電流をフォーカス点に関する信号とトラック差に関する信号とを演算する電流演算回路と、
この電流演算回路からの信号の電流を増幅する第2の電流増幅回路と、
上記光ディスクコントローラからのゲインコントロール信号により、上記第2の電流増幅回路で増幅された信号の電流ゲインをコントロールする第2の電流ゲインコントロール回路と、
この第2の電流ゲインコントロール回路で電流ゲインがコントロールされた信号でフォーカシング及びトラッキングするためにフィルタ処理する第2のフィルタリング回路と、
この第2のフィルタリング回路でフィルタ処理された電流の信号を電圧に変換する第2の電流電圧変換回路と、
この第2の電流電圧変換回路で電圧に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路と、
このアナログデジタル変換回路からのデジタル信号でフォーカシング及びトラッキング制御を行う制御回路と、
を具備したことを特徴とするディスク装置。
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