JP5026106B2 - 光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置及び光ディスク再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として、光ディスクの再生を行う光ディスクドライブにおいて、ピックアップで検出した光ディスクの記録信号を増幅するＲＦアンプのゲインの自動調整を行う技術に関するものである。

光ディスクの再生を行う光ディスクドライブにおいて、ピックアップで検出した光ディスクの記録内容を表すＲＦ信号を増幅するＲＦアンプのゲインを、増幅後のＲＦ信号の振幅レベルが飽和しない範囲において最大となるように自動調整する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

さて、光ディスクドライブにおいては、光ディスクの傷によるピックアップにおける記録信号の検出異常の発生を検出する目的等のために、ピックアップで検出したＲＦ信号の、直流成分を含んだ状態のままのエンベロープを監視したい場合がある。そして、このエンベロープ信号の監視は、ピックアップで検出した直流成分をも含むＲＦ信号のエンベロープのレベルが、記録信号の正常検出時に一定となるように増幅した上で行う必要がある。

そこで、このようなエンベロープ信号の監視を行う場合における、ＲＦ信号の自動調整は、従来、次のように行っていた。
すなわち、図４ａに示すように、ＲＦアンプ部４０を、第１ゲイン可変アンプ４１と、ＤＣカット用のコンデンサ４２と、第２ゲイン可変アンプ４３と振幅レベルモニタ部４４と、ゲイン制御部４５とより構成する。
そして、ピックアップ４から入力する光ディスクの信号面におけるレーザ光の反射強度を表す入力ＲＦ信号RFinを第１ゲイン可変アンプ４１で増幅して第１ＲＦ信号RF1とし、第１ＲＦ信号RF1をエンベロープ監視用のＲＦ信号として出力する。また、コンデンサ４２で第１ＲＦ信号RF1の交流成分を抽出して第２ＲＦ信号RF2とし、第２ＲＦ信号RF2を第２ゲイン可変アンプ４３で増幅して出力ＲＦ信号RFoutとし、記録信号再生用のＲＦ信号として出力する。

また、第１ゲイン可変アンプ４１と第２ゲイン可変アンプ４３のゲインの調整は、第２ゲイン可変アンプ４３から出力される出力ＲＦ信号RFoutに基づいて次のように行う。
すなわち、振幅レベルモニタ部４４で、出力ＲＦ信号RFoutの振幅Ａoutを検出する。そして、ゲイン制御部４５において、通常電源電圧値として規定される第１ゲイン可変アンプ４１及び第２ゲイン可変アンプ４３の出力上限値をMAXLとして、出力ＲＦ信号RFoutの振幅Ａoutと、現在の第１ゲイン可変アンプ４１のゲインＧ１と、現在の第２ゲイン可変アンプ４３のゲインＧ２とから求まる、ピックアップ４から入力する入力ＲＦ信号RFinの振幅をＡinとし、
Ｇ１×Ａin/Ｋ = MAXL
に従って、第１ゲイン可変アンプ４１のゲインＧ１を求める。また、このように定めた第１ゲイン可変アンプ４１のゲインＧ１を用いた状態において、出力ＲＦ信号RFoutの振幅ＡoutがMAXLとなるように、第２ゲイン可変アンプ４３のゲインＧ２を定める。

なお、Ｋは定数であり、規格上定められている、光ディスク上で記録信号を表す高反射率と低反射率のコンビネーションにおける、高反射率と低反射率の反射率の差分の、高反射率の反射率に対する比率、したがって、入力ＲＦ信号RFinの振幅Ａinの、入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率の最小値である。

ここで、光ディスクがＣＤ-Ｒである場合には、この比率、すなわち、図４ｂ１に示す入力ＲＦ信号RFinの振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率の最小値は0.6と定められており、Ｋ=0.6となる。
そして、図４ｂ１に示した振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率が=0.6の場合、及び、図４ｃ１に示した振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率が=0.6より大きい場合には、以上の第１ゲイン可変アンプ４１のゲインＧ１の制御によって、図４ｂ２や図４ｃ２に示すように第１ＲＦ信号RF1を、第１ゲイン可変アンプ４１から、第１ＲＦ信号RF1を、MAXL以下の飽和しない範囲において、比較的大きなレベルを有するように出力することができる。

また、このような第１ＲＦ信号RF1を、以上の第２ゲイン可変アンプ４３のゲインＧ２の制御に従って第２ゲイン可変アンプ４３において増幅することにより、図４ｂ３や図４ｃ３に示すように出力ＲＦ信号RFoutを、MAXL以下の飽和しない範囲において、できるだけ大きなレベルを有するように適正に出力することができる。
特開2003-257029号公報

さて、上述のように入力ＲＦ信号RFinの振幅Ａinの、入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率の最小値は規格上定められているが、現実には、光ディスクによって、この比率が規格上の最小値を下回っている場合がある。
そして、このような場合に、図４ａに示したＲＦアンプ部４０を用いて上述したゲイン制御を行うと、エンベロープ監視用の第２ＲＦ信号RF2や出力ＲＦ信号RFoutが飽和してしまい、適正に出力することができなくなってしまう。
すなわち、たとえば、光ディスクがＣＤ-Ｒである場合に、図４ｄ１に示すように、振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率が規定最小値の0.6未満の0.５５の場合には、以上の第１ゲイン可変アンプ４１のゲインＧ１の制御によって第１ゲイン可変アンプ４１で入力ＲＦ信号RFinの増幅を行うと、図４ｄ２に示すようにMAXLで飽和して信号波形が崩れた第１ＲＦ信号RF1が出力されてしまう。また、同様に、このような第１ＲＦ信号RF1に従って、図４ｄ３に示すように出力ＲＦ信号RFoutも、信号波形が崩れた形態で出力されてしまうことになる。

そこで、本発明は、光ディスクによらずに、ピックアップで検出した直流成分をも含む検出信号のエンベロープのレベルを所望のレベルで一定とした信号と、ピックアップで検出した検出信号の振幅を所望のレベルで一定とした信号とを出力することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、光ディスクからピックアップが検出した信号である検出信号を増幅する増幅装置を、前記検出信号を増幅し、第１検出信号として出力する、ゲインが可変な第１のアンプと、前記第１検出信号の交流成分を抽出し、第２検出信号として出力するフィルタと、前記第２検出信号を増幅し、第３検出信号として出力する、ゲインが可変な第２のアンプと、前記第１検出信号の上側のエンベロープの大きさを検出するエンベロープレベル検出手段と、前記第３検出信号の振幅の大きさを検出する振幅レベル検出手段と、前記エンベロープレベル検出手段が検出したエンベロープの大きさと前記振幅レベル検出手段が検出した振幅の大きさとに基づいて、前記第１検出信号の上側のエンベロープの大きさが所定の大きさとなり、かつ、前記第３検出信号の振幅の大きさが予め定めた大きさとなるように、前記第１のアンプのゲインと前記第２のアンプのゲインとを設定するゲイン設定手段とを含めて構成したものである。

このような光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置によれば、光ディスクからピックアップがピックアップした検出信号の振幅の、当該検出信号の上側のエンベロープのレベルに対する比率の如何によらず、検出信号を直流成分も含め増幅した第１検出信号と、検出信号の交流成分を抽出して増幅した第３検出信号との双方を、飽和しない範囲において、所望のレベルを有するように増幅して出力することができるようになる。

したがって、光ディスクによらずに、ピックアップで検出した直流成分をも含む検出信号のエンベロープのレベルを所望のレベルで一定とした信号と、ピックアップで検出した検出信号の振幅を所望のレベルで一定とした信号とを出力することができる。
ここで、このような光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置は、前記ゲイン設定手段において、前記第１検出信号が飽和しない範囲において当該第１検出信号の上側のエンベロープの大きさが可及的に大きくなり、かつ、前記第３検出信号が飽和しない範囲において当該第３検出信号の振幅の大きさが可及的に大きくなるように、前記第１のアンプのゲインと前記第２のアンプのゲインとを設定することも好ましい。

また、このような増幅装置を用いた光ディスクドライブは、たとえば、請求項１または２記載の光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置と、前記ピックアップと、前記第２のアンプが出力する前記出力信号から、前記記録情報を再生する再生手段と、前記第１のアンプが出力する前記第１検出信号のエンベロープに基づいて、前記ピックアップの前記ピックアップ信号の検出異常の発生を監視する監視手段とを含めて構成することができる。

以上のように、本発明によれば、光ディスクによらずに、ピックアップで検出した直流成分をも含む検出信号のエンベロープのレベルを所望のレベルで一定とした信号と、ピックアップで検出した検出信号の振幅を所望のレベルで一定とした信号とを出力することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る光ディスクドライブの構成を示す。
図示するように、光ディスクドライブ１は、クランパ１０１、ターンテーブル１０２、スピンドルモータ１０３、フィードモータ１０４、ピックアップ１０５、ＲＦアンプ部１０６、信号処理部１０７、サーボエラー信号生成部１０８、サーボ制御部１０９、ピックアップ異常検出部１１０、システムコントローラ１１１、ホスト装置２に接続するホストインタフェース１１２を備えている。

このような構成において、クランパ１０１とターンテーブル１０２は、光ディスクドライブ１に装着されたCDやDVDなどの光ディスク３をクランプし、スピンドルモータ１０３はターンテーブル１０２とクランパ１０１の間にクランプされた光ディスク３を回転する。また、フィードモータ１０４は、ピックアップ１０５を光ディスク３の径方向に移動させるシーク動作を行う。

次に、ピックアップ１０５は、レーザ光源と、光電素子と、レーザ光源からの照射光を光ディスク３の信号記録面に集光するとともに光ディスク３の信号記録面からの反射光を光電素子に導く対物レンズと、この対物レンズを光ディスク３の信号記録面に垂直方向に移動させることにより焦点位置を調整するフォーカスアクチュエータと、対物レンズを光ディスク３の径方向に移動させることによりトラッキング調整を行うトラッキングアクチュエータとを含んでいる。そして、ピックアップ１０５は、光電素子で検出した、光ディスク３の信号記録面からの反射光を光電変換した信号を出力する。

次に、ＲＦアンプ部１０６は、ピックアップ１０５から出力される信号を入力ＲＦ信号RFinとして受け入れ、入力ＲＦ信号RFinを直流成分も含めて増幅した第１ＲＦ信号RF1をピックアップ異常検出部１１０に出力する。また、ＲＦアンプ部１０６は、入力ＲＦ信号RFinの交流成分を増幅して、出力ＲＦ信号RFoutとして信号処理部１０７に出力する。

また、サーボエラー信号生成部１０８は、ピックアップ１０５から出力される信号から、フォーカスサーボに必要なフォーカスエラー信号（ＦＥ）およびトラッキングサーボに必要なトラッキングエラー信号（ＴＥ）などを生成する。
次に、信号処理部１０７は、ＲＦアンプ部１０６から出力される出力ＲＦ信号RFoutからのデータの復調や、復調したデータに発生したエラーの、復調データに含まれるEDCやECCを用いた検出やエラーの訂正を行って、光ディスク３に記録されたデータを再生し、再生したデータをホストインタフェース１１２に送る。

また、ピックアップ異常検出部１１０は、ＲＦアンプ部１０６から出力される第１ＲＦ信号RF1のエンベロープのレベルを検出し、検出したエンベロープのレベルに応じて、光ディスク３の傷等による、ピックアップ１０５における光ディスク３の信号記録面からの反射光の検出異常の発生を検出し、システムコントローラ１１１に通知する。

また、サーボ制御部１０９は、システムコントローラ１１１の制御に応じたフィードモータ１０４のシーク動作の制御や、フォーカスエラー信号（ＦＥ）、トラッキングエラー信号（ＴＥ）に応じた各種のサーボ制御を行う。例えば、サーボ制御部１０９は、ピックアップ１０５に指示を送ることにより、レーザ光源の制御およびフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を行うとともに、スピンドルモータ１０３に指示を送ることにより、スピンドルモータ１０３の回転数のサーボ制御を行う。

そして、システムコントローラ１１１は、以上の各部を制御し、ホストインタフェース１１２を介してホスト装置２から受け取ったホストコマンドに応じて、光ディスク３よりデータを再生して、ホストインタフェース１１２を介してホスト装置２に転送するリード処理などを行う。

次に、図２にＲＦアンプ部１０６の構成を示す。
図示するように、ＲＦアンプ部１０６は、第１ゲイン可変アンプ１１と、ＤＣカット用のコンデンサ１２と、第２ゲイン可変アンプ１３と、信号レベルモニタ部１４と、振幅レベルモニタ部１５と、ゲイン制御部１６とを有する。
そして、ピックアップ１０５から入力する入力ＲＦ信号RFinを第１ゲイン可変アンプ１１で増幅して第１ＲＦ信号RF1とし、第１ＲＦ信号RF1をピックアップ異常検出部１１０に出力する。また、コンデンサ１２で第１ＲＦ信号RF1の交流成分を抽出して第２ＲＦ信号RF2とし、第２ＲＦ信号RF2を第２ゲイン可変アンプ１３で増幅して出力ＲＦ信号RFoutとして信号処理部１０７に出力する。なお、ピックアップ１０５において四分割フォトダイオードなどを用いて領域毎に反射光を光電変換する場合には、ピックアップ１０５から各領域について出力される信号を合算する加算部を設け、加算部で加算した信号を入力ＲＦ信号RFinとして用いるようにする。

また、信号レベルモニタ部１４は第１ＲＦ信号RF1の上側のエンベロープのレベルＥinを検出し、振幅レベルモニタ部１５は出力ＲＦ信号RFoutの振幅Ａoutを検出する
そして、ゲイン制御部１６は、第１ゲイン可変アンプ１１と第２ゲイン可変アンプ１３のゲインを、光ディスク３の再生開始時などに、信号レベルモニタ部１４が検出した第１ＲＦ信号RF1の上側のエンベロープのレベルＥinと、振幅レベルモニタ部１５が検出した出力ＲＦ信号RFoutの振幅Ａoutに基づいて次のように設定する。

すなわち、まず、ゲイン制御部１６において、通常電源電圧値として規定される第１ゲイン可変アンプ１１及び第２ゲイン可変アンプ１３の出力上限値をMAXLとして、信号レベルモニタ部１４が検出した第１ＲＦ信号RF1の上側のエンベロープのレベルＥinに基づいて、レベルＥinがMAXLとなるように、第１ゲイン可変アンプ１１のゲインＧ１を定める。そして、その上で振幅レベルモニタ部１５で検出した出力ＲＦ信号RFoutの振幅Ａoutに基づいて、振幅ＡoutがMAXLとなるように、第２ゲイン可変アンプ１３のゲインＧ２を定める。
なお、第２ゲイン可変アンプ１３のゲインＧ２は、第１ゲイン可変アンプ１１のゲインＧ１と、その時点の第２ゲイン可変アンプ１３のゲインＧ２と、振幅レベルモニタ部１５で検出した出力ＲＦ信号RFoutの振幅Ａoutとから、Ａin=Ａout/Ｇ１×Ｇ２によって推定される、ピックアップ１０５から入力する入力ＲＦ信号RFinの振幅Ａinとし、
レベルＥinがMAXLとなるように設定した第１ゲイン可変アンプ１１のゲインＧ１に対して、
Ｇ１×Ｇ２×Ａin = MAXL
を満たすように求めてもよい。

このように第１ゲイン可変アンプ１１のゲインＧ１と第２可変アンプのゲインＧ２を制御することにより、入力ＲＦ信号RFinの振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率の如何によらず、出力ＲＦ信号RFoutと第１ＲＦ信号RF1との双方を、飽和しない範囲において、できるだけ大きなレベルを有するように増幅して出力することができるようになる。

すなわち、たとえば、光ディスク３が、入力ＲＦ信号RFinの振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率の最小値が0.6と規格上定められているＣＤ-Ｒである場合には、図３に示すように、図３ａ１に示した振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率が=0.6の場合、図３ａ２に示した振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率が=0.6より大きい場合、図３ａ３に示した振幅Ａinの入力ＲＦ信号RFinの上側のエンベロープのレベルＥinに対する比率が=0.6より小さい場合のいずれの場合についても、以上の第１ゲイン可変アンプ１１のゲインＧ１の制御によって、図３ｂに示すように第１ＲＦ信号RF1を、第１ゲイン可変アンプ１１から、第１ＲＦ信号RF1を、MAXL以下の飽和しない範囲において、できるだけ大きなレベルを有するように適正に出力することができる。

また、このような第１ＲＦ信号RF1を、以上の第２ゲイン可変アンプ１３のゲインＧ２の制御に従って第２ゲイン可変アンプ１３において増幅することにより、図３ｃに示すように出力ＲＦ信号RFoutを、MAXL以下の飽和しない範囲において、できるだけ大きなレベルを有するように適正に出力することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

本発明の実施形態に係る光ディスクドライブの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＲＦアンプ部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＲＦアンプ部の動作を示す図である。 従来のＲＦアンプの構成と動作を示す図である。

符号の説明

１…光ディスクドライブ、２…ホスト装置、３…光ディスク、１１…第１ゲイン可変アンプ、１２…コンデンサ、１３…第２ゲイン可変アンプ、１４…信号レベルモニタ部、１５…振幅レベルモニタ部、１６…ゲイン制御部、１０１…クランパ、１０２…ターンテーブル、１０３…スピンドルモータ、１０４…フィードモータ、１０５…ピックアップ、１０６…ＲＦアンプ部、１０７…信号処理部、１０８…サーボエラー信号生成部、１０９…サーボ制御部、１１０…ピックアップ異常検出部、１１１…システムコントローラ、１１２…ホストインタフェース。

Claims (3)

1. 光ディスクからピックアップが検出した直流成分と交流成分とを含む信号である検出信号を増幅する増幅装置であって、
   前記検出信号を直流成分と交流成分とを含め増幅し、直流成分と交流成分とを含む第１検出信号として出力する、ゲインが可変な第１のアンプと、
   前記第１検出信号の交流成分を抽出し、第２検出信号として出力するフィルタと、
   前記第２検出信号を増幅し、第３検出信号として出力する、ゲインが可変な第２のアンプと、
   前記第１検出信号の上側のエンベロープの大きさを検出するエンベロープレベル検出手段と、
   前記第３検出信号の振幅の大きさを検出する振幅レベル検出手段と、
   前記エンベロープレベル検出手段が検出したエンベロープの大きさと前記振幅レベル検出手段が検出した振幅の大きさとに基づいて、前記第１検出信号の上側のエンベロープの大きさが所定の大きさとなり、かつ、前記第３検出信号の振幅の大きさが予め定めた大きさとなるように、前記第１のアンプのゲインと前記第２のアンプのゲインとを設定するゲイン設定手段とを有することを特徴とする光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置。
2. 請求項１記載の光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置であって、
   前記ゲイン設定手段は、前記第１検出信号が飽和しない範囲において当該第１検出信号の上側のエンベロープの大きさが可及的に大きくなり、かつ、前記第３検出信号が飽和しない範囲において当該第３検出信号の振幅の大きさが可及的に大きくなるように、前記第１のアンプのゲインと前記第２のアンプのゲインとを設定することを特徴とする光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置。
3. 光ディスクに記録された記録情報を再生する光ディスクドライブであって、
   請求項１または２記載の光ディスクのピックアップ検出信号の増幅装置と、
   前記ピックアップと、
   前記第２のアンプが出力する前記出力信号から、前記記録情報を再生する再生手段と、
   前記第１のアンプが出力する前記第１検出信号のエンベロープに基づいて、前記ピックアップの前記ピックアップ信号の検出異常の発生を監視する監視手段とを有することを特徴とする光ディスクドライブ。