JPH0799584B2

JPH0799584B2 - 光学式情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH0799584B2
Application number: JP60289283A
Authority: JP
Inventors: 俊哉新林; 崇竹内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: DE3644313A1; US4855988A; JPS62149033A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、光学式情報記録再生装置に関し、特に、光学
式情報記録円盤（光ディスク）への情報の書き込みモー
ドにおいて、光ディスクに予め記録されている番地情報
（ID情報）を読み出し、所望の番地に情報を書き込むと
いう読み出しと書き込みの切り替え動作を記録密度を低
下させることなく、連続かつ高速で行なうことができる
光学式情報記録再生装置に関する。

〔発明の背景〕

従来より光学式情報記録再生装置（光ディスク装置）な
どにおいては、読み出し時のレーザ発光パワーを一定に
保つ為に、レーザ光の一部をフォトダイオードで受光
し、その出力で負帰還制御する事が行なわれている。し
かしながら、光ディスク上に情報を書き込む場合に上記
の負帰還制御が動作すると、記録情報で変調されたレー
ザ光の平均パワーが読み出し時の発光パワーに等しくな
るように制御されてしまうので、書き込みレーザパワー
レベルが下がり書き込めなくなってしまう。

従来技術では、上記問題点を解決する為に、例えばレー
ザ発光パワーをモニタするフォトダイオードの出力を比
較する基準電圧を、読み出し時に対して書き込み時には
高く切り替えて、記録情報で変調されたレーザ光の平均
パワーが負帰還制御されたときに、所望の発光パワーに
なるようにしている。また、他の方式としては特開昭59
−79440号公報等に記載のように、負帰還制御系にサン
プルホールド回路を設けて、書き込み期間中、読み出し
時のレーザ発光パワーを与える電圧を保持するようにし
て、情報信号で変調された書き込みパレス信号を、前記
読み出し時のレーザ発光パワーに付加するようにしてい
る。

しかし、前者の方式（従来例１）では、負帰還制御系の
応答速度が遅い為に書き込みと読み出しの切り替えが、
高速にできず、したがって、連続かつ高速で情報の書き
込みが行なえないという欠点があった。また、後者の方
式（従来例２）では、書き込み期間中のレーザ光のレベ
ルが高いために、該書き込み期間に続く低レベルでのID
情報の再生信号を正確に２値化できないことがあり、該
ID情報を検出できないことがある。そこで、これを回避
するために、ID情報の記憶領域と追記情報の記録領域と
の間隔を大きくし、光ディスクの記録密度を下げなけれ
ばならないという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をなくし、記
録密度を低下させることなくID情報を適正に検出でき、
さらにまた情報の書き込みモードにおいて書き込みと読
み出しを連続かつ高速に切り替えることができる光学式
情報記録再生装置を提供する事にある。

〔発明の概要〕

前記の目的を達成する為に、本発明では、再生信号を２
値化する２値化回路の前段に再生信号のレベルを制御す
る手段を設け、光ディスクの記録密度を下げることな
く、書き込みモードにおいてID情報を正確に検出できる
ようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。第１図は
本発明の一実施例のブロック図である。

同図において、レーザダイオード１は、後記する第１駆
動回路７、第２駆動回路10および第３駆動回路11により
駆動される。

第１駆動回路７は、レーザダイオード１の発光パワーを
モニタするフォトダイオード２と抵抗４とで該発光パワ
ーに対応する電圧を検出し、サンプルホールド回路８を
介して送られてくる前記検出電圧値と基準電圧発生回路
９の基準値とを比較して、その偏差に基づき、前記発光
パワーが一定となるように制御する。なお、端子5,6は
それぞれ正の電源と接続されている。

第２駆動回路10は、書き込み時に、後記する制御回路19
から送られてくる情報信号101に対応して、電流値０お
よび予定値の電流からなる変調電流を出力する回路であ
る。

第３駆動回路11は、書き込み時に、制御回路19からの動
作信号102に応じてレーザダイオード１の変調電流の低
レベルを決める為に一定の電流を前記変調電流に付加す
る回路である。

デイテクタ（フォトダイオード）３は、レーザダイオー
ド１から発せられ、光ディスク（図示せず）で反射され
た反射光を検出する。プリアンプ12は、前記ディテクタ
３での検出信号を増幅し、サンプルホールド回路90を介
して正の包絡線検出回路14及び負の包絡線検出回路15に
供給すると共に、電圧比較器17の一方の入力端子に供給
する。前記電圧比較器17の他方の入力端子には、前記正
の包絡線検出回路14及び負の包絡線検出回路15の出力を
抵抗16で分圧して得られた閾値電圧110が供給されてい
る。

なお、前記正の包絡線検出回路14、負の包絡線検出回路
15、分圧抵抗16および電圧比較器17は２値化回路を構成
している。ID情報検出回路18は、前記電圧比較器17の出
力からID情報を検出し、これを制御回路19に供給してい
る。111は出力端子、112は書き込み／読み出しモード指
令信号の入力端子、113は書き込むべき情報信号の入力
端子、114は番地指令信号の入力端子である。

次に、書き込みモードにおける本実施例の回路動作を適
宜図面を用いて説明する。

第２図は、情報信号が書き込まれていない場合の光ディ
スクの再生信号117の模式図である。

ID情報20,22等は予め光ディスクに記録されており、各I
D情報はクロック同期信号20a、アドレス信号20b及び誤
り訂正符号20cから成っている。なお、第２図の21,23は
未記録部を示す。

制御回路19は、書き込みモードにおいて、後述するよう
にしてID情報検出回路18で検出した信号に基づいて、所
望の番地にあるかどうかを判断し、所望の番地に来た時
に、入力端子113から供給される情報信号101と、動作信
号102と、制御信号103とを、それぞれ第２駆動回路10
と、第３駆動回路11と、サンプルホールド回路８及びサ
ンプルホールド回路90とに供給する。

第３図は、Te低酸化物を記録膜とした光ディスク30の断
面図である。

光ディスク30は、ポリカーボネート等の基板33上に記録
膜32及び保護膜31が形成されたもので、トラッキング制
御の為に案内溝（トラック）34が予め形成されている。
記録膜32にレーザ光が照射されると、照射部の温度が上
昇して化学的な相変化（反射率変化）を引き起こし、そ
の部分の反射率が高くなるという状態で情報信号が記録
される。

第４図は記録膜の反射率変化比を光ディスクのトラック
方向のエネルギー線密度の関数として示した図である。

第１駆動回路７は、読み出し時には、反射率変化が生じ
ないような低いエネルギー線密度Erとなるように、レー
ザダイオード１の発光パワーを負帰還制御する。なお、
この読み出し時では、サンプルホールド回路８はその入
力検出電圧をホールドせずに、出力信号107としてその
まま通過させるサンプルモードとなっている。

一方、書き込み時では、第２駆動回路10は、前記したよ
うに、制御回路19から予定電流値の情報信号101が送ら
れている期間、記録膜32が反射率変化を生じるエネルギ
ー線密度、すなわち第４図のEh−El間に相当する発光パ
ワーが得られるように変調電流105をレーザダイオード
１に流すように制御する。

第３駆動回路11は、書き込み時に、制御回路19からの動
作信号102に応じて、前記変調電流105に一定値を付加す
る電流106をレーザダイオード１に流すように制御す
る。なお、この一定電流値は、記録膜32上のエネルギー
線密度の低レベル値が反射率変化を生じさせる臨界値El
となるような値である。

また、書き込み時においては、サンプルホールド回路８
が制御回路19からの制御信号103により読み出し時の入
力検出電圧をホールドして、その電圧値を出力信号107
として第１駆動回路７に供給するホールドモードになっ
ている。この結果、第１駆動回路７は、読み出し時と同
様に、エネルギー線密度Erとなるような一定の電流104
をレーザダイオード１に流すように制御する。

第５図は、上述した読み出し（Read）時と書き込み（Wr
ite）時のレーザダイオード１の発光パワーに相当する
駆動電流（ｉ）の状態を表した図（タイムチャート）で
ある。

この図から明らかなように、論理値１または０で示され
る情報信号101を書き込む時のレーザダイオード１は、
第1,第２及び第３駆動回路7,10及び11の各電流104,105
及び106の和電流で駆動されることが容易に理解される
であろう。

また、書き込み時においては、以上のように発光パワー
を適正に上昇させる必要があるので、仮に、第１駆動回
路７の負帰還制御系を働かすことにすると、発明の背景
の項で述べたように、発光パワーが押えられてしまう。
そこで、書き込み時には、サンプルホールド回路８をホ
ールドモードとし、読み出し時の入力検出電圧を保持す
るようにして、電流104の大きさを一定に保つ必要があ
ることも理解されるであろう。

ところで、サンプルホールド回路８を、サンプルモード
としたり又はホールドモードとする切り替えを、書き込
み一読み出しの切り替えと同時に行なうようにすると、
サンプルホールド回路８の遅延時間τ_１が無視できない
場合には、サンプルホールド回路８がホールドモードに
なる前に変調電流105及びこれに付加する電流106がレー
ザダイオード１に流れる為に、ホールドモード時には高
レベルの入力検出電圧を保持することになる。逆に第2,
第３駆動回路10,11の延滞時間τ_２が無視できない場合
には、発光パワーが強いうちに第１駆動回路７の負帰還
制御系が動作することになる。この結果、前者の場合に
は、第１駆動回路７の電流104が低下することとなり、
書き込みに必要な十分な発光パワーが得られず、また後
者の場合には読み出し時の発光パワーがゆらぐという問
題が生ずる。

そこで、本実施例では、第６図に示すように、書き込み
の期間、第３駆動回路11を動作させる動作信号102によ
りm₁（m₁＞τ_１）だけ早くホールド（hold）モードと
し、m₂（m₂＞τ_２）だけ遅らせてサンプル（sample）モ
ードとする制御信号103によってサンプルホールド回路
８を制御するようにしている。この結果、上述した問題
は解決される。

第７図（ａ）〜（ｅ）は、以上に説明した各信号相互の
タイミングを明らかにする為の信号波形図（タイムチャ
ート）である。

同図（ａ）は、情報信号を書き込む前の光ディスクの再
生信号（読み出し信号）で、第ｋ番地を示すID情報信号
20と第ｋ＋１番地を示すID情報信号22とが示されてい
る。同図（ｂ）は光ディスクに書き込まれる情報信号10
1、（ｃ）は第３駆動回路11の動作信号102、（ｄ）はサ
ンプルホールド回路８の制御信号103を示す。また、同
図（ｅ）は、以上の（ａ）〜（ｄ）の各信号に基づき光
ディスクに情報信号を書き込む状態での再生信号を示
す。第７図（ｃ）〜（ｅ）から明らかなように、本実施
例では、書き込み−読み出しの切り替え時には、未記録
のギャップ25,26,28を設けるようにしており、ギャップ
25,28の長さは前記m₁より長く、又ギャップ26の長さは
前記m₂より長く設定される。

ここで、制御回路19の具体回路例を示して、前記した動
作信号102および制御信号103が得られることを明らかに
する。

第13図は制御回路19の一具体例を示すブロック図であ
る。同図において、第１図と同一符号は同一又は同等部
分を表わしている。

第13図において、一致回路190はID情報検出回路18から
供給されるID情報信号が、入力端子114を介して予め供
給されている番地指令信号と一致した時に第１カウンタ
191をクリアにするクリア信号を出力する。第１カウン
タ191はクリアにされてから期間m₃（第７図参照）に相
当する時間が経過した時に第１のキャリア信号を出力す
る。なお、第１カウンタ191がクリアされるのはあるID
情報信号の終端の立ち下がりにおいてである。前記第１
のキャリ信号により第２カウンタ192がクリアにされる
と共に、第１のフリップフロップ（以下、Ｆ・Ｆとい
う）195がセットされる。この結果、第１のＦ・F195か
らは、第７図（ａ）及び（ｄ）から明らかなように、あ
るID情報信号（第７図ではID情報信号20）の終端の立ち
下がりから期間m₃経過後に、ハイレベルの制御信号103
が出力される。なお、入力端子112にはハイレベルの書
き込みモード指令信号が供給されているので、第１ない
し第３のアンドゲート198〜200は開放状態となってい
る。したがって、前記ハイレベルの制御信号103は、第
１のアンドゲート198を介して出力される。

前記第２カウンタ192は、前記第１のキャリ信号により
クリアにされてから、期間m₁に相当する時間が経過した
時に第２のキャリ信号を出力する。この第２のキャリ信
号により、第３カウンタ193がクリアにされると共に、
第２のＦ・F196がセットされる。この結果、第２のＦ・
F196からは、第７図（ｃ）及び（ｄ）から明らかなよう
に、制御信号103の立ち上がりから期間m₁経過後にハイ
レベルとなる動作信号102が出力される。この動作信号1
02は第２のアンドゲート199を介して第３駆動回路11に
供給される。

前記第３カウンタ193は、前記第２のキャリ信号により
クリアにされてから、入力端子113から供給される情報
信号101の供給期間に相当する時間が経過した時に、第
３のキャリ信号を出力する。この第３のキャリ信号によ
り第４カウンタ194がクリアにされると共に、前記第２
のＦ・F196がリセットされる。この結果、第７図（ｂ）
及び（ｃ）から明らかなように、第２のＦ・F196したが
って第２のアンドゲート199から出力される動作信号102
は立ち下がることになる。

前記第４カウンタ194は、前記第３のキャリ信号により
クリアにされてから、期間m₂に相当する時間が経過した
時に第４のキャリ信号を前記第１のＦ・F195のリセット
端子に出力する。この結果第７図（ｃ）及び（ｄ）から
明らかなように、第１のＦ・F195したがって第１のアン
ドゲート198の出力である制御信号103は、動作信号102
の立ち下がりから期間m₂経過後に立ち下がることにな
る。

なお、入力端子113から供給される情報信号101は、第４
のアンドゲート197及び第３のアンドゲート200を介し
て、第２駆動回路10に供給されることは容易に理解され
るであろう。

次に、再生信号117を２値化する２値化回路の動作につ
いて詳細に説明する。

第８図（ａ）〜（ｃ）は、２値化回路の基本動作を説明
する為の信号波形図である。

２値化回路に第８図（ａ）に示すような信号が供給され
ると、該入力信号（ａ）は、電圧比較器17の一方の入力
端子に供給されると共に、正の包絡線検出回路14及び負
の包絡線検出回路15にも供給される。この結果、正の包
絡線検出回路14及び負の包絡線検出回路15からは、第８
図（ｂ）に示すように、正の包絡線信号108及び負の包
絡線信号109がそれぞれ検出される。前記正及び負の包
絡線信号108及び109に基づいて分圧抵抗16では、第８図
（ｂ）に示す閾値電圧110を作成する。そして、前記閾
値電圧110は電圧比較器17の他方の入力端子に供給され
る。したがって、電圧比較器17からは入力信号（ａ）は
閾値電圧110を基準にして２値化した信号が出力され
る。第８図（ｃ）にこの２値化信号を示す。

なお、正の包絡線信号108が負の包絡線信号109よりもそ
のレベルがVl以下に下らないように、正の包絡線検出回
路14内にはリミッタが設けられている。この結果、無信
号時においても正しい基低レベルの信号が出力される。

ところで、書き込み時には、レーザダイオードの発光パ
ワーは読み出し時の数倍〜10倍程度になるのが一般的で
ある。したがって、前記した従来例２のように、仮にサ
ンプルホールド回路90が設けられていない場合を考える
と、第９図に模式的に示すように、読み出し時の再生信
号（ID情報信号）117aと書き込み時の再生信号117bとの
レベル変化が大きくなる。この為に、正の包絡線検出回
路14の応答が遅れ、正の包絡線信号が符号108aに示すよ
うになる。なお、符号109aは負の包絡線信号を示す。

この結果、閾値電圧は符号110aに示すようになり、書き
込み直後におけるID情報信号の２値化が正確に行なえな
い状態となる。すなわち、ID情報信号を適正に検出する
ことができない。

そこで、従来においては、光ディスク上での各ID情報の
間隔を大きくとって、書き込み時の再生信号117bと読み
出し時のID情報信号の再生信号117a間のギャップを大き
くし、閾値電圧110aによってID情報信号を正確に２値化
して検出できるように考慮していた。この為に、光ディ
スクの記録密度は必然的に下がる結果となった。

本実施例では、２値化回路の前段にサンプルホールド回
路90を設けて、書き込み時の再生信号のレベルを制限す
るように制御する。

第11図（ａ）〜（ｃ）は、本実施例の２値化回路の動作
を説明する為の信号波形図である。

サンプルホールド回路90をサンプルモードとした状態で
の該回路90の出力信号は、模式的に示すと第11図（ａ）
の状態となる。すなわち、前記した第９図の波形状態と
同様であり、記録密度を低下させなければ、ID情報信号
の再生信号117aを適正に２値化することができない。

そこで、本実施例では、サンプルホールド回路８をホー
ルドモードとする制御信号103（第11図ｂ参照）によ
り、サンプルホールド回路90をホールドモードとして、
読み出し時のID情報信号の再生信号117aと書き込み時の
再生信号117b間の未記録のギャップ84の再生信号レベル
を、書き込みの期間保持するようにしている。

ここで、書き込み期間中保持される再生信号レベルは、
ID情報信号の再生信号よりも低い値である。つまり、第
７図のチャートからも分かるように、ID情報信号の再生
信号がオフとなった後、時間（m3−m1）経過して制御信
号103が供給されるので、その間に再生信号はわずかに
低下するためである。

この結果、本実施例では、第11図（ｃ）に示すように、
正の包絡線信号が符号108bに、また負の包絡線信号が符
号109bに示すようになるので、閾値電圧は符号110bとな
る。このように、正の包絡線信号108bのレベルはID情報
信号の再生信号117aより低くなる。したがって、それよ
りもさらに低いしきい値電圧110bにより、書き込み直後
つまりホールド期間終了後におけるID情報信号の再生信
号117aの２値化を正確に行なうことができる。

第10図は本実施例の第２の実施例を示すブロック図であ
る。同図において、第１図と同一符号は同一又は同等部
分を表わしている。

この第２の実施例が第１の実施例と異なるのは、サンプ
ルホールド回路90に代えてスイッチ手段91及び定電圧源
92を設けるようにした点である。

第12図（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施例の２値化回路の
動作を説明する為の信号波形図である。

スイッチ手段91は、サンプルホールド回路８をホールド
モードとするハイレベルの制御信号103（第12図ｂ参
照）供給期間は可動接点が定電圧源92側に接続される。
一方、制御信号103のローレベル期間は可動接点がプリ
ンアンプ12側に接続されるように切り替わる。この結
果、スイッチ手段91の出力信号波形は、第12図（ａ）に
示す状態とする。すなわち、読み出し時のID情報信号の
再生信号117aはそのまま出力されるが、書き込み時の再
生信号は出力されずに、これに代って、定電圧（Ve）の
信号92aが出力される。

この結果、本実施例では、第12図（ｃ）に示すように、
正の包絡線信号が符号108cで、また負の包絡線信号が符
号109cで示されるようになり、したがって、閾値電圧は
符号110cとなる。この結果、書き込み直後におけるID情
報信号の再生信号117aの２値化は正確に行なわれる。

なお、定電圧源92の定電圧値は、ID情報信号の再生信号
117aより低く、かつ包絡線検出回路が適正に応答できる
範囲であれば任意の値でよく、例えば未記録のギャップ
84のレベルよりも低くて差し支えない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、２値
化回路の前段に再生信号のレベルを制限する手段を設
け、書き込み期間における再生信号のレベルがID情報信
号のレベルよりも小さくなるようにしたので、該ID情報
信号を検出するための再生信号の２値化が確実に行われ
るようになり、光ディスクの記録密度を下げることな
く、ID情報を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。第２図は情報信号が書き込まれていない光ディスク
の再生信号の模式図である。第３図は光ディスクの一部
断面図である。第４図は反射率変化比とエネルギー線密
度との関係を示す特性図である。第５図はレーザダイオ
ードの駆動電流の状態を示した図である。第６図及び第
７図は、サンプルホールド回路８のホールドモード期間
設定に関して説明する為の信号波形図である。第８図は
２値化回路の基本動作を説明する為の信号波形図であ
る。第９図は従来の２値化回路の動作を説明する為の信
号波形図である。第10図は本発明の第２の実施例を示す
ブロック図である。第11図は前段にサンプルホールド回
路を有する第１図の２値化回路の動作を説明する為の信
号波形図である。第12図は、前段にスイッチ手段および
定電圧源を有する第10図の２値化回路の動作を説明する
ための信号波形図である。第13図は第１および第10図に
示す制御回路の一具体例を示すブロック図である。１……レーザダイオード、２……フォトダイオード、３
……ディテクタ、４……抵抗、７……第１駆動回路、８
……サンプルホールド回路、９……基準電圧発生回路、
10……第２駆動回路、11……第３駆動回路、13……ゲイ
ン切り替え回路、14……正の包絡線検出回路、15……負
の包絡線検出回路、16……分圧抵抗、17……電圧比較
器、18……ID情報検出回路、19……制御回路、90……サ
ンプルホールド回路、91……スイッチ手段、92……定電
圧源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】書き込み時に、情報信号により変調をかけ
られた駆動電流に応じたレーザ光で光学的記録膜上に情
報ビットを記録し、読み出し時には前記記録膜上の信号
を再生するための一定の読み出し用レーザ光を照射する
単一の半導体レーザを有する光学式情報記録再生装置に
おいて、前記光ディスク上に予め形成されたID情報信号の再生お
よび追記領域へのデータ書き込みを交互に行う際の、前
記ディスクによる前記レーザ光の反射光を再生信号とし
て検出する手段と、前記再生信号の振幅を制限する振幅制限手段と、前記振幅制限手段の出力信号を受けて該出力信号の正の
包絡線信号および負の包絡線信号を検出する手段と、前記正の包絡線信号および負の包絡線信号を分圧して２
値化基準電圧を生成するしきい値発生手段と、前記２値化基準電圧に基づいて前記振幅制限手段の出力
信号の２値化信号を出力する比較手段とを具備するとと
もに、前記振幅制限手段が、前記ID情報信号を再生した直後からデータ書き込み開始
までの間に始点が設定され、データ書き込み直後から前
記ID情報信号再生開始までの間に終点が設定されたホー
ルド区間において、前記ID情報信号再生時の包絡線信号
の振幅より小さい信号を出力するように構成されている
ことを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【請求項２】前記振幅制限手段がサンプルホールド回路
であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載
の光学式情報記録再生装置。
【請求項３】前記振幅制限手段が、前記ホールド区間に
おいて前記正の包絡線信号および負の包絡線信号を検出
する手段に定電圧を供給するように切り替わるスイッチ
手段であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
記載の光学式情報記録再生装置。