JPWO2006115254A1 - 自動利得制御回路、および信号再生装置 - Google Patents

自動利得制御回路、および信号再生装置 Download PDF

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Abstract

信号再生装置の自動ゲイン制御の応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保するため、可変ゲインアンプ１０９は、ヘッドアンプ１０８から出力される再生信号の振幅を調整する。ゲイン制御部１１２は、比較器１１１から出力される比較結果の大小関係に応じて、可変ゲインアンプ１０９のゲインを所定の変化量だけ増減させる。ゲイン変化量制御部１１３は、比較器１１１から出力される比較結果の大小関係の反転頻度に応じて、ゲイン制御部１１２におけるゲインの変化量を制御する。

Description

本発明は、例えば光ディスク装置等のディスクシステムなどに適用され、記録媒体から再生された再生信号を可変ゲインアンプにより増幅して所定の振幅の信号を再生する信号再生装置、およびそのような信号再生装置等に用いられる自動利得制御回路に関するものである。
例えば光ディスク装置等のディスクシステムはレーザー光を光ディスクに照射し、その反射光の強度を検出することで、光ディスク上に記録されている情報を再生する。現在の光ディスク装置、特にＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）プレイヤー等では、ＤＶＤ（単層）、ＤＶＤ（２層）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、およびＣＤ−ＲＷなどの各種のディスクが存在する中で、可能な限り多くの種類のディスクに対して１台の装置で再生する必要がある。このため、光ディスクシステムの起動時またはディスク交換時に、どの種類のディスクかを判別し、それに応じてシステム設定を最適化し、速やかに再生させる必要がある。
ＤＶＤやＣＤは規格が定められており、その範囲内でディスク担体が製造されるのが望ましいが、大量にメディアが流通しているため、実際には製造工程のばらつき等により、規格範囲外のディスクも流通するようになってきているのが現状である。また、傷や指紋などのディフェクト対策が重要になってきている。
これらのディスクのばらつきや、ピックアップ等の特性のばらつきなどを吸収するため、再生信号に対する自動利得調整機能（以下、「ＡＧＣ」と記す。）を有する信号再生装置が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１０は従来のこの種の信号再生装置のブロック図を示しており、同図において、
光ディスク９０１（記録媒体）は、螺旋状または同心円状のトラックに情報信号が記録されているものであり、
回転駆動部９０２は、光ディスク９０１を回転駆動するものであり、
ピックアップ９０３は、光ディスク９０１の情報記録面に光ビームを集光させて光スポットを形成し、その反射光の強度を検出することによって、各種情報信号（再生信号）を出力する光ピックアップであり、
フォーカスアクチュエータ９０４は、ピックアップ９０３を光ディスク９０１のディスク面に垂直な方向に移動させるものであり、
トラッキングアクチュエータ９０５は、ピックアップ９０３を光ディスク９０１の径方向に移動させるものであり、
フォーカス制御部９０６は、ピックアップ９０３の出力に応じてフォーカスアクチュエータ９０４を制御するものであり、
トラッキング制御部９０７は、ピックアップ９０３の出力に応じてトラッキングアクチュエータ９０５を制御するものであり、
ヘッドアンプ９０８は、ピックアップ９０３から出力される再生信号を増幅するものであり、
可変ゲインアンプ９０９は、ヘッドアンプ９０８から出力される再生信号の振幅を調整するためのものであり、
振幅検出部９１０は、可変ゲインアンプ９０９から出力される再生信号の振幅を検出するものであり、
比較器９１１は、振幅検出部９１０によって検出された振幅を所定の振幅と比較するものであり、
ゲイン制御部９１２は、比較器９１１の出力に応じて可変ゲインアンプ９０９のゲインを制御するものである。
上記のように構成された従来の信号再生装置では、ディスク再生を行う場合は、ピックアップ９０３から得られる出力に基づいてフォーカス制御部９０６およびトラッキング制御部９０７においてフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを安定化させるための処理を行い、フォーカスアクチュエータ９０４およびトラッキングアクチュエータ９０５を駆動して、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボをかけ、フォーカス状態を保つとともにトラックにピックアップ９０３を追従させている。
ここで、可変ゲインアンプを用いたＡＧＣについて図１１を用いて説明する。図１１は、ディスク再生中の波形を模式的に示したものである。図１１（ａ）はピックアップ９０３からヘッドアンプ９０８で増幅した再生信号の模式図であり、図１１（ｂ）は可変ゲインアンプ９０９の出力信号の模式図である。まず、可変ゲインアンプ９０９の出力が振幅検出部９１０に入力されて振幅信号が生成される。特許文献１にあるように、再生信号の上側エンベロープと下側エンベロープの差をとることにより振幅が検出されるのが一般的である。次に、検出された振幅は比較器９１１により所定の振幅レベルと比較され、その出力を基にゲイン制御部９１２により可変ゲインアンプ９０９のゲインが決定され、その出力が所定振幅になるように、可変ゲインアンプ９０９のゲインが制御される。また、実際のディスク面からの再生信号はフォーカス制御状態やトラッキング制御状態、およびディスク面の状態など、さまざまな状況に対応するために工夫がなされている。
ここで、傷のついたディスクやいわゆるフィンガープリントディスクのような汚れのあるディスクでは、図１１（ａ）に示すように再生信号の振幅が頻繁に増減するが、ＡＧＣが応答すると図１１（ｂ）のように所定の振幅へ制御される。より具体的には、ＡＧＣの応答性に応じて、時刻ｔ１〜ｔ２のように再生信号の振幅が大きく低下した場合でも、低下程度は小さく抑えられ、また、時刻ｔ３〜ｔ４のように振幅が徐々に変化した場合には所定の振幅に保たれるように制御される。
特開２０００−１３４０４９号公報
しかしながら、上記のような従来の信号再生装置では、応答性を低く設定すると、振幅の変化に追随させて一定の振幅に保つことが困難である一方、応答性を高くすると、常に一定の振幅に制御することは可能であるが、逆にゲインの増減が頻繁に繰り返されると再生信号のジッタに悪影響を及ぼす（ジッタが発生、増大する）可能性があり、さらにはノイズへの過剰な反応などが問題となるため（過度な応答は本来のＡＧＣの目的であるＳ／Ｎの向上（２値化時のジッタ低減）に対して悪影響を及ぼしかねない。）、応答性を大幅に高くすることは難しい。したがって、自動利得調整機能の感度を高めるとともに、種々の信号再生状態での安定性を確保することが困難であるという課題を有していた。
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、自動ゲイン制御の応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保することが容易に可能な信号再生装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は、
入力信号を増幅する自動利得制御回路であって、
入力信号を可変なゲインで増幅する可変ゲインアンプと、
入力信号の振幅を検出する振幅検出回路と、
入力信号の振幅に応じて上記ゲインを制御するゲイン制御回路と、
上記制御によるゲインの増減頻度に応じて、制御されるゲインの変化量を制御するゲイン変化量制御回路と、
を備えたことを特徴とする。
また、上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を小さくする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に変化量を大きくする制御のうちの少なくとも一方を行うことを特徴とする。
また、上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を所定の下限量までの範囲で小さくする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に変化量を所定の上限量までの範囲で大きくする制御のうちの一方を行うことを特徴とする。
また、上記ゲイン変化量制御回路は、入力信号の振幅に基づいて、上記ゲインの増減頻度を判別することを特徴とする。
また、上記のようなゲイン変化量制御回路に代えて、上記制御によるゲインの増減頻度に応じて、上記振幅検出回路における振幅検出不感帯の幅を制御する不感帯制御回路を設けてもよい。
さらに、上記のような自動利得制御回路を用いて、記録媒体から再生された再生信号を増幅する信号再生装置を構成してもよい。
その場合、さらに、フォーカスエラー、トラッキングエラー、および再生信号の欠陥のうちの少なくとも何れかのエラーを検出するエラー検出回路を備えるとともに、
上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を小さくする一方、上記エラーが検出された場合に、ゲインの変化量を所定の初期値に戻す制御を行うようにしてもよい。
これにより、ゲイン制御回路は、検出回路によって検出された入力信号の振幅に応じて、その振幅が一定になるように可変ゲインアンプのゲインを制御する。ゲイン変化量制御回路は、上記ゲイン制御によるゲインや入力信号の振幅の増減頻度に応じて、そのゲイン制御におけるゲインの変化量を制御する。または、不感帯制御回路は、振幅検出回路における振幅検出不感帯の幅を制御する。また、記録媒体から再生された再生信号が増幅される場合に、エラー検出回路によってフォーカスエラー等が検出されると、上記ゲイン変化量や不感帯幅が所定の初期値に戻される。
本発明によれば、信号再生装置の自動ゲイン制御の応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保することが容易に可能になる。
図１は、実施形態１の光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。 図２は、同、可変ゲインアンプ１０９の入出力信号の例を示すグラフである。 図３は、同、可変ゲインアンプ１０９のゲイン変化量減少時の入出力信号の例を示すグラフである。 図４は、実施形態２の光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。 図５は、同、光ディスク１０１の欠陥箇所等の再生信号等の例を示すグラフである。 図６は、同、フォーカス外れ時の再生信号等の例を示すグラフである。 図７は、同、トラッキング外れ時の再生信号等の例を示すグラフである。 図８は、実施形態３の光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。 図９は、同、可変ゲインアンプ１０９の入出力信号の例を示すグラフである。 図１０は、従来の信号再生装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、同、可変ゲインアンプ９０９の入出力信号の例を示すグラフである。
符号の説明
１０１ 光ディスク
１０２ 回転駆動部
１０３ ピックアップ
１０４ フォーカスアクチュエータ
１０５ トラッキングアクチュエータ
１０６ フォーカス制御部
１０７ トラッキング制御部
１０８ ヘッドアンプ
１０９ 可変ゲインアンプ
１１０ 振幅検出部
１１１ 比較器
１１２ ゲイン制御部
１１３ ゲイン変化量制御部
２０６ フォーカス制御部
２０７ トラッキング制御部
２１３ ゲイン変化量制御部
２１４ 欠陥検出部
３１１ 第１比較器
３１２ ゲイン制御部
３１３ ゲイン変化量制御部
３１５ 第２比較器
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
《発明の実施形態１》
発明の実施形態１として、ゲインの増減が繰り返されたことを判定し、その判定結果に基づいて、増幅率の変化量を小さくしたり大きくしたりするように制御することにより、応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保できるようにした光ディスク装置の例を説明する。
図１は、光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。同図において、
光ディスク１０１は、螺旋状または同心円状のトラックに情報信号が記録される記録媒体である。
回転駆動部１０２は、光ディスク１０１を回転駆動するものである。
ピックアップ１０３は、光ディスク１０１の情報記録面に光ビームを集光させて光スポットを形成し、その反射光の強度を検出することによって、各種情報信号（再生信号）を出力する光ピックアップである。
フォーカスアクチュエータ１０４は、ピックアップ１０３（の図示しない対物レンズ等）を光ディスク１０１のディスク面に垂直な方向に移動させるものである。
トラッキングアクチュエータ１０５は、ピックアップ１０３（の図示しない対物レンズ等）を光ディスク１０１の径方向に移動させるものである。
フォーカス制御部１０６は、ピックアップ１０３の出力に応じてフォーカスアクチュエータ１０４を制御するものである。
トラッキング制御部１０７は、ピックアップ１０３の出力に応じてトラッキングアクチュエータ１０５を制御するものである。
ヘッドアンプ１０８は、ピックアップ１０３から出力される再生信号を増幅するものである。
可変ゲインアンプ１０９は、ヘッドアンプ１０８から出力される再生信号の振幅を調整するためのものである。
振幅検出部１１０は、可変ゲインアンプ１０９から出力される再生信号の振幅を検出するものである。
比較器１１１は、振幅検出部１１０によって検出された振幅を所定の振幅（基準レベル）と比較するものである。
ゲイン制御部１１２は、比較器１１１から出力される比較結果の大小関係に応じて、可変ゲインアンプ１０９のゲインを所定の変化量だけ増減させるように制御するものである。
ゲイン変化量制御部１１３は、比較器１１１から出力される比較結果の大小関係の反転頻度（したがって可変ゲインアンプ１０９のゲインの増減頻度）に応じて、上記ゲイン制御部１１２によるゲインの変化量を制御するものである。より詳しくは、所定の期間ごとに上記比較結果の大小関係の反転回数（連続して起こる変化、発生頻度）をカウントして、所定の期間内に反転が所定回数繰り返されると、ゲイン制御部１１２におけるゲインの変化量を小さく変更するようになっている。また、所定の期間内の反転回数が所定回数より少ない場合には、ゲインの変化量を大きく変更するようになっている。なお、カウント数が所定回数になるごとに要する時間を計測して同様の制御が行われるようにしてもよい。
上記回転駆動部１０２、ピックアップ１０３、フォーカスアクチュエータ１０４、およびトラッキングアクチュエータ１０５のメカ部分等以外の部分は、例えば１つの半導体装置に集積されるなどしたハードウエアで構成してもよいし、ソフトウエアにより実現してもよい。
次に、上記のように構成された光ディスク装置の動作を説明する。
まず、ピックアップ１０３のサーボ制御について簡単に説明すると、光ディスク１０１に記録された信号の再生が行われる際には、ピックアップ１０３から得られる出力に基づいて、フォーカス制御部１０６およびトラッキング制御部１０７においてフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを安定化させるための処理が行われ、フォーカスアクチュエータ１０４およびトラッキングアクチュエータ１０５が駆動されて、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御が行われ、フォーカス状態が保たれるとともにトラックにピックアップ１０３が追従するように制御される。
次に、可変ゲインアンプ１０９のゲインの制御について説明する。
ヘッドアンプ１０８からの信号は可変ゲインアンプ１０９に入力されて増幅され、その振幅が振幅検出部１１０によって検出される。検出された振幅は、比較器１１１によって所定の基準レベルと比較され、大小比較結果がゲイン制御部１１２およびゲイン変化量制御部１１３に入力される。
ゲイン制御部１１２は、その大小比較結果に基づいて、可変ゲインアンプ１０９に対して、所定のゲイン変化量だけ、ゲインアップまたはゲインダウンさせる制御を行う。より詳しくは、振幅検出部１１０によって検出された振幅が所定の基準レベルよりも小さい場合には、所定のタイミングごとに、可変ゲインアンプ１０９のゲインをゲイン変化量制御部１１３によって示される所定のゲイン変化量だけ増大させる一方、所定の基準レベルよりも大きい場合には、所定のタイミングごとに、上記所定のゲイン変化量だけ減少させるように制御する。
図２は、例えば光ディスク１０１の比較的小さな傷などによって振幅変動が生じる場合や、ノイズ等による振幅変動が生じる場合にゲインアップおよびゲインダウンされる場合の可変ゲインアンプ１０９の入力信号（図２（ａ））、および出力信号（図２（ｂ））の例を示すグラフである。同図において、横軸は時間、縦軸は電圧を示している。
まず、時刻ｔ１以前に、可変ゲインアンプ１０９の入出力信号の振幅が安定時の出力振幅（基準レベル）であるとし、時刻ｔ１以降、可変ゲインアンプ１０９に入力される信号の振幅が小さくなるとすると、比較器１１１から可変ゲインアンプ１０９の出力振幅が基準レベルよりも小さいことを示す信号がゲイン制御部１１２およびゲイン変化量制御部１１３に出力される。ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインをゲイン変化量制御部１１３によって示される所定の変化量だけ増大させる制御信号を可変ゲインアンプ１０９に出力し、可変ゲインアンプ１０９の出力振幅の低下は図２（ｂ）に示すように小さく抑えられる。
次に、時刻ｔ２で可変ゲインアンプ１０９の出力振幅が前記基準レベルと同等となり、それ以降、入力振幅が増加し続けると、比較器１１１から可変ゲインアンプ１０９の出力振幅が基準レベルよりも大きいことを示す信号がゲイン制御部１１２およびゲイン変化量制御部１１３に出力される。ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインをゲイン変化量制御部１１３によって示される所定の変化量だけ減少させる制御信号を可変ゲインアンプ１０９に出力し、可変ゲインアンプ１０９のゲインが小さくなることにより、やがて時刻ｔ３で出力振幅が基準レベルに戻る。
上記のように、光ディスク１０１の小さな傷等で入力信号の振幅が低下すると、可変ゲインアンプ１０９のゲインはゲインアップおよびゲインダウンが繰り返されることになる。また、同様に時刻ｔ４〜ｔ６のような比較的大きな傷の場合もゲインアップおよびゲインダウンが繰り返される。
ゲイン変化量制御部１１３は、所定の期間ごとに、比較器１１１による大小比較結果の反転（大から小、または小から大）の回数をカウントし、所定の期間内の反転回数が所定の回数を超えると、ゲイン制御部１１２に対して、前記所定のゲイン変化量をより小さなゲイン変化量になるように指示する信号を出力する。その結果、ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインを例えば所定の初期状態よりも小さなゲイン変化量で変化させるように制御し、図３のｔ３〜ｔ４に示すように、可変ゲインアンプ１０９が過度の応答をしなくなる。すなわち、信号振幅の大小比較結果の反転により可変ゲインアンプのゲイン変化量を小さくすることにより、定常状態でのＡＧＣの安定性が確保され、不必要なジッタを抑えることが可能となる。
また、ゲイン変化量制御部１１３は、所定の期間内の反転回数が所定の回数以下の場合には、ゲイン制御部１１２に対して、前記所定のゲイン変化量をより大きなゲイン変化量になるように指示する信号を出力する。その結果、ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインを例えば初期状態のゲイン変化量で変化するように制御し、ゲイン変化量が小さすぎてＡＧＣの応答が遅くなりすぎることが防止される。
なお、上記の例では、ゲイン変化量が、初期状態と、それよりも小さなゲイン変化量（または初期状態と、それよりも大きなゲイン変化量）の２段階に制御される例を示したが、所定期間内の反転回数に応じて多段階に制御されるようにしたり、反転回数が所定回数以下等の状態が連続するのに応じて多段階に制御されるようにしたりしてもよい。
また、ゲイン変化量を小さくするまたは大きくすることのみを実施しても良い。
ここで、ゲイン変化量を多段階に制御する場合で、かつ、小さくすることのみを実施した場合には、上記のようにゲイン変化量が小さすぎてＡＧＣの応答が遅くなりすぎる可能性があるので、ゲイン変化量制御部１１３において、ゲイン変化量の下限リミットを設けることで、さらに安定したＡＧＣを実現できる。また、ゲイン変化量を大きくするだけの場合は上限リミットを設けるようにしてもよい。
また、単純に反転回数が所定カウントされた時点でゲイン変化量を小さくするようにしてもよい。
また、ゲイン制御部１１２によるゲインの制御は、比較器１１１による振幅と所定の基準レベルとの大小比較結果に基づくのに限らず、振幅と基準レベルとの差に応じて行われるようにしてもよい。具体的には、例えば振幅と基準レベルとの差と、ゲイン変化量制御部１１３によって指定される値との積に比例したゲインになるように制御されるようにしてもよい。
《発明の実施形態２》
実施形態２の光ディスク装置は、図４に示すように、前記実施形態１の光ディスク装置に比べて、フォーカス制御部１０６、トラッキング制御部１０７、およびゲイン変化量制御部１１３に代えて、フォーカス制御部２０６、トラッキング制御部２０７、およびゲイン変化量制御部２１３が設けられるとともに、さらに、欠陥検出部２１４を備えている。
フォーカス制御部２０６、およびトラッキング制御部２０７は、それぞれフォーカス制御部１０６等と同様にフォーカスアクチュエータ１０４等の制御を行うとともに、いわゆるフォーカス外れやトラッキング外れの状態になったときに、フォーカス外れ検出信号またはトラッキング外れ検出信号を出力するようになっている。
また、欠陥検出部２１４は、ピックアップ１０３の出力に基づいて、後述するような再生信号の欠陥検出を行い、欠陥検出信号を出力するようになっている。
ゲイン変化量制御部２１３は、ゲイン変化量制御部１１３と同様にゲインの変化量を制御するとともに、さらに、上記フォーカス制御部２０６、トラッキング制御部２０７、または欠陥検出部２１４から出力されるフォーカス外れ検出信号、トラッキング外れ検出信号、または欠陥検出信号に応じて、ゲイン変化量を所定の初期状態に戻すようになっている。
次に、上記各部の動作を説明する。
図５は、ピックアップ１０３が光ディスク１０１の欠陥箇所を通過する時の再生信号の波形と、欠陥検出部２１４から出力される欠陥検出信号を模式的に示したものであり、図５（ａ）は再生信号であるピックアップ１０３の出力信号、図５（ｂ）はその時の欠陥検出信号を示している。ディスク面上を正常に再生している場合（ディスク面上の欠陥のない領域にピックアップ１０３が位置している場合）、図５（ａ）の時刻ｔ１に達するまでのように平坦な振幅の再生信号がピックアップ１０３から出力される。時刻ｔ１で再生信号が欠落して振幅が小さくなると、欠陥検出部２１４は、急激な振幅減少（上側エンベロープの欠落）を検出して、図５（ｂ）に示すような欠陥検出信号を出力する（検出信号がアクティブになる）。さらに時刻ｔ２に到達して振幅が時刻ｔ１以前のように回復すると、欠陥検出されなくなる。
図６は、フォーカス外れ時の再生信号の波形と、フォーカス制御部２０６から出力されるフォーカス外れ検出信号を模式的に示したものであり、図６（ａ）は再生信号であるピックアップ１０３の出力信号、図６（ｂ）はフォーカス外れ検出信号を示している。ディスク面上を正常に再生している場合（合焦状態が保たれている場合）、図６（ａ）の時刻ｔ１に達するまでのように平坦な振幅の再生信号がピックアップ１０３から出力される。フォーカスが外れると、ディスク面からの反射光の強度が低下し、図６（ａ）に示すように再生信号振幅が減少する。この振幅の減少が所定の期間（ｔ２−ｔ１）続くと、フォーカス制御部２０６は、前記欠陥箇所通過時と区別してフォーカス外れが生じたと判定し、図６（ｂ）に示すようなフォーカス外れ検出信号を出力する（検出信号がアクティブになる）。
図７は、トラッキング外れ時の再生信号の波形と、トラッキング制御部２０７から出力されるトラッキング外れ検出信号等を模式的に示したものであり、図７（ａ）は再生信号であるピックアップ１０３の出力信号、図７（ｂ）はオフトラック信号、図７（ｃ）はトラッキング外れ検出信号を示している。ディスク面上を正常に再生している場合（光スポットが光ディスク１０１上のトラックに追随している場合）、図７（ａ）の時刻ｔ１に達するまでのように平坦な振幅の再生信号がピックアップ１０３から出力される。トラッキングが外れて光スポットが光ディスク１０１表面の複数のトラックにわたってトラックおよびトラック間を走査すると、間欠的に反射光の最低強度が最高強度に近づくことによって、図７（ａ）に示すように再生信号の下限レベルが上昇することによる再生信号振幅（高い周波数成分の振幅）の増減が繰り返される。このような振幅の減少に応じて、図７（ｂ）に示すように例えばオフトラック信号がアクティブになり、さらにそのアクティブな期間が所定の時間（ｔ２−ｔ１）続くと（この判定によってオフトラック信号へのノイズ混入による影響が抑えられる。）、トラッキング制御部１０７から図７（ｃ）に示すようなトラッキング外れ検出信号が出力される。
ゲイン変化量制御部２１３は、上記のような欠陥検出信号、フォーカス外れ検出信号、またはトラッキング外れ検出信号に応じて、ゲイン制御部１１２にゲイン変化量を初期状態に戻すように指示する。そこで、例えば、時刻ｔ１までにゲイン変化量制御部１１３においてゲイン変化量が小さく変更されていた場合でも、欠陥箇所通過や、フォーカス外れ、トラッキング外れからの復帰時に、ＡＧＣの応答速度が遅くなることが防止され、可変ゲインアンプ９０９の出力が迅速に正規の振幅に調整される。なお、欠陥検出信号等が出力された時点で、ゲイン変化量が大きく変更されていた場合には、その変化量が維持されるようにすればよい。
したがって、実施形態１で説明したのと同様に、可変ゲインアンプ１０９の出力振幅と基準レベルとの大小関係が頻繁に変化する場合に可変ゲインアンプ１０９が過度に応答するのを防止しつつ定常状態でのＡＧＣの安定性を確保してジッタを抑えることが可能となるのに加え、欠陥箇所通過後や、フォーカス引き込み時、トラッキング引き込み時のＡＧＣの応答性を高く保つことができる。
なお、上記の例では、ゲイン変化量制御部２１３は、欠陥検出信号、フォーカス外れ検出信号、およびトラッキング外れ検出信号に基づいてゲイン変化量が初期状態に戻されるように指示する例を示したが、これに限らず、何れか１つまたは２つの検出信号に基づいて指示するようにしてもよい。
《発明の実施形態３》
実施形態３の光ディスク装置は、図８に示すように、前記実施形態２の光ディスク装置に比べて、比較器１１１、ゲイン制御部１１２、およびゲイン変化量制御部２１３に代えて、第１比較器３１１、第２比較器３１５、ゲイン制御部３１２、およびゲイン変化量制御部３１３を備えている。
第１比較器３１１、および第２比較器３１５は、それぞれ、振幅検出部１１０によって検出された再生信号振幅を後述するように設定される互いに異なる所定の基準レベルｖ１、ｖ２（ｖ１＜ｖ２）と比較するようになっている。
ゲイン制御部３１２は、比較器３１１・３１５から出力される比較結果の大小関係に応じて、より詳しくは、例えば再生信号振幅がｖ１よりも小さい場合に可変ゲインアンプ１０９のゲインを所定の変化量だけ増加させる一方、ｖ２よりも大きい場合に可変ゲインアンプ１０９のゲインを所定の変化量だけ減少させるようになっている（ｖ１とｖ２の間のレベルはゲイン制御の不感帯となる。）。
ゲイン変化量制御部３１３は、所定の期間ごとに上記比較器３１１・３１５の両方から出力される比較結果によりゲイン増減の反転、すなわち、再生信号振幅がｖ１よりも小さい状態とｖ２よりも大きい状態とが所定回数繰り返されると、比較器３１１・３１５の比較基準レベルｖ１、ｖ２を制御して不感帯の幅を広げる一方、所定の期間内の反転回数が所定回数より少ない場合には、不感帯の幅を狭めるようになっている。また、フォーカス制御部２０６、トラッキング制御部２０７、または欠陥検出部２１４から出力されるフォーカス外れ検出信号、トラッキング外れ検出信号、または欠陥検出信号に応じて、上記不感帯の幅を所定の初期状態に戻すようになっている。
次に、上記各部の動作を説明する。
図９は、例えば光ディスク１０１の比較的小さな傷などによって、振幅検出部１１０で検出される再生信号（可変ゲインアンプ１０９の出力信号）の振幅が基準レベルｖ１、ｖ２の範囲内に収まる程度に変動する場合の可変ゲインアンプ１０９の入力信号（図９（ａ））、および出力信号（図９（ｂ））の例を示すグラフである。同図において、横軸は時間、縦軸は電圧を示している。
同図に示すように再生信号振幅がほぼ一定でｖ１、ｖ２の間の不感帯に収まっている場合には、ゲイン制御部３１２は可変ゲインアンプ１０９のゲインを変化させず、再生信号振幅の不用意な変動が抑えられ、安定した再生波形の再生信号が得られる。
一方、ゲイン変化量制御部３１３は、実施形態１で説明したようにゲインアップおよびゲインダウンの繰り返しを検知して、繰り返し回数が多い場合には第１比較器３１１または第２比較器３１５の少なくとも一方に対して基準レベルｖ１またはｖ２を変更して不感帯の幅を広げる一方、繰り返し回数が少ない場合には不感帯の幅を狭める。
すなわち、信号振幅の大小比較結果の反転によりゲイン制御部３１２の不感帯を大きくすることにより、定常状態でのＡＧＣの安定性が確保され、不必要なジッタを抑えることが可能となる一方、不感帯が大きすぎてＡＧＣが応答しなくなることが防止される。
また、ゲイン変化量制御部３１３は、上記のように不感帯の幅を広げた場合に、実施形態２で説明したのと同様にフォーカス制御部２０６等によってフォーカス外れなどが検出されると、不感帯の幅を所定の初期状態に戻す。これによって、やはりフォーカス外れからの復帰時などに、ＡＧＣの応答速度が遅くなることが防止され、可変ゲインアンプ９０９の出力が迅速に正規の振幅に調整される。
なお、実施形態１でゲイン変化量の制御について説明したのと同様に、不感帯を小さくするまたは大きくすることのみを実施しても良い。
ここで、不感帯を大きくすることのみを実施した場合には、上記のように不感帯が大きすぎてＡＧＣが応答しなくなる可能性があるので、ゲイン変化量制御部１１３において、不感帯の上限リミットを設けることで、さらに安定したＡＧＣを実現できる。
なお、上記各実施形態で説明した構成要素や変形例は、論理的に可能な範囲で種々組み合わせてもよい。具体的には、例えば実施形態１でゲイン変化量を制御するのに代えて、実施形態３のように不感帯の幅を制御するようにしたり、実施形態１または２でゲイン変化量の制御に加えて不感帯の幅も制御するようにしたりしてもよい。
また、上記の例では、記録担体として光ディスクを使用する光ディスク装置の例を説明したが、光磁気ディスクや、磁気ディスクなどを使用するディスク装置などであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
さらに、光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置の例を示したが、本発明は、これに限らず種々の可変ゲインアンプを備えた自動利得制御回路に適用することができる。
本発明にかかる信号再生装置は、自動ゲイン制御の応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保することが容易に可能になるという効果を有し、例えば光ディスク装置等のディスクシステムなどに適用され、記録媒体から再生された再生信号を可変ゲインアンプにより増幅して所定の振幅の信号を再生する信号再生装置、およびそのような信号再生装置等に用いられる自動利得制御回路等として有用である。
本発明は、例えば光ディスク装置等のディスクシステムなどに適用され、記録媒体から再生された再生信号を可変ゲインアンプにより増幅して所定の振幅の信号を再生する信号再生装置、およびそのような信号再生装置等に用いられる自動利得制御回路に関するものである。
例えば光ディスク装置等のディスクシステムはレーザー光を光ディスクに照射し、その反射光の強度を検出することで、光ディスク上に記録されている情報を再生する。現在の光ディスク装置、特にＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレイヤー等では、ＤＶＤ（単層）、ＤＶＤ（２層）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、およびＣＤ−ＲＷなどの各種のディスクが存在する中で、可能な限り多くの種類のディスクに対して１台の装置で再生する必要がある。このため、光ディスクシステムの起動時またはディスク交換時に、どの種類のディスクかを判別し、それに応じてシステム設定を最適化し、速やかに再生させる必要がある。
ＤＶＤやＣＤは規格が定められており、その範囲内でディスク担体が製造されるのが望ましいが、大量にメディアが流通しているため、実際には製造工程のばらつき等により、規格範囲外のディスクも流通するようになってきているのが現状である。また、傷や指紋などのディフェクト対策が重要になってきている。
これらのディスクのばらつきや、ピックアップ等の特性のばらつきなどを吸収するため、再生信号に対する自動利得調整機能（以下、「ＡＧＣ」と記す。）を有する信号再生装置が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１０は従来のこの種の信号再生装置のブロック図を示しており、同図において、
光ディスク９０１（記録媒体）は、螺旋状または同心円状のトラックに情報信号が記録されているものであり、
回転駆動部９０２は、光ディスク９０１を回転駆動するものであり、
ピックアップ９０３は、光ディスク９０１の情報記録面に光ビームを集光させて光スポットを形成し、その反射光の強度を検出することによって、各種情報信号（再生信号）を出力する光ピックアップであり、
フォーカスアクチュエータ９０４は、ピックアップ９０３を光ディスク９０１のディスク面に垂直な方向に移動させるものであり、
トラッキングアクチュエータ９０５は、ピックアップ９０３を光ディスク９０１の径方向に移動させるものであり、
フォーカス制御部９０６は、ピックアップ９０３の出力に応じてフォーカスアクチュエータ９０４を制御するものであり、
トラッキング制御部９０７は、ピックアップ９０３の出力に応じてトラッキングアクチュエータ９０５を制御するものであり、
ヘッドアンプ９０８は、ピックアップ９０３から出力される再生信号を増幅するものであり、
可変ゲインアンプ９０９は、ヘッドアンプ９０８から出力される再生信号の振幅を調整するためのものであり、
振幅検出部９１０は、可変ゲインアンプ９０９から出力される再生信号の振幅を検出するものであり、
比較器９１１は、振幅検出部９１０によって検出された振幅を所定の振幅と比較するものであり、
ゲイン制御部９１２は、比較器９１１の出力に応じて可変ゲインアンプ９０９のゲインを制御するものである。
上記のように構成された従来の信号再生装置では、ディスク再生を行う場合は、ピックアップ９０３から得られる出力に基づいてフォーカス制御部９０６およびトラッキング制御部９０７においてフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを安定化させるための処理を行い、フォーカスアクチュエータ９０４およびトラッキングアクチュエータ９０５を駆動して、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボをかけ、フォーカス状態を保つとともにトラックにピックアップ９０３を追従させている。
ここで、可変ゲインアンプを用いたＡＧＣについて図１１を用いて説明する。図１１は、ディスク再生中の波形を模式的に示したものである。図１１（ａ）はピックアップ９０３からヘッドアンプ９０８で増幅した再生信号の模式図であり、図１１（ｂ）は可変ゲインアンプ９０９の出力信号の模式図である。まず、可変ゲインアンプ９０９の出力が振幅検出部９１０に入力されて振幅信号が生成される。特許文献１にあるように、再生信号の上側エンベロープと下側エンベロープの差をとることにより振幅が検出されるのが一般的である。次に、検出された振幅は比較器９１１により所定の振幅レベルと比較され、その出力を基にゲイン制御部９１２により可変ゲインアンプ９０９のゲインが決定され、その出力が所定振幅になるように、可変ゲインアンプ９０９のゲインが制御される。また、実際のディスク面からの再生信号はフォーカス制御状態やトラッキング制御状態、およびディスク面の状態など、さまざまな状況に対応するために工夫がなされている。
ここで、傷のついたディスクやいわゆるフィンガープリントディスクのような汚れのあるディスクでは、図１１（ａ）に示すように再生信号の振幅が頻繁に増減するが、ＡＧＣが応答すると図１１（ｂ）のように所定の振幅へ制御される。より具体的には、ＡＧＣの応答性に応じて、時刻ｔ１〜ｔ２のように再生信号の振幅が大きく低下した場合でも、低下程度は小さく抑えられ、また、時刻ｔ３〜ｔ４のように振幅が徐々に変化した場合には所定の振幅に保たれるように制御される。
特開２０００−１３４０４９号公報
しかしながら、上記のような従来の信号再生装置では、応答性を低く設定すると、振幅の変化に追随させて一定の振幅に保つことが困難である一方、応答性を高くすると、常に一定の振幅に制御することは可能であるが、逆にゲインの増減が頻繁に繰り返されると再生信号のジッタに悪影響を及ぼす（ジッタが発生、増大する）可能性があり、さらにはノイズへの過剰な反応などが問題となるため（過度な応答は本来のＡＧＣの目的であるＳ／Ｎの向上（２値化時のジッタ低減）に対して悪影響を及ぼしかねない。）、応答性を大幅に高くすることは難しい。したがって、自動利得調整機能の感度を高めるとともに、種々の信号再生状態での安定性を確保することが困難であるという課題を有していた。
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、自動ゲイン制御の応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保することが容易に可能な信号再生装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は、
入力信号を増幅する自動利得制御回路であって、
入力信号を可変なゲインで増幅する可変ゲインアンプと、
入力信号の振幅を検出する振幅検出回路と、
入力信号の振幅に応じて上記ゲインを制御するゲイン制御回路と、
上記制御によるゲインの増減頻度に応じて、制御されるゲインの変化量を制御するゲイン変化量制御回路と、
を備えたことを特徴とする。
また、上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を小さくする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に変化量を大きくする制御のうちの少なくとも一方を行うことを特徴とする。
また、上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を所定の下限量までの範囲で小さくする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に変化量を所定の上限量までの範囲で大きくする制御のうちの一方を行うことを特徴とする。
また、上記ゲイン変化量制御回路は、入力信号の振幅に基づいて、上記ゲインの増減頻度を判別することを特徴とする。
また、上記のようなゲイン変化量制御回路に代えて、上記制御によるゲインの増減頻度に応じて、上記振幅検出回路における振幅検出不感帯の幅を制御する不感帯制御回路を設けてもよい。
さらに、上記のような自動利得制御回路を用いて、記録媒体から再生された再生信号を増幅する信号再生装置を構成してもよい。
その場合、さらに、フォーカスエラー、トラッキングエラー、および再生信号の欠陥のうちの少なくとも何れかのエラーを検出するエラー検出回路を備えるとともに、
上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を小さくする一方、上記エラーが検出された場合に、ゲインの変化量を所定の初期値に戻す制御を行うようにしてもよい。
これにより、ゲイン制御回路は、検出回路によって検出された入力信号の振幅に応じて、その振幅が一定になるように可変ゲインアンプのゲインを制御する。ゲイン変化量制御回路は、上記ゲイン制御によるゲインや入力信号の振幅の増減頻度に応じて、そのゲイン制御におけるゲインの変化量を制御する。または、不感帯制御回路は、振幅検出回路における振幅検出不感帯の幅を制御する。また、記録媒体から再生された再生信号が増幅される場合に、エラー検出回路によってフォーカスエラー等が検出されると、上記ゲイン変化量や不感帯幅が所定の初期値に戻される。
本発明によれば、信号再生装置の自動ゲイン制御の応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保することが容易に可能になる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
《発明の実施形態１》
発明の実施形態１として、ゲインの増減が繰り返されたことを判定し、その判定結果に基づいて、増幅率の変化量を小さくしたり大きくしたりするように制御することにより、応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保できるようにした光ディスク装置の例を説明する。
図１は、光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。同図において、
光ディスク１０１は、螺旋状または同心円状のトラックに情報信号が記録される記録媒体である。
回転駆動部１０２は、光ディスク１０１を回転駆動するものである。
ピックアップ１０３は、光ディスク１０１の情報記録面に光ビームを集光させて光スポットを形成し、その反射光の強度を検出することによって、各種情報信号（再生信号）を出力する光ピックアップである。
フォーカスアクチュエータ１０４は、ピックアップ１０３（の図示しない対物レンズ等）を光ディスク１０１のディスク面に垂直な方向に移動させるものである。
トラッキングアクチュエータ１０５は、ピックアップ１０３（の図示しない対物レンズ等）を光ディスク１０１の径方向に移動させるものである。
フォーカス制御部１０６は、ピックアップ１０３の出力に応じてフォーカスアクチュエータ１０４を制御するものである。
トラッキング制御部１０７は、ピックアップ１０３の出力に応じてトラッキングアクチュエータ１０５を制御するものである。
ヘッドアンプ１０８は、ピックアップ１０３から出力される再生信号を増幅するものである。
可変ゲインアンプ１０９は、ヘッドアンプ１０８から出力される再生信号の振幅を調整するためのものである。
振幅検出部１１０は、可変ゲインアンプ１０９から出力される再生信号の振幅を検出するものである。
比較器１１１は、振幅検出部１１０によって検出された振幅を所定の振幅（基準レベル）と比較するものである。
ゲイン制御部１１２は、比較器１１１から出力される比較結果の大小関係に応じて、可変ゲインアンプ１０９のゲインを所定の変化量だけ増減させるように制御するものである。
ゲイン変化量制御部１１３は、比較器１１１から出力される比較結果の大小関係の反転頻度（したがって可変ゲインアンプ１０９のゲインの増減頻度）に応じて、上記ゲイン制御部１１２によるゲインの変化量を制御するものである。より詳しくは、所定の期間ごとに上記比較結果の大小関係の反転回数（連続して起こる変化、発生頻度）をカウントして、所定の期間内に反転が所定回数繰り返されると、ゲイン制御部１１２におけるゲインの変化量を小さく変更するようになっている。また、所定の期間内の反転回数が所定回数より少ない場合には、ゲインの変化量を大きく変更するようになっている。なお、カウント数が所定回数になるごとに要する時間を計測して同様の制御が行われるようにしてもよい。
上記回転駆動部１０２、ピックアップ１０３、フォーカスアクチュエータ１０４、およびトラッキングアクチュエータ１０５のメカ部分等以外の部分は、例えば１つの半導体装置に集積されるなどしたハードウエアで構成してもよいし、ソフトウエアにより実現してもよい。
次に、上記のように構成された光ディスク装置の動作を説明する。
まず、ピックアップ１０３のサーボ制御について簡単に説明すると、光ディスク１０１に記録された信号の再生が行われる際には、ピックアップ１０３から得られる出力に基づいて、フォーカス制御部１０６およびトラッキング制御部１０７においてフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを安定化させるための処理が行われ、フォーカスアクチュエータ１０４およびトラッキングアクチュエータ１０５が駆動されて、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御が行われ、フォーカス状態が保たれるとともにトラックにピックアップ１０３が追従するように制御される。
次に、可変ゲインアンプ１０９のゲインの制御について説明する。
ヘッドアンプ１０８からの信号は可変ゲインアンプ１０９に入力されて増幅され、その振幅が振幅検出部１１０によって検出される。検出された振幅は、比較器１１１によって所定の基準レベルと比較され、大小比較結果がゲイン制御部１１２およびゲイン変化量制御部１１３に入力される。
ゲイン制御部１１２は、その大小比較結果に基づいて、可変ゲインアンプ１０９に対して、所定のゲイン変化量だけ、ゲインアップまたはゲインダウンさせる制御を行う。より詳しくは、振幅検出部１１０によって検出された振幅が所定の基準レベルよりも小さい場合には、所定のタイミングごとに、可変ゲインアンプ１０９のゲインをゲイン変化量制御部１１３によって示される所定のゲイン変化量だけ増大させる一方、所定の基準レベルよりも大きい場合には、所定のタイミングごとに、上記所定のゲイン変化量だけ減少させるように制御する。
図２は、例えば光ディスク１０１の比較的小さな傷などによって振幅変動が生じる場合や、ノイズ等による振幅変動が生じる場合にゲインアップおよびゲインダウンされる場合の可変ゲインアンプ１０９の入力信号（図２（ａ））、および出力信号（図２（ｂ））の例を示すグラフである。同図において、横軸は時間、縦軸は電圧を示している。
まず、時刻ｔ１以前に、可変ゲインアンプ１０９の入出力信号の振幅が安定時の出力振幅（基準レベル）であるとし、時刻ｔ１以降、可変ゲインアンプ１０９に入力される信号の振幅が小さくなるとすると、比較器１１１から可変ゲインアンプ１０９の出力振幅が基準レベルよりも小さいことを示す信号がゲイン制御部１１２およびゲイン変化量制御部１１３に出力される。ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインをゲイン変化量制御部１１３によって示される所定の変化量だけ増大させる制御信号を可変ゲインアンプ１０９に出力し、可変ゲインアンプ１０９の出力振幅の低下は図２（ｂ）に示すように小さく抑えられる。
次に、時刻ｔ２で可変ゲインアンプ１０９の出力振幅が前記基準レベルと同等となり、それ以降、入力振幅が増加し続けると、比較器１１１から可変ゲインアンプ１０９の出力振幅が基準レベルよりも大きいことを示す信号がゲイン制御部１１２およびゲイン変化量制御部１１３に出力される。ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインをゲイン変化量制御部１１３によって示される所定の変化量だけ減少させる制御信号を可変ゲインアンプ１０９に出力し、可変ゲインアンプ１０９のゲインが小さくなることにより、やがて時刻ｔ３で出力振幅が基準レベルに戻る。
上記のように、光ディスク１０１の小さな傷等で入力信号の振幅が低下すると、可変ゲインアンプ１０９のゲインはゲインアップおよびゲインダウンが繰り返されることになる。また、同様に時刻ｔ４〜ｔ６のような比較的大きな傷の場合もゲインアップおよびゲインダウンが繰り返される。
ゲイン変化量制御部１１３は、所定の期間ごとに、比較器１１１による大小比較結果の反転（大から小、または小から大）の回数をカウントし、所定の期間内の反転回数が所定の回数を超えると、ゲイン制御部１１２に対して、前記所定のゲイン変化量をより小さなゲイン変化量になるように指示する信号を出力する。その結果、ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインを例えば所定の初期状態よりも小さなゲイン変化量で変化させるように制御し、図３のｔ３〜ｔ４に示すように、可変ゲインアンプ１０９が過度の応答をしなくなる。すなわち、信号振幅の大小比較結果の反転により可変ゲインアンプのゲイン変化量を小さくすることにより、定常状態でのＡＧＣの安定性が確保され、不必要なジッタを抑えることが可能となる。
また、ゲイン変化量制御部１１３は、所定の期間内の反転回数が所定の回数以下の場合には、ゲイン制御部１１２に対して、前記所定のゲイン変化量をより大きなゲイン変化量になるように指示する信号を出力する。その結果、ゲイン制御部１１２は、可変ゲインアンプ１０９のゲインを例えば初期状態のゲイン変化量で変化するように制御し、ゲイン変化量が小さすぎてＡＧＣの応答が遅くなりすぎることが防止される。
なお、上記の例では、ゲイン変化量が、初期状態と、それよりも小さなゲイン変化量（または初期状態と、それよりも大きなゲイン変化量）の２段階に制御される例を示したが、所定期間内の反転回数に応じて多段階に制御されるようにしたり、反転回数が所定回数以下等の状態が連続するのに応じて多段階に制御されるようにしたりしてもよい。
また、ゲイン変化量を小さくするまたは大きくすることのみを実施しても良い。
ここで、ゲイン変化量を多段階に制御する場合で、かつ、小さくすることのみを実施した場合には、上記のようにゲイン変化量が小さすぎてＡＧＣの応答が遅くなりすぎる可能性があるので、ゲイン変化量制御部１１３において、ゲイン変化量の下限リミットを設けることで、さらに安定したＡＧＣを実現できる。また、ゲイン変化量を大きくするだけの場合は上限リミットを設けるようにしてもよい。
また、単純に反転回数が所定カウントされた時点でゲイン変化量を小さくするようにしてもよい。
また、ゲイン制御部１１２によるゲインの制御は、比較器１１１による振幅と所定の基準レベルとの大小比較結果に基づくのに限らず、振幅と基準レベルとの差に応じて行われるようにしてもよい。具体的には、例えば振幅と基準レベルとの差と、ゲイン変化量制御部１１３によって指定される値との積に比例したゲインになるように制御されるようにしてもよい。
《発明の実施形態２》
実施形態２の光ディスク装置は、図４に示すように、前記実施形態１の光ディスク装置に比べて、フォーカス制御部１０６、トラッキング制御部１０７、およびゲイン変化量制御部１１３に代えて、フォーカス制御部２０６、トラッキング制御部２０７、およびゲイン変化量制御部２１３が設けられるとともに、さらに、欠陥検出部２１４を備えている。
フォーカス制御部２０６、およびトラッキング制御部２０７は、それぞれフォーカス制御部１０６等と同様にフォーカスアクチュエータ１０４等の制御を行うとともに、いわゆるフォーカス外れやトラッキング外れの状態になったときに、フォーカス外れ検出信号またはトラッキング外れ検出信号を出力するようになっている。
また、欠陥検出部２１４は、ピックアップ１０３の出力に基づいて、後述するような再生信号の欠陥検出を行い、欠陥検出信号を出力するようになっている。
ゲイン変化量制御部２１３は、ゲイン変化量制御部１１３と同様にゲインの変化量を制御するとともに、さらに、上記フォーカス制御部２０６、トラッキング制御部２０７、または欠陥検出部２１４から出力されるフォーカス外れ検出信号、トラッキング外れ検出信号、または欠陥検出信号に応じて、ゲイン変化量を所定の初期状態に戻すようになっている。
次に、上記各部の動作を説明する。
図５は、ピックアップ１０３が光ディスク１０１の欠陥箇所を通過する時の再生信号の波形と、欠陥検出部２１４から出力される欠陥検出信号を模式的に示したものであり、図５（ａ）は再生信号であるピックアップ１０３の出力信号、図５（ｂ）はその時の欠陥検出信号を示している。ディスク面上を正常に再生している場合（ディスク面上の欠陥のない領域にピックアップ１０３が位置している場合）、図５（ａ）の時刻ｔ１に達するまでのように平坦な振幅の再生信号がピックアップ１０３から出力される。時刻ｔ１で再生信号が欠落して振幅が小さくなると、欠陥検出部２１４は、急激な振幅減少（上側エンベロープの欠落）を検出して、図５（ｂ）に示すような欠陥検出信号を出力する（検出信号がアクティブになる）。さらに時刻ｔ２に到達して振幅が時刻ｔ１以前のように回復すると、欠陥検出されなくなる。
図６は、フォーカス外れ時の再生信号の波形と、フォーカス制御部２０６から出力されるフォーカス外れ検出信号を模式的に示したものであり、図６（ａ）は再生信号であるピックアップ１０３の出力信号、図６（ｂ）はフォーカス外れ検出信号を示している。ディスク面上を正常に再生している場合（合焦状態が保たれている場合）、図６（ａ）の時刻ｔ１に達するまでのように平坦な振幅の再生信号がピックアップ１０３から出力される。フォーカスが外れると、ディスク面からの反射光の強度が低下し、図６（ａ）に示すように再生信号振幅が減少する。この振幅の減少が所定の期間（ｔ２−ｔ１）続くと、フォーカス制御部２０６は、前記欠陥箇所通過時と区別してフォーカス外れが生じたと判定し、図６（ｂ）に示すようなフォーカス外れ検出信号を出力する（検出信号がアクティブになる）。
図７は、トラッキング外れ時の再生信号の波形と、トラッキング制御部２０７から出力されるトラッキング外れ検出信号等を模式的に示したものであり、図７（ａ）は再生信号であるピックアップ１０３の出力信号、図７（ｂ）はオフトラック信号、図７（ｃ）はトラッキング外れ検出信号を示している。ディスク面上を正常に再生している場合（光スポットが光ディスク１０１上のトラックに追随している場合）、図７（ａ）の時刻ｔ１に達するまでのように平坦な振幅の再生信号がピックアップ１０３から出力される。トラッキングが外れて光スポットが光ディスク１０１表面の複数のトラックにわたってトラックおよびトラック間を走査すると、間欠的に反射光の最低強度が最高強度に近づくことによって、図７（ａ）に示すように再生信号の下限レベルが上昇することによる再生信号振幅（高い周波数成分の振幅）の増減が繰り返される。このような振幅の減少に応じて、図７（ｂ）に示すように例えばオフトラック信号がアクティブになり、さらにそのアクティブな期間が所定の時間（ｔ２−ｔ１）続くと（この判定によってオフトラック信号へのノイズ混入による影響が抑えられる。）、トラッキング制御部１０７から図７（ｃ）に示すようなトラッキング外れ検出信号が出力される。
ゲイン変化量制御部２１３は、上記のような欠陥検出信号、フォーカス外れ検出信号、またはトラッキング外れ検出信号に応じて、ゲイン制御部１１２にゲイン変化量を初期状態に戻すように指示する。そこで、例えば、時刻ｔ１までにゲイン変化量制御部１１３においてゲイン変化量が小さく変更されていた場合でも、欠陥箇所通過や、フォーカス外れ、トラッキング外れからの復帰時に、ＡＧＣの応答速度が遅くなることが防止され、可変ゲインアンプ９０９の出力が迅速に正規の振幅に調整される。なお、欠陥検出信号等が出力された時点で、ゲイン変化量が大きく変更されていた場合には、その変化量が維持されるようにすればよい。
したがって、実施形態１で説明したのと同様に、可変ゲインアンプ１０９の出力振幅と基準レベルとの大小関係が頻繁に変化する場合に可変ゲインアンプ１０９が過度に応答するのを防止しつつ定常状態でのＡＧＣの安定性を確保してジッタを抑えることが可能となるのに加え、欠陥箇所通過後や、フォーカス引き込み時、トラッキング引き込み時のＡＧＣの応答性を高く保つことができる。
なお、上記の例では、ゲイン変化量制御部２１３は、欠陥検出信号、フォーカス外れ検出信号、およびトラッキング外れ検出信号に基づいてゲイン変化量が初期状態に戻されるように指示する例を示したが、これに限らず、何れか１つまたは２つの検出信号に基づいて指示するようにしてもよい。
《発明の実施形態３》
実施形態３の光ディスク装置は、図８に示すように、前記実施形態２の光ディスク装置に比べて、比較器１１１、ゲイン制御部１１２、およびゲイン変化量制御部２１３に代えて、第１比較器３１１、第２比較器３１５、ゲイン制御部３１２、およびゲイン変化量制御部３１３を備えている。
第１比較器３１１、および第２比較器３１５は、それぞれ、振幅検出部１１０によって検出された再生信号振幅を後述するように設定される互いに異なる所定の基準レベルｖ１、ｖ２（ｖ１＜ｖ２）と比較するようになっている。
ゲイン制御部３１２は、比較器３１１・３１５から出力される比較結果の大小関係に応じて、より詳しくは、例えば再生信号振幅がｖ１よりも小さい場合に可変ゲインアンプ１０９のゲインを所定の変化量だけ増加させる一方、ｖ２よりも大きい場合に可変ゲインアンプ１０９のゲインを所定の変化量だけ減少させるようになっている（ｖ１とｖ２の間のレベルはゲイン制御の不感帯となる。）。
ゲイン変化量制御部３１３は、所定の期間ごとに上記比較器３１１・３１５の両方から出力される比較結果によりゲイン増減の反転、すなわち、再生信号振幅がｖ１よりも小さい状態とｖ２よりも大きい状態とが所定回数繰り返されると、比較器３１１・３１５の比較基準レベルｖ１、ｖ２を制御して不感帯の幅を広げる一方、所定の期間内の反転回数が所定回数より少ない場合には、不感帯の幅を狭めるようになっている。また、フォーカス制御部２０６、トラッキング制御部２０７、または欠陥検出部２１４から出力されるフォーカス外れ検出信号、トラッキング外れ検出信号、または欠陥検出信号に応じて、上記不感帯の幅を所定の初期状態に戻すようになっている。
次に、上記各部の動作を説明する。
図９は、例えば光ディスク１０１の比較的小さな傷などによって、振幅検出部１１０で検出される再生信号（可変ゲインアンプ１０９の出力信号）の振幅が基準レベルｖ１、ｖ２の範囲内に収まる程度に変動する場合の可変ゲインアンプ１０９の入力信号（図９（ａ））、および出力信号（図９（ｂ））の例を示すグラフである。同図において、横軸は時間、縦軸は電圧を示している。
同図に示すように再生信号振幅がほぼ一定でｖ１、ｖ２の間の不感帯に収まっている場合には、ゲイン制御部３１２は可変ゲインアンプ１０９のゲインを変化させず、再生信号振幅の不用意な変動が抑えられ、安定した再生波形の再生信号が得られる。
一方、ゲイン変化量制御部３１３は、実施形態１で説明したようにゲインアップおよびゲインダウンの繰り返しを検知して、繰り返し回数が多い場合には第１比較器３１１または第２比較器３１５の少なくとも一方に対して基準レベルｖ１またはｖ２を変更して不感帯の幅を広げる一方、繰り返し回数が少ない場合には不感帯の幅を狭める。
すなわち、信号振幅の大小比較結果の反転によりゲイン制御部３１２の不感帯を大きくすることにより、定常状態でのＡＧＣの安定性が確保され、不必要なジッタを抑えることが可能となる一方、不感帯が大きすぎてＡＧＣが応答しなくなることが防止される。
また、ゲイン変化量制御部３１３は、上記のように不感帯の幅を広げた場合に、実施形態２で説明したのと同様にフォーカス制御部２０６等によってフォーカス外れなどが検出されると、不感帯の幅を所定の初期状態に戻す。これによって、やはりフォーカス外れからの復帰時などに、ＡＧＣの応答速度が遅くなることが防止され、可変ゲインアンプ９０９の出力が迅速に正規の振幅に調整される。
なお、実施形態１でゲイン変化量の制御について説明したのと同様に、不感帯を小さくするまたは大きくすることのみを実施しても良い。
ここで、不感帯を大きくすることのみを実施した場合には、上記のように不感帯が大きすぎてＡＧＣが応答しなくなる可能性があるので、ゲイン変化量制御部１１３において、不感帯の上限リミットを設けることで、さらに安定したＡＧＣを実現できる。
なお、上記各実施形態で説明した構成要素や変形例は、論理的に可能な範囲で種々組み合わせてもよい。具体的には、例えば実施形態１でゲイン変化量を制御するのに代えて、実施形態３のように不感帯の幅を制御するようにしたり、実施形態１または２でゲイン変化量の制御に加えて不感帯の幅も制御するようにしたりしてもよい。
また、上記の例では、記録担体として光ディスクを使用する光ディスク装置の例を説明したが、光磁気ディスクや、磁気ディスクなどを使用するディスク装置などであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
さらに、光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置の例を示したが、本発明は、これに限らず種々の可変ゲインアンプを備えた自動利得制御回路に適用することができる。
本発明にかかる信号再生装置は、自動ゲイン制御の応答性を高めつつ、定常状態での安定性を確保することが容易に可能になるという効果を有し、例えば光ディスク装置等のディスクシステムなどに適用され、記録媒体から再生された再生信号を可変ゲインアンプにより増幅して所定の振幅の信号を再生する信号再生装置、およびそのような信号再生装置等に用いられる自動利得制御回路等として有用である。
図１は、実施形態１の光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。 図２は、同、可変ゲインアンプ１０９の入出力信号の例を示すグラフである。 図３は、同、可変ゲインアンプ１０９のゲイン変化量減少時の入出力信号の例を示すグラフである。 図４は、実施形態２の光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。 図５は、同、光ディスク１０１の欠陥箇所等の再生信号等の例を示すグラフである。 図６は、同、フォーカス外れ時の再生信号等の例を示すグラフである。 図７は、同、トラッキング外れ時の再生信号等の例を示すグラフである。 図８は、実施形態３の光ディスク装置の要部の構成を示すブロック図である。 図９は、同、可変ゲインアンプ１０９の入出力信号の例を示すグラフである。 図１０は、従来の信号再生装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、同、可変ゲインアンプ９０９の入出力信号の例を示すグラフである。
符号の説明
１０１ 光ディスク
１０２ 回転駆動部
１０３ ピックアップ
１０４ フォーカスアクチュエータ
１０５ トラッキングアクチュエータ
１０６ フォーカス制御部
１０７ トラッキング制御部
１０８ ヘッドアンプ
１０９ 可変ゲインアンプ
１１０ 振幅検出部
１１１ 比較器
１１２ ゲイン制御部
１１３ ゲイン変化量制御部
２０６ フォーカス制御部
２０７ トラッキング制御部
２１３ ゲイン変化量制御部
２１４ 欠陥検出部
３１１ 第１比較器
３１２ ゲイン制御部
３１３ ゲイン変化量制御部
３１５ 第２比較器

Claims (12)

  1. 入力信号を増幅する自動利得制御回路であって、
    入力信号を可変なゲインで増幅する可変ゲインアンプと、
    入力信号の振幅を検出する振幅検出回路と、
    入力信号の振幅に応じて上記ゲインを制御するゲイン制御回路と、
    上記制御によるゲインの増減頻度に応じて、制御されるゲインの変化量を制御するゲイン変化量制御回路と、
    を備えたことを特徴とする自動利得制御回路。
  2. 請求項１の自動利得制御回路であって、
    上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を小さくする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に変化量を大きくする制御のうちの少なくとも一方を行うことを特徴とする自動利得制御回路。
  3. 請求項２の自動利得制御回路であって、
    上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を所定の下限量までの範囲で小さくする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に変化量を所定の上限量までの範囲で大きくする制御のうちの一方を行うことを特徴とする自動利得制御回路。
  4. 請求項１の自動利得制御回路であって、
    上記ゲイン変化量制御回路は、入力信号の振幅に基づいて、上記ゲインの増減頻度を判別することを特徴とする自動利得制御回路。
  5. 記録媒体から再生された再生信号を増幅する信号再生装置であって、
    再生信号を増幅する請求項１の自動利得制御回路を備えたことを特徴とする信号再生装置。
  6. 請求項５の信号再生装置であって、
    さらに、フォーカスエラー、トラッキングエラー、および再生信号の欠陥のうちの少なくとも何れかのエラーを検出するエラー検出回路を備えるとともに、
    上記ゲイン変化量制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合にゲインの変化量を小さくする一方、上記エラーが検出された場合に、ゲインの変化量を所定の初期値に戻す制御を行うことを特徴とする信号再生装置。
  7. 入力信号を増幅する自動利得制御回路であって、
    入力信号を可変なゲインで増幅する可変ゲインアンプと、
    入力信号の振幅を検出する振幅検出回路と、
    入力信号の振幅に応じて上記ゲインを制御するゲイン制御回路と、
    上記制御によるゲインの増減頻度に応じて、上記振幅検出回路における振幅検出不感帯の幅を制御する不感帯制御回路と、
    を備えたことを特徴とする自動利得制御回路。
  8. 請求項７の自動利得制御回路であって、
    上記不感帯制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合に上記不感帯の幅を広くする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に上記不感帯の幅を狭くする制御のうちの少なくとも一方を行うことを特徴とする自動利得制御回路。
  9. 請求項８の自動利得制御回路であって、
    上記不感帯制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合に上記不感帯の幅を所定の上限量までの範囲で広くする制御、およびゲインの増減頻度が所定以下の場合に上記不感帯の幅を所定の下限量までの範囲で狭くする制御のうちの一方を行うことを特徴とする自動利得制御回路。
  10. 請求項７の自動利得制御回路であって、
    上記不感帯制御回路は、入力信号の振幅に基づいて、上記ゲインの増減頻度を判別することを特徴とする自動利得制御回路。
  11. 記録媒体から再生された再生信号を増幅する信号再生装置であって、
    再生信号を増幅する請求項７の自動利得制御回路を備えたことを特徴とする信号再生装置。
  12. 請求項１１の信号再生装置であって、
    さらに、フォーカスエラー、トラッキングエラー、および再生信号の欠陥のうちの少なくとも何れかのエラーを検出するエラー検出回路を備えるとともに、
    上記不感帯制御回路は、ゲインの増減頻度が所定以上の場合に上記不感帯の幅を広くする一方、上記エラーが検出された場合に、上記不感帯の幅を所定の初期値に戻す制御を行うことを特徴とする信号再生装置。
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