JPH0696449A - ゲイン可変型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路 - Google Patents

ゲイン可変型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路

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JPH0696449A
JPH0696449A JP26807992A JP26807992A JPH0696449A JP H0696449 A JPH0696449 A JP H0696449A JP 26807992 A JP26807992 A JP 26807992A JP 26807992 A JP26807992 A JP 26807992A JP H0696449 A JPH0696449 A JP H0696449A
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JP
Japan
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amplifier circuit
output signal
disk
current
variable gain
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JP26807992A
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English (en)
Inventor
Shinji Kaneko
真二 金子
Motoi Kimura
基 木村
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ROMディスク、WOディスクなど反射率の
異なる光ディスクの再生装置に好適なゲイン可変型フォ
ト・ダイオード出力信号増幅回路を提供する。 【構成】 逆バイアスをかけたフォト・ダイオードPD
のアノードに電流ー電圧変換増幅回路2を接続する。増
幅回路2は負帰還抵抗R1、R3、R2を備え、負帰還
抵抗R2のループ内にR4、R5からなる減衰回路を挿
入する。抵抗R5に接続したスイッチングトランジスタ
Q1は、反射率の小さいWOディスクを再生するモード
を選択3した時はオフする。トランジスタがオフする
と、減衰回路は抵抗R4だけとなり、増幅器4自体の入
力インピーダンスが大きいため、信号電流の大半は帰還
抵抗R2に流れ込み電流ー電圧変換ゲインはR2の値で
きまる。反射率の大きいROMディスク再生モードでは
トランジスタはオンして、信号電流はR5へ分流した分
少なくなり変換ゲインが下がる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光を用いて再
生するROMディスクやライトワンスディスク(以下、
WOディスクという。)等、反射率の異なる複数種類の
光ディスクに対応できる再生装置において、レーザ光を
電流に変換する受光素子の信号電流を増幅する高周波信
号増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光ディスクの再生装置において、
その光ピックアップは、レーザダイオードから出力され
たレーザ光が光学装置、例えばビーム・スプリッタやレ
ンズを通り、ディスクに達する。ディスクで反射された
レーザ光(以下、反射光という。)は再びレンズを通
り、ビーム・スプリッタで入射光と分離され、フォト・
ディテクタ、例えばフォト・ダイオードで受光し、信号
電流に変換して高周波電気信号として取り出される。
【0003】ところで、光ディスクにはROMディスク
のように反射面がアルミニュームなどの反射膜でできて
いる場合は、ピット部の存在しない平坦部からの反射光
量は約80%に達し、一方ピット部では反射膜が少な
く、ピット部からの反射光とその周辺からの反射光が干
渉して弱わるためその反射光量は少なくなり、ピット部
の存在しない記録面とピット部の存在する記録面での反
射光の強弱の差は極めて大きい。
【0004】一方、WOディスクは、記録情報の読み取
りはROMディスクと同じく反射光の強弱を信号として
いる点では変わりはない。このWOディスクの情報記録
には、一例として2種類の金属薄膜を積層して記録膜を
作り、レーザ光で加熱すると、これが互いに拡散して単
層の合金膜に変わり、反射率が大きく変わることを利用
した記録方式が提案されている。WOディスクでは、初
期の反射率の値を10〜14%の低反射条件になるよう
に、記録後にはこの値の4倍程度の高反射条件になるよ
うにしてはいるが、それでもROMディスクに比較して
反射率は小さく、反射光の強弱の差は小さい。
【0005】図3の(A)は、前記光ディスクからの反
射光を電流に変換するためのフォト・ダイオードの等価
回路の概略を示している。この等価回路において、レー
ザ光が光ディスクに照射されて検出された反射光LDが
フォト・ダイオードPD(以下、PDという。)に照射
されて光電流Ipに変換される。この光電流Ipが所定
の負荷抵抗RL に流れて出力電圧Voとして取り出され
る。CjはフォトダイオードPDに逆バイアス電圧をか
けた時の接合容量で、逆バイアスをかけることにより接
合容量が小さくなり高速動作を行うことができる。
【0006】また、図3の(B)は、逆バイアス電圧V
ccをかけられたPDからの光電流を電流−電圧変換増
幅回路(以下、PD増幅器という。)1で電流−電圧変
換されて出力電圧Voとして取り出され、光ディスク再
生回路の場合は、信号処理回路やサーボ処理回路に必要
な信号を送り出すものである。そして、前記PD増幅回
路1において、Vo=IpRfとして光電流Ipは電圧
に変換されて出力電圧Voとして取り出される。
【0007】ところで、ROMディスクとWOディスク
では反射率に大きな差異があるため、再生時の前記信号
レベルの差は20dB〜26dBにも及んでいる。この
ため、WOディスク及びROMディスクの両者を再生で
きるディスク再生装置のプリアンプを構成する同じPD
増幅回路でROMディスクの信号電流を増幅しようとす
ると、前記PD増幅回路1への入力信号レベルが大きく
なるので、アンプが飽和することがあり、この飽和を防
ぐために、PD増幅回路の帰還ゲイン(ループゲイン)
を変えて再生していた。
【0008】しかし、信号レベルの差が20〜26dB
と大きいため、帰還ゲインの可変幅を大きくせざるをえ
ず、帰還ゲインが大きいと増幅回路のループの位相回り
により高域で不安定、発振等を生じ周波数特性が劣化す
る。これらは位相、振幅補償である程度改善できるが、
回路が複雑になり、またその影響で周波数特性にうねり
が発生しやすくなる。
【0009】前記PD増幅回路1では、逆バイアスした
PDのアノードもしくはカソードの片方から光電流を取
り出していたが、ROMディスクの再生の際のように、
反射光量が大きくPDへの入射光量が大きく、PD増幅
器1の内部雑音(アンプ雑音)が充分小さい時は問題が
なかったが、前記WOディスク等高密度記録再生機器で
は、その再生の際、光ディスクからの反射光量が少ない
ため、PDへの入射光量が少なくなるので変換される信
号電流も小さく、PD増幅器1の内部雑音レベルが問題
となり、一般にこの内部雑音レベルは固定されていると
考えてよいからS/Nが悪化する。
【0010】このため、信号入力部に可変減衰器を挿入
して、ROMディスクとWOディスク再生モードに応じ
て減衰量を切り換えて実質的にゲインを制御するものも
提案されているが、この場合は、周波数特性は安定する
が、WOディスク再生モードでは信号電流が小さいため
S/Nが劣化することになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑み、WOディスクのようにPDへの再生入射光量が小
さくてもアンプノイズによるS/Nが劣化せず、さらに
反射率の異なる複数の光ディスクの再生において飽和す
ることなく、不安定や発振を生じない複数の光ディスク
の再生に対応することができる広帯域PD増幅回路を提
供する点にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、反射率の異な
る複数種類の光記録媒体であるROMディスクやWOデ
ィスクに対して再生を行う光記録再生装置のフォト・デ
ィテクタ出力信号増幅回路において、前記フォト・ディ
テクタ出力信号を電流−電圧変換する帰還型増幅回路
と、該帰還型増幅回路の帰還ループ内に前記反射率の異
なる光記録媒体の種類に応じて電流−電圧変換ゲインを
制御する変換ゲイン制御手段を挿入して構成される。こ
の変換ゲイン制御手段は、抵抗からなる減衰回路で構成
され、その減衰量を再生記録媒体の種類に応じてスイッ
チングトランジスタで切り換え、反射率の異なる光ディ
スクの再生の際、再生する光ディスクの選択モードに応
じて電流−電圧変換ゲインを可変にすることを特徴とす
る。
【0013】
【実施例】図1は、本発明ゲイン可変型PD増幅回路を
示しており、ROMディスクまたはWOディスク再生選
択モードに応じて、電流−電圧変換増幅回路の帰還ルー
プ内に挿入した減衰回路の減衰量をスイッチで切り換え
て可変にすることにより増幅回路のS/N、周波数特性
の劣化の小さいゲイン可変型電流−電圧変換増幅回路2
(以下、PD増幅回路2という。)を構成する。
【0014】図1において、電源Vccで逆バイアスさ
れたフォト・ダイードPD(以下、PDという)に、R
OMディスク又はWOディスクで反射された反射光が所
定の光学系を介して照射され高周波信号電流に変換され
る。この信号電流は、後述する帯域分割容量C1を通っ
てプリアンプを構成するPD増幅回路2に入力する。
【0015】前記PD増幅回路2は、負帰還抵抗R1お
よびR3からなる帰還ループと負帰還抵抗R2からなる
帰還ループから構成されている。これのみの構成では、
図3の(B)に示す従来のPD増幅回路1と基本的に変
わるところはないが、本発明PD増幅回路2は、増幅回
路のゲインを可変にする減衰回路を構成する抵抗R4お
よびR5を負帰還抵抗R2の帰還ループ内に含んでい
る。このゲインを可変にする減衰回路の抵抗R5の一端
は、スイッチングトランジスタQ1のコレクタに接続さ
れており、抵抗R4とR5の接続点は増幅器の入力端子
の一方に接続される。
【0016】前記スイッチングトランジスタQ1は、デ
ィスク再生モード選択信号3により光ディスク再生装置
が反射率の大きいROMディスクを再生するモードを選
択したときはオンし、反射率の小さいWOディスクを再
生するモードを選択したときはオフするように動作す
る。
【0017】図2は、前記再生モードを選択したときの
減衰回路の結線を等価的に示している回路である。図2
の(A)は、反射率の小さいWOディスクの再生モード
を選択してスイッチングトランジスタQ1をオフしたと
きの減衰回路を、図2の(B)は、反射率の大きいRO
Mディスクの再生モードを選択してスイッチングトラン
ジスタQ1をオンしたときの減衰回路をそれぞれ示して
いる。
【0018】まず、再生モード選択信号3によりWOデ
ィスク再生モードを選択してスイッチングトランジスタ
Q1をオフしたときの図2の(A)についてみると、減
衰回路は抵抗R4のみとなる。WOディスクからの反射
光によるPD信号電流は、帰還抵抗R2と減衰回路の抵
抗R4に分流されるが、増幅器4自体の入力インピーダ
ンスが大きいため、信号電流の大半は帰還抵抗R2に流
れ込み、電流−電圧変換ゲインは帰還抵抗R2の値で決
まる。
【0019】一方、ROMディスク再生モードを選択し
てスイッチングトランジスタQ1をオンしたときの図2
の(B)についてみると、減衰回路は抵抗R4と抵抗R
5からなり、しかもスイッチングトランジスタQ1の飽
和抵抗を無視すると、抵抗R5の一端は交流的に接地さ
れたことになる。このような状態で、反射率の大きいR
OMディスクからの反射光によるPD信号電流は、抵抗
R4、R5と帰還抵抗R2に分流して流れるが、信号電
流が抵抗R5で分流される分、帰還抵抗R2に流れ込む
信号電流は少なくなり、出力電圧の変換ゲインは下が
り、PD増幅回路2の変換ゲインを変更することが可能
となる。前記説明からも明らかなように、本発明は、帰
還抵抗を何ら変化させない、すなわち帰還ゲインを何ら
可変とすることなく、減衰回路の電流減衰量を変えるこ
とにより電流−電圧変換ゲインを可変にすることが可能
となる。
【0020】図4に示すデータは、前記減衰回路を挿入
してスイッチングトランジスタQ1をオンオフさせたと
きの周波数特性およびノイズスペクトルの相対レベルを
示している。このデータは、帰還抵抗R2の抵抗値を1
0kΩ、抵抗R4の抵抗値を220Ω、抵抗R5の抵抗
値を15Ωに設定したデータを示している。図4におい
て、aはスイッチングトランジスタQ1をオフしたと
き、すなわちWO再生モードを選択したときの出力信号
レベルの周波数特性を、bはスイッチングトランジスタ
Q1をオンしたとき、すなわちROMディスク再生モー
ドを選択したときの出力信号レベルの周波数特性を示し
ている。
【0021】このデータから明らかなように、出力信号
レベルの周波数特性は広い帯域に渡って平坦であり、ま
た、その出力レベルの差は全域に渡りほぼ20dBの差
を有しており、ほぼROMディスクとWOディスクの反
射率の差に基づくPD信号電流レベルの差20dBに一
致している。
【0022】したがって、反射率の異なる複数の光ディ
スクを再生するディスク再生装置において、前記帰還ル
ープに挿入した減衰回路でPD出力信号に応じて出力電
圧の変換ゲインを可変にすることにより、周波数特性の
劣化の小さい電流−電圧変換された出力電圧を取り出す
ことができることを示している。
【0023】次に、図4において、cはスイッチングト
ランジスタQ1をオフしたときのノイズスペクトルレベ
ルを、また、dはスイッチングトランジスタQ1をオン
したときのノイズスペクトルレベルをそれぞれ示してい
る。このノイズレベルをみた場合、出力電圧レベルの2
0dBの差に対してほぼ3dBの差しかなく、負帰還を
かけて単に帰還量を変化させたときのように20dB程
度の改善はされていないが、PD信号電流が大きくなっ
たものを本発明では減衰させるものであるから、等価的
にはS/Nが向上したものとみることができる。
【0024】次に、図1において、5はサーボ用の増幅
回路でPD信号電流が容量C1と抵抗R6で帯域分割さ
れ、その低域信号が前記増幅回路5で増幅され電圧変換
されて必要とするサーボ回路に供給される。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、PD増
幅回路の帰還ループ内に反射率の異なる光ディスクの種
類に応じて減衰量を可変にした可変減衰回路を挿入した
から、反射率の異なる複数種類の光ディスクに対応した
光記録再生装置で再生する際、ゲイン可変幅を大きくし
てもその周波数特性は広い帯域にわたり平坦で劣化せ
ず、かつS/Nの劣化も小さくてすむゲイン可変型のP
D増幅回路を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明ゲイン可変型PD増幅回路の回路図であ
る。
【図2】ROMディスク及びWOディスク再生モードの
減衰回路の回路図である。
【図3】従来例の説明用回路図である。
【図4】本発明の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
2 PD増幅回路 3 ROMディスク/WOディスク再生選択信号 PD フォト・ダイオード R4、R5 帰還ループ内に挿入した減衰抵抗 Q1 スイッチングトランジスタ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射率の異なる複数種類の光記録媒体に
    対して再生を行う光記録再生装置のフォト・ディテクタ
    出力信号増幅回路において、前記フォトディテクタ出力
    信号を電流−電圧変換する帰還型増幅回路と、該帰還型
    増幅回路の帰還ループ内に前記反射率の異なる光記録媒
    体の種類に応じて電流−電圧変換ゲインを制御する変換
    ゲイン制御手段を挿入したことを特徴とするゲイン可変
    型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路。
  2. 【請求項2】 前記変換ゲイン制御手段は、抵抗からな
    る減衰回路で構成したことを特徴とする請求項1記載の
    ゲイン可変型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路。
  3. 【請求項3】 前記変換ゲイン制御手段の減衰量を再生
    記録媒体の種類に応じて切り換えるスイッチ手段を備え
    ることを特徴とする請求項1または2記載のゲイン可変
    型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路。
  4. 【請求項4】 前記再生光記録媒体をROMディスク及
    びWOディスクとしたことを特徴とする請求項3記載の
    ゲイン可変型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路。
  5. 【請求項5】 前記スイッチ手段をスイッチングトラン
    ジスタとしたことを特徴とする請求項3記載のゲイン可
    変型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路。
  6. 【請求項6】 前記フォト・ディテクタの信号電流出力
    側に信号周波数帯域分割用の容量及び抵抗を接続したこ
    とを特徴とする請求項1記載のゲイン可変型フォト・デ
    ィテクタ出力信号増幅回路。
JP26807992A 1992-09-10 1992-09-10 ゲイン可変型フォト・ディテクタ出力信号増幅回路 Pending JPH0696449A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109898C (zh) * 1997-12-29 2003-05-28 德国汤姆逊-布朗特公司 自动自适应光电二极管偏压检测以及光强监控电路和方法
US7133346B2 (en) 2001-12-14 2006-11-07 Sharp Kabushiki Kaisha Photo-detector amplifier circuit for optical disk device
WO2008001298A3 (en) * 2006-06-26 2008-03-13 Koninkl Philips Electronics Nv Disc drive and photo-detector circuits

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