JPH08255367A - 光信号検出増幅装置 - Google Patents

光信号検出増幅装置

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JPH08255367A
JPH08255367A JP7056107A JP5610795A JPH08255367A JP H08255367 A JPH08255367 A JP H08255367A JP 7056107 A JP7056107 A JP 7056107A JP 5610795 A JP5610795 A JP 5610795A JP H08255367 A JPH08255367 A JP H08255367A
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JP
Japan
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output
monitor
signal
light receiving
circuit
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Withdrawn
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JP7056107A
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English (en)
Inventor
Yoichi Chokai
洋一 鳥海
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Optical Head (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電源電圧下で回路構成の小型化及び省電力
化の要求を両立させることのできる光信号検出増幅装置
の提供を目的とする。 【構成】 光磁気ディスク1に照射される照射光量を検
出するモニタ受光素子2cと、光磁気ディスク1からの
反射光を検出する受光部2dと、この受光部2dからの
出力を増幅し、出力駆動電流がモニタ受光素子2cから
の出力に基づいて制御されるヘッドアンプ回路2gとを
有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体への記録/
再生において上記光記録媒体からの反射光を受光する受
光素子からの出力を増幅する光信号検出増幅装置に関
し、特に、光学ピックアップのヘッドアンプ等に用いて
好適なものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、光ディスク記録再生装置は、装
置に内蔵する光学ピックアップからレーザ光を光ディス
クに対して照射して情報の記録再生を行っている。
【0003】光学ピックアップは、レーザ光を光ディス
クに対して出射するレーザ素子と、外部から供給される
情報とキャリア成分とを重畳させて得られた信号に応じ
てレーザ素子に印加する高周波重畳回路と、光ディスク
からの反射光量をモニタするモニタ受光素子と、光ディ
スクからの反射光を検出する、例えば8素子の受光素子
と、8素子の受光素子からの電気信号による出力を増幅
するヘッドアンプ回路とを有している。
【0004】この中でヘッドアンプ回路は、例えば図3
(a)、(b)に示すように、基本的に受光素子10の
アノード側から−Vの負電圧が印加されている。
【0005】受光素子10のカソード側の出力が、例え
ば図3(a)ではアンプ11の非反転端子(+)に供給
される。このアンプ11の出力信号が端子12から出力
されると共に、このアンプ11の反転端子(−)にコン
デンサC11、抵抗R11を介して帰還されている。ア
ンプ11の非反転端子側には、同様にコンデンサC1
2、抵抗R12の一端側が接続され、他端側が接地され
ている。
【0006】また、図3(b)では、例えば受光素子1
0のカソード側からの出力が直列に接続した2つのアン
プ13、14によって2段増幅される。この増幅された
信号が端子15から出力される。
【0007】図3(a)のヘッドアンプ回路は、例えば
図4に示すモノリシックICに内蔵するプリアンプとし
て受光素子A〜Fからの信号をサーボ信号として用いる
ように低いゲインに設定されている。一方、図3(b)
のヘッドアンプ回路は、例えば図4に示すモノリシック
ICに内蔵するプリアンプにおいて受光素子I、Jから
の微弱な信号をRF信号として用いるように高いゲイン
に設定されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3(a)
(b)のヘッドアンプ回路は、それぞれアンプ11、1
3、14の外に配置された抵抗が固定されているため、
出力ゲインも固定されてしまっている。また、ヘッドア
ンプ回路において出力ゲインが高ければ、出力されるR
F信号のC/N比も高くなる。
【0009】しかしながら、出力が大きい分、ヘッドア
ンプ回路の出力信号が飽和し易くなってしまい、このた
め後段に配されているサーボ回路におけるダイナミック
レンジが狭くなってしまう。このような相反する条件を
満足することは、電源電圧が低いほど厳しいものにな
る。
【0010】この他、録再両用の光ディスクに対して記
録/再生を行う光ディスク記録再生装置には、再生時に
要求される高いC/N比と記録時の広いダイナミックレ
ンジとの両方の特性を一つの回路構成で満足させること
が必要とされる。
【0011】また、ユーザからの要求の一つとして、例
えば長時間の動作可能をとするため、光ディスク記録再
生装置には、消費電圧の低減を行うことが必要になって
きている。これを満足させるため、使用する電源電圧が
低く抑えなければならない状況になる。この低電源電圧
でありながら、上述した2つの相反する条件を両立させ
るには、装置のシステムをRF信号とサーボ信号との扱
う際にそれぞれ分離して扱い、個別にアンプを与える方
法しかない。
【0012】このように各信号を分離して処理するシス
テムは、個々にアンプを用いるので、回路構成が大型化
してしまう。
【0013】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、低電源電圧下で回路構成の
小型化及び省電力化の要求を両立させることのできる光
信号検出増幅装置の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光信号検出
増幅装置は、上述した課題を解決するために、光記録媒
体に照射される照射光量を検出するモニタ受光素子と、
光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、この受
光素子からの出力を増幅し、出力駆動電流がモニタ受光
素子からの出力に基づいて制御される増幅部とを有する
ことを特徴としている。
【0015】
【作用】本発明に係る光信号検出増幅装置では、増幅部
がモニタ受光素子からの出力に基づいて出力駆動電流量
を切換制御することにより、低電源電圧で光記録媒体に
対する再生時に例えばRF信号のC/N比がゲインの平
方根に比例するのでゲインの増大が図られ、記録時にR
F信号の読取りを行わないのでダイナミックレンジを広
くとれるようになる。
【0016】
【実施例】以下、本発明に係る光信号検出増幅装置の一
実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0017】この実施例は、本発明の光信号検出増幅装
置を光磁気記録再生装置の光学ピックアップに適用した
一例について説明する。
【0018】この光磁気記録再生装置は、光磁気ディス
ク1にレーザ光を照射し、この光磁気ディスク1の表面
からの反射光を受光する光学ピックアップ2と、光学ピ
ックアップ2からの信号に応じてサーボ信号処理を行う
信号処理部3とを有している。
【0019】この光学ピックアップ2は、外部からの情
報に応じて動作するレーザ発光素子2aと、レーザ発光
素子2aからの出射光の一部を光磁気ディスク1の方向
に反射させると共に、レーザ発光素子2aからの出射光
の一部を透過させるミラー2bと、ミラー2bを透過し
てレーザ発光素子2aの光量をモニタするモニタ受光素
子2cと、光磁気ディスク1で反射し、ミラー2bで透
過してRF/サーボの両成分が含まれる光を検出する受
光素子2dと、モニタ受光素子2cからの出力を増幅す
るモニタアンプ回路2eと、このモニタアンプ回路2e
からの出力を設定されたスレッショルドレベルで比較
し、比較に応じてレベルをシフトさせる比較制御回路2
fと、受光部2dからの出力を比較制御回路2fからの
出力に基づいて出力駆動電流量が制御されるヘッドアン
プ回路2gとを有している。
【0020】この光学ピックアップ2の内の回路は、Si
等を材料とする半導体基板に対して例えば光信号を検出
する受光素子や受光部に対応する位置にフォト・ダイオ
ードを形成すると共に、アンプ部にバイポーラ・トラン
ジスタ等を形成していわゆるオンチップ構造で一つのI
C内に形成されている。
【0021】光磁気ディスク1に照射されるレーザ光
は、対物レンズ2hによって集光されている。
【0022】受光部2dは、光磁気ディスク1からの情
報をRF信号として得るために設けた2個の他に、サー
ボ信号を検出するための6個、計8個の受光素子を用い
た構成に比べてこの数より少ない素子数でRF信号及び
サーボ信号を検出している。
【0023】モニタアンプ回路2eは、装置本体の信号
処理部3においてレーザ光の光量を制御するオートパワ
ーコントロール回路3aに出力を供給している。このモ
ニタアンプ回路2eは、抵抗R1を介して入力端子に信
号を帰還させている。
【0024】ヘッドアンプ回路2gは、差動増幅回路2
1 と、電力増幅回路2g2 と、比較制御回路2fから
の出力に応じて出力駆動電流量が制御される電流供給回
路2g3 とを有している。
【0025】ヘッドアンプ回路2gは、モニタアンプ回
路2eと同様に抵抗R2を介して出力を受光部2dから
入力電流Iinが供給される一方の入力端子側に帰還させ
ている。このヘッドアンプ回路2gの他方の入力端子に
は、基準電圧Vref が印加されている。
【0026】このヘッドアンプ回路2gの内部は、差動
増幅部21と出力段の電力増幅部22とが直列に接続さ
れた構成を有している。また、電力増幅部22には、比
較制御回路2fからの制御信号に応じて出力電流となる
出力駆動電流Idrv が電流供給部23から供給されてい
る。電流供給部23は、比較制御回路2fからの制御に
よって再生時より記録時に出力駆動電流Idrv が多く電
力増幅部22に供給される。従って、ヘッドアンプ回路
2gは、モニタアンプ回路2eからの出力に応じて出力
をRF信号/サーボ信号として装置本体の信号処理部3
に出力している。
【0027】信号処理部3のオートパワーコントロール
回路3aは、記録時にそれぞれ照射する光量を一定に保
つように制御信号としてレーザ発光素子2aに出力を帰
還させている。
【0028】モニタアンプ回路2eは、出力を比較制御
回路2fに供給している。比較制御回路2fは、スレッ
ショルドレベルに対する比較に応じた信号をヘッドアン
プ回路2gの出力駆動電流の切換制御に用いる選択信号
として出力をヘッドアンプ回路2gの電流供給回路2g
3 に供給する。選択信号の供給により、ヘッドアンプ回
路2gの電流供給回路2g3 は、再生時には、あるスレ
ッショルドレベルに対して低いレベルの選択信号、記録
時には、あるスレッショルドレベルに対して高いレベル
の選択信号を供給して出力駆動電流量の自動切換を行
う。この出力駆動電流量の切換制御については後段で説
明する。
【0029】光信号検出増幅装置としては、1チップ上
に受光部2d、モニタアンプ回路2e、比較制御回路2
f及びヘッドアンプ2gが一つのIC内に実装されてい
る。この光信号検出増幅装置を従来の構成に比べて小型
化することができ、これにより、光学ピックアップを小
型化することができる。
【0030】光磁気ディスク1からの情報を再生する際
には、レーザ発光素子2aからの照射光量は小さい。こ
のため、ヘッドアンプ回路2gへの入力電流Iinが小さ
い。そこで、ヘッドアンプ回路2gは、抵抗R2の抵抗
値を高い方向に設定すると出力が大きくなる。ここで、
抵抗の利得抵抗値をRとすると、ヘッドアンプ回路2g
は、出力信号の電圧VOUT が VOUT =R・Iin ・・・(1) と表される。
【0031】一方、抵抗により生じる熱雑音V
noise は、ボルツマン定数をk、温度をTとすると、 Vnoise =√(4k・T・R) ・・・(2) と表される。C/N比は、抵抗により生じる熱雑音V
noise に対する出力信号の電圧VOUT の比として表され
るから、 C/N=Vout /Vnoise =Iin ・√R/(2√(k・T)) ∝√R ・・・(3) となる。式(3)から明かなように、RF信号のC/N
比は、利得抵抗値Rの平方根に比例することが判る。こ
れにより、再生時に利得抵抗値Rの平方根に比例してC
/N比を高めることができる。
【0032】次に、記録時には、レーザ発光素子2aか
らの照射光量が、再生時の照射光量の約10倍と大き
い。すなわち、光磁気ディスク1からの反射光に応じて
受光部2dからヘッドアンプ回路2gに供給される入力
電流Iinが大きくなる。このことを考慮して、ヘッドア
ンプ回路2gの電流供給回路2g3 からの出力駆動電流
drv を加算させた電流を出力する。
【0033】この記録時においてRF信号の読み取りは
行わないので、条件の一つであるC/N比は考慮しなく
てもよい。
【0034】ここで、出力信号の電圧Vout と入力電流
inのダイナミックレンジを見ると、出力信号の電圧V
out のダイナミックレンジは、例えば図2に示すよう
に、基準電圧Vref から最大出力電圧Vmax2までの範囲
になる。
【0035】このダイナミックレンジは、例えば図2に
示すように、基準電圧Vref から第1の最大出力電圧V
max1までと第1の最大出力電圧Vmax1から第2の最大出
力電圧Vmax2までと2つの領域に分けられる。出力電圧
の飽和レベルは、Vmax2と設定している。再生時の出力
電圧の設定範囲I1 と記録時の出力電圧の設定範囲I2
は、重ならない領域にそれぞれ設定している。最大入力
電流Imax は、利得抵抗値Rを用いると、Imax =V
max2/Rという関係で表されることから、入力電流Iin
のダイナミックレンジは、 入力電流のダイナミックレンジ∝1/R ・・・(4) の関係にあることが判る。このヘッドアンプ回路2gへ
の入力電流Iinのダイナミックレンジでは、図2に示す
ように、出力信号の電圧Vout が非飽和状態での変化に
なる。この最大出力電圧Vmax は、電源電圧の大小に伴
って決まる。
【0036】このように、入力電流Iinのダイナミック
レンジに対する出力電圧Vのダイナミックレンジは、こ
の実施例では、例えば基準電圧Vref を0とすると、V
max=(Vmax1+Vmax2)=(Vmax1+F(Idrv )・
R)と表すことができる。また、サーボ信号のダイナミ
ックレンジが、出力駆動電流Idrv に対して比例する関
係にあるので、結果として、入力電流Iinのダイナミッ
クレンジは、 ∝F(Idrv ) ・・・(5) の関係が得られる。従って、サーボ信号のダイナミック
レンジを大きくするには、記録時における出力駆動電流
drv を増加させることが好ましいことになる。
【0037】このように、再生と記録に応じてゲインを
切り換えることにより、C/N比を高め、ダイナミック
レンジの範囲を大きくする補償が行われる。
【0038】実際として例えば図2に示すように再生
(play)における入力電流Iinの設定範囲I1 と記録
(rec )における入力電流Iinの設定範囲I2 とは互い
に設定範囲が重ならないように設定し、設定範囲I1
2 の間にモードの切換位置を設定している。
【0039】また、C/N比を高くできることから、R
F信号は、帯域を拡大することができる。これにより、
このように構成された光学ピックアップを用いれば、高
密高速動作が要求される光磁気記録再生装置でも有効に
動作させることができる。このRF信号の帯域拡大は、
キャリア信号の帯域付近での周波数特性が平坦になり、
不要な周波数特性変動として現れるリンギング等の波形
歪み部分を高域側へシフトさせる上でも有効である。キ
ャリア信号の帯域付近での周波数特性を良好なものにす
ることができる。
【0040】このように構成することにより、再生時に
C/N比を高く、記録時のダイナミックレンジを広くと
ることが、低電源電圧の基であっても両立させることが
できる。このトレードオフを満足することにより、RF
信号とサーボ信号を分離させることなく扱えるようにな
るので、システムの構成を一層小型にすることができ
る。
【0041】なお、本実施例では、適用する光記録媒体
として光磁気ディスクを用いたが、広いダイナミックレ
ンジが必要な記録再生媒体やパッケージに限らず、C/
N比の高い情報通信媒体等の光信号検出用の装置として
適用しても同様に動作させることができるので有効であ
る。
【0042】以上のように構成することにより、再生時
にC/N比を高く、記録時のダイナミックレンジを広く
とることが、低電源電圧の基であっても両立させること
ができるので、回路構成の小型化及び省電力化を行うこ
とができる。
【0043】
【発明の効果】本発明に係る光信号検出増幅装置では、
再生時にC/N比を高く、記録時のダイナミックレンジ
を広くとることが、低電源電圧の基であっても両立させ
ることができるので、システムの構成を一層小型し、省
電力化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光信号検出増幅装置を光磁気記録
再生装置の光学ピックアップに適用した一実施例の構成
を示す図である。
【図2】上記光学ピックアップのヘッドアンプにおける
入力電流と出力電圧の関係を示す図である。
【図3】従来の受光素子とヘッドアンプの回路構成を説
明する図である。
【図4】上記回路構成を用いて8つの受光素子及びヘッ
ドアンプを内蔵するモノリシックICの構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 光磁気ディスク 2 光学ピックアップ 3 信号処理部 2a レーザ発光素子 2b ミラー 2c モニタ受光素子 2d 受光部 2e モニタアンプ回路 2f 比較制御回路 2g ヘッドアンプ回路 21 差動増幅部 22 電力増幅部 23 電流供給部 2h 対物レンズ R1、R2 抵抗器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光記録媒体に照射される照射光量を検出
    するモニタ手段と、 上記光記録媒体からの反射光を検出する受光手段と、 この受光手段からの出力を増幅し、出力駆動電流が上記
    モニタ手段からの出力に基づいて制御される増幅手段と
    を有することを特徴とする光信号検出増幅装置。
  2. 【請求項2】 上記増幅手段は、記録時の出力駆動電流
    が再生時の出力駆動電流よりも大きい出力にすることを
    特徴とする請求項1記載の光信号検出増幅装置。
  3. 【請求項3】 上記可変利得信号増幅手段の出力駆動電
    流の制御により非飽和領域を制御することを特徴とする
    請求項1記載の光信号検出増幅装置。
JP7056107A 1995-03-15 1995-03-15 光信号検出増幅装置 Withdrawn JPH08255367A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100424491B1 (ko) * 2001-12-27 2004-03-24 엘지전자 주식회사 광 디스크 식별방법 및 이를 이용한 포커스 제어 방법
KR100520038B1 (ko) * 1999-01-14 2005-10-10 엘지전자 주식회사 광 픽업의 레이저 다이오드 제어장치
WO2015107657A1 (ja) * 2014-01-16 2015-07-23 パイオニア株式会社 光学測定装置
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JPWO2015107656A1 (ja) * 2014-01-16 2017-03-23 パイオニア株式会社 光学測定装置
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Effective date: 20020604