JP2001216663A - トラッキング誤差信号検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】偽の位相差パルスの影響を抑制し、トラッキン
グ誤差信号のオフセットに対する感度低下を抑制する。 【解決手段】４分割受光素子ａ，ｂ，ｃ，ｄはディスク
からの反射光を受光し、加算器２，３は（ａ＋ｃ）の出
力信号、（ｂ＋ｄ）の出力信号を得る。２値化器４，５
は２つの出力信号を２値化し、２つの２値化出力信号は
位相差検出部６で相互の位相差を検出される。カウンタ
１０，１１は、２系統の位相差パルスのパルス数を一定
時間計測し、比較制御部１２は２系統の計測したパルス
数の差が所定以上の差である場合に無効信号を出力す
る。遅延部１３，１４とスイッチ部１５，１６は、前記
無効信号に基づいてパルス数が少ない系統の位相差パル
スをトラッキング誤差信号として使用しないようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスクなど
の光学的情報記録媒体上にレーザービームを照射して情
報を再生する装置に用いられるトラッキング誤差信号検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクの高密度化が進んでい
るが、光ディスクの狭トラックピッチ化に伴い、トラッ
キング誤差信号の感度低下が懸念されている。以下、従
来のトラッキング誤差信号検出装置について説明する。

【０００３】図８において、１は受光素子であり、ａ，
ｂ，ｃ，ｄの４つに分割されており、ディスクからの反
射光がこの４分割受光素子ａ，ｂ，ｃ，ｄに導かれる。
２、３は加算器であり、加算器２は、素子ａ，ｃの出力
を加算し、加算器３は、素子ｂ，ｄの出力を加算する。
加算器２、３の出力Ｓ１，Ｔ１は、それぞれ２値化器
４，５に供給されて２値化信号Ｓ２，Ｔ２に変換され
る。この２値化信号Ｓ２，Ｔ２は、その位相差を検出す
る位相差検出部６に入力される。

【０００４】位相差検出部６は、位相差に応じたパルス
幅であって、２値化信号Ｓ２がＴ２よりも進んでいる場
合に得られるパルスＳ３と、同じく位相差に応じたパル
ス幅であって、２値化信号Ｔ２がＳ２よりも進んでいる
場合に得られるパルスＴ３とを得る。

【０００５】このパルスＳ３，Ｔ３はそれぞれ低域通過
フィルタ７，８を介して減算器９に供給される。この減
算器９の出力がトラッキング誤差信号（ＴＥ信号）とし
て利用される。

【０００６】図９は、上記の回路の各部の動作波形を示
すタイミングチャートである。

【０００７】信号Ｓ１とＴ１間には、トラックオフセッ
ト量に依存した位相差が生じる。進みパルスＡは、信号
Ｓ２の位相がＴ２の位相より進んでいる場合に現れる。
遅れ位相パルスＢは、信号Ｓ２の位相がＴ２の位相より
遅れている場合に現れる。

【０００８】パルスＣは、ノイズ等の影響により、信号
Ｔ１に変動があったときに現れたパルスである。これは
トラックオフセットとは関係ないパルスである。このよ
うな偽の位相差パルスによるトラッキング誤差信号への
影響を抑制するために、例えばＳ２（あるいはＴ２）パ
ルスエッジに対するＴ２（あるいはＳ２）のエッジが存
在するかどうかを判断し、存在しない場合には、逆特性
の補正パルスを追加して打消す方法がある。また、特開
平１０−１２４８９０号公報には、位相差のパルス幅を
検出し、パルス幅に基づいて、逆極性の消去パルスを発
生し、偽位相パルス信号を打消す方式が開示されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置光ディスクを高密度化した場合に、特にチ
ルトが大きい場合には、クロストークの影響が大きくな
り、本来トラッキング誤差信号を生成するのに必要な情
報である位相差パルス以外の偽の位相差パルスが多く発
生されてしまうという現象があり、これに対して十分な
抑圧効果を得られないという問題がある。

【００１０】図１０には、そのような場合の事例を示し
ている。即ち、本来トラックオフセットが存在する場合
には、理想的にはＳ２がＴ２より位相が進んでおり、図
１０の信号Ｓ３にのみオフセット量に依存した進み位相
差パルスが発生すべきである。

【００１１】しかしクロストークの影響により信号Ｔ３
にも遅れ位相パルスＤが発生してしまう問題がある。こ
のような偽の位相差パルスの発生は、狭トラックピッチ
化が進み、チルトが大きい場合には顕著に表れる。

【００１２】そして上記のような偽の位相差パルスの発
生は、従来の偽位相差パルス検出方法では除去すること
ができない。この結果、トラッキング誤差信号のオフセ
ットに対する感度が上記の偽の位相差パルスによって低
下するという問題も生じる。

【００１３】そこでこの発明は、より高感度なトラッキ
ング誤差信号を検出できるトラッキング誤差信号検出装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、光ディスクの情報トラック付近に照
射光を照射し、その反射光を複数に分割された分割受光
素子により受光し、上記分割受光素子から出力される２
つの出力信号の相互の位相差を検出してトラッキング誤
差信号を生成するトラッキング誤差信号検出装置であっ
て、上記２つの出力信号を２値化信号に変換する２値化
手段と、前記２値化信号から位相差に比例した時間幅の
位相差パルスを位相の進み、遅れに分離して２系統出力
する位相差計測手段と、前記２系統の位相差パルスのパ
ルス数を一定時間計測するパルス数計測手段と、前記２
系統の計測したパルス数の差が所定以上の差である場合
に無効信号を出力する無効位相差判定手段とを具備し、
前記無効信号に基づいてパルス数が少ない系統の前記位
相差パルスをトラッキング誤差信号として使用しないよ
うに構成したものである。

【００１５】上記のパルス数計測手段は、前記２系統の
位相差パルスのパルス数を一定回数になるまで計測する
手段であってもよい。

【００１６】また、上記のトラッキング誤差信号の使用
条件として、前記２系統の計測したパルス数の差が所定
以内の場合には、上記無効位相差判定手段から上記無効
信号を出力せず、上記２系統の位相差パルスをトラッキ
ング誤差信号として使用するようにしてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。

【００１８】図１にはこの発明の一実施の形態を示して
いる。１は受光素子であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄの４つに分
割されており、ディスクからの反射光がこの４分割受光
素子ａ，ｂ，ｃ，ｄに導かれる。２，３は加算器であ
り、加算器２は、素子ａ，ｃの出力を加算し、加算器３
は、素子ｂ，ｄの出力を加算する。加算器２、３の出力
Ｓ１，Ｔ１は、それぞれ２値化器４，５に供給されて２
値化信号Ｓ２，Ｔ２に変換される。この２値化信号Ｓ
２，Ｔ２は、その位相差を検出する位相差検出部６に入
力される。

【００１９】位相差検出部６は、位相差に応じたパルス
幅であって、２値化信号Ｓ２がＴ２よりも進んでいる場
合に得られるパルスＳ３と、同じく位相差に応じたパル
ス幅であって、２値化信号Ｔ２がＳ２よりも進んでいる
場合に得られるパルスＴ３とを得る。

【００２０】このパルスＳ３，Ｔ３は、それぞれカウン
タ１０、１１に入力される。また、このパルスＳ３，Ｔ
３は、それぞれ遅延部１３，１４に入力される。遅延出
力Ｓ４，Ｔ４は、スイッチ部１５，１６の一方の入力端
に供給される。スイッチ部１５，１６の他方の入力端
は、接地されている。スイッチ部１５，１６の出力Ｓ
５，Ｔ６は、それぞれ低域通過フィルタ７，８に入力さ
れて、不要なノイズが除去される。この低域通過フィル
タ７，８の出力が減算器９に入力され、その減算結果が
トラッキング誤差信号（ＴＥ信号）として出力される。

【００２１】カウンタ１０、１１は、それぞれある一定
時間またはパルス数が一定回数となるまで、進み位相パ
ルス（Ｓ３）及び遅れ位相パルス（Ｔ３）をカウントす
る。このカウンタ出力Ｘ１，Ｙ１は、比較制御部１２に
入力される。比較制御部１２では、進み位相パルス数Ｘ
１，遅れ位相パルス数Ｙ１を比較し、所定の数以上の差
がある場合にパルス数が少ないほうのパルスを偽位相パ
ルスと判断する。

【００２２】その判断結果を示す信号は、位相無効信号
Ｘ２，Ｙ２として出力され、信号Ｘ２はスイッチ部１５
の制御信号として用いられ、信号Ｙ２はスイッチ部１６
の制御信号として用いられる。

【００２３】位相無効信号Ｘ２，Ｙ２を出力するタイミ
ングは、進み位相パルスＳ３，遅れ位相パルスＴ３がカ
ウンタ１０，１１に入力したタイミングと、パルスをカ
ウントしている時間（一定回数までの時間）及び遅延部
１３，１４での遅延時間から決定されている。

【００２４】スイッチ部１５，１６は、制御信号Ｘ２，
Ｙ２がアクティブ（ハイレベル；位相差パルスを無効と
判断している状態）のときに、それぞれ遅延部１３，１
４からの出力Ｓ３，Ｔ４を次段の低域通過フィルタ７，
８に入力しない動作を行う。

【００２５】２０は制御信号発生部で有り、カウンタ１
０、１１に対してリセットタイミング信号を与え、また
比較制御部１２に対しては、制御信号Ｘ２，Ｙ２の出力
タイミング信号を与える。

【００２６】図２は、上記の装置の動作例を示す各部の
波形のタイミングチャートである。

【００２７】この図２は、ある距離のトラックオフセッ
トが存在する場合における各部の信号Ｓ１〜Ｓ５，Ｔ１
〜Ｔ５の波形を示している。トラックオフセットにより
信号Ｓ１がＴ１より位相が進んでいる例を示している。
図中の矢印Ｘは、クロストークによる影響で波形が大き
く崩れている箇所を示している。

【００２８】信号Ｓ２，Ｔ２は、それぞれ４分割受光素
子からの和出力Ｓ１，Ｔ１をある閾値レベルで２値化し
た信号で有り、この２値化信号Ｓ２，Ｔ２の位相差検出
は、一般的な位相差検出器を用いて各信号の立上がりエ
ッジ間及び立ち下がりエッジ間の時間幅を検出すること
で行われる。

【００２９】位相差検出部６からの出力としては、図２
に示すような波形の信号Ｓ３，Ｔ３が出力される。ここ
で信号Ｓ３，Ｔ３はそれぞれ分岐され、分岐した一方は
それぞれ遅延部１３、１４を通り一定時間（ＴＡ）遅延
され、図２の信号Ｓ４，Ｔ４で示すようなタイミングで
出力されることになる。分岐したもう一方は、カウンタ
１０、１１にそれぞれ入力される。カウンタ１０、１１
は、ここで一定時間（ＴＢ）の間、パルス数をカウント
し、その結果（Ｘ１，Ｙ１）を比較制御部１２に出力す
る。

【００３０】比較制御部１２は、カウンタ１０、１１か
らのパルス数の大小比較を行い、所定の数（例えばパル
ス数の差が２個）以上の差がある場合は、少ない系統の
パルスを偽位相パルスと判断する。この場合、一定期間
（ＴＢ）中における位相差パルスＳ３，Ｔ３のパルス数
の差は、Ｓ３−Ｔ３＝２であり、Ｔ３のパルスＥを偽位
相差パルスと判断する。この判断の結果、遅延時間（Ｔ
Ａ），パルス数をカウントしている一定期間（ＴＢ）か
ら、図２のＸ２，Ｙ２に示すタイミングで位相差無効信
号をアクティブ（ハイレベル）にし、アクティブである
期間はスイッチ部１６のスイッチを切り換える。

【００３１】この結果、遅延部１４からの出力Ｔ４の偽
位相差パルスＥ’は、信号Ｔ５には伝わらなくなり、こ
の期間はトラッキング誤差信号としてパルスＳ５のみが
使用される。また比較制御部１２は、一定時間（ＴＢ）
毎にカウンタをリセットし、次の一定期間（ＴＢ’）の
間に現れるパルス数のカウント動作に入る。

【００３２】仮に、カウンタでの計測した位相差パルス
数の差が１個以内の場合には、位相差無効信号Ｘ２，Ｙ
２はアクティブにはならず（ローレベル）、この期間は
トラッキング誤差信号の生成には信号Ｓ５，Ｔ５の両方
の位相差パルスが使用される。

【００３３】図３は、さらにこの発明の別の実施の形態
の動作を説明するために示した信号波形のタイミングチ
ャートである。

【００３４】この図３は、ある距離のトラックオフセッ
トが存在する場合における各部の信号Ｓ１〜Ｓ５，Ｔ１
〜Ｔ５の波形を示している。トラックオフセットにより
信号Ｓ１がＴ１より位相が進んでいる例を示している。
図中の矢印Ｘは、クロストークによる影響で波形が大き
く崩れている箇所を示している。

【００３５】信号Ｓ２，Ｔ２は、それぞれ４分割受光素
子からの和出力Ｓ１，Ｔ１をある閾値レベルで２値化し
た信号で有り、この２値化信号Ｓ２，Ｔ２の位相差検出
は、一般的な位相差検出器を用いて各信号の立上がりエ
ッジ間及び立ち下がりエッジ間の時間幅を検出すること
で行われる。

【００３６】位相差検出部６からの出力としては、図３
に示すような波形の信号Ｓ３，Ｔ３が出力される。ここ
で信号Ｓ３，Ｔ３はそれぞれ分岐され、分岐した一方は
それぞれ遅延部１３、１４を通り一定時間（ＴＡ）遅延
され、図３の信号Ｓ４，Ｔ４で示すようなタイミングで
出力されることになる。分岐したもう一方は、カウンタ
１０、１１にそれぞれ入力される。カウンタ１０、１１
は、ここで一定時間（ＴＢ）の間、パルス数をカウント
し、その結果（Ｘ１，Ｙ１）を比較制御部１２に出力す
る。

【００３７】比較制御部１２は、カウンタ１０、１１か
らのパルス数の合計が所定の回数になり次第、パルス数
の大小比較を行い、所定の数（例えばパルス数の差が２
個）以上の差がある場合は、少ない系統のパルスを偽位
相パルスと判断する。この場合、一定回数（４回）にお
ける位相差パルスＳ３，Ｔ３のパルス数の差は、Ｓ３−
Ｔ３＝２であり、Ｔ３のパルスＥを偽位相差パルスと判
断する。

【００３８】判断した結果、遅延時間（ＴＡ），パルス
数をカウントしている期間（ＴＣ）から、図３の信号Ｘ
２，Ｙ２のタイミングで位相差無効信号をアクティブ
（ハイレベル）にし、アクティブである期間は、スイッ
チ部１６のスイッチを切り替える。この結果、遅延部１
４からの出力Ｔ４の偽位相差パルスＥ’は、出力Ｔ５に
伝わらなくなり、この期間は、トラッキング誤差信号と
しては出力Ｓ５のパルスのみが使用される。

【００３９】また比較制御部１２は、一定回数（４回）
までパルスをカウントする毎にカウンタをリセットし、
次の一定回数（４回）になるまで時間（ＴＣ２）の間に
現れるパルス数のカウント動作に入り、上記したような
動作を繰り返す。

【００４０】仮に、カウンタでの計測した位相差パルス
数の差が１個以内の場合には、位相差無効凌ぐＸ２，Ｙ
２はアクティブにはらならず、この期間はトラッキング
誤差信号の生成には、出力Ｓ５，Ｔ５の両方の位相差パ
ルスが使用される。

【００４１】図４、図５は、本発明の効果を示す計算機
シミュレーション結果を示している。また図６、図７は
シミュレーション条件を示す図である。

【００４２】図４（ａ）は、表１に示す条件での光ディ
スクの再生信号のシミュレーション波形Ａ，Ｂであり、
図４（ｂ）は前記波形Ａ，Ｂをそれぞれ２値化し、位相
差検出した後の２系統の位相差パルス出力Ｃ，Ｄであ
る。横軸は、ビームスポットのトラック方向への移動距
離、縦軸は規格化振幅を示しており、表１のシミュレー
ション条件はＤＶＤ規格と比較してビームスポット径に
対するトラックピッチが狭くなっており、クロストーク
の影響が大きい。なお図４（ａ）における信号Ａ，Ｂ
は、４分割受光素子の出力の（ａ＋ｃ），（ｂ＋ｄ）を
交流（ＡＣ）結合した後、下式のイコライザ特性をもつ
フィルタを通した信号である。

【００４３】Ｈ（ｓ）＝（１＋４．９８×１０^−８ｓ）
／（１＋１．４４×１０^−８ｓ） パルスＣは進み位相を検出した場合（トラックオフセッ
トがプラスの方向にある）に、逆にパルスＤは遅れ位相
を検出した場合（トラックオフセットがマイナス方向に
ある）に発生する。クロストークが大きいために信号
Ａ，Ｂは、図４に示すように波形が大きく歪み、一定量
のトラックオフセットがあるにもかかわらず、図中の矢
印に示すような偽の位相差パルスが検出されていること
がわかる。

【００４４】図５は、表２に示す条件における検出位相
差量（平均量）のトラックオフセット依存性を示す。横
軸は、トラックオフセット量であり、縦軸は単位距離当
たりの検出位相差量（進み位相量−遅れ位相量）を示し
ている。パルス数の計測は進み位相パルスと遅れ位相パ
ルスの合計が１０回になるまで行い、パルス数の差が２
個以上の場合に偽位相差パルスと判断し、トラッキング
誤差信号に偽位相差パルスを使用しない場合の結果であ
る。なお主トラックの繰り返しパターンは３Ｔ，５Ｔ，
８Ｔ長のマークと、３Ｔ，５Ｔ，８Ｔのスペース長の組
み合わせの９通りで、グラフはその平均値を示してい
る。（図中のトラックオフセット０μｍと検出位相量０
％がずれているのはチルトによる収差の影響である。） 図５に現れるように本発明の装置の方が従来の装置に比
べてトラック中心付近でのトラッキング誤差信号の検出
感度を高くすることが可能である。

【００４５】この発明は上記の実施の形態に限定される
ものではない。図１に示すように、制御信号発生部２０
は、カウンタ１０、１１のリセットタイミング、及び位
相差無効信号Ｘ２，Ｙ２の出力タイミングなどを設定し
ているが、さらに、各種の制御機能を備えてもよい。例
えば、カウンタ１０、１１のリセット周期を可変できる
ようにしてもよい。またカウンタ１０、１１の計測時間
を可変できるようにしてもよい。またこの制御を行った
場合には、遅延部１３、１４に対しても遅延量制御信号
を与えることになる。

【００４６】

【発明の効果】上記したように、従来のトラッキング誤
差信号検出装置では狭トラックピッチ化が進み、特にチ
ルトが大きい場合にクロストークの影響により偽の位相
差パルスが発生してしまう問題があるが、本発明により
偽の位相差パルスの影響を抑制することが可能となる。
この結果、トラッキング誤差信号のオフセットに対する
感度低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示す図。

【図２】図１の装置の動作例を説明するために示した動
作波形図。

【図３】同じく図１の装置の動作例を説明するために示
した動作波形図。

【図４】この発明の装置の動作を計算機シミュレーショ
ンした場合に得られる位相差信号の例を示す図。

【図５】本発明の装置の効果を説明するために示した
図。

【図６】上記計算機シミュレーションを行う際の数値の
条件を示す図。

【図７】同じく上記計算機シミュレーションを行う際の
数値の条件を示す図。

【図８】従来の装置の構成を示す図。

【図９】図８の装置の動作例を説明するために示した動
作波形図。

【図１０】同じく図８の装置の動作例を説明するために
示した動作波形図。

【符号の説明】

１…受光素子、２，３…加算器、４，５…２値化器、６
…位相差検出部、７，８…低域通過フィルタ、９…減算
器、１０，１１…カウンタ、１２…比較制御部、１３，
１４…遅延部、１５，１６…スイッチ部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの情報トラック付近に照射光
   を照射し、その反射光を複数に分割された分割受光素子
   により受光し、上記分割受光素子から出力される２つの
   出力信号の相互の位相差を検出してトラッキング誤差信
   号を生成するトラッキング誤差信号検出装置であって、 上記２つの出力信号を２値化信号に変換する２値化手段
   と、 前記２値化信号から位相差に比例した時間幅の位相差パ
   ルスを位相の進み、遅れに分離して２系統出力する位相
   差計測手段と、 前記２系統の位相差パルスのパルス数を一定時間になる
   まで計測するパルス数計測手段と、 前記２系統の計測したパルス数の差が所定以上の差であ
   る場合に無効信号を出力する無効位相差判定手段とを具
   備し、前記無効信号に基づいてパルス数が少ない系統の
   前記位相差パルスをトラッキング誤差信号として使用し
   ないようにしたトラッキング誤差信号検出装置。
2. 【請求項２】 光ディスクの情報トラック付近に照射光
   を照射し、その反射光を複数に分割された分割受光素子
   により受光し、上記分割受光素子から出力される２つの
   出力信号の相互の位相差を検出してトラッキング誤差信
   号を生成するトラッキング誤差信号検出装置であって、 上記２つの出力信号を２値化信号に変換する２値化手段
   と、 前記２値化信号から位相差に比例した時間幅の位相差パ
   ルスを位相の進み、遅れに分離して２系統出力する位相
   差計測手段と、 前記２系統の位相差パルスのパルス数を一定回数になる
   まで計測するパルス数計測手段と、 前記２系統の計測したパルス数の差が所定以上の差であ
   る場合に無効信号を出力する無効位相差判定手段とを具
   備し、前記無効信号に基づいてパルス数が少ない系統の
   前記位相差パルスをトラッキング誤差信号として使用し
   ないようにしたトラッキング誤差信号検出装置。
3. 【請求項３】 前記２系統の計測したパルス数の差が所
   定以内の場合には、上記無効位相差判定手段から上記無
   効信号を出力せず、上記２系統の位相差パルスをトラッ
   キング誤差信号として使用することを特徴とする請求項
   １または２記載のトラッキング誤差信号検出装置。