JP2003151152A - 光学ヘッドにおける信号読み取り方法 - Google Patents

光学ヘッドにおける信号読み取り方法

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JP2003151152A
JP2003151152A JP2001347391A JP2001347391A JP2003151152A JP 2003151152 A JP2003151152 A JP 2003151152A JP 2001347391 A JP2001347391 A JP 2001347391A JP 2001347391 A JP2001347391 A JP 2001347391A JP 2003151152 A JP2003151152 A JP 2003151152A
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Akira Tsukihashi
章 月橋
Tadashi Iwama
正 岩間
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メインスポットがオントラック上に配置され
る状態において各サブスポットが信号トラック間の略中
央に設定される従来のスポット配置では、時間的に後方
のサブビームから良好に記録信号が読み取れない問題が
あった。 【解決手段】 サブスポットの位置をメインスポットの
位置から信号トラック間の距離をdとした際に(2k−
1)d/4(kは自然数)の式が成立する位置分、メイ
ンスポットから信号トラックの直交方向にずらしてい
る。このような各スポット配置によりサブビームにより
記録信号を読み取れるようにしながらトラッキング制御
を可能とし、かつ、トラッキング制御として記録用信号
記録媒体の場合に差動プッシュプル法を選択すると共
に、再生専用信号記録媒体の場合に3ビーム法を選択す
るようにし、差動プッシュプル法のトラッキング制御が
不確実な再生専用信号記録媒体の場合に3ビーム法を採
用するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光ビー
ムを回折してメインビームとこのメインビームより時間
的に後方に位置するサブビームとを出射する光学ヘッド
を用い、前記サブビームからメインビームにより記録さ
れた記録信号を読み取るようにした光学ヘッドにおける
信号読み取り方法に関し、特に、トラッキング制御の仕
方を工夫した光学ヘッドにおける信号読み取り方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】光学ヘッドからの光ビームを用いてディ
スクにデジタルの記録信号を記録する光ディスク記録装
置としては、CD(Compact Disc)ファミリーのCD−
R(Recordable)及びCD−RW(ReWritable)に対応
するCD−R/RWドライブが良く知られている。
【0003】このような光ディスク記録装置により記録
されるディスクは、材質の違いにより製造メーカーによ
る記録感度差を有していたり、バラツキにより個体差に
よる記録感度差を有していたり、あるいはムラにより同
一ディスク内での記録感度差を有している。
【0004】その為、光ディスク記録装置においては、
記録時に光学ヘッドから出射される発光出力がそれらの
記録感度差を補償するべく制御し、光学ヘッドの発光出
力をディスクの記録に最適な最適記録レベルに設定する
必要がある。
【0005】CD−Rにおいては、記録速度を定格速度
の二十数倍にまで高速化が図られているので、記録条件
を厳密に設定する必要があり、ディスク記録の動作中に
おいて、ディスクに記録された記録信号の記録状態を検
出して光学ヘッドの発光出力を制御する、いわゆるラン
ニングOPC(Optimum Power Control)を行う必要
が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のラン
ニングOPCを行うには、ディスクに記録された記録信
号の記録状態を検出する必要があるが、記録動作中に実
際の記録信号の記録状態を検出するのは困難であるの
で、記録信号を記録する記録パルスの反射レベルを検出
して記録状態を検出する方法が実施されているが、これ
は記録状態を実際に検出しているのではないので、設定
される光学ヘッドの発光出力が実際の最適記録レベルに
合っていない問題があった。
【0007】その為、光学ヘッドからディスクに照射さ
れる光ビームとして記録に実際に用いられるメインビー
ムの他に時間的に後方に位置するサブビームを形成し、
このサブビームにより前記メインビームにより記録され
た記録信号を読み取って記録状態を検出することが考え
られる。
【0008】しかしながら、光ディスク記録装置の場
合、一般にトラッキング制御に差動プッシュプル法を採
用し、光学ヘッドの回折光の0次ビームをメインビーム
に使用し、回折光の±1次ビームをトラッキング制御用
の先行及び後方の各サブビームとして使用しており、こ
の各サブビームにより形成される各サブスポットはトラ
ッキング制御信号が最適に得られる位置、すなわちメイ
ンビームにより形成されるメインスポットがオントラッ
ク上に配置される状態において前記各サブスポットが信
号トラック間の略中央に設定されるので、前記サブビー
ムの時間的に後方のものを使用しても良好に記録信号が
読み取れない問題があった。
【0009】また、光学ヘッドの回折光の±2次ビーム
のうち、時間的に後方のサブビームを用いることも考え
られるが、回折光の±2次ビームの光量は±1次ビーム
に比べても更に著しく低下するので、読み取った記録信
号がS/Nの点で好ましくない。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、各サブビーム
がそれぞれ信号記録媒体に照射されて形成される各サブ
スポットの位置を、メインビームが信号記録媒体に照射
されて形成されるメインスポットの位置から信号トラッ
ク間の距離をdとした際に(2k−1)d/4(kは自
然数)の式が成立する位置分、前記メインスポットから
信号トラックの直交方向にずらすと共に、前記各サブビ
ームのうち、メインビームより時間的に後方に位置する
サブビームに対応するサブ受光領域の所定の一方の分割
領域を用いてこのサブビームによりメインビームで記録
された記録信号を読み取るようにし、かつ、トラッキン
グ制御に差動プッシュプル法及び3ビーム法を選択的に
採用し、記録用信号記録媒体の場合に差動プッシュプル
法を選択し、再生専用信号記録媒体の場合に3ビーム法
を選択するようにする。このようにすることで、メイン
ビームより時間的に後方に位置するサブビームによりメ
インビームにより記録された記録信号を読み取るように
し、このためにサブビームの信号記録媒体上の照射位置
が差動プッシュプル法によるトラッキング制御のトラッ
キングエラー信号の感度低下を招くようになり、再生専
用信号記録媒体、すなわちピットにより記録信号が形成
される信号記録媒体の場合にトラッキング制御に差し障
りがある場合があるので、これを解決するために再生専
用信号記録媒体の場合に3ビーム法を選択して差し障り
無くトラッキング制御が行えるようにしている。
【0011】
【実施例】図1は本発明に係る光学ヘッドにおける信号
読み取り方法を実現した光学ヘッドの信号読み取り回路
の回路図である。
【0012】図1において、光学ヘッド(図示せず)に
より回折格子により回折されて記録信号の書き込みを行
うメインビームとなる回折光の0次ビームと、トラッキ
ング制御に用いられる先行及び後方の各サブビームとな
る回折光の±1次ビームとが形成され、それらの各ビー
ムがディスクに照射されている状態を示している。
【0013】それらの各ビームは、各サブビームがそれ
ぞれ照射されて形成される各サブスポットSs1,Ss
2の位置を、メインビームが照射されて形成されるメイ
ンスポットSmの位置から信号トラック間の距離をdと
した際に(2k−1)d/4(kは自然数)の式が成立
する位置分、前記メインスポットSmから信号トラック
の直交方向、換言すると、ディスクのラジアル方向にず
らして配置される。
【0014】すなわち、各サブスポットSs1,Ss2
の位置は、信号トラックの中心から信号トラックの直交
方向に信号トラック間の距離dの1/4分、位相で表す
とπ/2(信号トラック間の距離dを2πとする)だけ
ずれて信号トラックと信号トラック間とが略同一幅の場
合、前記サブスポットSs1,Ss2の中心位置が信号
トラックの略エッジ部分に合わせられる。
【0015】図1においては前述の式でk=1とした場
合の実施例を示し、メインスポットSmがディスクの信
号トラックn上に正しく配置される状態において、サブ
スポットSs1は内周側の半分が信号トラックnに、外
周側の半分が信号トラックnと外周側の隣接信号トラッ
ク(n+1)との間にそれぞれ投影されるように配置さ
れ、サブスポットSs2は外周側の略半分が信号トラッ
クnに、内周側の略半分が信号トラックnと内周側の隣
接信号トラック(n−1)との間にそれぞれ投影される
ように配置される。
【0016】光学ヘッドにはメインビーム及び各サブビ
ームがディスクにより反射される各反射光を受光する光
検出器が備えられ、この光検出器は前記メインビーム及
び前記各サブビームの各反射光をそれぞれ受光するメイ
ン受光領域A及び一対のサブ受光領域B,Cを備えてい
る。
【0017】前記メイン受光領域A及び一対のサブ受光
領域B,Cは、ディスクの信号トラックの方向に対応する
方向の分割線により少なくともそれぞれ2分割されてお
り、その分割された前記メイン受光領域A及び一対のサ
ブ受光領域B,Cの各分割領域はそれぞれ受光量に対応し
た受光出力を発生する。
【0018】尚、フォーカス制御に非点収差法を使用す
る場合においては、少なくともメイン受光領域Aを十字
状に4分割するが、フォーカスエラー信号の生成に関し
ては要旨に関係しないので、説明を簡単にするため、メ
イン受光領域Aを2分割で示している。
【0019】光検出器のメイン受光領域Aの各分割領域
はそれぞれ受光出力a1及びa2を発生し、サブ受光領
域Bの各分割領域はそれぞれ受光出力b1及びb2を発
生し、サブ受光領域C の各分割領域はそれぞれ受光出力
c1及びc2を発生する。
【0020】メイン受光領域Aの各分割領域から発生さ
れるそれぞれの受光出力a1及びa2は第1差動アンプ
1によりその受光出力a1及びa2の差分出力(a1−
a2)が得られ、サブ受光領域Bの各分割領域から発生
されるそれぞれの受光出力b1及びb2は第2差動アン
プ2によりその受光出力b1及びb2の差分出力(b1
−b2)が得られ、サブ受光領域Cの各分割領域から発
生されるそれぞれの受光出力c1及びc2は第3差動ア
ンプ3によりその受光出力c1及びc2の差分出力(c
1−c2)が得られる。
【0021】第2差動アンプ2による差分出力(b1−
b2)と第3差動アンプ3による差分出力(c1−c
2)とは、互いの出力レベルを合わせるべく一方の差動
アンプ、この場合第3差動アンプ3の差分出力(c1−
c2)がレベル調整アンプ4によるゲインg1によりレ
ベル調整されて、その後、加算器5により加算される。
この加算器5により得られる第2差動アンプ2による差
分出力(b1−b2)とレベル調整された第3差動アン
プ3の差分出力g1(c1−c2)とを加算した加算出
力(b1−b2)+g1(c1−c2)は、更にレベル
調整アンプ6によるゲインg2によりレベル調整された
後、選択回路8により選択的に第4差動アンプ7の一方
の入力端、この場合反転入力端に入力される。
【0022】一方、前記第4差動アンプ7の他方の入力
端、この場合非反転入力端には、第1差動アンプ1によ
る差分出力(a1−a2)が選択回路9により選択的に
入力される。
【0023】その為、選択回路8及び9がp側入力を選
択している場合において、前記第4差動アンプ7は、レ
ベル調整アンプ6によりレベル調整した加算器5による
加算出力g2((b1−b2)+g1(c1−c2))
と第1差動アンプ1による差分出力(a1−a2)との
差分出力{(a1−a2)−g2((b1−b2)+g
1(c1−c2))}を発生する。
【0024】ここで、図1においては前述したように、
メインスポットSmがディスクの信号トラックn上に正
しく配置されるオントラック状態において、サブスポッ
トSs1は内周側の半分が信号トラックnに、外周側の
半分が信号トラックnと外周側の隣接信号トラック(n
+1)との間にそれぞれ投影されるように配置され、サ
ブスポットSs2は外周側の半分が信号トラックnに、
内周側の半分が信号トラックnと内周側の隣接信号トラ
ック(n−1)との間にそれぞれ投影されるように配置
されている。
【0025】このように各光スポットの配置にすると、
差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号がサ
ブスポットSs1,Ss2をそれぞれ信号トラック間の
中央に配置した場合に得られるトラッキングエラー信号
の最大感度の半分程度となることが確認されているが、
記録用ディスクの場合、このトラッキングエラー信号を
用いてメインビームのトラッキング制御を差し支えなく
行うことが出来る。
【0026】したがって、前記第4差動アンプ7から
は、メインビームとディスクの信号トラックnとのズレ
量及びズレ方向に応じてそれぞれ出力レベル及び極性が
変化するトラッキング誤差に対応したトラッキングエラ
ー信号(TE信号)を差動プッシュプル法により出力す
ることが出来る。
【0027】ところで、選択回路8及び9がq側入力を
選択している場合において、第4差動アンプ7の反転入
力端には第1加算アンプ10の加算出力が入力され、一
方、第4差動アンプ7の非反転入力端には第2加算アン
プ11の加算出力が入力される。
【0028】第1加算アンプ10は、サブ受光領域Bの
各分割領域から発生されるそれぞれの受光出力b1及び
b2を加算してその加算出力(b1+b2)を発生し、
一方、第2加算アンプ11は、サブ受光領域Cの各分割
領域から発生されるそれぞれの受光出力c1及びc2を
加算してその加算出力(c1+c2)を発生する。
【0029】その為、第4差動アンプ7は第2加算アン
プ11の加算出力(c1+c2)から第1加算アンプ1
0の加算出力(b1+b2)を引いた差分出力(c1+
c2)−(b1+b2)を発生し、この差分出力(c1
+c2)−(b1+b2)は3ビーム法によるトラッキ
ングエラー信号となる。
【0030】ところで、選択回路8及び9は切換制御回
路12によって選択する信号が切り換えられ、該切換制
御回路12はディスクの記録時に選択回路8及び9をp
側入力を選択するべく切り換えて第4差動アンプ7から
差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号が発
生されるようにする。
【0031】一方、該切換制御回路12はディスクの再
生時にはディスク判別の結果によって選択回路8及び9
を切り換える。
【0032】ディスクの再生時において、ディスクの種
類が記録用ディスクか再生専用ディスクかが記録用ディ
スクにのみに形成されたウォブルから読み取られるウォ
ブル信号の有無を検出して判別される。
【0033】記録用ディスクと判別された場合、切換制
御回路12は選択回路8及び9をp側入力を選択するべ
く切り換えて第4差動アンプ7から差動プッシュプル法
によるトラッキングエラー信号が発生されるようにす
る。
【0034】また、再生専用ディスクと判別された場
合、切換制御回路12は選択回路8及び9をq側入力を
選択するべく切り換えて第4差動アンプ7から3ビーム
法によるトラッキングエラー信号が発生されるようにす
る。
【0035】ここで、再生専用ディスクの場合、記録マ
ークがいわゆるピット及びランドによって形成されてお
り、図1に示す各光スポットの配置であると、ピットと
ランドの高さの差がディスクによってばらついているこ
とに起因して一部のディスクにおいて差動プッシュプル
法では十分にトラッキングエラー信号が検出できない場
合があるが、本発明では再生専用ディスクの場合に3ビ
ーム法によりトラッキングエラー信号を検出するので、
図1に示す各光スポットの配置であっても十分にトラッ
キングエラー信号が検出され、正常なトラッキング制御
を行える。
【0036】次に、ディスクの信号トラックに記録され
た記録信号を光学ヘッドによって読み取ったHF信号
(高周波信号)の抽出について説明する。
【0037】メイン受光領域Aの各分割領域から出力さ
れる各受光出力a1及びa2は、加算アンプ13により
加算出力(a1+a2)が得られる。
【0038】この加算アンプ13による加算出力(a1
+a2)はメインスポットSm全域におけるメインビー
ムの反射光となるので、前記加算アンプ13による加算
出力(a1+a2)は信号トラックに記録された記録信
号に対応するHF信号であり、このHF信号はHFアン
プ14により増幅されて後段に設けられるデコーダ15
により信号再生される。
【0039】ところで、メインビームより時間的に後方
のサブビームの反射光には、トラッキング制御に関わる
信号成分が含まれる他に、メインビームにより記録され
た記録信号成分、この場合は信号トラックnの記録信号
成分が含まれている。
【0040】その為、メインビームより時間的に後方の
サブビームの反射光を用いてディスクの信号トラックに
記録された記録信号を読み取ったHF信号を抽出するこ
とが出来る。以下にその点について説明する。
【0041】メインビームより時間的に後方のサブビー
ムに対応するサブスポットSs2は、ディスクの外周側
の略半分が信号トラックnに照射され、この信号トラッ
クnに照射するサブスポットSs2の半分側に対応する
サブ受光領域Cの一方の分割領域から発生される受光出
力c2が演算されずにそのまま第2HFアンプ16に導
かれるようになっている。
【0042】メインビームより時間的に後方のサブビー
ムの反射光には信号トラックnの記録信号成分が含まれ
ているので、前記サブ受光領域Cの一方の分割領域から
発生される受光出力c2は信号トラックnの記録信号に
対応するHF信号である。その為、第2HFアンプ16
からはメインビームが照射される位置より時間的に後方
の位置からの信号トラックnの記録信号に対応するHF
信号が出力される。
【0043】ここで、先に述べた如く、メインビームの
オントラック状態において、サブスポットSs2は外周
側の半分が信号トラックn上に配置されているので、サ
ブ受光領域Cの一方の分割領域における受光出力c2か
ら振幅が最大となるHF信号が得られ、逆に、サブスポ
ットSs2の位置を設定する際に、前記受光出力c2の
振幅を監視して、その振幅が最大となるように設定して
いる。
【0044】尚、上述の説明では記録動作中にHF信号
を読み取るのにサブ受光領域Cの一方の分割領域におけ
る受光出力c2を用いているが、クロストーク成分等に
よりサブ受光領域Cのもう一方の分割領域における受光
出力c1にも信号トラックnの記録信号成分が含まれて
いるので、第2HFアンプ16にサブ受光領域Cの各分
割領域における受光出力c1及びc2の両方を合成する
ことによりHF信号のS/Nを良好に出来る場合があ
り、その場合は前記受光出力c1及びc2を合成した加
算出力を用いてHF信号を得ることが好ましい。
【0045】また、上述の説明では各サブスポットSs
1,Ss2の位置を、メインスポットSmの位置から信
号トラック間の距離をdとした際に成立する式(2k−
1)d/4(kは自然数)のk=1の場合を示したが、
k=1以外でもサブスポットSs2による照射位置がデ
ィスクの内周側にd/4ずつずれてサブスポットSs2
により照射される信号トラックが相違する信号トラック
になったり、サブスポットSs2における信号トラック
に配置される半分側が変わるが、各サブビームの反射光
にはメインビームのトラッキング制御に関わる信号成分
が含まれ、また、メインビームより時間的に後方のサブ
ビームの反射光にはメインビームにより記録された記録
信号成分が含まれているので、トラッキングエラー信号
を生成出来ると共に、後方のサブビームによりHF信号
を読み取ることが出来る。
【0046】ところで、第2HFアンプ16から出力さ
れるHF信号は、メインビームによりディスクに記録信
号を記録している記録動作中に取り出される。前記HF
信号は信号トラックにおけるメインビームによる記録信
号の記録位置より時間的に少し遅れた位置の記録信号に
対応しているので、このHF信号はメインビームにより
直前に記録された記録信号の記録状態が反映されてい
る。
【0047】その為、第2HFアンプ16から出力され
るHF信号を用いてβ値検出回路17によりβ値(記録
の深さ)を検出したり、ジッタ量検出回路18により記
録信号のジッタ量を検出してメインビームにより直前に
実際に記録された記録信号の記録状態を検出することが
出来る。
【0048】ここで、ディスクに記録する記録信号に応
じて光学ヘッドの発光出力を記録レベルと記録休止レベ
ル(一般に再生レベル)とに変化させるために各光ビー
ムのレーザー光量もその記録信号に応じて変化する。そ
の為、光ディスク記録装置において、メイン受光領域A
及び一対のサブ受光領域B,Cの各分割領域から発生され
る各受光出力は、それぞれ独立してサンプルホールド回
路(図示せず)を用いてディスク記録時における光学ヘ
ッドの発光出力が記録レベル及び記録休止レベルの一方
の所定レベルになった期間にサンプルされて取り出さ
れ、各受光出力が光学ヘッドの発光出力の変化の影響を
受けずに正しいレベルで得られるようになっている。
【0049】したがって、メインビームより時間的に後
方のサブビームにより信号トラックnから一部欠落期間
(サンプルホールド回路のホールド期間)はあるものの
正しくHF信号が抽出され、これによりβ値検出回路1
7によりβ値が検出でき、ジッタ量検出回路18により
記録信号のジッタ量が検出できる。
【0050】それゆえ、ディスクの記録時に同時に記録
信号の記録状態が検出され、この記録状態に対応させて
光学ヘッドの発光出力を最適記録レベルに制御するのに
好適である。
【0051】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、メインビーム
に対応するメインスポットがオントラック状態において
後方のサブビームに対応するサブスポットの半分が信号
トラックに配置されるようにしているので、そのサブス
ポットに対応するサブ受光領域から良質な記録信号を得
ることが出来、特に、トラッキング制御として記録用信
号記録媒体の場合に差動プッシュプル法を選択し、再生
専用信号記録媒体の場合に3ビーム法を選択するように
しているので、各サブスポットの配置から差動プッシュ
プル法のトラッキング制御が不確実な再生専用信号記録
媒体の場合に3ビーム法が採用され、再生専用信号記録
媒体の場合であっても確実にトラッキング制御が行え
る。
【0052】また、時間的に後方に位置するサブビーム
により読み取った記録信号を用いて信号記録媒体の記録
時における記録状態、及びあるいは記録信号のジッタ量
を検出することができ、信号記録媒体の記録時に同時に
検出される記録状態に対応させて光学ヘッドの発光出力
を最適記録レベルに制御するのに好適な光学ヘッドにお
ける信号読み取り方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光学ヘッドにおける信号読み取り
方法を実現した光学ヘッドの信号読み取り回路の回路図
である。
【符号の説明】
Sm メインスポット Ss1,Ss2 サブスポット A メイン受光領域 B,C サブ受光領域 1,2,3,4 差動アンプ 8,9 選択回路 10,11,13 加算アンプ 12 切換制御回路 14,16 HFアンプ 17 β値検出回路 18 ジッタ量検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D090 AA01 BB03 BB05 CC07 DD03 EE03 FF02 FF37 HH01 KK13 KK15 5D118 AA14 AA26 BA01 BB03 BB07 CA13 CD03 CG04 CG24 CG33 CG44

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光ビームを回折した回折光の
    0次ビームのメインビームと回折光の±1次ビームの各
    サブビームとを出射すると共に、前記メインビームによ
    る反射光を受光するメイン受光領域と前記各サブビーム
    による反射光を受光する各サブ受光領域とが設けられた
    光検出器を備え、前記各サブ受光領域が信号トラックに
    対応する方向に分割線が設けられて2分割されている光
    学ヘッドにおける信号読み取り方法であって、前記各サ
    ブビームがそれぞれ信号記録媒体に照射されて形成され
    る各サブスポットの位置を、前記メインビームが信号記
    録媒体に照射されて形成されるメインスポットの位置か
    ら信号トラック間の距離をdとした際に(2k−1)d
    /4(kは自然数)の式が成立する位置分、前記メイン
    スポットから信号トラックの直交方向にずらすと共に、
    前記各サブビームのうち、メインビームより時間的に後
    方に位置するサブビームに対応するサブ受光領域を用い
    てこのサブビームによりメインビームで記録された記録
    信号を読み取るようにし、かつ、トラッキング制御に差
    動プッシュプル法及び3ビーム法を選択的に採用し、記
    録用信号記録媒体の場合に差動プッシュプル法を選択
    し、再生専用信号記録媒体の場合に3ビーム法を選択す
    ることを特徴とする光学ヘッドにおける信号読み取り方
    法。
  2. 【請求項2】 前記サブビームにより読み取った記録信
    号を用いて信号記録媒体の記録時における記録状態を検
    出することを特徴とする請求項1記載の光学ヘッドにお
    ける信号読み取り方法。
  3. 【請求項3】 前記サブビームにより読み取った記録信
    号を用いて信号記録媒体の記録時における記録信号のジ
    ッタ量を検出することを特徴とする請求項1記載の光学
    ヘッドにおける信号読み取り方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009505322A (ja) * 2005-08-22 2009-02-05 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 高周波中央開口トラッキング

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