JP2004095103A - 光学式読取装置、光学式記録媒体を用いた情報処理装置及び情報再生方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学式記録媒体において案内溝のウォブルとして記録されているアドレス情報の再生を確実にかつ容易に行う。
【解決手段】光学式記録媒体からの戻り光を検出するための受光素子２０が、複数の分割線２２、２３、２４によって区分された検出領域２１Ａ〜Ｄを有する。受光素子２０の受光面２１における戻り光スポットＳの位置に応じて、検出基準となる分割線の位置を変更し、該分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差を求めてプッシュプル信号（ＰＰ１〜３）を得る。受光素子上での戻り光スポットに位置的な偏りが生じた場合でも、該光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することにより、分割線により区分される検出領域による２つの受光信号の差を求めて、同相成分を除去することができように構成した。
【選択図】 図４
【解決手段】光学式記録媒体からの戻り光を検出するための受光素子２０が、複数の分割線２２、２３、２４によって区分された検出領域２１Ａ〜Ｄを有する。受光素子２０の受光面２１における戻り光スポットＳの位置に応じて、検出基準となる分割線の位置を変更し、該分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差を求めてプッシュプル信号（ＰＰ１〜３）を得る。受光素子上での戻り光スポットに位置的な偏りが生じた場合でも、該光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することにより、分割線により区分される検出領域による２つの受光信号の差を求めて、同相成分を除去することができように構成した。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式記録媒体を用いた装置において、プッシュプル法に係る問題（分割型受光素子の中心と戻り光スポットの中心とが一致しない場合に発生するＤＣオフセット）を解決するために、複数の分割線によって細分化された受光面を有する分割型受光素子を用いるとともに、該受光面上での光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することでプッシュプル信号生成時の同相成分除去及び該プッシュプル信号に埋め込まれたアドレス情報の検出を良好に行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の光学式記録媒体を用いた記録再生装置が知られており、例えば、情報の書き込みが可能なＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＲ等の光ディスクでは案内溝を蛇行させること（ウォブリング）により、アドレス情報がディスクに記録されている（つまり、アドレス信号に基く光変調により記録されるアドレス情報がグルーブのウォブルとして埋め込まれている。）。
【０００３】
図９は、ディスク上でのウォブリングの様子を概念的に示したものであり、波状のランド（Ｌａｎｄ）とグルーブ（Ｇｒｏｏｖｅ）がディスク半径方向において交互に配置された構成を備えている。
【０００４】
また、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷでは、図１０に示すように、ランドプリピット（ＬＰＰ）がアドレス情報を表している。
【０００５】
いずれのフォーマットでも案内溝のウォブリングが行われており、ウォブル検出による情報は、例えば、ディスクの回転サーボ（ＣＬＶサーボ）制御や、記録クロックのＰＬＬ（位相同期ループ）同期引き込み、速度成分検出等に用いられる。
【０００６】
アドレス情報を取り出すには、ウォブル検出においてプッシュプル（ＰＰ）信号が用いられている。
【０００７】
ここで、「プッシュプル信号」とは、分割型ディテクタにより検出される光量差信号（所謂ラジアルプッシュプル信号）である。つまり、図１１に示すように、光ディスクに照射された光が該ディスクの記録層で反射され、その戻り光のスポットＳが２分割型ディテクタＰＤで受光される。ディテクタＰＤは、その中央に引いた１本の分割線ａで２分されており、その一方の受光部（Ａ部）による受光信号と、他方の受光部（Ｂ部）による受光信号の差が、減算部ｂで算出されることにより信号中のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）成分が取り除かれて（同相成分の除去）、プッシュプル信号が得られる。
【０００８】
尚、アドレス情報を含む信号（アドレス信号）の検出については、ディスクへのデータ記録前に比してデータ記録後の方が難しくなるが、これはピット（記録マーク）による外乱の影響が入るためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の構成では、プッシュプル信号に基くアドレス検出に関して下記に示す問題が挙げられる（図１２参照）。
【００１０】
上記した同相成分除去については、戻り光のスポットＳが２分割型ディテクタＰＤのちょうど中央に位置していることが前提とされる（図１２（Ｂ）参照）。従って、光スポットが２分割型ディテクタの中央から片側にずれた位置に来る場合、例えば、図１２（Ａ）のようにスポットＳがディテクタのＢ部側に寄ったところに位置したり、あるいは、図１２（Ｃ）のように、スポットＳがディテクタのＡ部側に寄ったところに位置する場合には、同相成分の除去が不十分となる。
【００１１】
偏芯等に伴う対物レンズの移動により、２分割型ディテクタ上での光スポットに位置的な偏りが生じると、それぞれの受光量に対応する信号のバランスが崩れてしまうために、信号中のＲＦ成分を十分に取り除くことができなくなる。その結果、記録後のアドレス情報を取得することが困難になったり、あるいは検出のための回路構成が複雑化してしまうといった不都合が生じる。
【００１２】
そこで、本発明は、光学式記録媒体に記録されている情報（アドレス情報を含む。）の再生を確実にかつ容易に行うことを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、光学式記録媒体からの戻り光の検出手段を構成する受光素子が、複数の平行な分割線によって区分された検出領域を備えており、受光素子の受光面における戻り光のスポットの位置に応じて、検出基準を変更する。即ち、検出基準となる分割線の位置を、スポット位置の偏りに応じて変更し、該分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差を求めてプッシュプル信号を得るようにしたものである。
【００１４】
従って、本発明によれば、分割型受光素子上での戻り光スポットに位置的な偏りが生じた場合でも、該光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することにより、分割線により区分される検出領域に応じて２つの受光信号の差を求めて、同相成分を除去することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、光学式記録媒体への光照射を利用した光学式読取装置や、光学式記録媒体を用いた情報処理装置（記録再生装置等）及び情報再生方法に関するものである。そして、本発明では、光学式記録媒体からの戻り光を検出してプッシュプル（Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ）信号を得ることが前提とされ、例えば、プッシュプル信号に埋め込まれたアドレス情報を再生するに当たって、該アドレス情報がウォブル情報として記録された光学式記録媒体への適用において好適である。
【００１６】
図１は、本発明に係る基本構成を示すものであり、光ディスク記録再生装置の構成例を示したものである。
【００１７】
情報処理装置１において使用される光学式記録媒体２には、ユーザデータを含む各種の情報が記録されており、該情報はレーザ光照射を利用して読み出される。
【００１８】
尚、本発明では、光学式記録媒体に関してその記録形態や記録媒質、形状等の如何を問わないが、以下では、ディスク状記録媒体（以下、単に「ディスク」という。）について説明する。このディスクには、アドレス信号がグルーブのウォブル（蛇行）の情報として記録されている。
【００１９】
光学式記録媒体２は、駆動源３であるスピンドルモータによって回転され、該スピンドルモータはサーボ制御回路４からの信号により駆動制御される。
【００２０】
光学式読取装置５は、光ピックアップ（あるいは光学ヘッド）５ａを用いて構成され、該光ピックアップはサーボ制御回路４によって動作制御が行われる（対物レンズの駆動に係るトラッキングサーボ制御やフォーカスサーボ制御、あるいは視野位置変更のためのスレッド制御等）。
【００２１】
光ピックアップ５ａによる読み取り信号は、マトリックスアンプ６に送られ、ここで、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、プッシュプル信号、情報信号（あるいは情報再生信号）が得られる。トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号は、サーボ制御回路４に供給され、光ピックアップ５ａの対物レンズに係る焦点位置合わせ制御やトラッキング制御に用いられる。また、プッシュプル信号は、後述の分割型ディテクタによる光量差の信号であり、後述の復調処理部に送られて、アドレス情報の検出に用いられる。つまり、アドレス情報は、グルーブのウォブルとしてディスクに記録されているので、プッシュプル信号から検出することができる。
【００２２】
信号処理部７は、復調処理部８と変調処理部９を備えている。
【００２３】
マトリックスアンプ６で得られる上記情報信号は復調処理部８に供給されて、ユーザデータとして復号される。つまり、復調処理部８は復号回路やＥＣＣ（誤り訂正符号）回路等を備えており、復号により記録前のデータに戻して符号誤りの訂正した上でデータを出力する。
【００２４】
データの記録時には、入力されたユーザデータが変調処理部９に送られる。ここでは、ＥＣＣ回路により誤り訂正符号がデータに付加され、さらに変調回路によりデータ記録に必要な変調が行われる。そして、変調処理部９の出力信号がマトリックスアンプ６に送られてディスクへの記録処理が行われる。
【００２５】
尚、図示は省略するが、ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリ等から構成される制御手段が設けられていることは勿論である。
【００２６】
図２は、光学式読取装置について、検出回路部を除いた要部の構成例１０を概略的に示したものである。
【００２７】
光学系１１の構成部品として、対物レンズ１２とコリメータ（レンズ）１３、ビームスプリッタ１４、グレーティング１５、調整レンズ１６が配置されている。
【００２８】
発光源１７にはレーザダイオード（ＬＤ）が用いられており、該レーザダイオードから出射されたレーザ光は、グレーティング１５を透過してビームスプリッタ１４での反射後に、コリメータ１３で平行光線となり、対物レンズ１２を透過して光学式記録媒体２に照射される。
【００２９】
受光手段（フォトディテクタ）１８は、光学式記録媒体２からの戻り光について信号検出（記録情報を示す信号の他、各種エラー信号の検出を含む。）のために設けられている。この受光手段１８には分割型の受光素子が用いられ（その詳細は後述する。）、プッシュプル信号を得るための検出手段を構成している。光学式記録媒体２からの戻り光は、対物レンズ１２、コリメータ１３、ビームスプリッタ１４、調整レンズ１６を透過して受光手段１８に到達し、ここで光電変換される。
【００３０】
対物レンズ１２、コリメータ１３を含む光学系１１は、発光源１７とともに光学式記録媒体２への光照射を行うための照射手段１９を構成する。
【００３１】
尚、図には、発光源１７と受光手段１８を別個の素子部品としてそれぞれ構成した例を示したが、発光源と受光手段を含む送受光手段として、光集積型素子を用いた構成を採用しても良いことは勿論である。
【００３２】
本発明では、受光素子の受光面上で戻り光スポットが移動（あるいは変位）した場合でも、プッシュプル信号の生成における同相成分除去を十分に行えるようにすることを目的とし、前記した弊害（所謂ＤＣオフセットの発生）を防止するものである。
【００３３】
図３及び図４は、プッシュプル信号に係る検出原理について説明するための図である。
【００３４】
図３において、真中に示す（Ｂ）図は、円形状をした戻り光スポットＳの中心が受光素子２０の受光面２１の中心にほぼ一致した位置にある状況を示している。その左側に示す（Ａ）図は、戻り光スポットＳの中心が受光素子２０の受光面２１の中心よりも、やや下方に寄った位置に来ている状況を示し、また、（Ｂ）図の右側に示す（Ｃ）図は、戻り光スポットＳの中心が受光素子２０の受光面２１の中心よりも、やや上方に寄った位置に来ている状況を示している。
【００３５】
図１２との相違点は、受光素子２０の受光面２１に示す分割線（２２乃至２３参照。）が常に同じではなく、光スポットＳの位置に応じて異なる点である。
【００３６】
例えば、（Ｂ）図では、受光面２１が分割線２２によって２分されており、分割線２２が、図の左右方向に延びる受光面２１の中心線に一致している。これに対して、（Ａ）図では、受光面２１が分割線２３によって区分けされており、分割線２３が上記分割線２２よりも図の下方に位置している。また、（Ｃ）図では、受光面２１が分割線２４によって区分けされており、分割線２４が上記分割線２２よりも図の上方に位置している。このように、受光面上で光スポットが移動する方向に応じて分割線を変更すれば、光スポットの中心又はこれに近い位置に分割線を規定することが可能となるので、分割線によって２つに区分けされる各検出領域（あるいは受光領域）に応じた受光信号の差を求めて同相成分を取り除くことができる。
【００３７】
勿論、受光面上での光スポットの位置に応じて受光素子そのものを移動する方法も考えられるが、移動機構やその制御が必要となるので、本発明のように光スポットの位置に応じて、検出基準となる分割線を変更する方が簡単であり、コスト的にも有利である。
【００３８】
図４は、受光面上に３本の平行な分割線を設定した構成例を示しており、（Ａ）乃至（Ｃ）図は、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）図にそれぞれ対応する。
【００３９】
本例では、受光面２１が、その中央に位置する分割線２２と、該分割線２２の上下にそれぞれ位置する分割線２３、２４によって、４つの検出領域に区分されている。
【００４０】
受光面２１に関して、図４では、上から順に検出領域２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄに分かれており、本例では、各検出領域が分割線２２に関して対称的に配置されている。尚、分割線２２の直ぐ上下に位置する検出領域２１Ｂ、２１Ｃが、それらの周囲に位置する検出領域２１Ａや２１Ｄよりも幅狭とされている。
【００４１】
（Ｂ）図では、受光面２１のほぼ中央に光スポットＳの中心が位置しており、この場合には、分割線２２が検出基準として選択される。よって、分割線２２の上方に位置する検出領域２１Ａ及び２１Ｂによる検出信号（これを「Ａ＋Ｂ」と記す。）が減算器２５Ｂに送られる。また、分割線２２の下方に位置する検出領域２１Ｃ及び２１Ｄによる検出信号（これを「Ｃ＋Ｄ」と記す。）が減算器２５Ｂに送られる。よって、減算器２５Ｂでは、検出信号「Ａ＋Ｂ」と検出信号「Ｃ＋Ｄ」との差信号「Ａ＋Ｂ−（Ｃ＋Ｄ）」が求められ、プッシュプル信号（これを「ＰＰ１」と記す。）が得られる。
【００４２】
また、（Ａ）図では、受光面２１の中央よりも光スポットＳの中心が下方に位置しており、この場合には、分割線２３が検出基準として選択される。よって、分割線２３の上方に位置する検出領域２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃによる検出信号（これを「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と記す。）が減算器２５Ａに送られる。また、分割線２３の下方に位置する検出領域２１Ｄによる検出信号（これを「Ｄ」と記す。）が減算器２５Ａに送られる。よって、減算器２５Ａでは、検出信号「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と検出信号「Ｄ」との差信号「（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）−Ｄ」が求められ、プッシュプル信号（これを「ＰＰ３」と記す。）が得られる。
【００４３】
（Ｃ）図では、受光面２１の中央によりも光スポットＳの中心が上方に位置しており、この場合には、分割線２４が検出基準として選択される。よって、分割線２４の上方に位置する検出領域２１Ａによる検出信号（これを「Ａ」と記す。）が減算器２５Ｃに送られる。また、分割線２４の下方に位置する検出領域２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄによる検出信号（これを「Ｂ＋Ｃ＋Ｄ」と記す。）が減算器２５Ｃに送られる。よって、減算器２５Ｃでは、検出信号「Ａ」と検出信号「Ｂ＋Ｃ＋Ｄ」との差信号「Ａ−（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）」が求められ、プッシュプル信号（これを「ＰＰ２」と記す。）が得られる。
【００４４】
いずれの場合でも、光スポットのほぼ中央を通る分割線を基準とした区分領域による検出光量の差からプッシュプル信号を得ることができる。即ち、受光面における戻り光のスポットの位置に応じて、検出基準となる分割線の位置を変更することで、受光面上でのスポットの移動変位に対処できる。従って、変更された分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差を求めれば、得られたプッシュプル信号に不要な成分（ＲＦ成分）が殆ど残らないので、上記したアドレス情報の検出にとって有効である。
【００４５】
尚、複数の平行な分割線については、受光面上での光スポットの移動方向に対して直交するか又はほぼ直交する関係を有する（分割線が、光スポットの移動方向に対して平行な場合は、当然に除外される。）。また、本例では、３本の分割線を設定し、光スポットの移動に応じて各検出領域に係る検出信号の演算式を変えるているが、これはマトリックス処理で行われる。つまり、この処理は上記マトリックスアンプ６で行われるが、分割線を物理的に切り替えるのと同様の効果を演算処理により実現することができる。
【００４６】
また、受光面上での光スポットの位置によっては、分割線の位置が光スポットの中心からずれた位置関係になる場合が起き得るが、分割線の数を増やすことで容易に対処できる。即ち、分割線の数を増やせば増やす程、光スポット位置に応じた分割線の選択幅が広がるので、より品質の高い信号を得ることができる（３本の分割線でも十分に効果が得られるので、分割数を増やせばさらに効果的である。）が、処理の複雑化やコスト等を考慮して分割数を決定すべきである。
【００４７】
尚、分割線の間隔については、光スポットの移動範囲内に分割線を位置させる必要があることを考慮して適宜に決定すれば良い。
【００４８】
分割線の位置決定には、受光面上での光スポットの位置検出が必要である。つまり、図３（Ｂ）や図４（Ｂ）に示す光スポット位置（中立位置）を基準として、光スポットがどの向きにどの程度ずれているかを把握する必要がある。
【００４９】
上記した３本の分割線を設定する場合には、光スポットの中心部が受光面のほぼ真中又はこれに近い場所に位置しているのか、あるいは、その上方又は下方に変位しているのかを検出し、検出結果に応じて上記プッシュプル信号（ＰＰ１〜３）のいずれかを選択すれば良い。
【００５０】
図５は、受光面における戻り光のスポット位置に応じて、検出基準となる分割線を決定する分割線決定手段（あるいは分割線変更手段）２６の構成例を示したものである。
【００５１】
本例では、上記した分割線２２を基準として、図の上方に位置する検出領域２７Ｕ（図４では２１Ａ及び２１Ｂに相当する。）により得られる検出信号を減算器２８に送出し、分割線２２の下方に位置する検出領域２７Ｌ（図４では２１Ｃ及び２１Ｄに相当する。）により得られる検出信号を減算器２８に送出する。
【００５２】
減算器２８の出力信号（これを「ｓ２８」と記す。）は、レベル検出用のウィンドゥコンパレータ２９に送られて、その検出窓を規定する基準値（図６のＶ１、Ｖ２参照）と比較される。
【００５３】
図６はレベル比較について説明するための図であり、波状のグラフ曲線ｇは減算器２８で得られる差信号を表している。
【００５４】
基準値Ｖ１、Ｖ２はともにウィンドゥコンパレータ２９において設定されており、図ではＶ１を上限値、Ｖ２を下限値として示している。
【００５５】
グラフ曲線ｇ上の点Ｙで示すように、信号ｓ２８のレベルが基準値Ｖ１とＶ２との間に位置する場合には、光スポットＳの中心が受光面の中央に近い位置に来ていることを意味し、よって、プッシュプル信号として上記ＰＰ１を選べば良い。
【００５６】
グラフ曲線ｇ上の点Ｚで示すように、信号ｓ２８のレベルが基準値Ｖ２を下回っている場合には、図３（Ａ）や図４（Ａ）のように、光スポットＳの中心が受光面の中央よりも下方に寄った位置に来ていることを意味し、よって、プッシュプル信号として上記ＰＰ３を選べば良い。また、グラフ曲線ｇ上の点Ｘで示すように、信号ｓ２８のレベルが基準値Ｖ１を超えている場合には、図３（Ｃ）や図４（Ｃ）のように、光スポットＳの中心が受光面の中央よりも上方に寄った位置に来ていることを意味し、よって、プッシュプル信号として上記ＰＰ２を選べば良い。
【００５７】
このように、受光面の中心を通る分割線により区分される各検出領域から得られる信号の差信号を求めて、該信号を比較手段（ウィンドゥコンパレータ２９）により基準値と比較することで、受光面上における光スポットの移動（変位）を検出することができる。即ち、ウィンドゥコンパレータ２９は、減算器２８からの差信号の絶対値又は振幅に基いて、受光面上における戻り光スポットの位置的な偏りを検出する手段を構成している。尚、プッシュプル信号自体は位相検出により得られるが、受光面上の光スポット位置を検出するには、信号の絶対値又は振幅を用いることが好ましく、これによって、位置検出結果から容易に分割線を決定することができる。また、そのために複雑な回路構成を要しないという利点がある。
【００５８】
レベル比較に用いる上記基準値Ｖ１、Ｖ２を設定する場合には、例えば、下記に示す形態が挙げられる。
【００５９】
（１）予め決められた一定の基準値を設定する形態
（２）温度等の環境変化や経時変化に対処するために、基準値を変更したり更新する形態。
【００６０】
先ず、（１）では、製造時や出荷時に装置メーカー側で基準値を設定するとともに、その後は基本的に変更しないようにするか、あるいは、保守や修理の時に作業者が調整できるようにする等の形態が挙げられる。
【００６１】
また、（２）は、例えば、装置の起動時や温度センサー等の検出手段による検出情報に応じて基準値を定期的に変更したり、校正（キャリブレーション）を行う形態である。つまり、受光面上における光スポットの移動は、主に光ピックアップの温度変化や経時変化等の影響を受けるため、固定した基準値ではなく、基準値を動的に設定できるようにする（手動での調整や設定よりも自動調整や設定が望ましい。）。
【００６２】
図７は、対物レンズ駆動に係るトラッキング制御を働かせない場合に得られるプッシュプル信号の時間的な変化を例示したものである。
【００６３】
上記の基準値Ｖ１、Ｖ２を決める上で、その元になる値（光スポットの中立位置での信号値）については、図示のようなプッシュプル信号の平均値あるいは中央値を用いることができる。つまり、平均値検出から光スポットの中立位置を検出する方法と、信号のピーク値及びボトム値（あるいはそれらの平均値）を検出して中央値を求めて、これを光スポットの中立位置とする方法等が挙げられる。
【００６４】
尚、２つの基準値Ｖ１、Ｖ２は、光スポット位置の検出が３段階で行われる場合に設定されるものであり、該検出をＮ段階で行う場合には、勿論、Ｎ−１個の基準値を設定して、受光面上での光スポットの偏り状態を検出すれば良い。
【００６５】
図８は、光学式記録媒体からの戻り光を検出してプッシュプル信号を得るための検出手段３０の構成例を示したものである。尚、本例では、フォーカス検出方法にアスティグマ法（非点収差法）を用い、トラッキング検出方法として、３スポットにプッシュプル法を適用したＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ）法を採用している。
【００６６】
検出手段３０を構成する３つの受光素子３１、３２、３３は、それらの受光面がいずれも分割線によって区分けされた複数の検出領域を有する。
【００６７】
０次光スポットの検出に係る受光素子３１は、３本の平行な分割線α１、α２、α３と、これらに直交する１本の分割線βとによって８つの検出領域（Ａ〜Ｄ、Ｊ〜Ｍ）に区分されている。つまり、受光面が分割線α１及びα３によって図の上下方向においてほぼ均等に３分されるとともに、さらに分割線α１とα３との間の部分が分割線α２によって均等に２分されている。そして、図の左右方向においては、分割線βによって受光面が均等に２分されている。
【００６８】
尚、各検出領域の区分けは、下記に示す通りである。
【００６９】
・領域「Ａ」、「Ｄ」 → 分割線α１の上方に位置する領域
・領域「Ｂ」、「Ｃ」 → 分割線α３の下方に位置する領域
・領域「Ｊ」、「Ｍ」 → 分割線α１とα２との間に位置する領域
・領域「Ｋ」、「Ｌ」 → 分割線α２とα３との間に位置する領域
・領域「Ａ」、「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｂ」→ 分割線βの左側に位置する領域
・領域「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｌ」、「Ｃ」→ 分割線βの右側に位置する領域。
【００７０】
戻り光の回折スポットの検出に係る受光素子３２、３３は、いずれも２分割型とされ、それぞれの分割線に関して対称な構成を有している。
【００７１】
例えば、受光素子３２の受光面は、図の左右方向に延びる分割線α４によって均等に２分されており、該分割線α４の上側に検出領域「Ｅ」が位置され、該分割線α４の下側に検出領域「Ｆ」が位置されている。また、受光素子３３の受光面は、図の左右方向に延びる分割線α５によって均等に２分されており、該分割線α５の上側に検出領域「Ｇ」が位置され、該分割線α５の下側に検出領域「Ｈ」が位置されている。
【００７２】
先ず、受光素子３１に係る信号処理について説明すると、該素子には２つの加算器３４Ｕ、３４Ｌと減算器３５が設けられており、加算器については多入力１出力の構成とされている（以下では、検出領域Ａ〜Ｈに付した記号と同じ記号を用いて検出信号を区別する。）。
【００７３】
図において分割線α２の上側に位置する検出領域Ａ、Ｊ、Ｄ、Ｍによりそれぞれ得られる検出信号は、加算器３４Ｕに送られて足し算される。そして、その結果（これを「Ａ＋Ｊ＋Ｄ＋Ｍ」と記す。）が減算器３５に送られる。また、図において分割線α２の下側に位置する検出領域Ｋ、Ｂ、Ｌ、Ｃによりそれぞれ得られる検出信号は、加算器３４Ｌに送られて足し算される。そして、その結果（これを「Ｋ＋Ｂ＋Ｌ＋Ｃ」と記す。）が減算器３５に送られる。
【００７４】
減算器３５では、「Ａ＋Ｊ＋Ｄ＋Ｍ」から「Ｋ＋Ｂ＋Ｌ＋Ｃ」を差し引いた信号「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」が得られる（加算順序を問わないので、括弧内をアルファベット順に書き直してある。）。この信号は、上記ＰＰ１に相当するものであり、ウィンドゥコンパレータ３６や、後述の選択部（３７）、減算器（４３）に送られる。尚、ウィンドゥコンパレータ３６の役目は、前記したウィンドゥコンパレータ２９と同じであり、受光面上での光スポット位置を３段階に亘って検出して、スポット位置に応じて分割線を決めることである。
【００７５】
尚、光スポットＳが受光面上で中立位置から一方の側（図の下方）に寄った位置に来る場合の上記ＰＰ２に相当する演算結果を示す「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ）」や、光スポットＳが受光面上で中立位置から他方の側（図４の上方）に寄った位置に来る場合の上記ＰＰ３に相当する演算結果を示す「（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）」が算出されて、選択部３７にそれぞれ送られる。これらの演算は、前記した「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」に係る演算を含めて、演算手段３９で処理（マトリックス処理）される。即ち、演算手段３９は信号Ａ〜Ｈに関する四則演算を行うための構成を有しており、分割線に応じて区分けされる各検出領域からの信号をもとに演算処理を行ってプッシュプル信号を得る役目を有する。
【００７６】
選択部３７は、ウィンドゥコンパレータ３６からの信号に応じて、上記した３つの演算結果のうち、いずれか一つを選択して、後段のアドレスデコーダ３８に送出する。即ち、ウィンドゥコンパレータ３６からの信号により、光スポットＳが中立位置にあるか、あるいは該位置に近いところに来ていることが検出された場合には、「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」を選択する。また、ウィンドゥコンパレータ３６からの信号により、光スポットＳが中立位置よりも図の下側にシフト（変位）したところに来ていることが検出された場合には、「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ）」を選択し、これとは逆に、光スポットＳが中立位置よりも図の上側にシフトしたところに来ていることが検出された場合には、「（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）」を選択する。
【００７７】
アドレスデコーダ３８は、選択部３７からの信号（プッシュプル信号）を受けて、該信号に埋め込まれたアドレス情報を抽出して再生する手段（アドレス再生手段）である。
【００７８】
トラッキングエラー信号については、受光素子３２、３３の各検出領域により得られる差信号を足し合わせて、その加算結果を、上記減算器３５の出力から差し引くことで得られる。つまり、受光素子３２の検出領域ＥとＦによるそれぞれの信号が減算器４０に送られて差信号「Ｅ−Ｆ」が得られ、また、受光素子３３の検出領域ＧとＨによるそれぞれの信号が減算器４１に送られて差信号「Ｇ−Ｈ」が得られる。そして、減算器４０、４１の出力が加算器４２に送られて足し合わされた後、加算結果が減算器４３に送られる。
【００７９】
この減算器４３には、減算器３５からの演算結果「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」が供給され、これから加算器４２による加算結果が引き算されて、「［（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）］−［（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）］」がトラッキングエラー信号として得られることになる。
【００８０】
また、フォーカスエラー信号については、受光素子３１における各検出領域の信号を元に、演算結果「（Ａ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｌ）−（Ｂ＋Ｄ＋Ｋ＋Ｍ）」として得られる。これは、分割線α２及びβにより４つに区分される領域のうち、対角的な位置関係をもつ領域同士による信号を足し算するとともに、各加算結果の間で減算して得られる。つまり、受光面上で分割線α２及びβを位置座標軸と見立てた場合に、第２象限に位置する検出領域Ａ、Ｊと、第４象限に位置する検出領域Ｃ、Ｌとを組にしてそれらの信号について加算した演算結果（「Ａ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｌ」）を得るとともに、第１象限に位置する検出領域Ｄ、Ｍと、第３象限に位置する検出領域Ｂ、Ｋとを組にしてそれらの信号を加算した演算結果「（Ｂ＋Ｄ＋Ｋ＋Ｍ）」を得た上で、両者間で減算すれば良い（算出のための構成は演算式から明らかであるため、図示は省略する。）。
【００８１】
以上のように、本例では、３スポット法への適用において、戻り光のスポット位置に応じた複数の演算結果を求めるとともに、該スポット位置に応じて変更される分割線に応じて複数の演算結果の中から１つを選択して、これをプッシュプル信号として採用する。選択されたプッシュプル信号において不要なＲＦ成分が低減されるので、該信号に埋め込まれたアドレス情報を容易に検出することができる。
【００８２】
従って、ディスク（例えば、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＲ等）を用いた記録再生装置への適用において、案内溝に係るウォブルとして記録されているアドレス情報を確実に検出することができ、しかも、該検出を簡易に行うことができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１、４、８に係る発明によれば、分割型受光素子上での戻り光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することにより、プッシュプル信号における同相成分を除去し又は十分に低減することができる。従って、プッシュプル信号に含まれる情報を確実に再生することができ、しかも、そのために構成や処理が著しく複雑化することがない。
【００８４】
請求項２、５に係る発明によれば、受光面上での戻り光スポットの位置に応じて決定される分割線を基準として、プッシュプル信号の生成に必要な演算を行うことができ、プッシュプル信号における不要成分を低減することができる。
【００８５】
請求項３、６に係る発明によれば、受光素子の受光面における戻り光スポットの位置的な偏りを容易に検出することができる。
【００８６】
請求項７、９、１０に係る発明によれば、アドレス情報の検出及び再生を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学式記録媒体を用いた情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】光学式読取装置の構成例を示す図である。
【図３】図４とともに本発明に係る検出原理の説明図であり、本図は受光面上での光スポット位置と分割線の関係を示す図である。
【図４】分割線位置の変更に応じたプッシュプル信号の演算処理について説明するための図である。
【図５】分割線決定のための検出処理について説明するための図である。
【図６】受光面上での光スポット位置を３段階に亘って検出する場合の説明図である。
【図７】光スポット位置の検出に用いる基準値の設定について説明するために、トラッキングサーボなしの場合に得られるプッシュプル信号を例示した波形図である。
【図８】本発明に係る検出手段の構成例を示す図である。
【図９】ウォブリングの様子を示す概念図である。
【図１０】ランドプリピット（ＬＰＰ）を示す概念図である。
【図１１】２分割型ディテクタによるプッシュプル信号の生成法を示す説明図である。
【図１２】戻り光のスポット位置の偏りに起因する弊害について説明するための図である。
【符号の説明】
１…情報処理装置、２…光学式記録媒体、５…光学式読取装置、１９…照射手段、２０…受光素子、２１…受光面、２１Ａ〜Ｄ…検出領域、２２、２３、２４…分割線、２６…分割線決定手段、３０…検出手段、３１…受光素子、３９…演算手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式記録媒体を用いた装置において、プッシュプル法に係る問題（分割型受光素子の中心と戻り光スポットの中心とが一致しない場合に発生するＤＣオフセット）を解決するために、複数の分割線によって細分化された受光面を有する分割型受光素子を用いるとともに、該受光面上での光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することでプッシュプル信号生成時の同相成分除去及び該プッシュプル信号に埋め込まれたアドレス情報の検出を良好に行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の光学式記録媒体を用いた記録再生装置が知られており、例えば、情報の書き込みが可能なＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＲ等の光ディスクでは案内溝を蛇行させること（ウォブリング）により、アドレス情報がディスクに記録されている（つまり、アドレス信号に基く光変調により記録されるアドレス情報がグルーブのウォブルとして埋め込まれている。）。
【０００３】
図９は、ディスク上でのウォブリングの様子を概念的に示したものであり、波状のランド（Ｌａｎｄ）とグルーブ（Ｇｒｏｏｖｅ）がディスク半径方向において交互に配置された構成を備えている。
【０００４】
また、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷでは、図１０に示すように、ランドプリピット（ＬＰＰ）がアドレス情報を表している。
【０００５】
いずれのフォーマットでも案内溝のウォブリングが行われており、ウォブル検出による情報は、例えば、ディスクの回転サーボ（ＣＬＶサーボ）制御や、記録クロックのＰＬＬ（位相同期ループ）同期引き込み、速度成分検出等に用いられる。
【０００６】
アドレス情報を取り出すには、ウォブル検出においてプッシュプル（ＰＰ）信号が用いられている。
【０００７】
ここで、「プッシュプル信号」とは、分割型ディテクタにより検出される光量差信号（所謂ラジアルプッシュプル信号）である。つまり、図１１に示すように、光ディスクに照射された光が該ディスクの記録層で反射され、その戻り光のスポットＳが２分割型ディテクタＰＤで受光される。ディテクタＰＤは、その中央に引いた１本の分割線ａで２分されており、その一方の受光部（Ａ部）による受光信号と、他方の受光部（Ｂ部）による受光信号の差が、減算部ｂで算出されることにより信号中のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）成分が取り除かれて（同相成分の除去）、プッシュプル信号が得られる。
【０００８】
尚、アドレス情報を含む信号（アドレス信号）の検出については、ディスクへのデータ記録前に比してデータ記録後の方が難しくなるが、これはピット（記録マーク）による外乱の影響が入るためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の構成では、プッシュプル信号に基くアドレス検出に関して下記に示す問題が挙げられる（図１２参照）。
【００１０】
上記した同相成分除去については、戻り光のスポットＳが２分割型ディテクタＰＤのちょうど中央に位置していることが前提とされる（図１２（Ｂ）参照）。従って、光スポットが２分割型ディテクタの中央から片側にずれた位置に来る場合、例えば、図１２（Ａ）のようにスポットＳがディテクタのＢ部側に寄ったところに位置したり、あるいは、図１２（Ｃ）のように、スポットＳがディテクタのＡ部側に寄ったところに位置する場合には、同相成分の除去が不十分となる。
【００１１】
偏芯等に伴う対物レンズの移動により、２分割型ディテクタ上での光スポットに位置的な偏りが生じると、それぞれの受光量に対応する信号のバランスが崩れてしまうために、信号中のＲＦ成分を十分に取り除くことができなくなる。その結果、記録後のアドレス情報を取得することが困難になったり、あるいは検出のための回路構成が複雑化してしまうといった不都合が生じる。
【００１２】
そこで、本発明は、光学式記録媒体に記録されている情報（アドレス情報を含む。）の再生を確実にかつ容易に行うことを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、光学式記録媒体からの戻り光の検出手段を構成する受光素子が、複数の平行な分割線によって区分された検出領域を備えており、受光素子の受光面における戻り光のスポットの位置に応じて、検出基準を変更する。即ち、検出基準となる分割線の位置を、スポット位置の偏りに応じて変更し、該分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差を求めてプッシュプル信号を得るようにしたものである。
【００１４】
従って、本発明によれば、分割型受光素子上での戻り光スポットに位置的な偏りが生じた場合でも、該光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することにより、分割線により区分される検出領域に応じて２つの受光信号の差を求めて、同相成分を除去することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、光学式記録媒体への光照射を利用した光学式読取装置や、光学式記録媒体を用いた情報処理装置（記録再生装置等）及び情報再生方法に関するものである。そして、本発明では、光学式記録媒体からの戻り光を検出してプッシュプル（Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ）信号を得ることが前提とされ、例えば、プッシュプル信号に埋め込まれたアドレス情報を再生するに当たって、該アドレス情報がウォブル情報として記録された光学式記録媒体への適用において好適である。
【００１６】
図１は、本発明に係る基本構成を示すものであり、光ディスク記録再生装置の構成例を示したものである。
【００１７】
情報処理装置１において使用される光学式記録媒体２には、ユーザデータを含む各種の情報が記録されており、該情報はレーザ光照射を利用して読み出される。
【００１８】
尚、本発明では、光学式記録媒体に関してその記録形態や記録媒質、形状等の如何を問わないが、以下では、ディスク状記録媒体（以下、単に「ディスク」という。）について説明する。このディスクには、アドレス信号がグルーブのウォブル（蛇行）の情報として記録されている。
【００１９】
光学式記録媒体２は、駆動源３であるスピンドルモータによって回転され、該スピンドルモータはサーボ制御回路４からの信号により駆動制御される。
【００２０】
光学式読取装置５は、光ピックアップ（あるいは光学ヘッド）５ａを用いて構成され、該光ピックアップはサーボ制御回路４によって動作制御が行われる（対物レンズの駆動に係るトラッキングサーボ制御やフォーカスサーボ制御、あるいは視野位置変更のためのスレッド制御等）。
【００２１】
光ピックアップ５ａによる読み取り信号は、マトリックスアンプ６に送られ、ここで、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、プッシュプル信号、情報信号（あるいは情報再生信号）が得られる。トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号は、サーボ制御回路４に供給され、光ピックアップ５ａの対物レンズに係る焦点位置合わせ制御やトラッキング制御に用いられる。また、プッシュプル信号は、後述の分割型ディテクタによる光量差の信号であり、後述の復調処理部に送られて、アドレス情報の検出に用いられる。つまり、アドレス情報は、グルーブのウォブルとしてディスクに記録されているので、プッシュプル信号から検出することができる。
【００２２】
信号処理部７は、復調処理部８と変調処理部９を備えている。
【００２３】
マトリックスアンプ６で得られる上記情報信号は復調処理部８に供給されて、ユーザデータとして復号される。つまり、復調処理部８は復号回路やＥＣＣ（誤り訂正符号）回路等を備えており、復号により記録前のデータに戻して符号誤りの訂正した上でデータを出力する。
【００２４】
データの記録時には、入力されたユーザデータが変調処理部９に送られる。ここでは、ＥＣＣ回路により誤り訂正符号がデータに付加され、さらに変調回路によりデータ記録に必要な変調が行われる。そして、変調処理部９の出力信号がマトリックスアンプ６に送られてディスクへの記録処理が行われる。
【００２５】
尚、図示は省略するが、ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリ等から構成される制御手段が設けられていることは勿論である。
【００２６】
図２は、光学式読取装置について、検出回路部を除いた要部の構成例１０を概略的に示したものである。
【００２７】
光学系１１の構成部品として、対物レンズ１２とコリメータ（レンズ）１３、ビームスプリッタ１４、グレーティング１５、調整レンズ１６が配置されている。
【００２８】
発光源１７にはレーザダイオード（ＬＤ）が用いられており、該レーザダイオードから出射されたレーザ光は、グレーティング１５を透過してビームスプリッタ１４での反射後に、コリメータ１３で平行光線となり、対物レンズ１２を透過して光学式記録媒体２に照射される。
【００２９】
受光手段（フォトディテクタ）１８は、光学式記録媒体２からの戻り光について信号検出（記録情報を示す信号の他、各種エラー信号の検出を含む。）のために設けられている。この受光手段１８には分割型の受光素子が用いられ（その詳細は後述する。）、プッシュプル信号を得るための検出手段を構成している。光学式記録媒体２からの戻り光は、対物レンズ１２、コリメータ１３、ビームスプリッタ１４、調整レンズ１６を透過して受光手段１８に到達し、ここで光電変換される。
【００３０】
対物レンズ１２、コリメータ１３を含む光学系１１は、発光源１７とともに光学式記録媒体２への光照射を行うための照射手段１９を構成する。
【００３１】
尚、図には、発光源１７と受光手段１８を別個の素子部品としてそれぞれ構成した例を示したが、発光源と受光手段を含む送受光手段として、光集積型素子を用いた構成を採用しても良いことは勿論である。
【００３２】
本発明では、受光素子の受光面上で戻り光スポットが移動（あるいは変位）した場合でも、プッシュプル信号の生成における同相成分除去を十分に行えるようにすることを目的とし、前記した弊害（所謂ＤＣオフセットの発生）を防止するものである。
【００３３】
図３及び図４は、プッシュプル信号に係る検出原理について説明するための図である。
【００３４】
図３において、真中に示す（Ｂ）図は、円形状をした戻り光スポットＳの中心が受光素子２０の受光面２１の中心にほぼ一致した位置にある状況を示している。その左側に示す（Ａ）図は、戻り光スポットＳの中心が受光素子２０の受光面２１の中心よりも、やや下方に寄った位置に来ている状況を示し、また、（Ｂ）図の右側に示す（Ｃ）図は、戻り光スポットＳの中心が受光素子２０の受光面２１の中心よりも、やや上方に寄った位置に来ている状況を示している。
【００３５】
図１２との相違点は、受光素子２０の受光面２１に示す分割線（２２乃至２３参照。）が常に同じではなく、光スポットＳの位置に応じて異なる点である。
【００３６】
例えば、（Ｂ）図では、受光面２１が分割線２２によって２分されており、分割線２２が、図の左右方向に延びる受光面２１の中心線に一致している。これに対して、（Ａ）図では、受光面２１が分割線２３によって区分けされており、分割線２３が上記分割線２２よりも図の下方に位置している。また、（Ｃ）図では、受光面２１が分割線２４によって区分けされており、分割線２４が上記分割線２２よりも図の上方に位置している。このように、受光面上で光スポットが移動する方向に応じて分割線を変更すれば、光スポットの中心又はこれに近い位置に分割線を規定することが可能となるので、分割線によって２つに区分けされる各検出領域（あるいは受光領域）に応じた受光信号の差を求めて同相成分を取り除くことができる。
【００３７】
勿論、受光面上での光スポットの位置に応じて受光素子そのものを移動する方法も考えられるが、移動機構やその制御が必要となるので、本発明のように光スポットの位置に応じて、検出基準となる分割線を変更する方が簡単であり、コスト的にも有利である。
【００３８】
図４は、受光面上に３本の平行な分割線を設定した構成例を示しており、（Ａ）乃至（Ｃ）図は、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）図にそれぞれ対応する。
【００３９】
本例では、受光面２１が、その中央に位置する分割線２２と、該分割線２２の上下にそれぞれ位置する分割線２３、２４によって、４つの検出領域に区分されている。
【００４０】
受光面２１に関して、図４では、上から順に検出領域２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄに分かれており、本例では、各検出領域が分割線２２に関して対称的に配置されている。尚、分割線２２の直ぐ上下に位置する検出領域２１Ｂ、２１Ｃが、それらの周囲に位置する検出領域２１Ａや２１Ｄよりも幅狭とされている。
【００４１】
（Ｂ）図では、受光面２１のほぼ中央に光スポットＳの中心が位置しており、この場合には、分割線２２が検出基準として選択される。よって、分割線２２の上方に位置する検出領域２１Ａ及び２１Ｂによる検出信号（これを「Ａ＋Ｂ」と記す。）が減算器２５Ｂに送られる。また、分割線２２の下方に位置する検出領域２１Ｃ及び２１Ｄによる検出信号（これを「Ｃ＋Ｄ」と記す。）が減算器２５Ｂに送られる。よって、減算器２５Ｂでは、検出信号「Ａ＋Ｂ」と検出信号「Ｃ＋Ｄ」との差信号「Ａ＋Ｂ−（Ｃ＋Ｄ）」が求められ、プッシュプル信号（これを「ＰＰ１」と記す。）が得られる。
【００４２】
また、（Ａ）図では、受光面２１の中央よりも光スポットＳの中心が下方に位置しており、この場合には、分割線２３が検出基準として選択される。よって、分割線２３の上方に位置する検出領域２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃによる検出信号（これを「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と記す。）が減算器２５Ａに送られる。また、分割線２３の下方に位置する検出領域２１Ｄによる検出信号（これを「Ｄ」と記す。）が減算器２５Ａに送られる。よって、減算器２５Ａでは、検出信号「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と検出信号「Ｄ」との差信号「（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）−Ｄ」が求められ、プッシュプル信号（これを「ＰＰ３」と記す。）が得られる。
【００４３】
（Ｃ）図では、受光面２１の中央によりも光スポットＳの中心が上方に位置しており、この場合には、分割線２４が検出基準として選択される。よって、分割線２４の上方に位置する検出領域２１Ａによる検出信号（これを「Ａ」と記す。）が減算器２５Ｃに送られる。また、分割線２４の下方に位置する検出領域２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄによる検出信号（これを「Ｂ＋Ｃ＋Ｄ」と記す。）が減算器２５Ｃに送られる。よって、減算器２５Ｃでは、検出信号「Ａ」と検出信号「Ｂ＋Ｃ＋Ｄ」との差信号「Ａ−（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）」が求められ、プッシュプル信号（これを「ＰＰ２」と記す。）が得られる。
【００４４】
いずれの場合でも、光スポットのほぼ中央を通る分割線を基準とした区分領域による検出光量の差からプッシュプル信号を得ることができる。即ち、受光面における戻り光のスポットの位置に応じて、検出基準となる分割線の位置を変更することで、受光面上でのスポットの移動変位に対処できる。従って、変更された分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差を求めれば、得られたプッシュプル信号に不要な成分（ＲＦ成分）が殆ど残らないので、上記したアドレス情報の検出にとって有効である。
【００４５】
尚、複数の平行な分割線については、受光面上での光スポットの移動方向に対して直交するか又はほぼ直交する関係を有する（分割線が、光スポットの移動方向に対して平行な場合は、当然に除外される。）。また、本例では、３本の分割線を設定し、光スポットの移動に応じて各検出領域に係る検出信号の演算式を変えるているが、これはマトリックス処理で行われる。つまり、この処理は上記マトリックスアンプ６で行われるが、分割線を物理的に切り替えるのと同様の効果を演算処理により実現することができる。
【００４６】
また、受光面上での光スポットの位置によっては、分割線の位置が光スポットの中心からずれた位置関係になる場合が起き得るが、分割線の数を増やすことで容易に対処できる。即ち、分割線の数を増やせば増やす程、光スポット位置に応じた分割線の選択幅が広がるので、より品質の高い信号を得ることができる（３本の分割線でも十分に効果が得られるので、分割数を増やせばさらに効果的である。）が、処理の複雑化やコスト等を考慮して分割数を決定すべきである。
【００４７】
尚、分割線の間隔については、光スポットの移動範囲内に分割線を位置させる必要があることを考慮して適宜に決定すれば良い。
【００４８】
分割線の位置決定には、受光面上での光スポットの位置検出が必要である。つまり、図３（Ｂ）や図４（Ｂ）に示す光スポット位置（中立位置）を基準として、光スポットがどの向きにどの程度ずれているかを把握する必要がある。
【００４９】
上記した３本の分割線を設定する場合には、光スポットの中心部が受光面のほぼ真中又はこれに近い場所に位置しているのか、あるいは、その上方又は下方に変位しているのかを検出し、検出結果に応じて上記プッシュプル信号（ＰＰ１〜３）のいずれかを選択すれば良い。
【００５０】
図５は、受光面における戻り光のスポット位置に応じて、検出基準となる分割線を決定する分割線決定手段（あるいは分割線変更手段）２６の構成例を示したものである。
【００５１】
本例では、上記した分割線２２を基準として、図の上方に位置する検出領域２７Ｕ（図４では２１Ａ及び２１Ｂに相当する。）により得られる検出信号を減算器２８に送出し、分割線２２の下方に位置する検出領域２７Ｌ（図４では２１Ｃ及び２１Ｄに相当する。）により得られる検出信号を減算器２８に送出する。
【００５２】
減算器２８の出力信号（これを「ｓ２８」と記す。）は、レベル検出用のウィンドゥコンパレータ２９に送られて、その検出窓を規定する基準値（図６のＶ１、Ｖ２参照）と比較される。
【００５３】
図６はレベル比較について説明するための図であり、波状のグラフ曲線ｇは減算器２８で得られる差信号を表している。
【００５４】
基準値Ｖ１、Ｖ２はともにウィンドゥコンパレータ２９において設定されており、図ではＶ１を上限値、Ｖ２を下限値として示している。
【００５５】
グラフ曲線ｇ上の点Ｙで示すように、信号ｓ２８のレベルが基準値Ｖ１とＶ２との間に位置する場合には、光スポットＳの中心が受光面の中央に近い位置に来ていることを意味し、よって、プッシュプル信号として上記ＰＰ１を選べば良い。
【００５６】
グラフ曲線ｇ上の点Ｚで示すように、信号ｓ２８のレベルが基準値Ｖ２を下回っている場合には、図３（Ａ）や図４（Ａ）のように、光スポットＳの中心が受光面の中央よりも下方に寄った位置に来ていることを意味し、よって、プッシュプル信号として上記ＰＰ３を選べば良い。また、グラフ曲線ｇ上の点Ｘで示すように、信号ｓ２８のレベルが基準値Ｖ１を超えている場合には、図３（Ｃ）や図４（Ｃ）のように、光スポットＳの中心が受光面の中央よりも上方に寄った位置に来ていることを意味し、よって、プッシュプル信号として上記ＰＰ２を選べば良い。
【００５７】
このように、受光面の中心を通る分割線により区分される各検出領域から得られる信号の差信号を求めて、該信号を比較手段（ウィンドゥコンパレータ２９）により基準値と比較することで、受光面上における光スポットの移動（変位）を検出することができる。即ち、ウィンドゥコンパレータ２９は、減算器２８からの差信号の絶対値又は振幅に基いて、受光面上における戻り光スポットの位置的な偏りを検出する手段を構成している。尚、プッシュプル信号自体は位相検出により得られるが、受光面上の光スポット位置を検出するには、信号の絶対値又は振幅を用いることが好ましく、これによって、位置検出結果から容易に分割線を決定することができる。また、そのために複雑な回路構成を要しないという利点がある。
【００５８】
レベル比較に用いる上記基準値Ｖ１、Ｖ２を設定する場合には、例えば、下記に示す形態が挙げられる。
【００５９】
（１）予め決められた一定の基準値を設定する形態
（２）温度等の環境変化や経時変化に対処するために、基準値を変更したり更新する形態。
【００６０】
先ず、（１）では、製造時や出荷時に装置メーカー側で基準値を設定するとともに、その後は基本的に変更しないようにするか、あるいは、保守や修理の時に作業者が調整できるようにする等の形態が挙げられる。
【００６１】
また、（２）は、例えば、装置の起動時や温度センサー等の検出手段による検出情報に応じて基準値を定期的に変更したり、校正（キャリブレーション）を行う形態である。つまり、受光面上における光スポットの移動は、主に光ピックアップの温度変化や経時変化等の影響を受けるため、固定した基準値ではなく、基準値を動的に設定できるようにする（手動での調整や設定よりも自動調整や設定が望ましい。）。
【００６２】
図７は、対物レンズ駆動に係るトラッキング制御を働かせない場合に得られるプッシュプル信号の時間的な変化を例示したものである。
【００６３】
上記の基準値Ｖ１、Ｖ２を決める上で、その元になる値（光スポットの中立位置での信号値）については、図示のようなプッシュプル信号の平均値あるいは中央値を用いることができる。つまり、平均値検出から光スポットの中立位置を検出する方法と、信号のピーク値及びボトム値（あるいはそれらの平均値）を検出して中央値を求めて、これを光スポットの中立位置とする方法等が挙げられる。
【００６４】
尚、２つの基準値Ｖ１、Ｖ２は、光スポット位置の検出が３段階で行われる場合に設定されるものであり、該検出をＮ段階で行う場合には、勿論、Ｎ−１個の基準値を設定して、受光面上での光スポットの偏り状態を検出すれば良い。
【００６５】
図８は、光学式記録媒体からの戻り光を検出してプッシュプル信号を得るための検出手段３０の構成例を示したものである。尚、本例では、フォーカス検出方法にアスティグマ法（非点収差法）を用い、トラッキング検出方法として、３スポットにプッシュプル法を適用したＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ）法を採用している。
【００６６】
検出手段３０を構成する３つの受光素子３１、３２、３３は、それらの受光面がいずれも分割線によって区分けされた複数の検出領域を有する。
【００６７】
０次光スポットの検出に係る受光素子３１は、３本の平行な分割線α１、α２、α３と、これらに直交する１本の分割線βとによって８つの検出領域（Ａ〜Ｄ、Ｊ〜Ｍ）に区分されている。つまり、受光面が分割線α１及びα３によって図の上下方向においてほぼ均等に３分されるとともに、さらに分割線α１とα３との間の部分が分割線α２によって均等に２分されている。そして、図の左右方向においては、分割線βによって受光面が均等に２分されている。
【００６８】
尚、各検出領域の区分けは、下記に示す通りである。
【００６９】
・領域「Ａ」、「Ｄ」 → 分割線α１の上方に位置する領域
・領域「Ｂ」、「Ｃ」 → 分割線α３の下方に位置する領域
・領域「Ｊ」、「Ｍ」 → 分割線α１とα２との間に位置する領域
・領域「Ｋ」、「Ｌ」 → 分割線α２とα３との間に位置する領域
・領域「Ａ」、「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｂ」→ 分割線βの左側に位置する領域
・領域「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｌ」、「Ｃ」→ 分割線βの右側に位置する領域。
【００７０】
戻り光の回折スポットの検出に係る受光素子３２、３３は、いずれも２分割型とされ、それぞれの分割線に関して対称な構成を有している。
【００７１】
例えば、受光素子３２の受光面は、図の左右方向に延びる分割線α４によって均等に２分されており、該分割線α４の上側に検出領域「Ｅ」が位置され、該分割線α４の下側に検出領域「Ｆ」が位置されている。また、受光素子３３の受光面は、図の左右方向に延びる分割線α５によって均等に２分されており、該分割線α５の上側に検出領域「Ｇ」が位置され、該分割線α５の下側に検出領域「Ｈ」が位置されている。
【００７２】
先ず、受光素子３１に係る信号処理について説明すると、該素子には２つの加算器３４Ｕ、３４Ｌと減算器３５が設けられており、加算器については多入力１出力の構成とされている（以下では、検出領域Ａ〜Ｈに付した記号と同じ記号を用いて検出信号を区別する。）。
【００７３】
図において分割線α２の上側に位置する検出領域Ａ、Ｊ、Ｄ、Ｍによりそれぞれ得られる検出信号は、加算器３４Ｕに送られて足し算される。そして、その結果（これを「Ａ＋Ｊ＋Ｄ＋Ｍ」と記す。）が減算器３５に送られる。また、図において分割線α２の下側に位置する検出領域Ｋ、Ｂ、Ｌ、Ｃによりそれぞれ得られる検出信号は、加算器３４Ｌに送られて足し算される。そして、その結果（これを「Ｋ＋Ｂ＋Ｌ＋Ｃ」と記す。）が減算器３５に送られる。
【００７４】
減算器３５では、「Ａ＋Ｊ＋Ｄ＋Ｍ」から「Ｋ＋Ｂ＋Ｌ＋Ｃ」を差し引いた信号「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」が得られる（加算順序を問わないので、括弧内をアルファベット順に書き直してある。）。この信号は、上記ＰＰ１に相当するものであり、ウィンドゥコンパレータ３６や、後述の選択部（３７）、減算器（４３）に送られる。尚、ウィンドゥコンパレータ３６の役目は、前記したウィンドゥコンパレータ２９と同じであり、受光面上での光スポット位置を３段階に亘って検出して、スポット位置に応じて分割線を決めることである。
【００７５】
尚、光スポットＳが受光面上で中立位置から一方の側（図の下方）に寄った位置に来る場合の上記ＰＰ２に相当する演算結果を示す「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ）」や、光スポットＳが受光面上で中立位置から他方の側（図４の上方）に寄った位置に来る場合の上記ＰＰ３に相当する演算結果を示す「（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）」が算出されて、選択部３７にそれぞれ送られる。これらの演算は、前記した「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」に係る演算を含めて、演算手段３９で処理（マトリックス処理）される。即ち、演算手段３９は信号Ａ〜Ｈに関する四則演算を行うための構成を有しており、分割線に応じて区分けされる各検出領域からの信号をもとに演算処理を行ってプッシュプル信号を得る役目を有する。
【００７６】
選択部３７は、ウィンドゥコンパレータ３６からの信号に応じて、上記した３つの演算結果のうち、いずれか一つを選択して、後段のアドレスデコーダ３８に送出する。即ち、ウィンドゥコンパレータ３６からの信号により、光スポットＳが中立位置にあるか、あるいは該位置に近いところに来ていることが検出された場合には、「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」を選択する。また、ウィンドゥコンパレータ３６からの信号により、光スポットＳが中立位置よりも図の下側にシフト（変位）したところに来ていることが検出された場合には、「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ）」を選択し、これとは逆に、光スポットＳが中立位置よりも図の上側にシフトしたところに来ていることが検出された場合には、「（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｍ）」を選択する。
【００７７】
アドレスデコーダ３８は、選択部３７からの信号（プッシュプル信号）を受けて、該信号に埋め込まれたアドレス情報を抽出して再生する手段（アドレス再生手段）である。
【００７８】
トラッキングエラー信号については、受光素子３２、３３の各検出領域により得られる差信号を足し合わせて、その加算結果を、上記減算器３５の出力から差し引くことで得られる。つまり、受光素子３２の検出領域ＥとＦによるそれぞれの信号が減算器４０に送られて差信号「Ｅ−Ｆ」が得られ、また、受光素子３３の検出領域ＧとＨによるそれぞれの信号が減算器４１に送られて差信号「Ｇ−Ｈ」が得られる。そして、減算器４０、４１の出力が加算器４２に送られて足し合わされた後、加算結果が減算器４３に送られる。
【００７９】
この減算器４３には、減算器３５からの演算結果「（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）」が供給され、これから加算器４２による加算結果が引き算されて、「［（Ａ＋Ｄ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｋ＋Ｌ）］−［（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）］」がトラッキングエラー信号として得られることになる。
【００８０】
また、フォーカスエラー信号については、受光素子３１における各検出領域の信号を元に、演算結果「（Ａ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｌ）−（Ｂ＋Ｄ＋Ｋ＋Ｍ）」として得られる。これは、分割線α２及びβにより４つに区分される領域のうち、対角的な位置関係をもつ領域同士による信号を足し算するとともに、各加算結果の間で減算して得られる。つまり、受光面上で分割線α２及びβを位置座標軸と見立てた場合に、第２象限に位置する検出領域Ａ、Ｊと、第４象限に位置する検出領域Ｃ、Ｌとを組にしてそれらの信号について加算した演算結果（「Ａ＋Ｃ＋Ｊ＋Ｌ」）を得るとともに、第１象限に位置する検出領域Ｄ、Ｍと、第３象限に位置する検出領域Ｂ、Ｋとを組にしてそれらの信号を加算した演算結果「（Ｂ＋Ｄ＋Ｋ＋Ｍ）」を得た上で、両者間で減算すれば良い（算出のための構成は演算式から明らかであるため、図示は省略する。）。
【００８１】
以上のように、本例では、３スポット法への適用において、戻り光のスポット位置に応じた複数の演算結果を求めるとともに、該スポット位置に応じて変更される分割線に応じて複数の演算結果の中から１つを選択して、これをプッシュプル信号として採用する。選択されたプッシュプル信号において不要なＲＦ成分が低減されるので、該信号に埋め込まれたアドレス情報を容易に検出することができる。
【００８２】
従って、ディスク（例えば、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＲ等）を用いた記録再生装置への適用において、案内溝に係るウォブルとして記録されているアドレス情報を確実に検出することができ、しかも、該検出を簡易に行うことができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１、４、８に係る発明によれば、分割型受光素子上での戻り光スポットの位置に応じて分割線の位置を変更することにより、プッシュプル信号における同相成分を除去し又は十分に低減することができる。従って、プッシュプル信号に含まれる情報を確実に再生することができ、しかも、そのために構成や処理が著しく複雑化することがない。
【００８４】
請求項２、５に係る発明によれば、受光面上での戻り光スポットの位置に応じて決定される分割線を基準として、プッシュプル信号の生成に必要な演算を行うことができ、プッシュプル信号における不要成分を低減することができる。
【００８５】
請求項３、６に係る発明によれば、受光素子の受光面における戻り光スポットの位置的な偏りを容易に検出することができる。
【００８６】
請求項７、９、１０に係る発明によれば、アドレス情報の検出及び再生を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学式記録媒体を用いた情報処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】光学式読取装置の構成例を示す図である。
【図３】図４とともに本発明に係る検出原理の説明図であり、本図は受光面上での光スポット位置と分割線の関係を示す図である。
【図４】分割線位置の変更に応じたプッシュプル信号の演算処理について説明するための図である。
【図５】分割線決定のための検出処理について説明するための図である。
【図６】受光面上での光スポット位置を３段階に亘って検出する場合の説明図である。
【図７】光スポット位置の検出に用いる基準値の設定について説明するために、トラッキングサーボなしの場合に得られるプッシュプル信号を例示した波形図である。
【図８】本発明に係る検出手段の構成例を示す図である。
【図９】ウォブリングの様子を示す概念図である。
【図１０】ランドプリピット（ＬＰＰ）を示す概念図である。
【図１１】２分割型ディテクタによるプッシュプル信号の生成法を示す説明図である。
【図１２】戻り光のスポット位置の偏りに起因する弊害について説明するための図である。
【符号の説明】
１…情報処理装置、２…光学式記録媒体、５…光学式読取装置、１９…照射手段、２０…受光素子、２１…受光面、２１Ａ〜Ｄ…検出領域、２２、２３、２４…分割線、２６…分割線決定手段、３０…検出手段、３１…受光素子、３９…演算手段
Claims (10)
- 光学式記録媒体への光照射を行うための照射手段と、該光学式記録媒体からの戻り光を検出してプッシュプル信号を得るための検出手段を備えた光学式読取装置において、
上記検出手段を構成する受光素子が、複数の平行な分割線によって区分された検出領域を備えており、
上記受光素子の受光面における上記戻り光のスポットの位置に応じて、上記分割線の位置が決定されるとともに、該分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差から上記プッシュプル信号が得られるようにした
ことを特徴とする光学式読取装置。 - 請求項１に記載の光学式読取装置において、
上記受光素子の受光面における上記戻り光のスポットの位置に応じて、検出基準となる上記分割線を決定する分割線決定手段と、
上記分割線に応じて区分けされる各検出領域からそれぞれ得られる信号をもとに演算処理を行って上記プッシュプル信号を得る演算手段とを備えている
ことを特徴とする光学式読取装置。 - 請求項２に記載の光学式読取装置において、
上記分割線決定手段が、上記受光素子の受光面においてその中心線を分割線として区分けされる２つの検出領域から得られる検出信号の差信号を求めるとともに、該差信号の絶対値又は振幅に基いて、上記受光面における上記戻り光のスポットについてその位置の偏りを検出する
ことを特徴とする光学式読取装置。 - 光学式記録媒体への光照射を利用して情報を読み出して処理する、光学式記録媒体を用いた情報処理装置において、
上記光学式記録媒体への光照射を行うための照射手段と、該光学式記録媒体からの戻り光を検出してプッシュプル信号を得るための検出手段を備えるとともに、該検出手段を構成する受光素子が、複数の平行な分割線によって区分された検出領域を有しており、
上記受光素子の受光面における上記戻り光のスポットの位置に応じて、上記分割線の位置が決定されるとともに、該分割線によって２つに区分けされる各検出領域に応じた受光信号の差を求めることで上記プッシュプル信号が得られるようにした
ことを特徴とする光学式記録媒体を用いた情報処理装置。 - 請求項４に記載の光学式記録媒体を用いた情報処理装置において、
上記受光素子の受光面における上記戻り光のスポットの位置を検出して、検出基準となる上記分割線を決定する分割線決定手段と、
上記分割線に応じて区分けされる各検出領域からそれぞれ得られる信号をもとに演算処理を行って上記プッシュプル信号を得る演算手段とを備えている
ことを特徴とする光学式記録媒体を用いた情報処理装置。 - 請求項５に記載の光学式記録媒体を用いた情報処理装置において、
上記分割線決定手段が、上記受光素子の受光面においてその中心線を分割線として区分けされる２つの検出領域から得られる検出信号の差信号を求めるとともに、該差信号の絶対値又は振幅に基いて、上記受光面における上記戻り光のスポットについてその位置の偏りを検出する
ことを特徴とする光学式記録媒体を用いた情報処理装置。 - 請求項４に記載の光学式記録媒体を用いた情報処理装置において、
上記プッシュプル信号に埋め込まれたアドレス情報を再生する
ことを特徴とする光学式記録媒体を用いた情報処理装置。 - 光学式記録媒体への光照射を行い、該光学式記録媒体からの戻り光を検出してプッシュプル信号を得て情報を再生する情報再生方法において、
上記戻り光の検出に係る受光素子の受光面について、複数の平行な分割線を設定して複数の検出領域に区分けしておき、
上記受光面における上記戻り光のスポットの位置に応じて、検出基準となる上記分割線の位置を変更し、該分割線によって２つに区分けされる各検出領域による受光信号について両者の差を求めて上記プッシュプル信号を得る
ことを特徴とする情報再生方法。 - 請求項８に記載した情報再生方法において、
上記プッシュプル信号に埋め込まれたアドレス情報を再生する
ことを特徴とする情報再生方法。 - 請求項９に記載した情報再生方法において、
上記アドレス情報が上記光学式記録媒体に記録されたウォブル情報である
ことを特徴とする情報再生方法。
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Legal Events
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