JP2005243073A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ディスクの情報記録領域に対する情報再生であってもトラッキング誤差信号にオフセットが残留しない情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】 光ピックアップ４０は、光ディスク１０に対して情報を記録再生する。対物レンズシフト検出回路５０は、４分割ディテクタＰＤから出力される信号を受けて、対物レンズ４５のシフト量に比例した検出結果を出力する。トラッキングエラー信号生成回路６０は、４分割ディテクタＰＤから出力される信号を受けて、プッシュプル信号を生成する。また、トラッキングエラー信号生成回路６０は、対物レンズシフト検出回路５０からの出力信号を受けて、対物レンズシフトによるオフセットを除去したトラッキングエラー信号を生成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、情報記録再生装置に関し、より特定的には、記録媒体を光学的に走査して情報を記録再生する情報記録再生装置に関する。

情報記録再生装置は、一般に、ディスク上に形成された案内溝に光ピックアップから出射されるビームスポットを追従させるトラッキングサーボを行ないながら、その案内溝へ情報の記録および再生を行なう。

このようなトラッキングサーボ制御、特に光磁気ディスクに対するトラッキングサーボ制御を実施する技術が、特許文献１に開示されている。以下では、特許文献１に開示された技術について、図面を用いて説明する。ただし、特許文献１には無い図面も一部用いている。また、特許文献１と図面等の記載の仕方が異なる場合もある。

図９は、光磁気ディスク１１０の一部を拡大した際の表面形状を模式的に表わした模式図である。

図９を参照して、光磁気ディスク１１０は、円盤方向に蛇行状に形成される案内溝（グルーブ）１１１と、案内溝１１１に沿って情報が記録されるマーク１１２とを含む。案内溝１１１が蛇行状に形成されていることを「ウォブル」と称する。これに関連して、案内溝１１１における蛇行形状の周波数をウォブル周波数と称し、蛇行形状の振幅をウォブル振幅と称する。

図１０は、光磁気ディスク１１０に記録された情報を再生する光磁気ディスク再生装置１００の一部構成を示した概略構成図である。

図１０を参照して、光磁気ディスク再生装置１００は、スピンドルモータ１２０と、光ピックアップ１４０と、フォーカスサーボ制御回路１８０と、トラッキングサーボ制御回路２００とを備える。

スピンドルモータ１２０は、光磁気ディスク１１０を回転駆動する。光ピックアップ１４０は、レーザ光源１４１と、ビームスプリッタ１４２と、対物レンズ１４３と、コイル１４４と、４分割ディテクタＰＤ１，ＰＤ２とを含み、光磁気ディスク１１０の記録面上の情報を再生する。

レーザ光源１４１から出射された光は、ビームスプリッタ１４２において反射され、対物レンズ１４３によって光磁気ディスク１１０上に集光される。光磁気ディスク１１０上に集光された光は、反射されてビームスプリッタ１４２を透過し、４分割ディテクタＰＤ１，ＰＤ２にそれぞれ受光される。

フォーカスサーボ制御回路１８０は、４分割ディテクタＰＤ１，ＰＤ２から出力される信号を受けて、４分割ディテクタＰＤ１，ＰＤ２に入射される光量が互いに等しくなるようにフォーカスサーボ制御を行なう。トラッキングサーボ制御回路２００は、４分割ディテクタＰＤ１から出力される信号を受けて、トラッキングサーボ制御を行なう。フォーカスサーボ制御回路１８０およびトラッキングサーボ制御回路２００の出力制御信号は、光ピックアップ１４０のコイル１４４にフィードバックされる。これにより、コイル１４４へ電流が流れて、対物レンズ１４３の位置調整が行なわれる。なお、トラッキングサーボ制御回路２００については、後に詳しく説明する。

図１１は、４分割ディテクタＰＤ１の具体的な形状、およびそこに入射される光磁気ディスク１１０からの反射光のビーム形状（破線）を示した図である。

図１１に示すように、４分割ディテクタＰＤ１は、４つのディテクタ部ＰＤ１ａ〜ＰＤ１ｄに分割されている。４分割ディテクタＰＤ１は、案内溝中心線ＣＬがディテクタ部ＰＤ１ｂとディテクタ部ＰＤ１ｃとの間に位置するように配置されている。案内溝中心線ＣＬをはさんで、左側のディテクタ部ＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂを左側ディテクタ部ＰＤＬと称し、右側のディテクタ部ＰＤ１ｃ，ＰＤ１ｄを右側ディテクタ部ＰＤＲと称する。また、左側ディテクタ部ＰＤＬからの出力信号を左側ディテクタ信号ＰＤＬと称し、右側ディテクタ部ＰＤＲからの出力信号を右側ディテクタ信号ＰＤＲと称する。

図１２は、トラッキングサーボ制御回路２００の具体的なブロック構成を示したブロック構成図である。

図１２を参照して、トラッキングサーボ制御回路２００は、入力端子２０１，２０２と、振幅検出器２０３，２０４，２０９と、差動演算器２０５，２０６，２１２と、加算器２０７と、除算器２０８，２１０と、ゲイン調整器２１１と、出力端子２１３とを含む。

振幅検出器２０３は、入力端子２０１から入力される右側ディテクタ信号ＰＤＲを受けて、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＲ）を検出する。振幅検出器２０４は、入力端子２０２から入力される左側ディテクタ信号ＰＤＬを受けて、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＬ）を検出する。差動演算器２０５は、右側ウォブル振幅の電圧値Ｗ（ＰＤＲ）と左側ウォブル振幅の電圧値Ｗ（ＰＤＬ）との差動演算を行ない、ウォブル差動電圧値Ｗ（ＰＤＲ）−Ｗ（ＰＤＬ）を出力する。

差動演算器２０６は、入力端子２０１から入力される右側ディテクタ信号ＰＤＲと入力端子２０２から入力される左側ディテクタ信号ＰＤＬとの差動演算を行ない、プッシュプル信号ＰＰ＝ＰＤＲ−ＰＤＬを出力する。振幅検出器２０９は、プッシュプル信号ＰＰを受けて、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＲ−ＰＤＬ）を検出する。

除算器２１０は、ウォブル差動電圧値Ｗ（ＰＤＲ）−Ｗ（ＰＤＬ）をプッシュプル信号ＰＰのウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲ−ＰＤＬ）で除算し、ウォブル電圧除算値（Ｗ（ＰＤＲ）−Ｗ（ＰＤＬ））／Ｗ（ＰＤＲ−ＰＤＬ）を出力する。ゲイン調整器２１１は、ウォブル電圧除算値（Ｗ（ＰＤＲ）−Ｗ（ＰＤＬ））／Ｗ（ＰＤＲ−ＰＤＬ）のゲインｋを調整する。

加算器２０７は、入力端子２０１から入力される右側ディテクタ信号ＰＤＲと入力端子２０２から入力される左側ディテクタ信号ＰＤＬとを加算し、トータル信号Ｉｇ＝ＰＤＲ＋ＰＤＬを出力する。除算器２０８は、プッシュプル信号ＰＰをトータル信号Ｉｇで除算し、除算信号ＰＰ／Ｉｇ＝（ＰＤＲ−ＰＤＬ）／（ＰＤＲ＋ＰＤＬ）を出力する。

差動演算器２１２は、ウォブル電圧除算値（Ｗ（ＰＤＲ）−Ｗ（ＰＤＬ））／Ｗ（ＰＤＲ−ＰＤＬ）と除算信号ＰＰ／Ｉｇとの差動演算を行ない、その演算結果をトラッキング誤差信号として出力端子２１３から出力する。なお、ゲイン調整器２１１で調整されるゲインｋは、対物レンズシフトによってトラッキング誤差信号に発生するオフセットを除去するように調整される。
特開平８−１４７７２３号公報

図１３は、図１２のトラッキングサーボ制御回路２００の入力端子２０１，２０２に入力されるディテクタ信号の波形を示した波形図である。

図１３（ａ）は、図１０の光磁気ディスク１１０における情報未記録領域を再生した際の右側ディテクタ部ＰＤＲからの出力信号ＰＤＲＵの波形と、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＲＵ）を示す。図１３（ｂ）は、図１０の光磁気ディスク１１０における情報未記録領域を再生した際の左側ディテクタ部ＰＤＬからの出力信号ＰＤＬＵの波形と、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＬＵ）を示す。

図１３（ｃ）は、図１０の光磁気ディスク１１０における情報記録領域を再生した際の右側ディテクタ部ＰＤＲからの出力信号ＰＤＲＫの波形と、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＲＫ）を示す。図１３（ｄ）は、図１０の光磁気ディスク１１０における情報記録領域を再生した際の左側ディテクタ部ＰＤＬからの出力信号ＰＤＬＫの波形と、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＬＫ）を示す。

図１３に示すように、図１３（ａ）の未記録ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲＵ）と図１３（ｂ）の未記録ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＬＵ）とを比較すると、ほぼ同じウォブル振幅電圧値であることが分かる。同様に、図１３（ｃ）の記録ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲＫ）と図１３（ｄ）の記録ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＬＫ）とを比較すると、やはり、ほぼ同じウォブル振幅電圧値であることが分かる。

これは、図１０の光磁気ディスク１１０上に記録された情報が、レーザ光の偏光方向の変化として現れ、光量の変化としては現れないことに起因する。すなわち、図１０の４分割ディテクタＰＤ１へ入射される光量は、情報信号を表わすマークの有無によって変化しない。このため、図１０の光磁気ディスク１１０上に記録された情報を再生する場合、情報信号の有無によらず、ウォブル振幅を正確に検出することが可能である。

しかしながら、図１０の光磁気ディスク１１０が、仮に、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ（ＤＶＤ：Digital Versatile Disk）のように、記録情報が光量の変化として現れる光ディスクであった場合には状況が異なる。この場合、情報信号の有無によりウォブル振幅を正確に検出できないという問題点が生じる。これについて、次の図１４を用いて説明する。

図１４は、図１０の光磁気ディスク１１０が、記録情報が光量の変化として現れる光ディスクであった場合におけるディテクタ信号の波形を示した波形図である。

図１４では、情報信号が光量の変化として現れる光ディスクとしてＤＶＤ−Ｒを例に説明する。また、図１３との比較を明確にするため、光量検出器として図１１の４分割ディテクタＰＤ１を用いたものとして説明する。

図１４（ａ）は、ＤＶＤ−Ｒにおける情報未記録領域を再生した際の右側ディテクタ部ＰＤＲからの出力信号ＰＤＲＵ１の波形と、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＲＵ１）を示す。図１４（ｂ）は、ＤＶＤ−Ｒにおける情報記録領域を再生した際の右側ディテクタ部ＰＤＲからの出力信号ＰＤＲＫの波形と、そのウォブル振幅に対応する電圧値Ｗ（ＰＤＲＫ１）を示す。

通常、ＤＶＤ−Ｒに記録された情報を再生した場合、ランド部に存在するプリピットからの再生信号（以下、ＬＰＰ信号と称する）が観測される。しかしながら、ＬＰＰ信号は、ウォブル周波数を通過させるフィルタ処理によって容易に除去することが可能である。そのため、ここでは、出力信号ＰＤＲＵ１，ＰＤＲＫ１に対して、すでに当該フィルタ処理が施されているものとして扱う。

図１４に示すように、図１４（ｂ）の記録ディテクタ信号ＰＤＲＫ１の波形には情報信号成分が混入している。このように、ＤＶＤ−Ｒのような光ディスクの再生においては、一般に、光ディスク上の情報信号が光量の変化として現れる。そのため、光量検出器（４分割ディテクタＰＤ１）の出力信号に対する情報信号成分の混入は避けられない。

そのため、従来の光ディスク再生装置では、情報信号成分の混入した未記録ディテクタ信号からウォブル振幅を抽出する際には、振幅検出器の前段に低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと略す）または帯域通過フィルタ（以下、ＢＰＦと略す）などのフィルタを挿入する。これによって、情報信号およびＬＰＰ信号などを減衰させた後、ウォブル振幅の検出を行なう。

図１４（ａ）の未記録ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲＵ１）は、情報信号成分を上記フィルタ処理によって減衰させた後の未記録ディテクタ信号ＰＤＲＵ１に対するウォブル振幅検出結果である。図１４（ｂ）の記録ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲＫ１）は、情報信号成分を上記フィルタ処理によって減衰させた後の記録ディテクタ信号ＰＤＲＫ１に対するウォブル振幅検出結果である。

図１４（ａ）に示すように、ＤＶＤ−Ｒの情報未記録領域では、情報信号成分の混入がないので、ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲＵ１）を正確に検出することが可能である。これに対し、ＤＶＤ−Ｒの情報記録領域では、ウォブル周波数と情報信号周波数とが近接している。そのため、上記フィルタ処理だけでは、情報信号成分を十分減衰させることが困難である。その結果、図１４（ｂ）に示すように、ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲＫ１）には情報信号成分が残留する。

このように、ウォブル振幅を検出する振幅検出器は、上記フィルタ処理後に残留する情報信号成分の影響で、誤った記録ウォブル振幅電圧値Ｗ（ＰＤＲＫ１）を検出する可能性がある。そのため、光ディスクの情報記録領域に対する記録情報の再生では、ウォブル振幅検出結果を用いて算出されたトラッキング誤差信号にオフセットが残留するという問題点があった。

それゆえに、この発明の目的は、光ディスクの情報記録領域に対する情報再生であってもトラッキング誤差信号にオフセットが残留しない情報記録再生装置を提供することである。

この発明は、記録媒体を光学的に走査して情報を記録再生する情報記録再生装置であって、光源と、光源から出射される光を記録媒体上に集光する対物レンズと、記録媒体から反射した光を受光する受光素子とを含む光ピックアップ部と、受光素子の案内溝中心線を挟む第１および第２の受光部からそれぞれ出力される第１および第２の受光信号を受けて、対物レンズのシフト量に比例した正規化信号を出力する対物レンズシフト検出回路と、受光素子からの出力信号を受けてプッシュプル信号を生成するとともに、正規化信号を受けて対物レンズのシフトによるオフセットを除去したトラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー信号生成回路とを備える。対物レンズシフト検出回路は、第１および第２の受光信号を受けて、それぞれの帯域制限およびゲイン調整をおこなう第１および第２のフィルタと、第１および第２のフィルタからの出力信号をアナログ信号からディジタル信号にそれぞれ変換する第１および第２の変換器と、第１および第２の変換器からの出力信号を受けて、第１および第２の受光信号の各周波数の振幅成分に対応した第１および第２の周波数解析信号をそれぞれ出力する第１および第２の周波数解析器と、第１および第２の周波数解析信号を受けて、第１および第２の受光信号に対応した第１および第２のウォブル振幅成分をそれぞれ抽出する第１および第２のレベル抽出器と、第１および第２のウォブル振幅成分を演算処理する演算部とを含む。

好ましくは、第１および第２の周波数解析器は、第１および第２の受光信号のウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを演算する。

好ましくは、第１および第２の周波数解析器は、第１および第２の受光信号のウォブル周波数の振幅成分のみを演算する。

好ましくは、第１および第２のレベル抽出器は、第１および第２の受光信号のウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを積分演算する。

好ましくは、第１および第２のレベル抽出器は、第１および第２の受光信号のウォブル周波数の周波数の振幅成分のみを積分演算する。

好ましくは、演算部は、第１および第２のウォブル振幅成分の差動演算を行なって、ウォブル振幅差動成分を出力する第１の差動演算器と、第１および第２のウォブル振幅成分の加算を行なって、ウォブル振幅加算成分を出力する第１の加算器と、ウォブル振幅差動成分をウォブル振幅加算成分で除算した正規化信号を出力する第１の除算器とを有する。

好ましくは、トラッキングエラー信号生成回路は、プッシュプル信号を正規化した正規化プッシュプル信号を出力するプッシュプル演算部と、正規化ブッシュプル信号とゲイン調整された正規化信号とを差動演算して、対物レンズのシフトによるオフセットが除去されたトラッキングエラー信号を出力する第２の差動演算器とを含む。

この発明によれば、光ディスクの情報記録領域に対する情報再生であってもトラッキング誤差信号にオフセットが残留しない。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、この発明の実施の形態による情報記録再生装置１の概略的な構成を示した概略構成図である。

図１を参照して、この発明の実施の形態による情報記録再生装置１は、光ディスク１０に情報を記録再生し、スピンドルモータ２０と、スピンドル制御回路３０と、光ピックアップ４０と、対物レンズシフト検出回路５０と、トラッキングエラー信号生成回路６０と、サーボブロック７０と、アクチュエータドライバ８０とを備える。

スピンドルモータ２０は、光ディスク１０を回転駆動する。スピンドル制御回路３０は、スピンドルモータ２０の駆動動作を制御する。光ピックアップ４０は、レーザ光源４１と、コリメータレンズ４２と、偏光ビームスプリッタ４３と、１／４波長板４４と、対物レンズ４５と、集光レンズ４６と、コイル４７と、４分割ディテクタＰＤとを含み、光ディスク１０に対して情報を記録再生する。

レーザ光源４１から出射された光は、コリメータレンズ４２によって平行光にされた後、偏光ビームスプリッタ４２において反射される。偏光ビームスプリッタ４２に反射された光は、１／４波長板４４において直線偏光から円偏光に変換された後、対物レンズ１４３によって光ディスク１０上に集光される。光ディスク１０上に集光された光は、反射された後、１／４波長板４４においてレーザ光源４１からの出射光と直交した直線偏光に変換される。１／４波長板４４において当該直線偏光に変換された光は、偏光ビームスプリッタ４２を透過し、集光レンズ４６によって４分割ディテクタＰＤに受光される。

対物レンズシフト検出回路５０は、４分割ディテクタＰＤから出力される信号を受けて、対物レンズ４５のシフト量に比例した検出結果を出力する。トラッキングエラー信号生成回路６０は、４分割ディテクタＰＤから出力される信号を受けて、プッシュプル信号を生成する。また、トラッキングエラー信号生成回路６０は、対物レンズシフト検出回路５０からの出力信号を受けて、対物レンズシフトによるオフセットを除去したトラッキングエラー信号を生成する。なお、対物レンズシフト検出回路５０およびトラッキングエラー信号生成回路６０の具体的なブロック構成については、後に詳しく説明する。

サーボブロック７０は、トラッキングエラー信号生成回路６０から出力されるトラッキングエラー信号を受けて、対物レンズシフトの位相補償およびサーボゲイン調整などを行なう。アクチュエータドライバ８０は、サーボブロック７０から出力される信号を受けて、光ピックアップ４０のコイル４７へ電流を通じ、対物レンズ４５の位置調整を行なう。

図２は、この発明の実施の形態による４分割ディテクタＰＤの具体的な形状を示した図である。

図２に示すように、４分割ディテクタＰＤは、４つのディテクタ部ＰＤａ〜ＰＤｄに分割されている。ディテクタ部ＰＤａ〜ＰＤｄからの出力信号を、それぞれディテクタ信号ＰＤａ〜ＰＤｄと称する。４分割ディテクタＰＤ上には、図１の光ディスク１０からの反射光が入射して、ボールパターン（破線）を形成している。このボールパターンは、対物レンズシフトにより、４分割ディテクタＰＤ上を移動する。これに応じて、ディテクタ信号ＰＤａ〜ＰＤｄにおけるウォブル信号成分は、それぞれ増減する。

４分割ディテクタＰＤは、案内溝中心線ＣＬがディテクタ部ＰＤｂとディテクタ部ＰＤｃとの間に位置するように配置されている。案内溝中心線ＣＬをはさんで、左側のディテクタ部ＰＤａ，ＰＤｂを左側ディテクタ部ＰＤＬと称し、右側のディテクタ部ＰＤｃ，ＰＤｄを右側ディテクタ部ＰＤＲと称する。この発明の実施の形態では、４つのディテクタ信号ＰＤａ〜ＰＤｄのうち、ディテクタ信号ＰＤａ，ＰＤｄを用いて、対物レンズシフトの検出を行なう。なお、ディテクタ信号ＰＤｂ，ＰＤｃを用いて対物レンズシフトの検出を行なうことも可能である。

図３は、この発明の実施の形態による対物レンズシフト検出回路５０の具体的なブロック構成を示したブロック構成図である。

図３を参照して、この発明の実施の形態による対物レンズシフト検出回路５０は、入力端子５１Ｒ，５１Ｌと、フィルタ５２Ｒ，５２Ｌと、Ａ／Ｄ変換器５３Ｒ，５３Ｌと、周波数変換器５４Ｒ，５４Ｌと、レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌと、差動演算器５６と、加算器５７と、除算器５８と、出力端子５９とを含む。

フィルタ５２Ｒは、入力端子５１Ｒから入力されるディテクタ信号ＰＤｄを受けて、帯域制限およびゲイン調整を行なう。フィルタ５２Ｌは、入力端子５１Ｌから入力されるディテクタ信号ＰＤａを受けて、帯域制限およびゲイン調整を行なう。フィルタ５２Ｒ，５２Ｌは、ディテクタ部ＰＤｄ，ＰＤａへそれぞれ入力されるウォブル信号を減衰させない周波数特性をもつＬＰＦまたはＢＰＦ等である。

Ａ／Ｄ変換器５３Ｒは、フィルタ５２Ｒの出力信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換する。Ａ／Ｄ変換器５３Ｌは、フィルタ５２Ｌの出力信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換する。Ａ／Ｄ変換器５３Ｒ，５３Ｌは、上記ウォブル信号の周波数よりも十分速いクロック信号を用いてＡ／Ｄ変換を行なう。

周波数解析器５４Ｒは、Ａ／Ｄ変換器５３Ｒから出力されるディジタル信号を受けて、ディテクタ信号ＰＤｄの各周波数の振幅成分に対応した周波数解析信号ＦＴ（ＰＤｄ）を出力する。周波数解析器５４Ｌは、Ａ／Ｄ変換器５３Ｌから出力されるディジタル信号を受けて、ディテクタ信号ＰＤａの各周波数の振幅成分に対応した周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａ）を出力する。周波数解析器５４Ｒ，５４Ｌの一例としては、ディジタル信号処理（以下、ＤＳＰと略す）による高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴと略す）器などがある。

なお、周波数解析器５４Ｒ，５４Ｌは、演算可能なすべての周波数にわたって周波数解析を実施する必要はない。周波数解析器５４Ｒ，５４Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを演算することにより、高速な周波数演算を実現することができる。さらに、ウォブル周波数が一定していて既知の場合、周波数解析器５４Ｒ，５４Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数の振幅成分のみを演算することにより、更なる高速演算を実現することができる。

レベル抽出器５５Ｒは、周波数解析器５４Ｒから出力される周波数解析信号ＦＴ（ＰＤｄ）を受けて、ディテクタ信号ＰＤｄのウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄ）を算出する。レベル抽出器５５Ｌは、周波数解析器５４Ｌから出力される周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａ）を受けて、ディテクタ信号ＰＤａのウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａ）を算出する。

なお、レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌは、演算可能なすべての周波数にわたってレベル抽出を実施する必要はない。レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを積分演算することにより、高速なレベル抽出を実現することができる。さらに、ウォブル周波数が一定していて既知の場合、レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数の振幅成分のみを積分演算することにより、更なる高速演算を実現することができる。

差動演算器５６は、ウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄ）とウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａ）との差動演算を行ない、ウォブル振幅差動成分ＬＶｓ＝ＬＶ（ＰＤｄ）−ＬＶ（ＰＤａ）を出力する。加算器５７は、ウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄ）とウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａ）とを加算し、ウォブル振幅加算成分ＬＶｔ＝ＬＶ（ＰＤｄ）＋ＬＶ（ＰＤａ）を出力する。除算器５８は、ウォブル振幅差動成分ＬＶｓをウォブル振幅加算成分ＬＶｔで除算し、正規化信号ＬＶｓ／ＬＶｔ＝（ＬＶ（ＰＤｄ）−ＬＶ（ＰＤａ））／（ＬＶ（ＰＤｄ）＋ＬＶ（ＰＤａ））を出力端子５９から出力する。正規化信号ＬＶｓ／ＬＶｔは、対物レンズシフトに比例した信号となっている。

図４は、図３の対物レンズシフト検出回路５０のフィルタ５２Ｌ，５２Ｒから出力されるフィルタ処理されたディテクタ信号の波形を示した波形図である。

図４（ａ）〜（ｃ）は、図１の光ディスク１０における情報未記録領域を再生する際にディテクタ信号ＰＤａをフィルタ５２Ｌによってフィルタ処理した後の波形を示す。図４（ｄ）〜（ｆ）は、図１の光ディスク１０における情報未記録領域を再生する際にディテクタ信号ＰＤｄをフィルタ５２Ｒによってフィルタ処理した後の波形を示す。

図４（ａ）および（ｄ）は、図２の４分割ディテクタＰＤ上でビームスポットがＬ側、つまりディテクタ部ＰＤａ側へシフトした場合の波形である。この場合、ディテクタ部ＰＤａへ入射される光量およびウォブル振幅成分は増加し、ディテクタ部ＰＤｄへ入射される光量およびウォブル振幅成分は減少する。これは、ビームスポットがディテクタ部ＰＤａ側へシフトした場合、ディテクタ部ＰＤａへの入射光のボールパターンの面積が増加する一方、ディテクタ部ＰＤｄへの入射光のボールパターンの面積が減少するからである。これにより、図４（ａ）のディテクタ信号ＰＤａＬに含まれるウォブル振幅成分は増加し、図４（ｄ）のディテクタ信号ＰＤｄＬに含まれるウォブル振幅成分は減少する。

図４（ｂ）および（ｅ）は、図２の４分割ディテクタＰＤ上の中心位置にビームスポットが存在する場合の波形である。この場合、ディテクタ部ＰＤａ，ＰＤｄには、ほぼ同量の光量が入射される。そのため、図４（ｂ）のディテクタ信号ＰＤａＣに含まれるウォブル振幅成分と、図４（ｅ）のディテクタ信号ＰＤｄＣに含まれるウォブル振幅成分とは、ほぼ同じとなる。

図４（ｃ）および（ｆ）は、図２の４分割ディテクタＰＤ上でビームスポットがＲ側、つまりディテクタ部ＰＤｄ側へシフトした場合の波形である。この場合、ディテクタ部ＰＤａへ入射される光量およびウォブル振幅成分は減少し、ディテクタ部ＰＤｄへ入射される光量およびウォブル振幅成分は増加する。これにより、図４（ｃ）のディテクタ信号ＰＤａＲに含まれるウォブル振幅成分は減少し、図４（ｆ）のディテクタ信号ＰＤｄＲに含まれるウォブル振幅成分は増加する。

図５は、図３の対物レンズシフト検出回路５０の周波数解析器５４Ｌ，５４Ｒから出力される周波数解析信号ＦＴの波形、およびレベル抽出器５５Ｌ，５５Ｒから出力されるレベル抽出されたウォブル振幅成分ＬＶを示した波形図である。図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、周波数解析信号ＦＴは、ウォブル周波数Ｆｗにおいてウォブル振幅成分ＬＶがレベル抽出される。

図５（ａ）は、図４（ａ）のディテクタ信号ＰＤａＬをＡ／Ｄ変換して周波数変換した後の周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａＬ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＬ）を示す。図５（ｂ）は、図４（ｂ）のディテクタ信号ＰＤａＣをＡ／Ｄ変換して周波数変換した後の周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａＣ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＣ）を示す。図５（ｃ）は、図４（ｃ）のディテクタ信号ＰＤａＲをＡ／Ｄ変換して周波数変換した後の周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａＲ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＲ）を示す。

図５（ａ）に示すように、図２の４分割ディテクタＰＤ上でビームスポットがＬ側、つまりディテクタ部ＰＤａ側へシフトした場合のウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＬ）は大きくなる。これに対し、図５（ｃ）に示すように、図２の４分割ディテクタＰＤ上でビームスポットがＲ側、つまりディテクタ部ＰＤｄ側へシフトした場合のウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＲ）は小さくなる。

図５（ｄ）は、図４（ｄ）のディテクタ信号ＰＤｄＬをＡ／Ｄ変換して周波数変換した後の周波数解析信号ＦＴ（ＰＤｄＬ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄＬ）を示す。図５（ｅ）は、図４（ｅ）のディテクタ信号ＰＤｄＣをＡ／Ｄ変換して周波数変換した後の周波数解析信号ＦＴ（ＰＤｄＣ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄＣ）を示す。図５（ｆ）は、図４（ｆ）のディテクタ信号ＰＤｄＲをＡ／Ｄ変換して周波数変換した後の周波数解析信号ＦＴ（ＰＤｄＲ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄＲ）を示す。

図５（ｄ）に示すように、図２の４分割ディテクタＰＤ上でビームスポットがＬ側、つまりディテクタ部ＰＤａ側へシフトした場合のウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄＬ）は小さくなる。これに対し、図５（ｆ）に示すように、図２の４分割ディテクタＰＤ上でビームスポットがＲ側、つまりディテクタ部ＰＤｄ側へシフトした場合のウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤｄＲ）は大きくなる。

図６は、同じ対物レンズ位置におけるディテクタ部ＰＤａ，ＰＤｄから出力されるウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａ），ＬＶ（ＰＤｄ）の正規化信号を示した波形図である。

図３において説明したように、ウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａ），ＬＶ（ＰＤｄ）の正規化信号ＬＶｓ／ＬＶｔは、ウォブル振幅差動成分ＬＶｓ＝ＬＶ（ＰＤｄ）−ＬＶ（ＰＤａ）をウォブル振幅加算成分ＬＶｔ＝ＬＶ（ＰＤｄ）＋ＬＶ（ＰＤａ）で除算することによって算出される。図６に示すように、正規化信号ＬＶｓ／ＬＶｔは、対物レンズシフト量の増大に比例して増加する。

以上は、図１の光ディスク１０における情報未記録領域を再生した場合の動作であるが、光ディスク１０の情報記録領域についても、同様に処理することができる。

図７は、光ディスク１０の情報未記録領域または情報記録領域から図２のディテクタ部ＰＤａへの入射光に対する周波数解析信号ＦＴの波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶを示す。

図７（ａ）は、図１の対物レンズ４５がたとえば中心位置にあるときの光ディスク１０の情報未記録領域から図２のディテクタ部ＰＤａへの入射光に対する周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａＵ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＵ）を示す。図７（ｂ）は、図１の対物レンズ４５がたとえば中心位置にあるときの光ディスク１０の情報記録領域から図２のディテクタ部ＰＤａへの入射光に対する周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａＫ）の波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＫ）を示す。

図７（ａ）に示すように、周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａＵ）は、ウォブル周波数ＦｗＵにおいてウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＵ）がレベル抽出される。これに対し、図７（ｂ）に示すように、周波数解析信号ＦＴ（ＰＤａＫ）は、ウォブル周波数ＦｗＫにおいてウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａＫ）がレベル抽出されるとともに、その高域周波数側において情報再生信号成分が残留している。この情報再生信号成分の残留が、従来技術において振幅検出を誤動作させていた原因である。

この発明の実施の形態では、図３において説明したように、レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌは、ウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを積分演算している。そのため、レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌは、ウォブル周波数の高域周波数側に存在する情報再生信号成分の有無にかかわらず、ウォブル振幅を正確に抽出することができる。

図８は、この発明の実施の形態によるトラッキングエラー信号生成回路６０の具体的なブロック構成を示したブロック構成図である。

図８を参照して、この発明の実施の形態によるトラッキングエラー信号生成回路６０は、入力端子６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｇと、差動演算器６２，６８と、加算器６３と、Ａ／Ｄ変換器６４，６５と、除算器６６と、ゲイン調整器６７と、出力端子６９とを含む。

差動演算器６２は、入力端子６１Ａから入力されるディテクタ信号ＰＤａ＋ＰＤｂと入力端子６１Ｂから入力されるディテクタ信号ＰＤｃ＋ＰＤｄとの差動演算を行ない、プッシュプル信号ＰＰ＝（ＰＤｃ＋ＰＤｄ）−（ＰＤａ＋ＰＤｂ）を出力する。加算器６３は、入力端子６１Ａから入力されるディテクタ信号ＰＤａ＋ＰＤｂと入力端子６１Ｂから入力されるディテクタ信号ＰＤｃ＋ＰＤｄとを加算し、トータル信号Ｉｇ＝ＰＤａ＋ＰＤｂ＋ＰＤｃ＋ＰＤｄを出力する。

Ａ／Ｄ変換器６４は、差動演算器６２から出力されるプッシュプル信号ＰＰをアナログ信号からディジタル信号へ変換する。Ａ／Ｄ変換器６５は、加算器６３から出力されるトータル信号Ｉｇをアナログ信号からディジタル信号へ変換する。除算器５８は、ディジタル信号へ変換されたプッシュプル信号ＰＰを同じくディジタル信号へ変換されたトータル信号Ｉｇで除算し、正規化プッシュプル信号ＰＰ／Ｉｇ＝（（ＰＤｃ＋ＰＤｄ）−（ＰＤａ＋ＰＤｂ））／（ＰＤａ＋ＰＤｂ＋ＰＤｃ＋ＰＤｄ）を出力する。

ゲイン調整器６７は、入力端子６１Ｇから入力される正規化信号ＬＶｓ／ＬＶｔ（図３，６の説明参照）のゲインｋを調整する。ゲイン調整器６７で調整されるゲインｋは、対物レンズシフトによって正規化プッシュプル信号ＰＰ／Ｉｇに発生するオフセットを除去するように調整される。差動演算器６８は、ゲイン調整された正規化信号ｋ・ＬＶｓ／ＬＶｔと正規化プッシュプル信号ＰＰ／Ｉｇとの差動演算を行ない、対物レンズシフトによるオフセットが除去されたトラッキングエラー信号ＴＥＳ＝ｋ・ＬＶｓ／ＬＶｔ−ＰＰ／Ｉｇを出力端子６９から出力する。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、光ディスク１０上に情報が記録されているか否かにかかわらず、対物レンズシフトの検出が可能となる。これにより、光ピックアップ４０のトラッキング精度を向上させることができる。

また、この発明の実施の形態によれば、１ビームによるトラッキングサーボ動作が可能となる。これにより、レーザ光源４１から出射されるレーザパワーの利用効率が向上し、情報記録再生装置１の記録再生動作をより高速化することができる。

また、この発明の実施の形態によれば、周波数解析器５４Ｒ，５４Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを演算することにより、高速な周波数演算を実現することができる。さらに、ウォブル周波数が一定していて既知の場合、周波数解析器５４Ｒ，５４Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数の振幅成分のみを演算することにより、更なる高速演算を実現することができる。

また、この発明の実施の形態によれば、レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを積分演算することにより、高速なレベル抽出を実現することができる。さらに、ウォブル周波数が一定していて既知の場合、レベル抽出器５５Ｒ，５５Ｌは、ディテクタ信号ＰＤｄ，ＰＤａのウォブル周波数の振幅成分のみを積分演算することにより、更なる高速演算を実現することができる。

また、この発明の実施の形態による情報記録再生装置１は、対物レンズシフト検出結果を利用することにより、対物レンズシフトによってプッシュプル信号ＰＰに発生するオフセットを補正することができる。これにより、情報記録再生装置１は、より良好なトラッキング制御を実現することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態による情報記録再生装置１の概略的な構成を示した概略構成図である。 この発明の実施の形態による４分割ディテクタＰＤの具体的な形状を示した図である。 この発明の実施の形態による対物レンズシフト検出回路５０の具体的なブロック構成を示したブロック構成図である。 図３の対物レンズシフト検出回路５０のフィルタ５２Ｌ，５２Ｒから出力されるフィルタ処理されたディテクタ信号の波形を示した波形図である。 図３の対物レンズシフト検出回路５０の周波数解析器５４Ｌ，５４Ｒから出力される周波数解析信号ＦＴの波形、およびレベル抽出器５５Ｌ，５５Ｒから出力されるレベル抽出されたウォブル振幅成分ＬＶを示した波形図である。 同じ対物レンズ位置におけるディテクタ部ＰＤａ，ＰＤｄから出力されるウォブル振幅成分ＬＶ（ＰＤａ），ＬＶ（ＰＤｄ）の正規化信号を示した波形図である。 光ディスク１０の情報未記録領域または情報記録領域から図２のディテクタ部ＰＤａへの入射光に対する周波数解析信号ＦＴの波形、およびそれをレベル抽出したウォブル振幅成分ＬＶを示す。 この発明の実施の形態によるトラッキングエラー信号生成回路６０の具体的なブロック構成を示したブロック構成図である。 光磁気ディスク１１０の一部を拡大した際の表面形状を模式的に表わした模式図である。 光磁気ディスク１１０に記録された情報を再生する光磁気ディスク再生装置１００の一部構成を示した概略構成図である。 ４分割ディテクタＰＤ１の具体的な形状、およびそこに入射される光磁気ディスク１１０からの反射光のビーム形状を示した図である。 トラッキングサーボ制御回路２００の具体的なブロック構成を示したブロック構成図である。 図１２のトラッキングサーボ制御回路２００の入力端子２０１，２０２に入力されるディテクタ信号の波形を示した波形図である。 図１０の光磁気ディスク１１０が、記録情報が光量の変化として現れる光ディスクであった場合におけるディテクタ信号の波形を示した波形図である。

符号の説明

１ 情報記録再生装置、１０ 光ディスク、２０，１２０ スピンドルモータ、３０ スピンドル制御回路、４０，１４０ 光ピックアップ、４１，１４１ レーザ光源、４２ コリメータレンズ、４３ 偏光ビームスプリッタ、４４ １／４波長板、４５，１４３ 対物レンズ、４６ 集光レンズ、４７，１４４ コイル、ＰＤ，ＰＤ１，ＰＤ２ ４分割ディテクタ、５０ 対物レンズシフト検出回路、５１Ｒ，５１Ｌ，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｇ，２０１，２０２ 入力端子、５２Ｒ，５２Ｌ フィルタ、５３Ｒ，５３Ｌ，６４，６５ Ａ／Ｄ変換器、５４Ｒ，５４Ｌ 周波数変換器、５５Ｒ，５５Ｌ レベル抽出器、５６，６２，６８，２０５，２０６，２１２ 差動演算器、５７，６３，２０７ 加算器、５８，６６，２０８，２１０ 除算器、５９，６９，２１３ 出力端子、６０ トラッキングエラー信号生成回路、６７，２１１ ゲイン調整器、７０ サーボブロック、８０ アクチュエータドライバ、１００ 光磁気ディスク再生装置、１１０ 光磁気ディスク、１１１ 案内溝、１１２ マーク、１４２ ビームスプリッタ、１８０ フォーカスサーボ制御回路、２００ トラッキングサーボ制御回路、２０３，２０４，２０９ 振幅検出器。

Claims (7)

1. 記録媒体を光学的に走査して情報を記録再生する情報記録再生装置であって、
   光源と、前記光源から出射される光を前記記録媒体上に集光する対物レンズと、前記記録媒体から反射した光を受光する受光素子とを含む光ピックアップ部と、
   前記受光素子の案内溝中心線を挟む第１および第２の受光部からそれぞれ出力される第１および第２の受光信号を受けて、前記対物レンズのシフト量に比例した正規化信号を出力する対物レンズシフト検出回路と、
   前記受光素子からの出力信号を受けてプッシュプル信号を生成するとともに、前記正規化信号を受けて前記対物レンズのシフトによるオフセットを除去したトラッキングエラー信号を出力するトラッキングエラー信号生成回路とを備え、
   前記対物レンズシフト検出回路は、
   前記第１および第２の受光信号を受けて、それぞれの帯域制限およびゲイン調整をおこなう第１および第２のフィルタと、
   前記第１および第２のフィルタからの出力信号をアナログ信号からディジタル信号にそれぞれ変換する第１および第２の変換器と、
   前記第１および第２の変換器からの出力信号を受けて、前記第１および第２の受光信号の各周波数の振幅成分に対応した第１および第２の周波数解析信号をそれぞれ出力する第１および第２の周波数解析器と、
   前記第１および第２の周波数解析信号を受けて、前記第１および第２の受光信号に対応した第１および第２のウォブル振幅成分をそれぞれ抽出する第１および第２のレベル抽出器と、
   前記第１および第２のウォブル振幅成分を演算処理する演算部とを含む、情報記録再生装置。
2. 前記第１および第２の周波数解析器は、前記第１および第２の受光信号のウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを演算する、請求項１に記載の情報記録再生装置。
3. 前記第１および第２の周波数解析器は、前記第１および第２の受光信号のウォブル周波数の振幅成分のみを演算する、請求項２に記載の情報記録再生装置。
4. 前記第１および第２のレベル抽出器は、前記第１および第２の受光信号のウォブル周波数およびその周辺の周波数の振幅成分のみを積分演算する、請求項１に記載の情報記録再生装置。
5. 前記第１および第２のレベル抽出器は、前記第１および第２の受光信号のウォブル周波数の周波数の振幅成分のみを積分演算する、請求項４に記載の情報記録再生装置。
6. 前記演算部は、
   前記第１および第２のウォブル振幅成分の差動演算を行なって、ウォブル振幅差動成分を出力する第１の差動演算器と、
   前記第１および第２のウォブル振幅成分の加算を行なって、ウォブル振幅加算成分を出力する第１の加算器と、
   前記ウォブル振幅差動成分を前記ウォブル振幅加算成分で除算した前記正規化信号を出力する第１の除算器とを有する、請求項１に記載の情報記録再生装置。
7. 前記トラッキングエラー信号生成回路は、
   前記プッシュプル信号を正規化した正規化プッシュプル信号を出力するプッシュプル演算部と、
   前記正規化ブッシュプル信号とゲイン調整された前記正規化信号とを差動演算して、前記対物レンズのシフトによるオフセットが除去された前記トラッキングエラー信号を出力する第２の差動演算器とを含む、請求項１に記載の情報記録再生装置。

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