JP2006048880A - ウォブル信号検出方法及びウォブル信号検出装置 - Google Patents

Abstract

【目的】ウォブル信号の検出処理を微細化されたデジタルＬＳＩのみで行えるようにする。
【構成】光情報記録媒体の記録面においてスパイラル状または同心円状に形成された記録トラックに対してスポット光を照射し、記録トラックの接線方向に関して分割された分割受光素子により記録面からの反射光を受光して記録トラックの蛇行に基づくウォブル信号を検出するウォブル信号検出装置であって、各分割受光素子ＰＤａ、ＰＤｂ、ＰＤｃ、ＰＤｄの出力信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを加算演算部１７により加算して加算信号Ａ＋Ｂ、Ｃ＋Ｄとし、それらの差分を取りスライスレベルと比較して２値化する差分２値化部１８と、差分２値化部１８により得られた信号を所定の周期でサンプリングする高速サンプリング部２０と、高速サンプリング部２０により得られた信号を所定の周波数帯域でフィルタリングすることによりウォブル信号を検出するデジタルフィルタ部２１とを有している。
【選択図】 図３

Description

この発明は、ＣＤ−Ｒディスク、ＣＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤ−Ｒディスク、ＤＶＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤ＋Ｒディスク、ＤＶＤ＋ＲＷディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクなどの光情報記録媒体の記録トラックに予め形成されているウォブルからウォブル信号を検出するウォブル信号検出方法及びウォブル信号検出装置に関する。

光情報記録媒体では、ディスク製造時に各半径位置での線速度を正確に検出するために、記録トラックとなる案内溝に蛇行する形状のウォブルが形成されている。この場合、ＣＬＶ（線速度一定）回転制御を行ったときにウォブルが所定の周波数で形成されるようなフォーマットが採用されている。よって、このような光情報記録媒体を使用する光情報記録装置では、この記録トラックのウォブルに対応するウォブル信号を検出して、光情報記録媒体の回転制御や、記録クロック及び記録アドレスの生成を行っている。

そして従来では、このようなウォブル信号の検出に対して種々の方法が提案されており、例えば特許文献１には、フォーマットの異なる数種の光情報記録媒体に対して共通した１つの受光素子によりウォブル信号を検出できるようにするため、再生もしくは記録する光情報記録媒体のフォーマットに応じて検出過程にあるウォブル信号の増幅率を変更可能なゲイン切替機能を増幅アンプに備える構成が開示されている。

また、特許文献２には、受光素子から第１電圧信号と第２電圧信号を取り出してそれぞれスペース記録期間の信号を抽出し、それらの平均電圧レベルが目標電圧に一致するように信号レベルを調整し、そのようにして得られた２つの出力信号の差をウォブル信号として出力することにより、複数種類の光記録媒体に対応可能で、少なくとも記録時にウォブル信号を精度よく安定して検出できる技術が開示されている。
特開２００２−２７９６４０号公報 特開２００３−１７３５４０号公報

上記特許文献１、２にも記載されているように、一般のウォブル信号の検出構成では、分割された受光素子を用いてそれらの出力信号に対し加算、減算などの演算処理を行い、それによって得られる和信号、差信号からウォブル信号を検出するようになっている。
また、種類の異なる光情報記録媒体間におけるフォーマットの相違や、再生または記録などの処理の違いによって受光素子の出力レベルが異なることから、特許文献１に記載されているようにそれぞれに対応してウォブル信号検出過程における信号の増幅率の切り替えを行う機能を有したり、あるいは特許文献２に記載されているようにオフセットレベルの切替・調整等を行う機能を有する必要もあった。

そして、上記のような加減算処理や増幅率・オフセットレベルの切替・調整処理などといったアナログ信号処理を行う半導体においては、高い信号品質を確保できるよう扱う信号のダイナミックレンジが充分広く確保されている必要があり、またこのような信号処理回路を動作させるためには高い電源電圧を供給する必要がある。しかし一方では、デジタル信号を処理する半導体において、高速化及び省電力化を目的とした近年のパターン配線の微細化に伴い、扱える信号のダイナミックレンジが狭くなっているとともに電源電圧が低下する傾向にある。

従って、多くの場合、ウォブル信号を検出して所定レベルに２値化（デジタル化）するまでのアナログ信号処理は半導体としてアナログフロントエンドＬＳＩを使用し、それ以降のデジタル信号処理には別のプロセスによるデジタルＬＳＩを使用するよう使い分けていた。このように、従来の光情報記録装置は、アナログＬＳＩとデジタルＬＳＩの２つのチップを有する構成となっていたため、製造コストが高くなり、また必要実装面積が大きく端子数も多くなってしまう問題があった。
この発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ウォブル信号の検出処理も含めた全ての信号処理を１チップの微細化されたデジタルＬＳＩで行うことのできるウォブル信号検出方法及びウォブル信号検出装置を提供することを目的とする。

この発明は、上記の目的を達成するため、情報記録媒体の記録面に形成された記録トラックに光を照射し、その照射した光による上記記録面からの反射光を上記記録トラックの接線方向に関して複数個に分割された分割受光素子によって受光し、その受光した反射光による受光信号を出力し、その出力された受光信号に基づいて上記記録トラックの蛇行によるウォブルに基づくウォブル信号を検出するウォブル信号検出方法であって、上記各分割受光素子から出力される各信号に基づいて差分信号を求め、その求めた差分信号を所定のしきい値に基づいて２値化する差分２値化工程と、その差分２値化工程によって得られた信号を所定の周期でサンプリングするサンプリング工程と、そのサンプリング工程によって得られた信号を所定の周波数帯域でフィルタリングすることによってウォブル信号を検出するウォブル信号検出工程とを有するものである。

このようなウォブル信号検出方法において、上記差分２値化工程によって得られた信号のパルスデューティの平均値が約５０％となるように上記所定のしきい値を調整するしきい値調整工程を有するとよい。
また、上記ウォブル信号検出工程によって得られた上記ウォブル信号に基づいて記録クロック信号を生成する記録クロック信号生成工程を有するとよい。
さらに、記録パターン信号を生成する記録パターン信号生成工程を有し、その記録パターン信号生成工程による記録パターン信号の生成と、上記記録クロック信号生成工程による記録クロック信号の生成とを、上記所定の周期に同期して行わせるとよい。

またこの発明は、上記の目的を達成するため、情報記録媒体の記録面に形成された記録トラックに光を照射し、その照射した光による上記記録面からの反射光を上記記録トラックの接線方向に関して複数個に分割された分割受光素子によって受光し、その受光した反射光による受光信号を出力し、その出力された受光信号に基づいて上記記録トラックの蛇行によるウォブルに基づくウォブル信号を検出するウォブル信号検出装置であって、上記各分割受光素子から出力される各信号に基づいて差分信号を求め、その求めた差分信号を所定のしきい値に基づいて２値化する差分２値化手段と、その差分２値化手段によって得られた信号を所定の周期でサンプリングするサンプリング手段と、そのサンプリング手段によって得られた信号を所定の周波数帯域でフィルタリングすることによってウォブル信号を検出するウォブル信号検出手段とを有するものである。

このようなウォブル信号検出装置において、上記差分２値化手段によって得られた信号のパルスデューティの平均値が約５０％となるように上記所定のしきい値を調整するしきい値調整手段を有するとよい。
また、上記ウォブル信号検出手段によって得られた上記ウォブル信号に基づいて記録クロック信号を生成する記録クロック信号生成手段を有するとよい。
さらに、記録パターン信号を生成する記録パターン信号生成手段を有し、その記録パターン信号生成手段による記録パターン信号の生成と、上記記録クロック信号生成手段による記録クロック信号の生成とを、上記所定の周期に同期して行わせるようにするとよい。

以上のようなウォブル信号検出方法及びウォブル信号検出装置によれば、ウォブル信号の検出過程においてアナログ信号処理するのは各分割受光素子の出力信号の差分を取り所定のしきい値に基づいて２値化するまででよく、かつ信号の増幅率やオフセットレベルの切替・調整を行う必要がなくなり、微細化されたデジタルＬＳＩでも行うことができアナログ信号処理用のＬＳＩが不要となる。また、そのように差分２値化された信号に対し、デジタルＬＳＩにおいて所定の周期でサンプリングを行い、さらに所定の周波数帯域でフィルタリングを行うことでデジタル信号処理に最適化されたウォブル信号を検出できる。したがって、ウォブル信号の検出処理も含めた全ての信号処理を微細化されたデジタルＬＳＩで行えることになり、光情報記録装置における信号処理回路を１チップのデジタルＬＳＩに集積することができるため、安価で簡易な構成のシステムを構築することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明によるウォブル信号検出装置の概略的構成を示すブロック図であり、図２はそのウォブル信号検出装置が備えるピックアップと信号処理部の構成を詳細に示すブロック図である。なお、以下の説明では、情報記録媒体としてウォブルが形成された記録トラックを有する光ディスク（例えば、ＣＤ−Ｒディスク、ＣＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤ−Ｒディスク、ＤＶＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤ＋Ｒディスク、ＤＶＤ＋ＲＷディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）を例に取り、ウォブル信号検出装置はこのような光ディスク（光情報記録媒体）に情報を記録する光ディスク記録装置（光情報記録装置）を例に取って説明する。

図１において、この光ディスク記録装置１００はピックアップ１０１と、信号処理部１０２と、回転駆動部１０３と、コントローラ１０４とを有して構成され、ピックアップ１０１は光源（ＬＤ）１０５と受光部１０６を有して構成されている。また、光ディスク１０７は、回転駆動部１０３によって回転可能に装着される。

ピックアップ１０１は、例えば半導体レーザ（ＬＤ）で構成される光源１０５からの照射光を光ディスク１０７に照射して情報の記録を行ったり、または光ディスク１０７からの反射光を受光部１０６により受光して受光信号に変換するものである。また、ピックアップ１０１は光ディスク１０７の半径方向で往復動（シーク動作という）するため、一般にはピックアップ１０１を搭載する基板は信号処理部１０２を搭載する固定回路基板から分離して設けられ、可撓性プリント回路（Flexible Print Circuit：ＦＰＣ）基板と呼ばれる可撓性のケーブル基板を介して接続されている。また、ピックアップ１０１を構成する光源１０５や受光部１０６等の部品が、このＦＰＣ基板に直接実装されることも多い。

信号処理部１０２は、ピックアップ１０１に設けられた受光部１０６からの受光信号が入力され、様々な信号処理を行う回路部である。例えば、受光信号から情報を再生したり、記録すべき情報を所定の規則に従い変調し記録信号として光源１０５（または後述する光源駆動部）に出力するなどの光源１０５の出力光量制御を行う。また、光ディスク１０７の回転に伴う面振れやトラックの半径方向の振れなどの変動に対し常に所定の誤差内で光を照射するよう制御（フォーカスサーボ制御及びトラックサーボ制御）するため、受光信号からサーボエラー信号を生成し、このサーボエラー信号に従ってピックアップの移動を制御することも行う。

回転駆動部１０３は光ディスク１０７を回転させるもので、信号処理部１０２により回転速度が制御（スピンドルサーボ制御）される。ＣＬＶ回転制御（一定線速度回転制御）を行う際には、高い精度で回転制御をするために光ディスク１０７に形成された回転制御信号をピックアップ１０１を介して検出し、これに基づいて回転制御を行う。このような回転制御信号としては、例えば再生専用の光ディスクなどの場合には記録された情報に所定間隔で配置された同期信号や、記録可能な光ディスクの場合にはスパイラル状または同心円状に形成された記録トラックに所定の周波数で蛇行するよう形成したウォブルなどを用いる。
コントローラ１０４は、図示しないホストコンピュータとの間で記録再生情報の受け渡しやコマンド通信を行い、装置全体の制御を行うものである。

次に図２を参照して上記のピックアップ１０１及び信号処理部１０２についてさらに詳細に説明する。
図２において、ピックアップ１０１は２つの光源ＬＤ１、ＬＤ２（図１の光源１０５に対応）と５つの受光素子ＰＤ１〜ＰＤ５（図１の受光部１０６に対応）を有するほかにも、ＬＤ制御部２とＬＤ駆動部３を備える光源駆動部４と、ＬＤ変調信号生成部５を備える光源変調部６とを有して構成されている。２つの光源ＬＤ１、ＬＤ２は、例えばＣＤとＤＶＤといった異なるフォーマットの光ディスクにそれぞれ対応するよう設けたものであり、それぞれのフォーマットに好適な波長で光を照射するようになっている。それに伴い、それぞれの光源ＬＤ１、ＬＤ２に対応して反射光を受光する２つの反射光受光素子ＰＤ１、ＰＤ４が設けられており、反射光受光素子ＰＤ１は光源ＬＤ１からの照射による反射光を受光し、反射光受光素子ＰＤ４は光源ＬＤ２からの照射による反射光を受光する。

また、各光源ＬＤ１、ＬＤ２の照射光の一部をそれぞれモニタするモニタ受光素子ＰＤ２、ＰＤ５も２つ設けられており、これらの出力であるモニタ信号により各光源ＬＤ１、ＬＤ２の照射光量の変動が制御される。さらに、光ディスク１０７の記録面に対する照射光の傾き（「チルト」という）を検知するためのチルト検出受光素子ＰＤ３も１つ設けられている。

そして、２つの反射光受光素子ＰＤ１、ＰＤ４と１つのチルト検出受光素子ＰＤ３については、それぞれが複数に分割された分割受光素子で構成されており、そのためそれら２つの反射光受光素子ＰＤ１、ＰＤ４とチルト検出受光素子ＰＤ３から出力される受光信号は、それぞれ複数の分割受光信号で構成されて出力されるようになっている。
また、ピックアップの種類によっては、２つの光源ＬＤ１、ＬＤ２からのそれぞれの照射光を同一のモニタ受光素子でモニタしたり、それぞれの反射光を同一の反射光受光素子で受光する場合もある。

ＬＤ変調信号生成部５は、コントローラ１０４から記録データ信号Ｗdataが入力されると共に、後述する信号処理部１０２の記録クロック信号生成部から記録クロック信号ＷＣＫが入力され、それらの入力信号に基づいて光源ＬＤ１、ＬＤ２から照射する照射光を変調するためのＬＤ変調信号を生成し、光源駆動部４のＬＤ駆動部３に出力する。
ＬＤ制御部２は、２つのモニタ受光素子ＰＤ２、ＰＤ５からのモニタ受光信号が入力され、このモニタ受光信号に基づいて２つの光源ＬＤ１、ＬＤ２の出射光量がそれぞれ所望の値となるようＬＤ駆動部３にＬＤ制御信号を出力する（いわゆる自動光量制御（Automatic Power Control：ＡＰＣ）を行う）。
ＬＤ駆動部３は、入力されるＬＤ変調信号及びＬＤ制御信号に基づいて２つの光源ＬＤ１、ＬＤ２のいずれかを電流駆動し発光させる。

次に信号処理部１０２について説明すると、信号処理部１０２は受光信号処理部７と、サーボ信号演算処理部８と、ＲＦ選択部９と、ウォブル信号生成部１０と、ウォブル信号処理部１１と、ＲＦ信号処理部／ＰＬＬ１２と、記録クロック信号生成部１３と、回転制御部１４と、サーボプロセッサ１５と、サーボドライバ１６とを有して構成されている。

受光信号処理部７は、２つの反射光受光素子ＰＤ１、ＰＤ４および１つのチルト検出受光素子ＰＤ３からそれぞれ受光信号が入力され、各受光信号のオフセット調整及びゲイン調整などの処理を行って出力する。なお、ここでのオフセット調整及びゲイン調整などの処理は、微細化Ｃ−ＭＯＳデバイスでも十に分行える処理である。

サーボ信号演算処理部８は、受光信号処理部７から入力される各受光信号からサーボエラー信号の生成を行うと同時に、オフセット調整、ゲイン調整などの処理も行い、生成したサーボエラー信号をサーボプロセッサ１５に出力する。また、ここにおけるオフセット調整、ゲイン調整の処理も、微細化Ｃ−ＭＯＳデバイスで行える処理である。

ＲＦ選択部９は、２つの反射光受光素子ＰＤ１、ＰＤ４からそれぞれ受光信号（複数の分割受光信号）が入力され、そこから後段の他の回路に必要な信号（再生信号など）を選択して出力し、また他方で分割受光信号の一部を加減算などの演算処理を行ってから出力する。

ウォブル信号生成部１０は、ＲＦ選択部９から演算処理された信号が入力され、記録可能な光ディスク１０７にプリフォーマットで形成されたウォブルに対応したウォブル信号を検出するものである。
ウォブル信号処理部１１は、ウォブル信号生成部１０より入力されたウォブル信号をさらに２値化処理して最適化された２値化ウォブル信号を抽出し、記録クロック信号生成部１３及び回転制御部１４に出力する。また、入力されたウォブル信号にはウォブルに変調されたアドレス情報が含まれており、このウォブル信号処理部１１が光ディスク１０７の種類によって異なる所定の規則に基づいてアドレス情報を復調し、コントローラ１０４に出力する。以上のＲＦ選択部９とウォブル信号生成部１０とウォブル信号処理部１１との連携によるウォブル信号の検出構成については後に詳述する。

ＲＦ信号処理部／ＰＬＬ１２は、ＲＦ選択部９から入力された再生信号から２値化ＲＦ信号を生成し、そこから再生している光ディスク１０７の変調方式規則に基づいて復調したデータをコントローラ１０４に出力する。また、ＰＬＬ回路により２値化ＲＦ信号から再生クロックを抽出する。また、２値化ＲＦ信号に所定間隔で挿入された同期信号より回転制御信号を抽出し回転制御部１４に出力する。

回転制御部１４は、ウォブル信号処理部１１から入力される２値化ウォブル信号、またはＲＦ信号処理部／ＰＬＬ１２から入力される回転制御信号から回転制御を行うためのスピンドルエラー信号を生成し、サーボプロセッサ１５に出力する。また、光ディスクを一定角速度（ＣＡＶ）で回転させる場合は、不図示の回転制御駆動部から入力されるディスク回転に関する信号によりスピンドルエラー信号を生成する。

サーボプロセッサ１５はコントローラ１０４からの指令に基づき、入力される各種サーボエラー信号からサーボ制御信号を生成し、サーボドライバ１６に出力する。サーボドライバ１６は入力されるサーボ制御信号に基づいてサーボドライブ信号を生成する。そして図示しない各駆動部は供給されたサーボドライブ信号によりサーボ制御動作が行われる。この光ディスク記録装置１００における具体的なサーボ制御動作としては、フォーカス制御、トラック制御、シーク制御、スピンドル制御、チルト制御である。

記録クロック信号生成部１３は、ウォブル信号処理部１１より入力された２値化ウォブル信号に基づいて記録クロック信号ＷＣＫを生成し、コントローラ１０４やピックアップ１０１のＬＤ変調信号生成部５などに出力する。記録時には、この記録クロック信号ＷＣＫを基準に記録データの生成などが行われる。

また記録時には、コントローラ１０４から記録クロック信号ＷＣＫに同期して、記録データ信号Ｗdataがピックアップ１０１のＬＤ変調信号生成部５に供給される。この記録データ信号Ｗdataは、記録すべき情報が所定の変調方式規則に従って変調されている。
また、コントローラ１０４は、装置内の各部との間で各種のデータおよび制御信号を送受している。

次にウォブル信号を検出する構成について詳細に説明する。
まず、図３は、受光信号からウォブル信号を検出して記録クロック信号ＷＣＫを生成するまでの構成を示すブロック図であり、この図３において、ウォブル信号検出装置は４分割受光素子のそれぞれから検出された受光信号の加算演算を行う加算演算部１７と、これら２つの加算値の差分を取って２値化する差分２値化手段として機能する差分２値化部１８と、この差分２値化部１８に入力するスライスレベル（しきい値）を調整するためのしきい値調整手段として機能するＤＣ制御部１９と、サンプリング手段として機能する高速サンプリング部２０と、ウォブル信号検出手段として機能するデジタルフィルタ部２１と、デジタルウォブルデテクタ部２２と、記録クロック信号生成部として機能するデジタルＰＬＬ部２３とを備えて構成されている。そしてこのウォブル信号検出装置を構成する各部は、図２におけるＲＦ選択部９、ウォブル信号生成部１０、ウォブル信号処理部１１、記録クロック信号生成部１３及びコントローラ１０４が連携して行う処理を、詳細な機能別に再構成して示したものである。

また図４は、図３に示す構成における各部から出力される信号の波形を示す図であり、一番上の（ａ）に示す波形は記録ストラテジ波形（実際に記録する際に用いたレーザ光の記録パターン信号の変調波形）、２番目の（ｂ）に示す波形は加算信号Ａ＋Ｂの波形、３番目の（ｃ）に示す波形は加算信号Ｃ＋Ｄの波形、４番目の（ｄ）に示す波形は差分（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を２値化した信号の波形、５番目の（ｅ）に示す波形は４番目の波形の信号を３Ｔ移動平均（サンプリング信号Ｔ（ｎ）、Ｔ（ｎ＋１）、Ｔ（ｎ＋２）とした場合のそれらの平均（Ｔ（ｎ）＋Ｔ（ｎ＋１）＋Ｔ（ｎ＋２））／３）でサンプリング（多ビット化）した信号の波形、６番目の（ｆ）に示す波形は５番目の波形の信号をローパスフィルタでフィルタリングして高周波ノイズを取り去った信号の波形である。以下において逐次これらの信号波形を参照しながら説明する。

まず、４分割受光素子からそれぞれ検出された分割受光信号のうちＡとＢ、ＣとＤの組み合わせで加算演算部１７により加算演算される（それぞれ図４の２番目と３番目の信号波形を参照）。ここで、分割受光信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれ対応する４分割受光素子ＰＤａ，ＰＤｂ，ＰＤｃ，ＰＤｄの配置について説明すると、光記録ディスクの記録面上に照射された光スポットにおいて記録トラックの接線により分けられたものどうしの組み合わせで加算し合うようになっており、つまり４分割受光素子のＰＤａとＰＤｂ、ＰＤｃとＰＤｄの組み合わせでそれぞれ接線より外周側と内周側に分けた配置に対応した受光信号となっている。なお、この配置の組み合わせで加算演算する場合には４分割受光素子のＰＤａとＰＤｂ、ＰＤｃとＰＤｄがそれぞれ一体となった２分割受光素子（記録トラックの接線により２分割）を適用しても同等の演算結果が得られる。

次に、差分２値化部１８により加算信号Ａ＋Ｂと加算信号Ｃ＋Ｄの差分を取り、それを所定のしきい値であるスライスレベルに基づいて２値化を行う。つまり、差分信号（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）とスライスレベルを比較し、差分がスライスレベルより小さい間は所定のローレベルを出力し続け、差分がスライスレベルより大きい間は所定のハイレベルを出力し続けてローレベルとハイレベルの２値の信号に変換する（図４の４番目の信号波形を参照）。

ここで、この場合の差分２値化処理の性質について説明する。図５の（ａ）に示すように、ウォブル信号は、４分割受光部から検出して加算された加算信号Ａ＋Ｂと加算信号Ｃ＋Ｄの振幅が変調を受けていることから、加算信号Ａ＋Ｂの方が信号振幅が大きいときには、スライスレベルに対し加算信号Ｃ＋Ｄより速く変化し、また、加算信号Ａ＋Ｂの信号振幅が小さいときには加算信号Ｃ＋Ｄの方が速くスライスレベルに対し変化する。この結果、図５の（ｂ）に示すように加算信号Ａ＋Ｂの信号振幅が大きいときは、加算信号Ｃ＋Ｄの２値化されたパルス幅より加算信号Ａ＋Ｂを２値化したパルス幅の方が太く（広く）なる。

更に、加算信号Ａ＋Ｂ及び加算信号Ｃ＋Ｄは照射光強度の平均値が一定でありウォブル信号及び記録時には、記録光強度、既記録部を読み取っている場合には記録データに応じた反射光強度の平均値は一定であるので、２値化後のパルス幅の平均値はほぼ一定となる。例えば、２値化後のパルスデューティの平均値は４０〜６０％の範囲内で一定の値をとる。この実施例では、２値化後のパルスデューティの平均値が５０％となるように２値化スライスレベルを予め設定している。なお、図３に示す構成では、さらに２値化後のパルスデューティの平均値が常に安定して５０％となるように、Ｄ／Ａ変換回路（デジタル／アナログ変換回路）で構成されたＤＣ制御部１９が２値化スライスレベルを可変制御して差分２値化部１８に入力する構成にしている。

このようにして２値化された信号は、次に高速サンプリング部２０でサンプリングされることになり、この際には高速クロック生成部２６により生成された所定の周期にある高速クロックによってサンプリングされることになる（図４の５番目の信号波形を参照）。この高速クロックは、通常、リング型の発信器から位相の異なる多相クロックとして生成され、例えば１００ps（１００×１０^−１２秒）程度の刻みで生成することは微細化Ｃ−ＭＯＳデバイスを使用すれば容易である。

そして例として、光ディスク記録装置が１６倍速記録を行う場合には、ウォブル信号周波数は約１３MHzとなり、記録クロックは約４００MHzとなるので、１００psの高速クロックでサンプリングするのであれば、記録クロックに対し２５倍、ウォブル周波数に対しては８００倍のサンプリングになる。このようにして、ウォブル信号の周波数の数十倍から数１００倍の周波数でサンプリング（多ビット化、標本化）している。

このようにして加算信号Ａ＋Ｂ及び加算信号Ｃ＋Ｄは、アナログ的に引き算された後に２値化され、サンプリングされた信号となる。そしてこの信号が、さらに図３に示すデジタルフィルタ部２１によりディジタル的にバンドパスフィルタリングされることで、ウォブル信号がノイズを取り去ってディジタル的に整った波形で生成される（図４の６番目の信号波形を参照）。ここで、パルスデューティの平均値が５０％からずれる要因は、フォーカス、トラック、隣接トラックの影響等々であるが、これらの影響はウォブル信号の周波数成分とは異なるので、上記のデジタルフィルタ部２１により除去することができる。また、ディジタルフィルタ部２１により所定の周波数帯をフィルタリングしているので、位相特性を直線的にした高性能なフィルタが実現できる。

そしてウォブル信号を検出する上記までの構成において、加算信号Ａ＋Ｂと加算信号Ｃ＋Ｄをアナログ的に引き算した後で２値化する部分は特に簡略化することができ、さらに最低限、高速サンプリング部をひとつのみ持つことで実現できる。

さらに、図３に示す構成において、ディジタル的に生成できたウォブル信号はデジタルウォブルデテクタ部２２により位相反転が検出される。それとともに、ウォブル信号とウォブル信号の位相反転を検出した信号とを入力されたデジタルＰＬＬ部（ウォブルＰＬＬ部）２３によりディジタル的に位相周波数生成が実施され、これにより記録クロック信号ＷＣＫが生成される。このようにしてウォブル信号検出方法により得られたデジタルデータからデジタルＰＬＬにより記録クロック信号ＷＣＫを生成しているので、アナログによるＰＬＬを行う必要がなくなり、安定性が増加する。

以上の信号処理を行う図３に示した構成において、アナログ信号処理する回路は差分２値化部１８まででよく、さらにこれによれば増幅率及びオフセットの調整を行う回路部が不要となる。更に、そのアナログ信号処理についても、２値化するだけなので微細化Ｃ−ＭＯＳデバイスでも実施できると共に、また特に高速サンプリングは微細化Ｃ−ＭＯＳデバイスの特性上容易に実施できる処理である。従ってこの実施例に係るウォブル信号検出装置の構成は全て微細化Ｃ−ＭＯＳデバイスのようなデジタルＬＳＩで実現でき、バイポーラプロセスのようなＣ−ＭＯＳプロセス以外の半導体プロセスによるＬＳＩが不要となる。このため、ウォブル信号を検出する処理回路を１チップのデジタルＬＳＩに集積することができ、安価で簡易な構成のシステムを構築することができる。

またこのことは、図４における上から２番目と３番目に示すようなアナログ処理した場合の信号波形と、一番下（６番目）に示すようなデジタル処理した場合の信号波形とを比較しても一目瞭然であり、この実施例に係るウォブル信号検出装置によれば、従来技術の構成で実施してきたようなアナログ処理を行わずとも、デジタル的に適合したきれいな波形のウォブル信号を検出することができる。

次にこの発明によるウォブル信号検出装置の他の実施例について説明する。図６は、受光信号からウォブル信号を検出して記録ストラテジ波形を出力するまでの構成を示すブロック図であり、この図６に示す第２実施形態の構成は、図３に示した第１実施形態の構成にさらに記録パターン信号生成手段として機能する記録ストラテジ波形生成部２４と遅延制御部２５を備えた構成となっている。

この実施形態の構成では、デジタルＰＬＬ部２３による記録クロック信号ＷＣＫと記録ストラテジ波形生成部２４による記録ストラテジ波形が、高速サンプリング部２０で用いられた同一の高速クロックに基づいて生成している。このようにすることにより、従来、記録クロック信号ＷＣＫを生成するデジタルＰＬＬ部と、記録ストラテジ波形を生成するために利用するデジタルＰＬＬ部は個別に構成されていたところ、ひとつの基本高速クロックから生成することによりデジタルＰＬＬ部を１つにまとめることができ、システム構成を簡略化できると同時に、２重でデジタルＰＬＬ部を利用せずにすむためジッタが生じる回路ブロックを減らすことができ、記録クロックジッタを低減できることになる。

また記録ストラテジ波形生成部２４から出力される記録ストラテジ波形は、遅延制御部２５により位相調整をしてから出力されている。これは、信号の配線長及び伝送路帯域が異なる場合にスキューが生じる問題を補正する為である。このようにすることにより、スキューの影響を受けることなく信号を伝送できる。また、このようにして出力された記録ストラテジ波形がＤＣ制御部１９に参照されることで、ＤＣ制御部１９はスライスレベルをより適切な値に調整することができ、ウォブル信号のパルスデューティの平均値を理想的な５０％に近づけることができるようになる。

この発明は、ウォブルが形成された記録トラックを有する光ディスク（例えば、ＣＤ−Ｒディスク、ＣＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤ−Ｒディスク、ＤＶＤ−ＲＷディスク、ＤＶＤ＋Ｒディスク、ＤＶＤ＋ＲＷディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）に情報を記録する光ディスク記録装置などに利用できる。また、ウォブル信号を検出する処理回路を１チップのデジタルＬＳＩに集積することができるため、安価で簡易な構成のシステムを構築することができ、小型化及び低コスト化が実現できる。

この発明の実施例のウォブル信号検出装置の概略的構成を示すブロック図である。 図１に示したウォブル信号検出装置が備えるピックアップと信号処理部の構成を詳細に示すブロック図である。 この実施例のウォブル信号検出装置の受光信号からウォブル信号を検出して記録クロックを生成するまでの構成を示すブロック図である。 図３に示す構成の各部から出力される信号の波形を示す図である。 図３に示す差分２値化部における処理について説明する図である。 この発明のウォブル信号検出装置の他の実施例の受光信号からウォブル信号を検出して記録ストラテジ波形を生成するまでの構成を示すブロック図である。

符号の説明

２：ＬＤ制御部 ３：ＬＤ駆動部
４：光源駆動部 ５：ＬＤ変調信号生成部
６：光源変調部 ７：受光信号処理部
８：サーボ信号演算処理部 ９：ＲＦ選択部
１０：ウォブル信号生成部 １１：ウォブル信号処理部
１２：ＲＦ信号処理部／ＰＬＬ １３：記録クロック信号生成部
１４：回転制御部 １５：サーボプロセッサ
１６：サーボドライバ １７：加算演算部
１８：差分２値化部（差分２値化手段） １９：ＤＣ制御部
２０：高速サンプリング部（サンプリング手段）
２１：デジタルフィルタ部（ウォブル信号検出手段）
２２：デジタルウォブルデテクタ部 ２３：デジタルＰＬＬ部
２４：記録ストラテジ波形生成部 ２５：遅延制御部
２６：高速クロック生成部 １００：光ディスク記録装置
１０１：ピックアップ １０２：信号処理部
１０３：回転駆動部 １０４：コントローラ
１０５：光源 １０６：受光部
１０７：光ディスク（情報記録媒体） ＬＤ１、ＬＤ２：光源
ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４、ＰＤ５：受光素子
ＰＤａ，ＰＤｂ，ＰＤｃ、ＰＤｄ：４分割受光素子（分割受光素子）

Claims (8)

1. 情報記録媒体の記録面に形成された記録トラックに光を照射し、該照射した光による前記記録面からの反射光を前記記録トラックの接線方向に関して複数個に分割された分割受光素子によって受光し、その受光した反射光による受光信号を出力し、該出力された受光信号に基づいて前記記録トラックの蛇行によるウォブルに基づくウォブル信号を検出するウォブル信号検出方法であって、
   前記各分割受光素子から出力される各信号に基づいて差分信号を求め、該求めた差分信号を所定のしきい値に基づいて２値化する差分２値化工程と、
   該差分２値化工程によって得られた信号を所定の周期でサンプリングするサンプリング工程と、
   該サンプリング工程によって得られた信号を所定の周波数帯域でフィルタリングすることによってウォブル信号を検出するウォブル信号検出工程とを有することを特徴とするウォブル信号検出方法。
2. 請求項１記載のウォブル信号検出方法において、
   前記差分２値化工程によって得られた信号のパルスデューティの平均値が約５０％となるように前記所定のしきい値を調整するしきい値調整工程を有することを特徴とするウォブル信号検出方法。
3. 請求項１又は２記載のウォブル信号検出方法において、
   前記ウォブル信号検出工程によって得られた前記ウォブル信号に基づいて記録クロック信号を生成する記録クロック信号生成工程を有することを特徴とするウォブル信号検出方法。
4. 請求項３記載のウォブル信号検出方法において、
   記録パターン信号を生成する記録パターン信号生成工程を有し、該記録パターン信号生成工程による記録パターン信号の生成と、前記記録クロック信号生成工程による記録クロック信号の生成とを、前記所定の周期に同期して行わせることを特徴とするウォブル信号検出方法。
5. 情報記録媒体の記録面に形成された記録トラックに光を照射し、該照射した光による前記記録面からの反射光を前記記録トラックの接線方向に関して複数個に分割された分割受光素子によって受光し、その受光した反射光による受光信号を出力し、該出力された受光信号に基づいて前記記録トラックの蛇行によるウォブルに基づくウォブル信号を検出するウォブル信号検出装置であって、
   前記各分割受光素子から出力される各信号に基づいて差分信号を求め、該求めた差分信号を所定のしきい値に基づいて２値化する差分２値化手段と、
   該差分２値化手段によって得られた信号を所定の周期でサンプリングするサンプリング手段と、
   該サンプリング手段によって得られた信号を所定の周波数帯域でフィルタリングすることによってウォブル信号を検出するウォブル信号検出手段とを有することを特徴とするウォブル信号検出装置。
6. 請求項５記載のウォブル信号検出装置において、
   前記差分２値化手段によって得られた信号のパルスデューティの平均値が約５０％となるように前記所定のしきい値を調整するしきい値調整手段を有することを特徴とするウォブル信号検出装置。
7. 請求項５又は６記載のウォブル信号検出装置において、
   前記ウォブル信号検出手段によって得られた前記ウォブル信号に基づいて記録クロック信号を生成する記録クロック信号生成手段を有することを特徴とするウォブル信号検出装置。
8. 請求項７記載のウォブル信号検出装置において、
   記録パターン信号を生成する記録パターン信号生成手段を有し、該記録パターン信号生成手段による記録パターン信号の生成と、前記記録クロック信号生成手段による記録クロック信号の生成とを、前記所定の周期に同期して行わせるようにしたことを特徴とするウォブル信号検出装置。

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