JP2009510659A - 光ディスクドライブ、および光ディスクドライブのためのトラッキングエラー検出方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、光記憶ディスクが、複数ｎ≧２の隣接するトラック部分が均等でない半径方向トラック間距離

を反復的に呈するような半径方向トラックパターンを有する、それら複数の隣接するトラック部分を含み、それら半径方向トラック間距離の総和

が、光ディスクドライブの光学的カットオフの逆数λ／（２ＮＡ）よりも大きくされているような光記憶システムのための、トラッキングエラー検出方法に関する。この方法は、各付随光スポットが、それぞれ別の半径方向トラック間距離の半値分

だけ、主スポットから半径方向に変位させられるように、光ディスク上に複数ｎの付随光スポットＳ_１，・・・，Ｓ_ｎ；Ｓ_Ｌ，Ｓ_Ｍと１つの主スポットＳ_Ｒとを当てる工程、および、付随光スポットの各々に対応するプッシュプル信号ＰＰ_１，・・・，ＰＰ_ｎ；ＰＰ_Ｌ，ＰＰ_Ｍを生成する工程を含む。本発明はさらに、この方法を実施する光ディスクドライブにも関する。

Description

本発明は、複数の付随光スポットおよび１つの主スポットを光ディスクに当てるように構成されたビーム発生器と、光ディスクから反射された光を検出するように配された光検出器アレイ、およびその光検出器アレイに接続されてプッシュプル信号を生成するように構成された少なくとも１つのプッシュプル信号生成器を含む、トラッキングエラー検出装置とを備えた、光ディスクドライブに関するものである。

本発明はまた、そのような光ディスクドライブと光ディスクとを含む光記憶システムのための、トラッキングエラー検出方法にも関するものである。

光記憶ディスクと光ディスクドライブとを含む光ディスクシステムでは、ディスク上に記憶された情報の半径方向と接線方向との情報密度はいずれも、レーザーの波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとして、ディスクドライブのピックアップユニット（ＰＵＵ）により生成される光スポットの有効径Φ＝λ／（２ＮＡ）によって決まる（この逆数は、最大空間周波数、すなわちいわゆる光学的カットオフ２ＮＡ／λに対応する）。たとえば、λ＝４０５ｎｍかつＮＡ＝０．８５であるブルーレイディスク（ＢＤ）システムでは、スポットサイズは

となり、その結果、最小トラックピッチ（隣接するトラック部分の中心線間の距離であり、半径方向の密度を決定する）はＴＰ^＊＝２３８ｎｍ、最小チャネルビット長はＴ^＊ _ｃｈ＝５９．６ｎｍとなる。ここで、チャネルビット長Ｔ^＊ _ｃｈ＝５９．６ｎｍは、ｄ＝１の二値ランレングス制限（ＲＬＬ）チャネルコードの場合の光学的カットオフに対応し、接線方向の密度を決定する点に留意されたい。すなわち、ＴＰ^＊よりも小さい任意のトラックピッチに対しては、従来型のプッシュプルトラッキングエラー信号（ＰＰ ＴＥＳ）は消失し、Ｔ^＊ _ｃｈよりも小さい任意のビット長に対しては、データ情報は光学的カットオフ外の情報となり、もはや閾値検出は絶対に機能しなくなる。読出専用ディスクに対しては、いわゆるＤＴＤ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｉｍｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；時間差検出）信号により、トラッキングが実現される点に留意されたい。ＤＴＤ信号は、半径方向と接線方向との回折の組合せをみるものであるので、やはりＴＰ＞ＴＰ^＊の場合には消失する。

過去には、激しい符号間干渉（ＩＳＩ）に対処するのにＰＲＭＬ（ｐａｒｔｉａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ；部分応答最尤）検出が重要な役割を果たす改良型の信号処理技術のおかげで、チャネルビット長をＴ^＊ _ｃｈよりもさらに小さくすることによって、より高い記憶密度も実現されてきた。Ａ．Ｖ．Ｐａｄｉｔｙ他、「Ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ３５ＧＢ ｏｎ ａ ｓｉｎｇｌｅ−ｌａｙｅｒ Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｋ（単層ブルーレイディスクにおける３５ＧＢ用の信号処理）」、ＯＤＳ２００４、モントレー、カリフォルニア、２００４年；およびＪ．Ｌｅｅ他、「Ａｄｖａｎｃｅｄ ＰＲＭＬ ｄａｔａ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ（高密度記録のための改良型ＰＲＭＬデータ検出器）」、ＯＤＳ２００４、モントレー、カリフォルニア、２００４年も参照されたい。しかしながら、近年、多くの企業によって、ＢＤ用の光学系をｄ＝１のＲＬＬチャネルコードと組み合わせて用いた場合には、５０ｎｍ未満にチャネルビット長を低減することは、不可能または極めて困難になることが示されている。

密度を圧縮するための別の可能性は、半径方向、すなわちトラックピッチを小さくすることにある。このとき、トラックピッチが光学的な限界に近づくかあるいは光学的限界を超えても、ロバストなトラッキング性能が維持されるように注意を払わなくてはならない。

書込可能または書換可能型のディスクに対しては、基本的に、効果的にトラックピッチを減ずる方法が２種類存在する。１つ目の方法は、ＤＶＤ−ＲＡＭおよび書込可能もしくは書換可能型のＨＤ−ＤＶＤより知られているような、ランド−グルーブ型のフォーマットを採用する方法である。ランド上とグルーブ内との両方にデータを記録することにより、実効トラックピッチが、１／２に減らされる（ランド−グルーブ間の距離）。真のトラックピッチ（グルーブ−グルーブ間の距離）は変わらないままなので、従来型のＰＰ ＴＥＳに基づくロバストなトラッキングが保証される。一例としてＢＤのパラメータを挙げると、真のトラックピッチが標準的な３２０ｎｍである場合には、実効トラックピッチは、（ＴＰ^＊＝２３８ｎｍと比較して）たったの１６０ｎｍとなる。こうして、この場合には、ロバストなトラッキングは問題とならない。

しかしながら、（特に半径方向の傾きやデフォーカスといった収差が存在する場合における）読出中のトラック間干渉（クロストーク）、および書込可能もしくは書換可能型の場合には書込中のクロス消去（クロス書込み）が問題となる。トラック同士がより近くなれば、クロストークおよびクロス消去はより顕著となる。クロストークに対しては、たとえばトラックピッチに応じて完全にまたは部分的にクロストークを除去することのできる３スポット型のクロストーク打消器を用いることによって、電子的に対処することができる（たとえば米国特許第６１６３５１８号参照）。その意味では、クロストークは、クロス消去に比べれば問題性は低いと思われる。なぜならば、大まかにいえば、クロス消去はデータを物理的に破壊し、読出時においてデータを回復することを不可能とするからである。したがって、適切なクロス消去性能を実現するためには、極めて精確なレーザーパワー制御が必要であり、このことが、この種のシステムの使用を制限している。

したがって、（とりわけ民生機器において）クロス消去の効果を減ずるためには、ランド−グルーブ型のフォーマットよりも、（ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷまたはＢＤ−Ｒ／ＲＥで用いられているような）グルーブのみのフォーマットの方が好ましい。これは、グルーブのみの場合には、隣接するトラックが、熱的により良好に分離されるためである。ここで、ランド−グルーブ型のフォーマットでも、グルーブのみのフォーマットでも、クロストークはほぼ同じ程度の激しさを有する点に留意されたい。さらには、現在のところ、読出専用ディスクについては、マスタリングの難しさのため、ランド−グルーブ型のフォーマットを採用して実効トラックを増やす可能性はない。

クロス消去性能を改善しようとする努力を可能な限り和らげるため、当然の考え方として、トラックピッチを狭くしつつ、グルーブのみのフォーマットは依然として維持することを考えるであろう。実際、これはトラックピッチを効果的に減ずるための２つ目の方法である。すると今度は、トラックピッチが光学的な限界に近づいても、信頼性の高いトラッキングエラー信号を維持することが可能であるか否かという点が、疑問点となる。

既知の半径方向トラッキングエラー検出方法には、瞳の２つの半分に対応する信号間の差が、別個の検出素子で測定されるプッシュプル半径方向トラッキング；放射ビームが回折格子により３つのビームに分離され、中心の１つの主スポットと、その主スポットから１／４トラックピッチ分離れて配された外側の２つの付随スポットとが投影され、それらの信号の差を用いてトラッキングエラー信号が生成される、３スポット型の中心開口半径方向トラッキング；および、やはり放射ビームが回折格子によって３つのビームに分離されるが、主スポットと付随スポットとの差分プッシュプル信号間の差がトラッキングエラー信号として用いられる、３スポット型のプッシュプル半径方向トラッキングが含まれる。さらに、位相差または時間差検出（ＤＰＤまたはＤＴＤ）による半径方向トラッキング方法も、たとえば欧州特許出願公開ＥＰ１４５３０３９号より知られている。この欧州特許出願公開の例では、位相の半径方向のオフセットが、矩形の４分割型スポット検出器によって調べられる。しかしながら、既知の半径方向トラッキングエラー方法はすべて、レーザービームにより決定される２ＮＡ／λの光学的カットオフに制限される。

欧州特許出願０５１００１４９．３号（２００５年１月１２日、ＰＨＮＬ０５００２７）および欧州特許出願０５１０４６７６．１号（２００５年５月３１日、ＰＨ０００４８１）より、幅広螺旋フォーマットが、λ／（２ＮＡ）未満のトラックピッチに対するトラッキングを間接的に実現するコンセプトを知ることができる。この幅広螺旋は、光学的カットオフよりも高い空間周波数で相互配置された、複数のトラックからなる。１つの保護帯が、２つの隣接する螺旋部分を隔てている。その幅は、標準的なトラックピッチ（ＢＤ用光学系に対しては３００ｎｍ前後）に匹敵するように選択されている。

このコンセプトは、いわゆるＴｗｏＤＯＳシステム（読出専用システム用）に最初に適用された。このシステムでは、マルチトラック読出しによってビット情報が連携して検出されるように、１つの螺旋内のトラック間チャネルビットは、六方配列状に整列させられている。ディスク容量およびディスクレートが共に、顕著に増大する。２つのスポットが、最も外側の２つのトラックのエッジ上に、半分がトラック上、半分が保護帯上となるように配される。検出器上に当たったこれら２つのスポット間の光強度の差を調べることによって、トラッキングが実現される。トラッキングは連携した方法により解決されるが、連携したビット検出の重い計算負荷と、書込可能または書換可能なフォーマットのディスクに対するマルチキャビティレーザーの必要性とのため、このシステムは非常に高コストなものとなっている。

このコンセプトはその後、欧州特許出願０５１００１４９．５号（２００５年１月１２日）において修正され、１つの螺旋内において単一のスポットがトラックごとの走査を行い、したがって通常の一次元型の検出が可能となるようにされた。検出の複雑さは減ったが、トラッキングは各トラックについて必要とされ、このことはトラック数と同数のスポットおよび検出器を必要とするため、欧州特許出願０５１０４６７６．１号（２００５年５月３１日、ＰＨ０００４８１）に示されるように、複数の検出器から適切なトラッキング信号を得るためのある種の切換機構が生じる。この複雑さは、トラッキングを可能とする幅広螺旋を仮想的に形成するために小さなトラックピッチを有する連続した螺旋が一定間隔で分断されている、欧州特許出願０５１００１４９．３号（２００５年１月１２日）からも分かる。

さらに、幅広螺旋のコンセプトと共に、書込可能または書換可能なフォーマットのディスクにタイミングおよびアドレスに関する情報を埋め込むための、新規な方法または構造が考案される必要がある。なぜなら、幅広螺旋内におけるトラックピッチが光学的なカットオフに近づくかあるいはそれより小さくなるにつれて、ディスクのグルーブに埋め込まれているウォブル構造により担持されるプッシュプルチャネルからの任意の信号は、信頼性が低くなるか、あるいは消失することさえあるからである。個々のトラックに対しては、ウォブルの概念はもはや適用できない。

本発明の１つの目的は、空間周波数が２ＮＡ／λに近づくかあるいは２ＮＡ／λを超えてもロバストであり続ける、読出専用フォーマットと書込可能または書換可能なフォーマットとの両方に用いられるトラッキング方法を利用した、トラッキング方法および光ディスクドライブを提供することである。

本発明の第１の側面によれば、上記の目的は、複数（ｎ個）の付随光スポット（Ｓ_１，・・・，Ｓ_ｎ；Ｓ_Ｌ，Ｓ_Ｍ）ならびに１つの主スポット（Ｓ_Ｒ）を光ディスクに当てるように構成されたビーム発生器であって、各付随光スポットが、上記の主スポットから半径方向に異なる経路

分変位させられ、それら半径方向に変位された経路の総和の２倍

が、ビームの光学的カットオフの逆数λ／（２ＮＡ）よりも大きくされるビーム発生器、および
上記の付随光スポット（Ｓ_１，・・・，Ｓ_ｎ；Ｓ_Ｌ，Ｓ_Ｍ）の各々に対応する、上記の光ディスクから反射された光を検出するように配された、少なくとも２つの別個の検出素子（７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ）を有する光検出器アレイ（７１，７２）と、その検出器アレイに接続されて、上記の検出素子の出力信号に基づいて、付随光スポット（Ｓ_１，・・・，Ｓ_ｎ；Ｓ_Ｌ，Ｓ_Ｍ）の各々に対応するプッシュプル信号（ＰＰ_１，・・・，ＰＰ_ｎ；ＰＰ_Ｌ，ＰＰ_Ｍ）を生成するように構成された、少なくとも１つのプッシュプル信号生成器とを含む、トラッキングエラー検出装置
を備えていることを特徴とする光ディスクドライブによって達成される。

本発明は、複数（ｎ≧２）の隣接するトラック部分が均等でない半径方向トラック間距離

を反復的に呈するような半径方向トラックパターンを有する、それら複数の隣接するトラック部分を含む新規な光記憶ディスク（読出専用にも書込用または書換用にも適用される）に基づくものである。従来型のディスクフォーマットと異なり、ここでは、トラックは均等な間隔で配されてはおらず、いくつかの交互に現れるトラック間距離ＴＰ_１からＴＰ_ｎが導入されている。換言すると、均等でない半径方向トラック間距離を有するｎ個の隣接するトラック部分が、１つのトラック束を形成し、このトラック束が、

の空間トラック束周期で周期的に繰り返される。ここで、ＴＰ_１からＴＰ_ｎ−１は、トラック束内におけるトラック部分間の半径方向距離であり、ＴＰ_ｎは、１つのトラック束の最後（ｎ番目）のトラック部分と、隣接する次のトラック束の最初のトラック部分との間の距離である。たとえＴＰ_１からＴＰ_ｎの各々が下限であるλ／（２ＮＡ）よりも小さくなっても、トラック束周期は、依然としてλ／（２ＮＡ）よりも大きいままとされ得る。

本発明によれば、この新たな周期が、トラッキングを実現するために利用される。その結果、半径方向トラック間距離が光学的なカットオフの限界未満に狭められるにもかかわらず、より高い記憶密度およびシステムのより高いロバスト性を達成することができる。

上記の第１の側面のさらなる発展形態を構成する、本発明の第２の側面によれば、信号統合器が、上記の少なくとも１つのプッシュプル信号生成器の各々に接続され、上記のプッシュプル信号（ＰＰ_１，・・・，ＰＰ_ｎ；ＰＰ_Ｌ，ＰＰ_Ｍ）を１つの共通のトラッキングエラー信号（ＰＰ）に統合するように構成される。

本発明のさらなる側面によれば、上記の目的は、光ディスクドライブと光ディスクとを含む光記憶システムのためのトラッキングエラー検出方法であって、
上記の光ディスクが、複数（ｎ≧２）の隣接するトラック部分が均等でない半径方向トラック間距離

を反復的に呈するような半径方向トラックパターンを有する、それら複数の隣接するトラック部分を含み、かつ上記の半径方向トラック間距離の総和

が、光ディスクドライブの光学的カットオフの逆数λ／（２ＮＡ）よりも大きくされている光ディスクであるような、トラッキングエラー検出方法によって達成される。この方法は、
各付随光スポットが、それぞれ別の半径方向トラック間距離の半値分

だけ、主スポットから半径方向に変位させられるように、光ディスク上に複数（ｎ個）の付随光スポット（Ｓ_１，・・・，Ｓ_ｎ；Ｓ_Ｌ，Ｓ_Ｍ）と１つの主スポット（Ｓ_Ｒ）とを当てる工程と、
付随光スポットの各々に対応するプッシュプル信号（ＰＰ_１，・・・，ＰＰ_ｎ；ＰＰ_Ｌ，ＰＰ_Ｍ）を生成する工程とを含む。

好ましくは、上記のプッシュプル信号（ＰＰ_１，・・・，ＰＰ_ｎ；ＰＰ_Ｌ，ＰＰ_Ｍ）は、１つの共通のトラッキングエラー信号（ＰＰ）に統合される。

本発明のさらなる実施形態は、従属請求項中の特徴により記述されている。

本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、図面と共に参照される、以下の好ましい実施形態の説明により明らかとされる。

図１に示した新規なディスクの一部は、読出専用フォーマットのディスクを表している。図中のトラック部分１２は、ピット１４とランド１６との軌道によって形成されている。同様に、図２には、書込可能または書換可能型ディスクの一部２０の斜視図が示されており、トラック部分は、ウォブル状とされたプリグルーブ２２によって形成されている。未書込みの光ディスクにおけるトラッキング目的のこのようなプリグルーブはよく知られており、たとえば、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷまたはＢＤ−Ｒ／ＲＥ規格等から知られている。

両フォーマットのトラック部分１２、２２、すなわち読出専用フォーマットにおいてはピットおよびランドの接線方向軌道、書込可能または書換可能なフォーマットにおいてはプリグルーブは、均等な距離で離間されてはいない。１つおきのトラック部分が、左側の隣接トラック部分から第１の距離ＴＰ_１をおいて配され、右側の隣接トラック部分から第２の距離ＴＰ_２をおいて配されるように、２つの異なるトラックピッチＴＰ_１およびＴＰ_２が選択されている。こうして、２つの隣接トラック部分のトラック束１８および２８が形成されており、このトラック束は、ＴＰ_Σ＝ＴＰ_１＋ＴＰ_２の空間（トラック束）周期で繰り返される。

従来型のフォーマットでは、上記で述べた理由のため、均等なトラックピッチＴＰはＴＰ＞λ／（２ＮＡ）の条件を満たさなくてはならないが、この新規なディスクフォーマットによれば、たとえＴＰ_１からＴＰ_ｎのそれぞれがこの下限より小さくても、ＴＰに代わる空間トラック束周期ＴＰ_１＋ＴＰ_２が依然としてλ／（２ＮＡ）より大きいかもしれないので、この問題は解決される。

本発明においては、この空間トラック束周期を利用してトラッキングが実現される。以下、このことを、図３を参照した例により、より分かりやすく説明する。図３には、ブルーレイ用光学系について、種々の半径方向空間構造のスペクトルがプロットされている。比較のため、１／Ｔ_ｃｈ（Ｔ_ｃｈ＝７４．５ｎｍ）を単位として０．３１２７前後の光学的カットオフを有する、ブラート・ホプキンス（Ｂｒａａｔ−Ｈｏｐｋｉｎｓ）公式に基づく光チャネル変調伝達関数（ＭＴＦ）もプロットされている（実線）。点線の曲線は、ＴＰ＝２００ｎｍを有する空間周波数位置を示している。明らかに、これはすでにカットオフを超えているので、従来型のトラッキングは不可能となる。ＴＰ_１＝３２０ｎｍかつＴＰ_２＝２００ｎｍとした図１または図２のトラックピッチ構造を選択することにより、ＴＰ_Σ＝ＴＰ_１＋ＴＰ_２＝５２０ｎｍに対応する約０．１４の周波数成分が、光帯域内においてカットオフを下回る位置にスパイクとして現れる（破線）ことが見て取れる。

この空間周波数成分をトラッキング目的で利用する１つの可能な方法が、図４に図解されている。３つのレーザースポット、すなわち読出ならびに／もしくは書込用の右側の主スポットＳ_Ｒ、およびトラッキング用の２つの付随スポットＳ_Ｍ（中央）ならびにＳ_Ｌ（左側）が用いられている。Ｓ_Ｒと目的のトラックとが精確にアラインメントしているときは、Ｓ_ＭおよびＳ_Ｌは、それぞれ目的のトラックから

および

だけ離れて配されている。換言すると、Ｓ_ＭおよびＳ_Ｌはそれぞれ、主スポットＳ_Ｒから半径方向に

および

の異なる経路分変位させられている。

これら３つのスポットは、たとえば、単一のレーザービームを３つのビームに分割して、それら３つのビームをディスク上の半径方向に離間させられた方向に指向させる回折格子構成と、ビームの焦点を制御する単一または別個の対物レンズとによって、生成され得る。通常の形態と同様に、２つのトラッキングスポットは、読出／書込用のスポットよりもずっと低い光強度を有するものであってもよく、さらに図４に示すように、干渉を防止するため、トラックに対して接線方向にも、互いに距離をおいて配されるべきである。上記のディスクが半径方向に走査されている間、トラッキングエラー検出装置を用いて、スポットＳ_ＭおよびＳ_Ｌの反射光より、プッシュプル信号が導出される。このことは、図７を参照しながらより詳細に説明する。

上記のようにして、周期

および位相差

を有する、同一形状の２つの曲線が得られる。

の条件が満たされる限り、プッシュプル信号は存在する。

これら２つのプッシュプル信号の例が、図５の上側部分に示されている。図５の下側部分には、横断方向に変化させられた対応のトラック構造５０が示されており、この構造５０は、実際にトラックを形成するトラックおよびグルーブ領域５２同士の間に、ランド領域（すなわちトラック間スペース）５１を呈している。より分かりやすくするため、この例では、書込可能または書換可能型ディスクのランド−グルーブ構造が選択されているが、本発明は、図４に示した状態と同様の、プリグルーブを持たないピット−ランド構造を有する読出専用フォーマットのディスクにも適用可能である点に留意されたい。

図５の上側部分において、実線曲線はスポットＳ_Ｍに属するプッシュプル信号ＰＰ_Ｍであり、破線曲線はスポットＳ_Ｌに属するプッシュプル信号ＰＰ_Ｌである。曲線５０から見て取れるように、トラックピッチは均等ではないが、各ランド領域５１の中心位置において、トラックパターンは半径方向に対称形となっている。したがって、いずれかのスポットがランド領域のちょうど中心上に配されているとき、関係するプッシュプル信号がゼロとなる。ここで、図５の下側部分に図示されている横断方向に変化するトラック構造５０は、Ｓ_Ｌのプッシュプル信号ＰＰ_Ｌと整列させられている点に留意されたい。

主スポットＳ_Ｒから半径方向に

および

だけ変位させられていることにより、ＰＰ_Ｍにおける１つおきのゼロ交差の出現時、およびＰＰ_Ｌにおける１つおきのゼロ交差の出現時において、主スポットＳ_Ｒはトラック上にあることとなる。図５の例では、ＰＰ_Ｌが負の勾配でゼロを交差するとき、主スポットＳ_Ｒはトラック上にある。当然ながら、勾配の符号は、適切な信号処理により任意に選択することができる。したがって、完全なトラッキング情報は、すべてのプッシュプル信号ＰＰ_ＭおよびＰＰ_Ｌの集合に、すでに含まれている。

均等なトラックピッチを有する場合、トラックパターンは、各グルーブ領域の中心位置においても半径方向に対称形となるので、スポットがトラック間の中心に配されているときのみならず、トラックの中心に配されているときにおいても、プッシュプル信号がゼロとなる。本発明によれば、上記で指摘したように、トラックが半径方向に関し非対称形であることにより、トラック間スペースの中心のみが識別される。ここで、図５の例から離れて、隣接するランド領域の中心線間の何らかの位置において、検出器の２つの半分に当たる反射光強度が均衡する、追加のゼロ交差が出現することもあり得る点に留意されたい。しかしながら、プッシュプル信号のこのゼロ点は、ＴＰ_１とＴＰ_２との比およびデューティサイクルを適切に調整することにより、除去することができる。一般的な必要条件を書き下すと、

となる。ここで、ｈ（ｔ）は光チャネルの時間領域インパルス応答を、＊は畳込積分を、νはスポットの横断方向速度を表す。Ｄ（ｔ）は、１つの周期内、すなわち

から

におけるトラック構造を記述した関数であり、

である。

この関数Ｄ（ｔ）は、図６に図解してある。＋１はトラック領域に対応し、−１はトラック間スペースに対応する。０＜α＜１として、ディスク全体に亘って、トラック幅がαＴＰ_１に設定されている。式（２）の条件を満たすために、ＴＰ_１とＴＰ_２との間の差を調整することができ、たとえばＴＰ_２＝ＴＰ_１／２とすることができる。一般化すると、ＴＰ_１とＴＰ_２とのトラックピッチの組合せは、ディスク容量、トラッキング信号の品質、およびクロス消去ならびにクロストークの制約といったような、様々な必要条件に応じて選択することができる。

すべてのトラッキング情報はプッシュプル信号ＰＰ_ＭとＰＰ_Ｌとの集合中に含まれているが、読出／書込用の主スポットＳ_Ｒが目的のトラック上にあるときにはゼロとなり、他の場所ではゼロでない値となるべき、共通の半径方向トラッキングエラー信号がある方が好ましいかもしれない。均等でないトラックピッチのため、結果として、２つの隣接するゼロ信号点間の距離は、交互にＴＰ_１およびＴＰ_２の値を取るに違いない。しかしながら、２つのプッシュプル信号は、両者ともＴＰ_１＋ＴＰ_２の周期を有する（すなわち、隣接するゼロ点間の距離は（ＴＰ_１＋ＴＰ_２）／２である）ので、いずれの信号も、単独では半径方向トラッキング信号として利用することはできない。さらに、信号の対称性のため、図５から見て取れるように、１つおきのゼロ交差のみが、主スポットのアラインメントを知らせる。したがって、プッシュプル信号ＰＰ_ＭおよびＰＰ_Ｌが適切に統合されて、共通のトラッキングエラー信号とされなくてはならない。

そのような統合処理は、たとえば図７に概略的に示すようなトラッキングエラー検出装置７０に実装され得る。これに従って処理される信号のいくつかが、図８に示されている。ここでも、図４に示した２つのトラッキングスポットＳ_ＭおよびＳ_Ｌを伴う構成が適用される。これらのスポットは、ディスクにより反射され、トラッキングエラー検出装置７０の２つの光検出器７１、７２上に投影される。各検出器７１、７２は、現在の規格に準拠する、トラックに対して接線方向に整列させられた２つの別個の検出素子７１ａ、７１ｂおよび７２ａ、７２ｂを含んでいる。これにより、別個の検出素子上に当たる、スポットの瞳の２つの半分相当分の信号間において、信号の差が計測される。各検出素子へと反射された光量に対応するこれら検出素子の出力は、それぞれ１つずつの検出器に割り当てられた別個のプッシュプル信号生成器内で処理される。各プッシュプル信号生成器は、割り当てられた検出器に接続された１つのミキサ７３、７４と、割り当てられたミキサからの差分出力が供給される１つの低域通過フィルタ７５、７６とを含んでいる。低域通過フィルタリングの後、適切な差分プッシュプル信号ＰＰ_Ｌ（スポットＳ_Ｌより）およびＰＰ_Ｍ（スポットＳ_Ｍより）が得られ、信号統合器に供給される。この信号統合器は、低域通過フィルタの各出力に反転接続された、２つの振幅比較器７７および７８を含んでいる。振幅比較器７７は、ＰＰ_Ｌ＞ＰＰ_Ｍの場合はＰＰ_Ｌの値に対応し、その他の場合は０に対応する信号

を出力する。一方、振幅比較器７８は、ＰＰ_Ｌ＞ＰＰ_Ｍの場合は０に対応し、その他の場合はＰＰ_Ｍの値に対応する信号

を出力する。信号統合器はさらにミキサ７９を含んでおり、このミキサ７９が、結果として得られた出力信号

と

との間で最終的に減算処理を行い、共通の半径方向トラッキングエラー信号

を導出する。

図５に示したトラックピッチ構造から得られたプッシュプル信号に基づく図８の波形では、結果として得られたトラッキングエラー信号ＰＰのゼロ交差点間の距離が、交互にＴＰ_１およびＴＰ_２の距離とされていること、すなわちトラックピッチに対応することが見て取れる。こうして、均等でない間隔を有するトラックに対するトラッキングエラー検出が実現される。

ブルーレイ用の光学系を例にとり、かつ

であると仮定すると、現在のディスクフォーマットにおけるトラックピッチの下限がＴＰ^＊＝２３８ｎｍであるのに対し、ＴＰ_２≧８０ｎｍである限り新規なトラッキングエラー信号が存在する。結果として、プッシュプル型のトラッキング方法を依然として適用可能としながら、より高い記憶密度およびよりロバスト性の高いシステムを実現することができる。

図７および８に示した装置および信号は、トラッキング情報を導出するために２つのトラッキングスポットＳ_ＭおよびＳ_Ｌのプッシュプル信号を処理する多数の可能な方法のうちの、１つを表しているにすぎない点に留意されたい。特に、プッシュプル信号ＰＰ_ＬとＰＰ_Ｍと統合する方法として可能な方法は他にも多く存在し、あるいは一般化していえば、任意の数のプッシュプル信号ＰＰ_１，・・・，ＰＰ_ｎを統合する方法として可能な方法は、他にも多く存在する。

上記の実施形態では、２つのトラックからなるトラック束、およびそれに対応する３つのビームスポットが用いられたが、本発明は、２つよりも多くの付随スポットを採用するトラッキングエラー検出方法およびディスクドライブにも、同様に適用される。一般化していえば、ｎ個の隣接するトラック部分を、均等でない半径方向トラック間距離

で配置し、それに応じて（Ｓ_１，・・・，Ｓ_ｎ）の付随スポットで走査されるようになすことができる。各スポットは、

の異なる経路分変位させられる。

この新規なトラックフォーマットは、クロス消去およびクロストークに関する問題を、トラッキングの問題から独立した問題とする。たとえば、書込可能または書換可能型のディスクにおいて、トラッキング側の制約を何ら考慮することなく、クロス消去の効果を改善するための媒体評価を行うことが可能となる。このトラッキング方法は、２つのレーザースポットの標準的なプッシュプル信号の組合せに基づいており、トラックピッチが従来の光学的限界に近づくか、あるいは従来の光学的限界を超えるときでも、アドレス指定およびタイミング回復に加えて、ロバストなトラッキングをも可能とする。結果として、確立済みでわずかだけ修正されたトラッキング技術を用いて、より高い記憶密度を実現することができる。

別の利点が、タイミング回復およびアドレス指定において実現される。よく知られているように、多くの現行の書込可能または書換可能型のディスクフォーマット（ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷまたはＢＤ−Ｒ／ＲＥ等）では、タイミング情報およびアドレス情報を担持するため、グルーブ中にウォブルが埋め込まれている。このウォブルは、中心線からのトラックのずれによって形成されているので、プッシュプルチャネルから検出することができる。

さらに別の利点は、ウォブル構造によって書込可能または書換可能型のディスク上にタイミング情報およびアドレス情報を埋め込む手法が、依然として適用可能であり、したがって個々のトラック上のアドレス指定も依然として残る点である。唯一の違いは、グルーブ間スペースにおいて行われるトラッキングのため、情報が、グルーブではなくウォブル状のランドによって担持される点であるが、この点は変更されたマスタリングプロセスにより解決することができる。

本発明の第１の実施形態に係る、均等でないトラックピッチを有する読出専用ディスクの一部を示した図 本発明の第２の実施形態に係る、均等でないトラックピッチを有する書込可能または書換可能型ディスクの一部を示した斜視図 ブルーレイ用の光学系について、本発明の１つの実施形態の、半径方向の空間周波数分析の結果を示したグラフ 読出し、書込みおよびトラッキングのための、３スポット型の構成およびディスク構造を模式的に示した図 図４中の２つのトラッキングスポットからのプッシュプル信号を示した図 トラック構造関数Ｄ（ｔ）のグラフ プッシュプルトラッキングエラー信号生成器の概略図 図７の信号生成器構成により生成される信号波形を示した図

Claims (7)

1. 複数の付随光スポットならびに１つの主スポットを光ディスクに当てるように構成されたビーム発生器であって、各付随光スポットが、前記主スポットから半径方向に異なる経路分変位させられ、該半径方向に変位された経路の総和の２倍が、ビームの光学的カットオフの逆数よりも大きくされるビーム発生器、および
   前記付随光スポットの各々に対応する、前記光ディスクから反射された光を検出するように配された、少なくとも２つの別個の検出素子を有する光検出器アレイと、前記光検出器アレイに接続されて、前記検出素子の出力信号に基づいて、前記付随光スポットの各々に対応するプッシュプル信号を生成するように構成された、少なくとも１つのプッシュプル信号生成器とを含む、トラッキングエラー検出装置
   を備えていることを特徴とする光ディスクドライブ。
2. 前記少なくとも１つのプッシュプル信号生成器の各々に接続され、前記プッシュプル信号を１つの共通のトラッキングエラー信号に統合するように構成された信号統合器を、さらに備えていることを特徴とする請求項１記載の光ディスクドライブ。
3. 前記ビーム発生器が、２つの付随光スポットおよび１つの主スポットを前記光ディスクに当てるように構成されており、
   前記トラッキングエラー検出装置が、前記光ディスク上のトラックに対して接線方向に整列させられた少なくとも２つの検出素子を有する、分割光検出器を含んでおり、
   前記プッシュプル信号生成器が、前記２つの付随光スポットの各々に対応する前記光検出器に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の光ディスクドライブ。
4. 前記信号統合器が、前記プッシュプル信号生成器の各々に反転接続された、第１の振幅比較器および第２の振幅比較器を含んでおり、
   前記第１の振幅比較器は、プッシュプル信号ＰＰ_ＬおよびＰＰ_ＭがＰＰ_Ｌ＞ＰＰ_Ｍの条件を満たす場合にはＰＰ_Ｌの値に対応し、その他の場合には０の値に対応する信号
   

   

   を出力するように構成され、
   前記第２の振幅比較器は、ＰＰ_Ｌ＞ＰＰ_Ｍの場合には０の値に対応し、その他の場合にはＰＰ_Ｍの値に対応する信号
   

   

   を出力するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の光ディスクドライブ。
5. 前記信号統合器が、前記第１の振幅比較器および前記第２の振幅比較器により出力された前記信号
   

   

   および
   

   

   を統合して、共通のトラッキングエラー信号を出力するように構成された統合手段を含んでいることを特徴とする請求項４記載の光ディスクドライブ。
6. 光ディスクドライブと光ディスクとを含む光記憶システムのためのトラッキングエラー検出方法であって、
   前記光ディスクは、複数の隣接するトラック部分が均等でない半径方向トラック間距離を反復的に呈するような半径方向トラックパターンを有する、該複数の隣接するトラック部分を含み、かつ前記半径方向トラック間距離の総和が、前記光ディスクドライブの光学的カットオフの逆数よりも大きくされている光ディスクであり、
   当該トラッキングエラー検出方法は、
   各付随光スポットが、それぞれ別の前記半径方向トラック間距離の半値分だけ、主スポットから半径方向に変位させられるように、前記光ディスク上に複数の付随光スポットと１つの主スポットとを当てる工程と、
   前記付随光スポットの各々に対応するプッシュプル信号を生成する工程とを含むことを特徴とするトラッキングエラー検出方法。
7. 前記プッシュプル信号を、１つの共通のトラッキングエラー信号に統合することを特徴とする請求項６記載のトラッキングエラー検出方法。

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