JP2013168196A - Optical disk drive - Google Patents

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Akihiro Ashida
明広 蘆田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical disk drive for generating an accurate tracking error signal even in the case that a movement direction of a light spot changes in a multilayer disk.SOLUTION: Three beams (a main spot 20 and two sub spots 21, 22) are irradiated to an optical disk recording surface, and a tracking error signal is generated by a differential push-pull system. In the case that light spots for recording are moved from an outer circumference in an inner circumferential direction, detection signals from the two sub spots 21, 22 are respectively divided into detection signals (E, G) of an inner circumferential side light reception surface and detection signals (F, H) of an outer circumferential side light reception surface, and gain correctors 47, 48 perform gain correction of a detection signal from each sub spot such that respective gains of an addition signal (E+G) of an inner circumferential side detection signal and an addition signal (F+H) of an outer circumferential side detection signal become constant.

Description

本発明は、DPP方式のトラッキングエラー信号を使ってトラッキング制御を行いながら情報の記録再生を行う光ディスク装置に関する。   The present invention relates to an optical disc apparatus that records and reproduces information while performing tracking control using a DPP tracking error signal.

光ディスク装置のトラッキング制御において、3ビーム(3スポット)を用いた差動プッシュプル(DPP:Differential Push pull)方式によるトラッキングエラー(TE)信号が一般に使用されるが、TE信号は、装置周囲の温度変化や半導体レーザの発光熱、ディスクの記録状態などの影響を受け、初期状態から変化してしまう場合がある。特に記録実施中の場合、ディスク面の記録状態の変化(既記録/未記録)によって記録面の反射率が変化することが原因で、TE信号の基準電位に対する上下の振幅バランス(TEバランス)やオフセットが変化することになる。その際、記録実施中(トラッキングサーボがON状態)であるためにTEバランス等の補正を行う契機が得られず、最悪の場合記録失敗を招くことになる。また多層ディスクでは、記録層が変わると記録面上の光スポットの移動方向(内周から外周方向、あるいは外周から内周方向)が逆転するため、各光スポットに対する記録状態の配置が変化する。これより、特にサブスポットからの信号のバランスが変化してTEバランスが悪化しやすくなるという問題がある。   In tracking control of an optical disk device, a tracking error (TE) signal by a differential push pull (DPP) method using three beams (three spots) is generally used. The TE signal is a temperature around the device. The initial state may be changed due to the influence of the change, the emission heat of the semiconductor laser, the recording state of the disk, and the like. Particularly when recording is in progress, the upper / lower amplitude balance (TE balance) with respect to the reference potential of the TE signal is caused by the change in the reflectance of the recording surface due to the change in the recording state (recorded / unrecorded) of the disk The offset will change. At that time, since recording is being performed (the tracking servo is in an ON state), there is no opportunity to correct TE balance or the like, and in the worst case, recording failure occurs. In a multi-layer disc, when the recording layer changes, the moving direction of the light spot on the recording surface (from the inner periphery to the outer periphery, or from the outer periphery to the inner periphery) is reversed, so the arrangement of the recording state with respect to each light spot changes. As a result, there is a problem that the balance of signals from the sub-spots changes and the TE balance tends to deteriorate.

特許文献1では、各ビーム位置での反射率が異なるという要因に対し、差動プッシュプル法で得られるTE信号の正規化技術が開示されている。同文献では、メインビームのプッシュプル信号をそのメインビームの受光量に基づいて正規化し、一方のサブビームのプッシュプル信号をそのサブビームの受光量に基づいて正規化し、他方のサブビームのプッシュプル信号をそのサブビームの受光量に基づいて正規化し、その正規化されたメインビームのプッシュプル信号と上記正規化された両サブビームのプッシュプル信号の和信号との差分をとり、その出力信号をトラッキングエラー信号としてサーボ動作を行う構成としている。   Patent Document 1 discloses a TE signal normalization technique obtained by the differential push-pull method for the factor that the reflectance at each beam position is different. In this document, the push-pull signal of the main beam is normalized based on the received light amount of the main beam, the push-pull signal of one sub beam is normalized based on the received light amount of the sub beam, and the push-pull signal of the other sub beam is normalized. Normalize based on the received light quantity of the sub beam, take the difference between the normalized push-pull signal of the main beam and the sum signal of the normalized push-pull signals of both sub beams, and output the output signal as a tracking error signal The servo operation is performed.

また特許文献2では、多層ディスクにおいてビームの移動方向(案内溝の螺旋方向)が逆転する要因に関し、記録面において集光された第1、第2のサブビームを、集光されたメインビームに対して少なくとも3/2トラック以上隔てた任意の位置に配置した構成としている。   Further, in Patent Document 2, regarding a factor that reverses the moving direction of the beam (the spiral direction of the guide groove) in the multilayer disk, the first and second sub-beams condensed on the recording surface are compared with the condensed main beam. And at least 3/2 tracks or more.

特開2002−230803号公報JP 2002-230803 A 特開2006−147120号公報JP 2006-147120 A

上記特許文献1によれば、各々のビームが照射する部分の反射率がそれぞれ異なっていても、光軸ずれによる直流オフセットの除去効果を有効にし、かつ安定したトラッキングサーボ動作を行うことができると述べられている。しかし、多層ディスク記録時にスポット移動方向が逆転するとき、すなわち内周から外周へ移動する場合と外周から内周へ移動する場合とではサブビームが照射する部分の反射率が異なるため、そのままでは適用できない。   According to the above-mentioned patent document 1, even if the reflectance of the portion irradiated by each beam is different, the effect of removing the DC offset due to the optical axis deviation can be made effective and a stable tracking servo operation can be performed. It is stated. However, when the spot moving direction is reversed during multi-layer disk recording, that is, when moving from the inner periphery to the outer periphery, and when moving from the outer periphery to the inner periphery, the reflectance of the portion irradiated with the sub-beam is different, and thus cannot be applied as it is. .

上記特許文献2では、案内溝の螺旋方向が各記録面で異なる多層ディスクにおいて、いずれの記録面でも良好なサブビームの信号を得ることができると述べられている。しかしながら、サブビームの位置とメインビームの位置との間隔(ビーム間隔)dは、通常の1/2トラックではなく少なくとも3/2トラック以上隔てて配置されるため、トラックピッチTpの異なるディスクを使用する場合に、ビーム位置ずれが拡大するという問題がある。例えば、Tp=0.61μmのDVD−RAMと、Tp=0.74μmのDVD−ROMとを用いる場合のビーム位置ずれ量ΔPを比較してみる。ビーム間隔d=1/2Tpのときには、ΔP=0.06μmであるが、d=3/2Tpのときには、ΔP=0.19μmに拡大し、トラッキングエラー信号の補正が困難になる。   In the above-mentioned Patent Document 2, it is stated that a good sub-beam signal can be obtained on any recording surface in a multilayer disk in which the spiral direction of the guide groove is different on each recording surface. However, since the interval (beam interval) d between the position of the sub beam and the position of the main beam is arranged at least 3/2 tracks apart from the normal 1/2 track, disks having different track pitches Tp are used. In this case, there is a problem that the beam position deviation is enlarged. For example, let us compare the beam position deviation amount ΔP when using a DVD-RAM with Tp = 0.61 μm and a DVD-ROM with Tp = 0.74 μm. When the beam interval is d = 1/2 Tp, ΔP = 0.06 μm. However, when d = 3/2 Tp, the distance is enlarged to ΔP = 0.19 μm, making it difficult to correct the tracking error signal.

そこで本発明の目的は、多層ディスクにおいて、光スポットの移動方向が変化する場合でも正確なトラッキングエラー信号を生成し、トラックピッチの異なるディスクでもビーム位置ずれの少ない光ディスク装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus that generates an accurate tracking error signal even in a case where a moving direction of a light spot changes in a multi-layer disc and has little beam position deviation even on discs having different track pitches.

本発明の光ディスク装置では、光ディスク記録面に3ビームを照射し差動プッシュプル方式によりトラッキングエラー信号を生成する。メインスポットより先行するサブスポットは外周側に、後行するサブスポットは内周側にそれぞれ1/2トラックずらして配置する。記録のためビームスポットが外周から内周方向へ移動する場合は、2つのサブスポットからの検出信号をそれぞれ内周側受光面の検出信号と外周側受光面の検出信号とに分け、内周側検出信号の加算信号と外周側検出信号の加算信号のそれぞれの利得が一定となるよう各サブスポットからの検出信号に対しゲイン補正を行う。   In the optical disc apparatus of the present invention, the tracking error signal is generated by the differential push-pull method by irradiating the optical disc recording surface with three beams. Sub-spots preceding the main spot are arranged on the outer peripheral side, and subsequent sub-spots are arranged on the inner peripheral side with a shift of ½ track. When the beam spot moves from the outer periphery to the inner periphery for recording, the detection signals from the two sub-spots are divided into the detection signal for the inner peripheral light receiving surface and the detection signal for the outer peripheral light receiving surface, respectively. Gain correction is performed on the detection signals from the sub-spots so that the gains of the detection signal addition signal and the outer periphery side detection signal addition signal are constant.

本発明によれば、多層ディスクにおいて、記録時に光スポットの移動方向が変化する場合でも正確なトラッキングエラー信号を生成し、トラックピッチの異なるディスクでもビーム位置ずれの少ない光ディスク装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical disc apparatus that generates an accurate tracking error signal even when the moving direction of a light spot changes during recording in a multi-layer disc, and has little beam position deviation even with discs having different track pitches.

本発明の光ディスク装置の一実施例を示す構成ブロック図。1 is a configuration block diagram showing an embodiment of an optical disk device of the present invention. ディスク記録面上のビームスポットの配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the beam spot on a disc recording surface. 順方向移動(内周→外周)に対して使用するDPP信号演算回路(演算回路1)を示す図。The figure which shows the DPP signal arithmetic circuit (arithmetic circuit 1) used with respect to forward movement (inner periphery-> outer periphery). 逆方向移動(外周→内周)に対して使用するDPP信号演算回路(演算回路2)を示す図。The figure which shows the DPP signal arithmetic circuit (arithmetic circuit 2) used with respect to a reverse direction movement (outer periphery-> inner periphery). DPP信号演算回路の第1の従来例(演算回路3)を示す図。The figure which shows the 1st prior art example (arithmetic circuit 3) of a DPP signal arithmetic circuit. DPP信号演算回路の第2の従来例(演算回路4)を示す図。The figure which shows the 2nd prior art example (arithmetic circuit 4) of a DPP signal arithmetic circuit. 演算回路1,2に用いるローパスフィルタ(LPF)の動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the low-pass filter (LPF) used for the arithmetic circuits 1 and 2. FIG.

図1は、本発明の光ディスク装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
光ディスク装置の構成は、機構系として光ディスク1を回転するスピンドルモータ2、光ディスク1に情報を記録または再生する光ピックアップ3を有する。また信号・サーボ系として、光ピックアップ3からの検出信号をデジタル変換するA/D変換器4、検出したデジタル信号を演算してトラッキングエラー信号(TE信号)やフォーカスエラー信号(FE信号)などのサーボエラー信号を生成するサーボエラー演算部5、サーボ制御系の周波数特性を補償するサーボフィルタ6、光ピックアップ3内の対物レンズ用アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部7を有する。これ以外に図示していないものとして、光ピックアップ3を光ディスク1の半径方向に移動させるスレッドモータ、光ピックアップ3に対し記録信号を供給し、光ピックアップ3の検出信号から再生信号を生成する記録/再生信号処理部、光ピックアップ3内の半導体レーザを駆動するレーザ駆動部、装置全体の動作を制御する制御部などを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an optical disk apparatus according to the present invention.
The configuration of the optical disc apparatus includes a spindle motor 2 that rotates the optical disc 1 as a mechanism system, and an optical pickup 3 that records or reproduces information on the optical disc 1. Further, as a signal / servo system, an A / D converter 4 that digitally converts a detection signal from the optical pickup 3, a detected digital signal is calculated and a tracking error signal (TE signal), a focus error signal (FE signal), etc. A servo error calculation unit 5 that generates a servo error signal, a servo filter 6 that compensates for frequency characteristics of the servo control system, and an actuator driving unit 7 that drives an objective lens actuator in the optical pickup 3 are provided. Other than this, as shown in the figure, a sled motor that moves the optical pickup 3 in the radial direction of the optical disc 1 and a recording signal that supplies a recording signal to the optical pickup 3 and generates a reproduction signal from the detection signal of the optical pickup 3 A reproduction signal processing unit, a laser driving unit that drives a semiconductor laser in the optical pickup 3, and a control unit that controls the operation of the entire apparatus are provided.

光ディスク1は、単層ディスクだけでなく複数の記録層を有する多層ディスクに対応可能である。光ピックアップ3は、光ビームを出射する半導体レーザと、光ビームを回折しメインビーム(0次回折光)と2つのサブビーム(±1次回折光)に分離する回折格子を有し、対物レンズを介し光ディスク1の記録面に対して3つの光ビーム(光スポット)を照射する。光ビームは光ディスク1の記録面で反射され、対物レンズを介して光ピックアップ3内の光検出器に入射する。光検出器は3つの光ビームを受けるが、それぞれ複数の領域(受光面)に分割されており、各受光面からは光ビームの強度に応じてそれぞれ検出信号が出力される。   The optical disc 1 can be used not only for a single layer disc but also for a multilayer disc having a plurality of recording layers. The optical pickup 3 has a semiconductor laser that emits a light beam, and a diffraction grating that diffracts the light beam and separates it into a main beam (0th order diffracted light) and two sub beams (± 1st order diffracted light). One recording surface is irradiated with three light beams (light spots). The light beam is reflected by the recording surface of the optical disc 1 and enters the photodetector in the optical pickup 3 through the objective lens. The photodetector receives three light beams, each of which is divided into a plurality of regions (light receiving surfaces), and a detection signal is output from each light receiving surface according to the intensity of the light beam.

サーボエラー演算部5は、光検出器から出力された複数の検出信号を演算して、サーボエラー信号であるトラッキングエラー信号(TE信号)やフォーカスエラー信号(FE信号)を生成する。TE信号は3ビームの差動プッシュプル(DPP)方式により生成するが、各ビームの照射位置(スポット位置)での記録状態(既記録/未記録)の変化を補償するため、検出信号に対して自動利得制御(AGC)機能を設けている。さらに後述するように、スポットの移動方向(内周→外周、または外周→内周)に応じてAGC機能が有効に作動するために、2つのDPP信号の演算式を切り替えるようにしている。   The servo error calculation unit 5 calculates a plurality of detection signals output from the photodetector, and generates a tracking error signal (TE signal) and a focus error signal (FE signal) that are servo error signals. The TE signal is generated by a three-beam differential push-pull (DPP) method, but in order to compensate for changes in the recording state (recorded / unrecorded) at the irradiation position (spot position) of each beam, An automatic gain control (AGC) function is provided. Further, as will be described later, in order for the AGC function to operate effectively according to the moving direction of the spot (inner periphery → outer periphery or outer periphery → inner periphery), the arithmetic expressions of the two DPP signals are switched.

図2は、ディスク記録面上のビームスポットの配置例を示す図である。(a)はスポットが内周→外周方向(以下、順方向と呼ぶ)に移動する場合、(b)はスポットが外周→内周方向(以下、逆方向と呼ぶ)に移動する場合である。符号25はトラック(グルーブ)を示し、符号26はメインビームが照射されてトラック上に形成された記録マークを示す。   FIG. 2 is a diagram showing an arrangement example of beam spots on the disk recording surface. (A) is a case where the spot moves from the inner periphery to the outer periphery direction (hereinafter referred to as a forward direction), and (b) is a case where the spot moves from the outer periphery to the inner periphery direction (hereinafter referred to as a reverse direction). Reference numeral 25 denotes a track (groove), and reference numeral 26 denotes a recording mark formed on the track by being irradiated with the main beam.

ビームスポットは、メインスポット20と2つのサブスポット21,22を有し、メインスポット20は記録対象トラックに追従して記録マーク26を形成する。2つのサブスポット21,22はメインスポット20よりもディスク走行前後方向にずらして配置され、メインスポット20よりも先行する側を前方スポット21、後行する側を後方スポット22と呼ぶことにする。また2つのサブスポットはメインスポットに対し半径方向に1/2トラックだけずらして配置され、前方スポット21は外周側に、後方スポット22は内周側に配置される。このように、サブスポットのずらし量を最小値である1/2トラックとしたので、トラックピッチの異なるディスクでもトラック位置に対するビーム位置ずれを少なくできる。   The beam spot has a main spot 20 and two sub-spots 21 and 22, and the main spot 20 follows the recording target track to form a recording mark 26. The two sub-spots 21 and 22 are shifted from the main spot 20 in the front-rear direction of the disk travel, and the side preceding the main spot 20 is referred to as a front spot 21 and the subsequent side is referred to as a rear spot 22. Further, the two sub-spots are arranged so as to be shifted by 1/2 track in the radial direction with respect to the main spot, the front spot 21 is arranged on the outer peripheral side, and the rear spot 22 is arranged on the inner peripheral side. As described above, since the sub-spot shift amount is set to the ½ track which is the minimum value, the beam position shift with respect to the track position can be reduced even in a disc having a different track pitch.

3つのビームはディスク記録面で反射され、光検出器の分割受光面に入射する。メインスポット20からの反射光は4分割受光面に入射して、メイン検出信号A,B,C,Dを発生させる。前方スポット21からの反射光は2分割受光面に入射して、サブ検出信号E,Fを、また後方スポット22からの反射光は2分割受光面に入射して、サブ検出信号G,Hを発生させる。サーボエラー演算部5では、これらの検出信号A〜D,E〜F,G〜Hを用いて差動プッシュプル(DPP)法により演算し、トラッキングエラー信号(TE信号)を生成する。   The three beams are reflected by the disk recording surface and enter the divided light receiving surface of the photodetector. The reflected light from the main spot 20 is incident on the four-divided light receiving surface and generates main detection signals A, B, C, and D. The reflected light from the front spot 21 is incident on the two-divided light receiving surface and the sub detection signals E and F are reflected. The reflected light from the rear spot 22 is incident on the two-divided light receiving surface and the sub detection signals G and H are received. generate. The servo error calculation unit 5 uses these detection signals A to D, E to F, and G to H to perform calculation by a differential push-pull (DPP) method to generate a tracking error signal (TE signal).

ここで、2つのサブスポット21,22位置での記録面の記録状態に注目する。
(a)は、スポット移動方向が順方向(内周→外周方向)となる場合で、DVD−Rのような1回のみ記録できる媒体や、DVD−RW,BD−REのような書き換え可能な媒体の初回記録の場合が相当する。前方スポット21は隣接する2つのトラックのほぼ中央に配置され、これら2つのトラックの記録状態は未記録であるのに対し、後方スポット22では隣接する2つのトラックの記録状態は既記録である。未記録面と既記録面とでは反射率が異なるため、光検出器において前方スポット21から得られる検出信号(E,F)と、後方スポット22から得られる検出信号(G,H)の振幅に差が生じる(バランスがくずれる)ことになる。
Here, attention is focused on the recording state of the recording surface at the two sub-spots 21 and 22 positions.
(A) is a case where the spot moving direction is a forward direction (inner circumference → outer circumference direction), and a rewritable medium such as a DVD-R or a rewritable like a DVD-RW or BD-RE. This corresponds to the first recording of the medium. The front spot 21 is arranged at approximately the center of two adjacent tracks, and the recording state of these two tracks is unrecorded, while the recording state of the two adjacent tracks is already recorded in the rear spot 22. Since the reflectance is different between the unrecorded surface and the recorded surface, the amplitudes of the detection signals (E, F) obtained from the front spot 21 and the detection signals (G, H) obtained from the rear spot 22 in the photodetector. A difference will occur (the balance will be lost).

(b)は、スポット移動方向が逆方向(外周→内周方向)となる場合で、DVD+/−RDLやBD−RDLなどの多層ディスクの2層目などに記録する場合が相当する。この場合には各サブスポット21,22において、隣接する2つのトラックの記録状態が異なり、内周側(E,G)では未記録、外周側(F,H)では既記録となる。未記録面と既記録面とでは反射率が異なるため、光検出器において各サブスポット21,22の内周側から得られる検出信号(E,G)と外周側から得られる検出信号(F,H)の振幅に差が生じることになる。   (B) corresponds to a case where the spot moving direction is the reverse direction (outer periphery → inner periphery direction), and recording is performed on the second layer of a multilayer disc such as DVD +/− RDL or BD-RDL. In this case, the recording states of two adjacent tracks are different in each of the sub-spots 21 and 22, and recording is not performed on the inner peripheral side (E, G), and recording is performed on the outer peripheral side (F, H). Since the reflectance is different between the unrecorded surface and the recorded surface, the detection signal (E, G) obtained from the inner peripheral side of each of the sub-spots 21 and 22 and the detection signal (F, A difference occurs in the amplitude of H).

本実施例のサーボエラー演算部5では、これらの記録状態の相違に起因する信号振幅の差(バランスのくずれ)を補正しながらトラッキングエラー信号(TE信号)の演算を行うわけであるが、まず、従来の演算における補正方法から説明する。   In the servo error calculation unit 5 of this embodiment, the tracking error signal (TE signal) is calculated while correcting the difference in signal amplitude (balance loss) caused by the difference in the recording state. The correction method in the conventional calculation will be described.

図5は、DPP信号演算回路の第1の従来例(演算回路3)を示す図である。DPP方式の基本構成は、メインスポット20からの検出信号A,B,C,Dよりメインプッシュプル(MPP)信号を生成し、2つのサブスポット21,22からの検出信号E,F,G,Hよりサブプッシュプル(SPP)信号を生成する。そしてSPP信号に係数Kを乗算してMPP信号から差し引くことで、TE信号であるDPP信号を算出する。ここに係数Kは、MPP信号に対するSPP信号の振幅比を定める係数であり、これを調整することで、対物レンズが中立位置から半径方向にシフトした場合に発生するTE信号のオフセット成分を除去するようにしている。   FIG. 5 is a diagram showing a first conventional example (arithmetic circuit 3) of the DPP signal arithmetic circuit. The basic configuration of the DPP method is to generate a main push-pull (MPP) signal from detection signals A, B, C, and D from the main spot 20 and detect detection signals E, F, G, and D from the two sub-spots 21 and 22. A sub push-pull (SPP) signal is generated from H. A DPP signal that is a TE signal is calculated by multiplying the SPP signal by a coefficient K and subtracting it from the MPP signal. Here, the coefficient K is a coefficient that determines the amplitude ratio of the SPP signal to the MPP signal, and by adjusting this, the offset component of the TE signal generated when the objective lens is shifted in the radial direction from the neutral position is removed. I am doing so.

演算回路3の補正方法では、メインスポット20からの検出信号A〜Dを加算器50で加算し、サブスポット21,22からの検出信号E〜Hを加算器51で加算する。さらに、両者の加算信号を加算して検出信号A〜Hの総和信号とし、ゲイン補正器53に送る。ゲイン補正器53は、総和信号(A+B+・・・+H)を用いてDPP信号に対するゲイン補正(係数Gall)を行い、補正されたDPP信号(DPP3)を生成する。なお、総和信号(A+B+・・・+H)に対してローパスフィルタ(LPF)52にて高周波成分を除去する。この補正(AGC機能)により、3スポット総和信号(A+B+・・・+H)に応じた一定振幅のDPP信号(DPP3)が得られる。   In the correction method of the arithmetic circuit 3, the detection signals A to D from the main spot 20 are added by the adder 50, and the detection signals E to H from the sub spots 21 and 22 are added by the adder 51. Further, the addition signals of both are added to form a sum signal of the detection signals A to H, and sent to the gain corrector 53. The gain corrector 53 performs gain correction (coefficient Gall) on the DPP signal using the sum signal (A + B +... + H) to generate a corrected DPP signal (DPP3). A high-frequency component is removed by a low-pass filter (LPF) 52 with respect to the sum signal (A + B +... + H). By this correction (AGC function), a DPP signal (DPP3) having a constant amplitude corresponding to the 3-spot total signal (A + B +... + H) is obtained.

以上の演算式を次式(3)に示す。
MPP=(A+D)−(B+C),
SPP=(E−F)+(G−H),
DPP3=Gall*(MPP−K*SPP) (3)
The above arithmetic expression is shown in the following expression (3).
MPP = (A + D) − (B + C),
SPP = (E−F) + (G−H),
DPP3 = Gall * (MPP-K * SPP) (3)

図6は、DPP信号演算回路の第2の従来例(演算回路4)を示す図である。
演算回路4の補正方法では、メインスポット20からの検出信号A〜Dを加算器60で加算し、LPF62を介してゲイン補正器64に送る。ゲイン補正器64はメインスポット加算信号(A+B+C+D)を用いて、DPP演算前のMPP信号に対してゲイン補正(係数Gmain)を行う。一方、サブスポット21,22からの検出信号E〜Hを加算器61で加算し、LPF63を介してゲイン補正器65に送る。ゲイン補正器65はサブスポット加算信号(E+F+G+H)を用いて、DPP演算前のSPP信号に対してゲイン補正(係数Gsub)を行う。その後、補正されたMPP信号と補正されたSPP信号を用いて、補正されたDPP信号(DPP4)を生成する。この補正(AGC機能)により、メインスポット加算信号(A+B+C+D)とサブスポット加算信号(E+F+G+H)に応じた一定振幅のDPP信号(DPP4)が得られる。
FIG. 6 is a diagram showing a second conventional example (arithmetic circuit 4) of the DPP signal arithmetic circuit.
In the correction method of the arithmetic circuit 4, the detection signals A to D from the main spot 20 are added by the adder 60 and sent to the gain corrector 64 via the LPF 62. The gain corrector 64 performs gain correction (coefficient Gmain) on the MPP signal before the DPP calculation, using the main spot addition signal (A + B + C + D). On the other hand, the detection signals E to H from the sub-spots 21 and 22 are added by the adder 61 and sent to the gain corrector 65 through the LPF 63. The gain corrector 65 performs gain correction (coefficient Gsub) on the SPP signal before the DPP calculation, using the sub-spot addition signal (E + F + G + H). Thereafter, a corrected DPP signal (DPP4) is generated using the corrected MPP signal and the corrected SPP signal. By this correction (AGC function), a DPP signal (DPP4) having a constant amplitude corresponding to the main spot addition signal (A + B + C + D) and the sub spot addition signal (E + F + G + H) is obtained.

以上の演算式を次式(4)に示す。
MPP=(A+D)−(B+C),
SPP=(E−F)+(G−H),
DPP4=Gmain*MPP−K*Gsub*SPP (4)
The above arithmetic expression is shown in the following expression (4).
MPP = (A + D) − (B + C),
SPP = (E−F) + (G−H),
DPP4 = Gmain * MPP-K * Gsub * SPP (4)

図5,6に示した従来の演算回路3,4では、装置周囲の温度変化や半導体レーザの発光熱などの影響に対しては効果が期待できるが、図2で示したディスクの記録状態の変化に対しては対応できない。   The conventional arithmetic circuits 3 and 4 shown in FIGS. 5 and 6 can be expected to be effective against the influence of the temperature change around the apparatus and the light emitted from the semiconductor laser, but the recording state of the disk shown in FIG. It cannot respond to changes.

図2(a)のようにスポットが順方向に移動する場合、前方スポット21と後方スポット22で反射光量が異なる結果、これらから得られるサブビームの検出信号(E,F)と(G,H)にレベル差が発生する。このため、差分信号(E−F)と(G−H)でそれぞれ発生するオフセットにも違いが生じ、MPP信号からSPP信号を差分演算してDPP信号を算出する段階で、MPP信号とSPP信号のオフセットがキャンセルされずに一部が残留することになる。すなわち、図5におけるゲイン補正器53や図6におけるゲイン補正器64,65を使用しても、差分信号(E−F)と(G−H)でそれぞれ発生するオフセットの違いは解消できないからである。この残留オフセットはメインスポットをトラック中心からずらす要因となり、トラッキングサーボが不安定になる。   When the spot moves in the forward direction as shown in FIG. 2A, the amount of reflected light differs between the front spot 21 and the rear spot 22, so that the sub-beam detection signals (E, F) and (G, H) obtained from them. Level difference occurs. For this reason, there is also a difference in the offsets generated in the difference signals (E−F) and (G−H), and the MPP signal and the SPP signal are calculated at the stage of calculating the DPP signal by calculating the difference of the SPP signal from the MPP signal. A part of the offset remains without being canceled. That is, even if the gain corrector 53 in FIG. 5 or the gain correctors 64 and 65 in FIG. 6 are used, the difference in offset generated between the difference signals (EF) and (GH) cannot be solved. is there. This residual offset causes the main spot to shift from the track center, and the tracking servo becomes unstable.

また、図2(b)のようにスポットが逆方向に移動する場合、各サブスポット21,22の内周側と外周側で反射光量が異なる結果、これらから得られる検出信号(E,G)と(F,H)にレベル差が発生する。この場合には、差分信号(E−F)と(G−H)自身に不要なオフセットが加わることになり、MPP信号からSPP信号を減算してDPP信号を算出する段階で、SPP信号のオフセットがキャンセルされずに残留することになる。すなわち、図5におけるゲイン補正器53や図6におけるゲイン補正器64,65を使用しても、差分信号(E−F)と(G−H)自身に加わった不要なオフセットは解消できないからである。この場合に残留するオフセットは(a)の順方向の場合よりも大きく、トラッキングサーボはより不安定になることが予想される。   In addition, when the spot moves in the opposite direction as shown in FIG. 2B, the amount of reflected light differs between the inner peripheral side and the outer peripheral side of each of the sub-spots 21, 22, and as a result, detection signals (E, G) obtained therefrom. And (F, H) cause a level difference. In this case, an unnecessary offset is added to the difference signals (E−F) and (G−H) itself, and the SPP signal offset is calculated at the stage of subtracting the SPP signal from the MPP signal and calculating the DPP signal. Will remain without being canceled. That is, even if the gain corrector 53 in FIG. 5 or the gain correctors 64 and 65 in FIG. 6 are used, the unnecessary offset added to the difference signals (EF) and (GH) itself cannot be eliminated. is there. In this case, the remaining offset is larger than that in the forward direction of (a), and the tracking servo is expected to become more unstable.

次にこれらの課題を解決する本実施例の演算回路を説明する。本実施例では、スポットの移動方向に応じて2つの演算回路を切り替えて使用する構成としている。順方向移動に対して使用する回路を演算回路1、逆方向移動に対して使用する回路を演算回路2とし、その構成について説明する。   Next, the arithmetic circuit of this embodiment that solves these problems will be described. In this embodiment, the two arithmetic circuits are switched and used in accordance with the moving direction of the spot. A circuit used for forward movement is referred to as an arithmetic circuit 1, and a circuit used for backward movement is referred to as an arithmetic circuit 2, and the configuration will be described.

図3は、順方向移動(内周→外周)に対して使用するDPP信号演算回路(演算回路1)を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a DPP signal arithmetic circuit (arithmetic circuit 1) used for forward movement (inner circumference → outer circumference).

演算回路1の補正方法では、2つのサブスポット21,22からの検出信号に対し各サブスポットごとに個別にゲイン補正を行う。すなわち、前方スポット21からの検出信号E,Fを加算器31で加算し、LPF34を介してゲイン補正器37に送る。ゲイン補正器37は前方スポット加算信号(E+F)を用いて、差分信号(E−F)に対してゲイン補正(係数Gef)を行う。一方、後方スポット22からの検出信号G,Hを加算器32で加算し、LPF35を介してゲイン補正器38に送る。ゲイン補正器38は後方スポット加算信号(G+H)を用いて、差分信号(G−H)に対してゲイン補正(係数Ggh)を行う。なお、メインスポット20からの検出信号A〜Dについては、従来例(図6)と同様で、加算器30で加算し、LPF33を介してゲイン補正器36に送る。ゲイン補正器36はメインスポット加算信号(A+B+C+D)を用いて、MPP信号に対してゲイン補正(係数Gmain)を行う。その後、補正された差分信号(E−F)と差分信号(G−H)を加算して補正されたSPP信号とし、補正されたMPP信号と演算することで、補正されたDPP信号(DPP1)を生成する。この補正(AGC機能)により、メインスポット加算信号(A+B+C+D)と前方スポット加算信号(E+F)と後方スポット加算信号(G+H)のそれぞれの利得を一定とした場合のDPP信号(DPP1)が得られる。   In the correction method of the arithmetic circuit 1, gain correction is performed individually for each sub spot with respect to the detection signals from the two sub spots 21 and 22. That is, the detection signals E and F from the front spot 21 are added by the adder 31 and sent to the gain corrector 37 via the LPF 34. The gain corrector 37 performs gain correction (coefficient Gef) on the difference signal (E−F) using the front spot addition signal (E + F). On the other hand, the detection signals G and H from the rear spot 22 are added by the adder 32 and sent to the gain corrector 38 via the LPF 35. The gain corrector 38 performs gain correction (coefficient Ggh) on the difference signal (GH) using the rear spot addition signal (G + H). The detection signals A to D from the main spot 20 are added by the adder 30 and sent to the gain corrector 36 through the LPF 33, as in the conventional example (FIG. 6). The gain corrector 36 performs gain correction (coefficient Gmain) on the MPP signal using the main spot addition signal (A + B + C + D). Thereafter, the corrected differential signal (E-F) and the differential signal (GH) are added to obtain a corrected SPP signal, which is calculated with the corrected MPP signal, thereby correcting the DPP signal (DPP1). Is generated. By this correction (AGC function), a DPP signal (DPP1) is obtained when the gains of the main spot addition signal (A + B + C + D), the front spot addition signal (E + F), and the rear spot addition signal (G + H) are constant.

以上の演算式を次式(1)に示す。
MPP=Gmain*{(A+D)−(B+C)},
SPP=Gef*(E−F)+Ggh*(G−H),
DPP1=MPP−K*SPP1 (1)
演算式(1)を演算式(4)と比較すると、係数GsubをGefとGghに分け、合計3個の補正係数で補正している。
The above arithmetic expression is shown in the following expression (1).
MPP = Gmain * {(A + D)-(B + C)},
SPP = Gef * (EF) + Ggh * (GH),
DPP1 = MPP-K * SPP1 (1)
Comparing the calculation formula (1) with the calculation formula (4), the coefficient Gsub is divided into Gef and Ggh and corrected by a total of three correction coefficients.

演算回路1によれば、図2(a)のようにスポットが順方向に移動する場合の補正が可能となる。この場合、前方スポットの検出信号(E,F)と後方スポットの検出信号(G,H)にレベル差が発生するが、それぞれ係数GefとGghを用いて差分信号(E−F)と(G−H)のゲイン補正を施すことで、SPP信号を正規化し、DPP信号にはオフセットが残留しないようになる。   According to the arithmetic circuit 1, it is possible to correct when the spot moves in the forward direction as shown in FIG. In this case, a level difference occurs between the detection signal (E, F) of the front spot and the detection signal (G, H) of the rear spot, but the difference signals (E−F) and (G) are respectively obtained using coefficients Gef and Ggh. By performing the gain correction of −H), the SPP signal is normalized, and no offset remains in the DPP signal.

図4は、逆方向移動(外周→内周)に対して使用するDPP信号演算回路(演算回路2)を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a DPP signal arithmetic circuit (arithmetic circuit 2) used for backward movement (outer circumference → inner circumference).

演算回路2の補正方法では、2つのサブスポット21,22からの検出信号を内周側検出信号と外周側検出信号とに分け、それぞれについて個別にゲイン補正を行う。すなわち、前方スポット21の内周側検出信号Eと後方スポット22の内周側検出信号Gを加算器41で加算し、LPF44を介してゲイン補正器47に送る。ゲイン補正器47は内周側加算信号(E+G)を用いて、内周側加算信号(E+G)に対してゲイン補正(係数Geg)を行う。一方、前方スポット21の外周側検出信号Fと後方スポット22の外周側検出信号Hを加算器42で加算し、LPF45を介してゲイン補正器48に送る。ゲイン補正器48は外周側加算信号(F+H)を用いて、外周側加算信号(F+H)に対してゲイン補正(係数Gfh)を行う。なお、メインスポット20からの検出信号A〜Dについては、従来例(図6)と同様で、加算器40で加算し、LPF43を介してゲイン補正器46に送る。ゲイン補正器46はメインスポット加算信号(A+B+C+D)を用いて、MPP信号に対してゲイン補正(係数Gmain)を行う。その後、補正された加算信号(E+G)から加算信号(F+H)を減算して補正されたSPP信号とし、補正されたMPP信号と演算することで、補正されたDPP信号(DPP2)を生成する。この補正(AGC機能)により、メインスポット加算信号(A+B+C+D)、サブスポットの内周側加算信号(E+G)、サブスポットの外周側加算信号(F+H)のそれぞれの利得を一定とした場合のDPP信号(DPP2)が得られる。   In the correction method of the arithmetic circuit 2, the detection signals from the two sub-spots 21 and 22 are divided into an inner peripheral detection signal and an outer peripheral detection signal, and gain correction is performed individually for each. That is, the inner circumference detection signal E of the front spot 21 and the inner circumference detection signal G of the rear spot 22 are added by the adder 41 and sent to the gain corrector 47 via the LPF 44. The gain corrector 47 performs gain correction (coefficient Geg) on the inner circumference side addition signal (E + G) using the inner circumference side addition signal (E + G). On the other hand, the outer periphery side detection signal F of the front spot 21 and the outer periphery side detection signal H of the rear spot 22 are added by the adder 42 and sent to the gain corrector 48 via the LPF 45. The gain corrector 48 performs gain correction (coefficient Gfh) on the outer peripheral side addition signal (F + H) using the outer peripheral side addition signal (F + H). The detection signals A to D from the main spot 20 are added by the adder 40 and sent to the gain corrector 46 through the LPF 43 as in the conventional example (FIG. 6). The gain corrector 46 performs gain correction (coefficient Gmain) on the MPP signal using the main spot addition signal (A + B + C + D). Thereafter, the corrected addition signal (E + G) is subtracted from the addition signal (F + H) to obtain a corrected SPP signal, which is calculated with the corrected MPP signal to generate a corrected DPP signal (DPP2). By this correction (AGC function), the DPP signal when the gains of the main spot addition signal (A + B + C + D), the sub spot inner circumference addition signal (E + G), and the sub spot outer circumference addition signal (F + H) are constant. (DPP2) is obtained.

以上の演算式を次式(2)に示す。
MPP=Gmain*{(A+D)−(B+C)},
SPP=Geg*(E+G)−Gfh*(F+H),
DPP2=MPP−K*SPP (2)
演算式(2)を演算式(1)と比較すると、SPP演算式内のFとGの演算順序が入れ替わっている。
The above equation is shown in the following equation (2).
MPP = Gmain * {(A + D)-(B + C)},
SPP = Geg * (E + G) −Gfh * (F + H),
DPP2 = MPP-K * SPP (2)
When the calculation formula (2) is compared with the calculation formula (1), the calculation order of F and G in the SPP calculation formula is switched.

演算回路2によれば、図2(b)のようにスポットが逆方向に移動する場合の補正が可能となる。この場合、サブスポットの内周側検出信号(E,G)と外周側検出信号(F,H)にレベル差が発生するが、それぞれ係数GegとGfhを用いて加算信号(E+G)と(F+H)のゲイン補正を施すことで、SPP信号を正規化し、DPP信号にはオフセットが残留しないようになる。   According to the arithmetic circuit 2, it is possible to correct when the spot moves in the reverse direction as shown in FIG. In this case, a level difference occurs between the inner peripheral detection signal (E, G) and the outer peripheral detection signal (F, H) of the sub spot, but the addition signals (E + G) and (F + H) using the coefficients Geg and Gfh, respectively. ), The SPP signal is normalized and no offset remains in the DPP signal.

演算回路1と演算回路2の切り替えは、スポットの移動方向に応じて行う。サーボエラー演算部5は上記2つの演算回路1,2を所有し、光ディスクに対する記録方向(内周→外周、または外周→内周)に応じて2つの演算回路を切り替えて使用する。   Switching between the arithmetic circuit 1 and the arithmetic circuit 2 is performed according to the moving direction of the spot. The servo error calculation unit 5 has the above two calculation circuits 1 and 2 and switches between the two calculation circuits depending on the recording direction (inner circumference → outer circumference or outer circumference → inner circumference) with respect to the optical disc.

なお、図3、図4の演算回路1,2で生成されるDPP信号(DPP1,DPP2)について、DPPの信号が基準電位に対して上下対称となるように図示しないTEバランス回路で振幅バランスを補正するものとする。   The DPP signals (DPP1 and DPP2) generated by the arithmetic circuits 1 and 2 in FIGS. 3 and 4 are balanced in amplitude by a TE balance circuit (not shown) so that the DPP signal is vertically symmetrical with respect to the reference potential. It shall be corrected.

図7は、演算回路1,2に用いるローパスフィルタ(LPF)の動作を説明する図である。(a)は各LPFに入力する光検出器からの検出信号で、(b)はLPF処理後の検出信号を模式的に示す。入力する検出信号にはトラッククロスやレンズシフトによるAC振幅成分と、反射光量に比例したDC振幅成分とが含まれる。このうちゲイン補正(AGC)に利用するのはディスク記録状態や温度変化等による反射光量の変化を示すDC成分であり、ディスク偏心より生じるレンズシフトなどのAC成分には応答しないように(すなわちDPP方式の基本機能を損なわないように)応答速度を制限する。そのため、LPFはディスク回転数以上の周波数成分を十分に減衰させる特性とする。   FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the low-pass filter (LPF) used in the arithmetic circuits 1 and 2. (A) is a detection signal from a photodetector input to each LPF, and (b) schematically shows a detection signal after LPF processing. The input detection signal includes an AC amplitude component due to track crossing or lens shift, and a DC amplitude component proportional to the amount of reflected light. Among them, the DC component used for gain correction (AGC) is a DC component indicating a change in the amount of reflected light due to a disc recording state, a temperature change, etc., and does not respond to an AC component such as a lens shift caused by disc eccentricity (that is, DPP). Limit the response speed so that the basic functionality of the scheme is not compromised. Therefore, the LPF has a characteristic that sufficiently attenuates a frequency component equal to or higher than the disk rotation speed.

本実施例によれば、多層ディスクにおいて光スポットの移動方向が変化する場合にも、正確なトラッキングエラー信号を生成できる。また、トラックピッチの異なるディスクでもビーム位置ずれが少ないので、各種規格の光ディスクに広く適用できる。   According to the present embodiment, an accurate tracking error signal can be generated even when the moving direction of the light spot changes in the multilayer disk. Further, since the beam position deviation is small even with discs having different track pitches, it can be widely applied to optical discs of various standards.

1:光ディスク、
2:スピンドルモータ、
3:光ピックアップ、
4:A/D変換器、
5:サーボエラー演算部、
6:サーボフィルタ、
7:アクチュエータ駆動部、
20:メインスポット、
21:サブスポット(前方スポット)、
22:サブスポット(後方スポット)
25:トラック、
26:記録マーク、
30,31,32,40,41,42:加算器、
33,34,35,43,44,45:LPF、
36,37,38,46,47,48:ゲイン補正器。
1: Optical disc,
2: Spindle motor
3: Optical pickup
4: A / D converter,
5: Servo error calculation unit,
6: Servo filter,
7: Actuator drive unit,
20: Main spot
21: Sub spot (front spot),
22: Sub spot (back spot)
25: Track,
26: Record mark,
30, 31, 32, 40, 41, 42: adder,
33, 34, 35, 43, 44, 45: LPF,
36, 37, 38, 46, 47, 48: Gain corrector.

Claims (3)

光ビームを光ディスクに照射して情報の記録再生を行うとともに、差動プッシュプル方式に基づくトラッキングエラー信号を使ってトラッキング制御を行う光ディスク装置において、
半導体レーザで発生した光ビームを1つのメインビームと2つのサブビームに分離して対物レンズを介して光ディスクの記録面に照射し、該光ディスクから反射された3つの光ビームを分割された複数の受光面を有する光検出器で検出する光ピックアップと、
前記光検出器の各受光面からの検出信号を演算してトラッキングエラー信号を生成する演算回路を有するサーボエラー演算部とを備え、
前記光ディスク記録面に照射する前記2つのサブビームのスポット(以下、サブスポット)は前記メインビームのスポット(以下、メインスポット)よりもディスク走行前後方向にずらして配置され、前記サブスポットのうち先行側に配置された前方スポットは前記メインスポットよりも外周側に1/2トラックだけずらし、後行側に配置された後方スポットは前記メインスポットよりも内周側に1/2トラックだけずらして配置されており、
前記演算回路は前記メインスポットからのプッシュプル信号と前記サブスポットからのプッシュプル信号を差分演算して差動プッシュプル信号を求めるものであって、前記差分演算において、前記2つのサブスポットからの検出信号をそれぞれ内周側受光面の検出信号(以下、サブスポット内周側信号)と外周側受光面の検出信号(以下、サブスポット外周側信号)とに分け、該サブスポット内周側信号の加算信号と該サブスポット外周側信号の加算信号のそれぞれの利得が一定となるよう前記サブスポット内周側信号と前記サブスポット外周側信号に対しゲイン補正を行うゲイン補正器を有することを特徴とする光ディスク装置。
In an optical disk apparatus that records and reproduces information by irradiating an optical disk with a light beam and performs tracking control using a tracking error signal based on a differential push-pull method,
A light beam generated by a semiconductor laser is separated into one main beam and two sub-beams and irradiated onto a recording surface of an optical disc through an objective lens, and a plurality of light receptions obtained by dividing the three light beams reflected from the optical disc An optical pickup for detection by a photodetector having a surface;
A servo error calculation unit having a calculation circuit that calculates a detection signal from each light receiving surface of the photodetector and generates a tracking error signal;
The spot of the two sub-beams (hereinafter referred to as “sub-spot”) irradiating the optical disc recording surface is shifted from the spot of the main beam (hereinafter referred to as “main spot”) in the front-rear direction of the disc travel. The front spot arranged on the outer side of the main spot is shifted by ½ track on the outer side, and the rear spot arranged on the rear side is shifted by ½ track on the inner side of the main spot. And
The arithmetic circuit calculates a differential push-pull signal by calculating a difference between a push-pull signal from the main spot and a push-pull signal from the sub spot, and in the difference calculation, Each detection signal is divided into a detection signal for the inner peripheral light receiving surface (hereinafter referred to as a sub-spot inner peripheral signal) and a detection signal for the outer peripheral light receiving surface (hereinafter referred to as a sub-spot outer peripheral signal). And a gain corrector that performs gain correction on the sub-spot inner-side signal and the sub-spot outer-side signal so that the gains of the sub-spot outer-side signal and the sub-spot outer-side signal are constant. An optical disk device.
請求項1に記載の光ディスク装置において、
前記演算回路を適用してトラッキングエラー信号を生成するのは、前記光ディスクに情報を記録するときの前記光ビームのスポットが外周から内周方向へ移動する場合とし、
前記サーボエラー演算部は、さらに前記光ビームのスポットが内周から外周方向へ移動する場合に適用する演算回路を備え、
該演算回路はその差分演算において、前記2つのサブスポットからの検出信号を前記前方スポットからの検出信号と前記後方スポットからの検出信号とに分け、該前方スポット検出信号の加算信号と該後方スポット検出信号の加算信号のそれぞれの利得が一定となるよう前記2つのサブスポットの検出信号に対しゲイン補正を行うゲイン補正器を有することを特徴とする光ディスク装置。
The optical disc apparatus according to claim 1,
The tracking error signal is generated by applying the arithmetic circuit when the light beam spot moves from the outer circumference to the inner circumference when recording information on the optical disc.
The servo error calculation unit further includes a calculation circuit applied when the spot of the light beam moves from the inner periphery to the outer periphery,
In the difference calculation, the arithmetic circuit divides a detection signal from the two sub-spots into a detection signal from the front spot and a detection signal from the rear spot, and an addition signal of the front spot detection signal and the rear spot An optical disc apparatus comprising a gain corrector that performs gain correction on the detection signals of the two sub-spots so that the gains of the addition signals of the detection signals are constant.
請求項1または2に記載の光ディスク装置において、
前記ゲイン補正に用いる前記検出信号の加算信号に対し、前記光ディスクの回転数以上の周波数成分を減衰させるローパスフィルタを設けたことを特徴とする光ディスク装置。
The optical disc apparatus according to claim 1 or 2,
An optical disc apparatus comprising a low-pass filter for attenuating a frequency component equal to or higher than the rotational speed of the optical disc with respect to an addition signal of the detection signal used for the gain correction.
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