JP2743859B2 - トラッキング誤差信号検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報記録光ディスク記録
再生装置のトラッキング誤差信号検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、トラッキング誤差信号検出装置
は、情報記録光ディスクの高密度化に伴い新たな技術発
明が要望されている。

【０００３】従来のトラッキング誤差信号検出装置とし
ては、例えば特開昭６１−２０６９３３号公報に示され
ている。

【０００４】以下に、従来のトラッキング誤差信号検出
装置について説明する。図５はこの従来のトラッキング
誤差信号検出装置のブロック図を示すものである。図５
において、１は４分割受光素子を示し、直交する分割線
で４分割されており、４つの受光面１ａ、１ｂ、１ｃ、
１ｄを持つ。２及び３は加算器であって、４分割受光素
子１の受光面の対角対１ａと１ｂ及び１ｃと１ｄの出力
信号の和をとる。４及び５は比較器で、加算器２、３の
出力をそれぞれ入力しデジタル信号Ａ、Ｂに変換する。
１０６は位相差検出部で、比較器４、５の出力するデジ
タル信号Ａ、Ｂの位相差を検出し、位相差パルスＰ１及
び極性信号Ｄ１として出力する。１０７はパルス幅記憶
部であって、パルス幅記憶用のコンデンサ１０８を有
し、位相差パルスＰ１のパルス幅を記憶し遅延させて遅
延位相差パルスＰ２として出力する。１０９は無効位相
差判定部で、デジタル信号Ａ及びＢの変化状態から上記
位相差パルスＰ１がトラッキングエラーの指標として無
効であることを判定して無効信号Ｃ１を出力する。１１
０は出力補正部を示し、極性信号Ｄ１、遅延位相差パル
スＰ２、無効信号Ｃ１を入力とし、トラッキングエラー
として有効なトラッキング誤差パルス信号Ａ２及びＢ２
を出力する。１１１及び１１２はローパスフィルタで、
トラッキング誤差パルス信号Ａ２及びＢ２の高域成分を
取り除く。１１３は減算器を示し、ローパスフィルタ１
１１、１１２の各出力の差を取ってトラッキング誤差信
号ＴＥを得るものである。

【０００５】以上のように構成されたトラッキング誤差
信号検出装置について、以下その動作について、図を用
いて説明する。

【０００６】図５において、照射手段（図示せず）から
照射されたレーザービームは光ディスク（図示せず）に
反射されて、４分割受光素子１に照射され、４つの受光
面１ａ〜１ｄへの照射量に応じた分の出力が出力され
る。加算器２は対角上にある受光面１ａ、１ｂの出力を
加算して、比較器４はその加算値をデジタル信号に変換
する。加算器３、比較器５も受光面１ｃ，１ｄの出力に
対し、同様の処理を行う。

【０００７】特開昭６１−２０６９３３号公報に示され
ているように、対角する受光面１ａと受光面１ｂによる
デジタル信号Ａと、もう一つの対角する受光面１ｃと受
光面１ｄによるデジタル信号Ｂは、光ビームの情報記録
トラックに対する位置ずれの方向と量に依存する極性と
大きさを持った位相差を持ち、その位相差を信号として
取り出して高周波成分を除去することでトラッキング誤
差信号が得られることが知られている。

【０００８】図６は上述したデジタル信号Ａ、Ｂ、位相
差Ｐ１、遅延位相差Ｐ２、無効信号Ｃ１、極性信号Ｄ
１、トラッキング誤差パルス信号Ａ２、Ｂ２の各信号
と、パルス幅記憶部のコンデンサ１０８の電位ＰＭの変
化を、（１）から（４）の代表的な状態について模式的
に表わしたタイミングチャートである。

【０００９】まず、状態（１）と（２）はある方向に比
較的大きな位置ずれを持っている場合であり、状態
（４）は逆の方向に小さな位置ずれを持っている場合で
ある。

【００１０】極性信号Ｄ１は位置ずれの向きを検出して
状態（１）、（２）では［Ｈ］、状態（４）では［Ｌ］
として、又、位相差パルスＰ１はデジタル信号ＡとＢの
位相差に等しいパルス幅のパルスとして位相差検出部１
０６から出力される。

【００１１】無効位相差判定部１０９は、デジタル信号
Ａの変化に対応するデジタル信号Ｂの変化が存在するこ
とを確認して、無効信号Ｃ１に［Ｌ］を出力する。

【００１２】パルス幅記憶部１０７は、位相差パルスＰ
１の［Ｈ］期間でコンデンサ１０８に充電を行い、
［Ｌ］期間で充電時と同じ電流値で放電を行う。放電
は、コンデンサ１０８の電位ＰＭが初期値に戻った時点
で終了するが、放電が行なわれている間遅延位相差パル
スＰ２を出力する。充電と放電の電流値が等しいので、
位相差パルスＰ１と遅延位相差パルスＰ２は同じパルス
幅となる。又、遅延位相差パルスＰ２が出力されるタイ
ミングは、無効位相差判定部１０９の判定が完了した後
となるように遅延されている。

【００１３】出力部１１０は、位相差検出部１０６から
の極性信号Ｄ１に従って、遅延位相差パルスＰ２をトラ
ッキング誤差パルス信号Ａ２もしくはＢ２に出力し、ロ
ーパスフィルタ１１１、１１２と減算器１１３を経て、
トラッキング誤差信号ＴＥが出力される。

【００１４】状態（３）は、デジタル信号Ａの変化に対
応するデジタル信号Ｂの変化が存在せず、位相差がトラ
ッキング誤差信号として無効である場合である。

【００１５】この場合、遅延位相差パルスＰ２及び極性
信号Ｄ１は、上述したプロセスと同様にして発生され、
Ｐ２はデジタル信号Ａの［Ｈ］期間と同じパルス幅を持
っている。

【００１６】無効位相差判定部１０９は、デジタル信号
Ａの変化に対応するべきデジタル信号Ｂの変化が無いこ
とを検出して、無効信号Ｃ１を［Ｈ］にし、それを受け
た出力部１１０は、無効信号Ｃ１が［Ｈ］である間、パ
ルス幅記憶部１０７で遅延された遅延位相差パルスＰ２
をＡ２及びＢ２へ出力することを停止する。この処理に
よって、無効位相差信号がトラッキング誤差信号として
出力されることを防止し、トラッキング誤差信号のノイ
ズを減少させている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、デジタル出力ＡとＢの位相差そのものを
パルスとして取り出している為に、光ビームの情報記録
トラックに対する位置ずれが小さく、デジタル出力Ａと
Ｂの間の位相差が小さい時には、検出回路の動作速度の
限界の為に、トラッキング誤差検出が出来ない。又、位
相差パルス幅を一旦パルス幅記憶回路に記憶してから遅
延させて出力している為に、パルス幅記憶回路の精度の
限界により、特にパルス幅が小さい場合に、トラッキン
グ誤差信号の精度が劣化するという問題点を有してい
た。これらの問題点は、情報記録トラックの中央に光ビ
ームが位置する時に発生し、高精度のトラッキングサー
ボが必要な用途において、大きな障害となっていた。

【００１８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、光ビームの情報記録トラックに対する位置ずれが小
さい場合でも、高精度のトラッキング誤差信号を得るこ
とのできるトラッキング誤差信号検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のトラッキング誤差信号検出装置は、光ディス
クの情報トラック付近にレーザービームを照射する照射
手段と、直交する分割線で４分割された受光面で、レー
ザービーム反射光を受光する４分割受光素子と、４分割
受光素子の対角をなす受光素子の出力を加算する２つの
加算器と、１対の加算器の出力を各々２値化する１対の
比較器と、１対の比較器出力を入力とし処理結果を遅延
要素を経由することなく出力する１対の極性切換部と、
１対の比較器出力を入力とし１対の極性切換部の極性切
換を制御する極性制御部と、１対の比較器出力を入力と
しその位相差のトラッキングエラーとしての有効性を判
定して無効信号を出力する無効位相差判定部と、１対の
極性切換部の出力を遅延し１対の遅延位相差パルスとし
て出力する位相差記憶部と、位相差記憶部の出力を入力
とし無効位相差判定部の無効信号に従って１対の補正パ
ルスを出力する出力補正部と、１対の極性切換部の１対
の出力と出力補正部の１対の出力を加算する加算器と、
加算器の出力から高周波成分をそれぞれ除去する１対の
ローパスフイルタと、ローパスフイルタの１対の出力を
減算してトラッキング誤差信号を出力する減算器とを備
えた構成を有している。

【００２０】

【作用】本発明は上述した構成により、回路の動作速度
に依存せずに、上記デジタル出力ＡとＢの間の位相差情
報を、微小な位相差も除去すること無く、トラッキング
誤差パルス信号として出力することができ、特に光ビー
ムが情報記録トラックの中央付近に存在する場合でも、
高精度のトラッキング誤差信号を得ることができ、更に
無効な位相差信号に対してもトラッキング誤差信号のノ
イズレベルを最少に抑えることができる。

【００２１】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２２】図１は本発明の実施例におけるトラッキン
グ誤差信号検出装置のブロック図を示すものである。図
１において、１〜５は前述した従来例と同様なものであ
る。６はパルスエッジ抽出部を示し、比較器４、５の出
力したデジタル信号Ａ及びＢを入力とし、そのエッジ部
分を抽出して位相差パルスＡ１及びＢ１を出力する。７
は位相差記憶部で、位相差パルスＡ１及びＢ１を入力と
し、その間の位相差を記憶して遅延位相差パルス信号Ｘ
１及びＹ１を出力する。８は無効位相差判定部で、デジ
タル信号Ａ、Ｂを入力とし、それらの変化状態から無効
位相差の判定を行なって無効信号Ｃ１を出力する。９は
出力補正部であって、遅延位相差パルス信号Ｘ１、Ｙ１
と無効信号Ｃ１を入力して補正パルスＸ２及びＹ２を出
力する。１０、１１は加算器を示し、位相差パルスＡ
１、Ｂ１と補正パルスＸ２、Ｙ２を加算し、トラッキン
グ誤差パルス信号Ａ２及びＢ２として出力する。１２、
１３はローパスフィルタで、入力したトラッキング誤差
パルス信号Ａ２、Ｂ２の高周波成分を除去する。１４は
減算器を示し、各ローパスフィルタ１２、１３の出力の
差を取ってトラッキング誤差信号ＴＥとして出力するも
のである。

【００２３】図２に上述したパルスエッジ抽出部６のブ
ロック図を示す。図２において、２２及び２３は入力し
たデジタル信号Ａ及びＢの極性を切換えて位相差パルス
Ａ１及びＢ１として出力する極性切換部、２１はデジタ
ル信号Ａ、Ｂの状態を判定して極性切換部２２及び２３
の極性切換状態を制御する出力極性制御部である。

【００２４】図３は位相差記憶部７の構成を示すブロッ
ク図であり、図３において３１は位相差パルスＡ１及び
Ｂ１の位相差部分を抽出する論理ゲート部、３２は論理
ゲート部３１の出力の［Ｈ］期間でコンデンサ３３の充
電、［Ｌ］期間でコンデンサ３３の放電を行ない、放電
が行なわれている間パルスを出力する充放電制御部、３
４は入力信号Ａ１とＢ１の間の位相差の極性を判定する
誤差極性制御部、３５は充放電制御部３２から出力され
るパルスを、誤差極性制御部３４の出力にしたがって遅
延位相差パルス信号としてＸ１もしくはＹ１に出力する
スイッチである。

【００２５】以上のように構成された本実施例のトラッ
キング誤差信号検出装置について、以下図面を用いて、
その動作について説明する。

【００２６】従来例と同様に、光ディスク（図示せず）
に反射されたレーザービームによる４分割受光素子１か
らの出力を対角位置ごとで加算し（加算器２、３）、デ
ジタル変換（比較器４、５）する。

【００２７】図４は上述したデジタル信号Ａ、Ｂ、位相
差パルスＡ１、Ｂ１、遅延位相差パルスＸ１、Ｙ１、無
効信号Ｃ１、補正パルスＸ２、Ｙ２、トラッキング誤差
パルス信号Ａ２、Ｂ２の各信号と、コンデンサ３３の電
位ＰＭの変化を、代表的な状態（１）〜（４）について
模式的に表わしたタイミングチャートである。

【００２８】まず、図４における状態（１）について説
明する。入力ＡとＢが共に［Ｌ］の状態であれば、極性
切換部２２と２３は、 Ａ１＝Ａ ， Ｂ１＝Ｂ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（ａ） の状態となっており、デジタル信号Ａ及びＢの変化に伴
って正論理の位相差パルスＡ１とＢ１を出力する。この
後デジタル信号Ａ及びＢが共に［Ｈ］になった時点で出
力極性制御部２１は、極性切換部２２と２３の状態を、 Ａ１＝〜Ａ ， Ｂ１＝〜Ｂ （ただし、〜は否定を意味）・・（ｂ） となるように切換え、それにしたがって極性切換部２２
と２３が動作する結果、位相差パルスＡ１とＢ１は共に
［Ｌ］の状態となる。この極性切換動作に要する時間は
図４においてτで表わされている。

【００２９】デジタル信号ＡとＢの間の位相差をΔｔと
すると、位相差パルスＡ１及びＢ１のパルス幅は、 Ｔ（Ａ１）＝Δｔ＋τ ， Ｔ（Ｂ１）＝τ ・・・・・・・・（ｃ） であり、位相差パルスＡ１とＢ１は回路の動作速度τに
依存することなく、パルス幅の差Δｔを維持している。
又、この状態（１）は無効位相差の状態ではないので、
無効位相差判定部８の制御によって、出力補正部９の出
力する補正パルスＸ２とＹ２は共に［Ｌ］であり、トラ
ッキング誤差パルス信号Ａ２、Ｂ２は位相差パルスＡ
１、Ｂ１に等しい信号となっており、ローパスフィルタ
１２、１３によってトラッキング誤差パルス信号Ａ２、
Ｂ２の高周波成分を取り除き、減算器１４によって減算
することにより、位相差Δｔに完全に比例するトラッキ
ング誤差信号ＴＥを得ることができる。

【００３０】次に状態（２）について動作を説明する。
入力信号ＡとＢが変化するまでは共に［Ｈ］であるの
で、極性切換部２２と２３は上記（ｂ）式で示される状
態にある。デジタル信号Ａ及びＢが図４に示すタイミン
グで変化すると、位相差パルスＡ１及びＢ１はデジタル
信号Ａ及びＢを反転した信号となり、上記した状態
（１）と同じく正極性の位相差パルスが得られる。この
後デジタル信号Ａ及びＢが共に［Ｌ］になった時点で、
出力極性制御部２１は極性切換部２２と２３の状態を上
記の（ａ）式で表わされる状態に切換え、その結果位相
差パルスＡ１とＢ１は再び共に［Ｌ］の状態となる。パ
ルス幅については上記の（ｃ）式が成立する。以後は状
態（１）と同様である。

【００３１】又、状態（４）についても、位相差Δｔが
小さいだけで、状態（１）と同様である。

【００３２】次に状態（３）について述べる。この状態
は無効位相差の一例である。図４に示されるようにデジ
タル信号Ａのみが変化すると、パルスエッジ抽出部６は
Ａ１に同じ信号を出力する。この信号はそのまま加算器
１０、ローパスフィルタ１２、減算器１４を通って、ト
ラッキング誤差信号ＴＥとして出力される。同時に、位
相差記憶部７では入力した位相差パルスＡ１とＢ１に従
い、Ａ１が［Ｈ］の間充放電制御部３２はコンデンサ３
３に一定電流で充電を行い、コンデンサ３３の端子電圧
ＰＭは図４に示すように上昇する。次に位相差パルスＡ
１が［Ｌ］になった時点から充放電制御部３２はコンデ
ンサ３３の電荷を充電時と同じ電流値で放電を開始し、
コンデンサ３３の端子電圧ＰＭが充電前の電圧に等しく
なった時点で放電を終了する。この放電が行なわれてい
る間充放電制御部はパルスを出力しており、そのパルス
は誤差極性制御部３４の判定結果にしたがって、スイッ
チ３５により遅延位相差パルス信号Ｘ１に出力される。
又、充放電が同じ電流値で行なわれる結果、遅延位相差
パルスＸ１のパルス幅は位相差パルスＡ１のパルス幅に
等しいものとなっている。なお、この間遅延位相差パル
スＹ１は［Ｌ］のままである。

【００３３】無効位相差判定部８は、デジタル信号Ａの
変化に伴うはずのＢの変化がないことから、デジタル信
号Ａの極性が［Ｌ］に戻った時点で無効位相差の判定を
行い、判定結果Ｃ１をアクティブにして出力補正部９に
送る。出力補正部９ではＣ１にしたがって遅延位相差パ
ルスＸ１を補正パルスＹ２に出力する。

【００３４】これらの処理の結果、無効位相差が出力さ
れた直後に同じパルス幅の補正パルスが出力され、ロー
パスフィルタ１２、１３を経由して減算器１４で減算さ
れる結果、トラッキング誤差信号ＴＥにおける、無効位
相差によるノイズを消去している。

【００３５】以上のように本発明は、光ディスクの情報
トラック付近にレーザービームを照射する照射手段と、
直交する分割線で４分割された受光面で、レーザービー
ム反射光を受光する４分割受光素子と、４分割受光素子
の対角をなす受光素子の出力を加算する２つの加算器
と、１対の加算器の出力を各々２値化する１対の比較器
と、１対の比較器出力を入力とし処理結果を遅延要素を
経由することなく出力する１対の極性切換部と、１対の
比較器出力を入力とし１対の極性切換部の極性切換を制
御する極性制御部と、１対の比較器出力を入力としその
位相差のトラッキングエラーとしての有効性を判定して
無効信号を出力する無効位相差判定部と、１対の極性切
換部の出力を遅延し１対の遅延位相差パルスとして出力
する位相差記憶部と、位相差記憶部の出力を入力とし無
効位相差判定部の無効信号に従って１対の補正パルスを
出力する出力補正部と、１対の極性切換部の１対の出力
と上記出力補正部の１対の出力を加算する加算器と、加
算器の出力から高周波成分をそれぞれ除去する１対のロ
ーパスフイルタと、ローパスフイルタの１対の出力を減
算してトラッキング誤差信号を出力する減算器とを備え
ることにより、回路の動作速度に依存せずに、上記Ａと
Ｂの間の位相差情報を、微少な位相差も除去することな
く、トラッキング誤差パルス信号として出力することが
でき、特に光ビームが情報トラックの中央付近に存在す
る場合でも、高精度のトラッキング誤差信号を得る事が
でき、更に、無効な位相差信号に対してもトラッキング
誤差信号のノイズレベルを最小に抑えることができる優
れたトラッキング誤差信号検出装置を実現できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるトラッキング誤差信号
検出装置のブロック図

【図２】同、パルスエッジ抽出部のブロック図

【図３】同、位相差記憶部のブロック図

【図４】本発明の実施例の動作を示すタイミングチャー
ト

【図５】従来のトラッキング誤差信号検出装置のブロッ
ク図

【図６】従来例の動作を示すタイミングチャート

【符号の説明】

１ ４分割受光素子 ２ 加算器 ３ 加算器 ４ 比較器 ５ 比較器 ６ パルスエッジ抽出部 ７ 位相差記憶部 ８ 無効位相差判定部 ９ 出力補正部 １０ 加算器 １１ 加算器 １２ ローパスフィルタ １３ ローパスフィルタ １４ 減算器 ２２ 極性切換部 ２３ 極性切換部 ２１ 出力極性制御部 ３１ 論理ゲート部 ３２ 充放電制御部 ３３ コンデンサ ３４ 誤差極性制御部 ３５ スイッチ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの情報トラック付近にレーザ
   ービームを照射する照射手段と、直交する分割線で４分
   割された受光面で、上記レーザービーム反射光を受光す
   る４分割受光素子と、上記４分割受光素子の対角をなす
   受光素子の出力を加算する２つの加算器と、上記１対の
   加算器の出力を各々２値化する１対の比較器と、上記１
   対の比較器出力を入力とし処理結果を遅延要素を経由す
   ることなく出力する１対の極性切換部と、上記１対の比
   較器出力を入力とし上記１対の極性切換部の極性切換を
   制御する極性制御部と、上記１対の比較器出力を入力と
   しその位相差のトラッキングエラーとしての有効性を判
   定して無効信号を出力する無効位相差判定部と、上記１
   対の極性切換部の出力を遅延し１対の遅延位相差パルス
   として出力する位相差記憶部と、上記位相差記憶部の出
   力を入力とし上記無効位相差判定部の無効信号に従って
   １対の補正パルスを出力する出力補正部と、上記１対の
   極性切換部の１対の出力と上記出力補正部の１対の出力
   を加算する加算器と、上記加算器の出力から高周波成分
   をそれぞれ除去する１対のローパスフイルタと、上記ロ
   ーパスフイルタの１対の出力を減算してトラッキング誤
   差信号を出力する減算器とからなるトラッキング誤差信
   号検出装置。
2. 【請求項２】 位相差記憶部は、 １対の極性切換部の出
   力の極性が異なる期間にはコンデンサへ一定の電流値で
   充電を行い、逆に極性が等しい期間には上記コンデンサ
   から同じ電流値で初期電圧まで放電を行いながらパルス
   を出力する充放電制御部と、上記充放電制御部から出力
   されるパルスを、１対の遅延位相差パルスとして出力補
   正部に出力するスイッチ部と、上記１対の極性切換部の
   出力の位相を比較して上記スイッチ部の制御を行う誤差
   極性判定部とから構成されることを特徴とする請求項１
   記載のトラッキング誤差信号検出装置。