JP3657828B2 - トラッキング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式情報記録再生装置におけるトラッキングサーボ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式情報記録再生装置においては、記録、再生に使用される光ビームを光ディスクの情報トラックに追従させるためにトラッキングサーボが行われる。トラッキングサーボとしては種々の方法が既知であるが、半導体レーザから出射された光ビームの利用効率を高めるという観点からは、複数のビームを使用する方法に比べ、１つの光ビームのみを使用する１ビームトラッキング法が有利である。
【０００３】
１ビームトラッキング法としては、いわゆる（ラジアル）プッシュプル法が良く知られている。プッシュプル法とは、光ディスクの半径方向（以下、「ラジアル方向」とも呼ぶ。）に２分割された光ディテクタの出力の差をトラッキングエラー信号として検出することにより、光ディスク上の情報トラックに対する光ビーム位置のずれを検出する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のプッシュプル法においては、光ピックアップの対物レンズ位置と光ディテクタの光軸とがずれること（以下、「レンズシフト」と呼ぶ。）に起因して、トラッキングサーボ制御の目標値にずれが生じるという問題がある。
【０００５】
詳しく説明すると、光ピックアップは、スライダ上にアクチュエータが可動式に設けられ、さらにアクチュエータに対して対物レンズが可動式に取り付けられた構造を有する。ここで、例えばディスクが偏心している場合、若しくはスライダが滑らかにラジアル方向に移動しない場合などには、アクチュエータが対物レンズのみをシフトさせてトラッキングの微調整を行う。
【０００６】
このようにアクチュエータが対物レンズを動かした場合、光ディテクタの光軸（即ち、２分割光ディテクタの分割線）に対する対物レンズの相対的位置が移動することになる。その結果、光ディテクタに対する光スポット位置が変化し、トラッキングサーボの目標値にずれが生じる。
【０００７】
この現象を図８を参照して説明する。レンズシフトが無い場合、情報トラックの中心線上に光スポットが位置する状態でトラッキングエラー信号は０となる。よって、トラッキングサーボの目標値は原点Ｏとなる。しかし、レンズシフトがあると、トラッキングエラー信号はレンズシフトに起因するオフセット分を含むようになるため、トラッキングサーボの目標値は図８の点Ｏsとなり、目標値のずれが生じる。この現象は、光ディスクのトラックピッチが狭いほど顕著に現れる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、１ビームトラッキング法を使用し、レンズシフトの影響を低減することが可能なトラッキング制御回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、記録トラックの接線方向に形状又は反射率を変化させる物理的要因を有するディスクのトラッキング制御装置において、第１のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記ディスクの半径方向に隣接配置された第２のディテクタと、前記第２のディテクタに対して前記ディスクの接線方向に隣接配置された第３のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記接線方向に隣接配置されるとともに前記第３のディテクタに対して前記半径方向に隣接配置された第４のディテクタと、を有するディテクタ部と、前記第１のディテクタの出力信号及び前記第４のディテクタの出力信号を、第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、前記第２のディテクタの出力信号及び前記第３のディテクタの出力信号を、第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、前記増幅された第１のディテクタの出力信号と前記増幅された第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号を計算する第１の加算手段と、前記増幅された第２のディテクタの出力信号と前記増幅された第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号を計算する第２の加算手段と、前記第１の和信号と前記第２の和信号の差を演算し、トラッキングエラー信号として出力する第１の減算手段と、前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号を生成する第２の減算手段と、前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号を生成する第３の減算手段と、前記第１の差信号と前記第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する振幅比較手段と、を備える。
【００１０】
上記のように構成されたトラッキング制御装置によれば、第１及び第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号との差を演算して、トラッキングエラー信号が生成される。また、第１及び第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて第１の和信号の増幅率及び第２の和信号の増幅率が決定される。第１の差信号の振幅と第２の差信号の振幅の差はレンズシフト分を示すので、これに基づいて第１及び第２の和信号の増幅率を調整することにより、レンズシフトの影響を除去したトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、記録トラックの接線方向に形状又は反射率を変化させる物理的要因を有するディスクのトラッキング制御装置において、第１のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記ディスクの半径方向に隣接配置された第２のディテクタと、前記第２のディテクタに対して前記ディスクの接線方向に隣接配置された第３のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記接線方向に隣接配置されるとともに前記第３のディテクタに対して前記半径方向に隣接配置された第４のディテクタと、を有するディテクタ部と、前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号を、第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号を、第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、前記第１の和信号と前記第２の和信号の差を演算し、トラッキングエラー信号として出力する第１の減算手段と、前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号を生成する第２の減算手段と、前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号を生成する第３の減算手段と、前記第１の差信号と前記第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する振幅比較手段と、を備える。
【００１２】
上記のように構成されたトラッキング制御装置によれば、第１及び第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号との差を演算して、トラッキングエラー信号が生成される。また、第１及び第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて第１の和信号の増幅率及び第２の和信号の増幅率が決定される。第１の差信号の振幅と第２の差信号の振幅の差はレンズシフトを示すため、これに基づいて第１及び第２の和信号の増幅率を調整することにより、レンズシフトの影響を除去したトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のトラッキング制御装置において、前記振幅比較手段は、前記第１の差信号の振幅と前記第２の差信号の振幅とが等しくなるように前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する。この処理により、トラッキングエラー信号中のレンズシフト分が除去される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のトラッキング制御装置において、前記第１の差信号を保持し、保持した値を前記振幅比較部へ供給する第１の保持手段と、前記第２の差信号を保持し、保持した値を前記振幅比較部へ供給する第２の保持手段と、を備える。これにより、第１及び第２の差信号の振幅を継続的に監視することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のトラッキング制御装置において、前記トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームを前記トラックの半径方向に移動する駆動手段を備える。これにより、レンズシフトの影響を受けない正確なトラッキング制御が行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、４分割光ディテクタを使用してタンジェンシャルプッシュプル信号を得ることにより、レンズシフト量を検出する。そして、検出したレンズシフト量に基づいて、レンズシフトに起因するトラッキングサーボの目標値ずれを相殺するようにトラッキングエラー信号を補正する。
【００１７】
まず、タンジェンシャルプッシュプル信号について説明する。タンジェンシャルプッシュプル信号とは、接線方向（タンジェンシャル方向）に形状又は反射率の変化する部分を有するディスクにおいて得られる信号であり、図２（Ｂ）及び（Ｃ）の如き４分割ディテクタ５において、第１のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1は、
ＴＰ1＝（ディテクタ５ａの出力信号）−（ディテクタ５ｄの出力信号）
で得ることができ、第２のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ2は、
ＴＰ2＝（ディテクタ５ｂの出力信号）−（ディテクタ５ｃの出力信号）
で得ることができる。なお、それぞれ減算の順序を入れ替えて、第１のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1を
ＴＰ1＝（ディテクタ５ｄの出力信号）−（ディテクタ５ａの出力信号）
とし、第２のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ2を、
ＴＰ2＝（ディテクタ５ｃの出力信号）−（ディテクタ５ｂの出力信号）
とすることもできる。
【００１８】
タンジェンシャルプッシュプル信号は、ディスク上の接線方向に形状又は反射率が変化しない部分においては０となる。しかし、接線方向に形状又は反射率が変化する部分を光スポットが通過すると、その形状又は反射率に応じて０以外の値をとる。例えば、図２（Ａ）のように、グルーブの一部にミラー部を有するディスクにおいて、光スポットがミラー部を通過すると、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2は図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような波形を示す。ここで、図２（Ｃ）に示すように光スポットにレンズシフトが無いと、図３（Ａ）に示すように第１及び第２のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1とＴＰ2の振幅は等しくなる。しかし、図２（Ｂ）に示すように、レンズシフトに起因して光スポットの中心が４分割ディテクタ５の中心からシフトすると、図３（Ｂ）に示すようにタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1とＴＰ2の振幅に差が生じる。各タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅は、レンズシフト量にほぼ比例して変化する。
【００１９】
従って、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2を監視し、両者の振幅が等しい時はレンズシフトは無いと判断し、振幅が異なる時にはレンズシフトがあると判断する。また、どちらのタンジェンシャルプッシュプル信号の振幅が大きいかを見れば、レンズシフトの方向も知ることができる。よって、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号の振幅が等しくなるようにディテクタ５の検出信号の増幅度を制御すれば、トラッキングエラー信号中のレンズシフトの影響を除去することができる。
【００２０】
具体的には、図２（Ｂ）に示すディテクタ５を参照して、トラッキングエラー信号ＴＥを以下のように得る。
【００２１】
ここで、α、βはそれぞれディテクタの出力を増幅する増幅器の利得とする。そして、この利得α、βを、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2を利用して以下の式を満足するように決定する。
【００２２】
α×ＴＰ1 ＝ β×ＴＰ2
こうすることにより、トラッキングエラー信号中のレンズシフトに起因するオフセット成分を除去することができる。
【００２３】
このタンジェンシャルプッシュプル信号は、再生専用ディスクの場合は、ある特定の周期で存在するピット（例えばシンクパターン）を利用して得ることができる。また、記録可能ディスクの場合は、予めグルーブ上に設けられたミラー部などを利用して得ることができる。なお、タンジェンシャルプッシュプル信号を得ることができるディスクの種類については後述する。
【００２４】
次に、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２５】
図１に、本発明の実施形態にかかるトラッキング制御回路の構成を示す。図１において、トラッキング制御回路１００は、４分割ディテクタ５を有する。４分割ディテクタは５はディテクタ５ａ〜５ｄを有し、その上に光ディスクから反射された光ビームが照射されて光スポットＳＰが形成される。
【００２６】
ディテクタ５ａと５ｄの出力は増幅器６ａへ入力され、ディテクタ５ｂと５ｃの出力信号は増幅器６ｂへ入力される。増幅器６ａは利得制御信号１２ａに応じて増幅率（α）でディテクタ５ａと５ｄの出力信号を増幅し、増幅器６ｂは利得制御信号１２ｂに応じた増幅率（β）でディテクタ５ｂと５ｃの出力信号を増幅する。増幅器６ａの出力信号は減算器７ａ及び加算器９ａへ入力され、増幅器６ｂの出力信号は減算器７ｂ及び加算器９ｂへ入力される。加算器９ａはディテクタ５ａと５ｄの出力信号の和信号を生成し、加算器９ｂはディテクタ５ｂと５ｃの出力信号の和信号を生成する。減算器１０はこれら和信号の差を生成し、トラッキングエラー信号として出力する。トラッキングエラー信号は図示しないトラッキングサーボ回路へ送られる。
【００２７】
一方、減算器７ａは、ディテクタ５ａの出力信号とディテクタ５ｄの出力信号の差を生成し、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1としてサンプルホールド回路８ａへ供給する。同様に、減算器７ｂは、ディテクタ５ｂの出力信号とディテクタ５ｃの出力信号の差を生成し、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ2としてサンプルホールド回路８ａへ供給する。サンプルホールド回路１３ａ、１３ｂは、それぞれタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2を継続的にホールドし、振幅比較部４へ送る。振幅比較部４は、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2の値が等しくなるように増幅器６ａと６ｂの増幅度α及びβをそれぞれ決定し、利得制御信号１２ａ、１２ｂとして増幅器６ａ、６ｂへ供給する。
【００２８】
これにより、レンズシフトに起因するトラッキングエラー信号中のオフセット分が除去され、結果として、減算器１０はレンズシフトの影響を受けないトラッキングエラー信号を出力することになる。
【００２９】
なお、上記の例では、タンジェンシャルプッシュプル信号を継続的にホールドしている。他の方法として、タンジェンシャルプッシュプル信号が得られる部分（上記の例ではミラー部）の位置又は現れる周期が既知である場合には、その時刻を予測し、タンジェンシャルプッシュプル信号が得られるタイミングでのみそれを振幅比較部４へ供給するように構成することもできる。
【００３０】
また、図１の回路では第１の増幅手段としてディテクタ５ａの出力信号とディテクタ５ｄの出力信号とを入力信号とする１つの増幅器６ａを用いた例を示している。この代わりに、第１の増幅手段として、ディテクタ５ａの出力信号を増幅する１つの増幅器と、ディテクタ５ｄの出力信号を増幅する別の増幅器とを別個に備え、両増幅器の増幅率を第１の増幅率で増幅するように構成することもできる。また、第２の増幅手段として機能する増幅器６ｂと、ディテクタ５ｂ、５ｃとの関係も同様である。
【００３１】
図４に本発明の別の実施形態に係るトラッキング制御回路の構成を示す。図４の回路が実行する演算処理は基本的に図１に示す回路と等価であるが、詳細な回路構成が異なる。なお、図１の回路の構成要素と同様な構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００３２】
図４の回路は、増幅器１４ａ、１４ｂを減算器１０の前段に配置し、増幅器１４ａ、１４ｂの前段に低域通過フィルタ１１ａ、１１ｂが挿入されている。この低域通過フィルタ１１ａ、１１ｂは、トラッキングエラー信号成分のみを抽出するためのフィルタであり、同様のフィルタを図１の回路に付加しても良い。
【００３３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に、従来のプッシュプル法と本発明の方式とを使用した際の比較結果を示す。なお、条件としては、光ビーム波長λ＝４１０ｎｍ、トラックピッチ＝０．４μｍ、グルーブ幅＝０．２μｍ、グルーブ深さ＝λ／８、とし、グルーブ上に０．２μｍの短ミラー部があるとした。
【００３４】
図５（Ａ）は、４％のレンズシフトがある場合のトラッキングエラー信号の波形を示す。従来方式ではトラッキングエラー信号が０となる点がシフトしているが、本発明の方式ではトラック中心と一致している。
【００３５】
また、図５（Ｂ）はレンズシフトに起因するトラッキングサーボの目標値のずれ量を示す。従来方式では、レンズシフトが増大するのに比例して目標値のずれ量が増大する。これに対し、本発明の方式では、レンズシフトが増大しても目標値のずれはほぼ０に維持される。
【００３６】
次に、本発明によるトラッキング制御装置を適用可能なディスクについて述べる。先にも述べたように、タンジェンシャルプッシュプル信号は、ディスクの接線方向に形状又は反射率が変化する部分で現れ、それ以外の部分では０値をとる。従って、本発明は、ディスクの接線方向に形状又は反射率が変化するような物理的特性を有するディスクに適用することができる。
【００３７】
そのような観点から、本発明を提供可能なディスクの例を図６及び７に示す。図６（Ａ）はアドレス検出などの目的でプリピットが形成されているディスクであり、図６（Ｂ）は記録トラック上にミラー部があるディスクである。図６（Ｃ）はグルーブがウォブルしているディスクであり、ウォブルしている箇所は部分的でも連続的でも構わない。
【００３８】
図７はディスクのランドにプリピットが形成されているタイプのディスクを示す。図７（Ｃ）はランド上のプリピットがグルーブと接していて、その長さが非常に長い場合である。また、図７（Ｄ）は情報をランドに記録するタイプのディスクである。但し、これらは単なる例示であり、上記の特性を有するディスクであればこれら以外のディスクにも本発明を適用可能である。
【００３９】
なお、以上に説明した本発明のトラッキング制御装置は、光ディスクの情報記録装置、情報再生装置、及び、記録再生装置のいずれにも適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、タンジェンシャルプッシュプル信号を監視してレンズシフト量を検出し、その影響を除去するようにトラッキングエラー信号の増幅度を制御する。よって、レンズシフトが存在する場合でも、トラッキングサーボの目標値のずれを防止することができ、特に狭トラックピッチのディスクに適した信頼性の高いトラッキング制御が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるトラッキング制御回路を示すブロック図である。
【図２】タンジェンシャルプッシュプル信号を説明する図である。
【図３】タンジェンシャルプッシュプル信号の波形の例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態にかかるトラッキング制御回路を示すブロック図である。
【図５】従来のプッシュプル方式及び本発明の方式におけるトラッキングエラー信号の目標値ずれの比較結果を示す図である。
【図６】本発明のトラッキング制御装置を適用可能なディスク構造例を示す図である。
【図７】本発明のトラッキング制御装置を適用可能な他のディスク構造例を示す図である。
【図８】従来のプッシュプル方式における不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
１…グルーブ
２…ミラー部
４…振幅比較部
５…４分割ディテクタ
６ａ、６ｂ、１４ａ、１４ｂ…増幅器
７ａ、７ｂ、１０…減算器
８ａ、８ｂ…サンプルホールド回路
９ａ、９ｂ…加算器
１１ａ、１１ｂ…低域通過フィルタ
１２ａ、１２ｂ…利得制御信号
１３ａ、１３ｂ…タンジェンシャルプッシュプル信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式情報記録再生装置におけるトラッキングサーボ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式情報記録再生装置においては、記録、再生に使用される光ビームを光ディスクの情報トラックに追従させるためにトラッキングサーボが行われる。トラッキングサーボとしては種々の方法が既知であるが、半導体レーザから出射された光ビームの利用効率を高めるという観点からは、複数のビームを使用する方法に比べ、１つの光ビームのみを使用する１ビームトラッキング法が有利である。
【０００３】
１ビームトラッキング法としては、いわゆる（ラジアル）プッシュプル法が良く知られている。プッシュプル法とは、光ディスクの半径方向（以下、「ラジアル方向」とも呼ぶ。）に２分割された光ディテクタの出力の差をトラッキングエラー信号として検出することにより、光ディスク上の情報トラックに対する光ビーム位置のずれを検出する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のプッシュプル法においては、光ピックアップの対物レンズ位置と光ディテクタの光軸とがずれること（以下、「レンズシフト」と呼ぶ。）に起因して、トラッキングサーボ制御の目標値にずれが生じるという問題がある。
【０００５】
詳しく説明すると、光ピックアップは、スライダ上にアクチュエータが可動式に設けられ、さらにアクチュエータに対して対物レンズが可動式に取り付けられた構造を有する。ここで、例えばディスクが偏心している場合、若しくはスライダが滑らかにラジアル方向に移動しない場合などには、アクチュエータが対物レンズのみをシフトさせてトラッキングの微調整を行う。
【０００６】
このようにアクチュエータが対物レンズを動かした場合、光ディテクタの光軸（即ち、２分割光ディテクタの分割線）に対する対物レンズの相対的位置が移動することになる。その結果、光ディテクタに対する光スポット位置が変化し、トラッキングサーボの目標値にずれが生じる。
【０００７】
この現象を図８を参照して説明する。レンズシフトが無い場合、情報トラックの中心線上に光スポットが位置する状態でトラッキングエラー信号は０となる。よって、トラッキングサーボの目標値は原点Ｏとなる。しかし、レンズシフトがあると、トラッキングエラー信号はレンズシフトに起因するオフセット分を含むようになるため、トラッキングサーボの目標値は図８の点Ｏsとなり、目標値のずれが生じる。この現象は、光ディスクのトラックピッチが狭いほど顕著に現れる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、１ビームトラッキング法を使用し、レンズシフトの影響を低減することが可能なトラッキング制御回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、記録トラックの接線方向に形状又は反射率を変化させる物理的要因を有するディスクのトラッキング制御装置において、第１のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記ディスクの半径方向に隣接配置された第２のディテクタと、前記第２のディテクタに対して前記ディスクの接線方向に隣接配置された第３のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記接線方向に隣接配置されるとともに前記第３のディテクタに対して前記半径方向に隣接配置された第４のディテクタと、を有するディテクタ部と、前記第１のディテクタの出力信号及び前記第４のディテクタの出力信号を、第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、前記第２のディテクタの出力信号及び前記第３のディテクタの出力信号を、第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、前記増幅された第１のディテクタの出力信号と前記増幅された第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号を計算する第１の加算手段と、前記増幅された第２のディテクタの出力信号と前記増幅された第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号を計算する第２の加算手段と、前記第１の和信号と前記第２の和信号の差を演算し、トラッキングエラー信号として出力する第１の減算手段と、前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号を生成する第２の減算手段と、前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号を生成する第３の減算手段と、前記第１の差信号と前記第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する振幅比較手段と、を備える。
【００１０】
上記のように構成されたトラッキング制御装置によれば、第１及び第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号との差を演算して、トラッキングエラー信号が生成される。また、第１及び第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて第１の和信号の増幅率及び第２の和信号の増幅率が決定される。第１の差信号の振幅と第２の差信号の振幅の差はレンズシフト分を示すので、これに基づいて第１及び第２の和信号の増幅率を調整することにより、レンズシフトの影響を除去したトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、記録トラックの接線方向に形状又は反射率を変化させる物理的要因を有するディスクのトラッキング制御装置において、第１のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記ディスクの半径方向に隣接配置された第２のディテクタと、前記第２のディテクタに対して前記ディスクの接線方向に隣接配置された第３のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記接線方向に隣接配置されるとともに前記第３のディテクタに対して前記半径方向に隣接配置された第４のディテクタと、を有するディテクタ部と、前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号を、第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号を、第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、前記第１の和信号と前記第２の和信号の差を演算し、トラッキングエラー信号として出力する第１の減算手段と、前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号を生成する第２の減算手段と、前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号を生成する第３の減算手段と、前記第１の差信号と前記第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する振幅比較手段と、を備える。
【００１２】
上記のように構成されたトラッキング制御装置によれば、第１及び第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号との差を演算して、トラッキングエラー信号が生成される。また、第１及び第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号と、第２及び第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて第１の和信号の増幅率及び第２の和信号の増幅率が決定される。第１の差信号の振幅と第２の差信号の振幅の差はレンズシフトを示すため、これに基づいて第１及び第２の和信号の増幅率を調整することにより、レンズシフトの影響を除去したトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のトラッキング制御装置において、前記振幅比較手段は、前記第１の差信号の振幅と前記第２の差信号の振幅とが等しくなるように前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する。この処理により、トラッキングエラー信号中のレンズシフト分が除去される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のトラッキング制御装置において、前記第１の差信号を保持し、保持した値を前記振幅比較部へ供給する第１の保持手段と、前記第２の差信号を保持し、保持した値を前記振幅比較部へ供給する第２の保持手段と、を備える。これにより、第１及び第２の差信号の振幅を継続的に監視することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のトラッキング制御装置において、前記トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームを前記トラックの半径方向に移動する駆動手段を備える。これにより、レンズシフトの影響を受けない正確なトラッキング制御が行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、４分割光ディテクタを使用してタンジェンシャルプッシュプル信号を得ることにより、レンズシフト量を検出する。そして、検出したレンズシフト量に基づいて、レンズシフトに起因するトラッキングサーボの目標値ずれを相殺するようにトラッキングエラー信号を補正する。
【００１７】
まず、タンジェンシャルプッシュプル信号について説明する。タンジェンシャルプッシュプル信号とは、接線方向（タンジェンシャル方向）に形状又は反射率の変化する部分を有するディスクにおいて得られる信号であり、図２（Ｂ）及び（Ｃ）の如き４分割ディテクタ５において、第１のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1は、
ＴＰ1＝（ディテクタ５ａの出力信号）−（ディテクタ５ｄの出力信号）
で得ることができ、第２のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ2は、
ＴＰ2＝（ディテクタ５ｂの出力信号）−（ディテクタ５ｃの出力信号）
で得ることができる。なお、それぞれ減算の順序を入れ替えて、第１のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1を
ＴＰ1＝（ディテクタ５ｄの出力信号）−（ディテクタ５ａの出力信号）
とし、第２のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ2を、
ＴＰ2＝（ディテクタ５ｃの出力信号）−（ディテクタ５ｂの出力信号）
とすることもできる。
【００１８】
タンジェンシャルプッシュプル信号は、ディスク上の接線方向に形状又は反射率が変化しない部分においては０となる。しかし、接線方向に形状又は反射率が変化する部分を光スポットが通過すると、その形状又は反射率に応じて０以外の値をとる。例えば、図２（Ａ）のように、グルーブの一部にミラー部を有するディスクにおいて、光スポットがミラー部を通過すると、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2は図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような波形を示す。ここで、図２（Ｃ）に示すように光スポットにレンズシフトが無いと、図３（Ａ）に示すように第１及び第２のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1とＴＰ2の振幅は等しくなる。しかし、図２（Ｂ）に示すように、レンズシフトに起因して光スポットの中心が４分割ディテクタ５の中心からシフトすると、図３（Ｂ）に示すようにタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1とＴＰ2の振幅に差が生じる。各タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅は、レンズシフト量にほぼ比例して変化する。
【００１９】
従って、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2を監視し、両者の振幅が等しい時はレンズシフトは無いと判断し、振幅が異なる時にはレンズシフトがあると判断する。また、どちらのタンジェンシャルプッシュプル信号の振幅が大きいかを見れば、レンズシフトの方向も知ることができる。よって、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号の振幅が等しくなるようにディテクタ５の検出信号の増幅度を制御すれば、トラッキングエラー信号中のレンズシフトの影響を除去することができる。
【００２０】
具体的には、図２（Ｂ）に示すディテクタ５を参照して、トラッキングエラー信号ＴＥを以下のように得る。
【００２１】
【００２２】
α×ＴＰ1 ＝ β×ＴＰ2
こうすることにより、トラッキングエラー信号中のレンズシフトに起因するオフセット成分を除去することができる。
【００２３】
このタンジェンシャルプッシュプル信号は、再生専用ディスクの場合は、ある特定の周期で存在するピット（例えばシンクパターン）を利用して得ることができる。また、記録可能ディスクの場合は、予めグルーブ上に設けられたミラー部などを利用して得ることができる。なお、タンジェンシャルプッシュプル信号を得ることができるディスクの種類については後述する。
【００２４】
次に、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２５】
図１に、本発明の実施形態にかかるトラッキング制御回路の構成を示す。図１において、トラッキング制御回路１００は、４分割ディテクタ５を有する。４分割ディテクタは５はディテクタ５ａ〜５ｄを有し、その上に光ディスクから反射された光ビームが照射されて光スポットＳＰが形成される。
【００２６】
ディテクタ５ａと５ｄの出力は増幅器６ａへ入力され、ディテクタ５ｂと５ｃの出力信号は増幅器６ｂへ入力される。増幅器６ａは利得制御信号１２ａに応じて増幅率（α）でディテクタ５ａと５ｄの出力信号を増幅し、増幅器６ｂは利得制御信号１２ｂに応じた増幅率（β）でディテクタ５ｂと５ｃの出力信号を増幅する。増幅器６ａの出力信号は減算器７ａ及び加算器９ａへ入力され、増幅器６ｂの出力信号は減算器７ｂ及び加算器９ｂへ入力される。加算器９ａはディテクタ５ａと５ｄの出力信号の和信号を生成し、加算器９ｂはディテクタ５ｂと５ｃの出力信号の和信号を生成する。減算器１０はこれら和信号の差を生成し、トラッキングエラー信号として出力する。トラッキングエラー信号は図示しないトラッキングサーボ回路へ送られる。
【００２７】
一方、減算器７ａは、ディテクタ５ａの出力信号とディテクタ５ｄの出力信号の差を生成し、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1としてサンプルホールド回路８ａへ供給する。同様に、減算器７ｂは、ディテクタ５ｂの出力信号とディテクタ５ｃの出力信号の差を生成し、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ2としてサンプルホールド回路８ａへ供給する。サンプルホールド回路１３ａ、１３ｂは、それぞれタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2を継続的にホールドし、振幅比較部４へ送る。振幅比較部４は、タンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰ1、ＴＰ2の値が等しくなるように増幅器６ａと６ｂの増幅度α及びβをそれぞれ決定し、利得制御信号１２ａ、１２ｂとして増幅器６ａ、６ｂへ供給する。
【００２８】
これにより、レンズシフトに起因するトラッキングエラー信号中のオフセット分が除去され、結果として、減算器１０はレンズシフトの影響を受けないトラッキングエラー信号を出力することになる。
【００２９】
なお、上記の例では、タンジェンシャルプッシュプル信号を継続的にホールドしている。他の方法として、タンジェンシャルプッシュプル信号が得られる部分（上記の例ではミラー部）の位置又は現れる周期が既知である場合には、その時刻を予測し、タンジェンシャルプッシュプル信号が得られるタイミングでのみそれを振幅比較部４へ供給するように構成することもできる。
【００３０】
また、図１の回路では第１の増幅手段としてディテクタ５ａの出力信号とディテクタ５ｄの出力信号とを入力信号とする１つの増幅器６ａを用いた例を示している。この代わりに、第１の増幅手段として、ディテクタ５ａの出力信号を増幅する１つの増幅器と、ディテクタ５ｄの出力信号を増幅する別の増幅器とを別個に備え、両増幅器の増幅率を第１の増幅率で増幅するように構成することもできる。また、第２の増幅手段として機能する増幅器６ｂと、ディテクタ５ｂ、５ｃとの関係も同様である。
【００３１】
図４に本発明の別の実施形態に係るトラッキング制御回路の構成を示す。図４の回路が実行する演算処理は基本的に図１に示す回路と等価であるが、詳細な回路構成が異なる。なお、図１の回路の構成要素と同様な構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００３２】
図４の回路は、増幅器１４ａ、１４ｂを減算器１０の前段に配置し、増幅器１４ａ、１４ｂの前段に低域通過フィルタ１１ａ、１１ｂが挿入されている。この低域通過フィルタ１１ａ、１１ｂは、トラッキングエラー信号成分のみを抽出するためのフィルタであり、同様のフィルタを図１の回路に付加しても良い。
【００３３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に、従来のプッシュプル法と本発明の方式とを使用した際の比較結果を示す。なお、条件としては、光ビーム波長λ＝４１０ｎｍ、トラックピッチ＝０．４μｍ、グルーブ幅＝０．２μｍ、グルーブ深さ＝λ／８、とし、グルーブ上に０．２μｍの短ミラー部があるとした。
【００３４】
図５（Ａ）は、４％のレンズシフトがある場合のトラッキングエラー信号の波形を示す。従来方式ではトラッキングエラー信号が０となる点がシフトしているが、本発明の方式ではトラック中心と一致している。
【００３５】
また、図５（Ｂ）はレンズシフトに起因するトラッキングサーボの目標値のずれ量を示す。従来方式では、レンズシフトが増大するのに比例して目標値のずれ量が増大する。これに対し、本発明の方式では、レンズシフトが増大しても目標値のずれはほぼ０に維持される。
【００３６】
次に、本発明によるトラッキング制御装置を適用可能なディスクについて述べる。先にも述べたように、タンジェンシャルプッシュプル信号は、ディスクの接線方向に形状又は反射率が変化する部分で現れ、それ以外の部分では０値をとる。従って、本発明は、ディスクの接線方向に形状又は反射率が変化するような物理的特性を有するディスクに適用することができる。
【００３７】
そのような観点から、本発明を提供可能なディスクの例を図６及び７に示す。図６（Ａ）はアドレス検出などの目的でプリピットが形成されているディスクであり、図６（Ｂ）は記録トラック上にミラー部があるディスクである。図６（Ｃ）はグルーブがウォブルしているディスクであり、ウォブルしている箇所は部分的でも連続的でも構わない。
【００３８】
図７はディスクのランドにプリピットが形成されているタイプのディスクを示す。図７（Ｃ）はランド上のプリピットがグルーブと接していて、その長さが非常に長い場合である。また、図７（Ｄ）は情報をランドに記録するタイプのディスクである。但し、これらは単なる例示であり、上記の特性を有するディスクであればこれら以外のディスクにも本発明を適用可能である。
【００３９】
なお、以上に説明した本発明のトラッキング制御装置は、光ディスクの情報記録装置、情報再生装置、及び、記録再生装置のいずれにも適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、タンジェンシャルプッシュプル信号を監視してレンズシフト量を検出し、その影響を除去するようにトラッキングエラー信号の増幅度を制御する。よって、レンズシフトが存在する場合でも、トラッキングサーボの目標値のずれを防止することができ、特に狭トラックピッチのディスクに適した信頼性の高いトラッキング制御が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるトラッキング制御回路を示すブロック図である。
【図２】タンジェンシャルプッシュプル信号を説明する図である。
【図３】タンジェンシャルプッシュプル信号の波形の例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態にかかるトラッキング制御回路を示すブロック図である。
【図５】従来のプッシュプル方式及び本発明の方式におけるトラッキングエラー信号の目標値ずれの比較結果を示す図である。
【図６】本発明のトラッキング制御装置を適用可能なディスク構造例を示す図である。
【図７】本発明のトラッキング制御装置を適用可能な他のディスク構造例を示す図である。
【図８】従来のプッシュプル方式における不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
１…グルーブ
２…ミラー部
４…振幅比較部
５…４分割ディテクタ
６ａ、６ｂ、１４ａ、１４ｂ…増幅器
７ａ、７ｂ、１０…減算器
８ａ、８ｂ…サンプルホールド回路
９ａ、９ｂ…加算器
１１ａ、１１ｂ…低域通過フィルタ
１２ａ、１２ｂ…利得制御信号
１３ａ、１３ｂ…タンジェンシャルプッシュプル信号
Claims (5)
- 記録トラックの接線方向に形状又は反射率を変化させる物理的要因を有するディスクのトラッキング制御装置において、
第１のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記ディスクの半径方向に隣接配置された第２のディテクタと、前記第２のディテクタに対して前記ディスクの接線方向に隣接配置された第３のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記接線方向に隣接配置されるとともに前記第３のディテクタに対して前記半径方向に隣接配置された第４のディテクタと、を有するディテクタ部と、
前記第１のディテクタの出力信号及び前記第４のディテクタの出力信号を、第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、
前記第２のディテクタの出力信号及び前記第３のディテクタの出力信号を、第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、
前記増幅された第１のディテクタの出力信号と前記増幅された第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号を計算する第１の加算手段と、
前記増幅された第２のディテクタの出力信号と前記増幅された第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号を計算する第２の加算手段と、
前記第１の和信号と前記第２の和信号の差を演算し、トラッキングエラー信号として出力する第１の減算手段と、
前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号を生成する第２の減算手段と、
前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号を生成する第３の減算手段と、
前記第１の差信号と前記第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する振幅比較手段と、を備えるトラッキング制御装置。 - 記録トラックの接線方向に形状又は反射率を変化させる物理的要因を有するディスクのトラッキング制御装置において、
第１のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記ディスクの半径方向に隣接配置された第２のディテクタと、前記第２のディテクタに対して前記ディスクの接線方向に隣接配置された第３のディテクタと、前記第１のディテクタに対して前記接線方向に隣接配置されるとともに前記第３のディテクタに対して前記半径方向に隣接配置された第４のディテクタと、を有するディテクタ部と、
前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号を、第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、
前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号を、第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、
前記第１の和信号と前記第２の和信号の差を演算し、トラッキングエラー信号として出力する第１の減算手段と、
前記第１のディテクタの出力信号と前記第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号を生成する第２の減算手段と、
前記第２のディテクタの出力信号と前記第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号を生成する第３の減算手段と、
前記第１の差信号と前記第２の差信号の振幅を比較し、比較結果に基づいて前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する振幅比較手段と、を備えるトラッキング制御装置。 - 前記振幅比較手段は、前記第１の差信号の振幅と前記第２の差信号の振幅とが等しくなるように前記第１の増幅率及び前記第２の増幅率を決定する請求項１又は２に記載のトラッキング制御装置。
- 前記第１の差信号を保持し、保持した値を前記振幅比較部へ供給する第１の保持手段と、
前記第２の差信号を保持し、保持した値を前記振幅比較部へ供給する第２の保持手段と、を備える請求項１乃至３のいずれかに記載のトラッキング制御装置。 - 前記トラッキングエラー信号に基づいて、光ビームを前記トラックの半径方向に移動する駆動手段を備える請求項１乃至４のいずれかに記載のトラッキング制御装置。
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