JP3659878B2 - 光ディスク記録／再生装置のトラッククロス信号検出方法及びこれに適した装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録/再生装置に係り、特にトラック探索時光ピックアップ移動方向の判定及び探索後トラッキング引込の判定基準として用いられるトラッククロス信号を検出する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録/再生装置のトラック探索は、光ピックアップをディスクの半径方向に移して目標トラックを探すことをいう。トラック探索において光ピックアップが目標トラックに到達したかどうかを判定するために移動したトラック数を計数すべきであり、このためにトラッククロス信号が必要である。トラッククロス信号は、光ピックアップがトラックを横切る時ごとに発生するパルス信号である。即ち、トラッククロス信号で発生するパルスを計数することにより移動したトラック数が分かる。また、ディスクの偏心により移動したトラック数を補正する必要がある。即ち、偏心による影響が増加する方向ではトラック数を加算すべきであるが、反対に減少する方向ではトラック数を減算すべきである。これは、トラックエラー信号とトラッククロス信号の位相関係が反転されることを用いて判断する。また、光ピックアップが目標トラックに到達した後トラッキング引込時点を決定するためにも必要である。
【０００３】
このようにトラッククロス信号は、トラック探索動作においてトラック移動量、偏心による影響の補償、探索後トラッキング引込時点の決定のために必要であるので正確なトラッククロス信号を得ることが重要になる。
【０００４】
従来の方法では、４分割光検出器で発生した和信号のエンベロープからトラッククロス信号を検出した。しかし、HD-DVDのような高密度光ディスクの場合、光スポットの大きさに対するトラック幅の大きさが既存のCD/DVDに比べて相対的に非常に小さくなり、これによりRF信号には隣接トラックによるクロストーク成分が混入される。これによって和信号のエンベロープを検出し難くなる。
【０００５】
図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、光スポットとトラック幅の変化に従うトラックエラー信号及びRF信号の変化を示したものである。図１（ａ）、図１（ｂ）、そして図１（ｃ）には、光波長が４００nm、対物レンズの開口率０.６で、トラックピッチが各々０.７４μm(DVDの場合)、０.４６μm、０.３７μmでのトラックエラー信号及びRF信号を示す。
【０００６】
図１（ａ）乃至図１（ｃ）で分かるように、一定の光スポットに対してトラックピッチが狭くなるほどRFの信号のエンベロープを検出し難い。これは狭いトラックピッチにより隣接トラックによるクロストークが増加するからである。
【０００７】
従って、光スポットに対するトラックピッチが狭くなるほどトラッククロス信号を検出し難くなり、これは高密度光ディスクにおいて探索動作が容易でなくなることを意味する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の問題点を解決するために案出されたものであって、高密度狭トラックのディスクのための改善されたトラッククロス信号検出方法を提供することをその目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、前記の方法に適したクロス信号検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する本発明に係るトラッククロス信号検出方法は、少なくとも半径方向に２分割された光検出器で、半径方向の受光素子で発生した受光信号を減算して得られたRF信号(RF０)のエンベロープを二値化してトラッククロス信号を得ることを特徴とする。
【００１１】
ここで、トラッククロス信号検出信号は、ディスクの半径方向及び接線方向に分割された４分割光検出器、ディスクの半径方向に分割された４分割光検出器、あるいはディスクの半径方向及び接線方向に分割された８分割光検出器によっても得ることができる。
【００１２】
前記他の目的を達成する本発明に係るトラッククロス信号検出装置は、少なくとも半径方向に２分割された光検出器で、半径方向の受光素子で発生した受光信号を減算してRF信号(RF０)を得る半径方向素子減算器と、前記半径方向素子減算器でRF信号(RF０)のエンベロープを二値化してトラッククロス信号を得るトラッククロス信号発生部とを含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の構成及び動作を詳細に説明する。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、各々８分割光検出器及び８分割光検出器で発生した受光信号を加算あるいは減算する装置の構成を示すものである。図２（ａ）に示したのは８分割光検出器２０２で、図２（ｂ）に示したのは８分割光検出器２０２の右側外側の受光素子A１、D１で発生した受光信号と、左側外側の受光素子B１、C１で発生した受光信号を各々加算あるいは減算する加算器２０４及び減算器２０６である。
【００１４】
８分割光検出器２０２は、ディスクの半径方向及び接線方向に８分面に均等分割された８個の受光素子A１、A２、B１、B２、C１、C２、D１、D２で構成される。ここで、内側の受光素子A２、B２、C２、D２は、外側の受光素子A１、B１、C１、D１に比べて小さく分割されている。各々の受光素子A１、A２、B１、B２、C１、C２、D１、D２はそれに照射される光スポット２１０の強度に相応する受光信号を発生する。
【００１５】
加算器２０４は、８分割光検出器２０２の外側の４個の受光素子A１、B１、C１、D１で発生した信号を全て合算して和信号SUMとして提供し、減算器２０６は、８分割光検出器２０２の右側外側の２つの受光素子A１、D１で発生した受光信号の和から、左側外側の２つの受光素子B１、C１で発生した信号の和を減算して差信号DIFFとして提供する。
【００１６】
図３は、トラックエラー信号、図２に示した減算器で発生した信号、そして図２に示した加算器で発生した信号を示す波形図である。図３は、光波長が４００nm、対物レンズの開口率NAが０.６で、トラックピッチTpが０.３７μmの場合にトラックエラー信号(図３の上側)、図２に示した減算器２０６で発生した信号(図３の中央)、そして図２に示した加算器２０４で発生した信号(図３の下側)を示す。
【００１７】
図３で分かるように、減算器２０６で発生した信号のエンベロープが明確であるのに比べて、加算器２０４で発生した信号のエンベロープは不明瞭であることが分かる。
【００１８】
従って、本発明のトラッククロス信号検出方法では、光検出器の左側受光素子で発生した信号から、右側受光素子で発生した信号を減算することにより発生したRF信号のエンベロープからトラッククロス信号を検出することを提案する。
【００１９】
図４（ａ）乃至図４（ｆ）は、本発明に係るトラッククロス信号検出方法を示した波形図である。図４（ａ）乃至図４（ｆ）に示した波形図は、ディスクの半径方向にピット、ミラー、ピット、．．．の順序でトラックが形成されたディスクで発生したものである。トラックがランド、グルーブ、ランド、．．．の順序で形成されたディスクではさらに他の信号が発生する。
【００２０】
図４（ａ）乃至図４（ｆ）を参照して、本発明に係るトラッククロス信号発生方法を詳細に説明する。
１) まず光検出器の左側受光素子で発生した信号から右側受光素子で発生した信号を減算して、図４（ａ）に示したRF信号(RF０)を得る。図４（ａ）に示した信号において上側のエンベロープはミラー信号のレベルで、下側のエンベロープはピット及びミラーによるレベルである。
【００２１】
ミラー信号のレベルが変動するのはディスクの反射率変化に起因する。ディスクの反射率はディスクでの位置によって部分的に変化し、この変化の結果として、図４（ａ）に示したようにミラー信号のレベルが変動する。
【００２２】
下側のエンベロープで谷(最低点)はトラックセンター、即ちピットに相応し、山の頂はミラーに相応する。山の頂がミラーレベルと一致しないのは、隣接したトラックとのクロストークにより信号レベルが低下するからである。山の頂と山の頂が短い部分は光スポットが移動する軌跡上で直ちに隣接トラックにピットが位置する場合に相当し、山の頂と山の頂が長い部分は隣接トラックにピットが位置しない場合に相当する。RF信号が上側エンベロープと下側エンベロープに重畳された形態になるのは、探索動作においてディスクが回転するために、光ピックアップがディスクの半径方向に移動しても光スポットの実際の軌跡はトラックを９０°の角度で横切るのではなく、非常に小さな角度でななめに横切り、これによりトラックに形成されたピットにより決定される高周波成分が発生するからである。この高周波成分がRF信号である。
【００２３】
また、図４（ａ）でRF信号が欠落された部分は、ホコリ、スクラッチにより信号が欠落された部分である。
【００２４】
２) 次にエンベロープ検出を容易にするために、キャパシタを用いてACカップリングをし直流成分を除去して図４（ｂ）に示した信号RF１を得る。
【００２５】
３) このRF１信号に各々ピークホールド及びボトムホールドを行なって、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示したようなピーク信号及びボトム信号を得る。
【００２６】
４) このピーク信号及びボトム信号をお互い減算して図４（ｅ）に示したような差信号(RF２)を得る。
【００２７】
５) この差信号(RF２)を所定のスレショルド値により二値化変換して図４（ｆ）に示したようなトラッククロス信号を得る。ここで、スレショルド値は、図４（ｃ）に示したピークホールド信号と図４（ｄ）に示したボトムホールド信号の平均値により決定される。図４（ｅ）でTHが一定の値を有するように示されているが、実際にはピークホールド信号のレベルとボトムホールド信号のレベル変動により変化する値である。
【００２８】
図４（ｆ）と図４（ａ）とを比較すれば、図４（ｆ）に示したトラッククロス信号は、図４（ａ）に示した下方のエンベロープの谷部分でローレベルを有し、山の頂部分でハイレベルを有するパルス信号であることが分かる。従って、図４（ｆ）に示したトラッククロス信号のパルス個数を計数することにより移動したトラック数が分かるようになる。
【００２９】
本発明に係るトラッククロス信号検出方法において、RF０信号は、光検出器の半径方向の左側受光素子で発生した受光信号と右側受光素子で発生した受光信号を減算することにより得られるので、今後に図５乃至図９に示される本発明のトラッククロス信号検出装置を参照して、説明されるようにディスクの半径方向及び接線方向に分割された４分割光検出器、ディスクの半径方向に分割された４分割光検出器、あるいはディスクの半径方向及び接線方向に分割された８分割光検出器によってもトラッククロス信号を得られる。
【００３０】
図５は、本発明に係るトラッククロス信号検出装置の構成を示すブロック図である。図５に示した装置は光検出器５０２、電流/電圧変換器５０４、半径方向素子減算器５０６、トラッククロス信号発生部５２０を含む。トラッククロス信号発生部５２０は、キャパシタ５０８、ピークホールド回路５１０、ボトムホールド回路５１２、減算器５１４、平均値回路５１６、そして波形整形回路５１８を具備する。
【００３１】
光検出器５０２は、ディスクから反射された光信号の強度に相応する光信号を発生し、この光信号は電流/電圧変換器５０４を通じて電圧に変換される。半径方向素子減算器５０６は、電流/電圧変換器５０４で発生した受光信号を半径方向に減算して図４（ａ）に示したRF０信号を発生する。
【００３２】
キャパシタ５０８は、半径方向素子減算器５０６で発生したRF０信号をACカップリングして図４（ｂ）に示したRF１信号を発生する。
【００３３】
ピークホールド回路５１０及びボトムホールド回路５１２は、キャパシタ５０８で発生したRF１信号のピーク値及びボトム値を各々ホールドして、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示したピークホールド信号及びボトムホールド信号を発生する。
【００３４】
減算器５１４は、ピークホールド回路５１０で発生したピークホールド信号とボトムホールド回路５１２で発生したボトムホールド信号を減算して図４（ｅ）に示した差信号(RF２)を得る。
【００３５】
平均値回路５１６は、ピークホールド回路５１０で発生したピークホールド信号とボトムホールド回路５１２で発生したボトムホールド信号の平均値により二値化のためのスレショルド値を発生する。
【００３６】
波形整形回路５１８は、減算器５１４で発生した差信号(RF２)を平均値回路５１６で発生したスレショルド値により二値化して図４（ｆ）に示したようなトラッククロス信号を得る。
【００３７】
本発明に係るトラッククロス信号検出装置において、RF０信号は、光検出器の半径方向の左側受光素子で発生した受光信号と右側受光素子で発生した受光信号を減算することにより得られるので、ディスクの半径方向及び接線方向に分割された４分割光検出器、ディスクの半径方向に分割された４分割光検出器、あるいはディスクの半径方向及び接線方向に分割された８分割光検出器によっても得ることができる。光検出器の種類によって半径方向素子加算器の構成が変化し、これを図６乃至図９を参照して説明する。
【００３８】
図６（ａ）乃至図６（ｂ）は、４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示すものである。図６（ａ）は４分割光検出器６０２を示すもので、図６（ｂ）は４分割光検出器６０２で発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器６０８の構成を示したものである。
【００３９】
図６（ｂ）に示した半径方向素子減算器６０８は、４分割光検出器６０２で半径方向に右側に存在する受光素子A１、D１で発生した信号の和と、左側に存在する受光素子B１、C１で発生した信号の和を減算する。参照符号６１０は光スポットを示す。
【００４０】
図７（ａ）乃至図７（ｂ）は、他の形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示したものである。図７（ａ）は４分割光検出器７０２を示すもので、図７（ｂ）は４分割光検出器７０２で発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器７０８の構成を示すものである。図７（ａ）に示した４分割光検出器７０２は光検出器を半径方向に４分割するが、内側の受光素子が外側の受光素子に比べて狭いことを特徴とする。このような４分割光検出器７０２は、内側受光素子がディスクから反射された光スポットのメーンローブを集中的に検出し、外側の受光素子がサイドローブを集中的に検出できてクロストークの影響を分散できる長所がある。
【００４１】
図７（ｂ）に示した半径方向素子減算器７０８は、４分割光検出器７０２で半径方向に右側に存在する受光素子A１、Ａ２で発生した信号の和と、左側に存在する受光素子B１、Ｂ２で発生した信号の和を減算する。ここで、右側に存在する受光素子A１、Ａ２で発生した信号、あるいは左側に存在する受光素子B１、Ｂ２で発生した信号の和を演算することにおいて、増幅器７０４、７０６を通じて内側に位置した受光素子に所定の係数を掛けた後に加算器７０３、７０５を通じて加算する。ここで増幅器７０４、７０６により掛けられる係数値Kは１より大きいかまたは小さい場合がある。
【００４２】
係数値Kが１より非常に大きい場合には、４分割光検出器７０２の内側の受光素子A２、B２で発生した受光信号がさらに寄与し、反対に係数値Kが１より非常に小さい場合には、外側の受光素子A１、B１で発生した受光信号がさらに寄与する。
【００４３】
図８（ａ）乃至図８（ｂ）は、図７（ａ）に示した形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の他の構成を示すものである。図８（ａ）は４分割光検出器８０２を示すもので、図８（ｂ）は４分割光検出器８０２で発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器８０８の構成を示すものである。図８（ａ）に示した４分割光検出器８０２は図７（ａ）に示した４分割光検出器７０２と同一である。
【００４４】
図８（ｂ）に示した半径方向素子減算器８０８は、４分割光検出器８０２で内側に位置した受光素子A２、B２により発生した受光信号を減算する。
【００４５】
図８（ｂ）に示した半径方向素子減算器８０８は、４分割光検出器８０２において内側受光素子がディスクから反射された光スポットのメーンローブを集中的に検出するのでクロストークの影響が比較的少ないRF０信号を発生する。
【００４６】
図９（ａ）乃至図９（ｂ）は、８分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示すものである。図９（ａ）は８分割光検出器９０２を示すもので、図９（ｂ）は８分割光検出器９０２から発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器９０８の構成を示すものである。図９（ａ）に示した８分割光検出器９０２は、光検出器を半径方向に４分割しかつ接線方向に２分割するが、内側の受光素子が外側の受光素子に比べて狭いことを特徴とする。このような８分割受光素子９０２は、内側の受光素子がディスクから反射された光スポットのメーンローブを集中的に検出し、外側の受光素子がサイドローブを集中的に検出できてクロストークの影響を分散させうる長所がある。
【００４７】
図９（ｂ）に示した半径方向素子減算器９０８は、８分割光検出器９０２で半径方向に右側及び外側に存在する受光素子A１、D１で発生した信号の和と、左側及び外側に存在する受光素子B１、C１で発生した信号の和を減算する。
【００４８】
図９（ｂ）に示した装置においても、図７（ｂ）に示した装置と同じように内側に位置した受光素子に所定の係数をかけて、外側に位置した受光素子で発生した信号に加算することも考えられる。
【００４９】
図７（ａ）乃至図７（ｂ）を参照して説明した通りに、係数値が１より非常に大きい場合には８分割光検出器９０２の内側の受光素子A２、B２で発生した受光信号がさらに寄与し、反対に係数値が１より非常に小さい場合には外側の受光素子A１、B１で発生した受光信号がさらに寄与する。
【００５０】
図１０は、本発明に係るトラッククロス信号検出装置を適用した探索装置の構成を示すブロック図である。図１０に示した装置は光ピックアップ１００２、電流/電圧変換器１００４、半径方向素子減算器１００６、トラッククロス信号発生部１００８、サーボエラー検出部１０１０、サーボ制御器１０１２、光ピックアップ駆動部１０１４を具備する。
【００５１】
ここで、トラッククロス信号発生部１００８は、図５に示したトラッククロス信号発生部５２０に相当する。
【００５２】
サーボ制御器１０１２は、トラック探索動作を遂行することにおいて、トラッククロス信号発生部５２０で発生したトラッククロス信号及びサーボエラー検出部１０１０で発生したサーボエラー信号を用いて光ピックアップ１００２を目標トラックまで移す。
【００５３】
【発明の効果】
前述したように本発明に係るトラッククロス信号検出方法は、光検出器で半径方向に半分にされた受光素子で発生した受光信号を減算することにより得られたRF信号を使用してトラッククロス信号を発生することを特徴とし、光スポットの大きさに比べてトラックピッチが相対的に小さな場合、隣接トラックによるクロストークの影響が少ないトラッククロス信号を発生できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）乃至（ｃ）は、光スポットとトラック幅の変化に従うトラックエラー信号及びRF信号の変化を示すために示す図である。
【図２】 （ａ）及び（ｂ）は、各々８分割光検出器及び８分割光検出器で発生した受光信号を加算あるいは減算する装置の構成を示す図である。
【図３】 トラックエラー信号、図２に示した減算器で発生した信号、そして図２に示した加算器で発生した信号を示す波形図である。
【図４】 （ａ）乃至（ｆ）は、本発明に係るトラッククロス信号検出方法を示した波形図である。
【図５】 本発明に係るトラッククロス信号検出装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 （ａ）及び（ｂ）は、４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示す図である。
【図７】 （ａ）及び（ｂ）は、他の形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示す図である。
【図８】 （ａ）及び（ｂ）は、図７（ａ）に示した形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の他の構成を示す図である。
【図９】 （ａ）及び（ｂ）は、８分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示す図である。
【図１０】 本発明に係るトラッククロス信号検出装置を適用した探索装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５０２ 光検出器
５０４ 電流/電圧変換器
５０６ 半径方向素子減算器
５０８ キャパシタ
５１０ ピークホールド回路
５１２ ボトムホールド回路
５１４ 減算器
５１６ 平均値回路
５１８ 波形整形回路
５２０ トラッククロス信号発生部
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録/再生装置に係り、特にトラック探索時光ピックアップ移動方向の判定及び探索後トラッキング引込の判定基準として用いられるトラッククロス信号を検出する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録/再生装置のトラック探索は、光ピックアップをディスクの半径方向に移して目標トラックを探すことをいう。トラック探索において光ピックアップが目標トラックに到達したかどうかを判定するために移動したトラック数を計数すべきであり、このためにトラッククロス信号が必要である。トラッククロス信号は、光ピックアップがトラックを横切る時ごとに発生するパルス信号である。即ち、トラッククロス信号で発生するパルスを計数することにより移動したトラック数が分かる。また、ディスクの偏心により移動したトラック数を補正する必要がある。即ち、偏心による影響が増加する方向ではトラック数を加算すべきであるが、反対に減少する方向ではトラック数を減算すべきである。これは、トラックエラー信号とトラッククロス信号の位相関係が反転されることを用いて判断する。また、光ピックアップが目標トラックに到達した後トラッキング引込時点を決定するためにも必要である。
【０００３】
このようにトラッククロス信号は、トラック探索動作においてトラック移動量、偏心による影響の補償、探索後トラッキング引込時点の決定のために必要であるので正確なトラッククロス信号を得ることが重要になる。
【０００４】
従来の方法では、４分割光検出器で発生した和信号のエンベロープからトラッククロス信号を検出した。しかし、HD-DVDのような高密度光ディスクの場合、光スポットの大きさに対するトラック幅の大きさが既存のCD/DVDに比べて相対的に非常に小さくなり、これによりRF信号には隣接トラックによるクロストーク成分が混入される。これによって和信号のエンベロープを検出し難くなる。
【０００５】
図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、光スポットとトラック幅の変化に従うトラックエラー信号及びRF信号の変化を示したものである。図１（ａ）、図１（ｂ）、そして図１（ｃ）には、光波長が４００nm、対物レンズの開口率０.６で、トラックピッチが各々０.７４μm(DVDの場合)、０.４６μm、０.３７μmでのトラックエラー信号及びRF信号を示す。
【０００６】
図１（ａ）乃至図１（ｃ）で分かるように、一定の光スポットに対してトラックピッチが狭くなるほどRFの信号のエンベロープを検出し難い。これは狭いトラックピッチにより隣接トラックによるクロストークが増加するからである。
【０００７】
従って、光スポットに対するトラックピッチが狭くなるほどトラッククロス信号を検出し難くなり、これは高密度光ディスクにおいて探索動作が容易でなくなることを意味する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の問題点を解決するために案出されたものであって、高密度狭トラックのディスクのための改善されたトラッククロス信号検出方法を提供することをその目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、前記の方法に適したクロス信号検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する本発明に係るトラッククロス信号検出方法は、少なくとも半径方向に２分割された光検出器で、半径方向の受光素子で発生した受光信号を減算して得られたRF信号(RF０)のエンベロープを二値化してトラッククロス信号を得ることを特徴とする。
【００１１】
ここで、トラッククロス信号検出信号は、ディスクの半径方向及び接線方向に分割された４分割光検出器、ディスクの半径方向に分割された４分割光検出器、あるいはディスクの半径方向及び接線方向に分割された８分割光検出器によっても得ることができる。
【００１２】
前記他の目的を達成する本発明に係るトラッククロス信号検出装置は、少なくとも半径方向に２分割された光検出器で、半径方向の受光素子で発生した受光信号を減算してRF信号(RF０)を得る半径方向素子減算器と、前記半径方向素子減算器でRF信号(RF０)のエンベロープを二値化してトラッククロス信号を得るトラッククロス信号発生部とを含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の構成及び動作を詳細に説明する。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、各々８分割光検出器及び８分割光検出器で発生した受光信号を加算あるいは減算する装置の構成を示すものである。図２（ａ）に示したのは８分割光検出器２０２で、図２（ｂ）に示したのは８分割光検出器２０２の右側外側の受光素子A１、D１で発生した受光信号と、左側外側の受光素子B１、C１で発生した受光信号を各々加算あるいは減算する加算器２０４及び減算器２０６である。
【００１４】
８分割光検出器２０２は、ディスクの半径方向及び接線方向に８分面に均等分割された８個の受光素子A１、A２、B１、B２、C１、C２、D１、D２で構成される。ここで、内側の受光素子A２、B２、C２、D２は、外側の受光素子A１、B１、C１、D１に比べて小さく分割されている。各々の受光素子A１、A２、B１、B２、C１、C２、D１、D２はそれに照射される光スポット２１０の強度に相応する受光信号を発生する。
【００１５】
加算器２０４は、８分割光検出器２０２の外側の４個の受光素子A１、B１、C１、D１で発生した信号を全て合算して和信号SUMとして提供し、減算器２０６は、８分割光検出器２０２の右側外側の２つの受光素子A１、D１で発生した受光信号の和から、左側外側の２つの受光素子B１、C１で発生した信号の和を減算して差信号DIFFとして提供する。
【００１６】
図３は、トラックエラー信号、図２に示した減算器で発生した信号、そして図２に示した加算器で発生した信号を示す波形図である。図３は、光波長が４００nm、対物レンズの開口率NAが０.６で、トラックピッチTpが０.３７μmの場合にトラックエラー信号(図３の上側)、図２に示した減算器２０６で発生した信号(図３の中央)、そして図２に示した加算器２０４で発生した信号(図３の下側)を示す。
【００１７】
図３で分かるように、減算器２０６で発生した信号のエンベロープが明確であるのに比べて、加算器２０４で発生した信号のエンベロープは不明瞭であることが分かる。
【００１８】
従って、本発明のトラッククロス信号検出方法では、光検出器の左側受光素子で発生した信号から、右側受光素子で発生した信号を減算することにより発生したRF信号のエンベロープからトラッククロス信号を検出することを提案する。
【００１９】
図４（ａ）乃至図４（ｆ）は、本発明に係るトラッククロス信号検出方法を示した波形図である。図４（ａ）乃至図４（ｆ）に示した波形図は、ディスクの半径方向にピット、ミラー、ピット、．．．の順序でトラックが形成されたディスクで発生したものである。トラックがランド、グルーブ、ランド、．．．の順序で形成されたディスクではさらに他の信号が発生する。
【００２０】
図４（ａ）乃至図４（ｆ）を参照して、本発明に係るトラッククロス信号発生方法を詳細に説明する。
１) まず光検出器の左側受光素子で発生した信号から右側受光素子で発生した信号を減算して、図４（ａ）に示したRF信号(RF０)を得る。図４（ａ）に示した信号において上側のエンベロープはミラー信号のレベルで、下側のエンベロープはピット及びミラーによるレベルである。
【００２１】
ミラー信号のレベルが変動するのはディスクの反射率変化に起因する。ディスクの反射率はディスクでの位置によって部分的に変化し、この変化の結果として、図４（ａ）に示したようにミラー信号のレベルが変動する。
【００２２】
下側のエンベロープで谷(最低点)はトラックセンター、即ちピットに相応し、山の頂はミラーに相応する。山の頂がミラーレベルと一致しないのは、隣接したトラックとのクロストークにより信号レベルが低下するからである。山の頂と山の頂が短い部分は光スポットが移動する軌跡上で直ちに隣接トラックにピットが位置する場合に相当し、山の頂と山の頂が長い部分は隣接トラックにピットが位置しない場合に相当する。RF信号が上側エンベロープと下側エンベロープに重畳された形態になるのは、探索動作においてディスクが回転するために、光ピックアップがディスクの半径方向に移動しても光スポットの実際の軌跡はトラックを９０°の角度で横切るのではなく、非常に小さな角度でななめに横切り、これによりトラックに形成されたピットにより決定される高周波成分が発生するからである。この高周波成分がRF信号である。
【００２３】
また、図４（ａ）でRF信号が欠落された部分は、ホコリ、スクラッチにより信号が欠落された部分である。
【００２４】
２) 次にエンベロープ検出を容易にするために、キャパシタを用いてACカップリングをし直流成分を除去して図４（ｂ）に示した信号RF１を得る。
【００２５】
３) このRF１信号に各々ピークホールド及びボトムホールドを行なって、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示したようなピーク信号及びボトム信号を得る。
【００２６】
４) このピーク信号及びボトム信号をお互い減算して図４（ｅ）に示したような差信号(RF２)を得る。
【００２７】
５) この差信号(RF２)を所定のスレショルド値により二値化変換して図４（ｆ）に示したようなトラッククロス信号を得る。ここで、スレショルド値は、図４（ｃ）に示したピークホールド信号と図４（ｄ）に示したボトムホールド信号の平均値により決定される。図４（ｅ）でTHが一定の値を有するように示されているが、実際にはピークホールド信号のレベルとボトムホールド信号のレベル変動により変化する値である。
【００２８】
図４（ｆ）と図４（ａ）とを比較すれば、図４（ｆ）に示したトラッククロス信号は、図４（ａ）に示した下方のエンベロープの谷部分でローレベルを有し、山の頂部分でハイレベルを有するパルス信号であることが分かる。従って、図４（ｆ）に示したトラッククロス信号のパルス個数を計数することにより移動したトラック数が分かるようになる。
【００２９】
本発明に係るトラッククロス信号検出方法において、RF０信号は、光検出器の半径方向の左側受光素子で発生した受光信号と右側受光素子で発生した受光信号を減算することにより得られるので、今後に図５乃至図９に示される本発明のトラッククロス信号検出装置を参照して、説明されるようにディスクの半径方向及び接線方向に分割された４分割光検出器、ディスクの半径方向に分割された４分割光検出器、あるいはディスクの半径方向及び接線方向に分割された８分割光検出器によってもトラッククロス信号を得られる。
【００３０】
図５は、本発明に係るトラッククロス信号検出装置の構成を示すブロック図である。図５に示した装置は光検出器５０２、電流/電圧変換器５０４、半径方向素子減算器５０６、トラッククロス信号発生部５２０を含む。トラッククロス信号発生部５２０は、キャパシタ５０８、ピークホールド回路５１０、ボトムホールド回路５１２、減算器５１４、平均値回路５１６、そして波形整形回路５１８を具備する。
【００３１】
光検出器５０２は、ディスクから反射された光信号の強度に相応する光信号を発生し、この光信号は電流/電圧変換器５０４を通じて電圧に変換される。半径方向素子減算器５０６は、電流/電圧変換器５０４で発生した受光信号を半径方向に減算して図４（ａ）に示したRF０信号を発生する。
【００３２】
キャパシタ５０８は、半径方向素子減算器５０６で発生したRF０信号をACカップリングして図４（ｂ）に示したRF１信号を発生する。
【００３３】
ピークホールド回路５１０及びボトムホールド回路５１２は、キャパシタ５０８で発生したRF１信号のピーク値及びボトム値を各々ホールドして、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示したピークホールド信号及びボトムホールド信号を発生する。
【００３４】
減算器５１４は、ピークホールド回路５１０で発生したピークホールド信号とボトムホールド回路５１２で発生したボトムホールド信号を減算して図４（ｅ）に示した差信号(RF２)を得る。
【００３５】
平均値回路５１６は、ピークホールド回路５１０で発生したピークホールド信号とボトムホールド回路５１２で発生したボトムホールド信号の平均値により二値化のためのスレショルド値を発生する。
【００３６】
波形整形回路５１８は、減算器５１４で発生した差信号(RF２)を平均値回路５１６で発生したスレショルド値により二値化して図４（ｆ）に示したようなトラッククロス信号を得る。
【００３７】
本発明に係るトラッククロス信号検出装置において、RF０信号は、光検出器の半径方向の左側受光素子で発生した受光信号と右側受光素子で発生した受光信号を減算することにより得られるので、ディスクの半径方向及び接線方向に分割された４分割光検出器、ディスクの半径方向に分割された４分割光検出器、あるいはディスクの半径方向及び接線方向に分割された８分割光検出器によっても得ることができる。光検出器の種類によって半径方向素子加算器の構成が変化し、これを図６乃至図９を参照して説明する。
【００３８】
図６（ａ）乃至図６（ｂ）は、４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示すものである。図６（ａ）は４分割光検出器６０２を示すもので、図６（ｂ）は４分割光検出器６０２で発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器６０８の構成を示したものである。
【００３９】
図６（ｂ）に示した半径方向素子減算器６０８は、４分割光検出器６０２で半径方向に右側に存在する受光素子A１、D１で発生した信号の和と、左側に存在する受光素子B１、C１で発生した信号の和を減算する。参照符号６１０は光スポットを示す。
【００４０】
図７（ａ）乃至図７（ｂ）は、他の形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示したものである。図７（ａ）は４分割光検出器７０２を示すもので、図７（ｂ）は４分割光検出器７０２で発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器７０８の構成を示すものである。図７（ａ）に示した４分割光検出器７０２は光検出器を半径方向に４分割するが、内側の受光素子が外側の受光素子に比べて狭いことを特徴とする。このような４分割光検出器７０２は、内側受光素子がディスクから反射された光スポットのメーンローブを集中的に検出し、外側の受光素子がサイドローブを集中的に検出できてクロストークの影響を分散できる長所がある。
【００４１】
図７（ｂ）に示した半径方向素子減算器７０８は、４分割光検出器７０２で半径方向に右側に存在する受光素子A１、Ａ２で発生した信号の和と、左側に存在する受光素子B１、Ｂ２で発生した信号の和を減算する。ここで、右側に存在する受光素子A１、Ａ２で発生した信号、あるいは左側に存在する受光素子B１、Ｂ２で発生した信号の和を演算することにおいて、増幅器７０４、７０６を通じて内側に位置した受光素子に所定の係数を掛けた後に加算器７０３、７０５を通じて加算する。ここで増幅器７０４、７０６により掛けられる係数値Kは１より大きいかまたは小さい場合がある。
【００４２】
係数値Kが１より非常に大きい場合には、４分割光検出器７０２の内側の受光素子A２、B２で発生した受光信号がさらに寄与し、反対に係数値Kが１より非常に小さい場合には、外側の受光素子A１、B１で発生した受光信号がさらに寄与する。
【００４３】
図８（ａ）乃至図８（ｂ）は、図７（ａ）に示した形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の他の構成を示すものである。図８（ａ）は４分割光検出器８０２を示すもので、図８（ｂ）は４分割光検出器８０２で発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器８０８の構成を示すものである。図８（ａ）に示した４分割光検出器８０２は図７（ａ）に示した４分割光検出器７０２と同一である。
【００４４】
図８（ｂ）に示した半径方向素子減算器８０８は、４分割光検出器８０２で内側に位置した受光素子A２、B２により発生した受光信号を減算する。
【００４５】
図８（ｂ）に示した半径方向素子減算器８０８は、４分割光検出器８０２において内側受光素子がディスクから反射された光スポットのメーンローブを集中的に検出するのでクロストークの影響が比較的少ないRF０信号を発生する。
【００４６】
図９（ａ）乃至図９（ｂ）は、８分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示すものである。図９（ａ）は８分割光検出器９０２を示すもので、図９（ｂ）は８分割光検出器９０２から発生した受光信号を用いてRF０信号を得る半径方向素子減算器９０８の構成を示すものである。図９（ａ）に示した８分割光検出器９０２は、光検出器を半径方向に４分割しかつ接線方向に２分割するが、内側の受光素子が外側の受光素子に比べて狭いことを特徴とする。このような８分割受光素子９０２は、内側の受光素子がディスクから反射された光スポットのメーンローブを集中的に検出し、外側の受光素子がサイドローブを集中的に検出できてクロストークの影響を分散させうる長所がある。
【００４７】
図９（ｂ）に示した半径方向素子減算器９０８は、８分割光検出器９０２で半径方向に右側及び外側に存在する受光素子A１、D１で発生した信号の和と、左側及び外側に存在する受光素子B１、C１で発生した信号の和を減算する。
【００４８】
図９（ｂ）に示した装置においても、図７（ｂ）に示した装置と同じように内側に位置した受光素子に所定の係数をかけて、外側に位置した受光素子で発生した信号に加算することも考えられる。
【００４９】
図７（ａ）乃至図７（ｂ）を参照して説明した通りに、係数値が１より非常に大きい場合には８分割光検出器９０２の内側の受光素子A２、B２で発生した受光信号がさらに寄与し、反対に係数値が１より非常に小さい場合には外側の受光素子A１、B１で発生した受光信号がさらに寄与する。
【００５０】
図１０は、本発明に係るトラッククロス信号検出装置を適用した探索装置の構成を示すブロック図である。図１０に示した装置は光ピックアップ１００２、電流/電圧変換器１００４、半径方向素子減算器１００６、トラッククロス信号発生部１００８、サーボエラー検出部１０１０、サーボ制御器１０１２、光ピックアップ駆動部１０１４を具備する。
【００５１】
ここで、トラッククロス信号発生部１００８は、図５に示したトラッククロス信号発生部５２０に相当する。
【００５２】
サーボ制御器１０１２は、トラック探索動作を遂行することにおいて、トラッククロス信号発生部５２０で発生したトラッククロス信号及びサーボエラー検出部１０１０で発生したサーボエラー信号を用いて光ピックアップ１００２を目標トラックまで移す。
【００５３】
【発明の効果】
前述したように本発明に係るトラッククロス信号検出方法は、光検出器で半径方向に半分にされた受光素子で発生した受光信号を減算することにより得られたRF信号を使用してトラッククロス信号を発生することを特徴とし、光スポットの大きさに比べてトラックピッチが相対的に小さな場合、隣接トラックによるクロストークの影響が少ないトラッククロス信号を発生できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）乃至（ｃ）は、光スポットとトラック幅の変化に従うトラックエラー信号及びRF信号の変化を示すために示す図である。
【図２】 （ａ）及び（ｂ）は、各々８分割光検出器及び８分割光検出器で発生した受光信号を加算あるいは減算する装置の構成を示す図である。
【図３】 トラックエラー信号、図２に示した減算器で発生した信号、そして図２に示した加算器で発生した信号を示す波形図である。
【図４】 （ａ）乃至（ｆ）は、本発明に係るトラッククロス信号検出方法を示した波形図である。
【図５】 本発明に係るトラッククロス信号検出装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 （ａ）及び（ｂ）は、４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示す図である。
【図７】 （ａ）及び（ｂ）は、他の形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示す図である。
【図８】 （ａ）及び（ｂ）は、図７（ａ）に示した形態の４分割光検出器によりRF０信号を得る装置の他の構成を示す図である。
【図９】 （ａ）及び（ｂ）は、８分割光検出器によりRF０信号を得る装置の構成を示す図である。
【図１０】 本発明に係るトラッククロス信号検出装置を適用した探索装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５０２ 光検出器
５０４ 電流/電圧変換器
５０６ 半径方向素子減算器
５０８ キャパシタ
５１０ ピークホールド回路
５１２ ボトムホールド回路
５１４ 減算器
５１６ 平均値回路
５１８ 波形整形回路
５２０ トラッククロス信号発生部
Claims (16)
- 少なくとも半径方向に２分割された光検出器で、半径方向の各受光素子で発生した各受光信号を減算してRF０信号を得る半径方向素子減算過程と、
前記RF０信号に対してACカップリングされたRF１信号を得るACカップリング過程と、
前記RF１信号のピーク値及びボトム値を各々ホールドしてピークホールド信号及びボトムホールド信号を得るサンプリング過程と、
前記ピークホールド信号とボトムホールド信号を減算して差信号(RF２)を得る減算過程と、
前記差信号(RF２)を所定のスレショルド値で波形整形して二値化されたパルス信号を得、これをトラッククロス信号として出力する波形整形過程とを含んでなり、
前記スレショルド値は、前記ピークホールド信号と前記ボトムホールド信号の平均値であることを特徴とするトラッククロス信号検出方法。 - 前記光検出器は、ディスクの半径方向及び接線方向にそれぞれ２分割された受光素子(A１、B１、C１、D１)を有する４分割光検出器で、
前記半径方向素子減算過程は、半径方向一側に位置する受光素子(A１、D１)で発生した受光信号の和と、他側に位置する受光素子(B１、C１)で発生した受光信号の和を減算することを特徴とする請求項１に記載のトラッククロス信号検出方法。 - 前記光検出器は、ディスクの半径方向に４分割された受光素子(A１、A２、B１、B２)を有する４分割光検出器であり、
前記半径方向素子減算過程は、半径方向一側に位置する受光素子(A１、A２)で発生した受光信号の和と、他側に位置する受光素子(B１、B２)で発生した受光信号の和を減算することを特徴とする請求項１に記載のトラッククロス信号検出方法。 - 前記半径方向減算過程は、内側に位置した受光素子(A２、B２)で発生した受光信号を、外側に位置した受光素子(A１、B１)で発生した受光信号と加算することにおいて、内側に位置した受光素子(A２、B２)で発生した受光信号に所定の係数を掛けた後に加算することを特徴とする請求項３に記載のトラッククロス信号検出方法。
- 前記係数は１より大きいことを特徴とする請求項４に記載のトラッククロス信号検出方法。
- 前記係数は１より小さなことを特徴とする請求項４に記載のトラッククロス信号検出方法。
- 前記光検出器は、ディスクの半径方向に４分割された受光素子(A１、A２、B１、B２)を有する４分割光検出器であり、
前記半径方向素子減算過程は、半径方向一側及び内側に位置する受光素子(A２)で発生した受光信号と、他側及び内側に位置する受光素子(B２)で発生した受光信号を減算することを特徴とする請求項１に記載のトラッククロス信号検出方法。 - 前記光検出器は、ディスクの半径方向に４分割されかつ接線方向に２分割された受光素子(A１、A２、B１、B２、C１、C２、D１、D２)を有する８分割光検出器であり、
前記半径方向素子減算過程は、半径方向一側及び外側に位置する受光素子(A１、D１)で発生した受光信号の和と、他側及び外側に位置する受光素子(B１、C１)で発生した受光信号の和を減算することを特徴とする請求項１に記載のトラッククロス信号検出方法。 - 少なくとも半径方向に２分割された光検出器で、半径方向の各受光素子で発生した各受光信号を減算してRF０信号を得る半径方向素子減算器と、
前記半径方向素子減算器で発生した前記RF０信号のエンベロープを二値化してトラッククロス信号を得るトラッククロス信号発生部とを含み、
前記トラッククロス信号発生部は、
前記RF０信号がACカップリングされたRF１信号を発生するキャパシタと、
前記RF１信号のピーク値をホールドしてピークホールド信号を発生するピークホールド回路と、
前記RF１信号のボトム値をホールドしてボトムホールド信号を得るボトムホールド回路と、
前記ピークホールド信号とボトムホールド信号を減算して差信号(RF２)を得る減算器と、
前記差信号(RF２)を所定のスレショルド値で波形整形して二値化されたパルス信号を得、これをトラッククロス信号として出力する波形整形器とを含んでなり、
前記ピークホールド信号と前記ボトムホールド信号の平均値を演算して、前記スレショルド値として提供する平均値回路をさらに具備することを特徴とするトラッククロス信号検出装置。 - 前記光検出器は、ディスクの半径方向及び接線方向にそれぞれ２分割された受光素子(A１、B１、C１、D１)を有する４分割光検出器であり、
前記半径方向素子減算器は、前記４分割光検出器で半径方向一側に位置する受光素子(A１、D１)で発生した受光信号の和と、他側に位置する受光素子(B１、C１)で発生した受光信号の和を減算することを特徴とする請求項９に記載のトラッククロス信号検出装置。 - 前記光検出器はディスクの半径方向に４分割された受光素子(A１、A２、B１、B２)を有する４分割光検出器であり、
前記半径方向素子減算器は、前記４分割光検出器で半径方向一側に位置する受光素子(A１、A２)で発生した受光信号の和と、他側に位置する受光素子(B１、B２)で発生した受光信号の和を減算することを特徴とする請求項９に記載のトラッククロス信号検出装置。 - 前記半径方向素子減算器は、前記４分割光検出器で内側に位置した受光素子(A２、B２)で発生した受光信号を、外側に位置した受光素子(A１、B１)で発生した受光信号と加算することにおいて、内側に位置した受光素子(A２、B２)で発生した受光信号に所定の係数を掛けた後に加算することを特徴とする請求項１１に記載のトラッククロス信号検出装置。
- 前記係数は１より大きいことを特徴とする請求項１２に記載のトラッククロス信号検出装置。
- 前記係数は１より小さなことを特徴とする請求項１２に記載のトラッククロス信号検出装置。
- 前記光検出器は、ディスクの半径方向に４分割された受光素子(A１、A２、B１、B２)を有する４分割光検出器であり、
前記半径方向素子減算器は、前記４分割光検出器で半径方向一側及び内側に位置する受光素子(A２)で発生した受光信号と、他側及び内側に位置する受光素子(B２)で発生した受光信号を減算することを特徴とする請求項９に記載のトラッククロス信号検出装置。 - 前記光検出器は、ディスクの半径方向に４分割されかつ接線方向に２分割された受光素子(A１、A２、B１、B２、C１、C２、D１、D２)を有する８分割光検出器であり、
前記半径方向素子減算器は、前記８分割光検出器で半径方向一側及び外側に位置する受光素子(A１、D１)で発生した受光信号の和と、他側及び外側に位置する受光素子(B１、C１)で発生した受光信号の和を減算することを特徴とする請求項９に記載のトラッククロス信号検出装置。
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