JP3851762B2

JP3851762B2 - ディスク再生システムのトラッキングエラー信号生成装置

Info

Publication number: JP3851762B2
Application number: JP2000212911A
Authority: JP
Inventors: 昭彦土肥
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002025083A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ（Read Only Memory）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ等の光ディスクの再生を行なうディスク再生システムに係り、特にそのトラッキングエラー信号を生成するためのトラッキングエラー信号生成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、首記の如きディスク再生システムにあっては、光学式ピックアップにより光ディスクに記録されたデータを読み取る際に、光ディスクの信号記録面に照射された光ビームが、光ディスクに形成されたトラック列を径方向にずれることなく正確にトレースするように、トラッキングサーボを施している。
【０００３】
このトラッキングサーボは、光学式ピックアップからの出力信号に基づいて、光ディスク上に照射された光ビームのトラック列からの径方向のずれ、つまり、トラッキングエラーを検出し、その検出結果に対応したトラッキングエラー信号を生成して光学式ピックアップを制御している。
【０００４】
なお、このトラッキングエラー信号は、トラッキングサーボのために使用されるだけでなく、光学式ピックアップを光ディスクの径方向に高速移動させて目的とするデータを検索するような、いわゆるデータアクセス時においても、光学式ピックアップが横切ったトラック数をカウントするために利用されている。
【０００５】
ここで、現在のディスク再生システムにあっては、トラッキングエラーの検出手段としてＤＰＤ（Differential Phase Defect）方式が一般に広く採用されている。図４は、このようなＤＰＤ方式が採用された従来のトラッキングエラー信号生成装置を示している。
【０００６】
すなわち、図４において、符号１１はフォトディテクタで、図示しない光ディスクに照射されて反射された光ビームがスポットＳＰ状に受光されている。このフォトディテクタ１１は、４つの受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割されており、受光領域Ａ，Ｂの並び方向が光ディスクに形成されたトラック列方向に対応し、受光領域Ａ，Ｄの並び方向が光ディスクの径方向に対応している。
【０００７】
このフォトディテイクタ１１の各受光領域Ａ〜Ｄは、それぞれ、入射された光量に応じた大きさの電流値を有する信号を出力している。そして、このフォトディテクタ１１の全ての受光領域Ａ〜Ｄから得られる信号を電流加算したものが、図５（ａ）に示すように、光ディスクの記録データを読み取った再生信号として利用される。
【０００８】
ここで、上記フォトディテクタ１１の一方の対角に位置する受光領域Ａ，Ｃから得られる各信号は、電流加算され、増幅回路１２で増幅された後、イコライザ回路１３により等化処理されて、図５（ｂ）に示すような信号となる。そして、このイコライザ回路１３から出力された等化信号は、コンパレータ１４により基準レベルＥとレベル比較されて、図５（ｄ）に示すようなデジタルデータに変換される。
【０００９】
また、上記フォトディテクタ１１の他方の対角に位置する受光領域Ｂ，Ｄから得られる各信号は、電流加算され、増幅回路１５で増幅された後、イコライザ回路１６により等化処理されて、図５（ｃ）に示すような信号となる。そして、このイコライザ回路１６から出力された等化信号は、コンパレータ１７により基準レベルＥとレベル比較されて、図５（ｅ）に示すようなデジタルデータに変換される。
【００１０】
このようにして各コンパレータ１４，１７からそれぞれ出力されたデジタルデータは、位相比較回路１８に供給されて位相比較される。この位相比較回路１８は、図５（ｆ）に示すように、コンパレータ１４，１７から出力されるデジタルデータの立下がりの位相差期間だけＨ（High）レベルとなる第１の位相差信号と、図５（ｇ）に示すように、コンパレータ１４，１７から出力されるデジタルデータの立上がりの位相差期間だけＬ（Low）レベルとなる第２の位相差信号とを生成して出力している。
【００１１】
そして、この位相比較回路１８から出力される第１及び第２の位相差信号は、それぞれ、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１９，２０に供給されて平均化され、図５（ｈ），（ｉ）に示すようなアナログレベル信号に変換される。その後、差演算回路２１によって、各ＬＰＦ１９，２０から出力されるアナログレベル信号の差分が演算されることにより、図５（ｊ）に示すようにトラッキングエラー信号が生成される。
【００１２】
また、このようにして生成されたトラッキングエラー信号は、２値化回路２２により所定の基準レベルとレベル比較されて２値化されることによりトラックカウント信号となり、データアクセス時に光学式ピックアップが横切ったトラック数をカウントするために利用される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来のトラッキングエラー信号生成装置では、位相比較回路１８から得られる第１及び第２の位相差信号を、ＬＰＦ１９，２０でそれぞれ平均化するようにしているが、ＬＰＦ１９，２０による第１及び第２の位相差信号の平均化処理は、光ディスクの回転速度に依存するため、一般的には３０ｋＨｚ程度のフィルタリング周波数にて行なっている。
【００１４】
換言すれば、第１及び第２の位相差信号を、それぞれＬＰＦ１９，２０による平均化処理によって時間−電圧変換しているため、ランダムデータによる影響を無くすために、ＬＰＦ１９，２０のフィルタリング周波数を１倍速時で３０ｋＨｚ程度に設定する必要がある。
【００１５】
ここで、光ディスクの回転速度を速めて高速再生を行なう場合には、光ディスクの回転速度に比例させてＬＰＦ１９，２０のフィルタリング周波数も高く設定すれば、トラッキングエラー信号を生成することが可能となるが、以下のような場合には、問題が生じることになる。
【００１６】
まず、偏芯の大きな光ディスクを高速再生する際に、安定なトラッキングサーボを施すためにサーボ帯域を高くしようとした場合、例えばサーボ帯域を通常の５ｋＨｚから１０ｋＨｚに高めようとしても、ＬＰＦ１９，２０のフィルタリング周波数が３０ｋＨｚであるため、第１及び第２の位相差信号の位相が回ってしまい実現することができなくなる。
【００１７】
また、データアクセスの際に、トラッキングエラー信号から生成したトラックカウンタ信号をカウントして、つまり、光学式ピックアップが横切ったトラックの本数をカウントして高速なダイレクトアクセスを行なおうとしても、ＬＰＦ１９，２０のフィルタリング周波数が３０ｋＨｚであるため、トラッキングエラー信号が高速（約４００ｋＨｚ程度）に生成できず、高速アクセスの妨げになっている。
【００１８】
そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、高速再生時及び高速アクセス時におけるトラッキングエラー信号の生成速度を速めることが可能で、高速再生や高速アクセスに十分に対応可能となる極めて良好なディスク再生システムのトラッキングエラー信号生成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】
本発明に係る一実施形態は、光ディスクに形成されたトラック列に対して光ビームを照射することにより、前記光ディスクからのデータの読み取りを行なうディスク再生システムにおいて、前記光ビームの前記トラック列からの前記光ディスクの径方向のずれに対応した位相差を有する第１及び第２の検出信号を生成する検出信号生成手段と、前記検出信号生成手段からの前記第１及び第２の検出信号の立上がりと立下りを１組として１回おきに、前記第１及び第２の検出信号の立上がり及び立下りを比較して、立上り位相差信号及び立下り位相差信号を出力する位相差比較手段と、前記位相差比較手段からの前記立下り位相差信号が示す位相差期間のみ、前記検出信号生成手段からの前記第１検出信号をチャージポンプでチャージし、それ以外の期間はホールド動作を行なう第１のサンプルホールド回路と、前記位相差比較手段からの前記立上がり位相差信号が示す位相差期間のみ、前記検出信号生成手段からの前記第２検出信号をチャージポンプで電流をチャージし、それ以外の期間はホールド動作を行なう第２のサンプルホールド手段と、前記第１及び第２のサンプルホールド手段の出力の差分を演算する演算手段と、前記演算手段の出力を４００ＫＨｚ以上のカットオフ周波数で平滑化するフィルタ手段を具備することを特徴とする再生システムのトラッキングエラー信号生成装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１において、図４と同一部分には同一符号を付して説明する。また、図２（ａ）は、フォトディテクタ１１の各受光領域Ａ〜Ｄから得られる信号を電流加算した、光ディスクの記録データを読み取った再生信号である。
【００２３】
さらに、図２（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、イコライザ回路１３，１６から出力される等化信号を示し、図２（ｄ），（ｅ）は、それぞれ、コンパレータ１４，１７から出力されるデジタルデータを示し、図２（ｆ），（ｇ）は、それぞれ、位相比較回路１８から出力される第１及び第２の位相差信号を示している。つまり、図２（ａ）〜（ｇ）は、先に示した図５（ａ）〜（ｇ）と同様である。
【００２４】
ここで、上記位相比較回路１８から出力される第１の位相差信号は、Ｓ／Ｈ（Sample／Hold）回路２３に供給されている。このＳ／Ｈ回路２３は、第１の位相差信号と同様の図２（ｈ）に示すような第１の制御信号のＨレベル期間に、入力された第１の位相差信号をチャージポンプで時間−電圧変換し、第１の制御信号のＬレベル期間にはホールド状態となる。
【００２５】
つまり、このＳ／Ｈ回路２３は、図２（ｊ）に示すように、コンパレータ１４，１７から出力されるデジタルデータの立下がりの位相差が検出されている期間だけ、チャージポンプで電流をチャージし、それ以外の期間は、ホールド動作として時間−電圧変換を実行している。
【００２６】
また、上記位相比較回路１８から出力される第２の位相差信号は、Ｓ／Ｈ回路２４に供給されている。このＳ／Ｈ回路２４は、第２の位相差信号と逆相の図２（ｉ）に示すような第２の制御信号のＨレベル期間に、入力された第２の位相差信号をチャージポンプで時間−電圧変換し、第２の制御信号のＬレベル期間にはホールド状態となる。
【００２７】
つまり、このＳ／Ｈ回路２４は、図２（ｋ）に示すように、コンパレータ１４，１７から出力されるデジタルデータの立上がりの位相差が検出されている期間だけ、チャージポンプで電流をチャージし、それ以外の期間は、ホールド動作として時間−電圧変換を実行している。
【００２８】
なお、実際には、ある固定時間を、第１及び第２の位相差信号に予め加えておいて、その時間の増減を時間−電圧変換し、その後、差演算回路２１で差成分を演算して、オフセットとしてのっている固定時間分の電圧を取り去ることで実現している。つまり、理想では応答時間や変化時間をゼロとして考えられるが、実際にはゼロではないため、その影響を取り除くために固定ディレイを加えるようにしている。
【００２９】
その後、差演算回路２１によって、各Ｓ／Ｈ回路２３，２４から出力されるアナログレベル信号の差分が演算され、この差分信号がスルーレイト制限可能なＬＰＦ２５を通ることにより、図２（ｌ）に示すようにトラッキングエラー信号が生成される。
【００３０】
ここで、図３（ａ）に示すように、光ディスク上に形成されたトラック…，Ｔｎ，Ｔｎ＋１，…を、光学式ピックアップが横切るように移動した場合、上記差演算回路２１から出力される差分信号は、図３（ｂ）に示すように、Ｓ／Ｈのために段階的なレベル変化を有し、しかも、位相が１８０°回ったところ、つまり、トラック間の中央では、＋側と−側とを行き来する不定の領域が存在するものとなる。
【００３１】
しかしながら、この段階的なレベル変化と不定領域の信号成分とは、光ディスクの記録データの周波数成分と等しいため、後段のスルーレイト制限可能なＬＰＦ２５によって取り除かれて、図３（ｃ）に示すような、滑らかなトラッキングエラー信号が生成される。この場合、スルーレイト制限は、不定領域を取り除くために入れている。
【００３２】
ここで、上記ＬＰＦ２５は、Ｓ／Ｈによるトラッキングエラー信号の段階的なレベル変動を平滑化することが目的となるので、従来のように、３０ｋＨｚというフィルタリング周波数に固定する必要がなく、例えばトラッキングサーボ帯域を高めたい場合には、ＬＰＦ２５のカットオフ周波数を高めに設定したり、もしくは、高めとなるように切り替えるようにすれば、高速化を可能とすることができる。
【００３３】
また、データアクセス時には、トラッキングサーボ時に比べてトラッキングエラー信号が概ね中心値で２値化可能であり、しかも、光ディスク上のトラックを横切ったかどうかが検出できれば良いので、ＬＰＦ２５のカットオフ周波数を４００ｋＨｚ以上に設定してトラックカウント信号を高速に生成することができ、ダイレクトアクセス技術を使用した高速なデータアクセスが可能となる。
【００３４】
ところで、上記した実施の形態の方式では、光ディスクを高速回転させようとすると、回路の応答時間が間に合わなくなる場合もあるが、その際には、例えばコンパレータ１４，１７の出力の立上がり及び立下がりを１組として１回おきに時間−電圧変換を行なうことで、スピードが１／２で済むことになる。
【００３５】
この場合のポイントは、立上がりの位相差と立下がりの位相差との双方の平均をとることがトラッキングエラー信号としての意味があるので、立上がりのみまたは立下がりのみの検出ではなく、立上がりと立下がりとを１組として、各々を１回おきに検出するように工夫すれば良い。
【００３６】
上記した実施の形態によれば、トラッキングサーボ時におけるトラッキングエラー信号の生成速度を速くすることができるので、トラッキングサーボ帯域を高くすることができるようになり、例えば、偏芯の大きな光ディスクでも安定に再生することが可能となる。
【００３７】
また、データアクセス時には、トラッキングサーボ時よりもさらにトラッキングエラー信号の生成速度を高速にすることができるので、光学式ピックアップが横切ったトラック数をカウントして目的位置を検索する、いわゆるダイレクトアクセスを、より一層高速化させることが可能となる。
【００３８】
さらに、光ディスクの回転速度を高速化する高速再生にも、十分に対応が可能となる。
【００３９】
なお、この発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、高速再生時及び高速アクセス時におけるトラッキングエラー信号の生成速度を速めることが可能で、高速再生や高速アクセスに十分に対応可能となる極めて良好なディスク再生システムのトラッキングエラー信号生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るディスク再生システムのトラッキングエラー信号生成装置の実施の形態を説明するために示すブロック構成図。
【図２】同実施の形態における各部の信号波形及び動作タイミングを説明するために示す図。
【図３】同実施の形態における各部の信号波形及び動作タイミングを説明するために示す図。
【図４】ＤＰＤ方式が採用された従来のトラッキングエラー信号生成装置を説明するために示すブロック構成図。
【図５】同従来のトラッキングエラー信号生成装置の各部の信号波形及び動作タイミングを説明するために示す図。
【符号の説明】
１１…フォトディテクタ、
１２…増幅回路、
１３…イコライザ回路、
１４…コンパレータ、
１５…増幅回路、
１６…イコライザ回路、
１７…コンパレータ、
１８…位相比較回路、
１９，２０…ＬＰＦ、
２１…差演算回路、
２２…２値化回路、
２３，２４…Ｓ／Ｈ回路、
２５…ＬＰＦ。

Claims

光ディスクに形成されたトラック列に対して光ビームを照射することにより、前記光ディスクからのデータの読み取りを行なうディスク再生システムにおいて、
前記光ビームの前記トラック列からの前記光ディスクの径方向のずれに対応した位相差を有する第１及び第２の検出信号を生成する検出信号生成手段と、
前記検出信号生成手段からの前記第１及び第２の検出信号の立上がりと立下りを１組として１回おきに、前記第１及び第２の検出信号の立上がり及び立下りを比較して、立上り位相差信号及び立下り位相差信号を出力する位相差比較手段と、
前記位相差比較手段からの前記立下り位相差信号が示す位相差期間のみ、前記検出信号生成手段からの前記第１検出信号をチャージポンプでチャージし、それ以外の期間はホールド動作を行なう第１のサンプルホールド回路と、
前記位相差比較手段からの前記立上がり位相差信号が示す位相差期間のみ、前記検出信号生成手段からの前記第２検出信号をチャージポンプで電流をチャージし、それ以外の期間はホールド動作を行なう第２のサンプルホールド手段と、
前記第１及び第２のサンプルホールド手段の出力の差分を演算する演算手段（２１）と、
前記演算手段の出力を４００ＫＨｚ以上のカットオフ周波数で平滑化するフィルタ手段を具備することを特徴とする再生システムのトラッキングエラー信号生成装置。