JP3944137B2 - トラッキングエラー信号生成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、トラッキングエラー信号生成装置に関し、より詳しくは、光ディスクの記録面からの反射光からトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成装置に関する。
光ディスク、例えばCD(Compact Disk)、DVD(Digital Video Disk)には、螺旋状のトラックが形成されている。かかる光ディスクからの記録されている情報を読み出すディスクプレーヤーは、ディスクのデータ記録面からデータをエラーなしに取り出すために光を照射し、反射された光を受光する光ピックアップ装置がトラックを正確に追従するように制御しなければならない。このために、通常、光ディスクの記録面から反射された光を受光する4分割の光検出器に入射された光の分布情報を用いてトラッキングエラー信号を生成する。
通常、DVD用光ディスクプレーヤーの場合、位相差検出方式を用いてトラッキングエラー信号を生成している。韓国公開特許第1998−082277号では、位相差検出方式によりトラッキングエラー信号を生成する装置が開示されている。ところが、韓国公開特許第1998−082277号に開示されている装置では、光ディスクからの反射光を光検出器で受光する過程で光検出器の信号に歪みが発生する場合に対してはエラー訂正を行うことができないという問題点があった。特に、ピット/ランドの長さが短い部分では光ピックアップのMTF(Modulation Transfer Function)により信号の振幅が非常に小さいためノイズの影響が更に増大する。ここで、MTFとは、ピット/ランドの長さが短くなるか、倍速が増加する場合に出力信号の周波数が高くなり、その結果、振幅が減少するという特性をいう。従って、記録密度を高め、倍速を増加させるためには、かかる信号歪みを補正する方案が求められる。
一方、米国特許第6,317,396 B1では、かかる信号歪みに対する問題点が改善可能なトラッキングエラー信号生成装置が開示されている。ところが、米国特許第6,317,396 B1に開示されている装置では、光検出器から出力された信号を直接用いてエラーがあるか否かを判別するようになっており、回路の具現が非常に複雑になるという短所がある。
韓国公開特許第1998−082277号 米国特許第6,317,396 B1
本発明は、従来のトラッキングエラー信号生成装置に関する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、信号歪みが訂正できる回路構造がシンプルなトラッキングエラー信号生成装置を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明に係るトラッキングエラー信号生成装置は、光ディスクの記録面からの反射光を受光すべく複数に分割された受光素子を備えた光検出部と;前記光検出部の受光素子のうちの設定された群に該当する受光素子から出力される信号の和信号を前記群別に設定された基準信号と比較して出力する比較部と;前記比較部から出力される前記群別の比較結果信号を相互比較してエラー部分があるか否かを判断し、エラー部分を訂正して出力するエラー訂正部と;前記エラー訂正部から出力される前記群別の信号を相互比較して位相差に相当する信号を前記群別に出力する位相差検出部と;前記位相差検出部から出力される前記群別の信号を相互減算してトラッキングエラー信号として出力する減算器と;を備える。
好ましくは、前記光検出部は、4分割された受光素子である。
また、前記光検出部は、前記4分割された受光素子のうちの対角方向にある2つの受光素子からの出力信号を相互加算して第1の群信号として前記比較部に出力する第1の加算器と;前記4分割された受光素子のうちの前記第1の群に属しない残りの対角方向にある2つの受光素子からの出力信号を相互加算して第2の群信号として前記比較部に出力する第2の加算器と;を備える。そして、前記比較部は、前記第1の加算器からの出力信号を基準信号と比較し、その比較結果を出力する第1の比較器と;前記第2の加算器からの出力信号を基準信号と比較し、その比較結果を出力する第2の比較器と;を備える。
前記エラー訂正部は、前記第1の比較器からの出力信号と設定された第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第1のスイッチング部と;前記第2の比較器からの出力信号と前記第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第2のスイッチング部と;前記第1の比較器からの出力信号と前記第2の比較器からの出力信号とで排他的論理和演算を行うXORゲートと;前記第1の比較器からの出力信号と前記第2の比較器からの出力信号とで論理和演算を行うORゲートと;前記XORゲートからの出力信号と前記ORゲートからの出力信号とを比較し、相互同一レベルに該当する部分に対しては前記第1の基準信号が出力されるように前記第1及び第2のスイッチング部を制御するパルス比較部と;を備える。
また、本発明のまた他の実施の形態に係るトラッキングエラー信号生成装置は、光ディスクの記録面からの反射光を受光すべく複数に分割された受光素子を備えた光検出部と;前記光検出部の受光素子のそれぞれから出力される信号を設定された基準信号と比較してそれぞれ出力する複数の比較器と;前記光検出部に対向して配置された受光素子同士の群に属する前記比較器のそれぞれから出力される比較結果信号を相互に比較してエラー部分があるか否かを判断し、エラー部分を訂正して出力するエラー訂正部と;前記エラー訂正部から前記各受光素子に対応して出力される信号を前記群に属する信号同士で相互比較し、位相差に相当する信号を前記各受光素子に対応してそれぞれ出力する位相差検出部と;
前記位相差検出部から出力され、前記光検出器の対角方向に配置された受光素子に対応した信号同士を相互加算してそれぞれ出力する加算器と;前記加算器から出力される信号を相互減算してトラッキングエラー信号として出力する減算器と;を備える。
前記エラー訂正部が、光検出部として適用された4分割された受光素子のうちの相互対向して配置された第1及び第2の受光素子に対応する前記比較器からの出力信号を相互比較してエラー部分があるか否かを判断し、エラー部分を訂正して出力する第1のエラー訂正部と;前記4分割された受光素子のうちの相互対向して配置された第3及び第4の受光素子に対応する前記比較器からの出力信号を相互比較してエラー部分があるか否かを判断し、エラー部分を訂正して出力する第2のエラー訂正部と;を備える。
また、前記位相差検出部が、前記第1のエラー訂正部から出力される前記第1及び第2の受光素子に対応する信号を相互比較し、位相差に相当する信号を前記第1及び第2の受光素子に対応してそれぞれ出力する第1の位相差検出部と;前記第2のエラー訂正部から出力される前記第3及び第4の受光素子に対応する信号を相互比較し、位相差に相当する信号を前記第3及び第4の受光素子に対応してそれぞれ出力する第2の位相差検出部と;を備え、前記第1の位相差検出部からの前記第1の受光素子に対応して出力される信号と前記第2の位相差検出部からの前記第3の受光素子に対応して出力される信号とを相互論理和して前記減算器に出力する第1のORゲートと;前記第1の位相差検出部からの前記第2の受光素子に対応して出力される信号と前記第2の位相差検出部からの前記第4の受光素子に対応して出力される信号とを相互論理和して前記減算器に出力する第2のORゲートと;を備える。
以上で説明した本発明に係るトラッキングエラー信号生成装置によると、受光素子からの出力信号を2進化する比較器からの出力信号を用いて信号歪みに対する訂正処理を行うようになっており、回路の具現が簡単であるという長所がある。
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係るトラッキングエラー信号生成装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
同図に示すように、トラッキングエラー信号生成装置は、第1及び第2の加算器21、22、第1及び第2の比較器41、42、エラー訂正部50、位相差検出部60、減算器80を備える。
第1の加算器21は、4分割の光検出器11から出力される信号のうちの対角方向に位置する第1及び第3の受光素子P1、P3からの出力信号を相互加算して出力する。第1の加算器21から出力される信号が第1の群信号に該当する。
第2の加算器22は、4分割の光検出器11から出力される信号のうちの対角方向に位置する残りの第2及び第4の受光素子P2、P4からの出力信号を相互加算して出力する。第2の加算器22から出力される信号が第2の群信号となる。
第1のゲイン制御増幅器(GCA;Gain Control Amplifier)31は、第1の加算器21から出力される信号を一定の振幅に調節して出力する。
第2のゲイン制御増幅器(GCA;Gain Control Amplifier)32は、第2の加算器22から出力される信号を一定の振幅に調節して出力する。
第1の比較器41は、第1のゲイン制御増幅器31から出力される信号を基準レベルと比較して2進化された信号として出力する。
第2の比較器42は、第1のゲイン制御増幅器32から出力される信号を基準レベルと比較して2進化された信号として出力する。
エラー訂正部50は、第1の比較器41から出力される信号と第2の比較器42から出力される信号とを相互比較して信号歪みがあるか否かを判断し、信号歪みのある部分を訂正して出力する。
位相差検出部60は、エラー訂正部50からの第1の群に対応して出力される信号と第2の群に対応して出力される信号とを相互比較し、位相差に相当する信号を群別にそれぞれ出力する。
第1及び第2のローパスフィルタ(LPF)71、72は、位相差検出部60からそれぞれ出力される信号を位相差に比例する電圧信号に変換して出力する。
減算器80は、第1及び第2のローパスフィルタ71、72から出力される信号を相互減算してトラッキングエラー信号(TES)として出力する。
かかるトラッキングエラー信号生成装置において信号歪みが発生した時にこれをエラー訂正部50で訂正処理することでトラッキングエラー信号を生成する過程を説明するための各部の波形図が図2に示されている。
図2における英文字A1は、第1の加算器21から出力される波形を、A2は、第2の加算器22から出力される波形の例を示す。また、第2の加算器22から出力される波形は、区間Xで信号歪みが発生したと仮定して、減衰した異常な信号が出力されたことを示す。
かかるエラー訂正部50は、図3に示すように比較器41、42からそれぞれ出力される第1の群信号B1と第2の群信号B2とを相互比較し、いずれか一方のレベルが異常に一定の幅以上に延長する場合に信号歪みと判断し、該当部分を他の群信号と同一レベルに変換して出力する。その結果、信号歪みが発生しても正常なトラッキングエラー信号を生成することができる。
かかるエラー訂正部50の好適な例が図4に示されている。また、図4の一部要素に対する出力波形が図5に示されている。
同図を参照すると、エラー訂正部50は、第1のMUX51、第2のMUX52、XORゲート53、ORゲート54、パルス比較部55を備える。
第1及び第2のMUX51、52は、パルス比較部55の制御信号により第1の比較器41及び第2の比較器42から出力される信号B1、B2をそのまま出力するか、または設定された第1の基準信号であるロー信号を出力する。
XORゲート53は、第1の比較器41からの出力信号B1と第2の比較器42からの信号B2とを排他的論理和演算してパルス比較部55に出力する。
ORゲート54は、第1の比較器41からの出力信号B1と第2の比較器42からの信号B2とを論理和演算してパルス比較部55に出力する。
パルス比較部55は、XORゲート53からの出力信号KとORゲート54からの出力信号Lとを比較し、相互同一レベルに該当する部分に対しては第1の基準信号、例えば、ロー信号が出力されるように第1及び第2のスイッチング部である第1のMUX51及び第2のMUX52を制御する。
パルス比較部55は、2つの直列−並列変換器55a、55bと並列2進比較器55cを備える。
直列−並列変換器55a、55bは、それぞれ直列状に入力されるXORゲート53からの出力信号KとORゲート54からの出力信号Lを並列信号に変換する。直列−並列変換器55a、55bとしては、シフトレジスタが適用され得る。
並列2進比較器55cは、直列−並列変換器55a、55bでそれぞれ並列化した信号を相互比較し、両信号が同一のレベルに保持される区間に対しては、MUX51、52から第1の基準信号が出力されるようにする信号を出力する。信号を比較する際は、並列2進比較器55cで比較されたビット数は、区間Xに含まれるビット数に相当する。
かかるエラー訂正部によると、比較器41、42のそれぞれから出力される信号を相互排他的論理和及び論理和の演算を行うと、図5におけるS 1 、S 2 に表記された部分のように、信号歪み区間Xのある区間ではK、L出力信号の波形が同一になる結果となる。従って、このような同一波形の信号が表れると信号歪みがあると判断し、その区間についてMUXからの出力をロー状態にすることによって正常的なトラッキングエラー信号の生成に影響を与えないようエラーを訂正することができる
一方、エラー訂正部50の信号歪みに対するエラー訂正方式を同様の方法で適用し、光検出部の受光素子から出力される信号のグループ化に対する他の実施の形態が図6に示されている。
同図を参照すると、トラッキングエラー信号生成装置は、第1乃至第4の比較器141、142、143、144、エラー訂正部150、位相差検出部160、減算器180を備える。
同図において、4分割の光検出器110から出力される信号のうちの時計回り方向に沿って対向するように隣接して位置した第1及び第2の受光素子P1、P2からの出力信号が第1の群信号に該当し、第3及び第4の受光素子P3、P4からの出力信号が第2の群信号に該当する。
第1乃至第4のゲイン制御増幅器131、132、133、134は、光検出器110の各受光素子P1、P2、P3、P4から出力される信号をそれぞれ一定の振幅に調節して出力する。
第1乃至第4の比較器141、142、143、144は、対応するそれぞれのゲイン制御増幅器131、132、133、134から出力される信号を基準レベルと比較して2進化された信号として出力する。
エラー訂正部150は、第1の群信号を処理する第1のエラー訂正部151と、第2の群信号を処理する第2のエラー訂正部152とを備える。
第1のエラー訂正部151は、光検出器110の第1の受光素子P1と第2の受光素子P2からの出力信号を図4を参照して説明した信号処理方式により信号を処理して出力する。
第2のエラー訂正部152は、光検出器110の第3の受光素子P3と第4の受光素子P4からの出力信号を図4を参照して説明した信号処理方式により信号を処理して出力する。
即ち、第1のエラー訂正部151は、図4と同じ回路が適用され、入力信号として第1の比較器141からの出力信号b1と第2の比較器142からの出力信b2を入力されるように接続される。
同様に、第2のエラー訂正部152は、図4と同じ回路が適用され、入力信号として第3の比較器143からの出力信号b3と第4の比較器144からの出力信b4を入力されるように接続される。
位相差検出部160は、第1の群信号を処理する第1の位相差検出部161と、第2の群信号を処理する第2の位相差検出部162とを備える。
第1の位相差検出部161は、第1のエラー訂正部151からの第1の受光素子P1及び第2の受光素子P2に対応して出力される信号を相互比較し、位相差に相当する信号を各受光素子に対応してそれぞれ出力する。
第2の位相差検出部162は、第2のエラー訂正部152からの第3の受光素子P3及び第4の受光素子P4に対応して出力される信号を相互比較し、位相差に相当する信号を各受光素子に対応してそれぞれ出力する。
第1のORゲート221は、第1の位相差検出部161からの第1の受光素子P1に対応して出力される信号と第2の位相差検出部162からの第3の受光素子P3に対応して出力される信号とを相互論理和して減算器180に出力する。
第2のORゲート222は、第1の位相差検出部161からの第2の受光素子P2に対応して出力される信号と第2の位相差検出部162からの第4の受光素子P4に対応して出力される信号とを相互論理和して減算器180に出力する。
減算器180は、第1のORゲート221からの出力信号と第2のORゲート222からの出力信号とを相互減算して出力する。
減算器180から出力される信号は、ローパスフィルタ(LPF)270を通ってトラッキングエラー信号(TES)として出力する。
以上、添付図面を参照しながら本発明のトラッキングエラー信号生成装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的思想に属するものと了解される。
本発明の第1の実施の形態に係るトラッキングエラー信号生成装置のブロック図である。 図1の一部要素に対する出力信号を示す波形図である。 図1のエラー訂正部に入力される波形に対してエラー訂正処理された後の出力波形を示す図である。 図1のエラー訂正部の好適な実施の形態に係る回路図である。 図4の一部要素に係る波形図である。 本発明の第2の実施の形態に係るトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
符号の説明
50、150 エラー訂正部
51 第1のMUX
52 第2のMUX
53 XORゲート
54 ORゲート
55 パルス比較部
60 位相差検出部
80、180 減算器

Claims (12)

  1. 光ディスクの記録面からの反射光を受光すべく複数に分割された受光素子を備えた光検出部と、
    前記光検出部の受光素子のうちの設定された群に該当する受光素子から出力される信号の和信号を前記群別に設定された基準信号と比較して出力する比較部と、
    前記比較部から出力される前記群別の比較結果信号を相互比較し、前記群別の比較結果信号の内、一部の信号のレベルが一定の幅以上延長される場合には、この一部の信号のレベルが一定の幅以上延長される比較結果信号に信号歪みがあると判断し、この信号歪みがあると判断された部分を他の群信号と同一レベルに変換して出力するエラー訂正部と、
    前記エラー訂正部から出力される前記群別の信号を相互比較して位相差に相当する信号を前記群別に出力する位相差検出部と、
    前記位相差検出部から出力される前記群別の信号を相互減算してトラッキングエラー信号として出力する減算器と、
    を備えることを特徴とするトラッキングエラー信号生成装置。
  2. 前記光検出部が、4分割された受光素子を備えることを特徴とする請求項1に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  3. 前記4分割された受光素子のうちの対角方向にある2つの受光素子からの出力信号を相互加算して第1の群信号として前記比較部に出力する第1の加算器と、
    前記4分割された受光素子のうちの前記第1の群に属しない残りの対角方向にある2つの受光素子からの出力信号を相互加算して第2の群信号として前記比較部に出力する第2の加算器と、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  4. 前記比較部が、
    前記第1の加算器からの出力信号を基準信号と比較し、その比較結果を出力する第1の比較器と、
    前記第2の加算器からの出力信号を基準信号と比較し、その比較結果を出力する第2の比較器と、
    を備えることを特徴とする請求項3に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  5. 前記エラー訂正部が、
    前記第1の比較器からの出力信号と設定された第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第1のスイッチング部と、
    前記第2の比較器からの出力信号と前記第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第2のスイッチング部と、
    前記第1の比較器からの出力信号と前記第2の比較器からの出力信号とで排他的論理和演算を行うXORゲートと、
    前記第1の比較器からの出力信号と前記第2の比較器からの出力信号とで論理和演算を行うORゲートと、
    前記XORゲートからの出力信号と前記ORゲートからの出力信号とを比較し、相互に同一レベルに該当する部分に対しては前記第1の基準信号が出力されるように前記第1及び第2のスイッチング部を制御するパルス比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項4に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  6. 前記パルス比較部が、
    前記XORゲートから直列に入力された信号を並列に変換する第1の直列−並列変換器と、
    前記ORゲートから直列に入力された信号を並列に変換する第2の直列−並列変換器と、
    前記XORゲートからの並列出力信号と前記ORゲートからの並列出力信号とを相互比較し、前記両信号の同一レベルに該当する部分に対しては前記第1の基準信号が出力されるように前記第1及び第2のスイッチング部を制御する並列2進比較器と、
    を備えることを特徴とする請求項5に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  7. 光ディスクの記録面からの反射光を受光すべく複数に分割された受光素子を備えた光検出部と、
    前記光検出部の受光素子のそれぞれから出力される信号を設定された基準信号と比較してそれぞれ出力する複数の比較器と、
    前記光検出部に対向して配置された受光素子同士の群に属する前記比較器のそれぞれから出力される比較結果信号を相互比較し、前記群別の比較結果信号の内、一部の信号のレベルが一定の幅以上延長される場合には、この一部の信号のレベルが一定の幅以上延長される比較結果信号に信号歪みがあると判断し、この信号歪みがあると判断された部分を他の群信号と同一レベルに変換して出力するエラー訂正部と、
    前記エラー訂正部から前記各受光素子に対応して出力される信号を前記群に属する信号同士で相互比較し、位相差に相当する信号を前記各受光素子に対応してそれぞれ出力する位相差検出部と、
    前記位相差検出部から出力され、前記光検出器の対角方向に配置された受光素子に対応した信号同士を相互加算してそれぞれ出力する加算器と、
    前記加算器から出力される信号を相互減算してトラッキングエラー信号として出力する減算器と、
    を備えることを特徴とするトラッキングエラー信号生成装置。
  8. 前記光検出部が、4分割された受光素子を備えることを特徴とする請求項7に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  9. 前記エラー訂正部が、
    前記4分割された受光素子のうちの相互対向して配置された第1及び第2の受光素子に対応する前記比較器からの出力信号を相互比較し、前記出力信号の内、一方の信号のレベルが一定の幅以上延長される場合には、この一部の信号のレベルが一定の幅以上延長される出力信号に信号歪みがあると判断し、この信号歪みがあると判断された部分を他の出力信号と同一レベルに変換して出力する第1のエラー訂正部と、
    前記4分割された受光素子のうちの相互対向して配置された第3及び第4の受光素子に対応する前記比較器からの出力信号を相互比較し、前記出力信号の内、一方の信号のレベルが一定の幅以上延長される場合には、この一部の信号のレベルが一定の幅以上延長される出力信号に信号歪みがあると判断し、この信号歪みがあると判断された部分を他の出力信号と同一レベルに変換して出力する第2のエラー訂正部と、
    を備えることを特徴とする請求項8に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  10. 前記位相差検出部が、
    前記第1のエラー訂正部から出力される前記第1及び第2の受光素子に対応する信号を相互比較し、位相差に相当する信号を前記第1及び第2の受光素子に対応してそれぞれ出力する第1の位相差検出部と、
    前記第2のエラー訂正部から出力される前記第3及び第4の受光素子に対応する信号を相互比較し、位相差に相当する信号を前記第3及び第4の受光素子に対応してそれぞれ出力する第2の位相差検出部と、
    前記第1の位相差検出部からの前記第1の受光素子に対応して出力される信号と前記第2の位相差検出部からの前記第3の受光素子に対応して出力される信号とを相互論理和して前記減算器に出力する第1のORゲートと、
    前記第1の位相差検出部からの前記第2の受光素子に対応して出力される信号と前記第2の位相差検出部からの前記第4の受光素子に対応して出力される信号とを相互論理和して前記減算器に出力する第2のORゲートと、
    を備えることを特徴とする請求項9に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  11. 前記第1のエラー訂正部が、
    前記第1の受光素子に接続された比較器からの出力信号と設定された第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第1のスイッチング部と、
    前記第2の受光素子に接続された比較器からの出力信号と前記第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第2のスイッチング部と、
    前記第1の受光素子に接続された比較器からの出力信号と前記第2の受光素子に接続された比較器からの出力信号とを排他的論理和演算を行うXORゲートと、
    前記第1の受光素子に接続された比較器からの出力信号と前記第2の受光素子に接続された比較器からの出力信号とを論理和演算を行うORゲートと、
    前記XORゲートからの出力信号と前記ORゲートからの出力信号とを比較し、相互に同一レベルに該当する部分に対しては前記第1の基準信号が出力されるように前記第1及び第2のスイッチング部を制御するパルス比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項9に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
  12. 前記第2のエラー訂正部が、
    前記第3の受光素子に接続された比較器からの出力信号と設定された第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第3のスイッチング部と、
    前記第4の受光素子に接続された比較器からの出力信号と前記第1の基準信号を選択的に前記位相差検出部に出力する第4のスイッチング部と、
    前記第3の受光素子に接続された比較器からの出力信号と前記第4の受光素子に接続された比較器からの出力信号とを排他的論理和演算を行うXORゲートと、
    前記第3の受光素子に接続された比較器からの出力信号と前記第4の受光素子に接続された比較器からの出力信号とを論理和演算を行うORゲートと、
    前記XORゲートからの出力信号と前記ORゲートからの出力信号とを比較し、相互に同一レベルに該当する部分に対しては前記第1の基準信号が出力されるように前記第3及び第4のスイッチング部を制御するパルス比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項9又は請求項11に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
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