JP4433636B2 - ウォブル信号再生装置及び光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の情報の書き込み可能な光ディスクのトラックからウォブル信号を再生するためのウォブル信号再生装置及びこれを備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光ディスク装置には、いわゆる追記型の光ディスクを使用して所望の情報を書き込み（記録）できるようになされたものがある。例えば光ディスクとしてＣＤ−Ｒを使用する光ディスク装置においては、有機色素系の記録層に光ビームを照射してピットを形成することにより、所望の情報を一度だけ記録することができる。
【０００３】
一方、この種の光ディスクは、情報の再生時よりも記録時の方がトラッキングが難しく、ディスク上に何らかのガイドが必要とされる。そこで、図８に示すように光ディスク１には、予め僅かな振幅で蛇行（ウォブル）したトラック（プリグルーブ）２がスパイラル状に形成されており、このトラック２に絶対時間情報（ＡＴＩＰ：Absolute Time In Pregroove）を記録している。つまり、ＡＴＩＰ情報はトラック２を蛇行（ウォブル）させることにより記録され、このウォブル信号を再生して得られるＡＴＩＰ情報に基づいて情報の記録／再生が行われる。ウォブル信号は、２２．０５ｋＨｚ（標準速）の搬送波信号をアドレスデータで周波数変調され、その信号レベルはＲＦ信号に対して最低−４０ｄＢである。
【０００４】
光ディスク装置においては図９に示すように、光ディスク１の半径方向及びトラック方向に受光面を４分割した光検出器４で光ディスク１からの反射光を受光し、これらの受光結果に基づいてウォブル信号を検出することにより、この周波数２２．０５ｋＨｚの搬送波信号を基準にしてスピンドルモータを回転駆動する。これにより例えばＣＬＶ記録方式の光ディスクでは線速度一定で回転駆動され、トラック２上にピット３が形成されることによって所望の情報が記録される。
【０００５】
さて、従来のウォブル信号再生回路の構成を図１０に示す。光ビーム照射手段より照射されるメインビームのＬ（図８）の反射光を受光する光検出器４は、上述したように光ディスク１の半径方向及びトラック方向に４分割された受光面Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤからなり、各々信号ＡＩＮ，ＢＩＮ，ＣＩＮ及びＤＩＮを出力する。このうち、受光面（Ａ＋Ｄ）の出力信号が第１の出力信号を構成し、受光面（Ｂ＋Ｃ）の出力信号が第２の出力信号を構成する。
【０００６】
記録中のウォブル信号を取り出す構成については、メディアの種類等によって反射光強度レベルの粗調整を行うゲインコントロール増幅器（以下、ＧＣＡという。）５Ａ〜５Ｄ、Ｋ｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝（Ｋ：定数）の演算を行う演算増幅器６、リード（Read）レベルをサンプルするサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）７、高域ノイズ除去用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）８、低域ノイズ除去用のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）９、増幅器１０、記録済／（未記録、記録中）で切り換わるスイッチ回路１１、ウォブル周波数を取り出すバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２及び、ウォブル信号を一定振幅にするためのＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路１３からなる。
【０００７】
なお、記録済ディスクの再生中のウォブル信号を取り出す構成については、ＧＣＡ５Ａ〜５Ｄの直ぐ後段にハイパスフィルタ１４Ａ〜１４Ｄが設けられ、以降、α（Ａ＋Ｄ），α（Ｂ＋Ｃ）（α：定数）の演算をそれぞれ行う加算増幅器１５，１６、ハイパスフィルタ１７，１８、ＡＧＣ１９，２０及び、β｛α（Ａ＋Ｄ）−α（Ｂ＋Ｃ）｝（β：定数）の演算を行う減算増幅器２１が設けられ、スイッチ回路１１から後の構成は、上述と同様である。
【０００８】
図１１に光検出器４の出力信号の波形を示す。出力波形はピークレベル、ピットレベル、ボトムレベル及びリードレベルからなり、各受光面の出力信号ＡＩＮ〜ＤＩＮは全て同相である。ウォブル信号は上記リードレベルにのる。
【０００９】
記録中のウォブル信号は、第１の出力信号（Ａ＋Ｄ）と第２の出力信号（Ｂ＋Ｃ）とで逆相で検出されるので、理想的には、演算増幅器６にて第１の出力信号（Ａ＋Ｄ）と第２の出力信号（Ｂ＋Ｃ）の出力の差分をとることにより、ＲＦ成分を除去してウォブル信号のみを抽出することができる。具体的には、第１及び第２の出力信号の差分をとった後、サンプルホールド回路７によりリードレベルをサンプリングし、ローパスフィルタ８及びハイパスフィルタ９でノイズ成分を除去し、バンドパスフィルタ１２を介してウォブル周波数を取り出すことによってウォブル信号を得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ディスク装置に光ディスク１を装着する時に生ずる中心位置のずれ及び、ディスク形成時に生じたトラック２の位置ずれからなる偏心によって、光検出器４の出力ＡＩＮ〜ＤＩＮの中に、ＲＦ成分、ウォブル成分及び偏心成分が含まれることになる。偏心成分は、図１２Ａ，Ｂに示すように逆相の信号となる。演算増幅器６は、第１の出力信号（Ａ＋Ｄ）と第２の出力信号（Ｂ＋Ｃ）の出力差を増幅すると同時に、偏心成分をも増幅する。
【００１１】
その結果、偏心レベルが所定以上になると、図１２Ｃに示すように演算増幅器６を構成するアンプの出力ダイナミックレンジが足りなくなり、ピットレベル信号時にアンプの帰還が切れてしまう（信号が飽和してしまう）。アンプの帰還が切れてしまうと、図１３に示すようにリードレベルに復帰するのに時間を要することになる。高速記録時では信号周波数も高くなり、サンプル可能なリードレベルの時間が短くなるために（図中Ｓ１→Ｓ２）、高速記録になればなるほどこの帰還復帰時間が問題となり、最悪の場合には次段のサンプルホールド回路７で正確なリードレベルの検出が困難となり、ウォブル信号を再生することができなくなるという問題が生ずる。
【００１２】
今後、記録速度が益々高速化すると、これに伴ってライトパワーも上昇し、演算増幅器６を構成するアンプの出力ダイナミックレンジが足りなくなる可能性が更に一層顕著となる。
【００１３】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ディスクの偏心成分による影響を低減してウォブル信号再生の適正化を図ると共に、高速記録にも対応させることができるウォブル信号再生装置及び光ディスク装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の一形態に係るウォブル信号再生装置は、
絶対時間情報に基づいて蛇行させたトラックを有する光ディスクに対して記録用のライトレベルと当該ライトレベルよりも低い再生用のリードレベルとで照射パワーを切り替えて照射される光ビームの前記光ディスクからの反射光を検出する、少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割された第１及び第２の受光面を有する光検出器と、
前記光ビームの照射パワーが前記リードレベルであるときに、前記第１の受光面で検出された第１の出力信号と前記第２の受光面で検出された第２の出力信号に含まれる前記リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路と、
前記クランプ回路から出力される前記第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力信号から前記リードレベルの信号成分をサンプリングするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力に基づいて前記トラックに対応するウォブル信号の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記クランプ回路と前記サンプルホールド回路との間に設けられ、前記ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタとを具備する。
また、本発明の一形態に係る光ディスク装置は、
絶対時間情報に基づいて蛇行させたトラックを有する光ディスクに対して記録用のピットレベルと再生用のリードレベルとで照射パワーを切り替えて光ビームを照射する光ビーム照射手段と、
前記光ディスクからの前記光ビームの反射光を検出するための、少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割された第１及び第２の受光面を有する光検出器と、
前記第１の受光面で検出された第１の出力信号と前記第２の受光面で検出された第２の出力信号に含まれる前記リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路と、
前記クランプ回路から出力される前記第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力信号から前記リードレベルの信号成分をサンプリングするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力に基づいて前記トラックに対応するウォブル信号の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記クランプ回路と前記サンプルホールド回路との間に設けられ、前記ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタとを具備する。
【００１５】
この構成により、第１及び第２の出力信号は、リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分がマスキングされた状態で上記演算増幅器に入力されるために、偏心成分が大きい場合でも演算増幅器の出力振幅を従来よりも低減することができ、これによりウォブル信号を高品位に再生することができる。また、高速記録にも対応することが可能となる。また、クランプ回路とサンプルホールド回路との間に、ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタが設けられているので、サンプルホールド回路以降のノイズの影響だけでなく、偏心成分（ノイズ）の信号レベルをも低減することができ、ウォブル信号の再生品位を更に一層向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態による光ディスク装置２５の要部の構成を示している。光ディスク１は追記型であって、絶対時間情報（ＡＴＩＰ）に基づいて蛇行させたトラックが形成されており、スピンドルモータ２６により例えば線速度一定で回転駆動される。光ディスク１の記録面と対向する位置には光ビーム照射手段及び光検出器としての光ピックアップ２７が配置されている。光ピックアップ２７は、送りモータ２８により、光ディスク１の半径方向に駆動制御される。スピンドルモータ２６の回転制御、送りモータ２８の送り制御及び光ピックアップ２７のフォーカス制御等は、サーボコントローラ２９により行われる。
【００１８】
光ディスク１からの反射光信号は、図示しないＥＦＭ復調回路に送られると共に、後述するウォブル信号再生装置３０に送られてウォブル信号が再生される。また、反射光信号は図示しないフォーカスエラー信号生成回路及びトラッキングエラー信号生成回路に送られてフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号がそれぞれ生成される。
【００１９】
光ピックアップ２７の受光面は、従来と同様、図９に示したような４分割フォトダイオードで構成され、（Ａ＋Ｄ）と（Ｂ＋Ｃ）が光ディスク１のトラック方向を境として光ディスク１の半径方向に２つに分割される受光面を構成し、（Ａ＋Ｂ）と（Ｃ＋Ｄ）がトラック方向に２つに分割される受光面を構成する。なお（Ａ＋Ｄ）及び（Ｂ＋Ｃ）信号はトラッキングエラー信号の生成及び後述するウォブル信号の再生に用いられ、（Ａ＋Ｂ）及び（Ｃ＋Ｄ）信号はフォーカスエラー信号の生成に用いられる。
【００２０】
次に、本発明に係るウォブル信号再生装置３０の構成について図２を参照して説明する。ここで、本実施の形態のウォブル信号再生装置３０は、１つの半導体チップ（ＩＣ）で構成されている。
【００２１】
図２は、本実施の形態によるウォブル信号再生装置３０の回路構成を示している。メインビームＬ（図１）の反射光を受光する光ピックアップ２７は、上述したように光ディスク１の半径方向及びトラック２方向に４分割された受光面Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤからなり、各々信号（電圧信号）ＡＩＮ，ＢＩＮ，ＣＩＮ及びＤＩＮを出力する。このうち、受光面（Ａ＋Ｄ）の出力信号が第１の出力信号を構成し、受光面（Ｂ＋Ｃ）の出力信号が第２の出力信号を構成する。
【００２２】
記録中のウォブル信号を取り出す構成については、メディアの種類等によって反射光強度レベルの粗調整を行うゲインコントロール増幅器（以下、ＧＣＡという。）３５Ａ〜３５Ｄ、Ｋ｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝（Ｋ：定数）の演算を行う演算増幅器３６、出力信号のリード（Read）レベルをサンプリングするサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）３７、高域ノイズ除去用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）３８、低域ノイズ除去用のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３９、増幅器４０、記録済／（未記録、記録中）で切り換わるスイッチ回路４１、ウォブル周波数を取り出すバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２及び、ウォブル信号を一定振幅にするためのＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路４３からなる。
【００２３】
ここまでの構成は図１０を参照して説明した従来のウォブル信号再生回路の構成と同様であるが、本実施の形態では、ＧＣＡ３５Ａ〜３５Ｄと演算増幅器３６との間に、第１及び第２の出力信号に含まれるリードレベル成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路３４Ａ〜３４Ｄと、光ディスク１の偏心周波数よりも高くウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を備えたハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｂが設けられている。
【００２４】
なお、記録済ディスクの再生中のウォブル信号を取り出す構成については、偏心成分の除去を目的とした上記ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄ、α（Ａ＋Ｄ），α（Ｂ＋Ｃ）（α：定数）の演算をそれぞれ行う加算増幅器４５，４６、加算増幅器４５，４６によるオフセット除去を目的としたハイパスフィルタ４７，４８、振幅一定を目的とするＡＧＣ４９，５０及び、β｛α（Ａ＋Ｄ）−α（Ｂ＋Ｃ）｝（β：定数）の演算を行う減算増幅器５１が設けられ、スイッチ回路１１から後の構成は、上述と同様である。
【００２５】
本実施の形態は以上のように構成され、次にこの作用について説明する。
【００２６】
光ディスク１の偏心により、光ピックアップ２７の出力信号が図１２Ａ，Ｂに示したような出力波形を呈するものとする。これらの出力は、各々クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄへ供給され、図３Ａ，Ｂに示すようにリードレベルより大レベルの信号成分がマスキングされて出力される。ここで、図３Ａは第１の出力信号ＡＩＮ及びＤＩＮの出力波形を示し、図３Ｂは第２の出力信号ＢＩＮ及びＣＩＮの出力波形を示している。
【００２７】
クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄの出力信号は各々ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄへ供給される。ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄによって各出力波形ＡＩＮ〜ＤＩＮは、図４Ａ，Ｂに示すように偏心周波数を含む低い周波数成分が除去される。その結果、偏心振幅（レベル）がＶから半分のＶ／２に低減される（図３Ａ，Ｂ及び図４Ａ，Ｂ）。ここで、図４Ａは第１の出力信号ＡＩＮ及びＤＩＮの出力波形を示し、図４Ｂは第２の出力信号ＢＩＮ及びＣＩＮの出力波形を示している。
【００２８】
このとき、光ディスク１の標準速における偏心周波数を８Ｈｚ、ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄのカットオフ周波数を１０ｋＨｚ（ウォブル周波数２２．０５ｋＨｚ（標準速））とした場合、偏心成分の振幅レベルを６ｄＢ低減できることが確認されている。
【００２９】
これにより、第１の出力信号ＡＩＮ及びＤＩＮと第２の出力信号ＢＩＮ及びＣＩＮとのレベル差を演算する演算増幅器３６の出力振幅は、従来回路における演算増幅器６と同じゲイン（Ｋ）において、図５に示すように従来（図１２Ｃ）よりも大幅に低減される。すなわち、演算増幅器３６を構成するアンプの出力レンジを超えることなく（アンプの帰還が切れることなく）、信号を出力することが可能となる。
【００３０】
したがって、次段におけるサンプルホールド回路３７において出力信号のリードレベルのサンプリングを常に適正に行うことができるため、従来よりもウォブル信号の再生品位を向上させることが可能となる。また、記録速度の高速化に伴ってライトレベルが増大しても、アンプの出力ダイナミックレンジ内で信号を出力することができるので、高速書き込みにも十分に対応した光ディスク装置２５を構成することができる。
【００３１】
図６はローパスフィルタ３８の出力波形を示し、図７はハイパスフィルタ３９の出力波形を示している。また、各図において一点鎖線は図１０に示した従来回路による出力波形を示しており、実線で示す本実施の形態の方が偏心振幅が低減されていることが認められる。
【００３２】
以降、増幅器４０及びスイッチ回路４１を介して出力信号がバンドパスフィルタ４２に供給され、ウォブル信号の周波数成分が抽出される。そして、ＡＧＣ４３によってウォブル信号成分の振幅レベルが一定とされた後、再生されたウォブル信号が図示しない処理回路へ供給される。
【００３３】
以上のように本実施の形態によれば、クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄ及びハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄによって、第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器３６の出力ダイナミックレンジに対する信号レベルにマージンを与えることができるので、サンプルホールド回路３７よりも前の段階でゲインを上げることができ、これによりウォブル信号の再生品位を向上させることができる。
【００３４】
また同時に、偏心ノイズだけでなく、サンプルホールド回路３７のノイズの影響及び、それ以降の回路ノイズの影響をも低減することができる。特に本例では、ハイパスフィルタ３９までのゲインを最低でも従来よりも６ｄＢ上げることができる。
【００３５】
更に本実施の形態によれば、ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄを、記録済ディスク再生時のウォブル信号抽出回路を構成するハイパスフィルタと共用することができるので、当該ハイパスフィルタを別途配置することなく既存の（従来回路の）回路構成を援用することができ、回路構成が複雑化することなく、低コストで本発明を実施することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３７】
例えば以上の実施の形態では、第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器３６の前段にクランプ回路３４Ａ〜３４Ｄ及びハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄを配置した構成例について説明したが、クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄのみによっても演算増幅器３６の出力ダイナミックレンジに対する信号レベルにマージンを与えることができるので、サンプルホールド回路３７前のゲインを上げることができる。この場合、サンプルホールド回路３７のノイズの影響及び、それ以降の回路ノイズの影響について低減することができる。
【００３８】
また、以上の実施の形態では、本発明に係るハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄをクランプ回路３４Ａ〜３４Ｄと演算増幅器３６との間に配置したが、これに代えて、当該ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄを、演算増幅器３６とサンプルホールド回路３７との間に配置してもよい。この場合にも、上述と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
更に、以上の実施の形態では、光検出器としての光ピックアップ２７の受光面をＡ〜Ｄの４分割構成としたが、ウォブル信号を再生する構成だけ考慮すれば、少なくとも光ディスク１の半径方向に２分割された受光面を有する構成でも本発明は適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４１】
すなわち本発明のウォブル信号再生装置によれば、偏心成分が大きくても演算増幅器の出力振幅を小さくすることができるので、従来よりもゲインを上げてサンプルホールド回路以降のノイズの影響を低減し、ウォブル信号の再生品位を向上させることができる。
【００４３】
また、本発明の光ディスク装置によれば、偏心成分が大きくても適正にウォブル信号を再生することができるので、高速書き込みにも十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による光ディスク装置の要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態によるウォブル信号再生装置の回路構成図である。
【図３】同ウォブル信号再生装置のクランプ回路（３４Ａ〜３４Ｄ）の出力波形例を示す図であり、Ａは第１の出力信号の波形を示し、Ｂは第２の出力信号の波形を示している。
【図４】同ウォブル信号再生装置のハイパスフィルタ（４４Ａ〜４４Ｄ）の出力波形例を示す図であり、Ａは第１の出力信号の波形を示し、Ｂは第２の出力信号の波形を示している。
【図５】同ウォブル信号再生装置の演算増幅器（３６）の出力波形例を示す図である。
【図６】同ウォブル信号再生装置のローパスフィルタ（３８）の出力波形例を示す図である。
【図７】同ウォブル信号再生装置のハイパスフィルタ（３９）の出力波形例を示す図である。
【図８】光ディスクに形成されるトラックの構成を示す説明図である。
【図９】光ディスクに形成されるトラックと光検出器の受光面との関係を示す説明図である。
【図１０】従来のウォブル信号再生装置の回路構成図である。
【図１１】光ディスクの反射光の出力波形を示す図である。
【図１２】偏心成分を含む第１及び第２の出力波形例を示す図であり、Ａは第１の出力信号、Ｂは第２の出力信号、Ｃは従来回路における演算増幅器の出力波形例、をそれぞれ示す。
【図１３】アンプの帰還復帰の遅延を説明する模式図である。
【符号の説明】
１…光ディスク、２…トラック、２５…光ディスク装置、２７…光ピックアップ（光ビーム照射手段、光検出器）、３０…ウォブル信号再生装置、３４Ａ〜３４Ｄ…クランプ回路、３６…演算増幅器、３７…サンプルホールド回路、４４Ａ〜４４Ｄ…ハイパスフィルタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の情報の書き込み可能な光ディスクのトラックからウォブル信号を再生するためのウォブル信号再生装置及びこれを備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光ディスク装置には、いわゆる追記型の光ディスクを使用して所望の情報を書き込み（記録）できるようになされたものがある。例えば光ディスクとしてＣＤ−Ｒを使用する光ディスク装置においては、有機色素系の記録層に光ビームを照射してピットを形成することにより、所望の情報を一度だけ記録することができる。
【０００３】
一方、この種の光ディスクは、情報の再生時よりも記録時の方がトラッキングが難しく、ディスク上に何らかのガイドが必要とされる。そこで、図８に示すように光ディスク１には、予め僅かな振幅で蛇行（ウォブル）したトラック（プリグルーブ）２がスパイラル状に形成されており、このトラック２に絶対時間情報（ＡＴＩＰ：Absolute Time In Pregroove）を記録している。つまり、ＡＴＩＰ情報はトラック２を蛇行（ウォブル）させることにより記録され、このウォブル信号を再生して得られるＡＴＩＰ情報に基づいて情報の記録／再生が行われる。ウォブル信号は、２２．０５ｋＨｚ（標準速）の搬送波信号をアドレスデータで周波数変調され、その信号レベルはＲＦ信号に対して最低−４０ｄＢである。
【０００４】
光ディスク装置においては図９に示すように、光ディスク１の半径方向及びトラック方向に受光面を４分割した光検出器４で光ディスク１からの反射光を受光し、これらの受光結果に基づいてウォブル信号を検出することにより、この周波数２２．０５ｋＨｚの搬送波信号を基準にしてスピンドルモータを回転駆動する。これにより例えばＣＬＶ記録方式の光ディスクでは線速度一定で回転駆動され、トラック２上にピット３が形成されることによって所望の情報が記録される。
【０００５】
さて、従来のウォブル信号再生回路の構成を図１０に示す。光ビーム照射手段より照射されるメインビームのＬ（図８）の反射光を受光する光検出器４は、上述したように光ディスク１の半径方向及びトラック方向に４分割された受光面Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤからなり、各々信号ＡＩＮ，ＢＩＮ，ＣＩＮ及びＤＩＮを出力する。このうち、受光面（Ａ＋Ｄ）の出力信号が第１の出力信号を構成し、受光面（Ｂ＋Ｃ）の出力信号が第２の出力信号を構成する。
【０００６】
記録中のウォブル信号を取り出す構成については、メディアの種類等によって反射光強度レベルの粗調整を行うゲインコントロール増幅器（以下、ＧＣＡという。）５Ａ〜５Ｄ、Ｋ｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝（Ｋ：定数）の演算を行う演算増幅器６、リード（Read）レベルをサンプルするサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）７、高域ノイズ除去用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）８、低域ノイズ除去用のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）９、増幅器１０、記録済／（未記録、記録中）で切り換わるスイッチ回路１１、ウォブル周波数を取り出すバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２及び、ウォブル信号を一定振幅にするためのＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路１３からなる。
【０００７】
なお、記録済ディスクの再生中のウォブル信号を取り出す構成については、ＧＣＡ５Ａ〜５Ｄの直ぐ後段にハイパスフィルタ１４Ａ〜１４Ｄが設けられ、以降、α（Ａ＋Ｄ），α（Ｂ＋Ｃ）（α：定数）の演算をそれぞれ行う加算増幅器１５，１６、ハイパスフィルタ１７，１８、ＡＧＣ１９，２０及び、β｛α（Ａ＋Ｄ）−α（Ｂ＋Ｃ）｝（β：定数）の演算を行う減算増幅器２１が設けられ、スイッチ回路１１から後の構成は、上述と同様である。
【０００８】
図１１に光検出器４の出力信号の波形を示す。出力波形はピークレベル、ピットレベル、ボトムレベル及びリードレベルからなり、各受光面の出力信号ＡＩＮ〜ＤＩＮは全て同相である。ウォブル信号は上記リードレベルにのる。
【０００９】
記録中のウォブル信号は、第１の出力信号（Ａ＋Ｄ）と第２の出力信号（Ｂ＋Ｃ）とで逆相で検出されるので、理想的には、演算増幅器６にて第１の出力信号（Ａ＋Ｄ）と第２の出力信号（Ｂ＋Ｃ）の出力の差分をとることにより、ＲＦ成分を除去してウォブル信号のみを抽出することができる。具体的には、第１及び第２の出力信号の差分をとった後、サンプルホールド回路７によりリードレベルをサンプリングし、ローパスフィルタ８及びハイパスフィルタ９でノイズ成分を除去し、バンドパスフィルタ１２を介してウォブル周波数を取り出すことによってウォブル信号を得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ディスク装置に光ディスク１を装着する時に生ずる中心位置のずれ及び、ディスク形成時に生じたトラック２の位置ずれからなる偏心によって、光検出器４の出力ＡＩＮ〜ＤＩＮの中に、ＲＦ成分、ウォブル成分及び偏心成分が含まれることになる。偏心成分は、図１２Ａ，Ｂに示すように逆相の信号となる。演算増幅器６は、第１の出力信号（Ａ＋Ｄ）と第２の出力信号（Ｂ＋Ｃ）の出力差を増幅すると同時に、偏心成分をも増幅する。
【００１１】
その結果、偏心レベルが所定以上になると、図１２Ｃに示すように演算増幅器６を構成するアンプの出力ダイナミックレンジが足りなくなり、ピットレベル信号時にアンプの帰還が切れてしまう（信号が飽和してしまう）。アンプの帰還が切れてしまうと、図１３に示すようにリードレベルに復帰するのに時間を要することになる。高速記録時では信号周波数も高くなり、サンプル可能なリードレベルの時間が短くなるために（図中Ｓ１→Ｓ２）、高速記録になればなるほどこの帰還復帰時間が問題となり、最悪の場合には次段のサンプルホールド回路７で正確なリードレベルの検出が困難となり、ウォブル信号を再生することができなくなるという問題が生ずる。
【００１２】
今後、記録速度が益々高速化すると、これに伴ってライトパワーも上昇し、演算増幅器６を構成するアンプの出力ダイナミックレンジが足りなくなる可能性が更に一層顕著となる。
【００１３】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ディスクの偏心成分による影響を低減してウォブル信号再生の適正化を図ると共に、高速記録にも対応させることができるウォブル信号再生装置及び光ディスク装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の一形態に係るウォブル信号再生装置は、
絶対時間情報に基づいて蛇行させたトラックを有する光ディスクに対して記録用のライトレベルと当該ライトレベルよりも低い再生用のリードレベルとで照射パワーを切り替えて照射される光ビームの前記光ディスクからの反射光を検出する、少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割された第１及び第２の受光面を有する光検出器と、
前記光ビームの照射パワーが前記リードレベルであるときに、前記第１の受光面で検出された第１の出力信号と前記第２の受光面で検出された第２の出力信号に含まれる前記リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路と、
前記クランプ回路から出力される前記第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力信号から前記リードレベルの信号成分をサンプリングするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力に基づいて前記トラックに対応するウォブル信号の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記クランプ回路と前記サンプルホールド回路との間に設けられ、前記ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタとを具備する。
また、本発明の一形態に係る光ディスク装置は、
絶対時間情報に基づいて蛇行させたトラックを有する光ディスクに対して記録用のピットレベルと再生用のリードレベルとで照射パワーを切り替えて光ビームを照射する光ビーム照射手段と、
前記光ディスクからの前記光ビームの反射光を検出するための、少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割された第１及び第２の受光面を有する光検出器と、
前記第１の受光面で検出された第１の出力信号と前記第２の受光面で検出された第２の出力信号に含まれる前記リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路と、
前記クランプ回路から出力される前記第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力信号から前記リードレベルの信号成分をサンプリングするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力に基づいて前記トラックに対応するウォブル信号の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記クランプ回路と前記サンプルホールド回路との間に設けられ、前記ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタとを具備する。
【００１５】
この構成により、第１及び第２の出力信号は、リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分がマスキングされた状態で上記演算増幅器に入力されるために、偏心成分が大きい場合でも演算増幅器の出力振幅を従来よりも低減することができ、これによりウォブル信号を高品位に再生することができる。また、高速記録にも対応することが可能となる。また、クランプ回路とサンプルホールド回路との間に、ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタが設けられているので、サンプルホールド回路以降のノイズの影響だけでなく、偏心成分（ノイズ）の信号レベルをも低減することができ、ウォブル信号の再生品位を更に一層向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態による光ディスク装置２５の要部の構成を示している。光ディスク１は追記型であって、絶対時間情報（ＡＴＩＰ）に基づいて蛇行させたトラックが形成されており、スピンドルモータ２６により例えば線速度一定で回転駆動される。光ディスク１の記録面と対向する位置には光ビーム照射手段及び光検出器としての光ピックアップ２７が配置されている。光ピックアップ２７は、送りモータ２８により、光ディスク１の半径方向に駆動制御される。スピンドルモータ２６の回転制御、送りモータ２８の送り制御及び光ピックアップ２７のフォーカス制御等は、サーボコントローラ２９により行われる。
【００１８】
光ディスク１からの反射光信号は、図示しないＥＦＭ復調回路に送られると共に、後述するウォブル信号再生装置３０に送られてウォブル信号が再生される。また、反射光信号は図示しないフォーカスエラー信号生成回路及びトラッキングエラー信号生成回路に送られてフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号がそれぞれ生成される。
【００１９】
光ピックアップ２７の受光面は、従来と同様、図９に示したような４分割フォトダイオードで構成され、（Ａ＋Ｄ）と（Ｂ＋Ｃ）が光ディスク１のトラック方向を境として光ディスク１の半径方向に２つに分割される受光面を構成し、（Ａ＋Ｂ）と（Ｃ＋Ｄ）がトラック方向に２つに分割される受光面を構成する。なお（Ａ＋Ｄ）及び（Ｂ＋Ｃ）信号はトラッキングエラー信号の生成及び後述するウォブル信号の再生に用いられ、（Ａ＋Ｂ）及び（Ｃ＋Ｄ）信号はフォーカスエラー信号の生成に用いられる。
【００２０】
次に、本発明に係るウォブル信号再生装置３０の構成について図２を参照して説明する。ここで、本実施の形態のウォブル信号再生装置３０は、１つの半導体チップ（ＩＣ）で構成されている。
【００２１】
図２は、本実施の形態によるウォブル信号再生装置３０の回路構成を示している。メインビームＬ（図１）の反射光を受光する光ピックアップ２７は、上述したように光ディスク１の半径方向及びトラック２方向に４分割された受光面Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤからなり、各々信号（電圧信号）ＡＩＮ，ＢＩＮ，ＣＩＮ及びＤＩＮを出力する。このうち、受光面（Ａ＋Ｄ）の出力信号が第１の出力信号を構成し、受光面（Ｂ＋Ｃ）の出力信号が第２の出力信号を構成する。
【００２２】
記録中のウォブル信号を取り出す構成については、メディアの種類等によって反射光強度レベルの粗調整を行うゲインコントロール増幅器（以下、ＧＣＡという。）３５Ａ〜３５Ｄ、Ｋ｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝（Ｋ：定数）の演算を行う演算増幅器３６、出力信号のリード（Read）レベルをサンプリングするサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）３７、高域ノイズ除去用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）３８、低域ノイズ除去用のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３９、増幅器４０、記録済／（未記録、記録中）で切り換わるスイッチ回路４１、ウォブル周波数を取り出すバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２及び、ウォブル信号を一定振幅にするためのＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路４３からなる。
【００２３】
ここまでの構成は図１０を参照して説明した従来のウォブル信号再生回路の構成と同様であるが、本実施の形態では、ＧＣＡ３５Ａ〜３５Ｄと演算増幅器３６との間に、第１及び第２の出力信号に含まれるリードレベル成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路３４Ａ〜３４Ｄと、光ディスク１の偏心周波数よりも高くウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を備えたハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｂが設けられている。
【００２４】
なお、記録済ディスクの再生中のウォブル信号を取り出す構成については、偏心成分の除去を目的とした上記ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄ、α（Ａ＋Ｄ），α（Ｂ＋Ｃ）（α：定数）の演算をそれぞれ行う加算増幅器４５，４６、加算増幅器４５，４６によるオフセット除去を目的としたハイパスフィルタ４７，４８、振幅一定を目的とするＡＧＣ４９，５０及び、β｛α（Ａ＋Ｄ）−α（Ｂ＋Ｃ）｝（β：定数）の演算を行う減算増幅器５１が設けられ、スイッチ回路１１から後の構成は、上述と同様である。
【００２５】
本実施の形態は以上のように構成され、次にこの作用について説明する。
【００２６】
光ディスク１の偏心により、光ピックアップ２７の出力信号が図１２Ａ，Ｂに示したような出力波形を呈するものとする。これらの出力は、各々クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄへ供給され、図３Ａ，Ｂに示すようにリードレベルより大レベルの信号成分がマスキングされて出力される。ここで、図３Ａは第１の出力信号ＡＩＮ及びＤＩＮの出力波形を示し、図３Ｂは第２の出力信号ＢＩＮ及びＣＩＮの出力波形を示している。
【００２７】
クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄの出力信号は各々ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄへ供給される。ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄによって各出力波形ＡＩＮ〜ＤＩＮは、図４Ａ，Ｂに示すように偏心周波数を含む低い周波数成分が除去される。その結果、偏心振幅（レベル）がＶから半分のＶ／２に低減される（図３Ａ，Ｂ及び図４Ａ，Ｂ）。ここで、図４Ａは第１の出力信号ＡＩＮ及びＤＩＮの出力波形を示し、図４Ｂは第２の出力信号ＢＩＮ及びＣＩＮの出力波形を示している。
【００２８】
このとき、光ディスク１の標準速における偏心周波数を８Ｈｚ、ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄのカットオフ周波数を１０ｋＨｚ（ウォブル周波数２２．０５ｋＨｚ（標準速））とした場合、偏心成分の振幅レベルを６ｄＢ低減できることが確認されている。
【００２９】
これにより、第１の出力信号ＡＩＮ及びＤＩＮと第２の出力信号ＢＩＮ及びＣＩＮとのレベル差を演算する演算増幅器３６の出力振幅は、従来回路における演算増幅器６と同じゲイン（Ｋ）において、図５に示すように従来（図１２Ｃ）よりも大幅に低減される。すなわち、演算増幅器３６を構成するアンプの出力レンジを超えることなく（アンプの帰還が切れることなく）、信号を出力することが可能となる。
【００３０】
したがって、次段におけるサンプルホールド回路３７において出力信号のリードレベルのサンプリングを常に適正に行うことができるため、従来よりもウォブル信号の再生品位を向上させることが可能となる。また、記録速度の高速化に伴ってライトレベルが増大しても、アンプの出力ダイナミックレンジ内で信号を出力することができるので、高速書き込みにも十分に対応した光ディスク装置２５を構成することができる。
【００３１】
図６はローパスフィルタ３８の出力波形を示し、図７はハイパスフィルタ３９の出力波形を示している。また、各図において一点鎖線は図１０に示した従来回路による出力波形を示しており、実線で示す本実施の形態の方が偏心振幅が低減されていることが認められる。
【００３２】
以降、増幅器４０及びスイッチ回路４１を介して出力信号がバンドパスフィルタ４２に供給され、ウォブル信号の周波数成分が抽出される。そして、ＡＧＣ４３によってウォブル信号成分の振幅レベルが一定とされた後、再生されたウォブル信号が図示しない処理回路へ供給される。
【００３３】
以上のように本実施の形態によれば、クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄ及びハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄによって、第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器３６の出力ダイナミックレンジに対する信号レベルにマージンを与えることができるので、サンプルホールド回路３７よりも前の段階でゲインを上げることができ、これによりウォブル信号の再生品位を向上させることができる。
【００３４】
また同時に、偏心ノイズだけでなく、サンプルホールド回路３７のノイズの影響及び、それ以降の回路ノイズの影響をも低減することができる。特に本例では、ハイパスフィルタ３９までのゲインを最低でも従来よりも６ｄＢ上げることができる。
【００３５】
更に本実施の形態によれば、ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄを、記録済ディスク再生時のウォブル信号抽出回路を構成するハイパスフィルタと共用することができるので、当該ハイパスフィルタを別途配置することなく既存の（従来回路の）回路構成を援用することができ、回路構成が複雑化することなく、低コストで本発明を実施することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３７】
例えば以上の実施の形態では、第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器３６の前段にクランプ回路３４Ａ〜３４Ｄ及びハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄを配置した構成例について説明したが、クランプ回路３４Ａ〜３４Ｄのみによっても演算増幅器３６の出力ダイナミックレンジに対する信号レベルにマージンを与えることができるので、サンプルホールド回路３７前のゲインを上げることができる。この場合、サンプルホールド回路３７のノイズの影響及び、それ以降の回路ノイズの影響について低減することができる。
【００３８】
また、以上の実施の形態では、本発明に係るハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄをクランプ回路３４Ａ〜３４Ｄと演算増幅器３６との間に配置したが、これに代えて、当該ハイパスフィルタ４４Ａ〜４４Ｄを、演算増幅器３６とサンプルホールド回路３７との間に配置してもよい。この場合にも、上述と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
更に、以上の実施の形態では、光検出器としての光ピックアップ２７の受光面をＡ〜Ｄの４分割構成としたが、ウォブル信号を再生する構成だけ考慮すれば、少なくとも光ディスク１の半径方向に２分割された受光面を有する構成でも本発明は適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４１】
すなわち本発明のウォブル信号再生装置によれば、偏心成分が大きくても演算増幅器の出力振幅を小さくすることができるので、従来よりもゲインを上げてサンプルホールド回路以降のノイズの影響を低減し、ウォブル信号の再生品位を向上させることができる。
【００４３】
また、本発明の光ディスク装置によれば、偏心成分が大きくても適正にウォブル信号を再生することができるので、高速書き込みにも十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による光ディスク装置の要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態によるウォブル信号再生装置の回路構成図である。
【図３】同ウォブル信号再生装置のクランプ回路（３４Ａ〜３４Ｄ）の出力波形例を示す図であり、Ａは第１の出力信号の波形を示し、Ｂは第２の出力信号の波形を示している。
【図４】同ウォブル信号再生装置のハイパスフィルタ（４４Ａ〜４４Ｄ）の出力波形例を示す図であり、Ａは第１の出力信号の波形を示し、Ｂは第２の出力信号の波形を示している。
【図５】同ウォブル信号再生装置の演算増幅器（３６）の出力波形例を示す図である。
【図６】同ウォブル信号再生装置のローパスフィルタ（３８）の出力波形例を示す図である。
【図７】同ウォブル信号再生装置のハイパスフィルタ（３９）の出力波形例を示す図である。
【図８】光ディスクに形成されるトラックの構成を示す説明図である。
【図９】光ディスクに形成されるトラックと光検出器の受光面との関係を示す説明図である。
【図１０】従来のウォブル信号再生装置の回路構成図である。
【図１１】光ディスクの反射光の出力波形を示す図である。
【図１２】偏心成分を含む第１及び第２の出力波形例を示す図であり、Ａは第１の出力信号、Ｂは第２の出力信号、Ｃは従来回路における演算増幅器の出力波形例、をそれぞれ示す。
【図１３】アンプの帰還復帰の遅延を説明する模式図である。
【符号の説明】
１…光ディスク、２…トラック、２５…光ディスク装置、２７…光ピックアップ（光ビーム照射手段、光検出器）、３０…ウォブル信号再生装置、３４Ａ〜３４Ｄ…クランプ回路、３６…演算増幅器、３７…サンプルホールド回路、４４Ａ〜４４Ｄ…ハイパスフィルタ。
Claims (2)
- 絶対時間情報に基づいて蛇行させたトラックを有する光ディスクに対して記録用のライトレベルと当該ライトレベルよりも低い再生用のリードレベルとで照射パワーを切り替えて照射される光ビームの前記光ディスクからの反射光を検出する、少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割された第１及び第２の受光面を有する光検出器と、
前記光ビームの照射パワーが前記リードレベルであるときに、前記第１の受光面で検出された第１の出力信号と前記第２の受光面で検出された第２の出力信号とに含まれる前記リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路と、
前記クランプ回路から出力される前記第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力信号から前記リードレベルの信号成分をサンプリングするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力に基づいて前記トラックに対応するウォブル信号の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記クランプ回路と前記サンプルホールド回路との間に設けられ、前記ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタと
を具備するウォブル信号再生装置。 - 絶対時間情報に基づいて蛇行させたトラックを有する光ディスクに対して記録用のライトレベルと当該ライトレベルよりも低い再生用のリードレベルとで照射パワーを切り替えて光ビームを照射する光ビーム照射手段と、
前記光ディスクからの前記光ビームの反射光を検出するための、少なくとも前記光ディスクの半径方向に２分割された第１及び第２の受光面を有する光検出器と、
前記光ビームの照射パワーが前記リードレベルであるときに、前記第１の受光面で検出された第１の出力信号と前記第２の受光面で検出された第２の出力信号とに含まれる前記リードレベルの信号成分よりも大レベルの信号成分をマスクするクランプ回路と、
前記クランプ回路から出力される前記第１及び第２の出力信号のレベル差を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力信号から前記リードレベルの信号成分をサンプリングするサンプルホールド回路と、
前記サンプルホールド回路の出力に基づいて前記トラックに対応するウォブル信号の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記クランプ回路と前記サンプルホールド回路との間に設けられ、前記ウォブル信号の周波数よりも低いカットオフ周波数を有するハイパスフィルタと
を具備する光ディスク装置。
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