JP5490658B2 - ウォブル信号抽出回路、ウォブル信号抽出方法及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに対する情報記録再生技術に関し、特に、ウォブル信号を光ディスクから正確に抽出するウォブル信号抽出回路に関する。

一般に記録用光ディスク上には、光ビームの走査方向を示す案内溝が蛇行して形成されている。蛇行した案内溝はウォブルと呼ばれる。光ディスク装置はこのウォブルの蛇行周波数に同期した記録クロックに基づいて光ディスクに記録マークを形成すると、所定の記録密度で情報を記録することができる。ウォブルの蛇行周波数と記録クロックとの関係は、光ディスクの規格によって定められている。例えば、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ−Ｒ／ＲＷ）では、ウォブルの蛇行周波数が記録クロックの基準周波数２６．１６ＭＨｚに対して、１／１８６にあたる１４０．６５ｋＨｚと決められている。ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ＋Ｒ／ＲＷ）では、蛇行周波数が記録クロックの１／３２にあたる８１７．５ｋＨｚとなっている。

また、ウォブルには位置情報を示す変調が加えられている場合がある。例えば、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷでは、ウォブルの一部を逆相で蛇行させることによって位置情報が埋め込まれる。ＣＤ−Ｒ／ＲＷでは、ウォブル周波数自身に位置情報を用いたＦＭ変調がかけられている。尚、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷでは、ウォブルに変調を加えることなく、案内溝に隣接するランドに形成されたピット（ランドプリピット）によって位置情報が示される。

光ディスク装置は、光ディスクに対するデータ記録位置を、変調されたウォブルやランドプリピットから読み取った位置情報と、蛇行周波数に同期した記録クロックとに基づいて決定する。光ディスク装置の受光素子は、ウォブルの蛇行を示すウォブル信号を検出するため、案内溝の接線方向に沿って少なくとも２分割された受光部を備えている。案内溝からの反射光を分割された受光部で検出すると、ウォブル信号は内周側の受光部と外周側の受光部とからそれぞれ逆相の信号として出力される。従って、光ディスク装置は内側と外側との各受光部から出力される信号の差（プッシュプル信号）を求めることで、ウォブル信号を得ることができる。

但し、記録マークが形成された領域に対する各受光部の出力信号には、記録マークの有無に応じた明暗の信号（ＲＦ信号）がウォブル信号に重畳されている。このＲＦ信号成分は、内側と外側との各受光部に同相で加わっているため、理想的には内側と外側との各受光部から出力される信号の差をとることで除去できる。しかし、実際には光ディスク上に集光された光ビーム形状の歪みや、記録マークと案内溝中心とのずれなどの要因によって、内側と外側との各受光部から得られる信号強度には差が生じる。一般にＲＦ信号成分の強度は、ウォブルの蛇行に伴う信号成分の強度より１桁程度大きいため、各受光部の出力振幅にわずかなアンバランスがあっても、残留するＲＦ信号成分の大きさは無視できない大きさになりやすい。プッシュプル信号中に残留するＲＦ信号成分が大きいと、ウォブルに基づく位置情報が検出しにくくなるという問題がある。

ウォブル信号の抽出に関する技術として、特許文献１（特開２００９−１４６５０２号公報）及び特許文献２（特開２００５−１９６８４６号公報）が開示されている。

特許文献１には、簡素な構成でウォブル信号からＲＦ成分を確実に取り除くことが可能な、ウォブル信号抽出回路が開示されている。特許文献１のウォブル信号抽出回路は、２分割された２つの受光部からそれぞれ検出された信号Ａ＋Ｄ、信号Ｂ＋Ｃを加算してＲＦ信号成分を取得する加算器と、信号Ａ＋Ｄから信号Ｂ＋Ｃを減算してウォブル信号を取得する減算器と、ＲＦ信号成分を二値化するラッチコンパレータと、ウォブル信号を二値化するラッチコンパレータと、二値化されたＲＦ信号成分とウォブル信号との排他的論理和を演算するＥＸＯＲ回路とを備える。そして、ウォブル信号抽出回路は、排他的論理和の演算結果に基づいて、Ａ＋Ｄ信号及びＢ＋Ｃ信号の振幅バランスを検出することを特徴とする。特許文献１のウォブル信号抽出回路は、Ａ＋Ｄ信号とＢ＋Ｃ信号の振幅バランスを均一にすることが可能となり、ウォブル信号を精度良く抽出することが可能となるというものである。

特許文献２には、高精度の帯域通過フィルタを設けることなく、ウォブル信号に含まれるＲＦ信号成分を除去するウォブル信号抽出回路が開示されている。このウォブル信号抽出回路は、光ディスクの表面に形成されたウォブルに起因するウォブル信号成分と、データの記録または再生に基づくＲＦ信号成分とを含む第１の光ディスク信号に利得を与える第１のゲインアンプと、第１の光ディスク信号とは逆相のウォブル信号成分と、ＲＦ信号成分とを含む第２の光ディスク信号に利得を与える第２のゲインアンプと、第１のゲインアンプの出力信号から第２のゲインアンプの出力信号を減ずる減算器とを備える。そして、ウォブル信号抽出回路は、減算器の出力信号を評価し、その結果に基づいて、第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得を制御することを特徴とする。特許文献２によると、第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得がフィードバック制御され、ＲＦ信号成分を含まない高精度のウォブル信号を抽出することができるというものである。

また、ウォブル信号とＬＰＰ信号とを簡略な構成によって検出することができる光ディスク装置に関する技術が特許文献３（国際公開第２００５／０１５５４８号）に開示されている。図１は、特許文献３の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、光ディスク装置は、ディスクモータ２０２と、光ヘッド２０３と、サーボ信号／再生信号生成回路２０４と、Ｆｏ／Ｔｒ（フォーカス／トラッキング）制御部２０５と、ウォブル検出バランス調整回路２０６と、ウォブルバランス検出回路２０７と、ウォブル検出作動増幅器２０８と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２０９と、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル変換器）２１０と、ＨＰＦ（ハイパスフィルター）２１１と、振幅検出回路２１２と、ＬＰＦ２１３と、ウォブル信号検出回路２１４と、Ａ／Ｄ２１５と、再生信号検出回路２１６と、記録／再生ＰＬＬ回路２１７と、残留成分除去回路２１８と、ＬＰＦ２１９と、ＬＰＰ２値化回路２２０と、ＬＰＰアドレス検出回路２２１と、復調回路２２２と、エラー訂正／付加回路２２３と、変復調制御回路２２４と、変調回路２２５と、レーザ駆動波形生成回路２２６と、レーザ駆動回路２２７と、ゲート信号生成回路２２８と、ＣＰＵ２２９と、加算増幅回路２３０と、ＬＰＦ２３１と、２値化回路２３２と、ラッチ回路２３３と、制御信号生成回路２３４とを備える。

特許文献３の光ディスク装置における主要部を以下説明する。光ヘッド２０３は、トラックの長手方向に沿った分割線の両側に配置された第１および第２のディテクタにより、光ディスク２０１に照射されたレーザの反射光に基づいて第１および第２の検出信号をそれぞれ検出するトラッキングディテクタを有する。

ウォブル検出バランス調整回路２０６は、第１の検出信号と第２の検出信号とを受け取り、第１の検出信号の信号レベルと第２の検出信号の信号レベルとが互いに等しくなるように調整して、各検出信号を出力する。ウォブル検出差動増幅回路２０８は、ウォブル検出バランス調整回路２０６によって信号レベルが調整された第１の検出信号と第２の検出信号の差であるウォブル検出差動信号を生成する。Ａ／Ｄ２１０は、ウォブル検出差動増幅回路２０８によって生成されたウォブル検出差動信号をデジタル信号に変換する。ウォブル信号検出回路２１４は、Ａ／Ｄ２１０によってデジタル信号に変換されたウォブル検出差動信号に基づいてウォブル信号を検出する。

加算増幅回路２３０は、ウォブル検出バランス調整回路２０６によって信号レベルが調整された第１の検出信号と第２の検出信号の和である和信号を生成する。２値化回路２３２は、加算増幅回路２３０によって生成された和信号を所定のレベルの信号と比較して２値化信号に変換する。ラッチ回路２３３は、２値化回路２３２の出力信号をＡ／Ｄ２１０の変換クロックまたはその整数倍の周波数を有するクロックでラッチして記録タイミング信号に変換する。制御信号生成回路２３４は、ラッチ回路２３３の出力信号である記録タイミング信号、及びデジタル信号に変換されたウォブル検出差動信号に基づいて、ウォブル検出差動信号中に含まれる記録信号の残留成分である残留信号成分を除去するための制御信号を生成する。

残留成分除去回路２１８は、制御信号生成回路２３４から供給される制御信号に基づき、デジタル信号に変換されたウォブル検出差動信号中に含まれる残留信号成分を除去してランドプリピット検出信号を抽出する。ＬＰＰアドレス検出回路２２１は、残留成分除去回路２１８から出力されるランドプリピット検出信号に基づいて、アドレス情報を検出する。特許文献３の光ディスク装置は、ウォブル検出バランス調整回路２０６とウォブル検出差動増幅器２０８をそれぞれ１個のみ用いて、ウォブル信号とＬＰＰ信号の検出に対してそれぞれ最適な条件を得ることができるため、ウォブル信号とＬＰＰ信号とを簡略な構成によって検出することが可能になるというものである。

特開２００９−１４６５０２号公報 特開２００５−１９６８４６号公報 国際公開第２００５／０１５５４８号

光ディスク上に記録マークが形成されている領域では、ＡＤ検出信号やＢＣ検出信号にウォブル信号成分が互いに逆相で現れるのに加えて、同相のＲＦ信号成分が含まれる。通常、ＲＦ信号成分の強度は、ウォブルの蛇行に伴う成分の強度に比べて１桁程度大きい。従って特許文献１に記載された実施例のように、ゲイン調整後にＡＤ検出信号やＢＣ検出信号を直接アナログ・デジタル変換器でデジタル化する場合、アナログ・デジタル変換器の分解能が足りないと、ＡＤ検出信号やＢＣ検出信号に含まれるウォブル信号成分が変換器の量子化ノイズに埋もれてしまうことになる。その結果、変換器出力間の差をとって求めたプッシュプル信号中に、ウォブル信号成分が正しく反映されない恐れがある。逆に、ウォブル信号成分が量子化ノイズに埋もれない程度にアナログ・デジタル変換器への入力信号振幅を大きくすると、重畳している大振幅のＲＦ信号成分によって変換器のダイナミックレンジを超えてしまうため、ウォブル信号成分を得ることができなくなる。このような理由から、ウォブル信号成分をデジタル化するために、非常に高い量子化分解能をもつアナログ・デジタル変換器が必要になってしまう。高分解能のアナログ・デジタル変換器は、回路規模や消費電力が大きく、光ディスク装置のコストを抑え、消費電力を引き下げる際の妨げになっていた。この問題は、特許文献２のようにゲイン調整アンプの一方の倍率を制御する構成を用いた場合でも同様で、処理のデジタル化に伴う障壁となっている。

一方、特許文献３では、ゲイン調整後にウォブル検出差動信号や和信号を生成し、その後デジタル化している。しかし、特許文献３の光ディスク装置は、ランドプリピットの検出率を改善することを目的としており、高品質のクロックを抽出するためにＲＦ信号成分を取り除くことを実現することができない。

以下に、発明を実施するための形態（実施例）で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明のウォブル信号抽出回路は、光ディスクからの反射光のうち、記録トラック内側の領域及び外側の領域の反射光に対応する第１検出信号と第２検出信号とを加算して、ＲＦ信号を生成する再生信号生成回路（１１）と、第１検出信号と第２検出信号とを減算してプッシュプル信号を生成する第１減算器（２２）と、ＲＦ信号をデジタル信号に変換する第１アナログ・デジタル変換器（１２）と、プッシュプル信号をデジタル信号に変換する第２アナログ・デジタル変換器（２３）と、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に相当する残留ＲＦ信号成分を生成する残留ＲＦ成分生成回路（５）と、デジタル化されたプッシュプル信号から残留ＲＦ信号成分を減算してウォブル信号を生成する第２減算器（６）とを具備する。残留ＲＦ成分生成回路（５）は、ウォブル信号とデジタル化されたＲＦ信号との相関に基づいて、残留しているＲＦ信号成分に近づくように残留ＲＦ信号成分を生成する。

本発明のウォブル信号抽出方法は、光ディスクからの反射光のうち、記録トラック内側の領域及び外側の領域の反射光に対応する第１検出信号と第２検出信号とを加算して、ＲＦ信号を生成するステップと、第１検出信号と第２検出信号とを減算してプッシュプル信号を生成するステップと、ＲＦ信号をデジタル信号に変換するステップと、プッシュプル信号をデジタル信号に変換するステップと、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に相当する残留ＲＦ信号成分を生成するステップと、デジタル化されたプッシュプル信号から残留ＲＦ信号成分を減算してウォブル信号を生成するステップとを具備する。残留ＲＦ信号成分を生成するステップは、ウォブル信号とデジタル化されたＲＦ信号との相関に基づいて、残留しているＲＦ信号成分に近づくように残留ＲＦ信号成分を生成する。

本発明の光ディスク装置は、前述したウォブル信号抽出回路と、ウォブル信号抽出回路から出力されたウォブル信号に基づいて、光ディスクに対するデータの記録又は光ディスクからのデータの読み出しを行う信号処理部（１０１）とを具備する。

本発明のウォブル信号抽出回路は、高分解能のアナログ・デジタル変換器を用いることなく、プッシュプル信号中からＲＦ信号成分を効率よく取り除き、高品質のウォブル信号を抽出することができる。

図１は、特許文献３の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態によるウォブル信号抽出回路の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明のウォブル信号抽出回路によって得られる各信号波形を示した図である。 図４は、残留ＲＦ差分項の効果を示す波形図である。 図５は、遅延量ずれ及びバランスずれがあった場合に、ウォブル信号中に残留するノイズ量のシミュレーション結果を図示したものである。 図６は、本発明の第２の実施の形態によるウォブル信号抽出回路の構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の第３の実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態によるウォブル信号抽出回路、ウォブル信号抽出方法及び光ディスク装置を説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態によるウォブル信号抽出回路の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、ウォブル信号抽出回路は、受光素子１と、加算器２ａと、加算器２ｂと、ＲＦ信号部３と、プッシュプル信号部４と、残留ＲＦ成分生成回路５と、減算器６とを具備する。

受光素子１は、光ディスク（図示略）からの反射光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する。受光素子１は、分割線１ａと分割線１ｂとによって分けられた４つの受光部（受光部Ａ、受光部Ｂ、受光部Ｃ、受光部Ｄ）を有する。分割線１ａは記録トラックに沿った方向に対応し、分割線１ｂは記録トラックと直行する方向に対応する。受光部Ａと受光部Ｄは、光ディスクからの反射光のうち、記録トラック内側の領域からの反射光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する。受光部Ｂと受光部Ｄは、光ディスクからの反射光のうち、記録トラック外側の領域からの反射光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する。

加算部２ａは、受光部Ａ及び受光部Ｄから信号を受け取り、２つの信号を加算したＡＤ検出信号を出力する。加算部２ｂは、受光部Ｂ及び受光部Ｃから信号を受け取り、２つの信号を加算したＢＣ検出信号を出力する。図３は、本発明のウォブル信号抽出回路によって得られる各信号波形を示した図である。（ａ）はＡＤ検出信号を示した波形である。（ｂ）はＢＣ検出信号を示した波形である。

ＲＦ信号部３は、光ディスクからの反射光のうち、記録トラック内側の領域及び外側の領域の反射光に対応するＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とに基づいて、デジタル化されたＲＦ信号を生成する。ＲＦ信号部３は、再生信号生成回路１１と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３とを備える。

再生信号生成回路１１は、ＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とを加算して、記録マークの有無によって生じる明暗に比例したＲＦ信号を生成する。アナログ・デジタル変換器１２は、ＲＦ信号をデジタル信号に変換する。ローパスフィルタ１３は、アナログ・デジタル変換器１２から出力されるデジタル化されたＲＦ信号を受け取り、不要な高周波成分を取り除く。

プッシュプル信号部４は、ＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とに基づいて、デジタル化されたプッシュプル信号を生成する。プッシュプル信号部４は、ゲイン調整アンプ（ＧＣＡ）２１ａと、ゲイン調整アンプ（ＧＣＡ）２１ｂと、減算器２２と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２３と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２４と、遅延回路（Ｔ）２５とを備える。

ゲイン調整アンプ２１ａは、加算器２ａからＡＤ検出信号を受け取り、後述する残留ＲＦ成分生成回路５からのゲイン制御信号に基づいてＡＤ検出信号の倍率を調整し、ゲイン調整されたＡＤ検出信号を出力する。同様に、ゲイン調整アンプ２１ｂは、加算器２ｂからＢＣ検出信号を受け取り、残留ＲＦ成分生成回路５からのゲイン制御信号に基づいてＢＣ検出信号の倍率を調整し、ゲイン調整されたＢＣ検出信号を出力する。

減算器２２は、ゲイン調整されたＡＤ検出信号と、ゲイン調整されたＢＣ検出信号とを減算して、プッシュプル信号を生成する。図３における（ｃ）は、プッシュプル信号の波形である。

アナログ・デジタル変換器２３は、減算器２２から出力されるプッシュプル信号を受け取り、プッシュプル信号をデジタル変換する。光ディスク上の記録済み領域からの反射光を処理するとき、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とには記録マークの有無に応じた同相のＲＦ信号が重畳する。これに対して、両者の差分によって得られるプッシュプル信号に含まれるＲＦ信号成分は、図３の（ｃ）に示したように小さい。従って、アナログ・デジタル変換器２３は、正弦波状のウォブル信号成分をデジタル化するのに必要な分解能に若干の余裕を取る程度で十分となる。

ローパスフィルタ２４は、アナログ・デジタル変換器２３から出力されるデジタル化されたプッシュプル信号を受け取り、不要な高周波成分を取り除く。遅延回路２５は、デジタル化されたプッシュプル信号の遅延量を調整して出力する。

残留ＲＦ成分生成回路５は、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分を減らすように動作する。詳細には、残留ＲＦ成分生成回路５は、ローパスフィルタ１３から受け取るデジタル化されたＲＦ信号と、後述する減算器６から受け取るウォブル信号との相関に基づいて、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に相当する、残留ＲＦ信号成分を生成する。特に、残留ＲＦ成分生成回路５は、生成した残留ＲＦ信号成分が、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分からずれている場合、相関に基づいて、ずれが少なくなるように（残留ＲＦ信号成分が残留しているＲＦ信号成分に近づくように）補正した残留ＲＦ信号成分を生成する。また、残留ＲＦ成分生成回路５は、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分を減らすように、ゲイン調整アンプ２１ａ、２１ｂに対するゲイン制御信号を生成する。図３の（ｄ）は、残留ＲＦ信号成分の波形例である。尚、残留ＲＦ成分生成回路５における更なる詳細は後述する。

減算器６は、遅延回路２５から出力されるデジタル化されたプッシュプル信号と、残留ＲＦ成分生成回路５から出力される残留ＲＦ信号成分を受け取る。減算器６は、デジタル化されたプッシュプル信号から、残留ＲＦ信号成分を減算して、ウォブル信号を生成する。残留ＲＦ成分生成回路５の生成する残留ＲＦ信号成分が、デジタル化されたプッシュプル信号に残留するＲＦ信号成分に相当するものとして正しく生成されている場合、減算器６は正確なウォブル信号を生成することができる。図３の（ｅ）は、正確なウォブル信号の波形例である。一方、残留ＲＦ成分生成回路５の生成する残留ＲＦ信号成分が正しく生成されていない場合（一致しない場合）、減算器６が生成するウォブル信号には取り除き切れてないＲＦ信号成分が含まれる。その場合、前述したように、残留ＲＦ成分生成回路５は、デジタル化されたＲＦ信号とウォブル信号との相関に基づいて、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分とのずれを補正した、残留ＲＦ信号成分を生成する。これによって、本発明のウォブル信号抽出回路は、残留しているＲＦ信号成分が少ない正確なウォブル信号を出力することができる。

図２を参照して、残留ＲＦ成分生成回路５の詳細を説明する。残留ＲＦ成分生成回路５は、ＲＦ信号変換回路４０と、比例項出力回路５０と、差分項出力回路６０と、加算器７０とを備える。

ＲＦ信号変換回路４０は、デジタル化されたＲＦ信号を、デジタル化されたＲＦ信号に比例する比例項信号に変換し、続いて、デジタル化されたＲＦ信号の変化量に比例する差分項信号に変換する。ＲＦ信号変換回路４０は、遅延回路（Ｔ）４１と、遅延回路（Ｔ）４２と、減算器４３とを含む。

遅延回路４１は、デジタル化されたＲＦ信号を遅延させ、比例項信号を生成する。遅延回路４２は、比例項信号を更に遅延させた信号を生成する。減算器４３は、ローパスフィルタ１３から出力されたデジタル化されたＲＦ信号と、遅延回路４２から出力されるデジタル化されたＲＦ信号との差、即ち遅延量の異なるデジタル化されたＲＦ信号同士の差である差分項信号を生成する。つまり、ＲＦ信号変換回路４０は、デジタル化されたＲＦ信号を、デジタル化されたＲＦ信号に比例する比例項信号と、デジタル化されたＲＦ信号の変化量に比例する差分項信号に変換する。

比例項出力回路５０は、比例項信号とウォブル信号とを受け取り、比例項信号とウォブル信号との相関に基づいて、比例項信号の倍率を補正した残留ＲＦ比例項を生成する。比例項出力回路５０は、相関器５１と、積分器５２と、帰還量制御部５３と、乗算器５４とを含む。

相関器５１は、ＲＦ信号変換回路４０から出力された比例項信号と、減算器６から出力されたウォブル信号とを受け取る。相関器５１は比例項信号とウォブル信号との相関の強さに応じて、両者が同一極性のときには正の信号を、逆極性のときには負の信号を、相関の強度に応じた振幅で出力する。積分器５２は、相関器５１から出力される信号を積分して出力値を更新する。換言すると、積分器５２は、比例項信号とウォブル信号との相関が高ければ（残留しているＲＦ信号成分が大きければ）絶対値として大きな値を出力し、相関が低ければ（残留しているＲＦ信号成分が小さければ）絶対値として小さな値を出力する。

帰還量制御部５３は、積分器５２から出力される値の上位桁にあたる成分を、ゲイン調整アンプ２１ａとゲイン調整アンプ２１ｂとの倍率に換算し、ゲイン制御信号として出力する。更に、帰還量制御部５３は、下位桁にあたる成分を、比例項信号の倍率を補正するための係数として乗算器５４に出力する。乗算器５４は、比例項信号と係数とを乗算した残留ＲＦ比例項を生成する。つまり、比例項出力回路５０は、ウォブル信号中のＲＦ信号成分の大きさが所定値より大きいときはゲイン制御信号と残留ＲＦ比例項とを出力し、所定値よりも小さい場合は残留ＲＦ比例項のみを生成する。

比例項出力回路５０について説明を加える。積分器５２が初期値を０として動作を始めたとき、上位桁は変化せず、ゲイン調整アンプ２１ａおよび２１ｂの倍率は共に等倍率に保たれている。ウォブル信号中にＲＦ信号成分が残っていれば、相関器５１からは残留分の大きさに比例した信号が出力され、積分器５２の出力を増減させる。積分器５２の出力変化はまず下位の桁に現れ、下位桁の成分と比例項信号との乗算結果が乗算器５４から残留ＲＦ比例項として出力される。プッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分が小さい場合には、残留ＲＦ比例項によってウォブル信号中のＲＦ信号成分が打ち消されることで、相関器５１から出力される信号の平均値が０になり安定する。

一方、ＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とのバランスずれが大きい場合には、比例項出力回路５０の積分器５２の上位桁にも増減の影響が及ぶ。帰還量制御部５３は、上位桁をデコードして、出力値が正のときには、ゲイン調整アンプ２１ａのゲインを１段階引き下げ、ゲイン調整アンプ２１ｂのゲインを１段階引き上げるように働く。これによって、アナログ・デジタル変換器６に与えられるプッシュプル信号に重畳するＲＦ信号成分が一定量以下に抑えられる。更に、ゲイン調整によって取り除き切れない微小なバランスずれに伴うＲＦ信号成分は、デジタル化後に残留しているＲＦ信号成分として、減算器６によって効果的に取り除かれることになる。

差分項出力回路６０は、差分項信号とウォブル信号との相関に基づいて、デジタル化されたＲＦ信号の変化量に比例する差分項信号の倍率を補正して、残留ＲＦ差分項を生成する。差分項出力回路６０は、相関器６１と、積分器６２と、乗算器６３とを含む。

相関器６１は、ＲＦ信号変換回路４０から出力された差分項信号と、減算器６から出力されたウォブル信号とを受け取る。相関器６１は、相関器５１と同様に、差分項信号とウォブル信号との相関の強さに応じて、両者が同一極性のときには正の信号を、逆極性のときには負の信号を、相関の強度に応じた振幅で出力する。積分器６２は、相関器６１から出力される信号を積分して出力値を更新し、差分項信号の倍率を補正するための係数として乗算器６３に出力する。乗算器６３は、差分項信号と係数とを乗算した残留ＲＦ差分項を生成する。尚、この差分項信号の効果については後述する。

加算器７０は、残留ＲＦ比例項と残留ＲＦ差分項とを加算して、残留ＲＦ信号成分を生成する。このようにして、図３の（ｄ）に示す残留ＲＦ信号成分が生成される。

図４は、残留ＲＦ差分項の効果を示す波形図である。ＲＦ信号とプッシュプル信号とが、異なるアナログ・デジタル変換器によってデジタル化される場合、デジタル化までの間に遅延時間差が現れる場合がある。図４の（ａ）は、デジタル化されたＲＦ信号の波形である。（ｂ）は、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分の波形である。（ａ）と（ｂ）とには、遅延時間差Δｔがある。（ｃ）は、デジタル化されたＲＦ信号の倍率を調整して生成された、残留ＲＦ比例項の波形である。このように遅延量にずれがある場合、（ｃ）の残留ＲＦ比例項だけでは残留成分に一致する信号を作り出すことができない。

デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分において、デジタル化されたＲＦ信号との間で遅延量にずれがある成分は、デジタル化されたＲＦ信号の変化量に比例する。（ｄ）は、デジタル化されたＲＦ信号の変化量に比例する差分項信号の倍率を調整して生成された残留ＲＦ差分項である。残留ＲＦ差分項は、デジタル化されたＲＦ信号と、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分との遅延時間差によって生じるずれを補うことができる。即ち、残留ＲＦ比例項と残留ＲＦ差分項とを加算して得られる（ｅ）の残留ＲＦ信号成分の波形は、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に近い波形となる。換言すると、前述した差分項出力回路６０において、積分器６２は、差分項信号とウォブル信号との相関が高ければ（デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に、遅延量にずれがある成分が大きければ）大きい倍率の係数を出力し、相関が低ければ（デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に、遅延量にずれがある成分が小さければ）小さい倍率の係数を出力する。

図５は、遅延量ずれ及びバランスずれがあった場合に、ウォブル信号中に残留するノイズ量のシミュレーション結果を図示したものである。図５において、横軸はデジタル化されたＲＦ信号の遅延量ずれを表し、奥行き方向の軸はＡＤ検出信号及びＢＣ検出信号のバランスずれ量を表し、高さ方向の軸はウォブル信号に基づいて同期を取ったときの位相誤差の標準偏差を表す。図５の（ａ）は、残留ＲＦ比例項のみを使った場合の残留ノイズ量である。（ａ）を参照すると、ＲＦ信号の遅延量ずれが最適点にある場合には、バランスずれが±１５％程度あっても残留成分を小さく抑えられるが、遅延量ずれがあると十分にＲＦ信号をとり除ききれていないことがわかる。これに対して、図５の（ｂ）は、残留ＲＦ比例項と、残留ＲＦ差分項との和を使って残留ＲＦ信号成分を生成した場合の残留ノイズ量である。（ｂ）を参照すると、残留ＲＦ比例項だけを使った場合に比べて、ウォブル信号中に残留するノイズ量を小さく抑えられる範囲が広がっていることがわかる。このように、残留ＲＦ差分項を共に使用することで、遅延量ずれに対するマージンを拡げる効果が得られる。

また、ウォブル信号の周波数帯域はＲＦ信号帯域よりも狭い。このため、ローパスフィルタ１３やローパスフィルタ２４のカットオフ周波数を、ウォブル信号帯域に合わせて設定することで、残留ＲＦ信号成分を高い精度で生成することができる。また、ローパスフィルタ２４をアナログ・デジタル変換器２３の前に配置し、アナログ回路によって実現した場合でも同様の効果は得られる。

以上のように、本発明のウォブル信号抽出回路は、回路規模や消費電力が大きな高分解能のアナログ・デジタル変換器を用いることなく、プッシュプル信号中からＲＦ信号成分を効率よく取り除き、高品質のウォブル信号を抽出することができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態によるウォブル信号抽出回路の構成を示すブロック図である。図６を参照すると、ウォブル信号抽出回路は、受光素子１と、加算器２ａと、加算器２ｂと、ＲＦ信号部３と、減算器６と、プッシュプル信号部７と、残留ＲＦ成分生成回路８とを具備する。第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を用いて重複する説明を省略する。

プッシュプル信号部７は、第１の実施の形態のプッシュプル信号部４から遅延回路２５を除いた構成である。

残留ＲＦ成分生成回路８は、第１の実施の形態の残留ＲＦ成分生成回路５における比例項出力回路５０と同様の構成である。残留ＲＦ成分生成回路８は、相関器８１と、積分器８２と、帰還量制御部８３と、乗算器８４とを備える。相関器８１は、比例項出力回路５０の相関器５１に相当し、積分器８２は積分器５２に相当し、帰還量制御部８３は帰還量制御部５３に相当し、乗算器８４は乗算器５４に相当する。

第２の実施の形態によるウォブル信号抽出回路は、第１の実施の形態のウォブル信号抽出回路と同様に動作する。つまり、再生信号生成回路１１は、光ディスクからの反射光のうち、記録トラック内側の領域及び外側の領域の反射光に対応するＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とを加算して、ＲＦ信号を生成する。また、減算器２２は、ＡＢ検出信号とＢＣ検出信号とを減算してプッシュプル信号を生成する。そして、アナログ・デジタル変換器１２はＲＦ信号をデジタル信号に変換し、アナログ・デジタル変換器２３はプッシュプル信号をデジタル信号に変換する。ローパスフィルタ１３はデジタル化されたＲＦ信号を帯域制限し、ローパスフィルタ２４はデジタル化されたプッシュプル信号を帯域制限する。

残留ＲＦ成分生成回路８は、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に相当する、残留ＲＦ信号成分を生成する。詳細には、残留ＲＦ成分生成回路８は、第１の実施例の比例項出力回路５０と同様に、デジタル化されたＲＦ信号（比例項信号）とウォブル信号との相関に応じて積分器８２の出力が変化する。積分器８２の下位桁は帰還量制御部８３によって係数として乗算器８４に送られる。乗算器８４はデジタル化されたＲＦ信号（比例項信号）の倍率を調整して、残留ＲＦ信号成分を生成する。減算器６は、デジタル化されたプッシュプル信号から、残留ＲＦ信号成分を差し引いて、ウォブル信号を出力する。また、積分器８２の上位桁は帰還量制御部８３によってデコードされ、ゲイン調整アンプ２１ａ、２１ｂによる倍率制御に使われる。一連の動作の中で、残留ＲＦ成分生成回路８は、デジタル化されたＲＦ信号と、ウォブル信号とに基づいて、デジタル化されたプッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に近づくように、残留ＲＦ信号成分を補正していく。

本発明の第２の実施の形態によるウォブル信号抽出回路は、残留ＲＦ差分項を算出するための構成を有しないため、より簡略した回路構成でウォブル信号を抽出することができる。これは、遅延量ずれによる残留成分を無視できる場合において特に有効である。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態による光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図７を参照すると、光ディスク装置は、第２の実施の形態によるウォブル信号抽出回路としての構成（加算器２ａ、加算器２ｂ、ＲＦ信号部３、減算器６、プッシュプル信号部７、残留ＲＦ成分生成回路８）と、光ピップアップ１００と、信号処理部１０１とを具備する。

光ピックアップ１００は、ウォブル信号抽出回路として説明した受光素子１（図示略）を有する。光ピックアップ１００は光ディスク１１０にレーザ光を照射する。光ピックアップ１００は、受光素子１で反射光を受光して、受光した光量に応じた信号を出力する。加算部２ａは、光ピックアップ１００から信号を受け取り、記録トラックより内側の受光部による信号同士を加算したＡＤ検出信号を出力する。加算部２ｂは、光ピックアップ１００から信号を受け取り、外側の受光部による信号同士を加算したＢＣ検出信号を出力する。

ＲＦ信号部３は、ＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とに基づいて、デジタル化されたＲＦ信号を生成する。プッシュプル信号部７は、ＡＤ検出信号とＢＣ検出信号とに基づいて、デジタル化されたプッシュプル信号を生成する。ここでの動作は、第１及び第２の実施の形態と同様である。

残留ＲＦ成分生成回路８は、ゲイン調整アンプ２１ａ、２１ｂの倍率補正を行なうと共に、デジタル化されたプッシュプル信号中に含まれるＲＦ信号成分に相当する、残留ＲＦ信号成分を生成する。尚、プッシュプル信号部７と残留ＲＦ成分生成回路８とは、第１の実施の形態によるプッシュプル信号部４と残留ＲＦ成分生成回路５であってもよい。減算器６は、デジタル化されたプッシュプル信号から残留ＲＦ成分を減算して、ウォブル信号を生成する。生成されたウォブル信号は、記録再生処理に利用される。

信号処理部１０１は、生成されたウォブル信号に基づいて、光ディスク１１０に対するデータの記録、及び光ディスク１１０からのデータの読み出しを行う。信号処理部１０１は、同期アドレス生成部１０２と、記録再生管理部１０３と、光ピックアップ制御回路１０４と、再生データ判定部１０５と、記録データ生成部１０６と、レーザ制御回路１０７とを備える。

同期アドレス生成部１０２は、ウォブル信号から同期クロックを生成し、更に、位置情報を抽出する。記録再生管理部１０３は、ホストＩ／Ｆを通じて図示しないホスト回路から渡される制御信号に基づいて、記録再生位置を判別する。光ピックアップ制御回路１０４は、記録再生管理部１０３からの制御信号に基づいて、光ピックアップ１００を光ディスク１１０の記録再生対象位置まで移動する。

再生データ判定部１０５は、デジタル化されたＲＦ信号をデータ列に変換する。再生位置では、記録再生管理部１０３が再生データ判定部１０５からのデータ列を引き取り、ホストＩ／Ｆを通じてホスト回路に送出する。また、記録位置では、記録再生管理部１０３がホスト回路から受け取ったデータ列を、記録データ生成部１０６を通して記録パルス列に変換する。レーザ制御回路１０７は、光ピックアップ１００に搭載された図示しない半導体レーザの発光パワー記録パルス列に応じて光ピックアップ１００を制御して、光ディスク１１０上の所定の位置にデータを記録する。

本発明の第３の実施の形態による光ディスク装置は、信号処理部１０１が、ＲＦ信号成分の少ないウォブル信号を使用することによって、記録再生アドレスの判定誤りが減る効果を奏する。更に、本発明の光ディスク装置は、データ列の生成タイミングのゆれも少なくなるため、簡便な構成で高い記録品質を有する効果を奏する。以上、説明した本発明は技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更することができる。

１ 受光素子
１ａ、１ｂ 分割線
２ａ、２ｂ 加算器
３ ＲＦ信号部
４、７ プッシュプル信号部
５、８ 残留ＲＦ成分生成回路
６ 減算器
１１ 再生信号生成回路
１２、２３ アナログ・デジタル変換器
１３、２４ ローパスフィルタ
２１ａ、２１ｂ ゲイン調整アンプ
２２ 減算器
２５ 遅延回路
４０ ＲＦ信号変換回路
４１、４２ 遅延回路
４３ 減算器
５０ 比例項出力回路
５１ 相関器
５２ 積分器
５３ 帰還量制御部
５４ 乗算器
６０ 差分項出力回路
６１ 相関器
６２ 積分器
６３ 乗算器
７０ 加算器
８１ 相関器
８２ 積分器
８３ 帰還量制御部
１００ 光ピックアップ
１０１ 信号処理部
１０２ 同期アドレス生成部
１０３ 記録再生管理部
１０４ 光ピックアップ制御回路
１０５ 再生データ判定部
１０６ 記録データ生成部
１０７ レーザ制御回路
１１０ 光ディスク

Claims (7)

1. 光ディスクからの反射光のうち、記録トラック内側の領域及び外側の領域の反射光に対応する第１検出信号と第２検出信号とを加算して、ＲＦ信号を生成する再生信号生成回路と、
   前記第１検出信号と前記第２検出信号とを減算してプッシュプル信号を生成する第１減算器と、
   前記ＲＦ信号をデジタル信号に変換する第１アナログ・デジタル変換器と、
   前記プッシュプル信号をデジタル信号に変換する第２アナログ・デジタル変換器と、
   デジタル化された前記プッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に相当する、残留ＲＦ信号成分を生成する残留ＲＦ成分生成回路と、
   デジタル化された前記プッシュプル信号から、前記残留ＲＦ信号成分を減算して、ウォブル信号を生成する第２減算器と
   を具備し、
   前記残留ＲＦ成分生成回路は、
   デジタル化された前記ＲＦ信号に比例する比例項信号と、前記ウォブル信号との相関に基づいて、前記比例項信号の倍率を補正した残留ＲＦ比例項を生成する比例項出力回路と、
   デジタル化された前記ＲＦ信号の変化量に比例する差分項信号と、前記ウォブル信号との相関に基づいて、前記差分項信号の倍率を補正した残留ＲＦ差分項を生成する差分項出力回路と、
   前記残留ＲＦ比例項と前記残留ＲＦ差分項とを加算して、前記残留ＲＦ信号成分を生成する加算器と
   を備え、
   前記第２減算器は、
   デジタル化された前記プッシュプル信号から、前記残留ＲＦ比例項と前記残留ＲＦ差分項とを含む前記残留ＲＦ信号成分を減算して前記ウォブル信号を生成する
   ウォブル信号抽出回路。
2. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路であって、
   前記第１検出信号のゲインを調整する第１ゲイン調整部と、
   前記第２検出信号のゲインを調整する第２ゲイン調整部と
   を更に具備し、
   前記比例項出力回路は、前記ウォブル信号に残留しているＲＦ信号成分の大きさが所定値より大きいとき、前記第１ゲイン調整部及び前記第２ゲイン調整部にゲイン制御信号を出力し、
   前記第１ゲイン調整部は、前記ゲイン制御信号に基づいてゲイン調整された前記第１検出信号を出力し、
   前記第２ゲイン調整部は、前記ゲイン制御信号に基づいてゲイン調整された前記第２検出信号を出力する
   ウォブル信号抽出回路。
3. 請求項１または２に記載のウォブル信号抽出回路であって、
   前記第１アナログ・デジタル変換器の後段において、デジタル化された前記ＲＦ信号から、前記ウォブル信号の帯域に応じて不要な周波数成分を除去する第１ローパスフィルタと、
   前記第２アナログ・デジタル変換器の後段において、デジタル化された前記プッシュプル信号から、前記ウォブル信号の帯域に応じて不要な周波数成分を除去する第２ローパスフィルタと
   を更に具備する
   ウォブル信号抽出回路。
4. 光ディスクからの反射光のうち、記録トラック内側の領域及び外側の領域の反射光に対応する第１検出信号と第２検出信号とを加算して、ＲＦ信号を生成するステップと、
   前記第１検出信号と前記第２検出信号とを減算してプッシュプル信号を生成するステップと、
   前記ＲＦ信号をデジタル信号に変換するステップと、
   前記プッシュプル信号をデジタル信号に変換するステップと、
   デジタル化された前記プッシュプル信号に残留しているＲＦ信号成分に相当する、残留ＲＦ信号成分を生成するステップと、
   デジタル化された前記プッシュプル信号から、前記残留ＲＦ信号成分を減算して、ウォブル信号を生成するステップと、
   を具備し、
   前記残留ＲＦ信号成分を生成するステップは、
   デジタル化された前記ＲＦ信号に比例する比例項信号と、前記ウォブル信号との相関に基づいて、前記比例項信号の倍率を補正した残留ＲＦ比例項を生成するステップと、
   デジタル化された前記ＲＦ信号の変化量に比例する差分項信号と、前記ウォブル信号との相関に基づいて、前記差分項信号の倍率を補正した残留ＲＦ差分項を生成するステップと、
   前記残留ＲＦ比例項と前記残留ＲＦ差分項とを加算して、前記残留ＲＦ信号成分を生成するステップと
   を備え、
   前記ウォブル信号を生成するステップでは、
   デジタル化された前記プッシュプル信号から、前記残留ＲＦ比例項と前記残留ＲＦ差分項とを含む前記残留ＲＦ信号成分を減算して、前記ウォブル信号を生成する
   ウォブル信号抽出方法。
5. 請求項４に記載のウォブル信号抽出方法であって、
   前記残留ＲＦ比例項を生成するステップは、
   前記ウォブル信号に残留しているＲＦ信号成分の大きさが所定値より大きいとき、前記第１検出信号及び前記第２検出信号のゲインを調整するステップ
   を含む
   ウォブル信号抽出方法。
6. 請求項４または５に記載のウォブル信号抽出方法であって、
   デジタル化された前記ＲＦ信号から、前記ウォブル信号の帯域に応じて不要な周波数成分を除去するステップと、
   デジタル化された前記プッシュプル信号から、前記ウォブル信号の帯域に応じて不要な周波数成分を除去するステップと
   を更に具備する
   ウォブル信号抽出方法。
7. 請求項１乃至３の何れか一項に記載されたウォブル信号抽出回路と、
   前記ウォブル信号抽出回路から出力された前記ウォブル信号に基づいて、前記光ディスクに対するデータの記録又は前記光ディスクからのデータの読み出しを行う信号処理部と
   を具備する
   光ディスク装置。

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