JPH11162000A - マルチピックアップ用信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共通のＬＳＩで二種以上のピックアップの信
号処理を行うことである。 【解決手段】 複数個の受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈからの出力に基づいてフォーカスエラー信号
やトラックエラー信号を演算する演算回路をＬＳＩによ
り形成し、前記受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，
Ｈの配列が異なる二種以上のピックアップに対し、それ
ぞれのピックアップの出力を前記ＬＳＩの入力部で切り
換えてそれぞれのピックアップの演算式に適合させるス
イッチ回路３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ−ＲやＣＤ−
ＲＷ等の各種のメディアに対する記録・再生・消去を行
うための光ディスクにおいて、複数個の受光素子を配列
したピックアップからの出力を演算してフォーカスエラ
ー信号やトラックエラー信号その他の信号を得るように
したピックアップ用アナログ信号処理ＬＳＩに係り、特
に、受光素子の配列が異なる二種以上のピックアップの
信号処理を共通のＬＳＩで行うことができるようにした
マルチピックアップ用アナログ信号処理ＬＳＩに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＤ−Ｒメディアに対する記録・
再生及びＣＤ−ＲＷメディアに対する記録・再生・消去
を行うための光ディスクにおいて、レーザ光を受光する
ピックアップは複数個の受光素子を適宜配列したものが
使用されている。これらの受光素子からの出力を演算処
理回路により演算処理して再生信号ＲＦ、フォーカスエ
ラー信号ＦＥ、トラックエラー信号ＴＥ、レンズ位置信
号ＬＰ、トラッククロス信号ＴＣ、プッシュプル信号Ｐ
Ｐ等を得ている。そして、ピックアップとしての光電変
換部は、フォトダイオードＰＤが利用され、かつ、フォ
トダイオードＰＤの出力インピーダンスが高いため、伝
送ラインが長いと、外部からの雑音の影響を受け易いこ
とや、信号ラインの浮遊容量を無視できない等の理由か
らＯＥＩＣ(Optical Element Integrated Circuit)化が
なされ、複数個の受光素子が一平面内に配列されて形成
され、かつ、ＰＤの出力を電流・電圧変換がなされてか
ら出力されている。

【０００３】一方、ピックアップの複数個の受光素子の
配列に関しては、少なくとも二種のものが実用化されて
おり、それぞれのピックアップの各受光素子からの出力
に基づいて前述のように再生信号ＲＦ、フォーカスエラ
ー信号ＦＥ、トラックエラー信号ＴＥ、レンズ位置信号
ＬＰ、トラッククロス信号ＴＣ、プッシュプル信号ＰＰ
等を演算処理により得ている。例えば、いずれの形式の
ピックアップにおいても、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈの８個の受光素子を設定し、それらを異なる配列
で配設しているものである。そして、一方のピックアッ
プにおいては、フォーカスエラーを｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ
＋Ｃ）｝／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）なる演算式により得てお
り、他方のピックアップにおいては、（Ａ−Ｂ）／（Ａ
＋Ｂ）により得ている。その他の各種の信号に対して
も、それぞれ異なる演算式を用いて求めているものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように受光素子の
配列が異なるピックアップに対しては、各ピックアップ
毎に演算回路を形成しなければならない。この演算回路
は、一般にＬＳＩにより形成されるものであり、ピック
アップの方式に従って、それぞれに特有の演算回路が形
成されている。そのため、ピックアップ毎にそれに対応
するＬＳＩを設けなければならないと云う問題がある。

【０００５】また、ＯＥＩＣされた受光素子の中には単
一ゲインのものも多く、ＯＥＩＣの出力レベルに応じて
ゲインの異なるＬＳＩを製作しなければならないという
問題点もある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数個の受光素子からの出力に基づいてフォーカスエラ
ー信号やトラックエラー信号を演算する演算回路をＬＳ
Ｉにより形成し、前記受光素子の配列が異なる二種のピ
ックアップに対し、それぞれのピックアップの出力を前
記ＬＳＩの入力部（ＬＳＩ内部）でそれぞれのピックア
ップの演算式に適合させるスイッチ回路を設けたもので
ある。従って、スイッチ回路を有する１つのＬＳＩを準
備しておけば、スイッチ回路の切り換えで二種以上のピ
ックアップに適合させることができる。

【０００７】請求項２記載の発明は、複数個の受光素子
からの出力に基づいてフォーカスエラー信号やトラック
エラー信号を演算する演算回路を形成するＬＳＩの入力
部（ＬＳＩ内部）に前記受光素子の出力のゲインを切り
換えるゲイン切換回路を接続したものである。したがっ
て、ピックアップ側にゲインを切り換える機能がないも
のであっても適正な信号処理を行うことができる。

【０００８】請求項３記載の発明は、ゲイン切換回路の
切り換えを、各メディアの再生と記録・消去との２段階
としたものである。したがって、各種のメディアに適合
した信号処理を簡単に行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。まず、図１に示すものは、第一のピック
アップ１の受光素子配列（以下、ＰＵ１と称する）であ
り、図２に示すものは、第二のピックアップ２の受光素
子配列（以下、ＰＵ２と称する）である。そして、それ
ぞれのピックアップ１，２は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈの８個の受光素子よりなるものであり、それ
ぞれそれらの配列が異なっている。配列が異なるのは各
ピックアップの検出方式が異なるためであり、検出方式
が異なる故に後述する演算式も異なる。

【００１０】第一のピックアップ１においては、Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄなる受光素子が中央の正方形領域中に配列さ
れ、これらの下方にＥ，Ｆなる受光素子が配列され、上
方にＨ，Ｇなる受光素子が配列されている。

【００１１】第二のピックアップ２においては、上下に
配列されたＡ，Ｂなる受光素子の側部に、Ｃ，Ｄなる受
光素子が配列され、このＣ，Ｄなる受光素子の下に、
Ｅ，Ｆなる受光素子が配列され、上方にＧ，Ｈなる受光
素子が配列されている。

【００１２】このようなピックアップ１，２の出力を演
算することにより、再生信号ＲＦ、フォーカスエラー信
号ＦＥ、トラックエラー信号ＴＥ、レンズ位置信号Ｌ
Ｐ、トラッククロス信号ＴＣ、プッシュプル信号ＰＰが
得られる。ここで、便宜上、各受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの出力を「Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈ」として前述の各種信号が得られる演算式を
次に示す。

【００１３】まず、第一のピックアップ１においては、
次の(1)式乃至(6)式に示すように演算される。なお、演
算式中のｋ１は、定数である。 RF=A+B+C+D (1) FE={(A+D)-(B+C)}/(A+B+C+D) (2) TE=[(A+C)-(B+D)-k1{(E-F)+(G-H)}]/{A+B+C+D+k1(E+F+G+H)} (3) LP=[(A+C)-(B+D)+k1{(E-F)+(G-H)}]/{A+B+C+D+k1(E+F+G+H)} (4) TC={A+B+C+D-k1(E+F+G+H)}/{A+B+C+D+k1(E+F+G+H)} (5) PP={(A+C)-(B+D)}/(A+B+C+D) (6) 次に、第二のピツクアップ２においては、次の(7)式乃
至(12)式に示すように演算される。 RF=A+B+C+D (7) FE=(A-B)/(A+B) (8) TE=[(C-D)-k1{(E-F)+(G-H)}]/{C+D+k1(E+F+G+H)} (9) LP=[(C-D)+k1{(E-F)+(G-H)}]/{C+D+k1(E+F+G+H)} (10) TC={C+D-k1(E+F+G+H)}/{C+D+k1(E+F+G+H)} (11) PP=(C-D)/(C+D) (12) このような(1)式乃至(6)式と(7)式乃至(12)式とをそれ
ぞれの信号毎に対比すると、再生信号RFについては両者
共に同様であるが、フォーカスエラー信号FEは、(2)式
からC,Dを削除したのが(8)式となる。トラックエラー信
号TEは、(3)式からA,Bを削除したのが(9)式となる。レ
ンズ位置信号LPは、(4)式からA,Bを削除したのが(10)式
となる。トラッククロス信号TCは、(5)式からA,Bを削除
したのが(11)式となる。プッシュプル信号PPは、(6)式
からA,Bを削除したのが(12)式となる。と云う関係にあ
る。従って、入力側に、各受光素子A,B,C,D,E,F,G,H の
出力を受けて(1)式乃至(6)式の演算を行うことができる
ＬＳＩを形成し、このＬＳＩ内で、なんらかのスイッチ
手段により、C,D又はA,Bの入力を絶つようにすれば、
(7)式乃至(12)式の演算を行うことができるものであ
り、ＬＳＩ自体は共通のものを用いて受光素子の配列が
異なる第一のピックアップ１と第二のピックアップ２と
に対応させることができるものである。

【００１４】つぎに、再生信号ＲＦを除くフォーカスエ
ラー信号ＦＥ、トラックエラー信号ＴＥ、レンズ位置信
号ＬＰ、トラッククロス信号ＴＣ、プッシュプル信号Ｐ
Ｐのそれぞれがスイッチ切換で得られる状態を図３乃至
図７に基づいて説明する。

【００１５】〈フォーカスエラー信号ＦＥについて…図
３参照〉受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが各経路毎に設けられ
たゲイン切換回路３を介してオペアンプ４及びオペアン
プ５に接続されている。そして、前記ゲイン切換回路３
と前記オペアンプ４及びオペアンプ５との間のＣ，Ｄの
経路部分には、スイッチ６，７によるスイッチ回路８が
接続されている。また、前記オペアンプ４の＋入力部に
は、Ａ，Ｄ及び基準電圧が接続され、−入力部にはＢ，
Ｃが接続されている。さらに、前記オペアンプ５の＋入
力部には基準電圧が入力されているとともに、−入力部
にはＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが接続されている。ついで、前記オ
ペアンプ４，５の出力側は、割算回路として動作する正
規化回路９に接続されている。

【００１６】このような構成において、第一のピックア
ップ１に使用するときには、スイッチ６，７が閉じた状
態である。そのため、オペアンプ４の出力は、「(A+D)-
(B+C)」となり、オペアンプ５の出力は、「(A+B+C+D)」
となる。そして、正規化回路９でこれらの出力は割算さ
れるため、その正規化回路９からの出力は FE={(A+D)-(B+C)}/(A+B+C+D) (2) となる。

【００１７】ついで、第二のピックアップ２に使用する
ときには、スイッチ６，７を開く。これにより、Ｃ，Ｄ
の入力はカットされるため、オペアンプ４の出力は、
「A-B」となり、オペアンプ５の出力は、「A+B」とな
り、正規化回路９からの出力は、 FE=(A-B)/(A+B) (8) となる。

【００１８】〈トラックエラー信号ＴＥについて…図４
参照〉受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが各経
路毎に設けられたゲイン切換回路３を介してオペアンプ
４，５，１１，１２に接続されている。前記オペアンプ
４は、オペアンプ１３を介して正規化回路９に接続さ
れ、前記オペアンプ５はオペアンプ１４を介して前記正
規化回路９に接続されている。また、前記オペアンプ１
１はオペアンプ１５を介して前記オペアンプ１３に接続
され、前記オペアンプ１２はオペアンプ１５を介して前
記オペアンプ１４に接続されている。しかして、スイッ
チ切換回路８は、スイッチ１７，１８を有し、これらの
スイッチ１７，１８は、Ａ及びＢの経路に介在して接続
されている。

【００１９】このような構成において、第一のピックア
ップ１を使用する時には、スイッチ１７，１８をＯＮに
しておく。これにより、オペアンプ４の出力は、「(A+
C)-(B+D)」であり、オペアンプ１３でオペアンプ１５の
出力が加算される。このオペアンプ１５には、「E-F」
を出力するオペアンプ１１と、「G-H」を出力するオペ
アンプ１２が接続されており、かつ、ｋ１なる倍率をか
けるので、オペアンプ１５の出力は、「k1{(E-F)+(G-
H)}」となり、オペアンプ１３に入力される。そのた
め、オペアンプ１３の出力は、「(A+C)-(B+D)-k1{(E-F)
+(G-H)}」となって正規化回路９に入力される。一方、
オペアンプ５の出力は、「A+B+C+D」であり、この出力
はオペアンプ１４に入力される。また、オペアンプ１６
の出力は、「k1(E+F+G+H)」であり、オペアンプ１４で
加算されてそのオペアンプ１４の出力は、「{A+B+C+D+k
1(E+F+G+H)}」となって正規化回路９に入力される。こ
れにより、正規化回路９からの出力は、 TE=[(A+C)-(B+D)-k1{(E-F)+(G-H)}]/{A+B+C+D+k1(E+F+G+H)} (3) となる。

【００２０】ついで、第二のピックアップ２を使用する
ときには、スイッチ１７，１８を開く。これにより、オ
ペアンプ４の出力は、「C-D)」であり、オペアンプ１３
でオペアンプ１５の出力が加算される。このオペアンプ
１５には、「E-F」を出力するオペアンプ１１と、「G-
H」を出力するオペアンプ１２が接続されており、か
つ、ｋ１なる倍率をかけるので、オペアンプ１５の出力
は、「k1{(E-F)+(G-H)}」となり、オペアンプ１３に入
力される。そのため、オペアンプ１３の出力は、「(C-
D)-k1{(E-F)+(G-H)}」となって正規化回路９に入力され
る。一方、オペアンプ５の出力は、「C+D」であり、こ
の出力はオペアンプ１４に入力される。また、オペアン
プ１６の出力は、「k1(E+F+G+H)」であり、オペアンプ
１４で加算されてそのオペアンプ１４の出力は、「{C+D
+k1(E+F+G+H)}」となって正規化回路９に入力される。
これにより、正規化回路９からの出力は、 TE=[(C-D)-k1{(E-F)+(G-H)}]/{C+D+k1(E+F+G+H)} (9) となる。

【００２１】〈レンズ位置信号ＬＰについて…図５参
照〉この場合には、前述の図４に示したものと対比する
と、オペアンプ１３の＋入力部には基準電圧が接続され
ているのみであり、−入力部にオペアンプ４及びオペア
ンプ１５が接続されている点以外は、全く同様である。
そのため、オペアンプ１３において、前述の図４に示す
ものにおいては、オペアンプ４の出力からオペアンプ１
５の出力を減算していたものであるが、図５において
は、オペアンプ４の出力とオペアンプ１５の出力とを加
算しているものである。従って、第一のピックアップ１
を使用するときには、正規化回路９の出力が、 LP=[(A+C)-(B+D)+k1{(E-F)+(G-H)}]/{A+B+C+D+k1(E+F+G+H)} (4) となり、第二のピックアップ２を使用する時には、正規
化回路９の出力が、 LP=[(C-D)+k1{(E-F)+(G-H)}]/{C+D+k1(E+F+G+H)} (10) となる。

【００２２】〈トラッククロス信号ＴＣについて…図６
参照〉この場合には、前述の図４に示したものと対比す
ると、オペアンプ１１、オペアンプ１２及びオペアンプ
１５を使用せず、オペアンプ１６の出力をオペアンプ１
３の−入力部に接続した他は、全く同様である。そのた
め、(3)式及び(9)式の分子が異なるものであり、スイッ
チ１７，１８が閉じている時には、正規化回路９からの
出力は、 TC={A+B+C+D-k1(E+F+G+H)}/{A+B+C+D+k1(E+F+G+H)} (5) となり、スイッチ１７，１８が開いている時には、正規
化回路９からの出力は、 TC={C+D-k1(E+F+G+H)}/{C+D+k1(E+F+G+H)} (11) となる。

【００２３】〈プッシュプル信号ＰＰについて…図７参
照〉この場合には、前述の図３に示したものと対比する
と、図３まではＣ，Ｄにスイッチ６，７を接続していた
ものであるが、図７においては、Ａ，Ｂにスイッチ１
７，１８を接続し、かつ、Ａ，Ｃをオペアンプ４の＋入
力部に接続し、Ｂ，Ｄを−入力部に接続したものであ
る。そのため、第一のピックアップ１を使用するときに
は、スイッチ１７，１８を閉じる。これにより、オペア
ンプ４の出力は、「(A+C)-(B+D)」となり、正規化回路
９の出力は、 PP={(A+C)-(B+D)}/(A+B+C+D) (6) となる。また、第二のピックアップ２を使用する時に
は、スイッチ１７，１８を開く。これにより、オペアン
プ４の出力が「C-D」となることから、正規化回路９の
出力は、 PP=(C-D)/(C+D) (12) となる。

【００２４】しかして、前述のオペアンプ４，５，１
１，１２，１３，１４，１５，１６及び正規化回路９に
よる演算回路は、ＬＳＩとして集積化して製作される。
そして、このようにして形成されたＬＳＩに、スイッチ
回路８の各スイッチ６，７，１７，１８が接続されてい
る。そのため、これらの各スイッチ６，７，１７，１８
を適宜開閉することにより、(1)式乃至(6)式に示す演算
処理と(7)式乃至(12)式に示す演算処理とが選択的に行
われるため、ＬＳＩを共用することができるものであ
る。

【００２５】また、ピックアップ１，２内にゲイン切換
機能を有するものと有していないものとがある。ゲイン
切換機能を有しているものにおいては問題はないが、ゲ
イン切換機能を有していないものにおいては、信号が小
さすぎて検出できなかったり、また、信号が大きすぎて
飽和して適切な信号検出をすることができない場合があ
る。そのため、本実施の形態においては、各信号ライン
に設けられたゲイン切換回路３によりゲイン切換を行
う。このゲイン切換は、各メディアの再生とＣＤ−Ｒの
記録とＣＤ−ＲＷの記録・消去との２段階で行うもので
ある。その一例を挙げると、各メディア（ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＤＡ、ＣＤ−ＲＷ）の再生におい
ては、ゲイン比が×２５であり、ＣＤ−Ｒの記録、ＣＤ
−ＲＷの記録・消去においては、ゲイン比が×１であ
る。

【００２６】また、上記の実施の形態においては、ピッ
クアップのＯＥＩＣからの出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｇ，Ｆ，Ｈと８分割を想定してあるが、ＥとＧ、ＦとＨ
は常に同極性で演算されているので、ＯＰＩＣ内で演算
し、ＬＳＩ側での演算回路を持たないことも可能であ
る。

【００２７】さらに、従来からある１ビームのピックア
ップの場合のＰＤの受光素子の並びは図８のようにな
り、演算式も FE={(A+D)-(B+C)}/(A+B+C+D) TE={(A+C)-(B+D)}/(A+B+C+D) RF=(A+B+C+D) となる。ここで、図４において、Ｅ，Ｇ，Ｆ，ＨのＬＳ
Ｉの各入力を基準電圧に接続することにより同一のＬＳ
Ｉで１ビーム用のピックアップにも容易に対応できる。

【００２８】なお、図３のスイッチ６，７、図４，５，
６のスイッチ１７，１８はオフ時オープンとなっている
が、オフではなく基準電圧に接続することでも同一の効
果が得られると共に、ＬＳＩ内部でハイインピーダンス
部分がなくなるのでノイズにも強くなる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、複数個の受光素
子からの出力に基づいてフォーカスエラー信号やトラッ
クエラー信号を演算する演算回路をＬＳＩにより形成
し、前記受光素子の配列が異なる二種のピックアップに
対し、それぞれのピックアップの出力を前記ＬＳＩの入
力部（ＬＳＩ内部）で切り換えてそれぞれのピックアッ
プの演算式に適合させるスイッチ回路を設けたので、１
つのＬＳＩを準備しておけば、スイッチ回路の切り換え
で二種以上のピックアップに適合させることができ、複
数のサーボ演算式、信号振幅レベル調整が簡単にできる
と云う効果を有する。

【００３０】請求項２記載の発明は、複数個の受光素子
からの出力に基づいてフォーカスエラー信号やトラック
エラー信号を演算する演算回路を形成するＬＳＩの入力
部に前記受光素子の出力のゲインを切り換えるゲイン切
換回路を接続したので、ピックアップ側にゲインを切り
換える機能がないものであっても信号処理を行うことが
できると云う効果を有する。

【００３１】請求項３記載の発明は、ゲイン切換回路の
切り換えを、各メディアの再生と記録・消去との２段階
としたので、各種のメディアに適合した信号処理を簡単
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すもので、第一のピッ
クアップの受光素子の配列を示す平面図である。

【図２】第二のピックアップの受光素子の配列を示す平
面図である。

【図３】フォーカスエラー信号ＦＥを演算する回路図で
ある。

【図４】トラックエラー信号ＴＥを演算する回路図であ
る。

【図５】レンズ位置信号ＬＰを演算する回路図である。

【図６】トラッククロス信号ＴＣを演算する回路図であ
る。

【図７】プッシュプル信号ＰＰを演算する回路図であ
る。

【図８】１ビームのピックアップの場合の受光素子の配
列を示す平面図である。

【符号の説明】 ３ スイッチ回路 Ａ 受光素子 Ｂ 受光素子 Ｃ 受光素子 Ｄ 受光素子 Ｅ 受光素子 Ｆ 受光素子 Ｇ 受光素子 Ｈ 受光素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスク装置におけるアナログ信号処
   理ＬＳＩであって、複数個の受光素子からの出力に基づ
   きフォーカスエラー信号、トラックエラー信号等のサー
   ボ信号を演算する演算回路とＬＳＩの入力部にスイッチ
   回路を有し、受光素子の配列が異なる２種類以上のピッ
   クアップの出力に対し、前記ＬＳＩのサーボ信号の演算
   がピックアップ所定の演算式に適合するように前記スイ
   ッチ回路を切り替えることを特徴とするアナログ信号処
   理ＬＳＩ。
2. 【請求項２】 請求項１の光ディスク用アナログ信号処
   理ＬＳＩであって、入力部にゲイン切換回路を有したこ
   とを特徴とするアナログ信号処理ＬＳＩ。
3. 【請求項３】 請求項２の光ディスク用アナログ信号処
   理ＬＳＩであって、ゲイン切換回路の切り換えを各メデ
   ィアの再生と記録・消去との２段階としたことを特徴と
   する信号処理回路。