JPH11203693A - 光学的情報再生方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相差法によるトラッキングエラー信号を用
いてトラッキングサーボ系を構築する光学的情報再生方
法および装置に関し、ピット深さおよびレンズ位置に依
存して変化するオフセットの影響を補正することでオフ
セットフリーなトラッキング誤差検出手段を得ることを
目的とする。 【解決手段】 この発明に係る光学的情報再生方法およ
び装置は、位相差を検出する位相比較手段の入力信号
を、オフセット補正時とトラッキング誤差信号検出時で
選択切り替えすることで、ピット深さおよびレンズ位置
に依存して変化するトラッキング誤差信号のオフセット
を電圧値として測定し、また、学習的な繰り返し制御で
このオフセットを補正する構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、情報担体上に情
報がピット列として記録された情報トラックを光スポッ
トがトレースして記録情報を読みとる光学的情報再生方
法および装置に関するものであり、より詳しくは媒体上
に集光される光ビームをトラック中心に沿って走行させ
るためのトラッキング制御手段に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量の映像情報やデータ情報を
保存する情報担体として、ＤＶＤなど光学的に情報を記
録・再生する光ディスクが注目されている。この光ディ
スクには同心円状もしくはスパイラル状に１ｕｍ前後の
ピッチでトラックが形成されており、そのトラック上に
情報が局所的光学定数もしくは物理的形状の変化を利用
して記録されている。

【０００３】このような記録形態の光ディスクから情報
を高品質で再生するため、光学的情報再生装置は情報を
読みとるための光スポットの集光位置を高精度に制御
し、この光スポットが常にトラック上をトレースするよ
うにしている。この光スポットの位置決め制御は２次元
で行われており、光軸方向の制御はフォーカス制御手
段、半径方向の制御はトラッキング制御手段が受け持つ
ように構成されている。このような制御には、光スポッ
トの目標位置と現在位置との差つまり誤差量を打ち消す
ように光スポット位置を制御するフィードバック制御が
用いられる。

【０００４】このうち、トラッキング制御に必要なトラ
ッキング誤差信号を光学的手段を利用して検出する方法
は種々考え出されており、その中でも情報担体に記録さ
れている情報を再生するメインの光スポットから得られ
る信号を用いる位相差方式がすでに実用化されている。
この位相差方式の原理については特開昭５２−９３２２
２号公報に開示されている。

【０００５】図５は、位相差法によるトラッキング誤差
情報の検出原理を説明するための図である。図におい
て、（ａ）は情報ピットと光スポットの位置関係を示し
た図であり、光スポットがｔ０からｔ４の方向に移動す
る様子を示している。図中、光スポットの走行位置
（イ）点は再生対象トラックの中心を示す。また、
（ア）点は再生対象トラック中心に対して左側を示す。
さらに、（ウ）点は再生対象トラックに対して右側を示
す。

【０００６】図５（ｂ）は、情報担体からの反射光を検
知して電気信号に変換するための光電変換手段を示す。
この光電変換手段はトラック接線方向の分割線とこれに
垂直の半径方向の分割線により第１〜第４の光検出器に
分割されており、理想的には媒体からの反射光のファー
フィールドパターンの中心がこの光検出器の中心に形成
されるように光学系が設計されている。この４分割され
た光検出器の出力（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の対角成分を加算
することで得られる２つの検出信号（Ａ＋Ｃ）と（Ｂ＋
Ｄ）の間には、オフトラック量に比例して位相差が生ず
る。その様子を図５の（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す。

【０００７】図５（ｃ）は、光スポットの走査位置に応
じて前記２つの検出信号間の位相関係が変化する様子を
示す模式図である。左側の波形は、図（ａ）中の（ア）
点、つまり、光スポットがピット中心より左側を走行し
たときの検出信号波形で、検出信号（Ａ＋Ｃ）が検出信
号（Ｂ＋Ｄ）に比べ位相が進んでいる様子を示す。ま
た、真中の波形は、（イ）点、つまり、トラック中心を
光スポットが走行したときの検出信号波形で、検出信号
（Ａ＋Ｃ）と検出信号（Ｂ＋Ｄ）が同位相である様子を
示す。さらに、右側の波形は、（ウ）点、つまり、光ス
ポットがピット中心より右側を走行したときの検出信号
波形で、検出信号（Ａ＋Ｃ）が検出信号（Ｂ＋Ｄ）に比
べ位相が遅れている様子を示す。

【０００８】図５（ｄ）は、光スポットの走査位置に応
じて検出信号（Ａ＋Ｃ）と検出信号（Ｂ＋Ｄ）の位相差
を示している。図中、位相差はパルスの幅で示してい
る。また、＋側のパルスは検出信号（Ａ＋Ｃ）が検出信
号（Ｂ＋Ｄ）より進んでいる場合を示し、−側のパルス
は逆に検出信号（Ａ＋Ｃ）が検出信号（Ｂ＋Ｄ）より遅
れている場合を示す。そして、検出信号（Ａ＋Ｃ）と検
出信号（Ｂ＋Ｄ）が同位相のときは、＋側および−側共
にパルスが出力されない状態になる。

【０００９】図５（ｅ）は、光スポットの走行位置に対
する前記パルスの幅、つまり位相差量を図示したもので
あり、トラック中心からのオフトラック量に比例して変
化する様子を示している。この位相差量を電気信号に変
換し、トラッキング制御に必要なトラッキング誤差信号
を得る。

【００１０】ここで、トラッキング誤差信号にはピット
深さに依存してオフセット（以後、第１のオフセットと
称す。）の発生することが知られている。詳細について
は、“ＤＶＤ−ＲＯＭドライブにおける高精度化学習制
御方式の開発”，信学技報ＯＰＥ９６−１５０号Ｐ．
Ｐ．３３〜３８に既述されている。

【００１１】図６にこのオフセットの発生原理を示す。
図は、光ビームがトラック中心上でピット端に位置して
いるときの４分割検知器の各出力波形（Ａ〜Ｄ）を示し
たもので、ピット深さおよびレンズシフトの有無をパラ
メータとしている。

【００１２】ピット深さがλ/４（λはＬＤの波長を示
す。）の場合には、ディスクの半経方向に分割された光
検出器から得られる（Ａ＋Ｃ）信号と（Ｂ＋Ｄ）信号に
現れる波形パターンは同じになり、たとえレンズが移動
して各光検出器上の光スポットが移動したとしても、光
スポットがトラック中心上にあるときは（Ａ＋Ｃ）信号
と（Ｂ＋Ｄ）信号の間に発生する位相差は零となる。

【００１３】これに対し、ピット深さがλ／４と異なる
場合には、（Ａ＋Ｃ）信号と（Ｂ＋Ｄ）信号にレベル差
が生ずる。光検出器上の反射光が移動していない場合に
は、（Ａ＋Ｃ）信号と（Ｂ＋Ｄ）信号の間にレベル差は
なく、トラッキング誤差信号は零になる。しかし、レン
ズが移動した場合には（Ａ＋Ｃ）信号と（Ｂ＋Ｄ）信号
の間にアンバランスが発生する。これにより、位相差が
生じてトラッキング誤差信号に第１のオフセットが生ず
る。

【００１４】つぎに、このような特性を持つ位相差法を
用いてトラッキング誤差信号を得る従来の光学的情報再
生装置について図７をもとに説明する。同図において、
１は情報担体、２は光ヘッド、３は第１の位相調整手
段、４は第２の位相調整手段、５は位相調整量設定手
段、６は位相差検出手段、７はオフセット補正学習手
段、８はトラッキング制御手段、９は第１のスイッチ手
段、１０はドライバ、を示す。さらに、光ヘッド２は、
レーザダイオード（以後ＬＤと略す。）２１、ビームス
プリッタ（以後ＢＳと略す。）２２、アクチュエータ２
３、レンズ２４、光電変換手段２５で構成される。ま
た、位相差検出手段６は、第１の加算手段６１、第２の
加算手段６２、第１のコンパレータ６３、第２のコンパ
レータ６４、位相比較手段６５、位相差−電圧変換手段
６６で構成される。さらにまた、オフセット補正学習手
段７は、波形対称性測定手段７１、コントローラ７２で
構成される。

【００１５】以上のように構成された従来例の光学的情
報再生装置の動作を図７に従って説明する。光ヘッド２
を構成するＬＤ２１からの光出力は、情報担体１上で所
定パワーとなるよう図示しないレーザパワー制御手段で
制御されている。このＬＤ２１から出射された光ビーム
は光ヘッド２を構成する図示しないコリメート手段によ
り平行光に整形された後、ＢＳ２２に入射される。 Ｂ
Ｓ２２にはＬＤ２１側から入射される光については透過
し、情報担体１側からの光については反射する特性を持
たせている。 ＢＳ２２を透過した光ビームは、アクチ
ュエータ２３で制御されるレンズ２４により情報担体１
上の情報トラック中心に集光される。

【００１６】情報担体１で反射された光は、再びレンズ
２４を透過した後、ＢＳ２２で反射され、光電変換手段
２５に入射される。この光電変換手段２５は、トラック
接線方向の分割線とこれに垂直の半径方向の分割線によ
り第１〜第４の光検出器に４分割されており、情報担体
１上に形成されているピット情報を含んだ情報担体から
の反射光を検出して電気信号に変換する。

【００１７】この分割は、ピット深さがλ/４で形成さ
れたトラックの中心を光スポットがトレースする理想的
な状態において、情報担体１から反射される光のファー
フィールドパターンの中心がこの光電変換手段２５の中
心に形成されるように設計されている。また、第１〜第
４の光検出器の位置関係は、垂直方向に分割された一方
に第１と第２の光検出器、他方に第３と第４の光検出器
が配されている。さらに、第１と第３の光検出器は対角
位置に配され、第２と第４の光検出器はもう一方の対角
位置に配されている。

【００１８】このように４分割された第１〜第４の光検
出器の出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの対角成分を加算することで
得られる２つの検出信号（Ａ＋Ｃ）と（Ｂ＋Ｄ）の間に
オフトラック量に比例した位相差が生ずるように光学系
が設計されている。

【００１９】しかし、前述のように、ピット深さがλ／
４と異なる場合、（Ａ＋Ｃ）信号と（Ｂ＋Ｄ）信号の間
にアンバランスによる位相差が生じ、これがトラッキン
グ誤差信号の第１のオフセットになる。この第１のオフ
セットをキャンセルするため、従来の光学的情報再生装
置は、第１の位相調整手段３および第２の位相調整手段
４により第１の光検出器の出力Ａおよび第２の光検出器
の出力Ｂをそれぞれ位相調整し、第３の光検出器の出力
Ｃおよび第４の光検出器の出力Ｄとの位相関係を調整し
ている。

【００２０】この位相調整量の最適値はピット深さに依
存して変化する。そのため、第１の位相調整手段３およ
び第２の位相調整手段４で設定される位相調整量は、後
述のオフセット補正学習手段７、および、位相調整量設
定手段５により、最も良好なトラッキング誤差信号が得
られる値に制御される。

【００２１】位相差検出手段６は、第１の位相調整手段
３の出力Ａ’、第２の位相調整手段４の出力Ｂ’、第３
の光検出器の出力Ｃ、および、第４の光検出器の出力Ｄ
の各信号から、次の処理を施すことによりトラッキング
誤差信号を検出する。

【００２２】位相差検出手段６の構成要素である第１の
加算手段６１で第１の位相調整手段３の出力Ａ’と第１
の光検出器の対角に配されている第３の光検出器の出力
Ｃを加算したのち、第１のコンパレータ６３で２値化す
る。また、第２の加算手段６２で第２の位相調整手段４
の出力Ｂ’と第２の光検出器の対角に配されている第４
の光検出器の出力Ｄを加算したのち、第２のコンパレー
タ６４で２値化する。

【００２３】そして、第１のコンパレータ６３と第２の
コンパレータ６４の両２値化信号間の位相差を位相比較
手段６５により検出し、位相差−電圧変換手段６６を通
して電気信号に変換することで位相差トラッキング誤差
信号を検出する。従来例では、この位相差−電圧変換手
段６６としてはローパスフィルタ（以下ＬＰＦと略
す。）が用いられている。

【００２４】上記のようにして検出されたトラッキング
誤差信号は、オフセット補正学習手段７とトラッキング
制御手段８に入力される。オフセット補正学習手段７
は、まず波形対称性測定手段７１によりトラッキング誤
差信号の対称性を計測する。そして、コントローラ７２
はこの対称性が最も良好となるように第１の位相調整手
段３および第２の位相調整手段４の位相調整量を前述の
位相調整量設定手段５を介して設定する。このときのオ
フセット補正学習アルゴリズムは図８に示す手順をと
る。

【００２５】オフセット補正学習モードが起動されると
（Ｓ１）、コントローラ７２は、第１のスイッチ手段９
を制御し、コントローラ７２の出力をドライバ１０に入
力する。これにより、トラッキング制御は不動作状態と
なり、コントローラ７２からの制御でレンズ２４を内周
側に駆動する（Ｓ２）。この状態で、コントローラ７２
は位相調整量設定手段５を介して第１の位相調整手段３
および第２の位相調整手段４を制御し、トラッキング誤
差信号の対称性が最も良好となる位相調整量を決定する
（Ｓ３）。

【００２６】次に、コントローラ７２はレンズ２４を外
周側に駆動する（Ｓ４）。この状態で、コントローラ７
２は位相調整量設定手段５を介して第１の位相調整手段
３および第２の位相調整手段４を制御し、トラッキング
誤差信号の対称性が最も良好となる位相調整量を決定す
る（Ｓ５）。

【００２７】最後に、コントローラ７２は、上記Ｓ３と
Ｓ５で決定された内周側および外周側の最良位相調整量
からトラッキング誤差信号の対称性差が最小となる位相
調整量を決定し、第１の位相調整手段３および第２の位
相調整手段４にその値を設定（Ｓ６）し、オフセット補
正学習モードを終了する（Ｓ７）。

【００２８】オフセット補正学習モードが終了すると、
コントローラ７２は第１のスイッチ９を切り替え、トラ
ッキング制御手段８の出力をドライバ１０に入力する。
トラッキング制御手段８は、位相差検出手段６で検出さ
れたトラッキング誤差をキャンセルするようにドライバ
１０およびアクチュエータ２３を介してレンズ２４を半
径方向に制御し、光ヘッドから情報担体に照射される光
ビームがトラック中心上をトレースするように制御す
る。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学的情報再生
装置は、以上のように位相調整手段による位相調整量の
最良値を判断する情報としてトラッキング誤差信号の波
形対称性、つまり、再生波形の中心レベルと基準レベル
とのズレ量を用いている。再生波形の中心レベルを測定
するには、トラッキング誤差信号の極大点と極小点を求
める必要がある。極大点と極小点を求める手段として、
たとえば、アナログ−ディジタル変換回路（以下ＡＤＣ
と略す。）で離散的に信号レベルをサンプリングしたの
ちディジタル的に処理する測定手段や、アナログ的にト
ラッキング誤差信号のピークとボトムのエンベロープを
検波してその中点を求める測定手段が用いられる。ま
ず、ＡＤＣを用いた測定手段では、サンプリングレート
によって瞬時値である極大点と極小点ではなくそれらの
近傍を計測するケースが想定される。この場合、測定さ
れた極大点と極小点の中点には測定誤差が含まれること
になり、トラッキング誤差信号の品質が低下することに
なる。この測定誤差を高速のＡＤＣを用いることで抑圧
しようとすると、装置コストの上昇を招く恐れがある。
また、アナログ的な手段で上述の測定誤差を抑圧しよう
とすると、２系統のエンベロープ計測回路が必要にな
り、回路規模の増大を招く恐れがある。

【００３０】つぎに、従来の光学的情報再生装置には、
位相比較器以降の回路で発生する電気的オフセットをキ
ャンセルできない問題も有している。この問題は、トラ
ッキング誤差信号のオフセット発生原因が電気的オフセ
ットによるものか、または、位相調整手段の設定不良が
原因で生ずる第１のオフセットによるものかを明確にで
きないことを意味しており、オフセット補正学習により
かえってトラッキング誤差信号の品質を低下させる可能
性もはらんでいる。

【００３１】また、従来の光学的情報再生装置はトラッ
キング誤差信号の信号振幅を所定値に調整できないの
で、光ヘッド、情報担体、回路の特性バラツキに起因す
るトラッキング制御系全体のゲイン変動を補正できず、
制御性能の劣化を招くことも懸念される。

【００３２】この発明は、以上のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、位相差法による
トラッキング誤差信号検出回路の位相比較手段への入力
信号の組み合わせを変更するだけで、装置コストにほと
んど影響を及ぼすことなく、また、トラッキング誤差信
号の品質を低下させることなく、位相調整手段が光電検
出器の各出力信号に対して調整する位相調整量を最良値
に設定できる光学的情報再生方法および装置を得ること
である。

【００３３】また、第２の目的は、第１の目的に加え、
電気的オフセットをキャンセルすることが可能な光学的
情報再生方法および装置を得ることである。さらに、第
３の目的は、トラッキング誤差信号の再生振幅を所定レ
ベルに設定する手段を得るものである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光学的情
報再生装置においては、情報担体で反射された光のファ
ーフィールドパターンを情報トラックの接線方向と垂直
方向に分割して、垂直方向に分割された一方に第１の光
検出器と第２の光検出器を配置し、垂直方向に分割され
た他方に、第１の光検出器と対角位置になるように第３
の光検出器を配置し、第２の光検出器と対角位置になる
ように第４の光検出器を配置した光電変換手段と、前記
第１〜第４の光検出器からの出力の各々の位相を個別に
調整する第１〜第４の位相調整手段と、前記第１の位相
調整手段からの出力と前記第２の位相調整手段からの出
力を加算した第１の和信号と、前記第３の位相調整手段
からの出力と前記第４の位相調整手段からの出力を加算
した第２の和信号との位相差、または前記第１の位相調
整手段からの出力と前記第３の位相調整手段からの出力
を加算した第３の和信号と前記第２の位相調整手段から
の出力と前記第４の位相調整手段からの出力を加算した
第４の和信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段からの前記第１の和信号と第２の和
信号との位相差の出力により、該位相差をキャンセルす
るように前記第１〜第４の位相調整手段を調整するオフ
セット補正学習手段と、前記位相差検出手段からの前記
第３の和信号と第４の和信号との位相差の出力よりトラ
ッキング誤差情報を得るトラッキング制御手段を備えた
ものである。

【００３５】また、位相差検出手段は、オフセット補正
学習手段からの出力によって、第１の和信号と第２の和
信号との位相差か、第３の和信号と第４の和信号との位
相差を検出するかを切り換える切り換え手段を備えたも
のである。

【００３６】さらに、オフセット補正学習手段は、位相
差検出手段からの出力に重畳されている電気的オフセッ
トを調整するオフセット調整手段と、該オフセット調整
手段からの出力を測定し、電気的オフセットを求めるオ
フセット測定手段と、該オフセット調整手段からの出力
振幅を測定する再生レベル測定手段と、前記オフセット
測定手段からの出力と前記再生レベル測定手段からの出
力により、前記位相差検出手段と前記オフセット調整手
段と前記位相調整手段を制御する制御手段を備えたもの
である。

【００３７】また、位相差検出手段は、位相比較手段に
よって信号間の位相差を検出し、ＬＰＦによって前記位
相差を電圧に変換し、前記ＬＰＦのゲインを可変するこ
とで位相差の電圧への変換ゲインを変更するよう構成し
たものである。

【００３８】さらにまた、位相差検出手段は、位相比較
手段によって２信号間の位相差を検出し、チャージポン
プとＬＰＦによって位相差を電圧に変換し、前記チャー
ジポンプの駆動電流または前記ＬＰＦのゲインを可変す
ることで位相差の電圧への変換ゲインを変更する構成を
備えたものである。

【００３９】また、オフセット補正学習モードが起動さ
れると初期設定をするステップと、情報担体で反射され
た光のファーフィールドパターンを情報トラックの接線
方向と垂直方向に分割して、垂直方向に分割された一方
に第１の光検出器と第２の光検出器を配置し、垂直方向
に分割された他方に、第１の光検出器と対角位置になる
ように第３の光検出器を配置し、第２の光検出器と対角
位置になるように第４の光検出器を配置し、前記第１〜
第４の光検出器からの出力の各々の位相を個別に調整す
る第１〜第４の位相調整出力で、該第１の位相調整出力
と前記第２の位相調整出力を加算した第１の和信号と前
記第３の位相調整出力と前記第４の位相調整出力を加算
した第２の和信号との位相差を検出する第１の位相比較
モードを選択するステップと、レンズを情報担体の内外
周の一方向に駆動するステップと、前記第１の位相比較
モードで位相差を検出するステップと、前記第１の位相
比較モードで位相差を検出するステップからの出力によ
り前記第１の位相比較モードで検出される位相差をキャ
ンセルするように第１〜第４の光検出器からの出力の位
相を各々を調整する一方向調整ステップと、レンズを情
報担体の内外周の他方向に駆動するステップと、他方向
に駆動して、前記第１の位相比較モードで位相差を検出
するステップからの出力により前記第１の位相比較モー
ドにて検出される位相差をキャンセルするように第１〜
第４の光検出器からの出力の位相を各々を調整する他方
向調整ステップと、前記一方向調整ステップと前記他方
向調整ステップでの調整量を調整するステップを備えた
ものである。

【００４０】さらに、初期設定をするステップは、第１
の位相調整出力と第３の位相調整出力を加算した第３の
和信号と第２の位相調整出力と前記第４の位相調整出力
を加算した第４の和信号との位相差を検出する第２の位
相比較モードを選択するステップと、第２の位相比較モ
ードで検出される位相差出力の再生レベルが許容値内と
なるように調整するステップと、位相差出力に重畳され
ている電気的オフセットを許容値内となるように調整す
るステップと備えたものである。

【００４１】また、一方向調整ステップと前記他方向調
整ステップでの調整量を調整するステップの後、第１の
位相調整出力と前記第３の位相調整出力を加算した第３
の和信号と前記第２の位相調整出力と前記第４の位相調
整出力を加算した第４の和信号との位相差を検出する第
２の位相比較モードを選択するステップと、トラッキン
グ誤差信号の振幅を調整するステップと備えたものであ
る。

【００４２】この発明は、以上のような手段を用いてお
り、以下の作用を奏する。第１〜第４の位相調整手段の
位相調整量を第１の和信号と第２の和信号との間に生じ
る位相差がキャンセルされる値に設定することで、ピッ
ト深さおよびレンズ位置に依存して生ずるトラック誤差
信号の品質劣化を抑制し、また、トラッキング誤差情報
を第３の和信号と第４の和信号との間に生じる位相差か
ら得るようにしたものである。

【００４３】また、位相比較手段で比較する対象を切り
替えることで、位相差方式によるトラッキング誤差信号
を得る上で問題であったピット深さおよびレンズ位置に
依存して変化する第１のオフセットまたは、トラッキン
グ誤差信号を直接検出できるようにしたものである。

【００４４】さらに、トラッキング誤差情報の品質低下
を招く回路起因の電気的オフセットや光ヘッド、回路等
の特性バラツキに起因するトラッキング制御系のゲイン
変動を補正する機能を付加することで、高品質のトラッ
キング誤差信号を得る。

【００４５】また、位相差−電圧手段をＬＰＦで構成
し、ＬＰＦゲインを可変することでトラッキング制御系
のゲインを調整可能とする。

【００４６】さらにまた、位相差−電圧手段をチャージ
ポンプとＬＰＦで構成し、また、変換ゲイン設定手段を
チャージポンプの駆動電流および、ＬＰＦのゲインを可
変する構成とし、トラッキング制御系のゲインの全体を
調整可能とする。

【００４７】また、第１〜第４の位相調整手段の位相調
整をレンズ位置の影響を抑圧し、一意に決定するため、
レンズを半径方向の内周側と外周側に強制駆動し、第１
と第２の和信号間の位相差を最小限に成し得る前記位相
差調整量を求める方法を構成する。

【００４８】さらに、トラッキング誤差信号に重畳され
る電気的オフセットをキャンセルし、本方法を構成する
各ブロックの特性のバラツキによるトラッキング誤差信
号の振幅変動を抑圧し、トラッキング制御系の信頼性向
上を図る方法を構成する。

【００４９】また、ピット深さやレンズ位置に起因し
て、トラッキング誤差信号に重畳される第１のオフセッ
トをキャンセルした後に、第３と第４の和信号間の位相
差を検出し、任意のゲインで電気信号に変換することで
トラッキング誤差信号を得る方法を構成する。

【００５０】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態である光学
的情報再生方法および装置においては、位相差方式によ
るトラッキング誤差信号を用いて光スポットがトラック
中心をトレースするように制御するトラッキング制御系
において、情報担体からの反射光を電気信号に変換する
４分割検知器からなる光電変換手段と、光電変換手段の
出力信号を個別に位相調整するための４つの位相調整手
段と、４つの位相調整手段の位相調整量を設定する位相
調整量設定手段と、各位相調整手段の出力より４分割検
知器の対角方向または半径方向に分割された２対の２信
号を選択して加算し得られた２つの加算信号間の位相差
からトラッキング誤差信号またはピット深さがλ/４と
異なる情報担体を再生することで生ずるトラッキング誤
差信号の第１のオフセットを直接検出する位相差検出手
段と、位相調整量設定手段を介して前記位相調整手段の
調整量を設定するオフセット補正学習手段と、位相差検
出手段で検出されたトラッキング誤差信号を用いて光ス
ポットが情報トラック中心をトレースするように制御す
るトラッキング制御手段と、を設けることにより、オフ
セット補正学習手段が学習的に前記位相調整手段の位相
調整量を最良値に設定することでピット深さに依存して
変化する前記第１のオフセットをキャンセルでき、オフ
セットフリーで高信頼性のトラッキング制御系を構築で
きる。

【００５１】また、この発明の他の実施の形態である光
学的情報再生方法および装置においては、位相差方式に
よるトラッキング誤差信号を用いて光スポットがトラッ
ク中心をトレースするように制御するトラッキング制御
系において、情報担体からの反射光を電気信号に変換す
る４分割検知器からなる光電変換手段と、光電変換手段
の出力信号を個別に位相調整するための４つの位相調整
手段と、４つの位相調整手段の位相調整量を設定する位
相調整量設定手段と、各位相調整手段の出力から４分割
検知器の対角成分に相当する２対の２信号または半径方
向に分割された検知器に相当する２対の２信号のどちら
か一方を選択しそれぞれ加算して得られる２つの加算信
号間の位相差を検出する位相比較手段と、位相比較手段
の出力を変換ゲイン設定手段により設定されたゲインで
電圧信号に変換する位相差−電圧変換手段と、位相差−
電圧変換手段の出力信号の振幅を測定し、また、オフセ
ットを学習的にキャンセルするオフセット補正学習手段
と、を設けることにより、位相比較手段の動作を停止し
た状態でオフセット補正学習手段で位相差−電圧変換手
段の出力に発生する電気的オフセットを取り除くことが
でき、さらに、オフセット補正学習手段が学習的に前記
位相調整手段の位相調整量を最良値に設定することで各
位相調整手段の出力から４分割検知器の半径方向に分割
された検知器に相当する２対の２信号をそれぞれ選択し
て加算し得られる２つの加算信号間の位相差をキャンセ
ルでき、さらにまた、トラッキング誤差信号の再生レベ
ルが所定のレベルとなるように変換ゲイン設定手段を介
して位相差−電圧変換手段の変換ゲインを調整できるの
で、ピット深さに依存して生ずる第１のオフセットや回
路で生ずる電気的オフセットがなく、また所定の振幅レ
ベルを有するトラッキング誤差信号を得ることが可能と
なり、トラッキング制御系の信頼性向上が計れる。

【００５２】さらに、位相差−電圧変換手段をチャージ
ポンプとＬＰＦで構成し、また、変換ゲイン設定手段を
チャージポンプの駆動電流を可変する構成とすることに
より、所望の変換ゲインを得ることができる。

【００５３】させにまた、位相差−電圧変換手段をチャ
ージポンプとＬＰＦで構成し、また、変換ゲイン設定手
段をＬＰＦのゲインを可変する構成とすることにより、
所望の変換ゲインを得ることができる。

【００５４】以下、この発明をその実施の形態を示す図
面に基づいて具体的に説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１である
光学的情報再生装置を示すブロック図である。図１にお
いて、１は情報担体、２は光ヘッド、３は第１の位相調
整手段、４は第２の位相調整手段、５は位相調整量設定
手段、６は位相差検出手段、７はオフセット補正学習手
段、８はトラッキング制御手段、９は第１のスイッチ手
段、１０はドライバ、１１は第３の位相調整手段、１２
は第４の位相調整手段、を示す。さらに、光ヘッド２
は、ＬＤ２１、ＢＳ２２、アクチュエータ２３、レンズ
２４、光電変換手段２５で構成する。また、位相差検出
手段６は、第１の加算手段６１、第２の加算手段６２、
第１のコンパレータ６３、第２のコンパレータ６４、位
相比較手段６５、位相差−電圧変換手段６６、第２のス
イッチ手段６７で構成する。さらにまた、オフセット補
正学習手段７は、コントローラ７２、オフセット測定手
段７３で構成する。

【００５５】次に、実施の形態１の光学的情報再生装置
の動作を図１に基づいて説明する。光ヘッド２を構成す
るＬＤ２１からの光出力は、情報担体１上で所定のパワ
ーとなるよう図示しないレーザパワー制御手段で制御さ
れている。このＬＤ２１から出射された光ビームは光ヘ
ッド２を構成する図示しないコリメート手段により平行
光に整形された後、ＢＳ２２に入射される。ＢＳ２２に
はＬＤ２１側から入射される光については透過し、情報
担体１側からの光については反射する特質を持たせてい
る。ＢＳ２２を透過した光ビームは、アクチュエータ２
３で制御されるレンズ２４により情報担体１上の情報ト
ラック中心に集光される。

【００５６】情報担体１で反射された光は、再びレンズ
２４を透過した後、ＢＳ２２で反射され、光電変換手段
２５に入射される。この光電変換手段２５は、第１〜第
４の光検出器に４分割されており、情報担体１上に形成
されているピット情報を含んだ情報担体からの反射光の
ファーフィールドパターンでトラック接線方向とこれに
垂直の半径方向に４分割された各領域の光信号を検出し
て電気信号に変換する。

【００５７】この分割は、ピット深さがλ／４で形成さ
れたトラックの中心を光スポットがトレースする理想的
な状態において、情報担体１から反射される光のファー
フィールドパターンの中心がこの光電変換手段２５の中
心に形成されるように設計されている。また、第１〜第
４の光検出器の位置関係は、垂直方向に分割された一方
に第１と第２の光検出器、他方に第３と第４の光検出器
が配されている。さらに、第１と第３の光検出器は対角
位置に配され、第２と第４の光検出器はもう一方の対角
位置に配されている。

【００５８】このように４分割された第１〜第４の光検
出器の出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの対角成分を加算することで
得られる２つの検出信号（Ａ＋Ｃ）と（Ｂ＋Ｄ）の間に
オフトラック量に比例した位相差が生ずるように光学系
が設計されている。

【００５９】しかし、前述のように、ピット深さがλ／
４と異なる場合、（Ａ＋Ｂ）信号と（Ｃ＋Ｄ）信号の間
にレベル差が生じ、また、レンズ２４の移動により、
（Ａ＋Ｃ）信号と（Ｂ＋Ｄ）信号の間にアンバランスが
生じ、これが原因でトラッキング誤差信号に第１のオフ
セットが発生し、結果的にトラッキング制御性能が劣化
することになる。この（Ａ＋Ｃ）信号と（Ｂ＋Ｄ）信号
の間に生ずるアンバランスをなくすため、第１の位相調
整手段３、第２の位相調整手段４、第３の位相調整手段
１１、および、第４の位相調整手段１２により、第１の
光検出器の出力Ａ、第２の光検出器の出力Ｂ、第３の光
検出器の出力Ｃ、および、第４の光検出器の出力Ｄの位
相関係を調整する。

【００６０】この位相調整量の最適値はピット深さに依
存して変化し、また、再生速度によっても変化する。そ
のため、各位相調整手段の位相調整量は、後述のオフセ
ット補正学習手段７、および、位相調整量設定手段５に
より、最も良好なトラッキング誤差信号が得られる値に
設定する必要がある。本実施例では、これを（Ａ＋Ｂ）
信号と（Ｃ＋Ｄ）信号の間の位相差が零になる位相調整
量を求めることで実現する。以下に、各位相調整手段の
位相調整量を最適化するための動作について説明する。

【００６１】コントローラ７２が第２のスイッチ手段６
７を制御して第１の加算手段６１および第２の加算手段
６２への入力信号を選択する。この選択によって、第１
の加算手段６１の一方の入力には第２の位相調整手段４
の出力Ｂ’、また、第２の加算手段６２の一方の入力に
第３の位相調整手段１１の出力Ｃ’が入力される。第１
の加算手段６１は、他方の入力に第１の位相調整手段３
の出力Ａ’が接続されており、結果として（Ａ’＋
Ｂ’）を出力する。また、第２の加算手段６２は、他方
の入力に第４の位相調整手段１２の出力Ｄ’が接続され
ており、結果として（Ｃ’＋Ｄ’）を出力する。

【００６２】第１のコンパレータ６３で第１の加算手段
６１の出力（Ａ’＋Ｂ’）を２値化し、また、第２のコ
ンパレータ６４で第２の加算手段６２の出力（Ｃ’＋
Ｄ’）を２値化する。位相比較手段６５は、第１のコン
パレータ６３の出力と第２のコンパレータ６４の出力の
間の位相差を検出する。位相比較手段６５の出力は時間
情報であり、これを位相差−電圧変換手段６６で電気信
号に変換する。（以上の動作をモード１と略す。）

【００６３】この位相差−電圧変換手段６６の出力は、
各位相調整手段の位相調整量を最適化するときの情報を
提供する。つまり、位相調整量が最適値に設定されてい
ると、位相差−電圧変換手段６６の出力はレンズ位置に
関係なく零となる。これに対して、位相調整量が最適値
でないと、レンズ位置に依存して位相差−電圧変換手段
６６の出力に第１のオフセットが発生する。

【００６４】そのため、各位相調整手段の最適位相調整
量は、オフセット補正学習手段７を構成するオフセット
測定手段７３で位相差−電圧変換手段６６の出力をモニ
タし、レンズ位置に関係なくこの出力値が零となるよう
にコントローラ７２が位相調整量設定手段５を介して各
位相調整手段の位相調整量を学習的に制御することで導
出できる。

【００６５】なお、このときのレンズ位置の制御は、コ
ントローラ７２が第１のスイッチ手段９を制御し、レン
ズ２４の半径方向位置を制御するアクチュエータ２３の
ドライバ１０をコントローラ７２の出力で駆動すること
で実現する。このときのオフセット補正学習アルゴリズ
ムは図２に示す手順をとる。

【００６６】オフセット補正学習モードが起動されると
（Ｓ１０）、図示しない装置全体を制御するドライブコ
ントローラは、ドライブに初期値パラメータの設定（Ｓ
１１）、ＬＤ点灯、その後情報担体上に光スポットを集
光するフォーカス制御まで動作させる（Ｓ１２）。そし
て、コントローラ７２は、モード１を選択し、第１のス
イッチ手段９を制御してコントローラ７２の出力をドラ
イバ１０への入力信号とするとともに、第２のスイッチ
手段６７を制御して第１の加算手段６７に第２の位相調
整手段４の出力Ｂ’および第２の加算手段６８に第３の
位相調整手段５の出力Ｃ’がそれぞれ入力されるように
設定する（Ｓ１３）。

【００６７】その後、コントローラ７２の制御でレンズ
２４を内周側に駆動する（Ｓ１４）。この状態で、オフ
セット測定手段７３にて位相差−電圧変換手段６６の出
力レベルを検出し（Ｓ１５）、コントローラ７２でこの
結果が許容値を満足するかどうか判定する（Ｓ１６）。

【００６８】判定結果が許容値を満足しない場合、コン
トローラ７２は位相調整量設定手段５を介して各位相調
整手段の位相調整量を個別に変更し（Ｓ１７）、再度位
相差−電圧変換手段６６の出力レベルを検出するステッ
プ（Ｓ１５）にもどる。このように、Ｓ１５→Ｓ１６→
Ｓ１７→Ｓ１５のループを判定結果が許容値を満足する
まで繰り返すことでレンズが内周側に変位したときの各
位相調整手段ごとの最適位相調整量を求める。そして、
その値を保存する（Ｓ１８）。

【００６９】次に、コントローラ７２はレンズ２４を外
周側に駆動する（Ｓ１９）。この状態で、オフセット測
定手段７３にて位相差−電圧変換手段６６の出力レベル
を検出し（Ｓ２０）、コントローラ７２でこの結果が許
容値を満足するかどうかを判定する（Ｓ２１）。

【００７０】判定結果が許容値を満足しない場合、コン
トローラ７２は位相調整量設定手段５を介して各位相調
整手段の位相調整量を個別に変更し（Ｓ２２）、再度位
相差−電圧変換手段６６の出力レベルを検出するステッ
プ（Ｓ２０）にもどる。このように、Ｓ２０→Ｓ２１→
Ｓ２２→Ｓ２０のループを判定結果が許容値を満足する
まで繰り返すことでレンズが外周側に変位したときの各
位相調整手段ごとの最適位相調整量を求める。そして、
その値を保存する（Ｓ２３）。

【００７１】各位相調整手段ごとに保存された内周側最
適位相調整量と外周側最適位相調整量の差を求め、この
差が許容値を満足するかどうかを判定する（Ｓ２４）。
判定結果が許容値を満足しない場合、コントローラ７２
は、各位相調整手段ごとに保存された内周側最適位相調
整量と外周側最適位相調整量の平均値等を求め、位相調
整量設定手段５を介してこの値を各位相調整手段に設定
する（Ｓ２５）。設定後、Ｓ１４に戻り、Ｓ１４〜Ｓ２
５の動作を内周側最適位相調整量と外周側最適位相調整
量の差が許容値を満足するまで繰り返し、許容値を満足
した時点でオフセット補正学習モードを終了する（Ｓ２
６）。

【００７２】上述のように各位相調整手段の位相調整量
を最適化したのち、トラッキング誤差信号を検出する動
作に移行する。コントローラ７２が第２のスイッチ手段
６７を制御して第１の加算手段６１および第２の加算手
段６２への入力信号を入れ替え、第１の加算手段６１の
一方の入力には第３の位相調整手段１１の出力Ｃ’、ま
た、第２の加算手段６２の一方の入力に第２の位相調整
手段４の出力Ｂ’が入力される。結果、第１の加算手段
６１は（Ａ’＋Ｃ’）を出力する。また、第２の加算手
段６２は（Ｂ’＋Ｄ’）を出力する。

【００７３】第１のコンパレータ６３で第１の加算手段
６１の出力（Ａ’＋Ｃ’）を２値化し、また、第２のコ
ンパレータ６４で第２の加算手段６２の出力（Ｂ’＋
Ｄ’）を２値化する。位相比較手段６５は、第１のコン
パレータ６３の出力と第２のコンパレータ６４の出力の
間の位相差を検出する。位相比較手段６５の出力は時間
情報であり、これを位相差−電圧変換手段６６で電気信
号に変換することで位相差方式によるトラッキング誤差
信号が得られる。

【００７４】このトラッキング誤差信号は、光スポット
の目標位置と現在位置との差つまり誤差量（オフトラッ
ク量）を表しており、トラッキング制御手段８はこの誤
差量を打ち消すように光スポット位置を制御する。光ス
ポット位置の制御は、トラッキング制御手段８の出力に
基づいてドライバ１０がアクチュエータ２３を駆動して
レンズ２４の半径方向位置を制御することで実現する。
そのため、コントローラ７２は第１のスイッチ手段９を
介してトラッキング制御手段８の出力がドライバ１０に
入力されるように設定する。

【００７５】図１において、第２のスイッチ手段６７を
第２、第３の位相調整手段と第１、第２の加算手段の間
に配置したが、この限りではなく、位相比較手段６５で
（Ａ’＋Ｂ’）と（Ｃ’＋Ｄ’）の間の位相差、また
は、（Ａ’＋Ｃ’）と（Ｂ’＋Ｄ’）の間の位相差を検
出できればよい。その意味から、位相調整手段の出力か
ら位相比較手段６５までの構成を次のように変更しても
同様の効果を得ることができる。１点目は４つの加算手
段で上記加算信号を得た後必要な２信号を選択して第１
と第２のコンパレータにそれぞれ入力する構成であり、
２点目は４つの加算手段と４つのコンパレータで上記加
算信号に対する２値化信号をそれぞれ得た後必要な２信
号を選択して位相比較手段６５に入力する構成である。

【００７６】また、位相差−電圧変換手段６６は、位相
差である時間情報を電気信号に変換する手段であればど
のような構成でもよく、一般的には、ローパスフィルタ
（以下、ＬＰＦと略す。）で平滑化するだけでも実現で
きる。また、他の構成として、チャージポンプとＬＰＦ
で構成する方法も実用化されている。

【００７７】さらに、オフセット補正学習手段７とトラ
ッキング制御手段８および第１のスイッチ９は、ＡＤＣ
とディジタル−アナログ変換回路（以下、ＤＡＣと略
す。）内蔵タイプのディジタルシグナルプロセッサ（以
下、ＤＳＰと略す。）で実現することも可能である。

【００７８】このように構成された光学的情報再生方法
および装置においては、位相比較手段６５で比較する対
象を切り替えることで、位相差方式によるトラッキング
誤差信号を得る上で問題であったピット深さおよびレン
ズ位置に依存して変化する第１のオフセットまたは、ト
ラッキング誤差信号を直接検出でき、この情報に基づい
た学習的な繰り返し制御で各位相比較手段の位相調整量
の最適化ができるので、オフセットフリーなトラッキン
グ誤差信号検出系を実現でき、装置の信頼性が向上す
る。また、従来のようにトラッキング誤差信号の波形対
称性から第１のオフセットを求めるのではなく、第１の
オフセットそのものを電圧値として計測できるので、計
測のためのＡＤＣは高価な高速タイプでなくても検出精
度を損うことはない。これに加え、ハードウェアの増加
がわずかなため、装置コストの増加を抑圧できる。

【００７９】また、再生速度により変化する各位相調整
手段の最適位相調整量の設定についても、ハードウェア
を変更することなく上述のオフセット補正学習アルゴリ
ズムで対処できる。

【００８０】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２である光学的情報再生装置を示すブロック図であ
る。１は情報担体、２は光ヘッド、３は第１の位相調整
手段、４は第２の位相調整手段、５は位相調整量設定手
段、６は位相差検出手段、７はオフセット補正学習手
段、８はトラッキング制御手段、９は第１のスイッチ手
段、１０はドライバ、１１は第３の位相調整手段、１２
は第４の位相調整手段、１３は変換ゲイン設定手段、を
示す。さらに、光ヘッド２は、ＬＤ２１、ＢＳ２２、ア
クチュエータ２３、レンズ２４、光電変換手段２５で構
成する。また、位相差検出手段６は、第１の加算手段６
１、第２の加算手段６２、第１のコンパレータ６３、第
２のコンパレータ６４、位相比較器６５、位相差−電圧
変換手段６６、第２のスイッチ手段６７で構成する。さ
らにまた、オフセット補正学習手段７は、コントローラ
７２、オフセット測定手段７３、オフセット調整手段７
４、再生レベル測定手段７５、で構成する。

【００８１】次に、実施の形態２の光学的情報再生装置
の動作を図３に基づいて説明する。図において図１と同
一符合はそれぞれ同一または相当部分を示している。動
作上で前述の図１の光学的情報再生装置と異なる点は、
オフセット補正学習時である。以下にオフセット補正学
習動作を図４に示すオフセット補正学習アルゴリズムに
沿って説明する。

【００８２】オフセット補正学習モードが起動されると
（Ｓ３０）、図示しない装置全体を制御するドライブコ
ントローラは、ドライブに初期値パラメータの設定（Ｓ
３１）、ＬＤ点灯、その後情報担体上に光スポットを集
光するフォーカス制御まで動作させる（Ｓ３２）。

【００８３】そして、トラッキング誤差検出系全体の検
出ゲインを略一定にする。本来、トラッキング誤差検出
系の検出ゲインは、光ヘッド、情報担体、および電気回
路等の特性バラツキにより変動する。そのため、第１の
オフセットや電気的オフセットも検出ゲインに依存して
変動する。これを抑圧し、より信頼性の高いトラッキン
グ誤差検出系を構築するため、検出ゲインを略一定にす
ることが必要である。

【００８４】このシーケンスは、位相差−電圧変換手段
６６から出力されるトラッキング誤差信号の振幅を略一
定にすることで実現する。具体的な動作は、再生レベル
測定手段７５で位相差−電圧変換手段６６から出力振幅
を測定し（Ｓ３３）、この結果が許容範囲内か否かを判
定する（Ｓ３４）ことから始まる。

【００８５】判定結果が許容値を満足しない場合、コン
トローラ７２は変換ゲイン設定手段１３を介して位相差
−電圧変換手段６６の変換ゲインを変更し（Ｓ３５）、
再度位相差−電圧変換手段６６の出力レベルを検出する
ステップ（Ｓ３３）にもどる。このように、Ｓ３３→Ｓ
３４→Ｓ３５→Ｓ３３のループを判定結果が許容値を満
足するまで繰り返すことで位相差−電圧変換手段６６か
ら出力されるトラッキング誤差信号の振幅を略一定にす
る。

【００８６】次に、トラッキング誤差を検出するための
回路で発生する電気的オフセットをキャンセルする。こ
れは、位相差方式によりトラッキング誤差信号を得る上
で問題となっているピット深さおよびレンズ位置に依存
した第１のオフセットをより高精度に検出するために必
要である。

【００８７】電気的オフセットをキャンセルするため、
コントローラ７２は位相比較手段６５の動作を停止する
（Ｓ３６）。この状態で、オフセット測定手段７３はオ
フセット調整手段７４の出力を測定し、電気的オフセッ
トを求める（Ｓ３７）。そして、コントローラ７２は、
この測定結果が許容範囲内か否かを判定（Ｓ３８）す
る。

【００８８】判定結果が許容値を満足しない場合、コン
トローラ７２はオフセット調整手段７４で位相差−電圧
変換手段６６の出力レベルを調整し（Ｓ３９）、再度電
気的オフセットを測定するステップ（Ｓ３７）にもど
る。このように、Ｓ３７→Ｓ３８→Ｓ３９→Ｓ３７のル
ープを判定結果が許容値を満足するまで繰り返すことで
検出回路に依存した電気的オフセットをキャンセルす
る。

【００８９】次に、コントローラ７２は、位相比較手段
６５の動作停止を解除（Ｓ４０）したのち、モード１を
選択し、第１のスイッチ手段９を介してコントローラ７
２の出力をドライバ１０への入力信号とするとともに、
第２のスイッチ手段６７を制御して第１の加算手段６７
に第２の位相調整手段４の出力Ｂ’および第２の加算手
段６８に第３の位相調整手段５の出力Ｃ’がそれぞれ入
力されるように設定する（Ｓ４１）。

【００９０】その後、コントローラ７２の制御でレンズ
２４を内周側に駆動する（Ｓ４２）。この状態で、オフ
セット測定手段７３にて位相差−電圧変換手段６６の出
力レベルを検出し（Ｓ４３）、コントローラ７２でこの
結果が許容値を満足するかどうかを判定する（Ｓ４
４）。

【００９１】判定結果が許容値を満足しない場合、コン
トローラ７２は位相調整量設定手段５を介して各位相調
整手段の位相調整量を個別に変更し（Ｓ４５）、再度位
相差−電圧変換手段６６の出力レベルを検出するステッ
プ（Ｓ４３）にもどる。このように、Ｓ４３→Ｓ４４→
Ｓ４５→Ｓ４３のループを判定結果が許容値を満足する
まで繰り返すことでレンズが内周側に変位したときの各
位相調整手段ごとの最適位相調整量を求める。そして、
その値を保存する（Ｓ４６）。

【００９２】次に、コントローラ７２はレンズ２４を外
周側に駆動する（Ｓ４７）。この状態で、オフセット測
定手段７３にて位相差−電圧変換手段６６の出力レベル
を検出し（Ｓ４８）、コントローラ７２でこの結果が許
容値を満足するかどうかを判定する（Ｓ４９）。

【００９３】判定結果が許容値を満足しない場合、コン
トローラ７２は位相調整量設定手段５を介して各位相調
整手段の位相調整量を個別に変更し（Ｓ５０）、再度位
相差−電圧変換手段６６の出力レベルを検出するステッ
プ（Ｓ４８）にもどる。このように、Ｓ４８→Ｓ４９→
Ｓ５０→Ｓ４８のループを判定結果が許容値を満足する
まで繰り返すことでレンズが外周側に変位したときの各
位相調整手段ごとの最適位相調整量を求める。そして、
その値を保存する（Ｓ５１）。

【００９４】各位相調整手段ごとに保存された内周側最
適位相調整量と外周側最適位相調整量の差を求め、この
差が許容値を満足するかどうかを判定する（Ｓ５２）。
判定結果が許容値を満足しない場合、コントローラ７２
は、各位相調整手段ごとに保存された内周側最適位相調
整量と外周側最適位相調整量の平均値等を求め、位相調
整量設定手段５を介してこの値を各位相調整手段に設定
する（Ｓ５３）。設定後、Ｓ４２に戻り、Ｓ４２〜Ｓ５
３の動作を内周側最適位相調整量と外周側最適位相調整
量の差が許容値を満足するまで繰り返す。

【００９５】上述のように各位相調整手段の位相調整量
を最適化したのち、トラッキング誤差信号を検出する動
作に移行する。コントローラ７２は、モード２を選択
し、第２のスイッチ手段６７を制御して第１の加算手段
６１および第２の加算手段６２への入力信号を入れ替
え、第１の加算手段６１の一方の入力には第３の位相調
整手段１１の出力Ｃ’、また、第２の加算手段６２の一
方の入力に第２の位相調整手段４の出力Ｂ’が入力され
る。結果、第１の加算手段６１は（Ａ’＋Ｃ’）を出力
する。また、第２の加算手段６２は（Ｂ’＋Ｄ’）を出
力する。

【００９６】第１のコンパレータ６３で第１の加算手段
６１の出力（Ａ’＋Ｃ’）を２値化し、また、第２のコ
ンパレータ６４で第２の加算手段６２の出力（Ｂ’＋
Ｄ’）を２値化する。位相比較手段６５は、第１のコン
パレータ６３の出力と第２のコンパレータ６４の出力の
間の位相差を検出する。位相比較手段６５の出力は時間
情報であり、これを位相差−電圧変換手段６６で電気信
号に変換することで位相差方式によるトラッキング誤差
信号を得る。

【００９７】最後に、位相差−電圧変換手段６６から出
力されるトラッキング誤差信号の振幅が所定レベルにな
るように微調整する。再生レベル測定手段７５で位相差
−電圧変換手段６６から出力振幅を測定し（Ｓ５５）、
この結果が許容範囲内か否かを判定（Ｓ５７）する。判
定結果が許容値を満足しない場合、コントローラ７２は
変換ゲイン設定手段１３を介して位相差−電圧変換手段
６６の変換ゲインを変更し（Ｓ５７）、再度位相差−電
圧変換手段６６の出力レベルを検出するステップ（Ｓ５
５）にもどる。

【００９８】このように、Ｓ５５→Ｓ５６→Ｓ５７→Ｓ
５５のループを判定結果が許容値を満足するまで繰り返
すことで位相差−電圧変換手段６６から出力されるトラ
ッキング誤差信号の振幅を一定にし、許容値を満足した
時点でオフセット補正学習モードを終了する（Ｓ５
８）。

【００９９】上述のオフセット補正学習モード終了後の
トラッキング誤差信号は、光スポットの目標位置と現在
位置との差つまり誤差量を現しており、トラッキング制
御手段８はこの誤差量を打ち消すように光スポット位置
を制御する。光スポット位置の制御は、トラッキング制
御手段８の出力に基づいてドライバ１０がアクチュエー
タ２３を駆動してレンズ２４の半径方向位置を制御する
ことで実現する。そのため、コントローラ７２は第１の
スイッチ手段９を介してトラッキング制御手段８の出力
がドライバ１０に入力されるように設定する。

【０１００】図３においても実施の形態１同様、第２の
スイッチ手段６７を第２、第３の位相調整手段と第１、
第２の加算手段の間に配置したが、この限りではなく、
位相比較手段６５で（Ａ’＋Ｂ’）と（Ｃ’＋Ｄ’）の
間の位相差、または、（Ａ’＋Ｃ’）と（Ｂ’＋Ｄ’）
の間の位相差を検出できればよい。

【０１０１】また、位相差−電圧変換手段６６は、位相
差である時間情報を電気信号に変換する手段で、しか
も、変換ゲインが可変型のものであればどのような構成
でもよい。一般的には、駆動電流可変型のチャージポン
プとＬＰＦで構成することで実現可能である。この場合
は、ＤＡＣ等で駆動電流を制御できる利点もある。ま
た、他の構成として、ＬＰＦをアクティブフィルタで構
成し、このゲインを可変型にする方法もある。

【０１０２】このように構成された光学的情報再生方法
および装置においては、検出回路に生ずる電気的オフセ
ットがなく、また、トラッキング誤差検出系全系のゲイ
ンを所定の値に補正することでトラッキング誤差信号の
振幅を所定のレベルに調整でき、さらに、位相差方式で
トラッキング誤差信号を得る上で問題であったピット深
さおよびレンズ位置に依存した第１のオフセットを直接
検出でき、この情報に基づいて学習的な繰り返し制御で
各位相比較手段の位相調整量の最適化ができるので、オ
フセットフリーで検出ゲイン一定のトラッキング誤差信
号検出系を実現でき、これによりトラッキング制御系が
安定になり装置の信頼性が向上する。

【０１０３】また、再生速度により変化する各位相調整
手段の最適位相調整量の設定についても、実施の形態１
同様、ハードウェアを変更することなく上述のオフセッ
ト補正学習アルゴリズムで対処できる。

【０１０４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【０１０５】位相比較手段で比較する対象を切り替える
わずかなブロックを従来の光学的再生装置に付加するだ
けで、位相差方式でトラッキング誤差信号を得る上で問
題であったピット深さおよびレンズ位置に依存して生ず
る情報担体からの反射光のファーフィールドパターンを
情報トラックの接線方向に分割して得られる２信号間の
位相差情報を電圧値として直接検出でき、この情報に基
づいて学習的な繰り返し制御で各位相比較手段の位相調
整量の最適化ができるので、オフセットフリーなトラッ
キング誤差信号検出系を実現でき、装置の信頼性が向上
する。

【０１０６】また、オフセット補正学習手段からの出力
によって位相比較手段で比較する対象を切り替えること
で、オフセット補正とトラッキング誤差信号再生の制御
が確実にできる。

【０１０７】さらに、この発明に係る他の光学的再生方
法および装置は、トラッキング誤差信号検出回路に生ず
る電気的オフセットを補正する手段により、これをキャ
ンセルでき、また、トラッキング誤差検出系全系のゲイ
ンを補正する手段によりトラッキング誤差信号の振幅を
一定とできるので、トッラキング制御系がより安定とな
り装置の信頼性がさらに向上する。

【０１０８】また、位相差−電圧変換手段をチャージポ
ンプとＬＰＦで構成し、また、変換ゲイン設定手段をチ
ャージポンプの駆動電流を変更する構成としたので、Ｌ
ＳＩ化に適したＤＡＣによる駆動電流の制御が可能とな
る。

【０１０９】さらにまた、変換ゲイン設定手段をＬＰＦ
のゲインを設定する手段で構成したもので、ＬＰＦをＬ
ＳＩ化に適したアクティブフィルタ型にすればコントロ
ーラから容易に制御可能となる。ＬＳＩ化することでゲ
インを設定するための素子間バラツキが小さくなり、ゲ
イン設定精度が向上し、トラッキング誤差信号の品質向
上が計れる。このように変換ゲイン設定手段のゲイン設
定をハードウェアではなく開発コストに影響しない程度
のソフトウェアを追加することでコントローラを介して
制御できるので、装置コストの面でもメリットを奏す
る。

【０１１０】また、従来のようにトラッキング誤差信号
の波形対称性からオフセットを求めるのではなく、オフ
セットそのものを計測できるので、高価な高速タイプの
ＡＤＣでなくても検出精度を損うことはない。

【０１１１】さらに、回路で発生する電気的オフセット
をキャンセルし、より信頼性の高いトラッキング誤差検
出系を構築することができる。

【０１１２】また、位相差−電圧変換ゲインを調整する
ことで、トラッキング誤差信号の振幅を微調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１を示す光学的情報再生装置のブ
ロック図である。

【図２】 実施の形態１を示す光学的情報再生装置のオ
フセット補正学習手段によるオフセット補正学習アルゴ
リズムである。

【図３】 実施の形態２を示す光学的情報再生装置のブ
ロック図である。

【図４】 実施の形態２を示す光学的情報再生装置のオ
フセット補正学習手段によるオフセット補正学習アルゴ
リズムである。

【図５】 位相差法によるトラッキング誤差情報の検出
原理を示す図である。

【図６】 ピット深さに依存してトラッキング誤差信号
に生ずるオフセットの発生原理を示す図である。

【図７】 従来の光学的情報再生装置を示す図である。

【図８】 従来の光学的情報再生装置のオフセット補正
学習手段によるオフセット補正学習アルゴリズムであ
る。

【符号の説明】

１ 情報担体、２ 光ヘッド、３ 第１の位相調整手
段、４ 第２の位相調整手段、５ 位相調整量設定手
段、６ 位相差検出手段、７ オフセット補正学習手
段、８ トラッキング制御手段、９ 第１のスイッチ手
段、１０ ドライバ、１１ 第３の位相調整手段、１２
第４の位相調整手段、１３ 変換ゲイン設定手段、２
１ レーザダイオード、２２ ビームスプリッタ、２３
アクチュエータ、２４ レンズ、２５ 光電変換手
段、６１ 第１の加算手段、６２ 第２の加算手段、６
３ 第１のコンパレータ、６４ 第２のコンパレータ、
６５ 位相比較器、６６ 位相差−電圧変換手段、６７
第２のスイッチ手段、７１ 波形対称性測定手段、７
２ コントローラ、７３ オフセット測定手段、７４
オフセット調整手段、７５ 再生レベル測定手段。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報担体上に情報ピット列として記録さ
   れた情報トラックを光スポットがトレースして記録情報
   を読みとる光学的情報再生装置において、 情報担体で反射された光のファーフィールドパターンを
   情報トラックの接線方向と垂直方向に分割して、垂直方
   向に分割された一方に第１の光検出器と第２の光検出器
   を配置し、垂直方向に分割された他方に、第１の光検出
   器と対角位置になるように第３の光検出器を配置し、第
   ２の光検出器と対角位置になるように第４の光検出器を
   配置した光電変換手段と、 前記第１〜第４の光検出器からの出力の各々の位相を個
   別に調整する第１〜第４の位相調整手段と、 前記第１の位相調整手段からの出力と前記第２の位相調
   整手段からの出力を加算した第１の和信号と、前記第３
   の位相調整手段からの出力と前記第４の位相調整手段か
   らの出力を加算した第２の和信号との位相差、または前
   記第１の位相調整手段からの出力と前記第３の位相調整
   手段からの出力を加算した第３の和信号と前記第２の位
   相調整手段からの出力と前記第４の位相調整手段からの
   出力を加算した第４の和信号との位相差を検出する位相
   差検出手段と、 前記位相差検出手段からの前記第１の和信号と第２の和
   信号との位相差の出力により、該位相差をキャンセルす
   るように前記第１〜第４の位相調整手段を調整するオフ
   セット補正学習手段と、 前記位相差検出手段からの前記第３の和信号と第４の和
   信号との位相差の出力よりトラッキング誤差情報を得る
   トラッキング制御手段を備えたことを特徴とする光学的
   情報再生装置。
2. 【請求項２】 位相差検出手段は、オフセット補正学習
   手段からの出力によって、第１の和信号と第２の和信号
   との位相差か、第３の和信号と第４の和信号との位相差
   を検出するかを切り換える切り換え手段を備えたことを
   特徴とする請求項１記載の光学的情報再生装置。
3. 【請求項３】 オフセット補正学習手段は、 位相差検出手段からの出力に重畳されている電気的オフ
   セットを調整するオフセット調整手段と、 該オフセット調整手段からの出力を測定し、電気的オフ
   セットを求めるオフセット測定手段と、 該オフセット調整手段からの出力振幅を測定する再生レ
   ベル測定手段と、 前記オフセット測定手段からの出力と前記再生レベル測
   定手段からの出力により、前記位相差検出手段と前記オ
   フセット調整手段と前記位相調整手段を制御する制御手
   段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光学的情報
   再生装置。
4. 【請求項４】 位相差検出手段は、位相比較手段によっ
   て信号間の位相差を検出し、ローパスフィルタ（以下
   「ＬＰＦ」と称す。）によって前記位相差を電圧に変換
   し、前記ＬＰＦのゲインを可変することで位相差の電圧
   への変換ゲインを変更する構成を備えることを特徴とす
   る請求項１記載の光学的情報再生装置。
5. 【請求項５】 位相差検出手段は、位相比較手段によっ
   て２信号間の位相差を検出し、チャージポンプとＬＰＦ
   によって位相差を電圧に変換し、前記チャージポンプの
   駆動電流または前記ＬＰＦのゲインを可変することで位
   相差の電圧への変換ゲインを変更する構成を備えること
   を特徴とする請求項１記載の光学的情報再生装置。
6. 【請求項６】 情報担体上に情報ピット列として記録さ
   れた情報トラックを光スポットがトレースして記録情報
   を読みとる光学的情報再生方法において、 オフセット補正学習モードが起動されると初期設定をす
   るステップと、 情報担体で反射された光のファーフィールドパターンを
   情報トラックの接線方向と垂直方向に分割して、垂直方
   向に分割された一方に第１の光検出器と第２の光検出器
   を配置し、垂直方向に分割された他方に、第１の光検出
   器と対角位置になるように第３の光検出器を配置し、第
   ２の光検出器と対角位置になるように第４の光検出器を
   配置し、前記第１〜第４の光検出器からの出力の各々の
   位相を個別に調整した第１〜第４の位相調整出力で、該
   第１の位相調整出力と前記第２の位相調整出力を加算し
   た第１の和信号と前記第３の位相調整出力と前記第４の
   位相調整出力を加算した第２の和信号との位相差を検出
   する第１の位相比較モードを選択するステップと、 レンズを情報担体の内外周の一方向に駆動するステップ
   と、 前記第１の位相比較モードで位相差を検出するステップ
   と、 前記第１の位相比較モードで位相差を検出するステップ
   からの出力により前記第１の位相比較モードで検出され
   る位相差をキャンセルするように第１〜第４の光検出器
   からの出力の位相を各々調整する一方向調整ステップ
   と、 レンズを情報担体の内外周の他方向に駆動するステップ
   と、 他方向に駆動して、前記第１の位相比較モードで位相差
   を検出するステップからの出力により前記第１の位相比
   較モードにて検出される位相差をキャンセルするように
   第１〜第４の光検出器からの出力の位相を各々調整する
   他方向調整ステップと、 前記一方向調整ステップと前記他方向調整ステップでの
   調整量を調整するステップを備えたことを特徴とする光
   学的情報再生方法。
7. 【請求項７】 初期設定をするステップは、 第１の位相調整出力と第３の位相調整出力を加算した第
   ３の和信号と第２の位相調整出力と前記第４の位相調整
   出力を加算した第４の和信号との位相差を検出する第２
   の位相比較モードを選択するステップと、 第２の位相比較モードで検出される位相差出力の再生レ
   ベルが許容値内となるように調整するステップと、 位相差出力に重畳されている電気的オフセットを許容値
   内となるように調整するステップと備えたことを特徴と
   する請求項６記載の光学的情報再生方法。
8. 【請求項８】 一方向調整ステップと前記他方向調整ス
   テップでの調整量を調整するステップの後、 第１の位相調整出力と前記第３の位相調整出力を加算し
   た第３の和信号と前記第２の位相調整出力と前記第４の
   位相調整出力を加算した第４の和信号との位相差を検出
   する第２の位相比較モードを選択するステップと、 トラッキング誤差信号の振幅を調整するステップと備え
   たことを特徴とする請求項６記載の光学的情報再生方
   法。