JP2002133671A - 光ディスクのオフトラック検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクセスの開始時に、確実なオントラック・
オフトラックの検出を行う光ディスクのオフトラック検
出回路を提供する。 【解決手段】 駆動手段により光スポットが光ディスク
のトラック上を横切るように光ヘッドおよび記録媒体を
相対的に駆動するアクセスの際に、光ヘッド３の複数に
分割された光検出器９の出力信号をＡ／Ｄ変換器１１で
ディジタル変換され演算回路１２で総加算を行った光量
和信号１０１を高域通過フィルタ１６を通した出力信号
と、比較レベル１０８とを比較器１８で比較してオフト
ラック検出信号１０５を出力する。アクセス開始時に所
定時間、オフセット設定回路１７から高域通過フィルタ
１６に所定のオフセット値を付加することで高域通過フ
ィルタ１６の応答遅れをなくし、アクセス開始時から確
実なオフトラック検出信号１０５を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザの光
を絞った光スポットを用いて、光ディスク上のトラック
に信号を記録したり、あるいは記録した光ディスク上の
トラックから信号を再生する光ディスク装置のなかで、
特にアクセス，トラッキング引き込み時に必要な光スポ
ットのオントラック、オフトラック状態の判別に用いる
光ディスクのオフトラック検出回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクのオフトラック検出回
路は、たとえば特開平１１−６６５８０号公報に記載さ
れたものなどが知られている。

【０００３】図４は従来の光ディスクのオフトラック検
出回路の構成の一例を示すブロック図、図５は図４にお
ける要部波形図を示す。図４において、光ディスク１は
スピンドルモータ２で回転される。信号を記録し、また
は再生する光ヘッド３は、光源となる半導体レーザ４、
半導体レーザ４から出た光ビームをは平行光に変換する
コリメートレンズ５、コリメートレンズ５からの光ビー
ムを反射させて１／４λ板に入射させる偏光ビームスプ
リッタ６、偏光ビームスプリッタ６からの光ビームを円
偏光に変換し、対物レンズ８からの反射光を直線偏光に
変換する１／４λ板７、１／４λ板７からの光ビームを
光ディスク１上にスポットを集光する対物レンズ８、通
常複数に分割され、光ディスク１で反射して１／４λ板
７により直線偏光に変換された光を受光し電気信号に変
換する光検出器９などで構成されている。

【０００４】トラバース装置１０は光ヘッド３を、光デ
ィスク１の半径方向、すなわちトラックを横切るように
移動させる。演算回路５０は複数に分割された光検出器
９の出力を、加算あるいは減算により、フォーカス誤差
信号ＦＥ，トラッキング誤差信号ＴＥ，光量和信号１０
１を発生させる。これらは既知の技術であるから、光量
和信号１０１以外の信号と、その処理については説明を
省略する。

【０００５】光量和信号１０１は複数に分割された光検
出器９の出力の総加算から得られる。低域通過フィルタ
５１は光量和信号１０１の直流成分を抽出して出力信号
１０９を出力する。比較器５２は光量和信号１０１と低
域通過フィルタ５１の出力信号１０９とのレベルの大小
を比較し、オフトラック検出信号１０５として出力す
る。

【０００６】図５において、横軸は時間の経過を、時間
ｔ１までと時間ｔ２以降は光ヘッド３からの光ビームが
トラックに追従している状態を示し、時間ｔ１から時間
ｔ２の間は光ヘッド３からの光ビームが光ディスク１上
のトラックを横切るようにアクセスしている状態を示し
ている。

【０００７】以上のように構成された従来の光ディスク
のオフトラック検出回路の動作について説明する。

【０００８】まず、半導体レーザ４から出た光ビームは
コリメートレンズ５により平行光に変換された後、偏光
ビームスプリッタ６で反射され、１／４λ板７を通過し
て円偏光に変換され、対物レンズ８により絞り込まれ光
ディスク１のトラック上に光スポットを結ぶ。光ディス
ク１で反射した光は、対物レンズ８を通った後、１／４
λ板７により直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッ
タ６を通過して光検出器９に入射し電気信号に変換され
る。つぎに、演算回路５０で光検出器９の出力を加算
し、光量和信号１０１として出力する。ここで、光ディ
スク１がコンパクトディスクのように凹凸のピットによ
って形成されたトラックの場合には、光量和信号には上
記凹凸のピットによる再生信号成分が含まれるため、所
定のエンベロープ検波を行い、光量和信号１０１として
出力する。

【０００９】つぎに、低域通過フィルタ５１で光量和信
号１０１の直流成分を抽出する。抽出した直流成分は、
光量和信号のほぼ中心を追従するレベルとなる。

【００１０】つぎに、比較器５２で光量和信号１０１と
低域通過フィルタ５１の出力信号１０９とのレベルの大
小を比較し、オントラック状態がＨレベル、オフトラッ
ク状態がＬレベルとして、オフトラック検出信号１０５
が出力される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような光ディスク
のオフトラック検出回路においては、アクセス時やトラ
ッキング引き込み時に光スポットが横断する方向を判別
するために正確なオントラック・オフトラックの検出が
要求されているが、低域通過フィルタ５１の出力信号１
０９には低域通過フィルタ５１のフィルタの時定数分の
応答遅れがあるため、トラックに追従する状態からトラ
ックを横断する状態になるアクセスへの開始時（ｔ１）
に、低域通過フィルタ５１の出力信号１０９は実際の光
量和信号１０１の直流成分に対して追従の遅れが生じて
正確な検出ができなかった。

【００１２】本発明は、アクセスの開始時においても正
確なオントラック・オフトラックの検出を行う光ディス
クのオフトラック検出回路を提供することを目的として
なされたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載の光ディスクのオフトラック
検出回路は、光スポットを光ディスクのトラック上に追
従させ信号を記録しまたは再生する光ヘッドと、前記光
スポットが前記光ディスクのトラック上を横切るよう
に、前記光ヘッドおよび上記記録媒体を相対的に駆動す
る駆動手段と、前記光ディスクからの反射光を受光する
分割した光検出手段と、前記光検出手段の出力の加算、
減算信号を出力する演算手段と、前記演算手段の出力か
ら直流成分を除去する高域通過フィルタ手段と、前記駆
動手段により光スポットが光ディスクのトラック上を横
切るように前記光ヘッドおよび記録媒体を相対的に駆動
する際に、所定時間、前記高域通過フィルタ手段に所定
の値を設定するオフセット設定手段と、前記高域通過フ
ィルタ手段の出力のトラッククロス成分と所定のレベル
とを比較する比較手段とを備える構成としたものであ
る。

【００１４】また本発明の請求項２の構成は、請求項１
記載のオフトラック検出回路において、前記高域通過フ
ィルタ手段はディジタルフィルタとしたものである。

【００１５】さらに本発明の請求項３記載のオフトラッ
ク検出回路は、請求項１または２の構成において、前記
高域通過フィルタ手段は１次のＩＩＲ型のディジタルフ
ィルタとしたものである。

【００１６】これらの構成によって、アクセス開始時に
光スポットが光ディスクのトラック上を横切るように光
ヘッドおよび記録媒体を相対的に駆動する際に、光量和
信号を帯域制限するフィルタ手段に、所定時間オフセッ
ト値を付加するので、アクセス開始時のフィルタ手段に
よる応答遅れをなくすとともに、より高い遮断周波数に
対してもより正確にオントラック・オフトラックの判別
を行うという作用を有する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態につい
て、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態
における光ディスクのオフトラック検出回路の構成を示
すブロック図、図２は同じくそのオフセット設定回路の
構成を示すブロック図、図３は同じくその要部波形図を
示している。図１において、光ディスク１、スピンドル
モータ２、光検出手段である光ヘッド３、半導体レーザ
４、コリメートレンズ５、偏光ビームスプリッタ６、１
／４λ板７、対物レンズ８、光検出器９、駆動手段であ
るトラバース装置１０等は従来例と同様のものであり説
明を省略する。

【００１８】Ａ／Ｄ変換器１１は光検出器９の出力をデ
ィジタル値に変換する。演算手段である演算回路１２は
Ａ／Ｄ変換器１１の出力を総加算し光量和信号１０１と
して出力する。

【００１９】光量和信号１０１の直流成分を除去する高
域通過フィルタ手段である高域通過フィルタ１６は、第
１の加算器４１、第１の乗算器４２、遅延回路４３、第
１の減算器４４、第２の乗算器４５、第２の加算器４６
から構成され、所定の動作クロックで動作する１次のＩ
ＩＲ型のディジタルフィルタである。

【００２０】高域通過フィルタ１６の遅延回路４３の入
力に第２の加算器４６で加算するオフセットデータ１０
６を設定するオフセット設定手段であるオフセット設定
回路１７は、オフセット値は式１に示すように、光スポ
ットがトラックを横切っている状態の時の光量和信号の
ピークレベルとボトムレベルの差の１／２レベルに設定
される。すなわち、前記ピークレベルがＸとボトムレベ
ルがＹ、第２の乗算器４５の乗算係数をＡ、第１の乗算
器４２の乗算係数をＢとすれば、 オフセット値 ＝｛（Ｘ−Ｙ）／２｝・｛１／（２Ａ・（Ｂ−１））｝…（式１） である。

【００２１】比較手段である比較器１８は、比較レベル
１０８と高域通過フィルタ１６の出力信号１０７のレベ
ルを比較し、オフトラック検出信号１０５を出力する。
比較レベル１０８はゼロレベルである。

【００２２】図２のオフセット設定回路１７において、
クロック２０１は外部から高域通過フィルタ１６の動作
クロック以下の周波数で入力される。第１のＤフリップ
フロップ３１は外部から入力されるクロック２０１の立
ち上がりエッジでアクセス開始指令１０２をラッチす
る。第２のＤフリップフロップ３２はクロック２０１の
立ち上がりエッジで第１のＤフリップフロップの出力を
ラッチする。インバータ３３はＤフリップフロップ３２
の出力を反転させる。インバータ３３の出力と第１のＤ
フリップフロップ３１の出力との論理和演算を行うＯＲ
回路３４の出力はアクセス開始指令１０２の立ち上がり
でクロック２０１の１クロック分Ｈレベルのパルスを出
力する。切り換えスイッチ３７はＯＲ回路３４の出力が
Ｈレベルの時はオフセット値３５を、ＯＲ回路３４の出
力がＬレベルの時はオールゼロのディジタル値３６に切
り換えてオフセットデータ１０６として出力する。した
がって、オフセットデータ１０６には、アクセス開始指
令１０２の立ち上がりエッジに応じて、クロック２０１
の１周期の間はオフセット値３５が出力され、それ以外
の場合はオールゼロのディジタル値３６が出力される。

【００２３】図３において、横軸は時間の経過を、時間
ｔ１までと時間ｔ２以降は光ヘッド３からの光ビームが
トラックに追従している状態を示し、時間ｔ１から時間
ｔ２までの間は光ヘッド３からの光ビームを光ディスク
１上のトラックを横切るようにアクセスしている状態を
示している。アクセス開始指令１０２は、トラックへ追
従している時はＬレベルで、アクセス開始時にクロック
２０１の１パルス分以上の時間Ｈレベルとなる。光量和
信号１０１は、演算回路１２から出力され、アクセス中
はピークレベルがＸでボトムレベルがＹのトラッククロ
ス成分が発生する。オフセットデータ１０６はオフセッ
ト設定回路１７から出力される。高域通過フィルタ１６
の出力信号１０７は、実線は本実施の形態での動作波
形、波線はオフセット設定回路１７からのオフセットの
補正をしない場合の波形を示している。オフトラック検
出信号１０５は、比較器１８の出力信号である。

【００２４】以上のように構成された光ディスクのオフ
トラック検出回路について、以下その動作を説明する。

【００２５】まず、定常時の動作について説明する。半
導体レーザ４から出力された光ビームの反射光が光検出
器９から電気信号として出力されるまでの動作は、従来
例と同じであるため省略する。

【００２６】複数に分割された光検出器９の出力信号
を、Ａ／Ｄ変換器１１によりそれぞれディジタル信号に
変換する。この場合Ａ／Ｄ変換器の数は複数の光検出器
の数だけ用いてもよいが、コスト高になるので、１つの
高速なＡ／Ｄ変換器で順次変換を行う。通常光ディスク
ではサーボ系のディジタル信号処理のサンプリング周波
数は８８．２ｋＨｚで行うので、例えば４つの光検出器
の処理を８８．２ｋＨｚのサンプリング周波数で処理す
るには、Ａ／Ｄ変換器を、その６〜８倍程度の周波数
（７００〜８００ｋＨｚ）で動作させることにより、１
つのＡ／Ｄ変換器で処理することができる。

【００２７】次に演算回路１２により、Ａ／Ｄ変換回路
の出力の総加算を行い光量和信号１０１として出力す
る。次に高域通過フィルタ１６により、光量和信号１０
１の直流成分を除去し出力する。ここで高域通過フィル
タ１６の遮断周波数は、光スポットが光ディスクのトラ
ック上を横切るときのトラッククロス成分の周波数が通
過させられればよいため、数１０Ｈｚに設定される。前
記遮断周波数を実現するように第１の乗算器４２、第２
の乗算器４５で乗算する定数は決定される。また、定常
時にはアクセス開始指令１０２はＬレベルであるため、
オフセット設定回路１７からはオールゼロのディジタル
値がオフセットデータ１０６として出力される。したが
って、光スポットがトラックを追従している状態での光
量和信号１０１のレベルをＸとすると、遅延回路４３の
出力Ｍは式２となる。

【００２８】 Ｍ＝Ｘ・｛１／（２Ａ・（Ｂ−１））｝…（式２） つぎに、比較器１８により比較レベル１０８と高域通過
フィルタ１６の出力信号１０７のレベルを比較し、光量
和信号１０１の方が大の時にはＨレベルが、小の時には
Ｌレベルが出力される。このようにして、オントラック
状態がＨレベル、オフトラック状態がＬレベルとして、
オフトラック検出信号１０５が出力される。

【００２９】次に、アクセス時の動作について説明す
る。アクセス開始時（ｔ１）には、まず、外部からアク
セス開始指令１０２がＨレベルに設定される。つぎに、
オフセット設定回路１７によりアクセス開始指令１０２
の立ち上がりエッジを検出し、クロック２０１の１周期
の間、オフセット値が選択され、オフセットデータ１０
７として第２の加算器４６へ出力される。つぎに、第２
の加算器４６の出力は遅延回路４３へ格納される。

【００３０】高域通過フィルタ１６は１次のＩＩＲ型の
ディジタルフィルタであるから、遅延回路４３の出力が
入力に対し帰還されるため、入力に対する応答が無限に
続き、データをホールドするような動作となる。このた
め高域通過フィルタ１６の出力１０７は、約（Ｘ−Ｙ）
／２のレベルを中心とした信号が出力される。したがっ
て、図３の高域通過フィルタ１６の出力信号１０７の実
線の波形図のように、アクセス開始から比較レベル１０
８を中心としてトラッククロス成分を取り出して出力さ
れる。

【００３１】ここで、アクセスの開始時にオフセット設
定回路１７から出力されるオフセットデータ１０６がオ
ールゼロのディジタル値のままであれば、図３の高域通
過フィルタの出力信号１０７の波線の波形図のように、
アクセス開始直後は高域通過フィルタ１６の時定数によ
る応答の遅れが生じてしまうのはいうまでもない。

【００３２】つぎに、比較器１８により比較レベル１０
８と高域通過フィルタ１６の出力信号レベル１０７とが
比較される。すると、アクセスの開始により光スポット
はトラックを横切るため、光量和信号１０１に含まれる
トラッククロス成分により、光量和信号１０１の方が大
の時にはＨレベルが、小の時にはＬレベルがオフトラッ
ク検出信号１０５として出力される。

【００３３】以上のように本実施形態によれば、アクセ
ス開始時に、光量和信号１０１の直流成分の変動分をオ
フセットデータ１０６を加えて取り除いているため、ア
クセス開始時の高域通過フィルタ１６の応答遅れをなく
し、正確に、オントラック状態がＨレベル、オフトラッ
ク状態がＬレベルとして、オフトラック検出信号１０５
が出力できることとなる。さらに高域通過フィルタ１６
により光量和信号１０１の直流成分を除去する構成とし
たことにより、遮断周波数は光スポットが光ディスクの
トラック上を横切るときのトラッククロス成分の周波数
が通過させられれば、より高い周波数に設定してもいい
ため、アクセス開始だけでなく、光ディスク１上の傷や
ゴミなどによるディフェクトに対しても、高域通過フィ
ルタの出力信号１０７の応答時間をよくすることができ
ることとなり、アクセス中にディフェクト部分を通過し
てもより正確にオントラック・オフトラックの検出を行
うことができる。

【００３４】なお、本実施形態では高域通過フィルタ１
６を双一次近似によるディジタルフィルタで構成を示し
たが、高域通過フィルタは他の構成であっても良いのは
いうまでもない。その場合は、構成するフィルタに合わ
せて式１を変更し、オフセット値を、光スポットがトラ
ックを横切っている状態の時の光量和信号のピークレベ
ルとボトムレベルの中間のレベルに設定すればよい。

【００３５】さらに、高域通過フィルタ１６に非巡回型
ディジタルフィルタを用いる場合は、入力に対する応答
が無限に続かないので、オフセット設定回路の出力は１
回のパルスではなく高域通過フィルタ１６の時定数によ
る応答の遅れが収まるまでの時間だけ継続するようにオ
フセット設定回路の構成を変えればよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明の光ディスクのオフ
トラック検出回路によれば、駆動手段により光スポット
が光ディスクのトラック上を横切るように光ヘッドおよ
び記録媒体を相対的に駆動開始する際に、光量和信号の
帯域を制限するフィルタ手段に、所定時間所定の値を設
定することにより、前記フィルタ手段による応答遅れを
改善でき、アクセスの開始時においても正確なオントラ
ック・オフトラックの検出を行うことができるという有
利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における光ディスクのオフ
トラック検出回路の構成を示すブロック図

【図２】同じくそのオフセット設定回路の構成を示すブ
ロック図

【図３】同じく光ディスクのオフトラック検出回路の要
部波形図

【図４】従来の光ディスクのオフトラック検出回路の構
成を示すブロック図

【図５】従来の光ディスクのオフトラック検出回路の要
部波形図

【符号の説明】

３ 光ヘッド ９ 光検出器 １０ トラバース装置 １２ 演算回路 １６ 高域通過フィルタ １７ オフセット設定回路 １８ 比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝野 正行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西尾 亮一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 相馬 康人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D117 AA02 FF13 FF15 FX01 FX08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光スポットを光ディスクのトラック上に
   追従させ信号を記録しまたは再生する光ヘッドと、 前記光スポットが前記光ディスクのトラック上を横切る
   ように、前記光ヘッドおよび上記記録媒体を相対的に駆
   動する駆動手段と、 前記光ディスクからの反射光を受光する分割した光検出
   手段と、 前記光検出手段の出力の加算、減算信号を出力する演算
   手段と、 前記演算手段の出力から直流成分を除去する高域通過フ
   ィルタ手段と、 前記駆動手段により光スポットが光ディスクのトラック
   上を横切るように前記光ヘッドおよび記録媒体を相対的
   に駆動する際に、所定時間、前記高域通過フィルタ手段
   に所定の値を設定するオフセット設定手段と、 前記高域通過フィルタ手段の出力のトラッククロス成分
   と所定のレベルとを比較する比較手段とを備えたことを
   特徴とする光ディ低域通過フィルタ１３スクのオフトラ
   ック検出回路。
2. 【請求項２】 前記高域通過フィルタ手段はディジタル
   フィルタである請求項１記載のオフトラック検出回路。
3. 【請求項３】 前記高域通過フィルタ手段は１次のＩＩ
   Ｒ型のディジタルフィルタである請求項１または２記載
   のオフトラック検出回路。