JPH0192932A - トラッキング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ディスクに係り、特に光ディスクのフォーカ
ス及びトラッキング制御を間欠的に得られるサーボ信号
を基にして行なう場合に適したサンプリング・サーボ方
式に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク上の任意の記録領域にデータをリード・ライ
トする光ディスク装置において、ディスク上の目的位置
に正しく光ビームスポットを制御する機能、すなわちフ
ォーカス及びトラッキング制御が必要である。以下上記
制御に対して−フォーカス制御にはＡＦ（オート　フォ
ーカス：　Ａｕｔ。

Ｆｏｃｕｓ　）サーボ、トラッ制御にはＴＲ（トラッキ
ング：　Ｔｒａｃｋｉｎｇ）サーボと略記する。ＡＦ、
ＴＲサーボ信号をトラック上に間欠的に配置し、これら
サーボ信号領域を抜出しつつＡＦ、ＴＲ制御を遂行する
サンプリング・サーボ方式が提案されている。たとえば
特公昭５８−２１３３６あるいは１９８４　（昭和５９
年）第４５回応用物理学会学術講演会１３Ｐ−Ｅ−８お
よび１３Ｐ−Ｅ−９の″セクタサーボ方式データファイ
ル光ディスク”その１゜その２等である。これらの中で
はＡＦ、ＴＲサーボをトラック上の特定の領域のみを基
として実行するから、データのリード・ライト状態など
上記特定領域以外の部分でのトラック上あるいは光ディ
スク装置の状態にＡＦ、ＴＲサーボ系が影響を受けない
ようにできる利点が述べられている。またＴＲ信号の基
準としてトラック中心に対して左右に偏って記録したマ
ークすなわちプリウオーブルピット（Ｐｒｅ　−Ｗｏｂ
ｂｌｅｄ　Ｐｉｔ）を用いると、光スポットの光軸とデ
ィスク面との相対的ずれや傾きの影響等を受けず、光学
系が簡単になり、簡易にして高信頼な装置を得ることが
できるなどの特徴を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術におけるＴＲ制御のためのブリウオーブル
・ピットとしては、第２図に示すようないくつかのバタ
ンか提案されている。すなわち、上記ピットはディスク
上のトラックに沿って、深さ約λ／４（ここでλはＴＨ
のためのリード光ビームの波長）の穴あるいは、リード
光の光量変化として検出可能な記録情報でそれがトラッ
クの中心に対して左右にわずかな量だけ偏って作り付け
られている。いま、上記トラッキング用ピット（以下ピ
ットと呼ぶ）がトラック中心に対して。

右に偏って作られたものをＲピット、左に偏ったものを
Ｌビットと呼ぶことにすると、第２図（ａ）は、Ｌ、Ｌ
、Ｒ，Ｒ，Ｌ、Ｌ、Ｒ，Ｒ，・・・の順序でＴＲピット
が作られ、各々のＴＲピットの中間部が追加情報記録領
域即ちデータ領域になっている。（ｂ）はり、Ｒ，Ｌ、
Ｒ，・・・の並びでデータ領域はやはり各々のり、Ｒピ
ットの中間部である。

一方（ｃ）はり、Ｒ交互の並びは（ｂ）と同様であるが
一組のり、Ｒピットは接近して作られ、これらの組の間
がデータ領域である点が異なる。なお第２図はＴＲピッ
トについてのみ記したが、リード・ライト制御に関する
情報（たとえばトラック番号やデータ記録領域を区別す
るいわゆるＩＤなど）については省略している。

第３図にプーリウオーブル・ピットによるサンプリング
サーボ方式でのＴＲ制御系の一例についてその概略を示
す、第３図で１０は光学ヘッド、１１はプリアンプ、１
２はサンプルホールド、１３は差動手段、１４はＴＲ制
御信号処理手段、１５はアクチュエータである。第２図
の如きトラック上のピットからの再生信号は、ヘッド１
０で電気信号に変換されプリアンプ１１で所定のレベル
まで増幅される。この再生信号１１０を基にしてタイミ
ング発生回路１６からり、Ｒ各々のＴＲピットの振幅情
報を打抜くサンプ°リング・パルス１６０を発生させる
。一方このサンプリングパルス１６０により、再生信号
１１０のり、Ｒピットの振幅をサンプルし、差動手段１
３により、これらり、Ｒピットの振幅差１３０を得る。

これをＴＲ検出信号とし、信号処踵手段１４により所定
の補償等の処理を行ってアクチュエータ１５をドライブ
し、アクチュエータ１５は、ヘッド１０がトラックの中
心を追従する如く制御動作を行なう。

上記動作に於て、ＴＲピットからＴＲ信号を検出するた
めには、Ｌ、Ｒピットの再生信号の中心部の振幅を正し
く取出す必要がある。それには常にり、Ｒピットの中心
と正確に一致しているようなサンプリングパルス１６０
を発生しなければならない、さらに上記サンプリングパ
ルスにより高速なサンプル−・−、ホールド動作を実行
する手段を必要とする。一方ＴＲピットの再生信号には
、ディスク製造時の偏心などの特性の他使用時の回転変
動などの影響を含んでいる。従って上記サンプリングパ
ルスはこれらの影響を常に反映したものでなければなら
ないが、ＴＲピットの長さ（または径）が小さくなる程
この条件を満たすことは困難になる。

第４図に、ＴＲピット（ａ）とその再生波形（ｂ）、及
びサンプリングパルス（ｃ）の位置によるサンプル値（
振幅）の誤差Δについて説明した図を示す、これからサ
ンプリングパルスのタイミング精度（ジッタの少ないこ
と）の重要が容易に理解される。

また上記従来技術では、サーボ信号の検出が正しく行な
われることを前提としており、従って実際のディスク上
に多数存在する欠陥やその他のエラによってサーボ信号
に検出誤があった場合については論じられていない、サ
ンプリング方式においては、あるサンプル値に検出誤り
があると少なくとも次のサンプルまでは修正されことは
ないから上記誤りの影響が制御特性上に大きな乱れとし
て現われ、所定の性能が満足できない場合が起りうると
いう問題があった。

そこで本発明の第一の目的は、Ｌ、ＲビットからのＴＲ
信号の検出にさいし、正確なタイミング信号と、高速な
サンプル・ホールド手段を不要にし検出タイミングの余
裕が大きく、かつり、Ｒビットの中心値のサンプリング
なしで、高精度のＴＲ信号を検出する手段を得ることに
ある。また本発明の第二の目的は、上記ＴＲ信号を検出
するさい、ディスク等からのノイズの影響を防げるよう
なＴＲ信号検出手段を得ることにある。さらに本発明の
第三の目的は、サーボ信号のディスク等の欠陥等による
誤りを誤りとして検出あるいは判定しうるような手段を
実現することにより、上記欠陥等に対しても正常な制御
特性を保証した光ディスク装置を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

ＴＲ信号を前記プリウオーブル・ピットから得る場合に
おいては、プリウオーブルされた一組のピットに対して
、それぞれのピットからの再生信号を差動的に検出する
。この差動の方法を、従来技術ではり、Ｒそれぞれのピ
ットの再生波形の中心値の振幅を用いるが、本発明にお
いては各々の波形の面積を用いることに特徴がある。さ
らに上記面積を得るさいに、再生波形を所定のレベルで
スライスすることにより、ディスク表面ノイズ等の影響
をカットし、Ｌ、Ｒ各々のピットの再生波形面積を得る
ことができる。

ＴＲ信号は、上記り、Ｒピット間での再生波形面積差に
基づいて行なう、一方ＴＲ信号の誤りの有無の判定には
隣接の同一方向′に偏ったピット（すなわちＬピットな
らば隣のＬピット）同志間での再生波形の面積差に基づ
いて行なう。これら複数波形間の面積は所定のタイミン
グ窓を設定し。

その間のＴＲピット再生波形を積分することによって得
られる。複数波形の面積差は、各波形の面積を得た後に
差動しても、瞬時差動波形の面積を得ようにしてもよい
。

〔作用〕

本発明においては、ＴＲ信号検出のため、Ｌ。

Ｒピットからの再生波形間の差動と、ＴＲ信号の誤りを
検出するため、隣接したり、ＬまたはＲ２Ｒピットから
の再生波形の差動とを得る。そのためり、Ｒビット再生
波形間の時間差に対応した第１の信号遅延要素と、隣接
したり、ＬまたはＲ９Ｒピットのの再生波形間の時間差
に対応した第２の信号遅延要素を用い、上記２種の遅延
を経た信号と元の信号との上記２種に対応した２種の信
号差働手段により、それらの差の波形を得る。一方、上
記ＴＲピットの再生タイミングをタイミング発生回路で
発生し上記２種の差動信号に対応したサンプリング窓パ
ルスを得て、この窓パルスの期間だけ上記２種の差動信
号の積分値を得る。ここでり、Ｒピットに基づいた差動
信号の積分量はＴＲ信号とし、Ｌ、ＬまたはＲ，Ｒ，Ｒ
ビットに基づいた差動信号の積分量はＴＲ信号の誤り検
出信号として、この値が所定の範囲を越えたとき誤り対
策のための処理を特なう。

上記動作により、本発明においては前記複数ビットから
の再生波形の遅延時間や、前記サンプリング窓パルスの
位置等に多少の誤差があっても、その後の積分手段によ
りこの誤差が補償される。

したがって従来技術にくらべ、差動のための正確なタイ
ミング信号や、高速なサンプル・ホールド手段によらず
ＴＲ信号検出及びＴＲ信号の誤り検出を実行することが
できる。さらに上記の動作に先だって、再生信号をあら
かじめ所定のレベルでスライスする手段を用いることに
より、ディスク表面ノイズ等の影響を受けないようにす
ることができる。さらに上記２つの波形の差動や積分機
能は、検出波形自体を先ず高速にディジタル値に変換し
、ディジタル処理により実行してもよい。この場合のア
ナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）は、検出波形信を
忠実に再生するに必要な変換速度とサンプル数、量子化
数を有する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図に於て、１０は光学ヘッド、１１はプリアンプ、
２０はタイミング発生回路、２１．２３は信号差動手段
、２２．２４は信号遅延手段、２５゜２６は信号の積分
手段、２７はコンパレータ、２８はアンドゲート、２９
はサンプルホールド回路である。第１図は本発明に関連
したＴＲ信号回路部についてのみ示してあり、ＴＲ制御
のための信号処理やその他のサーボ制御系、あるいはＡ
Ｆサーボ系、さらにデータのリード、ライト制御及び処
理等については省略している。

第１図の動作を、第５図により説明する。第５図（ａ）
トラック１上に、左右１組のプリフォープルピット（Ｌ
Ｌ、　Ｒｔ）等をＴＲピットとする場合の説明図である
。（ｂ）使は上記り、Ｒピットからの再生信号の概略を
示す波形図であり、第１図でのプリアンプ１１の出力信
号１１０の波形を示す、ここでＬ　１＊　Ｒｘ等はそれ
ぞれＴＲビットＬ１．Ｒｚからの再生波形であることを
示す。ここでは光スポットがトラックの中心に対し、（
Ｌｘ。

Ｒ工）部ではＬ側に、（Ｌａｔ　Ｒｓ）部ではＲ側に偏
った場合を示し、このためそれぞれの振幅はＬｘ＞Ｒａ
ｔ　Ｌｍ＜Ｒａである。（Ｌｘ、　Ｒｚ）部では光スポ
ットはほぼトラック中心であり、Ｌ、Ｒビットの波形振
幅はＬ　ｚ　＝Ｒｚとなっている。

第５図（ｃ）は、第１図に於ける遅延手段２２によりり
、Ｒビット間に対応した時間ｔｏ１だけ遅延させた信号
２２０の波形を示す、同様に（ｄ）は遅延手段２４にに
より隣接した（Ｌ、Ｒ）ピットの組の間隔に対応した時
間ｔｏｗだけ遅延させた信号２４０の波形を示す。

差動手段２１は上記（ｂ）、（Ｑ）波形を入力し、両者
の差２１０を出力する。第５図（ｅ）にこの波形を示す
、一方差動手段２３は上記（ｂ）（ｄ）波形を入力し、
両者の差２３０を出力する。

第５図（ｆ）にこの波形を示す。

ここで上記差信号（ａ）及び（ｆ）を、積分手段２５．
２６によりそれぞれ期間ＴＴＲおよびＴＥの間だけ積分
する。即ち差信号２１０については、第５図（６）に開
示したＴＴＲ期間だけ、差信号２３０については（ｆ）
に図示したＴＥＩ期間だけ積分する。積分手段２５の出
力２５０は、Ｒ１−Ｌ　１　、　Ｒｚ　−Ｌ　ｚ　？・
・・波形のＴＴＲ期間内の面積（第５図（ｅ）でハツチ
ングして示した部分）に対応した量であり、この値をサ
ンプルホールド２９により保持して、トラッキング（Ｔ
Ｒ）制御信号（第５図（ｇ））とする。一方、積分手段
２６の出力２６０は、隣接したピット間距離が所定の範
囲内であれば光スポットとトラック中心との相対位置の
いかんにかかわらず、常に一定の値以下である。

即ち、隣接したＲ、Ｒあるいはり、Ｌビット間での光ス
ポットとピットとの相対関係はこの時間内での光スポッ
トのトラックを横切る方向の移動量が微少であるから略
同−である。従って各々のピットに異常がなく同一であ
れば、波形も同一となり、両者の差は非常に小さいはず
である。しかしディスクの欠陥等で異常ピットとなり、
その波形が異なってくると正常ピットと異常ピットとで
大きな差が生じる。そこで差が所定の範囲内であるか否
かをコンパレータ２７により判定し、範囲を越えていれ
ば欠陥等があると判断しゲート２８を非導通としてその
ピットに関連したＴＲ信号がサンプルホールド２９にサ
ンプルされることを阻止する。従ってこの場合、ＴＲ信
号は前のピットで検出された値が使用されることになる
。ＴＲビットに欠陥等による異常がなければ、積分出力
２５０をそのままＴＲ信号としても問題ない。即ちサン
プルホールド２９は、ＴＲビットに異常があってもその
影響がＴＲ信号に及ばないようにする手段である。

タイミング発生回路２０では、上記積分手段２５．２６
の積分期間に対応したタイミング信号２０１（ＴＴＲ）
及び２０２（Ｔｅ）を発生し、積分手段では上記タイミ
ング信号を受け、先ずリセット状態（初期条件を零）と
してからそれぞれＴＴＲ，ＴＥの期間それぞれの入力信
号を積分する。

上記期間終了時にはそれぞれの信号の積分値が出力２５
０及び２６０として得られる。

第６図に上記各信号とタイミング信号との関係を示す、
第６図にはまたＴＲビットＬｘ、Ｒｘが欠陥２により異
常になった場合を示す、第６図で（ａ）は第５図（ａ）
と同様であり、他の（１１０）、（２０１）。

・・・等は第１図に於ける信号１１０，２０１．・・・
等を表わす、（２０１）（２０２）（２００）はタイミ
ング窓パルス、（２５０）（２６０）（２９０）は各々
の波形概略を示す、欠陥２によりＬｚ、Ｒａ部の波形は
乱れ、ＴＲ信号（Ｌｘ−Ｒｚ）値及び異常検出信号（Ｌ
ｘ−Ｌｔ＋Ｒｚ−Ｒｉ）値は異常値となる。この値がコ
ンパレータ２７の閾値を越えると、信号２７０を発し、
サンプルホールド２９のサンプルパルス２００を阻止す
る。コンパレータ２７には、（Ｌｌ、　Ｒｔ）と（Ｌｘ
、　Ｒｚ）及び（Ｌｌ　＃Ｒｚ）と（Ｌｘ、Ｒａ）の期
間異常値が入力される。

即ちＴＲ信号（Ｌａ−Ｒｓ＋）にも影響を与えるが。

これは前の影響であるとして無視するような論理を入れ
てもよい、第６図（２９０）はそのような処理をした場
合を示す。

上記動作におけるタイミング信号の基準は、ＴＲピット
（Ｌ、Ｒ）が所定の間隔で作り付けられていることを利
用し、Ｐ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｏｋ　Ｌｏｏｐ
）回路手段により成牛できる。あるいは別にタイミング
基準ピットを設けてもよい。

第１図の実施例においては、（ＬニーＲ１）　ｔ　（Ｌ
”−Ｌｘ）等、あらかじめ差動操作をし、その後積分手
段により積分している。この方法はダイナミックレンジ
を縮小できるなどの利点があるが反面アナログ信号の遅
延手段２２．２４等を必要とする。

そこで積分手段を通した後に差動すると、上記遅延時間
は、積分回路のホールド機能とタイミング信号だけで処
理できアナログ信号の遅延手段が必要ない。

第７図は上記方法での実施例を示す、第１図。

第７図の実施例に於て、プリアンプ１１の出力を適当な
レベルでクリップすることによりディスクの表面ノイズ
等の影響を除くことができる。上記クリップ機能はプリ
アンプ１１の出力に付加してもよいが、プリアンプ自体
の特性にクリップ機能を持たせることもできる。なお第
１図、第７図に於ける積分手段、差動手段、コンパレー
タあるいはサンプルホールド手段は速度と精度の条件を
満せば１回路方式は任意でよく通常一般に用いられてい
る上記機能の回路が適用できる。

第８図は本発明の第三の実施例を示す０本実施例は、第
一、第二の実施例がアナログ処理を基本としているのに
対し、ディジタル処理を基本とした点に特徴がある。デ
ィジタル方式にも第１図の如く、アナログ的に差動処理
した後、アナログディジタル変換（ＡＤＣ）Ｌ、積分比
較ホールド、等の処理をディジタルで行なうものと、プ
リアンプ出力を直ちにディジタル化し、差動、積分、比
較、ホールド等すべてディジタル処理で行なうものとあ
りうる。第８図は後者の場合を示す、第８図で４０はア
ナログディジタル変換器ＡＤＣ４１〜４６はレジスタ、
５０は加算器、５１〜５３は減算器（２つのデータの差
を符号付で出力する）である、プリアンプ１１の出力信
号はＡＤＣ４０でディジタル量に変換され、レジスタ４
１．加算器５０により所定期間加算される。従って出力
４１０は上記期間での信号の積分値、即ち検出波形の面
積に対応した量が得られるＬＴＲピットＬ、Ｒの各各に
ついて、その検出波形の面積が上記操作により求められ
、それぞれレジスタ４２．４３に入る。上記操作はＴＲ
ピットを検出する毎に実行され、レジスタ４２．４３に
入り、新しいデータが４２．４３に入る毎に一つの前の
内容はそれぞれレジスタ４４．４５に移されるように制
御する。

従ってレジスタ４２．４３には最新のり、Ｒピットの検
出波形面積のデータが、レジスタ４４゜４５には一つ前
のり、Ｒピットの上記データが入っている。そこでレジ
スタ４２と４３の内容の差を減算器５１で求め、その結
果（正負符号含む）をレジスタ４６に保持すると、そ内
容４６０はＴＲ信号となる。一方前後のＬピット同志の
面積差を減算器５２で求め、それが正又は負の所定量を
越えていれば、ＴＲ信号エラーとしてレジスタ４６に減
算器５１の出力が入るのを阻止する。これによりＴＲ信
号４６０は、一つ前のＴＲピットから得られたＴＲ信号
が引続き出力される。Ｒビットについてもレジスタ４５
．減算器５３により同上の処理を行なう、コンパレータ
６１，６２は減算器５２．５３の出力の絶対値が所定の
値を越えたときレジスタ４６へのデータ取込みクロック
を阻止することによってエラーを含むＴＲデータがレジ
スタ４６に取込まれるのを阻止する。なおデータ処理回
路７０において、検出波形の面積に基づいた処理を行な
う、これはＴＲピット以外のデータビット等に対して行
ない、面積に基づいた信号検出ロジックを可能とする。

上記説明においては、制御タイミングについて省略した
が、各々のピットのタイミング窓パルスを生成するタイ
ミング発回路を有し該タイミング信号により上記各レジ
スタや演算器の初期条件設定及び制御が行なわれる。

〔発明の効果〕

本発明によれば検出信号波形の面積に基づいて処理でき
るため、検出のためのタイミング窓パルス信号に対する
許容変動量（いわゆるタイミングジッタ）を大きく取る
ことができる。検出波形の面積に基づく処理方式は、波
形の振幅に基づ〈従来方式にくらべ、ノイズの影響や、
検出タイミング変動にも強く、簡易にして高信頼の装置
を実現しうるという特長をもつ、さらに上記操作は、簡
単な回路手段で実現できるため装置の実用化に際し極め
て有用である。また上記検出波形の面積に基づく原理は
アナログ的処理のみならずディジタル的処理にても全く
同様に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路ブロック図、第２
図はトラッキング情報ピットの説明図。 第３図は従来方式におけるトラッキング制御機能を得る
ための装置のブロック図、第４図は振幅情報の検出方法
とその問題点の説明図、第５図は本発明における第１の
実施例での各部の動作説明図、第６図は欠陥等に対する
本発明の動作説明図、第７図、第８図は本発明の他の実
施例を示す装置のブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、トラック上に間欠的にフォーカス及びトラッキング
   ・サーボ信号検出領域を設け、該サーボ信号領域からの
   再生信号を抜出してサンプリング的手段によりフォーカ
   ス制御及びトラッキング制御等を行なうようにした光デ
   ィスク装置に於いて、上記トラッキング信号としてトラ
   ッキング中心に対して左右に偏つて所定の間隔で作り付
   けたマークを有し、該マークの左右に偏つたマークの再
   生信号波形の面積差に基づいて、トラッキング信号を検
   出する手段を有し、あるいはまたこの手段に加えて、上
   記マークのうち同一方向に偏つたマークの再生信号波形
   の面積差に基づいて上記トラッキング信号を評価してト
   ラッキング信号の誤り処理を行なう手段を有することを
   特徴とする光ディスク装置。