JPH0520706A

JPH0520706A - 光スポツト位置制御方法および光学式記録再生装置

Info

Publication number: JPH0520706A
Application number: JP16965991A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito; 温斎藤; Takeshi Maeda; 武志前田; Hisataka Sugiyama; 久貴杉山; Masahiro Takasago; 昌弘高砂
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1993-01-29
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JP2903782B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、光ディスクファイルの光スポ
ット位置制御方式に関し、安定な位置制御を実現する方
法を提供することにある。特に穴開け型記録媒体に対し
てマーク長記録（ピットエッジ記録）を行う場合に際
し、記録再生時におけるゲイン変動、オフセットを低減
する方法を提供することにある。【構成】トラッキング制御信号生成のための回路系にダ
イオード１０９の非線形電流電圧変換特性を利用して、
再生光照射時と記録光照射時とで検出電流を電圧信号に
変換するための利得を可変する手段と、反射光レベルの
尖頭値レベルを保持する手段を設けることにより達成さ
れる。さらに既存データを無効にするためのデリートパ
ルス光照射時に該光パルス照射期間も含めその前後をマ
スクし、サーボ制御信号としては該マスク期間直前のレ
ベルを保持する手段１２１、１２５、１２７を設けるこ
とによりデリート時に対しても上記目的を達成すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクファイル装
置のトラッキング方法に係り、特に穴開け形の光ディス
ク装置のトラッキング特性の安定化に効果的な方法、お
よび光学的記録再生装置である。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクファイル装置の高密度化、高
信頼化にとって、記録再生のための光スポットのディス
ク上の位置を精度良く制御することは非常に重要であ
る。光ディスク装置におけるトラッキングの方式として
は、連続トラック案内溝を１ビームで走査し、該案内溝
からの回折光を２分割型の光検出器で受光し、両者の差
が零になるようにアクチュエータを駆動する方式が知ら
れている。この方式は、プッシュプル方式と呼ばれてい
る。また、再生専用型の光ディスクであるコンパクトデ
ィスク装置では３ビームによるトラッキング方式が使わ
れている。この方式は、データ再生のための主ビームの
前後それぞれに副ビームをデータトラックに対して互い
に逆方向に変位させて配置し、データピット部とノーデ
ータ部とで反射光量に差が生じることを用いて、２つの
副ビームのそれぞれからの反射光を受光し、両者の差が
零になるようにアクチュエータを駆動する方式である。
トラッキング制御と同様にディスクの上下振れに対する
追従、つまり自動焦点制御に関しても原理的には、複数
の光検出器で受光した光量の差が零になるように制御す
る方式が一般的である。

【０００３】以上のようなスポットの位置制御を精度良
く実行するためには、各種の動作モード、例えば記録モ
ードや再生モードにおけるデータパターンの影響を出来
るかぎり小さく抑え、さらに回路系やメカ系で生じる偏
り（オフセット）を少なくすることが必要である。特に
ピットの有無によるディスク反射率の変化が大きな記録
媒体は、データ再生の点からはＳ／Ｎが大きくとれるた
め有利であるが、トラッキング制御や自動焦点制御に関
しては、ゲイン変動が大きくなるため不利になることが
ある。基本的にはトラッキング制御も自動焦点制御もサ
ーボ系としては同様に議論できるため、ここではトラッ
キング制御を例にして従来技術について説明する。

【０００４】動作モードの違いによって生じるゲイン変
動に対しては、記録モードと再生モードとで各々一律に
アンプ系のゲインを変えることで、記録光照射時にもア
ンプ系が飽和しないようにする方法が採られている。特
開昭５２−８０８０２号記載の光スポット位置制御手段
としては、制御回路のゲインを再生時と記録時とで切り
替える方法が提案されている。

【０００５】また、ゲイン変動を低減する方法として、
特開昭５４−１１５８８３号記載の方法では、再生時に
はピークホールド、記録時にはボトムホールドを用いる
ことにより、常に未記録側のレベルを保持することで、
ゲインの安定化を図っている。

【０００６】データパターンの違いによって生じるゲイ
ン変動に対しては、ランダムなパターンに対してサーボ
系のゲインを設定し、アンプ系のダイナミックレンジの
範囲で動作させるような方法が一般的に採られている。

【０００７】回路系やメカ系で生じるオフセットについ
ては、低オフセット、低ドリフトのアンプの採用や、装
置製造時でオフセットを零に合わせ込むなどの方策が採
られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のトラッキング制
御方式では、広範囲のゲイン変動や、記録時に記録膜の
物性変化による影響を除くことは困難であった。特にピ
ットエッジ記録を穴開け型の記録媒体に適用する場合に
は、動作モードの違いによるゲイン変動に加え、データ
パターンの疎密によるゲイン変動が大きい。さらには、
記録膜が溶融過程にあるときのトラック案内溝からの回
折光分布の変動が大きく影響するため、トラックオフセ
ットを小さく抑えるのが困難になる。この影響は適用す
る変調方式で最も長いピットと最も短いギャップとが交
互に繰り返すようなデータパターンの場合が特に顕著で
ある。また、再生時にピークホールド、記録時にボトム
ホールドを用いる場合、各動作モードにおける切り替え
が必要であり、且つ回路構成が複雑化する。

【０００９】本発明が解決しようとする課題は、ゲイン
変動やオフセットの影響を受けやすい長穴記録において
も、それらの影響を低減する方式を提案することであ
る。本発明では、対象としては穴開け型記録膜にピット
エッジ記録方式を用いた場合を例として説明している
が、他の記録膜や記録方式に対しても広範に適用できる
方式である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】記録時においても安定な
光スポット位置制御を行なうには、記録光パルスの反射
光レベルの尖頭値（高レベル側）を基に誤差信号を生成
し制御する方法が有効である。

【００１１】課題を解決する手段としては、トラッキン
グのアンプ系にダイオードの非線形電流電圧特性を利用
して、再生光照射時と記録光照射時とで検出電流を電圧
に変換するための抵抗値を可変にする回路と、再生時の
ゲイン低下を回復させ、且つ長穴記録時の反射光の尖頭
レベルをホールドするためのピークホールド回路と、さ
らにデリート時にデリート光照射時とその前後の反射光
信号は見ないようにするためのデリートマスク回路とを
用いることにより、ゲイン変化とオフセットの少ない安
定したトラッキング制御が実現できる。

【００１２】ダイオードによる電流電圧変換抵抗可変回
路は、再生や記録モード毎にゲインを一律に変える方式
に比べて、検出電流の大小によって自動的にゲインが選
定されるため、特別にモード毎の切り替えが不要である
ほか、記録モード中の記録パルス光の非照射期間、すな
わち再生光照射期間でもゲインが低下することが無い。
さらに、再生光照射時のゲインが大きく採れるため回路
系のオフセットの許容値の拡大と、記録光照射時のゲイ
ンは小さくできるため回路系の飽和の回避とを両立する
ことができる。

【００１３】

【作用】ダイオードによる電流電圧変換可変回路は、照
射パワーの低い再生光照射範囲での変換利得抵抗の値が
大きく設定できるため、アンプ系の回路オフセットの許
容値の拡大を図ることができる。且つ、照射パワーの高
い記録光照射範囲では自動的に変換利得抵抗の値が小さ
くできるため、アンプ系の飽和を防ぐことができる。ま
た、再生モードと記録モードとで一律にゲインを切り替
える方式では、記録モード内で記録パルス光が照射され
ていない再生光照射期間でのレベルが極端に減少する
が、本方式では動作モードの切り替えではなく検出電流
の大きさでゲインが変化するため、このような問題はな
い。

【００１４】ピークホールド回路は、再生時のピットが
存在する場所に対するゲイン低下を、ピット間のギャッ
プ部（未記録部）のレベルを保持することで、抑圧する
ことができる。また、穴開け型記録膜では記録膜が溶融
して破れていく過程では案内溝からの回折光の分布に偏
りが出やすい。このため、記録膜がまだ破れ過程に入っ
ていない膨らみ過程での反射光レベルを保持して用いる
ことで、トラックオフセットへの影響が低減できる。

【００１５】デリートは未記録部上、ないしは既記録部
上に或るパターン（デリートパターン）を上書きするこ
とで、該既記録データを無効にする操作である。したが
って、追記型光ディスクに特有な機能である。このよう
にデリートは、既に記録されているデータパターンによ
って反射光信号が変動すること、およびサーボの動作は
再生モードで実施する必要があることから、デリートパ
ルス光照射時とその前後はディスクからの反射光を見な
いようにするのが望ましい。デリートマスクとは、該期
間に関してはデリートマスク直前までの信号レベルをホ
ールドする機能である。これにより、トラックオフセッ
トの増加を防ぐこと、サーボゲインの安定化を図ること
ができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明のトラッキング回路の一例の構成図である。
プッシュプル方式によるトラッキングでは、ディスク案
内溝からの回折光分布を分割型の光検出器で受光し、各
々の光検出器で受光される光量が等しくなるようにトラ
ッキングのためのアクチュエータを動作させ、光スポッ
トを常に案内溝上、ないしは案内溝間に位置させる。３
スポット方式によるトラッキングでも基本的には、プッ
シュプル方式と同様な動作となる。すなわち、主ビーム
の前後に位置する２つの副ビームのそれぞれからの反射
光を光検出器で受光し、各々の光量が等しくなるように
制御する。図１において、ＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂは、各々
の受光量を等しくすべき２系列のトラッキング信号であ
る。説明の都合上、ＴＲ−Ａ側の信号系列について本回
路の動作を説明する。光検出器１０１で受光されたディ
スクからの反射光はここで電流に変換される。一般に光
検出器にはＰＩＮ型のフォトダイオードが使用され、光
量に比例した電流が発生する。この検出電流はアンプ１
０３で電圧に変換される。ここで、抵抗１０５は再生モ
ードでの電流電圧変換抵抗であり、抵抗１０７は記録モ
ードで抵抗１０５と並列接続になることによる電流電圧
変換抵抗である。ダイオード１０９は順方向電流の大き
さにより順方向電圧が変化する、いわゆるダイオードの
非線形特性を用いることで、電流電圧変換抵抗の値を制
御するためのものである。この非線形特性については、
後述する。

【００１７】トランジスタ１１１はピークホールド回路
の充電方向を定めるためのダイオードを構成している。
ここでトランジスタ１４０は、トランジスタ１１１、ト
ランジスタ１１２でのエミッタとベース間の電位差を相
殺するために予めアンプ１０３、アンプ１０４の基準電
圧にオフセットを加えるためのものである。したがっ
て、ペア特性の良いものを用い、さらに実装上も近接さ
せることにより、温度特性の均一性を確保することが必
要である。同様にダイオード１０９、１１０もＴＲ−Ａ
側とＴＲ−Ｂ側に使用するものもペア特性の良いものを
使用し、回路系で生じるオフセットを極力小さくする必
要がある。抵抗１１３とコンデンサ１１５はピークホー
ルドのための時定数を決定するための素子である。通
常、アンプ１０３に演算増幅器を用いた場合、出力イン
ピーダンスは非常に小さく（数オーム）することができ
る。また、アンプ１１７は、入力インピーダンスを非常
に大きくするための効果を有し、これによりホールドの
時定数を概ね抵抗１１３とコンデンサ１１５の積で決め
ることができる。充電時定数はトランジスタ１１１の導
通抵抗とコンデンサ１１５の積で決定される。例えば、
トランジスタの導通抵抗を１０Ω、コンデンサの静電容
量を１０００ｐＦとした場合は充電時定数は１０ｎｓと
なる。一方、放電次定数は抵抗１１３とコンデンサ１１
５の積で決定される。例えば、抵抗値が１ｋΩ、コンデ
ンサの静電容量が１０００ｐＦの場合は放電時定数は１
μｓとなる。アンプ１１７の出力はアンプ１１９に入力
され、適当なレベルに増幅される。図１では演算増幅器
による反転アンプの場合を例に示してあるが、信号の極
性などによっては非反転アンプを使用してもよい。

【００１８】アナログスイッチ１２１は、デリートパタ
ーンを記録する場合に、デリートパターンの記録光の照
射期間を含む或る期間に対して、スイッチを開くことに
より、該期間ではデリート光の反射光の影響を感じない
ようにするためのものである。すなわち、デリート実施
時にはそれまでにどんなパターンが記録されているかは
不明なため、既記録パターンの違いによってデリートパ
ルス照射時の反射光のレベルは変動するため、トラッキ
ング系のゲイン変動やオフセットへの影響を抑えるため
にデリート期間の検出信号を使用しないようにしてい
る。以下の説明において、該期間をデリートマスク期間
と呼ぶことにする。該アナログスイッチは、デリートマ
スク期間は制御信号１２３により開放となり、それ以外
の期間では短絡する。デリートマスク直前の信号レベル
は抵抗１２５とコンデンサ１２７とで構成されるホール
ド回路により、該信号レベルが保持される。アンプ１２
９は、電圧フォロワであり高い入力インピーダンスで受
けることにより時定数を抵抗１２５とコンデンサ１２７
で決定されるようにするためのものである。これにより
充電時定数はほぼ抵抗１２５とコンデンサ１２７の積で
決定され、放電時定数はアンプ１２９の入力インピーダ
ンスとコンデンサ１２７の積で決定される。

【００１９】デリートとは、未記録部ないしは既に何ら
かのデータパターンがピットの形で記録されている上
に、或る周期でパターンを上書きしていくことで、当該
セクタの情報を無効にする操作のことである。デリート
パターンの条件としては、デリート実施後には、当該セ
クタがデリートされたセクタであると必ず判定されるこ
と（未検出が生じないこと）、データのエラー訂正コー
ドによっても元のデータ列が復元できないこと、サーボ
特性に影響が出ないパターンであることなどが挙げられ
る。２−７変調によるピットエッジ記録方式を用いてピ
ットの前端、および後端をそれぞれデータの”１”に対
応させる場合には、データパターン中に存在する最も長
いパターン（４Ｔ）よりも長いデリートマークを、エラ
ー訂正コードによっても訂正不可能な周期で繰り返すよ
うなパターンが適当である。具体例としては、デリート
マーク長を８Ｔとし、これを周期６４Ｔで繰り返すパタ
ーンが挙げられる。但し、ここでＴはデータ１ビットの
時間間隔である。

【００２０】図１に記載した回路の後段には、ＴＲ−Ａ
とＴＲ−Ｂの両チャネルの信号の差信号を生成するため
の差動アンプ、アクチュエータのメカ特性を補償するた
めの位相補償回路、アクチェータ駆動のためのドライバ
回路、さらにはトラックジャンプのためのジャンプパル
ス印加回路などが付加される。また、ディスクの反射率
の変動の影響を抑圧するために、ＴＲ−Ａ側とＴＲ−Ｂ
側の和信号を生成し、該和信号により、差信号のレベル
を規格化するゲイン制御回路を設けた方式が考えられ
る。本発明の意図からは、差信号、ないしは和信号の生
成回路以降は従来方式でよいため、詳細な説明は省い
た。

【００２１】図２は、未記録状態のディスク記録膜にピ
ットエッジ記録方式により、密なデータパターンを記録
する場合の光パワーとＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂの信号波形、
および穴開け形記録膜の記録過程を示した図である。ピ
ットエッジ記録方式はピットの端をデータに対応させる
記録方式であり、同一分解能の光スポットでも丸穴の中
心にデータを対応させるピットセンター記録方式に比べ
て、より高密度化できる方式である。図２において、変
調方式として２−７変調を用いた場合を考えると、最も
記録パワー照射期間がデュティからみて大きいのは４Ｔ
の期間記録光パルスを照射して、１．５Ｔの期間は再生
パワーに戻るパターンの繰返しである。記録パルス幅に
関してデータ４Ｔ長そのものを用いた場合は、デュティ
は約７２％になる。一般には、記録パルス幅よりも、そ
れによって形成されるピット長の方が長くなるため、或
る幅だけ記録パルス幅を短くして記録することが行なわ
れる。以下の説明では、このような密データパターンを
最密データパターンと呼ぶことにする。図２において、
記録パルスを照射すると両チャネルの信号波形はそれぞ
れＡ１、Ｂ１のレベルに達する。この期間は記録膜の膨
らみ過程にあり、記録膜自身はまだ破れていない。この
ため、記録膜の反射率は未記録状態とほぼ同じ値にある
ため、再生パワーと記録パワーの比の分だけ反射光レベ
ルは変化する。また、この期間はデータパターン長には
あまり依存せず、図２で示した記録パルス幅でもほぼ同
様の時間だけこの膨らみ過程が存在する。さらに、この
期間では光スポットの収差による形状の歪や、トラック
オフセットの影響が現れにくいため、尖頭値Ａ１とＢ１
の差はあまり大きくない。次に記録膜に十分な熱が与え
られる期間に入ると記録膜は破れ始める。この期間は記
録パルス幅が長いパターンほど長い期間になる。また、
記録パルスの間の休止期間は再生パワー照射の状態にな
る。この再生期間では記録膜の状態変化に伴うレベル変
動はない。記録膜の溶融期間は、記録膜が溶融状態にあ
るため各々のチャネルでの反射光レベルには差異が生じ
やすい。これは、トラック案内溝からの回折光パターン
が乱されやすいことによる。一方、従来のトラッキング
方式では、数十ｋＨｚ程度のサーボ帯域程度の伝送系で
処理を行なっているため、この破れ過程の領域をも含ん
だ平均レベルでサーボ動作が行なわれている。したがっ
て、この破れ過程での信号レベルＡ２とＢ２の差異が大
きい領域の影響を強く受ける。特に図２で示したような
最密データパターンにおいて、その影響が大きい。以上
のことから、出来るだけ記録パルス照射開始時点の膨ら
み過程での反射光レベルを頼りにトラッキング制御を行
なうのが、トラックオフセット低減の点から望ましい。
ピークホールドは尖頭値のレベルを検出、保持すること
により、破れ過程の影響を受けにくくする方式でもあ
る。

【００２２】図３は、図２の非線形電流電圧変換利得回
路に用いているダイオードの特性を示した図である。ダ
イオードに流れる順方向電流に対して順方向電圧が変化
する。図３では抵抗１０５、１０６を１０ｋΩ、抵抗１
０７、１０８を１ｋΩとした場合について示してある。
順方向電流が４０μＡ以下の領域は再生光パワー照射で
の反射光の検出電流に対応する領域であり、ダイオード
はまだ導通状態にないため、抵抗１０５、１０６の値が
そのまま電流電圧変換抵抗の値になる。一方、記録光パ
ワー照射での反射光の検出電流に対応する領域では約２
００μＡ以上の検出電流が得られ、電流電圧変換抵抗の
値は抵抗１０５と抵抗１０７の並列抵抗の値、すなわち
約９００Ωになる。図３において、再生光領域と記録光
領域の間では、電流電圧変換抵抗の値が非線形に変化す
るが、記録パワーを再生パワーの５倍以上にしておけば
この非線形領域は問題無くなる。このように、ダイオー
ドによる変換利得可変回路は、再生光パワー領域でのア
ンプ系のゲインを大きくとることと、記録光パワー領域
でのアンプ系の飽和を回避することの両立を図ることが
できる。再生光パワー領域でのゲインを大きくできるこ
とで、後段での回路系のオフセット電圧の許容値の拡大
が可能となる。例えば、初段アンプのゲインが記録パル
ス照射時の反射光レベルで飽和しないことを考慮して５
倍に設定した場合において、後段アンプのオフセットの
許容値が１０ｍＶであったとすると、初段アンプのゲイ
ンが１０倍にできれば、同一のトラッキングオフセット
になるのは、後段アンプのオフセットが２０ｍＶのとき
であり、後段アンプのオフセット許容値を２倍に拡大す
ることができる。

【００２３】図４は、再生モードと記録モードでの電流
電圧変換抵抗の値を変えるための別の実施例である。図
４は、ＴＲ−Ａ側の初段アンプのみを示した。アナログ
スイッチ４０１は、スイッチ制御信号４０２により再生
モードでは開放、記録モードでは短絡させる。したがっ
て、再生モードでは抵抗４０３の値が電流電圧変換抵抗
値になり、記録モードでは抵抗４０３と抵抗４０４の並
列抵抗の値が電流電圧変換抵抗の値になる。図４の回路
形式での再生モードと記録モードでのゲイン切り替え
は、図１、ないし図３で示したゲイン切り替えとは異な
った動作になる。図３で示したダイオードによるゲイン
切り替えでは、再生モードか記録モードかに関係なく検
出電流によって自動的にゲイン（検出電流に対する出力
電圧の比）が変化する。一方、図４のように再生モード
か記録モードかでゲインを切り替えた場合には、記録モ
ード内で記録パルス光照射の休止期間に対しても同一の
ゲインに固定されることになる。したがって、記録すべ
きデータパターンが最密データの場合は平均の検出電流
は大きめになり、逆にピット長とギャップ長の関係が最
密データパターンとは逆転した最疎データパターンでは
平均の検出電流は小さめになる。このようにデータパタ
ーンの変化の影響は、図４の回路構成の場合の方が顕著
である。しかしながら、温度などの外的要因の変化に対
しては、図４のようなスイッチで抵抗を選択する回路の
方が安定であるため、データパターンの変化が少ない変
調方式、ないしは記録方式の場合には有効である。

【００２４】図５は、再生モードと記録モードでの検出
電流に対する出力電圧の関係を示した例である。ここで
は、抵抗４０３を１０ｋΩ、抵抗４０４を１ｋΩに選ん
だ場合について示した。図３と比較すると、各動作モー
ドでの検出電流に対する出力電圧の関係（傾き）は各々
一致する。

【００２５】図６は、電流電圧変換利得抵抗を一定にし
た場合と、ダイオードにより非線形に可変した場合につ
いてのＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂの信号波形を示した図であ
る。ここでは、図２で示したＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂの波形
を矩形近似して示している。すなわち、記録光パルス照
射直後の約１００ｎｓの期間では、記録膜は膨らみ過程
にあるため反射光量は大きく、その後破れ過程に入り記
録膜が溶融してくると、膨らみ過程での反射光レベルよ
り減少したレベルが続く。この後、再生光パワーに戻る
と、反射光レベルもこれに対応して減少する。（ａ）の
利得抵抗一定の場合は記録光パルス照射期間の面積がパ
ターン１周期に占める割合が大きい。このため、特に記
録膜の溶融過程の影響を強く受ける。一方、（ｂ）の利
得抵抗可変の場合は記録光パルス照射期間の面積のパタ
ーン１周期に占める割合は減少する。なお、図６の中で
点線は、放電時定数を１μｓにした場合の波形ディケイ
を示している。実際に生じるトラックオフセット量は、
ＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂの波形の面積比によって見積もるこ
とができる。すなわち、或るデータパターン１周期にお
けるＡ、Ｂの各チャネル波形の面積をそれぞれＳａ、Ｓ
ｂとすると、トラックオフセット量αは、数１より与え
られる。

【００２６】

【数１】

【００２７】また、このαからトラックオフセットの距
離Δへの換算は、数２より求まる。

【００２８】

【数２】

【００２９】数２において、δはトラック間隔、βは光
スポットとトラック間隔、および案内溝形状などで決ま
る数値であり、未記録の場合を１００％とした場合の相
対量として、実験的に求める数値である。例えば、トラ
ック間隔を１．５μｍ、Ｖ型の幅が約０．４μｍの案内
溝で、光スポット径が約１．４μｍの場合、実験から求
めたβの値は約５０％であった。数１、および数２と図
６を用いてダイオードによる利得抵抗可変の場合と従来
のように一定の場合、さらにピークホールドを使用した
場合と使用しない場合について、トラックオフセットを
試算した結果を以下に示す。以下の説明において便宜
上、ダイオードによる非線形電流電圧変換回路をＮＩ
Ｖ、ピークホールド回路をＰＨと略記する。

【００３０】従来方式（ＮＩＶなし、ＰＨなし）では、
図６からはα＝２３．４％、すなわちΔＴＲ＝０．１２
２μｍのトラックオフセットが生じる計算になる。これ
に対して、ホールド時定数を１μｓにして、ＮＩＶな
し、ＰＨありの場合はΔ＝０．０８３μｍ、さらにＮＩ
Ｖあり、ＰＨありの場合はΔ＝０．０３３μｍにまでト
ラックオフセット抑圧が可能となる計算結果を得た。す
なわち、ＮＩＶとＰＨを用いることにより、約１／４程
度にまでトラックオフセットを抑圧できる。

【００３１】ダイオードを用いた非線形利得抵抗可変回
路、あるいはピークホールド回路はそれぞれ単独でも記
録時のトラックオフセット抑圧効果がある。非線形利得
抵抗可変回路は、再生時反射光レベルに対して、記録時
反射光レベルの比を圧縮するために、記録時のトラック
オフセットの主要因となる記録膜の溶融期間の影響が低
減されるためと考えられる。

【００３２】以上までは、動作モードとして主に記録モ
ードについて説明してきた。次にデリートモードについ
て説明する。図７は、既データ上にデリートパターンを
上書きしている状態を示した図である。デリートの意味
やパターンの例については、前述したのでここでは説明
を省略する。図７の上側の図は時間に対する光パワーの
関係を示した図である。デリートパルスの幅はＴ₁であ
る。デリートパルス照射期間の前後はデリートマスク信
号（ＤＥＬＭＡＳＫ−Ｐ）によりマスク信号直前の信号
レベルが保持され、これによりトラッキング制御が行な
われる。したがって、Ｔ₃の期間のみ、反射光レベル信
号を直接用いたトラッキング制御が行なわれる。図７に
おいて、再生光照射時のＴＲ−Ａ、ＴＲ−Ｂの各々のレ
ベルをａ、ｂとし、デリート光照射時の各々のレベルを
ｋａ、ｌｂとする。また、デリートパルス幅、すなわち
デリート光パワーで発光している期間をＴ₁、デリート
パルスが終了した後、デリートマスク期間が終了するま
での期間をＴ₂、デリートマスク期間終了時点から次の
デリートマスク期間の開始までの期間をＴ₃とする。期
間Ｔ₃でのＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂの各々の面積をＳａ、Ｓ
ｂとすると、それぞれ数３、数４で記述される。

【００３３】

【数３】

【００３４】

【数４】

【００３５】上式において、τ₁、τ₂はそれぞれＴＲ−
Ａ側、ＴＲ−Ｂ側のピークホールドの放電時定数であ
る。数３、数４を数１、数２に代入すれば、トラックオ
フセット量α、ないしΔが計算できる。数３、数４に関
してパラメータを変えた場合の計算結果を図８から図１
０に示した。以下、計算結果を基に、各パラメータとト
ラックオフセットの関係について説明する。

【００３６】図８は、以下の条件下での放電時定数とト
ラックオフセットについての関係を示した例である。

【００３７】（１）再生光照射時のＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂ
のレベルは等しいとする。すなわち、ａ＝ｂ（２）ＴＲ−Ａ側とＴＲ−Ｂ側の放電時定数は等しいと
し、さらにＴ₂基準に時定数を与える。すなわち、τ＝
τ₁＝τ₂＝ｑＴ₂ （３）デリートパルス光照射時のＴＲ−Ａ、ＴＲ−Ｂの
レベルは再生光照射時の１０倍とする。すなわち、（ｋ
＋ｌ）／２＝１０（４）ＴＲ−Ａ側とＴＲ−Ｂ側の再生時を基準としたレ
ベルの関係は、互いにｐ倍だけ異なっている。すなわ
ち、ｋ＝ｐｌ（５）デリート非マスク期間Ｔ₃はデリートパルス光照
射終了からデリートマスク終了までの期間Ｔ₂の４倍と
する。すなわち、Ｔ₃＝４Ｔ₂、ビット周期Ｔを基準にす
ると、例えば、Ｔ₃＝４４Ｔ、Ｔ₂＝１１Ｔに設定する場
合に相当する。

【００３８】以上の条件を用いた場合のトラックオフセ
ットαを数５に示す。

【００３９】

【数５】

【００４０】図８は、放電時定数τ（＝ｑＴ₂）に対し
て、ＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂのゲイン比ｐをパラメータにし
て、トラックオフセット量の変化を計算した結果であ
る。Ａ側とＢ側のゲイン比が小さいほど、すなわちｐ＝
１に近いほどトラックオフセット量は少なくなる。ま
た、放電時定数が小さいほどトラックオフセット量は少
なくなる。但し、あまり放電時定数が小さいと、特に最
密データ列を再生する場合にトラッキングゲインが小さ
くなってしまうため、デリート時と再生時での最適化を
図る必要がある。放電時定数に対する、再生時のゲイン
変化については、図１１、図１２のところで説明する。

【００４１】図９は、Ａ側とＢ側のゲイン比ｐは１０％
異なる場合、すなわちｐ＝１．１を例にとり、デリート
非マスク期間Ｔ₃とデリートパルス照射終了からデリー
トマスク終了までの期間Ｔ₂の比をパラメータとして、
放電時定数ｑに対するトラックオフセット量を計算した
結果である。この結果から、同一の放電時定数に対して
は、非マスク期間Ｔ₃がＴ₂に比べて長いほどトラックオ
フセットは小さくなることがわかる。

【００４２】図１０は、図９で（ｋ＋ｌ）／２＝２とし
た場合の結果である。ダイオードによる非線形変換利得
抵抗回路の効果により、デリートパルス照射時の信号レ
ベルが抑圧された場合に相当する。このように、デリー
トパルス照射時に検出レベルが低くしてやると、同一の
放電時定数に対してもトラックオフセット量を小さく抑
えることができる。例えば、図９においてｑ＝１でｕ＝
２のとき、α＝３であったものが、図１０では同一のｑ
とｕに対して、α＝１に低減される。

【００４３】図９、図１０の導出は、それぞれ以下の式
で行なった。

【００４４】

【数６】

【００４５】

【数７】

【００４６】以上は、デリートモードに関しての放電時
定数、デリートマスク期間の検討について説明した。デ
リートモード、および記録モードでは、種々のパラメー
タによって生じるトラックオフセットが評価基準であっ
た。ここで、今一つの評価基準である再生モードでのゲ
イン変化について説明する。

【００４７】図１１は最密データパターンの繰返し部を
読みだしている場合のＴＲ−ＡとＴＲ−Ｂの信号変化を
表した図である。穴開け形記録膜の場合は穴（ピット）
の部分は一般に反射率が未記録部に比べて小さいため、
サーボのための検出光レベルは減少する。特に、ピット
エッジ記録方式のような長穴パターンを用いる場合に
は、平均反射光量は低下し、最密データパターンの繰返
しの場合に最も厳しくなる。図１１において、実線はピ
ークホールドを行なわない場合の信号変化である。図で
は、矩形近似して表している。また、点線は或る放電時
定数のピークホールドを行なった場合の信号変化であ
る。ピークホールドにより、ピットが存在する期間も未
記録部のレベルを保持することにより、ピット有無の影
響を低減し、サーボ制御はあたかも未記録部に対して行
なっている状態にすることができる。図１２は、時定数
τに対するゲイン変化γの関係を示した図である。導出
は、次式で行なった。

【００４８】

【数８】

【００４９】ここで、時定数τは、ピット期間Ｔ₄を基
準にした場合の比で表している。すなわち、τ＝ｗＴ₄
とした。ゲイン低下を考える場合は、使用する変調方式
において最も長いピット長に対応する期間をＴ₄とすれ
ばよい。図１２から、ゲイン低下を無くすには放電時定
数を無限大にすればよいことがわかる。しかしながら、
同一の放電時定数を記録時やデリート時に使用すること
を考慮すると、記録モードやデリートモードとの両立を
図ることのできる時定数の選択が必要となる。また、放
電時定数を極端に大きくすると、混在するデータパター
ンのレベル変動に追従できなくなるため、未記録レベル
が正確に検出できなくなる恐れがある。したがって、或
る程度のゲイン低下を見込み、このような再生信号レベ
ルの変化には追従する範囲に時定数を設定することにな
る。例えば、変調方式に許される最も長いピットと最も
長いギャップの繰返しパターンの場合の再生信号振幅を
基準とすると、最密データパターンの繰返しのギャップ
部の再生信号振幅は、減少する。この減少分にゲイン低
下量を合わせれば、混在するデータパターンに対しても
未記録部の信号レベルに追従し、保持することができ
る。図１２では、一例としてゲイン変化量γを−２ｄＢ
見込んだ場合を示しており、このときｗ＝２となる。い
ま、Ｔ₄＝４Ｔ、Ｔ₂＝１１Ｔとした場合を考えると、ｗ
＝２は先に示した図８から図１０ではｑ＝２×４Ｔ／１
１Ｔ＝０．７３に相当する。具体的な数値例を挙げる
と、Ａ側とＢ側とのゲイン比を１０％以内に抑え、Ｔ₃
＝４Ｔ₂とし、ダイオードによる非線形変換利得回路に
より（ｋ＋ｌ）／２＝２にしたとすると、トラックオフ
セットは１．５μｍ間隔のトラックに対して、０．００
３μｍ以内に抑えることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、再生時と記録時とのス
ポット位置制御信号のゲイン変動とオフセットの影響を
効果的に抑圧することができる。特にダイオードなどの
半導体の順方向電流と電圧との非線形効果を用いること
により、再生時と記録時のゲイン切り替えが不要とな
る。また、穴開け型媒体の場合、記録過程における反射
光の先頭部のレベルを用いてサーボ制御することによ
り、オフセットの影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光スポット位置制御回
路図部分である。

【図２】記録過程における諸信号波形の説明図である。

【図３】ダイオードの順方向電流に対する順方向電圧の
関係を示す図である。

【図４】再生モードと記録モードとのゲイン切り替え手
段の別の実施例である。

【図５】図４における検出電流に対する出力電圧の関係
を示す図である。

【図６】検出電流に対する出力電圧への変換利得が一定
の場合と、図１に示した非線形電流電圧変換利得を用い
た場合の、トラッキング信号波形の違いの例を示す図で
ある。

【図７】既記録データピット上にデリートパターンを上
書きしている状態の説明図である。

【図８】ホールド回路の放電時定数に対するトラックオ
フセット量の関係を示す図である。

【図９】デリート時の非マスク期間とデリートパルス照
射終了からデリートマスク終了までの期間とをパラメー
タとしたときの放電時定数に対するトラックオフセット
量の関係を示す図である。

【図１０】図９において、反射光レベルの尖頭値がダイ
オードによる非線形電流電圧変換回路により低減された
場合の結果を示す図である。

【図１１】最密データパターン読み出し時におけるトラ
ッキング信号波形の変化の様子を示す図である。

【図１２】図１１において、時定数に対するゲイン変化
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０１、１０２…光検出器、１０９、１１０…ダイオー
ド、１１１、１１２…トランジスタ、１１３、１１４…
抵抗、１１５、１１６…コンデンサ、１２１、１２２…
アナログスイッチ、１２５、１２６…抵抗、１２７、１
２８…コンデンサ、Ａ１…ピット形成時のトラッキング信号Ａ側の尖頭値、Ｂ１…ピット形成時のトラッキング信号Ｂ側の尖頭値、Ａ２…長ピット形成時のトラッキング信号Ａ側の尖頭
値、Ｂ２…長ピット形成時のトラッキング信号Ｂ側の尖
頭値、α…和信号に対する差信号の比、Δ…トラックオ
フセット量。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高砂昌弘神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上に光ビームを照射して、データ
の記録、再生を行なう光学的記録再生装置において、デ
ィスク上での該光ビームの位置制御のための制御信号を
生成する際に、記録時における該ディスクからの反射光
レベルの高い側の値を用いて生成することを特徴とする
光スポット位置制御方法。
【請求項２】記録媒体上に光ビームを照射して、データ
の記録、再生、及び消去を行なう光学的記録再生装置に
おいて、受光量の大きさに応じて出力値が非線形に変化
する変換手段と、該出力値の尖頭値を保持する手段とを
用いてディスク上での該光ビームの位置制御のための誤
差信号を生成することを特徴とする光学的記録再生装
置。
【請求項３】請求項２において、非線形な変換手段とし
て半導体の非線形特性を用いることを特徴とする光学的
記録再生装置。
【請求項４】請求項２において、尖頭値を保持する手段
として、静電容量と抵抗とで構成された回路を用いるこ
とを特徴とする光学的記録再生装置。
【請求項５】請求項２において、非線形の変換手段と該
出力値を保持する手段とを通過した信号に対して、当該
記録領域を無効にするための特定データの光パルス照射
時、および該光パルス照射期間の前後の期間において、
該特定データの光パルスの媒体からの反射光量を感知さ
せないための手段を設けることを特徴とする光学的記録
再生装置。
【請求項６】請求項５において、光スポット位置制御の
ための信号として、該感知期間以外の期間における信号
を用いることを特徴とする光学的記録再生装置。
【請求項７】請求項２において、記録媒体として光ディ
スク媒体を用い、マーク長記録を行ない、該マークの端
をデータに対応させる記録方式を用い、該光ディスクか
らの反射光量に対応して出力値が変化する変換手段を用
いて、該変換手段の出力値の尖頭値を保持することを特
徴とする光学的記録再生装置。