JPH06139602A - 光ディスク装置のトラックエラー検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】書換え型及び追記型の光ディスク装置のトラッ
クエラー検出回路に関し、プリフォーマット形態のディ
スクを用いる場合のトラッキング精度の向上を図ること
を目的とする。 【構成】４分割フォトディテクタ５１及び２つのフォト
ディテクタ５２，５３と、各フォトディテクタ５２，５
３の光電変換信号をそれぞれ平均化する平均光量検出部
５４，５５と、各平均光量検出部５４，５５の出力信号
Ｓ５４，Ｓ５５の差を検出する３ビーム方式エラー検出
部５６と、４分割フォトディテクタ５１の４つの光電変
換信号に対応した対角差信号の位相を検出するヘテロダ
イン方式エラー検出部５７と、３ビーム方式エラー検出
部５６及びヘテロダイン方式エラー検出部５７の検出信
号の合成信号をトラックエラー信号ＳＴとして出力する
信号合成部５８とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報の記録（書込み）
が可能な書換え型及び追記型の光ディスク装置のトラッ
クエラー検出回路に関する。

【０００２】書換え型の光ディスク装置として既に実用
化されている光磁気ディスク装置は、磁気ディスク装置
に比べて記録媒体であるディスクの１枚当たりの記憶容
量が大きく、しかもフレキシブルディスクと同様にディ
スク交換が自在であることから、コンピュータの外部記
憶装置として急速に普及しつつある。

【０００３】そのため、ディスクの互換性を高めて使用
の便宜を図るために、ディスク構造の規格が定められ
た。これにともなって、規格に準じたディスクを用いる
光磁気ディスク装置において、高精度のトラッキングの
実現が必要になった。

【０００４】

【従来の技術】光ディスク装置においては、アクセス対
象の記録トラックに光ビームを追従させるための光学系
サーボ制御、すなわち光スポットをディスク（光ディス
ク又は光磁気ディスク）の径方向に位置決めするトラッ
キングが不可欠である。

【０００５】再生専用型の光ディスク装置では、記録済
の情報に対応したピット列によってディスク径方向の記
録トラックの位置が特定される。また、追記型及び書換
え型の光ディスク装置では、ディスクに予め設けられた
スパイラル状のプリグルーブによって記録トラックの位
置が特定される。

【０００６】トラックエラー（記録トラックに対する光
スポットの位置ずれ）の検出方法としては、３ビーム
法、プッシュプル法、及びヘテロダイン法などの種々の
方法が知られている。

【０００７】３ビーム法は、情報の記録又は再生のため
のメインスポットを形成するとともに、メインスポット
を中心とする点対称の位置にサブスポットを形成するよ
うに３本の光ビームをディスクへ入射させて、サブスポ
ットに対応する２本の光ビームの反射光量（ディスクに
より反射して検出器に向かう光ビームの光量）の相対値
を検出する方法である。

【０００８】また、プッシュプル法は、ディスク上の光
学的段差（ピットなど）のエッジで生じる回折に応じた
光スポット内の反射光量分布を２分割フォトディテクタ
を用いて検出する方法である。この方法は、３ビーム法
との比較の上では、光ビームを分ける回折格子が不要な
ので光学系を単純化できるという利点はあるが、レンズ
の微小移動によるビームシフトやディスクの傾きの影響
が大きいので、トラッキング精度の点で不利になるとい
う欠点がある。

【０００９】ヘテロダイン法は、特開平２−１２２４２
８号公報に開示されているように、４分割フォトディテ
クタの４つの出力信号の総和を基準に、対角位置どうし
の２組の和信号の差である対角差信号の位相を検出する
方法である。

【００１０】さて、光磁気ディスク装置は、特定の磁区
領域の形成によって情報を記録し、磁気カー効果を利用
して情報を再生する。磁区領域をプリグルーブ内に形成
することも原理的には可能であるが、プリグルーブ間
（ランド部）に磁区領域を形成するオンランド記録が再
生信号のＳ／Ｎ比などの面で有利であり、国際標準規格
においてもオンランド記録方式（つまりランド部を記録
トラックとする方式）が採用されている。

【００１１】また、光磁気ディスク装置では、記録トラ
ックのアクセスの便宜を図るため、記録トラックを分割
した各セクタをさらにヘッダ部（ＲＯＭ部ともいう）と
データ部（磁区領域を形成する部分）とに分け、ヘッダ
部にトラック番号やセクタ番号といったデータ管理情報
又はインデックス情報などを予め書き込む、いわゆるプ
リフォーマットが一般化しつつある。プリフォーマット
はピット形成により行われ、そのピットの深さはプリグ
ルーブの２倍のλ／４ｎ（λは光ビームの波長、ｎはデ
ィスク基体の屈折率）に規定されている。なお、ピット
はその有無に応じた反射光量の検出によって読み取られ
る。

【００１２】プリフォーマットを施したディスク、すな
わちランド部の一部（ヘッダ部）にピットが形成された
ディスクを用いる場合は、３ビーム法及びヘテロダイン
法によっては、連続して有効なトラックエラー信号を得
ることができない。

【００１３】つまり、３ビーム法によれば、図３（ｂ）
に示すように、ピットの無いデータ部ＥＤでは、メイン
スポットＭＳを挟む一対のサブスポットＳＳ１，ＳＳ２
の距離を適当に選定すれば、ランド部ＬＡとプリグルー
ブＰＧの反射率の差異を利用して適正にトラックエラー
を検出することができる。しかし、図３（ａ）に示すよ
うに、ピットＰを有するヘッダ部ＥＨでは、一方のサブ
スポットＳＳ１がピットＰに重なったときに、サブスポ
ットＳＳ１の反射光量がプリグルーブＰＧ上のサブスポ
ットＳＳ２の反射光量より少なくなり、そのために正し
いトラックエラー信号が得られない。

【００１４】また逆に、ヘテロダイン法によれば、ヘッ
ダ部ＥＨではトラックエラーの検出が可能であるが、ピ
ットＰの前縁及び後縁による回折を利用することから、
ピットＰの無いデータ部ＥＤでは検出不能である。

【００１５】したがって、従来の光磁気ディスク装置で
は、プッシュプル法によってトラックエラーの検出が行
われていた。プッシュプル法によれば、光学的段差がλ
／４ｎの場合には段差の有無に係わらず反射光量分布が
一様になるので、λ／４ｎの深さのピットＰは検出にほ
とんど影響せず、ランド部ＬＡの両側のエッジで生じる
回折を利用して連続的に有効なトラックエラー信号を得
ることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、プッシュプル法によるトラックエラー検出では、ビ
ームシフトやディスクの傾きに起因してエラー信号に直
流オフセットが生じ、そのためにオフセット分だけずれ
た状態で光スポットが記録トラックに追従することにな
り、トラッキングの精度が損なわれるという問題があっ
た。

【００１７】本発明は、このような問題に鑑み、プリフ
ォーマット形態のディスクを用いる光ディスク装置のト
ラッキング精度の向上を図ることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る検
出回路は、上述の課題を解決するため、図１に示すよう
に、ディスク上に記録・再生用のメインスポットを形成
する光ビームの反射光量を検出するための４分割フォト
ディテクタ５１、及び前記メインスポットの両側にトラ
ッキング用のサブスポットを形成する光ビームのそれぞ
れの反射光量を検出するための２つのフォトディテクタ
５２，５３と、前記各フォトディテクタ５２，５３の光
電変換信号をそれぞれ平均化する平均光量検出部５４，
５５と、前記各平均光量検出部５４，５５の出力信号Ｓ
５４，Ｓ５５の差を検出する３ビーム方式エラー検出部
５６と、前記４分割フォトディテクタ５１の４つの光電
変換信号に対応した対角差信号の位相を検出するヘテロ
ダイン方式エラー検出部５７と、前記３ビーム方式エラ
ー検出部５６及び前記ヘテロダイン方式エラー検出部５
７の検出信号の合成信号をトラックエラー信号ＳＴとし
て出力する信号合成部５８とを備えてなる。

【００１９】請求項２の発明に係る検出回路は、前記信
号合成部５８が、前記３ビーム方式エラー検出部５６の
出力信号の直流成分を遮断する高域フィルタ９０を備え
てなる。

【００２０】

【作用】３ビーム法とヘテロダイン法を併用する形で、
プリフォーマット形態の記録トラックに対する連続的に
有効なトラックエラー信号ＳＴが生成される。

【００２１】すなわち、フォトディテクタ５２，５３
は、トラッキング用のサブスポットに対応した光ビーム
の光電変換信号をそれぞれ出力する。これら光電変換信
号は、平均光量検出部５４，５５により平均化され、こ
れによりプリフォーマットのためのピットによる光電変
換信号の変動が補われる。各平均光量検出部５４，５５
の出力信号Ｓ５４，Ｓ５５は、３ビーム方式エラー検出
部５６へ送られ、互いの差が検出される。３ビーム方式
エラー検出部５６の出力信号は、ピットの無いデータ部
で有効なトラックエラー信号になる。

【００２２】一方、４分割フォトディテクタ５１は、記
録・再生用のメインスポット対応した４つの光電変換信
号を出力する。ヘテロダイン方式エラー検出部５７は、
４つの光電変換信号の総和を基準に、対角位置どうしの
２組の和信号の差である対角差信号の位相を検出する。
ヘテロダイン方式エラー検出部５７の出力信号は、ピッ
トを有したヘッダ部で有効なトラックエラー信号にな
る。

【００２３】信号合成部５８は、３ビーム方式エラー検
出部５６及びヘテロダイン方式エラー検出部５７のそれ
ぞれの出力信号を合成し、トラックエラー信号ＳＴを生
成する。そして、その際に、高域フィルタ９０によって
３ビーム方式エラー検出部５６の出力信号の直流成分が
遮断される。

【００２４】３ビーム方式エラー検出部５６では、サイ
ドスポットの光量がメインスポットの光量に比べて１桁
程度少なく、回路的には高増幅率が必要であることか
ら、回路オフセットが発生し易い。一方、ヘテロダイン
法では極性切換えにより時分割的にオフセットキャンセ
ルするので、ヘテロダイン方式エラー検出部５７の回路
オフセットは小さい。したがって、３ビーム方式エラー
検出部５６の出力信号の直流成分を遮断することによ
り、総合的にトラックエラー検出回路５０は回路オフセ
ットの小さなエラー検出系となる。

【００２５】

【実施例】図２は本発明に係るトラックエラー検出回路
５０の構成の一例を示す回路図である。同図において、
図１に対応した構成要素には同一の符号を付してある。

【００２６】平均光量検出部５４は、演算増幅器６１を
用いた電圧フォロワからなる。演算増幅器６１の有効利
得帯域の上限は、ピットによる情報の記録周波数に比べ
て十分に低い値に選定され、これによりフォトディテク
タ５２の光電変換信号を平均化した信号が得られる。平
均光量検出部５４も、同様に演算増幅器６２を用いた電
圧フォロワからなる。

【００２７】３ビーム方式エラー検出部５６は、演算増
幅器６３を用いた減算器からなり、平均光量検出部５
４，５５の出力信号Ｓ５４，Ｓ５５の差に対応した信号
を、データ部エラー信号Ｓ５６として信号合成部５８へ
出力する。

【００２８】一方、ヘテロダイン方式エラー検出部５７
は、加算器７１，７２，７４、差動増幅器７３、微分回
路８１、コンパレータ７５、及び極性反転器８２などか
ら構成されている。

【００２９】４分割フォトディテクタ５１の一方の対角
線方向に並ぶ２つの受光面に対応した光電変換信号は、
加算器７１によって合成される。また、他方の対角線方
向に並ぶ２つの受光面に対応した光電変換信号は、加算
器７２によって合成される。

【００３０】加算器７１，７２の出力は、それぞれハイ
パス用コンデンサを介して、差動増幅器７３及び加算器
７４に入力される。差動増幅器７３の出力信号Ｓ７３
は、いわゆる対角差信号であり、加算器７４の出力信号
Ｓ７３が４つの受光面に対応した光電変換信号の総和信
号である。

【００３１】出力信号Ｓ７３（総和信号）は、コンデン
サ及び抵抗からなる微分回路８１によって微分された後
に、コンパレータ７５に入力される。コンパレータ７５
は、微分信号Ｓ８１の極性を判別し、その判別信号Ｓ７
５を極性反転器８２へ出力する。

【００３２】極性反転器８２は、乗算器からなる出力切
換え部（平衡変調回路）７７と実質的に積分器となる差
動増幅器７６とから構成され、判別信号Ｓ７５に基づい
て対角差信号Ｓ７３の内の一方の極性の信号を反転しそ
の後に積分（平滑化）した信号を、ヘッダ部エラー信号
Ｓ８２として信号合成図５８へ出力する。

【００３３】信号合成図５８は、コンデンサからなる高
域フィルタ９０と演算増幅器７８などからなる反転増幅
部とから構成され、データ部エラー信号Ｓ５６の直流カ
ット成分とヘッダ部エラー信号Ｓ８２とを加算した信号
とをトラックエラー信号ＳＴとして出力する。

【００３４】上述の実施例によれば、記録トラックのセ
クタ毎にヘテロダイン法により確実にトラックエラーの
検出を行うことができ、その検出間隔に比べて十分に低
い周波数の成分を遮断するように高域フィルタ９０の特
性を選定することにより、３ビーム方式エラー検出部５
６の回路ドリフトの影響を軽減して安定したトラッキン
グを実現することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、プリフォーマット形態
のディスクを用いる場合にも、ビームシフトやディスク
傾斜の影響が小さい高精度のトラッキングが可能にな
る。

【００３６】請求項２の発明によれば、トラッキング精
度をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す原理ブロック図である。

【図２】本発明に係るトラックエラー検出回路の構成の
一例を示す回路図である。

【図３】プリフォーマット形態のディスクにおける３ビ
ーム法によるトラックエラー検出の様子を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

５１ ４分割フォトディテクタ ５２，５３ フォトディテクタ ５４，５５ 平均光量検出部 Ｓ５４，Ｓ５５ 出力信号 ５６ ３ビーム方式エラー検出部 ５７ ヘテロダイン方式エラー検出部 ５８ 信号合成部 ＳＴ トラックエラー信号 ９０ 高域フィルタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク上に記録・再生用のメインスポッ
   トを形成する光ビームの反射光量を検出するための４分
   割フォトディテクタ（５１）、及び前記メインスポット
   の両側にトラッキング用のサブスポットを形成する光ビ
   ームのそれぞれの反射光量を検出するための２つのフォ
   トディテクタ（５２）（５３）と、 前記各フォトディテクタ（５２）（５３）の光電変換信
   号をそれぞれ平均化する平均光量検出部（５４）（５
   ５）と、 前記各平均光量検出部（５４）（５５）の出力信号（Ｓ
   ５４）（Ｓ５５）の差を検出する３ビーム方式エラー検
   出部（５６）と、 前記４分割フォトディテクタ（５１）の４つの光電変換
   信号に対応した対角差信号の位相を検出するヘテロダイ
   ン方式エラー検出部（５７）と、 前記３ビーム方式エラー検出部（５６）及び前記ヘテロ
   ダイン方式エラー検出部（５７）の検出信号の合成信号
   をトラックエラー信号（ＳＴ）として出力する信号合成
   部（５８）とを備えてなることを特徴とする光ディスク
   装置のトラックエラー検出回路。
2. 【請求項２】前記信号合成部（５８）が、前記３ビーム
   方式エラー検出部（５６）の出力信号の直流成分を遮断
   する高域フィルタ（９０）を備えてなることを特徴とす
   る請求項１記載の光ディスク装置のトラックエラー検出
   回路。