JPH09167380A

JPH09167380A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JPH09167380A
Application number: JP7325395A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ishibashi; 利晃石橋; Motoyuki Suzuki; 基之鈴木; Junichi Ishii; 純一石井; Hisamitsu Tanaka; 久光田中; Yoshio Suzuki; 芳夫鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ランド・グルーブ記録ディスクにおいては高精
度な位置決めが要求される。プッシュプル方式のトラッ
キング誤差信号検出では、レンズシフトなどによってオ
フセットが発生するという場合があり、高精度位置決め
にはこのオフセットキャンセルが重要である。【解決手段】ウォブリングしたピット列からの信号を低
域フィルタあるいはピークホールド回路を通すことによ
って、オフトラック量をピット列信号の直流成分あるい
は最小値の差から検出し制御する構成とする。ピット列
がウォブリングしているために発生する直流成分をキャ
ンセルし、この信号からクロック信号を生成する場合に
は、トラックタンジェンシャル方向からプッシュプル信
号を検出し、この信号からクロックを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音楽用、計算機の
データ用等に広く実用化されている光ディスクにおい
て、従来の光ディスクの記録密度よりも高密度に信号が
記録された高密度光ディスクに関わり、特にランドとグ
ルーブの両方に信号を記録するランド・グループ記録さ
れた光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器のデジタル化とそれに伴
うマルチメディア機器の急速な発展によって、取り扱う
データ量も急増している。そこで各種データ記録メディ
アに対して更なる大容量化の要求が強い。光ディスクに
関しても様々な方式によって更なる大容量化が試されて
いる。その一つとして、従来までトラックの案内溝とし
て用いてきた領域にもデータを記録するランド・グルー
プ記録が注目を集めている。

【０００３】ランド・グループ記録方式は、トラックピ
ッチは従来どおりで容量を２倍に増やすことが可能であ
るが、実際に情報を記録する間隔は従来よりも狭くな
る。情報の記録する間隔が従来の光ディスクよりも狭く
なると情報を記録再生する際の光スポットの位置ずれに
対する精度も高いものが要求される。

【０００４】一般的にトラッキングエラー信号検出方式
として、ディスク上に設けられている溝からの回折光と
０次光との干渉を利用したプッシュプル方式が採用され
ている。しかし、この方式は様々な理由によりトラッキ
ングエラー信号にオフセット成分が加わり、光スポット
がトラックの中心をトレースさせることを困難とする。
これを回避する方法の一つとして特開昭60-131850のよ
うにトラック一周の間にいくつかのトラック中心から左
右にウォブルしたピットを形成し、そこでオフトラック
量を検出し、プッシュプル方式で出現するオフセットを
低減する方法も考案されている。

【０００５】従って、ランド・グループ記録の場合にも
発生するトラッキングオフセットを上記、ウォブルした
ピットによって検出し、これを補正することも考えられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにオフト
ラック量を検出するためのウォブルピットをトラック一
周の間にいくつか配置する方法は、トラッキングエラー
信号のオフセット検出には好適であるが、ウォブルピッ
ト用の領域を別に設けなければならないため、線記録密
度が低下するという問題がある。

【０００７】ISO規格等で規定されている3.5”あるいは
5.25”光磁気ディスクでは、トラック識別のためのID信
号は同一内容のデータが２個あるいは３個連続して記録
されている。そこで例えば複数個のトラックを識別する
ためのID信号の一部をウォブリングし、このウォブリン
グされた信号からトラッキング信号のオフセットを検出
する方法も考えられる。しかし、この方式の場合におい
ても、どの信号をウォブリングし、どの信号から検出す
るタイミングを生成するかを決定しなければならない。
ウォブリングされた信号に欠陥があった場合には、過度
なエラー信号によって、正確なトラッキング制御ができ
なくなり、最悪の場合記録データを破壊してしまう恐れ
もある。

【０００８】また、ランド及びグルーブの両方にデータ
を記録するため、各々の中心にトラッキング制御しなけ
ればならないが、その際に制御する時の極性の切り換え
ポイントの設定をしなければならない。

【０００９】さらに、通常クロックは、再生されたID信
号に含まれるVFO 信号を中点付近でスライスし、その信
号と基準周波数とを比較してPLL制御を行なう。しか
し、VFO信号を含むID信号の一部をウォブリングし、こ
の時の再生信号からクロックを生成する場合、ランドあ
るいはグルーブの中心にスポットが位置していれば、ウ
ォブリングしていてもVFO信号のレベルは変わらない
が、オフトラックした場合、あるいはフォーカス制御が
動作して焦点制御が働いた直後などウォブリング方向で
VFO信号のレベルが変わる場合には安定にクロック信号
が生成できるかどうかの問題も発生する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、本発明においては以下の構成を採用し
た。

【００１１】左右にウォブリングした信号からオフセッ
ト検出を行うために、再生信号を低域通過フィルタある
いはピーク検出回路に入力し、さらにこの出力信号をサ
ンプル・ホールド回路に入力してからレベル差の検出を
行う。ウォブルした領域が複数存在する場合、レベル差
の検出信号の平均をとり、これをオフセット検出信号と
する。

【００１２】またPLL回路の同期状態を検出し、PLL回路
が同期モードにない場合にはウォブリング検出による制
御ループをオープンとしトラッキング制御をプッシュプ
ル方式のみとする。

【００１３】左右にウォブリングされたVFO信号からク
ロック生成をする場合には、総光量から生成した信号を
用いずに、タンジェンシャル方向に分割された光検出器
の差信号からクロック信号を生成する。

【００１４】ID領域に欠陥が存在した場合に備えて、一
つ前の時点でのオフセット量を記憶しておき、その値と
現在の値がある一定値以上の場合には、前の値をホール
ドしたままにする。

【００１５】サンプルホールドするタイミングは、ID信
号の特定パターンを検出し、このパターンからサンプリ
ングパルスを形成するか、あるいは、ヘッダー部の先頭
からクロックカウントして、サンプリングタイミングを
決定し、ここでサンプリングパルスを形成する方法を用
いる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明による光ディスク装
置の詳細を図を参照しながら説明する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施例を示す光ディ
スク装置におけるトラッキング制御ループの構成図であ
る。全体的な構成は以下のようになる。光ピックアップ
１０１から出射された光ビームは光ディスク１によって
反射され光ピックアップ１０１中の光検出器によって受
光される。光検出器で受光された光量は電気信号に変換
され、総光量検出回路１０２、トラッキング誤差信号検
出回路１０３及びクロック生成回路１０５に伝達され
る。クロック生成回路１０５では、再生クロックの基準
となるVFO信号や光ディスク基板中のどこのトラックあ
るいはアドレスに相当するかなどをピット情報として記
録してあるヘッダー部を検出し、その中からVFO信号を
抽出し、記録再生に用いるクロックを基準信号発生器１
０４の信号を基準として生成する。総光量検出回路１０
２で生成されたRF信号は低域フィルタ１０７に入力さ
れ、その出力信号はタイミング生成回路１０６で生成さ
れたタイミングでサンプリングされ、サンプルホールド
回路１０８でホールドされる。サンプルホールド回路１
０８でサンプルホールドされた信号は、演算回路１０９
によって演算され、保護スイッチ１１０を通り、トラッ
キング誤差信号検出回路１０３の信号に加算器１１４に
よって加算される。加算器１１４の出力は位相補償回路
１１１でトラッキング制御系に適した位相補償を施さ
れ、駆動回路１１２に伝達される。駆動回路１１２の出
力レベルによって光スポットがランドあるいはグルーブ
の中心をトレースするように光ピックアップ中のトラッ
キングアクチュエータが制御される。

【００１８】図２は、ID領域に記録されているID信号の
うち例えばVFO信号がウォブリングされて記録されてい
る例を示している。ここで、ウォブル１領域に記録され
ているピット列２３は、ランドの中心から内周側（ある
いは外周側）にトラックピッチの四分の一だけシフトし
た位置に形成され、ウォブル２領域に記録されているピ
ット列２３はランドの中心から外周側（あるいは内周
側）にトラックピッチの四分の一だけシフトした位置に
形成されているとする。また同一領域に図２のようにウ
ォブルした信号は複数個存在しても構わない。

【００１９】グルーブを記録再生してきた光スポット２
１がグルーブの中心からずれていると、ウォブリングし
ているピット列の再生信号が変化する。つまり、光スポ
ット２１が外周側にオフトラックすると外周側にウォブ
リングしているウォブル１領域に記録されているピット
列の再生信号が大きくなり、内周側にウォブリングした
ウォブル２領域に記録されているVFOの再生信号が小さ
くなる。逆に、光スポット２１が内周側にオフトラック
すると内周側にウォブリングしているウォブル２領域に
記録されているピット列の再生信号が大きくなり、外周
側にウォブリングしているウォブル領域１に記録されて
いるピット列の再生信号が小さくなる。これらの差を検
出することでスポットがどれだけ中心に対してオフトラ
ックしているかを検出することができる。

【００２０】一方、ランドを記録再生する場合、光スポ
ット２２が外周側にオフトラックすると外周側にウォブ
リングしているウォブル２領域に記録されているピット
列の再生信号が大きくなり、内周側にウォブリングした
ウォブル１領域に記録されているピット列の再生信号が
小さくなる。逆に、光スポット２１が内周側にオフトラ
ックすると内周側にウォブリングしているウォブル１領
域に記録されているピット列の再生信号が大きくなり、
外周側にウォブリングしているウォブル２領域に記録さ
れているピット列の再生信号が小さくなる。つまり、ラ
ンドとグルーブではオフトラックに対する検出特性は逆
になる。

【００２１】図３に、ID領域中に記録されているピット
列の再生信号と低域フィルタ１０７を通った後の信号波
形の関係を示す。図３において点線がピット列の再生信
号波形、実線が低域フィルタ１０７通過後の信号波形で
ある。低域フィルタ１０７で高周波数成分であるピット
情報が除去され、直流成分のみが検出される。ここで、
ランドを再生している場合を考えると、図３は光スポッ
ト２２が内周側にオフトラックしている状態であり、ウ
ォブル１領域とウォブル２領域によってピット列信号に
差が生じる。このピット列信号の直流成分値をサンプル
ホールド回路１０８でサンプルホールドする。

【００２２】サンプルホールド回路１０８でピット列信
号のレベルをサンプルホールドするタイミングパルスは
前述のようにタイミング生成回路１０６で生成する。

【００２３】図４は、タイミング生成回路１０６の実施
例である。このタイミング生成回路では、総光量検出回
路１０２の出力であるＲＦ信号と、クロック生成回路１
０５で生成されたクロックを用いてサンプルホールドす
るタイミングパルスを生成している。ヘッダー部を再生
していることを検出するヘッダー領域検出回路４１によ
って、カウンタ４２のイネーブル信号を生成し、ヘッダ
ー部の先頭からクロックカウントしていく。あらかじめ
ID領域中に記録してあるウォブリングされたピット列信
号の位置は決められているので、ウォブル領域の中間付
近でのみＨとなり、その他の領域ではＬとなるタイミン
グ生成用デコーダ４３でサンプリングタイミング信号を
形成する。図５は、タイミングチャートを示したもの
で、ａ）はＲＦ信号、ｂ）はＩＤ領域検出回路４１の出
力であるＩＤ部ゲート信号、ｃ）はカウンタ４２に入力
されるクロック信号、ｄ）はタイミング生成用デコーダ
から出力されるサンプリングタイミング信号である。

【００２４】図６は、演算回路中で行う演算と暴走保護
用の処理内容を示したフローチャートである。まず、各
ウォブル領域に記録されたピット列信号のレベルをサン
プルホールドした値の差分を算出し、レジスタに記録す
る。ここではそのレジスタ名をTE-OFST1とする。もしも
同一ヘッダー内に２つ以上のウォブル領域が存在した場
合には同様にピット列信号のレベル差を算出し、別のレ
ジスタTE-OFST2など順次、レジスタに記録する。全ての
差分を算出した後、各レベル差の平均を算出し、そのレ
ベルをエラー信号とする。

【００２５】エラー信号を算出した後、欠陥が存在した
かどうかを判断する為に、前のセクタでの値と比較す
る。もしも欠陥があった場合、異常な値の信号レベルが
算出され、その値は前値に比べて大きく離れた値となる
はずである。前のセクタの値との差があらかじめ定めた
Yoよりも小さければ、欠陥がないとして判断し、そのま
ま出力する。Yoよりも大きければ、欠陥がある可能性が
高いと判断し、前値をホールドして出力する。

【００２６】また、記録再生している場所がランドとグ
ルーブかによって、ウォブリングしたピット列信号の差
の極性が異なる。よって、システムコントローラより現
在記録再生している場所がランドかグルーブかの判別信
号を受け取り、その信号によって、引き算する順番を逆
にするか、あるいは演算後の値に−１をかけた後に出力
するという処理も演算回路１０９内で行う。

【００２７】また実際に、データを読み書きする場合に
は、ランダムシーク、トラックジャンプ、ランドとグル
ーブの切り替えなどの様々な動作が行われる。ランダム
シークあるいはトラックジャンプ動作などでトラッキン
グ制御がオン／オフされる場合には、再度トラッキング
制御オンした直後はトラッキング制御が多少不安定にな
りやすい。そのような時にオフトラックをピット列信号
から検出し、トラッキングのオフセットを抑圧する制御
を行うとさらに不安定になり、暴走の恐れがある。それ
を防ぐために、ランダムシーク、トラックジャンプやラ
ンド・グルーブの切り替え時とその直後は、オフトラッ
クの補正制御を切り放すために、スイッチ１１０をオフ
にしておかなければならない。スイッチ１１０の開閉は
システムコントローラにより状況に合わせてコントロー
ルする。

【００２８】また、クロック生成回路１０５によって生
成されたクロックがPLL制御されているかを検出し、も
しも非同期状態ならば、間違った位置の信号をサンプル
ホールドすることになるので、スイッチ１１０を開け暴
走を防ぐ構成とした。

【００２９】次にＩＤ領域のデータを再生するためのク
ロック生成について述べる。図７は、ＩＤ領域を再生す
るためのクロック生成回路の実施例を示す図である。光
ディスク１上のトラック１１からの反射光５７は、対物
レンズ５１を通り、４分割光検出器５２で受光される。
４分割検出器５２のトラック方向の各々和つまりａ及び
ｂの和とｃ及びｄの和が減算器５４で引き算され、トラ
ッキングエラー信号（プッシュプル信号）が生成され
る。これに対して、トラックに垂直となるラジアル方向
の各々の和つまりａ及びｃの和とｂ及びｄの和が減算器
５３で引き算され、いわゆるタンジェンシャルプッシュ
プル信号が生成され比較器５５に入力される。

【００３０】図８に、ピットに対応して発生する減算器
５３と比較器５５の出力波形を示す。図８においてａ）
はピット列、ｂ）は再生ＲＦ波形、ｃ）は減算器５３の
再生波形、ｄ）は位相比較器５６の出力波形である。図
８ａ）に示すピット列に対する４分割光検出器のａ〜ｄ
の総和で得られる再生ＲＦ信号は、ピット上に光スポッ
ト２１が位置するときに最小値を示し、ピット間に位置
するときに最大値を示す。これに対して減算器５３の出
力波形ｃ）は、４分割光検出器のｂとｄの方がａとｃに
比べて、早くピットの影響を受けて暗くなり、検出強度
に時間差が生じる。記録されているピット長が短い場合
には、図８のように再生ＲＦ信号ｂ）を微分したような
出力が得られる。従って、ピット列の再生信号がウォブ
リング方向によって直流成分が異なっていても、その成
分をキャンセルすることが可能である。減算器５３の出
力ｃ）を比較器５５で比較して得られた波形と基準信号
発生器１０４の信号との位相差を位相比較回路５６で検
出し、PLL制御を行って、再生用クロックを形成する。

【００３１】図９は本発明の第２の実施例を示す光ディ
スク装置におけるトラッキング制御ループの構成図であ
る。基本的なトラッキング制御の構成は実施例１と同様
である。総光量検出回路１０２で検出された信号のエン
ベロープ波形をピークホールド回路１１５で生成する。
図１０は、ID領域中に記録されているピット列の再生信
号とピークホールド回路１１５を通った後の信号波形を
示す。図１０中の点線がピット列の再生波形、実線がピ
ークホールド回路１１５を通過後の波形である。実施例
１でウォブリングしたピット列信号の直流成分差を検出
したのに対して、実施例２ではピット列信号の最小値の
差を検出するという特徴がある。ピットの大きさが光ス
ポットの直径と同等な大きさ以上では、オフトラックに
対するピット列信号の最大値の変化はほとんど生じな
い。そのため、実施例１のようなピット列信号の直流成
分を検出するよりも、ピット列信号の最小値の差を検出
した方が、検出感度が大きく取れるという利点がある。
また、図９の実施例ではサンプルホールドのタイミング
を生成するためにパターン検出回路１１７を用いてい
る。これは、サンプルホールドする信号領域の前に、あ
る特定パターンとなるポスト・アンブル信号を挿入して
おき、再生時にこの特定パターンをパターン検出回路１
１７で識別し、サンプルホールドのタイミングパルスを
生成するものである。

【００３２】

【発明の効果】ウォブリングしたピット列信号を低域フ
ィルタあるいはピークホールド回路を介して検出するこ
とによってオフトラックを検出し、プッシュプル検出で
生じるオフセットをキャンセルすることが可能となる。
また、ウォブリングしているピット列からクロックを生
成する場合、ウォブリングによって発生する直流成分は
タンジェンシャルプッシュプル信号を用いることによっ
て対応可能となる。さらにディスク欠陥に対しては、前
の演算結果との比較あるいはＰＬＬ制御の動作モードの
チェックによって補正動作を切り換えるため、ランド・
グルーブ記録などの高密度記録でも安定な記録再生が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】ヘッダー部のウォブリングIDを示す図である。

【図３】低域フィルタ通過後のピット列信号である。

【図４】サンプルホールドのタイミング生成回路の構成
図である。

【図５】サンプルホールドのタイミングチャートであ
る。

【図６】演算回路中で行う保護動作のフローチャートで
ある。

【図７】クロック生成回路の実施例を示す構成図であ
る。

【図８】クロック再生回路における再生信号である。

【図９】本発明の第２の実施例を示す構成図である。

【図１０】ピークホールド回路通過後のピット列信号で
ある。

【符号の説明】

１…光ディスク、１０１…光ピックアップ、１０２…総光量検出回路、１０３…トラッキング誤差信号検出回路、１０４…基準信号発生器、１０５…クロック生成回路、１０６…タイミング生成回路、１１４…システムコントローラ、１１５…ピークホールド回路、１１７…パターン検出回路、１０７…低域フィルタ、１０８…サンプルホールド回路、１０９…演算回路、１１０…スイッチ、２１、２２…光スポット、２３…ピット、４１…ID部領域検出回路、４２…カウンタ、４３…タイミング生成用デコーダ、５２…４分割光検出器、５３、５４…減算器、５５…比較器、５６…位相比較器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井純一神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者田中久光神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者鈴木芳夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクのランドとグルーブの両方に対し
て情報を記録し、ヘッダー中のピット列信号がランドあ
るいはグルーブの中心から再生方向に対して左右にウォ
ブリングしている光ディスクの記録再生装置において、
光ディスクからの全反射光量を検出する総光量検出回路
とピット信号成分を減衰し直流成分のみの信号を得るこ
とのできる低域フィルタと、ウォブリングしたピット列
信号のレベルをサンプルホールドする回路と、そのタイ
ミングを生成する回路を有し、サンプルホールドした各
レベルを演算してランドあるいはグルーブの中心と光ス
ポットとのずれを検出し、その信号とディスクの溝から
得られたトラッキングエラー信号とを合成してトラッキ
ング制御を行うことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】ディスクのランドとグルーブの両方に対し
て情報を記録し、ヘッダー中のピット列信号がランドあ
るいはグルーブの中心から再生方向に対して左右にウォ
ブリングしている光ディスクの記録再生装置において、
トラック接線方向に２分割された光検出器の各々の出力
の差をとるための減算器と、該減算器の出力を２値化す
るための２値化回路とを有し、該２値化回路の出力を位
相比較回路に入力して、クロックを生成するようにした
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】ディスクのランドとグルーブの両方に対し
て情報を記録し、ヘッダー中のピット列信号がランドあ
るいはグルーブの中心から再生方向に対して左右にウォ
ブリングしている光ディスクの記録再生装置において、
光ディスクからの全反射光量を検出する総光量検出回路
とピット列信号のピーク値を検出する回路と、ウォブリ
ングしたピット列信号のレベルをサンプルホールドする
回路と、そのタイミングを生成する回路を有し、サンプ
ルホールドした各レベルを演算してランドあるいはグル
ーブの中心と光スポットとのずれを検出し、その信号と
ディスクの溝から得られたトラッキングエラー信号とを
合成してトラッキング制御を行うことを特徴とする光デ
ィスク装置。
【請求項４】ディスクのランドとグルーブの両方に対し
て情報を記録し、ヘッダー中のピット列信号がランドあ
るいはグルーブの中心から再生方向に対して左右にウォ
ブリングしている光ディスクの記録再生装置において、
現在再生しているトラックから別のトラックへ移動する
トラックジャンプ及びランダムシーク動作と再生領域を
ランドからグルーブあるいはグルーブからランドへと切
り替える動作中は、ウォブリングしたピット列信号から
得られるオフトラック量を利用したトラッキング制御を
行わず、ディスクに形成された溝から得られる情報のみ
を用いてトラッキング制御をおこなうことを特徴とする
光ディスク装置。
【請求項５】ディスクのランドとグルーブの両方に対し
て情報を記録し、ヘッダー中のピット列信号がランドあ
るいはグルーブの中心から再生方向に対して左右にウォ
ブリングしている光ディスクの記録再生装置において、
ピット列信号から生成されたクロックの同期状態を検出
し、非同期な状態ならばウォブリングしたピット列信号
から得られたオフトラック量を利用したトラッキング制
御を行わず、ディスクに形成された溝から得られる情報
だけを用いてトラッキング制御を行うことを特徴とする
光ディスク装置。
【請求項６】ディスクのランドとグルーブの両方に対し
て情報を記録し、ヘッダー中のピット列信号がランドあ
るいはグルーブの中心から再生方向に対して左右にウォ
ブリングしている光ディスクの記録再生装置において、
ウォブリングしたピット列信号から得られたオフトラッ
ク量を用いてトラッキング制御する場合、制御信号の極
性をランドとグルーブとで切り換えることを特徴とする
光ディスク装置。
【請求項７】請求項６記載の光ディスク装置において、
極性の切り換えをウォブリングしたピット列信号の減算
の順番を換えることによって行うことを特徴とする光デ
ィスク装置。
【請求項８】請求項６記載の光ディスク装置において、
極性の切り換えをウォブリングしたピット列信号の減算
した後に行っていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】請求項１あるいは３記載の光ディスク装置
において、サンプルホールドを行うタイミングパルスを
ヘッダー部の先頭からクロックカウントして生成するこ
とを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１０】請求項１あるいは３記載の光ディスク装
置において、サンプルホールドを行うタイミングパルス
をサンプルホールドする地点の前に記録された特定ピッ
トをパターン認識して生成することを特徴とする光ディ
スク装置。