JPH10255288A

JPH10255288A - 回折に基づくマーク形成検出により光記録システムを動的にトラッキング制御する装置

Info

Publication number: JPH10255288A
Application number: JP255498A
Authority: JP
Inventors: Clarke K Eastman; ケイイーストマンクラーク; James A Barnard; アーサーバーナードジェイムズ
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1998-09-25
Also published as: EP0858071A3; EP0858071A2

Abstract

(57)【要約】【課題】動的トラッキング誤差検出をなし、入射ビー
ムはマークの形で媒体上にデータを記録する光記録シス
テムで用いられる装置を提供する。【解決手段】回折に基づくマーク形成効率（ＭＦＥ）
信号は戻り開口の異なる部分で受容された反射書き込み
信号をモニタして発生され、媒体上のマークの特徴を示
す。位置信号は光ディスク記録媒体上の揺動溝に関して
入射ビームのクロストラック運動を表わすよう発生され
る。回折に基づくＭＦＥ信号及び位置信号の変動は動的
ＴＥＳを提供するよう相関される。それらは帯域通過濾
波され、乗算器回路で相関され、あるいは位置信号は帯
域濾波された回折に基づくＭＦＥ信号を信号差分回路の
特定の入力への印加を制御するように用いる。動的ＴＥ
Ｓは単独で、又はプッシュプル信号や従来のトラッキン
グ信号と共に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】関連する出願の相互参照１９９６年１月１６日にＥａｓｔｍａｎ等により出願さ
れた米国特許出願０８／５８４９３３、”Ｄｙｎａｍｉ
ｃＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｉｎ
ａｎＯｐｔｉｃａｌＲｅｃｏｒｄｉｎｇＳｙｓ
ｔｅｍｂｙＳｅｎｓｉｎｇＭａｒｋＦｏｒｍａｔ
ｉｏｎ”；１９９６年１月１９日にＥａｓｔｍａｎ等に
より出願された米国特許出願０８／６６６１７２、”Ｐ
ｈａｓｅ−ＤｅｔｅｃｔｅｄＤｉｒｅｃｔＲｅａｄ
ＤｕｒｉｎｇＷｒｉｔｅ”；Ｅａｓｔｍａｎ等によ
り出願された米国特許出願（文書番号７４９７８）、”
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ−ＢａｓｅｄＤｉｒｅｃｔ
ＲｅａｄＤｕｒｉｎｇＷｒｉｔｅ”；Ｅａｓｔｍａｎ
等により出願された米国特許出願（文書番号７４９７
９）、”ＳａｍｐｌｅＴｉｍｉｎｇＳｔｒａｔｅｇ
ｙｆｏｒＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ−ＢａｓｅｄＤ
ｉｒｅｃｔＲｅａｄＤｕｒｉｎｇＷｒｉｔｅ”の
内容をここに参考として引用する。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は光データ記録に関
し、より詳細には記録中に発生された信号を用いて記録
媒体上のトラッキング構造に関する記録スポットの位置
を制御するために効率的なマーク形成に関する。

【０００３】

【従来の技術】光データ記録で典型的にはレーザー又は
レーザーダイオードである光源は放射ビームの形で入射
書き込み信号を形成する。ビームはデータを光検出可能
なマークとして記録するよう光媒体の上に印加される。
ビームを媒体に適切に印加するために記録可能なコンパ
クトディスク（ＣＤ−Ｒ）媒体のようなある種の媒体が
グルーブ（溝）又はプレグルーブと典型的に称される形
成された螺旋形のトラッキング構造を含む。螺旋形の溝
はよく知られた方法で回転速度及びビーム位置情報を提
供するために溝の平均した中心線に関してディスクの径
方向に「揺動（ｗｏｂｂｌｅ）」される。溝の寸法及び
形状は媒体に依存して変化するが、一例として溝の幅は
径方向で０．４μｍのオーダーであり、螺旋の隣接する
溝と径方向で約１．６μｍ隔離されている。ＣＤ−Ｒ媒
体で溝はマークが記録されるデータトラックに対応す
る。

【０００４】多くの光記録システムに記録されたデータ
の質は一般に媒体上の記録スポットのクロストラック位
置に非常に敏感である。例えばＣＤ−Ｒシステムでデー
タ品質は記録スポットがディスク溝の中心線から逸脱す
るときに急速に劣化する。トラック上の記録点を維持す
る通常用いられる技術はプッシュプルトラッキングと称
される。この技術は記録スポットのプッシュプルトラッ
キング信号を発生するために記録媒体上の溝又は他の適
切なトラッキング構造との相互作用により引き起こされ
た干渉パターンを測定することを含む。トラッキングサ
ーボはプッシュプル信号を一般に「トラッキングオフセ
ット」又はオントラック値と称される所定の最適値に保
つよう記録スポットの位置に調節する。トラッキングオ
フセットは検出器の誤配列及び光軸の傾きのような静的
な誤差を補正するものである。従来技術は典型的にはデ
ータ記録の前の較正期間中にトラッキングオフセットを
決定する。

【０００５】本発明の譲受人に譲渡され、ここに参考と
して引用する米国特許第５４４０５３４号は一以上の試
行記録中に発生したマーク形成効率（ＭＦＥ）信号を対
応するプッシュプルトラッキング信号に相関することに
より光記録器のトラッキングオフセットを決定する技術
を開示する。この技術は反射された書き込み信号のある
特徴は記録スポットのクロストラック位置と共に変動す
るという事実を認識し、用いるので、それにより他の技
術より多くの利点を提供する。例えばトラッキングオフ
セットは２路（ｔｗｏ−ｐａｓｓ）技術に必要な分離さ
れた記録及び読み取り路と比べて単一の記録路で決定さ
れる。加えて得られたトラッキングオフセットは読み取
りより記録に対して最適化される。この方法で「オント
ラック」は最大ＭＦＥ信号を有するクロストラック位置
として決定される。

【０００６】米国特許第５４４０５３４号に記載されて
いるマーク形成効率信号は以下に「密度（ｄｅｎｓｉｔ
ｙ）に基づく」方法と称される。これらの方法は戻りの
開口の実質的に全てで受容された光から発生する単一の
反射された書き込み信号に基づく。上記の米国特許出願
０８／６６６１７２、米国特許出願（文書番号７４９７
８）、米国特許出願（文書番号７４９７９）は従来技術
の「密度に基づく」方法と基本的に異なるマーク形成効
率を測定する技術を記載している。以下に「回折に基づ
く」方法と称されるこれらの新たな技術は戻りの開口の
異なる部分で受容された光から発生した反射された書き
込み信号に基づく。マーク形成効率信号はこれらの反射
された書き込み信号を比較することにより得られる。回
折に基づく方法はまた測定信号対ノイズの改善及び得ら
れた書き込まれたマークの品質のより正確な予想のため
に従来技術の密度に基づく方法と結合されうる。

【０００７】上記のプッシュプルトラッキング法は「単
一スポット」技術と称され、データを記録し、読み取る
スポットはまたトラッキング信号を発生する。これは多
スポットトラッキング技術と比べたときにシステムコス
ト及び複雑さを減少する。しかしながらプッシュプルト
ラッキングはまた多くの問題を有する。例えばトラッキ
ングオフセットは媒体の傾き、レンズの中心からのず
れ、光のスポットの逸脱、溝の非対称性のような条件に
より変動する。これらの条件はディスク毎、あるディス
ク上のポイント毎に異なる。故に較正期間中に決定され
たトラッキングオフセットは記録ビームに実際のデータ
記録中に生ずる条件の変化の出現で充分にオントラック
を保たせることは不可能である。プッシュプル技術は一
例として用いられるが、他のトラッキング方法、「単一
スポット」及び「多スポット」の両方は同様にこれらの
影響からトラッキング誤差をこうむる。

【０００８】上記から明らかなように記録ビームが実際
のデータ記録中に発生したマーク形成効率情報を用いて
オントラックを維持する動的トラッキング技術に対する
ニーズが存在する。米国特許第４１１８７３５号（Ｗｉ
ｌｋｉｎｓｏｎ）及び米国特許第４３２２８３７号（Ｍ
ｉｃｋｅｌｓｏｎ等による）は読み返しビームが連続的
にクロストラック方向で往復又は「ディザー（ｄｉｔｈ
ｅｒ）」する動的トラッキング技術を記載している。こ
のクロストラック運動の繰り返しは媒体により反射され
た光の強度の得られたいかなる変動とも相関する。クロ
ストラック信号と反射された光の変動との間に相関がな
いときには読み返し信号は「オントラック」と考えられ
る。このクロストラック位置は「バーンダーク（ｂｕｒ
ｎｄａｒｋ）」媒体に対する反射光強度の最小値に対
応する（バーンダークは書き込まれたマークが書き込ま
れていない部分より反射しない媒体として定義され
る）。クロストラック運動と反射光変動との間の相関が
あるときに２つの信号の反射位相（正又は負）は読み返
しビームが位置するのは「オントラック」のいずれの側
であるかを示す。

【０００９】米国特許第５４３４８３４号（Ｓｈｉｎｏ
ｄａ等による）は光ビームをオントラックに保つ同様の
方法を記載している。それは米国特許第４１１８７３５
号と４３２２８３７号と異なり、クロストラック運動の
繰り返しは照射ビームをディザーさせることによりもは
や達成されない。むしろそれは記録可能なコンパクトデ
ィスク（ＣＤ−Ｒ）でのように周期的なプレグルーブの
側面の間の揺動により形成される。照射ビームと記録媒
体との間のこの相対的なクロストラック運動は上記のプ
ッシュプル技術のような知られた方法を用いて検出され
る。米国特許第４１１８７３５号と４３２２８３７号に
関してトラッキング信号はこのクロストラック運動を反
射された光強度の変動に相関することにより得られる。
また米国特許第４１１８７３５号と４３２２８３７号に
関して「オントラック」は反射された光強度の最小値と
して決定される。

【００１０】米国特許出願０８／５８４９３３は従来技
術の反射された光強度の代わりにマーク形成効率（ＭＦ
Ｅ）信号を用いることにより上記の従来技術を改善して
いる。それぞれのクロストラック運動をＭＦＥ信号の変
動に相関することにより米国特許出願０８／５８４９３
３は米国特許第５４４０５３４号に記載された静的なト
ラッキングオフセット較正の連続的な動的バージョンを
形成している。米国特許出願０８／５８４９３３は反射
された書き込み信号の測定された特性であるＭＦＥ信号
はこの測定に対して単に反射された光強度を検出するよ
りも優れているということを認識している。多数の密度
に基づくＤＲＤＷ技術はＭＦＥ信号を発生するために米
国特許出願０８／５８４９３３に記載されている。

【００１１】マーク形成効率測定は多数の理由で反射光
強度を検出することが好ましい。例えば反射光強度は記
録された特定の書き込みパルスに直接依存する。そのよ
うなデータ依存揺らぎはＭＦＥ信号と比較して測定の信
号対ノイズ比を減少し、これは反射された書き込みパル
スの特に測定された特性であり、データパターンにより
依存しない。また最大ＭＦＥ信号は最小反射光強度とし
て同じクロストラック位置で発生しない。これは米国特
許第４１１８７３５号と４３２２８３７号と５４３４８
３４号と比較して米国特許出願０８／５８４９３３の方
法に対して異なるオントラック位置で生ずる。

【００１２】しかしながらある記録システムで、マーク
形成中に反射光強度の全体が比較的小さな変化である場
合が存在する。このようなシステムでは密度に基づくＤ
ＲＤＷ技術は低信号対ノイズＭＦＥ信号を形成する。そ
のようなＭＦＥ信号が米国特許出願０８／５８４９３３
に記載された方法で用いられる場合には得られた動的ト
ラッキング信号は信号対ノイズ比を減少し、誤差に対し
てより影響されやすくなる。故にこれらの型の記録シス
テムでより効率的な動的トラッキング方法に対するニー
ズが存在する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は記録中
に発生された信号を用いて記録媒体上のトラッキング構
造に関する記録スポットの位置を制御するために効率的
なマーク形成装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は回折に基づくマ
ーク形成効率（ＭＦＥ）信号を記録スポットと記録媒体
のトラッキング構造との間の相対的なクロストラック運
動に相関することにより実際にデータを記録する間にト
ラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を発生する。ＴＥＳは記
録スポットをオントラックに保つために光記録システム
でトラッキングサーボにより用いられる。トラッキング
サーボは単独で又はプッシュプル信号のような従来のト
ラッキング信号と結合して本発明のＴＥＳを用いる。回
折に基づくＭＦＥ信号は反射された光記録ビームのモニ
タされた特性に対応し、マークが媒体上に適切に形成さ
れたか否かの表示を提供する。回折に基づくＭＦＥ技術
は戻り開口の異なる部分で受容された反射された書き込
み信号を比較する。それらは戻りビーム開口の実質的に
全体で受容された単一の反射された書き込み信号の特性
を決定する従来技術の密度に基づくＭＦＥ方法とは異な
る。本発明では回折に基づく方法は密度に基づく方法と
回折に基づく方法を組み合わせた技術を含む。本発明は
記録中に発生された回折に基づくＭＦＥ信号は記録スポ
ットのクロストラック位置で変化するいかなる光記録媒
体に対しても適用可能である。

【００１５】本発明の一つの特徴によれば入射ビームは
マークの形で媒体上にデータを記録する光記録システム
で用いられる装置が提供される。回折に基づくＭＦＥ信
号は戻り開口の異なる部分で受容された反射された書き
込み信号をモニタすることにより発生され、媒体上に形
成されたマークの特徴を示す。位置信号は光ディスク記
録媒体上の揺動溝のようなトラッキング構造に関して入
射ビームのクロストラック運動の表示を提供するために
発生される。回折に基づくＭＦＥ信号及び位置信号の変
動は動的ＴＥＳを提供するよう相関される。回折に基づ
くＭＦＥ信号及び位置信号はまず帯域通過濾波され、そ
れから例えば２つの信号を乗算するために乗算器回路を
用いて相関される。他の方法は位置信号を帯域濾波され
た回折に基づくＭＦＥ信号を信号差分回路の特定の入力
への印加を制御するために用いる。

【００１６】本発明による位置信号は多数の異なる技術
を用いて発生されうる。位置信号は一般に入射ビーム記
録スポットと、媒体上のトラッキング構造の中心線に対
応する所望のオントラック位置との間の相対的なクロス
トラック運動を表す。相対的なクロストラック運動は例
えばトラッキングアクチュエーターに印加された駆動信
号を用いて所定のクロストラックパターンの記録スポッ
トを動かすことにより提供される。そのような実施例で
は位置信号はアクチュエーターを動かすよう印加された
駆動信号又は記録スポットの動きを表すプッシュプル信
号の検出に対応する。あるいは記録スポットの下のトラ
ッキング構造の相対的なクロストラック運動は位置信号
を提供するよう検出されうる。相対的なクロストラック
運動のこの型は例えば記録可能なコンパクトディスク
（ＣＤ−Ｒ）媒体の揺動溝トラッキング構造により提供
される。本発明は実際のデータ記録中に測定された回折
に基づくＭＦＥ信号及び例えば検出されたプッシュプル
位置信号の時間変動ＡＣ成分に対応する位置信号を用い
た動的ＴＥＳを提供する。故にプッシュプル信号のＤＣ
成分に関連する従来技術のオフセット誤差は回避され
る。これは検出器の誤配列又は光軸の傾きのような静的
な誤差に対して改善された補正を提供する。加えて本発
明のＴＥＳは媒体の傾き、レンズの中心からのずれ、光
学的スポットの逸脱、溝の非対称のような条件の変化に
従来技術のプッシュプル信号より正確に適応する。更に
また本発明の動的トラッキングは較正期間中にオフセッ
ト値の発生又はオフセット値の設定の必要はない。本発
明はクロストラック位置信号の変化を記録媒体により反
射された光の強度の変化に相関する従来技術より優れて
いる。マーク形成効率を示す反射された書き込み信号か
らの特徴を抽出することにより本発明はより高い測定信
号対ノイズ比及び光学的クロストラック位置のより正確
な表示を提供する。本発明の回折に基づくＭＦＥ技術は
動的トラッキング方法が不適切な密度に基づくＭＦＥ信
号を有する記録システムに適用されることを許容する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の更なる特徴、性質及び種
々の利点を以下に図を参照して詳細に説明する。図１は
本発明による光記録システム１０を示す。記録システム
１０は入射光書き込み信号を発生する光源１１からな
る。光源１１は例えばレーザー、レーザーダイオード、
又はＬＥＤである。光源１１はデジタルオーディオ、ビ
デオ、又は光媒体上に記録されるよう適切に符号化され
る他の情報のような記録データのストリームにより強度
変調される。データ源（図示せず）は一般に光源１１に
対してパルスのストリームを形成する符号化された記録
データを供給する。当業者によく知られている例示的な
データ符号化技術はＣＤ−Ｒで典型的に用いられる８か
ら１４ビット変調（ＥＦＭ）コードである。入射光信号
は典型的にはそれぞれが記録データの部分に対応する一
連の入射書き込みパルスを含む。

【００１８】入射光信号はビーム整形光学系１２を通過
し、ビームスプリッタ１３のビーム方向付け面により光
記録媒体１４に向けて反射される。本発明は揺動溝を有
するＣＤ−Ｒディスク上でのトラッキングに対して特に
よく適合されるが、光検出可能なトラッキング構造を含
むいかなる記録可能な媒体に対してもより幅広く適用可
能である。故にここで用いられる「揺動溝（ｗｏｂｂｌ
ｅｄｇｒｏｏｖｅ）」という用語は媒体の表面上に配
置され、本発明による相対的なクロストラック運動に対
して適切である光学的に検出可能ないかなる構造をも含
むものと理解されなければならない。

【００１９】入射ビームは合焦アクチュエータＦＡに設
けられた対物レンズ１５を介して媒体１４に印加され
る。合焦アクチュエータＦＡは媒体の記録スポットの焦
点を変えるために対物レンズを媒体１４の表面に垂直な
方向に動かす。トラッキングアクチュエータＴＡはサー
ボ制御システム１７からの制御信号に応答して例えば対
物レンズ１５、ビームスプリッタ１３、１８、光検出器
組立体１９、２０のような筐体１６の内部又は一部であ
るシステムのこれらの部分を動かすよう作動される。ト
ラッキングアクチュエーターＴＡはそれにより媒体１４
のトラッキング構造に関してオントラック位置にビーム
を維持するよう媒体１４を側方に横切るよう入射記録ビ
ームを動かす。あるいはトラッキング機能は側方に対物
レンズ１５のみを動かすことにより達成されてもよい。
トラッキング及び合焦アクチュエーターＴＡ及びＦＡは
例えばサーボ制御システム１７により制御されたコイル
及び電磁気的（図示せず）に制御された種々のよく知ら
れた配置を含む。サーボ制御システム１７は以下に詳細
に説明する方法で発生された本発明の動的トラッキング
誤差信号（ＴＥＳ）に応答してトラッキングアクチュエ
ーターを作動する。サーボ制御システム１７はまた図１
に示されるような位置信号発生器２５から直接従来のプ
ッシュプルトラッキング信号を受ける。このような実施
例でトラッキングサーボは本発明の動的ＴＥＳ及び従来
のプッシュプルトラッキング信号の両方を用いる。

【００２０】記録媒体１４から反射され、回折された戻
りのビームはトラッキング及び合焦検出、マーク形成効
率（ＭＦＥ）測定のような種々の機能に対して用いられ
る。図１の例示的な戻りビーム路はこれらの機能を達成
するための多くの可能性の内の一つを示す。この例では
戻りビームはレンズ１５及び第一のビームスプリッタを
通過し、第二のビームスプリッタ１８に印加される。戻
りビームはビームスプリッタ１８により２つの部分に分
けられる。第一の部分は例えば４つの要素Ｄ１，Ｄ２，
Ｄ３，Ｄ４を含む検出器配置１９に印加される。検出器
要素Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４はそれぞれ検出された信号
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を発生する。検出器配置１９は
トラッキング検出及びＭＦＥ測定に対して信号を供給す
る。戻りビームの第二の部分はコリメーティングレンズ
２２及び制限開口２１を介して合焦光検出器組立体２０
に向けられる。合焦光検出器組立体２０は対物レンズ１
５の位置を制御する合焦誤差信号を発生するために用い
られる。

【００２１】４つの検出された信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，
ｄ４は位置信号発生器２５及びマーク形成効率（ＭＦ
Ｅ）信号発生器２３に印加される。位置信号発生器２５
は検出器配置１９から４つの検出された信号ｄ１，ｄ
２，ｄ３，ｄ４を受け、それから従来技術のプッシュプ
ル信号を発生する。信号発生器２５は典型的には戻り開
口の一側で受けられた光を表す信号を形成するために検
出された信号ｄ１，ｄ３を加算する。同様にして検出さ
れた信号ｄ２，ｄ４は戻りの開口の他の側で受けられた
光を表す和信号を形成するために加算される。このよう
に戻り開口は効果的にクロストラック方向に半分に分割
される。開口の各半分からの和信号は例えばそれらの差
を取ることにより従来のプッシュプル信号を形成するた
めに用いられる。代替実施例では揺動溝媒体を用いるシ
ステムでは位置信号発生器の出力はまたプレグルーブ内
の絶対的な時間（ＡＴＩＰ）検出回路（図示せず）に送
られる。本発明の他の代替的な実施例は検出された信号
ｄ１，ｄ２を受けず、その代わりにトラッキングアクチ
ュエーターを駆動するために適切な信号を発生し、それ
により相対的なクロストラック運動を提供する位置信号
発生器を用いる。

【００２２】この例の回折に基づくＭＦＥ信号に対して
戻り開口はイントラック方向で効果的に２つの半分の部
分に分割される。この実施例のＭＦＥ信号発生器２３は
戻り開口の半分で受容された光を表す信号を形成するた
めに検出された信号ｄ１，ｄ２を典型的には加算する。
同様に戻り開口の他の半分で受容された光を表す和信号
を形成するために検出された信号ｄ３，ｄ４は典型的に
は加算される。開口の前後からの和信号は例えばそれら
の比を取ることにより回折に基づくＭＦＥ信号を形成す
るよう用いられる。これは回折に基づくＭＦＥ信号を発
生するための一つの方法にすぎない。他の方法は上記の
米国特許出願（文書番号７４９７８）、米国特許出願
（文書番号７４９７９）に記載されており、これらを参
考として引用する。

【００２３】本発明は図１の光記録システムで動的トラ
ッキング誤差検出及びトラッキング位置制御を提供する
ために相対的クロストラック位置信号及び回折に基づく
ＭＦＥ信号を用いる。クロストラック位置信号は記録ス
ポットと記録媒体のトラッキング構造との間の相対的な
クロストラック運動を提供することにより発生される。
トラッキング誤差信号は回折に基づくＭＦＥ信号の変動
を得るよう検出することにより発生され、回折に基づく
ＭＦＥ信号を位置信号の変動に相関する。

【００２４】図２の（ａ）、（ｂ）は本発明のクロスト
ラック位置信号を発生する２つの例示的な技術を示す。
示された図はレーザー入射面に垂直な方向で光ディスク
を見おろしたものである。図２の（ａ）では記録スポッ
トＳ１は揺動しないトラッキング構造ＴＳ１上に合焦さ
れる。スポットＳ１は典型的には０．５ミクロン以上
２．０ミクロン以下の幅を有するが、それは用途に非常
に大きく依存することは勿論である。示されたトラッキ
ング構造はマークが記録処理中に記録される予め形成さ
れた溝に対応する。トラッキング構造ＴＳ１に対応する
データトラックを含むディスクはＳ１がディスクに相対
的に動くような所望の速度で静的な記録ビームを通過す
るよう回転される。トラッキング構造ＴＳ１を横切る前
後へのスポットＳ１の動きは一連の連続する重複するス
ポットとして図２の（ａ）に示される。各スポットの中
心の矢印は記録媒体に相対的な記録ビームの運動の方向
を示す。この相対的なクロストラック運動は例えば図１
のシステムでトラッキングアクチュエーターに対して適
切な駆動信号を供給することにより提供されうる。この
ような実施例で位置信号は位置信号発生器として作動す
るトラッキングアクチュエーター駆動回路から得られ
る。図２の（ａ）に示される記録スポットのクロストラ
ック運動は実質的に正弦曲線であるが、本発明は適切な
クロストラック運動を提供するために多くの他の繰り返
しパターンのどれをも用いることができる。

【００２５】図２の（ｂ）は合焦された記録スポットに
相対的なトラッキング構造の変動により相対的なクロス
トラック運動の発生を示す。記録スポットＳ１はトラッ
キング構造ＴＳ２上に合焦され、これはこの例では揺動
溝に対応する。図２の（ａ）ではＴＳ２に相対的なスポ
ットＳ１の動きが一連の連続する重複するスポットによ
り示され、各重複するスポットは媒体に相対的な記録ビ
ームの運動の方向を示す中心の矢印を有する。この例で
は溝の揺動はスポットとトラッキング構造との間の相対
的なクロストラック運動を提供する。再び揺動溝トラッ
キング構造は図２の（ｂ）に示されるように通常は実質
的に正弦曲線であるが適切なクロストラック運動を提供
するために多くの他の繰り返しパターンのどれをも用い
ることができる。

【００２６】揺動溝トラッキング構造を以下に詳細に説
明する。上記のようにＣＤ−Ｒ媒体は典型的には図２の
（ｂ）に示されるような揺動溝を含む。揺動溝はマーク
が記録されるべきデータトラックに対応する。溝の寸法
及び形状は媒体に依存して可変であるが、典型的な溝の
幅はディスクの径方向で０．４ミクロンのオーダーであ
り、螺旋の隣接する溝は径方向で約１．６ミクロン離間
される。溝の揺動の量は説明の目的で図２の（ｂ）では
誇張されている。溝の中心線Ｃｌ１からの揺動溝の変動
は揺動振幅と称される。ＣＤ−Ｒ媒体の揺動振幅は典型
的にはピーク間で６０ｎｍのオーダーであり、溝の平均
空間波長は典型的には６０ミクロンのオーダーである。

【００２７】溝の揺動は一般に回転速度及びビーム位置
情報を提供するために用いられる。揺動溝ディスクが例
えば１．４メーター／秒の一定の線速度で回転するとき
に揺動振幅変動は所定の周波数でプッシュプルトラッキ
ング信号を変調する。一倍速又は４．３２Ｍビット／秒
の書き込み速度で動作するシステムのＣＤーＲ媒体で揺
動周波数は２２．０５ｋＨｚである。揺動周波数はより
高い速度でシステムが動作するよう上げられ、例えば６
倍速の書き込み速度で動作するシステムでは揺動周波数
は一倍速のシステムの６倍即ち１３２．３０ｋＨｚであ
る。サーボループは揺動周波数でトラッキング信号変調
を維持するようディスクモーターを制御することにより
所望のディスク回転速度を提供しうる。

【００２８】揺動溝ディスクの表面上のビーム位置は揺
動を周波数変調することにより提供される。プッシュプ
ル信号の変調はそれに印加された周波数変調により揺動
周波数に関して変化される。ＣＤ−Ｒシステムでは溝の
揺動の周波数変調は例えば±５パーセントのオーダーで
ある。溝の揺動上で周波数変調された情報はプレグルー
ブ内の絶対時間（ＡＴＩＰ）情報と称される。ＡＴＩＰ
情報は典型的にはビームがディスク直径方向の内側で開
始してから溝に追従することによりディスク表面の所定
の位置に到達する螺旋溝内で経過した時間の量を示すバ
イナリデータを含む。その時間は分、秒、及び例えば一
倍速の書き込み速度で一秒の７５分の１に対応するフレ
ームにより表される。ＡＴＩＰ変調はまたディスク識別
子、同期マーク、予想される最適記録パワーのような他
の情報も含む。ＡＴＩＰは米国特許第５３６３３６０号
に非常に詳細に記載され、これは本発明の譲受人に譲渡
され、ここにこれを参考として引用する。

【００２９】トラッキング構造が図２の（ｂ）の揺動溝
の例のようにスポットに相対的に変動するときに相対的
なクロストラック運動は位置信号を提供するよう検出さ
れる。ＣＤ−Ｒシステムは典型的には従来のプッシュプ
ルトラッキング信号を提供するのに用いられるのと同様
な技術を用いて揺動溝及びその上の変調を検出する。得
られた検出信号は上記の回転速度制御及びビーム位置情
報を提供するために用いられるＡＴＩＰ揺動信号であ
る。本発明のＡＴＩＰ検出及び動的トラッキングの両方
は一般に以下にＡＣ成分と称される検出された溝の揺動
の時間変動成分を用いる。記録スポットに関するトラッ
キング構造の絶対的な位置の情報は通常必要なく、上記
のトラッキングオフセット問題の点からはあるシステム
動作条件の下で信頼性がない。

【００３０】図３は例示的なＣＤ−Ｒ媒体１４の部分断
面図を示す。媒体１４は上面５４を有する透明なポリカ
ーボネート基体５０を含む。記録ビーム５２は基体５０
の表面５４に入射し、溝５３に合焦する。基体５０は吸
収性の色素記録層５５及び金の反射層５６をオーバーレ
イする。上記のようにデータは溝５３に光学的に検出可
能なマークの形でビーム５２により色素層５５に記録さ
れる。金の反射層５６は記録されたデータを読み戻すの
に必要な高反射率を提供する。色素層５５が溝の間の領
域５７より溝５３の中でより厚いことが図３からわか
る。これは記録ビームがオントラックからオフトラック
位置へ動くにつれて一定の書き込みパワーレベルで回折
に基づくＭＦＥ信号の検出可能な変動を発生する一要因
である。

【００３１】図４は記録スポットに関する溝のクロスト
ラック位置の関数として記録中の回折に基づくＭＦＥ信
号変動のプロットである。記録中の回折に基づくＭＦＥ
信号は記録ビームスポットがオントラックの時、即ち揺
動溝の中心にあるときに最大となる。ビームが溝の中心
線のいずれかの側のオフトラックに動くと回折に基づく
ＭＦＥ信号は示されるように強度が減少する。本発明は
以下に説明するような方法で動的なトラッキング誤差を
提供するためにこのような回折に基づくＭＦＥ信号を用
いる。

【００３２】図５は本発明に適切に用いられる回折に基
づくＭＦＥ信号の発生の例を示す。他の回折に基づくＭ
ＦＥ信号及び回折に基づくＭＦＥ信号の発生の方法の付
加的な詳細は上記の米国特許出願（文書番号７４９７
８）、米国特許出願（文書番号７４９７９）に記載さ
れ、これらを参考として引用する。上記のように回折に
基づくＭＦＥ測定は戻り開口の異なる部分で反射された
書き込み信号を検出することを含む。図５を参照するに
反射された書き込み信号は図１に示される構成の検出器
を用いて発生される。２つの和信号Ｊ，Ｋは戻り開口の
前後で受容された光からの反射された書き込み信号を表
す。これらの２つの信号は書き込みパルスの開始後の時
間ΔＴでサンプルされる。これらのサンプルされた信号
の比、

【００３３】

【数１】

【００３４】が回折に基づくＭＦＥ信号を発生する方法
の一つの例である。この例示的な回折に基づくＭＦＥ信
号発生は： −反射された書き込みパルスの終わりの後のような異な
るサンプリング回数と、 −戻り開口を分割する異なるスキームと、 −離散的な時間でのサンプリングの代わりにある時間間
隔にわたる平均信号のような信号処理の異なる方法と、 −戻り開口の異なる部分からの信号を結合するときの等
しくない重み付けと、 −戻り開口の一部分のみからの単一の反射された書き込
み信号を用いることを含む。

【００３５】図６、７、８の（ａ）、（ｂ）は本発明の
一実施例の動作を示し、相対的なクロストラック運動は
ＣＤ−Ｒ媒体の揺動溝により提供される。図６は溝の中
心線Ｃｌ１に関する異なる３つの位置Ａ，Ｂ，Ｃでの記
録スポットＳ１を有する揺動溝トラッキング構造ＴＳ２
の一部を示す。位置Ａでは溝の中心線Ｃｌ１は記録スポ
ットＳ１の左にある。位置Ｂでは溝の中心線Ｃｌ１は記
録スポットＳ１の中心にあり、揺動周波数は記録スポッ
トがすぐに追従するためには高すぎる故に通常Ｃｌ１に
沿ってトラッキングされる。位置Ｃでは溝の中心線Ｃｌ
１は記録スポットＳ１の右にある。

【００３６】図７は図６の記録スポット位置Ａ，Ｂ，Ｃ
の各々に対して得られた回折に基づくＭＦＥ信号変動の
プロットである。各スポット位置に対する相対的なクロ
ストラック運動は揺動溝により提供され、水平軸上のΔ
Ｘとして示される。この実施例で位置信号は揺動周波数
での検出された溝の動きに対応し、３つのスポット位置
Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれに対して概略等しい。しかしなが
ら対応する回折に基づくＭＦＥ信号変動は各スポット位
置に対して異なり、それぞれのスポット位置Ａ，Ｂ，Ｃ
に対してΔＹＡ、ΔＹＢ、ΔＹＣで示される。本発明は
動的トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を得るために回折
に基づくＭＦＥ信号変動のこれらの差を用いる。

【００３７】図８の（ａ）、（ｂ）は溝の揺動の位置サ
イクルにわたり図６の各スポット位置Ａ，Ｂ，Ｃに対す
る位置信号変動ΔＸ及び回折に基づくＭＦＥ信号変動Δ
Ｙの詳細を示す。回折に基づくＭＦＥ信号変動ΔＹＡ、
ΔＹＣは図７に示される回折に基づくＭＦＥ信号値ＹＡ
１，ＹＣ１に関してそれぞれ測定され、これらは位置信
号ΔＸが溝の中心線に対応する平均値にあるときにそれ
ぞれ位置Ａ，Ｃに対する回折に基づくＭＦＥ信号であ
る。所望のトラック位置に対応するスポット位置Ｂに対
しては溝がスポットに関して左に動くとき、回折に基づ
くＭＦＥ信号変動ΔＹＢがそれが溝がスポットに関して
右に動くときと同じである。スポット位置Ａに対して回
折に基づくＭＦＥ信号変動ΔＹＡは溝が左に動く（スポ
ットから遠ざかる）ときに負であり、溝が右に動く（ス
ポットに近づく）ときに正である。スポット位置Ｃに対
して回折に基づくＭＦＥ信号変動ΔＹＣは溝が左に動く
ときに正であり、溝が右に動くときに負である。本発明
はこの実施例では記録スポットに関する溝の動きを表す
位置信号変動ΔＸを回折に基づくＭＦＥ信号変動ΔＹに
相関する。ＤＸとＤＹの相関は記録スポットを溝の中心
線に関してオントラックに維持するために用いられる動
的ＴＥＳを提供する。

【００３８】図９はＴＥＳ発生器３０の例示的な実施例
であり、それは位置信号変動ΔＸ及び回折に基づくＭＦ
Ｅ信号変動ΔＹの相関を実行する。位置信号Ｘは図１の
位置信号発生器２５から供給され、例えば従来技術のプ
ッシュプル信号である。あるいは位置信号Ｘはトラッキ
ングアクチュエーターに適用するためにトラッキングサ
ーボにより発生されたアクチュエーター駆動信号に対応
してもよい。位置信号Ｘは帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
１５０で濾波された後に、デジタイザ１５２でデジタル
化される。ＣＤ−Ｒシステムに対してＢＰＦ１５０は基
本的な溝揺動周波数で中心化され、揺動周波数のいかな
るＦＭ変調をも通過するよう適合された通過帯域を有す
る。デジタル化の後に位置信号は例えば揺動溝が中心線
の左に動いたときに論理レベル「１」を有し、揺動溝が
中心線の右に動いたときに論理レベル「０」を有する２
進信号である。デジタル化された位置信号はスイッチ１
５４を作動し、インバータ１６０からのデジタル化され
た位置信号の反転されたバージョンはスイッチ１５６を
作動させる。

【００３９】回折に基づくＭＦＥ信号Ｙは第二のＢＰＦ
１７０に供給されその後に位相調整要素１７２に供給さ
れる。ＢＰＦ１５０、１７０は平均値からの信号の瞬時
の偏差を表すＡＣ成分のみが処理されるようそれぞれ位
置及び回折に基づくＭＦＥ信号をＴＥＳ発生器３０にＡ
Ｃ結合するよう供される。ＢＰＦ１５０、１７０はまた
問題の帯域以外の望ましくないノイズを除去する。加え
てフィルタは顕著な時間遅れを引き起こす故に位置及び
回折に基づくＭＦＥ信号の両方に類似のフィルタを適用
することが同位相に保つことを助ける。ＢＰＦ１７０は
溝の揺動周波数に中心化され、いかなる変調をも通過す
るよう適合された通過帯域を有する。位相調節要素１７
２は濾波された位置と回折に基づくＭＦＥ信号との間の
いかなる残りの位相差を補正するために用いられる。

【００４０】デジタル化された位置信号は回折に基づく
ＭＦＥ信号をゲートするようスイッチ１５４、１５６を
制御する。デジタル化された位置信号が論理「１」でス
イッチ１５４は閉じられ、スイッチ１５６は開かれる。
デジタル化された位置信号が論理「０」でスイッチ１５
６は閉じられ、スイッチ１５４は開かれる。スイッチ１
５４、１５６の後に信号路に接続される低域通過フィル
タ１８０、１８２は回折に基づくＭＦＥ信号Ｙの幾つか
のゲートサイクルにわたる平均を供給する。低域通過フ
ィルタ１８０、１８２の適切なカットオフ周波数は例え
ば記録速度及びトラッキングアクチュエーター（図１の
ＴＡ）が駆動されうる最大周波数に依存する。一倍速で
の典型的なカットオフ周波数は約４０Ｈｚから４ｋＨｚ
の範囲であるが、カットオフ周波数はこの範囲に制限さ
れる必要はない。得られた濾波された回折に基づくＭＦ
Ｅ信号は差動増幅器である差分回路１８４で減算され
る。得られた差がゼロの場合には記録ビームは溝の中心
線に関してオントラックである。得られた差がゼロでな
い場合には記録ビームは溝の中心線に関して左又は右の
どちらかにオフトラックであることを示す。差の強度は
記録ビームがいずれかの方向で更にオフトラックに動く
場合には増加する。差分回路１８４の出力は動的ＴＥＳ
を表し、これは記録ビームをオントラックに保つようト
ラッキングアクチュエーターを調節する従来のトラッキ
ングサーボ制御システムに用いられ得る。

【００４１】本発明の動的ＴＥＳは従来のプッシュプル
トラッキング信号と組み合わせて用いられる。例えばＴ
ＥＳ発生器３０からの動的ＴＥＳ及び位置信号発生器２
５からのプッシュプル信号の両方は図１に示されるよう
なサーボ制御システムに印加される。これはサーボが両
方の信号の望ましい性質を用いることを許容する。例え
ばプッシュプル信号が一般に信頼できないＤＣ成分を有
するが、そのＡＣ成分はより信頼でき、比較的高周波に
延びる。本発明の動的ＴＥＳは信頼できるＤＣ及びＡＣ
成分を示すが、そのＡＣ周波数範囲の上端は図９のＴＥ
Ｓ発生器３０の低域通過フィルタ１８０、１８２のよう
なフィルタにより制限される。本発明の動的ＴＥＳを従
来のプッシュプル信号に結合する一つの可能な技術は動
的ＴＥＳをプッシュプル信号のトラッキングオフセット
値を更新するように用いることである。これは例えば動
的ＴＥＳを積分し、積分値に所定のスケール係数を乗算
し、次に前もって決定されたプッシュプルオフセット値
の結果と加算することである。多くの代替的な方法が本
発明の動的ＴＥＳをプッシュプル又は他の従来のトラッ
キング信号と結合するよう用いられる。

【００４２】図１０は本発明の更に他のＴＥＳ発生器を
示す。位置信号ＸはＢＰＦ１５０で帯域濾波される。回
折に基づくＭＦＥ信号ＹはＢＰＦ１７０で帯域濾波さ
れ、位相調整要素１７２で位相調整される。次に信号
Ｘ，Ｙは乗算器２００で掛け合わされ、動的ＴＥＳを提
供するために結果は低域通過フィルタ１８０で濾波され
る。信号Ｘ，Ｙが同相の時には記録スポットの右に対す
る溝の中心線に対応し、ＴＥＳは正の符号を有する。信
号Ｘ，Ｙが同相でない時には記録スポットの左に対する
溝の中心線に対応し、ＴＥＳは負の符号を有する。ＴＥ
Ｓの大きさは記録ビームがいずれの方向にも更にオフト
ラックするよう動く場合に増加する。記録ビームがオン
トラックの時にＴＥＳは実質的にゼロである。再び動的
ＴＥＳは記録ビームをオントラックに保つために従来の
トラッキングサーボ制御システムで用いられ得る。動的
ＴＥＳは単独又はプッシュプル信号又は他の従来のトラ
ッキング信号と連結して用いられ得る。

【００４３】図１に示されていないが記録システム１０
は上記の信号処理動作に適合するようなコンピュータ、
マイクロプロセッサ、応用特殊化集積回路（ＡＳＩ
Ｃ）、又は他のデジタルデータプロセッサを含みうる。
システム１０はまた例えば種々の測定された信号値を記
憶しうるシステムメモリを含む。更にまた信号処理動作
はソフトウエア又はファームウエアで部分的に又は完全
に実施可能である。

【００４４】上記の実施例は例示のためのみのものであ
る。例えば回折に基づくＭＦＥ信号及び用いられた位置
信号の型、回折に基づくＭＦＥ信号及び位置信号が動的
トラッキング誤差信号を提供するために相関される方法
を含む種々の変更が示された配置でなされうる。本発明
の請求項の範囲内のこれらの及び他の変更は当業者には
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動的トラッキング制御が実施される光
記録システムのブロック図を示す。

【図２】記録媒体の（ａ）揺動のないトラッキング構造
（ｂ）揺動のある溝トラッキング構造に関する記録スポ
ットのクロストラック運動を示す。

【図３】記録可能なコンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）媒
体の溝構造の断面図である。

【図４】記録スポットに関する溝のクロストラック位置
の関数として記録中の回折に基づくマーク形成効率（Ｍ
ＦＥ）信号変動のプロットである。

【図５】本発明による動的トラッキング信号を発生する
ために用いられる回折に基づくＭＦＥ技術の一例を示
す。

【図６】ＣＤ−Ｒ媒体の揺動溝に関するサンプル記録ス
ポット位置の３つの例を示す。

【図７】図６に示される３つの異なる記録スポット位置
に関する記録中の回折に基づくＭＦＥ信号変動のプロッ
トである。

【図８】（ａ）に相対的なクロストラック運動及び
（ｂ）に回折に基づくＭＦＥ信号変動のプロットをそれ
ぞれ示す。

【図９】本発明によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ）
発生器のブロック図を示す。

【図１０】本発明によるＴＥＳ発生器の他の実施例のブ
ロック図を示す。

【符号の説明】

１０光記録システム１１光源１２ビーム整形光学系１３ビームスプリッタ１４光記録媒体１５対物レンズ１６筐体１７サーボ制御システム１８ビームスプリッタ１９検出器配置２０合焦検出器２１光開口２２合焦レンズ２３回折に基づくＭＦＥ信号２５位置信号発生器３０トラッキング誤差信号発生器５０ポリカーボネート基体５２入射記録ビーム５３溝５４基体表面５５色素記録層５６金の反射層５７溝間の領域１５０帯域通過フィルタ１５２デジタイザ１５４、１５６スイッチ１６０インバータ１７０帯域通過フィルタ１７２位相調節要素１８０、１８２低域通過フィルタ１８４差分回路２００乗算器Ａ，Ｂ，Ｃビームスポット位置ＣＬ１溝の中心線Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄ 検出素子ｄ₁，ｄ₂，ｄ₃，ｄ₄ 検出信号ＦＡ合焦アクチュエーターＳ１記録スポットＴＡトラッキングアクチュエーターＴＳ１，ＴＳ２トラッキング構造Ｔ０反射されたパルス立ち上がりエッジ時間 ΔＴ所定の時間間隔Ｊ戻りビーム開口の第一の所定の部分からの信号Ｋ戻りビーム開口の第二の所定の部分からの信号Ｘ位置信号 ΔＸ位置信号の変動Ｙ，Ｙ_A1，Ｙ_C1 回折に基づくＭＦＥ信号 ΔＹ_A，ΔＹ_B，ΔＹ_C回折に基づくＭＦＥ信号変動

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射ビームがマークの形で媒体にデータ
を記録し、反射された戻りビームが光検出器で検出され
る光記録システムに用いられる装置であって、検出器に結合され、検出された戻りビームから入射ビー
ムにより媒体上に形成されたマークの特徴を示す回折に
基づくマーク形成効率（ＭＦＥ）信号を発生するよう動
作する回折に基づくＭＦＥ信号発生器と；該媒体上のト
ラッキング構造に関して該媒体上の該入射ビームのクロ
ストラック位置を示す位置信号を発生するよう動作する
位置信号発生器と；該回折に基づくＭＦＥ及び位置信号
発生器と結合しトラッキング誤差信号を提供するために
該回折に基づくＭＦＥ信号の変動を該位置信号の変動と
相関させるよう動作するトラッキング誤差信号発生器と
からなる装置。
【請求項２】該記録媒体は光ディスクであり、該トラ
ッキング構造は該光ディスクの揺動溝に相当する請求項
１記載の装置。
【請求項３】該回折に基づくＭＦＥ信号発生器は反射
された書き込みパルスの立ち上がりエッジの後に一以上
の所定の回数戻り開口の異なる部分で受けた光を検出す
ることで発生された反射された書き込みパルスをサンプ
ルする請求項１記載の装置。