JP3886987B2 - Signal generator - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスク記録再生装置における信号生成装置に関するものであり、特に、光ディスクに照射した光の反射光を撮像素子により受光し、受光した情報を画像認識して、光ピックアップを制御する信号やRF信号を生成させることで良好な記録再生装置を提供し、また、開発時や製造時及び修理時にかかる費用を削減できる信号生成装置に関するものである。 The present invention relates to a signal generation device in an optical disc recording / reproducing device, and in particular, receives a reflected light of light irradiated on an optical disc by an image sensor, recognizes the received information as an image, and controls a signal for controlling an optical pickup. The present invention relates to a signal generating apparatus that can provide a good recording / reproducing apparatus by generating an RF signal, and can reduce costs for development, manufacturing, and repair.
以下に、例えばCD(CD:Compact Disc)の再生機に用いられている光ピックアップ及び再生装置、信号生成装置の構成について説明する。
図15は、従来の光学系を説明する図である。この図に示すように、CDの再生用の光ピックアップは、LD(半導体レーザー)101、回折格子102、ハーフミラー103、円筒レンズ104、受光素子105、対物レンズ106等から構成されている。
The configuration of an optical pickup, a reproducing device, and a signal generating device used in a CD (Compact Disc) reproducing device will be described below.
FIG. 15 is a diagram illustrating a conventional optical system. As shown in this figure, an optical pickup for reproducing a CD includes an LD (semiconductor laser) 101, a
これらの部品の役割やCDから信号を読み取る方法のうち、制御信号を生成する方法について説明すると、図15に示すLD101から照射された光は、3ビーム方式の場合、回折格子102で3つのビームに分けられ、ハーフミラー103を介し、各ビームが図示しない対物レンズにおいて集光されて、光ディスク上に照射される。なお、図15では、メインビームがトラックの中心にある場合を図示している。残りの2つのビームは光ピックアップがトラックに対して追従しているか否かを制御する信号を生成するために、メインビームに対し図16に示すようにずらした位置に配置されている。
Among the methods of these components and the method for generating a control signal among the methods for reading a signal from a CD, the light emitted from the
光ディスクから反射したこれらの3つのビームは、ハーフミラー103で反射して、進行方向を変えるとともに、円筒レンズ104に入射して集光された後、受光素子105に入射する。図16に図15に示した受光素子105の構成を示し、図17に受光素子105の各部から制御信号を生成する回路を示す。光ディスクから戻ってきた光は図16に示すように、A〜Fに分割された受光部に入射する。これら各部に入射した光は、電気信号に変換された後、図17に示すError信号生成回路174に入力され、FE(フオーカスエラー)信号やTE(トラッキングエラー)信号が生成される。
These three beams reflected from the optical disk are reflected by the
次に、光ピックアップを搭載した再生機の制御方法について図18から20を用いて説明する。
図19に示すように、例えば、再生機に光ディスクがセットされ再生ボタンが押された場合、CPU160はLD101を発光させる信号LD ON信号を発生させ(ステップ101)、つぎに、フォカスアチュエータを上下に駆動する(ステップ102)。この時、4分割されたPD(受光手段)105から生成されるFE(フォーカスエラー)信号及びFOK(フォーカスOK)信号から、光ディスクがセットされているか否かを判断する(ステップ103)。具体的には、FOK信号が「H」レベルであるときには、光ディスクがセットされているとCPU160が判断する(ステップ103)。
Next, a method for controlling a regenerator equipped with an optical pickup will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 19, for example, when an optical disk is set in the player and the playback button is pressed, the
ステップ103で光ディスクがセットされていると判断された場合、FE信号には、光ディスクの合焦点近傍でS字カーブと呼ばれる信号が発生する。 フォーカスエラー信号を生成する演算器152aでは、PD(受光手段)105の4分割のうち、図16に示すAからDの信号を入力し、(A+C)−(B+D)の演算が実行される。演算された信号は、初期設定でゲインが1倍に設定されているVCA(Voltage Control Amplifier)155aを介し、A/D(アナログーデジタル変換器)156aにおいてデジタル信号に変換される。
If it is determined in
A/D変換された信号はDigital EQ(イコライザ)157aに出力される。CPU160は、FE信号のS字カーブの最大振幅を演算し(ステップ104)、S字カーブの最大振幅からVCA155aの値を求める(ステップ105)。例えば、S字カーブの最大振幅が0.7VP-P、設計目標値が2.0VP-Pである場合には、
2.0VP-P÷0.7VP-P=2.86
となるため、VCA155aの値を2.9倍になるようにServo制御回路159が制御を行う(ステップ106)。
The A / D converted signal is output to a digital EQ (equalizer) 157a.
2.0V P-P ÷ 0.7V P- P = 2.86
Therefore, the Servo
PD(受光手段)105の4分割された受光部から生成された信号は、また演算器152cにおいて加算(A+B+C+D)されて、RF信号が生成される。生成されたRF信号は、EFM回路154において、EFM信号に変換された後、VCA155dを介して、A/D156dに入力されデジタル信号に変換された後、PWM回路に入力され、ディスクの回転数をServo制御回路159が制御する。
The signal generated from the light receiving unit divided into four parts of the PD (light receiving means) 105 is also added (A + B + C + D) in the
Servo制御回路159に入力されたFE信号とFOK信号からServo制御回路159は、合焦点を判断し(ステップ107)、フォーカスサーボを閉じる(ステップ108)。フォーカスサーボがクローズすると、次に、図示しないスピンドルモータを回転させ(ステップ109)、フォーカスサーボ帯域である、例えば1KHzの正弦波信号を図示しない信号発生器により生成し、この信号をフォーカスサーポループ内に注入する(ステップ110)。Servo制御回路159は、1KHzの正弦波が注入された状態で、FE信号の1KHzにおけるゲインを演算し(ステップ111)、設計目標値であるゲインになるようにデジタルEQ157aのゲイン及び位相を制御する(ステップ112)。
From the FE signal and FOK signal input to the
一方、TE (トラッキングエラー)信号については、フォーカスサーボが閉じた状態で得られるPD(受光手段)105の先行および後行ビームから演算器152bにおいてF−Eの演算を行うことにより得られる。そして、FE信号の場合と同様に、VCA155bおよびA/D156bを介し、トラッキングサーボが開いた状態の最大振幅をServo制御回路159が読み取り(ステップ113)、VCA155bのゲインを演算する(ステップ114)。
On the other hand, the TE (tracking error) signal is obtained by performing the FE calculation in the
CPU160は、演算により求められたゲインをVCA155bにセットしてTE信号の増幅制御を行う(ステップ115)。また、TE信号の上下のバランス(トラッキングエラーバランス)を調整後、トラッキングサーボを閉じて(ステップ116)、フォーカスサーボの場合と同様に、1KHzの正弦波をトラッキングサーボループ内に注入し(ステップ117)、トラッキングサーボを閉じた状態でのゲイン調整をServo制御回路159が実行し、デジタルEQ157bのゲイン及び位相を制御する(ステップ118)。
The
以上のように、例えば3ビーム方式の場合、フォーカスサーボに使用するエラー信号は、受光手段105の4つに分割された受光部から演算して生成したフォーカスエラー信号に基づいて、光ピックアップを光ディスクの面に追従するように制御し、トラッキングサーボに使用するエラー信号は、サブビームを用いて受光手段105の4つに分割された受光部から演算して生成したトラッキングエラー信号に基づいて、光ディスク内のトラックに光ピックアップを追従するように制御していた。 As described above, for example, in the case of the 3-beam method, the error signal used for the focus servo is obtained by calculating the optical pickup from the optical disc based on the focus error signal generated by calculation from the light receiving unit divided into four of the light receiving means 105. The error signal used for tracking servo and tracking servo is controlled based on the tracking error signal generated by calculating from the light receiving unit divided into four parts of the light receiving means 105 using the sub beam. The optical pickup was controlled to follow the track.
また、上記のような光ディスクからの情報読み取りのための構成を簡素化等する目的から、光ディスクの記録面に形成された光学的読み取り可能な情報記録領域であるピットを含む所定領域の記録情報画像を撮像し、これを記憶するとともに、この画像データに基づいて光ディスク上のピットの長さ及び間隔を含むピット長情報を得て、この情報に基づいてピットの読み取り信号に相当する仮想読み取り信号を生成する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記のように、従来の方法で、フォーカスやトラッキングの制御を正確に行うためには、受光手段の位置を光ピックアップの組み立て調整時に精密に調整する必要がある。また、従来例では、CD−ROMの再生について説明したが、例えばDVD−RAMを再生する場合には図20に示すような12に分割された受光手段が必要である。さらに、1つのケースに2つの異なる波長、例えばCD再生用の780nmとDVD再生用の650nmの波長を有するレーザーを組み込んだ場合には、さらに、図21に示すように、CDおよびDVD用のメインビームに対して、受光手段AからDをA1〜D1とA2〜D2に分割した素子が2つ必要になる。 However, as described above, in order to accurately control the focus and tracking by the conventional method, it is necessary to precisely adjust the position of the light receiving means during assembly adjustment of the optical pickup. In the conventional example, the reproduction of the CD-ROM has been described. However, for example, when reproducing a DVD-RAM, a light receiving means divided into 12 as shown in FIG. 20 is required. Further, when a laser having two different wavelengths, for example, 780 nm for CD playback and 650 nm for DVD playback, is incorporated in one case, as shown in FIG. Two elements obtained by dividing light receiving means A to D into A1 to D1 and A2 to D2 are required for the beam.
このように、新しいフオーマットの光ディスクやLDが登場してくると、従来の方法では、これらに合わせて、新たな受光手段を開発する必要があるという問題があった。さらに、組み立て調整時に受光手段を正確に取り付けるためには、精度を要求する分、組み立て工数が大きくなるという問題があった。また、出荷時には、光ピックアップを構成する部品の取り付け状態が精密に調整されているが、使用状況によっては、振動や温度、湿度などの要因によって取り付け位置がずれてくるなどの問題点があった。 As described above, when new format optical discs and LDs appear, the conventional method has a problem that it is necessary to develop a new light receiving means in accordance with these. Further, in order to accurately attach the light receiving means at the time of assembly adjustment, there is a problem that the number of assembling steps is increased as much as accuracy is required. Also, at the time of shipment, the mounting state of the parts that make up the optical pickup has been adjusted precisely, but depending on the usage conditions, there were problems such as the mounting position being shifted due to factors such as vibration, temperature, and humidity. .
また、特許文献1に記載された方法は、ピットの形状を画像データにより取得して、これにより擬似的なEFM信号を形成するものであるが、係る方法においては、その精度を高めるために高精細な撮像素子や取得したデータを格納するメモリが必要になるともに、複雑な信号処理を要するといった問題があった。
In addition, the method described in
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、光ピックアップからの戻り光を撮像素子により受光し、受光した信号を画像認識して所望の信号を生成することにより、簡易な構成で、精度の高い信号再生を実現できる信号生成回路を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the return light from the optical pickup is received by the imaging device, and the received signal is recognized to generate a desired signal. An object of the present invention is to provide a signal generation circuit that can realize highly accurate signal reproduction with a configuration.
請求項1に係る発明は、光記録再生媒体からの戻り光を受光する撮像素子と、該撮像素子を構成する各画素が受光した戻り光量と各画素の位置関係に応じて、これを画像認識する画像認識手段と、該画像認識された戻り光をグループ化して分離する信号分離手段と、該分離した信号を用いて、RF信号および再生制御信号を生成する信号生成手段とを有することを特徴とする信号生成装置を提案している。 According to the first aspect of the present invention, an image sensor that receives the return light from the optical recording / reproducing medium, the amount of return light received by each pixel constituting the image sensor, and the positional relationship between the pixels are recognized as images. Image recognition means, signal separation means for grouping and separating the image-recognized return light, and signal generation means for generating an RF signal and a reproduction control signal using the separated signals. A signal generation device is proposed.
この発明によれば、撮像素子により光記録再生媒体からの戻り光を受光し、画像認識手段が各画素の受光した戻り光量と各画素の位置関係に応じて、これを画像として認識する。信号分離手段は、画像認識された戻り光をグループ化し、グループ化された信号に基づいて、信号生成手段がRF信号および再生制御信号を生成する。 According to this invention, return light from the optical recording / reproducing medium is received by the image sensor, and the image recognition unit recognizes this as an image according to the return light amount received by each pixel and the positional relationship between the pixels. The signal separation unit groups the return lights that have been image-recognized, and the signal generation unit generates an RF signal and a reproduction control signal based on the grouped signals.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載された信号生成装置について、前記撮像素子が受光した戻り光の波長を判別する波長判別手段を有することを特徴とする信号生成装置を提案している。
この発明によれば、撮像素子が受光した戻り光の波長を判別する波長判別手段を有することから、使用するレーザーの波長が異なる光記録媒体を用いた場合においても、所望の信号を生成することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a signal generating device according to the first aspect of the present invention, wherein the signal generating device includes a wavelength determining unit that determines the wavelength of the return light received by the imaging device. Yes.
According to the present invention, since the imaging device has the wavelength discriminating unit that discriminates the wavelength of the return light received, the desired signal can be generated even when the optical recording medium having a different laser wavelength is used. Can do.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載された信号生成装置について、前記撮像素子が受光した戻り光量をデジタル信号に変換するA/D変換器と、該デジタル信号を圧縮して一時記憶する記憶手段を有することを特徴とする信号生成装置を提案している。
この発明によれば、A/D変換器により、撮像素子が受光した戻り光量をデジタル信号に変換するため、以下の信号処理が容易になる。また、記憶手段がデジタル信号を圧縮して一時記憶するため、メモリ容量の大幅な増加を防止することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the signal generation device according to the first or second aspect, an A / D converter that converts a return light amount received by the imaging element into a digital signal, and the digital signal is compressed. And a signal generating device characterized by having a storage means for temporarily storing the signal.
According to the present invention, the return light amount received by the image sensor is converted into a digital signal by the A / D converter, so that the following signal processing becomes easy. In addition, since the storage means compresses and temporarily stores the digital signal, a significant increase in memory capacity can be prevented.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載された信号生成装置について、前記撮像素子が、前記光記録再生媒体からの2つ以上に分割された戻り光を受光し、前記信号生成手段が、前記信号分離手段により2つ以上にグループ化された信号に基づいて、トラッキング制御用信号を生成することを特徴とする信号生成装置を提案している。 According to a fourth aspect of the present invention, in the signal generation device according to any one of the first to third aspects, the imaging element receives the return light divided into two or more from the optical recording / reproducing medium. In addition, a signal generation device is proposed in which the signal generation unit generates a tracking control signal based on signals grouped into two or more by the signal separation unit.
この発明によれば、信号生成手段が、信号分離手段により2つ以上にグループ化された信号に基づいて、トラッキング制御用信号を生成するため、従来、CD等で採用されている3ビーム法によりトラッキングエラー信号を生成することができる。 According to the present invention, since the signal generation means generates the tracking control signal based on the signals grouped into two or more by the signal separation means, the three-beam method conventionally used in CDs and the like is used. A tracking error signal can be generated.
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載された信号生成装置について、前記撮像素子が、前記光記録再生媒体から1ビーム方式の戻り光を受光し、前記信号生成手段が、前記信号分離手段により出力された信号に基づいて、トラッキング制御用信号を生成することを特徴とする信号生成装置を提案している。 According to a fifth aspect of the present invention, in the signal generation device according to any one of the first to third aspects, the imaging element receives a one-beam return light from the optical recording / reproducing medium, and the signal There has been proposed a signal generation apparatus characterized in that the generation means generates a tracking control signal based on the signal output from the signal separation means.
この発明によれば、撮像素子が、光記録再生媒体から1ビーム方式の戻り光を受光し、信号生成手段が、信号分離手段により出力された信号に基づいて、トラッキング制御用信号を生成するため、従来、CD等で採用されている1ビーム法によりトラッキングエラー信号を生成することができる。 According to the present invention, the imaging device receives the one-beam return light from the optical recording / reproducing medium, and the signal generation unit generates the tracking control signal based on the signal output by the signal separation unit. The tracking error signal can be generated by the one-beam method conventionally used for CDs and the like.
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載された信号生成装置について、前記画像認識手段により、画像化された情報から前記光記録再生媒体に照射されるスポットの形状を予測演算して、予測形状情報を生成する形状予測手段を有し、前記信号生成手段が該予測形状情報に基づいて、前記再生制御信号の制御方向もしくは制御量の少なくとも1つを生成することを特徴とした請求項1から請求項3のいずれかに記載された信号生成装置。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the signal generating device according to any one of the first to third aspects, wherein a spot irradiated to the optical recording / reproducing medium from information imaged by the image recognizing unit. Shape prediction means for predicting a shape and generating predicted shape information is generated, and the signal generation means generates at least one of a control direction or a control amount of the reproduction control signal based on the predicted shape information. The signal generation device according to
この発明によれば、形状予測手段により、スポットの形状が予測演算され、信号生成手段が予測形状情報に基づいて、再生制御信号の制御方向もしくは制御量の少なくとも1つを生成する。したがって、これにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号を正確に生成することができる。 According to this invention, the shape of the spot is predicted and calculated by the shape predicting means, and the signal generating means generates at least one of the control direction or the control amount of the reproduction control signal based on the predicted shape information. Therefore, this makes it possible to accurately generate a focus error signal by the astigmatism method.
請求項7に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載された信号生成装置について、セットアップ時に、対物レンズを前記光記録再生媒体に対して上下方向に移動させるとともに、前記画像認識された戻り光をグループ化した画像情報に基づいて少なくとも1つのスポットについて最大面積になる画像情報を判別する画像情報判別手段と、該判別した画像情報を記憶する画像記憶手段と、該記憶された画像情報からトラックの進行方向について光が照射されていると認識する最大画素数を判別して、スポットの最大外形を求めるとともに、該最大外形から該スポットの中心を判別して、該スポットを複数のエリアに分割する第1のスポットエリア分割手段とを有することを特徴とする信号生成装置を提案している。 According to a seventh aspect of the present invention, in the signal generation device according to any one of the first to third aspects, the objective lens is moved in the vertical direction with respect to the optical recording / reproducing medium during setup, and the image is displayed. Based on image information obtained by grouping recognized return lights, image information determining means for determining image information having a maximum area for at least one spot, image storage means for storing the determined image information, and the stored information The maximum number of pixels recognized as being irradiated with light in the traveling direction of the track is determined from the obtained image information, the maximum contour of the spot is obtained, the center of the spot is determined from the maximum contour, and the spot is determined. Proposed is a signal generation device having first spot area dividing means for dividing into a plurality of areas.
この発明によれば、画像情報判別手段により、画像認識された戻り光をグループ化した画像情報に基づいて少なくとも1つのスポットについて最大面積になる画像情報を判別される。この情報は、画像記憶手段に記憶されるとともに、第1のスポットエリア分割手段により、記憶された画像情報からトラックの進行方向について光が照射されていると認識する最大画素数を判別して、スポットの最大外形を求めるとともに、この最大外形からスポットの中心を判別して、スポットが複数のエリアに分割される。 According to this invention, the image information discriminating means discriminates image information having the maximum area for at least one spot based on the image information obtained by grouping the return lights recognized by the image. This information is stored in the image storage means, and the first spot area dividing means determines the maximum number of pixels recognized from the stored image information that light is irradiated in the traveling direction of the track, The maximum contour of the spot is obtained, the center of the spot is determined from the maximum contour, and the spot is divided into a plurality of areas.
請求項8に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載された信号生成装置について、前記撮像素子における戻り光の最大面積を検出する検出手段と、該検出した最大面積からトラックの進行方向について光が照射されていると認識される最大画素数を検出するとともに、該最大画素数からスポットの最大外形を検出するスポット外形検出手段と、前記信号分離手段からの出力に基づいて、少なくとも1つのスポットについてトラックの進行方向に光が照射されていると認識される最大画素数とトラック幅方向の最大画素数とを判別して、該スポットの中心を判別するとともに、該スポットを2以上のエリアに分割する第2のスポットエリア分割手段とを有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載された信号生成装置を提案している。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a signal generating device according to any one of the first to third aspects, wherein the detection means for detecting the maximum area of the return light in the image sensor, and the track from the detected maximum area. And detecting the maximum number of pixels that are recognized as being irradiated with light in the traveling direction, and detecting the maximum outer shape of the spot from the maximum number of pixels, based on the output from the signal separating means Determining the maximum number of pixels recognized as being irradiated with light in the track traveling direction for at least one spot and the maximum number of pixels in the track width direction, determining the center of the spot, 4. The signal generator according to
この発明によれば、戻り光の最大面積を検出する検出手段とスポット外形検出手段およびスポットエリア分割手段により、信号分離手段からの出力に基づいて、撮像素子上のスポットの中心位置を確定して、戻り光が照射されるエリアを4つのエリアに分割できる。したがって、この情報を用いることにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号を正確に生成することができる。 According to this invention, the center position of the spot on the image sensor is determined based on the output from the signal separating means by the detecting means for detecting the maximum area of the return light, the spot contour detecting means and the spot area dividing means. The area irradiated with the return light can be divided into four areas. Therefore, by using this information, it is possible to accurately generate a focus error signal by the astigmatism method.
請求項9に係る発明は、請求項3に記載された信号生成装置について、前記A/D変換器のサンプリング周波数が、前記光記録再生媒体のチャンネルクロックまたはサンプリング周波数の分周波あるいは倍周波を用いることを特徴とする信号生成装置を提案している。
この発明によれば、サンプリング周波数が、前記光記録再生媒体のチャンネルクロックの分周波あるいは倍周波であることから、得られたデジタルデータを直接処理することにより、記録再生装置に必要な所望の信号を得ることができる。
The invention according to claim 9 is the signal generation device according to claim 3, wherein the sampling frequency of the A / D converter uses a channel clock of the optical recording / reproducing medium or a divided frequency or a double frequency of the sampling frequency. A signal generator characterized by this is proposed.
According to the present invention, since the sampling frequency is a divided frequency or doubled frequency of the channel clock of the optical recording / reproducing medium, a desired signal required for the recording / reproducing apparatus can be obtained by directly processing the obtained digital data. Can be obtained.
本発明によれば、光ピックアップの戻り光を撮像素子により受光し、これを画像認識してスポットをグループ化し、サーボ用の制御信号を生成するようにしたので、本発明の信号生成装置を搭載した記録再生機においては、新たな規格の光ディスクやこれまで以上に高速な記録に対応する光ディスクが現れた場合でも、新規に受光素子を開発する必要がなくなるという効果がある。 According to the present invention, the return light of the optical pickup is received by the image pickup device, and this is image-recognized to group the spots and generate the control signal for servo. In the recording / reproducing apparatus, even when a new standard optical disc or an optical disc capable of recording at a higher speed than before appears, it is not necessary to newly develop a light receiving element.
また、従来は戻り光の光軸に合わせて受光素子の中心位置を正確に組み立て、調整する必要があったが、本発明の場合、撮像素子の中心位置を正確に合わせるような作業は必要がなく、撮像素子の面積を受光範囲より例えば20%大きく設計し、光ピックアップのベース設計時に例えば予めケース等に設けた角部に合わせて取り付けるような作業で、撮像素子の取り付け位置を決定できるため、従来のような精密で高度な調整が不要になるという効果がある。 Conventionally, it has been necessary to accurately assemble and adjust the center position of the light receiving element in accordance with the optical axis of the return light. However, in the case of the present invention, an operation for accurately aligning the center position of the imaging element is necessary. Since the area of the image sensor is designed to be, for example, 20% larger than the light receiving range, and the mounting position of the image sensor can be determined by the work of attaching to the corner portion provided in advance in the case or the like when designing the base of the optical pickup This has the effect of eliminating the need for precise and advanced adjustment as in the prior art.
また、光ディスクが記録再生装置にセットされた時に、光ディスクを回転させながらフォーカス方向に対物レンズを上下させ、光ピックアップの戻り光を撮像素子により受光し画像認識することによりスポットをグループ化し、最大画素数になる画像とトラックの進行方向の最大画素数およびトラック幅方向の最大画素数を判別し、メインビームの分割位置情報を記憶するようにしたので、スポットがトラックにすべてかからず欠けている場合でも、本発明の信号生成装置を搭載した記録再生機においては、正確にスポットを分割しフォーカスの制御信号が生成できるという効果がある。 Also, when the optical disc is set in the recording / reproducing device, the objective lens is moved up and down in the focus direction while rotating the optical disc, the return light of the optical pickup is received by the image sensor, and the spots are grouped, and the maximum pixel Since the maximum number of pixels in the traveling direction of the track and the maximum number of pixels in the track width direction are discriminated and the main beam division position information is stored, all the spots are missing from the track. Even in this case, the recording / reproducing apparatus equipped with the signal generation device of the present invention has an effect that the spot can be accurately divided and a focus control signal can be generated.
図1から図14および図22から図26を用いて、本発明の信号生成装置について、以下、詳細に説明する。 The signal generating apparatus of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 14 and FIGS. 22 to 26.
本発明の信号生成装置の一部をなす光ピックアップの光学系は図1に示すように、LD101と、回折格子102と、ハーフミラー103と、円筒レンズ104と、撮像素子107とから構成されている。また、信号生成装置の回路部は、図3に示すように、A/D170と、画像認識回路171と、ROM172と、RAM173と、Error信号生成回路174と、LPF153と、EFM154と、PLL164と、A/D155a、155b、155c、155dと、VCA156a、156b、156c、156dと、Digital EQ157a、157b、157c、157dと、PWM158と、Servo制御回路159と、APC161と、CPU174とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the optical system of the optical pickup forming a part of the signal generation apparatus of the present invention is composed of an
撮像素子107は、例えば図2に示すように35万画素のCCDやCMOS等を用いる。光ディスクから戻ってきた光は図2に示すように、撮像素子107を構成する各画素に入射する。撮像素子107の各画素に入射した光は電気信号に変換され、さらに、A/D170において2値化される。なお、A/D170において2値化される場合のサンプリング周波数は、例えばCD−Audio再生装置の基本周波数である1 6.9344MHzなどの分周波もしくは倍周波を用いる。A/D170において2値化された情報は画像認識回路171を介しRAM173に格納される。
As the image sensor 107, for example, as shown in FIG. 2, a 350,000 pixel CCD, CMOS, or the like is used. As shown in FIG. 2, the light returned from the optical disk enters each pixel constituting the image sensor 107. The light incident on each pixel of the image sensor 107 is converted into an electric signal and further binarized in the A /
次に、RAMに格納した情報を画像認識する方法について図4を用いて説明する。
例えば、3ビーム方式の場合、光ディスクから戻ってきた光は、図2に示すように1つのメインビームと2つのサブビームに分離している。従来例では、メインビームについては中心にある4分割の受光部の中心に照射するように組み立て調整時に、光軸等の調整を行い、光ディスクの再生時には、トラッキングサーボによりメインビームが4分割の受光部の中心に照射するよう制御を行っていた。一方、本発明においては、メインビーム用およびサブビーム用といったように受光部を分割することなく、1つの撮像素子で3つのビームを受光する点に特徴がある。
Next, a method for recognizing information stored in the RAM will be described with reference to FIG.
For example, in the case of the three-beam method, the light returned from the optical disk is separated into one main beam and two sub beams as shown in FIG. In the conventional example, the optical axis and the like are adjusted during assembly adjustment so that the main beam is irradiated to the center of the four-part light receiving unit at the center, and the main beam is received by the tracking servo when the optical disk is reproduced. Control was performed to irradiate the center of the part. On the other hand, the present invention is characterized in that three beams are received by one image pickup device without dividing the light receiving portion as in the main beam and sub beam.
具体的には、まず撮像素子107の受光部全体から光が入射している部分を探し出す。ここで、各画素について、光が入射しているか否かの判定は、例えば、各画素に関して、画素の50%以上の面積に光が入射しているか否かにより行う。これを、図4に基づいて説明する。なお、図4は、説明の便宜上、戻り光が入射している周辺のみを拡大し、32×16=512画素の構成を示している。 Specifically, first, a portion where light is incident is searched from the entire light receiving portion of the image sensor 107. Here, for each pixel, whether or not light is incident is determined based on, for example, whether or not light is incident on an area of 50% or more of each pixel. This will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a configuration of 32 × 16 = 512 pixels by enlarging only the periphery where the return light is incident for convenience of explanation.
すなわち、図4において、32×16=512画素の行方向を順番に1から32と、列方向を順番にAからPとすれば、この例では、A5〜A6、B3〜B8、C2〜C9、D2〜D9、D16、E1〜E1O、E14〜E19、F2〜F9、F13〜F19、G2〜G9、G12〜G20、H2〜H9、HI2〜H20、H25〜30、I3〜I8、I12〜I20、I24〜I31、J12〜J20、J24〜J31、K13〜K19、K24〜K31、L14〜L19、L23〜L32、MI6、M24〜M31、N24〜N31、O25〜O30、P28の画素に光が入射していると判定する。 That is, in FIG. 4, if the row direction of 32 × 16 = 512 pixels is 1 to 32 in order and the column direction is sequentially from A to P, in this example, A5 to A6, B3 to B8, C2 to C9. D2-D9, D16, E1-E1O, E14-E19, F2-F9, F13-F19, G2-G9, G12-G20, H2-H9, HI2-H20, H25-30, I3-I8, I12-I20 , I24-I31, J12-J20, J24-J31, K13-K19, K24-K31, L14-L19, L23-L32, MI6, M24-M31, N24-N31, O25-O30, P28 It is determined that
次に、得られた画像の位置情報を、例えば光が入射している位置が横方向もしくは縦方向に連続している場合には、これらをひとつの固まりとしてグループ化する。これにより、3つの固まりを見つけだしグルーピングを行うことにより、メインビーム、サブビーム1、サブビーム2を判定してRAM173に一時的に記憶する。
Next, when the position where the light is incident is continuous in the horizontal direction or the vertical direction, the position information of the obtained image is grouped as one lump. Thus, the main beam, the
図4の例においては、判定の結果、メインビームがD16、E14〜E19、F13〜F19、G12〜G20、H12〜H20、I12〜I20、J12〜J20、K13〜K19、L14〜L19、M16の画素に入射している光であると判定し、サブビームはA5〜A6、B3〜B8、C2〜C9、D2〜D9、E1〜E10、F2〜F9、G2〜G9、H2〜H9、I3〜I8とH25〜30、I24〜I31、J24〜J31、K24〜K31、L23〜L32、M24〜M31、N24〜N31、O25〜O30、P28の画素に入射している光であると判定する。 In the example of FIG. 4, as a result of the determination, the main beam is D16, E14 to E19, F13 to F19, G12 to G20, H12 to H20, I12 to I20, J12 to J20, K13 to K19, L14 to L19, M16. It is determined that the light is incident on the pixel, and the sub-beams are A5-A6, B3-B8, C2-C9, D2-D9, E1-E10, F2-F9, G2-G9, H2-H9, I3-I8. And H25-30, I24-I31, J24-J31, K24-K31, L23-L32, M24-M31, N24-N31, O25-O30, and P28.
実際の3ビーム法では、トラックに対してメインビームが正しく制御されている場合には図5および6に示すように、メインビームとサブビームとからの反射光が得られ、左右にメインビームがずれている場合は、図7から10に示すようにメインビームとサブビームとからの反射光が得られる。 In the actual three beam method, when the main beam is correctly controlled with respect to the track, reflected light from the main beam and the sub beam is obtained as shown in FIGS. 5 and 6, and the main beam is shifted to the left and right. In this case, reflected light from the main beam and the sub beam is obtained as shown in FIGS.
次に、画像認識した情報から各制御信号等を生成する方法について図3および図6を用いて説明する。
画像認識した情報から各制御信号等を生成する場合、例えば、図6における各スポットの光量について、画像認識回路171内の図示しない光量演算部にて重み付け演算を実行する。つまり、図6の例では、例えば1つのスポットに対応する画素(図6では約65画素)の全てに光が入射している場合を2Vp-pの電圧に対応するものとし、メインビームが入射している画素数を判定する(図6の例では、50画素)。同様に、サブビーム1およびサブビーム2についても入射している画素数を判定する(図6の例では、ともに、30画素)。そして、これらの値から、以下の演算式にしたがって、各スポットの電圧を演算する。
サブビーム1 30÷65×2VP-P=0.92VP-P
メインビーム 50÷65×2VP-P=1.54VP-P
サブビーム2 30÷65×2VP-P=0.92VP-P
上記の演算値の内、サブビーム1の値とサブビーム2の値から既知の3ビーム法により例えば、サブビーム1の演算値からサブビーム2の演算値を減算することによりTE(トラッキングエラー)信号を生成する。
Next, a method for generating each control signal and the like from the image-recognized information will be described with reference to FIGS.
When generating each control signal or the like from the image-recognized information, for example, a light amount calculation unit (not shown) in the
Sub-beam 1 30 ÷ 65 × 2V P- P = 0.92V P-P
The main beam 50 ÷ 65 × 2V P-P = 1.54V P-P
Sub-beam 2 30 ÷ 65 × 2V P- P = 0.92V P-P
Among the above calculated values, a TE (tracking error) signal is generated by subtracting the calculated value of the sub beam 2 from the calculated value of the
次に、FE(フォーカスエラー)信号の生成方法について、非点収差法を例にとって説明する。
図11は対物レンズ106と光ディスクとの位置関係に応じた撮像素子107における戻り光を示している。図11に示すように、メインビームは、焦点が合っている場合には、図4のメインビームが照射されている位置にあるとして、E14〜E19、F13〜F19、G12〜G20、H12〜H20、I12〜I20、J12〜J20、K13〜K19、L14〜L19の画素に光が照射していると判定される。
Next, a method for generating an FE (focus error) signal will be described using the astigmatism method as an example.
FIG. 11 shows the return light in the image sensor 107 according to the positional relationship between the
また、対物レンズ106が光ディスクに対して近い時には、E13〜E14、F13〜F16、G13〜G17、H14〜H18、I14〜I18、J15〜J19、K16〜K19、L18〜L19の画素に光が照射していると判定される。一方、対物レンズ106が光ディスクに対して遠い時は、E18〜19、FI6〜F19、G15〜G19、H14〜H18、I14〜I18、J13〜J17、K13〜K16、L13〜L14の画素に光が照射していると判定される。
Further, when the
したがって、光ディスクが記録再生機にセットされ、対物レンズ106をアップダウンさせるフォーカスサーチの動作の時には、上記の情報を取得し、長さ方向(図11では左右の方向)と高さ方向(図11では縦方向)の最大値を画像認識回路171で画像認識した情報から演算する。具体的には、図11の例では、長さ方向の最大値はG12〜G20、H12〜H20、I12〜120、J12〜J20の行が選択され、高さ方向ではF14〜L14(F14、G14、H14、I14、J14、K14、L14。以下、同様に標記する。)、F15〜L15、F16〜L16、FI7〜L17、F18〜L18の列が選択される。そして、この結果から長さ方向の中心と高さ方向の中心位置を演算する。
Therefore, at the time of a focus search operation in which the optical disk is set in the recording / reproducing apparatus and the
演算方法は、例えば、上記の情報の平均(5行の情報がある場合は、5÷2=2.5)から求める。図11の例では、長さ方向の中心は16列(F16〜LI6)と判定され、高さ方向の中心はHの行(H12〜H20)とIの行(I12〜I20)の間と判定される。この判定結果より図12のように、メインビームのエリアを仮想的に4つのエリアA〜Dに分割し、それぞれのエリア毎に電圧値を演算する(なお、2つのエリアに股がる情報は、例えば0.5とカウントする)。したがって、図12に示すように、光ディスクに焦点が合っている場合は、以下のような値に演算される。
メインビームA 15÷65×2VP-P=0.46VP-P
メインビームB 15÷65×2VP-P=0.46VP-P
メインビームC 15÷65×2VP-P=0.46VP-P
メインビームD 15÷65×2VP-P=0.46VP-P
The calculation method is obtained, for example, from the average of the above information (if there are 5 rows of information, 5 ÷ 2 = 2.5). In the example of FIG. 11, the center in the length direction is determined to be 16 columns (F16 to LI6), and the center in the height direction is determined to be between the H row (H12 to H20) and the I row (I12 to I20). Is done. From this determination result, as shown in FIG. 12, the main beam area is virtually divided into four areas A to D, and a voltage value is calculated for each area. For example, 0.5). Therefore, as shown in FIG. 12, when the optical disc is focused, the following value is calculated.
Main beam A 15 ÷ 65 × 2V P- P = 0.46V P-P
Main beam B 15 ÷ 65 × 2V P- P = 0.46V P-P
Main beam C 15 ÷ 65 × 2V P- P = 0.46V P-P
Main beam D 15 ÷ 65 × 2V P- P = 0.46V P-P
したがって、光ディスクに焦点が合っている場合、対物レンズが光ディスクに近い場合、遠い場合について上記メインビームA、B、C、Dの値を用いて、(A十C)−(B十D)の演算を実行することによりFE(フォーカスエラー)信号を生成する。 Therefore, when the optical disc is in focus, the objective lens is close to the optical disc, or far away, the values of the main beams A, B, C, and D are used, and (A + C)-(B + D). An FE (focus error) signal is generated by executing the calculation.
以上のように、光ディスクからの戻り光を撮像素子により受光し画像認識によりスポットをグループ化して、サーボの制御信号を生成するようにしたので、本発明の信号生成装置を搭載した記録再生機においては、新たな規格の光ディスクや今まで以上に高速な記録に対応する光ディスクが現れた場合も、新規に受光素子を開発する必要がなくなる。 As described above, since the return light from the optical disk is received by the image sensor and the spots are grouped by image recognition to generate the servo control signal, in the recording / reproducing apparatus equipped with the signal generation device of the present invention, Therefore, it is not necessary to newly develop a light receiving element even when an optical disc of a new standard or an optical disc capable of recording at a higher speed than before appears.
また、従来は戻り光の光軸に合わせて受光素子の中心位置を正確に組み立て、調整する必要があったが、本発明の場合、撮像素子の中心位置を正確に合わせるような作業は必要がなく、撮像素子の面積を受光範囲より例えば20%大きく設計し、光ピックアップのベース設計時に例えば角に合わせて取り付けるような作業で、撮像素子の取り付け位置を決定できるため、従来のような精密で高度な調整が不要になる。 Conventionally, it has been necessary to accurately assemble and adjust the center position of the light receiving element in accordance with the optical axis of the return light. However, in the case of the present invention, an operation for accurately aligning the center position of the imaging element is necessary. In addition, the area of the image sensor is designed to be, for example, 20% larger than the light receiving range, and the mounting position of the image sensor can be determined by, for example, mounting according to the corner when designing the base of the optical pickup. Advanced adjustment is not required.
次に、本発明の信号生成装置に関する第2の実施例について図13および図14を用いて説明する。
図5から図10に示した第1の実施例では、すべてのスポットが、ちょうどトラックに乗っている、いわゆるオントラックの状態を説明したが、図13は、スポットの一部がトラック外れている場合を示しており、第2の実施例は、このような場合に適用する方法に関するものである。なお、素子のどの画素に光が入射しているのかに関する判別処理は実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。
Next, a second embodiment relating to the signal generating apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment shown in FIGS. 5 to 10, a description has been given of a so-called on-track state in which all spots are just on the track, but FIG. 13 shows that a part of the spot is off the track. The second embodiment relates to a method applied to such a case. In addition, since the determination process regarding which pixel of the element the light is incident is the same as in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
実施例1の図5、6等では、本発明のスポットを認識するための原理を説明するために、スポットの位置等は簡略化して説明したが、実際の光ディスクにあたるスポットの位置は図13のように、例えばCDの場合、ビームのスポット径は約1.4μm、DVDの場合は0.9μmである。またCDの各トラックの幅は約0.5μm〜0.8μm、メインビームに対してサブビームは例えば、約16μm〜20μm離れている。 In FIGS. 5 and 6 of the first embodiment, the positions of the spots are described in a simplified manner in order to explain the principle for recognizing the spot of the present invention. However, the positions of the spots corresponding to the actual optical disk are shown in FIG. Thus, for example, in the case of CD, the spot diameter of the beam is about 1.4 μm, and in the case of DVD, it is 0.9 μm. The width of each track of the CD is about 0.5 μm to 0.8 μm, and the sub beam is separated from the main beam by about 16 μm to 20 μm, for example.
さらに、ピットの最短の長さは、光ディスクの線速度が1.2 5m/sの場合、0.87μm、最長のピット長さは3.18μmである。図13のようにスポットがトラックに照射されている場合、撮像素子107上では図14のように各素子に照射されていることになる。最短ピット長、最長ピット長及びビーム径、メインビームとサブビームとの間隔より、1つのビームが2つのピットに同時にかかることはないので、第1の実施例と同様に各スポットをグループ化することにより、撮像素子107に入射する光をメインビーム、サブビーム1、2の3つに分離することができる。
Further, the shortest pit length is 0.87 μm when the linear velocity of the optical disk is 1.25 m / s, and the longest pit length is 3.18 μm. When the spot is irradiated on the track as shown in FIG. 13, each element is irradiated on the image sensor 107 as shown in FIG. Because the shortest pit length, the longest pit length and beam diameter, and the distance between the main beam and the sub beam, one beam does not hit two pits at the same time, so that each spot is grouped as in the first embodiment. Thus, the light incident on the image sensor 107 can be separated into the main beam and the
図14の場合、トラッキングエラーについては第1の実施例と同様に、サブビーム1、2として入射していると判別される画素を重み付けし、演算して制御信号を生成する。メインビームに関しては、F103〜K103の列とF104〜K104の列が欠けているため、このままでは、メインビームの中心が判別できず、メインビームを正確に4分割できないことになる。
In the case of FIG. 14, for the tracking error, as in the first embodiment, the pixels determined to be incident as the
そこで、第2の実施例では、例えば光ディスクが記録再生装置にセットされた時に、光ディスクを回転させるとともに、フォーカスアクチュエータを上下させ、撮像素子107において受光した情報を画像認識することにより、画像の面積が最大になる情報を判別して、これをRAM173に記憶する(以下、画像情報1とする。)。 Therefore, in the second embodiment, for example, when the optical disc is set in the recording / reproducing apparatus, the optical disc is rotated, the focus actuator is moved up and down, and the information received by the image sensor 107 is recognized, thereby recognizing the image area. Is determined and stored in the RAM 173 (hereinafter referred to as image information 1).
また、第1の実施例で説明したように、フォーカスエラー信号は合焦点位置以外では、撮像素子に入射する戻り光は円にはならず、図11に示すように、略楕円の形状となる。そのため、記憶した情報からトラックの進行方向にあたる情報の最大画素値(図11では左右方向)とトラック幅方向にあたる情報の最大画素値(図11では上下方向)を判別し、これをRAM173に記憶する。
Further, as described in the first embodiment, the return light incident on the image sensor is not a circle except for the focus error position, as shown in FIG. 11, and has a substantially elliptical shape as shown in FIG. . For this reason, the maximum pixel value of information corresponding to the traveling direction of the track (left and right direction in FIG. 11) and the maximum pixel value of information corresponding to the track width direction (vertical direction in FIG. 11) are determined from the stored information and stored in the
記憶した情報からメインビームの合焦時のトラックの進行方向にあたる情報の最大画素値とトラック幅方向にあたる情報の最大画素値が分かるため、この情報に基づいて、その外形から中心位置を第1の実施例のように求め、図12のようにA〜Dの4つのエリアに分割すべき分割位置を演算してRAM173に記憶する。
Since the maximum pixel value of the information corresponding to the traveling direction of the track when the main beam is focused and the maximum pixel value of the information corresponding to the track width direction are known from the stored information, the center position is determined from the outer shape based on this information. Obtained as in the embodiment, the division positions to be divided into four areas A to D are calculated and stored in the
図14のメインビームに関する画像情報(以下、画像情報2とする。)が得られた場合、先に記憶してある画像情報1と比較し、画像情報2が画像情報1のどの部分にあたるかを画像認識処理回路171にて判別する。すなわち、図14の場合、得られたスポットは図14の最大円のうち、その右の部分と判別され、RAM173に記憶してある分割位置に基づいて、A〜Dの4つのエリアに分割し、各エリア毎に光が照射されている画素の重み付けを行い、Error信号生成回路174によりフォーカスエラー信号を生成する。
When image information relating to the main beam in FIG. 14 (hereinafter referred to as image information 2) is obtained, it is compared with the previously stored
以上のように、光ディスクが記録再生装置にセットされた時に、光ディスクを回転させながらフォーカス方向に対物レンズを上下させ、光ピックアップの戻り光を撮像素子により受光し、これを画像認識してスポットをグループ化するとともに、最大画素数になる画像とトラックの進行方向の最大画素数とトラック幅方向の最大画素数とを判別しメインビームの分割位置情報を記憶するようにしたので、スポットがトラックにすべてかからず欠けている場合でも、本発明の光ピックアップを搭載した記録再生機においては、正確にスポットを分割しフォーカスの制御信号が生成できる。 As described above, when the optical disk is set in the recording / reproducing apparatus, the objective lens is moved up and down in the focus direction while rotating the optical disk, the return light of the optical pickup is received by the image sensor, and the image is recognized to detect the spot. In addition to grouping, the maximum number of pixels, the maximum number of pixels in the track traveling direction, and the maximum number of pixels in the track width direction are discriminated and main beam division position information is stored. Even if it is missing at all, the recording / reproducing apparatus equipped with the optical pickup of the present invention can accurately divide the spot and generate a focus control signal.
次に第3の実施例について説明する。
これまで説明した実施例では、撮像素子107に照射された戻り光の形状やその中心などを演算して各種の制御信号を生成する方法を示した。この場合、使用する撮像素子107は、各画素に光が入射しているか否かのみ判別できれば良いため、例えばモノクロの撮像素子であっても良い。本実施例では、撮像素子107に、例えばRGBの原色カラーフィルター付きの撮像素子を使用し波長を判別するか、感度により波長を判別することを特徴としている。
Next, a third embodiment will be described.
In the embodiments described so far, the method of generating various control signals by calculating the shape and the center of the return light irradiated on the image sensor 107 has been shown. In this case, the image sensor 107 to be used may be a monochrome image sensor, for example, as long as it can determine only whether light is incident on each pixel. The present embodiment is characterized in that, for example, an image sensor with an RGB primary color filter is used as the image sensor 107 and the wavelength is determined or the wavelength is determined by sensitivity.
本実施例における光ピックアップの構成は基本的には図1と同様であり、撮像素子107にRGBのカラー用の撮像素子が用いられている点において相違する。なお、原色カラーフィルター方式のCDDは、デジタルカメラ等で使用されているため、詳しい説明はここでは省略する。 The configuration of the optical pickup in the present embodiment is basically the same as that in FIG. 1, and is different in that an RGB color image sensor is used for the image sensor 107. Since the primary color filter type CDD is used in digital cameras and the like, detailed description is omitted here.
使用する撮像素子および信号生成回路の構成を図22、23を用いて説明する。
図22に示すように、本実施例の撮像素子(受光手段)200には、少なくとも撮像素子の一部に原色フィルターを有するエリアが設けられている。図22では、H16、H17、I16、I17がこのエリアに相当する。図22の例では、例えばH16に「R」、H17に「G」、I16に「B」、I17に「R」の各フィルターが設置されている。
The configuration of the imaging device and the signal generation circuit used will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 22, the image sensor (light receiving means) 200 of the present embodiment is provided with an area having a primary color filter in at least a part of the image sensor. In FIG. 22, H16, H17, I16, and I17 correspond to this area. In the example of FIG. 22, for example, “R” is installed in H16, “G” in H17, “B” in I16, and “R” in I17.
一般に、DVDおよびBlu−rayの再生機の場合、LD(レーザーダイオード)はDVDが波長約650nmの赤色、Blu−rayでは、波長約405nmの青紫色が用いられる。このようにLDの波長の違いによりLDの色が異なるため、撮像素子200に設けられたRGBの原色フィルターを備えたエリアに入射する光から、どの波長のレーザーが撮像素子200に照射されているのかを波長判別回路201で検出する。なお、本実施例では、各画素に一色のフィルターを有する例を説明したが、時分割で、各画素のフィルターの色を可変する方法を用いても良い。
In general, in the case of a DVD and Blu-ray player, the LD (laser diode) uses a red DVD with a wavelength of about 650 nm, and with Blu-ray a blue-violet color with a wavelength of about 405 nm. Since the color of the LD varies depending on the difference in the wavelength of the LD as described above, the laser having which wavelength is irradiated on the image sensor 200 from the light incident on the area provided with the RGB primary color filters provided in the image sensor 200. Is detected by the
次にフィルターを用いないで波長を判別する方法を説明する。
モノクロタイプのCCDの光の波長に対する感度の例を図24に示す。
図24の例では、Blu−rayの波長405nmのレーザー光で、その感度は約0.62、DVDの波長650nmのレーザー光では0.75、CDの波長780nmのレーザー光では0.4の感度を持ち、光の波長に応じて、その感度が異なっていることがわかる。
Next, a method for determining the wavelength without using a filter will be described.
FIG. 24 shows an example of sensitivity of the monochrome type CCD to the wavelength of light.
In the example of FIG. 24, the sensitivity is about 0.62 for a Blu-ray laser beam with a wavelength of 405 nm, 0.75 for a laser beam with a wavelength of 650 nm for a DVD, and 0.4 for a laser beam with a wavelength of 780 nm for a CD. It can be seen that the sensitivity varies depending on the wavelength of light.
従って、各波長のLDを例えばディスクのミラー部に照射したときに、同じ光量が受光手段である撮像素子200に戻るように設計されている場合、波長780nmのレーザー光の感度を1とすると、650nmのレーザー光では、1.875倍、405nmのレーザー光では、1.55倍の感度があるため、戻り光が照射されている画素の輝度に関して、例えば405nmのレーザー光の感度をROM172に記憶させておき、実際に特定の画素に入射したレーザー光の感度をこれと比較することにより、個々の波長を判別することが可能になる。なお、実施例では撮像素子としてCCDを用いた場合について説明したが、CMOSの撮像素子等を用いても勿論、同様の効果が得られる。
Therefore, when the LD of each wavelength is irradiated on the mirror part of the disk, for example, when the same amount of light is designed to return to the image sensor 200 as the light receiving means, if the sensitivity of the laser beam with a wavelength of 780 nm is 1, Since the sensitivity is 1.875 times for 650 nm laser light and 1.55 times for 405 nm laser light, for example, the sensitivity of the 405 nm laser light is stored in
次に第4の実施例について図25および図26を用いて説明する。
第1の実施例及び第2の実施例では、3ビーム法を用いて制御信号を生成する方法について説明したが、本実施例ではプッシュプル法を用いたトラッキングエラー信号の生成に関して説明する。なお、プッシュプル法そのものは既知のため、詳しい説明は省略する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 25 and 26. FIG.
In the first and second embodiments, the method of generating the control signal using the three-beam method has been described, but in this embodiment, the generation of the tracking error signal using the push-pull method will be described. Since the push-pull method itself is known, detailed description is omitted.
例えばDVD−ROMディスクにレーザーを照射した場合、図25に示すようにディスクからの反射光の強度分布は、ディスクの溝による回折の影響で、2分割した受光部において、左右が非対称になることが知られている。この強度分布の差を検出することで制御信号を生成するのがプッシュプル法である。(参考文献 2000.11 田中伸一、重松和男 監修、「DVD−RAM技術」、トリケップス社版、P76−80) For example, when a DVD-ROM disc is irradiated with laser, the intensity distribution of the reflected light from the disc becomes asymmetrical in the right and left in the light receiving section divided into two due to the influence of diffraction by the groove of the disc as shown in FIG. It has been known. The push-pull method generates a control signal by detecting the difference in intensity distribution. (Reference: 2000.11. Supervised by Shinichi Tanaka and Kazuo Shigematsu, “DVD-RAM Technology”, Trikeps Edition, P76-80)
しかし、一般に、図26に示すように隣のトラックからのクロストークが斜線部に漏れ込むことが知られている。このクロストーク成分は、生成されるトラッキングエラー信号の品質に影響を与えることから、例えば、受光部を分割しクロストーク分を削除する方法が提案されている。(参考文献:JJAP 2003 Vol.4に No.2B P908−911、「One Beam Optical Head for High−Density Optical System with Eight Segment Photodiode」Choung Sam CHUNG他、三星電子、Digital Media r&D Center) However, it is generally known that crosstalk from the adjacent track leaks into the shaded area as shown in FIG. Since the crosstalk component affects the quality of the generated tracking error signal, for example, a method of dividing the light receiving unit and deleting the crosstalk is proposed. (Reference: JJAP 2003 Vol.4, No. 2B P908-911, “One Beam Optical Head for High-Density Optical System with Eight-Sig.
本実施例では、受光部に複数の画素から構成される撮像素子を用いるため、結果的に受光部を多分割する場合と同様の作用を有する。したがって、プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成する場合に問題となる隣接トラックからのクロストーク分のみ抜き出すことにより、こうした信号成分を各スポットから削除して、品質の高いトラッキングエラー信号を生成することができる。 In the present embodiment, since an image sensor composed of a plurality of pixels is used for the light receiving unit, the same effect as that obtained when the light receiving unit is divided into multiple parts is obtained. Therefore, by extracting only the crosstalk from the adjacent track that is a problem when generating a tracking error signal by the push-pull method, such a signal component is deleted from each spot to generate a high-quality tracking error signal. Can do.
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施例においては、サーボ制御信号の生成に関して、主に、説明したが、チルト検出信号の生成等にも適用できることは言うまでもない。また、本実施例においては、本発明の信号生成装置を実際の光ディスクの記録再生装置に適用する場合に言及したが、例えば、本発明の信号生成装置を部品開発のためのツールなどとして適用できることは言うまでもない。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. It is. For example, in the present embodiment, the generation of the servo control signal has been mainly described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to the generation of a tilt detection signal. Further, in the present embodiment, the case where the signal generation device of the present invention is applied to an actual optical disc recording / reproducing device has been described. However, for example, the signal generation device of the present invention can be applied as a tool for component development. Needless to say.
101・・・LD、102・・・回折格子、103・・・ハーフミラー、104・・・円筒レンズ、105・・・受光手段、106・・・対物レンズ、107、200・・・撮像素子、152a、152b、152c・・・演算器、155a、155b、155c、155d、170・・・A/D、162・・ACT、171・・・画像認識回路、172・・・ROM、173・・・RAM、174・・・Error信号生成回路、153・・・LPF、154・・・EFM、164・・・PLL、156a、156b、156c、156d・・・VCA、157a、157b、157c、157d・・・Digital EQ、158・・・PWM、159・・・Servo制御回路、161・・・APC、160、174・・・CPU、201・・・波長判別回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該撮像素子を構成する各画素が受光した戻り光量と各画素の位置関係に応じて、これを画像認識する画像認識手段と、
該画像認識された戻り光をグループ化して分離する信号分離手段と、
該分離した信号を用いて、RF信号および再生制御信号を生成する信号生成手段とを有し、
前記撮像素子が、前記撮像素子の光の波長に対する感度の違いを利用して、前記撮像素子が受光した戻り光の波長を画素の輝度に基づいて判別する波長判別手段を有する
ことを特徴とする信号生成装置。 An image sensor for receiving return light from the optical recording / reproducing medium;
An image recognition means for recognizing an image according to a return light amount received by each pixel constituting the image sensor and a positional relationship between the pixels;
Signal separating means for grouping and separating the image-recognized return lights; and
Signal generating means for generating an RF signal and a reproduction control signal using the separated signal ;
The image pickup device includes a wavelength determining unit that determines the wavelength of the return light received by the image pickup device based on the luminance of the pixel using the difference in sensitivity of the image pickup device with respect to the light wavelength. A signal generator characterized by the above.
該デジタル信号を圧縮して一時記憶する記憶手段を有する
ことを特徴とする請求項1に記載された信号生成装置。 An A / D converter that converts a return light amount received by the image sensor into a digital signal;
2. The signal generating apparatus according to claim 1 , further comprising storage means for compressing and temporarily storing the digital signal.
前記信号生成手段が、前記信号分離手段により2つ以上にグループ化された信号に基づいて、トラッキング制御用信号を生成する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された信号生成装置。 The image sensor receives the return light divided into two or more from the optical recording / reproducing medium,
3. The signal generation apparatus according to claim 1 , wherein the signal generation unit generates a tracking control signal based on the signals grouped into two or more by the signal separation unit. .
前記信号生成手段が、前記信号分離手段により出力された信号に基づいて、トラッキング制御用信号を生成する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された信号生成装置。 The image sensor receives a return beam of a one-beam method from the optical recording / reproducing medium,
The signal generation apparatus according to claim 1 , wherein the signal generation unit generates a tracking control signal based on the signal output from the signal separation unit.
前記信号生成手段が、該予測形状情報に基づいて、前記再生制御信号の制御方向もしくは制御量の少なくとも1つを生成する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された信号生成装置。 The image recognition means has a shape prediction means for predicting and calculating the shape of the spot irradiated to the optical recording / reproducing medium from the imaged information, and generating predicted shape information,
3. The signal generation apparatus according to claim 1 , wherein the signal generation unit generates at least one of a control direction or a control amount of the reproduction control signal based on the predicted shape information. .
該判別した画像情報を記憶する画像記憶手段と、
該記憶された画像情報からトラックの進行方向について光が照射されていると認識する最大画素数を判別して、スポットの最大外形を求めるとともに、該最大外形から該スポットの中心を判別して、該スポットを複数のエリアに分割する第1のスポットエリア分割手段と
を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された信号生成装置。 At the time of setup, the objective lens is moved in the vertical direction with respect to the optical recording / reproducing medium, and image information having the maximum area for at least one spot is determined based on the image information obtained by grouping the image-recognized return light. Image information discriminating means,
Image storage means for storing the determined image information;
From the stored image information, determine the maximum number of pixels to recognize that light is irradiated in the traveling direction of the track, determine the maximum contour of the spot, determine the center of the spot from the maximum contour, The signal generating apparatus according to claim 1, further comprising a first spot area dividing unit that divides the spot into a plurality of areas.
該検出した最大面積からトラックの進行方向について光が照射されていると認識される最大画素数を検出するとともに、該最大画素数からスポットの最大外形を検出するスポット外形検出手段と、
前記信号分離手段からの出力に基づいて、少なくとも1つのスポットについてトラックの進行方向に光が照射されていると認識される最大画素数とトラック幅方向の最大画素数とを判別して、該スポットの中心を判別するとともに、該スポットを2以上のエリアに分割する第2のスポットエリア分割手段と
を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された信号生成装置。 Detecting means for detecting a maximum area of return light in the imaging device;
Spot outer shape detection means for detecting the maximum number of pixels recognized as being irradiated with light in the traveling direction of the track from the detected maximum area, and detecting the maximum outer shape of the spot from the maximum number of pixels,
Based on the output from the signal separating means, the maximum number of pixels recognized as being irradiated with light in the track traveling direction and the maximum number of pixels in the track width direction are determined for at least one spot, and the spot The signal generating apparatus according to claim 1, further comprising: a second spot area dividing unit that determines the center of the spot and divides the spot into two or more areas.
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