JPH067415B2

JPH067415B2 - トラツク誤差検出方法

Info

Publication number: JPH067415B2
Application number: JP7586686A
Authority: JP
Inventors: 保夫中村; 雅之外川
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 1986-04-02
Filing date: 1986-04-02
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS62232730A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はトラック誤差検出方法に関し、特に情報を記録
したトラックを有する記録媒体に光ビームを照射するこ
とによって情報を再生する光学式情報再生装置におい
て、記録情報により変調された前記光ビームを前記トラ
ックと略平行な方向及びそれと略垂直な方向にそれぞれ
分割された４つの検出エリアを有する光検出器で受光
し、光ビームとトラックとのトラックと垂直な方向にお
けるずれの量及び方向を表わすトラック誤差信号を検出
する方法に関するものである。

（従来技術）前述の如き光学式情報再生装置に用いられる記録媒体
は、記録密度を高くするために、その情報トラックの幅
及び情報トラック間の間隔が非常に狭くなっている。こ
のように幅もピッチも狭い情報トラックから正確に元の
情報を読み取るためには、光ビームを媒体の情報トラッ
クに正確に投射する必要がある。しかしながら媒体の設
置誤差或いは振動等の影響によって光ビームと情報トラ
ックとの相対位置は情報再生中に変化してしまう。この
ため、かかる光学式情報再生装置においては、光ビーム
と情報トラックとのトラックと垂直な方向におけるずれ
の量及び方向を表わす信号、所謂トラック誤差信号を検
出し、この信号に基づいて光ビームをトラックと垂直な
方向に変位させるようサーボ機構による制御が行なわれ
ている。そして、上記トラック誤差信号を検出する方法
としては、例えば特開昭５７−７４８３７号で提案され
ている。

以下、光学式情報再生装置の一例として光ディスク再生
装置を挙げ、上記の如き従来のトラック誤差検出方法を
説明する。

第６図は光ディスク再生装置の光学系を示すものであ
り、ディスク１はスピンドル２により、例えば毎分３０
０回転の速度で回転する。ディスク１には、同心円状ま
たは螺線状のトラックが記録されている。レーザーのよ
うな光源４から放射された光ビームは、コリメータレン
ズ５で平行光束にされ、ハーフミラー６を透過して７の
ミラーで反射され、８の対物レンズでディスク１上に集
光される。集光された光ビームは、ディスク１で反射さ
れ、６のハーフミラーで反射され、９のレンズで集光さ
れて１０の光検出器に投射される。この光検出器１０に
おいて、ディスク上の情報を光の光量変化で検出する。

第７図は、前記光検出器１０の出力の信号処理系を示す
ブロック図である。光検出器１０は、ディスク１のトラ
ックに略平行な方向（Ｙ軸方向）及びそれと垂直な方向
（Ｘ軸方向）にそれぞれ分割された４つの検出エリア4
1,42,43,44を有している。これら４つの検出エリア41〜
44の出力をa,b,c,dとすると、それぞれ対角位置にある
検出エリアの出力の和U₁＝a+c及びU₂＝b+dを加算回路４
５及び４６で各々算出する。さらにこれら和U₁,U₂の和
信号U₃＝U₁+U₂を加算回路４７で求め、差信号U₄＝U₁-U₂
を減算回路４８で求める。この差信号U₄は第８図の信号
波形図に示すように、ずれの方向に応じて極性が反対と
なっている。また和信号U₃は第８図に示すように、情報
構造により変調された情報信号であり、ピット周波数を
有すると共に、差信号U₄に対しπ／２位相がずれてい
る。加算回路４７の出力U₃は、立上りパルス発生回路４
９及び立下がりパルス発生回路５０にそれぞれ供給さ
れ、また減算回路４８の出力U₄はゲート回路５１および
５２にそれぞれ供給される。立上りおよび立下りパルス
発生回路４９および５０は和信号U₃のそれぞれ立上りお
よび立下り時のゼロクロス点を検出して、それぞれ第８
図に示すような第１および第２のサンプリングパルス信
号U₅およびU₆を発生する。これらU₅,U₆をゲート回路５
１および５２にそれぞれ供給して差信号U₄をサンプリン
グし、これらサンプリングされた差信号U₄をそれぞれホ
ールド回路５３および５４でサンプルホールドする。第
８図のU₇は立上りパルス発生回路４９からのサンプリン
グパルス信号U₅によってサンプリングされたホールド回
路５３の出力を示し、第８図のU₈は立下りパルス発生回
路５０からのサンプリングパルス信号U₆によってサンプ
リングされたホールド回路５４の出力を示す。これらホ
ールド回路５３および５４の出力信号U₇,U₈をＲＦ信号
差動増幅器５５に供給してそれらの差を求め第８図に示
すようなトラッキング信号U₉を出力端子５６から得る。

しかしながら、このような従来のトラック誤差検出方法
においては、光検出器と、ゲート回路５１および５２と
の間に光学的、電気的ノイズの混入があると、正しいト
ラック誤差信号が検出出来ない場合があった。

上記の理由を第９図の信号波形図を用いて詳細に説明す
る。

放射光源の発光強度変化または、発光波長の変化に伴う
光検出器到達光量変化に代表される光学的ノイズおよび
光検出器またはゲート回路５１および５２までの回路中
で発生或いは外部から混入する電気的ノイズは第９図に
示す和信号U₃および差信号U₄に表われる。ここでサンプ
リングパルスを発生させる和信号U₃はトラック上または
トラック近傍において、信号成分に対するノイズ成分の
比率は小さく、ノイズの影響はあまり大きくないが、サ
ンプリングされる差信号U₄は、トラック上またはトラッ
ク近傍において、信号成分に対するノイズ成分の比率が
大きくなり、サンプルホールド回路５３および５４から
出力されるサンプルホールド信号は第９図U₂₁,U₂₂に示
すようにノイズの影響を受けた信号となる。従ってU₂₁,
U₂₂の差分によって得られるトラック誤差信号は第９図U
₂₃に示すように２か所にゼロ点が存在し、トラックサー
ボが不安定となった。

（発明の概要）本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、ノイズ
の影響が小さく、安定したトラックサーボを行なうこと
のできるトラック誤差信号を検出する方法を提供するこ
とにある。

上記目的を達成するために、本発明のトラック誤差検出
方法は、情報を記録したトラックを有する記録媒体に光
ビームを照射し、記録情報により変調された前記光ビー
ムを前記トラックと略平行な方向及びそれと垂直な方向
にそれぞれ分割された４つの検出エリアを有する光検出
器で受光しトラック誤差信号を検出するために、前記４
つの検出エリアの出力をa,b,c,dとするとき、それぞれ
対角位置にある検出エリアの出力の和S₁＝a+c，S₂＝b+d
を求め、これらS₁,S₂の和信号S₃＝S₁+S₂及び差信号S₄＝
S₁-S₂を求め、前記差信号S₄の立上り及び立下りのゼロ
クロス点を検出してそれぞれ第１及び第２のサンプリン
グパルス列を発生させ、これら第１及び第２のサンプリ
ングパルス列により前記和信号S₃をサンプルホールドし
て第１及び第２のサンプル値を求め、これら第１及び第
２のサンプル値の差信号S₅を求め、それぞれL₁＞０及び
L₂＜０を満足するように設定された所定値L₁,L₂と前記
差信号S₅より、 S₅＞L₁のとき、Ｓ＝L₁−（S₅-L₁） L₂≦S₅≦L₁のとき、Ｓ＝S₅ S₅＜L₂のとき、Ｓ＝L₂＋（L₂-S₅）で示されるトラッキング誤差信号Ｓを得ることを特徴と
するものである。

本発明のトラック誤差検出方法は、また、情報を記録し
たトラックを有する記録媒体に光ビームを照射し、記録
情報により変調された前記光ビームを前記トラックと略
平行な方向及びそれと垂直な方向にそれぞれ分割された
４つの検出エリアを有する光検出器で受光し、トラッキ
ング誤差信号を検出するために、前記４つの検出エリア
の出力をa,b,c,dとするとき、それぞれ対角位置にある
検出エリアの出力の和S₁＝a+c，S₂＝b+dを求め、これら
S₁，S₂の和信号S₃＝S₁＋S₂及び差信号S₄＝S₁−S₂を求
め、前記差信号S₄の立上り又は立下りのいずれか一方の
ゼロクロス点を検出してサンプリングパルス列を発生さ
せ、このサンプリングパルス列により前記和信号S₃をサ
ンプルホールドしてサンプル値を示す信号S₅を求め、L₁
＞L₂を満足するように設定された所定値L₁，L₂と前記信
号S₅より S₅＞L₁のとき、Ｓ＝L₁−（S₅−L₁） L₂≦S₅≦L₁のとき、Ｓ＝S₅ S₅＜L₂のとき、Ｓ＝L₂＋（L₂−S₅）で示される信号Ｓを求め、この信号Ｓを基準値と比較し
てトラック誤差信号を得ることを特徴とするものであ
る。

即ち、本発明は４つの検出エリアの出力から得られる和
信号S₃と差信号S₄の内、差信号S₄より得たサンプリング
パルスのタイミングで、比較的ノイズの影響が小さい和
信号S₃をサンプルホールドし、このサンプル値よりトラ
ッキング誤差信号を算出することによって、ノイズに強
く、常に安定したトラックサーボを行なうことを可能に
したものである。

（実施例）以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明のトラック誤差検出方法を実現する信
号処理回路の一例を示すブロック図であり、第２図は第
１図示の回路の各位置での出力の信号波形を示す図であ
る。尚、第１図において、第７図と同一の部材には同一
の符号を付した。ここで１０は、光検出器を示し、この
光検出器１０で受光される光ビームを得るための構成
は、第６図で説明した従来技術をそのまま適用出来るの
で、詳細な説明は省略する。

光検出器１０は、ディスクのトラックに略平行な方向
（Ｙ軸方向）及びそれと垂直な方向（Ｘ軸方向）にそれ
ぞれ分割された４つの検出エリア41,42,43,44を有して
いる。これら４つの検出エリア41〜44の出力をa,b,c,d
とすると、それぞれ対角位置にある検出エリアの出力の
和S₁＝a+c及びS₂＝b+dを加算回路２０及び２１で各々算
出する。さらに、これらS₁及びS₂の和信号S₃＝S₁+S₂を
加算回路２３で求め、S₁とS₂との差信号S₄＝S₁-S₂を減
算回路２２で求める。この差信号S₄は第２図(B)に示す
ように、光ビームとトラックとの位置ずれの方向によっ
て極性が反対となっている。また和信号S₃は第２(A)に
示すように記録媒体に記録された情報構造により変調さ
れた情報信号であり（信号の平均レベルをL₀で示す）、
記録されたピットに対応するピット周波数を有するとと
もに、差信号S₄に対し、π／２位相がずれている。従っ
て、光学式情報再生装置においては、この加算回路２３
の出力から情報が再生される。

一方、差信号S₄が互いにスレッシホールドレベルの異な
る立上りパルス発生回路２４と立下がりパルス発生回路
２５とに供給される。２つのパルス発生回路のスレッシ
ホールドレベルは、立ち上りパルス発生回路２４のスレ
ッシホールドレベルより、立下りパルス発生回路２５の
スレッシホールドレベルの方が低く、また、２つのスレ
ッシホールドレベルの隔差は、差信号S₄のノイズ成分の
振巾より大きく設定されている。パルス発生回路２４お
よび２５の出力は第２図(C)および(D)に示される。この
(C)および(D)のパルスは、ゲート回路２６および２７に
供給され、前記和信号S₃のサンプリングを行う。さらに
ゲート回路２６および２７でサンプリングされた信号
は、ホールド回路２８および２９に供給され、ホールド
される。これを第２図(E),(F)に示す。これら２つのサ
ンプルホールド信号の差を減算回路３０で出力する。こ
の減算回路３０の出力S₅を第２図(G)に示す。

次に差信号S₅を比較回路３１および３２に供給し、所定
の値L₁より大きい場合、L₂より小さい場合、L₂以上L₁以
下の場合の３通りに場合分けを行なう。なおL₁は０より
大きく、L₂は０より小さいとする。この３通りの場合分
けに従いスイッチ３３で、差信号S₅のスイッチングを行
う。差信号S₅がL₁より大きい場合、減算回路３４で差信
号S₆＝S₅-L₁を得る。差信号S₆を第６図(H)に示す。さら
に減算回路３５で差信号S₇＝L₁-S₆を得る。また、差信
号S₅がL₂より小さい場合、減算回路３６で差信号S₈＝L₂
-S₅を得る。差信号S₈を第６図(I)に示す。さらに加算回
路３７で和信号S₉＝L₂+S₇を得る。差信号S₅がL₂以上L₁
以下の場合、差信号S₅はそのまま加算回路３８に供給さ
れる。また減算回路３５及び減算回路３７の出力端子も
加算回路３８に接続されており、前記スイッチングによ
り、信号S₅,S₇およびS₉のいずれかが加算回路３８に入
力する。そして、この加算回路３８の出力S₁₀がトラッ
ク誤差信号となる。トラック誤差信号S₁₀の信号波形を
第２図(J)に示す。

このように、差信号S₄でサンプリングパルスを発生さ
せ、和信号S₃をサンプリングすることによって、光ビー
ムがトラック上或いはトラック近傍にあっても、光学
的、電気的ノイズに影響されず、正確なトラック誤差信
号を得ることが出来る。

ここで、比較回路３１の比較基準となるL₁は、差信号S₅
の最大値M₁以下でかつ最大値M₁の1/2以上に設定するこ
とにより、差信号S₇はS₅＞L₁の範囲で第３図(A)に示す
ようにS₇＝2L₁-M₁＞０となる。また比較回路３２の比較
基準となるL₂は、差信号S₅の最小値M₂以上でかつ最小値
M₂の1/2以下に設定することにより、差信号S₉はS₅＜L₂
の範囲で第３図(B)に示すようにS₉＝2L₂-M₂＜０とな
る。従って、L₁及びL₂を上記のように設定すれば、トラ
ック誤差信号S₁₀は、第３図(C)のように光ビームがトラ
ック上にあるときにのみ、ゼロクロス点を持ち、安定し
たサーボを行なうことが出来る。

第４図は、本発明に基づく他のトラック誤差検出方法を
実現する信号処理回路の一例を示すブロック図であり、
第５図は第４図示の回路の各位置での出力の信号波形を
示す図である。尚、第４図において、第１図と同一の部
材には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、
本実施例においても、光検出器１０で受光される光ビー
ムを得るための構成は、第６図で説明した従来技術をそ
のまま適用出来る。

第４図において、光検出器１０で受光された光信号は、
第１図の場合と全く同様に処理され、加算回路２３から
は第５図(A)に示す和信号S₃（信号の平均レベルをL₀で
示す）が、減算回路２２からは第５図(B)に示す差信号S
₄が得られる。差信号S₄は立上りパルス発生回路６１に
供給され、第５図(C)に示すサンプリングパルスを発生
する。このサンプリングパルスはゲート回路６２に供給
され、和信号S₃のサンプリングを行なう。さらにゲート
回路６２でサンプリングされた信号は、ホールド回路６
３でホールドされ、第５図(D)に示すサンプル値に対応
した信号S₅が得られる。

次にこの信号S₅を比較回路３１および３２に供給し、所
定の値L₁より大きい場合、L₂より小さい場合、L₂以上L₁
以下の場合の３通りに場合分けを行なう。なおL₁はL₂よ
り大きいとする。この３通りに場合分けに従いスイッチ
ング３３で、信号S₅のスイッチングを行う。信号S₅がL₁
より大きい場合、減算回路３４で差信号S₆＝S₅-L₁を得
る。差信号S₆を第５図(E)に示す。さらに減算回路３５
で差信号S₇＝L₁-S₆を得る。また、信号S₅がL₂より小さ
い場合、減算回路３６で差信号S₈＝L₂-S₅を得る。差信
号S₈を第５図(F)に示す。さらに加算回路３７で和信号S
₉＝L₂+S₇を得る。信号S₅がL₂以上L₁以下の場合、信号S₅
はそのまま加算回路３８に供給される。。また、減算回
路３５及び減算回路３７の出力端子も加算回路３８に接
続されており、前記スイッチングにより、信号S₅,S₇お
よびS₉のいずれかが加算回路３８に入力する。そして、
この加算回路３８の出力と、ポテンショメータ６５から
供給される適当なレベルの基準値とを差を差動増幅器６
４で求めることによって、出力端子６６からは第５図
(H)で示すようなトラック誤差信号S₁₀が得られる。本実
施例も差信号S₄から得たサンプリングパルスで、和信号
をサンプルホールドすることにより、第１図で説明した
例と同様の効果が得られる。

ここで、比較回路３１の比較基準となるL₁は、信号S₅の
最大値以下でかつS₅の平均レベルL₀にS₅の信号波形の振
幅の1/2を加えた値以上に設定することにより、差信号S
₇＞L₁の範囲でS₇＝2L₁-M₁＞L₀となる。また比較回路３
２の比較基準となるL₂は、差信号S₅の最小値以上でかつ
S₅の平均レベルL₀からS₅の信号波形の振幅の1/2を引い
た値以下に設定することにより、差信号S₉はS₅＜L₂の範
囲でS₉＝2L₂-M₂＜L₀となる。従って、L₁及びL₂を上記の
ように設定すれば、基準値をL₀とした場合にトラック誤
差信号S₁₀は、光ビームがトラック上にあるときにの
み、ゼロクロス点を持ち、安定したサーボを行なうこと
が出来る。

本発明は、以上説明した実施例に限らず、種々の応用が
可能である。例えば、第１図及び第４図において、信号
S₇及びS₉はそれぞれS₇＝2L₁-S₆及びS₉＝2L₂-S₅と書ける
ので、減算回路３４と３５を2L₁とS₅が入力する単一の
減算回路に、また、減算回路３６と加算回路３７とを2L
₂とS₅が入力する単一の減算回路に置き換えることが出
来る。また、第４図の例では、差信号S₄の立上りのタイ
ミングでサンプリングを行ったが、差信号S₄の立下りの
タイミングでサンプリングを行なうようにしても全く同
様にトラック誤差信号が検出出来る。更に、第４図の例
において、基準値との差分は、加算回路３８の後段に限
らず、和信号S₃を算出した段階或いはサンプル値に対応
する信号S₅を算出した段階等いずれの段階で行なっても
かまわない。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、４つの検出エリアの出力
から得られる和信号と差信号の内、差信号より得たサン
プリングパルスのタイミングで和信号をサンプルホール
ドしてトラック誤差信号を得ることによって、ノイズの
影響を減少させ、トラックサーボを安定化する効果が得
られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくトラック誤差検出方法を実施す
る信号処理回路の一例を示すブロック図、第２図(A)〜
(J)は夫々第１図示の回路の各部分における信号波形を
示す図、第３図(A),(B),(C)は夫々第２図に示す所定値L
₁及びL₂の設定の様子を説明する信号波形図、第４図は
本発明に基づくトラック誤差検出方法の他の例を実施す
る回路の一例を示すブロック図、第５図(A)〜(H)は夫々
第４図示の回路の各部分における信号波形を示す図、第
６図は本発明を適用出来る光ディスク再生装置の光学系
の構成を示す概略図、第７図は従来のトラック誤差検出
方法に用いる回路を示すブロック図、第８図及び第９図
は夫々第７図示の回路の各部分における信号波形を示す
図である。 10……光検出器 41,42,43,44……検出エリア 20,21,23,37,38……加算回路 22,30,34,35,36……減算回路 24……立上りパルス発生回路 25……立下りパルス発生回路 26,27……ゲート回路 28,29……ホールド回路 31,32……比較回路 33……スイッチ 38……出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を記録したトラックを有する記録媒体
に光ビームを照射し、記録情報により変調された前記光
ビームを前記トラックと略平行な方向及びそれと垂直な
方向にそれぞれ分割された４つの検出エリアを有する光
検出器で受光し、光ビームとトラックとのトラックと垂
直な方向におけるずれの量及び方向を表わすトラック誤
差信号を検出する方法において、前記４つの検出エリアの出力をa,b,c,dとするとき、そ
れぞれ対角位置にある検出エリアの出力の和S₁＝a+c，S
₂＝b+dを求め、これらS₁,S₂の和信号S₃＝S₁+S₂及び差信号S₄＝S₁-S₂を
求め、前記差信号S₄の立上り及び立下りのゼロクロス点を検出
してそれぞれ第１及び第２のサンプリングパルス列を発
生させ、これら第１及び第２のサンプリングパルス列により前記
和信号S₃をサンプルホールドして第１及び第２のサンプ
ル値を求め、これら第１及び第２のサンプル値の差信号S₅を求め、それぞれL₁＞０及びL₂＜０を満足するように設定された
所定値L₁,L₂と前記差信号S₅よりトラック誤差信号Ｓを
以下の条件、 S₅＞L₁のとき、Ｓ＝L₁−（S₅-L₁） L₂≦S₅≦L₁のとき、Ｓ＝S₅ S₅＜L₂のとき、Ｓ＝L₂＋（L₂-S₅）で示すように求めることを特徴とするトラック誤差検出
方法。
【請求項２】前記所定値L₁は差信号S₅の最大値以下でか
つS₅の最大値の1/2以上に設定され、前記所定値L₂は差
信号S₅の最小値以上でかつS₅の最小値の1/2以下に設定
される特許請求の範囲第１項記載のトラック誤差検出方
法。
【請求項３】情報を記録したトラックを有する記録媒体
に光ビームを照射し、記録情報により変調された前記光
ビームを前記トラックと略平行な方向及びそれと垂直な
方向にそれぞれ分割された４つの検出エリアを有する光
検出器で受光し、光ビームとトラックとのトラックと垂
直な方向におけるずれの量及び方向を表わすトラック誤
差信号を検出する方法において、前記４つの検出エリアの出力をa,b,c,dとするとき、そ
れぞれ対角位置にある検出エリアの出力の和S₁＝a+c，S
₂＝b+dを求め、これらS₁,S₂の和信号S₃＝S₁+S₂及び差信号S₄＝S₁-S₂を
求め、前記差信号S₄の立上り又は立下りのいずれか一方のゼロ
クロス点を検出してサンプリングパルス列を発生させ、このサンプリングパルス列により前記和信号S₃をサンプ
ルホールドしてサンプル値を示す信号S₅を求め、 L₁＞L₂を満足するように設定された所定値L₁,L₂と前記
信号S₅より信号Ｓを以下の条件、 S₅＞L₁のとき、Ｓ＝L₁−（S₅-L₁） L₂≦S₅≦L₁のとき、Ｓ＝S₅ S₅＜L₂のとき、Ｓ＝L₂＋（L₂-S₅）で示すように求め、この信号Ｓを基準値と比較してトラ
ック誤差信号を求めることを特徴とするトラック誤差検
出方法。
【請求項４】前記所定値L₁は前記信号S₅の最大値以下で
かつS₅の平均レベルにS₅の信号波形の振幅の1/2を加え
た値以上に設定され、前記所定値L₂は前記信号S₅の最小
値以上でかつS₅の平均レベルからS₅の信号波形の振幅の
1/2を引いた値以下に設定される特許請求の範囲第３項
記載のトラック誤差検出方法。