JPH11149648A

JPH11149648A - トラッキング制御装置

Info

Publication number: JPH11149648A
Application number: JP31678597A
Authority: JP
Inventors: Riyuusuke Horibe; 隆介堀邊; Yasuki Matsumoto; 泰樹松本; Hiromichi Ishibashi; 広通石橋; Yasuaki Tanaka; 康晶田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】フォーカスずれやレンズシフトにより発生す
るＴＥ信号の不要オフセットをキャンセルし、安定なト
ラッキング制御装置を提供する。【解決手段】光ディスク媒体１から反射された反射光
を受光する受光手段４と、各受光部３信号に遅延補正を
与える遅延手段５と、遅延信号を加算する加算手段６
と、加算信号の位相誤差からトラッキング位相誤差信号
を生成するＴＥ信号生成手段７と、タンジェンシャル位
相誤差信号を生成するＴＧ信号生成手段９と、レンズの
位置を制御するレンズアクチュエータ１２と、ＴＥ信号
に応じてレンズアクチュエータの位置制御をするドライ
ブアンプ１３と、ＴＧ信号の極性、量に応じて遅延手段
５の遅延量を制御する遅延制御手段１１を有すること
で、ＴＥ信号の不要オフセットをキャンセルし、安定な
トラッキングが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク装置にお
いて光ヘッドのレーザービームをＣＤ（コンパクトデ
ィスク）あるいはＤＶＤ（ディジタルビデオ／バーサ
タイルディスク）といった光ディスク媒体に形成され
ているトラックに正確に照射するためのトラッキング誤
差装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク装置の高密度化、高速
化に伴い、トラッキング制御装置にはさらに高精度でし
かも安定なものが要望されている。以下従来のトラッキ
ング制御装置について説明する。

【０００３】図１９は従来のトラッキング制御のブロッ
ク図である。まず９００は光ヘッドであり、光ディスク
媒体１０００にレーザービームを照射し、その反射光を
電気信号として出力するものである。光ヘッド９００に
は受光素子９０１が設けられていて、さらに受光素子９
０１は同図に示されたように直交４分割された４つの受
光部９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄより成
り、それぞれの受光部からは検出信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓ
ｃ、Ｓｄが出力される。受光部９０１ａ、９０１ｂ、９
０１ｃ、９０１ｄは、同図に示されるように、受光部９
０１ａ、９０１ｂ（９０１ｃ、９０１ｄ）の分割線に、
光ディスク媒体１０００に形成されたトラックが平行に
写像されるように配置されている。９０３、９０４は抵
抗およびコンデンサよりなる可変遅延手段であり、後述
するように検出信号Ｓａ、Ｓｂの検出信号をＳｃ、Ｓｄ
に対して遅らせる機能を有する。検出信号Ｓａと検出信
号Ｓｃは加算器９０５で加算され、また検出信号Ｓｂと
検出信号Ｓｄは加算器９０６で加算されて、コンパレー
タ９０９、９１０でそれぞれ２値化された後、位相比較
器９１１に供給され、これをローパスフィルター９１６
でスムージングしたものがトラッキング誤差信号ＴＥと
なる。

【０００４】まず上記構成についてその動作を簡単に説
明する。まず光ディスク媒体１０００にはスパイラル状
にトラックが形成されていて、さらにこのトラックは複
数の情報ピットより構成されている。ピットとは光ディ
スク記録面に対して凹状あるいは凸状に設けられた情報
列であり、これの有無で情報１あるいは０が記録され
る。レーザービームがこのトラック上を走査するとその
反射光は上記ピット列によって変調され、したがって各
受光部からはピットの有る無しに応じた信号列が出力さ
れる。特にレーザービームがトラックの中心線上を走査
した場合、各受光部からは全て同位相（ピット深さλ／
４の場合）の検出信号が得られる。しかし、レーザービ
ームがトラック中心線をはずれると、それぞれの検出信
号間に位相差が発生するようになる。この位相差は対角
加算信号すなわち、Ｓａ＋ＳｃとＳｂ＋Ｓｄ間に位相差
に顕著に現れ、トラック中心を外れる方向によって互い
に進みおよび遅れ方向の位相差が発生する。この位相差
を位相比較手段９１１で検出すればその低域成分がトラ
ッキング誤差信号ＴＥとなる。このトラッキング誤差信
号ＴＥはドライブアンプ９２０を通って光ヘッド９０１
の対物レンズアクチュエータ９２１に帰還され、トラッ
キングの位置制御が実行される。

【０００５】さらに検出信号Ｓａと検出信号Ｓｂは加算
器９０７で加算され、また検出信号Ｓｂと検出信号Ｓｄ
は加算器９０８で加算されて、コンパレータ９１３、９
１４でそれぞれ２値化された後、位相比較器９１５に供
給される。ここで検出される位相誤差はタンジェンシャ
ル位相誤差と定義され（一般にトラックと平行な方向の
ことをタンジェンシャル（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ：接
線）方向という）、これが大きいと上記トラッキング
（位相）誤差信号ＴＥの検出に影響を及ぼすことが知ら
れている。例えばトラッキング（位相）誤差信号の検出
感度を低下させたり、又は光ヘッドの対物レンズがレー
ザービームの中心光軸からずれた場合にトラッキング検
出オフセットが生じ、その結果トラッキング制御を不安
定にする。このタンジェンシャル位相差の発生する原因
の一つとして、ディスク形成条件のばらつきなどの要因
でピットの深さがλ／４（λはレーザービームの波長）
より浅く形成された場合があげられる。このとき常に和
信号Ｓｃ＋Ｓｄは和信号Ｓａ＋Ｓｂよりも位相が遅れ
る。

【０００６】そこで従来例では、まず、和信号Ｓａ＋Ｓ
ｂに対するＳｃ＋Ｓｄの位相差（位相遅れ）を検出する
ことにより、タンジェンシャル位相差を検出し、それに
応じて可変遅延手段９０３、９０４の遅延量を切り換え
て、和信号Ｓａ＋Ｓｂにも同等の位相遅れに相当する時
間遅れを与えることによって相対的誤差を最小化し、上
記影響を少なくしている。なお、位相と時間とは、位相
＝時間×速度の関係にあるが、光ディスク媒体の回転線
速度が一定だとすれば、位相差は時間差として扱うこと
ができる（例えば米国特許登録番号４７８５４４１
号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の構成では
溝深さ以外の他の要因、例えば光ヘッドのフォーカスず
れやトラッキングずれ、さらには光ディスク媒体の回転
線速度の変動に対する対策が十分でなく、特にトラック
ジャンプの際に瞬間的に発生するタンジェンシャル位相
差によってトラッキング制御が不安定になることが問題
となる。

【０００８】まず、トラックジャンプの際に光ヘッドの
対物レンズアクチュエータを瞬時に加速するため、これ
によりフォーカス制御方向に外乱が発生し、その結果一
時的なフォーカスずれが生じる。実はこのフォーカスず
れによっても上記タンジェンシャル位相差が発生する。
しかもフォーカスずれの方向の極性（つまり、対物レン
ズ焦点が光ディスク媒体記録面に近づくようにずれる
か、反対に遠ざかるようにずれるか）によって、遅れの
みならず進み方向のタンジェンシャル位相差が発生す
る。したがって、従来のフィルター切り替えによって位
相遅れのみを補償しようとする構成では一時的なフォー
カスずれによって生じるタンジェンシャル位相差を完全
に補償することができない。

【０００９】また、トラックジャンプの際には、当然、
トラックとトラックの間の、情報ピットが全く形成され
ていない領域を一時的に通過するが、その間はタンジェ
ンシャル位相差信号が正しく検出されない。すなわち、
トラック間領域ではその両隣のトラックに形成されたピ
ットのクロストーク雑音しか検出されず、したがってこ
れを２値化して位相比較してもタンジェンシャル位相差
とは無相関にランダムに変化する信号が得られるだけで
ある。したがって、この信号をそのまま用いれば誤った
値に可変遅延手段が切り換えられることになる。

【００１０】さらに光ディスク媒体の内周トラックから
外周トラックにあるいはそれとは反対方向に高速にトラ
ックジャンプを実行した場合、光ディスクのスピンドル
モーターの回転角速度はすぐには追随できないから、一
時的に線速度が大きく変動することがある。このとき、
上述した線速度一定の前提が崩れるため、遅延手段が発
生する遅延量は最適位相補正量ではなくなる。

【００１１】以上、従来の構成では定常動作では効果が
あっても、トラックジャンプ前後において一時的にその
効果が無くなり、トラックジャンプ直後のトラッキング
制御の安定化が期待できないといった課題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明におけるトラッキング制御装置は、光ディスク媒
体に収束レーザー光を照射する手段と、その反射光を実
質的に略直交４分割する、第１の受光部、第２の受光
部、第３の受光部および第４の受光部よりなる受光手段
と、互いに対角に配置された第１の受光部と第３の受光
部のそれぞれの出力の加算信号と互いに対角に配置され
た第２の受光部と第４の受光部のそれぞれの加算信号と
の間の位相差よりトラッキング誤差信号を生成する手段
とを具備したトラッキング制御装置であって、上記第１
の受光部、第２の受光部、第３の受光部および第４の受
光部の各出力信号にそれぞれ遅延補正を加える第１の遅
延手段、第２の遅延手段、第３の遅延手段、および第４
の遅延手段と、第１の遅延手段と第２の遅延手段との加
算信号と第３の遅延手段と第４の遅延手段との加算信号
との位相誤差を検出して位相誤差検出信号を出力する位
相比較手段と、上記位相誤差検出信号の極性ならびに量
に応じて、第１の遅延手段と第２の遅延手段にそれぞれ
略等量の第１の遅延量を供給し、また第３の遅延手段と
第４の遅延手段にそれぞれ略等量の第２の遅延量を供給
し、しかもこれら第１および第２の遅延量を相補的に変
化させる遅延制御手段とを具備するものである。

【００１３】このように構成したことにより、光学的な
要因で正負両方向に発生するタンジェンシャル位相差成
分を電気的にキャンセルし、タンジェンシャル位相差の
影響でトラッキング位相誤差信号にオフセットが発生す
るのを防ぎ、より安定なトラッキングを実現する作用を
有するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、光ディスク媒体に収束レーザー光を照射する手段
と、その反射光を実質的に略直交４分割する、第１の受
光部、第２の受光部、第３の受光部および第４の受光部
よりなる受光手段と、互いに対角に配置された第１の受
光部と第３の受光部のそれぞれの出力の加算信号と互い
に対角に配置された第２の受光部と第４の受光部のそれ
ぞれの加算信号との間の位相差よりトラッキング誤差信
号を生成する手段とを具備したトラッキング制御装置で
あって、上記第１の受光部、第２の受光部、第３の受光
部および第４の受光部の各出力信号にそれぞれ遅延補正
を加える第１の遅延手段、第２の遅延手段、第３の遅延
手段、および第４の遅延手段と、第１の遅延手段と第２
の遅延手段との加算信号と第３の遅延手段と第４の遅延
手段との加算信号の位相誤差を検出して位相誤差検出信
号を出力する位相比較手段と、上記位相誤差検出信号の
極性ならびに量に応じて、第１の遅延手段と第２の遅延
手段にそれぞれ略等量の第１の遅延量を供給し、また第
３の遅延手段と第４の遅延手段にそれぞれ略等量の第２
の遅延量を供給し、しかもこれら第１および第２の遅延
量を相補的に変化させる遅延制御手段とを具備するもの
で、各受光部に対応する遅延手段を個々に設けることで
光学的な要因で正負両方向に発生するタンジェンシャル
位相差成分を電気的にキャンセルし、タンジェンシャル
位相差の影響でトラッキング位相誤差信号にオフセット
が発生するのを防ぎ、より安定なトラッキングを実現す
る作用を有する。

【００１５】請求項２に記載の発明は、第１の遅延手
段、第２の遅延手段、第３の遅延手段、および第４の遅
延手段をそれぞれ電流あるいは電圧制御により連続的に
コンダクタンスが決定される可変コンダクタンスアンプ
を使用したオールパスフィルターで構成したものであ
り、制御電流（制御電圧）により群遅延量が変化するた
め遅延素子として機能し、オールパスフィルタとするこ
とで信号振幅を低下させることなく遅延量のみ連続的に
変化させることが可能であり、ＳＮＲ劣化を最小限に抑
える作用を有する。

【００１６】請求項３に記載の発明は、遅延制御手段
は、第１および第２の遅延量にそれぞれ光ディスク媒体
の回転線速度、あるいはディスクの線記録密度に係わる
係数の逆数を乗じて、第１、第２、第３および第４の遅
延手段にそれぞれ供給するものであり、ディスク回転線
速度あるいはディスク記録密度［ｂｉｔ／μｍ］に逆比
例して全ての遅延手段の遅延量が平衡して変化するため
再生速度、ディスク種別に応じて最適化を行い、タンジ
ェンシャル位相差の影響でトラッキング位相誤差信号に
オフセットが発生するのを防ぎ、安定なトラッキングを
実現する作用を有する。

【００１７】請求校４に記載の発明は、トラックずれが
所定量内であることを検出してオントラック信号を生成
する手段を有し、上記オントラック信号が生成されてい
る間のみ位相誤差検出信号を遅延制御手段に供給するこ
とを特徴とするもので、トラックジャンプ等のようなト
ラックとトラックの間の、情報ピットが全く形成されて
いない領域を一時的に通過する場合においても、その間
の正しく検出されないタンジェンシャル位相差信号をマ
スクし、オントラック時の位相誤差検出信号のみを遅延
制御手段に供給する作用を有する。従って、定常時およ
びトラックジャンプ時のようなトラッキング制御をｏｆ
ｆしている場合に対しても、安定したタンジェンシャル
位相差成分のキャンセル制御が可能となり、タンジェン
シャル位相差の影響によるトラッキング位相誤差信号の
オフセット発生を防ぎ、トラッキング制御の安定性が大
幅に向上する効果を有す。

【００１８】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて
説明する。（実施の形態１）トラッキング制御装置のブロック図を
図１に示す。トラッキング制御装置は光ディスク媒体１
と、光ディスク媒体上に収束レーザ光を照射するレーザ
照射手段２と、光ディスク媒体から反射された反射光を
情報トラックの写像の延在する方向に対しぼぼ平行な分
割線とこれに垂直な分割線で直交４分割された、受光部
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄよりなる受光手段４と、受光部
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各出力信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓ
ｃ，Ｓｄに遅延補正を与え、信号Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄ
ｄを生成する遅延手段５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、互い
に対角に配置された受光部信号を遅延補正した信号Ｄ
ａ，Ｄｃを加算する加算手段６ａ、および遅延手段５
ｂ，５ｄの出力Ｄｂ，Ｄｄを加算する加算手段６ｂと、
加算手段６ａ，６ｂ出力間の位相誤差からトラッキング
位相誤差信号（ＴＥ信号）を生成するＴＥ信号生成手段
７と、ＴＥ信号をスムージングする第１のローパスフィ
ルタ８と、レンズの光ディスク媒体１の半径方向の位置
を制御するレンズアクチュエータ１２と、トラッキング
位相誤差信号に応じてレンズアクチュエータ１２に帰還
して位置制御するドライブアンプ１３と、トラック写像
の延在する方向に対しぼぼ垂直に分割する受光部信号を
遅延補正した信号Ｄａ，Ｄｂ信号を加算する加算手段６
ｃと、遅延手段５ｃ，５ｄ出力を加算する加算手段６ｄ
と、加算手段６ｃ，６ｄ出力間の位相差からタンジェン
シャル位相誤差信号（ＴＧ信号）を生成するＴＧ信号生
成手段９と、ＴＧ信号をスムージングする第２のローパ
スフィルタ１０と、第２のローパスフィルタ１０出力信
号の極性、量に応じて遅延手段５ａ，５ｂに等量の第１
の遅延量を、また遅延手段５ｃ，５ｄに等量の第２の遅
延量を相補的に供給する遅延制御手段１１で構成され
る。ただし、受光手段４を構成する受光部３ａ〜３ｄの
位置関係は図２のようになっており、情報トラックの写
像の延在する方向に対しぼぼ平行な分割線で３ａ，３ｄ
と３ｂ，３ｃに区切られ、また垂直な分割線で３ａ，３
ｂと３ｃ，３ｄに区切られている。

【００１９】次に、第１のトラッキング制御装置の動作
について図２〜図８を用いて説明する。基本的な動作に
ついては、従来例と同様である。ピット深さがλ／４の
時は、トラックの中心線上を走査するとき、すなわちオ
ントラック状態においては各受光部からの信号Ｓａ〜Ｓ
ｄは全て同位相となる。しかし、ピット深さがλ／４で
ない時には、各受光部からの信号に位相差が発生するの
で、これについて以下で説明する。

【００２０】光ディスク媒体１に収束照射された光スポ
ットはディスク表面で反射され、受光手段４上に遠視野
像を形成する。オントラック状態でかつ、フォーカスず
れ、レンズシフトがないときには、受光部３ａ〜３ｄよ
り得られる信号Ｓａ〜Ｓｄは図２に示す様に全て同一振
幅であるため、図３のように（Ｓａ＋Ｓｃ）と（Ｓｂ＋
Ｓｄ）間には位相差は発生しない。またオフトラック
時、受光部３ａ〜３ｄより得られる信号は図４の様にな
り、（Ｓａ＋Ｓｃ）と（Ｓｂ＋Ｓｄ）間には図５のよう
にトラック中心からはずれる方向に応じて正、負の位相
誤差が発生し、この位相誤差を電圧に変換して積分する
ことでトラッキング位相差信号を得ることができる。た
だし、（Ｓａ＋Ｓｂ）、（Ｓｂ＋Ｓｄ）は図６のように
なり、相対的な位相差が発生する。ただし、この位相差
はピット深さがλ／４でないときに発生するものであ
り、ピット深さがλ／４の時には位相差は発生しない。

【００２１】ここで、光学ヘッドのフォーカスずれ、レ
ンズシフトがあった場合、オントラック状態における受
光部３ａ〜３ｄより得られる信号Ｄａ〜Ｄｄは図７のよ
うに、Ｓｂ、Ｓｃの振幅がＳａ，Ｓｄの振幅と異なって
くる。ＳａとＳｃ，ＳｂとＳｄを加算したとき、加算信
号うちの振幅の大きい方３ｂおよび３ｃ信号の位相が支
配的になるため、（Ｓａ＋Ｓｃ），（Ｓｂ＋Ｓｄ）は、
図８のようになり、オントラック状態にあるにも関わら
ず相対的な位相差が発生する。これは、トラッキング位
相誤差信号のオフセットすなわちトラッキングオフセッ
トとなりトラッキング性能、安定性を低下させる。ここ
で発生する位相差はフォーカスずれ、レンズシフト方向
により正負両極性で発生する。

【００２２】こうした現象はオントラック時、フォーカ
スずれやレンズシフトがない状態で、すでに（Ｓａ＋Ｓ
ｂ）と（Ｓｃ＋Ｓｄ）間に位相差があることに起因して
おり、この位相差を検出して、前もってキャンセルして
おけば、フォーカスずれ、あるいはレンズシフトがあっ
ても（Ｓａ＋Ｓｃ），（Ｓｂ＋Ｓｄ）間にはトラッキン
グオフセット要因となる位相差は発生せず、トラッキン
グ位相誤差を精度良く検出することができる。これは、
（Ｓａ＋Ｓｂ），（Ｓｃ＋Ｓｄ）の位相差を検出して、
これがゼロとなるように制御すれば可能であり、以下そ
の方法について述べる。

【００２３】まず、ＴＧ信号生成手段９で（Ｓａ＋Ｓ
ｂ）と（Ｓｃ＋Ｓｄ）信号を位相比較し、位相誤差量に
応じた電圧を発生させる。レンズシフト、一時的なフォ
ーカスずれ等により（Ｓａ＋Ｓｂ）が（Ｓｃ＋Ｓｄ）に
対して進んでいるときには、ＴＧ信号生成手段９出力が
正となり、第２のローパスフィルタ出力には正方向の電
圧が発生するが、このときには遅延手段５ａ，５ｂの遅
延量を、遅延手段５ｃ、５ｄの遅延量に対し、相対的に
大きくなるように遅延制御手段１１で設定する。また、
逆に（Ｓａ＋Ｓｂ）が（Ｓｃ＋Ｓｄ）に対して遅れてい
るときにはＴＧ信号生成手段９出力が負となり、第２の
ローパスフィルタ出力には負方向電圧が発生するが、こ
のときには遅延手段５ｃ、５ｄの遅延量を、５ａ，５ｂ
の遅延量に対し相対的に大きくして供給する。こうする
ことで、遅延手段の出力加算信号（Ｄａ＋Ｄｂ）と（Ｄ
ｃ＋Ｄｄ）の位相を一致させることができ、この状態で
Ｄａ〜Ｄｄからトラッキング位相誤差信号を生成すれ
ば、不要なトラッキングオフセットを無くすることがで
きる。このように各受光部に対応する遅延手段を個々に
設けることで光学的な要因で正負両方向に発生するタン
ジェンシャル位相差成分を電気的にキャンセルすること
が可能であり、タンジェンシャル位相差の影響でトラッ
キング位相誤差信号にオフセットが発生するのを防ぎ、
より安定なトラッキング制御を実現することができる。

【００２４】なお、位相誤差信号等の極性については構
成回路に依存するものであり、逆極性であっても構わな
い。

【００２５】遅延量の制御の一例を示したのが図９であ
り、固定遅延量Ｄｏに対し±ΔＤの遅延量変化を与える
ことにより、相対的に±２ΔＤの遅延量をキャンセルす
るように動作する。

【００２６】（実施の形態２）本発明のトラッキング制
御装置の実施の形態２のブロック図を図１０に示す。図
１０において、トラッキング制御装置は、光ディスク媒
体１と、光ディスク媒体１上に収束レーザ光を照射する
レーザ照射手段２と、光ディスクから反射された反射光
を情報トラック写像の延在する方向に対しほぼ平行な分
割線とこれに垂直な分割線で直交４分割された受光部３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄよりなる受光手段４と、受光部３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各出力信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，
Ｓｄに対し入力電圧あるいは電流に応じた遅延補正を行
い、Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ信号を生成するオールパス
フィルタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、互いに対
角に配置された受光部信号を遅延させたオールパスフィ
ルタ１４ａ，１４ｃ出力を加算して（Ｄａ＋Ｄｃ）を生
成する加算手段６ａ、およびオールパスフィルタ１４
ｂ，１４ｄ出力を加算して（Ｄｂ＋Ｄｄ）を生成する加
算手段６ｂと、（Ｄａ＋Ｄｃ）と（Ｄｂ＋Ｄｄ）間の位
相誤差を検出してトラッキング位相誤差信号（ＴＥ信
号）を生成するＴＥ信号生成手段７と、ＴＥ信号をスム
ージングする第１のローパスフィルタ８と、レンズの光
ディスク媒体１の半径方向の位置を制御するレンズアク
チュエータ１２と、トラッキング位相誤差信号に応じて
レンズアクチュエータ１２に帰還して位置制御するドラ
イブアンプ１３と、トラック写像の延在する方向に対し
ほぼ垂直に分割する受光部信号を遅延させたオールパス
フィルタ１４ａ，１４ｂ出力を加算した（Ｄａ＋Ｄｂ）
信号を生成する加算手段６ｃ，オールパスフィルタ１４
ｃ，１４ｄ出力を加算した（Ｄｃ＋Ｄｄ）を生成する加
算手段６ｄと、隣接加算信号（Ｄａ＋Ｄｂ），（Ｄｃ＋
Ｄｄ）間の位相差を検出してタンジェンシャル位相誤差
信号（ＴＧ信号）を生成するＴＧ信号生成手段９と、Ｔ
Ｇ信号をスムージングする第２のローパスフィルタ１０
と、第２のローパスフィルタ１０の出力信号の極性、量
に応じてオールパスフィルタ１４ａ，１４ｂは等量の第
１の遅延量となるように、またオールパスフィルタ１４
ｃ，１４ｄは等量の第２の遅延量となるように相補的に
供給する遅延制御手段１１で構成される。

【００２７】ここで、例えばオールパスフィルタは図１
２のブロック図に示すようにトランスコンダクタンス
（ｇｍ）アンプ１５と、第１の容量１６と、第１の抵抗
器１７と、第２の抵抗器１８と、第３の抵抗器１９と、
バッファアンプ２０で構成され、ｇｍアンプのｇｍ値
［１／Ω］を変化させることでオールパスフィルタのω
ｏを変化させ、遅延量を自由に制御できる。

【００２８】なお、遅延量が可変可能なオールパスフィ
ルタであれば同一構成でなくても構わない。

【００２９】次に、実施の形態２のトラッキング制御装
置の動作について説明する。基本的な動作は上述した実
施の形態１と同じであり詳細な説明は省く。ここでは遅
延手段をオールパスフィルタで実現している。高密度記
録ディスクでは光学的なｆ特の限界付近まで利用して記
録しているため、長マーク部に比べ短マーク部のＣＮＲ
（ＣａｒｒｉｅｒｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）が
低下する。遅延手段をローパスフィルタで構成すること
もできるが、短マーク部において光学的ｆ特による振
幅、ＣＮＲ低下に加え、ローパスフィルタによる信号振
幅低下が重なり信号のＳＮＲが低下し、最終的にＴＥ信
号生成手段７およびＴＧ信号生成手段９から出力される
ＴＥ信号、ＴＧ信号のＳＮＲが劣化してトラッキング制
御に悪影響を与える。

【００３０】ここで遅延手段をオールパスフィルタを用
いて構成しているが、ローパスフィルタを用いても構わ
ない。ただし、ＤＶＤ等の様に高密度で記録された光デ
ィスク媒体を再生する場合、最短ピットで記録された信
号の振幅は長ピットに対し非常に小さな振幅になってし
まうため、ローパスフィルタを通すとさらに振幅が低下
してしまい、後段のトラッキング位相誤差検出、タンジ
ェンシャル位相誤差検出のＳＮＲを極端に低下させてし
まう。オールパスフィルタ構成を採ることによりＳＮＲ
の劣化を最小限に抑えることが可能である。

【００３１】また、例えばＣＤの１倍速と２倍速、ある
いはＤＶＤというように、再生レートの異なるディスク
を同一装置で再生する場合、光ディスク媒体の再生線速
度あるいは線記録密度が変化すると、位相＝時間×速度
の関係式より、同一位相差でも時間差は異ってくるた
め、適応的にフィルタの遅延量を制御する必要がある。
複数のフィルタを有して適当な遅延定数となるようにフ
ィルタを選択して切り換える方法もあるが、回路規模が
大きくなるという欠点がある。トランスコンダクタンス
アンプを用いた電流制御（電圧制御）可能なオールパス
フィルタを使用することで遅延素子としての設定自由度
が大幅に改善され、回路規模は縮小でき、線速依存性、
線記録密度依存性も解決できる。

【００３２】（実施の形態３）本発明のトラッキング制
御装置の実施の形態３のブロック図を図１３に示す。図
１３において、トラッキング制御装置は、光ディスク媒
体１と、光ディスク媒体１上に収束レーザ光を照射する
レーザ照射手段２と、光ディスクから反射された反射光
を情報トラック写像の延在する方向に対しほぼ平行な分
割線とこれに垂直な分割線で略直交４分割された受光部
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄよりなる受光手段４と、受光部
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各出力信号に遅延補正を与え
る遅延手段５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、ディスクの線速
度あるいは記録密度に逆比例するような遅延量を４つの
遅延手段に対して与えるための遅延切替手段１７、互い
に対角に配置された受光部信号を遅延させた遅延手段５
ａ，５ｃ出力を加算して対角加算信号（Ｄａ＋Ｄｃ）を
生成する加算手段６ａ、および遅延手段５ｂ，５ｄ出力
を加算して対角加算信号（Ｄｂ＋Ｄｄ）を生成する加
算手段６ｂと、対角加算信号（Ｄａ＋Ｄｃ），（Ｄｂ＋
Ｄｄ）の間の位相誤差からトラッキング位相誤差信号
（ＴＥ信号）を生成するＴＥ信号生成手段７と、ＴＥ信
号をスムージングする第１のローパスフィルタ８と、レ
ンズのトラッキング方向の位置を制御するレンズアクチ
ュエータ１２と、トラッキング位相誤差信号に応じてレ
ンズアクチュエータ１２に帰還して位置制御するドライ
ブアンプ１３と、トラック写像の延在する方向に対しほ
ぼ垂直に分割する受光部信号を遅延させた遅延手段５
ａ，５ｂ出力を加算した隣接加算信号（Ｄａ＋Ｄｂ）を
生成する加算手段６ｃ，遅延手段５ｃ，５ｄ出力を加算
した隣接加算信号（Ｄｃ＋Ｄｄ）を生成する加算手段６
ｄと、隣接加算信号（Ｄａ＋Ｄｂ），（Ｄｃ＋Ｄｄ）間
の位相差からタンジェンシャル位相誤差信号（ＴＧ信
号）を生成するＴＧ信号生成手段９と、ＴＧ信号をスム
ージングする第２のローパスフィルタ１０と、第２のロ
ーパスフィルタ１０の出力信号の極性、量に応じて遅延
手段５ａ，５ｂは等量の第１の遅延量となるように、ま
た遅延手段５ｃ，５ｄは等量の第２の遅延量となるよう
に相補的に供給する遅延制御手段１１で構成される。

【００３３】次に、実施の形態３のトラッキング制御装
置の動作について説明する。基本的な動作は上述した実
施の形態１と同じであり詳細な説明は省く。ここではデ
ィスク再生線速度、ディスク記録密度に応じて、遅延手
段５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの遅延量を一律に変化させる
ことで可変速再生、異種ディスク再生できるようにして
いる。ディスク再生の線速度を上げていくと、これに比
例して再生信号周波数は高くなり、また逆比例する形で
再生信号周期は短くなる。つまり線速度が増すと位相＝
時間×速度の関係により、同一位相誤差であってもこれ
に相当する時間は短くなる。よって、例えばＣＤの１倍
速と２４倍速を両方を再生するシステムにおいて、タン
ジェンシャル位相誤差量を検出して、これを同一ゲイン
で遅延量調整していたのでは、１倍速と２４倍速とで遅
延調整ゲインが２４倍も異なるため細やかな制御ができ
ない。また、ＣＤとＤＶＤの両方を再生するシステムに
おいても同一線速度であっても記録密度が異なるため同
一位相差であってもこれに相当する時間は異なるため同
様である。

【００３４】そこで、図１４に示すように、線速度、あ
るいは線記録密度に反比例して遅延手段５の４つの遅延
量を一律で変化させ、かつタンジェンシャル位相誤差の
極性、量に応じて遅延手段５ａ，５ｂおよび５ｃ、５ｄ
を相補的に変化させることで線速度、記録密度に依存せ
ずに同一ゲインでタンジェンシャル位相差の補正制御が
可能である。

【００３５】（実施の形態４）本発明のトラッキング制
御装置の実施の形態４のブロック図を図１５に示す。図
１５において、トラッキング制御装置は、光ディスク媒
体１と、光ディスク媒体１上に収束レーザ光を照射する
レーザ照射手段２と、光ディスク媒体から反射された反
射光を情報トラックの写像の延在する方向に対しぼぼ平
行な分割線とこれに垂直な分割線で直交４分割された、
受光部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄよりなる受光手段４と、
受光部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各出力信号Ｓａ，Ｓ
ｂ，Ｓｃ，Ｓｄに対し遅延補正を行い、Ｄａ，Ｄｂ，Ｄ
ｃ，Ｄｄ信号を生成する遅延手段５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄと、互いに対角に配置された受光部信号を遅延させた
遅延手段５ａ，５ｃ出力を加算して（Ｄａ＋Ｄｃ）を生
成する加算手段６ａ、および遅延手段５ｂ，５ｄ出力を
加算して（Ｄｂ＋Ｄｄ）を生成する加算手段６ｂと、
（Ｄａ＋Ｄｃ），（Ｄｂ＋Ｄｄ）間の位相誤差からトラ
ッキング位相誤差信号を生成するＴＥ信号生成手段７
と、レンズのトラッキング方向の位置を制御するレンズ
アクチュエータ１２と、トラッキング位相誤差信号に応
じてレンズアクチュエータ１２に帰還して位置制御する
ドライブアンプ１３と、トラックの写像の延在する方向
に対しぼぼ垂直に分割する受光部信号を遅延させた遅延
手段５ａ，５ｂ出力を加算して（Ｄａ＋Ｄｂ）を生成す
る加算手段６ｃと、遅延手段５ｃ，５ｄ出力を加算して
（Ｄｃ＋Ｄｄ）を生成する加算手段６ｄと、（Ｄａ＋Ｄ
ｂ），（Ｄｃ＋Ｄｄ）間の位相差からタンジェンシャル
位相誤差信号を生成するＴＧ信号生成手段９と、タンジ
ェンシャル位相誤差信号をスムージングするローパスフ
ィルタ１０と、ローパスフィルタ１０出力信号の極性、
量に応じて遅延手段５ａ，５ｂに等量の第１の遅延量
を、また遅延手段５ｃ，５ｄに等量の第２の遅延量を相
補的に供給する遅延制御手段１１と、加算手段６ａと加
算手段６ｂの出力を入力し、収束レーザ光スポットがト
ラック中心上に位置する時にレベルが最小となり、トラ
ックの中間に位置するときにレベルが最大となる信号を
出力するオントラック検出手段２１と、オントラック検
出手段２１の出力を２値化する２値化回路２２と、２値
化回路２２の出力により、オントラック時のみ第２のロ
ーパスフィルタ１０から出力されたタンジェンシャル位
相誤差信号を遅延制御手段１１に供給し、オフトラック
時にはオントラック時のローパスフィルタ１０から出力
されたタンジェンシャル位相誤差信号を保持するサンプ
ルホールド回路２３で構成されている。

【００３６】図１に示した構成と同一番号を付したもの
の基本動作は、図１と同様なものであるので詳細な説明
は省略する。

【００３７】ここで、オントラック検出手段２１の詳細
な構成を示したブロック図を図１６に示す。オントラッ
ク検出手段２１は、加算手段６ａおよび加算手段６ｂの
出力Ａ，Ｂをそれぞれ２値化する２値化回路と、２値化
回路２４ａ，ｂの出力Ｃ，Ｄの排他的論理和を行う排他
的論理和回路２５と、排他的論理和回路２５の出力のス
ムージングする第３のローパスフィルタ２６とから構成
されている。

【００３８】さらに、図１７はオントラック検出手段２
１の動作を示した波形図、図１８はオントラック検出手
段２１及び２値化回路２２の出力信号波形を示した模式
図である。

【００３９】以下、図１６〜図１８を用いてオントラッ
ク検出手段２１の動作を詳細に説明する。収束レーザ光
スポットがディスク１上のトラックの中心に位置する
時、入力と出力の関係は図１７（ａ）のようになり、排
他的論理和回路２５の入力Ｃ、Ｄの信号はほぼ同一で、
排他的論理和回路２５の出力はほぼ０となる。また、光
ビームスポットがディスク１上のトラックの中心にから
外側の位置する時は、入力と出力の関係は図１７（ｂ）
のようになり、入力Ｃ、Ｄ間の位相のズレが生じた分だ
け排他的論理和回路２５の出力にはパルスが発生する。
これとは逆に、光ビームスポットがディスク１上のトラ
ックの中心にから内側の位置する時は、入力と出力の関
係は図１７（ｃ）のようになり、入力Ｃ、Ｄ間の位相の
ズレが生じた分だけ排他的論理和回路２５の出力にはパ
ルスが発生する。従って、この排他的論理和回路２５の
出力を第３のローパスフィルタ２６を通せば図１８
（ａ）に示すような信号が得られる。すなわち、オント
ラック検出信号はディスク１のトラック中心に収束レー
ザ光スポットが位置する時、収束レーザ光スポットがト
ラック中心上に位置する時にレベルが最小となり、トラ
ックの中間に位置するときにレベルが最大となる信号を
出力する。２値化回路２２にて２値化された信号は図１
８（ｂ）に示すように、“Ｌ”区間はオントラック時、
“Ｈ”区間はオフトラック時と２値的な検出信号を得る
ことができる。さらに２値化されたオントラック検出信
号はサンプルホールド回路２３に出力され、図１８
（ｃ）に示しすタンジェンシャル位相誤差信号に対し
て、オントラック検出信号“Ｌ”区間のみのタンジェン
シャル位相誤差信号を保持する。従って、サンプルホー
ルド回路２３は図１８（ｄ）に示すように、トラック間
領域でのピットのクロストーク雑音を除去し、オントラ
ック時のタンジェンシャル位相誤差信号レベルを保持出
力することになる。

【００４０】上述したように、トラックジャンプ等のよ
うなトラックとトラックの間の、情報ピットが全く形成
されていない領域を一時的に通過する場合においても、
その間の正しく検出されないタンジェンシャル位相差信
号をマスクし、オントラック時の位相誤差検出信号のみ
を遅延制御手段に供給する作用を有する。従って、定常
時およびトラックジャンプ時のようなトラッキング制御
をｏｆｆしている場合に対しても、安定したタンジェン
シャル位相差成分のキャンセル制御が可能となり、タン
ジェンシャル位相差の影響によるトラッキング位相誤差
信号のオフセット発生を防ぎ、トラッキング制御の安定
性が大幅に向上する効果を有す。

【００４１】尚、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器およびマ
イクロコンピュータやＤＳＰ等を用い、オントラック検
出信号“Ｌ”区間のみのタンジェンシャル位相誤差信号
をサンプリングし、ソフト処理を施して遅延制御手段１
１に供給することによっても同様の効果を得ることがで
きる。ソフト処理は、たとえば電源投入直後のオントラ
ッキング制御前や、シーク、ジャンピング中のオフトラ
ッキング時に、オントラック検出信号“Ｌ”区間のみの
タンジェンシャル位相誤差信号をディスク一回転分サン
プリングし、平均化した値を遅延制御手段１１に供給す
る処理、また、２値化されたオントラック検出信号
“Ｌ”区間毎に平均化およびこの平均化された値を遅延
制御手段１１に供給する処理など、初期の立ち上げ時に
得た最適値のまま固定とする方式や、常時最適値にて変
更していく方式などさまざまな応用が考えられる。以上
のように、実施の形態ではサンプルホールド回路２３を
例に挙げて説明したが、このようなハード構成に限定さ
れるものではない。

【００４２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、溝深さ以外の他
の要因、例えば光ヘッドのフォーカスずれやトラッキン
グずれ、さらには光ディスク媒体の回転線速度の変動に
対して、トラッキング制御の安定化が実現でき、さらに
トラックジャンプの際に瞬間的に発生する擬似タンジェ
ンシャル位相差によるトラッキング制御の不安定性を抑
制できるといった多くの効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるトラッキング制
御装置のブロック図

【図２】同、オントラック時における各受光部の信号を
表す波形図（レンズシフト、デフォーカスなしの時）

【図３】同、オントラック時における対角加算信号を表
す波形図（レンズシフト、デフォーカスなしの時）

【図４】同、オフラック時における各受光部の信号を表
す波形図（レンズシフト、デフォーカスなしの時）

【図５】同、オフトラック時における対角加算信号を表
す波形図（レンズシフト、デフォーカスなしの時）

【図６】同、オントラック時における隣接加算信号を表
す波形図

【図７】同、オントラック時における各受光部の信号を
表す波形図（レンズシフト、デフォーカスありの時）

【図８】同、オントラック時における対角加算信号を表
す波形図（レンズシフト、デフォーカスありの時）

【図９】同、オントラック時における隣接加算信号を表
す波形図

【図１０】同、遅延量の制御の一例を示す特性図

【図１１】本発明の実施の形態２におけるトラッキング
制御装置のブロック図

【図１２】同、オールパスフィルタの回路の一例を示す
ブロック図

【図１３】本発明の実施の形態３におけるトラッキング
制御装置のブロック図

【図１４】同、線速度に比例した遅延量制御方法の一例
を示す特性図

【図１５】本発明の実施の形態４におけるトラッキング
制御装置のブロック図

【図１６】同、オントラック検出手段の詳細な構成を示
したブロック図

【図１７】同、オントラック検出手段の動作を示した波
形図

【図１８】同、オントラック検出手段及び２値化回路の
出力信号波形を示した模式図

【図１９】従来のトラッキング制御装置のブロック図

【符号の説明】

１光ディスク媒体２レーザ照射手段３受光部４受光手段５遅延手段６加算手段７ＴＥ信号生成手段８第１のローパスフィルタ９ＴＧ信号生成手段１０第２のローパスフィルタ１１遅延制御手段１２レンズアクチュエータ１３ドライブアンプ１４オールパスフィルタ１５トランスコンダクタンスアンプ１６第１の容量１７第１の抵抗器１８第２の抵抗器１９第３の抵抗器２０バッファアンプ２１オントラック検出手段２２２値化回路２３サンプルホールド回路２４ａ，ｂ２値化回路２５排他的論理和回路２６第３のローパスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中康晶大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスク媒体に収束レーザー光を照射
する手段と、その反射光を実質的に略直交４分割する、
第１の受光部、第２の受光部、第３の受光部および第４
の受光部よりなる受光手段と、互いに対角に配置された
第１の受光部と第３の受光部のそれぞれの出力の加算信
号と互いに対角に配置された第２の受光部と第４の受光
部のそれぞれの加算信号との間の位相差よりトラッキン
グ誤差信号を生成する手段とを具備したトラッキング制
御装置であって、上記第１の受光部、第２の受光部、第
３の受光部および第４の受光部の各出力信号にそれぞれ
遅延補正を加える第１の遅延手段、第２の遅延手段、第
３の遅延手段、および第４の遅延手段と、第１の遅延手
段と第２の遅延手段との加算信号と第３の遅延手段と第
４の遅延手段との加算信号との位相誤差を検出して位相
誤差検出信号を出力する位相比較手段と、上記位相誤差
検出信号の極性ならびに量に応じて、第１の遅延手段と
第２の遅延手段にそれぞれ略等量の第１の遅延量を供給
し、また第３の遅延手段と第４の遅延手段にそれぞれ略
等量の第２の遅延量を供給し、しかもこれら第１および
第２の遅延量を相補的に変化させる遅延制御手段とを具
備したことを特徴とするトラッキング制御装置。
【請求項２】第１の遅延手段、第２の遅延手段、第３
の遅延手段、および第４の遅延手段は、それぞれ電流あ
るいは電圧制御により連続的にコンダクタンスが決定さ
れる可変コンダクタンスアンプを用いて構成されるオー
ルパスフィルターであることを特徴とする請求項１記載
のトラッキング制御装置。
【請求項３】遅延制御手段は、第１および第２の遅延
量にそれぞれ光ディスク媒体の回転線速度あるいはディ
スク記録密度に係わる係数の逆数を乗じて、第１、第
２、第３および第４の遅延手段にそれぞれ供給すること
を特徴とする請求項１記載のトラッキング制御装置。
【請求項４】トラックずれが所定量内であることを検
出してオントラック信号を生成する手段を有し、上記オ
ントラック信号が生成されている間のみ位相誤差検出信
号を遅延制御手段に供給することを特徴とする請求項１
記載のトラッキング制御装置。