(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から光ディスク上にビームスポットを照射し、受光手段において前記光ディスクからの戻り光を受光して得た信号に応じて制御手段がドライバを介してアクチュエータを動作させることによって、前記ビームスポットが信号トラックに追従するようにサーボ動作を行うトラッキングサーボであって、
前記光ディスクからの戻り光を、信号トラック又はグルーブ（以下単に信号トラックと略す）と直交方向に分割された複数のフォトデテクタからなる多出力フォトデテクタによって受光して得た、対となる信号トラック位置を示す高周波信号の差分に基づいて信号トラックの中心で０となるトラッキングエラー信号を生成したのちこれを２値化し、２値化されたトラッキングエラー信号の立上り及び立下りのエッジを示すトラッキングエラーエッジ信号を抽出する一方、前記対となる高周波信号をそれぞれ帯域濾波したのち２値化した信号がともに、信号トラック上にあるときに生成されるレベルのとき、前記トラッキングエラーエッジ信号の発生を契機として前記サーボ動作の引き込みを行って前記トラッキングエラー信号が０になるように制御を行うことを特徴とするトラッキングサーボ。
【請求項２】
光ディスク上にビームスポットを照射する光源と、
前記光ディスクからの戻り光を信号トラック又はグルーブ（以下単に信号トラックと略す）と直交方向に分割された複数のフォトデテクタからなる多出力フォトデテクタによって受光して、対となる信号トラック位置を示す高周波信号を生成するとともに、該高周波信号の差分に基づいて信号トラックの中心で０となるトラッキングエラー信号を生成する受光手段と、
前記トラッキングエラー信号を２値化し、２値化されたトラッキングエラー信号の立上り及び立下りのエッジを示すトラッキングエラーエッジ信号を抽出するとともに、前記対となる高周波信号をそれぞれ帯域濾波したのち２値化した第１及び第２の高周波２値化信号を生成して、該第１及び第２の高周波２値化信号がともに、信号トラック上にあるときに生成されるレベルのとき、前記トラッキングエラーエッジ信号の発生を契機としてサーボ動作を起動するための制御信号を出力する制御手段と、
前記制御信号に応じて駆動信号を発生するドライバと、
前記ドライバからの駆動信号に応じて前記ビームスポットを移動させるアクチュエータとを備え、
前記サーボ動作によって前記トラッキングエラー信号を０にする制御が行われるように構成されていることを特徴とするトラッキングサーボ。
【請求項３】
前記多出力フォトデテクタが４分割フォトデテクタからなり、前記対となる高周波信号が、それぞれ信号トラック方向に配置された２つのフォトデテクタの出力信号の和からなることを特徴とする請求項２記載のトラッキングサーボ。
【請求項４】
前記アクチュエータによるビームスポットの移動が、前記光源と受光手段とを同時に移動させることによって行われることを特徴とする請求項２又は３記載のトラッキングサーボ。
【請求項５】
前記アクチュエータによるビームスポットの移動が、前記光源の対物レンズの移動によって行われることを特徴とする請求項２又は３記載のトラッキングサーボ。
【請求項６】
前記受光手段が、前記多分割フォトデテクタの中心から信号トラックを横切る方向に信号トラックの１／２ピッチだけ前後に隔離した位置に、それぞれ信号トラックと直交方向に分割されたフォトデテクタからなる第１及び第２のサブフォトデテクタを有し、前記光源からのビームを分割したサブビームによる前記光ディスクからの戻り光を受光して、該第１及び第２のサブフォトデテクタの前側のフォトデテクタの出力信号を加算した第１の検出信号と、前記第１及び第２のサブフォトデテクタの後側のフォトデテクタの出力信号を加算した第２の検出信号との差分信号を生成し、該差分信号と前記多分割フォトデテクタからの対となる高周波信号の差分をとった信号との差分に基づいて前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする請求項５記載のトラッキングサーボ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載のトラッキングサーボを搭載してビームスポットが常に信号トラックに追従するようにサーボ制御を行うことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、未記録光ディスクの場合にもトラッキングエラーを生じない、トラッキングサーボ及びこれを用いた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクを用いることによって、光を介して情報の記録・再生を高い信頼度で行う光ディスク技術は、その実用化の進展に伴って、使用する記録媒体の種類も、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ等というように、次第に拡大している。
そして、光を介して情報の記録・再生を行う上で、いずれの記録媒体の場合も光ディスク装置の光学系のより高性能化が求められている。
【０００３】
光ディスク装置における、情報の記録・再生の高速化・高信頼化のためには、その光学系において、常時、光ビームと光ディスクとの関係を正しく保つことが必要があり、そのため、各種のサーボ系を備えている。
このようなサーボ系としては、ディスクの反りや面ぶれがあっても、信号トラック上に照射される光源レーザからのビームスポットが一定の大きさになるように、光源の位置を制御するためのフォーカスサーボや、光ディスクの回転時、ビームスポットがディスク面上の信号トラックに正しく追従するように、ビームスポット位置を移動させるためのトラッキングサーボや、光ディスク面における記録・再生位置の変化にかかわらず、ディスク回転時のビームスポットと信号トラックとの相対速度が一定になるようにディスク回転速度を制御するためのスピンドルサーボ等がある。
【０００４】
本発明は、これらのうち、信号トラックへの追従を目的とするトラッキングサーボ系の性能向上を目的とするものであり、その前提として、まず、従来技術のトラッキングサーボについて説明する。
図４は、従来のトラッキングサーボの全体の構成を示すブロック図である。
従来のトラッキングサーボ系は、図４に示すように、光源１と、ＰＤＩＣ（Photo DetectorＩＣ）２Ａと、制御部３Ａと、ドライバ４と、アクチュエータ５とから概略構成されている。これらのうち、光源１とＰＤＩＣ２Ａとアクチュエータ５とは、光ピックアップ６Ａを形成している。
【０００５】
光源１は、例えば半導体レーザからなる発光部を含み、光ディスク７上にビームスポットを形成する。ＰＤＩＣ２Ａは、例えばフォトダイオードからなる受光部を有し、ビームスポットに基づく光ディスク７からの反射光を受光して電気信号からなる出力を発生するとともに、受光部からの出力を演算してトラッキングエラー（ＴＥ）信号と、高周波（ＲＦ）信号を出力する。制御部３Ａは、マイコン等を含み、ＰＤＩＣ２ＡからのＴＥ信号とＲＦ信号とに応じて演算処理を行って、ドライバ４に対する制御信号を出力する。ドライバ４は、制御部３からの制御信号に応じてアクチュエータ５を動作させるための直流信号を出力する。アクチュエータ５は、ドライバ４からの直流信号に応じて、光ディスク７上のビームスポットを移動させる。
【０００６】
図５は、従来のトラッキングサーボ系におけるＰＤＩＣ２Ａと制御部３Ａと詳細構成を示す図である。
従来のＰＤＩＣ２Ａは、図５に示すように、多出力フォトデテクタ１１と、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂと、減算器１３，１４，１５と、加算器１６とからなっている。
多出力フォトデテクタ１１は、４分割フォトデテクタを構成する、４個のフォトデテクタからなり、各フォトデテクタは、それぞれ出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを発生する。サブフォトデテクタ１２Ａは、２分割フォトデテクタを構成する、２個のフォトデテクタからなり、各フォトデテクタはそれぞれ出力Ｅ１，Ｆ１を発生する。サブフォトデテクタ１２Ｂは、２分割フォトデテクタを構成する、２個のフォトデテクタからなり、各フォトデテクタはそれぞれ出力Ｅ２，Ｆ２を発生する。減算器１３，１４，１５は、一方の入力から他方の入力を減算して出力を発生する。加算器１６は、両入力を加算して出力を発生する。
【０００７】
図６は、光ディスクの信号面２０１に対する多出力フォトデテクタ１１と、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂとの位置関係を示したものである。サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ多出力フォトデテクタ１１に対して、信号トラックの１／２ピッチだけ前後にずれた位置に配置されていて、多出力フォトデテクタ１１が信号トラックに正しく対応する位置にあるとき、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂは、該当する信号トラックのそれぞれ前後のミラー部に正しく対応する位置にあるように、それぞれの位置関係が定められている。
また、光源１から、多出力フォトデテクタ１１に対応してメインビームスポット２０２が照射され、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂに対応してサブビームスポット２０２Ａ，２０２Ｂが照射されるようになっている。
【０００８】
ＰＤＩＣ２Ａでは、減算器１３において、多出力フォトデテクタ１１を構成する各フォトデテクタの出力Ａ，Ｄを加算した（Ａ＋Ｄ）の信号から、フォトデテクタの出力Ｂ，Ｃを加算した（Ｂ＋Ｃ）の信号を減算し、減算器１４において、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂを構成する各フォトデテクタの出力Ｅ１，Ｅ２を加算した（Ｅ１＋Ｅ２）の信号から、フォトデテクタの出力Ｆ１，Ｆ２を加算した（Ｆ１＋Ｆ２）の信号を減算するとともに減算結果をＫ（Ｋは補正用の係数）倍して出力し、減算器１５において、減算器１３の出力から減算器１４の出力を減算して、｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−｛（Ｅ１＋Ｅ２）−（Ｆ１＋Ｆ２）｝からなるＴＥ信号を生成する。
また、加算器１６において、多出力フォトデテクタ１１からの（Ａ＋Ｄ）出力と（Ｂ＋Ｃ）出力とを加算して、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）からなるＲＦ信号を生成する。
【０００９】
信号｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝は、多出力フォトデテクタ１１のみから生成されたトラッキングエラー信号であって、多出力フォトデテクタ１１が信号トラックの境界にあるとき最大となり、信号トラックのセンターにあるとき０となる。
また信号｛（Ｅ１＋Ｅ２）−（Ｆ１＋Ｆ２）｝は、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂのみから生成したトラッキングエラー信号であって、信号｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝とは位相が１８０°ずれており、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂが信号トラックの境界にあるとき最大となり、ミラー部のセンターにあるとき０となる。
そこで、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂの信号を用い、係数Ｋの値を適当に選定することによって、多出力フォトデテクタ１１のトラッキングエラー信号にオフセットがあるときでも、このオフセットを低減することができる。
【００１０】
なお、このようにサブフォトデテクタ出力による補正を必要とするのは、アクチュータ５によって対物レンズが横に移動して、ビームスポットの位置を変化させた場合に、ビームスポットの位置の変化によって、トラッキングエラー信号に直流オフセットが発生するのでこれを除去するためであって、直流オフセットが発生しない場合には、サブフォトデテクタ出力による補正は必要がない。
【００１１】
従来の制御部３Ａは、図５に示すように、２値化部１７と、エッジ抽出部１８と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１９と、２値化部２０と、演算処理部２１Ａとからなっている。
２値化部１７は、アナログ信号からなるＴＥ信号を２値化して、ＴＥ２値化信号を出力する。エッジ抽出部１８は、ＴＥ２値化信号の立ち上がり，立ち下がりのエッジを抽出してＴＥエッジ信号を出力する。ＢＰＦ１９は入力ＲＦ信号の高域成分と低域成分を遮断して、ＲＦバンドパス信号を出力する。２値化部２０は、ＲＦバンドパス信号を２値化して、ＲＦ２値化信号を出力する。演算処理部２１Ａは、エッジ抽出部１８からのＴＥエッジ信号と２値化部２０からのＲＦ２値化信号とから所要の演算を行って、制御信号を出力する。
【００１２】
以下、図７及び図８を参照して、従来のトラッキングサーボ系の動作を説明する。
最初、図７に示すタイミングチャートを用いて、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等のような、記録ずみ光ディスクの場合のトラッキングサーボの動作を説明する。
図中、２０１は記録ずみ光ディスクの信号面を示し、信号面２０１上のビームスポット２０２と、信号トラックのセンター２１４と、信号トラック間のミラー部２１５とが示されている。
また、２０９は多出力フォトデテクタ１１を構成する４分割フォトデテクタを示し、２１０，２１１，２１２，２１３は、それぞれ４分割デテクタを構成するフォトデテクタ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれフォトデテクタ２１０，２１１，２１２，２１３からの出力信号を示している。
【００１３】
信号面２０１に光源１から照射される光は、図示されないフォーカスサーボの合焦動作に基づいて、信号面２０１上に常に一定の大きさを有するビームスポット２０２を形成する。
この状態で、ビームスポット２０２が、信号面２０１上を矢印ａの方向に横切ると、４分割フォトデテクタ２０９を構成する各フォトデテクタ２１０，２１１．２１２，２１３からそれぞれ出力信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが発生し、加算器１６で（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の演算が行われて、ＲＦ信号２０３が生成される。
【００１４】
ＲＦ信号２０３は、ビームスポット２０２が信号トラックとミラー部とを交互に横切ることによって、その反射率の違いによって明暗の変化を繰り返すので、その上部に周波数ｆ（ｆは信号トラックを横断する数／秒を示す）で変化する波形が現れている。
一方、すでに信号が記録されているＣＤ−ＲＯＭ，記録ずみＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＯＭ及び記録ずみＤＶＤ−Ｒの場合は、信号ピットが形成されているので、ＲＦ信号２０３は、その下部に示されるような、信号ピットを横断することによって生じた変調度を持つ信号となっている。図７のＲＦ信号２０３に施されたハッチングは、ＲＦ信号２０３が変調されていることを示している。
【００１５】
ＲＦ信号２０３は、ＢＰＦ１９を経てＲＦバンドパス信号２０４に変換され、ＲＦバンドパス信号２０４は２値化部２０で２値化されて、ＲＦ２値化信号２０５が生成される。
ＲＦ２値化信号２０５は、ロウレベルのとき、ビームスポット２０２が信号トラック上にあることを示し、ハイレベルのとき、ビームスポット２０２が信号が書き込まれていないミラー部上にあることを示している。
【００１６】
これと同時に、多出力フォトデテクタ１１とサブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂとからトラッキングエラー（ＴＥ）信号２０６が出力される。２値化部１７において、ＴＥ信号２０６を２値化してＴＥ２値化信号２０７を生成し、エッジ抽出部１８でＴＥ２値化信号２０７の立ち上がり，立ち下がりのエッジを抽出することによって、ＴＥエッジ信号２０８が生成される。
ＴＥエッジ信号２０８は、信号トラックのセンター２１４と、信号トラック間のミラー部２１５のセンターとの位置を示している。
【００１７】
図７において、２１６は、トラッキングサーボにおいて、引き込み動作が行われる際のタイミングを示している。
演算処理部２１Ａでは、ｂに示すように、ＲＦ２値化信号２０５がロウレベルの状態で、ＴＥエッジ信号２０８が出力された瞬間に制御信号を発生して、サーボ系の引き込みを行う。
これによってドライバ４がアクチュエータ５を作動させて、ビームスポット２０２の位置を制御することによって、ＴＥ信号２０６が常に０になるようにサーボ制御が行われるので、ビームスポット２０２は正しく信号トラックに追従することができ、従って常に、信号トラックのセンター２１４上にビームスポットが照射されるように制御されるので、信号トラックに書き込まれている情報を誤りなく読み出すことができる。
【００１８】
次に、図８に示すタイミングチャートを用いて、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ等の記録用光ディスクが、未記録媒体の状態である場合のトラッキングサーボの動作を説明する。
図中、３０１は未記録光ディスクの信号面を示し、信号面３０１上のビームスポット２０２と、信号が書き込まれるべきグルーブのセンター３０２と、グルーブ間のランド３０３とが示されている。
また、２０９は多出力フォトデテクタ１１を構成する４分割フォトデテクタを示し、２１０，２１１，２１２，２１３は、それぞれ４分割フォトデテクタを構成するフォトデテクタ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれフォトデテクタ２１０，２１１，２１２，２１３の出力信号を示している。
【００１９】
信号面３０１に光源１から照射される光は、図示されないフォーカスサーボの合焦動作に基づいて、信号面３０１上に常に一定の大きさを有するビームスポット２０２を形成する。
この状態で、ビームスポット２０２が、信号面３０１上を矢印ａの方向に横切ると、４分割フォトデテクタ２０９を構成する各フォトデテクタ２１０，２１１．２１２，２１３からそれぞれ出力信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが発生し、加算器１６で（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の演算が行われて、ＲＦ信号３０４が生成される。
【００２０】
ＲＦ信号３０４は、ビームスポット２０２がグルーブとランドとを交互に横切ることによって、その反射率の違いによって周波数ｆ（ｆはグルーブを横断する数／秒を示す）で明暗の変化を繰り返すが、未記録ＣＤ−Ｒ，未記録ＤＶＤ−Ｒ等には、グルーブに書き込まれるべき信号トラックのピットが形成されていないため、ＲＦ信号３０４は、変調されない信号となっている。
ＲＦ信号３０４は、ＢＰＦ１９を経てＲＦバンドパス信号３０５に変換され、ＲＦバンドパス信号３０５は２値化部２０で２値化されて、ＲＦ２値化信号３０６が生成される。
ＲＦ２値化信号３０６は、ロウレベルのとき、ビームスポット２０２が信号が書き込まれるべきグルーブ上にあることを示し、ハイレベルのとき、ビームスポット２０２が信号を書込むことができないランド上にあることを示している。
【００２１】
これと同時に、多出力フォトデテクタ１１とサブフォトデテクタ１２Ａ，１２ＢとからＴＥ信号２０６が出力される。２値化部１７において、ＴＥ信号２０６を２値化してＴＥ２値化信号２０７を生成し、エッジ抽出部１８でＴＥ２値化信号２０７の立ち上がり，立ち下がりのエッジを抽出することによって、ＴＥエッジ信号２０８が生成される。
ＴＥエッジ信号２０８は、情報を書き込むべきグルーブのセンター３０２と、グルーブ間のランド３０３のセンターとの位置を示している。
【００２２】
図８において、２１６は、トラッキングサーボにおいて、引き込み動作が行われるときのタイミングを示している。
演算処理部２１Ａでは、ｂに示すように、ＲＦ２値化信号３０６がロウレベルの状態で、ＴＥエッジ信号２０８が出力された瞬間に制御信号を発生して、サーボ系の引き込みを行う。
これによってドライバ４がアクチュエータ５を作動させて、ビームスポット２０２の位置を制御することによって、ＴＥ信号２０６が常に０になるようにサーボ制御が行われるので、ビームスポット２０２は正しくグルーブに追従することができ、従って常に、グルーブのセンター３０２上にビームスポットが照射されるように制御されるので、正しくグルーブ上に情報を書込むことができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来例のトラッキングサーボ系では、ＲＦ信号から生成した信号と、トラッキングエラー信号から生成した信号とによって、トラッキングエラーが発生しないようにするサーボ制御を行っていた。
しかしながら、従来のトラッキングサーボでは、以下に列挙するような各種の問題点があった。
【００２４】
第１に、従来のトラッキングサーボでは、ＴＥ信号と（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）からなるＲＦ信号とから、信号トラックの位置検出を行っていたため、多出力フォトデテクタ１１を構成する４分割フォトデテクタにおける各フォトデテクタのアンバランスや、光学部品へのごみの付着等によって、４分割フォトデテクタからの出力にアンバランスが発生した場合、ＲＦ信号に位相ずれが発生するが、未記録ＣＤ−Ｒや未記録ＤＶＤ−Ｒ等の未記録媒体の場合、信号ピットに基づくＲＦ信号の変調が生じないため、ＲＦ信号の位相ずれに基づいて、ＲＦ２値化信号が示すトラック位置と実際のトラック位置との間にずれが発生するという問題があった。
【００２５】
いま、光ディスクの信号面においてグルーブを横切ってビームスポットが通過することによって、光ディスクからの戻り光が周波数ｆで変化しながら多出力フォトテクタに入射していた場合に、４分割フォトデテクタからなる多出力フォトデテクタの出力信号にアンバランスがないとき、フォトデテクタ出力Ａ，Ｄの位相が周波数ｆの信号よりθだけ進んでいたとすると、ω＝２πｆとして、出力（Ａ＋Ｄ）＝Ｓ sin（ωｔ＋θ）となる（Ｓは（Ａ＋Ｄ）出力の振幅）。
同様に、フォトデテクタ出力Ｂ，Ｃの位相がθだけ遅れていたとすると、出力（Ｂ＋Ｃ）＝Ｓ sin（ωｔ−θ）となる。
【００２６】
ここで、（Ａ＋Ｄ）出力と（Ｂ＋Ｃ）出力とが等しい場合には、
0003700704.tif 000002
となるので、ＲＦ信号には位相ずれは存在しない。
【００２７】
しかしながら、４分割フォトデテクタを構成する各フォトデテクタの出力のアンバランスや、光学部品に付着したごみの影響等によって、フォトデテクタの出力（Ａ＋Ｄ）と出力（Ｂ＋Ｃ）との大きさにアンバランスが生じた場合には、ＲＦ信号に位相ずれが発生するようになる。
【００２８】
いま、フォトデテクタＡ，Ｄからの出力（Ａ＋Ｄ）＝Ｊ sin（ωｔ＋θ）（Ｊは（Ａ＋Ｄ）信号の振幅）とし、フォトデテクタＢ，Ｃからの出力（Ｂ＋Ｃ）＝Ｋ sin（ωｔ−θ）（Ｋは（Ｂ＋Ｃ）信号の振幅）とすると、（Ａ＋Ｄ）＋（Ｂ＋Ｃ）からなるＲＦ信号は、
0003700704.tif 000003
となって、（Ａ＋Ｄ）出力と（Ｂ＋Ｃ）出力が等しい場合の周波数ｆの信号に対して位相ずれが発生する。
【００２９】
このような位相ずれが発生しても、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭのような、予め信号が記録されている光ディスク媒体の場合は、信号トラック上の信号ピットによるＲＦ信号の変調が生じるため、ＲＦ信号の位相ずれによる影響を受けにくくなっていた。
【００３０】
図９は、記録ずみ光ディスクの場合に、ＲＦ信号が位相ずれを生じていても、ＲＦ２値化信号への位相ずれの影響が少なくなることを説明するものである。
図中、５０１は多出力フォトデテクタの出力のアンバランスのために位相ずれを発生したＲＦ信号を示し、５０２は位相ずれを生じたＲＦ信号をバンドパスフィルタを通過させて得たＲＦバンドパス信号、５０３はＲＦバンドパス信号５０２を２値化して得られたＲＦ２値化信号を示している。
【００３１】
ＲＦ信号５０１に位相ずれを発生している場合、その上部に示される信号トラックのピットを含まない部分とミラー部とからの反射光に基づく信号波形には、位相ずれが生じている。しかしながら、ＲＦ信号中の、信号トラック上のピットによって変調されることによって生じた成分には位相ずれが発生しないため、図９に示されるように、５０１に示されるＲＦ信号波形の上部と下部との間の位相がずれるという現象が生じる。
このようなＲＦ信号をバンドパスフィルタを通過させると、上部に示されるＲＦ信号成分と下部に示される信号ピットによって変調されたＲＦ信号成分との中点をとった信号が出力されるため、ＲＦバンドパス信号５０２ではフォトデテクタ出力のアンバランスに基づく位相ずれの量が少なくなり、従って、ＲＦ信号の位相ずれに基づく、ＲＦ２値化信号が示すトラック位置と実際のトラック位置との間に生じるずれは小さい。
【００３２】
しかしながら、未記録ＣＤ−Ｒや未記録ＤＶＤ−Ｒでは、信号ピットによるＲＦ信号の変調が生じないため、フォトデテクタ出力のアンバランスの影響が直接現れ、これによって、ＲＦ２値化信号が示すトラック位置と実際のトラック位置との間に生じるずれが大きくなる。
【００３３】
第２に、ＲＦ信号の位相ずれが発生した場合、ＲＦ２値化信号で表されるトラック位置と、実際のトラック位置とがずれているため、トラッキングサーボの引き込みが困難になって、サーボ動作が正常に行われにくくなるという問題があった。
【００３４】
次に、図１０を用いて、多出力フォトデテクタにおいて、（Ａ＋Ｄ）出力と（Ｂ＋Ｃ）出力との間に大きさの違いが発生して、ＲＦ信号に位相ずれが生じた場合のトラッキングサーボの動作を説明する。
図中、３０１は未記録光ディスクの信号面を示し、信号面３０１上のビームスポット２０２と、信号が書き込まれるべきグルーブのセンター３０２と、グルーブ間のランド３０３とが示されている。
また、４０４は多出力フォトデテクタ１１を構成する４分割フォトデテクタを示したものであって、２１０，２１１，２１２，２１３は、それぞれ４分割フォトデテクタを構成するフォトデテクタ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれフォトデテクタ２１０，２１１，２１２，２１３からの出力信号を示し、フォトデテクタ２１３にごみ４０５が付着していることが示されている。
【００３５】
信号面３０１に光源１から照射される光は、図示されないフォーカスサーボの合焦動作に基づいて、信号面３０１上に常に一定の大きさを有するビームスポット２０２を形成している。
この状態で、ビームスポット２０２が、信号トラックを矢印ａの方向に横切ると、４分割フォトデテクタ４０４を構成する各フォトデテクタ２１０，２１１．２１２，２１３からそれぞれ出力信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが発生し、加算器１６で（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の演算が行われて、ＲＦ信号４０１が生成される。
【００３６】
この際、フォトデテクタ２１３上にごみ４０５が付着しているため、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の演算を行ったＲＦ信号４０１には、光ディスク上のグルーブ位置と比較して位相ずれが生じている。
ＲＦ信号４０１は、ＢＰＦ１９を経てＲＦバンドパス信号４０２に変換され、ＲＦバンドパス信号４０２は２値化部２０で２値化されて、ＲＦ２値化信号４０３が生成される。
ＲＦ２値化信号４０３は、ロウレベルのとき、ビームスポット２０２がグルーブ上にあることを示すべきものであるが、ＲＦ信号の位相ずれのため、正しいグルーブ位置を示していない。
【００３７】
これと同時に、多出力フォトデテクタ１１とサブフォトデテクタ１２Ａ，１２ＢとからＴＥ信号２０６が出力される。２値化部１７において、ＴＥ信号２０６を２値化してＴＥ２値化信号２０７が生成され、エッジ抽出部１８でＴＥ２値化信号２０７の立ち上がり，立ち下がりのエッジを抽出することによって、ＴＥエッジ信号２０８が生成される。
このＴＥエッジ信号２０８は、情報を書き込むべきグルーブのセンター３０２と、グルーブ間のランド３０３のセンターとの位置を示している。
【００３８】
図１０において、４０６は、トラッキングサーボにおいて、ＲＦ２値化化信号の位相ずれが少ない場合に引き込み動作が行われるときのタイミングを示している。
演算処理部２１Ａでは、ｃに示すように、ＲＦ２値化信号４０３がロウレベルの状態で、ＴＥエッジ信号２０８が出力された瞬間に制御信号を発生して、サーボ系の引き込みを行う。
これによってドライバ４がアクチュエータ５を作動させて、ビームスポット２０２の位置を制御することによって、ＴＥ信号２０６が０になるようにサーボ制御が行われるので、ビームスポット２０２は正しくグルーブに追従することができる。
【００３９】
一方、４０７は、トラッキングサーボにおいて、ＲＦ２値化化信号の位相ずれが大きい場合に引き込み動作が行われるときのタイミングを示している。
演算処理部２１Ａでは、ｄに示すように、ＲＦ２値化信号４０３がロウレベルのとき、ＴＥエッジ信号２０８が出力された瞬間に制御信号を発生して、サーボ系の引き込みを行おうとするが、ＲＦ２値化信号４０３とＴＥエッジ信号２０８との位相ずれが大きい場合には、トラッキングサーボの引き込みを行うタイミングがなく、そのため、ＴＥ信号２０６が０になるようにサーボ制御を行うことができなくなる。
【００４０】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、多出力フォトデテクタを構成するフォトデテクタのアンバランスや光学部品上のごみの存在等によって、フォトデテクタ出力にアンバランスが生じたために、ＲＦ信号に位相ずれが発生した場合でも、トラッキングサーボの引き込みを行うことが可能な、トラッキングサーボ及びこれを用いた光ディスク装置を提供することを目的としている。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、光源から光ディスク上にビームスポットを照射し、受光手段において前記光ディスクからの戻り光を受光して得た信号に応じて制御手段がドライバを介してアクチュエータを動作させることによって、前記ビームスポットが信号トラックに追従するようにサーボ動作を行うトラッキングサーボに係り、前記光ディスクからの戻り光を、信号トラック又はグルーブ（以下単に信号トラックと略す）と直交方向に分割された複数のフォトデテクタからなる多出力フォトデテクタによって受光して得た、対となる信号トラック位置を示す高周波信号の差分に基づいて信号トラックの中心で０となるトラッキングエラー信号を生成したのちこれを２値化し、２値化されたトラッキングエラー信号の立上り及び立下りのエッジを示すトラッキングエラーエッジ信号を抽出する一方、前記対となる高周波信号をそれぞれ帯域濾波したのち２値化した信号がともに、信号トラック上にあるときに生成されるレベルのとき、前記トラッキングエラーエッジ信号の発生を契機として前記サーボ動作の引き込みを行って前記トラッキングエラー信号が０になるように制御を行うことを特徴としている。
【００４２】
また、請求項２記載の発明はトラッキングサーボに係り、光ディスク上にビームスポットを照射する光源と、前記光ディスクからの戻り光を信号トラック又はグルーブ（以下単に信号トラックと略す）と直交方向に分割された複数のフォトデテクタからなる多出力フォトデテクタによって受光して、対となる信号トラック位置を示す高周波信号を生成するとともに、該高周波信号の差分に基づいて信号トラックの中心で０となるトラッキングエラー信号を生成する受光手段と、前記トラッキングエラー信号を２値化し、２値化されたトラッキングエラー信号の立上り及び立下りのエッジを示すトラッキングエラーエッジ信号を抽出するとともに、前記対となる高周波信号をそれぞれ帯域濾波したのち２値化した第１及び第２の高周波２値化信号を生成して、該第１及び第２の高周波２値化信号がともに、信号トラック上にあるときに生成されるレベルのとき、前記トラッキングエラーエッジ信号の発生を契機としてサーボ動作を起動するための制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号に応じて駆動信号を発生するドライバと、前記ドライバからの駆動信号に応じて前記ビームスポットを移動させるアクチュエータとを備え、前記サーボ動作によって前記トラッキングエラー信号を０にする制御が行われるように構成されていることを特徴としている。
【００４３】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のトラッキングサーボに係り、上記多出力フォトデテクタが４分割フォトデテクタからなり、上記対となる高周波信号が、それぞれ信号トラック方向に配置された２つのフォトデテクタの出力信号の和からなることを特徴としている。
【００４４】
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載のトラッキングサーボに係り、上記アクチュエータによるビームスポットの移動が、上記光源と受光手段とを同時に移動させることによって行われることを特徴としている。
【００４５】
また、請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載のトラッキングサーボに係り、上記アクチュエータによるビームスポットの移動が、上記光源の対物レンズの移動によって行われることを特徴としている。
【００４６】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載のトラッキングサーボに係り、上記受光手段が、上記多分割フォトデテクタの中心から信号トラックを横切る方向に信号トラックの１／２ピッチだけ前後に隔離した位置に、それぞれ信号トラックと直交方向に分割されたフォトデテクタからなる第１及び第２のサブフォトデテクタを有し、上記光源からのビームを分割したサブビームによる上記光ディスクからの戻り光を受光して、該第１及び第２のサブフォトデテクタの前側のフォトデテクタの出力信号を加算した第１の検出信号と、上記第１及び第２のサブフォトデテクタの後側のフォトデテクタの出力信号を加算した第２の検出信号との差分信号を生成し、該差分信号と上記多分割フォトデテクタからの対となる高周波信号の差分をとった信号との差分に基づいて上記トラッキングエラー信号を生成することを特徴としている。
【００４７】
また、請求項７記載の発明は光ディスク装置に係り、請求項１乃至６のいずれか一に記載のトラッキングサーボを搭載してビームスポットが常に信号トラックに追従するようにサーボ制御を行うことを特徴としている。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
図１は、本発明の一実施例であるトラッキングサーボの全体の構成を示すブロック図、図２は、本実施例のトラッキングサーボにおける、ＰＤＩＣと制御部との詳細構成を示す図、図３は、多出力フォトデテクタを構成する各フォトデテクタの出力にアンバランスが生じた場合における、本実施例のトラッキングサーボの動作を説明するタイミングチャートである。
【００４９】
この例のトラッキングサーボは、図１に示すように、光源１と、ＰＤＩＣ２と、制御部３と、ドライバ４と、アクチュエータ５とから概略構成されている。また、光源１とＰＤＩＣ２とアクチュエータ５とは、光ピックアップ６を形成している。
これらのうち、光源１，ドライバ４，アクチュエータ５は、図４に示された従来例の場合と同様なので、以下においては、これらについての詳細な説明を省略する。
【００５０】
ＰＤＩＣ２は、例えばフォトダイオードからなる受光部を有し、ビームスポットに基づく光ディスク７からの反射光を受光して電気信号からなる出力を発生するとともに、受光部からの出力を演算してトラッキングエラー（ＴＥ）信号と、高周波（ＲＦ）信号を出力する。制御部３は、マイコン等を含み、ＰＤＩＣ２からのＴＥ信号とＲＦ信号とに応じて演算処理を行って、ドライバ４に対する制御信号を出力する。
【００５１】
この例のＰＤＩＣ２は、図２に示すように、多出力フォトデテクタ１１と、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂと、減算器１３，１４，１５とからなっている。
これらのうち、多出力フォトデテクタ１１と、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂと、減算器１３，１４，１５とは、図５に示された従来例の場合と同様である。
【００５２】
ＰＤＩＣ２では、減算器１３において、多出力フォトデテクタ１１を構成する各フォトデテクタ出力Ａ，Ｄを加算した（Ａ＋Ｄ）の信号から、フォトデテクタ出力Ｂ，Ｃを加算した（Ｂ＋Ｃ）の信号を減算し、減算器１４において、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂを構成する各フォトデテクタ出力Ｅ１，Ｅ２を加算した（Ｅ１＋Ｅ２）の信号から、フォトデテクタ出力Ｆ１，Ｆ２を加算した（Ｆ１＋Ｆ２）の信号を減算するとともに減算結果をＫ（Ｋは補正用の係数）倍し、減算器１５において、減算器１３の出力から減算器１４の出力を減算して、｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−｛（Ｅ１＋Ｅ２）−（Ｆ１＋Ｆ２）｝からなるＴＥ信号を生成することは、図５に示された従来例の場合と同様であるが、多出力フォトデテクタ１１からの（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号と（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号とは、加算されることなく、そのまま出力される。
【００５３】
この例の制御部３は、図２に示すように、２値化部１７と、エッジ抽出部１８と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２，２４と、２値化部２３，２５と、演算処理部２１とからなっている。
これらのうち、２値化部１７，エッジ抽出部１８は、図５に示された従来例の場合と同様である。
ＢＰＦ２２は、（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号の高域成分と低域成分を遮断して、ＲＦバンドパス信号を出力し、２値化部２３は、ＢＰＦ２２からのＲＦバンドパス信号を２値化して（Ａ＋Ｄ）ＲＦ２値化信号を出力する。ＢＰＦ２４は、（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号の高域成分と低域成分を遮断して、ＲＦバンドパス信号を出力し、２値化部２５は、ＢＰＦ２４からのＲＦバンドパス信号を２値化して（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ２値化信号を出力する。演算処理部２１は、エッジ抽出部１８からのＴＥエッジ信号と、２値化部２３からの（Ａ＋Ｄ）ＲＦ２値化信号と、２値化部２５からの（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ２値化信号とから所要の演算を行って、制御信号を出力する。
【００５４】
以下、図３を参照して、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ等の記録用光ディスクにおける、未記録状態の場合の、この例のトラッキングサーボの動作を説明する。
図中、３０１は未記録光ディスクの信号面を示し、信号面３０１上のビームスポット２０２と、信号が書き込まれるべきグルーブのセンター３０２と、グルーブ間のランド３０３とが示されている。
また、４０４は多出力フォトデテクタ１１を構成する４分割フォトデテクタを示し、２１０，２１１，２１２，２１３は、それぞれ４分割フォトデテクタを構成するフォトダイオードを示している。このうち、フォトデテクタ２１３上には、４０５で示すごみが付着しているものとする。またＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれフォトデテクタ２１０，２１１，２１２，２１３からの出力信号である。
【００５５】
信号面３０１に光源１から照射される光は、図示されないフォーカスサーボの合焦動作に基づいて、信号面３０１上に常に一定の大きさを有するビームスポット２０２を形成する。
この状態で、ビームスポット２０２が、信号面３０１を矢印ａの方向に横切ると、４分割フォトデテクタ４０４を構成する各フォトデテクタ２１０，２１３から（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号１０１が発生し、フォトデテクタ２１１，２１２から（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号１０４が発生する。
【００５６】
このとき、（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号１０１は、ビームスポットが信号面においてグルーブを横切って移動する際の周波数ｆのＲＦ信号に比べて位相が進んでいるので、この位相の進み量をδとすると、（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号１０１は、Ｐ sin（ωｔ＋δ）（Ｐは（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号の振幅）として表される。また、（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号１０４は、周波数ｆのＲＦ信号に比べて位相が遅れているので、位相の遅れ量をδとすると、同様に、（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号１０４は、Ｑ sin（ωｔ−δ）（Ｑは（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号の振幅）として表される。この場合、フォトデテクタ２１３上に付着したごみ４０５に基づいて、（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号の振幅Ｐは、（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号の振幅Ｑより小さい。
【００５７】
制御部３において、ＢＰＦ２２を経て（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号１０１から（Ａ＋Ｄ）ＲＦバンドパス信号１０２が生成され、２値化部２３を経て（Ａ＋Ｄ）ＲＦバンドパス信号１０２から（Ａ＋Ｄ）ＲＦ２値化信号１０３が生成されて、演算処理部２１に入力されるとともに、ＢＰＦ２４を経て（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号１０４から（Ｂ＋Ｃ）ＲＦバンドパス信号１０５が生成され、２値化部２５を経て（Ｂ＋Ｃ）ＲＦバンドパス信号１０５から（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ２値化信号１０６が生成されて、演算処理部２１に入力される。
【００５８】
これと同時に、多出力フォトデテクタ１１とサブフォトデテクタ１２Ａ，１２ＢとからＴＥ信号２０６が出力され、２値化部１７において、ＴＥ信号２０６を２値化してＴＥ２値化信号２０７を生成し、エッジ抽出部１８でＴＥ２値化信号２０７の立ち上がり，立ち下がりのエッジを抽出することによって、ＴＥエッジ信号２０８が生成される。
ＴＥエッジ信号２０８は、情報を書き込むべきグルーブのセンター３０２と、グルーブ間のランド３０３のセンターとの位置を示している。
【００５９】
図３において、１０７は、この例のトラッキングサーボにおいて、引き込み動作が行われるときのタイミングを示している。
演算処理部２１では、ｅに示すように、（Ａ＋Ｄ）ＲＦ２値化信号１０３と（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ２値化信号１０６がともにロウレベルの状態で、ＴＥエッジ信号２０８が出力された瞬間に制御信号を発生して、サーボ系の引き込みを行う。
これによってドライバ４がアクチュエータ５を作動させて、ビームスポット２０２の位置を制御することによって、ＴＥ信号２０６が常に０になるようにサーボ制御が行われるので、ビームスポット２０２は正しくグルーブに追従することができ、従って常に、グルーブのセンター３０２上にビームスポット２０２が照射されるように制御されるので、正しくグルーブ上に情報を書込むことができる。
【００６０】
このように、この例のトラッキングサーボでは、ＲＦ２値化信号を生成する際に、多出力フォトデテクタの出力信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の加算処理を行わずに、（Ａ＋Ｄ）ＲＦ２値化信号１０３と（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ２値化信号１０６とを別々に生成して、両信号がともにロウレベルの状態で、ＴＥエッジ信号２０８の発生に応じてサーボ系の引き込みを行うようにしたので、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ等の記録用光ディスクにおける、未記録状態の場合に、多出力フォトデテクタを構成する各フォトデテクタのアンバランスや光学部品上のごみの存在等によって、フォトデテクタ出力にアンバランスが生じた場合でも、ＲＦ信号に位相ずれが発生することによって、ＲＦ信号によって示されるトラック位置と実際のトラック位置とにずれが生じる恐れがないとともに、グルーブのセンターに対するトラッキングサーボの引き込みのタイミングを正確にすることができるので、サーボ制御が正しく行われなくなる恐れがない。
【００６１】
なお、上記実施例においては、光ディスクが未記録の場合のみについて説明したが、記録ずみ光ディスクの場合には、前述の説明から明らかなように、（Ａ＋Ｄ）ＲＦ信号と（Ｂ＋Ｃ）ＲＦ信号とはほぼ等振幅となるので、従って、この例のトラッキングサーボが、記録ずみ光ディスクの場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【００６２】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、ＰＤＩＣ２においては、４分割フォトデテクタからなる多出力フォトデテクタ１１と、２分割フォトデテクタからなるサブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂを用いてＴＥエッジ信号を生成するものとしたが、多出力フォトデテクタ１１の信号にオフセットが生じない場合には、サブフォトデテクタ１２Ａ，１２Ｂを省略してもよく、これと同時に減算器１４，１５も不要となる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のトラッキングサーボ及び光ディスク装置によれば、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ等の記録用光ディスクにおける、未記録状態の場合に、多出力フォトデテクタを構成する各フォトデテクタのアンバランスや光学部品上のごみの存在等によって、フォトデテクタ出力にアンバランスが生じた場合でも、ＲＦ信号に位相ずれが発生することによって、ＲＦ信号によって示されるトラック位置と実際のトラック位置とにずれが生じる恐れがない。さらに、グルーブのセンターに対するトラッキングサーボの引き込みのタイミングを正確にすることができるので、サーボ制御が常に正しく行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるトラッキングサーボの全体の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例のトラッキングサーボにおける、ＰＤＩＣと制御部との詳細構成を示す図である。
【図３】多出力フォトデテクタを構成する各フォトデテクタの出力にアンバランスが生じた場合における、同実施例のトラッキングサーボの動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】従来のトラッキングサーボの全体の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のトラッキングサーボ系におけるＰＤＩＣと制御部との詳細構成を示す図である。
【図６】信号面に対する多出力フォトデテクタと、各サブフォトデテクタとの位置関係を示す図である。
【図７】従来のトラッキングサーボ系における記録ずみ光ディスクの場合の動作を説明する図である。
【図８】従来のトラッキングサーボ系における未記録光ディスクの場合の動作を説明する図である。
【図９】記録ずみ光ディスクの場合に、ＲＦ信号が位相ずれを生じていても、ＲＦ２値化信号への位相ずれの影響が少なくなることを説明するための図である。
【図１０】多出力フォトデテクタにおいて、ＲＦ信号に位相ずれが生じた場合のトラッキングサーボの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１      光源
２      ＰＤＩＣ（受光手段）
３      制御部（制御手段）
４      ドライバ
５      アクチュエータ
６      光ピックアップ
１１      多出力フォトデテクタ
１２Ａ，１２Ｂ      サブフォトデテクタ
１３，１４，１５      減算器
１７，２３，２５      ２値化部
１８      エッジ抽出部
２１      演算処理部
２２，２４      ＢＰＦ
【図１】
0003700704.tif 000004
【図２】
0003700704.tif 000005
【図３】
0003700704.tif 000006
【図４】
0003700704.tif 000007
【図５】
0003700704.tif 000008
【図６】
0003700704.tif 000009
【図７】
0003700704.tif 000010
【図８】
0003700704.tif 000011
【図９】
0003700704.tif 000012
【図１０】
0003700704.tif 000013