(57)【要約】光ディスクにおけるトラック上に光ビームを案内するためのトラッキングシステムであって、このトラッキングシステムは前記光ビームから得られる光ビームを検出するための光検出器（Ａ１，Ａ２）を具えており、該光検出器は第１の出力信号（Ａ）及び第２の出力信号（Ｂ）を発生し、前記トラッキングシステムは前記第１の出力信号と第２の出力信号との差の低周波部分に相当する第１の差分信号（ＰＰ（ＤＣ））を生成するための第１の処理段を具えている。トラッキングシステムはさらに、前記第１の差分信号（ＰＰ（ＤＣ））を第２の差分信号（ＰＰ’（ＡＣ））に加えることによって規定されるトラッキングエラー信号（ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）を生成するための第２の処理段も具え、前記第２の差分信号は前記第１及び第２の出力信号の、高周波成分の振幅差の少量部に相当する。用途：光ディスクプレーヤ/ライタ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報担体上のトラックに光ビームを案内するためのトラッキングシステムであって、該トラッキングシステムは前記光ビームから得られる光ビームを検出するための光検出器を具え、該光検出器は第１の出力信号及び第２の出力信号を発生し、前記トラッキングシステムは前記第１の出力信号と第２の出力信号との差の低周波部分に相当する第１の差分信号を生成するための第１の処理手段も具えている、トラッキングシステムにおいて、当該トラッキングシステムが前記第１の差分信号を第２の差分信号に加えることによって規定されるトラッキングエラー信号を生成するための第２の処理手段を具え、前記第２の差分信号は前記第１及び第２の出力信号における高周波成分の振幅差の少量部に相当することを特徴とするトラッキングシステム。
【請求項２】
前記少量部の値を、メリット関数を最小化する値に調整するための調整手段を具え、前記メリット関数は第１のパラメータと第２のパラメータとの関数であり、前記第１のパラメータは、非書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅と、書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅との比に相当し、前記第２のパラメータは、書き込みトラックと非書き込みトラックとの２つの隣接トラック間の、前記第１の差分信号の振幅差に相当するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のトラッキングシステム。
【請求項３】
光ディスク上のトラックに光ビームを案内するためのトラッキング方法であって、前記光ビームからの光ビームを検出して、第１の出力信号及び第２の出力信号を発生する光検出ステップと、前記第１の出力信号と第２の出力信号との差の低周波部分に相当する第１の差分信号を生成する第１の処理ステップとを具えているトラッキング方法において、当該トラッキング方法が、前記第１の差分信号を第２の差分信号に加えることによって規定されるトラッキングエラー信号を生成するための第２の処理ステップを具え、前記第２の差分信号は前記第１及び第２の出力信号における高周波成分の振幅差の少量部に相当することを特徴とするトラッキング方法。
【請求項４】
前記少量部の値を、メリット関数を最小化する値に調整するための調整ステップを具え、前記メリット関数は第１のパラメータと第２のパラメータとの関数であり、前記第１パラメータは、非書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅と、書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅との比に相当し、前記第２のパラメータは、書き込みトラックと非書き込みトラックとの２つの隣接トラック間の、前記第１の差分信号の振幅差に相当することを特徴とする請求項３に記載のトラッキング方法。
【請求項５】
光ディスク上のデータを読み取る装置であって、請求項１に記載のトラッキングシステムを具えているデータ読取装置。
【請求項６】
光ディスク上にデータを書き込む装置であって、請求項１に記載のトラッキングシステムを具えているデータ書込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク上のトラックに光ビームを案内するためのトラッキングシステムであって、該トラッキングシステムは前記光ビームから得られる光ビームを検出するための光検出器を具え、該光検出器は第１の出力信号及び第２の出力信号を発生し、前記トラッキングシステムは前記第１の出力信号と第２の出力信号との差の低周波部分に相当する第１の差分信号を生成するための第１の処理段も具えている、トラッキングシステムに関する。
【０００２】
本発明は光学記録の分野に利用することができる。
【背景技術】
【０００３】
光ディスクのトラック上にスポットを維持する方法はＤＣプッシュプル法として知られている。この方法はプッシュプル信号と称されるトラッキングエラー信号の発生を伴う。前記トラッキングエラー信号はディスクのラジアル軸におけるデフォルトエラー信号に相当し、これはディスク面上にあるグルーブ又は他のトラッキング構体とスポットとの相互作用によって生じる。トラッキングサーボは、プッシュプル信号を所定値に保つべくスポットの半径方向位置を調整する。一般にスポットは、プッシュプル信号がゼロ交差する箇所にてトラック上に位置する。
【０００４】
図1は既知のＤＣプッシュプル法によるトラッキングの実施システムを示す。このシステムは、光スポットの反射又は透過ビームを検出するための２つの領域Ａ１とＡ２を含む検出器を具えている。この光検出器は２つの出力信号Ａ及びＢを発生し、これらの信号は低域フィルタＬＰＦ１及びＬＰＦ２によってろ過されて、低周波数信号Ａ（ＤＣ）及びＢ（ＤＣ）となる。減算手段ＳＵＢ１は、トラッキングエラー信号として用いられる低周波のプッシュプル信号ＰＰ（ＤＣ）を生成する目的のために信号Ａ（ＤＣ）とＢ（ＤＣ）との差を求める。
【０００５】
斯かる従来法には制約がある。
【０００６】
トラックの平均反射率が変わるために、書き込みトラック上のプッシュプル信号の振幅と非書き込みトラック（即ち、空のトラック）上のプッシュプル信号の振幅とが相違する。この結果、ゼロ交差点におけるプッシュプル信号の勾配が変動する。さらに、ゼロ交差箇所におけるオフセットが書き込みトラックと非書き込みトラックとの間の遷移部においても起こり得る。従って、斯かる従来の方法は歪んだプッシュプル信号を生成することになり、半径方向トラッキングの制御ループに不安定性をもたらすことになる。
【０００７】
ゼロ交差点がＤＣプッシュプル信号にて正確に識別されないから、幾つかのゼロ交差は、第１の半径方向位置から第２の半径方向位置への変位に考慮することもできない。換言するに、斯かる方法では半径方向の変位に誤ったトラッキングをまねくことになる。
【発明の開示】
【０００８】
本発明の目的は、光ディスク上の半径方向トラッキングが改善されるトラッキングシステムを提供することにある。
【０００９】
上記目的のために、本発明は、トラッキングシステムが前記第１の差分信号を第２の差分信号に加えることによって規定されるトラッキングエラー信号を生成するための第２の処理段を具え、前記第２の差分信号は前記第１及び第２の出力信号の、高周波成分の振幅差の少量部に相当することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、半径方向トラッキング用に用いられるトラッキングエラー信号を生成するためにプッシュプル信号ＰＰ（ＤＣ）に高周波のプッシュプル信号ＰＰ（ＡＣ）の少量部を加えるようにする。
【００１１】
プッシュプル信号ＰＰ（ＤＣ）の振幅変動は、光ビームがディスクの書き込み領域と非書き込み領域との間で変位する場合に補償される。この場合、トラッキングエラー信号の形状は、書き込み領域から非書き込み領域であろうと、非書き込み領域から書き込み領域でろうと、正弦波に近いものとなる。従って、トラックの中心（又は２つのトラック間の中心）を検出するのに用いられる斯かるトラッキングエラー信号のゼロ交差は正確に識別される。その理由は、これらのゼロ交差がいずれもほぼ同じオフセット及び傾斜を有するからである。
【００１２】
本発明を用いることにより半径方向トラッキングが改善されるため、光ディスクが基準からずれていても、例えば、ディスクの記録可能又は書き込み可能な層の化学的組成が変化している場合でも、光学的読み取り及び書き込み処理のパーフォーマンスが改善される。特に、見落とすトラック数が低減する。
【００１３】
このトラッキングシステムは、デジタルか、アナログ技法のいずれかにてコスト効率の良い処理手段によって実現され、これは光ディスクプレーヤのような消費者製品への一体化を促進する。
【００１４】
斯かる方法は、単一スポットプッシュプル法か、又は３スポットプッシュプル法の何れでも用いることができ、これは既存の殆どの光ディスクプレーヤにて実現することができる。
【００１５】
本発明によるトラッキングシステムの好適例では、該システムが、前記少量部の値を、メリット関数を最小化する値に調整するための調整手段を具え、前記メリット関数は第１のパラメータと第２のパラメータとの関数であり、前記第１のパラメータは、非書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅と、書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅との比に相当し、前記第２のパラメータは、書き込みトラックと非書き込みトラックとの２つの隣接するトラック間の、前記第１差分信号の振幅差に相当するようにする。
【００１６】
このようにすることによって、トラッキングシステムのパーフォーマンスをディスクのタイプに適合させ、かつディスクの諸特性に最適化することができる。
【００１７】
本発明の他の目的は光ディスク上の半径方向トラッキングが改善されるトラッキング方法を提供することにある。
【００１８】
このトラッキング方法は、前記光ビームからの反射又は透過光ビームを検出して、第１の出力信号と第２の出力信号を発生する光検出ステップと、前記第１の出力信号と第２の出力信号との差の低周波部分に相当する第１の差分信号を生成する第１処理ステップとを具えている。
【００１９】
本発明によるトラッキング方法は、前記第１の差分信号を第２の差分信号に加えることによって規定されるトラッキングエラー信号を生成するための第２の処理ステップを具え、前記第２の差分信号は前記第１及び第２の出力信号の、高周波成分の振幅差の少量部に相当することを特徴とする。
【００２０】
本発明によるトラッキング方法の好適モードでは、前記少量部の値を、メリット関数を最小化する値に調整するための調整ステップを具え、前記メリット関数は第１のパラメータと第２のパラメータとの関数であり、前記第１のパラメータは、非書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅と、書き込みトラックのみを有する領域における前記第１の差分信号の振幅との比に相当し、前記第２のパラメータは、書き込みトラックと非書き込みトラックとの２つの隣接トラック間の、前記第１差分信号の振幅差に相当することを特徴とする。
【００２１】
本発明は光ディスク読み取り／書き込み用の装置であって、上述したようなトラッキングシステムを具えている装置にも関するものである。
【００２２】
本発明の詳細な説明及び他の要点を以下添付の図面を参照して説明する。図面中、同一部分又はサブ-ステップは同じように示してある。
【００２３】
図２はラジアル（半径方向）トラッキングエラー信号を生成する本発明によるトラッキングシステムを示す。
【００２４】
トラッキングシステムは光スポットの反射ビームを検出するための２つの領域Ａ１及びＡ２を具えている光検出器を内蔵する。この光検出器は２つの出力信号Ａ及びＢを発生する。
【００２５】
改善されたトラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）を生成するために、本発明は出力信号Ａ及びＢの高周波成分を用いる。高周波成分は光ディスク上に存在する短いマークによってもたらされ、これらのマークは記録されるデジタルデータに応じて異なる反射率を有する。高周波成分は書き込みトラック/領域に対して存在し、非書き込みトラック/領域には存在しない。
【００２６】
書き込みトラックの場合、検出器の２半部からの高周波信号の振幅信号Ａ（ＡＣ）及びＢ（ＡＣ）は、ＤＣプッシュプル信号ＰＰ（ＤＣ）用に用いられる低周波部分と同様に、トラックの位置に応じて正弦的に変化する。２半部のこれら正弦的変化は同相ではなく、信号Ａ（ＡＣ）の振幅と信号Ｂ（ＡＣ）の振幅との間に差があり、この差分信号はＡＣプッシュプル信号ＰＰ（ＡＣ）と称され、これもトラックの位置に応じて正弦的に変化する。対称理由のために、この差分信号は、スポットがトラック上（又はトラック間の中間）にある場合にゼロになる。
【００２７】
トラッキングシステムは前記第１の出力信号Ａと前記第２の出力信号Ｂとの差の低周波部分に相当する第１の差分信号ＰＰ（ＤＣ）を生成するための第１の処理段を具えている。この第１の処理段は：
-  カット−オフ周波数の範囲が概して１０-１００ｋＨｚで、信号Ａから低周波信号Ａ（ＤＣ）を生成するための第１低域フィルタＬＰＦ１と、
-  カット−オフ周波数の範囲が概して１０-１００ｋＨｚで、信号Ｂから低周波信号Ｂ（ＤＣ）を生成するための第２低域フィルタＬＰＦ１と、
-  信号Ａ（ＤＣ）と信号Ｂ（ＤＣ）を減算して、前記ＤＣプッシュプル信号ＰＰ（ＤＣ）を生成するための減算手段ＳＵＢ１と、
を具えている。
【００２８】
トラッキングシステムは、前記ＤＣプッシュプル信号ＰＰ（ＤＣ）を第２の差分信号ＰＰ’（ＡＣ）に加えることによって規定されるトラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）を生成するための第２の処理段も具えている。この第２の処理段は：
-  信号Ａから第１の高周波信号を生成するための第１の高域フィルタＨＰＦ１と、
-  信号Ｂから第２の高周波信号を生成するための第２の高域フィルタＨＰＦ２と、
-  前記第１の高周波信号の振幅Ａ（ＡＣ）を検出するための振幅検出手段ＡＤ１と、
-  前記第２の高周波信号の振幅Ｂ（ＡＣ）を検出するための振幅検出手段ＡＤ２と、
-  信号Ａ（ＡＣ）とＢ（ＡＣ）を減算して、前記ＡＣプッシュプル信号ＰＰ（ＡＣ）を生成するための減算手段ＳＵＢ２と、
-  ＡＣプッシュプル信号ＰＰ（ＡＣ）に利得係数Ｋを乗じて、前記第２の差分信号ＰＰ’（ＡＣ）を生成するための増幅手段ＡＭＰと、
-  ＤＣプッシュプル信号ＰＰ（ＤＣ）を前記第２の差分信号ＰＰ’（ＡＣ）に加えて、前記トラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）を生成するための加算手段ＡＤＤと、
を具えている。
【００２９】
従って、トラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）は次のように表すことができる。即ち、
PP(AC/DC)=PP(DC)+PP’(AC)                      式１
PP(AC/DC)=PP(DC)+K＊PP(AC)                      式２
PP(AC/DC)=A(DC)-B(DC)+K＊[A(AC)-B(AC)]          式３
【００３０】
高域フィルタＨＰＦ１及びＨＰＦ２のカット−オフ周波数の範囲は、光ディスクの（ウォブルがある場合の）ウォブル周波数とクロック周波数の倍数Ｄに相当する周波数との間の範囲内とするのが好適であり、ウォブル周波数は光ディスクのらせん状のプレグルーブ構体から取り出され、クロック周波数はＤＶＤ標準規格の如き光学的読み取り/書き込み標準規格によって規定されているパラメータである。長さが変化するマーク、マークの長さ及びマーク間の間隔によって表される光ディスク上に書き込まれるデジタルデータは、クロックサイクル長の整数倍に変換される。データのランレングス限定（ＲＬＬ）符号化法によると、斯かる整数はｄ＋１，ｄ＋２，．．．，ｋ+１の値を取ることができる。例えば、データをコンパクトディスクに用いられるＥＦＭ符号化法によって符号化する場合には、ｄ＝２及びｋ＝１０となる。データを１７ＰＰ符号化法（１７ＰＰは、新規のブルーレイディスク標準規格に記載されている”17 Parity Preserve”の略語である）で符号化する場合には、ｄ＝１及びｋ＝７となる。
【００３１】
データの周波数成分（コンテンツ）はクロックサイクル長のほぼ２(ｋ+１)倍からクロックサイクル長の２(ｄ+１)倍の周期に相当する。この場合、倍数ＤをD=2＊（ｄ+１）となるように選定して、カットオフ周波数をデータの主周波数成分以下にする。
【００３２】
振幅を検出するための振幅検出手段ＡＰ１及びＡＰ２は、図４に示すように、低域フィルタ４０２が後続する整流器４０１で構成することができる。
【００３３】
好適実施例におけるトラッキングシステムは、トラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）を正規化する正規化手段（図２には図示せず）を具えている。トラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）を正規化するのに３通りの正規化を構想することができる。
正規化１：
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正規化２：
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正規化３：
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【００３４】
トラッキングエラー信号の正規化は光源の総合強度又はディスクの平均反射率の変動に適合させるために行われる。
【００３５】
好適実施例では、トラッキングシステムが、利得率Ｋの値を調整するための調整手段ＡＤＪを具えるようにする。
【００３６】
プッシュプル比Ｒは、非書き込みトラックだけを有する領域におけるＤＣプッシュプル信号の振幅と書き込みトラックだけを有する領域におけるＤＣプッシュプル信号の振幅との比とする。
【００３７】
プッシュプル変動Ｖは、２つの隣接トラック（一方は書き込みトラック、他方は非書き込みトラック）間のＤＣプッシュプル信号の振幅差とする。
【００３８】
理論的には、プッシュプル変動Ｖはプッシュプル比Ｒに応じて直線的に増加する。さらに、プッシュプル変動Ｖ＝０の場合に、プッシュプル比はＲ＝１である。この理想的な場合に、本発明による方法は、Ｒ＝１からのプッシュプル比Ｒの偏差と、Ｖ＝０からのプッシュプル変動Ｖの偏差との双方を除外する。
【００３９】
実際上、プッシュプル比Ｒとプッシュプル変動Ｖとの間に斯様な相関関係は存在しないが、例えば再書き込み可能な光ディスクの相-変化層の正確な化学的組成に依存するオフセットは存在する。即ち、プッシュプル比Ｒ＝１の場合に、プッシュプル変動はＶ≠０である。この場合には、利得率Ｋの値を、プッシュプル比Ｒとプッシュプル変動Ｖとの兼ね合いを最適とする値に設定する。利得率Ｋは、｜Ｒ-１｜と｜Ｖ｜ができるだけ小さくなる値に設定する。
【００４０】
プッシュプル比Ｒとプッシュプル変動Ｖとの間の最適な兼ね合いは、｜Ｒ-１｜及び｜Ｖ｜に依存するメリット関数（merit function）の最小値を計算することで見出される。例えば、第１メリット関数Ｆ１及び第２メリット関数Ｆ２は次のように規定される。
F1(R,V)=｜R-1｜+｜V|                式７
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【００４１】
図３Ａは、本発明によるトラッキングシステムによって生成される半径方向のトラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）（太線）と、従来法によるトラッキングシステムによって生成される半径方向のトラッキングエラー信号ＰＰ（ＤＣ）（点線）とを光ディスクの半径方向位置の関数として示した図である。
【００４２】
これらの半径方向トラッキングエラー信号のゼロ交差点を用いて、図３Ｂに示すトラックの中心を識別する。トラックは書き込みトラックと（灰色）と非書き込みトラック（白色）が交互するトラックで構成される。
【００４３】
変動が大きく、且つ非対称であるＰＰ（ＤＣ）とは異なり、ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）は理想的な正弦波に極めて近い。従って、ゼロ交差点における局所的なオフセット及び勾配は、ゼロ交差点が書き込みトラックに対応するか、非書き込みトラックに対応するかに無関係に同じである。
【００４４】
本発明を、２つの検出領域Ａ１及びＡ２を有する光検出器を用いる場合につき説明したが、各検出領域Ａ１及びＡ２は複数の基本検出領域で構成することができる。この場合、領域Ａ１（又はＡ２）に着目するに、出力信号Ａ（及びＢ）は、複数の基本検出領域によって発生される基本出力信号の総和によって生成される。
【００４５】
本発明は上記メリット関数Ｆ１及びＦ２の使用に限定されるものでなく、プッシュプル比Ｒとプッシュプル変動Ｖとの間の最適な兼ね合いを見出す他のメリット関数を規定することもできる。
【００４６】
本発明によるトラッキングシステムは、デジタル処理手段（例えば、デジタルの低域及び高域フィルタ、信号プロセッサ、メモリデバイス）か、或いはアナログ処理手段（例えば、アナログの低域及び高域フィルタ）で実現することができる。
【００４７】
本発明によるトラッキングシステムは、Ｒタイプ（記録可能：書き込みが一度で、読み出しが多数）及びＲＷタイプ（再書き込み可能：書き込み多数、読み出しが多数）の読み取り及び/又は書き込み光ディスク用の装置にて実現するのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ラジアルトラッキングエラー信号を生成するための既知のトラッキングシステムを示す図である。
【図２】ラジアルトラッキングエラー信号を生成するための本発明によるトラッキングシステムを示す図である。
【図３Ａ】本発明によるトラッキングシステムによって生成されるラジアルトラッキングエラー信号ＰＰ（ＡＣ/ＤＣ）と、従来法によって生成されるラジアルトラッキングエラー信号ＰＰ（ＤＣ）とを示す図である。
【図３Ｂ】トラック構体と、図３Ａに示したラジアルトラッキングエラー信号を生成したプロパティとを示す図である。
【図４】本発明による振幅検波を行うための配置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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2005536821.tif 000009
【図４】
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【国際調査報告】
2005536821.tif 000011
2005536821.tif 000012
2005536821.tif 000013