(57)【要約】【課題】光ディスク上のマークのサイズが小さくなった場合でも高精度なトラッキングエラー（ＴＥ）信号を生成して、精度の高いトラッキング制御を実現する。【解決手段】本発明の光ディスク装置は、装填された光ディスクに光を照射する光学系と、光ディスクからの反射光を複数の領域において受け、各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成する光検出器と、複数の再生信号を受け取り、各信号の周波数成分のうち、マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力するフィルタと、各処理信号の位相差を検出する位相差検出部と、位相差に基づいて、光ディスク上における光の照射位置とトラックとの位置関係を示すＴＥ信号を生成する信号生成部と、ＴＥ信号に基づいて制御信号を生成する制御部とを備えており、制御信号に基づいて、光ディスク上においてトラックを横断する方向に光の照射位置を制御する。【選択図】図２
2004164828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクが装填される光ディスク装置であって、
装填された光ディスクに光を照射する光学系と、
前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受け、各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成する光検出器と、
前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力するフィルタと、
前記複数の処理信号の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成する信号生成部と、
前記トラッキングエラー信号に基づいて制御信号を生成する制御部と
を備え、前記制御信号に基づいて、前記光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御する光ディスク装置。
【請求項２】
前記光学系は、光源と、前記光源からの光を集束させるレンズと、前記レンズの位置を移動するアクチュエータとを有し、
前記制御信号に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記レンズの位置を制御し、前記光の照射位置を前記トラックの中心に一致させる、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記フィルタは前記周波数成分を除去する、請求項２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記フィルタは、前記マークの最短長に基づいて決定される特定周波数の周波数成分を除去する、請求項２に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記フィルタは、前記特定周波数以上の周波数成分を除去する、請求項４に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記フィルタは、最短長の前記マークの次に短いマークに対応する周波数成分をさらに除去する、請求項４に記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記光ディスク装置は、前記光の照射位置における前記トラックの線速度と前記マークの長さとに応じて周波数を決定し、前記フィルタは、決定された前記周波数に対応する周波数成分を低減する、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項８】
複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクに光を照射するステップと、
前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受けるステップと、
各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成するステップと、
前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力するステップと、
前記複数の処理信号の位相差を検出するステップと、
前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成するステップと、
前記トラッキングエラー信号に基づいて制御信号を生成するステップと、
前記制御信号に基づいて、前記光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御するステップと
を包含するトラッキング制御方法。
【請求項９】
複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクが装填される光ディスク装置において実行可能なトラッキング制御用コンピュータプログラムであって、前記光ディスク装置に、
装填された光ディスクに光を照射するステップと、
前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受けるステップと、
各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成するステップと、
前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力する信号と、
前記複数の処理信号の位相差を検出するステップと、
前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成するステップと、
前記トラッキングエラー信号に基づいて制御信号を生成するステップと、
前記制御信号に基づいて、前記光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御するステップと
を実行させるトラッキング制御プログラム。
【請求項１０】
複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクに光を照射する光学系と、
前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受け、各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成する光検出器と
を有し、制御信号に基づいて、光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御する光ディスク装置に実装されるチップ回路であって、
前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力するフィルタと、
前記複数の処理信号の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成する信号生成部と、
前記トラッキングエラー信号に基づいて前記制御信号を生成する制御部と
を備えたチップ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生専用、記録再生用等の各種の情報担体に対し、情報の再生および／または記録を行うための技術に関する。より具体的には、本発明は、光ディスクにレーザ等の光ビームを照射して情報の再生および／または記録を行う際に、ビームスポットが光ディスクのトラックを正確に走査するように制御する光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル情報を記録することができる情報担体として、ディジタルバーサタイルディスク（Digital Versatile Disc;ＤＶＤ）等の光ディスクが注目されている。近年、記録すべきディジタル情報の情報量は増加し続けているため、光ディスクには高密度化が求められている。
【０００３】
光ディスクには１以上のトラックが設けられている。読み出し専用光ディスクの場合には、情報はトラックに沿って形成されるピットとスペースの配列によって記録され、記録可能型光ディスクの場合には、情報はトラックに沿って形成される記録マークとスペースの配列によって記録される。ここで、「ピット」とは、鏡面状の記録面に対して垂直な方向に変位した部分（凹部または凸部）であり、エンボス状に形成される。「記録マーク」とは、レーザパルスの照射によって記録膜の相変化等が局所的に生じた部分である。「スペース」とは、トラック上のピットまたは記録マークが形成されていない部分をいう。ピットとスペースは互いに光ビームの反射率が異なり、記録マークとスペースも光ビームの反射率が異なっている。以下、本明細書では、トラック上の反射率の異なるピットおよび記録マークを、単に「マーク」と称する。
【０００４】
光ディスクを用いて情報の記録および／または再生を行なう光ディスク装置には、より一層の信頼性向上が求められている。光ディスク装置は、ビームスポットをトラックに沿って移動させるトラッキング制御を行い、それによりマークを読み取っている。
【０００５】
従来の光ディスク装置におけるトラッキング制御として、位相差トラッキングエラー信号検出法（以下、位相差ＴＥ信号検出法と称す）を用いたトラッキング制御が知られている。例えば、特許文献１に記載されている位相差ＴＥ信号検出法は、光ディスクからの反射光を複数個の光検出器で受光し、光検出器上の強度パターンの変化を利用してトラッキングエラー信号（以下、本明細書では「ＴＥ信号」と称する）を検出する。ＴＥ信号は、ビームスポットのトラック中心（ここではマーク中心とする）からのずれ量に対応している。光ディスク装置は、検出したＴＥ信号に基づいてトラッキング制御を実現する。位相差ＴＥ信号検出法によれば、反射光の強度変化量ではなく強度パターンの時間的な変化量を用いてＴＥ信号を検出するため、その検出感度は光ビームの出力に依存しない。さらに、１ビームによる検出が可能であるため、使用する光源は低出力でよいというメリットもある。このように、位相差ＴＥ信号検出法には様々な利点があり、従来から多くのＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等の再生装置において利用されてきた。
【０００６】
以下、図１０を参照しながら、位相差ＴＥ信号検出法を用いる従来の光ディスク装置を具体的に説明する。図１０は、従来の光ディスク装置５００の構成を示す。このような光ディスク装置５００は、例えば特許文献２に記載されている。
【０００７】
光ディスク装置５００は、以下のようにＴＥ信号を生成する。まず、光源１０１が直線偏光の光ビームを出射すると、コリメータレンズ１０２は光ビームを平行光にし、偏光ビームスプリッタ１０３はその光ビームを反射して１／４波長板１０４に方向付ける。１／４波長板１０４が円偏光した光ビームを生成すると、対物レンズ１０５は光ビームを光ディスク２０上に集束させる。
【０００８】
光ビームは光ディスク２０で反射すると、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し集光レンズ１０７を経て、光検出器１０８の４分割領域に入射する。光検出器１０８の各領域が受光量に応じた電気信号を出力すると、プリアンプ１０９ａ〜１０９ｄは電気信号を電圧信号に変換する。加算器１１０ａは、プリアンプ１０９ａ，１０９ｃの出力信号を加算し、加算信号Ａ＋Ｃを出力する。加算器１１０ｂは、プリアンプ１０９ｂ，１０９ｄの出力信号を加算し、加算信号B＋Dを出力する。２値化回路１１１ａ，１１１ｂは、所定のスライスレベルに応じて加算信号Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄを２値化信号ａ１，ａ２に変換する。図１１は、加算信号Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄおよび２値化信号ａ１，ａ２の波形を示す。
【０００９】
２値化信号ａ１，ａ２は、位相比較器１１２でエッジの位相を比較される。位相比較器１１２は、位相進み信号ｂ１として位相進み量に対応する時間幅のパルス信号を出力し、位相遅れ信号ｂ２として位相遅れ量に対応する時間幅のパルス信号を出力する。図１１は、位相進み信号ｂ１および位相遅れ信号ｂ２の波形を示す。ＬＰＦ１１３ａ，１１３ｂは、位相進み信号ｂ１および位相遅れ信号ｂ２を平滑化しパルス幅に対応したレベルを有する電圧信号に変換する。ＬＰＦ１１３ａ，１１３ｂから出力される電圧信号は減算器１１４で減算され、ビームスポットのトラックずれに応じた位相差ＴＥ信号Δｔｅとなる。光ディスク装置５００は、以上の処理によって位相差ＴＥ信号を生成する。
【００１０】
制御回路１１７は、例えばディジタルシグナルプロセッサ（以降、「ＤＳＰ」と称する）によるディジタルフィルタで構成された位相補償回路、低域補償回路を有しており、位相差ＴＥ信号Δｔｅを受け取ってそれらの回路で処理する。その結果、制御回路１１７はトラッキング駆動信号を生成する。駆動回路５０はトラッキング駆動信号を増幅してトラッキングアクチュエータ１１５に出力する。その結果、トラッキングアクチュエータ１１５が対物レンズ１０５の位置を光ディスク２０の径方向に変化させ、ビームスポットが光ディスク２０の所望のトラック上を走査する。
【特許文献１】特開平１０−１４９５５０号公報（第５頁、第１１図）
【特許文献２】特開２０００−３１５３２７号公報（第９−１０頁、第９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
今後、光ディスクの高密度化がさらに進むと、従来の光ディスク装置では正確なＴＥ信号を得られなくなり、その結果、正確なトラッキング制御ができなくなるおそれがある。その理由は以下のとおりである。光ディスクの高密度化に伴い、ビームスポットのサイズに対してマークのサイズが小さくなると、マークを通過した際の反射光の強度変化の振幅は小さくなる。極端な場合には、振幅はノイズレベルと同等にまで小さくなる。このような振幅に基づいて得られた信号は品質が低いため、この信号に基づいてＴＥ信号を生成するとＴＥ信号の品質も低くなる。
【００１２】
また、小振幅の信号は、大振幅の信号と比較して２値化回路における２値化時にスライスレベルの微小変化の影響を受けやすく、その影響によってＴＥ信号に誤差が発生するという不具合も生じる。２値化回路は電気回路であり、回路内の素子の電気的特性にはばらつきがあるため、スライスレベルを２つの２値化回路間で一致させることは難しい。よって、スライスレベルが微小変化するおそれが大きく、ＴＥ信号に誤差が発生する可能性が高くなる。なお、小振幅の信号を増幅することは可能であるが、必要のないノイズ成分まで増幅させてしまうため妥当ではない。
【００１３】
図１２を参照しながらスライスレベルの微小変化の影響を説明する。図１２は、スライスレベルに微小ずれΔｖがない場合とある場合とにおける、各種出力信号の波形を示す。図１２の（ａ）部分は、ビームスポットがトラックに対して一定のずれがあるとき（オフトラックしているとき）の、加算器１１０ａ，１１０ｂの出力信号Ａ＋Ｃ、Ｂ＋Ｄの波形を示す。２値化回路１１１ａ，１１１ｂでのスライスレベルにずれがないときは、各スライスレベルはＳ１になり、Δｖだけずれがあるときは、各スライスレベルはＳ１およびＳ２になる。なお、ビームスポットがオフトラックしているため、Ａ＋Ｃ、Ｂ＋Ｄには時間軸方向に一定のずれがある。
【００１４】
図１２の（ｂ）部分は、スライスレベルにずれがない場合の出力信号ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の波形を示す。この図から、位相進み信号ｂ１から信号Ａ＋ＣとＢ＋Ｄに一定の位相進みが存在していることが理解される。さらに位相遅れ信号ｂ２から信号Ａ＋ＣとＢ＋Ｄに位相遅れが存在しないことも理解される。
【００１５】
一方、図１２の（ｃ）部分は、スライスレベルがΔｖずれたときの出力信号ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２の波形を示す。（ｂ）部分のｂ１、ｂ２と、（ｃ）部分のｂ１、ｂ２とをそれぞれ比較すると、スライスレベルの違いにより波形に差異が生じている。この差異が検出誤差である。検出誤差は、特に、最短マークを通過した時の再生信号Ａ＋ＣおよびＢ＋Ｄの信号振幅が小さい部分で大きくなり、他の部分では比較的小さい。高密度化された光ディスクでは最短マーク長は、これまでのマークの最短長より一層短くなるため、最短マークから得られる信号振幅は図１２（ａ）に示すように非常に小さくなる。その結果、高密度化された光ディスクを再生すると、スライスレベルの微小ずれΔｖによる検出誤差は大きくなり、無視することができない。
【００１６】
従来の光ディスク装置では、再生信号Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄの振幅が小さい部分がＴＥ信号の検出誤差を大きくする原因となり、ＴＥ信号の品質低下を招いていた。
【００１７】
本発明の目的は、情報担体上のマークのサイズが小さくなった場合でも高精度なＴＥ信号を生成して、精度の高いトラッキング制御を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明による光ディスク装置には、複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクが装填される。光ディスク装置は、装填された光ディスクに光を照射する光学系と、前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受け、各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成する光検出器と、前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力するフィルタと、前記複数の処理信号の位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成する信号生成部と、前記トラッキングエラー信号に基づいて制御信号を生成する制御部とを備えている。光ディスク装置は、前記制御信号に基づいて、前記光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御する。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記光学系は、光源と、前記光源からの光を集束させるレンズと、前記レンズの位置を移動するアクチュエータとを有し、前記制御信号に基づいて前記アクチュエータを駆動して前記レンズの位置を制御し、前記光の照射位置を前記トラックの中心に一致させる。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記フィルタは前記周波数成分を除去する。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記フィルタは、前記マークの最短長に基づいて決定される特定周波数の周波数成分を除去する。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記フィルタは、前記特定周波数以上の周波数成分を除去する。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記フィルタは、前記マークの最短長の次に短いマークに対応する周波数成分をさらに除去する。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記光ディスクは、前記光の照射位置における前記トラックの線速度と前記マークの長さとに応じた周波数を決定し、前記フィルタは、決定された前記周波数に対応する周波数成分を低減する。
【００２５】
本発明によるトラッキング制御方法は、複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクに光を照射するステップと、前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受けるステップと、各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成するステップと、前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力するステップと、前記複数の処理信号の位相差を検出するステップと、前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成するステップと、前記トラッキングエラー信号に基づいて制御信号を生成するステップと、前記制御信号に基づいて、前記光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御するステップとを包含する。
【００２６】
本発明によるトラッキング制御プログラムは、複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクが装填される光ディスク装置において実行可能であり、前記光ディスク装置に、装填された光ディスクに光を照射するステップと、前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受けるステップと、各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成するステップと、前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力する信号と、前記複数の処理信号の位相差を検出するステップと、前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成するステップと、前記トラッキングエラー信号に基づいて制御信号を生成するステップと、前記制御信号に基づいて、前記光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御するステップとを実行させる。
【００２７】
本発明によるチップ回路は、複数のマークが形成されるトラックを有する光ディスクに光を照射する光学系と、前記光ディスクからの反射光を複数の領域において受け、各領域の受光量に応じた複数の再生信号を生成する光検出器とを有し、制御信号に基づいて、光ディスク上において前記トラックを横断する方向に前記光の照射位置を制御する光ディスク装置に実装される。チップ回路は、前記複数の再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、前記マークの長さに応じて決定される周波数成分を低減した複数の処理信号を出力するフィルタと、前記複数の処理信号の位相差を検出する位相差検出回路と、前記位相差に基づいて、前記光ディスク上における前記光の照射位置と前記トラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を生成する信号生成回路と、前記トラッキングエラー信号に基づいて前記制御信号を生成する制御回路とを備えている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、フィルタによってマークの長さに応じて決定される周波数成分を低減させるので、例えば、検出誤差の発生要因である小振幅成分の影響を除去することによって大振幅成分を利用し位相差ＴＥ信号を生成することができる。よって、高密度化された光ディスクが装填された場合でも、光ディスク装置は高品質のＴＥ信号を得て、正確なトラッキング制御を実現でき、信頼性の高い記録再生を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照して、本発明による光ディスク装置の実施形態を説明する。
【００３０】
まず、本発明による光ディスク装置の実施形態を説明する前に、光ディスク装置に装填される光ディスクを説明する。図１（ａ）は、光ディスク２０の構造を示す。光ディスク２０は、例えば書き換え型、追記型または再生専用のBlu-ray ディスク（以下、「ＢＤ」と称する）であり、基材２１と、保護層２３と、情報面２４とを有する。光ディスク２０は、光ビーム３０が照射される側から順に、保護層２３、情報面２４および基材２１が積層されている。基材２１は、約１ｍｍの厚さの基板であり、情報面２４を支持する。情報面２４は、情報が記録される層であり、例えば書き換え型のディスクの場合には相変化膜が形成されており、追記型のディスクの場合には有機色素が塗布されている。保護層２３は、約０．１ｍｍの厚さの透明な媒質であり、傷、汚れ等から情報面２４を保護しつつ光ビーム３０を透過する。参考のため、図１（ａ）には、光ディスク２０が光ビーム３０の照射を受けている様子を示している。
【００３１】
光ディスク２０には、１または複数のトラック２５が設けられている。各トラック２５のトラックピッチ（トラックの間隔）は、例えば０．３２μｍである。図１（ｂ）は光ディスク２０に設けられたトラック２５を示す。各トラック２５に沿って、マーク２６およびマーク間領域のスペース２７が設けられている。後述の光ディスク装置は、トラック２５を横断する方向（半径方向）に光ビームの照射位置３１を制御して、光ビームの照射位置３１をトラック２５上に（例えば、光ビームの中心をトラック２５の中心線に）一致させる。このような制御をトラッキング制御という。トラッキング制御により、光ディスク装置１００は、所望のトラック位置から情報を読み出し、または、トラック位置に情報を記録することができる。
【００３２】
なお、以下では、図示されるようにトラック２５に沿った円周方向に沿ってマーク２６の長さＬを規定する。マークの最短長Ｌｍｉｎは、光ディスク２０に記録可能なデータ量、各種光ディスクの規格に応じた変調方式に応じて一意に定められており、例えば２３．３ギガバイトのＢＤでは０．１６μｍであり、ＤＶＤでは０．４μｍである。
【００３３】
図２は、本実施形態による光ディスク装置１００の構成を示す。光ディスク装置１００は、光ヘッド３５と、光ディスクコントローラ（Optical Disc Controller; 以下、「ＯＤＣ」）４０と、駆動回路５０と、ディスクタイプ判別部６０とを有している。また、光ディスク装置１００は、光ディスク２０を回転させるディスクモータ（図示せず）を有しており、回転速度を制御して、情報の再生および／または記録の対象になっているトラックの線速度を一定に保つ。なお、図示される光ディスク２０は光ディスク装置１００の構成要素ではないが、説明の便宜のために記載している。
【００３４】
以下、光ディスク装置１００の各構成要素を具体的に説明する。光ヘッド３５は、光源１０１と、コリメータレンズ１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３と、１／４波長板１０４と、対物レンズ１０５と、集光レンズ１０７と、光検出器１０８と、プリアンプ１０９ａ〜１０９ｄとを有する。なお、本明細書ではプリアンプ１０９ａ〜１０９ｄを光ヘッド３５の構成要素として説明するが、光ヘッド３５の外部に設けることもできる。
【００３５】
光ヘッド３５の光源１０１は、例えば波長４０５ｎｍの青紫色レーザ（光ビーム）を生成する半導体レーザ素子であり、光ディスク２０の情報面２４に対して光ビームを出力する。コリメータレンズ１０２は、光源１０１から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。偏光ビームスプリッタ１０３は、光源１０１から出射された直線偏光を全反射し、光源１０１から出射される直線偏光と直交する方向の直線偏光を全透過する光学素子である。１／４波長板１０４は、透過する光の偏光を円偏光から直線偏光に、または、直線偏光から円偏光に変換する光学素子である。対物レンズ１０５は、光ディスク２０の情報面に光ビームを集光するレンズである。集光レンズ１０７は、偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光ビームを光検出器１０８に集光するレンズである。光検出器１０８は、４分割された検出領域Ａ〜Ｄを有し、受光した光を電流信号に変換する素子である。プリアンプ１０９ａ〜１０９ｄは、光検出器１０８の４分割検出領域Ａ〜Ｄからそれぞれ出力された電流信号を、電圧信号に変換する電気素子である。トラッキングアクチュエータ１１５は、対物レンズ１０５を光ディスク２０の径方向に移動させるアクチュエータである。
【００３６】
次に、ＯＤＣ４０を説明する。ＯＤＣ４０は、加算器１１０ａおよび１１０ｂと、フィルタ１１８ａおよび１１８ｂと、２値化回路１１１ａおよび１１１ｂと、位相比較器１１２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１３ａおよび１１３ｂと、減算器１１４と、制御回路１１７とを有する。これらはいずれも電気回路として実現されている。
【００３７】
ＯＤＣ４０の加算器１１０ａはプリアンプ１０９ａ、１０９ｃの２つの出力信号を加算して出力する。加算器１１０ｂはプリアンプ１０９ｂ、１０９ｄの２つの出力信号を加算して出力する。２値化回路１１１ａ、１１１ｂはフィルタ１１８ａ、１１８ｂの出力信号を２値化して出力する。位相比較器１１２は、２値化回路１１１ａ、１１１ｂから出力される２値化信号を比較して、エッジの位相進みおよび位相遅れに対応する時間幅のパルスを出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１３ａ、１１３ｂは、位相比較器１１２から出力されるパルス信号を平滑化する。減算器１１４は、ＬＰＦ１１３ａ、ｂからの平滑化信号の差を出力する。制御回路１１７は、減算器１１４からの出力信号に基づいてトラッキング制御信号を出力する。
【００３８】
ＯＤＣ４０のフィルタ１１８ａ、１１８ｂは、加算器１１０ａ、１１０ｂからの再生信号を受け取り、各再生信号の周波数成分のうち、光ディスク２０上のマーク２６の長さＬに応じて決定される周波数成分を低減させた処理信号を出力する。なお、フィルタ１１８ａ、１１８ｂの周波数特性は、例えば図５および図７に示すとおりである。より詳しくは後述する。
【００３９】
駆動回路５０は、制御回路１１７から出力されるトラッキング制御信号に基づいて、トラッキングアクチュエータ１１５にトラッキングアクチュエータ駆動信号を出力する。
【００４０】
ディスクタイプ判別部６０は、光ディスク装置１００に装填されている光ディスク２０のタイプを判別し、判別結果を示す判別信号を出力する。「タイプ」には、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等のディスクのタイプのみならず、書き換え型、追記型または再生専用のタイプも含む。ディスクタイプ判別部６０は、例えば、装填された光ディスク２０の球面収差の発生量に基づいて光ディスク２０のタイプを判別することができる。
【００４１】
なお、ディスクタイプ判別部６０は、ＯＤＣ４０に設けられていてもよい。また、ＯＤＣ４０の加算器１１０ａおよび１１０ｂは、光ヘッド３５に設けられていてもよい。
【００４２】
以下で詳しく説明するように、光ディスク装置１００は、位相差検出部、減算器１１４およびＬＰＦ１１３によって構成されるトラックずれ検出部を用いてトラックずれを検出する。ここでいう「位相差検出部」は、加算器１１０ａ，１１０ｂと２値化回路１１１ａ，１１１ｂと位相比較器１１２とを含む。光ディスク装置１００は、このトラックずれ検出部と、位相差検出部と、光ヘッド３５と、フィルタ１１８ａ，１１８と、トラッキング制御部とによって構成されている。トラッキング制御部には、トラッキングアクチュエータ１１５と駆動回路５０と制御回路１１７とが含まれる。
【００４３】
なお、本実施形態による光ディスク装置１００は、２値化信号のエッジを用いて位相差を検出するが、これは例であり、他の方法によって位相差を検出することもできる。
【００４４】
以下、図３〜８を参照しながら、光ディスク装置１００によるトラッキング制御処理を説明する。図３は、光ディスク装置１００のトラッキング制御処理の手順を示す。ステップＳ３０１において、光ディスク装置１００は、光源１０１から光ディスク２０に光ビーム３０を照射する。次に、ステップＳ３０２において、光検出器１０８は複数の領域Ａ〜Ｄで光ディスク２０からの反射光を受け、各領域の受光量に応じた再生信号を出力する。その後、加算器１１０ａは、プリアンプ１０９ａ，１０９ｃの出力信号を加算し、再生信号Ａ＋Ｃを出力する。また、加算器１１０ｂは、プリアンプ１０９ｂ，１０９ｄの出力信号を加算し、再生信号B＋Dを出力する。なお、ステップＳ３０２までの処理は従来の光ディスク装置５００と同じである。
【００４５】
図４は、再生信号の周波数特性の例を示す。図では横軸は周波数を表し、縦軸は振幅を表す。光ディスク２０上ではマーク２６には様々な長さが与えられているため、再生信号の周波数特性はマークの再生信号周波数に対応した周波数ｆ［０］、ｆ［１］、…、ｆ［ｍａｘ−１］、ｆ［ｍａｘ］にピークを持つ。最小周波数ｆ［０］は最大マーク長Ｌｍａｘのマークを再生したときに得られる信号周波数に対応し、最大周波数ｆ［ｍａｘ］は最小マーク長Ｌｍｉｎのマークを再生したときに得られる信号周波数に対応する。最大周波数ｆ［ｍａｘ］の信号振幅は、他の周波数の信号振幅よりも非常に小さいことが理解される。
【００４６】
例えば、２３．３ギガバイトのＢＤでは、トラック２５の線速度が５．２８ｍ／ｓのとき、マークの最短長０．１６μｍに対する最大周波数ｆ［ｍａｘ］は１６．５ＭＨｚである。本実施形態では、線速度が一定になるように光ディスク２０を回転させるとしているので、周波数ｆ［ｍａｘ］は固定値となり、予め算出可能である。なお、線速度は光ディスクの回転方式や記録再生動作の速度（２倍速、４倍速等）によって変化するため、各マーク長に対応する周波数（最大周波数ｆ［ｍａｘ］を含む）は回転速度およびマーク長に基づいて変化する。
【００４７】
次に、図３のステップＳ３０３では、再生信号Ａ＋Ｃ、Ｂ＋Ｄは、フィルタ１１８ａ、１１８ｂによって、その周波数成分のうちマークの最短長Ｌｍｉｎに対応する周波数成分が低減される。その結果、フィルタ出力信号Ａ１、Ａ２が得られる。
【００４８】
図５を参照しながら、ステップＳ３０３の処理をより具体的に説明する。図５は、フィルタ１１８ａ、１１８ｂの周波数特性を示す。横軸は周波数を表し、縦軸はゲインを表す。図示されるように、フィルタ１１８ａ、１１８ｂはいずれも周波数ｆ［ｍａｘ］の成分を減衰させる特性を有する。周波数ｆ［ｍａｘ］は、ビームスポットがマークを通過するときのトラックの線速度と、マークの最短長によって決定される周波数であり、図４で示す小振幅信号の周波数帯域ｆ［ｍａｘ］と同じである。上述のように線速度は変化するので、光ディスク装置１００またはＯＤＣ４０のコントローラは、設定値等を変更することによりフィルタの周波数特性（遮断周波数ｆ［ｍａｘ］）を動的に変化させることができる。具体的には、線速度をｖ、マーク長をLとすると、周波数ｆ＝ｖ／（２L）と表すことができる。なお、フィルタ１１８ａ、１１８ｂは、周波数ｆ［ｍａｘ−１］まではゲインは０ｄＢであり、入力信号をそのまま通過させるとしているが、両方のフィルタの周波数特性を、周波数ｆ［０］からｆ［ｍａｘ］までの周波数成分のみを通過し、周波数ｆ［０］より低い周波数および周波数ｆ［ｍａｘ］より高い周波数の信号成分を除去するバンドパス特性にしてもよい。
【００４９】
図４に示す周波数特性を有する再生信号Ａ＋Ｃ、Ｂ＋Ｄを、図５に示す周波数特性を有するフィルタ１１８ａ、１１８ｂに通過させることにより、再生信号の周波数ｆ［ｍａｘ］の振幅は低減または除去される。その結果、周波数ｆ［０］、ｆ［１］、・・・、ｆ［ｍａｘ−１］の周波数成分を有する信号Ａ１、Ａ２が得られる。なお、図６に示すように、周波数ｆ［ｍａｘ］の周波数成分とともに、図７に示すような周波数特性を有するフィルタ１１８ａ、１１８ｂを用いて他の周波数成分（図ではｆ［ｍａｘ−１］の周波数成分）を遮断してもよい。なお、周波数ｆ［ｍａｘ−１］はマークの最短長の次に短いマークに対応する周波数を意味している。周波数ｆ［ｍａｘ］およびその他の周波数の周波数成分を除去することは、各周波数成分の振幅がノイズレベルと同程度に小さい場合に有効である。
【００５０】
図８は、光ディスク装置１００において得られる各種信号の波形を示す。加算信号Ａ＋ＣおよびＢ＋Ｄの波形と、フィルタ出力信号Ａ１、Ａ２の波形とを比較すると、最短マークに起因する信号波形（周波数ｆ［ｍａｘ］の成分）は実質的に除去されている。
【００５１】
次に、図３のステップＳ３０４において、フィルタ出力信号Ａ１およびＡ２の位相差を求め、光ビームの照射位置とトラックとの位置関係を示すＴＥ信号を生成する。図８を参照してより具体的に説明する。まず、２値化回路１１１ａ、１１１ｂは、フィルタ出力信号Ａ１、Ａ２のグラフに示される「スライスレベル」によってフィルタ出力信号Ａ１、Ａ２を２値化信号Ｂ１、Ｂ２に変換する。すなわち、２値化回路１１１ａ、１１１ｂはそれぞれ、フィルタ出力信号Ａ１、Ａ２がスライスレベル以上のときはハイレベル電圧、スライスレベルより小さいときはローレベル電圧の信号Ｂ１、Ｂ２を生成する。
【００５２】
続いて、位相比較器１１２は、２値化信号Ｂ１およびＢ２のエッジの位相を比較し、位相進み量に対応する時間幅のパルス信号を位相進み信号Ｃ１として出力し、位相遅れ量に対応する時間幅のパルス信号を位相遅れ信号Ｃ２として出力する。これらはそれぞれ、フィルタ出力信号Ａ１およびＡ２の位相差を求めることに対応する。図８には、パルスの振幅をＶｐｃとした位相進み信号Ｃ１および位相遅れ信号Ｃ２を示す。その後、ＬＰＦ１１３ａ、１１３ｂはそれぞれ、位相進み信号Ｃ１および位相遅れ信号Ｃ２を平滑化してパルス幅に対応したレベルを有する電圧信号に変換する。減算器１１４がこれらの電圧信号を減算すると、ビームスポットのトラックずれに応じた位相差ＴＥ信号ΔＴＥが出力される。最短マークから得られる信号がノイズレベル程度であっても、その信号成分は除去されるので、得られた位相差ＴＥ信号の品質は従来の光ディスク装置５００において得られる位相差ＴＥ信号の品質よりも高くなる。
【００５３】
次に、図３のステップＳ３０５では、制御回路１１７は位相差ＴＥ信号に対して位相補償と低域補償を行うためのフィルタ演算を実行し、内蔵ＤＡ変換器（図示せず）を介して制御信号を出力する。ステップＳ３０６では、駆動回路５０は、制御信号を電流増幅してトラッキングアクチュエータ１１５に電流を流す。これにより、ステップＳ３０７において、対物レンズ１０５が径方向に移動することによって光の照射位置が光ディスク２０の径方向に移動し、ビームスポットの中心をトラックの中心に一致させることができる。
【００５４】
以上の処理により、光ディスク装置１００は高品質の位相差ＴＥ信号を求め、その信号に基づいてトラッキング制御を行うことができる。
【００５５】
さらに、上述の処理によれば、２値化回路１１１ａ，１１１ｂにおける２値化時にスライスレベルが微小変化した場合でも、位相差ＴＥ信号への影響を小さくすることができる。
【００５６】
図９は、スライスレベルに微小ずれΔｖがない場合とある場合とにおける、各種出力信号の波形を示す。図９の（ａ）部分は、ビームスポットがトラックに対して一定のずれがあるとき（オフトラックしているとき）の、加算器１１０ａ，１１０ｂの出力信号Ａ＋Ｃ、Ｂ＋Ｄの波形を示す。一方、図９の（ｂ）部分は、フィルタ１１８ａ，１１８ｂの出力信号Ａ１，Ａ２の波形を示す。この波形から明らかなように、フィルタ１１８ａ，１１８ｂにより、最短マークに起因する周波数成分が減衰されていることが理解される。２値化回路１１１ａ，１１１ｂでのスライスレベルにずれがないときは、各スライスレベルはＳ１になり、ずれがあるとき（ずれ量：Δｖ）は、各スライスレベルはＳ１およびＳ２になる。
【００５７】
一方、図９の（ｃ）部分は、スライスレベルにずれがないときの出力信号Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２の波形を示し、（ｄ）部分は、スライスレベルがΔｖだけずれた場合の出力信号Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２の波形を示す。（ｃ）部分のＣ１、Ｃ２と、（ｄ）部分のＣ１、Ｃ２とをそれぞれ比較すると、位相進み信号Ｃ１に関して、スライスレベルの微小ずれΔｖに起因して波形に差異が存在するが、その差異は非常に小さい。また、位相遅れ信号Ｃ２に関しては、差異は存在しない。これは、従来の光ディスク装置５００（図１０）に関連する図１２の（ｂ）部分の波形ｂ１、ｂ２と、（ｃ）部分の波形ｂ１、ｂ２との差異よりも十分小さい。
【００５８】
以上から、信号Ａ＋Ｃ、Ｂ＋Ｄの信号振幅が大きい部分のみを利用して位相差を検出することにより、スライスレベルの微小ずれΔｖに起因する検出誤差は非常に小さくできるといえる。よって、光ディスク装置１００では、スライスレベルの変動に起因するＴＥ信号の検出誤差を低く抑えることができる。
【００５９】
上述の光ディスク装置１００の各動作は、1以上のコンピュータプログラムに基づいて行われている。コンピュータプログラムの一部は、通常、光ディスク装置に内蔵されているメモリ（図示せず）またはマイコン用メモリ（図示せず）に格納されている。このようなコンピュータプログラムは、光ディスク装置全体の動作を制御する中央処理ユニット（図示せず）によって実行される。
【００６０】
ＯＤＣ４０は１つ以上の半導体チップ回路によって構成することができる。そのように構成するときは、ＯＤＣ４０に含まれる各構成要素は、半導体チップ回路の個々の機能として捉えることができる。また、半導体チップ回路の記憶領域には上述のコンピュータプログラムが記録されており、ＯＤＣ４０内のマイクロコンピュータ（図示せず）がコンピュータプログラムに基づく処理を実行する。ＯＤＣ４０は、上述したトラッキング制御を行った後、情報面に記録された情報を読み出してエラー訂正、復号化等の処理を行う再生機能も有する。
【００６１】
上述のコンピュータプログラムは、光ディスクに代表される光記録媒体、ＳＤメモリカード、ＥＥＰＲＯＭに代表される半導体記録媒体、フレキシブルディスクに代表される磁気記録媒体等の記録媒体に記録することができる。なお、光ディスク装置１００は、記録媒体を介してのみならずインターネット等の電気通信回線を介してもコンピュータプログラムを取得できる。
【００６２】
本実施形態では、光ディスク２０はＢＤであるとして説明したが、ＤＶＤに対しても同様の処理を行うことにより、上述の効果を得ることができる。近年のＤＶＤドライブは高速回転化が進み、それに併せて高精度化なトラッキング制御が必要とされているので、本発明による処理は有用である。なお、光ディスク装置１００にＢＤおよびＤＶＤの両タイプのメディアを装填できる場合には、図２に示すディスクタイプ判別部６０において装填された光ディスクのタイプを判別して、タイプに応じてフィルタ１１８ａおよび１１８ｂの周波数特性を切り替えてもよい。例えば、周波数ｆ［ｍａｘ］を減衰させるＢＤ用の周波数特性と、全ての周波数を低減させずに出力するＤＶＤ用の周波数特性を予め設けておき、ディスクタイプ判別部６０が出力した判別信号に基づいてＢＤ用の周波数特性とＤＶＤ用の周波数特性とを切り替えてもよい。ＤＶＤ用の周波数特性を用いる場合には、フィルタを通過した信号をイコライザ（図示せず）によって増幅してもよい。
【００６３】
本実施形態では、アナログ回路を利用して、プリアンプ１０９の出力信号を処理する例を説明したが、ディジタル回路を用いても同様の効果が得られる。ディジタル回路を用いる場合には、例えばプリアンプ１０９ａ〜ｄの出力信号をＡＤ変換器によってディジタル信号に変換した上で、その後の処理を順次行えばよい。
【００６４】
また、本実施形態では、光ディスク装置１００は最短マークに対応する再生信号の周波数ｆ［ｍａｘ］の成分を低減するとしたが、この周波数を他の条件によって決定してもよい。例えば、光ディスクの種類や回転速度に応じてｆ［ｍａｘ］を決定してもよいし、反射光の周波数特性を検出し、その結果に基づいてｆ［ｍａｘ］に相当する周波数を決定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、高品質のトラッキングエラー信号を生成して高精度なトラッキング制御を実現できるので、高密度化光ディスクを用いた情報の記録および／または再生に際しても、信頼性を非常に高くできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）は光ディスク２０の構造を示し、（ｂ）は光ディスク２０に設けられたトラック２５を示す図である。
【図２】本発明による光ディスク装置１００の構成を示すブロック図である。
【図３】光ディスク装置１００のトラッキング制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】再生信号の周波数特性の例を示す図である。
【図５】フィルタ１１８ａ、１１８ｂの周波数特性の例を示す図である。
【図６】再生信号の周波数特性の例を示す図である。
【図７】フィルタ１１８ａ、１１８ｂの周波数特性の例を示す図である。
【図８】光ディスク装置１００において得られる各種信号の波形図である。
【図９】スライスレベルに微小ずれΔｖがない場合とある場合とにおける、各種出力信号の波形図である。
【図１０】従来の光ディスク装置５００の構成を示すブロック図である。
【図１１】加算信号Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ、２値化信号ａ１，ａ２、位相進み信号ｂ１および位相遅れ信号ｂ２の波形図である。
【図１２】スライスレベルに微小ずれΔｖがない場合とある場合とにおける、各種出力信号の波形図である。
【符号の説明】
【００６７】
２０  光ディスク
３０  光ビーム
３５  光ヘッド
４０  光ディスクコントローラ（ＯＤＣ）
５０  駆動回路
６０  ディスクタイプ判別部
１００  光ディスク装置
１０１  光源
１０５  対物レンズ
１０８  光検出器
１１０ａ，１１０ｂ  加算器
１１１ａ，１１１ｂ  ２値化回路
１１２  位相比較器
１１３ａ，１１３ｂ  ローパスフィルタ
１１４  減算器
１１５  トラッキングアクチュエータ
１１７  制御回路
１１８ａ，１１８ｂ  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004164828.tif 000011
【図１０】
2004164828.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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