(57)【要約】【課題】ウォブル信号を検出する際、ゲインバランスが不十分だとＲＦ信号が残留し、ウォブル信号ＳＮが低下する。【解決手段】光ディスク上に形成された溝ウォブルをディスク半径方向に二分割された受光素子の各出力信号の相互の差演算によって検出するウォブル検出装置であって、前記二出力のそれぞれの信号の振幅をそれぞれに供給されるゲイン設定信号に応じて変える第１および第２の可変ゲイン増幅器と、各可変増幅器の出力信号の交流成分を全波整流する第１および第２の全波整流器と、それぞれの全波整流器出力の相互の差に基づいて前記第１および第２の可変ゲイン増幅器に対してゲイン設定信号をそれぞれ相補的に供給するフィードバック手段を具備する。【選択図】  図１
2004310920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク上に形成された溝ウォブルをディスク半径方向に二分割された受光素子の各出力信号の相互の差演算によって検出するウォブル検出装置であって、
前記二出力のそれぞれの信号の振幅をそれぞれに供給されるゲイン設定信号に応じて変える第１および第２の可変ゲイン増幅器と、
各可変増幅器の出力信号の交流成分を全波整流する第１および第２の全波整流器と、
それぞれの全波整流器出力の相互の差に基づいて前記第１および第２の可変ゲイン増幅器に対してゲイン設定信号をそれぞれ相補的に供給するフィードバック手段を具備したことを特徴とするウォブル検出装置。
【請求項２】
第１および第２の全波整流器のそれぞれの出力信号の振幅を相互に比較する差動比較器と、前記差動比較器の出力を積分する積分器と、前記積分器の出力に応じて相補的に変化する１対の信号群を生成する差動出力アンプを具備し、前記差動出力アンプのそれぞれの出力信号に基づいて第１および第２の可変ゲイン増幅器のゲインを調整することを特徴とする請求項１記載のウォブル検出装置。
【請求項３】
光ディスク上に形成された溝ウォブルをディスク半径方向に二分割された受光素子の各出力信号の相互の差演算によって検出するウォブル検出装置であって、
前記二出力のそれぞれの信号の振幅をそれぞれに供給されるゲイン設定信号に応じて変える第１および第２の可変ゲイン増幅器と、
各可変増幅器の出力信号の交流成分を全波整流する第１および第２の全波整流器と、
それぞれの全波整流器出力の相互の差に基づいて前記第１および第２の可変ゲイン増幅器に対してゲイン設定信号をそれぞれ相補的に供給するフィードバック手段を具備したことを特徴とし、
さらに、前記相互の差演算によって検出されたウォブル信号の交流成分を全波整流する第３の全波整流器と、
第３の全波整流器出力の、所定の固定値に対する大小に応じて前記第１および第２の可変ゲイン増幅器に同相のゲイン設定信号成分を供給することを特徴とするウォブル検出装置。
【請求項４】
第１および第２の全波整流器のそれぞれの出力信号の振幅を相互に比較する差動比較器と、前記差動比較器の出力を積分する積分器と、前記積分器の出力に応じて相補的に変化する１対の信号群を生成する差動出力アンプを具備し、前記差動出力アンプのそれぞれの出力信号に基づいて第１および第２の可変ゲイン増幅器のゲインを調整することを特徴とする請求項３記載のウォブル検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロック生成のため若しくはアドレス副情報付加のために光ディスク上に形成された溝ウォブルから、高精度にそのウォブル信号成分を検出するためのウォブル検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、溝ウォブルはディスク半径方向に二分割された受光素子の各出力信号の相互の差演算によって検出される。従来より、この検出精度あるいはＳＮをいかに改善するかが課題となっている。すなわち、この溝ウォブルはそのトラック溝に対して情報の記録を実行するための同期クロックを抽出する、つまり、この溝ウォブルから検出された周期信号からＰＬＬなどを用いて同期逓倍してクロックを生成するために形成されている。すなわち、このクロックと同期させてデジタルデータが書き込まれるのであるから、このクロックにノイズジッタが重畳されていると、このデータを再生したときにもそのままそのノイズジッタが再現されることになり、再生エラーを増大させることになる。また、この溝ウォブルにはアドレス情報といった副情報がさらに重畳されていることがあり、ウォブル検出の精度あるいはＳＮが不十分だと、こうした副情報の再生エラーを引き起こすこととなる。
【０００３】
溝ウォブルの精度、ＳＮを低下させる主要因としては、当該トラック溝上に記録された情報マーク列若しくは記録中のレーザー変調パルス成分などといったいわゆるＲＦ成分の存在があげられる。もともとウォブルはトラッキングに与える影響を少なくするため、非常に小振幅に形成されている。一方、記録情報マークはＳＮ確保のため変調率５０％程度あるいはそれ以上の振幅で記録されている。変調パルスに至っては、変調のピーク・ボトム比が１０以上である場合が普通であり、いずれにせよ、微弱なウォブル信号を遙かに上回る振幅のＲＦ信号成分が、二分割された受光素子の各出力信号に重畳される。もっとも、各出力信号におけるウォブル信号成分は互いに逆相である一方このＲＦ成分は同相であることから、両者のゲインバランスを厳密に合わせれば、上記ＲＦ成分の混入を最小化することは可能である。
【０００４】
従来においては、例えば、一方の受光素子より検出されるＲＦ信号を他方の受光素子より検出されるＲＦ信号と比較、ゲイン調整することによりウォブル検出に外乱となるＲＦ信号を相殺除去するようなウォブル検出装置が用いられてきた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、ＲＦ信号のピーク値においてのみウォブル信号をサンプリングすることにより、残留ＲＦの高周波成分がウォブル検出信号として検出されないようにすることにより、ＳＮを改善する方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２６０１５１号公報
【特許文献２】
特開平０９−３２６１２２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は以下に示すような課題を有していた。
【０００８】
（特許文献１記載の技術における課題）
確かに、それぞれの受光素子に重畳されるＲＦ成分の振幅が等しくなるように相互のゲインを調整すれば、そのＲＦ成分は完全に除去できる。ゲイン調整が自動で行えれば、ディスクチルトなどによって生じるＲＦアンバランス変動にも追従することができる。しかし、この動作はＲＦ信号が存在することが予め分かっている場合にのみ保証される。すなわち、このＲＦ成分が無い（記録されていない）若しくは極めて小さい、又は部分的に欠損しているトラックからウォブルを検出する場合、ＲＦチャネルにはノイズしか存在せず、このノイズどおしの比較を行うことになり、正しくゲイン補正ができないばかりか自動補正のためのフィードバックループが暴走してしまう虞がある。そこで、従来はＲＦ成分の有無を検出し、無い場合には自動ゲインバランス補正ループをホールドするなどの対策を行っていた。すなわち、ＲＦ和信号（受光素子出力をすべて加算した信号）のエンベロープ信号が所定のしきい値を越えた場合にＲＦ成分はあると判定し、自動ゲインバランス補正ループを動作させるようにしていた。ただし、ＲＦ和信号を判定基準にした場合、ディスク種別（例えば、相変化材料用いた書き換え型と色素材料を用いた追記型）による反射率の違いを考慮せねばならず、上記しきい値を決定するための手段がさらに必要、という課題があった。
【０００９】
（特許文献２記載の技術における課題）
ＲＦ成分が重畳されたウォブル検出信号のピークをサンプルホールドすることによりＳＮは確かに改善される。さらに、この方式の場合、ＲＦ成分が無くなったとしても適当な周期でサンプルホールドパルスを発生してやれば、ウォブル信号そのものがサンプルホールドされるだけであるから、特にこれによって検出が不安定になることはない。ただ、ウォブルの周波数が高い場合、つまりＲＦ周波数に近いような場合には問題がある。すなわち、サンプルホールドするということはデータを間引くことに他ならないから、ウォブル信号そのものの検出を不正確なものにしてしまうおそれがある。
【００１０】
上記課題に鑑み、本発明は記録未記録状態の如何にかかわらず、安定にＲＦ信号を自動除去できるウォブル検出装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスク上に形成された溝ウォブルをディスク半径方向に二分割された受光素子の各出力信号の相互の差演算によって検出するウォブル検出装置であって、前記二出力のそれぞれの信号の振幅をそれぞれに供給されるゲイン設定信号に応じて変える第１および第２の可変ゲイン増幅器と、各可変増幅器の出力信号の交流成分を全波整流する第１および第２の全波整流器と、それぞれの全波整流器出力の相互の差に基づいて前記第１および第２の可変ゲイン増幅器に対してゲイン設定信号をそれぞれ相補的に供給するフィードバック手段を具備したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明の実施の形態１のウォブル検出装置のブロック図である。図１において１は光ディスクであり、この情報記録面上には溝ウォブルが形成されている。２は光ヘッドであり、ディスク半径方向に二分割された受光素子２ａ、２ｂが設けられている。溝ウォブルはこれら受光素子２ａ、２ｂの各出力信号の相互の差演算によってウォブル検出信号ＷＢＬとして検出される。差演算は差動アンプ４により実行される。ウォブル検出信号はトラッキングエラー信号と異なり、直流（ＤＣ）分を必要としないため、コンデンサ２１、２２を用いてＤＣ分を予めカットしている。３１、３２は可変ゲイン増幅器（以下ＶＧＡ）であり、差動出力アンプ３０、バイアス設定手段１０１、１０２とともに、前記二出力のそれぞれの信号（Ｗ１、Ｗ２）の振幅を相補的に変える機能を有する。４１、４２は各ＶＧＡの出力信号（ＷＧ１、ＷＧ２）の交流成分のみ通過させるハイパスフィルター（以下ＨＰＦ）を、５１、５２は各ＨＰＦの出力を全波整流する全波整流器（以下ＦＷＲ）を、６１、６２は各ＦＷＲの出力（ＷＦ１、ＷＦ２）をスムージングするためのローパスフィルター（以下ＬＰＦ）を表す。さらに差動比較器７、積分器８は、それぞれのＦＷＲ出力の相互の差に基づいて前記ＶＧＡ３１、３２のゲインを調整するフィードバック手段として機能する。
【００１３】
以下、図２、図３、図４を用いて、図１で示した回路の動作を説明する。まず、図２は、ＲＦ信号が記録されたトラックから信号を再生する場合におけるタイミングチャートであって、ループスイッチ９がオフ状態のとき、すなわち上記フィードバックループが動作していない状態の各信号の様子を表したタイミングチャートを表す。各受光素子２ａ、２ｂから出力される信号（Ｗ１、Ｗ２）がそれぞれアンバランスで、しかも、ＶＧＡ３１、３２のゲイン設定が同じであるとすると、それぞれの信号はアンバランス状態のまま、ＶＧＡ出力信号ＷＧ１、ＷＧ２として得られる。信号ＷＧ１、ＷＧ２は互いに逆相のウォブル周期成分（図中波線）に互いに同相のＲＦ信号成分（図中鋸歯状波で表記）が重畳された信号として検出される。これを差動アンプ４を用いて互いに差演算すれば、ウォブル検出信号ＷＢＬが得られるが、信号ＷＧ１、ＷＧ２が互いにアンバランスである場合、図に示されるように、ウォブル成分（波線）に上記差動演算で同相除去できなかったＲＦ残留分が重畳されたような波形が得られる。
【００１４】
一方、ＶＧＡ出力信号ＷＧ１、ＷＧ２はそれぞれＨＰＦ４１、４２、ＦＷＲ５１、５２、ＬＰＦ６１、６２に順次供給され、それぞれの交流成分（＝ＲＦ成分）の全波整流信号のＤＣ成分（ＷＬ１、ＷＬ２）が生成される。両信号間のアンバランス量は差動比較器７の出力ＷＦＥ（＝ｋ×（ＷＬ１−ＷＬ２））として検出される。すなわち、両信号の振幅が等しく、ウォブル検出信号中のＲＦ残留成分が０である場合、それぞれの全波整流信号振幅値も等しくなり、結果、ＷＦＥ＝０となるが、両者にアンバランスが発生すると、ＲＦ残留成分の大小に応じてＷＦＥは増減する。ここでｋは差動比較手段７のゲインを表す。
【００１５】
図３はループスイッチ９がオンのとき、すなわちフィードバックループが動作したときの各信号波形の様子を示す。まず、アンバランス検出信号ＷＦＥは積分器８にチャージされ、その積分出力（α）は差動出力アンプ３０、バイアス設定手段１０１、１０２を介して、ＶＧＡ３１にはゲイン設定信号（１−α）として、ＶＧＡ３２にはゲイン設定信号（１＋α）として、それぞれ供給される。その結果、ＶＧＡ３１はゲインを下げ、ＶＧＡ３２は相補的にゲインを上げ、それぞれの出力（同相ＲＦ成分含む）ＷＧ１、ＷＧ２の振幅差は縮まり、最終的には、ＷＦＥ＝０すなわち、ＲＦ残留成分が完全相殺されるゲイン比になるように収束する。
【００１６】
本発明の特徴は、ＲＦ残留を含まない場合でも、図１と全く同じ構成で、アンバランス補正できることにある。この様子を図４に示す。先述の通り、受光素子出力信号ＷＧ１、ＷＧ２に含まれるＲＦ成分は互いに同相であるのに対し、ウォブル信号は互いに逆相である。しかし、本発明によれば、全波整流器（ＦＷＲ５１、５２）により、同相、逆相にかかわらず、それぞれの絶対値振幅に応じた信号を生成することができ、さらに記録時、再生時を問わず、両信号の振幅の相対比較（差動比較器７）を行う構成になっているため、それぞれの絶対振幅の大小に関係なく、アンバランス検出信号ＷＦＥを生成することができる。この信号ＷＦＥはＲＦ信号成分が重畳されているときと同様、ＶＧＡ３１、３２にフィードバックされ、両ウォブル振幅が等しくなるように制御される。
【００１７】
ここで、ＲＦ信号が重畳されている場合と無い場合とで、収束点が若干異なることがある。すなわち、先述したように、各受光出力信号Ｗ１、Ｗ２に重畳されているＲＦ信号成分はウォブル信号成分に比べて格段に大きいので、ＦＷＲ５１、５２は実質的に両者のＲＦ信号成分の交流（ＡＣ）振幅を検出し、この差が０になるようにフィードバックループが動作する。一方、ＲＦ信号が重畳されていない未記録トラックを再生した場合、ＦＷＲ５１、５２が検出するのはウォブル信号成分のＡＣ振幅である。一般的には、多少トラックずれしてＲＦ信号が記録されるされることがあるので、こういった場合ＲＦ信号残留が最小となるゲインバランス量（α）は未記録のときのウォブル振幅が等しくなるときのゲインバランス量と若干異なった点に収束する。しかし、その量は通常（トラック飛びが頻発しない程度）のオフトラック記録状態では高々１／４トラックピッチ程度であり、この程度の誤差は実用上あまり問題にならない。
【００１８】
なお、本実施の形態でＦＷＲ５１、５２の出力にそれぞれＬＰＦ６１、６２が設けられているが、そのカットオフ周波数はウォブルの基本周波数かそれ以上であってもよい。すなわち、図４には（便宜上）ウォブル信号全波整流波形が完全にＤＣになるまでスムージングされている様子が示されているが、ここまでスムージングせずとも本発明の効果を得ることができる。つまり、それぞれのウォブル信号成分は既にＦＷＲで全波整流されているため差動比較器７に供給される信号は（極端な話、ＬＰＦ５１、５２が存在せずとも）その振幅のみ異にする同一波形となる。このとき差動比較器７の出力も変動するが、その変動は積分器８でスムージングされ、しかもフィードバック制定時には、両者は同一同相波形となって、その差は０となるから、結局、同一状態に収束することになる。ここでＬＰＦを入れているのは、むしろ、平均化によりＲＦ信号ＡＣ振幅を下げ、回路のダイナミックレンジに余裕を持たせるといった実用上の理由が大きい。
【００１９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。図５は本発明の実施の形態２のブロック図である。光ディスク１、光ヘッド２、受光素子２ａ、２ｂ、ＶＧＡ３１、３２、差動アンプ４、ＨＰＦ４１、４２、ＦＷＲ５１、５２、ＬＰＦ６１、６２、差動比較器７、ループスイッチ９、積分器８、差動出力アンプ３０は図１のものと同等な動作をする。本実施の形態において、さらに、ＨＰＦ４３、ＦＷＲ５３、ＬＰＦ６３は差動生成されたウォブル検出信号ＷＢＬのＡＣ成分を全波整流し、その平均値を生成する。差動比較器７３はこの平均値と固定値ＶＡＭＰとを比較し、その大小に応じて積分器８３をアップチャージ若しくはダウンチャージする。ループスイッチ９３がオンの状態のとき、この積分器出力（β）はバイアス設定手段１１１、１１２を介してそれぞれゲイン設定信号（β−α）、（β＋α）としてＶＧＡ３１、３２に供給される。αはそもそもアンバランスが補正されるべく決定する量であり、信号ＷＧ１、ＷＧ２の振幅アンバランス量に応じて相補的（逆相）に変化する性質を持つ。一方、βは、ＶＧＡ３１、３２に対して同相で変化する設定量であり、ウォブル信号ＷＢＬの振幅が所定値に保たれるべく決定される。
【００２０】
本実施の形態の構成によれば、ＶＧＡ３１、３２をそのまま用いて、アンバランス補正制御と同時にウォブル信号ＷＢＬの絶対振幅そのものを自動補正することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、分割受光素子の２の出力に対応するＶＧＡの出力信号のＡＣ成分を全波整流し、それぞれの全波整流器出力の相互の差に基づいてこのＶＧＡのゲインを調整するフィードバック手段を設けたことにより、光ディスクへの記録未記録状態の如何にかかわらず、安定にＲＦ信号が自動除去されたウォブル信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態２のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の動作を示すタイミングチャート
【図３】本発明の実施の形態１の動作を示すタイミングチャート
【図４】本発明の実施の形態１の動作を示すタイミングチャート
【図５】本発明の実施の形態２のブロック図
【符号の説明】
１  光ディスク
２  光ヘッド
２ａ，２ｂ  受光素子
３１，３２  可変ゲインアンプ（ＶＧＡ）
４  差動アンプ
４１，４２，４３  ハイパスフィルター（ＨＰＦ）
５１，５２，５３  全波整流器（ＦＷＲ）
６１，６２，６３  ローパスフィルター（ＬＰＦ）
７  差動比較器
８  積分器
９  ループスイッチ
３０  差動出力アンプ
１０１，１０２，１１１，１１２  バイアス設定手段
【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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