(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラル状に情報を記録するトラックが形成され、所定周波数の概略正弦波状のキャリア信号に、このキャリア信号とは異なる信号を、所定のパターンに従って局所的に挿入することによってアドレス情報を含むディジタル情報を表すように変調されたウォブル信号に応じて、前記トラックが蛇行するように形成された光ディスクを用いて、
前記トラック上に光ビームを照射し、反射光から前記トラックの蛇行に対応する成分と隣接トラックの蛇行に起因するクロストーク成分とを含む原ウォブル信号を生成し、
前記原ウォブル信号から前記クロストーク成分の推定値を差し引いて得られた信号に基づいてアドレス情報及びタイミングを検出して、前記トラック上に情報パターンを記録する、または前記トラック上の情報パターンを再生する場合に用いられるウォブル信号の信号処理方法であって、
前記トラックが前記キャリア信号に従って蛇行している領域で生成される前記原ウォブル信号の振幅及び位相と、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域で生成される、前記原ウォブル信号の振幅及び位相をもとに、隣接トラックから混入するクロストーク成分の振幅及び位相を推定する第１ステップと、
前記原ウォブル信号から前記クロストーク成分の推定値を差し引く補正を行う第２ステップと、
前記トラックが前記キャリア信号に従って蛇行している領域で生成される、補正後の原ウォブル信号の振幅及び位相と、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域で生成される、補正後の該原ウォブル信号の振幅及び位相をもとに、隣接トラックから混入するクロストーク成分の振幅及び位相を推定する第３ステップと、
前記原ウォブル信号から前記第３ステップで推定された前記クロストーク成分の推定値を差し引く補正を行う第４ステップと、
前記第４ステップでクロストーク成分の推定値を前記原ウォブル信号から差し引くことで得られた信号から、前記アドレス情報及びタイミングを検出する第５ステップと、を備えることを特徴とするウォブル信号の信号処理方法。
【請求項２】
前記第３ステップと前記第４ステップとを繰り返すことで、前記クロストーク成分の推定値を前記原ウォブル信号に混入したクロストーク成分に漸近させ、前記クロストーク成分の推定値を収束させることを特徴とする請求項１に記載のウォブル信号の信号処理方法。
【請求項３】
前記第１ステップは、初期値として仮のクロストーク成分を生成するステップを備え、
前記第３ステップは、
キャリア信号の推定位相を基準として、前記原ウォブル信号から仮のクロストーク成分を差し引いて得られる前記補正後の原ウォブル信号を用いて、前記キャリア信号に従って蛇行している領域における位相と振幅とを検出するステップと、
前記キャリア信号の推定位相を基準として、前記補正後の原ウォブル信号から、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出するステップと、
前記キャリア信号に従って蛇行している領域における位相と振幅及び、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相と振幅とをもとに、前記補正後の原ウォブル信号に残留するクロストーク成分を推定するステップと、
前記推定された残留するクロストーク成分を元に、これを相殺するように前記仮のクロストーク成分を更新するステップとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のウォブル信号の信号処理方法。
【請求項４】
前記補正後の原ウォブル信号から、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出するステップは、前記キャリア信号の推定位相を基準にしてサンプリングした値を元に、固有の位相及び振幅を推定することを特徴とする請求項３に記載のウォブル信号の信号処理方法。
【請求項５】
前記補正後の原ウォブル信号から、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出するステップは、前記補正後の原ウォブル信号から、前記キャリア信号の推定位相と同相の概略正弦波及び概略９０度の位相差をもつ概略正弦波によって同期検波することで同相成分及び直交成分を推定するステップと、推定した前記同相成分と直交成分とをもとに、固有の位相及び振幅を推定するステップとによって構成されることを特徴とする請求項３に記載のウォブル信号の信号処理方法。
【請求項６】
前記キャリア信号に挿入する前記キャリア信号とは異なる信号には、振幅が前記キャリア信号と概ね等しく、位相がほぼ反転した概略正弦波状の信号を少なくとも１周期分含む請求項１から５のいずれか１項に記載のウォブル信号の信号処理方法。
【請求項７】
前記補正後の原ウォブル信号から、前記キャリア信号とは異なる信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出するステップは、前記キャリア信号の推定位相をもとに、前記推定位相と概ね逆相を示す成分の最大値を平均化することによって検出することを特徴とする請求項３に記載のウォブル信号の信号処理方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のウォブル信号の信号処理方法を用いた、光ディスクの記録方法であって、前記第５ステップの前記信号をもとにして推定したキャリア信号の周波数または位相を参照して、前記光ディスクの回転速度を制御し、前記トラック上に情報パターンを記録することを特徴とする光ディスクの記録方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載のウォブル信号の信号処理方法を用いた、光ディスクの再生方法であって、前記第５ステップの前記信号をもとにして推定したキャリア信号の周波数または位相を参照して、前記光ディスクの回転速度を制御し、前記トラック上の情報パターンを再生することを特徴とする光ディスクの再生方法。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか１項に記載のウォブル信号の信号処理方法を用いた、光ディスクの記録方法であって、前記第５ステップの前記信号をもとに、これに同期した記録クロックを生成するステップを備え、検出したアドレス情報に基づいて、前記トラック上に照射した光ビームの位置を制御し、前記記録クロックに同期して、前記光ディスクの所定の位置に情報パターンを記録することを特徴とする光ディスクの記録方法。
【請求項１１】
光ディスクに形成された一グルーブに沿う方向に二分割したフォトディテクタから得られる電流出力の差に基づいて前記グルーブの蛇行に応じて変化する原ウォブル信号を生成する第１ステップと、
このクロストークを含む原ウォブル信号と、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分とに基づいてクロストーク成分を低減させた補正信号を出力する第２ステップと、
前記補正信号からこの補正信号に同期するウォブルクロックを抽出する第３ステップと、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記補正信号から前記ウォブルクロックの位相に一致するキャリア成分を抽出する第４ステップと、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記補正信号から変調成分を抽出する第５ステップと、
前記キャリア成分と前記変調成分に基づいて、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分を生成する第６ステップと、
前記第６ステップで生成した推定クロストーク成分を用いて前記第２ステップを実行し、出力された補正信号からウォブル信号を復調してアドレス信号を生成する第７ステップと、
を備えて成ることを特徴とするウォブル信号の信号処理方法。
【請求項１２】
前記第６ステップで生成した推定クロストーク成分を用いて前記第２ステップを実行し、前記第２ステップから前記第６ステップまでのステップを繰り返すことで、前記推定クロストーク成分を前記原ウォブル信号に混入したクロストーク成分に漸近させ、前記推定クロストーク成分を収束させることを特徴とする請求項１１に記載のウォブル信号の信号処理方法。
【請求項１３】
スパイラル状に情報を記録するトラックが形成され、所定周波数の概略正弦波状のキャリア信号に、このキャリア信号とは異なる信号を、所定のパターンに従って局所的に挿入することによってアドレス情報を含むディジタル情報を表すように変調されたウォブル信号に応じて、前記トラックが蛇行するように形成された光ディスクを用いて、前記トラック上に情報パターンを記録する、または前記トラック上の情報パターンを再生する光ディスク装置で、
前記トラック上に光ビームを照射し、反射光から前記トラックの蛇行に対応する成分と隣接トラックの蛇行に起因するクロストーク成分とを含む原ウォブル信号を生成する原ウォブル信号再生手段と、
前記原ウォブル信号からクロストーク成分の推定値を差し引いて、補正された原ウォブル信号を得るクロストーク補正手段と、
前記補正された原ウォブル信号をもとにクロストーク成分の推定値を生成して、前記クロストーク補正手段に出力するクロストーク推定手段と、
前記クロストーク補正手段から出力される、前記クロストーク推定手段で生成された前記クロストーク成分の推定値を前記原ウォブル信号から差し引くことで得られた信号をもとに、前記アドレス情報を含むディジタル情報を検出するウォブル信号復調手段とを備え、
前記ウォブル信号復調手段によって検出したアドレス情報及びタイミングを元に前記トラック上に情報パターンを記録する、または前記トラック上の情報パターンを再生することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１４】
前記クロストーク推定手段は、仮のクロストーク推定値を保持する手段と、キャリア信号の推定位相を基準として、前記補正された原ウォブル信号から、前記キャリア信号に従って蛇行している領域における位相と振幅とを検出するキャリア成分抽出手段と、前記キャリア信号の推定位相を基準として、前記補正された原ウォブル信号から、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出する変調成分抽出手段とを備え、
前記キャリア信号に従って蛇行している領域において抽出した前記キャリア成分の位相と振幅及び、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の前記変調成分の位相と振幅とをもとに、前記補正された原ウォブル信号に残留するクロストーク成分を推定し、前記残留するクロストーク成分を元に、これを相殺するように前記仮のクロストーク推定値を更新することを特徴とする請求項１３に記載の光ディスク装置。
【請求項１５】
前記補正された原ウォブル信号から、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出する変調成分抽出手段は、前記原ウォブル信号を、前記キャリア信号の推定位相を基準にしてサンプリングした値を元に、固有の位相及び振幅を推定することを特徴とする請求項１４に記載の光ディスク装置。
【請求項１６】
前記補正された原ウォブル信号から、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出する変調成分抽出手段は、前記補正された原ウォブル信号から、前記キャリア信号の推定位相と同相の概略正弦波及び９０度の位相差をもつ概略正弦波によって同期検波することで同相成分及び直交成分を推定する手段と、推定した前記同相成分と直交成分とをもとに、固有の位相及び振幅を推定する手段とによって構成されることを特徴とする請求項１４に記載の光ディスク装置。
【請求項１７】
前記キャリア信号に挿入する前記キャリア信号とは異なる信号には、振幅が前記キャリア信号と概ね等しく、位相がほぼ反転した概略正弦波状の信号を少なくとも１周期分含むことを特徴とする請求項１３に記載の光ディスク装置。
【請求項１８】
前記補正された原ウォブル信号から、前記キャリア信号とは異なる信号に基づいて蛇行している領域に固有の位相及び振幅を検出する変調成分抽出手段は、前記キャリア信号の推定位相をもとに、前記推定位相と概ね逆相を示す成分の最大値を平均化することによって検出することを特徴とする請求項１４に記載の光ディスク装置。
【請求項１９】
前記光ディスクを回転させるディスク駆動手段を備え、前記ディスク駆動手段では、前記クロストーク補正手段から出力される前記信号から抽出したウォブルクロックを参照して回転数の制御を行うことを特徴とする請求項１３に記載の光ディスク装置。
【請求項２０】
前記クロストーク補正手段から出力される前記信号をもとに、これに同期した記録クロックを生成する手段を備え、
前記ウォブル信号復調手段によって検出されたアドレス情報を参照して、前記記録クロックに同期して、前記光ディスクの所定の位置に情報パターンを記録することを特徴とする請求項１３に記載の光ディスク装置。
【請求項２１】
光ディスクに形成された一グルーブに沿う方向に二分割したフォトディテクタから得られる電流出力の差に基づいて前記グルーブの蛇行に応じて変化する原ウォブル信号を出力する再生増幅器と、
前記再生増幅器から出力される、クロストークを含む前記原ウォブル信号と、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分とに基づいてクロストーク成分を低減させた補正信号を出力するクロストーク補正回路と、
前記クロストーク補正回路からの補正信号からこの補正信号に同期するウォブルクロックを抽出するウォブルクロック抽出回路と、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記クロストーク補正回路の補正信号から前記ウォブルクロックの位相に一致するキャリア成分を抽出するキャリア成分抽出回路と、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記クロストーク補正回路の出力から変調成分を抽出する変調成分抽出回路と、
前記キャリア成分抽出回路と変調成分抽出回路からの出力に基づいて、前記クロストーク補正回路に推定クロストーク成分を出力するクロストーク推定回路と、
前記クロストーク補正回路が出力する前記補正信号からウォブル信号を復調してアドレス信号を出力するウォブル信号復調回路と、
を備えて成ることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２２】
スパイラル状に情報を記録するトラックが形成され、所定周波数の概略正弦波状のキャリア信号に、このキャリア信号とは異なる信号を、所定のパターンに従って局所的に挿入することによってアドレス情報を含むディジタル情報を表すように変調されたウォブル信号に応じて、前記トラックが蛇行するように形成された光ディスクを用いて、
前記トラック上に光ビームを照射し、反射光から前記トラックの蛇行に対応する成分と隣接トラックの蛇行に起因するクロストーク成分とを含む原ウォブル信号を生成し、
前記原ウォブル信号から前記クロストーク成分の推定値を差し引いて得られた信号に基づいてアドレス情報及びタイミングを検出して、前記トラック上に情報パターンを記録する、または前記トラック上の情報パターンを再生する場合に用いられるウォブル信号の信号処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記トラックが前記キャリア信号に従って蛇行している領域で生成される前記原ウォブル信号の振幅及び位相と、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域で生成される、前記原ウォブル信号の振幅及び位相をもとに、隣接トラックから混入するクロストーク成分の振幅及び位相を推定する第１ステップと、
前記原ウォブル信号から前記クロストーク成分の推定値を差し引く補正を行う第２ステップと、
前記トラックが前記キャリア信号に従って蛇行している領域で生成される、補正後の原ウォブル信号の振幅及び位相と、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域で生成される、補正後の該原ウォブル信号の振幅及び位相をもとに、隣接トラックから混入するクロストーク成分の振幅及び位相を推定する第３ステップと、
前記原ウォブル信号から前記第３ステップで推定された前記クロストーク成分の推定値を差し引く補正を行う第４ステップと、
前記第４ステップでクロストーク成分の推定値を前記原ウォブル信号から差し引くことで得られた信号から、前記アドレス情報及びタイミングを検出する第５ステップと、を備えた信号処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２３】
コンピュータに、
光ディスクに形成された一グルーブに沿う方向に二分割したフォトディテクタから得られる電流出力の差に基づいて前記グルーブの蛇行に応じて変化する原ウォブル信号を生成する第１ステップと、
このクロストークを含む原ウォブル信号と、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分とに基づいてクロストーク成分を低減させた補正信号を出力する第２ステップと、
前記補正信号からこの補正信号に同期するウォブルクロックを抽出する第３ステップと、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記補正信号から前記ウォブルクロックの位相に一致するキャリア成分を抽出する第４ステップと、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記補正信号から変調成分を抽出する第５ステップと、
前記キャリア成分と前記変調成分に基づいて、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分を生成する第６ステップと、
前記第６ステップで生成した推定クロストーク成分を用いて前記第２ステップを実行し、出力された補正信号からウォブル信号を復調してアドレス信号を生成する第７ステップと、
を含む処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル状に情報を記録するトラックが形成された光ディスクにおいて、前記トラック上の所定の位置に情報パターンを記録する、または前記トラック上の所定の位置に記録された情報パターンを再生する場合に用いられるウォブル信号の信号処理方法、光ディスクの記録及び再生方法及び光ディスク装置、プログラム、及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大容量の光ディスクとして記録型DVD(Digital Versatile Disc)が広く普及している。記録型DVDでは、情報パターンを記録するためのトラックとして、ディスクの記録面にスパイラル状のグルーブが刻まれている。DVD-Rディスクの場合、このグルーブは正弦波からなるキャリア信号にしたがって、わずかに蛇行するように形成されている。DVD用の記録再生装置では、光ヘッドから出射した光ビームが記録トラックにあたるグルーブ上に集光するように位置制御される。また、光ディスクの回転数は、光ビームが記録トラック上を走査する線速度が一定となるように制御される。この回転制御を容易に行うために、トラックの蛇行から再生したキャリア信号が使われる。グルーブは一定の空間周波数で蛇行しているため、再生したキャリア信号の周波数が一定となるように回転数を制御することで、線速度を一定に保つことができる。線速度が一定に保たれている場合、一定の周波数に保たれた記録クロックに同期して記録された情報パターンは、一定の線密度をもつパターンとしてグルーブ上に形成される。【０００３】
DVD-Rディスクでは、アドレス情報を含むディジタル情報が、グルーブの蛇行と別に、グルーブ間にエンボスパターンとして設けられているプリピットによって表されている。ディスク上の特定のアドレスにデータを記録する場合、プリピットの情報をデコードして記録開始位置の制御が行われる。【０００４】
ディスク上の位置を示すアドレス情報は、DVD-Rのようにプリピットを用いて表す方法の他に、DVD+Rのようにグルーブの蛇行位相を変調させることによって表す方法がある。DVD+Rでは、ウォブル信号として正弦波からなるキャリア信号に、局所的に位相がキャリア信号と180°異なる正弦波を挿入してアドレスを含むディジタル情報を表す信号を使い、これに従ってグルーブを蛇行させている。アドレス情報は、再生したウォブル信号を復調することによって得ることができる。【０００５】
以下では、図１３に示した光ディスク装置のブロック図をもとに、従来の記録再生方法と光ディスク装置内の各ブロックの機能について説明する。【０００６】
光ヘッド２から出射された光ビームは光ディスク１上に集光され、その反射光がグルーブに沿った方向に二分割した図示しないフォトディテクタによって受光される。グルーブの蛇行に応じて変化する信号は、各ディテクタから得られる電流出力の差を再生増幅器３によって演算することで得られる。ただし、光ディスク１上に集光した光ビームは目標のグルーブのみでなく、その一部は隣接するグルーブ上にもかかる。【０００７】
図１４には、光ディスク上のグルーブと、その上に集光した光ビームとを概念的に示した。光ヘッド２から出射した光ビーム２０１は光ディスク１の上に集光し、その大半の成分が点線で図示した円の内部に集中して分布するが、一部の成分は円の外部にも分布する。このため、反射光の一部には、円の周辺にあたった光も含まれる。再生増幅器３から得られた原ウォブル信号は、隣接するグルーブの蛇行に相当するクロストーク成分やノイズも混入した信号となっている。しかし、従来はこのクロストークやノイズをともに外乱として扱い、再生増幅器の出力をもとに、ウォブルクロック抽出回路６によって、原ウォブル信号に同期したウォブルクロックを得ていた。ウォブルクロック抽出回路６としては、PLL(Phase Locked Loop)同期回路のように、ノイズによる位相変動を吸収して高い周波数安定性を持つ回路が使われる。【０００８】
アドレス情報は、原ウォブル信号とウォブルクロックからウォブル信号復調回路５を使って抽出する。ウォブル信号復調回路５は、例えばウォブル周波数近傍に通過帯域を持ち、原ウォブル信号から帯域外のノイズ成分を取り除く帯域通過フィルタ５０１と、ウォブルクロックに同期して帯域通過フィルタの出力をサンプリングするサンプリング回路５０２、サンプリング回路５０２の出力を二値化して同期化する同期化回路５０３、同期化回路５０３の出力をデコードしてアドレス情報を抽出するアドレスデコーダ５０４によって構成される。【０００９】
ウォブルクロック抽出回路６によって得られたウォブルクロックの周波数が一定となるように、スピンドル制御回路１２を用いてスピンドルモータ１３の回転数を制御することで、光ビームの走査速度は概ね一定の線速度に保たれる。ディスクシステム制御回路１０では、ウォブル信号復調回路５から得られたアドレス情報をもとに、一定の周波数に保たれた記録クロックに同期して記録パターンを生成し、記録制御回路１１を通じて光ビーム強度を変調することによって、一定の線密度で光ディスク１上に情報パターンを形成できる。【００１０】
また、ディスクシステム制御回路１０ではウォブル信号復調回路５から得られたアドレス情報をもとに、再生制御回路１６を通じて光ヘッド２から出力されるフォトディテクタの電流出力によって、光ディスク１からの反射光量の総和を検出し、光ディスク１上の情報パターンを読み取る。【００１１】
記録クロック生成回路として固定周波数の発振器を使う代わりに、逓倍回路によってウォブルクロックに同期したクロックを生成して使う場合もある。固定周波数の発振器は周波数の安定性には優れるが、光ディスクの偏心などに伴う線速度の変動に追従しない。このため、情報パターンの形成位置の精度を偏心に伴う位相変動量以下に抑えることが難しい。これに対して、ウォブルクロックを逓倍して記録クロックを生成する場合は、ウォブル周波数から検出される線速度に追従して情報パターンを記録できるため、高い位置決め精度が得られる。【００１２】
DVD-RやDVD+Rのように、一定の空間周波数でグルーブが蛇行している場合、互いに隣り合うグルーブでは蛇行の位相が揃わず、徐々にずれていくことになる。このため、クロストークが混入した原ウォブル信号には処理対象のトラックにあたるグルーブの蛇行周波数と、これに隣接するグルーブの蛇行周波数との差に相当する周波数の振幅変動や位相変動が現れることになる。従来例のように、ウォブルクロックを原ウォブル信号からPLLを用いて直接抽出しようとした場合、クロストークによる影響で再生したウォブルクロックにも位相ずれが現れる。【００１３】
DVD+Rのようにグルーブの蛇行位相を復調してアドレスを含む情報を取り出す必要がある場合には、位相判定の基準となるべきウォブルクロックの位相がずれてしまうことによって、復調誤りが発生しやすくなるという問題がある。【００１４】
特許文献１には、クロストーク成分などによってウォブル信号に変形があった場合にも、安定してアドレス再生を行うための復調装置が例示されている。【００１５】
【特許文献１】特開２００４-１３４００９号公報（段落番号〔００３４〕、〔００３５〕、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、上記特許文献１に開示されている装置でも、ウォブルクロック抽出回路ではクロストークを含んだ原ウォブル信号をキャリア信号の抽出に用いており、キャリア信号自身にクロストークに伴う位相ずれが現れてしまうことになる。例示された装置ではキャリア信号に現れる位相ずれは補償できないため、抽出したキャリア信号によって位置決め精度を確保することは難しい。また、ここでは位相ずれによって乗算器で構成した同期検波回路の出力に発生した歪を、一定区間毎の積算値の並びをもとにパターン判定することにより、事後的に補正する方法を取っているが、これでは、クロストークが大きい場合の判定誤りを避けることは難しく、安定にアドレス情報を得ることはできない。【００１７】
すなわち、クロストークが混入した原ウォブル信号には処理対象のトラックにあたるグルーブの蛇行周波数と、これに隣接するグルーブの蛇行周波数との差に相当する周波数の振幅変動や位相変動が現れることになる。ウォブルクロックを原ウォブル信号からPLLを用いて直接抽出しようとした場合、クロストークによる影響で再生したウォブルクロックにも位相ずれが現れる。また、グルーブの蛇行位相を復調してアドレスを含む情報を取り出す必要がある場合には、位相判定の基準となるべきウォブルクロックの位相がずれてしまうことによって、復調誤りが発生しやすくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前述の課題を解決するため、本発明によるウォブル信号の信号処理方法、光ディスクの記録及び再生方法、光ディスク装置、プログラム、及び記録媒体は、次のような特徴的な構成を採用している。【００１９】
すなわち、本発明のウォブル信号の信号処理方法は、スパイラル状に情報を記録するトラックが形成され、所定周波数の概略正弦波状のキャリア信号に、このキャリア信号とは異なる信号を、所定のパターンに従って局所的に挿入することによってアドレス情報を含むディジタル情報を表すように変調されたウォブル信号に応じて、前記トラックが蛇行するように形成された光ディスクを用いて、
前記トラック上に光ビームを照射し、反射光から前記トラックの蛇行に対応する成分と隣接トラックの蛇行に起因するクロストーク成分とを含む原ウォブル信号を生成し、
前記原ウォブル信号から前記クロストーク成分の推定値を差し引いて得られた信号に基づいてアドレス情報及びタイミングを検出して、前記トラック上に情報パターンを記録する、または前記トラック上の情報パターンを再生する場合に用いられるウォブル信号の信号処理方法であって、
前記トラックが前記キャリア信号に従って蛇行している領域で生成される前記原ウォブル信号の振幅及び位相と、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域で生成される、前記原ウォブル信号の振幅及び位相をもとに、隣接トラックから混入するクロストーク成分の振幅及び位相を推定する第１ステップと、
前記原ウォブル信号から前記クロストーク成分の推定値を差し引く補正を行う第２ステップと、
前記トラックが前記キャリア信号に従って蛇行している領域で生成される、補正後の原ウォブル信号の振幅及び位相と、前記挿入された信号に基づいて蛇行している領域で生成される、補正後の該原ウォブル信号の振幅及び位相をもとに、隣接トラックから混入するクロストーク成分の振幅及び位相を推定する第３ステップと、
前記原ウォブル信号から前記第３ステップで推定された前記クロストーク成分の推定値を差し引く補正を行う第４ステップと、
前記第４ステップでクロストーク成分の推定値を前記原ウォブル信号から差し引くことで得られた信号から、前記アドレス情報及びタイミングを検出する第５ステップと、を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明のウォブル信号の信号処理方法は、光ディスクに形成された一グルーブに沿う方向に二分割したフォトディテクタから得られる電流出力の差に基づいて前記グルーブの蛇行に応じて変化する原ウォブル信号を生成する第１ステップと、
このクロストークを含む原ウォブル信号と、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分とに基づいてクロストーク成分を低減させた補正信号を出力する第２ステップと、
前記補正信号からこの補正信号に同期するウォブルクロックを抽出する第３ステップと、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記補正信号から前記ウォブルクロックの位相に一致するキャリア成分を抽出する第４ステップと、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記補正信号から変調成分を抽出する第５ステップと、
前記キャリア成分と前記変調成分に基づいて、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分を生成する第６ステップと、
前記第６ステップで生成した推定クロストーク成分を用いて前記第２ステップを実行し、出力された補正信号からウォブル信号を復調してアドレス信号を生成する第７ステップと、
を備えて成ることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の光ディスク装置は、スパイラル状に情報を記録するトラックが形成され、所定周波数の概略正弦波状のキャリア信号に、このキャリア信号とは異なる信号を、所定のパターンに従って局所的に挿入することによってアドレス情報を含むディジタル情報を表すように変調されたウォブル信号に応じて、前記トラックが蛇行するように形成された光ディスクを用いて、前記トラック上に情報パターンを記録する、または前記トラック上の情報パターンを再生する光ディスク装置で、
前記トラック上に光ビームを照射し、反射光から前記トラックの蛇行に対応する成分と隣接トラックの蛇行に起因するクロストーク成分とを含む原ウォブル信号を生成する原ウォブル信号再生手段と、
前記原ウォブル信号からクロストーク成分の推定値を差し引いて、補正された原ウォブル信号を得るクロストーク補正手段と、
前記補正された原ウォブル信号をもとにクロストーク成分の推定値を生成して、前記クロストーク補正手段に出力するクロストーク推定手段と、
前記クロストーク補正手段から出力される、前記クロストーク推定手段で生成された前記クロストーク成分の推定値を前記原ウォブル信号から差し引くことで得られた信号をもとに、前記アドレス情報を含むディジタル情報を検出するウォブル信号復調手段とを備え、
前記ウォブル信号復調手段によって検出したアドレス情報及びタイミングを元に前記トラック上に情報パターンを記録する、または前記トラック上の情報パターンを再生することを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明の光ディスク装置は、光ディスクに形成された一グルーブに沿う方向に二分割したフォトディテクタから得られる電流出力の差に基づいて前記グルーブの蛇行に応じて変化する原ウォブル信号を出力する再生増幅器と、
前記再生増幅器のクロストークを含む出力と、推定した隣接トラックからの推定クロストーク成分とに基づいてクロストーク成分を低減させた補正信号を出力するクロストーク補正回路と、
前記クロストーク補正回路からの補正信号からこの補正信号に同期するウォブルクロックを抽出するウォブルクロック抽出回路と、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記クロストーク補正回路の補正信号から前記ウォブルクロックの位相に一致するキャリア成分を抽出するキャリア成分抽出回路と、
前記ウォブルクロックの位相に基づいて、前記クロストーク補正回路の出力から変調成分を抽出する変調成分抽出回路と、
前記キャリア成分抽出回路と変調成分抽出回路からの出力に基づいて、前記クロストーク補正回路に推定クロストーク成分を出力するクロストーク推定回路と、
前記クロストーク補正回路からウォブル信号を復調してアドレス信号を出力するウォブル信号復調回路と、
を備えて成ることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明のプログラム及び情報記録媒体は、本発明のウォブル信号の信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及びそのプログラムを格納した情報記録媒体である。また、本発明の記録方法、再生方法は本発明のウォブル信号の信号処理方法を用いたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ウォブル信号に対してクロストークやノイズが混入した原ウォブル信号からでも、安定にアドレスが再生でき、高い位置決め精度を有する光ディスクの記録または再生方法、光ディスク装置及び記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る記録装置としての光ディスク装置のブロック図である。
【図２】本発明における記録装置の動作波形を示す図で、再生増幅器から得られるクロストークを含んだ原ウォブル信号につい説明する図である。
【図３】変調成分抽出回路の構成例を示す図である。
【図４】図３に示す変調成分抽出回路の動作波形を示す図である。
【図５】蛇行極性反転部分がキャリア信号１周期分であるようなMSK変調を使って記録されている場合に、Ｑを２以上の値に設定したときの変調成分抽出回路の動作波形    例を示す図である。
【図６】変調成分抽出回路の第２の構成例を示す図である。
【図７】図６に示す変調成分抽出回路の動作波形を示す図である。
【図８】隣接トラックに変調部分があり、蛇行極性が反転している場合の動作波形を示す図である。
【図９】本発明による第２の実施形態に係わる記録装置としての光ディスク装置のブロック図である。
【図１０】図９に示す記録装置の動作波形を示す図である。
【図１１】本発明による第３の実施形態に係わる記録装置としての光ディスク装置のブロック図である。
【図１２】本発明による第４の実施形態に係わる再生装置としての光ディスク装置のブロック図である。
【図１３】従来の光ディスク装置のブロック図である。
【図１４】光ディスク上のグルーブと、その上に集光した光ビームとを概念的に示した図である。
【図１５】コンピュータの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  光ディスク
２  光ヘッド
３  再生増幅器
４  クロストーク補正回路
５  ウォブル信号復調回路
６  ウォブルクロック抽出回路
７  キャリア成分抽出回路
８,８１,８２  変調成分抽出回路
９  クロストーク推定回路
８０１  帯域通過フィルタ
８０２  サンプリング回路
８０３  変調部仮判定回路
８０４、８０８  変調成分推定回路
８０５  推定キャリア発生回路
８０６、８０７  同期検波回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら以下に詳述する。【００２８】
本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点を明確にすべく、以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態につき詳細に説明する。【００２９】
図１には本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置のブロック図を示す。本実施形態の図１３に示した光ディスク装置との違いは、クロストーク補正回路４、キャリア成分抽出回路７、変調成分抽出回路８、クロストーク推定回路９を有し、再生制御回路１６が削除され記録装置を構成していることである。勿論、再生制御回路１６を設けて、記録再生装置を構成してもよい。クロストーク補正回路４、キャリア成分抽出回路７、変調成分抽出回路８、クロストーク推定回路９及びウォブル信号復調回路５はウォブル信号処理系を構成する。
再生増幅器３では、従来例に示したのと同様に、光ヘッド２内に設けられているグルーブに沿った方向に二分割した図示しないフォトディテクタから得られる電流出力の差を演算して、グルーブの蛇行に応じて変化する信号を得る。得られた原ウォブル信号には、隣接するグルーブの蛇行に起因するクロストークが含まれるため、目標のグルーブの蛇行に対応した信号に対して、位相ずれや振幅の変動が加わることになる。【００３０】
再生増幅器３から得られるクロストークを含んだ原ウォブル信号について、図２を用いて説明する。光ビームは、図１４で示したようにグルーブG2上に集光しているものとする。フォトディテクタによって受光される成分が、グルーブG2の蛇行に対応した成分だけである場合には、再生増幅器３から得られる信号は点線のように概ねグルーブの変位に比例した正弦波状の波形となる。グルーブの蛇行位相が180°変調されている場合には、蛇行極性反転範囲として示したように、その部分で正弦波が逆相となって得られる。しかし、光ビームの一部は隣接するグルーブG1やグルーブG3にもあたるため、グルーブG1の蛇行に対応した成分やグルーブG3の蛇行に対応した成分も、フォトディテクタによって受光されることになる。【００３１】
再生増幅器３から得られる信号は、実線によって示されているように、グルーブG2の蛇行成分にグルーブG1及びG3の蛇行成分が加算された信号となる。図示した例では、グルーブG2の蛇行成分のみをもつ点線の波形に対して、その位相や振幅にずれをもった波形となっている。位相や振幅のずれ量は、クロストークとして加算される隣接トラックの位相と、目的のトラックとの位相差によっても異なる。例えば、隣接するトラックの位相が目的のトラックと同相の場合には、再生増幅器３から得られる信号の振幅は増加し、逆相の場合には減少することになる。なお、グルーブG1やグルーブG3の更に外側にあたるグルーブG0やグルーブG4からのクロストークについては、その影響が小さいことから説明を省略する。【００３２】
図１のクロストーク補正回路４は、クロストークを含む再生増幅器３の出力から、クロストーク推定回路９によって推定した隣接トラックからのクロストーク成分を差し引くことによって、点線で示したグルーブG2の蛇行に対応する成分を抽出するように作用する。以下に、クロストーク成分を推定するための各回路の作用を詳しく示す。【００３３】
クロストーク推定回路９から出力される推定クロストークは、振幅０の信号を初期値として動作を始める。クロストーク補正回路４では、再生増幅器３から得られるクロストークを含む信号から、推定クロストークを差し引いて補正した信号を出力する。初期状態では、クロストーク補正回路４の出力は再生増幅器３の出力と同じものとなる。ウォブルクロック抽出回路６は、クロストーク補正回路４の出力を用いて、この位相に同期するタイミングを生成して出力する。蛇行極性反転部分の長さが非反転部分に比べて十分短い場合には、ウォブルクロック抽出回路６として帯域通過フィルタと位相同期回路を使用し、帯域フィルタ通過後の信号に対してPLLによって位相同期をかけるだけでも、所望の位相同期出力を得ることができる。【００３４】
推定クロストークが適正な値に収束するまでの間は、クロストーク補正回路４の出力にはクロストークに起因する振幅や位相のずれが残っている。このため、ウォブルクロック抽出回路６から得られるウォブルクロックも、目的のグルーブG2の蛇行成分に対応したキャリア位相に対して位相ずれした信号として得られる。【００３５】
キャリア成分抽出回路７では、ウォブルクロックの位相を元に、クロストーク補正回路４の出力からウォブルクロックの位相に一致する成分を抽出する。蛇行極性反転部分の比率が小さい場合には、ウォブルクロックの位相が90度や270度にあたる各点でクロストーク補正回路４から出力される信号をサンプリングして、振幅の平均値を求めることでも概ね正しいキャリア成分を求めることができる。【００３６】
なお、キャリア成分抽出回路７の入力段に、クロストーク補正回路４の出力に対してウォブル周波数近傍に通過帯域を持つ帯域通過フィルタを設けたり、特異な値をとるサンプル値を除いて平均化する機能を持たせたりすることで、ノイズの影響や極性反転部によって生じる誤差の影響を低減し、更に高い精度でキャリア成分を推定することもできる。キャリア成分抽出回路７では、クロストーク補正回路４の出力に含まれるウォブルクロックと同相の成分がどれだけであるかという情報のみが出力されればよいため、出力信号は正弦波の振幅を示す値のみでよい。図２では、説明の便宜のためキャリア成分としてウォブルクロックと位相が同期している正弦波状の信号を示した。推定クロストークが０の初期状態で推定されるキャリア成分は、クロストークの影響によって位相と振幅がずれた信号となる。【００３７】
変調成分抽出回路８は、ウォブルクロックの位相を元に、クロストーク補正回路４の出力から蛇行極性が反転している部分の振幅や位相を抽出するように働く。変調成分抽出回路８の構成例については後述するが、ウォブルクロックの位相に対して逆相に近い位相をもつ部分を検出して、それらの位相及び振幅の平均値を算出することによって抽出できる。ここで出力される信号は、ウォブルクロックに対して逆相にあたる正弦波成分の振幅と、ウォブルクロックに直交する正弦波成分の振幅にあたる。図２では説明の便宜のため、逆相の成分と直交する成分の和によって得られる正弦波状の波形として抽出した変調成分を示した。【００３８】
グルーブG2に光ビームを集光したときに再生増幅器３の出力に混入するクロストーク成分の位相や振幅は、隣接するグルーブG1やグルーブG3の蛇行位相や光ビームの広がり具合に依存する。光ビームの集光位置がグルーブG2の中心からずれた場合にも、グルーブG1からとグルーブG3からのクロストークのバランスは変化する。しかし時間軸で見ると、グルーブG2の蛇行位相とグルーブG1やグルーブG3の蛇行位相は数百から数千のウォブル周期にわたって、概ね一定の差が保たれる。隣接トラック間の蛇行位相差変化は非常に緩やかで、通常ディスク１周から数周あたりで360°程度の変化量となる。また、グルーブG1とグルーブG3からのクロストークのバランスは、集光したビームの形状やグルーブの形状、光ビームの位置を制御する図示しない回路の電気的なオフセットなどによって決まるため、このバランスに急激な変化は通常現れない。【００３９】
このため、数百から数千のウォブル周期にわたってグルーブG1とグルーブG3からのクロストーク成分はいずれも、グルーブG2の蛇行位相に対して概ね一定の位相差を持つ正弦波状の波形となり、そのバランスも概ね一定となるから、その和の成分もグルーブG2の蛇行位相にあたるキャリア信号と一定の位相差をもつ正弦波状の波形として考えることができる。【００４０】
図１のクロストーク推定回路９では、再生増幅器３の出力に混入するクロストーク成分が、グルーブG2のキャリア信号に対して概ね一定の位相差をもつ正弦波状の波形で近似されることを利用して、クロストーク成分を推定する。【００４１】
クロストーク推定回路９には、キャリア成分抽出回路７によって抽出したキャリア成分の推定値と、変調成分抽出回路８によって抽出した変調成分の推定値とが与えられる。キャリア成分の推定値を表す正弦波と変調成分の推定値を表す正弦波を加算することによって、グルーブG2がキャリア信号と同相で蛇行している成分と、極性が反転して蛇行している成分とは互いに逆相の信号として打ち消しあう。残る成分は、キャリア信号と同相、逆相で蛇行しているそれぞれの領域に対して、概ね一定の位相で混入しているクロストークの残留成分となる。【００４２】
クロストーク推定回路９では推定クロストークとして出力する正弦波の位相や振幅を、クロストークの残留成分によって逐次更新しながら出力する。クロストーク推定回路９は推定クロストークとして出力する正弦波の位相や振幅を保持する保持回路（不図示）を備えており、この正弦波の位相や振幅がクロストークの残留成分によって逐次更新され保持される。更新は、たとえば推定クロストークとして出力している正弦波に対して、得られたクロストークの残留成分の定数α倍を加算することで行える。クロストーク推定回路９から出力される推定クロストークは、クロストーク補正回路４にフィードバックされて、クロストーク補正回路４の出力中に含まれるクロストークの残留成分を徐々に減らすように作用する。定数αは、キャリア成分抽出回路７や変調成分抽出回路８の応答を考慮して、クロストーク補正回路４、キャリア成分抽出回路７、変調成分抽出回路８、クロストーク推定回路９から構成される閉ループの安定性が確保できる程度の小さい値、例えば1/1000程度に設定する。【００４３】
このように更新を続けることによって、クロストーク推定回路９から出力される推定クロストーク波形は、再生増幅器３の出力波形に含まれるクロストーク成分の総和に近づくように収束する。収束後は、補正回路から出力される波形にはグルーブG1やグルーブG3の蛇行に相当する成分は含まれず、G2の蛇行成分に相当する信号が得られるようになる。ウォブルクロックは、クロストーク補正回路４の出力に同期するように制御されるため、クロストークに伴う位相ずれの影響が打ち消され、グルーブG2のキャリア成分に同期した信号となる。また、キャリア成分抽出回路７の出力信号はグルーブG2の蛇行成分のうち、キャリア信号と同相の範囲の位相と振幅を、変調成分抽出回路８の出力はキャリアと逆相で変調されている範囲の振幅と位相を示すようになる。【００４４】
収束後にはクロストーク補正回路４の出力からクロストーク成分が除かれている。ウォブルクロック抽出回路６でも、位相ずれを含まないウォブルクロックが抽出できる。このため、ウォブル信号復調回路５はクロストーク成分の影響を受けることなく、安定に正確なアドレスのデコードを行うことができる。【００４５】
ディスクシステム制御回路１０では、このようにして抽出したアドレスを用いて記録位置を特定し、記録制御回路１１及び光ヘッド２を通じて、光ディスク１上に記録マークを形成する。これによって、常に高い位置精度で記録マークを形成することができる。【００４６】
クロストークによるウォブルクロックの位相ずれ量は、互いに隣接するグルーブの蛇行位相差に応じて変動する。蛇行周波数にも依存するが、蛇行位相差の変化は前述したように通常ディスク１周から数周あたりで360°程度となる。このため、クロストークを補正しない場合、スピンドル制御回路１２でウォブルクロックの周波数が一定となるようにスピンドルモータ１３の回転数を制御すると、クロストークによる位相ずれの影響が残り、位置精度が確保できない。これに対して、クロストーク成分の影響を含まないウォブルクロックを抽出できる本実施形態の構成を利用すれば、スピンドル制御を行ったときにクロストークによる位相ずれの影響が排除できるため、より高い位置精度も確保しやすくなる。【００４７】
次に、変調成分抽出回路８の構成例を、図３とその動作波形を表す図４を参照して説明する。【００４８】
変調成分抽出回路８１には、クロストーク補正回路４によって出力された波形とともに、ウォブルクロック抽出回路６によって抽出した、クロストーク補正回路４の出力信号に同期したウォブルクロックが与えられる。図４には、クロストーク補正回路４からの出力信号にクロストーク成分が残留している場合の波形を示した。クロストーク補正回路４の出力信号は、まず、ウォブル周波数の近傍に通過帯域を持つ帯域通過フィルタ８０１を通した上で、サンプリング回路８０２によって、ウォブルクロックの位相が0°、90°、180°、270°となるタイミングでサンプリングされる。【００４９】
図４の○印がサンプリングした点を示す。帯域通過フィルタ通過後の信号はウォブル周波数近傍の成分のみを含むから、ウォブルクロックの位相が0°にあたる点と90°にあたる点でサンプリングした値とは、それぞれ互いに直交する成分の振幅を代表的に示していると考えられる。蛇行極性がキャリア信号と同相で蛇行している範囲では、ウォブルクロックの位相が0°の点でサンプリングした値は0に近い値をとり、90°の点でサンプリングした値は、キャリア成分の振幅に相当する正の一定値をとる。【００５０】
変調部仮判定回路８０３では、ウォブルクロックの位相が0°、90°の各点でサンプリングした一対の値を元に、上記のキャリア信号と同相で蛇行している場合のサンプル値から外れる値が得られる範囲を変調部仮判定範囲として抽出する。更に変調成分推定回路８０４では、推定誤差を防ぐため、仮判定された範囲のサンプル値の中で、最もキャリア信号の位相及び振幅と離れた値を示す一対のサンプル値を抽出するとともに、過去の変調部仮判定範囲内で得られた同様の値を低域通過フィルタなどを使って平均化することによって、変調成分のなかのキャリアと同相、直交する成分をそれぞれ推定することができる。【００５１】
図３の変調成分抽出回路８１に設けた帯域通過フィルタ８０１の通過帯域は、これを狭くするほどディスク上の傷や欠陥などによってフィルタ出力に生じる波形の乱れを低減できるため、変調部仮判定範囲を誤認識する頻度を低減できる。このため、例えば変調規則によって蛇行極性反転が必ずキャリア信号４周期分以上連続することがわかっているフォーマットに対しては、中心周波数と通過帯域幅の比によって与えられる帯域通過フィルタ８０１のＱ (Quality factor)を４程度に設定するのが望ましい。これによって、極性反転した信号が４周期以上連続して入力されたときに、概ね蛇行極性判定部分の位相や振幅に一致する信号が帯域通過フィルタから得られることになる。帯域通過フィルタ８０１の出力をサンプリングした値の中で、最もキャリア信号の位相及び振幅と離れた値を示す一対のサンプル値を抽出することによって、蛇行極性反転部分の位相を高い精度で抽出できる。【００５２】
蛇行極性反転部分がキャリア信号１周期分で形成されていたり、例えば、上記特許文献１に示されているように、蛇行極性反転部分が1.5倍の周波数で蛇行している領域に挟まれたMSK変調マークとなっているような場合には、蛇行極性反転部分の入力信号が与えられている時間内で、フィルタの出力が概ね極性反転した入力信号の振幅や位相を反映するために、帯域通過フィルタ８０１のＱを１前後に設定すればよい。これによって、図４に示したのと同様にして蛇行極性反転部分の位相や振幅を抽出することができる。【００５３】
ただし、Ｑを小さくした場合には、ディスク上の傷などによる誤認識も増加しやすくなる。帯域通過フィルタのＱを２以上の値に設定した場合にも、この特性をクロストーク推定回路側で考慮して処理することによって、クロストーク成分を正しく推定することができる。【００５４】
図５には、蛇行極性反転部分がキャリア信号１周期分であるようなMSK変調を使って記録されている場合に、Ｑを２以上の値に設定したときの変調成分抽出回路８１の動作波形例を示す。帯域通過フィルタ８０１のＱを大きくすると、蛇行極性反転部分の入力信号が与えられている時間内では、フィルタの出力が反転部分の位相や振幅に一致しない。MSK変調マークに対しては、例えばフィルタの出力振幅低下となって現れる。【００５５】
サンプリング回路８０２では、この出力波形をウォブルクロックの位相90°毎にサンプリングする。変調部仮判定回路８０３は、キャリア信号の位相0°及び90°に対応するサンプル値をもとに、振幅が一定値を下回るか否かを判定基準として変調部の仮判定を行う。変調成分抽出回路８０４では、仮判定された範囲のサンプル値の中から、最もキャリア信号の位相や振幅から離れた値を示す１対のサンプル値を抽出するとともに、過去に現れた変調部仮判定範囲内で得られた同様の値を平均化することによって、変調成分を推定する。【００５６】
ここで、変調成分として推定した値は、帯域通過フィルタ８０１のＱを大きくしたことによって、補正回路出力中の蛇行極性反転部分にあたる振幅や位相を直接表すものではなく、その前後の波形の振幅や位相による影響も一定の比率で含んだ振幅や位相となっている。ここでは、変調成分として抽出された振幅や位相が、蛇行極性反転部分の位相や振幅を表す成分を1/3とキャリア信号と同相で蛇行している部分の成分を2/3含んでいるものとして処理例を示す。この比率は帯域通過フィルタの特性によって決まるが、比率が変わった場合にも、同様手順で処理できる。キャリア信号と同相の成分と逆相の成分とを１：１で加えたときに、クロストーク量に比例する成分が抽出できるから、クロストーク推定回路９では、入力されたキャリア成分Ｃと変調成分Ｍを単純に加算するのではなく、キャリア成分の推定値を1/3倍し、変調成分の推定値からこれを差し引く。これによって同相成分と逆相成分の比は１：１となって互いに打ち消しあい、クロストーク残留成分として補正回路出力中に混入しているクロストーク成分に比例した位相及び振幅の情報を取り出すことができる。【００５７】
クロストーク推定回路９では、この残留成分を元に推定クロストークとして出力する正弦波の位相や振幅を更新することで、クロストークの残留成分が徐々に減少するようにフィードバックをかけることができる。【００５８】
次は、変調成分抽出回路８の第２の構成例を、図６とその動作波形を表す図７を参照して説明する。【００５９】
まず、変調成分抽出回路８２に入力されたウォブルクロックから、内部の推定キャリア発生回路８０５によって、推定キャリア信号φ0としてウォブルクロックと同相の正弦波と、移相キャリア信号φ90として推定キャリア信号より90°位相が進んだ正弦波とを発生させる。各々の正弦波は、それぞれ同相成分用、直交成分用の同期検波回路８０６及び８０７に入力され、変調成分抽出回路に入力されたクロストーク補正回路出力を同期検波するためのリファレンスとして使用される。【００６０】
同相成分用に設けられた同期検波回路８０６では、補正回路出力と推定キャリア信号φ0から、両者の信号を乗算して同相成分乗積波形を生成する。更に、低域通過フィルタでキャリア周波数の２倍の成分を除くことで、同相成分検波出力を得る。同相成分検波出力は、蛇行極性反転部分以外では概ねキャリア信号と同相の正弦波の振幅と同じ値を示す。また、蛇行極性反転部分では負の値をとり、負のピーク値が概ねキャリア信号と逆相の成分の振幅に一致する。【００６１】
直交成分用に設けられた同期検波回路８０７でも、同様に補正回路出力と移相キャリア信号φ90から乗算によって直交成分乗積波形を生成し、更に低域通過フィルタで高調波成分を除くことで直交成分検波出力を出力する。【００６２】
変調成分推定回路８０８は、同相検波成分と直交検波成分を入力し、蛇行極性反転部分の同相成分として同相検波成分の負のピーク値を、これに対応する直交成分として同じタイミングで直交検波成分を取り込む。更に、過去に取り込んだ同相成分及び直交成分をもとに低域通過フィルタなどを用いて平均化することで、変調成分を推定して出力する。図７には、推定によって得られる変調成分として、このようにして得られる同相成分及び直交成分を加えてえられる正弦波を示した。クロストーク推定回路９は、このようにして抽出した変調成分からも、正しくクロストーク推定値を得ることができる。【００６３】
これまでの説明では、グルーブG2の内側及び外側に隣接するグルーブG1及びグルーブG3に変調部分がある場合の記述を省いてきた。グルーブG1及びグルーブG3にもグルーブG2と同様に変調部分があり、蛇行極性が反転している場合がある。グルーブG2上に光ビームを集光しているとき、隣接するグルーブG1やグルーブG3の蛇行極性が反転していると、蛇行極性が反転していない場合とは異なる成分のクロストークが混入することになる。【００６４】
DVD+Rなどのフォーマットでは、蛇行極性反転部分の長さは反転していない部分の長さに比べて十分に短い。これまでに説明したキャリア成分抽出回路や変調成分抽出回路では、入力信号を加工して得たサンプル値を平均化することによってキャリア成分や変調成分を抽出する構成をとっている。このため、発生頻度が低い蛇行極性反転部分からのクロストークの影響はほとんど現れず、推定クロストークとして得られる値は、概ね隣接トラックのキャリア信号成分からのクロストークに一致する。【００６５】
図８には隣接トラックに変調部分があり、蛇行極性が反転している場合の動作波形を示す。再生増幅器の出力信号には隣接トラックからのクロストーク成分が含まれている。隣接トラックの変調部分を除けば、蛇行極性反転部分とその他の領域に加わるクロストーク成分は概ねキャリア信号に対して一定の位相と振幅を持つ正弦波となる。クロストーク成分の位相によって、これが加わった蛇行極性反転部分とその他の領域とで振幅や位相にずれが生じる。【００６６】
本発明の光ディスク装置では、クロストーク推定回路から出力される推定クロストークを再生増幅器出力から差し引くことによって、クロストーク成分を補正してウォブル信号の復調やスピンドルモータの制御を行う。推定クロストークは隣接トラックの変調部分を除いたクロストーク成分に収束する。このため補正回路からは、隣接トラックの変調部分を除いて、概ね振幅が揃った出力波形が得られるようになる。【００６７】
隣接トラックの変調部分では、クロストーク成分が相殺されないため、補正回路出力に振幅や位相のずれが現れる。ただし、ずれの現れる期間は短いため、通常、ウォブル信号の復調特性やスピンドルモータの制御特性に影響を与えることはない。【００６８】
蛇行極性反転部分の比率が比較的大きいフォーマットを用いる場合に、隣接トラックの変調部分からのクロストーク成分が影響を与える場合がある。このようなフォーマットを利用する場合でも、図９のような回路構成をとることによって、この影響を低減することができる。【００６９】
図中の隣接変調部推定回路１４では、再生増幅器から出力される信号をもとに隣接トラックの変調部分を推定して出力する。隣接トラックの変調部分は、キャリア成分と同相で、平均振幅との差があらかじめ定めた一定値以上となる範囲として推定できる。【００７０】
回路の動作を図１０の波形を参照して説明する。隣接変調部推定回路１４では、ウォブルクロックによって与えられる推定キャリア信号の位相に対して90°、270°の各点で再生増幅器３の出力をサンプリングするとともに、推定キャリア信号と逆相にあたるサンプル値をその極性をもとに判定し、推定キャリア信号と同相のサンプル値のみの移動平均をとることによって、推定キャリア信号と同相の領域における振幅の期待値を算出する。更に、推定キャリア信号と同相の領域内で、各々のサンプル値と得られた期待値との比較を行い、その差異が例えば10％を超えた場合には、そのサンプル点は隣接トラックの変調部にあたると推定する。蛇行極性反転部分に対しては、振幅の差は大きいもののキャリア成分と概ね逆極性であるため、隣接トラックの変調部とは判定されない。【００７１】
クロストーク推定回路９では、隣接変調部推定回路から出力された推定隣接変調部信号を元に、該当領域で推定クロストークの出力を一時的に振幅０の信号に置き換える。これによって、隣接トラックの変調部と推定された領域に対しては、クロストーク成分の補正は行われず、クロストーク補正回路４からは再生増幅器の出力信号と同じ値が出力される。【００７２】
隣接トラックの変調部と推定された領域では、クロストークの影響が完全に解消される訳ではなく、クロストーク補正回路の出力信号に振幅や位相の変動がわずかに残る。しかし、例えば両隣接トラックの変調領域が一致していた場合でも、この領域で残留するクロストーク成分の振幅は、隣接トラックの変調領域以外からのクロストーク量と概ね同等と見込まれ、推定クロストークを振幅０の信号に置き換えない場合よりも振幅や位相のずれは改善する。また、両隣接トラックの変調領域はそれぞれ別の位置に現れる場合が多いため、通常は更に振幅や位相ずれの発生を小さく抑えられる。【００７３】
再生増幅器の出力にノイズが多い場合には、図９の隣接変調部推定回路１４で、隣接トラックの変調部を誤って判定してしまうことがある。隣接トラックが変調部と誤判定される頻度が高いと、推定クロストークを振幅０に置き換える頻度が高くなり、補正精度が劣化することになる。隣接変調部推定回路に、一定の期間毎に推定隣接変調部の長さを積算し、これが一定値に達したら、振幅の条件を満たしても隣接トラックが変調部にあたると判定することを休止する機能を備えれば、誤判定による精度劣化を防げる。例えばDVD+Rフォーマットでは、キャリア信号93周期あたり逆相で変調された領域は高々４周期分となることがわかっている。両隣接トラックを考慮しても、推定隣接変調部の総和がウォブルクロック93周期あたり８周期を超えたら出力を休止することによって隣接トラックの変調部を保護しつつ、精度劣化も防止できる。【００７４】
図１１には記録クロック生成回路１５によってウォブルクロックに同期したクロックを生成して使う場合の構成図を示した。記録クロック生成回路では、ウォブルクロック抽出回路６から出力されたウォブルクロックを元に、位相同期回路によって記録チャネル周波数に逓倍した記録クロックを生成する。この記録クロックはディスクシステム制御回路１０に送られ、固定周波数のクロックに代わって記録チャネルデータを送出するタイミングを管理するためのクロックとして用いられる。クロストーク成分の補正によってウォブルクロックの位相ずれが高い精度で補正されているため、これを逓倍して得た記録クロックを使うことで、光ディスク上に記録する情報パターンの位置決めを、高い精度で行うことができる。【００７５】
クロストークの補正は、光ディスク上に記録された情報パターンを再生するための装置に適用しても有効に機能する。図１２には光ディスクの再生装置に適用した場合の構成図を示した。勿論、図１３に示すように光ディスクの記録と再生とが可能な記録再生装置にも適用できる。クロストーク補正回路４を通過した信号からは、隣接トラックからのクロストーク成分が相殺されて出力されるため、ウォブル信号復調回路５によるアドレスの検出精度が改善する。この効果はトラックの間隔が狭くクロストーク成分が大きいディスクや、傷や汚れが多いディスクにおいて、より顕著に表れる。また、高速度で再生処理する場合にも、アドレスの認識誤りを減らすことができる。再生制御回路１６では光ヘッド２から出力されるフォトディテクタの電流出力によって、光ディスクからの反射光量の総和を検出し、ディスク上の情報パターンを読み取る。このような構成をとる再生装置では、ディスクシステム制御回路１０に与えられるアドレス情報の誤りが少ないため、目的のアドレスに記録されたデータを迅速に読み取ることができる。【００７６】
なお、本発明が上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。【００７７】
例えば、ここではトラックの蛇行位相が変調部の内部にキャリア信号に対して反転する領域を持つフォーマットで、キャリア信号と概ね同相の領域と反転している領域から得られる信号をもとに、クロストーク成分を推定する例のみを示したが、例えば変調部がキャリア信号に対して120°及び240°の蛇行位相を持つように変調されているフォーマットに対しても、これらの蛇行位相によって得られる固有の成分の位相及び振幅を抽出することによって、混入するクロストーク成分を推定することもできる。【００７８】
また同様に、変調部がキャリア信号と同相で、蛇行振幅のみが半分となっているように変調されているフォーマットや、変調部の周波数がキャリア信号の倍の周波数をもつ正弦波からなるようなフォーマットに対しても、キャリア信号近傍の周波数成分に対して、非変調部と変調部とに固有の位相及び振幅を抽出することで、同様にしてクロストーク成分を推定することができる。【００７９】
以上説明した光ディスク装置のウォブル信号処理はコンピュータにプログラムを実行させることで実現することができる。従って、本発明はプログラム又はプログラム生成物、プログラムを記録した、コンピュータ利用可能な記録媒体にも係わるものである。【００８０】
具体的には、プログラムで、スピンドルモータ１３、光ヘッド２を除く各構成部の一部又は全部の機能を実行することができる。図１５はクロストーク補正回路４、キャリア成分抽出回路７、変調成分抽出回路８、クロストーク推定回路９、及びウォブル信号復調回路５の機能をコンピュータ構成で実行する構成を示す。図１５においては、演算処理部となるＤＳＰ（Digital Signal Processor）１００1とＲＯＭ１００２とでコンピュータを構成しており、ＲＯＭ１００２等の半導体メモリに、クロストーク補正回路４、キャリア成分抽出回路７、変調成分抽出回路８、クロストーク推定回路９、及びウォブル信号復調回路５の機能を記述したプログラムを格納し、演算処理部となるＤＳＰ（Digital Signal Processor）1００1はＲＯＭ１００２に格納されたプログラムにしたがって、演算処理を行い、ウォブル信号処理を実現する。ＤＳＰ１００１は内部に演算処理に必要なデータを記憶するＲＡＭを有している。
本発明に係わる記録媒体はプログラムを格納するＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。【００８１】
以上、本発明によるウォブル信号の信号処理方法、記録または再生方法及び光ディスク装置プログラム、及び記録媒体の好適実施形態の構成及び動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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