(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学記録媒体（４）から読み出され且つ該媒体へ書き込むための装置であって、フォト検出器（５）と、遅延素子（７、８、９、１０）と、位相検出器（１４）とを有しており、前記検出器（５）は、４つの領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を有し且つ光学記録媒体（４）からくる光ビームをその上に落とし、前記遅延素子（７、８、９、１０）の遅延時間は、設定可能であり、且つ前記４つの領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）について各１つずつ設けられ、前記位相検出器（１４）は、前記フォト検出器（５）の前記領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の２つの各加算信号を入力し、トラックエラー信号（ＴＥ）を出力する装置において、
少なくとも１つの前記遅延素子（７、８、９、１０）は、他の遅延素子と独立して設定可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
１つ又は複数の前記遅延素子（７、８、９、１０）を設定する制御手段（２４）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フォト検出器（５）の前記領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）から出力される信号の位相角を検出する位相検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記フォト検出器（５）の前記領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の前記出力信号の各々の組み合わせを、位相角検出器に印加する回路配置装置（１１）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記位相角検出器は、前記装置の前記位相検出器（１４）であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
マイクロコントローラ（２４）を備えており、前記回路配置装置（１１）と前記遅延素子（７、８、９、１０）の設定とを制御することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ローパスフィルタ（２３）が前記位相検出器（１４）の出力に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
光学記録媒体から読み出し及び／又は該媒体へ書き込み且つトラッキング信号を取り出す装置に用いられる遅延時間が、設定可能な遅延素子（７、８、９、１０）を調整するための方法であって、
遅延素子は、前記装置のフォト検出器（５）の領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の全てに１つずつ設けられており、
各領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）から出力される信号の位相角が比較される第１の段階と、
全ての信号の位相が時間順最後の信号の位相と一致するまで、前記遅延素子（７、８、９、１０）の前記遅延時間（τA、τB、τC、τD）が変更され、これら変更された遅延時間（τA、τB、τC、τD）が、前記装置の最適化された設定値として保持されることを特徴とする方法。
【請求項９】
設定可能な前記遅延素子（７、８、９、１０）が、前記第１の段階より前に最小遅延時間（τi＝０）に設定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
領域Ａ及びＢの信号の位相が、前記第１の段階で最初に比較され、Ａの位相がＢの位相に先行するならば、領域Ｂ及びＣの信号の位相が比較され、そうでなければＡ及びＣの位相が比較され、Ｂ及びＡの位相がそれぞれＣの位相に先行するならば、Ｃ及びＤの位相角が互いに比較され、そうでなければＢ及びＡの位相はそれぞれＤの位相と比較され、時間順最後の信号が、これら比較の最後で明らかとなり、他の信号は、第２の段階に従って遅延素子（７、８、９、１０）の前記遅延時間（τA、τB、τC、τD）を変更することによって前記時間順最後の信号の前記位相角に設定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の前段に従って、光学記録媒体から読み出し及び／又は該媒体へ書き込むための装置に関する。
このタイプの装置は、米国特許第４，４９７，０４８号公報に開示されている。この公知の装置は、４つの領域に分割されたフォト検出器を備えている。トラッキング情報は、いずれの場合も加算信号を形成するために２つの領域からの信号を組み合わせることによって、及び再生信号の振幅を得る必要がないように第１及び第２の加算信号の位相差を確認することによって得られる。読み出されるべき光学記録媒体が、ウェルで規定され且つ情報担体層の一定の幾何学的形状を有する際に、この装置は十分に機能する。特に、ピットと称される情報記憶用に提供される情報担体層の凹部が、読み出し動作に用いられる光の波長に対して一定の深さを有することが必要である。
公知の装置の欠点は、ピットの幾何学的形状のわずかな変化しか許容できず、大きい偏向がトラッキング情報の構成においてエラーをもたらすということである。この結果、高いエラー率が光学記録媒体の読み出し中に発生し、極端な場合ではこのような読み出しが完全に不可能となる。
本発明の目的は、異なるピットの深さ又はピットの幾何学的形状を有する光学記録媒体でさえ問題なく用いることができる程度に公知の装置を改良することである。
本発明によれば、遅延素子がフォト検出器の領域の少なくとも１つに割り当てれられることによって達成される。これは、フォト検出器の領域を互いに相対的に時間調整できるという効果を有する。フォト検出器が、光学記録媒体に配置されたピットによって生じた干渉パターンを受信し、且つディスクの幾何学的形状及びトラックの幾何学的形状（ピットの深さ等）に依存して、ディスクのタイプ及び製造許容誤差に依存して、及びレーザスキャナのエージングに依存して変化するために、検出器信号の間の時間関係も変化する。本発明によって可能となる互いに相対的な検出器信号の時間調整は、補償すべきディスクのタイプの変更を可能にする。時間調整は、この場合、フォト検出器の領域に割り当てられた１つの遅延素子を用いて実行され得る。しかしながら、遅延素子が領域の複数又は各々に割り当てられるならば、かなり良い調整が可能となる。遅延素子が領域の各々に割り当てられるならば、最大の自由度が可能となる。遅延素子が１つを除いて全ての領域に割り当てられたならば、遅延素子を備えた全ての領域を、遅延素子のない領域に調整できる。グループ内で領域を組み合わせ、各グループに遅延素子を割り当て、且つ互いに相対的なグループを調整することも可能となる。１つの領域が複数の各領域からなるならば、遅延素子を、これら各領域の各々に割り当てることができる。
例えば装置の製造中に又は装置サービスが実行される際に、遅延素子を外部から設定できる。
本発明は、１つ又は複数の遅延素子の遅延時間を設定するための制御手段を備える。これは、遅延素子をいつでも調整できるという効果がある。例えば、光学記録媒体の再生又は書き込み動作における短い割り込み中の特定の時間間隔で、又は異なる方法で適切に規定された間隔で、新しい光学記録媒体の各挿入後に調整を実行できる。可能な一つの調整は、光学記録媒体のタイプに適合した固定遅延時間の設定にある。記録媒体のタイプは、この場合、ピットの深さ若しくはピットの幾何学的形状又はトラック幅等の特性によって規定される。ここで含まれるものは、公知のオーディオＣＤ、又は（ＤＶＤと称される）高記録密度の新しい光学記録媒体である。初期設定に関して「トライアンドエラー方法」のタイプで遅延時間を変更し、及びトラッキングの動作が良くなる際に新しい値を保持することも可能となる。トラッキング動作が悪くなるならば、遅延時間は先の設定にリセットされる。
更に、フォト検出器の領域から出力される信号の位相角を検出するために位相検出手段を備えている。これは、正確な位相角が決定され、次に遅延素子の遅延時間を正確に設定できるために、最適な方法で調整を可能とするという効果を有する。
本発明の更なる改良は、領域の出力信号の組み合わせを位相角検出器に印加する回路配置装置を備えることである。これは、フォト検出器の各領域の信号が、回路配置装置を介して位相角検出器に連続的に通される点で、各信号の位相角が信号位相角検出器によって評価されるという効果がある。例えばマルチプレクサのような回路配置装置が、装置内に効果的に挿入され、その結果、位相角を内部で決定できる。代わりに、不要なコストが必要なくなるので、位相角の外部決定にも利点がある。
回路配置装置は、例えばマイクロコントローラのような制御手段によって効果的に切り換えられる。本発明によれば、同様に、異なる方法でトリガされた特定のタイミングサイクル又はクロックに従って引き起こされるスイッチングを可能とする。
本発明の好ましい実施例は、位相角検出器が装置の位相検出器であることにある。これは、追加部品が不要であり、いずれの場合にも提供される装置の機能的なグループがオプション的に利用されるという効果を有する。
本発明の実施例において、回路配置装置と遅延素子の遅延時間の設定との両方を制御するマイクロコントローラを用いることが提供される。これは、コスト効果がある方法で集積でき、且つ変化する境界条件に自由に適合できる部品を用いて制御が実行されるという効果を有する。論理回路は、マイクロコントローラの代わりに効果的に用いられる。
本発明の好ましい実施例は、位相検出器の出力でローパスフィルタを配置することにある。これは、平均ＤＣ信号をこの方法で出力し、それによって光学記録媒体をスキャンする光ビームがトラックに追従しなくても、遅延時間の自動的な設定を可能にするという効果を有する。この場合、検出器に当たる光パルスは、データトラックから発生する必要がない。それらは、トラックのランダムな交差中に発生する信号と等しくてもよい。この方法で、実際の再生又は記録動作開始の前に、遅延時間の迅速な設定が可能となる。位相検出器がこの時間中のトラッキングに必要とされないために、トラッキングの機能と遅延素子の位相調整との間の切換も不要となる。
設定され得る本発明による装置の遅延素子の調整は、好ましくは請求項８に記載された方法に従って実行される。これは、簡単で且つコスト効果のある方法で、成分特性によって生じた位相差が補償されるという効果を有する。その方法が実行された後で、装置は、最適な設定を提供し、適切な場合、更新された調整が必要となり又は望まれるまで保持される。記載された方法は、装置の最適設定のために製造中に用いられるだけでなく、前記装置の動作中に調整するために用いられることもできる。後者の場合、例えばサービス中に手動的に、又は例えば特定の時間間隔で自動的に、どちらか一方で実現できる。
本発明による方法の第１の段階よりも前に、遅延素子を最小遅延時間に設定する。これは、時間順最後の信号（chronologically last signal）を有する領域の遅延素子の変更が必要なく、他の遅延素子の最大可能マージンが得られるという効果がある。
本発明による方法は、実際にトラックに追従されないときに、効果的に用いることができる。この場合、検出器上に落とす光パルスは、ランダムに交差されたトラックから発生する。しかしながら、これは、本発明による方法によって遅延時間を設定するために重要ではない。それは、回転する記録媒体であって、各検出器素子の信号の時間順シーケンスが、オープンなトラック調整回路を有する場合に、クローズな調整回路の場合と実質的に同じであるためである。それによる遅延時間の最適調整は、トラック調整回路のクローズの前でさえ本発明による方法を用いて実行できる。そして、これは、誤差信号がこのために用いられる必要がないために、トラック調整回路を連続してクローズすることを十分に容易にする。
請求項１０は、本発明による方法の一実施形態を記載しており、特に簡単に実行するという効果を有する。本発明による装置は、例えばＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｉ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ等のような光学記録媒体に対する再生又は記録装置として用いられる。
各請求項で引用された特徴は、互いに組み合わせて用いることができる。本発明による装置及び本発明による方法の更なる利点は、以下に説明される。
図面において、
図１は、本発明による装置の概略的な構成図を表している。
図２は、本発明による方法に関連するフロー図を表している。
図１は、本発明による装置を概略的に表している。光源１は光ビームを発生し、該ビームは、半透過ミラー２及び対物レンズ３を介して光学記録媒体４上に落ち、該媒体４から反射され、そして対物レンズ３を介してミラー２へ通り、検出器５上へ偏向される。検出器５は、（左の）側面図と、（右の）９０°で回転された平面図との両方で表される。この図は、検出器５が４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤからなることを表す。
光学記録媒体４は、モータＭを用いて回転させられる。ピットと称される凹部は、光学記録媒体４上に螺旋トラックに配置される。対物レンズ３は、光学記録媒体４上に光ビームをフォーカスするために提供される。このために、光学記録媒体４からの距離を、ドライブ６を用いて調整できる。トラックに追従するために、即ちトラッキングのために、対物レンズ３をドライブ６によって光学記録媒体４に対して半径方向に変位できる。この目的のために、トラッキング信号ＴＳが、ドライブ６に印加される。
領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの出力信号はそれぞれ、遅延素子７、８、９及び１０に印加される。遅延素子７、８、９及び１０はそれぞれ、遅延時間τA、τB、τC及びτDを可変設定できる。遅延された信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′及びＤ′はそれぞれ、遅延素子７、８、９及び１０の出力で提供される。それら信号は回路配置装置１１に印加され、その２つの出力１２及び１３が位相検出器１４に印加される。
信号Ａ′及びＣ′はまた、第１の加算器１５に印加され、その出力信号は回路配置装置１１に印加される。これに対して、信号Ｂ′及びＤ′は、第２の加算器１６に印加され、その出力信号は同様に回路配置装置１１に印加される。更に、第１の加算器１５及び第２の加算器１６の出力信号は第３の加算器１７に印加され、その出力信号は情報信号ＨＦを表す。信号ＨＦの更なる処理は、当業者に公知の方法で実行できるために、ここでは詳細には説明しない。
出力１２で提供される信号の高周波成分は、キャパシタ１８を介してコンバータ１９へ印加される。このコンバータ１９は、アナログ入力信号を、２つの可能状態を有する矩形波信号に変換する。この矩形波信号は、「光をフォト検出器の対応する領域に落とす」又は「光をこれら領域上に落とさない」の情報に本質的に対応する、即ちアナログ入力信号に本質的に対応する。このタイプのコンバータはまた、「データスライサ」として参照される。これに対して、同様に、出力１３で提供された信号が印加され、その信号は、キャパシタ１８′及びコンバータ１９′を通る。コンバータ１９及び１９′から出力されたデジタル信号は、位相比較器２０に印加される。これら入力信号の位相角が同じならば、位相比較器の出力信号は０であり、位相変位が存在するならば、位相比較器２０の出力信号は、入力信号の時間位相変位が大きいほど、０から正又は負の方向に大きくそれる。位相比較器２０の出力信号は、ローパスフィルタ２１を用いてフィルタされ、そのカットオフ周波数は、代表的な実施形態において約５０ｋＨｚであり、増幅器２２を用いて増幅され、トラックエラー信号ＴＥとして出力される。
信号ＴＥは、更なるローパスフィルタ２３でフィルタされ、そのカットオフ周波数は十分に低くなり、代表的な実施形態において約１０Ｈｚとなり、制御手段として動作するマイクロコントローラ２４に印加される。マイクロコントローラ２４は、ライン２５を介して回路配置装置１１と、ライン２６を介して遅延素子７から１０との両方を制御する。代表的な実施形態において、ライン２５は３ビットデータラインであり、ライン２６はシリアルデータラインとして示され、各遅延素子７、８、９及び１０に対して要求される分解能を有する制御信号を転送する。
代表的な実施形態において、回路配置装置１１は、２×７入力と２出力とを接続するマルチプレクサとして具体化される。トラッキングのために、図の下に各々描かれた入力Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄはそれぞれ、出力１２及び１３に接続される。
光学記録媒体４を読み出す、トラックの中心からの光ビームの偏向は、検出器５上に落ちる回折パターンを非対称に分散させる。その結果、信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄがそれら位相角について異なる。出力信号ＴＥは、トラックの中心からの光ビームの偏向が大きいほど、０から大きく偏向し、従って信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄの位相角の変位が互いに相対的に大きくなる。（ここでは図示されていない）レギュレータが、これから、所望のトラッキング値を決定し、このトラッキング値は、信号ＴＳとしてドライブ６へ送られる。
領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤから出力された信号を互いに相対的に時間調整するために、遅延素子７から１０を備える。この場合、時間順先頭の検出信号をそれぞれの時間順最後の信号に調整することが好ましく、結果として互いに対して相対的な位相変位が０°になる。従って、最小ノイズを有する最高の信号源の品質が、トラックエラー信号ＴＥに対して得られる。トラックエラー信号ＴＥを決定するために引用された方法は、「差分位相検出」方法（ＤＰＤ）と称される。互いに相対的な検出器の各領域ＡからＤで発生する遅延が、光学記録媒体４の各タイプで変化する直線走査速度、光学記録媒体のトラック深さ及び幾何学的形状に依存するために、遅延素子７から１０は、光学記録媒体が交換される毎に新たに調整される。ＤＰＤ方法を用いて加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄからトラックエラー信号ＴＥを発生する既存の位相検出器１４を発端として、領域ＡからＤに現れる検出信号の順序を決定するために、及び遅延素子を自動的に調整するために、少ないコストで、位相検出器１４を用いることができる。
互いに相対的な領域ＡからＤの検出器信号の時間順は、以下のように決定される。信号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが互いに対してそれらの位相角を確認できるように互いに比較される。６個の組み合わせは、時間順最後に現れる信号を正確に確認するために必要である。組み合わせは、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ａ及びＤ、Ｂ及びＣ、Ｂ及びＤ並びにＣ及びＤである。回路配置装置１１のマルチプレクサは、スイッチ位置に依存して、位相検出器１４の入力に切り換えるべき前記比較組み合わせの全てを有効にする。位相検出器１４の出力信号の平均ＤＣ電圧成分は、更なるローパスフィルタ２３の補助で決定でき、例えばＦＩＲフィルタとしてマイクロコントローラ２４でも実現できる。遅延素子７から１０の全ては、最初に、最小可能遅延即ちτA＝τB＝τC＝τD＝０に設定される。次に、異なる位相角を有する２つの入力信号が位相検出器１４に通され、且つそれらの出力で平均ＤＣ電圧成分が測定されると、０から偏移した電圧が、位相角に依存する正又は負となって生成される。位相角に関係する決定は、例えばソフトウェア比較器を用いて作られ、その比較レベルは０ボルトである。最初に、交互に問い合わせることによって領域ＡからＤの検出器信号の時間順のみを決定しようとしているので、問い合わせは非常にすばやく実行される。ローパスフィルタ２３の整定（settling）を待つ必要がない。それは（０よりも大きいか又は小さい）傾向を確認することしか必要とならない。時間順最後の信号が代表的な実施形態におけるマイクロコントローラ２４の中で、ソフトウェア又は状態マシンによって、適当な形態で交互の問い合わせを用いて決定された後で、遅延素子７から１０の実際の調整を実行する。
この調整は、以下のように進める。時間順最後の信号が既に決定されているために、３つの連続段階で、時間順最後の信号に、他の３つの先行する信号を位相変位することが容易に可能となる。連続位相変位の判定基準は、再び、位相検出器１４の出力における平均ＤＣ電圧成分である。時間順先頭の信号は順々に時間順最後の信号と比較され、それぞれ先頭の信号の遅延時間τは、位相検出器１４の出力で平均ＤＣ電圧成分が値０に達するまで増加される。この動作は、マイクロコントローラ２４の補助で実行され、電圧値がソフトウェア比較器で０ボルトと比較される。遅延素子７から１０の遅延時間τA、τB、τC及びτDは、この場合、マイクロコントローラ２４によって連続的に又は小さいステップで調整される。相対的位相角が一致するように全ての信号が位相変位されると、トラックエラー信号ＴＥは、信号Ａ′＋Ｃ′及びＢ′＋Ｄ′の和から得られる。本発明による自動調整方法は、検出器信号間の時間関係による影を補償する利点を有する。検出器信号は、ディスクの幾何学的形状及びトラックの幾何学的形状、ディスクのタイプ、レーザスキャナ即ち光学装置（１から５）の製造許容誤差、並びにリニアな速度即ち光ビームが現在位置での光学記録媒体の速度に依存する。
更に、わずかなコスト（遅延素子７から１０、回路配置装置１１及びローパスフィルタ２３）と、論理回路又は図示のマイクロコントローラ２４により、領域ＡからＤの検出器信号の間の時間関係を決定し、且つ遅延素子７から１０を用いて前記信号の間の時間関係を位相変位することを可能にする。
図２は、設定される遅延素子７から１０を自動的に調整するための方法のフロー図を表している。開始後、遅延時間τA、τB、τC及びτDの全てが０に設定される。次に、信号Ａ及びＢの位相角が互いに比較される。マルチプレクサは、この場合、図示のスイッチ位置にある。信号Ａが信号Ｂに先行するならば、左手の枝が得られ、そうでなければ右手の枝が得られる。各場合で、遅れ信号Ｂ及びＡがそれぞれ、信号Ｃと比較される。これは、回路配置装置１１の先頭から第４及び第２のスイッチ位置にそれぞれ対応する。この第２の比較段階で遅れ信号と決定された信号は、次に信号Ｄと比較される。
この３番目の比較の後で、どの信号が時間内で最も後ろにあるかが明らかとなる。３つの連続する段階において、他のそれぞれの信号の遅延素子の遅延時間τiが設定される。図２の最も左において、信号Ｄが最も遅れた場合を説明する。信号Ａ′及びＤが同位相にあるまでτAが最初に調整され、次にそれらに続いてτCが対応して調整される。この右について、信号Ｃが最も遅れた場合を説明している。この場合、τA、τB及びτDが、対応して調整される。この右について、その場合は信号Ｂが最も遅れ、一番右では信号Ａが最も遅れている。他の３つのそれぞれの遅延時間τIが設定された後で、回路配置装置１１のマルチプレクサは、図示の最下位のスイッチ位置に設定される。続いて、加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄが、トラックエラー信号ＴＥを発生するために位相検出器１４に印加される。このようにして、遅延素子７から１０の設定動作が終了する。
【図１】
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【図２】
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