(57)【要約】      （修正有）【課題】位相差信号を可能な限り正確に決定する装置を提供する、及び位相検出機構によって正確なトラック・エラー信号を決定する方法を提供する。【解決手段】出力信号（Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ）のエッジ・シーケンスを検出するためのエッジ・シーケンス検出機構１４、及び位相検出機構１３からの位相差出力信号（φ）をブロックするための信号ブロッキング機構１５を備え、誤った位相検出信号が出力されるのを阻止する。【選択図】図１
2009099257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの検出素子（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）を備えた光検出機構（１０）と、入力端子が前記光検出機構（１０）の前記検出素子（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）に接続されており、該光検出機構の出力信号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の対角となる信号をそれぞれ加算してなる第１の対角加算信号（Ａ＋Ｃ）及び第２の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ）を出力する対角加算信号生成機構（１１，１２）と、前記対角加算信号生成機構からの前記第１の対角加算信号（Ａ＋Ｃ）及び前記第２の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ）間の位相差（φ）を検出する位相検出機構（１３）と、前記第１の対角加算信号（Ａ＋Ｃ）及び前記第２の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ）の立ち下がり又は立ち上がりからなるエッジのシーケンスであるエッジ・シーケンスを検出するエッジ・シーケンス検出機構（１４）と、前記エッジ・シーケンス検出機構が許容されないエッジ・シーケンスを検出した場合に、前記位相検出機構が検出した前記位相差（φ）がトラッキング制御に使用されることを阻止する信号ブロッキング機構（１５）とを有する光学式記録媒体の読み出し及び／又は書き込み装置において、前記エッジ・シーケンス検出機構（１４）は、一方の対角加算信号（Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ）の２つより多くの連続するゼロ・クロスが、他方の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ，Ａ＋Ｃ）におけるゼロ・クロスの発生無しに生じた場合に、許容されないエッジ・シーケンスであると検出するように構成されていることを特徴とする光学式記録媒体の読み出し及び／又は書き込み装置。
【請求項２】
前記信号ブロッキング機構（１５）は、前記位相差（φ）から得られる信号、又は該位相差（φ）を生成するために用いられる信号が出力されることを阻止するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
エッジ検出機構（２１，２１’）及び位相角度検出機構（２２，２２’）を有しており、前記第１の対角加算信号（Ａ＋Ｃ）及び前記第２の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ）が前記エッジ検出機構及び前記位相角度検出機構に入力されるように構成されており、前記エッジ検出機構及び前記位相角度検出機構の出力端子が前記位相検出機構（１３）及び前記エッジ・シーケンス検出機構（１４）に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記位相検出機構（１３）及び前記エッジ・シーケンス検出機構（１４）が両者の機能を共用できるように統合化されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記エッジ・シーケンス検出機構（１４）の出力端子に接続されており、許容されないエッジ・シーケンスの蓄積状況を表わす誤動作表示機構（２５）を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
許容されないシーケンスかどうかに関して、第１の対角加算信号（Ａ＋Ｃ）及び第２の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ）のゼロ・クロス（ａ，ｂ）のシーケンスをチェックし、許容されないシーケンスが存在した場合には、位相差信号（φ）の出力を阻止することを含む、位相検出法によって正確なトラック・エラー信号（ＴＥ）を決定する方法において、他方の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ，Ａ＋Ｃ）におけるゼロ・クロスの発生無しに生じる、一方の対角加算信号（Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ）の２つより多くの連続するゼロ・クロスを許容されないエッジ・シーケンスとみなすことを特徴とする位相検出法によって正確なトラック・エラー信号を決定する方法。
【請求項７】
誤動作表示信号（ＦＩ）が、許容されないシーケンスの累積の関数として生成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記対角加算信号（Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ）が予め定められたクロック・サイクル（Ｔ）内に評価され、前記対角加算信号（Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ）の連続する２つの信号値（ａｎ，ａｎ−１，ｂｎ，ｂｎ−１）の一方が基準値（ＳＬ１，ＳＬ２）よりも高くかつ他方が前記基準値よりも低い場合に、ゼロ・クロス（ａ，ｂ）と判断し、前記ゼロ・クロス（ａ，ｂ）の時間的位置が前記２つの信号値（ａｎ，ａｎ−１，ｂｎ，ｂｎ−１）を用いた内挿法による求められることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
一方の対角加算信号（Ａ＋Ｃ）のゼロ・クロス（ａ，ｂ）と他方の対角加算信号（Ｂ＋Ｄ）のゼロ・クロス（ｂ，ａ）との間の位相差φが、夫々の内挿による時間的位置（ｔ１，ｔ２）及びゼロ・クロス（ａ，ｂ）間のクロック・サイクル数（ＴＡ）によって決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】
前記トラック・エラー信号（ＴＥ）が、許容されないエッジ・シーケンスの発生時に、該許容されないエッジ・シーケンス発生前のトラック・エラー信号を外挿することによって求められることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記位相検出法が、差動位相検出法であることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相検出法、特にトラッキング制御のための差動位相検出法（以下ＤＰＤ法）を用いた、光学式記録媒体の読み出し及び／又は書き込み装置及び位相検出法によって正確なトラック・エラー信号を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置に関しては、特許文献１に記述がある。同開示によれば、装置は、４象限構造の４つの光検出機構と、互いに対角関係にある光検出機構からの出力信号を加算処理するための２つの対角加算機構と、２つの対角加算機構からの信号の位相差を検出するための位相検出機構（位相生成機構）とを有している。同装置において、位相差は、記録媒体のトラックを走査する光ビームのトラック中心からの変動に比例する。その位相差信号は、トラッキング制御機構でエラー信号として使われる。
【０００３】
この公知の装置では、対角加算信号の位相角度が互いに誤った値をとる場合が起こり得る。その結果として、トラック・エラー信号は誤った値となり、従って、トラッキング制御は最適には行われなくなる。そのような位相角度の誤った値は、例えば、走査光ビームがトラック中心から相対的に大きくずれ、隣接トラックから一部もたらされるが、信号への影響が発生する。このような状態では、正確な位相角度の検出は不可能である。
【０００４】
【特許文献１】欧州特許公開第０ ８２２ ５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、可能な限り正確な位相角度信号を発生する機構を備えた装置を提供することにある。さらに、本発明は、位相検出法、特にＤＰＤ法を用いて正しいトラック・エラー信号を得る方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による装置は、評価すべき信号である出力信号のエッジ・シーケンスを抽出するエッジ・シーケンス検出機構、及び位相検出機構からの出力をブロックするための信号ブロッキング機構を備える。これにより、誤った位相検出信号が出力されるのを阻止することができる。さらに、異なった対角加算信号の時間的エッジ・シーケンスを評価することにより、誤った位相検出信号であるのかどうかを見極めることが可能である。位相検出信号に誤りがあった場合には、そのような誤った位相検出信号の出力（これは誤りである）が阻止される。一般に、光学式記録媒体の読み出し及び／又は書き込み装置では、４象限構造の光検出機構が用いられることが多いが、本発明は、より少ない数の光検出器やより多い数の光検出器を有する光検出機構、またさらに、位相差が直接的に評価されるか又は組み合わせ後若しくは処理後に評価される場合にも適用されるものである。通常の４象限構造の光検出機構が用いられる場合には、対角加算信号が生成されて、ＤＰＤ法により処理制御される。本発明は一般的に少なくとも２つの信号が比較され位相差が決定されて機能する装置に適用可能である。
【０００７】
本発明によれば、信号ブロッキング機構は位相検出機構の上流又は下流の信号に直接的に作用するよう構成されるが、信号処理機構内に設けられることも望ましい。この場合、信号ブロッキング機構は、位相信号に代えて例えばトラック・エラー信号をブロックする。
【０００８】
また、本発明による装置は、その出力信号が位相検出機構に供給される対角加算信号生成機構を有している。これはＤＰＤ法を適用するのに望ましいものである。
【０００９】
位相検出機構及びエッジ・シーケンス検出機構に、それぞれ位相角度検出機構及びエッジ検出機構を割り当てることが好都合である。この場合、エッジ検出機構では、供給された信号波形の急峻な立ち上がり及び立下りの有無を検出し、信号評価を行う。位相角度検出機構は信号波形の急峻な立ち上がり立下りの時間的位置を検出する。この場合、その時間的位置は、装置のクロック信号に対して決定されることが望ましい。また、位相角度検出機構及びエッジ検出機構からの出力信号は、特に対角加算信号の場合では、信号間の位相シフト量の検出のために位相検出機構、及びエッジのシーケンスを検出するためのエッジ・シーケンス検出機構へ送られる。この場合の利点は、位相検出機構及びエッジ・シーケンス検出機構の両方で信号評価されるのに最適な信号の組み合わせ処理がなされる点である。各機構の使用に際しては最適化が図られる。これはまた、信号評価の高速化と高精度化に貢献する。エッジの特性、即ち立ち上がりなのか立下りなのかについては、信号評価上要求されないが、どちらか同一の方向について評価処理することが好都合である。
【００１０】
さらに本発明は、位相検出機構及びエッジ・シーケンス検出機構を互いに統一化することを提供する。夫々一時使用されるに過ぎない機能が共用化される利点が得られ、省スペース型の統合装置の設計を可能とする。
【００１１】
加えて、本発明は、誤動作表示機構を提供し、これはエッジ・シーケンス検出機構からの信号により装置の動作状態を示す信号を出力する。これは、装置が、今現在の状態に対応し最適な動作を行っているかどうかを示す上で利点となる。
【００１２】
本発明における正しいトラック・エラー信号の決定方法は、相対的位相が評価されるべき信号、例えば対角加算信号、のエッジ・シーケンスが許容されないシーケンスかどうかをチェックし、許容されない場合には位相値の出力を阻止するものである。従って、高い確度で誤り生じている際には位相信号の送出が阻止されるため、トラック・エラー信号が非常に正しい方法で生成されるという利点を有する。これは、位相値が直接的に得られる信号について、それが誤った位相信号につながるかどうかをチェックすることにより実現される。この場合、信号のエッジは、評価すべき信号のゼロ・クロス検出によって決定されることが望ましい。本発明における位相検出法としては、例として前述のＤＰＤ法が適用される。比較すべき信号は、対角加算信号であり、以下では位相比較される信号と称する。本発明による方法は、信号の位相情報が評価処理される他のトラック・エラー信号の検出生成にも適用できる。
【００１３】
本発明によれば、一方の対角加算信号に２つを越える連続したゼロ・クロスが発生し、同一の期間内に他方の対角加算信号にゼロ・クロスが発生していないシーケンスは、許容されないシーケンスとみなされる。これは、許容されないエッジ・シーケンスの明確な条件を定めることができるので好都合である。光走査ビームがトラック中心の一方の側から他方の側へと横切る際には、一方の対角加算信号には２つの連続したゼロ・クロスが発生し、同一の期間内に他方の対角加算信号にはそうしたゼロ・クロスは発生しない。これは許容されないシーケンスである。この場合では、正しいトラック・エラー信号が生成される。しかしながら、他方の対角加算信号にゼロ・クロスが発生する前に３つのゼロ・クロスが一方の対角加算信号に発生すると、直ちに誤りとなる。そうした信号から得られる位相値は一般的に誤りである。
【００１４】
さらに、一方の対角加算信号に発生する１つのゼロ・クロスと、時間的に接近して他方の対角加算信号に発生する１つのゼロ・クロスとを１対のゼロ・クロスであるとすると、１対を越えるゼロ・クロスが予め定められた期間内におきた場合、本発明では、許容されないエッジ・シーケンスと判定される。これにより、トラック・エラー信号を決定する精度がより高められる。例として、光走査ビームが光記録媒体上の１つのトラックから隣接するトラックへと移動した場合に、２つの異なったトラックからの信号要素が評価される。対角加算信号のエッジは明らかに正しい順序で発生するが、それらは非常に短い時間間隔で発生する。光学式記録媒体の構造からすると、単一のトラックからの信号要素のみを評価した場合、そのような短時間内でのゼロ・クロス発生は起こり得ない。本発明では、この場合、正しくない位相角度とされ、トラック・エラー信号の生成には用いられない。
【００１５】
許容されないシーケンスの累積が生じた場合には、誤動作表示信号が生成される。本発明では、装置の特定状態を表す誤動作表示信号を簡単な方法で発生させることができるので好都合である。光走査ビームが２つのトラックの間に位置するような場合には、特に多数の許容されないシーケンスが発生する。その発生頻度がある特定の基準を超えた場合には、トラック間位置状態を表す誤動作信号が出力される。また、光学式記録媒体上にひっかき傷が存在したり、他の悪影響を受けることにより、許容されないシーケンスの特徴的蓄積が同様に起こる場合も、これらが検出され誤動作表示信号が出力される。
【００１６】
本発明は、さらに、予め定められたクロック・サイクル内に対角加算信号を評価する手段を提供する。この場合、対角加算信号からの連続する２つの信号値の一方がある基準値を越え、他方がその基準値未満にあるときに、ゼロ・クロスと検出される。ゼロ・クロスの時間的な位置については、基準値の上及び／又は下の値を用いた内挿により決定される。これは、対角加算信号が連続的な方法で評価されることなく、デジタル化された値を用いることが可能であるという利点を有する。このような場合にも、内挿法を用いることにより、正確な位相角度の検出が可能となる。この場合、クロック・サイクルと内挿法とは互いに適切に組み合わされるべきである。クロック信号幅が長ければ、ゼロ・クロスの前後の複数の信号値が内挿に用いられるべきであり、その場合は非線形の内挿となる。
【００１７】
一方の対角加算信号のゼロ・クロスと他方の対角加算信号のゼロ・クロスとの間の位相は、時間的位置の夫々の内挿された値により決定される。ゼロ・クロス間に複数の完全なクロック・サイクルが存在する場合には、クロック・サイクルの数に対応する値が付加的に加算されることになる。これにより、位相値の精度が、クロック・サイクルによって予め定められる時間的分解能より高まるという利点がもたらされる。結果として、一方では、より精度の高い位相角度によるより精度の高いトラック・エラー信号の生成が行われ、他方では、より高い時間的分解能によって、時間的に同時期とみなされる少ない数のゼロ・クロスがもたらされるので、許容されないシーケンスを表示するレートが向上する。
【００１８】
本発明は、対角加算信号に許容されないゼロ・クロスのシーケンスが存在する場合に外挿法によってトラック・エラー信号を生成する手段を提供する。最も単純な場合、トラック・エラー信号の最後の有効な値が維持される。しかしながら、許容できないシーケンスの前の最後の複数の信号値から線形の又は高次の外挿法により、トラック・エラー信号を生成することが好適には可能である。現時点で位相角度が欠落している状態では、トラック・エラー信号は次に計算されるべき値に近い値であると想定される。これにより、トラック・エラー信号に急激な変化が生じることはなく、信頼性の高いトラッキングが保証されるという利点が得られる。
【００１９】
本発明は、具体例として記述される実施形態にのみに限定されるものではなく、当業者による変更及び発展をも含むものである。また、本発明の他の目的、特徴、形態及び有用性は、望ましい実施形態として以下に図を用いて記述されることから明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明による装置の概略的説明図である。レーザー・ダイオード１は、コリメーター３によって集光される光走査ビーム２を放射する。半透明反射鏡４を通過した後、光走査ビーム２は、収束レンズ５によって光学式記録媒体７の情報トラック６上に収束される。光学式記録媒体７は、円盤形状であり、その上にスパイラル状に情報トラック６が構成されるが、図にはその一部のみが示されている。図中ではコイルとして示されているアクチュエーター８により、収束レンズ５は光走査ビーム２の伝播方向と平行に移動し焦点調整が行われ、また光学式記録媒体７の半径方向に移動しトラッキング調整がなされる。アクチュエーター８は調整機構９によってトラッキングのために制御される。
【００２１】
情報トラック上に収束した光走査ビーム２は光学式記録媒体７によって反射され、収束レンズ５を通過し、半透明反射鏡４により反射され、この場合の適用例では４象限光検出器１０に入射する。４象限光検出器１０の光検出素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、入射する光の強度に応じて検出器信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを夫々出力する。対角状に配置された光検出素子１０Ａ及び１０Ｃからの出力信号Ａ及びＣは対角加算信号生成機構１１に入力される。この対角加算信号生成機構１１は第１の対角加算信号Ａ＋Ｃを出力する。対角状に配置された光検出素子１０Ｂ及び１０Ｄからの出力信号Ｂ及びＤは対角加算信号生成機構１２に入力される。この対角加算信号生成機構１２は第２の対角加算信号Ｂ＋Ｄを出力する。第１及び第２の対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄは、位相検出機構１３に入力され、この位相検出機構１３は２つの入力信号の位相差信号φを出力する。２つの対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄは、またエッジ・シーケンス検出機構１４にも入力され、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのエッジ・シーケンスや他の信号特性のチェックが行われる。このエッジ・シーケンス検出機構１４は、シーケンスに異常がある場合には、停止信号Ｈをブロッキング機構１５に対して出力する。従って、ブロッキング機構１５は位相差信号φがトラック・エラー信号生成機構１６へ供給されるのを阻止する。ブロッキング機構１５がアクティブでない場合には、トラック・エラー信号生成機構１６は、位相差信号φからトラック・エラー信号ＴＥを生成する。同トラック・エラー信号は、現在の値として調節機構９に送られる。
【００２２】
誤動作表示機構２５が、エッジ・シーケンス検出機構１４に接続され、誤ったシーケンスの蓄積状況をチェックする。本発明の実施形態では、停止信号Ｈがこの誤動作表示機構１４に入力される。停止信号Ｈが予め定められた単位時間当たりの発生数を超える場合には、誤動作表示機構２５は誤動作表示信号ＦＩを出力する。最も単純な場合、誤動作表示機構２５としてカウンター回路が用いられる。
【００２３】
図１の概略的説明図は、装置の個々の素子や機構の可能な構成の一つを示しているに過ぎない。他の例として、ブロッキング機構１５を、トラック・エラー信号生成機構１６及び調節機構９の間に置くこともできる。この場合では、トラック・エラー信号生成機構１６を位相検出機構１３の中に統合化することが可能である。また、トラック・エラー信号生成機構１６を調節機構９の中に統合化することも可能である。
【００２４】
本発明の一つの変更態様では、図１におけるトラック・エラー信号生成機構１６は、ブロッキング機構１５がアクティブとなっている状態でも、即ち、更新されていない位相差信号φがトラック・エラー信号生成機構１６に入力されている場合に、トラック・エラー信号ＴＥを生成する。この変更態様では、更新された位相差信号φが現われるまで、その前のトラック・エラー信号ＴＥが保持される。他の変更態様では、各クロック・サイクルにおいて、トラック・エラー信号は、先行する２つのクロック・サイクルにおけるトラック・エラー信号の値から線形的に外挿されて生成される。
【００２５】
図２は、本発明の他の実施形態の概略説明図であり、ここでは、位相検出機構１３、エッジ・シーケンス検出機構１４及びブロッキング機構１５が統合化され、補正型位相差検出機構２３として構成されている。図１における構成素子や機構と同一のものが使用される場合には同一の参照番号が使われる。図２の概略的説明図は、４象限検出機構１０と位相差φが出力される出力端子までの間の部分のみを示している。本発明のこの実施形態では、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄは、デジタル化され、例えば６ビットの分解能で表される。それらの信号は、ＦＩＲハイ・パス・フィルター１７及び１７’を介して、直接的に、平均化器１８及び１８’を介して、並びに遅延素子１９及び１９’を介して、検出機構２０及び２０’に入力される。ここで用いられているハイ・パス・フィルター１７及び１７’については、装置の機能がほとんど制限されない場合には、省略することが可能である。ハイ・パス・フィルター１７の出力信号はａｎと表記し、１クロック・サイクルＴの遅延を伴う場合にはａｎ−１と表記する。平均化器１８の出力信号はＳＬ１と表記する。同様に、ハイ・パス・フィルター１７’の出力信号はｂｎと表記し、遅延素子１９’の出力信号はｂｎ−１と表記する。また、平均化器１８’の出力信号についてはＳＬ２と表記する。
【００２６】
検出機構２０は、１つのエッジ検出器２１及び１つの位相角度検出器２２を有している。エッジ検出器２１は、第１の対角加算信号Ａ＋Ｃにエッジが生起した時に１ビットの分解能で信号Ｅ１を出力する。これにより、エッジ検出器２１は、平均値ＳＬ１、そして信号ａｎ及びａｎ−１を評価する。エッジ信号Ｅ１は、ａｎ及びａｎ−１のどちらか一方の信号が平均値ＳＬ１よりも大きく、残りの他方がＳＬ１よりも小さいときに限って、ゼロとは異なるレベルを取る。信号ａｎ及びａｎ−１の双方が平均値ＳＬ１よりも大きいか、又はＳＬ１よりも小さい場合には、エッジ信号Ｅ１はゼロ・レベルに留まる。位相角度検出器２２は、第１の対角加算信号Ａ＋Ｃのゼロ・クロス点と続くクロック・サイクルＴの開始点との間の時間ｔ１を求める。本発明のこの実施形態では、時間ｔ１は４ビットのデジタル値として出力され、対角加算信号の位相シフト量に対応する。同様に、検出機構２０’内のエッジ検出器２１’及び位相角度検出器２２’は、入力される平均値ＳＬ２と信号ｂｎ及びｂｎ−１からエッジ信号Ｅ２及び時間ｔ２を出力する。
【００２７】
補正型位相差検出機構２３では、時間値ｔ１及びｔ２、並びに累積クロック時間ＴＡにより、位相検出器１３が位相差信号φを出力する。エッジ・シーケンス検出機構１４は、エッジ信号Ｅ１及びＥ２、並びに、必要であれは、時間値ｔ１及びｔ２の前後関係ｔ２＞ｔ１を順次評価し、ブロッキング機構１５をアクティブにする。図２の実施形態の変更態様として、エッジ信号Ｅ１及びＥ２を比較する比較機構２４を含ませることもできる。その出力信号Ｌ１＝Ｌ２は、エッジ信号Ｅ１及びＥ２がその前の状態の時の夫々の値に等しいか、等しくないかを表す。後に、図５によって説明されるように、これは誤ったシーケンスかどうかを示すことでもある。
【００２８】
図３には、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄの時間ｔに対して変化する波形が例示されている。図３では、時間軸はクロック・サイクルＴで分割表示されている。１クロック・サイクルＴ内で、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄが評価される。対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄの対応する個々の値はドットで表示されている。対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄは平均値ＳＬ１及びＳＬ２を中心にして夫々振動する波形である。図中では一定値として平均値ＳＬ１及びＳＬ２が表示されているが、簡単のためにそのように表示しているのであり、これは平均化機構１８及び１８’の時定数が大きい場合に相当する。
【００２９】
ａ及びｂで表されている対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのゼロ・クロス時間位置間の位相差φが、図３の左側に示されている。ゼロ・クロスａ，ｂは一般にクロック・サイクルＴの開始と同時に生起することは無く、それらの時間位置ｔ１及びｔ２は現時点と次のクロック・サイクルにおける値から内挿により求められる。最も単純な場合、ゼロ・クロス点ａに続く信号値ａｎ及びゼロ・クロスに先立つ信号値ａｎ−１、並びにクロック・サイクルＴを用いて、次式に従って内挿が行われる：ｔ１＝Ｔ×（ａｎ−ａ）／（ａｎ−ａｎ−１）。ここでゼロ・クロス点ａの信号値は平均値ＳＬ１に等しい：ａ＝ＳＬ１。同様に、ｔ２に関しても、ゼロ・クロス点ｂに続く信号値ｂｍ及びゼロ・クロスに先立つ信号値ｂｍ−１、並びにクロック・サイクルＴを用いて、次式に従って内挿が行われる：ｔ２＝Ｔ×（ｂｍ−ｂ）／（ｂｍ−ｂｍ−１）。ここで、ゼロ・クロス点ｂの信号値は平均値ＳＬ２に等しい：ｂ＝ＳＬ２。また、インデックスｍ及びｎは個々のクロック・サイクルの連続した番号に対応する。信号値ａｎ及びｂｍとの間には（ｍ−ｎ）クロック・サイクルの時間差が存在する。時間ｔ１及びｔ２は、位相角度検出機構２２及び２２’によって夫々求められる。
【００３０】
位相差φの値は、時間ｔ１と信号ａｎ及びｂｍ間のクロック・サイクル時間Ｔとの合計から時間ｔ２を差し引く事によって求められる：φ＝ｔ１＋（ｍ−ｎ）×Ｔ−ｔ２。この決定は、位相差検出機構２３において実行され、位相検出機構１３が実際の位相差信号φの検出を行う。クロック・サイクル数は次式のように累積時間ＴＡに関係付けられる：ＴＡ＝（ｍ−ｎ）×Ｔ。
【００３１】
図３は、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄの位相角度の相互の変化を表している。第１の対角加算信号Ａ＋Ｃは図３の左側部分では先導しており、第２の対角加算信号Ｂ＋Ｄは右側部分では先導している。さらなる位相差信号φ’が図３の右側部分に表わされている。その値は、時間ｔ１’からゼロ・クロス間のクロック・サイクル時間と時間ｔ２’を差し引くことにより求められる：φ’＝ｔ１’＋（ｍ−ｎ）×Ｔ−ｔ２’。ここで、ｍの値はｎよりも小さい。エッジ検出機構２１においては、対角加算信号Ａ＋Ｃの２つの連続する信号値ａｎ及びａｎ−１が平均値ＳＬ１よりも大きいかどうかがチェックされる。即ち、不等式、ａｎ＞ＳＬ１及びａｎ−１＞ＳＬ１がチェックされる。これら不等式が同じ結果をもたらすならば、ゼロ・クロスは存在しないことになる。これら不等式が異なる結果の場合には、ゼロ・クロスが存在し、エッジ信号Ｅ１は論理ゼロの値から１の値にセットされる。
【００３２】
図４は、本発明による装置において生じる信号のタイムチャートを示す。各々の信号は時間に沿ってプロットされ、上から順に、第１のエッジ信号Ｅ１、第２のエッジ信号Ｅ２、出力される位相差信号φ、時間ｔ１、ｔ２及び累積時間ＴＡからなる累積位相φＡが示されている。
【００３３】
エッジ信号Ｅ１及びＥ２は、対応する対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄにゼロ・クロスが生ずる時に、その値を変化させる。図４では誤ったエッジ・シーケンス例が例示されている。エッジ信号Ｅ１の２回の変化の間に、エッジ信号Ｅ２には４回の変化が発生している。エッジ信号Ｅ１の最初の変化の後、時間値ｔ１が、それまではゼロであった、累積時間ＴＡにおける値に加算される。図４の例では、それに続いて１クロック・サイクルＴ後にエッジ信号Ｅ２に発生する変化により、クロック・サイクルＴが累積位相φＡに加算され、時間値ｔ２が差し引かれる。このようにして累積された位相φＡは、位相差信号φとして出力され、その後ゼロにリセットされる。エッジ信号Ｅ２の次の変化では、時間値ｔ２が、先立ってゼロにリセットされていた累積位相φＡから差し引かれる。続くクロック・サイクルの間、各サイクル毎にクロック・サイクルＴが累積位相φＡから差し引かれる。さらに続いて第２の対角加算信号Ｂ＋Ｄに次のエッジが出現し、エッジ信号Ｅ２が再度変化する。この場合、許容されないシーケンスが含まれており、従って、エッジ・シーケンス検出機構１４はブロッキング機構１５によって、累積位相φＡに対応した位相差信号φが出力されるのを阻止する。同時に、累積位相φＡはゼロにリセットされる。またさらに続くエッジ信号Ｅ２の変化により、時間値ｔ１、ｔ２及びＴの累積動作が再び始まる。エッジ信号Ｅ１に変化があった場合には、累積位相φＡに時間値ｔ１が加算され、対応する位相差信号φ’が出力され、累積位相φＡはリセットされる。
【００３４】
図５は、本発明による装置の機能的シーケンスの状態図を示している。異なる状態Ｓ０〜Ｓ５が、補正型位相差検出機構２３の夫々の状態において実行される動作を特定する隣接ゾーンとして示されている。状態間の矢印線は、矢印の方向へ向かって一つの状態から他の状態へ遷移するための条件を有している。
【００３５】
以下では、この状態図における動作原理が説明される。状態Ｓ０の説明から順に記述するが、状態図そのものに含まれ自明な動作原理やその詳細について、個々の詳細には立ち入らない。
【００３６】
状態Ｓ０においては、累積時間ＴＡ、時間値ｔ１及びｔ２がゼロにリセットされる。続くクロック・サイクルでエッジ信号Ｅ１及びＥ２に変化がなければ、同じ状態が維持される。このことは、Ｓ０ゾーンの右側の矢印線によって示されている。この矢印線は状態Ｓ０に始まりＳ０に終わり、詳細な条件についての付記はない。他方、何らかの変化がエッジ信号Ｅ１及びＥ２の双方に生じた場合には、状態Ｓ１への遷移が生ずる。その遷移は、Ｓ０からＳ１への矢印線及び条件Ｅ１及びＥ２に関する付記と共に明示されている。Ｓ０において、エッジ信号Ｅ１のみが変化した場合には、状態はＳ２へと遷移する。その遷移は、Ｓ０からＳ２への矢印線及び条件Ｅ１に関する付記と共に明示されている。同様にして、１クロック・サイクル内にエッジ信号Ｅ２のみが変化した場合には、状態はＳ３へと遷移する。この遷移も条件Ｅ２を有する対応する矢印線で示されている。
【００３７】
状態Ｓ０ゾーンへの矢印線は、他の状態から状態Ｓ０へ遷移する条件を表している。１クロック・サイクル内にエッジ信号Ｅ１及びＥ２に何の変化も生じない場合には、状態Ｓ１からＳ０への遷移が生ずる。また、１クロック・サイクルの期間内に、エッジ信号Ｅ１のみが変化した場合には、状態Ｓ２からＳ０への遷移が生ずる。同様に、１クロック・サイクルの期間内に、エッジ信号Ｅ２のみが変化した場合には、状態Ｓ３からＳ０への遷移が生ずる。また、１クロック・サイクルの期間内に、エッジ信号Ｅ１のみが変化した場合には、状態Ｓ４からＳ０への遷移が生ずる。エッジ信号Ｅ１ではなく、エッジ信号Ｅ２のみが変化した場合には、状態Ｓ５からＳ０への遷移が生ずる。
【００３８】
状態Ｓ１においては、最初にクロック・サイクルごとに位相差信号φが出力される。その値は、ｔ１、ｔ２及びＴＡが1又はそれ以上の先立つサイクルで決定された値と仮定すると、次式、φ＝ｔ１＋ＴＡ−ｔ２によって決まる。位相差信号φの出力により、ｔ１、ｔ２及びＴＡはゼロにリセットされる。この状態は、状態Ｓ１ゾーン内の文字φと表現式ｔ１：＝０、ｔ２：＝０及びＴＡ：＝０によって表されている。状態Ｓ０からＳ１への遷移が生じた場合には、累積時間ＴＡは状態Ｓ０でセットされたＴＡ＝０の値を保つ。この場合、時間値ｔ１及びｔ２は、エッジ信号Ｅ１及びＥ２の変化をももたらす、対応するゼロ・クロスの位置によって決定される。状態Ｓ１から状態Ｓ１への遷移が、状態Ｓ０での記載と同様に、条件を有する矢印線で表示されている。
【００３９】
状態Ｓ２においては、累積時間ＴＡは各クロック・サイクル毎に時間Ｔだけ加算されていく。結果として、既に説明しているように、エッジ信号Ｅ１の生起と次に生ずるエッジ信号Ｅ２の変化との間のクロック・サイクルの合計（ｍ−ｎ）×Ｔがもたらされる。状態Ｓ２では時間値ｔ２はゼロにセットされるが、それは、ゼロ・クロスの正しいシーケンスの場合には、状態Ｓ２に続きエッジ信号Ｅ２の変化が生じ、新たな時間値ｔ２となるためである。後続するクロック・サイクルにおいてエッジ信号Ｅ２のみが変化する場合には、状態Ｓ２から状態Ｓ１への遷移が生起する。一方、エッジ信号Ｅ１のみに変化が生ずる場合には、誤ったエッジ・シーケンスであり、状態Ｓ２から状態Ｓ０への変化が生起する。その時点まで累積される累積時間ＴＡ、並びに時間値ｔ１及びｔ２は、この場合、考慮されない。状態Ｓ０及び状態Ｓ１と比較した場合の状態Ｓ２の特別の特徴は、エッジ信号Ｅ１及びＥ２の両方が１クロック・サイクル内で変化する場合、それら変化のシーケンス即ち順序がチェックされ、次に遷移する状態が決まる点にある。エッジ信号Ｅ１がエッジ信号Ｅ２に先立って変化する場合、即ち時間ｔ１が時間ｔ２よりも大きい場合は、誤ったシーケンスであり、状態Ｓ７への遷移が生起する。一方、エッジ信号Ｅ２がＥ１に先立って変化する場合、即ち時間ｔ１が時間ｔ２よりも小さい場合、状態Ｓ４への遷移が生起する。同様に、状態Ｓ３でも、同一クロック・サイクル内でのエッジ信号Ｅ１及びＥ２の変化の順序により、次に遷移する状態が決定される。誤ったシーケンスが発生した場合、即ちエッジ信号Ｅ２の変化がエッジ信号Ｅ１に先立って発生した場合、状態Ｓ６へ遷移する。この順序が逆の場合には、状態Ｓ５への遷移が生起する。状態Ｓ３においては、各クロック・サイクル毎に累積時間ＴＡはクロックＴだけ減算され、時間値ｔ１はゼロにリセットされる。
【００４０】
状態Ｓ４においては、位相差信号φが出力され、その値は次式、φ＝ｔ１＋ＴＡ−ｔ２によって決まり、累積時間ＴＡは、出力後にクロックＴにセットされ、時間値ｔ２はゼロにセットされる。状態Ｓ４においても同様であり、エッジ信号Ｅ１及びＥ２の両方が同一クロック・サイクル内で変化する場合には、その変化の順序が考慮される。続くクロック・サイクルで最初にエッジ信号Ｅ２が変化し続いてエッジ信号Ｅ１が変化する場合には、次のクロック・サイクルでも同じ状態Ｓ４が維持される。順序が逆の場合では、状態Ｓ３への遷移が生起する。同じことが状態Ｓ５においても言え、正しいシーケンスの場合には、何であれ最初にエッジ信号Ｅ１に変化が生じる。誤ったシーケンスの場合、即ち最初にエッジ信号Ｅ２に変化が生じた場合、そしてエッジ信号Ｅ２のみが１クロック・サイクル内に変化する場合には、状態Ｓ０へ遷移する。エッジ信号Ｅ１及びＥ２の双方が同一クロック内で変化し、エッジ信号Ｅ２がエッジ信号Ｅ１よりも先に変化する場合には、状態Ｓ２へ遷移する。
【００４１】
本発明の変更態様によれば、図５の説明からは逸脱するが、１クロック・サイクル内でエッジ信号Ｅ１及びＥ２の両方が変化する条件において、状態Ｓ４及びＳ５から状態Ｓ０への遷移もあり得る。これは、非常に短時間でのエッジ信号のシーケンスの変化、即ちゼロ・クロスが起こるならば、それは誤ったシーケンスであり、結果としての情報は非常に高い確率で当然誤っており、装置の制御機構で処理適用されてはならないという仮定に基づくものである。
【００４２】
状態Ｓ６及びＳ７については、上述した他の状態及びそれらの遷移の説明から理解できるため、その遷移及び条件等の詳細をここでは述べない。
【００４３】
図５の状態図に例示されている実施形態においては、エッジ信号変化が禁止されている順序で生起したかどうかを、確実に確認することができる。しかしながら、誤った状態で遷移が開始されると、これに続く状態のシーケンスも常に誤った状態となる。それを防止するために、図２に示されている入力信号Ｌ１＝Ｌ２が導入される。この信号は、エッジ信号Ｅ１及びＥ２が夫々前の状態で等しいか等しくないかを表す信号である。エッジ信号Ｅ１及びＥ２の値は、状態Ｓ０とＳ１では夫々等しくなければならず、状態Ｓ２〜Ｓ７では夫々等しくあってはならない。この原則に違反する場合は、前の状態に誤りがあったことを表している。どの前の状態に誤りがあるのか明確でないので、図には示されていないが、この違反が生じた場合には、誤った状況に続く予め定められた状態、この場合は状態Ｓ０、への遷移が行われる。
【００４４】
図６は、検出器信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを評価するための他の構成を示している。この場合、各検出器信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、既に説明した検出機構２０、２０’と同様な方法でエッジ位置を検出し出力する検出機構２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄへ別個に送られる。エッジ位置信号は、エッジ信号Ｅ１及びＥ２に対応するエッジの発生に関する情報と、時間ｔ１及びｔ２に対応するこの信号の時間位置に関する情報を含む。検出機構２０Ａ及び２０Ｂからのエッジ位置信号は、位相差信号φ’を出力する第１の補正型位相差検出機構２３’へ送られる。この信号は、例えば既に上述されている方法により決定される。対応する位相差信号φ”は、検出機構２０Ｃ及び２０Ｄからのエッジ位置信号を評価する第２の補正型位相差検出機構２３”により出力される。実際には、トラック・エラー信号ＴＥを決定するのに、位相差信号φ’及びφ”のどちらか１方で十分であるが、それら２つの位相差信号は、図６に示すように再び組み合わされ、位相差信号φとして出力される。最も単純な組み合わせは、加算による方法である。
【００４５】
図７は、本発明の装置における更なる変更態様の一部を概略的に説明する図である。この場合、検出器信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、エッジ位置信号を出力する検出機構２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄへ別個に送られる。エッジ位置信号は、位相差信号φを決めるために状態を最適に評価する比較機構２４’へ送られる。
【００４６】
本発明は、ＭｏｖｉｅＤＶＤ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等の再生装置及び対応する記録装置のトラッキング制御機構に関する。ＤＰＤ法によりトラッキングを行う最新の再生装置では、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのエッジ間の時間間隔を測定するために、従来の位相検出機構を用いている。この位相検出機構は、２つの入力信号の２つのエッジ間隔を測定するようになっている。例えば、２つの出力端子の１つに、その入力端子における信号のエッジの時間差に対応する信号を出力する。ＤＰＤ法によるトラッキング制御に位相検出機構を用いた場合に、特に、入力信号であるＡ＋Ｃ及びＢ＋Ｄが対になって変化しないような場合が起こり得る。従来の位相検出機構は、そうした場合に対応できず、誤ったパルス幅の信号を出力することになる。そうした誤った信号の出力を、本発明により抑えることができる。
【００４７】
２つの対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのエッジ間の時間間隔は、光走査ビーム２のトラックずれを示す指標である。光走査ビームがトラック・センターを正確に捉えている場合には、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄは、理想的には、同じ波形及びシーケンスとなる。この時、信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄは、同時に立ち上がり、同時に立ち下がるエッジを持つ。従来の位相検出機構では、このような場合に、出力はゼロである。
【００４８】
光走査ビーム２が、トラック・センターから僅かではあるが一定のずれを生じている場合には、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのシーケンスはそのまま同じであるが、それらのエッジについてはもはや同時に変化するということはなくなる。例えば、対角加算信号Ａ＋Ｃの正方向又は負方向エッジの発生が、他方の対角加算信号Ｂ＋Ｄよりも先に起きる場合、それらのエッジ間の時間差が、位相比較機構によって位相差信号φと決定される。この場合、エッジの入力順序は位相差信号φの正負の符号によって見極めることができる。この位相比較機構は、トラック・センターからのずれに比例した値を位相差信号φとして出力し、その極性はトラック・センターからのずれの方向を表し、その大きさはトラック・センターからの距離を表す。位相差信号φは、デジタル値として得られるが、他のデジタル表現方式、例えば２の補数表現、オフセット・バイナリー形式、その他も可能であることは言うまでもない。
【００４９】
光記録媒体７上には、非常に多くの情報トラックが隣接し合って存在する。トラック・エラー信号ＴＥは、従って光走査ビーム２が複数のトラックを横切る時の周期的な信号となる。光走査ビーム２が、例えば、２つのトラック間の領域に向けて移動する場合、即ち、トラック・センターから離れて行くような場合、位相差信号φの値は増加し、従ってトラック・エラー信号ＴＥの値も増加する。光走査ビーム２が、離れて行こうとする情報トラック６を検出できる限り、このような動作が行われる。光走査ビームがちょうど２つの情報トラックの間に位置する場合には、光走査ビーム２が２つの情報トラックからの信号を混合して検出するので、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのエッジ・シーケンスは不確定となる。即ち、エッジ・シーケンスはランダムに出現し、結果としてトラック・エラー信号ＴＥは小さな値となる。光走査ビーム２がさらに移動し、次の情報トラックに接近すれば、そのトラックからのエッジ・シーケンスが再び検出され、トラック・エラー信号ＴＥはトラック・センターからのずれに対応した有効な値を取るようになる。
【００５０】
上述したように、入力信号のシーケンスは、トラック・センター位置と２つのトラックの中間領域とでは、情報トラック６上における対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのエッジ・シーケンスが一様であり、トラック・センターからのずれに比例した変位のみを示している点で異なる。しかしながら、中間領域では、光走査ビーム２が隣接する２つのトラックからの信号を混合して検出するために、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのエッジ・シーケンスはよりランダムとなる。この場合、対角加算信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄの対としてのエッジ変化は生じない。本発明によれば、このような誤ったエッジ・シーケンスによる位相差信号φの出力は抑圧され、出力されない。一例であるが、図５の状態図は、一方の入力信号、例えば対角加算信号Ａ＋Ｃのハイ−ロー・シーケンスが、他方の入力信号、この場合対角加算信号Ｂ＋Ｄ、に同様に含まれているかどうかを示している。この場合、一方の信号の最大で１つのエッジの順序が、他方の信号のエッジに対して、変化することを許される。少なくとも２つのエッジが、他方の信号のエッジに対して、その順序を連続的に変化することが許された場合、許容された順序条件に違反し、位相差信号φの値は出力されない。
【００５１】
さらに、上述した状態は、光走査ビーム２がトラック間に位置していることをも示す。トラック間の禁止された順序のエッジの発生は、基本的には累積的方法では起こらないので、より確実に確認するために、カウンターや他の方法によるフィルタリングがここでは行われる。基本的な可能性は、ｎ個のエッジから成るシーケンス中に存在する禁止された順序のエッジの発生数ｖを統計的に評価することと、ｕ＝ｎ−ｖが予め定められた値に達しない場合に、光走査ビーム２がトラック間領域に存在することを示す誤り表示信号ＦＩを出力することからなる。全体でｎ個のエッジから成るシーケンス中の有効な（ｎ−ｖ）個のエッジの割合が、予め定められた値ｕより低下するならば、光走査ビーム２は２つのトラック間をスキャンしていることを示す。誤り表示信号ＦＩは、さらにまた、光記録媒体７上の引っかき傷その他のエラー原因によって、信号Ａ＋Ｃ及びＢ＋Ｄのエッジ・シーケンスの順序関係が撹乱されたかどうかをも示すことができる。また、無効なエッジ発生数の統計的評価処理方法、例えば、単位時間における発生数の評価、予め定めたエッジ発生のトータル数に関しての評価なども本発明の範囲内にある。さらに、本発明の上述の実施形態例とは別の形態による、禁止されたエッジ・シーケンスの検出並びに位相差信号の出力停止のためのステート・マシン、アルゴリズム、それらを実現するプログラム等も、本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による装置の概略的説明図である。
【図２】本発明による装置の概略的説明図である。
【図３】本発明による対角加算信号機構の説明図である。
【図４】本発明による装置の信号系統の図解である。
【図５】本発明による装置の機能的シーケンスの状態遷移図である。
【図６】本発明による別の機構要素の概略的説明図である。
【図７】本発明によるさらに別の機構要素の概略的説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  レーザー・ダイオード
２  光走査ビーム
３  コリメーター
４  半透明反射鏡
５  収束レンズ
６  情報トラック
７  光学式記録媒体
８  アクチュエーター
９  調節機構
１０  光検出機構
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  検出素子
１１、１２  対角加算信号形成機構
１３  位相生成機構
１４  エッジ・シーケンス検出機構
１５  信号ブロッキング機構
１６  トラック・エラー信号生成機構
１７、１７’  ＦＩＲハイ・パス・フィルター
１８、１８’  平均化器
１９、１９’  遅延素子
２０、２０’、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ  検出機構
２１、２１’  エッジ検出機構
２２、２２’  位相角度検出機構
２３、２３’、２３”  補正型位相差検出機構
２４、２４’  比較機構
２５  誤動作表示機構
【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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