JP2001134945A

JP2001134945A - 光ディスク情報再生装置と方法

Info

Publication number: JP2001134945A
Application number: JP2000206597A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Ishibashi; 広通石橋; Kenichi Kasasumi; 研一笠澄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成で２種の光ディスクを互換再生で
きる光情報再生装置および方法を提供する。【解決手段】第１の記録密度の光ディスクと第１の記
録密度より低い第２の記録密度の光ディスクを再生する
情報再生装置において、光源は、光ディスクに形成され
た複数の互いに隣接するトラックに主ビームと副ビーム
とを照射する。ここで、主ビームは、第１の記録密度の
光ディスクの解像度に対応するトラック接線方向の寸法
を有し、かつ、光ディスクのトラック垂線方向に長い形
状を有する。光検出素子は、光ディスク面からの主ビー
ムと副ビームの反射光をそれぞれ検出し、検出信号を基
に光ディスクの情報を再生する。ここで、主ビームの反
射光から再生される信号に含まれる隣接トラックからの
クロストーク成分を副ビームの反射光から再生される信
号を用いて相殺する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に高密
度で記録された情報の再生が可能で、しかも低密度で記
録された情報に対しても互換機能を有する光情報再生に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高品質のデジタル映像・音響を提
供するＤＶＤ（デジタルビデオディスク）並びにこれを
再生する光ディスク装置いわゆるプレーヤの普及はめざ
ましい。もっとも近年のＤＶＤプレーヤの普及は単にＤ
ＶＤの高品質にのみよるものでは無く、その多くが従来
のメディアとの互換つまりＣＤ（コンパクトディスク）
の再生を保証しているところが大きい。高密度で記録さ
れた光ディスク（例えばＤＶＤ）に対応した上位の光デ
ィスク装置を用いて低密度の光ディスク（例えばＣＤ）
を再生することは一見簡単なようである。しかし、光デ
ィスク上に形成されるピットマークはその上に照射され
るレーザービームスポットの形状に最適になるように設
計されているため、低密度といえども、その最適条件か
ら外れるものを再生するにあたってさまざまな課題が生
じる。

【０００３】最も典型的な例として、高解像度のピック
アップから出射された微小レーザービームスポットで低
密度記録ピットを再生したときに発生する、いわゆる折
り返し現象が挙げられる。光ディスク上にはデジタル映
像・音響情報が凹凸状のピットで予め形成されている
が、光ディスク（例えばＣＤ）全面にはピット部分か否
かにかかわらず、同一反射率の膜（アルミ、金、など）
が蒸着されている。反射率が同じでも情報が識別できる
のは、ピットエッジによる回折効果を利用しているから
である。すなわち、照射されるレーザービームの一部が
上記ピットのエッジによって回折散乱を受け、光ヘッド
のフォトディテクタに入射しないように、ピットの幅
は、レーザービームスポット径の約半分になるように形
成されている。ところが、この光ディスクよりもさらに
高密度の光ディスク（例えばＤＶＤ）に対応した高解像
度ピックアップを用いて上記ピットを再生しようとした
場合、レーザービームスポットが微小なためレーザービ
ームスポットのほとんどが凹凸ピットの内部を照射して
しまう。このため、エッジによる十分な回折散乱がなさ
れず、その結果、ピット再生時に反射光が増える。これ
が、いわゆる折り返し現象である。なお、ここでは両デ
ィスク（例えばＣＤとＤＶＤ）の基材厚の差による球面
収差は何らかの手段を用いて解決されていることにす
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、２種の光ディ
スクを再生するため、例えば特開平８−１０２０７９号
公報のように、低密度再生時には絞りを設けてレーザー
ビームスポットを拡大する方法が提案されている。しか
し、この方法では非線形光学フィルターなどといった高
価な光学素子を必要とする。また、特開平９−１８５８
３３号公報または特開平１０−２０８２７６号公報のよ
うに、ＮＡの異なるレンズを切り替える方法が提案され
ている。しかし、レンズを切り替える場合にはピックア
ップの構造が複雑になる。また、ホログラムなどを用い
て開口制限をしてレーザービームスポットを拡大する方
法が提案されている。ホログラムによる回折損失のため
にレーザービームの利用効率が悪くなる。

【０００５】本発明の目的は、簡易な構成で２種の光デ
ィスクを互換再生できる光情報再生装置および方法を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光情報再生
装置は、第１の記録密度の光ディスクと第１の記録密度
より低い第２の記録密度の光ディスクを再生する情報再
生装置であって、光ディスクに形成された複数の互いに
隣接するトラックに主ビームと副ビームとを照射する光
源と、光源により照射された光ディスク面からの主ビー
ムと副ビームの反射光をそれぞれ検出する光検出素子
と、光検出素子からの信号を基に光ディスクの情報を再
生する再生部とからなる。ここで、前記の光源が発生す
る主ビームは、第１の記録密度の光ディスクの解像度に
対応するトラック接線方向の寸法を有し、かつ、光ディ
スクのトラック垂線方向に長い形状を有する。また、前
記の再生部は、主ビームの反射光から再生される信号に
含まれる隣接トラックからのクロストーク成分を副ビー
ムの反射光から再生される信号を用いて相殺する第１相
殺手段を備える。この光情報再生装置において、たとえ
ば、前記の主ビームは長軸と短軸との比が１．２以上で
２．０以下である。この光情報再生装置において、たと
えば、前記の再生部は、第１の記録密度の光ディスクに
記録された情報は主ビームと副ビームとを用いて前記の
第１相殺手段を使用して再生し、第２の記録密度の光デ
ィスクに記録された情報は主ビームのみを用いて再生す
る。この光情報再生装置において、たとえば、第１の記
録密度の光ディスクにおいて情報を形成するピットの幅
と第２の記録密度の光ディスクにおいて情報を形成する
ピットの幅の比は１．５から２．０である。

【０００７】この光情報再生装置において、さらに、光
検出素子からの出力信号を基に生成したトラッキング誤
差信号により、前記の光源を備える光ヘッドのトラッキ
ングを制御するトラッキング制御部とを備え、前記の光
源は、主ビームと２本の副ビームを光ディスクに照射
し、前記のトラッキング制御部は、第１の記録密度の光
ディスクに記録された情報を再生する場合に前記の主ビ
ームの反射光を分割して光検出素子で受光した信号の相
互の位相差からトラッキング誤差信号を生成し、第２の
記録密度の光ディスクに記録された情報を再生する場合
に副ビームの反射光を光検出素子で受光して得られた信
号からトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤
差信号生成手段を備える。この光情報再生装置におい
て、さらに、光検出素子からの出力信号を基に生成した
トラッキング誤差信号により、前記の光源のトラッキン
グを制御するトラッキング制御部を備える。ここで、前
記の光源は、トラックグルーブを有した光ディスク面上
の複数の互いに隣接するトラックに主ビームと２本の副
ビームとを照射し、前記のトラッキング制御部は、主ビ
ームの反射光からプッシュプルトラッキング誤差信号を
生成するプッシュプルトラッキング誤差信号生成手段
と、プッシュプルトラッキング誤差信号生成手段により
得られたプッシュプルトラッキング誤差信号に含まれる
隣接トラックからのクロストーク成分を上記副ビームの
反射光を用いて相殺する第２相殺手段とを備える。

【０００８】この光情報再生装置において、好ましく
は、トラックに所定の間隔で識別マークが形成されてい
る光ディスクの光情報再生において、前記の第１相殺手
段は、前記の光源が照射する第１のビームによる再生信
号と第２のビームによる再生信号に相対的時間差を与え
る遅延手段と、任意のトラックにおいて第１のビームに
よって第１の識別マークが検出された後、前記の光源が
照射する第２のビームを上記トラックにジャンプさせ、
第２のビームによって第２の識別マークが検出されるま
での時間を計測する時間計測手段と、上記時間計測値と
上記第１および第２の識別マーク間隔より決定される時
間間隔との差に応じて上記遅延手段の遅延量を決定する
遅延量決定手段とからなる。なお、この遅延量決定は、
一般に３ビームクロストークキャンセラにおいて採用で
きる。この光情報再生装置において、たとえば、前記の
遅延手段はクロック周期を一単位として遅延量を設定す
る。この光情報再生装置において、たとえば、前記の遅
延手段はクロックに応じて順次信号を伝搬させる機能を
有し、しかも、上記クロックは少なくとも上記主ビーム
によって得られる再生信号と同期して生成させる。

【０００９】本発明に係る光情報再生方法は、トラック
に所定の間隔で識別マークが形成されている光ディスク
の光情報再生において、光ディスクに形成された複数の
互いに隣接するトラックに主ビームと副ビームとを照射
し、主ビームによる再生信号と副ビームによる再生信号
の間の時間差を補正して主ビームに混入するトラック間
クロストークを副ビームを用いて相殺して、主ビームに
よる再生信号を求める光情報再生方法である。ここに、
前記のトラック間クロストークは、任意のトラックに形
成された第１の識別マークに第１のビームを照射し、ト
ラックジャンプの後、上記トラックに上記第１の識別マ
ークに対して所定の間隔で設けられた第２のマークに第
２のビームを照射し、それぞれのビームによって上記第
１および第２の識別マークが検出された時間間隔と上記
所定の間隔より決定される時間間隔との差に応じて上記
時間差を補正して相殺する。この光情報再生方法におい
て、たとえば、光ディスクに予め記録された情報群を再
生した信号に同期して生成されるクロックを用いて前記
の時間間隔を計測する。この光情報再生方法において、
たとえば、光ディスクに予め記録された情報群を再生し
た信号に同期して生成されるクロックの一周期を一補正
単位として前記の時間差を補正する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施の形態を説明する。なお、図面において、同じ
参照記号は同一または同等のものを示す。（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１におけ
る光ディスク装置のブロック図を示す。この光ディスク
装置は、高密度と低密度の２種の光ディスク（たとえば
ＤＶＤとＣＤ）を再生する。図１において、光ディスク
１００は、図示しないスピンドルモータにより回転され
ている。レーザー光源１、回折格子２、ハーフミラー
３、対物レンズ４、フォトディテクタ５およびアクチュ
エータ２４は、光ディスク１００の上をトラッキング制
御部２５により移動される光ヘッドを構成する。レーザ
ー光源１が発したレーザービームは、回折格子２で３本
に分割された後、ハーフミラー３を介して対物レンズ４
に入射し、光ディスク１００上に３つのビームスポット
Ｌ０（主スポット）、Ｌ１とＬ２（以上副スポット）を
生成する。これらのビームの光ディスク１００からの反
射光は再び対物レンズ４、ハーフミラー３を経てフォト
ディテクタ５に入射する。主スポットＬ０はフォトディ
テクタ５におけるフォトエレメント５ａ、５ｂ、５ｃ、
５ｄによって４分割され、それぞれ電気信号として出力
される。これら出力信号は加算器１０で合成され、スイ
ッチ１５を経て再生信号ＨＦとなり、光情報を再生する
再生部２８に供給される。

【００１１】ここで特徴的なことは、光ディスク１００
に照射されるビームスポットはトラック垂線方向に長い
楕円形状を成していることである。ビームスポットのト
ラック接線方向寸法は、高密度の光ディスクの解像度に
対応して設定される。この形状の理由を図２により説明
する。一般に光ディスクに照射されるビームスポット形
状は、図２の（Ａ）に示されるようにほぼ円形である。
このビームの両サイドがピットＰ１のエッジで回折散乱
された結果、反射光の一部がフォトディテクタに到達し
ないため、図示されるような再生信号ＨＦＡが得られ
る。しかし、これを用いて低密度で記録されたピットマ
ークＰ２を再生しようとした場合、図２の（Ｂ）に示さ
れるようにビームスポットがピットＰ２の内部を照射す
るために、十分な回折散乱効果が得られず、再生信号Ｈ
ＦＢには、図示のような、いわゆる折り返しが発生す
る。そこで、図２の（Ｃ）のように、ビームスポット形
状をトラック垂線方向に長い楕円形状にしておけば低密
度ピットＰ２のエッジでも十分回折することができ、し
たがって再生信号ＨＦの折り返しは改善される。

【００１２】ビームを楕円形状にする手段としては、例
えば図３に示すように、レーザー発光源１にレーザーダ
イオードを用いるとして、その楕円形状のビームをその
まま用いる方法や、または、特に図示していないが、楕
円率を多少弱める程度の弱い角倍率の楕円補正光学系を
用いる方法がある。高密度ピットＰ１の幅と低密度ピッ
トＰ２の幅の比が１．５〜２．０程度を想定した場合、
光ディスク１００の記録面におけるビームスポットのト
ラック垂線方向の長さ（Ｌｒａｄ）と接線方向の長さ
（Ｌｔａｎ）の比率は１．２≦Ｌｒａｄ／Ｌｔａｎ≦１．５（１）であることが望ましい。式（１）における下限１．２の
根拠は顕著な折り返しが生じない程度の最小限の回折光
が得られるビーム幅であり、上限１．５の根拠は隣接ト
ラックからのクロストークの影響が許容できる最大限の
ビーム幅である。

【００１３】トラック垂線方向のみ長い楕円形状にした
理由は、言うまでもなく、トラック接線方向の解像度を
低下させないためである。したがって、楕円状のビーム
で高密度で記録された情報を再生しても、隣接ピットマ
ークからの符号干渉による再生信号劣化の程度は従来と
同程度である。しかし、楕円形状が式（１）の範囲以内
であっても、隣接トラックからのクロストークの影響で
若干再生信号の劣化が生じることがある。そこで本実施
の形態では、このクロストークによる影響を皆無にする
ために、副ビームＬＬ、Ｌ２を用いたクロストークキャ
ンセル処理を行っている。すなわち、副ビームＬ１、Ｌ
２はそれぞれ両隣のトラック上に位置しているとして、
それぞれの副ビーム反射光が入射するフォトエレメント
５ｅ、５ｆの出力信号は可変ゲインアンプ１１、１２に
よって適当な定数Ｋ１、Ｋ２が掛けられた後、加算器１
３によって互いに加算され、最後に減算器１４によって
主ビームによる信号から差し引かれ、スイッチ１５を経
て再生信号ＨＦとして再生部２８に出力される。定数Ｋ
Ｌ、Ｋ２を適当に選べば両隣のトラックからのクロスト
ーク成分を完全に除去できる。

【００１４】スイッチ１５は、上記クロストークキャン
セル処理を実行した信号を出力するか否かを信号Ｋ３に
より選択するものであり、低密度の記録媒体の情報を再
生する場合は、加算器１０の出力をそのまま出力するよ
うにしておけばよい。図示しない光ディスク識別部によ
り光ディスク１００の種類が識別され、その結果が信号
Ｋ３としてスイッチ１５に送られる。

【００１５】なお、図１において、副ビームＬ１、Ｌ２
の反射光を用いてクロストークキャンセル処理するにあ
たって、フォトエレメント５ｅ、５ｆの出力信号をその
まま乗算および加減算処理するように示されている。し
かし、光学系の設計上、主ビームＬ０および副ビームＬ
１、Ｌ２をそれぞれトラック接線方向に離して照射しな
ければならない場合がある。こういった場合、加減算処
理の前に上記ビーム相互の遅延を補正するための遅延調
整（時間差補正）が必要となる。この遅延調整の具体的
手法については、後で第３の実施の形態として説明す
る。

【００１６】次にトラッキング誤差検出について述べ
る。本実施の形態の光ディスク装置においては、高密度
の信号を再生する場合には高密度媒体に適した位相差検
出方式を用いる。すなわち、主ビーム反射光はフォトエ
レメント５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄによって４分割され、
それぞれ電気信号として出力される。それぞれ対角方向
に配置されている工レメント対（フォトエレメント５ａ
および５ｃならびにフォトエレメント５ｂおよび５ｄ）
からの出力信号はそれぞれコンパレータ１６、１７によ
って二値化された後、位相比較器６によって相互の位相
が検出され、ローパスフィルター７で平滑化された後、
スイッチ９を経て、トラッキング誤差信号ＴＥとして出
力される。トラッキング制御部２５は、光ヘッドを半径
方向に移動し、またトラッキング誤差信号ＴＥによりビ
ームのトラッキングを制御する。またトラックジャンプ
駆動手段２６は、対物レンズ４の位置を移動するアクチ
ュエータ２４を制御して、トラックジャンプを行う。

【００１７】低密度の信号を再生する場合においても、
この位相差検出方式を用いることが可能である。しか
し、楕円化したビームに対してもなお、トラックピッチ
の方が広いような場合は、トラックと隣接トラックとの
間に無信号領域ができ、位相差トラッキング誤差信号に
ノイズが乗る場合がある。つまり、コンパレータ１６、
１７が無信号領域におけるノイズレベルの信号で動作
し、ノイズパルス同士の位相差が偽のトラッキング誤差
信号として出力される場合がある。そこで本実施の形態
では、高密度信号再生時には副ビームＬ１、Ｌ２をクロ
ストークキャンセル用の副ビームとして、低密度信号再
生時には副ビームＬ１、Ｌ２をいわゆる３ビームトラッ
キング誤差信号検出用の副ビームとして使えるようにし
ている（図４）。すなわち、フォトエレメント５ｅ、５
ｆの出力信号は、差演算器８によって差信号となり、３
ビームトラッキング誤差信号として出力される。スイッ
チ９は位相差トラッキング誤差信号とこの３ビームトラ
ッキング誤差信号とを切り替えるものである。

【００１８】なお、本実施の形態における副ビームの強
度であるが、隣接トラックからの微弱なクロストークを
除去するに十分なＳＮ比が確保できればよいことから、
それぞれ主ビームの１０％程度あればよい。言い換えれ
ば、レーザー光源１からのビームから回折格子２によっ
て副ビームに分かれるが、これによる主ビームの光量ロ
スは２０％程度であり、従来のホログラムを使う場合
（光量ロスは４０〜５０％程度）に比べて少なくてす
む。さらに本実施の形態によれば、図３に示されるよう
に、楕円ビームを得るために、もともと楕円形状のレー
ザービームがほぼそのままの形で対物レンズ４を透過す
るため、対物レンズ開口による、いわゆる「けられ」が
少なく、レーザー光源１から光ディスク１００へ到達す
るまでの伝送効率が向上する。

【００１９】（実施の形態２）以下、発明の実施の形態
２の光ディスク装置について説明する。図５はこの光デ
ィスク装置のブロック図である。図５においてレーザー
光源１、回折格子２、ハーフミラー３、フォトディテク
タ５、可変ゲインアンプ１１、１２、加算器１０、加算
器１３、減算器１４、スイッチ１５は図１に示されたも
のと同等な機能を有する。

【００２０】この光ディスク装置の特徴は、まず、変調
器２０１によってレーザー光源１をパルス発光させ、こ
のときのレーザーパルスによって光ディスク２００に情
報を記録することにある。また、フォトエレメント５ａ
および５ｂの出力とフォトエレメント５ｃおよび５ｄの
出力から、差演算器１９を用いていわゆるプッシュプル
トラッキング誤差信号ＰＴＥを生成する。さらに、副ビ
ームの受光信号（フォトエレメント５ｅおよび５ｆの出
力）から差演算器１８を用いて差信号を生成し、これに
より、減算器２０を用いてプッシュプルトラッキング誤
差信号ＰＴＥを補正する。

【００２１】光ディスク２００には、図６に示されるよ
うな溝（グルーブ）が予め形成されていて、レーザービ
ームは、その上をトラッキングしながら、情報の記録を
行う。この場合、トラッキング誤差信号は、グルーブの
トラック垂線方向のエッジによって回折散乱した光の強
度の差を検出する、いわゆるプッシュプル方式を用いて
検出する。ところが、プッシュプル方式の場合、光量の
アンバランスによるオフセットが出やすく、これによる
オフトラックが発生すると、トラックセンターに情報が
記録されないといった問題が生じる。たとえば、図６の
ように、主ビームＬ０を用いてグルーブＧ０に情報を記
録する場合において、隣接グルーブＧ１には情報が記録
されていてしかも反対側のグルーブＧ２には情報が未記
録である場合、双方からのクロストークにより反射光量
のアンバランスを生じる。すなわち、グルーブＧ１側が
暗く反射され、その結果、トラッキング位置はトラック
センターからグルーブＧ２側ヘ移動する。当然情報はト
ラックセンターからずれたところに記録される。

【００２２】そこで本実施の形態では、グルーブＧ１、
Ｇ２にそれぞれ照射された副ビームＬ１、Ｌ２を用い
て、光量アンバランスを補正している。すなわち、情報
が記録されているグルーブＧ１を走査する副ビームＬ１
より得られる反射光は、情報未記録のグルーブＧ２を走
査する副ビームＬ２より得られる反射光にくらべて弱い
から、差演算器１８の出力にアンバランス量が発生す
る。そこで減算器２０を用いてプッシュプルトラッキン
グ誤差信号ＰＴＥからこのアンバランス量を除去する。
これにより、隣接トラックの記録・未記録にかかわら
ず、クロストーク量がキャンセルされ、オフセットの無
いトラッキング誤差信号を検出できる。

【００２３】（実施の形態３）次に、ビーム相互の遅延
を補正するための上述の時間差補正についての第３の実
施の形態について説明する。先に説明した副ビームＬ
１、Ｌ２を用いたクロストークキャンセル機能を実際に
構成しようとした場合、実用上、次のような課題が生じ
る。つまり、主ビームＬ０と副ビームＬ１、Ｌ２をトラ
ックと直交する直線上に配置できれば、図１に示した構
成で特に問題は無いが、実際はこういった構成はとれな
い。つまり、主ビームと副ビームをトラック直交方向に
配置しようとすれば、各ビーム間隔はほぼトラックピッ
チとなって受光部でこれらを分離するのが困難になる。
よって、各副ビームは主ビームからトラック接線方向に
十分離して、言い換えれば、トラックと斜交する直線上
に配置せざるを得ない。このとき各ビームによる再生信
号にはその接線方向の距離に相当する時間差が生じる。

【００２４】こういった問題は従来から指摘されてい
て、その解決手段もいくつか提案されてきている。たと
えば、特開平７―１７６０５２号公報では、各ビームの
再生系に可変遅延手段を入れておいて、それぞれの再生
信号間のクロストーク相関を演算し、相関が最大になる
ように遅延量を決定する。また、特開平５−１１５１０
６号公報では、予め光ディスク上の複数トラックにまた
がってトラック直交方向に一列に並んだ識別マークを形
成しておき、それぞれのビームが各トラックにおける識
別マークを走査したタイミングから補正遅延量を決定す
る。しかし、相関演算による方法では十分な検出感度が
得られないため、時間差を精度よく検出・補正すること
が困難であり、また予めトラック直交方向に識別マーク
を形成する方法にしても光ディスクのフォーマット上の
制約を受けるといった問題がある。そこで、本実施形態
では、３ビームクロストークキャンセラの実用上の問題
点である時間差補正について、以下に説明するように、
ＣＤやＤＶＤなどといった一般的なフォーマットを有す
る光ディスクに対して精度良くビーム間の時間差を検出
し、ビーム間の時間差補正を正確に実行する。

【００２５】図７は、本実施の形態における光ディスク
装置のブロック図を示す。光ディスク１００に形成され
たトラック上には主ビームＬ０と副ビームＬ１、Ｌ２の
計３本のビームは照射され、その反射光は光ヘッド２０
０の受光素子のそれぞれのフォトエレメント５ｇ、５
ｅ、５ｆによって竃気信号に変換される。これら３本の
ビームによる検出信号は、遅延素子３００、３０１で適
当に時間補正された後、加減算手段３３（図１では加算
器１３と減算器１４に相当する）でいわゆるクロストー
ク演算処理がなされ、隣接トラックからの漏れ込み成分
が除去される。

【００２６】このとき、上記遅延素子３００、３０１に
よる時間差が完全に補正できていないと、クロストーク
除去が十分に行われないばかりか、その時間誤差が大き
いと、隣接トラック成分がアドオンされ、かえって再生
信号のＳＮ比を劣化させることになる。本実施の形態で
は、その時間誤差補正を、予め光ディスクの情報トラッ
ク上に等間隔で設けられたフレームマークを利用して実
行する。フレームとは光ディスク記録情報の１単位であ
り、フレームマークはその先頭に、しかも他の情報マー
ク群から容易に識別できるように形成されたものであ
る。例えば、ＤＶＤの場合、フレームマークは１４５６
ビットごとに設けられ、しかも、他の情報群が３Ｔ〜１
１Ｔ（Ｔはチャネルビット長）の長さのマークから成る
のに対し、１４Ｔという長さのマークを有す。したがっ
て、各ビームでこのフレームマークを検出できれば、フ
レームマークが検出されるタイミングの誤差から各ビー
ムの時間誤差を正確に検出できる。しかし、フレームマ
ークは等ビット間隔で形成されているが、これらがトラ
ック直交方向に整列している必然性は無い。言い換えれ
ば、フレームマークが直交方向に整列するためにはすべ
てのトラックにおいてトラック１周あたり同数の情報ピ
ットが形成されていなければならない（いわゆるＣＡＶ
記録）が、ＤＶＤあるいはＣＤの場合、情報はＣＬＶ記
録されているためトラック１周分のビット数が半径位置
ごとに異なる。

【００２７】次に、図７と図８を用いてフレームマーク
を用いた時間補正について説明する。図８において、ま
ず主ビームＬ０はトラックＴ２にトラッキングしてお
り、副ビームＬ１はトラックＴ０上を走査している。ト
ラックＴ０上には情報マーク群１０３、フレームマーク
１０１、情報マーク群１０４およびフレームマーク１０
２が形成されている。例えばＤＶＤの場合、情報マーク
群１０３、１０４はマーク長３Ｔ〜１１Ｔまでのランダ
ムデータで構成されている。一方フレームマーク１０
１、１０２には上記情報マーク群には含まれていない１
４Ｔという長さのマークが含まれている。図７において
信号セレクタ４０は各ビームに対応した受光素子からの
再生信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２を切り替えて二値化回路５０
を介してフレームマーク検出手段６０に供給するもので
ある。フレームマーク検出手段６０はフレームマークを
検知するものであり、例えば、入力するすべての信号列
のマーク長を逐次カウントし、１４Ｔが検出されたと
き、パルス信号を出力するものであればよい。主ビーム
Ｌ０がトラックＴ２にトラッキングしているとき、すな
わち副ビームＬ１がトラックＴ０上を走査していると
き、図８に示したように、信号セレクタ４０は副ビーム
Ｌ１による再生信号を選択する。したがって、副ビーム
Ｌ１がフレームマーク１０１を走査したとき、フレーム
マーク検出手段６０はこれを検知し、フレームマーク検
出パルスＦＰを出力する。なお説明を簡略化するため、
図８においては、副ビームＬ２による再生信号Ｓ２を選
択する機能については省略してある。

【００２８】一旦フレームマークによる再生信号（Ｄ１
０１）が検出されるとマーク間隔計測手段７０が起動
し、次にフレームマークによる再生信号（Ｄ１０２）が
検出されるまでの時間をカウントする。マーク間隔計測
手段７０は、例えば図１に示されるように、フリップフ
ロップ７００、７０１、ゲート７０２、７０３、カウン
タ７０４によって構成される。まず、最初のフレームマ
ーク検出パルスＦＰ（Ｄ１０１）を受け取るとフリップ
フロップ７００、７０１の出力はそれぞれＨレベル、Ｌ
レベルとなって、上記フレームマーク検出パルスはゲー
ト７０２をそのまま通過してスタートパルスＣＳＴＲＴ
となってカウンタ７０１をスタートさせる。スタートパ
ルスＣＳＴＲＴはトラックジャンプ駆動手段１１１にも
送られ、トラックジャンプ駆動手段１１１は光ヘッド２
００のトラッキングアクチュエータ２０４をしてトラッ
クジャンプを実行させる。その結果、図８に示すよう
に、主ビームＬ０はトラックＴ２からトラックＴ０にト
ラックジャンプする。また、スタートパルスＣＳＴＲＴ
は切替制御手段１２０にも送られ、切り替え制御手段１
２０は信号セレクタ４０を制御して、その出力を副ビー
ムＬ１による再生信号Ｓ１から主ビームＬ０による再生
信号Ｓ０に切り替える。

【００２９】次に（主ビームＬ０による）フレームマー
クＦＰ（１０２）が検出されると、フリップフロップ７
００、７０１の出力はそれぞれＨレベル、Ｈレベルとな
って、今度はゲート７０３が開いて、フレームマーク検
出パルスはストップパルスＣＳＴＯＰとなって、カウン
タ７０１を停止させる。そのときのカウント値をＮとす
る。ここで、フレームマーク１０１とフレームマーク１
０２とは所定の間隔で設けられていて、仮に同じビーム
で、しかもトラックジャンプさせずに続けて再生した場
合、必ず所定のカウント値が得られる。この値をＭとす
る。例えば、ＤＶＤの場合、チャネルクロックで上記間
隔を計測した場合、必ずＭ＝１４５６となる。

【００３０】したがって、上記手段によって得られたカ
ウント値Ｎと所定のカウント値Ｍとを比較すれば、それ
ぞれのビームによる再生信号の時間差を知ることができ
る。つまり、再生信号Ｓ０とＳ１には遅延手段３００、
３０１によって予め時間遅延が与えられているが、これ
らが適量、すなわち、主ビームＳ０と副ビームＳ１との
トラック接線方向の距離に応じた時間差が完全に補正で
きているとすれば、カウント値（Ｎ）＝所定値（Ｍ）と
なるはずである。言い換えれば、カウント値と所定値と
の誤差（Ｎ−Ｍ）は各ビーム間の時間補正における補正
誤差を表しているに他ならない。所定値Ｍはレジスタ９
０に格納されている。

【００３１】遅延量補正手段１１０は、差演算手段８０
によって得られる上記誤差（Ｎ−Ｍ）が０になるよう
に、遅延手段３００、３０１のそれぞれの遅延量を設定
する。図９に遅延量補正手段１１０の具体的な構成例を
示す。フォトエレメント５ｇの出力信号は、まずＡＤ変
換器３００ａによってデジタル信号に変換されたあと、
シフトレジスタ３００ｂによってクロックＣＬＫの立ち
上がりエッジごとに順次１クロック周期ごとの遅延が与
えられる。セレクタ３００ｃは、遅延量補正手段１１０
に従ってシフトレジスタ３００ｂを構成するレジスタ群
のうち１出力を選択し、ＤＡ変換器３００ｄはこれを再
度アナログの信号に変換して再生信号Ｓ０として出力す
る。上記構成により、１クロック周期精度で遅延量を切
り替えることができる。なお、遅延手段３０１も同様な
手段で構成できる。

【００３２】以上、主ビームＬ０と副ビームＬ１との時
間補正を実行する方法について説明したが、同様に主ビ
ームＬ０と副ビームＬ２との時間補正を実行することが
できる。例えば、上記処理が終了した後にマーク間隔計
測手段７０のフリップフロップおよびカウンタを一旦リ
セットし、まず、副ビームＬ２でフレームマーク１０１
を再生した後トラックジャンプを実行して主ビームＬ０
でフレームマーク１０２を再生し、そのときのフレーム
マーク間のカウント値Ｍと所定値Ｎとの差が０になるよ
うに、遅延手段３００、３０１の遅延量を設定すればよ
い。遅延素子３０１の遅延量を再度設定するのは、先述
の処理によって前もって設定されている遅延手段３０
０、３０１の相対的な遅延量を保持しておかなければな
らないからである。

【００３３】主ビームＬ０および副ビームＬ１、Ｌ２に
ついて遅延手段３００、３０１それぞれの遅延量が適量
に設定されれば、加減算手段３３により適切なクロスト
ーク除去が行われる。クロストークが除去された信号
は、二値化回路２１を経てＰＬＬ回路２２に供給され、
これによってデータ成分ＤＡＴＡとクロックＣＬＫが分
離され、例えばデジタルビデオデコーダなどの後段の処
理回路へ伝送される。ＰＬＬクロックは、後段の処理回
路のみならずカウンタ７０４へも供給される。先ほどＤ
ＶＤの場合、所定値Ｍ＝１４５６と述べたが、これは再
生信号のもとになるチャネルクロックでフレームマーク
間をカウントした場合の値である。ＰＬＬ回路２２が動
作しているとき、これによって生成されているクロック
ＣＬＫがこのチャネルクロックに相当する。

【００３４】ＰＬＬクロックはさらに遅延手段３００、
３０１にも供給される。その理由を以下述べる。この光
ディスク装置は主ビームＬ０と副ビームＬ１、Ｌ２それ
ぞれのトラック接線方向の位置誤差を時間軸上で補正し
ようとするものであるが、遅延手段３００、３０１によ
る遅延量が最適に求められたとしても、その量は信号の
再生速度がある一定値であることが条件となる。光ディ
スク１００の回転速度が変わるなどして再生信号の速度
が変化した場合、それに応じて最適な遅延量を設定し直
さなければならない。上述した時間差補正をその都度実
行してもよいが、補正処理の間は情報の再生が実行でき
ないので、その間は無駄時間となって、システム全体の
パフォーマンスを著しく損なうこととなる。そこでこの
光ディスク装置では遅延手段３００、３０１の遅延量が
再生信号の速度に比例して変わる手段を用いている。も
ともとＰＬＬ回路２２は再生信号と周波数同期したクロ
ック信号を生成するものである。また先述のように遅延
手段３００（３０１）は例えば図９のように構成され、
クロック周期で時間間隔が計測され、クロック周期の整
数倍の遅延を与えるものであるから、ＰＬＬ回路２２が
動作している限り、再生信号の速度に応じて遅延量が変
化する。言い換えれば、一旦ある所定の再生速度におい
て（ＰＬＬ動作状態で）時間差補正処理を行えば、後は
再生速度が変化しても常に最適な状態でクロストークキ
ャンセル処理を実行できることになる。

【００３５】もっともＰＬＬ動作状態で時間差補正処理
を実行しようとした場合、時間補正が完了する過渡期に
おいては当然主ビーム、副ビームの再生信号間で時間誤
差が発生し、こういった状況でクロストークキャンセル
処理を実行すると、先述のようにかえって再生信号の劣
化を招き、その結果ＰＬＬ回路２２のロックが外れやす
くなるといった問題が生じる。そこで本実施の形態では
副ビームによる再生信号Ｓ１、Ｓ２の経路にそれぞれス
イッチ３１、３２を挿入し、クロストーク処理を行わな
いようにすることができる。スイッチ３１、３２の開閉
のシーケンスについては特に図示していないが、たとえ
ば、時間差補正処理の実行時に両スイッチを開き、処理
の終了後に両スイッチを閉じるようにコントロール信号
ＣＴＣＯＮを供給するようにすればよい。

【００３６】また、トラックジャンプ中は情報の記録さ
れたトラックとトラックの間の無情報区間を通過するた
め、ノイズによるＰＬＬ擾乱が発生しやすく、さらに、
フレームマークとよく似た波形のノイズも出現するおそ
れがある。したがって、トラックジャンプ期間中はトラ
ックジャンプ駆動回路１１１からホールドパルス（ＨＯ
ＬＤ）を発し、ＰＬＬ回路２２およびフレームマーク検
出手段６０の回路を一時停止させておいたほうがよい。

【００３７】以上のように本実施の形態によれば、同一
トラック上に等間隔で設けられたフレームマークを順次
トラックジャンプしながら再生することによって、精度
良くビーム間の時間差補正を行うことができ、常に最適
なクロストークキャンセル処理を実行できる。

【００３８】なお、本実施の形態において、トラッキン
グは常に主ビームに対してのみ行うようにしたが、適宜
副ビームに対して行うものであってもよい。たとえば、
主、副に拘わらず、トラックＴ０を再生しているビーム
に対して行うものであってもよい。副ビームが隣接トラ
ック上にない配置になっている（たとえば多少主ビーム
寄り）ときなど有効である。

【００３９】なお、本実施の形態において、カウンタ７
０３をＰＬＬクロックによって動作させる旨を述べた
が、フレームマーク間隔を一義的に表すものであれば再
生信号と同期したものでなくともよい。たとえば、時間
差補正処理に入る前に予め同一トラックにおいて同一ビ
ームを用いてフレームマーク間隔を計測し、そのときの
値を所定値Ｍとしてレジスタ９に格納しておいてもよ
い。また、遅延手段３００は、一例として図９に示した
が、加減算手段３３、ＰＬＬ回路２２をデジタル構成に
しておけば、ＡＤ変換の後、再度ＤＡ変換を行わずとも
よい。

【００４０】また、本実施の形態では、まず副ビームＬ
１でフレームマーク１０１を検出した後にトラックジャ
ンプを行い主ビームＬ０でフレームマーク１０２を検出
した。しかし、主ビームＬ０から処理を開始するもので
あっても本実施形態の時間差補正の趣旨は失われない。
なお、本実施の形態の３ビームクロストークキャンセル
処理は、先に述べたように、トラック垂線方向に長い楕
円形状を有するビームスポットで再生を行う場合に適し
ているが、いうまでもなく、通常の円形のビームスポッ
トを用いる再生においても有用である。

【００４１】

【発明の効果】トラック垂線方向に長い形状のビームを
用いるので、低密度の光ディスクも高密度の光ディスク
が簡単な構成で互換性よく再生できる。３本の楕円ビー
ムを隣接する３本のトラックに照射し、しかも適宜クロ
ストークキャンセル処理を実行することによって、記録
密度の異なる情報に対して互換性を確保できる。また、
主ビームから得られるプッシュプルトラッキング誤差信
号に混入する隣接トラックからのクロストークオフセッ
トを、隣接トラックに照射された副ビーム反射光で補正
することにより、隣接トラックの記録・未記録にかかわ
らずオフセットの無いトラッキング誤差信号を検出でき
る。また、順次トラックジャンプを繰り返しながら主ビ
ームと副ビームで同一トラックにおけるフレームマーク
を再生し、そのときのフレームマーク間隔計測値とフォ
ーマット上のフレームマーク間隔との差に応じて遅延量
を補正することにより、精度よくビーム間の時間差を検
出できる。また、遅延手段をＰＬＬクロックに同期した
シフトレジスタ構成にしたことにより、再生速度の変化
があっても、常に適切な補正量で上記時間差を与えるこ
とができ、高精度でしかも安定したクロストークキャン
セル処理を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における光ディスク装
置のブロック図

【図２】この実施の形態における動作説明図

【図３】この実施の形態における動作説明のための要
部構成図

【図４】この実施の形態における動作説明のための要
部構成図

【図５】本発明の実施の形態２における光ディスク装
置のブロック図

【図６】この実施の形態における動作説明図

【図７】本発明の実施の形態３における光ディスク装
置のブロック図

【図８】この実施の形態における時間差補正の動作説
明のためのタイミングチャート

【図９】遅延手段の一例を示すブロック図

【符号の説明】

１レーザー光源２回折格子４対物レンズ５フォトディテクタ６位相比較器９，１５スイッチ１１，１２可変ゲインアンブ２０変調器２２ＰＬＬ回路１００光ディスク２００光ヘッド３００，３０１遅延手段４０信号セレクタ６０フレームマーク検出手段７０マーク間隔計測手段９０レジスタ１１０遅延量補正手段１１１トラックジャンプ駆動手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の記録密度の光ディスクと第１の記
録密度より低い第２の記録密度の光ディスクを再生する
情報再生装置において、光ディスクに形成された複数の互いに隣接するトラック
に主ビームと副ビームとを照射する光源と、光ディスク面からの主ビームと副ビームの反射光をそれ
ぞれ検出する光検出素子と、光検出素子からの信号を基に光ディスクの情報を再生す
る再生部とからなり、前記の光源が発生する主ビームは、第１の記録密度の光
ディスクの解像度に対応するトラック接線方向の寸法を
有し、かつ、光ディスクのトラック垂線方向に長い形状
を有し、前記の再生部は、主ビームの反射光から再生される信号
に含まれる隣接トラックからのクロストーク成分を副ビ
ームの反射光から再生される信号を用いて相殺する第１
相殺手段を備えることを特徴とする２種ディスク光情報
再生装置。
【請求項２】前記の主ビームは長軸と短軸との比が
１．２以上で２．０以下であることを特徴とする請求項
１に記載された光情報再生装置。
【請求項３】前記の再生部は、第１の記録密度の光デ
ィスクに記録された情報は主ビームと副ビームとを用い
て前記の第１相殺手段を使用して再生し、第２の記録密
度の光ディスクに記録された情報は主ビームのみを用い
て再生することを特徴とする請求項１に記載された光情
報再生装置。
【請求項４】第１の記録密度の光ディスクにおいて情
報を形成するピットの幅と第２の記録密度の光ディスク
において情報を形成するピットの幅の比は１．５から
２．０であることを特徴とする請求項１に記載された光
情報再生装置。
【請求項５】さらに、光検出素子からの出力信号を基
に生成したトラッキング誤差信号により、前記の光源を
備える光ヘッドのトラッキングを制御するトラッキング
制御部を備え、前記の光源は、主ビームと２本の副ビームを光ディスク
に照射し、前記のトラッキング制御部は、第１の記録密度の光ディ
スクに記録された情報を再生する場合に前記の主ビーム
の反射光を分割して光検出素子で受光した信号の相互の
位相差からトラッキング誤差信号を生成し、第２の記録
密度の光ディスクに記録された情報を再生する場合に副
ビームの反射光を光検出素子で受光して得られた信号か
らトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信
号生成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載さ
れた光情報再生装置。
【請求項６】さらに、光検出素子からの出力信号を基
に生成したトラッキング誤差信号により、前記の光源の
トラッキングを制御するトラッキング制御部を備え、前記の光源は、トラックグルーブを有した光ディスク面
上の複数の互いに隣接するトラックに主ビームと２本の
副ビームとを照射し、前記のトラッキング制御部は、主ビームの反射光からプ
ッシュプルトラッキング誤差信号を生成するプッシュプ
ルトラッキング誤差信号生成手段と、プッシュプルトラ
ッキング誤差信号生成手段により得られたプッシュプル
トラッキング誤差信号に含まれる隣接トラックからのク
ロストーク成分を上記副ビームの反射光を用いて相殺す
る第２相殺手段とを備えることを特徴とする請求項１に
記載された光情報再生装置。
【請求項７】トラックに所定の間隔で識別マークが形
成されている光ディスクの光情報再生において、前記の
第１相殺手段は、前記の光源が照射する第１のビームに
よる再生信号と第２のビームによる再生信号に相対的時
間差を与える遅延手段と、任意のトラックにおいて第１
のビームによって第１の識別マークが検出された後、前
記の光源が照射する第２のビームを上記トラックにジャ
ンプさせ、第２のビームによって第２の識別マークが検
出されるまでの時間を計測する時間計測手段と、上記時
間計測値と上記第１および第２の識別マーク間隔より決
定される時間間隔との差に応じて上記遅延手段の遅延量
を決定する遅延量決定手段とからなることを特徴とする
請求項１に記載された光情報再生装置。
【請求項８】前記の遅延手段はクロック周期を一単位
として遅延量を設定することを特徴とする請求項７記載
の光情報再生装置。
【請求項９】前記の遅延手段はクロックに応じて順次
再生信号を伝搬させる機能を有し、しかも、上記クロッ
クは少なくとも再生信号と同期して生成させることを特
徴とする請求項７記載の光情報再生装置。
【請求項１０】トラックに所定の間隔で識別マークが
形成されている光ディスクに形成された複数の互いに隣
接するトラックに主ビームと副ビームとを照射する光源
と、光源により照射された光ディスク面からの主ビームと副
ビームの反射光をそれぞれ検出する光検出素子と、主ビームによる再生信号と副ビームによる再生信号の間
の時間差を補正して主ビームに混入するトラック間クロ
ストークを副ビームを用いて相殺して、主ビームによる
再生信号を求める再生部とからなり、前記の再生部は、任意のトラックに形成された第１の識
別マークに第１のビームを照射し、トラックジャンプの
後、上記トラックに上記第１の識別マークに対して所定
の間隔で設けられた第２のマークに第２のビームを照射
して、それぞれのビームによって上記第１および第２の
識別マークが検出された時間間隔と上記所定の間隔より
決定される時間間隔との差に応じて上記時間差を補正し
て前記のトラック間クロストークを相殺することを特徴
とする光ディスク情報再生装置。
【請求項１１】前記の再生部は光ディスクから再生し
た信号に同期して生成されるクロックを用いて前記の時
間間隔を計測することを特徴とする請求項１０記載の光
ディスク情報再生装置。
【請求項１２】前記の再生部は光ディスクから再生し
た信号に同期して生成されるクロックの一周期を一補正
単位として前記の時間差を補正することを特徴とする請
求項１０記載の光ディスク情報再生装置。
【請求項１３】トラックに所定の間隔で識別マークが
形成されている光ディスクの光情報再生において、光ディスクに形成された複数の互いに隣接するトラック
に主ビームと副ビームとを照射し、主ビームによる再生信号と副ビームによる再生信号の間
の時間差を補正して主ビームに混入するトラック間クロ
ストークを副ビームを用いて相殺して、主ビームによる
再生信号を求める光情報再生方法であって、前記のトラック間クロストークは、任意のトラックに形
成された第１の識別マークに第１のビームを照射し、ト
ラックジャンプの後、上記トラックに上記第１の識別マ
ークに対して所定の間隔で設けられた第２のマークに第
２のビームを照射し、それぞれのビームによって上記第
１および第２の識別マークが検出された時間間隔と上記
所定の間隔より決定される時間間隔との差に応じて上記
時間差を補正して相殺することを特徴とする光ディスク
情報再生方法。
【請求項１４】前記の時間間隔は、光ディスクから再
生した信号に同期して生成されるクロックを用いて計測
することを特徴とする請求項１３記載の光ディスク情報
再生方法。
【請求項１５】前記の時間差は、光ディスクから再生
した信号に同期して生成されるクロックの一周期を一補
正単位として補正することを特徴とする請求項１３記載
の光ディスク情報再生方法。