JP2000020965A - トラッキング制御装置 - Google Patents

トラッキング制御装置

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JP2000020965A
JP2000020965A JP10183741A JP18374198A JP2000020965A JP 2000020965 A JP2000020965 A JP 2000020965A JP 10183741 A JP10183741 A JP 10183741A JP 18374198 A JP18374198 A JP 18374198A JP 2000020965 A JP2000020965 A JP 2000020965A
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disk
tracking
eccentricity
tracking control
track
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JP10183741A
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Tsutomu Kai
勤 甲斐
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速に回転する光ディスク記録再生装置に使
用されるトラッキング制御装置において、従来、回転数
の変動、偏心量の変動があった場合に、偏心追従が十分
にできないといった課題があった。 【解決手段】 偏心量をディスク上に形成されたウォブ
ルなどの固定間隔パターンが光スポットを通過する速度
から計算し、トラッキングアクチュエーター加速度感
度、及びトラッキング駆動手段感度の逆特性を有する偏
心補正フィルターを通してトラッキング駆動手段への指
令に加えることによって、偏心追従を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報を記録・再生
する装置に用いられるディスク装置のトラッキング制御
方式に関するものであり、ディスク偏心に対するフィー
ドフォワード制御方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年のCD−ROMに代表される光ディ
スク装置では、静止画・ビデオなどの映像データが記録
されるようになり、これを再生するCD−ROM再生装
置には、高速にデータを再生することが求められてい
る。
【0003】例えば、CD−ROM再生装置では、ディ
スクの回転数を上げることにより、高速なデータ転送を
実現している。しかしながら、回転数の増大とともに偏
心・アンバランス振動が無視できなくなり、トラッキン
グ制御、トラック移動を安定化するためには、回転成分
に対するフィードフォワード制御が必要になっている。
【0004】図5は従来のトラッキング制御装置の概略
構成を示すブロック図である。図5において、1はトラ
ック構造を有する光ディスク、2は光ディスク1を回転
させる回転手段、3は光ディスク1の情報面に光ビーム
を集光して光スポットを形成し、その反射光を検出する
光検出器、4は光検出3の出力から、記録された情報信
号及びトラックと光スポットとのディスク半径方向にお
ける相対位置誤差に相当するトラッキング誤差信号を生
成するトラッキング誤差生成手段、5はトラッキング誤
差信号をデジタル値に変換するAD変換器、6はAD変
換器5によりデジタル値に変換されたトラッキング誤差
を入力としてトラッキング制御を行うトラッキング制御
手段、7はディスクの回転位相を検出するディスク位相
検出手段、8はディスク1回転分のトラッキング制御手
段6の出力をディスク位相検出手段7から出力されるデ
ィスクの回転位相情報を元に記憶しておく記憶手段、9
はディスク位相検出手段7から出力されるディスクの回
転位相情報を元に対応する値を記憶手段8から読み出し
て出力するメモリー読出手段、10はトラッキング制御
手段6とメモリー読出手段9の出力を加算する加算器、
11は加算器10の出力をアナログ信号に変換するDA
変換器、12は光検出器3の光スポットをディスク半径
方向に移動させるトラッキングアクチュエーター、13
はトラッキングアクチュエーター12をを駆動するトラ
ッキング駆動手段である。
【0005】以上のように構成されたトラッキング制御
装置ついて、以下その動作を説明する。
【0006】偏心補正を行うには、まずメモリー読出手
段8の出力を停止する。その上で、ディスク1を回転手
段2によって回転させ、トラッキング制御手段6によっ
てトラッキングアクチュエーター12を制御して、トラ
ッキングをかける。このとき、ディスク1の回転位相
が、例えば回転手段2のホール素子の出力から生成され
るFG信号を元に生成される。記憶手段8では、ディス
クの回転位相ごとのトラッキング制御手段6の出力を保
存する。次に、ディスクの回転位相を測定しながら、回
転位相に応じた出力を記憶手段8から読み出した後に出
力する。
【0007】このようにディスクの回転と同期させて偏
心追従に必要な指令を通常のトラッキング制御手段とは
別系統で加えることによって、偏心補正を行う。基本的
にディスク偏心のために必要な指令についてはメモリー
読出手段9を通じて出力され、それでは補いきれない分
についてだけトラッキング制御手段6が受け持つことに
なる。
【0008】このようにすることによって、例えばトラ
ック移動などのためにトラッキング制御手段6での演算
が停止している間もメモリー読出手段から偏心追従のた
めの指令が出力される訳であり、安定したトラック移動
が実現できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
機能を実現しようとすると、安定した動作を実現するた
めには、1回転につき数十回のサンプリングが必要であ
り、記憶手段とタイミング生成のためのハードウェア資
源が無視できず、コストアップの要因になっている。
【0010】さらに、ディスク偏心量が半径に応じて変
化したり、ディスク回転数が変化した場合には、逆に動
作を不安定にする要因になりかねない。
【0011】本発明は上記の問題点を鑑み、各位置での
偏心情報をリアルタイムに検出することにより、ディス
ク回転数の変化や、偏心量の変化にも対応でき、さらに
簡単な構成で実現できるトラッキング制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明のトラッキング制御装置は、一定距離ごとに
適当な同期パターンを有するディスクと、上記ディスク
の一定距離ごとの同期パターンの周期を検出する線速検
出手段と、ディスク回転数を検出するディスク回転数検
出手段と、線速の変化部分を抽出し、ピックアップの逆
特性を有する演算部とを有している。
【0013】本発明によれば、ディスクの偏心量がdR
であった場合、ディスク半径Rのトラックに記録された
データを再生したときの信号の線速度Vl(t)は、デ
ィスク回転数をN(t)とすれば、 Vl(t)=2π{R+dR・sin(ωt)}N
(t) によって表すことができるので、逆に偏心量dR・si
n(ωt)は、 dR・sin(ωt)=Vl(t)/2πN(t)−R のようにして求めることができる。
【0014】このようにして得られる偏心量にピックア
ップの逆伝達特性を有する演算フィルターを通すことに
よって、偏心追従に必要な駆動指令を加えることができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図4を用いて説明する。
【0016】(実施の形態1)図1は本発明のトラッキ
ング制御装置の一実施例を示している。図1において、
1はトラック構造を有し、一定距離ごとにトラックを蛇
行させた光ディスク、2は光ディスク1を回転させる回
転手段、3は光ディスク1の情報面に光ビームを集光し
て光スポットを形成し、その反射光を検出する光検出
器、4は光検出3の出力から、トラックと光スポットと
のディスク半径方向における相対位置誤差に相当するト
ラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差生成手
段、5はトラッキング誤差信号をデジタル値に変換する
AD変換器、6はAD変換器5によりデジタル値に変換
されたトラッキング誤差を入力としてトラッキング制御
を行うトラッキング制御手段、14はトラッキング誤差
検出手段4から出力されるトラッキング誤差出力信号か
ら上記の光ディスク1の一定距離毎に蛇行させた信号成
分を検出し、さらにその周期を測定する蛇行周期検出
器、15は蛇行周期検出器14の出力からトラック中心
から光検出器3の光スポット位置までの誤差を換算する
偏心量検出器、16は偏心量検出器15の出力からその
トラッキング駆動手段に加えるべき出力値を演算する偏
心制御手段、10はトラッキング制御手段6と偏心制御
手段16の出力を加算する加算器、11は加算器10の
出力をアナログ信号に変換するDA変換器、12は光検
出器3の光スポットをディスク半径方向に移動させるト
ラッキングアクチュエーター、13はトラッキングアク
チュエーター12をを駆動するトラッキング駆動手段で
ある。
【0017】以上のように構成されたトラッキング制御
装置ついて、以下その動作を説明する。
【0018】このとき、トラッキング誤差検出手段4の
出力は、トラッキング制御ループで抑制されないトラッ
クの蛇行信号成分(ウォブル成分)を含んでいる。この
トラック蛇行信号成分は一定距離ごとに蛇行しており、
その周期はL(mm)である。光ピック3の光スポット
が回転中心からディスク半径R(mm)の点に集光して
いるものとすれば、そのときのディスク回転数がNo
(rpm)であれば、トラッキング誤差検出器4に重畳
する蛇行信号成分の周波数fwは、 fw=π・R・No/30L (Hz) になる。
【0019】従って、蛇行周期検出器14では、上記の
周波数にてトラッキング誤差信号を検波した後、周期検
出を行う。ここで得られる蛇行信号周期は、 Tw=1/fw=30L/(π・R・No) である。
【0020】ここで、偏心により中心半径RよりdRだ
け外側に光スポットが集光されている場合には、 Tw’=30L/(π・(R+dR)・No) =30L/(π・R・No)−30L/(π・dR・No)+・・・ の周期を検出する。
【0021】その差をdTwとすると、 dTw=Tw’−Tw =−30L/(π・dR・No) となる。
【0022】次段の偏心量検出手段15では、蛇行周期
検出器14の出力から、DC成分を除去した後、 dR=−30L/(π・No・dTw) に従って、トラック中心からの光スポットの変位dRを
計算する。
【0023】次に、偏心制御手段16により、偏心量検
出手段15で得られた変位dR分を変位させる。偏心制
御手段16は、トラッキング駆動手段12とトラッキン
グアクチュエーター13の逆特性を有する。このように
構成することにより、偏心分は偏心制御手段16により
抑制される。
【0024】トラック移動時には、偏心制御手段16か
ら偏心に追従するための指令を出力したまま、トラッキ
ング制御手段6の出力を直前の低域成分値で保持した上
で、トラック移動のための指令を加える。このようにす
ることで、トラック移動時についても偏心制御手段16
によって偏心追従がなされるために、トラッキング制御
手段6の低域値自体は非常に小さな値であり、トラッキ
ング制御手段6において保持した指令によるトラック移
動が抑制される。
【0025】ところで、トラック移動中は隣接トラック
とのウォブルの位相のずれに伴い、図2のように位相が
ジャンプする。この場合には、のようなウィンドウコン
パレータを用意して、ウィンドウを越えるパルス幅を検
出した場合には、これを無視し、先に検出したパルス幅
を出力するようにする。
【0026】トラッキング制御手段6によって偏心追従
の全てを行う場合には、トラッキング制御手段6の低域
成分を保持してしまうと、トラック移動の最中に偏心追
従のために必要な指令が一切変化しない。このため、回
転周期に対してトラック移動時間が無視できないぐらい
長いと、トラック引き込みが安定しなくなる。
【0027】上記のように、偏心量をディスク上に形成
された固定間隔パターンが光スポットを通過する速度か
ら計算し、トラッキングアクチュエーター加速度感度、
及びトラッキング駆動手段感度の逆特性を有する偏心補
正フィルターを通してトラッキング駆動手段への指令に
加えることによって、偏心は偏心補正手段からの指令に
より追従できる。このため、トラック間移動に伴いトラ
ッキング制御手段6の出力をホールドしておいても、ス
ムーズなトラック間移動が実現できる。
【0028】なお、ここではトラック蛇行周期を使用し
たが、トラック上の長さを示す信号であればデータの同
期をとるために用意された同期パターンでも構わない。
【0029】また、ディスク回転数は、CAV制御とし
て回転数が回転周期内で変化しないようにするとか、C
LV制御であっても制御帯域を回転周波数より下げるこ
とにより回転周期内で回転数が変化しないようにするこ
とができれば、各瞬間でのディスク回転数を測定する必
要はなくなる。
【0030】(実施の形態2)図3は本発明のトラッキ
ング制御装置の一実施例を示している。図3において、
1はトラック構造を有し、一定距離ごとにトラックを蛇
行させた光ディスク、2は光ディスク1を回転させる回
転手段、3は光ディスク1の情報面に光ビームを集光し
て光スポットを形成し、その反射光を検出する光検出
器、4は光検出3の出力から、トラックと光スポットと
のディスク半径方向における相対位置誤差に相当するト
ラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差生成手
段、5はトラッキング誤差信号をデジタル値に変換する
AD変換器、6はAD変換器5によりデジタル値に変換
されたトラッキング誤差を入力としてトラッキング制御
を行うトラッキング制御手段、14はトラッキング誤差
検出手段4から出力されるトラッキング誤差出力信号か
ら上記の光ディスク1の一定距離毎に蛇行させた信号成
分を検出し、さらにその周期を測定する蛇行周期検出手
段、15は蛇行周期検出手段14の出力からトラック中
心から光検出器3の光スポット位置までの誤差を換算す
る偏心量検出器、16は偏心量検出器15の出力からそ
のトラッキング駆動手段に加えるべき出力値を演算する
偏心制御手段、17は偏心制御手段16の出力値を以下
に説明する乗算手段18の出力に従って増幅する可変ゲ
インアンプ、18は以下に説明する加算器10とトラッ
キング制御手段6との出力を乗算し、その出力の平均値
を出力する乗算器、10はトラッキング制御手段6と可
変ゲインアンプ17の出力を加算する加算器、11は加
算器10の出力をアナログ信号に変換するDA変換器、
12は光検出器3の光スポットをディスク半径方向に移
動させるトラッキングアクチュエーター、13はトラッ
キングアクチュエーター12をを駆動するトラッキング
駆動手段である。
【0031】以上のように構成されたトラッキング制御
装置ついて、以下その動作を説明する。
【0032】実施の形態1のトラッキング制御装置の説
明と重複する部分の説明は省略し、新たに追加した部分
について説明する。
【0033】新たに追加した部分は、加算器10の出力
とトラッキング制御手段6の出力を積算し、その結果に
従って、偏心制御手段16の出力値を増幅する可変ゲイ
ンアンプ17のゲインを増減する機能である。
【0034】例えば、図4(a)に示すように加算器1
0の出力とトラッキング制御手段6の出力の位相が同相
である場合には、可変ゲインアンプ17を通して得られ
る偏心補正手段15の出力指令が不足していることを示
しているので、可変ゲインアンプのゲインを上げる方向
に制御する。逆に図4(b)に示すように、加算器10
の出力とトラッキング制御手段6の出力の位相が逆相で
ある場合には、可変ゲインアンプ17を通して得られる
偏心補正手段15の出力指令が過剰であることを示して
いるので、可変ゲインアンプのゲインを下げる方向に制
御する。
【0035】上記のように、偏心量をディスク上に形成
された固定間隔パターンが光スポットを通過する速度か
ら計算し、トラッキングアクチュエーター加速度感度、
及びトラッキング駆動手段感度の逆特性を有する偏心補
正フィルターを通してトラッキング駆動手段への指令に
加え、その信号の強度を最終的にアクチュエーターに加
える指令とトラッキング制御手段の出力の積算結果に従
って増減することによって、偏心は偏心補正手段からの
指令に実施の形態1のトラッキング制御装置よりもさら
に高い精度で追従できる。このため、トラック間移動に
伴いトラッキング制御手段6の出力をホールドしておい
ても、スムーズなトラック間移動が実現できる。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、偏心量を
ディスク上に形成された固定間隔パターンが光スポット
を通過する速度から計算し、トラッキングアクチュエー
ター加速度感度、及びトラッキング駆動手段感度の逆特
性を有する偏心補正フィルターを通してトラッキング駆
動手段への指令に加えることによって、偏心に対する追
従がトラッキング制御の外で実現できる。このため、ト
ラック間移動に伴いトラッキング制御手段6の出力をホ
ールドしておいても、これによるオフトラックはほとん
ど発生せず、安定したトラック間移動が実現できる。
【0037】また、本発明では偏心量をトラッキング誤
差信号とは別の手段を利用して計算するために、回転数
の変動、偏心量の変化などに対しても対応が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトラッキング制御装置の一実施例の概
略構成を示すブロック図
【図2】トラック間移動に伴うトラック蛇行信号の2値
化結果を示す図
【図3】本発明のトラッキング制御装置の一実施例の概
略構成を示すブロック図
【図4】可変ゲインアンプへの指令を示す動作説明図
【図5】従来のトラッキング制御装置の概略構成を示す
ブロック図
【符号の説明】
1 ディスク 2 ディスク回転駆動手段 3 光検出器 4 トラッキング誤差検出手段 5 AD変換器 6 トラッキング制御手段 7 ディスク位相検出手段 8 記憶手段 9 メモリー読出手段 10 加算器 11 DA変換器 12 トラッキングアクチュエーター 13 トラッキング駆動手段 14 蛇行周期検出手段 15 偏心量検出器 16 偏心制御手段 17 可変ゲインアンプ 18 乗算器

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トラックに沿った固定の長さごとに特定
    のパターンを有するディスクと、上記ディスク上に光ス
    ポットを集光させ、データの記録再生を行う光学ピック
    アップと、上記の特定パターン間の距離を測定する周期
    検出手段と、ディスク回転数を測定するディスク回転数
    検出手段と、上記周期検出手段と上記ディスク回転数検
    出手段の出力からトラック中心半径と上記光スポットと
    の相対距離を算出する偏心量検出手段とを備えたことを
    特徴とするトラッキング制御装置。
  2. 【請求項2】 トラックに沿った固定の長さごとに特定
    のパターンを有するディスクと、上記ディスク上に光ス
    ポットを集光させ、データの記録再生を行う光学ピック
    アップと、上記の特定パターン間の距離を測定する周期
    検出手段と、ディスク回転数を測定するディスク回転数
    検出手段と、上記周期検出手段と上記ディスク回転数検
    出手段の出力からトラック中心半径と上記光スポットと
    の相対距離を算出する偏心量検出手段と、上記偏心量検
    出手段の出力に従い偏心に追従させるための指令値を算
    出する偏心制御手段と、上記ディスク上のトラックと上
    記光学ピックアップの光スポット間のディスク面上での
    距離を測定するトラッキング誤差検出手段と、トラッキ
    ング誤差検出手段の出力に従ってトラッキング誤差を0
    にすべく光スポットのトラッキング方向の集光位置を制
    御するトラッキング制御手段とを備えたことを特徴とす
    るトラッキング制御装置。
  3. 【請求項3】 偏心制御手段は、駆動系の逆特性を有す
    るフィルターから構成されることを特徴とする請求項2
    記載のトラッキング制御装置。
  4. 【請求項4】 偏心制御手段は、駆動系の逆特性を有す
    るフィルターと可変ゲインアンプによって構成され、偏
    心制御手段とトラッキング制御手段の和信号とトラッキ
    ング制御手段の出力信号の乗算結果に従い、乗算結果の
    平均値が正である場合は可変ゲインアンプのゲインを上
    げ、乗算結果の平均値が負である場合は可変ゲインアン
    プのゲインを下げることを特徴とする請求項2記載のト
    ラッキング制御装置。
  5. 【請求項5】 ディスクは、一定間隔ごとにトラックを
    蛇行させていることを特徴とする請求項1または2記載
    のトラッキング制御装置。
  6. 【請求項6】 ディスクは、一定間隔ごとに用意された
    同期パターンであることを特徴とする請求項1または2
    記載のトラッキング制御装置。
  7. 【請求項7】 ディスクは、一定回転数で回転している
    ことを特徴とする請求項1または2記載のトラッキング
    制御装置。
  8. 【請求項8】 ディスクは、回転周波数よりも低い制御
    帯域で制御されることを特徴とす請求項1または2記載
    のるトラッキング制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112010005305T5 (de) 2010-02-25 2012-12-20 Mitsubishi Electric Corporation Plattenlaufwerk
US9412406B2 (en) 2013-03-07 2016-08-09 Mitsubishi Electric Corporation Tracking control device, tracking control method, and optical disc apparatus

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