JP2539363B2

JP2539363B2 - 光ディスクのアクセス方法

Info

Publication number: JP2539363B2
Application number: JP60116416A
Authority: JP
Inventors: 武志前田; 増雄笠井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JPS61276181A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、情報信号を記録媒体上に高密度に記録し、
希望する情報を高速に読み出し再生する光ディスクのア
クセス方法に関するものである。

特に、回転ディスク上に同心円又はスパイラル状に情
報信号が高密度に記録された光ディスクから希望の情報
を光学的に高速に検索する方法に関する。

〔発明の背景〕

従来、この種の検索装置としては、例えば、特開昭54
−36906号に開示された装置がある。すなわち、光学ヘ
ッドの粗い位置決めを外部のスケールを用いて行ない、
情報トラックに対する微小な光スポットの位置決めは情
報トラックに書き込まれたアドレス信号を検出して、ミ
ラー等の偏向手段を使用して光スポットを移動すること
によって行なう。そのとき、外部スケールのスケールピ
ッチは情報トラックピッチの整数倍にすることにより、
検索時間を短縮するというものである。

この種の装置においては、トラック偏心とは無関係の
外部スケールを用いてマクロな位置決めを行うため、偏
心によって、ミクロな移動量が大きくなり、アクセス時
間が長くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光ディスクの所望のトラックに、粗
いスケールを用いて光ヘッドの粗い位置決めを行う際
に、アクセス時間を短縮する光ヘッドの制御手段を用い
た光ディスクのアクセス方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、外部スケールを用いた光ディスクのアクセ
ス方法において、トラック偏心の状態をあらかじめ検出
し、マクロシークの制御を偏心の状態で補正することに
より、アクセス時間を短縮することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。ディスク103は回転軸104を中心に回転し、ディスク
面上には光スポット32を案内する案内トラック（図示せ
ず）が設けられている。半導体レーザ300から出た光束
はビームスプリッタ400、1/4波長数401、偏向器308を介
して対物レンズ403によってディスク面上に光スポツト3
2を形成する。ディスク103からの反射光束は対物レンズ
403、偏向器308を介しビームスプリッタ400によって、
光路を曲げられ、光検出器307の上に導かれる。光検出
器307は第２図に示すような、二分割光検出器404,405か
ら構成され、公知の回折光トラックずれ検出の原理によ
り、トラックずれによって、二分割検出器上の分布パタ
ーン411が変動する。そこで検出器404,405の出力の差を
差動増幅器406により演算し、トラックずれ検出信号407
を得る。以上、説明した光学系は光ヘッド12に組み込ま
れ、ボイスコイル68にとりつけられ、ディスクの半径方
向に動かされる。

光学ヘッド12には、外部スケール45と位置センサ48が
付属している。この実施例では外部スケールとして、平
行スリットを利用した光学的なリニアスケールについて
説明するが、外部スケールとしては磁気をもちいたも
の、その他のスケールでもよい。

第３図に平行スリットを利用する光学的なリニアスケ
ールの概略図を示す。スケール45の上には（ａ）のよう
なピッチｐの濃淡パターンがあるここでハッチングで示
す部分40,40′,40″が不透明部分、41,41′,41″が透明
部分である。このスケール45の上に、（ｂ）に示すよう
にスケール45と同じ濃淡パターンをもつ格子46を（ｃ）
に示すように重ね、裏面から発光ダイオード44で照射
し、その透過光を光検出器47で受光する。この原理はす
でに公知であるから詳述しないが、光検出器47、格子4
6、発光ダイオード44を一体にした位置センサ48を光学
ヘッド12に連動させてリニアスケール45に沿ってディス
クの半径方向に移動すると、光検出器47の出力33は第４
図（ａ）のように変化する。この信号33は零クロス検出
回路27（第１図）に入力され、ピッチ検出信号80（第４
図（ｂ））を発生する。

希望するトラックを検索する第１手段として、まず、
トラックに書き込まれているアドレスを検出し、希望す
るトラックのアドレスと比較を行ない、光学ヘッドの移
動量とその方向を決めなければならない。

光学ヘッドの移動量はピッチ検出信号のパルスの数Ｎ
で代表される。光スポットが現在位置するトラックのア
ドレスをＸ番地、希望トラックのアドレスをＹ番地、ト
ラックピッチをΔμｍ、外部スケールピッチをｐμｍと
するととなる。ここで〔〕はガウス記号を示す。

p/Δ個のトラックをまとめて１つのブロックとする。
するとリニアスケールからの検出信号はブロックを示す
信号となる。検索する場合には、希望するトラックが含
まれているブロックの番号をコントローラ203で指定
し、現在のブロック番号との差をとる。このブロック番
号の差Ｎの信号57を比較カウンタ81に入力し、このカウ
ンタ81の出力を速度の目標カーブを作り出すROM（Read
Only Memory）205に入力し、この出力をD/A変換器207に
入力して、目標速度信号を作る。

一方、移動速度の検出はリニアスケールからの零クロ
スパルス信号80を周波数・電圧変換器（F/V変換器）204
に通して速度信号226を検出する。また、トラックずれ
信号407をF/V変換器220に通して速度信号227を検出す
る。

アクセスコントローラ203からアクセス動作を起動
し、リニアモータ68の半径方向の進行方向を決める極性
信号56を極性切り換え回路209に与える。すると、リニ
アモータ68は最大加速度で動き始める。すると、速度信
号226,227は第５図の（ｅ），（ｃ）のようになる。す
なわち、信号226は速度の遅い範囲ではリップルが大き
く正しい速度を示さないが、信号227は速度の遅い範囲
でも正確な速度を示す。しかし、速度が大きくなるとト
ラックずれ信号407の検出周波数特性の限界により信号2
27は正しい値を示さなくなる。

そこで、信号226の速度信号が安定し、かつ信号227の
速度信号がまだ正しい値を持つ移動速度でのそれぞれの
値E₁,E₂の点で速度信号を切り換える。すなわち、速度
判別回路410に信号226を入力し、レベルE₁と比較して、
互いに極性の異なる信号Ａとを作り、スイッチ223,22
4をそれぞれ制御する。即ち信号226がE₁より低いときに
は信号227を増幅器222を介して、スイッチ224によって
加算器225に供給し、信号226がE₁より大きいときには信
号225が増幅器221を介して、スイッチ223により加算器2
25に供給する。増幅器221と222の増幅率はE₁とE₂のレベ
ルの入力に対して等しい出力が得られるような値に設定
する。このようにすると加算器225の出力は合成された
速度信号228となり、第５図（ａ）に示すような望まし
い速度検出信号となる。

この速度検出信号228は、差動増幅器208で目標速度信
号と比較される。移動速度が目標速度に達すると定速モ
ードになり、ある点から減速動作に入って、再び信号22
6がレベルE₁より低くなると信号227に速度検出信号が切
り換り、この速度信号によって安定に速度制御が行なわ
れる。カウンタ81の値が残り１になるとセットパルスＣ
が発生され、このセットパルスＣによりフリップフロッ
プ214が動作し、ゲート回路73を速度制御信号から、位
置決め制御信号に切り換える制御信号Ｂを発生する。

外部スケールによって、一度光スポットを目標トラッ
ク付近にマクロに位置決めしその後に一度、トラックに
引き込み、番地を読み出し、目標トラックまでの差を求
めて、トラック毎にミクロに移動する方法では、ミクロ
の移動量はトラック偏心の状態によって変動し、アクセ
ス時間を全体的に長くする。そこで偏心の影響をあらか
じめ検出しておくことによって、ミクロの移動量を少な
くしアクセス時間を短縮する。

本発明の装置は、装置起動時、又はディスク装填時に
は、外部スケールにより、ディスク半径方向の最内周の
位置に光ヘッドを位置決めし、ディスク回転が定常にな
ると光スポットをディスク面上に自点合わせを行なっ
て、装置が使用状態となる。このときに偏心があると、
ディスク回転にともなって、光スポット上のトラックが
通過するたびに、トラックずれ信号407とディスクから
対物レンズを通過してきた総光量を表らわす信号412の
位相関係が変化する。これら二つの信号407,412を用い
て、偏心を検出することができる。すなわち、第６図に
示すように、信号407,412を方向弁別回路430に入力し、
トラック通過ごとに通過方向に対応したパルス（例え
ば、ディスク内周から外周に通過したときにはパルス信
号431を発生し、その逆では信号432を発生する）を発生
し、アップ／ダウンカウンタ433のアップ方向（Ｕ）と
ダウン方向（Ｄ）の入力にそれぞれ信号431,432を入力
し、カウンタ433の起動はディスクの周方向の１ケ所に
対応し、ディスク一回転毎に発生するパルス信号434を
用いる。このようにするとカウンタ433の出力はトラッ
クピッチが単位となる。そこで、リニアスケールピッチ
の単位になるように、ビット変換回路435に入力する。
このデータをRAM（ランダムアクセスメモリ）436の中に
書き込む。このときRAMの指定アドレスはパルス信号434
から測定した時間に対応したデータを発生する現在時間
発生回路437からのデータt_pを用いる。このようにする
と、第８図に示すようにRAM436のメモリ空間上には、ア
ドレスを時間として、記録データを偏心量としたディス
ク偏心の時間経過の状態が記憶される。

次に、ミクロの移動量を減少させる方法について述べ
る。

現在時間t_pを偏心メモリーRAMの読み出し入力RAに入
れ、常に偏心の状態がRAMの出力RDに読み出されている
ようにしておく。この出力はラッチ回路500と演算回路5
01の入力の１方に結合され、演算回路501のもう１方の
入力にはラッチ回路500の出力が結合されている。ラッ
チ回路500において、入力をとり込むタイミングはコン
トローラ203から出されるアクセス開始のタイミング信
号504であり、これによってアクセス開始時の偏心状態
をラッチ回路500にとり込む。演算回路501はラッチ回路
500の出力と現在の偏心状態を示すRDとの差をとり、＋
１又は−１、リンアスケール分だけ増加すると、増加時
にはＵの出力に１つのパルス502を、また減少時にはＤ
の出力に１つのパルス503を出力すると同時に増加，減
少時のRDの出力をラッチ回路500にとり込むタイミング
信号505を出力する。

この増加１減少方向とは、ヘッドの移動方向を正の方
向にとって決めるために、移動方向を決める極性信号56
も演算回路501に入力されている。上述の構成を用い
て、マクロシークの制御について、第１図を異なる点を
第７図を用いて説明する。

コントローラ203からのリニアスケール本数に相当す
るブロック番号の差Ｎをアップダウンカウンタ81′に入
力する。また、アップダウンカウンタ81′のアップ入力
Ｕには演算回路502の出力信号502を入力し、ダウン入力
にはタイミング調整回路506の出力信号507を入力する。
タイミング調整回路506ではスケールピッチ検出信号80
と、演算回路501の出力信号503の論理和をとる。但し、
タイミングによっては信号80と信号503が一致する場合
があるため、両者が一致したときには、どちらかを優先
させ、他の信号を遅らせるようなタイミング調整を行
う。このように本実施例２は、第１図のカウンタ81の代
わりに、タイミング調整回路506とアップダウンカウン
タ81′を用いる。タイミング調整回路506の具体的な回
路例としては第７図のように信号80、信号502をパルス
幅100nSec程度の信号にして、OR回路508に入れ、また信
号502をＤ−Ｔフリップフロップ512のＤ端子、Ｔ端子に
は信号80を入力し、この出力Ｑと、信号502を遅延線511
（ここではパルス幅よりやや大きめの遅延差を選らぶ）
を介した信号はAND回路510に入力され、論理積をとっ
て、OR回路509の一方に入力される。もう一方の入力に
はOR回路508の出力が結合されている。このようにする
と信号80,502がタイミング的に合っても、信号502が遅
延量分だけ遅れて信号507の中に表らわれる。

本発明のもう一つの実施例について第９図，第10図を
用いて説明する。上述の実施例では、マクロシークで速
度制御から位置制御に切り換えるタイミングとしては、
カウンタ81の値が１になった点から切り換えていたが、
目標スケール点より何本か前で位置制御に切り換える方
法がある。位置制御の制御信号を作り出すためには、ヘ
ッドの通過方向と通過本数を検出して、これらを合成す
れば良い。

この方法の１つとして、前記のリニアスケールの受光
部にもう１つ位相が90゜だけずれたスリットを設けて、
２つの信号から通過方向と通過本数を検出する。このよ
うな構成としては、新技術開発センタ出版の「検出器実
用マニュアル」p11〜12に述べられた構成があり、90゜
位相の異なった信号33と33″（90゜だけ位相の異ったス
リットから検出される信号第４図に点線で示す）を入力
すると、ディスク半径方向の内側をスケールが増加する
方向にすると、位相弁別回路513はＵの端子にリニアス
ケール信号の零点ごとにパルスを出力し、また外周に移
動するとＤの端子に零点ごとにパルスが出力される。本
実施例では、第１図の差動増幅器71の代わりに位相弁別
回路513を用いる。なお、信号33は、零クロス検出回路7
2にも入力され、その出力80が周波数・電圧変換器204に
与えられるのは、第１図の実施例と同じである。位相弁
別回路513のＵ端子,D端子の出力信号をそれぞれ、タイ
ミング調整回路506′,506″に入力して、またもう１方
の入力にそれぞれ偏心補正をするためのパルス信号50
2′と503′を入力する。信号502′,503′は第６図の演
算回路501において出力された信号502,503を偏心の増減
方向と位相弁別回路513の極性とを合せる方向にアクセ
ス極性信号56によって切り換える回路516によって出力
される。

タイミング調整回路506′,506″は前述の回路506と同
様な働きをそれぞれの入力に対して行う。回路506′,50
6″の出力をアップダウンカウンタ81″の増加１減少の
端子にそれぞれ接続し、またカウンタ81″には、ブロッ
ク番号の差Ｎとアクセス方向の極性信号56を設定する。
カウンタ81″からは＋１−の極性信号518と絶対数を示
す信号517が出力され、これらをD/A変換器207′によっ
て、アナログ信号に変換する。なお、信号517は、第９
図における信号408の代わりにROM205にも入力される。
また、信号517と518はスケール本数検出回路514に入力
され、ある本数以内になったことを検出して、切り換え
回路515を制御する信号を示す。上記の本数を±１本と
すると前述の回路構成により、リンアスケールの座標に
対して、目標点０を零点とした位置制御信号516が発生
できる。これを開いて位置制御が行える。

また、第10図においてスケールからの信号33のアナロ
グ部分を点線のように接続して位置制御信号516′を作
成することもできる。このような例としてはIEEE TRAN
SACTION ON MAGNETICS Vol.14,No.4,July,'78「HEAD
POSITION SERVO DESIGN FOR IBM 3344/3350 DI
SK FILE」に述べてある。

また、位置制御信号に偏心補正を与える方法としては
前述のようなディジタル加算ではなく、RAM436からの出
力RDをD/A変換して第８図のようなアナログ量にして加
算することができる。このときには信号502′,503′は
不要となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、外部スケールを用いたアクセス方式
においても、偏心に影響されることなく、アクセス時間
を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するブロック図、第２
図は第１図の実施例で用いる検出器の一例を示すブロッ
ク図、第３図は外部スケール、及びその検出器の１例を
示す図、第４図はその波形図、第５図は波形図、第６図
は本発明の実施例の要部を示すブロック図、第７図は実
施例の要部を示すブロック図、第８図は本発明で用いる
メモリのメモリ空間の説明図、第９図，第10図は本発明
の他の実施例の要部を示すブロック図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスク上の目標トラックに外部スケー
ルを用いて光ヘッドからの光を光スポットにして位置決
めするアクセス方法であって、光ヘッドの動きに伴って
外部スケールの各ピッチ毎にスケールピッチパルスを形
成し、上記パルスを計数して瞬時における実際に光スポ
ットが照射されているトラックと目的のトラックの差に
対応する外部スケールのピッチの数を検出し、該検出結
果に基づいて上記光スポットの瞬時における移動速度を
制御する際に、予め上記光ディスクから反射してくる光
を検出器で検出し、上記検出器の出力に基づいて光スポ
ットが光ディスク上のトラックを通過する毎に信号を形
成し、上記信号を計数して光ディスクの偏心状態を示す
情報に変換し、上記情報を所定のタイミング間隔で光デ
ィスクの一周分記憶手段に記憶し、該記憶された情報を
用いて上記検出された瞬時における外部スケールのピッ
チの数を所定のタイミング間隔で補正し、上記補正され
た外部スケールのピッチの数に従って光スポットの移動
速度をアクセスの最中に補正する光ディスクのアクセス
方法。