JP2539539B2

JP2539539B2 - 光情報記憶装置

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Publication number: JP2539539B2
Application number: JP2246076A
Authority: JP
Inventors: 文昭池田; 温斉藤; 卓也溝上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: US5307333A; JPH04125823A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光情報記憶装置に係り、特に、シーク系・
トラツクサーボ系の信頼性を向上させるようにした光情
報記憶装置に関する。

［従来の技術］光デイスク装置において、記録再生用光スポツトを目
標トラツクまで移動させるシーク方式の１つとして、粗
シークと精密シーク（精シーク）との組合せからなる２
段階シーク方式が知られている。

上記２段階シーク方式の例としては、特開昭58−1693
70号公報および特開昭58−91536号公報に記載のものが
ある。

この方式の概要は、始めに、粗アクチユエータを用い
て光ヘツドを目標トラツクの近傍まで高速で移動させ、
次に、光ヘツドに搭載されたガルバノミラーなどの精ア
クチユエータにより、トラツク毎のジヤンプ動作を繰り
返して行い、最終的に光スポツトを目標トラツクに位置
付けるシーク方式である。

そして、この２段階シーク方式においては、光ヘツド
の位置検出器として光学式リニアスケール（スケールピ
ツチがトラツクピツチの整数倍）からなる粗アクチユエ
ータを用い、上記リニアスケールの出力によつで光ヘツ
ドを高速で目標トラツクの近傍に位置決めした（粗シー
ク）後、光スポツトの整定、即ち、光スポツトに対する
トラツクの偏心速度（光デイスクの偏心により、光デイ
スクの１回転を周期として、光スポツトに対しトラツク
がデイスク半径方向に相対的に正弦的に揺動するときの
揺動速度）が充分遅くなるのを待つて、一旦トラツクに
追従させ、そのトラツクアドレスを読み取つた後、光ス
ポツトをトラツク毎にジヤンプ動作させることにより、
目標トラツクまで移動させて（精シーク）いる。

この従来の２段階シーク方式について、その動作シー
ケンスを示す第２図と、光デイスク上のピツト配列図を
示す第３図及び第４図を用いて説明する。

最初に、粗シーク指示信号５がオンになると、光ヘツ
ドが移動を開始する。この場合、光ヘツドの移動距離は
リニアスケール位置信号２により算出され、また、光ヘ
ツドの移動速度は上記信号２を微分することによつて検
出され、それらの結果に基づいて光ヘツドの速度制御が
行われる。光ヘツドが目標点近傍まで位置し、その移動
速度が充分小さくなると、粗シーク指示信号５がオフに
なり、光ヘツドの速度制御が終了する。これと同時に、
粗位置決め制御指示信号６がオンになつて、リニアスケ
ール位置信号２による光ヘツドの粗位置決めが行われ
る。このときに、粗位置決め制御の開始直後からトラツ
ク偏心速度が所定値以下に低下したことを検出するた
め、トラツクずれ信号３がゼロクロスする度ごとに（す
なわち、トラツクを横断する毎に）、レベルの反転する
トラツクずれゼロクロスパルス４を発生させ、このパル
ス４のローレベルまたはハイレベルの接続時間Ｔを監視
している。そして、偏心速度が十分小さくなつたことに
より、上記持続時間Ｔが一定時間Toを超えたことが検出
されると、粗位置決め制御指示信号６がオフとされ、同
時に、トラツク追従制御指示信号７がオンとされて、こ
こで、上記のトラツクアドレスを読み取るため、光スポ
ツトをトラツク中心に一旦追従制御させる動作が開始さ
れるものである。そして、上記のように、光スポツトを
トラツク毎にジヤンプさせて目標トラツクまで移動する
精シークが行われる。

この従来の２段階シーク方式にあつては、トラツク追
従制御指示信号７がオンとされる時点に、光スポツトが
トラツク半径方向のどのような位置にいるかは不定であ
る。

いま、第３図に示すように、記録ピツト８がトラツク
の中心に対して左右対称に位置しており、トラツクずれ
信号３（なお、光スポツトのトラツク中心に対するずれ
の状態は、トラツク両側の溝による乱反射を含む反射光
の状態が、ずれに応じてアンバランスとなるので、この
アンバランスを検出する左右の１対の検出器により検出
できる。）が正負対称でオフセツトが生じていない場合
は、たとえ、トラツク中心から相当離れた点Ａにおいて
トラツク追従制御動作がオンとなつたとしても、光スポ
ツトは点Ａからトラツクずれ信号３の大きさに比例した
加速度を受けてトラツクセンターとなる目標点Ｂに向か
つて増速され、目標点Ｂが通過する。点Ｂの通過後、ト
ラツクずれ信号３は負極性に変わるので、光スポツトは
移動方向と逆の加速度を受けて目標点Ｂに引き戻され、
最終的に光スポツトは目標点Ｂに整定されて、所要のト
ラツク引き込みが達成されるものである。

一方、第４図に示すように、記録ピツト８がトラツク
中心から光デイスクの半径方向にずれて位置している場
合は、トラツクずれ信号３の正方向及び負方向の振幅P
u、PLは正負非対称（Pu＞PL）になる。これは、記録ピ
ツトがトラツク中心からずれると、第４図の8aに示すよ
うに、トラツク間の溝がこわされ、トラツクの両側の溝
が左右非対称となる等の影響により、第３図で示したト
ラツクずれ信号が更に正負のいずれか一方向にずれるこ
とによる。このようにトラツクずれ信号３が正負非対称
の場合、トラツク中心からかなり離れた点Ｃにおいてト
ラツク追従制御動作がオンになると、光スポツトはトラ
ツクずれ信号３の正振幅Puに比例した加速度を受けて増
速され、その正方向の山を通過した後に目標点Ｂを通過
する。目標点Ｂの通過後、トラツクずれ信号３の負極性
によつて、光スポツトは目標点Ｂの方向に引き戻される
ような加速度を受けるが、トラツクずれ信号３の正負方
向のオフセツトによつて、正方向の山の振幅Puより負方
向の谷の振幅PLが小さいため、光スポツトを目標点Ｂの
方に引き戻すエネルギよりも遠ざける運動エネルギの方
が大きくなつている。このため、その後も、光スポツト
は上記オフセツトによつて同一方向に加速され続けるた
め、トラツク追従制御に対する引き込みは不可能にな
る。

［発明が解決しようとする課題］以上説明したように、従来の２段階シーク方式は、ト
ラツクずれ信号３の正負方向のオフセツトが大きい場合
には、光スポツトのトラツク追従制御に対する引き込み
が不可能になるという問題点を有するものであつた。

従つて、本発明は、トラツクずれ信号の正負方向のオ
フセツトが大きい場合においても、光スポツトを確実に
トラツク追従制御に引き込むことができる２段階シーク
方式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］本発明の方式にあつても、トラツクの偏心速度が低下
してスポツトのトラツクに対する相対速度が小さくなる
まで、光スポツトをトラツク追従制御に引き込むのを待
つている点は、従来の２段階シーク方式と同じである
が、この他に、本発明は、光スポツトのトラツク追従制
御への引き込み位置を限定、即ち、目標点から遠くて上
記引き込みが困難である位置を避け、上記引き込みを行
いやすい位置のみに限定することにより、安定・確実に
上記引き込みを行うことによつて、上記目的を達成して
いる。

［作用］上記構成に基づく作用を説明する。

本発明では、まず、光スポツトをトラツク追従制御に
引き込む前に、トラツクの偏心速度が低下するのを待つ
ことによつて、光スポツトのトラツクに対する相対速度
を小さくし、光スポツトをトラツク中心に引き込み易く
している。そして、次に、光スポツトをトラツク追従制
御へ引き込む位置として、上記引き込みを行いやすい位
置のみに限定して上記引き込みを行うことにより、例え
ば、トラツクずれ信号の正負方向のオフセツトが大きい
場合であつても、光スポツトを安定・確実にトラツク中
心に引き込めるようにしている。

［実施例］以下に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明に係わる光情報記憶装置の一実施例
を示すものであつて、ブロツク図で示されたシーク系及
びトラツク追従制御系を具備している。

第１図において、９はレーザ光源、10はレーザ光集束
用対物レンズ、11は円板状の光学的記録媒体（光デイス
ク）、12は光デイスク11上に形成された記録膜、13は光
デイスク11上に照射された光スポツト、14はレーザ光を
偏向させて光スポツト13の位置を光デイツク11の半径方
向に移動させるトラツキングミラー、15はトラツキング
ミラー14を駆動するミラーアクチユエータ、16はトラツ
ク中心からの光スポツト13のずれを検出するトラツクず
れ検出器、17はトラツクずれ検出器16で得られた２つの
トラツキングずれ検出信号18を減算してトラツクずれ信
号３を発生する減算器、19はトラツクずれ信号３を入力
してトラツク追従制御（以下、これを“トラツクサー
ボ”という）の系の位相特性を改善する位相補償器、20
はトラツクサーボ動作時にオンとなるアナログスイツ
チ、21はアナログスイツチ20の出力信号を増幅して駆動
信号をミラーアクチユエータ15に供給するパワーアン
プ、23はトラツクサーボ時にトラツク偏心の大振幅低周
波成分に追従させるため、光ヘツドアクチユエータ駆動
信号のコース（粗）サーボ制御位相特性を改善する位相
補償器、24は光ヘツド25のトラツク方向の位置を検出し
てリニアスケール位置信号２を発生するリニアスケー
ル、26はリニアスケール位置信号２をゼロスライスして
リニアスケールゼロクロスパルスを発生するゼロクロス
パルス発生回路、27はリニアスケールゼロクロスパルス
４を計数して光ヘツド25の移動距離信号28を発生するカ
ウンタ、29は移動距離信号28から該当する速度指令値30
を求める速度テーブルROM、31は速度指令値30をアナロ
グ信号に変換するデイジタル／アナログ（D/A）変換
器、32はリニアスケールゼロクロスパルスを電圧に変換
して光ヘツド25の移動速度信号１を発生する周波数／電
圧（F/V）変換器、34はリニアスケール位置信号２を増
幅する増幅器、35は増幅器34の出力信号の位相特性を改
善する位相補償器、33は３つの接点１乃至３を持つアナ
ログスイツチ、36はヘツドアクチユエータ37駆動信号を
発生するパワーアンプ、38はトラツクずれ信号３をゼロ
スライスしてトラツクずれゼロクロスパルス４を発生す
るゼロクロスパルス発生回路、39はトラツクずれ信号３
を上限・下限の２値レベルでスライスしてトラツクずれ
ウインドウパルス46を発生するウインドウコンパレー
タ、40はシーク系及びトラツクサーボ系の動作を統括す
るマイコン、41は光ヘツド25内にあるレンズやハーフミ
ラー等の光学系、42は光デイスク11を回転させるスピン
ドルである。

この場合、アナログスイツチ33は、シーク時、粗位置
決め時、トラツクサーボ時にそれぞれ各接点１乃至３が
可動接点に切換接続される。

なお、前記トラックずれ検出器16と減算器17とは、請
求項におけるトラックずれ検出手段を構成し、また、ゼ
ロクロスパルス発生器38、ウインドウコンパレータ39及
びマイコン40は、請求項におけるトラツクずれ検出手段
の出力が指定の範囲に入ったことを検出する手段を構成
している。

次に、上記実施例の動作について、第２図と第５図の
動作シーケンス図及び第３図と第４図のビツト配置図を
利用して説明する。

第２図は従来の２段階シーク方式における動作シーケ
ンスを表すものである。第５図は上記実施例の動作シー
ケンスを表すものであるが、両方式は、光ヘツドの速度
制御が終了し、粗位置決め制御が開始されるまでの期間
は同一の動作シーケンスを辿るため、上記期間における
動作シーケンスは第５図から省いている。

最初に、シーク開始時には、マイコン40が制御線45を
介してアナログスイツチ20にトラツクサーボオフ信号を
与え、アナログスイツチ20をオフにする。同時に、マイ
コン40は、制御線43を介して、アナログスイツチ33にそ
れまで供給されていたトラツク追従制御指示信号７をオ
フすると共に、このアナログスイツチ33に粗シーク指示
信号５を供給し、それによつて、その可動接点を接点１
から接点２に切換接続し、位相補償器23から接点１に加
えられていたトラツク追従制御信号の伝送をオフにする
とともに、接点２に加えられる粗シーク制御信号の伝送
をオンにする。この切換えによつて、光ヘツド25は、第
２図に示すように、移動速度１が次第に増速され、それ
が最高速度（この速度は、速度テーブルROM29に記憶さ
れている速度カーブを基準値とし、これにF/V変換器32
によつて検出したヘツド移動速度信号をフイードバツク
した値で決まる）に達して所要距離等速で進むと、その
後は次第に減速されるような速度制御が行われる。

光ヘツド25が、シーク目標点近傍に到達すると、カウ
ンタ27から制御線44を介して粗シーク終了信号がマイコ
ン40に伝達され、マイコン40はそれに応答して制御線43
に粗位置決め制御指示信号６を送出し、また粗シーク指
示信号５をオフとし、アナログスイツチ33の可動接点を
接点２から接点３に切換え、粗シーク制御信号の伝送を
オフにするとともに、位相補償器35からの粗位置決め制
御信号の伝送をオンにする。このように、光ヘツド25
は、第５図に示すように、リニアスケール位置信号２か
ら得られた粗位置決め制御信号によつて粗位置決めが行
われるが、その粗位置決めの間に、トラツクずれ信号３
を受けるゼロクロスパルス発生回路38はトラツクずれゼ
ロクロスパルス４を発生するとともに、そのローレベル
またはハイレベルの持続期間Ｔを計数している。そし
て、トラツクの偏心速度が小さくなつて、光スポツト13
とトラツクとの相対速度が低下し、上記接続時間Ｔの計
数値が一定の値Toに到達するのを待つて、光スポツト13
のトラツクサーボへの引き込みが行われる。

ここにおいて、従来の２段階シーク方式は、第２図に
示すように、直ちにアナログスイツチ33の可動接点を接
点３から接点１に切換えてトラツクサーボオンし、光ス
ポツト13をトラツクに引き込むようにしていたが、第４
図に示すように、記録ピツト８がトラツク中心から半径
方向にずれて位置していると、トラツクずれ信号３に上
下非対称なオフセツトが生じる。そして、この場合に、
トラツク中心からかなりずれた点Ｃから引き込みを開始
すると、トラツクずれ信号３の正負振幅Pu、PLに大きな
差があるため、光スポツト13のトラツクへの引き込みが
失敗することは既に述べたところである。

この場合、トラツクずれ信号３に上下非対称なオフセ
ツトがある場合に、トラツク引き込みが成功する位置、
失敗する位置について、第４図を用いて説明する。

いま、光スポツト13が図の左側から右側に横断してお
り、トラツクずれ信号３における点Ｆから点Ｂまでの１
ピツチ上のいずれかの位置でトラツクサーボオンになつ
て、トラツクへの引き込みを行う場合について考察す
る。

（１）、点Ｆから点Ｅまでのいずれかの位置でトラツク
サーボオンする場合は、トラツクずれ信号３の極性は負
であつて、光スポツト13にはその移動方向（左→右）と
逆方向（右→左）に引き戻す力が加わるため、光スポツ
ト13は減速を受けて点Ｇに達する以前に速度が０にな
る。そして、次には点Ｇから逆方向（右→左）に加速さ
れ、最終的に点Ｆに引き込まれて整定する。

（２）、点Ｅから点Ｇまでのいずれかの位置でトラツク
サーボオンする場合は、上記（１）の場合と同様に、ト
ラツクずれ信号３の極性は負であつて、光スポツト13に
はその移動方向（左→右）とは逆方向（右→左）に向か
う力が働き、光スポツト13は減速されるが、点Ｇに達す
るまでに充分減速されず点Ｇを通過してしまう。そし
て、点Ｇの通過は上記信号３の極性が正になり、光スポ
ツト13にはその移動方向（左→右）の力が加わるため、
今度はスポツト13は加速され続け、高速度で点Ｂを通過
する。その後は上記信号３が負極性になるため、光スポ
ツト13は減速を受けるが、上記信号３のオフセツトによ
りその負方向の振幅PLが小さいため、光スポツト13は簡
単に谷を乗り越え、さらに点Ｈをも通過する。このよう
に、光スポツト13は加速・減速が繰り返し行われるもの
の、所定の点への整定が行われず、トラツクへの引き込
みは不可能になる。

（３）、点Ｇから点Ｄまでのいずれかの位置でトラツク
サーボオンになつた場合は、トラツクずれ信号３は正極
性であつて、かつ、目標点Ｂよりもかなり離れているた
めに、光スポツト13は加速され続け、高速度で点Ｂを通
過する。そして、それ以後も、上記（２）の場合と同様
に、上記信号３の負極性の範囲で充分に減速がされずに
点Ｈを通過するため、トラツクへの引き込みは不可能に
なる。

（４）、点Ｄから点Ｂまでのいずれかの位置でトラツク
サーボオンになつた場合は、上記（３）の場合と同様
に、トラツクずれ信号３は正極性であるが、（３）の場
合よりも点Ｂに近接しているため、光スポツト13は加速
される時間が短くなり、上記（３）の場合よりも低速度
で点Ｂを通過する。その後は、上記信号３の負極性によ
つて充分減速され、点Ｈに到達する以前に速度が０にな
るので、光スポツト13は次に逆方向（右→左）に移動を
開始し、最終的に点Ｂに引き込まれて整定する。

以上の観点から、光スポツト13の引き込みが成功する
範囲は、点Ｆから点Ｅまでの間及び点Ｄから点Ｂまでの
間であり、引き込みが失敗する範囲は、点Ｅから点Ｄま
での間である。

従つて、点Ｅから点Ｄまでの間を避けてトラツクサー
ボオンを行えばよいことになるが、現実の容易性とコス
トの両面から見て、本実施例では、トラツクずれ信号３
の点Ｄを通る正レベルSuと、点Ｅを通る負レベルSLとに
よつてスライスを行い、これらスライスレベルSu、SL間
を除外してトラツクサーボオンを行うようにしている。

即ち、第４図に示すように、トラツクずれ信号３がレ
ベルSu、SL間にある場合にハイレベルになり、それ以外
のときにローレベルになるトラツクずれウインドウパル
ス46を発生し、上記パルス46のローレベル時にトラツク
サーボオンを行うようにしている。この際に、上記信号
３の点Ｉから点Ｊの間は、トラツク引き込みが成功する
領域であるが、敢えてこの領域を避けるようにしても、
動作上何等支障はない。

再び本実施例の動作シーケンスを示す第５図に戻る
と、光スポツト13とトラツクとの相対速度が低下するの
に伴つて、トラツクずれゼロクロスパルス４の接続時間
Ｔは次第に長くなり、遂にそれが一定値Toに達する。こ
の時点において、ウインドウコンパレータ39が発生する
トラツクずれウインドウパルス46が既にローレベルにな
つていること、あるいは、時間待ちによつてローレベル
になつたことをマイコン40が確認すると、マイコン40は
制御線43を介してアナログスイツチ33に伝達される粗位
置決め制御指示信号６をオフにし、それによつてこのス
イツチ33の接点３をオフにする。続いて、マイコン40は
同じく制御線43を介してアナログスイツチ33に伝達され
るトラツク追従制御指示信号７をオンにし、アナログス
イツチ33の接点１をオンにしてトラツク追従制御を開始
させる。

以上説明したように、本実施例によれば、粗シーク
後、光スポツト13をトラツクに引き込んで追従させる動
作を、トラツクずれ信号３に上下非対称な大きいオフセ
ツトが存在する場合であつても、安定・確実に行うこと
ができ、しかも実用性が高く、低コストで実現可能であ
る。

［発明の効果］以上詳しく説明したように、本発明によれば、２段階
シーク方式を用いた光情報記憶装置において、粗シーク
から精シークに移るとき、光スポツトのトラツク追従制
御への引き込み位置を特定の範囲に限定することによつ
て、トラツクずれ信号３に上下非対称な大きいオフセツ
トが存在する場合においても、シーク後、光スポツトを
トラツク追従制御へ引き込む動作を安定・確実に行うこ
とができるので、信頼性の高いシーク・サーボ系を実現
でき、しかも、簡便な方法により安価に実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はシーク系及びトラツクサーボ系を含んだ光情報
記憶装置の一実施例を示す構成図、第２図は従来の２段
階シーク方式における動作シーケンス図、第３図はオフ
セツトが存在しない場合の光デイスク上のビツト配列
図、第４図はオフセツトが存在する場合の光デイスク上
のビツト配列図、第５図は本発明の２段階シーク方式に
おける動作シーケンス図である。２……リニアスケール位置信号、３……トラツクずれ信
号、４……トラツクずれゼロクロスパルス、５……粗シ
ーク指示信号、６……粗位置決め制御指示信号、７……
トラツク追従制御指示信号、８……記録ピツト、９……
レーザ光源、10……対物レンズ、11……光デイスク、12
……記録膜、13……光スポツト、14……トラツキングミ
ラー、15……アクチユエータ、16……トラツキングずれ
検出器、17……減算器、18……トラツキングずれ検出信
号、19,23,35……位相補償器、20,33……アナログスイ
ツチ、21,36……パワーアンプ、24……リニアスケー
ル、25……光ヘツド、26……ゼロクロスパルス発生回
路、27……カウンタ、29……速度テーブルROM、31……D
/A変換器、32……F/V変換器、34……増幅器、37……ヘ
ツドアクチユエータ、38……ゼロクロスパルス発生回
路、39……ウインドウコンパレータ、40……マイコン、
41……光学系、42……スピンドル、43,44,45……制御
線、46……トラツクずれウインドウパルス。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクの目標トラックに記録再生用光
スポットを位置付けするシーク動作を、まず位置検出器
として外部リニアスケールを使用して粗アクチュエータ
により高速で目標トラックの近傍に光ヘッドを位置付け
する粗シークを行った後、光スポットの整定を待って、
一旦トラックへ追従してアドレスを読み取り、次いで光
スポットをトラック毎のジャンプ動作により目標トラッ
クまで移動させる精シークを行う２段階シーク方式によ
り光スポットを目標トラックに位置付ける光情報記憶装
置において、光スポットとトラック中心との距離を検出
するトラックずれ検出手段と、該手段の出力が指定の範
囲に入ったことを検出する手段とを備え、前記粗シーク
終了後、トラックの偏心速度が低下するのを待ち、さら
に、前記トラックずれ検出手段により検出された光スポ
ットとトラック中心との距離が前記指定の範囲に入った
ことを確認した後、光スポットをトラック追従制御に引
き込むようにしたことを特徴とする光情報記憶装置。
【請求項２】前記光スポットとトラック中心との距離を
検出するトラックずれ検出手段の出力が指定の範囲に入
ったことを検出する手段は、トラックずれ信号を上限と
下限の２値レベルでスライスしてパルスを発生し、その
パルスのレベルを監視することにより、引き込み可能な
領域のレベルになったことを確認することを特徴とする
請求項１記載の光情報記憶装置。