JP2570915B2

JP2570915B2 - 光スポット制御方法

Info

Publication number: JP2570915B2
Application number: JP3079621A
Authority: JP
Inventors: 武志前田; 昌弘高砂; 康充溝口; 元雄宇野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPH04219632A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル光ディスクに
おける光スポット制御方法に係り、特にある案内溝から
それに隣接する案内溝に光スポットをジャンプさせるの
に好適な光スポット制御方法に関する。

【０００２】

【従来技術】現在、レーザ光を回転するディスク上に蒸
着された金属膜に照射し、１μｍ程度のスポットに絞り
込み、その照射パワーを変調することによって金属膜に
熱的に穴をあける形態で情報を記録し、再生時には金属
膜に微弱なレーザ光を集光、照射し、その情報穴（ピッ
トと称する）からの反射光量の変化を用いて情報を読み
取るディジタル光ディスクと称する情報処理装置が提案
されている。この種の提案としては、Electronics 誌,
Ｎｏ．Ｖ.２３，１９７８，Ｐ７５“Ten Billion Bits
Fit onto Two sides of １２−inch disc”等がある。
この種のシステムは例えば典型的な構成としては、図１
のようなものである。すなわち、直径３０ｃｍのサンド
イッチ構造のディジタル光ディスク３が回転軸４を中心
に回転モータ５によって矢印の方向に回転している。レ
ーザ光源と光学系から構成される光ヘッドは磁気ディス
クに使用されているスイングアームアクチュエータ１に
搭載されて、ディスク３の半径方向に駆動される。情報
はディスク上に図２に示すディスクの部分拡大図の構造
で記録され、再生される。

【０００３】すなわち、ガラス、又はプラスティックの
基板１１の上にＵＶ樹脂１４等によって案内溝１３と称
する、ある程度の幅と深さをもつ凹断面構造を作成す
る。その上に金属膜１０を蒸着する。この案内溝１３に
沿って、光ヘッドからの集束スポットを案内し、上述の
手段によってピット１２を形成する。再生時にも案内溝
１３に沿って光スポットを照射し、反射光量を読みと
る。さらに光スポットを制御する信号も反射光量から検
出する。

【０００４】この光スポットを制御する信号はディスク
の上下振れによる焦点のずれを検出する焦点ずれ検出信
号、また光スポットの中心と案内溝の中心のずれを検出
するトラックずれ検出信号の２つが主なものである。こ
れらの信号は金属膜からの反射光量を使用している。

【０００５】トラックずれ検出信号の振舞いを図３を用
いて説明する。光源から出た光はディスク面で１μｍφ
程度のスポット１５に集光される。このスポット１５が
案内溝１３を図に示す矢印の方向に横断していくと、ト
ラックずれ検出信号Ｅ₁は(ｂ）図に示すように、案内溝
の中心では零になり、案内溝のピッチ間隔を周期とする
正弦波状に変化する。このとき、反射光量の総光量Ｅ₂
は（ｃ）図に示すように、トラックずれ検出信号Ｅ₁と
は位相が９０°だけずれた余弦波状の信号に直流が重畳
した信号となる。

【０００６】光ディスクにおいては、ランダムアクセス
のために、案内溝から隣接する案内溝へと光スポットの
照射位置を短時間のうちに移動させるジャンプ動作が必
要となる。従来、このジャンプ動作は特開昭５２−２６
８０２号『ディスク状記録担体の読取装置』に開示して
あるように再生専用光ディスクにおいて、Ａ点からＢ点
に移動する場合には途中通過するＣ点では図３（ｂ）の
ようにＣ点に対応するトラックずれ検出信号Ｃ′は零と
なる。再生専用光ディスクでは案内溝１３に相当する情
報トラックには情報ピットが記録されており、個々の情
報トラックを通過して変調を受ける総反射光量の時間的
平均値はほぼ等しい。従って、情報トラック間のピッチ
間隔が狭くなって、光スポットが特定の情報溝を追跡し
ているときに、隣接トラックまで光スポットがかかって
しまうと隣接トラックの反射光量の影響をトラックずれ
検出信号Ｅ₁が受ける。ところが、前述のように再生専
用の光ディスクにおいては反射光量が等しいため、この
影響が等分に作用し、トラック中点Ｃではトラックずれ
検出信号Ｅ₁は零となる。

【０００７】この性質を利用して、光スポットを偏向す
る手段の加速から減速の切り換えタイミングをトラック
ずれ検出信号Ｅ₁の零となる時間で行なうという方法が
従来実施されている。

【０００８】ディジタル光ディスクにおいては、再生専
用光ディスクと異なり、光スポットは任意の位置にアク
セスして情報ピットを記録するため、ディスク面上では
情報の記録部分と未記録部分が混在することになる。図
４は１つの案内溝だけが記録され、隣接トラックは未記
録の場合にトラックずれ検出信号Ｅ₁と総光量Ｅ₂の変化
を示す。図４（ｂ）,（ｃ）において点線で示した信号
が未記録の場合であり、実線で示した信号が記録状態の
場合である。図４（ｂ）よりトラック中点Ｅではトラッ
クずれ検出信号Ｅ₁は零とはならない。従って、従来実
施された方法ではＢ点からＤ点へと光スポットが移動す
る場合、トラックずれ検出信号Ｅ₁がＥ′で零となるた
め加速期間が長くなり、減速期間が短いためＤ点にスム
ーズに引き込まれず、オーバーシュートしたり、時には
Ｄ点に位置決め出来ず、脱れてしまい安定性に欠ける。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はディジ
タル光ディスクにおいて、記録部分、未記録部分が混在
する案内溝から案内溝へと光スポットを短時間で移動さ
せるジャンプ動作を安定に動作させ、前述の問題点を解
決する光スポットの制御方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では案内溝を有し、該案内溝に沿って情報を記
録再生する記録媒体に光スポットを照射し、該光スポッ
トをある案内溝から別の案内溝に移動させる際に、隣接
する案内溝間の中間点及び案内溝の中点に上記光スポッ
トを順次引き込みながら移動させることを特徴とする光
スポット制御方法を採用する。具体的には、光スポット
をあるトラックから別のトラックに移動させる際に、隣
接する２つのトラックの中間線及びトラックの中心線に
光スポットを交互に位置決めするようにサーボ系の信号
極性を切り換えつつ動作させながら移動させる。また
は、トラック中心と光スポットのずれを示すトラックず
れ検出信号の所定極性のピーク点と、これと逆極性のピ
ーク点の間でサーボ信号の極性を逆転させ、このサーボ
信号によりサーボ系を動作させながら移動させる。また
は、隣接する２つの案内溝の中間線及び案内溝の中心線
に光スポットを交互に位置決めするようにサーボ系の信
号極性を切り換えつつ動作させながら移動させる。

【００１１】

【作用】ジャンプ動作を安定に動作させるためには、ト
ラック間の中点を正確に検出出来れば良い。集束対物レ
ンズの開口数（通常Ｎ，Ａ）が０.５、光源波長８３０
０Åの半導体レーザを用い、トラック（案内溝）幅０.
４μｍ、トラック深さλ／８、トラックピッチ１.６μ
ｍのディスクを用いた場合に得られるトッラクずれ検出
信号Ｅ₁と総反射光量Ｅ₂を図４に示す。この場合、記録
されたトラックからの反射光量の平均値は未記録の場合
の半分である。トラックずれ検出信号Ｅ₁は大きく変化
するが総反射光量Ｅ₂のピークの位置は変化しない。従
って、トラック間の中点を検出するためにはこのピーク
点を検出して、加速、減速の切り換えタイミング点とす
れば良い。

【００１２】また、ジャンプの安定性を良くするため
に、加速、減速するのではなく、トラックの中点に光ス
ポットを一度位置決めし、その後、目標トラックに引き
込ませると良い。

【００１３】ここで本発明に用いられるトラックずれ検
出信号Ｅ₁及び総反射光量信号Ｅ₂について簡単に説明し
ておく。トラックずれ検出信号Ｅ₁を検出する方法につ
いては、種々の方法が文献により知られているので詳述
しないが、例えば、特開昭４９−５０９５４号に開示さ
れた２つのサブスポットを用いた方法、特開昭４９−９
４３０４号に開示されたスポットウォーブルの方法、特
開昭５０−６８４１３号に開示されたトラックウォーブ
ルの方法、及び特開昭４９−６０７０２号に開示された
回折光を用いた方法等があり、これらはいずれも本発明
に用いることができる。一方、総反射光量というのは、
ある特定の開口数を持ったレンズによって、ディスクか
らの反射光を集光し、このレンズの開口を通過してきた
光量の総量を示す。この種の光量は通常ディスクに記録
された情報信号を検出するために使用される。この情報
信号はレンズ開口から通過してきた光束を１つの光検出
器の受光面に集光して光電流に変換する、または光束を
複数に分割された受光面を持つ光検出器群に照射し、そ
れぞれの光検出器からの光電流の和をとる、あるいは光
電流を電圧に変換して加算することによって得られる。
この信号を総反射光量の信号Ｅ₂として使用できる。

【００１４】図５及び図６を用いて、以下、これらのト
ラックずれ検出信号Ｅ₁と総反射光量信号Ｅ₂を用いて、
光スポットが２つの隣接するトラック（案内溝）間の中
点に位置する瞬時を検出する方法について説明する。

【００１５】図５はトラックずれ検出信号Ｅ ₁ と総反射
光量信号Ｅ ₂ を用いてトラック間の中点を検出する方法
を説明するための波形図、図６はそれを実現する回路構
成図である。総光量信号Ｅ₂は光スポットが図４のＢ点
からＤ点に移動する期間に図５（ｂ）に示す波形２０の
ように変化する。これをバッファアンプ２４に入力し、
その出力を適当な遅延時間をもつ遅延線２５に入力する
と波形２１のようになる。この出力に抵抗２７を介し
て、適当なバイアス電圧２６を重畳して、コンパレータ
２８の（＋）入力端子に入力する。もう一方のコンパレ
ータ入力には波形２０を入力すると、コンパレータ２８
の出力波形２２は図５（ｃ）のようになり、総光量のピ
ーク点で立ち上ってくる。これを遅延線２９に入力し
て、その出力を排他的論理和回路３０に入力する。もう
一方の入力には波形２２を入力する。するとその出力波
形Ｇは図５（ｄ）のようになり、総光量信号Ｅ₂のピー
ク点で立ち上り、遅延線２９のもつ遅延時間の幅をもつ
パルスが生ずる。これによって、総光量信号Ｅ₂のピー
ク点、すなわち、トラック間の中点Ｅを正確に検出出来
る。この中点を示す信号Ｇによって光スポットの加速か
ら減速の切り換えを行なう。この動作を以下に説明す
る。図５（ｅ）に示すようなジャンプ動作の起動信号Ｊ
をフリップフロップ素子３１のセット端子に入力して、
フリップフロップ素子３１をセットする。この出力を差
動増幅器３２の（＋）入力端子に入力する。この出力Ｉ
は図５（ｇ）に示すようにプラス方向のある高さを持っ
た信号となり、この信号をガルバノミラー，スイングア
ームアクチュエータ等の光スポットをトラックを横切る
方向に移動させる光スポット偏向手段の駆動回路に供給
して、光スポットをＢ点からＤ点に向けて加速駆動す
る。光スポットがトラック中点Ｅを通過すると図５
（ｄ）の波形Ｇに示すパルスが発生する。このパルスを
フリップフロップ素子３１のリセット端子に入力して、
リセットする。またこのパルスはフリップフロップ素子
３３のセット端子に入力されて、セットする。この出力
を差動増幅器３２（−）入力端子に入力して、マイナス
方向に上記プラス方向の信号と同じ高さを持った信号を
発生する。このようにすると、信号Ｉによって駆動され
る光スポットは中点Ｅから減速駆動される。一方、信号
Ｉはバッファアンプ３４を介してコンデンサ３５を充、
放電する。

【００１６】すなわち、加速期間の時間だけ、コンデン
サ３５は充電され、図５（ｆ）の波形２３のように電位
は特定の時定数で上昇して、中点Ｅである電位になる。
減速期間になるとコンデンサ３５は特定の時定数で放電
していく。信号２３をコンパレータ３６に入力して、放
電した電位が零をクロスするタイミングを検出する。コ
ンパレータ３６の出力を単安定マルチバイブレータ３７
に入力して、コンパレータの零クロス点で立ち上り、任
意のパルス幅をもつ信号Ｈを発生する（図５(ｈ))。こ
れによって、フリップフロップ３３をリセットする。こ
のようにして、加速期間と減速期間が等しくなる。

【００１７】以上の如く、図５及び図６に説明した構成
及び動作によれば、ディジタル光ディスクにおいて案内
溝に情報が記録された部分、未記録の部分が存在して
も、正確にトラックの中点を検出することが出来、光ス
ポットの加速、減速を安定性よく行なうことが出来る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図７、図８を用いて
説明する。本実施例ではサーボ系の信号極性を切り換え
つつ光スポットの移動を行うことを特徴とする。図７は
光スポットの位置決めのサーボ系を表わすブロックダイ
ヤグラムである。ディスク上のトラックの変位ｘはスポ
ットの変位ｘ′と比較器４０で比較され、図８（ａ）に
示すようなトラックずれ検出信号Ｅ₁を発生する。トラ
ックずれ検出信号Ｅ₁を発生する比較器４０は光学系、
光検出器、演算回路から成る既知の手段で構成される。
トラックずれ検出信号Ｅ₁は反転増幅器４５を介して図
８（ｃ）に示すような信号Ｌによって制御されるスイッ
チと、図８（ｄ）に示すような信号Ｋによって制御され
るスイッチの２つに入力され、位相補償回路４１に入力
する信号として選択される。位相補償回路４１によっ
て、利得、位相が最適化されたサーボ信号は加算器４２
に入力されて、後述する信号Ｍと加算され、光スポット
駆動回路４３に入力される。この出力によって光スポッ
トに変位を与える手段４４を駆動する。光スポットに変
位を与える手段４４としては種々の偏向器、アクチュエ
ータが既知である。

【００１９】図８は前述のサーボ系をジャンプ動作に適
用する場合の制御過程を示す図である。制御回路４６は
サーボ信号の極性を切り換える回路であり以下の構成と
動作を行なう。トラックずれ検出信号Ｅ₁から最小のピ
ーク点Ｐ₁、最大のピーク点Ｐ₂を検出し、ピーク点Ｐ₁
からピーク点Ｐ₂の間は１″の論理レベルをもつ信号Ｌ
を、それとは反転の極性を持つ信号Ｋをそれぞれ発生す
る。ピーク点Ｐ₁，Ｐ₂を検出する手段については作用の
項に述べた方法が適用できる。但し、ピーク点Ｐ₁，Ｐ₂
ではそれぞれコンパレータ入力の極性を逆極性にする必
要があり、なおサーボ系のＥ′点への引き込み時に生ず
るオーバーシユートの影響による誤動作を防ぐため、コ
ンパレータ入力に加算する直流バイアスの大きさはオー
バーシュート量より大きく設定しておく。

【００２０】ジャンプ方向決め回路４７は光スポットの
ジャンプ動作を行う方向を決める信号Ｍを発生する回路
であり、以下の構成と動作を行なう。ジャンプ起動作の
タイミングから立ち上って、Ｐ₁点を越えた時点で立ち
下るパルスと、Ｅ′点に引き込まれた時点から立ち上っ
てＰ₂点を越えて立ち下るパルスを発生する。Ｅ′点に
引き込まれた時点とは、サーボの引き込みに要する時間
より十分な長さをもつ時間だけ、Ｐ₁点から待つか、ト
ラックずれ検出信号Ｅ₁がＰ₁点からＰ₂点の間で最初に
零点となるタイミングで起動をかけてもよい。

【００２１】本発明の上述の説明は図８の矢印の方向に
光スポットが移動している場合を説明したが、逆方向に
動いた場合についても、本発明の主旨は変わらない。

【００２２】以上、述べた回路構成によって光スポット
は信号ＭによりＢ′点から脱出し、Ｐ₁点を越えた瞬間
にＥ′点に引き込まれるようにサーボ系が働き、Ｅ′点
に引き込まれた後、信号ＭによってＤ′点に向けて駆動
され、Ｐ₂点を越えた後、Ｄ′点に向けて引き込まれる
ようにサーボ系が動作する。

【００２３】本実施例によれば、ディジタル光ディスク
において、トラックずれ検出信号Ｅ₁が零となる点がト
ラック中点からずれても、確実にジャンプ動作を行なう
ことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ディジ
タル光ディスクにおいて、未記録部、記録部の混在する
ことによってトラックずれ検出信号が変動しても、ジャ
ンプ動作を正確に信頼性高く動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタル光ディスクの断面斜視図

【図２】ディスクの拡大断面斜視図

【図３】未記録状態のトラックずれ検出信号、総反射光
量信号とディスクとの関係を示す図。

【図４】記録状態のトラックずれ検出信号、総反射光量
信号とディスクとの関係を示す図

【図５】トラックずれ検出信号、総反射光量信号の関係
を示す波形図

【図６】光スポットが２つの隣接するトラック（案内
溝）間の中点に位置する瞬時を検出するための回路図

【図７】本発明の実施例を示すサーボブロックダイアグ
ラム

【図８】本発明の動作を説明するための波形図

【符号の説明】

１３…案内溝、１５…スポット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トラックを有し、該トラックに沿って情報
を記録再生する記録媒体に光スポットを照射し、該光ス
ポットをあるトラックから別のトラックに移動させる際
に、隣接する２つのトラックの中間線及びトラックの中
心線に上記光スポットを交互に位置決めするようにサー
ボ系の信号極性を切り換えつつ動作させながら移動させ
ることを特徴とする光スポット制御方法。
【請求項２】トラックを有し、該トラックに沿って情報
を記録再生する記録媒体に光スポットを照射し、該光ス
ポットをあるトラックから別のトラックに移動させる際
に、上記トラック中心と光スポットのずれを示すトラッ
クずれ検出信号の所定極性のピーク点と、これと逆極性
のピーク点の間でサーボ信号の極性を逆転させ、該サー
ボ信号によりサーボ系を動作させながら移動させること
を特徴とする光スポット制御方法。
【請求項３】案内溝を有し、該案内溝に沿って情報トラ
ックを形成して記録再生する記録媒体に光スポットを照
射し、該光スポットをあるトラックから別のトラックに
移動させる際に、隣接する２つの案内溝の中間線及び案
内溝の中心線に上記光スポットを交互に位置決めするよ
うにサーボ系の信号極性を切り換えつつ動作させながら
移動させることを特徴とする光スポット制御方法。