JP2576217B2 - 光ディスク装置のトラッキング制御装置 - Google Patents

光ディスク装置のトラッキング制御装置

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JP2576217B2 JP1011232A JP1123289A JP2576217B2 JP 2576217 B2 JP2576217 B2 JP 2576217B2 JP 1011232 A JP1011232 A JP 1011232A JP 1123289 A JP1123289 A JP 1123289A JP 2576217 B2 JP2576217 B2 JP 2576217B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学的に情報を記録再生する光ディスク装置
に関し、特にその光ビームを正確に情報トラックに追従
させるトラッキングサーボ制御装置に関する。
〔従来の技術〕 レーザ光を集束して記録面に照射し、光学的に情報を
記録、再生する光ディスク装置においては、光ビームを
極めて幅の狭い情報トラックに対して位置合わせし、ト
ラック位置の変動に追従してビーム位置をトラック中心
に保つことが要求される。このため、光学的に光ビーム
の情報トラックに対する位置ずれ(トラックエラー)を
検出し、そのずれを補正するようにビーム集束用の対物
レンズ又はビーム偏向用のミラーをトラック横方向に動
かすトラッキング制御が行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のトラッキング制御においては、
サーボゲインを装置自体で適正な値に自動的に調整する
機能がなく、ゲインは一般的に初期調整時の値に固定さ
れていた。光ディスク装置においては、光ヘッド、記録
担体によってトラックエラー検出特性トラックアクチュ
エータ駆動特性にばらつきがあり、初期調整時において
も、それぞれのヘッド、記録担体に対し、人手でゲイン
調整を行うのは困難であった。
また、光ヘッド特性の経時変化、記録担体の交換など
によるゲインの変化に加えて記録担体上のエラー信号も
場所によって変動するため、初期調整のみでは適正なゲ
インが確保できず、サーボゲインが最適な値からずれ
て、特性(ゲイン)不足、あるいは発振等の動作不安定
を引き起こす危険があるという問題があった。
これらの問題を解決するには、装置自体が自動的にサ
ーボゲインを調整できる機能があれば良いのであるか
ら、従来適切な方法が無かった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のトラッキング制御装置はトラッキング引き込
み(サーボオン)時のサーボループを閉じてからトラッ
クエラー信号が0クロスするまでの時間を検出する手段
と、前記0クロス後のオーバーシュートのピーク値を検
出する手段と、前記0クロスまでの時間とオーバーシュ
ートのピーク値のそれぞれの規定値からのずれに対応し
てサーボゲインを変化させる手段とを備えており、トラ
ッキング引き込み時のサーボ応答特性のモニターによ
り、ゲインの適、不適を判別し、ゲインを最適な値に、
自動的に設定する機能を有している。
トラッキング引き込み動作は、記録担体の交換時の
他、別のトラックへの移動のためのシーク動作の終了時
にも必ず行われる動作であり、特別なモードを設定する
ことなくゲインの調整が実行される。また、ゲイン不適
切の場合、再度引き込み動作をくり返すことも容易であ
る。
本発明によれば、トラッキングサーボ系のゲイン自動
調整が極めて容易に実現できる。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明のトラッキング制御装置の一実施例を
示すブロック図である。光ヘッド2内に配置された半導
体レーザ10はレーザ駆動回路30よりの電流の供給され
て、レーザ光を発光する。半導体レーザ10より出射され
る発散性のレーザ光はコリメートレンズ11により平行光
に直なされ、ビームスプリッタ12を通って対物レンズ13
に入射する。対物レンズ13は光束を集束させ、記録担体
1の表面上に微少な光スポットを形成する。記録担体1
の表面には、光学的に検出可能な形でトラック位置情報
が形成されており、記録情報にこのトラックにそって記
録、再生される。対物レンズ13はトラックアクチュエー
タ14に取り付けられ、記録担体の情報トラックに対して
横方向(記録担体のY径方向)に動くことができる。記
録担体1の表面より反射された光は、再び対物レンズ13
を通り、ビームスプリッタ12に入射する。ビームスプリ
ッタ12はハーフミラー、あるいは偏光ビームスプリッタ
で構成され、反射されてきた光の一部をトラックエラー
検出器15に入射させるように光路を曲げる。ビームスプ
リッタ12により光路を曲げられた光は、概ね平行光のま
まトラックエラー検出器に入射し、反射光のファーフィ
ールド像を投影する。本例ではトラックエラー検出器は
いわゆるプッシュ・プル法を用いており、記録担体1上
に形成されたトラック案内溝(グルーブ)による回析効
果によってトラックずれ(トラックエラー)を検出す
る。トラックエラー検出器は入射する反射光ファーフィ
ールド像をトラック横方向に分割して受光するように少
なくとも2分割された光検出素子(フォトディラクタ
ー)で構成され、分割されたそれぞれのエレメントの出
力の差をとることによりトラック位置ずれに対応する信
号(トラックエラー信号)が得られる。差動アンプ20は
トラックエラー検出器15の分割されたエレメントそれぞ
れの出力の差をとり、増幅してトラックエラー信号101
を出力する。トラックエラー信号101はトラッキングサ
ーボ回路21に入力しゲインの調整、位相補償が行われ
て、トラックサーボ信号102として出力れる。トラッキ
ング追従動作時にはトラッキングシーケンス制御回路24
よりのサーボループクローズ信号103により、アナログ
スイッチ25がONとなりトラックサーボ信号102を通過さ
せてパワーアンプ26に入力させる。パワーアンプ26はこ
のトラックサーボ信号102に対応した電流をトラックア
クチュエータ14に供給し、対物レンズ13の位置を情報ト
ラックの中心に追従させるよう駆動する。光ディスク装
置の駆動時、あるいは記録担体の交換後、または光ヘッ
ドの移動を伴うトラック間シーク後などトラッキングが
はずれた(トラックサーボオフ)状態からトラッキング
追従動作に移る際にはトラック引き込み動作が行われ
る。この場合トラッキングシーケンス制御回路24はトラ
ックエラー信号101の周波数即ち光スポットがトラック
を横切る速度がある規定値以下になりかつトラックエラ
ー信号101のレベルがあらかじめ定めた値以下になった
とき(即ちトラック中心からのずれがある範囲内になっ
たとき)、サーボループクローズ信号103をONにして、
サーボループを閉じる。レベル検出回路22からはトラッ
クエラー信号101の0クロスを示すトラッククロスパル
ス104とトラックエラー信号101が引き込み可能レベルに
なったことを示す引き込みレベル信号105が出力され、
トラッキングシーケンス制御回路24はトラッククロスパ
ルス104の周期が定められた値より長くなり(即ち周波
数が低くなり)、かつ、引き込みレベル信号105がオン
になったことを検知してトラッキング引き込み可能状態
を判定し、トラッキングサーボルーフを閉じる。同時に
トラッキングシーケンス制御回路24からはサーボオン信
号106が出力されトラッキングゲイン調整回路23に伝え
る。トラッキングゲイン調整回路23はこの時点からタイ
マーを動作させ、トラッキングエラー信号101が0レベ
ル(トラック中心)になるまでの時間を測りはじめる。
対物レンズ13がサーボルーフの働きにより、更にトラッ
ク中心方向に動き光ビームがトラック中心に達したとこ
ろでトラックエラー信号101は0レベルとなる。レベル
検出回路22はこのトラックエラー信号101の0レベルク
ロスを検知しトラック0クロス信号107をトラッキング
ゲイン調整回路23に伝える。トラッキングゲイン調整回
路23はこのトラック0クロス信号107の入力により、ト
ラッキングサーボオンとなってからの時間測定タイマを
停止させ、0クロスまでの時間を得る。トラックエラー
信号101が0になった後も、トラッキングサーボの過度
応答により、対物レンズ13は移動動作を続け、いわゆる
オーバーシュートを生じる。レベル検出回路22はトラッ
クエラー0クロス以後のオーバーシュートのモニターを
行い、オーバーシュート量のピーク値を検出して、その
値をオーバーシュートピーク信号108としてトラッキン
グゲイン調整回路23に伝える。トラッキングゲイン調整
回路23は、上述の測定により得られたトラック0クロス
までの時間およびオーバーシュートピーク値をそれぞれ
あらかじめ定められた規定値を比較して、トラッキング
サーボ回路21のゲインの過大または不足を判定し、ゲイ
ン調整信号109によりゲインの低減または増加の調整を
行う。
トラッキングサーボ引き込み時に、トラッキングサー
ボを閉じる時点での光ビームの位置および速度は前述し
た引き込み条件を満たしているため、常にほぼ一定の値
となっており、トラッキング引き込み時の応答(ステッ
プ応答)はゲインが一定であれば、ほぼ同じ形の応答に
なるはずである。従って、例えばトラック0クロスとな
る時間があらかじめ想定された時間より短いことはトラ
ッキングサーボゲインが過大でサーボループの応答特性
が早くなりすぎていることを示す。同様に、オーバーシ
ュート量が過大であることもサーボループのゲインが過
大で十分なダンピングが得られていないことを示す。従
って、トラック0クロスまでの時間が短くオーバーシュ
ート量が大きければトラッキングゲイン調整回路23はト
ラッキングサーボ回路21のゲインが過大であると判断
し、トラッキングサーボ回路21のゲインを下げるような
ゲイン調整信号109が発生する。なお、レベル検出回路2
2は複数のコンパレータとピークホールド回路により構
成できトラッキングゲイン調整回路23はタイマーを備え
たマイクロプロセッサにより実現できるが、よりコンパ
クトにするには、トラッキングシーケンス制御回路と合
わせて、トラックエラー信号101をディジタル値に変換
するA/D変換器とマイクロプロセッサによっても簡単に
実現できる。
以上のような構成および動作によりトラッキングサー
ボのゲインは適正値に自動調整される。なお、この調整
動作はトラッキング再引き込み動作として任意の回数く
り返すことが出来、トラッキング応答特性が適正になる
まで修正を行うことが可能である。
第2図は第1図の実施例の動作を示すための波形図で
ある。波形Aはトラックエラー信号101の応答を示す。
また波形Bはサーボループクローズ信号103がオンとな
るタイミングを示す。トラッキング引き込み開始前にお
いては光ビームはトラックに対してフリーな状態であ
り、トラックエラー信号101はトラック位置の変動に対
応して正弦波状に変化する。トラック引き込みを行う場
合はこのトラックエラー信号101の周期がサブモニター
され、0クロスの周期がある値より長くなったとき、即
ち光ビームとトラックの相対速度が一定値以下にさがっ
たかどうかが判定される。この0クロスの周期Tcが規定
値より長くなった後、トラックエラー信号101のレベル
がある定められたレベル(Xi)を通過したとき、即ち光
ビームがトラック中心に対して一定距離以内に近づいた
とき(ts)サーボループクローズ信号103がオンとな
る。即ち、トラッキングサーボループが閉じられる際に
は光ビームとトラックの相対速度および相対位置は常に
ほぼ一定の条件となる。このときの速度および位置がト
ラッキング引き込みの際のサーボ応答の初期条件となる
から、その後の対物レンズ13(光ビーム)の応答(即ち
トラックエラー信号101の応答)は、トラッキングサー
ボループの特性を反映するものとなる。サーボループの
働きにより、トラックエラー信号101は0レベルに近づ
き、t0の時点で0クロスする。サーボループを閉じて
から(ts)この0クロスする時点8t0)までの時間TR
はサーボゲインに応じて変化し、サーボゲインが大きい
とTRは短くなる。その後、トラックエラー信号101はオ
ーバーシュートして負のピーク値XPに達する。このピ
ーク点の大きさもサーボゲインによって変わり、ゲイン
が大きいほど負の大きい値となる。従って、これら2つ
の値TRおよびXPをモニターすることによりサーボゲイ
ンの適、不適が判別でき、トラッキングサーボ回路21の
ゲインを適正な値に修正でき、これによりトラッキング
サーボループのゲインは自動的に適正な値に設定さて、
安定な内部サーボ動作を実現することができる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明トラッキング引き込み動
作の際の0クロスまでのタイミングおよびオーバーシュ
ートのピーク値をモニターし、それを適正ゲインの際に
想定される規定値と比較し、ずれに応じてサーボゲイン
を修正することにより、自動的にトラッキングサーボゲ
インを適正値に調整することができる効果がある。
本発明のトラッキング制御装置によれば特別なゲイン
調整のための動作モードおよびそのための特殊な回路等
を備えることなくサーボゲインが自動的に調整でき、記
録担体の交換、光ヘッドの経時変化等に対しても常に安
定なトラッキング動作をおよび装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のトラッキング制御装置の一実施例を示
すブロック図、第2図は第1図の実施例の動作を示すた
めの波形図である。 1……記録担体、2……光ヘッド、10……半導体レー
ザ、11……コリメートレンズ、12……ビームスプリッ
タ、13……対物レンズ、14……トラックアクチュエー
タ、15……トラックエラー検出器、20……差動アンプ、
21……トラッキングサーボ回路、22……レベル検出回
路、23……トラッキングゲイン調整回路、24……トラッ
キングシーケンス制御回路、25……アナログスイッチ、
26……パワーアンプ、30……レーザ駆動回路。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学的に情報が記録されている記録担体を
    用い、その記録担体に光スポットを照射する光照射手段
    と、前記光スポットを前記記録担体上の目的位置に位置
    決めするために粗位置決め手段と精位置決め手段とを有
    し、 前記精位置決め手段においては、前記光スポットの前記
    記録担体からの反射光を用いて位置ずれを検出し、この
    検出された位置ずれを示すトラックエラー信号をフィー
    ドバックして前記光スポットの微調整を行うクローズド
    ループを形成する光デイスク装置のトラッキング制御装
    置において、 前記フィードバックされるトラックエラー信号のゲイン
    を変化させるフィードバックゲイン可変手段と、 トラッキング引き込み時のサーボループを閉じてからト
    ラックエラー信号が零クロスするまでの時間を検出する
    手段と、 前記零クロス後のオーバーシュートのピーク値を検出す
    る手段と、 前記零クロスまでの時間と前記ピーク値それぞれの規定
    値からのずれに応じて前記フィードバックゲイン可変手
    段のゲインを変化させる手段 を更に有することを特徴とする光ディスク装置のトラッ
    キング制御装置。
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JPH05307848A (ja) * 1992-05-01 1993-11-19 Ricoh Co Ltd 閉ループ制御システムおよび光ディスク装置のサーボ装置
JPH05307844A (ja) * 1992-05-01 1993-11-19 Ricoh Co Ltd 速度検出装置および速度制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122443A (ja) * 1984-07-09 1986-01-31 Nec Corp 光デイスク装置の自動利得制御装置

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