JP2581784B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第７図） 発明が解決しようとする課題（第８図） 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ） 一実施例の構成の説明（第２図乃至第４図） （ｂ） 一実施例の動作の説明（第５図、第６図） （ｃ）他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 光学ヘッドをモータによって移動するコアースシーク
と、光学ヘッドによって光ビームを移動するファインシ
ークとを用いて目標トラックに光ビームを位置付ける光
ディスク装置に関し、 余分なコアースシークやファインシークの発生を防止
し、トラックアクセス時間を短縮することを目的とし、 光ディスクのトラック横断方向に光ビームの移動可能
な光学ヘッドと、該光学ヘッドを移動するモータと、該
光学ヘッドの光ビームの移動を制御するサーボ制御部
と、該モータと該サーボ制御部とを制御する主制御部と
を有し、該モータによって該光学ヘッドを目標位置に位
置付けるコアースシークと、該サーボ制御部によって該
光学ヘッドの光ビームを目標トラックに位置付けるファ
インシークとを行う光ディスク装置において、該光学ヘ
ッドの中心からの光ビームの位置を検出し、目標トラッ
クと現在トラックと該検出位置とから移動距離を算出
し、該移動距離によってコアースシークするかファイン
シークするかを判定し、該移動距離からコアースシーク
の移動量を計算する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光学ヘッドをモータによって移動するコア
ースシークと、光学ヘッドによって光ビームを移動する
ファインシークとを用いて目標トラックに光ビームを位
置付ける光ディスク装置に関する。

光磁気ディスク装置を含む光ディスク装置は、光ビー
ムによりリード／ライトができるため、トラック間隔を
数ミクロンとすることができ、大容量記憶装置として注
目されている。

係る光ディスク装置では、係る微細な間隔で設けられ
たトラックへの位置決めのため、モータによる光学ヘッ
ドの移動であるコアースシークだけでは充分でなく、光
学ヘッドの光ビームの移動（偏向）によるファインシー
クを並用することを行っている。

このような光ディスク装置では、コアースシークやフ
ァインシークのリトライはアクセスタイムの短縮からい
って好ましくなく、リトライを防止する技術が求められ
ている。

〔従来の技術〕

第７図は従来技術の説明図である。

光ディスク装置は第７図（Ａ）に示す如く、モータ1a
によって回転軸を中心に回転する光ディスク１に対し、
光学ヘッド２が光ディスク１の半径方向にヘッド駆動モ
ータ６によって移動位置決めされ、光学ヘッド２による
光ディスク１へのリード（再生）／ライト（記録）が行
われる。

一方、光学ヘッド２は、光源である半導体レーザ24の
発光光をレンズ25a、偏光ビームスプリッタ23を介し対
物レンズ20に導き、対物レンズ20でビームスポットBSに
絞り込んで光ディスク１に照射し、光ディスク１からの
反射光を対物レンズ20を介し偏光ビームスプリッタ23よ
りレンズ25bを介し４分割受光器26に入射するように構
成されている。

このような光ディスク装置においては、光ディスク１
の半径方向に数ミクロン間隔で多数のトラック又はビッ
トが形成されており、若干の偏心によってもトラックの
位置ずれが大きく、又光ディスク１のうねりによってビ
ームスポットの焦点位置ずれが生じ、これらの位置ずれ
に１ミクロン以下のビームスポットを追従させる必要が
ある。

このため、光学ヘッド２の対物レンズ20を図の上下方
向に移動して焦点位置を変更するフォーカスアクチュエ
ータ（フォーカスコイル）22と、対物レンズ20を図の左
右方向に移動して照射位置をトラック横断方向に変更す
るトラックアクチュエータ（トラックコイル）21が設け
られている。

又、これに対応して、受光器26の受光信号からフォー
カスエラー信号FESを発生し、フォーカスアクチュエー
タ22を駆動するフォーカスサーボ制御部４と、受光器26
の受光信号からトラックエラー信号TESを発生し、トラ
ックアクチュエータ21を駆動するトラックサーボ制御部
３が設けられている。

このような光ディスク装置においては、トラックアク
チュエータ21によって対物レンズ20を移動し、光ビーム
をトラック横断方向に移動できることを利用して、トラ
ックジャンプ指示をトラックサーボ制御部３へ与えて、
光ビームを所望のトラックへ位置付けるファイシークが
行われており、ヘッド移動モータ６の移動によるコアー
スシークと合わせて、トラックアクセスに用いられてい
る。

このトラックアクセスの制御は、従来、第７図（Ｂ）
に示すように、現在トラックXrと目標トラックXcとの差
を移動距離Ｄとして求め、移動距離Ｄがファインシーク
範囲内かを判定し、ファインシーク範囲内なら、ファイ
ンシークを実行する。

一方、ファインシーク範囲外なら、モータの移動量Ｍ
を移動距離Ｄ÷単位移動量ΔＭによって求め、移動量Ｍ
分コアースシークするようにしていた。

そして、コアースシークによって目標トラックに達し
なければ、ファインシークを実行していた。

このようにコアースシークは、ステップモータなどの
連続的に動けない手段や、連続的に動けても位置決め精
度がトラック間隔（約１ミクロン）よりはるかに大きい
手段を用いるが、その移動ステップ数（移動量）を計算
する際、現在トラックアドレスと目標トラックアドレス
の差から求めていた。

又、トラック追従状態における、レンズ中心位置から
のズレの限界量は、決まっており、（ファインシーク範
囲）その限界を越えていないかレンズポジション信号を
上下のスライスレベルで現在トラック読取り時にチェッ
クしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第８図は従来技術の課題説明図である。

第８図（Ａ）に示すように、光ビームをトラッキング
しているトラックに対する対物レンズ20の相対位置Ｘ
が、レンズの中心位置から大きくずれていると、求めた
移動ステップＭの一回のコアースシークで目標トラック
Xcがファインシーク範囲に入らずに、コアースシークを
リトライしなければないことがある。

又、第８図（Ｂ）に示すように、ファインシーク範囲
（約±50トラック）のショートレンジのトラックアクセ
スを行う時も、シーク開始位置がレンズ中心位置から離
れていてファインシークがさらに遠ざかる方向で、ファ
インシーク後にレンズずれ限界点を越えるような場合、
第８図（Ｂ）のように、１回ファインシークをしない
と、レンズ追従限界点を超えてしまうことがわからな
い。

この場合ファインシーク→コアースシーク→ファイン
シークとなり最初のファイシークが余計である。

このコアースシークのリトライ又は余計なファインシ
ークのため、トラックアクセス時間が短縮できないとい
う問題が生じていた。

従って、本発明は、余分なコアースシークやファイン
シークの発生を防止し、トラックアクセス時間を短縮す
ることのできる光ディスク装置を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

本発明は、第１図に示すように、光ディスク１のトラ
ック横断方向に光ビームの移動可能な光学ヘッド２と、
該光学ヘッド２を移動するモータ６と、該光学ヘッド２
の光ビームの移動を制御するサーボ制御部３と、該モー
タ６と該サーボ制御部３とを制御する主制御部５とを有
し、該モータ６によって該光学ヘッド２を目標位置に位
置付けるコアースシークと、該サーボ制御部３によって
該光学ヘッド２の光ビームを目標トラックに位置付ける
ファインシークとを行う光ディスク装置において、該光
学ヘッド２の中心からの光ビームの位置を検出し、目標
トラックと現在トラックと該検出位置とから移動距離を
算出し、該移動距離によってコアースシークするかファ
インシークするかを判定し、該移動距離からコアースシ
ークの移動量を計算するものである。

〔作用〕

本発明は、光学ヘッド２の中心からの光ビームの位置
を検出し、検出位置も移動距離の算出に使用するように
したものである。

これによって、移動距離は、光学ヘッド２の中心から
の距離に補正されるため、必ずファインシーク範囲に入
るコアースシークの移動量が得られ、又ファインシーク
かコアースシークかを適切に判断できる。

このため、コアースシークのリトライや余分なファイ
ンシークを防止でき、トラックアクセス時間を短縮でき
る。

〔実施例〕

（ａ） 一実施例の構成の説明 第２図は本発明の一実施例ブロック図、第３図は第２
図構成の光学ヘッドの構成図、第４図は第２図構成の要
部構成図である。

図中、第１図及び第７図で示したものと同一のものは
同一の記号で示してある。

先ず光学ヘッドの構成について第３図を用いて説明す
る。

第３図（Ａ）において、半導体レーザ24の光は、コリ
メータレンズ25aで平行光とされ、ビームスプリッタ23
に入射し、対物レンズ20に入射し、ビームスポットBSに
絞りこまれる。光ディスク１からの反射光は対物レンズ
20、偏光ビームスプリッタ23に入射し、集光レンズ25b
より４分割受光器26に入射する。

対物レンズ20は、回転軸28aを中心に回転可能なアク
チュエータ本体28の一端に設けられており、他端に固定
スリット28bが設けられている。

アクチュエータ本体28には、コイル部28cが設けら
れ、コイル部28cの周囲にフォーカスコイル22が、側面
に渦巻形状のトラックコイル21が設けられており、コイ
ル部28cの周囲に磁石28dが設けられている。

従って、フォーカスコイル22に電流を流すと、対物レ
ンズ20を搭載したアクチュエータ28は、ボイスコイルモ
ータと同様に図のＸ軸方向に上又は下に移動し、これに
よってフォーカス位置を変化でき、トラックコイル21に
電流を流すと、アクチュエータ28は回転軸28aを中心に
α方向に回転し、これによってトラック方向の位置を変
化できる。

アクチュエータ28の端部に設けられた固定スリット28
bに対しては、位置センサ27、29が設けられており、第
３図（Ｂ）、（Ｃ）に示す如く位置センサ27、29は、発
光部27と４分割受光器29の各受光器29a〜29dが固定スリ
ット28bを介して対向するように設けられている。

固定スリット28bには窓Ｗが設けられており、発光部2
7の光は窓Ｗを介して４分割受光器29a〜29dに受光され
る。

このため、第３図（Ｃ）に示すようにアクチュエータ
28のα、Ｘ方向の移動量に応じて４分割受光器29a〜29d
の受光分布が変化する。従って、フォーカス、トラック
サーボと同様、受光器29a〜29dの出力Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄか
ら、トラック方向のポジション信号TPS、フォーカス方
向のレンズポジション信号FPSが次のように求められ
る。

このポジション信号TPS、FPSは、第３図（Ｃ）のよう
に中心位置Ｃからのずれに対し、中心位置で零となるＳ
の字状の信号となり、この信号を用いて中心位置方向へ
の電気的バネ力を付与できる。

次に第２図及び第４図の構成について説明する。

５は前述の動作制御部（主制御部）であり、マイクロ
プロセッサで構成され、トラックサーボ制御部３及びモ
ータ駆動回路6aをプログラムの実行によって制御し、ト
ラックサーボ及びトラックジャンプ制御、コアースシー
ク制御を行うものであり、レンズポジション信号LPOS、
トラックゼロクロス信号TZC、オフトラック信号TOSを受
け、フォワード信号FWR、リバース信号RVS、サーボオン
信号TSV、ロックオン信号LKSを用いて制御を行い、且つ
フォーカスサーボ制御部４（第７図参照）のサーボ制御
動作を制御するものである。

６はヘッド移動モータであり、ステップモータで構成
されるもの、6aはモータ駆動回路であり、動作制御部
（以下MPUと称す）５の指示によりモータ６を駆動する
ものである。

７はヘッド回路部であり、４分割受光器26の出力ａ〜
ｄからRF信号RFSを作成するRF作成回路70と、４分割受
光器26の出力ａ〜ｄを増幅し、サーボ出力SVa〜SVdを出
力する増幅器71と、位置センサ29の４分割受光器29a〜2
9dの出力Ａ〜Ｄからトラックポジション信号TPSを作成
するTP作成回路72等を有する。

８はアナログ／デジタルコンバータ（A/Dコンバータ
という）であり、トラックポジション信号TPSをデジタ
ル値に変換したレンズポジション信号LPOSをMPU5へ出力
するものである。

30はTES（トラックエラー信号）作成回路であり、増
幅器71のサーボ出力SVa〜SVdからトラックエラー信号TE
Sを作成するもの、31は全信号作成回路であり、サーボ
出力SVa〜SVdを加え合わせ全反射レベルである全信号DS
Cを作成するもの、32はAGC（Automatic Gain Control）
回路であり、トラックエラー信号TESを全信号（全反射
レベル）DSCで割り、全反射レベルを参照値としたAGCを
行うものであり、照射ビーム強度や反射率の変動補正を
するもの、33は位相補償回路であり、ゲインを与えられ
たトラックエラー信号TESを微分し、トラックエラー信
号TESの比例分と加え、位相を進ませるものである。

34aはゼロクロス検出器であり、トラックエラー信号T
ESのゼロクロス点を検出し、駆動制御部（以下MPUと称
す）５へトラックゼロクロス信号TZCを出力するもの、3
4bはオフトラック検出回路であり、トラックエラー信号
TESがプラス方向の一定値−Vo以上になった及びマイナ
ス方向の一定値Vo以下になったこと、即ちオフトラック
状態になったことを検出してオフトラック信号TOSをMPU
5へ出力するものである。

35はサーボスイッチであり、MPU5のサーボオン信号SV
Sのオンで閉じ、サーボループを閉じ、オフで開き、サ
ーボループを開くもの、36は復帰信号作成回路であり、
TP作成回路72からのトラックポジション信号TPSから第
３図（Ｃ）のアクチュエータ28の中心位置へ向かうトラ
ック方向の復帰力を発生する復帰信号RPSを作成するも
のである。

37はロックオンスイッチであり、MPU5のロックオン信
号LKSのオンで閉じ、サーボループに復帰信号RPSを導
き、オフで開き、復帰信号RPSのサーボループへの導入
をカットするもの、38はジャンプ信号作成回路であり、
光ビームを必要トラック分ジャンプさせるジャンプ信号
を作成するものであり、MPU5からのフォワード信号FWR
に応じて前進加速電圧＋Ｖを、リバース信号RVSに応じ
て後退減速電圧−Ｖを発生する。

39aは加算アンプであり、ジャンプ信号とサーボスイ
ッチ35とロックオンスイッチ37の出力とを加え合わせた
ものを出力するものである。

39はパワーアンプであり、加算アンプ39aの出力を増
幅してトラック駆動電流TDVをトラックアクチュエータ2
1に与えるものである。

ジャンプ信号作成回路38は、第４図に示すように、加
算アンプ39aのアンプ390に対し、フォワード信号FWRの
オンでオンとなり、＋Ｖの前進駆動電圧を加算アンプ39
0に付与する第１のスイッチ381と、リバース信号RVSの
オンでオンとなり、−Ｖの後退駆動電圧を加算アンプ39
0に付与する第２のスイッチ382とを含み、加算アンプ39
0から制御信号TCS、RPSの他駆動信号（電圧）＋Ｖ、−
Ｖを出力する。

（ｂ） 一実施例の動作の説明 第５図は本発明の一実施例処理フロー図である。

ここで上位から目標トラックXcへのトラックアクセス
指示を含むリード／ライトコマンドをMPU5が受信したも
のとする。

MPU5は、RF作成回路70のRF信号RFSからトラックID
を抽出し、目標トラックXcであるかを判定する。

目標トラックXcであれば、トラックアクセスを終了す
る。

目標トラックXcでなければ、MPU5は移動トラック数
Ｄを計算する。

現在トラックアドレスをXrとすると、移動トラック数
Ｄは、 Ｄ＝Xr−Xc ……（２） によって得られる。

次に、MPU5は、現在のレンズポジションを得るべ
く、A/Dコンバータ８の出力であるレンズポジション信
号LPOSを読む。そして、読み取ったレンズポジション信
号LPOSをレンズ中心からのずれ量のトラック数換算値Ｘ
に換算する。

これによって、光学ヘッドの中心から光ビームの位置
する相対トラックアドレスＸがえられた。

次にMPU5は、移動トラック数Ｄを相対トラックアド
レスＸで補正し、（Ｄ−Ｘ）を計算する。

これによって移動トラック数は、光ビームの現在位置
にかかわらず（現在トラックにかかわらず）、光学ヘッ
ド２の中心からのトラック数に補正される。即ち、第６
図に示すように、センタートラックアドレスをX_Bとする
とＸ＝Xr−X_Bにより、Ｄ−Ｘ＝Xr−Xc−（Xr−X_B）＝X_B
−Xcとなる。

そして、MPU5は（Ｄ−Ｘ）の絶対値|D−X|を求め、フ
ァインシーク範囲のトラック数Ｌ（例えば50トラック）
と比較する。

比較の結果、MPU5は|D−X|≧Ｌであれば、ファイン
シーク範囲外のため、コアースシークに入る。

このため、先ずMPU5は、移動ステップＭを求める。

ステップモータ６の１ステップ当たりのトラック数を
ΔＭとすると、移動ステップＭは、Ｍ＝（Ｄ−Ｘ）÷Δ
Ｍ ……（３） より求める。

そして、MPU5は、係る移動ステップＭの移動をモー
タ駆動回路6aに指示し、モータ６によって光学ヘッド２
を移動するコアースシークを行う。

この時、第２図の復帰信号RPSによるトラックサーボ
制御は、光学ヘッド２をモータ６で目標トラック付近に
位置付ける時に用いられ、以下の様な制御が行われる。

光学ヘッド２の移動中、MPU5はサーボオン信号TSVを
オフとし、ロックオン信号LKSをオンする。従って、ト
ラックエラー信号TESによるサーボループは形成されな
いが、トラックアクチュエータ21は位置センサ29a〜29d
の出力Ａ〜Ｄによるトラックポジション信号TPSにより
ロック制御される。

即ち、トラックコイル21は、復帰信号作成回路37の復
帰信号RPSによってパワーアンプ39によって駆動され、
アクチュエータ28は、中心位置に復帰制御され、固定さ
れる。

このようにアクチュエータ28、即ち対物レンズ20をロ
ックしておくのは、光学ヘッド２の移動中に振動でアク
チュエータ28がヘッド２内で動かないようにし、損傷等
を防ぐためであり、トラックポジション信号TPSによる
電気的ロックが行われる。

更に、光学ヘッド２のモータ６による移動完了後は、
サーボオン信号TSVのオンによってサーボ引込みが行わ
れ、この時、ロックオン信号をオンしたままにしてお
き、復帰信号RPSで第３図（Ｃ）の中心位置への復帰力
を与えながらトラックエラー信号TESでトラック追従制
御する。

このため、偏心のある光ディスク１のトラックに対
し、半径方向（トラックを横切る方向）に移動量の最も
少ない点でトラックへのサーボ引込みが行われ、安定な
引込み開始が実現できる。

又、サーボ引込み完了後は、サーボオン信号SVSをオ
ンとしたままロックオン信号LKSは、オフされ、復帰信
号RPSによる制御から解放する。

このようにして、コアースシーク完了後、ステップ
に戻る。

ステップで、比較の結果、MPU5は|D−X|＜Ｌと判
定すると、ファインシーク範囲内のため、ファインシー
クを実行する。

このため、MPU5は、サーボオン信号TSVをオンからオ
フに変え、サーボスイッチ35をオフにし、トラックエラ
ー信号TESによるサーボループを開く。

そして、補正前の移動トラックＤ分光ビームをトラッ
クジャンプさせる。

即ち、ファインシークでは、光ビームの現在アドレス
はXrであり、目標アドレスXcまでのトラック数はＤであ
るから、Ｄだけトラックジャンプする。

このため、MPU5は、正方向のトラックジャンプならフ
ォワード信号FWRを、負方向のトラックジャンプならリ
バース信号RVSをトラック数Ｄ分出力し、加算アンプ39a
よりトラックジャンプ信号をトラックアクチュエータ21
に出力する。

これによって対物レンズ20がトラックアクチュエータ
21で駆動され、トラック数Ｄ分、光ビームが移動する。

そして、サーボオン信号TSVをオンし、サーボ引込み
を行い、引込み完了によってファインシークを完了し、
ステップに戻る。

このようにして、本来の移動トラック数Ｄを、光学ヘ
ッドの光ビームの相対アドレスＸで補正し、光学ヘッド
２の中心X_Bからのトラック数に換算しているので、ステ
ップにおけるコアースシークかファインシークかの判
別が正確となり、ファインシークしてファインシークの
限界点かの判断が必要なくなる。

又、コアースシークにおいても、ステップのよう
に、光学ヘッド２の中心X_Bからのトラック数に換算し
て、移動ステップ数を求めているので、１回のコアース
シークでファインシーク範囲内に光学ヘッド２を位置付
けることができる。

この実施例では、復帰制御用のレンズポジション信号
を用いているので、A/Dコンバータ８を設けるのみで済
み、容易にしかも低価格に実現できる。

（ｂ） 他の実施例の説明 上述の実施例では、ヘッド移動モータとしてステップ
モータを用いた例で説明したが、ボイスコイルモータ等
の他のモータ、アクチュエータを用いてもよく、光ディ
スクは光磁気ディスクを含む。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、次の効果を奏す
る。

光学ヘッド２の中心からの光ビームの位置を検出し、
この検出位置も移動距離の算出に使用することから、移
動距離は、光学ヘッド２の中心からの距離に補正される
ため、必ずファイシンーク範囲に入るコアースシークの
移動量が得られ、又ファインシークかコアースシークか
を適切に判断できる。

このため、コアースシークのリトライや余分なファイ
ンシークを防止でき、トラックアクセス時間を短縮でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例ブロック図、 第３図は第２図構成の光学ヘッドの構成図、 第４図は第２図構成の要部構成図、 第５図は本発明の一実施例処理フロー図、 第６図は本発明の一実施例動作説明図、 第７図は従来技術の説明図、 第８図は従来技術の課題説明図である。 図中、１……光ディスク、 ２……光学ヘッド、 ３……トラックサーボ制御部、 ５……主制御部、 ６……モータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク（１）のトラック横断方向に光
   ビームの移動可能な光学ヘッド（２）と、該光学ヘッド
   （２）を移動するモータ（６）と、該光学ヘッド（２）
   の光ビームの移動を制御するサーボ制御部（３）とを有
   し、 移動距離に応じて、該モータによって該光学ヘッド
   （２）を目標位置に位置付けるコアースシークと、該サ
   ーボ制御部（３）によって該光学ヘッド（２）の光ビー
   ムを目標トラックに位置付けるファインシークとを行う
   光ディスク装置において、 該光学ヘッド（２）の中心からの光ビームの位置を検出
   する手段（29）と、 目標トラックと現在トラックと該検出位置とから移動距
   離を算出し、該移動距離によって、該コアースシークす
   るか該ファインシークするかを判定し、且つ該コアース
   シークする際に、該移動距離から該コアースシークの移
   動量を算出して、該移動量に基づいて該モータ（６）を
   制御する主制御部（５）とを有することを特徴とする光
   ディスク装置。