JP2595996B2 - 光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光情報処理に関連した光ディスク記録再生
装置に関するものである。

従来の技術 近年、大容量の情報記録再生装置としてレーザ光を応
用した光ディスク記録再生装置が開発されている。

第４図は、従来の光ディスク記録再生装置の構成図で
ある。第４図において、１は半導体レーザ等のレーザ光
源、２は光源１からの光を平行光にするコリメータレン
ズ、３はハーフミラー、４はこのハーフミラーを介して
与えられた光をディスク５上のトラック5nに集光する対
物レンズ、６は対物レンズ４をトラック5nに追従させる
トラッキング・サーボ系のアクチュエータで、例えばボ
イスコイル・モータが用いられる。これによって、対物
レンズ４をディスク面の内外方向に移動させディスク５
上に光ビームのトラッキング制御を行う。

７はディスク５からの反射光をトラッキング・サーボ
回路Ａ側及びフォーカス・サーボ回路Ｂ側に振り分ける
ハーフミラー、８はこのハーフミラーからの光を集光す
る集光レンズ、９は光検出器で、受光面は少なくとも二
つ以上の領域に分割され（本例の場合２つ）、検出スポ
ットの位置に対応した信号が読み出せるようになってい
る。尚、本具体例では、フォーカス誤差信号とトラッキ
ング誤差信号とをハーフミラー７で分けて別々の光検出
器で取り出すようにしているが、４分割センサを用いた
同一の光検出器で両信号を取り出せるようにしても良
い。

10は光検出器９の受光面を構成する二つの光検出素子
9a、9bからの信号の和を検出する加算器で、トラック5n
からの反射光の信号成分を検出する。11はフォーカス・
サーボ回路Ｂからの与えられたアクチュエータで、例え
ば、ボイスコイル・モータを用い、対物レンズ４を上下
方向に動かし光ビームの焦点制御を行う。

トラッキング・サーボ回路Ａは、光検出素子9a、9bか
らの信号の差を検出する誤差信号増幅器、増幅器13、ト
ラッキング・アクチュエータ６の特性を補償する位相補
償回路14、サーボ・ループを開閉するスイッチ15、入力
に後述するトラック・ジャンプ・パルス発生回路からの
出力、並びにスイッチ15を介して位相補償回路14の出力
が与えられた増幅器16と、トラック・ジャンプ・パルス
発生回路17と、増幅器13のトラッキング誤差信号からト
ラック・ジャンプ時の零クロスを検出する零クロス検出
回路18と、トラッキング・アクチュエータ６のボイス・
コイルに駆動電流を流すパワー増幅器19より構成され
る。

定常状態では、スイッチ15を閉じ負帰還ループを形成
し、誤差信号増幅器12のトラッキング誤差信号が零にな
るようにトラッキング・サーボを行い、対物レンズ４を
トラック5nに追従させる。

所望するトラックを検索するとき、また、スパイラル
のトラックでそのトラックを保持するときに、光ビーム
が位置するトラックより隣接した他のトラックに飛び移
すジャンピングが必要となる。このために、スイッチ15
を開き、サーボ・ループをオープンにし、後述のトラッ
ク・ジャンプ・パルスをアクチュエータ６のコイルに印
加し、対物レンズ４のトラック方向に駆動することによ
り光ビームをトラックから他のトラックにジャンピング
する。第５図は、このような従来装置におけるジャンピ
ングの具体例を示す回路図で、第５図において、17aは
反転入力端子に基準電圧−Vref、Vrefがスイッチ17b、1
7cならびに入力抵抗を介して与えられ、出力端子と反転
入力端子とが帰還抵抗を介して接続され、非反転入力端
子が基準点に接続された反転増幅器であり、減速パルス
のタイミングは、トラッキング誤差信号から零クロスを
検出する零クロス検出回路18の出力にて行う。このよう
な構成のジャンピングの動作を第６図の波形図によって
説明する。ジャンピング指令により外部から加速パルス
が発生し、17bを図（ａ）に示すように開閉し図（ｃ）
のような正の電流パルスを発生させる。この電流パルス
をアクチュエータ６のコイルに流すと、対物レンズ４は
図（ｄ）のような速度で移動し、図（ｅ）のような対物
レンズ４の移動距離となる。この対物レンズ４の移動に
よって増幅器13のトラッキング誤差信号は図（ｆ）のよ
うな信号波形となる。ここで、対物レンズ４が移動し、
移動距離がトラック間距離Ｄの1/2移動した時に、増幅
器13のトラッキング誤差信号は零レベルとなり、この零
レベルを零レベル検出回路18の検出信号図（ｇ）により
外部から減速パルス信号が発生し、17cを図（ｂ）に示
すように開閉し図（ｃ）のような負の電流パルスを発生
し、この電流パルスをアクチュエータ６のコイルに流す
と、対物レンズ４は図（ｄ）のように減速され、図
（ｅ）のようにトラック間距離Ｄまで移動することでジ
ャンピング動作を行う。

しかしながら、この方式では、トラッキング誤差信号
の零クロス信号より減速パルスを発生して安定なジャン
ピングを行っているが、制御系を安定に、また、低価格
にするためにトラッキング・サーボ系をディジタル化し
た場合、または、ISO規格TC97/SC23で提案されているサ
ンプル・フォーマットのようにトラッキング信号が離散
的信号である場合にトラッキング誤差信号の零クロス信
号の検出がずれる。第７図は、ディジタル化または、サ
ンプル・フォーマットのジャンピングの動作の波形図で
ある。第６図と同様に加速パルス図（ａ）が発生し、対
物レンズ４が移動することでトラッキング誤差信号は図
（f2）の破線となるがディジタル化されて検出される信
号は実線となる。このときのサンプリング・タイムＴと
するとトラッキング誤差信号の零クロスの検出は最大
で、時間Ｔだけずれて検出された信号となる図（g2）、
この検出された零クロス信号により減速パルス図（b2）
が発生し対物レンズ４は減速する。しかし、ジャンピン
グ動作終了時において、トラック間距離Ｄより△Ｄずれ
た位置となり、トラッキング・サーボ状態に入ったと
き、過渡応答が悪く、安定時間が長くなる問題が発生す
る。

また、定時間加速によるジャンピング方式について説
明を行ったが、もう一つのジャンピング方式の定距離加
速について第８図の波形図によって説明する。定距離加
速によるジャンピング方式は隣接トラックの中間点即
ち、トラッキング誤差信号の零クロス検出点まで加速
し、ただちに一定時間減速する方法である。ジャンピン
グ指令により加速パルス図（a3）が発生し、対物レンズ
４が移動することでトラッキング誤差信号は図（f3）の
破線となり、検出される信号は実線で、この検出された
トラックキング信号による零クロス信号は最大Ｔだけず
れて加速パルスを停止し、減速パルス図（b3）を一定時
間出力して減速する。この時の対物レンズ４の速度は図
（d3）で、位置は図（e3）となる。即ち、ジャンピング
動作終了時において、トラック間距離Ｄより△D1ずれた
位置となり、また、速度も零ではなく△Ｖの速度とな
り、トラッキング・サーボ状態に入ったときにより不安
定となる。

発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、トラッキング・
サーボ系をディジタル化、または、サンプル・フォーマ
ットにおいて、ジャンピング時にトラックキングの零ク
ロス信号を正確に検出することが出来ず、トラック・ジ
ャンプ終了時に光ビームの移動距離が変化し、または、
速度が零でないことからジャンプ後の整定時間が長くな
る点であった。本発明は、かかる点に鑑みてなされたも
のでトラック・ジャンプの移動距離が変化せず、速度を
零とすることでジャンプ後の整定時間が早いジャンピン
グ制御する光ディスク記録再生装置を提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、光ディスクの
トラックに記録再生するための変換手段と、その変換手
段の記録再生する走査位置を前記トラック方向に移動さ
せるための走査移動手段と、前記走査移動手段を駆動す
る加速パルス発生手段と減速パルス発生手段と、前記ト
ラックから得られる離散化されたトラッキング誤差信号
から他のトラックへの移動時間を演算する演算手段を有
し、前記トラックの走査位置を他のトラックに移動させ
る場合に、前記加速パルス発生手段を動作させ前記走査
移動手段を駆動し、前記変換手段が他のトラックへ移動
することによって離散化されたトラッキング誤差信号が
検出された時点で、トラッキング誤差信号の振幅を利用
してトラッキング誤差信号振幅検出時点における変換手
段の位置および速度を演算し、それから他のトラックの
所定位置までの移動時間を算出し、前記演算手段にて算
出された移動時間をもとに前記減速パルス発生手段を動
作させ前記走査移動手段を駆動することを特徴とする光
ディスク記録再生装置である。

作用 本発明は前記した構成により、光ディスクのトラック
の走査位置を他のトラックに移動させる場合に、前記ト
ラックから得られる離散化されたトラッキング誤差信号
から他のトラックまでの移動時間を演算し、減速パルス
を発生することで、ジャンプ後の整定時間が早く安定し
たジャンピングを行う光ディスク記録再生装置を提供で
きる。

実施例 第１図は、本発明における一実施例の光ディスク記録
再生装置を説明する構成図である。なお、第１図におい
て、第４図と同一番号または同一記号は従来の構成と同
一であり説明は省略する。第１図において、20は増幅器
13のアナログのトラッキング誤差信号をサンプリング・
タイムＴでディジタル化するA/D変換器、21は20で得ら
れたディジタルのトラッキング誤差信号から位相補償の
演算を行いデータを出力し、また、ジャンピングの指定
によってジャンピングの制御信号を出力する信号処理回
路でマイクロ・コンピューターまたは、ディスク・シグ
ナル・プロセッサー等で構成する。22は21のディジタル
信号をアナログ信号に変換するD/A変換器である。第２
図は、第１図の信号処理回路21の具体的処理内容を示す
ブロック図であり、トラッキング制御ループとジャンピ
ング制御ループからなる。

ここで、トラッキング制御について第１図、第２図で
説明する。光ディスク5nからの反射光を光検出素子9a、
9bで検出し、その信号の差を誤差信号増幅器12で得て増
幅器13で増幅し、A/D変換器20でディジタル化される。
このトラックキング誤差信号を101のA/Dデータ入力にて
取り込み、取り込んだデータをディジタル・フィルタで
構成した位相補償演算を102の位相補償演算部で行い、1
03のD/Aデータ出力にて位相補償されたデータをD/A変換
器22に出力する。その出力がD/A変換器22でアナログ信
号に変換され、パワー増幅器19にてトラッキング・アク
チェータ６をトラック方向に駆動することで光ディスク
5nのトラックにトラッキング制御を行う。

次に、ジャンピング制御について説明する。光ビーム
から得られる増幅器13のトラッキング誤差信号と光ビー
ムの位置の関係は、次式である。

TE＝Ｑ＊SIN（２π＊X/L） −− TEはトラッキング誤差信号振幅、Ｑは光ビームの位置
とトラッキング誤差信号振幅の変換係数、Ｘは光ビーム
の位置、Ｌは光ディスク５のトラック・ピッチＤ（例え
ば1.6μｍ）である。よって、光ビームの位置Ｘは式
より、 Ｘ＝L/2π＊SIN^-1（TE/Q） −− また、式より得られる光ビームの位置Ｘより、光ビ
ームの速度Ｖは、 Ｖ＝dX/dt −− であり、サンプリング・タイムＴ、時間ｎにおける光ビ
ームの位置をXnとすると、式は、 Vn＝（Xn−Xn−１）/T −− となる。ここで、従来例の第７図に示す定時間加速によ
るジャンピングの方式で行うとすれば、定時間加速後の
光ビームの１サンプリングのＴ時間先の位置Xn＋１は、 Xn＋１＝Vn＊Ｔ＋Xn −− である。また、隣接トラックに１トラックジャンピング
するための減速パルスを発生するトラックキング誤差信
号の零クロスとなる位置は、隣接トラックとの中間点即
ち、D/2（例えば、0.8μｍ）であることから式より、
中間点となる時間Mtは、 Mt＝（D/2−Xn）/Vn −− となる。即ち、トラックキング誤差信号から光ビームの
位置及び速度を演算し、隣接トラックまでの中間点（ト
ラッキング誤差信号の零クロスが発生する点）までの移
動時間を算出することが出来る。従って、算出した隣接
トラックの中間点の時間にて減速パルスを発生すればよ
い。

具体的実施例について第１図、第２図、第３図で説明
する。ここで、第３図は、本発明のジャンピングの動作
を説明するための波形図である。第１図の信号処理回路
21に外部からジャンピング指令が入力されると、第２図
のジャンピング制御ループが動作する。第２図のジャン
ピング制御ループにおいて、104でh1の加速パレスをD/A
変換器22に出力し正の電流パルスを発生する（第３図
ｈ）、この電流パルスをアクチェータ６に流すと対物レ
ンズ４は第３図ｄのような速度で移動し、第３図ｅのよ
うに移動する。この対物レンズ４の移動によって増幅器
13のトラッキング誤差信号出力は第３図f101の破線とな
り、第１図の20のA/D変換器で得られたディジタルのト
ラックキング誤差信号は第３図f101の実線となる。この
ディジタルの信号を第２図の105で入力し、106の零クロ
ス時間演算部で、得られたトラッキング制御信号より、
前述の式、、の演算を行い零クロスまでの時間Mt
を演算する。107の零クロス検出比較部において、この
時間Mtがサンプリング・タイムＴより大の時は108の加
速終了比較部へ、また、時間Mtがサンプリング・タイム
Ｔより小の時は109の減速パルスD/Aデータ出力部の処理
を行う動作となる。108の加速終了比較部では、加速パ
ルス出力時間がT1（第３図ｈ）以内の時は104の加速パ
ルスD/Aデータ出力部へ、また、T1以上の時は加速パル
スの出力を停止し105のA/Dデータ入力部の処理を行う動
作となる。加速パルス停止後の定速V1（第３図ｄ）の動
作によって、対物レンズ４は隣接トラックの中間点付近
まで移動すると、106の零クロス時間演算部の零クロス
までの時間Mtがサンプリング・タイムＴより小となり、
時間Mtのタイミングで109の減速パルスD/Aデータ出力部
にてh2の減速パルス（第３図ｈ）を22のD/A変換器に出
力することでアクチェータ６を駆動する。また、110の
減速終了部では、減速パルス出力時間T2（第３図ｈ）以
内の時には、減速パルスを出力し、時間T2以上で減速動
作を停止することでジャンピング制御を終了し、トラッ
キング制御ループの動作を行うことで安定したジャンピ
ング制御が可能となる。また、逆方向のトラックへのジ
ャンピングにおいては、加減速パルスを逆に出力すれば
可能なことは言うまでもない。さらに、これまで、隣接
トラックへのワン・トラック・ジャンピングについて説
明したが、一度に複数トラックのジャンピングを行う場
合には、横切りトラック数をカウントし、目的トラック
へのワン・トラック前からの中間点まで時間を演算して
減速パルスを駆動することで同様にジャンピング可能で
ある。

また、これまで、定時間加速によるジャンピング方式
について説明してきたが、従来例の第８図で述べた定距
離加速によるジャンピング方式では、式が、 Xn＋１＝Vn＊Ｔ＋Xn＋（Vn−Vn−１）＊T/2 −− となることを考慮して行えばジャンピング制御可能であ
る。

さらに、従来のアナログのトラッキング・サーボのデ
ィジタル化について説明してきたが、ISO規格のサンプ
ル・フォーマットについても、第１図の10の光検出器の
和を検出する加算器の出力からトラッキング用の離散的
なサンプル・マーク信号よりトラッキングキング誤差信
号を得る構成にすることで同様のジャンピング制御が可
能である。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、光ディスクの
トラックの走査位置を他のトラックに移動させる場合
に、前記トラックから得られる離散化されたトラッキン
グ誤差信号から他のトラックまでの移動時間を演算し、
減速パルスを発生することで、ジャンプ後の整定時間が
早く安定したジャンピングを行なえる光ディスク記録再
生装置を提供することができ、その実用的効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における光ディスク記録装置の構成図、
第２図は処理内容を示すブロック図、第３図はジャンピ
ング動作を説明する波形図、第４図は従来の光ディスク
記録装置の構成図、第５図は第４図の従来装置において
用いられるトラック・ジャンプ・パルス発生回路の具体
例を示す回路図、第６図、第７図及び第８図は、トラッ
ク・ジャンプの動作を説明するための波形図である。 ５……光ディスク、5n……トラック、６……アクチェー
タ、９……光検出器、20……A/D変換器、21……信号処
理回路、22……D/A変換器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスクのトラックに記録再生するため
   の変換手段と、その変換手段の記録再生する走査位置を
   前記トラック方向に移動させるための走査移動手段と、
   前記走査移動手段を駆動する加速パルス発生手段および
   減速パルス発生手段と、前記トラックから得られる離散
   化されたトラッキング誤差信号から他のトラックへの移
   動時間を演算する演算手段を有し、前記トラックの走査
   位置を他のトラックに移動させる場合に、前記加速パル
   ス発生手段を動作させ前記走査移動手段を駆動し、前記
   変換手段が他のトラックへ移動することによって離散化
   されたトラッキング誤差信号が検出された時点で、トラ
   ッキング誤差信号の振幅を利用してトラッキング誤差信
   号振幅検出時点における変換手段の位置および速度を演
   算し、それから他のトラックの所定位置までの移動時間
   を算出し、前記演算手段にて算出された移動時間をもと
   に前記減速パルス発生手段を動作させ前記走査移動手段
   を駆動することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
2. 【請求項２】光ディスクのトラックの走査位置を隣接ト
   ラックに移動させる場合に、前記トラックから得られる
   離散化されたトラッキング誤差信号から前記隣接トラッ
   クの中間点までの移動時間を演算し、減速パルスを発生
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光デ
   ィスク記録再生装置。