JP2596014B2

JP2596014B2 - 光ディスク記録再生装置

Info

Publication number: JP2596014B2
Application number: JP27861287A
Authority: JP
Inventors: 富弥宮崎; 裕志赤堀
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1987-11-04
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH01119969A

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を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17
b、17c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図（ｈ）のよう
にスイッチ15を開にすることでトラッキングOFF状態に
して、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）のような時間T1、高さ即ち
加速度H1の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のトラック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）のような加速パルスと同
様の時間T1で、極性が逆の加速度−H1の負の電流パルス
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3/4Dまで移動すること
でジャンピング動作を終了し、スイッチ15を図（ｈ）の
ように閉じることで、トラッキングON状態にして前述の
トラッキング・サーボ・ループ制御を行い目的トラック
Ｄまで移動する。また、ジャンピング終了時に3/4Dの位
置からトラッキング・サーボ・ループを閉じて目的トラ
ックＤまで移動するために安定するまでの応答時間がか
かることから、加減速パルスの時間と加速度をかえるジ
ャンピング方法がある。この方法について第７図の波形
図によって説明する。第６図による説明と同様にジャン
ピング指令により図（h2）のようにスイッチ15を開にす
ることでトラッキングOFF状態にして、外部から加速パ
ルスが発生し、17bを図（a2）に示すように開閉し、図
（c2）のような時間T2、加速度H2の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（d2）のような速度で移動
し、図（e2）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のトラックキ
ング誤差信号は図（f2）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（g2）により外部から減速パルス信号が
発生し、17cを図（b2）に示すように開閉し、図（c2）
のような目的トラックまでの移動距離Ｄで速度が零とな
る時間T3で加速度−H3の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（d2）のように減速され、図（e2）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
作を終了し、スイッチ15を図（h2）のように閉じること
で、トラッキングON状態にして前述のトラッキング・サ
ーボ・ループ制御を行う。そして、さらにジャンピング
の応答時間を速めるために、ジャンピング後のトラッキ
ング・サーボ・ループの応答時間とジャンピング後の移
動距離を考慮して、ジャンピングの減速パルスの時間と
加速度をディスクまたは装置によって調整している。

しかしながら、これら方式では、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８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７図と同様に加速パルス図（a2）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、図（g3）のように時間Ｔだけずれて検出された信号
となり、この検出された零クロス信号により減速パルス
図（b3）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。

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、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、ジャンプ後の整定時間が速いジャンピン
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移動時間演算手段と、前記
加速パルス発生手段で加速パルスを発生している期間の
時間と、前記移動時間演算手段から前記減速パルス発生
手段の減速パルスを発生するまでの時間を演算する減速
パルス演算手段を有し、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零クロス付近のト
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加速パルス発生からトラッキ
ング誤差信号が零クロスとなるまでの時間を前記移動時
間演算手段で演算し、前記減速パルス演算手段にて演算
された加速パルス発生から減速パルスを発生させるまで
の時間後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、加速パルス発生手段の加
速パルス発生時間と前記移動時間から減速パルスを発生
するまでの時間を演算して減速パルスを発生すること
で、ジャンプ後の整定時間が速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、ジャンピングの指令
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、ディタル・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A/D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201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202の位相補償演算部で行い、2
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、ジャンピング動作について第３図の波形図によ
て説明する。第３図において、ｉは第１図のトラッキン
グ・アクチェータ６を駆動する加速パルスと減速パルス
の駆動波形であり、H101は加速パルスの高さ即ち加速度
で、T101は加速時間で、T105は定速度時間で、T102は後
述する加速パルス発生から零クロス検出までの時間で、
T103は減速パルス発生時間で、T104は減速パルスの停止
時間である。波形図d101は、第１図の対物レンズ４の速
度で、V1は定速時間での速度である。波形図e101は対物
レンズ４の位置で、Ｄは隣接トラックまでの移動距離で
ある。波形図e101の破線は第１図の増幅器13のトラッキ
ング誤差信号で、実線はA/D変換器20で得られる離散化
された信号である。波形図g101はトラッキング誤差信号
の零クロスを検出するタイミングである。ここで、光ビ
ームから得られる第１図の増幅器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。ところで、式において、トラッ
クと隣接トラックの中間点付近、即ち零クロス付近にお
けるトラッキング誤差信号を次式に線形化すると、 TE＝at＋ｂ …… となる。ここで、トラックキング誤差信号の零クロス付
近における加速パルス発生からの時間t1後でのトラッキ
ング誤差信号振幅をTE1、１サンプリング後の時間t2で
の振幅をTE2とすると、式に代入すれば、 TE1＝at1＋ｂ …… TE2＝at2＋ｂ …… となる。式、よりａ＝（TE2−TE1）／（t2−t1） …… となり、式で得られたａの値からｂは、ｂ＝TE1−at1 …… となる。トラッキング誤差信号が零クロスとなる時間T1
02は式において、TE＝０であるから式でもとめた
ａ、ｂの値より、 T102＝−b/a …… となる。ここで、加速パルスの発生時間をT101とする
と、加速パルス終了時からトラックキング誤差信号が零
となる時間差T105は、 T105＝T102−T101 …… である。隣接トラックの移動距離Ｄまで移動させるため
には、加速パルスと同一時間T101で極性が逆の減速パル
スを零クロス発生時間T102から時間T105後に発生すれば
よく、この減速パルス発生時間T103は、 T103＝T102＋T105であり、式より、 T103＝２＊T102−T101 …… で求めることが出来る。

即ち、トラックキング誤差信号の振幅から隣接トラッ
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T102を算出し、移動時間T102
と加速パルスの発生時間T101から式によって減速パル
ス発生時間T103を演算し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。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、204で加速度H101の加速パルスを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ｉ）、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d1
01のような速度で移動し、第３図e101のように移動す
る。この対物レンズ４の移動によって第１図の増幅器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205で入力し、206の零クロ
ス検出部で、得られたトラッキング誤差信号が負である
かどうかで零クロスの判別を行う。206の零クロス検出
部において、トラッキング誤差信号が正の時は207の加
速終了比較部へ、また、負の時は208の零クロス時間演
算部の処理を行う動作となる。207の加速終了比較部で
は、加速パルス出力時間がT101（第３図ｉ）以内の時は
204の加速パルスD/Aデータ出力部へ、また、T101以上の
時は加速パルスの出力を停止し205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d101）の動作によって、対物レンズ４は隣接トラッ
クの中間点を通過すると、206の零クロス検出部におい
てトラッキング誤差信号は負であることから208の零ク
ロス時間演算部の処理を行う。208の零クロス時間演算
部では、零クロス後のトラックキング誤差信号振幅と１
サンプリング前に得られたトラックキング誤差信号振幅
から前述の式、、より零クロスとなる時間T102
（第３図g101）を演算する。そして、209の減速パルス
発生時間演算部では、208で得られた零クロスとなる時
間T102と加速パルス出力時間T101から式より減速パル
ス発生時間T103を演算し、減速パルス発生時間T103のタ
イミングで210の減速パルスD/Aデータ出力部にて−H101
の減速パルス（第３図ｉ）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、211の減速終
了部では、減速パルス出力時間T101（第３図ｉ）以内の
時には、減速パルスを出力し、時間T101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し、206
の零クロス検出部の極性をかえれば可能なことは言うま
でもない。そして、ジャンピング動作終了時の目的移動
距離を隣接トラック間隔Ｄとして、減速パルスの発生時
間を演算するように説明を行ってきたが、トラッキング
・サーボ・ループの応答特性を考慮して目的移動距離を
例えば隣接トラック間隔Ｄの7/8とするには、式を T103＝２＊T102＊7/8−T101 に変更して、演算することで容易に可能である。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・トラック前からの零クロ
スまで時間を演算して、同様に減速パルスを発生する時
間を演算して減速パルスを発生することで可能である。

また、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。

さらに、これまで、零クロスまでの演算時間の演算に
零クロス前後の２点のトラッキング誤差信号振幅をもち
いて行うように説明してきたが、さらに多くの時間での
トラッキング誤差信号振幅をもちいて、その平均値で零
クロスまでの時間を演算してもよいし、信号処理回路21
の処理内容をハードウェアで構成してもよい。また、式
を式に線形化して、トラッキング誤差信号の零クロ
スとなる時間T102を求めてきたが、式を TE＝Ｑ＊SIN（θｔ）として求めることは可能である。

そして、零クロス付近のトラッキング誤差信号から零
クロス時間を演算して、目的移動距離を演算しているこ
とから、トラックと隣接トラックの距離Ｄが変化しても
安定したジャンピング動作が可能となる。

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、加速パルス発
生手段の加速パルス発生時間と前記移動時間から減速パ
ルスを発生するまでの時間を演算して減速パルスを発生
することで、ジャンプ後の整定時間が速く安定したジャ
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

(57)【特許請求の範囲】

【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と減速
パルス発生手段と、前記トラックから得られるトラッキ
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
移動時間演算手段と、前記加速パルス発生手段で加速パ
ルスを発生している期間の時間と、前記移動時間演算手
段から前記減速パルス発生手段の減速パルスを発生する
までの時間を演算する減速パルス演算手段を有し、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
とによって零クロス付近の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
加速パルス発生からトラッキング誤差信号が零クロスと
なるまでの時間を前記移動時間演算手段で演算し、前記
減速パルス演算手段にて演算された加速パルス発生から
減速パルスを発生させるまでの時間後に前記減速パルス
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。
【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、加速パルス発生手段にて前
記走査位置を移動し、前記トラックから得られるトラッ
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、前記加速パルスを発生している期間の
時間と前記中間点までの移動時間より加速パルス発生か
ら減速パルスを発生させるまでの減速パルス発生時間を
演算し、前記減速パルス発生時間にて減速パルスを発生
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。