JP2602334B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ トラックアクチュエータの速度制御により光学ヘッド
からの光ビームを目標トラック位置に移動させる光ディ
スク装置に関し、 減速開始時のビーム移動速度に速度制御残差があって
もトラックサーボへの飛び込み速度を零に減速して安定
なビーム整定を行うことを目的とし、 トラックアクチュテータを目標速度とビーム移動速度
との速度誤差に基づいて速度制御し、トラックジャンプ
終了時の減速制御に際し、目標トラック直前に検出され
たビーム移動速度に基づいて速度が高い程長く速度が低
い程短い関係となる減速時間を計算し、この減速時間の
あいだ減速パルスを出力するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、トラックアクチュエータの速度制御により
光学ヘッドからの光ビームを目標トラック位置に移動さ
せる光ディスク装置に関する。

光ディスク装置はトラック間隔を数ミクロンオーダに
設定できるために大きな記憶容量が得られ、近年、計算
機システム等の大容量記憶装置として注目されている。

光ディスク装置トラックジャンプ制御は、外部からの
リードアクセス又はライトアクセスで指定された目標ト
ラック位置に光学ヘッドからの光ビームを速度制御によ
り移動させるものである。

即ち、トラックサーボをオフした状態で目標速度とト
ラッキングエラー信号から検出されるビーム移動速度と
の速度誤差に基づいてトラックアクチュエータを速度制
御し、更に、トラックシャンプ開始時には加速パルス電
圧をアクチュエータに加えて加速制御し、またトラック
ジャップ終了時には減速パルス電圧を加えて減速制御し
ている。

ところが、トラックジャンプ終了直前で行われる減速
制御に入る前のビーム移動速度は、完全に目標速度に一
致しているとは限らず、通常、速度制御残差をもってお
り、一定時間の減速制御を行なってもビーム速度が完全
に零とはならず、トラックジャップ終了でトラックサー
ボに飛び込んだ後のビーム整定が不安定となる。従っ
て、トラックジャンプ終了時のトラックサーボ飛び込み
速度が残らないように減速するトラックジャンプ制御が
望まれる。

［従来の技術］ 第６図は従来装置の説明図である。

第６図において、スピンドルモータ24により例えば36
00rpmで定速回転される光ディスク10に対し、光学ヘッ
ド12が径方向にヘッド駆動モータ26により位置決め移動
自在に設けられ、光学ヘッド12からの光ビームの照射に
より光ディスク10に対する情報のリード／ライトが行わ
れる。

光学ヘッド12内には、光源とての半導体レーザ28が設
けられ、半導体レーザ28からの光をコリメータレンズ3
0、偏光ビームスプリッター32、λ/4板34を介して対物
レンズ36に導き、対物レンズ36でビームスポットに絞り
込んで光ディスク10に照射する。光ディスク10からのビ
ーム反射光は偏光ビームスプリッタ32で直角方向に反射
され集光レンズを介して４分割受光器40に入射する。

このような光ディスク装置においては、光ディスク10
の半径方向に例えばトラックピッチ1,6μｍの間隔で多
数のトラックが形成されており、若干の偏心によっても
トラック位置が大きくずれ、また光ディスクのうねりに
よってビームスポットの焦点位置がずれ、これらの位置
ずれに１μｍ以下のビームスポットを追従させる必要が
ある。

そこで、光学ヘッド12の対物レンズ36を上下方向に移
動して焦点位置を調節するフォーカスアクチュエータ42
と、対物レンズ20をトラックを横切る方向に移動してト
ラックにビームを追従させるトラックアクチュエータ44
とが設けられる。

フォーカスアクチュエータ42はフォーカスサーボ回路
46により制御される。即ち、フォーカスサーボ回路46
は、４分割受光器40の受光信号から求めたフォーカスエ
ラー信号FESが最小となるようにフォーカスアクチュエ
ータ42を駆動する。

トラックアクチュエータ44は目標トラックにビームを
追従させるトラックサーボ時にはトラックサーボ回路48
により制御され、一方、新たなアクセスのため任意のト
ラックにビームを移動させるトラックジャンプ時には速
度制御回路50により速度制御される。

第７図は従来のトラックジャンプ制御の説明図であ
り、ビームを初期位置Ｓから目標トラック位置にジャン
プさせるため、目標速度Vtとビーム移動速度Ｖとの速度
誤差Veを最小とするようにトラックアクチュエータをフ
ィードバック制御する速度サーボ制御が行われる。同時
にトラックジャンプ開始時に加速電圧＋Vaの加速パルス
を一定時間加えることによりトラックアクチュエータを
加速制御して速かに目標速度に到達させ、またトラック
ジャンプ終了時には減速電圧−Vaの減速パルスを一定時
間加えることによりトラックアクチュエータを減速制御
し、ビーム速度を零とした状態で目標トラック位置に到
達してトラックサーボ制御に飛び込むことができるよう
にしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のトラックジャンプ制御にあって
は、減速制御を終了してもビーム速度が完全に零となら
ず、トラックサーボ飛び込み後のビーム整定が不安定と
なる問題があった。

即ち、第８図（ａ）に示すように、時刻t1の減速開始
時のビーム移動速度Ｖが目標速度Vtに一致して速度制御
残差がない場合には、加速時間と同じ一定の減速時間Ｔ
に亘る減速制御でビーム速度Ｖは完全に零となり、トラ
ックサーボ飛び込み後のビーク整定は安定に行われる。

しかしながら、第８図（ｂ）（Ｃ）に示すように、時
刻t1の減速制御開始時のビーム移動速度Ｖが目標速度Vt
より大きかったり、小さかったりして速度制御残差＋V
e,−Veを生じていた場合には、一定の減速時間Ｔに亘る
減速制御を行なっても、トラックサーボ飛び込み時の速
度が零とならず、トラックサーボ飛び込み後のビーム整
定が不安定となり、リード／ライトが可能状態となるま
での待ち時間が長くなる問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、減速開始時のビーム移動速度に速度制御残差が
あってもトラックサーボへの飛び込み速度を零に減速し
て安定にビーム整定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図は本発明の原理説明図である。

第１図において、定速回転される媒体10のトラックに
対し情報の記録再生を行う光学ヘッド12が設けられ、光
学ヘッド12には光ビームを媒体トラックを横切る方向に
移動させるトラックアクチュエータ14が搭載される。

トラックジャンプ時には速度制御手段16によりトラッ
クアクチュエータ14が制御される。即ち、速度制御手段
16は、トラックジャンプ時に目標速度Vtを発生すると共
に前記光学ヘッド12の受光信号から求めたトラッキング
エラー信号に基づいてビーム移動速度Ｖを検出し、目標
速度Vtに対するビーム移動速度Ｖの速度誤差Veを検出
し、速度誤差Veを最小とするようににトラックアクチュ
エータ14を速度制御する。

またトラックジャンプ開始時にトラックアクチュエー
タ14を加速制御する加速手段18と、トラックジャンプ終
了時にトラックアクチュエータ14を減速制御する減速手
段20が設けられる。

更に本発明にあっては、減速手段20に、目標トラック
の直前のビーム移動速度Ｖに基づいて減速時間Ｔを計算
し、この減速時間Ｔに亘り減速パルスを出力させる減速
時間制御手段22を設けたことを特徴とする。

ここで、減速時間制御手段22は、目標トラックより１
つ手前のトラックを通過した時点から所定のロスタイム
を経過した後に減速時間Ｔに亘って減速パルスを発生す
る。

［作用］ このような構成を備えた本発明の光ディスク装置によ
れば、減速開始時のビーム移動速度に速度制御残差があ
っても、速度制御残差をもつビーム移動速度に応じた減
速時間が計算され、この減速時間に亘る減速制御でビー
ム移動速度をトラックサーボ飛び込み直前で零とするこ
とができ、トラックサーボに飛び込んだ後のビーム整定
が安定化することでトラックジャンプ時のアクセスタイ
ムを短縮できる。

［実施例］ 第２図は本発明の一実施例を示した実施例構成図であ
る。

第２図において、光学ヘッド12には第６図に示したよ
うに光ビームを光ディスクのトラックを横切る方向に移
動させるトラックアクチュエータ14、光ディスクからの
戻りビームを受光する４分割受光器40が設けられる。

４分割受光器40からの４つの受光信号はRF作成回路52
に入力され、受光信号の総和として高周波再生信号RFS
を求めて、MRU100に出力する。また、４分割受光器40の
４つの受光出力はトラッキングエラー検出回路54に入力
され、トラッキングエラー信号TESを検出する。即ち、
トラッキングエラー検出回路54は受光部ＡとＤの加算信
号から受光部ＢとＣの加算信号を引いた差信号（Ａ＋
Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）としてトラッキングエラー信号TESを
検出する。トラッキングエラー検出回路54の出力は位相
補償回路56で、例えば進み位相補償を受けた後、トラッ
クサーボをオン、オフ制御するためのスイッチ58、更に
加算器60を介してパワーアンプ62に与えられ、パワーア
ンプ62によりトラックアクチュエータ14、即ちトラッキ
ングコイルを駆動するようにしている。

このようなトラックサーボ回路に対し、トラックジャ
ンプ制御を行なうための速度制御手段は、MPU100のプロ
グラム制御により実現されている。

まず、ビーム移動速度（実速度）を検出するため、ト
ラッキングエラー信号TESを入力したゼロクロスコンパ
レータ64が設けられる。ゼロクロスコンパレータ64はト
ラックジャンプ制御でビームがトラックを横切る毎に得
られるゼロクロスタイミング毎に反転した比較出力を生
じ、例えばゼロクロスコンパレータ64の比較出力立下が
り周期からトラックピッチ通過時間を検出することがで
きる。

MPU100内には目標速度発生部66、速度誤差検出部70、
加速部18、減速部20が設けられ、更に減速部20内には減
速時間計算部22が設けられている。

さらに詳細に説明するならば、目標速度発生部66はト
ラックジャンプ時に一定の目標速度あるいは目標トラッ
クまでのトラック残数に応じて予め定められた目標速度
Vtを発生する。ビーム速度検出部68はゼロクロスコンパ
レータ64の比較器出力の例えば立下がり周期からビーム
の１トラック通過時間を計測し、この通過時間でトラッ
クピッチTp＝1.6μｍ（５インチ光ディスクの場合）を
割ることでビーム移動速度Ｖを検出する。

速度誤差検出部70は、目標速度Vtからビーム移動速度
Ｖを差し引いて速度誤差Veを検出する。速度誤差検出部
70で検出された速度誤差VeはDAコンバータ72でアナログ
速度誤差電圧に変換され、加算点60よりパワーアンプ62
に与えられ、トラックアクチュエータ14を速度制御す
る。勿論、速度制御時にあってはスイッチ58はオフ、即
ちトラックサーボはオフとなっている。

加速部18はトラックジャンプ開始時にDAコンバータ72
に加速データをセットすることで加算点60より一定の加
速時間に亘って＋Vaとなる加速電圧パルスを出力する。
また、減速部20はトラックジャンプ終了時にDAコンバー
タ72に減速データをセットしてアナログ減速電圧−Vaに
変換し、加算器60を介して減速時間Ｔに亘って減速電圧
パルスを出力する。

この減速部20による減速パルスの発生時間、即ち減速
時間Ｔは減速時間計算部22により求められる。減速時間
計算部22は目標トラックより１つ手前のトラックをビー
ムが横切るときのトラッキングエラー信号TESのゼロク
ロス検出時に得られたビーム速度Ｖに求づき減速時間Ｔ
を計算する。例えば、目標トラック直前のビーム速度Ｖ
に所定の定数Ｃを乗じた減速時間Ｔを算出する。即ち、 Ｔ＝Ｃ×Ｖ として計算する。ここで、定数Ｃはパワーアンプ62に対
する最大電圧としての減速電圧−Vaに基づくトラックア
クチュエータ14の制御で生ずる減速加速で定まる値であ
り、具体的にはＣ＝1/（減速加速度）として求められ
る。

更に、減速時間計算部22は目標トラックより１つ手前
のトラックのトラッキングエラー信号TESがゼロクロス
となるタイミングから所定のロスタイム後に計算された
減速時間Ｔに亘って減速パルスを発生することで、可能
な限り目標トラックのセンターでビーム速度が零となる
ように制御する。

次に第３図の動作フロー図を参照して、本発明による
トラックジャンプ制御を説明する。

第３図において、まずMPU10に対しトラックジャンプ
が指令されると、ステップS1（以下、ステップは省略）
でアクセスディファレンス、即ち目標トラックに対する
トラック残位数ＤをＤ＝Ｄ−２にセットする。ここでア
クセスディファレンスを２つ少なくしているのは、トラ
ックジャンプ開始時の１トラック目で加速制御、トラッ
クジャンプ終了時の最終トラックで減速制御が行なわれ
ることから、速度制御に用いるアクセスディファレンス
を加減速制御の２トラック分少なくしている。

次にS2でトラックサーボをオフする。具体的には第２
図のスイッチ58をオフする。

続いてS3でDAコンバータ72に対し、所定の加速電圧＋
Vaをセットし、S4で設定加速時間の経過を監視し、加速
時間が経過すると、加速制御を終了し、S5でDAコンバー
タ72を零ボルト出力にセットする。次のS6〜S17は速度
制御ルーチンである。

即ち、S6でタイマを零にセットし、次のS7,S8でゼロ
クロスコンパレータ64によりトラッキングエラー信号TE
Sが零となったことを検出する。S7,S8を通じてトラッキ
ングエラー信号TESのゼロクロスが検出されると、S9に
進んでタイマをスタートする。続いてS10,S11で再びト
ラッキングエラー信号TESがゼロクロスとなるか否か判
定しており、ゼロクロスを判定するとS12に進んでタイ
マを停止する。

即ち、第４図のトラックジャンプ説明図のトラッキン
グエラー信号TESに示すように、ゼロクロスコンパレー
タ出力TZCの、例えば立ち上がり周期がS6〜S12の処理に
より計測される。

次にS13に進み、ビーム速度ＶをS12で得られたタイマ
カウントの値とトラックピッチTpに基づいて計算する。
続いてS14で速度誤差Veを目標速度Vtからビーム速度Ｖ
を差し引くことで求め、S15でDAコンバータ72に速度誤
差Veをセットする。

続いてビームが１トラックを通過したことから、S16
でアクセスディファレンスＤを１つ減らし、S17でＤ＝
０、即ち目標トラックより１つ手前のトラックに達した
か否か判定し、Ｄ＝０でなければS18でタイマに制御ス
テップ処理に必要なロスタイムをセットした後、再びS9
のタイマスタートによるビーム速度の計算処理に戻る。

このようなS9〜S18の処理の繰り返しによりトラック
アクチュエータ14は目標トラック位置に向けてビームを
目標速度Vtとなるように速度制御する。

速度制御中にS17でアクセスディファレンスＤがＤ＝
０、即ち目標トラックより１つ手前のトラック位置への
到達が判定されるとS19に進み、減速時間Ｔを計算す
る。即ち、その時、S13で得られたビーム速度Ｖに定数
Ｃを乗じて、減速時間Ｔを算出する。

続いてS20で減速制御に使用するタイマに所定のロス
タイムｔをセットする。このロスタイムは減速時間Ｔに
亘る減速制御でビームが目標トラックのセンタに達した
時に零となるように減速開始タイミングの調整するため
に使用され、例えばプログラムステップに必要な処理時
間に依存した所定のロスタイムが使用される。

続いてS22でロスタイムｔをセットしたタイマがタイ
ムアップすると、S23に進んで減速電圧−VaをDAコンバ
ータ72にセットして減速制御を開始する。減速制御はS2
4におけるS19で演算された減速時間Ｔを経過するか否か
の監視で制御され、減速時間Ｔを経過するとS25に進ん
でDAコンバータ72を零にセットすることで減速制御を停
止し、これでトラックジャンプ制御が終了することか
ら、トラックサーボをオンしてファイン制御に入る。そ
して最終的にS26で所定の整定時間を経過したことを判
別して一連のトラックジャンプ制御を終了するようにな
る。

第４図は本発明のトラックジャンプ制御によるトラッ
キングエラー信号TES、ゼロクロスコパレータ出力TZC及
びDAコンバータ出力を示したもので、トラックジャンプ
の開始により、まず加速電圧＋Vaを加速時間に亘って出
力することで加速制御を行なう。続いて２トラック目か
らゼロクロスコンパレータ出力の立ち上がり周期に基づ
き、ビーム速度を検出し目標速度との比較により速度誤
差を求めて速度制御を開始する。即ち、ゼロクロスコン
パレータTZCの1,2,・・・ｎ−1,n−２が速度制御とな
る。ゼロクロスコンパレータ出力のｎ周期目のゼロクロ
スタイミングでアクセスディファレンスが零となり、こ
の時のビーム速度から減速時間Ｔが計算され、所定のロ
スタイムｔ経過後に−Vaとなる減速電圧が減速時間Ｔに
亘って出力されることでビーム速度を減速する。

第５図は本発明の減速制御の説明図であり、減速開始
時刻t1でビーム速度がV1,V2,V3と異なった場合を示して
いる。ここでビーム速度V1は目標速度Vtに等しい場合で
あり、またビーム速度V2は目標速度Vtに対し速度制御残
差＋Veを生じていた場合であり、一方、ビーム速度V3は
目標速度Vtに対し速度制御残差−Veを生じていた場合で
ある。

まず、Vt＝V1となる速度制御残差が零の場合には、減
速時間Ｔ＝Ｃ×V1＝Ｃ×Vtが設定され、この場合は従来
と同様、減速終了でビーム速度V1は零となる。

次にプラスの速度残差＋Veを持つビーム速度V2につい
ては減速時間Ｔ＝Ｃ×V2が算出され、これは速度残差零
の場合より長い減速時間となり、従って速度残差＋Ve分
だけ減速時間が長くなり、減速終了時に確実にビーム速
度V2を零とすることができる。

逆に速度残差が−Veとマイナス側に生じていた場合に
は、減速時間Ｔ＝Ｃ×V3となる速度残差零の場合より短
い減速時間が計算され、この減速時間に亘る減速制御で
ビーム速度V3を零とすることができる。

この結果、減速開始時のビーム速度に速度制御による
残差が残っていても、減速開始時のビーム速度に応じた
減速時間が計算され、この減速時間に亘って減速制御が
行なわれることから、減速制御終了時にビーム速度を完
全に零とすることができ、トラックサーボへの飛び込み
に速度残差を持たないことから、トラックサーボをオン
した後のビーム整定が安定化され、結果としてトラック
ジャップに要するアクセスタイムを短縮して高速アクセ
スが実現される。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、目標トラッ
クより１つ前のトラックを通過した時点から所定のロス
タイムを経過した後に減速時間に亘って減速パルスを発
生させるようにしたので、速度がゼロになる点を目標ト
ラックセンタとすることができ、トラック引き込みセト
リング短縮が可能になるため、安定したビームのトラッ
クジャンプが実現でき、シークエラーレイトが大幅に改
善された高速アクセスを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図； 第２図は本発明の実施例構成図； 第３図は本発明の動作フロー図； 第４図は本発明のトラックジャンプ説明図； 第５図は本発明の減速制御説明図； 第６図は従来装置の説明図； 第７図は従来のトラックジャンプ説明図;; 第８図は従来の減速制御説明図である。 図中、 10:媒体（光ディスク） 12:光学ヘッド 14:トラックアクチュエータ 16:速度制御手段 18:加速手段 20:減速手段 22:減速時間計算部 40:4分割受光器 52:RF作成回路 54:トラッキングエラー検出回路 56:位相補償回路 58:スイッチ 60:加算器 66:目標速度発生部 68:ビーム速度検出部 70:速度誤差検出部 72:DAコンバータ 100:MPU

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定速回転される媒体（10）のトラックに対
   し情報の記録再生を行なう光学ヘッド（12）と； 該光学ヘッド（12）からの光ビームを前記媒体（10）の
   トラックを横切る方向に移動させるトラックアクチュエ
   ータ（14）と； トラックジャンプ時に目標速度（Vt）を発生すると共に
   前記光学ヘッド（12）の受光信号から求めたトラッキン
   グエラー信号に基づいてビーム移動速度（Ｖ）を検出
   し、前記目標速度（Vt）に対するビーム移動速度（Ｖ）
   の速度誤差（Ve）を検出し、該速度誤差（Ve）を最小と
   するように前記トラックアクチュエータ（14）を速度制
   御する速度制御手段（16）と； トラックジャンプ開始時に前記トラックアクチュエータ
   （14）を加速制御する加速手段（18）と； トラックジャンプ終了時に前記トラックアクチュエータ
   （14）を減速制御する減速手段（20）と；を備え、 更に、前記減速手段（20）に、目標トラックより１つ前
   のトラックを横切るときのビーム移動速度（Ｖ）に基づ
   いて減速時間（Ｔ）を計算し、目標トラックより１つ前
   のトラックを通過した時点から所定のロスタイムを経過
   した後に前記減速時間（Ｔ）に亘って減速パルスを発生
   する減速時間制御手段（22）を設けたことを特徴とする
   光ディスク装置。