JP2605311B2

JP2605311B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2605311B2
Application number: JP29737487A
Authority: JP
Inventors: 滋明和智; 純弘大川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH01140432A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、各種の情報が記録されている光ディスク
から情報を読み出し、又は光ディスクに情報を書き込む
ことができるようなトラッキングサーボ装置を備えてい
る光ディスク装置に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば光ディスク等に照射される光スポッ
トを記録トラックに沿って正確に移動させるためのトラ
ッキングサーボ回路に、トラッキングエラー信号を記憶
することができる複数個の記憶手段を設け、この複数の
記憶手段の各々に光ディスクの円周方向で分割された領
域（セクタ）のトラッキングエラー情報（偏心量）を記
録できるようにし、記録又は再生中に、前記記憶手段に
記録されているトラッキングエラー情報を所定のタイミ
ングで読み出してトラッキングアクチュエータに供給す
ることにより定常偏差のきわめて少ないトラッキングサ
ーボが構築できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

光ディスクを記録媒体とする情報の記録又は再生装置
は、記録面密度がきわめて高く、大容量の情報をファイ
ルし、かつ読み出すことができる。

ところで、光ディスクの記録トラックはきわめて狭
く、かつ無接触の光学ヘッドによって追跡されなければ
ならないから、そのトラッキングサーボ系は高いループ
ゲインと安定性が必要とされ、例えば、レーザ光を照射
するアクチュエータの応答性を改善すると共に、アクチ
ュエータの２次特性による位相廻りを補償するために複
雑な位相補償回路を使用して、なるべく高帯域で高利得
のサーボ特性が得られるように設計していた。

しかしながら、一般にサーボ装置においてサーボ帯域
を広くし、かつ全体のループゲインを高く設定すること
は、サーボ機器のコストアップを招くと同時に、無駄な
電力消費によってアクチュエータの温度上昇と熱損失を
誘発するという問題があった。

そこで、本出願人は先にかかる問題点を軽減するサー
ボ方式（特開昭61−129125号）を提案し、その具体的な
一つの実施例としてシフトレジスタをディスクの偏心量
の記憶手段とした定常偏差のきわめて小さいサーボ回路
（特願昭62−29541号）も提案している。

第４図は上記サーボ方式の概要を示すブロック図で、
一点鎖線で囲った10の部分はデジタル回路で構成されて
いるサーボ目標値に対する第１の伝達要素、同じく20の
部分はアナログ回路で構成されているアクチュエータの
機械的な伝達特性に対する第２の伝達要素である。

第１の伝達要素10は加算回路11と、サーボエラー信号
をサンプル化してデジタル信号に変換するA/D変換器12
と、スピンドルモータ等の回転周期に比例するクロック
信号FGによって駆動されるシフトレジスタ13、D/A変換
器14、及び系数器15によって構成されている。

16はディスクの制御目標値X_reffと、アクチュエータ
の制御量ｘの比較を行い、トラッキングエラー信号TEを
出力する比較器、17はローパスフィルタ、18は係数器を
示す。

第２の伝達要素20にはアクチュエータの機械的な応答
特性を補償するために低域の位相おくれを補償を行う演
算増幅器21、高域で位相の進み補償を行う２段の演算増
幅器22,23が設けられており、これらの位相補償はアク
チュエータ30の応答特性によって所定のサーボ帯域内で
サーボ特性が安定になるように設定されるものである。

上記したトラッキングサーボ回路は、比較器16から出
力されるトラッキングエラー信号TEを、デジタル回路で
形成されている第１の伝達要素10、及びアナログ回路で
形成されている第２の伝達要素20に分配するようになさ
れている。

加算器11,A/D変換器12,シフトレジスタ13,D/A変換器1
4,係数器15からなる閉ループには光ディスクの回転周期
Ｌで一巡するような遅延量がクロック信号FGによって与
えられ、光ディスクの主に偏心量に対応するエラー信号
（以下、トラッキングエラー情報という）がシフトレジ
スタ13にデジタル信号として記録されて行く。そして、
この記録されたトラッキングエラー情報が光ディスクの
１回転毎に加算回路11にフィードバックされ、新しいト
ラッキングエラー情報と所定の割合で加算されて再びシ
フトレジスタ13に記憶されると同時にシフトレジスタ13
の所定のビット位置からローパスフィルタ17、係数器18
を介してアクチュエータ30に出力される。

したがって、この第１の伝達要素10にはディスクの回
転周期Ｌを基本波ω_０とする偏心エラー成分及び偏心エ
ラーの高調波成分がトラッキングエラー情報として蓄積
され、このトラッキングエラー情報が逐次読み出されて
アクチュエータ30に供給されるため、偏心成分に対して
高い伝達ゲインを有する伝達要素となり、このサーボル
ープによってディスクの偏心に基づくトラッキングエラ
ーに対して定常偏差の少ない制御を行わせることができ
る。

なお、係数器15はその伝達ゲインK₀を１以下に設定
し、周期的に出力される偏心によるトラッキングエラー
情報のみが強調されてシフトレジスタ13に記録されるよ
うにしている。

演算増幅器21,22,23からなる第２の伝達要素20は、一
般に２次系の伝達関数で示されるアクチュエータ30の伝達要素の位相補償を行
うものであって、その伝達特性は、主に外乱成分に対し
てアクチュエータが有効な応答特性を示すように設定さ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記した第１の伝達要素10におけるシフト
レジスタ13には、スピンドルモータ等から出力されるFG
クロック信号によって、光ディスクの１回転で発生する
偏心成分に対するトラッキングエラー情報が逐次蓄積さ
れることになるが、このFGクロックに欠落があったり、
光ディスクとターンテーブルの間にスリップが発生する
と、光ディスクの回転位置における偏心量と、シフトレ
ジスタ13に蓄積されているトラッキングエラー情報が一
致しなくなり、定常偏差を抑圧する効果がその時点から
低下し、すぐに正常な動作に戻すことができないという
問題がある。

すなわち、第５図に示すように例えば光ディスクの偏
心によるトラッキングエラー情報が実線に示すように変
化しているのに対し、シフトレジスタ13を駆動している
FGクロックのタイミングが時点T₀で欠落すると、シフト
レジスタ13に記録され、次に所定のタイミングで読み出
されるトラッキングエラー情報はT₀時点から点線で示す
ように変化し、この位相ずれは定常偏差の圧縮効果を少
なくすることになる。又、このようにFGクロックのタイ
ミングがはずれたあとは、シフトレジスタ13の記憶内容
が光ディスクの偏心量と一致するように書き換えられる
まで長時間かかり、この期間では不安定なサーボ状態に
なり好ましくない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる問題点を解消することを目的として
なされたもので、光ディスクの円周方向に分割されてい
る記録領域の数に対応する複数個の記憶手段を設け、こ
の複数の記憶手段を前記記録領域に付加されているアド
レスデータによって選択し、トラッキングエラー情報を
書き込むと同時に、書き込まれたトラッキングエラー情
報を所定のタイミングで読み出してアクチュエータに供
給するようにしたものである。

〔作用〕

光ディスクのアドレスデータを検出し、このアドレス
データに対応する記憶手段に、光ディスクのトラッキン
グエラー情報を記憶させるようにしているため、アドレ
スデータの欠落があったときでも、誤ったトラッキング
エラー情報が出力されることを防止し、常にトラッキン
グサーボの定常偏差を零に圧縮することができるように
なる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の光ディスク装置に適用されるトラ
ッキングサーボのブロック図を示したもので、第４図と
同様に、偏心成分に対して高い伝達利得を有する第１の
伝達要素40と、高域のトラッキングエラー信号（外乱）
に応答する第２の伝達要素20が設けられている。

なお、第４図と同一部分は同一符号とする。31はスピ
ンドルモータＭによって定速で回転している光ディス
ク、32は光ディスクにレーザ光を照射し、その反射光を
検出している光学ヘッドを示し、この光学ヘッド32に
は、フォーカスサーボ、及びトラッキングサーボによっ
てコントロールされるアクチュエータが搭載され、レー
ザをトラックに対して合焦点で追跡するようにし、光学
ヘッド全体は光ディスクの半径方向に移動できるように
なされている。

光ディスクの記録面は第２図に示すように円周方向に
分割された複数の領域（以下、セクタという）＃1,＃2,
＃３……＃ｎが形成され、この各セクタ内に記録される
情報には、例えばトラックナンバと、セクタナンバがア
ドレス情報として付加されるようになされている。

光学ヘッド32によって検出された反射光は信号検出部
33に入力され、次にアドレスデータがアドレス検出部34
から出力される。

トラックの照射光のずれを示すトラッキングエラー信
号はTE検出部35から出力され、第２の伝達要素20によっ
て位相補償されたのち、係数器24を介してアクチュエー
タに供給される。

又、トラッキングエラー信号はA/D変換器37において
デジタル信号に変換され、偏心量に対応するトラッキン
グエラー情報が第１の伝達要素40に蓄積される。

第１の伝達要素40はアドレスデータが入力されている
メモリ選択制御部36によって切替る第1,第２のスイッチ
回路41,42を備え、複数の記憶手段46−1,46−2,……46
−ｎを構成するシフトレジスタ43,43,……係数器44,44,
……加算器45,45,……に光ディスクの各セクタ位置にお
けるトラッキングエラー情報をそれぞれ記憶し、読み出
すことができるようになされている。

すなわち、光学ヘッド32が光ディスクのセクタ＃１に
対峙しているときのトラッキングエラー情報はA/D変換
器37を介してスイッチ回路41の端子C₁に接続されている
加算器45に入力され、クロック信号によって駆動されて
いるシフトレジスタ43に記憶される。

このとき、シフトレジスタ43にすでにトラッキングエ
ラー情報が記憶されているときは、その値が係数器44を
介して加算器45に入力されているから、光ディスクの回
転周期に同期しているセクタ＃１の偏心成分のみが強調
されてトラッキングエラー情報として記憶手段46−１を
構成するシフトレジスタ43に記憶される。

以下、同様にスイッチ回路41の端子C₂に接続されてい
る加算器45には光ディスクのセクタ＃２のトラッキング
エラー情報が供給され、記憶手段46−２のシフトレジス
タ43に記憶され、光ディスクのセクタ＃ｎのトラッキン
グエラー情報はスイッチ回路41の端子C_nからｎ番目の記
憶手段46−ｎに入力される。

したがって、各記憶手段46−1,46−２……46−ｎには
光ディスクの各セクタ＃1,＃２……＃ｎのトラッキング
エラー情報が格納される。

この各記憶手段46−1,46−2,……46−ｎに格納されて
いるトラッキングエラー情報は、所定のタイミングで切
替え制御されている第２のスイッチ回路42で順次選択さ
れてD/A変換器38に出力され、アナログ信号に変換され
てローパスフィルタ17、係数器18を介してアクチュエー
タに供給される。

各記憶手段から読み出されるトラッキングエラー情報
の出力タイミングは、アクチュエータの応答特性のおく
れを考慮して、スイッチ回路41の位相より進んだタイミ
ングでスイッチ回路42が切換わるようにする。

第３図はメモリ選択制御部36の一例を示すブロック図
で、通常は、アドレスデータから光ディスクのセクタの
位置を示すセクタデータSDのみを抽出して第１のコント
ロール回路51に供給し、スイッチ回路41を順次切り換
え、ｎ個の記憶手段46−1,46−2,……,46−ｎにトラッ
キングエラー情報を入力すると同時に、セクタデータSD
に所定の数値Ｎを加えるアドバンス回路52の出力を、ス
イッチ55を介して第２のコントロール回路53に入力す
る。そして所定のタイミングだけ進んだ状態でスイッチ
回路42を切り換え、前記記憶手段46−1,46−2,……,46
−ｎからトラッキングエラー情報を所定のタイミングで
読み出すようにしている。

しかしながら、ドロップアウト等によってセクタデー
タSDが消失しているときは判別回路54から出力される信
号が“0"レベルになり、当該セクタの記憶手段の書き込
みを停止すると共に、スイッチ55をａ接点側に切り換え
る。

スイッチ55のａ接点側には、光ディスクのアドレスデ
ータ信号処理部（CPU）からセクタ位置信号S₀（アドレ
スデータの補正内挿信号）が供給され、データが欠落す
る前のセクタデータSDをインクリメントする疑似のセク
タデータ発生部56が接続されている。そしてこの疑似セ
クタデータ発生部56によって、正常なセクタデータとほ
ぼ同一のタイミングを有するセクタデータが形成され、
このデータに前記した数値Ｎを加えた信号がａ接点に供
給されている。

したがって、ドロップアウト等によってアドレスデー
タが消失したときは、そのときのトラッキングエラー情
報は記録されないが、スイッチ55の接点を介して出力さ
れる疑似のセクタデータによってスイッチ回路42が駆動
され、すでに各記憶手段に記憶されているトラッキング
エラー情報は、光ディスクの回転周期に対応して読み出
され、光ディスクの偏心による定常偏差を圧縮するよう
にしている。

上述したように、本発明の光ディスク装置では、偏心
成分に対してきわめて高い利得を有する第１の伝達要素
が、アドレスデータによって選択される複数個の記憶手
段より構成され、この各記憶手段に記憶されているトラ
ッキングエラー情報によってアクチュエータを駆動し、
光ディスクの、特に偏心量に対する定常偏差を零に圧縮
するようにしている。

そのため、光ディスクのキズによってアドレスデータ
が出力されないときでも、各記憶手段に格納されるトラ
ッキングエラー情報に困乱を起すことがなくなり、光デ
ィスクがスリップしたときも、正常なトラッキング状態
への復帰をきわめて早くすることができる。

なお、メモリ選択制御部36は必ずしも第３図の実施例
に限定する必要はなく、各記憶手段も例えばアナログ信
号で動作するCCD記憶素子で構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、光ディスクの偏心量
に対応するトラッキングエラー情報が少なくとも光ディ
スクのセクタに対応する複数個の記憶手段によって記憶
され、アドレスデータによってこれらの記憶手段からト
ラッキングエラー情報が逐次読み出されるようになされ
ているから、光ディスクの偏心量がその位置に対応する
記憶手段に正確に蓄積され、所定のタイミングで読み出
されるため定常偏差の抑圧効果が低下しない。

又、光ディスクがターンテーブル上で回転方向にスリ
ップしたときも、光ディスクのトラック自体が有する偏
心量に対応するトラッキングエラー情報はほぼ完全に抑
圧することができ、又、ターンテーブルのセンターと光
ディスクの偏心によるトラッキングエラー情報もすみや
かに修正されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスク装置のトラッキングサーボ
回路の一実施例を示すブロック図、第２図は本発明の対
称となる光ディスクの説明図、第３図はメモリ選択制御
部の一例を示すブロック図、第４図はトラッキングサー
ボ回路の先行技術を示すブロック図、第５図は光ディス
クの偏心によるトラッキングエラー情報の説明図であ
る。図中、20は第２の伝達要素、30はアクチュエータ、31は
光ディスク、32は光学ヘッド、34はアドレス検出部、35
はTE検出部、40は第１の伝達要素、41,42は書き込み及
び読み出しのためのスイッチ回路、46−1,46−2,……46
−ｎは複数の記憶手段を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円周方向に分割された複数の領域にそれぞ
れアドレスデータが附加されている光ディスクを回転さ
せ、トラッキングサーボ回路によって光学ヘッドの光ス
ポットを上記光ディスク上の記録トラックに沿って移動
させながら情報の記録又は再生を行う光ディスク装置で
あって、上記アドレスデータによって選択されるとともに、上記
複数の領域に対応した上記光ディスクの偏心量をそれぞ
れ示す複数のトラッキングエラー情報が記憶される記憶
手段と、上記光ディスクの再生又は記録動作中に上記アドレスデ
ータに基づいて上記記憶手段に複数の上記トラッキング
エラー情報を記憶させる記憶制御手段と、記録された複数の上記トラッキングエラー情報を上記光
ディスクの回転周期に対応して上記記憶手段から順次読
み出し、上記光学ヘッドのトラックアクチュエータに供
給する読出制御手段とを備えてなる光ディスク装置。