JP2632969B2 - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザー光等を利用して情報媒体から情報を
読み出す、あるいは、情報を書き込む光学式情報記録再
生装置に関し、特に情報検索の為のアクセス動作に関す
る。

［従来の技術］ 光デイスク等の情報担体においては、通常凹凸等によ
って列状に複数の情報トラツクが形成されている。

この情報トラツクは例えは光デイスク面上において同
心円状又はラセン状になるように配列されている。

このような情報担体に情報を記録する場合には、情報
トラツクを情報に応じて変調する光ビームによってトレ
ースする。また情報担体に記録した情報を再生する場合
には、情報トラツクに無変調の光ビームを照射し、情報
トラツクに照射した光ビーム量を検出することにより情
報を読み出す。

またこのような光学的情報記録再生装置においては、
情報トラツクに正確な光ビームを追従するトラツキング
制御や、光ビームを所望のトラツクに照射するトラツク
アクセス方式が不可欠である。

ところで、従来のトラツクアクセス方式としては、先
ず光ヘツドを外部に配置したスケール、例えばリニヤエ
ンコーダによっておおよその位置を決め、次に光ビーム
移動手段であるアクチユーエータを駆動させて細部の位
置決めをすることによって目的のトラツク位置にビーム
スポツトを当てるようにした方式が知られている。

この方式について更に詳細に説明すると、目的のトラ
ツク位置にアクセスするためには、最初にビームスポツ
トが照射しているトラツク位置を捜し出し、リニアエン
コーダを指標として、このトラツク位置から算出した目
的トラツクまでのおおよその距離をリニアモータを駆動
して決め、その付近のトラツクにビームスポツトを当て
る。

このようにしてだいたいの位置を決めた後に、再びビ
ームスポツトが照射されているトラツク位置を確認す
る。

そして所望のトラツク位置まで正確に移動させるに
は、光ヘツドのトラツキングアクチユエータを駆動させ
ることによって行なう。

トラツキングアクチユエータを駆動させると、これに
伴って光ビームが移動し、所望のトラツク位置までくる
とアクセスが完了する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来例では、アクセス開始時にト
ラツキングサーボを不作動とし、リニアモータによりお
およその距離を移動し、再びトラツキングサーボを作動
させる構成を取るので、例えばアクセスを開始する際の
アドレス読み取り時に、トラツキングアクチユエータが
偏心あるいは外部振動等により基準位置からのズレが生
じる可能性がある。

この状態で、目標トラツクまでの距離を計算し、リニ
アモータを移動すると、リニアモータの移動中にトラツ
キングアクチユエータが中立位置に戻り、結局リニアモ
ータの移動後トラツキングサーボループを作動させたと
きに、アクセス距離に誤差が生じ、アクセス時間の延長
につながる。

また、通常100トラツク以下のアクセスをする場合、
リニアモータを意図的に移動させずに、トラツキングア
クチユエータのみの駆動によりアクセス動作を行なう
が、この時もアクセス開始時のトラツキングアクチユエ
ータの位置によっては、目標トラツクがトラツキングア
クチユエータの可動範囲を超えてしまって、アクセス時
間の増大、さらにはフオーカスのはずれる危険性があ
る。

［発明の概要］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、短
時間でトラツクアクセスが可能で、しかも、フオーカス
及びトラツキングサーボを安定して作動させることの出
来る光学式情報記録再生装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、光ビームを用いて、複数のトラ
ックが並設された情報記録媒体に情報の記録及び／又は
再生を行う装置において、前記光ビームを前記媒体上に
集光する対物レンズと、前記対物レンズを可動可能に支
持する光学ヘッドと、前記光学ヘッドに対する前記対物
レンズの変位量を検出する手段と、前記光学ヘッドを前
記トラックを横切る方向に移動させる移動手段と、前記
光学ヘッドの移動量を計測するためのスケールと、前記
光ビームを現在トラックから目的トラックにアクセスす
る時、前記現在トラックから前記目的トラックまでのト
ラック数と前記検出手段の検出した対物レンズの変位量
に基づいて前記移動手段の移動量を算出すると共に前記
光学ヘッド前記算出された移動量を移動するように前記
スケールで前記光学ヘッドの移動量を計測しながら前記
移動手段を制御する手段とを備えることによって達成さ
れる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面に基いて詳細に説
明する。

第１図は本発明光学的情報記録再生装置の一実施例を
示すものである。

第１図において、符号１は光学的情報記録媒体として
の光デイスクを示す。この光デイスク１には例えば1800
r.p.mで駆動回転させるモータ２が備えられている。こ
のモータ２は光学的情報記録媒体１にモータシヤフト３
を介して取り付けられている。

レーザ光源４から発射したレーザ光はハーフミラー５
で反射されて、光デイスク１の面に対して垂直な方向に
向けられ、トラツキングアクチユエータ６に備えられた
対物レンズ７により光デイスク１面に直径１μｍ程度の
微小なレーザービーム光が形成されるようになる。レー
ザビーム光のうちで光デイスク１面から反射された反射
光は対物レンズ７及びハーフミラー５を通過して光束を
電気信号に変換する光検出器８に入射する。

光検出器８は光デイスク１面に記録された情報信号で
ある記録情報信号とトラツキング状態（即ち、媒体面上
に照射されるレーザービーム光と情報トラツクとの相対
位置）検出信号とが出力されるようになっており、レー
ザービーム光と情報トラツクとの相対位置検出信号がい
わゆるトラツキングエラー信号である。

トラツキングアクチユエータ６による光ビームの偏倚
量の検出は対物レンズ位置検出器９により行なわれるよ
うになっていて、第１図の破線で囲まれる部分が光ヘツ
ド部10である。この光ヘツド、部10は光ヘッド移動手段
であるキヤリツジ11と結合されるようになっている。キ
ヤリツジ11として光ヘツドをトラツク方向に移動させる
ものがあり、例えばリニヤモータがある。

また対物レンズ位置検出器９としては、例えば反射型
のフオトリフレクタを用いて光ヘツドと対物レンズ７と
の相対距離を検出して、電気信号として出力ができるよ
うにしたものがある。

本実施例においては、モータ２のモータシヤフト３に
光デイスク１の図示しない円形状開口部が嵌合されるよ
うにし、例えば1800rpmでモータ２を回転させると共に
レーザ光源４から発射したレーザ光を光デイスク1a面に
照射している。このためレーザ光はハーフミラー５とト
ラツキングアクチユエータ６によって光デイスク１面に
照射され、そして光デイスク１面に情報が書込めるよう
にされる。また光デイスク１面の所望の位置の内容を読
出したい時にはキヤリツジ11及びトラツキングアクチユ
エータ６の駆動により、光ビームの照射位置を移動し、
光デイスク１面から反射した反射回折光を光検出器８で
検出して光デイスク１の内容を読出すことができる。

またレーザ光源４から反射された平行光束の一部はハ
ーフミラー５によって、光デイスク１に対して垂直にな
るようにされる。このため平行光束はトラツキングアク
チユエータ６に入射し、そしてトラツキングアクチユエ
ータ６の対物レンズ７によって１μｍ程の微小なスポツ
ト光に絞られ、光デイスク１上に照射するようになって
いる。この実施例におけるトラツクアクセス方式による
光学的情報再生装置を駆動させる為にはこの他に、対物
レンズ７による集束光の焦点進度内に光デイスク１の情
報面が位置されるための制御機構が必要であるが、ここ
では図示及びその説明を省略する。

またトラツキングアクチユエータ６は、例えば磁石と
コイルによる電磁作用によって対物レンズ７を駆動させ
るもので、対物レンズ７の駆動に伴って光ビームを偏倚
させることができる。

このときの対物レンズ７の駆動は光デイスク１のトラ
ツク面に対して略直角になるようにされている。つまり
光デイスク１面に照射される光ビームはトラツク面に対
して直角方向に偏倚する。このためトラツキングアクチ
ユエータ６が駆動した時にそれに合わせて光デイスク１
も回転するようになっているので、偏心等によってトラ
ツクに横ズレが生じても光ビームを所望のトラツク位置
に合わせることができる。

光デイスク１に照射された光ビームはトラツクの情報
面において反射回折され、そしてトラツキングアクチユ
エータ６内の対物レンズ７によって平行光束になるが、
この平行光束の一部はハーフミラー５を透過して、光検
出器８に入射されるようになっている。この光検出器８
は入射光量に応じた電気式号が出力されるような素子
等、例えば光ダイオードをアレイ状に並べたものが用い
られている。また情報信号の検出及び光デイスク１上の
トラツクと照射された光ビームとの相対位置が検出され
ると、電気信号として出力がされる。この時に出力され
る相対位置検出信号がトラツキングエラー信号である。

12はリニアエンコーダであって、キヤリツジに取り付
けられたリニアセンサ12aと、固定部に取り付けられた
リニアスケール12bとからなり、例えばリニアスケール1
2aに設けられた光学的スリツトによる光量変化を、LED
とフオトトラからなるリニアセンサでカウントする事に
よりキヤリツジの位置を検出するものである。

13は、加算点16を経てヘツド10内のトラツキングアク
チユエータを駆動するアクチユエータ制御器で、切換ス
イツチ（SW）15によって、トラツキングループ−オン時
には、光検出器８で検出されたトラツキングエラー信号
がつながり、光スポツトを光デイスク１上のトラツクに
追従させる。

14は加算点16を経て、ヘツド10内のトラツキングアク
チユエータを駆動するジヤンプコントローラーで、数十
〜百トラツク程度のトラツク移動の際に、マイクロコン
ピユータ18の指令に従ってトラツキングアクチユエータ
６をトラツクに対し直角に移動する機能を持つ。

15は、トラツキングサーボループと、対物レンズ位置
検出器９によるサーボループとを引算点20を経て切換え
る切換スイツチである。

17は、対物レンズ位置検出器の出力であるところのレ
ンズ位置信号をデイジタル化するA/Dコンバータであ
り、変換されたデータは各種処理を行なうマイクロコン
ピユータ18が取り込む。

19はマイクロコンピユータ18により出力されるデイジ
タルデータをアナログに変換するD/Aコンバータで、引
算点20に接続している。

21は、キヤリツジ11の移動を制御する移動制御器であ
る。

22はアドレス再生器で、光デイスク１にフオーマツト
されているアドレスを光検出器８により電気信号に変
換、アドレスを復号し、マイクロコンピユータ18へ出力
してデイスク１上の光ビームの照射位置を知る。

以下に、シーク動作時の説明をする。

まず最初は、切換スイツチ15は、図示の位置にあり、
トラツキングエラー信号によりトラツキングアクチユエ
ータの制御を行なうトラツキング−オンの状態にある。
このとき、アドレス再生器22によりマイクロコンピユー
タ18は、最初に光ビームが照射されているデイスク１上
のアドレスを認識している。

また、マイクロコンピユータ18には、トラツキングア
クチユエータ６の偏位量が、レンズ位置検出器９により
A/Dコンバータを介して出力している。

第２図に示す様に、初期のトラツクアドレスをS_t、ま
た初期の対物レンズ偏位をＡとする。

ここで、マイクロコンピユータは、図示せぬコントロ
ーラ等からシーク命令をうける。このときの目的トラツ
クをD_tとする。

マイクロコンピユータは、シーク命令をうけると、目
的トラツクにアクセスする為に移動しなければならない
距離を計算する。

後で説明する様に、対物レンズはマクロシーク中に基
準位置に戻される。よってこれを考慮し、キヤリツジの
移動距離Ｓを、Ｓ＝（D_t−S_t）＋Ａとして計算する。

ここで、移動距離Ｓが小さい場合、トラツキングアク
チユエータ６を移動させるだけで、キヤリツジ11を移動
する必要がない為、マイクロコンピユータはジヤンプコ
ントローラ14にトラツキングアクチユエータ６の移動を
指令し、ミクロシーク動作を行なう。

また、移動距離Ｓが大きい場合、キヤリツジ11の移動
を伴うマイクロシーク動作を行なう。このときの動作
を、以下に詳細に説明する。

まず切換SW15を、図示とは違う位置に切換える。これ
により、トラツキングサーボがオフとなり、トラツキン
グアクチユエータは、対物レンズ位置検出器９による対
物レンズ位置サーボ状態となる。このとき急激な対物レ
ンズの基準位置への移動を避ける為に、マイクロコンピ
ユータ18は、D/Aコンバータ19により初期の対物レンズ
偏位量であるＡを目標位置として出力する。この後、キ
ヤリツジ11の移動に伴い、D/Aコンバータ19の発生する
レンズ位置サーボの目標位置を、徐々に対物レンズの基
準位置に近づける。

この様子は、第２図のa,b,c,dに示す。

一方、マイクロコンピユータ18は、移動制御器21にキ
ヤリツジの移動量Ｓを与え、移動制御器21は、リニアエ
ンコーダ12を用いてキヤリツジの移動量を検知しつつ、
例えば第３図にある様な移動速度プロフイールによりキ
ヤリツジを移動する。この様子を、第２図ａ〜ｅに示
す。

移動制御器によるキヤリツジの移動が終了すると、ス
イツチ15を図示の位置にして、トラツキングサーボ状態
とし、アドレス再生器22により、この時点での光ビーム
の照射されているトラツクアドレスを読みとり、目的ト
ラツクと一致しない場合は、さらにまたシーク動作をす
る。通常は、一度のマクロシーク後は、トラツキングア
クチユエータの移動のみのシークであるミクロシークに
より、目的トラツクへアクセスする事ができる。

また、通常デイスクの回転中心とトラツクの中心との
偏心による、スピンドルの回転に同期した対物レンズの
位置変化があるので、この分はマイクロコンピユータに
より記憶しておいて、シーク開始時のレンズ位置偏位量
Ａに加味して、平均的なレンズ位置偏位量、すなわち、
トラツクの偏心分を無視したレンズ位置偏位量として、
キヤリツジの移動距離Ｓを算出する。

第４図に示す様に、レンズ位置偏位量の偏心分だけを
抽出した記憶データをマイクロコンピユータ18内に保持
しておき、シーク開始時の対物レンズの偏位量をＡとす
れば、この時点でのスピンドル位相における記憶データ
Ｍを参照して、Ａ−Ｍが平均的なレンズ位置偏位量Ａ′
となって、前述説明の通り、Ｓ＝（D_t−S_t）＋Ａ′とし
てのキヤリツジの移動量Ｓを計算する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明を用いる事により、シー
ク動作において、キヤリツジ移動を伴うマクロシークの
精度向上によるシークの高速化が図れる。また、近距離
シークの連続で、トラツキングアクチユエータの移動の
みのミクロシークが連続する場合も、常に対物レンズの
位置を考慮してあるので、対物レンズの可動範囲を超え
て、フオーカス、トラツキングサーボの破綻をきたすこ
とがない。更に、レンズの可動範囲内であれば、比較的
長い距離のシークでも動作時間の短いミクロシークを実
施するので、シーク時間が短くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した光学式情報記録再生装置のブ
ロツク図、 第２図はシーク時のキヤリツジと対物レンズの様子を表
した模式図、 第３図はマクロシーク時のキヤリツジの速度運行プロフ
イールを示す図、 第４図はデイスクの偏心を示すレンズ位置偏位置量の図
である。 １……光デイスク ２……スピンドルモータ ６……トラツキングアクチユエータ ７……対物レンズ ９……レンズ位置検出器 11……キヤリツジ 13……アクチユエータ制御器 15……切換スイツチ 17……A/Dコンバータ 18……マイクロコンピユータ 19……D/Aコンバータ 21……移動制御器 22……アドレス再生器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを用いて、複数のトラックが並設
   された情報記録媒体に情報の記録及び／又は再生を行う
   装置において、前記光ビームを前記媒体上に集光する対
   物レンズと、前記対物レンズを可動可能に支持する光学
   ヘッドと、前記光学ヘッドに対する前記対物レンズの変
   位量を検出する手段と、前記光学ヘッドを前記トラック
   を横切る方向に移動させる移動手段と、前記光学ヘッド
   の移動量を計測するためのスケールと、前記光ビームを
   現在トラックから目的トラックにアクセスする時、前記
   現在トラックから前記目的トラックまでのトラック数と
   前記検出手段の検出した対物レンズの変位量に基づいて
   前記移動手段の移動量を算出すると共に前記光学ヘッド
   が前記算出された移動量を移動するように前記スケール
   で前記光学ヘッドの移動量を計測しながら前記移動手段
   を制御する手段とを備えることを特徴とする光学式情報
   記録再生装置。