JP2693787B2

JP2693787B2 - 光デイスクおよび光デイスク装置

Info

Publication number: JP2693787B2
Application number: JP63213577A
Authority: JP
Inventors: 均渡辺; 武志前田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH0262727A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、少なくともクロツク同期情報を含むサーボ
ピツトが記録されたサーボエリアがトラツク毎に周期的
に配置された光デイスクおよび該光デイスクのための光
デイスク装置に係り、特に、高速アクセスを横切つたト
ラツク数を検出することによつて行なうようにする光デ
イスクおよび光デイスク装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、CDプレーヤや光学式ビデオデイスク装置などの
光デイスク装置での高速アクセス方法として種々提案さ
れているが、その１つとして、外部スケールを用いる方
法が知られている。この方法は、外部スケールによつて
光ヘツドの位置を検出するものであつて、この検出結果
にもとづいて光ヘツドからの光スポツトを目標とするト
ラツクまで移動制御する。しかし、この方法では、高精
度の外部スケールが必要であること、光デイスクの偏心
に対して補正が必要であること、外部スケールのスケー
ルピツチが粗く丸め誤差が生ずるなどの問題があり、１
トラツク単位のアクセスができないため、この方法は粗
いアクセスに用いられ、別に細かいアクセスを行なう手
段を必要とした。したがつて、アクセス時間も長くなる
という問題もあつた。

これに対し、光スポツトが横切るトラツク数を検出
し、この検出結果から光スポツトの位置や移動速度を判
定し、光スポツトの移動速度を制御しながら光スポツト
を目標とするトラツクに移動される方法も知られてい
る。

光スポツトが横切るトラツク数を検出するための一つ
の方法としては、光デイスクのデータ再生時などで光ス
ポツトのトラツキング制御に予め光デイスクに設けられ
た案内溝（プリグルーブ）を用いる方法がある（たとえ
ば、1986年12月18日に開催された「光メモリシンポジウ
ム′86」の論文「光デイスクメモリの高速アクセス方
式」）。光デイスクには予め螺旋状もしくは円心円状に
案内溝が形成されており、この案内溝からトラツキング
制御信号を得、これでもつて光スポツトがこの案内溝に
沿うようにトラツキング制御し、この光スポツトによつ
てデータの記録、再生を行なう。この案内溝は連続的に
形成されており、各トラツク毎に案内溝が存在している
ことになる。

そこで、この案内溝を光スポツトが横切るときにはト
ラツクも横切つており、このために、光検出器から得ら
れる信号の光スポツトが案内溝を横切つたことによる振
幅変動を検出し、これを計数することにより、光スポツ
トが横切つたトラツク数を知ることができる。

一方、トラツキング制御方式の他の例として、光デイ
スク上にトラツキング制御信号を検出するための領域を
不連続に設けた、いわゆるサンプルサーボ方式も知られ
ている。

この方式を採用する光デイスクでは、第９図に示すよ
うに、光デイスクの各トラツク3a,3b,3c,3d,………毎に
一定の周期（間隔）でサーボエリアA_Sを設け、このサー
ボエリアA_Sにトラツク中心（破線で示す）に対して互い
反対方向に等距離離れ、かつトラツク長手方向にも互い
にづれた２つのサーボピツト1a,1bを記録したものであ
る。かかる光デイスクが矢印Ｘ方向に回転し、光スポツ
ト４がトラツク3a上にあるとすると、この光スポツト４
はサーボエリアA_Sで、まず、サーボピツト1aを検出し、
次に、サーボピツト1bを検出する。そこで、サーボピツ
ト1aによる検出信号振幅とサーボピツト1bによる検出信
号振幅とを比較することにより、トラツキング制御信号
が得られる。

なお、サーボエリアA_Sには同期ピツトも記録され、こ
の同期ピツトによつてクロツクを同期させるようにする
が、以下の説明では、この同期ピツトを省略する。

かかる光デイスクは、幅や深さが高い精度で一様であ
ることが必要な案内溝が不要であること、このため、案
内溝から再生される情報と再生されるデータとの干渉が
問題とならないなどの利点があるが、高速アクセスに際
し、光スポツト４がトラツクを横切つたことは、トラツ
ク上のサーボエリアA_Sを光スポツト４が横切ることによ
つて検出されるが、サーボエリアA_Sが不連続であるため
に光スポツト４がサーボエリアA_S間でトラツクを横切る
場合も多く、そのままでは光スポツト４が横切つたトラ
ツク数を検出することができない。

これを可能とする１つの方法が、たとえば、SPIE Vo
l.695 Optical Mass Data Storage II（1986）pp.160−
164に記載されている。これは、各トラツク毎にトラツ
クアドレスを表わすようなグレイ符号などを記録するも
のである。高速アクセスに際し、光スポツトが高速に光
デイスクの半径方向に移動しているとき、光スポツトが
トラツクの符号が記録されていない部分を横切ることも
あるが、光スポツトがこの符号が記録されている部分を
横切つてこの符号が検出されたとき、これと高速アクセ
スの開始のトラツクの符号とから光スポツトの位置を判
定することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、案内溝が予め形成されている光デイスクで
の上記高速アクセスでは、トラツクにデータが記録され
ていなければ、光スポツトが横切つた１つ１つのトラツ
クを判定することができる。しかし、トラツクにデータ
が記録され、この部分を光スポツトが横切つたとする
と、案内溝にデータが記録されている場合には、この案
内溝がデータピツトによつて変形しており、光スポツト
が案内溝を横切つたことによる検出信号の波形がくずれ
てしまい、信号の検出エラーが生じて検出されるトラツ
ク数に誤りが生ずることもある。また、データピツトの
検出出力と案内溝の検出出力との周波数差に着目し、フ
イルタなどによつて再生信号から案内溝の検出出力を分
離するような方法もある。しかし、光スポツトの移動速
度が低い場合には、案内溝の検出出力の周波数がデータ
ピツトの検出出力の周波数に比べて充分低いから、この
方法も可能であるが、光スポツトの移動速度が高くなる
と、両者の周波数差が小さくなり、これらの分離が不可
能となる。このために、光スポツトの移動速度も制限さ
れ、アクセス時間を短縮できないという問題があつた。

これに対し、上記サンプルサーボ方式による光デイス
クの場合には、上記符号の検知によるものであるから、
光スポツトの移動速度を高めてアクセス時間の短縮化を
はかることができるが、上記符号が必要となるため、デ
ータの記録領域が減少し、したがつて、この分光デイス
クの記録容量が低減するという問題がある。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、付加的なデ
ータを不要として迅速で高精度のアクセスを可能とした
光デイスクおよび光デイスク装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による光デイスク
は、サンプルサーボ方式を採用するものであつて、トラ
ツク毎に周期的に配置されるサーボエリアを、隣接トラ
ツク間でトラツク長手方向にずらすようにする。

また、本発明による光デイスク装置は、本発明による
上記光デイスクを用い、光検出器の検出信号からサーボ
ピツトによるサーボ信号を検出する手段と、該サーボ信
号に同期したクロツクを生成する手段と、該クロツクを
カウントし該サーボ信号のタイミングでのカウント値を
出力する手段と、出力された該カウント値から光スポツ
トの速度制御信号を生成する手段とを設ける。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によつて説明する。

第１図は本発明による光デイスクの一実施例を示す部
分平面図であつて、1a,1bはサーボピツト、２はデータ
ピツト、3a,3b,3c,3dはトラツク、４は光スポツト、A_S
はサーボエリア、A_Dはデータエリアである。

同図において、各トラツク3a〜3dには、一定の周期Ｔ
でサーボエリアA_Sが設けられている。各サーボエリアA_S
には、破線で示すトラツクの中心から互いに反対方向に
等距離だけずれ、かつ互いにトラツク長手方向にもΔだ
けずれて２つのサーボピツト1a,1bが設けられている。
また、隣接トラツク間では、サーボエリアA_Sがトラツク
長手方向にΔだけずれている。しかも、両側の隣接する
トラツクの間では、サーボエリアA_Sのずれ方向が互いに
逆となつている。

ここで、矢印Ｘ方向を光デイスクの回転方向とし、図
面上上方をデイスクの外周方向とすると、あるトラツ
ク、たとえばトラツク2bに関し、一方の外周側の隣接ト
ラツク3aではサーボエリアA_SがΔだけ進んでおり、他方
の内周側の隣接トラツク3cではサーボエリアA_SがΔだけ
遅れている。

これらサーボエリアA_Sの間は、データピツトが記録さ
れるデータエリアA_Dとなつている。

かかる光デイスクから記録データを検出（再生）する
場合には、サーボエリアA_Sのサーボピツト1a,1bはトラ
ツキング制御に用いられる。光ヘツド、したがつて光ス
ポツト４を光デイスクの半径方向に高速移動させて高速
アクセスを行なう場合には、これらサーボピツト1a,1b
は光スポツト４が横切つたトラツク数を検出するために
用いられる。

次に、かかる動作をなす本発明によるデイスク装置の
一実施例を第２図によつて説明する。但し、同図におい
て、５は光検出器（光ヘツド）、６はS/H（サンプルホ
ールド）回路、７は位相補償回路、８は２値化回路、９
はゲート回路、10はカウンタ、11はPLL（フエーズ・ロ
ツクド・ループ）回路、12は制御回路、13はD/A（デイ
ジタル／アナログ変換）回路、14はスイツチ、15はパワ
ーアンプ、16はトラツキングアクチユエータである。

まず、光デイスクからデータを再生する場合には、ス
イツチ14はＡ側に閉じられる。

光デイスク（第１図）は角速度一定（CAV）で回転し
ており、光検出器５により光デイスクからの再生された
信号はS/H回路６と２値化回路８とに供給される。２値
化回路８では、この再生信号を微分し適当なスライスレ
ベルでスライスするなどして２値化し、光デイスク上の
各ピツトを表わすパルス信号が波形成形される。このパ
ルス化された再生信号は制御回路12に供給され、データ
のパターン判定が行なわれる。

一方、２値化回路８から出力される再生信号はゲート
回路９に供給される。この再生信号は第１図に示した光
デイスクのデータエリアA_Dから再生されるデータピツト
２によるデータ信号とサーボエリアA_Sから再生されるサ
ーボピツト1a,1bによるサーボ信号とからなり、ゲート
回路９では、PLL回路11から出力されるゲート信号によ
り、再生信号からサーボ信号が分離される。

PLL回路11は周期ｔのクロツクを生成する。第１図に
おけるトラツク間のサーボエリアA_Sのずれ量Δおよびサ
ーボピツト1a,1bのずれ量Δがこのクロツク周期ｔのｍ
（但し、ｍは自然数）倍に設定されている。ゲート回路
９で分離されたサーボ信号はPLL回路11に供給され、こ
こで生成されるクロツクの位相がこのサーボ信号に同期
化されるとともに、このクロツクから上記のゲート信号
が生成される。PLL回路11は後述するように初期化さ
れ、これにより、ゲート回路９でサーボ信号を分離可能
なゲート信号を生成し、また、この分離されたサーボ信
号にクロツクを同期化する。

一方、PLL回路11からS/H回路６に、第１図における各
サーボエリアA_S毎に、サーボピツト1a,1bの再生タイミ
ングに合わせてサンプリングパルスが供給される。S/H
回路６では、各サーボエリアA_S毎に、サーボピツト1a,1
bからの信号振幅が夫々サンプルホールドされ、それら
のホールド値が比較されてトラツキングエラー信号が生
成される。このトラツキングエラー信号は、位相補償回
路７でトラツキングサーボループの安定化のために位相
進み補償、あるいは位相進み、遅れ補償がなされた後、
スイツチ14、パワーアンプ15を介しトラツキング制御信
号としてトラツキングアクチユエータ16に供給される。
これにより、サーボピツト1a,1bからの信号振幅が等し
くなるように、すなわち、光スポツト４が各トラツクを
ずれなく走査するように、トラツキング制御が行なわれ
る。

高速アクセスする場合には、スイツチ14はＢ側に切換
えられる。

光ヘツドは高速アクセスの目標となるトラツク（以
下、目標トラツクという）まで光デイスクの半径方向に
高速移動させられるが、このための目標とすべき光ヘツ
ドの移動速度（以下、目標移動速度という）ｖ^＊が制御
回路12で設定されている。この目標移動速度ｖ^＊は、目
標トラツクまでの残りのトラツク数の平方根に比例する
ようにすると、高速アクセスの開始で最も高く、目標ト
ラツクに近づくにつれて低下する特性となり、シーク
（光ヘツドの移動）時間が短縮できる。第３図には、こ
の目標移動速度ｖ^＊の一例を実線で示す。但し、同図に
おいて、横軸は目標トラツクまでの残りのトラツク数を
表わし、X₀は高速アクセス開始時のトラツク（以下、開
始トラツクという）から目標トラツクまでに横切る全ト
ラツク数であり、高速アクセスをするときに制御回路12
に設定される。

また、第１図に示す光デイスクにおいては、サーボエ
リアA_Sの周期Ｔは、隣接トラツク間でのサーボエリアA_S
のずれ量Δのｎ（但し、ｎは自然数）倍とする。したが
つて、クロツクの周期をｔとすると、上記によつてΔ＝
mtであるから、Ｔ＝ｎΔ＝mnt ………（１）となり、この周期Ｔもクロツクの周期ｔの整数倍とな
る。光デイスク上のトラツクとしては、同心円状に形成
する場合と螺旋状に形成する場合とがある。同心円状の
トラツクの場合には、クロツクおよびサーボエリアA_Sの
周期t,Tを光デイスクの回転周期の整数分の１とし、か
つトラツクの配列順にΔずつサーボエリアA_Sの位置をず
らすようにすればよい。これに対し、螺旋状のトラツク
の場合には、次の２つの方法がある。

（１）クロツクおよびサーボエリアA_Sの周期t,Tを光デ
イスクの回転周期の整数分の１とするが、光デイスクの
１回転毎にサーボエリアA_Sの周期ＴをΔだけ増加もしく
は減少させる。

（２）光デイスクの回転周期をクロツクの周期ｔの整数
倍でかつサーボエリアA_Sの周期の整数倍よりもΔだけ大
きくもしくは小さくする。

上記（１）については、サーボエリアA_Sの周期Ｔがず
れた部分で同期ずれか生じ、サーボピツトの検出タイミ
ングずれが生じて好ましくない、上記（２）について
は、数トラツクにわたつて連続して記録再生する場合で
も、サーボエリアA_Sの周期Ｔが常に一定であるので、S/
H回路６やゲート回路９が安定に動作する。なお、上記
（２）の場合、ｋを自然数とすると、光デイスクの回転
周期T_Rは、 T_R＝kT±Δ（kn±１）Δ ………（２）となる。一般に、ｎ20,m1,k3000程度である。

第２図において、目標トラツクの設定とともに制御回
路12にこの目標トラツクまでの横切るトラツク数X₀（第
３図）が設定されると、まず、このトラツク数X₀に応じ
た制御信号が制御回路12から出力され、D/A変換器13で
アナログ信号に変換された後、スイツチ14、パワーアン
プ15を介し、速度制御信号としてトラツキングアクチユ
エータ16に供給される。これにより、光スポツト４（第
１図）は光デイスクの半径方向に高速アクセスを開始す
る。

そこで、上記データの再生の場合と同様に、光検出器
５からの再生信号は２値化回路８で２値化され、ゲート
回路９に供給されてサーボ信号が分離される。PLL回路1
1が後述するようにして初期化されているとすると、光
デイスクが角速度一定で回転され、かつこの光デイスク
の回転周期がクロツクの整数倍であるから、高速アクセ
ス中もPLL回路11はゲート回路９からのサーボ信号に引
き込まれている。

光スポツト４がサーボエリアA_S（第１図）を横切ると
き、光検出器５からサーボ信号が出力される。したがつ
て、このタイミングでPLL回路11からゲート回路９にゲ
ートパルスを供給することにより、ゲート回路９でサー
ボ信号を分離することができる。

ここで、データの再生の場合には、光スポツト４の走
査軌跡はトラツクに一致するが、高速アクセスの場合、
光スポツト４の走査軌跡はトラツクに対して傾斜し、光
スポツト４が高速に移動するほどこの傾斜角が大きい。
また隣接トラツク間でサーボエリアA_Sがトラツク長手方
向にΔだけずれているから（第１図）、データの再生の
場合に検出されるサーボ信号の周期がＴ（第１図）であ
るのに対し、高速アクセス時には、この周期Ｔ′が、Ｔ′＝Ｔ±ｌΔ ………（３）となる。但し、ｌは自然数であつて、光スポツトの移動
速度が大きく、光スポツトの走査軌跡のトラツクに対す
る傾斜角が大きい程大きい。また、式（３）における±
の符号は、サーボエリアA_Sの位相が遅れとなる隣接トラ
ツクの方向（第１図では、矢印Ｂ方）に高速アクセスす
るとき＋をとり、進みとなる隣接トラツクの方向に高速
アクセスするとき−をとる。

ゲート回路９では、この式（３）で表わされる周期
Ｔ′を予測し、再生信号にゲートをかけてサーボ信号を
分離する。これわ、第４図および第５図によつて説明す
る。

いま、第４図において、実線矢印で示すように、トラ
ツク3a,3b,………を光スポツト４が傾めに横切つて高速
アクセスが行なわれているものとする。ここで、各トラ
ツク間の互いにΔだけずれたサーボエリアを含むトラツ
クに対して傾めの帯状領域を夫々サーボエリアA_S1,A_S2,
A_S3,………とすると、光スポツト４は、トラツク3cをほ
ぼ横切るときサーボエリアA_S1を横切り、次に、トラツ
ク3eを横切るときに次のサーボエリアA_S2を横切り、さ
らにトラツク3f,3gの中間で次のサーボエリアA_S3を横切
つている。

そこで、光検出器５からの再生信号は、第５図（ａ）
に示すように、光スポツト５がサーボエリアA_S1を横切
つたときに、トラツク3cでのサーボスポツト1a,1bによ
る２つの波形が現われ、光スポツト４がサーボエリアA
_S2を横切つたときにも、同様にして、２つの波形が生ず
る。しかし、光スポツト４がサーボエリアA_S3を横切る
ときには、トラツク3fのサーボピツト1bとトラツク3gの
サーボスポツト1aとを同時に走査することになるから、
生ずる波形は１つである。

かかる再生信号が２値化回路８（第２図）で２値化さ
れると、第５図（ｂ）に示すように、光スポツト４がサ
ーボエリアA_S1を横切つたときに、時間差がΔ２つのパ
ルスからなるサーボ信号が得られ、光スポツト４がサー
ボエリアA_S2を横切つたときにも、同様の２つのパルス
からなるサーボ信号が得られる。光スポツト４がサーボ
エリアA_S3を横切つたときには、１つのパルスからなる
サーボ信号が得られる。

ゲート回路９では、第５図（ｂ）に示す各サーボエリ
アからのサーボ信号から次のサーボエリアのタイミング
を予測し、この次のサーボエリアのサーボ信号を分離す
るゲート信号を生成する。すなわち、第５図（ｃ）はこ
のゲート信号を示すが、第５図（ｂ）に示すサーボエリ
アA_S1からのサーボ信号のゲート信号はその直前のサー
ボエリアから検出されるサーボ信号から形成され、サー
ボエリアA_S2からのサーボ信号のゲート信号はサーボエ
リアA_S1からのサーボ信号から形成される。

光スポツトが高速に移動しても、この速度が一定であ
れば、式（３）に示すサーボ信号の周期Ｔ′は一定であ
るから、この周期Ｔ′を検出してゲート信号の周期をこ
の周期Ｔ′に合わせれば必ず各サーボ信号を分離でき
る。また、光スポツト４の移動を加速，減速する場合に
は、式（３）におけるｌが変化してサーボ信号の周期
Ｔ′が変化するが、この変化はそれほど急なものではな
い。このために、あるサーボエリア間で光スポツト４が
横切るトラツク数と次のサーボエリア間を横切るトラツ
ク数との間に大きな差は生じない。

そこで、このトラツク数の差を見越してゲート信号の
発生タイミングを設定する。たとえば、第４図のように
高速アクセスする場合、上記式（３）で＋の符号がとら
れ、サーボ信号の周期Ｔ′は周期Ｔよりも長くなるか
ら、検出されたサーボ信号を基準とし、これよりもこれ
まで検出されたサーボ信号の周期Ｔ′よりもΔだけ遅れ
てゲート信号を発生させる。いま、サーボエリアA_S1の
サーボ信号がゲート回路９で分離されたとし、これとそ
の前に分離されたサブエリアのサーボ信号との周期を
Ｔ′とし、この周期Ｔ′が前の周期よりも増加している
とすると、次のサーボエリアA_S2のサーボ信号のための
ゲート信号を、サーボエリアA_S1のサーボ信号よりも期
間Ｔ′＋Δだけ遅れて発生させる。

また、光スポツト４を減速させる場合には、サーボ信
号の周期Ｔ′は減少するので、上記とは逆に、ゲート信
号の発生タイミングを検出されたサーボ信号からＴ′−
Δとする。

高速アクセスを開始する場合には、後述する初期化に
より、開始トラツクでゲート信号はサーボ信号を分離す
るように位相、周期が設定されている。この状態で高速
アクセスが開始され、上記のように、各サーボエリア毎
にゲート信号のタイミングが設定される。ゲート信号の
時間幅は３Δ以下に設定され、各サーボエリアで走行す
るサーボピツト1aの前および後行するサーボピツト1bの
後に夫々期間Δの余白部を設けることにより、各サーボ
エリアでは、ゲート信号により、少なくともサーボピツ
ト1aによるパルスが抽出される。

第２図において、以上のようにしてゲート回路９で分
離されたサーボ信号はカウンタ10に供給される。また、
PLL回路11では、周期ｆのクロツクがｍ分周され、周期
Δのパルスが生成されてカウンタ10に供給される。カウ
ンタ10はこの周期Δのパルスをカウントする。また、カ
ウンタ10では、ゲート回路９からのサーボ信号のうちの
サーボピツト1aによるパルスのタイミングでカウント値
が制御回路12に送られる。このカウント値によつて光ス
ポツト４が横切つたトラツク数が算出され、光スポツト
４の実際の移動速度（以下、実移動速度という）ｖが算
出されるが、以下、この点について詳述する。

カウンタ10は、図示しない手段により、光デイスクの
１回転毎にリセツトされる。また、光デイスク上のサー
ボエリアの周期Ｔ（第１図）は、上記式（１）に示すよ
うに、ｎΔであるから、カウンタ10は少なくともｎカウ
ントする毎に桁上げを行なうようにする。

そこで、開始トラツクで、まず、ゲート回路９からサ
ーボ信号が供給された時点でカウンタ10をリセツトとす
ると、このリセツト時点を基準として光デイスクの１回
転毎にカウンタ10をリセツトされるが、これとともに、
データの再生の場合、光デイスクの各回転毎に、ゲート
回路９からサーボ信号が出力される時点でのカウンタ10
のカウント値はn,2n,3n,………となるが、最下位桁の値
n₀は０である。

これに対し、高速アクセスの場合には、光スポツト４
の移動速度に応じて上記式（３）のようにサーボエリア
の周期Ｔ′がデータの再生の場合と異なるから、光スポ
ツト４があるサーボエリアを横切るまでにｌ本のトラツ
クを横切つたとすると、このサーボエリアのサーボピツ
ト1aによるサーボ信号がゲート回路９から出力される時
点でのカウンタ10のカウント値の最下位桁の値n₀は、光
スポツト４が、サーボエリアが進む隣接トラツクの方向
（第１図の矢印Ａ方向）に移動する場合には（ｎ−ｌ）
となり、これとは逆方向（第１図の矢印Ｂ方向、また
は、第４図の矢印方向）が移動する場合には、＋ｌとな
る。したがつて、前者の場合、カウンタ10の最下位桁の
値n₀で値ｎを減算することにより、また、後者の場合、
直接この最下位桁の値n₀から、サーボエリア間で光スポ
ツト４が横切るトラツク数かわかる。光スポツト４がサ
ーボエリア間を移動中に横切つたトラツク数は、このよ
うにして得られるトラツク数から１つ前のサーボエリア
を横切つたときに得られるトラツク数を減算することに
よつて得られる。また、このカウンタ10から得られるト
ラツク数から目標トラツクまでの残りのトラツク数が算
出され、これからのときの目標移動速度ｖ^＊が得られ
る。

さて、そこで、トラツクピツチをP,サーボエリア間で
光スポツト４が横切つた上記のトラツク数をｌとする
と、この間の光スポツト４の移動時間は上記式（３）で
表わされるから、これらサーボトラツク間での光スポツ
ト４の実移動速度ｖは、第１図の矢印Ａ方向に移動する
とき、となり、第１図の矢印Ｂ方向に移動するとき、となる。この実移動速度v_-またはv₊は上記のようにして
求められた目標移動速度ｖ^＊と比較され、これらの偏差
が制御回路12から出力されてD/A変換器13でアナログ信
号に変換され、速度制御信号としてスイツチ14、パワー
アンプ15を介してトラツクアクチユエータ16に供給され
る。これにより、光スポツト４は、実移動速度v_-または
v₊が、第３図に破線で示すように、目標移動速度ｖ^＊に
なるように、制御されて移動する。

ここで、ｎ＝10とし、第４図において、トラツク3cが
開始トラツクとしてこのトラツク3cから矢印で示すよう
に高速アクセスが行なわれる場合のカウンタ10のカウン
ト値の検出について説明する。

第６図（ａ）は、第２図におけるカウンタ10に供給さ
れるPLL11からの周期Δのパルスと、これをカウントす
るカウンタ10のカウント値の最下位桁の値n₀とを示す。

光スポツト４がトラツク3c上にあつてデータの再生が
行なわれているときには、第６図（ｂ）に示すように、
第６図（ａ）のタイミングを基準として、各サブエリア
A_S1,A_S2,A_S3,でのサーボピツト1a,1bの検出時には、カ
ウンタ10のカウンタ値の最下位桁の値n₀は夫々0,1であ
る。

次に、第４図に示すように、光スポツト４がトラツク
3cのサーボエリアA_S1の近傍で高速アクセスが開始され
たとすると、光スポツト４がサーボエリアA_Sを横切るこ
とによつてそのサーボピツト1aが検出されるときには、
第６図（ｃ）に示すように、カウンタ10のカウント値は
12だけカウンタし、その最下位桁の値n₀は２となつてい
る。この場合、光スポツト４は第１図の矢印Ｂ方向に移
動するから、この値２がサーボエリアA_S1,A_S2間を光ス
ポツト４が移動する間に、すなわち、高速アクセスが開
始されてから横切るトラツク数となる。

次に、光スポツト４が次のサーボエリアA_S3を横切る
ことによつてそのサーボピツト1aが検出されたときに
は、第６図（ｃ）に示すように、カウンタ10のカウント
値の最下位桁の値n₀は４となつている。したがつて、高
速アクセスが開始されてから光スポツト４が横切つたト
ラツク数は４となる。

このように、開始トラツクでカウンタ10が上記のよう
に（第６図（ｂ））初期化されると、サーボピツト1aが
検出される毎に得られるカウンタ10のカウント値の最下
位桁の値n₀が、高速アクセスで光スポツト４が横切つた
トラツク数を表わす。

このようにしてサーボ信号が検出される毎に光スポツ
ト４が横切つたトラツク数が得られ、これにより、上記
のようにして、目標移動速度ｖ^＊や実移動速度ｖを得る
ことができる。

なお、上記例の場合、光スポツト４が10本以上トラツ
クを横切る毎に、カウンタ10のカウント値の最下位桁の
値n₀は再び小さくなるが、このような場合には、この値
n₀に10を加算することにより、光スポツト４の横切つた
トラツク数が得られる。

以上のように、光スポツト４は、第３図に示すよう
に、実移動速度ｖが目標移動速度ｖ^＊に沿うように制御
されて移動する。ここで、上記では、この目標移動速度
ｖ^＊を目標トラツクまでの残りのトラツク数の平方根に
比例するようにしたが、特にこれに限るものではない。
たとえば、目標移動速度ｖ^＊を上記のように設定すると
しても、目標トラツク近傍で減速をゆるやかにしてもよ
い。しかし、いずれにしても、目標移動速度ｖ^＊を規定
する関数などの情報が制御回路12の内部メモリに記憶さ
れている。

また、光スポツト４の実移動速度も上記式（４），
（５）による方法以外の方法で得るようにしてもよい。
たとえば、上記のようにしてカウンタ10のカウンタ値か
ら光スポツト４の順次の位置が検出できるから、制御回
路12で基準時間を設定し、光スポツト４の位置変化から
得られる位置信号をこの基準時間をもとに微分して得る
ようにしてもよい。さらに、この位置信号にS/H回路６
（第１回）から得られるトラツキングエラー信号を付加
することにより、特に目標トラツクの近傍での低速移動
時では、光スポツト４をトラツキング制御も作用してく
るので、低速シークが安定化し、光スポツト４が目標ト
ラツクにトラツキング状態で滑らかに引き込まれること
になる。

ここで、式（４），（５）で示した実移動速度v_-,v₊
から、横切つたトラツク数を検出可能な光スポツト４の
限界実移動速度を推定することができる。

まず、第１図の矢印Ａで示すように、サーボエリアが
進む隣接トラツク側に光スポツト４が移動する場合に
は、光スポツト４は次のサーボエリアを横切るように移
動しなければならない。

そこで、第７図において、ｎ＝10として光スポツトの
移動についてみると、トラツク3aを基準として場合、こ
れにより10本目のトラツク3mはサーボエリアが基準トラ
ツク3aと同様である。したがつて、光スポツトが矢印
（Ｂ）方向に移動し、次のサーボエリアA_S2をトラツク3
mで横切つたとすると、このときのカウンタ10（第２
図）のカウント値は光スポツトがサーボエリアA_S1を基
準トラツク3aで横切つたときのカウント値に等しい。こ
のために、実際に光スポツトがトラツクを横切つたのに
かかわらず、カウンタ10のカウント値からは光スポツト
が同一トラツクに沿つて移動する場合と同様となり、ト
ラツク数の検出ができない。しかし、このようにサーボ
エリアが同様となるトラツク3a,3m,………のサーボエリ
アは光デイスクの半径方向に配列されており、回転する
光デイスクに対してこのように光スポツトを移動させる
ことは不可能である。ましてや、矢印（Ａ）方向に光ス
ポツトを移動させることはできない。

そこで、光スポツトの移動が可能であつて、しかも横
切つたトラツク数を検出可能な光スポツトの光デイスク
に対する限界の移動方向は、矢印（ｃ）に示す方向、す
なわち、次のサーボエリアA_S2で基準トラツク3a上での
サーボエリアA_S1よりもΔだけずれているトラツク3lの
サーボエリアA_S2の方向である。つまり、上記のよう
に、サーボエリアの周期ＴをｎΔとし、サーボエリア間
で横切つたトラツク数をｎとすると、ｎ−ｌ≧１ ………（６）のとき、横切つたトラツク数を検出することができる。
そこで、式（４）からｌを求め、これを式（６）に代す
ると、光スポツトの移動速度v_-の限界は、となる。ここで、Ｐ＝１・６μm,Δ＝０・６μmsec,n＝
20とすると、v_-≦50m/secとなり、実用上充分な値であ
る。

次に、第１図の矢印Ｂで示すように、サーボエリアが
遅れる隣接トラツク側に光スポツトが移動する場合につ
いて説明する。

第８図において、第７図と同様にｎ＝10とし、トラツ
ク3aを基準とすると、この基準トラツクから10番目のト
ラツク3kはこの基準トラツク3aとサーボエリアが同相と
なる。このために、第７図の場合と同様に、光スポツト
の検出限界移動速度としては、実線矢印で示すように、
基準トラツク3aで光スポツトがサーボエリアA_S1を横切
つたとすると、次のサーボエリアA_S2では基準トラツク3
aから９番目のトラツク3jを横切るような値となる。し
たがつて、一般に、トラツク数を検出できるためには、ｎ＋ｌ≦2n−１ ………（８）であるから、上記式（５）からｌを求めてこの式（８）
に代入すると、となる。ここで、上記の条件、Ｐ＝１・６μm,Δ＝０・
６μm,n＝20とすると、v₊≦１・3m/secとなり、実用上
充分である。

次に、PLL回路11のサーボ信号への引込みやゲート回
路９でゲート信号の位相をサーボ信号に合わせる初期設
定について説明する。

データの再生や高速アクセスを行なう場合、まず、光
デイスクの回転を開始させてからトラツキング制御を行
なうが、このトラツキング制御を行なう前に初期設定が
なされる。

初期設定前には、PLL回路11は任意の位相でクロツク
を発生し、また、このクロツクから周期Ｔのゲート信号
を発生する。このゲート信号でゲート回路９は２値化回
路８の出力信号の一部を分離するが、PLL回路11はこの
分離された信号がサーボ信号であるか否かを判定する。
この分離された信号がサーボ信号でなければゲート信号
の位相を順次変化させる。このようにしてゲート回路９
でサーボ信号が分離されるようになると、PLL回路11で
は、クロツクがこのサーボ信号に同期化される。これに
より、初期設定が完了し、S/H回路６でサーボ信号が正
しくサンプルホールドされるようになり、トラツキング
制御が行なわれる。

ここで、PLL回路11でサーボ信号の判定を可能とする
ためには、次のような方法がある。

（１）サーボエリア内でのサーボピツトの配置をデータ
ピツトとは異なるパターンとし（たとえば、ピツト間隔
をデータピツトとは異ならせる）、パターンマツチング
によつて判別する。

この方法は、サーボエリアが大きくなつて冗長度が増
えるが、欠陥による影響が少ないという利点がある。

（２）データエリアに特殊パターンデータを記録してお
く。

この方法は直接サーボ信号を判定するものではない
が、ゲート信号は、まず、この特殊パターンデータがゲ
ート回路９で分離されるように位相調整され、これがパ
ターンマツチングなどによつて判定されると、ゲート信
号の位相がサーボ信号に合うように調整される。この特
殊パターンデータのピツトはいくつかのデータエリアに
離散して設けることができ、データ効率に優れ、この場
合、これら全てのピツトが分離されて特殊パターンデー
タが得られたとき、ゲート信号を位相調整してサーボ信
号に合わせる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、サンプルサー
ボ方式のトラツキング制御を行なう光デイスクに対し、
高速アクセスを行なうために、サーボエリアに情報を付
加することなく光スポツトが横切るトラツク数を１トラ
ツクの分解能で検出することができ、光スポツトの位置
検出精度を高めることができるし、しかも、光スポツト
の高速シーク時でも、この位置検出精度を高く保つこと
ができ、高速アクセスを精度良く、迅速に行なうことが
できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光デイスクの一実施例を示す部分
平面図、第２図は本発明による光デイスク装置の一実施
例を示すブロツク図、第３図は高速アクセス時の光スポ
ツトの移動速度の一例を示す図、第４図は第１図に示し
た光デイスク上でのスポツトの高速アクセス時での移動
例を示す図、第５図は第４図に示した光スポツトの移動
による第２図の光検出器、２値化回路、ゲート回路の動
作を示す図、第６図は同じく第２図のカウンタの動作を
示す図、第７図および第８図は光スポツトの検出限界移
動速度を示す図、第９図は従来のサンプルサーボ方式の
光デイスクを示す部分平面図である。 1a,1b……サーボピツト、２……データピツト、3a〜3m
……トラツク、４……光スポツト、５……光検出器、６
……サンプルホールド回路、７……位相補償回路、８…
…２値化回路、９……ゲート回路、10……カウンタ、11
……PLL回路、12……制御回路、13……デイジタル／ア
ナログ変換回路、14……スイツチ、15……パワーアン
プ、16……トラツキングアクチユエータ、 A_S,A_S1,A_S2,A_S3……サーボエリア、 A_D……データエリア。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともクロツク同期情報を含む情報パ
ターンが記録されたサーボエリアが各トラツク毎に周期
的に配置された光デイスクにおいて、隣接トラツク間で該サーボエリアがトラツク長手方向に
該クロツク同期情報をともに発生されるクロツクの周期
の整数倍ずれて配置されていることを特徴とする光デイ
スク。
【請求項２】請求項（１）において、前記サーボエリアには、ウオーブリング情報パターンを
含むことを特徴とする光デイスク。
【請求項３】請求項（１）または（２）において、前記サーボエリア間のデータが記録されるべきデータエ
リアの一部に、前記情報パターンの検出のための特殊パ
ターンデータが記録されたエリアを設けたことを特徴と
する光デイスク。
【請求項４】少なくともクロツク同期情報を含む情報パ
ターンが記録されたサーボエリアが各トラツク毎に周期
的に配置され、かつ隣接トラツク間で該サーボエリアが
トラツク長手方向に該同期クロック同期情報をもとに発
生されるクロックの周期の整数倍ずれて配置された光デ
イスクを一定角速度で回転させる回転駆動手段と、該光
デイスクの半径方向に該光デイスクからの信号を検出す
るための光ヘツドを移動させる光ヘツド移動手段とを具
備した光デイスク装置において、回転する該光デイスクの半径方向に移動する該光ヘツド
の検出信号から該情報パターンによるサーボ信号を検出
する第１の手段と、検出された該サーボ信号に同期したクロツクを生成する
第２の手段と、該クロツクをカウントする第３の手段と、該第１の手段による該サーボ信号の検出タイミングでの
該第３の手段のカウント値に応じて、該光デイスクの半
径方向での該光ヘツドの移動速度を制御するための速度
制御信号を生成する第４の手段とを設け、該光ヘツドを、該速度制御信号によって移動速度の制御
をしながら、該光デイスクの半径方向に高速移動するこ
とを特徴とする光デイスク装置。