JP2714208B2 - Optical disk tracking device - Google Patents

Optical disk tracking device

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JP2714208B2
JP2714208B2 JP4541190A JP4541190A JP2714208B2 JP 2714208 B2 JP2714208 B2 JP 2714208B2 JP 4541190 A JP4541190 A JP 4541190A JP 4541190 A JP4541190 A JP 4541190A JP 2714208 B2 JP2714208 B2 JP 2714208B2
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track
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correction
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成二 米沢
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本装置は、追記型並びに消去可能型光ディスク装置に
おけるトラッキング方式に関し、特に、プッシュプル方
式のトラッキング制御系とウォブリング方式のトラッキ
ング制御系との二重サーボループを用いるコンポジット
トラッキング方式の改良に関する。
The present invention relates to a tracking system in a write-once and erasable optical disk device, and particularly to an improvement in a composite tracking system using a dual servo loop of a push-pull tracking control system and a wobbling tracking control system.

【従来の技術】[Prior art]

プッシュプル方式とウォブリング方式とを併用したコ
ンポジットトラッキング方式とは、例えば、特開昭59−
38939号公報に記載のように、プシュプルトラッキング
系とウォブリングトラッキング系とを複合し、プシュプ
ルトラッキング系で発生を余儀なくされている各種要因
(例えば、ディスクの傾き、変形並びに光軸シフト、光
学的・機械的・電気的ドリフトなど)によるトラックず
れを抑圧することを目的とした、二重のフィードバック
制御系である。また、コンポジットトラッキング方式が
もつ問題点即ち、ウォブリングトラッキング系のサンプ
リング周波数が低いという課題に対しては、特開昭62−
145538号公報で示すように、二重のフィードバック制御
系にウォブリング・フィードフォワード系(予測補正
系)を付加するものが提案されている。
The composite tracking method using both the push-pull method and the wobbling method is described in, for example,
As described in Japanese Patent Publication No. 38939, various factors (for example, disk tilt, deformation and optical axis shift, optical / mechanical shift) that are generated by the push-pull tracking system by combining the push-pull tracking system and the wobbling tracking system are required. This is a double feedback control system for the purpose of suppressing track deviation due to electrical and electrical drift. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-62173 discloses a problem with the composite tracking method, that is, a problem that the sampling frequency of the wobbling tracking system is low.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 145538, a system in which a wobbling / feedforward system (prediction correction system) is added to a dual feedback control system has been proposed.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

コンポジットトラッキング方式は、光軸シフト等にと
もないプシュプルトラッキング系で発生を余儀なくされ
るオフセット成分相当の電圧を、上記プシュプルトラッ
キングエラー信号に加算せしめる、即ちトラッキングの
S字曲線を平行シフトさせることによってオフセット成
分を抑圧しており、予期せぬ大幅なオフセットが発生し
た際などには、S字特性の正極性側と負極性側の対称性
が崩れてしまう問題がある。また、予測補正系を付加し
たコンポジットトラッキング方式は、予測補正系をオフ
に切り換えた際の過渡現象に対する配慮がされておら
ず、その切り換えに伴い予期した以上のトラックずれを
起こしてしまう問題がある。 本発明の目的は、予測補正系のオン・オフを繰り返し
ても、常にトラックずれの少ないコンポジットトラッキ
ング方式を提供することにある。 本発明の他の目的は、プシュプルトラッキング系にお
いて大幅なトラックオフセットが発生し、このオフセッ
トを抑圧または補正せしめた後においても、ゲイン変動
が少なく安定したトラッキングを行うことができるコン
ポジットトラッキング方式を提供することにある。
In the composite tracking method, a voltage corresponding to an offset component which is inevitably generated in a push-pull tracking system due to an optical axis shift or the like is added to the push-pull tracking error signal, that is, an offset component is obtained by shifting a tracking S-shaped curve in parallel. When an unexpected large offset occurs, there is a problem that the symmetry between the positive polarity side and the negative polarity side of the S-shaped characteristic is broken. In addition, the composite tracking method to which the prediction correction system is added does not take into consideration a transient phenomenon when the prediction correction system is turned off, and there is a problem that the switching causes a track deviation more than expected. . SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a composite tracking method in which a track deviation is always small even if the prediction correction system is repeatedly turned on and off. Another object of the present invention is to provide a composite tracking system capable of performing stable tracking with a small gain fluctuation even after a large track offset occurs in a push-pull tracking system and this offset is suppressed or corrected. It is in.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、予測補正系のオフ動作に伴う補正信号の収
束を、ウォブリングトラッキング系の応答速度よりも遅
くさせることを特徴とする。より具体的には、トラック
ずれ補正用ウォブリングマークから得られるトラックず
れ情報(ウォブリングマークによって、正確にを検出す
る原理については、特開昭62−229534等で詳細に述べら
れているが、第9図のcで示すウォブリングピット27−
1と27−2との相対位置の中央部を、レーザビームが通
過した際には、前記2個のピットからの反射光量の大き
さが等しくなることを利用している)を用いて、事前に
トライして得た最適なトラックずれ補正値を記憶してお
き、プシュプルトラッキング系にこの記憶済最適補正値
を用いたフィードフォワード系(予測補正系)をオン・
オフするスイッチと該スイッチの出力側に充電用のコン
デンサと上記スイッチがオフとなったときに前記コンデ
ンサに充電されている電荷を放電させるための抵抗を付
加したものである。 また、本発明は、トラックずれ補正用ウォブリングマ
ークから得られるトラックずれ情報を用いたウォブリン
グトラッキング系によるオフセットの抑圧または予測補
正系による補正を、プシュプルトラッキング系に作用さ
せるため、プシュプルトラッキングエラー検出用2分割
ディテクタのそれぞれの出力にマルチプライング(乗算
型)DAコンバータのアナログ入力を接続し、この二つの
マルチプライング(乗算型)DAコンバータのディジタル
乗数入力(抑圧係数または補正係数)の和がオール“1"
またはオール“0"(この時は桁あげが生じる)となるよ
うに構成したものである。
The present invention is characterized in that the convergence of the correction signal accompanying the OFF operation of the prediction correction system is made slower than the response speed of the wobbling tracking system. More specifically, track deviation information obtained from the track deviation correction wobbling mark (the principle of accurately detecting the track deviation using the wobbling mark is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-229534, etc. Wobbling pit 27- shown in FIG.
Using the fact that when the laser beam passes through the central portion of the relative position between 1 and 27-2, the magnitude of the amount of reflected light from the two pits becomes equal). In the push-pull tracking system, the feedforward system (prediction correction system) using this stored optimum correction value is turned on.
A switch for turning off, a capacitor for charging on the output side of the switch, and a resistor for discharging the charge charged in the capacitor when the switch is turned off are added. In addition, the present invention provides a push-pull tracking error detection system for applying offset suppression by a wobbling tracking system or correction by a prediction correction system to a push-pull tracking system using track deviation information obtained from a track deviation correction wobbling mark. The analog input of a multiplying (multiplying) DA converter is connected to each output of the split detector, and the sum of the digital multiplier inputs (suppression coefficient or correction coefficient) of these two multiplying (multiplying) DA converters is all “1”
Alternatively, it is configured to be all "0" (in this case, a carry occurs).

【作用】[Action]

プシュプルトラッキング系に付加される記憶済最適補
正値を用いたフィードフォワード系(予測補正系)の予
測補正係数(補正量)をオン・オフするスイッチの出力
側に接続されたコンデンサと抵抗は、スイッチがオフの
ときのみ時定数(ウォブリングトラッキング系の応答速
度よりも遅い時間に設定しておく)を持った放電ループ
として作用し、予測補正系の補正係数は必ずゼロの方向
に向かって徐々に収束するように動作する。それによっ
て、ウォブリングトラッキング系の応答速度が遅い場合
においても、それよりも相対的に遅い速度で補正係数が
ゼロに収束していくため、常にトラック中心にレーザビ
ームを案内することができる。 また、プシュプル信号検出用の2分割光検出器の出力
側に接続されたマルチプライングDAコンバータは、検出
感度が大きくなってしまった方の光検出器の系統のゲイ
ンを下げ、反対に検出感度が小さくなってしまった光検
出器のもう一方の系統のゲインを持ち上げる動作、即ち
差動乗算器として動作し、2系統の光検出器の相対検出
感度を一定に保つようになるので、プシュプルトラッキ
ングエラー信号のいわゆるS字特性の傾き(ゲイン)が
一定となり、また正極性側と負極性側との対称性も崩れ
ることがなく、安定したトラッキングサーボ系を構成す
ることができる。
A capacitor and a resistor connected to the output side of a switch for turning on / off a prediction correction coefficient (correction amount) of a feed forward system (prediction correction system) using a stored optimal correction value added to a push-pull tracking system are switched. Only when is off, it acts as a discharge loop with a time constant (set to a time slower than the response speed of the wobbling tracking system), and the correction coefficient of the prediction correction system always converges gradually toward zero. To work. Thus, even when the response speed of the wobbling tracking system is slow, the correction coefficient converges to zero at a relatively slower speed, so that the laser beam can always be guided to the track center. In addition, the multiplying DA converter connected to the output side of the split photodetector for detecting the push-pull signal reduces the gain of the photodetector system whose detection sensitivity has increased, and conversely, the detection sensitivity. Since the operation of raising the gain of the other system of the photodetector having become smaller, that is, operating as a differential multiplier, and keeping the relative detection sensitivity of the two systems of photodetectors constant, push-pull tracking The slope (gain) of the so-called S-shaped characteristic of the error signal becomes constant, and the symmetry between the positive polarity side and the negative polarity side is not lost, so that a stable tracking servo system can be configured.

【実施例】【Example】

実施例を説明する前に、本実施例で使用する光ディス
ク担体の構造並びに全体のシステム構成について図を用
いて説明する。 第9図は光ディスクのフォーマット構造を示す図であ
る。同図−(a)は、ディスク6の全体を見た図であ
り、3.5インチディスクの円周を複数の物理セクタ(S
T)に分割している状態を示している。同図−(b)
は,物理セクタの内訳を示した図であり、プリフォーマ
ットされているID情報エリア(IDA)とユーザが後から
使用するユーザデータエリア(UDA)とに分かれている
ことを示している。同図−(c)は、ID情報エリア(ID
A)の先頭部を具体的に示す図である。トラッキング案
内用グルーブ7−1と7−2の中間部分、即ちランド部
の中心をトラック中心とし、このトラック中心から上下
に振り分けた一対のウォブリングピット27−1と27−2
を有する。トラック中心にはアドレス情報等のプリピッ
ト28が形成されている。なお、トラッキング案内用グル
ープ7はユーザデータエリア(UDA)にも連続して形成
されている。 第8図は実施例で用いる光ディスク装置の全体構成を
示す概念図である。移動ステージ70の上へ光学系(光ヘ
ッド)73全体を乗せ、リニアモータコントローラ71によ
って、光ディスク6の内周、外周への移動を行い、その
座標(半径方向位置)は、スケーラ72によって検出され
る。スケーラ72によって検出された半径方向位置はトラ
ッキングサーボ回路74並びに光ディスクコントロールユ
ニット(ODU)76へ供給する。光ディスク6はスピンド
ルモータコントローラ75によって定速回転制御されてお
り、スピンドルモータコントローラ75で得られる回転角
度情報は、トラッキングサーボ回路74へ供給される。な
お、光ディスクコントロールユニット(ODU)76は、SCS
I(スモール コンピュータ システム)バスを経由し
て、ホストコンピュータ77の指令を受け、具体的なシー
ケンスの進行などを受持ち、各種サーボ系のオン、オフ
並びにリード/ライト制御指令などを発行する。 次に、トラッキングサーボ系の実施例を図を用いて説
明する。 第1図は、本発明によるトラッキングサーボ系の機能
ブロック図である。半導体レーザ1から出力するレーザ
ビーム2は、レンズ3により平行光となり、偏光ビーム
スプリッタ8で偏向され、ハーフミラー4を通過し、対
物レンズ5によって光ディスク6の記録面へ集光する。
ディスク6からは反射したレーザビームは、対物レンズ
5を逆に通過し、ハーフミラー4で分光され、その一部
はプシュプルトラッキング検出用の光検出器14に入光
し、残りのビーム光は偏光ビームスプリッタ8を直行
し、集光レンズ9並びにシリンドリカルレンズ10を経
て、アナライザ11の作用でレーザビームの偏光角を検出
する光検出器12および13へ集光する。光検出器12と光検
出器13のそれぞれの出力信号の差を減算回路25で誤差演
算することにより、光磁気信号61を得ることが出来る。
一方、二分割光検出器(ディテクタ)14の出力信号40と
41は、加算器19で加算されて反射明暗信号となる。この
明暗信号は、ウォブリングトラックエラー検出回路20へ
入力し、ウォブリングマークの認識を行なうと同時に、
明暗信号に含まれるウォブリングマーク27の前段ピット
部による波高値と後段ピット部による波高値の差をとる
ことにより、ウォブリングトラックエラーの原信号47を
得る。この原信号47は増幅器21を経てウォブリング系の
オン・オフを制御するスイッチ22のオン側へ接続する。
スイッチ22のコモン側出力はローパスフィルタ23を経由
してオフセット抑圧係数K′となる。また、補正テーブ
ル用RAM29の出力データは、ディジタルアナログコンバ
ータDAC30でアナログ化し、予測補正のオン・オフを制
御するスイッチ13へ入力する。このスイッチ31の出力と
アース間にコンデンサCと抵抗Rを並列接続しておく。
スイッチ31の出力はコンデンサCと抵抗R及び増幅器32
を経てオフセット補正係数K″となる。オフセット抑圧
係数K′とオフセット補正係数K″は加算器24で合成さ
れ、乗数Kとして乗算器15へ作用する。乗算器15は2個
で構成し、一方は二分割検出器(ディテクタ)14の一方
の出力信号40を2倍のK倍化し、残りの一方は、二分割
光検出器(ディテクタ)14の他方の出力信号41を2倍の
1マイナスK倍化し、それらの演算結果を減算器16で誤
差演算することにより、プシュプルトラッキングエラー
信号42を生成する。即ち、二分割検光検出器(ディテク
タ)14の出力信号がそれぞれA,Bとすると、プシュプル
トラッキングエラー信号42は次式のようになる。 エラー信号=2・K・A−2・(1−K)・B この時、抑圧または補正係数をゼロ,即ちK=0.5と
したときのプシュプルトラッキングエラー信号は、 エラー信号=A−B となり、従来のプシュプル信号の生成と同じになる。こ
のようにして生成したプシュプルトラッキングエラー信
号42は、位相補償回路17で位相シフトし、増幅器18を経
由してトラッキングアクチュエータコイル26を駆動し、
対物レンズ5をトラック方向に平行微動させることによ
ってトラッキングサーボ系を構成する。 第2図は、第1図の補正テーブル用RAM29を示すブロ
ック図であり、シングルチップマイクロプロセッサHD68
P01V07(日立製)を用いて構成したときの例である。電
源投入などの時点でリセット信号がRES端子に入力され
ると、プロセッサ50はシングルチップモード状態に初期
化され、4MHzの水晶振動子をクロックとして動作するこ
とが可能な状態となる。かかる状態下において、光ディ
スクコントロールユニット(第8図の76)からデータサ
ンプル指令が、該プロセッサのMNI(ノン・マスカマブ
ル・インターラプト)端子に入力されると無条件割込要
因となり、先ず、予測補正信号発生用D/Aコンバータ30
の出力が0V出力となるようにデータを出力ポートP30〜P
37にセットする。ウォブリングマーク27が検出される
と、二つのウォブリングピットの反射光量の大きさの
差、即ち、ウォブリングトラックエラー原信号47をADコ
ンバータ48でディジタルコード化し、その値を入力ポー
トP40〜P47で内部に取り込む。この様にして、トラック
1周分のウォブリングトラックエラーの現信号データを
ウォブリングマーク27が検出されるごとに取り込み、デ
ィスク1回転分の定常的なトラックオフセット情報を収
集し、ノイズ除去演算ならびにデータ補間演算ならびに
位相シフト演算などを入力メモリエリアに記憶済みのウ
ォブリングトラックエラーの原信号データに対して行
い、その結果をプロセッサ50の内部メモリ29の出力メモ
リエリアにストアする。その後、出力メモリエリアのデ
ータを、D/Aコンバータ入力データ用の出力ポートP30〜
P37に出力し、ウォブリングトラックエラーのサンプリ
ング周期間内をスムーズに連続するための補間データを
含めて出力し、D/Aコンバータ30からは、連続したアナ
ログデータとして、予測補正信号60が出力され、定常的
なオフセット成分を補正するように動作する。 第3図はディスク装着時の初期設定動作を示すフロー
チャート図である。このフローに入る前提として、ディ
スク6をドライブ装置(第8図)に装着し、スピンドル
モータを所定の回転速度で回転させ、レーザビームの焦
点合わせを行ない、次にプシュプルサーボ系をオンし、
プシュプルトラッキングのみによるトラッキング状態に
しておく。その後、光ヘッドを最内周へ移動し(ステッ
プ51)、トラック一周分のトラッキングずれ量を一対の
ウォブリングマークを用いて測定し、入力メモリ部へス
トアする(ステップ52)。次に、入力メモリにストアさ
れているトラックずれ量(実施例では一周で17対のウォ
ブリングマークを有しているディスクを使用したので、
17サンプル分のトラックずれ量を記憶している)に対し
て、ノズル除去演算並びにデータ補間演算(スムージン
グ)並びに位相シフト演算等を行い、その結果を出力メ
モリ部へストアすると同4時に、順次DAコンバータ30へ
出力し(実施例では、スムージング処理の結果、トラッ
ク一周当り136個のデータとなっている)、トラックず
れに対して補正動作を試行する(ステップ53)。このよ
うに予測補正を試行しつつ、一対のウォブリングマーク
27の誤差成分を監視し、この誤差値が一定値以下となっ
ているかを判定し(ステップ54)、もし上記誤差値が一
定値以下であれば次の測定点へ光ヘッド73を移動させる
(ステップ55)。この時、ディスク6の最外周へ到達し
たか否かの判定を行い(ステップ56)、もしいまだ到達
していなければデータ採取ステップ52へ戻り、最外周で
あると判定したときには初期設定動作が終了する。 第4図はシーク動作時のタイムスケジュールの一例を
示すタイムチャート図であり、第1図を参照しながら以
下で説明する。第4図の横軸は時間、縦軸はトラックオ
フセット量を示しており、光ヘッド移動直後におけるプ
シュプル系に生じた、一点破線で示すフセットを補正ま
たは抑圧する状況を示している。先ず、シーク目標トラ
ックへ到達直後に、予測補正系をオン(第1図のスイッ
チ31をオン側へ)することにより、2点破線で示すオフ
セット補正量は急速に立上り(第1図のコンデンサCに
予測補正指示電圧が急速充電される)、実線で示すトラ
ックオフセット(トラックずれ)は急速に減少方向へ進
み、予測補正誤差成分を残留オフセットとして残して
(本実施例では残留オフセット量が0.01ミクロン以下で
あった)安定する。その後、ウォブリングトラッキング
系をオン(第1図のスイッチ22をオン側へ)することに
より、いわゆるコンポジットトラッキング系が構成さ
れ、残留オフセット成分も徐々に抑圧方向へ向かってい
く。通常はこのままの状態、即ちコンポジットトラッキ
ング系に予測補正系を付加した状態のままでも良いが、
予測補正系はフィードフォワードサーボ系であり、長時
間の安定性の面で問題点を包含している。そこでトラッ
キング系全体の安定性を向上させることを主な目的とし
て、予測補正系をこの時点でオフ(第1図のスイッチ31
を切り離す)にすると、第1図に示すコンデンサCと抵
抗Rの時定数を持った放電曲線で予測補正電圧はゼロ電
位の方向へ収束していく。この収束速度(CとRの時定
数)をウォブリングトラッキング系の応答速度(主に、
第1図で示すローパスフィルタLPF23の伝達関数で決ま
り、本実施例では0.5ヘルツのローパスフィルタを採用
した)よりも遅く設定すると、図示されているように予
測補正量の減少を補間するようにウォブリングトラッキ
ング系のオフセット抑圧量が増加して行き、最終的には
ウォブリングトラッキング系のループゲインが無限大で
ないために生じるゲインオフセット成分のみが残留され
た状態(実施例では0.02ミクロン以下であった)で安定
化する。 第5図は第1図の乗算器15の周辺を具体化したブロッ
ク構成図である。二分割光検出器14−Aおよび14−Bの
それぞれの出力電流は、電流電圧変換アンプ43−1およ
び43−2でディテクタ出力電圧信号40と41に変換され、
マルチプライング(乗算型)DAコンバータ15−1および
15−2のアナログ入力端子(A.IN)へ接続される。一
方、ウォブリング系のローパスフィルタ23の出力K′と
予測補正系の増幅器32の出力K″は加算器24で合成され
て乗算係数Kとなり、ADコンバータ44で極性ビット付き
のディジタルコードデータ46に変換される。二分割光検
出器14−Aのディテクタ出力信号(検出信号)が接続さ
れているマルチプライング(乗算型)DAコンバータ15−
1のディジタル入力端子(D.IN)には、ディジタルコー
ドデータ46をそのまま入力し、二分割光検出器14−Bの
ディテクタ出力信号(検出信号)が接続されているマル
チプライング(乗算型)DAコンバータ15−2のディジタ
ル入力信号(D.IN)にはディジタルコードデータ46をイ
ンバータIC46で反転し入力することにより、乗数K=0.
5(8ビットの2進数は“10000000"となる)を境界線と
する差動乗算器の構成となる。差動乗算器15のそれぞれ
のアナログ出力(A.OUT)を減算器16によって誤差演算
することにより、二分割光検出器14−Aと14−Bの検出
感度が変化した場合においても、ゲイン変動とオフセッ
トの非常に少ないプシュプルトラックエラー信号42を作
り出すことができる。なお、この実施例のようにディジ
タルコードデータを反転させる方式では、乗数に1LSBの
誤差が生じるため、ディジタル加算ICを用いて2の補数
を求めるほうが、より正確な構成となる。 第6図は光軸シフトなどのオフセット要因が全くない
理想状態における二分割光検出器の検出信号40,41とそ
の誤差演算結果、即ちプシュプルトラックエラー信号42
の関係を示す波形図であり、横軸はトラックずれ量、縦
軸は電圧となっている。同図(a)に示すようにオフセ
ット要因が少ない場合の二分割光検出器のそれぞれの検
出信号出力40と41は左右対称波形となっており、結果と
して同図(b)に示すようにプシュプルトラックエラー
信号も正極性側と負極性側とは完全な回転対称形にな
る。 第7図は光軸を約400ミクロンシフトさせたときの二
分割光検出器の検出信号40,41とその誤差演算結果、即
ちプシュプルトラックエラー信号42の関係を示す波形図
であり、横軸はとラックずれ量、縦軸は電圧となってい
る。約400ミクロンの光軸シフトが生じると、同図
(a)に示すように二分割光検出器の検出信号出力40と
41とでは、大きさの異なる非対称の波形になってしま
い、このままの状態で誤差演算をすると同図(b)の42
で示すようなプシュプルトラックエラー信号となり、約
0.3ミクロンのトラックオフセット(トラックずれ)が
発生することになる。そこで、前述したように二分割光
検出器14の出力信号40と41を差動増幅器(前述の第5図
の説明を参照のこと)で演算した結果を用いて、プシュ
プル信号を生成すると、同図(b)の42−aで示す波形
となり、ほぼ第6図(b)で示した理想状態のプシュプ
ルトラックエラー信号に復元されていることが判る。な
お、第7図(b)の42−(b)で示す波形は、オフセッ
トしたプシュプルトラックエラー信号を従来方式のバイ
アス電圧印加によるS字シフトによってオフセットを抑
圧または補正した例であり、正極性側と負極性側との対
称性が崩れ、ゲインに変動をきたしていることが判る。 本実施例によれば、光軸が大幅にシフトしてしまった
光ディスク装置においても、トラックずれの発生を容易
に防止でき、かつ、シーク動作時等における周波数特性
(応答特性)にも優れたトラッキング方式が実現でき
る。
Before describing the embodiments, the structure of the optical disk carrier used in the present embodiment and the overall system configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram showing a format structure of an optical disk. FIG. 5A is a view of the entire disk 6 and shows the circumference of a 3.5-inch disk as a plurality of physical sectors (S
T) is shown. FIG .- (b)
Is a diagram showing a breakdown of the physical sector, and shows that it is divided into a preformatted ID information area (IDA) and a user data area (UDA) used later by the user. FIG. 11C shows the ID information area (ID
It is a figure which shows the head part of A) specifically. A pair of wobbling pits 27-1 and 27-2 are arranged vertically from the center of the track with the center between the tracking guide grooves 7-1 and 7-2, that is, the center of the land, as the track center.
Having. A pre-pit 28 for address information and the like is formed at the center of the track. The tracking guidance group 7 is also formed continuously in the user data area (UDA). FIG. 8 is a conceptual diagram showing the entire configuration of the optical disk device used in the embodiment. The entire optical system (optical head) 73 is placed on the moving stage 70, and the linear motor controller 71 moves the optical disk 6 to the inner and outer circumferences, and its coordinates (radial position) are detected by the scaler 72. You. The radial position detected by the scaler 72 is supplied to a tracking servo circuit 74 and an optical disk control unit (ODU) 76. The optical disc 6 is controlled to rotate at a constant speed by a spindle motor controller 75, and the rotation angle information obtained by the spindle motor controller 75 is supplied to a tracking servo circuit 74. The optical disk control unit (ODU) 76 uses SCS
Via an I (small computer system) bus, it receives commands from the host computer 77, handles the progress of specific sequences, and issues on / off and read / write control commands for various servo systems. Next, an embodiment of the tracking servo system will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram of a tracking servo system according to the present invention. The laser beam 2 output from the semiconductor laser 1 becomes parallel light by the lens 3, is deflected by the polarizing beam splitter 8, passes through the half mirror 4, and is condensed on the recording surface of the optical disc 6 by the objective lens 5.
The laser beam reflected from the disk 6 passes through the objective lens 5 in reverse, is split by the half mirror 4, a part of the light enters a photodetector 14 for push-pull tracking detection, and the remaining beam light is polarized. The laser beam goes straight through the beam splitter 8, passes through the condenser lens 9 and the cylindrical lens 10, and is condensed on the photodetectors 12 and 13 which detect the polarization angle of the laser beam by the action of the analyzer 11. The difference between the respective output signals of the photodetector 12 and the photodetector 13 is subjected to error calculation by the subtraction circuit 25, whereby the magneto-optical signal 61 can be obtained.
On the other hand, the output signal 40 of the split photodetector (detector) 14
41 is added by the adder 19 to become a reflected light / dark signal. This light / dark signal is input to a wobbling track error detection circuit 20 to recognize a wobbling mark,
An original signal 47 of a wobbling track error is obtained by taking the difference between the peak value of the wobbling mark 27 included in the light and dark signal and the peak value of the preceding pit portion. The original signal 47 passes through the amplifier 21 and is connected to the ON side of the switch 22 for controlling ON / OFF of the wobbling system.
The common-side output of the switch 22 becomes an offset suppression coefficient K 'via the low-pass filter 23. The output data of the correction table RAM 29 is converted into an analog signal by the digital-to-analog converter DAC 30 and is input to the switch 13 for controlling ON / OFF of the prediction correction. A capacitor C and a resistor R are connected in parallel between the output of the switch 31 and the ground.
The output of the switch 31 includes a capacitor C, a resistor R, and an amplifier 32.
Then, the offset correction coefficient K ″ becomes the offset correction coefficient K ′. The offset suppression coefficient K ′ and the offset correction coefficient K ″ are combined in the adder 24 and act on the multiplier 15 as the multiplier K. The multiplier 15 is composed of two parts, one of which multiplies one output signal 40 of the two-split detector 14 by K, and the other one of which is the other of the two-split photodetector 14. The output signal 41 is doubled by a factor of 1 minus K, and the operation result thereof is subjected to an error operation by the subtractor 16 to generate a push-pull tracking error signal 42. That is, assuming that the output signals of the two-part split photodetector (detector) 14 are A and B, the push-pull tracking error signal 42 is expressed by the following equation. Error signal = 2 · K · A−2 · (1−K) · B At this time, the push-pull tracking error signal when the suppression or correction coefficient is set to zero, that is, K = 0.5, is as follows. This is the same as the generation of the conventional push-pull signal. The push-pull tracking error signal 42 thus generated is phase-shifted by the phase compensation circuit 17, drives the tracking actuator coil 26 via the amplifier 18, and
A tracking servo system is constituted by finely moving the objective lens 5 in parallel in the track direction. FIG. 2 is a block diagram showing the correction table RAM 29 of FIG.
This is an example of a configuration using P01V07 (manufactured by Hitachi). When a reset signal is input to the RES terminal at the time of power-on or the like, the processor 50 is initialized to a single-chip mode state, and enters a state where it can operate using a 4 MHz crystal oscillator as a clock. Under these conditions, when a data sample command is input from the optical disk control unit (76 in FIG. 8) to the MNI (non-maskable interrupt) terminal of the processor, it causes an unconditional interrupt. D / A converter for signal generation 30
Data output ports P30-P
Set to 37. When the wobbling mark 27 is detected, the difference between the magnitudes of the reflected light amounts of the two wobbling pits, that is, the wobbling track error original signal 47 is digitally coded by the AD converter 48, and the value is internally stored at the input ports P40 to P47. take in. In this manner, the current signal data of the wobbling track error for one round of the track is captured every time the wobbling mark 27 is detected, and the steady track offset information for one rotation of the disk is collected, and the noise removal operation and the data interpolation are performed. An operation and a phase shift operation are performed on the original signal data of the wobbling track error stored in the input memory area, and the result is stored in the output memory area of the internal memory 29 of the processor 50. Then, the data in the output memory area is transferred to the output ports P30 to D / A converter input data.
P37, and output including interpolation data for smoothly continuing within the sampling period of the wobbling track error.The D / A converter 30 outputs the prediction correction signal 60 as continuous analog data. It operates to correct the stationary offset component. FIG. 3 is a flowchart showing an initial setting operation when a disc is mounted. As a premise of entering this flow, the disk 6 is mounted on a drive device (FIG. 8), a spindle motor is rotated at a predetermined rotation speed, a laser beam is focused, and then a push-pull servo system is turned on.
The tracking state is established only by the push-pull tracking. Thereafter, the optical head is moved to the innermost circumference (step 51), the tracking deviation amount for one round of the track is measured using a pair of wobbling marks, and stored in the input memory unit (step 52). Next, the track shift amount stored in the input memory (in the embodiment, since a disk having 17 pairs of wobbling marks in one round was used,
Nozzle removal calculation, data interpolation calculation (smoothing), phase shift calculation, etc. are performed on the track shift amount for 17 samples), and the results are stored in the output memory unit. The data is output to the converter 30 (in the embodiment, 136 pieces of data are recorded per track as a result of the smoothing process), and a correction operation for the track deviation is tried (step 53). While trying to correct the prediction in this way, a pair of wobbling marks
The error component 27 is monitored to determine whether the error value is equal to or less than a certain value (step 54). If the error value is equal to or less than the certain value, the optical head 73 is moved to the next measurement point ( Step 55). At this time, it is determined whether or not the disk 6 has reached the outermost circumference (step 56). If it has not reached the outermost circumference, the process returns to the data collection step 52. If it is determined that the disk 6 is the outermost circumference, the initial setting operation ends. I do. FIG. 4 is a time chart showing an example of a time schedule during a seek operation, which will be described below with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amount of track offset, and shows a situation in which the offset indicated by the dash-dot line generated in the push-pull system immediately after the movement of the optical head is corrected or suppressed. First, immediately after reaching the seek target track, the prediction correction system is turned on (the switch 31 in FIG. 1 is turned on), so that the offset correction amount indicated by the two-dot broken line rapidly rises (the capacitor C in FIG. 1). In this case, the prediction correction instruction voltage is rapidly charged), and the track offset (track deviation) indicated by the solid line rapidly decreases, leaving the prediction correction error component as a residual offset (in this embodiment, the residual offset amount is 0.01 μm). It was stable). Thereafter, by turning on the wobbling tracking system (turning the switch 22 of FIG. 1 to the ON side), a so-called composite tracking system is formed, and the residual offset component also gradually moves in the suppression direction. Normally, it may be in this state, that is, in a state in which a prediction correction system is added to the composite tracking system,
The prediction correction system is a feedforward servo system, and has a problem in long-term stability. In order to improve the stability of the entire tracking system, the prediction correction system is turned off at this point (switch 31 in FIG. 1).
Is cut off), the predicted correction voltage converges toward the zero potential in the discharge curve having the time constant of the capacitor C and the resistor R shown in FIG. The convergence speed (the time constant of C and R) is determined by the response speed of the wobbling tracking system (mainly,
If it is set later than that determined by the transfer function of the low-pass filter LPF23 shown in FIG. 1 and a 0.5-hertz low-pass filter is employed in this embodiment, wobbling is performed so as to interpolate the decrease in the predicted correction amount as shown in the figure. In a state where the offset suppression amount of the tracking system increases, and finally, only the gain offset component generated because the loop gain of the wobbling tracking system is not infinite remains (0.02 micron or less in the embodiment). Stabilize. FIG. 5 is a block diagram showing the periphery of the multiplier 15 shown in FIG. The respective output currents of the split photodetectors 14-A and 14-B are converted into detector output voltage signals 40 and 41 by current / voltage conversion amplifiers 43-1 and 43-2, respectively.
Multiplying (multiplication type) DA converter 15-1 and
Connected to 15-2 analog input terminal (A.IN). On the other hand, the output K 'of the low pass filter 23 of the wobbling system and the output K "of the amplifier 32 of the prediction correction system are combined by the adder 24 to become a multiplication coefficient K, which is converted by the AD converter 44 into digital code data 46 with polarity bits. A multiplying (multiplying) DA converter 15- connected to the detector output signal (detection signal) of the two-segment photodetector 14-A.
A digital input terminal (D.IN) receives the digital code data 46 as it is, and is connected to the detector output signal (detection signal) of the split photodetector 14-B. The digital code data 46 is inverted and input to the digital input signal (D.IN) of the DA converter 15-2 by the inverter IC 46 so that the multiplier K = 0.
A differential multiplier having a boundary of 5 (a binary number of 8 bits is “10000000”) is provided. By performing an error operation on each analog output (A.OUT) of the differential multiplier 15 by the subtractor 16, even when the detection sensitivities of the two-split photodetectors 14-A and 14-B change, the gain variation does not occur. And a push-pull track error signal 42 having a very small offset. In the method of inverting the digital code data as in this embodiment, since an error of 1 LSB occurs in the multiplier, obtaining a two's complement using a digital addition IC provides a more accurate configuration. FIG. 6 shows detection signals 40 and 41 of the two-segment photodetector and an error calculation result thereof, that is, a push-pull track error signal 42 in an ideal state where there is no offset factor such as an optical axis shift.
Is a waveform diagram showing the relationship, wherein the horizontal axis represents the amount of track deviation and the vertical axis represents the voltage. When the offset factor is small as shown in FIG. 7A, the respective detection signal outputs 40 and 41 of the two-segment photodetector have left-right symmetric waveforms. As a result, as shown in FIG. The track error signal is also completely rotationally symmetric between the positive polarity side and the negative polarity side. FIG. 7 is a waveform diagram showing the relationship between the detection signals 40 and 41 of the two-segment photodetector and the error calculation result thereof when the optical axis is shifted by about 400 microns, that is, the push-pull track error signal 42. And the amount of rack deviation, and the vertical axis represents voltage. When the optical axis shift of about 400 microns occurs, as shown in FIG.
In this case, an asymmetrical waveform having a different magnitude is obtained.
A push-pull track error signal as shown by
A track offset (track deviation) of 0.3 microns will occur. Therefore, as described above, when a push-pull signal is generated using the result obtained by calculating the output signals 40 and 41 of the two-split photodetector 14 with a differential amplifier (see the description of FIG. 5 described above), It becomes a waveform indicated by 42-a in FIG. 6B, and it can be seen that the signal is restored to the ideal push-pull track error signal shown in FIG. 6B. The waveform shown by 42- (b) in FIG. 7 (b) is an example in which the offset push-pull track error signal is suppressed or corrected by an S-shaped shift by applying a bias voltage in the conventional method, and the positive side It can be seen that the symmetry between the negative polarity side and the negative polarity side is broken, and the gain is changed. According to the present embodiment, even in an optical disc device in which the optical axis has shifted significantly, the occurrence of track deviation can be easily prevented, and the tracking characteristics excellent in frequency characteristics (response characteristics) at the time of seek operation and the like. The system can be realized.

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明によれば、事前に記憶しているウォブリングマ
ークから得られたトラックずれ量を用いて、プシュプル
サーボ系で発生したトラックオフセットを確実に予測補
正ができ、また低い周波数に設定したローパスフィルタ
の作用で安定度が向上したウォブリングトラッキング系
へのスムーズな移行、即ちフィードフォワード補正系か
らフィードバック抑圧系への移行が確実に行われるの
で、応答特性並びにトラック追跡精度に優れたトラッキ
ングサーボ系が構成される効果がある。 また、プシュプル系に大幅なオフセット要因が生じて
しまったとしても、その成分を抑圧または補正せしめた
後のトラッキングサーボ系のゲイン変動が極めて少な
く、常に安定したトラッキングサーボ系が構成される効
果がある。
According to the present invention, the track offset generated in the push-pull servo system can be reliably predicted and corrected using the track shift amount obtained from the wobbling mark stored in advance, and the low-pass filter set to a low frequency can be corrected. The smooth transition to the wobbling tracking system with improved stability due to the action, that is, the transition from the feedforward correction system to the feedback suppression system is performed reliably, so that a tracking servo system with excellent response characteristics and track tracking accuracy is configured. Has an effect. Further, even if a large offset factor occurs in the push-pull system, the gain fluctuation of the tracking servo system after suppressing or correcting the component is extremely small, and there is an effect that a stable tracking servo system is always configured. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例であるトラッキングサーボ系
を示すブロック図、第2図は本発明で用いる補正テーブ
ルの一構成例を示すブロック図、第3図は初期設定動作
のフローチャート図、第4図はシーク動作時のタイムチ
ャート図、第5図は差動乗算器の一構成例を示すブロッ
ク図、第6図は理想状態におけるプシュプル信号の波形
図、第7図は光軸シフト時のプシュプル信号の波形図、
第8図は光ディスク装置の全体構成概念図、第9図は本
発明で用いる光ディスク担体の構造図である。 符号の説明 1……半導体レーザ、2……レーザビーム、6……光デ
ィスク、7……グルーブ、12、13、14……光検出器、15
……差動乗算器、16……プシュプル用減算器、20……ウ
ォブリングトラックエラー検出回路、22……ウォブリン
グ系オン・オフスイッチ、23……ウォブリング系ローパ
スフィルタ、29……補正テーブル用RAM、30……DAコン
バータ、31……予測補正系オン・オフスイッチ。
FIG. 1 is a block diagram showing a tracking servo system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a correction table used in the present invention, FIG. 4 is a time chart at the time of a seek operation, FIG. 5 is a block diagram showing an example of a configuration of a differential multiplier, FIG. 6 is a waveform diagram of a push-pull signal in an ideal state, and FIG. Waveform diagram of the push-pull signal of
FIG. 8 is a conceptual diagram of the overall configuration of the optical disk device, and FIG. 9 is a structural diagram of an optical disk carrier used in the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... semiconductor laser, 2 ... laser beam, 6 ... optical disc, 7 ... groove, 12, 13, 14 ... photodetector, 15
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30 ... DA converter, 31 ... Prediction correction system on / off switch.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】トラックに沿った溝構造であるグルーブ
と、トラックに沿って離散的に配置されたウォブリング
マークを有する光ディスクの所定の位置にレーザビーム
を照射するトラッキング装置であって、上記グルーブか
らの回折光を用いて連続的に第1のトラッキング信号を
形成する第1のトラッキング系と、上記ウォブリングマ
ークによって離散的に得られる信号から第2のトラッキ
ング信号を形成する第2のトラッキング系と、上記第2
のトラッキング信号を用いて補正値を形成,記憶してお
き上記第1のトラッキング系に対して予測補正を行なわ
せしめる予測補正系とを有し、上記予測補正系のオフ動
作に伴う補正信号の収束を上記第2のトラッキング系の
応答速度よりも遅くすることを特徴とする光ディスクの
トラッキング装置。
1. A tracking device for irradiating a laser beam to a predetermined position of an optical disk having a groove having a groove structure along a track and wobbling marks discretely arranged along the track, wherein A first tracking system that continuously forms a first tracking signal by using the diffracted light of (a) and a second tracking system that forms a second tracking signal from a signal that is discretely obtained by the wobbling mark. The second
And a prediction correction system for forming and storing a correction value by using the tracking signal of (1) and causing the first tracking system to perform prediction correction. The convergence of the correction signal accompanying the OFF operation of the prediction correction system A tracking speed of the optical disk, which is lower than a response speed of the second tracking system.
【請求項2】トラックに沿った溝構造であるグルーブ
と、トラックに沿って離散的に配置されたウォブリング
マークを有する光ディスクの所定の位置にレーザビーム
を照射するトラッキング装置であって、上記グループか
らの回折光を用いて連続的に第1のトラッキング信号を
形成する第1のトラッキング系と、上記ウォブリングマ
ークによって離散的に得られる信号から第2のトラッキ
ング信号を形成する第2のトラッキング系と、上記第2
のトラッキング信号を用いて補正値を形成,記憶してお
き上記第1のトラッキング系に対して予測補正を行なわ
せしめる予測補正系とを有し、上記グルーブからの回折
光を検出するための2分割光検出器の2つの出力信号を
それぞれ乗算する独立した乗算器をさらに有し、該2つ
の乗算器の乗数の和が常に一定であるようにすることを
特徴とする光ディスクのトラッキング装置。
2. A tracking device for irradiating a laser beam to a predetermined position of an optical disk having a groove having a groove structure along a track and a wobbling mark discretely arranged along the track, wherein the tracking device comprises: A first tracking system that continuously forms a first tracking signal by using the diffracted light of (a) and a second tracking system that forms a second tracking signal from a signal that is discretely obtained by the wobbling mark. The second
And a prediction correction system for forming and storing a correction value by using the tracking signal of (1) and causing the first tracking system to perform the prediction correction. An optical disk tracking device, further comprising an independent multiplier for multiplying two output signals of a photodetector, wherein a sum of multipliers of the two multipliers is always constant.
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