JP2725489B2

JP2725489B2 - トラックアクセス制御装置および光ディスク装置

Info

Publication number: JP2725489B2
Application number: JP3192227A
Authority: JP
Inventors: 茂下生
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1998-03-11
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JPH0536096A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に情報の記録・
再生を行う光ディスク装置に係り、特に、データ検索の
ために光ビームをトラック間に移動、位置ぎめさせるト
ラックアクセス制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】円板状の記録担体に情報を光学的に書き
込み、あるいは読み出しを行う光ディスク装置では、記
録担体上に同心円状又はスパイラル状に形成された情報
トラックのうち、目標とするトラックに光ヘッド（正確
には光ヘッドにより照射される光ビーム）を移動し、位
置ぎめを行う必要がある。この移動は複数のトラック間
にわたるため、光ビームがトラックを横断する数を計数
してビームの移動を制御する方式が一般的に用いられて
いる。

【０００３】即ち、目標とするトラック位置までの距離
（トラック数）から実際に光ビームが動いたことによる
トラック横断数を減算して得られる位置誤差信号を基
に、この位置誤差信号が小さくなる方向に光ビームを動
かして目標トラックまでの移動を行わせる。

【０００４】移動中は、位置誤差信号を基に目標位置ま
での距離に応じて変化する基準速度信号を発生させ、こ
の基準速度信号に従うように光ビームの移動速度を制御
することにより、高速で光ビームを動かす速度制御形の
移動制御が行われている。

【０００５】このような移動制御は、光ディスク装置に
限らず、磁気ディスク装置でも一般的に行われている。

【０００６】但し、光ディスク装置ではトラックの幅が
磁気ディスク装置に比べて格段に狭いため、目標トラッ
クに光ビームを正確に停止させるには制御周波数帯域の
高い、即ち制御ループゲインの高い速度制御が必要とな
る。しかしながら、重量の大きい光ヘッドを直接駆動す
る方式では速度制御の周波数帯域を高くすることは困難
であり、光ビームを安定且つ正確に目標トラックに停止
させることができない。そこで、光ビームを集束するレ
ンズを駆動して光ビームを移動するようにした技術が提
案されている（特開昭６０−１３１６４６号公報等）。

【０００７】この技術によれば、基準速度信号により移
動速度が制御されるのは小型、軽量の集束レンズであ
り、重量の大きな光ヘッドは、集束レンズの光ヘッドに
対する位置ずれを示す信号を基に集束レンズの動きに追
従するように駆動される。これにより応答速度が速く、
且つ周波数帯域の高い速度制御を可能にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術ではヘッド駆動機構の応答が依然として遅
いため、高速に移動する集束レンズの動きに十分追従す
ることができず、集束レンズと光ヘッドとの相対的位置
ずれが大きくなる問題があった。

【０００９】このことは、集束レンズの焦点が集束すべ
きレーザー光の光軸中心から大きくずれることを意味
し、レーザー光の集束性の劣化を招く。

【００１０】また、レンズの位置ずれは、情報トラック
に対する光ビームの位置ずれを示すトラックエラー信号
にオフセット及びレベル低下を生じさせ、トラックエラ
ー信号に基づく光ビームの位置制御、速度制御動作を不
安定なものとする問題を有していた。

【００１１】このような問題を避けるため、例えば、特
願昭６３−２８０７６９号明細書に示されているよう
に、集束レンズの移動速度を規定する基準速度信号の時
間変化点（これは集束レンズの加速度に相当する）を制
限する手法も考えられるが、そうすると回路構成が複雑
になり、且つ、加速度が制限されるために光ビームの目
標トラックまでの到達時間が長くなるという問題があっ
た。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みて創案された
もので、その目的とするところは、集束レンズの動きを
簡易な手段により光ヘッドの追従可能な範囲に抑える一
方、集束レンズの加速度を光ヘッドが追従可能な限界近
くまで高めることができるトラックアクセス装置を提供
することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、高速トラックアクセ
ス動作を安定に行うことができる光ディスク装置を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のトラックアクセ
ス制御装置は、円板状の記録担体に形成された情報トラ
ックに光ビームを照射するための光ヘッドを備え、該光
ヘッド内に、光源を光ビームに集束する集束レンズと、
この集束レンズを記録担体の半径方向に移動させるため
のレンズアクチュエータと、集束レンズの位置ずれ量を
検出するためのレンズ位置検出器とを具備するととも
に、集束レンズ制御信号を生成してこの集束レンズ制御
信号により前記レンズアクチュエータを駆動するレンズ
アクチュエータ駆動手段と、前記レンズ位置検出器の出
力に基づいて集束レンズの位置ずれ量を小さくするよう
に前記光ヘッドを集束レンズの動きに追従させるヘッド
駆動手段とを有するトラックアクセス装置において、前
記位置検出器の出力に基づいて前記光ヘッドの加速度を
超えない加速度を前記レンズアクチュエータに発生させ
るための規制信号を生成する規制信号生成回路と、前記
位置検出器の出力を監視し、該出力の値が予め設定され
た許容値を超えたときは信号切換指令を発出する比較回
路と、該比較回路から信号切換指令を受信したときは前
記集束レンズ制御信号に代えて前記規制信号を前記レン
ズアクチュエータに導くようにした信号切換手段とを有
してなるレンズ加速度制限手段を設けたものである。

【００１５】また、本発明の光ディスク装置は、上記ト
ラックアクセス制御装置を備えるとともに、光ビームの
現在の情報トラック位置と目標となる情報トラック位置
とのトラックずれ量を示す位置誤差信号を発生する手段
と、該位置誤差信号に対応して光ビームの移動速度を規
制する速度誤差信号を発生する手段とを備え、光ビーム
のトラック間移動制御を行うことで前記記録担体の情報
トラックに対する情報の記録および書き込みを行うよう
にしたものである。

【００１６】

【作用】本発明のトラックアクセス制御装置では、光ビ
ームの移動の際に集束レンズの動きに光ヘッドが追従し
きれなくなり、両者の位置ずれが許容範囲を超えたと
き、集束レンズを駆動するための電流値を制限して集束
レンズの加速度を光ヘッドが追従可能レベルに下げる。
これにより集束レンズの過度に高速な動きが制限され、
その高速応答性を保持しながら光ヘッドが追従可能な範
囲で動くようになる。

【００１７】このようなトラックアクセス制御装置を光
ディスク装置内に組み込むことで、トラックアクセス動
作を安定に行うことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１９】図１は本発明の一実施例に係る光ディスク
装置のトラックアクセス制御装置のブロック構成図であ
る。図中１００は光ヘッド、２００は記録担体を示す。

【００２０】光ヘッド１００は、レーザー光源１１、ビ
ームスプリッタ１２、レンズアクチュエータ１３、集束
レンズ１４、レンズ位置検出器１５、トラックエラー検
出器１６を内蔵し、レーザー光源１１から発出されるレ
ーザー光を集束レンズ１４で集束して記録担体２００の
記録面に照射し、情報の読み出しあるいは書き込みを行
う。

【００２１】記録担体２００の記録面には、同心円状あ
るいはスパイラル状に多数の情報トラックが光学的に位
置検出可能な形で形成されている。記録担体２００から
の反射光は、集束レンズ１４を再び通って光ヘッド１０
０内に戻り、ビームスプリッタ１２によりその一部が分
離され、トラックエラー検出器１６に入射する。トラッ
クエラー検出器１６は、例えば二分割された光検出器
（フォトディテクタ）で構成され、記録担体２００上の
トラックに対する光ビームの位置ずれによって引き起こ
される反射光の変化、例えば反射光の横ずれ等に対応し
て変化する電流を出力する。

【００２２】光ヘッド１００内の集束レンズ１４は、レ
ンズアクチュエータ１３に取り付けられ、記録担体２０
０の半径方向に移動可能となっている。この集束レンズ
１６の記録担体半径方向の動きは、レンズ位置検出器１
５により検出される。本実施例では、このレンズ位置検
出器１５を、中央部にＬＥＤ（発光ダイオード）素子を
配置し、その両側にフォトダイオードを配置した反射形
位置センサで構成した。

【００２３】光ヘッド１００全体は、ヘッドアクチュエ
ータ３４に取り付けられ、このヘッドアクチュエータ３
４により光ヘッド１００全体が記録担体２００の半径方
向に移動可能に構成されている。

【００２４】なお、光ビームを記録担体２００の半径方
向に移動させるには、必ずしも光ヘッド１００全体を移
動させる必要はなく、集束レンズ１４とレンズアクチュ
エータ１３及びレンズ位置検出器１５のみがヘッドアク
チュエータ３４により移動させられる構成にすることも
できる。この場合には、レーザー光源１１、ビームスプ
リッタ１２、トラックエラー検出器１６等は、光ディス
ク装置のベースに固定して配置される。

【００２５】次に、図１を再び参照し、光ヘッド１００
全体および集束レンズ１４を駆動する手段について説明
する。

【００２６】トラックエラー検出器１６から出力される
二本の電流信号は、トラックエラーアンプ２２に入力さ
れる。トラックエラーアンプ２２はこれら電流信号の差
をとり、これを増幅してトラックエラー信号ｊを出力す
る。トラックパルス生成回路２３はトラックエラー信号
ｊを受信し、そのゼロクロスを検出して光ビームがトラ
ックを横切ったことを示すトラックパルスｂを出力す
る。

【００２７】速度検出回路２４は、例えばＦ／Ｖ（周波
数／電圧）変換回路により構成され、トラックパルスｂ
を受信して光ビームがトラックを横切って移動する速度
を示す速度信号ｅを出力する。なお、速度検出回路２４
は特開昭５４−７１１４号公報の例にあるように、レン
ズアクチュエータ１３の電流信号ｃをＩ／Ｖ変換した信
号に加えて速度信号ｅの高周波特性を向上させる構成と
しても良い。

【００２８】位置誤差信号発生器２５は、光ヘッド１０
０の移動開始時に光ビームの現在位置から目標とするト
ラックまでの距離、即ち横断すべきトラック数を示す目
標移動量信号ａを受信し、光ビームの移動によって発生
されるトラックパルスｂによりその値を減算カウントす
ることにより、移動中の光ビームの目標トラックまでの
残りの距離（トラック数）を示す位置誤差信号ｆを出力
する。

【００２９】基準速度信号発生器２６は、この位置誤差
信号ｆを基に光ビームの移動速度を規定するための基準
速度信号ｇを生成する。この基準速度信号ｇと速度信号
ｅとの差は、誤差アンプ２７により増幅され、集束レン
ズ制御信号たる速度誤差信号ｈとして出力される。

【００３０】セレクタ２８は、通常は、この速度誤差信
号ｈに比例した電流をレンズアクチュエータ１３に供給
し、レンズアクチュエータ１３はその電流に比例した加
速度を発生して集束レンズ１４を目標トラックに向かっ
て駆動する。

【００３１】一方、レンズ位置検出器１５から出力され
る集束レンズ１４の位置ずれにより変化する信号は、レ
ンズ位置アンプ２１により増幅されてレンズ位置信号ｋ
として出力される。このレンズ位置信号ｋは位相補償回
路３０に導かれ、ここで位相補償された後、パワーアン
プ３２に導かれる。パワーアンプ３２では、この信号を
増幅し、その値に比例した電流をヘッドアクチュエータ
３４に供給する。ヘッドアクチュエータ３４ではこの電
流に比例した加速度を発生させ、光ヘッド１００を駆動
して、これを集束レンズ１４の動きに追従させる。

【００３２】このようなレンズ位置信号を基に光ヘッド
１００を駆動し、集束レンズ１４の動きに追従させる手
法については、前述した特開昭６０−１３１６４６号公
報にも詳しく説明されている。

【００３３】ところで、光ヘッド１００の集束レンズ１
４に対する追従動作は、集束レンズ１４の動きがヘッド
アクチュエータ３４の光ヘッド１００を駆動する能力
（発生する加速度限界）の範囲内にあるときは非常に良
好に動作するが、集束レンズ１４がヘッドアクチュエー
タ３４の追従能力を超えて加減速される場合は追従不能
となり、大きなレンズ位置誤差を生じる。集束レンズ１
４の動きに適当な規制手段を講じないとこのような事態
は容易に起こり得る。

【００３４】そこで、本実施例では、レンズ位置信号ｋ
のレベルをモニタするレベル比較回路３１を設け、集束
レンズ１４の位置ずれが予め設定された許容範囲を超え
て大きくなった場合、レンズアクチュエータ１３に供給
する電流値を制限することによりヘッドアクチュエータ
３４の追従能力を超える集束レンズ１４の動きを規制し
ている。

【００３５】レベル比較回路３１は、レンズ位置信号ｋ
が正および負の一定レベルを超えたことを検出するコン
パレータにより構成され、レンズ位置信号ｋが規定のレ
ベルを超えた場合にセレクタ２８に信号切換指令を出力
し、セレクタ２８を通過する信号を、通常の速度誤差信
号ｈからレベル変換回路３３の出力に切り換える。

【００３６】レベル変換回路３３は、パワーアンプ３２
からヘッドアクチュエータ３４に供給する電流値を示す
信号ｎを受信し、その電流に基づいてヘッドアクチュエ
ータ３４が発生する加速度を超えないレベルの加速度を
レンズアクチュエータ１３に発生させる電流値を示す規
制信号（規制電流信号）ｍを生成し、これをセレクタ２
８に出力する。

【００３７】規制電流信号ｍの値は概ねパワーアンプ３
２の出力するヘッドアクチュエータ供給電流に比例し、
規制電流信号ｍの入力を受信したパワーアンプ２９は規
制電流信号ｍの値に比例した電流をレンズアクチュエー
タ１３に供給する。このとき、レンズアクチュエータ１
３の発生する加速度はヘッドアクチュエータ３４の発生
している加速度を超えることはない。

【００３８】従って、レベル比較回路３１によりレンズ
位置信号が規定レベルを超えたことが検出されると、レ
ンズアクチュエータ１３の発生する加速度はヘッドアク
チュエータ３４の発生する加速度以下となり、光ヘッド
１００は集束レンズ１４の動きに追いつけるようにな
る。

【００３９】次に図２を参照して、トラックアクセス装
置の動作を説明する。

【００４０】図２（ａ）は基準速度信号発生器２６によ
り生成される基準速度信号ｇの波形例を示す。トラック
アクセス時の基準速度信号ｇは、光ビームの移動開始時
Ｓには位置誤差信号ｆの値が大きいため、その値は最高
速度値ＶH を示す。光ビームが目標トラックに一定の距
離まで近づいた時点Ｄで減速が開始され、以後、基準速
度信号ｇは次第にその値を小さくして目標到達時点Ｅで
値はゼロになり、光ビームを停止させる。

【００４１】集束レンズ１４は極めて高速な応答が可能
であるから、移動開始時Ｓに最高速度レベルＶH の基準
速度信号ｇが与えられると速やかにその速度まで立ち上
がろうとして大きな加速度で移動を開始する。

【００４２】一方、光ヘッド１００は集束レンズ１４の
高速な動きに追従しきれないため、レンズ位置ずれが大
きくなり、図２（ｃ）に示すように、レンズ位置信号ｋ
の値は急激に大きくなる。しかし、レンズ位置信号ｋが
レベル比較回路３１で設定されたスライスレベル＋ＶS
を超えるとセレクタ２８を通過する信号が切り換えら
れ、パワーアンプ２９に入力する信号は規制電流信号ｍ
となる。

【００４３】ヘッドアクチュエータ３４に供給される電
流は図２（ｅ）のヘッドアクチュエータ電流信号ｎの波
形に示すように、レンズアクチュエータ１３に供給され
る電流よりゆっくりとした立ち上がりをするが、規制電
流信号ｍの値はこのヘッドアクチュエータ電流信号ｅで
示される光ヘッド１００の加速度より集束レンズ１４の
加速度を低く抑える値となる。従って、レンズアクチュ
エータ１３に供給される電流値を示すレンズアクチュエ
ータ電流信号ｃは図２（ｄ）に示すように、当初は急激
に値が上昇するが、レンズ位置信号ｋがスライスレベル
＋ＶS を超えたところで規制電流信号ｍの値に比例した
小さな値に抑えられる。このときレンズアクチュエータ
１３の加速度はヘッドアクチュエータ３４の発生する加
速度より小さくなり、光ヘッド１００は集束レンズ１４
の動きに追いついて行く。

【００４４】レンズ位置信号ｋがスライスレベル＋ＶS
より小さくなると、セレクタ２８は再び速度誤差信号ｈ
を通過させるように切り換えられ、レンズアクチュエー
タ１３に再び大きな加速度を発生する電流が供給され、
集束レンズ１４は大きく加速される。

【００４５】この繰り返しにより集束レンズ１４の平均
加速度は光ヘッド１００が追従可能な限界のレベルに抑
えられ、集束レンズ１４の速度は図２（ｂ）の速度信号
ｅの波形に示すような概ね傾き（加速度）が一定のゆる
やかな立ち上がりを呈することになる。

【００４６】また、減速開始時点Ｄにおいても集束レン
ズ１４は基準速度信号ｇの急激な変化に応答するが、光
ヘッド１００は必ずしもこの動きに追従しきれないた
め、レンズ位置ずれが大きくなり、レンズ位置信号ｋが
負のスライスレベル−ＶS を超えることが起こる。この
際にもセレクタ２８が規制電流信号ｍを通過させるよう
に切り換えられ、レンズアクチュエータ１３の発生する
加速度はヘッドアクチュエータ３４の発生する加速度よ
り小さく抑えられる。

【００４７】これにより集束レンズ１４の動作は光ヘッ
ド１００が追従可能な範囲に抑えられることになる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、集束
レンズの位置ずれ量が予め定められた許容範囲を超えて
変化した場合、集束レンズの加速度を光ヘッドが追従可
能な加速度以下に制限する回路手段を備えたトラックア
クセス制御装置を構成したので、過度の動きを抑制しな
がら集束レンズを駆動して光ビームの移動を行わせ、光
ヘッドがこの動きに良好に追従するようになった。これ
によりトラックアクセス動作が従来のものに比べて著し
く安定した。

【００４９】また、上記トラックアクセス制御装置を用
いることにより、集束レンズの高帯域の速度制御が行わ
れるとともに、集束レンズの加速度を光ヘッドが追従可
能な限界近くまで高めることが可能となるため、高速な
トラックアクセス動作を安定に行うことができる光ディ
スク装置を実現することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光ディスク装置のトラ
ックアクセス制御装置のブロック構成図である。

【図２】本実施例のトラックアクセス装置の動作時にお
ける各信号波形図であり、（ａ）は基準速度信号ｇの波
形図、（ｂ）は速度信号ｅの波形図、（ｃ）はレンズ信
号信号ｋの波形図、（ｄ）はレンズアクチュエータ電流
信号ｃの波形図、（ｅ）はヘッドアクチュエータ電流信
号ｎの波形図を示す。

【符号の説明】

１００光ヘッド２００記録担体１１レーザー光源１２ビームスプリッタ１３レンズアクチュエータ１４集束レンズ１５レンズ位置検出器１６トラックエラー検出器２１レンズ位置アンプ２２トラックエラーアンプ２３トラックパルス生成回路２４速度検出回路２５位置誤差信号発生器２６基準速度信号発生器２７誤差アンプ２８セレクタ２９，３２パワーアンプ３０位相補償回路３１レベル比較回路３３レベル変換回路３４ヘッドアクチュエータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状の記録担体に形成された情報トラ
ックに光ビームを照射するための光ヘッドを備え、該光
ヘッド内に、光源を光ビームに集束する集束レンズと、
この集束レンズを記録担体の半径方向に移動させるため
のレンズアクチュエータと、集束レンズの位置ずれ量を
検出するためのレンズ位置検出器とを具備するととも
に、集束レンズ制御信号を生成してこの集束レンズ制御
信号により前記レンズアクチュエータを駆動するレンズ
アクチュエータ駆動手段と、前記レンズ位置検出器の出
力に基づいて集束レンズの位置ずれ量を小さくするよう
に前記光ヘッドを集束レンズの動きに追従させるヘッド
駆動手段とを有するトラックアクセス装置において、前記集束レンズの位置ずれ量が予め定められた許容範囲
を超えた場合に該集束レンズの加速度を前記光ヘッドの
加速度以下に制限するようにしたレンズ加速度制限手段
を設けたことを特徴とするトラックアクセス制御装置。
【請求項２】前記レンズ加速度制限手段は、前記位置
検出器の出力に基づいて前記光ヘッドの加速度を超えな
い加速度を前記レンズアクチュエータに発生させるため
の規制信号を生成する規制信号生成回路と、前記位置検
出器の出力を監視し、該出力の値が予め設定された許容
値を超えたときは信号切換指令を発出する比較回路と、
該比較回路から信号切換指令を受信したときは前記集束
レンズ制御信号に代えて前記規制信号を前記レンズアク
チュエータに導くようにした信号切換手段とを有してな
ることを特徴とする請求項１記載のトラックアクセス装
置。
【請求項３】請求項１もしくは請求項２記載のトラッ
クアクセス制御装置を備えるとともに、光ビームの現在
の情報トラック位置と目標となる情報トラック位置との
トラックずれ量を示す位置誤差信号を発生する手段と、
該位置誤差信号に対応して光ビームの移動速度を規制す
る速度誤差信号を発生する手段とを備え、光ビームのト
ラック間移動制御を行うことで前記記録担体の情報トラ
ックに対する情報の記録および書き込みを行うようにし
たことを特徴とする光ディスク装置。