JP2732591B2 - 記録媒体処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば光ディスクに対して情報の記録あ
るいは再生を行なうディスク装置等の記録媒体処理装置
に関する。

（従来の技術） 周知のように、例えば半導体レーザより出力されるレ
ーザ光によって、光ディスクに情報を記録したり、光デ
ィスクに記録されている情報を読出すディスク装置が種
々開発されている。

このような光ディスク装置では、レーザ光を発生する
半導体レーザ、この半導体レーザからのレーザ光を光デ
ィスク上に集光させる対物レンズ、および光ディスクか
らの反射光を検知する光検出器等を有する光学系を備え
ている。そして、上記光学系内の半導体レーザから発せ
られたレーザ光は、対物レンズにより集光されて光ディ
スク上の目標とするトラックに照射され、これにより記
録あるいは再生が行なわれるようになっている。

このような記録あるいは再生のために、上記レーザ光
の照射を目標とするトラックへ移動（トラックアクセ
ス）させる際は、例えばリニアモータにより、上記光学
系全体を移動させて粗アクセスを行なうとともに、例え
ばトラック方向へ移動可能に支持された対物レンズをレ
ンズアクチェータにより移動させて精密アクセスを行な
うことにより目標トラックへ移動するようになってい
る。

そして、粗アクセスにおいては光学スケールあるいは
磁気センサ等の検知器を用いて光学ヘッドの動きを検知
することにより、その移動している状態を検出しながら
目標トラックへ移動するようになっている。また、上記
精密アクセスにおいては、対物レンズにより集光された
レーザ光がトラックを横断した数を計数することによ
り、光学ヘッドの移動している状態を検知しながら目標
トラックへ移動するようになっている。

しかしながら、上記のような記録媒体処理装置におい
ては、リニアモータによる上記粗アクセスを検知器によ
って行なうものは光ディスクに偏心があると精度がで
ず、上記精密アクセスをトラック数を計数しながら行な
うものは、光ディスクの偏心度の大きさによっては、ト
ラックに対する光学ヘッドの相対移動があたかも逆方向
へ行われているかの如く認識される場合があり、移動方
向を誤認するという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記したようにリニアモータによる粗ア
クセスの際に光ディスクに偏心があると精度がでず、ト
ラック数を計数して精密アクセスを行なうものは光ディ
スクの偏心により移動方向を誤認するという欠点を除去
するもので、光ディスクに偏心があっても、粗アクセス
であると精密アクセスであるとに拘らず、正確に移動状
態を検知でき、したがって正確なトラックアクセスを行
なうことのできる記録媒体処理装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、光ビームを照射する照射手段と、情報の
記録を担う記録トラックが同心円状又はスパイラル状に
形成された記録媒体に対して前記照射手段から照射され
る光ビームを集光させ、この記録媒体に対して集光ビー
ムを提供する集光手段と、前記記録媒体に形成された記
録トラックの接線と略直交する方向へ、前記集光手段か
ら提供される集光ビームを移動させる移動手段と、前記
集光手段から提供される前記集光ビームの光ディスクか
らの反射光を受光し、この反射光の受光量に応じた電気
信号を提供する受光手段と、この受光手段から提供され
る前記電気信号から第１の差信号を生成し、この第１の
差信号を提供する差信号生成手段と、この差信号生成手
段から提供される前記第１の差信号を微分して第２の差
信号を生成し、この第２の差信号を提供する微分手段
と、前記受光手段から提供される前記電気信号から和信
号を生成し、この和信号を提供する和信号生成手段と、
前記集光手段から提供される前記集光ビームが前記記録
トラック上にあるときに、前記和信号生成手段から提供
される前記和信号の信号レベルを所定レベル変更して基
準信号を生成し、この基準信号を提供する基準信号生成
手段と、この基準信号生成手段から提供される前記基準
信号により、前記和信号生成手段から提供される前記和
信号を２値化して２値化信号を生成し、この２値化信号
を提供する２値化手段と、この２値化手段から提供され
る２値化信号に従い、前記微分手段から提供される前記
第２の差信号をサンプルホールドすることにより、前記
集光ビームが前記記録トラック上にあるときに得られる
前記第２の差信号の成分から、前記集光ビームと前記記
録媒体との相対速度を検知する速度検知手段とを具備し
たことを特徴とする。

（作用） この発明は、光検出手段で得られる信号から差信号お
よび和信号を生成し、上記差信号を微分することにより
集光手段と記録媒体との相対移動を表わす信号を生成す
る一方、上記和信号のレベルを変更して得られたスレッ
ショルド信号を用いて上記和信号の２値化信号を生成
し、この２値化信号により上記微分手段からの相対移動
を表わす信号をサンプルホールドすることにより速度信
号を取出し、これにより真の速度信号のみを検知するよ
うにしたものである。また、上記サンプルホールドする
タイミングを与える２値化信号は、自己の系の和信号の
レベルを変更した信号をスレッショルド信号として作成
するので、自己の系に最適な２値化ができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第３図は、この発明に係る記録媒体処理装置を適用し
たディスク装置を示すものである。光ディスク（記録媒
体）１の表面には、スパイラス状あるいは同心円状に溝
（トラック）が形成されており、この光ディスク１は、
モータ２によって例えば一定の速度で回転される。この
モータ２は、モータ制御回路18によって制御されてい
る。

上記光ディスク１は、第４図に示すように、たとえば
ガラスあるいはプラスチックスなどで円形に形成された
基板の表面にテルルあるいはビスマスなどの金属被膜層
つまり記録膜がドーナツ型にコーティングされており、
その金属被膜層の中心部近傍には切欠部つまり基準位置
マーク39が設けられている。

また、光ディスク１上には、第４図に示すように、基
準位置マーク39を「０」として「０〜255」の256セクタ
に分割されている。上記光ディスク１上には可変長の情
報が複数ブロックにわたって記録されるようになってお
り、光ディスク１上には36000トラックに30万ブロック
が形成されるようになっている。

なお、上記光ディスク１における１ブロックのセクタ
数はたとえば内側で40セクタになり、外側では20セクタ
になるようになっている。上記ブロックの開始位置に
は、トラック番号、セクタ番号などからなるブロックヘ
ッダＡがたとえば光ディスク１の製造時に記録されるよ
うになっている。

また、光ディスク１における各ブロックがセクタの切
換位置で終了しない場合、ブロックギャップを設け、各
ブロックが必ずセクタの切換位置から始まるようになっ
ている。

上記光ディスク１に対する情報の記録再生は、第３図
に示すように、光学ヘッド３によって行なわれる。この
光学ヘッド３はリニアモータの可動部を構成する駆動コ
イル13に固定されており、この駆動コイル13はリニアモ
ータ制御回路17に接続されている。

このリニアモータ制御回路17には、リニアモータ位置
検出器26が接続されており、このリニアモータ位置検出
器26は、光学ヘッド３に設けられた光学スケール25を検
出することにより、現在位置信号を出力するようになっ
ている。

また、リニアモータの固定部には、図示しない永久磁
石が設けられており、前記駆動コイル13がリニアモータ
制御回路17によって励磁されることにより、光学ヘッド
３は、光ディスク１の半径方向に移動されるようになっ
ている。

前記光学ヘッド３には、対物レンズ６がワイヤあるい
は板ばねによって支持されており、この対物レンズ６
は、駆動コイル５によってフォーカシング方向（レンズ
の光軸方向）に移動され、駆動コイル（レンズアクチェ
ータコイル）４によってトラッキング方向（レンズの光
軸と直交する方向）に移動されるようになっている。

また、レーザ制御回路14によって駆動される半導体レ
ーザ９より発生されたレーザ光は、コリメータレンズ11
a、ハーフプリズム11b、対物レンズ６を介して光ディス
ク１上に照射され、この光ディスク１からの反射光は、
対物レンズ６、ハーフプリズム11b、集光レンズ10a、お
よびシリンドリカルレンズ10bを介して光検出器８に導
かれる。この光検出器８は、４分割の光検出セル8a、8
b、8c、8dによって構成されている。

上記光検出器８の光検出セル8aの出力信号は、増幅器
12aを介して加算器30a、30cの一端に供給され、光検出
セル8bの出力信号は、増幅器12bを介して加算器30b、30
dの一端に供給され、光検出セル8cの出力信号は、増幅
器12cを介して加算器30b、30cの他端に供給され、光検
出セル8dの出力信号は、増幅器12dを介して加算器30a、
30dの他端に供給されるようになっている。

上記加算器30aの出力信号S1はトラッキング制御回路1
6に供給されるとともに、このトラッキング制御回路16
には上記加算器30bの出力信号S2が供給される。これら
出力信号S1、S2は、トラック差信号（差信号）ａおよび
和信号ｂを作成するものであり、詳細は後述する。

上記トラッキング制御回路16から出力されるトラック
駆動信号は、前記トラッキング方向の駆動コイル４に供
給され、指定されたトラックへアクセスすべく対物レン
ズ６を移動させることによりビーム光を移動させるよう
になっている。

また、上記加算器30cの出力信号は差動増幅器OP2の反
転入力端に供給され、この差動増幅器OP2の非反転入力
端には上記加算器30dの出力信号が供給される。これに
より、差動増幅器OP2は、上記加算器30c、30dの差に応
じてフォーカス点に関する信号をフォーカシング制御回
路15に供給するようになっている。このフォーカシング
制御回路15の出力信号は、フォーカシング駆動コイル５
に供給され、レーザ光が光ディスク１上で常時ジャスト
フォーカスとなるように制御される。

また、フォーカシング、トラッキングを行なった状態
での光検出器８の各光検出セル8a、〜8dの出力の和信
号、つまり加算器30a、30bからの出力信号は、トラック
上に形成されたピット（記録情報）の凹凸が反映されて
いる。この信号は、映像回路19に供給され、この映像回
路19において画像情報、アドレス情報（トラック番号、
セクタ番号等）が再生される。

上記レーザ制御回路14、フォーカシング制御回路15、
トラッキング制御回路16、リニアモータ制御回路17、モ
ータ制御回路18、映像回路19等は、バスライン20を介し
てCPU23によって制御されるようになっており、このCPU
23はメモリ24に記憶されたプログラムによって所定の動
作を行なうようになっている。

また、D/A変換器22はそれぞれフォーカシング制御回
路15、トラッキング回路16、リニアモータ制御回路17と
CPU23との間で情報の授受を行なうために用いられるも
のである。

上記トラッキング制御回路16は、第１図に示すように
構成されている。すなわち、差動増幅器40は、上記信号
S1およびS2の差に応じて、トラック差信号ａを生成する
ものである。このトラック差信号ａは、第２図（ａ）に
示すように、光ディスク１のトラック部分で漸増し、ト
ラックとトラックとの間で漸減する波形を有する信号で
ある。スイッチSW1は、上記CPU23から送出される制御信
号Ａに応じてオン−オフすることにより、トラッキング
サーボループのオン、オフを行なうものである。位相補
償回路43は、上記差動増幅器40から供給されるトラック
差信号ａの位相の進みあるいは遅れを補償する周知のも
のである。また、上記位相補償回路43から供給されるト
ラック差信号（トラック追跡信号）は加算器44を介して
駆動回路としての増幅器45により所定の増幅が行われ、
駆動コイル４を駆動することにより対物レンズ６を移動
させるようになっている。これらにより、フィードバッ
ク制御によるトラッキングサーボループが構成されてい
る。なお、42はバッファである。

また、微分回路46は、上記差動増幅器40から供給され
るトラック差信号ａを微分するものである。この微分回
路46の出力は、バッファ47を介して、スイッチSW4、コ
ンデンサC2および演算増幅器48により構成されるサンプ
ルホールド回路50に供給される。そして、このサンプル
ホールド回路50の出力信号ｆは、差動増幅器49およびリ
ニアモータ制御回路17内の差動増幅器55の一方の入力端
子に供給される。

上記差動増幅器49の他方の入力端子には、CPU23から
の駆動信号D/A変換器22を介して供給されるようになっ
ている。そして、この差動増幅器49の出力信号は、CPU2
3からの制御信号Ｃによりオン−オフされるスイッチSW
3、および加算器44を介して増幅器45に供給されるよう
になっている。

また、上記トラック差信号ａはトラック計数回路57に
供給され、トラック計数回路57においてパルス数が計数
されるものである。すなわち、対物レンズ６が移動して
いる状態は、ビーム光がトラックを横切ることによりト
ラック差信号ａ上に信号変化として現われるので、これ
を２値化し、計数することによりトラックの移動距離が
得られるようになっている。このトラック計数回路57で
計数した値ＧはCPU23へ送られるようになっている。

また、上記トラック差信号ａは、リニアモータ制御回
路17にも供給されるようになっている。

一方、上記加算器30aの出力信号S1および上記加算器3
0bの出力信号S2は、加算器41に供給され、上記加算器30
a、30bの出力が加算された信号を出力するようになって
いる。この信号は、バッファ51を介して和信号ｂとして
出力されるようになっている。この和信号ｂは、第２図
（ｂ）に示すように、光ディスク１のトラック部分で
明、トラックとトラックとの間の暗を反映した波形を出
力するものである。この和信号ｂは、CPU23からの制御
信号Ｂによりオン−オフが制御されるスイッチSW2、コ
ンデンサC1およびバッファ52とから成るサンプルホール
ド回路58に供給される。そして、このサンプルホールド
回路58からの出力信号は、ダイオードD1と抵抗R1とから
成るレベルシフト回路54で所定のレベルシフトが行わ
れ、コンパレータ53の反転入力に供給されるようになっ
ている。このコンパレータ53の非反転入力には、上記和
信号ｂが供給されるようになっている。そして、このコ
ンパレータ53の出力信号は、上記サプルホールド回路50
を構成するスイッチSW4の開閉制御信号ｅとして供給さ
れるようになっている。

また、リニアモータ制御回路17には、上記トラッキン
グ制御回路16が出力する速度信号ｆを一方の入力とし、
CPU23がD/A変換器22を介して出力するアクセス制御信号
Ｅを他方の入力とする差動増幅器55が設けられている。
この差動増幅器55の出力は、CPU23からの制御信号Ｆに
より切換られるスイッチSW5の一方の入力端子αに出力
されるようになっている。上記スイッチSW5の他方の入
力端子βには、上述したトラック差信号ａが入力される
ようになっている。そして、CPU23からの制御信号Ｆに
より切換えて選択的に出力され、増幅器56により所定の
増幅が行われた後、リニアモータの駆動コイル13に供給
されるようになっている。これにより、光学ヘッド３が
移動され、トラックアクセスが行われるようになってい
る。

次に、このような構成において、トラックアクセス動
作について説明する。通常のトラッキング動作において
は、CPU23からの制御信号ＡによりスイッチSW1がオン
（閉）にされ、制御信号ＢによりスイッチSW2がオン
（閉）にされ、制御信号ＣによりスイッチSW3がオフ
（開）にされることによりトラッキングサーボループが
形成され、対物レンズ６が光ディスク１のトラックに追
随移動するトラッキング動作が行われている。なお、ス
イッチSW5はβ側になっている。

たとえば今、図示しない外部機器よりアクセスを行な
うブロック番号がCPU23に供給される。すると、CPU23は
そのブロック番号により、図示しないテーブルを用い
て、アクセスするトラック番号および開始セクタ番号と
を算出する。そして、CPU23は映像回路19から供給され
るアドレス情報としてのトラック番号、セクタ番号（現
在光学ヘッド３によるビーム光が対応しているトラック
のブロックヘッダＡの内容）により、現在位置を判定す
る。この際、光学ヘッド３つまりビーム光が対応してい
るトラックが目標のトラック（移動位置）に位置してい
る場合、アクセス終了となる。

一方、光学ヘッド３が対応しているトラックと目標の
トラックとに差がある場合、CPU23は目標トラックと現
在のトラックとの差（トラック差）および方向（内側、
外側）を計算する。この計算の結果により、CPU23は移
動する距離が遠距離（50トラック数以上）か近距離（50
トラック数未満）かを判断する。この判断の結果が遠距
離の場合、リニアモータによる粗アクセスを行ない、近
距離の場合、レンズアクチェータによる精密アクセスを
行なう。

先ず、リニアモータによる粗アクセスについて説明す
る。上記CPU23により粗アクセスを行なうことが判断さ
れると、CPU23は制御信号Ａを出力してスイッチSW1をオ
フにしてトラッキングサーボループを切断する。また、
制御信号ＢによってスイッチSW2をオフにすることによ
り、直前にトラッキング動作を行なっていたときの和信
号ｂのレベルをコンデンサC1に保持し、CPU23からの制
御信号ＦによりスイッチSW5を入力端子α側に接続して
リニアモータを移動させる。

ここで、速度信号ｆの生成動作について説明する。和
信号ｂのレベルは、第２図および第３図に示すように、
光ディスク１上の記録あるいは再生すべきトラック上で
高く、トラックとトラックとの間で低いものとすると、
トラックアクセス動作に入る直前はビーム光はトラック
上にあるので高いレベルになっている。そして、上記ス
イッチSW2をオフにした際に、その高いレベルの信号が
コンデンサC1に保持され、このレベルの信号がレベルシ
フト回路54に供給されることにより、所定のレベルだけ
シフトした基準信号（スレッショルド信号）ｄが生成さ
れる。この基準信号ｄは、トラックアクセス中はそのレ
ベルが維持される。このようにして生成された基準信号
ｄと和信号ｂとがコンパレータ53で比較されることによ
り、コンパレータ53の出力には、第３図に示すような、
トラックに対応する位置は高レベル、トラックとトラッ
クの間に対応する位置は低レベルとなる２値化信号（タ
イミング信号）ｅが出力される。

一方、トラック差信号ａ（第１の差信号）を微分回路
46を通すことにより、速度信号ｃ（第２の差信号）を生
成し、サンプルホールド回路50に供給する。この速度信
号ｃには、ビーム光がトラックとトラックとの間を横切
ったときに出現する低レベル信号も出現するので、上記
サンプルホールド回路50のスイッチSW4を、上記２値化
信号ｅによりオン−オフさせることにより、必要な信
号、つまり上記トラック差信号ａが立上がりの変化をし
ている部分で出力される信号を取出し、それを速度信号
ｆとする。このようにして、真の速度信号ｆをのみを得
ることができるものとなっている。この速度信号ｆは、
光ディスク１と対物レンズ６の相対移動が一方向にある
ときに、例えば正の信号を出力し、他方向にあるときは
負の信号を出力するので、その移動方向をも知ることが
できるようになっている。

上記のようにして得られた速度信号ｆは、対物レンズ
６からのビーム光が光ディスク１上のトラックを横切っ
たときの速度および方向を反映しており、リニアモータ
の速度フィードバック制御ループを構成したことにな
り、CPU23が目標トラックに対応するデータをD/A変換器
22を介して送出するアクセス制御信号Ｅに従って光学ヘ
ッド３を移動させる。

なお、この時の移動距離は、横切ったトラック数を計
数する計数回路57の出力ＧをCPU23が読取ることにより
知ることができるようになっている。

次に、レンズアクチェータによる精密アクセス動作に
ついて説明する。上記CPU23により精密アクセスを行な
うことが判断されると、上記と同様に、CPU23は制御信
号Ａを出力してスイッチSW1をオフにしてトラッキング
サーボループを切断する。そして、制御信号Ｂによって
スイッチSW2をオフにすることにより、直前にトラッキ
ング動作を行なっていたときの和信号ｂのレベルをコン
デンサC1に保持し、トラックアクセスを開始する。

また、CPU23は、制御信号Ｃを出力することによって
スイッチSW3をオンにし、上記と同様にして得られた速
度信号ｆを差動増幅器49に出力することにより、レンズ
アクチェータの速度フィードバック制御ループを構成し
たことになり、CPU23が目標トラックに対応するデータ
をD/A変換器22を介して送出するアクセス制御信号Ｄに
従って対物レンズ６が移動される。

なお、この時の移動距離も、上記と同様に、横切った
トラック数を計数する計数回路57の出力ＧをCPU23が読
取ることにより知ることができるようになっている。

以上のように、光検出器８から得られる信号からトラ
ック差信号ａおよび和信号ｂを生成し、上記トラック差
信号ａを微分することにより光データ１と対物レンズ６
からのビーム光との相対移動を表わす信号ｃを生成し、
一方、トラックオン時の和信号ｂのレベルを変更してス
レッショルド信号ｄ作成し、このスレッショルド信号ｄ
を用いて和信号ｂを２値化し、この２値化信号により上
記微分回路46からの相対移動を表わす信号ｃをサンプル
ホールドすることにより速度信号ｆを取出し、これによ
り真の速度信号のみを検知するようにしたので、光ディ
スク１の偏心等の影響を受けずに光ディスク１と対物レ
ンズ６からのビーム光との相対速度ｆを得ることができ
るものとなっている。このような相対速度信号ｆを使用
することにより、光学ヘッド３および対物レンズ６を目
的のトラックに正確に移動することができるものとなっ
ている。

また、上記サンプルホールド回路50に対するサンプル
ホールドのタイミングを与える２値化信号は、自己の系
の和信号ｂのレベルをシフトして、スレッショルド信号
ｄとするので、自己の系に最適な２値化ができるものと
なっている。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、光ディスクに
偏心があっても、粗アクセスであると精密アクセスであ
るとに拘らず、正確に移動状態を検知でき、したがって
正確なトラックアクセスを行なうことのできる記録媒体
処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はトラ
ッキング制御回路の概略構成を示す図、第２図および第
３図はトラッキング制御回路の各部の波形を示す波形
図、第４図はディスク装置の構成を示す図、第５図は光
ディスクの構成を示す図である。 １…光ディスク（記録媒体）、３…光学ヘッド、４…駆
動コイル（移動手段）、4a…ばね、６…対物レンズ（集
光手段）、８…光検出器（受光手段）、8a、8b、8c、8d
…光検出セル、９…半導体レーザ（照射手段）、13…駆
動コイル（移動手段）、16…トラッキング制御回路、17
…リニアモータ制御回路、23…CPU、40…差動増幅器
（差信号生成手段）、41…加算器（和信号生成手段）、
46…微分回路（微分手段）、50…サンプルホールド回路
（速度検知手段）、53…コンパレータ（２値化手段）、
54…レベルシフト回路（基準信号生成手段）、57…トラ
ック計数回路、58…サンプルホールド回路（基準信号生
成手段）、SW1、SW2、SW3、SW4、SW5…スイッチ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを照射する照射手段と、 情報の記録を担う記録トラックが同心円状又はスパイラ
   ル状に形成された記録媒体に対して前記照射手段から照
   射される光ビームを集光させ、この記録媒体に対して集
   光ビームを提供する集光手段と、 前記記録媒体に形成された記録トラックの接線と略直交
   する方向へ、前記集光手段から提供される集光ビームを
   移動させる移動手段と、 前記集光手段から提供される前記集光ビームの光ディス
   クからの反射光を受光し、この反射光の受光量に応じた
   電気信号を提供する受光手段と、 この受光手段から提供される前記電気信号から第１の差
   信号を生成し、この第１の差信号を提供する差信号生成
   手段と、 この差信号生成手段から提供される前記第１の差信号を
   微分して第２の差信号を生成し、この第２の差信号を提
   供する微分手段と、 前記受光手段から提供される前記電気信号から和信号を
   生成し、この和信号を提供する和信号生成手段と、 前記集光手段から提供される前記集光ビームが前記記録
   トラック上にあるときに、前記和信号生成手段から提供
   される前記和信号の信号レベルを所定レベル変更して基
   準信号を生成し、この基準信号を提供する基準信号生成
   手段と、 この基準信号生成手段から提供される前記基準信号によ
   り、前記和信号生成手段から提供される前記和信号を２
   値化して２値化信号を生成し、この２値化信号を提供す
   る２値化手段と、 この２値化手段から提供される２値化信号に従い、前記
   微分手段から提供される前記第２の差信号をサンプルホ
   ールドすることにより、前記集光ビームが前記記録トラ
   ック上にあるときに得られる前記第２の差信号の成分か
   ら、前記集光ビームと前記記録媒体との相対速度を検知
   する速度検知手段と、 を具備したことを特徴とする記録媒体処理装置。