JP2738425B2 - 情報記録装置 - Google Patents

情報記録装置

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JP2738425B2
JP2738425B2 JP62214948A JP21494887A JP2738425B2 JP 2738425 B2 JP2738425 B2 JP 2738425B2 JP 62214948 A JP62214948 A JP 62214948A JP 21494887 A JP21494887 A JP 21494887A JP 2738425 B2 JP2738425 B2 JP 2738425B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２個のアクチュエータを用いてトラッキン
グ制御を行う情報記録装置に関するものである。 特に本発明はディスク駆動装置に、光学装置アセンブ
リをディスク上で半径方向に駆動する直線性アクチュエ
ータと、光ビームを光学装置アセンブリに向ける微動ア
クチュエータとを設けた光ディスク駆動技術に適用す
る。また、本発明は、少なくとも傾斜ミラー及び２軸直
線性光学駆動モータの微動アクチュエータ並びに微動ア
クチュエータの変位によって検出器の戻りビームスポッ
トの位置の関連するずれを生ぜしめるその他のものを含
む任意の種類の微動アクチュエータシステムを駆動する
ようにするものに適用する。 コンパクトディスク オーディオ プレーヤを含む全
ての光学駆動装置では、特に、ディスクの情報トラック
を、粗動及び微動トラッキングアクチュエータを組み込
んだサーボシステムによって任意にアクセスすると共に
追従させる。例えば粗動トラッキングアクチュエータ
は、玉軸受またはすべり軸受を有する直線性ボイスコイ
ルモータ或いはピボット点に結合されディスクをほぼ半
径方向に横切るアーク状に光学駆動装置を駆動する直線
性モータとする。微動トラッキングアクチュエータの例
は、ピボッディングガルボ（ガルバニック応答駆動）ミ
ラー、例えば米国特許第4,587,466号に記載されている
ようなばね懸垂直線性微動サーボモータ、及びソニーか
ら発売されている商品名「ソニーディスクマン」に用い
られている回転及び摺動微動サーボモータがある（ばね
懸垂とは既知のようにゴムによる懸垂を意味するものと
する）。 トラッキングサーボシステムを作動させるためには微
動及び粗動アクチュエータの作動を或る程度調整する必
要がある。通常の方法は、微動サーボモータを感知し得
る程度に移動させる必要があることである。微動サーボ
モータの移動方向及び／又は移動量を決めるセンサ及び
関連するエレクトロニクスを用いる場合には粗動アクチ
ュエータサーボシステムが一層複雑となりその価格が増
大する。又、センシングシステムは例えば微動サーボモ
ータのコイルに供給される平均電流を測定することによ
り作動させることができる。その理由は、この電流が駆
動力に対し直線性となり、且つばね懸垂システムでは駆
動力自体が自然質量−ばね共振周波数以下の周波数に対
し装荷されたばね又は懸垂された質量の変位に対し直線
性となるからである。モータ自体の移動よりも平均電流
を感知することにより粗動アクチュエータのサーボ情報
を発生させる装置を廉価に提供することができる。その
理由は質量−ばね共振周波数が一般に20〜70Hzを中心と
し、高速なランダムアクセスに必要な約100msのアクセ
ス作動を行うには充分な時間が得られず、真の微動サー
ボモータの移動を検知し得ることができないからであ
る。粗動サーボを制御する微動サーボ駆動信号の低周波
成分を用いることも既知である。この点に関しては米国
再発行特許第 RE 29,963号明細書（特に第１欄第５頁及
び第12〜30頁）参照のこと。“ミラー区域”を用いてサ
ンプル化信号を発生させてトラッキング制御を行うこと
は、ヨーロッパ特許願第 EP 99576号明細書に記載され
ている。 本発明の目的は追加の光学素子、余分な光検出器また
は余分なセンサを用いることなく、簡単な構造形態で高
速アクセス可能なトラッキング制御方式を具える情報記
録装置を提供することにある。 図面につき本発明を説明する。 第１図に示す本発明装置において、回転ディスクの一
部分を10で示し、レーザ及び関連する光学装置11によっ
て直線偏光され且つ平行光束化されたレーザビーム12を
発生させる。粗動アクチュエータ13によって光学アセン
ブリ14を矢印15で示す方向に駆動する。説明の便宜上、
粗動アクチュエータ13は磁化可能なロッド16及びコイル
17を具え、コイル17を付勢してロッド16を矢印15で示す
双方向に駆動し得るようにする。通常光学アクチュエー
タ14は可動アセンブリ27に装着された対物レンズ素子18
と、1/4波長板19と、ビーム分割プリズムミラー20と、
非点収差レンズ21と、光検出器22とを具える。これらの
素子全部（可動アセンブリ27は除く）及びレーザ11は光
学アセンブリ14に剛固に固着する。微動アクチュエータ
23も粗動アクチュエータ13と同様に説明の便宜上可動ロ
ッド24及びこれに巻装されたコイル25によって示す。可
動アセンブリ27は、磁気的に、又はばねにより、或いは
微動アクチュエータにより或いは又、従来既知の他の手
段で懸垂することができる。 レーザ及び光学装置11から放出されたレーザビーム12
はビーム分割プリズムミラー20で反射され、1/4波長板1
9で円偏光に変換され、対物レンズ18を経てディスク10
に入射する。ディスク10の表面で変調された戻りビーム
26は再び対物レンズ18を通り、1/4波長板19で元の偏光
状態から90゜偏光面が回転されてビーム分割プリズム−
ミラー20及び他のレンズ21を通過して分割線により分割
された２個の半部を有する光検出器22に入射する。 微動アクチュエータの移動により光検出器に入射する
戻りビームスポットを変位させるものであれば、他の多
くの光学系を用いることができる。 ビームスポットのずれを光検出器により識別する手段
を第１図の素子を用い、第2,3,2A及び3A図を参照して以
下に説明する。第２及び2A図はアクチュエータが入射
（戻り）レーザビームに対し中心位置にある場合の状態
を示し、第３及び3A図はアクチュエータが戻りレーザビ
ームに対し中心外れの位置にある場合の状態を示す。他
のシステムの他のビーム通路においても傾斜ミラーを微
動アクチュエータモータにより動かすことによってレー
ザとディスク及び検出器との間でレーザビームを移行さ
せることができる。 全ての駆動信号（焦点、データ又は情報読出信号、微
動トラッキング及び本発明による粗動トラッキング）は
単一検出器から取出し得るものとする。或る光学式レコ
ーダ／駆動システムでは、２個の検出器（一方を焦点
用、他方をトラッキング／読出し信号用）を用いてお
り、これら検出器の一方を正しい配向で“分割”して微
動アクチュエータの移動によりレーザビームを分割方向
と直交する方向にずらせるようにする場合には、かかる
システムに本発明を適用することができる。 第４図はトラック30のセグメントを示す。このトラッ
クは、情報支持ディスク又は構体の表面における高さの
任意の削摩又は変化により規定されていないが、中心ラ
インCLにより理論的に規定される。このトラック上には
中心ラインCLに沿って種々の目的の情報を書込み得るよ
うにする。この情報は無反射ピット31及び32のような情
報支持面の残余の部分とは異なる光学特性のピットが形
成されている又はスポットとして記録することができ
る。この際、セグメントS1のようなセグメントを用いて
微動サーボモータの制御ループのトラッキング情報を発
生させるようにする。この中心外れのピットセグメント
によってトラックに追従する信号を発生する単一表示器
を構成する場合にはセグメントをかかる信号の発生に充
分な構成とする必要がある。これは、中心外れのピット
を充分に高いサンプリング速度で用いるか、又はこのピ
ットを用いて米国特許願第760,440号（1985年７月30日
出願）明細書に記載の装置により連続低周波トラッキン
グ信号を補正するか、或いは又、米国特許第4,456,981
号明細書に記載の方法と同様に又は従来既知の手段と同
様の手段でトラッキング信号を発生させることによって
達成できる。 第2,3,2A及び3A図から明らかなように戻りビームの光
路に対して可動アセンブリ27がずれることによって検出
器22に入射するビームスポット９がずれるようになる。
従って分割型即ち４分割光検出器22の左側及び右側の出
力の値を減算することによって、検出器におけるビーム
のかかる遷移（ずれ）、従って粗動アクチュエータに対
する微動アクチュエータ（又は可動アセンブリ）のずれ
に関する信号、すなわち微動アクチュエータ用の制御信
号を得ることができる。トラックの中心外れ情報が戻り
ビームにも存在する場合にはディスクの表面の平坦な無
変調区域（セグメントS2,S4）を用いてこの中心外れの
目安となる真の信号を得ることができる。従ってこの場
合には、粗サーボループを安定とするに充分なサンプリ
ング速度に対し許容されるに充分なS2型の区域を必要と
する。 第４図のトラック30は条溝を有さず、中心ラインCLに
追従する理論的なラインとする。中心外れ変調部33,34,
35及び36によって戻りビーム（26）を変調し、セグメン
トS1に対し和信号を形成し、且つ左側及び右側のピット
の発生に対しサンプルされるディスクのトラック中心ラ
インの何れの側にビームスポットが当たるかを示すよう
にする。セグメントS2からの信号を用いて検出器に対す
る戻りビームスポットのずれ、従って微動アクチュエー
タの移動を決めるようにする。 第５図は本発明に対して用いられるトラックの他の構
体をしめす。本例ではトラックの条溝40は、その中心ラ
インCLに対し中心に位置決めすると共に特定のシステム
と共に用いられる入射光ビームの波長のほぼ1/8の深さ
とする。かかるトラックの条溝の中心ラインからの入射
光ビームのずれを用いて従来既知のように半径方向のプ
ッシュプル信号を発生し得るようにする。他の多数の低
周波トラッキング信号を用いることができるが、プッシ
ュプル信号を用いる例は米国特許第4,232,337号、第4,2
09,804号及び第4,100,557号明細書に記載されている。
このトラックにはセグメントS3に中心外れピット、例え
ば41,42,43及び44が含まれ、このピットを用いて半径方
向のプッシュプル信号を調整し、前述したような微動ア
クチュエータのサーボ信号を発生する正確なトラック中
心外れ表示器を構成するか又は中心外れピットの発生が
頻繁である場合これらピット自体によって正確なトラッ
キング信号を発生し得るようにする。 セグメントS4は条溝トラックを含まないディスクの区
域とするがこれはトラックの２つの条溝部分間に位置さ
せて第４図のセグメントS2と全く同様の機能を呈せしめ
るようにする。 第４及び５図のセグメントS2及びS4として示すミラー
区域を使用しないディスクのトラックフォーマットを用
いることができる。このフォーマットには２つのトラッ
キング信号を取出し得る構体を設け、一方のトラッキン
グ信号によって検出器に対するビームのずれを示し、他
方のトラッキング信号によってはこれを示さない。又、
これら２つのトラッキング信号の差信号を粗動トラッキ
ングループに供給する。本発明によるばねにより又は磁
気的に懸垂されるシステムと共に用い得るかかる好適な
例を第８図につき以下に説明する。例えば、ウォッブル
された中心外れピット及び連続条溝を有するトラックに
よってこれら２つの変調部から読取った信号から差信号
を発生させ、この差信号によって分割型検出器の分割線
に対する戻りビームスポットのずれに関する情報を発生
し得るようにする。粗動アクチュエータ駆動信号発生装
置119を示す第８図において、装置119にはそのライン11
4及び115に検出器22から入力信号を供給する。この入力
信号の連続する差信号を差動増幅器121によってライン1
22に発生する。第１及び第２サンプル−ホールドゲート
125及び126によってエネーブルラインｌ及びｒに示す左
側又は右側ウォッブル信号の供給毎に、差動増幅器123
の和信号を通過せしめる。差動増幅器127により形成さ
れたサンプル−ホールドゲート125及び126の出力信号間
の差信号を差動増幅器128に利得調整された入力信号と
して供給し、差動増幅器128の他方の入力端子をライン1
22に接続する。差動増幅器128の出力信号129を、第７図
につき以下に説明するように粗動サーボループへの入力
信号として用いる。 ランダム アクセス ディスク リーダ又はリーダ／
レコーダの光学系は、ビームスポットが検出器に対して
中心位置にある際に微動サーボアクチュエータが粗動サ
ーボアクチュエータに対して中心位置にあることを推定
するに充分な程度安定でない場合がしばしばある。これ
がため、ミラー区域の信号の数個のサンプル化区域に亘
って測定し得る低周波成分は信頼性が低下し得るおそれ
がある。信頼し得る低周波成分を発生させる手段は微動
アクチュエータをばねにより、又は磁気的に懸垂する場
合の微動アクチュエータ駆動信号の低周波分を用いて実
施する。その理由は、駆動信号が微動アクチュエータの
変位に直接関連するからである。 この目的のため、粗動アクチュエータ信号発生手段50
をブロック図で示す第６図において、第４及び５図に示
すトラック区域からの情報を分割型光検出器22の反射ス
ポット51から取出し、この信号の強度を差動増幅器53に
よってモニタする。サンプル−ホールドゲート54は差動
増幅器53により発生した信号のディスク上のミラー区
域、即ち第４及び５図のセグメントS2及びS4と同期する
部分のみを通過し得るようにする。同期信号を発生して
ミラー区域を表わす信号の部分のみを通過させる方法は
従来既知である。このサンプルされた差信号は、図７に
示すように微動アクチュエータ用の制御信号として用い
ることができる。このサンプルされた信号の高周波部分
を高域通過フィルタ55により加算増幅器56に信号Ａとし
て通過せしめるようにする。微動サーボモータを駆動す
るための信号は、この微動サーボモータに供給すると同
時にライン57を経て低域通過フィルタ58に供給する。高
域通過フィルタ及び低域通過フィルタはそのコーナーカ
ットオフ周波数を同一とする。このカットオフ周波数は
微動アクチュエータの質量−ばね系及びその懸垂系の自
然共振周波数よりも低くする。低域通過フィルタ58の出
力を利得段59により利得調整し、信号Ａ及びＢが距離に
対する電圧の比により同一の感度を有するように利得設
定を行う。換言すれば、微動アクチュエータの駆動信号
の低周波分を、信号Ｂの電圧“a"ボルトを増大すること
によりディスク（10）のスポットが“ax"メートル移動
するように決める場合には信号Ａのずれが“a"ボルトと
なるように利得調整を確実に行うようにする。これがた
め加算増幅器56により発生する信号を駆動信号のみに用
いてトラッキング及びシーキング（探索）を行う粗動サ
ーボアクチュエータを駆動し得るようにする。ばねによ
る懸垂及び磁気的の懸垂を行わない微動アクチュエータ
に対してはライン60の信号はトラッキング及びシーキン
グを行う粗動アクチュエータループへの入力信号として
用いることができる。 第７図は光学式ディスクドライブトラッキング及びシ
ーキング制御システム100に対する位置センサの関係を
示す。インターフェイスを経てコンピュータ100を呼出
すと、マイクロプロセッサ102はディスクドライブのシ
ーキング又はトラッキング機能を指示する。このシーキ
ングは微動制御ライン108により行い、これにより微動
増幅器109を駆動して微動アクチュエータ110を直接駆動
し得るようにする。即ちシーキングはライン151により
作動するスイッチSWによって動作可能状態（イネーブル
状態）となり微動アクチュエータを直接制御し得るよう
にする。微動トラッキング補償装置107によって安定な
トラッキングループに必要な微動トラッキングループの
位相余裕を得るようにする。粗動トラッキング補償装置
105によって粗動トラッキングループに対し同様の位相
余裕を得るようにする。アクチュエータ及び駆動アセン
ブリのアクチュエータダイナミックス111を経る物理特
性のため、ライン113で示される物理的径路を経てディ
スク10からシステムオプティックス112に入射光ビーム
をフィードバックし得るようにする。システムオプティ
ックス112の一部分としての分割型光検出器22によっ
て、ライン114及び115を経て、検出器22に対するビーム
スポット51の位置を表示すると共に、ディスクの変調に
よるビームスポットの情報を表示し、これら情報及び位
置信号は位置センサ50を経て検出し得るようにし、この
位置センサ50によってライン117に信号を発生し、この
信号を駆動信号として粗動トラッキング補償装置105に
供給する。 或いは又、ライン60からの出力信号によって粗動サー
ボを直接駆動することもできる。このライン60を第７図
に点線で示す。これがため、プッシュプル信号の補正を
変更すると共に光学的な不整列を補正することができ
る。しかし、この変更例を用いることによって、微動ア
クチュエータが中心に位置されなくなり、従ってばねの
力自体を調整する必要がある。これがため、全部が全部
好適な例とは言えない。 何れの場合にも粗動アクチュエータが検出器に対する
ビームの不整列に感応する信号によって駆動される際に
はミラー区域がディスク上の半径方向に整列された位置
に重り合う限り、かかる信号を用いてシーキング中粗動
アクチュエータを駆動することができる。 粗動アクチュエータ信号発生手段である位置センサ50
への他の入力信号をライン57に供給する。このライン57
に供給する信号は駆動信号ライン11を経て微動アクチュ
エータ110に対し直接相関された信号から発生させるよ
うにする。又、システム オプティックス112によって
ライン114及び115に信号を供給し、従って微動アクチュ
エータ信号発生器130を米国特許第760,440号明細書に記
載したように制御し、且つこの微動アクチュエータ信号
発生器からの信号を適当に増幅してライン131に供給す
る。この信号によってもライン120のトラッキングエラ
ー状態を検出するか又はトラクの計数を行うことができ
る。 本発明装置を用いることにより余分なセンサを使用す
ることなくトラッキング又はシーキングの開始前に微動
アクチュエータの中心位置決めを行うことができる。こ
の中心位置決めは次の行程により行う。ディスクの回転
を開始する。ディスクの情報表面のビームスポットを合
焦させる。分割型検出器に対しミラー区域のサンプリン
グを行うと共にサンプリングされた信号を微動サーボル
ープに供給する（即ち粗動増幅器のエネーブリング前に
ライン117からの信号を用いてミラー区域から反射され
たビームスポットの中心位置決めを行う）。かようにし
て形成した信号を連続的に用いて微動アクチュエータ駆
動信号との加算を行う。 本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、
幾多の変更を加えることができる。 以上説明したように本発明によれば、無変調区域を走
査した時に分割型検出器から出力される信号を用いて粗
動アクチュエータの位置を制御しているので、別の光学
素子や検知手段を用いることなく、高速アクセスするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 第１図はビーム径路に及ぼすアクチュエータモータの影
響を説明する側面図、 第２及び３図は可動アセンブリの動きを示す拡大部分側
面図、 第2A及び3A図は第２及び３図の可動アセンブリの位置に
関連する検出器の戻りビームスポットを示す平面図、 第４図は情報トラックの１セグメントを示す平面図、 第５図は情報トラックの他の１セグメントを示す平面
図、 第６図は第４又は５図のトラックから粗動アクチュエー
タ信号を発生させる際に用いる回路のブロック図、 第７図は位置センサをランダムアクセスディスクシステ
ムに適用する手段を示す構成説明図、 第８図は他の粗動サーボ信号発生システムを示すブロッ
ク図である。 10……ディスク、11……レーザ及び関連光学装置 12……レーザビーム、13……粗動アクチュエータ 14……光学アセンブリ、15……矢印 16……磁化可能ロッド、17,25……コイル 18……対物レンズ素子、19……1/4波長板 20……ビーム分割プリズムミラー、21……非点収差レン
ズ 22……光検出器、23……微動アクチュエータ 24……可動ロッド、26……戻りビーム 27……可動アセンブリ、30……トラック 31,32……無反射ピット、33,34,35,36……中心外れ変調
部 40……トラック条溝 41,42,43,44……中心外れピット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−215079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−48243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−170035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−85638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−151845（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−71424（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−173131（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．トラッキング信号を発生する第１のセグメント（S
    1）及び情報トラック中の予め定めた位置に配置され、
    検出可能な変調成分を含まない第２のセグメント（S2）
    を有する情報トラックを含む媒体（10）をビーム走査す
    る情報記録装置であって、 微動制御用のサーボループを有し、移動することによ
    り、２個の半部に分割されている少なくとも１個の分割
    型光検出器（22）上における戻りビームのスポット
    （９）の位置を偏位させる微動アクチュエータ（23）、
    及び粗動制御用のサーボループを有する粗動アクチュエ
    ータ（13）と、 前記分割型光検出器（22）から微動アクチュエータのた
    めの微動制御信号を取り出す第１の信号取出手段（13
    0）、及び前記分割型光検出器（22）の各半部からの信
    号を受信する手段（114,115）並びにこれらの信号から
    差信号を取り出す手段（53）を有し、前記分割型光検出
    器（22）の出力信号から粗動アクチュエータのための粗
    動制御信号を取り出す第２の信号取出手段（50）と、 前記差信号取り出し手段（53）の後段に配置され、前記
    第２の信号取出手段から出力される前記差信号の、第２
    のセグメント検出信号と同時に発生する部分だけを通過
    させるサンプルホールドゲート手段（54）とを有し、 前記微動アクチュエータの位置を示す前記差信号を粗動
    サーポループに供給して粗動アクチュエータの位置を制
    御する情報記録装置。 ２．前記粗動制御信号を取り出す手段（50）が、前記差
    信号の高周波数部分を通過させるハイパスフィルタ手段
    （55）と、微動アクチュエータ駆動信号と関連する信号
    の低周波部分を通過させるローパスフィルタ手段（58）
    と、前記ローパスフィルタ手段（58）からの信号とハイ
    パスフィルタ手段（55）からの信号との感度ゲインを調
    整する手段（59）と、前記ハイパスフィルタ手段（55）
    及びローパスフィルタ手段（58）のゲイン調整された出
    力を入力信号として有し、トラッキング用の粗動アクチ
    ュエータサーボ信号を発生する加算増幅器手段（56）と
    を備える特許請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。 ３．ディスク状記録媒体に情報を記録する情報記録装置
    であって、サーボ信号を発生する第１及び第２のサーボ
    セグメントを有する情報トラックを含む媒体をビーム走
    査する光学式走査手段を具え、 前記第１のセグメントが、戻りビームが２個の半部を有
    する分割型光検出器に入射したときこの戻りビームのト
    ラック中心線からの偏位を示すのに十分な情報トラック
    の変調部を含み、 前記第２のセグメントが、前記トラック中心線からの偏
    位を示すウォッブリングされ中心がずれたピットを有
    し、 さらにこの情報記録装置は、微動用のサーボループを有
    する微動アクチュエータ（23）及び粗動用のサーボルー
    プを有する粗動アクチュエータ（13）を有し、微動アク
    チュエータ（23）がスプリングにより支持され又は磁気
    的に支持され、微動アクチュエータ（23）の移動により
    分割型光検出器上における戻りビームスポットの位置が
    偏移し、 信号発生手段（119）が前記第１のセグメントから取り
    出された第１の信号（122）及び第２のセグメントから
    取り出された第２の信号の少なくとも２個の信号を発生
    し、 前記第１の信号（122）が分割型検出器（22）上におけ
    る戻りビームスポットの偏位に対応する前記分割型検出
    器の２個の各半部からの出力信号間の差信号を含み、 前記第２の信号がディスク上におけるビームスポットの
    前記トラック中心線に対する偏位に対応し、この第２の
    信号が、前記分割型検出器出力信号を加算して第１信号
    を発生する手段（123）と、第２のセグメント中のウォ
    ッブリングされ中心がトラック中心線に対して一方の側
    にずれた第１のピットを通過する期間中に前記和信号を
    サンプリングする第１のサンプリング手段（125）と、
    第２のセグメント中のウォッブリングされ中心がトラッ
    ク中心線に対して他方の側にずれた第２のピットを通過
    する期間中に前記和信号をサンプリングする第２サンプ
    リングの手段（126）と、第１及び第２のサンプリング
    手段の出力信号を互いに減算して第２の信号を発生する
    手段（127）とにより発生し、 前記信号発生手段（119）が、前記第１及び第２の信号
    の差（129）を発生する手段（128）を具える情報記録装
    置。
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KR880003300A (ko) 1988-05-16
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EP0259913B1 (en) 1995-01-11
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KR950010419B1 (ko) 1995-09-16
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