JP2760405B2

JP2760405B2 - 光ヘッド制御装置

Info

Publication number: JP2760405B2
Application number: JP1317460A
Authority: JP
Inventors: 司荻野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JPH03181076A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光学的に情報を記録しあるいは記録情報を
再生する装置に用いられる光ヘッドの制御装置、特に光
ヘッドのトラックジャンプ動作を制御するための光ヘッ
ド制御装置に関する。

［従来の技術］光ディスクは、トラックが同心円状あるいはスパイラ
ル状に形成されると共に、可変長データを記録すること
や、アクセスの高速化の点から複数のセクタに分割さ
れ、セクタ単位で光学的記録再生が行われる。このよう
な光ディスクに記録されたデータを瞬時に読出したり、
あるいは任意のトラックの任意のセクタにデータを瞬時
に記録するには、光ヘッドをすばやく目標トラックに移
動させることが要求される。そのため、例えばスパイラ
ル状トラックの場合、同一トラックを連続してアクセス
するときや、光ディスクの内側もしくは外側にすばやく
光ヘッドを移動させるには、トラックを横断するトラッ
クジャンプが行われている。このトラックジャンプは、
特に多数の同心円状トラックを有する光ディスクでは重
要である。

ところで、光ヘッドを制御する場合、オートトラッキ
ング制御（以下、AT制御という）による制御方式が一般
的である。このようなAT制御では、光ヘッド内に光ビー
ムを移動させるためのアクチュエータを備え、このアク
チュエータを制御することで、トラックジャンプの動作
が制御される。

次に、このトラックジャンプの具体的な制御につい
て、第10図を参照して説明する。

第10図（ａ）は光ディスクから得られたトラッキング
誤差信号、第10図（ｂ）はアクチュエータの加速度、ま
た第10図（ｃ）はアクチュエータの速度、第10図（ｄ）
はアクチュエータの変位を示す。アスチュエータに所定
の電流を印加した場合、第10図（ｂ）に示す如く、加速
度ｋをもって光ヘッドの走査点が光ディスクの半径方向
であるトラックの直交方向に移動する。このときのアク
チュエータの速度ｖは、第10図（ｃ）に示す如く直線的
に上昇し、アクチュエータの変位ｘは第10図（ｄ）に示
すように変化する。ここで、トラック間隔をλとする
と、走査点が1/2λに達したときは、トラッキング誤差
信号ｅが零になるので、アクチュエータに反対極性の電
流を印加し、加速度−ｋを生じさせる。反対極性の電流
印加は前の正方向電流印加時間と同じ時間Ｔである。

アクチュエータの特性が正電流と負電流で同じ感度を
もっていれば、ｔ＝2Tで隣接トラックにｖ＝0,e＝０で
光ヘッドの走査点が落ち着き、一本のトラックのジャン
プ動作が終了する。また、アクチュエータの感度が正電
流と負電流で異なり、正電流印加に対して負電流印加の
方が小さい場合、第10図に点線で示すように、変位ｘが
1/2λに達する時間がＴ＋ΔＴになる。この場合、アク
チュエータに反対極性の電流をＴ＋ΔＴの時間印加する
ことによって、2T＋２ΔＴでｖ＝０に落ち着く。

［発明が解決しようとしている課題］しかしながら、光ディスクの回転運動時に偏心加速度
が生じた場合、光ヘッドの走査点と光ディスク板面との
相対加速度が、アクチュエータに正電流を印加したとき
と、同じ電流値で反対極性の電流を印加したときでは異
なってしまう。第11図に偏心加速度がΔｋのときの各波
形を示す。アクチュエータの加速度は、第11図（ｂ）に
示すように、ｔが０からＴまではｋ＋Δｋの加速度とな
り、ｔがＴから2Tまではｋ−Δｋの加速度になる。その
ため、ｔ＝2Tでは第11図（ｃ）の示すように、Δｖの速
度をもつことになり、また第11図（ｄ）に示す如く、ｔ
＝2TにおいてΔｘの位置的誤差を生じる。従って、偏心
加速度の影響によって、光ヘッドの走査に誤差を生じる
ため、正確にトラックジャンプを制御することが困難で
あった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、そ
の目的は偏心加速度の影響をなくし、正確にトラックジ
ャンプ動作を制御するようにした光ヘッド制御装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の目的は、記録媒体から得られたトラッキング
誤差信号を用い、かつ光ビーム駆動用のアクチュエータ
を制御することにより、前記光ビームのトラックジャン
プ動作を制御する光ヘッド制御装置において、前記トラ
ッキング誤差信号に基づいて前記光ビームの走査点のト
ラック間隔の1/2及び3/4の通過を検出し、この3/4を通
過した際に、前記トラック間隔の1/2及び3/4の走査に要
した時間と前記アクチュエータの制御量から、次のトラ
ッキング誤差信号のゼロクロス点で前記光ビームの速度
がゼロとなるように、残りのトラック間隔1/4の走査時
の前記アクチュエータの印加パルスのパルス高さを補正
する補正手段を有することを特徴とする光ヘッド制御装
置によって達成される。

［作用］本発明によれば、トラックジャンプを行う場合、記録
媒体に加わる偏心加速度によって生じるジャンプのずれ
を補正するため、偏心加速度の影響を完全になくすこと
ができ、正確にジャンプ動作を行うことができる。

［実施例］以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図は本発明の光ヘッド制御装置の
一実施例を示すブロック図である。

（実施例１）第１図において、１は記録媒体として用いた光ディス
ク、２は光ヘッドの光学系である。この光学系２で得ら
れた信号は、トラッキング誤差検出器３、フォーカシン
グ誤差検出器４へそれぞれ送られ、各検出器は光学系２
の出力に基いてトラッキング誤差信号、フォーサシング
誤差信号を検出する。これらのトラッキング誤差検出器
３、フォーカシング誤差検出器４では、光ディスク記録
装置における公知の検出方式で各々検出を行う。５は各
々の誤差検出器3,4から出力された誤差信号をA/D変換し
てデジタル信号に変換するA/D変換器である。

６はA/D変換されたトラッキング誤差信号、フォーカ
シング誤差信号を用いて種々の演算を行い、光学系２の
制御量を求めるデジタルシグナルプロセッサ（以下、DS
Pと略す）である。また、７はDSP6が演算を行うときに
使用するメモリ、８は各々DSP6で得られた制御量をデジ
タル信号からアナログ信号に変換するD/A変換器であ
る。更に9,10はDSP6の制御に基いて光学系２のトラッキ
ング方向、フォーカシング方向にそれぞれ駆動するトラ
ッキングアクチュエータ、フォーカスアクチュエータで
ある。

次に、前記実施例のトラックジャンプ動作について、
第２図のタイムチャート、第３図のフローチャートを参
照しながら説明する。この実施例は、トラックジャンプ
動作時に光ディスク１の偏心加速度の補正をジャンプが
トラック間隔の3/4を通過したときに行う。即ち、トラ
ック間隔の3/4を通過したときに、残りの1/4をジャンプ
するのに要するトラッキングアクチュエータ９の制御量
及びその時間を演算するようにした例である。以下、そ
の具体的動作について説明する。

まず、第２図（ａ）はトラッキング誤差検出器３で検
出されたトラッキング誤差信号を示す。また、第２図
（ｂ）はトラッキングアクチュエータ９の相対加速度で
あり、図中にΔｃとして示すようにトラッキングアクチ
ュエータ９の正電流印加時に光ディスク１に偏心加速度
が生じている。偏心加速度の生じる方向は、光ディスク
１の半径方向である。更に、第２図（ｃ）はトラッキン
グアクチュエータ９の相対速度、第２図（ｄ）はトラッ
キングアクチュエータ９の相対変位を示す。

第３図は１トラックのジャンプ動作を示しており、ま
ずＳ（ステップ）１はトラッキングアクチュエータ９の
正方向パルス電流を印加し、第２図（ｂ）にしたように
ｋなる加速度を与える。このときのトラッキングアクチ
ュエータ９の全体の加速度ａは、偏心加速度Δｃが加わ
るため、ａ＝ｋ＋Δｃになる。S2ではDSP6にトラッキン
グ誤差信号ｅを入力し、S3でその誤差信号ｅが０になる
まで待つ。トラッキング誤差信号ｅが０になると、S4で
トラッキングアクチュエータ９に負方向パルス電流を印
加し、トラッキングアクチュエータ９に−ｋなる加速度
を与える。このときの加速度ｂは、第２図（ｂ）に示す
如く、偏心加速度Δｃが加わっているため、ｂ＝−ｋ＋
Δｃである。

また、トラッキング誤差信号ｅが０になると、S5でそ
の時刻t₁までのトラッキングアクチュエータ９への正方
向パルス印加時間T₁をメモリ７に記憶させる。なお、ト
ラッキングアクチュエータ９の正方向から負方向への電
流切換タイミングは、トラッキング誤差信号ｅが０にな
る時刻であり、光ビームの走査点がトラック間隔λの半
分に達したときである。S6〜S9は、トラッキング誤差信
号ｅが絶対値で最大値になる時刻t₂を検出する処理であ
る。この処理は、まずS6でメモリ７のmaxという変数エ
リアに０を記憶させ、S7でDSP6にトラッキング誤差信号
ｅを入力する。次いで、S8でその誤差信号ｅが最大値で
あるかどうかを判定し、最大値でなければS9で変数エリ
アにトラッキング誤差信号の絶対値で最大値を格納した
後、再びS7に戻る。そして、S8でトラッキング誤差信号
ｅが最大値になるまで、S7〜S9の処理を繰り返し行う。

S8でトラッキング誤差信号ｅが最大値になると、S10
でDSP6により演算処理を行う。このときのトラッキング
誤差信号ｅが最大値になるタイミングは、光ビームの走
査点がトラック間隔λの3/4に達したときである。DSP6
は、第２図（ｄ）に示すように、走査点が1/2λに達す
るまでの時間T₁、その時間T₁に達した時刻t₁から走査点
が3/4λに達する時刻t₂までの時間T₂、及びそのときの
トラッキングアクチュエータ９の印加パルスから、残り
の1/4λを移動させるのに必要なトラッキングアクチュ
エータ９の印加パルスの制御量Ｙ、及びその時間T₃を演
算する。この場合、走査点が1/4λ移動後のトラッキン
グアクチュエータ９の速度が０となるように制御量Ｙと
時間T₃を求める。ここで得られた制御量ＹをS11でトラ
ッキングアクチュエータ９に負方向パルスとして印加
し、S12で前記S10で得られた時間T₃を経過する時刻t₃で
パルス印加を停止する。このときのパルス印加によるト
ラッキングアクチュエータ９の加速度ｃは、ｃ＝−ｋ＋
Δｃである。S12でトラッキングアクチュエータ９への
負方向パルス印加を停止したところで、光ビームの走査
点は隣のトラック上に移動し、１トラック分のジャンプ
動作が終了する。なお、ここでは１トラック分のジャン
プ動作について説明したが、複数のトラックをジャンプ
する場合は、前述のようなトラック１本分のジャンプ動
作を繰り返し行えばよい。

この実施例では、DSP6によって走査点が3/4λを移動
したところで、残り1/4λを移動するのに必要なトラッ
キングアクチュエータ９の制御量Ｙ及びその印加時間T₃
を演算する。つまり、走査点が3/4λに達したところ
で、残りの走査に補正をかけ、偏心加速度による影響を
相殺しようというものである。従って、トラック１本分
のジャンプ動作が終了したときは、光ビームの走査点は
隣の目標トラックに合致し、偏心加速度の影響を受ける
ことなく正確なトラックジャンプを行うことができる。

（実施例２）第４図に他の実施例のフローチャートを示す。この実
施例は、トラックジャンプ動作時にトラック間隔の3/4
の時点で、偏心加速度によるずれを補正すべく残りのト
ラック間隔の1/4をジャンプするのに要するトラッキン
グアクチュエータ９の制御量を演算する例である。な
お、この実施例は、前述の実施例１とS1〜S9までは全く
同じであるので、その説明は省略することにする。以
下、第４図の実施例について詳述する。

まず、S8でトラッキング誤差信号が最大値になり、光
ビームの走査点がトラック間隔λの3/4に達した場合、S
10へ進む。S10では、DSP6によって走査点が1/2λに達し
た時間T₁、この時間T₁に達した時刻t₁から走査点が3/4
λに達する時刻t₂までの時間T₂、及びそのときのトラッ
キングアクチュエータ９の印加パルスから、残りの移動
量1/4λに必要なトラッキングアクチュエータ９の制御
量を演算する。この場合、1/4λ移動後のトラッキング
アクチュエータ９の速度が０となるように制御量を求め
る。S11では、S10で得られた制御量をトラッキングアク
チュエータ９を負方向にパルス−Ｙとして与える。次い
で、S12でDSP6にトラッキング誤差信号を入力し、S13で
その誤差信号が０になったところでトラッキングアクチ
ュエータ９への負方向パルス印加を停止する。これによ
り、光ビームが隣のトラック上に正確に移動し、トラッ
ク１本分のジャンプ動作が終了する。つまり、この実施
例は、残りのトラック間隔1/4のアクチュエータの制御
量のみを演算し、アクチュエータへの負方向パルスの印
加をトラッキング誤差信号のゼロクロス点で停止するよ
うにした例である。

（実施例３）第５図は前述した第４図の実施例を更に改良した例の
フローチャートである。前述した第４図の実施例では、
アクチュエータの駆動をトラッキング誤差信号のゼロク
ロス点で停止し、この点をジャンプ動作の終了点とし
た、つまり、第６図（ａ）に示すように、トラッキング
誤差信号が０になるＡ点でアクチュエータの駆動を停止
するようにした。ところが、外乱が発生した場合、ある
いはアクチュエータの感度が正電流駆動時と負電流駆動
時で異なる場合、光ビームが隣のトラックの近傍まで移
動し、そこから再び元の方向へ戻るようなことがある。
このような場合、トラッキング誤差信号は第６図（ｂ）
に示すように、ゼロクロスせずにゼロ点近傍で凸状に変
化する。そこで、この実施例では、外乱などが発生した
場合であっても、正確にトラッキングジャンプを行える
ようにしたものである。なお、第５図の実施例は、第４
図の実施例とS1〜S11までは同じであるので、その説明
は省略し、S12から説明することにする。

S12はトラッキング誤差信号の絶対値の最小値をメモ
リ７の変数エリア（min）に１を記憶させる処理であ
る。次に、S13でDSP6にトラッキング誤差信号ｅを入力
し、S14でこの誤差信号とS12でメモリに記憶させた値を
比較し、第６図（ｂ）に示すようなトラッキング誤差信
号ｅの凸状のピーク点Ｂを検出する。ここで、min≧|e|
の条件がNOであれば、凸状のピーク値Ｂに達したときで
あるので、そのピーク点Ｂの時刻にトラッキングアクチ
ュエータ９の駆動を停止し、ジャンプ動作を終了する。

一方、S14でmin≧|e|の条件がYESであれば、S15でメ
モリ７の変数エリアにトラッキング誤差信号の最小値を
書き込み、S16で再びトラッキング誤差信号のゼロクロ
ス検出を行う。S16でトラッキング誤差信号のゼロクロ
ス点を検出すると、そのゼロクロス点でジャンプ動作を
終了し、ゼロクロス点に到達しなければ再びS13に戻
り、S13〜S16の処理を行う。つまり、この実施例は前述
のようなトラッキング誤差信号の凸状のピーク点の検出
と、トラッキング誤差信号のゼロクロス点の検出を兼ね
備えており、いずれの点を検出しても、トラッキングア
クチュエータ９の駆動を停止し、ジャンプ動作を終了す
る。従って、外乱などが発生した場合であっても、隣の
トラック上に正確にジャンプし、ジャンプ動作を精密に
制御することができる。

（実施例４）第７図に他の実施例のトラッキング誤差信号とトラッ
キングアクチュエータ９の相対加速度、相対速度及び相
対変位の関係を示す。この実施例は、トラックジャンプ
動作時にトラック間隔の3/4の時点で、偏心加速度分を
補正すべくトラッキングアクチュエータ９の動作時間を
演算するものである。

以下、第８図に示すフローチャートを参照しながらそ
の具体的動作について説明する。なお、第８図ではS1〜
S8まで前述の実施例と同じであるので、その説明を省略
する。

S10はDSP6により、トラッキングアクチュエータ９の
パルス印加時間を演算する処理である。このS10の処理
は、第７図に示すように、ジャンプ点がトラック間隔λ
の3/4を通過する時刻t₂に始められる。トラック間隔の3
/4λの通過点は、S8でトラッキング誤差信号の凹状の最
小点を検出することにより、見つけられる。S10の具体
的処理は、光ビームがトラック間隔の1/2及び3/4を通過
するまでの時間T₁、T₂、そのときのトラッキングアクチ
ュエータ９の制御量から、光ビームが3/4λまで移動す
る間にｂ＝−ｋ＋Δｃの相対加速度となる負方向パルス
を印加する時間を求める。但し、トラッキングアクチュ
エータ９がλを移動後には、トラッキングアクチュエー
タ９の相対速度が０になることが条件である。次に、S1
1で演算された時間T₃が経過するまで待ち、時間T₃を過
ぎるとS12でトラッキングアクチュエータ９に印加パル
ス０を入力する。この状態ではトラッキングアクチュエ
ータ９の相対加速度は、第７図（ｂ）に示す如く、偏心
加速度Δｃのみである。次に、S13でトラッキング誤差
信号ｅを入力し、S14でその誤差信号ｅがゼロになった
ときにトラッキングアクチュエータ９の相対速度が０に
なり、トラックジャンプ動作を終了する。この実施例で
あっても、隣のトラックに正確にジャンプでき、精密に
トラックジャンプ動作を制御することができる。

（実施例５）第９図は前述した第８図の実施例を更に改良した例を
示すフローチャートである。この第９図の実施例は、第
５図の実施例で説明したように、外乱が発生した場合
や、アクチュエータの感度が正電流印加時と負電流印加
時で異なる場合であっても、正確にジャンプできるよう
にしたものである。従って、前述の第５図の示した実施
例３と全く同じように、トラックジャンプの終了をトラ
ッキング誤差信号の凸状のピーク点、あるいはそのゼロ
クロス点とした例である。なお、第９図の実施例では、
S1〜S12は前述の第８図の実施例と同じであるので、そ
の説明は省略することにする。

S13は第５図の実施例S12と同様にトラッキング誤差信
号の絶対値の最小値をメモリ７の変数エリア（min）に
記憶させる処理である。次に、S14でDSP6にトラッキン
グ誤差信号ｅを入力し、S15でこの誤差信号の凸状のピ
ーク点を検出する。つまり、第６図（ｂ）に示すよう
に、トラッキング誤差信号がゼロクロス点の近傍で凸状
に変化するが、この凸状のピーク点Ｂを検出する。そし
て、検出したＢのタイミングでトラッキングアクチュエ
ータ９の駆動を停止し、トラックジャンプ動作を終了す
る。また、S17はトラッキング誤差信号のゼロクロス点
を検出するもので、第６図（ａ）に示すように、トラッ
キング誤差信号のゼロクロス点Ａで同様にトラックジャ
ンプ動作を終了する。従って、この実施例は第５図の実
施例と同様にトラッキング誤差信号のゼロクロス点、凸
状のピーク点のいずれかで、トラッキングアクチュエー
タ９の駆動を停止し、ジャンプ動作を終了することがで
きる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、光ビームの走査
点がトラック間隔の3/4を通過した時点でトラック間隔
の1/2及び3/4の走査に要した時間とアクチュエータの制
御量から次のトラッキング誤差信号のゼロクロス点で光
ビームの速度がゼロとなるように残りのトラック間隔1/
4の走査時のアクチュエータの印加パルスのパルス高さ
を補正することにより、偏心加速度によって生じる走査
点の位置的誤差をなくして正確にトラックジャンプ動作
を制御でき、また、より目的位置に近い位置で補正して
いるので、衝撃や外部振動などの外乱に対しても安定し
てトラックジャンプを行うことができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の光ヘッド制御装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図（ａ）〜（ｄ）は前記実施例のトラッ
キング誤差信号とトラッキングアクチュエータの相対加
速度、相対速度及び相対変位との関係を示すタイムチャ
ート、第３図は前記実施例の動作を示すフローチャー
ト、第４図及び第５図はそれぞれ他の実施例の動作を示
すフローチャート、第６図（ａ），（ｂ）は正常なトラ
ッキング誤差信号及び外乱などが発生したときのトラッ
キング誤差信号を示す波形図、第７図（ａ）〜（ｄ）は
他の実施例のトラッキング誤差信号とトラッキングアク
チュエータの相対加速度、相対速度及び相対変位との関
係を示すタイムチャート、第８図及び第９図はそれぞれ
第７図のタイムチャートの実施例の動作を示すフローチ
ャート、第10図（ａ）〜（ｄ）は従来装置のトラッキン
グ誤差信号とトラッキングアクチュエータの相対加速
度、相対速度及び相対変位との関係を示すタイムチャー
ト、第11図は（ａ）〜（ｄ）は偏心加速度が生じたとき
のトラッキング誤差信号とトラッキングアクチュエータ
の相対加速度、相対速度及び相対変位との関係を示すタ
イムチャートである。１……光ディスク、２……光学系３……トラッキング誤差検出器４……フォーカス誤差検出器５……A/D変換器６……ディジタルシグナルプロセッサ（DSP）７……メモリ、８……D/A変換器９……トラッキングアクチュエータ 10……フォーカスアクチュエータ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体から得られたトラッキング誤差信
号を用い、かつ光ビーム駆動用のアクチュエータを制御
することにより、前記光ビームのトラックジャンプ動作
を制御する光ヘッド制御装置において、前記トラッキング誤差信号に基づいて前記光ビームの走
査点のトラック間隔の1/2及び3/4の通過を検出し、この
3/4を通過した際に、前記トラック間隔の1/2及び3/4の
走査に要した時間と前記アクチュエータの制御量から、
次のトラッキング誤差信号のゼロクロス点で前記光ビー
ムの速度がゼロとなるように、残りのトラック間隔1/4
の走査時の前記アクチュエータの印加パルスのパルス高
さを補正する補正手段を有することを特徴とする光ヘッ
ド制御装置。
【請求項２】前記補正手段は、更に、残りのトラック間
隔1/4の走査時の前記アクチュエータの印加パルスの印
加時間を補正する請求項１項に記載の光ヘッド制御装
置。