JP2970112B2

JP2970112B2 - 媒体欠陥対策機能付制御回路

Info

Publication number: JP2970112B2
Application number: JP23920491A
Authority: JP
Inventors: 芳人青木; 一夫渋谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JPH0581803A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転する媒体を用いて
情報の記録または再生を行う記録再生装置の信号用ヘッ
ド位置決め装置に用いる媒体欠陥対策機能付制御回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク，磁気ディスク，コン
パクトディスク，フロッピーディスク等、回転する媒体
を使用した情報記録再生装置の信号用ヘッド位置決め装
置においては、媒体欠陥対策機能付制御回路によって、
媒体欠陥箇所が信号用ヘッドを通過した時に信号検出素
子の出力信号から得られる信号用ヘッドと媒体の相対位
置ずれを示す位置ずれ信号、あるいは再生信号の強度を
示す強度信号の変化から媒体欠陥を検出し、その後、不
正確な位置ずれ信号の代わりに位置ずれ信号の平均値あ
るいは推定値に切り換えて、信号用ヘッドの動きの乱れ
を抑止する方法が取られている。

【０００３】以下、図面を参照しながら、従来の媒体欠
陥対策機能付制御回路の一例について説明する。

【０００４】図４は従来の媒体欠陥対策機能付制御回路
のブロック図を示すものである。図４において、４１は
媒体欠陥検出手段、４２は切り換えスイッチ、４３は制
御用フィルタ、４４は信号用ヘッド駆動手段、４５は位
置ずれ信号検出手段、４６は位置ずれ信号推定手段であ
り、媒体欠陥部通過中の真の位置ずれ信号を推定する。
４７は強度信号検出手段である。

【０００５】以上のように構成された従来の媒体欠陥対
策機能付制御回路について、以下その動作を説明する。

【０００６】媒体欠陥部以外を光ヘッド、磁気ヘッド等
の信号用ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）が通
過中においては、スイッチ４２はＡ側に倒れており、媒
体目標位置とヘッド位置との位置ずれを位置ずれ信号検
出手段４５が検出し、この位置ずれ信号を制御用フィル
タ４３に入力し、その出力をヘッド駆動手段４４に入力
して、ヘッドを駆動して、ヘッドが媒体目標位置に来る
ようにヘッドを制御する。この時、媒体目標位置とヘッ
ド位置との位置ずれ信号は、位置ずれ信号推定手段４６
に入力され媒体欠陥検出時に推定される信号を生成する
準備が行われる。具体的には、位置ずれ信号推定手段４
６は適当な時定数を持ったローパスフィルタや時間軸上
で位置ずれ信号を外挿する手段で実現される。媒体欠陥
検出手段４１は、ヘッドからの出力信号を用いて得られ
る強度信号検出手段４７の強度信号の変化を用いて欠陥
を検出する。具体的には、例えばコンパクトディスク装
置や光ディスク装置では、媒体からの反射光量を示す信
号、すなわちフォーカス、あるいはトラッキングエラー
信号を検出するディテクタの和信号が媒体欠陥通過中に
は、反射光のない時のレベルに近づく現象を用いて、予
め定めたしきい値と前記ディテクタの和信号のレベルと
を比較して媒体欠陥部への突入および脱出検出を行う。
媒体欠陥箇所をヘッドが通過時は、媒体欠陥検出手段４
１はスイッチ４２をＢ側に切り換えるように駆動する。
位置ずれ信号推定手段４６によって推定された位置ずれ
信号を制御用フィルタ４３の入力とし、ヘッドを制御す
る。

【０００７】このように、上記従来の媒体欠陥対策機能
付制御回路でも、媒体欠陥部分の大きさが小さく、欠陥
検出遅れによるアクチュエータ誤駆動による速度、位置
誤差の影響が小さい場合は、ヘッドの動きの乱れは少な
く抑えることができ、結果として記録再生動作を誤るこ
となく制御が行える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、図５に示すような現象が起きる。図５
は媒体の欠陥部がヘッドを通過するときの強度信号と速
度誤差と位置誤差の変化を時系列で示したもので、図５
（ａ）は強度信号、図５（ｂ）は速度誤差、図５（ｃ）
は位置誤差をそれぞれ示す。上記のような従来の構成で
は、媒体欠陥あるいは傷の種類によっては、図５（ａ）
に示すように媒体欠陥部への突入検出時に生じる遅れ
（ｔ₁−ｔ₀）が大きなものとなり、この（ｔ₁−ｔ₀）時
間の間に、ヘッドのアクチュエータを位置ずれ信号とし
ての信頼度を欠く不正確な信号を用いて駆動し、媒体欠
陥検出後に、真の位置ずれ信号の近似信号である推定さ
れた位置ずれ信号を用いても、推定された位置ずれ信号
が正確でないことや、図５（ｂ）に示すように時刻ｔ₁
で発生させた速度誤差ｄｖが積分され、図５（ｃ）に示
すように、媒体欠陥部通過時（ｔ₂）に大きな位置誤差
ｄｘを生み、ヘッドの制御を乱し、結果として記録再生
動作を誤るという問題点を有していた。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、媒体欠陥通過
時に用いられる推定位置ずれ信号を、前回の媒体欠陥通
過後の位置ずれ信号をもとに生成される補正量で補正す
ることで、同じような種類の媒体欠陥に対して媒体欠陥
部を通過する毎に代替位置ずれ信号の精度を向上させ、
学習的に媒体欠陥部分通過後の速度誤差と位置誤差を抑
制させて、記録再生動作の誤りを減少することができる
優れた媒体欠陥対策機能付制御回路を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の媒体欠陥対策機能付制御回路は、位置ずれ
信号推定手段と、アナログ・デジタル変換手段を用いて
変換されたデジタル値の位置ずれ信号を記憶する記憶手
段とを用いて、媒体欠陥手段で媒体欠陥を検出した際
に、前記記憶手段を用いて記憶された位置ずれ信号の時
系列データをもとに媒体欠陥通過中の真の位置ずれ量に
相当する推定位置ずれ信号を生成し、さらに補正量決定
手段を用いて、前回の媒体欠陥部通過後の前記位置ずれ
信号をもとに推定信号補正量を生成するようにし、前記
媒体欠陥検出手段で媒体欠陥を検出した際には、制御用
フィルタの入力信号を推定位置ずれ信号と推定信号の補
正量との和信号（代替位置ずれ信号）に切り換えること
により、同種類の媒体欠陥に対して媒体欠陥部を通過す
る毎に代替位置ずれ信号の精度を向上させ、結果として
学習的に媒体欠陥部分通過後の速度・位置誤差を抑制さ
せて、安定にヘッドを制御するようにしたものである。

【００１１】

【作用】したがって本発明によれば、記憶手段によって
記憶された位置ずれ信号の時系列データから得られる位
置ずれ信号の推定信号と、媒体欠陥通過後の位置ずれ信
号とをもとにして、媒体欠陥通過毎に繰り返し修正され
る推定信号補正量との和信号を制御の入力信号として用
いることにより、同種類の媒体欠陥に対して学習的に位
置ずれ信号の代替値の精度を向上させることが可能にな
り、媒体欠陥通過直後の速度誤差および位置誤差が減少
する。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例における媒体欠陥対策
機能付制御回路について、図面を参照しながら説明す
る。

【００１３】図１は、本発明の実施例における媒体欠陥
対策機能付制御回路のブロック図である。図１におい
て、１は位置ずれ信号検出手段であり、信号検出素子の
出力信号からヘッドと媒体との相対位置ずれ量を検出す
る。２は強度信号検出手段であり、同じく信号検出素子
の出力信号から再生信号の強度を検出する。３および４
はサンプラであり、それぞれ位置ずれ信号検出手段１と
強度信号検出手段２の出力信号を標本化する。５および
６はそれぞれアナログ・デジタル変換器である。７は記
憶手段であり、アナログ・デジタル変換器５の出力であ
るデジタル化された位置ずれ信号を時系列データとして
記憶する。８は位置ずれ信号推定手段であり、記憶手段
７に記憶された時系列データから媒体欠陥通過中の真の
位置ずれ信号を推定する。９は媒体欠陥検出手段であ
り、アナログ・デジタル変換器６の出力であるデジタル
化された強度信号としきい値とを比較して、ヘッドが媒
体欠陥上に位置するか否かを判定する。１０は切り換え
スイッチであり、媒体欠陥検出手段９の判定により切り
換えられる。１１は補正量決定手段であり、媒体欠陥通
過後に得られる位置ずれ信号の大きさにより補正量を修
正する。１２は制御用フィルタ、１３はヘッド駆動手段
である。媒体欠陥検出の際は、位置ずれ信号推定手段８
により推定される信号と、補正量決定手段１１の生成す
る補正量の和を制御用フィルタ１２への入力信号とし、
制御用フィルタ１２の出力をヘッド駆動手段１３に入力
することによってヘッドが制御される。

【００１４】以上のように構成された媒体欠陥対策機能
付制御回路について、以下図１を用いてその動作を説明
する。

【００１５】まず、各信号および補正量の記号を定義す
る。Ｅは位置ずれ信号検出手段１で検出されアナログ・
デジタル変換器５によってデジタル値に変換された位置
ずれ信号である。Ｅ_Aは位置ずれ信号推定手段８によっ
て推定された位置ずれ信号である。δは補正量決定手段
１１によって決定される推定位置ずれ信号の補正量であ
る。Ｅ₀は代替位置ずれ信号であり、推定位置ずれ信号
Ｅ_Aとその補正量δの和信号である。

【００１６】標本化周期毎に以下の動作が行われる。ま
ず、位置ずれ信号検出手段１によって検出された位置ず
れ信号および強度信号検出手段２によって検出された強
度信号をそれぞれサンプル３とサンプル４によって標本
化し、それぞれアナログ・デジタル変換器５とアナログ
・デジダル変換器６によってデジタル値化した信号を得
る。次に媒体欠陥検出手段９では、デジタル値化された
強度信号としきい値をもとに媒体欠陥に突入したかどう
か、媒体欠陥を脱出したかどうかを判断する。媒体欠陥
が存在しない間は切り換えスイッチ１０はＡ側に切り換
えられており、位置ずれ信号検出手段１で検出され、ア
ナログ・デジタル変換器５でデジタル値に変換された位
置ずれ信号Ｅを制御用フィルタ１２へ入力し、その制御
出力をヘッド駆動手段１３へ入力してヘッド位置を目標
値に追従させる。この時、上記動作と並行してデジタル
値化された位置ずれ信号Ｅが記憶手段７により時系列デ
ータとして記憶される。

【００１７】媒体欠陥検出手段９が媒体欠陥突入を検出
したときは、切り換えスイッチ１０をＢ側に切り換える
と同時に記憶手段７に記憶された位置ずれ信号の時系列
データから媒体欠陥部突入前の位置ずれ信号列を抜き出
す。さらに位置ずれ信号推定手段８では、記憶手段７に
記憶された位置ずれ信号の時系列データを用いて媒体欠
陥箇所通過中の真の位置ずれ信号の近似値である推定位
置ずれ信号Ｅ_Aを算出する。この推定位置ずれ信号Ｅ
_Aに、補正量決定手段１１で算出されている補正量δを
加算した代替位置ずれ信号Ｅ₀を制御用フィルタ１２に
入力信号として与え、制御用フィルタ１２の制御出力を
ヘッド駆動手段１３へ入力し、ヘッドを制御する。この
操作を媒体欠陥を通過し終わるまで標本化周期毎に行
う。

【００１８】媒体欠陥部を通過し終わると、媒体欠陥検
出手段９は切り換えスイッチ１０をＡ側に戻して媒体欠
陥が存在しない時のモードに戻る。このとき補正量決定
手段１１では、位置ずれ信号検出手段１で検出される実
際の位置ずれ信号Ｅを用いて補正量δを修正する。

【００１９】次に、補正量δの修正手順を説明する。図
２は補正量の修正手順を示すフローチャートである。図
２（ａ）は補正量決定法の一例を、図２（ｂ）は同じく
補正量決定法の別の例を示す。図１および図２におい
て、位置ずれ信号検出手段１と強度信号検出手段２は、
それぞれ位置ずれ信号Ｅおよび強度信号を標本化周期毎
に検出する（ステップ２１）。強度信号によって媒体欠
陥検出手段９は媒体欠陥を脱出したかどうかを判断する
（ステップ２２）。媒体欠陥から脱出し終わっていなけ
れば再びステップ２１に戻る。媒体欠陥から脱出した場
合には、補正量決定手段１１は位置ずれ信号検出手段１
によって得られる位置ずれ信号Ｅと、適当に定めたしき
い値とを比較し、このしきい値を越えていれば位置ずれ
信号の極性を考慮しながら補正量δを修正する。位置ず
れ信号Ｅがしきい値を越えていなければ、補正量δは変
化させない。

【００２０】補正量修正方法としては、図２（ａ）のよ
うに位置ずれ信号Ｅがしきい値の上限以上であれば（ス
テップ２３）、補正量δに修正量Δを加え（ステップ２
５）、逆に位置ずれ信号Ｅがしきい値の下限以下であれ
ば（ステップ２４）、補正量δから修正量Δを引く（ス
テップ２６）方法を用いればよい。また別の方法として
は図２（ａ）の破線で囲まれた領域を図２（ｂ）のよう
にして、位置ずれ信号Ｅの絶対値があるしきい値を越え
たときに（ステップ２７）、補正量δの修正量として位
置ずれ信号Ｅに定数Ｋを乗じた値を用いる（ステップ２
８）ことも可能である。

【００２１】次に補正量を算出する補正量決定手段１１
の動作を使用媒体として光ディスクあるいはコンパクト
ディスクを用いて再生を行う場合について説明する。図
３は補正量決定手段１１による補正量を用いたときに速
度誤差および位置誤差が相殺される様子を時系列で示し
た図である。図３において、図３（ａ）は媒体欠陥部通
過時の強度信号をアナログ値として表現した波形であ
り、しきい値と比較され時刻ｔ₁で媒体欠陥部に突入し
たことが検出され、時刻ｔ₂で媒体欠陥部を通過し終わ
ったと判断される。時刻ｔ₀は真の欠陥突入時間であ
る。図３（ｂ）は、同タイミングにおける位置ずれ信号
検出手段１で得られる位置ずれ信号の波形であり、点線
で示されたレベルは真の位置ずれ信号レベルである。図
３（ｃ）は、同タイミングの制御用フィルタ１２に入力
される位置ずれ信号の波形であり、時刻ｔ₁からｔ₂にお
いては位置ずれ信号検出手段１により得られた位置ずれ
信号Ｅに代え、前述の推定位置ずれ信号Ｅ_Aに補正量δ
を加えた信号を用いている。図３（ｄ）は同タイミング
の速度誤差の変化の状態を示し、図３（ｅ）は同タイミ
ングの位置誤差の変化の状態を示すものである。

【００２２】図３（ｂ）において、位置ずれ信号検出手
段１により得られる位置ずれ信号Ｅが時刻ｔ₁よりｔ₂の
間、回路で決定される電気的オフセットレベルに近づく
のは媒体欠陥部をヘッドが通過するときは光ディテクタ
に入力される反射光量（すなわち強度信号）がゼロに近
づき、分割された光ディテクタの差動信号である位置ず
れ信号Ｅの値はゼロレベルに近づく。これにより位置ず
れ信号Ｅのレベルは電気的オフセットレベルに収束する
ことになる。図３（ｂ）で点線で示されたレベルは真
の、すなわち媒体欠陥が存在しなかったときの位置ずれ
信号レベルを示していて、この値は記憶手段７および位
置ずれ信号推定手段８を用いて算出される。具体的には
時刻ｔ₀時の位置ずれ信号レベルをホールドしたり、あ
るいは隣接する数点の位置ずれ信号から時間軸上の外挿
を行うことで実現される。

【００２３】図３（ｃ）において、実線で示される波形
は制御用フィルタ１２に入力される位置ずれ信号であ
り、時刻ｔ₁からｔ₂の間では図３（ｂ）に示す位置ずれ
信号は用いられていない。時刻ｔ₀からｔ₁の間は媒体欠
陥の検出判断が下せない時間であり、この区間は図３
（ｂ）に示す位置ずれ信号が用いられる。そのため、一
点鎖線で示されるような欠陥部突入直前の位置ずれ信号
を用いる従来の推定信号Ｅ_Aでは真の位置ずれ信号レベ
ルとの差（時刻ｔ₀〜ｔ₁の間の信号）が誤差の信号とな
り、図３（ｄ），図３（ｅ）において一点鎖線で示すよ
うな速度誤差と位置誤差が生じる。この速度誤差および
位置誤差は媒体欠陥の種類や大きさによって異なるた
め、補正量δを予め設定しておくことは不可能である。
そこで、媒体欠陥通過完了（時刻ｔ₂）毎に位置ずれ信
号検出手段１によって得られる位置ずれ信号Ｅの大きさ
をもとに補正量δを修正する方法を用いる。具体的に
は、図３（ｃ）に示すように時刻ｔ₂以降に現れる位置
ずれ信号Ｅの最初のオーバーシュートが適当に定めた上
限または下限のしきい値を越えている場合には、図２に
おいて、ステップ２３〜ステップ２６に示すように、補
正量δを位置ずれ信号Ｅの大きさによって決まる値Δを
用いて修正する。これを、繰り返し行うことにより、代
替位置ずれ信号Ｅ₀の精度を向上させ、時刻ｔ₂での位置
ずれ誤差を学習的に小さくすることが可能となる。とく
に媒体欠陥が同じ種類の場合に有効となる。

【００２４】以上のように本発明によれば、位置ずれ信
号の時系列データと補正量決定手段１１を用いることに
より媒体欠陥検出遅れに起因する速度誤差および位置誤
差や、従来の推定信号では改善できなかった速度誤差お
よび位置誤差を減少させることが可能であり、媒体欠陥
の存在に対して安定にヘッドを制御することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、媒体欠陥通過時の推定位置ずれ信号を媒体欠陥通過
後の位置ずれ信号をもとに補正する方法を用いることに
より、媒体欠陥通過後の速度誤差および位置誤差を減少
させ、ヘッドの位置を必要とされる位置決め制御精度内
に速やかに収束させ、結果として媒体欠陥部を除いたエ
リアの記録再生動作の誤りを減少させることができると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例における媒体欠陥対策機能付制
御回路のブロック図

【図２】同じく補正量の修正手順のフローチャート（ａ）は補正量決定法の一例（ｂ）は補正量決定法の別の例

【図３】同じく速度誤差と位置誤差の減少経過を示す波
形図（ａ）は媒体欠陥部通過時の強度信号の波形（ｂ）は媒体欠陥部通過時の位置ずれ信号の波形（ｃ）は制御用フィルタに入力される位置ずれ信号の波
形（ｄ）は速度誤差の変化の状態（ｅ）は位置誤差の変化の状態

【図４】従来の媒体欠陥対策機能付制御回路のブロック
図

【図５】同じく媒体欠陥通過時の強度信号と位置誤差と
速度誤差の経過を示す波形図（ａ）は強度信号の波形（ｂ）は速度誤差の変化の状態（ｃ）は位置誤差の変化の状態

【符号の説明】

１位置ずれ信号検出手段２強度信号検出手段５アナログ・デジタル変換器６アナログ・デジタル変換器７記憶手段８位置ずれ信号推定手段９媒体欠陥検出手段１１補正量決定手段１２制御用フィルタ１３ヘッド駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−259269（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−66878（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−17274（ＪＰ，Ａ) 特開平１−271981（ＪＰ，Ａ) 特開平２−53270（ＪＰ，Ａ) 特開平２−143964（ＪＰ，Ａ) 特開平４−114375（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 21/10 G11B 7/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する媒体を用いて記録または再生を行
う記録再生装置の信号用ヘッド位置決め装置において、
信号用ヘッド内の信号検出素子の出力信号から信号用ヘ
ッドと媒体の相対位置ずれ量を検出する位置ずれ信号検
出手段と、前記出力信号から再生信号の強度を検出する
強度信号検出手段と、前記位置ずれ信号検出手段の出力
信号をデジタル値に変換して位置ずれ信号を出力するア
ナログ・デジタル変換器と、前記強度信号検出手段の出
力信号をデジタル値に変換して強度信号を出力するアナ
ログ・デジタル変換器と、前記強度信号を用いて媒体欠
陥を検出する媒体欠陥検出手段と、信号用ヘッドを媒体
上の目標位置に位置させるように制御する制御用フィル
タと、信号用ヘッドを駆動する信号用ヘッド駆動手段
と、前記位置ずれ信号を記憶する記憶手段と、前記記憶
手段に記憶された位置ずれ信号の時系列データから媒体
欠陥部を信号用ヘッドが通過中の真の位置ずれを表す推
定位置ずれ信号を推定する位置ずれ信号推定手段と、媒
体欠陥部を通過後に検出される位置ずれ信号から前記位
置ずれ信号推定手段で推定された推定位置ずれ信号を補
正する推定信号補正量を生成する補正量決定手段とを備
え、前記媒体欠陥検出手段によって媒体欠陥を検出した
際に、前記推定信号補正量と前記推定位置ずれ信号との
和信号を代替信号として前記制御用フィルタへ入力する
ことにより、同種類の媒体欠陥に対して媒体欠陥を通過
する毎に媒体欠陥部通過後の速度誤差と位置誤差を次第
に減少させて信号用ヘッドを制御する媒体欠陥対策機能
付制御回路。