JP3978246B2 - 光ディスクトラッキング制御装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、光ディスク記憶装置における光ディスクトラッキング制御の改良された方法及び装置に関する。特に、本発明は、記憶装置のトラッキングサーボループがクローズド動作モードの場合に、制御された方法で、光ディスク上の情報トラックをトラッキングしている光ビームを、光ディスク上の他の情報トラックへ半径方向に移動させることに関する。
【０００２】
【本発明の背景】
光ディスク記憶装置は、光ディスクが記憶している情報を検索可能な装置若しくはシステム、または光ディスクに情報を記録するとともに光ディスクから情報を検索可能な装置若しくはシステムの何れかとすることができる。光ディスクから情報を検索可能な光ディスク記憶装置の例としては、コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ、ビデオレーザディスク（ＬＤ）プレーヤ、及びコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）ドライブがある。光ディスクに情報を記録するとともに光ディスクから情報を検索することのできる光ディスク記憶装置の例としては、記録可能なミニ・ディスク（ＭＤ）プレーヤ、光磁気（ＭＯ）ディスクドライブ、及びコンパクトディスクレコーダブル（ＣＤ―Ｒ）ドライブがある。
【０００３】
情報は、一般的に、しばしば情報トラックと称する同心状または螺旋状のトラックとして光ディスクに記録される。情報が既に光ディスクに記憶されている場合、情報トラックは、記憶された情報を示している光学的コントラストの領域を有している。情報記録用の予めフォーマットされたトラックを有している未記録のまたは空の光ディスクの場合、情報トラックとなるトラックは、光学的コントラストの領域を有していても、有していなくてもよい。光ディスクの２つの情報トラック間に位置する領域を、しばしば非情報トラックと称する。
【０００４】
光記憶装置がその通常の動作モードの場合、すなわち光記憶装置が情報を光ディスクから検索または情報を光ディスクに記録する場合、光ビームを用いて情報をディスクから検索またはディスクに情報を記録する間、記憶デバイスはディスクを回転させている。光ディスクが回転している時、光ビームはディスク上を半径方向に移動する。光ビームが光ディスク上を移動している間、光ディスク記憶装置のトラッキングサーボループが、情報トラック、すなわち情報をディスクに記録する場合に情報トラックとなるトラック上に光ビームの中心を維持する。
【０００５】
光ディスクトラッキングサーボはクローズドループシステムであり、このことによって、光ディスク記憶装置が通常の動作モードの間、光ビームの中心が光ディスクの情報トラック上に保持される。光ビームが情報トラックの中心から変位する場合を検出することによって、トラッキングサーボは光ビームの半径方向の位置を再調整する。トラッキングサーボは、光ディスクの表面で反射される光の強度を測定することによって、光ビームの中心が情報トラック上に存在しない場合を検出する。
【０００６】
一般的に、光ディスクの表面で反射される光の強度は、光が情報トラックの中心で反射されるときに最小になる。この原理を用いて、一般的に、トラッキングサーボは、情報トラックの一端または両端で反射される光の強度を検出して、光ビームがトラックの中心から変位する場合を検出するとともに、光ビームが変位する方向を決定する。したがって、クローズドループ動作モードのトラッキングサーボシステムは、情報トラックの一端または両端で反射された光の強度の変化を検出することによって、光ビームが情報トラックの中心から変位する場合を検知するとともに、反射光の強度がセンタトラッキングに最適な位置に光ビームを移動させる。
【０００７】
トラッキングサーボが情報トラックの両端で反射される光の強度を測定する場合、反射光の強度は、情報トラックの両端で反射される光の強度が同一の場合にセンタトラッキングに最適となる。同一の原理は、１ビームの光ディスク記憶装置の場合、及び３ビームの光ディスク記憶装置の両方の場合に成立する。トラッキングサーボが情報トラックの一端で反射される光の強度を測定する場合、センタトラッキングに最適な反射光の強度は所定の校正値に基づく。後者の方法は、好適なセンターリング値を校正することに伴う問題点があるためにあまり好ましくない。
【０００８】
一般的に、光ディスク記憶装置は、光ビームを光ディスクに位置決めするための色々な特別な動作を行うことができる。一般的に、これらの特別な機能は、記憶装置の通常の動作モード以外のものであるが、ポーズ（ＰＡＵＳＥ）すなわち静止モード（still mode）及びサーチ（ＳＥＡＲＣＨ）すなわち検索モード（seek mode）を備えている。ポーズ動作によって、記憶装置の光ビームは、光ディスク上の隣接情報トラックにジャンプして、最近処理した情報を記憶装置によって再び処理できるようにしている。ポーズ動作は、記憶装置の通常の動作を中止させる。記憶装置の動作が中止されている期間は、同一の情報が繰り返して処理されるように、ポーズ動作が連続して何回起動されたかに依存する。
【０００９】
サーチ動作の間、光記憶装置は、一般的に、光ディスク上の特定のターゲットトラックアドレスをサーチする。サーチ動作を行うには、ターゲットアドレスが検出される以前に、光ビームが幾つかの情報トラックと半径方向へ交差しなければならない。ターゲットアドレスが検出されると、光ディスク記憶装置は、情報を検索または記録する通常のモードに戻る。
【００１０】
一般的に、光ディスク記憶装置は、ポーズ動作またはサーチ動作の間の所定時間トラッキングサーボループを解除することによって、ポーズまたはサーチ動作を行うことができる。トラッキングサーボが解除されると、当該サーボはもはやクローズされておらず、オープンループモードと称されるか、または単にループが解放されていると称される。ポーズまたはサーチ動作の間にトラッキングサーボループが解除（解放）されることによって、ビームが情報トラック間を自由に移動することができる。ポーズ動作またはサーチ動作の間にビームを情報トラック間で移動させようとするとともに、トラッキングサーボループをかける（クローズする）ことは、このようなビームの情報トラック間における移動動作を無効にしてしまう。その理由は、トラッキングサーボシステムは、そのビームの中心を情報トラック上に保持しようとするからである。したがって、一般的に、光記憶装置は、ポーズまたはサーチ動作の所定部分において、トラッキングサーボループを解放している。
【００１１】
上記のように、優先信号をトラッキングサーボに供給して、トラッキングサーボがクローズされている間に光ビームを光ディスク上で半径方向に移動させると、ポーズ動作またはサーチ動作が不能または無効になる。これよりも効果的であるが、ポーズ動作またはサーチ動作を行っている間にトラッキングサーボを開閉することは、情報を検索または記録する通常の動作モードの間に光ディスク記憶装置によって使用される時間を使い切ってしまうという欠点を有している。
【００１２】
シーク動作の効率を改善するための一つの試みは、ディスクから読み出されるデータからトラッキングサーボシステムのトラックポジショニング素子に独立して供給されるシークプロファイル（seek profile）信号の特性にしたがって、光学ヘッドをディスク上に亘って半径方向に移動させることを提唱している。実際のヘッド位置と、独立に供給されるシークプロファイル信号との差分を周期的にサンプリングすることによって、トラッキングサーボシステムのトラッキングポジショニング素子を駆動し、所望のシークプロファイルが維持できるようにヘッド位置を調整する。独立に供給されるシークプロファイル信号及びサンプリングを用いることを提唱するシーク動作の例としては、米国特許第4,980,876号明細書及び米国特許第5,210,726号明細書に開示されている。
【００１３】
しかしながら、上記提唱されたシーク方法の欠点は、実際のヘッド位置と独立に供給されるシークプロファイル信号との差分をサンプリングして調整するのに依然として時間がかかることである。もう一つの欠点は、上記提唱されたシーク方法が予知不能のサンプリング間のノイズ及び過渡電流の影響を受けやすいことである。
【００１４】
【本発明の概要】
本発明によれば、記憶装置のトラッキングサーボループを実質的に連続的にクローズドループ動作モードのままに維持したままで、光ディスク記憶装置の光ビームを光ディスクの異なる情報トラック間で半径方向に移動させることができる。本発明は、クローズドトラッキングサーボループに供給される２つの制御信号を起動して、光ディスク上を半径方向に移動する仮想的トラック中心を生成することによって、クローズドループ動作モードの間に一方の情報トラックから他方の情報トラックへ光ビームを半径方向へ移動させるように動作する。トラッキングサーボループがクローズドループ動作モードであるので、トラッキングサーボは、当該トラッキングサーボループが情報トラックの中心と見なす点、この場合には仮想的トラック中心に光ビームの中心を合わせるように動作する。したがって、トラッキングサーボによって、移動する仮想的トラック中心上に光ビームの中心を合わせることによって、クローズドループ動作モードにおいて光ビームがディスク上を半径方向に移動することができる。
【００１５】
仮想的トラック中心は、２つの起動された制御信号を２つのトラッキングサーボループフィードバック信号で逓倍して、２つの修正フィードバック信号を生成することによって作り出される。仮想的トラック中心は、所定の方法で２つの制御信号の電圧を独立に変化させることによって、ディスク上を半径方向に移動する。２つの修正フィードバック信号は演算増幅器において互いに比較され、エラー信号を生成する。当該エラー信号は、クローズドトラッキングサーボループのトラックポジショニング素子に供給される。当該エラー信号は、トラッキングサーボが仮想的トラック中心上に光ビームを位置決めしようとするとともに、これと同時に仮想的トラック中心を移動させ、これによって、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動できるようにするといった効果を呈する。
【００１６】
これらのフィードバック信号は同一の信号であり、通常のクローズドループトラッキングの間に、情報トラックの中心に対する光ビームの位置に関する情報を提供する。しかしながら、制御信号が起動されると、仮想的トラック中心が光ディスクの半径方向へ移動する際、フィードバック信号は、仮想的トラック中心に対する光ビームの位置に関する情報を提供する。仮想的トラック中心に対する光ビームの位置は、フィードバック信号によって供給され、制御信号で逓倍されて、２つの修正フィードバック信号を生成してループを終了する。当該工程は連続的に繰り返され、これによって、クローズドトラッキングサーボループを形成して、光ビームを一方の情報トラックから他方の情報トラックへと半径方向に移動させる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
１．発明の基本原理
本発明の根底にある以下の基本原理を参照することによって、読み手が本発明を完全に理解することができる。
【００１８】
図１に、慣用のトラッキングエラー検出装置１０の部分回路図を示す。トラッキングエラー検出装置１０は、光検出装置１１を使用する。光検出装置１１は、２つの素子、すなわち第１光検出素子１２及び第２光検出素子１３を備えている。光検出装置１１は、光ディスクによって反射される光の強度を測定する。光ディスク記憶装置がクローズドループトラッキングモードにおいて情報トラックを追尾しているとき、第１光検出素子１２が、先行する情報トラックの一方の縁部で、またはその付近で反射された光の強度を測定する。第２光検出素子１３は、先行する情報トラックの他方の縁部で、またはその付近で反射された光の強度を測定する。第１光検出素子１２は、当該光検出素子１２によって測定される反射光の強度を示す信号１４として電気信号を伝達する。第２光検出素子１３は、当該光検出素子１３によって測定される反射光の強度を示す信号１６として電気信号を伝達する。
【００１９】
信号１４は、演算増幅器１８の正極に結合される。演算増幅器１８は、信号１４を増幅して、信号２２として伝達する。信号１６は、演算増幅器２０の正極に結合される。演算増幅器２０は、信号１６を増幅して、信号２４として伝達する。信号２６は、電圧共通モード（VCM : Voltage Common Mode）信号であり、演算増幅器１８及び２０の負極に結合される。信号２２は、差分−加算増幅器２８の正極に結合され、信号２４は、差分−加算増幅器２８の負極に結合される。差分−加算増幅器２８は比較器として動作して、信号２２と信号２４との電圧値の差を示すトラッキングエラー信号３０を生成する。
【００２０】
光ビームの中心が、トラッキングエラー検出装置１０を用いて、光ディスク記憶装置の情報トラック上に完全に合致する場合、第１光検出素子１２によって測定される反射光の強度は、第２光検出素子１３によって測定される反射光の強度に等しい。結果として、信号２２及び２４の電圧値は同一であり、差分−加算増幅器２８は、基準光ビームの位置が情報トラックの中心に存在することを示す電圧値のトラッキングエラー信号３０を生成する。多くのトラッキングサーボシステムにおいて、基準光ビームの位置決めを示す電圧値は、ほぼゼロボルトである。光ビームが先行する情報トラックの中心から変位し始めると、第１光検出素子１２によって測定される反射光の強度と、第２光検出素子１３によって測定される反射光の強度とが異なる。結果的に、信号２２の電圧値と信号２４の電圧値とが異なり、差分−加算増幅器２８は、光ビームが情報トラックの中心から変位する方向に基づき、ゼロより大きいまたはゼロより小さい電圧値のトラッキングエラー信号３０を生成する。当該原理を用いると、オープンループモードにおけるトラッキングサーボの場合、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動すると、差分−加算増幅器２８が、図２に示すトラッキングエラー信号３１と同様な電圧信号レスポンスのトラッキングエラー信号３０を生成する。
【００２１】
図２に、トラッキングエラー信号３１のプロットを示す。ここで、横軸は、光ディスク上の光ビームの半径方向の位置を示し、縦軸は、情報トラックの中心または非情報トラックの中心からの光ビームの距離を示す電圧値である。例えば、光ビームは、点３２、３４及び３６において、情報トラックの中心に位置している。逆に、光ビームは、点３８及び４０において非情報トラックの中心上に位置している。従って、オープントラッキングループモードにおいて光ビームが光ディスクと半径方向に交差すると、トラッキングエラー信号が本質的にほぼ正弦波形状になることがわかる。正弦波形状のトラッキングエラー信号の１サイクルが、光ビームの光ディスク上における１情報トラック分の移動に相当することもわかる。
【００２２】
図３に、トラッキングエラー信号４２及び反転トラッキングエラー信号４４を示す。トラッキングエラー信号４２は、図２に示すトラッキングエラー信号３１と同一である。トラッキングエラー信号４２の点４６及び４８は、光ビームが情報トラックの中心に位置している時を示している。正弦波形状のトラッキングエラー信号が正の傾きで横軸と交差する場合、光ビームが情報トラック上に位置していることがわかる。逆に、正弦波形状のトラッキングエラー信号が負の傾きで横軸と交差する場合、光ビームは、非情報トラックの中心、すなわち情報トラックと情報トラックとの間に正確に位置している。
【００２３】
正弦波形状の信号が、当該信号に負の１（マイナス１）を掛けることによって反転されることは、よく知られている。したがって、反転トラッキングエラー信号４４がトラッキングエラー信号４２の反転を示していることがわかる。正弦波形状の反転トラッキングエラー信号が正の傾斜で点５０及び５２において横軸と交差することも観察される。しかし、反転トラッキングエラー信号４４の点５０及び５２は、光ビームの中心が非情報トラック上に存在することを示している。したがって、トラッキングエラー信号にマイナス１を掛けることによって、通常情報トラックの中心を示す点を、非情報トラックの中心を示す点に移動させることがわかる。結果として、トラッキングエラー信号を反転させることによって、情報トラックの中心と思われる点、すなわち見かけ上の情報トラック中心または仮想的トラック中心に光ビームを位置合わせできるといった大きな効果を呈する。このことが、本発明が動作する際に基づく基本的根本原理である。
【００２４】
図４に、＋１ボルトと−１ボルトとの間で電圧が線形的に変化する電圧信号曲線５４を示す。電圧値が＋１ボルトから−１ボルトの間で変化する電圧信号曲線５４を用いてトラッキングエラー信号４２を逓倍することによって、反転トラッキングエラー信号４４を生成することは明らかである。しかしながら、実際に本原理を適用すると２つの問題が生じ、当該方法を使用することができなくなり、トラッキングサーボループが閉じられている間に光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する。電圧信号曲線５４がほぼゼロボルトになると、第１の問題点が生じる。一般的に、トラッキングエラー信号、すなわちゲインが所定の電圧範囲（一般的にはゼロボルトからある程度のプラスマイナスの範囲）に入ると、トラッキングサーボが非動作状態となり、制御を失うことになる。
【００２５】
トラッキングエラー信号を反転させることに関連する第２の問題点は、トラッキングサーボループが閉じられている間に、ディスク上の一方の半径方向に連続的に光ビームを移動させることを保証できないことである。トラッキングループが閉じられている間にトラッキングエラー信号を反転させることは、情報ディスクの見かけ上の中心を隣接する非情報トラックの中心に移動させる効果を有することに留意すべきである。しかしながら、トラッキングエラー信号が反転されると、正弦波形状のトラッキングエラー信号が負の傾きとなり、光ビームは非情報トラックの中心上に位置しているものと見なされる。非情報トラックの中心上に位置する光ビームは不安定であり、何れか一方の方向に移動可能である。その理由は、光ビームがどちらの隣接情報トラック上にその中心を移動させるべきなのかを判らないからである。従って、マイナス１を掛けてトラッキングエラー信号を反転させ、見かけ上の情報トラック中心を光ディスク上で移動させる原理は、単に、本発明の動作の根底に存在する原理を説明するためのものである。
【００２６】
上記のようなトラッキングエラー信号を反転させることに関連する問題点を解決するために、本発明は、上記と同様な信号反転原理を適用して、トラッキングエラー信号を生成する信号成分の位相を推移させる。すなわち、本発明では、図１に示す信号２２及び２４を反転させる。さらに図１において、差分−加算増幅器２８が信号２２及び２４を用いてトラッキングエラー信号３０を生成することに留意すべきである。図５に、信号５６及び５８の一般的なサンプルプロットを示す。信号５６及び５８は、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する時に図１の信号２２及び２４によって生成する信号を図形として示している。信号５６から信号５８を減算することによって、図２に示すトラッキングエラー信号３１と同様なトラッキングエラー信号が生成される。
【００２７】
図６に、２つの電圧制御信号６０及び６２を示す。制御信号６０及び６２は、図１に示す信号２２及び２４を反転させるのに使用される。例えば、信号２２及び２４は、信号２２に信号６０を掛け、信号２４に信号６２を掛けることによって反転される。制御信号６０及び６２は、トラッキングサーボが非動作状態になり得る利得値をトラッキングサーボループが絶対に検出しない方法で、信号２２及び２４を反転させる。また、ほぼゼロボルト、すなわちゼロボルトからある程度のプラスマイナスの範囲の利得値によってトラッキングサーボが非動作状態になることにも留意すべきである。トラッキングサーボがほぼゼロボルトの利得値を絶対に検出しないことを保証する一つの方法は、両制御信号６０及び６２の電圧値が決して同時にゼロボルトにならないものである。このことは、各信号の電圧値が＋１ボルトと−１ボルトとの間で変化し始める時点にわずかに時間差をつけることによって行われる。時間差のつけられた時点を、点６１及び６３に示す。
【００２８】
図６において、制御信号６２の電圧値が＋１ボルトのままの時に、制御信号６０の電圧値が＋１ボルトから＋０．５ボルトに変化することが判る。制御信号６２の電圧値が＋１ボルトから＋０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が＋０．５ボルトから０ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が＋０．５ボルトから０ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が０ボルトから−０．５ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が０ボルトから−０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が−０．５ボルトから−１ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が−０．５ボルトから−１ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が−１ボルトから−０．５ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が−１ボルトから−０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が−０．５ボルトから０ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が−０．５ボルトから０ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が０ボルトから＋０．５ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が０ボルトから＋０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が＋０．５ボルトから＋１ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が＋０．５ボルトから＋１ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値は＋１ボルトのままである。
【００２９】
制御信号６０及び６２の両方の電圧がほぼゼロボルトになる時間が存在しないことが判る。このことは、トラッキングサーボループが閉じられている間に光ディスク上の光ビームを半径方向に移動させる場合、トラッキングサーボがほぼゼロボルトの利得値を検出しないことを保証する。したがって、制御信号６０及び６２は、トラッキングサーボが動作制御不能にならずに、図１に示す信号２２及び２４を反転するのに使用される制御信号の一つの可能な構成を示している。
【００３０】
制御信号６０及び６２の開始点６１及び６３に時間差をつけることは、トラッキングサーボループが閉じられているときに光ディスク上を光ビームが半径方向に移動する際、光ビームが単一方向に連続的に移動できるようにも機能する。制御信号６０の時点６１よりも前においては、制御信号６０及び６２の両方の電圧値が一定値＋１ボルトであることに留意すべきである。図１に示す制御信号２２及び２４に＋１ボルトを掛けることは、数量１を掛けることが単位変換（identity function）であるので、制御信号２２及び２４の電圧値に影響を及ぼさないことにも留意すべきである。したがって、制御信号６０及び６２は、信号２２及び２４とそれぞれ逓倍される場合、時点６１よりも前では何ら作用しない。（注：図６に示す制御信号６０及び６２に類似の制御信号を、図１に示す信号２２及び２４に類似のトラッキングサーボループの信号とどの様にして逓倍するかを示す本発明の概略回路図を図１０に示し、この詳細に関しては、次のセクションで詳細に説明する。）
制御信号６０は、当該制御信号６０の電圧が＋１ボルトから−１ボルトに変化し始める時である時点６１の直後に起動状態になる。制御信号６２は、当該制御信号６２の電圧が＋１ボルトから−１ボルトに変化し始める時である時点６３の直後に起動状態になる。特に、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作は、２つの制御信号６０または６２の何れか一方の電圧値が、＋１ボルトから−１ボルトへと変化し始める時に起動状態になる。したがって、図６において、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作は、時点６１の直後から起動状態になる。
【００３１】
光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作が、制御信号６０及び６２に類似の制御信号によって起動されると、光ディスク上を半径方向に移動する見かけ上の情報トラック中心、すなわち仮想的トラック中心を生成する処理が開始する。仮想的トラック中心は、上記の理由により生成される。すなわち、その理由は、トラッキングエラー信号を生成する、信号５６及び５８として図５に図形として示されている図１に示す信号成分２２及び２４の信号レスポンスが徐々に反転されるからである。しかしながら、信号２２及び２４の信号レスポンスが制御信号６０及び６２によって反転される時間差をつける方法によって、図１に示すトラッキングエラー信号３０のトラッキングエラー信号レスポンスの位相を連続的に推移させる。このようにして生じる位相推移によって、仮想的トラック中心が光ディスク上を半径方向に移動する。トラッキングサーボループが閉じられているので、トラッキングサーボは、光ビームを仮想的トラック中心上に整列させるように作用し、これによって光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する。
【００３２】
図７に、図６に示す制御信号６０及び６２と類似の制御信号が起動状態の間の、異なる時点におけるトラッキングエラー信号の概念図を示す。点６８は、情報トラックの実際の中心を示す。点７０、７２及び７４は、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作が起動状態の時の、異なる時点における同一のトラッキングエラー信号における仮想的トラック中心を示している。トラッキングサーボループがクローズドループ動作モードなので、図７のトラッキングエラー信号が実際の信号レスポンスを示していないことに特に注意すべきである。したがって、図７に示すトラッキングエラー信号レスポンスは、理想的な信号であり、単に説明のためにのみ図示しているものである。
【００３３】
図６に示す制御信号６０及び６２の時間差をつける構成によっても、制御信号６０及び６２の両方が＋１ボルトに戻り、クローズドトラッキングループによる半径方向の移動動作が非起動状態になると、仮想的トラック中心及び結果的に光ビームが次の情報トラックの実際の中心と整列するようになる。制御信号６０及び６２の両方が２つの理由で＋１ボルトに戻ると、仮想的トラック中心は次の情報トラックの中心と整列するようになる。まず第１に、トラッキングエラー信号を反転させること、すなわちトラッキングエラー信号を−１によって逓倍することによって、仮想的トラック中心を隣接する非情報トラックの中心と整列させることに留意すべきである。同一の原理は、制御信号６０及び６２が図１に示す信号２２及び２４の信号レスポンスによって逓倍される場合であって、制御信号６０が−１ボルトになる時点と制御信号６２が−１ボルトになる時点との中間の時点で、仮想的トラック中心が隣接する情報トラックの中心と整列するようになる点でわずかに異なる場合に成立する。この時に仮想的トラック中心が整列するようになる理由は、制御信号６０及び６２が時間差のある構成だからである。
【００３４】
制御信号６０及び６２の両方が＋１ボルトに戻るときに、仮想的トラック中心が次の情報トラックの中心に整列するようになる第２の理由は以下の通りである。制御信号６０と６２とに時間差をつけることによって、トラッキングエラー信号の位相を連続的に推移させ、仮想的トラック中心を光ディスクの半径方向に移動させる。同一の原理は、制御信号６０及び６２の電圧が−１ボルトから＋１ボルトに変化する場合に成立する。その理由は、制御信号６０及び６２は、その電圧を＋１ボルトから−１ボルトへ変化させる場合と同様に時間差のついたままだからである。換言すれば、仮想的トラック中心は、制御信号６０及び６２の電圧値が−１ボルトから＋１ボルトに変化する場合、同一の方向に移動し続ける。さらに、制御信号６０及び６２が＋１ボルトから−１ボルトに変化するのに要する時間は、制御信号６０及び６２が−１ボルトから＋１ボルトに変化するのに要する時間と同一である。したがって、仮想的トラック中心が隣接する非情報トラックの中心に到達する際、仮想的トラック中心は、非情報トラックの中心に到達したときの移動方向と同一の方向へ移動し続け、非情報トラックの中心に到達するのに要する距離と同一の距離だけ移動する。このようにして、仮想的トラック中心を次の情報トラックの中心に整列させることができる。結果的に、光ビームは、次の情報トラック上に位置決めされる。
【００３５】
したがって、制御信号６０及び６２の一つの完全なサイクルを起動状態にすることによって、光ビームが１つの情報トラックだけ移動することが判る。結果的に、光ビームが交差するトラック数は、生成される制御信号サイクルの数によって決定される。制御信号６０及び６２の１つの完全な起動状態サイクルは、時点６１及び６７によって示されている。すなわち、制御信号６０及び６２の１つの完全な起動状態サイクルは、最初の制御信号の電圧値が＋１ボルトから−１ボルトに変化し始める時点、すなわち信号６０の時点６１と、最後の制御信号の電圧値が＋１ボルトに戻る時点、すなわち信号６２の時点６７との間に生じる。制御信号６０及び６２と類似の制御信号が、いずれか一つの制御信号の電圧値を＋１ボルトから−１ボルトに変化させ始めることによって起動状態にされる時に、クローズドトラッキングループの動作である、光ビームの光ディスク上の半径方向の移動は開始することも判る。最終的に、光ビームを光ディスク上において半径方向に移動させる起動されたクローズドトラッキングループの動作の間、光ビームが移動する速度は、制御信号６０及び６２と類似の制御信号の１つの完全な起動状態サイクルの周期によって制御され、使用されるトラッキングサーボの許容可能な動作範囲によってのみ限定されることも判る。
【００３６】
クローズドトラッキングループにおける半径方向への移動動作の間における、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する方向は、２つの制御信号のうちのどちらが先にその電圧値を＋１ボルトから−１ボルトに変化させるかによって決定される。たとえば、図６の場合、制御信号６０及び６２の図６に示す構成によって光ビームを移動させる方向と逆方向に光ビームを移動させるためには、時点６１より前に制御信号６２がその電圧値を＋１ボルトから−１ボルトに変化させ始める必要がある。
【００３７】
図６に示すように、＋１ボルトと−１ボルトとの間で信号６０及び６２の電圧を線形的に変化させると、時点６４及び６６において鋭い電圧変化が生じる。制御信号６０及び６２を用いて、光ビームを光ディスク上の半径方向へ移動させるといった所望の効果を実現できるとともに、時点６４及び６６における電圧変化が鋭いことによって、光ビームがディスク上の半径方向に移動する際の光ビームの移動が粗くなる。したがって、＋１ボルトと−１ボルトとの間で滑らかに変化する制御信号がより望ましい。その理由は、これらの滑らかに変化する制御信号によって、光ビームがディスクの半径方向に移動する際に光ビームが滑らかに移動するからである。
【００３８】
図８に、＋１ボルトと−１ボルトとの間で滑らかに変化する２つの制御信号７６及び７８の一例を示す。信号７６及び７８が正弦波形状であるために、電圧が粗く変化することはない。したがって、制御信号７６及び７８を使用することがより望ましい。その理由は、滑らかな電圧変化によって、より滑らかに光ビームを光ディスクの半径方向に移動させることができるからである。本来、制御信号７６及び７８は、本発明の他の全ての点において、図６に示す制御信号６０及び６２と同様に動作する。制御信号電圧が＋１ボルトと−１ボルトとの間で滑らかに変化する任意の好適な波形を用いて、本発明における、光ビームの光ディスクの半径方向への移動を好適に実現することができる。
【００３９】
図９に、制御信号８０及び８２を示す。制御信号８０及び８２は、図８に示す制御信号７６及び７８の構成が光ビームを半径方向に移動させる方向と逆方向に、光ビームを半径方向に移動させる効果を呈する制御信号構成を示している。
【００４０】
２．本発明の好適な実施の形態の詳細な説明
図１０は、光ディスクトラッキング制御装置８４の一例を示す概略図である。光ディスクトラッキング制御装置８４は、第１光ダイオード素子８８及び第２光ダイオード素子９０の２つの素子を有する光ダイオードアレイ８６を備えている。光ダイオードアレイ８６は、光ディスクによって反射される光の強度を測定する。光ビームが情報トラックの中心に存在するとき、第１光ダイオード素子８８は追跡される情報トラックの一端部またはその付近で反射される光の強度を測定し、第２光ダイオード素子９０は追跡される情報トラックの他端部またはその付近で反射される光の強度を測定する。
【００４１】
第１光ダイオード素子８８は、光検出器８８によって測定される反射光の強度を示す電気信号を第１信号９２として伝達する。第２光ダイオード素子９０は、光検出器９０によって測定される反射光の強度を示す電気信号を第２信号９４として伝達する。
【００４２】
第１信号９２は、第１前置増幅器９６によって増幅され、第１差動増幅器９８の正極に接続される。第２信号９４は、第２前置増幅器１００によって増幅され、第２差動増幅器１０２の正極に接続される。ＶＣＭ信号１０８は、電圧コモンモード信号であり、第１差動増幅器９８及び第２差動増幅器１０２の負極に接続される。ＶＣＭ信号１０８は、固定にすることも可能であるし、ＶＣＭ信号が反射率信号から得られる場合には可変にすることもできる。
【００４３】
第１差動増幅器９８は、第１信号９２とＶＣＭ信号１０８との差分を測定し、標本電圧値を第１フィードバック信号として伝達する。第２差動増幅器１０２は、第２信号９４とＶＣＭ信号１０８との差分を測定し、所定の電圧値を第２フィードバック信号１０６として伝達する。
【００４４】
制御信号発生器１１０は、第１制御信号１１２と、第２制御信号１１４とを有している。また、制御信号発生器は、方向制御信号１１６及び移動制御信号１１８も有している。第１フィードバック信号１０４は、第１乗算回路１２０において第１制御信号１１２によって逓倍され、第１修正フィードバック信号１２４を生成する。第２フィードバック信号１０６は、第２乗算回路１２２において第２制御信号１１４によって逓倍され、第２修正フィードバック信号１２６を生成する。
【００４５】
第１修正フィードバック信号１２４は、差分−加算増幅器１２８の正極に接続され、第２修正フィードバック信号１２６は、差分−加算増幅器１２８の負極に接続される。差分−加算増幅器１２８は、信号比較器として機能して、第１修正フィードバック信号１２４と第２修正フィードバック信号１２６との電位差を比較する。差分−加算増幅器１２８は、第１修正フィードバック信号１２４と第２修正フィードバック信号１２６との間の電位差を示す電圧値を生成して、トラッキングエラー信号１３０として伝達される。したがって、第１修正フィードバック信号１２４の電圧値が第２修正フィードバック信号１２６の電圧値と等しい場合、差分−加算増幅器１２８は、電圧値ゼロを生成して、これがトラッキングエラー信号１３０として伝達される。第１修正フィードバック信号１２４の電圧値が第２フィードバック信号１２６の電圧値と異なる場合、差分−加算増幅器１２８は、第１修正フィードバック信号１２４と第２修正フィードバック信号１２６との間の電位差を示す正または負の電圧値を生成して、これらが順次トラッキングエラー信号１３０として伝達される。第１修正フィードバック信号１２４または第２修正フィードバック信号１２６の何れか一方が反転される場合には、差分−加算増幅器１２８を純粋な加算増幅器で代用できることに留意すべきである。
【００４６】
トラッキングエラー信号１３０は、トラッキングサーボ１３２及びキャリッジサーボ１３４の両方に接続される。トラッキングサーボ１３２は、光ディスク記憶装置のオープン及びクローズドループのトラッキング動作を実行するのに好適である、当該分野における当業者に知られた任意のトラッキングサーボ回路とすることができる。キャリッジサーボ１３４は、光ディスク記憶装置の光ヘッドキャリッジを制御するのに好適である、当該分野における当業者に知られた任意のキャリッジサーボ回路とすることができる。
【００４７】
トラッキングサーボ１３２はトラッキングサーボ信号１３６を生成して、当該トラッキングサーボ信号１３６はトラッキングドライバ１４０によって処理され、トラッキングモータアクチュエータ１４８に伝達される。当該トラッキングモータアクチュエータ１４８は、トラッキングモータ（図示せず）を制御して、光ビームを光ディスクに対して位置決めする。
【００４８】
キャリッジサーボ１３４はキャリッジサーボ信号１３８を生成する。当該キャリッジサーボ信号１３８は、キャリッジドライバ１４２によって処理され、キャリッジモータアクチュエータ１５０に伝達される。キャリッジモータアクチュエータ１５０は、光ヘッドキャリッジ（図示せず）用のキャリッジモータ（図示せず）を制御する。トラッキングサーボ１３２及びキャリッジサーボ１３４を組み合わせて同様のサーボ回路とすることができることに留意すべきである。
【００４９】
３．本発明の動作
光ディスクトラッキング制御装置８４は、制御信号発生器１１０の移動制御信号１１８によって制御される２つの主な動作モードを有している。第１の動作モードは、移動制御信号１１８が制御信号発生器１１０を非起動状態にする信号を供給する際に起こる。制御信号発生器１１０が非起動状態になると、制御信号発生器１１０は、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の両者に＋１ボルトを生成する。制御信号発生器１１０を非起動状態にすることによって、光ディスクトラッキング制御装置８４は、当該分野における当業者によく知られている光ディスク記憶装置の標準的なトラッキングサーボループとして機能する。このことが実現されるのは、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の両方の電圧値が＋１ボルトとなるからである。したがって、第１フィードバック信号１０４及び第２フィードバック信号１０６の両方は、それぞれ第１乗算回路１２０及び第２乗算回路１２２において、＋１ボルトによって逓倍され、第１修正フィードバック信号１２４の電圧値が第１フィードバック信号１０４の電圧値に等しくなり、第２修正フィードバック信号１２６の電圧値が第２フィードバック信号１０６の電圧値に等しくなる。移動制御信号１１８によって制御信号発生器１１０が非起動状態になる場合、制御信号発生器１１０は、光ディスクトラッキング制御装置８４の他の部分に関して何ら影響を及ぼさず、当該光ディスクトラッキング制御装置８４は、標準的なトラッキングサーボループとして機能して、情報トラックのクローズドループトラッキング及びオープンループのジャンプ及びサーチ動作を行うことができる。
【００５０】
移動制御信号１１８によって制御信号発生器１１０が起動されると、制御信号発生器１１０は、所定の電圧信号を第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４に生成して、これによって、光ディスクトラッキング制御装置８４は、当該光ディスクトラッキング制御装置８４のトラッキングサーボループがクローズド動作モードの間に、方向信号１１６によって特定される方向に光ディスクに亘って光ディスク記憶装置の光ビームを半径方向に移動させる。制御信号発生器１１０は、起動されると、図６、８若しくは９または上記の任意の制御信号プロットと同様の時間差をつける方法で、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の電圧を＋１ボルトから−１ボルトに変化させ、再び＋１ボルトに戻す。上記のように、光ビームが光ディスク上を半径方向に滑らかに移動できるようなスムーストランジッション（smooth transition）を用いて、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の電圧値が、＋１ボルトから−１ボルトへ変化して、再び＋１ボルトに戻るようにすることが好ましい。
【００５１】
乗算回路１２０及び１２２は、起動された第１制御信号１１２及び起動された第２制御信号１１４を、第１フィードバック信号１０４及び第２フィードバック制御信号１０６によってそれぞれ逓倍して、トラッキングエラー信号の位相を連続的に推移させ、仮想的トラック中心を光ディスクの半径方向に移動させる。光ディスクトラッキング制御装置８４がクローズドループモードで動作しているので、トラッキングサーボ１３２は仮想的トラック中心に光ビームの中心を維持しようとする。これによって、光ビームがディスクの半径方向へ移動する。第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の電圧値がともに＋１ボルトになると、仮想的トラック中心及び光ビームの次の情報トラック中心上への位置決めを終了する。すなわち、制御信号発生器１１０が第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４に信号伝達する完全な制御サイクル毎に、光ビームは１情報トラック移動する。
【００５２】
したがって、Ｎ個の完全な制御サイクルを第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４に供給することによって、光ビームをＮ個の情報トラックだけ移動させることができる。したがって、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４が伝達する完全な制御サイクルの数を特定することによって、ポーズ動作及びサーチ動作を達成することができる。
【００５３】
移動制御信号１１８が起動状態の間に制御信号発生器１１０が第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４を反復的に起動して、移動制御信号１１８が制御信号発生器１１０を非起動状態にするまで光ビームが幾つかの情報トラックを半径方向に連続的に移動するように移動制御信号１１８を構成することができる。または、制御信号発生器１１０が第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４を１回だけ起動させ、移動制御信号１１８が非起動状態になり再び起動状態になるまで、光ビームが１つの情報トラックのみ移動するように移動制御信号１１８を構成することができる。
【００５４】
図１１に、信号調整装置１５２を示す。当該信号調整装置１５２は、第１制御信号１５４及び第２制御信号１５６を有している。信号調整装置は、移動フォワード信号１５８及び移動リバース信号１６０も有している。信号調整装置１５２は、制御信号発生器１１０の第１制御信号１１２を信号調整装置１５２の第１信号調整信号１５４で置き換えるとともに、制御信号発生器１１０の第２制御信号１１４を信号調整装置１５２の第２制御信号１５６で置き換えることによって、光ディスクトラッキング制御装置８４の制御信号発生器１１０を代用するのに使用される。
【００５５】
移動フォワード信号１５８及び移動リバース信号１６０がともに非起動状態になると、信号調整装置１５２は非起動状態になる。移動フォワード信号１５８が起動状態であり移動リバース信号１６０が非起動状態の場合、光ビームは、光ディスクの半径方向の順方向へ移動する。移動フォワード信号１５８が非起動状態であり移動リバース信号１６０が起動状態の場合、光ビームは光ディスクの半径方向の逆方向へ移動する。移動フォワード信号１５８及び移動リバース信号１６０がともに起動状態の場合、信号調整装置１５２は非起動状態にされるか、または誤動作とされる。
【００５６】
制御信号発生器１１０及び信号調整装置１５２は、電圧値が＋１ボルトから−１ボルトに変化して再び＋１ボルトに戻る時間差のついた制御信号を生成するのに好適である、当該分野の当業者によく知られた、マイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、ルックアップテーブル、または回路の組み合わせとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスク記憶装置に使用される慣用のトラッキングエラー検出装置の部分回路図である。
【図２】トラッキングサーボループがオープン動作モードの時に光ビームが光ディスク上を半径方向へ移動する場合のトラッキングエラー信号の一例を示す図である。
【図３】図２のトラッキングエラー信号及び図２の反転されたトラッキングエラー信号を示す図である。
【図４】＋１ボルトと−１ボルトとの間で電圧が線形的に変化する電圧信号曲線を示す図である。
【図５】互いに減算することによってトラッキングエラー信号を生成する２つの信号成分のプロットを示す図である。
【図６】トラッキングエラー信号の信号成分が逓倍されると、トラッキングサーボがクローズドループ動作モードの間に、光ビームがディスク上を半径方向に移動するように構成された時間差のつけられた制御信号の一例を示す図である。
【図７】どのようにして仮想的トラック中心が光ディスクと交差して移動するかを示す概念図である。
【図８】トラッキングエラー信号の信号成分が逓倍されると、トラッキングサーボがクローズドループ動作モードの間に、光ビームがディスク上を半径方向に移動するように構成された時間差のつけられた制御信号の一例を示す図である。
【図９】トラッキングエラー信号の信号成分が逓倍されると、図８の制御信号を使用する場合の光ビームの移動方向とは逆方向へ光ビームがディスク上を半径方向に移動するように構成された時間差のつけられた制御信号の一例を示す図である。
【図１０】本発明の一例の回路図である。
【図１１】他の制御信号発生器を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、光ディスク記憶装置における光ディスクトラッキング制御の改良された方法及び装置に関する。特に、本発明は、記憶装置のトラッキングサーボループがクローズド動作モードの場合に、制御された方法で、光ディスク上の情報トラックをトラッキングしている光ビームを、光ディスク上の他の情報トラックへ半径方向に移動させることに関する。
【０００２】
【本発明の背景】
光ディスク記憶装置は、光ディスクが記憶している情報を検索可能な装置若しくはシステム、または光ディスクに情報を記録するとともに光ディスクから情報を検索可能な装置若しくはシステムの何れかとすることができる。光ディスクから情報を検索可能な光ディスク記憶装置の例としては、コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ、ビデオレーザディスク（ＬＤ）プレーヤ、及びコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）ドライブがある。光ディスクに情報を記録するとともに光ディスクから情報を検索することのできる光ディスク記憶装置の例としては、記録可能なミニ・ディスク（ＭＤ）プレーヤ、光磁気（ＭＯ）ディスクドライブ、及びコンパクトディスクレコーダブル（ＣＤ―Ｒ）ドライブがある。
【０００３】
情報は、一般的に、しばしば情報トラックと称する同心状または螺旋状のトラックとして光ディスクに記録される。情報が既に光ディスクに記憶されている場合、情報トラックは、記憶された情報を示している光学的コントラストの領域を有している。情報記録用の予めフォーマットされたトラックを有している未記録のまたは空の光ディスクの場合、情報トラックとなるトラックは、光学的コントラストの領域を有していても、有していなくてもよい。光ディスクの２つの情報トラック間に位置する領域を、しばしば非情報トラックと称する。
【０００４】
光記憶装置がその通常の動作モードの場合、すなわち光記憶装置が情報を光ディスクから検索または情報を光ディスクに記録する場合、光ビームを用いて情報をディスクから検索またはディスクに情報を記録する間、記憶デバイスはディスクを回転させている。光ディスクが回転している時、光ビームはディスク上を半径方向に移動する。光ビームが光ディスク上を移動している間、光ディスク記憶装置のトラッキングサーボループが、情報トラック、すなわち情報をディスクに記録する場合に情報トラックとなるトラック上に光ビームの中心を維持する。
【０００５】
光ディスクトラッキングサーボはクローズドループシステムであり、このことによって、光ディスク記憶装置が通常の動作モードの間、光ビームの中心が光ディスクの情報トラック上に保持される。光ビームが情報トラックの中心から変位する場合を検出することによって、トラッキングサーボは光ビームの半径方向の位置を再調整する。トラッキングサーボは、光ディスクの表面で反射される光の強度を測定することによって、光ビームの中心が情報トラック上に存在しない場合を検出する。
【０００６】
一般的に、光ディスクの表面で反射される光の強度は、光が情報トラックの中心で反射されるときに最小になる。この原理を用いて、一般的に、トラッキングサーボは、情報トラックの一端または両端で反射される光の強度を検出して、光ビームがトラックの中心から変位する場合を検出するとともに、光ビームが変位する方向を決定する。したがって、クローズドループ動作モードのトラッキングサーボシステムは、情報トラックの一端または両端で反射された光の強度の変化を検出することによって、光ビームが情報トラックの中心から変位する場合を検知するとともに、反射光の強度がセンタトラッキングに最適な位置に光ビームを移動させる。
【０００７】
トラッキングサーボが情報トラックの両端で反射される光の強度を測定する場合、反射光の強度は、情報トラックの両端で反射される光の強度が同一の場合にセンタトラッキングに最適となる。同一の原理は、１ビームの光ディスク記憶装置の場合、及び３ビームの光ディスク記憶装置の両方の場合に成立する。トラッキングサーボが情報トラックの一端で反射される光の強度を測定する場合、センタトラッキングに最適な反射光の強度は所定の校正値に基づく。後者の方法は、好適なセンターリング値を校正することに伴う問題点があるためにあまり好ましくない。
【０００８】
一般的に、光ディスク記憶装置は、光ビームを光ディスクに位置決めするための色々な特別な動作を行うことができる。一般的に、これらの特別な機能は、記憶装置の通常の動作モード以外のものであるが、ポーズ（ＰＡＵＳＥ）すなわち静止モード（still mode）及びサーチ（ＳＥＡＲＣＨ）すなわち検索モード（seek mode）を備えている。ポーズ動作によって、記憶装置の光ビームは、光ディスク上の隣接情報トラックにジャンプして、最近処理した情報を記憶装置によって再び処理できるようにしている。ポーズ動作は、記憶装置の通常の動作を中止させる。記憶装置の動作が中止されている期間は、同一の情報が繰り返して処理されるように、ポーズ動作が連続して何回起動されたかに依存する。
【０００９】
サーチ動作の間、光記憶装置は、一般的に、光ディスク上の特定のターゲットトラックアドレスをサーチする。サーチ動作を行うには、ターゲットアドレスが検出される以前に、光ビームが幾つかの情報トラックと半径方向へ交差しなければならない。ターゲットアドレスが検出されると、光ディスク記憶装置は、情報を検索または記録する通常のモードに戻る。
【００１０】
一般的に、光ディスク記憶装置は、ポーズ動作またはサーチ動作の間の所定時間トラッキングサーボループを解除することによって、ポーズまたはサーチ動作を行うことができる。トラッキングサーボが解除されると、当該サーボはもはやクローズされておらず、オープンループモードと称されるか、または単にループが解放されていると称される。ポーズまたはサーチ動作の間にトラッキングサーボループが解除（解放）されることによって、ビームが情報トラック間を自由に移動することができる。ポーズ動作またはサーチ動作の間にビームを情報トラック間で移動させようとするとともに、トラッキングサーボループをかける（クローズする）ことは、このようなビームの情報トラック間における移動動作を無効にしてしまう。その理由は、トラッキングサーボシステムは、そのビームの中心を情報トラック上に保持しようとするからである。したがって、一般的に、光記憶装置は、ポーズまたはサーチ動作の所定部分において、トラッキングサーボループを解放している。
【００１１】
上記のように、優先信号をトラッキングサーボに供給して、トラッキングサーボがクローズされている間に光ビームを光ディスク上で半径方向に移動させると、ポーズ動作またはサーチ動作が不能または無効になる。これよりも効果的であるが、ポーズ動作またはサーチ動作を行っている間にトラッキングサーボを開閉することは、情報を検索または記録する通常の動作モードの間に光ディスク記憶装置によって使用される時間を使い切ってしまうという欠点を有している。
【００１２】
シーク動作の効率を改善するための一つの試みは、ディスクから読み出されるデータからトラッキングサーボシステムのトラックポジショニング素子に独立して供給されるシークプロファイル（seek profile）信号の特性にしたがって、光学ヘッドをディスク上に亘って半径方向に移動させることを提唱している。実際のヘッド位置と、独立に供給されるシークプロファイル信号との差分を周期的にサンプリングすることによって、トラッキングサーボシステムのトラッキングポジショニング素子を駆動し、所望のシークプロファイルが維持できるようにヘッド位置を調整する。独立に供給されるシークプロファイル信号及びサンプリングを用いることを提唱するシーク動作の例としては、米国特許第4,980,876号明細書及び米国特許第5,210,726号明細書に開示されている。
【００１３】
しかしながら、上記提唱されたシーク方法の欠点は、実際のヘッド位置と独立に供給されるシークプロファイル信号との差分をサンプリングして調整するのに依然として時間がかかることである。もう一つの欠点は、上記提唱されたシーク方法が予知不能のサンプリング間のノイズ及び過渡電流の影響を受けやすいことである。
【００１４】
【本発明の概要】
本発明によれば、記憶装置のトラッキングサーボループを実質的に連続的にクローズドループ動作モードのままに維持したままで、光ディスク記憶装置の光ビームを光ディスクの異なる情報トラック間で半径方向に移動させることができる。本発明は、クローズドトラッキングサーボループに供給される２つの制御信号を起動して、光ディスク上を半径方向に移動する仮想的トラック中心を生成することによって、クローズドループ動作モードの間に一方の情報トラックから他方の情報トラックへ光ビームを半径方向へ移動させるように動作する。トラッキングサーボループがクローズドループ動作モードであるので、トラッキングサーボは、当該トラッキングサーボループが情報トラックの中心と見なす点、この場合には仮想的トラック中心に光ビームの中心を合わせるように動作する。したがって、トラッキングサーボによって、移動する仮想的トラック中心上に光ビームの中心を合わせることによって、クローズドループ動作モードにおいて光ビームがディスク上を半径方向に移動することができる。
【００１５】
仮想的トラック中心は、２つの起動された制御信号を２つのトラッキングサーボループフィードバック信号で逓倍して、２つの修正フィードバック信号を生成することによって作り出される。仮想的トラック中心は、所定の方法で２つの制御信号の電圧を独立に変化させることによって、ディスク上を半径方向に移動する。２つの修正フィードバック信号は演算増幅器において互いに比較され、エラー信号を生成する。当該エラー信号は、クローズドトラッキングサーボループのトラックポジショニング素子に供給される。当該エラー信号は、トラッキングサーボが仮想的トラック中心上に光ビームを位置決めしようとするとともに、これと同時に仮想的トラック中心を移動させ、これによって、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動できるようにするといった効果を呈する。
【００１６】
これらのフィードバック信号は同一の信号であり、通常のクローズドループトラッキングの間に、情報トラックの中心に対する光ビームの位置に関する情報を提供する。しかしながら、制御信号が起動されると、仮想的トラック中心が光ディスクの半径方向へ移動する際、フィードバック信号は、仮想的トラック中心に対する光ビームの位置に関する情報を提供する。仮想的トラック中心に対する光ビームの位置は、フィードバック信号によって供給され、制御信号で逓倍されて、２つの修正フィードバック信号を生成してループを終了する。当該工程は連続的に繰り返され、これによって、クローズドトラッキングサーボループを形成して、光ビームを一方の情報トラックから他方の情報トラックへと半径方向に移動させる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
１．発明の基本原理
本発明の根底にある以下の基本原理を参照することによって、読み手が本発明を完全に理解することができる。
【００１８】
図１に、慣用のトラッキングエラー検出装置１０の部分回路図を示す。トラッキングエラー検出装置１０は、光検出装置１１を使用する。光検出装置１１は、２つの素子、すなわち第１光検出素子１２及び第２光検出素子１３を備えている。光検出装置１１は、光ディスクによって反射される光の強度を測定する。光ディスク記憶装置がクローズドループトラッキングモードにおいて情報トラックを追尾しているとき、第１光検出素子１２が、先行する情報トラックの一方の縁部で、またはその付近で反射された光の強度を測定する。第２光検出素子１３は、先行する情報トラックの他方の縁部で、またはその付近で反射された光の強度を測定する。第１光検出素子１２は、当該光検出素子１２によって測定される反射光の強度を示す信号１４として電気信号を伝達する。第２光検出素子１３は、当該光検出素子１３によって測定される反射光の強度を示す信号１６として電気信号を伝達する。
【００１９】
信号１４は、演算増幅器１８の正極に結合される。演算増幅器１８は、信号１４を増幅して、信号２２として伝達する。信号１６は、演算増幅器２０の正極に結合される。演算増幅器２０は、信号１６を増幅して、信号２４として伝達する。信号２６は、電圧共通モード（VCM : Voltage Common Mode）信号であり、演算増幅器１８及び２０の負極に結合される。信号２２は、差分−加算増幅器２８の正極に結合され、信号２４は、差分−加算増幅器２８の負極に結合される。差分−加算増幅器２８は比較器として動作して、信号２２と信号２４との電圧値の差を示すトラッキングエラー信号３０を生成する。
【００２０】
光ビームの中心が、トラッキングエラー検出装置１０を用いて、光ディスク記憶装置の情報トラック上に完全に合致する場合、第１光検出素子１２によって測定される反射光の強度は、第２光検出素子１３によって測定される反射光の強度に等しい。結果として、信号２２及び２４の電圧値は同一であり、差分−加算増幅器２８は、基準光ビームの位置が情報トラックの中心に存在することを示す電圧値のトラッキングエラー信号３０を生成する。多くのトラッキングサーボシステムにおいて、基準光ビームの位置決めを示す電圧値は、ほぼゼロボルトである。光ビームが先行する情報トラックの中心から変位し始めると、第１光検出素子１２によって測定される反射光の強度と、第２光検出素子１３によって測定される反射光の強度とが異なる。結果的に、信号２２の電圧値と信号２４の電圧値とが異なり、差分−加算増幅器２８は、光ビームが情報トラックの中心から変位する方向に基づき、ゼロより大きいまたはゼロより小さい電圧値のトラッキングエラー信号３０を生成する。当該原理を用いると、オープンループモードにおけるトラッキングサーボの場合、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動すると、差分−加算増幅器２８が、図２に示すトラッキングエラー信号３１と同様な電圧信号レスポンスのトラッキングエラー信号３０を生成する。
【００２１】
図２に、トラッキングエラー信号３１のプロットを示す。ここで、横軸は、光ディスク上の光ビームの半径方向の位置を示し、縦軸は、情報トラックの中心または非情報トラックの中心からの光ビームの距離を示す電圧値である。例えば、光ビームは、点３２、３４及び３６において、情報トラックの中心に位置している。逆に、光ビームは、点３８及び４０において非情報トラックの中心上に位置している。従って、オープントラッキングループモードにおいて光ビームが光ディスクと半径方向に交差すると、トラッキングエラー信号が本質的にほぼ正弦波形状になることがわかる。正弦波形状のトラッキングエラー信号の１サイクルが、光ビームの光ディスク上における１情報トラック分の移動に相当することもわかる。
【００２２】
図３に、トラッキングエラー信号４２及び反転トラッキングエラー信号４４を示す。トラッキングエラー信号４２は、図２に示すトラッキングエラー信号３１と同一である。トラッキングエラー信号４２の点４６及び４８は、光ビームが情報トラックの中心に位置している時を示している。正弦波形状のトラッキングエラー信号が正の傾きで横軸と交差する場合、光ビームが情報トラック上に位置していることがわかる。逆に、正弦波形状のトラッキングエラー信号が負の傾きで横軸と交差する場合、光ビームは、非情報トラックの中心、すなわち情報トラックと情報トラックとの間に正確に位置している。
【００２３】
正弦波形状の信号が、当該信号に負の１（マイナス１）を掛けることによって反転されることは、よく知られている。したがって、反転トラッキングエラー信号４４がトラッキングエラー信号４２の反転を示していることがわかる。正弦波形状の反転トラッキングエラー信号が正の傾斜で点５０及び５２において横軸と交差することも観察される。しかし、反転トラッキングエラー信号４４の点５０及び５２は、光ビームの中心が非情報トラック上に存在することを示している。したがって、トラッキングエラー信号にマイナス１を掛けることによって、通常情報トラックの中心を示す点を、非情報トラックの中心を示す点に移動させることがわかる。結果として、トラッキングエラー信号を反転させることによって、情報トラックの中心と思われる点、すなわち見かけ上の情報トラック中心または仮想的トラック中心に光ビームを位置合わせできるといった大きな効果を呈する。このことが、本発明が動作する際に基づく基本的根本原理である。
【００２４】
図４に、＋１ボルトと−１ボルトとの間で電圧が線形的に変化する電圧信号曲線５４を示す。電圧値が＋１ボルトから−１ボルトの間で変化する電圧信号曲線５４を用いてトラッキングエラー信号４２を逓倍することによって、反転トラッキングエラー信号４４を生成することは明らかである。しかしながら、実際に本原理を適用すると２つの問題が生じ、当該方法を使用することができなくなり、トラッキングサーボループが閉じられている間に光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する。電圧信号曲線５４がほぼゼロボルトになると、第１の問題点が生じる。一般的に、トラッキングエラー信号、すなわちゲインが所定の電圧範囲（一般的にはゼロボルトからある程度のプラスマイナスの範囲）に入ると、トラッキングサーボが非動作状態となり、制御を失うことになる。
【００２５】
トラッキングエラー信号を反転させることに関連する第２の問題点は、トラッキングサーボループが閉じられている間に、ディスク上の一方の半径方向に連続的に光ビームを移動させることを保証できないことである。トラッキングループが閉じられている間にトラッキングエラー信号を反転させることは、情報ディスクの見かけ上の中心を隣接する非情報トラックの中心に移動させる効果を有することに留意すべきである。しかしながら、トラッキングエラー信号が反転されると、正弦波形状のトラッキングエラー信号が負の傾きとなり、光ビームは非情報トラックの中心上に位置しているものと見なされる。非情報トラックの中心上に位置する光ビームは不安定であり、何れか一方の方向に移動可能である。その理由は、光ビームがどちらの隣接情報トラック上にその中心を移動させるべきなのかを判らないからである。従って、マイナス１を掛けてトラッキングエラー信号を反転させ、見かけ上の情報トラック中心を光ディスク上で移動させる原理は、単に、本発明の動作の根底に存在する原理を説明するためのものである。
【００２６】
上記のようなトラッキングエラー信号を反転させることに関連する問題点を解決するために、本発明は、上記と同様な信号反転原理を適用して、トラッキングエラー信号を生成する信号成分の位相を推移させる。すなわち、本発明では、図１に示す信号２２及び２４を反転させる。さらに図１において、差分−加算増幅器２８が信号２２及び２４を用いてトラッキングエラー信号３０を生成することに留意すべきである。図５に、信号５６及び５８の一般的なサンプルプロットを示す。信号５６及び５８は、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する時に図１の信号２２及び２４によって生成する信号を図形として示している。信号５６から信号５８を減算することによって、図２に示すトラッキングエラー信号３１と同様なトラッキングエラー信号が生成される。
【００２７】
図６に、２つの電圧制御信号６０及び６２を示す。制御信号６０及び６２は、図１に示す信号２２及び２４を反転させるのに使用される。例えば、信号２２及び２４は、信号２２に信号６０を掛け、信号２４に信号６２を掛けることによって反転される。制御信号６０及び６２は、トラッキングサーボが非動作状態になり得る利得値をトラッキングサーボループが絶対に検出しない方法で、信号２２及び２４を反転させる。また、ほぼゼロボルト、すなわちゼロボルトからある程度のプラスマイナスの範囲の利得値によってトラッキングサーボが非動作状態になることにも留意すべきである。トラッキングサーボがほぼゼロボルトの利得値を絶対に検出しないことを保証する一つの方法は、両制御信号６０及び６２の電圧値が決して同時にゼロボルトにならないものである。このことは、各信号の電圧値が＋１ボルトと−１ボルトとの間で変化し始める時点にわずかに時間差をつけることによって行われる。時間差のつけられた時点を、点６１及び６３に示す。
【００２８】
図６において、制御信号６２の電圧値が＋１ボルトのままの時に、制御信号６０の電圧値が＋１ボルトから＋０．５ボルトに変化することが判る。制御信号６２の電圧値が＋１ボルトから＋０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が＋０．５ボルトから０ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が＋０．５ボルトから０ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が０ボルトから−０．５ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が０ボルトから−０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が−０．５ボルトから−１ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が−０．５ボルトから−１ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が−１ボルトから−０．５ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が−１ボルトから−０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が−０．５ボルトから０ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が−０．５ボルトから０ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が０ボルトから＋０．５ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が０ボルトから＋０．５ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値が＋０．５ボルトから＋１ボルトに変化する。制御信号６２の電圧値が＋０．５ボルトから＋１ボルトに変化する時に、制御信号６０の電圧値は＋１ボルトのままである。
【００２９】
制御信号６０及び６２の両方の電圧がほぼゼロボルトになる時間が存在しないことが判る。このことは、トラッキングサーボループが閉じられている間に光ディスク上の光ビームを半径方向に移動させる場合、トラッキングサーボがほぼゼロボルトの利得値を検出しないことを保証する。したがって、制御信号６０及び６２は、トラッキングサーボが動作制御不能にならずに、図１に示す信号２２及び２４を反転するのに使用される制御信号の一つの可能な構成を示している。
【００３０】
制御信号６０及び６２の開始点６１及び６３に時間差をつけることは、トラッキングサーボループが閉じられているときに光ディスク上を光ビームが半径方向に移動する際、光ビームが単一方向に連続的に移動できるようにも機能する。制御信号６０の時点６１よりも前においては、制御信号６０及び６２の両方の電圧値が一定値＋１ボルトであることに留意すべきである。図１に示す制御信号２２及び２４に＋１ボルトを掛けることは、数量１を掛けることが単位変換（identity function）であるので、制御信号２２及び２４の電圧値に影響を及ぼさないことにも留意すべきである。したがって、制御信号６０及び６２は、信号２２及び２４とそれぞれ逓倍される場合、時点６１よりも前では何ら作用しない。（注：図６に示す制御信号６０及び６２に類似の制御信号を、図１に示す信号２２及び２４に類似のトラッキングサーボループの信号とどの様にして逓倍するかを示す本発明の概略回路図を図１０に示し、この詳細に関しては、次のセクションで詳細に説明する。）
制御信号６０は、当該制御信号６０の電圧が＋１ボルトから−１ボルトに変化し始める時である時点６１の直後に起動状態になる。制御信号６２は、当該制御信号６２の電圧が＋１ボルトから−１ボルトに変化し始める時である時点６３の直後に起動状態になる。特に、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作は、２つの制御信号６０または６２の何れか一方の電圧値が、＋１ボルトから−１ボルトへと変化し始める時に起動状態になる。したがって、図６において、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作は、時点６１の直後から起動状態になる。
【００３１】
光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作が、制御信号６０及び６２に類似の制御信号によって起動されると、光ディスク上を半径方向に移動する見かけ上の情報トラック中心、すなわち仮想的トラック中心を生成する処理が開始する。仮想的トラック中心は、上記の理由により生成される。すなわち、その理由は、トラッキングエラー信号を生成する、信号５６及び５８として図５に図形として示されている図１に示す信号成分２２及び２４の信号レスポンスが徐々に反転されるからである。しかしながら、信号２２及び２４の信号レスポンスが制御信号６０及び６２によって反転される時間差をつける方法によって、図１に示すトラッキングエラー信号３０のトラッキングエラー信号レスポンスの位相を連続的に推移させる。このようにして生じる位相推移によって、仮想的トラック中心が光ディスク上を半径方向に移動する。トラッキングサーボループが閉じられているので、トラッキングサーボは、光ビームを仮想的トラック中心上に整列させるように作用し、これによって光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する。
【００３２】
図７に、図６に示す制御信号６０及び６２と類似の制御信号が起動状態の間の、異なる時点におけるトラッキングエラー信号の概念図を示す。点６８は、情報トラックの実際の中心を示す。点７０、７２及び７４は、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動するクローズドループトラッキング動作が起動状態の時の、異なる時点における同一のトラッキングエラー信号における仮想的トラック中心を示している。トラッキングサーボループがクローズドループ動作モードなので、図７のトラッキングエラー信号が実際の信号レスポンスを示していないことに特に注意すべきである。したがって、図７に示すトラッキングエラー信号レスポンスは、理想的な信号であり、単に説明のためにのみ図示しているものである。
【００３３】
図６に示す制御信号６０及び６２の時間差をつける構成によっても、制御信号６０及び６２の両方が＋１ボルトに戻り、クローズドトラッキングループによる半径方向の移動動作が非起動状態になると、仮想的トラック中心及び結果的に光ビームが次の情報トラックの実際の中心と整列するようになる。制御信号６０及び６２の両方が２つの理由で＋１ボルトに戻ると、仮想的トラック中心は次の情報トラックの中心と整列するようになる。まず第１に、トラッキングエラー信号を反転させること、すなわちトラッキングエラー信号を−１によって逓倍することによって、仮想的トラック中心を隣接する非情報トラックの中心と整列させることに留意すべきである。同一の原理は、制御信号６０及び６２が図１に示す信号２２及び２４の信号レスポンスによって逓倍される場合であって、制御信号６０が−１ボルトになる時点と制御信号６２が−１ボルトになる時点との中間の時点で、仮想的トラック中心が隣接する情報トラックの中心と整列するようになる点でわずかに異なる場合に成立する。この時に仮想的トラック中心が整列するようになる理由は、制御信号６０及び６２が時間差のある構成だからである。
【００３４】
制御信号６０及び６２の両方が＋１ボルトに戻るときに、仮想的トラック中心が次の情報トラックの中心に整列するようになる第２の理由は以下の通りである。制御信号６０と６２とに時間差をつけることによって、トラッキングエラー信号の位相を連続的に推移させ、仮想的トラック中心を光ディスクの半径方向に移動させる。同一の原理は、制御信号６０及び６２の電圧が−１ボルトから＋１ボルトに変化する場合に成立する。その理由は、制御信号６０及び６２は、その電圧を＋１ボルトから−１ボルトへ変化させる場合と同様に時間差のついたままだからである。換言すれば、仮想的トラック中心は、制御信号６０及び６２の電圧値が−１ボルトから＋１ボルトに変化する場合、同一の方向に移動し続ける。さらに、制御信号６０及び６２が＋１ボルトから−１ボルトに変化するのに要する時間は、制御信号６０及び６２が−１ボルトから＋１ボルトに変化するのに要する時間と同一である。したがって、仮想的トラック中心が隣接する非情報トラックの中心に到達する際、仮想的トラック中心は、非情報トラックの中心に到達したときの移動方向と同一の方向へ移動し続け、非情報トラックの中心に到達するのに要する距離と同一の距離だけ移動する。このようにして、仮想的トラック中心を次の情報トラックの中心に整列させることができる。結果的に、光ビームは、次の情報トラック上に位置決めされる。
【００３５】
したがって、制御信号６０及び６２の一つの完全なサイクルを起動状態にすることによって、光ビームが１つの情報トラックだけ移動することが判る。結果的に、光ビームが交差するトラック数は、生成される制御信号サイクルの数によって決定される。制御信号６０及び６２の１つの完全な起動状態サイクルは、時点６１及び６７によって示されている。すなわち、制御信号６０及び６２の１つの完全な起動状態サイクルは、最初の制御信号の電圧値が＋１ボルトから−１ボルトに変化し始める時点、すなわち信号６０の時点６１と、最後の制御信号の電圧値が＋１ボルトに戻る時点、すなわち信号６２の時点６７との間に生じる。制御信号６０及び６２と類似の制御信号が、いずれか一つの制御信号の電圧値を＋１ボルトから−１ボルトに変化させ始めることによって起動状態にされる時に、クローズドトラッキングループの動作である、光ビームの光ディスク上の半径方向の移動は開始することも判る。最終的に、光ビームを光ディスク上において半径方向に移動させる起動されたクローズドトラッキングループの動作の間、光ビームが移動する速度は、制御信号６０及び６２と類似の制御信号の１つの完全な起動状態サイクルの周期によって制御され、使用されるトラッキングサーボの許容可能な動作範囲によってのみ限定されることも判る。
【００３６】
クローズドトラッキングループにおける半径方向への移動動作の間における、光ビームが光ディスク上を半径方向に移動する方向は、２つの制御信号のうちのどちらが先にその電圧値を＋１ボルトから−１ボルトに変化させるかによって決定される。たとえば、図６の場合、制御信号６０及び６２の図６に示す構成によって光ビームを移動させる方向と逆方向に光ビームを移動させるためには、時点６１より前に制御信号６２がその電圧値を＋１ボルトから−１ボルトに変化させ始める必要がある。
【００３７】
図６に示すように、＋１ボルトと−１ボルトとの間で信号６０及び６２の電圧を線形的に変化させると、時点６４及び６６において鋭い電圧変化が生じる。制御信号６０及び６２を用いて、光ビームを光ディスク上の半径方向へ移動させるといった所望の効果を実現できるとともに、時点６４及び６６における電圧変化が鋭いことによって、光ビームがディスク上の半径方向に移動する際の光ビームの移動が粗くなる。したがって、＋１ボルトと−１ボルトとの間で滑らかに変化する制御信号がより望ましい。その理由は、これらの滑らかに変化する制御信号によって、光ビームがディスクの半径方向に移動する際に光ビームが滑らかに移動するからである。
【００３８】
図８に、＋１ボルトと−１ボルトとの間で滑らかに変化する２つの制御信号７６及び７８の一例を示す。信号７６及び７８が正弦波形状であるために、電圧が粗く変化することはない。したがって、制御信号７６及び７８を使用することがより望ましい。その理由は、滑らかな電圧変化によって、より滑らかに光ビームを光ディスクの半径方向に移動させることができるからである。本来、制御信号７６及び７８は、本発明の他の全ての点において、図６に示す制御信号６０及び６２と同様に動作する。制御信号電圧が＋１ボルトと−１ボルトとの間で滑らかに変化する任意の好適な波形を用いて、本発明における、光ビームの光ディスクの半径方向への移動を好適に実現することができる。
【００３９】
図９に、制御信号８０及び８２を示す。制御信号８０及び８２は、図８に示す制御信号７６及び７８の構成が光ビームを半径方向に移動させる方向と逆方向に、光ビームを半径方向に移動させる効果を呈する制御信号構成を示している。
【００４０】
２．本発明の好適な実施の形態の詳細な説明
図１０は、光ディスクトラッキング制御装置８４の一例を示す概略図である。光ディスクトラッキング制御装置８４は、第１光ダイオード素子８８及び第２光ダイオード素子９０の２つの素子を有する光ダイオードアレイ８６を備えている。光ダイオードアレイ８６は、光ディスクによって反射される光の強度を測定する。光ビームが情報トラックの中心に存在するとき、第１光ダイオード素子８８は追跡される情報トラックの一端部またはその付近で反射される光の強度を測定し、第２光ダイオード素子９０は追跡される情報トラックの他端部またはその付近で反射される光の強度を測定する。
【００４１】
第１光ダイオード素子８８は、光検出器８８によって測定される反射光の強度を示す電気信号を第１信号９２として伝達する。第２光ダイオード素子９０は、光検出器９０によって測定される反射光の強度を示す電気信号を第２信号９４として伝達する。
【００４２】
第１信号９２は、第１前置増幅器９６によって増幅され、第１差動増幅器９８の正極に接続される。第２信号９４は、第２前置増幅器１００によって増幅され、第２差動増幅器１０２の正極に接続される。ＶＣＭ信号１０８は、電圧コモンモード信号であり、第１差動増幅器９８及び第２差動増幅器１０２の負極に接続される。ＶＣＭ信号１０８は、固定にすることも可能であるし、ＶＣＭ信号が反射率信号から得られる場合には可変にすることもできる。
【００４３】
第１差動増幅器９８は、第１信号９２とＶＣＭ信号１０８との差分を測定し、標本電圧値を第１フィードバック信号として伝達する。第２差動増幅器１０２は、第２信号９４とＶＣＭ信号１０８との差分を測定し、所定の電圧値を第２フィードバック信号１０６として伝達する。
【００４４】
制御信号発生器１１０は、第１制御信号１１２と、第２制御信号１１４とを有している。また、制御信号発生器は、方向制御信号１１６及び移動制御信号１１８も有している。第１フィードバック信号１０４は、第１乗算回路１２０において第１制御信号１１２によって逓倍され、第１修正フィードバック信号１２４を生成する。第２フィードバック信号１０６は、第２乗算回路１２２において第２制御信号１１４によって逓倍され、第２修正フィードバック信号１２６を生成する。
【００４５】
第１修正フィードバック信号１２４は、差分−加算増幅器１２８の正極に接続され、第２修正フィードバック信号１２６は、差分−加算増幅器１２８の負極に接続される。差分−加算増幅器１２８は、信号比較器として機能して、第１修正フィードバック信号１２４と第２修正フィードバック信号１２６との電位差を比較する。差分−加算増幅器１２８は、第１修正フィードバック信号１２４と第２修正フィードバック信号１２６との間の電位差を示す電圧値を生成して、トラッキングエラー信号１３０として伝達される。したがって、第１修正フィードバック信号１２４の電圧値が第２修正フィードバック信号１２６の電圧値と等しい場合、差分−加算増幅器１２８は、電圧値ゼロを生成して、これがトラッキングエラー信号１３０として伝達される。第１修正フィードバック信号１２４の電圧値が第２フィードバック信号１２６の電圧値と異なる場合、差分−加算増幅器１２８は、第１修正フィードバック信号１２４と第２修正フィードバック信号１２６との間の電位差を示す正または負の電圧値を生成して、これらが順次トラッキングエラー信号１３０として伝達される。第１修正フィードバック信号１２４または第２修正フィードバック信号１２６の何れか一方が反転される場合には、差分−加算増幅器１２８を純粋な加算増幅器で代用できることに留意すべきである。
【００４６】
トラッキングエラー信号１３０は、トラッキングサーボ１３２及びキャリッジサーボ１３４の両方に接続される。トラッキングサーボ１３２は、光ディスク記憶装置のオープン及びクローズドループのトラッキング動作を実行するのに好適である、当該分野における当業者に知られた任意のトラッキングサーボ回路とすることができる。キャリッジサーボ１３４は、光ディスク記憶装置の光ヘッドキャリッジを制御するのに好適である、当該分野における当業者に知られた任意のキャリッジサーボ回路とすることができる。
【００４７】
トラッキングサーボ１３２はトラッキングサーボ信号１３６を生成して、当該トラッキングサーボ信号１３６はトラッキングドライバ１４０によって処理され、トラッキングモータアクチュエータ１４８に伝達される。当該トラッキングモータアクチュエータ１４８は、トラッキングモータ（図示せず）を制御して、光ビームを光ディスクに対して位置決めする。
【００４８】
キャリッジサーボ１３４はキャリッジサーボ信号１３８を生成する。当該キャリッジサーボ信号１３８は、キャリッジドライバ１４２によって処理され、キャリッジモータアクチュエータ１５０に伝達される。キャリッジモータアクチュエータ１５０は、光ヘッドキャリッジ（図示せず）用のキャリッジモータ（図示せず）を制御する。トラッキングサーボ１３２及びキャリッジサーボ１３４を組み合わせて同様のサーボ回路とすることができることに留意すべきである。
【００４９】
３．本発明の動作
光ディスクトラッキング制御装置８４は、制御信号発生器１１０の移動制御信号１１８によって制御される２つの主な動作モードを有している。第１の動作モードは、移動制御信号１１８が制御信号発生器１１０を非起動状態にする信号を供給する際に起こる。制御信号発生器１１０が非起動状態になると、制御信号発生器１１０は、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の両者に＋１ボルトを生成する。制御信号発生器１１０を非起動状態にすることによって、光ディスクトラッキング制御装置８４は、当該分野における当業者によく知られている光ディスク記憶装置の標準的なトラッキングサーボループとして機能する。このことが実現されるのは、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の両方の電圧値が＋１ボルトとなるからである。したがって、第１フィードバック信号１０４及び第２フィードバック信号１０６の両方は、それぞれ第１乗算回路１２０及び第２乗算回路１２２において、＋１ボルトによって逓倍され、第１修正フィードバック信号１２４の電圧値が第１フィードバック信号１０４の電圧値に等しくなり、第２修正フィードバック信号１２６の電圧値が第２フィードバック信号１０６の電圧値に等しくなる。移動制御信号１１８によって制御信号発生器１１０が非起動状態になる場合、制御信号発生器１１０は、光ディスクトラッキング制御装置８４の他の部分に関して何ら影響を及ぼさず、当該光ディスクトラッキング制御装置８４は、標準的なトラッキングサーボループとして機能して、情報トラックのクローズドループトラッキング及びオープンループのジャンプ及びサーチ動作を行うことができる。
【００５０】
移動制御信号１１８によって制御信号発生器１１０が起動されると、制御信号発生器１１０は、所定の電圧信号を第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４に生成して、これによって、光ディスクトラッキング制御装置８４は、当該光ディスクトラッキング制御装置８４のトラッキングサーボループがクローズド動作モードの間に、方向信号１１６によって特定される方向に光ディスクに亘って光ディスク記憶装置の光ビームを半径方向に移動させる。制御信号発生器１１０は、起動されると、図６、８若しくは９または上記の任意の制御信号プロットと同様の時間差をつける方法で、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の電圧を＋１ボルトから−１ボルトに変化させ、再び＋１ボルトに戻す。上記のように、光ビームが光ディスク上を半径方向に滑らかに移動できるようなスムーストランジッション（smooth transition）を用いて、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の電圧値が、＋１ボルトから−１ボルトへ変化して、再び＋１ボルトに戻るようにすることが好ましい。
【００５１】
乗算回路１２０及び１２２は、起動された第１制御信号１１２及び起動された第２制御信号１１４を、第１フィードバック信号１０４及び第２フィードバック制御信号１０６によってそれぞれ逓倍して、トラッキングエラー信号の位相を連続的に推移させ、仮想的トラック中心を光ディスクの半径方向に移動させる。光ディスクトラッキング制御装置８４がクローズドループモードで動作しているので、トラッキングサーボ１３２は仮想的トラック中心に光ビームの中心を維持しようとする。これによって、光ビームがディスクの半径方向へ移動する。第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４の電圧値がともに＋１ボルトになると、仮想的トラック中心及び光ビームの次の情報トラック中心上への位置決めを終了する。すなわち、制御信号発生器１１０が第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４に信号伝達する完全な制御サイクル毎に、光ビームは１情報トラック移動する。
【００５２】
したがって、Ｎ個の完全な制御サイクルを第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４に供給することによって、光ビームをＮ個の情報トラックだけ移動させることができる。したがって、第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４が伝達する完全な制御サイクルの数を特定することによって、ポーズ動作及びサーチ動作を達成することができる。
【００５３】
移動制御信号１１８が起動状態の間に制御信号発生器１１０が第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４を反復的に起動して、移動制御信号１１８が制御信号発生器１１０を非起動状態にするまで光ビームが幾つかの情報トラックを半径方向に連続的に移動するように移動制御信号１１８を構成することができる。または、制御信号発生器１１０が第１制御信号１１２及び第２制御信号１１４を１回だけ起動させ、移動制御信号１１８が非起動状態になり再び起動状態になるまで、光ビームが１つの情報トラックのみ移動するように移動制御信号１１８を構成することができる。
【００５４】
図１１に、信号調整装置１５２を示す。当該信号調整装置１５２は、第１制御信号１５４及び第２制御信号１５６を有している。信号調整装置は、移動フォワード信号１５８及び移動リバース信号１６０も有している。信号調整装置１５２は、制御信号発生器１１０の第１制御信号１１２を信号調整装置１５２の第１信号調整信号１５４で置き換えるとともに、制御信号発生器１１０の第２制御信号１１４を信号調整装置１５２の第２制御信号１５６で置き換えることによって、光ディスクトラッキング制御装置８４の制御信号発生器１１０を代用するのに使用される。
【００５５】
移動フォワード信号１５８及び移動リバース信号１６０がともに非起動状態になると、信号調整装置１５２は非起動状態になる。移動フォワード信号１５８が起動状態であり移動リバース信号１６０が非起動状態の場合、光ビームは、光ディスクの半径方向の順方向へ移動する。移動フォワード信号１５８が非起動状態であり移動リバース信号１６０が起動状態の場合、光ビームは光ディスクの半径方向の逆方向へ移動する。移動フォワード信号１５８及び移動リバース信号１６０がともに起動状態の場合、信号調整装置１５２は非起動状態にされるか、または誤動作とされる。
【００５６】
制御信号発生器１１０及び信号調整装置１５２は、電圧値が＋１ボルトから−１ボルトに変化して再び＋１ボルトに戻る時間差のついた制御信号を生成するのに好適である、当該分野の当業者によく知られた、マイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、ルックアップテーブル、または回路の組み合わせとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスク記憶装置に使用される慣用のトラッキングエラー検出装置の部分回路図である。
【図２】トラッキングサーボループがオープン動作モードの時に光ビームが光ディスク上を半径方向へ移動する場合のトラッキングエラー信号の一例を示す図である。
【図３】図２のトラッキングエラー信号及び図２の反転されたトラッキングエラー信号を示す図である。
【図４】＋１ボルトと−１ボルトとの間で電圧が線形的に変化する電圧信号曲線を示す図である。
【図５】互いに減算することによってトラッキングエラー信号を生成する２つの信号成分のプロットを示す図である。
【図６】トラッキングエラー信号の信号成分が逓倍されると、トラッキングサーボがクローズドループ動作モードの間に、光ビームがディスク上を半径方向に移動するように構成された時間差のつけられた制御信号の一例を示す図である。
【図７】どのようにして仮想的トラック中心が光ディスクと交差して移動するかを示す概念図である。
【図８】トラッキングエラー信号の信号成分が逓倍されると、トラッキングサーボがクローズドループ動作モードの間に、光ビームがディスク上を半径方向に移動するように構成された時間差のつけられた制御信号の一例を示す図である。
【図９】トラッキングエラー信号の信号成分が逓倍されると、図８の制御信号を使用する場合の光ビームの移動方向とは逆方向へ光ビームがディスク上を半径方向に移動するように構成された時間差のつけられた制御信号の一例を示す図である。
【図１０】本発明の一例の回路図である。
【図１１】他の制御信号発生器を示す図である。
Claims (22)
- トラッキングサーボループがクローズドループ動作モードの場合に、光ビームを光ディスクを横切るように半径方向に移動させる方法であって、
前記光ディスクから光を反射し、該反射光から第１及び第２フィードバック信号を生成する工程と、
時間差をつける方法で、第１及び第２制御信号を生成する工程と、
前記第１及び第２制御信号を前記第１及び第２フィードバック信号によって逓倍することによって、第１及び第２修正フィードバック信号を生成する工程と、及び
前記第１修正フィードバック信号と第２修正フィードバック信号との差分をとることによってトラッキングエラー信号を生成し、該トラッキングエラー信号により前記光ディスクを横切って半径方向に移動する仮想的トラック中心を生成して、前記光ビームを光ディスクを横切って半径方向へ移動させる工程と、
を備えている方法。 - 請求項１記載の方法において、第１情報トラックから第２情報トラックへのトラッキング動作のシークモードにて、最大値と最小値との間で前記第１制御信号及び前記第２制御信号を変化させるステップを更に含み、
前記第１制御信号及び前記第２制御信号は、０の大きさを同時に有しない方法。 - 請求項２記載の方法において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号が前記最大値から前記最小値に変化する第１間隔は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号が前記最小値から前記最大値に変化する第２間隔に等しい方法。
- 請求項２記載の方法において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号の前記変化は、スムースな非線形である方法。
- トラッキングサーボループがクローズドループ動作モードの場合に、光ビームを光ディスクを横切るように半径方向に移動させる方法であって、
前記光ディスクから光を反射し、該反射光から第１及び第２フィードバック信号を生成する工程と、
それぞれ第１値から第２値に変化する第１及び第２制御信号を時間差をつける方法で生成する工程と、
前記第１及び第２制御信号を前記第１及び第２フィードバック信号によって逓倍することによって、第１及び第２修正フィードバック信号を生成する工程と、及び
前記第１修正フィードバック信号と第２修正フィードバック信号との差分をとることによってトラッキングエラー信号を生成し、前記トラッキングエラー信号に応答して、前記第１制御信号及び前記第２制御信号がそれらの各第２値に到達しそれらの各第１値に戻るまで、前記光ビームは、前記光ディスクを横切って半径方向に移動する工程と、
を備えている方法。 - 請求項５記載の方法において、前記第１及び第２制御信号の前記第１値は、それぞれ、前記第１及び第２制御信号の前記第２値の反転である方法。
- 光ディスクトラッキング制御装置において、
フォトディテクタユニットであって、回転する光ディスクに当たり該光ディスクから戻り当該フォトディテクタユニットに到達する光ビームを受け入れるフォトディテクタユニットであって、第１フィードバック信号を生成する第１フォトディテクタと、及び第２フィードバック信号を生成する第２フォトディテクタと、を備えるフォトディテクタユニットと、
クローズドループモードにて動作し、前記光ディスクの情報トラックに従う前記第１フィードバック信号及び前記第２フィードバック信号を有するトラッキングサーボループであって、前記光ビームは、前記トラッキングサーボループに応答して前記光ディスク上を半径方向に移動させられるトラッキングサーボループと、
第１制御信号及び第２制御信号を時間差をつける方法で生成する制御信号発生器と、
前記第１制御信号を前記第１フィードバック信号によって逓倍して第１修正フィードバック信号を生成する第１乗算器と、
前記第２制御信号を前記第２フィードバック信号によって逓倍して第２修正フィードバック信号を生成する第２乗算器と、及び
前記第１修正フィードバック信号と前記第２修正フィードバック信号との信号差分を検出することによって修正トラッキングエラー信号を生成する差分−加算増幅器であって、前記修正トラッキングエラー信号は、前記光ディスクの第１情報トラックから前記光ディスクの第２情報トラックに移動する仮想的トラックを定め、前記トラッキングサーボループは、前記仮想的トラックに従い前記第１情報トラックから前記第２情報トラックに前記光ビームを移動させる差分−加算増幅器と、
を含む装置。 - 請求項７記載の光ディスクトラッキング制御装置において、前記制御信号発生器は、前記第１及び第２制御信号の信号極性を変化させ、この結果、前記第１乗算器が前記第１制御信号と前記第１フィードバック信号とを乗算するときに、前記第１修正フィードバック信号は反転させられ、及び、前記第２乗算器が前記第２制御信号と前記第２フィードバック信号とを乗算するときに、前記第２修正フィードバック信号は反転される装置。
- 請求項８記載の光ディスクトラッキング制御装置において、前記制御信号発生器は、前記第１及び前記第２制御信号の信号極性を時差方式にて変化させる装置。
- 請求項７記載の装置において、第１情報トラックから第２情報トラックへのトラッキング動作のシークモードにおいて、前記第１制御信号及び前記第２制御信号は、最大値と最小値との間で変化し、０の大きさを同時に有しない装置。
- 請求項１０記載の装置において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号は+１ボルトから-１ボルトの範囲を有し、０の電圧を同時に有さない装置。
- 請求項１０記載の装置において、前記トラッキングサーボループは、クローズドループモードにて動作する装置。
- 請求項１０記載の装置において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号が前記最大値から前記最小値に変化する第１間隔は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号が前記最小値から前記最大値に変化する第２間隔に等しい装置。
- 請求項１０記載の装置において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号は、スムースな非線形変化を有する装置。
- 請求項１０記載の装置において、前記制御信号発生器は、方向制御信号及び移動制御信号に応答し、第１動作モードにおいて、ＰＡＵＳＥ動作が実行され、及び、第２動作モードにおいて、ＳＥＡＲＣＨ動作が実行される装置。
- 請求項１０記載の装置において、前記第１フォトディテクタは、光ディスクの情報トラックの第１縁から生じる光を測定し、前記第２フォトディテクタは、光ディスクの前記情報トラックの第２縁から生じる光を測定する装置。
- 請求項７記載の装置において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号は+１ボルトから-１ボルトの範囲を有し、０の電圧を同時に有さない装置。
- 請求項７記載の装置において、前記トラッキングサーボループは、クローズドループモードにて動作する装置。
- 請求項７記載の装置において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号が前記最大値から前記最小値に変化する第１間隔は、前記第１制御信号及び前記第２制御信号が前記最小値から前記最大値に変化する第２間隔に等しい装置。
- 請求項７記載の装置において、前記第１制御信号及び前記第２制御信号は、スムースな非線形変化を有する装置。
- 請求項７記載の装置において、前記制御信号発生器は、方向制御信号及び移動制御信号に応答し、第１動作モードにおいて、ＰＡＵＳＥ動作が実行され、及び、第２動作モードにおいて、ＳＥＡＲＣＨ動作が実行される装置。
- 請求項７記載の装置において、前記第１フォトディテクタは、光ディスクの情報トラックの第１縁から生じる光を測定し、前記第２フォトディテクタは、光ディスクの前記情報トラックの第２縁から生じる光を測定する装置。
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