JP4153473B2 - 光学的記憶装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤやＭＯカートリッジの書替え可能な媒体を用いた光学的記憶装置に関し、特に、高密度記録媒体にアクセス性能を更に向上させる光学的記憶装置に関する。

光ディスクは、近年急速に発展するマルチメディアの中核となる記憶媒体として注目されており、例えば３．５インチのＭＯカートリッジを見ると、旧来の１２８ＭＢや２３０ＭＢに加え、近年にあっては、５４０ＭＢや６４０ＭＢといった高密度記録の媒体も提供されつつある。このため、光ディスククドライブとしては、現在入手できる１８０ＭＢ、２３０ＭＢ、５４０ＭＢ及び６４０ＭＢといった全ての媒体を使用できることが望まれる。

また近年、急速に普及しているパーソナルコンピュータにあっては、再生専用として知られたコンパクトデイスク（ＣＤ）の再生機能が不可欠であり、ＣＤ用の光ディスクドライブに加え、書替え可能な光ディスク装置であるＭＯカートリッジの光ディスクドライブを実装することは、スペース的及びコスト的に無理がある。

このため近年にあっては、ＭＯカートリッジとＣＤの両方を使用できる光ディスクドライブも開発されている。このＣＤ／ＭＯ共用型の光ディスクドライブは、光学系、機構構造及びコントローラ回路部につき、可能な限りＣＤ用とＭＯカートリッジ用の共用化を図っている。

ところで、５４０ＭＢや６４０ＭＢといった高密度の記録媒体を使用を可能とする光ディスクドライブにあっては、記録密度の向上に伴って媒体のトラックピッチが狭くなり、光ヘッドのビームを目標トラックに移動して位置決めするためのシーク精度の向上が必要となる。シーク精度を向上するためには、シーク速度を抑えることで安定した目標トラックへの引き込みができる。

通常、目標トラックへのシーク制御は、例えば５０トラック以内の短いシークであれば、ＶＣＭで駆動されるキャリッジに搭載したレンズアクチュエータによるシーク制御を行い、５０トラックを越えるロングシークについては、ＶＣＭによるキャリッジ駆動とレンズアクチュエータによるキャリッジ駆動の両方でシーク制御を行う。

このようなシーク制御は、まず目標トラックまでの残りトラック数に応じて発生する目標速度を用いて速度制御を行う。速度制御により目標トラックまでの残りトラック数が１〜２トラックとなる直前で所定の減速電流を流して減速制御を行い、減速終了で位置サーボ制御に切り替えてオントラック状態に引き込む。

このようなシーク制御につき５４０ＭＢや６４０ＭＢの高密度記録媒体でのシーク性能を高めるためには、目標トラックの直前でビームの移動速度を、所定の減速電流で速度ゼロ付近に減速し、オントラック状態に安定して引き込み制御する必要がある。
特開平０３−０５８３５８

しかしながら、このような従来の光ディスクドライブのシーク制御にあっては、シーク時間を短縮するため速度制御の目標速度を高めに設定していた場合、速度制御による後半の減速が急激に行われるため、目標トラック直前の引き込み速度が大きくばらつく可能性がある。このため固定的に定めた減速電流による減速制御では、減速が不足して目標トラックをオーバーしたり、減速しすぎてビームが逆戻りしたりし、目標トラックに整定するまでに時間がかかる問題があった。

勿論、速度制御の目標速度を抑えれば、目標トラック直前の引き込み速度を安定化できるが、目標速度が低いことから速度制御に時間がかかり、整定時間を短縮できても全体としてのシーク時間は長くなってしまう。

この問題は、隣接するトラックを目標トラックとしてビームを移動させる１トラックシーク制御についても同様である。従来の１トラックシーク制御は、１トラックシーク期間を、例えば加速期間、電流零期間、及び減速期間の３つに１／３ずつ均等に分け、固定的に定めた加速電流と減速電流を順番にレンズアクチュエータに流すフィードフォワード制御を行っている。

しかし、レンズアクチュエータによるビームの加速特性と減速特性は、光ディスクドライブ一台毎に様々である。このため加速電流又は減速電流が不足すると、シーク時間が長くなり、一方、加速電流又は減速電流が大きすぎると整定時間が長くなり、十分な１トラックシークの性能が期待できない問題があった。

したがって、本発明は、通常のシーク制御及び１トラックシーク制御の各々につき、高速度シークと整定時間の短縮の両立によりシーク性能を向上させる光学記憶装置を提供することを目的とする。

また本発明は、レンズアクチュエータを主体として光ビームを目標トラックに移動させる制御、所謂トラックジャンプ制御について、目標トラックの直前で行う減速制御を開始する際の速度にばらつきがあっても、安定したオントラック状態への引き込みを可能とする光学的記憶装置を提供することを目的とする。

また光磁気ディスク、ＣＤ等のかけ替え可能な媒体を使用する光ディスクドライブにあっては、ローディンクした媒体のトラック偏心量は、媒体毎に異なっており、ローディング後の初期化処理の段階で媒体の偏心量を測定し、この測定した偏心量を相殺するように媒体回転に同期してＶＣＭに偏心オフセット電流を流すようにしている。

この媒体偏心は、トラックを直線と見做した場合、ｓｉｎカーブを描くことから、所定の分解能の回転角をアドレスとした正弦値を予め格納したＲＡＭ等の所謂偏心メモリを準備し、偏心情報として測定した振幅と回転基準位置に対する位相から、実際の媒体回転位置に同期して偏心メモリから対応する余弦値を読み出して偏心量を求め、この偏心量を相殺するようにオフセット電流を流している。

従来の媒体ローディング後の初期化処理で行う偏心量の測定は、例えばキャリッジに搭載した対物レンズの位置を検出するレンズ位置センサを利用し、レンズアクチュエータによるオントラック制御状態で媒体１回転で得られるレンズ位置信号から偏心振幅及び位相を測定している。

しかし、レンズ位置センサは、本来、キャリッジに搭載した対物レンズを零位置（中立位置）に保つレンズロックの位置サーボに使用するものであることから、位置に対する検出信号の直線性及びおよび分解能がそれほど高くなく、またアナログ信号であることからＡＤ変換する際にも誤差が入り、信頼性の高い偏心情報の測定が十分にできない問題があった。

従って、本発明は、媒体ローディングの際に、偏心補正に必要な偏心情報を効率よく正確に測定して偏心補正を最適化する光学的記憶装置を提供することを目的とする。

また、従来の光ディスクドライブにあっては、媒体からの戻り光を２分割ディテクタで検出し、２つの受光信号の差からトラッキングエラー信号を求めている。この場合、媒体のＩＤ部は、ピットと呼ばれるエンボスによりゾーン番号、トラック番号等を記録しており、ＩＤ部のピットにより戻り光が減衰し、トラッキングエラー信号にノイズ的な落ち込み変動が現われ、振幅の低い部分では誤ってゼロクロスとなり、トラック数のカウントを誤る。

そこで、ＩＤ部の戻り光による変動を抑えるために、エンベローブ検出を行ってトラッキングエラー信号のプロフィールを滑らかにしている。

しかしながら、高密度記録用の５４０ＭＢや６４０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体では問題ないが、従来より使用されている１２８ＭＢのＭＯカートリッジ媒体にあっては、媒体面のＩＤ部とＭＯ記録部との間に鏡面構造のミラー部を形成しており、また２３０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体にあっては、ユーザ領域以外の領域に同様にミラー部を残している。

このため、１つの光ディスクドライブで１２８ＭＢから６４０ＭＢまでのＭＯカートリッジを使用可能とした場合、１２８ＭＢ又は２３０ＭＢのＭＯカートリッジをローディングした際、トラッキングエラー信号の作成時にエンベローブ検出を行っていると、同一のレベルをもつミラー部の受光信号の差を取ることで、ミラー部の部分でトラッキングエラー信号が欠落する。更に、エンベローブ検出による放電時定数分の信号欠落を起こし、トラッキングエラー信号が大きく歪んでゼロクロスによるトラックカウントを必ず誤ることになる。

更に、いずれの媒体にあっても、エンベローブ検出を行っていると、トラッキングエラー信号のゼロクロス時間間隔が短くなる高速シークの際に、エンベローブ検出によってトラッキングエラー信号そのものの上下のピークレベルがエンベローブ検出され、トラッキングエラー信号が失われてしまう問題もある。

したがって、本発明は、媒体の相違によるミラー部の有無や高速シークについても、適切にトラッキングエラー信号を作成できるようにした光学的記憶装置を提供することを目的とする。

更に、従来の光ディスクドライブにあっては、キャリッジに搭載した対物レンズの媒体面に対し合焦制御するためフォーカスサーボを備える。フォーカスサーボは、媒体戻り光の受光出力に基づきフォーカスエラー信号を作成する。

しかしながら、ＭＯカートリッジ媒体のトラック上のＩＤ部は、物理的なピットであることから、両側のＭＯ部の記録面に対し対物レンズの合焦位置が異なり、この結果、ＩＤ部のＭＯ部に対する前後の境界部分でフォーカスエラー信号がステップ的に変化し、不必要なフォーカス制御が行われる。

例えば５４０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体の場合、アウタトラックが８４セクタ、インナトラックが５４セクタとなり、このセクタ数分のＩＤ部をもつことから、オントラック状態で頻繁にフォースサーボが動作することとなり、フォーカスサーボによる消費電流が増加する問題がある。

勿論、ＩＤ部につき、フォーカスサーボをオフすればよいが、ＩＤ部に連動して高速でフォーカスサーボをオン、オフすることは、サーボ系に大きな外乱を加える結果となり、オートフォーカスの機能を損ってしまう。

したがって、本発明は、フォーカスサーボの機能を損うことなく、ＩＤ部によるフォーカスサーボの無駄な動きを無くすようにした光学的記憶装置を提供することを目的とする。

図１は本発明の原理説明図である。まず本発明の光学的記憶装置（以下「光ディスクドライブ」という）は、キャリッジアクチュエータとしてのＶＣＭ６４によりキャリッジ７６を媒体のトラックを横切る方向に移動自在とし、光学ユニットはキャリッジ７６に搭載され対物レンズ８０を備えた移動光学系と筐体側に固定配置された固定光学系７８から構成され、光ビームを用いて媒体のトラックに対し情報の記録／再生を行う。

キャリッジ７６に搭載された移動光学系の対物レンズ８０は、レンズアクチュエータ６０の駆動により固定光学系７８からの光ビームを媒体のトラックを横切る方向に移動させる。トラッキングエラー信号作成回路５０は、光学ユニットで得られた媒体戻り光の受光出力に基づいて、光ビームのトラックを横切る方向の位置に応じたトラッキングエラー信号Ｅ２を作成する。ＤＳＰ等によるアクセス制御部１５は、上位装置から目標トラックへのアクセスを指示された際に、ＶＣＭ６４とレンズアクチュエータ５６の両方の制御により光ビームを目標トラックに移動させてオントラックさせる。

本発明に従えば、フォーカスサーボの機能を損うことなく、ＩＤ部によるフォーカスサーボの無駄な動きを無くすようにした光学的記憶装置が提供される。この目的を達成するため本発明は、光学ユニットからの光ビームを媒体に照射して得られた戻り光の受光出力に基づいてポジショナの対物レンズを合焦位置に制御する光学的記憶装置のフォースカサーボ回路について、比例器、積分器及び微分器を備えたＰＩＤ演算制御部と、媒体のＩＤ部を示すゲート信号が得られている間、前記ＰＩＤ演算制御部の微分器の機能を停止させる制御器を設けたことを特徴とする。

制御器は、更にＰＩＤ演算制御部の比例器の機能を停止させてもよい。制御器は、更にＰＩＤ演算制御部の微分器及び比例器のゲインを零に設定して機能を停止させる。

媒体のＩＤ部を示すゲート信号は、通常、フォーマッタで生成しており、このＩＤゲート信号をＤＳＰ等で実現するフォーカスサーボに取り入れ、ＩＤゲート信号に同期し、フオーカスサーボ用のＰＩＤ演算部の少なくとも微分器の機能をゲイン零として停止させる。

このためＩＤ部の微小なピットによる戻り光の変化があっても、これはフォーカスサーボの制御に反映されず、逆に積分制御が強く働き、ＩＤ部によりフォーカスエラー信号が変動しても、対物レンズをＭＯ部の合焦状態に安定させたフォーカス制御ができる。

本発明の光学的記憶装置によれば、媒体のＩＤ部を示すゲート信号が得られている間、フォーカスサーボのＰＩＤ演算の少なくとも微分機能を停止させるため、ＩＤ部の微小なピットによる戻り光の変化があっても、フォーカスサーボの制御に反映されず、逆に積分制御が強く働き、ＩＤ部によりフォーカスエラー信号が変動しても、対物レンズをＭＯ部の合焦状態に安定させたフォーカス制御ができる。

以上のようなトラックシーク、ファインシーク、偏心補正、、エンベローブサーボ、及びフォーカスサーボを備えた本発明の光学的記憶装置によれば、目標シリンダに対するシーク性能が大幅に向上し、かけ替え媒体を使用した光ディスクドライブであっても、ハードディスクドライブ並みの記憶容量とアクセス性能を達成することができる。

＜目 次＞
１．装置構成
２．１トラックシーク
３．ファインシーク
４．偏心メモリ制御
５．エンベローブサーボ
６．フォーカスサーボ

１．装置構成
図２は本発明の光学的記憶装置である光ディスクドライブの回路ブロック図である。本発明の光ディスクドライブは、コントローラ１０とエンクロージャ１２で構成される。コントローラ１０には光ディスクドライブの全体的な制御を行うＭＰＵ１４、上位装置との間でコマンド及びデータのやり取りを行なうインタフェースコントローラ１６、光ディスク媒体に対するデータのリード、ライトに必要な処理を行うフォーマッタ１８、ＭＰＵ１４，インタフェースコントローラ１６及びフォーマッタ１８で共用されるバッファメモリ２０を備える。

フォーマッタ１８に対してはライト系統としてエンコーダ２２とレーザダイオード制御回路２４が設けられ、レーザダイオード制御回路２４の制御出力はエンクロージャ１２側の光学ユニットに設けたレーザダイオード３０に与えられている。

レーザダイオード３０を使用して記録再生を行う光ディスク、即ち書替え可能なＭＯカートリッジ媒体として、この実施形態にあっては１２８ＭＢ、２３０ＭＢ、５４０ＭＢ及び６４０ＭＢのいずれかを使用することができる。このうち１２８ＭＢ及び２３０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体については、媒体上のマークの有無に対応してデータを記録するピットポジション記録（ＰＰＭ記録）を採用している。

一方、高密度記録となる５４０ＭＢ及び６４０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体については、マークのエッジ即ち前縁と後縁をデータに対応させるパルス幅記録（ＰＷＭ記録）を採用している。ここで、６４０ＭＢと５４０ＭＢの記憶容量の差はセクタ容量の違いによるもので、セクタ容量が２ＫＢのとき６４０ＭＢとなり、一方、５１２Ｂのときは５４０ＭＢとなる。

このように本発明の光ディスクドライブは、１２８ＭＢ、２３０ＭＢ５４０ＭＢまたは６４０ＭＢの各記憶容量のＭＯカートリッジに対応可能である。したがって光ディスクドライブにＭＯカートリッジをローディングした際には、まず媒体のＩＤ部の間隔をピットの存在を示す信号から測定し、そのＩＤ間隔からＭＰＵ１４において媒体の種別を認識し、種別結果をフォーマッタ１８に通知することで、１２８ＭＢまたは２３０ＭＢ媒体であればＰＰＭ記録に対応したフォーマッタ処理を行い、５４０ＭＢまたは６４０ＭＢ媒体であればＰＷＭ記録に従ったフォーマッタ処理を行うことになる。

フォーマッタ１８に対するリード系統としては、デコーダ２６、リードＬＳＩ回路２８が設けられる。リードＬＳＩ回路２８に対しては、エンクロージャ１２に設けたディテクタ３２によるレーザダイオード３０からのビームの戻り光の受光信号が、ヘッドアンプ３４を介してＩＤ信号及びＭＯ信号として入力されている。

リードＬＳＩ回路２８にはＡＧＣ回路、フィルタ、セクタマーク検出回路、シンセサイザ及びＰＬＬ等の回路機能が設けられ、入力したＩＤ信号及びＭＯ信号よりリードクロックとリードデータを作成し、デコーダ２６に出力している。またスピンドルモータ４０による媒体の記録方式としてゾーンＣＡＶを採用していることから、リードＬＳＩ回路２８に対してはＭＰＵ１４より、内蔵したシンセサイザに対しゾーン対応のクロック周波数の切替制御が行われている。

ここでエンコーダ２２の変調方式及びデコーダ２６の復調方式は、フォーマッタ１８による媒体種別に応じ、１２８ＭＢ及び２３０ＭＢについてはＰＰＭ記録の変調及び復調方式に切り替えられる。一方、５４０及び６４０ＭＢの媒体については、ＰＷＭ記録の変調及び復調方式に切り替えられる。

ＭＰＵ１４に対しては、エンクロージャ１２側に設けた温度センサ３６の検出信号が与えられている。ＭＰＵ１４は、温度センサ３６で検出した装置内部の環境温度に基づき、レーザダイオード制御回路２４におけるリード、ライト、イレーズの各発光パワーを最適値に制御する。ＭＰＵは、ドライバ３８によりヘッド部１２側に設けたスピンドルモータ４０を制御する。

ＭＯカートリッジの記録再生はゾーンＣＡＶであることから、スピンドルモータ４０を例えば３６００ｒｐｍの一定速度で回転させる。またＭＰＵ１４は、ドライバ４２を介してヘッド部１２側に設けた電磁石４４を制御する。電磁石４４は装置内にローディングされたＭＯカートリッジのビーム照射側と反対側に配置されており、記録時及び消去時に媒体に外部磁界を供給する。

ＤＳＰ１５は、媒体に対しレーザダイオード３０からのビームの位置決めを行うためのサーボ機能を実現する。このため、エンクロージャ１２側の光学ユニットに媒体からのビームモードの光を受光する２分割ディテクタ４６を設け、ＦＥＳ検出回路（フォーカスエラー信号検出回路）４８が、２分割ディテクタ４６の受光出力からフォーカスエラー信号Ｅ１を作成してＤＳＰ１５に入力している。

またＴＥＳ検出回路（トラッキングエラー信号検出回路）５０が２分割ディテクタ４６の受光出力からトラッキングエラー信号Ｅ２を作成し、ＤＳＰ１５に入力している。トラッキングエラー信号Ｅ２はＴＺＣ回路（トラックゼロクロス検出回路）４５に入力され、トラックゼロクロスパルスＥ３を作成してＤＳＰ１５に入力している。

更にエンクロージャ１２側には、媒体に対しレーザビームを照射する対物レンズのレンズ位置を検出するレンズ位置センサ５２が設けられ、そのレンズ位置検出信号（ＬＰＯＳ）Ｅ４をＤＳＰ１５に入力している。ＤＳＰ１５は、ビーム位置決めのため、ドライバ５４，５８，６２を介してフォーカスアクチュエータ５６、レンズアクチュエータ６０及びＶＣＭ６４を制御駆動している。

ここで光ディスクドライブにおけるエンクロージャの概略は図３のようになる。図３において、ハウジング６６内にはスピンドルモータ４０が設けられ、スピンドルモータ４０の回転軸のハブに対しインレットドア６８側よりＭＯカートリッジ７０を挿入することで、内部のＭＯ媒体７２がスピンドルモータ４０の回転軸のハブに装着されるローディングが行われる。

ローディングされたＭＯカートリッジ７０のＭＯ媒体７２の下側には、ＶＣＭ６４により媒体トラックを横切る方向に移動自在なキャリッジ７６が設けられている。キャリッジ７６上には対物レンズ８０が搭載され、固定光学系７８に設けている半導体レーザからのビームをプリズム８１を介して入射し、ＭＯ媒体７２の媒体面にビームスポットを結像している。

対物レンズ８０は図２のヘッド部１２に示したフォーカスアクチュエータ５６により光軸方向に移動制御され、またレンズアクチュエータ６０により媒体トラックを横切る半径方向に例えば数十トラックの範囲内で移動することができる。このキャリッジ７６に搭載している対物レンズ８０の位置が、図２のレンズ位置センサ５２により検出される。レンズ位置センサ５２は対物レンズ８０の光軸が直上に向かう中立位置でレンズ位置検出信号を０とし、アウタ側への移動とインナ側への移動に対しそれぞれ異なった極性の移動量に応じたレンズ位置検出信号Ｅ４を出力する。

本発明の光ディスクドライブは、光ディスク媒体としてＭＯカートリッジ以外に再生専用のＣＤを使用することもできる。図４は、図３のＭＯカートリッジ７０の代わりにＣＤをローディングした状態である。ＣＤを使用する場合には、この実施形態にあっては、予め準備されたトレイ８４にＣＤ媒体８２を搭載してインレットドア６８よりハウジング６６内にローディングする。

トレイ８４は、予めスピンドルモータ４０にＣＤ媒体８２を装着するためのターンテーブル８６を備えている。このためターンテーブル８６にＣＤ媒体８２の中心部の穴を嵌め入れた状態でトレイ８４に搭載し、光ディスクドライブにローディングする。

トレイ８４に使用しているターンテーブル８６としては、ＣＤ媒体８２側はＣＤ媒体８２の中心の穴に対応した通常のＣＤディスクドライブと同じＣＤ装着構造をもち、ターンテーブル８６のスピンドルモータ４０側は図３のＭＯカートリッジ７０に使用しているハブ構造と同じものを使用している。このようなターンテーブル８６を使用することで、全く別の形状寸法をもつ露出媒体であるＣＤ媒体８２であっても、トレイ８４を使用してＭＯカートリッジ７０と同様にスピンドルモータ４０にローディングすることができる。

このようにＣＤ媒体８２のローディングに対応するため、図２のコントローラ１０にあっては、ＭＰＵ１４でローディングされた媒体がＣＤ媒体８２であることを認識した場合には、フォーマッタ１８、リードＬＳＩ回路２８及びデコーダ２６をＣＤ対応の回路機能に切り替える。

またＣＤ媒体専用のリード系統の回路を設け、ＭＯカートリッジのリード系統からＣＤ媒体のリード系統に切り替えるようにしてもよい。同時にＭＰＵ１４は、ＣＤ媒体８２にあっては、スピンドルモータ４０による媒体回転制御が線速度一定方式（ＣＬＶ方式）となることから、ＣＤのリード系統から得られたリードクロックが基準の一定線速度となるように、ドライバ３８を介してスピンドルモータ４０をトラック位置に応じて回転数を変えるＣＬＶ制御とする。

もちろん本発明は、図４のようなＣＤ媒体８２の再生機能をもたない図３のＭＯカートリッジ７０専用の光ディスクドライブであってもよいことは勿論である。

図５は図２のコントローラ１０に設けたＤＳＰ１５により実現されるフォーカスサーボ、レンズサーボ、ＶＣＭサーボの機能ブロック図である。まずフォーカスサーボ系はフォーカスエラー信号Ｅ１をＡＤコンバータ８８でディジタルデータに変換して取り込み、加算点９０でレジスタ９２にセットしたＦＥＳオフセットによる補正を施し、位相補償器９４で所定の高域帯域についてゲインアップを行う位相補償を施し、ＰＩＤ演算器９６で比例積分微分演算をフォーカスエラー信号に対し行う。

更に位相補償器１００で位相補償を施した後、加算点１０４でレジスタ１０２のフォーカスオフセットを補償し、リミッタ１０６を介してＤＡコンバータ１０８でアナログ信号に変換し、フォーカスアクチュエータ５６に電流指示値を出している。ＰＩＤ演算器９６と位相補償器１００の間にはサーボスイッチ９８が設けられ、フォーカスサーボのオンオフを制御できるようにしている。

次にレンズアクチュエータ６０に対するレンズサーボ系を説明する。レンズサーボ系は速度制御系、トラックサーボ系及びレンズ位置サーボ系の３つに分けられる。まず速度制御系はトラックゼロクロス信号Ｅ３をカウンタ１１０に入力し、トラックゼロクロス間隔の時間をクロックカウントにより求め、速度計算器１１２でビーム速度を求める。

速度計算器１１２の出力は加算点１１４でレジスタ１１６からの目標速度との偏差が取られ、サーボスイッチ１１８を介して位相補償器１２０で速度偏差についての位相補償が施された後、加算器１２２に与えられている。

レンズサーボのトラックサーボ系は、トラッキングエラー信号Ｅ２をＡＤコンバータ１２４でディジタルデータに変換して取り込み、加算点１２８でレジスタ１２６によりセットされたＴＥＳオフセットの補正を施し、位相補障器１３０で位相補償を施した後、ＰＩＤ演算器１４０で比例積分、微分演算を行った後、サーボスイッチ１４２を介して加算器１２２に入力している。

更にレンズ位置サーボ系としてレンズ位置検出信号Ｅ４をＡＤコンバータ１４４でディジタルデータとして取り込み、加算器１４６でレジスタ１４８によるＬＰＯＳオフセットの補正を施し、位相補償器１５０を位相補償を施した後、ＰＩＤ演算器１５２で比例積分微分演算を行い、サーボスイッチ１５６を介して加算器１２２に入力している。なおサーボスイッチ１５６の入力側にはレジスタ１５４によりＴＥＳオフセットキャンセルを加えることができる。

このような速度サーボ系の速度偏差信号、トラッキングサーボ系のトラッキングエラー信号、更にレンズ位置サーボ系のレンズ位置偏差信号は、加算器１２２で加算され、位相補償器１５８で位相補償が施された後、加算点１６０でレジスタ１６２によるトラックオフセットの補正を受けた後、ＤＡコンバータ１６６でアナログ信号に変換され、レンズアクチュエータ６０に対する電流指示値としてドライバ側に出力する。

次にＶＣＭ６４のサーボ系を説明する。ＶＣＭ６４のサーボ系は、シーク時の目標トラック位置と現在トラック位置との偏差に基づいたフィードフォワード制御のサーボ系を構成している。まずトラックゼロクロス信号Ｅ３に基づいてカウンタ１１０で検出されたビームのレジスタ１６８による現在位置は、加算器１７０でレジスタ１７２の目標トラック位置と比較され、目標トラック位置に対する残りトラック数に応じた位置偏差信号が生成される。

この加算器１７０の出力は、位相補償器１７４で位相補償が施された後、ＰＩＤ演算器１７６で比例、積分、微分演算を受け、サーボスイッチ１７８を介して位相補償器１８０で更に位相補償を受け、加算器１８２を介してＩＩＲ１８８に与えられ、更に位相補償器１９０で位相補償を施した後、加算器１９２でレジスタ１９４によるＶＣＭオフセットによる補正を受け、リミット１９６を介して加算器１９８に与えられる。

加算器１９８では偏心メモリ２００からの読み出しによる媒体の偏心補正を行う。加算器１９８による偏心補正を受けたＶＣＭサーボの位置偏差信号に対しては、レジスタ２０２によりインナ方向のシークとアウタ方向のシークに応じた異なった極性がセットされ、更に絶対値化回路２０４で絶対値化が施され、ＤＡコンバータ２０６でアナログ信号に変換され、ＶＣＭ６４にＶＣＭ電流指示値に変換されてドライバ側に出力される。

更にＶＣＭサーボ系の加算器１８２に対しては、レンズサーボ系に設けているレンズ位置サーボ系の位相補償器１５０の出力が分岐され、ＰＩＤ演算器１８４及びサーボスイッチ１８６を介して入力されている。このためサーボスイッチ１８６のオン状態でレンズアクチュエータ６０により対物レンズを駆動してレンズシークを行うと、このときのレンズ位置検出信号に基づいて加算器１４６で生成されるレンズ位置偏差信号がＰＩＤ演算器１８４及びサーボスイッチ１８６を介してＶＣＭ位置サーボ系の加算器１８２に位置偏差信号として加わる。

このためＶＣＭ６４は、レンズアクチュエータ６０の駆動によりレンズ位置オフセットを零とするようにキャリッジを位置制御することになる。このようなレンズアクチュエータによるレンズ位置検出信号の偏差信号に基づくサーボ制御がＶＣＭ６４のサーボ系に加わることから、これを二重サーボと呼んでいる。

図６は図５のサーボ系における制御モードとサーボスイッチ９８，１１８，１４２，１５６，１７８及び１８６のオンオフ状態を示す。サーボ系の制御モードはフォーカスオフモード、トラックオフモード、トラックオンモード、ファインシークモード、位置シークモードの５つに分けられる。

各モードの制御内容は図７に示すようになる。まずフォーカスオフモードはビームのトラックアクセスを停止している状態であり、サーボスイッチ９８のオフによりフォーカスサーボをオフし、サーボスイッチ１５６のみをオンすることでレンズアクチュエータ６０によりキャリッジ上の対物レンズを零位置に制御している。

トラックオフモードは、サーボスイッチ９８のオンによりフォーカスサーボを有効とし、且つサーボスイッチ１５６をオンしてレンズアクチュエータ６０による対物レンズの零位置への制御を行っている。このためトラックオフモードにあっては、ビームを停止した状態でビームの媒体に対するフォーカシングのみが可能となる。

トラックオンモードは、サーボスイッチ９８をオンしてフォーカスサーボを有効とし、サーボスイッチ１４２をオンとすることでトラッキングエラー信号によるレンズアクチュエータ６０の駆動によるオントラック制御を行う。更にサーボスイッチ１８６をオンとすることでＶＣＭサーボ系にレンズ位置検出信号による位置サーボを掛けて、ＶＣＭオフセットや偏心オフセットを補償できるようにしている。

ファインシークモードは、上位装置から目標シリンダへのアクセスが指示された場合に、レンズアクチュエータ６０の速度制御とＶＣＭ６４のフィードフォワード制御によりビームを目標位置に移動させる制御である。即ち、サーボスイッチ９８のオンによりフォーカスサーボを有効とした状態で、サーボスイッチ１１８のオンによりレンズアクチュエータ６０の速度制御を行う。

更にサーボスイッチ１７８のオンにより目標トラックに対する現在トラック位置の偏差に応じたフィードフォワード制御を行う。更にサーボスイッチ１８６をオンすることにより、レンズ位置信号Ｅ４の位置偏差に基づいてＶＣＭ６４の駆動でレンズ０位置に制御する二重サーボを掛ける。

位置シークモードはレンズアクチュエータ６０によるレンズ位置制御であり、レンズを零位置に保持した状態で、ＶＣＭ６４を目標トラック位置に対する現在トラック位置のトラック数に応じた位置偏差信号によりビームが目標トラックに移動するように位置制御する。

即ち、サーボスイッチ９８のオンによりフォーカスサーボを有効とした状態でサーボスイッチ１５６をオンしてレンズアクチュエータ６０によりレンズを零位置に保持するレンズロックを行う。この状態でサーボスイッチ１７８のオンにより目標トラック位置に対する偏差を零とするようにＶＣＭ６４によりキャリッジを移動し、ビームを目標トラックに位置制御する。

２．１トラックシーク制御
図８は上位装置から現在トラックに対しインナ側またはアウタ側の隣接するトラックを目標トラックとする１トラックシーク命令を受けた際のシーク制御におけるトラッキングエラー信号Ｅ２、レンズアクチュエータを駆動するＤＡコンバータ、指示電流値Ｉ２及びトラックオンモードの制御状態のタイムチャートを示している。

本発明の光ディスクドライブにおける１トラックシーク制御は、図８（Ａ）のトラッキングエラー信号Ｅ２に示すように、シーク制御期間を加速期間２１０、プリ減速期間２１２及び減速期間２１４の３つの期間に分ける。更に加速期間２１０の終了時となる時刻ｔ２におけるトラッキングエラー信号Ｅ２のサンプル点２１６の値ＴＥＳ１と減速期間２１４の開始時となる時刻ｔ４におけるトラッキングエラー信号Ｅ２のサンプル点２２０の値ＴＥＳ２の差をビーム移動速度を示す情報として求める。このサンプル点２１６，２２０の２点の差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）から図８（Ｂ）における減速期間２１４の減速電流の値Ｉｂ２を決定し、１トラックシークで安定にオントラックできるようにしている。

図８（Ｂ）のＤＡＣ指示電流値Ｉ２の１トラックシーク期間における加速期間２１０、プリ減速期間２１２及び減速期間２１４は、設計段階で予め定められ、装置のシミュレーション等の調整を通じて加速時間Ｔ１、プリ減速時間Ｔ２及び減速時間Ｔ３が各々固定的に定められている。この実施形態にあっては、トラッキングエラー信号Ｅ２を取り込むＤＡコンバータのサンプリング回数を１時間単位とすると、トラックピッチが１．１μｍとなる高密度記録の５４０ＭＢ及び６４０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体につき、加速時間Ｔ１は７サンプル、プリ減速時間Ｔ２は２サンプル、減速時間Ｔ３は４サンプルが各々最適値として得られている。

即ち、本発明の１トラックシーク制御にあっては、最初の加速期間２１０を合計１３サンプルとなる期間の内の７サンプルが割り当てられ、１トラックシーク期間の半分を越えた期間を加速期間２１０としており、この加速期間に所定の加速電流Ｉａを流すことで、１トラックシークであっても十分な加速を行なっている。このサンプル数は、図５のＡＤコンバータ１２４のサンプリング周波数を６８ＫＨｚとした場合である。

これに対し従来の１トラックシーク制御における加速期間、プリ減速期間に相当する速度０期間及び減速期間は略３分の１としており、同じ加速電流Ｉａを使用した場合にも従来は加速期間が全体の３分の１と短いことから、本発明の１トラックシークに比べるとビームの加速は低い。したがって本発明の１トラックシークは、加速期間２１０を従来の１／３を越える期間、実際には半分を越える時間Ｔ１＝７サンプルにも亘って行うことで、十分なビーム移動速度の加速を行ない、これによって１トラックシーク時間の短縮を図っている。

次のプリ減速期間２１２にあっては、最後の減速期間２１４に先立って予備的に減速を行っている。この場合のプリ減速２１２に使用する減速電流Ｉｂの値は、加速電流Ｉａに１以下の所定の係数を乗じて定めれば良い。本願発明者等の実験によると、加速電流の半分の電流をプリ減速電流Ｉｂ１とした場合に最適な１トラック制御ができた。したがって、プリ減速期間２１２に使用するプリ減速電流Ｉｂ１としては加速電流Ｉａの半分付近の値を使用することが望ましい。

プリ減速期間２１２に続く減速期間２１４の減速電流Ｉｂ２については、加速終了の時刻ｔ２及び減速開始の時刻ｔ４のそれぞれのサンプル点２１６，２２０で検出したトラッキングエラー信号Ｅ２の値ＴＥＳ１とＴＥＳ２の差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）とそのプリ減速時間Ｔ２から、速度Ｖを
Ｖ＝（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）／Ｔ２
として求める。このようにして実際のトラッキングエラー信号Ｅ２の変化から求めた速度Ｖに基づき、減速電流Ｉｂ２を
Ｉｂ２＝（Ｔ３／Ｖ）×ブレーキゲインＧｂ
として求め、減速時間Ｔ３に亘ってレンズアクチュエータに流すことで、１トラックシーク終了で安定にオントラックさせることができる。

なお図８（Ｃ）のトラックオンモードの制御状態にあっては、時刻ｔ１の１トラックシーク制御の開始でトラックサーボをオフし、時刻ｔ６の減速終了でトラックサーボをオンに戻すことで、時刻ｔ６で１トラック先の目標トラックにビームを安定してオントラックさせることができる。

このように本発明の１トラックシーク制御にあっては、１トラックシーク制御におけるトラッキングエラー信号Ｅ２から実際の速度を検出して減速期間における減速電流Ｉｂ２の値を決めているため、加速終了後の速度にばらつきが起きても、そのときの速度に依存した最適な減速電流Ｉｂ２を指示することができ、その結果、光ディスクドライブが異なっても安定した１トラックシークのオントラックが実現できる。

図９は図８に示した本発明の１トラックシーク制御を実現するための制御処理のフローチャートであり、図２のＭＰＵ１４に対し上位装置から１トラックシークのコマンドが解読された際に、ＤＳＰ１５に対し１トラックシークを命令することで実行される。

図９において、まずステップＳ０でトラッキングエラー信号Ｅ２の上下のピーク値を一定値に正規化するためのＴＥＳ感度補正値のセッティングを行なう。このＴＥＳ感度正規化の補正値は、ＭＯカートリッジを光ディスクドライブにローディングした際の初期化処理の際に、ＶＣＭまたはレンズアクチュエータによりビームを一定速度でゆっくり移動してトラッキングエラー信号を取り込み、その上下の振幅値を測定し、これを予め定めた規格振幅値との割合から補正値を求める。

例えば上下振幅の規格値をＡｒｅｆ、実際に測定した上下ピーク値の差をＡとすると、実際に得られるトラッキングエラー信号を規格値に正規化するためのＴＥＳ感度の補正値αは、α＝（Ａｒｅｆ／Ａ）で与えられる。このように媒体ローディング時の初期化処理で得られたＴＥＳ感度を正規化する補正値αがステップＳ０で取り込まれ、以下の１トラックシーク処理におけるトラッキングエラー信号の取込みの際には、常に補正値αを乗ずることで正規化した値を使用することになる。

続いてステップＳ１で加速電流Ｉａをレンズアクチュエータに供給するためのＡＤコンバータに対する電流指示値の出力を行なう。これによってレンズアクチュエータ６０は隣接するトラックに向けてビームを加速移動させる。ステップＳ２にあっては、予め定めた加速時間Ｔ１の経過を判別しており、加速時間Ｔ１を経過すると、ステップＳ３でそのときのトラッキングエラー信号ＴＥＳをサンプリングしてＴＥＳ１とする。もちろん、このＴＥＳ１についてはＴＥＳ感度を正規化するための補正係数αの乗算による補正が行われる。

次にステップＳ４で、例えば加速電流Ｉａの半分のプリ減速電流Ｉａ／２をレンズアクチュエータに供給してプリ減速を行なうための電流出力の指示を行なう。このプリ減速状態はステップＳ５で予め定めたプリ減速時間Ｔ２の経過を判別しており、Ｔ２を経過すると、ステップＳ６で再度トラッキングエラー信号Ｅ２をサンプリングしてＴＥＳ２とする。

続いてステップＳ７で速度Ｖを、ステップＳ３及びＳ６で取り込んだトラッキングエラー信号の値ＴＥＳ１，ＴＥＳ２から所定のプリ減速時間Ｔ２を用いて求める。続いてステップＳ８で、ステップＳ７で求めた速度Ｖの絶対値が予め定めた最大速度Ｖｍａｘ以上か否かチェックする。最大速度Ｖｍａｘを越えている場合にはステップＳ９に進み、振動や光ディスクドライブの傾斜等による異常な加速が加わったものと判断し、この場合には速度Ｖを最大速度Ｖｍａｘに固定する。

一方、ステップＳ８で速度Ｖの絶対値が最大速度Ｖｍａｘより小さかった場合にはステップＳ１０に進み、速度Ｖの絶対値を予め定めた最小速度Ｖｍｉｎと比較する。この場合、最小速度Ｖｍｉｎより小さかった場合には、ステップＳ３またはステップＳ６で取り込んだ際のタイミングで、振動等の要因により誤ったトラッキングエラー信号の取り込みを行なって誤った速度が算出されたものと判断し、ステップＳ１１で速度Ｖを最小速度Ｖｍｉｎに固定する。

このようにして速度Ｖが決められたならば、ステップＳ１２で減速時間Ｔ３を求めた速度Ｖで割ってブレーキゲインＧｂを乗算することで減速電流Ｉｂ２を求め、レンズアクチュエータ６０に対する速度Ｖに応じた減速電流Ｉｂ２の出力を指示する。続いてステップＳ３で所定の減速時間Ｔ３の経過をチェックしており、減速時間Ｔ３を経過すると、ステップＳ１４でレンズアクチュエータに対する減速電流の出力をオフする。

ステップＳ１５でオントラック制御のためにオフ状態にあったオントラックモードの制御をオンし、これによってビームを隣接トラックに引込んだ後、ステップＳ１６でオントラック整定条件、例えばトラックセンタに対し予め定めたオフセット範囲に収まったことを認識したときオントラック完了をＭＰＵ１４に上げることで、一連の１トラックシーク制御を終了する。

１トラックシーク制御が終了した後のオントラック制御状態にあっては、ＭＰＵ１４は上位装置の１トラックシークコマンドに続いて転送されたアクセスコマンドに従った媒体トラックに対するデータの記録または再生を行なう。

ここで、図８の１トラックシーク制御における加速期間２１０の加速時間Ｔ１、プリ減速期間２１２のプリ減速時間Ｔ２、及び減速期間２１４の減速時間Ｔ３の最適値として示したサンプル数は、トラッキングエラー信号Ｅ２を取り込んでいる図５に示したＡＤコンバータ１２４のサンプリング周波数を６８ＫＨｚとした場合である。サンプリング周波数６８ＫＨｚの場合には、１サンプルの時間は約１５μｓとなり、１３サンプルでは１９５μｓの時間で済み、時刻ｔ５〜ｔ６の整定時間を含めても２５０μｓ〜３００μｓという短い時間で１トラックシークのオントラックを行うことができる。

更に本発明の１トラックシーク制御は、例えば目標シリンダまでのトラック数が所定値より小さい場合、例えば数トラックの場合には、図８の１トラックシーク制御を目標トラックまでのトラック数分繰り返すことでシークする。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ６の処理を１トラックごとに繰り返すことになる。この１トラックシーク制御の繰り返しによる目標トラックまでのトラック数を越えるシークについては、図７のファインシークモードに従ったシーク制御を行なうことになる。

３．ファインシーク
図２において、本発明の光ディスクドライブはインタフェースコントローラ１６を介して上位装置より１トラックシーク制御を超えるトラック数となる目標トラックへのアクセスコマンドの受領をＭＰＵ１４で認識すると、ＤＳＰ１５に対し目標トラックアドレスを指定したファインシークを指示する。

このＭＰＵ１４によるファインシークコマンドを受けて、ＤＳＰ１５は図１０のタイムチャートに示すようなファインシーク制御を行う。このファインシーク制御は図３に示したキャリッジ７６に搭載された対物レンズ８０を移動するレンズアクチュエータ６０をメインとした制御であり、同時にキャリッジ７６を駆動するＶＣＭ６４をサブとした制御を行なう。

図１０のファインシーク制御にあっては、シークスタートからシーク終了までのトラッキングエラー信号Ｅ２、ビーム速度Ｖ、レンズアクチュエータ６０の電流Ｉ２、及びＶＣＭ６４の電流Ｉ３を示している。レンズアクチュエータ６０のシーク制御は、現在トラックから目標トラックに対する残りトラック数に基づいた目標速度となるように制御する速度制御を行なう。

この速度制御は図１０（Ｂ）のように加速区間２３０、定速区間２３２、目標シリンダ直前の定速区間２３８に続く減速区間２４０となる。これに対しＶＣＭ６４によるキャリッジの制御は、図１０（Ｄ）のようにシーク開始時の目標トラックに対する減速トラックの位置偏差に応じて、加速電流と減速電流を発生してキャリッジを一定加速で加速し続いて減速するフィードフォワード制御を行なう。

具体的には、ＶＣＭ電流Ｉ３としてシーク制御の前半で加速電流２４６を流し、シーク制御の後半で減速電流２４８を流す。このＶＣＭ６４のフィードフォワード制御による一定加速制御により、図１０（Ｂ）のビーム速度Ｖは、レンズアクチュエータの速度制御による定加速区間２３２の途中でＶＣＭのフィードフォワード制御による定加速区間２３４が生する。

目標トラックまでの半分の位置をビームが過ぎると、ＶＣＭ６４のフィードフォワード制御の減速電流による定減速区間２３６となり、ＶＣＭの定減速区間２３６の減速電流がレンズアクチュエータ６０の速度制御による定速制御の目標速度を下回ると、定速区間２３８となって現れる。

更にレンズアクチュエータ６０による速度制御を詳細に見ると、まず時刻ｔ１のシーク開始で規定の加速電流２４２をレンズアクチュエータ６０に供給する。この加速電流は電流値Ｉａを持ち、予め定めた一定時間Ｔ１に亘って供給する。これによってレンズアクチュエータ６０が予め定めた一定速度で加速される。時刻ｔ３で加速を終了すると、それ以降は目標速度となるように一定速度を保つ定速度制御となる。

図１０（Ａ）のトラッキングエラー信号Ｅ２の目標トラックの１つ前のゼロクロス点２５０を過ぎると、その前後のサンプル点２４８，２５２で求めたトラッキングエラー信号Ｅ２の値ＴＥＳ１とＴＥＳ２の差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）に基づいた減速電流２４４を時刻ｔ８〜ｔ９に亘って流し、時刻ｔ９の減速終了でオントラックサーボを有効としてビームを目標シリンダにオントラックさせる。

一方、図１０（Ｄ）のＶＣＭ６４の制御にあっては、時刻ｔ１のシーク開始から最初のトラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロス点が得られる直前までのゼロクロスカウント開始時間Ｔｃｓを経過した時刻ｔ２で、加速用のフィードフォワード電流−ＩｆｆをＶＣＭ６４に流し、目標シリンダ方向への加速制御を行なう。トラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロスのカウントによりビームが目標シリンダまでの半分のトラック位置に時刻ｔ４で達すると、この時点で減速電流Ｉｆｆに切り替えて一定加速の減速制御を行なう。そして目標トラック直前の０．５トラック位置のゼロクロス点２５０となる時刻ｔ６のタイミングでＶＣＭ６４の減速電流をオフして、フィードフォワード制御を終了させる。

ここで図１０（Ａ）のトラッキングエラー信号Ｅ２は、ＭＯカートリッジをローディングした場合のファインシークにおけるトラッキングエラー信号であり、ＭＯカートリッジ媒体についてはトラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロス点が隣接するトラック境界で得られることから、ゼロクロスのトラック位置は０．５，１．５，２．５，・・・というスケールを持つ。

図１１は図１０の目標トラック直前の定速区間２３８及び減速区間２４０について、トラッキングエラー信号Ｅ２とビーム速度Ｖを取り出して減速制御の詳細を表わしている。

本発明のファインシークにおける目標トラック直前の減速制御にあっては、目標トラックの直前のゼロクロス点となる０．５トラック手前のゼロクロス点２５０の前後のサンプル点２４８，２５２のそれぞれにおいてトラッキングエラー信号Ｅ２の値ＴＥＳ１，ＴＥＳ２を取り込み、両者の差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）に基づいて、図１１（Ｂ）のレンズアクチュエータ６０に流す減速電流について、サンプル点２５２の時刻ｔ７から減速を開始するまでの減速開始時間Ｔ１、減速時間Ｔ２及び減速電流Ｉｂを決めている。

即ち、サンプル点２４８，２５２のトラッキングエラー信号Ｅ２の差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）は、サンプル周期Ｔｓのビーム移動量であることから、ビーム速度Ｖは、
Ｖ＝（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）／Ｔｓ
となる。そこで本発明の減速制御にあっては、このビーム速度Ｖに基づいて固定的に定めた減速時間Ｔ２に流す減速電流Ｉｂを決定する。即ち、減速電流Ｉｂは
Ｉｂ＝（Ｔ２／Ｖ）×ブレーキゲインＧｂ
となる。このようなビーム速度Ｖに応じた減速電流Ｉｂの決定による減速制御は、減速開始前のビーム速度がオントラック状態に引き込み可能な限界速度以内の場合に有効である。そこで減速開始時のビーム速度を判定するため本発明にあっては、図１１（Ａ）における目標トラックに対する２つ前のゼロクロス点２５４と１つ前のゼロクロス点２５０の間の時間Ｔ０、即ち目標トラックの手前１．５トラックから０．５トラックまでの時間Ｔ０を測定し、これによって減速開始速度Ｖ０ を
Ｖ０＝（２×トラックピッチＴＰ）／Ｔ０
として求める。このようにして求めた減速開始速度Ｖ０がオントラック引き込み可能な限界速度以内であれば、図１１（Ｂ）の減速開始時間Ｔ１を
Ｔ１＝Ｔ０／２５６
に決定する。ここで、分母の２５６は予め定めたデフォルト値であり、必要に応じて適宜の値が使用できる。そして、この減速開始時間Ｔ１を経過したタイミングで目標トラック直前のゼロクロス点２５０の前後のサンプル点２４８，２５２の差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）から求めた速度Ｖ、減速時間Ｔ２及びブレーキゲインＧｂから減速電流Ｉｂを決定し、固定的に定めた減速時間Ｔ２に亘って流す。

一方、１．５トラックから０．５トラックまでの時間Ｔ０に基づいて求めた減速開始速度Ｖ０がオントラック引き込み可能な限界速度を超えていた場合には、減速開始速度Ｖ０が高すぎることから、この場合には目標トラック直前のゼロクロス点２５０の前後のサンプル点２４８，２５２の差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）に応じたビーム速度Ｖによる減速電流Ｉｂの決定は行なわず、減速開始時間Ｔ１をＴ１＝０とし、減速電流Ｉｂは所定の減速最大電流値Ｉｍａｘとし、減速時間Ｔ２を
Ｔ２＝（２×トラックピッチＴＰ）／Ｔ０
により決定する。このようにオーバ速度の場合は、減速時間Ｔ２に亘り最大減速電流Ｉｍａｘを流すことで、安定して目標トラックに引き込み可能な零付近の速度に確実に減速できる。

図１２，図１３は図１０のファインシーク制御のフローチャートであり、目標トラック直前の減速制御については図１４，図１５に別途取り出して詳細に示す。図１２はファインシーク制御におけるレンズアクチュエータ６０のメインとなる制御であり、まずステップＳ１で、シークスタートに伴いレンズアクチュエータ６０に対し図１０（Ｃ）のように加速電流Ｉａを出力する。続いてステップＳ２で図１０（Ｄ）に示すように、予め定めたトラックゼロクロスカウントの開始時間Ｔｃｓの経過をチェックし、この経過を判別すると、ステップＳ３でアクチュエータ加速時間Ｔａの経過をチェックする。

アクチュエータ加速時間Ｔａを経過するまでは、ステップＳ４で最初のトラックゼロクロスの検出が行なわれるか否かチェックしており、トラックゼロクロスの検出が行なわれるとステップＳ５に進み、ファーストＴＺＣ検出フラグをセットする。ステップＳ３でアクチュエータ加速時間Ｔａが経過すると、ステップＳ６で、ステップＳ５のファーストＴＺＣ検出フラグのセット済みか否かチェックする。セット済みであればステップＳ８に進む。セット済みでなければ即ち最初のトラッキングゼロクロスの検出が行なわれていなければステップＳ７でトラックゼロクロスの検出の有無をチェックする。トラックのゼロクロスの検出があればステップＳ８に進む。

このステップＳ４〜Ｓ７における最初のトラックゼロクロスの検出は、トラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロス点の時間経過からビーム速度を求める場合、シーク開始の最初のゼロクロス点では速度が検出できず、２回目になって初めて得られることから、最初のゼロクロス検出を速度演算の対象から飛ばすための処理である。

そしてステップＳ８でシーク開始から２回目のトラックゼロクロス検出が行なわれると、このとき初めて２つのゼロクロスの時間間隔からビーム速度が得られ、ステップＳ９以降のアクチュエータ速度制御が可能となる。したがってステップＳ８で２回目のトラックゼロクロス検出が行なわれたとき、ビームはシーク開始位置から１．５トラック目標シリンダ側に移動した位置にある。

ステップＳ９では前回のトラックゼロクロスと今回のトラックゼロクロスとの間の時間間隔を求め、予め定めたレンズアクチュエータのハードウェア故障に相当する所定時間φ２と比較する。もし異常時間φ２を超えていればステップＳ１０でエラー処理を行うことになる。トラックゼロクロスの時間間隔が正常であればステップＳ１１に進み、目標トラックに対する残りトラック数が１．５トラックに達したか否か判定する。

目標トラックの手前１．５トラックに達するまではステップＳ１２以降の速度制御処理を行う。ステップＳ１２にあっては、シーク方向がインナ方向か否かチェックする。インナ方向であればステップＳ１３に進み、ＶＣＭ６４にインナシーク用のフィードフォワード電流の出力を行なわせる。アウタ側であれば、ステップＳ１４でＶＣＭ６４にアウタシーク用のフィードフォワード電流を出力させる。続いてステップＳ１５で、現在トラックに対する目標トラックまでの残りトラック数から目標速度を計算し、図１３のステップＳ１６で目標速度が最大目標速度ＶＴｍａｘか否か判定する。

最大目標速度ＶＴｍａｘ以上であれば、ステップＳ１３で目標速度を最大目標速度ＶＴｍａｘとし、これに対応した一定加速度φ１となるようにＶＣＭ６４に対する電流を決める。計算された目標速度が最大目標速度ＶＴｍａｘ以下であれば、ステップＳ１７の処理は行なわない。続いてステップＳ１８で、目標速度から実速度即ちトラックピッチＴＰをトラックゼロクロス間隔で割った値を差し引き、これに所定の速度フィードバックゲインＧｖを掛け合わせてレンズアクチュエータ６０に電流Ｉ２を出力する。

図１２のステップＳ１１で残りトラック数が１．５トラックになると、ステップＳ１９の減速制御を行なう。ステップＳ１９の減速制御は、図１４，図１５に詳細に示される。

図１４の減速制御にあっては、目標トラックの手前１．５トラックに達したとき、ステップＳ２で速度制御の制御条件を変更してプリ減速を行なう。このプリ減速は速度制御のフィードバックゲインＧｖを下げると同時に、目標速度を零とする。このフィードバックゲインＧｖを下げるため、具体的には補正係数Ｋを掛け合わせる。

補正係数Ｋとしては、実験的にＫ＝０．５が最適であった。このように目標速度を０としフィードバックゲインＧｖを半分に下げることで、そのときのビーム速度である（トラックピッチＴＰ）／（ＴＺＣ時間間隔）の値がマイナスの値を持ち、これに速度フィードバックゲインＧｖを半分にした値を掛けたプリ減速電流２５６が図１１（Ｂ）のように目標トラックの手前１．５シリンダの位置からレンズアクチュエータ６０に供給されることになる。このようなステップＳ２０における目標シリンダの減速制御手前のプリ減速制御により、ビーム速度を最適な減速開始速度に制御できる。

続いてステップＳ２１で、残りトラック数が０．５トラックに達したか否かチェックしている。残りトラック０．５トラックに達するまでは、ステップＳ２２でトラッキングエラー信号Ｅ２のサンプリングＴＥＳが得られるごとにこれを速度比例値の算出に使用するＴＥＳ１として取り込んでいる。ステップＳ２１で残りトラック数が０．５トラックに達すると、ステップＳ２３で１．５トラックから０．５トラックまでの減速開始速度Ｖ0 が限界速度Ｖｔｈを超えている否かチェックする。

具体的には、限界速度Ｖｔｈに対応した閾値時間Ｔｔｈ= １００μｓを設定し、１．５トラックから０．５トラックまでのＴＺＤ時間間隔Ｔ０ が１００μｓ以下であれば限界速度を超えているものと判断して、ステップＳ３６以降の速度オーバーに対する処理に進む。ＴＺＣ時間間隔Ｔ０が１００μｓ以上であれば適正な減速開始速度にあるものと判断し、ステップＳ２４で０．５トラック経過後の最初のサンプリングタイミングをステップＳ２４で判別し、サンプリングタイミングに達すると、ステップＳ２５でトラッキングエラー信号ＴＥＳを取り込んでＴＥＳ２とする。

そしてステップＳ２６で、減速開始時間Ｔ１をＴＺＣ時間間隔Ｔ０とデフォルト値２５６を用いて算出し、ステップＳ２７で減速開始時間Ｔ１の経過をチェックする。減速開始時間Ｔ１を経過したならば、ステップＳ２８でビーム速度Ｖが予め定めた最大速度Ｖｍａｘ以上か否かチェックする。最大速度Ｖｍａｘを超えている場合には、ステップＳ３１で最大減速電流Ｉｍａｘを固定的に定めた減速時間Ｔ２に亘り出力する。

最大速度Ｖｍａｘ以下であれば、ステップＳ２９で最小速度Ｖｍｉｎ以下かチェックする。最小速度Ｖｍｉｎ以下であれば、ステップＳ３２で最小減速電流Ｉｍｉｎを固定的に決めた減速時間Ｔ２に亘って出力する。（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）によるビーム速度Ｖが最大速度Ｖｍａｘと最小速度Ｖｍｉｎの間の適正範囲にあれば、ステップＳ３０でサンプル周期Ｔｓ、ビーム速度Ｖ、ブレーキゲインＧｂから減速電流Ｉｂを決定して一定の減速時間Ｔ２に亘り流す。

ステップＳ３０，Ｓ３１またはＳ３２で減速電流をレンズアクチュエータに出力したならば、図１５のステップＳ３３に進み、減速時間Ｔ２の経過をチェックし、減速時間Ｔ２が経過するとステップＳ３４に進み、オントラック制御、即ち図６，図７のトラックオンモードに切り替え、目標トラックに対する引き込みを行ない、ステップＳ３５でオントラック整定チェックが得られると、一連の処理を終了する。

一方、図１４のステップＳ２３で１．５トラックから０．５トラックまでのＴＺＣ時間間隔Ｔ０が限界速度Ｖｔｈに対応した限界時間Ｔｔｈ＝１００μｓより小さく、減速開始速度が限界速度Ｖｔｈをオーバーしていることが判別されると、ステップＳ３６に進み、減速開始時間Ｔ１をＴ１＝０とし、減速時間Ｔ２を
Ｔ２＝（２×トラックピッチＴＰ／Ｔ０ ）
として求める。この減速時間Ｔ２の算出は減速加速度をＡ、減速開始速度をＶとすると、 Ｔ２＝Ｖ／Ａ
となることを意味している。続いてステップＳ３７で、予め定めた減速最大電流Ｉｍａｘを出力し、ステップＳ３６で算出した減速時間Ｔ２の経過をチェックし、減速時間Ｔ２を経過すると図１５のステップＳ３４に進み、オントラック制御に切り替え、ステップＳ３５でオントラック整定チェックを持って処理を終了する。

図１６は本発明の光ディスクドライブに、図４に示したようにＣＤ媒体８２をローディングした場合のファインシーク制御の目標トラック直前の減速制御のタイムチャートであり、図１１と同様、ＣＤ媒体から得られるトラッキングエラー信号Ｅ２０とそのときレンズアクチュエータ６０に流す電流Ｉ２を示している。ＣＤ媒体にあっては、トラックセンタでトラッキングエラー信号Ｅ２０がゼロクロスすることになる。このためＣＤ媒体の場合のトラッキングエラー信号のゼロクロス点は０，１，２，３，・・・のトラック数を表わすことになる。

したがってＣＤ媒体における目標トラック直前の減速制御にあっては、図１６（Ａ）のように、目標トラックの手前２トラックから１トラックのゼロクロス点４００，４０２のＴＺＣ時間間隔Ｔ０から減速開始速度Ｖ0 を求め、目標トラックに対する１トラック前のゼロクロス点４０２の前後のサンプル点４０４，４０６のトラッキングエラー信号Ｅ２０の値をＴＥＳ１，ＴＥＳ２として、その差（ＴＥＳ１−ＴＥＳ２）からビーム速度Ｖを求める。これ以外の点は図１１のＭＯカートリッジ媒体の場合と同じである。

もちろん、ＣＤ媒体におけるトラックピッチＴＰはＣＤ固有の１．６μｓを使用する。またＭＯカートリッジ媒体にあっては、トラックピッチＴＰは５４０ＭＢ及び６４０ＭＢについては１．１μｓとなり、２３０ＭＢについては１．４μｓとなり、更に１２８ＭＢについてはＣＤ媒体と同様、１．６μＳとなる。したがって、ＭＯカートリッジまたはＣＤをローディングしたときの媒体種別の認識結果に対応して、媒体種別に対応したトラックピッチ及びＭＯカートリッジ媒体かＣＤ媒体かに応じたトラック数のスケール設定を行なえばよい。

もちろん、減速制御で使用するトラッキングエラー信号の値ＴＥＳ１，ＴＥＳ２については、媒体ローディングの初期化処理で求めたトラッキングエラー信号を正規化するための補正値の掛け合わせによる感度補正を行なって使用することは勿論である。

４．偏心量の補正
図１７は図２の光ディスクドライブに設けられる光ディスク媒体をローディングした後の初期化処理において、媒体の偏心量を測定し、測定結果に基づいて偏心補正を行なう機能ブロックである。

図１７において、偏心補正のため、まずＭＰＵ１０側に偏心測定部２６０が設けられる。またＤＳＰ１５側に偏心メモリ制御部２６２が設けられ、ＭＰＵ１０の偏心測定部２６０による偏心情報の測定結果に基づき、偏心メモリ２００を使用してＶＣＭ６４のサーボ系に対し偏心量を補正するためのオフセット補正を行なう。

具体的には、偏心メモリ２００に基づいて作成された偏心オフセット量は、図５に示したＶＣＭ６４のサーボ系におけるリミット１９６の出力段の加算器１９８に与えられ、加算器１９８に入力するＶＣＭ６４に対する電流指示値に対し、偏心量を相殺するような偏心オフセットが加えられる。

まずＭＰＵ１０に設けた偏心測定部２６０の測定処理を説明する。図１８は、本発明の光ディスクドライブにローディングされるＭＯカートリッジ媒体７０を取り出して示している。ＭＯカートリッジ媒体７０は、媒体中心にスピンドルモータ回転軸に装着するハブを備えており、ハブの回転中心２６４に対し媒体面に形成しているトラック中心２６６は、通常数十ミクロン程度の偏心を持っている。

このためＭＯカートリッジ媒体７０がローディングされてスピンドルモータの回転中心２６４に装着されたとき、トラック中心２６６との間の偏心量に応じた１回転で１サイクルとなる偏心量がトラック上で発生する。

ここでＭＯカートリッジ媒体７０は、そのディスク面の記録領域を半径方向に最インナのゾーン０から最アウタのゾーン９の１０ゾーンに分割している。各ゾーンはＩＤ領域２６８とＭＯ領域２７０の繰り返しであり、ゾーンに含まれるトラックについてはＩＤ領域２６８で分割されたセクタ数は同一となっている。ＩＤ領域は右側に取り出して示した３本のトラックの拡大図のように、ピットと呼ばれる情報の単位の溝又は穴の集合体であり、セクタマーク、トラック番号、セクタ番号、ＣＲＣなどが書き込まれている。

このためＩＤ部２６８の信号を再生することにより、ビームが位置するゾーン番号、トラック番号、セクタ番号などを検出することができる。ＩＤ部２６８に続いて設けられたＭＯ部２７０は、データの記録再生を行う領域である。

図１９は、キャリッジ及びレンズアクチュエータを停止した状態で任意のトラック位置にビームスポット２７２を固定したときの媒体１回転に対するビーム軌跡２７４を表わしている。ここで説明を簡単にするため、実際には偏心する媒体面側を固定して相対的にビームスポット２７２の動きをビーム軌跡２７４として表わしている。

図１８のように、ＭＯカートリッジ媒体７０にあっては、機械的な回転中心２６４とトラック中心２６４との間に数十ミクロン近い偏心があることから、ビームスポット２７２を固定して媒体を回転したときのビーム軌跡２７４は、オフセットの２倍の振幅により１回転で１サイクルとなる位置の変化を起こす。

このような光ディスク媒体における偏心量を測定するため、図７の偏心測定部２６０にあっては、ＶＣＭ６４及びレンズアクチュエータ６０を停止した状態でフォーカスサーボのみをオンし、図２０（Ａ）のようにトラッキングエラー信号についてゼロクロス数を１回転について形成する。このとき図２０（Ｂ）のように、光ディスク媒体上のインデックスを基準位置、即ち１回転の開始位置２７５として変化する回転検出信号Ｅ４を使用する。

即ち、時刻ｔ１で回転検出信号Ｅ４が立ち上がって１回転の開始位置を認識した状態からトラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロスを計数し、時刻ｔ６で再度回転検出信号Ｅ４が立ち上がるまでのゼロクロス数を計数する。このように１回転周期Ｔｒｏｔに亘るゼロクロス数Ｎが計数できれば、トラックピッチをＴＰとした場合、偏心振幅Ｅａｍｐは
Ｅａｍｐ ＝（Ｎ／２）ＴＰ
として算出することができる。

一方、図１９のように１回転で１サイクルの正弦波としてのプロフィールを持つ偏心量の１回転開始位置２７５に対する位相は、回転検出信号Ｅ１の１回転の開始位置２７５を基準としてトラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロス間隔の最大時間Ｔｍａｘを求め、その中点までの時間Ｔφを偏心位相とする。即ち、図１０（Ａ）にあっては、時刻ｔ３からｔ５のゼロクロス時間間隔が最大時間Ｔｍａｘとなることから、その中間の時刻ｔ４までの時間Ｔφを回転検出信号Ｅ４の回転開始位置２７５に対し正弦波のプロフィールを持つ偏心量が零となる原点位置までの位相量であると決定する。

図２０のようにトラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロスに基づいて偏心振幅Ｅａｍｐ及び位相Ｔφが測定できたならば、この測定結果を図１７のＤＳＰ１５の偏心メモリ制御部２６２にセットし、媒体の回転に同期して各回転位置に対応した正弦値を偏心メモリ２００から読み出して、これに偏心振幅Ｅａｍｐを掛け合わせることで偏心量を求め、この偏心量によるオフセット補正を行ないながら再度トラッキングエラー信号Ｅ２の１回転当たりのゼロクロス数を測定する。

図２１は、図２０の測定で得られた位相Ｔφが実際の偏心位相に一致していた場合の偏心補正時のトラッキングエラー信号Ｅ２を回転検出信号Ｅ４及びＶＣＭ６４に流す偏心補正用のオフセット電流Ｉ３と共に表わしている。このように測定された偏心位相Ｔφが正しければ、ＶＣＭ６４に偏心補正の電流Ｉ３を流すことによってビームのトラックに対する偏心が補正される。

このとき１回転周期Ｔｒｏｔに得られるトラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロス数は例えばこの場合には６回というように大幅に減少し、ゼロクロス数は偏心補正後の残留している偏心振幅であることから、適切な偏心測定結果に基づく補正が行なわれることが確認できる。

これに対し図２０で測定した位相Ｔφが実際の位相に対し１８０度ずれていた場合には、測定結果に基づいた偏心補正を行なっても逆に偏心量を増やしてしまう結果となる。このような場合には図２２（Ａ）のように、回転検出信号Ｅ４の１回転周期Ｔｒｏｔで得られるトラッキングエラー信号Ｅ２のゼロクロス数が極端に増加する。

このように測定値に対しゼロクロス数が増加した場合には、測定位相Ｔφが１８０度ずれていることから、測定された位相Ｔφに１回転時間Ｔｒｏｔの半分の（Ｔｒｏｔ／２）を加えた位相（Ｔφ＋Ｔｒｏｔ／２）に修正する。このように正しい位相に修正できれば、修正した位相による偏心補正で図２１（Ａ）のように１回転周期Ｔｒｏｔのゼロクロス数を最初の測定時に比べ大幅に低減した最適な偏心補正状態とすることができる。

図２３は図１７のＭＰＵ１０に設けた偏心測定部２６０による偏心測定処理のジェネリックフローチャートである。本発明の光ディスク装置にあっては、ＭＯカートリッジまたはＣＤをローディングした初期化処理の際に、ステップＳ１に示す１回目の測定処理に続いて、ステップＳ２で２回目の測定処理を行なう。

ステップＳ１，ステップＳ２におけるそれぞれの測定処理の内容は、図２０に示したように、トラッキングエラー信号のゼロクロスから偏心振幅Ｅａｍｐと位相Ｔφを測定し、続いて測定結果を用いて偏心補正を行ない、ゼロクロス数が増えれば逆位相に修正する処理であり、更に各測定処理ごとに偏心補正を行なった際の１回転当たりのゼロクロス数を保持しておく。

ステップＳ２で２回目の測定処理が終了したならば、ステップＳ３に進み、１回目と２回目、即ち前回と今回の測定処理における測定結果に基づいた偏心補正の１回転当たりのゼロクロス数の差の絶対値を求める。この差の絶対値が予め定めた閾値ＴＨ、例えば許容される偏心補正量の範囲内、具体的にはＴＨ＝１０以下であれば測定結果は正しいものとし、例えば１回目と２回目のうち補正後のゼロクロス数が少ない方の測定結果を偏心補正に使用する。

これに対し前回と今回の差の絶対値が所定の閾値ＴＨを超えていた場合には、再びステップＳ２に戻り、再度測定処理を行なう。この場合には３回目の測定処理となる。そしてステップＳ３で前回と今回即ち２回目と３回目の差の絶対値が閾値ＴＨ以下かどうかチェックする。

この場合、もし１回目の測定処理で振動などにより異常な偏心測定が行なわれていた場合には、３回目の測定時における前回と今回の差の絶対値の比較で閾値ＴＨ以下に収まり、正しい測定結果を偏心補正に使用することができる。このため光ディスク媒体をローディングした後の初期化処理における偏心測定の段階で振動やノイズなどが加わって誤った測定処理が行なわれても、前回と今回の差の絶対値が所定の閾値に収まるまで測定処理を繰り返すことで、誤った偏心量の測定結果の使用を自動的に排除することができる。

図２４は図２３のステップＳ１またはステップＳ２のそれぞれで行なわれる偏心測定処理のフローチャートである。まずステップＳ１で、回転検出信号が立ち上がる１回転検出、即ち回転開始位置の有無を検出している。１回転検出が行なわれるとステップＳ２に進み、トラッキングエラー信号のゼロクロスを検出し、ゼロクロスが得られれば、ステップＳ３でカウンタＣＮＴを１つカウントアップする。

続いてステップＳ４で、ゼロクロス時間間隔がそれまでの最大値ＭＡＸより大きいか否かチェックする。それまでの最大値ＭＡＸより大きければ、ステップＳ５で、新たに得られたＴＺＣ時間間隔を最大値ＭＡＸとする。そして、この最大値ＭＡＸとしたＴＺＣ時間間隔について、ステップＳ６で１回転検出からの時間を位相Ｔφに入れる。以上の処理をステップＳ７で次の１回転検出が行なわれるまで繰り返す。

ステップＳ７で１回転検出により１回転分のカウンタＣＮＴ及びその中でのＴＺＣ時間間隔の最大値から位相Ｔφが得られたならば、ステップＳ８で偏心振幅Ｅａｍｐを算出する。そしてステップＳ９で偏心位相Ｔφを求める。続いてステップＳ１０で、測定された振幅Ｅａｍｐと位相Ｔφにより偏心補正動作を行なう。そしてステップＳ１１で、偏心補正動作を行ないながら１回転の偏心量によるゼロクロスの数をカウンタＣＮＴで測定する。

ステップＳ１２では、測定前と測定後のカウンタＣＮＴの値、即ちゼロクロスの値と比較し、補正後が減っていれば正しい測定結果として処理を終了する。もし補正後増えていれば、ステップＳ１３で偏心位相Ｔφを１８０度ずらした＊Ｔφに修正して偏心補正動作を行なう。

図２５は図２４のステップＳ１０における測定振幅Ｅamp と位相Ｔφによる偏心補正動作のフローチャートである。この偏心補正制御は、所定のサンプリングクロックの割り込みごとに動作する。サンプリング割り込みがあると、ステップＳ１で回転検出からの時間ｔｘから測定された偏心位相Ｔφを差し引く。この算出値ｔがもし０より小さくマイナスの値であった場合には、ステップＳ３に進み、１回転時間Ｔｒｏｔを加えて修正する。

この理由は、図２６のタイムチャートに示すようになる。図２６（Ａ）はサンプリングクロックであり、図２６（Ｂ）に回転検出信号Ｅ４を示している。回転検出信号Ｅ４の立ち上がりに続く次の時刻ｔ１のサンプリングクロックのタイミングで図２５の偏心補正制御が行なわれたとすると、このときステップＳ１で算出される時間ｔはｔ＝ｔ１−Ｔφとなり、マイナスの値をとる。

したがってステップＳ２からステップＳ３に進み、回転検出信号Ｅ４の１回転周期Ｔｒｔを足して修正する。この結果、修正値は（ｔ１＋Ｔｒｏｔ）となる。一方、偏心メモリ２００のアドレスは、回転検出信号Ｅ４の立ち上がりとなる回転開始位置に対し位相Ｔφの遅れを持った位置を０点としてｓｉｎ２πｆｔの値を格納している。このためステップＳ３で算出された（ｔ＝ｔ１＋Ｔｒｏｔ）は偏心メモリ２００における点２８２の値となる。

この点２８２の値は、偏心メモリ２００を位相Ｔφ側にも存在していると仮定すると、点２８２となる時刻ｔ１に対応した回転位置の値と同じ正弦値である。したがって回転開始位置からの経過時間ｔｘが位相Ｔφを超えるまではステップＳ３の修正による偏心メモリ２００のリードを行なう。

ステップＳ４にあっては、ステップＳ３またはステップＳ１で求められた時間ｔをアドレスとして偏心メモリ２００よりｓｉｎ２πｆが読み出されることから、これに測定された偏心振幅Ｅａｍｐを掛け合わせることで、偏心量を補正する補正電流Ｉｅを求め、ＶＣＭ６４に対する駆動電流に付加することで偏心補正ができる。

ここで図１７の偏心メモリ２００は、ＤＳＰ１５の動作タイミングを決めているサンプルクロックによる３２サンプル毎の正弦データｓｉｎθを格納している。このため偏心メモリ２００に格納する１回転分の正弦データの数は、ＭＯカートリッジ媒体の回転数３６００ｒｐｍの場合、３６個であり、１０度毎の正弦データをテーブルに格納している。偏心メモリ２００に登録した正弦データの間のデータは、直線補間による近似計算により求めて出力する。

またＣＤをローディングした場合、光ディスクドイラブは媒体回転数をＣＤ対応の２４００ｒｐｍに変える。このように媒体回転数が変化すると、偏心メモリ２００の読出し周期は３２サンプルと一定であるため、偏心メモリ２００に格納するデータ数が変わる。２４００ｒｐｍの場合、１回転の偏心補正に必要な正弦値のデータ数は５４個であり、約６．７度毎の正弦データを必要とする。そこで、ローディングされた媒体から回転数の変更を認識した場合は、変更した回転数に適合した正弦データを格納するわように偏心メモリ２００を更新する。

５．エンベローブサーボ
図２７は図２の光ディスクドライブのコントローラ１０に設けたＴＥＳ検出回路５０の回路ブロック図である。このＴＥＳ検出回路５０は、光学ユニット側に設けられた２分割ディテクタ４６の受光部４６−１，４６−２からの受光信号Ｅ５，Ｅ６を入力している。ＴＥＳ検出回路５０は、ピークホールド回路２９０，２９２、減算器２９４及びエンベローブ検出切替回路２９５で構成される。ピークホールド回路２９０，２９２は図２８のピークホールド回路２９０に代表して示す回路構成を持つ。

図２８のピークホールド回路２９０は、入力端子に続いて抵抗Ｒ１とダイオードＤを介してピークホールド用のコンデンサＣ１を接続している。コンデンサＣ１と並列には放電用の抵抗Ｒ２が接続され、更にアナログスイッチ２９６を介して放電用抵抗Ｒ３を接続している。アナログスイッチ２９６は、図２７のエンベローブ検出切替回路２９５からの切替信号Ｅ９によりオン、オフ制御される。

エンベローブサーボのオン状態即ちエンベローブ検出を行なう場合には、アナログスイッチ２９６を図示のようにオフとしている。このときコンデンサＣ１の放電時定数は抵抗Ｒ２により決まり、このＣ１，Ｒ２の値で決まる放電時定数を５４０ＭＢまたは６４０ＭＢ ＭＯカートリッジ媒体のＩＤ部の戻り光によるトラッキングエラー信号の落ち込みを抑制するエンベローブ検出ができるような時定数に設定する。

エンベローブ検出をオフしたい場合には、アナログスイッチ２９６をオンする。アナログスイッチ２９６をオンするとコンデンサＣ１に、放電抵抗Ｒ２に加えて更に放電抵抗Ｒ３が並列接続される。したがって放電抵抗は抵抗Ｒ２とＲ３の並列抵抗値に低下し、これによってエンベローブ検出が略オフ状態となる。もちろん、完全にエンベローブ検出をオフしたい場合には、アナログスイッチ２９６によりコンデンサＣ１そのものを切り離すようにしてもよい。

図２７のエンベローブ検出切替回路２９５にあっては、図２のＤＳＰ１５からの切替制御信号によりピークホールド回路２９０，２９２のエンベローブ検出をオンオフ制御する。このエンベローブ検出のオンオフは次の３つとなる。
（ａ）ミラー部を有する１２８ＭＢ ＭＯカートリッジ媒体のローディングの際に、エンベローブ検出をオフする。
（ｂ）２３０ＭＢ ＭＯカートリッジ媒体のローディング状態で、ユーザ領域を外れるミラー部を有する非ユーザ領域いわゆるプロセス領域を目標トラックとするアクセスコマンドを受領した場合に、エンベローブ検出をオフする。
（ｃ）５４０ＭＢ及び６４０ＭＢ ＭＯカートリッジ媒体のシーク制御において、予め定めた所定値を超える高速シークを検出した際にエンベローブ検出をオフする。この高速シーク時のエンベローブ検出のオフについては、２３０ＭＢ ＭＯカートリッジのユーザ領域についても同様にして行なう。

高速シークを判定する所定速度としては、図２８のコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２で決まるエンベローブ検出をオンした際の放電時定数に従ったトラッキングエラー信号のピークレベルから０レベルに下がるまでの時間より短くなるトラックゼロクロス間隔の高速シークとすればよい。

図２９はミラー部を有する媒体面の説明図であり、ＩＤ部２６８とＭＯ部２７０についてはトラックごとにグループ２９８が形成され、ＩＤ部２６８についてはグループ２９８で挟まれた領域にエンボスでなるピット３０２を形成しているが、両者の間にはフラットな鏡面を持つミラー部３００が存在する。

このような媒体トラックにおける、まずＩＤ部からのビーム戻り光によるトラッキングエラー信号への影響を見ると、図３０のようになる。図３０（Ａ）は２分割ディテクタ４６の受光信号Ｅ５、図３０（Ｂ）は２分割ディテクタ４６の受光信号Ｅ６であり、それぞれＩＤ部２６８のピット３０２の凹凸に応じた受光信号の振幅に落ち込みを起こす。

図３０（Ｃ）は受光信号Ｅ５から受光信号Ｅ６を差し引いて得られるトラッキングエラー信号Ｅ２であり、受光信号におけるＩＤ部の落ち込みを加算した落ち込みが振幅成分に生ずる。このような振幅落ち込み３０８が例えばトラッキングエラー信号Ｅ２の低い振幅の部分に生ずると、トラックゼロクロスを起こし、トラックカウントを誤る。

そこで図２７のピークホールド回路２９０，２９２によるエンベローブ検出をオンさせることで、図３０（Ｄ）のようにＩＤ部からの戻り光により生ずる変動をエンベローブ検出により滑らかな変動振幅３０９に抑えることができる。

図３１は図２９のミラー部３００からの戻り光による受光信号Ｅ５，Ｅ６及びトラッキングエラー信号Ｅ２であり、エンベローブ検出をオフした状態である。ミラー部３００からの戻り光は、受光信号Ｅ５，Ｅ６のいずれについても同じレベルで同一極性の信号となることから、トラッキングエラー信号Ｅ２は両者の差から落ち込み部３１４のようにミラー部に対応した信号欠落を起こす。

図３２は図３１のミラー部を有する媒体のトラッキングエラー信号の検出について、更にエンベローブ検出をオンした場合の信号プロフィールである。エンベローブ検出をオンした場合には、受光信号Ｅ５，Ｅ６のＩＤ部に対応する落ち込み３０４，３０６は振幅落ち込み３１６，３１８のように抑制され、トラッキングエラー信号Ｅ２における振幅落ち込み３０８も振幅３１０のように抑制される。

しかしながら、ＩＤ部に続くミラー部からの反射成分３１０，３１２については、反射成分が立ち上がった後、エンベローブ検出がオンしているために、波形３２０，３２２のようにエンベローブ検出のための放電時定数に従って緩やかに振幅成分が低下し、その結果、トラッキングエラー信号Ｅ２に示すようにミラー部に続くトラッキングエラー信号の信号振幅３２４は大きく歪むことになる。

このようなエンベローブ検出をオンしたときの図３２に示すトラッキングエラー信号Ｅ２のミラー部の戻り光による歪みを回避するためには、エンベローブ検出をオフし、図３１のようなトラッキングエラー信号Ｅ２を使用することが望ましい。

図３３は、図２８のピークホールド回路２９０に矩形波パルス３２６が入力したときのエンベローブ検出オン時の立ち下がり波形３３０とオフ時の立ち下がり波形３３２を示している。エンベローブ検出がオンであれば、図３３（Ｂ）の出力のようにピーク検出後の立ち下がり波形３３０は緩やかな時定数で立ち下がるため、ＩＤ部の落ち込みなどを抑制したエンベローブ検出による滑らかなトラッキングエラー信号が作成できる。一方、ミラー部を有する媒体については、エンベローブ検出をオフすることで図３３（Ｃ）のように急速な波形の立ち下がり３３２とし、これによってミラー部の戻り光による受光成分が緩やかに立ち下がることでトラッキングエラー信号を大きく歪ませることを阻止できる。

図３４は高速シーク時のトラッキングエラー信号をエンベローブ検出のオン、オフについて示している。図３４（Ａ）はエンベローブ検出をオフした場合の高速シーク時のトラッキングエラー信号であり、トラッキングエラー信号の上下のピーク振幅とその間のゼロクロスが正確に再現されている。これに対しエンベローブ検出をオンすると、図３３（Ｂ）のような緩やかな立ち下がり波形３３０となるため、ゼロクロス間隔が短くなり、高速シーク時には図３４（Ｂ）のように上下のピークの振幅成分のみが検出され、もはやトラッキングエラー信号としての機能が完全に喪失されてしまう。

本発明にあっては、高速シーク時にあっては図３４（Ｂ）のようなトラッキングエラー信号の喪失を避けるため、エンベローブ検出をオフし、図３４（Ａ）のように高速シークであっても正確にトラッキングエラー信号を作成できるようにしている。

図３５は図２７のエンベローブサーブ制御処理のフローチャートである。まずステップＳ１で媒体ローディングがあると、ローディングした媒体の種別を認識する。ローディングした媒体がステップＳ２で１２８ＭＢ ＭＯカートリッジ媒体であることが認識されると、ステップＳ３に進み、エンベローブサーボをオフする。

ローディングした媒体がステップＳ４で２３０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体であることが認識されると、ステップＳ５で非ユーザ領域のアクセスか否かをチェックしており、非ユーザ領域を目標トラックとするアクセスを上位装置から受領した場合にはステップＳ６に進み、エンベローブサーボをオフする。非ユーザ領域のアクセスでなければ、ステップＳ７でエンベローブサーボをオンすることになる。

図３６はエンベローブサーボのオン状態で行なわれるシーク制御時のエンベローブサーボのオンオフ制御である。シーク制御時にあっては、ステップＳ１で、トラッキングエラー信号のゼロクロス時間間隔から得られるシーク速度が予め定められた閾値速度Ｖｔｈ以上か否かチェックしている。シーク速度が閾値速度Ｖｔｈ以上であれば高速シークと判断し、ステップＳ２でエンベローブサーボをオフする。

シーク速度が閾値Ｖｔｈ未満であれば、ステップＳ３でエンベローブサーボのオンを維持する。以上の処理をシーク終了をステップＳ４で判別するまで繰り返す。もちろん、シーク中にシーク速度がＶｔｈ以下になれば、その時点でステップＳ３でエンベローブサーボをオンすることになる。

６．フォーカスサーボ
図３７は図５のＤＳＰ１５により実現されるフォーカスアクチュエータ５６に対するフォーカスサーボに設けているＰＩＤ演算部９６の機能ブロックである。ＰＩＤ演算部９６は微分器３４０とゲイン乗算器３４２を備えた微分演算部、積分器３４４とゲイン乗算器３４６を備えた積分演算部、更にゲイン乗算器３４８を用いた比例演算部を備える。

微分器３４０、積分器３４４及びゲイン乗算器３４８のそれぞれには、図２のＦＥＳ検出回路４８で媒体の戻り光の受光出力に基づいて作成されたフォーカスエラー信号Ｅ１が入力する。ゲイン乗算器３４２，３４６及び３４８の出力は加算器３５０で掛け合わされ、ＰＩＤ演算によるフォーカスサーボ信号として、サーボスイッチ９８を介して最終的にはＤＡコンバータ１０８によりフォーカスアクチュエータ５６に電流を供給し、フォーカスエラー信号Ｅ１を０とするように応答フォーカスを行なう。

このようなフォーカスサーボのＰＩＤ演算部９６に対し、本発明にあっては、新たにゲイン制御部３５２を設けている。ゲイン制御部３５２に対しては、図２に示したフォーマッタ１８からＩＤゲート信号Ｅ１１が入力されている。ゲイン制御部３５２はフォーマッタ１８からのＩＤゲート信号Ｅ１１がイネーブルになると、微分器３４０に続いて設けているゲイン乗算器３４２のゲインを０に切り替える。この結果、ゲート信号Ｅ１１がイネーブルとなっている間、ゲイン乗算器３４２から出力される微分成分は０となり、ＰＩＤ演算部９６はＰＩＤ演算部として動作することになる。

図３８は、ゲイン制御部３５２でＩＤゲート信号Ｅ１１に同期して微分器３４０のゲイン乗算器３４２のゲインを０としない場合の動作である。図３８（Ａ）のトラックのＩＤ部に対応して、図３８（Ｂ）のようにフォーカスエラー信号Ｅ１が変動する。このとき図３７のＰＩＤ演算部９６のＰＩＤ演算機能が有効となっていると、フォーカスエラー信号Ｅ１のＩＤ部前後の立ち下がり及び立ち上がりに同期して、主に微分成分に依存したフォーカスアクチュエータ５６に対する電流Ｉ１がパルス状に供給される。

即ち、ＭＯ部からＩＤ部に移行する際にＩＤ部に対物レンズを合焦させるオートフォーカスが掛かり、ＩＤ部からＭＯ部に抜ける時には逆にＭＯ部に対物レンズを合焦させるオートフォーカスが掛かり、これをトラック上のＩＤ部ごとに繰り返す。この結果、図３８（Ｄ）のように対物レンズのレンズ位置がＭＯ部とＩＤ分に応じた合焦位置に交互に制御されることになる。しかしながら、ＩＤ部については物理的なピットによる記録状態であることから、ＭＯ部のような光磁気的な記録のための精密なオートフォーカス制御は不要であり、ＩＤ部に合焦させなくてもＩＤ部の戻り光から十分なＳ／ＮをもってＩＤ信号を再生することができる。

そこで本発明にあっては、図３９（Ｄ）のように、トラックＩＤ部に同期してフォーマッタより得られるＩＤゲート信号Ｅ１１に同期して、ＩＤ部のタイミングで図３９（Ｄ）のように微分器３４０のゲインを乗算するゲイン乗算器３４２の微分ゲインＧｄを０に切り替える。ＩＤ部でＰＩＤ演算部９６はＰＩ演算部として動作することとなり、図３９（Ｂ）のようなＩＤ部に対応してフォーカスエラー信号Ｅ１にステップ状の変化が起きても、この変化はＰＩＤ演算部９６の出力に現れない。

その結果、図３９（Ｅ）のようにフォーカスアクチュエータ５６に対する電流Ｉ１はＩＤ部で変化することなく、安定した必要最小限の電流とすることができる。もちろん、図３８（Ｆ）の対物レンズのレンズ位置についても、ＩＤ部ごとに位置は変化せず、ＭＯ部に対する合焦状態を安定して維持することができる。ここで図３７の実施形態にあっては、ＩＤゲート信号Ｅ１１に同期してゲイン制御部３５２が微分器３４０のゲイン乗算器３４２のゲインを０に切り替えるようにしているが、更にゲイン演算部を構成するゲイン乗算器３４８のゲインをＩＤゲート信号Ｅ１１に同期して０にするようにしてもよい。

このため、ＩＤ部のタイミングでＰＩＤ演算部９６は積分演算のみを行なうこととなり、ＩＤ部で変化するフォーカスエラー信号Ｅ１によるフォーカスサーボの不要な動作を更に確実に抑え込むことができる。もちろん、ディスク媒体の撓みによる上下方向の緩やかな変動については、積分比例制御もしくは積分制御により十分に長い時定数で追従して安定したオートフォーカス状態を維持することができる。

尚、上記実施形態にあっては、ＭＯカートリッジ媒体とＣＤ媒体の両方をローディングして使用可能な光ディスクドライブを例にとっており、このようにＭＯカートリッジ媒体及びＣＤ媒体を使用可能な光ディスクドライブにあっては、トラッキングエラー信号の検出に対する光学系の共通化が要求される。通常、ＭＯカートリッジ媒体についてはプッシュプル法が採用され、一方、ＣＤ媒体については通常３ビーム法が使用されている。しかし、３ビーム法としたのではＭＯカートリッジ媒体とＣＤ媒体の光学系の共通化が図れないことから、本発明にあってはＣＤ媒体についてもワンビームとするが、レーザダイオードの波長６８０ｎｍではＣＤのピット深さの関係でプッシュプル法は採用できない。

そこで本発明はＣＤ媒体のトラッキングエラー検出についてはヘテロダイン法を採用する。これによって、ＭＯカートリッジ媒体であってもＣＤ媒体であっても同じ光学ユニットによりトラッキングエラー信号を検出してポジショナの制御ができる。

また本発明は、ＭＯカートリッジ媒体とＣＤ媒体の両方を使用可能な光ディスクドライブに限定されず、ＭＯカートリッジ媒体につき例えば１２８ＭＢ、２３０ＭＢ、５４０ＭＢまたは６４０ＭＢの全ての使用可能な光ディスクドライブとして実現してもよい。

本発明の原理説明図 本発明による光ディスクドライブのブロック図 ＭＯカートリッジを使用した本発明の装置構造の概略説明図 ＣＤを使用した本発明の装置構造の概略説明図 図２のＤＳＰで実現されるサーボ系統の機能ブロック図 図５のアナログスイッチのサーボ制御モードのオン、オフの説明図 図６のサーボ制御モードの説明図 本発明による１トラックシークの説明図 本発明による１トラックシーク制御のフローチャート レンズアクチュエータとＶＣＭを同時駆動するＭＯカートリッジを使用した本発明によるファインシーク制御の説明図 図１０の目標トラックに引き込む減速制御の詳細説明図 本発明によるファインシーク制御のフローチャート 本発明によるファインシーク制御のフローチャート（続き） 図１２の減速制御の詳細フローチャート 図１２の減速制御の詳細フローチャート（続き） ＣＤを使用した場合の目標トラックに引き込む減速制御の説明図 本発明の偏心メモリ制御の機能ブロック図 ＭＯ媒体における偏心の説明図 媒体偏心に応じてトラックを横切るビーム軌跡の説明図 偏心測定時のトラッキングエラー信号、回転検出信号及びＶＣＭ電流のタイムチャート 偏心測定結果を用いた偏心補正時のトラッキングエラー信号、回転検出信号及びＶＣＭ電流のタイムチャート 回転位相が反転していた場合の偏心補正時のトラッキングエラー信号、回転検出信号及びＶＣＭ電流のタイムチャート 図１７の偏心測定部による測定処理のジェネリックフローチャート 図２３の偏心測定処理の詳細のフローチャート 偏心測定結果に基づく偏心補正制御のフローチャート サンプルクロックに同期した偏心メモリの読出しによる補正値の出力処理の説明図 エンベローブサーボに用いる図２のＴＥＳ検出回路のブロック図 図２７のピークホールド回路の回路図 媒体ミラー部の説明図 エンベローブサーボをオフした場合の受光信号とＴＥＳ信号及びエンベローブサーボをオンした場合のＴＥＳ信号の信号波形図 エンベローブサーボ・オフ時の図２９のミラー部による受光信号とＴＥＳ信号の信号波形図 エンベローブサーボ・オン時の図２９のミラー部による受光信号とＴＥＳ信号の信号波形図 矩形入力に対する図２８のピークホールド回路のエンベローブサーボのオン、オフによる出力波形の説明図 エンベローブサーボのオン、オフに対する高速シーク時のＴＥＳ信号の説明図 媒体ロード時の本発明によるエンベローブサーボのオン、オフ制御のフローチャート シーク中の本発明によるエンベローブサーボのオン、オフ制御のフローチャート ＩＤ部での誤動作を防止する図５のフォーカス用ＰＩＤ演算部の機能ブロック図 図３７の微分、積分及び比例の各制御を有効とした場合のＩＤ部でのフォーカス制御のタイムチャート 図３７の微分制御をオフし、積分及び比例の制御を有効とした場合のＩＤ部でのフォーカス制御のタイムチャート

符号の説明

１０：コントローラ
１２：エンクロージャ
１４：ＭＰＵ
１５：ＤＳＰ
１６：インタフェースコントローラ
１８：フォーマッタ
２０：バッファメモリ
２２：エンコーダ
２４：レーザダイオード制御回路
２６：デコーダ
２８：リードＬＳＩ回路
３０：レーザダイオード
３２：ディテクタ
３４：ヘッドアンプ
３６：温度センサ
３８，４２，５４，５８，６２：ドライバ
４０：スピンドルモータ
４４：電磁石
４６：２分割ディテクタ
４８：ＦＥＳ検出回路
５０：ＴＥＳ検出回路
５２：レンズ位置センサ
５６：フォーカスアクチュエータ
６０：レンズアクチェータ
６４：ＶＣＭ（キャリッジアクチュエータ）
６６：ハウジング
６８：インレットドア
７０：ＭＯカートリッジ
７２：ＭＯ媒体
７６：キャリッジ
７８：固定光学系
８０：対物レンズ
８２：ＣＤ媒体
８４：トレイ
８６：ターンテーブル
８８，１２４，１４４：Ａ／Ｄコンバータ
９４，１００，１３０，１５８，１５０，１７４，１８０，１９０：位相補償器
９６，１４０，１５２，１７６，１８４：ＰＩＤ演算器
９８，１１８，１４２，１５６，１７８，１８６：サーボスイッチ
１０８，１６６，２０６：Ｄ／Ａコンバータ
２００：偏心メモリ
２１０：加速期間
２１２：プリ減速期間
２１４：減速期間
２５０：偏心測定部
２５４：偏心メモリ制御部
２８０，２８２：ピークホールド回路
２８４：減算器
２８５：放電時定数切替回路
２９６：アナログスイッチ
３００：ミラー部

Claims (3)

1. 光ビームを媒体に照射して得られた戻り光の受光出力に基づいて対物レンズを合焦位置に制御する光学的記憶装置のフォーカスサーボ回路に於いて、
   比例器、積分器及び微分器を備えたＰＩＤ演算制御部と、
   前記媒体のＩＤ部を示すゲート信号が得られている間、前記ＰＩＤ演算制御部の微分器の機能を停止させ、ＰＩＤ演算制御部に積分比例制御もしくは積分制御を行わせる制御部と、
   を設けたことを特徴とする光学的記憶装置。
   
2. 請求項１記載の光学的記憶装置に於いて、前記制御部は、更に前記ＰＩＤ演算制御部の比例器の機能を停止させ、ＰＩＤ演算制御部に積分制御を行わせることを特徴とする光学的記憶装置。
   
3. 請求項１又は２記載の光学的記憶装置に於いて、前記制御部は、更に前記ＰＩＤ演算制御部の微分器及び比例器のゲインを零に設定して機能を停止させ、ＰＩＤ演算制御部に積分制御を行わせることを特徴とする光学的記憶装置。

Images