JPH01296434A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報記録媒体とこの記録媒体に情報処理を施
す光ヘツド部とが相対的に往復運動することにより、光
学的に情報の記録または再生を行う光学的情報記録再生
装置に関する。

〔従来の技術〕

情報記録媒体とヘッド部とが相対的に往復運動すること
により、情報の記録または再生を行う情報記録再生装置
としては、従来から磁気的および光学的方法があるが、
近年、光学的方法が着目されつつある。

光ビームを用いて情報の記録再生を行う光学的情報記録
再生装置の記録媒体の形態としては、円盤状の記録媒体
を回転させる光ディスク、カード状の記録媒体を往復移
動させる光カード、それに光テープ等を使用したものが
ある。これらはそれぞれ特徴を持っておシ、目的、用途
等によって使い分けられているが、なかでも元カードは
、製造の容易さ、携帯性のよさ、アクセス性のよさとい
った特徴を生かして用途が広がりつつある。

この元カードに光ビームをカード上で走査させる手段は
種々考えられるが、光ビームの照射位置を記録媒体上で
相対的に直線状に移動して往復運動させると共に、ビー
ム照射位置を前記往復運動と直交する方向に相対的に移
動させて走査する方法は、機構が簡単であるとともに精
度が出しやすい等の特徴をもっている。

この目的を達成する方法として種々提案されている（例
９％開昭６１−２６４５６２号公報）が、タイミングベ
ルトの使用によるジッター等の不定速性や振動などの性
能面、高性能モータの使用の必要性、精度の高い部品の
点数が多い等のコスト面上の問題等を回避するため、最
近は？イスコイルタイプのりニアモータ方式がヘッド等
の移動に提案されている。

第４図は、このような光学的情報記録再生装置における
元カードの往復運動の機構を示した概略的構成図である
。

第４図に於いて、カードｄはキャリジａに押え機構Ｃに
よって装填されている。光学ヘッド（図示せず）はキャ
リジａの上部にあり、カードｄの媒体面を、ビーム照射
し、記録又は情報を読出す。

光学ヘッドは同図（ｂ）において紙面垂直方向に移動で
き、トラックの撰択が可能である。

キャリジａはスライド軸受すを複数個有し、スライドシ
ャフトｆに嵌合しており、スライドシャツ）ｆに支えら
れて左右方向に移動できる。ディスコイルｅはキャリジ
ａの下部に固定されておシ、コイル内を貫通してヨーク
ｈ３．上下にヨークｈ１及びｈ２が左右両端で鉄片ｈ４
．ｈ５によってはさまれ、磁気回路を形成している。ｇ
、及びｇ２は永久磁石でそれぞれ上下にＳ、ＮおよびＮ
、Ｓと着磁されている。上下の永久磁石より生ずる磁束
はコイル内のヨークｈ５に流れコイルｅに流す電流によ
ってコイルに左方向又は右方向の推力を生じキャリー）
全移動させる。

ところでこの種の情報記録再生装置では、カードの移動
速度の精度は非常に厳しく、リニアエンコーダ（図示せ
ず）を用いてＦ／Ｖ変換による速度ｒ　ζ　） サーボやＰＬＬによる速度サーがか行われることが周知
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来よシこのような往復運動を支える部分すは、クリッ
クスリップや靜、動摩擦抵抗を少々くするためにリニア
が一ルベアリングやルーロン等のスライドベアリング、
必要によっては空気軸受等も用いられる。しかしこのよ
うな駆動機構に於いて、理想的に機械的抵抗を微小にす
ることができた場合、機構が全く平坦の場合には左右の
方向によって必要な駆動の差は微小なものとなり、ルー
プダインを大きくでき、良好なサーボを行うことが可能
であるが、機構が傾いた場合には重力の加速度が分力と
して加わシ、駆動の方向によって加速分の誤差、減速分
の誤差としてサーがアンプに加わり、サーボの動作可能
範囲を超えてしまい、特にＰＬＬサーがのように感度が
高く、動作範囲の狭い方式では脱調してしまうという問
題があった。

又光ヘツド部を目的位置にシークするには位置サーボが
用いられるが、目標位置に近ずくと位置誤差信号が小さ
くなシ、駆動電流が小さくなると摩擦抵抗と釣合った所
で停止するので摩擦抵抗が太きいと位置誤差が大きくな
るが、傾きがある場合には重力の加速度の分力が加わシ
、さらに停止位置誤差が増大する欠点があった。又上述
の理由によって移動速度も方向によって変化するのでシ
ークに要する時間も長くなる欠点を有していた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
てその目的とするところは、装置と共に記録媒体や光学
ヘッドの駆動機構が傾斜した場合においても記録媒体の
移動速度や光学ヘッドの位置精度等を保つリニアモータ
のサーボ回路を搭載した光学的情報記録再生装置を提供
して、光学的情報記録再生装置の高い信頼性を確保せん
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、７１ボイスコイルとスライド軸受けを持ち
移動するキャリジと該ボイスコイルに電流を流して駆動
力を与える磁気回路から成る駆動機構を有し、記録媒体
をヘッド部に対し又はヘッド部を記録媒体に対して相対
的に移動させて、情報の記録・再生及び／又は目標位置
へのシークを行う光学的情報記録再生装置に於いて、記
録・再生等の実行を行う前に該ボイスコイルに一定の駆
動電流を加えて往復運動を行い、両方向の速度の変化か
ら該キャリジの傾きによる加速度を求め、該加速度を打
消すように逆方向の推力を与えるオフセット電流を設定
して、記録・再生等を実行する場合は該オフセット電流
を該ボイスコイルに加えて定速１位置制御を行うことを
特徴とする光学的情報記録再生装置を提供することによ
シ巡成される。

〔作　用〕

キャリジの傾きによる加速度を求め、それを打消す逆方
向の推力を与えるオフセット電流全ボイスコイルの駆動
電流に加えるため、傾きによる速度誤差は発生しない。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本実施例に係る光学的情報記録再生装置の構成
を示すブロック線図である。

同図において、１はボイスコイル、２はボイスコイルに
電流を供給するドライバーで誤差増巾器５の出力がルー
プフィルタ４．スイッチ２２および極性切換回路３を経
由して一方の入力に加えられる。他の一方の入力には、
主制御回路１１からのデータがＤ／Ａ変換器１５を経て
入力され一定のオフセット畦圧を発生するオフセット電
圧発生器１６からの出力が加えられ、両人力の和の電圧
に対応した駆動電流を出力する。７は位相比較器で基準
周波数発生回路９とリニアエンコーダ１２の位相差に応
じ出力する。周波数−電圧変換器８は基準周波数発生回
路９の周波数全基準としてリニアエンコーダ１２の周波
数を比較して、リニアエンコーダの周波数の方が低いと
きは高い電圧を、高いときは低い電圧を出力する。位相
比較器７と周波数電圧変換器８の出力は加算器６で加算
されて誤差増巾器５に入力される。主制御回路１１はエ
ンコーダ１２からの速度データ、キャリジの位置検出回
路１３及び１４から反転位置のデータ。

外部装置１８からの指令を受け、極性切換回路３ヘキヤ
リジの送行方向の指令信号、基準周波数発生回路９ヘキ
ヤリジの基準速度の指令信号、ゲイン切換回路１０へは
誤差増巾器の速度に対応したゲインを設定させる指令信
号、加算器６には位相比較器７の出力全加算させるかど
うかの指令信号。

スイッチ２２にループフィルタ４の出力又は定電圧発生
回路２１の出力全選択して極性切換回路３に入力させる
指令信号をシーケンスプログラムに従って出力する。又
主制御回路１１はサンプルホールド回路１７ヘキヤリジ
の往復運動中に、一方向に最小２回、設定されたｔの時
間間隔でサンプリングツ’？ルスを送出する。誤差増巾
器５は周波数電圧変換器８からの速度データを出力して
いる。

サンプルホールド回路１７はこの速度データをサンプル
ホールドする。このデータは線変換器２０によシディジ
タル化され、主制御回路１１に入力され、後述の加速度
の演算を行うために記憶される。

第２図は本実施例の原理を示す概要図で、３１はキャリ
ジを支えるスライドシャフト、３２はキャリジであシ、
スライドシャフトが角度３６に示すように傾いている。

この場合、キャリジの重力はスライドシャフトに平行な
キャリジを移動させる分力ｆ、３４が生じる。−例とし
て、キャリジの重量’１ｌｏｏ、９とすると傾斜角３６
が５°あると８、７２　ｇｆの分力が生じ、この力は毎
秒８５．４−ｓｅｅの速度を生じさせる。この速度誤差
はエンコーダによって検出され、誤差増巾器に入力され
てボイスコイルの電流を制御するが充分なサーが系のダ
イナミックレンジがないと速度制御が不能となシ脱調を
生じてしまう。％に位相制御のＰＬＬ系は感度は高いが
ダイナミックレンジが狭いためこの問題を生じやすい。

第２図ｆ２３５はこの分力ｆ、３４を打消す逆向きで同
一の推力でボイスコイルにこれを生じさせるオフセット
電流を駆動電流に加えれば速度誤差は発生せず、位相比
較器７及び周波数電圧変換器８の動作点は変化しない。

分力３４は重力だけに関係するので傾斜の角度とキャリ
ジの重量によって一義的に決まる。従って傾斜角度（又
はそれに相当するもの）を算出して、相当するオフセッ
ト電流に変換してダイナミックレンジの広いドライバー
によシボイスコイルに流すことによって、傾き角度０°
として設定した、速度誤差検出部及び増巾器のダイナミ
ックレンジを変更することなくこの問題を解決すること
ができる。

次にオフセット電流を求める方法を述べる。

第１図に於いて主制御回路１１はスイッチ２２を定電圧
発生回路２１の出力側にＯＮさせ、この定電圧発生回路
２１の出力は極性切換回路３を経てドライバー２によシ
ボイスコイル１を定電流駆動させる。この際ドライバー
２の他の入力にはオフセット電圧は加えないように、主
制御回路１１のＤ／Ａコンバータ１５への出力は零とし
ておく。

又位相比較回路７の出力は加算されないモードとし、周
波数電圧変換器８の出力のみが増巾器５に加えられ、利
得は充分なダイナミックレンジが得られるようにゲイン
切換器１０が設定されている。

第３図（４）は第２図の如く傾斜が与えられたキャリジ
の動きを示す図で、縦軸は速度、横軸は時間で、ａは右
方向、ｂは左方向への時間−速度特性を示している。前
述のようにａ方向ではｔ時間の始めで速度Ｖ。１．を時
間の終りで速度Ｖ。２をサンプリングによってメモリー
する。又、ｂ方向ではｔ時間の始めで速度ｖＮ　＊　を
時間の終りで速度ｖ１゜をメモリする。主制御回路はこ
のデータをもとに、ａ方向の速度差Δｖ１＝ｖｏ２−ｖ
ｏ１．ｂ方向の速度差Δｖ２＝ｖ、２−ｖ４．を求め、
時間ｔで除し、それぞれの加速度を得る。すなわちａの
加速度はΔｖ１／ｌ　ｐｂの加速度はΔｖ　２／ｌであ
る。

一方ボイスコイルの推力と加速度の関係は下記の式で与
えられる。

ＫＩ±ｆ＝ｍ（α−ｋＧ十Ｇ５１ｎθ）ＫＩは電流工に
よって生ずる推力、には磁気回路の磁束智度、コイル長
、アンペアターンの積によって決まる係数であり、ｆは
傾きθによる重力の分力によって生じた推力である。ｍ
はコイルを含むキャリジの質量、αはキャリジが水平で
、機械的摩擦等の負荷がない場合の加速度、ｋＦｉキャ
リジの摺動部の摩擦抵抗、Ｇは重力の加速度、θは傾き
角である。Ｇ５１ｎθの符号ｉＩｉ第３図ａでは＋、ｂ
の方向では−が与えられる。上記の式から判るようにａ
、ｂの方向によって加速度の差が生ずるのであシ、その
推力は ｆ＝ｍ（Ｇｓｉｎθ） である。従ってａ、ｂの両方の加速度の差（ΔＶ。

−Δｖ２）／１ｉｄ２Ｇｒθに等しい。従って、２　ｆ
　＝　２ｎθｍ６　＝　ｍ　（ΔＶ、−Δｖ２　）　／
　を故に推力は ｆ＝ＫＩ＝−（Δｖ１−ΔＶ２） ２を 従ってこの推力を補償する逆推力は −Ｉ　＝　−−（ΔＶ、−ΔＶ２　） ｋｔ となる。ここでｍ／２　ｋ　ｔはキャリジ質量、電流−
推力係数、測定時間間隔ｔが決壕れは一定の係数となシ
、両方向の加速度の差ΔＶ、−Δｖ２を求めて積算して
オフセット電流を算出できる。この値は主制御回路１１
に記憶される。

以上によシ駆動機構の傾きにより生じるキャリジの加速
度を打消す逆方向の推力を生じさせるオフセット電流が
求まると、記録φ再生の実行に移リ、主制御回路１１は
録／再の期間、このオフセット′亀流に相当するディジ
タル信号をＤ／Ａコンバータ１５に供給し、オフセンｌ
−電圧発生器１６から所定の電圧がドライバ２に加えら
れる。又、スイッチ２２を正規のサー？ループであるル
ープフィルタ４に切りかえ、位相比較器７の出力を加算
器６に加算し、甘たゲイン切換器１０に指令して増巾器
の利得を録／再に適した値に切換えて、正規の録／再を
実行する。

なおオフセラ）を流の算出結果が規定の値を越えた場合
、主制御回路１１はデータ出力１８に警告信号を出力す
るとともに、駆動出力回路のスイッチ１９を断として駆
＠全停止させる。

本実施例は、駆動機構の傾きによシ生じるキャリジの加
速度を打消す逆方向の推力を生じさせるオフセット電流
を求め、これをボイスコイルに加えるため、傾きによる
速度誤差は発生せず、傾き角度Ｏ０として設定した速度
誤差検出部及び増巾器のダイナミックレンジを変更する
必要がなく、また脱調の恐れが回避される。

また、オフセット電流の算出は、ディスコイルに一定の
駆動電流を加えて往復運動を行い、両方向の速度の変化
からキャリジの傾きによる加速度を求め、その加速度を
打消すように逆方向の推力を与えるオフセット電流を設
定するため、駆動機構の傾き角度を測定するための傾き
角度センサー等の設置が不要である。

更に、オフセット電流の算出結果が規定の値を越えた適
合、主制御回路１１はデータ出力１８に警告信号を出力
するため、これにより使用者は、駆動機構が傾斜してい
ること’ｒ’Ｊ３することかでき、水平になるように装
置を据え直すことができる。

次に本発明の第２実施例について説明する。

第１実施例では主制御回路１１の演算によりオフセント
電圧を求めたが、本実施例ではΔｖ　１／　ｔとΔｖ　
２　／　ｔの加速度の比較によりオフセット電圧を求め
るものである。

第１実施例と同様に定電流駆動を一往復行い、Δｖ　、
／ｌとΔｖ　２　／　ｔ　ｆ得る。主制御回路１１はこ
のΔｖ　１／ｌとΔＶ　２　／　ｔとを比較し、Δｖ１
／ｌの方が大きい場合、この値が減じる方向にオフセッ
ト電圧を所定の値だけ出力する。次の一往復で再びΔｖ
１／ｌとΔｖ　２　／ｌ　ｆ求めて比較し、さらにΔＶ
　１　／　ｔの方が太きければオフセント電圧を所定の
値増大させる。そして再び往復させてΔｖ／ｌとΔＶ　
２　／　ｔと全比較する。

このようにして最終的にΔｖ１／ｌ＝Δｖ　２　／ｌ　
ＶＣなったところ金オフセット％圧として決定する。こ
の状態は第３図（Ｂ）に示すようにａ、ｂ両方向の加速
度が等しくなり、傾きがあっても第１実施例と全く同じ
結果金得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は記録・再生等の実行を行う前にボイスコイルに
一定の駆動電流を加えて往復運動全行い、両方向の速度
の変化からキャリジの傾きによる加速度を求め、その加
速度全打消すように逆方向の推力を与えるオフセット電
流を設定して、記録・再生等全実行する場合はそのオフ
セット電流をボイスコイルに加えることとしたため、駆
動機構が一定の範囲内で傾斜した場合においても記録媒
体の移動速度や光学ヘッドの位置精度等を保つことがで
き、従って設置条件全一定の範囲内では厳しく考慮する
必要がない。これにより車両に搭載した場合においても
、停車中等、一定の条件下において作動可能である。

また、キャリジ駆動機構に補償用のカウンターウェイト
の付加が不要であり、立上シ時間が短縮可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る光学的情報記録再生
装置の構成を示すブロック線図、第２図は第１図の原理
を示す概要図、第３回国は第１図に係る実施例において
オフセット電流を求める際の説明図、第３図（Ｂ）は本
発明の第２実施例においてオフセット′邂流會求める際
の説明図、第４図は光学的情報記録再生装置における元
カードの往復運動の機構を示す構成図である。 ａ・・・キャリジ、ｂ・・・スライド軸受け、ｄ・・・
カード、ｅ・・・ボイスコイル、ｇｌｐ　ｇ２・・・永
久磁石、ｈｌ。 ｈ２．　ｈ６・・・ヨーク、ｈ４．ｈ５・・・鉄片、３
２・・・キャリジ、３４・・・スライドシャフトに平行
なキャリジ全移動させる分力、３５・・・分力３４を打
消す逆向きで同一の推力、３６・・・傾斜角 代理人　　弁理士　山　下　穣　平

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイスコイルとスライド軸受けを持ち移動するキ
   ャリジと該ボイスコイルに電流を流して駆動力を与える
   磁気回路から成る駆動機構を有し、記録媒体をヘッド部
   に対し又はヘッド部を記録媒体に対して相対的に移動さ
   せて、情報の記録・再生及び／又は目標位置へのシーク
   を行う光学的情報記録再生装置に於いて、記録・再生等
   の実行を行う前に該ボイスコイルに一定の駆動電流を加
   えて往復運動を行い、両方向の速度の変化から該キャリ
   ジの傾きによる加速度を求め、該加速度を打消すように
   逆方向の推力を与えるオフセット電流を設定して、記録
   ・再生等を実行する場合は該オフセット電流を該ボイス
   コイルに加えて定速、位置制御を行うことを特徴とする
   光学的情報記録再生装置。
2. （２）上記傾きによる加速度が所定の値を越えた場合こ
   れを検知する機能を備え、警告信号を送出することを特
   徴とする請求項１記載の光学的情報記録再生装置。