JPH02168435A - Optical spot positioning method and optical disk storage device - Google Patents

Optical spot positioning method and optical disk storage device

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Publication number
JPH02168435A
JPH02168435A JP17546289A JP17546289A JPH02168435A JP H02168435 A JPH02168435 A JP H02168435A JP 17546289 A JP17546289 A JP 17546289A JP 17546289 A JP17546289 A JP 17546289A JP H02168435 A JPH02168435 A JP H02168435A
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JP
Japan
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optical
track
micro
movement mechanism
spot
Prior art date
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Pending
Application number
JP17546289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Matsumoto
潔 松本
Takeshi Maeda
武志 前田
Masuo Kasai
笠井 増雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to DE3931500A priority patent/DE3931500A1/en
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To attain high speed seek by selecting a band of a control system of a micro moving mechanism moving an optical spot to be 10kHz or over at track locking. CONSTITUTION:A light radiated from a laser diode 101 is collimated by a collimate lens 102, shaped into a circular beam by a beam shaping prism 103 and enters an optical polarizer 104 acting like a micro moving mechanism. The light beam whose radiation angle is varied by the optical polarizer 104 enters a polarizing prism 105. The light radiated from the polarizing prism 105 is converted into a circularly polarized light by a lambda/4 plate 106 and light spot is focused onto an optical disk 10 through a rise mirror 107 and an aperture lens 108. High speed seek is implemented for the optical polarizer 104 by using a moving mechanism having a prescribed amplitude characteristic whose frequency is 10kHz or over. Then after the track locking is finished, the band of the control system is switched to 5kHz or below.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、レーザ光を用い光記録媒体上に光スポットを
照射し情報の記録及び/又は再生を行う光学的情報記録
再生方法及び光ディスク記憶装置に関する。更に詳細に
は、マクロ移動機構とミクロ移動機構を用いて光スポッ
トを所望のトラックに高速に位置決めする光スポット位
置決め方法及びそれを用いた光ディスク記憶装置に関す
る。
The present invention relates to an optical information recording and reproducing method and an optical disc storage device that record and/or reproduce information by irradiating a light spot onto an optical recording medium using a laser beam. More specifically, the present invention relates to a light spot positioning method for rapidly positioning a light spot on a desired track using a macro movement mechanism and a micro movement mechanism, and an optical disk storage device using the same.

【従来の技ml 高記録密度の回転記録媒体に情報を記録、再生する、ま
たは必要に応じて消去可能に構成した情報記憶装置とし
て光ディスク記憶装置が開発されている。 回転記録媒体である光ディスクには、同心円状またはス
パイラル状に一定のピッチで多数のトラックが設けられ
、これらトラックにはそれぞれデータの区切りを示すた
めのセクタが各トラック毎に多数段けである。外部から
の情報を任意の位置に記録し、あるいは任意の位置の情
報を再生もしくは消去するためには、まずディスク面上
の多数のトラックの中から1つのトラックを探し出し、
このトラック上の1つセクタを見つけるというアクセス
動作(シーク動作)が必要である。つまり、目標のトラ
ックの近傍へ光スポットを高速に移動させるマクロシー
ク制御と、トラックの中心上に光スポットを維持するト
ラック追従制御と、目標トラックとのずれを補正するミ
クロシーク制御が必要である。かかる光ディスク記憶装
置におけるアクセス動作については、特開昭58−91
536号および特開昭58−169370号に記載され
ている。 【発明が解決しようとする課題】 従来の光ディスク記憶装置では、光ヘッドを移動させる
ためのリニアモータなどのマクロ移動機構と、光ヘッド
に搭載されたガルバノミラ−あるいは対物レンズを駆動
するボイスコイル等のミクロ移動機構とによって光スポ
ットの位置決めを制御してる。 すなわち、シークの際、まず、記録再生用の光ヘッドを
リニアモータなどのマクロ移動機構により、光ディスク
上のトラックに対して概略位置決めを行う(マクロシー
ク制御)。 このマクロシーク動作の整定完了後、−旦、マクロ移動
機構とミクロ移動機構の協調動作によりトラック追従動
作を行う(トラック追従制御)。 そして、その場所のトラックアドレスを読み取り、目標
トラックとのずれを求める。目標トラックとのずれを補
正するため、ガルバノミラ−等のミクロ移動機構により
トラックジャンプを繰返し行い、光スポットを目標トラ
ックまで移動させる(ミクロシーク制御)。光スポット
が目標トラック上にきたとき、再びトラッキング制御を
行い、シーク動作は終了する。 マクロシーク時間を短縮するためには、光ヘッドを高加
速度で駆動する必要がある。 光ディスク装置では、光点を絞り込むためのしンズアク
チュエータ、あるいは前述のミクロ移動機構、光学部品
などが光ヘッドに搭載されているため、一般に磁気ディ
スク装置に比べてヘッドの剛性が小さい。そのため、機
械的副共振の影響で、マクロシーク時の速度制御系の帯
域をあまり上げることができない。速度制御系の帯域を
上げずにヘッドを高加速度で駆動すると、目標速度との
ずれである速度偏差が大きくなる。 マクロシークの目標速度カーブは、シーク時間短縮のた
め最大加速度で減速し、かつ目標トラック上で光スポッ
トとトラックの相対速度がトラック引き込み可能な速度
まで減速されているように設定される。このトラック引
き込み可能速度は、トラックずれ信号の検出範囲の大き
さと、光点制御ループの帯域とによって制限され、光デ
ィスク装置では3 am / sec、程度である。一
方、速度偏差は、減速加速度、速度制御系の帯域を、磁
気ディスク装置並の25G、700Hzとすると、約5
5mm/see、になる。すなわち、光ディスク装置で
はトラックを引き込むことができない。光ディスク装置
の場合、速度制御系の帯域はさらに低く速度偏差も大き
くなるため、磁気ディスク装置並の高加速度で駆動する
ことはできなかった。さらに速度偏差のほかに、高加速
度で光ヘッドを駆動した場合、先に述べたようにヘッド
の剛性が低いことによる残留振動の問題がある。マクロ
シークの移動が終了しても、ヘッドの振動が収まるまで
の整定に時間がかかり、シーク時間はあまり短縮できな
かった。 光ディスク装置では、一般にマクロシーク、ミクロシー
クの2段階に分けてシーク動作を行うため、たとえマク
ロシークのスピードが磁気ディスク装置並になっても、
その分だけ余計にミクロシークに時間がかかる。ミクロ
シークが必要な理由は、光ディスクのトラックピッチが
約1.6μmと細かいためである。すなわち、マクロ移
動機構の位置決め精度、ヘッドの位置検出装置の精度の
問題、また光ディスクの偏心が大きいことなどから、マ
クロシークだけで目標トラックに到達することは難しい
、そのため、目標トラックからのずれをミクロシークで
補正するのである。それに対して、磁気ディスク記憶装
置では磁気ディスクのトラックピッチが約20μmと大
きく、またディスクの偏心も光ディスクに比べて小さい
ため、マクロシークだけで目標トラックに到達すること
が可能である。このように光ディスク装置では、磁気デ
ィスク装置並の高加速度で駆動することは困難であり、
しかも高加速度で駆動してもシーク時間はあまり短縮で
きなかった。 一方、ミクロシークを行わないシータ方式として、クロ
ストラックシークと呼ばれる方式がある。 このクロストラックシーク方式は、上記の特開昭58−
91536号に開示されているようにトラックを横切る
たびに出力されるトラック通過パルスの数を計数し、マ
クロ移動機構を用いてマクロシークだけで光ヘッドを目
標トラックに位置決めするものである。しかし、クロス
トラックシークを高速に行う場合、ディスクに書かれて
いるヘッダやデータ信号がトラックずれ信号に混入し、
その帯域がトラック通過パルスの帯域と重なってしまう
ため1通過トラック数の誤計数が発生する。 そのため目標トラックに正しく位置決めすることができ
ず、ミクロシークで補正をする必要があり、クロストラ
ックシーク方式もシーク時間の短縮化は困難である。 以上のような問題点から、光ディスク装置は従来の記憶
装置、特に磁気ディスク装置と比較してシーク時間が長
くなるという問題があった。 141磁気ディスク記憶装置の平均シーク時間は15m
5ec、程度であるのに対し、12’光ディスク記憶装
置では200m5ec、程度と非常に低速である。 本発明の目的は、以上のような問題点を解決することで
あり、磁気ディスク装置並の高速シークが実現できる光
スポット位置決め方法及びそれを用いた光ディスク記憶
装置を提供することである。 1課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本発明では以下の手段を用
いる。 ■ 光スポットのミクロ移動機構の制御系の帯域をトラ
ック引き込み移動時に10KHz以上にする。ミクロ移
動機構の制御帯域を10KHz以上にすることにより、
トラックと光スポットの相対速度が大きいままトラック
引き込みを行うことができる。制御系の帯域は、ミクロ
移動機構の特性により制限されるが、従来のガルバノミ
ラ−2次元アクチュエータ等より高速な動作が可能なミ
クロ移動機構、たとえばA10偏向素子、SAW素子等
の非機械的な光偏向器を用いることにより、この帯域を
10KHz以上に上げることが可能である。そしてトラ
ック引き込みが終了した後のトラック追従動作時にはミ
クロ移動機構の制御系の帯域を低く切り換え、5KHz
以下とする。これはミクロ移動機構の制御系の帯域を高
いままにしておくと、高い周波数まで追従性が良いため
、トラックの欠陥、微小なゴミ、あるいはノイズ等によ
って必要以上に光スポットが振られてしまうためである
。このように本発明では、ミクロ移動機構の制御系の帯
域をトラック引き込み動作時とトラック追従動作時とで
変えることを特徴とする。 ■ 光ヘッドの移動量、移動速度を検出するためのリニ
アスケールとして、光ディスクのトラックピッチと同程
度のピッチの溝が刻まれたスケールと、その溝を検出す
るためのベースに固定された光学系とからなる微小ピッ
チのレーザスケールを用いる。 ■ 光スポットの反射光からトラックエラー信号を検出
するトラックエラー検、出手段は、ミクロ移動機構によ
る光スポットの移動によって、その反射光が光学的中心
軸からずれることに起因するオフセットを補正する手段
を有する。そして、このトラックエラー検出手段の出力
であるオフセット補正されたトラックエラー信号に基づ
いて、マクロ移動機構とミクロ移動機構とをトラック引
き込み動作時とトラック追従動作時に駆動して、2段階
トラッキングサーボ系を構成する。
[Background Art] An optical disk storage device has been developed as an information storage device configured to record and reproduce information on a high-density rotating recording medium, or to erase information as necessary. An optical disk, which is a rotating recording medium, has a large number of concentric or spiral tracks arranged at a constant pitch, and each track has a large number of sectors for indicating data divisions. In order to record external information at any location, or to reproduce or erase information at any location, first find one track from among the many tracks on the disk surface.
An access operation (seek operation) is required to find one sector on this track. In other words, macro seek control that moves the light spot near the target track at high speed, track following control that maintains the light spot on the center of the track, and micro seek control that corrects the deviation from the target track is required. . Access operations in such optical disk storage devices are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-91.
No. 536 and JP-A-58-169370. [Problems to be Solved by the Invention] Conventional optical disk storage devices use a macro movement mechanism such as a linear motor to move the optical head, and a voice coil or the like to drive the galvanometer mirror or objective lens mounted on the optical head. The positioning of the light spot is controlled by a micro-movement mechanism. That is, when seeking, first, the optical head for recording and reproduction is approximately positioned with respect to the track on the optical disk by a macro movement mechanism such as a linear motor (macro seek control). After the macro seek operation is settled, a track following operation is performed (track following control) by the cooperative operation of the macro movement mechanism and the micro movement mechanism. Then, the track address at that location is read and the deviation from the target track is determined. In order to correct the deviation from the target track, a micro-movement mechanism such as a galvanometer mirror repeatedly performs track jumps to move the light spot to the target track (micro-seek control). When the light spot reaches the target track, tracking control is performed again and the seek operation is completed. In order to shorten the macro seek time, it is necessary to drive the optical head at high acceleration. In an optical disk device, the optical head is equipped with a lens actuator for narrowing down the light spot, the aforementioned micro-movement mechanism, optical components, etc., and therefore, the rigidity of the head is generally lower than that of a magnetic disk device. Therefore, due to the influence of mechanical sub-resonance, the bandwidth of the speed control system during macro seek cannot be increased much. If the head is driven at high acceleration without increasing the band of the speed control system, the speed deviation, which is the deviation from the target speed, will increase. The macro seek target speed curve is set such that the speed is decelerated at the maximum acceleration to shorten the seek time, and the relative speed between the light spot and the track on the target track is decelerated to a speed that allows the track to be pulled in. This track pull-in speed is limited by the size of the detection range of the track deviation signal and the band of the light spot control loop, and is approximately 3 am/sec in an optical disk device. On the other hand, the speed deviation is approximately 5 if the deceleration acceleration and speed control system band is 25G and 700Hz, which is comparable to a magnetic disk device.
It becomes 5mm/see. In other words, the optical disc device cannot pull in tracks. In the case of optical disk drives, the band of the speed control system is even lower and the speed deviation becomes larger, so it has not been possible to drive the disks at the same high acceleration as a magnetic disk drive. Furthermore, in addition to speed deviation, when an optical head is driven at high acceleration, there is a problem of residual vibration due to the low rigidity of the head, as described above. Even after the macro seek movement was completed, it took time for the head to stabilize until the vibrations subsided, and the seek time could not be reduced much. Optical disk devices generally perform seek operations in two stages: macro seek and micro seek, so even if the macro seek speed is comparable to that of a magnetic disk device,
Micro-seek takes an extra amount of time. The reason why micro-seek is necessary is that the track pitch of an optical disc is as fine as about 1.6 μm. In other words, it is difficult to reach the target track by macro seek alone due to problems with the positioning accuracy of the macro movement mechanism, the accuracy of the head position detection device, and the large eccentricity of the optical disk. Therefore, it is difficult to reach the target track by macro seek alone. This is corrected by micro-seek. On the other hand, in a magnetic disk storage device, the track pitch of the magnetic disk is as large as about 20 μm, and the eccentricity of the disk is also smaller than that of an optical disk, so it is possible to reach the target track only by macro seek. In this way, it is difficult for optical disk drives to drive at the same high acceleration as magnetic disk drives.
Moreover, even when driven at high acceleration, the seek time could not be reduced much. On the other hand, as a theta method that does not perform micro-seek, there is a method called cross-track seek. This cross-track seek method is based on the above-mentioned JP-A-58-
As disclosed in Japanese Patent No. 91536, the number of track passing pulses output every time the track is crossed is counted, and the optical head is positioned on the target track by only macro seek using a macro movement mechanism. However, when performing a cross-track seek at high speed, the header and data signals written on the disk are mixed into the track misalignment signal.
Since the band overlaps with the band of the track passing pulse, an erroneous count of the number of tracks passing through one occurs. Therefore, it is not possible to correctly position the target track, and it is necessary to perform correction by micro-seek, and even with the cross-track seek method, it is difficult to shorten the seek time. Due to the above-mentioned problems, optical disk devices have a problem in that the seek time is longer than that of conventional storage devices, especially magnetic disk devices. 141 The average seek time of a magnetic disk storage device is 15 m.
5ec, whereas a 12' optical disk storage device has a very slow speed of about 200m5ec. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an optical spot positioning method that can achieve high-speed seek comparable to that of a magnetic disk device, and an optical disk storage device using the method. 1. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention uses the following means. ■ Set the control system band of the optical spot micro-movement mechanism to 10 KHz or more during track pull-in movement. By setting the control band of the micro-transfer mechanism to 10KHz or more,
Track pull-in can be performed while the relative speed between the track and the light spot is high. Although the bandwidth of the control system is limited by the characteristics of the micro-moving mechanism, micro-moving mechanisms that can operate at higher speeds than conventional galvanometer mirrors or two-dimensional actuators, non-mechanical optical devices such as A10 deflection elements and SAW elements, etc. By using a deflector, it is possible to increase this band to 10 KHz or more. Then, during the track following operation after the track pull-in is completed, the control system of the micro movement mechanism is switched to a lower frequency band of 5KHz.
The following shall apply. This is because if the control system band of the micro-transfer mechanism is kept high, the tracking performance is good up to high frequencies, but the light spot will be deflected more than necessary due to track defects, minute dust, noise, etc. It is. As described above, the present invention is characterized in that the band of the control system of the micro-moving mechanism is changed between the track pull-in operation and the track follow-up operation. ■ As a linear scale for detecting the amount and speed of movement of the optical head, there is a scale with grooves with a pitch similar to the track pitch of the optical disk, and an optical system fixed to the base to detect the grooves. A fine-pitch laser scale consisting of ■ The track error detection and output means for detecting a track error signal from the reflected light of the optical spot is a means for correcting the offset caused by the reflected light being shifted from the optical center axis due to the movement of the optical spot by the micro-movement mechanism. has. Then, based on the offset-corrected track error signal output from the track error detection means, the macro movement mechanism and the micro movement mechanism are driven during the track pull-in operation and the track follow-up operation to activate the two-stage tracking servo system. Configure.

【作用】 トラック引き込み動作時に光スポットのミクロ移動機構
の制御系の帯域を10KHz以上に上げることにより、
光ヘッドを高加速度で駆動してマクロシークを行っても
、トラックと光スポットの相対速度が大きいまま光スポ
ットをトラックに引き込むことができるようになる。 例えば、帯域を約12KHzまで上げれば、55mm/
sec、 、約22KHzまで上げれば磁気ディスク装
置並の15Gms/see、の速度でトラックを引き込
むことが可能となる。従って高加速度でマクロシークを
行うことが可能となり、マクロシークに要する時間を短
縮できる。 また、ヘッドを高加速度で駆動した場合、マクロシーク
終了後のヘッドの機械的な残留振動が多くなるが、その
残留振動もミクロ移動機構の制御系の帯域を上げること
により、抑圧できるようになる。従って、この残留振動
が減衰するのを待つ必要が無くなる。 また、トラック引き込み自体に要する時間も短くなる。 たとえば、帯域を約12 K Hzにした場合は引き込
みに要する時間は15Gμsec、、20KHzにした
場合は60μsec、と高速になる。 さらに、ミクロ移動機構の制御帯域を上げることにより
、ミクロ移動機構の動作は従来に比べて高速となり、ミ
クロシークに要する時間が短縮できる。 微小ピッチレーザスケールの信号を用いることにより、
クロストラックシークとほぼ同等の動作を行うことがで
きる。すなわち、微小ピッチレーザスケールからのパル
スの数を計数し、マクロ移動機構を用いて光ヘッドを目
標トラックに位置決めする。高速シークの場合でも、位
置信号以外のクロストークがないため誤計数が発生せず
、マクロシークだけで目標トラックにほぼ正確に位置決
めすることができる。たとえ目標トラックに位置決めで
きなくてもそのずれは相当小さいものであり、ミクロシ
ークによる修正が少なくてすむ。 微小ピッチレーザスケールを用いることにより、従来よ
り精度の高い速度情報が得られ、マクロシーク時の速度
制御を正確、安定かつ高速に行うことができる。ヘッド
の機械的な残留振動も少なくすることができ、整定時間
も短くなる。 トラックエラー検出手段が、オフセット補正手段を有す
ることにより、ミクロ移動機構による光スポットの移動
によって、その反射光が光学的中心軸からずれてディテ
クタの検出面上で移動しても、正確なトラックエラー信
号を検出でき、正確かつ安定に光スポットを目標トラッ
クに位置決めして追従制御することができる。 以上の作用により、マクロシークあるいはミクロシーク
に要する時間を短縮することができ、磁気ディスク装置
並の高速シー久が可能な光ディスク装置を実現できる。
[Function] By raising the control system band of the optical spot micro-movement mechanism to 10 KHz or more during track pull-in operation,
Even if a macro seek is performed by driving the optical head at high acceleration, the optical spot can be drawn onto the track while the relative speed between the track and the optical spot is high. For example, if you increase the band to about 12KHz, 55mm/
sec. If the frequency is increased to about 22 KHz, it becomes possible to pull in tracks at a speed of 15 Gms/see, which is comparable to a magnetic disk device. Therefore, macro seek can be performed at high acceleration, and the time required for macro seek can be shortened. In addition, when the head is driven at high acceleration, the mechanical residual vibration of the head increases after the macro seek is completed, but this residual vibration can be suppressed by increasing the bandwidth of the control system of the micro movement mechanism. . Therefore, there is no need to wait for this residual vibration to decay. Moreover, the time required for track pull-in itself is also shortened. For example, when the band is set to about 12 KHz, the time required for acquisition is 15 Gμsec, and when the band is set to 20 KHz, it is 60 μsec. Furthermore, by increasing the control band of the micro-movement mechanism, the operation of the micro-movement mechanism becomes faster than in the past, and the time required for micro-seek can be shortened. By using micropitch laser scale signals,
An operation almost equivalent to cross-track seek can be performed. That is, the number of pulses from the fine pitch laser scale is counted, and the optical head is positioned on the target track using a macro movement mechanism. Even in the case of high-speed seek, there is no crosstalk other than the position signal, so no erroneous counting occurs, and it is possible to almost accurately position the target track just by macro seek. Even if it is not possible to position the target track, the deviation is quite small, and less correction by micro-seek is required. By using a micro-pitch laser scale, more accurate speed information than before can be obtained, and speed control during macro seek can be performed accurately, stably, and at high speed. The mechanical residual vibration of the head can also be reduced, and the settling time can also be shortened. Since the tracking error detection means includes the offset correction means, even if the reflected light deviates from the optical center axis and moves on the detection surface of the detector due to the movement of the light spot by the micro-movement mechanism, accurate tracking errors can be detected. The signal can be detected, the optical spot can be accurately and stably positioned on the target track, and tracking control can be performed. With the above-described effects, the time required for macro-seek or micro-seek can be shortened, and an optical disk device capable of high-speed seek comparable to that of a magnetic disk device can be realized.

【実施例】【Example】

本発明で用いる光、ヘッドの一実施例を第1図に示す。 レーザダイオード101より出た光はコリメートレンズ
102により平行光になり、ビーム整形プリズム103
により円形ビームに整形された後、ミクロ移動機構とし
て動作する光偏向器104に入る。光偏向器104は、
A10偏向素子、SAW素子等の機械的でない光偏向素
子と、ビーム整形器により構成される。光偏向器104
により出射角度を変えられた光ビームは偏光プリズム1
05に入る。このときの光ビームの偏光を偏光プリズム
105に対してP偏光になるようにしておけば、光ビー
ムの大部分は偏光プリズム105を直進する。偏光プリ
ズム105を出た光ビームはλ/4板106を通り円偏
光になり、立ち上げミラー107、絞り込みレンズ10
8を通り、光ディスク10へ照射され、光ディスク10
上に光スポットを結ぶ、この光スポットは前述の光偏向
器104によりトラッキング方向に移動させることがで
きる。 光ディスク10により反射された光は、再び絞り込みレ
ンズ108、立ち上げミラー107.λ/4板106を
通り、λ/4板106により光ビームは再び直線偏光に
戻る。このときの偏光は。 偏光プリズム105に対してS偏光になっているため、
偏光プリズム105を通過せずに反射し、検出光学系に
導かれる。すなわち、反射された光ビームはハーフプリ
ズム109に入り、2方向に分けられる。一方は、凸レ
ンズ111によりトラックずれ信号検出用ディテクタ1
15上に絞り込まれ、もう一方は凸レンズ110により
絞り込まれハーフプリズム112により前後差動方式の
フォーカスずれ検出およびデータ信号検出用ディテクタ
113,114上に絞り込まれる。すなわち。 一方のディテクタ113は集光点の後方に設けられ、他
方のディテクタ114は集光点の前方に設けられ、光デ
ィスク10に照射される光スポットの焦点が情報記録面
と一致する合焦点時に両ディテクタ113,114が同
じ強度の光を受光するように配置されている。 光ヘッド15Gは、マクロ移動機構として動作するりニ
アモータ20(第16図参照)などのコースアクチュエ
ータよりディスク半径方向に移動させることができる。 光ヘッド15Gの移動量、移動速度の検出には、レーザ
スケール200を用いる。すなわち、光ヘッド15Gに
は光ディスク10と同じ程度のピッチの溝が刻まれた微
小ピッチのスケール200bが取付けられており、この
スケールにベース15に取付けられた光学系200aか
らレーザ光を照射し、その反射光をみることにより光ヘ
ッド15Gの移動量、移動速度などを検出する。 第2図(a)に、ミクロ移動機構として動作する光偏向
器104に、A10偏向素子を用いた例を示す。円形の
光ビームのまま偏向できれば好ましいが、通常のA10
偏向素子118の開口は長方形のため、効率を上げるた
めにはビームを楕円に変換する必要がある。入射したレ
ーザビームは、ビーム変換プリズム117で楕円のビー
ムに絞られ、A10偏向素子118に入り、出力ビーム
を再びビーム変換プリズム119で円形ビームに戻して
いる。 第2図(b)を用いて、A10偏向素子118の動作を
説明する。A10偏向素子118は、レーザ光に対して
透明な媒質118aと、該媒質中に超音波を伝播させる
圧電トランスデユーサ118bと、該圧電トランスデユ
ーサを駆動する高周波源120からなり、媒質118a
中に圧電トランスデユーサ118bによって発生する超
音波を伝播させると、媒質118aの光弾性効果により
、その超音波の粗密波が屈折率の周期的変化をもたらす
、この屈折率の変化は、媒質118aに入射した光に対
して位相格子の役目を果たし、光は回折する。超音波の
周波数をf、超音波の伝播速度をV、また入射光の波長
をλとすると、回折角θは次式で表わされる。 ■ 通常、超音波の伝播速度Vおよび入射光の波長λは一定
なので、周波数fと回折角θは比例する。 したがって、周波数fを変えることにより回折角θを変
化させることができ、すなわち光の偏向角を変化させる
ことができる。 従来の光ディスク装置では、ミクロ移動機構としてガル
バノミラ−等の機械的回転ミラーを用いて、光を偏向さ
せていた。第3図に、ガルバノミラ−による機械式アク
チュエータの特性の一例を示す、主共振点fr+aを超
えるとゲインが低下していく、また、副共振点frsで
ゲインピークを持つため、通常、サーボ系の帯域を4〜
5KHzまでしか広げることができなかった。 第4図に、本発明でミクロ移動機構として用いるA10
偏向素子の特性の一例を示す。A10偏向素子は、前述
のように周波数fの変化により偏向角θを変化させるこ
とができ、しかも周波数fは高周波源により電気的に変
化させることができるため、高速の動作が可能であり、
高い周波数までゲインはOdBで一定である。また、機
械式アクチュエータのような副共振も持たない。このよ
うに、A10偏向素子は、従来の光ディスク装置に用い
られていたガルバノミラ−等の機械式アクチュエータと
違い、高速の動作が可能であり、光スポットを高速に移
動させることができる。また、A10偏向素子に印加す
る周波数により光ビームの偏向角が決まるため、光スポ
ットの移動量を正確に決めることができる。 本実施例では、ミクロ移動機構としてA10偏向素子を
用いた例を説明したが、A10偏向素子に限らず、SA
W素子素子横1機械的偏向素子いものならかまわず、1
0KHz以上の高い周波数までゲインが変化しない一定
の振幅特性をもつ移動機構であればよい。 フォーカスエラー信号の検出には、本実施例では、前後
差動方式を用いる。これは第1図に示すように凸レンズ
110の焦点の前後にディテクタ113.114をそれ
ぞれ配置し、その出力信号の差動を取るものであり、公
知の技術である。第5図にフォーカスエラー信号検出系
を示す。 第1図の構成では、光偏向器104で光ビームを偏向さ
せた場合、ディテクタ113,114上の光スポットも
移動してしまう、したがって、光偏向器104による光
の偏向方向に対してディテクタ113,114を配置す
る向きを第5図(a)に示すように設定し、フォーカス
エラー信号への干渉を防ぐ必要がある。すなわち、ディ
テクタ113.114の各々を、その検出面に照射され
る光スポットの周辺部のみを検出するような2分割ディ
テクタで構成し、その分割帯を光偏向器104による光
の偏向方向(矢印で示す)に対して平行に配置する。こ
のようにすれば、光偏向器104によってディテクタ1
13,114上の光スポットが矢印の方向に移動しても
、分割帯の両サイドに設けられた検出部a、bあるいは
c、dの受光する光量は変化せず、光偏向器104によ
る光スポットの移動の影響を除去することができる。ま
た、これらディテクタ113,114からの信号を用い
、データ再生信号も得ることができる。信号系の構成を
第5図(b)に示す。すなわち、2分割ディテクタ11
3の2出力を加算器501で加算し、2分割ディテクタ
114の2出力を加算器502で加算する。そして、加
算器501と加算器502の出力を加算器503で加算
してデータ再生信号とし、両加算器501゜502の出
力差を差動増幅器504で得て、フォーカスエラー信号
とする。データ再生信号は復調器に入力され復調される
。また、フォーカスエラー信号は、絞り込みレンズ10
8をその先軸方向に移動させるアクチュエータに入力さ
れ、絞り込みレンズ108から照射される光スポットの
焦点が光ディスク10の情報記録面と一致するよう絞り
込みレンズ108と光ディスクの間隔を調節する。 トラックエラー信号の検出には、回折光トラッキング方
式(プッシュプル方式)を用いる。この技術も公知であ
る。ディテクタ115の形状を第6図(a)、信号系を
第6図(b)に示す。第6図(a)において、実線で示
す矢印は光偏向器104による光の偏向方向、点線で示
す矢印は。 ディテクタ115上に投影されるトラックの方向であり
、ディテクタ115は、トラック方向に対して対称に配
置され、かつトラックによるO次回折光と±1次回折光
との干渉領域に配置された2つの検出部e、fを有する
。そして、トラッキングエラー信号Trは、ディテクタ
115の2出力を差動アンプ609で差動することによ
り得られる。フォーカスエラー信号の検出の場合と同様
。 光偏向器104で光ビームを偏向させた場合、第4図(
a)に示すようにディテクタ115上の光スポットも移
動してしまう。その結果、光ビームの偏向角に応じて、
トラックエラー信号にオフセットが乗ってしまう。 トラックエラー信号のオフセットを補正する方法を以下
に述べる。第1は、光偏向器104による光ビームの偏
向角とオフセット量との関係をあらかじめ計算、あるい
は実測により求めて記憶しておき、光ビームの偏向角に
応じてトラックエラー信号を補正する方法である。その
方法を第7図に示す。光偏向器104の制御信号Rを用
い、シュミレータ505によりオフセットをシュミレー
タし、トラックエラー信号検出回路507(第6図(b
)の差動アンプ609)の出力と差動アンプ509で差
動をとり、トラックエラー信号検出回路で検出されるト
ラックエラー信号を補正して補正トラックエラー信号T
r’ を得る。なお、光偏向器104、例えばA10偏
向素子118は。 制御信号Rが入力される光偏向素子駆動回路65によっ
て駆動される。この方法では、光偏向器104による光
ビームの偏向以外の要因でオフセットが生じた場合、補
正しきれなくなることがある。 トラックエラー信号のオフセットを補正する第2の方法
は、第8図(a)のように光ディスク10のトラック上
にデータのないブランク領域を間欠的に設けておき、そ
こで光スポットをトラックの中心まわりにウォブルして
トラックエラー量を求め、これによりトラックエラー信
号検出回路(差動アンプ609)で検出したトラックエ
ラー信号Trを補正して、オフセットのない補正トラッ
クエラー信号Tr’ を得るものである。ウォブルの方
式については特開昭49−94304号、および特開昭
50−68413号に開示されているので省略する。 本実施例のトラックエラー信号Trのオフセット補正は
、ミクロ移動提携としてA10偏向器。 SAW素子などの非機械的光偏向器を用いることによっ
て初めて可能となる。従来の機械的なアクチュエータで
は、高速ウォブルができず、データ部(記録領域)でも
光ビームが偏向されるという問題があった。 オフセット補正回路の構成を第8図(b)に示す。通常
の回折光トラッキングによるトラックエラー信号Trを
、ウオブリングによるトラックエラー信号Troで補正
するようになっている。 タイミング回路601は、光スポットがブランク領域に
位置するとき光スポットをウォブルする信号を発生し、
光偏向器駆動回路65をドライブする。光スポットをウ
ォブルする量はトラックピッチの174が望ましい。例
えばトラックピッチが1.6μmのときにはウォブルす
る量はトラックまわりに0.4μm程度が望ましいが、
実際には絞り込みレンズ108によるけられなどを考慮
して、通常0.15μm程度となっている。ディテクタ
115の出力e、fの差を差動アンプ609で求める。 そしてディテクタ115の出力e、fの和を加算器61
1で求め、サンプル/ホールド回路603,605に入
力する。タイミング回路601は、サンプル/ホールド
回路603゜605の制御信号も出力する。一対のサン
プル/ホールド回路603,605で光スポットをトラ
ックの両側に振ったときのそれぞれの反射光量を記憶し
ておき、その差を差動アンプ607で求めてウオブリン
グによるトラックエラー信号Troを得、これをゲイン
調整器に2を介して加算器613に入力する。加算器6
13の他の入力には。 回折光トラッキングによるトラックエラー信号Trであ
る差動アンプ609の出力Trがゲイン調整器に1を介
して接続されている。ゲインKl。 K2の値を変えることで、回折光トラッキングによるエ
ラー信号Trとウオブリングによるエラー信号Troと
の比率を変えることができる。K1=0とした場合、サ
ンプルサーボと同等のトラッキング動作になる。オフセ
ット補正されたトラックエラー信号Tr’は、後述する
ようにトラッキング制御回路45に与えられ1位相補償
されてミクロ追従制御信号(光偏向素子制御信号)Rお
よびマクロ追従制御信号(コースアクチュエータ制御信
号7)Gとなり、ミクロ追従制御信号(光偏向素子制御
信号)Rはミクロ移動機構(光偏向素子)駆動回路65
を介してミクロ移動機構(光偏向素子)104を駆動す
る。 トラックエラー信号のオフセットを補正する第3の方法
を説明する。これは第9図に示すように、離散的に光ス
ポットをウォブル(振動)させ、トラックエラー信号か
らオフセット成分をキャンセルするものである。ディス
ク半径方向の光スポットの位置をX、トラックピッチを
pとする。オフセットの乗ったトラックエラー信号をT
rとし、Trは次式で表わされるとする。 Tr =  a sin (27CX/P) +  b
ただし、aはトラックエラー信号の振幅、bはオフセッ
トである。ウォブルによる光スポットの移動量を±W、
その時のトラックエラー信号TrをE”、E−とすると
、E”、 E″″の和は次式で表わされる。 E”+E−=:2(asin(2πx/p) C08(
2πw/p)+b)従って、次のような演算をすること
により、オフセットがキャンセルされたトラックエラー
信号Tr’ を得ることができる。 Tr’ =Tr−(E”+E−)/2 =a(1−cos (2w/p)) sin (2πx
/p)通常、Tr’の振幅が最大となるようにw=p/
2と選ばれる。 オフセット補正回路の構成を第10図(a)、補正回路
の制御信号の様子を第10図(b)に示す。2分割ディ
テクタ115の出力e、fの差を差動アンプ609で求
め、回折光トラッキング(push−pull)による
エラー信号Trを得る。 タイミング回路601は、ウォブル制御信号Cwおよび
サンプルホールドのための制御信号Tl、T2およびT
3を発生する。 光スポットは、ウォブル制御信号Cwによりウォブルさ
れる。すなわちウォブル制御信号Cwはサーボ系からの
光スポット制御信号Rと加算器、621で加算され、光
偏向器(ミクロ移動機構)駆動回路65を通して光偏向
器(ミクロ移動機構)104を駆動する。従来の機械式
アクチュエータでは、光スポットを一定量ウオブルさせ
るためには、移動量を検出してフィードバックをかける
必要があったが、A10偏向素子やSAW素子などの非
機械的光偏向器では、駆動周波数fの変化と偏向角θの
変化が比例するため、フィードバックをかけずにウォブ
ルすることができる。 ウォブルしたときのトラックエラー信号E+E−は、制
御信号Tl、T2により制御されるサンプルホールド回
路603および605によりそれぞれサンプルホールド
される。光偏向器の媒質中を超音波が伝播するのに時間
がかかるため、ウオブリング制御信号Cwの変化より遅
れてTl。 T2のサンプル信号が出力される。サンプルホールド回
路603,605の出力の和を加算器625で求め、ゲ
イン調整器Kを介して差動アンプロ23に入力する。差
動アンプ623の他の入力には、差動アンプ609の出
力Trが接続されており、この回折光トラッキングによ
るエラー信号Trからオフセット成分を補正して、オフ
セット補正されたトラックエラー信号Tr’ を得る。 サンプルホールド回路627は、制御信号T3により制
御され、ウォブルを行っているTwの間、前回オフセッ
ト補正されたトラックエラー信号Tr’ をホールドし
、サーボ系が振られるのを防ぐ。ゲイン調整器には、K
=1/2となるように設定される。 Twは出来るかぎり短くするのが望ましい。光偏向素子
は動作が高速なので、Twは通常10μs、以下とする
ことができる。ウオブリングのインターバルTiは、T
i>Twの範囲で変化させることができるが、Tiが大
きくなるとトラックエラー信号の位相遅れも大きくなる
ため、制御系の安定性を考慮し、 Tw<Ti<1/ (3・fcf) の範囲に設定する。ただし、fcfはミクロ制御系の帯
域である。 後述のように、トラック引込み時はミクロ制御系の帯域
を上げる必要があるので、Tw<Tiの範囲でTiはな
るべく短くする。トラック追従時はミクロ制御系の帯域
はあまり上げる必要がないので、Twは長くすることが
できる。特に、データのり−ド/ライトを行う際、光ス
ポットをウォブルしていてはリード/ライトができない
。そこで、第8図(、)のように光ディスクのトラック
上にところどころデータのないブランク領域を設けてお
き、そこで光スポットをトラックまわりにウォブルする
。その場合、第10図(a)のタイミング回路601は
、たとえばデータ信号を見ながらこのブランク領域を検
出し、ウォブル制御信号Cw、サンプルホールド制御信
号Tl、T2およびT3等を発生する。ブランク領域が
現れる間隔をTiとし、Ti<1/(3・fcf)を満
たす範囲でなるべく長くすれば、ブランク領域を設けた
ことによる記録領域の減少も少なくてすむ。 たとえば、トラック引込み時のミクロ制御系の帯域を1
0KHzとすると、ウォブルのインターバルTiはTw
<Ti<33μs、でなるべく短くすればよい。トラッ
ク追従時のミクロ制御系の帯域を3KHzとすると、ウ
ォブルのインターバルTiはT i < 110μs.
でなるべく長くすればよい。 以上の実施例は、トラックエラー信号Trの検出に回折
光トラッキングを用いていたが、光スポットをウォブル
することにより、光ディスクからの反射光の総光量から
トラックエラー信号を検出することもできる。その例を
以下に示す。 光スポットをウォブルする様子は第9図に示すものと同
様である。本実施例では、トラックエラー信号検出用デ
ィテクタ115に、第11図(a)に示すような検出部
jをもつディテクタを用いる。 反射光の総光量を検出するため、検出部jは反射光の光
スポットより大きく、かつ光偏向器104による光の偏
向方向に長く光スポットが光偏向器104によイて点線
のように移動してもカバーできるようになっている。デ
ィテクタ115の出力をアンプ631で増幅して、総光
量信号Fとしている。 反射光の総光量信号Fからオフセットのないトラックエ
ラー信号Tr  を検出する方法を示す。 第9回において、ディスク半径方向の光スポットの位置
をX、トラックピッチをpとする。反射光の総光量信号
Fは次式で表わされるとする。 F=ccos(2πx/p)+d ただし、Cは総光量信号の振幅成分、dは直流成分であ
る。ウォブルによる光スポットの移atを±W、その時
の総光量信号をF”  F−とすると。 F+とF−の差を取ると、トラックエラー信号Tr’ 
を得ることができる。 Tr’ =F”−F− =−2csin (27CW/P) sin (27C
X/P)通常、Tr’の振幅が最大となるようにw=p
/4と選ばれる。 トラックエラー信号検出回路の構成を第11図(b)、
制御信号の様子を第11図(c)に示す。 タイミング回路601は、ウォブル制御信号Cwおよび
サンプルホールドのための制御信号T4゜T5およびT
6を発生する。 光スポットが、制御信号Cwによりウォブルされる方法
は、第10図の説明で述べたものと同様である。 ウォブルしたときの総光量信号F”  F−は、制御信
号T4.T5により制御されるサンプルホールド603
およびサンプルホールド605によりサンプルホールド
される。光偏向器104の媒質中の超音波の伝播に時間
がかかるため、ウオブリング制御信号Cwの変化より遅
れてT4.T5のサンプル信号が出力される。サンプル
ホールド619は、制御信号T6より制御され、ウォブ
ルを行っているTwの間トラックエラー信号をホールド
し、サーボ系が振られるのを防ぐ。 TwおよびウオブリングのインターバルTiの設定は、
前述の回折光トラッキングにおけるオフセット補正で述
べたものと同様であるので省略する。 レーザスケールは、第12図(a)に示すように、光ヘ
ッド15Gに取付けられた微小ピッチスケール200b
と、ベース15に取付けられた固定光学系200aとか
ら構成される。微小ピッチスケール200bには光ディ
スク10のトラックピッチと同程度のピッチで溝が刻ま
れており、これに固定光学系200aからレーザ光を絞
り込み、その反射光を検出する。レーザダイオード20
1から出たレーザ光は回折格子202、ハーフミラ−2
03を通り、コリメートレンズ204で平行光になる。 立ち上げミラー205で反射した後、レンズ206で絞
り込まれ、微小ピッチスケール200b上に3つの光ス
ポットを結ぶ。反射した光はハーフミラ−203で分離
され、凹レンズ207で平行光になり、ディテクタ20
8に入る。 ヘッドの移動量、移動速度及び移動方向を検出するため
には、第12図(b)の様な、位相がおよそπ/2ずれ
た二つの信号が得られればよい。 前述の3つの光スポットを、微小ピッチスケール200
bの溝に対して第12図(c)に示すように配置する。 すなわち、主光スポット209をはさんで二つの副光ス
ポット210a、210bを、反射光量の位相が主光ス
ポット209の反射光量に対して約±π/2ずれるよう
に配置する。この3つの光スポットの反射光量信号を、
第12図(d)のブロック図に示す回路で補正すれば、
第12図(b)の様な、位相がおよそπ/2ずれた二つ
の信号が得られる。なお、第12図(d)中のに3.に
4は、主光スポット209の反射光量と副光スポット2
10a、210bの反射光量との差を補うものである。 ここでは、3つの光スポットを用いる方法について説明
したが、1つのスポットで反射光量および回折光を用い
ても、第12図(b)のような信号を得ることができる
。 次に、第1図の構成の光ヘッドを用いて高速シークを実
現する方法について述べる。 光ディスク装置における2段階シータ方式については、
特開昭58−91536号及び特開昭58−16937
0号に記載されている。2段階シータ方式をシーク時間
の面から見ると、第13図(a)のようになっている。 すなわち、トータルシーク時間は、■マクロシークに要
する時間、■整定およびトラック追従サーボの起動のト
ラック引き込み動作に要する時間、■トラックアドレス
の確認に要する時間、■ミクロシークに要する時間、の
総和である。それに対して磁気ディスク装置の場合は、
トラックピッチが粗いため、光ディスク装置のような2
段階シークを行う必要がない。すなわち、光ディスク装
置のマクロ移動機構にあたるリニアモータだけで位置決
めを行うことができるため、第13図(a)における■
のミクロシークを行う必要がない。 従来の構成の光ディスク装置で磁気ディスク並の高速シ
ークを実現しようとする場合、以下のような問題点が生
じる。■のマクロシークに要する時間を短縮するため、
高加速度で光ヘッドを駆動した場合、マクロシークの移
動終了後の残留振動が大きくなる。そのため、その残留
振動が収まるまで待たねばならず、■の整定時間が長く
なる。 また、■のトラック追従サーボが起動するためには、デ
ィスク上のトラックと光スポットの相対速度が、トラッ
ク引き込みが可能になるまで小さくなければならない。 ところが、光ディスクのトラックピッチは細かいため、
磁気ディスクに比べてさらに相対速度が小さくなるまで
待たなければならない。このように残留振動あるいは後
述の速度偏差の問題から、光ディスク装置では第13図
(a)の■の様に減速加速度を次第に小さくする必要が
あり、その分マクロシークに時間がかかった。また、デ
ィスクの回転速度が速く、ディスクの偏心が大きい場合
には、光ディスク上のトラックと光スポットの相対速度
が大きくなることがあり、マクロシーク整定後にトラッ
クアドレスを読むためにトラック追従サーボが起動して
も、トラックはずれが起こり、実際にトラック追従動作
が始まるまでの時間■が長くなる。光ヘッドの位置決め
精度についても、リニアスケールの分解能がトラックピ
ッチに比較して悪いため、丸め誤差が発生するだけでな
く、ディスク回転時の偏心のためマクロ移動中に目標位
置自体が移動するためのずれがあり、マクロ移動後の光
スポットの位置は正しい目標からずれてしまう。このた
め、次の段階のミクロシークによる修正距離が長くなり
、また、ミクロ移動機構に機械的アクチュエータを用い
ていることと相まって、■のミクロシークの時間が長く
かかる。 以上のような問題から、光ディスク装置のシーク時間は
、磁気ディスク装置に比べて遅くなっている。例えば、
141の磁気ディスク装置では、全トラックの1/2を
シークするとすると、■のマクロシークに約14 m5
ec、 、■の整定お・よびトラック追従サーボの起動
に1m5ec、の合計的15 m5ec、でシークが終
了する。それに対し12′の光ディスク装置では、■の
マクロシークに約15G m5ec、 、■の整定およ
びトラック追従サーボの起動に約50m5ec、、■の
ミクロシークに約50 m5ec、の合計的200 m
5ec、のシーク時間がかかる。 本発明による光スポット位置決め方法のシーク時間を第
14図(a)に、光ヘッドと光スポットの動きを第15
図に示す。ミクロ移動機構として、光ヘッド上、あるい
はベース上に搭載されたA/○偏向素子、SAW素子等
の非機械的な光偏向器104を用いることにより、光ス
ポットを高速に制御する。 光ヘッド15Gを駆動するマクロ移動機構に高推力のア
クチュエータ20を用い、磁気ディスク装置と同程度か
、それ以上の加速度を与える。そのことにより、第14
図(a)に示すように■のマクロシークに要する時間を
短縮できる。磁気ディスク装置並か、それ以上の加速度
を与えることが可能になった理由は、以下に述べる通り
である。 マクロシーク終了時、マクロ移動機構はミクロ移動機構
である光偏向器のトラック引き込み可能な速度に減速し
ている必要がある。マクロシークの速度制御系の帯域が
fv、減速加速度がαの時、速度目標との偏差Veとの
間には、次の関係がある。 α 2πfv fv=700Hzの場合、a=25Gとすると、V e
  4 55mm/sec。 となり、たとえマクロシークの目標トラックで速度がO
になるように速度目標カーブを決めても。 実際にはVeの速度を持ったままである。 従来の光ディスク装置では、光ディスクのトラックと光
スポットとの相対速度が3mm/sec、程度になるま
でトラックを引き込むことができない。 第13図(b)に、従来の光ディスク装置における、マ
クロシーク減速時のトラックと光スポットの相対速度を
示す。点線が目標速度カーブ、実線が実際の速度である
。点線と実線との差が速度偏差V・とな魅速度偏差V・
が大きし゛ままで&よトラックに引き込むことができな
いため、第13図(b)の■の様に目標トラックに近づ
くにつれ減速加速度を小さくし、速度偏差Vsが3 m
m / sec。 と十分小さくなってからトラック引き込みを行っている
。減速加速度を小さくする分だけ、■のマクロシークに
余計な時間がかかってしまう。またこの余計な時間は、
初期の減速加速度が大きいほど、マクロシーク時間に占
める割合が大きくなる。 しかし、本発明のようにミクロ移動機構の制御系の帯域
を、トラック引き込み動作時に10KHz以上、例えば
12KHz以上に上げることにより、速度偏差Veが5
5mm/sec、でもトラックを引き込むことができる
ようになる。本発明におけるシーク時間の全体の様子を
第14図(a)、マクロシーク減速時のトラックと光ス
ポットの相対速度を第14図(b)に示す。第14図(
b)において、点線が目標速度カーブ、実線が実際の速
度である。点線と実線との差が速度偏差Veとなる。 速度偏差Veが大きいままでもトラックを引き込むこと
ができるため、第13図(b)の様に減速偏向器を用い
た場合、印加する周波数の変化に対加速度を小さくする
必要はなく、余計な時間がかからないため、■のマクロ
シークに要する時間を短縮することができる。 本発明では、光ヘッドを高加速度で駆動することにより
、マクロシーク終了時の機械的な残留振動が多くなるが
、光スポットのミクロ移動機構の制御系の帯域を上げる
ことにより、その残留振動を抑圧できるので、■の整定
時間も短くなる。 また■の整定およびトラック追従サーボの起動のトラッ
ク引き込み動作については、磁気ディスク装置の場合は
光ディスクのマクロ移動機構にあたるリニアモータで引
き込むので制御系の帯域を高くできないのに対し、本発
明ではミクロ移動機構の制御系の帯域をトラック引き込
み動作時に10KHz以上と高くすることができるため
、磁気ディスク装置より短時間で終了する。 ■のミクロシークについても、ミクロ移@機構の帯域を
上げることにより、従来より高速に行うことができる。 また、ミクロ移動機構に、A10ものとなる。特にスケ
ールのピッチを光ディスクがわかる。そのためミクロシ
ークの移動動作は、−度で終了する。また印加する周波
数を変えてから実際に光スポットの移動が終了するため
には、数μsec、 L/かかからない。そのため、ミ
クロシークの移動に要する時間■はシーク全体の時間か
ら見ればほとんど無視できる。 従来、光ヘッドの移動量、移動速度を検出するリニアス
ケールとしては、発光ダイオードと15Gμm程度のピ
ッチのスリットが用いられていたため、分周を行っても
せいぜい10μm程度の分解能しか得られなかった。マ
クロシークの移動目標はこのリニアスケールを基準にし
ていたため、どうしても目標トラックとの誤差が大きく
なり、ミクロシークによる移動トラック数が大きくなっ
た。本発明では、前述の微小ピッチのレーザスケールか
らの信号を用いることにより、精度の高い位置情報を得
ることができ、マクロシーク終了麟の仏スポット位置は
目標トラックに相当近イ光スポット位置は目標トラック
と一致し、ミクロシークの必要はほとんど無くなる。ま
た、精度の高い位置情報が得られるため、光ディスクの
偏心にあわせてマクロシークの移動目標を動かすことに
より、偏心の影響を無くすることができる。 またマクロシークで速度制御を行う際、微小ピッチレー
ザスケールを用いることにより、低速まで精度の高い速
度情報を得ることができる。速度情報は光スポットがス
ケールの溝を通過するごとに、1敗的に得られる。例え
ば速度制御ループのカットオフ周波数を700Hz、許
容される位相遅れを45″とすると、約91IIm/s
ec、まで十分な精度の速度情報が得られる。 以上のように、本発明によれば、シーク時間は、はぼ■
のマクロシークに要する時間、■の整定およびトラック
追従サーボの起動トラック引き込み動作に要する時間、
■のアドレスの確認に要する時間の和である。例えば、
ストロークを70ma+、マクロ移動機構の加速度を2
5Gとすると、■のマクロシークに約18 m5ec、
 、■の整定およびトラック追従サーボの起動及び■の
アドレスの確認に約1m5ec、の合計約19m5ec
、でシークが終了する。後述の第2の実施例においては
、光ヘッドを可動ヘッドと固定光学系に分けることによ
り、可動部の重量を軽くすることができ、マクロ移動機
構の推力が同じでもより大きな加速度を出すことができ
る。また、多数の光スポットによりディスク面をシーク
することにすると、シークのためのストロークを短くす
ることができる。例えば、全トラックの172をシーク
するとして、ストロークを35a+m、マクロ移動機構
の加速度を50Gとすると、■のマクロシークに約9m
5ec、、■の整定およびトラック追従サーボの起動及
び■のミクロシークに約1m5ec、の合計約10m5
ec。 でシークが終了し、磁気ディスク装置より高速のシーク
が実現できる。 シーク動作を行う全体システムを説明する。第16図は
本発明の第一の実施例を示し、シーク制御回路の全体構
成を示すブロック図である。ディスク半径全面にわたる
マクロ移動機構としては、光ヘッド15G全体を移動さ
せるリニアモータ20を用い、微小範囲を追従する高応
答性の微小位置決め用のミクロ移動機構としては第1図
中、あるいは第2図および第4図に示したA10偏向素
子、あるいはSAW素子等の非機械的光偏向素子による
光偏向器を用いる。 光ディスク1oは1回転軸を中心にスピンドルモータ7
5によって回転している。光ヘッドlOOは、ベース1
5上をコロ116の回転に従って光ディスク10の半径
方向に移動する。光ヘッド15Gは、リニアモータ20
によって駆動される。光ヘッド15G内の各ディテクタ
からの信号は、光スポット制御信号検出及び情報再生回
路35に送られ、前述の方法でトラックエラー信号(ト
ラッキング信号)Tr’ とデータ信号が検出される。 データ信号はデータ情報の再生のために用いられ、サー
ボ制御回路30に送られ、光ディスク10に記録されて
いるデータ情報(ヘッダー情報を含む)が復調される。 なお、光ヘッド15Gには前述のように焦点ずれ検出光
学系が設けられ、焦点誤差信号も検出されるが、シーク
動作に直接関与しないので省略した。 トラックエラー信号Tr’は、トラッキング制御回路4
5に入力され、ミクロ追従制御信号Rと、マクロ追従制
御信号Gが出力される。この時サーボ制御回路30は、
ミクロ移動機構訃動モードスイッチ回路55とマクロ移
動機構駆動モードスイッチ回路60をトラック追従モー
ドとし、これよりミクロ追従制御信号Rはミクロ移動機
構駆動回路65を介して光ヘッド15G内の光偏向器1
04をill!動し、光スポットがトラック中心を追従
するように光スポットの照射位置を制御する。 一方、マクロ追従制御信号Gは、マクロ移動機構駆動回
路70を介してリニアモータ20を駆動し、光ヘッド1
5Gを光ディスク10の半径方向に移動させ、ミクロ移
動機構である光偏向器104とマクロ移動機構であるリ
ニアモータ20が協動してトラック追従動作が行われる
。これは2段階トラッキングサーボシステムと呼ばれ、
特開昭58−91536号に開示されている。なお、マ
クロ追従制御信号Gは、特開昭58−91536号に開
示されているように、ミクロ追従制御信号Rを電気的に
シュミレートすることにより得られるが、本実施例のよ
うにミクロ移動機構にA/○偏向素子を用いる場合は、
ミクロ追従制御信号Rをそのまま用いてもかまわない。 このような追従制御の状態にあるとき、図示されていな
い上位の制御装置からサーボ制御回路30にアクセスす
べきアドレス情報OAが送られ、アクセス動作(シーク
動作)が起動される。すると、サーボ制御回路30は、
反射光量の信号から現在位置するトラックアドレスを読
み取り、マクロシーク移動量Nを計算し、マクロシーク
制御回路50に送ると同時に、サーボ制御回路30は、
ミクロ移動機構駆動モードスイッチ55をロックモード
とし、ミクロ移動機構駆動回路65への制御信号Rをホ
ールド状態にする。ミクロ移動機構に光偏向素子を用い
た場合、ミクロ移動機構駆動回路65にはvCoで構成
され、制御信号Rをホールド状態にすることで、光偏向
素子104の駆動周波数fはホールドされ、光偏向素子
104による光の偏向角は固定される。また一方、マク
ロ移動機構駆動モードスイッチ回路60をマクロシーク
モードとし、マクロシーク制御回路50の出力Hは、マ
クロ移動機構駆動モードスイッチ回路60とマクロ移動
機構駆動回路70を介してりニアモータ20を駆動し、
光ヘッド15Gを光ディスク10の半径方向に高速移動
させる。光ヘッド15Gの移動位置信号には、微小ピッ
チレーザスケール200によって検出され、マクロシー
ク制御回路50にフィードバックされており、光ヘッド
15Gの位置による好適な制御信号がマクロ移動機構駆
動回路70に与えられる。この好適な制御信号は、第1
4図(b)に示す目標速度である。 この制御信号により、光スポットが移動目標トラック上
に来たとき、光スポットとトラックとの相対速度がミク
ロ移動機構でトラックを引き込める光スポットが目標ト
ラック上に来てマクロシークが終了すると、マクロシー
ク制御回路50は、マクロシークが終了したことを示す
信号Aをサーボ制御回路30へ送る。サーボ制御回路3
0は、ミクロ移動機構駆動モードスイッチ回路55を0
檄 ツクモードから解析し、またマクロ移動機構駐動モード
スイッチ回路60をトラック追従モードとし、トラック
を引き込み、再び前述の2段階トラッキング制御を行う
。サーボ制御回路30は、光ディスク10からの情報信
号から現在トラックアドレスを読み取り、目標アドレス
情報との誤差であるミクロシークの移動量Jを計算し、
ミクロシーク制御回路40に送る。さらに、サーボ#御
回路30は、マクロ移動機構駆動モードスイッチ回路6
0をトラック追従モードとし、マクロ追従制御信号Gを
マクロ移動機構即動回路70に接続する。ミクロシーク
制御回路40は、ミクロ移動機構駆動モードスイッチ回
路55をトラック追従モードとミクロシークモードの間
で切り換える。ミクロ移動機構駆動モードスイッチ回路
55がミクロシークモードにあるとき、ミクロシーク制
御回路40はトラックジャンプ信号りを出し、ミクロ移
動機構駆動回路65を介して光偏向器104を駆動し、
光スポットを目標トラックへと位置決めする。マクロシ
ーク終了時に引き込んだトラックと目標トラックの誤差
がミクロ移動機構でカバτできる範囲にあると、トラッ
クジャンプ動作は一度で終了するが、目標トラックに一
度のトラックジャンプで到達できないときには、ミクロ
移動機構暉動モードスイッチ回g55をトラック追従モ
ードとミクロシークモードの間で繰り返し切り換え、ト
ラックジャンプとトラック追従動作を何度か繰り返す。 第16図のマクロシーク制御回路50の動作を第17図
のブロック図を用いて詳細に説明する。 移動トラック数を微小ピッチレーザスケール200のス
ケールピッチで変換した値Nをマクロシーク移動量カウ
ンタ51に書き込む。特にトラックピッチとスケールピ
ッチが同じ場合には、マクロシーク移動量Nは移動トラ
ック数と同じになる。 例えば、移動トラック数M=15G01でトラックピッ
チp=1.6μm、スケールピッチL=2.0μmの場
合、 L       2.0 であるから、整数化して、 N=8001 をマクロシーク移動量カウンタ51に書き込む。 このときの丸め誤差Eは0.2である。丸めによる誤差
量は、悪いときでもスケールピッチよりも大きくなるこ
とはない。 このマクロシーク移動量カウンタ51は、微小ピッチレ
ーザスケール200のスケールピッチ毎に移動方向に応
じて出力されるアップ、ダウンパルス信号Kups K
downによってカウントアツプ。 カウントダウンされる。 このマクロシーク移動量カウンタ51の値であるマクロ
シーク偏差に応じて、マクロシーク・整定コントローラ
52は、マクロ移動機構駆動モードスイッチ回路60を
介してリニアモータ20のドライバであるマクロ移動機
構駆動回路70を駆動する。このときマクロ移動機構廓
動モードスイッチ60の出力は、マクロシーク・トラッ
ク追従切り換え信号A′によってマクロ移動側Hに接続
されている。なお、マクロシーク・整定コントローラ5
2は、速度検出回路、目標速度制御カーブ発生回路、D
/Aコンバータ及び差動増幅器から構成される。すなわ
ち、マクロシーク移動量カウンタ51からのマクロシー
ク偏差は、目標速度カーブ発生回路に入力され、偏差量
に応じて最適な目標速度信号が出力される。この目標速
度カーブは、第14図(b)に点線で示したようなもの
であり、減速時には、マクロシーク偏差の平方根に比例
するものとなる。ここでは、マクロシーク移動量カウン
タ51の出力がデジタル的に与えられているため、RO
Mにあらかじめ平方根のテーブルを入れておき、目標位
置までのマクロシーク偏差に応じて目標速度信号をデジ
タル的に出力する。 この目標速度信号をD/Aコンバータに入れ、アナログ
量に変換し、差動増幅器の一方の入力に入れる。もう一
方の入力には速度検出回路からの速度信号が入力され、
差を取られる。この差の出力は、目標速度と実働速度の
差となる。これが、マクロシーク制御回路50の出力H
となる。 またマクロシーク開始時、制御信号A′によりミクロ移
動機構駆動モードスイッチ55をロックモードとし、サ
ンプル/ホールド回路56をホールド状態にする。ミク
ロ移動機構駆動回路65はvCOで構成され、制御信号
をホールド状態にすることで光偏向素子の駆動周波数は
ホールドされ、光偏向素子による光の偏向角は固定され
る。 従来のようにミクロ移動機構にガルバノミラ−等の機械
式アクチュエータを用いた場合、マクロシーク移動中は
アクチュエータをロックしておかないと移動時の加速度
により振動してしまい、整定に時間がかかってしまう。 ロックするために、振れ角センサなどのミクロ移動機構
の位置検出器を設け、その信号を用いてフィードバック
ループを設ける必要があった。しかし1本発明のように
、ミクロ移動機構に非機械的な光偏向素子を用いると、
駆動周波数をホールドするだけでロックすることができ
るので、位置検出器、フィードバックループを設ける必
要はない。また、光偏向素子を用いた場合、ミクロ移動
機構の振動という意味からはロックする必要はない。し
かし、マクロシーク移動量カウンタ51はシーク直前の
ミクロ移動機構の位置を基準にしているため、これが動
いてしまうとマクロシーク誤差になってしまう。そのた
め、マクロシーク移動直前の状態にミクロ移動機構をロ
ックするのである。 また、第15図に示したように、マクロシーク中にミク
ロ移動機構により光スポットをヘッドよりシータ方向に
進めておくこともできる。これは、ミクロ移動機構のカ
バー範囲が小さいときに有効である。ま−′たその場合
、ミクロ移動機構を進めた分だけマクロシーク移動量カ
ウンタ51を補正する必要がある。 光スポットが目標トラック上に来てマクロシーク移動量
カウンタ51の値が零となり、整定動作が終了すると、
マクロシーク終了判定回路54の出力であるマクロシー
ク・トラック追従切り換え信号A′によって、マクロ移
動機構駆動モードスイッチ回路60が切り換えられ、ま
たミクロ移動機構叩動モードスイッチ回路55中のサン
プル/ホールド回路56がサンプル状態になる。それに
より、トラッキング制御回路45からのマクロ追従制御
信号Gとミクロ追従制御信号Rとがマクロ移動機構駆動
回路70とミクロ移動機構駆動回路65にそれぞれ加え
られ、トラック引き込み動作が開始される。 トラックを引き込み、トラック追従動作が開始されると
、サーボ制御回路30内の情報読み取り回路によってト
ラックアドレスが読み出され、目標トラックとのずれ量
Jが計算される。引き込んだトラッQJt日#!l)%
ラリクで本スン餐 7hセ1動作(シーク動作)はすべ
て終了する。目標トラックでないときは、ずれ量Jだけ
光偏向器104により光スポットを移動させるようなト
ラックジャンプ信号りが作られる。また、トラックジャ
ンプ切り換え信号JTによりサンプル/ホールド回路5
6がホールド状態にされ、スイッチ57がオンにされて
、ミクロ移動機構駆動回路65が駆動される。光偏向器
は、従来の機械的なミクロ移動機構に比べて高速であり
、トラックジャンプは瞬時に終了する。トラックジャン
プ後、トラックジャンプ切り換え信号JTによりサンプ
ル/ホールド回路56がサンプル状態にされ、またスイ
ッチ57がオフにされて、トラック追従制御が開始され
る。アドレスを確認し、目標トラックであれば終了、そ
うでなければトラックジャンプを繰返し。 目標トラックまで移動する。特に光ヘッドの移動量の検
出に光ディスクのトラックピッチとほぼ同じピッチの微
小ピッチレーザスケールを用いているため、マクロシー
ク移動後に引き込んだトラックと目標トラックとの誤差
はほとんどなく、ミクロシークによる光スポット移動量
は少なくてすむ。 なお、本実施例では、トラックジャンプ切り換え信号J
Tによりサンプル/ホールド回路56とスイッチ57の
両方を制御したが、サンプル/ホールド回路56のサン
プル状態への切り換えと同時にトラックジャンプ信号り
を切ってしまうと、ミクロ移動機構が高速のため、トラ
ック追従制御系が動作を開始する前に光スポットが戻っ
てしまうことがある。このような場合は、トラップ切り
換え信号JTをサンプル/ホールド回路56に対する切
り換え信号とスイッチ57に対する切り換え信号とに分
け、それぞれ別々に制御する。すなわち、トラックジャ
ンプ切り換え信号JTによりサンプル/ホールド56が
ホールド状態にし、同時にトラックジャンプ切り換え信
号JT2によりスイッチ57をオンにしてトラックジャ
ンプを起動し、トラックジャンプ後、トラックジャンプ
切り換え信号JTによりサンプル/ホールド56をサン
プル状態にし、トラック追従を開始する。その後、トラ
ックジャンプ信号りは再び零に戻されるが、その零に戻
す速度はマクロ移動機構が追従可能な速度で戻す。そし
てトラックジャンプ信号りが再び零に戻ると、トラック
ジャンプ切り換え信号JT2によりスイッチ57をオフ
する。 また、本実施例では、マクロシーク移動量カウンタ51
に光ディスクの偏心量を加え、偏心補正を行う、すなわ
ち、第1z図に図示のように光ディスクの偏心量εを検
出するために、偏心量カウンタ53を設け、このカウン
タの値によりマクロ≦ シーク移動量カウンタ51を補正する。第1)図に示し
たように、スピンドルモータ75によって光ディスク1
0はわずかに偏心しながら回転し、回転角度検出器80
からは、光ディスク10の回転角度情報θと1回転あた
りの1個の基準角度インデックス信号IDが出力される
。偏心量カウンタ53は、基準角度インデックス信号I
Dによって1回転ごとにリセットされるようになってい
る。 偏心量カウンタ53の出力であるディスク偏心量εと回
転角度検出器80からのθ′は、光ディスクの最初な起
1時に、光ディスク複数回転にわたって計測され、偏心
量と回転角度の平均的な関係、すなわち ε=f(θ′ ) が記憶される。なお、ディスク偏心量εの記述には、ミ
クロ移動機構(光偏向器)をロックモードとしてトラッ
ク追従動作を行ったときの、微小ピッチレーザスケール
60からのアップ、ダウンパルス信号Kuρ、 Kdo
wnが用いられる。 マクロシーク移動量カウンタ51は偏心量カウンタ54
からの信号εで常に補正され、マクロシーク終了時、マ
クロシーク終了判定回路54は、ママクロシーク移動量
カウンタ51の出力であるマクロシーク偏差をみて整定
の終了を判定する。 次に、第16図、第17図に示したトラッキング制御系
について詳しく述べる。 トラッキング制御系は、基本的に゛は特開昭58−91
536号に開示されている2段階トラッキングサーボを
用いる。すなわち、光ディスクiJJfにおいては、第
18図(a)に示すような構成の2段階トラッキングサ
ーボを用いている。Gdはトラックエラー信号検出系の
特性、Ofは駆動回路を含むミクロ移動機構の特性、G
cは駆動回路を含むマクロ移動機構の特性を表す。Xc
はマクロ移動機構の位置、Xfはミクロ移動機構による
光スポットの変位、XcとXfとの和Xsが光スポット
の位置となる。光スポットの位ffX5と追従目標トラ
ックの位置Xtとの差が、第7図、第8図、第10図あ
るいは第11図で説明したトラックエラー信号検出系に
より検出される。ミクロ移動機構はこのトラックエラー
信号に追従する。 光ディスクのトラックピッチはせいぜい数μmであり、
トラックエラー信号の線形範囲はそのさらに半分以下で
ある。ところが、マクロ移動機構の位置の分解能はそれ
よりもかなり悪く、トラックエラー信号を目標に追従す
ることができない。そこで、マクロ移動機構の追従目標
として、ミクロ移動機構の動きをとる。Gsはマクロ移
動機構の動作目標を与えるための、ミクロ移動機構の特
性をシュミレートするシュミレータである。 本実施例では、ミクロ移動機構としてA10偏向素子、
SAW素子等の光偏向器を用いる。これらの光偏向器は
、前述のように機械的可動部を持たないため、高速に動
作する。すなわち、その特性をみた場合、第4図に示し
たように高い周波数和 までゲインは一定で、また位置遅れもない。第18図(
b)は18図(a)を書き直したものである。図中1点
線で囲った部分をループ■、外側のループをループ■と
する。ループ■はミクロ移動機構のフィードバック系、
ループ■はマクロ移動機構のフィードバック系である。 ループ■、ループ■の開ループ特性を示すと第19図の
ようになる。図中、fcfおよびfccはそれぞれ、ル
ープ■および全体のループのカットオフ周波数である。 このfcfおよびfccの値について後述する。 本発明で用いる2段階トラッキングサーボの他面 の構成例を第20職に示す、ミクロ移動機構としてA1
0偏向素子、SAW素子等の光偏向素子を用いると、こ
れらの光偏向器は機械的可動部を持たず電気的に偏向角
を変化させるため、高い周波数までゲインは一定で、副
共振を持たないが、素子中の超音波の伝播にある時間が
かかり、また前述のウオブリングの影響もあるため、位
相は高い周波数で遅れることがある。このままフィード
バックループを構成すると、位相が回ってサーボ系が不
安定になることがある。そこで、第20図に示すように
、低域フィルタGQを挿入し、高い周波数でのゲインを
落すものである。 なお、図において、Gdはトラックエラー信号検出系の
特性、Ofは駆動回路を含むミクロ移動機構の特性、G
cは駆動回路を含むマクロ移動回路の特性を表し、第1
8図と同様のものである。 apiはミクロ移動機構の安定化のための位相進み回路
、Gp2はマクロ移動機構の安定化のための位相進み回
路である。Xcはマクロ移動機構の位置、Xfはミクロ
移動機構による光スポットの変位、XcとXfとの和X
sが光スポットの位置となる。光スポットの位fiXs
と追従目標トラックの位置Xtとの差が、第7図、第8
図、第10図あるいは第11図で説明したlトラックエ
ラー信号検出系により検出されることは、第18図のも
のと同じである。また、マクロ移動機構の追従目標とし
て、ミクロ移動機構の動きをとるが、ミクロ移動機構に
光偏向素子を用いた場合、ミクロ移動機構の動きはOf
の入力を忠実に反映したものとなる。そのため、Ofの
入力をマクロ移動機構の動作目標とすればよく、ミクロ
移動機構の特性をシュミレートするシュミレータGsを
不要とすることができ、サーボ系の構成が簡単になる。 第20図(b)は第20図(a)を書き直したものであ
る。 本実施例のトラッキング制御系全体の特性Gは次のよう
に表わすことができる。 G=Gd−Gpl・GQ・ (Gf+Gp2・Gc)そ
のボード線図を第21図に示す、ループIのミクロ移動
機構制御ループGd−Gpl・GQ・Ofと、ループH
のマクロ移動機構制御ループGd−GPl・GΩ・Gp
2・Gcの交差する周波数をfccとすると、fCcよ
り低い周波数では主にマクロ移動機構が、fccより高
い周波数では主にミクロ移動機構が作用するように、両
者は協調して動作する。Gplはミクロ移動機構の安定
化のため、ミクロ移動機構制御ループのゲインがOdB
となるゼロクロス周波数fcfを中心に位相を進めるも
のである。Gp2はマクロ移染機構の安定化のため、交
差周波数feeを中心に位相を進めるものである。 ミクロ移動機構制御ループIの特性は、従来は主に機械
的アクチュエータの特性により決まり。 2次のばね一質量系の特性を示していたが、本実施例で
は低域フィルタGΩにより自由に決めることができる。 低域フィルタGQが2次の場合、従来の機械的アクチュ
エータと同じような特性にすることができる。しかしな
がら、第3図に示したような、機械的アクチュエータの
問題点である副共振がないため、ゼロクロス周波数fc
f、すなわちミクロ移動機構制御ループの帯域を高くす
ることができる。 また、低域フィルタGQが1次の場合、ゼロクロス周波
数fcf付近の位相遅れが90°程度しかないため、ミ
クロ移動機構の安定化のための位相進み回路Gplは不
要となる。 次に、ミクロ移動機構制御ループの帯域fcfおよびマ
クロ移動機構の制御ループの帯域feeについて述べる
。 一般にフィードバック制御系の過渡応答特性は、系を2
次系に近似して考えてよい。そこで第22図の系につい
て考える。Xoの位置で初期速度VoをもつものをXo
の周りに静止させるものとする。第23図(a)のよう
にXoのまわりで振動するが、系のダンピングζがきい
てきて次第に振幅は小さくなっていく。Xoからの振幅
の最大値をXmaxとし、制御系の帯域をfnとすると
、次のような関係がある。 )(aax・2ycfn≧f(ζ)・v。 ただし、 π    ζ f (ζ)= であり、その−例が第23図(b)に示される。 2段階トラッキングサーボ系において、トラックを引き
込む場合を考える。トラックピッチをp=1.6μmと
すると、トラッキング信号の検出範囲は±0.4μmと
なる。トラックを引込む場合、Xmax= 0.4 p
 m%V o = 55*a+/sec。 (マクロシーク終了時の光スポットとトラックとの相対
速度Ve) 、またζ=0.4.f (ζ)=0.55
とすると、ミクロ移動機構制御ループ■の帯域fcfは
。 押 12KHz すなわち、光偏向素子の制御ループは約12KHz以上
の帯域を持つ必要がある。このような高帯域は、機械的
可動部を持たない光偏向素子を用いて初めて実現できる
。 また、0.4μmの引き込み範囲をクロストラックカウ
ントの信号を用いて拡大したとしても、この場合には引
き込みが完了するまでの時間が長くなるという問題があ
り、ミクロ移動機構制御ループの帯域は広げざるを得な
い。例えば、V o == 15Gmm/sec、 、
  ζ=0.5とし、目標トラックからの偏差が0.0
3μm以下になったときに引き込みが完了するとすると
、ミクロ移動機構制御ループの帯域は、引き込みに要す
る時間6Qpsec、で約20KHz、15Gμsec
、としても約12KHz以上必要である。 光偏向素子ですべてのトラックをカバーできればよいが
、たとえばA10偏向素子で偏向できる光の角度は実際
±3mrad、程度であり、焦点距離51m1の絞り込
みレンズを用いた場合、光ディスク上での光スポットの
移動量は±15μmとなる。 したがって、マクロ移動機構は、光ヘッドを30pmの
幅の中に引き込めればよいことになる。 Xmax= 15 p mとし、V o = 55mm
/see。 ζ=0.4.f (ζ)=0.55とすると、マクロ移
動機構制御ループの帯域feeは、 すなわち、約320Hz以上の帯域を持つものであれば
よい。 以上のように、トラックと光スポットの相対速度が大き
いままトラック引き込みを行うためには、ミクロ移動機
構制御ループの帯域を上げる必要がある。トラックと光
スポットの相対速度すなわちマクロシーク終了時の速度
偏差の大きさにもよるが、ミクロ移動機構制御ループの
帯域はトラック引き込み動作時に10KHz以上にする
。また、路Gplの位相進みの中心周波数も切り替える
必には、このミクロ移動機構制御ループの帯域を高いま
まにしておくと不都合を生じることがある。 すなわち、高い周波数まで追従性が良いため、ディスク
のトラックの欠陥、微小なゴミ、あるいはノイズ等によ
る信号にも追従してしまい、必要以上に光スポットが振
られてしまうことがある。その場合、トラック追従時に
は、ミクロ移動機構制御ループの帯域を低く切り替える
。ミクロ移動機構制御ループの帯域を切り替えるには、
例えば第18図(b)においては、トラックエラー信号
検出系Gdのゲインを変えることにより、行うことがで
きる。トラック追従時のミクロ移動機構制御ループの帯
域は、通常5KHz以下が望ましい。 また、第20図に示したようなサーボ制御系では、低域
フィルタGQが2次の場合、Gd。 GplあるいはGQのゲインを切り替える。その場合、
第21図におけるマクロ移動機構制御ループの帯域であ
る交差周波数fccは変化しないが、ミクロ移動機構制
御ループの帯域であるゼロクロス周練慰fcfが変化す
る。そのため1位相進み回時間続いたときに引込み終了
と判定する。すると要がある。Gfのゲインを変化させ
た場合、ゼロクロス周波数fcfと共に交差周波数fe
eも変わってしまうので、位相進み回路Gp2の位相進
みの中心周波数も変える必要がある。そのため、Gd。 GplあるいはGflのどれかのゲインを切り替えるの
が好適である。 −り終了信号Aを見て、トラック引込み動作に入ったこ
とを知り、帯域切替信号Bにより低域フィルタGQのゲ
インを上げ、帯域を10KHz以上に上げる。その時、
ゼロクロス周波数fcfが変化するので、同時に帯域切
替信号Bにより位相進み回路Gplの位相進みの中心周
波数も変化させる。 トラック引込み動作は、光スポットの位置決め精度があ
る許容値以下1例えば0.03μm以下になったとき終
了する。そこで、トラック引込み終了判定回路90は、
トラックエラー信号が0.03μm相当量以下になり、
かつそれがある再び帯域切替信号Bにより、低域フィル
タGQのゲインおよび位相進み回路Gplの位相進みの
中心周波数を切り替え、帯域を5KHz以下に下げる。 ここでは、低域フィルタGQのゲインを切り替える場合
を示したが、 −Gdあるいは Gplのゲインを切り替えても構わない。 低域フィルタGQが1次の場合、前述の様に位相進みG
plが不要となる。そこで、帯域を切り替えるためには
、GdあるいはGQのゲインを切り替えればよい。 本発明で用いる光ヘッドの他の実施例を第25図に示す
。前述実施例では、光学系はすべて可動光ヘッド15G
に設けられていたが、本実施例では、光ヘッドは、ベー
ス15に固定された固定光学系400と、マクロ移動機
構によって駆動される可動光学系300とにより構成さ
れる。 レーザダイオード401は、二つの異なった波長のレー
ザ光を発振するレーザダイオードである。 レーザダイオード401よりでた光はコリメートレンズ
402により平行光になり、ビーム整形プリズム403
により円形ビームに整形された後、ミクロ移動機構とし
て用いる光偏向器404に入る。光偏向器404は、前
述したようにA10偏向素子、SAW素子等の機械的で
ない光偏向素子とビーム整形器により構成される。光偏
向器404により出射角度を変えられた光ビームは、波
長分離フィルタ405により2本の光ビームに分離され
る。波長分離フィルタ405で反射された光ビームは、
反射ミラー406により光路変更されて波長分離フィル
タ405を通過した光ビームとほぼ平行にされ、2本の
ビームはほぼ平行となる。2本のビームは次に偏光プリ
ズム407゜408に入る。このときの光ビームの偏光
を偏光プリズム407,408に対してP偏光になるよ
うにしておけば、光ビームの大部分は偏光プリズム40
7,408を直進する。偏光プリズム407.408を
出た2本の光ビームはλ/4板409.410を通り円
偏光になり、固定光学系400より出射される。固定光
学系400より出射された光はマクロ移動機構で駆動さ
れる可動光学系300に入る。可動光学系300内では
、立ち上げレンズ302,303で反射された2本の光
ビームは絞り込みレンズ304,305でそれぞれ絞ら
れ、光ディスク10上に光スポットを結ぶ。これらの光
スポットは前述の光偏向器404によりトラッキング方
向(トラックを横切る方向)に移動させることができる
。光ディスク10による反射された光は、再び絞り込み
レンズ304゜409.410を通り、再び直線偏光に
戻る。このときの偏光は、偏光プリズム407,408
に対してS偏光になっているため、偏光プリズムを通過
せずに反射する。反射された光ビームはそれのディテク
タ415,417または416゜418上に絞り込まれ
る。 光ヘッド300 (可動光学系)の移動量、移動速度の
検出には、前述の実施例と同様に、ベース15と可動光
学系300に取付けられた微小ピッチレーザスケール2
00を用いる。 第25図におけるディテクタ415,417または41
6,418の形状を第26図(a)に示す。これは、前
述の実施例におけるフォーカスエラーおよびトラックエ
ラー信号検出用のディテクタ(第5図、第6図参照)を
同一基板上に設けた構造になっている。前後差勤倹方式
ではフォーカスずれが起こるとディテクタ上の光スポッ
ト像の大きさが変わるが、このフォーカスずれがトラッ
クエラー信号へ干渉することを防ぐため、信号系の構成
を第26図(b)に示すようにする。なお、トラックエ
ラー信号のオフセットの補正については、第7図、第8
図、第10図あるいは第11図で説明した実施例と同様
である。 本発明においては、第14図(a)で説明したようにシ
ーク時間のほとんどがマクロシークによって占められる
。従って、高速シークを実現するためには、マクロシー
クにかかる時間を短縮する必要がある。そのためには、
シークのストロークを短くする、ヘッドにかかる加速度
を大きくする、の二つの方法がある。 多数スポットによってディスク全面をシークすることに
すると、一つのスポットでカバーすべきトラック数は少
なくなる。そのため、光ヘッドのストロークは短くなり
、マクロシークに要する時間をさらに短縮できる。例え
ば、二つのスポットを用いる場合、二つのスポット間隔
をシークすべきディスク半径の172にすると、ヘッド
の平均移動量は1/2になる。このようにする、マクロ
シークに要する時間は1/V2となる。 本実施例では、光ヘッドを固定光学系400と可動光学
系300に分けたことにより、可動ヘッド300の構成
部品が少なくなる。その結果、可動ヘッド300を小型
、軽量にすることができ、マクロ移動機構の負担が軽く
なり、より大きな加速度で可萄ヘッドを駆動することが
できる。また。 小型、軽量になった分、可動ヘッド300を高剛性化す
ることができ、サーボ系に悪影響を与えるヘッドの副共
振を減らすことができる。 また、光偏向素子404と絞り込みレンズ304.30
5の距離が離れることから、トラックオフセットが出や
すくなるが、前述の第8図。 第10図あるいは第11図で説明したウォブルによるオ
フセットキャンセル、あるいは反射光の総光量からのト
ラックエラー信号の検出は、本実施例でも有効である。 本実施例におけるシークの方法は、第16図。 第17図を用いて説明した前述の実施例と同様であるた
め省略する。 【発明の効果1 以上述べたように、本発明によれば、光ディスク装置に
おけるシーク時間を磁気ディスク装置並、あるいはそれ
以上に短くすることができる。
An embodiment of the light and head used in the present invention is shown in FIG. The light emitted from the laser diode 101 is turned into parallel light by the collimating lens 102, and the beam shaping prism 103
After being shaped into a circular beam by , it enters an optical deflector 104 that operates as a micro-transfer mechanism. The optical deflector 104 is
It is composed of a non-mechanical optical deflection element such as an A10 deflection element or a SAW element, and a beam shaper. Optical deflector 104
The light beam whose output angle is changed by polarizing prism 1
Enter 05. If the polarization of the light beam at this time is set to be P-polarized light with respect to the polarizing prism 105, most of the light beam will travel straight through the polarizing prism 105. The light beam exiting the polarizing prism 105 passes through the λ/4 plate 106 and becomes circularly polarized light.
8 and is irradiated onto the optical disc 10.
This light spot can be moved in the tracking direction by the aforementioned optical deflector 104. The light reflected by the optical disc 10 is again passed through the aperture lens 108, the raising mirror 107 . After passing through the λ/4 plate 106, the light beam is turned back into linearly polarized light by the λ/4 plate 106. What is the polarization at this time? Since the light is S-polarized with respect to the polarizing prism 105,
The light is reflected without passing through the polarizing prism 105 and guided to the detection optical system. That is, the reflected light beam enters the half prism 109 and is split into two directions. On the one hand, a detector 1 for detecting a track deviation signal is formed by a convex lens 111.
15, and the other is narrowed down by a convex lens 110 and focused by a half prism 112 onto detectors 113 and 114 for front-back differential focus shift detection and data signal detection. Namely. One detector 113 is provided behind the condensing point, and the other detector 114 is provided in front of the condensing point. When the focus of the light spot irradiated onto the optical disk 10 coincides with the information recording surface, both detectors 113 and 114 are arranged so as to receive light of the same intensity. The optical head 15G can be moved in the disk radial direction by a coarse actuator such as a near motor 20 (see FIG. 16), which operates as a macro movement mechanism. A laser scale 200 is used to detect the amount and speed of movement of the optical head 15G. That is, a scale 200b with a minute pitch is attached to the optical head 15G, and this scale is irradiated with a laser beam from an optical system 200a attached to the base 15. By looking at the reflected light, the moving amount, moving speed, etc. of the optical head 15G are detected. FIG. 2(a) shows an example in which an A10 deflection element is used in the optical deflector 104 that operates as a micro-movement mechanism. It would be preferable if the light beam could be deflected as a circular beam, but the normal A10
Since the aperture of the deflection element 118 is rectangular, it is necessary to convert the beam into an ellipse to increase efficiency. The incident laser beam is focused into an elliptical beam by a beam conversion prism 117, enters an A10 deflection element 118, and the output beam is returned to a circular beam by a beam conversion prism 119. The operation of the A10 deflection element 118 will be explained using FIG. 2(b). The A10 deflection element 118 includes a medium 118a that is transparent to laser light, a piezoelectric transducer 118b that propagates ultrasonic waves in the medium, and a high frequency source 120 that drives the piezoelectric transducer.
When the ultrasonic waves generated by the piezoelectric transducer 118b are propagated inside the medium 118a, the compression waves of the ultrasonic waves cause periodic changes in the refractive index due to the photoelastic effect of the medium 118a. It acts as a phase grating for the light incident on it, and the light is diffracted. When the frequency of the ultrasonic wave is f, the propagation speed of the ultrasonic wave is V, and the wavelength of the incident light is λ, the diffraction angle θ is expressed by the following equation. (2) Normally, the propagation velocity V of the ultrasonic wave and the wavelength λ of the incident light are constant, so the frequency f and the diffraction angle θ are proportional. Therefore, by changing the frequency f, the diffraction angle θ can be changed, that is, the deflection angle of light can be changed. In conventional optical disk devices, a mechanical rotating mirror such as a galvanometer mirror is used as a micro-movement mechanism to deflect light. Figure 3 shows an example of the characteristics of a mechanical actuator using a galvanometer mirror.The gain decreases beyond the main resonance point fr+a, and has a gain peak at the sub-resonance point frs. Bandwidth 4~
It could only extend up to 5KHz. Figure 4 shows the A10 used as a micro-transfer mechanism in the present invention.
An example of the characteristics of a deflection element is shown. As mentioned above, the A10 deflection element can change the deflection angle θ by changing the frequency f, and the frequency f can be changed electrically by a high frequency source, so it can operate at high speed.
The gain is constant at OdB up to high frequencies. It also does not have sub-resonance like mechanical actuators. In this way, unlike mechanical actuators such as galvanometer mirrors used in conventional optical disc devices, the A10 deflection element is capable of high-speed operation and can move the optical spot at high speed. Furthermore, since the deflection angle of the light beam is determined by the frequency applied to the A10 deflection element, the amount of movement of the light spot can be determined accurately. In this example, an example in which an A10 deflection element is used as the micro-movement mechanism has been described, but the SA
W element Element horizontal 1 Mechanical deflection element It doesn't matter, 1
Any moving mechanism may be used as long as it has constant amplitude characteristics in which the gain does not change up to a high frequency of 0 KHz or higher. In this embodiment, a front-rear differential method is used to detect the focus error signal. This is a known technique in which detectors 113 and 114 are placed before and after the focal point of a convex lens 110, respectively, as shown in FIG. 1, and the difference in their output signals is taken. FIG. 5 shows a focus error signal detection system. In the configuration shown in FIG. 1, when the light beam is deflected by the light deflector 104, the light spots on the detectors 113 and 114 also move. , 114 must be set as shown in FIG. 5(a) to prevent interference with the focus error signal. That is, each of the detectors 113 and 114 is configured with a two-part detector that detects only the peripheral part of the light spot irradiated onto its detection surface, and the divided band is set in the direction of the deflection of the light by the optical deflector 104 (arrow (indicated by ). In this way, the optical deflector 104 allows the detector 1 to
Even if the light spot on 13, 114 moves in the direction of the arrow, the amount of light received by the detection parts a, b or c, d provided on both sides of the dividing band does not change, and the light by the optical deflector 104 does not change. The influence of spot movement can be removed. Furthermore, data reproduction signals can also be obtained using the signals from these detectors 113 and 114. The configuration of the signal system is shown in FIG. 5(b). That is, the two-part detector 11
An adder 501 adds the two outputs of No. 3, and an adder 502 adds the two outputs of the two-divided detector 114. Then, the outputs of the adders 501 and 502 are added together by an adder 503 to obtain a data reproduction signal, and the difference between the outputs of both adders 501 and 502 is obtained by a differential amplifier 504 and used as a focus error signal. The data reproduction signal is input to a demodulator and demodulated. In addition, the focus error signal is transmitted to the aperture lens 10.
The distance between the diaphragm lens 108 and the optical disc is adjusted so that the focal point of the light spot irradiated from the diaphragm lens 108 coincides with the information recording surface of the optical disc 10. A diffracted light tracking method (push-pull method) is used to detect the track error signal. This technique is also known. The shape of the detector 115 is shown in FIG. 6(a), and the signal system is shown in FIG. 6(b). In FIG. 6(a), the solid line arrow indicates the direction of light deflection by the optical deflector 104, and the dotted line arrow indicates the direction of light deflection by the optical deflector 104. This is the direction of the track projected onto the detector 115, and the detector 115 has two detection units arranged symmetrically with respect to the track direction and arranged in the interference region of the O-th order diffracted light and the ±1st-order diffracted light caused by the track. It has e and f. The tracking error signal Tr is obtained by differentially outputting the two outputs of the detector 115 using a differential amplifier 609. Same as for detection of focus error signal. When the optical beam is deflected by the optical deflector 104, as shown in FIG.
As shown in a), the light spot on the detector 115 also moves. As a result, depending on the deflection angle of the light beam,
An offset is added to the track error signal. A method for correcting the offset of the track error signal will be described below. The first is a method in which the relationship between the deflection angle of the light beam by the optical deflector 104 and the offset amount is calculated or measured in advance and stored, and the tracking error signal is corrected according to the deflection angle of the light beam. be. The method is shown in FIG. Using the control signal R of the optical deflector 104, the simulator 505 simulates the offset, and the track error signal detection circuit 507 (FIG. 6(b)
) and the differential amplifier 509, and correct the track error signal detected by the track error signal detection circuit to generate a corrected track error signal T.
Get r'. Note that the optical deflector 104, for example, the A10 deflection element 118. It is driven by an optical deflection element drive circuit 65 to which a control signal R is input. In this method, if an offset occurs due to a factor other than the deflection of the light beam by the optical deflector 104, it may not be possible to correct it completely. A second method for correcting the offset of the track error signal is to intermittently provide blank areas with no data on the tracks of the optical disc 10 as shown in FIG. The amount of track error is determined by wobbling the track error signal Tr, and the track error signal Tr detected by the track error signal detection circuit (differential amplifier 609) is corrected based on the amount of track error, thereby obtaining a corrected track error signal Tr' having no offset. The wobble method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 49-94304 and Japanese Patent Application Laid-open No. 50-68413, so a description thereof will be omitted. The offset correction of the track error signal Tr in this embodiment is performed using an A10 deflector as a micro-movement device. This becomes possible for the first time by using a non-mechanical optical deflector such as a SAW element. Conventional mechanical actuators do not allow high-speed wobbling, and there is a problem in that the light beam is deflected even in the data area (recording area). The configuration of the offset correction circuit is shown in FIG. 8(b). The track error signal Tr caused by normal diffracted light tracking is corrected by the track error signal Tro caused by wobbling. The timing circuit 601 generates a signal that wobbles the light spot when the light spot is located in the blank area;
Drives the optical deflector drive circuit 65. The amount by which the light spot is wobbled is preferably 174, which is the track pitch. For example, when the track pitch is 1.6 μm, the amount of wobbling around the track is preferably about 0.4 μm;
In reality, taking into account vignetting caused by the aperture lens 108, the distance is usually about 0.15 μm. The difference between the outputs e and f of the detector 115 is determined by a differential amplifier 609. Then, the sum of the outputs e and f of the detector 115 is added to the adder 61.
1 and input it to sample/hold circuits 603 and 605. Timing circuit 601 also outputs control signals for sample/hold circuits 603 and 605. A pair of sample/hold circuits 603 and 605 store the amount of reflected light when the light spot is swung to both sides of the track, and a differential amplifier 607 calculates the difference between them to obtain a wobbling track error signal Tro. This is input to the adder 613 via the gain adjuster 2. Adder 6
13 other inputs. The output Tr of the differential amplifier 609, which is a track error signal Tr due to diffracted light tracking, is connected to the gain adjuster via 1. Gain Kl. By changing the value of K2, it is possible to change the ratio between the error signal Tr due to diffraction light tracking and the error signal Tro due to wobbling. When K1=0, the tracking operation is equivalent to sample servo. The offset-corrected tracking error signal Tr' is given to the tracking control circuit 45 as described later, and is subjected to one-phase compensation to generate a micro tracking control signal (optical deflection element control signal) R and a macro tracking control signal (coarse actuator control signal 7). )G, and the micro tracking control signal (light deflection element control signal) R is the micro movement mechanism (light deflection element) drive circuit 65.
The micro-movement mechanism (light deflection element) 104 is driven via. A third method for correcting the offset of the track error signal will be explained. As shown in FIG. 9, this is to cause the light spot to wobble (vibrate) discretely, thereby canceling the offset component from the track error signal. Let the position of the light spot in the disk radial direction be X, and the track pitch be p. Track error signal with offset
It is assumed that Tr is expressed by the following formula. Tr = a sin (27CX/P) + b
Here, a is the amplitude of the track error signal, and b is the offset. The amount of movement of the light spot due to wobble is ±W,
Letting the track error signals Tr at that time be E'' and E-, the sum of E'' and E'''' is expressed by the following equation. E"+E-=:2(asin(2πx/p) C08(
2πw/p)+b) Therefore, by performing the following calculation, it is possible to obtain the track error signal Tr' with the offset canceled. Tr' = Tr-(E"+E-)/2 = a(1-cos (2w/p)) sin (2πx
/p) Usually, w=p/ so that the amplitude of Tr' is maximum.
2 is selected. The configuration of the offset correction circuit is shown in FIG. 10(a), and the control signal of the correction circuit is shown in FIG. 10(b). The difference between the outputs e and f of the two-split detector 115 is determined by a differential amplifier 609, and an error signal Tr is obtained by diffraction light tracking (push-pull). The timing circuit 601 outputs a wobble control signal Cw and control signals Tl, T2 and T for sample and hold.
Generates 3. The light spot is wobbled by a wobble control signal Cw. That is, the wobble control signal Cw is added to the optical spot control signal R from the servo system in an adder 621, and drives the optical deflector (micro moving mechanism) 104 through the optical deflector (micro moving mechanism) driving circuit 65. With conventional mechanical actuators, it was necessary to detect the amount of movement and apply feedback in order to wobble the optical spot by a certain amount, but with non-mechanical optical deflectors such as A10 deflection elements and SAW elements, driving Since the change in frequency f is proportional to the change in deflection angle θ, wobbling can be performed without applying feedback. The track error signal E+E- when wobbled is sampled and held by sample and hold circuits 603 and 605 controlled by control signals Tl and T2, respectively. Since it takes time for the ultrasonic waves to propagate through the medium of the optical deflector, Tl lags behind the change in the wobbling control signal Cw. A sample signal of T2 is output. The sum of the outputs of the sample and hold circuits 603 and 605 is determined by an adder 625 and inputted to the differential amplifier 23 via a gain adjuster K. The output Tr of the differential amplifier 609 is connected to the other input of the differential amplifier 623, and the offset component is corrected from the error signal Tr caused by this diffraction light tracking to generate the offset-corrected track error signal Tr'. obtain. The sample hold circuit 627 is controlled by the control signal T3, and holds the previously offset-corrected track error signal Tr' during wobbling Tw to prevent the servo system from being shaken. The gain adjuster has K
= 1/2. It is desirable to make Tw as short as possible. Since the optical deflection element operates at high speed, Tw can usually be set to 10 μs or less. The wobbling interval Ti is T
It can be changed within the range of i>Tw, but as Ti increases, the phase delay of the track error signal also increases, so in consideration of the stability of the control system, it should be changed within the range of Tw<Ti<1/(3・fcf). Set to . However, fcf is the band of the micro control system. As will be described later, it is necessary to increase the band of the micro control system during track pull-in, so Ti is made as short as possible within the range of Tw<Ti. During track following, it is not necessary to increase the band of the micro control system so much, so Tw can be made long. In particular, when reading/writing data, if the optical spot is wobbled, reading/writing cannot be performed. Therefore, as shown in FIG. 8(,), blank areas with no data are provided here and there on the tracks of the optical disc, and the light spot is wobbled around the tracks. In that case, the timing circuit 601 in FIG. 10(a) detects this blank area while looking at the data signal, and generates the wobble control signal Cw, sample and hold control signals Tl, T2, T3, and the like. Let Ti be the interval at which the blank area appears, and if it is made as long as possible within the range satisfying Ti<1/(3·fcf), the reduction in recording area due to providing the blank area can be reduced. For example, the band of the micro control system when pulling in the track is set to 1.
If it is 0KHz, the wobble interval Ti is Tw
<Ti<33 μs, and it should be made as short as possible. Assuming that the band of the micro control system during track following is 3 KHz, the wobble interval Ti is T i < 110 μs.
Make it as long as possible. Although the above embodiment uses diffracted light tracking to detect the track error signal Tr, it is also possible to detect the track error signal from the total amount of reflected light from the optical disc by wobbling the optical spot. An example is shown below. The manner in which the light spot is wobbled is similar to that shown in FIG. In this embodiment, a detector having a detection section j as shown in FIG. 11(a) is used as the track error signal detection detector 115. In order to detect the total amount of reflected light, the detection unit j is larger than the light spot of the reflected light and is longer in the direction in which the light is deflected by the light deflector 104.The light spot moves as shown by the dotted line by the light deflector 104. Even if it is, it can be covered. The output of the detector 115 is amplified by an amplifier 631 to provide a total light amount signal F. A method of detecting a track error signal Tr without offset from a total light amount signal F of reflected light will be described. In the ninth time, the position of the light spot in the disk radial direction is assumed to be X, and the track pitch is assumed to be p. It is assumed that the total light amount signal F of reflected light is expressed by the following equation. F=ccos(2πx/p)+d where C is the amplitude component of the total light amount signal, and d is the DC component. Assuming that the shift at of the light spot due to wobble is ±W, and the total light amount signal at that time is F'' F-. If we take the difference between F+ and F-, we get the track error signal Tr'.
can be obtained. Tr'=F"-F- =-2csin (27CW/P) sin (27C
X/P) Normally, w=p so that the amplitude of Tr' is maximum
/4 was selected. The configuration of the track error signal detection circuit is shown in FIG. 11(b).
The state of the control signal is shown in FIG. 11(c). The timing circuit 601 outputs a wobble control signal Cw and control signals T4, T5 and T5 for sample and hold.
Generates 6. The method by which the light spot is wobbled by the control signal Cw is similar to that described in the explanation of FIG. The total light amount signal F" F- when wobbled is a sample hold 603 controlled by control signals T4 and T5.
And sample and hold is carried out by sample hold 605. Since it takes time for the ultrasonic waves to propagate in the medium of the optical deflector 104, T4. A sample signal of T5 is output. The sample hold 619 is controlled by the control signal T6 and holds the track error signal during wobbling Tw to prevent the servo system from being shaken. The settings for Tw and wobbling interval Ti are as follows:
This is the same as the offset correction in the diffracted light tracking described above, so a description thereof will be omitted. As shown in FIG. 12(a), the laser scale is a fine pitch scale 200b attached to the optical head 15G.
and a fixed optical system 200a attached to the base 15. The fine pitch scale 200b has grooves cut at a pitch comparable to the track pitch of the optical disk 10, and the laser beam from the fixed optical system 200a is focused on this, and the reflected light is detected. laser diode 20
The laser beam emitted from the diffraction grating 202 and the half mirror 2
03 and becomes parallel light at the collimating lens 204. After being reflected by the rising mirror 205, the light is focused by the lens 206 and connects three light spots on the fine pitch scale 200b. The reflected light is separated by a half mirror 203, becomes parallel light by a concave lens 207, and is sent to a detector 20.
Enter 8. In order to detect the moving amount, moving speed, and moving direction of the head, it is sufficient to obtain two signals whose phases are shifted by about π/2 as shown in FIG. 12(b). The three light spots mentioned above are arranged on a fine pitch scale of 200
It is arranged as shown in FIG. 12(c) with respect to the groove b. That is, two sub-light spots 210a and 210b are arranged with the main light spot 209 in between, so that the phase of the amount of reflected light is shifted by about ±π/2 with respect to the amount of reflected light of the main light spot 209. The reflected light amount signals of these three light spots are
If corrected by the circuit shown in the block diagram of FIG. 12(d),
Two signals having a phase difference of approximately π/2 are obtained as shown in FIG. 12(b). Note that 3. in FIG. 12(d). 4 shows the reflected light amount of the main light spot 209 and the sub light spot 2.
This is to compensate for the difference in the amount of reflected light from 10a and 210b. Although a method using three light spots has been described here, a signal as shown in FIG. 12(b) can be obtained even if the amount of reflected light and diffracted light are used in one spot. Next, a method for realizing high-speed seek using the optical head having the configuration shown in FIG. 1 will be described. Regarding the two-stage theta method in optical disk devices,
JP-A-58-91536 and JP-A-58-16937
It is stated in No. 0. When looking at the two-stage theta method from the viewpoint of seek time, it is as shown in FIG. 13(a). In other words, the total seek time is the sum of ■time required for macro seek, ■time required for track pull-in operations for settling and activating the track following servo, ■time required for confirming the track address, and ■time required for micro-seek. . On the other hand, in the case of magnetic disk devices,
Because the track pitch is coarse, two
There is no need to perform a step-by-step seek. In other words, since positioning can be performed only by the linear motor, which is the macro movement mechanism of the optical disk device,
There is no need to perform micro-seeks. When trying to achieve high-speed seek comparable to that of a magnetic disk with an optical disk device having a conventional configuration, the following problems arise. ■To reduce the time required for macro seek,
When the optical head is driven at high acceleration, the residual vibration after the macro seek movement is completed becomes large. Therefore, it is necessary to wait until the residual vibration subsides, which increases the settling time (2). In addition, in order for the track following servo (2) to start, the relative speed between the track on the disk and the optical spot must be small enough to enable track pull-in. However, since the track pitch of optical discs is fine,
You have to wait until the relative speed becomes even smaller than that of a magnetic disk. In this way, due to the problem of residual vibration or speed deviation, which will be described later, in the optical disk device, it is necessary to gradually reduce the deceleration acceleration as shown in (2) in FIG. 13(a), and the macro seek takes time accordingly. In addition, if the disk rotation speed is high and the disk eccentricity is large, the relative speed between the track on the optical disk and the optical spot may become large, and the track following servo is activated to read the track address after the macro seek has settled. Even if the track tracking operation is performed, the track deviation occurs, and the time (2) until the track following operation actually starts becomes longer. Regarding the positioning accuracy of the optical head, the resolution of the linear scale is poor compared to the track pitch, which not only causes rounding errors, but also deviations due to the target position itself moving during macro movement due to eccentricity during disk rotation. Therefore, the position of the light spot after macro movement deviates from the correct target. For this reason, the distance to be corrected by the micro-seek in the next step becomes long, and combined with the fact that a mechanical actuator is used in the micro-movement mechanism, the time required for the micro-seek (2) is long. Because of the above problems, the seek time of optical disk devices is slower than that of magnetic disk devices. for example,
141 magnetic disk drive, if you seek 1/2 of all tracks, it takes approximately 14 m5 for the macro seek of ■.
The seek is completed in a total of 15 m5 ec, including 1 m5 ec for setting ec, , , and starting the track following servo. On the other hand, in a 12' optical disk device, it takes approximately 15G m5ec for the macro seek (2), approximately 50 m5ec for setting and starting the track following servo (2), and approximately 50 m5ec for the micro seek (2), for a total of 200 m.
The seek time is 5ec. The seek time of the optical spot positioning method according to the present invention is shown in FIG. 14(a), and the movement of the optical head and the optical spot is shown in FIG.
As shown in the figure. The optical spot is controlled at high speed by using a non-mechanical optical deflector 104 such as an A/○ deflection element or a SAW element mounted on the optical head or base as a micro-movement mechanism. A high-thrust actuator 20 is used in the macro movement mechanism that drives the optical head 15G, and provides an acceleration equal to or greater than that of a magnetic disk device. As a result, the 14th
As shown in Figure (a), the time required for the macro seek in (2) can be reduced. The reason why it has become possible to provide an acceleration equal to or higher than that of a magnetic disk device is as follows. At the end of the macro seek, the macro movement mechanism must be decelerated to a speed that allows the optical deflector, which is the micro movement mechanism, to pull in the track. When the band of the macro seek speed control system is fv and the deceleration acceleration is α, the following relationship exists between the deviation Ve from the speed target. α 2πfv When fv=700Hz and a=25G, V e
4 55mm/sec. Therefore, even if the speed at the macro seek target track is O
Even if you decide the speed target curve so that. In reality, it still has a velocity of Ve. In conventional optical disc devices, the track cannot be pulled in until the relative speed between the optical disc track and the light spot reaches approximately 3 mm/sec. FIG. 13(b) shows the relative velocity between the track and the light spot during macro seek deceleration in a conventional optical disc device. The dotted line is the target speed curve, and the solid line is the actual speed. The difference between the dotted line and the solid line is the speed deviation V.
Since it is not possible to pull the vehicle into the track as it remains large, the deceleration and acceleration are reduced as it approaches the target track, as shown by ■ in Fig. 13 (b), and the speed deviation Vs is 3 m.
m/sec. The truck was pulled in after it became small enough. As the deceleration acceleration is reduced, extra time is required for the macro seek in (■). Also, this extra time
The larger the initial deceleration acceleration, the larger the proportion of the macro seek time. However, as in the present invention, by increasing the band of the control system of the micro-moving mechanism to 10 KHz or more, for example, 12 KHz or more during the track pull-in operation, the speed deviation Ve can be reduced to 5.
The track can now be pulled in even at 5mm/sec. FIG. 14(a) shows the overall seek time in the present invention, and FIG. 14(b) shows the relative speed between the track and the light spot during macro seek deceleration. Figure 14 (
In b), the dotted line is the target speed curve and the solid line is the actual speed. The difference between the dotted line and the solid line is the speed deviation Ve. Since the track can be pulled in even if the speed deviation Ve remains large, when a deceleration deflector is used as shown in Fig. 13(b), there is no need to reduce the relative acceleration to change the applied frequency, which saves extra time. Since it does not take time, the time required for the macro seek in (2) can be shortened. In the present invention, by driving the optical head at high acceleration, mechanical residual vibration increases at the end of macro seek, but by increasing the band of the control system of the optical spot micro movement mechanism, this residual vibration can be reduced. Since it can be suppressed, the settling time of (■) is also shortened. Regarding the track pull-in operation for settling and starting the track following servo in (2), in the case of a magnetic disk device, the pull-in operation is performed using a linear motor, which is the macro-movement mechanism of the optical disk, so the band of the control system cannot be increased. Since the band of the control system of the mechanism can be increased to 10 KHz or more during the track pull-in operation, the operation can be completed in a shorter time than a magnetic disk device. The micro-seek in (2) can also be performed faster than before by increasing the bandwidth of the micro-transfer mechanism. In addition, the micro movement mechanism is A10. In particular, the pitch of the scale can be seen on optical discs. Therefore, the micro seek movement operation ends at - degrees. Furthermore, it takes several microseconds, L/l, for the light spot to actually complete movement after changing the applied frequency. Therefore, the time required for micro-seek movement can be almost ignored in terms of the overall seek time. Conventionally, a light emitting diode and a slit with a pitch of about 15 Gμm have been used as a linear scale for detecting the amount and speed of movement of an optical head, so even if frequency division is performed, a resolution of only about 10 μm can be obtained at most. Since the moving target of the macro seek was based on this linear scale, the error with the target track inevitably became large, and the number of tracks moved by the micro seek increased. In the present invention, highly accurate position information can be obtained by using the signal from the aforementioned micropitch laser scale, and the position of the Rin no Buddha spot at the end of the macro seek is quite close to the target track. It matches the track and almost eliminates the need for micro-seeks. Furthermore, since highly accurate position information can be obtained, the influence of eccentricity can be eliminated by moving the macro seek movement target in accordance with the eccentricity of the optical disc. Furthermore, when performing speed control using macro seek, by using a fine pitch laser scale, highly accurate speed information can be obtained even at low speeds. Velocity information is obtained one by one each time the light spot passes through a groove in the scale. For example, if the cutoff frequency of the speed control loop is 700Hz and the allowable phase delay is 45'', then approximately 91IIm/s
Speed information with sufficient accuracy can be obtained up to ec. As described above, according to the present invention, the seek time can be reduced to
The time required for the macro seek, the time required for the settling of ■ and the start-up track pull-in operation of the track following servo,
This is the sum of the time required to confirm the address in (2). for example,
Stroke is 70ma+, acceleration of macro movement mechanism is 2
If it is 5G, approximately 18 m5ec is required for the macro seek of ■.
, Approximately 1m5ec for setting (■), starting the track following servo, and confirming the address (■), totaling approximately 19m5ec.
, the seek ends. In the second embodiment described later, by dividing the optical head into a movable head and a fixed optical system, the weight of the movable part can be reduced, and even with the same thrust force of the macro movement mechanism, a larger acceleration can be generated. can. Furthermore, if the disk surface is sought using a large number of light spots, the stroke for the seek can be shortened. For example, if you want to seek 172 of all tracks, and the stroke is 35a+m and the acceleration of the macro movement mechanism is 50G, the macro seek of ■ will take about 9m.
5ec, approximately 1m5ec for setting in ■, starting the track following servo, and micro seek in ■, totaling approximately 10m5.
ec. The seek ends at , making it possible to achieve faster seeks than with magnetic disk drives. The overall system for performing a seek operation will be explained. FIG. 16 shows a first embodiment of the present invention, and is a block diagram showing the overall configuration of a seek control circuit. A linear motor 20 that moves the entire optical head 15G is used as a macro movement mechanism over the entire disk radius, and a micro movement mechanism for highly responsive minute positioning that follows a minute range is shown in Figure 1 or Figure 2. An optical deflector using a non-mechanical optical deflection element such as the A10 deflection element shown in FIG. 4 or a SAW element is used. The optical disc 1o is rotated by a spindle motor 7 around the rotation axis.
It is rotated by 5. Optical head lOO is base 1
5 in the radial direction of the optical disc 10 according to the rotation of the rollers 116. The optical head 15G has a linear motor 20
driven by. Signals from each detector in the optical head 15G are sent to the optical spot control signal detection and information reproducing circuit 35, where a track error signal (tracking signal) Tr' and a data signal are detected by the method described above. The data signal is used for reproducing data information, is sent to the servo control circuit 30, and the data information (including header information) recorded on the optical disc 10 is demodulated. Note that the optical head 15G is provided with a defocus detection optical system as described above, and a focus error signal is also detected, but this is omitted because it is not directly involved in the seek operation. The tracking error signal Tr' is the tracking control circuit 4
5, and a micro follow-up control signal R and a macro follow-up control signal G are output. At this time, the servo control circuit 30
The micro-moving mechanism driving mode switch circuit 55 and the macro-moving mechanism driving mode switching circuit 60 are set to the track following mode, and from this, the micro-following control signal R is sent to the optical deflector 1 in the optical head 15G via the micro-moving mechanism driving circuit 65.
ill 04! The irradiation position of the light spot is controlled so that the light spot follows the center of the track. On the other hand, the macro follow-up control signal G drives the linear motor 20 via the macro movement mechanism drive circuit 70 to drive the optical head 1.
5G is moved in the radial direction of the optical disc 10, and the optical deflector 104, which is a micro movement mechanism, and the linear motor 20, which is a macro movement mechanism, cooperate to perform a track following operation. This is called a two-stage tracking servo system.
It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-91536. The macro tracking control signal G can be obtained by electrically simulating the micro tracking control signal R as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-91536. When using A/○ deflection element,
The micro follow-up control signal R may be used as is. In such a follow-up control state, address information OA to be accessed is sent from a higher-level control device (not shown) to the servo control circuit 30, and an access operation (seek operation) is activated. Then, the servo control circuit 30
The servo control circuit 30 reads the currently located track address from the reflected light amount signal, calculates the macro seek movement amount N, and sends it to the macro seek control circuit 50.
The micro moving mechanism drive mode switch 55 is set to lock mode, and the control signal R to the micro moving mechanism drive circuit 65 is set to a hold state. When an optical deflection element is used in the micro movement mechanism, the micro movement mechanism drive circuit 65 is configured with vCo, and by holding the control signal R, the drive frequency f of the optical deflection element 104 is held, and the optical deflection The deflection angle of light by element 104 is fixed. On the other hand, the macro movement mechanism drive mode switch circuit 60 is set to the macro seek mode, and the output H of the macro seek control circuit 50 drives the near motor 20 via the macro movement mechanism drive mode switch circuit 60 and the macro movement mechanism drive circuit 70. death,
The optical head 15G is moved at high speed in the radial direction of the optical disk 10. The movement position signal of the optical head 15G is detected by the fine pitch laser scale 200 and fed back to the macro seek control circuit 50, and a suitable control signal depending on the position of the optical head 15G is given to the macro movement mechanism drive circuit 70. . This preferred control signal is the first
This is the target speed shown in FIG. 4(b). By this control signal, when the light spot comes on the moving target track, the relative speed between the light spot and the track is changed so that the light spot that can pull the track by the micro movement mechanism comes on the target track and the macro seek is completed. The seek control circuit 50 sends a signal A indicating that the macro seek has ended to the servo control circuit 30. Servo control circuit 3
0 means that the micro-moving mechanism drive mode switch circuit 55 is set to 0.
Analyzing from the tracking mode, the macro moving mechanism parking mode switch circuit 60 is set to the track following mode, the track is pulled in, and the two-step tracking control described above is performed again. The servo control circuit 30 reads the current track address from the information signal from the optical disc 10, calculates the micro seek movement amount J that is the error from the target address information,
It is sent to the micro seek control circuit 40. Further, the servo # control circuit 30 includes a macro movement mechanism drive mode switch circuit 6.
0 is the track following mode, and the macro following control signal G is connected to the macro moving mechanism immediate action circuit 70. The micro seek control circuit 40 switches the micro moving mechanism drive mode switch circuit 55 between the track following mode and the micro seek mode. When the micro displacement mechanism drive mode switch circuit 55 is in the micro seek mode, the micro seek control circuit 40 outputs a track jump signal and drives the optical deflector 104 via the micro displacement mechanism drive circuit 65.
Position the light spot to the target track. If the error between the pulled-in track and the target track at the end of the macro seek is within the range that can be covered by the micro movement mechanism, the track jump operation will be completed in one go, but if the target track cannot be reached in one track jump, the micro movement mechanism will The motion mode switch g55 is repeatedly switched between the track following mode and the micro seek mode, and the track jump and track following operations are repeated several times. The operation of the macro seek control circuit 50 shown in FIG. 16 will be explained in detail using the block diagram shown in FIG. 17. A value N obtained by converting the number of moving tracks by the scale pitch of the fine pitch laser scale 200 is written into the macro seek movement amount counter 51. In particular, when the track pitch and scale pitch are the same, the macro seek movement amount N is the same as the number of moving tracks. For example, when the number of moving tracks M=15G01, the track pitch p=1.6 μm, and the scale pitch L=2.0 μm, L 2.0 is converted to an integer and N=8001 is set in the macro seek movement amount counter 51. Write. The rounding error E at this time is 0.2. Even in the worst case, the amount of error due to rounding is never greater than the scale pitch. The macro seek movement counter 51 receives up and down pulse signals Kups K that are output according to the movement direction for each scale pitch of the fine pitch laser scale 200.
Count up by down. is counted down. In accordance with the macro seek deviation, which is the value of the macro seek movement amount counter 51, the macro seek/settling controller 52 controls the macro moving mechanism drive circuit 70, which is the driver of the linear motor 20, via the macro moving mechanism drive mode switch circuit 60. to drive. At this time, the output of the macro moving mechanism rotation mode switch 60 is connected to the macro moving side H by the macro seek/track following switching signal A'. In addition, the macro seek/settling controller 5
2 is a speed detection circuit, a target speed control curve generation circuit, and D
It consists of a /A converter and a differential amplifier. That is, the macro seek deviation from the macro seek movement amount counter 51 is input to the target speed curve generation circuit, and an optimal target speed signal is outputted according to the deviation amount. This target speed curve is as shown by the dotted line in FIG. 14(b), and is proportional to the square root of the macro seek deviation during deceleration. Here, since the output of the macro seek movement amount counter 51 is given digitally, the RO
A square root table is stored in M in advance, and a target speed signal is digitally output in accordance with the macro seek deviation to the target position. This target speed signal is input to a D/A converter, converted into an analog quantity, and input to one input of a differential amplifier. The speed signal from the speed detection circuit is input to the other input.
The difference is taken away. The output of this difference is the difference between the target speed and the actual speed. This is the output H of the macro seek control circuit 50.
becomes. Further, at the start of macro seek, the control signal A' causes the micro movement mechanism drive mode switch 55 to be placed in the lock mode, and the sample/hold circuit 56 to be placed in the hold state. The micro movement mechanism drive circuit 65 is composed of a vCO, and by holding the control signal, the drive frequency of the optical deflection element is held, and the deflection angle of light by the optical deflection element is fixed. When using a mechanical actuator such as a galvano mirror for the micro movement mechanism as in the past, if the actuator is not locked during macro seek movement, it will vibrate due to the acceleration during movement, and it will take time to settle. . In order to lock, it was necessary to provide a position detector for the micro-movement mechanism, such as a deflection angle sensor, and to use the signal to create a feedback loop. However, if a non-mechanical optical deflection element is used in the micro-transfer mechanism as in the present invention,
Since locking can be achieved simply by holding the drive frequency, there is no need to provide a position detector or feedback loop. Furthermore, when using an optical deflection element, there is no need to lock it in terms of vibration of the micro-movement mechanism. However, since the macro seek movement amount counter 51 is based on the position of the micro movement mechanism immediately before the seek, if this moves, it will result in a macro seek error. Therefore, the micro movement mechanism is locked in the state immediately before the macro seek movement. Further, as shown in FIG. 15, the light spot can be advanced in the theta direction from the head by a micro movement mechanism during macro seek. This is effective when the coverage area of the micro-transfer mechanism is small. In that case, it is necessary to correct the macro seek movement amount counter 51 by the amount by which the micro movement mechanism is advanced. When the light spot reaches the target track, the value of the macro seek movement amount counter 51 becomes zero, and the settling operation ends.
The macro seek/track following switching signal A', which is the output of the macro seek end determination circuit 54, switches the macro moving mechanism drive mode switch circuit 60, and also switches the sample/hold circuit 56 in the micro moving mechanism beating mode switch circuit 55. becomes the sample state. As a result, the macro tracking control signal G and the micro tracking control signal R from the tracking control circuit 45 are applied to the macro movement mechanism drive circuit 70 and the micro movement mechanism drive circuit 65, respectively, and a track pull-in operation is started. When the track is pulled in and a track following operation is started, the track address is read by the information reading circuit in the servo control circuit 30, and the amount of deviation J from the target track is calculated. Pulled truck QJt day #! l)%
Main meal at Rariku 7h Se1 operation (seek operation) is all completed. When the target track is not the target track, a track jump signal is generated to move the light spot by the deviation amount J by the optical deflector 104. In addition, the sample/hold circuit 5
6 is placed in a hold state, the switch 57 is turned on, and the micro-moving mechanism drive circuit 65 is driven. The optical deflector is faster than conventional mechanical micro-movement mechanisms, and the track jump ends instantly. After the track jump, the sample/hold circuit 56 is put into the sample state by the track jump switching signal JT, and the switch 57 is turned off to start track following control. Check the address and if it is the target track, exit, otherwise repeat the track jump. Move to the target track. In particular, since a micropitch laser scale with a pitch almost the same as the track pitch of the optical disk is used to detect the amount of movement of the optical head, there is almost no error between the track pulled in after macro-seek movement and the target track, and the light spot due to micro-seek The amount of movement is small. In this embodiment, the track jump switching signal J
Both the sample/hold circuit 56 and the switch 57 are controlled by T, but if the track jump signal is turned off at the same time as the sample/hold circuit 56 switches to the sample state, the micro movement mechanism will be at high speed and will not be able to follow the track. The light spot may return before the control system starts operating. In such a case, the trap switching signal JT is divided into a switching signal for the sample/hold circuit 56 and a switching signal for the switch 57, and each is controlled separately. That is, the sample/hold 56 is set to the hold state by the track jump switching signal JT, and at the same time, the switch 57 is turned on by the track jump switching signal JT2 to start the track jump, and after the track jump, the sample/hold 56 is set to the hold state by the track jump switching signal JT. to the sample state and start track following. Thereafter, the track jump signal is returned to zero again, but the speed at which it is returned to zero is such that the macro movement mechanism can follow it. When the track jump signal returns to zero again, the switch 57 is turned off by the track jump switching signal JT2. Further, in this embodiment, the macro seek movement amount counter 51
In order to perform eccentricity correction by adding the eccentricity of the optical disk to The amount counter 51 is corrected. 1) As shown in the figure, the optical disc 1 is driven by the spindle motor 75.
0 rotates slightly eccentrically, and the rotation angle detector 80
outputs rotation angle information θ of the optical disc 10 and one reference angle index signal ID per rotation. The eccentricity counter 53 receives the reference angle index signal I.
It is designed to be reset every rotation by D. The disk eccentricity ε, which is the output of the eccentricity counter 53, and θ' from the rotation angle detector 80 are measured over multiple rotations of the optical disk at the first start of the optical disk, and the average relationship between the eccentricity and the rotation angle, That is, ε=f(θ') is stored. Note that the description of the disk eccentricity ε includes the up and down pulse signals Kuρ, Kdo from the fine pitch laser scale 60 when the micro movement mechanism (optical deflector) is in the lock mode and track following operation is performed.
wn is used. The macro seek movement amount counter 51 is an eccentric amount counter 54
At the end of the macro seek, the macro seek end determination circuit 54 determines the end of settling by looking at the macro seek deviation which is the output of the macro seek movement counter 51. Next, the tracking control system shown in FIGS. 16 and 17 will be described in detail. The tracking control system is basically based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-91.
The two-stage tracking servo disclosed in No. 536 is used. That is, the optical disc iJJf uses a two-stage tracking servo configured as shown in FIG. 18(a). Gd is the characteristic of the track error signal detection system, Of is the characteristic of the micro movement mechanism including the drive circuit, G
c represents the characteristics of the macro movement mechanism including the drive circuit. Xc
is the position of the macro movement mechanism, Xf is the displacement of the light spot by the micro movement mechanism, and the sum Xs of Xc and Xf is the position of the light spot. The difference between the position ffX5 of the light spot and the position Xt of the target track to be followed is detected by the track error signal detection system described in FIG. 7, FIG. 8, FIG. 10, or FIG. 11. The micro movement mechanism follows this track error signal. The track pitch of an optical disc is at most a few μm,
The linear range of the track error signal is less than half of that. However, the position resolution of the macro movement mechanism is much worse than that, and the tracking error signal cannot follow the target. Therefore, the movement of the micro-movement mechanism is taken as the target to be followed by the macro-movement mechanism. Gs is a simulator that simulates the characteristics of a micro-movement mechanism in order to provide an operation target for the macro-movement mechanism. In this example, an A10 deflection element is used as the micro-movement mechanism.
An optical deflector such as a SAW element is used. These optical deflectors operate at high speed because they do not have mechanically moving parts as described above. That is, when looking at its characteristics, as shown in FIG. 4, the gain is constant up to a high frequency sum, and there is no position delay. Figure 18 (
b) is a redrawn version of Fig. 18(a). In the figure, the part surrounded by a dotted line is a loop ■, and the outer loop is a loop ■. Loop ■ is the feedback system of the micro-transfer mechanism,
Loop ■ is a feedback system of the macro movement mechanism. The open-loop characteristics of loop (2) and loop (2) are shown in FIG. 19. In the figure, fcf and fcc are the cutoff frequencies of the loop ■ and the entire loop, respectively. The values of fcf and fcc will be described later. An example of the configuration of the other side of the two-stage tracking servo used in the present invention is shown in No. 20, and A1 is used as a micro-movement mechanism.
When using optical deflection elements such as zero deflection elements and SAW elements, these optical deflectors do not have mechanically moving parts and change the deflection angle electrically, so the gain is constant up to high frequencies and there is no sub-resonance. However, the phase may be delayed at high frequencies because it takes a certain amount of time for the ultrasonic waves to propagate through the device and there is also the effect of wobbling as described above. If a feedback loop is configured as is, the phase may rotate and the servo system may become unstable. Therefore, as shown in FIG. 20, a low-pass filter GQ is inserted to reduce the gain at high frequencies. In the figure, Gd is the characteristic of the track error signal detection system, Of is the characteristic of the micro movement mechanism including the drive circuit, and G
c represents the characteristics of the macro movement circuit including the drive circuit, and the first
This is similar to Figure 8. API is a phase lead circuit for stabilizing the micro movement mechanism, and Gp2 is a phase lead circuit for stabilizing the macro movement mechanism. Xc is the position of the macro movement mechanism, Xf is the displacement of the light spot due to the micro movement mechanism, and the sum of Xc and Xf is
s is the position of the light spot. light spot position fiXs
The difference between the position Xt of the target track and the position Xt of the target track
What is detected by the l-track error signal detection system explained in FIG. 10 or 11 is the same as that in FIG. Furthermore, the movement of the micro-movement mechanism is taken as the target to be followed by the macro-movement mechanism, but if an optical deflection element is used for the micro-movement mechanism, the movement of the micro-movement mechanism is
The input will be faithfully reflected. Therefore, the input of Of can be used as the operation target of the macro movement mechanism, the simulator Gs for simulating the characteristics of the micro movement mechanism can be omitted, and the configuration of the servo system can be simplified. FIG. 20(b) is a redrawn version of FIG. 20(a). The characteristic G of the entire tracking control system of this embodiment can be expressed as follows. G=Gd-Gpl・GQ・(Gf+Gp2・Gc) The Bode diagram is shown in FIG. 21, and the micro-transfer mechanism control loop Gd-Gpl・GQ・Of of loop I and the loop
Macro movement mechanism control loop Gd-GPl・GΩ・Gp
If the frequency at which 2·Gc intersects is fcc, then the two operate in cooperation so that at frequencies lower than fCc, the macro movement mechanism mainly acts, and at frequencies higher than fcc, the micro movement mechanism mainly acts. Gpl is for stabilizing the micro-transfer mechanism, so the gain of the micro-transfer mechanism control loop is OdB.
The phase is advanced around the zero cross frequency fcf. Gp2 advances the phase around the cross frequency fee in order to stabilize the macro dye transfer mechanism. Conventionally, the characteristics of the micro-transfer mechanism control loop I are mainly determined by the characteristics of the mechanical actuator. Although the characteristics of a second-order spring-one-mass system have been shown, in this embodiment, the characteristics can be freely determined using the low-pass filter GΩ. When the low-pass filter GQ is of second order, it can have characteristics similar to those of a conventional mechanical actuator. However, as shown in Fig. 3, there is no sub-resonance, which is a problem with mechanical actuators, so the zero cross frequency fc
f, that is, the bandwidth of the micro-transfer mechanism control loop, can be increased. Further, when the low-pass filter GQ is first-order, the phase delay near the zero-crossing frequency fcf is only about 90°, so the phase lead circuit Gpl for stabilizing the micro-moving mechanism is not necessary. Next, the band fcf of the micro movement mechanism control loop and the band fee of the control loop of the macro movement mechanism will be described. Generally, the transient response characteristics of a feedback control system are
It can be approximated as the following system. Therefore, consider the system shown in Figure 22. The object with initial velocity Vo at position Xo is
shall be stationary around. As shown in FIG. 23(a), it oscillates around Xo, but the damping ζ of the system takes effect and the amplitude gradually decreases. Letting the maximum value of the amplitude from Xo be Xmax and the band of the control system be fn, the following relationship exists. ) (aax・2ycfn≧f(ζ)・v. However, π ζ f (ζ)= An example of this is shown in FIG. 23(b). When pulling in a track in a two-stage tracking servo system Consider. If the track pitch is p = 1.6 μm, the detection range of the tracking signal will be ±0.4 μm. When pulling in the track, Xmax = 0.4 p
m%V o = 55*a+/sec. (Relative velocity Ve between the light spot and the track at the end of macro seek), and ζ=0.4. f (ζ)=0.55
Then, the band fcf of the micro-transfer mechanism control loop (2) is. 12 KHz In other words, the control loop of the optical deflection element needs to have a band of approximately 12 KHz or more. Such a high bandwidth can only be achieved by using an optical deflection element that does not have mechanically movable parts. Furthermore, even if the 0.4 μm pull-in range is expanded using a cross-track count signal, there is a problem in that it takes a long time to complete the pull-in, and the band of the micro-transfer mechanism control loop is expanded. I have no choice but to. For example, V o == 15Gmm/sec, ,
Set ζ=0.5, and the deviation from the target track is 0.0.
Assuming that the pull-in is completed when it becomes 3 μm or less, the band of the micro-transfer mechanism control loop is approximately 20 KHz, 15 G μsec with the time required for the pull-in being 6 Q psec.
, a frequency of about 12 KHz or more is required. It would be fine if the optical deflection element could cover all the tracks, but for example, the angle of light that can be deflected by an A10 deflection element is actually about ±3 mrad, and if a focusing lens with a focal length of 51 m1 is used, the light spot on the optical disc will be The amount of movement is ±15 μm. Therefore, the macro movement mechanism only needs to be able to pull the optical head into a width of 30 pm. Xmax = 15 pm, Vo = 55mm
/see. ζ=0.4. When f (ζ)=0.55, the band fee of the macro movement mechanism control loop is: In other words, it is sufficient that the band fee is approximately 320 Hz or more. As described above, in order to perform track pull-in while maintaining a high relative speed between the track and the light spot, it is necessary to increase the bandwidth of the micro-moving mechanism control loop. Although it depends on the relative speed between the track and the light spot, that is, the magnitude of the speed deviation at the end of the macro seek, the band of the micro movement mechanism control loop is set to 10 KHz or more during the track pull-in operation. Furthermore, if the center frequency of the phase lead of the path Gpl is also changed, it may be inconvenient to keep the band of this micro-transfer mechanism control loop high. That is, since the tracking ability is good up to high frequencies, it may also track signals caused by defects in the tracks on the disk, minute dust, noise, etc., and the light spot may be deflected more than necessary. In that case, during track following, the band of the micro-moving mechanism control loop is switched to a lower value. To switch the band of the microtransfer mechanism control loop,
For example, in FIG. 18(b), this can be done by changing the gain of the track error signal detection system Gd. The band of the micro-movement mechanism control loop during track following is normally desirably 5 kHz or less. Furthermore, in the servo control system as shown in FIG. 20, when the low-pass filter GQ is of second order, Gd. Switch the Gpl or GQ gain. In that case,
Although the cross frequency fcc, which is the band of the macro movement mechanism control loop in FIG. 21, does not change, the zero cross circumference frequency fcf, which is the band of the micro movement mechanism control loop, changes. Therefore, it is determined that the pull-in is completed when one phase advance time continues. Then there's the point. When the gain of Gf is changed, the zero cross frequency fcf and the cross frequency fe
Since e also changes, it is also necessary to change the center frequency of the phase lead of the phase lead circuit Gp2. Therefore, Gd. It is preferable to switch the gain of either Gpl or Gfl. - When it sees the end signal A, it knows that the track pull-in operation has started, and uses the band switching signal B to increase the gain of the low-pass filter GQ to raise the band to 10 KHz or more. At that time,
Since the zero cross frequency fcf changes, the center frequency of the phase lead of the phase lead circuit Gpl is also changed at the same time by the band switching signal B. The track pull-in operation ends when the positioning accuracy of the optical spot becomes less than a certain tolerance value, for example, 0.03 μm or less. Therefore, the track pull-in completion determination circuit 90:
The track error signal becomes less than 0.03μm equivalent,
Once again, the band switching signal B switches the gain of the low-pass filter GQ and the center frequency of the phase lead of the phase lead circuit Gpl, lowering the band to 5 KHz or less. Although the case where the gain of the low-pass filter GQ is switched is shown here, the gain of -Gd or Gpl may also be switched. When the low-pass filter GQ is first-order, the phase advance G
pl becomes unnecessary. Therefore, in order to switch the band, it is sufficient to switch the gain of Gd or GQ. Another embodiment of the optical head used in the present invention is shown in FIG. In the above embodiment, all the optical systems are composed of the movable optical head 15G.
However, in this embodiment, the optical head is composed of a fixed optical system 400 fixed to the base 15 and a movable optical system 300 driven by a macro movement mechanism. The laser diode 401 is a laser diode that oscillates laser beams of two different wavelengths. The light emitted from the laser diode 401 is turned into parallel light by the collimating lens 402, and the beam shaping prism 403
After being shaped into a circular beam, it enters an optical deflector 404 used as a micro-moving mechanism. As described above, the optical deflector 404 is composed of a non-mechanical optical deflection element such as an A10 deflection element or a SAW element, and a beam shaper. The light beam whose emission angle has been changed by the optical deflector 404 is separated into two light beams by the wavelength separation filter 405. The light beam reflected by the wavelength separation filter 405 is
The optical path is changed by the reflecting mirror 406 and made almost parallel to the light beam that passed through the wavelength separation filter 405, so that the two beams become almost parallel. The two beams then enter polarizing prisms 407 and 408. If the polarization of the light beam at this time is set to P polarization with respect to the polarizing prisms 407 and 408, most of the light beam will be polarized by the polarizing prism 407 and 408.
Go straight on 7,408. The two light beams exiting the polarizing prisms 407 and 408 pass through a λ/4 plate 409 and 410, become circularly polarized light, and are emitted from the fixed optical system 400. The light emitted from the fixed optical system 400 enters the movable optical system 300 driven by a macro movement mechanism. Within the movable optical system 300, the two light beams reflected by the rising lenses 302 and 303 are focused by the focusing lenses 304 and 305, respectively, and form a light spot on the optical disc 10. These light spots can be moved in the tracking direction (direction across the track) by the aforementioned optical deflector 404. The light reflected by the optical disk 10 passes through the aperture lens 304, 409, and 410 again and returns to linearly polarized light. The polarized light at this time is the polarizing prism 407, 408
Since the light is S-polarized, it is reflected without passing through the polarizing prism. The reflected light beam is focused onto its detector 415, 417 or 416° 418. To detect the amount and speed of movement of the optical head 300 (movable optical system), the fine pitch laser scale 2 attached to the base 15 and the movable optical system 300 is used, as in the previous embodiment.
Use 00. Detector 415, 417 or 41 in FIG.
The shape of 6,418 is shown in FIG. 26(a). This has a structure in which the detectors for detecting focus error and tracking error signals (see FIGS. 5 and 6) in the previously described embodiments are provided on the same substrate. In the front-rear differential scanning method, when a focus shift occurs, the size of the light spot image on the detector changes, but in order to prevent this focus shift from interfering with the tracking error signal, the configuration of the signal system is shown in Figure 26 (b). Do as shown. Regarding correction of the offset of the track error signal, see Figures 7 and 8.
This embodiment is similar to the embodiment described in FIG. 10 or 11. In the present invention, as explained in FIG. 14(a), most of the seek time is occupied by macro seek. Therefore, in order to achieve high-speed seek, it is necessary to shorten the time required for macro seek. for that purpose,
There are two methods: shorten the seek stroke and increase the acceleration applied to the head. If the entire disk surface is sought using multiple spots, the number of tracks to be covered by one spot will be reduced. Therefore, the stroke of the optical head becomes shorter, and the time required for macro seek can be further reduced. For example, when two spots are used and the distance between the two spots is set to 172 of the radius of the disk to be sought, the average amount of head movement becomes 1/2. The time required for macro seek in this way is 1/V2. In this embodiment, by dividing the optical head into a fixed optical system 400 and a movable optical system 300, the number of components of the movable head 300 is reduced. As a result, the movable head 300 can be made smaller and lighter, the burden on the macro movement mechanism is reduced, and the movable head can be driven with greater acceleration. Also. As the movable head 300 is made smaller and lighter, it is possible to increase the rigidity of the movable head 300, and it is possible to reduce sub-resonance of the head that adversely affects the servo system. In addition, the optical deflection element 404 and the aperture lens 304.30
5, track offset is likely to occur due to the distance shown in FIG. 8 mentioned above. Offset cancellation by wobbling or detection of a tracking error signal from the total amount of reflected light as explained in FIG. 10 or 11 is also effective in this embodiment. The seek method in this embodiment is shown in FIG. 16. Since it is the same as the above-mentioned embodiment explained using FIG. 17, the explanation will be omitted. Effects of the Invention 1 As described above, according to the present invention, the seek time in an optical disk device can be shortened to the same level as a magnetic disk device or even shorter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明で用いる光ヘッドの一実施例を示す図
、第2図は、ミクロ移動機構として用いるA10偏向素
子による光偏向器の一例、およびその動作原理を示す図
、第3図は、機械式アクチュエータの特性の一例を示す
図、第4図は、本発明でミクロ移動機構として用いるA
10偏向素子の特性の一例を示す図、第5図は、フォー
カスエラー信号およびデータ信号を検出するディテクタ
およびその信号検出系を示す図、第6図は、トラックエ
ラー信号を検出するディテクタおよびその信号検出系を
示す図、第7図は、トラックエラー信号のオフセットを
補正する第1の方式を示す図、第8図は、トラックオフ
セット補正の第2の方式を示す図、第9図および第10
図は、トラックエラー信号のオフセットを補正する第3
の方式を示す図、第11図は、反射光の総光量を検出す
るディテクタおよびその反射光量からトラックエラー信
号を検出する回路構成およびタイミングを示す図、第1
2図は、微小ピッチレーザスケールの構成、その出力、
スケール上の光スポット配置、および信号検出系を示す
図、第13図は、従来の2段階シークを説明するための
図、第14図は、本発明による2段階シークのシーク時
間を説明するための図、第15図は、本発明の2段階シ
ークにおける、光ヘッドと光スポットの動きを示す図。 第16図は、本発明によるシーク制御回路の一構成例を
示す図、第17図は、その制御回路の詳細と動作を説明
する図、第18図はトラッキングサーボ制御系の一構成
例を示す図、第19図は、その制御ループの特性を示す
図、第20図はトラッキングサーボ制御系の他の構成例
を示す図、第21図はその制御ループの特性を示す図、
第22図は、線形位置制御系を示す図、第23図は、第
22図を説明するための図、第24図は、制御系の帯域
を変えるための一構成例を示す図、第25図は、本発明
で用いる光ヘッドの他の実施例を示す図、第26図は、
第25図の実施例におけるディテクタ、および、その信
号検出系を示す図である。 符号の説明 10・・・光ティスフ、15・・・ベース、2o・・・
マクロ移動機構、30・・・サーボ制御回路、35・・
・光スポット制御信号検出および情報再生回路、40・
・・ミクロシーク制御回路、45・・・トラッキンング
制御回路。 50・・・マクロシーク制御回路、 55・・・ミクロ移動機構邪動モードスイッチ回路、6
0・・・マクロ移動機構駆動モードスイッチ回路、65
・・・ミクロ移動機構駆動回路、 70・・・マクロ移動機構駆動回路、 75・・・スピンドルモータ、80・・・回転角度検出
器、90・・・トラック引込み終了判定回路、15G・
・・光ヘッド、101・・・半導体レーザ、104・・
・光偏向器、113,114・・・フォーカスエラー信
号検出用ディテクタ、 115・・・トラックエラー信号検出用ディテクタ、1
18・・・A10偏向素子、200a・・・微小ピッチ
レーザスケール光学系、200b・・・微小ピッチスケ
ール、300・・・可動ヘッド、400・・・固定光学
系、401・・・半導体レーザ、404・・・光偏向器
、405・・・波長分離フィルタ、4151\416.
417,418・・・ディテクタ。 第 図 周逓淑 第 図 第 図 周シr113こ 第5 図 第 図 第6 図 茅 ? 図 早 q 図 第 図 竿IO図 第11図 (αン 昇 図 第13図 CCL) (Cン (CL) 番12 図 第 図 <b) 第14図 (山) 第15図 第14図 (bン 第 図 第 図 Cb) ルーフ゛π 第20図 (αン Cb) ルーフ1 ルーフ゛π (a、) tθ 第21図 第23図 時間 第2C図
FIG. 1 is a diagram showing an example of an optical head used in the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of an optical deflector using an A10 deflection element used as a micro-movement mechanism, and its operating principle, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the characteristics of a mechanical actuator, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the characteristics of a mechanical actuator.
10 is a diagram showing an example of the characteristics of the deflection element. FIG. 5 is a diagram showing a detector that detects a focus error signal and a data signal and its signal detection system. FIG. 6 is a diagram showing a detector that detects a track error signal and its signal. 7 is a diagram showing the detection system, FIG. 7 is a diagram showing the first method of correcting the offset of the track error signal, FIG. 8 is a diagram showing the second method of track offset correction, and FIGS. 9 and 10 are diagrams showing the detection system.
The figure shows the third step that corrects the offset of the track error signal.
Fig. 11 is a diagram showing a detector for detecting the total amount of reflected light, and a circuit configuration and timing for detecting a track error signal from the amount of reflected light.
Figure 2 shows the configuration of the micropitch laser scale, its output,
A diagram showing the light spot arrangement on the scale and a signal detection system, FIG. 13 is a diagram for explaining the conventional two-stage seek, and FIG. 14 is a diagram for explaining the seek time of the two-stage seek according to the present invention. FIG. 15 is a diagram showing the movement of the optical head and the optical spot in the two-step seek of the present invention. FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of a seek control circuit according to the present invention, FIG. 17 is a diagram explaining details and operation of the control circuit, and FIG. 18 is a diagram showing an example of the configuration of a tracking servo control system. 19 is a diagram showing the characteristics of the control loop, FIG. 20 is a diagram showing another configuration example of the tracking servo control system, and FIG. 21 is a diagram showing the characteristics of the control loop.
FIG. 22 is a diagram showing a linear position control system, FIG. 23 is a diagram for explaining FIG. 22, FIG. 24 is a diagram showing an example of a configuration for changing the band of the control system, and FIG. The figure shows another embodiment of the optical head used in the present invention, and FIG.
26 is a diagram showing a detector and its signal detection system in the embodiment of FIG. 25. FIG. Explanation of symbols 10... Optical Tisph, 15... Base, 2o...
Macro movement mechanism, 30... Servo control circuit, 35...
・Optical spot control signal detection and information reproducing circuit, 40・
...Micro seek control circuit, 45...Tracking control circuit. 50...Macro seek control circuit, 55...Micro movement mechanism perversion mode switch circuit, 6
0... Macro movement mechanism drive mode switch circuit, 65
...Micro movement mechanism drive circuit, 70...Macro movement mechanism drive circuit, 75...Spindle motor, 80...Rotation angle detector, 90...Track pull-in end determination circuit, 15G.
...Optical head, 101...Semiconductor laser, 104...
- Optical deflector, 113, 114...Detector for detecting focus error signal, 115...Detector for detecting track error signal, 1
18... A10 deflection element, 200a... Fine pitch laser scale optical system, 200b... Fine pitch scale, 300... Movable head, 400... Fixed optical system, 401... Semiconductor laser, 404 ... Optical deflector, 405 ... Wavelength separation filter, 4151\416.
417,418...detector. Figure 113 Figure 5 Figure 6 Figure 茅? Figure early q Figure rod IO diagram Figure 11 (αn ascending diagram Figure 13 CCL) (Cn (CL) No. 12 Figure <b) Figure 14 (Mountain) Figure 15 Figure 14 (b Roof 1 Roof π (a,) tθ Figure 21 Figure 23 Time Figure 2C

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、記録媒体上の目標トラックに記録再生用光スポット
を位置づけるシーク動作を、光ヘッドのマクロ移動機構
と該光ヘッドあるいは装置のベースに搭載されたミクロ
移動機構とによって行い、該ミクロ移動機構の制御系の
帯域を、トラック引き込み動作時に10KHz以上とす
ることを特徴とする光スポット位置決め方法。 2、記録媒体上の目標トラックに記録再生用光スポット
を位置づけるシーク動作を、光ヘッドのマクロ移動機構
と該光ヘッドあるいは装置のベースに搭載されたミクロ
移動機構とによって行い、該ミクロ移動機構の制御系の
帯域を、トラック引き込み動作時とトラック追従動作時
とで変えることを特徴とする光スポット位置決め方法。 3、上記ミクロ移動機構の制御系の帯域を、トラック引
込み動作時に10KHz以上とすることを特徴とする請
求項2記載の光スポット位置決め方法。 4、上記ミクロ移動機構の制御系の帯域を、トラック追
従動作時に5KHz以下とすることを特徴とする請求項
1ないし3のいずれかに記載の光スポット位置決め方法
。 5、上記ミクロ移動機構に非機械的光偏向器を用いるこ
とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の光
スポット位置決め方法。 6、上記シーク動作のマクロシークの際、減速時に目標
トラックまで等加速度で減速することを特徴とする請求
項1ないし5のいずれかに記載の光スポット位置決め方
法。 7、上記ミクロ移動機構の帯域を変化させる際、上記マ
クロ移動機構の帯域は一定であることを特徴とする請求
項1ないし6のいずれかに記載の光スポット位置決め方
法。 8、上記ミクロ移動機構として、その制御系の帯域内で
一定の振幅特性を持つ機構を用いることを特徴とする請
求項1ないし7のいずれかに記載の光スポット位置決め
方法。 9、上記ミクロ移動機構として、非機構的光偏向素子を
用いることを特徴とする請求項8記載の光スポット位置
決め方法。 10、上記ミクロ移動機構の制御系に対し、低域フィル
タにより高域のゲインを下げることを特徴とする請求項
8または9記載の光スポット位置決め方法。 11、上記低域フィルタが、1次の低域フィルタである
ことを特徴とする請求項10記載の光スポット位置決め
方法。 12、上記低域フィルタが、2次の低域フィルタである
ことを特徴とする請求項10記載の光スポット位置決め
方法。 13、上記ミクロ移動機構の制御系のゲインを変えるこ
とにより、該ミクロ移動機構の制御系の帯域を変えるこ
とを特徴とする請求項11記載の光スポット位置決め方
法。 14、上記ミクロ移動機構の制御系のゲインを変え、か
つ該ミクロ移動機構の位相進み回路の中心周波数を変え
ることにより、該ミクロ移動機構の制御系の帯域を変え
ることを特徴とする請求項12記載の光スポット位置決
め方法。 15、上記マクロ移動機構の追従目標を、トラック追従
動作時、上記ミクロ移動機構の制御入力と同一としたこ
とを特徴とする請求項8または9記載の光スポット位置
決め方法。16、上記シーク動作のマクロシークの際、
上記マクロ移動機構の追従目標を、減速時に15G以上
の加速度で減速するよう定めたことを特徴とする請求項
6記載の光スポット位置決め方法。 17、光ヘッドの位置を検出する外部リニアスケールに
、光ディスクのトラックピッチと同程度の分解能を持つ
リニアスケールを用いることを特徴とする光スポット位
置決め方法。 18、上記リニアスケールの分解能を光ディスクのトラ
ックピッチと同一にしたことを特徴とする請求項17記
載の光スポット位置決め方法。 19、光ディスクの目標トラックに記録再生用光スポッ
トを位置づけるシーク動作を、上記リニアスケールから
の信号をカウントすることにより行うことを特徴とする
請求項16又は19記載の光スポット位置決め方法。 20、記録媒体上の目標トラックに記録再生用光スポッ
トを位置づけるシーク動作を、光ヘッドのマクロ移動機
構と該光ヘッドあるいは装置のベースに搭載されたミク
ロ移動機構とによって行い、上記光ヘッドから照射され
る光スポットを元の位置からトラックの両方向にウオブ
ルし、その時の反射光の光量差からトラックエラー信号
を検出することを特徴とする光スポット位置決め方法。 21、記録媒体上の目標トラックに記録再生用光スポッ
トを位置づけるシーク動作を、光ヘッドのマクロ移動機
構と該光ヘッド上あるいは装置のベース上に搭載された
ミクロ移動機構とによって行い、上記光ヘッドから照射
される光スポットを元の位置からトラックの両方向にウ
オブルし、その時のトラックエラー信号の和をとり、そ
の和の1/2を元の信号から引くことによりトラックエ
ラー信号のオフセットを補正することを特徴とする光ス
ポット位置決め方法。 22、上記ミクロ移動機構を用いて、上記光スポットの
ウォブルを行うことを特徴とする請求項20または21
記載の光スポット位置決め方法。 23、上記光スポットをウォブルする際、元の位置から
トラック半径両方向にトラックピッチの1/2ずつウォ
ブルすることを特徴とする請求項20ないし22のいず
れかに記載の光スポット位置決め方法。 24、上記ミクロ移動機構に非機械的光偏向素子を用い
ることを特徴とする請求項22記載の光スポット位置決
め方法。 25、上記光スポットのウォブルに要する時間Twを1
0μs.以下とすることを特徴とする請求項20ないし
24のいずれかに記載の光スポット位置決め方法。 26、上記光スポットのウォブルの間隔Tiを、制御系
の帯域fcfに対して、Ti<i/(3・fcf)とす
ることを特徴とする請求項20ないし25のいずれかに
記載の光スポット位置決め方法。 27、上記光スポットのウォブルの間隔Tiを、可変と
することを特徴とする請求項20ないし26のいずれか
に記載の光スポット位置決め方法。 28、上記光スポットのウォブルの間隔Tiを、トラッ
ク追従動作時にトラック引込み動作時より長くすること
を特徴とする請求項27記載の光スポット位置決め方法
。 29、上記光スポットのウォブルの間隔Tiを、トラッ
ク引込み動作時に光スポットのウォブルに要する時間T
wと同一としたことを特徴とする請求項20ないし28
のいずれかに記載の光スポット位置決め方法。 30、光ディスクと、該光ディスク上のトラックに記録
再生用光スポットを照射する光ヘッドと、該光ヘッドを
移動させるマクロ移動機構と、該光ヘッドあるいは装置
のベースに搭載されトラック引き込み動作時とトラック
追従動作時とで異なる制御帯域を有し上記光スポットを
移動させるミクロ移動機構とからなることを特徴とする
光ディスク記憶装置。31、上記ミクロ移動機構はトラ
ック引き込み動作時に10KHz以上の制御帯域を有す
ることを特徴とする請求項30記載の光ディスク記憶装
置。 32、光ディスクと、該光ディスク上のトラックに記録
再生用光スポットを照射する光ヘッドと、該光ヘッドを
移動させるマクロ移動機構と、該光ヘッドあるいは装置
のベースに搭載され、トラック引き込み動作時に10K
Hz以上の制御帯域を有し上記光スポットを移動させる
ミクロ移動機構とからなることを特徴とする光ディスク
記憶装置。 33、上記ミクロ移動機構はトラック追従動作時に5K
Hz以下の制御帯域を有することを特徴とする請求項3
0ないし33のいずれかに記載の光ディスク記憶装置。 34、上記ミクロ移動機構が非機械的光偏向器からなる
ことを特徴とする請求項30ないし33のいずれかに記
載の光ディスク記憶装置。 35、上記光ディスクのトラックピッチと同程度の分解
能を持つリニアスケールを有し、該リニアスケールによ
り上記光ヘッドの位置を検出することを特徴とする請求
項30ないし34のいずれかに記載の光ディスク記憶装
置。 36、上記リニアスケールの分解能を上記光ディスクの
トラックピッチと同一にしたことを特徴とする請求項3
5記載の光ディスク記憶装置。 37、上記リニアスケールは、光ヘッド可動部に取付け
られた回折格子と、ベースに取付けられ、前記回折素子
にレーザ光を絞り込んで照射し、その反射光を検出する
光学系とによりなることを特徴とする請求項35又は3
6記載の光ディスク記憶装置。 38、上記記録再生用光スポットの反射光からトラック
エラー信号を検出するトラックエラー検出手段であって
、上記反射光が光学的中心軸からずれることに起因する
オフセットを補正する手段を備えたトラックエラー検出
手段を有することを特徴とする請求項30ないし37の
いずれかに記載の光ディスク記憶装置。 39、上記トラックエラー検出手段の出力に基づいて、
上記マクロ移動機構と上記ミクロ移動機構とを上記トラ
ック引き込み動作時とトラック追従動作時に駆動するこ
とを特徴とする請求項38記載の光ディスク記憶装置。 40、上記オフセット補正手段は、上記記録再生用光ス
ポットを上記光ディスクの半径方向にウォブルした時の
上記反射光の光量差を得る手段を含むことを特徴とする
請求項38又は39記載の光ディスク記憶装置。 41、上記オフセット補正手段は、上記記録再生用光ス
ポットを上記光ディスクの半径方向にウォブルした時の
上記トラックエラー信号の和を得る手段を含むことを特
徴とする請求項38又は39記載の光ディスク記憶装置
。 42、上記トラックエラー検出手段は、上記記録再生用
光スポットを上記光ディスクの半径方向にウォブルした
時の上記反射光の光量差から上記トラックエラー信号を
検出する手段からなることを特徴とする請求項38又は
39記載の光ディスク記憶装置。 43、上記光スポットのウォブルに要する時間Twを1
0μs.以下とすることを特徴とする請求項40ないし
42のいずれかに記載の光ディスク記憶装置。 44、上記光スポットのウォブルの間隔Tiを、制御系
の帯域fcfに対してTi<1/(3・fcf)とする
ことを特徴とする請求項40ないし43のいずれかに記
載の光ディスク記憶装置。 45、上記光スポットのウォブルの間隔Tiを、トラッ
ク追従動作時にトラック引込み動作時より長くすること
を特徴とする請求項40ないし44のいずれかに記載の
光ディスク記憶装置。 46、上記光スポットのウォブルの間隔Tiを、トラッ
ク引込み動作時に光スポットのウォブルに要する時間T
wと同一としたことを特徴とする請求項40ないし45
のいずれかに記載の光ディスク記憶装置。
[Claims] 1. A seek operation for positioning a recording/reproducing light spot on a target track on a recording medium is performed by a macro movement mechanism of an optical head and a micro movement mechanism mounted on the optical head or the base of the device. . A method for positioning a light spot, characterized in that the band of the control system of the micro-movement mechanism is set to 10 KHz or more during track pull-in operation. 2. A seek operation for positioning a recording/reproduction light spot on a target track on a recording medium is performed by a macro movement mechanism of the optical head and a micro movement mechanism mounted on the optical head or the base of the device, and the movement of the micro movement mechanism A light spot positioning method characterized in that the band of a control system is changed between a track pull-in operation and a track following operation. 3. The optical spot positioning method according to claim 2, wherein the band of the control system of the micro-movement mechanism is set to 10 KHz or more during the track pull-in operation. 4. The optical spot positioning method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the band of the control system of the micro-movement mechanism is set to 5 KHz or less during track following operation. 5. The optical spot positioning method according to claim 1, wherein a non-mechanical optical deflector is used for the micro-movement mechanism. 6. The optical spot positioning method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that during the macro seek of the seek operation, deceleration is performed at a constant acceleration to the target track during deceleration. 7. The optical spot positioning method according to claim 1, wherein when changing the band of the micro movement mechanism, the band of the macro movement mechanism remains constant. 8. The optical spot positioning method according to claim 1, wherein a mechanism having constant amplitude characteristics within a band of its control system is used as the micro-movement mechanism. 9. The optical spot positioning method according to claim 8, wherein a non-mechanical optical deflection element is used as the micro-movement mechanism. 10. The optical spot positioning method according to claim 8 or 9, characterized in that the control system of the micro-movement mechanism is provided with a low-pass filter to lower the high-frequency gain. 11. The optical spot positioning method according to claim 10, wherein the low-pass filter is a first-order low-pass filter. 12. The optical spot positioning method according to claim 10, wherein the low-pass filter is a second-order low-pass filter. 13. The optical spot positioning method according to claim 11, characterized in that the band of the control system of the micro-movement mechanism is changed by changing the gain of the control system of the micro-movement mechanism. 14. Claim 12, characterized in that the band of the control system of the micro-moving mechanism is changed by changing the gain of the control system of the micro-moving mechanism and changing the center frequency of the phase lead circuit of the micro-moving mechanism. The optical spot positioning method described. 15. The optical spot positioning method according to claim 8 or 9, wherein the tracking target of the macro movement mechanism is the same as the control input of the micro movement mechanism during the track following operation. 16. During the macro seek of the above seek operation,
7. The optical spot positioning method according to claim 6, wherein the target to be followed by the macro movement mechanism is determined to be decelerated at an acceleration of 15 G or more during deceleration. 17. An optical spot positioning method characterized in that a linear scale having a resolution comparable to the track pitch of an optical disk is used as an external linear scale for detecting the position of the optical head. 18. The optical spot positioning method according to claim 17, wherein the resolution of the linear scale is made the same as the track pitch of the optical disc. 19. The optical spot positioning method according to claim 16 or 19, wherein the seek operation for positioning the recording/reproducing optical spot on the target track of the optical disc is performed by counting signals from the linear scale. 20. A seek operation for positioning a recording/reproduction light spot on a target track on the recording medium is performed by the macro movement mechanism of the optical head and the micro movement mechanism mounted on the optical head or the base of the device, and the optical spot is irradiated from the optical head. A method for positioning a light spot, the method comprising: wobbling a light spot from its original position in both directions of the track, and detecting a track error signal from the difference in the amount of reflected light at that time. 21. A seek operation for positioning a recording/reproducing light spot on a target track on a recording medium is performed by a macro movement mechanism of the optical head and a micro movement mechanism mounted on the optical head or on the base of the device, and the optical head The offset of the track error signal is corrected by wobbling the light spot irradiated from the original position in both directions of the track, calculating the sum of the track error signals at that time, and subtracting 1/2 of the sum from the original signal. A method for positioning a light spot, characterized by: 22. Claim 20 or 21, characterized in that the optical spot is wobbled using the micro-movement mechanism.
The optical spot positioning method described. 23. The optical spot positioning method according to claim 20, wherein when wobbling the optical spot, the optical spot is wobbled by 1/2 of a track pitch in both directions of the track radius from the original position. 24. The optical spot positioning method according to claim 22, wherein a non-mechanical optical deflection element is used in the micro-movement mechanism. 25. The time Tw required for wobbling the above light spot is 1
0 μs. The optical spot positioning method according to any one of claims 20 to 24, characterized in that: 26. The light spot according to any one of claims 20 to 25, wherein the wobble interval Ti of the light spot is set to Ti<i/(3·fcf) with respect to the band fcf of the control system. Positioning method. 27. The optical spot positioning method according to any one of claims 20 to 26, characterized in that the wobble interval Ti of the optical spot is made variable. 28. The optical spot positioning method according to claim 27, wherein the wobble interval Ti of the optical spot is made longer during the track following operation than during the track retracting operation. 29. The wobble interval Ti of the light spot is defined as the time T required for the light spot to wobble during the track pull-in operation.
Claims 20 to 28 characterized in that they are the same as w.
The optical spot positioning method described in any one of . 30. An optical disk, an optical head that irradiates a recording/reproducing light spot onto a track on the optical disk, a macro movement mechanism that moves the optical head, and a macro movement mechanism that is mounted on the optical head or the base of the device and that is mounted on the optical head or the base of the device to move the track during a track pull-in operation. An optical disk storage device comprising a micro-movement mechanism that moves the optical spot and has a different control band during a follow-up operation. 31. The optical disk storage device according to claim 30, wherein the micro-movement mechanism has a control band of 10 KHz or more during track pull-in operation. 32. An optical disk, an optical head that illuminates a track on the optical disk with a recording/reproducing light spot, a macro movement mechanism that moves the optical head, and a macro movement mechanism that is mounted on the optical head or the base of the device and that is capable of moving 10K during track pull-in operation.
An optical disk storage device comprising a micro-movement mechanism that has a control band of Hz or more and moves the optical spot. 33. The above-mentioned micro-movement mechanism has a speed of 5K during track following operation.
Claim 3 characterized by having a control band of Hz or less.
The optical disc storage device according to any one of 0 to 33. 34. The optical disc storage device according to any one of claims 30 to 33, wherein the micro-movement mechanism comprises a non-mechanical optical deflector. 35. The optical disk storage according to any one of claims 30 to 34, characterized in that it has a linear scale having a resolution comparable to the track pitch of the optical disk, and the position of the optical head is detected by the linear scale. Device. 36. Claim 3, wherein the resolution of the linear scale is the same as the track pitch of the optical disc.
5. The optical disc storage device according to 5. 37. The above-mentioned linear scale is characterized by comprising a diffraction grating attached to a movable part of the optical head, and an optical system attached to a base, which narrows and irradiates laser light to the diffraction element and detects the reflected light. Claim 35 or 3
6. The optical disc storage device according to 6. 38. Track error detection means for detecting a track error signal from the reflected light of the recording/reproducing light spot, comprising means for correcting an offset caused by the reflected light being deviated from the optical center axis. 38. The optical disc storage device according to claim 30, further comprising a detection means. 39. Based on the output of the track error detection means,
39. The optical disk storage device according to claim 38, wherein the macro movement mechanism and the micro movement mechanism are driven during the track pull-in operation and during the track follow-up operation. 40. The optical disk storage according to claim 38 or 39, wherein the offset correction means includes means for obtaining a difference in the amount of reflected light when the recording/reproducing light spot is wobbled in the radial direction of the optical disk. Device. 41. The optical disc storage according to claim 38 or 39, wherein the offset correction means includes means for obtaining the sum of the track error signals when the recording/reproducing light spot is wobbled in the radial direction of the optical disc. Device. 42. Claim 42, wherein the track error detection means comprises means for detecting the track error signal from a difference in the amount of reflected light when the recording/reproducing light spot is wobbled in the radial direction of the optical disk. 39. The optical disc storage device according to 38 or 39. 43. The time Tw required for wobbling the above light spot is 1
0 μs. The optical disc storage device according to any one of claims 40 to 42, characterized in that: 44. The optical disk storage device according to any one of claims 40 to 43, wherein the wobble interval Ti of the optical spot is set to Ti<1/(3·fcf) with respect to the band fcf of the control system. . 45. The optical disk storage device according to claim 40, wherein the wobble interval Ti of the optical spot is made longer during the track following operation than during the track pull-in operation. 46. The wobble interval Ti of the light spot is defined as the time T required for the light spot to wobble during the track pull-in operation.
Claims 40 to 45 characterized in that they are the same as w.
The optical disc storage device according to any one of.
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