JPH02192036A - 光ディスク装置のトラッキング制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学的に情報を記録再生する光ディスク装置に
関し、特にその光ビームを正確に情報トラックに追従さ
せるトラッキングサーボ制御装置に関する。

〔従来の技術〕

レーザ光を集束して記録面に照射し、光学的に情報を記
録、再生する光ディスク装置においては、光ビームを極
めて幅の狭い情報トラックに対して位置合わせし、トラ
ック位置の変動に追従してビーム位置をトラック中心に
保つことが要求される。このため、光学的に光ビームの
情報トラックに対する位置ずれ（トラックエラー）を検
出し、そのずれを補正するようにビーム集束用の対物レ
ンズ又はビーム偏向用のミラーをトラック横方向に動か
すトラッキング制御が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のトラッキング制御においては、サ
ーボゲインを装置自体で適正な値に自動的に調整する機
能がなく、ゲインは一般的に初期調整時の値に固定され
ていた。光ディスク装置においては、光ヘッド、記録担
体によってトラックエラー検出特性トラックアクチュエ
ータ駆動特性にばらつきがあり、初期調整時においても
、それぞれのヘッド、記録担体に対し、人手でゲイン調
整を行うのは困難であった。

また、光ヘツド特性の経時変化、記録担体の交換などに
よるゲインの変化に加えて記録担体上のエラー信号も場
所によって変動するため、初期調整のみでは適正なゲイ
ンが確保できず、サーボゲインが最適な値からずれて、
特性（ゲイン）不足、あるいは発振等の動作不安定を引
き起こす危険があるという問題があった。

これらの問題を解決するには、装置自体が自動的にサー
ボゲインを調整できる機能があれば良いのであるから、
従来適切な方法が無かった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のトラッキング制御装置はトラッキング引き込み
（サーボオン）時のサーボループを閉じてからトラック
エラー信号が０クロスするまでの時間を検出する手段と
、前記Ｏクロス後のオーバーシュートのピーク値を検出
する手段と、前記０クロスまでの時間とオーバーシュー
トのピーク値のそれぞれの規定値からのずれに対応して
サーボゲインを変化させる手段とを備えており、トラッ
キング引き込み時のサーボ応答特性のモニターにより、
ゲインの適、不適を判別し、ゲインを最適な値に、自動
的に設定する機能を有している。

トラッキング引き込み動作は、記録担体の交換時の他、
別のトラックへの移動のためのシーク動作の終了時にも
必ず行われる動作であり、特別なモードを設定すること
なくゲインの調整が実行される。また、ゲイン不適切の
場合、再度引き込み動作をくり返すことも容易である。

本発明によれば、トラッキングサーボ系のゲイン自動調
整が極めて容易に実現できる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のトラッキング制御装置の一実施例を示
すブロック図である。光ヘツド２内に配置された半導体
レーザ１０はレーザ駆動回路３０よりの電流を供給され
て、レーザ光を発光する。

半導体レーザ１０より出射される発散性のレーザ光はコ
リメートレンズ１１により平行光に直され、ビームスプ
リッタ１２を通って対物レンズ１３に入射する。対物レ
ンズ１３は光束を集束させ、記録担体ｌの表面上に微少
な光スポットを形成する。

記録担体１の表面には、光学的に検出可能な形でトラッ
ク位置情報が形成されており、記録情報はこのトラック
にそって記録、再生される。対物レンズ１３はトラック
アクチュエータ１４に取り付けられ、記録担体の情報ト
ラックに対して横方向（記録担体のＹ径方向）に動くこ
とができる。記録担体１の表面より反射された光は、再
び対物レンズ１３を通り、ビームスプリッタ１２に入射
する。ビームスプリッタ１２はハーフミラ−１あるいは
偏光ビームスプリッタで構成され、反射されてきた光の
一部をトラックエラー検出器１５に入射させるように光
路を曲げる。ビームスプリッタ１２により光路を曲げら
れた光は、概ね平行光のままトラックエラー検出器に入
射し、反射光のファーフィールド像を投影する。本例で
はトラックエラー検出器はいわゆるブツシュ・プル法を
用いており、記録担体１上に形成されたトラック案内溝
（グループ）による回折効果によってトラックずれ（ト
ラックエラー）を検出する。トラックエラー検出器は入
射する反射光ファーフィールド像をトラック横方向に分
割して受光するように少なくとも２分割された光検出素
子（フォトデイラフター）で構成され、分割されたそれ
ぞれのエレメントの出力の差をとることによりトラック
位置ずれに対応する信号（トラックエラー信号）が得ら
れる。差動アンプ２０はトラックエラー検出器１５０分
割されたエレメントそれぞれの出力の差をとり、増幅し
てトラックエラー信号１０１を出力する。トラックエラ
ー信号１０１はトラッキングサーポ回路２１に入力しゲ
インの調整、位相補償が行われて、トラックサーボ信号
１０２として出力される。トラッキング追従動作時には
トラッキングシーケンス制御回路２４よりのサーボルー
プクローズ信号１０３により、アナログスイッチ２５が
ＯＮとなりトラックサーボ信号１０２を通過させてパワ
ーアンプ２６に入力させる。パワーアンプ２６はこのト
ラックサーボ信号１０２に対応した電流をトラックアク
チュエータ１４に供給し、対物レンズ１３の位置を情報
トラックの中心に追従させるよう駆動する。光ディスク
装置の駆動時、あるいは記録担体の交換後、または光ヘ
ッドの移動を伴うトラック間シーク後などトラッキング
がはずれた（トラックサーボオフ）状態からトラッキン
グ追従動作に移る際にはトラック引き込み動作が行われ
る。この場合トラッキングシーケンス制御回路２４はト
ラックエラー信号１０１の周波数即ち光スポットがトラ
ックを横切る速度がある規定値以下になりかつトラック
エラー信号１０１のレベルがあらかじめ定めた値以下に
なったとき（即ちトラック中心からのずれがある範囲内
になったとき）、サーボループクローズ信号１０３をＯ
Ｎにして、サーボループを閉じる。レベル検出回路２２
からは一トラックエラー信号１０１の０クロスを示すト
ラッククロスパルス１０４とトラックエラー信号１０１
が引き込み可能レベルになったことを示す弓き込みレベ
ル信号１０５が出力され、トラッキングシーケンス制御
回路２４はトラッククロスパルス１０４の周期が定めら
れた値より長くなり（即ち周波数が低くなり）、かつ、
引き込みレベル信号１０５がオンになったことを検知し
てトラッキング引き込み可能状態を判定し、トラッキン
グサーボルーフを閉じる。同時にトラッキングシーケン
ス制御回路２４からはサーボオン信号１０６が出力され
トラッキングゲイン調整回路２３に伝える。トラッキン
グゲイン調整回路２３はこの時点からタイマーを動作さ
せ、トラックエラー信号１０１が０レベル（トラック中
心）になるまでの時間を測りはじめる。対物レンズ１３
がサーボルーフの働きにより、更にトラック中心方向に
動き光ビームがトラック中心に達したところでトラック
エラー信号１０１は０レベルとなる。レベル検出回路２
２はこのトラックエアー信号１０１のＯレベルクロスを
検知しトラツク０クロス信号１０７をトラッキングゲイ
ン調整回路２３に伝える。トラッキングゲイン調整回路
２３はこのトラツク０クロス信号１０７０入力により、
トラッキングサーボオンとなってからの時間測定タイマ
を停止させ、０クロスまでの時間を得る。トラックエラ
ー信号１０１が０になった後も、トラッキングサーボの
過度応答により、対物レンズ１３は移動動作を続け、い
わゆるオーバーシュートを生じる。レベル検出回路２２
はトラックエラー〇クロス以後のオーバーシュートのモ
ニターを行い、オーバーシュート量のピーク値を検出し
て、その値をオーバーシュートピーク信号１０８として
トラッキングゲイン調整回路２３に伝える。トラッキン
グゲイン調整回路２３は、上述の測定により得られたト
ラック０クロスまでの時間およびオーバーシュートピー
ク値をそれぞれあらかじめ定められた規定値と比較して
、トラッキングサーボ回路２１のゲインの過大または不
足を判定し、ゲイン調整信号１０９によりゲインの低減
または増加の調整を行う。

トラッキングサーボ引き込み時に、トラッキングサーボ
を閉じる時点での光ビームの位置および速度は前述した
引き込み条件を満たしているため、常にほぼ一定の値と
なっており、トラッキング引き込み時の応答（ステップ
応答）はゲインが一定であれば、はぼ同じ形の応答にな
るはずである。

従って、例えばトラック０クロスとなる時間があらかじ
め想定された時間より短いことはトラッキングサーボゲ
インが過大でサーボループの応答特性が早くなりすぎて
いることを示す。同様に、オーバーシュート量が過大で
あることもサーボループのゲインが過大で十分なダンピ
ングが得られていないことを示す。従って、トラック０
クロスまでの時間が短くオーバーシュート量が大きけれ
ばトラッキングゲイン調整回路２３はトラッキングサー
ボ回路２１のゲインが過大であると判断し、トラッキン
グサーボ回路２１のゲインを下げるようなゲイン調整信
号１０９が発生する。なお、レベル検出回路２２は複数
のコンパレータとピークホールド回路により構成できト
ラッキングゲイン調整回路２３はタイマーを備えたマイ
クロプロセッサにより実現できるが、よりコンパクトに
するには、トラッキングシーケンス制御回路と合わせて
、トラックエラー信号１０１をディジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換器とマイクロプロセッサによっても簡単に実
現できる。

以上のような構成および動作によりトラッキングサーボ
のゲインは適正値に自動調整される。なお、この調整動
作はトラッキング裏引き込み動作として任意の回数くり
返すことが出来、トラッキング応答特性が適正になるま
で修正を行うことが可能である。

第２図は第１図の実施例の動作を示すための波形図であ
る。波形Ａはトラックエラー信号１０１の応答を示す。

また波形Ｂはサーボループクローズ信号１０３がオンと
なるタイミングを示す。トラッキング引き込み開始前に
おいては光ビームはトラックに対してフリーな状態であ
り、トラックエラー信号１０１はトラック位置の変動に
対応して正弦波状に変化する。トラック引き込みを行う
場合はこのトラックエラー信号１０１の周期がサブモニ
ターされ、０クロスの周期がある値より長くなったとき
、即ち光ビームとトラックの相対速度が一定値以下にさ
がったかどうかが判定される。

このＯクロスの周期Ｔｃが規定値より長くなった後、ト
ラックエラー信号１０１のレベルがある定められたレベ
ル（Ｘｉ）を通過したとき、即ち光ビームがトラック中
心に対して一定距離以内に近づいたとき（ｔ、）サーボ
ループクローズ信号１０３がオンとなる。即ち、トラッ
キングサーボループが閉じられる際には光ビームとトラ
ックの相対速度および相対位置は常にほぼ一定の条件と
なる。このときの速度および位置がトラッキング引き込
みの際のサーボ応答の初期条件となるから、その後の対
物レンズ１３（光ビーム）の応答（即ちトラックエラー
信号１０１の応答）は、トラッキングサーボループの特
性を反映するものとなる。

サーボループの働きにより、トラックエラー信号１０１
は０レベルに近づき、ｔｏの時点で０クロスする。サー
ボループを閉じてから（ｔ、）この０クロスする時点（
ｔｏ）までの時間Ｔ３はサーボゲインに応じて変化し、
サーボゲインが大きいとＴＲは短くなる。その後、トラ
ックエラー信号１０１はオーバーシュートして負のピー
ク値Ｘ、に達する。このピーク点の大きさもサーボゲイ
ンによって変わり、ゲインが大きいほど負の大きな値と
なる。従って、これら２つの値ＴＲおよびＸｐをモニタ
ーすることによりサーボゲインの適、不適が判別でき、
トラッキングサーボ回路２１のゲインを適正な値に修正
できる。これによりトラッキングサーボループのゲイン
は自動的に適正な値に設定され、安定な内部サーボ動作
を実現することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明トラッキング引き込み動作
の際のＯクロスまでのタイミングおよびオーバーシュー
トのピーク値をモニターし、それを適正ゲインの際に想
定される規定値と比較し、ずれに応じてサーボゲインを
修正することにより、自動的にトラッキングサーボゲイ
ンを適正値に調整することができる効果がある。

本発明のトラッキング制御装置によれば特別なゲイン調
整のための動作モードおよびそのための特殊な回路等を
備えることなくサーボゲインが自動的に調整でき、記録
担体の交換、光ヘッドの経時変化等に対しても常に安定
なトラッキング動作をおよび装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラッキング制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図の実施例の動作を示すた
めの波形図である。 １・・・・・・記録担体、２・・・・・・光ヘッド、１
０・・・・・・半導体レーザ、１１・・・・・・コリメ
ートレンズ、１２・・・・・・ビームスプリッタ、１３
・・・・・・対物レンズ、１４・・・・・・トラックア
クチュエータ、１５・・・・・・トラックエラー検出器
、２０・・・・・・差動アンプ、２１・・・・・・トラ
ッキングサーボ回路、２２・・・・・・レベル検出回路
、２３・・・・・・トラッキングゲイン調整回路、２４
・・・・・・トラッキングシーケンス制御回路、２５・
・・・・・アナログスイッチ、２６・・・・・・パワー
アンプ、３０・旧・・レーザ駆動回路。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学的に情報が記録されている記録担体を用い、その記
   録担体に光スポットを照射する光照射手段と、前記光ス
   ポットを前記記録担体上の目的位置に位置決めするため
   に粗位置決め手段と精位置決め手段とを有し、特に精位
   置決め手段においては、前記光スポットの前記記録担体
   からの反射光を用いて位置ずれを検出し、フィードバッ
   クして前記光スポットの微調整を行うクローズドループ
   を形成する光ディスク装置のトラッキング制御装置にお
   いて、 前記フィードバックのゲインを変化させるフィードバッ
   クゲイン可変手段と、このフィードバックゲインの適正
   値を判定するフィードバックゲイン判定手段とを有する
   ことを特徴とする光ディスク装置のトラッキング制御装
   置。