JPH02240832A - 光ディスク記録装置 - 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〕 この発明は、書込可能形光ディスクに情報を記録するた
めの光ディスク記録システムに関し、光ヘッドのディス
ク径方向位置を簡易な構成で高精度に検出して、高精度
の線速度一定制御を実現できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、書込可能形光ディスクとして、ＤＲＡＷ（追記形
）ディスク、Ｅ−ＤＲＡＷ（消去可能形）ディスクがあ
った。ＤＲＡＷディスクは、１度だけ書込が可能なもの
で、例えばレーザ光照射で発生した熱によって金属記＃
ｊ！膜を焼き切って情報ビットを形成するもの等がある
。Ｅ−ＤＲＡＷディスクは、記録の書換が可能なもので
、例えば光磁気記録を利用したものや、結晶状態とアモ
ルファス状態との間の相変化を利用したもの等がある。

書込可能形光ディスクには、プリグループと称するトラ
ックが予め形成されている。情報の書込を行なう場合は
、トラッキング制御によりこのプリグループを検出する
とともに、フィード制御により光ヘッドをディスク径方
向に移動させて記録を行なう。

書込可能形光ディスクは一般に線速度一定で情報が記録
される。このため、ディスク径方向位置を高精度に検出
して、各位置で規定の線速度を得るのに必要なディスク
モータの回転数を演算により求めて、ディスクモータの
回転制御を行なっている。従来のＣＤ（コンパクト・デ
ィスク）等のマスクカッティングマシンにおいては、光
ヘッドのディスク径方向位置を検出するのにレーザ測距
装置等の高精度な位置検出手段を用いていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＣＤ等のマスクカッティングマシンのような非民生機で
はレーザ測距装置等の高価な位置検出手段を用いること
ができるが、民生用の光ディスク記録装置に使用するの
は贅沢であり、安価がつ高精度に光ヘッドのディスク径
方向位置を検出できる位置検出手段の開発が望まれてい
た。

この発明は、従来の技術におけるこのような問題点を解
決するもので、光ヘッドのディスク径方向位置を安価か
つ高精度に検出して、高精度に線速度一定制御を実現で
きるようにした光ディスク記録装置を提供しようとする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、光ヘッドのディスク径方向位置の検出手段
を、明暗パターンを所定ピッチで形成し、フォトカプラ
をこれに対向配置して、光ヘッドのディスク径方向移動
に連動してこれら明暗パターンとフォトカプラとの相対
位置を変化させて、フォトカプラから得られる明暗パタ
ーンの検出パルスをカウントして光ヘッドのディスク径
方向位置を検出するように構成するとともに、前記検出
パルスの周期を等分割するタイミングを演算して、その
タイミングでディスク径方向位置の補間情報を作成する
補間手段を具備してなるものである。

〔作　用〕

この発明によれば、光ヘッドのディスク径方向位置の検
出手段として、例えばリニアエンコーダと称する光学式
位置検出装置を使用することができる。このリニアエン
コーダはレーザ測距装置に比べて安価であるが、検出分
解能は劣る。すなわち、リニアエンコーダの分解能は現
在は５０μｍ程度が限界であるが、ＣＤフォーマットに
よる記録では１０〜２５μｍ程度の分解能が必要である
。

そこで、この発明では検出パルスの周期を等分割するタ
イミングを演算して、そのタイミングでディスク径方向
位置の補間情報を作成することにより検出分解能を高め
るようにしている。

これによれば、リニアエンコーダ等の安価な位置検出手
段を用いて光ヘッドのディスク径方向位置を高精度に検
出して、高精度に線速度一定制御を実現して書込を行な
うことができる。

〔実施例〕

（実施例１） この発明の一実施例を第１図に示す０例えばＣＤ規格で
構成された記録用光ディスク１０の記録面には、予めプ
リグループと称する螺旋状トラックが形成されている。

光ディスク１０はディスクモータ１２により回転駆動さ
れる。ディスクモータ１２の回転はＦＧ　（Ｆｒｅｑｕ
ｅｎｃｙ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　）１３により検出され
る。光ヘッド１４はレーザ光を光ディスク１０の記録面
に照射して、ディスク反射光に基づくトラッキング制御
によりプリグループを追跡して記録を行なう、光ヘッド
１４は記録位置の移動に伴ってフィードモータ１６の駆
動によりフィード軸１８に沿ってディスク径方向に移送
される。光ヘッド１４の移送路には、光ヘッドのディス
ク径方向位置検出手段としてリニアエンコーダ２０が配
設されている。リニアエンコーダ２０は板状部材２２に
所定の微少ピッチで形成された測距用２相スリット２４
．２５による明暗パターンと原点位置を示す原点位置ス
リット２６を有している。光ヘッド１４にはこの板状部
材２２を挟んで原点位置検出用フォトカプラ２８および
測距用フォトカプラ２９．３０がそれぞれ配設されてい
る。光ヘッド１４がフィード軸１８に沿って移動した際
にフォトカプラ２９または３０で検出される測距用スリ
ット２４の数をカウントすることによりディスク径方向
移動距離を測定し、フォトカプラ２８が原点位置スリッ
ト２６を通過することにより、原点位置が検出される。

原点位置は、例えばリードイン領域の開始位置（ＣＤ規
格の場合直径４６ｍ＋の位置）やプログラム領域の開始
位置（同直径５０１１１１位置）等に設定され、リニア
エンコーダ２０は原点位置スリット２６がこの原点位置
に一致するように取り付けられる。

なお、測距用スリットは２相スリツトとせずども１相ス
リツトのみとし、測距用フォトカプラ２９．３０の取付
位置を所定量ずらすことによって、同様の測距情報を得
ることができる。さらにモアレ干渉縞を利用する検出系
とすればさらに分解能があがる。

前記リニアエンコーダ２０の測距用フォトカプラ２９．
３０からは、検出パルスとして第２図のように相互に９
０°位相がずれたＡ相パルス、Ｂ相パルスか出力される
。検出回路３２は、これらＡ相パルス、Ｂ相パルスの位
相関係から光ヘッド１４の移動方向を判別して、各パル
スのエツジでアップパルスまたはダウンパルスとして出
力する。

アップ／ダウンカウンタ３４は、原点位置検出用フォト
カプラ２８から出力される原点位置検出パルスでクリア
されて、検出回路３２から出力されるアップパルスでア
ップカウントされ、ダウンパルスでダウンカウントされ
て、原点位置を基準とした光ヘッド１４のディスク径方
向位置を検出する。

ところで、検出回路３２に入力されるＡ相パルス、Ｂ相
パルスは光ヘッド１４の移動方向が反転すると位相関係
が反転するが、この反転する時のパターンは、反転位置
が第２図の■〜■のいずれかにより第３図に示す４つの
パターンが考えられる。この図からもわかるように、成
る１つのタイミングだけでは進行方向がわからないので
、任意の周期のクロックでサンプリングした１つ前の状
態と現在の状態とから進行方向を決定する。この場合、
サンプリング周期はＡ相、Ｂ相各パルスの１／４周期よ
り十分に短い周期に設定する。なお、Ａ相、Ｂ相各パル
スの周期はディスク記録位置が内周はど短くなるので、
サンプリング周期は最内周位置の記録時におけるＡ相、
Ｂ相パルスの１／４周期よりも短く設定する。

Ａ相、Ｂ相パルスの現在のサンプル値をＡ、Ｂ、１サン
プル前のサンプル値Ａ’　、Ｂ’とすると、次のカルノ
ー図表のようにカウント制御をすればよいことになる。

１ニアツブカウント ＝１：ダウンカウント ０：ノーカウント ｘ　：　Ｄｏｎ’ｔ　Ｃａｒｅ　（存在しない）：実際
にはノーカウントを割り当てる ここで、アップカウントパルス値をＰ、ダウンカウント
パルス値をＭと置くと、 Ｐ＝Ａ−丁７・　（λ１−「■） 十Ａ−Ｂ’　　　（Ｘ””Ｔ１） ＝（Ｘ“ｉ「■）　　　（Ａ・丁７＋λ・Ｂ’）＝（Ｔ
７下下）　　　（Ａ十Ｂ’）　　　　　　　（１）とな
る、同様に、 Ｍ＝（ｆｆ）　　（Ａ’−Ｆ−８）　　　　（２）とな
る。

第１式をシンボル化すると、検出回路３２は第４図のよ
うに構成することができる。第４図において、Ａ相パル
ス、Ｂ相パルスは遅延回路３６゜３８で１サンプル遅延
される。ノア回路４０、オア回路４２、ノア回路４４、
オア回路４６はに一下下、Ａ＋Ｂ’、ｒ丁π−１Ａ’　
＋Ｂをそれぞれ生成する。アンド回路４８はアップパル
スとして（Ｋ−Ｔ１）・（Ａ十Ｂ’　）を生成し、アン
ド回路５０はＴＫＴ■−丁・　（Ａ’　＋Ｂ）を生成す
る。

このように、前後の２サンプルを見てアップカウント、
ダウンカウントを決めるので、あり得ないパターンは無
視でき、Ａ相、Ｂ相パルス上のノイズを除去でき、グリ
ッジ対策となる。

第１図において、補間回路５２は、アップ／ダウンカウ
ンタ３４から構成される装置情報の最小分解能を等分割
するタイミングを演算して、そのタイミングで補間値を
出力するものである。ここでは、最小分解能の１／２の
補間値を出力するようにしている。

自走タイマ５４はオア回路５５を介して入力されるアッ
プパルスおよびダウンパルスによりリセットされて、０
からタイムカウントする。掛算器５６は光ヘッド１４の
ディスク径方向位置に応じてアップ／ダウンカウンタ３
４の位置情報の最小分解能を２／１分割するタイミング
に相当する自走タイマ５４のカウント値を演算する。比
較器５８は自走タイマ５４のカウント値が掛算器５６で
算出されたカウント値より大きいときに“１”を出力す
る。

掛算器５６の係数に１の値の定め方について説明する。

ここでは、各常数を次のように規定する。

カッコ内はその数値例である。

Ｖ二線速度（１，３ｍ／ｓ） Ｒ：リニアエンコーダ２０の分解能（５０μｍ）Ｐニド
ラックピッチ（１，６μｍ） Ｔ１　：自走タイマ５４の分解能（５０μｍ）アップ／
ダウンカウンタ３４のカウント値をＰＯ８とすると掛算
器５６の出力ＰＯ３−に１は次のように定められる り ・Ｐ−Ｔ１ ２π　（Ｒ−ＰＯ３） ｐ　ｖ　”ｒ　。

このようにして、補間回路５２からは、アップ／ダウン
カウンタ３４のカウント値が変化する中間のタイミング
で“０″から“１″に変化する補間値が得られる。この
補間値をアップ／ダウンカウンタ３４のカウント値の最
下位桁に付けることにより分解能が２倍に高められたデ
ィスク径方向位置情報ｐｏｓ　”が得られる。

このディスク径方向位置情報はディスクサーボ基準クロ
ック発生回路６０に入力される。この回路６０は、ディ
スクサーボのためのＦＧ基準クロックを作成するもので
ある。自走タイマ６２は所定周期でタイムカウントする
。掛算器６６は、補間されたディスク径方向位置情報ｐ
ｏｓ　’に係数に２を掛けた値を出力する。比較器６４
は自走タイマ６２の値が掛算器６６の出力値を超えてい
るときに比較出力“１”を出力する。自走タイマ６２は
比叙器６４から“１″が出力されるごとにリセットされ
る。比較器６４の出力は分周器６８に入力されて１／２
分周されてデユーティ５０％のＦＧ基準クロックが作成
される。

掛算器６６の係数に２の値は次のように定められる。な
お、各常数を次のように規定する。カッコ内はの数値例
である。

Ｃ：ＰＯ１３の１回転当りのパルス数 （３６バルス） Ｔ２：自走タイマ６２の分解能（２μｓ）掛算器６６の
出力は次のように定められる。

このようにして、ディスクサーボ基準クロック発生回路
６０からは分解能が２倍に高められたディスク径方向位
置情報ｐｏｓ　’に基づきＦＧ基準クロツクが出力され
る。ＰＬＬ回路７０はＦＧ基準クロックとＦＧ検出クロ
ックとを比較して、両者が一致するようにドライブアン
プ７２を介してディスクモータ１２を高精度に線速度一
定制御する。

（実施例２） 補間回路の他の実施例を第５図に示す、この補間回路７
４は分解能を４倍に高めたものである。

第１図と共通ずる部分には同一の符号を用いる。

ここでは掛算器５６の係数には に定められる。

掛算器５６からはＫ　−ＰＯ３が出力される。比較器７
６は１／４のタイミングを補間するもので、自走タイマ
５４の値がｘ　−ｐｏｓを超えると′１”を出力する。

比較器７８は２／４のタイミングを補間するもので、自
走タイマ５４の値が係数乗算器８２から出力される２　
Ｋ　−ＰＯ８を超えると１′″を出力する。比較器８０
は３／４のタイミングを補間するもので、自走タイマ５
４の値が加算器８４から出力される３　Ｋ　−ＰＯ８を
超えると１″を出力する。

比較器７６．７８．８０の出力はアンド回路８６および
オア回路８８で合成されて最下位ビットＬＳＢに配置さ
れ、また比較器７８の出力がその上の桁に配置され、光
ヘッドのディスク径方向位置情報ＰＯ８がその上に付け
られて４倍に分解能が高められた位置情報ｐｏｓ　’が
得られる。

〔変更例〕

前記実施例では、補間情報を補間値として与えたが、検
出パルス周期を等分割するタイミングで補間パルスを発
生させて、アップ／ダウンカウンタ３４に入力するよう
に構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、検出パルスの周
期を等分割するタイミングを演算して、そのタイミング
でディスク径方向位置の補間情報を作成することにより
検出分解能を高めるようにしたので、リニアエンコーダ
等の安価な位置検出手段を用いて光ヘッドのディスク径
方向位置を高精度に検出して、高精度に線速度一定制御
を実現して書込を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。 第２図は、第１図におけるＡ相パルス、Ｂ相パルスの波
形図である。 第３図は、第２図の■〜■で移動方向を反転した場合の
Ａ相パルス、Ｂ相パルスの波形図である。 第４図は、第１図の検出回路３２の具体例を示す回路図
である。 第５図は、補間回路の他の実施例を示すブロック図であ
る。 １０・・・光ディスク、１２・・・ディスクモータ、１
４・・・光ヘッド、２４・・・リニアエンコーダ（ディ
スク径方向位置検出手段＞、５２．７４・・・補間回路
。 第２図 ■／１４１でよ松するＵＩ会　　Ａ利し−ｆＬＢｉし−
「 ■ｓ４ｘｔｚ−ｉｓｚｔｓｍ＋　　　Ａ−ｎｎＢオ［ ■−フイｆｉｆマと）Ｅ耘ｔシ５揚、イト　　Ａｔシー
ーーー二ＵＢ１１シ」−］−「 ■４４ｆｒ−ｔて・１箪二する衾１７合　　Ａオ町−一
「−一り一一一丁一一シーーＢＪＩシ」］」］−ｆ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ヘッドのディスク径方向位置を検出し、この検出され
   たディスク径方向位置に応じて規定の線速度が得られる
   ようにディスクモータの回転数を制御して光ディスクの
   記録を行なう光ディスク記録装置において、 前記光ヘッドのディスク径方向位置の検出手段を、明暗
   パターンを所定ピッチで形成し、フォトカプラをこれに
   対向配置して、光ヘッドのディスク径方向移動に連動し
   てこれら明暗パターンとフォトカプラとの相対位置を変
   化させて、フォトカプラから得られる明暗パターンの検
   出パルスをカウントして光ヘッドのディスク径方向位置
   を検出するように構成するとともに、 前記検出パルスの周期を等分割するタイミングを演算し
   て、そのタイミングでディスク径方向位置の補間情報を
   作成する補間手段を具備してなる光ディスク記録装置。