JPH03127334A - 光ディスク装置 - 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】 ［概要］ トラックアクチュエータの速度制御により光学ヘッドか
らの光ビームを目標トラック位置に移動させる光ディス
ク装置のトラックジャンプ制御回路に関し、 減速開始時のビーム移動速度に速度制御残差があっても
トラックサーボへの飛び込み速度を零に減速して安定な
ビーム制定を行うことを目的とし、トラックアクチュエ
ータを目標速度とビーム移動速度との速度誤差に基づい
て速度制御し、トラジャンプ終了時の減速制御に際し、
目標トラック直前に検出されたビーム移動速度に基づい
て速度が高い程長く速度が低い程短い関係となる減速時
間を計算し、この減速時間のあいだ減速パルスを出力す
るように構成する。

［産業上の利用分野コ 本発明は、トラックアクチュエータの速度制御により光
学ヘッドからの光ビームを目標トラック位置に移動させ
る光ディスク装置のトラックジャンプ制御回路に関する
。

光ディスク装置はトラック間隔を数ミクロンオーダに設
定できるために大きな記憶容量が得られ、近年、計算機
システム等の大容量記憶装置として注目されている。

光ディスク装置トラックジャンプ制御は、外部からのリ
ードアクセス又はライトアクセスで指定された目標トラ
ック位置に光学ヘッドからの光ビームを速度制御により
移動させるものである。

即ち、トラックサーボをオフした状態で目標速度とトラ
ッキングエラー信号から検出されるビーム移動速度との
速度誤差に基づいてトラックアクチュエータを速度制御
し、更に、トラックジャンプ開始時には加速パルス電圧
をアクチュエータに加えて加速制御し、またトラックジ
ャンプ終了時には減速パルス電圧を加えて減速制御して
いる。

ところが、トラックジャンプ終了直前で行われる減速制
御に入る前のビーム移動速度は、完全に目標速度に一致
しているとは限らず、通常、速度制御残差をもっており
、一定時間の減速制御を行なってもビーム速度が完全に
零とはならず、トラックジャンプ終了でトラックサーボ
に飛び込んだ後のビーム整定か不安定となる。従って、
トラックジャンプ終了時のトラックサーボ飛び込み速度
が残らないように減速するトラックジャンプ制御が望ま
れる。

［従来の技術］ 第６図は従来装置の説明図である。

第６図において、スピンドルモータ２４により例えば３
６００ｒｐｍで定速回転される光ディスク１０に対し、
光学ヘッド１２が径方向にヘッド駆動モータ２６により
位置決め移動自在に設けられ、光学ヘッド１２からの光
ビームの照射により光ディスク１０に対する情報のリー
ド／ライトが行われる。

光学ヘッド１２内には、光源としての半導体レーザ２８
が設けられ、半導体レーザ２８からの光をコリメータレ
ンズ３０、偏光ビームスプリッタ−３２、λ／４板３４
を介して対物レンズ３６に導き、対物レンズ３６でビー
ムスポットに絞り込んで光ディスク１０に照射する。光
ディスク１０からのビーム反射光は偏光ビームスプリッ
タ３２で直角方向に反射され集光レンズを介して４分割
受光器４０に入射する。

このような光ディスクス装置においては、光ディスク１
０の半径方向に例えばトラックピッチ１゜６μｍの間隔
で多数のトラックが形成されており、若干の偏心によっ
てもトラック位置は大きくずれ、また光ディスクのうね
りによってビームスポットの焦点位置がずれ、これらの
位置ずれに１μｍ以下のビームスポットを追従させる必
要がある。

そこで、光化学ヘッド１２の対物レンズ３６を上下方向
に移動して焦点位置を調節するフォーカスアクチュエー
タ４２と、対物レンズ２０をトラックを横切る方向に移
動してトラックにビームを追従させるトラックアクチュ
エータ４４とが設けられる。

フォーカスアクチュエータ４２はフォーカスサーボ回路
４６により制御される。即ち、フォーカスサーボ回路４
６は、４分割受光器４０の受光信号から求めたフォーカ
スエラー信号ＦＥＳが最小となるようにフォーカスアク
チュエータ４２を駆動する。

トラックアクチュエータ４４は目標トラックにビームを
追従させるトラックサーボ時にはトラックサーボ回路４
８により制御され、一方、新たなアクセスのため任意の
トラックにビームを移動させるトラックジャンプ時には
速度制御回路５０により速度制御される。

第７図は従来のトラックジャンプ制御の説明図であり、
ビームを初期位置Ｓから目標トラック位置にジャンプさ
せるため、目標速度Ｖｔとビーム移動速度Ｖとの速度誤
差Ｖｅを最小とするようにトラックアクチュエータをフ
ィードバック制御する速度サーボ制御が行われる。同時
にトラックジャンプ開始時に加速電圧＋Ｖａの加速パル
スを一定時間加えることによりトラックアクチュエータ
を加速制御して速かに目標速度に到達させ、またトラッ
クジャンプ終了時には減速電圧−Ｖａの減速パルスをを
一定時間加え゛ることによりトラックアクチュエータを
減速制御し、ビーム速度を零とした状態で目標トラック
位置に到達してトラックサーボ制御に飛び込むことがで
きるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のトラックジャンプ制御にあっては
、減速制御を終了してもビーム速度が完全に零とならず
、トラックサーボ飛び込み後のビーム整定か不安定とな
る問題があった。

即ち、第８図（ａ）に示すように、時刻ｔ１の減速開始
時のビーム移動速度Ｖが目標速度Ｖｔに一致して速度制
御残差がない場合には、加速時間と同じ一定の減速時間
Ｔに亘る減速制御でビーム速度Ｖは完全に零となり、ト
ラックサーボ飛び込み後のビーム整定は安定に行われる
。

しかしながら、第８図（ｂ）（Ｃ）に示すように、時刻
用の減速制御開始時のビーム移動速度Ｖが目標速度Ｖｔ
より大きかったり、小さかったりして速度制御残差＋Ｖ
ｅ、−Ｖｅを生じていた場合には、一定の減速時間Ｔに
亘る減速制御を行なっても、トラックサーボ飛び込み時
の速度が零とならず、トラックサーボ飛び込み後のビー
ム整定か不安定となり、リード／ライトが可能状態とな
るまでの待ち時間が長くなる問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、減速開始時のビーム移動速度に速度制御残差があ
ってもトラックサーボへの飛び込み速度を零に減速して
安定にビーム制定できる光ディスク装置のトラックジャ
ンプ制御回路を提供するこを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において、定速回転される媒体１０のトラックに
対し情報の記録再生を行う光ヘッド１２が設けられ、光
ヘッド１２には光ビームを媒体トラックを横切る方向に
移動させるトラックアクチュエータ１４が搭載される。

トラックジャンプ時には速度制御手段１６によりトラッ
クアクチュエータ１４が制御される。即ち、速度制御手
段１６は、トラックジャンプ時に目標速度Ｖｔを発生す
ると共に前記光学ヘッド１２の受光信号から求めたトラ
ッキングエラー信号に基づいてビーム移動速度Ｖを検出
し、目標速度Ｖｔに対するビーム移動速度Ｖの速度誤差
Ｖｅを検出し、速度誤差Ｖｅを最小とするようにトラッ
クアクチュエータ１４を速度制御する。

またトラックジャンプ開始時にトラックアクチュエータ
１４を加速制御する加速手段１８と、トラックジャンプ
終了時にトラ・Ｌクアクチュエータ１４を減速制御する
減速手段２０が設けられる。

更に本発明にあっては、減速手段２０に、目標トラック
の直前のビーム移動速度Ｖに基づいて減速時間Ｔを計算
し、この減速時間Ｔに亘り減速パルスを出力させる減速
時間制御手段２２を設けたことを特徴とする。

ここで減速時間制御手段２２は、目標トラック直前に検
出されたビーム移動速度■に所定の定数Ｃを乗じた減速
時間Ｔを発生する。

また減速制御手段２２は、目標トラックより１つ手前の
トラックを通過した時点から所定のロスタイムを経過し
た後に減速時間Ｔに亘って減速パルスを発生する。

更に、速度制御手段１６は、トラッキングエラー信号Ｔ
ＢＳのゼロクロス周期に基づいてビーム移動速度を検出
する。

［作用］ このような構成を備えた本発明のトラックジャンプ制御
回路によれば、減速開始時のビーム移動速度に速度制御
残差があっても、速度制御残差をもつビーム移動速度に
応じた減速時間が計算され、この減速時間に亘る減速制
御でビーム移動速度をトラックサーボ飛び込み直前で零
とすることができ、トラックサーボに飛び込んだ後のビ
ーム制定が安定化することでトラックジャンプ時のアク
セスタイムを短縮できる。

［実施例］ 第２図は本発明の一実施例を示した実施例構成図である
。

第２図において、光学ヘッド１２には第６図に示したよ
うに光ビームを光ディスクのトラックを横切る方向に移
動させるトラックアクチュエータ１４、光ディスクから
の戻りビームを受光する４分割受光器４０が設けられる
。

４分割受光器４０からの４つの受光信号はＲＦ作成回路
５２に入力され、受光信号の総和として高周波再生信号
ＲＦＳを求めて、ＭＰＵ１００に出力する。また、４分
割受光器４０の４つの受光出力はトラッキングエラー検
出回路５４に入力され、トラッキングエラー信号ＴＢＳ
を検出する。

即ち、トラッキングエラー検出回路５４は受光部ＡとＤ
の加算信号から受光部ＢとＣの加算信号を引いた差信号
（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）としてトラッキングエラー信号
ＴＢＳを検出する。トラッキングエラー検出回路５４の
出力は位相補償回路５６で、例えば進み位相補償を受け
た後、トラックサーボをオン、オフ制御するためのスイ
ッチ５８、更に加算器６０を介してパワーアンプ６２に
与えられ、パワーアンプ６２によりトラックアクチュエ
ータ１４、即ちトラッキングコイルを駆動するようにし
ている。

このようなトラックサーボ回路に対し、トラックジャン
プ制御を行なうための速度制御手段は、ＭＰＵ１００の
プログラム制御により実現されている。

まず、ビーム移動速度（実速度）を検出するため、トラ
ッキングエラー信号ＴＥＳを入力したゼロクロスコンパ
レータ６４が設けられる。ゼロクロスコンパレータ６４
はトラックジャンプ制御でビームがトラックを横切る毎
に得られるゼロクロスタイミング毎に反転した比較出力
を生じ、例えばゼロクロスコンパレータ６４の比較出力
の立下がり周期からトラックピッチ通過時間を検出する
ことができる。

ＭＰＵ　１００内には目標速度発生部６６、速度誤差検
出部７０、加速部１８、減速部２０が設けられ、更に減
速部２０内には減速時間計算部２２が設けられている。

さらに詳細に説明するならば、目標速度発生部６６はト
ラックジャンプ時に一定の目標速度あるいは目標トラッ
クまでのトラック残数に応じて予め定められた目標速度
Ｖｔを発生する。ビーム速度検出部６８はゼロクロスコ
ンパレータ６４の比較器出力の例えば立下がり周期から
ビームの１トラック通過時間を計測し、この通過時間で
トラックピッチＴｐ＝１．６μｍ（５インチ光ディスク
の場合）を割ることでビーム移動速度Ｖを検出する。

速度誤差検出部７０は、目標速度Ｖｔからビー人移動速
度■を差し引いて速度誤差Ｖｅを検出する。速度誤差検
出部７０で検出された速度誤差ＶｅはＤＡシコンータ７
２でアナログ速度誤差電圧に変換され、加算点６０より
パワーアンプ６２に与えられ、トラックアクチュエータ
■４を速度制御する。勿論、速度制御時にあってはスイ
ッチ５８はオフ、即ちトラックサーボはオフとなってい
る。

加速部１８はトラックジャンプ開始時にＤＡシコンータ
７２に加速データをセットすることで加算点６０より一
定の加速時間に亘って＋Ｖａとなる加速電圧パルスを出
力する。また、減速部２０はトラックジャンプ終了時に
ＤＡシコンータ７２に減速データをセットしてアナログ
減速電圧−Ｖａに変換し、加算器６０を介して減速時間
Ｔに亘って減速電圧パルスを出力する。

この減速部２０による減速パルスの発生時間、即ち減速
時間Ｔは減速時間計算部２２により求められる。減速時
間計算部２２は目標トラックより１つ手前のトラックを
ビームが横切るときのトラッキングエラー信号ＴＥＳの
ゼロクロス検出時に得られたビーム速度Ｖに基づき減速
時間Ｔを計算する。例えば、目標トラック直前のビーム
速度Ｖに所定の定数Ｃを乗じた減速時間Ｔを算出する。

即ち、 Ｔ＝ＣＸＶ として計算する。ここで、定数Ｃはパワーアンプ６２に
対する最大電圧としての減速電圧−Ｖａに基づくトラッ
クアクチュエータ１４の制御で生ずる減速加速度で定ま
る値であり、具体的にはＣ＝１／（減速加速度）として
求められる。

更に、減速時間計算部２２は目標トラックより１つ手前
のトラックのトラッキングエラー信号ＴＢＳがゼロクロ
スとなるタイミングから所定のロスタイム後に計算され
た減速時間Ｔに亘って減速パルスを発生することで、可
能な限り目標トラックのセンターでビーム速度が零とな
るように制御する。

次に第３図の動作フロー図を参照して、本発明によるト
ラックジャンプ制御を説明する。

第３図において、まずＭＰＵｌ０に対しトラックジャン
プが指令されると、ステップＳｌ（以下、ステップは省
略）でアクセスディファレンス、即ち目標トラックに対
するトラック残位数りをＤ＝Ｄ−２にセットする。ここ
でアクセスディファレンスを２つ少なくしているのは、
トラックジャンプ開始時の１トラツク目で加速制御、ト
ラックジャンプ終了時の最終トラックで減速制御が行な
われることから、速度制御に用いるアクセスディファレ
ンスを加減速制御の２トラツク分少なくしている。

次に８２でトラックサーボをオフする。具体的には第２
図のスイッチ５８をオフする。

続いてＳ３でＤＡシコンータ７２に対し、所定の加速電
圧＋Ｖａをセットし、Ｓ４で設定加速時間の経過を監視
し、加速時間が経過すると、加速制御を終了し、Ｓ５で
ＤＡシコンータ７２を零ボルト出力にセットする。次の
８６〜８１７は速度制御ルーチンである。

即ち、Ｓ６でタイマを零にセットし、次の８７゜Ｓ８で
ゼロクロスコンパレータ６４によりトラッキングエラー
信号ＴＥＳが零となったことを検出する。８７．８８を
通じてトラッキングエラー信号ＴＢＳのゼロクロスが検
出されると、Ｓ９に進んでタイマをスタートする。続い
て３１０．Ｓｔｌで再びトラッキングエラー信号ＴＥＳ
がゼロクロスとなるか否か判定しており、ゼロクロスを
判定すると８１２に進んでタイマを停止する。

即ち、第４図のトラックジャンプ説明図のトラッキング
エラー信号ＴＥＳに示すように、ゼロクロスコンパレー
タ出力ＴＺＣの、例えば立ち上がり周期がＳ６→８１２
の処理により計測される。

次に８１３に進み、ビーム速度Ｖを８１２で得られたタ
イマカウントの値とトラックピッチＴｐに基づいて計算
する。続いてＳ１４で速度誤差Ｖｅを目標速度Ｖｔから
ビーム速度Ｖを差し引くことで求め、Ｓ１５でＤＡシコ
ンータ７２に速度誤差Ｖｅをセットする。

続いてビームが１トラツクを通過したことから、Ｓ１６
でアクセスディファレンスＤを１つ減らし、Ｓ１７でＤ
＝０、即ち目標トラックより１つ手前のトラックに達し
たか否か判定し、Ｄ＝０でなければ３１８でタイマに制
御ステップ処理に必要なロスタイムをセットした後、再
びＳ９のタイマスタートによるビーム速度の計算処理に
戻る。

このような８９〜３１８の処理の繰り返しによりトラッ
クアクチュエータ１４は目標トラック位置に向けてビー
ムを目標速度Ｖｔとなるように速度制御する。

速度制御中に３１７でアクセスディファレンスＤがＤ＝
０、即ち目標トラックより１つ手前のトラック位置への
到達が判定されると３１９に進み、減速時間Ｔを計算す
る。即ち、その時、Ｓ１３で得られたビーム速度Ｖに定
数Ｃを乗じて、減速時間Ｔを算出する。

続いてＳ２０で減速制御に使用するタイマに所定のロス
タイムｔをセットする。このロスタイムは減速時間Ｔに
亘る減速制御でビームが目標トラックのセンタに達した
時に零となるように減速開始タイミングを調整するため
に使用され、例えばプログラムステップに必要な処理時
間に依存した所定のロスタイムが使用される。

続いて３２２でロスタイムｔをセットしたタイマがタイ
ムアツプすると、Ｓ２３に進んで減速電圧−ＶａをＤＡ
シコンータ７２にセットして減速制御を開始する。減速
制御はＳ２４におけるＳ１９で演算された減速時間Ｔを
経過するか否かの監視で制御され、減速時間Ｔを経過す
ると３２５に進んでＤＡシコンータ７２を零にセットす
ることで減速制御を停止し、これでトラックジャンプ制
御が終了することから、トラックサーボをオンしてファ
イン制御に入る。そして最終的に８２６で所定の制定時
間を経過したことを判別して一連のトラックジャンプ制
御を終了するようになる。

第４図は本発明のトラックジャンプ制御によるトラッキ
ングエラー信号ＴＢＳ、ゼロクロスコンパレータ出力Ｔ
ＺＣ及びＤＡコンバータ出力を示したもので、トラック
ジャンプの開始により、まず加速電圧＋Ｖａを加速時間
に亘って出力することで加速制御を行なう。続いて２ト
ラツク目からゼロクロスコンパレータ出力の立ち上がり
周期に基づき、ビーム速度を検出し目標速度との比較に
より速度誤差を求めて速度制御を開始する。即ち、ゼロ
クロスコンパレータＴＺＣの１．２．・・・ｎ−１，ｎ
−２が速度制御となる。ゼロクロスコンパレータ出力の
ｎ周期目のゼロクロスタイミングでアクセスディファレ
ンスが零となり、この時のビーム速度から減速時間Ｔが
計算され、所定のロスタイムを経過後に−Ｖａとなる減
速電圧が減速時間Ｔに亘って出力されることでビーム速
度を減速する。

第５図は本発明の減速制御の説明図であり、減速開始時
刻ｔ１でビーム速度がＶｌ、　Ｖ２．　Ｖａと異なった
場合を示している。ここでビーム速度ｖ１は目標速度Ｖ
ｔに等しい場合であり、またビーム速度ｖ２は目標速度
Ｖｔに対し速度制御残差＋Ｖｅを生じていた場合であり
、一方、ビーム速度ｖ３は目標速度Ｖｔに対し速度制御
残差−■ｅを生じていた場合である。

まず、Ｖｔ＝Ｖ１となる速度制御残差が零の場合には、
減速時間Ｔ＝ＣＸＶ１＝ＣＸＶｔが設定され、この場合
は従来と同様、減速終了でビーム速度ｖ１は零となる。

次にプラスの速度残差＋Ｖｅを持つビーム速度ｖ２につ
いては減速時間Ｔ＝ＣＸＶ２が算出され、これは速度残
差零の場合より長い減速時間となり、従って速度残差子
Ｖｅ分だけ減速時間が長くなり、減速終了時に確実にビ
ーム速度Ｖ２を零とすることができる。

逆に速度残差が−Ｖｅとマイナス側に生じていた場合に
は、減速時間Ｔ＝ＣＸＶ３となる速度残差零の場合より
短い減速時間が計算され、この減速時間に亘る減速制御
でビーム速度Ｖ３を零とすることができる。

この結果、減速開始時のビーム速度に速度制御による残
差が残っていても、減速開始時のビーム速度に応じた減
速時間が計算され、この減速時間に亘って減速制御が行
なわれることから、減速制御終了時にビーム速度を完全
に零とすることができ、トラックサーボへの飛び込みに
速度残差を持たないことから、トラックサーボをオンし
た後のビーム制定が安定化され、結果としてトラックジ
ャンプに要するアクセスタイムを短縮して高速アクセス
が実現される。

［発明の効果コ 以上説明してきたように本発明によれば、安定したビー
ムのトラックジャンプが実現でき、シークエラーレイト
が大幅に改善された高速アクセスを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図； 第２図は本発明の実施例構成図； 第３図は本発明の動作フロー図； 第４図は本発明のトラックジャンプ説明図；第５図は本
発明の詳細な説明図； 第６図は従来装置の説明図； 第７図は従来のトラックジャンプ説明図；；第８図は従
来の減速制御説明図である。 図中、 ｔＯ：媒体（光ディスク） １２：光学ヘッド １４ニドラツクアクチユエータ １６：速度制御手段 １８：加速手段 ２０：減速手段 ２２：減速時間計算部 ４０：４分割受光器 ５２：ＲＦ作成回路 ５４ニドラツクキング工ラー検出回路 ５６二位相補償回路 ５８：スイッチ ６０：加算器 ６６二目標速度発生部 ６８：ビーム速度検出部 ７０：速度誤差検出部 ７２：ＤＡコンバータ １００：ＭＰＵ ＋究明の′Ａ堤占ｙＬθ月図 第５図 ）よ禾装置の机明囮 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）定速回転される媒体（１０）のトラックに対し情
   報の記録再生を行なう光学ヘッド（１２）と；該光学ヘ
   ッド（１２）からの光ビームを前記媒体（１０）のトラ
   ックを横切る方向に移動させるトラックアクチュエータ
   （１４）と； トラックジャンプ時に目標速度（Ｖｔ）発生すると共に
   前記光学ヘッド（１２）の受光信号から求めたトラキン
   グエラー信号に基づいてビーム移動速度（Ｖ）を検出し
   、前記目標速度（Ｖｔ）に対するビーム移動速度（Ｖ）
   の速度誤差（Ｖｅ）を検出し、該速度誤差（Ｖｅ）を最
   小とすように前記トラックアクチュエータ（１４）を速
   度制御する速度制御手段（１６）と；トラックジャンプ
   開始時に前記アクチュエータを加速制御する加速手段（
   １８）と； トラックジャンプ終了時に前記トラックアクチュエータ
   （１４）を減速制御する減速手段（２０）と；を備え、 更に、前記減速手段（２０）に、目標トラックの直前の
   前記ビーム移動速度（Ｖ）に基づいて減速時間（Ｔ）を
   計算し、該減速時間（Ｔ）に亘り減速パルスを出力させ
   る減速時間制御手段（２２）を設けたことを特徴とする
   光ディスク装置のトラックジャンプ制御回路。
2. （２）前記減速時間制御手段（２２）は、目標トラック
   直前に検出されたビーム移動速度（Ｖ）に所定の定数（
   Ｃ）を乗じた減速時間（Ｔ）を発生することを特徴とす
   る請求項１記載の光ディスク装置トラックジャンプ制御
   回路。
3. （３）前記減速制御手段（２２）は、目標トラックより
   １つ前のトラックを通過した時点から所定のロスタイム
   を経過した後に前記減速時間（Ｔ）に亘って減速パルス
   を発生することを特徴とする請求項１記載の光ディスク
   装置のトラックジャンプ制御回路。
4. （４）前記速度制御手段（１６）は、トラックジャンプ
   時に得られるトラッキングエラー信号のゼロクロス周期
   に基づいてビーム移動速度（Ｖ）を検出することを特徴
   とする請求項１記載の光ディスク装置のトラックジャン
   プ制御回路。