JPH03130933A - 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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光ディスク装置に係り、特にサシプルサーボ
フォーマット方式の光ディスクを用いて情報の記録およ
び再生を行う光ディスク装置に関する。

（従来の技術） サンプルサーボフォーマット方式の光ディスクでは、同
心円状またはスパイラル状に設けられたトラック上の所
定の位置に予め複数のピットが形成されている。そして
、これらピットを検出することによって必要な情報を得
、光ディスクの制御を行っている。

第６図はそのサンプルサーボフォーマット方式の光ディ
スクの一例を示したものである。同図の光ディスクでは
、同心円状またはスパイラル状に設けられたトラック１
上に、サーボ領域２とデータ領域３とが形成されている
。サーボ領域２は、ウォブルドピット、クロックピット
、ミラ一部。

アクセスマークなど光ディスクの制御に係るピット群が
予め記録されている領域である。一方、データ領域３は
、情報信号が形成される領域であり、情報をピット状に
記録したり、または記録されたピットを再生するために
利用される。

第７図は前述の第６図のサーボ領域２の一部を拡大して
示したものであり、サーボ領域２では、トラック１の仮
想中心線４上にクロックピット５およびアクセスマーク
６が配置されている。ここでクロックピット５は、記録
・再生時にクロック信号を発生するためのものである。

またアクセスマーク６は、高速でアクセスする時に光ビ
ームが横切るトラックの数を検知するためのものである
。

ここで示すアクセスマーク６は、１トラツク毎に異なる
パターンが現れるように２つのピットの位置が設定され
ており、１６トラツクでパターンが一巡するものとなっ
ている。さらに、トラック中心線４に対して左右に振り
分けられてなる一対のウォブルドピット７．８が配置さ
れ、これにより光ビームのトラッキング信号を得ること
ができる。

また、ピットが全く形成されていない領域からなるミラ
一部は、光ビームのフォーカス信号を得るために用いら
れる。

一方、ここでは図示しない光学ヘッドを介して光源から
導かれる光ビームスポット９は、同図で左から右へと光
ディスク上を相対的に移動し、他のトラック上のデータ
へのアクセス時には光ビームスポット９はトラック間を
図面で左下から右上へ、または左上から右下へというよ
うに斜めに移動するようになっている。

光ディスクのデータへのアクセスは、通常第８図に示す
ように、現在のトラックから目標のトラックへと、光ビ
ームスポット９とトラックとの相対速度を制御すること
によって光ビームスポット９を移動させ、その後、目標
のトラックに近づいてからは、この相対速度を十分に遅
くして位置制御に切り替えることによって行なう。

この相対速度を検出するため、第６図および第７図に示
したサンプルサーボフォーマット方式の光ディスクでは
、光ビームスポット９がウォブルドピット７．８間を通
過したときに得られる光量の差によりトラック追従誤差
信号が作成される。

このトラック追従誤差信号は１トラツクで１周期となる
正弦波に類似したものであり、この１周期または半周期
、即ち１トラツクまたは１／２トラツクを検出し、その
移動に要した時間で除すことにより、光ビームスポット
つとトラックとの相対速度を求めることができる。なお
、速度制御に用いる線図は第８図に示す通・りである。

しかし、上記ウォブルドビット７．８はディスクトラッ
ク上に間欠的に配置されている。そのため上記トラック
追従誤差信号は離散的となり、光ビームスポット９がト
ラック間を高速で移動する時には再生不可能となること
が、サンプリング定理により明らかである。

そこで、光ビームスポット９が高速でアクセスを行なう
時には、アクセスマーク６のパターンを検知してこのパ
ターンの変化によりト巧ツクとの相対速度を検出するこ
とが行なわれている。例えば、第４図にＡとして示すト
ラックのアクセスマークを検知した直後にＢのトラック
のアクセスマークを検知した場合に対し、Ａのトラック
のアクセスマークを検知した直後にＣのトラックのアク
セスマークを検知した場合は、光ビームスポット９の移
動速度は２倍ということになる。このように、高速でア
クセスする時には、検知したアクセスマーク６のパター
ンの変化により、光ビームスポット９とトラックとの相
対速度を知ることができる。

第９図は前述のようなサンプルサーボフォーマット方式
の光ディスクを用いた光ディスク装置の一構成例を示し
たものである。

動作を説明すると、まずレーザ光源１０から照射された
光は、コリメートレンズ１１．ビームスプリッタ１２．
対物レンズ１３を介して微小スポット（光ビームスポッ
ト９）として光ディスク１４面に照射される。光ディス
ク１４からの反射光は、対物レンズ１３内部を照射光と
逆向きに通過し、ビームスプリッタ１２により分離され
て光検出器１５に導かれる。

光検出器１５の出力信号１６は、プリアンプ１７によっ
て増幅され、図示しない再生信号処理回路に導かれると
ともに、波形整形回路１８に入力され２値化される。こ
の２値化信号１９はクロック発生回路２０に入力され、
クロック発生回路２０は光ディスク１４上のサーボ領域
内のクロックピットを基準としてクロック信号２１を再
生する。

タイミング発生回路２２は、このクロック信号２１を用
いて上記２値化信号１つよりアクセスマークのパターン
を検出するためのタイミング信号２３を生成する。トラ
ック横切り数出力回路２４は、タイミング信号２３を用
いて上記２値化信号１９よりアクセスマークのパターン
を検出し、そのパターンの変化回数をトラック横切り数
としてトラック横切り信号２５を出力する。このトラッ
ク横切り信号２５は、ラッチ回路２６を介して記憶回路
２７に導かれ、その係数倍が速度データ信号２８として
Ｄ／Ａ変換器２９に入力され、このＤ／Ａ変換器２つか
ら速度信号３０が出力される。

次に、前述の構成の光ディスク装置における速度検出特
性を第１０図を参照して説明する。図中横軸は光ビーム
スポットの実際の移動速度、縦軸は検出される移動速度
である。また、図中の数値は、光ディスクのトラック上
に間欠的に設けられたサーボ領域の現われる周期、すな
わちサンプル周期を２０［μＳ］、トラックピッチを１
．６［μｍ］として算出したものである。

同図から明らかなように、例えば、光ビームスポットの
実際の移動速度が０〜０．０８　［：ｍ／ｓ］の範囲の
状態では、検出速度はＯまたは０．０８［ｍ／ｓ］とし
て検出され、また光ビームスポットの実際の移動速度が
０．０８〜０．１６　［ｍ／Ｓ］の範囲の状態では、検
出速度は０．０８または０．１６　［ｍ／ｓ］　として
検出される。これは、アクセスマークによる位置制御の
分解能が１トラック単位であることに起因しており、最
大０．０８［ｍ／ｓ］の誤差が発生することになる。

これにより、例えばこのトラック間を光ビームスポット
が３サンプルタイミングで移動するような速度状態の場
合、光ビームスポットがトラックの横切りを検出したサ
ンプルタイミングにのみ速度（０，０８［ｍ／ｓｌ　）
が検出され、残りの２度のサンプルタイミングではいず
れも速度が０となってしまう。従って、光ビームスポッ
トの実際の滑らかな移動速度が検出されず、高精度の速
度制御を行なうことが困難であった。

一方、例えば光学的なリニアスケールなどを用いること
によって光ビームスポットの高精度な位置決め制御を行
なうこともできるが、装置の大型化、複雑化、高価格化
を招いてしまう。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の光ディスク装置では、光ビームスポ
ットとトラックとの相対速度を検出しても、検出される
信号の誤差が大きいため、高精度の速度制御を行うこと
は困難であった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、光デ
ィスク上から得られる情報のみから光ビームスポットの
移動速度を精度良く検出することができる光ディスク装
置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の問題を解決するために本発明の光ディスク装置は
、同心円状またはスパイラル状に設けられたトラック上
に複数のビットが形成され該複数のビットの少なくとも
一部は所定のトラック毎に異なるピットパターンを構成
してなる光ディスクを用い、前記光ディスクに光ビーム
を照射することにより前記ピットパターンを検知し、こ
れにより前記光ビームの照射位置の移動状態を検出する
光ディスク装置において、ピットパターンの変化を検知
してこの変化量を出力する手段と、ピットパターンの変
化が検知されるまでに要した前記ピットパターンの通過
回数を計数する手段と、この手段により得られる計数値
で、前記ピットパターンの変化量を除した値に対応した
速度信号を出力する手段とを具備する光ディスク装置と
した。

（作用） 上記のように構成した本発明によれば、トラッりを横切
ることによってアクセスマークのパターンが変化するま
での間に光ビームスポットが同一のパターンを通過した
サンプル回数で、パターンの変化量を除した値に対応し
た速度信号を出力することができるので、光ディスク上
の情報のみから光ビームスポットの移動速度を精度良く
検出することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明の光ディスク装置の一実施例を示すブロ
ック図である。なお、従来装置と同一部分には同一符号
を付しである。

第１図において、レーザ光源１０は半導体レーザからな
るもので、そのレーザ光源１０から照射された光はコリ
メートレンズ１１．ビームスプリッタ１２を介して対物
レンズ１３に入射される。

そして、入射された光はこの対物レンズ１３によって絞
り込まれ、微小スポット（光ビームスポット）として光
ディスク１４に照射される構成である。また、光ディス
ク１４からの反射光は、対物レンズ１３内部を照射光と
逆向きに通過し、ビームスプリッタ１２により分離され
て光検出器１５に導かれる。

光検出器１５の出力信号１６はプリアンプ１７で増幅さ
れ、図示しない再生信号処理回路に導かれるとともに、
波形整形回路１８に入力され、ここで２値化される。こ
の２値化信号１９はクロック発生回路２０に入力され、
クロック発生回路２０は光ディスク１４上のサーボ領域
内のクロックビットを基準としてクロック信号２１を再
生する。

タイミング発生回路２２は、このクロック信号２１を用
いて上記２値化信号１つよりアクセスマークを検出する
ためのタイミング信号２３を生成する。

トラック横切り数出力回路２４は、タイミング信号２３
を用いて前記２値化信号１９よりアクセスマークを検出
し、そのアクセスマークの変化量（光ビームスポットが
何トラック横切ったか）をトラック横切り信号２５とし
て出力するとともに、本例では、アクセスマーク部分を
通過する度にアクセスマーク検知パルス３１を出力する
。ここで、トラック横切り数出力回路２４は、アクセス
マークの変化がないときは、トラック横切り信号２５と
して′０”を出力し、アクセスマークの変化があったと
きは、トラック横切り信号２５として“１２や′２＃な
どトラック横切り数を出力する。

このトラック横切り信号２５は、ラッチ回路２６を介し
て記憶回路２７およびゼロ検出回路３２に入力される。

ゼロ検出回路３２は、トラック横切り信号２５を検知し
てトラック横切り数が“Ｏｏか否かを検知する回路であ
る。ここで、トラック横切り数が“０”以外のものであ
れば、ゼロ検出回路３２はトラック通過信号３３を出力
するようになっている。

遅延回路３４は′、前記トラック通過信号３３を適度に
遅延する回路であって、例えばアクセスマーク検知パル
ス３１の周期、即ちサンプル周期の１７１０程度に遅延
する回路である。この遅延回路３４によって遅延された
トラック通過信号３３は、計数回路３６のリセット信号
３５として用いられる。計数回路３６は、前述のトラッ
ク横切り数出力回路２４から出力されるアクセスマーク
検知パルス３１を計数する回路である。計数結果は、同
一トラックのサンプル計数信号３７として記憶回路３８
に入力される。

記憶回路３８は、トラック横切り信号２５Ａと同一トラ
ックサンプル計数信号３７とにより、光ビームスポット
が横切ったトラック数を、アクセスマークが変化するま
でに要したサンプル回数で除した値に、所定の係数を乗
算して求めた速度データ信号３つを出力する回路である
。この速度データ信号３９は、Ｄ／Ａ変換器４０によっ
てアナログ信号に変換され、速度信号４１として出力さ
れる。この場合、速度データ信号３つはゲート回路４２
によって、アクセスマークが変化した時点で入力される
よう制御される。

次に、本例の要部動作について説明する。まず、トラッ
ク横切り数出力回路２４は、アクセスマークを検出し、
その変化量をトラック横切り信号２５として出力すると
ともに、アクセスマークを検知する度にアクセスマーク
検知パルス３１を出力する。トラック横切り信号２５は
ラッチ回路２６を介して、トラック横切り信号２５Ａと
してゼロ検出回路３２、記憶回路３８に入力される。ゼ
ロ検出回路３２は、このトラック横切り信号２５Ａから
トラック横切り数が“Ｏ”か否かを判断し、“０°でな
ければトラック通過信号３３を出力する。このトラック
通過信号３３は遅延回路３４、ゲート回路４２に入力さ
れ、遅延回路３４で適度に遅延される。そして、この遅
延回路３４の出力は、前述したように計数回路３６のリ
セット信号３５となる。

一方、トラック横切り数出力回路２４から出力されたア
クセスマーク検知パルス３１は、計数回路３６で計数さ
れ、その計数値は同一トラックサンプル計数信号３７と
して記憶回路３８に入力される。この場合、計数回路３
６は前記遅延回路３４から出力されるリセット信号３５
によって、アクセスマークの変化が検出される度にリセ
ットされる。これにより、計数回路３６の計数値は、光
ビームスポットの移動速度が遅いときは大きくなり、移
動速度が早くなるにつれて小さくなる。

記憶回路３８では、前述のトラック横切り信号２５Ａお
よび同一トラックサンプル計数信号３７から、光ビーム
スポットが横切ったトラック数をアクセスマークが変化
するまでに要したサンプル回数で除した値に比例した速
度データ信号３９を出力する。この速度データ信号３９
は、Ｄ／Ａ変換器４０でアナログ信号に変換され、速度
信号４１として出力される。なお、Ｄ／Ａ変換器４０へ
の速度データ信号３９は、ゲート回路４２によりアクセ
スマークが変化した時点で入力されるよう制御される。

次に、本実施例の速度検出特性について第２図を参照し
て説明する。なお、図中横軸は第１０図で示した従来例
と同様、光ビームスポットの実際の移動速度、縦軸は検
出される移動速度である。

また、図中の数値も第１０図で説明したのと同様に光デ
ィスク７のトラック上に間欠的に設けられたサーボ領域
の現われる周期であり、サンプル周期を２０［μＳ］、
トラックピッチを１．６［μｍ］として算出したときの
ものである。

本実施例では、第２図から明らかなように、例えば実際
の速度が０，０５［ｍ／ｓ］のときを想定すると、検出
速度は０．０４［ｍ／ｓ］または０．０８　［ｍ／ｓ］
となり、誤差は最大でも０゜０３［ｍ／ｓｌとなる。こ
れに対して従来の装置では、同様に実際の速度が０，０
５　Ｃｍ／ｓｌの場合、検出速度は０または０．０８［
ｍ／ｓ］となり、最大０．０５　Ｃｍ／ｓｌの誤差とな
る（第１０図参照）。

このように本実施例では、速度検出誤差を従来に比較し
て格段に小さくでき、また第２図から明らかなように、
速度検出誤差を速度が遅いほど小さくできる。そして、
このことは高速アクセス時において特に重要となる低速
域での速度検出分解能を上げることになり、光ビームス
ポットの移動速度を精度よく検出することができる。

なお、本発明を用いることにより、１サンプルタイミン
グで数トラツク移動するような高速アクセス時においも
、光ビームスポットの位置制御を効果的に行うことがで
きる。以下、この点について説明する。

光ビームスポットが１サンプルタイミングで数トラツク
移動するような場合、トラック長手方向と光ビームスポ
ットの移動方向とのなす角度が大きくなる。これは、ア
クセスマークに対する光ビームスポットの横切り角度が
大きくなることを意味する。そのため、アクセスマーク
が斜めに読み取られることから読み取り誤差が生じやす
くなり、アクセスマークの検出エラーの可能性が増大す
る。

すると、そのサンプルタイミングでの光ビームスポット
の移動速度の信号が得られず、トラック横切り信号が出
力されない。このように、あるサンプルタイミングで、
読み取りエラーが発生すると、前記の実施例と同様に、
高精度の速度制御を行うことが困難となってしまうこと
になる。

しかし本発明の構成とすれば、アクセスマークの検出エ
ラーが生じてトラック横切り信号が出力されなくても、
トラック横切り数出力回路２４ではアクセスマークの変
化がないと判断されるので、トラック横切り信号２５と
して“０°が出力される。次にアクセスマークの変化が
検出された場合は、トラック横切り数は前回分と今回分
とが蓄積された形で出力される。ここで、前回と今回の
サンプル回数“２”にてこのトラック横切り数が除算さ
れるので、結果的には光ビームスポットの移動は比較的
滑らかな状態として出力される。

例えば第３図に図示するように、光ビームスポットによ
る読み取りエラーがない場合の検出速度に対し、従来の
光ディスク装置にて速度を検出した場合は第４図のよう
になる。この状態では光ビームスポットの移動速度の変
化が非常に大きいことがわかる。一方、本発明の光ディ
スク装置によれば、第５図に示すように、移動速度の変
化部分が平均化されて第３図のような理想の検出速度に
近づく。

従って、本実施例においても、アクセスマークの変化を
検知して光ビームスポットが何トラック移動したかを出
力するトラック横切り数出力回路２４と、アクセスマー
クの変化が検出されるまでに要したサンプル回数を計数
する計数回路３６と、この計数回路３６による計数値で
アクセスマークの変化量を除した値に対応した速度信号
を出力する記憶回路３８とを具備した構成によって、そ
の効果が発揮されるものとなっている。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、適宜の設計的変更を行うことにより、適宜の態様で実
施し得るものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、トラックを横切る
ことによってアクセスマークのパターンが変化するまで
の間に光ビームスポットが同一のパターンを通過したサ
ンプル回数で、パターンノ変化量を除した値に対応した
速度信号を出力するようにしたので、光ディスク上の情
報のみから光ビームスポットの移動速度を精度良く検出
することができる。したがって、光スポットの速度制御
の精度を向上できるとともに、高速アクセスも可能とす
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスク装置の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は光ビームスポット移動速度検出特性を
示す特性図、第３図から第５図は光ビームスポット移動
速度検出特性を示すグラフ、第６図はサンプルサーボフ
ォーマット方式の光ディスクの一例を示す説明図、第７
図はその光ディスクの一部を拡大して示す説明図、第８
図は高速アクセス時の光ビームスポットの速度制御を示
すグラフ、第９図は従来例の光ディスク装置を示すブロ
ック図、第１０図はその光ビームスポット移動速度検出
特性を示す特性図である。 ５・・・クロックピット ６・・・アクセスマーク ７．８・・・ウォブルドピッ ９・・・光ビームスポット １０・・・レーザ光源 １４・・・光ディスク ト ２４・・・トラック横切り数出力回路 ３２・・・ゼロ検出回路 ３４・・・遅延回路 ３６・・・計数回路 ３８・・・記憶回路 ４１・・・Ｄ／Ａ変換器 ４２・・・ゲート回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同心円状またはスパイラル状に設けられたトラック上に
   複数のピットが形成され該複数のピットの少なくとも一
   部は所定のトラック毎に異なるピットパターンを構成し
   てなる光ディスクを用い、前記光ディスクに光ビームを
   照射することにより前記ピットパターンを検知し、これ
   により前記光ビームの照射位置の移動状態を検出する光
   ディスク装置において、 前記ピットパターンの変化を検知してこの変化量を出力
   する手段と、 前記ピットパターンの変化が検知されるまでに要した前
   記ピットパターンの通過回数を計数する手段と、 この手段により得られる計数値で、前記ピットパターン
   の変化量を除した値に対応した速度信号を出力する手段
   と、 を具備することを特徴とする光ディスク装置。