JPH05101430A - デイスク媒体取付時の偏心補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路規模の増大並びにノイズの影響を受ける
ことなく容易に偏心量及び偏心方向を検出できる偏心補
正方法を実現する。 【構成】 第１段階として、１回転周期当たりの位置誤
差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎの値
からディスク媒体取付時の偏心量を算出し、次に第２段
階として、正弦波状の偏心補正信号を発生させ、その最
大振幅値を上記のようにして求めた偏心量を補正できる
ように設定するとともに、ディスク媒体上のインデック
ス位置に対して偏心補正信号の位相を０から360 度まで
所定の角度ピッチΔθで逐次増加させながら、位相角度
が変化する度に１回転周期当たりの位置誤差信号上のゼ
ロクロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎが最小となる点で
偏心補正を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク媒体取付時の
偏心を補正する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大量の情報を記憶するファイル記憶装置
ではビット当たりのコストを低減することが重要な課題
であり、データヘッドをトラックに高精度に位置決め
し、高い面記録密度を達成する必要がある。ヘッドを高
精度に位置決めするには、サーボ系を広帯域化してサー
ボ系の追従性能を高めることが重要であるが、位置決め
の基準となるデータトラックの振れを小さくすることに
よっても同等の効果が得られる。

【０００３】光ディスク装置では、印刷技術によって光
ディスク媒体上に高精度のトラックを形成するため、ト
ラックの振れは概ねディスク媒体取付時の偏心によって
決まる。このため、光ディスク媒体上に書き込まれたス
パイラル状もしくは同心円状のトラックの回転中心と光
ディスク媒体を支えているスピンドルの回転中心とのず
れ、即ち偏心の大きさとその方向を精度良く検出して、
偏心を補正することができれば、より一層の高トラック
密度化が可能となる。

【０００４】光ディスク装置におけるディスク媒体取付
時の偏心量や方向は、光学ヘッドをベースに対してロッ
クした状態で得られる位置誤差信号、即ちトラック振れ
信号から概ね推測できる。また、位置誤差信号は、１周
期分が１トラックピッチに相当する正弦波状の信号であ
るため、位置誤差信号のゼロクロスポイントから位置誤
差信号の波数を求めることが、偏心測定の基本となる。
このために用いられる一般的な偏心測定法は、例えば
「光ディスクの偏心測定」（昭和５９年度電子通信学会
総合全国大会予稿集、講演番号1028）等に記載されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記論
文においても明らかなように、偏心量は位置誤差信号上
のゼロクロスポイントの数を数えればよいのに対して、
偏心の方向を検出するためにはゼロクロスポイントでの
位置信号の傾きの変化を捕える必要がある。このため、
例えば位置誤差信号を矩形波状に波形整形した後に、こ
れを微分して位置信号の傾きに対応する正及び負のパル
スを発生させ、これらの位置関係から偏心方向を検出し
ている。

【０００６】このように、従来の偏心補正のための方法
は、偏心量の検出と偏心方向の検出が全く異なるため検
出回路を個別に設ける必要があり、またノイズの影響を
受けやすい微分処理が含まれていた。このため、回路規
模が大きく、かつ、媒体欠陥等のノイズの影響を受けや
すいという欠点があった。

【０００７】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、回路規模の増大並びにノイズの
影響を受けることなく容易に偏心量及び偏心方向を検出
し、これを補正できるディスク媒体取付時の偏心補正方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１では、ベースに機械的もしくは電気的に固
定されたレンズアクチュエータの位置センサの出力を基
準としてレンズアクチュエータをベースに対して電気的
に固定した時、スピンドルモータに取付けられたディス
ク媒体の偏心量に対応した位置誤差信号が得られる光デ
ィスク装置のディスク媒体取付時の偏心補正方法におい
て、第１段階として、１回転周期当たりの位置誤差信号
上のゼロクロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎの値からデ
ィスク媒体取付時の偏心量を算出し、第２段階として、
正弦波状の偏心補正信号を発生させ、その最大振幅値を
上記のようにして求めた偏心量を補正できるように設定
するとともに、ディスク媒体上のインデックス位置に対
して偏心補正信号の位相を０から360 度まで所定の角度
ピッチΔθで逐次増加させながら、位相角度が変化する
度に１回転周期当たりの位置誤差信号上のゼロクロスポ
イントの数Ｎを計数し、Ｎが最小となる点で偏心補正を
完了するようにした。

【０００９】また、請求項２では、請求項１記載のディ
スク媒体取付時の偏心補正方法における第２段階終了後
に、第３段階として、偏心補正信号の振幅を微小トラッ
クピッチΔＴ_p ずつ増加あるいは減少させて位置誤差信
号上のゼロクロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎが最小と
なる点で偏心補正を完了するようにした。

【００１０】また、請求項３では、請求項２記載のディ
スク媒体取付時の偏心補正方法における第３段階終了後
に、第４段階として、ディスク媒体上のインデックス位
置に対して偏心補正信号の位相を微小角度Δθ_p で逐次
増加あるいは減少させながら、位置誤差信号上のゼロク
ロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎが最小となる点で偏心
補正を完了するようにした。

【００１１】また、請求項４では、請求項３記載のディ
スク媒体取付時の偏心補正方法における第４段階終了後
に、位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎが各々
最小値になるまで、微小トラックピッチΔＴ_p あるいは
所定の角度ピッチΔθを変化させながら偏心補正の第３
段階と第４段階を繰り返し実施するようにした。

【００１２】

【作用】請求項１によれば、レンズアクチュエータの位
置センサの出力にオフセットが加わるとディスクの偏心
量に対応する位置誤差信号が変化し、ゼロクロスポイン
ト数Ｎが変化する。ここで、第１段階として、このゼロ
クロスポイント数Ｎが計数され、Ｎの値に基づいてディ
スク媒体取付時の偏心量が算出される。次に、第２段階
として、最大振幅値を求めた偏心量を補正できるように
設定した正弦波状の偏心補正信号が発生され、ディスク
媒体上のインデックス位置に対して偏心補正信号の位相
が、０から360 度まで所定の角度ピッチΔθで逐次増加
される。これに伴い、位相角度が変化する度に１回転周
期当たりの位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎ
が計数され、Ｎの値が最小となる点から偏心方向が検出
され、偏心補正が完了される。

【００１３】また、請求項２によれば、上記の第２段階
終了後に、第３段階として、偏心補正信号の振幅が微小
トラックピッチΔＴ_p ずつ増加あるいは減少されて位置
誤差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎが計数され、Ｎ
の値が最小となる点で偏心補正が終了される。

【００１４】また、請求項３では、上記の第３段階終了
後に、第４段階として、ディスク媒体上のインデックス
位置に対して偏心補正信号の位相が微小角度Δθ_p で逐
次増加あるいは減少され、これと並行して、位置誤差信
号上のゼロクロスポイントの数Ｎを計数され、Ｎの値が
最小となる点で偏心補正が終了される。

【００１５】また、請求項４では、上記の第４段階終了
後に、位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎが各
々最小値になるまで、微小トラックピッチΔＴ_p あるい
は所定の角度ピッチΔθが変化させられ、偏心補正の第
３段階と第４段階が繰り返し実施される。

【００１６】

【実施例】図１は本発明方法を実施する光ディスク装置
の位置制御系の概要を示すもので、図中、１は光ディス
ク媒体、２はスピンドルモータ、３は光学ヘッド、４は
ベース、５はポジショナ、６はデータ信号再生系回路、
７は位置誤差信号再生回路、８はレンズアクチュエータ
制御回路、９はポジショナ制御回路、１０は位置誤差信
号再生回路、１１はトラッキング及びシーク制御回路、
１２，１３はドライバである。また、光学ヘッド３は、
その筐体１４にレーザダイオード１５、ホトディテクタ
１６、光学系１７、レンズアクチュエータ１８及びその
位置センサ１９を内蔵し、また、筐体１４の外側のベー
ス４との間に位置センサ２０を備えている。

【００１７】ポジショナ５は、位置センサ２０及びベー
ス４に取付けられた位置スケール（図示せず）より求め
られた位置誤差信号に基づいて光学ヘッド３の大まかな
位置決めを行なう。また、レンズアクチュエータ１８
は、光ディスク媒体１からホトディテクタ１６及びデー
タ信号再生系回路６を介して再生された位置誤差信号に
基づいて、レーザダイオード１５から照射されるビーム
をデータトラックに精細に位置決めしている。このよう
に、光ディスク装置では、ポジショナ５とレンズアクチ
ュエータ１８を用いた２段階の制御によりビームを制御
しており、これにより１／１０ミクロン以下の高精度な
位置決めを実現している。

【００１８】また、レンズアクチュエータ１８は専用の
位置センサ１９を有しており、この位置センサ１９の出
力に基づいて光学ヘッド３を位置決め制御すれば、光学
ヘッド３はベース４に対してロックされた状態になる。

【００１９】図２は、このようなロック状態における光
ディスク媒体１上の光学ヘッドの軌跡２１と偏心した光
ディスク媒体１上のトラックの位置２２との関係を示す
ものであり、また、図３はこの際、光ディスク媒体１か
ら再生される正弦波状の位置誤差信号２３を示すもので
ある。なお、ここで、Ａ点及びＢ点は偏心が正の最大値
及び負の最大値となる点である。

【００２０】図４は、１回転周期に相当する位置誤差信
号２３上におけるゼロクロスポイント２４を示す（但
し、光ディスク媒体の最内周の半径に対して偏心量は充
分小さいと仮定する。）。

【００２１】位置ずれと位置誤差信号は、１トラックピ
ッチ（Ｔp ）の位置ずれが１周期の正弦波状の位置誤差
信号で表されるような関係にあり、位置誤差信号上のゼ
ロクロスポイント間の距離が０．５トラックピッチに相
当する。

【００２２】従って、偏心補正の第１段階において、図
４に示したような位置関係に存在する位置誤差信号上の
ゼロクロスポイント数を１回転周期に亘ってカウントす
れば、この時のゼロクロスポイント数、例えばＮから
０．５トラックピッチの精度で偏心量を式(1) のように
算出できる。

【００２３】 偏心量＝Ｎ＊Ｔp ／８ ……(1) 次に、偏心補正の第２段階において、このようにして求
めた偏心量を補正するに足る正弦波状の偏心補正信号を
補正信号発生機能によって発生させ、光ディスク媒体１
と偏心補正信号の位相関係を変化させながら、逐次位置
誤差信号上のゼロクロスポイントの数を計数する。この
場合、位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数は、偏
心補正信号が偏心と逆位相に加わりＮ＝０となる状態か
ら、偏心補正信号が偏心と同位相に加わりほぼ２Ｎとな
る状態まで変化し、その発生位置も逐次変化して行く。
従って、光ディスク媒体１と偏心補正信号の位相条件を
逐次変えながらゼロクロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎ
が最小になる点で偏心補正信号の位相条件を固定すれ
ば、偏心を最小にできる。即ち、偏心方向を検出し、偏
心補正を行なったことになる。

【００２４】このように本発明では、位置誤差信号上の
ゼロクロスポイント数を計数するという簡易な手法を用
いて、統一的に偏心量及び偏心方向を測定し、これを補
正することができる。また、ゼロクロスポイントの計数
はディジタル回路に適した計測手法であり、本発明によ
れば簡易な回路構成で、精度良くかつ迅速に偏心補正を
行なうことができる。

【００２５】図５に本発明の偏心補正方法を実施する位
置誤差信号再生回路７の一実施例を示す。図中、３１は
位置誤差信号のゼロクロス検出回路、３２はゼロクロス
パルスカウンタ、３３はマイクロプロセッサ、３４はレ
ンズアクチュエータの制御状態を切り替えるスイッチ、
３５は偏心補正信号を発生するＤ／Ａ変換器、３６はア
ナログ加算器である。本構成においては、以下に示す第
１段階及び第２段階の手順に従ってディスク媒体取付時
の偏心が補正される。

【００２６】偏心補正の第１段階では、図６に示すよう
に、まずレンズアクチュエ−タ１８をロックするためス
イッチ３４を位置センサ１９出力側に切り替える。ある
いはマイクロプロセッサ３３によりＤ／Ａ変換器３５を
介してレンズアクチュエ−タ制御回路８にオフセット電
流を流し、レンズアクチュエ−タ１８を一方向に押しつ
けて固定する場合もある。

【００２７】このような状態で光学ヘッド３から偏心に
相当する正弦波状の位置誤差信号が得られるようにな
り、ゼロクロス検出回路３１によって位置誤差信号上の
ゼロクロスポイントに相当するゼロクロスパルスが生成
される。ゼロクロスパルスカウンタ３２は、インデック
スパルス間のゼロクロスパルスの数をカウントし、マイ
クロプロセッサ３３に転送する。これにより偏心補正の
第１段階が終了する。

【００２８】次に、偏心補正の第２段階では、図７に示
すように、まず、マイクロプロセッサ３３によって、上
記式(1) で求めた偏心量を補正するに足る最大信号振幅
を有する正弦波状の偏心補正信号を発生させる。この正
弦波状の偏心補正信号を発生させるには、例えばマイク
ロプロセッサ３３内のＲＯＭに予め正弦波のサンプル値
を書き込んでおき、これを光ディスク媒体１から得られ
るインデックス信号に同期させて発生させる。発生され
た偏心補正信号は、マイクロプロセッサ３３のデ−タバ
ス３７を介してＤ／Ａ変換器３５に送り込まれ、アナロ
グ量としてレンズアクチュエ−タ制御回路８に加えられ
る。

【００２９】なお、ポジショナ５によって偏心補正を行
なう場合には、マイクロプロセッサ３３のデ−タバス３
７に新たにＤ／Ａ変換器を接続するか、あるいは上記の
Ｄ／Ａ変換器３５の出力側に新たにアナログスイッチを
設けて、ポジショナ制御回路９（図１）に偏心補正信号
を加えるようにする。

【００３０】この状態からマイクロプロセッサ３３は、
偏心補正信号の位相角θを逐次シフトさせながら位置誤
差信号上のゼロクロスポイント数Ｎを計数し、Ｎが減少
するように位相角θを等角度ピッチΔθで逐次増加させ
て行く。なお、位相角の増加に伴い、ゼロクロスポイン
ト数Ｎが増加する場合には位相角の増分Δθの符号を切
り替えてゼロクロスポイント数Ｎが減少するようにして
から処理を継続する。このようにΔθを切り替えること
により、ゼロクロスポイント数Ｎが常に最小値に向かっ
て減少して行くため、第２段階の処理は０〜180 度以内
で終了し、処理時間が半分に短縮される。

【００３１】最後にゼロクロスポイント数Ｎが再び増加
することを確認して、１ステップ前の状態を維持する。

【００３２】なお、第２段階終了後も偏心が十分に補正
されておらず、位置誤差信号上にゼロクロスポイントが
残存する場合には、以下に示す偏心補正の第３段階及び
第４段階が実行される。これは偏心補正の第１段階で媒
体欠陥に起因するノイズや位置誤差信号上に漏洩したデ
−タ信号等によりゼロクロスポイントの測定を誤った場
合、あるいは偏心補正の第２段階で位相角の変化分Δθ
が図４に示すゼロクロスポイントの角度差よりも大きく
なった場合等に起きやすい。

【００３３】このような場合、偏心補正の第３段階で
は、偏心補正の第２段階終了状態から、図８の手順（但
し、偏心補正量は第２段階終了後の状態Ｘoff＝Ｘ0 ）
に従って偏心補正を継続し、正弦波状の偏心補正信号の
最大振幅を微小トラックピッチΔＴp 増減させ、ゼロク
ロスポイントが最小となる点を探る。

【００３４】同様に偏心補正の第４段階では、図７と同
様の手順（但し、位相補正角は第２段階終了後の状態θ
＝θ0 ）で位相角の変化分Δθを小さくして、ゼロクロ
スポイントが最小となる点を探る。

【００３５】これでも位置誤差信号上のゼロクロスポイ
ント数が十分に小さくならない場合には、偏心補正の第
５段階として、微小トラックピッチΔＴp あるいは位相
角の変化分Δθをさらに小さくしながら偏心補正の第３
段階と第４段階を繰り返し実施する。

【００３６】これによって、偏心を最も効果的に補正で
きる状態が自動的に実現される。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、偏心量や偏心方向を位置誤差信号上のゼロク
ロスポイントの数から計測するという統一的な手法を用
いるため、簡易な回路構成で迅速に偏心を補正できる。
また、ゼロクロスポイントの計数はディジタル回路に適
した計測手法であり、マイクロプロセッサを用いて精度
良くかつ迅速に偏心補正を行なうことができ、光ディス
ク装置の小型・軽量化にも効果がある。

【００３８】また、従来の位置誤差信号を微分してゼロ
クロスポイントを検出する方法と比較して、時間軸上で
のゼロクロスポイントの位置を測定するため、マイクロ
プロセッサによる信号処理に適しており、光ディスク装
置の小型化に必須のディジタル制御回路に適用しやすい
という特徴がある。

【００３９】また、請求項２によれば、請求項１の場合
より偏心補正の精度の、より一層の向上を図れる。

【００４０】また、請求項３によれば、請求項２の場合
より偏心補正の精度の、より一層の向上を図れる。

【００４１】また、請求項４によれば、請求項３の場合
より偏心補正の精度の、より一層の向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する光ディスク装置の位置制
御系の概要を示す構成図

【図２】光学ヘッドの軌跡と偏心したトラックの位置と
の関係を示す説明図

【図３】位置誤差信号の一例を示す波形図

【図４】位置誤差信号上のゼロクロスポイントの配置を
示す説明図

【図５】本発明の偏心補正方法を実施する位置誤差信号
再生回路の一実施例を示す構成図

【図６】偏心量検出のためのプログラムの流れ図

【図７】偏心方向検出のためのプログラムの流れ図

【図８】偏心方向検出のためのプログラムの流れ図

【符号の説明】

１…光ディスク媒体、２…スピンドルモータ、３…光学
ヘッド、４…ベース、７…位置誤差信号再生回路、８…
レンズアクチュエータ制御回路、１８…レンズアクチュ
エータ、１９…位置センサ、３１…ゼロクロス検出回
路、３２…ゼロクロスパルスカウンタ、３３…マイクロ
プロセッサ、３４…スイッチ、３５…Ｄ／Ａ変換器、３
６…加算器。。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 隆也 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに機械的もしくは電気的に固定さ
   れたレンズアクチュエータの位置センサの出力を基準と
   してレンズアクチュエータをベースに対して電気的に固
   定した時、スピンドルモータに取付けられたディスク媒
   体の偏心量に対応した位置誤差信号が得られる光ディス
   ク装置のディスク媒体取付時の偏心補正方法において、 第１段階として、１回転周期当たりの位置誤差信号上の
   ゼロクロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎの値からディス
   ク媒体取付時の偏心量を算出し、 第２段階として、正弦波状の偏心補正信号を発生させ、
   その最大振幅値を上記のようにして求めた偏心量を補正
   できるように設定するとともに、ディスク媒体上のイン
   デックス位置に対して偏心補正信号の位相を０から360
   度まで所定の角度ピッチΔθで逐次増加させながら、位
   相角度が変化する度に１回転周期当たりの位置誤差信号
   上のゼロクロスポイントの数Ｎを計数し、Ｎが最小とな
   る点で偏心補正を完了することを特徴とするディスク媒
   体取付時の偏心補正方法。
2. 【請求項２】 第２段階終了後に、第３段階として、偏
   心補正信号の振幅を微小トラックピッチΔＴ_p ずつ増加
   あるいは減少させて位置誤差信号上のゼロクロスポイン
   トの数Ｎを計数し、Ｎが最小となる点で偏心補正を完了
   することを特徴とする請求項１記載のディスク媒体取付
   時の偏心補正方法。
3. 【請求項３】 第３段階終了後に、第４段階として、デ
   ィスク媒体上のインデックス位置に対して偏心補正信号
   の位相を微小角度Δθ_p で逐次増加あるいは減少させな
   がら、位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎを計
   数し、Ｎが最小となる点で偏心補正を完了することを特
   徴とする請求項２記載のディスク媒体取付時の偏心補正
   方法。
4. 【請求項４】 第４段階終了後に、位置誤差信号上のゼ
   ロクロスポイントの数Ｎが各々最小値になるまで、微小
   トラックピッチΔＴ_p あるいは所定の角度ピッチΔθを
   変化させながら偏心補正の第３段階と第４段階を繰り返
   し実施することを特徴とする請求項３記載のディスク媒
   体取付時の偏心補正方法。