JPH05114257A - トラツクサーボ異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラッキングサーボ系の異常をリアルタイム
で検出し、速やかに系の復帰処理を行ない、記録中であ
っても光ディスク媒体の破壊を最小限に抑えることがで
きるトラックサーボ異常検出装置を得る。 【構成】 トラッキング誤差信号からトラッククロス信
号を検出するコンパレータ１９と、最初のトラッククロ
ス信号により計時を開始するタイマー２１と、タイマー
２１の計時動作中のトラッククロス信号数をカウントす
るカウンター２２を備え、カウンター２２のカウント値
が所定値を越えた場合にトラックずれ検出信号を出力す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトラックサーボ異常検出
装置、特に光学式情報記録再生装置のトラッキング制御
に用いられるトラックサーボ異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学式情報記録再生装置のトラッキング
サーボは、トラッキング情報を光ディスク媒体面から読
み取ってサーボをかける技術であり、光ディスク媒体や
装置自身の偏芯成分や装置外部からの振動などによって
発生するラジアル方向のトラックずれを補正し、光ピッ
クアップの光ビームが常にトラックの所定位置（トラッ
ク中心）を所定の値を越えない偏差でトレースするよう
に構成されたフィードバック制御系である。

【０００３】トラッキングサーボの原理は、光ディスク
面にレーザー光を照射し、光ディスクからの反射光を受
光して、光ディスクのトラックに記録されたトラッキン
グ情報を検出し、そのトラッキング情報（トラッキング
誤差信号）を用いてトラッキング制御を行なうものであ
る。その場合、反射光の強度や回析情報がトラッキング
誤差信号として用いられている。

【０００４】図６は、そのようなトラッキングサーボを
行なう光学式情報記録再生装置のトラッキング制御にお
いて用いられる従来のトラックサーボ異常検出装置の構
成を示すブロック図である。

【０００５】図において、従来のトラックサーボ異常検
出装置は、光ディスクにレーザー光を照射し光ディスク
からの反射光を検出して、光ディスクのトラックに記録
されたデータ情報とトラッキング情報を検出する光ピッ
クアップ１１と、光ピックアップ１１の一部を構成し、
光ピックアップ１１によって受光された反射光の回析情
報からトラッキング情報生成のための入力となる信号を
検出する２分割検知器１２と、２分割検知器１２の出力
信号を電流から電圧に変換するＩ−Ｖ変換器１３と、Ｉ
−Ｖ変換器１３により変換された信号からトラッキング
誤差信号（トラッキングエラー信号）を生成するトラッ
キングエラー信号生成器１４と、トラッキングエラー信
号に基づいてトラッキングサーボ系の特性を補償するた
めのトラッキング制御信号を生成する補償回路１５と、
補償回路１５から出力されるトラッキング制御信号に基
づいてトラッキングアクチュエータを制御するための駆
動信号（光ピックアップ制御信号）を発生するトラッキ
ングアクチュエータ駆動回路１６と、トラッキングアク
チュエータ駆動回路１６の出力信号である光ピックアッ
プ制御信号によりトラッキングのため光ビーム照射位置
を移動させるトラッキングアクチュエータ１７とから構
成されている。

【０００６】そして、前述のようにトラッキング情報生
成のための入力となる信号を検出する２分割検知器１２
と光ビーム照射位置を移動させるトラッキングアクチュ
エータ１７とは光ピックアップ１１に一体に構成されて
いる。

【０００７】次に、上記の通り構成される従来のトラッ
クサーボ異常検出装置の動作について説明する。

【０００８】まず、光ピックアップ１１に一体に構成さ
れる２分割検知器１２によって検出されるトラッキング
情報生成のための信号（トラッキングエラー２分割信
号）は、Ｉ−Ｖ変換器１３によって電流から電圧に変換
され、トラッキングエラー信号生成器１４に出力され
る。トラッキングエラー信号生成器１４ではトラッキン
グエラー２分割信号の各信号の電圧差を演算し、トラッ
キングエラー（ＴＥ）信号を生成する。

【０００９】次に、トラッキングエラー信号生成器１４
によって生成されたＴＥ信号１００を補償回路１５に入
力する。トラッキングサーボ系の特性を補償する補償回
路１５では、トラッキングサーボ系の光ディスク回転周
波数やＤＣ等の低域の偏差を補償するためにサーボゲイ
ン補償を行なう。また、補償回路１５ではトラッキング
サーボ系の定常状態での安定性を保証するための交差周
波数Ｆｃにおける位相余裕も補償している。そして、補
償回路１５から出力されるトラッキング制御信号に基づ
いてトラッキングアクチュエータ駆動回路１６では、ト
ラッキングアクチュエータ１７を制御するための駆動信
号を生成する。トラッキングアクチュエータ１７はトラ
ッキングアクチュエータ駆動回路１６からの光ピックア
ップ制御信号によりトラッキングのため光ビーム照射位
置を移動させ、トラックの変位に追従するように制御す
る。

【００１０】なお、トラッキング誤差信号（ＴＥ信号）
の検出方式としては、３スポット法、プッシュプル法等
複数の方法が知られているが、上記説明では代表的なＴ
Ｅ信号検出方法であるプッシュプル方式を用いて説明し
た。すなわち、プッシュプル方式では光ディスクのトラ
ックに記録された情報信号を読み出すためのメインビー
ムの光量バランスの変化を２分割検知器で検出し、その
メインビームの光量バランスの変化によってトラッキン
グ誤差信号を検出するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の光学式情報記録再生装置ではトラッキングサーボ
によりトラックずれを補正することができる。しかし、
トラッキングサーボ系の制御能力を越える外乱が系に加
わった場合は、トラッキングサーボ異常を発生し、トラ
ッキングサーボ系が発散して制御不能となる可能性があ
る。

【００１２】一般にトラッキングサーボ系の制御可能領
域はリニア領域のみに限定されるが、光ディスクのトラ
ッキングサーボ系のリニア範囲はＴＥ信号のリニア範囲
で決定されることが多い。このことから、例えばコンパ
クトディスクのトラックピッチは１．６μm であるが、
これから得られるＴＥ信号のリニア範囲は０．８μm以
下の短い範囲に制限される。従って、光学式情報記録再
生装置に外部より加えられる振動、光ディスク媒体のデ
ィフェクトにより発生する異常なＴＥ信号、規格を越え
た光ディスク媒体の偏芯量、環境変動により発生するＴ
Ｅ信号のオフセット変動、あるいはトラックジャンプ時
の整定不良などの各種要因により異常事態を発生させる
可能性を十分持っている。

【００１３】そのため、従来のトラックサーボ異常検出
方法は、トラッキングサーボ系の異常状態を検出し速や
かにトラッキングサーボ系の復帰処理を行うために、再
生信号の同期信号を検出するようにしたり、読み取りデ
ータの誤り率を監視して誤り率の増加を検出することに
より、マイクロコンピュータがサーボ動作に異常が発生
したことを検出するようにしていた。

【００１４】ところが、従来のトラックサーボ異常検出
方法ではマイクロコンピュータがトラッキングサーボ異
常の直接の原因を特定できないため、つまり、異常の原
因がトラックずれに起因していると特定できないために
異常を検出した後の対策を明確にできず、必ずしも最適
な処理となっていないという問題点があった。

【００１５】また、トラッキングサーボに異常が発生し
てもマイクロコンピュータがサーボ動作異常を検出する
までに遅れ時間が発生し、リアルタイムでトラッキング
サーボを正常化できないという問題点があった。そのた
めに、トラッキングサーボ系が暴走し、トラッキングア
クチュエータに規定電圧を越えた電圧・電流が印加さ
れ、光ピックアップを破損するという問題点もあった。

【００１６】さらに、最悪の場合は記録動作中に何等か
の原因によってトラッキングサーボずれが発生し、レー
ザビームが光ディスク媒体上でピットを形成しながら半
径方向に暴走し、隣接するトラックを破壊するという可
能性もあった。

【００１７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、トラッキングサーボ系のサーボ異
常をリアルタイムで検出し、速やかにトラッキングサー
ボ系の復帰処理を行ない、記録時における光ディスクの
破壊を最小限に抑えることができるトラックサーボ異常
検出装置を得ることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明に係わるトラックサーボ異常検出装置は、ト
ラッキング誤差信号からトラッククロス信号を検出する
トラッククロス信号検出手段を備え、所定の時間内のト
ラッククロス信号数が所定値を超えた場合には、これを
トラッキングサーボの異常として検出することを特徴と
する。具体的には、トラッキング誤差信号からトラック
クロス信号を検出するコンパレータと、コンパレータか
ら出力されるトラッククロス信号により計時を開始する
タイマーと、タイマーの計時動作中にコンパレータから
出力されるトラッククロス信号数をカウントするカウン
ターを備え、該カウンターのカウント値が所定値を越え
た場合にトラックサーボ異常を示すトラックずれ検出信
号を出力するようにしたものである。

【００１９】

【作用】従って、本発明のトラックサーボ異常検出装置
によれば、コンパレータはトラッキング誤差信号からト
ラッククロス信号を検出し、タイマーはコンパレータか
らの最初のトラッククロス信号により所定時間の計時を
開始し、カウンターはタイマーの計時動作中のトラック
クロス信号数をカウントし、タイマーの計時動作中にカ
ウンターのカウント値が所定値を越えた場合にトラック
サーボ異常を示すトラックずれ検出信号を出力すること
になるので、所定時間内のトラッククロス信号数が所定
値を越えた場合に異常を報告できることになる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図に基づいて
説明する。図１は本発明の第１の実施例に係わるトラッ
クサーボ異常検出装置のブロック図である。なお、従来
のトラックサーボ異常検出装置と同一、あるいは相当部
分には同一符号を付加して説明を省略する。

【００２１】図１において、本実施例のトラックサーボ
異常検出装置は、トラッキングエラー信号生成器１４か
ら出力されるトラッキングエラー信号（ＴＥ信号１０
０）の一定の周波数を選別するためのバンドパスフィル
タ（Ｂ．Ｐ．Ｆ）１８と、ＴＥ信号１００のゼロクロス
を検出するためのＴＣコンパレータ１９と、ＴＣコンパ
レータ１９の出力信号レベルをロジックレベルに変換す
るレベル変換器２０と、レベル変換器２０の出力信号で
あるトラッククロス信号（ＴＣ信号１０１）によって計
時動作を開始するタイマー２１と、タイマー２１動作中
のＴＣ信号１０１のパルス数をカウントするカウンター
２２と、トラックずれ信号（ＤＥＴＲ信号１０２）をト
ラックサーボ異常検出装置外部に出力するＤＥＴＲ信号
出力端子２４とから構成されている。

【００２２】そして、タイマー２１とカウンター２２と
により判別回路２３が構成されている。

【００２３】また、図２は、図１に示すトラックサーボ
異常検出装置の判別回路２３の具体的な回路構成を示す
回路図である。図において、判別回路２３は、Ｄタイプ
フリップフロップ２５と、モノステーブルマルチバイブ
レータ２６と、バイナリーカウンター２７と、エッジ検
出回路２８とから構成されている。

【００２４】さらに、図３は、図２に示す判別回路２３
の回路各部における信号波形を示すタイミングチャート
である。図において、図３（ａ）はＴＥ信号１００の信
号波形図であり、図３（ｂ）はＴＣ信号１０１の信号波
形図であり、図３（ｃ）はＤタイプフリップフロップ２
５の出力信号の信号波形図であり、図３（ｄ）はモノス
テーブルマルチバイブレータ２６の出力信号の信号波形
図であり、図３（ｅ）はエッジ検出回路２８の出力信号
の信号波形図であり、図３（ｆ）はバイナリーカウンタ
ー２７から出力されるトラックずれ検出信号（ＤＥＴＲ
信号）の信号波形図である。

【００２５】次に、上記の通り構成される第１の実施例
に係わるトラックサーボ異常検出装置の動作について説
明する。トラッキングサーボ系の動作中に系の外部より
加えられた振動、光ディスク媒体のディフェクトにより
発生する異常なＴＥ信号、規格を越えた光ディスク媒体
の偏芯量、環境変動により発生するＴＥ信号のオフセッ
ト変動、あるいはトラックジャンプ時の整定不良などの
各種要因によりトラックずれが発生すると、光ピックア
ップ１１からディスク媒体に照射される光ビームはディ
スク媒体の半径方向に移動を開始する。これにより光ピ
ックアップ１１からの光ビームは当該トラックに隣接す
る次のトラックに突入し、この時サイン波に近い形状の
トラッキングエラー信号（ＴＥ信号１００）を発生す
る。

【００２６】そして、前記各種の要因によりトラックず
れが発生したトラッキングサーボ系が、隣接するトラッ
ク上に光ビームが留まっている間に再び収束し、安定状
態になるということもあるが、そのまま不安定動作にな
り複数のトラックを往復する、いわゆる暴走状態になる
ことが多い。一般に、このような暴走状態となった場合
における光ビームのトラックをクロスするスピードは、
系の外部より加えられた振動や光ディスク媒体のディフ
ェクトにより発生する異常なＴＥ信号の帯域より高い。

【００２７】このため、トラックの暴走状態を検出する
精度を高める場合は、トラッキングエラー信号生成器１
４から出力されるＴＥ信号１００を、例えば、１ＫＨｚ
〜１０ＫＨｚの一定の周波数の信号を選別するためにバ
ンドパスフィルタ１８を介して、ＴＣコンパレータ１９
に出力する。ＴＣコンパレータ１９ではトラッキングエ
ラー信号（ＴＥ信号１００）からトラッククロス信号を
生成するためにゼロクロス信号を検出する。なお、ＴＣ
コンパレータ１９ではＴＥ信号１００に重畳しているノ
イズ成分によるゼロクロス検出の誤動作を抑えるため
に、抵抗Ｒ７と、Ｒ８によってヒステリシスを持たせて
いる。

【００２８】その後、ＴＣコンパレータ１９の出力信号
の信号レベルをレベル変換器２０でロジックレベルに変
換し、その変換後の信号、トラッククロス信号（ＴＣ信
号１０１）を判別回路２３に出力し、トラックずれを検
出させる。

【００２９】次に、判別回路２３における詳細な動作内
容を示すために、判別回路２３の具体的な回路構成を示
す図２を用いて説明する。

【００３０】まず、レベル変換器２０から出力されるＴ
Ｃ信号１０１をＤタイプフリップフロップ２５に入力す
る。Ｄタイプフリップフロップ２５ではリセット信号の
受信後の最初のＴＣ信号１０１を受信すると、その出力
信号を“０”から“１”にセットして、モノステーブル
マルチバイブレータ２６に出力する。

【００３１】モノステーブルマルチバイブレータ２６で
はＤタイプフリップフロップ２５の出力信号の変化によ
り一定周期（例えば、Ｔ＝１０ｍｓ）のパルスを発生さ
せる（図３（ｄ）の信号波形図）。モノステーブルマル
チバイブレータ２６の出力信号はバイナリーカウンター
２７に入力され、バイナリーカウンター２７ではモノス
テーブルマルチバイブレータ２６の出力信号が“１”の
間、レベル変換器２０から出力されるＴＣ信号１０１の
パルス数をカウントする。

【００３２】モノステーブルマルチバイブレータ２６の
出力信号が“１”の間（Ｔ＝１０ｍｓ）に、バイナリー
カウンター２７のカウント値が予め設定されている基準
値に達しなかった場合は、エッジ検出回路２８によりＤ
タイプフリップフロップ２５がリセットされ、また同様
にバイナリーカウンター２７もリセットされる。モノス
テーブルマルチバイブレータ２６の出力信号が“１”の
間（Ｔ＝１０ｍｓ）に、バイナリーカウンター２７のカ
ウント値が予め設定されている基準値を越えた場合は、
バイナリーカウンター２７からトラックずれ信号がＤＥ
ＴＲ信号出力端子２４より出力される。

【００３３】図３は、前述したように判別回路２３の回
路各部における信号波形図を示すタイミングチャートで
あるが、図３ではバイナリーカウンター２７における基
準値が“５”に設定されている場合について示してい
る。また、図４は、バイナリーカウンター２７に基準値
を設定する場合の、データ入力端子の信号値の対応を示
すテーブル表である。

【００３４】以下、バイナリーカウンター２７における
基準値が“５”に設定されている場合について、本第１
の実施例に係わるトラックサーボ異常検出装置の動作を
具体的に説明する。

【００３５】まず、光ディスク媒体上の傷によりトラッ
キングエラー信号が乱れたようなときは、ＴＥ信号１０
０が振れるためにＴＣ信号１０１が発生するが、ＴＣ信
号１０１の発生パルス数はモノステーブルマルチバイブ
レータ２６の出力信号が“１”の間（Ｔ＝１０ｍｓ）に
は、たかだか１〜４パルスであるため、バイナリーカウ
ンター２７のカウント値も１〜４に留まる。従って、Ｄ
ＥＴＲ信号１０２は発生しない。

【００３６】次に、トラッキングサーボ系に外部より強
い振動が加わり、系にトラックずれが発生した場合に付
いて説明する。この場合、ヘッドは複数のトラックを通
常より速いスピードでクロスするため、Ｔ＝１０ｍｓの
間にＴＣ信号１０１は５パルス以上発生することにな
る。従って、バイナリーカウンター２７のカウント値は
“５”以上となり、バイナリーカウンター２７からはト
ラックずれ検出信号１０２がＤＥＴＲ信号出力端子２４
に出力される。このトラックずれ検出信号をマイクロコ
ンピュータを介して、あるいは直接、トラッキングサー
ボ系の停止動作、復帰動作、記録中のレーザーパワーの
オフ制御などを開始する信号として使用する。

【００３７】以上説明したように、本発明の第１の実施
例では、図１に示すトラックサーボ異常検出装置の判別
回路２３の具体例として、図２に示す回路構成のハード
ウエアにより示した。しかし、判別回路の構成はそれに
限定されるものではなく、例えば、図２に示すハードウ
エアをマイクロコンピュータに置き換え、その上で動作
するソフトウエアにより前記トラックサーボ異常検出動
作を実現するようにしてもよい。その場合、判別回路２
３以外の回路構成は図１に示す上記第１の実施例と同様
である。

【００３８】図５は、そのような判別回路をマイクロコ
ンピュータに置き換えた場合の本発明の第２の実施例に
係わるトラックサーボ異常検出装置の動作内容を説明す
るためのフローチャートである。

【００３９】図において、本第２の実施例のマイクロコ
ンピュータは、トラッククロス信号（ＴＣ信号）を入力
し、内部にカウンターとして動作するレジスタＣを構成
すると共に、トラックずれ検出信号（ＤＥＴＲ信号）を
出力するものとする。

【００４０】まず、マイクロコンピュータは、初期状態
においてレジスタＣとＤＥＴＲ信号出力をリセットし
（ステップ５１）、ＴＣ信号１０１の入力を待つように
動作する（ステップ５２）。その後、ＴＣ信号１０１が
入力するとレジスタＣを１インクリメントし（ステップ
５３）、１０ｍｓのタイマーをスタートする（ステップ
５４）。

【００４１】次に、再びＴＣ信号１０１の入力を待ち
（ステップ５６）、ＴＣ信号が入力するとレジスタＣを
１インクリメントし（ステップ５７）、レジスタＣの値
が規定値である“５”を越えているかどうかをチェック
する（ステップ５８）。レジスタＣの値が“５”を越え
ていない場合は、タイマーが１０ｍｓをオーバーしたか
否かをチェックし（ステップ５５）、オーバーしていな
いときは再びＴＣ信号１０１の入力を待つ（ステップ５
６）。もし、タイマーのチェックにおいてタイマーが１
０ｍｓをオーバーした場合はステップ５１に戻り、レジ
スタＣとＤＥＴＲ信号出力をリセットする。

【００４２】レジスタＣの値が“５”を越えている場合
は、ＤＥＴＲ信号を“１”にして出力する（ステップ５
９）。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトラック
サーボ異常検出装置によれば、トラッキング誤差信号か
らトラッククロス信号を検出するコンパレータと、コン
パレータから出力されるトラッククロス信号により計時
を開始するタイマーと、タイマーの計時動作中にコンパ
レータから出力されるトラッククロス信号数をカウント
するカウンターを備え、カウンターのカウント値が所定
値を越えた場合にトラックサーボ異常を示すトラックず
れ検出信号を出力するように構成したので、トラッキン
グサーボ系の異常をリアルタイムで検出し、速やかに系
の復帰処理を行ない、記録中であっても光ディスク媒体
の破壊を最小限に抑えることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるトラックサーボ
異常検出装置のブロック図である。

【図２】図１に示すトラックサーボ異常検出装置の判別
回路２３の具体的な回路構成を示す回路図である。

【図３】図２に示す判別回路２３の回路各部における信
号波形を示すタイミングチャートである。

【図４】バイナリーカウンター２７に基準値を設定する
場合の、データ入力端子の信号値の対応を示すテーブル
表である。

【図５】図１に示す判別回路２３をマイクロコンピュー
タに置き換えた第２の実施例に係わるトラックサーボ異
常検出装置の動作を示すフローチャートである。

【図６】従来のトラックサーボ異常検出装置のブロック
図である。

【符号の説明】

１１ 光ピックアップ １２ ２分割検知器 １３ Ｉ−Ｖ変換器 １４ トラッキングエラー信号生成器 １５ 補償回路 １６ トラッキングアクチュエータ駆動回路 １７ トラッキングアクチュエータ １８ バンドパスフィルタ １９ ＴＣコンパレータ ２０ レベル変換器 ２１ タイマー ２２ カウンター ２３ 判別回路 ２４ ＤＥＴＲ信号出力端子 ２５ Ｄタイプフリップフロップ ２６ モノステーブルマルチバイブレータ ２７ バイナリーカウンター ２８ エッジ検出回路 １００ ＴＥ信号 １０１ ＴＣ信号 １０２ ＤＥＴＲ信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学式情報記録再生装置のトラッキング
   制御に用いられるトラックサーボ異常検出装置におい
   て、 トラッキング誤差信号からトラッククロス信号を検出す
   るトラッククロス信号検出手段を備え、所定時間内のト
   ラッククロス信号数が所定値を越えた場合にこれをトラ
   ッキングサーボの異常として検出することを特徴とする
   トラックサーボ異常検出装置。