JPH05144051A - デイスク媒体の偏心補正方法 - 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Ｎ0 を計数してＮ0 の
値から偏心量を算出し、第２段階としてインデックスを
基準として正弦波状の偏心補正信号を発生させてアクチ
ュエ−タを駆動しその最大振幅値を第１段階で求めた偏
心量を補正できるように設定した後、位置誤差信号上の
ゼロクロスポイント数Ｎa を計数してインデックスから
の位相補正値Φ0 を求め、第３段階としてインデックス
に対して位相をΦ0 ずらせて正弦波状の偏心補正信号を
発生させこのときの位置誤差信号上のゼロクロスポイン
ト数が許容誤差以下である場合は偏心補正を完了し、許
容誤差以上のときはインデックスに対して位相を−Φ0
ずらせて正弦波状の偏心補正信号を発生させる。

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、サーボ系を高帯域化してサー
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−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−タの位置センサの出力を基
準としてレンズアクチュエ−タをベ−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Ｎ0 を計数して、Ｎ0 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、
ディスク媒体上のインデックスを基準として正弦波状の
偏心補正信号を発生させてレンズアクチュエ−タを駆動
し、その最大振幅値を第１段階で求めた偏心量を補正で
きるように設定した後、位置誤差信号上のゼロクロスポ
イントの数Ｎa を計数して、インデックスからの位相補
正値Φ0 を次式により求め、 Φ0 ＝Ｎa ・π／２Ｎ0 第３段階として、インデックスに対して位相をΦ0 ずら
せて正弦波状の偏心補正信号を発生させ、このときの位
置誤差信号上のゼロクロスポイント数が許容誤差以下で
ある場合は偏心補正を完了し、許容誤差以上である場合
はインデックスに対して位相を−Φ0 ずらせて正弦波状
の偏心補正信号を発生させるようにした。

【０００９】また、請求項２では、ベ−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−タの位置セ
ンサの出力を基準としてレンズアクチュエ−タをベ−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Ｎ0 を計数して、
Ｎ0 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てレン
ズアクチュエ−タを駆動し、その最大振幅値を第１段階
で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に対して少なくとも２つ
の異なる位相角Φa ，Φb で偏心補正信号を発生させ、
このとき位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎa
及びＮb を計数して、次式をほぼ満足する位相補正値Φ
0を求め、 Φ0 ＝Φa ±Ｎa ・π／２Ｎ0 ＝Φb ±Ｎb・π／２Ｎ0 第３段階として、インデックスに対して位相をΦ0 ずら
せて正弦波状の偏心補正信号を発生させるようにした。

【００１０】

【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Ｎ0 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Ｎ0が計数され、Ｎ0 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。

【００１１】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インデックスを基
準とする正弦波状の偏心補正信号が発生されてレンズア
クチュエ−タが駆動される。この状態で位置誤差信号上
のゼロクロスポイントの数Ｎa が計数され、インデック
スからの位相補正値Φ0 が次式により求められる。

【００１２】Φ0 ＝Ｎa ・π／２Ｎ0 次に、第３段階として、インデックスに対して位相をΦ
0 ずらした正弦波状の偏心補正信号が発生され、このと
きの位置誤差信号上のゼロクロスポイント数が許容誤差
以下である場合は偏心補正が終了される。一方、許容誤
差以上である場合は、インデックスに対して位相を−Φ
0 ずらした正弦波状の偏心補正信号が発生される。

【００１３】また、請求項２によれば、上記の第１段階
終了後に、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
発生されてレンズアクチュエ−タが駆動される。この状
態でディスク媒体上のインデックスに対して少なくとも
２つの異なる位相角Φa ，Φb で偏心補正信号が発生さ
れ、このとき位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数
Ｎa 及びＮb が計数されて、次式をほぼ満足する位相補
正値Φ0 が求められる。 Φ0 ＝Φa ±Ｎa ・π／２Ｎ0 ＝Φb ±Ｎb・π／２Ｎ0 次に、第３段階として、インデックスに対して位相をΦ
0 ずらした正弦波状の偏心補正信号が発生される。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】また、レンズアクチュエータ１８は、専用
の位置センサ１９による閉ル−プ制御や専用のバネによ
って支持され、ベ−スに対してロックされた状態にあ
る。

【００１７】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。

【００１８】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。）。

【００１９】位置ずれと位置誤差信号は、１トラックピ
ッチの位置ずれが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。

【００２０】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。 偏心量＝Ｎ0 ＊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、このときの位置誤
差信号上のゼロクロスポイントの数Ｎa 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Ｎa ＝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Ｎa
＝２Ｎ0となる状態まで変化する。従って、インデック
スに対する偏心補正信号の位相角をΦa とすると、イン
デックスに対して位相角をΦ0 ＝Φa ±Ｎa ・π／２Ｎ
0ずらして偏心補正信号を発生すれば、Ｎa ＝０となる
最適な偏心補正を実現できる。

【００２１】但し、一点の観測では符号を決定できない
ため、２通りの位相角に対して偏心補正を行ない、いず
れがＮa ＝０となるかを確認するか、新たにインデック
スに対して位相角の異なる点で偏心補正を行ない、この
ときの位置誤差信号上のゼロクロスポイント数Ｎb 、イ
ンデックスに対する位相角Φb から、いずれかで Φa ±Ｎa ・π／２Ｎ0 ＝Φb ±Ｎb ・π／２Ｎ0 が成り立つことを確認すればよい。

【００２２】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。

【００２３】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、図６に示す処
理の流れ図に従って、第１段階、第２段階及び第３段階
の順でディスク媒体取付時の偏心が補正される。

【００２４】偏心補正の第１段階では、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。

【００２５】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Ｎ0 をカウントし、
マイクロプロセッサ３３に転送する。

【００２６】次に、偏心補正の第２段階では、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。

【００２７】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。

【００２８】この状態からマイクロプロセッサ３３は、
位置誤差信号上のゼロクロスポイント数Ｎa を計数し、
Ｎa の値から偏心を最適に補正できる位相角Φ0 を算出
する。

【００２９】さらに、偏心補正の第３段階では、インデ
ックスに対して位相角Φ0 ずらした状態で偏心補正信号
を発生させ、この状態で位置誤差信号上のゼロクロスポ
イント数Ｎを計数する。ここでもしＮ＝０となれば、偏
心が最適に補正されたことになる。これに対して、Ｎ≠
０の場合は、位相角を−Φ0 として偏心補正信号を発生
すれば、最適な偏心補正状態を実現できる。

【００３０】なお、位置誤差信号上のゼロクロスポイン
ト数の計数には誤差が含まれるため、Ｎ＝０の状態は実
現が困難である。このため、予め誤差を見越して２〜４
程度の許容誤差を設けておき、これを基準として比較判
断すれば位相角の選択を誤ることもない。

【００３１】図７は、本発明方法の処理の他の例を示す
流れ図である。本例は、偏心補正の第１段階まで図６の
流れと共通である。従って、ここでは、第２段階以降の
流れについて説明する。

【００３２】偏心補正の第２段階では、インデックスに
対して位相角の異なる点で偏心補正を行ない、このとき
の位置誤差信号上のゼロクロスポイント数Ｎb、インデ
ックスに対する位相角Φb から Φ0 ＝Φa ±Ｎa ・π／２Ｎ0 ＝Φb ±Ｎb・π／２Ｎ0 の関係を満足する位相角Φ0 を求める。これは、Φa ＝
０とすれば、前述の図６の流れ図においてΦ0 の符号を
判断することと等価であるこが分かる。

【００３３】偏心補正の第３段階では、このようにして
求めた位相角Φ0 で偏心補正をすれば最適な補正状態と
なる。ここにおいても、ゼルクロスポイント数の誤差か
ら上記式の等号は必ずしも成立しないので、許容誤差を
設定することが望ましい。

【００３４】上記した図６及び図７の流れ図でも明らか
なように、本発明では、位置誤差信号上のゼロクロスポ
イント数を３回計数する程度で偏心補正処理が終了す
る。即ち、ディスク媒体が３回転＋α程度回転する間の
極めて短い時間で偏心補正を完了できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
または請求項２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、かつ、３
回転する程度の極めて短い時間で偏心を補正できる。ま
た、ゼロクロスポイントの計数は、マイクロプロッセサ
を用いたソフトウエア処理に適した計測手法であり、光
ディスク装置の小型・軽量化にも効果がある。

【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】本発明方法の処理の一例を示す流れ図

【図７】本発明方法の処理の他の例を示す流れ図

【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 (72)発明者 佐藤 勇武 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベ−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−タの位置センサの出力を基準と
   してレンズアクチュエ−タをベ−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Ｎ0 を計数して、Ｎ0 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、ディスク媒体上のインデックスを基準
   として正弦波状の偏心補正信号を発生させてレンズアク
   チュエ−タを駆動し、その最大振幅値を第１段階で求め
   た偏心量を補正できるように設定した後、位置誤差信号
   上のゼロクロスポイントの数Ｎa を計数して、インデッ
   クスからの位相補正値Φ0 を次式により求め、 Φ0 ＝Ｎa ・π／２Ｎ0 第３段階として、インデックスに対して位相をΦ0 ずら
   せて正弦波状の偏心補正信号を発生させ、このときの位
   置誤差信号上のゼロクロスポイント数が許容誤差以下で
   ある場合は偏心補正を完了し、許容誤差以上である場合
   はインデックスに対して位相を−Φ0 ずらせて正弦波状
   の偏心補正信号を発生させることを特徴とするディスク
   媒体の偏心補正方法。
2. 【請求項２】 ベ−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−タの位置センサの出力を基準と
   してレンズアクチュエ−タをベ−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Ｎ0 を計数して、Ｎ0 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てレ
   ンズアクチュエ−タを駆動し、その最大振幅値を第１段
   階で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に対して少なくとも
   ２つの異なる位相角Φa ，Φb で偏心補正信号を発生さ
   せ、このとき位置誤差信号上のゼロクロスポイントの数
   Ｎa 及びＮb を計数して、次式をほぼ満足する位相補正
   値Φ0 を求め、 Φ0 ＝Φa ±Ｎa ・π／２Ｎ0 ＝Φb ±Ｎb・π／２Ｎ0 第３段階として、インデックスに対して位相をΦ0 ずら
   せて正弦波状の偏心補正信号を発生させることを特徴と
   するディスク媒体の偏心補正方法。