JPH05159330A - トラッキング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録担体上のトラック上に常に再生位置が位
置するように制御するトラッキング制御装置において、
外部から加えられる振動あるいは衝撃によって発生する
トラック飛びあるいはトラックずれを解決し、信頼性の
高いトラッキング制御装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 記録担体１により反射された光ビーム４を２
つの検出領域を有する光検出器１２上で検出し、両検出
領域の信号の差を差動増幅器１７で求め、このトラック
ずれ信号を制御素子１４及びリニアモータ１６に加えて
記録担体１上の光ビーム４がトラック上に位置するよう
にトラッキング制御する。加速度検出器２４で装置に加
わるリニアモータの移動方向の加速度を検出し、この信
号を制御素子１４及びリニアモータ１６に加えているの
で、振動、衝撃が加えられてもトラック飛びあるいはト
ラックずれが発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録担体上に記録されて
いる信号を再生するあるいは記録担体上に信号を記録す
る記録再生装置に関するものであり、特に記録されてい
る信号トラックあるいは信号を記録する為に予め設けら
れた追跡用トラック（以下、信号トラックと追跡用トラ
ックを含めて単にトラックと呼ぶ。）を有する記録担体
を使用し、記録担体上に記録されている信号を再生する
あるいは記録担体上に信号を記録する為の変換手段の走
査位置が常にトラック上を走査するように制御して信号
を再生するあるいは記録するトラッキング制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】構成とその問題点この種の装置として磁
気式記録再生装置、光磁気式記録再生装置、光学式記録
再生装置、光学式再生装置あるいは容量式再生装置等が
あるが、光学式記録再生装置を例として従来例を説明す
る。

【０００３】例えば光学式記録装置として、半導体レー
ザ等の光源より発生した光ビームを収束レンズにより微
小なビーム径に収束させて、回転している円盤状の記録
担体に照射させ、記録時には光ビームの光量を記録する
信号に応じて変化させて記録し、再生時には光ビームの
光量を弱い一定の光量にして記録担体からの反射光ある
いは透過光を検出して信号を再生するものがある。

【０００４】この種の装置に使用する記録担体として、
例えば基材表面に凹あるいは凸状のトラックを予め設
け、その表面上に記録材料層を蒸着等の手段によって形
成したものがある。このようなトラックはスパイラル状
あるいは同心円状になっており、トラックピッチ及びト
ラック幅が非常に狭く、例えばピッチが１．６μｍ、幅
が０．６μｍ程度である。

【０００５】従って上述した光学式記録再生装置は、高
品質の再生信号を得る為に、回転している記録担体上に
照射されている光ビームが常に一定の微小なビーム径と
なるように制御するフォーカス制御手段及び記録担体上
に収束されている光ビームが常に正確にトラック上を走
査するように制御するトラッキング制御手段が必要不可
欠である。

【０００６】フォーカス制御は、記録担体より反射され
た光ビームより記録担体上の光ビームの収束状態を検出
し、この検出された信号に応じて収束レンズを記録担体
面に対して垂直な方向に移動させて行なっているが、フ
ォーカス制御の制御精度は極めて高精度のものが要求さ
れ、例えば±０．５μｍ以下である。

【０００７】またトラッキング制御は、記録担体を透過
した光ビームあるいは記録担体より反射された光ビーム
より記録担体上に収束されている光ビームとトラックの
位置ずれを検出し、この検出された信号に応じて収束レ
ンズを記録担体面内の半径方向に移動させて行なってい
るが、トラッキング制御の制御精度もフォーカス制御同
様に極めて高精度のものが要求され、例えば±０．１μ
ｍ以下である。

【０００８】収束レンズを記録担体面内の半径方向に移
動させることの出来る移動範囲は狭く、せいぜい２００
μｍ程度であり、一般的に、トラッキング制御はトラッ
クの偏心に対して光ビームが追随するように収束レンズ
を移動させ、収束レンズの移動が平均的に零となるよう
にすなわち自然の状態を中心に移動するように光源を含
む光学系全体を記録担体の半径方向に移動させる移動制
御が行なわれている。

【０００９】

【発明の解決しようとする課題】以上光学式記録再生装
置について説明したが、このような装置は極めて高い精
度の制御が必要であり、従って装置全体に加わる外部の
振動あるいは衝撃に対して非常に弱い。

【００１０】例えば外部の振動の加速度を９．８ｍ／ｓ
ｅｃ²とすると、１０Ｈｚの正弦波の場合には装置全体
が±２．５ｍｍも移送することになる。従って１０Ｈｚ
で９．８ｍ／ｓｅｃ²の加速度の外部振動に対して装置
が信頼性よく動作する為には、フォーカス制御系のルー
プゲインは１０Ｈｚで７４ｄＢ、トラッキング制御系の
ループゲインは１０Ｈｚで８８ｄＢ少なくとも必要であ
る。また移送制御の応答性も高速なものが必要となる。

【００１１】しかし、フォーカス制御について言うなら
ば記録担体の面振れ加速度があり、トラッキング制御に
ついて言うならばトラックの振心加速度がある。従って
上記フォーカス制御系及びトラッキング制御系のループ
ゲインはさらに必要である。

【００１２】このように高いループゲインを有する制御
系を構成する為には高いＳ／Ｎの制御信号の検出と、高
い性能の制御素子を必要とし、極めて困難であり、従来
の装置は外部の振動及び衝撃に対して極めて弱く、信頼
性が低かった。

【００１３】本発明の目的は前記従来の欠点を除去し、
簡単な構成で、外部の振動及び衝撃に対して強く、信頼
性の高いトラッキング制御装置を提供せんとすることで
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は記録担体上に信
号を記録するあるいは記録担体上に記録されている信号
を再生する為の変換手段と、その変換手段の走査位置を
記録担体上のトラック方向に対して略々垂直な方向に相
対的に移動させる為の移動手段と、記録担体上のトラッ
クと変換手段の走査位置との位置ずれを検出するトラッ
クずれ検出手段と、トラックずれ検出手段の信号に応じ
て移動手段を移動させ変換手段の走査位置が常に記録担
体上のトラック上を走査するように制御する制御手段
と、移動手段の移動方向の装置に加わる振動あるいは衝
撃を検出する為の外乱検出手段とを有し、外乱検出手段
の信号を移動手段に加えるように構成したものである。

【００１５】

【作用】上記構成により、移動手段の移動方向の装置に
加わる振動あるいは衝撃を外乱検出手段で検出し、この
検出した信号を移動手段に加えているので、外部から振
動あるいは衝撃が加えられてもトラック飛びが生じるこ
とはなく、また、トラックずれも低減される。

【００１６】

【実施例】以下図面を参照して本発明の１実施例を詳細
に説明する。尚図面の説明に用いる番号において、同じ
ものについては同一番号を記す。

【００１７】図１は光学式記録再生装置に本発明を適応
した１実施例である。記録担体１はディスクモータ２に
取り付けられて所定の回転数で回転されている。光源３
より発生した光ビーム４は、カップリングレンズ５で平
行光にされ、偏光ビームスプリッター６、１／４波長板
７を通過し、反射鏡８により反射され、収束レンズ９に
より収束されて記録担体１に照射される。記録担体１に
より反射された光ビーム４は、再び収束レンズ９を通過
し、反射鏡８で反射され、１／４波長板７を通過し、偏
光ビームスプリッター６で反射されて凸レンズ１０に入
射される。凸レンズ１０を通過した光ビーム４は、後に
詳述するが分割ミラー１１によって分割されて、一部の
光ビーム４が光検出器１２に照射され、残りの光ビーム
４が反射されて光検出器１３に照射される。収束レンズ
９は２軸方向すなわち記録担体１の面に対して垂直な方
向と記録担体１の半径方向に移動する制御素子１４の可
動部に取り付けられており、制御素子１４によって２軸
方向に移動できるように構成されている。光源３、カッ
プリングレンズ５、偏光ビームスプリッター６、１／４
波長板７、反射鏡８、制御素子１４、凸レンズ１０、分
割ミラー１１、光検出器１２及び１３は移送台１５に取
り付けられており、リニアモータ１６によって一体とな
って記録担体１の半径方向に移動するように構成されて
いる。

【００１８】収束レンズ１０、分割ミラー１１、光検出
器１２及び１３の構成について図２と共に説明する。分
割ミラー１１は全反射鏡で構成されており、分割ミラー
１１の反射面は光ビーム４の光軸に対して４５゜になる
ように配置されている。分割ミラー１１はその反射面に
収束レンズ９を通過した光ビーム４の半分が照射するよ
うに配置されており、分割ミラー１１で反射された半分
の光ビーム４は光検出器１３に照射され、残りの半分の
光ビーム４は光検出器１２に照射される。さらに説明す
ると分割ミラー１１は光ビーム４の光軸に対して垂直な
面内におけるトラック方向と垂直な方向に光ビーム４を
２分割し、半分の光ビーム４を光検出器１３に照射さ
せ、残りの半分の光ビーム４を光検出器１２に照射させ
る。

【００１９】光検出器１２及び１３は２分割構造になっ
ており、２つの受光領域を有する。光検出器１２はその
分割線の方向が光検出器１２の受光面におけるトラック
方向になるように配置されており、光検出器１３はその
分割線の方向が光検出器１２の受光面におけるトラック
方向と垂直な方向になるように配置されている。光検出
器１２の２つの受光領域の信号の差が記録担体１上の光
ビーム４とトラックの位置ずれを表わす信号となり、光
検出器１３の２つの受光領域の信号の差が記録担体１上
の光ビーム４の収束状態を表わす信号となることは既知
であり、詳述するのを避ける。

【００２０】図１において、光検出器１２の２つの出力
は、差動増幅器１７にそれぞれ入力されており、差動増
幅器１７は両信号の差に応じた信号を出力する。上述し
たように、差動増幅器１７の信号は記録担体１上の光ビ
ーム４とトラックの位置ずれを表わす信号すなわちトラ
ッキング制御信号となる。差動増幅器１７の信号は、ト
ラッキング制御系の位相を補償する為の位相補償回路１
８、合成回路１９及び電力増幅する為の駆動回路２０を
介して制御素子１４のトラッキング端子に加えられてい
る。従って制御素子１４は差動増幅器１７の信号に応じ
て収束レンズ９を記録担体１の半径方向に移動させ、記
録担体１上の光ビーム４が常にトラック上を走査するよ
うにする。また差動増幅器１７の信号は位相補償回路２
１、合成回路２２、電力増幅する為の駆動回路２３を介
してリニアモータ１６に加えられており、リニアモータ
１６は制御素子１４の記録担体１の半径方向の移動が平
均的に零となるように移送台１５を移動させる。（以
下、この制御を移送制御と呼ぶ。）位相補償回路２１は
移送制御系の位相を補償する為のものである。

【００２１】２４は圧力センサー等の加速度検出器であ
り、ディスクモータ２等を支えている装置のフレーム２
５に取り付けられている。加速度検出器２４は記録担体
１の半径方向すなわち制御素子１４が差動増幅器１７の
信号に応じて移動する方向の外部より加えられた加速度
を検出し、この検出した信号を合成回路１９及び２２に
送る。合成回路１９は位相補償回路１８の信号と加速度
検出器２４の信号を合成した信号を出力し、合成回路２
２は位相補償回路２１の信号と加速度検出器２４の信号
を合成した信号を出力する。従って制御素子１４及びリ
ニアモータ１６は加速度検出器２４の信号に応じて駆動
される。

【００２２】記録担体１の半径方向すなわち制御素子１
４が差動増幅器１７の信号に応じて移動する方向に装置
全体が外部振動あるいは衝撃を受けた場合、記録担体１
は外部振動あるいは衝撃に応じて装置のフレーム２５と
一体となって変動するが、移送台１５を含むリニアモー
タ１６の可動部は慣性力を受ける。従って加速度検出器
２４で外部から加えられた加速度を検出し、この信号を
リニアモータ１６に加え慣性力を相殺すれば、移送台１
５はフレーム２５と一体となって移動する。外部から振
動あるいは衝撃が加えられて、フレーム２５と移送台１
５が一体となって移動すると、収束レンズ９を含む制御
素子１４の可動部は同様に慣性力を受ける。従って加速
度検出器２４の信号を制御素子１４のトラッキング端子
に加え慣性力を相殺すれば、収束レンズ９はフレーム２
５と一体となって移動する。

【００２３】以上説明したように、加速度検出器２４の
信号を制御素子１４のトラッキング端子及びリニアモー
タ１６に加え慣性力を相殺すれば、収束レンズ９及び移
送台１５はフレーム２５と一体となって移動し、外部振
動あるいは衝撃が加えられてもトラックずれあるいはト
ラック飛びは生じない。

【００２４】図１のフォーカス制御について以下説明す
る。光検出器１３の２つの出力は差動増幅器２６にそれ
ぞれ入力されており、差動増幅器２６は両信号の差に応
じた信号を出力する。前述したように差動増幅器２６の
信号は記録担体１上の光ビーム４の収束状態を表わす信
号すなわちフォーカスずれ信号となる。差動増幅器２６
の信号は、フォーカス制御系の位相を補償する為の位相
補償回路２７，合成回路２８及び電力増幅する為の駆動
回路２９を介して制御素子１４のフォーカス端子に加え
られている。従って制御素子１４は、差動増幅器２６の
信号に応じて収束レンズ９を記録担体１の面と垂直な方
向に移動させ、記録担体１上の光ビーム４の収束状態が
常に一定となるようにする。

【００２５】３０は圧力センサー等の加速度検出器であ
り、フレーム２５に取り付けられている。加速度検出器
３０は記録担体１の面と垂直な方向の外部より加えられ
た加速度を検出し、この検出した信号を合成回路２８に
送る。合成回路２８は位相補償回路２７の信号と加速度
検出器３０の信号を合成した信号を出力する。従って制
御素子１４は加速度検出器３０の信号に応じて記録担体
１の面と垂直な方向に駆動される。記録担体１の面と垂
直な方向に装置全体が外部振動あるいは衝撃を受けた場
合、記録担体１はフレーム２５と一体となって変動する
が、収束レンズ９を含む制御素子１４の可動部は慣性力
を受ける。従って加速度検出器３０で外部から加えられ
た加速度を検出し、この信号を制御素子１４のフォーカ
ス端子に加え慣性力を相殺すれば、収束レンズ９はフレ
ーム２５と一体となって移動し、外部振動あるいは衝撃
が加えられてもフォーカスずれは生じない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば制御信号
のＳ／Ｎ及び制御素子の特性を上げることなく、外部振
動あるいは衝撃に対して強い制御系を簡単に構成できる
ので装置の信頼性を著しく向上させかつ装置を安価にす
ることができ、その効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である光学式記録再生装置のブ
ロック図

【図２】光検出器の斜視図

【符号の説明】

１ 記録担体 ２ ディスクモータ ３ 光源 ４ 光ビーム ９ 収束レンズ １１ 分割ミラー １２，１３ 光検出器 １７，２６ 差動増幅器 １８，２１，２７ 位相補償回路 １９，２２，２８ 合成回路 ２０，２３，２９ 駆動回路 １４ 制御素子 １５ 移送台 １６ リニアモータ ２４，３０ 加速度検出器 ２５ フレーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録担体上に記録されている信号を再生す
   るための変換手段と、前記変換手段の走査位置を記録担
   体上のトラック方向に対して略垂直な方向に移動させる
   第１の移動手段と、前記第１の移動手段を記録担体上の
   トラック方向に対して略垂直な方向に移動させる第２の
   移動手段と、記録担体上のトラックと前記変換手段の走
   査位置との位置ずれを検出するトラックずれ検出手段
   と、前記トラックずれ検出手段の信号に応じて前記第１
   の移動手段を駆動し前記変換手段の走査位置が記録担体
   上のトラック上に位置するように制御する第１の制御手
   段と、前記第１の制御手段が動作している時、前記第１
   の移動手段手段が自然の状態を中心に移動するように前
   記第２の移動手段を駆動して制御する第２の制御手段
   と、前記第１または第２の移動手段の移動方向の装置に
   加わる振動あるいは衝撃の加速度を検出する外乱検出手
   段とを有し、前記外乱検出手段の信号を前記第１及び第
   ２の移動手段に加えるように構成したことを特徴とする
   トラッキング制御装置。