JPH07210871A - 光ディスク装置 - Google Patents

光ディスク装置

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JPH07210871A
JPH07210871A JP6000723A JP72394A JPH07210871A JP H07210871 A JPH07210871 A JP H07210871A JP 6000723 A JP6000723 A JP 6000723A JP 72394 A JP72394 A JP 72394A JP H07210871 A JPH07210871 A JP H07210871A
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    • G11B7/0943Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs

Abstract

(57)【要約】 【目的】サーボエラー信号の広帯域化に簡単に対応でき
るようにする。 【構成】2分割ディテクタ182からの検出出力を、A
C結合した高域側500とDC結合した低域側502に
分け、両者を加算して広帯域化したトラックエラー信号
TESを作成する。高域側500について独立にトラッ
クエラー信号を作成し低域側502の信号と加算しても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク媒体に対し
データの読み書きを行う光ディスク装置に関し、特に周
波数帯域の異なるリード信号とサーボエラー信号を同じ
光ディテクタの検出信号から生成する光ディスク装置に
関る。
【0002】
【従来の技術】従来の光磁気ディスク装置においては、
光ディスク媒体で反射回折されたリードビームの戻り光
から、再生信号(リード信号)と、サーボ制御に使用す
るサーボエラー信号の両方を作成している。サーボエラ
ー信号には、フォーカスエラー信号とトラックエラー信
号がある。
【0003】トラックエラー信号はシーク時のトラック
カウントに使用される。シーク時には、目標トラックま
でのトラック本数を求めてトラックカウントの値で減算
して残りトラック数を求め、残りトラックが零となる位
置でトラック引き込みを行うことで、正確に目的トラッ
クにシークしている。一般にトラックエラー信号は、プ
ッシュプル法として知られた方法で検出される。即ち、
リードビームの照射に対し両側の溝で挟まれたトラック
によって生ずる1次回折光の像を2分割型の光ディテク
タに結像し、2つの受光部の受光信号の差を取ることで
トラックエラー信号が作成される。
【0004】図12は従来の光ディスク装置におけるリ
ード信号およびトラックエラー信号の再生回路をリード
光学系と共に示す。リード用のレーザダイオード170
からのレーザ光はコリメートレンズ172で波面変換さ
れ、ハーフミラーとして機能するビームスプリッタ17
4を透過し対物レンズ176により光ディスク媒体13
0の媒体面に結像される。
【0005】媒体面のトラック形状による1次回折光と
しての戻り光は、ビームスプリッタ174で反射され、
偏光ビームスプリッタ178を透過したP偏光成分が2
分割フォトディテクタ182に像を結ぶ。偏光ビームス
プリッタ178で反射されたS偏光成分は反射強度を検
出する1分割フォトディテクタ180に結像される。
【0006】2分割ディテクタ182に設けた受光部1
84,186の各々は、戻り光の強さに応じた検出電流
1 ,i2 を出力する。検出電流i1 ,i2 は直流結合
されたオペアンプ220,228の各々で増幅されて電
圧信号に変換された後、オペアンプ370で差動増幅さ
れる。オペアンプ370の出力電圧は、検出電流i1
2 の差 (i1 −i2 ) に比例した電圧となり、これがトラックエラー信号TE
Sとして出力される。
【0007】一方、オペアンプ208,364,214
によって再生信号MOが作成される。2分割ディテクタ
182の受光部184,186からの検出電流は、コン
デンサ188,196による交流結合で加算され、オペ
アンプ364により増幅されて電圧信号に変換される。
一方、1分割ディテクタ180の検出電流i0 もコンデ
ンサ206によってオペアンプ208に交流結合され、
増幅により電圧信号に変換される。
【0008】オペアンプ208,364からの信号電圧
はオペアンプ214にコンデンサ210,366で交流
結合されて両者の差が求められ、これを再生信号MOと
して出力する。このMO信号は、 i0 −(i1 +i2 ) に比例した信号となる。また図示しない加算回路によ
り、プリフォーマット部の凹凸部による光強度を示すI
D信号として、 i0 +(i1 +i2 ) に比例した信号が得られる。
【0009】近年、光磁気ディスク装置のシーク動作の
高速化に伴い、シーク中におけるヘッドの最高速度に対
応しトラックエラー信号TESの周波数が500KHz
以上となり、周波数帯域はDC〜500KHzが要求さ
れる。一方、再生信号MOの周波数帯域は、100KH
z〜20MHzとなっている。このとき図12に示した
ように、戻り光を検出するディテクタを再生信号用とサ
ーボ信号用で共用すると、互いに必要とする周波数帯域
が重なるため、抵抗とコンデンサによる単純な帯域分離
フィルタでは、信号を分離できない。
【0010】そこで図13に示すように、ディテクタを
再生信号用とサーボ用で独立させ、戻り光を分離して独
立に電気信号に変換している。図13の場合は、ビーム
スプリッタ174で分離した戻り光をビームスプリッタ
378でさらに分離し、サーボ専用に設けた2分割ディ
テクタ182に結像する。ビームスプリッタ378を透
過した戻り光は偏光ビームスプリッタ380でP偏光の
透過光とS偏光の反射光に分離され、1分割ディテクタ
382,180に結像する。
【0011】サーボ専用の2分割ディテクタ182につ
いては図12と同様にオペアンプ220,228,37
0によって周波数帯域DC〜500KHzのトラックエ
ラー信号を作成する。一方、再生用の1分割ディテクタ
180,382については交流結合によりアンプ20
8,386で増幅して電圧信号に変換した後に、オペア
ンプ394で差動増幅し、 i01−i02 に比例した周波数帯域100KHz〜20MHzをもつ
再生信号MOを得ている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
のようにサーボ用と再生用とディテクタを分けた場合に
は、光学系が複雑となり、光学ヘッドの小型化の妨げと
なっている。またハーフミラーとして機能するプリズム
を用いたビームスプリッタなどの光学部品は、オングス
トローム・オーダの超高精度部品であり、コストダウン
の障害となる。
【0013】さらに、近年、光磁気ディスク媒体の高密
度化により再生信号の品質(S/N)が重要となってき
ている。この場合、新たに追加したビームスプリッタ3
78によって光が減少すると、ディテクタやアンプのノ
イズが支配的になって、信頼性が悪くなってしまう。従
って、サーボ用と再生用にディテクタを共用した方が望
ましいといえる。この場合、広帯域化に対処するために
は、戻り光を電気信号に変換した後にDC〜20MHz
という非常に広い周波数特性を持ったオペアンプを通
し、その後に電気的に再生信号とサーボエラー信号を生
成することが考えられる。
【0014】即ち、図14に示すように、2分割ディテ
クタ182からの検出電流i1 , i 2 を、まずDC〜2
0MHzという非常に広い周波数特性をもつオペアンプ
378,384で増幅して電圧信号に変換する。このた
めのオペアンプ378,384としては、高速オペアン
プが必要となり、大幅なコトスアップになる。例えば汎
用のオペアンプに比べると高速オペアンプは数倍のコス
トになる。また高速オペアンプは消費電力が大きく、し
かもパッケージも大きくなる問題がある。
【0015】本発明の目的は、サーボ用と再生用の光デ
ィテクタを共用した場合、汎用のオペアンプをそのまま
使用してシーク高速化に伴うトラックエラー信号の広帯
域化に対応できる経済性の高い光ディスク装置を提供す
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図であり、次のように構成する。まずリードビームを光
ディスク媒体に照射し、そのトラック部分で反射回折さ
れた戻り光を抽出するリード光学系を設け、図1(A)
に示すように。戻り光を少なくとも2分割された受光部
を備えた光ディテクタ手段182で電気信号に変換す
る。
【0017】再生信号側については、光ディテクタ手段
182に設けた2つの受光部184,186からの検出
信号を交流結合し、所定の第1の低域カットオフ周波数
(10KHz上)から十分に高い第1の高域カットオフ
周波数(20MHz以下)までの周波数帯域(100K
Hz〜20MHz)で個別に増幅する。その後に加算し
て読取信号の再生に使用する高周波信号を作成する第1
回路手段500を設ける。
【0018】またサーボ側については、第2回路部50
0をける。第2回路部500は、光ディテクタ182の
2つの受光部184,186からの検出信号を直流結合
し、直流成分DCから第2の高域カットオフ周波数(5
00KHz以下)までの周波数帯域(DC〜500KH
z)で個別に増幅する。次に、第1回路手段500で個
別に増幅した検出信号(周波数帯域10Khz〜20M
Hz)を各々加算し、直流成分DCから第2の高域カッ
トオフ周波数20MHzまでの周波数帯域をもつ加算信
号を生成する。最終的に、2つの加算信号を減算してト
ラックエラー信号TESを作成する。
【0019】ここでリード光学系統としては、少なくと
も出射ビームから光ディスク媒体の戻り光を分離するビ
ームスプリッタと、ビームスプリッタにより分離された
戻り光をP偏光の透過光と45度以上の方向に反射した
S偏光の反射光に分離する少なくとも1つの偏光ビーム
スプリッタとを備え、光ディテクタ手段182に偏光ビ
ームスプリッタの透過光を入射させる。
【0020】第1回路手段500および2回路手段50
2は共に、光ディテクタ手段182から出力される各検
出電流i1 , i2 を電圧信号に変換する電流電圧変換手
段を備える。また第2回路手段502における加算ゲイ
ンは概ね1倍とする。更に、第2回路手段502から出
力されたトラックエラー信号を、トラックエラー信号の
概ね中心電圧でスライスし二値化する二値化手段と、二
値化手段からの二値化信号をシーク動作時にカウントす
るトラックカウント手段とを設ける。
【0021】また別の変形例として、図1(B)に示す
よに、シーク時のトラックエラー信号の広帯域化の要求
に対し、ファイン制御時のトラックエラー信号はそれほ
ど広帯域化が要求されないことから、周波数帯域の異な
る2種類のトラックエラー信号を差信号を作成する。即
ち、第2回路手段502で、光ディテクタ手段182に
設けた2つの受光部からの検出信号を直流結合し、直流
成分DCから第2の高域カットオフ周波数500KHz
以下までの周波数帯域で個別に増幅した後に、検出信号
を減算して第1のラックエラー信号TES1を作成す
る。
【0022】この第2回路手段502から出力される第
1のトラックエラー信号TES1は、光ビームを目的ト
ラックに追従させるファイン制御にのみ使用する。また
第3回路手段540により、第1回路手段500の増幅
で得られた2つの検出信号から差信号を作成した後に第
2回路手段502からの第1のトラックエラー信号TE
S1を加算してDC〜20MHzの周波数帯域をもつ第
2のトラックエラー信号TES2を生成する。
【0023】この第3回路手段504から出力される第
2のトラックエラー信号TES2は、シーク動作時のト
ラックカウントにのみ使用する。一方、ファイン制御時
の光ディテク手段182の検出電流は、光ディスク媒体
のライト、イレーズ、リードで発光パワーが異なること
から戻り光のパワーも異なる。
【0024】そこで、第2回路手段502に、光ディテ
クタ手段182の2つの検出信号の差(i1 −i2 )を
2つの検出信号の和(i1 +i2 )で割り、 (i1 −i2 )/(i1 +i2 ) として正規化された第1のトラックエラー信号TES1
を出力する正規化回路手段を設ける。
【0025】この正規化回路手段は、単一電源での駆動
とIC化を可能とするめため、次のように構成する。ま
ずエミッタを共通接続したトランジスタ・ペアを2組設
け、トランジスタ・ペアの各々の一方のトランジスタの
ベースに規定の直流バイアス電圧を印加して、コレクタ
を抵抗を介して共通接続して電源に接続し、トランジス
タ・ペアの各々の他方のトランジスタのベースを共通接
続した除算回路を形成する。
【0026】また共通接続した他方のトランジスタのベ
ースに、共通接続部の電流と等しい電流と基準電流との
差をコンデンサで積分して印加する。さらにトランジス
タ・ペアの各々の共通エミッタの各々に、光ディテクタ
手段の一対の受光部の検出電流が流れるように一対の受
光部を接続し、一方のトランジスタの各々のコレクタ電
位から第1のサーボエラー信号TES1を得るようにす
る。
【0027】
【作用】本発明の光ディスク装置は、トラックエラー信
号を作成する回路部に広帯域のオペアンプを使用するこ
となく、再生信号用回路部で作成している信号の高域成
分を加算することで、DC〜20MHzという広帯域の
トラックエラー信号を作成することができる。
【0028】また2分割ディテクタを再生用とサーボ用
に共用していることで、光学系が簡単で小型化できる。
更に、再生信号用回路部で作成している100KHz〜
200MHzの高域検出信号の差からトラックエラー信
号を別に作ってDC〜100Hz程度の低域の成分のト
ラックエラー信号に加算することで、トラックカウンタ
に使用するDC〜20MHzの帯域をもつトラックエラ
ー信号を生成する。
【0029】この場合の低域のトラックエラー信号はフ
ァイン制御にのみ使用する。また低域のトラックエラー
信号は、正規化していることで、リード、イレーズ又は
ライト時の光パワーの変化に影響されない。
【0030】
【実施例】
<目 次> 1.ハードウェア構成 2.サーボ回路系 3.光学ヘッドの構造と光学系 4.サーボエラー信号の広帯域化 5.サーボエラー信号広帯域化の第2実施例 1.ハードウェア構成 図2,図3および図4は本発明の光ディスク装置のハー
ドウェア構成を分割して示した実施例構成図である。
【0031】図2において、ディスクユニット10内に
はMPU12が設けられ、MPU12に対しては他の回
路部との間で主にデータのやり取りを行うロジック回路
部16が設けられ、このロジック回路部16は図3およ
び図4に分割して示されている。また、MPU12に対
しては制御バス14が設けられ、他の回路部との間で制
御情報のやり取りを行うようにしている。
【0032】また、MPU12に対してはプログラム用
のROM18とファーム作業用のSRAM20が設けら
れる。プログラム用ROM18およびファーム作業用S
RAM20はMPU12より制御バス14を通じてメモ
リ制御を受け、データをロジック回路部16を介してM
PU12を含む他の回路部に転送する。ディスクユニッ
ト10と上位装置との間のデータ転送のため、SCSI
プロトコル制御部22が設けられる。SCSIプロトコ
ル制御部22はSCSIコネクタ26により上位装置の
SCSIと接続される。このSCSIコネクタ26には
終端抵抗24が分岐接続され、伝送インピーダンスの整
合をとっている。
【0033】SCSIプロトコル制御部22に対しては
上位装置からのコマンドを解読してリード動作,ライト
動作などを実行する光ディスク制御部28が設けられ
る。光ディスク制御部28に対しては基本クロックを発
生するクロック発振器30と、転送データを一時的に保
持するデータバッファ32が設けられる。上位装置から
のライトデータはSCSIプロトコル制御部22よりロ
ジック回路部を経由して、光ディスク制御部28による
制御のもとにデータバッファ32に格納される。
【0034】データバッファ32に格納されたデータは
光ディスク媒体に対する書込可能状態となったときに読
み出され、ロジック回路部16を経由して図3のレーザ
光制御部36に送られて、ライトビームの発光制御が行
われる。一方、光ディスク媒体から読み出されたリード
データは光ディスク制御部28を経由してデータバッフ
ァ32に格納された後、SCSIプロトコル制御部22
による上位装置との間のインタフェース結合の確立で読
み出されて上位装置に転送される。
【0035】次に、図3に示すディスクユニット10の
部分を説明する。図3にはレーザ光制御部36が示され
ており、レーザダイオード部38に設けているレーザダ
イオードの発光制御を行っている。この実施例にあって
は、ライトビーム,イレーズビームおよびリードビーム
の3本のレーザビームを独立に発生することから、レー
ザダイオード部38にはライト用レーザダイオード,イ
レーズ用レーザダイオードおよびリード用レーザダイオ
ードが設けられている。
【0036】また、3本のレーザビームによる干渉を防
止するため、ライト用とイレーズ用のレーザビームの波
長に対しリード用レーザダイオードの波長を異ならせて
いる。レーザ光制御部36は制御バス14からのライ
ト,イレーズまたはリードの制御信号に基づき、レーザ
ダイオード部38のライト発光,イレーズ発光またはリ
ード発光を行う。
【0037】このうちライト発光については、トラック
走行方向に対し先頭からイレーズビーム,ライトビーム
およびリードビームの順番に配置しており、同時に3本
のビームを照射し、1回転でイレーズ,ライトおよび確
認のためのリードができるようにしている。また図3の
ディスクユニット10の部分にはリード回路部40が示
される。リード回路部40にはプリアンプ44からのM
O信号とID信号が入力される。プリアンプ44は、再
生用フォトディテクタ(1分割ディテクタ)180とト
ラッキング制御用のフォトディテクタ(2分割ディテク
タ)182の検出信号に基づき、MO信号とID信号を
作成する。
【0038】リード回路部40には、周波数変換器14
0が内蔵される。周波数変換器140は、図2のクロッ
ク発振器30からの基本クロックを分周してリードクロ
ックを発生する。リードクロックはプリアンプ44のM
O信号からリードデータを生成するために使用される。
さらにリードクロックは、レーザ光制御部36における
書込クロックおよびリードクロックとしても使用され
る。
【0039】ここで、リード回路部40の周波数変換器
140は、本発明の光ディスク媒体がMCAVフォーマ
ットを採用していることから、MPU12で認識してい
る現在のアクセス対象となっているトラックアドレスが
含まれているゾーンのクロック周波数となるように制御
される。図3に示すディスクユニット10の部分には更
にサーボ回路部46が示されている。
【0040】サーボ回路部46には、トラッキング制御
用のフォトディテクタ48とフォーカス制御用のフォト
ディテクタ50の検出信号が入力される。サーボ回路部
46は、駆動負荷としてフォーカスドライバ52を介し
てフォーカスコイル54を接続し、またトラックドライ
バ56を介してトラックコイル58を接続している。フ
ォーカスコイル54とトラックコイル58は光ヘッドに
設けた対物レンズの2次元揺動型のアクチュエータの駆
動コイルである。即ち、フォーカスコイル54の駆動で
対物レンズを光軸方向に移動して、光ディスク媒体面に
対しビームスポットを結像させる自動焦点制御を行う。
【0041】またトラックコイル58の駆動で対物レン
ズを光ディスク媒体の径方向の所定範囲に移動し、光ビ
ームをトラック中心線上に沿って追従させるファイン制
御(トラッキング制御)を行うようにしている。更にま
た、図3のディスクユニット10の部分には、光ヘッド
に設けているレンズアクチュエータのレンズ位置を検出
するLED66とレンズ位置センサ68が示されてい
る。レンズ位置センサ68はLED66からの光を利用
し、トラックコイル58の駆動により回動するレンズア
クチュエータの位置を検出する。
【0042】更に図3のディスクユニット10の部分に
はヘッド位置センサ70が示されている。ヘッド位置セ
ンサ70は光の照射位置によってセンサ端子電流が異な
るPSDとして知られたリニア位置センサを使用してい
る。このヘッド位置センサ70の検出信号によれば、現
在、光ヘッドが存在している物理的な絶対位置をMPU
12側で認識することができる。
【0043】次に図4のディスクユニット10の部分に
ついて説明する。図4のディスクユニット10の部分に
はボイスコイルモータ制御部(以下「VCM制御部」と
いう)60を示している。VCM制御部60は駆動負荷
としてドライバ62を介してボイスコイルモータの駆動
コイルとなるVCMコイル64を接続している。このV
CMコイル64の駆動で、光ディスク媒体の半径方向に
移動自在に設置されている光ヘッドの可動部分を移動す
ることができる。
【0044】VCM制御部60に対してはホーム位置セ
ンサ72が接続されている。ホーム位置センサ72は光
ヘッドを光ディスク媒体の最も内周の固定的に定めたホ
ーム位置に移動したときに、このヘッド移動を光学的に
検出して検出信号を出力する。ホーム位置センサ72に
より検出される光ヘッドのホーム位置はディスクユニッ
トに電源を投入して立ち上がらせた際の初期化位置であ
り、この位置を基準にその後のアクセス処理が開始され
ることになる。
【0045】図4のディスクユニット10の部分には更
に、磁界発生回路部74とイジェクトドライバ78が示
される。磁界発生回路部74はバイアスコイル76を接
続している。バイアスコイル76は光ディスク媒体のイ
レーズビーム照射位置に近接して設けた電磁石のコイル
であり、イレーズ時に通電され、光ディスク媒体の磁化
方向を予め定めた一定方向に揃えるためのイレーズに使
用される。
【0046】イジェクトドライバ78は、この実施例の
ディスクユニットが光ディスク媒体の着脱を可能として
いることから、オペレータによるイジェクト操作に基づ
いた動作でイジェクトモータ80を駆動して、スピンド
ルモータにチャッキングされている光ディスク媒体を外
部に排出する。勿論、本発明で使用される光ディスク媒
体はカートリッジケースに収納された形式のものを使用
する。
【0047】イジェクトドライバ78に対応してイジェ
クトスイッチ82とモータポジションセンサ84が設け
られている。オペレータがイジェクトスイッチ82を操
作すると、ロジック回路部16を経由してイジェクトド
ライバ78がイジェクトモータ80を駆動し、このモー
タ駆動はポジションセンサ84による位置検出を条件と
して行われる。
【0048】即ち、モータポジションセンサ84でイジ
ェクトモータ80がローディング位置にあれば、イジェ
クトスイッチ82の操作に対しイジェクトドライバ78
はイジェクトモータ80を駆動してディスクカートリッ
ジの排出を行う。更に、図4のディスクユニット10の
回路部分にはモータ制御部86が示され、スピンドルモ
ータ88の駆動で光ディスク媒体を一定速度で回転する
ようにしている。 2.サーボ回路系 図5は図2〜図4に示したディスクユニット10に設け
ているサーボ回路部46の詳細をMPU12と共に示し
ている。
【0049】図5において、スピンドルモータ88によ
り一定速度で回転される光ディスク媒体90に対して
は、半径方向に移動自在に光学ヘッド130が設けられ
ており、光学ヘッド130はVCMコイル64により駆
動される。光学ヘッド130内には、図3に示した再生
用のフォトディテクタ42,トラッキング制御用のフォ
トディテクタ48およびフォーカス制御用のフォトディ
テクタ50が内蔵されている。
【0050】トラッキング制御用のフォトディテクタか
らの検出信号はトラックエラー信号作成回路92に入力
され、トラッキングエラー信号E1を作成する。トラッ
キングエラー信号E1は光ヘッド130を光ディスク媒
体90の径方向に移動している場合には、トラックを横
切るごとにサイクル変化する信号となる。一方、光学ヘ
ッド130からのビームのトラッキング制御を行ってい
る際には、トラック中心からのビームずれ量に応じて信
号レベルが直線的に変化する信号となる。
【0051】光学ヘッド130のシーク動作時における
トラックエラー信号E1は、ゼロクロスコンパレータ1
04でゼロクロス点が検出され、トラックカウンタ10
6に与えられる。トラックカウンタ106はゼロクロス
コンパレータ104からの検出パルスを計数することで
トラック通過数を計数することができる。具体的には、
トラックカウンタ106はホーム位置センサ72による
光学ヘッド130の検出位置、即ち初期位置で0にリセ
ットされており、ホーム位置センサ72によるホーム位
置から外周側に移動するごとにアップカウントを行い、
内周側に移動するとダウンカウントを行い、トラックカ
ウンタ106の値がホーム位置からのトラック本数を示
すことになる。
【0052】光学ヘッド130のトラッキング制御中に
おけるトラッキング信号作成回路92からのトラックエ
ラー信号E1は、位相補償回路94で進み位相の補償を
受けた後、スイッチ回路96,加算点98,100を介
してパワーアンプ102に供給され、パワーアンプ10
2からの出力電流で光学ヘッド130に設けているレン
ズアクチュエータのトラッキング制御を行う。このた
め、スイッチ回路96はMPU12によりシーク制御の
際はオフとなり、シーク完了によるトラック引込み時に
オンとなる。
【0053】光学ヘッド130に設けている図3に示し
ているレンズ位置センサ68からの検出信号はレンズ位
置信号作成回路110に供給され、レンズアクチュエー
タの中立位置で0、一方向への移動でプラス側に、反対
方向への移動でマイナス側に直線的に変化するレンズ位
置信号E2を作成して出力する。レンズ位置信号作成回
路110からのレンズ位置信号E2は位相補償回路11
2で進み位相の補償を受け、スイッチ回路114を介し
て加算点100に加えられる。
【0054】スイッチ回路114はMPU12によりシ
ーク時にオン、トラック引込み時にオフとなる。このた
め、シーク時にスイッチ回路114がオンとなって、位
相補償回路112からのレンズ位置信号E2を加算点1
00を介してパワーアンプ102に加え、光学ヘッド1
30のレンズアクチュエータを駆動している。このため
レンズ位置信号E2を零として常にレンズアクチュエー
タを中立位置に保つサーボ位置制御が行われることにな
る。
【0055】DAコンバータ108はシーク時にMPU
12により所定のオフセットデータを受け、加算点98
より加算点100でレンズ位置信号E2にオフセット信
号を加える。これにより、シーク動作中に光学ヘッド1
30のレンズアクチュエータを必要に応じてオフセット
させることができる。例えば、VCMコイル64による
光学ヘッド130の移動中に、MPU12において目的
トラックまでのトラック残数が所定値に減少したとき、
DAコンバータ108にオフセットデータを与えてレン
ズアクチュエータを目的トラック側に回動させ、光学ヘ
ッド130の移動と同時にレンズアクチュエータによる
ビームの目的トラックへの移動を行い、トラック引込み
を高速で行わせることができる。
【0056】パワーアンプ124により駆動されるVC
Mコイル64の制御は、MPU12がDAコンバータ1
16に制御データをセットすることで実現される。DA
コンバータ116の出力は加算点122を介してパワー
アンプ124に与えられる。即ち、シーク時にMPU1
2はDAコンバータ116に規定のVCMコイル駆動デ
ータをセットし、光学ヘッド130の移動によるシーク
動作を行う。
【0057】例えば、シーク開始でDAコンバータ11
6に所定の加速データをセットし、加速後に規定の目標
速度が得られるように速度制御データをセットし、目的
トラックまでのトラック残数が規定値に減少したとき減
速データをセットして、減速制御を行わせる。このよう
なDAコンバータ116の出力に基づく光学ヘッド13
0のシーク制御、即ち速度制御のため、光学ヘッド13
0の物理的な位置を検出するヘッド位置センサ70から
のヘッド位置信号E3は、ADコンバータ125により
ディジタルデータに変換されてMPU12に取り込まれ
ている。
【0058】MPU12はADコンバータ125で変換
したヘッド位置信号から光学ヘッド130の速度情報を
求め、予め定めた目標速度を維持するようにDAコンバ
ータ116に対する速度制御データのセットを行う。更
にヘッド位置センサ70からのヘッド位置信号E3は微
分回路126で微分され、位相補償回路128で位相補
償を施した後に加算点118およびスイッチ回路120
を介して加算点122に加えている。
【0059】スイッチ回路120はシーク時にオフ、ト
ラック引込み時にオンとなるようにMPU12により制
御される。従って、トラック引込み時にMPU12によ
りスイッチ回路120がオンされると、このとき光学ヘ
ッド130は減速制御状態にあり、減速制御におけるヘ
ッド位置信号E3の微分成分を、VCMコイル64によ
る光学ヘッド130の速度制御ループに取り込み、トラ
ック引込みにおける安定性を高めている。
【0060】更に、加算点118に対してはレンズ位置
信号作成回路110からのレンズ位置信号E2が加えら
れている。MPU12によりトラック引込み時にスイッ
チ回路120がオンすると、引込み完了後のオントラッ
ク制御(ファイン制御)の状態でVCMコイル64に対
しレンズ位置信号E2を零とするサーボ位置制御が行わ
れる。即ち、レンズアクチュエータを中立位置に保つよ
うに光学ヘッド130を位置制御するダブルサーボが、
トラッキングエラー信号E1によるトラッキング制御に
対し加えられることになる。
【0061】このダブルサーボは、トラッキングエラー
信号E1に基づいて光学ヘッド130に設けているレン
ズアクチュエータが中立位置からトラックずれ方向に移
動すると、このずれがレンズ位置信号作成回路110で
検出され、ずれを示すレンズ位置信号E2をまた中立位
置の零とするように、VCMコイル64で光学ヘッド1
30を位置決めするサーボ位置制御が掛かることにな
る。
【0062】このような図5のサーボ回路部について、
シーク時とトラック引込み時、更にトラック引込み後の
ファイン制御時に分けて動作を説明すると、次のように
なる。まず上位装置からのシークコマンドをMPU12
で受領すると、目的トラックのアドレスを認識し、現在
のトラックカウンタ106で計数しているトラックアド
レスから目的トラックまでのトラック本数を算出する。
【0063】続いてMPU12はスイッチ回路96,1
20をオフすると同時に、スイッチ回路114をオンと
する。そしてDAコンバータ116に規定の加速データ
をセットする。このため、DAコンバータ116からは
加速電圧が加算点122を介してパワーアンプ124に
送られ、VCMコイル64に加速電流が供給される。こ
のため、VCMコイル64の駆動で光学ヘッド130が
目的トラックの方向に移動を開始する。光学ヘッド13
0の移動によるヘッド位置の変化はヘッド位置センサ7
0で検出されており、ヘッド位置信号E3をADコンバ
ータ125を介してMPU12に取り込み、目標速度が
得られたときに加速制御から定速制御に切り替える。
【0064】定速制御中は目標速度との偏差を0とする
ように、DAコンバータ116に対する速度制御データ
のセッティングが行われる。シーク中における光学ヘッ
ド130の移動に伴い、トラッキング信号作成回路92
から出力されるトラックエラー信号E1につき、ゼロク
ロスコンパレータ104がトラッククロッシングパルス
を出力しており、トラッククロッシングパルスはトラッ
クカウンタ106で計数されている。
【0065】MPU12はトラックカウンタ106の計
数値に基づき、シーク開始時に求めた目標トラックまで
のトラック本数からトラックカウンタ106の計数値を
差し引いてトラック残数を監視している。このトラック
残数が予め定めた所定値に減少すると、MPU12はD
Aコンバータ116に減速データをセットし、DAコン
バータ116からは逆極性の減速電圧が加算点112を
介してパワーアンプ124に出力され、VCMコイル6
4の減速駆動により光学ヘッド130の減速制御が行わ
れる。
【0066】このとき、もし必要があればDAコンバー
タ108にオフセットデータをセットし、パワーアンプ
102によるレンズアクチュエータの駆動で対物レンズ
を目的トラック方向に強制的にオフセットして、早目に
ビームを目的トラックに引き込めるようにしてもよい。
勿論、シーク制御中にあってはスイッチ回路114はオ
ンとなり、レンズ位置信号E2により光学ヘッド130
に設けているレンズアクチュエータを中立位置に保つよ
うな位置制御が行われている。
【0067】MPU12において、目標トラックまでの
トラック残数が0もしくは0の直前になると、スイッチ
回路114をオフすると同時にスイッチ回路96,12
0をオンし、トラック引込みが行われる。即ち、スイッ
チ回路96のオンでトラックエラー信号E2が位相補償
回路94,スイッチ回路96,加算点98,100を介
してパワーアンプ102で駆動され、光学ヘッド130
に設けているレンズアクチュエータを目的トラックのセ
ンターにビームを位置させるように駆動するトラッキン
グ制御が行われる。
【0068】また、スイッチ回路120のオンで光学ヘ
ッド130の減速引込み時における速度変化をヘッド位
置信号E3の微分成分として取り込み、トラック引込み
後のトラックアクチュエータのハンチングを抑えて安定
なトラック引込みを行わせる。目的トラックへの引込み
制御が完了すると、トラックエラー信号E1に基づくト
ラッキング制御が行われる。同時に、トラッキング制御
により光学ヘッド130に設けているレンズアクチュエ
ータが移動すると、このレンズ位置の変化をレンズ位置
信号E2で捕えてVCMコイル64の駆動でレンズアク
チュエータを中立位置に戻す位置サーボによるダブルサ
ーボが掛かる。
【0069】このようなトラッキング制御の状態で光学
ヘッド130によるリード動作あるいはライト動作が行
われる。 3.光学ヘッドの構造と光学系 図6は本発明のディスク装置における光ヘッドの機構構
造の実施例であり、スピンドルモータを設けた底部側か
ら見た平面図で示している。
【0070】図6において、フレーム155の右側には
固定ヘッド130−1が設置され、固定ヘッド130−
1に相対した右側のフレームに設けている一対のレール
160,162に対し、ローラ164,166,168
により移動可能に移動ヘッド130−2が設置されてい
る。移動ヘッド130−2の右側にはスピンドルモータ
88が裏側から取付固定されており、スピンドルモータ
88の表側の回転軸のチャッキング部分に外部よりロー
ディングされたカートリッジ内の光ディスク媒体が装着
されることになる。
【0071】移動ヘッド130−2の一側にはLED1
58が外側に光を照射するように配置されている。LE
D158が対向するフレーム155の移動ヘッド130
−2の移動方向に沿った位置にはヘッド位置センサ68
が設置されている。ヘッド位置センサ68は移動ヘッド
130−2の移動範囲に亘って設置されている。ヘッド
位置センサ68に移動ヘッド130−2の移動位置に応
じてLED158からの光が当たると、光の当たる位置
に応じた電流信号がヘッド位置センサ68より出力され
る。これによって移動ヘッド130−2の移動位置をリ
ニアに検出することができる。
【0072】一方、ヘッド位置センサ68の反対側には
ホーム位置センサ72が設置されている。図示の状態で
移動ヘッド130−2はビームを光ディスク媒体の最内
周のホーム位置に照射する初期位置に移動しており、こ
の状態でホーム位置センサ72が位置検出信号を出力し
ている。図7は図6のヘッド固定部に内蔵した光学系の
詳細を示す。
【0073】図7において、まず消去ビーム600の光
学系を説明する。消去ビーム用レーザダイオード602
からの光はコリメートレンズ604で平行ビームに変換
される。次にビームスプリッタ606及びλ/4板60
8を通って移動光学系の対物レンズ40に与えられ、光
ディスク媒体に照射される。光ディスク媒体からの消去
ビーム600による戻り光は、偏光ビームスプリッタ6
06で直交する方向に反射された後、フーコー光学部6
10を通ってフォトディテクタ612に入射され、フォ
トディテクタ612の受光出力に基づき消去ビーム50
0に関するフォーカスエラー信号FES1とトラックプ
リフォーマット部の光強度に応じたID信号を得る。
【0074】またフーコー光学部610で分離された戻
りビームはフォトディテクタ614に入射され、プッシ
ュプル法(ファーフィールド法)に従ったトラッキング
エラー信号TES1を得るために使用される。次に書込
ビーム700の光学系を説明する。書込用レーザダイオ
ード702からデータビット1,0に応じて書込パワー
が得られるようにパルス発光された書込ビーム700
は、コリメートレンズ704で平行ビーム変換された
後、偏向ビームスプリッタ706及びλ/4板708、
色補正プリズム710及びダイクロイックミラー712
を通って、移動光学系の対物レンズを介して光ディスク
媒体に照射される。光ディスク媒体からの戻り光は、同
じ経路を経て偏光ビームスプリッタ7706に入射し、
直交する方向に反射されてロングパスフィルタ714を
通ってフーコー光学部7164に入射する。
【0075】フーコー光学部716はフーコー法により
フォーカスエラー信号FES2を得るために設けられて
いる。フーコー光学部716からのビームはフォトディ
テクタ50に入射し、書込ビーム700に関するフォー
カスエラー信号FES2及びトラックプリフォーマット
の凹凸に応じた光強度に対応するID信号を生成する。
【0076】またフーコー光学部716内で直交する方
向に反射された書込ビーム700の戻り光はフォトディ
テクタ718に与えられ、プッシュプル法(ファーフィ
ールド法)に従った書込ビーム700のトラックエラー
信号TES2を得るために使用される。ここでロングパ
スフィルタ716を設けている理由は、書込ビーム70
0による書込動作と同時に再生ビーム800によるベリ
ファイリードを行うと、光ディスク媒体より書込ビーム
700と同時に再生ビーム800の各戻り光を受けるこ
とから、ロングパスフィルタ716により波長の長い書
込ビーム700の戻り光のみを通過し、波長の短い再生
ビーム800の戻り光を遮断するようにしている。
【0077】次に再生ビーム800の光学系を説明す
る。再生用レーザダイオード292からの光はコリメー
トレンズ172で平行ビームに変換された後、プリズム
804で光路を変更され、ビームスプリッタ174を通
ってガルバノミラー808に入射される。ガルバノミラ
ー808で反射された再生ビーム800はダイクロイッ
クミラー712で反射され、移動光学系の対物レンズを
通って光ディスク媒体に照射される。
【0078】光ディスク媒体からの再生ビーム800の
戻り光はダイクロイックミラー712で反射され、ガル
バノミラー808を通ってビームスプリッタ174に入
射して直交する方向に反射される。ビームスプリッタ1
74で反射された戻り光は、λ/4板810を通って偏
光ビームスプリッタ178に入射し、反射したS偏光成
分はフォトディテクタ180に入射し、透過したP偏光
成分はフォトディテクタ182に入射される。
【0079】フォトディテクタ182の受光出力からは
プッシュプル法(ファーフィールド法)に従って再生ビ
ーム800に基づくトラックエラー信号TES3と高周
波信号RF2が作成される。また、フォトディテクタ1
80の受光出力からは高周波信号RF1が作成される。
フォトディテクタ180,182の受光出力に基づいて
得られた高周波信号RF1,RF2は減算により再生信
号MOに変換され、また両者の和によりプリフォーマッ
ト部の凹凸による光強度を示すID信号を得る。
【0080】即ち、 MO=RF1−RF2 ID=RF1+RF2 として再生信号MO及びID信号を得ることができる。
更に、再生ビーム800の光学系に設けられたガルバノ
ミラー808に対してはミラー位置を検出するためレー
ザダイオード66,コリメートレンズ814及び2分割
受光器を用いたレンズ位置センサ66が設けられる。
【0081】レーザダイオード66から発射された光は
コリメートレンズ814で平行ビームに変換された後、
ガルバノミラー808の背面で反射され、レンズ位置セ
ンサ66に入射する。レンズ位置センサ66の検出信号
は、ガルバノミラー808の中立位置で零となり、ガル
バノミラー808の傾き方向に応じてプラスまたはマイ
ナスと極性が異なる位置信号を出力する。 4.サーボエラー信号の広帯域化 図8はシーク速度の高速化に伴うサーボ信号の広帯域化
を示した回路構成図であり、リード光学系の概略構成と
共に示している。
【0082】図8において、まずリード光学系はリード
用レーザダイオード170を有する。このリード用レー
ザダイオード170はリードビームとして波長780〜
789nmのレーザビームを発射する。これに対して、
図示しないイレーズ用レーザダイオードおよびライト用
レーザダイオードにあっては、波長836〜845nm
のレーザビームを発射する。
【0083】リード用レーザダイオード170からのレ
ーザ光はコリメータレンズ170により球面波から平面
波に変換され、ハーフミラーとして機能するビームスプ
リッタ174を透過し、対物レンズ176で絞られて、
光ディスク媒体130の媒体面にビームスポットを結像
する。光ディスク媒体130の媒体面にはトラック部分
の両側を溝で仕切った微小なトラック構造が形成されて
おり、対物レンズ176から照射されたリードビームの
ビームスポットは反射回折され、その1次回折光がレー
ザダイオード170側に戻る。
【0084】この戻り光はビームスプリッタ174で反
射され、偏光ビームスプリッタ178を透過し、P偏光
成分として2分割ディテクタ182に、媒体面における
1次回折光の像を結ぶ。また偏光ビームスプリッタ17
8で反射されてS偏光成分となった戻り光は、1分割デ
ィテクタ180上に像を結ぶ。
【0085】2分割ディテクタ182はサーボ用と再生
信号用の共用ディテクタとして設けられており、2分割
された受光部184,186を有する。2分割ディテク
タ182の2つの受光部184,186は、プッシュプ
ル法(ファーフィールド法)として知られたレーザビー
ムのトラックによる1次回折光の像に応じた検出電流i
1 ,i2 を出力する。
【0086】2分割ディテクタ182に対しては再生信
号MOの作成に使用される高周波信号RF2を作成する
第1回路部500が設けられる。また2分割ディテクタ
182に対してはサーボ回路部におけるシーク制御とフ
ァイン制御に使用されるトラックエラー信号TESを作
成する第2回路部502が設けられる。ここで、第2回
路部502におけるトラックエラー信号TESの周波数
帯域はシーク動作の高速化に伴い、図9(A)に示すよ
うに、DCから500kHz以上の帯域特性244が要
求されている。
【0087】また再生信号MOの周波数帯域は図9
(B)に示すように、低域カット周波数が10kHz以
上で且つ高域カットオフ周波数が20MHz以上となる
周波数帯域特性246が要求されている。まず再生信号
MOの作成に使用する高周波信号RF2を作成する第1
回路部500を説明する。第1回路部500にはオペア
ンプ190,198が設けられている。
【0088】このオペアンプ190,198としては、
例えば低域のカットオフ周波数が100kHzで良けれ
ば、汎用のビデオアンプ例えばTL592などを使用す
ることができる。オペアンプ190,198に対しては
2分割ディテクタ182の受光部184,186がそれ
ぞれコンデンサ188,196により交流結合されてい
る。オペアンプ190,198は受光部184,186
からの検出電流i1 ,i2 を入力し、入力電流に指令し
た電圧信号に変換し、コンデンサ192,200を介し
て出力する。
【0089】オペアンプ190,198により電圧信号
に変換された受光部の検出信号は抵抗194,202を
介して加算接続される。即ち、概ねゲイン1で加算した
検出電流の和となる(i1 +i2 )に比例した電圧の高
周波信号RF2となる。一方、偏光ビームスプリッタ1
78で反射されたS偏光成分の像の光パワーに比例した
1分割ディテクタ180からの検出電流i0 は、コンデ
ンサ206を介してオペアンプ208に交流結合され
る。
【0090】オペアンプ208のオペアンプ190,1
98と同じ例えば低域カットオフ周波数が100KHz
となるビデオアンプを使用でき、検出電流i0 を電圧信
号に変換する。オペアンプ208の検出電流i0 に比例
した電圧信号はコンデンサ210,抵抗212を介して
差動増幅器として動作するオペアンプ214に入力さ
れ、これが再生信号MOを作成する際の高周波信号RF
1となる。
【0091】オペアンプ214は2つの高周波信号RF
1とRF2の差として再生信号MOを出力する。即ち、 MO=RF1−RF2=i0 −(i1 +i2 ) の関係をもつ。次にトラックエラー信号TESを作成す
る第2回路部502を説明する。第2回路部502には
オペアンプ220,228が設けられ、2分割ディテク
タ182の2つの受光部184,186を直流結合して
いる。
【0092】オペアンプ220,228は帰還抵抗22
2,230を備え、検出電流i1 ,i2 を電圧信号に変
換する。オペアンプ220,228としては、周波数帯
域がDC〜1MHz程度の汎用のオペアンプを使用して
おり、シークの高速化に伴うDC〜500kHzの周波
数帯域を十分にカバーできる。オペアンプ220,22
8で検出電流i1 ,i2 に応じて変換された検出電圧
は、抵抗224,232を介して第1回路部500のオ
ペアンプ190,198で電圧信号に変換して、抵抗2
26,234を介して供給されている検出電圧とそれぞ
れ加算される。
【0093】ここでオペアンプ220,228からの検
出電圧の周波数帯域は、DC〜1MHzであり、これに
対しオペアンプ190,198からの検出電圧の周波数
帯域は100kHz〜20MHzとなっている。従っ
て、加算した検出信号の周波数帯域は図9(C)に示す
ように、DC〜20MHzの周波数帯域特性248をも
つことになる。
【0094】第2回路部502の最終段のオペアンプ2
40は差動増幅器として動作し、図9(C)の広帯域周
波数特性248をもつ検出電流i1 ,i2 のそれぞれに
対応した検出電圧を入力し、(i1 −i2 )に比例した
検出電圧であるトラックエラー信号TES出力する。第
2回路部502から出力されるトラックエラー信号TE
Sは、図9(C)にDC〜20MHzの周波数帯域特性
248を有するが、高域成分まで延びすぎている。
【0095】そこで、必要ならば第2回路部502に続
いて例えば10MHzをカットオフ周波数をもつローパ
スフィルタを通し、最終的に図9(D)に示すDC〜1
0MHzの周波数帯域特性250をもつトラックエラー
信号をサーボ回路部に出力する。このように図8の実施
例によれば、サーボ回路用の第2回路部502に広帯域
のオペアンプを使用することなく、再生信号用の第1回
路部500で作成している信号の高域成分を加算するこ
とで、DC〜20MHzという広帯域のトラックエラー
信号を作成することができる。また2分割ディテクタ1
82は再生用とサーボ用に共用していることから、光学
系が簡単で小型化できる。 5.サーボエラー信号の広帯域化の第2実施例 図10は図8の実施例を変形した第2実施例である。こ
の第2実施例にあっては、シーク時に使用するトラック
カウント用のトラックエラー信号とファイン制御時に使
用するトラックエラー信号を別々に作成するようにした
ことを特徴とする。
【0096】図10において、再生用の第1回路部50
0は図8の実施例と同じであり、再生信号MOの作成に
ついても同じである。これに対し、サーボ用の回路部は
トラックエラー作成回路244を備えた第2回路部50
2と新たに設けた第3回路部504で構成される。トラ
ックエラー作成回路244は基本的には図8の実施例と
同様、2分割ディテクタ182からの検出電流i1 ,i
2 の差(i1 −i2 )でなるトラックエラー信号TES
1を作成し、トラックエラー信号TES1の周波数帯域
はDC〜500kHz以上例えばDC〜1MHzとなっ
ている。
【0097】更に第2実施例にあっては、トラックエラ
ー作成回路244として光ディスク装置のライト時,イ
レーズ時,リード時でレーザダイオードの発光パワーが
異なり、これに伴って2分割光ディテクタ182で受光
する戻り光も異なることから、受光パワーの変動に対し
常に一定のトラックエラー信号を得るため正規化機能を
設けている。
【0098】このトラックエラー作成回路244におけ
る正規化機能は、2分割ディテクタ182からの検出電
流i1 ,i2 の差として得られるトラックエラー信号T
ES1=(i1 −i2 )を、2つの検出電流i1 ,i2
の和(i1 +i2 )で割った信号とする。即ち、 TES1=(i1 −i2 )/(i1 +i2 ) となる。
【0099】第2回路部としてのトラックエラー作成回
路244から出力される正規化されたトラックエラー信
号TES1は、シーク完了後のファイン制御においての
み単独で使用されることから、図5に示した位相補償回
路94に出力される。次に第2のトラックエラー信号T
ES2を作成する第3回路部504を説明する。第3回
路部504には差動増幅器として機能するオペアンプ2
60が設けられ、第1回路部500のオペアンプ19
0,198で得られた検出電流i1 ,i 2 に比例した電
圧信号を入力して差を求めることでトラックエラー信号
TES2を作成する。
【0100】このトラックエラー信号TES2は第1回
路部500の周波数特性が例えば100kHz〜20M
Hzであることから、同じ100kHz〜20MHzの
周波数帯域をもっている。オペアンプ260からの第2
のトラックエラー信号TES2はトラックエラー作成回
路244より出力された低域側のトラックエラー信号T
ES1と抵抗248を介して加算され、最終的に図9
(C)に示すDC〜20MHzの周波数帯域特性248
をもつトラックエラー信号TES2として出力される。
【0101】このトラックエラー信号TES2はシーク
制御時のトラックカウントに使用されることから、図5
のゼロクロスコンパレータ104に供給され、トラック
エラー信号TES2のほぼ中心電圧でスライスして二値
化したトラッククロッシングパルスに変換され、トラッ
クカウンタ106でトラックカウントが行われることに
なる。
【0102】また第2回路部504からの広帯域のトラ
ックエラー信号TES2については、高域が延びすぎて
いることから、カットオフ周波数を例えば10MHzと
するローパスフィルタを通すことで、必要ならば図9
(D)に示すDC〜10MHzの周波数帯域特性250
をもつトラックエラー信号としてゼロクロスコンパレー
タ104に供給してもよい。
【0103】図11は図10に示した低域側のトラック
エラー信号TES1を作成する第2回路部502に設け
たトラックエラー作成回路244の具体的な実施例を示
す。図10に示した正規化機能をもつトラックエラー作
成回路244をオペアンプや抵抗などを用いて実現する
場合、回路構成が複雑化し、レベル配分,動作点の決定
が難しく、更に単電源を使用することができず、IC化
が難しい。
【0104】そこで図11の実施例にあっては、IC化
を不要にし、且つ単電源で動作し、小型化および低価格
化を実現するトラックエラー作成回路としている。図1
1において、IC回路部264にはエミッタを共通接続
した2組のトランジスタペア266,268とトランジ
スタペア270,272が設けられる。この共通エミッ
タのそれぞれには光ディテクタ182の受光部184,
186のそれぞれが外部接続され、受光電流i1 ,i2
を流す。
【0105】トランジスタ268,272のベースには
直流バイアス電圧として例えば3Vが印加される。トラ
ンジスタ268,272のコレクタは抵抗280,28
2を介して共通接続され、更にカレントミラー回路27
4のトランジスタ276を介して電源+Vccに接続さ
れる。カレントミラー回路274にはトランジスタ27
6とベースを共通接続したトランジスタ278が設けら
れ、トランジスタ278のコレクタを外部接続したコン
デンサ286に接続している。
【0106】カレントミラー回路274のトランジスタ
278はミラー電流とコンデンサ286側に並列接続し
た定電流源284による基準電流Irefとの差をコン
デンサ286により電圧信号に変換し、ベースを共通接
続したトランジスタ266,270に入力する。トラン
ジスタ266,270はコレクタを共通接続して直接、
電源+Vccに接続している。ここでコンデンサ286
の積分容量は帰還ループの位相補償機能をもち、発振を
防止する。
【0107】更にトランジスタ268のコレクタ電位の
差をとるオペアンプ288が外付けで設けられる。オペ
アンプ288からは正規化されたトラックエラー信号T
ES1が出力される。次に図11の回路動作を説明す
る。トランジスタのベース,エミッタ間電圧VBEとコレ
クタ電流Icとの関係は、一般に次式で示される。
【0108】 Ic=Is[exp(q/(kT)×VBE)−1] (1) ここで、qは電子の電荷、Tは絶対温度、kはボルツマ
ン定数、Isはコレクタ逆方向飽和電流である。常温
(300°K)では、(1)式の指数関数項は、VBE
0.1Vのとき47.7、VBE=0.2Vのとき22
7.4、VBE=0.6Vのとき1.17×1010である
ことから、exp(q/(kT)×VBE)>>1である
と言えるので、(1)式は次の(2)式となる。
【0109】 Ic=Is[exp(q/(kT)×VBE)} (2) ここで図11の回路を適用すると、各トランジスタ26
6,268,270,272のコレクタ電流IQ1〜I
Q4は次の(3)式で示される。 IQ1=Is[exp(q/(kT)×VBE1)] IQ2=Is[exp(q/(kT)×VBE2)] (3) IQ3=Is[exp(q/(kT)×VBE3)] IQ4=Is[exp(q/(kT)×VBE4)] エミッタが共通接続されたトランジスタ266,268
のコレクタ電流の比をとると、次の(4)式となる。
【0110】 IQ1/IQ2=exp[q/(kT)×(VBE1−VBE2)] (4) 同様に、エミッタが共通接続されたトランジスタ27
0,272のコレクタ電流の比をとると、次の(5)式
となる。 IQ3/IQ4=exp[q/(kT)×(VBE3−VBE4)] (5) ここで、 VBE1−VBE2=VBE3−VBE4 であるから、(4)式と(5)式は等しく、次の(6)
式が成立する。
【0111】 IQ1/IQ2=IQ3/IQ4=α (6) 帰還ループでは IQ2+IQ4=Iref となるように帰還がかかり、 IQ1+IQ2=i1 IQ3+IQ4=i2 となるように仮定すると、求めようとする(i1
2 )/(i1 +i2 )は次の(7)式となる。
【0112】
【数1】
【0113】
【数2】
【0114】ここで、抵抗280と282の抵抗値は等
しく、その値をRとすると、トランジスタ268とトラ
ンジスタ272のコレクタ電位差Voutは次の(9)
式となる。 Vout=R×Iref×(i1 −i2 )/(i1 +i2 ) (9) 従って、電流モードでAGCを掛け、2つの受光部18
4,186の差であるトラックエラー信号TES1を作
成することができる。
【0115】この図11に示す回路構成により、ノイズ
に強く、回路構成が簡単で、更にトランジスタの段数も
少なくできる。また単一電源で駆動でき、オペアンプを
必要としないことから、破線で囲んだ部分の回路をIC
回路264として小型で安価に実現できる。ここで外付
けしたコンデンサ286は帰還ループの位相補償のため
であり、コンデンサ286により発振を防ぐ。
【0116】尚、本発明は、上記の実施例に示された具
体的な数値による限定は受けない。
【0117】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
ラックエラー信号の広帯域化を、光学径を変更せず、ま
た低域と高域に分けて増幅した後に加算することで、汎
用のオペアンプで実現でき、広帯域化に伴うコストを大
幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
【図3】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
図(続き)
【図4】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
図(続き)
【図5】本発明のサーボ回路部の詳細を示した実施例構
成図
【図6】本発明のヘッド駆動機構を裏側から示した平面
【図7】図6のヘッド固定部に内蔵した光学系の詳細を
示した説明図
【図8】図7のシーク動作の高速化に伴う再生信号およ
びサーボエラー信号の第1実施例を示した回路図
【図9】図8における各部の信号の周波数特性を示した
説明図
【図10】シーク動作の高速化に伴う再生信号およびサ
ーボエラー信号の第2実施例を示した回路図
【図11】図10の正規化機能をもつトラックエラー作
成回路の実施例を示した回路図
【図12】光ディテクタを再生用とサーボ用に共用した
従来回路の説明図
【図13】光ディテクタを再生用とサーボ用に分離した
従来回路の説明図
【図14】高速オペアンプを使用して図12の回路を広
帯域化した説明図
【符号の説明】
10:ディスクユニット 12:MPU 14:制御バス 16:ロジック回路部 18:プログラム用ROM 20:]ファーム作業用SRAM 22:SCSIプロトコル制御部 24:終端抵抗 26:SCSIコネクタ 28:光ディスク制御部 30:クロック発振器 32:データバッファ 34:電源部 36:レーザ光制御部 38:レーザダイオード部 40:リード回路部 42:再生用フォトディテクタ 44:プリアンプ 46:サーボ回路部 48,48−1,48−2:トラッキング用フォトディ
テクタ 50:フォーカス制御用フォトディテクタ 52:フォーカスドライバ 54:フォーカスコイル 56:トラックドライバ 58:トラックコイル 60:VCM制御部 62:ドライバ 64:VCMコイル 66:レーザダイオード 68:レンズ位置センサ 70:ヘッド位置センサ(PSD) 72:ホーム位置センサ 74:磁界発生回路 76:バイアスコイル 78:イジェクトドライバ 80:イジェクトモータ 82:イジェクトスイッチ 84:モータ位置センサ 86:モータ制御部 88:スピンドルモータ 90:光ディスク媒体 92:トラックエラー信号作成回路 104:ゼロクロスコンパレータ 106:トラックカウンタ 110:レンズ位置信号作成回路 130:光学ヘッド 130−1:固定ヘッド 130−2:移動ヘッド 170:再生用レーザダイオード 172:コリメートレンズ 174:ビームスプリッタ 176:対物レンズ 178:偏光ビームスプリッタ 180:1分割ディテクタ 182:2分割ディテクタ 184,186:受光部 500:第1回路部 502:第2回路部 504:第3回路部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年10月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 光ディスク装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク媒体に対し
データの読み書きを行う光ディスク装置に関し、特に周
波数帯域の異なるリード信号とサーボエラー信号を同じ
光ディテクタの検出信号から生成する光ディスク装置に
関る。
【0002】
【従来の技術】従来の光磁気ディスク装置においては、
光ディスク媒体で反射回折されたリードビームの戻り光
から、再生信号(リード信号)と、サーボ制御に使用す
るサーボエラー信号の両方を作成している。サーボエラ
ー信号には、フォーカスエラー信号とトラックエラー信
号がある。
【0003】トラックエラー信号はシーク時のトラック
カウントに使用される。シーク時には、目標トラックま
でのトラック本数を求めてトラックカウントの値で減算
して残りトラック数を求め、残りトラックが零となる位
置でトラック引き込みを行うことで、正確に目的トラッ
クにシークしている。一般にトラックエラー信号は、プ
ッシュプル法として知られた方法で検出される。即ち、
リードビームの照射に対し両側の溝で挟まれたトラック
によって生ずる1次回折光の像を2分割型の光ディテク
タに結像し、2つの受光部の受光信号の差を取ることで
トラックエラー信号が作成される。
【0004】図12は従来の光ディスク装置におけるリ
ード信号およびトラックエラー信号の再生回路をリード
光学系と共に示す。リード用のレーザダイオード170
からのレーザ光はコリメートレンズ172で波面変換さ
れ、ハーフミラーとして機能するビームスプリッタ17
4を透過し対物レンズ176により光ディスク媒体13
0の媒体面に結像される。
【0005】媒体面のトラック形状による1次回折光と
しての戻り光は、ビームスプリッタ174で反射され、
偏光ビームスプリッタ178を透過したP偏光成分が2
分割フォトディテクタ182に像を結ぶ。偏光ビームス
プリッタ178で反射されたS偏光成分は反射強度を検
出する1分割フォトディテクタ180に結像される。
【0006】2分割ディテクタ182に設けた受光部1
84,186の各々は、戻り光の強さに応じた検出電流
1 ,i2 を出力する。検出電流i1 ,i2 は直流結合
されたオペアンプ220,228の各々で増幅されて電
圧信号に変換された後、オペアンプ370で差動増幅さ
れる。オペアンプ370の出力電圧は、検出電流i1
2 の差 (i1 −i2 ) に比例した電圧となり、これがトラックエラー信号TE
Sとして出力される。
【0007】一方、オペアンプ208,364,214
によって再生信号MOが作成される。2分割ディテクタ
182の受光部184,186からの検出電流は、コン
デンサ188,196による交流結合で加算され、オペ
アンプ364により増幅されて電圧信号に変換される。
一方、1分割ディテクタ180の検出電流i0 もコンデ
ンサ206によってオペアンプ208に交流結合され、
増幅により電圧信号に変換される。
【0008】オペアンプ208,364からの信号電圧
はオペアンプ214にコンデンサ210,366で交流
結合されて両者の差が求められ、これを再生信号MOと
して出力する。このMO信号は、 i0 −(i1 +i2 ) に比例した信号となる。また図示しない加算回路によ
り、プリフォーマット部の凹凸部による光強度を示すI
D信号として、 i0 +(i1 +i2 ) に比例した信号が得られる。
【0009】近年、光磁気ディスク装置のシーク動作の
高速化に伴い、シーク中におけるヘッドの最高速度に対
応しトラックエラー信号TESの周波数が500KHz
以上となり、周波数帯域はDC〜500KHzが要求さ
れる。一方、再生信号MOの周波数帯域は、10KHz
〜20MHzとなっている。このとき図12に示したよ
うに、戻り光を検出するディテクタを再生信号用とサー
ボ信号用で共用すると、互いに必要とする周波数帯域が
重なるため、抵抗とコンデンサによる単純な帯域分離フ
ィルタでは、両信号に必要な帯域をもつ信号を分離でき
ない。
【0010】そこで図13に示すように、ディテクタを
再生信号用とサーボ用で独立させ、戻り光を分離して独
立に電気信号に変換している。図13の場合は、ビーム
スプリッタ174で分離した戻り光をビームスプリッタ
348でさらに分離し、サーボ専用に設けた2分割ディ
テクタ182に結像する。ビームスプリッタ378を透
過した戻り光は偏光ビームスプリッタ380でP偏光の
透過光とS偏光の反射光に分離され、1分割ディテクタ
382,180に結像する。
【0011】サーボ専用の2分割ディテクタ182につ
いては図12と同様にオペアンプ220,228,37
0によって周波数帯域DC〜500KHzのトラックエ
ラー信号を作成する。一方、再生用の1分割ディテクタ
180,382については交流結合によりアンプ20
8,386で増幅して電圧信号に変換した後に、オペア
ンプ394で差動増幅し、 i01−i02 に比例した周波数帯域10KHz〜20MHzをもつ再
生信号MOを得ている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
のようにサーボ用と再生用とディテクタを分けた場合に
は、光学系が複雑となり、光学ヘッドの小型化の妨げと
なっている。またハーフミラーとして機能するプリズム
を用いたビームスプリッタなどの光学部品は、オングス
トローム・オーダの超高精度部品であり、コストダウン
の障害となる。
【0013】さらに、近年、光磁気ディスク媒体の高密
度化により再生信号の品質(S/N)が重要となってき
ている。この場合、新たに追加したビームスプリッタ3
78によって光が減少すると、ディテクタやアンプのノ
イズが支配的になって、信頼性が悪くなってしまう。従
って、サーボ用と再生用にディテクタを共用した方が望
ましいといえる。この場合、広帯域化に対処するために
は、戻り光を電気信号に変換した後にDC〜20MHz
という非常に広い周波数特性を持ったオペアンプを通
し、その後に電気的に再生信号とサーボエラー信号を生
成することが考えられる。
【0014】即ち、図14に示すように、2分割ディテ
クタ182からの検出電流i1 , i 2 を、まずDC〜2
0MHzという非常に広い周波数特性をもつオペアンプ
378,384で増幅して電圧信号に変換する。このた
めのオペアンプ378,384としては、高速オペアン
プが必要となり、大幅なコトスアップになる。例えば汎
用のオペアンプに比べると高速オペアンプは数倍のコス
トになる。また高速オペアンプは消費電力が大きく、し
かもパッケージも大きくなる問題がある。
【0015】本発明の目的は、サーボ用と再生用の光デ
ィテクタを共用した場合、汎用のオペアンプをそのまま
使用してシーク高速化に伴うトラックエラー信号の広帯
域化に対応できる経済性の高い光ディスク装置を提供す
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図であり、次のように構成する。まずリードビームを光
ディスク媒体に照射し、そのトラック部分で反射回折さ
れた戻り光を抽出するリード光学系を設け、図1(A)
に示すように。戻り光を少なくとも2分割された受光部
を備えた光ディテクタ手段182で電気信号に変換す
る。
【0017】再生信号側については、光ディテクタ手段
182に設けた2つの受光部184,186からの検出
信号を交流結合すると共に高域を帯域分離し、所定の第
のカットオフ周波数(10KHz以上)から十分に
い高域周波数(20MHz以下)までの周波数帯域(
KHz〜20MHz)で個別に増幅する。その後に加
算して読取信号の再生に使用する高周波信号を作成する
第1回路手段500を設ける。
【0018】またサーボ側については、第2回路部50
0をける。第2回路部500は、光ディテクタ182の
2つの受光部184,186からの検出信号を直流結合
し、直流成分DCから第1のカットオフ周波数(10
Hz以下)までの周波数帯域(DC〜10KHz)で個
別に増幅する。次に、第1回路手段500で個別に増幅
した検出信号(周波数帯域10KHz〜20MHz)を
各々加算し、直流成分DCから第2のカットオフ周波数
500KHzまでの周波数帯域をもつ加算信号を生成す
る。最終的に、2つの加算信号を減算してトラックエラ
ー信号TESを作成する。
【0019】ここでリード光学系統としては、少なくと
も出射ビームから光ディスク媒体の戻り光を分離するビ
ームスプリッタと、ビームスプリッタにより分離された
戻り光P偏光成分を透過し、S偏光成分を45度以上
の方向に反射して分離する少なくとも1つの偏光ビーム
スプリッタとを備え、光ディテクタ手段182に偏光ビ
ームスプリッタの透過光を入射させる。
【0020】第1回路手段500および2回路手段50
2は共に、光ディテクタ手段182から出力される各検
出電流i1 , i2 を電圧信号に変換する電流電圧変換手
段を備える。また第2回路手段502における加算ゲイ
ンは概ね1倍とする。更に、第2回路手段502から出
力されたトラックエラー信号を、トラックエラー信号の
概ね中心電圧でスライスし二値化する二値化手段と、二
値化手段からの二値化信号をシーク動作時にカウントす
るトラックカウント手段とを設ける。
【0021】また別の変形例として、図1(B)に示す
ように、シーク時のトラックエラー信号の広帯域化の要
求に対し、ファイン制御時のトラックエラー信号はそれ
ほど広帯域化が要求されないことから、周波数帯域の異
なる2種類のトラックエラー信号を作成する。即ち、第
2回路手段502で、光ディテクタ手段182に設けた
2つの受光部からの検出信号を直流結合すると共に高域
を帯域分離し、直流成分DCから第1のカットオフ周波
10KHz以下までの周波数帯域で個別に増幅した後
に、検出信号を減算して第1のラックエラー信号TES
1を作成する。
【0022】この第2回路手段502から出力される第
1のトラックエラー信号TES1は、光ビームを目的ト
ラックに追従させるファイン制御にのみ使用する。また
第3回路手段540により、第1回路手段500の増幅
で得られた2つの検出信号から差信号を作成した後に第
2回路手段502からの第1のトラックエラー信号TE
S1を加算してDC〜500KHzの周波数帯域をもつ
第2のトラックエラー信号TES2を生成する。
【0023】この第3回路手段504から出力される第
2のトラックエラー信号TES2は、シーク動作時のト
ラックカウントにのみ使用する。一方、ファイン制御時
の光ディスク手段182の検出電流は、光ディスク媒体
のライト、イレーズ、リードで発光パワーが異なること
から戻り光のパワーも異なる。
【0024】そこで、第2回路手段502に、光ディテ
クタ手段182の2つの検出信号の差(i1 −i2 )を
2つの検出信号の和(i1 +i2 )で割り、 (i1 −i2 )/(i1 +i2 ) として正規化された第1のトラックエラー信号TES1
を出力する正規化回路手段を設ける。
【0025】この正規化回路手段は、単一電源での駆動
とIC化を可能とするめため、次のように構成する。ま
ずエミッタを共通接続したトランジスタ・ペアを2組設
け、トランジスタ・ペアの各々の一方のトランジスタの
ベースに規定の直流バイアス電圧を印加して、コレクタ
を抵抗を介して共通接続して電源に接続し、トランジス
タ・ペアの各々の他方のトランジスタのベースを共通接
続した除算回路を形成する。
【0026】また共通接続した他方のトランジスタのベ
ースに、共通接続部の電流と等しい電流と基準電流との
差をコンデンサで積分して印加する。さらにトランジス
タ・ペアの各々の共通エミッタの各々に、光ディテクタ
手段の一対の受光部の検出電流が流れるように一対の受
光部を接続し、一方のトランジスタの各々のコレクタ電
位から第1のサーボエラー信号TES1を得るようにす
る。
【0027】
【作用】本発明の光ディスク装置は、トラックエラー信
号を作成する回路部に広帯域のオペアンプを使用するこ
となく、再生信号用回路部で作成している信号の高域成
分を加算することで、DC〜500KHzという広帯域
のトラックエラー信号を作成することができる。
【0028】また2分割ディテクタを再生用とサーボ用
に共用していることで、光学系が簡単で小型化できる。
更に、再生信号用回路部で作成している10KHz〜2
0MHzの高域検出信号の差からトラックエラー信号を
別に作ってDC〜10KHz程度の低域の成分のトラッ
クエラー信号に加算することで、トラックカウンタに使
用するDC〜500KHzの帯域をもつトラックエラー
信号を生成する。
【0029】この場合の低域のトラックエラー信号はフ
ァイン制御にのみ使用する。また低域のトラックエラー
信号は、正規化していることで、リード、イレーズ又は
ライト時の光パワーの変化に影響されない。
【0030】
【実施例】 <目 次> 1.ハードウェア構成 2.サーボ回路系 3.光学ヘッドの構造と光学系 4.サーボエラー信号の広帯域化 5.サーボエラー信号広帯域化の第2実施例 1.ハードウェア構成 図2,図3および図4は本発明の光ディスク装置のハー
ドウェア構成を分割して示した実施例構成図である。
【0031】図2において、ディスクユニット10内に
はMPU12が設けられ、MPU12に対しては他の回
路部との間で主にデータのやり取りを行うロジック回路
部16が設けられ、このロジック回路部16は図3およ
び図4に分割して示されている。また、MPU12に対
しては制御バス14が設けられ、他の回路部との間で制
御情報のやり取りを行うようにしている。
【0032】また、MPU12に対してはプログラム用
のROM18とファーム作業用のSRAM20が設けら
れる。プログラム用ROM18およびファーム作業用S
RAM20はMPU12より制御バス14を通じてメモ
リ制御を受け、データをロジック回路部16を介してM
PU12を含む他の回路部に転送する。ディスクユニッ
ト10と上位装置との間のデータ転送のため、SCSI
プロトコル制御部22が設けられる。SCSIプロトコ
ル制御部22はSCSIコネクタ26により上位装置の
SCSIと接続される。このSCSIコネクタ26には
終端抵抗24が分岐接続され、伝送インピーダンスの整
合をとっている。
【0033】SCSIプロトコル制御部22に対しては
上位装置からのコマンドを解読してリード動作,ライト
動作などを実行する光ディスク制御部28が設けられ
る。光ディスク制御部28に対しては基本クロックを発
生するクロック発振器30と、転送データを一時的に保
持するデータバッファ32が設けられる。上位装置から
のライトデータはSCSIプロトコル制御部22よりロ
ジック回路部を経由して、光ディスク制御部28による
制御のもとにデータバッファ32に格納される。
【0034】データバッファ32に格納されたデータは
光ディスク媒体に対する書込可能状態となったときに読
み出され、ロジック回路部16を経由して図3のレーザ
光制御部36に送られて、ライトビームの発光制御が行
われる。一方、光ディスク媒体から読み出されたリード
データは光ディスク制御部28を経由してデータバッフ
ァ32に格納された後、SCSIプロトコル制御部22
による上位装置との間のインタフェース結合の確立で読
み出されて上位装置に転送される。
【0035】次に、図3に示すディスクユニット10の
部分を説明する。図3にはレーザ光制御部36が示され
ており、レーザダイオード部38に設けているレーザダ
イオードの発光制御を行っている。この実施例にあって
は、ライトビーム,イレーズビームおよびリードビーム
の3本のレーザビームを独立に発生することから、レー
ザダイオード部38にはライト用レーザダイオード,イ
レーズ用レーザダイオードおよびリード用レーザダイオ
ードが設けられている。
【0036】また、3本のレーザビームによる干渉を防
止するため、ライト用とイレーズ用のレーザビームの波
長に対しリード用レーザダイオードの波長を異ならせて
いる。レーザ光制御部36は制御バス14からのライ
ト,イレーズまたはリードの制御信号に基づき、レーザ
ダイオード部38のライト発光,イレーズ発光またはリ
ード発光を行う。
【0037】このうちライト発光については、トラック
走行方向に対し先頭からイレーズビーム,ライトビーム
およびリードビームの順番に配置しており、同時に3本
のビームを照射し、1回転でイレーズ,ライトおよび確
認のためのリードができるようにしている。また図3の
ディスクユニット10の部分にはリード回路部40が示
される。リード回路部40にはプリアンプ44からのM
O信号とID信号が入力される。プリアンプ44は、再
生用フォトディテクタ(1分割ディテクタ)180とト
ラッキング制御用のフォトディテクタ(2分割ディテク
タ)182の検出信号に基づき、MO信号とID信号を
作成する。
【0038】リード回路部40には、周波数変換器14
0が内蔵される。周波数変換器140は、図2のクロッ
ク発振器30からの基本クロックを分周してリードクロ
ックを発生する。リードクロックはプリアンプ44のM
O信号からリードデータを生成するために使用される。
さらにリードクロックは、レーザ光制御部36における
書込クロックおよびリードクロックとしても使用され
る。
【0039】ここで、リード回路部40の周波数変換器
140は、本発明の光ディスク媒体がZCAV(Zoned
CAV )フォーマットを採用していることから、MPU1
2で認識している現在のアクセス対象となっているトラ
ックアドレスが含まれているゾーンのクロック周波数と
なるように制御される。図3に示すディスクユニット1
0の部分には更にサーボ回路部46が示されている。
【0040】サーボ回路部46には、トラッキング制御
用のフォトディテクタ182とフォーカス制御用のフォ
トディテクタ50の検出信号が入力される。サーボ回路
部46は、駆動負荷としてフォーカスドライバ52を介
してフォーカスコイル54を接続し、またトラックドラ
イバ56を介してトラックコイル58を接続している。
フォーカスコイル54とトラックコイル58は光ヘッ
ドに設けた対物レンズの2次元揺動型のアクチュエータ
の駆動コイルである。即ち、フォーカスコイル54の駆
動で対物レンズを光軸方向に移動して、光ディスク媒体
面に対しビームスポットを結像させる自動焦点制御を行
う。
【0041】またトラックコイル58の駆動で対物レン
ズを光ディスク媒体の径方向の所定範囲に移動し、光ビ
ームをトラック中心線上に沿って追従させるファイン制
御(トラッキング制御)を行うようにしている。更にま
た、図3のディスクユニット10の部分には、光ヘッド
に設けているレンズアクチュエータのレンズ位置を検出
するLED66とレンズ位置センサ68が示されてい
る。レンズ位置センサ68はLED66からの光を利用
し、トラックコイル58の駆動により回動するレンズア
クチュエータの位置を検出する。
【0042】更に図3のディスクユニット10の部分に
はヘッド位置センサ70が示されている。ヘッド位置セ
ンサ70は光の照射位置によってセンサ端子電流が異な
るPSDとして知られたリニア位置センサを使用してい
る。このヘッド位置センサ70の検出信号によれば、現
在、光ヘッドが存在している物理的な絶対位置をMPU
12側で認識することができる。
【0043】次に図4のディスクユニット10の部分に
ついて説明する。図4のディスクユニット10の部分に
はボイスコイルモータ制御部(以下「VCM制御部」と
いう)60を示している。VCM制御部60は駆動負荷
としてドライバ62を介してボイスコイルモータの駆動
コイルとなるVCMコイル64を接続している。このV
CMコイル64の駆動で、光ディスク媒体の半径方向に
移動自在に設置されている光ヘッドの可動部分を移動す
ることができる。
【0044】VCM制御部60に対してはホーム位置セ
ンサ72が接続されている。ホーム位置センサ72は光
ヘッドを光ディスク媒体の最も内周の固定的に定めたホ
ーム位置に移動したときに、このヘッド移動を光学的に
検出して検出信号を出力する。ホーム位置センサ72に
より検出される光ヘッドのホーム位置はディスクユニッ
トに電源を投入して立ち上がらせた際の初期化位置であ
り、この位置を基準にその後のアクセス処理が開始され
ることになる。
【0045】図4のディスクユニット10の部分には更
に、磁界発生回路部74とイジェクトドライバ78が示
される。磁界発生回路部74はバイアスコイル76を接
続している。バイアスコイル76は光ディスク媒体のイ
レーズビーム照射位置に近接して設けた電磁石のコイル
であり、イレーズ時に通電され、光ディスク媒体の磁化
方向を予め定めた一定方向に揃えるためのイレーズに使
用される。
【0046】イジェクトドライバ78は、この実施例の
ディスクユニットが光ディスク媒体の着脱を可能として
いることから、オペレータによるイジェクト操作に基づ
いた動作でイジェクトモータ80を駆動して、スピンド
ルモータにチャッキングされている光ディスク媒体を外
部に排出する。勿論、本発明で使用される光ディスク媒
体はカートリッジケースに収納された形式のものを使用
する。
【0047】イジェクトドライバ78に対応してイジェ
クトスイッチ82とモータポジションセンサ84が設け
られている。オペレータがイジェクトスイッチ82を操
作すると、ロジック回路部16を経由してイジェクトド
ライバ78がイジェクトモータ80を駆動し、このモー
タ駆動はポジションセンサ84による位置検出を条件と
して行われる。
【0048】即ち、モータポジションセンサ84でイジ
ェクトモータ80がローディング位置にあれば、イジェ
クトスイッチ82の操作に対しイジェクトドライバ78
はイジェクトモータ80を駆動してディスクカートリッ
ジの排出を行う。更に、図4のディスクユニット10の
回路部分にはモータ制御部86が示され、スピンドルモ
ータ88の駆動で光ディスク媒体を一定速度で回転する
ようにしている。 2.サーボ回路系 図5は図2〜図4に示したディスクユニット10に設け
ているサーボ回路部46の詳細をMPU12と共に示し
ている。
【0049】図5において、スピンドルモータ88によ
り一定速度で回転される光ディスク媒体90に対して
は、半径方向に移動自在に光学ヘッド130が設けられ
ており、光学ヘッド130はVCMコイル64により駆
動される。光学ヘッド130内には、図3に示した再生
用のフォトディテクタ180,トラッキング制御用のフ
ォトディテクタ182およびフォーカス制御用のフォト
ディテクタ50が内蔵されている。
【0050】トラッキング制御用のフォトディテクタか
らの検出信号はトラックエラー信号作成回路92に入力
され、トラッキングエラー信号E1を作成する。トラッ
キングエラー信号E1は光ヘッド130を光ディスク媒
体90の径方向に移動している場合には、トラックを横
切るごとにサイクル変化する信号となる。一方、光学ヘ
ッド130からのビームのトラッキング制御を行ってい
る際には、トラック中心からのビームずれ量に応じて信
号レベルが直線的に変化する信号となる。
【0051】光学ヘッド130のシーク動作時における
トラックエラー信号E1は、ゼロクロスコンパレータ1
04でゼロクロス点が検出され、トラックカウンタ10
6に与えられる。トラックカウンタ106はゼロクロス
コンパレータ104からの検出パルスを計数することで
トラック通過数を計数することができる。具体的には、
トラックカウンタ106はホーム位置センサ72による
光学ヘッド130の検出位置、即ち初期位置で0にリセ
ットされており、ホーム位置センサ72によるホーム位
置から外周側に移動するごとにアップカウントを行い、
内周側に移動するとダウンカウントを行い、トラックカ
ウンタ106の値がホーム位置からのトラック本数を示
すことになる。
【0052】光学ヘッド130のトラッキング制御中に
おけるトラッキング信号作成回路92からのトラックエ
ラー信号E1は、位相補償回路94で進み位相の補償を
受けた後、スイッチ回路96,加算点98,100を介
してパワーアンプ102に供給され、パワーアンプ10
2からの出力電流で光学ヘッド130に設けているレン
ズアクチュエータのトラッキング制御を行う。このた
め、スイッチ回路96はMPU12によりシーク制御の
際はオフとなり、シーク完了によるトラック引込み時に
オンとなる。
【0053】光学ヘッド130に設けている図3に示し
ているレンズ位置センサ68からの検出信号はレンズ位
置信号作成回路110に供給され、レンズアクチュエー
タの中立位置で0、一方向への移動でプラス側に、反対
方向への移動でマイナス側に直線的に変化するレンズ位
置信号E2を作成して出力する。レンズ位置信号作成回
路110からのレンズ位置信号E2は位相補償回路11
2で進み位相の補償を受け、スイッチ回路114を介し
て加算点100に加えられる。
【0054】スイッチ回路114はMPU12によりシ
ーク時にオン、トラック引込み時にオフとなる。このた
め、シーク時にスイッチ回路114がオンとなって、位
相補償回路112からのレンズ位置信号E2を加算点1
00を介してパワーアンプ102に加え、光学ヘッド1
30のレンズアクチュエータを駆動している。このため
レンズ位置信号E2を零として常にレンズアクチュエー
タを中立位置に保つサーボ位置制御が行われることにな
る。
【0055】DAコンバータ108はシーク時にMPU
12により所定のオフセットデータを受け、加算点98
より加算点100でレンズ位置信号E2にオフセット信
号を加える。これにより、シーク動作中に光学ヘッド1
30のレンズアクチュエータを必要に応じてオフセット
させることができる。例えば、VCMコイル64による
光学ヘッド130の移動中に、MPU12において目的
トラックまでのトラック残数が所定値に減少したとき、
DAコンバータ108にオフセットデータを与えてレン
ズアクチュエータを目的トラック側に回動させ、光学ヘ
ッド130の移動と同時にレンズアクチュエータによる
ビームの目的トラックへの移動を行い、トラック引込み
を高速で行わせることができる。
【0056】パワーアンプ124により駆動されるVC
Mコイル64の制御は、MPU12がDAコンバータ1
16に制御データをセットすることで実現される。DA
コンバータ116の出力は加算点122を介してパワー
アンプ124に与えられる。即ち、シーク時にMPU1
2はDAコンバータ116に規定のVCMコイル駆動デ
ータをセットし、光学ヘッド130の移動によるシーク
動作を行う。
【0057】例えば、シーク開始でDAコンバータ11
6に所定の加速データをセットし、加速後に規定の目標
速度が得られるように速度制御データをセットし、目的
トラックまでのトラック残数が規定値に減少したとき減
速データをセットして、減速制御を行わせる。このよう
なDAコンバータ116の出力に基づく光学ヘッド13
0のシーク制御、即ち速度制御のため、光学ヘッド13
0の物理的な位置を検出するヘッド位置センサ70から
のヘッド位置信号E3は、ADコンバータ125により
ディジタルデータに変換されてMPU12に取り込まれ
ている。
【0058】MPU12はADコンバータ125で変換
したヘッド位置信号から光学ヘッド130の速度情報を
求め、予め定めた目標速度を維持するようにDAコンバ
ータ116に対する速度制御データのセットを行う。更
にヘッド位置センサ70からのヘッド位置信号E3は微
分回路126で微分され、位相補償回路128で位相補
償を施した後に加算点118およびスイッチ回路120
を介して加算点122に加えている。
【0059】スイッチ回路120はシーク時にオフ、ト
ラック引込み時にオンとなるようにMPU12により制
御される。従って、トラック引込み時にMPU12によ
りスイッチ回路120がオンされると、このとき光学ヘ
ッド130は減速制御状態にあり、減速制御におけるヘ
ッド位置信号E3の微分成分を、VCMコイル64によ
る光学ヘッド130の速度制御ループに取り込み、トラ
ック引込みにおける安定性を高めている。
【0060】更に、加算点118に対してはレンズ位置
信号作成回路110からのレンズ位置信号E2が加えら
れている。MPU12によりトラック引込み時にスイッ
チ回路120がオンすると、引込み完了後のオントラッ
ク制御(ファイン制御)の状態でVCMコイル64に対
しレンズ位置信号E2を零とするサーボ位置制御が行わ
れる。即ち、レンズアクチュエータを中立位置に保つよ
うに光学ヘッド130を位置制御するダブルサーボが、
トラッキングエラー信号E1によるトラッキング制御に
対し加えられることになる。
【0061】このダブルサーボは、トラッキングエラー
信号E1に基づいて光学ヘッド130に設けているレン
ズアクチュエータが中立位置からトラックずれ方向に移
動すると、このずれがレンズ位置信号作成回路110で
検出され、ずれを示すレンズ位置信号E2をまた中立位
置の零とするように、VCMコイル64で光学ヘッド1
30を位置決めするサーボ位置制御が掛かることにな
る。
【0062】このような図5のサーボ回路部について、
シーク時とトラック引込み時、更にトラック引込み後の
ファイン制御時に分けて動作を説明すると、次のように
なる。まず上位装置からのシークコマンドをMPU12
で受領すると、目的トラックのアドレスを認識し、現在
のトラックカウンタ106で計数しているトラックアド
レスから目的トラックまでのトラック本数を算出する。
【0063】続いてMPU12はスイッチ回路96,1
20をオフすると同時に、スイッチ回路114をオンと
する。そしてDAコンバータ116に規定の加速データ
をセットする。このため、DAコンバータ116からは
加速電圧が加算点122を介してパワーアンプ124に
送られ、VCMコイル64に加速電流が供給される。こ
のため、VCMコイル64の駆動で光学ヘッド130が
目的トラックの方向に移動を開始する。光学ヘッド13
0の移動によるヘッド位置の変化はヘッド位置センサ7
0で検出されており、ヘッド位置信号E3をADコンバ
ータ125を介してMPU12に取り込み、目標速度が
得られたときに加速制御から定速制御に切り替える。
【0064】定速制御中は目標速度との偏差を0とする
ように、DAコンバータ116に対する速度制御データ
のセッティングが行われる。シーク中における光学ヘッ
ド130の移動に伴い、トラッキングエラー信号作成回
路92から出力されるトラックエラー信号E1につき、
ゼロクロスコンパレータ104がトラッククロッシング
パルスを出力しており、トラッククロッシングパルスは
トラックカウンタ106で計数されている。
【0065】MPU12はトラックカウンタ106の計
数値に基づき、シーク開始時に求めた目標トラックまで
のトラック本数からトラックカウンタ106の計数値を
差し引いてトラック残数を監視している。このトラック
残数が予め定めた所定値に減少すると、MPU12はD
Aコンバータ116に減速データをセットし、DAコン
バータ116からは逆極性の減速電圧が加算点112を
介してパワーアンプ124に出力され、VCMコイル6
4の減速駆動により光学ヘッド130の減速制御が行わ
れる。
【0066】このとき、もし必要があればDAコンバー
タ108にオフセットデータをセットし、パワーアンプ
102によるレンズアクチュエータの駆動で対物レンズ
を目的トラック方向に強制的にオフセットして、早目に
ビームを目的トラックに引き込めるようにしてもよい。
勿論、シーク制御中にあってはスイッチ回路114はオ
ンとなり、レンズ位置信号E2により光学ヘッド130
に設けているレンズアクチュエータを中立位置に保つよ
うな位置制御が行われている。
【0067】MPU12において、目標トラックまでの
トラック残数が0もしくは0の直前になると、スイッチ
回路114をオフすると同時にスイッチ回路96,12
0をオンし、トラック引込みが行われる。即ち、スイッ
チ回路96のオンでトラックエラー信号E2が位相補償
回路94,スイッチ回路96,加算点98,100を介
してパワーアンプ102で駆動され、光学ヘッド130
に設けているレンズアクチュエータを目的トラックのセ
ンターにビームを位置させるように駆動するトラッキン
グ制御が行われる。
【0068】また、スイッチ回路120のオンで光学ヘ
ッド130の減速引込み時における速度変化をヘッド位
置信号E3の微分成分として取り込み、トラック引込み
後のレンズアクチュエータのハンチングを抑えて安定な
トラック引込みを行わせる。目的トラックへの引込み制
御が完了すると、トラックエラー信号E1に基づくトラ
ッキング制御が行われる。同時に、トラッキング制御に
より光学ヘッド130に設けているレンズアクチュエー
タが移動すると、このレンズ位置の変化をレンズ位置信
号E2で捕えてVCMコイル64の駆動でレンズアクチ
ュエータを中立位置に戻す位置サーボによるダブルサー
ボが掛かる。
【0069】このようなトラッキング制御の状態で光学
ヘッド130によるリード動作あるいはライト動作が行
われる。 3.光学ヘッドの構造と光学系 図6は本発明のディスク装置における光ヘッドの機構構
造の実施例であり、スピンドルモータを設けた底部側か
ら見た平面図で示している。
【0070】図6において、フレーム155の右側には
固定ヘッド130−1が設置され、固定ヘッド130−
1に相対した右側のフレームに設けている一対のレール
160,162に対し、ローラ164,166,168
により移動可能に移動ヘッド130−2が設置されてい
る。移動ヘッド130−2の右側にはスピンドルモータ
88が裏側から取付固定されており、スピンドルモータ
88の表側の回転軸のチャッキング部分に外部よりロー
ディングされたカートリッジ内の光ディスク媒体が装着
されることになる。
【0071】移動ヘッド130−2の一側にはLED1
58が外側に光を照射するように配置されている。LE
D158が対向するフレーム155の移動ヘッド130
−2の移動方向に沿った位置にはヘッド位置センサ70
が設置されている。ヘッド位置センサ70は移動ヘッド
130−2の移動範囲に亘って設置されている。ヘッド
位置センサ70に移動ヘッド130−2の移動位置に応
じてLED158からの光が当たると、光の当たる位置
に応じた電流信号がヘッド位置センサ70より出力され
る。これによって移動ヘッド130−2の移動位置をリ
ニアに検出することができる。
【0072】一方、ヘッド位置センサ70の反対側には
ホーム位置センサ72が設置されている。図示の状態で
移動ヘッド130−2はビームを光ディスク媒体の最内
周のホーム位置に照射する初期位置に移動しており、こ
の状態でホーム位置センサ72が位置検出信号を出力し
ている。図7は図6のヘッド固定部に内蔵した光学系の
詳細を示す。
【0073】図7において、まず消去ビーム600の光
学系を説明する。消去ビーム用レーザダイオード602
からの光はコリメートレンズ604で平行ビームに変換
される。次にビームスプリッタ606及びλ/4板60
8を通って移動光学系の対物レンズに与えられ、光ディ
スク媒体に照射される。光ディスク媒体からの消去ビー
ム600による戻り光は、偏光ビームスプリッタ606
で直交する方向に反射された後、フーコー光学部610
を通ってフォトディテクタ612に入射され、フォトデ
ィテクタ612の受光出力に基づき消去ビーム600
関するフォーカスエラー信号FES1とトラックプリフ
ォーマット部の光強度に応じたID信号を得る。
【0074】またフーコー光学部610で分離された戻
りビームはフォトディテクタ614に入射され、プッシ
ュプル法(ファーフィールド法)に従ったトラッキング
エラー信号TES1を得るために使用される。次に書込
ビーム700の光学系を説明する。書込用レーザダイオ
ード702からデータビット1,0に応じて書込パワー
が得られるようにパルス発光された書込ビーム700
は、コリメートレンズ704で平行ビーム変換された
後、偏光ビームスプリッタ706及びλ/4板708、
色補正プリズム710及びダイクロイックミラー712
を通って、移動光学系の対物レンズを介して光ディスク
媒体に照射される。光ディスク媒体からの戻り光は、同
じ経路を経て偏光ビームスプリッタ706に入射し、直
交する方向に反射されてロングパスフィルタ714を通
ってフーコー光学部716に入射する。
【0075】フーコー光学部716はフーコー法により
フォーカスエラー信号FES2を得るために設けられて
いる。フーコー光学部716からのビームはフォトディ
テクタ50に入射し、書込ビーム700に関するフォー
カスエラー信号FES2及びトラックプリフォーマット
の凹凸に応じた光強度に対応するID信号を生成す
る。
【0076】またフーコー光学部714内で直交する方
向に反射された書込ビーム700の戻り光はフォトディ
テクタ718に与えられ、プッシュプル法(ファーフィ
ールド法)に従った書込ビーム700のトラックエラー
信号TES2を得るために使用される。ここでロングパ
スフィルタ716を設けている理由は、書込ビーム70
0による書込動作と同時に再生ビーム800によるベリ
ファイリードを行うと、光ディスク媒体より書込ビーム
700と同時に再生ビーム800の各戻り光を受けるこ
とから、ロングパスフィルタ716により波長の長い書
込ビーム700の戻り光のみを通過し、波長の短い再生
ビーム800の戻り光を遮断するようにしている。
【0077】次に再生ビーム800の光学系を説明す
る。再生用レーザダイオード170からの光はコリメー
トレンズ172で平行ビームに変換された後、プリズム
804で光路を変更され、ビームスプリッタ174を通
ってガルバノミラー808に入射される。ガルバノミラ
ー808で反射された再生ビーム800はダイクロイッ
クミラー712で反射され、移動光学系の対物レンズを
通って光ディスク媒体に照射される。
【0078】光ディスク媒体からの再生ビーム800の
戻り光はダイクロイックミラー712で反射され、ガル
バノミラー808を通ってビームスプリッタ174に入
射して直交する方向に反射される。ビームスプリッタ1
74で反射された戻り光は、λ/4板810を通って偏
光ビームスプリッタ178に入射し、反射したS偏光成
分はフォトディテクタ180に入射し、透過したP偏光
成分はフォトディテクタ182に入射される。
【0079】フォトディテクタ182の受光出力からは
プッシュプル法(ファーフィールド法)に従って再生ビ
ーム800に基づくトラックエラー信号TES3と高周
波信号RF2が作成される。また、フォトディテクタ1
80の受光出力からは高周波信号RF1が作成される。
フォトディテクタ180,182の受光出力に基づいて
得られた高周波信号RF1,RF2は減算により再生信
号MOに変換され、また両者の和によりプリフォーマッ
ト部の凹凸による光強度を示すID信号を得る。
【0080】即ち、 MO=RF1−RF2 ID=RF1+RF2 として再生信号MO及びID信号を得ることができる。
更に、再生ビーム800の光学系に設けられたガルバノ
ミラー808に対してはミラー位置を検出するためレー
ザダイオード66,コリメートレンズ814及び2分割
受光器を用いたレンズ位置センサ66が設けられる。
【0081】レーザダイオード66から発射された光は
コリメートレンズ814で平行ビームに変換された後、
ガルバノミラー808の背面で反射され、レンズ位置セ
ンサ68に入射する。レンズ位置センサ68の検出信号
は、ガルバノミラー808の中立位置で零となり、ガル
バノミラー808の傾き方向に応じてプラスまたはマイ
ナスと極性が異なる位置信号を出力する。 4.サーボエラー信号の広帯域化 図8はシーク速度の高速化に伴うサーボ信号の広帯域化
を示した回路構成図であり、リード光学系の概略構成と
共に示している。
【0082】図8において、まずリード光学系はリード
用レーザダイオード170を有する。このリード用レー
ザダイオード170はリードビームとして波長780〜
789nmのレーザビームを発射する。これに対して、
図示しないイレーズ用レーザダイオードおよびライト用
レーザダイオードにあっては、波長836〜845nm
のレーザビームを発射する。
【0083】リード用レーザダイオード170からのレ
ーザ光はコリメータレンズ172により球面波から平面
波に変換され、ハーフミラーとして機能するビームスプ
リッタ174を透過し、対物レンズ176で絞られて、
光ディスク媒体130の媒体面にビームスポットを結像
する。光ディスク媒体130の媒体面にはトラック部分
の両側を溝で仕切った微小なトラック構造が形成されて
おり、対物レンズ176から照射されたリードビームの
ビームスポットは反射回折され、その1次回折光がレー
ザダイオード170側に戻る。
【0084】この戻り光はビームスプリッタ174で反
射され、偏光ビームスプリッタ178を透過し、P偏光
成分として2分割ディテクタ182に、媒体面における
1次回折光の像を結ぶ。また偏光ビームスプリッタ17
8で反射されてS偏光成分となった戻り光は、1分割デ
ィテクタ180上に像を結ぶ。
【0085】2分割ディテクタ182はサーボ用と再生
信号用の共用ディテクタとして設けられており、2分割
された受光部184,186を有する。2分割ディテク
タ182の2つの受光部184,186は、プッシュプ
ル法(ファーフィールド法)として知られたレーザビー
ムのトラックによる1次回折光の像に応じた検出電流i
1 ,i2 を出力する。
【0086】2分割ディテクタ182に対しては再生信
号MOの作成に使用される高周波信号RF2を作成する
第1回路部500が設けられる。また2分割ディテクタ
182に対してはサーボ回路部におけるシーク制御とフ
ァイン制御に使用されるトラックエラー信号TESを作
成する第2回路部502が設けられる。ここで、第2回
路部502におけるトラックエラー信号TESの周波数
帯域はシーク動作の高速化に伴い、図9(A)に示すよ
うに、DCから500kHz以上の帯域特性244が要
求されている。
【0087】また再生信号MOの周波数帯域は図9
(B)に示すように、低域カット周波数が10kHz以
上で且つ高域カットオフ周波数が20MHz以上となる
周波数帯域特性246が要求されている。まず再生信号
MOの作成に使用する高周波信号RF2を作成する第1
回路部500を説明する。第1回路部500にはオペア
ンプ190,198が設けられている。
【0088】このオペアンプ190,198としては、
例えば低域のカットオフ周波数が10KHzで良けれ
ば、汎用のビデオアンプ例えばTL592などを使用す
ることができる。オペアンプ190,198に対しては
2分割ディテクタ182の受光部184,186がそれ
ぞれコンデンサ188,196により交流結合されてい
る。オペアンプ190,198は受光部184,186
からの検出電流i1 ,i2 を入力し、入力電流に指令し
た電圧信号に変換し、コンデンサ192,200を介し
て出力する。
【0089】オペアンプ190,198により電圧信号
に変換された受光部の検出信号は抵抗194,202を
介して加算接続される。即ち、概ねゲイン1で加算した
検出電流の和となる(i1 +i2 )に比例した電圧の高
周波信号RF2となる。一方、偏光ビームスプリッタ1
78で反射されたS偏光成分の像の光パワーに比例した
1分割ディテクタ180からの検出電流i0 は、コンデ
ンサ206を介してオペアンプ208に交流結合され
る。
【0090】オペアンプ208のオペアンプ190,1
98と同じ例えば低域カットオフ周波数が10KHzと
なるビデオアンプを使用でき、検出電流i0 を電圧信号
に変換する。オペアンプ208の検出電流i0 に比例し
た電圧信号はコンデンサ210,抵抗212を介して差
動増幅器として動作するオペアンプ214に入力され、
これが再生信号MOを作成する際の高周波信号RF1と
なる。
【0091】オペアンプ214は2つの高周波信号RF
1とRF2の差として再生信号MOを出力する。即ち、 MO=RF1−RF2=i0 −(i1 +i2 ) の関係をもつ。次にトラックエラー信号TESを作成す
る第2回路部502を説明する。第2回路部502には
オペアンプ220,228が設けられ、2分割ディテク
タ182の2つの受光部184,186からの信号を抵
抗290,292を介して入力し、電流電圧変換してい
る。ここで受光部184,186からの信号は、10K
Hzより高い周波数成分は、コンデンサ188,196
を通ってオペアンプ190,200に入力してしまうた
め、オペアンプ220,228はDCから10KHzま
での周波数成分を扱う。
【0092】オペアンプ220,228は帰還抵抗22
2,230を備え、検出電流i1 ,i2 を電圧信号に変
換する。オペアンプ220,228としては、周波数帯
域がDC〜1MHz程度の汎用のオペアンプを使用して
おり、シークの高速化に伴うDC〜500kHzの周波
数帯域を十分にカバーできる。オペアンプ220,22
8で検出電流i1 ,i2 に応じて変換された検出電圧
は、抵抗224,232を介して第1回路部500のオ
ペアンプ190,198で電圧信号に変換して、抵抗2
26,234を介して供給されている検出電圧とそれぞ
れ加算される。
【0093】ここでオペアンプ220,228からの検
出電圧の周波数帯域は、DC〜10KHzであり、これ
に対しオペアンプ190,198からの検出電圧の周波
数帯域は10KHz〜20MHzとなっている。従っ
て、加算した検出信号の周波数帯域は図9(C)に示す
ように、DC〜1MHzの周波数帯域特性248をもつ
ことになる。
【0094】第2回路部502の最終段のオペアンプ2
40は差動増幅器として動作し、図9(C)の広帯域周
波数特性248をもつ検出電流i1 ,i2 のそれぞれに
対応した検出電圧を入力し、(i1 −i2 )に比例した
検出電圧であるトラックエラー信号TES出力する。第
2回路部502から出力されるトラックエラー信号TE
Sは、図9(C)にDC〜20MHzの周波数帯域特性
248を有するが、高域成分まで延びすぎている。
【0095】そこで、必要ならば第2回路部502に続
いて例えば10MHzをカットオフ周波数をもつローパ
スフィルタを通し、最終的に図9(D)に示すDC〜
MHzの周波数帯域特性250をもつトラックエラー信
号をサーボ回路部に出力する。このように図8の実施例
によれば、サーボ回路用の第2回路部502に広帯域の
オペアンプを使用することなく、再生信号用の第1回路
部500で作成している信号の高域成分を加算すること
で、DC〜500KHzという広帯域のトラックエラー
信号を作成することができる。また2分割ディテクタ1
82は再生用とサーボ用に共用していることから、光学
系が簡単で小型化できる。 5.サーボエラー信号の広帯域化の第2実施例 図10は図8の実施例を変形した第2実施例である。こ
の第2実施例にあっては、シーク時に使用するトラック
カウント用のトラックエラー信号とファイン制御時に使
用するトラックエラー信号を別々に作成するようにした
ことを特徴とする。
【0096】図10において、再生用の第1回路部50
0は図8の実施例と同じであり、再生信号MOの作成に
ついても同じである。これに対し、サーボ用の回路部は
トラックエラー作成回路244を備えた第2回路部50
2と新たに設けた第3回路部504で構成される。トラ
ックエラー作成回路244は基本的には図8の実施例と
同様、2分割ディテクタ182からの検出電流i1 ,i
2 の差(i1 −i2 )でなるトラックエラー信号TES
1を作成し、トラックエラー信号TES1の周波数帯域
はDC〜500kHz以上例えばDC〜1MHzとなっ
ている。
【0097】更に第2実施例にあっては、トラックエラ
ー作成回路244として光ディスク装置のライト時,イ
レーズ時,リード時でレーザダイオードの発光パワーが
異なり、これに伴って2分割光ディテクタ182で受光
する戻り光も異なることから、受光パワーの変動に対し
常に一定のトラックエラー信号を得るため正規化機能を
設けている。
【0098】このトラックエラー作成回路244におけ
る正規化機能は、2分割ディテクタ182からの検出電
流i1 ,i2 の差として得られるトラックエラー信号T
ES1=(i1 −i2 )を、2つの検出電流i1 ,i2
の和(i1 +i2 )で割った信号とする。即ち、 TES1=(i1 −i2 )/(i1 +i2 ) となる。
【0099】第2回路部としてのトラックエラー作成回
路244から出力される正規化されたトラックエラー信
号TES1は、シーク完了後のファイン制御においての
み単独で使用されることから、図5に示した位相補償回
路94に出力される。次に第2のトラックエラー信号T
ES2を作成する第3回路部504を説明する。第3回
路部504には差動増幅器として機能するオペアンプ2
60が設けられ、第1回路部500のオペアンプ19
0,198で得られた検出電流i1 ,i 2 に比例した電
圧信号を入力して差を求めることでトラックエラー信号
TES2を作成する。
【0100】このトラックエラー信号TES2は第1回
路部500の周波数特性が例えば10KHz〜20MH
zであることから、同じ10KHz〜20MHzの周波
数帯域をもっている。オペアンプ260からの第2のト
ラックエラー信号TES2はトラックエラー作成回路2
44より出力された低域側のトラックエラー信号TES
1と抵抗248を介して加算され、最終的に図9(C)
に示すDC〜20MHzの周波数帯域特性248をもつ
トラックエラー信号TES2として出力される。
【0101】このトラックエラー信号TES2はシーク
制御時のトラックカウントに使用されることから、図5
のゼロクロスコンパレータ104に供給され、トラック
エラー信号TES2のほぼ中心電圧でスライスして二値
化したトラッククロッシングパルスに変換され、トラッ
クカウンタ106でトラックカウントが行われることに
なる。
【0102】また第2回路部504からの広帯域のトラ
ックエラー信号TES2については、高域が延びすぎて
いることから、カットオフ周波数を例えば500KHz
とするローパスフィルタを通すことで、必要ならば図9
(D)に示すDC〜500KHzの周波数帯域特性25
0をもつトラックエラー信号としてゼロクロスコンパレ
ータ104に供給してもよい。
【0103】図11は図10に示した低域側のトラック
エラー信号TES1を作成する第2回路部502に設け
たトラックエラー作成回路244の具体的な実施例を示
す。図10に示した正規化機能をもつトラックエラー作
成回路244をオペアンプや抵抗などを用いて実現する
場合、回路構成が複雑化し、レベル配分,動作点の決定
が難しく、更に単電源を使用することができず、IC化
が難しい。
【0104】そこで図11の実施例にあっては、IC化
を不要にし、且つ単電源で動作し、小型化および低価格
化を実現するトラックエラー作成回路としている。図1
1において、IC回路部264にはエミッタを共通接続
した2組のトランジスタペア266,268とトランジ
スタペア270,272が設けられる。この共通エミッ
タのそれぞれには光ディテクタ182の受光部184,
186のそれぞれが外部接続され、受光電流i1 ,i2
を流す。
【0105】トランジスタ268,272のベースには
直流バイアス電圧として例えば3Vが印加される。トラ
ンジスタ268,272のコレクタは抵抗280,28
2を介して共通接続され、更にカレントミラー回路27
4のトランジスタ276を介して電源+Vccに接続さ
れる。カレントミラー回路274にはトランジスタ27
6とベースを共通接続したトランジスタ278が設けら
れ、トランジスタ278のコレクタを外部接続したコン
デンサ286に接続している。
【0106】カレントミラー回路274のトランジスタ
278はミラー電流とコンデンサ286側に並列接続し
た定電流源284による基準電流Irefとの差をコン
デンサ286により電圧信号に変換し、ベースを共通接
続したトランジスタ266,270に入力する。トラン
ジスタ266,270はコレクタを共通接続して直接、
電源+Vccに接続している。ここでコンデンサ286
の積分容量は帰還ループの位相補償機能をもち、発振を
防止する。
【0107】更にトランジスタ268のコレクタ電位の
差をとるオペアンプ288が外付けで設けられる。オペ
アンプ288からは正規化されたトラックエラー信号T
ES1が出力される。次に図11の回路動作を説明す
る。トランジスタのベース,エミッタ間電圧VBEとコレ
クタ電流Icとの関係は、一般に次式で示される。
【0108】 Ic=Is[exp(q/(kT)×VBE)−1] (1) ここで、qは電子の電荷、Tは絶対温度、kはボルツマ
ン定数、Isはコレクタ逆方向飽和電流である。常温
(300°K)では、(1)式の指数関数項は、VBE
0.1Vのとき47.7、VBE=0.2Vのとき22
7.4、VBE=0.6Vのとき1.17×1010である
ことから、exp(q/(kT)×VBE)>>1である
と言えるので、(1)式は次の(2)式となる。
【0109】 Ic=Is[expq/(kT)×V BE}] (2) ここで図11の回路を適用すると、各トランジスタ26
6,268,270,272のコレクタ電流IQ1〜I
Q4は次の(3)式で示される。 IQ1=Is[exp(q/(kT)×VBE1)] IQ2=Is[exp(q/(kT)×VBE2)] (3) IQ3=Is[exp(q/(kT)×VBE3)] IQ4=Is[exp(q/(kT)×VBE4)] エミッタが共通接続されたトランジスタ266,268
のコレクタ電流の比をとると、次の(4)式となる。
【0110】 IQ1/IQ2=exp[q/(kT)×(VBE1−VBE2)] (4) 同様に、エミッタが共通接続されたトランジスタ27
0,272のコレクタ電流の比をとると、次の(5)式
となる。 IQ3/IQ4=exp[q/(kT)×(VBE3−VBE4)] (5) ここで、 VBE1−VBE2=VBE3−VBE4 であるから、(4)式と(5)式は等しく、次の(6)
式が成立する。
【0111】 IQ1/IQ2=IQ3/IQ4=α (6) 帰還ループでは IQ2+IQ4=Iref となるように帰還がかかり、 IQ1+IQ2=i1 IQ3+IQ4=i2 となるように仮定すると、求めようとする(i1
2 )/(i1 +i2 )は次の(7)式となる。
【0112】
【数1】
【0113】
【数2】
【0114】ここで、抵抗280と282の抵抗値は等
しく、その値をRとすると、トランジスタ268とトラ
ンジスタ272のコレクタ電位差Voutは次の(9)
式となる。 Vout=R×Iref×(i1 −i2 )/(i1 +i2 ) (9) 従って、電流モードでAGCを掛け、2つの受光部18
4,186の差であるトラックエラー信号TES1を作
成することができる。
【0115】この図11に示す回路構成により、ノイズ
に強く、回路構成が簡単で、更にトランジスタの段数も
少なくできる。また単一電源で駆動でき、オペアンプを
必要としないことから、破線で囲んだ部分の回路をIC
回路264として小型で安価に実現できる。ここで外付
けしたコンデンサ286は帰還ループの位相補償のため
であり、コンデンサ286により発振を防ぐ。
【0116】尚、本発明は、上記の実施例に示された具
体的な数値による限定は受けない。
【0117】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
ラックエラー信号の広帯域化を、光学系を変更せず、ま
た低域と高域に分けて増幅した後に加算することで、汎
用のオペアンプで実現でき、広帯域化に伴うコストを大
幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
【図3】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
図(続き)
【図4】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
図(続き)
【図5】本発明のサーボ回路部の詳細を示した実施例構
成図
【図6】本発明のヘッド駆動機構を裏側から示した平面
【図7】図6のヘッド固定部に内蔵した光学系の詳細を
示した説明図
【図8】シーク動作の高速化に伴う再生信号およびサー
ボエラー信号の第1実施例を示した回路図
【図9】図8における各部の信号の周波数特性を示した
説明図
【図10】シーク動作の高速化に伴う再生信号およびサ
ーボエラー信号の第2実施例を示した回路図
【図11】図10の正規化機能をもつトラックエラー作
成回路の実施例を示した回路図
【図12】光ディテクタを再生用とサーボ用に共用した
従来回路の説明図
【図13】光ディテクタを再生用とサーボ用に分離した
従来回路の説明図
【図14】高速オペアンプを使用して図13の回路を広
帯域化した説明図
【符号の説明】 10:ディスクユニット 12:MPU 14:制御バス 16:ロジック回路部 18:プログラム用ROM 20:ファーム作業用SRAM 22:SCSIプロトコル制御部 24:終端抵抗 26:SCSIコネクタ 28:光ディスク制御部 30:クロック発振器 32:データバッファ 34:電源部 36:レーザ光制御部 38:レーザダイオード部 40:リード回路部 42:再生用フォトディテクタ 44:プリアンプ 46:サーボ回路部 48,48−1,48−2:トラッキング用フォトディ
テクタ 50:フォーカス制御用フォトディテクタ 52:フォーカスドライバ 54:フォーカスコイル 56:トラックドライバ 58:トラックコイル 60:VCM制御部 62:ドライバ 64:VCMコイル 66:レーザダイオード 68:レンズ位置センサ 70:ヘッド位置センサ(PSD) 72:ホーム位置センサ 74:磁界発生回路 76:バイアスコイル 78:イジェクトドライバ 80:イジェクトモータ 82:イジェクトスイッチ 84:モータ位置センサ 86:モータ制御部 88:スピンドルモータ 90:光ディスク媒体 92:トラックエラー信号作成回路 104:ゼロクロスコンパレータ 106:トラックカウンタ 110:レンズ位置信号作成回路 130:光学ヘッド 130−1:固定ヘッド 130−2:移動ヘッド 170:再生用レーザダイオード 172:コリメートレンズ 174:ビームスプリッタ 176:対物レンズ 178:偏光ビームスプリッタ 180:1分割ディテクタ 182:2分割ディテクタ 184,186:受光部 500:第1回路部 502:第2回路部 504:第3回路部 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年10月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正内容】
【図12】

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードビームを光ディスク媒体に照射し、
    そのトラック部分で反射回折された戻り光を抽出するリ
    ード光学手段と、 前記リード光学手段で抽出した戻り光を電気信号に変換
    する少なくとも2分割された受光部(184,186)
    を備えた光ディテクタ手段(182)と、 前記光ディテクタ手段(182)に設けた2つの受光部
    (184,186)からの検出信号を交流結合し、所定
    の第1の低域カットオフ周波数から十分に高い第1の高
    域カットオフ周波数までの周波数帯域で個別に増幅した
    後に加算して読取信号の再生に使用する高周波信号を作
    成する第1回路手段(500)と、 該光ディテクタ手段(182)に設けた2つの受光部
    (184,186)からの各検出信号を直流結合し、直
    流成分から第2の高域カットオフ周波数までの周波数帯
    域で個別に増幅した後に、前記第1回路手段(500)
    で個別に増幅した検出信号を各々加算して前記直流成分
    から前記第2の高域カットオフ周波数までの周波数帯域
    をもつ加算信号を生成し、該加算信号を減算してトラッ
    クエラー信号を作成する第2回路手段(502)と、を
    備えたことを特徴とする光ディスク装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の光ディスク装置に於いて、
    前記リード光学手段は、少なくとも出射ビームから光デ
    ィスク媒体の戻り光を分離するビームスプリッタと、ビ
    ームスプリッタにより分離された戻り光をP偏光の透過
    光と45度以上の方向に反射したS偏光の反射光に分離
    する少なくとも1つの偏光ビームスプリッタとを備え、
    前記光ディテクタ手段(182)に前記偏光ビームスプ
    リッタの透過光を入射させたことを特徴とする光ディス
    ク装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の光ディスク装置に於いて、
    前記第1回路手段(500)の第1の低域カットオフ周
    波数が10KHz以上であることを特徴とする光ディス
    ク装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の光ディスク装置に於いて、
    前記第1回路手段(500)は、前記光ディテクタ手段
    (182)から出力される各検出電流を電圧信号に変換
    する電流電圧変換手段を備えたことを特徴とする光ディ
    スク装置。
  5. 【請求項5】請求項1記載の光ディスク装置に於いて、
    前記第2回路手段(502)の第2の高域カットオフ周
    波数が500KHz以下であることを特徴とする光ディ
    スク装置。
  6. 【請求項6】請求項1記載の光ディスク装置に於いて、
    前記第2回路手段(502)は、前記光ディテクタ手段
    (182)から出力される各検出電流を電圧信号に変換
    する電流電圧変換手段を備えたことを特徴とする光ディ
    スク装置。
  7. 【請求項7】請求項1記載の光ディスク装置に於いて、
    前記第2回路手段(502)は、前記光ディテクタ手段
    (182)から出力される各検出電流を電圧信号に変換
    した後に、前記第1回路手段(500)で電圧信号に変
    換された各検出信号を加算することを特徴とする光ディ
    スク装置。。
  8. 【請求項8】請求項7記載の光ディスク装置に於いて、
    前記第2回路手段における加算ゲインが概ね1倍である
    ことを特徴とする光ディスク装置。。
  9. 【請求項9】請求項1記載の光ディスク装置に於いて、
    更に、 前記第2回路手段(502)から出力されたトラックエ
    ラー信号を、該トラックエラー信号の概ね中心電圧でス
    ライスし二値化する二値化手段と、 前記二値化手段からの二値化信号をシーク動作時にカウ
    ントするトラックカウント手段と、を設けたことを特徴
    とする光ディクス装置。
  10. 【請求項10】リードビームを光ディスク媒体に照射
    し、そのトラック部分で反射回折された戻り光を抽出す
    るリード光学手段と、 前記リード光学手段の戻り光を電気信号に変換する少な
    くとも2分割された受光部(184,186)を備えた
    光ディテクタ手段(182)と、 前記光ディテクタ手段(182)に設けた2つの受光部
    (184,186)からの各検出信号を交流結合し、所
    定の第1の低域カットオフ周波数から十分に高い第1の
    高域カットオフ周波数までの周波数帯域で個別に増幅し
    た後に加算して読取信号の再生に使用する高周波信号を
    作成する第1回路手段(500)と、 前記光ディテクタ手段(182)に設けた2つの受光部
    (184,186)からの各検出信号を直流結合し、直
    流成分から第2の高域カットオフ周波数までの周波数帯
    域で個別に増幅した後に、該検出信号を減算して第1の
    トラックエラー信号を作成する第2回路手段(502)
    と、 前記第1回路手段(500)の増幅で得られた2つの検
    出信号から差信号を作成した後に、前記第2回路手段
    (502)からの第1のトラックエラー信号を加算して
    第2のトラックエラー信号を生成する第3回路手段(5
    04)と、を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
  11. 【請求項11】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第2回路手段(502)から出力される第1の
    トラックエラー信号を、光ビームを目的トラックに追従
    させるファイン制御にのみ使用することを特徴とする光
    ディスク装置。
  12. 【請求項12】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第3回路手段(504)から出力される第2の
    トラックエラー信号を、シーク動作時のトラックカウン
    トにのみ使用することを特徴とする光ディスク装置。
  13. 【請求項13】請求項10の光ディスク装置に於いて、
    更に、 前記第3回路手段(504)から出力された第2のトラ
    ックエラー信号を、該第2のトラックエラー信号の概ね
    中心電圧でスライスし二値化する二値化手段と、 前記二値化手段からの二値化信号をシーク動作時にカウ
    ントするトラックカウント手段と、を設けたことを特徴
    とする光ディクス装置。
  14. 【請求項14】請求項10の光ディスク装置に於いて、
    前記第2回路手段(502)は、光ディテクタ手段(1
    82)の2つの検出信号の差を2つの検出信号の和で割
    って正規化されたトラックエラー信号を出力する正規化
    回路手段を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
  15. 【請求項15】請求項14記載の光ディスク装置に於い
    て、前記正規化回路手段は、 エミッタを共通接続したトランジスタ・ペアを2組設
    け、該トランジスタ・ペアの各々の一方のトランジスタ
    のベースに規定の直流バイアス電圧を印加して、コレク
    タを抵抗を介して共通接続して電源に接続し、前記トラ
    ンジスタ・ペアの各々の他方のトランジスタのベースを
    共通接続した除算回路を有し、 前記共通接続した他方のトランジスタのベースに、前記
    共通接続部の電流と等しい電流と基準電流との差をコン
    デンサで積分して印加し、 前記トランジスタ・ペアの各々の共通エミッタの各々
    に、前記光ディテクタ手段の一対の受光部(184,1
    86)の検出電流が流れるように該一対の受光部(18
    4,186)を接続し、前記一方のトランジスタの各々
    のコレクタ電位の差から第1のトラックエラー信号を得
    ることを特徴とする光ディスク装置。
  16. 【請求項16】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記リード光学手段は、少なくとも出射ビームから
    光ディスク媒体の戻り光を分離するビームスプリッタ
    と、ビームスプリッタにより分離された戻り光をP偏光
    の透過光と45度以上の方向に反射したS偏光の反射光
    に分離する少なくとも1つの偏光ビームスプリッタとを
    備え、前記光ディテクタ手段(182)に前記偏光ビー
    ムスプリッタの透過光を入射させたことを特徴とする光
    ディスク装置。
  17. 【請求項17】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第1回路手段(500)の第1の低域カットオ
    フ周波数が10KHz以上であることを特徴とする光デ
    ィスク装置。
  18. 【請求項18】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第1回路手段(500)は、前記光ディテクタ
    手段(182)から出力される各検出電流を電圧信号に
    変換する電流電圧変換手段を備えたことを特徴とする光
    ディスク装置。
  19. 【請求項19】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第2回路手段(502)の第2の高域カットオ
    フ周波数が500KHz以下であることを特徴とする光
    ディスク装置。。
  20. 【請求項20】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第2回路手段(502)は、前記光ディテクタ
    手段(182)から出力される各検出電流を電圧信号に
    変換する電流電圧変換手段を備えたことを特徴とする光
    ディスク装置。
  21. 【請求項21】請求項10記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第2回路手段(502)は、前記光ディテクタ
    手段(182)から出力される各検出電流を電圧信号に
    変換した後に、前記第1回路手段(500)で電圧信号
    に変換された各検出信号を加算することを特徴とする光
    ディスク装置。。
  22. 【請求項22】請求項21記載の光ディスク装置に於い
    て、前記第2回路手段(502)における加算ゲインが
    概ね1倍であることを特徴とする光ディスク装置。。
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