JPH0778887B2 - 滑りを防止したトラッキング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多数の情報トラックを有する記録担体上の所
望する情報トラックを検索し、該情報トラックの上に再
生手段の再生位置があるようにトラッキング制御しなが
ら記録担体上に信号を記録するあるいは記録されている
信号を再生するトラッキング制御装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来の装置として、所定の回転数で回転している円盤状
の記録担体上に半導体レーザー等の光源より発生した光
ビームを収束して照射し、記録担体上に信号を記録する
あるいは記録されている信号を再生する光学式再生装置
がある。

この記録担体上には幅0.6マイクロメータ、ピッチ1.6マ
イクロメータという微小なトラックがスパイラル状また
は同心円状に設けられており、記録担体上に信号を記録
する場合あるいは記録されている信号を再生する場合、
光ビームが常にトラック上に位置するようにトラッキン
グ制御しながら行っている。このトラッキング制御の誤
差信号すなわち記録担体上の光ビームとトラックの位置
ずれを表すトラックずれ信号は記録担体からの反射光ま
たは透過光を光検出器で受光して得ている。

トラッキング制御を行うためのアクチュエータの構成と
して、記録担体上の光ビームをトラックの幅方向に移動
させるために収束レンズを移動させる第１のアクチュエ
ータと第１のアクチュエータを記録担体の半径方向に移
動させる第２のアクチュエータの２つのアクチュエータ
で構成されたものが知られている（例えば特開昭57-147
168号公報）。

また、第１のアクチュエータで反射ミラーを回転させて
記録担体上の光ビームをトラックの幅方向に移動させる
構成のものも知られている（例えば特開昭56-153562号
公報）。

上述した２つのアクチュエータを用いてトラッキング制
御を行う場合、トラックずれ信号を第１及び第２のアク
チュエータに加え、記録担体上の光ビームがトラック上
に常に位置するようにトラッキング制御を行っている。
第１と第２のアクチュエータの関係は高速なトラックず
れに対しては主として第１のアクチュエータが移動し、
低速なトラックずれに対しては主として第２のアクチュ
エータが移動する。

記録担体上には多数のトラックが設けられており、所望
する情報が記録されているトラックを検索するには検索
手段が必要不可欠である。

所望するトラックの検索は記録担体上の各トラックに設
けられている番地を基にして行われるが、現在再生して
いるトラックの番地と所望するトラックの番地の差を求
め、トラッキング制御を不動作にし番地差に相当するト
ラック数だけ記録担体上の光ビームがトラックを横切る
ように第２のアクチュエータを駆動し、その後に再びト
ラッキング制御を動作させて所望するトラックの検索を
行っている（例えば特開昭54-92155号公報）。

発明が解決しようとする課題 上述した２つのアクチュエータ構成によるトラッキング
制御において、第１のアクチュエータによって記録担体
上の光ビームが移動すると、トラックずれ信号検出用の
光検出器上の光ビームパターンも移動する。光検出器上
の光ビームパターンが移動するとトラックずれ信号が影
響を受け、基準トラック位置に対するトラックずれ信号
の値が変化する。このためトラッキング制御を動作させ
た時、トラックずれ信号ではトラックずれがないように
見えても実際には記録担体上の光ビームがトラックの中
心に位置していないという現象が生じる。また、第１の
アクチュエータで収束レンズを移動させると、記録担体
上に照射される光ビームがけられ、このために照射光量
が変化し再生信号の振幅変化あるいは記録信号の品質低
下をもたらす。これを防止するには、第２のアクチュエ
ータの応答性を上げる必要がある。

一方、トラックずれ信号は記録担体上の光ビームがトラ
ックを横切った場合に正弦波状の信号となるが、完全な
対称形とすることは非常に困難である。トラックずれ信
号が完全な対称形になっていない場合にトラックを横切
ると直流的な成分が生じ、第２のアクチュエータの応答
性を上げるとトラッキング制御が引き込まれなかった場
合にトラックずれ信号の直流的な成分が増幅されて第２
のアクチュエータに加えられ、記録担体上の光ビームが
外周から内周方向あるいはその反対方向に滑ることがあ
る。この現象は検索時にトラッキング制御が引き込まれ
なかった場合、あるいはトラッキング制御が動作してい
る最中に装置が外部から衝撃が加えられトラック飛びが
生じた場合などに発生するが、この現象が発生すると検
索時間が長くなるばかりでなく、検索エラー，再生エラ
ーあるいは記録エラーとなり装置の信頼性が著しく低下
する。

上述した直流的な成分は第２のアクチュエータを制御駆
動する回路のダイナミックレンジが非対称な場合にも発
生する。すなわち、第２のアクチュエータはトラックの
偏心に応じて記録担体の内周から外周方向あるいはその
反対方向に移動するが、内周から外周方向に移動させる
回路の最大信号レンジと外周から内周方向に移動させる
回路の最大信号レンジが異なると、トラッキング制御の
ループゲインが非常に高いためにトラックを横断した時
に信号が飽和し直流的な成分が発生する。この直流的な
成分によっても同様な現象が生じる。

本発明は上述した従来の欠点を除去し、第２のアクチュ
エータの応答性を高くしてもトラッキング制御を動作さ
せたとき第２のアクチュエータが滑ることなく安定した
トラッキング引き込みを行うことのできる装置を提供す
ることである。

課題を解決するための手段 本発明は、記録担体上の光ビームとトラックの位置ずれ
を検出するトラックずれ検出手段と、光ビームをトラッ
クの幅方向に移動する第１の移動手段と、第１の移動手
段をトラックの幅方向に移動する第２の移動手段と、第
２の移動手段により移動される移動体の位置を検出する
位置検出手段と、位置検出手段の信号を処理する処理回
路と、トラックずれ検出手段の信号に応じて第１及び第
２の移動手段を駆動し光ビームが常にトラック上に位置
するように制御する制御回路とを備え、トラッキング制
御が動作している状態においては処理回路で処理した信
号を第２の移動手段に加えるように構成したものであ
る。

作用 本発明は上述した構成により、トラッキング制御が動作
している状態において位置検出手段の信号が第２の移動
手段に加えられているので、トラッキング制御が引き込
まれない場合にも位置検出手段の信号により所定の位置
を保つように第２の移動手段が制御され、直流的成分が
相殺されるので第２の移動手段が滑ることはなく、従っ
てトラッキング制御を移動させた場所付近のトラックに
引き込まれる。

実施例 以下図面を参照して本発明の一実施例について詳細に説
明する。尚、図面の説明に用いる番号において、同一の
物には同一の番号を用いる。

第１図は本発明を光学式再生装置に適応した一実施例で
ある。

記録担体１はモータ２の回転軸に取り付けられて所定の
回転数で回転されている。

記録担体１上には信号が記録された幅約0.5マイクロメ
ータ、トラックピッチ約1.6マイクロメータのスパイラ
ル状のトラックが設けられており、このトラック上には
トラックの位置を識別するための番地信号が記録されて
いる。

半導体レーザー等の光源３より発生した光ビーム４はカ
ップリングレンズ５で平行光にされた後に偏光ビームス
プリッター6,1/4波長板７を通過し全反射鏡８で反射さ
れ収束レンズ10により記録担体１上に照射されている。

記録担体１により反射された光ビーム４の反射光９は収
束レンズ10を通過して全反射鏡８で反射され1/4波長板
７を通過した後に偏光ビームスプリッター６で反射され
て光検出器11上に照射されている。

収束レンズ10は２枚のゴム等のばね39を介してフレーム
13に取り付けられており、フレーム13に対して記録担体
１の面と垂直な方向及び記録担体１の半径方向に移動で
きるように構成されている。収束レンズ10にはフォーカ
スアクチュエータのコイル（省略）が取り付けられてお
り、このコイルに電流を流すとコイルが受ける電気磁気
力によって収束レンズ10は記録担体１の面と垂直な方向
に移動できるように構成されている。収束レンズ10は記
録担体１上に照射されている光ビーム４が常に所定の収
束状態となるようにフォーカス制御されているが、本発
明と直接関係しないので説明を省略する。

第１のアクチュエータは収束レンズ10に取り付けられて
いるコイル40とフレーム13に取り付けられている永久磁
石（省略）より構成されており、収束レンズ10はコイル
40に電流を流すと電気磁気力によって記録担体１の半径
方向、即ち記録担体１上のトラック方向と垂直な方向に
移動するように構成されている。

フレーム13には上述した第１のアクチュエータの永久磁
石及び全反射鏡８が取り付けられているが、これらは例
えばリニアモータ等の第２のアクチュエータ41によって
フレーム13と一体となって記録担体１の半径方向に移動
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及び光検出器11は装置のフレーム（省略）
に固定されている。

光検出器11は二分割構造になっており、この出力は増幅
器16,17にそれぞれ入力されている。増幅器16,17の信号
は差動増幅器18にそれぞれ入力されており、差動増幅器
18は両信号の差に応じた信号を出力する。この差動増幅
器18の信号は記録担体１上に収束されている光ビーム４
とトラックの位置ずれを表わす信号、即ちトラックずれ
信号である。

差動増幅器18の信号はトラッキング制御系の位相を補償
するための位相補償回路19,スイッチ20及び電力増幅す
るための駆動回路42を介してコイル40に加えられてい
る。また、スイッチ20の出力信号は加算回路43及び電力
増幅するための駆動回路44を介して第２のアクチュエー
タ41に加えられている。従って、収束レンズ10は差動増
幅器18の信号に応じて駆動され、記録担体１上に収束さ
れている光ビーム４が常にトラック上に位置するように
トラッキング制御される。第１と第２のアクチュエータ
の関係は高速なトラックずれに対しては主として第１の
アクチュエータが移動し、低速なトラックずれに対して
は主として第２のアクチュエータ41が移動するように構
成されている。スイッチ20はトラッキング制御を不動作
にするためのものである。

トラッキング制御が動作している状態においてフレーム
13の位置を検出し、この信号をトラッキング制御系に加
えてトラッキング制御の安定化を行っていることについ
て説明する。

トラッキング制御が不動作の状態で、記録担体１上の光
ビーム４が多数のトラックを横切る時のトラックずれ信
号は、第２図（ａ）に示すように略々正弦波のようにな
っている。このようなトラックずれ信号を、その横断し
ている周波数より十分低い通過帯域を有する低域通過フ
ィルターに通すと、第２（ｂ）に示すようにDC（直流）
的な成分V1が生じる。このDC的な成分が生じる原因は、
記録担体１の傾斜、あるいは記録担体１上のトラックを
形成している凹凸状の信号あるいは溝の非対称性等によ
って、第２図（ａ）に示すように、トラックを横切った
トラックずれ信号が非対称的になるためである。

上述したDC的な成分が生じていると、検索時にトラッキ
ング制御を動作させてもトラックに引き込まれないこと
があるが、このような場合に第２のアクチュエータ41に
DC的な電流が流れ、このためにフレーム13が一方向に滑
ってしまうことがある。この現象はトラッキング制御の
ループゲインが高いほど生じやすく、またトラッキング
制御が動作している状態において装置に衝撃等が加わっ
てトラック飛びが発生した場合にも生じる。この現象が
生じると検索エラー，再生エラーあるいは記録エラー等
のエラーが発生し、装置の信頼性を著しく低下させる。

本発明は、フレーム13の位置を検出し、この信号を第２
のアクチュエータに加えることによって前述した現象が
発生するのを防止している。以下このことについて説明
する。

フレーム13の位置検出器は、フレーム13に取り付けられ
ている光源23及び装置の筐体に取り付けられている光検
出器24より構成されており、光検出器24は光源24の位置
に応じて変化しかつ相互いに反対の極性を有し和が一定
となるような２つの信号を出力する。この２つの信号は
増幅器25及び26で増幅された後に加算回路29にそれぞれ
入力されており、加算回路29は両信号の和に応じた信号
を出力し、この信号を電力増幅するための駆動回路30を
介して光源23に伝達する。従って、光源23はその発光す
る光量が常に一定となるように制御される。

また、増幅器25及び26の信号は差動増幅器27にそれぞれ
入力されており、差動増幅器27は両信号の差に応じた信
号、即ち光源23の位置に応じた信号を出力する。差動増
幅器27の信号は低域の信号を通過しない高域通過フィル
ター28を介して加算回路43に伝達されている。

加算回路43はスイッチ20,高域通過フィルター28及びD/A
変換器37の信号を加算する回路である。従ってトラッキ
ング制御が動作している状態においては、差動増幅器27
の信号が第２のアクチュエータ41に加えられているので
トラック飛びが生じてこの時のトラックずれ信号にDC的
な成分が含まれていてもフレーム23の位置信号によって
相殺されるのでフレーム13が一方向に滑ることはない。

次に所望するトラックの検索について説明する。

所望するトラックの番地信号（N0）が番地入力装置31に
入力されると、マイクロコンピュータ32は増幅器16及び
17の信号を加算する加算回路33の信号より記録担体１上
の光ビームが位置しているトラックの番地（N1）を番地
読み取り回路34を介して読み取り、（N0−N1）を算出
し、所望するトラックまでの距離と方向に応じた値を計
数回路35にセットし、D/A変換器37を動作可能状態にす
ると共にスイッチ20を開放にしてトラッキング制御を不
動作にし、後に詳述するが高域通過フィルター28の出力
を所定の値にする。

ROM（リード・オンリー・メモリー）36は計数回路35の
値に応じた値を出力し、このディジタル信号をアナログ
信号に変換するD/A変換器37に入力する。ROM36はフレー
ム13を高速に所望するトラックに位置決めするために計
数回路35の値を理想的な値に変換するためのものであ
る。

D/A変換器37の信号は加算回路21,駆動回路44を介して第
２のアクチュエータ41に加えられており、フレーム13は
所望するトラックの方向に向かって移動する。

フレーム13が移動すると、差動増幅器18には記録担体１
上の光ビーム４がトラックを横切った信号が出力され、
横断検出回路38は差動増幅器18の信号をコンパレータし
たトラック横断信号を出力する。

計数回路35は横断検出回路38の信号を計数し、所望する
トラックまでの距離に応じた値を時時刻々出力する。

記録担体１上の光ビームが所望するトラック上に到達す
ると、計数回路35はこの信号をマイクロコンピュータ32
に送る。

マイクロコンピュータ32はD/A変換器の出力を停止させ
高域通過フィルター28を動作させると共に、スイッチ20
を短絡させトラッキング制御を動作させ、再び番地読み
取り回路34を介して番地を読み取る。

読み取った番地が所望するトラックの番地と一致する場
合には検索を終了するが、一致しない場合には上述し検
索動作を繰り返し、所望するトラックの検索を行う。

第３図は高域通過フィルター28の具体的な一実施例であ
る。

第３図と第１図の関係を説明すると、入力端51には差動
増幅器27の信号が、入力端52にはマイクロコンピュータ
32の信号がそれぞれ入力され、出力端53の信号は加算回
路43に入力されている。

入力端52の信号はスイッチ55,56のゲート入力端及び入
力信号を反転する反転回路57に、反転回路57の信号はス
イッチ54のゲート入力端にそれぞれ入力されている。

スイッチ54,55及び56はゲート入力端がHIGH状態の時短
絡するように構成されており、入力端52には、トラッキ
ング制御が動作している状態はLOW状態に、不動作の状
態はHIGH状態になるような信号がマイクロコンピュータ
32より送られてくる。従ってトラッキング制御が動作し
ている時はスイッチ54は短絡状態、スイッチ55及び56は
開放状態となり、トラッキング制御が不動作の時はスイ
ッチ54は開放状態、スイッチ55及び56は短絡状態とな
る。

コンデンサー58と抵抗59は入力端51の信号、即ち位置検
出器の信号の直流成分をカットするためのものであり、
直流成分がカットされた信号はスイッチ54を介してオペ
アンプ60の非反転入力端に入力されている。

オペアンプ60は入力インピーダンス及び開ループゲイン
が非常に大きく、その出力端と反転入力端は接続されて
いる。従って、オペアンプ60は非反転入力端のインピー
ダンスが大きいゲイン１のアンプとして動作する。

従って、トラッキング制御が動作している状態において
は入力端51の信号の高域成分の信号が出力端53に出力さ
れ、この信号が第２のアクチュエータ41に加えられる。

トラッキング制御が不動作の状態においては、スイッチ
55及び56の一端がGNDに接続されており、スイッチ55及
び56が短絡、スイッチ54が開放となるのでコンデンサー
58と抵抗59の接続点及びオペアンプ60の非反転入力端が
GNDレベルとなり、オペアンプ60の出力はGNDレベルに固
定される。

検索時にオペアンプ60の出力がGNDレベルに固定されな
ければならない理由は、第１図の差動増幅器27の信号が
第２のアクチュエータ41に加えられているとフレーム13
がその位置を保つように制御されるため、所望トラック
に向かってフレーム13を移動させるような信号がD/A変
換器37より出力されても、この信号を打ち消すように作
用し、検索速度あるいは検索の信頼性の低下をもたらす
からである。

トラッキング制御動作時に差動増幅器27の信号の低域成
分をコンデンサー58と抵抗59によってカットし第２のア
クチュエータ41に加えているのは、光検出器24の温度変
化等による差動増幅器27の出力のDC的な変動が第２のア
クチュエータ41に加えられてトラックずれが生ずるのを
防止する為である。

スイッチ55が設けられている理由について説明する。

スイッチ55がないと、検索時フレーム13が移動すると入
力端51に位置信号が出力されコンデンサー58と抵抗59の
接点に信号が発生する。この信号は、所望するトラック
上に光ビーム４がきてトラッキング制御を動作させた
時、フレーム13を元の位置に戻すように作用するので検
索が非常に不安定となる。

これを防止するために、検索時スイッチ55を短絡させコ
ンデンサー58と抵抗59の接点に信号が発生しないように
構成している。

スイッチ54は省略することが可能であるが、例えばスイ
ッチ55として半導体のアナログスイッチを用いた場合、
スイッチ55を短絡してもスイッチ55には多少の抵抗があ
るためにコンデンサー58と抵抗59の接点は完全にGNDレ
ベルとならず、入力端51に信号が発生すると微小な信号
が発生する。スイッチ54はこの微小な信号が第２のアク
チュエータ41に加わらないようにするために設けられて
いる。

スイッチ56は、スイッチ54が開放状態になったときオペ
アンプ60の出力をGNDレベルにするために設けられてい
る。

第１図の加算回路43はスイッチ20,高域通過フィルター2
8及びD/A変換器37の信号を加算する回路であり、従って
トラッキング制御が動作している場合には位置検出器の
信号を処理した信号が第２のアクチュエータ41に加えら
れるためにトラッキング制御が安定に動作し、検索時に
はフレーム13の移動を妨害する位置検出器の信号が第２
のアクチュエータ41に加わらないので高速かつ安定に所
望するトラックの検索を行うことができる。

本発明は実施例によりなんら限定されない。

例えば、入力端52には検索時にHIGHレベルとなる信号が
入力されているが、トラッキング制御を不動作にすると
きHIGHレベルとなる信号、即ちスイッチ20の開閉を動作
させる信号の極性を反転させた信号を入力するように構
成してもよい。

また、温度変化の少ない位置検出器を用い、位置検出器
の信号とその位置に応じた基準の信号の差の信号を得る
ように構成すれば、コンデンサー58,抵抗59及びスイッ
チ55は省略することができる。

発明の効果 本発明は、検索時にトラッキング制御を動作させるのと
同時に位置検出器の信号を第２のアクチュエータ41に加
えるように構成しているので、トラッキング引き込みに
失敗しても記録担体上の光ビームが滑ることはなく所望
するトラックのごく近傍に瞬時に引き込まれる。また検
索中には位置検出器の信号が第２のアクチュエータ41に
加わらないように構成しているので、位置検出器の信号
によって速度が低下することはなく、高速でかつ安定し
た所望するトラックの検索を行うことができる。

また、トラッキング制御が動作している状態において衝
撃等によってトラック飛びが生じても、位置検出器の信
号が第２のアクチュエータ41に加えられているのでフレ
ーム１が流れることはなく装置の動作を極めて安定にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのブロック
図、第２図はトラッキング誤差信号に含まれているDC的
な信号を説明するための波形図、第３図は高域通過フィ
ルター28のブロック図である。 １……記録担体、3,23……光源、４……光ビーム、10…
…収束レンズ、11,24……光検出器、13……フレーム、1
6,17,25,26……増幅器、18,27……差動増幅器、19……
位相補償回路、20……スイッチ、29,33,43……加算回
路、30,42,44……駆動回路、28……高域通過フィルタ
ー、37……D/A変換器、39……板ばね、40……第１のア
クチュエータのコイル、41……第２のアクチュエータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録担体上に照射されている光ビームがト
   ラック上に位置するようにトラッキング制御して情報を
   再生する装置であって、前記光ビームとトラックの位置
   ずれを検出するトラックずれ検出手段と、前記光ビーム
   をトラックの幅方向に移動する第１の移動手段と、前記
   第１の移動手段をトラックの幅方向に移動する第２の移
   動手段と、前記第２の移動手段により移動される移動体
   の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の
   信号の直流成分を減衰させた信号を得る処理回路と、前
   記トラックずれ検出手段の信号に応じて前記第１及び第
   ２の移動手段を駆動し前記光ビームが常にトラック上に
   位置するように制御する制御回路とを備え、前記トラッ
   キング制御の動作状態において前記処理回路で得た信号
   を前記第２の移動手段に加えることを特徴とする滑りを
   防止したトラッキング制御装置。
2. 【請求項２】所望するトラックを検索する場合に位置検
   出手段の信号を処理した処理回路の信号が第２の移動手
   段に加わらないように構成したことを特徴とする請求項
   １記載の滑りを防止したトラッキング制御装置。
3. 【請求項３】処理回路で処理した信号を第２の移動手段
   に加える際に、所定の値を初期値として処理を開始する
   ように前記処理回路を構成したことを特徴とする請求項
   １記載の滑りを防止したトラッキング制御装置。
4. 【請求項４】処理回路で処理した信号を第２の移動手段
   に加えない状態においては、処理機能を停止すると共に
   出力が所定の値となるように前記処理回路を構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の滑りを防止したトラッキ
   ング制御装置。
5. 【請求項５】低周波数領域の信号を通過させない高域通
   過フィルターで処理回路を構成したことを特徴とする請
   求項１に記載の滑りを防止したトラッキング制御装置。