JPH08263857A - アクセス方法及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】光ビームが常に光ヘッドのレンズの中心付近を
通過するように制御することができるので、精度の良い
回折限界に近い大きさのスポットを形成し、正確な記録
再生を行なう。 【構成】トラックを有する光ディスク３に光ビームを照
射する光学系３０６、第１及び第２のアクチュエータか
らなるアクセス機構３０８，３１１，３１２、トラッキ
ング信号検出手段２０１、該トラッキング信号により上
記第１のアクチュエータを駆動する第１の駆動手段３０
５、第１のアクチュエータによる光ビームの動きを検出
するため、第１のアクチュエータの駆動信号を上記第１
のアクチュエータの周波数特性でシュミレートして上記
第１のアクチュエータによる上記光ビームの動きを検出
するシュミレート手段３００、検出した動きに応じて上
記光ビームが上記トラックを追従するために必要とされ
る第１のアクチュエータの動きを減少するように第２の
アクチュエータを駆動する第２の駆動手段を有する光デ
ィスク装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを利用して情
報を記録し、かつ再生する情報記憶装置に関し、更に具
体的にいえば、光ビームを所望のトラックにサブミクロ
ン精度で位置決めするためのアクセス方法及び情報記憶
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、情報記録膜（例えば、金属膜）を
基板上に蒸着した、回転するディスク上にレーザ光を照
射して１μｍ程度のスポットに絞り込み、その照射パワ
ーを変調することによって金属膜に熱的に穴をあける形
態で情報を記録し、再生時には金属膜に微弱なレーザ光
を集光，照射し、その情報穴（ピットと称する）からの
反射光量の変化を用いて情報を読み取るディジタル光デ
ィスクと称する情報記憶装置が提案されている。この種
の提案としては、Ｅlectronics誌，Ｎov．２３，１９８
７，Ｐ．７５，“Ｔen Ｂillion Ｂits Ｆit on t
o Ｔow Ｓidesof １２−inch disc”等がある。

【０００３】この種のシステムは例えば典型的な構成と
しては図１のようなものである。すなわち、直径３０cm
のサンドイッチ構造のディジタル光ディスク３が回転軸
４を中心に回転モータ５によって矢印の方向に回転して
いる。レーザ光源と光学系から構成される光ヘッド２
は、磁気ディスク等に使用されているスイングアームア
クチュエータ１に搭載されて、ディスク３の半径方向に
駆動される。

【０００４】かかる構成において、情報の記録再生方法
を、ディスク３の部分拡大図である図２を用いて説明す
る。

【０００５】すなわち、ガラス、又はプラスティックの
基板１１の上にＵＶ樹脂１４等によって、案内溝１３と
称する、ある程度の幅と深さをもつ凹断面構造のトラッ
クを作成し、その上に金属膜１０を蒸着する。記録に際
しては、案内トラック１３に沿って光ヘッド２からの集
束スポットを案内し、スポットの照射パワーを変調する
ことによって金属膜１０を溶かしてピット１２を形成す
る。また再生時には、同様に案内トラック１３に沿って
光スポットを照射し、その反射光量を読みとる。さらに
光スポットを制御する信号も反射光量から検出する。

【０００６】この光スポットを制御する信号は、ディス
クの上下振れによる焦点のずれを検出する焦点ずれ検出
信号、また光スポットの中心と案内トラックの中心のず
れを検出するトラックずれ検出信号の２つが主なもので
ある。これらの信号はすべて反射光量を使用している。

【０００７】この光ディスクには、トラックピッチ１．
６μｍとすると、ディスク直径３００φの片面では約５
万トラック、１トラック当りに収納されるデータは４千
バイト程度になる。これらのトラックには、データの区
切りを示すためのセクタが、各トラックごとに回転方向
に複数個ずつ設けてある。

【０００８】外部からの情報を任意の位置に記録，再生
するためには、まず１つのトラックを捜し出し、その
後、このトラック周上にある１つのセクタを見つけると
いうアクセス動作が必要となる。つまり、所望の情報が
記録されている又は記録すべき選ばれた所望のトラック
へ光スポットを移動させる、所謂シーク制御と、情報の
読み取り中あるいは記録中、最小の変位誤差でトラック
の中心上に光スポットを維持する、所謂トラッキング
（追従制御）が必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種のアクセ
ス動作が要求される装置としては、磁気ディスクがある
が、これはトラックピッチが１５０μｍから３０μｍ程
度と光ディスクに比較してピッチ間隔が１桁から２桁大
きいものであるため、光ディスクには磁気ディスクで用
いられているアクセス方法をそのまま用いることができ
ない。すなわち、磁気ヘッドをアクチュエータ（例え
ば、リニアモータ）で所望のトラックに位置付けする
と、アクチュエータの構成及び性能によっても異なる
が、５〜１０μｍ程度の定常的な偏差（目標位置からの
ずれ）が生じる。この原因は摩擦等によるものであり、
また位置制御の過渡状態では目標位置に対してオーバー
シュートを起こす場合があって、この値も５μｍ程度は
ある。従って、磁気ディスクに用いられているアクセス
方法では停止精度が１０μｍ程度の極めて精度の低いも
のであるため、トラックピッチが１．６μｍ程度と高密
度の光ディスクには同様の位置決め方法が採用できない
という問題点がある。

【００１０】従来の磁気ディスクのアクセス方式を図３
を用いて説明する。図３はシーク制御回路ブロック図、
図４は追従制御回路ブロック図である。目標トラックま
での差の値２０をディファレンスカウンター２１に設定
する。ディファレンスカウンター２１には後述するトラ
ックパルス２２が入力され、設定トラック数からトラッ
クパルスが入力されるごとに順次減少していく。このカ
ウントダウンされた出力２３は最適速度発生回路２４に
入力されて、速度制御を行なう目標速度カーブを出力
し、速度比較器２５に入力される。速度比較器２５のも
う１方の入力には後述される実動速度信号２６が入力さ
れて、目標速度と実動速度の差の値が出力される。この
出力がシーク制御と追従制御を切り換えるロジック回路
２７に入力されて、電流増幅器２８に入ってポジショナ
２９を駆動する。ポジショナとしては例えば、ボイスコ
イル型リニアモータを例にとると、コイルに流れる電流
３０を積分器３１に入力して、積分するとこれは実際に
ポジショナが動いている実動速度を表わすことから、実
動速度信号２６が検出される。一方、ポジショナの上に
登載されたサーボヘッド３２から読み出された位置信号
３３はトラックパルス２２を発生するトラックパルス発
生回路３４に入力され、１つのトラックを通過する各に
１つのトラックパルスを出力する。

【００１１】以上のシーク制御回路によって、目標のト
ラックまで最適速度カーブに従って速度制御が行なわれ
る。目標トラックに達すると、図４に示す追従制御回路
によって動作する追従制御を行なう。すなわち、トラッ
クの振れＸＴとヘッドの変位ＸＨの差を位置信号発生回
路３５によって検出し、位置信号３３を発生する。これ
を位相進み回路３６、位相遅れ回路３７からなる補償系
を通して、第３図で説明した電力増幅器２８に入力す
る。このところで、図３で述べたロジック回路２７はシ
ーク制御から追従制御に切り換えられ、位置信号によっ
てポジショナ２９が制御される。

【００１２】位置信号は図５のように、ディスク半径上
をヘッドが変位ｘだけ移動するにつれて、図のような三
角波状の波形となる。黒丸の点は奇数番のトラックを示
し、白丸は偶数番のトラックを表わす。トラックパルス
発生回路３４は零点である黒丸，白丸の点でトラックパ
ルスを発生する。

【００１３】図５の三角形の半周期Δは大体トラック幅
に等しい。最近の高密度磁気ディスクでは３５μｍ程度
である。上述の位置信号によってポジショナを制御する
と、ポジショナの構成，性能によっても異なるが、５μ
ｍ〜１０μｍ程度の定常的な偏差（目標点からのずれ）
が生ずる。この原因は摩擦等によって生じる。また、位
置制御の過渡状態では目標点に対してオーバーシュート
を起す場合があり、この量も５μｍ程度はある。

【００１４】光ディスクのトラック間隔は前述の如く、
現在最小１．６μｍ程度であるため、以上説明した制御
では位置決めは困難である。また、トラックピッチは
１．６μｍと狭いため別の困難を生ずる。シーク制御、
追従制御のために光ヘッドがディスクを通過するときの
位置を検出するための信号を検出しなくてはならない。
この種の信号としては光スポットがトラックを通過する
ときのトラッキング信号がある。この信号を使用してシ
ーク制御，追従制御を行なう場合、次の問題が生ずる。
シーク制御の始めと、終りの時には光ヘッドの移動速度
は非常に小さくなる。この速度がトラック偏心によって
生ずる偏心最大速度より小さくなると、トラックを通過
するたびにトラック数をカウントしていると、カウント
ミスを生じ、正確な位置を検出できない。

【００１５】すなわち、図６において、光スポットの軌
跡４０は偏心の最大速度で、偏心のあるトラック群を通
過した場合であり、一本一本の実線はトラックのディス
ク半径位置に対する時間的変化を表わしている。この場
合にはトラック通過の回数と通過したトラックの数は一
致する。しかし、光スポットの軌跡４１は偏心の最大速
度より小さな速度でトラック群を通過した場合であり、
この場合にはトラック通過の回数は実際に通過したトラ
ックの数とは一致せず、多く数えるという問題がある。

【００１６】本発明の目的は前述の問題点を解決し、光
ディスクに適した高精度の位置決めを行なうアクセス方
法及び情報記憶装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本願発明は、トラックを
有する記録媒体に光ビームを照射し、トラックに沿って
情報を記録し再生するために上記光ビームを上記トラッ
クに位置づけるアクセス方法であって、光ビームがトラ
ックを追従するためトラッキング信号を検出し、トラッ
キング信号により高応答性の第１のアクチュエータを駆
動し、第１のアクチュエータによる光ビームの動きを検
出し、この検出した動きに連動して、光ビームがトラッ
クを追従するために必要とされる第１のアクチュエータ
の動きを減少するように、第２のアクチュエータを駆動
することを特徴とする。

【００１８】そして、第１のアクチュエータにより光ビ
ームの動きを検出するため、第１のアクチュエータの駆
動信号を第１のアクチュエータの周波数特性でシュミレ
ートして、第１のアクチュエータによる光ビームの動き
を検出し、この検出した動きに連動して、光ビームがト
ラックを追従するために必要とされる第１のアクチュエ
ータの動きを減少するように、第２のアクチュエータを
駆動する。

【００１９】

【作用】本発明では、光スポットが案内トラックを通過
する時の総反射光量を示す信号とトラックずれ誤差信号
（トラッキング信号）とを用いて、トラックを光スポッ
トが通過する方向と通過トラック数とを検出し、通過方
向によって通過トラック数の加減算を行うことにより、
光ヘッド、つまり光スポットの正確な位置を検出する。
本発明のように、予め設けられた案内トラックを有する
記録媒体を用い、光学的に情報を記録再生する装置で
は、情報が記録された記録トラックと情報が記録されて
いない未記録トラックとが混在するので、情報記録の有
無にかかわらず安定に通過トラック数を検出する必要が
ある。そこで、本発明では、総反射光量を示す信号とし
て、記録媒体からの反射光を受光する光検出器の出力を
エンベロープ検波することによって、記録媒体の情報が
記録されていない部分からの反射光のレベルを示すエン
ベロープ信号を得る。このエンベロープ信号とトラッキ
ング信号とを用いることによって、情報記録の有無にか
かわらず安定に通過方向及び通過トラック数が検出で
き、高精度の位置決めを行なうことができる。

【００２０】また本発明は、可動範囲は狭いが高応答性
の第１のアクチュエータ（位置制御手段）と、広い可動
範囲を持つ第２のアクチュエータ（位置制御手段）とを
用い、これら２つのアクチュエータを連動させることに
より、１つのアクチュエータだけでは達成不可能な位置
決め精度を実現する。このとき、２つのアクチュエータ
を連動させる方法が問題となるが、本発明では高精度位
置決め用第１のアクチュエータによる光スポツトの動き
を検出して、この動きに連動して第２のアクチュエータ
を駆動する。

【００２１】図７はディスクから光ヘッドの位置を正確
に検出するために、トラックを通過するときの方向とト
ラックを通過したことを表わす信号を作成する方法につ
いての説明図である。図７（ａ）において、光ヘッドの
光源から出射された光線は対物レンズ（図示されない）
によって集光され、ディスク上の基板１１、案内トラッ
ク１３を構成するＵＶ樹脂１４を通って金属膜１０上に
スポット５０を形成する。このとき、対物レンズのＮ．
Ａを０．５０、光源の波長を８３０ｎｍとすると、スポ
ットサイズ（強度１／ｅ²になる直径）は１．６μｍ程
度となる。ディスク上に作成された案内トラックのピッ
チを１．６μｍとすると、このスポットが矢印の方向に
ディスクの半径方向に移動するにつれて、トラック中心
とスポット中心とのズレを表わすトラッキング信号５２
は第７図（ｂ）のように変化する。このトラッキング信
号の作成方法については、特開昭４９−５０９５４号に
開示された２つのスポットを用いた方法、及び特開昭４
９−９４３０４号に開示されたスポットウォーブルの方
法、及び特開昭５０−６８４１３号に開示されたトラッ
クウォーブルの方法、及び特開昭４９−６０７０２号に
開示された回折光を用いた方法等がある。またスポット
が矢印の方向に移動するとディスクからの総反射光量は
第７図（ｃ）のように変化する。総反射光量はトラック
中心で最も小さくなり、トラック間の中心で最も大きく
なる。総反射光量を光検出器で検出し、電気信号に変換
した信号５１はトラッキング信号５２とは周期が等し
く、位相が９０°シフトした関係がある。トラッキング
信号５２はトラック中心では零となり、光スポットがト
ラックの右側，左側（ディスクの外周側，内周側に対応
する）にあるかによって極性が異なる。この特徴を利用
してトラックの通過方向を知ることが出来る。

【００２２】ここで述べる総反射光量というのは、ある
特定の開口数を持ったレンズによってディスクからの反
射光を集光し、このレンズの開口を通過してきた光量の
総量を示す。この種の光量はディスクに記録された情報
信号を検出するために使用される。この情報信号はレン
ズ開口から通過してきた光束を１つの光検出器の受光面
に集光して光電流に変換する、または光束を複数に分割
された受光面を持つ光検出器群に照射し、それぞれの光
検出器からの光電流の和をとる、又は光電流を電圧に変
換して加算することによって得られる。この信号を前述
の総反射光量の信号５１として使用できる。

【００２３】以下、トラッキング信号５２と総反射光量
の信号５１を用いて正確な位置検出を行なう方法につい
て述べる。

【００２４】図８（ａ）は総反射光量の信号のＡＣ成分
を示す。同図（ｂ）はトラッキング信号を示す。

【００２５】この例では、スポットがディスクの内側に
あるときをプラス（＋）、ディスクの外側にあるときを
マイナス（−）とすると、光スポットがディスクの外側
から内側に向って移動し、途中で停止して逆方向に移動
した場合の時間軸に対する上記の２信号の変化を示す。
図８（ｃ）はトラックのある場所を示すトラック信号９
０であり、これはトラックの存在するところでは総反射
光量が減少することを利用して、総反射光量の信号とあ
る電圧Ｅ₁との比較を行ない、小さい場合に論理レベル
で“０”の状態に対応させている。すると、時間軸でこ
の信号９０の変化を観測すると、波形の立ち下りはスポ
ットがトラックを横断し始めるトラックのエッジに略々
対応する。そこで、この立ち下りから時間幅の狭いパル
ス９２を作成する。また、スポットが通過するエッジの
方向を知るために、トラッキング信号５２を零レベルと
比較した信号（トラック極性信号と称す）９１を作成す
る。このトラック極性信号９１をトラック通過エッジ信
号９２のタイミングで比較することによってトラック通
過の方向を知ることが出来る。

【００２６】従って、光スポットが外側から内側に向っ
て移動したときの通過トラックの本数を知りたければ、
トラック極性信号９１が低レベルとなるときのトラック
通過エッジ信号５３（図８（ｇ））のパルス数を数えれ
ば良い。逆方向の移動も同様である。

【００２７】以上説明した動作を実現するための具体的
回路例を図９に示す。総反射光量の信号５１をコンパレ
ータ９３の（＋）端子に入力し、（−）端子には電圧Ｅ
₁を入力し、総反射光量信号５１と電圧Ｅ₁の比較を行な
い、信号５１のレベルがＥ₁より大きければ論理レベル
が“１”となり、他の場合には“０”となる。この出力
信号９０を単安定マルチバイブレータ９４に入力して、
信号９０の立ち下りから一定幅のパルスを作成する。こ
の出力信号９２は論理積をとるＡＮＤ回路９５と９６の
それぞれの端子に入力される。またＡＮＤ回路９５と９
６のそれぞれの残る端子には、トラッキング信号５２を
コンパレータ９７に入力して得られる極性信号９１と、
この極性信号９１を反転回路９８によって反転した信号
がそれぞれに入力され、光スポットがトラックを内側か
ら外側に通過するたびにパルスを発生するプラス方向エ
ッジ信号５４と、光スポットがトラックを外側から内側
に通過するたびにパルスを発生するマイナス方向エッジ
信号５３を出力する。従って、これらの信号を用いて、
速度制御のコントロールに必要となる、アクセス中にお
ける目標トラックまでの残余のトラック数を知ることが
可能となる。例えば、図９の回路において、アクセスの
方向を示すアクセス極性信号５６を外側から内側に向っ
てアクセスする場合に論理レベルの“０”に対応させ
る。すると論理素子９８〜１０３からなる論理回路によ
って、プラス方向エッジ信号５４がカウンタ１０４のア
ップ端子（Ｕ）に選択されて入力され、マイナス方向エ
ッジ信号５３がカウンタ１０４のダウン端子（Ｄ）に選
択されて入力される。また、カウンタ１０４にはアクセ
ス開始時に内側にある目標トラックまでの差の絶対値５
５がロードされている。光スポットが外側から内側に向
って移動を開始すると光スポットがトラックを外側から
内側に向って横切るたびにマイナス方向エッジ信号５３
にパルスが発生し、カウンタ１０４の内容を減少させて
いく。また、光スポットが何らかの理由で途中で戻って
来て、内側から外側に向ってトラックを横切るとプラス
方向エッジ信号５４にパルスが発生し、カウンタ１０４
の内容を増加させて、アクセス中の残余のトラックの正
確な絶対値５７を出力する。カウンタ１０４の内容が零
になるとカウンタ１０４のＢＲ端子より、カウンタ１０
４の内容が零になったことを示すパルスＡが発生する。
このパルスＡを認知することにより、光スポットが目標
トラックのエッジに到達したことを知ることが出来る。

【００２８】また、プラス，マイナス方向エッジ信号５
４，５３を使用することによって、速度制御のコントロ
ールに必要となる、アクセス中における速度の絶対値を
知ることが出来る。例えば、図１０の回路図において、
マイナス方向エッジ信号５３を周波数−電圧変換器１０
５に入力し、プラス方向エッジ信号５４を周波数−電圧
変換器１０６に入力する。トラックピッチｐ、トラック
通過の速度の絶対値をｖとすると、トラックを通過する
たびにトラックのエッジで発生するパルス列の周波数ｆ
は、以下の式で与えらる。

【００２９】ｆ＝ｖ／ｐ 従ってこの周波数を知ることによって、光スポットがト
ラックを通過する速度の絶対値を知ることが出来、通過
する方向はエッジ信号５３，５４の符号によって知るこ
とが出来る。図１０の回路は具体的にこれを実施する例
である。周波数−電圧変換器（以下Ｆ／Ｖ変換器と称
す）１０５，１０６の出力は、それぞれのトラック通過
の極性に対して、トラック通過の速度が電圧というアナ
ログ値に変換されたものであり、後の速度比較に便利な
形態となっている。Ｆ／Ｖ変換器１０５，１０６の出力
は差動増幅器１０７によって差をとられ、その出力がそ
れぞれ、反転回路１０８の入力と、スイッチング回路１
０９に入る。また反転回路１０８の出力はスイッチング
回路１１０に入力され、スイッチング回路１０９を制御
する信号５６の反転信号によって制御される。スイッチ
ング回路１０９と１１０の出力は結合されて速度の絶対
値を表らわす信号１１１となる。すなわち、アクセス極
性信号５６は今、内側から外側に向う場合を論理レベル
の“１”に対応させているので、内側から外側にアクセ
スする場合には、プラス方向エッジ信号５４のＦ／Ｖ変
換出力が差動出力でも＋極性となり、スイッチング回路
１０９がアクセス極性信号が“１”であることからスイ
ッチＯＮとなって速度の絶対値信号１１１となって表ら
われる。逆に外側から内側にアクセスする場合にはアク
セス極性信号５６は論理レベルで“０”であることか
ら、スイッチング回路１１０がアクセス極性信号５６を
反転するインバータ１１２の出力によってスイッチＯＮ
となり、マイナス方向エッジ信号５３のＦ／Ｖ変換出力
が差動増幅器１０７で−極性となるが、反転回路１０８
によって＋極性となり、速度の絶対値信号１１１となっ
て表われる。

【００３０】□ 次に速度制御から位置制御に切り換えるタイミング信号
を作成する手順について、図１１を用いて説明する。位
置制御のサーボ系は線形動作を行なうことを仮定して、
設計されるのが通常である。これは解析の容易さと回路
構成の簡単さから来ている。ところで、トラッキング誤
差信号５２は図７（ｂ）のようにトラック位置の関数と
しては正弦波状に変化するものであり、制御入力として
は非線形特性を持つ。このような系ではサーボ系を動作
開始するタイミングが系の安定動作に重要な要因とな
る。図１１（ａ）のようにディスクの内側から外側へス
ポットが横切っていき、Ｎ番目の目標トラックに近づい
ていくと、トラッキング誤差信号５２は図のように変化
する。目標点１１５（トラッキング誤差信号の零点）を
原点とする正弦波としてトラッキング誤差信号を表現す
ると、安定に動作を行なうタイミング（位置制御開始
の）は実験によれば、目標点に最も近い＋極性，−極性
のピーク点の間（正弦波の位相で表現すれば±π／２の
間）であり、好適には、原点を対称点とする線形領域が
良い。しかも、目標トラックの零点を通過する前のエッ
ジ部分で動作させることが必要となる。以上を考慮する
と、目標トラックにディスク内側から外側へと近づくと
きには、目標トラックの１つ手前のトラックの零点を通
過して、次の正のピーク点を通過した後に位置サーボ系
をＯＮにすればよい。また逆に目標トラックにディスク
外側から内側へと近づくときには、目標トラックの１つ
手前のトラックの零点を通過して次の負のピーク点を通
過した後に位置サーボ系をＯＮする。以上を実現するた
めの回路を図１２，１３に示す。図１１の（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｇ）はディスクの内側から外側へと
近づいたときのトラッキング誤差信号５２、線形領域を
示す信号１１３、位置サーボ系ＯＮを示す信号Ｂ、目標
トラックに来たことを示す信号１１４である。図１２に
おいて、トラッキング誤差信号５２はコンパレータ１１
７の＋端子に入力され、−端子には電圧Ｅ₂が入力され
ている。電圧Ｅ₂のレベルは図１１（ａ）に示すよう
に、トラッキング誤差信号５２の目標点１１５に対して
略々線形性を持つ正のレベルに設定する。コンパレータ
１１７の出力はＡＮＤ回路１２０の一方に入力され、も
う一方にはアクセス極性信号５６が入力される。またト
ラッキング誤差信号５２はコンパレータ１１８の−端子
に入力され、＋端子には電圧Ｅ₃が入力されている。電
圧Ｅ₃のレベルは図１１（ａ）に示すように、トラッキ
ング誤差信号５２の目標点１１５に対して、略々線形性
を持つ負のレベルに設定する。コンパレータ１１８の出
力はＡＮＤ回路１２１の一方の入力に入り、もう一方の
入力には、アクセス極性信号５６をインバータ１１９で
反転させた信号が入る。ＡＮＤ回路１２１，１２０の出
力はＯＲ回路１２２に入力され論理和をとる。このよう
にするとＯＲ回路１２２の出力１１３はアクセス極性信
号５６が“１”のとき図１１（ｂ）に示すような信号と
なり、アクセス極性信号５６が“０”のとき図１１
（ｅ）に示すようになる。いずれもパルス状信号の立ち
下りが、目標点を中心とする線形領域の端を表らわすこ
とになる。目標トラックの目標点１１５に位置制御を行
なうためには、目標トラックの線形領域を知ることが必
要となる。そこで、図９を用いて説明したカウンタ１０
４のＢＲ出力（カウンタ内容５７が零となったときに出
力される信号）Ａを用いる。トラック通過のパルス５
４，５３は図８（ｆ），（ｇ）で説明したように通過ト
ラックの時間的に先に表らわれるエッジ部分でパルスが
発生する。従って、このパルスの立ち上り部分は略々ト
ラッキング誤差信号のピーク点に対応している。信号Ａ
はカウンタ１０４の内容が零になった時点で立ち上るパ
ルス信号とすると、これをフリップフロップ１２８に入
力して、信号Ａの立ち上りで立ち上ってくる信号１１４
を作成する。信号１１４をＡＮＤ回路１２３の一方に入
力して、信号１１３をもう一方に入力し、目標トラック
の線形領域を信号１１４によって選択する。ＡＮＤ回路
１２３の出力を後縁エッジ反応形（マスタースレーブ形
式）のフリップフロップ１２４に入力して、後縁エッジ
で立ち上ってくる位置制御開始信号Ｂを発生する。この
信号Ｂはまた図１３に示す回路でも作成出来る。トラッ
キング誤差信号５２はスイッチング回路１２５に入力さ
れ、また一方反転増幅器１１６に入力され、反転され、
スイッチング回路１２６に入る。スイッチング回路１２
５はアクセス極性信号５６によって制御され、スイッチ
ング回路１２６はアクセス極性信号５６をインバータ１
１９によって反転させた信号によって制御する。スイッ
チング回路１２５，１２６の出力は結合され、コンバー
タ１２７の＋端子に入力される。コンパレータ１２７の
−端子には電圧Ｅ₂が加えられ、コンパレータ出力の立
ち下りが目標点を中心とする線形領域の端を表らわす信
号１１３が発生する。後の処理は図１２の動作と同様で
ある。この場合、トラッキング誤差信号５２の正のピー
クレベルと負のピークレベルは略々等しくなくてはなら
ない。図１３は図１２の前半の部分をアナログ的に処理
した場合である。

【００３１】今まで述べてきた技術を用いて、アクセス
動作を行なう全体システムについて、図１４を用いて説
明する。本実施例では位置決めの移動機構としては、光
ヘッドを一体として移動してディスク半径方向に大きく
移動し、かつ０.１μｍ程度の位置決め精度が可能であ
るスイングアーム１を用い、シーク制御と追従制御とを
１個のアクチュエータで行なう。光ヘッド２によって検
出された反射光量は光検出器（図示せず）によって光電
変換をうけ、トラッキング誤差信号発生回路２０１と総
反射光量信号発生回路２００に入力される。ここではト
ラッキング誤差信号の作成方法については詳述しない。
トラッキング誤差信号発生回路２０１からはトラッキン
グ誤差信号５２が得られ、総反射光量信号発生回路２０
０からは総反射光量信号５１が得られる。トラッキング
誤差信号５２と総反射光量信号５１はプラス方向エッジ
信号５４とマイナス方向エッジ信号５３を発生するエッ
ジ信号発生回路２０２に入力され演算処理される。図９
にこの演算処理は詳述した。プラス，マイナス方向エッ
ジ信号５４，５３はそれぞれ目標トラックまでの差を演
算する差動カウンタ２０３と速度検出回路２０４に入力
され、目標トラックまでの差の絶対値信号５７と速度の
絶対値信号１１１が出力される。これらについては図９
を用いて差動カウンタ２０３の動作を詳述し、図１０を
用いて速度検出回路２０４の動作を詳述した。目標トラ
ックまでの差の絶対値信号５７は目標速度カーブ発生回
路２０５に入力される。目標速度カーブ発生回路２０５
は目標トラックまでの差に応じて最適な速度を出力する
ものであり、通常、最適速度は目標トラックまでの差の
平方根に比例するものが良いとされている。ここでは、
カウンタ１０４の出力がディジタル的に与えられている
ため、ＲＯＭにあらかじめ平方根のテーブルを記憶して
おき、目標トラックまでの差の絶対値信号５７に応じて
目標速度信号２０６をディジタル的に出力する。目標速
度信号２０６をＤ／Ａコンバー２０７に入れて、アナロ
グ量に変換し、差動増幅器２０８の一方の入力に入れ
る。もう一方の入力には速度検出回路２０４からの速度
の絶対値信号１１１が入力され、差をとられる。差の出
力は極性反転回路２０９に入力される。この極性反転回
路２０９は、速度の差の出力は絶対値であることから、
アクセス極性信号５６の論理レベルに対応して、速度の
差に符号を与える動作を行なう。従って、この出力が符
号を持った目標速度と実動速度の差となる。これがシー
ク制御，位置制御切り換え回路２１０に入り、位置制御
開始のタイミング信号Ｂによって制御される。すなわ
ち、タイミング信号ＢがＬＯＷのときはシーク制御とな
り、速度差の信号が切り換え回路２１０の出力に表らわ
れ、これが、スイングアーム駆動回路２１１を介して、
スイングアーム１を駆動する。シーク制御が完了して目
標トラックに光スポットが達すると、タイミング信号Ｂ
が high になり位置制御に切り換わる。タイミング信号
Ｂの発生回路２１４については図１２，１３を用いて詳
述した。位置制御の信号の流れは、トラッキング誤差信
号５２がスイッチ回路２１１に入力され、タイミング信
号Ｂの制御のもとに high のとき、位置補償回路２１２
に接続される。この出力は後述するジャンプ信号Ｄと共
に加算回路２１３に入力され加算され、切り換え回路２
１０に入る。このようにして、タイミング信号Ｂによっ
て位置制御が開始され、目標トラックに安定に引き込む
ことができる。

【００３２】トラッキング誤差信号５２はまたタイミン
グ信号Ｂを作成するタイミング回路２１４にアクセス極
性信号５６、信号Ａと共に入力される。この回路２１４
の動作については図１２，１３に詳述した。

【００３３】目標トラックを以上の手順でアクセスし、
トラックに記憶されたアドレス情報を読み出す。この読
み出し手段については本実施例の中では省略している。
読み出された情報をコントローラ（図示せず）に転送
し、目標トラックかどうかを判定する。

【００３４】ここで言うコントローラは、磁気ディスク
等で使用されている制御装置であり、通常はデータを読
み書きするための必要最低限の駆動機構と駆動回路を持
つ駆動装置（これは本発明の中で詳述した）と、データ
を読み書きするために駆動装置に命令指令を与えて制御
を行なうものである。この種の機能として、アクセス時
にはコントローラに連ながる計算機からの希望トラック
番号を受けとり、現在読み出しているトラックと照合を
行ない、希望トラックまでのトラック数の差の絶対値と
符号を演算して、この結果を駆動装置に送出する。駆動
装置がシーク制御，位置制御を自身で実行し、目標とす
るトラック、及びその近傍のトラックからデータを読み
始めると、コントローラはそのデータを解読し、現在読
み出しているトラックの番号を知って、以後のアクセス
手順を判断する。例えば、目標トラックであればジャン
プ本数信号５８に１本の本数を示す信号と、ディスク上
のトラックが内側から外側へスパイラル状に記録されて
いるならば、外側から内側へジャンプの方向を示すジャ
ンプ極性信号をコントローラが送出する。ジャンプ本数
信号５８をジャンプ起動回路２１５に入力する。ジャン
プ起動回路２１５ではジャンプの極性信号をジャンプ波
形発生回路２１６に送出すると共に、ジャンプ本数分だ
けのジャンプ起動するためのパルスを特定の時間間隔を
もって発生する。ジャンプ波形発生回路２１６はこのパ
ルスを受けて、ジャンプ極性信号に従ってジャンプを行
なうための駆動信号Ｄを発生する。なお、ジャンプ動作
の詳細については Philips Technical Reviiew Vol.３
３，Ｐ.１７８に詳しいので、ここでは省略する。

【００３５】従って目標トラックに達してこれを定常的
に読み出すためにはジャンプ本数信号５８はディスクが
１回転する毎に１本のジャンプ本数を示す信号と外側か
ら内側へジャンプの方向を示すジャンプ極性信号を含ん
でコントローラから送出される。アクセスが終了した時
点で位置制御されたトラックのアドレス内部を読み出し
たところが、目標トラックと異なっている場合には、現
在読み出しているトラックと目標トラックの差がある設
定数（例えば６４あるいは１２８）より小ならばジャン
プを繰り返し行なうことによって目標トラックまで光ス
ポットを移動する。このとき、コントローラからは目標
トラックまでの本数とその方向を含むジャンプ本数信号
５８を送出する。また目標トラックとの差がある設定値
より大ならば速度制御を含むアクセスを起動する。これ
は今まで説明したアクセス手順の繰り返しとなる。

【００３６】以上説明した技術では、光ディスク上に記
録された案内トラックを光スポットが通過するときに発
生する総反射光量信号とトラッキング誤差信号とから光
スポットがトラックを外側から内側に通過するのか、ま
た内側から外側に通過するのかを知ることにより、偏
心，機械振動等による誤差をなくしている。速度検出に
も、前述の光スポットがトラックを通過する信号を利用
することにより、光スポットとトラックの相対速度の正
確な検出を行なっている。アクチュエータとしては、本
実施例ではディスク半径全面に渡る粗い位置決めから
０.１μｍ程度の微少な位置決めまで可能となるスイン
グアームを用いている。

【００３７】

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。前述の例
では１つのアクチュエータで、ディスク半径全面に渡る
粗い位置決めと微小な位置決めを兼ねている。ところ
が、この種のアクチュエータでは、駆動電流に対する変
位の周波数特性に問題が生じ、位置制御のサーボ系を構
成した場合にカットオフ周波数を高く出来ない。従っ
て、粗い位置決め用のアクチュエータとは別に微小範囲
しか可動出来ないが、周波数応答性能が良く、サーボ系
を構成した場合にもカットオフ周波数を高くすることの
出来るアクチュエータを別に設けることが望ましい。こ
の場合、二つのアクチュエータをアクセス動作時にどの
ように連動させるかが問題となる。

【００３８】本発明では、粗い位置決め用のアクチュエ
ータとしては、磁気ディスクに使用されている、リニア
モータを例に説明する。他のアクチュエータでも本発明
の主旨は変らない。一方、微少範囲を追従する高応答性
のアクチュエータとしてはガルバノミラー、又はピボッ
トミラーを用いる。ディスク３は回転軸４を中心に一定
の方向に回転しており、光ヘッド３１４は移動台３１５
の上に搭載され、この移動台３１５はベース３０９の上
をコロ３１０の回転に従って移動する。また移動台３１
５は支持機構３１３を介してコイル３１１に連結され、
磁石３１２とコイル３１１に流れる電流との電磁力によ
って駆動される。光ヘッド３１４の中にはディスク上に
光スポットを形成するための対物レンズ３０６と、光ス
ポットをディスク面上で移動させるための偏向手段とし
てのガルバノミラー３０８と、ディスク面からの反射光
を受光する光検出器３０７と、光源と、光源からの光束
を対物レンズに導く光学系と、反射光を光検出器に導く
光学系とがあるが、光源及び光学系は本発明を説明する
のに不用であるので省略してある。

【００３９】光検出器３０７の出力から総反射光量信号
５１，トラッキング信号５２を作成し、トラック通過の
方向を示す信号５３，５４を作成する過程及び、これら
の信号を用いて速度制御を行なう過程は前実施例に詳し
いので、同一ブロックを提示するだけにしてその説明は
省く。位置制御のタイミング信号Ｂをトラッキング誤差
信号５２から作成するブロック２１４、ジャンプ機能を
行なう部分も同様なので省く。位置制御の手順について
のみ説明する。位置制御のタイミング信号Ｂによってス
イッチング回路２１１は閉じ、トラッキング誤差信号５
２を位相補償回路２１２に導き、制御系の安定性、追従
性能を向上する位相補償を行ない、ジャンプ信号Ｄと加
算回路２１３で加算された後、ミラー駆動信号Ｅとな
る。ミラー駆動信号Ｅはガルバノミラー駆動回路３０５
を介してガルバノミラー３０８を駆動し、光スポットを
トラックに追跡させる。この状態では、第１のアクチュ
エータを位置決めする位置の目標信号がないので位置決
めの信号を作成する必要がある。

【００４０】ここで、この位置決めの信号について説明
する。光スポットを後述する対物レンズの視野の中心に
固定して、リニアモータがディスク面上を半径方向に移
動すると、トラッキング誤差信号５２は移動量に対して
図２０のように変化する。リニアモータの位置決めの信
号としてこのトラッキング信号５２を使用することも考
えられるが、この信号の線形範囲Δはトラック幅の程度
しかないため、追従精度δがこの範囲内にないと制御は
不可能となる。通常のリニアモータでは追従精度が２〜
３μｍから大きい場合には１０μｍ程度にも達する。し
かし、トラックピッチｐはディジタル光ディスクにおい
て、高密度情報記録を行なうために１.６μｍ程度であ
り、トラック幅Δは０.８〜０.６μｍ程度になる。従っ
て、トラッキング誤差信号５２を使用してトラック中心
４０５を目標にしてリニアモータの位置決め制御を行な
うことは不可能である。そこでトラッキング誤差信号よ
り線形領域が広くて、目標追跡しているトラックとリニ
アモータとのずれを表わす信号を作成し、この信号を用
いて、リニアモータの位置決めを行なう必要がある。こ
の種の信号としては、光スポットのガルバノミラーによ
る追従軌跡がある。すなわち、図２１において点線で示
した円形領域は対物レンズの視野４０２であり、軌跡４
０３がガルバノミラーによって追跡しているトラックの
時間ｔに対する軌跡である。レンズ視野４０２の中で追
従中のトラックは時間に対して図示のごとく偏心によっ
て正弘波状に変化する。レンズ視野４０２の中心４０４
は対物レンズがリニアモータの移動台に固定されている
ことから、このレンズ視野中心４０４もリニアモータと
一体となって動く。ガルバノミラーの中立点（機械的に
ミラーをリニアモータの移動台の上に設定したときに決
まる）はバネ支持機構であるため、駆動信号Ｅが零のと
きは一義的に定まり、通常はガルバノミラーが中立点に
あるときに、対物レンズ視野４０２の中心４０４に光ス
ポットが位置されるように調整されている。このように
調整される理由は、レンズ視野内の中心がレンズの残存
収差が最も少ないことによる。レンズ視野内での光スポ
ットの移動量とガルバノミラーの回転角との間には光学
的な配置関係と対物レンズの焦点距離から定まる一定の
線形関係が存在する。従って、レンズ視野中心から光ス
ポットが追跡しているトラックまでのずれはガルバノミ
ラーの回転角から知ることが出来る。

【００４１】また、ガルバノミラーの回転角は駆動信号
Ｅから知ることができる。ガルバノミラーの回転角は駆
動信号Ｅの周波数成分によって異なる特性（すなわち、
周波数特性）を持っているが、この特性は既に知られて
いる。図２０において、レンズ視野の中心をトラック中
心４０５に一致させて、リニアモータを停止させた状態
でガルバノミラーを駆動して、光スポットを対物レンズ
の視野の端から端まで移動させても、前述と同様にトラ
ッキング誤差信号５２が検出され、このときのガルバノ
ミラー駆動信号Ｅは目標トラック中心４０５では零とな
り、レンズ視野の片端ではマイナス、他の端ではプラス
の極性を持ち、レンズ視野内の光スポットに対して線形
な関係となり、線形領域は対物レンズの視野全体に渡
る。

【００４２】図１５において、駆動信号Ｅをガルバノミ
ラーの周波数特性をシュミレートする回路３００に入力
し、光スポットのレンズ視野中心からのずれ信号Ｆを作
成し、位置制御のタイミング信号Ｂによって閉じられる
スイッチング回路３１６を介して位相補償回路３０１を
通ってリニアモータを駆動することにより、ガルバノミ
ラーによる光スポットの動きに連動させてリニアモータ
を駆動する。このようにして、リニアモータの位置は光
スポットがレンズ視野の中心に来るように制御され、光
スポットがトラックを追従するために必要とされる動き
を減少する。このとき、光スポットのレンズ視野中心か
らのずれ信号Ｆは線形領域は広く、少なくとも１００μ
ｍ程度はあるので、リニアモータの追従精度が２〜３μ
ｍあっても問題はない。

【００４３】図２１において、実線の円形領域４０６は
上述の動作を行った後の対物レンズの視野である。

【００４４】すなわち、ガルバノミラーにより光スポッ
トがトラック軌跡４０３を追跡しているのに連動して、
光スポットとレンズ視野中心４０７のずれ、つまりガル
バノミラーによる光スポットの動きを検出して、リニア
モータの位置決めが行なわれる。その結果、ガルバノミ
ラーによる光スポットの動きに対してリニアモータと一
体になったレンズ視野中心（白丸で示した）４０７が追
従しているが、前述した位置決め誤差δ（追従精度と説
明した）の分だけずれている。このように、リニアモー
タの動きは、トラックの偏心による大きな変動にもかか
わらず、光スポットをレンズ視野中心の近くに維持する
ように働き、光スポットがトラックを正しく追従するの
に必要とされるガルバノミラーによる光スポットの動き
は誤差δの分だけとなり、大幅に減少される。この位置
決め誤差δはリニアモータの位置決めサーボ系の特性に
よって異なるが、図２１では大きな偏心分に追従できる
サーボ帯域を持つ場合について図示した。本発明におい
てリニアモータ位置決めサーボ系の帯域を向上させるこ
とは別の効果を持つ。それは対物レンズの視野中心の近
傍に光スポットが常に来るように制御されるため、残存
収差の少ない領域が使用出来るようになる。その結果、
光スポットのスポットサイズ（光強度分布が最大値の１
／ｅ²になる直径）が最も小さくなり、再生時には記録
された穴からの再生信号の振幅が大きくなり、記録時に
は一定の径の穴を開けるために必要とされる光源の発光
パワーが小さくてすむ。また逆に考えると、ディジタル
光ディスクに必要とされるスポットサイズが一定値に決
められると、ガルバノミラーを用いて対物レンズ視野内
でスポットを移動する方式に比較して、視野の中心だけ
で収差を小さくすれば良いので、対物レンズは構成する
レンズ枚数が少なくなり、軽量、小型、安価になる。

【００４５】ガルバノミラーによる光スポットの動きを
検出するため、光スポットのレンズ視野中心からのずれ
信号Ｆをガルバノミラーの駆動信号Ｅから作成する回路
３００の一例を図１６に示す。駆動信号Ｅはバッファ増
幅器３０２に入り、ガルバノミラーの周波数特性に似せ
た電気回路に送出される。通常のガルバノミラーの駆動
電圧（又は電流）対偏向角の特性は２次の低減フィルタ
の特性を示すので、この実施例では容量Ｃ₁，Ｃ₂、抵抗
Ｒ₁，Ｒ₂、バッファ増幅器３０４からなる２次の低域ア
クティブフィルタを用いている。この出力は従って、ガ
ルバノミラーの偏向を表わすことになる。ガルバノミラ
ーの偏向とレンズ視野上でのスポットの動きは通常線形
の関係にあるので、線形増幅器３０３を介して、感度の
補正（偏向角とスポット移動量との）を行なうことによ
って光スポットのレンズ視野からのずれ信号Ｆを得る。

【００４６】□ ガルバノミラーによる光スポットの動きを示す光スポッ
トのレンズ視野からのずれ信号を検出する方法として、
前述のミラー駆動信号Ｅから電気的にシュミレートする
以外に直接ミラーの偏向角を検出する方法がある。図１
７にその具体例を示す。光源（図示せず）から出た光束
３２８は光軸３２９に沿ってミラー３２０に入射し、４
５°方向に反射され、対物レンズ（図示せず）の方向に
光路を曲げられる。ミラー３２０の裏面には永久磁石３
２１がとりつけられ、それを囲むコイル３２２に流れる
電流によって電磁力を発生し、軸受３３１を中心に回転
する。軸受３３１は支持棒３３０によって光ヘッドの一
部３３２に固定されている。軸受３３１は弾性のあるゴ
ム材で形成されている。この構造は一種のピボットミラ
ーである。ミラーの偏向角を検出するため、発光ダイオ
ード３２６からの光線束をレンズ３２７によってミラー
３２０の反射面に集光し、その反射光線束を２つの光検
出器３２３，３２４で受光する。ミラー３２０によって
反射された光束の光軸３２９が駆動電圧零の状態で対物
レンズの光軸と一致する様にアライメントされた後、発
光ダイオードからの光線束が光検出器３２３，３２４に
等しく受光される様に調整する。すると、光検出器３２
３，３２４の出力を差動増幅器３２５に入力して、両者
の差をとると、その出力Ｆ′はミラーの偏向角を表わす
信号となり、ミラーによる光スポットの動きを検出でき
る。このようにミラーの偏向角を直接検出する方法は、
機械的な振動によるミラーの動きを知ることが出来るた
め、粗い位置決めのとき、リニアモータが最大数Ｇの加
速，減速を行なうことによって、リニアモータ上に搭載
されたミラーが振動する可能性のある場合に有効であ
る。すなわち、ミラーの動きを検出して、ミラーを最初
の設定点に位置決めを行ない、対物レンズの光軸が変動
することを防ぐことが出来るからである。従って、信号
Ｆ′は粗い位置決めをリニアモータの速度制御で行なっ
ているときには前述の動作に使用し、ミラー３２０を偏
向して光スポットを微少に位置決めするときには、レン
ズ視野の中心からのずれ信号として使用することが出来
る。以上述べたミラー偏向角の直接検出した信号Ｆ′を
アクセスに用いた実施例を図１８に示す。リニアモータ
を用いた速度制御は今まで説明した実施例と同様であ
り、同じブロック番号で表わした部分は共通なので説明
は省略する。スイッチング回路３３３は位置制御のタイ
ミング信号Ｂが速度制御ではＬＯＷであるので、この期
間だけはミラー偏向信号Ｆ′を通過させ、偏向ミラー３
２０が機械的に振動を行なうことを防ぎ、設定点に停る
ように制御する。位置制御のタイミング信号Ｂがｈｉｇ
ｈになると、トラッキング誤差信号５２を通過させ、ミ
ラーによる光スポットのトラック追跡を行なう。一方ミ
ラー偏向信号Ｆ′は感度補正のための増幅器３３４を介
してスイッチング回路３１６に入力され、位置制御のタ
イミング信号Ｂがｈｉｇｈのときだけ通過し、リニアモ
ータを駆動し、レンズ視野の中心にミラーで追跡してい
るトラックが位置するように制御する。

【００４７】また、微少範囲だけを高応答性を持って追
従する第２のアクチュエータとしては図１９に示す２次
元アクチュエータがある。これは対物レンズ３４０を焦
点合せのために光軸３４２に平行に移動すると同時にト
ラッキングのために光軸に垂直に移動する機構である。
図１９（ａ）は上から見た平面図であり、（ｂ）は横か
ら見た側面図である。光軸３４２はミラー３４３によっ
て曲げられ、対物レンズ３４０の光軸に一致している。
対物レンズ３４０は金属性のスパイラル状をしたリング
バネ３４１によって支持され、バネの外周部をおさえる
枠体３６１はトラック方向を駆動するための支持部３４
７に連結されている。バネの内周部に連結された枠体３
６２の下方にはコイル３４４が巻かれ、永久磁石３４５
とセンタポール３４６とヨークから成る磁気回路によっ
て電磁的にコイル３４４に流れる電流により光軸に平行
に対物レンズ３４０を駆動する。ミラー３４３はセンタ
ポール３４６の上に結合されている。一方図１９（ａ）
で分るように、支持部３４７の先端にはコイル３４８が
巻かれており、永久磁石３４９、センターポール３５０
とヨークからなる磁気回路により、トラック半径方向に
駆動される。リングバネ３４１をおさえる枠体３６１に
は滑り軸受３５１が結合され、滑り軸受３５１には軸３
５２が接触しており、軸３５２は軸を支持する台３５３
に取りつけられて、ベースに固定されている。トラック
半径方向には従って、対物レンズを光軸に平行に駆動す
る機構とミラー３４２が一体となって駆動される。以上
の構成ではリニアモータでトラックの位置決めを行なう
場合にはレンズ視野の中心が二次元アクチュエータのト
ラック方向の移動と一致することから対物レンズ３４０
とミラー３４２を一体に支持している機構の位置ずれを
知れば良い。

【００４８】そこで、滑り軸受３５１に永久磁石３５４
をとりつけ、軸支持部３５３を固定するベース上にホー
ル素子３５５，３５６をとりつけて、両者の出力の差を
差動アンプ３５７に入力すると、差動アンプの出力は、
２つのホール素子３５５，３５６の幾何学的な中心と永
久磁石３５４のずれを示す。永久磁石３５４を対物レン
ズ３４０の光軸から滑り軸３５２に下した垂線の延長線
上に配置すると、２次元アクチュエータがトラックを追
跡すると、対物レンズの光軸とトラックの位置は一対一
の対応関係があることより、差動アンプ３５７の出力は
リニアモータに設定されたホール素子３５５と３５６の
幾何学的中心とトラックとのずれを表わすことになる。
従って、差動アンプ３５７の出力をリニアモータの位置
制御の信号Ｆ′として使用する。

【００４９】以上、粗い位置決めは行なえるが従来精度
の良くないアクチュエータと微少範囲の可動範囲しか持
たないが高応答性であり追従精度を高く出来るアクチュ
エータとを組み合せて、全体として高応答、追従精度の
高いアクセスを実現することが本実施例によって可能と
なる。

【００５０】以上の説明では、情報信号の検出方法とト
ラッキング誤差信号の検出方法については詳細な説明を
省略したので、ここでこれらの方法について図２２，図
２３，図２４を用いて詳細に説明する。図２２は回折光
を用いたトラッキング信号検出方式の原理図であり、
（ａ）図は光学系の簡単な構成を示す。まず光源５０４
（例えば、半導体レーザ等）からの光線をカップリング
用レンズ５０３によって平行光に変換し、偏光ビームス
プリッタ５０２を通って、１／４波長板５０１を経て対
物レンズ５００によって、回転軸４の回りに回転する光
ディスク３上に収束する。この反射光は対物レンズ５０
０を再び通過し、１／４波長板によって、入射光とは偏
波面が９０°だけ回転され、偏光ビームスプリッタ５０
２によって収束レンズ５０５の方向に光路が曲げられ、
収束レンズ５０５により収束点５０６に向けて集光され
る。収束レンズ５０５と収束点５０６の間に光検出器５
０７を配置する。（ｂ）図は光検出器５０７の構造とト
ラッキング信号５２、情報信号５１２の検出手段を説明
するものである。光検出器５０７は二分割された光検出
器５０８と５０９とから構成され、トラッキング信号５
２はこれらの光検出器からの出力を差動増幅器５１０に
よって差をとることによって得、情報信号５１２は光検
出器５０８と５０９の出力の和を加算器５１１によって
とることにより得る。

【００５１】また、図２３は２つのスポットを用いたト
ラッキング信号検出方式の原理図であり、（ａ）図にお
いて、図２２の（ａ）図と異なる点はカップリングレン
ズ５０３の後に回折格子５１４を配置して平行光束を３
つに分離する点にある。このようにすると、ディスク面
上に３つのスポットが形成され、中の１つのスポットを
トラックの真中に配置されるようにし、残りの２つのス
ポットをトラックの真中から微かにずれた量だけ対称的
に配置する。光検出器５１３を収束レンズの収束点５０
６上に配置すると、この上では（ｂ）図で示すように、
斜線で囲った３つのスポットが形成される。光検出器５
１３はこの３つのスポットに対応して３つの独立した光
検出器から構成される。真中の光検出器からの出力はバ
ッファ増幅器５１５を通って情報信号５１２になり、残
り２つの光検出器からの出力は差動増幅器５１０に入っ
てトラッキング信号５２を発生する。

【００５２】さらに図２４はウォーブリング、及びプリ
ウォーブリングトラッキング信号検出方式の原理図であ
り、（ａ）図において光検出器５１６は収束レンズ５０
５の収束点５０６に置かれ、図２２の光学系と同様な構
成となる。（ｂ）図において、光検出器５１６は単一の
受光部を持つ光検出器であり、光検出器面上に形成され
る光スポット（斜線で囲った領域）も１つのものであ
る。光検出器５１６の出力をバッファ増幅器５１７で増
幅すると情報信号５１２になり、これをエンベロープ回
路５１９を通して記録されたデータ信号の影響を除去
し、ウォーブリング、又はプリウォーブリングを行なっ
ている周波数を中心周波数に持つ帯域フィルタ５２０に
通してウォーブリング、又はプリウォーブリングの成分
を抜き出し、同期検波回路５２１に入れる。同期検波回
路５２１には基準位相を持つウォーブリング周波数の信
号５２２が入力され、同期検波を行なってトラッキング
信号５２を得る。基準位相を持つ信号５２２はプリウォ
ーブリングの場合には情報信号５１２から作られ（詳細
は特願昭５３−６８７９３号明細書を参照のこと）、ウ
ォーブリングの場合は光ヘッド、又は偏向器をトラック
方向に駆動する信号から作られる。

【００５３】次に、情報信号５１２から総反射光量信号
５１を検出する手段について述べる。案内溝１３に情報
ピット１２がない場合には情報信号５１２は総反射光量
信号５１に等しい。ところが、情報ピット１２が存在す
ると、情報信号５１２は図２５（ｂ）のように図７
（ｃ）に対応して変化する。実線と点線で囲まれた部分
は情報ピットによる反射光量の変調を表わしている。こ
の信号５１２を図２５（ａ）に示すようにバッファ増幅
器５２３を介してエンベロープ検波回路５２４に入れ、
バッファ増幅器５２５を介して出力すると総反射光量信
号５１が得られる。このとき、エンベロープ検波回路５
２４の時定数を決めるコンデンサーＣ，抵抗Ｒの値は時
定数が情報信号５１２の中の情報ピットによる最低繰り
返し周波数より十分小さく、かつトラックを通過すると
きの総反射光量信号５１の最高繰り返し周波数より十分
高くなるように選ぶ。トラッキング信号５２についても
情報ビットによる影響をなくすため、上述と同様な手段
が考えられるが、これについては昭和５６年９月４日付
特許出願の特願昭５６−１３８５８３号「光スポット制
御方式」に詳しいので省略する。

【００５４】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、安価
で軽量なレンズを用いて、光ヘッドのアクセス速度を高
速に持ちつつ、光ビームが常に光ヘッドのレンズの中心
付近を通過するように制御することができるので、精度
の良い回折限界に近い大きさのスポットを形成し、正確
な記録再生を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタル光ディスクの概略斜視図。

【図２】ディスクの部分拡大斜視図。

【図３】磁気ディスクのアクセス方式を説明するための
回路ブロック図。

【図４】磁気ディスクのアクセス方式を説明するための
回路ブロック図。

【図５】磁気ディスクにおけるトラック誤差信号を示す
波形図。

【図６】光スポット軌跡と偏心の関係を説明する波形
図。

【図７】トラック通過時の信号検出方法を説明する斜視
図。

【図８】位置検出方法を説明するための波形図。

【図９】位置検出を説明するための回路ブロック図。

【図１０】速度検出を説明するための回路ブロック図。

【図１１】位置制御のタイミングを説明するための波形
図。

【図１２】位置制御を説明するための回路ブロック図。

【図１３】位置制御を説明するための回路ブロック図。

【図１４】本発明のアクセス方式の一実施例を示すブロ
ック図。

【図１５】本発明のアクセス方式の他の実施例を示すブ
ロック図。

【図１６】本発明に用いられるアクチュエータのシュミ
レート回路のブロック図。

【図１７】本発明で用いられるミラー偏向検出方法を説
明するためのブロック図。

【図１８】本発明のアクセス方式のもう一つの実施例を
示すブロック図。

【図１９】本発明で用いられる２次元アクチュエータの
構成を示す平面図及び断面図。

【図２０】本発明を説明するための波形図。

【図２１】本発明を説明するための波形図。

【図２２】本発明で用いられるトラック誤差信号と総反
射光量信号の検出方法を説明するための構成図。

【図２３】本発明で用いられるトラック誤差信号と総反
射光量信号の検出方法を説明するための構成図。

【図２４】本発明で用いられるトラック誤差信号と総反
射光量信号の検出方法を説明するための構成図。

【図２５】本発明で用いられるトラック誤差信号と総反
射光量信号の検出方法を説明するための構成図。

【符号の説明】

３…光ディスク、３０６…レンズ、２０１…トラッキン
グ信号検出手段、３００…シュミレート回路、３０７…
光検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高砂 昌弘 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 溝口 康充 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 金田 徳也 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラックを有する記録媒体に光ビームを照
   射し、上記トラックに沿って情報を記録し再生するため
   に、第１及び第２のアクチュエータを用いて上記光ビー
   ムを上記トラックに位置づけるアクセス方法であって、
   上記光ビームが上記トラックを追従するためのトラッキ
   ング信号を検出し、該トラッキング信号により高応答性
   の第１のアクチュエータを駆動し、上記第１のアクチュ
   エータの駆動信号を上記第１のアクチュエータの周波数
   特性でシュミレートして上記第１のアクチュエータによ
   る上記光ビームの動きを検出し、この検出した動きに基
   づいて上記光ビームが上記トラックを追従するために必
   要とされる上記第１のアクチュエータの動きを減少する
   ように、上記第２のアクチュエータを駆動することを特
   徴とするアクセス方法。
2. 【請求項２】トラックを有する光ディスクに光ビームを
   照射する光学系、上記トラックに沿って光ビームを照射
   するために上記光ビームを上記トラックに位置づける第
   １及び第２のアクチュエータからなるアクセス機構、上
   記光ビームが上記トラックを追従するためのトラッキン
   グ信号を検出するトラッキング信号検出手段、該トラッ
   キング信号により上記第１のアクチュエータを駆動する
   第１の駆動手段、上記第１のアクチュエータによる上記
   光ビームの動きを検出するため、上記第１のアクチュエ
   ータの駆動信号を上記第１のアクチュエータの周波数特
   性でシュミレートして上記第１のアクチュエータによる
   上記光ビームの動きを検出するシュミレート手段、上記
   検出した動きに応じて上記光ビームが上記トラックを追
   従するために必要とされる上記第１のアクチュエータの
   動きを減少するように第２のアクチュエータを駆動する
   第２の駆動手段を有する光ディスク装置。