JPH0831262B2

JPH0831262B2 - 光スポット位置決め方法

Info

Publication number: JPH0831262B2
Application number: JP60055831A
Authority: JP
Inventors: 武志前田; 増雄笠井; 幸治村岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPS61216183A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、情報信号を記録媒体上に高密度に記録し、
希望する情報を高速に読み出し再生する情報検索装置に
関するものである。

特に、回転デイスク上に同心円又はスパイラル状に情
報信号が高密度に記録された光デイスクから希望の情報
を光学的に高速に検索する装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、この種の検索装置としては、例えば、特開昭54
−36906号に開示された装置がある。すなわち、光学ヘ
ツドの粗い位置決めを外部のスケールを用いて行ない、
情報トラツクに対する微小な光スポツトの位置決めは情
報トラツクに書き込まれたアドレス信号を検出して、ミ
ラー等の偏向手段を使用して光スポツトを移動すること
によつて行なう。そのとき、外部スケールのスケールピ
ツチは情報トラツクピツチの整数倍にすることにより、
検索時間を短縮するというものである。

この種の装置において、リニアスケールの出力を用い
て目標ブロツクまで近づいていく動作は、通常、アクセ
ス時間を短くするために速度制御を行う。この速度制御
を行うためには、速度を検出する手段が必要となる。速
度を検出するために別の検出器（例えば、タコメータ
等）を取けるとヘツド重量が増加し、タコメータのセン
サ長によつては低い周波数で振動を起すこともあり、か
つ価格も高価となる。従つて、リニアスケールを用い
て、速度を検出するのが好適である。すなわち、零クロ
ス検出信号のパルス周波数はヘツドの移動速度に比例す
るので、この零クロス検出信号を周波数・電圧変換し
て、電圧の形で速度を検出することができる。しかし、
周波数・電圧変換は周波数が低く（ヘツドの移動速度が
遅く）なると正確な値を示さなくなる。その理由は零ク
ロス検出信号のパルス間隔がひろがり、この間での速度
変動を検出できなくなるためである。従つて、周波数・
電圧変換の出力を用いて、速度制御を行う場合、目標ブ
ロツクに近づいて、速度が遅くなると、制御が不安定と
なり、暴走することもある。

さらに、トラツク偏心とは無関係の外部スケールを用
いてマクロな位置決めを行うため、偏心によつて、ミク
ロな移動量が大きくなり、アクセス時間が長くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光デイスクの所望のトラツクに、粗
いスケールを用いて光ヘツドの粗い位置決めを行う際
に、安定に速度制御を行うための速度検出手段と、アク
セス時間を短縮する光ヘツドの制御手段を有する情報検
索装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

前述の問題点を解決するために、本発明では光ヘツド
の移動速度が遅くなつた状態では、外部スケールピツチ
よりも、十分に細いトラツクピツチをスケールとして使
用することにより、光ヘツドの速度を高速から低速まで
正確に検出する。また、トラツク偏心の状態をあらかじ
め検出し、マクロシークの移動距離を偏心の状態で補正
することにより、アクセス時間を短縮する。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を示すブロツク図であ
る。デイスク103は回転軸104を中心に回転し、デイスク
面上には光スポツト32を案内する案内トラツク（図示せ
ず）が設けられている。半導体レーザ300から出た光束
はビームスプリツタ400、1/4波長数401、偏向器308を介
して対物レンズ403によつてデイスク面上に光スポツト3
2を形成する。デイスク103からの反射光束は対物レンズ
403、偏向器308を介しビームスプリツタ400によつて、
光路を曲げられ、光検出器307の上に導かれる。光検出
器307は第２図に示すような、二分割光検出器404,405か
ら構成され、公知の回折光トラツクずれ検出の原理によ
り、トラツクずれによつて、二分割検出器上の分布パタ
ーン411が変動する。そこで検出器404,405の出力の差を
差動増幅器406により演算し、トラツクずれ検出信号407
を得る。以上、説明した光学系は光ヘツド12に組み込ま
れ、ボイスコイル68にとりつけられ、デイスクの半径方
向に動かされる。

光学ヘツド12には、外部スケール45と位置センサ48が
付属している。この実施例では外部スケールとして、平
行スリツトを利用した光学的なリニアスケールについて
説明するが、外部スケールとしては磁気をもちいたも
の、その他のスケールでもよい。

第３図に平行スリツトを利用する光学的なリニアスケ
ールの概略図を示す。スケール45の上には（ａ）のよう
なピツチｐの濃淡パターンがある。ここでハツチングで
示す部分40,40′,40″が不透明部分、41,41′,41″が透
明部分である。このスケール45の上に、（ｂ）に示すよ
うにスケール45と同じ濃淡パターンをもつ格子46を
（ｃ）に示すように重ね、裏面から発光ダイオード44で
照射し、その透過光を光検出器47で受光する。この原理
はすでに公知であるから詳述しないが、光検出器47、格
子46、発光ダイオード44を一体にした位置センサ48を光
学ヘツド12に連動させてリニアスケール45に沿つてデイ
スクの半径方向に移動すると、光検出器47の出力33は第
４図（ａ）のように変化する。この信号33は零クロス検
出回路72（第１図）に入力され、ピツチ検出信号80（第
４図（ｂ））を発生する。

零クロス検出回路72では信号33のDC成分ｅとの差を差
動増幅器71で検出して信号33′を得、信号33′を零のレ
ベルで切ることによつて、信号33′の零点34,35,36,37,
38,39に対して、それぞれパルス34′,35′,36′,37′,3
8′,39′を発生させ、第４図（ｂ）のような信号80を出
力する。

希望するトラツクを検索する第１手段として、まず、
トラツクに書き込まれているアドレスを検出し、希望す
るトラツクのアドレスと比較を行ない、光学ヘツドの移
動量とその方向を決めなければならない。

光学ヘツドの移動量はピツチ検出信号のパルスの数Ｎ
で代表される。光スポツトが現在位置するトラツクのア
ドレスをＸ番地、希望トラツクのアドレスをＹ番地、ト
ラツクピツチをΔμｍ、外部スケールピツチをｐμｍと
するととなる。ここで〔〕はガウス記号を示す。

p/Δ個のトラツクをまとめて１つのブロツクとなる。
するとリニアスケールからの検出信号はブロツクを示す
信号となる。検索する場合には、希望するトラツクが含
まれているブロツクの番号をコントローラ203で指定
し、現在のブロツク番号との差をとる。このブロツク番
号の差Ｎの信号57を比較カウンタ81に入力し、このカウ
ンタ81の出力を速度の目標カーブを作り出すROM（Read
Only Memory）205に入力し、この出力をD/A変換器207に
入力し、目標速度信号を作る。

一方、移動速度の検出はリニアスケールからの零クロ
スパルス信号80を周波数・電圧変換器（F/V変換器）204
に通して速度信号226を検出する。また、トラツクずれ
信号407をF/V変換器220に通して速度信号227を検出す
る。

アクセスコントローラ203からアクセス動作を起動
し、リニアモータ68の半径方向の進行方向を決める極性
信号56を極性切り換え回路209与える。すると、リニア
モータ68は最大加速度で動き始める。すると、速度信号
226,227は第５図の（ｅ），（ｃ）のようになる。すな
わち、信号226は速度の遅い範囲ではリツプルが大きく
正しい速度を示さないが、信号227は速度の遅い範囲で
も正確な速度を示す。しかし、速度が大きくなるとトラ
ツクずれ信号407の検出周波数特性の限界により信号227
は正しい値を示さなくなる。

そこで、信号226の速度信号が安定し、かつ信号227の
速度信号がまだ正しい値を持つ移動速度でのそれぞれの
値E₁，E₂の点で速度信号を切り換える。すなわち、速度
判別回路410に信号226を入力し、レベルE₁と比較して、
互いに極性の異なる信号Ａとを作り、スイツチ223,22
4をそれぞれ制御する。即ち信号226がE₁より低いときに
は信号227を増幅器222を介して、スイツチ224によつて
加算器225に供給し、信号226がE₁より大きいときには信
号226が増幅器221を介して、スイツチ223により加算器2
25に供給する。増幅器221と222の増幅率はE₁とE₂のレベ
ルの入力に対して等しい出力が得られるような値に設定
する。このようにすると加算器225の出力は合成された
速度信号228となり、第５図（ａ）に示すような望まし
い速度検出信号となる。

この速度検出信号228は、差動増幅器208で目標速度信
号と比較される。移動速度が目標速度に達すると定速モ
ードになり、ある点から減速動作に入つて、再び信号22
6がレベルE₁より低くなると信号227に速度検出信号が切
り換り、この速度信号によつて安定に速度制御が行なわ
れる。カウンタ81の値が残り１になるとセツトパルスＣ
が発生され、このセツトパルスＣによりフリツプフロツ
プ214が動作し、ゲート回路73を速度制御信号から、位
置決め制御信号に切り換える制御信号Ｂを発生する。

本実施例では、リニアスケールの所望位置に光学ヘツ
ドを位置決めする場合について述べたが、本発明は、本
出願人が先に提案した特開昭58−91536号に述べたよう
にトラツクに位置決めする場合にも適用することができ
る。すなわち、制御信号Ｂによつて、偏向器308とリニ
アモータ68を連動して駆動し、もよりのトラツクに引き
込み動作を起動する。また速度信号227については上記
の特開昭58−91536号に開示された、トラツクの通過方
向と通過本数を第２図の信号407と412とを用いて検出
し、速度信号の極性まで求めたものを用いるとより安定
になる。ここで信号412は光検出器404,405の出力を加算
器413により加算した信号である。

さらに本発明のもう一つの実施例について第6,8図を
用いて説明する。外部スケールによつて、一度光スポツ
トを目標トラツク付近にマクロに位置決めしその後に一
度、トラツクに引き込み、番地を読み出し、目標トラツ
クまでの差を求めて、トラツク毎にミクロに移動する方
法では、ミクロの移動量はトラツク偏心の状態によつて
変動し、アクセス時間を全体的に長くする。そこで偏心
の影響をあらかじめ検出しておくことによつて、ミクロ
の移動量を少なくしアクセス時間を短縮する。

本発明の装置は、装置起動時、又はデイスク装填時に
は、外部スケールにより、デイスク半径方向の最内周の
位置に光ヘツドを位置決めし、デイスク回転が定常にな
ると光スポツトをデイスク面上に自点合わせを行なつ
て、装置が使用状態となる。このときに偏心があると、
デイスク回転にともなつて、光スポツト上をトラツクが
通過するたびに、トラツクずれ信号407とデイスクから
対物レンズを通過してきた総光量を表らわす信号412の
位相関係が変化する。これら二つの信号407,412を用い
て、偏心を検出することができる。すなわち、第６図に
示すように、信号407,412を方向弁別回路430に入力し、
トラツク通過ごとに通過方向に対応したパルス（例え
ば、デイスク内周から外周に通過したときにはパルス信
号431を発生し、その逆では信号432を発生する）を発生
し、アツプ／ダウンカウンタ433のアツプ方向（Ｕ）と
ダウン方向（Ｄ）の入力にそれぞれ信号431,432を入力
し、カウンタ433の起動はデイスクの周方向の１ケ所に
対応し、デイスク一回転毎に発生するパルス信号434を
用いる。このようにするとカウンタ433の出力はトラツ
クピツチが単位となる。そこで、リニアスケールピツチ
の単位になるように、ピツト変換回路435に入力する。
このデータをRAM（ランダムアクセスメモリ）436の中に
書き込む。このときのRAMの指定アドレスはパルス信号4
34から測定した時間に対応したデータを発生する現在時
間発生回路437からのデータt_pを用いる。このようにす
ると、第８図（ａ）に示すようにRAM436のメモリ空間上
には、アドレスを時間として記録データを偏心量とした
デイスク偏心の時間経過の状態が記憶される。

次に、ミクロの移動量を減少させる方法について述べ
る。マクロシークに用する時間をあらかじめ求めておく
ことにより、目標トラツクの移動量を前述の検出した偏
心状態から予測することができ、この量からマクロシー
ク本数を補正するとほぼ目標トラツクにマクロシークで
偏心による誤差なく近づけることができる。

この方法を実現する構成を第６図に示す。アクセスコ
ントローラ203から、目標トラツクまでの移動量Ｓを外
部スケールピツチを単位にして指令を出し、移動量Ｓを
ROM（Read Only Memory）438のアドレスに入力する。RO
M438のメモリ空間には第８図（ｂ）のようにアドレスを
光ヘツドの移動距離として、記録データを移動時間し
た、マクロシークの特性が記憶されている。この特性に
は加速、減速、及び整定時間という、マクロシークに用
する時間がすべて含まれている。この時間は移動距離を
指定すると、制御に外部スケールという、安定に検出で
きる絶対スケールを用いていることからマクロシークの
機構系の特性の変動も少ないので誤差も少なく、再現性
の良い移動時間の特性が得られる。従つて、検出器、機
構系が決まれば、この特性曲線は一義的に定められ、RO
M438の中に記憶できる。特性に変化がある場合には、RO
M438の代わりにRAMを用い、時々マクロシークを時間特
性を測定して、補正するようにしてやれば良い。

このようなROM438を用いると、アドレスに移動量Ｓが
入ると、移動時間t_aがそれに対応して出力される。現在
の時間t_pからマクロシークを起動して、移動時間t_a後の
目標トラツクの移動量を求めるために、t_aとt_pのデータ
を加算器439に加算し、その出力を割算器440に入力し、
デイスクの回転周期Ｔに対応したデータで割算を行な
い、余りt_dを出力させる。このt_dをRAM436の読み出しア
ドレスに入力すると第８図（ａ）に示すように、移動時
間t_a後の目標トラツクの移動量、すなわち、マクロシー
ク移動量の補正値ΔＳが求められる。このΔＳを加算器
441にＳとともに入力し、その出力をマクロシークの移
動量として第１図のカウンタ81に入力する信号57に用い
る。

さらに、別の実施例について第７図，第８図を用いて
説明する。偏心が大きい、又は回転速度が速いと、前述
の実施例のように目標トラツク付近にマクロシークで位
置決めされても、トラツクに引き込めない場合が生ず
る。そこで、マクロシークで移動が終了した時点で、ト
ラツクの偏心速度が最も小さくなる点（第８図（ａ）で
いうと、t_maxとt_minの時間）になるようにマクロシーク
の起動タイミングを調整する。これを実現する構成を第
７図に示す。偏心状態を示すビツト変換器435からの出
力を最大最少値検出回路442に入力し、現在時間t_pによ
つてタイミングをとる。最大最少検出回路442は前の状
態を保持するメモリを持ち、順次入力されるデータとメ
モリの内容を比較し、大きいか小さいかによつてメモリ
の内容を入れ換えていく、良く知られた回路である。こ
の検出回路442によつて、第８図（ａ）のように最大値x
_maxはメモリ445、最大値を示す時間t_maxはメモリ446、
最小値x_minはメモリ443、最少値を示す時間t_minはメモ
リ444の中に入力される。

マクロシークの移動量Ｓが指定されると、移動時間t_a
が前述の実施例と同様にして決められ、現在時間t_pと演
算して、余り時間t_dが求められる。このt_dとt_max，t_min
を判定回路448に入力し、その大少関係により、マクロ
シークを起動する現在時間からの待ち時間Δｔと補正の
移動量を指定する信号451を発生する。

すなわち、t_max＜t_minのとき t_dt_maxならば Δｔはt_max−t_d，はx_max t_max＜t_d＜T_minならば Δｔはt_min−t_d，はx_min t_dt_minならば ΔｔはＴ＋t_max−t_d，はx_max という出力が判定回路448と信号451によつて制御される
データの切り換え回路447から得られる。このような判
定回路448としては汎用のマイクロコンピユータによつ
ても実現できる。

Δｔをカウンタ449にロードし、一定周期のクロツク4
53によつてカウントダウンして、零になつたところで、
マクロシークを起動するタイミング信号452を発生す
る。この信号は例えば第１図のカウンタ81のロード信号
として使用すれば良い。また、はＳととにも加算器45
0に入力され、その出力をカウンタ81の入力信号57とし
て用いる。

本実施例によつて、マクロシーク後のトラツク引き込
みが安定にかつ、アクセス時間短く行うことができるよ
うになる。

以上、述べた実施例は回路構成の説明のためにハード
ウエアの構成として述べたが、マイクロコンピユータ等
を用いて実現することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、外部スケールを用いたアクセス方式
においても、速度制御を安定に行い、かつ偏心に影響さ
れることなくアクセス時間を短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
第１図の実施例で用いる検出器一例を示すブロツク図、
第３図は外部スケール、及びその検出器の一例を示す
図、第４図はその波形図、第５図は本発明の実施例を説
明するための波形図、第６図は本発明の他の実施例の要
部を示すブロツク図、第７図は本発明の別の実施例の要
部を示すブロツク図、第８図は本発明で用いるメモリの
メモリ空間の説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−38974（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−231777（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−80719（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−52971（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略同心円状のトラックを有する光ディスク
上の目標トラックに外部スケールを用いて光スポットを
位置決めする光スポット位置決め方法において、光スポ
ットの動きにつれて外部スケールの各ピッチ毎にスケー
ルピッチパルスを形成し、このパルスを計数して現在光
スポットが照射されているトラックと目標トラックの差
に対応する外部スケールのピッチの数を計数し、上記光
ディスクから戻る光を検出器で検出し、上記検出器の出
力に基づいて光スポットが光ディスクの上のトラックを
通過する毎に信号を形成し、上記信号を計数して光ディ
スクの偏心状態を示す情報に変換し、該情報をメモリに
経過時間とディスク偏心の変化の関係として記憶し、該
メモリの情報を用いて上記計数された外部スケールのピ
ッチの数を補正し、上記補正された外部スケールのピッ
チの数に従い光スポットの移動量を補正する光スポット
位置決め方法
【請求項２】前記光スポットの移動速度が低速の領域に
おいて前記光スポットが光ディスクの上のトラックを通
過する毎に形成される信号に基づいて速度検出を行な
い、移動速度が高速の領域において外部スケールによる
速度検出を行なう特許請求の範囲第１項記載の光スポッ
ト位置決め方法。
【請求項３】前記外部スケールに基づいて前記光スポッ
トを目標トラック付近に位置決めしてトラックに引込
み、該引き込んだトラックから目標トラックまでの差を
検出し、目標トラックまで光スポットを再度移動させて
目標トラックに引き込む特許請求の範囲第１項または２
項記載の光スポット位置決め方法。