JPH0855346A - 光ビームの移動検出方法および光ディスク再生装置 - Google Patents

光ビームの移動検出方法および光ディスク再生装置

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JPH0855346A
JPH0855346A JP6190777A JP19077794A JPH0855346A JP H0855346 A JPH0855346 A JP H0855346A JP 6190777 A JP6190777 A JP 6190777A JP 19077794 A JP19077794 A JP 19077794A JP H0855346 A JPH0855346 A JP H0855346A
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口 修 山
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屋 充 郎 守
Hiroyuki Yamaguchi
口 博 之 山
Yoshihiro Karita
田 吉 博 苅
Hiromichi Ishibashi
橋 広 通 石
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  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高密度ディスクにおいて、高速かつ安定なトラ
ック検索制御を行なう。 【構成】主に排他的論理和回路とローパスフィルタ回路
とから構成されるオフトラック信号検出手段7とトラッ
キング誤差信号検出手段4の2値化信号とから、方向検
出手段10で光ビームスポットの移動方向を検出するこ
とにより、計数手段11でのトラックカウントの高精度
化および振幅制限手段6でのトラック引き込みの改善を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集束された光ビームを
光ディスク上に照射して情報を再生する装置における光
ビームの移動検出方法およびこれを適応した光ディスク
再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光ディスク装置として、情報を凹
凸ピットの形態で形成した情報担体(以下デイスクと称
する。)上に、半導体レ−ザ−等の光源から発生した光
ビ−ムを集束レンズにより集束照射し、デイスクからの
反射光から信号の読み取りを行なうものが知られてい
る。
【0003】このような光学式再生装置では、光ビ−ム
がディスクの反射膜上で常に所定の集束状態となるよう
に制御するフォ−カス制御、および光ビ−ムが常にトラ
ック上に位置するように制御するトラッキング制御が行
なわれている。また、ディスク上のトラックをランダム
アクセスするために、トラッキング制御を不動作にし、
光ビームを目標トラックに向けてディスク半径方向に移
送し、光ビームが目標トラックに到達した時に再びトラ
ッキング制御を動作させるトラック検索制御が行なわれ
る。トラック検索に関する先行技術については、例えば
米国特許4106058 号明細書や4332022 号明細書等に記載
されている。
【0004】トラック検索中の光ビームスポットの位置
は、トラック検索のスタ−ト時からトラック横断信号を
計数して求めているが、検索開始や目標トラックに近づ
いた時などの移動速度が低いときには、ディスクの偏心
やトラッキングアクチュエータのゆれなどによりしばし
ば光ビームスポットがトラックを逆走することがあり、
光ビームスポットの現在位置とトラック横断信号の計数
値との間に誤差が生じる。この問題を解決するために、
光ビームスポットの移動方向を検出して光ビームスポッ
トがトラックを逆走している間はトラック横断信号の計
数を減数し、光ビームスポットの現在位置とトラック横
断信号の計数値との間に誤差が生じるのを防ぐことが行
なわれている。
【0005】また、トラッキング制御の制御帯域は通常
数KHz程度であり、トラッキングの引き込み力には限
度がある。そこで、目標トラックに突入するときの光ビ
ームスポットの速度がトラッキング引き込みに適した速
度となるように速度制御が行なわれている。しかしなが
ら、ディスクの偏心やトラッキングアクチュエータのゆ
れなどにより目標トラックへの突入速度が速過ぎること
があり、この場合、目標トラックに引き込まれず、大き
く行き過ぎて他のトラックに引き込まれ、目標トラック
まで戻すのに時間がかかる問題がある。そこで、トラッ
キングの引き込み時の行き過ぎ量をできる限り少なくす
るために、トラッキングの引き込み時に光ビームスポッ
トがトラックを横切る方向を検出し、光ビームスポット
とトラックとの相対速度を減速させることが行なわれて
いる。
【0006】ディスクの回転制御の代表的なものに、線
速度一定方式(以下、CLV方式という。)がある。C
LV方式は、ディスクの半径位置に関係なくディスク上
の情報の記録密度を一定にできるため、ディスクに情報
を高密度に記録することができる。しかしながら、再生
時やトラック検索時など光ビームスポットが移動すると
きには、線速度を一定に保つため、ディスクの回転数を
光ビームスポットの移動につれて変化させることが必要
になる。
【0007】従来の光ディスク装置について図13を参
照してさらに説明する。1はディスク、2はディスクを
回転させるためのモータであり、モータ2は回転制御手
段40により回転数を制御されている。また、19は光
ヘッドであり、移動手段17によりディスクの半径方向
に移動させることができる。光源20から発した光ビー
ムは、レンズにより集束されてディスク1上に小さな光
ビームスポットSが形成される。ディスク1により反射
された光ビームは、レンズ、反射板を経由して4分割光
検出器3上に照射される。4分割光検出器3の4つの出
力3001、3002、3003、3004は、トラッ
キング誤差信号検出手段4の4つの入力端子4001、
4002、4003、4004に入力され、トラッキン
グ誤差信号検出手段4は、光ビームスポットSのトラッ
ク中心からのずれ量に応じた信号を出力端子4005か
ら出力し、出力された信号は、位相補償手段5の入力端
子51に入力される。位相補償手段5は、トラッキング
制御系の位相を補償し、制御ループを安定化するための
ものである。位相補償手段5の出力端子52は、振幅制
限手段6の入力61に入力され、その出力62は切り換
え手段14の一方の入力141に入力される。切り換え
手段14は、その出力143が入力端子141に接続さ
れているとき、トラッキング誤差信号検出手段4の出力
信号は、位相補償手段5、振幅制限手段6、切り換え手
段14を介して移動手段17に加えられ、光ビームスポ
ットSがトラック上に位置するようにトラッキング制御
される。振幅制限手段6は、通常のトラッキング制御時
には何等動作せず、入力61の信号をそのまま出力62
に送る。
【0008】次に、目標トラックを検索するための構成
および動作について説明する。4分割光検出器3の4つ
の出力3001、3002、3003、3004は、R
F信号検出手段16の入力端子161、162、16
3、164にそれぞれ入力され、それらが合成されたR
F信号が出力端子165から出力される。RF信号検出
手段16の出力165は、エンベロープ検出手段36に
入力され、第二の2値化手段9を通して方向検出手段1
0の入力端子102に入力される。一方、トラッキング
誤差信号検出手段4の出力4005は、第一の2値化手
段8を通り、方向検出手段10の他方の入力端子101
に入力される。方向検出手段10は、光ビームスポット
Sがディスク上のトラックに対してどの方向に動いてい
るかを検出するものである。方向検出手段10の出力1
03は、計数手段11のアップダウン切り換え信号入力
端子112に入力され、その入力端子111には、第1
の2値化手段8の2値化信号出力82が入力されてい
る。
【0009】目標トラックのアドレスが指定されると、
現在光ビームスポットSが位置しているトラックのアド
レスと目標トラックのアドレスとの差が演算される。そ
して、その差の値が計数回路11にプリセットされ、同
時に検索開始信号が切り換えタイミング発生手段15に
入力される。切り換えタイミング発生手段15は、切り
換え手段14の端子142と端子143を接続させる。
移動速度制御手段13の出力は、切り換え手段14の入
力端子142に入力されており、従って、トラッキング
制御が不動作となり、移動速度制御手段13の出力信号
が移動手段17に加えられる。計数手段11は、方向検
出手段10からの方向信号に基づいて第一の2値化手段
8からの2値化信号を計数し、目標トラックまでの距離
に応じた値を出力する。基準速度信号発生手段12は、
計数手段11の計数値に応じた基準速度信号を移動速度
制御手段13に出力する。すなわち、基準速度信号発生
手段12は、目標トラックまでの距離に応じた基準速度
信号を移動速度制御手段13に出力する。速度計測手段
41は、計数手段11の計数値の変化から光ビームスポ
ットSとトラックとの相対速度を計測し、この速度信号
を移動速度制御手段13に出力する。移動速度制御手段
13は、基準速度信号発生手段12からの基準速度信号
と速度計測手段41からの速度信号との差を演算し、こ
の信号で移動手段17が駆動され、光ヘッド19は、そ
の移動速度が基準速度と一致するように速度制御されな
がら目標トラックに向けて移動する。
【0010】切り換えタイミング発生手段15は、計数
手段11の計数値から光ビームスポットが目標トラック
に到達したことを検知して、切り換え手段14に入力端
子141と出力端子143を接続するように指令を出
し、トラッキング引き込み動作を行なう。このとき、引
き込み可能な速度を越えた速度で引き込み動作に入る
と、目標トラックを大きく行き過ぎたトラックに引き込
む。そこで、トラッキング引き込み動作後の一定の時
間、例えば1msec程度の時間、切り換えタイミング
発生手段15は振幅制限手段6に信号を送る。振幅制限
手段6は、図5(c)に示すように、方向検出手段10
の出力103に応じて移動手段17に送る信号の+側
か、−側かのどちらか一方の振幅を制限する。従って、
光ビームスポットが目標トラックに引き込み損なった場
合、振幅制限手段6の出力信号は、平均的に光ヘッド1
9を停止させる信号となり、光ヘッド19の行き過ぎ量
を最小限に抑えることができる。
【0011】次に、モータ2の回転制御について説明す
る。40は回転制御手段であり、第五の2値化手段2
2、最短周期検出手段38、デジタルアナログ変換手段
39より構成されている。第五の2値化手段22でRF
信号を2値化し、最短周期検出手段38で、図14に示
すようにRF信号の最短周期より高い周波数のクロック
で、2値化したRF信号の立ち上がりから立ち上がりま
での期間をカウントし、さらに一定期間内、図14では
N001からN100までの期間の最小のカウント値を
求める。これによりRF信号の最短周期に相当する数値
を求め、この値をデジタルアナログ変換手段39により
アナログ信号に変換しモータ2を制御する。従って、モ
ータ2はRF信号の最短周期が所定の値になるように回
転制御されるので、ディスク1は光ビームスポットが照
射されている場所における回転速度が一定となるよう
に、すなわち、ディスク1の内周で回転数が高く、外周
で低くなるように回転される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トラッ
キング誤差信号とエンベロープ検出信号を用いて方向を
検出する従来の方式では、高密度化のためにディスク上
のトラックピッチを狭くすると、隣接トラックからのク
ロストークによりエンベロープ検出信号出力の振幅が小
さくなるため、方向検出が困難となり、検索時の送り精
度が悪化して検索時間が長くなり、またトラッキング制
御の引き込みも不安定となる問題があった。
【0013】本発明は、このような従来の光ディスク装
置における問題点を解決し、ディスクの高密度化を図っ
ても安定に光ビームの移動が検出できる優れた光ビーム
の移動検出方法と、高速な検索ができ、安定にトラッキ
ング制御の引き込みができる優れた光ディスク再生装置
を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光ビームの移動検出方法は、凹凸ピットの
形態で情報が記録されているディスク上に光ビームを集
束して照射し、少なくとも検出面上におけるトラック方
向およびトラック方向と垂直な方向に分割された4分割
検出領域を有する光検出器でディスクからの反射光を受
光して光ビームとトラックとの位置ずれを検出し、この
位置ずれ信号に基づいてトラック上に光ビームが位置す
るようにトラッキング制御しながら情報を再生する装置
において、光検出器の相対角する検出領域の出力信号を
加算して波形成形し、この2つの波形成形信号の排他的
論理和に応じた信号と位置ずれ信号とからディスク上の
光ビームとトラックの相対的移動を検出するようにした
ものである。
【0015】また、本発明の光ディスク再生装置は、凹
凸ピットの形態で情報が記録されているディスク上に光
ビームを集束して照射する手段と、ディスクからの反射
光ビームを受光するために少なくとも検出面上における
トラック方向およびトラック方向と垂直な方向に分割さ
れた4分割検出領域を有する光検出手段と、光検出手段
の出力信号からディスク上の光ビームとトラックとの位
置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、光検出手段の相
対角する検出領域の出力信号を加算して両加算信号をそ
れぞれ波形成形する波形成形手段と、波形成形手段の両
波形成形信号の排他的論理和に応じた信号を出力する排
他的論理和手段と、排他的論理和手段の信号と位置ずれ
検出手段の信号とよりディスク上の光ビームがトラック
を横断したことを検出するトラック横断検出手段と、デ
ィスク上の光ビームをトラックを横切る方向に移動させ
る移動手段と、トラック横断検出手段の信号を計数する
計数手段と、ディスク上の光ビームをトラックを横切る
方向に移動させて所望のトラックを検索する際に計数手
段の計数値に基づいて移動手段を制御する検索制御手段
とを備えたものである。
【0016】また、本発明の光ディスク再生装置は、凹
凸ピットの形態で情報が記録されているディスク上に光
ビームを集束して照射する集束手段と、ディスクからの
反射光ビームを受光するために少なくとも検出面上にお
けるトラック方向およびトラック方向と垂直な方向に分
割された4分割検出領域を有する光検出手段と、光検出
手段の出力信号からディスク上の光ビームとトラックと
の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、ディスク上
の光ビームをトラックを横切る方向に移動させる移動手
段と、位置ずれ検出手段の信号に基づいて移動手段を制
御してディスク上の光ビームがトラック上に位置するよ
うに制御するトラッキング制御手段と、光検出手段の相
対角する検出領域の出力信号を加算して両加算信号をそ
れぞれ波形成形する波形成形手段と、波形成形手段の両
波形成形信号の排他的論理和に応じた信号を出力する排
他的論理和手段と、排他的論理和手段の信号と前記位置
ずれ検出手段の信号とからディスク上の光ビームとトラ
ックの相対的移動方向を検出する移動方向検出手段とを
備え、トラッキング制御手段を動作させてトラッキング
制御の引き込みを行なう際に、移動方向検出手段の信号
に基づいて移動手段を駆動する信号振幅を制限するもの
である。
【0017】
【作用】本発明は、上記した構成により、光検出器の相
対角する検出領域の出力信号を加算した2つの信号の排
他的論理和に対応した信号は、光ビームがトラック上に
位置しているとき相関が強く低レベルとなり、トラック
間に位置しているとき相関が弱く高レベルとなるので、
両信号の排他的論理和に対応した信号と位置ずれ信号と
からディスク上の光ビームとトラックの相対的移動を検
出すると、トラックピッチが狭くなっても信頼性よく光
ビームの移動を検出できる。
【0018】また、本発明の光ディスク再生装置は、光
検出手段の相対角する検出領域の出力信号を加算して波
形成形し、この両波形成形信号の排他的論理和に応じた
信号と位置ずれ信号とからディスク上の光ビームがトラ
ックを横断したことを検出し、このトラック横断信号を
検索時に計数手段で計数することによって光ビームの移
動量を計測するので、正確に移動量が計測でき、所望す
るトラックの検索を高速かつ安定に行なうことができ
る。
【0019】また、本発明の光ディスク再生装置は、光
検出手段の相対角する検出領域の出力信号を加算して波
形成形し、この両波形成形信号の排他的論理和に応じた
信号と位置ずれ信号とからディスク上の光ビームとトラ
ックの相対的移動方向を検出し、この方向信号に基づい
てトラッキング制御手段を動作時に光ビームの移動速度
が低減するように移動手段を駆動する信号振幅を制限す
るので、安定にトラッキング制御の引き込みを行なうこ
とができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施例における光ディス
ク装置のブロック図である。なお、図13に示した要素
と同じものには同じ符号を付して重複した説明を省略す
る。
【0021】図1において、モータ2によって回転され
るディスク1に光源20からのビームが照射され、その
光ビームスポットSからの反射光は4分割光検出器3に
受光されて電気信号に変換される。4分割光検出器3の
4つの出力は、RF信号検出手段16で合成され、その
合成されたRF信号は、モータ2の回転を制御する回転
制御手段21に入力される。そして、後に詳細に説明す
るが、回転制御手段21は、光ビームスポットSが照射
されている場所におけるディスクの回転速度が所定の速
度となるようにモータ2を制御する。4分割光検出器3
は、図2に示すように4つに分割されており、その4つ
の出力3001、3002、3003、3004は、位
置ずれ検出手段であるトラッキング誤差信号検出手段4
の4つの入力端子4001、4002、4003、40
04に入力され、光ビームスポットのトラック中心から
のずれ量に応じた信号を出力端子4005から出力す
る。出力端子4005から出力されたトラッキング誤差
信号は、位相補償手段5、振幅制限手段6、切り換え手
段14を介して移動手段17に加えられ、光ビームスポ
ットSがトラック上に位置するようにトラッキング制御
される。
【0022】4分割光検出器3の4つの出力3001、
3002、3003、3004は、オフトラック信号検
出手段7の4つの入力端子71、72、73、74にそ
れぞれ入力され、オフトラック信号検出手段7は、光ビ
ームスポットSがちょうどトラックの真上にあるときレ
ベルが最小になり、トラックの中間にあるときレベルが
最大になる信号を出力端子75から出力する。そして、
その出力は、第二の2値化手段9を通してトラック横断
検出手段である方向検出手段10の一方の入力端子10
2に入力される。また、トラッキング誤差信号検出手段
4の出力信号は、第一の2値化手段8で高レベルと低レ
ベルの2値の信号に波形成形され、この2値信号は、方
向検出手段10の他方の入力端子101に入力される。
方向検出手段10は、光ビームスポットSがディスク上
のトラックに対してどの方向に動いているかを検出し、
この方向信号は、計数手段11のアップダウン切り換え
信号入力端子112に入力され、その入力端子111に
は、第一の2値化手段8の2値化信号出力82が入力さ
れている。
【0023】目標トラックのアドレスが指定されると、
現在光ビームスポットSが位置しているトラックのアド
レスと目標トラックのアドレスとの差が演算される。そ
して、その差の値が計数回路11にプリセットされ、同
時に検索開始信号が切り換えタイミング発生手段15に
入力される。切り換えタイミング発生手段15は、切り
換え手段14の端子142と端子143を接続させ、ト
ラッキング制御を不動作にするとともに、移動速度制御
手段13の出力を切り換え手段14を介して移動手段1
7に加える。計数手段11は、方向検出手段10からの
方向信号に基づいて第一の2値化手段8からの2値化信
号を計数し、目標トラックまでの距離に応じた値を出力
する。基準速度信号発生手段12は、計数手段11の計
数値に応じた基準速度信号を出力し、この基準速度信号
が、移動速度制御手段13を介して移動手段17に加え
られ、光ヘッド19は、目標トラックに向けて移動を開
始する。
【0024】41は速度計測手段であり、計数手段11
の計数値の変化から光ビームスポットSとトラックとの
相対速度を計測し、この速度信号を移動速度制御手段1
3に送る。移動速度制御手段13は、基準速度信号発生
手段12からの基準速度信号と速度計測手段41からの
速度信号との差を演算し、この信号で移動手段17を駆
動する。従って、光ヘッド19は、その移動速度が基準
速度と一致するように速度制御されながら目標トラック
に向けて移動する。
【0025】切り換えタイミング発生手段15は、計数
手段11の計数値から光ビームスポットが目標トラック
に到達したことを検知して切り換え手段14に指令信号
を送り、入力端子141と出力端子143を接続させ、
トラッキング引き込み動作を行なう。このとき、引き込
み可能な速度を越えた速度で引き込み動作に入ると、目
標トラックを大きく行き過ぎたトラックに引き込む。そ
こで、トラッキング引き込み動作後の一定の期間、例え
ば1msec程度の期間、切り換えタイミング発生手段
15は振幅制限手段6に信号を送り、振幅制限手段6の
出力信号の+側か、−側かのどちらか一方の振幅を制限
する。光ビームスポットが目標トラックに引き込み損な
った場合、振幅制限手段6の出力信号は、平均的に光ヘ
ッド19を停止させる信号となり、光ヘッド19の行き
過ぎ量が最小限に抑えられる。
【0026】オフトラック信号検出手段7の出力信号、
トラッキング誤差信号検出手段4の出力信号、および第
1と第2の2値化手段8、9の2値化信号との関係を図
3の波形図を参照して説明する。図3(a)はトラッキ
ング誤差信号検出手段4の出力信号波形、図3(c)は
オフトラック信号検出手段7の出力信号波形、図3
(b)、(d)は第1と第2の2値化手段8、9の2値
化信号波形である。図3(b)、(d)に示すように、
トラッキング誤差信号とオフトラック検出信号の2値化
信号の位相は約90度ずれており、光ビームスポットの
トラックに対する移動方向に応じてオフトラック検出信
号とトラッキング誤差信号の2値化信号のどちらの位相
が進むかが決まる。たとえば、光ビームスポットがトラ
ックを外周方向に横切るとき、トラッキング誤差信号の
2値化信号はオフトラック検出信号の2値化信号に対し
て約90度位相が遅れ、逆に光ビームスポットがトラッ
クを内周方向に横切るとき、トラッキング誤差信号の2
値化信号はオフトラック検出信号の2値化信号に対して
約90度位相が進む。
【0027】図4は方向検出手段10の構成図を示して
いる。Dフリップフロップ1001は、クロック入力C
Kの立ち上がりでデータ入力Dのレベルを取り込む。し
たがって、例えば、光ビームスポットがトラックを外周
方向に横切るときはローレベル、光ビームスポットがト
ラックを内周方向に横切るときはハイレベルの信号を出
力端子103に出力する。
【0028】図5はディスクの内周から外周方向に検索
を行なったときの波形を横軸に時間をとって示したもの
である。図5(a)は方向検出手段10の出力信号、図
5(b)は計数手段11の計数出力、すなわち目標トラ
ックまでのトラック本数、図5(c)は移動制御手段1
8の出力信号、すなわち切り換え手段14の出力143
の波形を示したものである。
【0029】目標トラックまでのトラック本数がN1以
上では、基準速度信号発生手段12は移動速度制御手段
13に対し、高速モードVHで移動手段17を移動させ
るように指令を出し、移動速度制御手段13は、移動手
段17を速度VHに制御しながら光ヘッド19を目標ト
ラックに向かって移動させる。目標トラックまでのトラ
ック本数がN1以下になると、基準速度信号発生手段1
2は、移動速度制御手段13に対しトラッキング引き込
みに適した低速モードVLで移動手段17を移動させる
よう指令を出す。
【0030】検索時、光ビームスポットSは、トラック
に対して所定の速度で移動するとは限らず、ディスクの
偏心やトラッキングアクチュエータのゆれ等によって相
対速度が変化し、目標トラックから光ビームスポットS
が離れて行く、すなわち逆走することがしばしば発生す
る。この場合、トラッキング誤差信号を2値化した信号
を単にカウントするのでは、逆走しているときでも目標
トラックに近づいているようにカウントするため、計数
値と実際の目標トラックまでのトラック本数との間に大
きな誤差が生じる。これを防止するために、方向検出手
段10の方向検出信号に基づいて第一の2値化手段の2
値化信号をカウントするように計数手段11を構成して
いる。例えば、図5(a)に示すように、計数手段11
は方向検出手段10の出力がローレベル、つまり光ビー
ムスポットSが目標トラックに向かって進んでいるとき
トラック本数を減少させ、方向検出手段10の出力がハ
イレベル、つまり光ビームスポットSが目標トラックに
対し離れていくときトラック本数を増加させるようにカ
ウントし、図5(b)に示すように目標トラックまでの
トラック本数を正確に求めている。
【0031】計数手段11の計数値が零になると、光ビ
ームスポットが目標トラックに到達したものと判断し、
切り換えタイミング発生手段15は切り換え手段14に
端子141と端子143を接続させ、トラッキング引き
込み動作を行なう。このとき、ディスクの偏心やトラッ
キングアクチュエータのゆれなどから、引き込み可能な
速度を越えた速度で引き込み動作に入ると、目標トラッ
クを大きく行き過ぎたトラックに引き込まれる。そこ
で、トラッキング引き込み時の1msecといった一定
期間は、振幅制限手段6を動作させ、図5(c)に示す
ように、方向検出手段10の出力103に応じて移動手
段17に送られる信号の+側か、−側かのどちらか一方
の振幅を制限する。例えば、方向検出信号がローレベル
の場合には+側の振幅を制限し、ハイレベルの場合には
−側の振幅を制限する。これによって、光ビームが目標
トラックに引き込み損なった場合、振幅制限手段6の出
力信号の平均値は、移動手段17を停止するものとな
り、目標トラックからの行き過ぎ量が最小限に抑えられ
る。
【0032】図6はオフトラック信号検出手段7の構成
図であり、波形成形手段と排他的論理和手段とで構成さ
れる。入力端子71、72、73、74から入力された
4分割光検出器の4つの出力は、抵抗701、702、
703、704により構成される合成手段700に入力
され、対角の2つの和信号(A+B)と(C+D)が出
力される。この2つの和信号は、それぞれ第三、第四の
2値化手段705、706で2値化され、排他的論理和
回路707に入力される。排他的論理和回路707は、
両入力信号の排他的論理和に応じた信号を出力し、この
出力信号は抵抗708、コンデンサ709で構成される
フィルタ回路710を通して出力端子75に出力され
る。
【0033】図7は排他的論理和回路707の入力と出
力の関係を示している。光ビームスポットSがディスク
1上のトラックの中心にあるとき、入力と出力の関係は
図7(a)のようになり、入力Aと入力Bの信号はほぼ
同じとなる。従って、排他的論理和回路707の出力は
ほぼ0となる。光ビームスポットSがディスク1上のト
ラックの中心から外周にあるとき、入力と出力の関係は
図7(b)のようになり、入力A,B間に位相のずれが
生じた分だけ排他的論理和回路707の出力にはパルス
が発生する。これとは逆に、光ビームスポットSがディ
スク1上のトラックの中心から内周にあるとき、入力と
出力の関係は図7(c)のようになり、入力A,B間に
位相のずれが生じた分だけ排他的論理和回路707の出
力にはパルスが発生する。したがって、この出力にロー
パスフィルタ回路を通せば、図3(c)に示したような
オフトラック検出信号が得られる。
【0034】図6に示したオフトラック信号検出手段7
は、図8のように構成することもできる。図8に示すオ
フトラック信号検出手段7Aにおいて、入力端子71、
72、73、74から入力された4分割光検出器の4つ
の出力は、抵抗701、702、703、704から成
る合成手段700Aに入力され、合成手段700Aは、
左右の光量和に対応する信号(A+D)と(B+C)を
それぞれ第三、第四の2値化手段705、706に送
る。第三、第四の2値化手段705、706は、入力信
号を2値化し、排他的論理和回路707に送る。排他的
論理和回路707は、両入力信号の排他的論理和に応じ
た信号を出力し、この信号は抵抗708、コンデンサ7
09で構成されるフィルタ回路710Aを通して出力端
子75に出力される。
【0035】図9は排他的論理和回路707の入力と出
力の関係を示している。光ビームスポットSがディスク
1上のトラックの中心にあるとき、入力と出力の関係は
図9(a)のようになり、隣接トラックからのクロスト
ークが非常に少なく、入力Aと入力Bの信号はほぼ同じ
になるから、出力はほぼ零である。次に、光ビームスポ
ットSがディスク1上のトラックの中心から外周または
内周にずれたとき、入力と出力の関係は図9(b)のよ
うになり、隣接トラックからのクロストークの影響で入
力A,B間に信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイ
ミングのずれが生じ、ずれが生じた分だけ出力にはパル
スが発生する。そしてこのずれ量は光ビームスポットS
がディスク1上のトラックとトラックの中間にあるとき
最大となるため、この排他的論理和回路707の出力に
ローパスフィルタ回路を通せば、図3(c)に示したよ
うなオフトラック検出信号が得られる。
【0036】図6と図8に示したオフトラック信号検出
手段を比較すると、図6に示した構成のオフトラック信
号検出手段7は、光ディスク上の凹凸ピットの深さが比
較的に深い場合に適し、図8に示した構成のオフトラッ
ク信号検出手段7Aは、比較的に浅い場合に適してい
る。例えば、図6のものは、凹凸ピットの光学的深さn
dがλ/4の場合に最適となり、λ/8から3λ/8の
範囲で適応可能である。また、図8のものは、凹凸ピッ
トの光学的深さndがλ/8の場合に最適となり、λ/
10からλ/6の範囲で適応可能である。ただし、nは
光ディスク基板の屈折率、dはピット深さ、λは光ビー
ムの波長である。
【0037】次に、図1の回転速度制御手段21につい
て、図10に示す構成図と図11に示す波形図を参照し
て説明する。入力端子211に入力されたRF信号は、
第五の2値化手段22で図11(a)に示すように2値
化され、さらに分周手段23で1/2分周される。例え
ば、データを再生するために必要な基本クロックの周期
をTとすると、(1,7)変調系では信号の最短のもの
が2T、最長のものが8Tであり、従って、分周手段2
3の出力の立ち上がりから立ち下がりまでの最短のもの
は、図11(b)に示すように、4Tとなる。分周手段
23の出力232は、単安定回路33の入力331と時
間差検出手段25の一方の入力251に接続されてい
る。単安定回路33は、分周手段の出力の立ち上がりに
同期して図11(c)に示す所定の幅T1のパルスを出
力端子332に出力し、このパルス信号を時間差検出手
段25の他の入力端子252に送る。時間差検出手段2
5は、図11(d)に示すように、分周手段23の出力
の立ち下がりから単安定回路33の出力の立ち下がりま
でのTWの期間ハイレベルとするパルスを出力端子25
3から出力する。時間差検出手段25の出力253は、
スロープ発生手段26の入力261およびサンプルパル
ス発生手段28の入力281に入力される。サンプルパ
ルス発生手段28は、時間差検出手段25の出力253
の立ち下がりに同期して、図11(e)に示すように、
T2の幅のパルスを出力端子282から出力し、このパ
ルス信号をサンプルホールド手段27のサンプルホール
ド制御入力端子272およびリセットパルス発生手段2
9の入力291に送る。リセットパルス発生手段29
は、図11(f)に示すように、サンプルパルス発生手
段28の出力282の立ち下がりに同期して幅T3をも
つパルスを出力端子292から出力し、このパルス信号
をスロープ発生手段26のリセット入力端子263に送
る。スロープ発生手段26は、図11(g)に示すよう
に、時間差検出手段25の出力253がハイレベルの期
間だけ出力を時間と共に増加させ、時間差検出手段25
の出力253が立ち下がるとスロープ発生手段26は出
力の増加を停止する。サンプルホールド手段27は、サ
ンプルパルス発生手段28の出力282のパルスに応答
してスロープ発生手段26の出力262の値をサンプル
ホールドする。したがって、出力端子273には、図1
1(h)に示す信号が出力される。その後、リセットパ
ルス発生手段29の出力292にリセットパルスが発生
し、このパルスによりスロープ発生手段26の出力26
2は零にリセットされる。
【0038】分周手段23の出力232の立ち上がりか
ら立ち下がりが4Tより長い場合、例えば5Tの場合に
ついて説明する。単安定回路33の出力パルス幅は約
4.5Tに設定されており、4.5Tから長い幅の信号
に対しては、時間差検出手段25の出力253には、図
11(d)に示すようにパルスが発生しない。従って、
サンプルホールド手段27は、分周手段の出力232が
最短である4Tの場合のみサンプルホールド動作が行な
われる。
【0039】サンプルホールド手段27の出力273、
すなわち回転制御手段21の出力212は、モータ2の
制御入力端子2001に送られる。モータ2の回転速度
が所定の値から低くなると、RF信号の最短周期の時間
が長くなり、時間差検出手段25の出力パルス幅TWは
狭くなる。その結果、サンプルホールド手段27の出力
273のレベルは小さくなり、モータ2は回転速度を上
げるように制御される。また、モータ2の回転速度が所
定の値から高くなると、RF信号の最短周期の時間が短
くなり、時間差検出手段25の出力パルス幅TWは広く
なる。従って、サンプルホールド手段27の出力273
のレベルは大きくなり、モータ2は回転速度を下げるよ
うに制御される。このように、RF信号の最短周期が所
定の値になるようにモータ2が回転制御される。
【0040】ところで、図10の構成による回転制御手
段21は、トラッキング制御中であろうと検索時のよう
に光ビームスポットがトラックを横断中であろうとRF
信号の最短周期を検出してモータ2の回転制御を行なう
ことができる。しかし、単安定回路33の出力パルス幅
は、温度等により変化するためにモータの回転精度が悪
化することがある。これを防止できる回転制御手段21
について図12を参照して説明する。なお、図10と同
じものについては説明を省略する。
【0041】図12は回転制御手段21Aの構成を示す
ブロック図であり、トラッキング制御中はRF信号に同
期したクロックをPLL(Phase Locked Loop) 回路で発
生させ、このPLL回路の周波数が所定の値となるよう
モータを制御するものである。すなわち、トラッキング
制御中は、第五の2値化手段22の出力信号に同期した
クロック信号をPLL回路30で発生させ、このPLL
回路30の出力信号の周波数を周波数検出手段31で検
出し、周波数検出手段31の出力信号を切り換え手段3
2を介してモータ2に加え、PLL回路30の出力信号
の周波数が所定の値となるようにモータ2を制御する。
切り換え手段32の切り換え動作は、トラッキング制御
ON/OFF信号、例えば、図1における切り換えタイ
ミング発生手段15の出力152で行なうことができ
る。また、トラッキング制御が安定に行なわれているこ
とを検出し、この検出信号でコントロールしてもよい。
そして、このようにモータ2が制御されている状態で、
単安定回路33Aの出力パルス幅の補正を行なう。
【0042】単安定回路33Aの出力パルス幅の補正に
ついて以下に説明する。サンプルホールド手段27の出
力273は、オフセット検出手段34に入力されてい
る。オフセット検出手段34は、サンプルホールド手段
27の出力273の値と所定の基準値とを比較して両出
力の差からずれ量を検出し、ずれ量に相当する信号をオ
フセット補正信号発生手段35に送る。また単安定回路
33Aは、オフセット補正信号発生手段35の出力信号
に応答して出力パルス幅を変化し、所定のパルス幅とな
るように制御される。そして、検索時などにトラッキン
グ制御が不動作となると、オフセット補正信号発生手段
35は、トラッキングON/OFF信号に応答して、単
安定回路33Aに送る信号の値をホールドする。従っ
て、単安定回路33Aは、トラッキング制御が不動作と
なる直前におけるパルス幅を出力し続ける。
【0043】時間差検出手段25は、単安定回路33A
の出力パルスと分周手段23の出力パルスを比較し、分
周手段23の出力の立ち下がりから単安定回路33Aの
出力の立ち下がりまでのTWの期間ハイレベルとするパ
ルスを出力端子253から出力する。そして、図10と
同様に、時間差検出回路25で検出した両パルス信号の
時間差に対応した信号をサンプルホールド手段27で発
生させ、この信号を切り換え手段32を介してモータ2
に加えて回転制御する。以上のように、図12に示した
回転制御手段21Aの構成によれば、トラッキング制御
中に単安定回路33Aの出力パルス幅が制御されるの
で、温度変化を補正することができ、から精度の高いモ
ータの回転制御が可能となる。
【0044】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は上記実施例にから何等制限されるものでは
ない。例えば、図1において、速度計測手段41を省略
し、基準速度信号発生手段12の出力信号を移動速度制
御手段13および切り換え手段14を介して移動手段1
7を駆動し、移動手段17の発生する逆起電圧による比
較的ラフな速度制御で光ヘッド19の速度制御を行なう
こともできる。また、トラックずれ検出方法として公知
の3ビーム法あるいはプッシュプル法を用い、これらの
方法で検出したトラックずれ信号と排他的論理和回路7
07の出力信号とから光ビームの移動方向を検出できる
ことは言うまでもない。
【0045】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、分割さ
れた光検出器の2つの出力信号の排他的論理和に対応し
た信号、すなわち2つの出力信号の相関性を利用してい
るので、隣接トラックからのクロストークが増大しても
光ビームがトラック上に位置しているかトラック間に位
置しているかの判定が正確にでき、排他的論理和に対応
した信号と位置ずれ信号とから検出するディスク上の光
ビームとトラックの相対的移動も信頼性よく検出でき
る。
【0046】また本発明によれば、分割された光検出器
の2つの出力信号の排他的論理和に対応した信号と位置
ずれ信号とからディスク上の光ビームがトラックを横断
したことを検出しているので、光ビームの移動量を正確
に計測することができ、所望するトラックの検索を高速
かつ安定に行なうことができる。
【0047】さらに本発明によれば、分割された光検出
器の2つの出力信号の排他的論理和に対応した信号と位
置ずれ信号とからディスク上の光ビームとトラックの相
対的移動方向を検出し、この方向信号に基づいてトラッ
キング制御手段の動作時に光ビームの移動速度が低減す
るように移動手段を駆動する信号振幅を制限するので、
安定にトラッキング制御の引き込みを行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例において光ディスク装置のブ
ロック図
【図2】同実施例における4分割光検出器の模式図
【図3】同実施例における要部波形図
【図4】同実施例における方向検出手段のブロック図
【図5】同実施例における移動制御手段の要部信号タイ
ミング図
【図6】本発明の一実施令のオフトラック信号検出手段
のブロック図
【図7】図6に示すオフトラック信号検出手段の要部波
形図
【図8】本発明の他の実施例のオフトラック信号検出手
段のブロック図
【図9】図8に示すオフトラック信号検出手段の要部波
形図
【図10】本発明の一実施例における回転制御手段のブ
ロック図
【図11】図10に示す回転制御手段の要部波形図
【図12】本発明の他の実施例の回転制御手段のブロッ
ク図
【図13】従来例の光ディスク装置のブロック図
【図14】従来例における最短周期検出手段の要部信号
タイミング図
【符号の説明】
1 ディスク 2 モータ 3 4分割光検出器(光検出手段) 4 トラッキング誤差信号検出手段(位置ずれ検出手
段) 5 位相補償手段 6 振幅制限手段 7 オフトラック信号検出手段(波形成形手段、排他的
論理和手段) 8 第一の2値化手段 9 第二の2値化手段 10 方向検出手段(トラック横断検出手段) 11 計数手段 12 基準速度信号発生手段 13 移動速度制御手段 14 切り換え手段 15 切り換えタイミング発生手段 16 RF信号検出手段 17 移動手段 18 移動制御手段 19 光ヘッド 20 光源 21 回転制御手段 22 第五の2値化手段 23 分周手段 25 時間差検出手段 26 スロープ発生手段 27 サンプルホールド手段 28 サンプルパルス発生手段 29 リセットパルス発生手段 30 PLL回路 31 周波数検出手段 32 切り換え手段 33 単安定回路 34 オフセット検出手段 35 オフセット補正信号発生手段 36 エンベロープ検出手段 37 従来の移動制御手段 38 最短周期検出手段 39 デジタルアナログ変換手段 40 従来の回転制御手段 41 速度計測手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 苅 田 吉 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石 橋 広 通 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 凹凸ピットの形態で情報が記録されてい
    るディスク上に光ビームを集束して照射し、少なくとも
    検出面上におけるトラック方向およびトラック方向と垂
    直な方向に分割された4分割検出領域を有する光検出器
    でディスクからの反射光を受光して光ビームとトラック
    との位置ずれを検出し、この位置ずれ信号に基づいてト
    ラック上に光ビームが位置するようにトラッキング制御
    しながら情報を再生する装置において、前記光検出器の
    相対角する検出領域の出力信号を加算して波形成形し、
    この2つの波形成形信号の排他的論理和に応じた信号と
    前記位置ずれ信号とからディスク上の光ビームとトラッ
    クの相対的移動を検出する光ビームの移動検出方法。
  2. 【請求項2】 凹凸ピットの形態で情報が記録されてい
    るディスク上に光ビームを集束して照射し、少なくとも
    検出面上におけるトラック方向に分割された2分割検出
    領域を有する光検出器でディスクからの反射光を受光し
    て光ビームとトラックとの位置ずれを検出し、この位置
    ずれ信号に基づいてトラック上に光ビームが位置するよ
    うにトラッキング制御しながら情報を再生する装置にお
    いて、前記光検出器の両検出領域からの出力信号をそれ
    ぞれ波形成形し、この2つの波形成形信号の排他的論理
    和に応じた信号と前記位置ずれ信号とからディスク上の
    光ビームとトラックの相対的移動を検出する光ビームの
    移動検出方法。
  3. 【請求項3】 凹凸ピットの形態で情報が記録されてい
    るディスク上に光ビームを集束して照射する手段と、デ
    ィスクからの反射光ビームを受光するために少なくとも
    検出面上におけるトラック方向およびトラック方向と垂
    直な方向に分割された4分割検出領域を有する光検出手
    段と、前記光検出手段の出力信号からディスク上の光ビ
    ームとトラックとの位置ずれを検出する位置ずれ検出手
    段と、前記光検出手段の相対角する検出領域の出力信号
    を加算して両加算信号をそれぞれ波形成形する波形成形
    手段と、前記波形成形手段の両波形成形信号の排他的論
    理和に応じた信号を出力する排他的論理和手段と、前記
    排他的論理和手段の信号と前記位置ずれ検出手段の信号
    とからディスク上の光ビームがトラックを横断したこと
    を検出するトラック横断検出手段と、ディスク上の光ビ
    ームをトラックを横切る方向に移動させる移動手段と、
    前記トラック横断検出手段の信号を計数する計数手段
    と、ディスク上の光ビームをトラックを横切る方向に移
    動させて所望のトラックを検索する際に、前記計数手段
    の計数値に基づいて前記移動手段を制御する検索制御手
    段とを備えた光ディスク再生装置。
  4. 【請求項4】 排他的論理和手段が排他的論理和に応じ
    た信号の高周波数成分を減衰させる低域通過フィルタを
    含む請求項3記載の光ディスク再生装置。
  5. 【請求項5】 凹凸ピットの形態で情報が記録されてい
    るディスク上に光ビームを集束して照射する手段と、デ
    ィスクからの反射光ビームを受光するために少なくとも
    検出面上におけるトラック方向に分割された2分割検出
    領域を有する光検出手段と、前記光検出手段の出力信号
    からディスク上の光ビームとトラックとの位置ずれを検
    出する位置ずれ検出手段と、前記光検出手段の出力信号
    をそれぞれ波形成形する波形成形手段と、前記波形成形
    手段の両波形成形信号の排他的論理和に応じた信号を出
    力する排他的論理和手段と、前記排他的論理和手段の信
    号と前記位置ずれ検出手段の信号とからディスク上の光
    ビームがトラックを横断したことを検出するトラック横
    断検出手段と、ディスク上の光ビームをトラックを横切
    る方向に移動させる移動手段と、前記トラック横断検出
    手段の信号を計数する計数手段と、ディスク上の光ビー
    ムをトラックを横切る方向に移動させて所望のトラック
    を検索する際に、前記計数手段の計数値に基づいて前記
    移動手段を制御する検索制御手段とを備えた光ディスク
    再生装置。
  6. 【請求項6】 排他的論理和手段が排他的論理和に応じ
    た信号の高周波数成分を減衰させる低域通過フィルタを
    含む請求項5記載の光ディスク再生装置。
  7. 【請求項7】 凹凸ピットの形態で情報が記録されてい
    るディスク上に光ビームを集束して照射する手段と、デ
    ィスクからの反射光ビームを受光するために少なくとも
    検出面上におけるトラック方向およびトラック方向と垂
    直な方向に分割された4分割検出領域を有する光検出手
    段と、前記光検出手段の出力信号からディスク上の光ビ
    ームとトラックとの位置ずれを検出する位置ずれ検出手
    段と、ディスク上の光ビームをトラックを横切る方向に
    移動させる移動手段と、前記位置ずれ検出手段の信号に
    基づいて前記移動手段を制御してディスク上の光ビーム
    がトラック上に位置するように制御するトラッキング制
    御手段と、前記光検出手段の相対角する検出領域の出力
    信号を加算して両加算信号をそれぞれ波形成形する波形
    成形手段と、前記波形成形手段の両波形成形信号の排他
    的論理和に応じた信号を出力する排他的論理和手段と、
    前記排他的論理和手段の信号と前記位置ずれ検出手段の
    信号とからディスク上の光ビームとトラックの相対的移
    動方向を検出する移動方向検出手段とを備え、前記トラ
    ッキング制御手段を動作させてトラッキング制御の引き
    込みを行なう際に、前記移動方向検出手段の信号に基づ
    いて前記移動手段を駆動する信号振幅を制限することを
    特徴とする光ディスク再生装置。
  8. 【請求項8】 排他的論理和手段が排他的論理和に応じ
    た信号の高周波数成分を減衰させる低域通過フィルタを
    含む請求項7記載の光ディスク再生装置。
  9. 【請求項9】 光ビームを移動している方向に加速させ
    る駆動信号の振幅を制限することを特徴とする請求項7
    記載の光ディスク再生装置。
  10. 【請求項10】 凹凸ピットの形態で情報が記録されて
    いるディスク上に光ビームを集束して照射する手段と、
    ディスクからの反射光ビームを受光するために少なくと
    も検出面上におけるトラック方向に分割された2分割検
    出領域を有する光検出手段と、前記光検出手段の出力信
    号からディスク上の光ビームとトラックとの位置ずれを
    検出する位置ずれ検出手段と、ディスク上の光ビームを
    トラックを横切る方向に移動させる移動手段と、前記位
    置ずれ検出手段の信号に基づいて前記移動手段を制御し
    てディスク上の光ビームがトラック上に位置するように
    制御するトラッキング制御手段と、前記光検出手段の出
    力信号をそれぞれ波形成形する波形成形手段と、前記波
    形成形手段の両波形成形信号の排他的論理和に応じた信
    号を出力する排他的論理和手段と、前記排他的論理和手
    段の信号と前記位置ずれ検出手段の信号とからディスク
    上の光ビームとトラックの相対的移動方向を検出する移
    動方向検出手段とを備え、前記トラッキング制御手段を
    動作させてトラッキング制御の引き込みを行なう際に、
    前記移動方向検出手段の信号に基づいて前記移動手段を
    駆動する信号振幅を制限することを特徴とする光ディス
    ク再生装置。
  11. 【請求項11】 排他的論理和手段が排他的論理和に応
    じた信号の高周波数成分を減衰させる低域通過フィルタ
    を含む請求項10記載の光ディスク再生装置。
  12. 【請求項12】 光ビームを移動している方向に加速さ
    せる駆動信号の振幅を制限することを特徴とする請求項
    10記載の光ディスク再生装置。
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