JPH09167357A - 光学式記録再生装置におけるトラックジャンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アクチュエータのバネ特性やディスク偏心等の
外乱によらず、安定なトラックジャンプを可能とする。 【解決手段】トラックジャンプ動作中トラッキング誤差
信号の線形領域において、誤差信号レベルから移動距離
検出回路１１は光ビーム１０２の移動距離を求める。ま
た、基準軌道発生回路１０はトラックジャンプ時の光ビ
ーム１０２の移動する基準の軌道を出力する。移動距離
検出回路１１と基準軌道発生回路１０の出力の差分に基
づいて、光ビーム１０２が基準の軌道に追従するように
フィードバックによる閉ループ制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式記録再生装
置のトラックジャンプ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光源からの光ビームを対物レンズ
を有する光学系により微小スポット光に絞り、光学的に
情報を記録再生可能な記録媒体（以下光ディスクと呼
ぶ）上に、微小ピットを記録したり、或いは光ディスク
上に既に記録された前記ピットを再生する光学式記録再
生装置（以下光ディスク装置と呼ぶ）が開発され、コン
ピュータ用の記憶装置等として広く利用されるようにな
ってきている。これらの装置では、ディスク上に例えば
同心円状あるいは渦巻き状の凹凸の溝で形成されたトラ
ックの凸部（ランド部）或いは凹部（グルーブ部）に光
スポットを追従させるトラック追従動作および、所望の
トラックを検索するいわゆるランダムアクセス動作のた
めにトラックに対して直行する方向に対物レンズを駆動
するトラッキングアクチュエータと、このトラッキング
アクチュエータを含めた光ピックアップをディスクの半
径方向に移動させる光ピックアップ移動手段を有してい
る。トラック追従動作では、光ピックアップから得られ
るトラッキング誤差信号の極性とレベルに応じてアクチ
ュエータを駆動し、常にトラック中心を追従するように
制御を行っている。一方、ランダムアクセス動作におい
ては、一般にトラッキング制御ループを一旦開として、
光ピックアップ移動手段により目標トラックの近傍まで
光ピックアップを移動させる粗シークを行った後、再び
トラッキング制御ループを閉としてトラック追従動作を
行い、目標のトラックからずれている場合にはトラック
ジャンプによる精シークにより目標のトラックを検索す
るようにしている。

【０００３】図９にトラッキング制御装置の従来例を示
す。図９において光ビームのディスク１０１からの反射
光は光ピックアップ（図示せず）に内蔵された２分割受
光素子１０３に入射し、電気信号に変換される。２分割
受光素子１０３の出力は差動アンプ１０４に入力され、
各受光素子の出力の差を演算し、レベルが光ビーム１０
２とトラック中心とのずれの量に、極性がずれの方向に
対応したトラッキング誤差信号ａを出力する。２分割受
光素子１０３の出力は加算アンプ１１１にも入力され、
各受光素子の出力の和を演算し、反射光の光の強度に対
応した総光量信号ｃを出力する。総光量信号ｃは光ビー
ム１０２がトラック上に位置するときに最大、トラック
とトラックの間に位置するときに最小の値となる。この
総光量信号ｃを波形整形回路１１２に入力して所定のレ
ベルと比較することにより、光ビーム１０２がトラック
中心近傍に位置しているのか、トラック間の近傍に位置
しているのか示すオントラック検出信号ｄを得ることが
できる。

【０００４】トラック追従動作では、ドライブマイコン
１１５からのモード切り換え信号ｆによりモード切り換
えスイッチ１０６ｂ端子を選択し、トラッキング誤差信
号ａが位相補償回路１０５、スイッチ１０６ｂ端子およ
び駆動アンプ１０７を介してアクチュエータ１０８の駆
動信号となり、トラッキングアクチュエータ１０８及び
トラッキングアクチュエータ１０８に取り付けられた対
物レンズ１０９をディスクの半径方向に動かすことによ
り光ビーム１０２がトラックを追従するように制御を行
う。

【０００５】次に、トラックジャンプ動作について図１
０を用いて説明する。トラックジャンプ動作ではドライ
ブマイコン１１５からのモード切り換え信号ｆにより、
モード切り換えスイッチ１０６ａ端子を選択し、トラッ
ク追従モードからトラックジャンプモードに切り換える
と同時にタイマー１１４が時間の計測を開始する。ま
た、モード切り換え信号ｆはジャンプパルス発生回路１
１６にも入力され、正のジャンプパルスｇを出力する。
このジャンプパルスｇがモード切り換えスイッチ１０６
ａ、駆動アンプ１０７を介してトラッキングアクチュエ
ータ１０８に印加される。これにより、トラッキングア
クチュエータ１０８及びトラッキングアクチュエータ１
０８に取り付けられた対物レンズ１０９を隣接トラック
方向に加速し、光ビーム１０２を隣接トラック方向に加
速する。光ビーム１０２が追従していたトラックから隣
接トラック方向に移動するにつれてトラッキング誤差信
号ａのレベルは図１０に示すように一旦増加した後、減
少し、トラックとトラックの中間において再び０にな
る。トラッキング誤差信号ａは波形整形回路１１０に入
力されており、光ビーム１０２がトラックとトラックの
中間に達した時点で波形整形回路１１０の出力ｂは
“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化する。また、光ビ
ーム１０２が追従していたトラックから隣接トラック方
向に移動するにつれて総光量信号ｃのレベルは減少し、
トラックとトラックの中間において最小になる。総光量
信号ｃは波形整形回路１１２に入力されており、光ビー
ム１０２がトラック中心から約４分の１トラック移動し
たところで波形整形回路１１２の出力であるオントラッ
ク検出信号ｄは“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化す
る。波形整形回路１１０の出力ｂ及びオントラック検出
信号ｄはゼロクロス検出回路１１３に入力されており、
オントラック検出信号ｄが“Ｌ”レベルで、かつ波形整
形回路１１０の出力ｂが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル
に変化した時点、即ち光ビーム１０２がトラックとトラ
ックの中間に達した時点でゼロクロス検出信号ｅを出力
する。ゼロクロス検出信号ｅはジャンプパルス発生回路
１１６に入力され、光ビーム１０２がトラックとトラッ
クの中間に達した時点で、加速時と同じ振幅の負のジャ
ンプパルスｇを出力してトラッキングアクチュエータ１
０８の減速を行う。ゼロクロス検出信号ｅはドライブマ
イコン１１５にも入力されており、トラックジャンプ開
始からオントラック検出信号が“Ｌ”レベルで、かつ波
形整形回路１１０の出力が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベ
ルに変化するまでの時間、即ちトラックジャンプ開始か
ら光ビーム１０２がトラックとトラックの中間に達する
までアクチュエータ１０８を加速した時間Ｔａをタイマ
ー１１４の出力から計測する。波形整形回路１１０の出
力ｂが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化した時点か
らＴａ経過した時点、即ちトラッキングアクチュエータ
１０８を加速したのと同じ時間だけ減速して光ビーム１
０２が略１トラック分だけ移動した時点をドライブマイ
コン１１５はタイマー１１４の出力から検出し、モード
切り換え信号ｆによりモード切り換えスイッチ１０６ｂ
端子を選択する。これにより、再びトラック追従モード
に切り換え、トラッキング制御ループを閉としてトラッ
クジャンプを終了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、トラッキング
アクチュエータ１０８にバネ系がなく、外乱もない場合
には、光ビーム１０２がトラックとトラックの中間に達
するまでの時間Ｔａだけ一定の加速度ａでトラッキング
アクチュエータ１０８を加速した後、加速と同じ時間Ｔ
ａだけ一定の加速度−ａで減速することにより、光ビー
ム１０２が１トラック分移動した時点で速度も０にな
り、トラックジャンプモードからトラック追従モードに
安定に切り換えることが出来る。しかし、実際の光ディ
スク装置においては、トラッキングアクチュエータ１０
８がバネ系を有していたり、トラックジャンプ動作中に
受けるディスク偏心等の外乱のため、加速時と減速時で
は光ビーム１０２のトラックに対する加速度がアンバラ
ンスになる。そのため、ジャンプパルス発生回路１１６
が同じ大きさの加速／減速のジャンプパルスを同じ時間
出力しても、トラックジャンプモードからトラック追従
モードに切り替わった時点で、図１０に示すような光ビ
ーム１０２の移動速度が０、移動距離がトラックピッチ
（トラッキング誤差信号０）とはならない。例えば、図
１１（ａ）に示すようにトラックジャンプ時に隣接トラ
ックに加速する方向にアクチュエータのバネ力或いは外
乱による加速度ａｎが加わっている場合、ジャンプパル
スによりトラッキングアクチュエータに発生する加速度
をａとすると、光ビーム１０２のトラックに対する加速
度はａ＋ａｎとなり、外乱が加わっていない場合の加速
度ａよりも加速度が大きくなり、トラックジャンプ開始
から光ビーム１０２がトラックとトラックの中間の位置
に達するまでの時間Ｔａが短くなる。また、減速におい
ては減速加速度の大きさはａ−ａｎとなり、小さくなる
ため十分減速することが出来ず、隣接する目標のトラッ
クをオーバーした時点でトラックジャンプを終了するこ
とになる。図１１（ｂ）に示すように隣接トラックと逆
の方向にアクチュエータのバネ力或いは外乱による加速
度−ａｎが加わっている場合、光ビーム１０２のラック
に対する加速度はａ−ａｎとなり、外乱が加わっていな
い場合の加速度ａよりも加速度が小さくなり、トラック
ジャンプ開始から光ビーム１０２がトラックとトラック
の中間の位置に達するまでの時間Ｔａが長くなる。ま
た、減速においては減速加速度の大きさがａ＋ａｎとな
り、大きくなるため大きく減速され、元のトラックの方
向に戻り始めた時点でトラックジャンプを終了すること
になる。図１１（ａ）に示すように目標のトラックをオ
ーバーする量、或いは図１１（ｂ）のように元のトラッ
クの方向に戻る量はトラックジャンプ時のアクチュエー
タのバネ力或いは外乱による加速度に依存し、この加速
度が大きい場合には目標のトラックにジャンプすること
が出来なくなる。また、図１１に示すようにトラックジ
ャンプ終了時にトラッキング誤差信号ａのレベルが大き
い場合、即ちトラック中心から離れた位置でサーボ動作
を開始する場合にはサーボ系は大きなステップ入力が入
ったときのステップ応答を示すことになる。このステッ
プ応答はサーボ系のダンピングにも依存するが、通常オ
ーバーシュートが生じ、最悪の場合には所望のトラック
への引き込みに失敗することになる。

【０００７】また、ディスクのトラックピッチは記録容
量増加のために狭トラック化の傾向にあり、トラックピ
ッチを狭くした場合には外乱のトラックジャンプ応答へ
の影響が大きくなり、トラックジャンプの失敗が増加す
るという問題が生じる。

【０００８】更に、近年、ディスク記録容量増加の手段
として従来ランド部だけ或いはグルーブ部だけに記録す
るのではなくランド部とグルーブ部の両方に記録し、再
生を行ういわゆるランド／グルーブ記録再生方式が考案
されている。この方式では、従来のようにランド部から
ランド部或いはグルーブ部からグルーブ部へのトラック
ジャンプ動作だけではなく、ランド部からグルーブ部或
いはグルーブ部からランド部へのジャンプ動作を行う必
要があり、上記のトラックジャンプの方法ではこれに対
応することが出来ないと云う問題がある。

【０００９】本発明の目的は、上記したように、トラッ
キングアクチュエータがバネ系を有していたり、ディス
ク偏心等の外乱が発生した場合、或いはトラックピッチ
が狭くなった場合においても、安定なトラックジャンプ
動作を可能とするためのトラックジャンプ制御装置を提
供することにある。更に、ランド／グルーブ記録再生方
式に対応したトラックジャンプ制御装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】予め設定したトラックジ
ャンプ時の光ビーム１０２の軌道に対応した基準軌道信
号を発生する基準軌道信号発生手段と、トラッキング誤
差信号からトラックジャンプ動作中の光ビーム１０２の
移動距離を検出するための移動距離検出手段とを設け、
基準軌道信号発生手段と移動距離検出手段の出力の差分
に基づいて閉ループでトラッキング制御を行う事によ
り、トラックジャンプを行う。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるトラックジャ
ンプ制御装置の実施例を図面を参照して説明する。

【００１２】図１は本発明のトラックジャンプ制御装置
の第１の実施例を示すブロック図である。図１におい
て、図９の従来例と同一機能部分には同じ番号を付し、
説明を省略する。１０は予め設定したトラックジャンプ
時の光ビーム１０２の軌道に対応した基準軌道信号ｊを
発生する基準軌道発生回路、１１はトラッキング誤差信
号ａ及びオントラック検出信号ｄからトラックジャンプ
中の光ビーム１０２の移動距離Ｘｂを検出して光スポッ
ト位置信号ｉを出力する移動距離検出回路、１２は基準
軌道発生回路１０と移動距離検出回路１１の出力の差分
を演算する差動増アンプ、１３はトラッキング誤差信号
ａを所定のレベルと比較することによりトラッキング誤
差信号ａの略線形の領域を示す線形領域判別信号ｈを出
力するウィンドウコンパレータ、１４はウィンドウコン
パレータ１３からの線形領域判別信号ｈに基づいて差動
アンプ１２の出力をサンプル／ホールドするサンプル／
ホールド（Ｓ／Ｈ）回路である。

【００１３】図１においてトラック追従動作では、ドラ
イブマイコン１１５からのモード切り換え信号ｆにより
モード切り換えスイッチ１０６ａ端子を選択し、トラッ
キング誤差信号ａが位相補償回路１０５、および駆動ア
ンプ１０７を介してアクチュエータ１０８の駆動信号と
なり、トラッキングアクチュエータ１０８及びトラッキ
ングアクチュエータ１０８に取り付けられた対物レンズ
１０９をディスクの半径方向に動かすことにより光ビー
ム１０２がトラックを追従するように制御を行う。

【００１４】また、トラックジャンプ動作について図２
及び図３を用いて説明する。トラックジャンプ動作では
ドライブマイコン１１５からのモード切り換え信号ｆに
より、モード切り換えスイッチ１０６ｂ端子を選択し、
トラック追従モードからトラックジャンプモードに切り
換えると共にタイマー１１４が時間の計測を開始する。
同時に基準軌道発生回路１０からは予め設定したトラッ
クジャンプ時の光ビーム１０２の軌道に対応した基準軌
道信号ｊを出力する。ここで、トラックピッチをＰと
し、ジャンプ開始と共に一定の加速度αで光ビーム１０
２を所望のトラック方向に加速し、トラックとトラック
の中間に光ビーム１０２が達したところで一定の加速度
−αで減速すると、ジャンプ開始からの時間ｔにおける
光ビーム１０２の元のトラックに対する移動距離Ｘｏｂ
及び速度Ｖｏｂは次式で与えられる。

【００１５】

【数１】

【００１６】基準軌道信号ｊは加速度α及びジャンプ開
始からの時間ｔにより、（数１）を用いて移動距離Ｘｏ
ｂを計算することにより求める。（数１）において、時
刻ｔ＝２ｔｊでは移動距離Ｘｏｂ＝Ｐ、速度Ｖｏｂ＝０
となることから、光ビーム１０２が（数１）で表される
基準軌道信号ｊに追従するように制御することにより、
光ビーム１０２が１トラックピッチだけ移動したとき、
光ビーム１０２とトラックとの速度は０となり、安定に
トラッキングの引き込みを行うことができる。

【００１７】光ビーム１０２が追従していたトラックか
ら隣接トラック方向に移動するにつれてトラッキング誤
差検出回路１０２からは図２に示すようなトラッキング
誤差信号ａが出力される。図２のトラッキング誤差信号
ａは略正弦波状であるため、トラッキング誤差信号レベ
ルが零の近傍では線形とみなせるが、その範囲を超える
と非線形の領域となる。線形の領域では、線形近似式を
用いてトラッキング誤差信号のレベルから光ビーム１０
２のトラック中心からの距離Ｘｂを求めることが出来
る。線形近似による光ビーム１０２のトラック中心から
の距離Ｘｂを検出できる範囲は検出誤差の許容値で制限
される。例えば検出誤差許容値を１０％以下とすると、
距離Ｘｂを検出できる範囲はトラッキング誤差信号レベ
ル＜０．３７×トラッキング誤差信号振幅Ｖｐｐ＝Ｖｔ
ｈの範囲である。従って、ウィンドウコンパレータ１３
によりトラッキング誤差信号を検出誤差許容値に応じた
所定のレベル±Ｖｔｈと比較することにより、線形近似
可能な領域を判別することができる。±Ｖｔｈによって
区別された図２の線形領域においては、近似的に
光ビーム１０２のトラック中心からの距離Ｘｂを以下の
（数２）により求めることができる。

【００１８】

【数２】

【００１９】トラックジャンプ動作中においては、上記
の（数２）を用いて求めたトラック中心からの距離Ｘｂ
は、トラックジャンプ開始からの光ビーム１０２の移動
距離となる。そのため、例えば光ディスク装置の起動時
にトラキッングサーボが閉じられる前のトラッキング誤
差信号ａの正負のピーク値の差分を求めることにより検
出することによりトラッキング誤差信号振幅Ｖｐｐを予
め求めておけば、トラッキング誤差信号ａによりトラッ
クジャンプ中の線形領域において光ビーム１０２の移動
距離を近似的に求めることができる。

【００２０】移動距離検出回路１１は、上記の（数２）
を用いてトラッキング誤差信号ａからトラックジャンプ
中の光ビーム１０２の移動距離を求めるが、図２に示す
線形領域においてそれぞれ計算式が異なるため、
オントラック検出信号ｄのレベル及びウィンドウコンパ
レータ１３から出力される領域判別信号ｈにより移動距
離計算式を選択し、線形領域における光ビーム１０２の
移動距離Ｘｂを求め、差動アンプ１２に出力する。差動
アンプ１２では基準軌道発生回路１０から出力される基
準軌道信号ｊと移動距離検出回路１１から出力されるジ
ャンプ開始後の光スポット１０２の移動距離Ｘｂに対応
した光スポット位置信号ｉとの差分を演算し、Ｓ／Ｈ回
路１４に出力する。Ｓ／Ｈ回路１４にはウィンドウコン
パレータ１３からの線形領域判別信号ｈも入力されてお
り、線形領域判別信号ｈが“Ｈ”レベルの時には差動ア
ンプ１２からの出力をホールドし、“Ｌ”レベルの時に
は差動アンプ１２からの出力をそのままスイッチ１０６
ｂ端子に出力する。トラックジャンプ開始後、トラッキ
ング誤差信号ａがウィンドウコンパレータ１３の比較レ
ベル±Ｖｔｈに達するまではウィンドウコンパレータ１
３からの線形領域判別信号ｈは“Ｌ”レベルであり、差
動アンプ１２からの出力スイッチ１０６ｂ端子に出力さ
れる。したがって、基準軌道信号ｊと光スポット位置信
号ｉとの差分が位相補償回路１０５、駆動アンプ１０７
を介してアクチュエータ１０８の駆動信号となり、トラ
ッキングアクチュエータ１０８及びトラッキングアクチ
ュエータ１０８に取り付けられた対物レンズ１０９をデ
ィスクの半径方向に動かすことにより光ビーム１０２が
（数１）で表される基準軌道を追従するように制御を行
う。

【００２１】光ビーム１０２が基準軌道に沿って元のト
ラックから隣接トラックに向かって移動し、図２の非線
形の領域に達したところでウィンドウコンパレータ１
３から出力される線形領域判別信号ｈが“Ｈ”となる。
線形領域判別信号が“Ｈ”の状態では（数２）を用いて
光ビーム１０２とトラック中心との距離Ｘｂを求めるこ
とが出来ない。このため、Ｓ／Ｈ回路１４では線形領域
判別信号ｈが“Ｈ”にの状態では線形領域判別信号ｈが
“Ｈ”になる直前の差動アンプ１２の出力、即ち基準軌
道信号ｊと光スポット位置信号ｉとの差分をホールドす
る。光ビーム１０２が更に隣接トラック方向に移動し、
トラッキング誤差信号ａのレベルが略ピークを越えたと
ころでオントラック信号ｄが“Ｌ”レベルになり、光ビ
ーム１０２がランド部からグルーブ部に移動したことが
検出される。更に光ビーム１０２が隣接トラック方向に
移動し、トラッキング誤差信号ａのレベルが所定のレベ
ルＶｔｈ以下になったところでウィンドウコンパレータ
１３から出力される線形領域判別信号ｈが“Ｌ”とな
り、図２の領域に達したことが検出される。同時に、
Ｓ／Ｈ回路１４がサンプルモードになり、差動アンプ１
２の出力がスイッチ１０６ｂ端子に出力される。この領
域ではトラッキング誤差信号ａが略線形とみなせ、
（数２）を用いて光ビームとトラック中心との距離Ｘｂ
を求めることができる。従って、基準軌道発生回路１０
から出力される基準軌道信号ｊと移動距離検出回路１１
から出力されるジャンプ開始後の光スポット１０２の移
動距離Ｘｂに対応した光スポット位置信号ｉとの差分が
差動アンプ１２で演算され、この演算結果がＳ／Ｈ回路
１４、スイッチ１０６ｂ端子、位相補償回路１０５、駆
動アンプ１０７を介してアクチュエータ１０８の駆動信
号となり、光ビーム１０２が（数１）で表される基準軌
道を追従するように制御を行う。

【００２２】光ビーム１０２が（数１）で表される基準
軌道に追従して移動し、トラッキング誤差信号ａのレベ
ルが−Ｖｔｈ以下になり、図２の非線形の領域に達し
たところでウィンドウコンパレータ１３から出力される
線形領域判別信号ｈが“Ｈ”となる。同時にＳ／Ｈ回路
１４が再びホールドモードになり、線形領域判別信号ｈ
が“Ｈ”になる直前の差動アンプ１２の出力、即ち基準
軌道信号ｊと光スポット位置信号ｉとの差分をホールド
する。光ビーム１０２が更に隣接トラック方向に移動
し、トラッキング誤差信号ａのレベルが負のピークを越
えたところでオントラック信号ｄが“Ｈ”レベルにな
り、光ビーム１０２がグルーブ部からランド部に移動し
たことが検出される。更に光ビーム１０２が隣接トラッ
ク方向に移動し、トラッキング誤差信号ａのレベルが所
定のレベル−Ｖｔｈ以上になったところでウィンドウコ
ンパレータ１３から出力される線形領域判別信号ｈが
“Ｌ”となり、図２の領域に達したことが検出され
る。同時に、Ｓ／Ｈ回路１４がサンプルモードになり、
差動アンプ１２の出力がスイッチ１０６ｂ端子に出力さ
れる。領域では（数２）を用いて光ビームとトラック
中心との距離Ｘｂを求めることができ、基準軌道発生回
路１０から出力される基準軌道信号ｊと移動距離検出回
路１１から出力されるジャンプ開始後の光スポット１０
２の移動距離Ｘｂに対応した光スポット位置信号ｉとの
差分が差動アンプ１２で演算され、この演算結果がＳ／
Ｈ回路１４、スイッチ１０６ｂ端子、位相補償回路１０
５、駆動アンプ１０７を介してアクチュエータ１０８の
駆動信号となり、光ビーム１０２が（数１）で表される
基準軌道を追従するように制御を行う。ドライブマイコ
ン１１５はタイマー１１４の出力からジャンプ開始から
の時間ｔを検出し、ｔ＝２ｔｊになったところでモード
切り替え信号ｆを“Ｌ”とし、モード切り換えスイッチ
１０６ｂ端子を選択する。これにより、トラックジャン
プ動作が終了し、トラッキングサーボループが閉じられ
ることにより、トラッキングサーボが引き込まれ、目標
トラックを追従するように制御される。光ビーム１０２
は（数１）で表される基準軌道信号ｊに追従するように
閉ループで制御されていることから、トラックジャンプ
動作が終了時のトラッキング誤差信号ａのレベルは十分
に小さく、光ビーム１０２とトラックとの相対速度は略
０となり、トラックジャンプ終了後に安定なトラッキン
グサーボの引込みが可能となる。

【００２３】図４に基準軌道発生回路１０の構成例を示
す。図４においては１０ａはカウンタ、１０ｂはカウン
タにクロック信号を供給する基準クロック発生回路、１
０ｃはメモリ、１０ｄはＤ／Ａ変換器である。次に、こ
の基準軌道発生回路１０の動作について説明する。カウ
ンタ１０ａのリセット端子にはドライブマイコン１１５
からのモード切り替え信号ｆが入力されており、トラッ
ク追従時においてモード切り替え信号ｆが“Ｌ”レベル
の状態ではリセット状態になっている。モード切り替え
信号ｆが“Ｈ”レベルとなり、トラックジャンプ動作が
開始されると、カウンタ１０ａは基準クロック発生回路
１０ｂからの基準クロック信号をクロックとして、カウ
ント動作を始める。従って、カウンタ１０ａの出力はト
ラックジャンプ開始からの時間ｔに対応していることに
なる。カウンタ１０ａの出力はアドレス信号としてメモ
リ１０ｃに入力される。メモリ１０ｃには（数１）に基
づいて計算された基準軌道のデータが記憶されており、
カウンタ１０ａの出力、即ちトラックジャンプ開始から
の時間ｔに対応した基準軌道のデータが読み出され、Ｄ
／Ａ変換器１０ｄに出力される。これにより、Ｄ／Ａ変
換器１０ｄからはトラックジャンプ開始からの時間ｔに
対応した基準軌道信号ｊが出力されることになる。ま
た、トラックジャンプが終了し、ドライブマイコン１１
５によりモード切り替え信号ｆを“Ｌ”レベルに切り替
えると、カウンタ１０ａはリセット状態になり、基準軌
道信号ｊが０となる。

【００２４】次に本発明によるトラックジャンプ制御装
置の第２の実施例を図５のブロック図を参照して説明す
る。なお、図５において図１と重複する部分には同一番
号を付加し、説明を省略する。図５において１５はドラ
イブマイコン１１５からの加減速切り替え信号によりフ
ィードフォワード信号ｍを出力するフィードフォワード
信号信号発生回路、１６は加算回路である。

【００２５】まず、光ビーム１０２を１トラック分移動
させる１トラックジャンプ動作について図６を用いて説
明する。１トラックジャンプ動作ではドライブマイコン
１１５からのモード切り換え信号ｆにより、モード切り
換えスイッチチ１０６ｂ端子を選択し、トラック追従モ
ードからトラックジャンプモードに切り換えると共にタ
イマー１１４が時間の計測を開始する。同時に基準軌道
発生回路１０からは予め設定したトラックジャンプ時の
光ビーム１０２の軌道に対応した基準軌道信号ｊを出力
する。同時にドライブマイコン１１５から加減速切り替
え信号ｎをフィードフォワード信号発生回路１５に出力
することにより、アクチュエータを隣接トラック方向に
加速するようなフィードフォワード信号ｍをフィードフ
ォワード信号発生回路１５から出力する。フィードフォ
ワード信号ｍは加算回路１６、駆動アンプ１０７を介し
てトラッキングアクチュエータ１０８の駆動信号とな
り、光ビーム１０２を隣接トラック方向に加速する。こ
こで、フィードフォワード信号ｍのレベルはアクチュエ
ータ１０８に所定の加速度αが発生するようなレベルに
設定する。一方、トラックジャンプ開始後光ビーム１０
２が図２の領域に達するまでは移動距離検出回路１１
において（数２）を用いて検出した移動距離検出信号ｉ
と基準軌道発生回路１０から出力される基準軌道信号の
差分が差動アンプ１２で演算される。この演算結果がＳ
／Ｈ回路１４、スイッチ１０６ｂ端子、位相補償回路１
０５加算アップ１６、駆動アンプ１０７を介してアクチ
ュエータ１０８の駆動信号となり、光ビーム１０２が
（数１）で表される基準軌道に追従するようにフィード
バックによる閉ループ制御が行われる。光ビーム１０２
が図２の領域に達し、ウィンドウコンパレータ１３か
ら出力される線形領域判別信号ｈが“Ｈ”レベルになる
と、Ｓ／Ｈ回路１４はホールドモードになり、線形領域
判別信号ｈが“Ｈ”になる直前の差動アンプ１２の出力
をホールドする。光ビーム１０２が図２の領域に達
し、ウィンドウコンパレータ１３から出力される線形領
域判別信号ｈが“Ｌ”レベルになると、再びＳ／Ｈ回路
１４はサンプルモードになり、移動距離検出回路１１に
おいて（数２）を用いた検出した移動距離検出信号ｉと
基準軌道発生回路１０から出力される基準軌道信号の差
分が差動アンプ１２で演算され、光ビーム１０２が（数
１）で表される基準軌道に追従するようにフィードバッ
クによる閉ループ制御が行われる。光ビーム１０２が
（数１）の基準軌道に沿って移動し、光ビーム１０２が
トラックとトラックの中間に達したところで、ゼロクロ
ス検出回路１１３からゼロクロス検出信号ｅがドライブ
マイコン１１５に出力される。このゼロクロス検出信号
ｅが検出された時点でドライブマイコン１１５から加減
速切り替え信号ｎを出力することにより、アクチュエー
タを減速するようなフィードフォワード信号ｍをフィー
ドフォワード信号発生回路１５から出力する。フィード
フォワード信号ｍは加算回路１６、駆動アンプ１０７を
介してトラッキングアクチュエータ１０８の駆動信号と
なり、光ビーム１０２を減速させる。ここで、フィード
フォワード信号ｍのレベルはアクチュエータ１０８に所
定の減速加速度−αが発生するようなレベルに設定す
る。光ビーム１０２が図２の領域に達し、ウィンドウ
コンパレータ１３から出力される線形領域判別信号ｈが
“Ｈ”レベルになると、Ｓ／Ｈ回路１４はホールドモー
ドになり、線形領域判別信号ｈが“Ｈ”になる直前の差
動アンプ１２の出力をホールドする。光ビーム１０２が
図２の領域に達し、ウィンドウコンパレータ１３から
出力される線形領域判別信号ｈが“Ｌ”レベルになる
と、再びＳ／Ｈ回路１４はサンプルモードになり、移動
距離検出回路１１において（数２）を用いて検出した移
動距離検出信号ｉと基準軌道発生回路１０から出力され
る基準軌道信号の差分が差動アンプ１２で演算され、光
ビーム１０２が（数１）で表される基準軌道に追従する
ようにフィードバックによる閉ループ制御が行われる。
ドライブマイコン１１５はタイマー１１４の出力からジ
ャンプ開始からの時間ｔを検出し、ｔ＝２ｔｊになった
ところでモード切り替え信号ｆを“Ｌ”とし、モード切
り換えスイッチ１０６ｂ端子を選択する。これにより、
トラックジャンプ動作が終了し、トラッキングサーボル
ープが閉じられることにより、トラッキングサーボが引
き込まれ、目標トラックを追従するように制御される。
光ビーム１０２は（数１）で表される基準軌道信号ｊに
追従するように閉ループで制御されていることから、ト
ラックジャンプ動作が終了時のトラッキング誤差信号ａ
のレベルは十分に小さく、光ビーム１０２とトラックの
相対速度は略０となり、トラックジャンプ終了後に安定
なトラッキングサーボの引き込みが可能となる。

【００２６】第１の実施例では、移動距離検出信号ｉと
基準軌道信号の差分のフィードバックによる閉ループ制
御だけでトラックジャンプを行っており、光ビームを加
減速するための駆動信号がフィードバック制御系の制御
信号から生成されるため、加速度±αが発生する分だけ
必ず追従誤差が生じる。第２の実施例では、トラックジ
ャンプのための加減速の駆動信号をフィードフォワード
信号ｍにより供給するため、移動距離検出信号ｉと基準
軌道信号の差分のフィードバックによる閉ループ制御で
は偏心等の外乱成分を抑圧だけでよく、第１の実施例よ
りも追従誤差が小さくなると云う特徴がある。

【００２７】本発明によるトラックジャンプ制御装置の
第３の実施例を図７のブロック図を参照して説明する。
なお、図７において図５と重複する部分には同一番号を
付加し、説明を省略する。図５において１７はトラッキ
ング制御系の信号の極性を切り換えるための極正切り替
え回路である。

【００２８】トラック追従動作では、ドライブマイコン
１１５からのモード切り換え信号ｆによりモード切り換
えスイッチ１０６ａ端子を選択し、極性切り替え回路１
７の出力が位相補償回路１０５、および駆動アンプ１０
７を介してアクチュエータ１０８の駆動信号となり、ト
ラッキングアクチュエータ１０８及びトラッキングアク
チュエータ１０８に取り付けられた対物レンズ１０９を
ディスクの半径方向に動かすことにより光ビーム１０２
がトラックを追従するように制御を行う。ここで、極性
切り替え回路１７はドライブマイコン１１５からの極性
切り替え信号ｑにより、ランド部を再生するときには差
動アンプ１０４から出力されるトラッキング誤差信号ａ
をそのまま出力し、グルーブ部を再生するときにはトラ
ッキング誤差信号の極性を切り換えてスイッチ１０６ａ
端子に出力する。

【００２９】次に、ランド／グルーブ記録再生方式にお
いて、ランド部からグルーブ部、グルーブ部からランド
部にトラックジャンプを行う１／２トラックジャンプ動
作について図８を用いて説明する。１／２トラックジャ
ンプ動作ではドライブマイコン１１５からのモード切り
換え信号ｆにより、モード切り換えスイチ１０６ｂ端子
を選択し、トラック追従モードからトラックジャンプモ
ードに切り換えると共にタイマー１１４が時間の計測を
開始する。同時に基準軌道発生回路１０からは予め設定
したトラックジャンプ時の光ビーム１０２の軌道に対応
した基準軌道信号ｊを出力する。ここで、ジャンプ開始
と共に一定の加速度αで光ビーム１０２を所望のトラッ
ク方向に加速し、ランド部とグルーブ部の中間に光ビー
ム１０２が達したところで一定の加速度−αで減速する
と、ジャンプ開始からの時間ｔにおける光ビーム１０２
の元のトラックに対する移動距離Ｘｏｂ及び速度Ｖｏｂ
は次式で与えられる。

【００３０】

【数３】

【００３１】基準軌道信号ｊは加速度α及びジャンプ開
始からの時間ｔにより、（数３）を用いて移動距離Ｘｏ
ｂを計算することにより求める。（数１）において、時
刻ｔ＝２ｔｋでは移動距離Ｘｏｂ＝Ｐ／２、速度Ｖｏｂ
＝０となることから、光ビーム１０２が（数３）で表さ
れる基準軌道信号ｊに追従するように制御することによ
り、光ビーム１０２が１／２トラックピッチだけ移動し
たとき、光ビーム１０２とトラックとの速度は０とな
り、安定にトラッキングの引き込みを行うことができ
る。基準軌道信号ｊを出力すると同時にドライブマイコ
ン１１５から加減速切り替え信号ｎをフィードフォワー
ド信号発生回路１５に出力することにより、アクチュエ
ータを隣接トラック方向に加速するようなフィードフォ
ワード信号ｍをフィードフォワード信号発生回路１５か
ら出力する。フィードフォワード信号ｍは加算回路１
６、駆動アンプ１０７を介してトラッキングアクチュエ
ータ１０８の駆動信号となり、光ビーム１０２を隣接ト
ラック方向に加速する。ここで、フィードフォワード信
号ｍのレベルはアクチュエータ１０８に所定の加速度α
が発生するようなレベルに設定する。

【００３２】トラックジャンプ開始後光ビーム１０２が
図２の領域に達するまでは移動距離検出回路１１にお
いて（数２）を用いて検出した移動距離検出信号ｉと基
準軌道発生回路１０から出力される基準軌道信号の差分
が差動アンプ１２で演算される。この演算結果がＳ／Ｈ
回路１４、スイッチ１０６ｂ端子、位相補償回路１０５
加算アンプ１６駆動アンプ１０７を介してアクチュエー
タ１０８の駆動信号となり、光ビーム１０２が（数３）
で表される基準軌道に追従するようにフィードバックに
よる閉ループ制御が行われる。光ビーム１０２が図２の
領域に達し、ウィンドウコンパレータ１３から出力さ
れる線形領域判別信号ｈが“Ｈ”レベルになると、Ｓ／
Ｈ回路１４はホールドモードになり、線形領域判別信号
ｈが“Ｈ”になる直前の差動アンプ１２の出力ホールド
する。光ビーム１０２が更に隣接トラック方向に移動
し、トラッキング誤差信号ａのレベルが略ピークを越え
たところでオントラック信号ｄが“Ｌ”レベルになり、
光ビーム１０２がランド部からグルーブ部に移動したこ
とが検出される。オントラック信号ｄのレベル変化した
時点でドライブマイコン１１５から加減速切り替え信号
ｎを出力することにより、アクチュエータを減速するよ
うなフィードフォワード信号ｍをフィードフォワード信
号発生回路１５から出力する。フィードフォワード信号
ｍは加算回路１６、駆動アンプ１０７を介してトラッキ
ングアクチュエータ１０８の駆動信号となり、光ビーム
１０２を減速させる。ここで、フィードフォワード信号
ｍのレベルはアクチュエータ１０８に所定の減速加速度
−αが発生するようなレベルに設定する。光ビーム１０
２が図２の領域に達し、ウィンドウコンパレータ１３
から出力される線形領域判別信号ｈが“Ｌ”レベルにな
ると、再びＳ／Ｈ回路１４はサンプルモードになり、移
動距離検出回路１１において（数２）を用いて検出した
移動距離検出信号ｉと基準軌道発生回路１０から出力さ
れる基準軌道信号の差分が差動アンプ１２で演算され、
光ビーム１０２が（数３）で表される基準軌道に追従す
るようにフィードバックによる閉ループ制御が行われ
る。ドライブマイコン１１５はタイマー１１４の出力か
らジャンプ開始からの時間ｔを検出し、ｔ＝２ｔｋにな
ったところでモード切り替え信号ｆを“Ｌ”とし、モー
ド切り換えスイッチ１０６ｂ端子を選択する。同時に極
性切り替え信号ｑを極性切り替え回路１７に出力し、ト
ラッキング制御系の極性を反転させる。これにより、ト
ラックジャンプ動作が終了し、トラッキングサーボルー
プが閉じられることにより、トラッキングサーボが引き
込まれ、グルーブ部を追従するように制御される。光ビ
ーム１０２は（数３）で表される基準軌道信号ｊに追従
するように閉ループで制御されていることから、トラッ
クジャンプ動作が終了時のトラッキング誤差信号ａのレ
ベルは十分に小さく、光ビーム１０２とトラックとの相
対速度は略０となり、トラックジャンプ終了後に安定な
トラッキングサーボの引込みが可能となる。

【００３３】本実施例において１トラックジャンプにつ
いては図５及び図６の実施例と同様であり、説明を省略
する。但し、ドライブマイコン１１５からの極性切り替
え信号ｑを追従時のままの状態とし、トラッキング制御
系の信号の極性の切り替えは行わない。

【００３４】第２の実施例と同様に本実施例において
も、トラックジャンプのための加減速の駆動信号をフィ
ードフォワード信号ｍにより供給するため、移動距離検
出信号ｉと基準軌道信号の差分のフィードバックによる
閉ループ制御では偏心等の外乱成分を抑圧でよく、第１
の実施例よりも追従誤差が小さくなると云う特徴があ
る。

【００３５】以上の実施例において、加速から減速への
切り替えをゼロクロス検出信号ｅを検出した時点或いは
オントラック信号ｄのレベルが変化した時点で行うもの
としたが、本発明においては光ビーム１０２が基準軌道
を追従するように制御を行っていることから、１トラッ
クジャンプを行う場合には、基準軌道が１／２トラック
に達するまでの時間、即ちｔ＝ｔｊになった時点を、１
／２トラックジャンプを行う場合には基準軌道が１／４
トラックに達するまでの時間、即ちｔ＝ｔｋになった時
点をタイマー１１４の出力から検出し、加減速の切り替
えを行うようにしてもよい。また、図２の非線形を示す
領域では誤った検出結果に基づいて制御が行われな
いようにするため、ウィンドウコンパレータ１３からの
線形領域判別信号ｈによりＳ／Ｈ回路１４により差動ア
ンプ１２の出力をホールドするようにしたが、これに限
らずスイッチ１０６ｂ端子の入力を０にするようにして
もよい。更に、本発明の基準軌道発生回路１０は予め
（数１）或いは（数３）を用いて計算した結果をメモリ
にいれておき、このメモリーのデータを読み出すように
しているが、ジャンプ処理中にドライブマイコン等で計
算を行い、出力するようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、トラックジ
ャンプ動作中において、トラッキングアクチュエータが
バネ特性を有する場合、或いはトラックジャンプ動作中
にディスク偏心等の外乱が加わった場合でも、基準軌道
信号発生手段と移動距離検出手段の出力の差分に基づい
て閉ループでトラッキング制御を行う事により、トラッ
クジャンプ動作が終了時のトラッキング誤差信号ａのレ
ベルは十分に小さく、光ビーム１０２とトラックとの相
対速度は略０となり、トラックジャンプ終了後に安定な
トラッキングサーボの引込みが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施例を示す回路ブロック
図である。

【図２】トラッキング誤差信号ａを示す波形図である。

【図３】本発明のトラッキング制御装置の動作を示す波
形図である。

【図４】基準軌道発生回路の一具体例を示す図である。

【図５】本発明による第２の実施例を示す回路ブロック
図である。

【図６】本発明による第２の実施例のトラッキング制御
装置の動作を示す波形図である。

【図７】本発明による第３の実施例を示す回路ブロック
図である。

【図８】本発明による第３の実施例のトラッキング制御
装置の動作を示す波形図である。

【図９】従来のトラッキング制御装置を示すブロック図
である。

【図１０】従来のトラッキング制御装置による１トラッ
クジャンプの動作を説明する波形図である。

【図１１】外乱が加わった時の１トラックジャンプの動
作の例を示した波形図である。

【符号の説明】

１０…基準軌道発生回路、 １０ａ…カウンタ、 １０ｂ…基準クロック発生回路、 １０ｃ…メモリ、 １０ｄ…Ｄ／Ａ変換器、 １１…移動距離検出回路、 １３…ウィンドウコンパレータ、 １４…サンプル／ホールド回路、 １５…フィードフォワード信号発生回路、 １６…加算アンプ、 １７…極性切換回路、 １０１…光ディスク、 １０３…２分割光検出器、 １０４…差動アンプ、 １０８…トラッキングアクチュエータ、 １１３…ゼロクロス検出回路、 １１４…タイマー、 １１５…ドライブマイコン、 １１６…ジャンプパルス発生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 利晃 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 田中 久光 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 鈴木 芳夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランド部及びグルーブ部で形成されたトラ
   ックに光ビームが追従するようにトラッキングアクチュ
   エータを制御するトラッキングサーボ系を具備している
   光学式記録再生装置において、トラック中心からの光ビ
   ームの移動距離をトラッキング誤差信号により検出する
   移動距離検出手段と、トラックジャンプ動作の開始から
   終了までの光ビームの移動軌跡の基準となる基準軌道を
   出力する基準軌道発生手段とを設け、前記移動距離検出
   手段の検出した移動距離と前記基準軌道発生手段から出
   力される基準軌道との差に基づいてトラッキングアクチ
   ュエータを制御するようにしたことを特徴とする光学式
   記録再生装置におけるトラックジャンプ制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のトラックジャンプ制御装置
   において、所定の加速度で前記トラッキングアクチュエ
   ータを加減速する加速／減速信号を出力する加減速信号
   発生手段を設け、前記移動距離検出手段の検出した光ビ
   ームの移動距離がトラックジャンプ移動距離の１／２と
   なった時点において前記加減速信号発生手段の出力を加
   速信号から減速信号に切り換えると共に、前記移動距離
   検出手段の検出した移動距離と前記基準軌道発生手段か
   ら出力される基準軌道との差と、前記加減速信号発生手
   段から出力される加速／減速信号とを加算した結果に基
   づいてトラッキングアクチュエータを制御するようにし
   たことを特徴とする光学式記録再生装置におけるトラッ
   クジャンプ制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のトラックジャンプ制御装置
   において、トラックジャンプの開始からの時間を計測す
   るタイマー手段と、所定の加速度で前記トラッキングア
   クチュエータを加減速する加速／減速信号を出力する加
   減速信号発生手段を設け、前記タイマー手段によりトラ
   ックジャンプ開始から所定の時間経過した時点において
   前記加減速信号発生手段の出力を加速信号から減速信号
   に切り換えると共に、前記移動距離検出手段の検出した
   移動距離と前記基準軌道発生手段から出力される基準軌
   道との差と、前記加減速信号発生手段から出力される加
   速／減速信号とを加算した結果に基づいてトラッキング
   アクチュエータを制御するようにしたことを特徴とする
   光学式記録再生装置におけるトラックジャンプ制御装
   置。
4. 【請求項４】請求項２記載のトラックジャンプ制御装置
   において、トラッキンクサーボ系の信号の極性を切り換
   える極性切換手段を設け、ランド部からグルーブ部或い
   はグルーブ部からランド部に１／２トラックだけトラッ
   クジャンプを行う場合には、トラックジャンプ動作期間
   中或いはトラックジャンプ終了時点において前記極性切
   換手段によりトラッキングサーボ系の信号極性を切り換
   えると共に、前記移動距離検出手段の検出した光ビーム
   の移動距離がトラックジャンプ移動距離の１／２となっ
   た時点において前記加減速信号発生手段の出力を加速信
   号から減速信号に切り換え、前記移動距離検出手段の検
   出した移動距離と前記基準軌道発生手段から出力される
   基準軌道との差と、前記加減速信号発生手段から出力さ
   れる加速／減速信号とを加算した結果に基づいてトラッ
   キングアクチュエータを制御するようにしたことを特徴
   とする光学式記録再生装置におけるトラックジャンプ制
   御装置。
5. 【請求項５】請求項３記載のトラックジャンプ制御装置
   において、トラッキングサーボ系の信号の極性を切り換
   える極性切換手段を設け、ランド部からグルーブ部或い
   はグルーブ部からランド部に１／２トラックだけトラッ
   クジャンプを行う場合には、トラックジャンプ動作期間
   中或いはトラックジャンプ終了時点において前記極性切
   換手段によりトラッキングサーボ系の信号極性を切り換
   えると共に、前記タイマー手段によりトラックジャンプ
   開始から所定の時間経過した時点において前記加減速信
   号発生手段の出力を加速信号から減速信号に切り換え、
   前記移動距離検出手段の検出した移動距離と前記基準軌
   道発生手段から出力される基準軌道との差と、前記加減
   速信号発生手段から出力される加速／減速信号とを加算
   した結果に基づいてトラッキングアクチュエータを制御
   するようにしたことを特徴とする光学式記録再生装置に
   おけるトラックジャンプ制御装置。
6. 【請求項６】請求項１，２，３，４又は５記載のトラッ
   クジャンプ制御装置において、トラッキング誤差信号の
   線形領域を検出する線形領域検出手段と、前記移動距離
   検出手段の検出した移動距離と前記基準軌道発生手段か
   ら出力される基準軌道との差をサンプル／ホールドする
   サンプルホールド回路を設け、前記線形領域検出手段が
   線形領域を検出している場合には前記移動距離検出手段
   の検出した移動距離と前記基準軌道発生手段から出力さ
   れる基準軌道との差をサンプルし、前記線形領域検出手
   段が非線形領域を検出している場合には前記移動距離検
   出手段の検出した移動距離と前記基準軌道発生手段から
   出力される基準軌道との差をホールドするようにしたこ
   とを特徴とする光学式記録再生装置におけるトラックジ
   ャンプ制御装置。