JPS59500884A - 改良された位置及び焦点制御回路を有する光学メモリシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 を有する光学メモリシステム 関連特許出願の引用 この特許出願は、我々が１９８２年２月１７日に出願した共通の指定された特許 出願連続番号３４９．５３６にあたる゛改良されたトラック追随を有する光学メ モリシステム”、連続番号３４９．４６８にあたる゛改良されたロングシーク能 力を有する光学メモリシステムパ、連続番号３４９．５３５にあたる゛改良され たトラック追随およびシーク能力を有する光学メモリシステム°′、連続１８３ ４９゜５３４にあたる″改良されたショートシーク能力を有する光学メモリシス テム″と、１９８２年５月１９日に出願した連続番号３７９．９７９にあたる゛ ′光学メモリシステムのための焦点制御回路”と、１９８１年１０月１５日に出 ・願され、係属中の共通の指定された特許出願連続番号３１１．６２８．３１１ ，６２９．３１１，６３０および３１１．７４５とに関連した主題を含んでいる 。

発明の背景 この発明は一般的には、高密度データ記憶システムにおけるデータ記録および（ あるいは）続出のための改良された方法と装置に関し、さらに特定的には、高密 度光学記憶システムにおけるデータの記録および続出期間中に信頼性の高い正確 な位置決めの１ＩＪＩｌ＋を提供する改良された方法と装置に関するものである 。

近年、光学記録によってもたらされる非常に高い記録密度ポテンシャルのために 、適当な媒体上における光学記録および読出のための改良された方法および装置 を開発するのに相当な努力が費されてきた。様々な公知の方法およびＰｉ置の例 は、以下の参照文献において明らかにされている。

４．２１６．５０１　８／　５／８０　Ｂａ１１４．２２２．０７１　９／　９ ／８０　Ｂｅ１ｌ　、　ｅｔ　ａｔ　。

４．２３２．３３７　１２／　４／８０　Ｗｉｎｓｌｏｗ、　ｅｔ　ａｌ４．２ ４３．８４８　１／　＆／８１　Ｕｔｓｕ１４．２４３，８５０　１／　６／　 ８１　Ｅ　ｄｖａｒｄｓ４．２５３．０１９　２／　２４／　８１　０　ｐｈｅ ｉｊ４．２５３，７３４　３／　３／８ｉ　ｌ（ｏｍｕｒａｓａｋｉ４．２６８ ．７４５　５／１９／８１　０ｋａｎ。

出版物 Ｒ，Ａ、　Ｂａｒｔｏｌｌｎｉ、　ｅｔ　ａｌ、　、”０ｐｔｉｃａｌ　Ｄｉｓ ｋ３　ｙｓｔｅｍｓ　Ｅ　＋ｎｅｒｇｅ　”、Ｉ　ＥＥＥ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　 、Ａｕｇｕｓｔ１９７Ｂ、ｒ）ｐ、２０−２８゜ Ｇ、Ｃ，Ｋｅｎｎｅｙ　、　ｅｔ　ａｔ、、”Ａｎ　０ｐｔｉｃａｌ　［）ｌｓ ｋＲｅｐｌａｃｅｓ　２５　ＭａＱ　Ｔａｐｅｓ”　、Ｉ　ＥＥＥ　Ｓｔ）ｅｃ ｔｒｕｍ　。

Ｆｅｂｒｕａｒｙ　１９７９．＋１１）、３３−３８゜Ｋ、Ｂｕｌｔｈｕｉｓ　 、　ｅｔ　ａｔ、、”Ｔｅｎ　Ｂ１１１ｌｏｎ　ＢｉｔｓＯｎ　ａ　［）ｉＳｋ ”、Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　、Ａｕｇｕｓｔ１９７９、Ｄｐ、２６ −３３゜ Ａ、Ｅ、３ｅｌｌ　、　ｅｔ　ａｔ、、”Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃ口Ｏｎ３　ｔｒ ｕｃｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　Ｑ　ｐｔｉｃａｌ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”　、ＩＥＥ ＥＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、　Ｖｏｌ 、ＱＥ　−１４、ＮＯ，７，Ｊｕｌｙ　１９７８．．１）Ｉ）、４８７−４９５ ゜これらの参照文献に属する部分は、この発明において援用されたものと考えら れるべきである。

この発明の概要 よく認識されているように、光学メモリシステムにおいて、記録および再生動作 期間中に信頼できる正確な位置決めおよび焦点の制御が与えられなければならな いということはかなり重要である。そのような要求は、たとえば、相対的にかな り低い密度でデータを蓄積する磁気メモリディスクシステムに比較して、典型的 に使用される非常に高いデータ記録密度のために、光学メモリシステムにおいて は特に厳密である。それゆえに、光学データ記憶システムのような、高密度記憶 システムにおけるデータの記録および（あるいは）ｖｃ出出量間中改良された焦 点合わせおよび位置決めの制御を提供することがこの発明の目的である。

この発明の特定の好ましい実施例において、レーザビームは回転可能な光学ディ スク上におけるデータの記録および再生のために使用され、意味深く改良された 位置決めおよび焦点合わせの制御は、光学ディスク上における記録おに高信頼性 で共同で制御する複数の相互作用的サーボループとともに、特別に設計された焦 点制御および捕獲回路を使用することによって達成される。

この発明の特定の性質およびその他の目的、長所、特徴および使用方法は、添付 された図面に示された好ましい実施例の以下の説明より明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 第１図はこの発明が組込まれた光学記録および再生システムの全体的なブロック 図である。

第２図は光学ディスクの選択されたトラック上に焦点が合わされたときに第１因 のシス′テムによって与えられる３つのレーザビームの相対位置を示す。

第３図は第１図に示されたレーザ光学システムの概略ブロック図である。

第４図は光学ディスク上のデータの配置とフォーマットを一般的に丞す概略図で ある。

第５図は第４図に示されＩｃ見出しのフォーマットの詳細を示す概略図である。

第６図は第１図の信号処理電子回路の好ましい実施例を示すブロック電気回路図 である。

第７図は第１図のシステムにおいて使用される光学ディスクの構造を示す断面図 である。

第８図はこの発明において使用される相互作用的サーボる。

第９図はトラック追随動作の実行に適する第８図のこれらの部分を示すブロック 電気回路図である。

第１０図はショートシーク動作の実行に適する第８図のこれらの部分を示すブロ ック電気回路図である。

第１１図はロングシーク動作の実行に適する第８図のこれらの部分を示すブロッ ク電気回路図である。

第１２図は第１１図に示された到着検出器の好ましい実施例である。

第１３図はこの発明による焦点捕獲回路の好ましい実施例を示すブロック電気回 路図である。

第１４図は第１３図の実施例における様々な信号のグラフを示す。

発明の詳細な説明 図面の各図を通して同一番号および記号は同一要素を示す。

始めに第１図を参照すると、それは一般に、前述の共通に指定された係属中の特 許出願において開示された光学配録および読出システムの実施例の基本的な部分 を示している。記録されるべきデータは、最初にたとえば、ノンリターンツーゼ ロ、リターンツーゼロなどの磁気記録に使用されるタイプの典型的な符号化フォ ーマットを用いて、与えられたデータをコード化する記録回路１０に与えられる 。

典型的なエラーチェックもまたコード化された信号に施ざれる。

記録回路１０からのコード化されたデータ１０ａは、レーザ光学システム１２に 与えられる。レーザ光学システム１２は、モータ１８による回転の正確な軸１６ 上に支持されたブリフＡ−マットされた光学ディスク１５の同一の選択されたト ラックの中心線に沿って一定間隔をおいた位置で焦点が合わされた３つのレーザ ビーム１２ａ、１２ｂおよび１２Ｃを発生ずる。光学ディスク１５は、たとえば 、前述のアメリカ合衆国特許番号４，２２２．０７１および［３ｅｌｌ　、　ｅ ｔ　ａｌ　、による前述の論文において開示されたタイプの３層のディスクであ る。各々の１ノーザビームは、たとえば、ディスク１５上の１ミクロンのスポッ トサイズに焦点が合わされる。

レーザビーム１２ａは、光学ディスク１５の選択されたトラックにおいて、コー ド化されたデータを表わす光学的に検出可能な変化を形成するように、コード化 されたデータによって変調される書込ビームである。書込レーザビーム１２ａに よってディスクに発生した光学的に検出可能な変化は、ビットや物理的ホールの にうな物理的変化である必要はないということは理解されるべきである。必要と されることは、光学的に検出可能な変化が、コード化されたデータ１０ａを表わ す書込レーザビーム１２ａに応答して、ディスクの選択された領域に生じなけれ ばならないということだＥプである。この説明のために、発生し得る光学的に検 出可能な変化のすべての可能なタイプは、以下に光学的ホールとして示される。

第１図に示されたレーザビーム１２ｂおよび１２Ｇは続出ビームである。第２図 に典型的に示されているように、読出ビーム１２ｂは、選択されたトラック１７ の中心線１７ａ上において、書込ビーム１２ａの後方で焦点が合わされる書込後 読比ビームであり、読出ビーム１２Ｃは書込前読出ビームであり、書込ビーム１ ２ａの前方で焦点が合わされる。読出ビーム１２ｂおよび１２Ｃの強度は、それ らが先に記録されている情報の完全さを妨げないように選択される。読出ビーム はディスク１５から反射されて光学システム１２へ房され、それに応答して光学 システム１２は、信号処理電子回路２０に与えられる複数の検出信号１４ａ。

１４ｂおよび１４Ｃを得る。信号処理電子回路２０はまた、以下に考察するよう に、記録されたデータの正確さをチェックするのに使用するために記録回路１０ からコード化されたデータ信号１０ａを受信する。

信号処理電子回路２０は、データが読出されるディスク上のトラックおよびセク タ位置を各々識別する信号２０ｂおよび２０Ｃとともに、光学ディスク１５から 読出されたデータに対応する出力データ信号２０ａを提供するために、検出され た信号１４ａ、ｉ４ｂおよび１４Ｇを使用する。

信号処理電子回路２０はまた、制御信＠１０ｂ、２１８゜２１ｂ　、２１ｃ　、 ２１ｄ　、２１ｅおよび２１ｆを発生する。

さらに詳細に説明すると、制御信号１ｏｂは、ディスクの回転に関するア゛−夕 のコード化を同期させるために記録回路１０に与えられ、制御信＠２１ａは、記 録および読出中の正確な速度制御を与えるため光学ディスクモータ１８に与えら れ、制御信＠２１ｂは、必要な１−ラックを選択するためにレーザビーム１２ａ 、１２ｂおよび１２Ｇの半径方向位置を制御するためにレーザ光学システム１２ に与えられ、制御信号２１ｃは、選択されたトラック上におけるレーザビームの 正確なトラック追随を提供するためにレーザ光学システム１２に与えられ、制御 信号２１ｄは、レーザビーム１２ａ、１２ｂおよび１２ｆＣの正確な焦点合わせ を提供づるためにレーザ光学システム１２に与えられ、制御信号２１ｅは、前方 のトラックは以前に記録されているデータを含むので、反射された書込前読出ビ ームが過剰書込記録エラーの可能性を示すならば、記録を中断するために記録回 路１０に与えられ、信号２１ｒは、記録エラーが発生したときには記録を中断す るために記録回路１０に与えられる。

次に、第１図に一般的に示されたレーザ光学システム１２の好ましい実施例を示 す第３図を参照する。このレーザ光学システムの様々な構成要素は、前述の参照 文献から明らかなように、当業者によって容易に実行され得るので、第３図にお けるブロックおよび概略図において描かれている。

第３図に丞されるように、レーザ３０は、たとえば６３３ナノメータの波長と、 たとえば１２＋ｎｗのパワーレベルを有するビーム３０ａを提供する。このレー ザビーム３０ａは、ビームをハイパワービーム３２ａとローパワービーム３２１ 〕とに分離する第１のビームスプリッタ３２に与えられる。ローパワービーム３ ２ｂは、さらにビーム３２ｂを分離して書込後読用および書込前読出ビームであ るビーム１２ｂおよび１２Ｇをそれぞれ与える第２のビームスプリッタ３４に与 えられる。単独のレーク゛は、もし必要ならば、１つまたはそれ以」二の上Ｊの ビームを与えるのに使用され得るということは理解されるべきである。

第３図のハイパワービーム３２ａは、第１図の記録回路１０からの出力に与えら れたコード化されたデータ１０ａに応答してビーム３２ａを変調する高速度光変 調器３６に与えられる。この光変調器３６は、たとえば音響−光学ディジタル変 調器である。変調器３６の出力における結果としてもたらされた変調されたハイ パワービームは、システムの書込ビーム１２ａとして使用され、読出ビーム１２ ｂおよび１２ｃとともに、第２図に典型的に描かれたように、ディスク１５の選 択されたトラックに沿った上述の一定間隔を考慮してビームを結合する、ビーム 結合器およびスプリッタ３８に与えられる。結果としてもたらされる３つのレー ザビーム１２ａ、１２ｂおよび１２Ｃはその後、ガルバノメータ４２に装着され たミラー４０で反射される。ガルバノメータ４２は、選択されたトラックの中心 線に沿った正確な追随を提供するのに必要な、だけ、ミラー４０が適当に偏向さ れるように、信号処理電子回路２０（第１図）からの制御信＠２１Ｃに応答する 。

ミラー４０からの反射後に、レーザビーム１２ａ、１２ｂ　３３よび１２Ｃは、 焦点モータ４６上に装着された対物レンズアセンブリ４４に向１プられる。モー タ４６は、第１図の信号処理電子回路２０からの制御信号２１ｄに応答し、ディ スクの選択されたトラック上におけるビーム１２ａ。

１２ｂおよび１２Ｇの正確な焦点合わせをそれによって維持するように、対物レ ンズアＣセンブリ４４をディスク１５に向けそして離れるように動かずように動 作すする。トラックの選択は、ディスクに関連するビーム１２ａ、１２ｂおよび １２０の半径方向の位置を制御することによって与えられる。このことは、対物 レンズアセンブリ４４に結合され、第１図の信号処理電子回路２０からの制御信 号２１ｂに応答するりニアモータ４８を使用することによって達成される。

第３図の２つの読出ビーム１２ｂおよび１２Ｃは、ビームが通過する記録された パターンに従って変調された、反射されたパワーを伴なって、ディスク１５から 反射されることは理解されるであろう。

反射された読出ビーム１２ｂおよび１２Ｃは、対物レンズアセンブリ４４および ミラー４０を介してビーム結合器およびスプリッタ３８に戻る。ビーム結合器お よびスプリッタ３８は、反射されたビームを、第１図に示すように信号処理電子 回路２０に与えられる書込後読比および書込前読出アナログ電気信号１４ａおよ び１４ｂに応答してビームを変換する光学検出回路４９に向レプる。また、反射 された読出ビーム１２ａおよび１２ｂの少なくとも１つは、比較的低いゲインを 与え、選択されたトラック上におけるビームの焦点合わせの質を示す広い捕獲範 囲信号１１を信号処理電子回路２０に与える幾何学的光学焦点検出器４７に与え られる。

次に考えられるべきことは、第１図における光学ディスク１５に提供されたプリ フォーマットである。典型的なプリフォーマットの構成の例は第４図および第５ 図に示されている。

第４図において一般的に示されているように、描かれている好ましい実施例にお ける光学ディスク１５は、たとえば、１４インチのディスク上で２ミクロン離れ た一定間幅で配置された４０．０００というような、非常に大きな数の円形のト ラック１７を含む。トラック１５はまた、複数のセクタ１９に分割される。第４ 図に示されるように、セクタ１９内における各々のトラック１７は、見出し５１ およびデータ記録部分５２を含む。データ記録部分５２は、記録中にデータが書 込まれる部分であり、各々のセクタ１９内においてトラック長のより大きな部分 を含んでいる。

トラック１７の見出し５１はそれぞれのセクタ１９において最初に発見され記録 に先立ってディスク上に与え゛られる。

そのような見出し５１が与えられたディスクは、典型的にはプリフォーマットさ れたものとされる。

第５図は、第３図のディスク１５の各々のセクタ１９における各々のトラック］ ７にりえられたプリフォーマットされた見出し５１の例を示す。見出し５１を構 成する光学的ホールは、前述のように物理的に観測可能である必要はないが、ビ ットのような物理的ホールは第４図に示す典型的な見出しのために使用されると いうことはこの説明のために推測されるであろう。ビットが入射ビームに対する 比較的高い反射を示す一方で、他のｉげられていないディスク領域が比較的低い 反射を示すということもまた推測されるであろう。ビットのような物理的ホール を使用して光学記録の一部が与えられる構成もまた使用され、残りの記録された □部分は光学的ホールを使゛用することによって記録されるということは理解さ れるべきである。

第５図に示された見出しの説明を□続ける前に、第１図の０ない′１ノ８０′Ｏ オングストロームの厚みを有するアルミニ９２でコーティングされる。レーザ周 波数において透明な一部の層のような態様絶縁層９６は、アルミニウム反射層９ ４上にデポジションされる。レーザ周波数において吸収性のある吸収Ｂ９８はそ れから、絶縁Ｍ２Ｃ上にデポジションされる。吸収層９８は、たとえばテルルの ような金属の５０ないし３００７１ングストロームの層である。最後に、吸収層 ９８は、たとえば１５０ないし５００ミクロンの厚みを有するシリコン樹脂のよ うな保１１１１００によってオーバコーティングされる。

さらに第７図を参照すると、ディスク１シの未記録部分上のレーザビーム入射に 対する非反射（ダークミラー）状態は、１！９−４．９６および９８の厚さと光 学的特性を適当に選択することによって発生する。第７図に示されるようなディ スク１５上における記録は、選択されたトラック、に検出可能な変化を形成する こと、記録されたデータを表わすこれらのビット９８ａの間隔を一定に保つこと およびその寸法によって情報を記録する、適当に焦点が合わされ、強度変調され た記録レーザビーム（第１図および第２図におけるレーザビーム１２ａのような ）を使用することによって達成される。吸収Ｍ９８の未記録領域９８ｂに影響を 及ぼすには不十分な強度に選択され、これらの未記録領域１００が前述の非反射 状態を示す、適当に焦点が合わされた読出レーザビーム（第１図および第２図に おけるレーザビーム１２ｂおよび１２Ｃのような）を使用することによって、情 報はディスク１５から読出される。その結果、ビームがピット９８ａ上に入射さ れたときに続出ビームは比較的高い反射を経験し、続出ビームが未書込領域９８ ｂ上に入射されたときには比較的低い反射を経験するので、反射された読出ビー ムはビット９８ａによって強度変調される。保護層１００の上部表面における埃 の粒子は、前述の記録おＪ：び読出動作に無視できる影響を与えるように光学シ ステムの焦点面から遠く取除かれる（すなわち、それらは焦点の外へ取除かれる ）。

見出し５１のさらに詳細な考察のために、第５図に戻って参照する。見出し５１ は、システムの信頼性の高い正確な動作を提供するために第１図の信号処理電子 回路２０に関連して使用されるので、一般的に第１図に示される信号処理電子回 路２０の実施例を示す第６図に関連して第５図に示される典型的な見出し５１の 構造および配置を説明することが役立つであろう。第６図の個々の構成要素は当 業者によって容易に実現され得るし、このようにブロック形式で示されている。

第５図に示されたプリフォーマットされた見出し５１を参照すると、左セクタ境 界１９ａにすぐに続くのは、光学反射において信号処理電子回路２０に同期の合 ったタイミングを与えるのに使用される比較的大きな変化を与える比較的大きな ビット５４であることがわかるであろう。これは、第３図の検出された書込後読 比信号１４ａを前置増幅器７１を介してピーク検出器７３に与えることによって 達成される。ピーク検出器７３は、ビット５４に応答して、再生信号における最 大のピークと認める幅の狭いパルス７３ａを出力する。ピーク検出器７３によっ て発生したこの幅の狭い出力パルス７３ａはその後タイミング基準として、ディ スク１５に関するシステムの動作を同期させるための種々のタイミング信号１０ ｂ　、２１ａ　、７５ａ　、７５ｂ　。

７５ｃ、７５ｄおよび７５８を発生する伝統的なタイミング回路７５に与えられ る。これらのタイミング信号の目的は説明が進むにつれて明らかになるであろう 。

第５図におけるビット５４に続くのは、トラック１７に平行な方向に延ばされ、 交互にトラック中心線１７ａの反対側に配置された２つのビット５６および５８ である。これらのビット５６および５８は正確なトラック追随を与えるのに使用 される。これは第６図において、前置増幅器７１の出力に与えられた増幅された 書込後読比信号をアップダウン積分回路７７に与えることによって達成される。

アップダウン積分回路７７は、書込機読出ビームが、引き延ばされたビット５６ に対応するトラック１７の一部を横切るときに得られる、検出された信号に応答 してアップ積分し、書込機読出ビームが、引き延ばされたビット５８に対応する トラック１７の一部を横切るときに得られる信号に応答してダウン積分する。こ れらの２つの積分間の差は、レーザビームによるトラック追随の正確さの基準で あるということは理解されるであろう。引き延ばされたビット５６および５８の 寸法と位置は、トラック中心線１７ａからのビームの非常に小さい偏光でさえ検 出し得るように、焦点が合わされたビームのサイズに関連して選択される。各々 のセクタごとにビット５６および５８が横切られたときに積分回路７７によって 与えられるこの差は、レーザビームによる選択されたトラックの正確な追随を与 えるためにガルバノメータ４２（第３図）に与えられる制御信号２１Ｇを発生す るのに使用される。

タイミング回路７５はタイミング信号７５ａと７５ｂをアップダウン積分回路７ ７に与えるということは注目される。引き延ばされたビット５６．！５よび５８ の位置に適当に対応するためにアップダウン積分が実行される、それぞれのセク タの見出し５１の横断期間中の特定の時間を示すために、タイミング信号７５ａ は使用される。タイミング信号７５ｂは、次のセクタまで、書込機読出ビームが 第２の引き延ばされたビット５８の横断を達成後得られる積分された値を保持す る保持信号として役立つように、それぞれのセクタごとに、アップダウン積分回 路７７に与えられる。

第５図に示された典型的な見出し５１における引き延ばされたビット５６および ５８に続くのは、トラックの中心線１７ａに垂直に引き延ばされた複数のビット ６０である。

ビット６０の位置と寸法は、これらのビット６０を横断するときに得られる、反 射された信号が入射ビームの焦点合わせの質に依存したピーク値を持つように選 択される。これは、たとえば各々のビット６０の直径を、適当に焦点が合ったビ ームの直径に等しいように選択することによって達成される。それから、もしも 不適当な焦点合わせのために入射ビームがビット６０の厚みよりも大きければ、 ビームの部分のみが反射されるので、各々のビット６０が横切られたときに反射 されたビームはパワーを減少させるであろう。ピット６０間の間隔を一定に保つ ことおよびディスク回転速度は、反射されたビームがビット６０を横切るときに 変調される周波数を決定することもまた、理解されるであろう。

再び第６図を参照すると、焦点合わせビット６０が横切られている期間中に前置 増幅器７１に与えられる書込後読用ビーム１４ａは、その結果得られる焦点合わ せ情報を含むことが理解されるであろう。それゆえに、ピーク検出器６４は、書 込機読出ビームが焦点合わせビット６０を横切っている期間中、タイミング信号 ７５ｃによって能動化され、前置増幅器７１の出力において、増幅された書込後 続比ビームを受信するために設けられる。ピーク検出器６４は、周波数レンジ内 で、焦点合わせの質の基準である比較的高ゲインの出力信号６４ａを発生するた めにビット６０の一定間隔保持によって決定される与えられた信号の太きさに応 答するのに適している。

ピーク検出器６４からの出力信号６４ａは、第３図の光学的焦点検出器４７によ って与えられた信号１４ｃとともに信号加算器６６に与えられる。信号加算器６ ６は、ディスク上の入射レーザビームの正確な焦点合わせを維持するために焦点 モータ４６に与えられた、第１図に示された信＠２１ｄを発生するために、これ らの２つの信号１４０および６４ａを適当に結合する。

幾何学的光学焦点検出器４７からの信号１４Ｃおよびピーク検出器６４からの信 号６４ａを含む信号２１ｄを焦点モータ４６へ与える目的は、さらに考察される 。第３図の幾何学的光学焦点検出器４７から得られる信号１４Ｇは、広い捕獲範 囲を提供する一方で、典型的に静電あるいは低周波数オフセットエラーを発生す る焦点距離の比較的低いゲインの制御を提供する。この発明に従って、第５図に 例を示したように、意味深くより正確でオフセットのない焦点信号２１ｄは、幾 何学的光学検出器信号１４Ｃと、焦点ホール６０から得られる、比較的高いゲイ ンを与える能力のある、ピーク検出信号６４ａとを結合することによって達成さ れる。もちろん、トラック追随ビット５６および５８にも与えるのと同様に、見 出し５１はトラック追随と同様に焦点合わせに要求される正確！、轡速の制御を 得るために各々の円形トラック１７のまわりを充分な回数繰返される。

第５図に示された見出し５１の説明を、続けると、上述の焦点ビット６０の次に は、レーザビームににっで横切られる特定のトラックとセクタとの識別を与える ために記録されたピット７２が続く。言い換えると、ピット７２はトラックとセ クタのアドレスを表わし、伝統的なコード化は、磁気ディスク上における［・ラ ックとセクタとの識別に使用するなど、この目的のために使用され得る。

第６図に示されるように、前置増幅器７１の出力における増幅された書込後読比 信号は、適当な能動化タイミング信号７５ｄとともに、トラックおよびセクタが レーザビームによって横断されたことを各々示すトラックおＪ：ぴセクタ信号２ ０ａおよび２０ｂ　（第１図参照）を与えるトラックおよびセクタデコーダ７８ に与えられる。トラック信号２０ｂはまた、レーザビームの位置決めが要求され る選択されたトラックを示すトラックコマンド信号８０ａとともにトラック選択 回路８０に与えられる。トラック選択回路８０は、トラック信号２０ｂによって 示されるトラックとトラックコマンド信号８０ａによって要求されるトラックと を比較し、それに応答して選択されたトラック上でレーザビームを中央に持って くるために第３図におけるリニアモータ４８に与えられる信号２１ｂを発生する 。

第５図とともに第４図を参照すると、描かれた典型的な見出し５１において、ト ラックおよびセクタアドレス識別を提供するピット７２は見出し５１の最俵の部 分であることが理解されるであろう。前に指織したように、これらの見出しを含 むもたらされたディスクはプリフォーマットされるものと考えられる。そのよう なプリフォーマットされたディスクは、典型的には、各々のセクタ１９における 各々のトラック１７のデータ記録部分５２における記録および読出データのため に：第６図において示されているような信号処理電子回路２ｏに関連して、プリ フォーマットされた見出しを利用するユーザに提供されるであろう。

第６図における前置増幅器７１の、出力に与えられた増幅された書込後読比信号 はまた、各々のセクタ１９（第４図および第５図）のデータ記録部分５１がらの データの読出に使用される。そゆえに、第６図の実現は、記録されたディジタル データに対応するデータ出力信号２０ａ　（第１図参照）を与えるために前置増 幅器７１の出力が与えられるデータ続出回路８．２を含む。データ読出回路８２ は、書込機読出ビームがそれぞれのセクタ１９のデー、夕部分５２（第４図）を 横断している期間に、タイミング信号７５．ｅによって能動化される。その結果 として得られる、ディスク１５から読出されるデータ出力信号２０ａは、どちら がからデータが、読、出されるトラックおよびセクタを識別するトラックおよび セクタ信号２０ｂおよび２０ｃとともに１、適切、な利用デバイス（図示せず） に与えられる。

データ出力信号２０ａはまた、データが正確に記録されていることをチェックす るため、データ記録中に使用される。この目的のために、第６図はデータ出力信 号２０ａと記録回路１０からのコード化されたデータ信号１０ａの双方を受信す るデータコンパレータ８３を含む。データコンパレータ８３はコード化されたデ ータ１０．ａとディスク１５から、読出された対応するデータ２０ａとを、比較 するように動作する。もしもコンパレータか信号１０ａｅよび２゜ａにエラーを 検出したら、記録を中断するために記録回路１０に与えられる記録エラー中断信 号２１ｆが発生する。

この発明によって可能にされた記録の密度は非常に高いということは評価される であろう。このように１先に記録されたデータを破壊することになるレーザビー ムの位置決めにおけるエラーが記録中に発生する可能性が存在する。

もしも絶えず失われずに、バックアップがないならば、そのような先に記録され たデータはＭ換えることが非常に高価である。この間ＩＩは書込前読出ビーム１ ２Ｃを使用することによって防がれる。

第６図に描かれているように、第３図の光学的検出回路−４９から得られた書込 前読出信＠１４ｂは、フィルタ回路９３を介して、その出力、９１ａが順番にデ ータ検出器９５に与えられる前置増幅１９１に与えられる。フィルタ回路９３は 、データ検出器９５の動作の干渉からのノイーズを防ぐために設けられる。デー タ検出器９５は、記録されたデータの存在に応答して記録・を中止するために、 記録回路１０（第１図）に与えられる中断信号９５ａを発生し、それによって前 に記録されたデータを保護する。書込前読出ビームは、記録前のトラックの質を チェックしたり、あるいは、さらに正確なトラック追随および（あるいは）焦点 制御を提供するなどの他の目的にもまた使用されるということは理解されるべき である。

この発明に従って提供される光学ビーム焦点合わせおよび位置決め制御における 改良は、第８図ないし第１３図を参照して詳細に考察されるであろう。

第８図は、この発明に従って改良された光学ビーム位置決め制御を提供するため の装置を示す概略電気回路図である。第８図において示される光学ディスク１５ 、対物レンズアセンブリ４４、ガルバノメータ４２およびリニアモータ４８は、 第３図における同一番号の構成要素に対応する。

第８図の残りの部分は、光学ディスク１５に関連する対物レンズアセンブリ４４ の位置（およびレーザビーム１２ａ。

１２ｂおよび１２Ｃの位置）を共に制御するガルバノメータ４２とリニアモータ ４８の動きを正確に＄１ＪＩａするための好ましい実施例を示している。ガルバ ノメータ４２とりニアモータ４８の動きは、トラック追随とトラックシークの機 能を与えるように、第８図の好ましい実施例において制御される。　− トラック追随機能は、トランクシーク動作の結果としてトラックが変えられるこ とがなければ、レーザビームを１つの特定のトラックに正確に追随させるシステ ムの動作に関連している。トラック上におけるレーザビームの位置決めを示すト ラック追随信号がどのように得られるかということは既に第５図および第６図に 関連して説明した。この発明の好ましい実行がこのトラック追随信号を有利に利 用する態様は以下に明らかとなるであろう。

トラックシーク機能は、現在のトラックからもう１つの選択されたトラックへの レーザビームの位置の変化に含まれる動作に関連する。第８図の好ましい実施例 において、ｌ−ラックシークはロングシークまたはショートシークとして分類さ れる。ショートシークは、たとえば２００〜４００マイクロ秒の平均時間および １．５ミリ秒以下の最大時間において与えられ得る、たとえば５０トラツクまた はそれ以下の比較的小さいトラック変化を提供する。ロングシークは、４０．０ ００１−ラックディスク上において、数千のトラックであり得る大きなトラック 変化を提供する。

上述のトラック追随およびトラックシーク機能が第８図の好ましい実施例におい て有利に達成される特定の態様は、詳細に説明される。第８図の構成は、トラッ クシークおよびトラック追随動作期間中におけるガルバノメータ４２とリニアモ ータ４８の非常に正確で信頼性の高い制御を提供する複数の相互作用的サーボル ープの設定に基づいている。

第８図の説明を簡略化し、その特徴と長所が明瞭に理解されるようにするために 、上述の必要とされる機能・・・トラック追随、ロングシーク、ショートシーク ・・・は各々、第９図、第１０図および第１１図を参照して個別に考察される。

第８図ないし第１１図において示された各々の構成要素は、当業者によって容易 に提供可能であり、より詳細には与えられていない。また、第８図ないし第１１ 図の理解をより容易にするために、これらの３つの機能間に起こるスイッチング は、スイッチの可動アームに与えられて示される１つまたはそれ以上のラベルさ れた信号に応答して切換わる単一極性スイッチ、２重投入メカニカルスイッチ（ たとえば、第８図および第９図におけるスイッチ１２２および１２８）を使用し て実行されるものとして示される。これらのスイッチのコンタクト′はまた、各 々対応する機能を示すようにラベルされる。ラベル“Ｔ　Ｆ　″はトラック追随 を表わし、ラベル゛ＳＳ”はショートシークを示し、ラベル“”　Ｌ　Ｓ　”は ロングシークを示す。当業者はこれらのスイッチによって示されるスイッチング を実行するために適当な電子スイッチング回路を容易に使用することができるで あろう。

また、第８図ないし第１１図において、アナログ加算器（加算器１１６および１ ３８のような）への各々の入力に、加算器への他の入力に関して入力が加算的ま たは減算的極性のいずれに与えうているかを示すために＋″または−”が与えら れることに注目する。

トラック追随（第９図） トラック追随機能はまず、この機能に関する第８図のこれらの部分のみを示す第 ９図を参照して考察されるであろう。第９図に示すように、ガルバノメータ４２ は、ガルバノメータミラー４０（第３図）を制御するためにガルバノメータ増幅 器１１０によって駆動される。第９図において示されたトラック追随機能に含ま れる基本的なサーボループは信号処理電子回路２０によって得られるトラック追 随信号２ＩＣを使用することによって提供される。この信号の発生は第６図に関 連して以前に説明した。このトラック追随信号はレーザビームによるトラック追 随の正確さの基準であり、それゆえに特定のトラック上にレーザビームを維持す るためにスイッチ１１４（ｔ−ラック追随期間中に第９図に示される位置に存在 する）およびアナログ加算器１１６を介してエラー信号としてガルバノメータ増 幅器１１０に与えられるということは記憶されるであろう。好ましい実施例にお いて、ディスク上におけるトラックの間隔は、レーザビームがトラック間で決し て妨害せずトラックを追随するように、第５図におけるトラック追随ビット５６ および５８の寸法に関連して選択される。上述のように、追随される特定のトラ ックのアドレスは、トラック追随期間中に第６図におけるトラックおよびセクタ デコーダ７８の出力において得ることができる。

第９図において示されるように、ガルバノメータ４２は、ガルバノメータミラー ４０（第３図）の現在の角度位置を示ず角度信号１１８ａを与える角度検出器１ １８を含む。

適切な角度検出器は、たとえば、−“ｉｓ、　ｎ　ｌ　ｎｆｒａ　−、Ｒｅｄ３ ａｓｅｄ　ｆ３ｅａｒａ　５ｃａｎｎｅｒ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　３ｅｎｓｏｒ　 ”　、　ｐ９Ｍ。

Ｔｒｅｔｈｅｗｅｙ、　Ｒｅｇｉｏｎ　６１　ＥＥＥ　３ｔｕｄｅｎｔ　ｐａｐ ｅｒＱｏｍｐｅｔＨｉｏｎ、　Ｗｅｓｃｏｎ　／８１．　Ｈｌｌｔｏｎ　ｌ−１ ｏｔｅｌ、　３ａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏ、　Ｃａ１ｉｆ’ｏｒｎｌａ　、　８８ ／　４．の論文において説明されている。角度検出器信号１１８はトラック追随 動作期間中に第９図に示す２つの方法で使用される。まず、角度信号１１８ａは 、ガルバノメータミラーに対するスプリング補償フィードバックを与えるために 加算器１１６を介してその出力１２０ａが順番にガルバノメータ増幅器１１０に フィードバックされるスフリング増幅器１２０（適当なスプリング補償特性を有 している）に与えられる。

第２に、角度信号１１８ａは、スイッチ１２２（）ラック追随期間中に第９図に 示す位置に存在する）、アナログ加算器１２４．スイッチ１２７（トラック追随 中に示される位置に存在する）を介して、比較的高いゲインのりニアモータ増幅 器１２８に与えられる。角度信＠１１８ａに応答して、正確なトラック追随を維 持するためにガルバノメータミラー４０（その中心あるいは偏向されていない位 置から）によって提供されるのに必要とされる偏向を減少するために、追随され るトラックに対して複方向にガルバノメータ４２（第３図において機械的に対物 レンズアセンブリ４４と結合されている）が動かされるｔｔＳで、増幅器１２８ はりニアモータ４８（第３図参照）をＩ！動する。言い換えると、トラック追随 期間中は、検出されたミラー角度信号１１８ａに応答するりニアモータ４８の動 きは、トラックの偏心率における比較的大きな変動の存在にもかかわらず、ガル バノメータミラーをその中心または偏向されていない位置の近くに維持するよう に働く。このことは、他の方法で可能なよりもはるかに大きく効果的なダイナミ ックレンジをガルバノメータに与えることの有利な結果を達成し、それによって 、ミラーがそれ自身の上に存在することができるよりも低い比較的広いトラック 位置変化に関し、好結果の動作を与える。この能力の重要性は、トラックが２ミ クロン離れたディスク上に古いて、軸の偏心率によるディスクランアウトが、ト ラック追随中に±３５トラックにおよぶトラック位置変化を典型的に発生すると いうことを８８することによって評価され得る。

トラック追随中のより高度の安定性と信鎖性とを提供するために、リニアモータ ４８の速度はりニアモータ増幅器１２８はもちろん、ガルバノメータ増幅器１１ ０にもフィードバックされる。これは、加算器１２４を介してリニアモータ増幅 器１２８に与えられ、バッファ増幅器１３４、微分回路１３６および加算５１３ ８と１１６とを介してガルバノメータ増幅２１１３４４ｍ与λられる速度信号１ ３２ａを発生するために、その出力がタコメータ増幅器１３２によって増幅され るタコメータ１３０を′リニアモータ４８に使用することによって達成される。

微分回路１３６を設けることの長所は、それがガルバノメータ増幅器１１ｏによ って先に予想される急速な速度変化を許容し、それによ、ってより大きな全体の ループ安定性をもたらすことである。

ショートシーク（第１０図） ショートシーク機能は第１０図に示されており、ショートシーク機能に属するこ れらの構成要素の追加とともに第９図に示されたトラック追ｌｉＪ［機能と同じ 構成要素を含んでいるのが理解される。これらの追加の構成要素は、波形発生器 １４０．スイッチ１４２、アナログ加算器１４４およびオン−トラック検出器１ ４５である。スイッチ１１４．１２７および１４２はまた、それらのショートシ ーク位置に示されていることに注目すべきである。ショートシーク機能は、それ らの現在のトラックから、特定のトラック数より大きくなυ）トラック数だけ現 在のトラックから離れた所定のトラックへのレーザビームの動きを与える機能で あることは理解されるであろう。考察された好ましい実施例において、レーザビ ームがショー・トシーク動作によって動かされ得るトラックの最大数は、たとえ ば±５０トラックである。もしも、ビームがより大きなトラック数動がされなけ ればならないならば、そのときは以下に説明される〇ングシークが使用される。

第１０図に示されるように、ショートシーク動作は、ショートシークコマンドを ショートシーク波形発生器１４０に与えることによって開始される。新Ｃ＜選択 されたトラックが現在のトラックの±５０ｔ−ラック内にあるときはいつでも、 このショートシークコマンドはトラック選択回路８０（第６１！４）によって与 えられる。ショートシークコマンドは、レーザビームが動１ｐすれることが要求 されるトラックの方向と数とに関するｍｍを含む。ショートシークコマンドがシ ョートシーク波形発生＠１４０によって受信さって要求されるトラック数だけ移 動するのに必要な予想された時間に本質的に等しい詩澗輻を有するショートシー ク信号ＳＳを発生する。このショートシーク信号ｓｓは、い（つかの目的に役立 つ。すなわち、（１）スイッチ１４２、をショートシークＳＳ位ｍｃ毅定し、そ れによってショートシーク波形発生器１４０の出力を、加算！１４４．１３８お よび１１６を介してガルバノメータ増幅器に接続し、（２）ガルバノメータ増幅 器力１らのトラック追随信号を切断することによってトラック追曹ループをオー ブンできるようにスイッチ１１４をショートシークｓｓ位置に設定し、（３）オ フ−トラック状態のと８（ショートシーク期間中）に、スイッチ１２７を開くよ うにトラック追随信号をモニタするためにオンートラックＶａｔ器１４５を能動 化し、それによってショートシーク期間中のりニアモータ４８の移ショートシー ク動作期間中に、トラック追随信号（スイッチ１１４は開くであろうから）ある いはりニアモータ４８（スイッチ１２７は開くであろうから）からの干渉なしに 。

ガルバノメータミラー（およびレーザビームの位置）を排他的に制御するために 、波形発生器１４０によって与えられた出力１４０ａをガルバノメータ増幅器１ １０に与え、それによって、ショートシーク波形発生器１４０によって与えられ た出力１４０ａに従ってレーザビーム移動の正確な制御を可能にする。好ましい 実論例において、ショートシーク波形発生器１４０によって与えられた出力１４ ０ａは対になるように、すなわち、逆極Ｃ性のパルスが続くもう一方の（ｂ性の パルスに選択される。第１のパルス期間中にリニアモータ４８は加速し、第２の パルス期間中に減速する。これらの逆極性パルスの時間幅および振幅は、システ ムの機械的特性および移動されるべきトラック数に基づいて選択され、それによ って、必要とされるトラック数だけレーザビームが移動されるようにガルバノメ ータ４２は急速かつ正確にガルバノメータミラーを移動させることがわかるであ ろう。レーザビームが、要求されたトランクのすぐ近くに到着するときに、上述 のようにショートシーク信号ＳＳの時間幅は、波形発生器出力１４０ａに応答し て必要とされるトラック数だけレーザビームを動かすのに必要とされる時間に本 質的に等しく選択されているので、ショートシーク信号ＳＳは終了する。

ショートシーク信号ＳＳが終了するとき、スイッチ１１４および１４２はそれら のトラック追随位置に戻る。また、レーザビームが適当にトラック上にあること をオン−トラック検出器１４５が示すときに、スイッチ１２７はその閉位置に戻 り、それによって、角度検出器１１８をリニアモータ増幅器１２８に再結合する 。オン−トラック検出器］４５はその後、次のショートシーク動作まで、不能状 態に戻る。

前述のように、トランク追随動作は、レーザビームがトラック間で妨］イられず 、トラック上で停止しないようにトラック間隔に関連しで選択される。もしも、 上述のショートシーク動作後に、第６図のトラックおよびセクタデコーダ７８に よって与えられたトラックアドレスが、レーザビームがその上で停止したトラッ クがショートシーク動作によって要求されたトラックではないことを示すならば 、もう１つのショートシーク動作が開始され、レーザビームが正しいトラック上 で停止するまで続行される。普通、わずか２つのショートシークが、正しいトラ ック上にレーザビームを持ってくるのに必要とされ、そして、レーザビームが２ ０トラック以下動かされるときは普通、わずか１つのショートシークが必要とさ れることがわかる。

ロングシーク（第１１図） ロングシーク機能の動作は、この機能に属する第８図のこれらの構成要素を示す 第１１図に示されている。ロングシークは、ロングシーク制御回路１５０に与え られるデータを含むロングシークコマンドによって開始される。新しく選択され たトラックが、現在のトラックから５０トラック以上離れているときはいつでも 、トラック選択回路８０（第６図）によって与えられたトラック選択信＠２１ｂ は、ロングシークコマンドである。ロングシーク制御回路１５０は、いくつかの 目的に役立つロングシーク信号ＬＳを発生するために与えられたロングシークコ マンドに応答する。

す□なわち、（１）トラック追随ループを開き、ショートシーク波形発生器１４ ０（第１０図）を切離すように、スイッチ１１４および１４２をそれらのロング シークＬＳ位置に設定し、（２）角度検出器信号１１８ａをリニアモータ増幅器 １４８から切離し、代わりに加算器１２４を介してロングシーク波形発生器１５ ２に接続するようにスイッチ１２２をそのロングシーク位置に設定し、（３）ガ ルバノメータミラーを、ロングシーク動作期間中にそれがとどまるそのゼロ角度 位置に駆動するように、ゲイン（ｃａｇｅ）増幅器１５４および加算器１１４． １３８および１１６を介して、角度検出器１１８によって与えられる検出された ミラー角度信号をガルバノメータ増幅器４２に与えるフィードバックループを閉 じるように、スイッチ１５４をそのロングシーク位置に設定し、これは効果にお いて、リニアモータ４８を使用して実行されるロングシーク動作との干渉を防ぐ ために、ガルバノメータミラーをそのゼロ角度位置Ｌ　”ゲイン（ＣａＱｅ）　 ”　’ｕｓ　（４）ロングシーク信号ＬＳはまた、これらの増幅器のゲインをロ ングシーク動作により適した値に変化させるために、リニアモータ増幅器１２８ およびタコメータ増幅器１３２に与えられ、リニアモータ増幅器１２８のゲイン は減少し、一方でタコメータ増幅器１３２のゲインは増大する。

第１１図のロングシーク制御回路１５０に与えられたロングシークコマンドは、 レーザビームが動かされるべき新しいトラックを表わすデータを含む。このロン グシークコマンドに応答して、ロングシーク制御回路１５０は、新しいトランク に対応するために、リニアモータ４８が動かされるべき新しい位置を示す大きさ を有する信号１５０ａをアナログ加算器１５６に出力する。加算器１５６はまた 、リニアモータ４８と結合さ、れたリニア可変微分トランス（ＬＶＤＴ）１５８ から得られたりニアモータの位置を表わす信号１６０８を受信し、ＬＶＤＴ信号 はＬＶＤＴ増幅器１６０を介して加算器１５６に与えられる。

第１１図の加算器１５６の結果としてもたらされる出力１５６ａは、現在位置（ Ｌ、ＶＤＴ１５８によって示される）と、ロングシークコマンドによって示され る要求された位置との差を表わす。加算器出力１５６ａはロングシーク波形発生 器１６２に与えられる。ロングシーク波形発生器１６２は加算器出力１５６・ａ に応答し、（スイッチ１５２、加算器１２４および１２６、スイッチ１２７およ びリニアモータ増幅器１４８を介して）リニアモータ４８に与えたとぎに、リニ アモータ４８が必要とされる選択されたトラックに対応した位置に、急速かつ清 らかに移動させられるように選択された波形を有する出力信号１６２ａを発生す る。第１１図のロングシーク動作期間中の選択された位置へのりニアモータ４８ の到着は、０ングシ一ク動作の完了を示す出力信＠１６４ａを与えるために、Ｌ ＶＤＴ増幅器１６０、タコメータ増幅器１３２および加算器１５６の出力に応答 した到着検出器１６４を用いて決定される。

第１２図は第１１図の到着検出器１６４の好ましい実施例を示す。第１２図に示 されるように、タコメータ増幅器出力信号１３２ａは、信号１３２ａによって表 わされるリニアモータ速度と最大速度基準信号とを比較するコンパレータ１７０ に与えられる。リニアモータ速度が、最大速度基準信号によって表わされる最大 速度以下のときには、コンバレー１７０は、ＡＮＤゲート１７６に与えられる“ 真”または１”出力信号１７０ａを発生する。

さらに第１２図を参照すると、第１１図の加算器出力１５６ａは、それはりニア モータの現在の位置と要求される位置との差を表わしているが、この差信号１５ ６ａを最大差基準信号と比較するコンパレータ１７４に与えられる。

差信号１５６ａが、最大差基準信号によって表わされる最大差値以下のとぎ、コ ンパレータ１７１１、これもまたＡＮＤゲート１７６に与えられる“真”あるい は″１″出力信号１７４ａを発生する。

それゆえに、第１２図のＡＮＤゲート１７６からの結果としてもたらされる出力 １６４ａは、リニアモータ速度と、瑣在のモータ位Ｗおよび要求されたモータ位 置の差との双方が、所定の最大値以下のときにのみ、“真”または１°゛となり 、それによって、ロングシークコマンド（第１１図）に必要とされる位置へのり ニアモータの到着の高度に安定した信頼性の高い検出を提供することが理解され るであろう。

第１１図に戻りて、到着検出器出力信号１６４ａは、到着検出器１６４が、選択 されたトラックに対応した位置にリニアモータ４８が到着したことを示すときに 、それに応答して、ロングシーク信号ＬＳを止めるロングシーク制御回路１５０ に与えられ、それによってトラック追値に戻る動作を引起こし、それは第９図に 関連して前に説明されている。もしもトラック追随に戻る時に、レーザビームが 誤ったトラックにあることをトラックおよびセクタデコーダ７８が決定するなら ば、そのときは、第１０図に関連して前に説明したよう、に、ショートシーク動 作が開始されることが理解されるであろう。

次に、この発明による焦点捕獲回路の好ましい実施例を示す第１３図を参照する 。幾何学的光学焦点検出器４７（第３図参照）は、正常動作期間中には比較的広 い捕獲範囲を与えることができるが、この捕獲範囲はある状態においては十分で はない。たとえば、システムが最初に起動されたときに、第３図の対物レンズア センブリ４４の位置は、幾何学的光学焦点検出Ｗ４７の捕獲範囲の外側になり、 それによってシステムの焦点制御部分の適切な動作を妨げる。

もう１つの例として、システムの動作期間中の予期しない振動もまた、対物レン ズアセンブリ４４を幾何学的光学焦点検出器４７の捕獲範囲の外に動かす。それ ゆえに、第１３図の実施例の目的は、対物レンズアセンブリ４４が光学焦点検出 器４７の正常な捕獲範囲の外にあるときはいつでも、システムを適当な焦点制御 動作に自動的に戻すことである。

よく知られているように、第１３図における光学焦点検出器４７は、典型的に、 第３図の対物レンズアセンブリ４４がその適当な合焦点位置にあるときに、それ からの出力信号２０２ａおよび２０２ｂが等しいように、与えられた続出レーザ ビーム１２ｂに関連して位置決めされる２つの光検出器素子２０２および２０４ を含む。焦点検出器４７の動作は、ディスク１５に対する対物レンズアセンブリ ４４の距離がその合焦点値から増加あるいは減少するときに、これらの光検出器 出力信号２０２ａあるいは２０４ａの１つの大きざがより大きくなったり、ある いは他の大きさがより小さくなったりするというようなものである。

焦点検出器４７からの出力焦点エラー信号１４（ｊは、典型的には、減算器２０ ５を使用して光検出器素子出力２０２ａおよび２０４ａを減算することによって 得られる。その結果得られる信号、すなわら減Ｉ＠器２０５の出力２０５ａにお ｌプる距離曲線は、第１４図における曲ｍＡによって示され、それは第３図およ び第１３図における光学焦点検出器４７の出力に典型的に与えられた出力信号１ ４Ｇのタイプを示している。

この発明に従って、第１．３図の光検出器出力２０２ａおよび２０４ａはまた、 第１４図の曲ｍＢで示された出力２０７ａを発生する加算器２０７に与えられる 。この出力２０７ａは、加算器出力信号２０７ａが所定のしきい値以下に下がる とぎはいつでも　ｄ（ｉ　Ｎまたは真の出力蝉号２１０ａを与えるしきい値検出 器２１０に与えられる。この所定のしきい値は１．第１４図の点ｌ１ｉＩＣによ って示さｍ１曲曲線のビーク閤に発生する最小値以下に選択される。加棹、器出 力信＠２０７ａがこの所定のしきい値以下に下がるとき、第３図の対物レンズア センブリ４４は、焦点検出８４７が制御を失うようにその適当な合焦点位置から 遠くへ移動し、そしてもはや対物レンズアセンブリ４４を合焦点位置に戻すこと ができないということは理解されるであろう。言い換えると、対物レンズアセン ブリ４４は、焦点検出Ｂ４７の１！！範囲の外側に動いてしまっている。簡単に 説明されるように、この１”または真のしきい値出力信号２１０範囲内に戻す動 作を開始する。しきい値出力（＃＠２１（Ｍはまた、適当な焦点合わせが回復さ れるまで動作を一時停止するための適当な行動をとるために、第１図の信号処理 電子回路２０に与えられる。

第１３図の説明を続けると、第１４図の曲線Ａに相当する減算器出力２０５は、 第１４図の曲線りで示されるような出力信号２１２ａを与えるために非線形増幅 器２１２に与えられる。出力信号２１２ａ（曲線Ｄ）は、焦点エラー信号として 働くのにより適した減算器出力１４ｃ　（曲線Ａ）の平滑化された形であること がわかるであろう。これは、非線形増幅器２１２が信号のダイナミックレンジを 増大するように働き、そしてぞれによって、制限周波数によって発生する持続し た発振を減少させるためである。第１３図に示されるように、この平滑化された 焦点エラー信号２１２ａは、対物レンズアセンブリ４４をその合焦点位置に維持 するために、焦点モータ４６（第３図参照）に与えられる焦点信＠２１ｄを提供 するために、信号加算器６６（第６図参照）およびパワー増幅器２１５を介して 与えられる。

第６図に関連して既に説明したように、第５図の焦点ビット６０からの読出から 得られた高ゲイン信号６４ａは、高い応答、高ゲイン焦点信号２１ｄを発生する ｌ〔めに信号加算器６６に有利に与えられる。

対物レンズアセンブリ４４（第３図）が光学焦点検出器、４７の捕獲範囲内に留 まる限り（たとえば、第１４図の捕獲範囲Ｅによって示されるように）、焦点モ ータ４６は、対物レンズアセンブリ４４をその適当な合焦点位置に戻ずことかで きるであろう。しかしながら、もしもシステムの起動時あるいはいくつかの他の 状態において、対物レンズアセンブリ４４が、たとえば第１４図の点Ｆによって 示されるように、第１４図の点線Ｃによって示されるしきい値以下に曲線Ｂが（ しるような位置に存在すれば、焦点エラー信＠（曲線Ａ）は、光学焦点検出器４ ７が対物１ノンズアセンブリ４４をその合焦白位置に戻プことができ４Ｃいよう に、その後小さくなるであろう。この状態は、この発明に従って、第１３図に示 されるようにしきい値検出器２１０および波形発生器２２０を使用するごとによ って修復される。

さらに詳細に説明すると、加算器２ｏ７（曲線Ｂ）の出力が第１４図の点線Ｃに よって示されたしノきい値以下に下がるとき、しきい値検出器２１０は、信号加 ｎ器６６に与えられる、たとえば三角波のような訂正信号出力２２０ａを発生さ せるために波形発生器２２０を能動化する、１１１　Ｉ＋または真の出力信号２ １０ａを発生する。波形発生器２２０が能動化される期間は、適当な速度を伴な い、光学焦点検出器４７に焦点動作の制御を再び獲得させ、しきい値検出器２１ ０がその不活性化された（　ｌｌ　Ｏｌｌあるいはパ誤り”〉出力状態に戻り、 それによって波形発生器２２０を不能化するのに充分な時間にわたつて、対物レ ンズアセンブリ４４が光学的焦点検出器４７の捕獲範囲に戻されるように、訂正 信号出力２２０ａの形状、大きさＪ３よぴ周波数に関連しぞ選択される。光学焦 点検出器４７の正常な焦点合わせ動作は、このように回復される。典型的に、波 形発生器出力信号２’　２’　Ｏａは、１秒あたり５サイクルの周波数と１５０ ０ミクロンの距離で対物レンズアセンブリ４４を駆動するのに充分なピーク振幅 を有する三角波である。

ここに提供された発明の説明は、特定の好ましい実施例に関して述べられてぎた が、この発明の真の範囲および隋神から離れることなく、構成、配置、構成要素 、動作および使用方法における多くの変更が可能であることは理解されるべきで ある。たとえは、この発明はまた、他のタイプの高密度データ記憶システムにも 適用できることは理解されるべきで′ある。それゆえに、添付された諸家の範囲 はすべてのそのような可能な変更と変化とを含むものと考えられるべきである。

−７−ｂ）、／ｌ／ＩＩ −乙ψ２ 一２４７□３　３／Ｉ＋ 力５ ５１−見上し

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　記憶されたデータを含む多数のトラックを有する記録媒体を含む光学デー タ記憶システムにおいて、トラックに記録されたデータを読出すための放射ビー ムを提供する手段と、 前記媒体上において前記ビームの方向を決定し焦点を合わせる可動焦点手段を含 む手段と、 焦点エラーを検出する焦点エラー検出手段と、前記焦点エラー検出手段による焦 点エラーの検出に応答して、前記焦点手段が所定の捕獲範囲内に留まる限り、前 記焦点手段を合焦点状態に戻す焦点エラー訂正手段と、前記焦点手段が前記捕獲 範囲の外側にあるときを検出する範囲外検出手段と、 前記範囲外検出手段による、前記焦点手段が前記捕獲範囲の外にあるこ′との検 出に応答して、前記焦点手段を前記捕獲範囲内に戻し、それによって前記焦点エ ラー訂正手段は、前記焦点手段を合焦点状態に戻すことができる捕獲範囲引き戻 し手段と、 提供する手段と、 前記媒体上において前記ピー牟粁選択されたトラックを正確に追随させるトラッ ク追随手段と、追随されている現在のトラックから新しいトラック５前記ビー、 ムを動かすトランクシーク手段とを含み、前記トラックシーク手段はショートシ ーク移動手段とロングシーク移動手段とを含み、前記ショートシーク移動手段は 、移動されるべきトラック数が所定の値に等しいかあるいはそれ以下のときに前 記ビームを移動させるように動作し、前記ロングシーク移動手段は、移動される べきトラック数が前記所定の値よりも大きいときに前記ビームを移動させるよう に動作する、組合わせ。 ２、　前記ビームは゛レーザビームである、請求の範囲第１項記載の発明。 ３、ｆｉＪ記トシトラック追随手段前記媒体上におい゛て前記ビームを選択され たトラックに正確に追随させる第１の位置制御手段□を含み、前記ショートシー ク移゛動手段は、前記第１の位置制御手段がショートシーク動作を実行するため に使用される期間中、前記トラック追随手段の動作を一時的に不晶化するように 動作し、前記ロングシーク移動手段は、前記ビームを新しいトラックに移動させ る第２の位置制御手段を含み、前記第２の位置制御手段はまた、前記トラックシ ーク手段の動作期間中に、前記トラックを追随する前記ビームを維持するために 必要とされる動きを減少する方向に前記第１の位置制御手段を移動させるように 動作可能となる、請求の範囲第１項記載の発明。 ４６　前記焦点手段が前記捕獲範囲の外にあるときに正常動作を不能化する手段 を含む、請求の範囲第１項記載の発明。 ５、　前記焦点エラー検出手段は、焦点エラー信号を発生する手段を含み、前記 焦点エラー訂正手段は、前記エラー信号に応答して、前記可動焦点手段を合焦点 状態に移動させる駆動手段を含む、請求の範囲第１項記載の発明。 ６、　前記焦点エラー検出手段は、合焦点状態からの焦点手段の偏向を示す光検 出器出力信号を発生するための第１および第２の光検出器素子と、焦点エラー信 号を発生するために前記光検出器出力信号を結合する手段とを含む、請求の範囲 第５項記載の発明。 ７、　前記焦点エラー訂正手段は、前記焦点エラー信号に応答して、前記駆動手 段へ与えるのに先行して前記焦点エラー信号のダイナミックレンジを増大する非 線形増幅器を含む、請求の範囲第６項記載の発明。 ８、　前記範囲外検出手段は、前記光検出器出力信号を結合して前記焦点手段が その合焦点位置から離されている大きさを示す焦点範囲信号を発生する手段を含 み、前記範囲外検出手段はまた、前記焦点範囲信号に応答して、前記焦点手段が 前記捕獲範囲の外にあるときを示す範囲外信号を発生するしぎい値手段を含む、 請求の範囲第６項記載の発明。 ９、　結合のための第１の記載された手段は、前記光検出器出力を減算するよう に動作し、結合のための第２の記載された丁段は、前記光検出器出力を加算する ように動作する、請求・の範囲第８項記載の発明。 １０、　前記捕獲範囲用き戻し手段は、前記範囲外検出手段による範囲外状態の 検出に応答して訂正信号を前記駆動手段に与える波形発生手段を含み、前記焦点 エラー訂正手段が前記焦点手段を合焦点状態に戻すのに十分な速度を伴いかつ十 分な時間にわたって、前記駆動手段が前記焦点手段を前記捕獲範囲内に戻すこと ができるように、前記訂正信号は選択される、請求の範囲第３項、第４項、第５ 項、第６項、第７項、第８項または第９９記載の発明。 １１、　前記訂正信号は三角波を有する、請求の範囲第１０項記載の発明。 １２、一定間隔を保った複数のトラックを有する記録媒体を含み、前記ビームが 前記トラックを追随するにしたがって、トラックに記憶されたデータを読出すた めに前記媒体上に焦点が合わされた放射ビームを提供する高密度データ記憶シス テムにおいて、１つのトラックからもう一方のトラックへの前記ビームの移動の 提供と同様に、前記ビームの焦点合わせを維持する改良された方法であって、前 記焦点手段が合焦点位置にないときを検出し、それを表わす焦点エラー信号を発 生するステップと、前記焦点エラー信号に応答して、前記焦点手段が所定の捕獲 範囲内に留まる限り、前記焦点手段を合焦点位置に戻すために、前記焦点手段を 動かすステップと、前記焦点手段が前記捕獲範囲の外にあるときを検出するステ ップと、 前記焦点エラー信号に応答して、前記焦点手段が合焦点位置に戻され得るように 選択された十分な時間にわたり、かつ十分な速度を伴なって、前記焦点手段が前 記捕獲範囲の外にあることの検出に応答して、前記焦点手段を前記捕獲範囲内に 戻すステップと、 前記媒体上のトラックに関連して、制御されたトラック追随関係における前記ビ ームを動かすステップと、前記ビームが異なるトラックへ動かされるべきときに 、前記制御されたトラック追随関係を不能化するステップと、移動されるべきト ラック数と、ビームを動かすために与えられた手段の曙械的特性とに基づく所定 の形状の信号を発生するステップと、 発生した信号に応答して前記ビームを動かすステップと、発生した信号に応答し て、前記ビームの前記移動の完了後に、前記制御されたトランク追１１ｉ１ｉ関 係を能動化するステップとを含む、方法。