JPS61242341A

JPS61242341A - 光学式情報記録再生装置

Info

Publication number: JPS61242341A
Application number: JP8417385A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Baba; 久年馬場
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-10-28
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH0772943B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、光学的情報記録再生装置の光ビームのアクセ
スに関する。

［従来の技術］従来の光ディスクにおいて、ランダムアクセスするには
、まず、光ヘツド全体を大まかに位置決めした後に、ト
ラッキングアクチュエータを駆動することによって細か
い位置決めを行ない、目的のトラックに光ビームを到達
させるようにしている。

上記従来装置において、トラック番号が記録されたトラ
ックを有する光ディスクを使用する場合に、目的のトラ
ックにアクセスさせるには、まず現在トレースしている
トラック番号を認識し、目的のトラックとの距離を割り
出し、この距離に基づいて、リニアモータ等を用いて光
ヘッドを大まかに移動する。そして、高速移動を行なう
ので、上記距離に応じた速度曲線を作り出し、この速度
曲線に沿うように光ヘッドを移動させ、目的のトラック
付近にアクセスする。

このようにしてリニアモータによって大まかに位置決め
を行なった後に、トラック番号を再び認識し、光ヘッド
のトラッキングアクチュエータを駆動することによって
、目的トラックまでの短い距離の間で光ビームを移動さ
せ、そのアクセスを完了する。

上記従来装置においては、大まかにリニアモータを位置
決めした後に、更にトラッキングアクチュエータによっ
てアクセスする必要があるので、全体のアクセス時間が
長くなるという問題がある。

一方、アクセス中に、トラッキングエラー信号を用いて
、横断したトラック本数をカウントすることによって、
目的トラックへ精密にアクセスさせる装置が考えられて
いる。しかし、この装置は、偏心によるトラックぶれに
よって生じるカウントの誤りを除去するために、トラッ
クを横断する方向をその都度判別しなくてはならないの
で。

その操作が煩雑であるという問題がある。

更に、光ヘッドを加速しているときに、トラッキングア
クチュエータの振動を防止するために、トラッキングア
クチュエータを安定に動作させる制御が必要であるとい
う問題がある。

［発明の目的］本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたも
ので、トラックに光ビームを照射することによって所定
情報を記録再生する光学式情報記録再生装置において、
トラッキングアクセスの時間を短くすることができると
ともに、その操作が容易である光学式情報記録再生装置
を提供することを目的とするものである。

［発明の実施例］第１図は、本発明の一実施例を示す模式図である。

モータ２は、光学的情報相体であるディスク１に結合し
回転させるものであり、ハーフミラ−４は、光源３から
発生する光束をディスク１の面に投射するものである。

アクチュエータ５は、ディスク１の面上に微小スポット
を結ばせる対物レンズを有し、光ビームをトラックに対
してほぼ直角方向に移動させる光ビーム偏位手段として
の７クチユエータである。

また、光検出器６は、ディスク１によって反射され、ア
クチュエータ５とハーフミラ−４とを透過した光束を電
気信号に変換するものであり、光ビームとトラックとの
相対位置信号（トラッキングエラー信号）を出力するも
のである。また、光検出器６からは、ディスク１に記録
した情報信号を、再生信号として出力する。光ビーム偏
位量検出器７は、アクチュエータ５による光ビームの偏
位置を検出するものである。）、記実施例は、この他、
光へラド８と、光ヘツド移動手段としてのキャリッジ９
とを有している。

上記実施例において、モータ２のシャフトにディスク１
を結合し、このディスク１を所定速度（たとえば、１８
００　ｒ、ｐ、ｓ＋、）　テ回転し、光源３からの光束
を、ハーフミラ−４，アクチュエータ５を介して、微小
スポットとしてディスクｌに照射する。これによって、
ディスク１上に情報を書込む、また、ディスクｌによる
反射回折光を光検出器６で受けることによって、情報を
読取ることができる。また、ディスクｌの所定位置に、
情報を書込む場合または読取る場合、キャリッジ９と７
クチユエータ５とを駆動して、光ビームを移動する。

レーザ光源とコリメータレンズとを有する光源３からの
平行光束の１部は、ハーフミラ−４によって、ディスク
１に対して垂直に向かう、この平行光束は、アクチュエ
ータ５内の対物レンズによってＩＩＬｍ程度の微小スポ
ットに絞られてから、ディスクｌ土に照射される。実際
には、対物レンズによる集束光の焦点深度内に、ディス
クの情報面を位置させるｆｆ１Ｊ御機構が必要であるが
、ここでは図示しない。

アクチュエータ５は、たとえば、磁石とコイルとによる
電磁作用によって対物レンズを駆動し、これによって光
ビームを偏位させるものである。

この対物レンズは、トラックに対してほぼ直角方向に駆
動される。つまり、ディスクｌを照射する光ビームを、
トラックに対して直角方向に偏位させることができる。

したがって、アクチュエータ５を駆動すれば、ディスク
ｌの偏心等によるトラックの横ずれに対して、光ビーム
を確実に追従させることが可能である。

光ビーム偏位量検出器７は、たとえば反射型のフォトリ
フレクタを用いてあり、光ヘッド８と７クチユエータ５
の対物レンズとの相対距離を検出することによって、光
ビーム偏位量を検出している。

ディスク１に照射された光ビームは、情報面において反
射回折され、アクチュエータ５内の対物レンズによって
再び平行光束となり、この一部は、ハーフミラ−４を透
過して光検出器６に入射する。光検出器６は、入射光量
に応じた電気信号を出力する素子を使用し、その電気信
号に基づいて、情報信号を検出するとともに、ディスク
１上のトラックと照射された光ビームとの相対位置の検
出を行なう、つまり、その相対位置の信号がトラッキン
グエラー信号である。

キャリッジ９は、上記トラックと直角方向に光へラド８
を移動させるものであり、たとえばりニアモータを用い
て光へラド８を移動する。

第２図は、上記実施例の回路を示すブロック図である。

反転器ｌＯは、光検出器６で発生するトラッキングエラ
ー信号の極性を反転してトラッキングエラー逆極性信号
を発生するものであり、スイッチ１１は、トラッキング
エラー信号とトラッキングエラー逆極性信号とを切換え
るものである。切換信号発生器１２は、トラッキングエ
ラー信号を監視し、スイッチ１１を切換える切換信号を
発生するものであり、速度検出器１３は、トラッキング
エラー信号を用いて光ビームがトラックを横断する速度
を検出するものである。

計数器１４は、極性切換信号を計数し、その計数値を出
力するものである。速度指令発生器１５は、任意の速度
指令を出力するものであって、計数器１４の出力計数値
または、光ビームを外部からアクセスするために目的ト
ラックまでの移動方向および移動距離を入力するもので
ある。

また、速度比較器１６は、速度検出器１３と速度指令発
生器１５との出力を比較し、速度の差の信号を出力する
ものである。加算器１７は、上記速度差信号と、スイッ
チ１１を通過したトラッキングエラー信号とを加えるも
のである。第１補償制御器１８は、加算器１７からの信
号に基づいてアクチュエータを制御するものであり、第
２補償制御器１９は、アクチュエータ５による光ビーム
偏位量が入力され、これに応じてキャリ７ジ９を制御す
るものである。

第３図（ａ）は、ディスク１を径方向に切断した状態を
示す斜視図である。

この図において、ハツチング部はトラックであり、ディ
スクｌ上には、そのトラックが、たとえば、１゜８ＩＬ
ｍまたは２４ｍという間隔で並んでいる。第３図（ｂ）
は、光ビームｄが同図（ａ）でトラックの上方から照射
され、その光ビームｄをトラックに対してほぼ直角方向
に移動したときにおけるトラッキングエラー信号を示す
図である。

この信号は、トラックと光ビームとの相対位置を表わし
、トラックが複数並んでいるために、周期的な信号とな
って表われている。

さて、第２図において、トラッキングエラー信号は、ス
イッチ１１．加算器１７を通過し、第１補償制御器１８
へ送られる。第１補償制御器１８は、アクチュエータ５
を制御するための位相補償回路と、アクチュエータ駆動
回路とによって、構成されている。

通常の情報信号を記録再生するときには、スイッチ１１
は、第２図に示す方向に接続され、トラッキングエラー
信号と速度差信号とを加算器１７で加算し、この結果に
応じて、制御ループ（第１補償制御器１８が７クチユエ
ータを駆動する制御ループ）によって、トラック上を常
に追従するように、光ビームが位置制御される。

つまり、第３図（ｂ）に示すトラッキングエラー信号に
おいて、トラック上のある点たとえばｅ点を目標にして
２アクチユエータ５を駆動することになる。

なお、トラッキングエラー信号は、反転器１０によって
逆極性となり、スイッチ１１に送られている。このスイ
ッチ１１を切換えることによって、そのままのトラッキ
ングエラー信号またはその逆極性の信号が、加算器１７
に送られる。

次に、ランダムアクセスを行なう場合において、光ヒー
ムをトラック移動させる方法について説明する。

光ビーム位置制御ループ内の極性切換スイッチ１１を４
Ａ＃ＩＩえて逆極性信号（第３図（Ｃ）に示す）を発生
させ、この逆極性信号によって、光ビーム位置制御を行
ないながら、ｅ点に引き込まれた光ビームをｆ点に引き
込むようにする。そして、ｖＪ換スイッチ１１を切換え
ることによって。

正の制御極性に戻し、第２１ｉｆｆｌ（ｂ）に示すｇ点
へ光ビームを引き込むことによって、光ビームを移動す
る０以上の操作によって、光ビームは、トラック１本分
移動したことになり、上記操作を繰り返すことによって
、光ビームが複数本のトラックを移動することになる。

すなわち、まず、光ビームが横断すべきトラック本数お
よび横断方向を、速度指令発生器１５に入カレ、制御目
標となる速度曲線を作り出す、たとえば、第４図（ｉ）
に示すような台形の特性を上記速度曲線として作り出す
、この速度曲線について、横軸に移動距離を取った特性
に変換すると、第４図（ｊ）に示す速度パターンが得ら
れる。この速度パターンに基づいて、計数器１４の出力
（光ビームの移動距離に対応する出力）に応じて、速度
指令発生器１５が目標速度を出力する。

そして、アクセス開始時点では、光ビームとトラックと
の相対速度は０であるので、上記速度パターンの速度と
の差に応じて、速度比較器１６が所定電圧を発生し、こ
の発生電圧が加算点１７に加わり、第１補償制御器１８
を介して７クチユエータ５が移動を開始する。そして、
上記発生電圧によって、トラック中央部から光ビームが
僅かに移動する。つまり、第３図（ｂ）に示すｅ点から
ｈ点に向って、光ビームが移動する。

第５図は、キャリッジ９を停止させたときであって、光
ビームを移動させたときにおける各信号の波形を示す図
である。

第５図（ｋ）は、光ビームがトラックを横切る様子を模
式的に示しており、ｔは光ビームの軌跡、ｑはトラック
、ｒはトラック間を示すものである。また、同図（１）
は、トラッキングエラー信号を示し、図中、Ｓと５１は
、切換信号発生器１２内に設けられた比較器のスレショ
ルドレベルを示すものである。

また、同図（１１１）は、速度指令発生器１５が出力す
る目標速度信号を示し、この信号は、速度検出器１３お
よび速度比較器１６によるループで速度制御が行なわれ
ているので、光ビームとトラックとの相対速度にほぼ等
しいものである。同図（ｎ）は、極性切換信号を示し、
同図（０）は、第１補償Ｍ御器１８の入力信号を示すも
のであり、同図（ｐ）は、光ビーム偏位量を示す信号で
ある。

次に、第５図に従って、動作を説明する。

まず、速度比較器１６の出力信号によって、光ビームは
、所定の方向に動き始める。その移動に伴なって、第５
図（見）に示すトラッキングエラー信号が表われ、この
信号がスレショルドレベルＳに達するＵ点にさしかかる
と、切換信号発生器１２は極性切換信号を発生し、この
極性切換信号によってスイッチ１１が切換わる。

そして、上記位置制御ループにおけるトラッキングエラ
ー信号が逆極性になり、光ビームはトラック間に引き込
まれるように駆動力を受けて、第５図（ｋ）に示す１点
に到達する。アクチュエータ５の慣性力によって、また
は目標速度との差による駆動力によって、光ビームは１
点を通過し、トラッキングエラー信号は、スレショルド
レベルＳｌ上にあるＷ点にさしかかる。このときに、ス
イッチ１１を切換えるような切換信号を、切換信号発生
器１２が発生し、光ビームの位置制御極性が正極性にな
り、トラック上へ向うように光ビームが制御される。

そして、これらの上記動作を繰り返すことによって、光
ビームを連続的に移動することができる。この場合、速
度指令発生器１５によって、目標速度へ速度制御する作
用も働いている。また上記説明においては、キャリッジ
９を停止させており、第５図（ｐ）に示す光ビーム偏位
量は、アクチュエータ５のみによるものである。すなわ
ち、上記光ビーム偏位量は、アクチュエータ５内の対物
レンズと光ヘッドとの相対位置を示すものである。上記
のようにして、トラック上を光ビームが移動する。

次に、キャリッジ９の駆動について説明する。

まず、アクチュエータ５による光ビーム偏位量が零にな
るように、ギヤリッジ９を駆動する。これは、アクチュ
エータ５によって移動する光ビームをキャリッジ９が追
従することになり、つまり、キャリッジ９がアクチュエ
ータ５に追従することになる。

第４［１Ｕ（ｆ）に示す速度曲線に応じて光ビームが移
動し、その後に、光ビームの速度が零（または低い速度
）になったときに、光ビームが目的トラック上に到達す
る。しかし、この場合、光ビームが目的トラックに到達
したにもかかわらず、切換信号発生器１２が誤動作する
ことによる制御誤差によって、極性切換信号がスイッチ
１１を切換えてしまうことがある。これを防ぐには、第
２図に破線で示すように、目的トラックに到達したこと
を、切換信号発生器１２に知らせ、スイッチｌｌを切換
えさせないようにすればよい。

上記実施例において、光学系は通常の光デイスク再生光
学系であればよく、アクチュエータ５としては、ガルバ
ノミラ一対物レンズ駆動型等値の形式でもよい。光ビー
ム偏位址検出器７としては、反射型フォトリフレクタ、
レーザ測長器、接触型偏位計、千行光東の光軸ずれを検
出するものまたはガルバノミラ−の角度を検出する等値
のものであってもよい、また、トラッキングエラー検出
法としては、三ビーム法、プッシュプル法等値の方法で
あってもよい。

第６図は、本発明の他の実施例を示すブロック図である
。

この実施例は、第２図に示す実施例にバイアス発生器２
０を付加したものである。

このバイアス発生器２０は、アクセス時における光ビー
ムの移動方向の信号を受け、その移動方向に応じて、正
または負のバイアス電圧がアクセス開始時に発生するも
のである。そして、任意の時間で、徐々にバイアス電圧
を減少させたり、または、アクセス開始時からアクセス
終了時まで、バイアス電圧を発生させるものである。

さらに、バイアス発生器２０は、外部入力に基づいて、
光ビームの移動方向に応じたバイアス電圧を発生させる
ものであり、そのバイアス電圧が第１補償制御器１８を
経由して、アクチュエータ５を移動方向に動かすもので
ある。

第６図に示す実施例においては、アクセス開始時に、光
ビームの移動方向が決定されるので、安定な制御が行な
われている限りは、光ビームの移動方向を監視する必要
がない、したがって、光ビームの速度に関与する速度検
出器１３と速度指令発生器１５とは、速度の絶対値だけ
を取り扱えばよいので、速度の方向を無視することがで
きるという利点がある。

第７図は、本発明の別の実施例を示すブロック図である
。

この実施例は、第２図に示す実施例に、第３補償制御器
２１を付加したものであり、光ビーム偏位量に応じて、
アクチュエータ５を位置制御する機能を有するものであ
る。

この実施例においては、キャリッジ９が駆動力不足にな
ったときに、アクチュエータ５による光ビーム偏位量が
増大し過ることを防止できる。

もし、上記第３補償制御器２１によって構成される制御
ループが存在しないと、キャリッジ９の駆動能力が低い
場合には、アクチュエータ５の移動に対してキャリッジ
９が追従することができない、したがって、アクチュエ
ータ５は１通常、機械的な限界まで光ヘッドに対して偏
位する。

このときに、光ヘッドに対して７クチユエータ５が過度
に偏位するので（光ビーム偏位量が大きすぎるので）、
たとえば、平行光束の光軸のずれが大きくなり、このた
めに、トラッキングエラー信号等の情報が得にくくなる
可能性がある。したがって、光ビーム偏位量に応じて、
光ヘッドに対するアクチュエータ５の偏位量を制限させ
ることが必要になる。

この制限を実現するためには、光ビーム偏位量に応じて
、第８図に示す出力を発生する第３補償制御器２１を使
用し、これによって７クチユエータ５を位置制御すれば
よい。

上記のように、本発明は、光ビームをトラック、　に対
して任意の速度パターンで移動するように。

アクチュエータ５およびキャリッジ９の制御を行なうこ
とによって、高速なアクセスが可能となる。また、アク
セス時以外にトラックをトレースする場合にも、光ビー
ム偏位量によってキャリ７ジ９を制御することによって
、光ビームの偏位量を小さくすることができ、光軸のず
れ等を抑えることができる。

さらに、アクセス時にも、制御ループの構成を大きく変
える必要がない、つまり、トラッキング制御を切って完
全な開ループにしたり、光ビーム偏位量に応じて、光ヘ
ッドを追従するように、アクチュエータを制御するとい
うような操作を行なう必要がない。

また、アクセスの距離によって、キャリッジの移動は行
なわず、アクチュエータだけを動かして光ビームを偏位
させるか、あるいはキャリッジも移動させるかを判断す
る必要がない、したがって、アクセスの距離によらず、
常に、光ビームとトラックとの相対速度を目標値として
与えるだけで、トラックアクセスの制御を行なうことが
できる。

［発明の効果１本発明によれば、トラッキングアクセスの時間を短くす
ることができるとともに、その操作が容易であるという
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す光デイスク装置の光
学系および機械的駆動系の模式図である。第２図は、上記実施例におけるトラックアクセス制御系
のブロック図である。第３図は、上記実施例におけるトラックとトラッキング
エラー信号の関係を表わす模式図である。第４図は、光ビームとトラックとの相対速度の目標値例
を示す図である。第５図は、上記実施例において、光ビームが速度制御を
受けて、トラック上を横断したときにおける模式図を示
す図である。第６図は１本発明の他の実施例を示すブロック図である
。第７図は、本発明の別の実施例を示すブロック図である
。第８図は、第７図に示す実施例における第３補償制御器
において、光ビーム偏位量に対する出力を示す特性図で
ある。ｌ・・・ディスク。３・・・光源、４・・・ハーフミラ−１５・・・アクチュエータ。６・・・光検出器、７・・・光ビーム偏位量検出器。８・・・光ヘッド、９・・・光ヘツド移動手段としてのキャリッジ。１０・・・反転器、１２・・・切換信号発生器。１３・・・速度検出器、１４・・・計数器。１５・・・速度指令発生器、１６・・・速度比較器、１７・・・加算器、１８・・・第１補償制御器。１９・・・第２補償制御器、２０・・・バイアス発生器、２１・・・第３補償制御器。特許出願人　　キャノン株式会社第１図第２図第３図 ↑ 第４図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トラックに光ビームを照射することによって所定
情報を記録再生する光学式情報記録再生装置において；前記トラックと前記光ビームとの相対位置を検出する相
対位置検出手段と；この相対位置検出手段からの相対位置信号を反転する極
性反転手段と；前記相対位置信号と前記反転信号とを繰り返して使用す
ることによって前記光ビームを偏位させる光ビーム偏位
手段と；前記光ビームの偏位量を検出する偏位量検出手段と；前記偏位量に応じて、前記光ビーム偏位手段を移動する
移動手段と；を有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記移動手段は、前記トラックに対してほぼ直角方向に
、前記光ビーム偏位手段を移動させるものであることを
特徴とする光学式情報記録再生装置。
（３）特許請求の範囲第１項において、前記光ビームがトラックを横断する速度を検出する横断
速度検出手段を有し、前記光ビームが前記トラックを横
断する速度に応じて、前記光ビーム偏位手段による前記
光ビームのトラック横断速度を制御することを特徴とす
る光学式情報記録再生装置。
（４）特許請求の範囲第３項において、前記横断速度検出手段は、前記相対位置検出信号に基づ
いて、前記光ビームのトラック横断速度を検出するもの
であることを特徴とする光学式情報記録再生装置。
（５）特許請求の範囲第１項において、アクセス時に所定電圧を発生する電圧発生手段を有し、
前記発生電圧に応じて、前記光ビーム偏位手段が制御さ
れるものであることを特徴とする光学式情報記録再生装
置。
（６）特許請求の範囲第１項において、前記光ビーム偏位手段は、前記光ビーム偏位量に応じて
制御されるものであることを特徴とする光学式情報記録
再生装置。