JPS61280080A - 情報検索方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、情報信号を記録媒体の所望トラック上に高密
度に記録し、希望する情報を高速に読み出し再生する情
報検索方式に関するものである。

特に回転ディ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ィスクからの希望情報を光
学的に高速に検索する装置に関する。

〔発明の背景〕

光スポットがトラックを通過する信号から位置検出を行
ない、粗い位置決めアクチュエータと向い位置決めアク
チュエータを用いて、アクセスを行う装置において、短
いストローク移動するときにはジャンプ（トラックを数
本ずつ飛ばす）動作を行なっている。例えば特開昭５８
−９１５３７号参照。

このような構成で、ジャンプによる移動を行うと、ジャ
ンプ本数が増えると１回に飛ぶ時間が長いために全体的
なアクセス時間が増加するという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は比較的短いストロークにも長いストローク移動
するときに用いた。制御方式を使用して。

比較的短いストロークでのアクセス時間を短くするもの
である。

〔発明の概要〕

以上の問題点を解決するために、高速性に優れた精アク
チュエータを用いて、速度、位置制御をトラックを数え
ながら移動させ、同時に精アクチュエータの動きに従っ
て粗アクチュエータを動かす。

これによって、比較的短いストロークの高速移動が可能
となる。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図乃至第４図を用いて説
明する。第１図はディスクから光ヘッドの位置を正確に
検出するために、トラックを通過するときの方向とトラ
ックを通過したことを表わす信号を作成する方法につい
ての説明図である。

第１図（ａ）において、光ヘッドの光源から出射された
光線は対物レンズ（図示されない）によって来光され、
ディスク上の基板１１、案内溝１３を構成するＵＶ樹脂
１４を通って金属膜１０上にスポット５０を形成する。

このとき、対物レンズのＮ、Ａを０．５０、光源の波長
を８３０ｎｍとするとスポットサイズ（強度１／ｅ２に
なる直径）は１．６μｍ程度となる。ディスク上に作成
された案内溝のピッチを１．６μｍとすると、このスポ
ットが矢印の方向にディスクの半径方向に移動するにつ
れて、トラック中心とスポット中心とのズレを表わすト
ラッキング信号５２は第１図（ｂ）のように変化する。

この信号の作成方法については、特開昭４９−５０９５
４号に開示された２つのスポットを用いた方法、及び特
開昭４９−９４３０４号に開示されたスポットウオーブ
ルの方法、及び特開昭５０−６８４１３号に開示された
トラックウオーブルの方法、及び特開昭４９−６０７０
２号に開示された回折光を用いた方法等があるが、ここ
では記述しない。またスポットが矢印の方向に移動する
とディスクからの総反射光量は第１図（ｃ）のように変
化する。総反射光量はトラック中心で最も少さくなり、
トラック間の中心で最も大きくなる。総反射光量を光検
出器で検出し、電気信号に変換した信号５１はトラッキ
ング信号５２とは周期が等しく、位相が９０°シフトし
た関係がある。トラッキング信号５２はトラック中心で
は零となり、光スポットがトラックの右側、左側（ディ
スクの外周側、内周側に対応する）にあるかによって極
性が異なる。この特徴を使用してトラックの通過方向を
知ることが出来る。例えば、特開昭５８−９１５３６に
おいて開示した回路構成によれば光スポットがトラック
を内側から外側に通過するたびにパルスを発生するプラ
ス方向エツジ信号５４と、光スポットがトラックを外側
から内側に通過するたびにパルスを発生するマイナス方
向エツジ信号５３を形成する。従って、これらの信号を
用いて、速度制御のコントロールに必要となる。アクセ
ス中における目標トラックまでの残余のトラック数を知
ることが可能となる。

例えば、第２図の回路において、アクセスの方向を示す
アクセス極性信号５６を外側から内側に向ってアクセス
する場合に論理レベルの“０”に対応させる。すると論
理素子９７〜１０３からなる論理回路によって、プラス
方向エツジ信号５４かカウンタ１０４のＶ？端子に選択
されて入力され、マイナス方向エツジ信号５３かカウン
タ１０４のＤｏｗｎ端子に選択されて入力される。また
、カウンタ１０４にはアクセス開始時に内側にある目標
トラックまでの差の絶対値５５がロードされている。光
スポットが外側から内側に向って移動を開始すると光ス
ポットがトラックを外側から内側に向って横切るたびに
マイナス方向エツジ信号５３にパルスが発生し、カウン
タ１０４の内容を減少させていく。また、光スポットが
何らかの理由で途中で戻って来て、内側から外側に向っ
てトラックを横切るとプラス方向エツジ信号５４にパル
スが発生し、カウンタ１０４の内容を増加させて、アク
セス中の残余のトラックの正確な絶対値５７を出力する
。カウンタ１０４の内容が零になるとカウンタ１０４の
ＢＲ端子より、カウンタ１０４の内容が零になったこと
を示すパルスＡが発生する。このパルスＡを認知するこ
とにより、光スポットが目標トラックのエツジに致達し
たことを知ることが出来る。

また、プラス、マイナス方向エツジ信号５４゜５３を使
用することによって、速度制御のコントロールに必要と
なる、アクセス中における速度の絶対値を知ることが出
来る。例えば、第３図の回路図において、マイナス方向
エツジ信号５３を周波数−電圧変換器１０５に入力し、
プラス方向エツジ信号５４を周波数−電圧変換器１０６
に入力する。トラックピッチをｐ、トラック通過の速度
の絶対値をＶとすると、トラックを通過するたびにトラ
ックのエツジで発生するパルス列の周波数ｆは、以下の
式で与えられる。

ｆ　＝　ｖ　／　ｐ 従って、この周波数を知ることによって、光スポットが
トラックを通過する速度の絶対値を知ることが出来、通
過する方向はエツジ信号５３゜５４の符号によって知る
ことが出来る。この符号とアクセス方向の極性信号５６
を用いて、後述する目標速度信号との比較に好適な速度
の絶対値信号１１１を作成する。

次に速度制御から位置制御に切り換えるタイミングを作
成する手順について説明る。目標点（トラッキング誤差
信号の零点）を原点とする正弦波としてトラッキング誤
差信号を表現すると、安定に動作を行なうタイミング（
位置制御開始の）は実験によれば、目標点に近い中極性
、−極性のピーク点の間（正弦波の位相で表現すれば±
π／２の間）であり、好適には、原点を対称点とする線
形領域が良い。しかも、目標トラックの零点を通過する
前のエツジ部分で動作させることが必要となる。以上を
考慮すると、目標トラックにディスク内側から外側へと
近づくときには、目標トラックの１つ手前のトラックの
零点を通過して、次の正のピーク点を通過した後に位置
サーボ系をＯＮにすればよい。また逆に目標トラックに
ディスク外側から内側へと近づくときには、目標トラッ
クの１つ手前のトラックの零点を通過して次の負のピー
ク点を通過した後に位置サーボ系をＯＮする。

このためには、目標トラックの線形領域を知るタイミン
グ信号が必要となる。そこで、第２図を用いて説明した
カウンタ１０４のＢＲ出力（カウンタ内容５７が零とな
ったときに出力される信号）Ａを用いる。アクセス動作
を行なう全体システムについて、第４図を用いて説明す
る。位置決めの移動機構としては、粗い位置決めアクチ
ュエータとして、磁気ディスクに使用されている、リニ
アモータを例に説明する。他のアクチュエータでも本発
明の主旨は変らない。第４図では微少範囲を追従する高
応答性アクチュエータとしてはカルパノミラー、又はピ
ボットミラーを用いている。ディスク３は回転軸４を中
心に一定の方向に回転しており、光ヘッド３１４は移動
台３１５の上に登載され、この移動台３１５はベース３
０９の上をコロ３１０の回転に従って移動する。また移
動台３１５は支持機構３１３を介してコイル３１１に連
結され、磁石３１２とコイル３１１に流れる電流との電
磁力によって駆動される。光ヘッド３１４の中にはディ
スク上に光スポットを形成するための対物レンズ３０６
と、光スポットをディスク面上で移動するための偏向手
段としてガルバノミラ−３０８と、ディスク面からの反
射光を受光する光検出器３０７と、光源及び、光源から
の光束を対物レンズに導く光学系、及び、反射光を光検
出器に導く光学系があるが、これらは本発明を説明する
のに不用であるので省略しである。

光ヘッド３１４によって検出された反射光量は光検出器
３０７によって光電変換をうけ、トラッキング誤差信号
発生回路２０１と総反射光量発生回路２００に入力され
る。トラッキング誤差信号発生回路２０１からはトラッ
キング誤差信号５２が得られ総反射光量発生回路２００
からは総反射光量信号５１が得られる。トラッキング誤
差信号５２と総反射光量信号５１はプラス方向エツジ信
号５４とマイナス方向エツジ信号５３を発生するエツジ
信号発生回路２０２に入力され演算される。

プラス、マイナス方向エツジ信号５４．５３はそれぞれ
目標トラックまでの差を演算する差動カウンタ２０３と
速度検出回路２０４に入力され、目標トラックまでの差
の絶対値信号５７と速度の絶対値信号１１１が出力され
る。目標トラックまでの差の絶対値信号５７は目標速度
カーブ発生回路２０５に入力される。目標速度カーブ発
生回路２０５は位置に応じて最適な速度を出力するもの
であり、通常、最適速度は位置の平方根に比例するもの
が良いとされている。ここでは、カウンタ１０４の出力
がディジタル的に与えられているため、ＲＯＭにあらか
じめ平方根のテーブルを記憶しておき、目標トラックま
での差の絶対値信号５７に応じて目標速度信号２０６を
ディジタル的に出力する。目標速度信号２０６をＤ／Ａ
コンバータ２０７に入れて、アナログ量に変換し、差動
増幅器２０８の一方の入力に入れる。もう一方の入力に
は速度検出回路２０４からの速度の絶対値信号１１１が
入力され、差をとられる。差の出力は極性反転回路２０
９に入力される。この極性反転回路２０９は速度の差の
出力は絶対値であることから、アクセス極性信号５６の
論理レベルに対応して、速度の差に符号を与える動作を
行なう。

従って、この出力が符号を持った目標速度と実動速度の
差となる。これが速度制御、位置制御切り換え回路２１
０に入り、位置制御開始のタイミング信号已によって制
御される。すなわち、タイミング信号ＢがＬＯＷのとき
は速度制御となり、速度差の信号が切り換え回路２１０
の出力Ｅ′に表られれ、この出力Ｅ′は後述するジャン
プ信号りと共に加算回路２１３に入力され、加算され信
号Ｅとなる。これがガルバミラー駆動回路３０５を介し
てガルバノラー３０８を駆動する。速度制御が完了して
、目標トラックに光スポットが達すると、タイミング信
号Ｂがｎｉｇｈになり位置制御に切り換わる。位置制御
の信号の流れは、トラッキング誤差信号５２がスイッヂ
′回路２１１に入力され、タイミング信号Ｂの制御のも
とにｎｉｇｎのとき、位相補償回路２１２に接続される
。この出力は切換え回路２１０に入る。このようにして
、タイミング信号Ｂによって位置制御が開始され、目標
トラックに安定に引き込むことが出来る。

トラッキング誤差信号５２はまたタイミング信号Ｂを作
成するタイミング回路２１４にアクセス極性信号５６、
信号Ａと共に入力される。この回路２１４においてタイ
ミング信号Ｂを作成する。

以上のアクセス動作の説明はガルバノミラ−の動作のみ
について述べた。次に粗アクチュエータの制御方法につ
いて述べる。ガルバノミラ−が高応答性を持って移動す
るのに連動して粗アクチュエータが動かないとガルバノ
ミラ−の追従範囲は狭いために、この範囲を越えると動
作ができなくなる。従って、粗アクチュエータをガルバ
ノミラ−の動きを検出して制御する必要がある。

制御信号としては、特開昭５８−９１５３６号で述べた
ように、ガルバノミラ−を駆動する信号Ｅ′をガルバノ
ミラ−の周波数特性をシミュートする回路３００に入力
し、ガルバノミラ−の動き、すなわち、ガルバノミラ−
の設定中立点からのずれを検出し、この信号Ｆによって
粗アクチュエータを制御する。すなわち、第４図におい
ては、信号Ｆを粗アクチュエータ制御系を安定化するた
めの位相補償回路３１０に入力し、その出力信号Ｇをリ
ニアモータの駆動回路２１１に入力してリニアモータを
駆動する。

このようにすると、速度制御９位置制御いずれの場合に
もガルバノミラ−と粗アクチュエータを連動させること
ができる。さらに、光スポットのレンズ視野からのずれ
信号を検出する方法として、前述のミラー駆動信号Ｅ′
から電気的にシミュレートする以外に直接ミラーの偏向
角を検出する方法がある。この方法については１例えば
、特開昭５８−９１５３６号に提案した発光ダイオード
あるいは、磁気センサを用いることができる。ミラーの
偏向角を検出する回路を３３５、その出力信号をＦ′と
する。このようにミラーの偏向角を直接検出する方法は
、機械的な振動によるミラーの動きを知ることが出来る
ため、さらに正確な粗アクチュエータの制御信号を提供
できる。以上述べたミラー偏向角の直接検出した信号Ｆ
′アクセスに用いた実施例を第５図に示す。

第４図と同じ動作をするブロックは同一番号で示した。

第４図と異なる点はガルバノミラ−の設定点からのずれ
を表られす信号Ｆの代りにガルバノミラ−の偏向角を直
接測定した信号Ｆ′を位相補償回路３１０に入力して、
粗アクチュエータの駆動信号Ｇ′として、駆動回路２１
１に入力することである。

また、ガルバノミラ−の代りに民生用で使用されている
二次元アクチュエータ、三次元アクチュエータに先の特
開昭５８−９１５３６号に開°示した検出器光センサあ
るいは磁気センサを設けて信号Ｆ′を検出することもで
きる。

目標トラックを以上の手順で追跡し、トラックに記憶さ
れたアドレス情報を読み出す。この読み出し手段につい
ては本実施例の中では省略している。読み出された情報
をコントローラ（図示せず）に転送し、目標トラックか
どうかを判定する。

ここで言うコントローラは、磁気ディスク等で使用され
ている制御装置であり、通常はデータを読み書きするた
めの必要最低限の駆動機構と駆動回路を持つ駆動装置（
これは本発明の中で詳述した）と、データを読み書きす
るために駆動装置に命令指命を与えて制御を行なうもの
である。この種の機能として、アクセス時にはコントロ
ーラに連ながる計算機からの希望トラック番号を受けと
り、現在読み出しているトラック番号と照合を行ない、
希望トラックまでのトラック数の差の絶対値と符号を演
算して、この結果を駆動装置に送出する。駆動装置が速
度制御、位置制御を自身で実行し、目標とするトラック
、及びその近傍のトラックからデータを読み始めると、
コントローラはそのデータを解読し、現在読み出してい
るトラックの番号を知って、以後のアクセス手順を判断
する。例えば、目標トラックであればジャンプ本数信号
５８に１本の本数を示す信号と、ディスクのトラックが
内側から外側へスパイル状に記録されているならば、外
側から内側へジャンプの方向を示すジャンプ極性信号を
コントローラが送出する。

ジャンプ本数信号５８をジャンプ起動回路２１５に入力
する。ジャンプ起動回路２１５ではジャンプの極性信号
をジャプ波形発生回路２１６に送出すると共に、ジャン
プ本数分だけのジャンプ起動するためのパルスを特定の
時間間隔をもって発生する。ジャンプ波形発生回路２１
６はこのパルスを受けて、ジャンプ極性信号に従ってジ
ャンプを行なうための駆動信号りを発生する。

従って、目標トラックに達してこれを定常的に読み出す
ためにはジャンプ本数信号５８はデバイスが１回転する
毎に１本のジャンプ本数を示す信号と外側から内側へジ
ャンプの方向を示すジャンプ極性信号を含んでコントロ
ーラから送出される。

アクセスが終了した時点で位置制御を行なったトラック
のアドレス内容を読み出したところが、目標トラックと
異なっている場合には、現在読み出しているトラックと
目標トラックの差がある設定数（例えば６４あるいは１
２８）より小ならばジャンプを行なうことによって目標
トラックまで光スポットを移動する。このときに、コン
トローラからは目標トラックまでの本数とその方向を含
むジャンプ本数信号５８を送出する。また目標トラック
との差がある設定値より大ならば速度制御を含むアクセ
スを起動する。これは今まで説明したアクセス手順の繰
り返しとなる。

以上説明したアクセスのための基本構成、すなわち、位
置検出を光デイスク上に記録された案内トラックを光ス
ポットが通過するときに発生する総反射光量信号とトラ
ッキング誤差信号とから光スポットがトラックを外側か
ら内側に通過するのか、また内側から外側に通過するの
かを知ることにより、偏心、機械振動等による誤差をな
くしている。速度検出にも、前述の光スポットがトラッ
クを通過する信号を利用することにより、光スポットと
トラックの相対速度の正確な検出を行なっている。

また、微少範囲に渡って光スポットを高速に応答させる
ものとしては、ピエゾ素子、音響光学効果を用いた偏向
器、電気光学効果を用いた偏向器等もある。これらを使
用する場合にも、各種偏向器の駆動入力と、光スポット
の移動関係をあらかじめ測定し、これを電気的にシュミ
レートして、粗アクチュエータを制御する信号を作成で
きる。

また、直接光へポットの動きを検出することによって上
記の制御信号としても良い。

本発明は１本出願人が特開昭５８−９１５３６号に述べ
たように、大きなストロークをアクセスする場合は精ア
クチュエータを固定して、粗アクチュエータのみで移動
して、微少のストロークからある程度のストローク（例
えば１００本程度）の場合はジャンプ動作によって、精
・粗アクチュエータを連動してアクセスを行うという方
法と組み合せることができる。すなわち、大きなストロ
−ク（トラック本数が例えば１００本以上）では前述の
特許願に開示されたように粗アクチュエータの加減速に
より精アクチュエータが振動しないように固定して、粗
アクチュエータを移動し、ある程度の大きさのストロー
ク（例えば１００本程度から数トラツク本数まで）では
本発明で開示されたように、精アクチュエータをスポッ
トがトラックを通過する方向と本数を検出しながら移動
させ、この動きを検出して、粗アクチュエータを精アク
チュエータに追従させる。数トラツクではジャンプによ
って位置決めする。

また、本発明は本出願人が特願昭５７−５００３５号で
開示したアクセス方式と組み合せることもできる。すな
わち、外部に位置決め用の粗いスケールを用いて、粗い
位置決めを行ない、その後ジャンプによって微少な位置
決めを行なうものである。ここで、粗い位置決めには前
記の特許出願の技術を用いて、外部スケールによって行
ない、微少な範囲のアクセスには本発明のように、精ア
クチュエータを光スポットがトラックを通過する方向と
本数を検出しながら移動させ、この動きを検出して、粗
アクチュエータを精アクチュエータに追従させる。

〔発明の効果〕

以上、粗い位置決めは行なえるが追従精度の良くないア
クチュエータと微少範囲の可動範囲しか持たないが高応
答性であり追従精度を高く出来るアクチュエータとを組
み合せて、全体として高応答、追従精度の高いアクセス
を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明図、第２図は本発明の動作回路図
、第３図は本発明の動作回路図、第４図は本発明の一実
施例のブロック図、第５図は本発明の他の実施例のブロ
ック図である。 代理人　弁理士　小　川　勝　男 ←　　　　　　ｏ　　　　　　　Ｉ　　　　　　十　　
　　　　　　　　　　　　　　　’５第　２　図 ）　　３　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 精、粗二つのアクチュエータを有し、精アクチュエータ
   の位置決め動作に伴う動きを検出して、この信号により
   粗アクチュエータを制御することにより両アクチュエー
   タを連動して所望のトラックを検索する情報検索方式。