JPS61287040A - 光学式情報記録再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は目標トラックに円滑にアクセスすることのでき
る光学式情報記録再生装置に関する。

［従来の技術］ 近年、磁気ヘッドを用いる代りに、光ビームを集光して
光学的記録媒体（ディスク）に照射することによって、
情報を高密度で記録したり、高密度で記録された情報を
迅速に再生したりする光学式情報記録再生装置が注目さ
れる状況にある。

上記光学式の装置においては、一般に任意の目標トラッ
クに情報を記録したり、任意の目標トラックから情報を
再生できるように、トラックアクセス手段が設けられて
いる。又、ディスクに照射される光ビームがスポット状
になるように保持するためにフォーカスサーボ手段が設
けられると共に、所定のトラック上に光ビームを保持す
るためにトラッキングサーボ手段が設けられている。

ところで、上記トラックアクセス手段は、光ビームをデ
ィスクに集光照射する対物レンズを含む光学系を収納し
た光学ヘッド（ピックアップ）をディスクの半径方向に
ボイスコイルモータ等で移動する粗アクセス（粗動）手
段と、光学ヘッドの対物レンズをレンズアクチュエータ
で移動する微アクセス（微動）手段を用いて行われ、現
在トラック位置から目標トラック位置までの大きさに応
じて粗アクセス手段又は微アクセス手段が作動されるよ
うにしである。しかして、上記粗アクセス手段により光
学ヘッドを目標トラック近傍まで短時間で移動した後、
対物レンズを微動させて目標トラック上に乗せるアクセ
ス過程が一般的となるが、粗アクセス手段による光学ヘ
ッドの移動及び引き続く停止の際に対物レンズには光学
ヘッドとは逆方向の力が作用し、対物レンズはディスク
の半径方向に加振されることになる。このように対物レ
ンズが振動すると、引き続いて対物レンズを微動させて
目標トラックにアクセスする際正確にアクセスすること
ができなくなるため、振動が十分小さくなるまで待ち、
その後微アクセスを行っていた。このようにするとトラ
ックアクセスに時間、がかかるという欠点がある。

上記問題を解決するため、例えば次のように２つの従来
例がある。

特開昭５７−９４９４０号公報に開示されている第１の
従来例はボイスコイルモータに電流を流して粗アクセス
する場合、トラッキングコイル（レンズアクチュエータ
）にも電流を流して、光学ヘッドを可動させる場合に対
物レンズに振動が生じることを防止している。

又、特開昭５９−１９３５５３号公報に開示されている
第２の従来例は、ラジアル方向の位置検出器によって対
物レンズを光学ヘッドのベースの一定位置に位置決めし
た状態で粗アクセスすることによって、対物レンズに振
動が生じるのを防止している。

［発明が解決、しようとする問題点］ 上記第１及び第２の従来例ともに、粗アクセス終了時に
おける対物レンズの振動を有効に防止することについて
は有効な対策を施してない、ないしは有効な手段を開示
してない。

即ら、粗アクセスを終了する場合ボイスコイルモータへ
流す電流を零にすることになるが、この時対物レンズは
移動時の慣性を保持するため、始動の場合と逆方向に振
られ、振動が発生する。この場合、粗アクセス時にボイ
スコイルモータへ印加する電圧の一部をアクチュエータ
コイルにも印加しておき、粗アクセス終了時にボイルコ
イルモータ側と同期したタイミングで電流が零にされる
としても、例えば対物レンズは光学ヘッドの動きと時間
遅れなく完全に同期して動くとは言えず、依然として振
動が生じる。

又、粗アクセス終了時にその時点でのトラック位置を読
み取ることが必要となるので、対物レンズをトラック上
に乗せるために、それまで対物レンズをクランプ保持し
ていた場合には、そのクランプを解除してトラッキング
サーボを作動しなけ　　　　　゛ればならなくなるが、
この場合ディスクの偏心等による影響防止用にボイスコ
イルモータ側も可動させる２段サーボ状態に設定するこ
とがあり、この２段サーボ状態では特にボイスコイルモ
ータによる動きで対物レンズに振動が発生してしまう。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、粗ア
クセス終了時での対物レンズの撮動を有効に抑制して短
時間に目標トラックにアクセスできるようにした光学式
情報記録再生装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］この装置では
、ボイスコイルモータ６による粗　　　　　□アクセス
終了直前から光スポットがディスクめトラックを横断す
る゛横断速度の監視手段２１を設け、粗アクセス終了後
、この監視手段２１の検出速度が一定値以下になった場
合にタイミングロジック回路２３から粗アクセス時に作
動させていたレンズクランプ手段を解除することによっ
て対物レンズ１５の撮動を有効に防止して高速度でのア
クセスを行うようにしている。

［実施例１ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第５図は本発明の１実施例に係り、第１図
は１実施例におけるアクセス制御系の構成を示し、第２
図は光学ヘッドを示し、第３図は対物レンズの位置検出
のために対物レンズ近辺に設けられた位置センサを示し
、第４図はトラック横断速度の検出手段の動作を説明す
る各部の波形を示し、第５図は１実施例の各部の動作の
タイミングを説明している。

１実施例の光学式情報記録再生装置１は第２図に示すよ
うな光学系を有する。

円盤状の光学式記録媒体（ディスク）２はスピンドルモ
ータ３の回転軸に回転自在のクランプ手段を介して取付
けできるようにしてあり、このモータ３によって回転駆
動される。

上記ディスク２の一方の記録面に対向して、該ディスク
２の同心円状又は螺旋状に形成された記録トラックと直
交する半径方向Ｒに移動自在とするキャリッジ４に光学
ヘッド（光学式ピックアップ）５が取付けである。この
キャリッジ４は、粗検索際等にボイスコイルモータ（Ｖ
ＣＭ）６によって、ディスク２の半径方向Ｒに移動でき
るようにしである。

上記光学ヘッド５は、光源としての半導体レーザ７を備
え、該半導体レーザ７で発光された例えばＰ偏光の光は
、コリメータレンズ８によって平行光束にされ、整形・
偏光・臨界角検出部を有する一体プリズム９における整
形プリズム１１で楕円を円形に整形され、偏光プリズム
１２．λ／４板１板金３り、第３図に示すレンズアクチ
ュエータ（対物レンズ駆動装置）１４を構成する対物レ
ンズ１５によってディスク２面にスポラ１〜状に集光さ
れた光ビームとして投光されるようにしである。上記デ
ィスク２面で反射された光は、再び対物レンズ１５、λ
／４板１板金３り、偏光プリズム１２に入射され、その
後反射されて、臨界角検出が行われて光検出器１６に入
射される。この光検出器１６は４分割されたフォトダイ
オードで形成され、トラッキング検出、フォーカス検出
、ＲＦ検出等を行うものである。

上記トラッキング検出は、（紙面に垂直方向）の上下対
称に配置された部分のフォトダイオード出力を差動アン
プ１７を通した差信号出力によりトラッキングエラー信
号ＴＥＲが得られ、該トラッキングエラー信号ＴＥＲは
第２図に示すようにゲイン制御回路１８を経てアナログ
スイッチ１９に入力されると共に、光ビームのトラック
横断速度（又は横断時間）監視手段２１を°形成するゼ
ロクロスコンパレータ２２を経てタイミングロジック回
路２３に入力される。

上記アナログスイッチ１９を通った信号は上記タイミン
グロジック回路２３の出力で切換が制御される切換スイ
ッチ２４の一方の接点２４Ａに印加されると共に、加算
器２５に印加される。

ところで第３図に示ずレンズアクチュエータ１４には対
物レンズ１５のディスク２の半径方向Ｒに関しての位置
検出手段として、対物レンズ１５の両側に１対の位置セ
ンサ２６，２６が設けてあり、これら位買センサ２６．
２６の出力は差動アンプ２７に入力され、この差動アン
プ２７は平衡位置からの（正負の）変位置に対応した信
号を出力する。この差動アンプ２７の出力はアナログス
イッチ２８を経て上記加算器２５に入力される。

この加算器２５の出力はゲイン制御回路２９２位相補償
回路３０を経て駆動回路３１に入力される。

この駆動回路３１の出力はレンズアクチュエータコイル
（トラッキングコイル）３２に印加され、対物レンズ１
５のディスク２の半径方向Ｒへの微移動量を制御できる
ようにしである。例えば、上記トラッキングエラー信号
”ＥＲの出力に基づいた駆動信号でレンズアクチュエー
タコイル３２を制御すると、対物レンズ１５のラジアル
位置（ディスク２の半径方向Ｒへの位買）、つまり対物
レンズ１５を通り、ディスク２にスポット状に照射され
る光ビームのラジアル位置はその光ビームが照射してい
る部分で最も近接するトラック上に乗り、且つ常時その
トラック上を走査するトラッキングサーボ状態に保持さ
れることになる（ディスク２の偏心が小さい場合）。

一方、上記位置センサ２６．２６の差動出力でレンズア
クチュエータコイル３２を駆動した場合には、対物レン
ズ１５を平衡位置状態に保持されるレンズ平衡位置サー
ボ手段として機能することになる。

ところで、光学ヘッド５自体を移動する場合におけるそ
の移動量検出手段として外部スケール３４が設けてあり
（第２図参照）、光学ヘッド５の移動量を検出できるよ
うにしである。しかして、この外部スケール３４゛を用
いて、例えば現在トラックから目標トラック位置近辺ま
で粗アクセスさせる場合、両トラック間の差を演算して
、その値を外部スケール３４上のピッチに換算し、カウ
ンタにプリセットすることによって、そのプリセット値
に至るまで光学ヘッド５を移動させる。この場合、例え
ば光学ヘッド５の移動によって、入力される外部スケー
ル信号をカウントし、このカウントした値をプリセット
値から引いて差がＯになるまで光学ヘッド５を移動する
ことによって、光学ヘッド５は外部スケール３４のピッ
チの１本以内の位置に迅速に設定することができる。

上記光学ヘッド５自体を移動するキャリッジシークによ
り、所定のトラック近傍に設定した場合、次に微アクセ
スモードに設定されて目標トラックにオントラックされ
ることになるが、ディスク２の偏心の影響を防止するた
めに外部スケール信号によってボイルコイルモータ６を
外部スケール１ピツチ分以内に保持する制御状態にする
ために先ずキャリッジサーボ状態に切換えられる。（速
度制御から位置制御状態の切換えとも呼ばれることがあ
る。） 即ち、第１図に示すように外部スケール信号（符号３４
Ａで示す。ここで一方はプリセット値又は０値で、他方
が実際の外部スケール信号出力を表わす）の出力は差動
アンプ３５．ゲイン制御回路３６を経て切換スイッチ２
４の他方の接点２４Ｂに印加される。この切換スイッチ
２４の切換接点２４Ｃから出力される信号は位相補償回
路３７、アナログスイッチ３８を介して駆動回路３９に
印加される。この駆動回路３９の出力は、ボイスコイル
モータ６のボイルコイル（ボイルコイルモータコイル）
４１に印加され、光学ヘッド５の移動が制御される。

上記キャリッジシークからキャリッジサーボに切換えら
れると、第１図において、外部スケール信号３４Ａで（
駆動回路３９を介して）ボイルコイルモータ６を駆動す
るキャリッジシーク信号Ｓｃｓはアクセスモード信号Ｓ
′ＡＨがローレベルからハイレベルになることによって
、インバータ４２を介装したアナログスイッチ４３がオ
フにされ、他方のアナログスイッチ３８はオンにされる
。又、切換スイッチ２４の接点２４８，２４０がオンに
され°Ｃ１外部スケール信号３４Ａに基づいて光学ヘッ
ド５はディスク２等の偏心によらず、所定のトラック近
傍に保持される。

上記キャリッジサーボ状態に切換えられる直前から直後
における光検出器１６に基づいたトラッキングエラー信
号ＴＥＲは第４図（ａ）に示すように１トラツクを横切
るごとに正弦波状の波形の信号を出力するが、トラック
横断速度の監視手段２１を形成するゼロクロスコンパレ
ータ２２によって同図（ｂ）に示すように光ビームがト
ラックを横断するに要する時間幅のパルスに変換される
。

さらに、タイミングロジック回路２３で微分し、正及び
負の検波ｎ路を通し、さらに加算器で加算する等して（
あるいは立ち上がりエツジ及び立ち下がりエツジで短い
幅のパルスを出力するワンショットマルチをそれぞれ通
した出力を加算する等して）、第４図（Ｃ）に示すよう
なエツジ波出力を得、隣接するパルス列が所定値、例え
ば０．８［ｍ５ｅｃ１以上か否かを検出する。つまり１
トラツクを横断する時間が０．８　［ｍ５ｅｃ１以上で
あるい否か、あるいはトラック横断速度が所定値以下か
否かを検出する。このトラック横断速度又はトラック横
断時間の監視手段２１により、第４図（ｄ）　　　　　
”に示すようにキャリッジサーボがオンの後にこの横断
速度が所定値以下になった場合、タイミングロジック回
路２３から同図（ｅ）に示すようにオントラック制御信
号ＴＴＲＡＣＫを出力してアナログスイッチ１つをオン
し、トラッキングエラー信号Ｔ　を加算器２５等を通り
、駆動回路３１を経てＥＲ レンズアクチュエータコイル３２に印加し、対物レンズ
１５を微動させて光ビームを最近接のトラックにオント
ラックさせるようにする。これと同時に、位置センサ２
６．２６の出力で光学ヘッド５が可動あるいは停止され
た場合の加速度によって、対物レンズ１５が振動してし
まうことを防止し、所定の平衡位置に保持するために粗
アクセス時以後オンされていたアナログスイッチ２８を
インバータ４４を介してオフにする。上記トラック横断
速度が所定値以下の場合に、オントラックさせる引込み
を行うことにより、光学ヘッド５のキャリッジサーボ時
における対物レンズ１５に相対的に働く加速度は十分小
さく、従ってこのタイミングでオントラックの引込みを
行うことにより対物レンズ１５は殆んど振動が生じない
状態又は振動の発生が最小限度近くに押えられてオント
ラックの引込み開始となる。

これらのタイミングを第５図に示す。

同図（ａ）は、粗アクセスを示し、オフからオンされた
場合、何も対策を施さないと対物レンズ１５は同図（ｂ
）に示すように振動が生じるので、タイミングロジック
回路２３はアナログスイッチ２８をオンし、上述のよう
に位置センサ２６，２６の出力に基づいて対物レンズ１
５を平衡位置に保持させる。（この状態を第５図（Ｃ＞
のレンズ平衡位置サーボで示している。）又、上記光学
ヘッド５の可動又は停止の際の加速度が生じると、対物
レンズ１５はディスク２面と垂直方向にも振動してしま
う虞れがあるため、及び上記光学ヘッド５の加速度が生
じる場合対物レンズ１５のラジアル方向への振動をより
確実に防止するため、第１図に示すようにボイスコイル
４１を駆動する駆動回路３９の出力の一部は、アナログ
スイッチ４５を介してレンズアクチュエータコイル３２
側の駆動回路３１にレンズダンプ信号ＳＬＤが印加され
、光学ヘッド５が可動あるいは停止された場合、対物レ
ンズ１５に加速度が働いて振動が生じないようなレンズ
ダンプさせるレンズダンプ手段が形成されるようにしで
ある。尚、上記アナログスイッチ４５はタイミングロジ
ック回路２３からインバータ４６を経たダンプ制御信号
によってオン、オフが制御される。上記レンズダンプ信
号Ｓ、ｏは第５図（ｄ）において、粗アクセスのオンと
共にオンされる。

力が所定値以下になると、オントラック制御信号Ｔ　　
　でアナログスイッチ２８がオフにされてＩＩＡＣＫ レンズ平衡サーボがオフにされると共に、アナログスイ
ッチ１９がオンにされてトラックエラー信号”ＥＲによ
って光ビームはオントラックされる引込み開始になり、
間もなくオントラックされることになる。このようにオ
ントラック制御信号ＴＴＲ５゜、は第５図（ｅ）に示す
ように、粗アクセス終了時より若干後にオンすることに
なる。

しかして、上記オン１〜ラック制御信号ＴＴＲＡＣにが
作動して引込みが完了後以降にタイミングロジック回路
２３は切換スイッチ２４に切換信号■１Ｒ八Ｃにを出力
して切換スイッチ２４の接点２４Ｂ。

２４Ｃをオフにし、接点２４△、２４Ｃをオンさぜると
共に、アナログスイッチ４５をオフにしてレンズダンプ
を解除する。第５図（ｆ）に示すように上記オントラッ
ク制御信号ＴＴＲＡＣＫがオンされた後、一定時間ｔｌ
後に信号■ＴＲＡＣＫがオンになる。

上記接点２４Ｂ、２４Ｇがオンされると、トラッキング
エラー信号ＴＥＨに基づいて、ボイスコイルモータ６（
又はボイスコイル４１）はその駆動が制御されることに
なると共に、レンズアクチュエータコイル３２はレンズ
ダンプが解除きれた状態でのトラッキングエラー信号Ｔ
ＥＨによってトラッキングサーボ状態のものになる。

上記トラッキングエラー信号”　ＥＲ”づいてボイスコ
イルモータ６を駆動することによって、ディスク２が偏
心して回動している°場合に、ボイスコイルモータ６で
その偏心を吸収しながら、上記トラッキングエラー信号
”ＥＲに基づいてレンズアクチュエータコイル３２によ
り対物レンズ１５を駆動して光ビームをトラック上に保
持する２段サーボ状態にする。

上記２段す−ボ方式でのトラッキング状態に引き込むタ
イミングでレンズダンプを解除することによって、第５
図（ｌに示すように対物レンズ１５の振れを非常に少く
できる。

ところで上記位置センサ２６，２６は第３図に示すよう
な構造にしである。

磁気的に同一の特性を示す棒状の永久磁石５１゜５２を
その磁化方向が同一方向を向くように平衡に対置し、こ
れら１対の永久磁石５１．５２と直交する方向にこれら
同一極性の各磁極を短絡するようにヨーク５３．５４を
平行に配置して永久磁石５１，５２．ヨーク５３．５４
を４辺として４辺形状の閉磁路が形成され、各ヨーク５
３．５４にはレンズアクチュエータコイル３２が分巻き
しである。

上記閉磁路の内側の空間における中央には高透磁率の磁
性材料を略リング状に形成した可動部材５５が、紙面垂
直方向に立設した平行な板ばね５６．５７の一方の端部
（上端部）に取付けられ、これら板ばね５６，５７の付
勢力に逆らう力で、その板面と垂直な方向、つまり第２
図の符号Ｒで示す半径方向に移動できるようにしである
。しかして可動部材５５の内側には枠体を介して対物レ
ンズ１５が取付けである。

上記可動部材５５における各永久磁石５１．５２に対抗
する外周部分は位置検出し易いように、永久磁石５１．
５２の対抗する内側の面と平行となるように若干切り欠
かれ、この切欠き面に対抗して、両永久磁石５１．５２
の長手方向の中央に透孔５８．５９がそれぞれ形成され
、各週ｉ５８゜５９にはスペーサ６１．６２を介して位
置センサ２６．２６が取付けである。

上記各位置センサ２６，２６の取付は位置は半径方向に
微調整でき、ねじ６３．６３によって固定できるように
しである。

尚、上記２段す−ボ方式のトラッキングサーホ状態に設
定さ・れた後は、公知のようにその現在トラック位置が
検出され、目標トラックとの差に応じたキック信号がレ
ンズアクチュエータコイル３２に印加され、目標トラッ
クにオントラックされる微アクセスが行われることにな
る。

尚、本発明は、粗動手段としてボイスコイルモータ６を
用いて構成したものに限定されるものでないことは明ら
かである。

上記１実施例においては、トラック横断速度の監視手段
２１により、トラック横断速度が所定値以下の場合、粗
アクセス時に対物レンズをクランプするクランプ手段と
してのレンズ平衡位置サーボ手段と、キャリッジサーボ
用信号の一部をレンズアクチュエータ３２に印加して、
特に光学ヘッド５の可動時及び停止時に相対的に対物レ
ンズ１５に働く加速度を抑制して振動の発生を有効に防
止するレンズダンプ手段とにおける先ずレンズ平衡位置
サーボを解除後にレンズダンプ手段によるレンズダンプ
を解除しているが、本発明はこれに限定されるものでな
く、例えばレンズダンプ手段をレンズ平衡位置サーボと
同時に解除したものも含むものである。この場合、切換
スイッ°チ２４の切換を若干後にしても良い。

尚、本発明は、光学式記録媒体が回転駆動される光ディ
スク、光磁気ディスク、コンパクトディスク（装置）等
に広く適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によればトラックの横断速度の
監視手段を設けて、粗アクセス後トラック横断速度が適
正値以下になった場合にレンズクランプ手段を解除して
トラッキング状態に設定するようにしであるので、対物
レンズに生じる振動を十分に少くでき、目標トラックへ
の高速度でアクセスさけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の１実施例に係り、第１図１
１実施例の制御系を示す構成図、第２図は光学ヘッドを
示す説明図、第３図は対物レンズの位置検出用の位置セ
ンサ周辺を示す平面図、第４図はトラック横断速度の監
視手段の動作を説明する説明図、第５図は１実施例の各
部の動作のタイミングを示すタイミングチャート図であ
る。 １・・・光学式情報記録再生装置 ２・・・ディスク　　　　４．キャリッジ５、光学ヘッ
ド　　　６．ボイスコイルモータ１５・・・対物レンズ ２１・・・（トラック横断速度の）監視手段２２・・・
ゼロクロスコンパレータ ２３・・・タイミングロジック回路 ２４・・・切換スイッチ ３１．３９・・・駆動回路 ３２・・・レンズアクチュエータコイル３４Ａ・・・外
部スケール信号 ４１・・・ボイスコイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円盤状で回転駆動される光学的記録媒体に対し、
   その半径方向に対物レンズの移動を制御して前記記録媒
   体に照射されるスポット光の位置を微動可能とする微動
   手段と、この微動手段を含む光学系が取付けられた光学
   ヘッドを記録媒体の半径方向に移動可能とする粗動手段
   とを備えた光学式情報記録再生装置において、 前記記録媒体に照射されるスポット光が記録媒体のトラ
   ックを横断するトラック横断速度の監視手段を設け、こ
   の監視手段の出力で前記粗動手段で目標トラック近傍に
   粗アクセスした後に、対物レンズに課されているレンズ
   クランプ手段を解除することを特徴とする光学式情報記
   録再生装置。
2. （２）前記レンズクランプ手段は、対物レンズを平衡位
   置に保持するレンズ平衡位置サーボ手段と、粗動手段に
   印加される信号の一部を微動手段に印加して光学ヘッド
   に加速度が作用した際の対物レンズの振動発生を防止す
   るレンズダンプ手段とからなり、前記トラック横断速度
   の監視手段が所定のトラック横断速度以下の場合に前記
   レンズ平衡位置サーボ手段を解除し、その後レンズダン
   プ手段を解除することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光学式情報記録再生装置。