JPS63234463A - 光デイスク装置のトラツクアクセス方式 - 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】 〔概要〕 本発明は光ディスク装置のマルチトラックジャンプにお
いて、ジャンプ中にトラック偏心による光ビームとトラ
ックの相対速度の変化から生じるジャンプアクセスの不
安定を解決するためメモリに記憶されている時系列のト
ラック偏心量と目標位置までの移動量とを加算した仮想
トラック位置への追従モードでトラックアクセスするこ
とによりトラック偏心に影響されず、かつ高速のトラッ
クジャンプを実現させたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ディスク装置のマルチトラックジャンプ方式
に係り、特に光学へラドアクチュエータのみによるマル
チジャンプの高速安定化に関する。

光ディスク装置はコンピュータの外部記憶装置として、
小型で大容量であるという利点を持つが、アクセス時間
が磁気ディスク装置に比して遅いという欠点を持ち、ア
クセス時間の向上は光ディスり装置にとって応用範囲を
広げるという点で重要である。

〔従来の技術〕

従来光ディスク装置では、トラックアクセスする際に光
学ヘッドを長い距離ディスク半径方向にステッパーやボ
イスコイルモータ等で移動する粗アクセスと、光学ヘッ
ドに具備されているトラッキングアクチュエータで目標
トラックをアクセスする密アクセスとを組み合わせて行
う。本発明はこの密アクセスに関するものである。

第６図〜第７図に従来の密アクセスに用いられるビーム
ジャンプ方法を２例示す。第６図は隣接トラックへのジ
ャンプを繰り返す（シングルトラックジャンプ）方法の
説明図である。この方法はトラッキングアクチュエータ
に加減速パルスを与えてビームをジャンプさせ、ジャン
プ中はトラックサーボをＯＦＦとしジャンプ終了後にサ
ーボＯＮとするシーケンスを目標トラックに到達するま
で繰り返す方法である。

なお、第６図（ａｌは光点Ｉ８が現在トラック位置から
順次隣接トラックにジャンプするジャンプ経路を示す。

第６図（ｂ）はトラッキングサーボのＯＮ。

ＯＦＦ状態、第６図ｆｃ）はジャンプ時におけるトラッ
クエラー信号の波形図、第６図（ｄｌはトラッキングア
クチュエータに印加される加減速パルスの波形図を示し
ている。

第７図はマルチトラックジャンプの方法の説明図である
。この方法は一度に複数トラックをジャンプするため、
第６図の例に較べて高速化が図れる。第７図（ａ）は光
点が現在トラック位置から一度に目標トラックにジャン
プする経路を示す。第７図（ｂ）はトラッキングサーボ
のＯＮ、ＯＦＦ状態、第７図（Ｃ）はジャンプ時におけ
るトラックエラー信号の波形図であってジャンプ中はト
ラックサーボをＯＦＦとしジャンプ終了後にサーボＯＮ
とする。

第７図（ｄｌはトラッキングアクチュエータに印加され
る加減速パルスの波形図を示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第６図の方法は、１回のジャンプサイクルに１門程度を
要し、目標トラックまでの距離が遠い場合はアクセスに
長い時間を必要とする欠点がある。

例えば１００トラツク移動するのに１００ｍ５もの時間
を要することになる。

第７図の方法は、移動トラック数が多いとき、ジャンプ
中のビームとトラックの相対速度がトラック偏心により
変化し、ジャンプ終了からトラックサーボ○Ｎに切り換
えるとき、ビームがはじかれやすくなり、ジャンプ動作
が不安定になる欠点がある。

いま、トラック偏心量をＡ１ディスク半径方向の偏心量
をＬ、ディスクの回転数をＰ（ｒｐｍ）、時間をｔとす
ると Ｌ＝Ａｓｉｎ２π（ｐ／６０）ｔ・・・・・・■にてあ
られされる。■式を時間で微分すると、ｄＬ／ｄｔ＝２
π（ｐ　／　６０）　ｃｏｓ　２π（ｐ／６０）　　ｔ
すなわち最大偏心速度は、 ｄＬ　／　ｄ　Ｌ　ｎ＋ａｘ）　　＝２πＡ（ｐ／６０
）・・・■にてあられされる。

仮に５０−のトラック偏心があり、ディスクの回転数を
１８０Ｏｒｐｍとすると０式から、ｄ　Ｌ／ｄ　ｔ　ｆ
ｆｆｉｍＸ）　　＝９．４開／Ｓとなる。

一方、５肥で１００トラツクをジャンプしようとしたと
き、トラック偏心の動きで５　ｍｓの時間に横切るトラ
ックの数はトラックピッチを１．６−とすると■式から
１００±２５トラツクとばらつくことになり、ビームの
停止位置における目標トラックの相対速度の変動からビ
ームがはじかれやすくなる。

したがってこのマルチジャンプは非常に複雑な制御が要
求される。例えばトラックとビームの移動速度、加速度
等を複雑なシーケンスで検出して制御するので現実的に
は難しい。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の光ディスク装置のトラックアクセス方式は第１
図の原理図に示すように、光ディスクに集光される光点
が所要のトラックを追従するようにサーボ制御する光学
ヘッドのトラッキングアクチュエータｌと、前記光点位
置における前記トラックの偏心信号りを出力する位置検
出器２とを有する光ディスク装置において、前記トラッ
ク偏心信号りを時系列に記憶する記憶回路３を設けると
共に、前記光点を目標トラック信号ｍに対応する所要の
トラック量だけ移動させる際に切換えスイッチ４により
前記サーボ制御をＯＦＦとして追値制御に切換え、前記
トラック移動量に前記トラック偏心信号りを加算した仮
想トラック位置信号ｐに収斂させるように前記トラック
偏心信号りと仮想トラック位置信号ｐとの差を作る減算
器５を設け、該減算器５の出力が零となるように前記ト
ラッキングアクチュエータ（１）を制御し、整定後前記
サーボ制御をＯＮにして復帰する構成にしている。

〔作用〕

目標トラック信号ｍを演算器６が受信した時点で切換え
スイッチ４をサーボ制御から追値制御に切り換えると共
に、演算器６はデジタル化された目標トラック信号ｍと
現在位置信号の差から移動トラック量を演算する。

次に位置検出器２が出力する時系列のトラック偏心信号
ｈｊｒＡ／Ｄ変換器を介して記憶回路３に記憶させる。

この記憶回路３の出力と演算器６の出力を加算器８にて
加算することにより仮想トラック位置信号ｐを作る。

この仮想トラック位置信号ｐをＤ／Ａ変換器９にてアナ
ログ信号に戻し、トラック偏心信号りと′の差を減算器
５にて作ることにより追値制御信号Ｃが得られる。

この追値制御信号Ｃが零となるようにトラッキングアク
チュエータｌを駆動することにより光ディスク上の交点
は仮想トラック位置信号ｐに収斂する。追値制御信号Ｃ
が零となった時点で切換えスイッチ４をサーボ制御に切
換えトラックジャンプを円滑かつ高速に完了することが
できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。

第２図は本発明を実施するに必要な光学ヘッドの構成を
示す。図において、半導体レーザ１１からの出射光はコ
リメートレンズ１２で平行光となり、ビームスプリンタ
１３を透過してトラッキングアクチュエータ１　（この
例ではガルバノミラ−とその駆動コイルを含む）の中に
あるミラーで反射偏向され、対物レンズ１４で光ディス
ク１５上に集光される。この対物レンズ１４はフォーカ
シングのために上下方向に駆動される。

光ディスク１５からの反射光は、ビームスプリンタ１３
で反射されてトラッキングエラー信号を検出する光検知
器Ａ、　Ｂに至る。ガルバノミラ−は表面と裏面が互い
に平行な鏡面で構成されていて、その裏面を照射する発
光素子１６とその反射光を受光する光検知器ａ、ｂおよ
び位置検出器２とからなる検出系でトラッキングアクチ
ュエータ１の位置信号（ガルバノミラ−の回転角度θに
対応する位置検出器２の出力は、ビームの絶対位置に比
例する）が検出される。

光学ヘッドはステッパーあるいはボイスコイルモータ等
で駆動されるキャリッジ１７に搭載され、粗アクセスの
ためヘッド全体が駆動される。

本発明は、トラッキングアクチュエータ１で行う密アク
セスに関与するものである。密アクセスは±２００トラ
ック（６４０１Ｍ）、粗アクセスは２００００トラツク
（３２ｍｍ）程度をカバーする。

以下第２図を参照しながら第１図に示す本発明の詳細な
説明を行う。トラッキングエラー信号Ｔは光検知器Ａ、
Ｂの差信号（Ａ−Ｂ）で得られる。トラッキングアクチ
ュエータ１の位置信号は位置検出器２により光検知器ａ
、ｂの差信号（ａ−ｂ）で得られる。ここでトラッキン
グエラー信号Ｔとトラッキングアクチュエータの位置信
号りとの相違を明確にするため第３図と第４図を用いて
説明する。

第３図はトラッキングエラー信号説明図であるが、この
信号は光点１８が矢印に示す方向にトラソり１９を横切
るときのみに現れる信号であり、ビームとトラックの相
対位置はＯ，Ｏｂａ＋＋以下の感度で検出できるが、ビ
ーム自身の絶対位置（ＤＣ成分）を知ることはできない
。

第４図はトラッキングアクチュエータの位置信号を説明
するための機構図であって、第４図（ａ）はガルバノミ
ラ−の回転角度を示し、ガルバノミラ−１の両端に接し
て配置された駆動コイルがトラッキングエラー信号Ｔに
より角度θの回動制御が行われ、この結果対物レンズ１
４に対する光軸を移動させて光ディスク１５上に結ぶ光
点を移動せしめ、トラッキングサーボを行うことができ
る。一方ガルバノミラ−１の裏面の反射鏡で反射された
発光素子１６の光は二分割光検知器を構成する光検知器
ａ、ｂに受光され、その各出力は位置検出器２により差
信号（ａ　−ｂ）すなわち位置信号となって出力される
。この位置信号は出力零の時が対物レンズ１４に対する
入射光がその光軸と一致するように調整されている。

第４図（ｂ）はガルバノミラ−１の回転角度に対応して
位置検出器２が出力する位置信号りの特性曲線を示す。

この位置信号りはガルバノミラ−の回転角度θに比例し
た出力電圧Ｖが得られる。この回転角度θはビームの絶
対位置に１：１に対応している。

すなわちこの出力電圧■は、対物レンズ１４の光軸中心
から移動している入射光の移動量に換算することができ
るので、ビームの位置を知ることができる。しかし分解
能が数−とトラッキングエラー信号Ｔに比較して悪い。

ここで重要なことはビームがトラックサーボ○Ｎで同一
トラックを追従しているとき位置検出器２の出力（ａ　
−ｂ）はトラック偏心量そのものを時系列に示している
ことである。

第１図の説明に戻る。通常のトラックサーボは、トラッ
キングエラー信号Ｔを用い、切換えスイッチ４を端子（
イ）側に倒してトラッキングアクチュエータ１を駆動し
て行う。

トラッキングアクチュエータ１の位置信号りすなわちト
ラック偏心信号は、Ａ／Ｄ変換器７を介して時系列に記
憶回路３に取り込まれる。一方図示しないホストコンピ
ュータから目標トラックの指示を受けた演算器６は、そ
の時点で切換えスイッチ４を端子（ロ）側に倒して追値
制御に切換えると共に、移動トラック量＝（目標トラッ
ク−現在トラック）を算出し、前記記憶回路３に格納し
ているトラック偏心量の現在値を加算器８で加算する。

密アクセスの実行は、加算器８から出力する仮想トラッ
ク位置信号ｐをＤ／Ａ変換器９を介してアナログ化し、
この信号を目標値としてトラッキングアクチュエータ１
の位置信号りすなわちトラック偏心信号りとの差を作る
減算器５の出力（追値制御信号Ｃ）によってトラッキン
グアクチュエータ１を駆動する。この駆動結果ガルバノ
ミラ−の角度変動に対応して光検知器ａ、ｂから出力さ
れる値が位置検出器２にフィードバックされるので追値
制御信号Ｃの値は零に収斂する。

この関係を理解し易くするために第５図を用いる。第５
図は第１図各部信号のタイムチャートを示す。第５図（
ａｌは切換スイッチによるトラッキングサーボのＯＮ、
ＯＦＦ区間、第５図（ｂ）はトラッキングエラー信号、
第５図（Ｃ）はアクチュエータ位置信号、第５図（ｄ）
は密アクセス命令（目標トラック信号の入力タイミング
）を示す。密アクセス命令の出る直前までアクチュエー
タ位置信号（トラック偏心信号）ｈは１回転分記憶回路
に記録されている（偏心メモリ）。アクセス命令がでる
と演算器６は目標トラックまでの移動ｉ１ｄを算出し、
偏心メモリの現在偏心量にこの値ｄを加算し、第５図（
Ｃ）の鎖線に示す仮想トラック位置信号ｐを作る。この
信号はディスク回転に同期して送出される。切換えスイ
ッチ４を端子（ロ）側に倒して追値制御側に切換える（
すなわちトラッキングサーボ０ＦＦ）ことにより、トラ
ッキングアクチュエータ１は仮想トラック位置信号ｐを
目標としてサーボが掛けられる。

仮想トラック位置信号ｐに近づいたところで、切換スイ
ッチ４を通常のサーボ制御に切換える。

これにより本発明のトラックジャンプは完了する。

本発明のジャンプは実は目標トラックに対して数トラツ
クの誤差が発生する。つまり、アクチュエータ位置信号
（トラック偏心信号）ｈは数−の分解能しかないため（
トラックピッチは１．６−）である。したがって誤差分
を補正するために、第６図にて説明した従来のシングル
トラックジャンプを数回繰り返せばよい。

ジャンプの速さは目標値へのトラッキングアクチュエー
タの追従する速さに依存するが、このガルバノミラ−を
用いた場合のサーボ帯域は５００Ｈｚ（周期２ｍ５）程
度は可能である。ガルバノミラ−を用いて密アクセスを
行う場合の１回のジャンプトラック数の範囲は±２００
トラックが限度であり、これを数日で実行可能となって
従来に比較して１０〜５０倍の高速化が図れる。

従来は偏心の影響を除去するため、トラックとビームの
移動速度、加速度等を非常に複雑なシーケンスで検出し
、制御していたが、本発明の制御方法は非常にシンプル
であり、シーケンスの大部分はマイクロプロセッサのソ
フトウェアにより行うことができる。

この発明の手法は、トラックサーボＯＦＦ→ＯＮのとき
のトラック引き込み時の相対速度の問題をも解決する効
果がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明の光ディスク装置のト
ラックアクセス方式によれば、トラック偏心の影響を受
けない非常に安定かつ高速な密アクセスが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明実施例の光学ヘッドの構成図、第３図は
トラッキングエラー信号説明図、第４図はトラッキング
アクチュエータ位置信号（トラック偏心信号）の説明図
、 第５図は第１図各部信号のタイムチャート、第６図は従
来のシングルトラックジャンプ方法の説明図、 第７図は従来のマルチトラックジャンプ方法の説明図を
示す。 第１図において、１はトラッキングアクチュエータ、２
は位置検出器、３は記憶回路、ｔはトラッキングアクチ
ュエータ位置信号（トラック偏心信号）、ｐは仮想トラ
ック位置信号をそれぞれ示す。 本発明へ原理図 第１図 第２図 第３図 トラ、７￥ン７・ア７＋ユＩ−タ伯し１１１号ｊぜ９月
昭才１の各部信号句フイム＋〒−１ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ディスクに集光される光点が所要のトラックを追従す
   るようにサーボ制御する光学ヘッドのトラッキングアク
   チュエータ（１）と、前記光点位置における前記トラッ
   クの偏心信号（ｈ）を出力する位置検出器（２）とを有
   する光ディスク装置において、前記トラック偏心信号（
   ｈ）を時系列に記憶する記憶回路（３）を設けると共に
   、前記光点を所要のトラック移動量だけ移動させる際に
   前記サーボ制御をＯＦＦとして追値制御に切換え、前記
   トラック移動量に前記トラック偏心信号（ｆ）を加算し
   た仮想トラック位置信号（ｐ）に収斂させるように前記
   トラッキングアクチュエータ（１）を制御し、整定後前
   記サーボ制御をＯＮにして復帰することを特徴とする光
   ディスク装置のトラックアクセス方式。