JPS63257926A - トラツキング制御装置 - 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、レーザ等の光束を情報が記録された情報トラ
ックに追従させるための装置で、特にビデオディスクや
データファイル等の円盤状記録媒体（以下、ディスクと
略す）や、カード状媒体に情報を記録、再生する装置の
トラック追従制御装置（以下、トラッキングサーボと略
す）に関するものである。

（従来の技術） 従来のこのような装置におけるトラッキングサーボの構
成を第６図に示す。

同図において、１はディスクであり、１．５μｍ〜２．
５μｍ程度のトラックピッチで、同心円またはスパイラ
ル状の情報ビット列または凹凸状で区別されたプリグル
ープと呼ばれるトラックを有している。２はディスクモ
ータであり、ディスク１を回転させ、情報の記録再生を
精度よく安定に行なうために、高精度に回転制御されて
いる。３は情報を記録再生するためのレーザやその他の
光学部品により、ディスクの記録面上にレーザを導く入
射光学系と、ディスクよりの反射光を情報検出器まで導
く反射光学系とを備えるヘッドである。ヘッド３上には
レーザ光４を集光させる対物レンズ５と、対物レンズ５
をトラックと直交方向に動かすためのトラッキングコイ
ル６、および反射光よりトラッキング信号を検出するた
めのトラッキングディテクタ７を備えている。その他、
記録面上にレーザスポットを追従させるためのフォーカ
スコイルやフォーカスディテクタが一般的に搭載される
。また、トラッキングディテクタは方式により形状が異
なるが、ここではファーフィールド法で用いられる２分
割されたディテクタについて説明する。ヘッド３はリニ
アモータ８やその他の送り機構により、ディスクの半径
方向に移動できる構成となっている。トラッキングディ
テクタ７上に導かれた反射光による信号は、差動アンプ
゛９によりトラックとレーザスポットの相対位置情報を
もつトラッキング信号となり、必要に応じてＡＧＣｌｏ
や位相補償回路１１．スイッチ１２．トラッキング駆動
回路１３を経由して、トラッキングコイル６に供給する
ことにより、レーザスポットを所望のトラックに追従さ
せるトラッキングサーボ系を構成している。また、１４
はトラッキングディテクタ７の信号を加算し、反射光量
を検出する加算回路であり、ＡＧＣＩＯの検出信号とし
て利用され、光量変化やディスクの反射率変化が発生し
ても、トラッキングのループゲインが一定となるよう動
作し、安定性の向上を図るためのものである。また、ト
ラッキング駆動回路１３の入力点Ａまたは駆動信号を用
いて、ローパスフィルタ等の位相補償回路１５゜送り駆
動回路１６を経由して、リニアモータ８等の送り駆動手
段に入力され、ディスクの全周にわた　　□す、安定に
トラックを追従するトラッキングサーボ系を構成してい
る。

次に、ファーフィールド法のトラッキング信号の検出原
理について第７図に基づいて説明する。

同図において、ａ段に情報トラックとビームスポットの
相対位置関係が、（１）ないしく５）に示すように、ト
ラックの左から右へ横切った場合の模式図を示す。この
ときの第６図で示されるトラッキングディテクタ７上の
トラックによる一次回折光の光強度分布は、ｂ段で示さ
れるように、トラック上にビームが位置する（３）を境
にして左右の光度が変化し、また、（１）、　（５）の
ように、トラック間にビームが位置するときも左右の光
強度分布がバランスする。この光強度の変化をトラッキ
ングディテクタ７で電気信号に変換したのち、差動アン
プ９に供給することにより、Ｃ段で示す正弦波状のトラ
ッキング信号が得られる。このような信号は、第６図に
おけるトラッキングサーボ系のスイッチ１２が開いてい
るときに観測される信号であり、スイッチ１２が閉じら
れ、ループが安定に動作しているときは、Ｃ段で示す（
３）の点を中心に僅かに変動するＤＣ信号となる。

上記の他にも、３ビーム法や位相差法等検出方式は異な
っても、前記情報トラックとビームスポットの位置関係
と、トラッキング信号の関係は同様のものであるため、
説明を省略する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のトラッキングサーボを有する光学式記録再生装置
で使用するディスクやカードにおいては、その成形精度
や装置の精度の限界により、トラックピッチ１．５μｍ
〜２．５μ園の数十倍ないし数百倍のオフトラックを発
生する。このオフトラック量は、ディスクにおいては、
主にディスクの回転中心とトラックの中心がずれる偏心
に起因し、その他のトラック形状の歪や外部からの振動
等も影響しているが、以下偏心を中心に説明する。

本発明に係るトラッキング制御装置は、この偏心により
対物レンズと目標とするトラックの相対位置がずれるた
め、上記の構成により、両者の相対位置変動が０．１μ
ｍ以下になるように、対物レンズを偏心に追従させるた
めの制御手段であるが、上記のように大きな偏心がある
ため、トラッキングサーボが動作する前のトラッキング
信号は、第８図に示すように、非常に周波数が高い部分
と比較的周波数の低い部分が、ディスクの回転周期の１
／２の周期で発生する状態となり、トラッキングサーボ
系の応答周波数より高い周波数のところで、第８図に示
すＢ点等スイッチを閉じても応答できず、トラッキング
サーボ系が引き込めない場合や、そのトラッキング信号
により駆動回路が飽和し、所望の特性が得られず、不安
定になる欠点があった。これに対し、従来においても次
に示すような対策が提案されている。

（１）偏心メモリにより、ループがＯＦＦのときも対物
レンズとトラックの相対位置を一定量に抑える。（特開
昭５６−７２４７号）（２）正弦波メモリを有し、ディ
スクの偏心に近い振幅と位相をディジタル的に演算した
信号により、対物レンズとトラックの相対位置を一定量
に抑える。（特開昭６２−１６２４９号他）（３）情報
信号のエンベロープとトラッキング信号の位相比較を行
ない、比較出力の極性が変化したときにループを閉じる
ことにより、トラッキング信号の周波数が低くなったと
ころでトラッキングサーボの引き込みを行なう、（特公
昭６０−５１１７３号） しかし、このような手段では、（１）の場合は起動時に
はトラッキングが不動作のため偏心メモリもセットされ
ていないため、引き込みに対する限界偏心量が低く、ま
た、ディ５スクの内周と外周では偏心の形状が異なるた
め、効果が一定でない。

（２）の場合も内外周の差や偏心形状が２次高調波を含
む場合、効果が一定しない。また、（３）の場合はトラ
ッキングの周波数が低くなるまで待ち時間が発生し、ア
クセスの時間や精度を下げてしまう欠点があった。さら
に、（１）、　（２）の場合はオープンループであるた
め、ディスクのすべりによる偏心位相の変動や外部振動
等環境に対応しにくく、構成が複雑になる欠点があった
。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、トラッキングサ
ーボがＯＦＦのときに、対物レンズとトラックとの相対
速度を略一定に保ち、トラッキングの引き込みをどのよ
うなタイミングにおいても安定に作用し、さらに、自動
的にトラックの横切り方向が変化したことを検出するた
め、記録媒体の種類による特性や外部振動等の環境変化
にも対応して、実に安定なトラッキング引き込み動作を
実現するトラッキング制御装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のトラッキング制御装置は、情報トラッりと光ビ
ームの相対位置を検出するトラッキング検出手段と、こ
のトラッキング検出手段の出方により情報トラックに光
ビームを追従させるためのトラッキング制御手段と、ト
ラッキング駆動手段と、トラッキング検出手段と制御手
段を開閉するスイッチ手段と、トラッキング検出手段の
出力のトラック横切り信号を周波数−電圧変換するＦ／
Ｖ手段と、このＦ／Ｖ手段の出力レベルの大小を判定す
る第１のＦ／Ｖレベル判定手段と、Ｆ／Ｖ手段の極性を
切り替える極性切り替え手段とを有し、スイッチ手段が
開かれている際に、Ｆ／Ｖ手段の出力を極性切り替え手
段を介して、トラッキング制御手段中、Ｆ／Ｖ手段の出
力によりトラッキング駆動手段を駆動する加算点に加算
すると共に、第１のＦ／Ｖレベル判定手段の出力によっ
て切り替え手段を制御することにより、光ビームと情報
トラックの相対横切り速度が略一定となるようトラッキ
ング制御手段を制御するものである。

また、情報トラックが円盤状媒体に記録されている場合
、レベル判定手段の出力を円盤状媒体の回転周期の１／
２より短い時間保持する保持手段を介して極性切り替え
手段を制御するものである。

また、トラッキング制御手段をトラックと直交する方向
に送る送り制御手段と、この送り制御手段の速度を検出
する速度検出手段と、この速度検出手段の出力レベルの
大小を判定する第２のレベル判定手段を備え、Ｆ／Ｖ手
段をトラッキング制御手段に加算するに際し、第２のレ
ベル判定手段により開閉される第２のスイッチ手段を介
して加算するものである６また、Ｆ／Ｖ手段のレベルを
判定する第２のＦ／Ｖレベル判定手段を有し、トラッキ
ング制御手段に加算するに際し、第２のＦ／Ｖレベル判
定手段の出力により開閉される第３のスイッチ手段を介
したのち加算するものである。

また、第１．第２のＦ／Ｖレベル判定手段は、第２のＦ
／Ｖレベル判定手段の判定レベルの絶対値が高い電圧ま
たは周波数であり、さらに、第１゜第２のＦ／Ｖレベル
判定手段にかわりトラック横切り信号の周期または周波
数を判定する第１．第２の周波数判定手段を具えたもの
である。

（作　用） 本発明は、上記構成により、トラッキングサーボがＯＦ
Ｆのときに対物レンズとトラックとの相対速度を略一定
に保ち、トラッキングの引き込みをどのようなタイミン
グにおいても安定に行なわせるよう作用する。さらに、
自動的にトラック横切り方向が変化したことを検出する
ため、記録媒体の種類による特性や外部振動等の環境変
化にも対応して、常に安定なトラッキング引き込み動作
を実現することができる。

（実施例） 本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づいて説明す
る。同図において、第６図に示した従来例と同一部分に
ついては同一番号を付し、一部その説明を省略する。

第１図は本発明のトラッキング制御装置のブロック図で
ある。同図において、１７はＦ／Ｖ回路であり、上記の
トラック横切り信号をパルス化して周波数−電圧変換し
、極性切替回路１８．スイッチ１９を経由して、トラッ
キングサーボループ内の加算回路２０に加算される。極
性切替回路１８は第１のＦ／Ｖレベル判定回路２１によ
って制御され、Ｆ／Ｖ回路１７の出力レベルが一定値を
超える毎に極性指示回路２２の出力が変化し、Ｆ／Ｖ回
路１７の出力の周波数対電圧の関係を反転するものであ
る。例えば１周波数が高くなるとき、Ｏｖからプラス側
の電圧となるものをＯｖからマイナス側の電圧になるよ
うに、極性指示回路２２の出力によって切り替える。具
体的には、極性指示回路２２はフリップフロップ、極性
切替回路１８はオペアンプとアナログスイッチ等により
構成することができる。このようにＦ／Ｖ回路の出力極
性を切り替える理由は、偏心によりトラックと対物レン
ズの横切る方向がディスクの回転周期の約１／２毎に変
化するためであり、その方向が変化したことにより、Ｆ
／Ｖ回路１７の出力が大きくなることを利用して、第１
のＦ／Ｖレベル判定回路２１．極性指示回路２２により
、Ｆ／Ｖ回路１７の出力がトラックと対物レンズの相対
速度を略一定に保つよう極性切替回路１８を介してルー
プ内に加算され、速度制御ループを構成している。この
効果を図示したのが第２図（ｂ）であり、ｃ、ｃ’点で
トラック横切り方向が変化し、一時的に周期が短くなる
現象が現われるが、全体的にトラック横切り周波数が低
くなるため、トラッキングサーボの引き込みが極めて安
定なものとなる。

次に、偏心によるトラック横切り方向がディスク回転周
期の約１７２毎に変化することに着目し、ノイズや外乱
の影響により極性指示回路２２の出力が不安定にならな
いよう工夫した第２の実施例を第３図に示す。同図にお
いて、２３はトラック横切り周波数の周期を判定する周
期判定回路であり、モノマルチやゲート回路により構成
され、トラック横切り周波数が一定の周期より短くなっ
たことを検出し、極性指示回路２２に入力される。この
とき、保持回路２４はその周期があまり短くならないよ
うに制御するため、前回のパルスから次のパルスまでの
時間をディスクモータの回転周期の約１／２の間、周期
判定回路２３の出力を禁止する機能をもっている。この
ことにより、周期判定回路２３が外乱等により誤検出さ
れたときにおいても、Ｆ／Ｖ回路１７の出力によるトラ
ック横切り周波数の速度制御が安定に働き、トラッキン
グの引き込みの安定性を確保することができる。

また、Ｆ／Ｖ回路１７の動作は、トラック横切り周波数
が必然的に高くなるアクセス動作において、逆に安定性
を低下させる可能性があるため、その対策を考慮した実
施例を第４図および第５図に示す。

第４図において、２５は速度検出器であり、リニアモー
タ８の速度を検出し、比例した電圧を発生するセンサー
である。２６は速度レベル判定回路であり、ヘッド３が
一定の速度以上で動いていることを検出するための手段
であり、スイッチコントロール回路２７に入力され、既
定の速度以上となったときは、スイッチ１９をオープン
にして速度制御ル”−プをＯＦＦにするよう動作する。

第５図における第２のＦ／Ｖレベル判定回路２８も同様
の目的で挿入されたものであり、一定時間以上Ｆ／Ｖ回
路１７の出力が高すぎたり、低すぎたりした場合には、
スイッチ１９をＯＦＦにするよう動作するものである。

この他にも、装置全体をコントロールするマイコン等の
コントロール手段により、スイッチ１２゜１９の操作に
より同様の効果を得ることができ、構成を一層簡略化す
ることができる。

（発明の効果） 本発明によれば、トラッキング制御装置において、トラ
ッキング信号のＦ／Ｖ手段と、そのレベルを判定するＦ
／Ｖレベル判定手段、およびＦ／Ｖレベル判定手段の出
力により制御されるＦ／Ｖ手段の極性切り替え手段を備
えるという極めて簡単な方法により、トラッキングサー
ボが引き込む前の対物レンズとトラックとの相対速度を
ほぼ一定にし、トラッキングサーボの引き込みを時間待
ちや外乱等の影響を受けることなく、極めて安定に、速
やかに行なうことができる。

さらに、本発明のトラッキング制御装置においては、ト
ラック上の信号の状態等に左右されず。

同一回路内の状態変化により極性判定を行なっているた
め、構成が極めて簡単であり、記録媒体の材質にも無関
係であり、その実用上の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第４図および第５図は本発明の一実施
例によるトラッキング制御装置のブロック図、第２図は
本発明によるトラッキング信号図、第６図は従来のトラ
ッキング制御装置のブロック図、第７図はトラッキング
信号検出原理図、第８図はトラッキング信号図である。 １・・・ディスク、　　２・・・ディスクモータ、３・
・・ヘッド、　４・・・レーザ光、　　５・・・対物レ
ンズ、　６・・・トラッキングコイル、　　７・・・ト
ラッキングディテクタ、　８・・・リニアモータ、　９
・・・差動アンプ、　１０・・・ＡＧＣｌｌｌ、　１５
・・・位相補償回路、　１２．１９・・・スイッチ、　
１３・・・トラッキング駆動回路、　１４゜２０・・・
加算回路、１６・・・送り駆動回路、　１７・・・Ｆ／
Ｖ回路、　１８・・・極性切替回路、２１・・・第１の
Ｆ／Ｖレベル判定回路、　２２・・・極性指示回路、　
２３・・・周期判定回路、　２４・・・保持回路、２５
・・・速度検出器、２６・・・速度レベル判定回路、　
２７・・・スイッチコントロール回路、２８・・・第２
の゛Ｆ／Ｖレベル判定回路。 特許出願人　松下電器産業株式会社 １、　　　　　　　　　　　　−一一一−Ｍ　　ｗ　ｃ
ｏ　　Ｃ２％’　　８ ０Ｏ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報トラックと光ビームの相対位置を検出するト
   ラッキング検出手段と、前記トラッキング検出手段の出
   力により前記情報トラックに光ビームを追従させるため
   のトラッキング制御手段と、トラッキング駆動手段と、
   前記トラッキング検出手段と制御手段を開閉するスイッ
   チ手段と、前記トラッキング検出手段の出力のトラック
   横切り信号を周波数−電圧変換するＦ／Ｖ手段と、前記
   Ｆ／Ｖ手段の出力レベルの大小を判定する第１のＦ／Ｖ
   レベル判定手段と、前記Ｆ／Ｖ手段の極性を切り替える
   極性切り替え手段とを有し、前記スイッチ手段が開かれ
   ている際に、前記Ｆ／Ｖ手段の出力を極性切り替え手段
   を介して、前記トラッキング制御手段中、前記Ｆ／Ｖ手
   段の出力によりトラッキング駆動手段を駆動する加算点
   に加算すると共に、前記第１のＦ／Ｖレベル判定手段の
   出力によって前記切り替え手段を制御することにより、
   前記光ビームと情報トラックの相対横切り速度が略一定
   となるよう前記トラッキング制御手段を制御することを
   特徴とするトラッキング制御装置。
2. （２）情報トラックが円盤状媒体に記録されている場合
   、レベル判定手段の出力を前記円盤状媒体の回転周期の
   １／２より短い時間保持する保持手段を介して極性切り
   替え手段を制御することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載のトラッキング制御装置。
3. （３）トラッキング制御手段をトラックと直交する方向
   に送る送り制御手段と、前記送り制御手段の速度を検出
   する速度検出手段と、前記速度検出手段の出力レベルの
   大小を判定する第２のレベル判定手段を備え、Ｆ／Ｖ手
   段をトラッキング制御手段に加算するに際し、前記第２
   のレベル判定手段により開閉される第２のスイッチ手段
   を介して加算することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項または第（２）項記載のトラッキング制御装置。
4. （４）Ｆ／Ｖ手段のレベルを判定する第２のＦ／Ｖレベ
   ル判定手段を有し、トラッキング制御手段に加算するに
   際し、前記第２のＦ／Ｖレベル判定手段の出力により開
   閉される第３のスイッチ手段を介したのち加算すること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）
   項記載のトラッキング制御装置。
5. （５）第１、第２のＦ／Ｖレベル判定手段は、第２のＦ
   ／Ｖレベル判定手段の判定レベルの絶対値が高い電圧ま
   たは周波数であることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項、第（２）項、第（４）項のいずれか１項に記載
   のトラッキング制御装置。
6. （６）第１、第２のＦ／Ｖレベル判定手段にかわり、ト
   ラック横切り信号の周期または周波数を判定する第１、
   第２の周期判定手段であることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項ないし第（５）項のいずれか１項に記載
   のトラッキング制御装置。