JP2602019B2 - 光デイスク装置 - Google Patents

光デイスク装置

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    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0941Methods and circuits for servo gain or phase compensation during operation

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Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第3図、第4図) 発明が解決しようとする問題点(第5図) 問題点を解決するための手段(第1図) 作用 実施例 (a)一実施例の説明(第2図) (b)他の一実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 トラックエラー信号によってスポット光を光ディスク
のトラックへ追従制御するトラックサーボ制御方式にお
いて、トラックエラー信号を全受光信号で割算するとと
もに補正出力のピークが一定レベルになるようなオフセ
ット信号を乗算する補正回路を設けることによって、光
ディスクのトラック溝の形状にかかわらず安定にトラッ
クサーボを実現するものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光ディスク装置の光ディスクの案内溝であ
るトラックに光学ヘッドからのスポット光を追従制御す
る光ディスク装置に関し、特に、光ディスクの案内溝の
形状の相違によるトラックエラー信号の振幅変化を補正
して、安定なトラックサーボ制御を行うことのできる光
ディスク装置に関する。
光ディスク装置は、光ビームによりリード/ライトが
できるため、トラック間隔を数ミクロンとすることがで
き、大容量記憶装置として注目されている。
この光ディスク装置においては、係るトラックへ光ビ
ーム(スポット光)を追従制御するため、トラックサー
ボ制御が用いられている。
トラックサーボ制御は、光ディスク媒体の案内溝(プ
リグループ)の回折を利用してトラックエラー信号を得
て、サーボを掛けて、スポット光をトラック(案内溝)
に追従させるものである。
この時、光ディスク媒体からの反射光は、リード時と
ライト時の照射光の相違、製造メーカ、ロットの違いに
よる案内溝形状の相違によって、光量、光量分布が相違
し、トラックエラー信号の振幅が大きく変化する。この
ため、サーボゲインの変動をきたし、サーボはずれや発
振が生じ、その対策が望まれていた。
〔従来の技術〕
光ディスク装置は第3図(A)に示す如く、モータ1a
によって回転軸を中心に回転する光ディスク1に対し、
光学ヘッド2が光ディスク1の半径方向に移動位置決め
され、光学ヘッド2による光ディスク1へのリード(再
生)/ライト(記録)が行われる。
一方、光学ヘッド2は、光源である半導体レーザ24の
発光光を光学部23を介し対物レンズ20に導き、対物レン
ズ20でビームスポット(スポット光)BSに絞り込んで光
ディスク1に照射し、光ディスク1からの反射光を対物
レンズ20を介し光学部23へ与え、光学部23からの分岐光
を受光器25で受け再生(RF)信号を得るとともに4分割
受光器26に入射するように構成されている。
このような光ディスク装置においては、光ディスク1
の半径方向に数ミクロン間隔で多数のトラック又はピッ
トが形成されており、若干の偏心によってもトラックの
位置ずれが大きく、又光ディスク1のうねりによってビ
ームスポットの焦点位置ずれが生じ、これらに1ミクロ
ン以下のビームスポットを追従させる必要がある。
このため、光学ヘッド2の対物レンズ20を図の上下方
向に移動して焦点位置を変更するフォーカスアクチュエ
ータ(フォーカスコイル)22と、対物レンズ20を図の左
右方向に移動して照射位置をトラック方向に変更するト
ラックアクチュエータ(トラックコイル)21が設けられ
るとともに、受光器26の受光信号からフォーカスエラー
信号FESを発生し、フォーカスアクチュエータ22を駆動
するフォーカスサーボ制御部4と、受光器26の受光信号
からトラックエラー信号TESを発生し、トラックアクチ
ュエータ21を駆動するトラックサーボ制御部3が設けら
れている。
トラックサーボ制御の原理は、第3図(B)に示す如
く、光ディスク1に予じめ設けられたスパイラル状の案
内溝(トラック)10によるビームスポットBSの回折現象
を利用するものである。
即ち、トラック10に対するビームスポットBSの位置に
よって受光器26における反射光量分布がトラック10によ
る光の回折によって変化することを利用して、トラック
10に対するビームスポットの位置エラーを得るものであ
る。
即ち、受光器26にa、b、c、dの4分割受光器を用
いる場合、受光器26における反射光量分布は、第3図
(C)の如くトラック10に対しビームスポットがP1の如
くの位置関係にある場合は第3図(D)、トラック10に
対しビームスポットがPにある場合(オントラックの場
合)には、第3図(E)、トラック10に対しビームスポ
ットがP2にある場合は第3図(F)となる。
従って、トラックサーボ制御部3で、受光器26の出力
{(a+b)−(b+c)}をとると、第3図(G)の
トラックエラー信号TESが得られ、これによって、トラ
ックアクチュエータ21を駆動し、対物レンズ20を左右方
向に駆動すれば、光ディスク1の偏心にかかわらず、光
ディスク1のトラック10にビームスポットを追従制御で
きる。
従来のトラックサーボ制御部3では、第4図に示す如
く、トラックエラー発生回路30において、4分割受光器
26の出力a、b、c、dより、{(b+c)−(a+
d)}を発生し、トラックエラー信号TES(Y)を得、
全反射レベル発生回路31で(a+b+c+d)の全反射
レベル信号(X)を得、割算器32でY/X=Eを行って、
全反射レベルを参照値とした割算によるAGC(Automatic
Gain Control)を行っていた。
尚、R1〜R8は入力抵抗r1、r2は帰還抵抗、Ra、Rbはバ
イアス抵抗である。
即ち、リード/ライト時の照射ビーム強度の相違や全
反射率の変動に対しては、全反射レベルで割算すること
によってAGCを行い、トラックエラー信号TESの振幅を補
正し、これを位相補償回路33に入力し、位相補償し、ア
ンプ34で増幅し、トラックコイル21を駆動して、トラッ
ク追従させていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一方、光ディスク装置では、光ディスク1は交換可能
であり、可触媒体である。
この光ディスク1には、第5図(A)の如くU字型溝
10aを持つ光ディスク1の外に第5図(B)の如くV字
型溝10bを持つ光ディスク1もある。
係る案内溝の形状が異なると、トラックエラー信号TE
Sの振幅は第5図(A)、(B)のWa、Wbの如く異な
る。
この現象は、案内溝の幅や深さによっても、異なる。
更に第5図(A)のU字型溝10aにおいて、同一形状で
あっても、グループエッジ勾配θが異なることにより、
第5図(C)の如く振幅に差が生じる。
このことは、光ディスク1の案内溝の深さ、幅、溝形
状という構造上の差や、製造ロットや媒体メーカの違い
により同一構造でも、グループエッジ勾配に差があれ
ば、トラックエラー信号の振幅が異なることを示す。
係る光ディスク1の案内溝の構造上の相違の影響は、
全反射信号のレベルに及ばないことから、従来の全反射
レベルによるAGCの補正では、このトラックエラー信号T
ESの振幅の相違を補正できない。
このため、光ディスク1の溝形状の差等によるトラッ
クエラー信号TESの振幅の相違によるサーボゲインの変
動が生じ、サーボはずれや発振が生じるという問題があ
った。
本発明は、種々の溝構造の光ディスクを用いても、安
定にトラックサーボ制御しうる光ディスク装置を提供す
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理説明図である。
第1図(A)中、第3図及び第4図で示したものと同
一のものは同一の記号で示してあり、35は補正回路であ
り、トラックエラー信号TES(Y)を全信号Xで割算し
且つ補正出力のピークが所定レベルとなるようなオフセ
ット信号Zを掛算して、補正トラックエラー信号Eを出
力するものである。
〔作用〕
本発明は、リード/ライト時の照射ビームパワーの変
動や光ディスクの全反射率(又は全透過率)の変動につ
いては、全反射レベルの割算でゲインを一定に制御し、
且つ溝構造の差等によるリードレベルのトラックエラー
信号振幅の調整はオフセット信号による掛算で行い、振
幅を規格化し、安定なサーボ制御を実現する。
例えば、第1図(B)の如く、光ディスクの溝構造の
差によって、トラックエラー信号TESの振幅がW1、W2の
如く異なっても、オフセット信号Zの掛算によって、第
1図(C)の如く振幅を一定のWsに規格化でき、信号振
幅を調整できる。
〔実施例〕
(a)一実施例の説明 第2図は本発明の一実施例構成図である。
図中、第1図、第3図及び第4図で示したものと同一
のものは同一の記号で示してあり、5はピーク検出部で
あり、補正回路35の出力(補正トラックエラー信号)E
のピークを検出するものであり、出力Eのピーク検出を
行い直流化するピーク検出器50と、ピーク検出器50のア
ナログ出力をデジタル値に変換するアナログ・デジタル
(A・D)変換器51を有するもの、6は制御部であり、
マイクロプロセッサ(MPU)で構成され、光ディスクの
変換時(又はパワーオン時)にピーク検出器50にリセッ
ト信号RSを与え、新たなピーク検出を行わせ、AD変換器
51の出力を取込んで、オフセット値Zを演算するととも
に、上位からの指示に応じ、光学ヘッド2の移動制御、
光学ヘッド2からのRF信号の受信等を行うものである。
補正回路35はアナログ乗除算器で構成され、トラック
エラー信号TES(Y)を全反射信号Xで割算するととも
に、オフセット信号Zで掛算を行って補正トラックエラ
ー信号Eを出力するものであり、例えば複数のオペアン
プを組合わせによって構成される。
36はデジタル・アナログ(D/A)変換器であり、制御
部(MPU)6からのデジタルオフセット値Zをアナログ
量に変換して、補正回路35の掛算項に入力せしめるもの
である。
次に、第2図実施例の動作について説明する。
光ディスク装置のパワーオン時又は光ディスクの交換
が行われ、光ディスク1が回転すると、光ヘッド2のス
ポット光に対する反射光が4分割受光器26に受光され
る。
トラックエラー発生回路30は、4分割受光器26の出力
によって前述の如くトラックエラー信号TES(Y)を発
生し、全反射レベル発生回路31は、4分割受光器26の出
力の総和を前述の如くとり、全反射レベル信号Xを発生
する。
MPU6はオフセット値として初期オフセット値Z0を出力
するので、補正回路35では振幅が規格化されていない補
正トラックエラー信号Eが出力される。
この補正トラックエラー信号Eは、MPU6のリセット信
号RSでリセットされたピーク検出器50でピーク検出直流
化され、振幅WがA・D変換器51を介し、MPU6に取り込
まれる。
MPU6は、取り込んだ振幅Wが予じめ定められた振幅Ws
になるようなオフセット値Zを演算する。
例えば、Z=W/Wsを演算し、D・A変換器36にセット
する。
これによって、補正回路35の補正トラックエラー信号
Eの振幅はWsに規格化、即ちゲインの規格化が行われ
る。
以降は、トラックエラー信号TESを全反射レベルで割
算して、リード/ライトの照射パワーの差や、光ディス
ク1媒体面の反射むらによる反射率の変化によるサーボ
ゲインの変化を補正するAGCが行われるとともに、オフ
セット値Zの掛算による振幅規格化が行われる。
このため、常に安定した補正トラックエラー信号Eが
得られ、サーボ制御を安定に実行できる。
このことは、溝構造の異なる光ディスクを用いても、
安定にトラックサーボできるとともに、グルーブエッジ
勾配等の溝の形状に多少の差があっても安定にトラック
サーボできる。
即ち、光ディスクの溝(グルーブ)の形成精度はミク
ロンオーダで高いものが求められるが、形成精度が高く
なくてもよいことになり、光ディスクの低価格にも寄与
する。
従って、種々の光ディスクや溝形状の精度の高くない
光ディスクを用いても安定なトラックサーボが実現でき
る。
(b)他の実施例の説明 上述の実施例では、光ディスクの交換時やパワーオン
時にオフセット値を求め、セットして以降一定としてい
るが、必要に応じて、補正トラックエラー信号Eの振幅
を取り込み、オフセット値を変更してもよい。例えばリ
ード/ライトの切換時や一定周期毎に実行してもよい。
又、反射型の光ディスク装置で説明したが、透過型の
ものに適用してもよく、受光器26も4分割受光器の例で
説明したが、2分割受光器等周知のトラックエラー信号
を得られる受光器を用いることもできる。
更に、RF信号受光用の受光器25と受光器26を兼用して
もよく、トラックサーボのアクチュエータも対物レンズ
20を移動するもののみならず、光学部23のミラーの回動
によってスポット光を移動するものであってもよく、係
るミラーの回動と、対物レンズ20の移動を併用するもの
を用いてもよい。
以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば次の効果を奏す
る。
リード/ライト時の照射ビームパワーの変動や光ディ
スクの反射率(又は透過率)の変動については、全反射
レベルの割算でゲインを一定に制御し、且つそれでも補
正しきれない溝構造の差等によるリードレベルのトラッ
クエラー信号振幅の調整は、オフセット信号による掛算
で行い、振幅を規格化するため、サーボはずれ、発振を
防止し、安定なサーボ制御が実現できる。
各種の溝構造の異なる又は溝形状の精度の高くない光
ディスクを用いて、リード/ライトしても、安定なトラ
ックサーボを実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例構成図、 第3図は光ディスクのトラックサーボ説明図、 第4図は従来技術の説明図、 第5図は従来技術の問題点説明図である。 図中、1……光ディスク、10……案内溝(プリグルー
ブ)、2……光学ヘッド、3……トラックサーボ制御
部、30……トラックエラー発生回路、31……全(反射)
信号発生回路、35……補正回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−125241(JP,A) 特開 昭60−138740(JP,A) 特開 昭60−187940(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ディスク(1)にスポット光を照射し、
    該光ディスク(1)からの光を受光して受光信号を得る
    光学ヘッド(2)と、 該受光信号からトラックエラー信号を得て、該スポット
    光を該光ディスク(1)のトラックに追従制御するトラ
    ックサーボ制御部(3)とを有し、 リード時とライト時で該光学ヘッド(2)のスポット光
    の強度を変化させるとともに、該光ディスクの交換可能
    な光ディスク装置において、 該トラックサーボ制御部(3)は、 該受光信号からトラックエラー信号を発生するトラック
    エラー発生回路(30)と、 該受光信号から該光ディスク(1)からの光の全信号を
    発生する全信号発生回路(31)と、 該トラックエラー信号を全信号で割算し、補正出力のピ
    ークが所定レベルとなるようなオフセット信号を掛算し
    て、補正トラックエラー信号を生成する補正手段(35)
    とを有することを 特徴とする光ディスク装置。
  2. 【請求項2】前記補正手段(35)が、乗除算器で構成さ
    れたことを特徴とする特許請求の範囲(1)記載の光デ
    ィスク装置。
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