JP2606422B2 - 光ディスク装置におけるトラックアクセス装置及びトラックアクセス方法 - Google Patents
光ディスク装置におけるトラックアクセス装置及びトラックアクセス方法Info
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Description
置に関し、所望のトラックへのアクセスを可能とするた
めに光ヘッドをトラック間にわたって移動させるトラッ
クアクセス装置に関する。
する光ディスク装置においては、同心円状又はスパイラ
ル状の多数の情報トラックの内の目標トラックに対して
記録・再生動作を行うために、複数のトラックを横断し
て光ヘッドを移動させ、位置決めすることが必要であ
る。このため、一般的には磁気ディスク装置などと同様
に、ヘッドの目標位置までの距離に応じて変化する規準
速度信号に対して、ヘッドの速度を追従させる速度制御
型の移動制御が行なわれている。
ィスクに比べて格段に細かく、かつ光ヘッドは磁気ヘッ
ドに比べて大きく、かつ重いため、以下に述べるような
問題があった。
ため、及び光ビームの焦点制御のために、ビームを集束
するレンズは光ヘッドに対して可動なようにレンズアク
チュエータに取り付けられているが、このため、ヘッド
を動かしてトラック間移動を行うと、集束レンズが振動
し正確かつ安定な光スポットの移動が行うことができな
い。また、微細なトラックに対して正確に光スポットを
移動位置決めするためには、高帯域な制御ループにより
精度の高い速度制御を行う必要があるが、ヘッドが大き
く、かつ重量も重いため、高速・高帯域の制御ループを
構成することが困難である。これらの問題を解決し、高
速・高精度なトラックアクセス装置を実現するために、
例えば、特開昭60−131646号公報「光ディスク装置にお
けるトラッキング制御装置」では、レンズ位置検出器を
備え、集束レンズをトラック間移動させるように駆動
し、ヘッドは集束レンズとの位置ずれを小さくするよう
にレンズ位置に追従する方式が提案されている。これは
集束レンズを移動させるトラックアクセ方式を採用する
ことにより、移動の制御を高速・高帯域にしようとする
ものであるが、レンズとヘッドとの位置ずれが大きくな
ると動作不安定となるため、レンズの加減速度をヘッド
が十分追従できる範囲に抑えておかなければならないと
いう欠点があった。このため、移動の際の加速度は、ヘ
ッド駆動機構(ヘッドアクチュエータ)が出さる限度よ
り引く抑えられ、最大限の速度は達成できなかった。
ク装置におけるトラックアクセス装置」では、レンズ位
置検出器を備え、レンズをヘッドに対して相対的に静止
させながらヘッドを動かし、トラック間アクセスを行う
方式が示されている。これはヘッを動かす際のレンズの
振動を抑えてヘッド移動によるアクセスを安定化させよ
うとするものであるが、ヘッドが大きいために速度制御
を高精度、かつ高帯域にするには限界があり、目標トラ
ックへの到達・停止が十分正確かつ安定には行えないと
いう欠点がある。
て移動制御を行う方式も一般的に使用されているが、外
部の位置スケールでは十分な位置精度が得られないた
め、トラックアクセスが正確に行えず修正のアクセス制
御(ファインシーク)が必要であること、或いは制御ル
ープの帯域が不足するために位置決め及び停止が高速、
かつ安定に行えないという欠点がある。
同心円状の情報トラックに対してレーザ光束による光ス
ポットを照射し、所定の前記情報トラックに位置決めを
行う光デイスク装置におけるトラックアクセス装置にお
いて、 前記情報トラックに対する前記光スポットの位置ずれ
を検出するトラックエラー検出器と、前記光スポットの
トラック横断速度を検出する速度検出回路と、前記光ス
ポットのトラック横断方向の移動量を検出する位置誤差
信号発生器と、前記光スポットの目標移動量と実移動量
との差を示す位置誤差信号より、規準速度信号を発生す
る規準速度信号発生器と、光ヘッドを前記記録担体の半
径方向に移動させるヘッドアクチュエータと、前記規準
速度信号と前記光スポットのトラック横断速度を示す速
度信号との差である速度誤差信号を増幅して前記ヘッド
アクチュエータを駆動させるパワーアンプとより構成さ
れ、前記光ヘッドを目標トラックに到達させるように光
ヘッドの速度を制御する第1の制御ループと; 前記レーザ光束を集束させる集束レンズのレーザ光束
中心に対する位置ずれを検出するレンズ位置検出器と、
前記集束レンズを前記記録担体の半径方向に移動させる
レンズアクチュエータと、前記レンズ位置検出器の出力
を位相補償して前記レンズアクチュエータにフィードバ
ックする位相補償回路およびパワーアンプとにより構成
され、前記レンズの位置を前記光ヘッドに対して標準位
置(光軸中心)に略停止させるように集束レンズの位置
制御を行う第2の制御ループと; 前記規準速度信号と前記光スポットのトラック横断速
度との差を示す速度誤差信号をパワーアンプを介して増
幅し、前記レンズアクチュエータに供給することによ
り、前記集束レンズを目標トラックに移動させるように
レンズの速度制御を行う第3の制御ループと; 前記レンズ位置検出器の出力を位相補償して、パワー
アンプに入力する回路を備え、レンズ位置信号によって
ヘッドアクチュエータを動かすことにより、前記集束レ
ンズと前記光ヘッドの標準位置(光軸中心)との位置ず
れを小さくするように光ヘッドの位置追従制御を行う第
4の制御ループと; を備えたことを特徴とする。
セス方法は、上記の光デイスク装置において、 前記第1の光ヘッド速度制御ループと前記第2の集束
レンズ位置制御ループとを動作させ、前記集束レンズを
前記光ヘッドの標準位置に対して概略静止させるように
保持しながら、前記光ヘッドを前記目標トラックに近づ
ける第1のヘッド移動制御モードと; 前記第3の集束レンズ速度制御ループと前記第4の光
ヘッド位置追従制御ループとを動作させ、前記集束レン
ズの動きに前記光ヘッドを追従させながら、前記集束レ
ンズ目標トラックに向かって移動させる第2のレンズ移
動制御モードと; を目標トラックまでの位置誤差の大きさに応じて、切り
替えて動作させることにより、前記光スポットの前記目
標トラックへの移動を行わせるようにしたことを特徴と
する。
る。
第1図において、光ヘッド2内に配置されたレーザダイ
オード18は、レーザ駆動回路20から電流を供給されてレ
ーザ光を発光する。レーザダイオード18より出射される
発散性のレーザ光は、コリメートレンズ17により平行光
に直された後ビームスプリッタ16を通り、反射鏡13によ
り光路を曲げられて集束レンズ12に入射する。集束レン
ズ12は光束を集束させ、記録担体1の表面上に微小な光
スポットを形成する。また、集束レンズ12及び反射鏡13
は共通のアームに取りつけられており、レンズアクチュ
エータ11によって一緒に動かされる。そして、このレン
ズアクチュエータ11で集束レンズ12を記録担体1の半径
方向に動かすことにより、集束された光スポットが半径
方向(トラック横断方向)に移動し、トラッキング制御
を行うことができる。また、逆にレンズアクチュエータ
11を適切に制御することにより、集束レンズ12の位置、
即ち、光スポットの位置を光ヘッド2に対して一定の位
置に停止させることができる。レンズ位置検出器14は、
レンズアクチュエータ11の可動部(アーム)に対向する
ように光ヘッド2の内部に配置され、集束レンズ12の光
ヘッド2に対する相対的な位置ずれを検出する。ビーム
スプリッタ16は記録担体1によって反射され、集束レン
ズ12,反射鏡13を経て戻ってきた反射光の一部を分離し
てトラックエラー検出器15に入射させる。トラックエラ
ー検出器15は記録担体1上のトラック位置情報によって
変調された反射光の強度変化を受光して、光スポットの
トラック中心に対する位置ずれに対応する電流を出力す
る。レーザダイオード18から集束レンズ12に到了光学
系,レンズアクチュエータ11,レンズ位置検出器14及び
トラックエラー検出器15は光ヘッドフレーム内に組み込
まれて、全体として光ヘッド2を構成する。そして、こ
の光ヘッド2はリニアモータ等で構成されるヘッドアク
チュエータ40により記録担体1の半径方向に動かされ
る。トラックエラー検出器15の出力は差動入力のトラッ
クエラーアンプ21に入力し、トラックエラーアンプ21は
光スポットのトラック中心に対する位置ずれを示すトラ
ックエラー信号201を出力する。そして、トラック間を
光スポットが移動するトラックアクセスの際には、トラ
ックエラー信号201は1トラック横断毎に周期的な変化
をする正弦波状の波形となるため、トラックパルス発生
回路22はトラックエラー信号201の0クロスを検出して
パルス化することにより、トラック横断毎にトラックパ
ルス202を発生する。位置誤差信号発生器32は上位装置
より光スポット所要移動量(トラック数)を示す目標移
動量信号101を入力すると共に、トラッククロスパルス2
02によってこれを減算(カウントダウン)、移動中の光
スポットの目標トラックまでの位置ずれ(残差)を示す
位置誤差信号102を出力する。規準速度信号発生器33は
位置誤差信号102を入力して、その値に応じて値が変化
する規準速度信号103を発生する。そして、位置誤差信
号102の値をXとしたとき、それに対する規準速度信号1
03の値Vは、例えば、 に近い式に従って算出される。また、トラッククロスパ
ルス202は、一方では速度検出回路23に入力する。速度
検出回数23はトラッククロスパルス202に対してF/V(周
波数−電圧)変換を行い、光スポットのトラック横断速
度を示す速度信号203を発生する。速度誤差アンプ24は
規準速度信号103と速度信号203との差をとり、設定速度
と実際の速度との差を示す速度誤差信号204を出力す
る。そして、この速度誤差信号204をパワーアンプ26に
入力し、誤差を修正するようにヘッドアクチュエータ40
を駆動することにより、ヘッド2を規準速度に従うよう
に速度制御を行うことによりヘッドを動かす、第1の制
御ループ(光ヘッド速度制御ループ)が構成される。ス
イッチ25は、この場合速度誤差信号204を通過させる側
にオンとなる。
速度誤差を修正するようにレンズアクチュエータ11を動
かすと、集束レンズ12を規準速度に従って移動させる速
度制御ループである第3の制御ループ(レンズ速度制御
ループ)が構成される。この場合は、スイッチ30が速度
誤差信号204を通過させる側にオンとなる。但し、容易
に分るように、この第1の制御ループと第3の制御ルー
プとを同時にオンにすると動作不安定を引き起す。
位置アンプ27に入力し、レンズ位置アンプ27は集束レン
ズ12の標準位置からのずれを示すレンズ位置信号210を
出力する。そして、レンズ位置信号210は位相補償回路2
8及び29にそれぞれ入力する。位相補償回路28及び29は
位置制御ループの安定性を確保するために、レンズ位置
信号210に対し位相進み補償を行うものであり、通常、
リードラグフィルタが使われる。位相補償回路28の出
力、即ち、位相進み補償をされたレンズ位置信号をパワ
ーアンプ31に入力し、レンズアクチュエータ11を駆動さ
せることにより、集束レンズ12の位置を光ヘッド2に対
して標準位置に停止させる第2の制御ループ(レンズ位
置制御ループ)が構成される。この場合、スイッチ30は
位相補償回路28の出力を通過させる側にオンとなる。
置に近づくように駆動すると、集束レンズ12は固定され
ていないため、ヘッド2の動きによって振動を発生す
る。このため、トラックエラー信号201が乱れ、トラッ
ククロスパルス202を元に作られた位置信号102及び速度
信号203は光ヘッド2の動きを正確に表わすものとなら
ず、変動を含んだものとなる。従って、このような集束
レンズ12が振動する条件下では、トラックエラー信号20
1を元にした光ヘッド2のアクセス制御を安定かつ正確
に行うことは困難である。
ループを作動させ、集束レンズ12をヘッドに対して停止
させた状態に保つことにより、第1の制御ループでヘッ
ド2を移動させた場合にも集束レンズ12の振動がなく、
安定かつ正確なヘッド移動制御が行なわれる。
償されたレンズ位置信号をパワーアンプ26に入力し、ヘ
ッドアクチュエータ40を駆動するようにすると、ヘッド
2が集束レンズ12の動きに追従するヘッドの位置制御ル
ープである第4の制御ループ(レンズ位置をヘッドが追
従する位置制御ループ)が構成される。この場合、スイ
ッチ25は位相補償回路29の出力を通過させる側にオンと
なる。
目標方向に移動させると、集束レンズ12の可動範囲は小
さいため、ごく僅かの距離しか動かせない。更に、集束
レンズ12の光ヘッド2の光束中心に対する僅かなずれか
光スポットの集束性及びトラックエラー信号201の検出
特性の低下を招くため、レンズ12の許容される移動範囲
は極めて小さい。従って、集束レンズ12を目標方向に移
動させる場合は、光ヘッド2もこれに合わせて動かす必
要がある。第2の制御ループはレンズ位置信号210によ
り光ヘッド2と駆動して集束レンズ12の動きに追従さ
せ、光ヘッド2をレンズ12の位置ずれとを小さく保つよ
うに働く。この制御ループの働きにより、集束レンズ12
が高速で移動しても、光ヘッドはその動きに追従し、共
に目標位置まで移動する。
により集束レンズ12を停止させて、第1の制御ループに
より光ヘッド2を移動させる方法、或いは、第4の制御
ループで光ヘッド2を集束レンズ12に追従させながら、
第3の制御ループにより集束レンズ12を移動させる方法
のいずれかの方法によっても、光ヘッド2、即ち、集束
された光スポットを目標位置に到達させることが可能で
ある。しかしながら、光ヘッド2は大きく、かつ重量も
重いため、第1の制御ループにより光ヘッド2を移動さ
せる場合、制御ループの周波数帯域を高くすることが困
難である。また、光ディスク装置ではトラックピッチが
非常に細かいため、目標トラックに正確に光ヘッドを停
止させるには、速度を正確に制御し、目標トラック上で
は十分低い速度にしなくてはならないが、制御ループ帯
域が十分高く確保されると、このような高精度の制御は
困難である。
る光ヘッド2の追従動作には遅れ時間が存在するため、
第3の制御ループにより集束レンズ12を移動させる場合
には、あまり急激な加速・減速は、追従動作の不足を招
き動作が不安定になる。このため、集束レンズ12を動か
す速さは、十分余裕を持って低いレベルに制定しなけれ
ばならなくなる。これが目標トラックへのアクセス速度
を十分には上げられない難点となる。
光ヘッド2を移動させる第1の制御モードと、第3の制
御ループにより集束レンズ12を移動させる第2の制御モ
ードを組み合わせてヘッドのアクセス動作を行わせるこ
とにより、2つの制御方法の利点のみを生かし、高速か
つ安定なトラックアクセス動作を実現させる。即ち、光
ヘッド2(光スポット)が目標位置(目標トラック)よ
り遠く離れて高速で移動している場合には、第1の制御
モードで動作し、目標位置に追ついて低速になり、速度
の正確さ、及び安定な減速停止が要求される状態では、
第2の制御モードで動作する。この第2の制御ループで
集束レズ12を停止させ、第1の制御ループで光ヘッド2
を駆動する第1の制御モードでは、高帯域な光ヘッド2
の移動制御は困難であるが、ヘッドアクチュエータ40の
発生できる最大限度の加速度、及び減速度で光ヘッド2
を動かすことが可能である。一方、目標トラック付近で
は、集束レンズ12のみを移動制御する第2の制御モード
により、高い精度で安定性のある速度制御を行う。この
ような2つの制御モードの組み合わせにより、高速かつ
安定なトラックアクセス動作を行うアクセス装置が実現
できる。
図である。第2図において、波形Aはトラックアクセス
の際の規準速度信号103の波形を示す。規準速度信号103
は第1の制御モード及び第2の制御モードに対して共通
に使用され、モードが切り替っても連続的な変化をす
る。光ヘッド2の移動開始時刻t0から点Dまでは規準速
度信号103の値は最高速度VHを示す。光ヘッド2が目標
位置(目標トラック)から一定の距離に近づいた点Dで
減速が開始され、規準速度信号103は値を下げてゆく。
この間、光ヘッド2は第1の制御モードで駆動される。
そして、目標トラックに十分近い距離まで近づき、速度
も低下した地点を、時刻t1で制御モードを第2の制御モ
ードに切り替え、集束レンズ12を駆動せる。このとき、
集束レンズ12の速度は、VLとなり、それ以前よりも急激
に変化することはなく、ほぼ連続した減速が行なわれ
る。この後、標準速度信号103は更に値を下げ、目標到
達時刻t2で値を0にして集束レンズ12を停止させる。
2の移動開始から規準速度信号103はVHとなるが、光ヘ
ッド2の速度は瞬時には立ち上がらず、ほぼ一定の加速
度でVHに近づいていく。減速開始点Dより減速が開始さ
れ、規準速度信号103の低下に従って光ヘッドは減速さ
れる。光ヘッド2が第1の制御モードで動作している間
は、制御帯域が若干低いため、減速時には僅かに速度誤
差が発生する。そして、点Eで第2の制御モードに切り
替わると、制御帯域が高くなるため速度誤差は極めて小
さくなる。この後、目標到達時点では速度誤差がさいた
め、規準速度信号103が0になるとほぼ同時に集束レン
ズ12も安定に停止する。
加速度が変化するそれぞれの点で集束レンズ12が加振さ
れるため、集束レンズ12の位置に若干のずれが生じる
が、第2の制御ループ(レンズ位置保持ループ)の働き
により振動は抑えられる。また、制御モードが切り替わ
る地点Eでは、速度誤差の修正のため光レンズ2が強く
減速され、これによるレンズ位置ずれが発生するが、第
4の制御ループによる光ヘッド2の追従動作によって、
そのレベルは小さくかつ安定に抑えられる。目標トラッ
ク到達時点t2では集束レンズ12はほぼ完全に停止する
が、光ヘッド2は若干の速度を有しており、t2以後も僅
かなレンズ−ヘッド間の位置ずれが発生するが、これも
第4の制御ループにより小さく抑えられる。
移動させる第1の制御ループと、集束レンズを光ヘッド
に対して停止させる第2の制御ループと、集束レンズを
目標位置に移動させる第3の制御ループと、光ヘッドを
集束レンズの動きに追従させる第4の制御ループとを備
え、トラックアクセスの際に光ヘッドを目標に移動させ
る第1の制御モードと、集束レンズを目標に移動させる
第2の制御モードとを組み合わせて動作させることによ
り、ヘッドアクチュエータの能力を最大限に引き出した
高速で安定かつ正確なトラックのアクセスを行うアクセ
ス装置が実現できるという効果がある。
第1図の実施例における信号の例を示す波形図である。 1……記録担体、2……光ヘッド、11……レンズアクチ
ュエータ、12……集束レンズ、13……反射鏡、14……レ
ンズ位置検出器、15……トラックエラー検出器、16……
ビームスプリッタ、17……コリメートレンズ、18……レ
ーザダイオード、20……レーザ駆動回路、21……トラッ
クエラーアンプ、22……トラックパルス発生回路、23…
…速度発生回路、24……速度誤差アンプ、25,30……ス
イッチ、26,31……パワーアンプ、27……レンズ位置ア
ンプ、28,29……位相補償回路、32……位置誤差信号発
生器、33……規準速度信号発生器、40……ヘッドアクチ
ュエータ、101……目標移動量信号、102……位置誤差信
号、103……規準速度信号、201……トラックエラー信
号、202……トラッククロスパルス、203……速度信号、
204……速度誤差信号、210……レンズ位置信号。
Claims (2)
- 【請求項1】回転する円板状の記録担体上に形成された
同心円状の情報トラックに対してレーザ光束による光ス
ポットを照射し、所定の前記情報トラックに位置決めを
行う光デイスク装置におけるトラックアクセス装置にお
いて、 前記情報トラックに対する前記光スポットの位置ずれを
検出するトラックエラー検出器と、前記光スポットのト
ラック横断速度を検出する速度検出回路と、前記光スポ
ットのトラック横断方向の移動量を検出する位置誤差信
号発生器と、前記光スポットの目標移動量と実移動量と
の差を示す位置誤差信号より、規準速度信号を発生する
規準速度信号発生器と、光ヘッドを前記記録担体の半径
方向に移動させるヘッドアクチュエータと、前記規準速
度信号と前記光スポットのトラック横断速度を示す速度
信号との差である速度誤差信号を増幅して前記ヘッドア
クチュエータを駆動させるパワーアンプとより構成さ
れ、前記光ヘッドを目標トラックに到達させるように光
ヘッドの速度を制御する第1の制御ループと; 前記レーザ光束を集束させる集束レンズのレーザ光束中
心に対する位置ずれを検出するレンズ位置検出器と、前
記集束レンズを前記記録担体の半径方向に移動させるレ
ンズアクチュエータと、前記レンズ位置検出器の出力を
位相補償して前記レンズアクチュエータにフィードバッ
クする位相補償回路およびパワーアンプとにより構成さ
れ、前記レンズの位置を前記光ヘッドに対して標準位置
(光軸中心)に略停止させるように集束レンズの位置制
御を行う第2の制御ループと; 前記規準速度信号と前記光スポットのトラック横断速度
との差を示す速度誤差信号をパワーアンプを介して増幅
し、前記レンズアクチュエータに供給することにより、
前記集束レンズを目標トラックに移動させるようにレン
ズの速度制御を行う第3の制御ループと; 前記レンズ位置検出器の出力を位相補償して、パワーア
ンプに入力する回路を備え、レンズ位置信号によってヘ
ッドアクチュエータを動かすことにより、前記集束レン
ズと前記光ヘッドの標準位置(光軸中心)との位置ずれ
を小さくするように光ヘッドの位置追従制御を行う第4
の制御ループと; を備えたことを特徴とする光デイスク装置におけるトラ
ックアクセス装置。 - 【請求項2】請求項1記載の光デイスク装置におけるト
ラックアクセス装置によるトラックアクセス方法であっ
て、 前記第1の光ヘッド速度制御ループと前記第2の集束レ
ンズ位置制御ループとを動作させ、前記集束レンズを前
記光ヘッドの標準位置に対して概略静止させるように保
持しながら、前記光ヘッドを前記目標トラックに近づけ
る第1のヘッド移動制御モードと; 前記第3の集束レンズ速度制御ループと前記第4の光ヘ
ッド位置追従制御ループとを動作させ、前記集束レンズ
の動きに前記光ヘッドを追従させながら、前記集束レン
ズを目標トラックに向かって移動させる第2のレンズ移
動制御モードと; を目標トラックまでの位置誤差の大きさに応じて、切り
替えて動作させることにより、前記光スポットの前記目
標トラックへの移動を行わせるようにしたことを特徴と
する光デイスク装置におけるトラックアクセス方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22297490A JP2606422B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光ディスク装置におけるトラックアクセス装置及びトラックアクセス方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22297490A JP2606422B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光ディスク装置におけるトラックアクセス装置及びトラックアクセス方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04105221A JPH04105221A (ja) | 1992-04-07 |
JP2606422B2 true JP2606422B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=16790810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22297490A Expired - Lifetime JP2606422B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 光ディスク装置におけるトラックアクセス装置及びトラックアクセス方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2606422B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP22297490A patent/JP2606422B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04105221A (ja) | 1992-04-07 |
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Legal Events
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