JP2664689B2 - 光ディスク駆動装置 - Google Patents
光ディスク駆動装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光ディスク駆動装置、特にこれらのトラッキ
ングサーボに関するものである。 米国特許第4037252号明細書（特公昭54−33724号公
報）には、光ディスクを照射する３つ又はそれ以上のレ
ーザビームを有する連続的なサーボシステムが記載され
ており、このサーボシステムにより互いに90度移相（偏
移）する２つの径方向に変化する正弦波状信号が生ぜし
められる。第１信号は２つの偏移ビーム間の差信号を有
しており、トラック中心に零交差点を有している。この
差信号は、ディスク駆動装置のサーボシステムに誤差信
号として与えられ、これにより零交差点に関するサーボ
制御を行うことができる。第１信号の振幅調整微分信号
をこの第１信号から減算し、正の制動（ダンピング）を
行う。トラック間では制動用の微分信号は負である。こ
れにより通常サーボシステムを不安定にする。しかしな
がらここで第１信号から90度移相した第２信号が完全に
負であり、方形波に波形整形されて制動用の微分信号を
反転させる制御信号を発生し、制動が再び正となるよう
にしている。 特開昭58−185046号公報には、いわゆるサンプリング
サーボトラッキングシステムが開示されている。このト
ラッキングシステムはトラッキング情報およびトラック
交差点情報を光ディスク駆動装置に与えるのに偏移位置
を用いている。走査スポットがこれらの偏移位置を通過
した際に、反射された走査ビームのエネルギーがサンプ
リングされる。これらのサンプルが組合わされて、径方
向で平坦なピークを有する信号を生ぜしめる。 米国特許第4428069号明細書には、トラック中心に接
近し互いに離間してスタッガ配置された細長状の偏移サ
ーボピットが続く細長状のタイミングピットが記載され
ている。 本発明の目的は、サンプリングサーボシステムで光デ
ィスクの径方向に変化する正弦波状の２つの信号を発生
しうる手段を提供せんとするにある。 本発明は、トラックに中心合わせした少なくとも１つ
の中央サーボデータピットと、トラックの中心から両側
に向かって偏移した少なくとも２つの偏移サーボデータ
ピットとをトラック当り有する同心状またはらせん状の
トラックを有する光ディスクであって、前記ピットの各
々は同一寸法で同一形状であり、かつこれらのピットの
各々は互いに隣接しデータから分離されており、前記の
偏移サーボデータピットの偏移量はトラックピッチの４
分の１であり、隣接トラックのサーボデータピットは、
中央サーボデータピット同志でかつ対応する偏移サーボ
データピット同志でディスクの径方向に整列されている
当該光ディスクと組合せて用いる光ディスク駆動装置で
あって、単一レーザビームを発生する手段と、レーザビ
ームを光ディスクを介して光検出器に向ける光学系と、
この光学系に結合され、レーザビームが前記少なくとも
２つの偏移サーボデータピットを走査した際に光検出器
により取出される出力信号をサンプリングし、このサン
プリングにより得られた信号間の差をとることにより第
１トラッキング信号を取出すサーボ信号発生器とを具え
る光ディスク駆動装置において、レーザビームが中央サ
ーボデータピットを走査した際に光検出器により取出さ
れる出力信号をサンプリングすることにより、前記の第
１トラッキング信号に対し90度移相された第２トラッキ
ング信号を取出す手段が設けられていることを特徴とす
る。 本発明によれば、最大でトラックピッチの1/2までの
トラッキング誤差を有効に補正しうるサンプリングサー
ボシステムが得られる。すなわち、スポットがトラック
の中心から偏移サーボデータピットを越えて偏移した場
合に、第２トラッキング信号を用いて第１トラッキング
信号の極性を補正することにより、サーボループは正し
いトラックを見い出しうるものである。 ２つの偏移したサーボデータピットはトラッキング誤
差信号を発生させるのに用いられる。これらの偏移した
サーボデータピットは中央サーボデータピットと組合わ
せて、トラッキング誤差信号から90度移相した、径方向
で変化する正弦波状信号を発生させるのに用いられる。 この信号は、中央ピットにより生ぜしめられる信号か
ら一方の偏移ピットにより生ぜしめられる信号を減算
し、中央ピットにより生ぜしめられる信号から他方の偏
移ピットにより生ぜしめられる信号を減算し、次にこれ
ら２つの減算結果信号を加算することにより得られる。
この結果の信号は直流分のない信号を生ぜしめる。直流
分のない信号は、直流分を有する信号が信頼的な零交差
点情報を与えないという点で重要である。この場合、第
１信号から90度移相したこの信号の零交差点がトラック
交差情報を提供するために用いられる。 以下本発明を図面につき詳細に説明する。 第１図はサーボデータ領域内の３つのサーボデータピ
ットの好適な１組を示す。これらピットを設ける領域
は、データを設ける領域の間でトラックに沿って点在し
ている。好適な具体例におけるトラックデータ領域は予
め書式を定めた溝を含まないようにするのが好ましい。
このような溝はレーザ読出しビームの波長の1/8の深さ
を有するものを使用することができる。ディスク全体に
亘るトラックは同心状またはらせん状にすることができ
るが、所定のトラックまたはここで説明するようなトラ
ックの小部分に亘ってのみ見た場合、このトラックはほ
ぼ同心状になっている。サーボデータピットを設ける領
域は、トラックからトラックに径方向に整列されてい
る。これにより検索中、前記ピットをサンプリングする
ことができる（すなわち、サーボデータピットのサンプ
リングをトリガする位相ロックループは、トラックを交
差する適切な時間にトリガし、さらにこれらピットの１
つ、好ましくは中央のピットに位相ロックすることによ
り更新しうる）。ここで説明するピットは同様に書式を
定めたピットであり、同一寸法、同一形状を有してい
る。この場合、これらピットはほぼ円形で前記の波長の
1/4の深さを有している。しかし本発明は上述したピッ
トとほぼ同じ結果が得られれば他の形態のピットにも適
用しうるものである。サーボピットを設ける領域は浅い
（波長の1/12以下）予め書式を定めた溝を有することが
できるが、これら領域には全然溝を設けないのが好まし
い。その理由はこの溝がピットの適切な検出を妨害する
からである。 最後のピットＢはトラックの中央に整列される。ピッ
トＢからわずかの距離でトラックから離間してピットＣ
およびＡがあり、これらピットＣおよびＡはトラックの
中心から光ディスクのトラックピッチｇの1/4だけ偏移
している。このトラックピッチは隣接するトラック中心
間の径方向の距離である。これらピットはトラックの長
手方向にも同様に離間しているのが好ましい。これらピ
ットはピット間の距離がピット寸法の少なくとも1.5％
倍になるようにする必要がある。これらピットの他の配
置も可能である。第２図は１つの変形例を示す。この第
２図ではピットＢはピットＡおよびＣより先行してい
る。 第３図は、好適な光ディスク駆動装置を示す。可動キ
ャリッジ３に装着したレーザ６は、変更ビームスプリッ
タ７、1/4波長板（λ/4板）11および密調整アクチュエ
ータ８を経てディスク面に形成されたトラックおよびサ
ーボデータピットを有するディスク４にレーザビームを
供給する。このビームは偏光ビームスプリッタ７および
非点収差レンズ９を経て象限検出器110に反射される。
この検出器は出力信号を生じ、サーボ信号発生器12で加
算される。この検出器および信号発生器は、密調整サー
ボ15および粗調整サーボ16の双方に２つのトラッキング
信号I1およびItを出力する。密調整サーボは密調整アク
チュエータを制御するためにモータ10を制御する。粗調
整サーボはキャリッジ３の移動を制御するサーボモータ
28を制御する。粗調整サーボは、特に検索動作中トラッ
クからトラックへの移動のために主として用いられる。
（素子12,15および16はキャリッジ３上に必ずしも装着
する必要はない。） 第４図は、適切なピット配列を検出し、トラッキング
するとともに光ディスク駆動装置のサーボシステムの制
動を制御する２つの径方向に変化する正弦波信号を生じ
るためのトラッキングサーボ信号発生器12の好適例を示
す。この第４図には象限検出器を示しているが、この検
出器の出力が加算される。このことは当業者にとって明
かなように、１つの検出器ダイオードを設けたのと等価
である。 ディスク上に集束され、トラック上に中心合わせされ
た際に、偏移ピットを検出する程度に十分小さなスポッ
トを有するレーザビームを光ディスクに向け、この光デ
ィスクで反射させ、ピットによって生ぜしめられる光振
幅変調をこのレーザビームに与える。ピットの信号は、
ビームがピット上に中心を合わせた場合に最大となり、
ビームがピットから1/2トラックピッチだけ偏移する
も、このピットおよび次のトラック上の隣接ピットと径
方向で整列された場合に最小となる。光ディスク駆動装
置の光学系は反射したビームを検出器110上に結像す
る。レーザビームがピットＢを通過すると、ガウス状の
信号が加算器112から生じる。ピットＡおよびＣについ
ても同様である。ビームスポットがトラック上に中心合
わせられている場合、ピットＡおよびＣにより加算器11
2から生ぜしめられた信号（直流成分を含む）は互いに
等しくなり、減算すると零の値になる。これは正弦波状
信号の零交差点に相当する。 さらにピットＢにより象限検出器の４つの素子全てに
生ぜしめられた信号は、ビームスポットがトラック上に
中心合わせされた場合に最大になる。したがって、ピッ
トＢにより加算器112から生ぜしめられた信号は（径方
向に）ピットＣおよびＡを検出することによって生じる
差信号に対して90度移相する。 したがって第４図では、象限検出器110の４象限から
の信号を加算器112に出力する。この加算器の出力は、
各々タイミング信号T1,T2およびT3により使用可能化さ
れる３つのサンプル−ホールド回路118,126および128に
供給される。タイミング信号T1〜T3は、１つのサーボデ
ータピットが検出器10上に結像されると発生する。タイ
ミング信号T1はピットＢが存在する場合に発生する。タ
イミング信号T2はピットＡが存在する場合に発生する。
タイミング信号T3はピットＣが存在する場合に発生す
る。 好ましい光ディスクは、通常のデータを点在させた各
トラックに沿う複数のサーボデータピット領域を有して
いる。サーボデータは、ディスク上に予め記録された通
常のクロッキングデータに対する所定の関係で記録し、
タイミング信号T1〜T3が通常のデータをサンプリングす
るのに用いるのと同一のタイミング手段により与えうる
ようにするのが好ましい。さらに、この中央に位置する
サーボデータピット自体をタイミングのために用いるこ
とができる。1985年７月30日出願の米国特許出願第7604
50号明細書に開示されているように、データは固定ブロ
ックコードで記録され、サーボデータピットは、固定ブ
ロックコードとは相異する長手方向の関係で記録されて
おり、したがってサーボデータとして認識しうる。例え
ば、ピットＡおよびＣが、少なくともこれらのうちの後
方のピットが後方の中央ピットＢから、固定ブロックコ
ードに許容されている距離よりも長い距離離間している
場合には、このサーボシステムはサーボデータ領域を読
取っていることを認識する。その後ピットＢは位相ロッ
クループを同期させるタイミングピットとして用いら
れ、この位相ロックループは、後のピットＢで更新さ
れ、同様にサーボデータピットのサンプリングのタイミ
ング（タイミング信号T1〜T3）およびデータを制御する
（予め記録したクロック信号は予め書式を定めた溝には
必要としない）。 サンプル−ホールド回路126および128の出力は、差動
増幅器116で互いに減算され、信号I1、すなわち第１ト
ラッキング信号を生じ、この信号は第５および６図につ
き説明するように密調整サーボに用いる。この信号はト
ラック交差点を決定する粗調整サーボ16によっても用い
られる。走査ビームスポットの中心がトラックの中心と
一致すると、信号I1の値は零となる。走査ビームスポッ
トの中心がトラックの中心からトラックピッチの４分の
１だけ偏移すると、信号I1の値は最大値（又は最小値）
となる。 サンプル−ホールド回路118の出力（ピットＢ信号）
は差動増幅器120および124の正入力端に供給され、差動
増幅器120および124の負入力端に各々サンプリング−ホ
ールド回路126および128の出力（ピットＡ信号およびピ
ットＣ信号）が供給される。これら２つの差動増幅器の
出力は加算増幅器114に入力され、この加算増幅器の出
力の信号Itとなる。走査ビームスポットの径（光ディス
クの径）方向位置の関数としてのこの信号Itは周期的な
関数であり、走査ビームスポットの中心がトラックの中
心にくると最大値を有し、走査ビームスポットの中心が
２つのトラック間の真中にくると最大値を有する。従っ
て、走査ビームスポットの径方向位置の関数としてのこ
の信号Itは信号I1に対して90度移相された位相を有す
る。ピットA,BおよびＣの寸法および形状は互いに等し
い。従って、信号Itは径方向の一周期分で見た平均値で
零になる（It＝2B−Ａ−Ｃ）。換言すれば、信号Itには
直流成分がない。 第５図は、米国特許第4037252号明細書（特公昭54−3
3724号公報）の第６図と同じであり、この第５図から明
かなように、信号I1およびItとトラック中心S1〜S3との
間の径方向の関係が記載されている。この場合、トラッ
ク中心上にピットＢが形成され、トラック中心の右側に
示す破線（トラック中心から４分の１トラックピッチだ
け離れた位置）上にピットＡが形成され、トラック中心
の左側に示す破線上にピットＣが形成されているものと
する。信号I1およびItは双方共正弦波状で互いに90度だ
け移相しており、信号I1はトラック中心に零交差点を有
しており、信号Itはトラック間、すなわちピットＡおよ
びピットＣを有する境界線の外側で負である。この位相
関係を表わすために一方の信号を正弦波信号、他の信号
を余弦波信号と称しうる。 第６図は、例えば米国特許第4037252号明細書（特公
昭54−33724号公報）に開示された通常の種類の密調整
トラッキングシステム（密調整サーボ）の一実施例を示
す。トラッキング誤差を示す信号I1は減算器21および増
幅器22を介してモータ10に供給される。走査ビームスポ
ットの径方向速度を表わす信号を発生させるために、信
号I1の導関数を微分器19により決定する。微分器19の出
力端子に得られる信号I1の導関数は増幅器20およびスイ
ッチ23を経て減算回路21の負入力端に供給され、この導
関数を信号I1から減算する。この場合、トラッキング制
御ループの制動のために、速度帰還ループを実現する。
走査ビームスポットの位置が、信号I1の振幅がその最大
値（又は最小値）に達する位置を越えると直ちに、信号
I1の導関数の正負符号はもはや走査スポットの移動方向
と対応せず、その結果トラッキングサーボループを不安
定とする。 これを回避するために、スイッチ23を切換えて、増幅
器20の出力がインバータ24を経て減算回路21の反転入力
端に供給される状態とする。スイッチ23に対する制御信
号は信号Itから取出される。この信号Itは信号I1から90
度移相している為、信号Itの零交差点は信号I1の最大お
よび最小点と対応する。 信号Itの正負符号はスイッチ23を制御するのに用いう
る。信号Itの正負符号を得るのは方形波整形器18および
ソレノイド25により達成される。この方形波整形器18の
出力信号Ｉ′ｔを第５図に示してある。 好ましい光ディスクでは、同じ種類の全てのピットが
径方向に整列されている。第７図はさらにピット配列に
関する第３のピット配列を示す。このように全てのピッ
トＢが整列されている。ピットＡおよびＣに対しても同
様である。この配列によりトラック交差点におけるタイ
ミングが一層簡単になり、検索中サーボデータの連続的
なサンプリングを行うことができる。 この第７図に示すように、予め書式を定めた溝を有す
るデータ領域は、サーボデータ領域の後に続く。 トラック交差方向情報をうるために、互いに90度移相
した正弦および余弦波信号を用いることは、当業者にと
って周知のことである。粗調整サーボ検索回路の一例を
第８図に示す。この回路は信号ItおよびI1の双方の零交
差点を計数する。すなわちトラック交差点パルス検出器
130および136が零交差点をトラック当たり４つ検出する
と、これら検出器の出力は４で除算され、トラックカウ
ンタ134に入力される。このカウンタの計数値は直角方
向検出器132の方向出力による制御の下で増加または減
少し、これにより正弦波信号I1および余弦波信号Itから
移動方向を決定する。具体的には正弦波信号I1は、正に
向かう信号遷移でＤ入力端をＱ出力端にトリガするＤフ
リップフロップ132のクロック入力端に入力され、余弦
波信号ItはＤ入力端に入力される。したがって、フリッ
プフロップがクロック動作されると、余弦波信号の状態
（１か−１かのどちから）はトラック交差が何れの方向
で生じているかに依存する。
ングサーボに関するものである。 米国特許第4037252号明細書（特公昭54−33724号公
報）には、光ディスクを照射する３つ又はそれ以上のレ
ーザビームを有する連続的なサーボシステムが記載され
ており、このサーボシステムにより互いに90度移相（偏
移）する２つの径方向に変化する正弦波状信号が生ぜし
められる。第１信号は２つの偏移ビーム間の差信号を有
しており、トラック中心に零交差点を有している。この
差信号は、ディスク駆動装置のサーボシステムに誤差信
号として与えられ、これにより零交差点に関するサーボ
制御を行うことができる。第１信号の振幅調整微分信号
をこの第１信号から減算し、正の制動（ダンピング）を
行う。トラック間では制動用の微分信号は負である。こ
れにより通常サーボシステムを不安定にする。しかしな
がらここで第１信号から90度移相した第２信号が完全に
負であり、方形波に波形整形されて制動用の微分信号を
反転させる制御信号を発生し、制動が再び正となるよう
にしている。 特開昭58−185046号公報には、いわゆるサンプリング
サーボトラッキングシステムが開示されている。このト
ラッキングシステムはトラッキング情報およびトラック
交差点情報を光ディスク駆動装置に与えるのに偏移位置
を用いている。走査スポットがこれらの偏移位置を通過
した際に、反射された走査ビームのエネルギーがサンプ
リングされる。これらのサンプルが組合わされて、径方
向で平坦なピークを有する信号を生ぜしめる。 米国特許第4428069号明細書には、トラック中心に接
近し互いに離間してスタッガ配置された細長状の偏移サ
ーボピットが続く細長状のタイミングピットが記載され
ている。 本発明の目的は、サンプリングサーボシステムで光デ
ィスクの径方向に変化する正弦波状の２つの信号を発生
しうる手段を提供せんとするにある。 本発明は、トラックに中心合わせした少なくとも１つ
の中央サーボデータピットと、トラックの中心から両側
に向かって偏移した少なくとも２つの偏移サーボデータ
ピットとをトラック当り有する同心状またはらせん状の
トラックを有する光ディスクであって、前記ピットの各
々は同一寸法で同一形状であり、かつこれらのピットの
各々は互いに隣接しデータから分離されており、前記の
偏移サーボデータピットの偏移量はトラックピッチの４
分の１であり、隣接トラックのサーボデータピットは、
中央サーボデータピット同志でかつ対応する偏移サーボ
データピット同志でディスクの径方向に整列されている
当該光ディスクと組合せて用いる光ディスク駆動装置で
あって、単一レーザビームを発生する手段と、レーザビ
ームを光ディスクを介して光検出器に向ける光学系と、
この光学系に結合され、レーザビームが前記少なくとも
２つの偏移サーボデータピットを走査した際に光検出器
により取出される出力信号をサンプリングし、このサン
プリングにより得られた信号間の差をとることにより第
１トラッキング信号を取出すサーボ信号発生器とを具え
る光ディスク駆動装置において、レーザビームが中央サ
ーボデータピットを走査した際に光検出器により取出さ
れる出力信号をサンプリングすることにより、前記の第
１トラッキング信号に対し90度移相された第２トラッキ
ング信号を取出す手段が設けられていることを特徴とす
る。 本発明によれば、最大でトラックピッチの1/2までの
トラッキング誤差を有効に補正しうるサンプリングサー
ボシステムが得られる。すなわち、スポットがトラック
の中心から偏移サーボデータピットを越えて偏移した場
合に、第２トラッキング信号を用いて第１トラッキング
信号の極性を補正することにより、サーボループは正し
いトラックを見い出しうるものである。 ２つの偏移したサーボデータピットはトラッキング誤
差信号を発生させるのに用いられる。これらの偏移した
サーボデータピットは中央サーボデータピットと組合わ
せて、トラッキング誤差信号から90度移相した、径方向
で変化する正弦波状信号を発生させるのに用いられる。 この信号は、中央ピットにより生ぜしめられる信号か
ら一方の偏移ピットにより生ぜしめられる信号を減算
し、中央ピットにより生ぜしめられる信号から他方の偏
移ピットにより生ぜしめられる信号を減算し、次にこれ
ら２つの減算結果信号を加算することにより得られる。
この結果の信号は直流分のない信号を生ぜしめる。直流
分のない信号は、直流分を有する信号が信頼的な零交差
点情報を与えないという点で重要である。この場合、第
１信号から90度移相したこの信号の零交差点がトラック
交差情報を提供するために用いられる。 以下本発明を図面につき詳細に説明する。 第１図はサーボデータ領域内の３つのサーボデータピ
ットの好適な１組を示す。これらピットを設ける領域
は、データを設ける領域の間でトラックに沿って点在し
ている。好適な具体例におけるトラックデータ領域は予
め書式を定めた溝を含まないようにするのが好ましい。
このような溝はレーザ読出しビームの波長の1/8の深さ
を有するものを使用することができる。ディスク全体に
亘るトラックは同心状またはらせん状にすることができ
るが、所定のトラックまたはここで説明するようなトラ
ックの小部分に亘ってのみ見た場合、このトラックはほ
ぼ同心状になっている。サーボデータピットを設ける領
域は、トラックからトラックに径方向に整列されてい
る。これにより検索中、前記ピットをサンプリングする
ことができる（すなわち、サーボデータピットのサンプ
リングをトリガする位相ロックループは、トラックを交
差する適切な時間にトリガし、さらにこれらピットの１
つ、好ましくは中央のピットに位相ロックすることによ
り更新しうる）。ここで説明するピットは同様に書式を
定めたピットであり、同一寸法、同一形状を有してい
る。この場合、これらピットはほぼ円形で前記の波長の
1/4の深さを有している。しかし本発明は上述したピッ
トとほぼ同じ結果が得られれば他の形態のピットにも適
用しうるものである。サーボピットを設ける領域は浅い
（波長の1/12以下）予め書式を定めた溝を有することが
できるが、これら領域には全然溝を設けないのが好まし
い。その理由はこの溝がピットの適切な検出を妨害する
からである。 最後のピットＢはトラックの中央に整列される。ピッ
トＢからわずかの距離でトラックから離間してピットＣ
およびＡがあり、これらピットＣおよびＡはトラックの
中心から光ディスクのトラックピッチｇの1/4だけ偏移
している。このトラックピッチは隣接するトラック中心
間の径方向の距離である。これらピットはトラックの長
手方向にも同様に離間しているのが好ましい。これらピ
ットはピット間の距離がピット寸法の少なくとも1.5％
倍になるようにする必要がある。これらピットの他の配
置も可能である。第２図は１つの変形例を示す。この第
２図ではピットＢはピットＡおよびＣより先行してい
る。 第３図は、好適な光ディスク駆動装置を示す。可動キ
ャリッジ３に装着したレーザ６は、変更ビームスプリッ
タ７、1/4波長板（λ/4板）11および密調整アクチュエ
ータ８を経てディスク面に形成されたトラックおよびサ
ーボデータピットを有するディスク４にレーザビームを
供給する。このビームは偏光ビームスプリッタ７および
非点収差レンズ９を経て象限検出器110に反射される。
この検出器は出力信号を生じ、サーボ信号発生器12で加
算される。この検出器および信号発生器は、密調整サー
ボ15および粗調整サーボ16の双方に２つのトラッキング
信号I1およびItを出力する。密調整サーボは密調整アク
チュエータを制御するためにモータ10を制御する。粗調
整サーボはキャリッジ３の移動を制御するサーボモータ
28を制御する。粗調整サーボは、特に検索動作中トラッ
クからトラックへの移動のために主として用いられる。
（素子12,15および16はキャリッジ３上に必ずしも装着
する必要はない。） 第４図は、適切なピット配列を検出し、トラッキング
するとともに光ディスク駆動装置のサーボシステムの制
動を制御する２つの径方向に変化する正弦波信号を生じ
るためのトラッキングサーボ信号発生器12の好適例を示
す。この第４図には象限検出器を示しているが、この検
出器の出力が加算される。このことは当業者にとって明
かなように、１つの検出器ダイオードを設けたのと等価
である。 ディスク上に集束され、トラック上に中心合わせされ
た際に、偏移ピットを検出する程度に十分小さなスポッ
トを有するレーザビームを光ディスクに向け、この光デ
ィスクで反射させ、ピットによって生ぜしめられる光振
幅変調をこのレーザビームに与える。ピットの信号は、
ビームがピット上に中心を合わせた場合に最大となり、
ビームがピットから1/2トラックピッチだけ偏移する
も、このピットおよび次のトラック上の隣接ピットと径
方向で整列された場合に最小となる。光ディスク駆動装
置の光学系は反射したビームを検出器110上に結像す
る。レーザビームがピットＢを通過すると、ガウス状の
信号が加算器112から生じる。ピットＡおよびＣについ
ても同様である。ビームスポットがトラック上に中心合
わせられている場合、ピットＡおよびＣにより加算器11
2から生ぜしめられた信号（直流成分を含む）は互いに
等しくなり、減算すると零の値になる。これは正弦波状
信号の零交差点に相当する。 さらにピットＢにより象限検出器の４つの素子全てに
生ぜしめられた信号は、ビームスポットがトラック上に
中心合わせされた場合に最大になる。したがって、ピッ
トＢにより加算器112から生ぜしめられた信号は（径方
向に）ピットＣおよびＡを検出することによって生じる
差信号に対して90度移相する。 したがって第４図では、象限検出器110の４象限から
の信号を加算器112に出力する。この加算器の出力は、
各々タイミング信号T1,T2およびT3により使用可能化さ
れる３つのサンプル−ホールド回路118,126および128に
供給される。タイミング信号T1〜T3は、１つのサーボデ
ータピットが検出器10上に結像されると発生する。タイ
ミング信号T1はピットＢが存在する場合に発生する。タ
イミング信号T2はピットＡが存在する場合に発生する。
タイミング信号T3はピットＣが存在する場合に発生す
る。 好ましい光ディスクは、通常のデータを点在させた各
トラックに沿う複数のサーボデータピット領域を有して
いる。サーボデータは、ディスク上に予め記録された通
常のクロッキングデータに対する所定の関係で記録し、
タイミング信号T1〜T3が通常のデータをサンプリングす
るのに用いるのと同一のタイミング手段により与えうる
ようにするのが好ましい。さらに、この中央に位置する
サーボデータピット自体をタイミングのために用いるこ
とができる。1985年７月30日出願の米国特許出願第7604
50号明細書に開示されているように、データは固定ブロ
ックコードで記録され、サーボデータピットは、固定ブ
ロックコードとは相異する長手方向の関係で記録されて
おり、したがってサーボデータとして認識しうる。例え
ば、ピットＡおよびＣが、少なくともこれらのうちの後
方のピットが後方の中央ピットＢから、固定ブロックコ
ードに許容されている距離よりも長い距離離間している
場合には、このサーボシステムはサーボデータ領域を読
取っていることを認識する。その後ピットＢは位相ロッ
クループを同期させるタイミングピットとして用いら
れ、この位相ロックループは、後のピットＢで更新さ
れ、同様にサーボデータピットのサンプリングのタイミ
ング（タイミング信号T1〜T3）およびデータを制御する
（予め記録したクロック信号は予め書式を定めた溝には
必要としない）。 サンプル−ホールド回路126および128の出力は、差動
増幅器116で互いに減算され、信号I1、すなわち第１ト
ラッキング信号を生じ、この信号は第５および６図につ
き説明するように密調整サーボに用いる。この信号はト
ラック交差点を決定する粗調整サーボ16によっても用い
られる。走査ビームスポットの中心がトラックの中心と
一致すると、信号I1の値は零となる。走査ビームスポッ
トの中心がトラックの中心からトラックピッチの４分の
１だけ偏移すると、信号I1の値は最大値（又は最小値）
となる。 サンプル−ホールド回路118の出力（ピットＢ信号）
は差動増幅器120および124の正入力端に供給され、差動
増幅器120および124の負入力端に各々サンプリング−ホ
ールド回路126および128の出力（ピットＡ信号およびピ
ットＣ信号）が供給される。これら２つの差動増幅器の
出力は加算増幅器114に入力され、この加算増幅器の出
力の信号Itとなる。走査ビームスポットの径（光ディス
クの径）方向位置の関数としてのこの信号Itは周期的な
関数であり、走査ビームスポットの中心がトラックの中
心にくると最大値を有し、走査ビームスポットの中心が
２つのトラック間の真中にくると最大値を有する。従っ
て、走査ビームスポットの径方向位置の関数としてのこ
の信号Itは信号I1に対して90度移相された位相を有す
る。ピットA,BおよびＣの寸法および形状は互いに等し
い。従って、信号Itは径方向の一周期分で見た平均値で
零になる（It＝2B−Ａ−Ｃ）。換言すれば、信号Itには
直流成分がない。 第５図は、米国特許第4037252号明細書（特公昭54−3
3724号公報）の第６図と同じであり、この第５図から明
かなように、信号I1およびItとトラック中心S1〜S3との
間の径方向の関係が記載されている。この場合、トラッ
ク中心上にピットＢが形成され、トラック中心の右側に
示す破線（トラック中心から４分の１トラックピッチだ
け離れた位置）上にピットＡが形成され、トラック中心
の左側に示す破線上にピットＣが形成されているものと
する。信号I1およびItは双方共正弦波状で互いに90度だ
け移相しており、信号I1はトラック中心に零交差点を有
しており、信号Itはトラック間、すなわちピットＡおよ
びピットＣを有する境界線の外側で負である。この位相
関係を表わすために一方の信号を正弦波信号、他の信号
を余弦波信号と称しうる。 第６図は、例えば米国特許第4037252号明細書（特公
昭54−33724号公報）に開示された通常の種類の密調整
トラッキングシステム（密調整サーボ）の一実施例を示
す。トラッキング誤差を示す信号I1は減算器21および増
幅器22を介してモータ10に供給される。走査ビームスポ
ットの径方向速度を表わす信号を発生させるために、信
号I1の導関数を微分器19により決定する。微分器19の出
力端子に得られる信号I1の導関数は増幅器20およびスイ
ッチ23を経て減算回路21の負入力端に供給され、この導
関数を信号I1から減算する。この場合、トラッキング制
御ループの制動のために、速度帰還ループを実現する。
走査ビームスポットの位置が、信号I1の振幅がその最大
値（又は最小値）に達する位置を越えると直ちに、信号
I1の導関数の正負符号はもはや走査スポットの移動方向
と対応せず、その結果トラッキングサーボループを不安
定とする。 これを回避するために、スイッチ23を切換えて、増幅
器20の出力がインバータ24を経て減算回路21の反転入力
端に供給される状態とする。スイッチ23に対する制御信
号は信号Itから取出される。この信号Itは信号I1から90
度移相している為、信号Itの零交差点は信号I1の最大お
よび最小点と対応する。 信号Itの正負符号はスイッチ23を制御するのに用いう
る。信号Itの正負符号を得るのは方形波整形器18および
ソレノイド25により達成される。この方形波整形器18の
出力信号Ｉ′ｔを第５図に示してある。 好ましい光ディスクでは、同じ種類の全てのピットが
径方向に整列されている。第７図はさらにピット配列に
関する第３のピット配列を示す。このように全てのピッ
トＢが整列されている。ピットＡおよびＣに対しても同
様である。この配列によりトラック交差点におけるタイ
ミングが一層簡単になり、検索中サーボデータの連続的
なサンプリングを行うことができる。 この第７図に示すように、予め書式を定めた溝を有す
るデータ領域は、サーボデータ領域の後に続く。 トラック交差方向情報をうるために、互いに90度移相
した正弦および余弦波信号を用いることは、当業者にと
って周知のことである。粗調整サーボ検索回路の一例を
第８図に示す。この回路は信号ItおよびI1の双方の零交
差点を計数する。すなわちトラック交差点パルス検出器
130および136が零交差点をトラック当たり４つ検出する
と、これら検出器の出力は４で除算され、トラックカウ
ンタ134に入力される。このカウンタの計数値は直角方
向検出器132の方向出力による制御の下で増加または減
少し、これにより正弦波信号I1および余弦波信号Itから
移動方向を決定する。具体的には正弦波信号I1は、正に
向かう信号遷移でＤ入力端をＱ出力端にトリガするＤフ
リップフロップ132のクロック入力端に入力され、余弦
波信号ItはＤ入力端に入力される。したがって、フリッ
プフロップがクロック動作されると、余弦波信号の状態
（１か−１かのどちから）はトラック交差が何れの方向
で生じているかに依存する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、サーボデータピットの好適な配置の一例を示
す線図、 第２図は、同じくその変形例を示す線図、 第３図は、本発明に用いる光ディスク駆動装置、ディス
ク、レーザ、光学系およびサーボシステムを示す線図、 第４図は、サーボデータピットから２つのトラッキング
信号を得るための象限検出器およびその関連回路を示す
線図、 第５図は、サーボデータピットから得られる第１および
第２トラッキング信号と、第２トラッキング信号から生
ぜしめられ、制動信号の反転を制御するのに用いる方形
波信号とを示す波形図、 第６図は、本発明に有効なトラック間の反転制動を行う
密調整サーボシステムを示す回路図、 第７図は、多数のトラックに亘るサーボデータピットの
径方向の配列を示す線図、 第８図は、粗調整サーボのトラック交差点カウンタを示
すブロック線図である。 ３……可動キャリッジ、４……光ディスク ６……レーザ、７……偏光ビームスプリッタ ８……密調整アクチュエータ、９……非点収差レンズ 10……モータ、11……1/4波長板 12……サーボ信号発生器、15……密調整サーボ 16……粗調整サーボ（トラック交差点サーボ） 18……方形波整形器、21……減算器 23……スイッチ、24……インバータ 25……ソレノイド、28……サーボモータ 110……象限検出器、112……加算器 114……加算増幅器、116,120,124……差動増幅器 118,126,128……サンプル−ホールド回路 130,136……トラック交差点パルス検出器 132……直角方向検出器（フリップフロップ） 134……トラックカウンタ A,B,C……サーボデータピット
す線図、 第２図は、同じくその変形例を示す線図、 第３図は、本発明に用いる光ディスク駆動装置、ディス
ク、レーザ、光学系およびサーボシステムを示す線図、 第４図は、サーボデータピットから２つのトラッキング
信号を得るための象限検出器およびその関連回路を示す
線図、 第５図は、サーボデータピットから得られる第１および
第２トラッキング信号と、第２トラッキング信号から生
ぜしめられ、制動信号の反転を制御するのに用いる方形
波信号とを示す波形図、 第６図は、本発明に有効なトラック間の反転制動を行う
密調整サーボシステムを示す回路図、 第７図は、多数のトラックに亘るサーボデータピットの
径方向の配列を示す線図、 第８図は、粗調整サーボのトラック交差点カウンタを示
すブロック線図である。 ３……可動キャリッジ、４……光ディスク ６……レーザ、７……偏光ビームスプリッタ ８……密調整アクチュエータ、９……非点収差レンズ 10……モータ、11……1/4波長板 12……サーボ信号発生器、15……密調整サーボ 16……粗調整サーボ（トラック交差点サーボ） 18……方形波整形器、21……減算器 23……スイッチ、24……インバータ 25……ソレノイド、28……サーボモータ 110……象限検出器、112……加算器 114……加算増幅器、116,120,124……差動増幅器 118,126,128……サンプル−ホールド回路 130,136……トラック交差点パルス検出器 132……直角方向検出器（フリップフロップ） 134……トラックカウンタ A,B,C……サーボデータピット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 クルト・ワルター・ヘトレウエル
アメリカ合衆国コロラド州80917 コロ
ラド スプリングス ホースシュー ベ
ンド5040
(72)発明者 デビッド・ルーイ・シエル
アメリカ合衆国コロラド州80916 コロ
ラド スプリングス ボレゴ ドライブ
5307
(72)発明者 ダビッド・アール・ルイス
アメリカ合衆国コロラド州80918 コロ
ラド スプリングス ホライゾン ドラ
イブ8153
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．トラックに中心合わせした少なくとも１つの中央サ
ーボデータピットと、トラックの中心から両側に向かっ
て偏移した少なくとも２つの偏移サーボデータピットと
をトラック当り有する同心状またはらせん状のトラック
を有する光ディスクであって、前記ピットの各々は同一
寸法で同一形状であり、かつこれらのピットの各々は互
いに隣接しデータから分離されており、前記の偏移サー
ボデータピットの偏移量はトラックピッチの４分の１で
あり、隣接トラックのサーボデータピットは、中央サー
ボデータピット同志でかつ対応する偏移サーボデータピ
ット同志でディスクの径方向に整列されている当該光デ
ィスクと組合せて用いる光ディスク駆動装置であって、
単一レーザビームを発生する手段と、レーザビームを光
ディスクを介して光検出器に向ける光学系と、この光学
系に結合され、レーザビームが前記少なくとも２つの偏
移サーボデータピットを走査した際に光検出器により取
出される出力信号をサンプリングし、このサンプリング
により得られた信号間の差をとることにより第１トラッ
キング信号を取出すサーボ信号発生器とを具える光ディ
スク駆動装置において、 レーザビームが中央サーボデータピットを走査した際に
光検出器により取出される出力信号をサンプリングする
ことにより、前記の第１トラッキング信号に対し90度移
相された第２トラッキング信号を取出す手段が設けられ
ていることを特徴とする光ディスク駆動装置。 ２．特許請求の範囲第１項に記載の光ディスク駆動装置
において、第２トラッキング信号を取り出す前記の手段
が、中央サーボデータピットの走査中前記の光検出器の
出力信号をサンプリングした値と偏移サーボデータピッ
トの走査中前記の光検出器の出力信号をサンプリングし
た値との合成により第２トラッキング信号を取り出すよ
うになっていることを特徴とする光ディスク駆動装置。 ３．特許請求の範囲第１項に記載の光ディスク駆動装置
において、前記のサーボ信号発生器は、第１の偏移サー
ボデータピットの走査に対応する出力信号を第２の偏移
サーボデータピットの走査に対応する出力信号から減算
して第１トラッキング信号を発生する手段を有している
ことを特徴とする光ディスク駆動装置。 ４．特許請求の範囲第２項に記載の光ディスク駆動装置
において、前記のサーボ信号発生器は、第１の偏移サー
ボデータピットの走査に対応する出力信号を中央サーボ
データピットの走査に対応する出力信号から減算する手
段と、第２の偏移サーボデータピットの走査に対応する
信号を中央サーボデータピットの走査に対応する出力信
号から減算する手段と、これらの減算結果信号を加算し
て第２トラッキング信号を形成する手段とを有している
ことを特徴とする光ディスク駆動装置。 ５．特許請求の範囲第４項に記載の光ディスク駆動装置
において、この光ディスク駆動装置が、前記の第１トラ
ッキング信号に応答するサーボシステム手段を具え、こ
のサーボシステム手段は前記の第１トラッキング信号に
応答する制動手段と、前記の第２トラッキング信号に応
答して前記の制動手段を制御する手段とを有しているこ
とを特徴とする光ディスク駆動装置。 ６．特許請求の範囲第５項に記載の光ディスク駆動装置
において、前記の第２トラッキング信号に応答して前記
の制動手段を制御する前記の手段が、光ディスクのレー
ザビームの中心がトラック間の偏移サーボデータピット
の外側に達した際に前記の制動手段の出力を反転させる
手段を有していることを特徴とする光ディスク駆動装
置。 ７．特許請求の範囲第４項に記載の光ディスク駆動装置
において、この光ディスク駆動装置がさらに、前記の第
１および第２トラッキング信号の双方に応答してトラッ
ク交差移動方向を決定する直角方向検出器手段を有する
サーボシステム手段を具えていることを特徴とする光デ
ィスク駆動装置。 ８．特許請求の範囲第７項に記載の光ディスク駆動装置
において、この光ディスク駆動装置がさらに、前記の直
角方向検出手段および前記の第２トラッキング信号に応
答して検索動作中トラックを計数する手段を有している
ことを特徴とする光ディスク駆動装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/902,278 US4779253A (en) | 1985-07-30 | 1986-08-29 | Sampled servo for an optical disk drive |
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|---|---|---|---|
| JP6116575A Division JP2799142B2 (ja) | 1986-08-29 | 1994-05-30 | 光ディスク |
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Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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