JP2696949B2

JP2696949B2 - ヘッド位置制御方法

Info

Publication number: JP2696949B2
Application number: JP63161800A
Authority: JP
Inventors: 康雄岡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH0212675A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディ
スク等に信号を記録再生する磁気ヘッド、光ヘッド等の
位置を制御するヘッド位置制御方法に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、ディスク（１）上に回転中心Ｏを同心と
する基準トラックＴREFを設け、撮像式絶対位置検出器
７を用いて、回転中心Ｏとヘッド（５）を通る直線上に
おけるこの基準トラックＴREFの絶対位置を検出し、ヘ
ッド（５）が、この検出した基準トラックのこの絶対位
置に基いた所望の記録トラック位置となるように、撮像
式絶対位置検出器（８）を用いて絶対位置を検出しなが
らヘッド（５）を上記直線方向に移動制御することによ
り、ヘッド（５）のトラッキングサーボを行うようにし
たことにより、記録密度を低下させることなく、良好な
トラッキングサーボが可能となるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等に信号
を記録再生する磁気ヘッド、光ヘッド等の位置を制御す
るために、ヘッド位置が検出される。このヘッド位置の
検出には、トラック幅程度以上のおおまかな位置検出
と、トラッキングサーボ用の細かな位置検出とがある。
後者の位置検出は、トラッキングをとるトラック自体あ
るいは近傍トラックを基準にして、トラックの中心から
の位置を検出するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなヘッド位置制御方法によれば、トラッキン
グ用信号が、ディスクの記録面全面にわたり、記録また
は加工（光磁気ディスクなどのトラッキング用溝）され
るため、トラッキング用信号を多くしてサーボ性能を高
めると、トラッキング用スペースが大きくなり、記録密
度が低下する欠点があった。

そこで、この発明では、記録密度を低下させることな
く、良好なトラッキングサーボが可能となるようにする
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、ディスク（１）上に回転中心Ｏを同心と
する基準トラックＴREFを設け、撮像式絶対位置検出器
７を用いて、回転中心Ｏとヘッド（５）を通る直線上に
おけるこの基準トラックＴREFの絶対位置を検出し、ヘ
ッド（５）が、この検出した基準トラックのこの絶対位
置に基いた所望の記録トラック位置となるように、撮像
式絶対位置検出器（８）を用いて絶対位置を検出しなが
らヘッド（５）を上記直線方向に移動制御することによ
り、ヘッド（５）のトラッキングサーボを行うようにな
したものである。

〔作用〕

第２図に示すように、ディスク（１）の回転中心Ｏと
ヘッド（５）を通る直線上で、基準トラックT_REFの中心
線絶対位置をa₁,ヘッド（５）の絶対位置をa₂,両絶対位
置の原点間の距離をa₀（固定）とした場合、ヘッド
（５）と基準トラックT_REF間の距離ｄは、ｄ＝a₂−a₁−
a₀となる。距離ｄを一定にすれば、基準トラックT_REFと
同心の１本の記録トラックが形成されるので、ヘッド
（５）の絶対位置a₂がｄ＋a₁＋a₀となるように制御する
ことでトラッキングサーボが行なわれる。このように、
ディスク（１）の記録面全面にトラッキング用信号を記
録または加工することが不要となると共に、撮像式絶対
位置検出器（７），（８）は、分解能が極めて高く記録
トラックピッチを狭くでき、記録密度を低下させずに良
好なトラッキングサーボが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながらこの発明について説明す
る。

第１図は、この発明が適用されるディスク記録再生装
置の一例を示すものである。同図において、（１）は、
磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等のディス
クである。（２）は、ディスク（１）の回転駆動装置で
あり、この回転駆動装置（２）は、システムコントロー
ラ（３）によってドライブ回路（４）を通じて制御され
る。

ディスク（１）上には、第２図に示すように、ディス
ク（１）の回転中心Ｏを同心とする基準トラックT_REFが
形成される。（1R）は記録面である。

（５）は、磁気ヘッド、光ヘッド等のヘッドである。
（６）は、ヘッド（５）をディスク（１）のラジアル方
向に移動させるヘッド送り装置であり、このヘッド送り
装置（６）は、システムコントローラ（３）によって制
御される。

（７）は、撮像式絶対位置検出器であり、第２図に示
すように、ディスク（１）の回転中心Ｏとヘッド（５）
を通る直線ｌ上で、基準トラックT_REFの中心線絶対位置
a₁を検出するものである。この検出器（７）の検出信号
は、システムコントローラ（３）に供給される。

（８）も、撮像式絶対位置検出器であり、第２図に示
すように、直線ｌ上で、ヘッド（５）の絶対位置a₂を検
出するためのものである。この検出器（８）の検出信号
は、システムコントローラ（３）に供給される。

（９）も、撮像式絶対位置検出器であり、ディスク
（１）の絶対位置回転速度ψを検出するためのものであ
る。この検出器（９）の検出信号は、システムコントロ
ーラ（３）に供給される。

第３図は、撮像式絶対位置検出器の一例を示すもので
ある。

同図において、（11）はエンコード板であり、このエ
ンコード板（11）は、矢印方向にリニアに移動するよう
になされる。このエンコード板（11）には、第４図に示
すように、コードパターン領域（21）が設けられている
と共に、ストライプパターン領域（22）が設けられてい
る。コードパターン領域（21）にはグレイコードを示す
10トラック（10ビット）のパターンが形成され、ストラ
イプパターン領域（22）には複数のストライプパターン
が平行で等間隔に形成される。グレイコードは、２進数
を表現するコードのひとつで、バイナリーコードと異な
り、数が１つ変化するごとに全桁の中で１つだけ変化す
るという特徴がある。

エンコード板（11）に対向して、CCD撮像素子（12）
が配設される。このCCD撮像素子（12）を取り付ける際
には、エンコード板（11）に対して、わずかに傾斜角が
持たされる。

（13）は光源を構成する発光ダイオードであり、エン
コード板（11）を挟んでCCD撮像素子（12）とは逆側に
対向するように配される。なお、（18）は発光ダイオー
ド（13）のドライブ回路である。

このような配置関係において、発光ダイオード（13）
からの光がエンコード板（11）を通過してCCD撮像素子
（12）に供給され、CCD撮像素子（12）の撮像面には、
グレイコードを示すパターンおよびストライプパターン
が映し出され、これが撮像される。

CCD撮像素子（12）の出力信号は、２値化回路（14）
に供給されて２値化されたのちRAM（15）に供給されて
順次書き込まれる。そして、RAM（15）に書き込まれた
データから必要なデータが取り出され、マイクロプロセ
ッサ（16）でエンコード板（11）の位置データが求めら
れる。

すなわち、第５図は２値化像を示すものであり、コー
ドパターン領域（21）とストライプパターン領域（22）
とからなり、コードパターン領域（21）によってストラ
イプ番号の識別がなされると共に、ストライプパターン
領域（22）によって細かな位置が求められる。

エンコード板（11）は、ストライプパターンの中心線
に直角なＺ軸方向に動き、このＺ軸は、CCD撮像素子（1
2）の画素位置を直角座標（H,V）で表わすとすると、Ｖ
軸に対してわずかな角θだけ傾斜している。この傾斜の
ために、ストライプパターンのエッジに対応して、ひと
つの水平ライン上で白から黒、または黒から白に変化す
る点が現われる。これらの点の座標を、それぞれ（Ｈ
↓,V↓）、（Ｈ↑,V↑）で表わすと、その中点の座標はとなり、ストライプパターンの中心線上の点となる。

この点のＺ軸への投影位置Z₀と、その中心線の、直角
座標（H,V）の原点（0,0）に対する初期位置である絶対
位置S_Aを加えると、絶対位置情報Ｚは、となる。ここで、コードパターン領域（21）より求めら
れるグレイコードで示されるストライプ番号をＡ、スト
ライプ幅を白黒ともＷとすると共に、オフセット値をS₀
とすると、絶対位置S_Aは、 S_A＝Ａ×2W＋S₀ ……（２）となる。例えば、第６図Ａがエンコード板（11）の初期
位置であり、ストライプナンバー「１」のパターンP₁が
図の状態にあって、オフセット値がS₀であるとすると、
エンコード板（11）がＺ軸方向に移動して同図Ｂに示す
ようになり、ストライプナンバー「Ｎ」のパターンP_Nの
中心線のＺ軸への投影位置がZ₀となるとき、絶対位置情
報Ｚは、Ｚ＝Z₀＋Ｎ×2W＋S₀ ……（３）となる。

（17）は同期信号発生器であり、これより発生される
同期信号SYNCはCCD撮像素子（12）およびマイクロプロ
セッサ（16）に供給される。これらCCD撮像素子（12）
およびマイクロプロセッサ（16）は、同期信号SYNCに同
期して動作するようになされる。

第１図例における検出器（８）は、ヘッド（５）の移
動によってエンコード板（11）が移動するように構成さ
れ、ヘッド（５）の絶対位置a₂が検出される。検出器
（７）は、基準トラックT_REFがエンコード板（11）のス
トライプパターンの代りとされて構成され、基準トラッ
クT_REFの中心線絶対位置a₁が検出される。検出器（９）
は、エンコード板（11）がそのストライプパターンがラ
ジアル方向に延びるように円形状に形成されると共に、
ディスク（１）の回転によってエンコード板（11）が回
転するように構成され、ディスク（１）の絶対回転角度
ψが検出される。

以上の構成において、基準トラックT_REFの中心線絶対
位置a₁と、ヘッド（５）の絶対位置a₂とを用いて、ヘッ
ド（５）のトラッキングサーボがなされる。第２図に示
すように、絶対位置a₁とa₂の原点間の距離をa₀（固定）
とした場合、ヘッド（５）と基準トラックT_REF間の距離
ｄは、ｄ＝a₂−a₁−a₀となる。そのため、基準トラック
T_REFから距離ｄの点にヘッド（５）を位置決めするサー
ボは、絶対位置a₂の目標値をｄ＋a₁＋a₀とすればよいこ
とになる。つまり、絶対位置a₂がｄ＋a₁＋a₀と等しくな
るように制御されることで、ヘッド（５）は基準トラッ
クT_REFから距離ｄの記録トラックをトラッキングするよ
うになされる。

この場合、絶対位置a₁,a₂の絶対位置検出能力を上げ
ると共に、サーボ誤差を小さくすればするほど、トラッ
キング精度が高くなるが、検出器（７），（８）は、上
述したような撮像式であるので、絶対位置a₁,a₂を高速
高精度で検出することができ、容易にトラッキング精度
が高められる。

また、基準トラックT_REFの中心線絶対位置a₁と、ヘッ
ド（５）の絶対位置a₂と、ディスク（１）の絶対回転角
度ψとを用いて、高速アクセスがなされる。上述した距
離ｄは、回転体機構固有の偏心や振れまわりの影響を全
く受けない長さであり、これが基準トラックT_REFを起点
としたラジアル方向のアドレスとされる。一方、ディス
ク（１）の絶対回転角度ψで円周方向のアドレスが指定
される。このように記録面（1R）を、d,ψで指定する
と、記録信号を読み出した後でアドレス判別して探索す
るよりも、より速い書き込み、読み出しをすることがで
きる。

例えば、同心円記録の場合、トラックアドレスをＭ
（Ｍ＝0,1,2,‥‥）、円周方向アドレスをｎ（ｎ＝0,1,
2,‥,L−１）とすれば、ｄ＝Ｍ×Ｔ＋d₀、となる。ここで、Ｌは円周方向の分割数、Ｔはトラック
ピッチ幅、d₀はＭ＝０のときのｄの値である。この場
合、ヘッド（５）の位置決めは、絶対位置a₂の目標値を
Ｍ×Ｔ＋d₀＋a₁＋a₀としてヘッド（５）の位置を制御す
ると共に、円周方向に関しては、ディスク（１）の絶対
回転角度ψがn/Lとなる時刻を持つことで、アドレスM,n
にアクセスされる。なお、スパイラル記録の場合は、となる。

ところで、エンコード板（11）やディスク（１）の温
度による伸縮やこれらを固定する材料の非可逆の経時変
化などの問題がある。これらがゆっくりとした変化をす
ることから、第７図に示すように記録面（1R）に位置補
償用トラックTp,Tqが設けられ、長いサンプリング周期
で、このトラックTp,Tqより信号が読み出され、位置ず
れの補正が行なわれる。トラックTp,Tqには、例えば連
続した３つのトラックが使用され、中央のトラックには
信号が記録され、両サイドのトラックは無信号トラック
とされる。

この場合、トラックTp,Tqの、基準トラックT_REFから
の本来の距離をそれぞれdp,dqとし、その点の位置ずれ
量をΔp,Δｑとすれば、基準トラックT_REFからの距離が
本来ｄであるべき点の位置ずれ量Δｄは、直線補間によ
り、下式のようになる。

つまり、距離ｄをｄ＋Δｄとしてヘッド（５）の絶対
位置を制御すればよいことになる。

このように本発明によれば、ディスク（１）に基準ト
ラックT_REFが設けられ、これを用いてトラッキングサー
ボが行なわれるものであり、記録面（1R）の全面にトラ
ッキング用信号を記録または加工することが不要とな
る。また、検出器（７），（８）は撮像式であるため分
解能が極めて高く、記録トラックピッチを狭くできる。
したがって、記録密度を低下させずに、良好なトラッキ
ングサーボを行なうことができる。

また、距離ｄがラジアル方向のアドレスとされると共
に、ディスク（１）の絶対回転角度ψで円周方向のアド
レスが指定されるので、高速アクセスが可能となり、よ
り速い書き込み、読み出しをすることができる。

また、位置補償用トラックTp,Tqが設けられ、位置ず
れの補正がなされるので、経時変化の問題が解消される
と共に、ディスク（１）の交換も可能となる利益があ
る。

さらに、ディスク（１）の絶対回転角度ψが検出さ
れ、これにより回転速度制御を精確に行なうことがで
き、スパイラル記録や、CLV（線速度一定）記録をする
こともできる。

なお、上述実施例によれば、基準トラックT_REFはディ
スク（１）の最外周に１本設けられたものであるが、そ
の位置および本数はこれに限定されるものではない。ま
た、位置補償用トラックTp,Tqの位置および本数も実施
例のものに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ディスクの記録面全面にトラッキ
ング用信号を記録または加工することが不要となる。ま
た、撮像式絶対位置検出器は、分解能が極めて高く記録
ピッチを狭くできる。したがって、記録密度を低下させ
ずに良好なトラッキングサーボを行わせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明の説明のための図である。（１）はディスク、（２）は回転駆動装置、（３）はシ
ステムコントローラ、（５）はヘッド、（６）はヘッド
送り装置、（７）（８）および（９）は絶対位置検出器
である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク上に回転中心を同心とする基準ト
ラックを設け、撮像式絶対位置検出器を用いて、上記回転中心とヘッド
を通る直線上における上記基準トラックの絶対位置を検
出し、上記ヘッドが、上記検出した基準トラックの絶対位置に
基いた所望の記録トラック位置となるように、撮像式絶
対位置検出器を用いて絶対位置を検出しながら上記ヘッ
ドを上記直線方向に移動制御することにより、上記ヘッ
ドのトラッキングサーボを行うようにしたことを特徴と
するヘッド位置制御方法。