JP2804118B2 - トラッキング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、例えば光ディスクに対して情報の記録あ
るいは再生を行うディスク装置等のトラッキング制御装
置に関する。

（従来の技術） 周知のように、光ディスク装置には、光ディスクに対
して光（ビーム）を照射することによって情報の書込み
（記録）、または読み取り（再生）を行う光学ヘッドが
設けられている。この光学ヘッドは、リニアモータによ
って光ディスクの半径方向に駆動されるようになってい
る。

そして、光学ヘッドからの光は、対物レンズを介して
光ディスクに形成される溝（トラックもしくは情報ピッ
ト列）に追従して照射される、つまり情報の記録時また
は再生時には常に光ディスクのトラックに光が照射され
るように対物レンズがトラック方向に制御されている。
この場合、光ディスクからの光を対物レンズなどを介し
て二分割センサからなる光検出素子で受光し、この光検
出素子により生成されるトラック差信号に応じた駆動信
号で対物レンズの駆動コイルを制御することによって、
対物レンズを常に所要のトラック上に維持するようにな
っている。

ところで、上記のような構成の光ディスク装置におけ
るトラック走査の方法としては、たとえばリニアモータ
によって光学ヘッド全体を移動されることによって対物
レンズを所要のトラック位置へアアクセスする方法と、
対物レンズのみを移動させることによって対物レンズを
所要トラック位置へアクセスする方法などがある。

例えば、光学ヘッドからの光が、対物レンズを介して
光ディスクに形成されている溝に追従して合トラック状
態で照射されている際に、外力による振動あるいは光デ
ィスクのきず等により光が溝に対して合トラック状態か
らはずれた場合におけるトラック走査の方法を説明す
る。まず、対物レンズのトラック検出器は対物レンズを
介して光ディスクに照射されている光の合トラック状態
からの位置ずれを検出する。次に、この位置ずれが減少
されるように，対物レンズは光学ヘッドを基準として、
光デイスクに形成されている溝と直交する方向に移動さ
れ、光ディスクに対して合トラック状態となる。次に、
この対物レンズの移動により、光学ヘッドと対物レンズ
との位置関係にずれが生じたため、このずれが減少され
るように光学ヘッドが対物レンズに対して移動される。
このような対物レンズ及び光学ヘッドの移動により、光
ディスクのトラック走査が行われる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、外力による振動あるいは光ディスクの
きず等により、光ディスクのトラック（溝）に対して，
対物レンズを介して照射される光が合トラック状態から
はずれ、対物レンズ及び光学ヘッドが上記のような移動
を行った場合に、以下のような不具合が生じていた。つ
まり、対物レンズが移動し光学ヘッドが移動し、引き続
き対物レンズが同方向の移動した場合等に、対物レンズ
の移動が急激であると、光学ヘッドの移動が急激とな
り、光学ヘッドの移動制御系が発散してしまい，光ディ
スクに対して安定なトラッキングができないという不具
合が発生していた。

そこでこの発明は、対物レンズを介して照射される光
ディスクのトラックに対してずれを生じ、対物レンズの
トラック検出器が位置ずれを検知して対物レンズ及び光
学ヘッドを移動させた際に、これらの制御系の発散を防
ぎ、光ディスクに対して安定したトラック走査を行うこ
とのできるトラッキング制御装置に提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明のトラッキング制御装置は、上記課題を解決
するために、記録トラックを有する記録媒体に光を照射
する集光手段と、集光手段を弾性的に支持し、集光手段
を記録媒体の記録トラックの方向と直交する方向に移動
させる第１の移動手段と、第１の移動手段を支持する支
持手段と、第１の移動手段により移動される集光手段の
移動情報を検知して支持部材を集光手段の移動情報に基
づき移動多させる第２の移動手段と、第２の移動手段に
より移動される支持部材の移動情報を検知する移動情報
検知手段とを具備することを特徴とする。

（作用） この発明は、第１の移動手段により移動される集光手
段を介して，記録媒体の記録トラックに光を照射すると
ともに、これら第１の移動手段及び集光手段を支持する
支持手段を第２の移動手段により移動させる。この際，
この第２の移動手段の移動情報を検知し，この移動情報
を用いて集光手段の移動を操作することによりトラッキ
ングを行うようにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第１図は、この発明に係るトラッキング制御装置を適
用したディスク装置を示すものである。光ディスク（記
録媒体）10の表面には、スパイラル状あるいは同心円状
に溝（トラック）が形成されており、この光ディスク10
は、モータ12によって例えば一定の速度で回転される。
このモータ12は、モータ制御回路14によって制御されて
いる。

上記光ディスク10は、第２図に示すように、たとえば
ガラスあるいはプラスチックなどで円形に形成された基
板の表面にテルルあるいはビスマスなどの金属被膜層つ
まり記録膜がドーナツ型にコーティングされており、そ
の金属被膜層の中心部近傍には切欠部つまり基準位置マ
ーク39が設けられている。

また、光ディスク10上は、第２図に示すように、基準
位置マーク39を「０」として「０〜255」の256セクタに
分割されている。上記光ディスク10上には可変長の情報
が複数ブロックにわたって記録されるようになってお
り、光ディスク10上には36000トラックに30万ブロック
が形成されるようになっている。

なお、上記光ディスク10における１ブロックのセクタ
数はたとえば内側では40セクタになり、外側では20セク
タになるようになっている。上記ブロックの開始位置に
は、トラック番号、セクタ番号などからなるブロックヘ
ッダＡがたとえば光ディスク10の製造時に記録されるよ
うになっている。

また、光ディスク10における各ブロックがセクタの切
換位置で終了しない場合、ブロックギャップを設け、各
ブロックが必ずセクタの切換位置から始まるようになっ
ている。

上記光ディスク10に対する情報の記録再生は、第１図
に示すように、光学ヘッド16によって行なわれる。この
光学ヘッド16は、リニアモータの可動部を構成する駆動
コイル18に固定されており、この駆動コイル18はリニア
モータ制御回路20に接続されている。

この光学ヘッド16には、第３図に示すように、対物レ
ンズ26がワイヤあるいは板ばね（弾性部材）28によって
支持されている。この対物レンズ26は、駆動コイル30に
よってフォーカシング方向（レンズの光軸方向）に移動
され、また，移動手段としての駆動コイル（レンズアク
チェータコイル）32によってトラッキング方向（レンズ
の光軸と直交する図示矢印BB′方向）に移動されるよう
になっている。また、この光学ヘッド16には、対物レン
ズの位置センサ33が設けられている。この対物レンズの
位置センサ33は，対物レンズ26をトラッキング方向BB′
で支持する１組のワイヤあるいは板ばね28が自然状態で
釣り合った時の対物レンズ26の中央位置近傍を基準とし
て，対物レンズ26のトラッキング方向BB′での位置を位
置検出している。

前記リニアモータ駆動回路置20には、リニアモータ位
置検出器22が接続されている。このリニアモータ位置検
出器22は、光学ヘッド16が設けられた光学スケール24を
検出することにより、現在位置信号を出力するようにな
っている。また、このリニアモータ位置検出器22の位置
信号より、上記リニアモータ制御回路20はリニアモータ
の速度を検知し、リニアモータの速度制御25を出力す
る。

また、リニアモータの固定部には、図示しない永久磁
石が設けられており、前記駆動コイル18がリニアモータ
制御回路20によって励磁されることにより、光学ヘッド
16は、光ディスク10の半径方向に移動（粗アクセス）さ
れるようになっている。

さらに、このリニアモータ制御回路20には、上述した
対物レンズの位置センサ33の位置偏差信号33aが入力さ
れる。リニアモータ制御回路20は、この位置偏差信号33
aより対物レンズ26の位置を検知し、対物レンズ26の動
作に伴いリニアモータの可動部を構成する駆動コイル18
を駆動させる。

また、レーザ制御回路34によって半導体レーザ36より
発生されたレーザ光38は、コリメータレンズ40、ハーフ
プリズム42、対物レンズ26を介して光ディスク10上に照
射される。レーザ光38は、この光ディスク10上で反射さ
れ、この光ディスク10からの反射光は、対物レンズ26、
ハーフプリズム42、集光レンズ44、およびシリンドリカ
ルレンズ46を介して光検出器48に導かれる。この光検出
器48は、４分割の光検出セル48a、48b、48c及び48dによ
って構成されている。

上記光検出器48の光検出セル48aの出力信号は、増幅
器50を介して加算器52、54の一端に供給されている。光
検出セル48bの出力信号は、増幅器56を介して加算器5
8、60の一端に供給されている。光検出セル48cの出力信
号は、増幅器62を介して加算器54、58の他端に供給され
ている。光検出セル48dの出力信号は、増幅器64を介し
て加算器52、60の他端に供給されるようになっている。

上記加算器52の出力信号は差動増幅器66の反転入力端
に供給され、この差動増幅器66の非反転入力端には上記
加算器58の出力信号が供給される。これにより、差動増
幅器66は、上記加算器52、58の差に応じてトラック差信
号68をトラッキング制御回路70に供給するようになって
いる。このトラッキング制御回路70は、差動増幅器66か
ら供給されるトラック差信号68に応じてトラック駆動信
号72を形成するものである。また、このトラッキング制
御回路70はリニアモータ制御回路20からリニアモータの
速度情報25を受け取り、この速度情報25に基づきトラッ
ク駆動信号72を形成するものである。このトラッキング
制御回路70から出力されるトラック駆動信号72は、前記
トラッキング方向の駆動コイル32に供給され、シャンプ
すべきトラック数に応じて対物レンズ26を移動させるこ
とにより、レーザ光38を光ディスク10上で移動させるよ
うになっている。

また、上記加算器54の出力信号は差動増幅器74の反転
入力端に供給され、この差動増幅器74の非反転入力端に
は上記加算器60の出力信号が供給される。これにより、
差動増幅器74は、上記加算器54、60の差に応じてフォー
カス点に関する信号をフォーカシング制御回路76に供給
するようになっている。このフォーカシング制御回路76
の出力信号78は、フォーカシング駆動コイル30に供給さ
れ、レーザ光38が光ディスク10上で常時ジャストフォー
カスとなるように制御される。

上記のようにフォーカシング、トラッキングを行なっ
た状態での光検出器48の各光検出セル48a−48dの出力の
和信号、つまり加算器52、58からの出力信号は、トラッ
ク上に形成されたピット（記録情報）の凹凸が反映され
ている。この信号は、映像回路80に供給され、この映像
回路80において画像情報、アドレス情報（トラック番
号、セクタ番号等）が再生される。

上記レーザ制御回路34、フォーカシング制御回路76、
トラッキング制御回路70、リニアモータ制御回路20、モ
ータ制御回路14、映像回路80等は、バスライン82を介し
てCPU84によって制御されるようなっている。このCPU84
はメモリ86に記録されたプログラムによって所定の動作
を行なうようになっている。

また、D/A変換器88はそれぞれフォーカシング制御回
路76、リニアモータ制御回路20とCPU84との間で応報の
授受を行なうために用いられるものである。

以下、本トラッキング制御装置の構成及び動作につい
て、第４図を用いて説明する。第４図は、対物レンズ2
6、集光レンズ44とシリンドリカルレンズ46と光検出器4
8から成るトラッキングセンサ100、トラッキングセンサ
100の検知信号に基づきトラック差信号68を出力する信
号処理系102、トラック差信号68に位相補償を施す位相
補償回路104、位相補償されたトラック差信号68′を増
幅して駆動信号108を出力する駆動アンプ106、この駆動
アンプ106の駆動信号108に基づき対物レンズ26を駆動さ
せる駆動コイル32とから構成されている。また、対物レ
ンズ26の位置をトラッキング方向BB′で検知する対物レ
ンズの位置センサ33、対物レンズの位置センサ33の位置
偏差信号33aに位相補償を施す位相補償回路110、位相補
償された位相偏差信号33a′を増幅して駆動信号114を出
力する駆動アンプ112、この駆動アンプ112の駆動信号11
4に基づきリニアモータの可動部を構成する駆動コイル1
8とから構成されている。さらに、リニアモータ位置検
出器22の位置信号よりリニアモータの速度を検知するリ
ニアモータ速度センサ116とから構成されている。この
リニアモータ速度センサ116の出力信号118は位相補償回
路104の後段に配置されている演算器120に入力され、位
相補償回路104からのトラック差信号68′と加算されて
駆動アンプ106に入力される。

ここで、第５図に、光ディスク10に対して対物レンズ
26を矢印Ｃ方向に走査させた場合のトラック差信号を示
す。対物レンズ26は、光ディスク10のトラックTnを走査
している際には、トラック差信号68が信号値Pnとなるよ
うにトラッキング方向BB′に対してトラッキングセンサ
100、信号処理系102、位相補償回路104、駆動アンプ106
及び駆動コイル32等により制御される。

次に、第６図に、対物レンズ26が光ディスク10のトラ
ックTnを走査している際に、トラックTnが例えば光ディ
スク10の偏心により、図中矢印Ｄ方向に移動した場合の
対物レンズ26等の動作を説明する。この場合、第５図で
説明したように、対物レンズ26はトラック差信号68が信
号値Pnとなるように、光ディスク10のトラックTnの図中
矢印Ｄ方向の移動（第６図（ａ）から（ｂ）への移動）
に伴い、同様に矢印Ｄ方向に移動する。この時、対物レ
ンズ26が矢印Ｄ方向に移動することにより、対物レンズ
の位置センサ33より対物レンズ26が光学ヘッド16に対し
矢印Ｄ方向に移動した旨の位置偏差信号33aが位相補償
回路110に入力される。この信号に基づき、駆動アンプ1
12及び駆動コイル18により、光学ヘッド16が矢印Ｄ方向
に移動され、上記対物レンズ26が光学ヘッド16に対して
移動した為に生じた位置偏差信号33aが相殺される。位
相偏差信号33aが相殺されることにより、光学ヘッド16
は移動が停止される。

以上説明したように、対物レンズ26はトラッキングセ
ンサ100及び信号処理系102により形成されるトラック差
信号68がある特定レベル値（第５図において、トラック
Tnに対しての信号値Pn。）となるように制御される。ま
た、光学ヘッド16は対物レンズの位置センサ33により形
成される対物レンズ26の位置偏差信号33aが、光学ヘッ
ド16に対して特定位置（対物レンズ26をトラッキング方
向BB′で支持している１組のワイヤあるいは板ばね28が
自然状態で釣り合った時の対物レンズ26の中央位置近
傍。このときの位置偏差信号33aの出力値Ｑとして以下
説明を行う。）となるように制御される。

以上のように動作する対物レンズ26及び光学ヘッド16
において、本装置が外力等による振動を受けた場合ある
いは光ディスク10に破損があった場合等に、対物レンズ
26は光ディスク10に対して相対的な位置ずれを急激に生
じる。以下、第７図を参照しながら本装置の説明を行
う。第７図（ａ）は、第５図に示した光ディスク10、対
物レンズ26及び光学ヘッド16の関係において、光ディス
ク10のトラックTnに対して対物レンズ26が合トラック状
態にあり、かつ対物レンズの位置センサ33により形成さ
れる対物レンズ26の位置偏差信号33aが光学ヘッド16に
対して特定位置にあり出力値Ｑの状態である。この図の
状態に対し、第７図（ｂ）は、光ディスク10が外力等に
より振動を受けた場合、対物レンズ26の位置より例えば
Ｅ方向に移動した直後の場合の状態が示されている。こ
のとき、トラック差信号68は出力値Ｐとなっており、対
物レンズ26はトラック差信号68の出力値Ｐが矢印Ｆで示
すように制御される。すなわち、対物レンズ26は駆動コ
イル32等により矢印Ｅ方向に移動される。この対物レン
ズ26の移動、つまり、光学ヘッド16に対し対物レンズ26
の矢印Ｅ方向への移動により、第７図（ｃ）に示すよう
に対物レンズ26の位置偏差信号33aの出力値Ｑ′が出力
値Ｑに対してＲ方向にずれる。このため、第７図（ｄ）
に示すように、この出力値Ｑ′が出力値Ｑに一致するよ
うに光学ヘッド16が矢印Ｅ方向に移動する。この時、前
述した対物レンズ26に対する光ディスク10の矢印Ｅ方向
への移動が急激であればある程、対物レンズ26及び光学
ヘッド16の矢印Ｅ方向への移動量は大きくなり、第７図
（ｃ）及び（ｄ）で示すようにトラックTnを飛び越して
しまう。しかしこの時、第４図に示されているリニアモ
ータ速度センサ116の出力信号118を取り出し、位相補償
回路104の後段の演算器120に入力する。この出力信号11
8の入力に基づき、駆動アンプ106及び駆動コイル32は光
学ヘッド16の速度方向に対して対物レンズ26を反対方向
に移動させる。すなわち、第７図（ｅ）に示すように、
対物レンズ26の矢印Ｅ方向への移動に伴って同方向に移
動した光学ヘッド16の移動により形成されるリニアモー
タ速度センサ116の出力信号118に基づき、対物レンズ26
を矢印方向とは反対方向の矢印Ｇ方向に移動させる。こ
れにより、対物レンズ26は矢印Ｅ方向に移動してトラッ
クTnを飛び越してしまった場合においても、矢印Ｇ方向
に移動されて正確にトラックTnを走査することができ
る。また、対物レンズ26の移動量を小さくしているた
め、目的トラックTnへのアクセスを早くすることにもな
っている。

また、対物レンズ26がある一方向、例えば矢印Ｅ方向
に移動して、この移動に伴い光学ヘッド16が対物レンズ
26と同方向に移動し、第７図（ｃ）に示すような状態と
なった場合について説明を加える。この場合、トラック
差信号68は第７図（ｂ）に示す信号値Ｐ近傍の値となっ
ている。この時、この信号値Ｐが入力されたトラッキン
グ制御回路70は駆動コイル32に対して対物レンズ26をさ
らに矢印Ｅ方向に移動させるように制御する。対物レン
ズ26がさらに矢印Ｅ方向に移動されると、対物レンズの
位置センサ33はリニアモータ制御回路20に対して光学ヘ
ッド16を矢印Ｅ方向に移動させる位置偏差信号33aを出
力し、光学ヘッド16は矢印Ｅ方向に移動される。このよ
うな動作が連続した場合、対物レンズ26は光ディスク10
に対して合トラック状態とならず、光学ヘッド16はいわ
ゆる暴走を起こしてしまう。しかし、本装置において
は、前述したように、光学ヘッド16が移動した場合、光
学ヘッド16の速度方向に対して対物レンズ26をその速度
方向の反対方向に移動させているため、対物レンズ26の
位置偏差信号33aにより光学ヘッド16を移動させるリニ
アモータ制御回路14の発振、いわゆる暴走を防ぐことが
できる。

以上説明したように、本装置においては光学ヘッド16
が移動した場合、光学ヘッド16の速度方向に対して対物
レンズ26をその速度方向に対して反対方向に移動させて
いる。これにより、本装置が外力等により振動を受け、
光ディスク10に対する対物レンズ26の相対的な位置が合
トラック状態からずれた場合においても正確にトラック
を走査することができる。また、この場合において、対
物レンズ26の移動量を小さくしているため、目的として
いるトラックへの合トラック状態を短時間で実現でき
る。さらに、光学ヘッド16の移動方向、例えば第７図に
おける矢印Ｅ方向に対して対物レンズ26は矢印Ｇ方向に
移動され、このときの位置偏差信号33aの出力により光
学ヘッド16は移動していた方向の反対方向（矢印Ｇ方
向）に移動されるため、光学ヘッド16が一方向に加速さ
れて移動することを防ぐことができる。

また、本発明においては、リニアモータ速度センサ11
6の出力信号118を位相補償回路104の後段に入力した
が、この出力信号118は位相補償回路104の前段に入力し
ても良く、得られる効果は同等である。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、外力等の影響
を受け、合トラック状態からずれた場合にも安定したト
ラック走査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はトラッキング制御装置の概略構成を示す図、第
２図は光ディスクの構成を示す図、第３図はレンズアク
チュエータの概略構成を示す図、第４図はトラッキング
制御装置の一部の概略構成を示す図、第５図は光ディス
クのトラックとトラック差信号の関係を示す図、第６図
及び第７図は光ディスクのトラックが対物レンズに対し
てずれたときの対物レンズ及び光学ヘッドの動作を示す
図である。 10……記録媒体、16……支持手段、 18……第２の移動手段、26……集光手段、 32……第１の移動手段、116……移動情報検知手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録トラックを有する記憶媒体に光を照射
   する対物レンズと、 この対物レンズにより照射された光と記憶トラックとの
   誤差状態を検知し、トラック誤差信号を出力するトラッ
   キングセンサ手段と、 前記対物レンズを前記記憶媒体の記録トラックの報告直
   交する方向に移動させる駆動コイル手段と、 この駆動コイル手段と前記対物レンズとを支持する光学
   ヘッドと、 前記駆動コイル手段により移動される前記対物レンズ
   の、前記光学ヘッドに対する位置偏差を検知し、位置偏
   差信号を出力する対物レンズ位置センサ手段と、 この対物レンズ位置センサ手段により出力された位置偏
   差信号に基づき、前記光学ヘッドを移動させるモータ手
   段と、 このモータ手段により移動される前記光学ヘッドの速度
   情報を検知し、この速度情報を表わす信号を出力するモ
   ータ速度検出手段と、 このモータ速度検出手段の出力信号を、前記トラッキン
   グセンサ手段から出力されるトラック誤差信号に加算し
   て得られる駆動信号を、前記駆動コイル手段に供給する
   駆動信号供給手段と、 この駆動信号供給手段からの駆動信号に基づき前記駆動
   コイル手段を制御し、前記対物レンズを前記記憶媒体の
   記録トラックの方向と直行する方向に移動させることを
   特徴とするトラッキング制御装置。