JPS6273436A - 光学式再生装置のトラツキング制御装置 - Google Patents

光学式再生装置のトラツキング制御装置

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JPS6273436A
JPS6273436A JP21195985A JP21195985A JPS6273436A JP S6273436 A JPS6273436 A JP S6273436A JP 21195985 A JP21195985 A JP 21195985A JP 21195985 A JP21195985 A JP 21195985A JP S6273436 A JPS6273436 A JP S6273436A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、円盤状記録媒体上に映像信号の如き情報を、
該媒体における光学的特性変化の形式で記録し、或いは
再生する光学式再生装置に関し、特に該光学式再生装置
のトラッキング制御装置に関するものである。
〔発明の背景〕
かかる光学式記録再生装置においては、一般に記録媒体
としてたとえばディスク形状のものが使用され、情報信
号はディスク状の記録媒体上に渦巻き状または同心円状
の記録軌跡として記録され、またそこから再生される。
同心円状の記録軌跡は静止画1家情報等の一定区間毎に
区切りのある情報の記録に適しており、逆に動画等の映
像信号および音声信号等の連続信号の記録再生には、渦
巻状の記録軌跡(以下トラックという)が適している。
このような情報の記録装置もしくは再生装置において、
記録媒体に対する経済性および装置の小型化等を考えれ
ば、記録再生手段にかかわらず今後更に高密度化してい
く傾向にあり、これを達成するために記録波長の短波長
化と共に狭トラツク化への要望は14強まっている。
この狭トラツク化に伴なって発生する問題の1つに、記
録された情報トラックを有する記録媒体を装置から着脱
した後、再度装置に装着した時、装着された記録媒体の
機械的位置ずれによる偏心や記録媒体の熱的あるいは力
学的な応力による塑性変形によってトランク間隔を越え
る情報トラックのひずみの発生がある。このため、情報
トラックのひずみ形状に追従したトラッキング制御を行
fjわなければ、このひずみ形状によって再生手段の再
生走査値11(具体的には光スポットの位置)と情報ト
ラックがトラック直交方向に相対的な位1&動を有する
ことになる。
通常、情報トラックのひずみのうち、偏心に起因するも
のがその大半を占め、これはディスク状記録媒体の回転
に同期して発生し,ディスクの装着状態等により、その
大きさおよびディスク状記録媒体の回転角をこ対する位
相が異なるものとなる。
情報トラックのひずみは、情報再生装置あるいはディス
ク状記録媒体の精度等にもよるが、数十〜数百μm程度
の大きさで発生し,トラック間隔を2μm程度とすると
1桁あるいは2桁程度大きな値となる。
したがって、通常の再生状態では情報信号を再生するた
めの光スポットがトラックのひずみ形状に追従する様に
トラッキング制御が行なわれている。このときの元スポ
ットとトラックの相対的な位置ずれは、隣接トラックか
らのクロストークも考慮すると、約0.1pm以下の精
度におさえる必要がある。しかし、ディスクのひずみ、
特に偏心に起因する成分が大きくなると,光スポットと
トラックの相対的な位置ずれが大きくなり、隣接トラッ
クからのクロストークが問題となる。この位置ずれを小
さくするには、トラッキング制御回路の利得を大きくす
ればよいわけであるが、制御回路の利得を大きくしすぎ
ると、制御回路の発掻等の問題が生じ、回路が動作不安
定になるという問題が生じる。
上記欠点を対策する方法として、例えば特開昭5 6 
− 7247号に記載されている様に、トラッキング制
御回路が正常に作動しているときに得られるトラッキン
グ誤差信号から、情報トラックのひずみ形状に対応した
波形をとり出して一度メモリに記憶し1次にこの記憶さ
れた波形をディスクの回転に同期して読み出し、このメ
モリから読み出された信号をトラッキング制御回路に印
加することによって再生光スポットと情報トラックの位
置flII、位置ずれを補正する方法がある。
この方法は、トラッキング制御が確実に動作することを
前提としているが、ディスク装着に起因して生ずる偏心
が大きすぎると、トランクひずみに追従してトラッキン
グ制御が行なわれない場合もあり、このときのトラッキ
ング誤差信号を波形記憶し、この記憶した信号で補正す
ると逆効果になるという問題がある。
また、上記特開昭56−7247号に記されたトラッキ
ング制御の場合には、メモリに記憶された波形をディス
クに設けられた回転始端信号を基準にして読み出す様に
しているが、例えば置去専用型の元ディスクプレーヤの
場合には、ディスクζζ回転始端信号が設けられていな
いため便用できない。また、再生専用型の光デイスクプ
レーヤには、ディスクの回転数が180Orpm一定の
CAV方式(Con5tantλngular Vel
ocity )と、再生光スポットの位置によりてディ
スクの回転数が変化するCLV方式(Con5tant
 Linear Velocity)とがある。 CL
V方式では、ディスク内周でtso。
rpm(30Hz )、ディスク外周で600 rpm
(10Hz)  と連続的に回転数が変化するから、メ
モリに記憶された波形の読み出しもこれに応じて変える
必要がある。
以上のように、従来のトラッキング制御に関する装置は
何らかの問題点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記したような情報トラックのひずみ
形状に起因して生ずる再生光スポットの位置と、情報ト
ラックとの相対的な位置ずれ5および位it変動を補正
する、特にディスクの偏心成分を補正するトラフキング
制御装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、ディスク装着に起因して生ずる情報ト
ラックのひずみが、主にディスク回転に同期して発生す
ることに着目し、記憶回路に例えばlサイクルの正弦波
状の波形を記憶しておき。
一方、情報トラックのひずみに追従して制御する様にさ
れたトラッキング制御回路のトラッキング誤差信号から
ディスクの偏心の大きさ、位相を検出し、この検出した
信号で前記正弦波状の波形の振幅と位相を補正してメモ
リ手段に記憶させ、該メモリ手段からディスクの回転速
度に応じて作成されたアドレスで読み出すことにより、
最適な補正旧畦を発生するようにした点にある。また、
これにより再生専用型光ディスクプレーヤのCLV方式
の様に回転数が光スポットの位置で変わる様な方式の場
合にも対応できる様にした点に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下に、本発明の一実施例を添付図面を用いて説明する
〇 第1図は、本発明の光学式再生装置の一実施例を示すブ
ロック図である。同図において、1はディスク、2は回
転用モータ、3はレーザダイオード、4は結合レンズ、
5は回折格子、6は偏光プリズム、7はミラー、8は1
/4波長板、9は対物レンズ、10は円筒レンズ% 1
1はミラー、12は検出器である。
また、13は信号処理回路、14は同期分離回路、is
は基準信号発生回路、16はモータ制御回路、17は駆
動回路である。さらに、18は差動増幅器、19は位相
補償回路、20はスイッチ、21は加算器、22は駆動
回路、23はトラッキング制御用アクチュエータ、24
は波形整形回路、25はディスクの偏心を検出し補正す
るための偏心補正信号発生回路% 30はメモリ、31
はVム変mW、32はスイッチ、33は分周回路である
次に、本実施例の動作について説明する。
第1図において、ディスク1はディスク回転用モータ2
によって高速回転されている。レーザダイオード3から
発生される元ビームは結合レンズ4、回折格子5に入射
する。回折格子5は透明な板の表面に細い平行線を多数
刻んだ光学素子であり、光の回折干渉作用により、互い
に微少な角度をなして出射する3本の光束に分離される
。3本のうち、中央の光束は記録情報の読み出しおよび
焦点位置制御用、両側の2本はトラッキング誤差信号の
検出用である。この3本の光束は偏光プリズム6、ミラ
ー7、V4波長板8を通過して対物レンズ9に入射され
る。対物レンズ9は% 3本の光束がディスク1上のピ
ット面上でトラックに沿ってたがいに20μm離れた直
径1.6μmの3つの光スポットとなる様に、周知の焦
点制御(フォーカス制御#)によって制御される。
ディスクl上で反射された反射光は、再び対物レンズ9
、l/4波長板8を通過して偏光プリズム6によって方
向が変えられ5円筒レンズ10を通過して光検出器12
における3個の受光面P1゜p、 、 p、上にそれぞ
れ結像する。両側の受光面P1゜P、にはトラッキング
誤差検出用の2本の光束が、中央の受光面P、には記録
情報読み喉り用の中央の光束が結像する。中央の受光面
P、は4分割されており、その受光出力はフォーカス誤
差信号検出用にも供されている。
差動増幅器18の出力には、光検出器12における受光
面P、 、 P、の差信号が得られ、この差信号は位相
補償回路19、ループスイッチ20.加算器21を介し
て駆動回路22に入力される。この駆動回路22の出力
によりトラッキング制御用のアクチェエータ23が制御
されて1周知のトラッキング制御が行なわれる。
一方光検出器12における受光面P、の出力は、信号処
理回路13に入力されここでビデオ信号にi換される。
変換されたビデオ信号は同期分離回路14にて同期分離
され、ここで得られた水+同期信号と、基準信号発生回
路15から出力される基準水平同期信号が位相同期する
様にモータ制御回路16、駆動回路17を介してディス
ク回転用モータ2が制御される。
ディスク1から再生されるビデオ信号の水平同期信号と
、基準水平同期信号とが位相同期する様にディスク回転
用モータ2が制御されるので、CAV 方式のディスク
の場合にはディスクは1800rpm  の一定回転数
で回転する〇一方、  CLV方式の場合には、再生元
スポットの再生位置に応じて自動的に回転数が変化し、
デ、・スフ最内周位置で1800rpm、ディスク最外
周位置で約60Qrpm  となる。
第2図はディスク回転用モータ2の一例を示したもので
ある。モータの寿命等の理由から、一般にはブラシレス
の直流モータが便用され、ここでは直流3相ブラシレス
モータを例にとって示しである。同図において、34は
ターンテーブル、35はハブ、36はヨーク、37は磁
石、38はコイル、39はコイル38が搭載された基板
、40はヨーク、41は軸受け、42はスラスト軸受け
、43は回転軸である。
第3図は磁石37の着磁パターンの一例を示したもので
、同図に示す様に8極に着磁されている。
第4図は基板39に搭載されたコイル38の具体的な構
成の一例を示したもので、コイル44−1.44−2.
44−3.44−5.44−6゜ホール素子47−1.
47−2.47−3、周波数発電用パターン48(以下
FGパターントいう)から構成されている。コイル44
−1と44−4(U相コイルともいう)、コイル44−
2と44−5(v相コイルともいう)、コイル44−3
と44−6 (W相コイルともいう)は、ここには図示
していないが、基板に設けられたパターンで接続されて
おり、かつ上記U相、V相、W相のコイルは第5図に示
す様にY結線となる様に接続されている。
モータの駆動方式は本発明と直接関係がないので、詳細
な説明は略するが、各コイルの駆m電圧は磁石37の回
転にともなって変化する磁界の変化をホール素子47−
1% 47−2.47−3で検出した信号によって切換
えられ、このときのコイル電流によって生ずる磁力と、
磁石37の磁力の吸引力、反発力によって回転が行なわ
れる。
コイル44の内側に設けられたFGパターン48は、モ
ータの回転数を検出するためのもので、ディスクモータ
1回転に出力されるパルス数はFGパターンの構成によ
って任意に設定可能である。
第5図は第1図のモータ駆動回路’17の一具体例を示
したものである。ホール素子47−1゜47−2.47
−3には、第6図(a) * (b) + (C)に示
す様に磁石37が8極に着磁されているので、モータ1
回転に4サイクルの正弦波状の波形が得られ、この波形
をヒステリシスコンパレータ49゜50.51に入力し
たあと、マトリックス回路52で処理し、駆動回路53
.54.55に第6図(d)。
(e) 、 (f)の様な各コイルを駆動するための駆
動電圧が出力される様にする。駆動″電圧の振幅は第1
図のモータ制御回路16の出力(b)によって制御され
、希望の回転数となる様に制御される。またFGパター
ン48の出力はリミッタ増幅器56で増幅されて、振幅
制限されて出力(c)とされる。
次に本発明の主要部である偏心補正信号発生回路の動作
について、必要に応じて第10図および第11図を参照
して説明する。
第7図はトラッキング制御をOFFにしたときの光スポ
ットの軌跡を示したものである。この図において、0は
情報トラックの記碌中心、0′はディスクの回転中心を
、実線は情報トラック、破線は光スポットの軌跡を示し
ている。たとえばディスク1の回転数を180Orpm
とすれば、ディスクの偏心は第8図(a)に示す様に表
わされ、そのくり返し周波数は30Hzで、蚤幅Aが偏
心の大きさを表わしている。第8図(b)はこのときの
第1図の差動増幅器18の出力側に得られるトラッキン
グ誤差信号の出力波形を示したもので、情報トラックの
移動数に応じたサイン波状の波形が得られる。このサイ
ン波状の波形の1サイクルが情報トラックのトラックピ
ッチに相当しており、このサイン波状の波形の数をカウ
ントすることによってディスクの偏心量を検出できる。
そこで、第10図に示されているように、まずgllf
flのスイッチ32をマイクロコンピュータ25の制御
によりOFFにし、メモリ30からの補正信号がアクチ
ェエータ23に印加されない状態とし、ここには図示し
ていないがシステム全体を制御するシステムコントロー
ルからの信号−)でスイッチ20もOFFとしてトラッ
キング制御が働らかない様にする(第10図ステップ8
1.82)。
そしてこの状態において差動増幅器18に得られる第8
図(b)の波形を波形整形回路24で整形する。
この整形された信号はマイクロコンビ纂−夕25に入力
される。
マイクロコンビ為−夕25はたとえばカウンタ機能26
%演算機能27、メモリ機能28、データ・アドレス制
御機能29によって構成される。
マイクロコンビエータ25にはこの他に、たとえば第5
図に示すヒステリシスコンパレータ49の出力(ホール
素子47−3の出力を整形した信号)を分周回路33で
第6図(g)の様に分周したあとに立ち上りエツジ検出
回路34で第6図(h)の様に立ち上りエツジを検出し
た信号と、第5図に示すFGパターン4Bの信号をリミ
ッタ増幅器56で振幅制限された出力波形(c)も入力
されている。
マイクロコンピュータ25は、立ち上りエツジ検出回路
34から出力される第6図()I)に示される1回転に
14VA出力されるパルスの立上りに同期して、ディス
ク1回転に入力される波形整形回路24の出力パルスを
マイクロコンビエータ25のカウンタ機能26でカウン
トする(第10 @ステップS3.S4,85)。この
カウントした結果からディスクの偏心量δ1 を算出す
る(il 0図ステップ3s)。
Vム変換器31から出力されるべき補正信号の必要振1
gV+ は、駆動回路22の電圧−電流変換係数をgm
 (’Vy ) sアクチェエータ23の感度をα(μ
m/A)、偏心量をδ、とすればとなる。偏心量δ1 
と補正信号V、は比例関係となる。上式に前記ディスク
の偏心量δ1 を適用することにより、必要補正信号掘
幅v1  を演算して求める(第10図ステップ87)
ステップS8で求めた振mv+  とディスク1が1回
転するに要する時間とから、第9図に示されているよう
な像幅がV、となるサイン波形を求め、マイクロコンピ
ュータ25のデータ会アドレス制御機能29を用いてメ
モIJ 30に記憶する(第1O図ステップSS)。以
上により、偏心補正信号の振幅合わせ操作を終了する@ 次に、システムコントロールでスイッチ20をOFF、
  マイクロコンビエータ25でスイッチ32をONに
した後(j!11図ステップS 11 、 S’12人
マイクロコンビエータ25は、L回転に1回パルスが出
力される様にされた立上りエツジ検出回路34の出力に
同期して、かつデータ・アドレス制御Wk能29を用い
てメモリ30のデータを任意のメモリアドレスより駆動
回路17から出力されるFG倍信号c)のパルス信号の
入力毎に順次データを出力する様にさせる。メモリ30
のデータはVム変美器31でディジタル信号をアナログ
信号に変換し、この信号でアクチェエータ23を励振さ
せ。
前述と同様波形整形回路24の出力をマイクロコンビエ
ータ25のカウント機能26でカウントする。
この動作を具体的に説明すると、まず、位相ψn wt
 Ql  位相ステップ量Δψが、初期条件として設定
される(第11図ステップ813)。次に。
立上りエツジ検出回路34の出力があったかどうかの判
断が行なわれ(ステップ814 )%イエスになると、
Vム変換器31から出力される信号の位相がψnとなる
ようにメモリ3Gからデータが出力される(ステップ5
15)。続いて、ディスク1回転分の波形整形回路24
の出力をカウントする(ステップ816)。
このカウントした1直N、  が、マイクロコンビエー
タ25のメモリ機能28に設定された目標値の値に近く
なるまで、データ舎アドレス制御機能29を用いて、メ
モリ30のデータの出力するスタートアドレスを変えな
がら波形整形回路24のパルスをカウントする動作をく
り返して立上りエツジ検出回路34から出力されるパル
スに対するVム変換器31の出力信号の最適位相を求め
る(ステップ817.1318)。
第12図はこのときの各部の信号波形を示したもので、
(a)は第1図の立上りエツジ検出回路34の出力、(
b)は−変換器31の偏心補正信号出力、(c)は差動
増幅器1Bの出力である。(b)のθは位相補正量を示
している。マイクロコンビエータ25は最適な補正信号
が得られたところで、ここ屹は図示していないがシステ
ム全体をコントロールするシステムコントロールにTO
K信号を出力する(ステップ819)。以上の操作によ
り、位相合せを終了する。
次に通常の再生状態においては、システムコントロール
からの信号によってスイッチ20をON。
マイクロコンピュータ25によってスイッチ32をON
とし、D/A変換器31から出力される補正信号と、位
相補償回路19から出力される信号とを加$1i21で
加算し、アクチェエータ23を駆動する。メモリ30か
らのデータは、1回転に1回パルスが出力される様にさ
れた立上りエツジ検出回路34の出力に同期し、かつ、
マイクロコンビエータ25のデータ・アドレス制whl
f@zsを用いて、駆動回路17から出力されるFG傷
信号e)のパルス信号が入力される毎に順次出力する様
にさせる。
このようにすれば、ディスクの回転数が180゜rpm
一定のCAV方式の場合においても、またディスクの回
転数が元スポットの再生位置によって変化するCLV方
式の場合においても、ディスク1回転に出力される分周
回路33の出力と、駆動回路17から出力されるFGパ
ルスの数は常に同じであるから、ディスクの回転数に応
じてVム変換器31から出力される補正信号の周波数も
自動的に変化する。
このためh CAV方式とCLV方式の両方に本発明を
適用することができる。
なお、前記の実施例では駆動回路17から出力されるF
Gパルス信号が入力される毎に順次メモリのデータを出
力する様にしたが、これに限ることはなく、分局あるい
はでい倍した信号、あるいは専用のパルス発生手段を設
け、ここから出力される信号を用いる方式でもかまわな
い。また、補正信号をトラッキング用アクチェエータに
印加する方式について説明したが、これに限ることはな
く、的えば光ヘッド全体を駆動する装置に補正信号を加
えるように構成してもよい。
さらに、モータの回転数を検出する手段として。
・FG 48 に限定されず、光や磁気による検出手段
を用いることができる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に本発明によれば、記録媒体の着脱ある
いは変形等による情報トラックのひずみを伴う装置にお
いても、このひずみの影響が除去でき、かつディスクの
回転数が一定のCAV方式の場合にもまたディスクの回
転数が元スポットの再生位置によって変化するCLV方
式の場合にも適用できるという特徴がある。
また、トラッキング制御が動作する前に情報トラックの
ひずみの影響をなくすることができるので引込みも安定
に行なうことが可能である。
さらに、ディスクの基準位置をディスク回転用モータの
方から検出しているので、ディスクに回転始端信号がな
くても、使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
ディスク回転用モータの断面図、第3図はディスク回転
用モータの磁石の着磁パターンを示す図、第4図はディ
スク回転用モータのコイル形状を示すための図、第5図
はディスク回転用モータの駆動回路の一具体岡を示すブ
ロック図、第6図は第5図の信号のタイムチャート図、
第7図は光スポットの軌跡を示すための図、第8図は偏
心蓋とトラッキング信号の関係を示す図、第9図はメモ
リの記憶内容の一例を示すための図、第10図および第
11図はマイクロコンビエータの動作フロー°チャート
、第12図はトラッキング補正時のVム回路出力信号お
よび差動増幅器の出力波形のタイミングチャート図であ
る。 1・・・ディスク、2・・・ディスク回転用モータ。 16・・・モータ制御回路、17・・・モータ駆動回路
、18・・・差動増幅器、19・・・位相補償回路%2
1・・・加算器、22・・・駆動回路% 23・・・ア
クチュエータ、24・・・波形整形回路、25・・・マ
イクロコンビエータ、26・・・カウンタ機能、27・
・・演算機能、28・・・メモリ機能、29・・・デー
タ・アドレス制御機能、30・・・メモリ、31・・・
Vム変換器、33・・・分局回路、47−1.47−2
゜47−3・・・ホール素子、4B・・・周波数発電用
パターン 代理人弁理士  平  木  道  人第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第9図 第12図 第   10  図 第   11   図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円盤状情報記録媒体から情報を読み取る光ピック
    アップと、該光ピックアップを搭載した光ヘッド全体を
    トラック直交方向に移送するための移送手段と、情報ト
    ラックのひずみ形状に追従してトラッキング制御を行な
    うためのトラッキング制御手段とを有する光学式再生装
    置のトラッキング制御装置において、情報トラックのひ
    ずみ形状に対応したトラッキング誤差信号を得るための
    トラッキング誤差検出手段と、該トラッキング誤差検出
    手段の出力信号をカウントするためのカウンタ手段と、
    該カウンタ手段のカウント値から前記円盤状情報記録媒
    体が1回転するに要する時間を周期とする偏心補正信号
    曲線を作る手段と、該偏心補正信号曲線を記憶するメモ
    リ手段と、該補正信号曲線がディスクの偏心の位相とほ
    ゞ一致するように該補正信号曲線の位相を調節する手段
    と、前記円盤状記録媒体の回転数に比例した周波数の信
    号を出力する周波数発生手段と、該円盤状記録媒体の回
    転の基準位置を検出する手段とを具備し、該手段によっ
    て検出された基準位置を基準として、前記周波数発生手
    段から出力された信号に同期して前記メモリ手段から前
    記偏心補正信号を読み出して、トラッキング補正を行な
    うようにしたことを特徴とする光学式再生装置のトラッ
    キング制御装置。
  2. (2)前記情報トラックのひずみ形状に対応したトラッ
    キング誤差信号を、トラッキング制御手段を非動作にし
    た状態で取り込むようにしたことを特徴とする前記特許
    請求の範囲第1項記載の光学式再生装置のトラッキング
    制御装置。
  3. (3)前記メモリ手段から読み出された偏心補正信号に
    より、トラッキング制御手段、又は、光ピックアップを
    搭載した移送手段を励振するようにしたことを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第1項又は第2項記載の光学式再
    生装置のトラッキング制御装置。
JP60211959A 1985-09-25 1985-09-25 光学式再生装置のトラツキング制御装置 Expired - Lifetime JPH0746433B2 (ja)

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JPH01189036A (ja) * 1988-01-22 1989-07-28 Fujitsu Ltd 光ディスク装置及び偏心情報書込制御方法
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JPS589226A (ja) * 1981-07-07 1983-01-19 Toshiba Corp 光ディスク装置

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