JPH0192930A - 光デイスク装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、記録担体としての光ディスクを回転させな
がら光学的手段により情報の記録／再生を行う光ディス
ク装置に関するものであり、特に、改良されたトラック
アクセス制御機能を備えた光ディスク装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 第５図は、例えば、社団法人電子通信学会発行。

の昭和６０年度電子通信学会総合全国大会講演論文集、
分冊７．７−７６頁掲載の講演論文ｒ１７７０、二段サ
ーボシステムにおけるトラックアクセス」（筆者＝稲田
博司・下生茂）に示されている、従来の光ディスク装置
の制御系を示すブロック線図、第６図は、このブロック
線図で使用する制御信号の波形を示す信号波形図である
０図において、（１）は所定の間隔で同心円状または渦
巻状に設けたトラックに情報を記録する／記録した光デ
ィスク、（２）はこの光ディスクへの／光ディスクがら
の情報の伝送媒質である光ビーム、（３）は光学ヘッド
、（４）はこの光学ヘッドのキャリッジ、（５）はこの
キャリッジを駆動し、上記光ディスク（１）のトラック
を横断する方向に移動させるヘッド・アクチュエータ、
（６）は上記キャリッジ（４）に装着されたトラッキン
グ・アクチュエータであって、上記光ディスク（１）の
トラックに上記光ビーム（２）のスポットを形成するた
めの集光レンズが取り付けられ、上記ヘッド・アクチュ
エータ〈５）と同方向に移動して、上記光ディスク（１
）の所定数のトラックだけカバーするように構成されて
いる。（７）は上記光ビーム（２）の伝送する情報信号
を検出し電気信号に変換して出力する２分割光検知器で
あって、そのセンサは２つの部分からなり、各センサ部
分に当る上記光ビーム（２）の光量に対応した電気信号
を各センサ部分から出力する。（１１）は減算増［［１
器であって、上記２分割光検知器（７）の各センサ部分
から信号を受け、減算を行なって、上記光ビーム（２）
のスポットの上記光ディスク（１）のトラック中心から
のずれを検出する。（１２）は速度検出回路であって、
上記光ビーム（２）のスポットが上記光ディスク（１）
のトラックを横断移動するとき、上記減算増巾器（１１
）の出力信号に基づいてその横断移動する速度を検出す
る。（１３）はパルス発生回路であって、゛上記減算地
中器（１１）がらの信号により、上記光ビーム（２）の
スポットが上記光ディスク（１）のトラックを横断する
毎にパルスを発生する。　（１４）はトラック・カウン
タであって、外部からトラック・アクセス数（Ｎ）に対
応した信号を受け、上記パルス発生回路（１３）からの
パルス信号により残トラック数をカウントして出力とす
る。　（１５）は基準速度発生回路であって、上記トラ
ック・カウンタ（１４）から残トラック数の信号を受け
、最初、その残トラック数に対応した基準速度パターン
を決定して記憶しておき、上記トラック・カウンタ（１
４）からの残トラック数の漸減に応じて逐次、その基準
速度信号を出力する。　（１６）は上記基準速度発生回
路（１５）からの基準速度信号と上記速度検出回路〈１
２）からの上記光ビーム（２）のスポットの移動速度信
号とを受け、速度差を検出する速度エラー検出回路、（
１７）はこの速度エラー速度回路からの出力信号を増巾
して、上記ヘッド・アクチュエータ（５）を制御するア
ンプ回路、（１８）は位置制御指令回路であって、上記
の減算増巾器（１１）、速度検出回路（１２）、トラッ
ク・カウンタ（１４）からの各信号を受け、所定のトラ
ックにおいて、上記光ビーム（２）のスポットが所定速
度以下に減速したときに、位置制御指令を出力する。

（１９）はトラッキング・サーボ回路であって、上記位
置制御指令回路（１８）から位置制御指令を受け、上記
トラッキング・アクチュエータ（６）を制御する。

従来の光ディスク装置は上記のように構成され、そのト
ラック・アクセス制御を行なうにあたって、キャリッジ
（４）　をヘッド・アクチュエータ（５）により駆動し
、光ディスク（１）のトラックを横断する方向に移動さ
せる速度制御モードと、光ビーム（２）のスポットが所
定トラックにおいて、所定速度まで減速したときにトラ
ッキング・アクチュエータ（６）を制御し、光ビーム（
２）のスポットの中心と光ディスク（１）の中心とが一
致した状態で停止する位置制御モードとに分けられる　
（第６図（＾）〜（Ｃ）参照）、まず、速度制御モード
では、外部からのトラック・アクセス数（第５図のＮ）
に対応した信号をトラック・カウンタ（１４）に入力し
、最初はパルス発生回路（１３）からのパルス信号がな
いので、そのまま残トラック数として、これに対応した
信号を出力する。基準速度発生回路（１５）はこの信号
を受け、最初に基準速度パターン（第６図（＾）参照）
を決定し、上記トラック・カウンタ（１４）からの残ト
ラック数の信号に応じて逐次、その基準速度信号を出力
する。この基準速度信号と速度検出回路（１２）からの
光ビーム（２）のスポットの移動速度信号とを速度エラ
ー検出回路（１６）に入力して比較し、その差信号をア
ンプ回路（１７）で増巾して、これに基づき、ヘッド・
アクチュエータ（５）の移動速度を制御する。ヘッド・
アクチュエータ（５）は上記の基準速度パターンに従っ
て所定のトラック数まで加速し、その後、一定速度にな
って、所定のトラック数に達すると減速する。このとき
、光ビーム（２）のスポットは光ディスク（１）のトラ
ックを横断しながら目標トラックへ移動するのであるが
、トラックを横断すると、光ビーム（２）の光ディスク
（１）から反射する光量が変化する。光検知器（７）の
センサは２つの部分がらなっているので、各センサ部分
に当る光ビーム（２）の反射する光量が変化すると、そ
の光量の変化に応じて電気信号に変換して各センサ部分
から出力する。この各センサ部分からの出力信号を減算
増巾器（１１）に入力して減算を行なうと、第６図（Ｄ
）に示すような差信号波形となる。この差信号波形で毎
サイクルのゼロ点は光ディスク（１）のトラックの中心
と光ビーム（２）のスポットの中心とが一致したことを
示している。速度検出回路（１２）は減算増「１１器（
１１）からの差信号の出力を受け、これにより光ビーム
（２）のスポットが光ディスク（１）のトラックを横断
移動する速度を検出する。また、パルス発生回路（１３
）は減算増巾器（１１）から出力される差信号波形の、
例えば、毎サイクルのゼロ点でパルスを発生し、光ビー
ム（２）のスポットがトラックを横断したことを示す信
号として、１〜ラツク・カウンタ（１４）へ出力する０
位置制御指令回路（１８）は、減算増巾器（１１）、速
度検出回路（１２）、トラック・カウンタ（１４）から
の各出力信号を受け、光ビーム（２）のスポットが目標
トラック以前の所定のトラック、例えば、１本手前のト
ラックまで来たときに所定速度以下であれば、位置制御
指令の信号を出力して位置制御モードに移行する０位置
制御モードでは、トラッキング・サーボ回路（１９）が
位置制御指令回路（１８）と減算増巾器（１１）の各出
力信号を受け、減算増巾器（１１）の差信号波形の位相
をみながら、トラッキング・アクチュエータ（６）を制
御し、光ディスク（１）の目標トラックと光ビーム（２
）のスポットの両中心が一致して停止する、いわゆるト
ラック引込みが完了する。この後は、光ディスク（１）
の回転により、光ビーム（２）のスポットは目標トラッ
クを追従しながら情報の記録再生を行なう。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の光ディスク装置は上記されたように構成されてお
り、光ディスクの記録面上のトラックを光学ヘッドが横
断移動される速度制御モードにおいて、光ディスクの記
録膜に大きな欠陥が存在する場合、あるいは、なんらか
の衝撃等により光ディスク装置に物理的な加速度が印加
されて、光ビームの焦点スポットが光ディスクの記録膜
の上、下方向に大きく　（数μｍ程度）変位する場合に
は、トラック横断信号の検出が不可能になって、速度検
出値が零となるために、その結果として、ヘッドアクチ
ュエータが連続的に加速されて暴走状態になり、装置の
外壁等に激突して、光学ヘッドの性能を大幅に劣化する
恐れがあるという問題点があった。

この発明は、上記の様な問題点を解決するためになされ
たもので、光ビームの焦点スポットが光ディスクの記録
膜から大きく外れて変位した場合に、ヘッドアクチュエ
ータの加速を停止し、このヘッドアクチュエータが外壁
等に激突することを防止して、光ヘッドの性能劣化を招
がないようにした光ディスク装置を得ることを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る光ディスク装置は、回転する光ディスク
の記録面上のトラックに対して動がされる光学ヘッドの
少なくとも一部が装着されているキャリッジに対して、
外部がらの指令に基づいて、前記光ディスクのトラック
横断方向に速度制御するようにされたものであって、照
射される光の微小スポットの焦点が光ディスクの記録膜
がら大きく外れたことを検出する手段と、前記検出結果
に依存して、キャリ、ツジを駆動するヘッドアクチュエ
ータの駆動電流を遮断する手段とを備えたものである。

［作用］ この発明によれば、光ディスク上のトラックに対する焦
点スポットの速度制御がなされているときに、当該焦点
スポットが光ディスクの記録膜上から大きく外れた場合
に、ヘッドアクチュエータの駆動電流を遮断して、その
加速を停止するようにされる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、〈１）は光ディスクであって、記録膜（１
ａ）がその上に設けられている。（３）は光ヘッド、〈
４）はそのキャリッジ、（１１）は減算増幅器、（１２
）は速度検出回路、（１３）はパルス発生回路、（１４
）はトラックカウンタ、（１５）は基準速度発生回路、
（１６）は速度エラー検出回路、（１７）はアンプ回路
、（１８）は位置制御指令回路、（１９）はトラッキン
グサーボ回路、（２１）、（２２）は加算増幅器、（２
３）は減算増幅器、（２４）はフォーカスサーボ回路、
（２５）は加算増幅器、（２６）は比較器、（２７）は
スイッチ、（４１）はレーザーダイオード、（４２）は
（肩先ビームスプリッタ、（４３）は１／４波長板、（
４４）は対物レンズ、（４５）はハーフミラ−１（４６
）はウェッジプリズム、（４７）、（４７ａ）、（４７
ｂ）は２分割光検知器および各セル、（４８）、（４８
ｃ）、（４８ｄ）は２分割光検知器および各セル、（４
９）、（４９ａ）、（４９ｂ）は２分割光検知器および
各セル、（５０）はフォーカスアクチュエータ、（５１
）はトラッキングアクチュエータ、（５２）はキャリッ
ジ駆動のヘッドアクチュエータである。

次に動作について説明する。

レーザダイオード（４１）から放射された光束りは、偏
光ビームスプリッタ（４２）、１／４波長板（４３）を
通過して対物レンズ（４４）に達し、この対物レンズ〈
４４）によって集束光となり、光ディスク（１）の記録
膜（１ａ）上に焦点を結んで約１μｌの直径の微小スポ
ットを形成する。記録膜（１ａ）に達した光束りは、反
射されて拡散光となるが、対物レンズ（４４）を通過す
ることにより再び集束光となり、１／４波長板（４３）
を通過して、偏光ビームスプリッタ（４２）に到達する
。１／４波長板（４３）を２度通過した光束りは、偏光
方向が９０°回転することにより、偏光ビームスプリッ
タ（４２）で反射されて、ハーフミラ−（４５）に至る
。光束りは、このハーフミラ−（４５）により２分割さ
れ、その通過光は次段のウェッジプリズム（４６）によ
り更に２分割される。

そして、その一方は２分割光検知器〈４７）の中央にス
ポットを結び、また、他の一方は２分割光検知器（４８
）の中央にスポットを結ぶ。また、ハーフミラ−（４５
）で反射された光束は、２分割光検知器（４９）に達し
、記録膜（１ａ）上の微小スポットが正確にトラック中
央にあるときには、この２分割光検知器（４９）の中央
にスポットを結ぶ。

光ディスク（１）が対物レンズ（４４）に接近して、光
束りの焦点が記録ｐｌＡ（ｌａ）上に形成されないとき
には、２分割光検知器（４７）上のスポットはセル（４
７ｂ）の側に変位し、また、２分割光検知器（４８）上
のスポットはセル（４８ｃ）の側に変位する。これに対
して、光ディスク（１）が対物レンズ（４４）から遠く
離れて、光束りの焦点が記録膜（１ａ）上に形成されな
いときは、２分割光検知器（４７）上のスポットはセル
（４７ａ）の側に変位し、また、２分割光検知器（４８
）上のスポットはセル（４８ｄ）の側に変位する。そし
て、２分割光検知器（４７）かちの２つの出力信号の巾
で、セル（４７ａ）側からのものは加算増幅器（２１）
の一方の入力端子に入力され、セル（４７ｂ）側からの
ものは加算増幅器（２２）の一方の入力端子に入力され
る。また、２分割光検知器（４８）からの２つの出力信
号の中で、セル（４８ｃ）側からのものは加算増幅器（
２２）の他方の入力端子に入力され、セル（４８ｄ）側
からのものは加算増幅器（２１）の他方の入力端子に入
力される。そして、加算増幅器（２１）の出力は、減算
増幅器（２３）の非反転入力端子及び加算増幅器（２５
）の一方の加算入力端子に入力され、また、加算増幅器
（２２）の出力は、減算増幅器（２３）の反転入力端子
及び加算増幅器（２５）の他方の加算入力端子に入力さ
れる。この結果、光ディスク（１）　と対物レンズ（４
４）との間の距離が変化すると、減算増幅器（２３）の
出力ＦＥは第２図（＾）の様に変化し、また、加算増幅
器（２５）の出力ＲＦは第２図（Ｂ）の様に変化する。

減算増幅器〈２３）の出力ＦＥはフォーカスサーボ回路
（２４）に入力される。そして、このフォーカスサーボ
回路（２４）は、記録膜（１ａ）上の光スポットが常に
合焦点状態にある様に、フォーカスアクチュエータ（５
０）に電流を流して、対物レンズ（４４）と光ディスク
（１）との間の距離が一定になるようにする。また、比
較回路り２６）は、加算増幅器（２５）の出力レベルを
所定値と比較して信号Ｑ（第２図（ｃ）参照〉を出力し
て、スイッチ（２７）の制御（第２図（Ｄ）参照）をす
る。

一方、２分割光検知器（４９）からの２つの出力は、そ
れぞれ、減算増幅器（１１）の非反転入力端子及び反転
入力端子に入力される。光ディスク（１）の記録膜（１
ａ）上の光スポットが合焦点状態にあるときに、この記
＃［（ｌａ）上の光スポットがトラック横断方向に変位
したものとすると、２分割光検知器（４９）上の光スポ
ットはセル（４９ａ）の側あるいはセル（４９ｂ）の側
に変位する。このために、記録膜（１ａ）上の光スポッ
トがトラック横断方向に一定速度で移動するときには、
減算増幅器（１１）の出力ＴＥは、第３図（＾）に示す
ような正弦波状の変化をする。

この減算増幅器（１１）の出力ＴＥは、トラッキングサ
ーボ回路（１９）及び位置制御指令回路（１８）に入力
されており、ここて、位置制御指令回路り１８）がトラ
ッキングサーボ回路（１９）に対して位置制御指令を発
しているときには、トラッキングサーボ回路（１９）は
、減算増幅器〈１１〉の出力ＴＥが零になるように、ト
ラッキングアクチュエータ（５１）に電流を流し、対物
レンズ（４４）をトラック横断方向に駆動して、記録膜
（１ａ）上の光スポットを、Ｉ・ラック中央に維持する
。

減算増幅器（１１）の出力ＴＥは、速度検出回路（１２
）、パルス発生回路（１３）にも入力されており、キャ
リッジ（４）を光ディスク（１）のトラック横断方向に
移動させる速度制御モードにおいては、速度検出回路（
１２）は、減算増幅器（１１）の出力ＴＥ（第３図（＾
）の波形）に基づいて記録面（１ａ）上の光スポットの
トラック横断速度を演算して出力し、また、パルス発生
回路（１３）は、減算増幅器（１１）の出力ＴＥを波形
整形して、記録面（１ａ）上の光スポットがトラックを
横断する毎にパルス信号を出力する。この速度制御モー
ドにおいては、従来例で述べたのと同様に、まず、トラ
ックアクセス数（第１図Ｎ）を外部からトラックカウン
タ（１４）にプリセットし、このトラックカウンタ（１
４）は、これに対応する値を基準速度発生回路（１５）
に出力する。この基準速度発生回路（１５）は、ｌ・ラ
ックカウンタ（１４）からの出力を受は入れて基準速度
パターン〈第４図参照）を決定し、トラックカウンタ（
１４）からの残トラック数に応じて、逐次、対応するそ
の、！！準速度を出力する。　ｌ−ラックカウンタ（１
４）は、パルス発生回路（１３）からのパルス信号に基
づき、記録膜（１ａ）上の光スポット・がトラックを横
切る毎に、その出力値を１ずつ減じてゆく、基準速度発
生回路（１５）の出力と速度検出回路（１２）の出力と
は、それぞれに、速度エラー検出回路（１６）の入力端
子に入力され、基準速度と記録膜（１ａ）上の光スポッ
トの実際のトラック横断速度との差が演算されて、アン
プ回路（１７）に入力される。このアンプ回路（１７）
は、その入力信号を増幅し、スイッチ（２７）を通して
ヘッドアクチュエータ（５２）に電流を流すことにより
、キャリッジ（４）の移動速度を制御する。前記光束り
が光ディスク（１）の記録膜（１ａ）上に焦点を結んで
いるときには、このスイッチ（２７）はオンになってい
る。

ここで、速度制御モードにおいて、Ａ７１になんらかの
衝撃が加わって、光デイ゛スク（１）の記録ＩＥｌ（１
ａ）上の光スポットが合焦点状郭から大きく外れたもの
とする０合焦点状！ぶのときには、記録膜（１ａ）上の
光スポツト径が約１μｌであるのに対して、」−記のよ
うに合焦点状態から大きく外れたときには、当該光スポ
ツト径は数μ肩〜数１０μｌと大きくなるけれども、光
ディスク（１）のトラック間隔は実際上１〜２μｌであ
るために、減算増幅器（１１）の出力ＴＥの振幅は、第
３図（［１）に示すように、非常に低下してしまう、こ
のため、速度検出回路（１２）に入力される信号の振幅
が不充分となり、この速度検出回路（１２）が正常な動
作をしなくなる、このようなときに、スイッチ（２７）
がオンの状態に留まると、速度制御が正確になされなく
なり、ヘッドアクチュエータ（５２）に過大な電流が流
れてキャリッジ（４）を加速して、装置の外壁に全速力
で激突する危険性が生じるけれども、この発明の実施例
によれば、光ディスク（１）の記録膜（１ａ）上の光ス
ポットの焦点が大きく外れたときには、比較回路（２６
）の出力が変化して、スイッチ（２７）をオフにする。

この結果として、速度制御モードにおいて、光スポット
の焦点が大きく外れてトラック横断信号が検出できなく
なったとしても、キャリッジを全速力で加速することは
なくなり、速度制御が正常になされた時点での速度でキ
ーヤリッジが惰性走行するだけとなり、外壁等に惰性で
衝突したとしても、それ程大きな衝撃を受けることには
ならない。

なお、上記実施例では、フォーカス検出手段としてウェ
ッジプリズムによる４分割光検知器が使用された場合に
ついて説明されたけれども、これに限るものでなく、例
えば、ナイフェツジ法によるフォーカス検出手段であっ
てもよい。

また、光ヘッドの全ての構成要素を駆動する必要はなく
、その一部を駆動するようにした分離型ヘッドであって
もよい、更に、上記実施例では、ヘッドアクチュエータ
として、直線的に移動するりニアモータが使用されてい
るけれども、これに限らず、例えば、スイングアーム型
のロータリーアクチュエータであってもよい、また、そ
のアクセス動作時には、必ずしも全移動距離を速度制御
する必要はなく、その大部分をオープンループ的にＢ旧
＋ｇ−［１ａｎｇｉｆｉ制御し、一部分だけを速度制御
することもできる。

［発明の効果］ 以上の様に、この発明によれば、回転する光ディスクの
記録面上のトラックに光線のスポットを形成する集光レ
ンズを装着したフォーカス及びトラッキングアクチュエ
ータと上記光線の反射光量を検知する光検知器とから構
成される光ヘッドの一部または全部を取付けたキャリッ
ジを外部からの指令に基づき光ディスクのトラック横断
方向に速度制御するものにおいて、光線の焦点スポット
が光ディスクの記録膜から大きく外れたことを検出した
ときに、キャリッジを駆動するヘッドアクチュエータの
電流を遮断するようにしたので、速度制御不能に伴うキ
ャリッジの加速を防止でき、その暴走に伴う衝撃を大幅
に軽減すると共に、耐衝撃性を低く設定できるので、装
置を安価にできると同時に信頼性を向上できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例である光ディスク装置を
示すブロック図、 第２図ないし第４図は、上記実施例の動作を説明するた
めの各部波形例示図、 第５図は、従来の光ディスク装置の制御系を示すブロッ
ク図、第６図は、上記従来例の動作を説明するための制
御信号の波形例示図である。 図において、（１）は光ディスク、（４）はキャリッジ
、（１１）は減算増幅器、（１２）は速度検出回路、（
１４）はトラックカウンタ、（１５）は基準速度発生回
路、（１６）は速度エラー検出回路、（１７）はアンプ
回路、（１９）はトラッキングサーボ回路、り２３）は
減算増幅器、（２４）はフォーカスサーボ回路、　（２
５）は加算増幅器、（２６）は比較回路、（２７）はス
イッチ、（４１）はレーザダイオード、（４４）は対物
レンズ、（４７）、（４８）、（４９）は２分割光検知
器、〈５０）はフォーカスアクチュエータ、（５１）は
トラッキングアクチュエータ、（５２）はヘッドアクチ
ュエータである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　　曽　　　我　　　道　　　照　　　：昂２
図 、−合焦た。 ＰＩ３３図 （Ｂ）　　ＴＥ　　　　　　　　　　　　　　　　　算
所、ずれ時昂６図 Ｓ、ｌ慶鼎卿モード Ｔ　　　値！轡）Ω１ｔ−ド゛ η゛らの高力信号の萬ｚ１号：反り 手続補正書 昭和６２年１２月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録膜上に同心円状または螺旋状のトラックを有す
   る光ディスクに光束を照射する光源、前記光源から照射
   された光束を前記光ディスクの記録膜上に集光して微小
   スポットを生成させるためのフォーカス手段、前記微小
   スポットを前記光ディスク記録膜のトラックに追随させ
   るトラッキング手段、及び、前記光ディスク記録膜から
   の反射光を受光する光検知器からなる光学ヘッドの可動
   部を前記トラックの横断方向に移動自在にしたヘッドア
   クチュエータを有しており、外部から入力された目標ト
   ラックまでのトラックアクセス数に基づき決定された基
   準速度パターンに従って前記ヘッドアクチュエータの速
   度制御を行うとともに、前記光検出器の出力に基づき前
   記微小スポットが前記トラックを横断する速度を検出す
   るようにされた光ディスク装置であって、前記ヘッドア
   クチュエータの速度制御中にフォーカスが外れたことを
   検出する手段を有し、前記微小スポットによる前記トラ
   ックの横断速度が検出できない程度に前記フォーカスが
   外れたことを検出したときには、前記ヘッドアクチュエ
   ータの駆動信号を停止するようにしたことを特徴とする
   光ディスク装置。 ２、フォーカスが外れたことを検出する手段は、前記光
   検出器の出力レベルがある所定の設定値を下回つたこと
   を検出することによってなされることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の光ディスク装置。