JPH0349037A - 光ディスク装置におけるアクセス制御装置 - 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〕 本発明は、光ディスク装置において、光ヘッドを光ディ
スク上の目標トラックまで移動させるためのアクセス制
御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、半導体レーザによって光ディスクに情報を記
録し、或いは記録された情報を再生する光ディスク装置
が知られている。かかる光ディスク装置において、光デ
ィスク上の目標トラックに光ヘッドを移動させるトラッ
ク・アクセスは、粗アクセスと密アクセスの二つのシー
ケンスＶ」作により構成される。

即ち、目標トラックが現在トラックから大きく離れてい
る場合、まず、光ヘッドを、リニアモータ等のヘッド移
動手段により、所定の速度プロファイルに従って速度制
御を行いながら目標トラック近傍位置、即ち、密アクセ
スへの移行に必要な許容範囲内（以下、許容目標トラッ
クと称する）に位置決めしく粗アクセス）、そして、光
ヘッドをトラックからトラックへとジャンプさせながら
、目標トラックへと移動させる（密アクセス）ようにな
っている。

従来の粗アクセス方式としては、光ヘッドを駆動するり
ニアモータとその制御回路によって、第８図（ａ’　）
に示すように、光ヘッドの実速度が減速加速度一定とな
るような速度プロファイル２０により、目標トラックに
光ヘッドをアクセスさせる方式が採られていた。なお、
速度プロファイルに完全に追従して光ヘッドの実速度が
変化すれば、この実速度と速度プロファイルとは合致す
ることになる。

しかしながら、このような速度プロファイル２０を用い
ると、一般の速度制御ｌ系においては減速加速度に比例
した速度偏差（実速度と速度プロファイルとの差異）が
発生して所望の減速がなされず、光ヘッドの停止時間も
それだけ遅（なって距離誤差が生じ、光ヘッドを許容目
標トラック上に位置決め（以下、トラック引き込みと称
する）することが不確実になり、トラック引き込み時間
が長くなってしまう。また、光ヘッドの停止時には急激
な加速度変化が生じるので、光ヘッドが落ち着かず、対
物レンズ駆動装置によるトラッキングサーボも不安定と
なる。なお、上記速度偏差を小さくするためには速度制
御系のループゲインを上げればよいが、機械共振等のた
めに制御系が不安定になるので、ループゲインを上げる
ことができない。

このような欠点を改善するため、同図（ｂ）に示すよう
に、光ヘッドの実速度において減速加速度が目標トラッ
クに近づくにつれて小さくなるような速度プロファイル
２１により、目標トラックに光ヘッドをアクセスさせる
ようにしたものがある。これによれば、速度制御系のル
ープゲインを極端に大きくすることなしに許容目標トラ
ックに到達したときの速度偏差を小さくして距離誤差を
減少させ、トラック引き込み制御を安定させることがで
きる。また、光ヘツド停止時の象、激な加速度変化が防
止されるので、トラッキングサーボも安定する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の速度プロファイル２１を用いたのでは
、目標トラックに近づくにつれて低速度で制御される時
間が長くなり、シーク時間が長くなってしまう、また、
目標トラックに到達する前の速度がかなり遅いため、摩
擦等の影響により許容目標トラック手前で光ヘッドが止
まってしまうことがある。粗アクセスから密アクセス制
御への移行は、光ヘッドが許容目標トラックに到達して
から行われるので、前記の場合には密アクセスに切り替
わらないことになる。

〔課題を解決するための手段］ 本発明に係る光ディスク装置におけるアクセス制御装置
は、上記の課題を解決するために、光ヘッドを光ディス
クの半径方間へ移動する移動手段と、光ヘッドの位置を
検出する位置検出手段と、光ヘッドの速度を検出する速
度検出手段と、光ヘッドの現在位置から目標トラックま
での位置誤差を演算する演算手段と、目標トラックに近
づくにつれて減速加速度が小さくなると共に目標トラッ
ク手前の速度切替位置で所定の切替時点速度を持つ速度
プロファイルに基づいて前記の位置誤差に対応した基準
速度を生成させるための基準速度信号を出力する基準速
度信号出力手段と、前記の速度切替位置を判断してこの
′速度切替位置に到達したときに、所定の持ち時間の間
、前記の基準速度に代えて速度「、ＯＪを生成させるた
めの固定基準速度信号を出力させる基準速度切替手段と
、前記速度検出手段による光ヘッドの実速度信号と前記
基準速度信号との誤差信号に基づいて前記の移動手段を
駆動させる駆動手段とを備えていることを特徴としてい
る。

〔作　用〕

上記の構成によれば、目標トラックに近づくにつれて減
速加速度が小さくなる速度プロファイルを用いるので、
速度偏差を抑止して光ヘットを許容目標トラック上に安
定して引き込むことができる。

そして、上記の速度プロファイルを用いた場合に問題と
なるシーク時間の増大は、幾分高速で光ヘンドを移動さ
せると共に目標トラック手前の速度切替位置で基準速度
に代えて速度「０」の固定基準速度を出力して急減速さ
せることにより、アクセスに必要な走行距離を得つつシ
ーク時間の短縮を図ることができる。

また、前記の速度切替位置、切替時点速度、および持ち
時間の指定を、制御系のゲイン特性を考慮して設定すれ
ば、粗アクセス精度の向上を図ることができ、さらに、
上記の各指定を、光ヘッドが許容目標トラックに到達し
たときに光ヘッドの実速度がトラッキングサーボ可能速
度以下になるように制ｆ′ｌｌｌ系のゲイン特性を考慮
して設定すれば、前記の栄、減速の影響を抑止して、ト
ラッキングサーボも安定になってアクセス時間の大幅な
短縮を図ることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第７図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

本発明に係る光ディスク装置におけるアクセス制ｊ′Ｊ
Ｅ装置において、第１図に示すように、速度プロファイ
ルは、例えば、ＲＯＭＩ内に、目標トラックまでの位置
誤差Ｘｅに対応した速度データのかたちで格納されてい
るものであり、その内容は、目標トラックに近づくにつ
れて減速加速度が小さくなると共に目標トラック手前の
速度切替位置で所定の切替時点速度を持つものである。

速度プロファイルに基づく基準速度Ｖｒｅｆと位置誤差
Ｘｅとの関係を示せば、第３図の通りとなる。ここに、
Ｘｏは速度切替位置、■０は切替時点速度を示しており
、位置誤差Ｘｅが速度切替位置Ｘ００時、基準速度Ｖｒ
ｅ　ｆが切替時点速度■０となる。

ＣＰＵ２は、光ヘッド（図示せず）の位置を検出する位
置検出手段１０の出力に基づいて、光ヘットの現在位置
から目標トラックまでの位置誤差Ｘｅを演算する演算手
段をなすと共に、前記ノ速度切替位置Ｘｏを判断してこ
の速度切替位ＷＸ。

に到達したときに、所定の持ち時間Ｔｏの間、後述の基
準速度信号Ｖ’ｒｅｆに代えて速度「ｏ」を生成させる
ための固定基準速度信号を出力させる基準速度切替手段
を兼ねる他、各種制御を行うものである。

基準速度信号出力手段１２は、速度プロファイルに基づ
いて位置誤差Ｘｅに対応した基準速度■ｒｅｆを生成さ
せるための基準速度信号Ｖ’ｒｅｆを出力するものであ
り、ＣＰＬＩ２からの速度データを電圧信号に変換する
Ｄ　／　Ａ−２ンバータ３と、光ヘッドの移動方向に応
じたＣＰＵ２からの信号により前記電圧信号の極性を設
定する極性設定回路４とを備えて構成されている。

比較回路５は前記の基準速度信号Ｖ’ｒｅｆを入力する
と共に、後述する速度検出手段１１にて検出された光ヘ
ツド実速度信号Ｖ’ｄｅＬとの差をとり、速度誤差信号
Ｖｅｒｒを生成するようになっている。

比較回路５からの速度誤差信号Ｖｅｒｒは、増幅アンプ
６によって増幅された後、駆動手段７に出力されるよう
になっている。駆動手段７は、速度誤差信号Ｖｅｒｒに
基づいて後述のりニアモータ（移動手段）８を駆動させ
るものであり、増幅された速度誤差信号Ｖｅｒｒに応じ
た駆動電流を生成し、これをす５．７モータ８に供給す
るようになっている。

リニアモータ８は、前記の駆動手段７からの駆動電流を
得て図示しない光ヘッドを光ディスクの半径方向へ移動
させるものである。

位置センサ９は、光ヘッドの現在位置に関した信号を出
力するものであり、例えば、光ヘッドに付設された光学
スケールが用いられる。そして、位置検出手段１０は、
位置センサ９からの位置パルスをカウントすることで光
ヘッドの現在位置を検出するようになっている。

速度検出手段１１は、例えば、位置センサ９がらの位置
パルスをＦ／Ｖ変換することにより実速度信号Ｖ’ｄｅ
ｌを生成し、これを前記の比較回路５に出力するように
なっている。なお、実速度信号Ｖ’ｄｅＬは、前記光学
スケールからの位置に対応した位相差が９０度の２つの
アナログ信号を微分することによっても生成することが
可能である。

上記の構成において、第２図を参照しながら目標トラッ
クに対する光ヘッドのアクセス動作を説明する。

目標トラックに対する光ヘッドのアクセス命令が入力さ
れると、ＣＰＵ２は光ヘッドの現在トラック（位置）か
ら目標トラックまでのトラック数Ｔ「を計算しく３１）
、そのトラック数Ｔｒが例えば１００本以上か否かを判
断する（Ｓ２）。１００本以上ならば、目標トラックと
現在トラックから光ヘッドの移動方向を判断する（Ｓ３
）。そして、ＣＰＵ２は判断された移動方向に応じた制
御７Ｊ信号を極性設定回路４に出力する。極性設定回路
４は上記の制御信号により基準速度信号Ｖ’　　ｒｅｆ
の極性を設定する（Ｓ４）。

次に、速度制御ループの回数ｎを図示しないメモリにセ
ットした後（Ｓ５）、速度制御ループに移行する。この
速度制御ループでは、まず、ＣＰＵ２は光ヘッドの現在
位置を位置検出手段１０から読み込み（Ｓ６）、’目標
トラックまでの位置誤差Ｘｅの計算を行う（Ｓ７）。そ
して、算出した位置誤差Ｘｅと速度切替位置Ｘｏとの大
小判断を行い（Ｓ８）、位置誤差Ｘｅが速度切替位置Ｘ
。

よりも大きいならば、つまり、まだ光ヘッドが速度切替
位置Ｘｏに到達していなければ、位置誤差Ｘｅに対応し
た速度プロファイルを読み込む（Ｓ９）。そして、この
速度プロファイルに基づいて基準速度信号出力手段１２
が基準速度信号Ｖ’　　ｒｅｆを出力する（Ｓ１０）。

次に、メモリから速度制御ループ回数ｎを読み込み、「
ｌ」を減じる（Ｓｌｌ）。この時、ｎが「０」か否かを
判断しく３１２）、「０」ならばアクセスエラーと判断
する一方、「０」でなければ再びステップ６に戻って速
度制御ループを続行する。

なお、前記のステップ２において、目標トラックまでの
トラック数Ｔ「が１００本以下、即ち光ヘッドが許容目
標トラック上にあるならば、ジャンプアクセスにより、
目標トラックまで密アクセスを行う（Ｓ１８）。

また、ステップ８において、位置誤差Ｘｅが速度切替位
置Ｘｏ以下、つまり光ヘッドが速度切替位置ｘｏに到達
したならば、基準速度信号出力手段１２が基準速度Ｖｒ
ｅｒに代えて速度ｒＱＪに対応した固定基準速度信号を
出力するように、ＣＰＵ２は、Ｄ／Ａコンバータ３に所
定信号を送出する。これにより、基準速度信号出力手段
１２からは速度「０」に対応した固定基準速度信号が出
力される（３１３）。次に、光ヘッドが停止するまでの
時間である持ち時間Ｔｏを設定する（３１４）、この持
ち時間Ｔｏが経過して光ヘッドが落ち着いたら、光ヘッ
ドにおける図示しない対物レンズ駆動装置によるトラッ
キングサーボを行う（Ｓ１５）、）ラッキングサーボに
おいて引き込んだトラックのＩＤ部よりトラックナンバ
ーを読み取り（３１６）、光ヘッドが追従しているトラ
ックが目標トラックであるかどうかを判断しく５１７）
、目標トラックならばアクセスを正常終了する一方、目
標トラックでないならば、ステ・ノブ１に戻る。

以上の制御内容において、速度切替位置ＸＯ１切替時点
速度ｖＯ１および持ち時間Ｔｏについての設定についで
以下に詳述する。

第４図に示すように、アクセス制御装置における制御系
の伝達関数において、Ｖｒｅｆは基準速度、■は実速度
、Ａは位置センサ９および速度検出手段−１１からなる
速度センサーの感度、Ｋ、は増幅アンプ６の増幅度、Ｒ
ｓは電流制御による駆動手段７の電流帰還抵抗、ＫＦは
リニアモータ８の力定数、Ｍは光ヘツド質量、Ｓはラプ
ラス演算子である。

前記速度切替位置ＸＯにおいて、基準速度Ｖｒｅｆが切
替時点速度■０から速度「０」に切り替わった時の実速
度Ｖの応答は、切替時からの時間をＬとすると、以下の
第１式で表される。

また、基準速度Ｖｒｅｆが切替時点速度■０から速度「
０」に切り替わった時から光ヘッドが移動する距離Ｘｖ
は、切替時からの時間をｔとすると、以下の第２式で表
される。

従って、速度切替時からの実速度■は、第５図に示すよ
うに、時間の経過とともにｒＱＪに収束する応答を示し
、また、速度切替時からの光ヘッドの移動距離ｘｖは、
第６図に示すように、一定の値に収束する応答を示す。

速度切替位置Ｘｏ、切替時点速度■０、および光ヘンド
停正時間である持ち時間ＴＯの設定は、まず、切替時点
速度■０を決定し、その時の光ヘツド移動距離Ｘｖの収
束値を求め、これを速度切替位置ＸＯとする。そして、
光ヘット移動距１ｒＩＪ　Ｘ　ｖがほぼ収束している範
囲に持ち時間Ｔ　ｏを仮に選び、この時の実速度■が対
物レンズ駆動装置によるトラ、キングサーボ可能速度以
下ならば、前記の持ち時間ＴＯを採財し、もしそうでな
ければ、さらに長いＴｏを選び、実速度■がトラッキン
グサーボ可能速度以下となるようにする。

以上に説明したトラック・アクセス制御装置について、
基準速度Ｖｒｅｆと実速度Ｖｄｅｔとの関係を第７図に
示し、この図に基づいて光ヘットの一連の移動の様子を
説明する。し２区間では、１速度Ｖｒｅｆと実速度Ｖ　
ｄ、　ｅ　ｔとの差異が大きいため、光ヘッドはりニア
モータ８によりフル加速され、Ｌｔ区間では、光ヘッド
は基準速度Ｖｒｅｆに従いながら減速される。そして、
Ｌｚ区間では、目標トラック手前の速度切替位置Ｘｏの
位置に光ヘッドが来ると、つまり、基準速度Ｖｒｅｆが
切替時点速度■０に等しくなると、基準速度■ｒｅｆが
速度「０」に切り替わり、持ち時間Ｔ。

の間これが維持され、この時間の経過後に光ヘッドはほ
ぼ停止する。次に、Ｌ４区間では、Ｅ３区間を経ること
で光ヘッドの移動速度はトラッキングサーボ可能速度以
下に制御されているで、安定にトラッキングサーボが行
われ、このサーボで引き込まれたトラックが目標トラッ
クならばアクセスは終了し、もし、目標トラ・ンクでな
いなら、ｔ５区間でジャンプアクセスにより、目標トラ
ックに到達させてアクセスを終了する。

以上のように、目標トラックに近づくにつれて減速加速
度が小さくなる速度プロファイルを用いるので、速度偏
差を抑えて光ヘッドを許容目標トラック上に安定して引
き込むことができる。

そして、上記の速度プロファイルを用いた場合に問題と
なる粗アクセス時間の増大は、幾分高速で光ヘッドを移
動させると共に目標トラック手前の速度切替位置ＸＯで
基準速度Ｖｒｅｆに代えて速度「０」の固定基準速度を
出力してで、減速させることにより、アクセスに必要な
走行距離を得つつ粗アクセス時間の短縮を図るこきがで
きる。

また、本実施例のように、前記の速度切替位置ＸＯ１切
替時点達度■０、および持ち時間Ｔｏの指定を、制御系
のゲイン特性を考慮して設定すれば、粗アクセス精度の
向上を図ることができ、さらに、上記の各指定を、光ヘ
ッドが許容目標トラックに到達したときに光ヘンドの実
速度がトラッキングサーボ可能速度以下になるように制
ｊｌｎ系のゲイン特性を考慮して設定すれば、前記の２
．減速の影響を抑止して１．トランキングサーボも安定
になってアクセス時間の大幅な短縮を図ることができる
。

〔発明の効果〕

本発明に係る光ディスク装置におけるアクセス制御装置
は、以上のように、光ヘントを光ディスクの半径方向へ
移動する移動手段と、光ヘッドの位置を検出する位置検
出手段と、光ヘッドの速度を検出する速度検出手段と、
光ヘッドの現在位置から目標トラックまでの位置誤差を
演算する演算手段と、目標トラックに近づくにつれて減
速加速度が小さくなると共に目標トラック手前の速度切
替位置で所定の切替時点速度を持つ速度プロファイルに
基づいて前記の位置誤差に対応した基準速度を生成させ
るための基準速度信号を出力する基準速度信号出力手段
と、前記の速度切替位置を判断してこの速度切替位置に
到達したときに、所定の持ち時間の間、前記の基準速度
に代えて速度「０」を生成させるための固定基準速度信
号を出力させる基準速度切替手段と、前記速度検出手段
による光ヘッドの実速度信号と前記基準速度信号との誤
差信号に基づいて前記の移動手段を駆動させる駆動手段
とを備えている構成である。

これにより、トラック引き込み制御を安定に行いつつシ
ーク時間の短縮が可能になり、アクセス時間の短縮およ
び精度向上が図れるという効果を奏する。また、前記の
速度切替位置、切替時点速度、および持ち時間の指定を
好適に行えば、粗アクセス精度の向上並びにトラッキン
グサーボの安定等を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図はアクセス制御装置の制御系を示すブロック図で
ある。 第２図はアクセス制御装置を示すフローチャー１・であ
る。 第３図は位置誤差と基準速度との関係で速度プロファイ
ルを示したグラフである。 第４図はアクセス制御装置における制御系の伝達関数を
示す説明図である。 第５図は光ヘツド実速度が「０」に収束する様子を示す
グラフである。 第６図は光ヘツド移動距離が一定値に収束する様子を示
すグラフである。 第７図は時間の経過に伴う基準速度と実速度との関係を
示すグラフである。 第８図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ従来のアクセス制
御装置において用いられていた速度プロファイルを示し
たグラフである。 ｌはＲＯＭ　（速度プロファイル）、２はＣＰＵ（演算
手段・基準速度切替手段）、３はＤ／Ａコンバータ、４
は極性設定回路、５ は増幅アンプ、７は駆動手段、８ （移動手段）、９は位置センサ、 手段、１１は速度検出手段、１２ 出力手段である。 は比較回路、６ はリニアモータ １０は位置検出 は基準速度信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光ヘッドを光ディスクの半径方向へ移動する移動手
   段と、光ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、光ヘ
   ッドの速度を検出する速度検出手段と、光ヘッドの現在
   位置から目標トラックまでの位置誤差を演算する演算手
   段と、目標トラックに近づくにつれて減速加速度が小さ
   くなると共に目標トラック手前の速度切替位置で所定の
   切替時点速度を持つ速度プロファイルに基づいて前記の
   位置誤差に対応した基準速度を生成させるための基準速
   度信号を出力する基準速度信号出力手段と、前記の速度
   切替位置を判断してこの速度切替位置に到達したときに
   、所定の持ち時間の間、前記の基準速度に代えて速度「
   ０」を生成させるための固定基準速度信号を出力させる
   基準速度切替手段と、前記速度検出手段による光ヘッド
   の実速度信号と前記基準速度信号との誤差信号に基づい
   て前記の移動手段を駆動させる駆動手段とを備えている
   ことを特徴とする光ディスク装置におけるアクセス制御
   装置。