JPH0461633A - 光ディスク装置の光ビーム追従制御方法 - 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、１つのポジショナに２つのフォーカシングア
クチュエータを具備した光ディスク装置の光ビーム追従
制御方法に関する。

［従来の技術］ 第３図に従来の光磁気ディスク装置の概略構成を示す。

この図において、１は情報を記録するトラックが半径方
向に螺旋状に形成されたディスク媒体、２はそのディス
ク媒体１を回転するスピンドルである。３は光学ユニッ
トであり、１つの発光点を有する光源である半導体レー
ザ４、カップリングレンズ等の光学部品５、情報・フォ
ーカス・トラックの信号を検出する分割形の光検出器６
等から構成される。７はフォーカシングアクチュエータ
であり、光学ユニット３からの光ビームをディスク媒体
１面に集光する対物レンズ８をディスク媒体１の面振れ
方向に駆動する。９はトラッキングアクチュエータであ
り、ミラーを回転駆動することで光ビームをディスク媒
体１の径方向に駆動する。１０はポジショナであり、光
学ユニット３、フォーカシングアクチュエータ７、トラ
ッキングアクチュエータ９等をディスク媒体１の径方向
に移動させる。１１は該ポジショナ１０に対するミラー
の回転変位を検出する検出部と増幅部とから構成される
装置検出装置、１２は装置のベース、１３はディスク媒
体１の面近傍の磁界を変える電磁石である。

次に、この光ディスク装置の光ビームをディスク媒体１
の面振れ、トラックの偏心に追従させる光ビーム追従制
御方法について説明する。

光検出器６によりディスク媒体反射光から生成したフォ
ーカス信号を図示しない制御回路で処理し駆動信号とし
てフォーカシングアクチュエータ７に供給し、対物レン
ズ８を駆動してディスク媒体１の面振れに追従させ、デ
ィスク媒体１の面上の光ビームのスポットサイズをほぼ
一定に保つ。

また、同様に光検出器６によりディスク媒体反射光から
生成したトラック信号を図示しない制御回路で処理し駆
動信号としてトラッキングアクチュエータ９に供給し、
ミラーを回転駆動してトラックの偏心に追従させ、はぼ
トラック中心に光ビームを保持し続ける。

このとき、ミラーのみを機械的平衡位置から回転しポジ
ショナ１０に対して光ビームを変位させることでトラッ
ク追従を行うと、図示の破線で示すようにディスク媒体
反射光が光検出器６上で大きく移動する。

この反射光移動は、光ビームかトラックを横切る時に生
じる光ビームの回折パターン変化を分割形の光検出器６
で検出してトラック信号を生成する方式では、トラック
誤差信号として顕在化してくる。

そこで、トラッキングアクチュエータ９の動きにポジシ
ョナ１０を追従させることで、ミラーの機械的平衡位置
からの変位を低減し、光検出器６上の反射光移動、つま
り、トラック信号の誤差検出を抑圧する制御が行われる
。

この制御は、位置検出装置１１の信号を図示しない制御
回路で処理し駆動信号としてポジショナ１０に供給し、
駆動することでなされる。また、この制御はポジショナ
１０がトラッキングアクチュエータ９の動きを追従する
分だけトータルのトラック追従性能が向上する利点もあ
る。

ところで、第３図の光ディスク装置において、情報を書
き換える場合、記録されている以前の信号を一旦消去す
る必要かある。

この消去は、ディスク媒体１の磁化方向を一様に揃える
動作であり、電磁石１３により一方向の磁界を作用させ
ながらディスク媒体１の面に強い光パワーを照射し媒体
温度をキュリー点以上に上げることでなされる。

一方、記録は、ディスク媒体１の磁化方向を部分的に消
去とは逆方向にする動作であり、電磁石１３の磁界を消
去時とは逆にし、ディスク媒体１の面に強い光パワーを
パルス的に照射し、媒体温度を部分的にキュリー温度以
上に上げることでなされる。

更に、信号が正確に記録されたかどうかの確認は、弱い
光パワーを媒体面に照射し、ディスク媒体反射光からの
信号を再生して行う。

この結果、情報の書換えのためにディスク媒体１は、少
なくとも３回転する時間を費やし、情報転送速度が大幅
に低下する。これは、一つの光ビームにより、消去、記
録、再生の各機能を実現しているためであり、よって３
つの光ビームにその各機能を分担させることで、ディス
ク媒体が１回転する時間内に信号の書き換えを可能にし
、情報転送速度の低下を防止することは容易に推測され
る。

しかしながら、各ビーム毎に合計３組の第３図に示した
アクチュエータやポジショナをディスク媒体円周方向に
沿って配置した場合、装置が大形になるという問題があ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 装置の小形化のために、１台のポジショナ上に２つのフ
ォーカシングアクチュエータを配置し、一方のフォーカ
シングアクチュエータで駆動される対物レンズで消去ビ
ームを、他方のフォーカシングアクチュエータで駆動さ
れる対物レンズで記録ビームと再生ビームをディスク媒
体面に集光する光ディスク装置の構成が考えられる。

しかしながら、この構成は制御すべき光ビームの数が３
本あるにもかかわらず、ポジショナが１台であるので、
従来の光ビーム追従制御方法をそのまま適用することは
できず、トラック信号検出誤差の抑圧やトラック追従性
能の向上を図る必要がある。

本発明の目的は、１台のポジショナ上に２つのフォーカ
シングアクチュエータを配置して複数の光ビームをディ
スク媒体面に集光する光ディスク装置において、複数の
光ビームをトラックに精度良く追従させるようにした光
ビーム追従制御方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ このために本発明は、スピンドル中心を通るディスク媒
体径方向直線を中心線としほぼ対称に位置する第１の対
物レンズと第２の対物レンズとを上記ディスク媒体径方
向に移動可能なポジショナ上に配置し、上記第１の対物
レンズにより消去ビームを、上記第２の対物レンズによ
り記録ビームと再生ビームを各々上記ディスク媒体の面
に集光すると共に、上記第２の対物レンズにより集光し
た記録ビームと再生ビームのうち、一方の光ビームに対
する他方の光ビームのディスク媒体径方向位置を制御す
る第３のトラッキングアクチュエータを具備した光ディ
スク装置において、上記第２の対物レンズで集光した記
録ビームと再生ビームの何れか一方の光ビームに対して
は、両ビームに共通な第２のトラッキングアクチュエー
タの位置検出装置の出力信号を用いてポジショナを駆動
し、該ポジショナに対する光ビームの相対変位をほぼ零
にする制御を光ビームがトラックを追従している間行い
、 他方の光ビームと第１の対物レンズで集光した消去ビー
ムの両ビーム、もしくはいずれか一方の光ビームに対し
ては、消去、記録、再生ビームをトラックに追従させた
場合に生ずる前記相対変位を発生させるにほぼ等しい駆
動信号を予測量として前記第３のトラッキングアクチュ
エータ及び／又は消去ビーム用の第１のトラッキングア
クチュエータに印加する制御を光ビームがトラックを追
従している間行うことを特徴とするものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。第１図はその
一実施例の光ディスク装置の平面図、第２図は当該光デ
ィスク装置の動作を説明するための図である。

５１はディスク媒体、５２はそのディスク媒体５１を回
転するためのスピンドルである。５３は光学ユニットで
あり、消去、記録、再生用の光ビームを発する半導体レ
ーザ、カップリングレンズ等の光学部品、情報・フォー
カス・トラックの信号を検出する分割形の光検出器等か
ら構成されている。

５４は光学ユニット５３からの消去ビーム４０をディス
ク媒体５１の面に集光する第１の対物レンズ、５５は第
１の対物レンズ５４をディスク媒体５１の面振れ方向に
駆動する第１のフォーカシングアクチュエータ、５６は
消去ビーム４０をミラーの回転によりディスク媒体５１
の径方向に駆動する第１のトラッキングアクチュエータ
、５７は第１のトラッキングアクチュエータ５６のミラ
ー回転変位を検出する検出部と増幅部から構成される第
１の位置検出装置である。

５８は光学ユニット５３からの記録ビーム４１、再生ビ
ーム４２をディスク媒体５１の面に集光する第２の対物
レンズであり、第１の対物レンズ５４とスピンドル中心
を通るディスク媒体径方向直線を中心線としてほぼ対称
な位置にある。５９は第２の対物レンズ５８をディスク
媒体５１の面振れ方向に駆動する第２のフォーカシング
アクチュエータ、６０は記録、再生の光ビーム４１．４
２を一括してミラーの回転によりディスク媒体５１の径
方向に駆動する第２のトラッキングアクチュエータ、６
１は第２のトラッキングアクチュエータ６０のミラー回
転変位を検出する検出部と増幅部から構成される第２の
位置検出装置である。

６２は再生ビーム４２に対する記録ビーム４１のディス
ク媒体１の径方向の位置をミラーの回転により変位させ
る第３のトラッキングアクチュエータ、６４は記録ビー
ム４１と再生ビーム４２を合成するミラー、６５はディ
スク媒体１の径方向に移動可能なポジショナ、６６はそ
のポジショナ６５のガイド、６７はポジショナ６５の駆
動装置、６８は装置のベース、６９は消去磁界を発生す
る磁石、７０は記録磁界を発生する磁石である。

８０は各動作を管理する光ディスク制御装置、８１は第
１のフォーカシングアクチュエータ５５を駆動するフォ
ーカス制御装置、８２は第２のフォーカシングアクチュ
エータ５９を駆動するフォーカス制御装置、８３は第１
のトラッキングアクチュエータ５６を駆動するトラック
制御装置、８４は第２のトラッキングアクチュエータ６
０を駆動するトラック制御装置、８５は第３のトラッキ
ングアクチュエータ６２を駆動するトラック制御装置、
８６はポジショナ位置制御装置、８７はポジショナ速度
制御装置、８８は記憶装置、８９は相対変位換算装置で
ある。なお、第３のトラッキングアクチュエータ６２は
位置検出装置を実装していないが装備しても差し支えな
い。

矢印Ａは消去ビームのフォーカス信号、Ｂは第１のフォ
ーカシングアクチュエータ駆動信号、Ｃは再生ビームの
フォーカス信号、Ｄは第２のフォーカシングアクチュエ
ータ駆動信号、Ｅは再生ビームのトラック信号、Ｆは第
２のトラッキングアクチュエータ駆動信号、Ｇは第２の
位置検出信号、Ｈはポジショナ駆動信号、Ｉは消去ビー
ムのトラック信号、Ｊは第１のトラッキングアクチュエ
ータ駆動信号、Ｋは記録ビームのトラック信号、Ｌは第
３のトラッキングアクチュエータ駆動信号、Ｍは第１の
位置検出信号、Ｎは消去ビームの相対変位を発生するに
等価な駆動信号、○は記録ビームの相対変位を発生する
に等価な駆動信号、の流れを示す。

さて、本実施例の光ビーム追従制御方式は概ね次の手順
の通りである。

ディスク媒体５１がスピンドル５２にローディングされ
て一定回転数に達した時点で、光ビームをディスク媒体
５１の面に位置決めする。この位置決めは以下に示す動
作による。

消去ビームのフォーカス信号Ａを第１のフォーカス制御
装置８１に入力し、第１のフォーカシングアクチュエー
タ５５を駆動することで、消去ビーム４ｏのフォーカス
追従制御を行う。また、再生ビームのフォーカス信号Ｃ
を第２のフォーカス制御装置８２に入力し、第２のフォ
ーカシングアクチュエータ５９を駆動することで記録、
再生ビーム４１．４２のフォーカス追従制御を行う。こ
のとき、再生ビーム４２のフォーカス信号Ｃの代わりに
記録ビーム４１のフォーカス信号を入力しても良い。

そして、再生ビームのトラック信号Ｅを第２のトラック
制御装置８４に入力して第２のトラッキングアクチュエ
ータ６０を駆動し、再生ビーム４２のトラック追従制御
を行うと共に、第２の位置検出信号Ｇをポジショナ位置
制御装置８６に入力してポジショナ６５を第２のトラッ
キングアクチュエータ６０の動きに追従させる。

次に、同一トラック位置決め時のポジショナ６５に対す
る消去ビーム４０．記録ビーム４１の相対変位を記憶す
る。相対変位は、トラック偏心、スピンドル５２に対す
る消去、記録、再生の各ビーム４０〜４２の位置調整誤
差等に起因する。

まず、再生ビーム４２を第３図に示した従来の光ディス
ク装置で使用されている公知な移動方法によりディスク
媒体５１の内周に移動する。そして、再生ビーム４２を
所定のトラックに追従させた後、消去ビーム４０と記録
ビーム４１のトラ・ツク追従制御を動作させ、該所定の
トラックに追従させる。

消去ビーム４０のトラック追従制御は、消去ビーム４ｏ
のトラック信号■を第１のトラック制御装置８３に入力
して第１のトラッキングアクチュエータ５６を駆動する
ことでなされる。

記録ビーム４１のトラック追従制御は、記録ビーム４１
のトラック信号Ｋを第３のトラック制御装置８５に入力
して第３のトラッキングアクチュエータ６２を駆動する
ことでなされる。

ポジショナ６５に対する光ビームの相対変位は、位置検
出信号やトラッキングアクチュエータ駆動信号の変位算
出信号から算出できる。

ここでは、消去ビーム４０の変位算出信号として第１の
位置検出信号Ｍを直流成分と交流成分にフィルターで分
離し、記憶装置８８に記憶する。

なお、交流成分はディスク媒体５１の回転に同期して記
憶する。記録ビーム４１の変位算出信号としては、第３
のトラッキングアクチュエータ駆動信号りを直流成分と
交流成分にフィルターで分離して記憶する。

ところで、再生ビーム４２の相対変位は、ポジショナ６
５が第２のトラッキングアクチュエータ６０の動きに追
従しているため微小であり、記憶の必要はない。また、
記録ビーム４１の相対変位は、位置調整誤差による直流
成分が支配的で、トラック偏心による交流成分は再生ビ
ーム４２と記録ビーム４１のビーム間隔が１０μｍ程度
であるため微小である。このため、交流成分は必ずしも
記憶の必要はない。上記の一連の記憶動作をディスク媒
体５１の内周から外周に至る複数の箇所で実施して、本
動作を終了する。

ところで、トラック偏心は内周と外周で大きな差がない
ため、第１図に示す配置関係において、再生ビーム４２
でのトラック偏心が、 Ｘ５ｉｎ（ωｔ−δ） で記述されるとき、トラック偏心によって引き起こされ
る消去ビーム４０の相対変位は概ね、−２・Ｘ・　６１
ｎδ・ｃｏｓωｔ　　　　　　　　−（１）となる。こ
の結果、消去ビーム４０の変位算出信号交流成分は、デ
ィスク媒体５１の１個所の値を記憶し、他の任意の位置
における交流成分は（１）式を用いて算出することが可
能であり、記憶装置８８のメモリー等の節約が図れ、装
置が簡単・安価となる。

次に、上記記憶装置８８に記憶した光ビームの相対変位
を表す変位算出信号を用いた光ビーム追従制御方法につ
いて説明する。

光ディスク制御装置８０から、光ビームを所定のトラッ
クに移動する指令が発せられると、光ビームのトラック
追従制御を解除して、ポジショナ６５を駆動し、例えば
再生ビームが横断したトラック数を計数しながら所定の
トラックまで光ビームを移動する。具体的な移動方法に
ついては本発明の範囲外であるため詳細な説明は省略す
る。

まず、再生ビーム４２が所定トラックに達するまでに横
断すべき所要トラック数と既に横断したトラック数が一
致したら、再生ビーム４２のトラック信号Ｅを第２のト
ラック制御装置８４に入力し、第２のトラッキングアク
チュエータ６０を駆動して再生ビーム４２のトラック追
従制御を開始すると共に、第２の位置検出信号Ｇをポジ
ショナ位置制御装置８６に入力し、ポジショナ６５を第
２のトラッキングアクチュエータ６０の動きに追従させ
る。

次に、消去ビーム４０のトラック信号Ｉを第１のトラッ
ク制御装置８３に入力し、第１のトラ・ソキングアクチ
ュエータ５６を駆動して消去ビーム４０に追従させる。

同時に、該所定のトラックに消去ビーム４０を位置決め
した時に生じる光ビームの相対変位を発生するに等価な
駆動信号Ｎを相対変位換算装置８９から第１のトラック
制御装置８３に予測量として入力し、フィードフォワー
ド制御を行う。更に、記録ビーム４１のトラック信号Ｋ
を第３のトラック制御装置８５に入力し、第３のトラッ
キングアクチュエータ６２を駆動し記録ビーム４２をト
ラックに追従させる。また同時に、該所定のトラックに
記録ビーム４１を位置決めした時に生じる光ビームの相
対変位を発生するに等価な駆動信号０を相対変位換算装
置８９から第３のトラック制御装置８５に予測量として
入力し、フィードフォワード制御を行う。

このとき、光ビームの追従トラックが該所定のトラック
と異なる場合は、トラッキングアクチュエータにより光
ビームをディスク媒体径方向に１トラツクづつ移動し、
該所定のトラックに光ビームを位置決めする。

相対変位換算袋Ｍ８９は、記憶装置８８に記憶されてい
るディスク基準位置での変位算出信号をもとに、上記所
定のトラックに光ビームを位置決めした時に生じる光ビ
ームの相対変位を発生するに等価な駆動信号を算出し出
力する。直流成分に対しては直線補完等の操作で、交流
成分に対しては振幅を上記（１）式を用いて算出する。

以上が本実施例の光ビーム追従制御方法である。

ところで、直径１μｍ以下の微小な磁化反転領域を媒体
面に生成する記録ビームとその微小な磁化反転領域を検
出する再生ビームは、媒体面の磁化方向を１方向に揃え
る消去ビームに比へ、高いトラック制御精度か要求され
る。

この点に関し本実施例では、再生、記録の両ビームに共
通なトラッキングアクチュエータ６０の動きにポジショ
ナ６５を追従させているため、両ビームの光検出器上の
ディスク媒体反射光移動を抑圧でき、トラック検出誤差
を低減できると共に、トータルのトラック追従性能を向
上できる。この結果、消去ビームにくらべ高い位置決め
精度が要求される再生、記録ビームのトラック追従精度
を向上できる。

更に、記録ビームは光ビームの相対変位を発生するに等
価な駆動信号Ｏを相対変位換算装置８９から第３のトラ
ック制御装置８５に予測量として入力し、フィードフォ
ワード制御を行っているため、トラック追従制御がより
向上する。消去ビームは光検出器上のディスク媒体反射
光移動によりトラック検出誤差が多少増加するが、光ビ
ームの相対変位を発生するに等価な駆動信号Ｎを相対変
位換算装置８９から第１のトラック制御装置８３に予測
量として入力し、フィードフォワード制御を行い、追従
性能を高めているため、精度的に問題ない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、１台のポジショナ
上に２つのフォーカシングアクチュエータを配置し、複
数の光ビームをディスク媒体面上に集光した光ディスク
装置の各光ビームのトラック追従精度の向上が可能とな
る。この結果、小形で高速に信号の書き換えのできる高
性能な光ディスク装置を実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光ディスク装置の平面図、
第２図は第１図のｎ−ｎから見た概略構成図、第３図は
従来の光ディスク装置の概略構成図である。 １・・・光ディスク媒体、２・・・スピンドル、３・・
・光学ユニット、４・・・半導体レーザ、５・・・光学
部品、６・・・光検出器、７・・・フォーカシングアク
チュエータ、８・・・対物レンズ　９　＊＊＊　トラッ
キングアクチュ二一夕、１０−・・ポジショナ、１１・
・・位置検出装置、１２・・・装置のベース、 ４０−・・消去ビーム、４１−・・記録ビーム、４２・
・・再生ビーム、 ５１−・・ディスク媒体、５２・・・スピンドル、５３
・・・光学ユニット、５４−・・第１の対物レンズ、５
５・・・第１のフォーカシングアクチュエータ、５６・
・・第１のトラッキングアクチュエータ、５７・・・第
１の位置検出装置、５８−・・第２の対物レンズ、５９
・・・第２のフォーカシングアクチュエータ、６０−・
・第２のトラッキングアクチュエータ、６１・・・第２
の位置検出装置、６２・・・第３のトラッキングアクチ
ュエータ、６４・・・ミラー、６５・・・ポジショナ、
６’６−・・ポジショナガイド、６７・・・ポジショナ
駆動装置、６８−・・装置のベース、６９・・・消去磁
界発生磁石、７０・・・記録磁界発生磁石、 ８０・・・光ディスク制御装置、８１・・・フォーカス
制御装置、８２・・・フォーカス制御装置、８３・・・
トラック駆動装置、８４・・・トラック駆動装置、８５
・・・トラック駆動装置、８６−・・ポジショナ位置制
御装置、８７・・・ポジショナ速度制御装置、８８・・
・記憶装置、８９・・・相対変位換算装置、Ａ−？ｌ！
１去ビームのフォーカス信号、Ｂ・・・第１のフォーカ
シングアクチュエータ駆動信号、Ｃ・・・再生ビームの
フォーカス信号、Ｄ−・・第２のフォーカシングアクチ
ュエータ駆動信号、Ｅ・・・再生ビームのトラック信号
、Ｆ・・・第２のトラッキングアクチュエータ駆動信号
、Ｇ・・・第２の位置検出信号、Ｈ・・・ポジショナ駆
動信号、■・・・消去ビームのトラック信号、Ｊ・・・
第１のトラッキングアクチュエータ駆動信号、Ｋ・・・
記録ビームのトラック信号、Ｌ・・・第３のトラッキン
グアクチュエータ駆動信号、Ｍ・・・第１の位置検出信
号、Ｎ・・・消去ビームの相対変位を発生するに等価な
駆動信号、０・・・記録ビームの相対変位を発生するに
等価な駆動信号。 代理人　弁理士　長　尾　常　明 第に ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、スピンドル中心を通るディスク媒体径方向直線
   を中心線としほぼ対称に位置する第１の対物レンズと第
   ２の対物レンズとを上記ディスク媒体径方向に移動可能
   なポジショナ上に配置し、上記第１の対物レンズにより
   消去ビームを、上記第２の対物レンズにより記録ビーム
   と再生ビームを各々上記ディスク媒体の面に集光すると
   共に、上記第２の対物レンズにより集光した記録ビーム
   と再生ビームのうち、一方の光ビームに対する他方の光
   ビームのディスク媒体径方向位置を制御する第３のトラ
   ッキングアクチュエータを具備した光ディスク装置にお
   いて、 上記第２の対物レンズで集光した記録ビームと再生ビー
   ムの何れか一方の光ビームに対しては、両ビームに共通
   な第２のトラッキングアクチュエータの位置検出装置の
   出力信号を用いてポジショナを駆動し、該ポジショナに
   対する光ビームの相対変位をほぼ零にする制御を光ビー
   ムがトラックを追従している間行い、 他方の光ビームと第１の対物レンズで集光した消去ビー
   ムの両ビーム、もしくはいずれか一方の光ビームに対し
   ては、消去、記録、再生ビームをトラックに追従させた
   場合に生ずる前記相対変位を発生させるにほぼ等しい駆
   動信号を予測量として前記第３のトラッキングアクチュ
   エータ及び／又は消去ビーム用の第１のトラッキングア
   クチュエータに印加する制御を光ビームがトラックを追
   従している間行うことを特徴とする光ディスク装置の光
   ビーム追従制御方法。