JPH0673190B2 - 円盤状情報記録再生装置 - Google Patents

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
再生する光学式記録再生装置に関するもので、更に詳し
くはトラッキング制御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
化と共に狭トラック化への要望は増々強まっている。

この狭トラッ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ック間隔を越え
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
なわなければ、このひずみ形状によって再生手段の再生
走査位置（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置変動を有すること
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に対する位相
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。このときの光スポ
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0.1μｍ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、
制御回路の発振等の問題が生じ、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56−7247
の様に、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、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変動、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、ディスク装置に起因して生ずる偏心
が大きすぎると、トラッ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。

〔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手段の再生走査位置（再生光
スポットの位置）と、情報トラックの相対的位置変動を
補正する様な制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

そこで、本発明において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１サイクルの正弦波
状の波形を記憶しておき、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記憶回路を制御して最適な補
正信号を発生する様な方法を採用した。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を用いて説明する。

第２図は本発明において用いる記録・再生のための光ヘ
ッド29の構成を示す説明図である。同図において、レー
ザダイオード16からの光ビームはユリメートレンズ17で
平行光となり、シリンドリカルレンズ18,19によりほぼ
円形断面の平行光とされ、偏心ビームスプリッタ20、1/
4波長板21を通してアクチュエータ22に取り付けられた
対物レンズ23によりディスク28上に光スポットとして絞
り込まれる。

ディスク28からの反射光は、対物レンズ23により再び平
行光に変換され、1/4波長板21を通過後、偏光ビームス
プリッタ20の偏光反射面で反射され、凸レンズ24を通過
後ミラー25により光束が２分割され、一方はフォーカス
誤差を検出するための２分割受光素子27a,27bに、他方
はトラッキング誤差を検出するための２分割受光素子26
a,26bに入射される。

第３図は、本発明実施の対象である光学式記録再生装置
の一例を示すブロック図である。

同図において、28はディスク、32は記録位置合わせマー
ク検出用フォトセンサ、33は波形整形回路、30はディス
ク回転用モータ、31はディスク28の一回転が映像信号の
１フレームに相当する様にディスク回転用モータ30の制
御を行うディスクモータ駆動回路、29は第２図に示した
光ヘッド、34は光ヘッド29を搭載したキャリッジ、35は
キャリッジ34をディスク28の半径方向に移動させるため
のキャリッジモータ、36はキャリッジモータ駆動回路、
37はＩ−Ｖ変換処理回路、38はフォーカス制御回路、39
はトラッキング制御回路、40は再生信号処理回路、41は
TV受像機、42は再生RF信号の有無を検出するためのRF検
出回路である。43はアドレス復調回路、44は各種指令信
号を入力するためのキーボード、45はマイクロコンピュ
ータ等で構成されたシステムコントロール、46は記録制
御回路、47はレーザ駆動回路、48は映像信号発生源、49
は記録信号処理回路である。

映像信号発生源48からの映像信号は、記録信号処理回路
49にてFM変調され、RF信号としてレーザ駆動回路47に入
力される。レーザ駆動回路47は記録制御回路46からの記
録再生切換え信号（ｆ）が高（High）レベルならば高
（High）レベルあるいは低（Low）レベルならば低（Lo
w）レベルの間、光ヘッド29に搭載されたレーザの出力
光を入力RF信号に従って強度変調してディスク28に照射
し、該ディスク28からのレーザ光の反射率の変化として
情報の記録を行なう。

また、再生時には記録制御回路46からの記録再生切換え
信号（ｆ）が低（Low）レベルなら低（Low）レベルある
いは高（High）レベルならば高（High）レベルとされ、
レーザ駆動回路47により一定強度の低出力の光ビームを
ディスク28に照射して前記記録された情報をＩ−Ｖ変換
処理回路37を介して検出し、再生信号処理回路40でFM復
調したあとTV受像機41に再生画像を映し出す。

第１図はトラッキング制御回路39の具体的構成を示した
もので、トラッキング誤差信号発生回路１、位相補償回
路２、スイッチ３、加算器４、駆動回路５、アクチュエ
ータ６で構成されるトラッキング制御回路と、波形整形
回路７、制御用マイクロコンピュータ８、メモリ13、D/
A変換器14、スイッチ15から構成される偏心補正信号発
生回路からなっている。

誤差信号発生回路１では第３図のＩ−Ｖ変換処理回路36
のトラッキング制御用信号（ａ），（ｂ）から光スポッ
トと情報トラックのずれに応じた、いわゆるＳ字形のト
ラッキング誤差信号（ｃ）を生成し、ここで光スポット
と情報トラックとの位置ずれを検出する。この信号を位
相補償回路２、スイッチ３、加算器４、駆動回路５を介
してアクチュエータ６に印加し、光スポットが常に同一
の情報トラックを再生する様に周知のトラッキング制御
が行なわれる。

次に偏心補正信号発生回路の動作について説明する。

第４図はスイッチ３をオフ状態にしてトラッキング制御
をオフにすると偏心により光スポットが第４図に示す様
に情報トラックをよぎり、第５図（２）に示す正弦波形
状のトラッキング誤差信号（ｃ）が誤差信号発生回路１
の出力として得られる。この正弦波状の波形の１サイク
ルが１トラックピッチに相当しており、この正弦波状の
波形を数えることによって、第５図（１）に示す偏心成
分の偏心量δ_１を知ることができる。

そこで、まずマイクロコンピュータ８からの信号（ｂ）
でスイッチ15をオフ状態にして補正信号がアクチュエー
タ６に印加されない状態とし、かつシステムコントロー
ル45からの信号（ｄ）でスイッチ３もオフ（OFF）状態
としてトラッキング制御が働かない状態にし、このとき
の誤差信号発生回路１に得られる第５図（２）の波形を
波形整形回路７で整形する。この信号（ｆ）はマイクロ
コンピュータ８に入力される。マイクロコンピュータ８
は、例えばカウンタ機能９、演算機能10、メモリ機能1
1、タイマ機能12によって構成される。

また、第３図のフォトセンサ32によりディスク28に設け
られた記録位置合わせマークがディスク１回転に１回検
出され、この検出信号を波形整形回路32で波形整形した
信号（ｇ）がマイクロコンピュータ８に入力されてい
る。マイクロコンピュータ８では、この信号（ｇ）に同
期してディスク１回転に入力される波形整形回路７の出
力パルス（ｆ）をカウンタ機能９でカウントし、ディス
クの偏心量δ_１を算出する。

D/A変換器14から出力されるべき補正信号の必要振幅V₁
は、駆動回路５の電圧−電流変換係数をgm（A/V）、ア
クチュエータ６の感度をα（μm/mA）、偏心量をδ_１と
すれば V₁＝δ₁/（gm・α） （Ｖ） （１） となる。メモリ13には例えば第６図に示すような正弦波
データが記憶されており、またD/A変換器14からはマイ
クロコンピュータ８からのデータに従い、例えば第７図
に示す様な電圧が出力される。このときメモリ13のアド
レスｎに記憶されたデータＭ（ｎ）、D/A変換器14の入
出力特性およびアクチュエータの変位は次式で与えられ
る。

ただしＮはデータの総数、ＤはD/A変換器14の入力デー
タ、ＶはD/A変換器14の出力電圧、Ｘはアクチュエータ
の変位、δｍはD/A変換器14の出力がVmのときのアクチ
ュエータの変位である。ここで、前記波形整形回路７の
出力パルス（ｆ）をマイクロコンピュータ８のカウンタ
機能９を用いてカウントした値から偏心量δ_１を計算
し、この偏心量δ_１に応じた振幅V₁の正弦波が得られる
様に、マイクロコンピュータ８でメモリ13の内容をもと
に演算を行ない、その結果をD/A変換器14に出力する。

次に第５図（１）に示す偏心成分と補正信号の位相合わ
せの動作について説明する。

第８図に示す（ａ）の特性は偏心成分と補正信号の位相
差θとディスク１回転当りに第１図波形整形回路７に得
られるパルスの数Ｎとの関係を求めたものである。同図
に示す様に、偏心成分と補正信号の位相差θが零のとき
に波形整形回路７のパルスの数Ｎが最も少なくなり、こ
れよりも補正信号の位相が偏心成分に対して遅れていて
も、あるいは進んでいてもパルスの数Ｎは多くなる傾向
となる。そこで、この特性を利用して偏心成分と補正信
号の位相ずれを検出し、位相差θが零となる様に位相合
わせを行なう。

そこでまず、第９図（２）の偏心成分に対して補正信号
を第９図（１）に示す第３図の波形整形回路32で波形整
形した信号（ｇ）に同期して、第９図（３）に示す様な
位相で出力する。このときの偏心成分と補正信号の位相
差がθ_１であったとすれば、このときの波形整形回路７
の出力からマイクロコンピュータ８のカウンタ機能９を
用いて１回転当りのパルス数Ａを求める。

次にマイクロコンピュータ８を用いて、メモリ13からの
読み出しアドレスを変えることによって、補正信号の位
相を第９図（４）の様に第９図（３）の場合よりも位相
が_０だけ遅れたθ_２＝θ_１＋_０の位相とする。そこ
で前記同様、このときのパルスの数Ｂを求める。さらに
第９図（３）の場合よりも位相が_０だけ進んだθ_３＝
θ_１−_０の位相に切換えて同様にパルスの数Ｃを求め
る。その後、各位相θ₁,θ₂,θ_３で得られたパルスのカ
ウント数A,B,Cから最小値を求めると、この場合にはＡ
が最小値となり、したがって第８図（ａ）の特性から第
９図（３）に示したメモリ13の読み出しタイミングが最
も偏心成分との位相ずれが少ないと判定できる。

偏心成分と補正信号の位相差のとり得る範囲は±180度
であるから、たとえば最初の上記位相変化量_０を120
度とすれば、上記３つの位相差におけるパルス数の比較
結果から、偏心成分と補正信号の位相差θの範囲は±60
度以内におさめることができる。

次に２回目は第９図（３）の位相差θ_１を基準にし、位
相がθ_２＝θ_１＋₁,θ_３＝θ_１−_１となる様にメモ
リ13の読み出しアドレスを変えることによって偏心成分
と補正信号の位相を変えて、このときのパルスの数を測
定し最小となる位相を求める。もしもθ_３の状態が最小
の場合にはメモリ13の読み出しアドレスを変えることに
よってθ_１の位相よりも_１だけ位相が進む方向に補正
信号を切換える。一回目の補正で偏心成分と補正信号の
位相差を±60度以内にすることができるので、２回目の
位相変化量_１を40度とすれば、２回目の補正動作によ
って、偏心成分と補正信号の位相ずれは±20度以内とす
ることができる。

このように、位相変化量の値を小さくしながら、以下
同様の操作をくり返すことによって偏心成分と補正信号
の位相ずれを充分小さくすることができる。

第10図は前記位相合わせのときの補正信号の出力状態を
示したタイミングチャート図である。同図において
（１）は第３図波形整形回路32の出力信号（ｇ）、
（２）は偏心成分、（３）は補正信号である。時間t₀〜
t₁の期間は補正信号と偏心成分の位相差がθ_１となる様
に、t₁〜t₂の期間は位相差がθ_２となる様に、t₂〜t₃の
期間は位相差がθ_３となる様にされている。第１図波形
整形回路７の出力信号のカウントは、各々t₀〜t₁,t₁〜t
₂,t₂〜t₃の各期間に出力されるパルスをマイクロコンピ
ュータ８のカウンタ機能を用いて行なう。なお、第10図
の様に、ディスク１回転毎に補正信号の位相を切換える
と、図に示す様に補正信号が不連続となり、この影響で
第１図のアクチュエータ６が振動し、測定データに誤差
が生じる様であれば、補正信号の位相を切換えてから、
ディスク数回転後にディスク１回転当りのパルス数のカ
ウントを行なってもよい。

マイクロコンピュータ８は最適な補正信号が得られたと
ころでシステムコントロール45にTOK信号（ｊ）を出力
し、通常の再生を行なう。通常の記録・再生状態におい
ては、システムコントロール45およびマイクロコンピュ
ータ８によりスイッチ３およびスイッチ15をONとし、D/
A変換器14から出力される補正信号と、位相補償回路２
から出力される信号とが加算器４で加算されて、アクチ
ュエータ６を駆動する。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明においては、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るため、検索あ
るいは飛び越し走査が確実に行なえるとともに、隣接ト
ラックからのクロストークも除去でき、かつトラッキン
グ制御が動作する前に情報トラックの偏心の影響をなく
することができるので、引込みも安定に行なえる。ま
た、複雑な調整もなく安価に実施可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すトラッキング制御回路の
ブロック図、第２図は光ヘッドの構成を示す構成図、第
３図は記録再生装置の構成を示すブロック図、第４図は
光スポットの軌跡を示す図、第５図は偏心量とトラッキ
ング誤差信号の関係を示す図、第６図はメモリに記憶さ
れたデータの一例を示す図、第７図はD/A変換器の入出
力関係の一例を示す図、第８図は偏心成分と補正信号の
位相差θとトラッキング誤差信号のカウント数Ｎとの関
係を示す図、第９図は偏心成分と補正信号の関係を示す
図、第10図は補正信号の切換えタイミングを示すための
タイミングチャート図である。 符号の説明 １……誤差信号発生回路、２……位相補償回路 ６……アクチュエータ、７……波形整形回路 ８……マイクロコンピュータ ９……カウンタ機能、10……演算機能 11……メモリ機能、12……タイマ機能 13……メモリ、14……D/A変換器 16……レーザ、28……ディスク 33……波形整形回路 39……トラッキング制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報トラックを有する記録媒体と、前記記
   録媒体の情報トラックにトラッキングする記録再生ピッ
   クアップ手段と、前記ピックアップ手段を搭載した光ヘ
   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、前記ピックアップ手段のトラッキング誤差を検出し
   てトラッキング誤差信号を出力するトラッキング誤差検
   出手段と、前記トラッキング誤差信号に応じて前記ピッ
   クアップを制御するトラッキング制御手段と、前記トラ
   ッキング誤差信号検出手段の出力信号をカウントするカ
   ウンタ機能と、このカウンタ機能のカウント値を読みと
   って処理するための演算機能と、正弦波のデータを記憶
   したメモリ回路と、D/A変換器とを有する情報記録再生
   装置において、トラッキング手段を非動作にした状態で
   前記トラッキング誤差検出手段の出力を前記カウンタ機
   能を用いてカウントし、該カウント値に応じて前記メモ
   リ回路に記憶されたデータを前記演算機能を用いて演算
   し、該演算機能の演算結果を前記D/A変換器によりアナ
   ログ信号に変換した補正信号と、該補正信号の出力位相
   を変えたときの前記トラッキング誤差信号検出手段の出
   力を前記カウンタ機能を用いてカウントし、該カウント
   値が少なくなる方向へと該補正信号の出力位相を切換え
   る様にして、前記情報トラックの偏心成分と該補正信号
   の位相を一致させる様にしたことを特徴とする円盤状情
   報記録再生装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の円盤状情報記
   録再生装置において、任意の位相で出力される第１の補
   正信号と、該第１の補正信号からの位相差が±だけず
   れた第２および第３の補正信号と、該３種類の補正信号
   をおのおの記録媒体の１回毎あるいはそれ以上の期間順
   次出力し、該３種類の補正信号が出力されたときのトラ
   ッキング誤差信号検出手段の出力をカウンタ機能を用い
   てカウントした各々のカウント値から、カウント値が最
   小となったときの補正信号を算出する第１の操作と、前
   記第１の操作が終了したあとは前記第１の操作でカウン
   ト値が最小となったときの補正信号をあらたに第１の補
   正信号として、前記第１の操作を以下くり返し、該くり
   返し操作の回数毎に第１の補正信号に対する第２および
   第３の補正信号の位相差を小さくしてゆくようにして、
   前記情報トラックの偏心成分と補正信号との位相を一致
   させる様にしたことを特徴とする円盤状情報記録再生装
   置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   円盤状記録再生装置において、前記補正信号の出力位相
   を切換えたときに、前記記録媒体が数回転したあとに前
   記トラッキング誤差信号検出手段の出力を前記カウンタ
   機能を用いてカウントし、該カウント動作が終了したの
   ちに次の出力位相となる様に補正信号の位相を切換える
   様にしたことを特徴とする円盤状情報記録再生装置。