JPH0719377B2 - 光ディスクのアクセス―トラッキング用微動―粗動サーボシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は光ディスクデータ記憶システムに関し、特に微
動及び粗動アクセス及びトラッキングシステムを含むサ
ーボシステムに関する。情報を光学的に記憶するために
ディスクを利用する光データ記憶システムは多くの研究
対象になっている。磁気ディスクユニットと同様に、こ
れ等の光ディスク記憶ユニットは読み／書きヘッドの位
置決めを制御するサーボシステムを備えなければなら
ず、これによってトラックに記憶されたデータの所与の
トラックへの直接アクセスが与えられ、且つ前記トラッ
クが初めに記憶媒体に書込まれる時、或いは読出される
時前記トラックが正確に追随されなければならない。こ
れまでは、先行技術による光記憶システムの殆んどは３
種のサーボシステム、即ち、物理的溝，外部エンコーダ
或いは光フィードバックの１つを有していた。

かかるシステムの最も簡単なものは、例えば、米国特許
第4,260,858号及び3,654,401号に開示された物理的溝で
ある。かかるシステムにおいては、光ディスクは 或いは円形パターンの物理的溝を有し、又、光読み／書
きヘッドは溝に係合する針或いはその他の物理的装置を
有する。この種のシステムに関係して若干の欠陥が存在
する。第１に摩耗は重要な因子である。通常は、ディス
クはダイ又は型を用いて成形され、該ダイ、或いは型は
製造工程中に摩耗を受け、従ってそれ等の代替を必要と
し、且つ成形ディスクに公差問題を惹起する。更に、使
用中のヘッドガイド針との物理的接触はディスクの摩耗
を惹起し、従ってノイズが発生する。更に、ヘッドの半
径方向の移動を含む迅速アクセスは実施が困難である。

物理的溝システムに関係する問題を克服する１つの公知
の方法は全データディスク面をサーボトラックに供する
ことで与えられる。本方法は磁気ディスクシステムによ
く適用され、その場合複数個の磁気ディスクは通常は共
通のスピンドルを有する積層ディスクパック内に与えら
れる。サーボトラックに１つのディスク面を使用しても
かかるシステムのデータ記憶容量を著しく低減させるこ
とはない。一方、光ディスクシステムは、市販環境での
使用に適するために、データ並びにサーボ情報を共に記
録するための多くて２つの面を有するスピンドルに設け
られた唯一つのディスクを有することが望ましい。従っ
て、データ記憶容量を著しく犠牲にすることなしに、全
光ディスク面をサーボトラックに供することは実施可能
ではない。

磁気ディスクサーボシステムは光ディスクとの使用に適
合され得るが、この方法は又非常に効率が悪い。データ
トラック密度は磁気ディスクシステムにおけるより光記
録システムにおいて十分に高くされ得る。光システム
は、幅が１ミクロン程度の極度に狭いデータトラックに
記録可能である。これによって、トラック密度は磁気デ
ィスクシステム業界で用いられる密度の約15倍にもな
る。かかるトラックにわたって読み／書きヘッドを位置
決めするには十分に正確で感度の高いサーボシステムを
用いなければならない。

従来最高の能力を与えた光ディスクシステムはトラッキ
ングのために光フィードバックを用いている。ディスク
からの反射光又は透過光の変化は適切な装置によって監
視される。光の変化はオフトラック条件の発生と方向と
を示す。この変化を適当な回路が検知し、光路内のガル
バノメータ制御ミラーを付勢して光ビームを適当な方向
に変化させ、これによりトラックの追随が継続される。
かかるトラッキングシステムは極度に正確で感度が高い
が100ミクロン程度の領域制限を有する。この光はミラ
ーとディスクの間で光が伝搬する光学系から生じる。ガ
ルバノメータミラーシステムはこの領域内で迅速なアク
セスを許容するが、光ヘッドはディスクを横切って移動
され 広い領域へのアクセスを得なければならない。最近のデ
ータ記憶用途は、ディスクの任意のデータ記憶領域への
かなり迅速なアクセスを要求し、従って数センチメート
ルの範囲にわたる正確なトラックアクセス動作を必要と
し、又、アクセスに際して正確なトラック追随を要求す
る。

ガルバノメータ形サーボ位置決めシステムは、通常は、
３つの方法の１つで他のトラックにアクセスする。

即ち、 （１） 第１トラックをアクセスした後（開始点）、逐
次隣接トラックがアクセスされ、所望のトラックが得ら
れるまで１度に１つ識別される。

（２） 現在アクセスされたトラックを識別し（開始ト
ラック）、アクセスされるべきトラックを（ターゲット
トラック）識別した後、開始トラックとターゲットトラ
ックの間のトラック数ｎに関する決定がなされ、そして
ここに開始及びターゲットトラック間の個々のトラック
を計数して決定されたｎトラックだけヘッドを移動させ
ることによってアクセスが達成され、カウントの進展に
つれて逐次各トラックにロックされる。或いは、 （３） 開始及びターゲットトラックを上記の方法
（２）におけるように識別した後、速度サーボが使用可
能にされ、該サーボは、ガルバノメータを強制して光ビ
ームをターゲットトラックの領域に振り向ける所定の速
度分布を追随することによってアクセスを達成し、ここ
にトラックの識別が読出され、これにより所望のターゲ
ットトラックが達成されていることが確認される。

上記のアクセス法（１）は極度にゆっくりしている。一
方、方法（２）はより迅速なアクセスを与え、比較的簡
単な計数回路により実現可能である。方法（３）は最も
早いアクセスを与えるが、その実現には最も複雑な回路
を必要とする。しかしながら、３つの方法の全てはガル
バノメータシステムの範囲に制限され、従ってディスク
の全ての部分に要求される迅速ランダムアクセスを与え
ることはない。

除去自在／代替自在ディスクを与えることも市販光ディ
スクシステムに望ましい特徴である。これはディスクが
直ちに変更されることを可能にし、従って、異なるディ
スクに記録された情報が容易にアクセスされ得る。除去
自在／代替自在ディスクシステムにおいては、ヘッドに
対するディスクの整合の大きな誤差（最高数100ミクロ
ン）は不可避である。かかる整合誤差は通常は殆んどの
ガルバノメータシステムのトラッキング半径100ミクロ
ンを越えるものである。従って、これ等の大きな誤差を
補償し、且つ光ディスクの広い領域にわたって直接アド
レスにより読み／書きヘッドを確実に位置づけるサーボ
システムを与える必要がある。

ランダムアクセスを改良し、又は大きな位置的誤差を補
償し、又はこれ等の両者を実施する各種システムが開発
されている。例えば、米国特許第4,094,010号は全ディ
スク面に広がる複数個の固定式読み／書きヘッドを利用
している。各ヘッドは単一のサーボトラックと多くのデ
ータトラックとに関係する。かかるシステムによって迅
速アクセスが保証されるが、要求される過度のトラッキ
ングヘッドと補助装置はシステムのコストと複雑さを増
加させる。米国特許第4,275,275号及び4,160,270号，及
び4,282,598号の光学システムは各々粗動位置決めシス
テムにより用いられてトラッキング中にヘッドの運動を
制御する粗動トラッキング誤差信号を与えている。粗動
トラック信号はガルバノメータ微動トラッキングシステ
ムによって生成されたトラッキング誤差信号から得られ
る、米国特許第4,037,252号においては、粗動制御信号
が、ディスクから得られた照明データから展開される信
号とは異なり微動トラッキングガルバノメータミラー自
身の運動から生成される。これ等の粗動位置決めシステ
ムの大きな欠点は、これ等のシステムが粗動トラッキン
グ誤差から微細トラッキング誤差を分離せず、従って安
定性の低いシステムが与えられるという点にある。更
に、これ等のシステムは如何なる改良された直接乱アク
セス機能も与えない。

発明の要約 本発明に従って、市販光データ記憶システムの拘束が粗
動アクセス・トラッキングシステム及び減結合微動アク
セス・トラッキングシステムの両者を有するサーボシス
テムを与えることによって満足される。サーボ信号はサ
ーボトラックに予め記録され、該トラックはディスクの
軸線を中心に同心円状に隔置され、且つデータバンド間
に位置づけられる。これ等のサーボトラックは光ディス
ク上の記録可能空間の５％以下を占有することが望まし
い。サーボトラックを記録するために全面を使用するこ
とは要求されない。粗動システムはサーボトラック間の
データバンドに対し直接アクセスを与え、又、データバ
ンドトラックに対するトラッキングを与える。本発明に
従って、ディスク面の照明された部分から反射光を受け
る検出器が与えられ、ここに前記の照明部分は少なくと
も２つのサーボトラック間の距離にわたって広がり、従
って少なくとも１つのサーボトラックが常に照明され
る。本発明の好ましい実施例においては、直線状固体検
出器アレイが用いられ、上記の目的を満足する。このこ
とは全ディスク面への直接アクセスを可能にする。本発
明の微動アクセスシステムはディスクの単一データトラ
ックから受信された光に応答する。微動システムは従来
の光トラッキング・アクセス法を利用し、該方法は光デ
ィスクにより達成出来る高トラック密度に対して十分に
正確であることがわかっている。

本発明に従って、光システム／ヘッド位置決め機構の２
つの異なる要素がサーボシステムによって制御される。
好ましい実施例においては、ヘッドアクセス機構はディ
スクに対して半径方向に移動自在のキャリッジを備え
る。これは粗動アクセス・トラッキングシステムによっ
て制御される。読出し・書込み光ビームをディスク面に
投影する光システムは微動アクセス・トラッキングシス
テムにより個別にサーボ制御され、これによってディス
クへの正確に制御されたアクセスとディスクの単一デー
タトラックのトラッキングが与えられる。

本発明の上記の目的及びその他の目的、特徴，利点は以
下に与える詳細な説明と添付した請求の範囲から一層十
分に理解されるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明のブロック図であり， 第２図は第１図の主要構成要素を図式的に示したもので
あり， 第３図は光ディスクと，固定され、且つ移動する光学系
パッケージと、読み／書きヘッドに供される直線状アク
チュエータ間の関係を示す側面図であり， 第４図は固定光学系の例としての構成を示し， 第５図はディスクのサーボ及びデータトラックを示し， 第６図及び第７図は粗動制御に用いられる直線状検出器
回路の回路図であり、 第８図はディスクを横切ってヘッドが半径方向に移動す
る時の第７図の直線状検出器回路の出力の図を示す。

好ましい実施例の説明 本発明は添付図面を参照して最良に理解され、ここに同
様の番号は、全体に、同様の部品を与えるために用いら
れる。

第１図は本発明のブロック図を示す。本システムに関係
する各種の光路が太線として示され，一方電気路が細線
によって示される。キャリッジアクチュエータ24及び光
ヘッドとなるキャリッジ光学系23との間に生ずる機械的
結合がダッシュ線により示される。

次に第１図及び第２図を参照して、本発明の光ディスク
のアクセス−トラッキング用の微動−粗動サーボシステ
ムが説明される。該システムはディスク11の面からの読
出し及びそれへの書込みを可能にし、前記のディスクは
回転軸10と複数個の同心状データバンド12〜14（第２
図）とを有する。データバンドの各々は回転軸を中心に
同心円状に隔置された複数個のデータトラックを有す
る。ディスク11の面は、製造中に、その上に予め記録さ
れており、複数個の光学的に読出し可能なサーボトラッ
ク16〜19がディスクの回転軸を中心に同心円状一様に隔
置され、データバンド間に位置決めされる。更に、各デ
ータバンドには単一のデータトラックが予め記録される
ことが望ましく、該トラックはバンドに他のデータトラ
ックを書込む際の開始ガイドとして用いられる。

ディスク11はその軸10を中心に従来の回転装置により回
動される。キャリッジ光学系23により図示された読取り
／書込み用光ヘッドはディスク11の表面に隣接して位置
決めされる。キャリッジアクチュエータ24は半径軸線20
（第２図）に沿って選択的にキャリッジ光学系23をディ
スク11に対して半径方向に移動させ、かくしてディスク
のデータバンドがアクセスされる。キャリッジ光学系23
の機械的運動がドット線45として第２図に図示され、前
記の運動は二重ヘッド矢印45′により示されるように両
方向に可能である。

微動サーボ照明装置25a（第１図）はディスク11の表面
のデータトラックをアクセスするように読出し−書込み
光ビーム52′（第２図）を投影する。ディスク面にアク
セスするために光ビーム52′は微動トラッキングミラー
26によって反射され、ビーム結合分離器27及びキャリッ
ジ光学系23を通過する。読出し検出器25bはアクセスさ
れ記録されたデータトラックから反射された光を読出
す。この反射光は、読出し検出器25bに達する以前にキ
ャリッジ光学系23及びビーム結合分離装置27を通過す
る。読出し検出器25bはこの光を等価な電気信号に変換
する。この読出された電気信号は、次に、データ読出し
システム25c及び微動アクセス−トラッキングサーボシ
ステム25dに供給される。

本発明に従って、サーボトラック16〜19へのアクセス−
トラッキング用サーボシステムは粗動照明装置30を備
え、粗動照明装置30は第２図の二重点線で示す光を粗動
サーボビーム分離装置36、ビーム結合分離装置27及びキ
ャリッジ光学系23とを通してディスク面の比較的広い部
分11a上に投影する。光検出装置31はディスク面の広い
部分11aから、第２図の一点鎖線で表す反射光を検出す
る。ディスク面に照明された広い部分11aはサーボトラ
ック16〜19の間の一定の距離にわたって広がり、サーボ
トラック16〜19の少なくとも１つが常に照明される。必
要な場合、本システムでは、複数個のサーボトラック16
〜19を照明しかつ検出してもよい。第２図に示すよう
に、光はサーボトラック16及び18間のディスク11の広い
部分11aから反射され、サーボトラック17は光線32とし
て光検出装置31に投影される。光検出装置31は中央のゼ
ロ装置33を有する。光検出装置31の出力は粗動アクセス
−トラッキングサーボシステム34に印加される。光検出
装置31上に結像した光は少なくとも１つのサーボトラッ
クから返送される。全てを図示しないが、光検出装置31
は、光検出器アレイ90（第７図）に設けられた光電エレ
メントと、各光電エレメントの電気出力部に接続されて
照明時に光電エレメントを識別する特性電圧を発生する
装置と、前記の特性電圧を組み合わせて、照射される光
電エレメントを識別する装置とを備えている。本システ
ムはサーボループ内でキャリッジアクチュエータ24に接
続され、キャリッジアクチュエータ24は読み／書き用光
ヘッド（キャリッジ光学系23）を選択されたサーボトラ
ック16〜19の半径方向付近に移動させ、これにより微動
アクセス−トラッキングシステム25dは読出し−書込み
ビームを選択されたデータトラックに正確に位置決め可
能となる。前記のように、ディスクの単一データトラッ
クから反射された光はキャリッジ光学系23、ビーム結合
分離装置27及びトラッキングミラー26を通過し、読出し
検出器25bにより検出され、その出力はデータ読出しシ
ステム25cを通して微動アクセス−トラッキングサーボ
システム25dに印加される。微動サーボ照明装置25aから
読出し−書込み光ビーム52′はトラッキングミラー26に
より光ディスク11に対して半径方向に移動され、これに
よりビームの半径位置の選択的微動制御が実施される。
従来のガルバノメータ制御ミラーであるトラッキングミ
ラー26は微動アクセス−ストッキングサーボシステム25
dによって制御される。

第５図は、サーボトラック17及び18がそれ等の間に記録
された典型的なデータトラック21′及び21″を図示す
る。本発明の好ましい実施例では、通常５〜100個のデ
ータトラックがサーボトラック16〜19の間に記録され
る。例えばこれ等の１つのテータトラック21は、予め記
録されたホームアドレストラックであり、このホームア
ドレストラックは例えば次に隣接するデータ21′の記録
中に追従される。

第５図はディスク面に投影された３個の光スポット22a,
22b及び22cにより示される３本のビームを利用する例と
しての従来の光読出しシステムの動作を示したものであ
る。中心スポット22bはデータの読出し並び集光のため
に用いられる。隣接スポット22a及び22cはデータトラッ
ク21″に重畳し、且つ微動トラッキングのための光学的
フィードバックを与える。スポット22a〜22cから反射さ
れた光が検出され、且つ微動アクセス−トラッキングサ
ーボシステム25dに印加され所与のトラックが追従され
る。読出しビームがトラック上にあると、隣接するスポ
ット22a及び22cは等しい光を反射する。ビームがトラッ
クから離れると、２つのスポット22a及び22cからの反射
光は不平衡にされ、条件が図示されてない関連回路によ
り検出され、該回路は微動トラッキング補正信号を生成
する。この種のトラッキングは次の隣接するトラックへ
の書込みに用いられる。例えば、ディスク11の表面にデ
ータトラック21′を書込む際に、微動アクセス−トラッ
キングサーボシステム25dは予め記録された隣接データ
トラックを、この場合には予め記録されたホームアドレ
ストラック21を追従し、一方書込みビームがトラッキン
グ21′に書込みを実施する。その後、微動アクセス−ト
ラッキングサーボシステム25dはトラック21′を追従
し、一方次の隣接トラックが書込まれる。

サーボトラックがデータトラックから容易に弁別される
ことを可能にするために、サーボトラックの幅はデータ
トラックのそれの３倍から５倍になることが好ましい。
サーボトラックは、本発明に従って、キャリッジ光学系
23によって第２図に図式的に表わされた読み／書きヘッ
ドの粗動トラッキング制御を与えることによって改良さ
れたデータトラック追従能力を与える。粗動トラック
も、微動トラック領域に何等かのデータが記録されてい
るか否かに関わらずデータバンドへの迅速ランダムアク
セスを可能にするために用いられる。これはランダムに
選択された書込み用粗動バンドへのスキップ能力を与
え、本方法に独自な利点をなす。バンドに対する探索は
磁気ディスク駆動装置に一般に用いられるアナログ、又
はディジタルサーボ法と共に、粗動トラックを単に計数
することにより達成される。本探索法の他の利点は集光
誤差に対する感度が低減されている点にある。探索中
に、鋭い１ミクロンの集光スポットを維持する必要のあ
るシステムは本発明のシステムの場合より探索中に誘起
される振動にはるかに感度が高く、これは 容易に認識される復帰照明を与える拡散されたサーボト
ラックを特徴とする。

第３図は光ディスク11と移動光学系パッケージ40との関
係を示し、該パッケージ40はキャリッジアクチュエータ
24によりディスク11のトラックのいずれかとの読み／書
き関係に駆動される。第３図はディスク11の１側のみに
おける読み／書きを示すが、本発明は又２面ディスクシ
ステムと共に用いられる得ることが理解されるべきであ
る。キャリッジアクチュエータ24は線形モータ、例えば
固定磁石41及び可動コイル49とを有する音声コイルモー
タにより実現され得る。読出し又は書込み光ビームのデ
ィスク11の面への光路は対物レンズ50と、ミラー42と、
望遠レンズ43とミラー44などを備える。光は移動光学系
パッケージへ及びそれから固定光学板48に固定された適
切な光学系パッケージ47を通して伝搬され、ここに前記
の光学板には光学系の残部が固定される。前記の光学板
は第４図を参照して後に説明される。

第４図を参照して、ダッシュ線52′により示された読出
し光ビームは適切な光回路及び構成要素53によって生成
される。光学系53の詳細は本発明には重要ではない。従
来の３スポットガルバノメータ制御トラッキングシステ
ム、又は適当なトラッキングシステムと共に用いるのに
適した光学系が用いられ得る。

読出しビーム52′は第１波長のビームスプリッタ60を介
して読出しガルバノメータ62に通過する。ガルバノメー
タ62の表面のミラー面61は３スポット読出しビームを第
２波長のビームスプリッタ63に反射し、ここでビームは
適切なマウント64により保持されたプリズム47を通して
反射される。３スポットビームのプリズム47から光ディ
スク面への伝搬の様子は第３図に示される。

本システムと共に用いられる光ディスクは透過性という
よりむしろ反射性である。従って、３スポット読出しビ
ーム（第５図の照明されたスポット22a〜22cにより示さ
れる）はディスク面から同一径路に沿い、移動光学系パ
ッケージ40（第３図）の要素を通して、又、プリズム47
を通して反射され、該プリズムで前記のビームは第２波
長のビームスプリッタ63によって読出しガルバノメータ
ミラー面61に、波長ビームスプリッタ60を通して反射さ
れ、そして適切な検出が発生する光サブシステム53に反
射される。

粗動アクセス／トラッキングサーボシステムの照明は点
−ダッシュ線73′により示された光の粗動トラッキング
ビームを発生するレーザ73によって与えられる。光ビー
ム73′は読出されたビーム52のものとは異なる波長であ
る。光ビーム73′はレンズ74を通してミラー面75に、そ
して光源からの光をこの波長の反射光から分離する偏光
ビームスプリッタ76に伝搬する。ビームスプリッタ76で
入射光源光73′が反射され、そして波長ビームスプリッ
タ63を通してプリズム47にそのまま通過し、該プリズム
から前記の光はディスク面に対して既に説明した移動光
学系パッケージ40に伝搬する。粗動ビームは第２図に示
された（11a）ディスク面で少なくとも１つのサーボト
ラックにわたって広がる。この波長の反射光はプリズム
47を通して逆に伝搬し、そのまま再び波長ビームスプリ
ッタ63を通り、偏光ビームスプリッタ76を通り（該スプ
リッタは光源ビームから反射ビームを分離する）、ミラ
ー面77へ、そして第１レンズ78,第２レンズ79を通し
て、最後に直線検出器31に伝搬する（第２図も参照）。
第１レンズ78は検出器31の表面にディスクの像平面を形
成する。レンズ79は円筒レンズであり、該レンズはディ
スク面から反射された楕円粗動トラックビームを検出器
31の面上の鋭い線に絞り込む。反射ビームはビームスプ
リッタ76と検出器31との間に延在する第２の点−ダッシ
ュ線73″として示される。照明されたサーボトラック19
の像は再び32で示される。ディスクが正しく位置決めさ
れると、サーボトラック18の像32は検出器31上に定常的
に保持される。ディスクが完全に位置決めされないと、
像32はディスクの回転につれて検出器31上で上下に移動
する。検出器31の出力を用いて像32をトラック追従中に
検出器上に静止させるようにアクチュエータが駆動され
る。このサーボ動作のために、微動アクセス／トラッキ
ングサーボシステムは、ディスクがそのスピンドルに完
全に整合されたようにその機能を完全に実行することが
出来る。この様にして、粗動アクセス／トラッキングサ
ーボシステムは熱勾配，不整合（これはディスクの除去
及び代替に固有のものである）、及びディスクの回転振
れを補償する。本発明のサーボシステムは、微動トラッ
キグシステムで見られるように、約±100〜200ミクロン
（着脱自在媒体装置の通常値）のその実際の全体値から
１〜２桁程度の大きさだけディスクの見かけの半径方向
の回転振れを低減させる。

第７図に対して後に記載される好ましい実施例におい
て、検出器31の長さは結像されたサーボトラック離隔
（即ち、約１サーボトラックピッチ）よりわずかに小さ
く、従って唯一つのサーボトラックが所与の時間に検出
器31に現われる。結像されたサーボトラックのアレイ中
央（ゼロ位置33）からの距離を表わす信号が検出器31に
より生成される。次に、この信号を用いて直線状アクチ
ュエータ24への位置フィードバックが与えられる。

第４図は、又、書込み照明装置82から生ずる書込みビー
ム82′を示す。書込みビーム82′は波長ビームスプリッ
タ60を通過し、そしてガルバノメータ62のミラー面61か
ら、そしてプリズム47を通して波長ビームスプリッタ63
から、従って移動光学系パッケージ40を通してディスク
11の面に、以前に記載したように反射される。この書込
みビームは読出しビーム52′から所定の距離に光学的に
位置づけられ、従って第５図に関係して既に記載された
ように、以前に書込まれたトラックから所定の距離に、
或いはホームアドレストラックから所定の距離に書込ま
れる。

第６図及び第７図は検出器31の出力を位置に比例する信
号に変換する２つの方法を示したものである。第６図は
多素子検出器アレイ181上の照明された光線180の位置に
比例する出力電圧V₀を発生する回路を図示したものであ
る。各アレイ要素１〜５により発生された電流は、同等
の抵抗器Ｒ及び加算抵抗器R₁〜R₅を各々流通する。抵抗
器Ｒの出力は、増幅器182の正の入力の場合と同様に、
設置に接続され、一方抵抗器Rn（即ちR₁〜R₅）前後の出
力は同じ増幅器182の負の入力に導かれる。出力電圧V₀
を抵抗器R_Fを通して、そして増幅器182の負の入力に加
えることによって負のフィードバックが与えられる。回
路素子は、このように接続されて、加算回路網を形成す
る。

第６図における各加算抵抗器R₁〜R₅への最大電圧入力は Ｖ＝iR で与えられ、ここにｉはアレイ181の完全に照明された
素子１〜５の各々からの電流を示す。各加算抵抗器Rnの
値は Rn＝R_F/n であり、ここにｎ＝1,2,3,4,5である。次に、完全に照
明された素子ｎからの出力電圧は V₀＝−Ｖ（R_F/（R_F/n））＝−nV となる。

照明光線180が素子ｎに１部入射し、且つ素子ｎ＋１に
１部入射する時の、フォトダイオードの電流は、 in＝mi in₊₁＝（１−ｍ）ｉ となり、ここにｍは素子ｎに入射する反射光ビームの部
分を表わす。この場合、増幅器182からの出力電圧は、 −V₀＝ninR＋（ｎ＋１）in₊₁R −V₀＝（mn＋（ｎ＋１）（１−ｍ））iR V₀＝−〔ｎ＋（１−ｍ）〕Ｖ となる。

これは、光線180が素子ｎと次の素子（ｎ＋ｉ）の１部
分（ｉ−ｍ）に中心を置くことを正確に示すものであ
る。ｍ＝１の場合、全ての光は素子ｎに入射する。ｍ＝
０の場合、光線は式により示されるように、素子ｎ＋１
に向けて完全にシフトする。かくして、検出器及び関連
する回路は光線位置を表わす直線状アナログ表示器を形
成する。

第７図は第２図の光検出器アレイ90を示したもので、該
アレイは０によって示される中央のゼロ位置を有し、そ
して個々のフォトダイオード素子は１〜５及び−１〜−
５により示される。アレイ素子の各半分（即ち、１〜５
及び−１〜−５）は抵抗器加算回路網92及び93に接続さ
れ、各回路網は第６図の抵抗器回路網と同じである。２
つの回路網92及び93の出力は、各々、差動増幅器94に結
合され、出力電圧V₀を生成する。第７図の実施例は２つ
の機能を有する。即ち、（１）素子０に中心を置くゼロ
位置（接地に対して）、及びゼロ素子に対する正負の方
向情報を与え、そして、（２）光線91の周囲の照明の変
化を相殺することによって背景雑音を最小にする。背景
照明などのアレイ90の全要素に共通の光強度の変動は、
アレイ素子ｎ及び−ｎにより見られる等価な照明が加算
するとゼロになるために、相殺されることになる。所望
の場合、光検出器アレイ素子はアレイ90のゼロ位置０に
位置づけられ、且つ他のアレイ要素について別々に監視
され、これによって回路からの０出力はゼロ位置のビー
ム91の完全な整合に対応するが、ビームの欠如には対応
しない。出力電圧V₀の大きさは検出器90のゼロ位置０か
らのビーム91の距離に比例し、そしてその符号はゼロか
らの方向を示す。

しかしながら、第７図の構成を用いた場合でも、１つの
問題がアドレスされなければならず、又、それが、存在
しないかも知れない（データがディスクになお書込まれ
ているか否かに依存して）データトラックが出力信号に
持つ効果である。かかるデータトラックの存在により検
出器31の面に不均一に入射する背景反射光の変動が惹起
される。従って、光線の正しい位置にこの変動し未知の
背景光が不利に影響することを防止するために、若干の
補償又は補正装置が用いられなければならない。このた
めの１つの適切な装置はしきい値検出器、或いは同等の
装置を用いて、差動増幅器94におけるこれ等の電圧を組
合わせる前に、出力電圧V₁及びV₂からデータトラック背
景光の１面効果を排除することで与えられる。かかるし
きい値検出器は当業者により加算増幅器95及び96に設計
されると有効である。

第８図は、ビーム91が移動光ヘッド40の半径の運動中に
アレイ90の素子を横切って走査する時の、中央のゼロ０
（接地）に対する第７図の回路の電圧圧力を示したもの
でアレイ90の各素子の出力は移動距離に比較して変化す
る。わずかな水平方向の階段状ステップが、第８図で誇
張されて、各対のアレイ素子ｎ及びｎ＋１の間の光ヘッ
ドスポットによって導入される。特定のサーボトラック
からの反射光ビーム91がアレイ90の面を通過するにつれ
て、隣接サーボトラックからの反射ビームが図示された
大きな鋸歯状歯効果を生成するアレイの対向端部に受信
される。

本発明の特定の実施例が図示説明されたが、本発明の真
の精神と範囲内で各種の変更が可能である。従って、添
付した請求の範囲はかかる変更の全てを対象とするもの
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨンソン・アルビン・ケネス アメリカ合衆国コロラド州80501ロングモ ント・ノ−ス・シクステイ−フイフス・ス トリ−ト10639 (72)発明者 レダ−ソン・ブラツド・ロ−ソン アメリカ合衆国コロラド州80020ブル−ム フイ−ルド・ウエスト・イレブンス・アヴ エニウ・コ−ト3236 (72)発明者 マツクル・アレクサンダ−・モンゴメリ− アメリカ合衆国コロラド州80303ブルダ −・エンデイコツト・ドライブ3625 (56)参考文献 特開 昭53−79335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−130240（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸及び回転軸を中心に同心円状に間隔
   をあけて形成されたデータトラックを有する複数のデー
   タバンドを備えたディスク面を回転軸に対して回転する
   回転装置と、ディスク面に隣接して配置された読み取り
   用、書き込み用又は読み取り−書き込み用の光ヘッドと
   なるキャリッジ光学系と、ディスク面に対して光ヘッド
   を径方向に位置決めするキャリッジアクチュエータと、
   データトラックの１つに対してディスク面に光ヘッドを
   通して読み／書き用光ビームを投影する微動トラッキン
   グミラーとを備え、ディスク面に対してデータの読み出
   し又は書き込みを行う光ディスクのアクセス−トラッキ
   ング用微動−粗動サーボシステムにおいて、 データバンド間でディスクの回転軸の周りでデータトラ
   ックに対して同心円状に隔置された光学的に読出し可能
   な複数個のサーボトラックと、 少なくとも１つのサーボトラックを包含する少なくとも
   １つのデータバンドの幅にわたつて広がるディスク面の
   一部を連続的に照射する光源と、 照射されたサーボトラックから反射されたイメージを検
   出してサーボトラックのイメージの位置を表す出力信号
   を発生する光検出器アレイを含む光検出装置を備えかつ
   キャリッジアクチュエータを制御する粗動アクセス−ト
   ラッキングシステムと、 読み取り又は書き込み光ビームを発生する微動サーボ照
   明装置と、 微動サーボ照明装置から照射されかつディスクの単一デ
   ータトラックから反射された別の光ビームに応答して微
   動トラッキングミラーを制御する微動アクセス−トラッ
   キングシステムとを備えたサーボシステムとを有し、 光検出器アレイによって受光されるイメージの長さ、結
   像されたサーボトラツク間隔よりわずかに小さく、前記
   光検出装置はサーボトラックから反射されたイメージ中
   に含まれる唯一のサーボトラックを検出し、 粗動アクセス−トラッキングシステムは、微動アクセス
   −トラッキングシステムに対してデカップリングされか
   つ依存しないことを特徴とする光ディスク記憶システ
   ム。
2. 【請求項２】微動アクセス−トラッキング制御システム
   は第１のデータトラックに追随し、光ヘッドは第１のデ
   ータトラックから所定の距離にある第２のデータトラッ
   ク中へデータを書き込む書込み用光ビームを投影する特
   許請求の範囲第１項に記載の光ディスク記憶システム。
3. 【請求項３】光検出装置上に結像した光は１つのサーボ
   トラックから返送され、光検出装置は、 光検出器アレイに設けられた光電エレメントと、 各光電エレメントの電気出力部に接続されて照明時に光
   電エレメントを識別する特性電圧を発生する装置と、 前記の特性電圧を組み合わせて、照射される光電エレメ
   ントを識別する装置と、 を備えた特許請求の範囲第１項に記載の光ディスク記憶
   システム。