JPH07334947A

JPH07334947A - 光ディスク装置のトラック位置検出方法

Info

Publication number: JPH07334947A
Application number: JP12856794A
Authority: JP
Inventors: Fujio Tajima; 富士雄田島; Masamichi Ito; 正道伊藤; Yasuhiro Mitsui; 康弘三井; Kazuaki Souma; 万哲相馬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】目標とするトラック位置までの移動トラック数
の算出に関し、光ヘッドに測定専用の動作を与えること
なく、算出精度を向上するトラック位置の検出方法を提
供する。【構成】ディスク上の螺旋状トラックに記録され情報信
号を一定の走査速度で読み書きするための再生手段と、
再生手段の内の少なくとも一つの駆動電流からディスク
の回転中心の移動に起因して生じる正弦波状成分を抽出
し、その周期時間と周期成分の出現度数とを検出する手
段と、周期時間と出現度数とを用いて現在走査している
走査速度、およびトラックの位置するディスク半径とを
検出し、測定検出した結果を用いてトラック位置を算出
する手段とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は螺旋状トラックに線速度
一定に記録されるディスクを線速度に等しい走査速度で
光ヘッドにより情報信号を読み書きする方法の光ディス
ク装置のトラック位置検出方法に係り、特に、走査速度
およびディスク半径を測定結果に基づいて算出しトラッ
ク位置を算出する光ディスク装置のトラック位置検出方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディジタル信号が記録されたデ
ィスクを再生する光ディスク再生装置がある。このディ
スクには線速度一定にディジタル信号が記録されてお
り、ディスクから再生された同期信号を基準周波数信号
と比較して走査速度が一定（ディスクの線速度と同一）
となるようディスクの制御を行っているが、線速度の許
容幅は１.３ｍ／ｓ±７.７％と大きいため、線速度を用
いてトラック位置を算出すると誤差が大きかった。この
点に関し、特開昭61−13481 号公報（ディスク再生装置
の高速サーチ方式）にはディスクの走査速度を測定検出
し、この走査速度を用いてトラック位置を算出する技術
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公知技術は、ディ
スクの走査速度（ディスクの線速度と同一）を測定検出
するためにプログラム開始位置において、光ヘッド（ピ
ックアップと同意）に測定専用の動作を与えるとともに
プログラム開始位置を認識する専用のセンサ類を配置す
るものである。

【０００４】さらに、公知技術ではトラック位置の算出
演算に、ディスクの走査速度の他にプログラム開始位置
の半径情報を定数として用いるが、上記半径の誤差は±
0.4％あり、トラック位置の算出誤差として加算され
る。

【０００５】本発明の目的は、ディスクの走査速度を測
定検出するために光ヘッドに測定専用の動作を与えない
こと、プログラム開始位置に特定されないこと、さら
に、半径情報を測定検出することで半径誤差を解消する
トラック位置の検出方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ディスク上の螺旋状トラ
ックに記録され情報信号を一定の走査速度で読み書きす
るための再生手段と、前記再生手段の内の少なくとも一
つの駆動電流から前記ディスクの回転中心の移動に起因
して生じる正弦波状成分を抽出し、その周期時間と周期
成分の出現度数とを検出する手段と、前記周期時間と前
記出現度数とを用いて現在走査している走査速度、およ
び前記トラックの位置するディスク半径とを検出し、測
定検出した結果を用いてトラック位置を算出する手段と
から成る。

【０００７】

【作用】本発明で対象とする光ディスク装置はディスク
交換型であり、ディスク交換の都度、程度の差はあるが
ディスク中心と回転中心とが異なる。この結果、ディス
クが一回転する間にこの影響で周速度変化が生じる筈で
あるが、再生手段でディス上の螺旋状トラックを一定の
走査速度で走査するため、再生手段には周速度変化を吸
収するための駆動電流が通常動作の駆動電流の他に加算
される。ここで、回転中心誤差に起因する周速度変化は
幾何学的計算から正弦波状成分と成る。したがって、駆
動電流から正弦波状成分を抽出し周期時間と出現度数
(波数に同一)を検出すれば、幾何学的な計算からディス
ク上のトラック位置を算出することができる。また、再
生手段には、フォーカスサーボ手段，トラッキングサー
ボ手段、およびディスクサーボ手段が含まれる。

【０００８】

【実施例】本発明を適用した装置の一実施例を図３に示
す。１はディジタル化された信号をエイト・ツー・フォ
ーティーン変調（以下ＥＦＭという）した信号が螺旋状
トラックの内周より外周方向に記録するディスクであ
る。ディスク１は光ディスク装置に装着された後、ディ
スクモータ３の回転軸４に支持され回転駆動せしめられ
る。また、５は光学系のピックアップ（光ヘッドと同
意）であり、ピックアップ５より出射されたレーザ光は
ディスク１で反射されて再び光学系に入射する。この反
射光はピックアップ５に内蔵される光センサによって検
出され、ディスク１のピットの有無に応じて変化する反
射光の強弱が電気信号に変換される。

【０００９】ピックアップ５の光センサで読み取られた
信号は増幅器６で増幅された後、復調回路７に供給さ
れ、ここでＦＥＭ復調される。復調された信号の各フレ
ームのデータビット１９２ビット及び誤り訂正用ビット
６４ビットは訂正回路８に供給される。訂正回路８はＲ
ＡＭ９を用いて２５６ビットの信号のデ・インターリー
ブを行い、更に符号誤りの検出及び訂正を行い、時間軸
を補正したディジタル信号を取り出す。

【００１０】ピックアップ５よりの読み取り信号はフォ
ーカスサーボ回路１７，トラッキングサーボ回路１８に
供給され、復調回路７よりのユーザズビットがマイクロ
コンピュータ１９に供給される。フォーカスサーボ回路
１７は読みとり信号及びマイクロコンピュータ１９より
の制御信号に応じてピックアップ５内の光学系の対物レ
ンズを変位させるアクチュエータへ駆動信号１７０を出
力しディスク１の記録面上にレーザ光の焦点を結ばせ
る。アクチュエータの駆動電流１７１はマイクロコンピ
ュータ１９へ送られる。トラッキングサーボ回路１８
は、読みとり信号からトラッキング誤差を検出し、さら
にマイクロコンピュータ１９よりの制御信号に応じてピ
ックアップ５の出射するレーザ光をディスク１の半径方
向に変位させるアクチュエータへ駆動信号１８０を出力
し、レーザ光がディスク１の記録トラックを走査するよ
う自動調整する。アクチュエータの駆動電流１８１はマ
イクロコンピュータ１９へ送られる。

【００１１】また、ラジアルサーボ回路２０はトラッキ
ングサーボ回路１８よりの走査トラック情報及びマイク
ロコンピュータ１９よりの信号に応じてラジアルモータ
２１を駆動しピックアップ５をディスク１の半径方向に
移動させる。ディスクサーボ回路２２は復調回路７より
のフレーム周期信号とマイクロコンピュータ１９よりの
クロック信号との位相比較で得られる誤差信号に応じて
ディスクモータ３を回転駆動し、ディスク１が所定の線
速度で再生されるよう自動調整する。ディスクモータ３
の駆動電流２２１はマイクロコンピュータ１９へ送られ
る。操作盤２６の操作により発生された信号はマイクロ
コンピュータ１９に供給され、これによって光ディスク
装置の動作制御が行われる。また、マイクロコンピュー
タ１９よりの表示信号が表示器２７に供給されて曲番等
を表示する。

【００１２】次に本発明のトラック位置の計算に関する
動作フローチャートを図１を用いて説明する。光ディス
ク装置にディスク１が装着されると、ラジアルサーボ回
路２０が駆動されてピックアップ５はディスク内周のプ
ログラム開始位置に移動せしめられる。この後、フォー
カスサーボ回路，トラッキングサーボ回路，ディスクサ
ーボ回路が作動しそれぞれのアクチュエータが駆動され
ディスク１に記録再生動作が開始される。

【００１３】最初にＦ１０の処理では、再生手段内の一
つ、例えば、ディスクモータ３の駆動電流がマイクロコ
ンピュータ１９内で読み込まれる。

【００１４】続くＦ２０の処理は、先に読み込んだ駆動
電流から正弦波状成分を抽出し周期時間（ディスク回転
周期Ｔに対応）とその波数（出現度数と同意でピックア
ップの移動トラック数Ｎに対応）を測定する処理であ
る。正弦波状成分から周期時間とその波数を検出する処
理は、あるしきい値を設定しておいて正弦波を矩形波に
変換して後、その周期時間をクロック信号を用いて検出
して得られる。また波数は矩形波を計数して得られる。
あるいは、ピーク値を求めてピーク値間の周期時間をク
ロック信号を用いて検出してもよい。

【００１５】ここで、ディスクモータ３の駆動電流に正
弦波状成分が含まれる理由を図４を用いて説明する。図
４はディスク１とディスクに記録される螺旋トラック２
を示す説明図である。本発明で対象とする光ディスク装
置はディスク交換型であり、ディスク交換の都度、程度
の差はあるがディスク中心Ａと回転中心Ｂとが異なる。
この結果、螺旋トラック２上のＰ₁からトラック上を移
動しＰ₂へ至るまでディスクを一回転すると回転中心Ｂ
の移動分だけディスク半径が変化する。このため、一定
速度でディスクを回転させると周速度変化が生じる。こ
れに対し再生手段ではサーボ制御によりトラックを一定
の走査速度で走査するため、再生手段には周速度変化を
吸収する駆動電流が通常動作の他に加算される。また、
回転中心誤差に起因する周速度変化は幾何学的計算から
正弦波状成分と成ることは明らかである。さらに、ディ
スク交換に伴う、回転中心移動の影響は他の再生手段で
あるトラッキング制御系およびフォーカス制御系の駆動
電流にも同様に現れることは明らかである。フォーカス
制御系ではディスク交換時の面ぶれの影響も重畳する。

【００１６】図５はディスクモータ３の駆動電流に含ま
れる正弦波状成分を、プログラム開始点（最内周）から
外周方向へかけて表わした説明図である。この例では、
図４の螺旋トラック２上のＰ₁，Ｐ₂は正弦波状成分のピ
ーク点に相当する。また、外周側にあるＰ_nではピーク
点間の時間周期Ｔがしだいに長くなる。これは、螺旋ト
ラック上を一定の走査速度で走査することに起因する。

【００１７】続いてＦ３０の処理は、Ｆ２０で得られた
ディスク回転周期Ｔと移動トラック数Ｎとを用いて、ピ
ックアップ５の現在位置（ディスク位置に換算）におけ
る走査速度Ｖおよびディスク半径Ｒ_nを計算し記憶する
処理である。

【００１８】あるディスク半径Ｒにおける走査速度Ｖは
数１で得られる。

【００１９】

【数１】

【００２０】ここに、Ｔ：ディスク半径Ｒにおけるディ
スク回転周期Ｖ：ディスク半径Ｒにおける走査速度同様に、ディスク半径Ｒ_nにおける走査速度Ｖ_nは数２
で得られる。

【００２１】

【数２】

【００２２】ここに、Ｔ_n：ディスク半径Ｒ_nにおける
ディスク回転周期Ｖ_n：ディスク半径Ｒ_nにおける走査速度また、ディスク半径Ｒ_nはディスク半径Ｒからの移動ト
ラック数Ｎを用いて数３のように表わせる。

【００２３】

【数３】Ｒ_n ＝Ｒ＋ＮＰ …（数３）ここに、Ｐ：トラックピッチ次に走査速度は一定であるからＶ＝Ｖ_nの関係を用い
て、数１〜数３からディスク半径Ｒを消去すると数４，
数５が得られる。このように任意の２点におけるディス
ク回転周期Ｔと２点間の移動トラック数Ｎを測定するこ
とにより任意のディスク半径Ｒ_nと走査速度Ｖを計算す
ることができる。

【００２４】

【数４】

【００２５】

【数５】

【００２６】次に複数トラックを一度に移動する際に必
要な現在位置から目標トラック位置までの移動トラック
数および目標トラック位置におけるディスク角速度を計
算する動作フローを図２を用いて説明する。

【００２７】最初にＦ１００の処理では、再生機構２５
（ピックアップおよびディスクモータ）を目標トラック
位置へ移送するため、現在位置から目標トラック位置ま
での移動トラック数Ｎ_sおよび目標トラック位置におけ
るディスク角速度ω_sの計算に必要な現在位置の定数と
トラックピッチＰを設定する処理である。

【００２８】続くＦ１１０の処理は、ディスク１の絶対
番地に相当するプログラム開始時点から目標トラック位
置までの再生時間（時間アドレスｔ₂ に対応）を設定す
る処理である。

【００２９】続くＦ１２０の処理は、現在位置から目標
トラック位置までの移動トラック数Ｎ_sを計算する処理
である。例えば、現在位置をディスク半径Ｒとし目標ト
ラック位置をディスク半径Ｒ_nとすると、一定の走査速
度Ｖで螺旋トラック上を移動する場合の再生時間とディ
スク半径の増分量との関係から数６の関係が得られる。

【００３０】

【数６】 πＲ_n ²−πＲ²＝ＰＶ(ｔ₂−ｔ₁） …（数６）ここに、Ｐ：トラックピッチＶ：走査速度（ディスク半径によらず一定）ｔ₂：目標トラック位置の時間アドレスｔ：現在位置の時間アドレス次に数３と数６とを用いてディスク半径Ｒ_nを消去し、
移動トラック数Ｎ_sについて解くと数７が得られる。

【００３１】

【数７】

【００３２】ここに、Ｐ：トラックピッチＶ：走査速度（ディスク半径によらず一定）ｔ₂：目標トラック位置の時間アドレスｔ：現在位置の時間アドレスＲ：現在位置のディスク半径このように目標トラック位置の時間アドレスと現在位置
の時間アドレスから目標トラック位置までの移動トラッ
ク数Ｎ_sを計算することができる。ここで、現在位置の
ディスク半径と走査速度は測定結果に基づいて算出した
ものである。

【００３３】続くＦ１３０の処理は、目標トラック位置
におけるディスク角速度ω_sを計算する処理である。例
えば、現在位置をディスク半径Ｒとし目標トラック位置
をディスク半径Ｒ_nとすると、ディスク角速度ω_sの増
分量はディスク半径の増分量に比例する関係があり数６
を解いて数８が得られる。

【００３４】

【数８】

【００３５】ここに、Ｐ：トラックピッチＶ：走査速度（ディスク半径によらず一定）ｔ₂：目標トラック位置の時間アドレスｔ：現在位置の時間アドレス ω：現在位置のディスク角速度このように目標トラック位置の時間アドレスと現在位置
の時間アドレスから目標トラック位置におけるディスク
角速度ω_sを計算することができる。ここで、現在位置
のディスク角速度と走査速度は測定結果に基づいて算出
したものである。

【００３６】続くＦ１４０の処理は、現在位置から目標
トラック位置までの移動トラック数Ｎ_sと目標トラック
位置におけるディスク角速度ω_sとを用いて再生機構２
５を目標トラック位置へ移動させる処理である。ここ
で、ラジアルサーボ回路２０はマイクロコンピュータ１
９よりの信号（複数トラック移動に対応する）およびト
ラッキングサーボ回路１８よりの走査トラック情報に応
じてラジアルモータ２１を駆動しピックアップ５をディ
スク１の半径方向に移動させる。またディスクサーボ回
路２２には通常の一定走査速度で走査する際の駆動信号
の他に、ディスク角速度をωからω_sへ移行させるため
の駆動信号が付加される。

【００３７】以上のＦ１００〜Ｆ１４０の処理により複
数トラックをより正しく移動することが可能になる。

【００３８】

【発明の効果】ディスクの走査速度およびディスク半径
を測定検出し、目標トラック（プログラム開始位置から
の再生時間で与えられる。）までの移動トラック数を算
出するため計算精度が向上する。さらに、ディスクの走
査速度の測定検出方法は、光ヘッド（ピックアップと同
意）に測定専用の動作を与えることなくプログラム開始
位置に限定されず任意の場所で行える。このため測定検
出の誤差が低減する。また、移動先の目標トラックにお
けるディスク角速度情報が得られるため再生機構（ディ
スク制御系）をより早く目標角速度へ引き込むことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示すフローチャート。

【図２】本発明の他の構成を示すフローチャート。

【図３】本発明を適用した装置の一実施例のブロック
図。

【図４】ディスク上の螺旋トラック，ディスク回転中心
を示す説明図。

【図５】ディスクサーボ回路の駆動信号に生じる正弦波
状図。

【符号の説明】

１…ディスク、２…螺旋トラック、３…ディスクモー
タ、５…ピックアップ、６…増幅器、７…復調回路、８
…訂正回路、９…ＲＡＭ、１７…フォーカスサーボ回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相馬万哲群馬県高崎市西横手町111番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報信号が螺旋状トラックに線速度一定に
記録されるディスクを線速度に等しい走査速度で光ヘッ
ドにより前記情報信号を読み取り、または書き取る光デ
ィスク装置のトラック位置検出方法において、再生機構手段の内の少なくとも一つの駆動電流を用い
て、前記ディスクの回転中心の移動に起因して前記駆動
電流内に生じる正弦波状成分から周期時間と周期成分の
出現度数とを検出し、前記周期時間と前記出現度数を用いて、前記ディスクの
走査速度、および現在走査している前記トラックの位置
するディスク半径を算出することを特徴とする光ディス
ク装置のトラック位置検出方法。