JPH08194956A - 光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高速シーク動作を行っても、正確に
目標トラックに到達することのできる光ディスクドライ
ブ装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、光ピックアップと、対物レンズ
と、対物レンズアクチュエータと、フォーカス信号を増
幅するサーボゲイン設定アンプ４１とその増幅度を変更
可能に設定する切り換えスイッチ４２，第１の帰還抵抗
４３，および第２の帰還抵抗４４とを含むフォーカスサ
ーボ制御手段とを有し、光ディスクの情報記録面の複数
のトラックにわたって対物レンズアクチュエータを移動
させる場合は、第１の帰還抵抗４２と第２の帰還抵抗４
４とを切り換えスイッチ４２で切り換えることによりサ
ーボゲイン設定アンプ４１の増幅度を高く設定して、フ
ォーカスサーボ制御手段のループゲインを通常のデータ
読み取りの場合のループゲインよりも高くしてサーボ制
御するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に光ディスクのトラ
ッキング制御を高速に行うための光ディスクドライブ装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクは音楽再生用ＣＤのみ
ならず、情報記録再生用としての利用も盛んで、再生専
用のＣＤ−ＲＯＭの他，追記型のＣＤ−Ｒ，ＰＨＯＴＯ
−ＣＤ等、さまざまなフォーマットが存在している。

【０００３】音楽再生用ＣＤでは、音楽データはディス
クの内周側から外周側の方向に渦状に形成されたトラッ
クに連続的に記録されているので、通常音楽再生時はこ
のトラックを光ピックアップがトレースし続ける。

【０００４】また再生する曲を選択するときには光ピッ
クアップの位置をディスクの内周または外周に移動さ
せ、目標とする曲のデータが記録されている位置（アド
レス）に到達したところで音楽再生を開始する。このよ
うに目標とするトラックまで光ピックアップを移動させ
る動作をシーク動作といい、また目標とするデータが存
在するアドレスに到達するまでのディスク回転待ちを含
めた動作をアクセス動作という。また、それぞれの動作
に要する時間をシークタイム、アクセスタイムという。

【０００５】一方、情報記録再生用のディスクでは複数
種の情報がディスク内に記録され、またそれらの情報を
読み出すときは必ずしもトラックに沿って連続したデー
タを順次読み出していくわけではなく、アクセス動作を
繰り返しながらディスクの様々な位置（アドレス）に存
在する各種データを読み込んでいく。

【０００６】次に、光ディスクをアクセスするための光
ディスクドライブ装置について説明する。図４は、従来
の光ディスクドライブ装置の構成図である。図４におい
て、１は光ディスク、２は光ディスク１を回転させるス
ピンドルモータである。

【０００７】３は光ピックアップであって、機構部と光
学部などから構成され、機構部には光ディスク１の記録
面に光を集光させるための対物レンズ４と、これをディ
スク面に垂直な方向（以下フォーカス方向と称す）やデ
ィスクのラジアル方向（以下トラッキング方向と称す）
に動かすためのアクチュエータが一体構成された対物レ
ンズアクチュエータ５が構成されている。

【０００８】光学部は半導体レーザをはじめとする各種
プリズム、センサで構成されている。半導体レーザから
出射した光は対物レンズ４によって集光され、光ディス
ク１上に微小スポットを形成する。光ディスク１からの
反射光は再び対物レンズ４に戻り、フォーカス方向の光
スポットの位置ずれやトラック方向の位置ずれを検出す
るための光センサ６により検出される。

【０００９】７は光ピックアップ３を駆動するリニアモ
ータ、８はフォーカスサーボ制御部、９はトラッキング
サーボ制御部、１０はシーク制御部、１１は信号処理回
路、１２はインターフェイス制御部、１３はスピンドル
モータ制御部、１４はコントローラであって、これらの
各ブロックのシーケンスやデータなどの制御を行う。

【００１０】以上のように構成された従来の光ディスク
ドライブ装置について、その動作について説明する。

【００１１】光ディスク１には情報信号が記録されてい
る情報トラックがらせん状に形成されており、そのトラ
ックピッチが非常に小さいため（１．６μｍ）、情報信
号を正確に検出するためには、回転中のディスクに対し
て光スポットを高精度に位置決め制御する必要がある。

【００１２】そこで、光ピックアップ３に内蔵された光
センサ６の受光信号はフォーカスサーボ制御部８に入力
され、光スポットの焦点位置と光ディスク１の情報信号
記録面とのずれを表すフォーカスエラー信号（以下ＦＥ
信号と略称する）が生成される。フォーカスサーボ制御
部８ではＦＥ信号に基づいて光スポットの焦点位置が常
にディスクの情報信号記録面に追従するように対物レン
ズ４のフォーカス方向の位置制御を行う。

【００１３】また、光センサ６の受光信号は情報信号で
あるラジオ周波数信号（以下ＲＦ信号と略称する）の検
出にも用いられる。検出された後のＲＦ信号は、変復調
回路やエラー訂正回路などからなる信号処理回路１１に
よって変復調、データ誤り訂正などの信号処理が行わ
れ、インターフェイス制御部１２を介して、パソコンな
どのホスト機器に信号送出される。

【００１４】シーク動作は光スポットが光ディスク１の
ラジアル方向に移動する際のトラックをカウントするこ
とによって行われる。このシーク動作を図５と図６を用
いて説明する。図５は従来のトラック横断パルス信号の
生成回路のブロック図である。

【００１５】図において１５はピークホールド回路、１
６はボトムホールド回路、１７は差動増幅器、１８は振
幅中点検出器、１９は比較器である。

【００１６】図６は従来の図５におけるトラック横断パ
ルス信号の生成過程を示す図である。図において、図６
（ａ）は図５のＡ点の波形であるＲＦ信号波形図。図６
（ｂ）は同Ｂ点の波形であるＲＦ信号のピークホールド
波形図。図６（ｃ）は同Ｃ点の波形であるＲＦ信号のボ
トムホールド波形図。図６（ｄ）は同Ｄ点の波形である
トラック横断信号波形図。図６（ｅ）は図６（ｄ）の波
形の振幅の中心レベルである同Ｅ点のトラック横断信号
波形図、図６（ｆ）は比較器２０によって２値化された
同Ｆ点の波形であるトラック横断信号波形図である。即
ち、図６（ｆ）に示すパルスの１周期がトラック１本分
を横切ることに相当し、これをカウントすれば光スポッ
トのトラック横切り本数を知ることができる。

【００１７】このようにして、横断するトラック数を計
数しながら目標とするトラック付近まで光ピックアップ
３を移動させ（粗シーク）、その位置のセクタアドレス
信号を読み取って光スポットの現在位置を認識し、再び
目標トラックへ補正的に移動動作を行う（密シーク）。
そして、目標セクタがディスクの回転に伴って光スポッ
ト上に到達するまで回転待ちし、目標セクタの読み取り
を行う。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、光ディスクを
コンピュータの外部記憶装置として用いる場合、システ
ム全体のデータ処理速度を向上させるためには、シーク
動作を高速に行う必要がある。そのため、粗シーク時に
光ピックアップ３及びスピンドルモータ２の急加減速駆
動が必要となる。

【００１９】しかしながら、光ピックアップ３及びスピ
ンドルモータ２を急加減速駆動すると、光ピックアップ
３のフォーカスボビンに振動を誘起する要因となり、そ
のためシーク動作中にデフォーカスが生じ再生信号出力
が低下してしまうという弊害が生じる。

【００２０】この様子を図７を用いて説明する。図７は
シーク動作中のデフォーカスの影響によるトラック横断
パルス信号の生成過程を表す図で，図７（ａ）はＦＥ信
号、図７（ｂ）はＲＦ信号、図７（ｃ）はトラック横断
信号、図７（ｄ）はトラック横断パルス信号を示す。

【００２１】高速シークによりフォーカスボビンに大き
な振動が発生すると、一次的に大きなデフォーカスが生
じる。図７（ａ）においてｔ１からｔ２の期間がデフォ
ーカスが生じている状態である。ＦＥ信号に図７（ａ）
に示すようなデフォーカスが発生する時は、同時にＲＦ
信号も図７（ｂ）の様に一次的に出力が低下する。その
結果、この時トラック横断信号図７（ｃ）はｔ３からｔ
４の期間は光ピックアップ３がトラックを横断している
にもかかわらず、図７（ｄ）のようにトラック横断パル
スは発生しない。

【００２２】従って、実際に横断しているよりもカウン
トされるトラック数が少なくなってしまう。このように
粗シーク時に到達するトラックが目標トラックに対して
離れた位置となり、最終的に目標トラックに到達するま
でのシークタイムが長くなってしまうという問題点を有
していた。

【００２３】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、高速シーク動作を行っても、デフォーカスの
発生を軽減して、正確に目標トラックに到達することが
できる光ディスクドライブ装置を提供することを目的と
する。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の光ディスクライブ装置は、光ディスクの情
報記録面に光ビームを照射し、その反射光を検出する光
ピックアップと、光ディスクの情報記録面に光ビームを
収束させる対物レンズと、対物レンズをフォーカス方向
及びトラッキング方向に移動可動に支持するアクチュエ
ータと、フォーカス信号を増幅する増幅器とその増幅度
を変更可能に設定する切り換えスイッチ，第１の帰還抵
抗，および第２の帰還抵抗とを含むフォーカスサーボ制
御手段とを有し、光ディスクの情報記録面の複数のトラ
ックにわたって対物レンズアクチュエータを移動させる
場合は、第１の帰還抵抗と第２の帰還抵抗との接続を切
り換えスイッチで切り換えることにより増幅器の増幅度
を高く設定することにより、フォーカスサーボ制御手段
のループゲインを通常のデータ読み取りの場合のループ
ゲインよりも高くしてサーボ制御するように構成したも
のである。

【００２５】

【作用】以上の構成により、シーク動作中はフォーカス
サーボ制御手段のループゲインを高くしてサーボ制御す
るので、光ピックアップ３を急加減速駆動しても光ビー
ムの合焦状態がより確実に維持される。その結果、ＦＥ
信号はデフォーカスを起こすことがなくなると共に、デ
フォーカスによるＲＦ信号の出力低下も生じることがな
くなるため、トラック横断パルス信号が欠落することな
く生成され、シーク動作中の横断トラック数のカウント
が正確に行われる。こうして光ピックアップは目標トラ
ックに正確に到達することができるので、高速アクセス
を実現することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の光ディスクドライブ装置の一
実施例について、図面を参照しながら説明する。本発明
の光ディスクドライブ装置もその構成は、従来の光ディ
スクドライブ装置の構成と変わるところはなく、図４と
同じであるから説明の重複を省略する。なお、フォーカ
スサーボ制御部８にはフォーカス制御部を含み、図１は
本発明の一実施例におけるフォーカス制御部のブロック
図を示す。

【００２７】図１において、４１はサーボゲイン設定ア
ンプ、４２は切り換えスイッチ、４３は第１の帰還抵抗
（Ｒ１）、４４は第２の帰還抵抗（Ｒ２）、４５はシー
ク制御指令部、４６は位相補償フィルター、４７は駆動
アンプ、４８はフォーカスアクチュエータである。

【００２８】まず、通常の再生時においては、シーク制
御指令部４５は切り換えスイッチ４２に対して出力をせ
ず、切り換えスイッチ４２はＯＮの状態にある。光ピッ
クアップ３の原信号から生成されたＦＥ信号は、フォー
カスサーボゲイン設定アンプ４１によって第１の増幅率
に増幅される。その増幅率は第１の帰還抵抗４３（Ｒ
１）、第２の帰還抵抗４４（Ｒ２）の２つの並列抵抗に
よって設定される（即ち、オペアンプに関する周知の技
術によりＲ１‖Ｒ２／Ｚｉ、なお、Ｚｉは入力インピー
ダンス）。

【００２９】サーボゲイン設定アンプ４１により増幅さ
れた信号は位相補償フィルター４６を経て駆動アンプ４
７に入力され、フォーカスアクチュエータ４８を駆動す
る。ここで第１の増幅率、及び位相補償フィルター４６
の各定数は通常再生時におけるフォーカスサーボの追従
性、安定性が最適となるような定数となっている。

【００３０】図２はフーカスサーボ制御手段のループゲ
インの周波数特性図であって、図２（ａ）は、このよう
にして求められた、通常再生時におけるフーカスサーボ
制御手段のループゲインの周波数特性図である。

【００３１】次に、シーク動作を開始すると、シーク制
御指令部４５は切り換えスイッチ４２に対して出力を
し、切り換えスイッチ４２はＯＦＦとなる。サーボゲイ
ン設定アンプ４１の第２の増幅率は第１の帰還抵抗４３
（Ｒ１）のみによって設定される（即ち、オペアンプに
関する周知の技術によりＲ１／Ｚｉ）。

【００３２】同様にして、サーボゲイン設定アンプ４１
により増幅された信号は位相補償フィルター４６を経て
駆動アンプ４７に入力され、フォーカスアクチュエータ
４８を駆動する。ここで、第２の増幅率はシーク動作時
におけるフォーカスサーボの追従性、安定性に適した値
となるように設定される。

【００３３】図２（ｂ）は、このようにして求められ
た、シーク動作時におけるフーカスサーボ制御手段のル
ープゲインの周波数特性図である。図２（ａ）との比較
において、例えば、第１の帰還抵抗４３（Ｒ１）と第２
の帰還抵抗４４（Ｒ２）とを同じ値にすると、サーボゲ
イン設定アンプ４１の第２の増幅率は第１の増幅率の２
倍となる。従って、サーボゲイン設定アンプ４１を含む
フォーカス制御部全体のループゲインはシーク動作時が
通常再生時に対し２倍に、ループゲインのカットオフ周
波数はシーク動作時（ｆ２、３〜５ｋＨｚ）が通常再生
時（ｆ１、１〜１．５ｋＨｚ）に対し２倍になることが
わかる。

【００３４】他の増幅率の実施態様としては、同様の手
法により、１．５から３倍の値の中から選択された適切
な増幅率に設定される。尚、適切な増幅率は帰還抵抗の
選定のみならずフォーカスアクチュエータ４８の物理的
な動作を含めたフォーカスサーボ制御系全体の動作によ
り決定されることは改めて説明を重ねるまでもない。

【００３５】以上のようなループゲインを有するフォー
カス制御部のシーク動作について説明する。図３はフォ
ーカス制御部のシーク動作時の各信号を現す図で、
（ａ）はＦＥ信号、（ｂ）はＲＦ信号、（ｃ）はトラッ
ク横断信号、（ｄ）はトラック横断パルス信号を示す。

【００３６】高速シーク動作時に光ピックアップ３を急
加減速駆動を行った場合、光ピックアップ３のフォーカ
スボビンに大きな振動が発生する（ｔ１からｔ２の期
間）が、フォーカス制御のループゲインと周波数特性が
十分に高いので、若干の波形の乱れは生じるものの、図
３（ａ）ＲＦ信号のエンべロープはトラック横断を繰り
返す毎にオントラック状態で大、オフトラック状態で小
の状態を維持することができ、しかも、デフォーカスに
ならないので、図３（ｂ）ＲＦ信号も正弦波状の信号が
得られ、ＲＦ信号から生成される図３（ｃ）トラック横
断信号も正弦波状となる。

【００３７】従って、フォーカスボビンの振動中であっ
ても（ｔ３からｔ４の期間）トラック横断信号はトラッ
ク横断判定のスレッシュレベルを交差し、図３（ｄ）ト
ラック横断パルス信号は正確なパルスが維持される。

【００３８】このようにして、高速シーク動作を行って
も、デフォーカスを起こすことがなくなり、トラック横
断パルス信号を正確に生成できるため、粗シークもしく
はトラックジャンプで目標トラックに正確に到達するこ
とができ、高速アクセス化が実現できる。

【００３９】また、本発明の一実施例ではハード技術に
よりループゲインの切り換えを行ったが、デジタルサー
ボを行っているような場合はマイコンを使用してソフト
ウェア技術によりループゲインを切り換えても同様の効
果が得られることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、粗シークもしくはトラ
ックジャンプ動作中においてデフォーカスを起こすこと
がなくなり、ＲＦ信号の出力低下が生じないため、トラ
ック横断パルス信号が正確に生成されるため、粗シーク
もしくはトラックジャンプ中の横断トラック数のカウン
トが正確に行われ、光ピックアップが目標トラックに正
確に到達でき、高速アクセス化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるフォーカス制御部の
ブロック図

【図２】（ａ）通常再生時におけるフォーカスサーボ制
御手段のループゲインの周波数特性図 （ｂ）シーク動作時におけるフォーカスサーボ制御手段
のループゲインの周波数特性図

【図３】（ａ）フォーカス制御部のシーク動作時のＦＥ
信号を表す図 （ｂ）同ＲＦ信号を表す図 （ｃ）同トラック横断信号を表す図 （ｄ）同トラック横断パルス信号を表す図

【図４】従来の光ディスクドライブ装置の構成図

【図５】従来のトラック横断パルス信号の生成回路のブ
ロック図

【図６】（ａ）従来の図５におけるトラック横断パルス
信号の生成過程におけるＦＲ信号波形図 （ｂ）従来の図５におけるトラック横断パルス信号の生
成過程におけるＦＲ信号のピークホールド波形図 （ｃ）従来の図５におけるトラック横断パルス信号の生
成過程におけるＦＲ信号のボトムホールド波形図 （ｄ）従来の図５におけるトラック横断パルス信号の生
成過程におけるトラック横断信号波形図 （ｅ）従来の図５におけるトラック横断パルス信号の生
成過程における中心レベルのトラック横断信号波形図 （ｆ）従来の図５におけるトラック横断パルス信号の生
成過程における２値化されたトラック横断信号波形図

【図７】（ａ）シーク動作中のデフォーカスの影響によ
るＦＥ信号を表す図 （ｂ）同ＲＦ信号を表す図 （ｃ）同トラック横断信号を表す図 （ｄ）同トラック横断パルス信号を表す図

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ スピンドルモータ ３ 光ピックアップ ４ 対物レンズ ５ 対物レンズアクチュエータ ６ 光センサ ７ リニアモータ ８ フォーカスサーボ制御部 ９ トラッキングサーボ制御部 １０ シーク制御部 １１ 信号処理回路 １２ インターフェイス制御部 １３ スピンドルモータ制御部 １４ コントローラ １５ ピークホールド回路 １６ ボトムホールド回路 １７ 差動増幅起 １８ 振幅中点検出器 １９ 比較器 ４１ サーボゲイン設定アンプ ４２ 切り換えスイッチ ４３ 第１の帰還抵抗（Ｒ１） ４４ 第２の帰還抵抗（Ｒ２） ４５ シーク制御指令部 ４６ 位相補償フィルター ４７ 駆動アンプ ４８ フォーカスアクチュエータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年３月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】 従来の図５におけるトラック横断パルス信号
を示す図 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】従来の図５におけるトラック横断パルス信号の
生成過程における特性曲線図 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】図６は従来の図５におけるトラック横断パ
ルス信号の生成過程を示す図である。図において、図６
（ａ）は図５のＡ点の波形であるＲＦ信号波形図。図６
（ｂ）は同Ｂ点のピークホールド波形と同Ｃ点のボトム
ホールド波形との合成波形図である。図６（ｃ）は同Ｄ
点の波形であるトラック横断信号波形と同Ｅ点の振幅の
中心レベルとの合成波形図である。図６（ｄ）は比較器
１９によって２値化された同Ｆ点のトラック横断信号波
形図である。即ち、図６（ｄ）に示すパルスの１周期が
トラック１本分を横切ることに相当し、これをカウント
すれば光スポットのトラック横切り本数を知ることがで
きる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】（ａ）図５のＡ点の波形であるＲＦ信号波形図（ｂ）同Ｂ点のピークホールド波形と同Ｃ点のボトムホ
ールド波形との合成波形図 （ｃ）同Ｄ点の波形であるトラック横断信号波形と同Ｅ
点の振幅の中心レベルとの合成波形図 （ｄ）比較器によって２値化された同Ｆ点のトラック横
断信号波形図

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】符号化された情報信号がピット列として記
   録されている光ディスクに対して、ピット列に光ビーム
   を照射し、その反射光に基づいて情報信号を読み取る光
   ディスクドライブ装置であって、光ディスクの情報記録
   面に光ビームを照射し、その反射光を検出する光ピック
   アップと、光ディスクの情報記録面に光ビームを収束さ
   せる対物レンズと、前記対物レンズをフォーカス方向及
   びトラッキング方向に移動可能に支持するアクチュエー
   タと、光ディスクの情報記録面に光ビームを合焦させる
   ように前記アクチュエータを制御するフォーカスサーボ
   制御手段とを有し、光ディスクの情報記録面の複数のト
   ラックにわたって前記アクチュエータを移動させる場合
   は前記フォーカスサーボ制御手段のループゲインをデー
   タ読み取りの場合のループゲインよりも高くしてサーボ
   制御することを特徴とした光ディスクドライブ装置。
2. 【請求項２】前記フォーカスサーボ制御手段は、前記光
   ピックアップが検出した信号を増幅する増幅器と、前記
   増幅器の増幅度を変更可能に設定する増幅度変更手段と
   を含み、前記増幅度変更手段により前記増幅器の増幅度
   を高く設定することにより、前記フォーカスサーボ制御
   手段のループゲインをデータ読み取りの場合のループゲ
   インよりも高く設定することを特徴とする請求項１に記
   載の光ディスクドライブ装置。
3. 【請求項３】前記アクチュエータを移動させる場合の前
   記ループゲインは、データ読取りの場合の前記ループゲ
   インに対して１．５から３倍の値から選択された値に前
   記増幅器の増幅度を設定することを特徴とする請求項１
   又は２に記載の光ディスクドライブ装置。