JPH08329480A

JPH08329480A - 光ヘッドのシーク速度制御装置

Info

Publication number: JPH08329480A
Application number: JP13624695A
Authority: JP
Inventors: Yoriji Kawasaki; 順志川崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JP2720829B2

Abstract

(57)【要約】【目的】移動トラック数の大小に拘らず、粗シークを
高速且つ正確に行う光ディスク装置のための光ヘッドの
シーク速度制御装置を提供する。【構成】光ヘッドのシーク速度制御装置は、光ヘッド
の粗シーク制御のために２種類の目標速度プロファイル
（ａ）及び（ｂ）を記憶装置内に記憶している。アクセ
スの際の光ヘッドの移動トラック数が大きいときには、
第１の目標速度プロファイルである、一定速度制御”
イ”及び一定減速度の減速制御”ロ”が選定される。光
ヘッドの移動トラック数が小さいときには、第２の目標
速度プロファイルにより、まず、キックパルス”ハ”を
出力し、ヘッドが動き始めたら一定加速度の加速制御”
ニ”を行い、その後、目標トラックに達したときには既
にトラッキング制御が可能な小さな速度となるような一
定減速度の減速制御”ホ”を行う。光ヘッドが目標トラ
ックに到達したら直ちにトラッキング制御に移行でき
る。これにより、高速なアクセスが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ヘッドのシーク速度
制御装置に関し、更に詳しくは、コンパクトディスクや
光磁気ディスク等の光ディスクに情報を記録及び／又は
再生する光ディスク装置に使用される光ヘッドのシーク
速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置に使用される光ヘッドで
は、そのヘッド位置の制御は、一般に、まず、光ヘッド
を光ディスクの半径方向に駆動するリニアモータや送り
ネジ機構などによって、高速且つおおまかに移動（粗シ
ーク）させた後に、光ヘッド上に取り付けられた、対物
レンズのアクチェータによるトラックジャンプで、情報
読み取り用ビームスポットの精密位置決め（密シーク）
をすることにより行われる。ここで、シーク開始初期の
粗シーク時点での到達トラックが、アクセス指示された
目標トラックに近ければ近いほど、密シークに要する時
間を短縮できて好ましい。また、粗シーク自体の時間も
短いほど好ましく、一般に、アクセス速度を高めるにた
めには、粗シークにおける光ヘッドの高速で正確な移動
制御が重要である。

【０００３】光ディスク装置は、コンピュータ等の上位
装置からディスク情報のアクセス指示があると、情報の
論理番号とディスク上の物理的な位置との関係を計算し
て目標トラックを求め、現在のトラック位置との関係か
ら移動すべきトラック数を算出する。ここで、例えば、
ＣＬＶ方式記録を採用するＣＤ−ＲＯＭを例にとると、
トラック番号をＮ、記録開始径をｒ₁、トラックピッチ
をｐ、情報記録線速度をｗ_v、論理情報番号（累計フレ
ーム数）をｔとすると、Ｎ＝｛−πｒ₁＋√（（πｒ₁）²＋πｐｗ_vｔ）｝／πｐ・・・・（１）の関係がある。情報記録線速度ｗ_vは、例えばコンパク
トディスク（ＣＤ）の規格では、１．２〜１．４ｍ／ｓ
の範囲に規定されている。

【０００４】粗シークを高速且つ正確に行うためには、
前述の式で求めたトラック数を用いて行うダイレクト・
トラック・カウント（ＤＴＣ）方式がある。ＤＴＣ方式
では、トラックを横断する都度発生するクロストラック
信号をカウントして、目標トラックまでの残りトラック
数を求め、この残りトラック数に応じてその都度目標速
度を計算し、その目標速度と実際速度との差分をフィー
ドバックして速度制御する。目標トラックに達すると粗
シークを完了させ、密シーク制御部（トラッキング制御
部）をオンにする。

【０００５】図４（ａ）は、粗シーク制御で一般的に得
られる従来の台形状の目標速度プロファイルを示す。こ
の目標速度プロファイルでは、ヘッドの移動開始初期で
は、一定の加速度を発生させてヘッドを停止状態から次
第に加速し、ヘッドが所定の速度に達した時点で等速移
動に移り、移動後期には一定の減速度で減速させ、停止
させる。このような制御は、ヘッドの最高速度が過度に
高くなると、クロストラック信号が劣化して正確なカウ
ント動作ができなくなることを防ぐために採用される。
なお、カウントミスのおそれがない場合には、例えば、
三角形状のプロファイルを用い、最大加速度による加速
の後に、中間点において最大減速度による減速に移行す
る。

【０００６】図４（ｂ）は、別の従来の目標速度プロフ
ァイルの例であり、この例では、一定加速度制御は行わ
ずに、粗シーク開始時のキック動作（ドライバの最高出
力駆動）により、直ちに所定の最高速度に移行し、移動
の後期では所定の減速度で減速する速度制御を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ヘッドを
半径方向に移送する移送機構には、リニアモータやギア
送り機構などを含むので、静止摩擦やギアのバッククラ
ッシュなどの影響がある。このため、ヘッド移動のため
のモータ駆動を開始してから、実際に光ヘッドが動き出
すまでにはタイムラグがあり、駆動開始の直後にはヘッ
ド速度の正確な制御は困難である。ここで、光ヘッドの
移動距離が長い場合には、制御時間も長くなるので、粗
シーク中にヘッド速度が目標速度に対して収束するもの
の、ヘッドの移動距離が短い場合には、目標速度に従う
良好な制御が行われない。

【０００８】目標トラックに到達する迄に光ヘッドが目
標速度に収束できない場合には、光ヘッドは目標トラッ
クを通り過ぎることがあり、アクセスタイムが大幅に遅
くなり、或いは、最悪の場合には、ヘッドが暴走状態に
陥る等の危険もある。その対策として、ヘッド移送機構
の摩擦要素を減らす等の部品選別をすることも考えられ
るが、この場合、特別な部品を使用することによるコス
トアップが生じ、光ヘッドの移送機構の製造コストが上
昇する。

【０００９】上記に鑑み、本発明は、特に光ヘッドの移
動距離の大小に拘らず粗シークの際の光ヘッドの移動速
度が良好に制御できるため情報のアクセス速度が高く、
且つ低コストの光ヘッドのシーク速度制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光ヘッドのシーク速度制御装置は、光ヘッ
ドがシーク前に位置する現在トラックと光ヘッドがシー
クすべき目標トラックとの間の移動トラック数に従って
光ヘッドの目標移動速度を計算し、該目標移動速度に追
従するように光ヘッドの移動速度を制御する光ヘッドの
シーク速度制御装置において、複数の目標速度プロファ
イルを記憶する記憶手段と、移動トラック数に対応して
１つの前記目標速度プロファイルを選択する選択手段
と、選択された目標速度プロファイルに従って光ヘッド
に制御出力を与える速度制御手段とを備えることを特徴
とする。

【００１１】ここで、本発明の光ヘッドのシーク速度制
御装置はコンパクトディスク（ＣＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、
光磁気ディスク等、いかなる型式の光ディスクのための
光ディスク装置の光ヘッドにも適用できる。

【００１２】本発明の光ヘッドのシーク速度制御装置で
は、好ましくは、前記速度制御手段は、移動トラック数
が所定のトラック数よりも少ないときに選択される１つ
の目標速度プロファイルに基づいて、光ヘッドの移動の
初期には所定の大きなキック出力を与え、光ヘッドが所
定の移動速度に達した後は一定の加速度で光ヘッドを加
速する。

【００１３】更に、上述の場合には、光ヘッドの移動量
が移動トラック数の１／２に達した時点で、前記一定の
加速度による加速に代えて、一定の減速度で減速するよ
うに光ヘッドを制御することも好ましい態様である。或
いは、これに代えて、光ヘッドを制御するための所定の
減速度が記憶されており、速度制御手段は、該所定の減
速度に基づいて光ヘッドを減速させた場合に、光ヘッド
が目標トラックに到達したときに所定の速度以下の移動
速度を光ヘッドに与えることが出来る減速開始時点を計
算し、該時点で、前記所定の加速度による加速から前記
所定の減速度による減速に切り替えることも出来る。

【００１４】前記所定のトラック数は、光ヘッドの慣性
の大きさや駆動装置の駆動性能に依存して定められ、例
えば４０００以下の値が採用される。

【００１５】光ヘッドのシーク速度制御装置では、一般
的に、制御部（例えば光ディスク装置に内蔵のマイクロ
コンピュータ）は、光ヘッドを半径方向に移送する移送
手段の制御にあたり、光ディスクの各トラックに記録さ
れた光学信号からクロストラック信号を取り出し、カウ
ント手段によりクロストラック信号をカウントして通過
トラック数を得る。また、指定された目標トラックと、
シーク前にヘッドが位置する現在トラックとの間の移動
トラック数に従って目標速度プロファイルが選定され、
これに基づいて目標とする光ヘッド移動速度を制御部が
出力し、その速度に追従するように速度制御手段を制御
して光ヘッドの移動速度を制御する。

【００１６】本発明の好適な態様の光ヘッドのシーク速
度制御装置の目標速度プログラムは、目標トラックに到
達した際に光ヘッドの速度がトラッキング引込み可能な
速度以下となるような、移動トラック数の大小に対応し
て作成された複数の目標速度プロファイルを含む。ここ
で、制御部は、前記の如く計算で求められた移動トラッ
ク数に適切な１つの目標速度プロファイルを選択する。

【００１７】制御部は、特に、移動トラック数が所定の
トラック数よりも少ない場合には、これに対応して選定
された１つの目標速度プロファイルに基づいて、まず、
シーク開始直後は、最大限度の目標速度に対応する波高
値のパルスを出力する。光ヘッドの速度が停止状態から
所定の速度に達した後には、所定の加速度で光ヘッドを
加速することで目標速度プロファイルに追従する。ここ
で、例えば、光ヘッドの移動量が移動トラック数の１／
２に達した時点で加速から直ちに減速に移り、所定の減
速度で減速することで選択された目標速度プロファイル
に追従する。

【００１８】或いは、上記に代えて、小さな移動トラッ
ク数に対応する目標速度プロファイルが、キックパルス
の印加部分と加速用速度プロファイル部分と減速用速度
プロファイル部分とから構成される。ここで、ヘッド駆
動後の前半では、加速用速度プロファイル部分に追従し
て光ヘッドの加速速度制御を行う。光ヘッドのある時点
での実際の移動速度が、予め定められた所定の減速度に
よる減速を続けた際に目標トラックに到達した時点で光
ヘッドの速度がトラッキング引込み可能な速度になるよ
うな、減速時の標準速度プロファイルで規定される速度
を越えたときに、前記加速用速度プロファイル部分の追
従に代えて減速用速度プロファイル部分に追従するよう
に切り替える。

【００１９】

【作用】本発明の光ヘッドのシーク速度制御装置では、
目標速度プロファイルが複数記憶されており、ヘッドの
移動トラック数に従って１つの目標速度プロファイルが
選定されるので、移動トラック数が大きい場合にはこれ
に適した目標速度プロファイルが選定され、また、移動
トラック数が小さい場合には、この小さな移動トラック
数においても容易に速度制御が可能な目標速度プロファ
イルが選定できるため、移動トラック数の大小に拘ら
ず、良好なシーク速度制御が可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて、更に詳細
に本発明を説明する。

【００２１】一般に、光ディスク上の情報をアクセスす
る場合には、まず、光ディスクにフォーカシング・サー
ボをかけ、ヘッド移送手段によりディスクの半径方向の
適当な位置に移動した後に、トラッキングサーボをか
け、その光ディスクに記憶されている位置情報を読み取
ってトラッキングを行う。なお、例えば音楽用のＣＤで
は、位置情報に代えて、時間情報がサブコードとして主
情報の中に離散的に記録されているので、この場合に
は、従来技術で述べた（１）式などを使って、時間情報
をトラック番号に変換する。

【００２２】光ディスク装置では、その上位装置、例え
ばパーソナルコンピュータからアクセス指示が出された
場合には、光ディスク装置内の制御部（例えば、制御マ
イクロコンピュータ）が、まず、ディスクに記録された
光学情報を読み取ることにより、光ヘッドの現在位置を
判断する。引き続き、上位装置から指示された、アクセ
スすべき情報が格納されている目標トラックを（１）式
等に従って求める。これにより、目標トラックの現在ト
ラックからの相対位置が計算でき、光ヘッドを移動すべ
き方向と移動トラック数が決定される。

【００２３】制御部は、上記で得られた移動トラック数
をカウンタにロードすると共に、移動すべき方向に向け
て光ヘッド移送手段を駆動するように制御する。カウン
タによってクロストラック信号をカウントしつつ、残り
のトラック数がゼロになる迄光ヘッドの移送を行い、目
標トラックへ到達させる。この際の光ヘッドの速度制御
は、例えば従来技術で説明したようなＤＴＣ方式を用い
ることで、正確で高速なヘッド移動が可能となる。

【００２４】図１（ａ）及び（ｂ）は夫々、本発明の一
実施例の光ヘッドのシーク速度制御装置で採用される目
標速度プロファイルの例である。図の横軸は時間を、縦
軸は速度を夫々示しており、加・減速時のスロープが直
線の場合には、一定加速度で加速又は一定減速度で減速
される旨を示す。移動トラック数Ｔが所定のトラック数
Ｔxより多い場合は、同図（ａ）の目標速度プロファイ
ルが用いられ、移動の初期は一定速度（”イ”）が、移
動の後期は一定の減速度（”ロ”）が採用される。ま
た、移動トラック数Ｔが所定のトラック数Ｔxより少な
い場合には、同図（ｂ）の目標速度プロファイルが用い
られる。これら目標速度プロファイルは、制御装置内の
記憶装置内に予め記憶されている。

【００２５】移動トラック数Ｔが所定のトラック数Ｔx
より大きい場合には、粗シーク時間が長いことから、光
ヘッドの移動速度は、図１（ａ）に示した目標速度プロ
ファイルに容易に収束させることが出来る。この場合、
目標速度プロファイルで指定される初期加速度は理論上
無限大であり、実用上は、送り機構の性能を最大限に使
った加速が行われる。減速開始は、カウント手段から得
られる残りのトラック数に従って定められる。この目標
速度プロファイルに追従することにより、極めて高速の
粗シークが可能となる。

【００２６】一方、移動トラック数Ｔが所定のトラック
数Ｔxより小さい場合には、移動の初期にまず、図１
（ｂ）に示すようなキックパルス”ハ”を出力する。キ
ックパルスは、制御装置の性能上最も高い目標速度に対
応する駆動出力である。キックパルス”ハ”を印加する
ことにより、静止摩擦に打ち勝って光ヘッドを起動させ
る。光ヘッドが起動した後は、即ち、所定速度Ｖxを越
えて動き出した後は、一定加速度による加速制御に切り
替える（”ニ”）。一般に、移動トラック数Ｔが小さく
粗シーク時間が短い場合には、制御時間を多くとる方が
目標速度と実際速度との乖離を少なくするので、このよ
うに、キックパルスに代えて、一定加速度制御”ニ”を
採用するものである。”ホ”は一定減速度制御であり、
例えば、移動トラック数が１／２に達した時点で、加速
度制御”ニ”から減速度制御”ホ”への切替えが行われ
る。

【００２７】図２は、本発明の一実施例の光ヘッドのシ
ーク速度制御装置の構成を示すブロック図である。本実
施例の制御装置は、光学信号検出手段１１、クロストラ
ック信号生成手段１２、カウント手段１３、速度計測手
段１５、差動アンプ１６、及び、制御部１４から成る。

【００２８】光学信号検出手段１１は、光ディスクの溝
を含む記録面からの反射光に含まれる光学信号を検出
し、これを対応するサーボ電気信号２１に変換してクロ
ストラック信号生成手段１２に与える。クロストラック
信号生成手段１２は、このサーボ電気信号２１から、光
ヘッドが１つの溝を横断する際に１つのパルスを与える
クロストラック信号２２を生成する。カウント手段２３
は、クロストラック信号２２をカウントし、そのカウン
ト値２３が、光ヘッドの現在位置や、移動すべき残りの
トラック数を求めるために制御部１４に与えられる。制
御部１４は、光ヘッドの現在トラック番号及び目標トラ
ック番号から移動トラック数を算出し、これに基づい
て、前記目標速度プロファイル（ａ）又は（ｂ）を選定
し、選定された目標速度プロファイルに従った目標速度
２４をその都度差動アンプ１６に出力する。

【００２９】速度計測手段１５は、現時点での光ヘッド
のヘッド速度２５を、例えば、一定時間内にカウントし
たクロストラック信号１２の数をＤ／Ａ変換するなどし
て演算し、これを差動アンプ１６に出力する。差動アン
プ１６は、目標速度とヘッド速度との差を駆動信号２６
として出力し、図示しないヘッド移送手段の駆動装置に
与えフィードバック制御を行う。

【００３０】図３は、上記実施例の光ヘッドのシーク速
度制御装置における制御フローチャートの一部である目
標速度出力ルーチンを示す。上位装置からアクセスが指
令されてこれが受け付けられると、この目標速度出力ル
ーチンに従う制御が開始する。まず、現在アドレスが計
算され（ステップＳ１）、これから現在トラック番号が
求められる（ステップＳ２）。アクセス情報に含まれる
目標ヘッド番号とこの現在トラック番号とから移動方向
が判定される（ステップＳ３）。引き続き、現在トラッ
ク番号と目標トラック番号との差である移動トラック数
Ｔが得られる（ステップＳ４）。シークのための初期設
定（ステップＳ５）の後に、移動トラック数Ｔが所定の
トラック数Ｔxよりも大きいかどうかが判定され（ステ
ップＳ６）、Ｔ＞Ｔxであれば第１の目標速度プロファ
イルが選定され、通常のシーク処理が行われる（ステッ
プＳ７）。

【００３１】ステップＳ６でＴ＜Ｔxであれば、第２の
目標速度プロファイルが選定され、これに従う処理が以
下のように行われる。まず、キックパルスが出力される
（ステップＳ８）。光ヘッドが停止状態から動き始め
て、その速度Ｖが所定の速度Ｖxより大きくなったこと
が検出されると（ステップＳ９）、引き続き、加速速度
制御が行われ、一定の加速度が与えられる（ステップＳ
１０）。所定の減速プログラムデータに基づいて光ヘッ
ドが減速すべき領域に達した旨が判断されると（ステッ
プＳ１１）、減速速度制御に移行する（ステップＳ１
２）。光ヘッドが目標ヘッドに達したときには、粗シー
クは終了し、その時点では、光ヘッドの移動速度は既に
トラッキング制御可能な速度になっているので、直ち
に、密シークに移行できる。これにより、光ヘッドの高
速アクセスが可能となる。

【００３２】以上、本発明をその実施例に基づいて説明
したが、本発明の光ヘッドのシーク速度制御装置は、上
記実施例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実
施例の構成から種々の修正及び変更を施した光ヘッドの
シーク制御装置も本発明の範囲に含まれる。例えば、上
記実施例では、光ヘッドの加速度及び減速度が夫々一定
とした例を説明したが、必ずしも一定加速度又は一定減
速度である必要はない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ヘッド
のシーク速度制御装置は、その移動トラック数に対応し
て１つが選択される複数の目標速度プロファイルを備え
る構成により、移動トラック数の大小に拘らず、高速で
正確な粗シークを可能にしたので、本発明は、光ディス
ク装置における情報のアクセス速度を高めた顕著な効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光ヘッドのシーク速度装置
で採用される目標速度プロファイルの例で、（ａ）及び
（ｂ）は夫々、移動トラック数が大及び小の場合に対応
するグラフ。

【図２】上記実施例のシーク速度制御装置の構成を示す
ブロック図。

【図３】上記実施例のシーク速度制御装置における処理
を示すフローチャート。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は夫々、従来の光ヘッドで行
われる速度制御の目標速度プロファイル。

【符号の説明】

１１光学信号検出手段１２クロストラック信号検出手段１３カウント手段１４制御部１５速度計測手段１６差動アンプ２１光学信号２２クロストラック信号２３カウント値２４目標速度２５ヘッド速度２６駆動信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ヘッドがシーク前に位置する現在トラ
ックと光ヘッドがシークすべき目標トラックとの間の移
動トラック数に従って光ヘッドの目標移動速度を計算
し、該目標移動速度に追従するように光ヘッドの移動速
度を制御する光ヘッドのシーク速度制御装置において、複数の目標速度プロファイルを記憶する記憶手段と、移
動トラック数に対応して１つの前記目標速度プロファイ
ルを選択する選択手段と、選択された目標速度プロファ
イルに従って光ヘッドの移動速度を制御する速度制御手
段とを備えることを特徴とする光ヘッドのシーク速度制
御方式。
【請求項２】前記速度制御手段は、移動トラック数が
所定のトラック数よりも少ないときに選択される目標速
度プロファイルに基づいて、光ヘッドの移動開始時に所
定のパルス出力で光ヘッドを加速し、光ヘッドが所定の
移動速度に達した後は一定の加速度で光ヘッドを加速す
る、請求項１に記載の光ヘッドのシーク速度制御装置。
【請求項３】前記速度制御手段は、前記一定の加速度
による光ヘッドの加速に後続して、光ヘッドの移動量が
移動トラック数の１／２に達した時点で、一定の減速度
で光ヘッドを減速する、請求項２に記載の光ヘッドの速
度制御装置。
【請求項４】前記記憶手段は所定の減速度を記憶して
おり、前記速度制御手段は、該所定の減速度に基づいて
光ヘッドを減速させた場合に、光ヘッドが目標トラック
に到達したときに光ヘッドに所定の速度以下の移動速度
を与える減速開始時点を計算し、該計算で得られた減速
開始時点で、前記所定の加速度による加速から前記所定
の減速度による光ヘッドの減速に切り替える、請求項２
に記載の光ヘッドの速度制御装置。
【請求項５】前記所定のトラック数が４０００以下で
ある、請求項１及至３のいずれか一に記載の光ヘッドの
速度制御装置。