JPS61216183A - 光スポット位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、情報信号を記録媒体上に高密度に記録し、希
望する情報を高速に読み出し再生する情報検索装置に関
するものである。

特に、回転ディスク上に同心円又はスパイラル状に情報
信号が高密度に記録された光ディスクから希望の情報を
光学的に高速に検索する装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、この種の検索装置としては、例えば、特開昭５４
−３６９０６号に開示された装置がある。すなわち、光
学ヘッドの粗い位置決めを外部のスケールを用いて行な
い、情報トラックに対する微小な光スポットの位置決め
は情報トラックに書き込まれたアドレス信号を検出して
、ミラー等の偏向手段を使用して光スポットを移動する
ことによって行なう。そのとき、外部スケールのスケー
ルピッチは情報トラックピッチの整数倍にすることによ
り、検索時間を短縮するというものである。

この種の装置において、リニアスケールの出力を用いて
目標ブロックまで近づいていく動作は、通常、アクセス
時間を短くするために速度制御を行う。この速度制御を
行うためには、速度を検出する手段が必要となる。速度
を検出するために別の検出器（例えば、タコメータ等）
を取けるとヘッド重量が増加し、タコメータのセンサ長
によっては低い周波数で振動を起すこともあり、かつ価
格も高価となる。従って、リニアスケールを用いて、速
度を検出するのが好適である。すなわち、零クロス検出
信号のパルス周波数はヘッドの移動速度に比例するので
、この零クロス検出信号を周波数・電圧変換して、電圧
の形で速度を検出することができる。しかし、周波数・
電圧変換は周波数が低く（ヘッドの移動速度が遅く）な
ると正確な値を示さなくなる。その理由は零クロス検出
信号のパルス間隔がひろがり、この間での速度変動を検
出できなくなるためである。従って、周波数・電圧変換
の出力を用いて、速度制御を行う場合、目標ブロックに
近づいて、速度が遅くなると、制御が不安定となり、暴
走することもある。

さらに、トラック偏心とは無関係の外部スケールを用い
てマクロな位置決めを行うため、偏心によって、ミクロ
な移動聴が大きくなり、アクセス時間が長くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光ディスクの所望のトラックに、粗い
スケールを用いて光ヘッドの粗い位置決めを行う際に、
安定に速度制御を行うための速度検出手段と、アクセス
時間を短縮する光ヘッドの制御手段を有する情報検索装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

前述の問題点を解決するために、本発明では光ヘッドの
移動速度が遅くなった状態では、外部スケールピッチよ
りも、十分に細いトラックピッチをスケールとして使用
することにより、光ヘッドの速度を高速から低速まで正
確に検出する。また、トラック偏心の状態をあらかじめ
検出し、マクロシークの移動距離を偏心の状態で補正す
ることにより、アクセス時間を短縮する。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

ディスク１０３は回転軸１．０４を中心に回転し、ディ
スク面上には光スポット３２を案内する案内トラック（
図示せず）が設けられている。

半導体レーザ３００から出た光束はビームスプリッタ４
．　Ｏ０１１−／４波長数４０１、偏向器３０８を介し
て対物レンズ４０３によってディスク面−Ｊ二に光スポ
ット３２を形成する。ディスク１ｏ３からの反射光束は
対物レンズ４０３、偏向器３０８を介しビームスプリッ
タ４００によって、光路を曲げられ、光検出器３０７の
上に導かれる。光検出器３（’）７は第２図に示すよう
な、二分割検出器 上 ラックずれ検出の原理によ１ノ、トラックずれによって
、二分割検出器上の分布パターン４１１が変動する。そ
こで検出器４０４，４０５の出力の差を差動増幅器４０
６により演算し、トラックずれ検出信号４０７を得る。

以上、説明した光学系は光ヘッド１２に組み込まれ、ボ
イスコイル６８にとりつけられ、ディスクの半径方向に
動かされる。

光学ヘッド１２には、外部スケール４５と位置センサ４
８が付属している。この実施例では外部スケールとして
、平行スリットを利用した光学的なリニアスケールにつ
いて説明するが、外部スケールとしては磁気をもちいた
もの、その他のスケールでもよい。

第３図に平行スリットを利用する光学的なリニアスケー
ルの概略図を示す。スケール４５の上には（ａ）のよう
なピッチｐの濃淡パターンがある。

ここでハツチングで示す部分４０．４０’　、４０’が
不透明部分、４１．４１’　、４１’が透明部分である
。このスケール４５の上に、（ｂ）に示すようにスケー
ル４５と同じ濃淡パターンをもつ格子４６を（ｃ）に示
すように重ね、裏面から発光ダイオード４４で照射し、
その透過光を光検出器４７で受光する。この原理はすで
に公知であるから詳述しないが、光検出器４７、格子４
６、発光ダイオード４４を一体にした位置センサ４８を
光学ヘッド］２に連動させてリニアスケール４５に沿っ
てディスクの半径方向に移動すると、光検出器４７の出
力３３は第４図（ａ）のように変化する。この信号３３
は零クロス検出回路７２（第１図）に入力され、ピッチ
検出信月８０（第４図（ｂ））を発生する。

零クロス検出回路７２では信号３３のＤＣ成分ｅとの差
を差動増幅器７１で検出して信号３３′を得、信号３３
′を零のレベルで切ることによって、信号３３′の零点
３４，３５，３６，３７゜３８．３９に対して、それぞ
れパルス３４′。

３５’　、３６’　、３７’　、３８’　、３９’　を
発生させ、第４図（ｂ）のような信号８ｏを出力する。

希望するトラックを検索する第１手段として、まず、１
−ラックに書き込まれているアドレスを検出し、希望す
るトラックのアドレスと比較を行ない、光学ヘッドの移
動量とその方向を決めなければならない。

光学ヘッドの移動量はピッチ検出信号のパルスの数Ｎで
代表される。光スポットが現在位置するトラックのアド
レスをＸ番地、希望トラックのアドレスをＹ番地、トラ
ックピッチを４μｍ、外部スケールピッチを９μｍとす
ると Ｎ＝　　（（Ｘ−Ｙ）Ｘ−］　　　　　　　　　・・・
　（１）となる。ここで０はガウス記号を示す。

２７４個のトラックをまとめて１つのブロックとする。

するとリニアスケールからの検出信号はブロックを示す
信号となる。検索する場合には、希望するトラックが含
まれているブロックの番号をコントローラ２０３で指定
し、現在のブロック番号との差をとる。このブロック番
号の差Ｎの信号５７を比較カウンタ８１に入力し、この
カウンタ８」の出力を速度の目標カーブを作り出すＲＯ
Ｍ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）　２０５に
入力し、この出力をＤ／Ａ変換器２０７に入力して、目
標速度信号を作る。

一方、移動速度の検出はリニアスケールからの零クロス
パルス信号８０を周波数・電圧変換器（Ｆ／Ｖ変換器）
２０４に通して速度信号２２６を検出する。また、トラ
ックずれ信号４．０７をＦ／■変換器２２０に通して速
度信号２２７を検出する。

アクセスコントローラ２０３からアクセス動作を起動し
、リニアモータ６８の半径方向の進行方向を決める極性
信号５６を極性切り換え回路２０９与える。すると、リ
ニアモータ６８は最大加速度で動き始める。すると、速
度信号２２６，２２７は第５図の（ｅ）、（ｃ）のよう
になる。すなわち、信号２２６は速度の遅い範囲ではリ
ップルが大きく正しい速度を示さないが、信号２２７は
速度の遅い範囲でも正確な速度を示す。しかし、速度が
大きくなるとトラックずれ信号４０７の検出周波数特性
の限界により信号２２７は正しい値を示さなくなる。

そこで、信号２２６の速度信号が安定し、かつ信号２２
７の速度信号がまだ正しい値を持つ移動速度でのそれぞ
れの値Ｅ、、Ｅ、の点で速度信号を切り換える。すなわ
ち、速度判別回路４１０に信号２２６を入力し、レベル
Ｅ１　と比較して、互いに極性の異なる信号Ａとτを作
り、スイッチ２２３．２２４をそれぞれ制御する。即ち
信号２２６がＥ、より低いときには信号２２７を増幅器
２２２を介して、スイッチ２２４によって加算器２２５
に供給し、信号２２６がＥ、より大きいときには信号２
２６が増幅器２２１を介して、スイッチ２２３により加
算器２２５に供給する。増幅器２２１と２２２の増幅率
はＥ、とＥ２のレベルの入力に対して等しい出力が得ら
れるような値に設定する。このようにすると加算器２２
５の出力は合成された速度信号２２８となり、第５図（
ａ）に示すような望ましい速度検出信号となる。

この速度検出信号２２８は、差動増幅器２０８で目標速
度信号と比較される。移動速度が目標速度に達すると定
速モードになり、ある点から減速動作に入って、再び信
号２２６がレベルＥ、より低くなると信号２２７に速度
検出信号が切り換り、この速度信号によって安定に速度
制御が行なわれる。カウンタ８１の値が残り１になると
セットパルスＣが発生され、このセットパルスＣにより
フリップフロップ２１４が動作し、ゲート回路７３を速
度制御信号から、位置決め制御信号に切り換える制御信
号Ｂを発生する。

本実施例では、リニアスケールの所望位置に光学ヘッド
を位置決めする場合について述べたが、本発明は、本出
願人が先に提案した特開昭５８−９１５３６号に述べた
ようにトラックに位置決めする場合にも適用することが
できる。すなわち、制御信号Ｂによって、偏向器３０８
とりニアモータ６８を連動して駆動し、もよりのトラッ
クに引き込み動作を起動する。また速度信号２２７につ
いては上記の特開昭５８−９１５３６号に開示された、
トラックの通過方向と通過本数を第２図の信号４０７と
４１２とを用いて検出し、速度信号の極性まで求めたも
のを用いるとより安定になる。ここで信号４１２は光検
出器４０４，４０５の出力を加算器４１３により加算し
た信号である。

さらに本発明のもう一つの実施例について第６゜８図を
用いて説明する。外部スケールによって、一度光スポッ
トを目標トラック付近にマクロに位置決めしその後に一
度、トラックに引き込み、番地を読み出し、目標１〜ラ
ツクまでの差を求めて、トラック毎にミクロに移動する
方法では、ミクロの移動量はトラック偏心の状態によっ
て変動し、アクセス時間を全体的に長くする。そこで偏
心の影響をあらかじめ検出しておくことによって、ミク
ロの移動量を少なくしアクセス時間を短縮する。

本発明の装置は、装置起動時、又はディスク装填時には
、外部スケールにより、ディスク半径方向の最内周の位
置に光ヘッドを位置決めし、ディスク回転が定常になる
と光スポットをディスク面上に白点合わせを行なって、
装置が使用状態となる。このときに偏心があると、ディ
スク回転にともなって、光スポツト上をトラックが通過
するたびに、トラックずれ信号４０７とディスクから対
物レンズを通過してきた総光量を表られす信号４１２の
位相関係が変化する。これら二つの信号４０７．４１２
を用いて、偏心を検出することができる。すなわち、第
６図に示すように、信号４０７．４１２を方向弁別回路
４３０に入力し、トラック通過ごとに通過方向に対応し
たパルス（例えば、ディスク内周から外周に通過したと
きにはパルス信号４３１を発生し、その逆では信号（］
２） ４３２を発生する）を発生し、アップ／ダウンカウンタ
４３３のアップ方向（ＴＪ　）とダウン方向（Ｄ）の入
力にそれぞれ信号４１１，４３２を入力し、カウンタ４
３３の起動はディスクの周方向の１ケ所に対応し、ディ
スク−回転毎に発生するパルス信号４３４を用いる。こ
のようにするとカウンタ４３３の出力はトラックピッチ
が単位となる。そこで、リニアスケールピッチの単位に
なるように、ビット変換回路４３５に入力する。このデ
ータをＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）４３６の中
に書き込む。このときのＲＡＭの指定アドレスはパルス
信号４３４から測定した時間に対応したデータを発生す
る現在時間発生回路４３７からのデータｔ、を用いる。

このようにすると、第８図（ａ）に示すようにＲＡＭ４
−３６のメモリ空間上には、アドレスを時間として、記
録データを偏心量としたディスク偏心の時間経過の状態
が記憶される。

次に、ミクロの移動量を減少させる方法について述べる
。マクロシークに用する時間をあらかじめ求めておくこ
とにより、目標トラックの移動量を前述の検出した偏心
状態から予測することができ、この量からマクロシーク
本数を補正するとほぼ目標トラックにマクロシークで偏
心による誤差なく近づけることができる。

この方法を実現する構成を第６図に示す。アクセスコン
トローラ２０３から、目標トラックまでの移動量Ｓを外
部スケールピッチを単位にして指令を出し、移動量Ｓを
ＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）４３８
のアドレスに入力する。ＲＯＭ４３８のメモリ空間には
第８図（ｂ）のようにアドレスを光ヘッドの移動距離と
して、記録データを移動時間した、マクロシークの特性
が記憶されている。この特性には加速、減速、及び整定
時間という、マクロシークに用する時間がすべて含まれ
ている。

この時間は移動距離を指定すると、制御に外部スケール
という、安定に検出できる絶対スケールを用いているこ
とからマクロシークの機構系の特性の変動も少ないので
誤差も少なく、再現性の良い移動時間の特性が得られる
。従って、検出器、機枯系が決まれば、この特性曲線は
一義的に定められ、ＲＯＭ４−３８の中に記憶できる。

特性に変化がある場合には、ＲＯＭ４３Ｂの代わりにＲ
Ａ、　Ｍを用い、時々マクロシークの時間特性を測定し
て、補正するようにしてやれば良い。

このようなＲＯＭ４．３８を用いると、アドレスに移動
量Ｓが入ると、移動時間ｔ、がそれに対応して出力され
る。現在の時間ｔアからマクロシークを起動して、移動
時間ｔｌ後の目標トラックの移動量を求めるために、ｔ
、と１．のデータを加算器４３９に加算し、その出力を
割算器４４．０に入力し、ディスクの回転周期Ｔに対応
したデータで割算を行ない、余りｔ、を出力させる。こ
のｔｌをＲＡＭ４３６の読み出しアドレスに入力すると
第８図（ａ）に示すように、移動時間ｔｌ後の目標トラ
ックの移動量、すなわち、マクロシーク移動量の補正値
Ａｓが求められる。このＡｓを加算器４４１にＳととも
に入力し、その出力をマクロシークの移動量として第１
図のカウンタ８１に入力する信号５７に用いる。

さらに、別の実施例について第７図、第８図を用いて説
明する。偏心が大きい、又は回転速度が速いと、前述の
実施例のように目標トラック付近にマクロシークで位置
決めされても、トラックに引き込めない場合が生ずる。

そこで、マクロシークで移動が終了した時点で、トラッ
クの偏心速度が最も小さくなる点（第８図（ａ）でいう
と、１　、、、とｔ、。の時間）になるようにマクロシ
ークの起動タイミングを調整する。これを実現する構成
を第７図に示す。偏心状態を示すビット変換器４３５か
らの出力を最大最少値検出回路４４２に入力し、現在時
間ｔ、によってタイミングをとる。最大最少検出回路４
４２は前の状態を保持するメモリを持ち、順次入力され
るデータとメモリの内容を比較し、大きいか小さいかに
よってメモリの内容を入れ換えていく、良く知られた回
路である。この検出回路４４２によって、第８図（ａ）
のように最大値Ｘ、１．はメモリ４４５、最大値を示す
時間ｔ、、、はメモリ４４６、最小値Ｘ＋ａｌ、はメモ
リ４４３、最少値を示す時間ｔ、１．はメモリ４４４の
中に入力される。

マクロシークの移動量Ｓが指定されると、移動時間ｔ、
が前述の実施例と同様にして決められ、現在時間１．と
演算して、余り時間ｔ４が求められる。このｔ、とｔ’
ｌａｍ　、　ｔ、、、を判定回路４４８に入力し、その
人少関係により、マクロシークを起動する現在時間から
の待ち時間７ｊｔと補正の移動葉音を指定する信号４５
１を発生する。

すなわち、１．、、　（１，ｉ、、のときｔａｃｔ、、
、ならば Ａｔはｔｌｌｌａｌｌ　　−ｔ、　　、　　ｓはＸｌ、
。

ｔｌｌｌａｌｌ　＜ｔｄ＜’ｒ、ｔ、ならばＡｔはｔ、
、、−ｔ、、ＳはＸ１１、 ｔｌ＞ｔ−＋−ならば ７１ｔはＴ＋ｔ−、、−ｔ、、Ｓはｘｌ、１という出力
が判定回路４４８と信号４５１によって制御されるデー
タの切り換え回路４４７から得られる。このような判定
回路４４８としては汎用のマイクロコンピュータによっ
ても実現できる。

Ａｔをカウンタ４４９にロードし、一定周期のクロック
４５３によってカウントダウンして、零になったところ
で、マクロシークを起動するタイミング信号４５２を発
生する。この信号は例えば第１図のカウンタ８１のロー
ド信号として使用すれば良い。また、奮はＳとともに加
算器４５０に入力され、その出力をカウンタ８１の入力
信号５７として用いる。

本実施例によって、マクロシーク後のトラック引き込み
が安定にかつ、アクセス時間短く行うことができるよう
になる。

以上、述べた実施例は回路構成の説明のためにハードウ
ェアの構成として述べたが、マイクロコンピュータ等を
用いて実現することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、外部スケールを用いたアクセス方式に
おいても、速度制御を安定に行い、かつ偏心に影響され
ることなくアクセス時間を短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実旅４９１１を示すブロック図、第
２図は第１図の実施例で用いる検出器−例を示すブロッ
ク図、第３図は外部スケール、及びその検出器の一例を
示す図、第４図はその波形図、第５図は本発明の詳細な
説明するための波形図、第６図は本発明の他の実施例の
要部を示すブロック図、第７図は本発明の別の実施例の
要部を示すブロック図、第８図は本発明で用いるメモリ
のメモリ空間の説明図である。 ・パ。 代理人　弁理士　小川勝馬　゛・ 〉 岱　　　　　　＄ ｕ＠Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部スケールを用いた光ディスクの検索装置におい
   て、外部スケールとトラックスケールによる速度信号を
   移動速度に応じて選択することにより、安定な速度検出
   信号を得ることを特徴とする情報検索装置。 ２、第１項記載の情報検索装置において、トラック偏心
   の状態をあらかじめ検出し、マクロシークの移動量を補
   正することにより、アクセス時間を短縮することを特徴
   とする情報検索装置。 ３、第２項記載の情報検索装置において、偏心速度が上
   記マクロシーク後のトラック引き込み時に最少となるよ
   うに上記マクロシークの起動タイミングを調整すること
   を特徴とする情報検索装置。