JPS63257924A - トラツキング制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は１円盤状光情報記録媒体（以下、光ディスクと
いう）の情報トラック（以下、単にトラックという）へ
の記録再生光ヘッドの追従装置に係り、特にレーザ等の
ビームスポットを光ディスクや、情報光学カード等の情
報トラックに追従制御する装置（トラッキングサーボ、
以下単にサーボ系という）に関する。

（従来の技術） 第７図は従来のサーボ系の構成を示すブロック図である
。

１は光ディスクであり、１．５ＪＭないし２．５ｐ程度
のトラックピッチで同心状またはスパイラル状の情報ピ
ット列または凹凸状により区別されたプリグループと呼
ばれるトラックを有している。２は光デイスクモータで
光ディスク１を安定、高精度に回転駆動する。３は光学
ヘッド（以下、単にヘッドという）で、情報の記録・再
生のためのレーザや光学部品により光ディスク１の記録
面上にレーザビームスポットを導く入射光学系と、光デ
ィスク１からの反射光を情報検出器まで導く反射光学系
とを備えている。このヘッド３にはレーザ光４を収束す
る対物レンズ５と、この対物レンズ５をトラックと直交
方向に移動させるためのトラッキングコイル６、および
反射光からトラッキング信号を検出するためのトラッキ
ングディテクタ（以下、単にディテクタという）７を備
えている。

また、ヘッド３はリニアモータ８、あるいはその他の送
り機構によって光ディスク１の半径方向に移動可能に構
成されている。その他一般にはフォーカスコイルやフォ
ーカスディテクタ等を備えているが説明を省略する。

なお、上記ディチクタフには種々の検出方式があるが、
以下の説明ではファーフィールド法において用いる、少
なくとも２分割されてなるディテクタを想定して説明す
る。

さて、ディテクタ７上に印加される光ディスク１からの
反射光は、差動アンプ９によってトラックとレーザスポ
ットの相対位置情報を有するトラッキング信号となり、
必要に応じてＡＧＣ回路１０゜位相補償回路１１、ルー
プスイッチ１２、トラッキング駆動回路１３を介して、
前記トラッキングコイル６に供給され、レーザスポット
を所望のトラックに追従させる。

１４は２分割されているディテクタ７による２つの出力
信号を加算し、反射光量を検出する加算回路であり、前
記ＡＧＣ回路１０の制御信号として利用され、光量変化
や光ディスク１の反射率に変化が発生してもトラッキン
グループゲインを一定にする動作をし、サーボ系の安定
動作を図られている。またトラッキング駆動回路１３の
図示の入力点Ａ、またはその駆動信号そのものを用いて
、ローパスフィルタ等による位相補償回路１５、送り駆
動回路１６を介してリニアモータ８等に印加され、光デ
ィスク１の全周にわたって安定動作するトラック追従の
サーボ系を構成している。

第８図は上記、ファーフィールド法のトラッキング信号
の検出原理を示す図で、最上段（ａ）には、光レーザの
ビームスポットＳがトラックＴを図（１）ないし図（５
）の順序に横切った場合の模式図であり、また、中断（
ｂ）は２分割のディテクタ７（第７図）が検出する１次
回折光の光強度分布を示し、トラックＴ上にビームスポ
ットＳが正しく位置する場合は図（３）のように左右７
ａ　、　７ｂの光強度はほぼバランスし、これからビー
ムスポットＳが離間するにしたがって７ａ　、　７ｂ左
右の光強度のバランスがくずれる。なお、図（１）１図
（５）のようにトラックＴをビームスポットＳが全く離
れた場合も左右の光強度はバランスしている。このよう
な光強度の変化をディチクタフによって電気信号に変換
した後１．差動アンプ９に供給して、最下段（Ｃ）に示
すような正弦波状のトラッキング信号を得る。

なお、上述のトラッキング信号は第７図におけるサーボ
系のループスイッチ１２がオフの場合に観測され、オン
の場合でサーボ系が安定動作している場合には第８図の
最下段（ｃ）の点（３）を中心にして僅かに揺動的に変
動するＤＣ信号となっている。

なお、ディテクタ７は以上の他に種々のものがあるがト
ラックとビームスポットとの関係、およびトラッキング
信号はほぼ上述と同様になり、動作は同じになるから説
明を省略する。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したようなサーボ系を有する光学式記録再生装置に
おいて、情報記録媒体として用いる光ディスクや、光学
情報カードは、その製造精度あるいは装置自身の装着精
度の限界によって、トラックピッチ（１，５４ないし２
．５４）の数十倍ないし数百倍のオフトラック現象を発
生し、そのオフトラック量は光ディスクにおいては主に
光ディスクの回転中心に対するトラックの中心がずれて
いる偏心に起因し、さらにはトラックの形状の歪や、外
部からの振動等に影響されて発生する。

このような偏心は対物レンズと対象のトラックとの相対
位置をずらすサーボ系によって修正される。しかしなが
ら偏心は上記のように大きなものであるため、ループス
イッチ１２をオンしてサーボ系が動作する迄のトラッキ
ング信号は、波形を第９図に示したように、周波数が非
常に高い部分Ｂと比較的低い部分Ｂ′とが、光ディスク
の回転周期の半分の周期で発生し、そのためサーボ系の
応答周波数より高いＢ点付近では、サーボ系を動作する
ループスイッチ１２をオンにしても、サーボ系は直ちに
は応答できず、したがってトラッキング引き込みができ
ない、あるいはトラッキング信号によりトラッキング駆
動回路１３が飽和して所望の引き込み特性が得られず、
そのため光ディスク１の記録情報の読取りが不安定とな
る問題があった。

このような問題について従来においても、たとえばつぎ
のような対策が提案されているが、いずれも問題点を有
している。すなわち。

（１）偏心メモリにより、サーボ系ループがオフの場合
も対物レンズとトラックの相対位置関係を一定に抑える
特開昭５６−７２４７号公報記載の方法。

（２）正弦波メモリを有し光ディスクの偏心に近い振幅
と位相を、ディジタル的に演算した信号を用いて、対物
レンズとトラックの相対位置関係を一定量に抑える特開
昭６２−１６２４９号公報その他に記載された方法。

（３）情報信号のエンベロープとトラッキング信号の位
相比較を行ない、その比較出力の極性が変化したときに
サーボ系ループをオンにして駆動することにより、トラ
ッキング信号の周波数が低くなった時点でサーボの引き
込みを行なわせるようにする、特公昭６０−５１１７３
号公報に記載の方法。

しかしながら、上記の提案（１）の方法は起動時にはト
ラッキングが不動作であり、偏心メモリもセットされて
いないため引き込みに対する限界偏心量が小さく、また
ディスクの内周（回転の中心孔の外周）と外周とでは偏
心度が違うので一定の効果が得られない、また（２）の
方法は光ディスクの内外周の差や偏心形状が２次高調波
を含む場合は効果が一定しない、さらに（３）の方法は
トラッキング周波数が低くなるまでに待ち時間が発生し
、アクセス時間やトラッキング精度を下げてしまう欠点
を有している。さらに（１）、、（２）の方法にはオー
プンループ系によるため光ディスクの滑りによる偏心位
相の変動や、外部振動等の環境の変化に対する対応が困
難であるといった問題点を有している。

本発明は上述した従来のサーボ系の問題点を排除するこ
とを目的にするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の問題点を、トラッキング信号のトラック
横切り成分の周波数を電圧変換するＦ／７回路と、対物
レンズと、トラックに対する横切り方向を検出する方向
弁別回路とを備え、上記Ｆ／Ｖ回路の出力極性を上記方
向弁別回路の出力によって切換えた後サーボ系に加算し
て、それを起動するトラッキングサーボ系を構成して解
決する。

（作　用） 上記の構成による本発明の装置は、サーボ系がオフの場
合は、対物レンズとトラックとの相対移動速度がほぼ一
定に保たれ、トラッキング引き込みを如何なるタイミン
グにおいても可能とし、また、必要に応じて方向弁別回
路の出力を情報ピットの有無により反転し安定化させる
ための構成を備えることにより、光デイスク等情報記録
媒体の種類による特性や、外部振動等の環境の変化にも
対処して常に安定したトラッキング引き込みが行なわれ
る。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。なお、以下説明するいくつかの実施例においては、第
７図の構成および動作を基本にしており、そのため以下
説明しない符号および動作説明は第７図の説明を援用し
、その他の符号１７は方向弁別回路で、前述した差動ア
ンプ９と加算回路１４の交流成分を位相比較し、フリッ
プフロップ等により、トラックと対物レンズ５間の横切
り方向を判定する。１８はＦ／Ｖ回路で、前述サーボ系
のループスイッチ１２がオフのときに発生するトラッキ
ング信号の変化周波数を電圧に変換する。

１９は極性切換回路で、Ｆ／Ｖ回路１８の出力を前記方
向弁別回路１７の出力により切換え、たとえばトラッキ
ング信号周波数が高くなればＦ／Ｖ回路１８の出力をマ
イナス側の電圧が高くなるように切換える機能を有して
いる。２０は加算回路でスイッチ回路２１を介してサー
ボ系ループにＦ／Ｖ回路１８の出力を加算し、前述のト
ラッキングコイル６の駆動制御を行う。

このような構成により、Ｆ／Ｖ回路１８の出力はほぼ一
定に保たれ、そのためトラッキングコイル６が安定に動
作するから、対物レンズ５とトラックの相対移動速度は
ほぼ一定になり、したがってトラッキング信号は第２図
（ａ）から（ｂ）に示すように、高い周波数から低い周
波数になる。この図（ｂ）に示すような出力周波数をサ
ーボ系の応答周波数にほぼ一致させるようにＦ／Ｖ回路
１８の定数を設定すれば、明らかにサーボ系のトラッキ
ング引き込みは極めて安定することになる。

第３図は第２の実施例を示すブロック図で。

ＴｅＯｘ等の材料を使用して相変化記録を行う装置等に
好適なもので、前述筒１の実施例における方向弁別回路
１７と、情報記録媒体を光ディスクとは異なる他の構造
、特性のものが実施対象になる。

このような構成においては既記録のトラックと未記録の
トラックとでは光の反射率に差があるため、前述の方向
弁別回路１７の弁別出力が反転する場合が生ずる。その
ため情報記録検出回路２２と、極性反転回路２３とを第
１図の構成に付加し、それらを介して前述のＦ／Ｖ回路
１８の出力の極性を切換えるようにして、既記録のトラ
ックと未記録のトラックとで方向弁別回路１７の出力極
性を切換えるようになされている。

第４図は第３の実施例を示すブロック図である。

本実施例は、基本的に方向弁別回路１７は光ディスク１
の回転周期の半周期内で、トラック横切り方向が反転す
るときに動作すればよいことに鑑み、光デイスク１上の
ノイズ等により、誤動作しないようにタイマー回路２４
を設け、過度に早い周期で方向弁別回路１７の出力が変
化しないように、その出力の安定化を図ったものである
。

第５図は第４の実施例を示す図で、Ｆ／Ｖ回路の動作が
不要、または動作が不可能な場合に対処する実施例であ
り、本発明が実施される記録再生装置では一般に、大き
くオフトラックしている任意のトラックを検出するラン
ダムアクセス機能を有している。その場合、光ディスク
の回転の中心とトラックの中心との偏心に対して引き込
むトラッキングの場合の、対物レンズのトラックの横切
り速度の数十倍ないし数百倍の早い速度で横切ることに
なり、したがってＦ／Ｖ回路の出力は追従不可能であり
存在意味がなくなる。そのためマイコン等による指令に
よってＦ／Ｖ回路を不動作にするか、またはりニアモー
タ８の速度検出器２５を設け、ヘッド３の移動速度が一
定レベルを超えたかどうかのレベル判定装置２６と、ス
イッチ回路２１を制御するスイッチコントロール回路２
７を備えて。

上述のようなランダムアクセス動作時の不要な電力消費
をセイブさせるために、トラック横切り周波数の制御動
作を制限するようにしたものである。

第６図は第５の実施例を示すブロック図で、上記第４の
実施例と同様な目的と理由により、直接Ｆ／Ｖ回路１８
の出力レベルを測定するレベル判定回路２８を備えて、
直接トラッキング信号の周波数を測定して第４の実施例
と全く同様な効果を挙げるものである。

以上本発明を実施例によって説明したが、本発明はまた
光磁気、有機色素系のような記録媒体材料の種類や、光
ディスクや光学情報カードのような情報記録媒体の形状
に変化を有していても十分、効果を挙げることができ、
さらにＦ／Ｖ回路、方向弁別回路等の構成要素はアナロ
グ的処理またはディジタル的処理の何れによっても全く
同様に効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明して明らかなように本発明は。

トラッキング信号周波数を電圧変換するＦ／Ｖ回路、ト
ラック横切り方向の弁別回路、Ｆ／Ｖ回路の極性切換回
路、および使用する情報記録媒体の特性等に応じて周辺
回路を備える簡単な構成によって、トラック引き込み前
の対物レンズと、トラックとの相対移動速度をほぼ一定
に保持することが可能になり、そのためトラッキング引
き込みの時間待ちや、外乱等の影響を受けない極めて安
定な光情報記録再生装置のトラッキング制御装置として
実施して大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の説明図、第２図は第１
図の説明補助図、第３図は第２の実施例の説明図、第４
図は第３の実施例の説明図、第５図は第４の実施例の説
明図、第６図は第５の実施−例の説明図、第７図は従来
例の説明図、第８図はトラッキング信号検出原理の説明
図、第９図はトラッキング信号の一例を示す図である。 １　・・・光ディスク、　２・・・光デイスクモータ、
　３　・・・光学ヘッド（単にヘッドという）、　４　
・・・　レーザ光、　５　・・・対物レンズ、　６　・
・・　トラッキングコイル、　７・・・　トラッキング
ディテクタ（単にディテクタという）、　８　・・・　
リニアモータ、　９・・・差動アンプ、１０・・・ＡＧ
Ｃ回路、１１゜１５・・・位相補償回路、１２・・・ル
ープスイッチ、１３・・・　トラッキング駆動回路、１
４．２０・・・加算回路、１６・・・送り駆動回路、１
７・・・方向弁別回路、１８・・・Ｆ／Ｖ回路、１９・
・・極性切換回路、２１・・・スイッチ回路、２２・・
・情報記録検出回路。 ２３・・・極性反転回路、２４・・・タイマー回路、２
５・・・速度検出器、２６・・・レベル判定装置、２７
・・・スイッチコントロール回路、２８・・・　レベル
判定回路。 。　　四 −−さ−♀ Ｑ＼　　　　　　　　　　　　喧 ム＋ｎψωの￥＝べ ！　　　　　　　　　　　　　　　　　ｉ第９図 ８８′Ｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光情報記録媒体の情報トラック上に、光ビームス
   ポットを引き込む光記録再生装置におけるトラッキング
   制御装置において、上記情報トラックと光ビームスポッ
   トの相対位置を検出するトラッキングディテクタと、そ
   の出力によって情報トラックに光ビームスポットを追従
   させるトラッキング制御手段と、トラッキング駆動回路
   と、上記トラッキングディテクタ出力を、トラッキング
   制御手段に入力させるループスイッチと、前記トラッキ
   ングディテクタの出力信号周波数を電圧に変換するＦ／
   Ｖ回路と、情報トラックを光ビームスポットが横切る方
   向を検出する方向弁別回路と、上記Ｆ／Ｖ回路出力の極
   性を切換える極性切換回路とを有し、上記ループスイッ
   チがオフの場合、上記Ｆ／Ｖ回路出力を上記極性切換回
   路を介して上記トラッキング駆動回路の駆動入力加算点
   に印加するとともに、前記方向弁別回路の出力によって
   上記極性切換回路を制御して、上記光ビームスポットと
   情報トラックとの間の相対横切り速度が一定になるよう
   にトラッキング制御手段を制御することを特徴とするト
   ラッキング制御装置。
2. （２）情報トラックの情報ピットを検出する記録検出回
   路を備え、方向弁別回路の出力極性を反転させる反転回
   路を介して上記Ｆ／Ｖ回路の極性切換回路を制御するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のトラッ
   キング制御装置。
3. （３）情報ピットが円盤状光情報記録媒体の情報トラッ
   クに記録されている場合、方向弁別回路出力を、その回
   転周期の１／２より短い時間保持するタイマー等の保持
   回路を介して上記極性切換回路を制御することを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項、または第（２）項記載
   のトラッキング制御装置。
4. （４）トラッキング制御手段の光ビームスポットを情報
   トラックと直交する方向に移動させる移動速度の検出回
   路と、その出力レベルを判定するレベル判定回路とを備
   え、Ｆ／Ｖ回路出力をトラッキング制御手段に印加加算
   するに際し、上記レベル判定回路出力によりオンオフさ
   れる第２のスイッチ回路を介して加算することを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項、第（２）項および第（
   ３）項のいずれか１項に記載のトラッキング制御装置。
5. （５）Ｆ／Ｖ回路の出力レベルの大小を判定するＦ／Ｖ
   レベル判定回路を有し、それによりＦ／Ｖ回路出力をト
   ラッキング制御手段入力に加算するに際し、前記Ｆ／Ｖ
   回路レベル判定回路によりオンオフされる第３のスイッ
   チとしてのスイッチコントロール回路を介して制御され
   る第２のスイッチを経て加算することを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項、第（２）項および第（３）項の
   いずれか１項に記載のトラッキング制御装置。