JP2601119B2 - ディスク再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光学ヘッドを用いて
光ディスクから情報を読み取るディスク再生装置に関
し、特に数１００トラック離れた目標トラックへのジャ
ンプを確実に行うことができるディスク再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ（コンパクト・ディスク）やＭＤ
（ミニ・ディスク）等の光ディスクから情報を再生する
ディスク再生装置では、光学ヘッドから照射するレーザ
ビームで目標トラックを安定してトレースするために、
微小なトラッキングエラーを修正するサーボ系を備えて
いる。レーザビームの照射位置を変更するために、光学
ヘッド全体を平行移動させるフィード系と、光学ヘッド
内に設けられた対物レンズ搭載のアクチュエータだけを
高速回転させる回転系とを併用するディスク再生装置で
は、一般に、フィード系によって大幅なビーム移動を行
い、回転系によって微小なビーム移動を行う。それ故、
フィード系は再生等の通常動作に使用され、回転系はト
ラッキング制御及びトラックジャンプに使用される。

【０００３】光学ヘッドは、３ビーム方式の場合、図３
のように構成される（受光系は省略してある）。即ち、
レーザダイオード３１で発生したレーザビームを回折格
子３２で３ビーム（１つのメインビームと２つのサブビ
ーム）に分割し、これをビームスプリッタ３３を通して
対物レンズ３４に入射する。対物レンズ３４を通過した
３ビームはディスク１の下面に照射されるが、その面方
向の位置はトラッキングコイル３５によって微調整する
ことができ、また深さ方向の焦点はフォーカスコイル３
６によって微調整することができる。

【０００４】図５は、対物レンズ３４を含んで構成され
る回転系の説明図である。レーザビームを照射する面を
上方に向けた対物レンズ３４は、円筒状のアクチュエー
タ３７の上面に支持されている。このアクチュエータ３
７をロータとし、その内部にトラッキングコイル３５を
ステータとして配置することで、アクチュエータ３７に
支持された対物レンズ３４をディスクと平行な面内で回
転させる系が構成される。３８はこのアクチュエータ３
７の回転軸である。アクチュエータ３７は戻りバネ３９
によって常に中点位置に復帰する弾性力を与えられてい
るので、トラッキングコイル３５に印加する電圧を除去
して回転駆動力（実線矢印で示す）を消失させると、対
物レンズ３４はバネ３９の弾性力（破線矢印で示す）に
よって中点位置に自動復帰する。戻りバネ３９には種々
のものがあるが、板バネタイプ、ワイヤタイプ、ゴムダ
ンパタイプ、ヒンジタイプが一般的である。

【０００５】サーチモード等において目標トラックを変
更するトラックジャンプを高速に行うために、上述した
回転系を使用する場合、例えば、トラックジャンプする
前半を加速モードでビーム移動（アクチュエータ回転）
させ、且つその後半を制動モードでビーム移動させる加
速・制動型のトラックジャンプ方式がある。図７はこの
説明図である。この方式では、トラックジャンプの前半
に相当するパルス幅の加速パルスと、トラックジャンプ
の後半に相当するパルス幅の減速パルス（逆極性）を順
番にトラッキングコイル３５へ印加し、加速パルスでビ
ーム移動を加速し、減速パルスでビーム移動に制動をか
ける。このトラックジャンプ時には強制的にトラッキン
グオフとなるので、ＴＥ信号はトラック通過速度に応じ
た可変周波数の信号波形になる（ＴＥ＝０且つ増加の時
がトラック位置である）。

【０００６】減速パルスは、目標トラックの１つ手前の
ＴＥ信号の立下がりでオフにする。そして、次にＴＥ信
号が単調増加して０クロスする点が目標トラックであ
り、ここでトラッキングオンとなれば、目標トラックへ
のジャンプが完了したことになる（破線で示すケー
ス）。ところが、アクチュエータ３７を中点に復帰させ
るバネ３９の力によってアクチュエータ３７が目標位置
の手前で逆転してしまうと（実線で示すケース）、ＴＥ
信号は０クロスしない波形（逆転信号）を１つ含むため
に単調増加しない。このため、目標トラックでトラッキ
ングオンできない問題を生ずる。即ち、トラッキングは
破線で示すＴＥ信号の立上がりでオンになるが、実線の
ような逆転信号ではオンにならないからである。

【０００７】このような加速・制動型トラックジャンプ
方式の問題を改善し、数トラック先の目標トラックで確
実に収束できるようにするために、例えば、特公平４−
３９１５４号に示される方法では、ビーム移動速度が所
定値以下になったことを検出したときに、トラックジャ
ンプ制御からトラッキング制御に移行するようにしてい
る。また、特公平４−３９１５５号に示される方法で
は、ビームの移動方向がトラックジャンプ方向とは逆方
向に反転したことを検出したときに、トラックジャンプ
制御からトラッキング制御に移行するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加速・
制動型トラックジャンプ方式は基本的に、対物レンズの
位置と飛び越える距離（トラック数）に応じて加速パル
スと減速パルスを最適設定する必要があるが、実際には
この制御が難しい。このため、上述した従来例の方法で
も、数１００トラックに及ぶジャンプを行う場合には、
目標トラックへの確実且つ迅速な収束は期待できない。
この点を避けるために、数トラックずつのジャンプを繰
り返す場合には、数１００トラック先の目標トラックま
でジャンプするのに時間がかかる。しかも、ジャンプ途
中で信号を拾うため、不要な出力が生ずる欠点もある。
また、アクチュエータの戻りバネ、慣性モーメント、回
転部の摩擦力等の光学ヘッドの固体差に影響される問題
もある。

【０００９】この発明は、この様な問題点を解決し、数
１００トラック先の目標トラックへ確実且つ迅速に収束
できるようにしたディスク再生装置を提供することを目
的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明のディスク再生
装置は、光ディスクに光ビームを照射し、その反射光を
受光する光学ヘッドと、前記ビームを前記ディスク上の
目標トラックに追従させるトラッキング制御手段と、前
記目標トラックを変更するトラックジャンプの前半に、
前記ビームを高速に移動させる高速ジャンプ制御手段
と、前記トラックジャンプの後半に、前記ビームを前記
トラックジャンプの前半よりも低い一定速度で移動させ
る定速ジャンプ制御手段とを備えてなることを第１の特
徴としている。

【００１１】この発明のディスク再生装置は、光ディス
クのディスク面に光ビームを照射し、その反射光を受光
する光学ヘッドと、この光学ヘッドを前記ディスク面と
平行な面内で回転させて前記ビームを移動させる回転駆
動手段と、前記光学ヘッドの回転位置を所定位置に復帰
させる弾性復帰手段と、前記ビームを前記ディスク上の
目標トラックに追従させるトラッキング制御手段と、前
記目標トラックを変更するトラックジャンプの前半に、
前記回転駆動手段によって前記ビームを高速に移動させ
る高速ジャンプ制御手段と、前記トラックジャンプの後
半に、前記回転駆動手段によって前記ビームを前記トラ
ックジャンプの前半よりも低い一定速度で移動させる定
速ジャンプ制御手段と、前記トラックジャンプの後半
に、前記弾性復帰手段による復帰力を相殺する補償電圧
を前記回転駆動手段に与える手段とを備えてなることを
第２の特徴としている。

【００１２】

【作用】この発明によると、トラックジャンプの前半は
高速度でジャンプが行われるため、目標トラックに迅速
に接近することができる。また、トラックジャンプの後
半はそれより低い一定の速度でジャンプが行われるた
め、目標トラック直前のビームの戻り（アクチュエータ
の逆転）が生じにくい。このため、目標トラックへの確
実な収束が期待できる。加えて、アクチュエータの戻り
バネが生ずる復帰力をトラッキングコイルに印加する補
償電圧によって相殺することで、目標トラックへの収束
を更に確実にすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例を示す要部構成
図である。この図において、１はＣＤ，ＭＤ等の光ディ
スク、２はこのディスク１を線速度一定で回転させるス
ピンドルモータ、３はディスク１から光学的に情報を読
み取る光学ヘッド（光ピックアップ）、４は光学ヘッド
３の出力（光電流）を増幅してＥＦＭ（８−１４変調）
信号、ＴＥ（トラッキングエラー）信号やＦＥ（フォー
カスエラー）信号等を出力する機能を備えたＲＦ（高周
波）アンプ、７はこのＲＦアンプ４のＥＦＭ出力からデ
ィスク再生位置（時間）情報を得るデジタル信号処理
部、５はＲＦアンプ４からのＴＥ信号およびＦＥ信号と
デジタル信号処理部７からのディスク再生位置情報を得
てトラッキング制御、フィード制御、フォーカス制御、
スピンドルモータ制御等を行うための信号を出力するサ
ーボプロセッサ、６はこのＴＥ信号を増幅して光学ヘッ
ド３のトレース位置修正信号に変換するドライブアンプ
であり、これらは通常のトラッキングサーボ系を構成す
る。サーボプロセッサ５は、図３のトラッキングコイル
３５を使用してトラッキング制御およびトラックジャン
プ制御を行い、またフォーカスコイル３６を使用してフ
ォーカス制御を行う。

【００１４】この実施例では、上述した構成に対し、Ｒ
Ｆアンプ４のＴＥ信号出力から対物レンズ３４の回転角
度に応じて発生するＤＣ成分を検出し、対物レンズ３４
の位置情報（中点を基準としたアクチュエータ３７の回
転角度）を検出する位置検出回路８と、この位置検出回
路８の出力を基にバネ３９の復帰力を打ち消すに必要な
直流成分ＤＣを作成するドライブ回路９と、このＤＣを
トラッキング制御電圧に加算する加算部１０とを追加し
てある。

【００１５】検出回路８は、図２に示すように、１００
Ｈｚ前後のＬＰＦ（ローパスフィルタ）８１と、ＡＤＣ
（Ａ／Ｄ変換器）８２と、ＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器）８３
とから構成され、ＬＰＦ８１はＴＥ信号を取り込み、Ａ
ＤＣ８２はこれをデジタル信号に変換する。このデジタ
ル信号を一旦マイコンのストアレジスタ１１にストア
し、このデジタル信号からマイコンが対物レンズ３４の
位置情報を算出したら、それをストアレジスタ１１にス
トアする。ＤＡＣ８３は、このストアレジスタ１１から
読み出された位置情報をアナログ信号に変換してドライ
ブ回路９に入力する。このアナログ信号はバネ３９の復
帰力を打ち消すＤＣ成分の元になる。

【００１６】アクチュエータ３７の回転角度と、バネ３
９により生ずる復帰力との関係は概ね比例関係にあるの
で、これを打ち消すに必要なＤＣ成分（補償電圧）も、
図６に示すように概ねアクチュエータ角度と比例関係に
ある。図６は、アクチュエータ角度がθ１であるとき、
そのときのバネ３９の復帰力を打ち消してアクチュエー
タ３７をその回転位置に保持するには、トラッキング制
御信号のＤＣ成分として、制御特性から得られる直流電
圧Ｖ１が必要であることを示している。実際には、トラ
ックジャンプ開始時のアクチュエータ角度は０でないこ
ともあるので、補償ＤＣの値は実際のジャンプ開始アク
チュエータ角度を基に算出する。

【００１７】トラックジャンプ時のサーボプロセッサ５
は、図４に示すように、高速ジャンプモードと定速ジャ
ンプモードを併用し、最初の高速ジャンプモードでは現
在位置から目標トラックまでの大半（７〜８割）を高速
にビーム移動させる。この高速モードでは、スタートパ
ルスと逆極性のブレーキパルスが順番にトラッキングコ
イル３５に印加される。スタートパルスを印加すると、
アクチュエータ３７が目標トラック方向に回転し始め、
同時にＴＥ信号がビーム移動にともない変化し始める。
そこで、このＴＥ信号の周期を検出してビームの移動速
度を判定し、これが一定値を越えたらブレーキパルスに
よってアクチュエータ３７の回転に制動をかける。そし
て、この回転制動によって、ビーム移動速度が一定値以
下に低下したら、高速ジャンプモードから定速ジャンプ
モードへ移行する。

【００１８】定速ジャンプモードでは、加速パルスと減
速パルスを適当に出しながらビーム移動速度を所定の目
標速度に保つ。この目標速度は、高速ジャンプモード時
の移動速度より低い値に設定する。ＴＥ信号をカウント
することにより、既にジャンプしたトラック数が判明す
るので、やがて目標トラックに到達したことを検出でき
る。目標トラックに到達したら、加速パルスも減速パル
スも印加しない状態にして、トラッキングサーボ機能で
目標トラックに収束するのを待つ。この定速ジャンプモ
ードにおける目標トラックへの収束は、ビーム移動速度
が一定の速度にコントロールされているので、従来の制
動モードに比べて収束し易い。

【００１９】目標トラックへの収束をより確実に行わせ
るため、この実施例では、ドライブ回路９から補償ＤＣ
を発生し、これを加算部１０を通してトラッキングコイ
ル３５に印加する。この補償ＤＣは、各時点のアクチュ
エータ３７の回転角度に応じたものであるので、そのと
きの戻りバネ３９の復帰力を相殺するに足るものであ
る。従って、この補償ＤＣを印加すると、アクチュエー
タ３７はあたかも戻りバネ３９がないかのようにその回
転位置を保持する。このため、定速ジャンプモード終了
時の目標トラックへの収束は、アクチュエータ３７の逆
転というような外乱の無い状態で確実に行われる。な
お、トラッキングオン後は、補償ＤＣは不要となるの
で、図４に示されるように、０にすれば良い。

【００２０】フィード系のあるディスク再生装置では、
アクチュエータ３７を回転させて目標トラックにジャン
プさせた後は、アクチュエータ３７を中点位置に復帰さ
せるように、光学ヘッド３全体をスライドさせるため、
前述した補償ＤＣは不要となる。従って、ジャンプ完了
後はこの補償ＤＣを直ちに、或いはフィードに合わせて
緩やかに０に戻すように制御する。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、数
１００トラック先の目標トラックへも確実且つ迅速にジ
ャンプさせることができる。しかも、ジャンプ途中の信
号を拾うこともないので、不要な出力を生じさせること
もない。また、対物レンズ位置を加味しているので、光
学ヘッドの固体差に影響されにくい利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示す要部構成図であ
る。

【図２】 図１の位置検出回路の詳細構成図である。

【図３】 ３ビーム式光学ヘッドの概略構成図である。

【図４】 この発明の動作説明図である。

【図５】 光学ヘッドの回転系の構成図である。

【図６】 アクチュエータ角度と補償電圧の関係を示す
特性図である。

【図７】 従来の加速・制動型トラックジャンプ方式の
説明図である。

【符号の説明】

１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…光学ヘッ
ド、４…ＲＦ（高周波）アンプ、５…サーボプロセッ
サ、６…ドライブアンプ、７…デジタル信号処理部、８
…位置検出回路、９…ドライブ回路、１０…加算部、１
１…ストアレジスタ、３１…レーザダイオード、３４…
対物レンズ、３５…トラッキングコイル、３７…アクチ
ュエータ、３８…回転軸、３９…戻りバネ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクに光ビームを照射し、その反
   射光を受光する光学ヘッドと、 前記ビームを前記ディスク上の目標トラックに追従させ
   るトラッキング制御手段と、 前記目標トラックを変更するトラックジャンプの前半
   に、前記ビームを高速に移動させる高速ジャンプ制御手
   段と、 前記トラックジャンプの後半に、前記ビームを前記トラ
   ックジャンプの前半よりも低い一定速度で移動させる定
   速ジャンプ制御手段と を備えてなることを特徴とするディスク再生装置。
2. 【請求項２】 光ディスクのディスク面に光ビームを照
   射し、その反射光を受光する光学ヘッドと、 この光学ヘッドを前記ディスク面と平行な面内で回転さ
   せて前記ビームを移動させる回転駆動手段と、 前記光学ヘッドの回転位置を所定位置に復帰させる弾性
   復帰手段と、 前記ビームを前記ディスク上の目標トラックに追従させ
   るトラッキング制御手段と、 前記目標トラックを変更するトラックジャンプの前半
   に、前記回転駆動手段によって前記ビームを高速に移動
   させる高速ジャンプ制御手段と、 前記トラックジャンプの後半に、前記回転駆動手段によ
   って前記ビームを前記トラックジャンプの前半よりも低
   い一定速度で移動させる定速ジャンプ制御手段と、 前記トラックジャンプの後半に、前記弾性復帰手段によ
   る復帰力を相殺する補償電圧を前記回転駆動手段に与え
   る手段と を備えてなることを特徴とするディスク再生装置。