JP2697438B2 - トラック誤差信号の補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクドライブ等
のサーボ回路に係わり、特に１ビームプッシュプル方式
のトラック誤差検出方式を採用した装置に好適なサーボ
回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に、光ディスク装置の概要について
述べる。光ピックアップは、半導体レーザからのレーザ
光を集光して、ディスク媒体上の目標の位置に照射し、
情報を記録、再生するものであって、光学系と駆動系か
ら構成されている。前記光学系は、前記ディスク媒体面
上にレーザ光を集光させたり、レーザ光スポットとディ
スク媒体上の目標位置とのずれを検出したりする機構で
あり、半導体レーザ、レンズ類、ビームスプリッタ、フ
ォトダイオード等から構成される。

【０００３】前記駆動系は、対物レンズを前記光ディス
クの面振れに追従させるフォーカシング制御及びトラッ
ク振れに追従させるトラッキング制御を行って、ディス
ク媒体上の目標位置とレーザ光スポットとの位置関係を
一定に維持するための駆動機構であり、主にマグネッ
ト、コイル、支持部材から構成されている。その他前記
駆動系には、前記光ピックアップ全体を前記光ディスク
の半径方向の目標位置へ移動させるためのシーク制御系
の駆動機構も含まれている。

【０００４】従来の光ディスク装置のシーク＆トラッキ
ング制御系の概要を以下に図５を基に説明する。図５
は、従来のシーク＆トラッキング制御系の基本構成を示
す図である。スライダ１８は、レール１９に誘導されて
前記光ディスク１０の半径方向に動くようになってお
り、スライダ駆動回路９によって駆動される粗動モータ
２１によって駆動される。

【０００５】所定トラック上の所定セクタへ光ピックア
ップが移動することをアクセス動作と言う。このアクセ
ス動作の内、目標トラックの近傍までディスクの半径方
向に光ピックアップが移動することをシーク動作と言
う。前記シーク動作は、前記光ピックアップが移動する
距離が大きい場合粗シークと呼ばれ、移動する距離が１
乃至数百トラック分の場合精細シークと呼ばれる。

【０００６】図５に於いて、光ピックアップ２は全体が
前記スライダ１８に固定されており、前記粗シーク動作
は、マイクロプロセッサＭＰＵ（以下、ＭＰＵと表
す。）からの指示により行われ、前記粗動モータ２１に
よって前記スライダ１８を移動させて前記レーザ光ビー
ムを目標トラック近傍まで移動する。前記精細シーク動
作は、前記スライダ１８を停止させ、前記レーザ光ビー
ムをトラックジャンプと呼ばれる動作により１乃至数百
トラック離れたトラックへ移動させる動作のことであ
る。

【０００７】図５に於いて、対物レンズ３Ｌは、ばね材
で前記トラッキングアクチュエータ３に接続されてお
り、前記トラッキングアクチュエータ３によって制御さ
れて動くようになっている。前記レーザ光ビームは、前
記対物レンズ３Ｌ等を通過して前記光ディスク媒体１０
の記録面で反射し、ビームスプリッタ（図示せず）、集
光レンズ（図示せず）等を介してフォトダイオード２３
に入射する。前記フォトダイオード２３は４分割フォト
ダイオードであり、このダイオードの複数の出力を用い
てレーザスポットのトラック中心からの（ディスクの半
径方向の）位置ずれが、１ビームプッシュプル方式によ
りトラック誤差検出回路４によってトラック誤差信号Ｔ
Ｅとして検出される。

【０００８】このトラック誤差検出回路４の出力に応じ
てトラッキング制御回路１３とトラックジャンプ制御回
路１３Ａは制御される。スライダ制御回路１４は、光ビ
ックアップ２がスパイラル状トラックの上を移動するの
に伴いスライダ駆動回路９を制御してスライダ１８を移
動させる。対物レンズ３Ｌの位置は前記レンズ位置セン
サ６によって検出され、記録又は再生時に前記検出出力
を０にするように制御するスライダ制御回路１４と、前
記対物レンズ３Ｌを所定の位置にホールドするレンズホ
ールド回路７Ａに入力されている。前記トラッキング制
御回路１３、トラックジャンプ制御回路１３Ａ、レンズ
ホールド回路７Ａの出力端子はスイッチ１５Ａの入力端
子６２、６３、６４にそれぞれ接続されている。このス
イッチ１５Ａの出力端子６１の信号によって、前記トラ
ッキングアクチュエータ３を駆動するトラッキング駆動
回路５が制御される。

【０００９】前記スライダ１８の位置は、リニアエンコ
ーダ２０によって検出され、その出力信号はスライダを
停止させるためのスライダ位置制御回路１７、スライダ
の移送速度を制御するスライダ速度制御回路８、前記ス
ライダ制御回路１４にそれぞれ印加されており、これら
の３つの回路の出力端子はスイッチ１６Ａの入力端子６
６、６７、６８にそれぞれ接続されている。このスイツ
チ１６Ａの出力端子６５の信号によって、前記粗動モー
タ２１を駆動するスライダ駆動回路９が制御される。

【００１０】前記スイッチ１５Ａ、１６Ａの接続関係
は、前記ＭＰＵにより制御される。例えば粗シーク時に
は、端子６５は端子６７と接続され前記スライダ１８が
高速に移送され、目的位置に到達したときに、前記端子
６５は端子６６と接続され前記スライダ１８は短時間で
停止される。また端子６１は端子６４と接続される。精
細シーク時には、端子６５は端子６８と、端子６１は端
子６３とそれぞれ接続され、トラッキング制御時には、
端子６５は端子６８と、端子６１は端子６２とそれぞれ
接続される。さらに、後述するトラック誤差信号の補正
時には、端子６５は端子６６と、端子６１は端子６４と
それぞれ接続されている。即ち、トラック誤差信号ＴＥ
を補正する時、前記スライダ１８は停止している。

【００１１】前記トラッキング制御に於いて、トラッキ
ング制御がかからないようにした状態（以下、トラッキ
ングＯＦＦと表す。）では、一般にトラック振れがある
程度大きく、前記トラック誤差信号ＴＥの波形は略正弦
波状となり、直流オフセットを含んでいなければ、前記
トラック誤差信号ＴＥの平均値は略ゼロとなり、前記ト
ラック誤差信号ＴＥがゼロの時前記光ピックアップ２の
光ビームは前記光ディスク１０のトラック中心を照射し
ていることになる。

【００１２】しかし前記トラック誤差信号ＴＥが誤差を
持っている場合には、正確なトラッキング制御がかから
ない。例えば前記光ディスクの反射率の違いや、フォト
ダイオードの感度の違い、トラック溝形状の非対称性等
によってトラック誤差信号の振幅や平均値が変わること
がある。これらは前記光ピックアップが正確にトラック
中心を照射していないいわゆるオフトラック状態の原因
となる。

【００１３】従って、正確なトラッキング制御を行うた
めには、前記ディスク装置に光ディスクが装着された際
に、前記トラック誤差信号ＴＥの振幅、ここではＰＥＡ
Ｋ−ＰＥＡＫ値（以下、Ｐ−Ｐ値と表す。）を直流増幅
器のゲインを調整して所定値になるよう補正し、この振
幅を補正されたトラック誤差信号ＴＥＡ（図示せず。以
下、振幅補正済みトラック誤差信号と表す。）の所定時
間内での平均値を算出し、この平均値がゼロになるよう
に前記直流増幅器に打ち消し電圧を印加してトラッキン
グ制御をかける必要がある。これがトラック誤差信号の
オフセット補正である。上記のような振幅と直流オフセ
ット電圧を補正されたトラック誤差信号を、以下補正済
みトラック誤差信号ＴＥＭと表す。

【００１４】以下に図６、図７を用いてオフセット補正
の従来例に付いて説明をする。図６は、トラック誤差信
号波形の第１の例を示す図である。図６に於いて、横軸
は時間を示し、縦軸はトラッキングＯＦＦ状態での前記
トラック誤差検出回路４の出力ＴＥを示している。例え
ば、時間ｔがｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４では光ビームがト
ラックの中心或いは隣り合うトラック中心の中点にあ
り、トラッククロスと言われる状態となっている。また
ｔがｔ１の時とｔ３の時とでは、光ビームは１つ隣のト
ラックを照射していることを表している。

【００１５】図６に示したｔ２からｔ４までの所定期間
ＴＣに、所定のサンプリング周波数で前記トラック誤差
信号ＴＥがサンプリングされ、前記トラック誤差信号Ｔ
ＥのＰ−Ｐが検出され、前記トラック誤差信号ＴＥを増
幅する直流増幅器のゲインが自動調整されて、前記トラ
ック誤差信号ＴＥは所定のＰ−Ｐ値を持った信号ＴＥＡ
に変換される。この振幅補正済みトラック誤差信号ＴＥ
Ａの平均値が前記時間ｔ２からｔ４間について算出さ
れ、この平均値がゼロになるようにオフセット補正電圧
がＭＰＵからＤＡＣ（図示せず）を介して前記直流増幅
器３７Ａに印加され、前記オフセット補正が行われる。
前記のようにして、振幅、平均値共に補正された補正済
みトラック誤差信号ＴＥＭが得られる。

【００１６】前記平均値の計算範囲、ｔ２からｔ４では
前記トラック誤差信号ＴＥのトラッククロス周波数が所
定値以内に入っていることが必要である。従って、トラ
ッククロス周波数が低すぎるｔ２以前や、トラッククロ
ス周波数が高すぎるｔ４以後では前記平均値の計算は行
われない。前記トラッククロス周波数とは、前記トラッ
ク誤差信号ＴＥのゼロクロス点から算出される周波数の
ことである。

【００１７】図７は、トラック誤差信号波形の第２の例
を示す図である。図７に於いて、横軸は時間を示し、縦
軸はトラッキングＯＦＦ状態での前記トラック誤差検出
回路４の出力ＴＥを示しているが、トラック振れの方向
が同図の左右で反転していることを示している。これは
ディスクの偏心等が原因となって起る現象であるが、こ
の場合、前記トラック誤差信号ＴＥが一端ゼロクロスし
次にゼロクロスするまでの時間が長すぎて、即ちトラッ
ククロス周波数が低すぎて、所定のサンプリング周波数
でサンプリングした場合、所定の時間内ではサンプル数
が少なく前記トラック誤差信号ＴＥのＰ−Ｐ値や振幅補
正済みトラック誤差信号ＴＥＡの平均値を算出すること
が不可能である。

【００１８】また前記トラック誤差周波数が高すぎる場
合には、所定のサンプリング周波数ではサンプリング周
波数が低すぎて正確なサンプリングが行えず、オフセッ
ト補正が不可能となる。よって、前記トラック誤差信号
ＴＥの振幅やオフセットの補正をするためには、前記ト
ラック誤差信号ＴＥのトラッククロス周波数が所定範囲
内にあることが必要である。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
トラック誤差信号の補正装置では、トラック誤差信号の
周波数が所定の範囲内になるまで回転待ちをする必要が
ある。特に偏心の小さなディスクではトラッククロス周
波数が低く、大容量のＲＡＭが必要となったり、トラッ
ク誤差信号の補正に長時間を要したり、極端な場合には
補正が不可能になるという問題があった。

【００２０】また前記トラック誤差信号のサンプリング
中に前記トラック誤差信号の周波数が変化しているた
め、サンプリングして得られた前記トラック誤差信号
は、波形歪みを有し、補正精度が悪いと言う問題があっ
た。本発明は上記の問題を解決すべく成されたもので、
トラック誤差信号の振幅補正やオフセット補正の精度を
向上し、トラッキング制御の精度と安定性を向上させる
ことを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】情報記録用トラックを備
えた光ディスク媒体を使用し、前記光ディスク媒体上で
情報の記録再生を行う光ピックアップと、前記光ピック
アップの光ビームの照射位置がトラックに追従するよう
制御するトラッキングアクチュエータと、前記光ビーム
の照射位置の目標位置からのずれを検出するトラック誤
差検出回路と、前記トラック誤差検出回路の出力信号に
応じて前記トラッキングアクチュエータを駆動するトラ
ッキング駆動回路とを備えた光ディスク装置に使用され
るトラック誤差信号の補正装置に於いて、前記光ピック
アップの対物レンズの位置を前記光ピックアップの所定
の位置に保持するレンズホールド制御装置と、前記対物
レンズを前記光ディスク媒体の径方向に所定の速度で移
送する移送手段と、前記対物レンズの位置がホールドさ
れ前記移送手段で径方向に所定の速度で移送しつつトラ
ック誤差信号を検出するトラック誤差検出回路と、前記
トラック誤差信号の誤差を補正する補正回路とを備えた
トラック誤差信号の補正装置である。

【００２２】

【作用】トラック誤差信号の振幅と直流レベルの補正に
於いて、光ピックアップ全体をスライダに固定し、トラ
ック振れの周波数より十分高い周波数のトラック誤差信
号が得られるような所定速度で前記スライダを移送しつ
つ、前記トラック誤差信号を検出しているので、得られ
るトラック誤差信号は略所定の周波数を持つことにな
り、最適なサンプリング周波数でサンプリングが迅速に
確実に行われてそのデータがＭＰＵに転送される他、前
記トラック誤差信号の波形歪みが少なく、トラック振れ
の影響を殆ど受けずに前記トラック誤差信号の振幅と直
流レベルの補正が行われる。また光ビームの光軸と対物
レンズ中心がずれないように制御しつつ前記トラック誤
差信号を検出しているので、不要なオフセット電圧を持
たない状態で検出が行われ、従ってトラック誤差信号の
補正が精度良く行われる。

【００２３】

【実施例】本発明のトラック誤差信号の補正装置を光デ
ィスク装置で実施した例について図１乃至図４を基に説
明する。図１は、本発明のトラック誤差信号の補正装置
の一実施例に於けるブロック図である。図１と図５に於
いて、対応する構造物や回路等で略同一の機能を有した
ものには、同じ符号を付したが、そのものについては図
１についての説明を省略する。また図５に示した光ディ
スク装置の概要については、図１についても同様であ
り、従来技術のところで図５を用いて説明済みであるの
で、共通項についての説明は省略する。

【００２４】図５に示した従来例の光ディスク装置で
は、トラック誤差信号ＴＥの検出に１ビームプッシュプ
ル方式を採用している。この方式は、光ディスク１０に
より前記トラック誤差信号ＴＥの振幅及び平均値が変化
すると言う問題があった。また前記振幅及び平均値は経
時変化する。以上の問題を解決するために前記トラック
誤差信号ＴＥの校正が必要となる。

【００２５】図１に示す光ディスク装置では、トラック
誤差検出回路４の出力ＴＥは信号補正回路ＳＭに印加さ
れる。この信号補正回路ＳＭはＭＰＵとの間で幾つかの
信号のやり取りを行っている。前記信号補正回路ＳＭの
出力ＴＥＭは、前記したように、トラック誤差信号ＴＥ
の振幅と直流オフセット電圧が補正された信号である。
前記トラッキング制御回路１３には、前記補正済みトラ
ック誤差信号ＴＥＭが印加され、前記トラッキング制御
回路１３の出力端子はスイッチ１５の入力端子５２に接
続されている。

【００２６】前記対物レンズ３Ｌの位置は前記レンズ位
置センサ６によって検出され、その出力はスライダ制御
回路１４とレンズホールド回路７に入力されている。こ
のレンズホールド回路７の出力端子は前記スイッチ１５
の入力端子５４に接続されている。このスイッチ１５の
出力端子５１の信号によって、前記トラッキングアクチ
ュエータ３を駆動するトラッキング駆動回路５とが制御
される。

【００２７】前記スライダ１８の位置は、リニアエンコ
ーダ２０によって検出され、その出力信号は、スライダ
の移送速度を制御するスライダ速度制御回路８、通常時
にスライダを制御するスライダ制御回路１４、前記スラ
イダ位置制御回路１７にそれぞれ印加されており、これ
らの３つの回路の出力端子はスイッチ１６の入力端子５
５、５７、５６にそれぞれ接続されている。このスイッ
チ１６の出力端子５８の信号によって、前記粗動モータ
２１を駆動するスライダ駆動回路９が制御される。前記
スイッチ１５、１６は、前記ＭＰＵにより制御される。
例えばトラッキング制御時には、端子５８は端子５７
と、端子５１は端子５２とそれぞれ接続されている。

【００２８】トラック誤差信号の補正が行われる時は、
前記スイッチ１６の端子５８と端子５５、前記スイッチ
１５の端子５１と端子５４とがそれぞれ接続される。こ
の接続により、トラッキング制御がＯＦＦとなり、前記
スライダ１８が所定の速度で移送され、レンズホールド
回路７により、前記対物レンズ３Ｌが所定の位置にホー
ルドされる。前記のようなモード下にて、前記信号補正
回路ＳＭに於いて、トラック誤差信号の補正が行われ
る。

【００２９】前記したように、トラック誤差信号ＴＥの
補正時に於いて、前記スライダ１８はスライダ速度制御
回路８により所定の一定速度で移送されるよう制御され
ている。即ち、この時前記光ピックアップ２が、トラッ
ク振れの周波数より十分高い周波数のトラック誤差信号
ＴＥが得られるような所定速度で移動されつつ、前記ト
ラック誤差検出回路４によって前記トラック誤差信号Ｔ
Ｅが検出されている。

【００３０】従って、前記トラック誤差信号ＴＥは略所
定の周波数を持つことになり、前記トラック誤差信号Ｔ
Ｅの補正時に、最適なサンプリング周波数でサンプリン
グが迅速に確実に行われる他、前記トラック誤差信号Ｔ
Ｅの波形歪みが少なく、トラック振れの影響を殆ど受け
ずに前記トラック誤差信号ＴＥの振幅と直流レベルの補
正が行われる。又、同時にレンズを所定の位置に固定し
ているため、不要なオフセット電圧を持たない状態でト
ラック誤差検出が行われ、従ってトラッキング誤差信号
の補正が精度良く行われる。

【００３１】前記した如く，トラック振れの速度を考慮
して前記スライダ１８の移送速度をある程度大きくする
のは、前記スライダ１８の移送時に得られるトラック誤
差信号ＴＥのトラッククロス周波数をトラック振れの周
波数より十分高くし、前記トラック誤差信号ＴＥの波形
がトラック振れの影響を受けないようにするためであ
る。前記のようにして得られるトラック誤差信号ＴＥの
トラッククロス周波数は、変動することなく一定値とな
っている。

【００３２】図２は、信号補正回路の一実施例に於ける
ブロック図である。図２に示す信号補正回路ＳＭに於い
て、前記トラック誤差信号ＴＥは、ゲイン調整機能を有
する直流増幅器３７に入力され、その出力信号は加算器
３４に入力されている。前記直流増幅器３７のゲイン
は、マイクロプロセッサＭＰＵからの信号３８により調
整される。前記加算器３４には、前記ＭＰＵからのオフ
セット電圧補正用信号３６がＤＡコンバータ３５を介し
て印加されている。

【００３３】前記加算器３４では、前記２信号が加算さ
れ、その出力ＴＥＭは、サンプルホールド回路３１によ
って所定の周波数でサンプリングされ、その出力信号Ｔ
ＥＳはＡＤコンバータ３２を介して前記ＭＰＵに印加さ
れている。前記ＭＰＵは、前記ＡＤコンバータ３２の出
力信号３３から、前記信号ＴＥＭのＰ−Ｐ値と平均値を
計算する。この計算結果に基づいて前記信号３６、３８
がＭＰＵより出力され、前記直流増幅器３７に対する正
確なゲインと前記加算器３４に対する正確なオフセット
補正用直流電圧が指示され、この結果前記補正後トラッ
ク誤差信号ＴＥＭは、所定の振幅を持ち平均値がゼロの
信号とされている。

【００３４】図１に示したスライダ１８の移送時には、
その加速度により前記対物レンズ３Ｌが振動し、前記光
ビームの光軸中心と前記対物レンズ３Ｌの中心が一致し
なくなることがある。前記の１ビームプッシュプル方式
では，レンズが光軸中心からずれた場合、前記トラック
誤差信号ＴＥにオフセットが発生すると言う問題があ
る。従って前記対物レンズ３Ｌの中心が光軸中心からず
れないようにする必要がある。

【００３５】よって本実施例では、スライダ移送時に図
４に示すレンズホールド制御装置によりレンズの振動を
抑制するようにした。図３は、レンズ位置センサの出力
特性を示す図である。前記対物レンズ３Ｌは、前記光デ
ィスク１０の半径方向に動くようになされている。同図
に於いて、横軸はレンズの中心と光軸とのずれ量を示
し、縦軸は対物レンズ近傍に設けたレンズ位置センサ６
の出力を示す。

【００３６】図４は、レンズホールド制御装置のブロッ
ク図である。図４に於いて、位相補償及び増幅回路４３
は図１におけるレンズホールド回路７に相当する。レン
ズ位置センサ６では、対物レンズの目標位置Ｐ１と現在
位置Ｐ０の差に応じた信号が出力される。これは図３に
示したような特性の信号である。前記レンズ位置センサ
６の出力は位相補償及び増幅回路４３を介してトラッキ
ング駆動回路５に印加される。前記トラッキングアクチ
ュエータ３は、前記トラッキング駆動回路５の出力に応
じて、前記対物レンズ３Ｌの位置を制御するようになさ
れているため、前記対物レンズ３Ｌの位置Ｐ０は前記レ
ンズの目標位置Ｐ１に固定されたものとなっている。
尚、上記の実施例では、光ピックアップ全体がスライダ
と共に移動するような構造としたが、対物レンズとプリ
ズムなど光ピックアップの一部をスライダから分離した
いわゆる分離光学系に於いても、本発明の有効性は変わ
らない。

【００３７】

【発明の効果】従来のトラック誤差信号の補正装置で
は、トラック誤差信号の周波数が所定の周波数範囲内に
入っていないと前記トラック誤差信号のオフセットと振
幅の補正が出来ず回転待ちが必要であったが、本発明の
トラック誤差信号の補正装置によれば、短時間で確実に
補正が行える他、トラッキング誤差信号の補正精度が向
上し、トラッキング制御の安定性が向上する。例えばト
ラッキング引き込み後のセットリング時間が短縮される
効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトラック誤差信号の補正装置の一実施
例に於けるブロック図である。

【図２】信号補正回路の一実施例に於けるブロック図で
ある。

【図３】レンズ位置センサの出力特性を示す図である。

【図４】レンズホールド制御装置のブロック図である。

【図５】従来のシーク＆トラッキング制御系の基本構成
を示す図である。

【図６】トラック誤差信号波形の第１の例を示す図であ
る。

【図７】トラック誤差信号波形の第２の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ 光ピックアップ ３ トラッキングアクチュエータ ３Ｌ 対物レンズ ４ トラック誤差検出回路 ５ トラッキング駆動回路 ６ レンズ位置センサ ７ レンズホールド回路 ８ スライダ速度制御回路 ９ スライダ駆動回路 １０ 光ディスク １２ ＭＰＵ １３ トラッキング制御回路 １４ スライダ制御回路 １５、１６ スイッチ １７ スライダ位置制御回路 １８ スライダ ２０ リニアエンコーダ ２１ 粗動モータ ２３ フォトダイオード ＳＭ 信号補正回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報記録用トラックを備えた光ディスク媒
   体を使用し、前記光ディスク媒体上で情報の記録再生を
   行う光ピックアップと、前記光ピックアップの光ビーム
   の照射位置がトラックに追従するよう制御するトラッキ
   ングアクチュエータと、前記光ビームの照射位置の目標
   位置からのずれを検出するトラック誤差検出回路と、前
   記トラック誤差検出回路の出力信号に応じて前記トラッ
   キングアクチュエータを駆動するトラッキング駆動回路
   とを備えた光ディスク装置に使用されるトラック誤差信
   号の補正装置に於いて、前記光ピックアップの対物レン
   ズの位置を前記光ピックアップの所定の位置に保持する
   レンズホールド制御装置と、前記対物レンズを前記光デ
   ィスク媒体の径方向に所定の速度で移送する移送手段
   と、前記対物レンズの位置がホールドされ前記移送手段
   で径方向に所定の速度で移送しつつトラック誤差信号を
   検出するトラック誤差検出回路と、前記トラック誤差信
   号の誤差を補正する補正回路とを備えたことを特徴とす
   るトラック誤差信号の補正装置。