JPH1069653A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トラッキング追従動作時に光ビームが光ヘッド
のレンズ中心付近を通過するように制御し、正確な記録
再生を行う。 【構成】光ディスクからの反射光に基づきトラッキング
信号を形成し、光ヘッドを移動させる第１の駆動手段３
２０を、トラッキング信号に従ってスポットをトラック
に追従するようにレンズを動かす第２の駆動手段３１２
が追従動作している間、スポットの変位の大きさが減少
するように制御する。 【効果】精度のよい回折限界に近い大きさのスポットが
形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを利用して情
報を記録し、かつ再生する情報記憶装置に関し、更に具
体的にいえば、光ビームを所望のトラックにサブミクロ
ン精度で位置決めするための情報記憶装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】現在、情報記録膜（例えば、金属膜）を
基板上に蒸着した、回転するディスク上にレーザ光を照
射して１μｍ程度のスポットに絞り込み、その照射パワ
ーを変調することによって金属膜に熱的に穴をあける形
態で情報を記録し、再生時には金属膜に微弱なレーザ光
を集光，照射し、その情報穴（ピットと称する）からの
反射光量の変化を用いて情報を読み取るディジタル光デ
ィスクと称する情報記憶装置が提案されている。この種
の提案としては、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ誌，Ｎｏｖ．
２３，１９８７，Ｐ．７５，“Ｔｅｎ Ｂｉｌｌｉｏｎ
Ｂｉｔｓ Ｆｉｔ ｏｎ ｔｏ Ｔｏｗ Ｓｉｄｅｓ
ｏｆ １２−ｉｎｃｈ ｄｉｓｃ”等がある。

【０００３】例えば、図１はこの種のシステムの典型的
な構成である。すなわち、直径３０ｃｍのサンドイッチ
構造のディジタル光ディスク３が回転軸４を中心に回転
モータ５によって矢印の方向に回転している。レーザ光
源と光学系から構成される光ヘッド２は、磁気ディスク
等に使用されているスイングアームアクチュエータ１に
搭載されて、ディスク３の半径方向に駆動される。

【０００４】図２でかかる構成において、情報の記録再
生方法を説明する。図２はディスク３の部分拡大図であ
る。すなわち、ガラス、又はプラスティックの基板１１
の上にＵＶ樹脂１４等によって、案内溝１３と称する、
ある程度の幅と深さをもつ凹断面構造のトラックを作成
し、その上に金属膜１０を蒸着する。記録に際しては、
案内トラック１３に沿って光ヘッド２からの集束スポッ
トを案内し、スポットの照射パワーを変調することによ
って金属膜１０を溶かしてピット１２を形成する。また
再生時には、同様に案内トラック１３に沿って光スポッ
トを照射し、その反射光量を読みとる。さらに光スポッ
トを制御する信号も反射光量から検出する。

【０００５】この光スポットを制御する信号は、ディス
クの上下振れによる焦点のずれを検出する焦点ずれ検出
信号、また光スポットの中心と案内トラックの中心のず
れを検出するトラックずれ検出信号（このトラックずれ
検出信号自体、あるいはこの信号から形成されるトラッ
ク追従制御に用いることのできる制御信号を「トラッキ
ング信号」と称する）の２つが主なものである。これら
の信号はすべて反射光量を使用している。

【０００６】この光ディスクには、トラックピッチ１．
６μｍとすると、ディスク直径３００φの片面では約５
万トラック、１トラック当りに収納されるデータは４千
バイト程度になる。これらのトラックには、データの区
切りを示すためのセクタが、各トラックごとに回転方向
に複数個ずつ設けてある。

【０００７】外部からの情報を任意の位置に記録，再生
するためには、まず１つのトラックを捜し出し、その
後、このトラック周上にある１つのセクタを見つけると
いうアクセス動作が必要となる。つまり、所望の情報が
記録されている又は記録すべき選ばれた所望のトラック
へ光スポットを移動させる、所謂シーク制御と、情報の
読み取り中あるいは記録中、最小の変位誤差でトラック
の中心上に光スポットを維持する、所謂トラッキング
（追従制御）が必要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種のアクセ
ス動作が要求される装置としては、磁気ディスクがある
が、これはトラックピッチが１５０μｍから３０μｍ程
度と光ディスクに比較してピッチ間隔が１桁から２桁大
きいものであるため、光ディスクには磁気ディスクで用
いられているアクセス方法をそのまま用いることができ
ない。すなわち、磁気ヘッドをアクチュエータ（例え
ば、リニアモータ）で所望のトラックに位置付けする
と、アクチュエータの構成及び性能によっても異なる
が、５〜１０μｍ程度の定常的な偏差（目標位置からの
ずれ）が生じる。この原因は摩擦等によるものであり、
また位置制御の過渡状態では目標位置に対してオーバー
シュートを起こす場合があって、この値も５μｍ程度は
ある。従って、磁気ディスクに用いられているアクセス
方法では停止精度が１０μｍ程度の極めて精度の低いも
のであるため、トラックピッチが１．６μｍ程度と高密
度の光ディスクには同様の位置決め方法が採用できない
という問題点がある。

【０００９】図３で従来の磁気ディスクのアクセス方式
を説明する。図３はシーク制御回路ブロック図、図４は
追従制御回路ブロック図である。目標トラックまでの差
の値２０をディファレンスカウンター２１に設定する。
ディファレンスカウンター２１には後述するトラックパ
ルス２２が入力され、設定トラック数からトラックパル
スが入力されるごとに順次減少していく。

【００１０】このカウントダウンされた出力２３は最適
速度発生回路２４に入力されて、速度制御を行なう目標
速度カーブを出力し、速度比較器２５に入力される。速
度比較器２５のもう１方の入力には後述される実動速度
信号２６が入力されて、目標速度と実動速度の差の値が
出力される。この出力がシーク制御と追従制御を切り換
えるロジック回路２７に入力されて、電流増幅器２８に
入ってポジショナ２９を駆動する。ポジショナとしては
例えば、ボイスコイル型リニアモータを例にとると、コ
イルに流れる電流３０を積分器３１に入力して、積分す
るとこれは実際にポジショナが動いている実動速度を表
わすことから、実動速度信号２６が検出される。一方、
ポジショナの上に登載されたサーボヘッド３２から読み
出された位置信号３３はトラックパルス２２を発生する
トラックパルス発生回路３４に入力され、１つのトラッ
クを通過する各に１つのトラックパルスを出力する。以
上のシーク制御回路によって、目標のトラックまで最適
速度カーブに従って速度制御が行なわれる。

【００１１】図４は追従制御回路を示す。目標トラック
に達すると、図４に示す追従制御回路によって動作する
追従制御を行なう。すなわち、トラックの振れＸＴとヘ
ッドの変位ＸＨの差を位置信号発生回路３５によって検
出し、位置信号３３を発生する。これを位相進み回路３
６、位相遅れ回路３７からなる補償系を通して、図３で
説明した電力増幅器２８に入力する。このところで、図
３で述べたロジック回路２７はシーク制御から追従制御
に切り換えられ、位置信号によってポジショナ２９が制
御される。

【００１２】図５は位置信号を示す。位置信号はディス
ク半径上をヘッドが変位ｘだけ移動するにつれて、図の
ような三角波状の波形となる。黒丸の点は奇数番のトラ
ックを示し、白丸は偶数番のトラックを表わす。トラッ
クパルス発生回路３４は零点である黒丸，白丸の点でト
ラックパルスを発生する。

【００１３】図５の三角形の半周期Δは大体トラック幅
に等しい。最近の高密度磁気ディスクでは３５μｍ程度
である。上述の位置信号によってポジショナを制御する
と、ポジショナの構成，性能によっても異なるが、５μ
ｍ〜１０μｍ程度の定常的な偏差（目標点からのずれ）
が生ずる。この原因は摩擦等によって生じる。また、位
置制御の過渡状態では目標点に対してオーバーシュート
を起す場合があり、この量も５μｍ程度はある。

【００１４】光ディスクのトラック間隔は前述の如く、
現在最小１．６μｍ程度であるため、以上説明した制御
では位置決めは困難である。また、トラックピッチは
１．６μｍと狭いため別の困難を生ずる。シーク制御、
追従制御のために光ヘッドがディスクを通過するときの
位置を検出するための信号を検出しなくてはならない。
この種の信号としては光スポットがトラックを通過する
ときのトラッキング信号がある。この信号を使用してシ
ーク制御，追従制御を行なう場合、次の問題が生ずる。
シーク制御の始めと、終りの時には光ヘッドの移動速度
は非常に小さくなる。この速度がトラック偏心によって
生ずる偏心最大速度より小さくなると、トラックを通過
するたびにトラック数をカウントしていると、カウント
ミスを生じ、正確な位置を検出できない。

【００１５】図６において、光スポットの軌跡４０は偏
心の最大速度で、偏心のあるトラック群を通過した場合
であり、一本一本の実線はトラックのディスク半径位置
に対する時間的変化を表わしている。この場合にはトラ
ック通過の回数と通過したトラックの数は一致する。し
かし、光スポットの軌跡４１は偏心の最大速度より小さ
な速度でトラック群を通過した場合であり、この場合に
はトラック通過の回数は実際に通過したトラックの数と
は一致せず、多く数えるという問題がある。

【００１６】本発明の目的は前述の問題点を解決し、光
ディスクに適した高精度の位置決めを行なう情報記憶装
置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本願発明は、トラックを
有する記録媒体に光ビームを照射し、トラックに沿って
情報を記録し再生するために上記光ビームを上記トラッ
クに位置づける情報記憶装置であって、光ビームがトラ
ックを追従するためトラッキング信号を検出し、トラッ
キング信号により高応答性の第２のアクチュエータを駆
動し、第２のアクチュエータによる光ビームの動きを検
出し、この検出した動きに連動して、光ビームがトラッ
クを追従するために必要とされる第２のアクチュエータ
の動きを減少するように、第１のアクチュエータを駆動
することを特徴とする。

【００１８】

【作用】以下、本願発明の思想を詳細に説明する。

【００１９】本発明は、広い可動範囲を持つ第１のアク
チュエータ（位置制御手段）と、可動範囲は狭いが高応
答性の第２のアクチュエータ（位置制御手段）とを用
い、これら２つのアクチュエータを連動させることによ
り、１つのアクチュエータだけでは達成不可能な位置決
め精度を実現する。このとき、２つのアクチュエータを
連動させる方法が問題となるが、本発明では高精度位置
決め用第２のアクチュエータによる光スポツトの動きを
検出して、この動きに連動して第１のアクチュエータを
駆動する。

【００２０】図７はディスクから光ヘッドの位置を正確
に検出するために、トラックを通過するときの方向とト
ラックを通過したことを表わす信号を作成する方法につ
いての説明図である。図７（ａ）において、光ヘッドの
光源から出射された光線は対物レンズ（図示されない）
によって集光され、ディスク上の基板１１、案内トラッ
ク１３を構成するＵＶ樹脂１４を通って金属膜１０上に
スポット５０を形成する。このとき、対物レンズのＮ．
Ａを０．５０、光源の波長を８３０ｎｍとすると、スポ
ットサイズ（強度１／ｅ２になる直径）は１．６μｍ程
度となる。ディスク上に作成された案内トラックのピッ
チを１．６μｍとすると、このスポットが矢印の方向に
ディスクの半径方向に移動するにつれて、トラック中心
とスポット中心とのズレを表わすトラッキング信号５２
は図７（ｂ）のように変化する。このトラッキング信号
の作成方法については、特開昭４９−５０９５４号に開
示された２つのスポットを用いた方法、及び特開昭４９
−９４３０４号に開示されたスポットウォーブルの方
法、及び特開昭５０−６８４１３号に開示されたトラッ
クウォーブルの方法、及び特開昭４９−６０７０２号に
開示された回折光を用いた方法等がある。

【００２１】またスポットが矢印の方向に移動するとデ
ィスクからの総反射光量は図７（ｃ）のように変化す
る。総反射光量はトラック中心で最も小さくなり、トラ
ック間の中心で最も大きくなる。総反射光量を光検出器
で検出し、電気信号に変換した信号５１はトラッキング
信号５２とは周期が等しく、位相が９０°シフトした関
係がある。トラッキング信号５２はトラック中心では零
となり、光スポットがトラックの右側，左側（ディスク
の外周側，内周側に対応する）にあるかによって極性が
異なる。この特徴を利用してトラックの通過方向を知る
ことが出来る。

【００２２】ここで述べる総反射光量というのは、ある
特定の開口数を持ったレンズによってディスクからの反
射光を集光し、このレンズの開口を通過してきた光量の
総量を示す。この種の光量はディスクに記録された情報
信号を検出するために使用される。この情報信号はレン
ズ開口から通過してきた光束を１つの光検出器の受光面
に集光して光電流に変換する、または光束を複数に分割
された受光面を持つ光検出器群に照射し、それぞれの光
検出器からの光電流の和をとる、又は光電流を電圧に変
換して加算することによって得られる。この信号を前述
の総反射光量の信号５１として使用できる。

【００２３】以下、トラッキング信号５２と総反射光量
の信号５１を用いて正確な位置検出を行なう方法につい
て述べる。

【００２４】図８（ａ）は総反射光量の信号のＡＣ成分
を示す。同図（ｂ）はトラッキング信号を示す。

【００２５】図８の例では、スポットがディスクの内側
にあるときをプラス（＋）、ディスクの外側にあるとき
をマイナス（−）とすると、光スポットがディスクの外
側から内側に向って移動し、途中で停止して逆方向に移
動した場合の時間軸に対する上記の２信号の変化を示
す。図８（ｃ）はトラックのある場所を示すトラック信
号９０であり、これはトラックの存在するところでは総
反射光量が減少することを利用して、総反射光量の信号
とある電圧Ｅ１との比較を行ない、小さい場合に論理レ
ベルで“０”の状態に対応させている。すると、時間軸
でこの信号９０の変化を観測すると、波形の立ち下りは
スポットがトラックを横断し始めるトラックのエッジに
略々対応する。そこで、この立ち下りから時間幅の狭い
パルス９２を作成する。また、スポットが通過するエッ
ジの方向を知るために、トラッキング信号５２を零レベ
ルと比較した信号（トラック極性信号と称す）９１を作
成する。このトラック極性信号９１をトラック通過エッ
ジ信号９２のタイミングで比較することによってトラッ
ク通過の方向を知ることが出来る。

【００２６】従って、光スポットが外側から内側に向っ
て移動したときの通過トラックの本数を知りたければ、
トラック極性信号９１が低レベルとなるときのトラック
通過エッジ信号５３（図８（ｇ））のパルス数を数えれ
ば良い。逆方向の移動も同様である。

【００２７】図９に以上説明した動作を実現するための
具体的回路例を示す。総反射光量の信号５１をコンパレ
ータ９３の（＋）端子に入力し、（−）端子には電圧Ｅ
１を入力し、総反射光量信号５１と電圧Ｅ１の比較を行
ない、信号５１のレベルがＥ１より大きければ論理レベ
ルが“１”となり、他の場合には“０”となる。この出
力信号９０を単安定マルチバイブレータ９４に入力し
て、信号９０の立ち下りから一定幅のパルスを作成す
る。この出力信号９２は論理積をとるＡＮＤ回路９５と
９６のそれぞれの端子に入力される。またＡＮＤ回路９
５と９６のそれぞれの残る端子には、トラッキング信号
５２をコンパレータ９７に入力して得られる極性信号９
１と、この極性信号９１を反転回路９８によって反転し
た信号がそれぞれに入力され、光スポットがトラックを
内側から外側に通過するたびにパルスを発生するプラス
方向エッジ信号５４と、光スポットがトラックを外側か
ら内側に通過するたびにパルスを発生するマイナス方向
エッジ信号５３を出力する。従って、これらの信号を用
いて、速度制御のコントロールに必要となる、アクセス
中における目標トラックまでの残余のトラック数を知る
ことが可能となる。

【００２８】例えば、図９の回路において、アクセスの
方向を示すアクセス極性信号５６を外側から内側に向っ
てアクセスする場合に論理レベルの“０”に対応させ
る。すると論理素子９８〜１０３からなる論理回路によ
って、プラス方向エッジ信号５４がカウンタ１０４のア
ップ端子（Ｕ）に選択されて入力され、マイナス方向エ
ッジ信号５３がカウンタ１０４のダウン端子（Ｄ）に選
択されて入力される。また、カウンタ１０４にはアクセ
ス開始時に内側にある目標トラックまでの差の絶対値５
５がロードされている。光スポットが外側から内側に向
って移動を開始すると光スポットがトラックを外側から
内側に向って横切るたびにマイナス方向エッジ信号５３
にパルスが発生し、カウンタ１０４の内容を減少させて
いく。また、光スポットが何らかの理由で途中で戻って
来て、内側から外側に向ってトラックを横切るとプラス
方向エッジ信号５４にパルスが発生し、カウンタ１０４
の内容を増加させて、アクセス中の残余のトラックの正
確な絶対値５７を出力する。カウンタ１０４の内容が零
になるとカウンタ１０４のＢＲ端子より、カウンタ１０
４の内容が零になったことを示すパルスＡが発生する。
このパルスＡを認知することにより、光スポットが目標
トラックのエッジに到達したことを知ることが出来る。

【００２９】また、プラス，マイナス方向エッジ信号５
４，５３を使用することによって、速度制御のコントロ
ールに必要となる、アクセス中における速度の絶対値を
知ることが出来る。例えば、図１０の回路図において、
マイナス方向エッジ信号５３を周波数−電圧変換器１０
５に入力し、プラス方向エッジ信号５４を周波数−電圧
変換器１０６に入力する。トラックピッチｐ、トラック
通過の速度の絶対値をｖとすると、トラックを通過する
たびにトラックのエッジで発生するパルス列の周波数ｆ
は、以下の式で与えらる。

【００３０】ｆ＝ｖ／ｐ 従ってこの周波数を知ることによって、光スポットがト
ラックを通過する速度の絶対値を知ることが出来、通過
する方向はエッジ信号５３，５４の符号によって知るこ
とが出来る。

【００３１】図１０の回路は具体的にこれを実現する例
である。周波数−電圧変換器（以下Ｆ／Ｖ変換器と称
す）１０５，１０６の出力は、それぞれのトラック通過
の極性に対して、トラック通過の速度が電圧というアナ
ログ値に変換されたものであり、後の速度比較に便利な
形態となっている。Ｆ／Ｖ変換器１０５，１０６の出力
は差動増幅器１０７によって差をとられ、その出力がそ
れぞれ、反転回路１０８の入力と、スイッチング回路１
０９に入る。また反転回路１０８の出力はスイッチング
回路１１０に入力され、スイッチング回路１０９を制御
する信号５６の反転信号によって制御される。スイッチ
ング回路１０９と１１０の出力は結合されて速度の絶対
値を表らわす信号１１１となる。すなわち、アクセス極
性信号５６は今、内側から外側に向う場合を論理レベル
の“１”に対応させているので、内側から外側にアクセ
スする場合には、プラス方向エッジ信号５４のＦ／Ｖ変
換出力が差動出力でも＋極性となり、スイッチング回路
１０９がアクセス極性信号が“１”であることからスイ
ッチＯＮとなって速度の絶対値信号１１１となって表ら
われる。逆に外側から内側にアクセスする場合にはアク
セス極性信号５６は論理レベルで“０”であることか
ら、スイッチング回路１１０がアクセス極性信号５６を
反転するインバータ１１２の出力によってスイッチＯＮ
となり、マイナス方向エッジ信号５３のＦ／Ｖ変換出力
が差動増幅器１０７で−極性となるが、反転回路１０８
によって＋極性となり、速度の絶対値信号１１１となっ
て表われる。

【００３２】図１１で速度制御から位置制御に切り換え
るタイミング信号を作成する手順について説明する。位
置制御のサーボ系は線形動作を行なうことを仮定して、
設計されるのが通常である。これは解析の容易さと回路
構成の簡単さから来ている。ところで、トラッキング信
号５２は図７（ｂ）のようにトラック位置の関数として
は正弦波状に変化するものであり、制御入力としては非
線形特性を持つ。このような系ではサーボ系を動作開始
するタイミングが系の安定動作に重要な要因となる。

【００３３】図１１（ａ）のようにディスクの内側から
外側へスポットが横切っていき、Ｎ番目の目標トラック
に近づいていくと、トラッキング信号５２は図のように
変化する。目標点１１５（トラッキング信号の零点）を
原点とする正弦波としてトラッキング信号を表現する
と、安定に動作を行なうタイミング（位置制御開始の）
は実験によれば、目標点に最も近い＋極性，−極性のピ
ーク点の間（正弦波の位相で表現すれば±π／２の間）
であり、好適には、原点を対称点とする線形領域が良
い。しかも、目標トラックの零点を通過する前のエッジ
部分で動作させることが必要となる。以上を考慮する
と、目標トラックにディスク内側から外側へと近づくと
きには、目標トラックの１つ手前のトラックの零点を通
過して、次の正のピーク点を通過した後に位置サーボ系
をＯＮにすればよい。また逆に目標トラックにディスク
外側から内側へと近づくときには、目標トラックの１つ
手前のトラックの零点を通過して次の負のピーク点を通
過した後に位置サーボ系をＯＮする。

【００３４】図１２，１３に以上を実現するための回路
を示す。図１１の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｇ）はデ
ィスクの内側から外側へと近づいたときのトラッキング
信号５２、線形領域を示す信号１１３、位置サーボ系Ｏ
Ｎを示す信号Ｂ、目標トラックに来たことを示す信号１
１４である。図１２において、トラッキング信号５２は
コンパレータ１１７の＋端子に入力され、−端子には電
圧Ｅ２が入力されている。電圧Ｅ２のレベルは図１１
（ａ）に示すように、トラッキング信号５２の目標点１
１５に対して略々線形性を持つ正のレベルに設定する。
コンパレータ１１７の出力はＡＮＤ回路１２０の一方に
入力され、もう一方にはアクセス極性信号５６が入力さ
れる。またトラッキング信号５２はコンパレータ１１８
の−端子に入力され、＋端子には電圧Ｅ３が入力されて
いる。電圧Ｅ３のレベルは図１１（ａ）に示すように、
トラッキング信号５２の目標点１１５に対して、略々線
形性を持つ負のレベルに設定する。

【００３５】コンパレータ１１８の出力はＡＮＤ回路１
２１の一方の入力に入り、もう一方の入力には、アクセ
ス極性信号５６をインバータ１１９で反転させた信号が
入る。ＡＮＤ回路１２１，１２０の出力はＯＲ回路１２
２に入力され論理和をとる。このようにするとＯＲ回路
１２２の出力１１３はアクセス極性信号５６が“１”の
とき図１１（ｂ）に示すような信号となり、アクセス極
性信号５６が“０”のとき図１１（ｅ）に示すようにな
る。いずれもパルス状信号の立ち下りが、目標点を中心
とする線形領域の端を表らわすことになる。目標トラッ
クの目標点１１５に位置制御を行なうためには、目標ト
ラックの線形領域を知ることが必要となる。そこで、図
９を用いて説明したカウンタ１０４のＢＲ出力（カウン
タ内容５７が零となったときに出力される信号）Ａを用
いる。

【００３６】トラック通過のパルス５４，５３は図８
（ｆ），（ｇ）で説明したように通過トラックの時間的
に先に表らわれるエッジ部分でパルスが発生する。従っ
て、このパルスの立ち上り部分は略々トラッキング信号
のピーク点に対応している。信号Ａはカウンタ１０４の
内容が零になった時点で立ち上るパルス信号とすると、
これをフリップフロップ１２８に入力して、信号Ａの立
ち上りで立ち上ってくる信号１１４を作成する。信号１
１４をＡＮＤ回路１２３の一方に入力して、信号１１３
をもう一方に入力し、目標トラックの線形領域を信号１
１４によって選択する。ＡＮＤ回路１２３の出力を後縁
エッジ反応形（マスタースレーブ形式）のフリップフロ
ップ１２４に入力して、後縁エッジで立ち上ってくる位
置制御開始信号Ｂを発生する。この信号Ｂはまた図１３
に示す回路でも作成出来る。トラッキング信号５２はス
イッチング回路１２５に入力され、また一方反転増幅器
１１６に入力され、反転され、スイッチング回路１２６
に入る。スイッチング回路１２５はアクセス極性信号５
６によって制御され、スイッチング回路１２６はアクセ
ス極性信号５６をインバータ１１９によって反転させた
信号によって制御する。スイッチング回路１２５，１２
６の出力は結合され、コンパレータ１２７の＋端子に入
力される。

【００３７】コンパレータ１２７の−端子には電圧Ｅ２
が加えられ、コンパレータ出力の立ち下りが目標点を中
心とする線形領域の端を表らわす信号１１３が発生す
る。後の処理は図１２の動作と同様である。この場合、
トラッキング信号５２の正のピークレベルと負のピーク
レベルは略々等しくなくてはならない。図１３は図１２
の前半の部分をアナログ的に処理した場合である。

【００３８】図１４でアクセス動作を行なうための信号
処理回路ブロックについて説明する。図１４の例では位
置決めの移動機構としては、光ヘッドを一体として移動
してディスク半径方向に大きく移動し、かつ０．１μｍ
程度の位置決め精度が可能であるスイングアーム１を用
い、シーク制御と追従制御とを１個のアクチュエータで
行なう。光ヘッド２によって検出された反射光量は光検
出器（図示せず）によって光電変換をうけ、トラッキン
グ信号発生回路２０１と総反射光量信号発生回路２００
に入力される。ここではトラッキング信号の作成方法に
ついては詳述しない。トラッキング信号発生回路２０１
からはトラッキング信号５２が得られ、総反射光量信号
発生回路２００からは総反射光量信号５１が得られる。
トラッキング信号５２と総反射光量信号５１はプラス方
向エッジ信号５４とマイナス方向エッジ信号５３を発生
するエッジ信号発生回路２０２に入力され演算処理され
る。

【００３９】図９にこの演算処理は詳述した。プラス，
マイナス方向エッジ信号５４，５３はそれぞれ目標トラ
ックまでの差を演算する差動カウンタ２０３と速度検出
回路２０４に入力され、目標トラックまでの差の絶対値
信号５７と速度の絶対値信号１１１が出力される。これ
らについては図９を用いて差動カウンタ２０３の動作を
詳述し、図１０を用いて速度検出回路２０４の動作を詳
述した。目標トラックまでの差の絶対値信号５７は目標
速度カーブ発生回路２０５に入力される。目標速度カー
ブ発生回路２０５は目標トラックまでの差に応じて最適
な速度を出力するものであり、通常、最適速度は目標ト
ラックまでの差の平方根に比例するものが良いとされて
いる。ここでは、カウンタ１０４の出力がディジタル的
に与えられているため、ＲＯＭにあらかじめ平方根のテ
ーブルを記憶しておき、目標トラックまでの差の絶対値
信号５７に応じて目標速度信号２０６をディジタル的に
出力する。

【００４０】目標速度信号２０６をＤ／Ａコンバータ２
０７に入れて、アナログ量に変換し、差動増幅器２０８
の一方の入力に入れる。もう一方の入力には速度検出回
路２０４からの速度の絶対値信号１１１が入力され、差
をとられる。差の出力は極性反転回路２０９に入力され
る。この極性反転回路２０９は、速度の差の出力は絶対
値であることから、アクセス極性信号５６の論理レベル
に対応して、速度の差に符号を与える動作を行なう。従
って、この出力が符号を持った目標速度と実動速度の差
となる。これがシーク制御，位置制御切り換え回路２１
０に入り、位置制御開始のタイミング信号Ｂによって制
御される。すなわち、タイミング信号ＢがＬＯＷのとき
はシーク制御となり、速度差の信号が切り換え回路２１
０の出力に表われ、これが、スイングアーム駆動回路２
１１を介して、スイングアーム１を駆動する。シーク制
御が完了して目標トラックに光スポットが達すると、タ
イミング信号Ｂが ｈｉｇｈ になり位置制御に切り換
わる。タイミング信号Ｂの発生回路２１４については図
１２，１３を用いて詳述した。位置制御の信号の流れ
は、トラッキング信号５２がスイッチ回路２１１に入力
され、タイミング信号Ｂの制御のもとに ｈｉｇｈ の
とき、位置補償回路２１２に接続される。この出力は後
述するジャンプ信号Ｄと共に加算回路２１３に入力され
加算され、切り換え回路２１０に入る。このようにし
て、タイミング信号Ｂによって位置制御が開始され、目
標トラックに安定に引き込むことができる。

【００４１】トラッキング信号５２はまたタイミング信
号Ｂを作成するタイミング回路２１４にアクセス極性信
号５６、信号Ａと共に入力される。この回路２１４の動
作については図１２，１３に詳述した。

【００４２】目標トラックを以上の手順でアクセスし、
トラックに記憶されたアドレス情報を読み出す。この読
み出し手段については以上の説明の中では省略してい
る。読み出された情報をコントローラ（図示せず）に転
送し、目標トラックかどうかを判定する。

【００４３】ここで言うコントローラは、磁気ディスク
等で使用されている制御装置であり、通常はデータを読
み書きするための必要最低限の駆動機構と駆動回路を持
つ駆動装置（これは本発明の中で詳述した）と、データ
を読み書きするために駆動装置に命令指令を与えて制御
を行なうものである。この種の機能として、アクセス時
にはコントローラに連ながる計算機からの希望トラック
番号を受けとり、現在読み出しているトラックと照合を
行ない、希望トラックまでのトラック数の差の絶対値と
符号を演算して、この結果を駆動装置に送出する。駆動
装置がシーク制御，位置制御を自身で実行し、目標とす
るトラック、及びその近傍のトラックからデータを読み
始めると、コントローラはそのデータを解読し、現在読
み出しているトラックの番号を知って、以後のアクセス
手順を判断する。例えば、目標トラックであればジャン
プ本数信号５８に１本の本数を示す信号と、ディスク上
のトラックが内側から外側へスパイラル状に記録されて
いるならば、外側から内側へジャンプの方向を示すジャ
ンプ極性信号をコントローラが送出する。ジャンプ本数
信号５８をジャンプ起動回路２１５に入力する。ジャン
プ起動回路２１５ではジャンプの極性信号をジャンプ波
形発生回路２１６に送出すると共に、ジャンプ本数分だ
けのジャンプ起動するためのパルスを特定の時間間隔を
もって発生する。ジャンプ波形発生回路２１６はこのパ
ルスを受けて、ジャンプ極性信号に従ってジャンプを行
なうための駆動信号Ｄを発生する。なお、ジャンプ動作
の詳細については Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ Ｒｅｖｉｉｅｗ Ｖｏｌ．３３，Ｐ．１７８に詳し
いので、ここでは省略する。

【００４４】従って目標トラックに達してこれを定常的
に読み出すためにはジャンプ本数信号５８はディスクが
１回転する毎に１本のジャンプ本数を示す信号と外側か
ら内側へジャンプの方向を示すジャンプ極性信号を含ん
でコントローラから送出される。アクセスが終了した時
点で位置制御されたトラックのアドレス内部を読み出し
たところが、目標トラックと異なっている場合には、現
在読み出しているトラックと目標トラックの差がある設
定数（例えば６４あるいは１２８）より小ならばジャン
プを繰り返し行なうことによって目標トラックまで光ス
ポットを移動する。このとき、コントローラからは目標
トラックまでの本数とその方向を含むジャンプ本数信号
５８を送出する。また目標トラックとの差がある設定値
より大ならば速度制御を含むアクセスを起動する。これ
は今まで説明したアクセス手順の繰り返しとなる。

【００４５】以上説明したように図１４の例では、光デ
ィスク上に記録された案内トラックを光スポットが通過
するときに発生する総反射光量信号とトラッキング信号
とから光スポットがトラックを外側から内側に通過する
のか、また内側から外側に通過するのかを知ることによ
り、偏心，機械振動等による誤差をなくしている。速度
検出にも、前述の光スポットがトラックを通過する信号
を利用することにより、光スポットとトラックの相対速
度の正確な検出を行なっている。アクチュエータとして
は、図１４の例ではディスク半径全面に渡る粗い位置決
めから０．１μｍ程度の微少な位置決めまで可能となる
スイングアームを用いている。

【００４６】図１４の例では１つのアクチュエータで、
ディスク半径全面に渡る粗い位置決めと微小な位置決め
を兼ねている。ところが、この種のアクチュエータで
は、駆動電流に対する変位の周波数特性に問題が生じ、
位置制御のサーボ系を構成した場合にカットオフ周波数
を高く出来ない。従って、粗い位置決め用の第１のアク
チュエータとは別に微小範囲しか可動出来ないが、周波
数応答性能が良く、サーボ系を構成した場合にもカット
オフ周波数を高くすることの出来る第２のアクチュエー
タを別に設けることが望ましい。この場合、二つのアク
チュエータがトラックを追従している間どのように連動
させるかが問題となる。

【００４７】図１５で２つのアクチュエータを用いた例
を説明する。ここでは、粗い位置決め用の第１のアクチ
ュエータとしては、磁気ディスクに使用されている、リ
ニアモータを例に説明する。他のアクチュエータでも主
旨は変らない。一方、微少範囲を追従する高応答性の第
２のアクチュエータとしてはガルバノミラー、又はピボ
ットミラーを用いる。ディスク３は回転軸４を中心に一
定の方向に回転しており、光ヘッド３１４は移動台３１
５の上に搭載され、この移動台３１５はベース３０９の
上をコロ３１０の回転に従って移動する。また移動台３
１５は支持機構３１３を介してコイル３１１に連結さ
れ、磁石３１２とコイル３１１に流れる電流との電磁力
によって駆動される。光ヘッド３１４の中にはディスク
上に光スポットを形成するための対物レンズ３０６と、
光スポットをディスク面上で移動させるための偏向手段
としてのガルバノミラー３０８と、ディスク面からの反
射光を受光する光検出器３０７と、光源と、光源からの
光束を対物レンズに導く光学系と、反射光を光検出器に
導く光学系とがあるが、光源及び光学系は本発明を説明
するのに不用であるので省略してある。

【００４８】光検出器３０７の出力から総反射光量信号
５１，トラッキング信号５２を作成し、トラック通過の
方向を示す信号５３，５４を作成する過程及び、これら
の信号を用いて速度制御を行なう過程は図１４の例に詳
しいので、同一ブロックを提示するだけにしてその説明
は省く。位置制御のタイミング信号Ｂをトラッキング信
号５２から作成するブロック２１４、ジャンプ機能を行
なう部分も同様なので省く。位置制御の手順についての
み説明する。位置制御のタイミング信号Ｂによってスイ
ッチング回路２１１は閉じ、トラッキング信号５２を位
相補償回路２１２に導き、制御系の安定性、追従性能を
向上する位相補償を行ない、ジャンプ信号Ｄと加算回路
２１３で加算された後、ミラー駆動信号Ｅとなる。ミラ
ー駆動信号Ｅはガルバノミラー駆動回路３０５を介して
ガルバノミラー３０８を駆動し、光スポットをトラック
に追跡させる。この状態では、第１のアクチュエータを
位置決めする位置の目標信号がないので位置決めの信号
を作成する必要がある。

【００４９】ここで、この位置決めの信号について説明
する。光スポットを後述する対物レンズの視野の中心に
固定して、リニアモータがディスク面上を半径方向に移
動すると、トラッキング信号５２は移動量に対して図２
０のように変化する。リニアモータの位置決めの信号と
してこのトラッキング信号５２を使用することも考えら
れるが、この信号の線形範囲Δはトラック幅の程度しか
ないため、追従精度δがこの範囲内にないと制御は不可
能となる。通常のリニアモータでは追従精度が２〜３μ
ｍから大きい場合には１０μｍ程度にも達する。しか
し、トラックピッチｐはディジタル光ディスクにおい
て、高密度情報記録を行なうために１．６μｍ程度であ
り、トラック幅Δは０．８〜０．６μｍ程度になる。従
って、トラッキング信号５２を使用してトラック中心４
０５を目標にしてリニアモータの位置決め制御を行なう
ことは不可能である。そこでトラッキング信号より線形
領域が広くて、目標追跡しているトラックとリニアモー
タとのずれを表わす信号を作成し、この信号を用いて、
リニアモータの位置決めを行なう必要がある。この種の
信号としては、光スポットのガルバノミラーによる追従
軌跡がある。

【００５０】すなわち、図２１において点線で示した円
形領域は対物レンズの視野４０２であり、軌跡４０３が
ガルバノミラーによって追跡しているトラックの時間ｔ
に対する軌跡である。レンズ視野４０２の中で追従中の
トラックは時間に対して図示のごとく偏心によって正弦
波状に変化する。レンズ視野４０２の中心４０４は対物
レンズがリニアモータの移動台に固定されていることか
ら、このレンズ視野中心４０４もリニアモータと一体と
なって動く。ガルバノミラーの中立点（機械的にミラー
をリニアモータの移動台の上に設定したときに決まる）
はバネ支持機構であるため、駆動信号Ｅが零のときは一
義的に定まり、通常はガルバノミラーが中立点にあると
きに、対物レンズ視野４０２の中心４０４に光スポット
が位置されるように調整されている。このように調整さ
れる理由は、レンズ視野内の中心がレンズの残存収差が
最も少ないことによる。レンズ視野内での光スポットの
移動量とガルバノミラーの回転角との間には光学的な配
置関係と対物レンズの焦点距離から定まる一定の線形関
係が存在する。従って、レンズ視野中心から光スポット
が追跡しているトラックまでのずれはガルバノミラーの
回転角から知ることが出来る。

【００５１】また、ガルバノミラーの回転角は駆動信号
Ｅから知ることができる。ガルバノミラーの回転角は駆
動信号Ｅの周波数成分によって異なる特性（すなわち、
周波数特性）を持っているが、この特性は既に知られて
いる。図２０において、レンズ視野の中心をトラック中
心４０５に一致させて、リニアモータを停止させた状態
でガルバノミラーを駆動して、光スポットを対物レンズ
の視野の端から端まで移動させても、前述と同様にトラ
ッキング信号５２が検出され、このときのガルバノミラ
ー駆動信号Ｅは目標トラック中心４０５では零となり、
レンズ視野の片端ではマイナス、他の端ではプラスの極
性を持ち、レンズ視野内の光スポットに対して線形な関
係となり、線形領域は対物レンズの視野全体に渡る。

【００５２】図１５において、駆動信号Ｅをガルバノミ
ラーの周波数特性をシミュレートする回路３００に入力
し、光スポットのレンズ視野中心からのずれ信号Ｆを作
成し、位置制御のタイミング信号Ｂによって閉じられる
スイッチング回路３１６を介して位相補償回路３０１を
通ってリニアモータを駆動することにより、ガルバノミ
ラーによる光スポットの動きに連動させてリニアモータ
を駆動する。このようにして、リニアモータの位置は光
スポットがレンズ視野の中心に来るように制御され、光
スポットがトラックを追従するために必要とされる動き
を減少する。このとき、光スポットのレンズ視野中心か
らのずれ信号Ｆは線形領域は広く、少なくとも１００μ
ｍ程度はあるので、リニアモータの追従精度が２〜３μ
ｍあっても問題はない。

【００５３】図２１において、実線の円形領域４０６は
上述の動作を行った後の対物レンズの視野である。

【００５４】すなわち、ガルバノミラーにより光スポッ
トがトラック軌跡４０３を追跡しているのに連動して、
光スポットとレンズ視野中心４０７のずれ、つまりガル
バノミラーによる光スポットの動きを検出して、リニア
モータの位置決めが行なわれる。その結果、ガルバノミ
ラーによる光スポットの動きに対してリニアモータと一
体になったレンズ視野中心（白丸で示した）４０７が追
従しているが、前述した位置決め誤差δ（追従精度と説
明した）の分だけずれている。このように、リニアモー
タの動きは、トラックの偏心による大きな変動にもかか
わらず、光スポットをレンズ視野中心の近くに維持する
ように働き、光スポットがトラックを正しく追従するの
に必要とされるガルバノミラーによる光スポットの動き
は誤差δの分だけとなり、大幅に減少される。この位置
決め誤差δはリニアモータの位置決めサーボ系の特性に
よって異なるが、図２１では大きな偏心分に追従できる
サーボ帯域を持つ場合について図示した。本発明におい
てリニアモータ位置決めサーボ系の帯域を向上させるこ
とは別の効果を持つ。それは対物レンズの視野中心の近
傍に光スポットが常に来るように制御されるため、残存
収差の少ない領域が使用出来るようになる。その結果、
光スポットのスポットサイズ（光強度分布が最大値の１
／ｅ２になる直径）が最も小さくなり、再生時には記録
された穴からの再生信号の振幅が大きくなり、記録時に
は一定の径の穴を開けるために必要とされる光源の発光
パワーが小さくてすむ。また逆に考えると、ディジタル
光ディスクに必要とされるスポットサイズが一定値に決
められると、ガルバノミラーを用いて対物レンズ視野内
でスポットを移動する方式に比較して、視野の中心だけ
で収差を小さくすれば良いので、対物レンズは構成する
レンズ枚数が少なくなり、軽量、小型、安価になる。

【００５５】ガルバノミラーによる光スポットの動きを
検出するため、光スポットのレンズ視野中心からのずれ
信号Ｆをガルバノミラーの駆動信号Ｅから作成する回路
３００の一例を図１６に示す。駆動信号Ｅはバッファ増
幅器３０２に入り、ガルバノミラーの周波数特性に似せ
た電気回路に送出される。通常のガルバノミラーの駆動
電圧（又は電流）対偏向角の特性は２次の低減フィルタ
の特性を示すので、この実施例では容量Ｃ１，Ｃ２、抵
抗Ｒ１，Ｒ２、バッファ増幅器３０４からなる２次の低
域アクティブフィルタを用いている。この出力は従っ
て、ガルバノミラーの偏向を表わすことになる。ガルバ
ノミラーの偏向とレンズ視野上でのスポットの動きは通
常線形の関係にあるので、線形増幅器３０３を介して、
感度の補正（偏向角とスポット移動量との）を行なうこ
とによって光スポットのレンズ視野からのずれ信号Ｆを
得る。

【００５６】ガルバノミラーによる光スポットの動きを
示す光スポットのレンズ視野からのずれ信号を検出する
方法として、前述のミラー駆動信号Ｅから電気的にシュ
ミレートする以外に直接ミラーの偏向角を検出する方法
がある。

【００５７】図１７にその具体例を示す。光源（図示せ
ず）から出た光束３２８は光軸３２９に沿ってミラー３
２０に入射し、４５°方向に反射され、対物レンズ（図
示せず）の方向に光路を曲げられる。ミラー３２０の裏
面には永久磁石３２１がとりつけられ、それを囲むコイ
ル３２２に流れる電流によって電磁力を発生し、軸受３
３１を中心に回転する。軸受３３１は支持棒３３０によ
って光ヘッドの一部３３２に固定されている。軸受３３
１は弾性のあるゴム材で形成されている。この構造は一
種のピボットミラーである。ミラーの偏向角を検出する
ため、発光ダイオード３２６からの光線束をレンズ３２
７によってミラー３２０の反射面に集光し、その反射光
線束を２つの光検出器３２３，３２４で受光する。ミラ
ー３２０によって反射された光束の光軸３２９が駆動電
圧零の状態で対物レンズの光軸と一致する様にアライメ
ントされた後、発光ダイオードからの光線束が光検出器
３２３，３２４に等しく受光される様に調整する。する
と、光検出器３２３，３２４の出力を差動増幅器３２５
に入力して、両者の差をとると、その出力Ｆ′はミラー
の偏向角を表わす信号となり、ミラーによる光スポット
の動きを検出できる。このようにミラーの偏向角を直接
検出する方法は、機械的な振動によるミラーの動きを知
ることが出来るため、粗い位置決めのとき、リニアモー
タが最大数Ｇの加速，減速を行なうことによって、リニ
アモータ上に搭載されたミラーが振動する可能性のある
場合に有効である。

【００５８】すなわち、ミラーの動きを検出して、ミラ
ーを最初の設定点に位置決めを行ない、対物レンズの光
軸が変動することを防ぐことが出来るからである。従っ
て、信号Ｆ′は粗い位置決めをリニアモータの速度制御
で行なっているときには前述の動作に使用し、ミラー３
２０を偏向して光スポットを微少に位置決めするときに
は、レンズ視野の中心からのずれ信号として使用するこ
とが出来る。以上述べたミラー偏向角を直接検出した信
号Ｆ′を用いた実施例を図１８に示す。リニアモータを
用いた速度制御は今まで説明した実施例と同様であり、
同じブロック番号で表わした部分は共通なので説明は省
略する。スイッチング回路３３３は位置制御のタイミン
グ信号Ｂが速度制御ではＬＯＷであるので、この期間だ
けはミラー偏向信号Ｆ′を通過させ、偏向ミラー３２０
が機械的に振動を行なうことを防ぎ、設定点に停るよう
に制御する。位置制御のタイミング信号Ｂがｈｉｇｈに
なると、トラッキング信号５２を通過させ、ミラーによ
る光スポットのトラック追跡を行なう。一方ミラー偏向
信号Ｆ′は感度補正のための増幅器３３４を介してスイ
ッチング回路３１６に入力され、位置制御のタイミング
信号Ｂがｈｉｇｈのときだけ通過し、リニアモータを駆
動し、レンズ視野の中心にミラーで追跡しているトラッ
クが位置するように制御する。

【００５９】

【実施例】微少範囲だけを高応答性を持って追従する第
２のアクチュエータとしては図１９に示す２次元アクチ
ュエータがある。これは対物レンズ３４０を焦点合せの
ために光軸３４２に平行に移動すると同時にトラッキン
グのために光軸に垂直に移動する機構である。図１９
（ａ）は上から見た平面図であり、（ｂ）は横から見た
側面図である。光軸３４２はミラー３４３によって曲げ
られ、対物レンズ３４０の光軸に一致している。対物レ
ンズ３４０は金属性のスパイラル状をしたリングバネ３
４１によって支持され、バネの外周部をおさえる枠体３
６１はトラック方向に駆動するための支持部３４７に連
結されている。バネの内周部に連結された枠体３６２の
下方にはコイル３４４が巻かれ、永久磁石３４５とセン
タポール３４６とヨークから成る磁気回路によって電磁
的にコイル３４４に流れる電流により光軸に平行に対物
レンズ３４０を駆動する。ミラー３４３はセンタポール
３４６の上に結合されている。一方図１９（ａ）で分る
ように、支持部３４７の先端にはコイル３４８が巻かれ
ており、永久磁石３４９、センターポール３５０とヨー
クからなる磁気回路により、トラック半径方向に駆動さ
れる。リングバネ３４１をおさえる枠体３６１には滑り
軸受３５１が結合され、滑り軸受３５１には軸３５２が
接触しており、軸３５２は軸を支持する台３５３に取り
つけられて、ベースに固定されている。トラック半径方
向には従って、対物レンズを光軸に平行に駆動する機構
とミラー３４２が一体となって駆動される。以上の構成
ではリニアモータでトラックの位置決めを行なう場合に
はレンズ視野の中心が二次元アクチュエータのトラック
方向の移動と一致することから対物レンズ３４０とミラ
ー３４２を一体に支持している機構の位置ずれを知れば
良い。

【００６０】そこで、滑り軸受３５１に永久磁石３５４
をとりつけ、軸支持部３５３を固定するベース上にホー
ル素子３５５，３５６をとりつけて、両者の出力の差を
差動アンプ３５７に入力すると、差動アンプの出力は、
２つのホール素子３５５，３５６の幾何学的な中心と永
久磁石３５４のずれを示す。永久磁石３５４を対物レン
ズ３４０の光軸から滑り軸３５２に下した垂線の延長線
上に配置すると、２次元アクチュエータがトラックを追
跡すると、対物レンズの光軸とトラックの位置は一対一
の対応関係があることより、差動アンプ３５７の出力は
リニアモータに設定されたホール素子３５５と３５６の
幾何学的中心とトラックとのずれを表わすことになる。
従って、差動アンプ３５７の出力をリニアモータの位置
制御の信号Ｆ′として使用する。

【００６１】以上、粗い位置決めは行なえるが従来精度
の良くないアクチュエータと微少範囲の可動範囲しか持
たないが高応答性であり追従精度を高く出来るアクチュ
エータとを組み合せて、全体として高応答、追従精度の
高いアクセスを実現することが本実施例によって可能と
なる。

【００６２】以上の説明では、情報信号の検出方法とト
ラッキング信号の検出方法については詳細な説明を省略
したので、ここでこれらの方法について図２２，図２
３，図２４を用いて詳細に説明する。図２２は回折光を
用いたトラッキング信号検出方式の原理図であり、
（ａ）図は光学系の簡単な構成を示す。まず光源５０４
（例えば、半導体レーザ等）からの光線をカップリング
用レンズ５０３によって平行光に変換し、偏光ビームス
プリッタ５０２を通って、１／４波長板５０１を経て対
物レンズ５００によって、回転軸４の回りに回転する光
ディスク３上に収束する。この反射光は対物レンズ５０
０を再び通過し、１／４波長板によって、入射光とは偏
波面が９０°だけ回転され、偏光ビームスプリッタ５０
２によって収束レンズ５０５の方向に光路が曲げられ、
収束レンズ５０５により収束点５０６に向けて集光され
る。収束レンズ５０５と収束点５０６の間に光検出器５
０７を配置する。（ｂ）図は光検出器５０７の構造とト
ラッキング信号５２、情報信号５１２の検出手段を説明
するものである。光検出器５０７は二分割された光検出
器５０８と５０９とから構成され、トラッキング信号５
２はこれらの光検出器からの出力を差動増幅器５１０に
よって差をとることによって得、情報信号５１２は光検
出器５０８と５０９の出力の和を加算器５１１によって
とることにより得る。

【００６３】また、図２３は２つのスポットを用いたト
ラッキング信号検出方式の原理図であり、（ａ）図にお
いて、図２２の（ａ）図と異なる点はカップリングレン
ズ５０３の後に回折格子５１４を配置して平行光束を３
つに分離する点にある。このようにすると、ディスク面
上に３つのスポットが形成され、中の１つのスポットを
トラックの真中に配置されるようにし、残りの２つのス
ポットをトラックの真中から微かにずれた量だけ対称的
に配置する。光検出器５１３を収束レンズの収束点５０
６上に配置すると、この上では（ｂ）図で示すように、
斜線で囲った３つのスポットが形成される。光検出器５
１３はこの３つのスポットに対応して３つの独立した光
検出器から構成される。真中の光検出器からの出力はバ
ッファ増幅器５１５を通って情報信号５１２になり、残
り２つの光検出器からの出力は差動増幅器５１０に入っ
てトラッキング信号５２を発生する。

【００６４】さらに図２４はウォーブリング、及びプリ
ウォーブリングトラッキング信号検出方式の原理図であ
り、（ａ）図において光検出器５１６は収束レンズ５０
５の収束点に置かれ、図２２の光学系と同様な構成とな
る。（ｂ）図において、光検出器５１６は単一の受光部
を持つ光検出器であり、光検出器面上に形成される光ス
ポット（斜線で囲った領域）も１つのものである。光検
出器５１６の出力をバッファ増幅器５１７で増幅すると
情報信号５１２になり、これをエンベロープ回路５１９
を通して記録されたデータ信号の影響を除去し、ウォー
ブリング、又はプリウォーブリングを行なっている周波
数を中心周波数に持つ帯域フィルタ５２０に通してウォ
ーブリング、又はプリウォーブリングの成分を抜き出
し、同期検波回路５２１に入れる。同期検波回路５２１
には基準位相を持つウォーブリング周波数の信号５２２
が入力され、同期検波を行なってトラッキング信号５２
を得る。基準位相を持つ信号５２２はプリウォーブリン
グの場合には情報信号５１２から作られ（詳細は特願昭
５３−６８７９３号明細書を参照のこと）、ウォーブリ
ングの場合は光ヘッド、又は偏向器をトラック方向に駆
動する信号から作られる。

【００６５】次に、情報信号５１２から総反射光量信号
５１を検出する手段について述べる。案内溝１３に情報
ピット１２がない場合には情報信号５１２は総反射光量
信号５１に等しい。ところが、情報ピット１２が存在す
ると、情報信号５１２は図２５（ｂ）のように図７
（ｃ）に対応して変化する。実線と点線で囲まれた部分
は情報ピットによる反射光量の変調を表わしている。こ
の信号５１２を図２５（ａ）に示すようにバッファ増幅
器５２３を介してエンベロープ検波回路５２４に入れ、
バッファ増幅器５２５を介して出力すると総反射光量信
号５１が得られる。このとき、エンベロープ検波回路５
２４の時定数を決めるコンデンサーＣ，抵抗Ｒの値は時
定数が情報信号５１２の中の情報ピットによる最低繰り
返し周波数より十分小さく、かつトラックを通過すると
きの総反射光量信号５１の最高繰り返し周波数より十分
高くなるように選ぶ。トラッキング信号５２についても
情報ビットによる影響をなくすため、上述と同様な手段
が考えられるが、これについては昭和５６年９月４日付
特許出願の特願昭５６−１３８５８３号「光スポット制
御方式」に詳しいので省略する。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、安価
で軽量なレンズを用いて、トラッキング追従動作時に光
ビームが常に光ヘッドのレンズの中心付近を通過するよ
うに制御することができるので、精度の良い回折限界に
近い大きさのスポットを形成し、正確な記録再生を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタル光ディスクの概略斜視図。

【図２】ディスクの部分拡大斜視図。

【図３】磁気ディスクのアクセス方式を説明するための
回路ブロック図。

【図４】磁気ディスクの追従制御回路ブロック図。

【図５】磁気ディスクにおけるトラッキング信号を示す
波形図。

【図６】光スポット軌跡と偏心の関係を説明する波形
図。

【図７】トラック通過時の信号検出方法を説明する斜視
図。

【図８】位置検出方法を説明するための波形図。

【図９】位置検出を説明するための回路ブロック図。

【図１０】速度検出を説明するための回路ブロック図。

【図１１】位置制御のタイミングを説明するための波形
図。

【図１２】位置制御を説明するための回路ブロック図。

【図１３】位置制御を説明するための回路ブロック図。

【図１４】アクセス動作を行う信号処理回路を示すブロ
ック図。

【図１５】情報記憶装置の例を示すブロック図。

【図１６】アクチュエータのシミュレート回路のブロッ
ク図。

【図１７】ミラー偏向検出方法を説明するためのブロッ
ク図。

【図１８】本発明の情報記憶装置の実施例を示すブロッ
ク図。

【図１９】本発明で用いられる２次元アクチュエータの
構成を示す平面図及び断面図。

【図２０】本発明を説明するための平面図。

【図２１】本発明を説明するための波形図。

【図２２】本発明で用いられるトラッキング信号と総反
射光量信号の検出方法を説明するための構成図。

【図２３】本発明で用いられるトラッキング信号と総反
射光量信号の検出方法を説明するための構成図。

【図２４】本発明で用いられるトラッキング信号と総反
射光量信号の検出方法を説明するための構成図。

【図２５】本発明で用いられる情報信号と総反射光量信
号の検出方法を説明するための構成図。

【符号の説明】

３…記録媒体、３１４…照射手段、３０７…光検出器、
５２…トラッキング信号、３２０…第２の位置制御手
段、３１２…第１の位置制御手段。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年８月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 光ディスク装置

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置に関
し、更に具体的にいえば、光ビームを所望のトラックに
サブミクロン精度で位置決めするための光ディスク装置
に関するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高砂 昌弘 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所小田原工場内 (72)発明者 溝口 康充 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所小田原工場内 (72)発明者 金田 徳也 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所小田原工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスクのトラックに沿って所定の情報
   を光学的に記録、若しくは、再生する情報記憶装置にお
   いて、レーザビームを対物レンズを通して上記光ディス
   ク上にスポットとして照射する光ヘッドと、上記光ディ
   スクからの反射光を受けて信号を出力する受光手段と、
   該受光手段の出力に基づいて上記スポットの上記トラッ
   クからのずれを示すトラッキング信号を形成するトラッ
   キング信号形成手段と、上記光ヘッドを上記光ディスク
   上を移動させる第１の駆動手段と、上記トラッキング信
   号に従って所望のトラックを追従するように、上記スポ
   ットを上記光ディスク上で動かすためにレンズを上記光
   ディスク面に並行に動かす第２の駆動手段と、少なくと
   も第２の駆動手段が動作している間、第２の駆動手段の
   動きを検出し、これを示す信号を出力する検出手段とを
   有し、上記第１の駆動手段は第２の駆動手段が所望のト
   ラックを追従動作している間、第２の駆動手段によって
   動かされるスポットの変位の大きさが減少するように上
   記検出手段の出力に従って上記光ヘッドを上記光ディス
   ク上で動かし、上記スポットは上記第１と第２の駆動手
   段の動きに従って移動して上記トラックを追従する情報
   記憶装置。