JP2000090461A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転モータによってポジショナを移動駆動し、
光ディスクの偏心補正を行う。 【解決手段】トラッキングエラー信号１３とスピンドル
モータ２のインデックス信号４とから、偏心量と位相を
検出し、電気−機械系のゲイン、位相補償の補正を加え
た駆動信号で回転モータ８を駆動し、光ディスク１の偏
心にもとづくトラック位置の変動をポジショナ５で追跡
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク装置に関
し、さらに詳しくはアクチュエータを搭載したポジショ
ナを歯車を介して回転モータによって移動させるととも
に、このポジショナによって光ディスクの偏心を補正す
る構成を有する光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置では、光ディスクをスピ
ンドルモータに連結したターンテーブルに固定した後
に、このスピンドルモータによって光ディスクを所定の
回転速度で回転させる。このターンテーブルに光ディス
クを固定する際の位置決めに使用する光ディスクのセン
ター孔や、ターンテーブルの嵌合部などの加工精度、取
り付け精度、さらにはトラック自体の位置精度などが原
因で、光ディスクを回転させた時に、トラックが偏心し
て回転する。したがって、この偏心して回転しているト
ラックに追従して光ビームを追従させることが必要とな
る。

【０００３】この偏心に光ビームを追従させる方法とし
て、対物レンズを搭載したアクチュエータのみで追従す
る方法と、アクチュエータとこのアクチュエータを搭載
したポジショナとの両方で追従する方法の２通りがあ
る。

【０００４】前者の方法は、トラックピッチが比較的広
くまた低コストを要求されるコンパクトディスク用光デ
ィスク装置（以下ＣＤ装置と称する）で使用されてお
り、後者の方法はトラックピッチが狭い光磁気ディスク
などの大容量の光ディスク装置に使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクは、記憶容
量が大きく各種の情報処理装置の外部記憶媒体として、
必須のものとなって来ている。この光ディスクの普及の
ためには、光ディスク装置に本質的に付随する上記の偏
心によるトラックの位置変動に対処しつつ、低コスト化
や大容量化に対応する技術が必要となる。

【０００６】しかしながら、上記従来の技術のＣＤ装置
では、ポジショナの駆動源にＤＣモータを使用し、歯車
列を介してポジショナを移動させる構成を採用して、低
コスト化を目指しているが、光ディスクの偏心に対して
はアクチュエータのみでトラッキングしているために、
以下の問題点が生じる。 ・アクチュエータによってのみ偏心に追従するので、サ
ーボ残差すなわち目標トラックと光ビームの位置ずれが
大きくなる。 ・アクチュエータのトラック方向（トラックを横切る方
向）の移動量が大きくなるために、アクチュエータに搭
載してある対物レンズの光軸の傾きが大きくなったり、
また光ビームの光軸が中立位置からシフトして、光ビー
ムが正確に所定のトラックを照射できなくなる。

【０００７】以上の問題点に起因し、データの記録再生
特性の低下、たとえばＣ／Ｎの低下等を引き起こすこと
になる。

【０００８】一方、光磁気ディスクなどのトラックピッ
チが狭い光ディスクを使用する光ディスク装置では、偏
心によるトラック位置の大部分の変動量はポジショナで
追従しているので、アクチュエータでは追従する移動量
は少なくなっている。したがって、上記のＣＤ装置のよ
うな問題点はないが、高価な大容積の永久磁石を使用す
るボイスコイルモータでポジショナを移動させる構成を
採用しているので、光ディスク装置の高コスト化を招い
ている。

【０００９】本発明は、ポジショナを歯車列を介して回
転モータで移動させるとともに、ポジショナの移動で偏
心補正を可能とする構成を課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、偏
心に起因するトラックの位置変動をポジショナで追従す
る構成に関し、光ディスクを搭載可能な光ディスク装置
において、前記光ディスク上に照射した光ビームがトラ
ックを横切る方向に移動可能とするアクチュエータを有
したポジショナを、前記アクチュエータが前記トラック
を横切る方向に移動可能に歯車列を介して駆動する回転
モータと、前記光ビームと前記トラックとの位置関係に
応じた信号を検出するトラックずれ検出器の出力信号と
前記光ディスクの回転毎に発生するインデックス信号と
から得た前記光ディスクの偏心量と位相情報とを記憶す
る偏心情報記憶部とを有し、前記光ビームが前記トラッ
クをトラッキングする際に、前記偏心情報記憶部の前記
偏心量と位相情報とにもとづいて前記回転モータを駆動
することを特徴とする光ディスク装置を要旨とした。

【００１１】ここで、上記アクチュエータは、トラック
を横切る方向すなわちトラッキング方向に移動可能であ
ることに加え、光ディスク盤面に垂直な方向すなわちフ
ォーカス方向に光ビームの収束位置を移動可能な２次元
アクチュエータが好ましい。

【００１２】また、歯車列はポジショナと回転モータと
に各々歯車を設けた１段の歯車列の構成が好ましいが、
多段の歯車列であっても良い。

【００１３】また、上記回転モータは好ましくはＤＣモ
ータが良いが、ＡＣモータ、ステッピングモータなどで
あっても良い。

【００１４】このように構成したので、上記インデック
ス信号とトラックずれ検出器の出力とのみにもとづく偏
心情報記憶部の出力によってポジショナを制御すること
により、光ディスクの回転にともなう偏心は補正できる
ので、アクチュエータのトラック方向の移動量は軽減さ
れる。

【００１５】請求項２の発明では、請求項１の発明に加
えて、振動などの外乱によって生じるアクチュエータと
ポジショナ間の距離のオフセット等をポジショナを移動
させて除去することに関し、前記ポジショナとアクチュ
エータとの間の距離に応じた信号を検出する信号検出部
と、該信号検出部の出力信号から所定の周波数より低い
信号成分を有する偏心補正信号を構成する補正信号生成
部とを有し、前記補正信号生成部の出力信号を前記回転
モータの駆動信号に加え、前記回転モータを駆動するこ
とを特徴とする光ディスク装置を要旨とした。

【００１６】このように構成したので、所定の周波数よ
り低いアクチュエータの移動は、上記補正信号生成部の
出力信号によってポジショナを駆動することによりなさ
れるので、アクチュエータの移動量は低減される。

【００１７】請求項３の発明では、請求項２の発明の信
号検出部に関し、前記信号検出部は、前記アクチュエー
タのトラッキングコイルに流れる電流にもとづき前記距
離に応じた信号を検出することを特徴とする請求項２に
記載の光ディスク装置を要旨とした。

【００１８】光ビームのトラック方向の移動量は、上記
アクチュエータのトラッキングコイルを流れる電流によ
って決まるので、この電流を検知することによってアク
チュエータとポジショナ間の距離が等価的に検出が可能
となる。

【００１９】請求項４の発明では、ポジショナが１軸周
りに回転可能な揺動型である光ディスク装置を要旨とし
た。

【００２０】請求項５の発明では、偏心量を目標値とし
ポジショナの移動量を制御量としたフィードバック制御
系でポジショナによる偏心補正を行う構成とした。ここ
で、バンドパス増幅部および位相補償部は、回路で構成
してもよく、ＤＳＰで構成することが好ましい。また、
マイクロプロセッサで処理しても良い。このバンドパス
増幅および位相補償の処理順序は、いずれを先に行って
も良い。

【００２１】請求項６の発明では、請求項５のバンドパ
ス増幅部が帯域を光ディスクの回転周波数を含む所定の
帯域のみを増幅することを特徴とし、サーボ帯域を広げ
ることなくポジショナによる偏心補正の制御誤差を逓減
する構成とした。

【００２２】請求項７の発明では、アクチュエータとポ
ジショナとの位置関係を検出する位置検出センサの出力
信号をバンドパス増幅部で増幅するとともに位相補償部
で位相補償し、ポジショナによる偏心補正の制御誤差を
逓減する構成とした。ここで、バンドパス増幅部および
位相補償部は、回路で構成してもよく、ＤＳＰで構成す
ることが好ましい。また、マイクロプロセッサで処理し
ても良い。このバンドパス増幅および位相補償の処理順
序は、いずれを先に行っても良い。

【００２３】

【発明の実施の形態】第１の実施例は、ポジショナを回
転モータで駆動するとともに、ポジショナの移動によっ
て偏心にもとづくトラックの位置変動を補正することを
特徴とする。この第１の実施例は、トラックは同心円上
に配置され、光ディスクの回転周期は一定である場合を
例に説明するが、本発明はスパイラル状に配置されるト
ラックや周速一定で光ディスクを回転する場合にも適用
可能である。

【００２４】以下に図１から図６を用いて、本発明の要
点であるトラッキングサーボ時の偏心補正について詳述
する。シーク等の制御や、光ディスクへの情報の書込、
読取やフォーカシング制御などについては、周知の方法
で行うので記載を省略してある。

【００２５】図１は第１の実施例の主要構成を示す図で
あり、図２はアクチュエータ周辺の構成を示す図であ
り、図３は偏心量を説明する図であり、図４は偏心が生
じた場合のトラッキングエラー信号とインデックス信号
の例を示す図であり、図５は第１の実施例に使用する偏
心情報記憶部の具体例を示す図であり、図６は第１の実
施例に使用するリニア型ポジショナの実施例を示す図で
ある。

【００２６】図１の（Ａ）には本発明の光ディスク装置
の主要部を示す。光ディスク１は、スピンドルモータ２
に設けられたターンテーブル３に搭載され、固定され、
所定の回転数で回転される。

【００２７】このスピンドルモータ２は、１回転ごとに
インデックス信号４を送出する構成を有しており、本実
施例では１回転ごとに１個のインデックス信号４が発生
する構成を採用している。このスピンドルモータ２は、
たとえば３，６００ｒｐｍの一定回転数で回転するよう
に周知の技術で制御しているので、本実施例ではこのス
ピンドルモータ２の制御に関しては省略している。ま
た、本実施例では光ディスク１を一定回転数で回転させ
ているが、周速一定で回転させる方法に本発明を適用す
ることも可能である。

【００２８】ポジショナ５にはラック６が固定され、こ
のラック６に噛み合うピニオン７は回転モータ８の回転
軸に固定してある。この構成によって、回転モータ８が
正逆方向に回転することによって、図１の（Ｂ）に示す
ように、ポジショナ５は光ディスク１の半径方向に移動
可能となっている。このポジショナ５の移動機構につい
ては、後述する。

【００２９】さらに、このポジショナ５には、光学ユニ
ット６０、アクチュエータ９とトラッキングエラー信号
検出器１２が搭載されている。アクチュエータ９は、光
学ユニット６０からのレーザ光を集光して光ディスク１
に照射するための対物レンズ１１と、この対物レンズ１
１をトラック方向に移動させるためのトラッキングコイ
ル１０とを搭載している。ここで、上記アクチュエータ
９は、光ディスク盤面に垂直な方向すなわちフォーカス
方向にレーザ光の収束位置を移動可能であって、光ディ
スク１の盤面の振れに対しても、フォーカスの光検出器
によりフォーカスエラー信号を検出し、位相補償等のフ
ィルタを通してアクチュエータ９のフォーカスコイルを
駆動できる２次元アクチュエータであるが、フォーカシ
ングコイルやフォーカスサーボ等は図示していない。

【００３０】上記トラッキングエラー信号検出器１２の
出力信号であるトラッキングエラー信号１３は、レーザ
光の照射位置とトラック位置とのズレを示し、位相補償
フィルタ等を有したトラックサーボ部１４は、このトラ
ッキングエラー信号１３が許容範囲内になるようにトラ
ッキングコイル１０に流す電流を制御する。

【００３１】つぎに、本発明の要点であるポジショナ５
によって偏心を補正する構成について説明する。

【００３２】偏心情報記憶部１５では、光ディスク１へ
の情報の書込、読取を開始する前に、トラックサーボは
オフにし、ファーカスサーボのみオンの状態で、インデ
ックス信号４とトラッキングエラー信号１３とから、搭
載した光ディスク１の最大偏心量と、上記インデックス
信号４と光ディスク１との位置関係を示す位相φを求め
る。

【００３３】つぎに、この最大偏心量と位相φとからな
る偏心情報を偏心補正部１６でポジショナ５の駆動系の
機械的、電気的な遅れやゲインにもとづいて補正し、駆
動回路１７に加える印加波形を出力する。

【００３４】さらに図２から図５を用いて詳細に、偏心
情報記憶部１５と偏心補正部１６の上記作用を説明す
る。まず、図２を使用して、光学ユニット６０の詳細を
説明する。図２において、光学ユニット６０は、点線で
示した。光源となる半導体レーザ６１からのレーザ光を
コリメートレンズ６２で平行光に変換し、ビームスプリ
ッタ６３でアクチュエータ９に搭載されている対物レン
ズ１１への光路に偏向する。対物レンズ１１は、このレ
ーザ光を光ディスク１の記録層６４付近に集光させ、こ
の記録層６４で変調を受けた反射光を再度平行光に戻
す。この平行光は、ビームスプリッタ６３を経由し集光
レンズ６５で集光され、２個のホトダイオードで構成し
たトラッキングエラー信号検出器１２に入射する。トラ
ッキングエラー信号検出器１２では、各々のホトダイオ
ードの出力信号を差動増幅器に入力し、その差をトラッ
キングエラー信号１３として出力する。

【００３５】なお、図２において半導体レーザ６１から
の光量をモニタする光量検出器や、レーザ光の光路を偏
向するためのベンディングミラーなどは省略し、またト
ラッキングエラー信号検出器１２は２個のホトダイオー
ドで構成したが、４個のホトダイオードで構成してもよ
い。

【００３６】つぎに、光ディスク１の偏心情報との関係
について図３を使用して説明する。図３の（Ａ）は、光
ディスク１、アクチュエータ９と対物レンズ１１の位置
関係および光ディスク１のトラック中心ＤＣと回転中心
ＲＣを示した図である。この（Ａ）で、対物レンズ１１
を一定の位置に固定し、すなわちトラックサーボをかけ
ずに光ディスク１を回転させると、対物レンズ１１から
のレーザ光は、ＲＣを中心とした半径Ｒの点線で示した
円周上を照射することになる。

【００３７】一方、トラック中心ＤＣを中心とする半径
Ｒの円周上のトラックを実線の円で示してあり、図示の
対物レンズ１１の位置では、偏心が無ければ本来この実
線で示すトラック２０をレーザ光で照射することにな
る。

【００３８】このように、トラック中心ＤＣと回転中心
ＲＣがＤだけ偏心している場合、Ｂ点が対物レンズ１１
の位置に来たときに、対物レンズ１１が距離ＡＢだけ光
ディスク１の回転中心ＲＣに向かって移動すれば、本来
のトラックに正しくレーザ光を照射できることになる。
回転角θをパラメータにして、この距離を求めると、距
離ＡＢは、トラックの半径方向の位置に関係せずにほぼ
Ｄ×ｃｏｓθになる。

【００３９】したがって、上記距離ＡＢすなわち偏心量
は、図３の（Ｂ）に示すように、縦軸に偏心量をとり、
横軸に回転角度をとると、正弦波形になる。

【００４０】つぎに、実際に搭載した光ディスク１の最
大偏心量Ｄおよび偏心量とインデックス信号４の位相φ
を検出する構成について、図４と図５を用いて説明す
る。

【００４１】図４は、図３と同様にトラックサーボをか
けずに、フォーカスサーボのみをかけ検出したトラッキ
ングエラー信号１３を（Ａ）に、インデックス信号４を
（Ｂ）に示した。この２つの信号とクロックが図５に示
した偏心情報記憶部１５の入力信号である。

【００４２】図４の（Ａ）でトラッキングエラー信号１
３は光ディスク１の回転周波数の周期で変化する。この
１周期Ｔ（時刻ｔ１からｔ５の間）の間に光ディスク１
の偏心量に相当する本数のトラッキングエラー信号１３
のゼロクロスが検出される。このゼロクロス数Ｎと光デ
ィスク１のトラックピッチＴｐから偏心量Ｄは、Ｄ＝
（Ｎ×Ｔｐ）／２によって求まる。

【００４３】一方、位相に関しては、このゼロクロスの
間隔が最大になるｔ２とｔ３とを検出し、その中点まで
の時間ｔ４を求め、インデックス信号４の立ち上がりの
タイミングとの位相φを求める。

【００４４】具体的には、図５において、トラックサー
ボをかけずにフォーカスサーボのみかけた時のトラッキ
ングエラー信号１３をアナログ／デジタル変換器３０で
ディジタル信号に変換した後に、波形解析部３１におい
て、ディジタル化後のトラッキングエラー信号１３のゼ
ロクロスの点から上記のｔ２、ｔ３からｔ４を検出し
て、最大偏心量Ｄおよび位相φを求める。つぎに、基準
偏心波形記憶部３２にテーブルとして記憶されている正
弦波の振幅と位相を、この最大偏心量Ｄおよび位相φに
もとづいて補正する。すなわち、基準偏心波形記憶部３
２に記憶されている正弦波をｓｉｎθとすれば、この正
弦波はＤ×ｓｉｎ（θ−φ）に補正され、この補正され
た偏心波形は、偏心波形記憶部３３にテーブルとして記
憶される。

【００４５】つぎに、この偏心波形記憶部３３に記憶さ
れた偏心波形は、駆動回路１７から対物レンズ１１の位
置までの系の機械−電気変換ゲインや位相にもとづいて
偏心補正部１６で更に補正され、この補正後の偏心波形
（上記例では、Ｄ’×ｓｉｎ（θ−φ’）となる）はテ
ーブルの形で記憶される。

【００４６】以上で偏心情報が得られたので、フォーカ
スサーボとトラックサーボをオンして、偏心補正部１６
に記憶されている補正後の正弦波形をインデックス信号
４を起点として駆動回路１７に印加し、ポジショナ５で
偏心によるトラック位置の変動を補正し、光ディスク１
に情報の書込、読取を行う。

【００４７】ここで、補正後の偏心波形をテーブルとし
て記憶せずに、所定時刻毎に毎回最大偏心量Ｄや位相φ
にもとづいて、計算によって偏心量を求めても良く、こ
の場合は、偏心情報として、偏心量と位相を記憶するだ
けで良い。

【００４８】つぎに、図６を使用して、ポジショナ５の
詳細を説明する。ポジショナ５は、本実施例では、光デ
ィスク１の下面に配置され、アクチュエータ９および対
物レンズ１１が光ディスク１の半径方向に移動するよう
に、２本のガイド軸４０によって滑らかに移動できるよ
うに支持されている。このポジショナ５内に図６には図
示していない光学ユニット６０やトラッキングエラー信
号検出器１２が搭載されている。図１と図６で、ラック
６、ピニオン７および回転モータ８の取り付け方向が異
なるが、光ディスク装置を薄くするためには、図６に図
示した方向に取り付け、配置することが好ましい。

【００４９】以上に説明した偏心情報記憶部１５を構成
する各機能は、各々個別の回路で構成しても良く、また
マイクロプロセッサで処理してもよく、さらにはＤＳＰ
で実行してもよい。また、偏心情報を光ディスク１を搭
載後、最初に求める以外に、一定時間毎に行ってもよ
く、また上位装置からの指令により随時行うように構成
してもよい。また、書込、読取のミスをカウントし、一
定数以上になれば、再度、偏心情報を求めるように構成
してもよい。このように構成することによって、光ディ
スク１とターンテーブル３のずれによる偏心の補正ミス
を避けることもできる。

【００５０】また、以上に説明した本発明を外部磁界装
置を使用する光磁気ディスク装置に適用することも可能
である。さらに、以上の説明では、光ディスク１からの
反射レーザ光を使用する場合を説明したが、透過型であ
っても入射側光学系と受光側光学系を分離する構成を採
用することによって、本発明を適用することは可能であ
る。さらに、ポジショナ５に光学系を搭載した構成とし
たが、半導体レーザや一部の光学部品をポジショナ５と
分離し光ディスク装置内に搭載する構成に本発明を適用
しても良い。

【００５１】また、本実施例では、ラック６とピニオン
７の組み合わせで、ポジショナ５をリニアに移動させる
構成としたが、リードスクリュを使用して構成しても良
い。さらに、後述のように、ポジショナ５を揺動させる
構成も好適である。また、ラック６またはピニオン７の
いずれかを周知のバックラッシュ防止の構成とすること
が好ましい。

【００５２】この第１の実施例によって、以下の効果が
ある。

【００５３】ポジショナ５の移動を安価な回転モータ８
で駆動し、且つ光ディスク１の偏心によるトラック位置
の変動をポジショナ５の移動によって補正することが可
能となる。したがって、光ディスク装置の低コスト化と
高性能化が達成できる。

【００５４】また、ポジショナ５を偏心にもとづくトラ
ック位置の変動に追従するように構成したので、アクチ
ュエータ９自体はこの偏心に追従するための移動量は少
なくなり、したがって対物レンズ１１の傾きや光軸のシ
フト量が減少し、データの記録再生特性が向上する。

【００５５】さらに、アクチュエータ９とポジショナ５
との相対位置を検出する位置センサを使用せずに、偏心
情報をトラッキングエラー信号１３から検出するように
構成したので、低コスト化が可能となる。

【００５６】つぎに、本発明の第２の実施例を図７を用
いて説明する。

【００５７】この第２の実施例は、振動などによってポ
ジショナ５の位置が変動した場合に、アクチュエータ９
はその変動分だけオフセットした状態が続くのを防止す
るのを特徴とする構成であり、請求項２および請求項３
に対応するものである。

【００５８】図７に示すポジショナ５とアクチュエータ
９との間の距離に応じた信号を検出する信号検出部とし
て、たとえば発光素子と２個の受光素子を使用して各々
の受光素子の受光量の差からアクチュエータ９の位置を
直接検出する位置センサを使用しても良いが、第２の実
施例では、信号検出部としてトラックサーボ部１４を使
用し、補正信号生成部としてローパスフィルタ１８を使
用している。

【００５９】すなわち、トラックサーボ部１４の出力電
流の正負と大きさに応じた距離だけ、アクチュエータ９
は中立位置から移動するので、このトラックサーボ部１
４を位置検出部として使用でき、また、本実施例ではト
ラックサーボ部１４の出力信号中の低域の信号を抽出し
補正信号とするので、補正信号生成部としてローパスフ
ィルタ１８が好適となる。

【００６０】つぎに具体的に、第２の実施例を図７を使
用して説明する。

【００６１】トラッキングサーボをオンしている際に、
振動等の外乱によってポジショナ５の変位が変動してい
くことが予想される。この時、トラッキングサーボがか
かっていると、その変動に応じてアクチュエータ９が変
位するように、トラッキングコイル１０にオフセット電
流が加算される。このオフセット分の変位があると、ア
クチュエータ９の可動範囲が狭まり、また対物レンズ１
１の傾きを生じ易くなるので、上記外乱によるポジショ
ナ５の変位を除去する必要がある。

【００６２】そのために、アクチュエータ９のトラック
キングコイルに流す電流、すなわちポジショナ５とアク
チュエータ９とのトラック方向の距離に対応しているこ
の電流をトラックサーボ部１４の出力から検出し、回転
周波数成分より低い低域成分をローパスフィルタ１８で
抽出し、回転モータ８の駆動回路１７に入力して、外乱
によるポジショナ５の変位を除去する。

【００６３】この外乱によるポジショナ５の変位を第２
の実施例では、特別に位置センサを設けずに、上記のよ
うにトラッキングコイル１０に流す電流から検知するよ
うに構成した。

【００６４】偏心量を緩和するように、ポジショナ５が
好適に動作するための条件としては、回転モータ８から
ポジショナ５までの間の駆動伝達経路の周波数特性にお
いて、光ディスク１の回転周波数成分付近に共振点が無
いことである。

【００６５】この共振点を避けるには、この駆動伝達経
路の共振周波数を光ディスク１の回転周波数より高く構
成することによって実現できる。具体的には、歯車列の
段数を少なくすることによって可能となり、本第２の実
施例では、歯車の段数をピニオン７とラック６の１段と
している。この駆動伝達経路の共振周波数を高くするこ
とによって、光ディスク１の回転数を高くできるので、
光ディスク１との情報の書込、読取の転送速度を高める
ことが可能となる。

【００６６】つぎに、第３の実施例として、揺動型ポジ
ショナの実施例を図８を使用して説明する。

【００６７】図８に示すように、ポジショナ５０に軸受
部５１と扇形歯車５２を備え、この扇形歯車５２を回転
モータ８の回転軸に設けた駆動歯車５３で回転駆動し、
ポジショナ５０を前記軸受部５１に回転自在に嵌合する
軸（図示せず）を中心に揺動させて、アクチュエータ９
をトラックを横切る方向に移動し、所定のトラックを追
跡することが可能となる構成とした。

【００６８】この揺動型ポジショナ５０は、回転モータ
８の回転を一旦、直線運動に変換することなく駆動でき
るので、動力の伝達効率がよく、消費電力を低減でき
る。

【００６９】また、ポジショナ５０の揺動移動に伴うガ
イド等の機構部品も使用せずとも良く、低コスト化が可
能となる。

【００７０】つぎに、第４の実施例を図９を使用して説
明する。本実施例は、第１の実施例に閉ループのフィー
ドバック制御系を付加するとともに、光ディスクの偏心
が発生する周波数での前記制御系のゲインを大きくし
て、ポジショナの位置制御を行う様に構成した。一般
に、フィードバック制御系の目標値に対する誤差は、系
のゲインを大きくすれば小さくできる。しかし、機械系
の要素を含む系では系の機械共振周波数のためにサーボ
帯域は制限されるので、この帯域でのゲインも制限され
る。本実施例では、光ディスクの偏心は主に光ディスク
の回転周波数付近で生じることに注目し、フィードバッ
ク制御系のこの回転周波数付近のゲインのみを大きくす
ることで、回転周波数付近でのポジショナの追従性を向
上させようとするものである。

【００７１】図９で点線で囲んだ部分の各構成部材は、
実施例１とほぼ同じであり、同じ構成部材には同一の符
号を使用するとともに、説明を省略する。実線で囲んだ
部分が、本実施例で新たに追加した部分で以下に説明す
る。本実施例のポジショナは、先に説明したリニア型ポ
ジショナであっても良いが、好適なポジショナとして後
に説明する図１１に示した揺動型ポジショナを採用して
いる。

【００７２】回転モータ８のシャフト８２にエンコーダ
７５が取り付けてられている。本実施例では、このエン
コーダ７５の同心円上に多数のスリットが設けられてい
る。エンコーダ７５に隣接して、発光素子と受光素子を
有した光センサ７４が配置されている。受光素子の出力
パルス数から回転モータ８の回転角度が検出でき、さら
に、本実施例では９０°の位相差のある２相出力を得る
ように構成したので、回転モータ８の回転方向も検出で
きる。また、出力パルスを逓倍することによって回転角
度の検出精度を向上させることも可能である。

【００７３】本実施例では、光学的に回転モータ８の回
転情報を得る様に構成したが、ホール効果を利用して磁
気的エンコーダを使用しても良い。

【００７４】図９において、アダー７６には偏心補正部
１６の出力ＳＣと光センサ７４の出力ＳＥとの差分が加
えられる。この差分信号がバンドパス増幅器７８に入力
される。このバンドパス増幅器７８では、所定の帯域成
分のみが増幅され、本実施例では光ディスクの回転周波
数即ち６０Ｈｚを含む帯域成分が増幅される。この帯域
は、光ディスクを回転させる方法、すなわち線速度一定
やゾーン一定線速度などの回転方法に応じて変化させて
も良い。このバンドパス増幅器７８のゲインおよび位相
特性の例を、図１２に示す。

【００７５】図９でバンドパス増幅器７８の出力は、位
相補償フィルタ８０に入力される。この位相補償フィル
タ８０は、制御を安定させ、定常誤差を減少させるため
のものである。さらに詳しくは、位相角１８０°での位
相マージンを増やし、低周波数域でのゲインを増加させ
るものである。

【００７６】つぎに、この位相補償フィルタ８０の出力
信号は、図１（Ａ）で示したと同様に駆動回路１７に入
力されれる。駆動回路１７は回転モータ８を駆動し、し
たがってシャフト８２ならびに歯車８４が回転される。
歯車８４はポジショナ５０に固定されている歯車８６が
噛み合っている（図１１参照）。

【００７７】図１０で実線７２で囲んだ部分の構成によ
って、不要な機械共振が生じる傾向がある系の低域のゲ
インを上げることなく、信号ＳＥと信号ＳＣの差が減少
する様に、ポジショナ５０は偏心に同期して移動する。
本第４の実施例では、バンドパス増幅部および位相補償
部を回路で実施したが、マイクロプロセッサで同様に処
理しても良く、このましくはＤＳＰで処理しても良い。
また、本実施例では、バンドパス増幅、位相補償の順に
処理したが、逆に位相補償、バンドパス増幅の順に処理
しても良い。

【００７８】つぎに第５の実施例を図１０に示す。本実
施例において、第１〜第４実施例で使用したと同様の機
能を有する部材には同符号で示す。本実施例は、２重サ
ーボループをした例である。第1 のループは、トラッキ
ングエラー信号検出器１２、トラックサーボ部１４とト
ラッキングコイル１０からなる系であり、従来のトラキ
ングサーボループを構成している。第２のループは、位
置センサ８８、バンドパス増幅器７８、位相補償フィル
タ７２、駆動回路１７、回転モータ８、歯車８４と８
６、およびポジショナ５０からなり、本実施例の特徴あ
る構成をなしている。

【００７９】この第２のループの位置センサ８８は、本
実施例では発光素子と受光素子の対から成り、アクチュ
エータがトラック方向に移動した際に受光量が変動する
ことによってアクチュエータとポジショナの相対位置変
化を検出するものである。この位置センサ８８によって
対物レンズとポジショナ間の距離変化が検出される。こ
の距離変化を示す位置信号ＰＳは、バンドパス増幅器７
８に入力される。バンドパス増幅器７８では、所定の周
波数帯域の信号のみが、上述のように増幅される。位相
補償フィルタ７２、駆動回路１７、回転モータ８および
歯車８４、８６は前述のように動作する。この実施例で
は、位置信号ＰＳは誤差信号として作用し、バンドパス
増幅器７８は偏心周波数を有する信号を増幅する。この
ように、第２のループでは偏心によって生じる誤差を減
少する様に、偏心に同期してポジショナは移動可能とな
る。

【００８０】さらに詳しく、バンドパス増幅器７８と第
２ループを説明する。図１２の（Ａ）は縦軸にゲインを
横軸に周波数をとりバンドパス増幅器７８の伝達関数の
ゲイン特性示したもので、（Ｂ）は縦軸に角度を横軸に
周波数をとり同じく伝達関数の位相特性を示したもので
ある。同様に、図１３の（Ａ）が第２ループの伝達関数
のゲイン特性で、（Ｂ）が位相特性である。前記した第
４の実施例の実線で囲まれたループの伝達関数も、この
図１３の一巡伝達関数の特性と同様の傾向を示す。

【００８１】図１２（Ａ）に示す様に、バンドパス増幅
器７８は本実施例では光ディスクの回転周波数である６
０Ｈｚにピークを持たせたものであり、この６０Ｈｚの
近傍のみの帯域で増幅される。すなわち、６０Ｈｚを中
心とした狭い帯域内の周波数の信号のみがバンドパス増
幅器７８で増幅される。このバンドパス増幅器７８の伝
達関数は本実施例では、以下の数式で表される。

【００８２】

【数１】

【００８３】バンドパス増幅器７８の位相特性を示す
（Ｂ）からこのバンドパス増幅器７８は安定性に悪影響
を与えていないことが分かる。

【００８４】本第５の実施例でも、バンドパス増幅部お
よび位相補償部を回路で実施したが、マイクロプロセッ
サで同様に処理しても良く、このましくはＤＳＰで処理
しても良い。さらにまた、本実施例でも、バンドパス増
幅、位相補償の順に処理したが、逆に位相補償、バンド
パス増幅の順に処理しても良い。

【００８５】

【発明の効果】請求項１の発明によって、回転駆動源を
歯車列で減速してポジショナの移動を行うように構成
し、光ディスクの偏心補正を簡単な構成で行えるように
したので光ディスク装置のコストを低減することが可能
となる。

【００８６】また、アクチュエータの移動量を低減でき
るので、光ビームを所定のトラックに追従させるサーボ
性能が向上し、対物レンズの傾きを低減でき、対物レン
ズの光軸からの位置ずれが小さくなり、データの記録再
生特性が向上する。

【００８７】請求項２の発明では、請求項１の発明の効
果に加え、回転モータの偏心補正出力に低域成分のオフ
セットが生じた場合でも、そのオフセット分の移動量を
低減できる。また、歯車列を１段で構成することによ
り、伝達損失を少なくでき、ポジショナと歯車部分の主
共振周波数を高く出来るので、偏心補正の安定した動作
が可能となる。また、この主共振周波数を高くすること
により、光ディスクの回転数を高くすることができ、光
ディスクとのデータ転送速度を高速化できる。

【００８８】請求項３の発明では、請求項２の発明の効
果に加え、位置センサを設けなくとも、アクチュエータ
とポジショナの位置の変動をトラッキングコイルに流す
電流から検知するように構成したので、低コスト化が可
能となる。

【００８９】請求項４の発明では、ポジショナが１軸周
りに回転可能な揺動型である光ディスク装置を構成した
ので、ポジショナの移動が部品数の少ない構成で可能と
なり、また摩擦箇所が逓減できポジショナの位置制御が
容易となる。

【００９０】請求項５の発明では、偏心量を目標値とし
ポジショナの移動量を制御量としたフィードバック制御
系でポジショナによる偏心補正を行う構成としたので、
制御誤差が逓減でき、請求項６の発明では光ディスクの
回転周波数を含む所定の帯域のみを増幅するバンドパス
増幅器を使用することによって、サーボ帯域を広げるこ
となくポジショナによる偏心補正の制御誤差を逓減が可
能となる。

【００９１】請求項７の発明では、アクチュエータとポ
ジショナとの位置関係を検出する位置検出センサの出力
信号をバンドパス増幅器で増幅する少ない構成部材でサ
ーボ帯域を広げることなくポジショナによる偏心補正の
制御誤差を逓減する構成とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の主要構成を示す図

【図２】 アクチュエータ周辺の構成を示す図

【図３】 偏心量を説明する図

【図４】 トラッキングエラー信号とインデックス信号
の例を示す図

【図５】 偏心情報記憶部の具体例を示す図

【図６】 リニア型ポジショナの実施例を示す図

【図７】 第２の実施例を示す図

【図８】 第３の実施例を示す図

【図９】 第４の実施例を示す図

【図１０】第５の実施例を示す図

【図１１】ポジショナと光センサを示す図

【図１２】バンドパス増幅器の伝達関数特性例を示す図

【図１３】ポジショナサーボ系の一巡伝達関数例を示す
図

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ スピンドルモータ ５ ポジショナ ６ ラック ７ ピニオン ８ 回転モータ ９ アクチュエータ １０ トラッキングコイル １１ 対物レンズ １２ トラッキングエラー信号検出器 １４ トラックサーボ部 １５ 偏心情報記憶部 １６ 偏心補正部 １７ 駆動回路 ７４ 光センサ ７５ エンコーダ ７８ バンドパス増幅器 ８０ 位相補償フィルタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクを搭載可能な光ディスク装置
   において、 前記光ディスク上に照射した光ビームがトラックを横切
   る方向に移動可能とするアクチュエータを有したポジシ
   ョナを、前記アクチュエータが前記トラックを横切る方
   向に移動可能に歯車列を介して駆動する回転モータと、 前記光ビームと前記トラックとの位置関係に応じた信号
   を検出するトラックずれ検出器の出力信号と前記光ディ
   スクの回転毎に発生するインデックス信号とから得た前
   記光ディスクの偏心量と位相情報とを記憶する偏心情報
   記憶部とを有し、 前記光ビームが前記トラックをトラッキングする際に、
   前記偏心情報記憶部の前記偏心量と位相情報とにもとづ
   いて前記回転モータを駆動することを特徴とする光ディ
   スク装置。
2. 【請求項２】 前記ポジショナとアクチュエータとの間
   の距離に応じた信号を検出する信号検出部と、 該信号検出部の出力信号から所定の周波数より低い信号
   成分を有する偏心補正信号を構成する補正信号生成部と
   を有し、 前記補正信号生成部の出力信号を前記回転モータの駆動
   信号に加え、前記回転モータを駆動することを特徴とす
   る請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記信号検出部は、前記アクチュエータ
   のトラッキングコイルに流れる電流にもとづき前記距離
   に応じた信号を検出することを特徴とする請求項２に記
   載の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光ディスク装置におい
   て、 前記ポジショナは、支持軸周りに回転可能に支持される
   とともに、前記支持軸の軸心を歯車中心とする扇型歯車
   を有し、該扇型歯車は歯車列を介して前記回転モータに
   よって駆動されることを特徴とする光ディスク装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の光ディスク装置におい
   て、 前記ポジショナの位置を検出するポジショナ位置検出手
   段と、 所定の周波数を含む帯域のみを増幅するバンドパス増幅
   部と、 位相補償部とを有し、 前記偏心情報記憶部の出力と前記ポジショナ位置検出手
   段の出力の差分信号を前記バンドパス増幅部で増幅する
   とともに前記位相補償部で位相補償した信号に基づき前
   記回転モータを駆動することを特徴とする光ディスク装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の光ディスク装置におい
   て、 前記バンドパス増幅器は、前記光ディスクの回転周波数
   を含む周波数帯域の信号を増幅することを特徴とする光
   ディスク装置。
7. 【請求項７】 光ディスクを搭載可能な光ディスク装置
   において、 前記光ディスク上に照射した光ビームが光ディスクに設
   けられたトラックを横切る方向に移動可能とするアクチ
   ュエータを有したポジショナと、 前記アクチュエータと前記ポジショナとの位置関係を検
   出する位置検出センサと、 前記ポジショナを移動駆動する回転モータと、 所定の周波数を含む帯域のみを増幅するバンドパス増幅
   部と、 位相補償部とを有し、 前記位置検出センサの出力を前記バンドパス増幅部で増
   幅するとともに、前記位相補償部で位相補償した信号に
   基づき前記回転モータを駆動することを特徴とする光デ
   ィスク装置。