JPH0620287A - 光ディスク記録システム及びライト／リード機構の位置決めのための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ディスク記録システムにおいて、光ビームを
正確にトラック上に位置決めする簡単な装置と方法を与
える。 【構成】ライト／リード機構がトラックを横断する時の
リード出力の最大・最小の中間点をトラック位置とみな
してライト／リード機構をサーボにより位置決めする。
光ディスク上にサーボ用情報を必要としないし、光ディ
スクの傾斜、ホトデテクタの不整列、電子回路のオフセ
ットの影響も補償される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の技術分野】この発明は一般的には光記録システ
ムに関するものであり、より詳細には光ディスクのデー
タ・エリア上のライト／リード・ビームの位置を極めて
正確に維持することに関するものである。 【０００２】 【従来技術とその問題点】高光記録密度のために、光デ
ィスクのデータ・エリア上のライト／リード・ビームの
位置を極めて正確に維持することは避けられないことで
ある。これはサーボ機構によって行われる。径方向位置
のサーボ・エラー情報を得るために多くの方法が用いら
れているが、広く提案された２つの媒体標準について以
下に説明される。一つの標準は光ディスクに形成される
連続的なミゾに基づくものである。その記録エリア（ラ
ンド）は浅いミゾによって分離されている。ランドおよ
びミゾの形状は典型的には環状またはラセン状のもので
ある。ミゾ間の典型的な中心間の間隔は１．６ミクロ
ン、ミゾの幅は０．７ミクロンであり、その深さは０．
０５ミクロンである。そのライト／リード・ビームは主
としてランド上に落ちるけれども、そのエネルギの幾ら
かは隣接するミゾの上に入射する。ランドの中心をずれ
るビームの動きの結果として、反射したビームの強度分
布に変化が生じる。この非対称性は例えばスプリット型
のホトデテクタを用いて検出される。このスプリット型
のホトデテクタの半片の各々の出力の差によってトラッ
キング・エラー信号が生成される。この方法で導出され
るトラッキング・エラー信号は、通常、“プッシュ・プ
ル”エラー信号と呼ばれる。 【０００３】別の標準は光ディスク上に予め記録されて
いるサンプリング情報の特徴に基づくものである。この
情報は、通常、基板の製造の際に消えない態様で予め記
録されるものであって、ランドの各々の中心線から互い
に対称にオフセットした一対のビット（ディスク表面上
のピットまたはバンプ）からなるものである。トラッキ
ング・エラー信号の導出は、２−ビットのペアのメンバ
ーからの信号の振幅を比較し、次のペアがビームの下に
くるまでそれを保持することによってなされる。消去可
能な媒体の場合においては、例えばサーボ・サンプリン
グ情報が別のデータと同様なやり方で記録される。この
サンプリング・サーボの方法は、ユーザのデータの１６
バイト毎にデータ・チャンネルを介してサーボ情報を処
理させることで実施されるものである。 【０００４】上記の方法のいずれも、それぞれの利点お
よび欠点がある。これをより詳細にいえば、サンプリン
グ式の方法は、ディスクの傾斜およびデテクタの位置決
めエラーに対する感度が著しく低い。その一方で、この
サンプリング式の方法は、データ・チャンネル上へのオ
ーバヘッドが賦課されるし、また、厳しいタイミング上
の問題が伴う。連続的なミゾのトラッキング方法では、
ディスクの傾斜によるオフセット、デテクタの不整列、
デテクタと増幅器のオフセット、ビームの中心ズレ、お
よび、レンズの中心ズレが生ずるという欠点がある。 【０００５】 【発明の目的】従って、この発明の目的は、光ディスク
のデータ・エリア上のライト／リード・ビームの位置を
極めて正確に維持できる光記録システムを提供すること
にある。この発明の別の目的は、該光ディスクに対して
特別な情報を付加することなく、ライト／リード・ビー
ムの位置を正確にコントロールする光記録システムを提
供することにある。この発明の更に別の目的は、データ
・チャンネル上にオーバヘッドを賦課することなく、ラ
イト／リード・ビームの位置を正確にコントロールでき
る光記録システムを提供することにある。この発明のま
た別の目的は、トラッキング・オフセットまたはトラッ
キング・レベル・シフトについて電子的に補償すること
によって、ライト／リード・ビームの位置をコントロー
ルする光記録システムを提供することにある。この発明
の更に別の目的は、ディスクの傾斜の影響、デテクタの
不整列、デテクタと増幅器のオフセット、および、ファ
イン・トラッキングによるビームの中心ズレに対する補
償をするオフセット補償技術を提供することにある。 【０００６】 【発明の概要】前記目的の達成のため光ディスク記録シ
ステムにおける連続的複合トラック・エラー信号オフセ
ット補償のための装置および方法が提供される。この発
明は、適切なトラック上の位置を指示する絶対的な基準
信号が存在しなくても、トラック中心に対する位置全体
に渉って、マルチトラックのシークまたはシングルトラ
ックのジャンプをするときに、トラック中心に対するト
ラック・エラー信号が、トラッキング・サーボ・システ
ムによって得られるという事実に基づいている。その適
切なサーボ動作点は、トラック・エラー信号の最大値と
最小値との間の中間点である。この発明によれば、ディ
スクに対して特別な情報を付加することなくトラッキン
グ・オフセットを除去することによって、連続的なミゾ
のトラッキング方法の主たる欠点が解消される。これに
より、ディスクの傾斜の影響、デテクタの不整列、デテ
クタと増幅器のオフセット、および、ファイン・トラッ
キングによるビームの中心ズレ（ガルバノメータの傾斜
またはレンズの中心ズレ）に対する補償がなされる。 【０００７】 【発明の実施例】図１は、この発明の原理によるトラッ
ク・エラー信号のオフセット補償が用いられる、光ディ
スク記録システム１０の概略図である。該システム１０
はホスト・コンピュータを有し、それは光ディスク・コ
ントローラ１２を介して光ディスク・アセンブリ１３を
接続されている。該コントローラ１２を構成するもの
は、ファイン・サーボ・コントロール回路１４およびア
クチュエータ・コントロール回路１５である。ファイン
・サーボ・コントロール回路１４はアクチュエータ・コ
ントロール回路１５に対するトラック横断信号を生成
し、また、アクチュエータ・コントロール回路１５はフ
ァイン・サーボ・コントロール回路１４に対するイネー
ブル信号を生成する。コントローラ１２に接続されたレ
ーザ・アセンブリ１６を構成するものはダイオード・レ
ーザ１７および光学アセンブリ１８である。この光学ア
センブリ１８に含まれているものは、例えば、レンズ１
９，第１および第２のビーム・スプリッタ２１，２２，
および、データ・ホトデテクタ２３とサーボ・ホトデテ
クタ２４である。ファイン・サーボ・コントロール回路
１４はサーボ・ホトデテクタ２４に接続されている。可
動のアクチュエータ２５は例えばレフレクタ２６および
焦点レンズ２７を含むようにされている。この焦点レン
ズ２７は、光ディスク２８の上にライト／リード・ビー
ムの焦点を合わせるように適合されている。これをより
詳細にいえば、ダイオード・レーザ１７からの光が光学
的ディスク２８の上で焦点を合わされ、該ディスク２８
からの反射光がデータ・ホトデテクタ２３およびサーボ
・ホトデテクタ２４の上で焦点を合わされることにな
る。 【０００８】その動作において、光ディスク２８の特定
のセクタに対する全体的な動きのために、アクチュエー
タ・コントロール回路１５がアクチュエータ２５の動き
をコントロールし、また、ディスク２８とのデータの読
み取りおよび書き込みの間、レーザ１７からの光をディ
スク２８上で焦点合わせをするため、および、レンズの
トラッキングの動きをコントロールするために、ファイ
ン・サーボ・コントロール回路１４はレンズ２７の動き
をコントロールする。このファイン・サーボ・コントロ
ール回路１４により、光ディスク２８のデータ・エリア
上のライト／リード・ビームの位置が正確に維持され
る。 【０００９】図２は、オフ・トラックのエラー状態にあ
る、この発明を実施していない従来のシステムにおける
トラック・エラー信号の例を示すものである。図２の上
部部分にはマルチトラック・シークに対するトラック・
エラー信号が示されている。シーク動作の開始は図２の
左側に示されており、また、該シーク動作の終端はその
右側に示されている。図２に示されている長い波から認
められるように、トラック・エラー信号の振幅は典型的
に変動するものである。これらの急峻な上昇および下降
は、ライト／リード・ビームがディスク２８上の種々の
トラックを横切って移動するときに、極大出力および極
小出力を通過するサーボ・ホトデテクタ２４に起因する
ものである。この例における平均的なレベルは、ディス
クの傾斜に基づいてシフトされるように示されている。
これに加えて、デテクタの周波数応答によるコンボリュ
ーションの結果としてのアクチュエータの速度の変化の
ための極小値および極大値の生起の周波数の変化に基づ
いて、その振幅が減少するものとして示されている。図
１に示されているこの発明の特徴は、図２に例示された
レベル・シフトの影響および振幅の変化に対する補償が
なされることである。 【００１０】図２の右側に例示されているように、サー
ボ・ロックアップにおけるレベルは、トラッキング・エ
ラー信号におけるレベル・シフトにより誤ったものとな
る。このことは、図２の右側における実線および点線の
水平線によって示されている。図２の下部部分には単一
サイクルのトラッキング・エラー信号が例示されてい
る。この波形で表されているものは、単一のトラック・
ジャンプに対するトラッキング・エラー信号であり、単
一サイクルの信号のロックされたレベルに関する両端部
のレベルにおける非対称性は、オフ・トラックのエラー
を表すものである。 【００１１】この発明の原理によれば、図１において示
されている修正されたサーボ・システムのために、トラ
ックのジャンプおよびシークの間のトラッキング・エラ
ー信号の最大値および最小値の検出をするようにされ
る。この発明のサーボ・システムによれば、連続的なミ
ゾのトラッキング方法における主たる欠点を除去するた
めに、該システムの動作点が決められる。この発明は、
正確なトラック上の位置を指示する絶対的な基準信号が
存在しなくても、マルチトラックのシークまたはシング
ルトラックのジャンプをするときに、トラック中心に対
する位置の全体にわたって、トラッキング・サーボ・シ
ステムによってトラック・エラー信号が得られるという
事実に基づいている。その適切なサーボ動作点は、トラ
ック・エラー信号の局所的最大値と最小値の中間の値の
点である。 【００１２】図１を再び参照すると、この発明によるフ
ァイン・サーボ・コントロール回路１４の典型的な実施
として構成されたピーク検出回路３１はサンプル・ホー
ルド回路３２に接続されており、また、加算回路３３を
通して、例えばＤ／Ａコンバータのようなアナログ・メ
モリ要素３４に接続されている。サーボ・ホトデテクタ
２４およびアナログ・メモリ要素３４からの出力信号は
演算増幅器３５に加えられ、その組み合せの出力信号に
より真のエラー信号が生成される。 【００１３】図３に示されているオフ・トラックのエラ
ー状態にあるトラック・エラー信号およびイネーブル信
号は、アクチュエータ・コントロール回路１５により生
成されて、ファイン・サーボ・コントロール回路１４に
加えられる。マルチトラック・シーク動作の開始は図３
の左側に示されており、また、該シーク動作の終端はそ
の右側に示されている。図３の頂部におけるマルチトラ
ック・シーク信号から認められるように、サーボ・ホト
デテクタ２４からのトラッキング・エラー信号の振幅は
一定ではなく、該信号の平均的なレベルは下方にシフト
されている。コントローラ１２内のアクチュエータ・コ
ントロール回路１５によって生成されたイネーブル信号
はピーク検出回路３１に加えられる。このピーク検出回
路３１においては、該イネーブル信号の持続時間中の負
のピークおよび正のピークを検出することにより、トラ
ック・エラー信号の最大値および最小値が決定される。
サンプル・ホールド回路３２にはトラック・エラー信号
の最大値および最小値が保持され、また、加算回路３３
においては該最大値と最小値との中間点が決定される。
演算増幅器３５は当該中間点に比例する真のエラー信号
を、焦点レンズ２７の位置をコントロールするトラッキ
ング・コイルに加える。かくして、該システムの動作点
は、マルチトラックのシーク動作の間に、適切なサーボ
の動作点に適合するようにされる。従って、この技術に
よればトラッキング・オフセットの補償がなされるため
に、データ・エリア上でのライト／リード・ビームの位
置が極めて正確に維持される。 【００１４】同様にして、この同じ補償技術は単一トラ
ックのジャンプの動作においても実施される。図３の底
部において示されているトラッキング・エラー信号は、
単一のトラックのジャンプに対するトラッキング・エラ
ー信号を表すものである。前述のように、コントローラ
１２内のアクチュエータ・コントロール回路１５によっ
て生成されたイネーブル信号はピーク検出回路３１に加
えられる。また、トラック・エラー信号の最大値と最小
値との間の中間点が決定され、適切なサーボの動作点に
比例する真のエラー信号が、焦点レンズ２７の位置をコ
ントロールするトラッキング・コイルに対して加えられ
る。この発明は、ほぼ全ての光記録システムにおいて現
用されているデジタル式のサーボ・システムとともに用
いられるために、特に好適なものである。この発明によ
る技術は、ディスクの傾斜に起因するエラーを除去する
ために特に適用できるものである。 【００１５】この発明によれば、ディスクに対して特別
な情報を付加することなくトラッキング・オフセットを
除去することにより、連続的なミゾのトラッキング方法
における主要な欠点が解消される。これにより、ディス
クの傾斜の影響、デテクタの不整列、デテクタと増幅器
のオフセット、および、ガルバノメータの傾斜またはレ
ンズの中心ズレを含むファイン・トラッキングによるビ
ームの中心ズレに対する補償がなされる。この発明は、
適切なトラック上の位置を指示する絶対的な基準信号が
存在しなくても、マルチトラックのシークまたはシング
ルトラックのジャンプをするときに、トラック中心に対
する位置の全体にわたって、トラッキング・サーボ・シ
ステムによってトラック・エラー信号が得られるという
事実に基づいている。その適切なサーボ動作点は、トラ
ック・エラー信号の最大値と最小値との間の中間点であ
る。 【００１６】図４に示されているこの発明の他の実施例
によれば、ディスク・コントローラ１２によるトラック
のジャンプおよびシークの間に得られる情報について更
に処理を施して、ディスクの傾斜における変動などのト
ラックの周辺のエラー変動に対する補正をするようにさ
れる。この付加的な処理は、トラック番号およびセクタ
の情報に従ってトラック・エラー信号の記憶、呼び出し
および相関が可能にされるように、メモリ要素３４の容
量を拡張することによって達成される。セクタ・アドレ
ス・デテクタ３６が設けられているが、これは例えばデ
ータ・ホトデテクタ２３からメモリ要素３４へと接続さ
れていて、必要なセクタ情報を与えるようにされる。ト
ラック・エラー・オフセット・メモリを満たすための情
報は、初期のディスク・ロード操作処理の間に得られる
ものであり、また、必要に応じて通常動作の間に更新さ
れる。メモリ要素３４の機能は更に拡張できるものであ
って、所望により、記憶されたトラック・オフセットの
データのベース点間で補間をすることもできる。上記処
理の全ては、該当の技術分野では一般的によく知られて
いる方法で、コントローラ１２のマイクロコードによる
コントロールの下で達成される。また、この回路は全て
のデジタル式のサーボ・コントロール・システムに対し
て好適なものである。その動作において、トラッキング
・エラー・オフセット信号は、トラックのジャンプおよ
びシーク操作の間のセクタ情報と相関がとられて、相関
されたオフセット信号を生成するようにされる。この相
関されたオフセット信号は出力エラー信号と組み合わさ
れて、組み合わされた出力エラー信号を生成するように
される。そして、この組み合わされた出力エラー信号
は、ライト／リード機構の位置をコントロールするのに
用いられる。かくして、新規かつ改良が施された、連続
的な複合トラック・エラー信号のオフセットの補償技術
について説明がなされた。 【００１７】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の実施によ
り後記の効果が得られる。 （１）光ディスクに特別な情報を付加することなくライ
ト／リード・ビームの正確な位置決めができる。 （２）光ディスクの記録データにビーム位置決め用のデ
ータを付加する必要もない。 （３）光ディスク傾斜、ホトデテクタの不整列、電子回
路のオフセット、トラッキングのレベル、シフト等が補
償されて、正確なトラッキングと焦点合わせが行われ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施を含む光ディスク記録システム
のブロック図である。 【図２】図１のシステムがオフ・トラック・エラー状態
のときのトラック・エラー信号を説明するための図であ
る。 【図３】図１のシステムがオフ・トラック・エラー状態
でのトラック・エラー信号と制御信号とを示す図であ
る。 【図４】本発明の別の実施例を含む光ディスク記録シス
テムのブロック図である。 【符号の説明】 １０：光ディスク記録システム １２：光ディスク・コントローラ １３：光ディスク・アセンブリ １４：ファイン・サーボ・コントロール回路 １５：アクチュエータ コントロール回路 １６：レーザ・アセンブリ １７：ダイオード・レーザ １８：光学アセンブリ ２３，２４：ホトデテクタ ２５：アクチュエータ ２８：光ディスク ３１：ピーク検出回路 ３２：サンプル・ホールド回路 ３３：加算回路 ３４：アナログ・メモリ ３５：演算増幅器 ３６：セクタ・アドレス・デテクタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．後記（イ）及至（リ）から成り （イ）ミゾによって離隔された複数のランドを有する光
   ディスク。 （ロ）前記光ディスクとの間で光ビームによりデータの
   リード及びライトをおこなうためのライト／リード機
   構。 （ハ）前記光ディスクと前記ライト／リード機構に接続
   し、前記データのリード及びライトを制御するためのコ
   ントローラ。 （ニ）前記光ディスクに光学的に結合し、前記コントロ
   ーラに電気的に結合して前記ランドに対する前記光ビー
   ムの位置を表わす帰還データを供給するためのサーボ機
   構。 （ホ）前記サーボ機構の前記帰還データを表わす出力信
   号の正のピークと負のピークのそれぞれを表わす電圧を
   検出するためのピーク・デテクタ。 （ヘ）前記ピーク・デテクタに接続し、前記電圧をサン
   プリングしホールドするサンプル・ホールド回路。 （ト）前記サンプル・ホールド回路に接続し、前記ホー
   ルドされた電圧の中点の電圧を求めるための加算手段。 （チ）前記サンプル・ホールド回路と前記加算手段に接
   続して前記サンプル・ホールド回路が供給する制御信号
   に応答して前記中点の電圧を記憶するためのメモリ手
   段。 （リ）前記サンプル・ホールド回路と前記メモリ手段と
   に接続してそれらのそれぞれの出力を結合して、前記ラ
   イト／リード機構の位置を制御するために前記サーボ機
   構に供給されるエラー信号を発生するための電子手段。 ２．後記（イ）及至（ハ）から成るライト／リード機構
   の位置決めのための方法。 （イ）サーボ・デテクタの信号出力における正のピーク
   電圧レベルと負のピーク電圧レベルを検出するステッ
   プ。 （ロ）前記正のピーク電圧レベルと前記負の電圧レベル
   の中点の電圧レベルを求めるステップ。 （ハ）前記中点の電圧レベルと前記サーボデテクタの出
   力とを結合して、前記ライト／リード機構の位置決めを
   おこなうためのエラー信号を出力するステップ。