(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光媒体記憶システムであって、
光媒体に対するデータの読出しおよび書込みを行なうように構成された光ピックアップユニットを備え、前記光ピックアップユニットは、前記光媒体への光ビームのフォーカスを調整するようフォーカスアクチュエータによって前記光媒体に対して移動可能な少なくとも１つのレンズを含み、前記光媒体記憶システムはさらに、
前記光媒体の少なくとも１つのトラック内でデータの読出しおよび書込みを行なうために、前記光媒体の幅にわたって前記光ピックアップユニットを移動させるように構成されたトラックアクチュエータと、
前記フォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられて、第１の軸に沿って前記光ピックアップユニットの前記少なくとも１つのレンズを位置決めして前記光媒体に対して光ビームをフォーカスし、かつ、フォーカスエラー信号を生成する第１のフィードバックコントローラと、
前記トラックアクチュエータと動作可能に関連付けられて前記トラックアクチュエータを制御し、かつ、トラッキングエラー信号および前記フォーカスエラー信号に応じて前記光媒体の前記少なくとも１つのトラックに対して第２の軸に沿って前記光ピックアップユニットを位置決めする第２のフィードバックコントローラとを備え、
前記第２のフィードバックコントローラは、前記フォーカスエラー信号の絶対値の関数に基づいて前記光ピックアップユニットの位置決めを制御する、光媒体記憶システム。
【請求項２】
光媒体記憶システムであって、
光テープを含む光媒体に対するデータの読出しおよび書込みを行なうように構成された光ピックアップユニットを備え、前記光ピックアップユニットは、前記光媒体への光ビームのフォーカスを調整するようフォーカスアクチュエータによって前記光媒体に対して移動可能な少なくとも１つのレンズを含み、前記光媒体記憶システムはさらに、
前記光媒体の少なくとも１つのトラック内でデータの読出しおよび書込みを行なうために、前記光媒体の幅にわたって前記光ピックアップユニットを移動させるように構成されたトラックアクチュエータと、
前記フォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられて、第１の軸に沿って前記光ピックアップユニットの前記少なくとも１つのレンズを位置決めして前記光媒体に対して光ビームをフォーカスし、かつ、フォーカスエラー信号を生成する第１のフィードバックコントローラと、
前記トラックアクチュエータと動作可能に関連付けられて前記トラックアクチュエータを制御し、かつ、トラッキングエラー信号および前記フォーカスエラー信号に応じて前記光媒体の前記少なくとも１つのトラックに対して第２の軸に沿って前記光ピックアップユニットを位置決めする第２のフィードバックコントローラとを備える、光媒体記憶システム。
【請求項３】
前記第２のフィードバックコントローラは、前記フォーカスエラー信号の大きさに基づいて前記光ピックアップユニットの位置決めを制御する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２のフィードバックコントローラは、前記フォーカスエラー信号の絶対値の関数に基づいて前記光ピックアップユニットの位置決めを制御する、請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２のフィードバックコントローラは、前記フォーカスエラー信号の絶対値の逆数に基づいて前記光ピックアップユニットの位置決めを制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１および第２のフィードバックコントローラは、前記フォーカスアクチュエータおよび前記トラックアクチュエータと通信しているマイクロプロセッサベースのコントローラによって、少なくとも部分的に実現される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
光学データ記憶システムの光ピックアップユニットを制御するための方法であって、
光データ記憶媒体に対して第１の軸に沿った光ビームフォーカス位置に応じて、フォーカスエラー信号を生成すること、および、
前記フォーカスエラー信号の関数として、第２の軸に沿って、マイクロコントローラと通信しているトラックアクチュエータによって前記光ピックアップユニットを位置決めすることを備え、
前記関数は、前記フォーカスエラー信号の絶対値に反比例して変化する、方法。
【請求項８】
光学データ記憶システムの光ピックアップユニットを制御するための方法であって、
光テープを含む光データ記憶媒体に対して第１の軸に沿った光ビームフォーカス位置に応じて、フォーカスエラー信号を生成すること、および、
前記フォーカスエラー信号の関数として、第２の軸に沿って、マイクロコントローラと通信しているトラックアクチュエータによって前記光ピックアップユニットを位置決めすることを備える方法。
【請求項９】
前記関数は、前記フォーカスエラー信号の大きさに基づいて変化する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記関数は、前記フォーカスエラー信号の絶対値に反比例して変化する、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記光ピックアップユニットを位置決めすることは、光データ記憶媒体の複数のトラックのうちの少なくとも１つにわたって前記光ピックアップユニットを移動させることを含む、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記フォーカスエラー信号は、前記光データ記憶媒体に対して前記第１の軸に沿って前記光ピックアップユニットの少なくとも１つのレンズを位置決めするように構成された第１のフィードバックコントローラによって生成される、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記光ピックアップユニットを位置決めすることは、前記トラックアクチュエータに前記光データ記憶媒体の幅にわたって前記光ピックアップユニットを移動させるための信号を生成するように構成された第２のフィードバックコントローラを含む、請求項７〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
光媒体システムであって、
光ピックアップユニットを備え、前記光ピックアップユニットは、光データ記憶媒体のトラックに対して前記光ピックアップユニットを位置決めするように構成されたトラックアクチュエータと動作可能に関連付けられ、かつ、少なくとも１つのレンズを移動させて前記光データ記憶媒体に光ビームをフォーカスさせるように構成されたフォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられ、前記光媒体システムはさらに、
前記トラックアクチュエータおよび前記フォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられたマイクロプロセッサを備え、前記マイクロプロセッサは、前記トラックアクチュエータを制御して、前記光データ記憶媒体からの距離に対する前記少なくとも１つのレンズのデフォーカスに関連付けられた信号に基づいて、前記光データ記憶媒体のトラックに対して前記光ピックアップユニットを位置決めし、
前記マイクロプロセッサは、前記フォーカスアクチュエータがデフォーカスフィードバック信号に応じて前記少なくとも１つのレンズを位置決めするための信号を生成するフォーカシングフィードバック制御ループと、前記フォーカシングフィードバック制御ループからの前記デフォーカスフィードバック信号に基づいて前記トラックアクチュエータのための信号を生成するトラッキングフィードバック制御ループとで構成され、
前記トラッキングフィードバック制御ループは、前記デフォーカスフィードバック信号の絶対値の逆数の関数として前記トラックアクチュエータのための信号を生成する、光媒体システム。
【請求項１５】
光媒体システムであって、
光ピックアップユニットを備え、前記光ピックアップユニットは、光テープを含む光データ記憶媒体のトラックに対して前記光ピックアップユニットを位置決めするように構成されたトラックアクチュエータと動作可能に関連付けられ、かつ、少なくとも１つのレンズを移動させて前記光データ記憶媒体に光ビームをフォーカスさせるように構成されたフォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられ、前記光媒体システムはさらに、
前記トラックアクチュエータおよび前記フォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられたマイクロプロセッサを備え、前記マイクロプロセッサは、前記トラックアクチュエータを制御して、前記光データ記憶媒体からの距離に対する前記少なくとも１つのレンズのデフォーカスに関連付けられた信号に基づいて、前記光データ記憶媒体のトラックに対して前記光ピックアップユニットを位置決めし、
前記マイクロプロセッサは、前記フォーカスアクチュエータがデフォーカスフィードバック信号に応じて前記少なくとも１つのレンズを位置決めするための信号を生成するフォーカシングフィードバック制御ループと、前記フォーカシングフィードバック制御ループからの前記デフォーカスフィードバック信号に基づいて前記トラックアクチュエータのための信号を生成するトラッキングフィードバック制御ループとで構成される、光媒体システム。
【請求項１６】
前記トラッキングフィードバック制御ループは、前記デフォーカスフィードバック信号の大きさに基づいて前記トラックアクチュエータのための信号を生成する、請求項１５に記載の光媒体システム。
【請求項１７】
前記トラッキングフィードバック制御ループは、前記デフォーカスフィードバック信号の関数として前記トラックアクチュエータのための信号を生成する、請求項１５に記載の光媒体システム。
【請求項１８】
前記トラッキングフィードバック制御ループは、前記デフォーカスフィードバック信号の絶対値の逆数の関数として前記トラックアクチュエータのための信号を生成する、請求項１５に記載の光媒体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光データ記憶装置における光学ヘッドの位置を制御する適応制御装置を有する閉ループフィードバック制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
光テープおよび光ディスク駆動装置などのさまざまな種類の光データ記憶装置においてデータ記憶密度が増加し続けるにつれて、繰り返し可能におよび正確に光学ヘッドを位置決めして確実にデータの読出しおよび書込みを行なうことがますます重要である。したがって、光学ヘッドの動きを制御し、かつ、光媒体の所望の目標の場所の上に光ビームをフォーカスして、特定の場所でデータの読出しおよび書込みを確実に行なうために、高性能トラッキングサブサーボシステムが必要とされている。
【０００３】
さまざまな種類の制御システムと同様に、コントローラの周波数帯域幅は、動作中に生じ得るさまざまな種類の外乱に対するシステムの反応に直接影響を及ぼす。光データ記憶装置では、位置決めまたはトラッキングサブサーボシステムの周波数帯域幅は、広帯域媒体および機械的な外乱が存在する場合、光学ヘッドが目標のデータの場所をトラッキングする能力に直接影響を及ぼす。したがって、位置決めまたはトラッキングサブシステムの帯域幅を改善することによって、データ読出し／書込みエラーを減少し得、および／または、データ記憶密度を増加させ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
光データ記憶媒体の少なくとも１つのトラックに対する光ピックアップユニットの位置決めを制御するためのシステムおよび方法は、適応トラック位置フィードバックコントローラを含み得る。適応トラック位置フィードバックコントローラは、媒体にわたる移動または光データ記憶媒体に対する光ピックアップユニットのレンズの距離における他の外乱に伴う、光データ記憶媒体に対する光ビームのデフォーカスを補償する。トラック位置フィードバックコントローラは、フォーカス位置フィードバックコントローラによって生成されたフォーカス（デフォーカス）エラー信号に基づく適応項またはパラメータを含み得る。
【０００５】
本開示のさまざまな実施形態は、光ピックアップユニットを有する光媒体記憶システムを備え、この光ピックアップユニットは、光媒体に対するデータの読出しおよび書込みを行なうように構成されており、光媒体に対する光ビームのフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータによって光媒体に対して移動可能な少なくとも１つのレンズを含む。トラックアクチュエータが、光媒体の少なくとも１つのトラック内でデータの読出しおよび書込みを行なうために、光媒体の幅にわたって光ピックアップユニットを移動させるように構成され得る。第１のフィードバックコントローラがフォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられて、第１の軸に沿って光ピックアップユニットの少なくとも１つのレンズを位置決めして光媒体に対して光ビームをフォーカスし、かつ、フォーカスエラー信号を生成し得る。第２のフィードバックコントローラが、トラックアクチュエータと動作可能に関連付けられて、トラックアクチュエータを制御し、かつ、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号に応じて光媒体の少なくとも１つのトラックに対して第２の軸に沿って光ピックアップユニットを位置決めし得る。一実施形態では、第１および第２のフィードバックコントローラは、トラックアクチュエータおよびフォーカスアクチュエータと通信しているマイクロプロセッサベースのコントローラによって、少なくとも部分的に実現される。第２のフィードバックコントローラは、フォーカスエラー信号の大きさに基づいて、光ピックアップユニットの位置決めを制御し得る。一実施形態では、第２のフィードバックコントローラは、トラッキングエラー信号の絶対値の関数に基づいて光ピックアップユニットの位置決めを制御し、それはトラッキングエラー信号の絶対値の逆数を含み得る。
【０００６】
実施形態は、光データ記憶システムの光ピックアップユニットを制御するための方法を備え得、この光データ記憶システムは、光データ記憶媒体に対して第１の軸に沿って光ビームフォーカス位置に応じてフォーカスエラー信号を生成し、かつ、フォーカスエラー信号の関数として、第２の軸に沿って、マイクロコントローラと通信しているトラックアクチュエータによって光ピックアップユニットを位置決めする。関数は、フォーカスエラー信号の大きさに基づいて変化し得、フォーカスエラー信号の絶対値に反比例して変化することを含んでもよい。一実施形態では、光ピックアップユニットを位置決めすることは、光データ記憶媒体の複数のトラックのうちの少なくとも１つにわたって光ピックアップユニットを移動させることを含む。フォーカスエラー信号は、光データ記憶媒体に対して第１の軸に沿って光ピックアップユニットの少なくとも１つのレンズを位置決めするように構成された第１のフィードバックコントローラによって生成され得る。光ピックアップユニットを位置決めすることは、トラックアクチュエータが光データ記憶媒体の幅にわたって光ピックアップユニットを移動させるための信号を生成するように構成された第２のフィードバックコントローラを含み得る。
【０００７】
さまざまな実施形態は、光ピックアップユニットを有する光テープシステムを備え得、この光ピックアップユニットは、光テープのトラックに対して光ピックアップユニットを位置決めするように構成されたトラックアクチュエータと、少なくとも１つのレンズを移動させて光テープに対して光ビームをフォーカスするように構成されたフォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられている。トラックアクチュエータおよびフォーカスアクチュエータと動作可能に関連付けられたマイクロプロセッサベースのコントローラが、トラックアクチュエータを制御して、少なくとも１つのレンズと光テープとの間の距離に対して少なくとも１つのレンズのデフォーカスに関連付けられた信号に基づいて、光テープのトラックに対して光ピックアップユニットを位置決めする。マイクロプロセッサベースのコントローラは、トラックアクチュエータがデフォーカスフィードバック信号に応じて少なくとも１つのレンズを位置決めするのための信号を生成するフォーカシングフィードバック制御ループと、フォーカシングフィードバック制御ループからのデフォーカスフィードバック信号に基づいてトラックアクチュエータのための信号を生成するトラッキングフィードバック制御ループとで構成され得る。トラッキングフィードバック制御ループは、デフォーカスフィードバック信号の大きさ／振幅または絶対値に基づいて、トラックアクチュエータのための信号を生成し得る。一実施形態では、トラッキングフィードバック制御ループは、デフォーカスフィードバック信号の関数としてトラックアクチュエータのための信号を生成し、それは、フィードバック信号の絶対値の逆数に基づき得る。
【０００８】
さまざまな利点が、１つ以上の実施形態に対応し得る。たとえば、デフォーカスに対する感度を補償する適応トラッキングまたは位置決めコントローラが、コントローラの周波数帯域幅を増加して、光媒体記憶装置における光ピックアップユニット（ＯＰＵ）の位置決めをより正確なものにする。トラッキングサブサーボシステムの周波数帯域幅の増加に対応して位置決めの精度が改善されることにより、より高密度なデータ記憶装置が可能になる。
【０００９】
上記の利点および他の利点ならびに特徴は、添付の図面と関連して行われる、好ましい実施形態の以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】さまざまな実施形態に係る適応位置決め制御において使用されるトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を生成する光ピックアップユニット（ＯＰＵ）の動作を示すブロック図である。
【図１Ｂ】さまざまな実施形態に係る適応位置決め制御において使用されるＳカーブ信号を生成する光ピックアップユニット（ＯＰＵ）の動作を示すブロック図である。
【図２Ａ】光ピックアップユニット（ＯＰＵ）が光テープなどの光データ記憶媒体の複数のトラックを横切る際に、図１Ａに示すようなトラッキングサブサーボシステムによって生成される理想的なトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を示す図である。
【図２Ｂ】光ピックアップユニット（ＯＰＵ）が光テープなどの光データ記憶媒体の複数のトラックを横切る際に、図１Ａに示すようなトラッキングサーボシステムによって生成される理想的なトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を示す図である。
【図２Ｃ】ＯＰＵが光テープなどの光データ記憶媒体の複数のトラックを横切る際に、トラッキングサブサーボシステムによって生成されるＴＥＳに対する光学ビームデフォーカスの影響を説明する図である。
【図３Ａ】一実施形態において、ＯＰＵが光テープの複数のトラックを横切る際に、トラッキングサブサーボシステムによって生成されるＴＥＳに対するデフォーカスＳカーブ感度の影響を示す図である。
【図３Ｂ】一実施形態において、ＯＰＵが光テープの複数のトラックを横切る際に、トラッキングサブサーボシステムによって生成されるＴＥＳに対するデフォーカスＳカーブ感度の影響を示す図である。
【図４】一実施形態のＯＰＵフォーカシングフィードバック制御またはサーボループおよび適応ＯＰＵトラック位置フィードバック制御またはサーボループを示す制御システムのブロック図を含む。
【図５】さまざまな実施形態の光媒体データ記憶装置を制御するためのシステムの動作または方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
詳細な説明
必要に応じて、少なくとも１つの代表的な実施形態が詳細に説明される。しかしながら、開示される実施形態は、明示的に説明または図示されない、さまざまなおよび代替の形式で具体化され得る本開示の特定の特徴を明らかに示すために用いられると理解されるべきである。図面は必ずしも一定の縮尺である必要はなく、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または縮小されている特徴もある。したがって、特定の構造的および機能的な詳細は限定的なものと解釈されるべきではなく、当業者に教示して本開示の特徴をさまざまに用いるための代表的な基準にすぎないと解釈すべきである。
【００１２】
光テープ駆動装置などの光データ記録装置におけるサーボまたはフィードバック制御システムは、光ピックアップユニット（ＯＰＵ）などの装置を介して光媒体から検出されたトラッキングエラー信号を利用して、光媒体からのデータの正確な記憶および検索を行なっている。本発明者が理解しているように、ＯＰＵ光学ヘッドのフォーカスサブシステムの特徴は、トラッキングシステムに対して生じる影響を通じてシステム性能に影響を及ぼす。したがって、ここで説明される代表的な実施形態は、検出された光学ヘッドのデフォーカスに基づいてトラッキングサーボシステムを適応させるよう、クロス（ｃｒｏｓｓ）補償方法を使用して、トラッキングサーボシステムの帯域幅に対する光学ヘッドのデフォーカスの影響を減少させ、または最小限にする。
【００１３】
１インチあたりのトラック数が多い光記憶システムでは、確実なデータの検索は、対応付けられたトラッキングサーボシステムの性能に左右される。これらのシステムでトラックの位置決めミスが生ずると、性能の劣化、および、データを含むトラックの上に光学ヘッドを正確に位置決めする際のエラーに伴うデータの消失が生じ得る。現在の書換可能な光媒体のためのトラッキングサーボシステムは、回折特性および媒体の物理フォーマットに従ってＯＰＵによって生成される参照トラッキング信号に基づいて、認識されるデータトラックの上に光学ヘッドを位置決めする。
【００１４】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、本開示のさまざまな実施形態に係る、適応位置決めフィードバック制御を有するＯＰＵを備えた光データ記憶装置を制御するためのシステムの動作または方法を示すブロック図が示されている。代表的な光記録システムは、光テープなどの対応する光データ記憶媒体からのデータの記憶および検索を行なう。光データ記憶媒体１０は、光媒体の表面にエンボス加工されたナノ構造の表面レリーフパターンを含む。ナノ構造は、プリフォーマットプロセス中にＺ方向（すなわち、光データ記憶媒体１０の表面に平行）にエンボス加工されたランド１２および溝１４を含む。当該技術分野で周知のように、溝１４内で相変化材料に対するデータの読出しまたは書き込みを行ない得る。ランド１２と溝１４との間の遷移によって、トラッキング目的で使用可能なエッジ１６が規定される。これらの表面レリーフパターンは、サーボシステムによって媒体に対する光学ヘッドの読出しまたは書込みの位置をトラッキングするために使用されるトラッキング信号を生成するために使用される。光学ドライブＯＰＵは、電子信号処理を用いて、検出されたパターンからトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）（図１Ａ）を生成する。ＯＰＵは、フォーカス信号Ｓカーブ信号（図１Ｂ）も生成する。以下でより詳しく図示および説明するように、ＴＥＳおよびＳカーブ信号は、適応フィードバック制御システムにおいて使用される。
【００１５】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、光システム１８が光ピックアップユニット（ＯＰＵ）２０を含み得る。ＯＰＵ２０は、レーザービーム２２を生成してフォーカスする、レーザーダイオードなどのさまざまなハードウェア、電子機器、および回路を含んでもよい。ＯＰＵ２０は、検出器２４、２６、２８、３０と対応付けられたクォードラチュアフォトダイオード集積回路（クォードＰＤＩＣ）および増幅器３２、３４、３６、３８も含み得る。ＯＰＵ２０は、図１Ａに示すように、ＴＥＳを生成するために使用される加算ブロック４０、４２、および差分ブロック４４を含み得る。図１Ｂは図１Ａと同じＯＰＵ２０を示し、検出器２４、２６、２８、３０も増幅器３２’、３４’、３６’、３８’に接続されており、かつ、加算ブロック４０’、４２’、および差分ブロック４４’がフォーカス信号Ｓカーブを生成するために使用される。
【００１６】
メインプッシュプル（ＭＰＰ）（通常、光テープ媒体の文脈で使用される）とも呼ばれるラジアルプッシュプルトラッキング信号生成（通常、ディスク媒体の文脈で使用される）と呼ばれる技術を使用して、ランドおよび溝のトラック配列でプリフォーマットされた光記録媒体のためのトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を生成し得る。この方法により、クォードラチュアＰＤＩＣおよび対応付けられた検出器２４、２６、２８、３０によって検出されるような媒体のランドおよび溝のトラックの配列に基づいて、参照トラッキング信号を生成する。ＭＰＰトラッキングインフラストラクチャは、通常、参照番号４５で示される。
【００１７】
ＰＤＩＣ検出器２４、２６、２８、３０からの出力によって、ＯＰＵ２０に対するエッジ１６の位置を示す信号が、増幅器３２、３４、３６、３８にそれぞれ供給される。増幅器３２、３４からの出力は、対応付けられた加算ブロック４０に入力される。増幅器３６、３８からの出力は、対応付けられた加算ブロック４２に入力される。加算ブロック４０、４２からの出力は、差分ブロック４４に入力される。結果として生じる差分ブロック４４からの出力を、ＭＰＰまたはラジアルプッシュプルトラッキング信号と呼ぶこともできる。同様に、増幅器３２’、３４’からの出力は対応付けられた加算ブロック４０’に入力され、増幅器３６’、３８’からの出力は対応付けられた加算ブロック４２’に入力される。加算ブロック４０’、４２’からの出力は差分ブロック４４’に入力され、結果として生じる差分ブロック４４’からの出力は、フォーカス信号Ｓカーブを生成するために用いられる。
【００１８】
ＭＰＰトラッキング信号の形状は、エッジ１６とＯＰＵ２０との間の相対移動を反映している。たとえば、横線の形状を有するＭＰＰトラッキング信号は、レーザービーム２２がエッジ１６の間で中央に位置決めされていることを示すであろう。たとえば、正弦波の形状を有するＭＰＰトラッキング信号は、レーザービーム２２がエッジ１６に対して移動していることを示すであろう。図２Ａおよび図２Ｂは、ＯＰＵが光テープなどの光データ記憶媒体の複数のトラックのランドおよび溝を横切る際に、トラッキングサブサーボシステムによって生成される理想的なＴＥＳを示す。図２Ｃは、ＯＰＵが光データ記憶媒体の複数のトラックのランドおよび溝を横切る際に、トラッキングサブサーボシステムによって生成されるＴＥＳに対する、機械的外乱または媒体の動きに伴うデフォーカスの影響を説明する図である。ＰＤＩＣ検出器２４、２６、２８、３０からの出力を使用して、図１Ｂ、図３Ａ、および図３Ｂを参照して図示および説明されるような、Ｓカーブ信号と呼ばれることもある、フォーカシングサブシステムによって使用される信号を供給することもできる。
【００１９】
図２Ａに示すように、光テープ２００は、該当するトラックと対応付けられた複数のランド２０２および溝２０４を含むが、ここではそのうちいくつかのみが図示されている。ＯＰＵ２２０は、光ビーム２２２を生成する。ＯＰＵ２２０および対応付けられた光ビーム２２２は、複数のトラックを横切って、始点または第１の位置２３０から目的または第２の位置２４０まで移動する。該当する理想的なＴＥＳ信号２５０を、図２Ｂに示す。理想的なＴＥＳ信号２５０は、ＯＰＵ２２０が第１のトラック２６０（トラックｎ−１）および第２のトラック２６２（トラックｎ）などの対応付けられたトラックのランド２０２および溝２０４を横切って移動する際に一般的な正弦波パターンで変化する。光ビーム２２２を光テープ２００にフォーカスするために使用される対物レンズの理想的なフォーカシングの場合、図２Ｂに示すような理想的なＴＥＳ信号２５０のピークの大きさまたはピーク間の大きさは実質的に一定である。正弦波の区分区分で直線的な部分のスロープ２５２によって示される感度定数は、ＫＴＥＳ＝ｙ／ｘによって示される。
【００２０】
図２Ｃは、ＯＰＵが光テープなどの光データ記憶媒体の複数のトラックを横切る際の、ＴＥＳに対する光学ビームデフォーカスの影響を説明する図である。ＴＥＳ２７０は、光ビームのデフォーカシング２９０の関数として変化する感度パラメータまたはスロープを有する。図２Ｃに示すように、スロープ２７２は、光ビームがよりデフォーカスする２７４および２７６でのスロープまたは感度定数より大きい。ＯＰＵがトラック２８０（ｎ−１）を横切ってトラック２８２（ｎ）、そしてトラック２８４（ｎ+２）へと移動すると、対物レンズと光媒体との間の相対移動に対応するＯＰＵの対物レンズのデフォーカシングによって、ピーク間の振幅およびスロープまたは感度定数は変化する。これにより、図２Ｂに示す理想的なＴＥＳ２５０と比較して、ＴＥＳ２７０の感度定数（ＫＴＥＳ＝ｙ／ｓ）は効果的に減少する。トラッキングサブサーボシステムの周波数帯域幅は本来的に感度値に比例するため、トラッキングサブサーボシステムの帯域幅も対物レンズのデフォーカス量に基づく量だけ減少する。
【００２１】
図３Ａおよび図３Ｂは、一実施形態において、ＯＰＵが光テープの複数のトラックを横切る際に、トラッキングサブサーボシステムによって生成されるＴＥＳに対するデフォーカスＳカーブ感度の影響を示す図である。前述のように、ＰＤＩＣ検出器（図１Ｂ）は、Ｓカーブ信号３１０、ならびに、フォーカシングサブシステムによって図４を参照して図示および説明されるフィードバック制御ループを用いて対物レンズのデフォーカスの制御および低減または最小化のために使用される加算信号３１２を生成するために使用される。図３Ａで光媒体（マイクロメートル単位）からのＯＰＵ焦点距離の関数として示されているＳカーブ信号３１０および加算信号３１２は、図３Ｂでは拡大して示されている。
【００２２】
図４は、一実施形態のＯＰＵフォーカシングフィードバック制御またはサーボループ４００および適応ＯＰＵトラック位置フィードバック制御またはサーボループ４１０を示す制御システムのブロック図を含む。フォーカシングサーボループ４００は第１の軸に沿ってＯＰＵ対物レンズを位置決めしてレンズと光媒体との間の距離を制御するのに対して、トラック位置サーボループは、第２の軸に沿って概ね横方向に光媒体の幅または半径にわたってＯＰＵの位置決めを制御する。前述のように、トラッキングサブサーボシステムの性能が高いと、光媒体の所望の場所の上に光学ヘッドの正確な位置決めが確実になり、特定の場所でのデータの読出しおよび書込みが確実に行なわれる。広帯域媒体および機械的な外乱が存在する場合、トラッキングサブサーボシステムのフィードバック制御ループの周波数帯域幅は、直接、光学ヘッドが目的のデータの場所をトラッキングする能力に影響を及ぼす。光学ヘッドのフォーカシング性能はトラッキングシステムの性能にも影響を与えるため、トラッキングサブサーボシステムの帯域幅に対する光学ヘッドの影響を減少させる、または、最小限にすることが望ましい。
【００２３】
フォーカシングフィードバック制御ループ４００およびトラッキングフィードバック制御ループ４１０は、処理電子機器および回路と併用されてＰＤＩＣ（図１Ａおよび図１Ｂ）と対応付けられた検出器などのさまざまなセンサからのフィードバック信号、および、これらと連携してプログラム可能なマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ、または、所望の制御機能を提供する同様の専用ロジックデバイスによって供給される信号を用いて実現し得る。フォーカシングフィードバック制御ループ４００は、４１２で示される目標媒体フォーカス位置信号を含み、これは、４１４で示されるフォーカスフィードバック信号と組み合わされる。上述の、ブロック４１６によって示されるＳカーブ信号は差信号に適用され、４１８の定数（Ｋ）および４２０で示されるサーボ補償または制御則ブロックが後に続く。結果として生じる信号は、ＯＰＵフォーカスアクチュエータ４２２に供給される。４２４によって示される、結果として生じるＯＰＵフォーカス位置は、ブロック４１４に供給される、対応付けられたフィードバック信号を用いて、１つ以上のセンサまたは検出器によって検出される。
【００２４】
トラック位置フィードバック制御ループ４１０は、４４０で示される所望の媒体トラック位置を受信し、これは、ブロック４４２でトラック位置フィードバック信号と組み合わされる。ブロック４１６によって示されるＳカーブの値は対物レンズのデフォーカスに比例し（図２および図３に示すように）、感度定数ＫＴＥＳもデフォーカスの関数として変化するので、光路４４６またはサーボループ４００によってフォーカスされている光ビームの位置は、Ｓカーブ信号４１６の関数（ＫＴＥＳ＝ｆ（Ｓカーブ））として４４４で一般に示されているように位置決め制御ループに影響を及ぼす。トラッキングサブシステムの感度定数に対するデフォーカスの依存度または影響を減少させる、または最小限にするために、４５０で示されるブロック４１６からのＳカーブ値に基づく電子信号４４８を用いて、適応信号処理ブロックが提供される。その電子信号は、Ｓカーブの関数依存性である感度定数の逆数、すなわち、Ｋｓｃ＝１／ｆ（Ｓカーブ）に基づく。
【００２５】
ブロック４５０からの結果として生じる信号または値は、４５２の定数（Ｋ）およびサーボ補償または制御則ブロック４５４によってさらに調整されて、４５６で示される、ＯＰＵを横方向にまたは光媒体の幅にわたって位置決めするＯＰＵトラックアクチュエータに対して、対応する信号を供給する。光媒体の所望のトラックに対するＯＰＵの位置は、フィードバック信号をブロック４４２に供給する対応のセンサまたは検出器によって検出される。一実施形態では、ＫＴＥＳの実験的測定を使用して対応するＳカーブ値に対するＫＴＥＳの関数依存性が決定されていた。第１次近似に対して、ＫＴＥＳ＝１−ｋ*ＡＢＳ（Ｓカーブ）によって表されるように関数依存性が決定された。式中、ｋは測定可能な定数である。したがって、適応信号処理ブロック４５０には、フォーカス位置制御ループ４００のＳカーブ値（フォーカシングエラー）の影響に対するトラック位置制御ループ４１０の周波数帯域幅依存性を減少するまたは最小限にするために、ＫＳＣ＝１／（１−ｋ*ＡＢＳ（Ｓカーブ））の関数関係が与えられた。
【００２６】
通常図１〜図４に示すように、一実施形態の光媒体記憶システムは、光テープ１０などの光学データ記憶媒体に対するデータの読出しおよび書込みを行なうように構成されたＯＰＵ２０を備える。ＯＰＵ２０は、光ビーム２２，２２２の光媒体１０に対するフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータ４２２によって光媒体に対して移動可能な、少なくとも１つのレンズ２２０を備える。ＯＰＵトラックアクチュエータ４５６は、光媒体１０の少なくとも１つのトラック内でデータの読出しおよび書込みを行なうために、光媒体１０の幅にわたってＯＰＵ２０を移動させるように構成されている。第１のフィードバックコントローラ４００は、フォーカスアクチュエータ４２２と動作可能に関連付けられて、第１の軸に沿って光ピックアップユニットの少なくとも１つのレンズを位置決めして光媒体２００に対して光ビーム２２２をフォーカスし、かつ、フォーカスエラー信号４１６を生成する。第２のフィードバックコントローラ４１０は、トラックアクチュエータ４５６と動作可能に関連付けられてトラックアクチュエータを制御し、かつ、トラッキングエラー信号４４４およびフォーカスエラー信号４１６に応じて光媒体２００の少なくとも１つのトラックに対して第２の軸に沿って光ピックアップユニット２０を位置決めする。
【００２７】
図５は、さまざまな実施形態の光媒体データ記憶装置を制御するためのシステムの動作または方法を示すフローチャートである。システムまたは方法は、ブロック５００によって示すように、光データ記憶媒体に対して第１の軸に沿った光ビームフォーカス位置に応じてフォーカスエラー信号を生成することを含み得る。フォーカスエラー信号は、ブロック５１０によって示すように、光データ記憶媒体に対して第１の軸に沿って光ピックアップユニットの少なくとも１つのレンズを位置決めするように構成された第１のフィードバックコントローラによって生成され得る。システムまたは方法は、さらに、ブロック５３０によって示すように、フォーカスエラー信号（Ｓカーブ信号）の関数として、第２の軸に沿ってマイクロコンピュータと通信しているトラックアクチュエータによって光ピックアップユニットを位置決めすることを備え得る。ＯＰＵを位置決めすることは、ブロック５３２によって示すように、光データ記憶媒体の複数のトラックのうちの少なくとも１つにわたってＯＰＵを移動させることを含み得る。光ピックアップユニットを位置決めすることは、さらに、ブロック５３４によって示すように、トラックアクチュエータが光データ記憶媒体の幅にわたって光ピックアップユニットを移動させるための信号を生成するように構成された第２のフィードバックコントローラを含み得る。関数は、ブロック５４０によって示すように、フォーカスエラー信号の大きさに基づいて変化し得る。代替的に、５４２で示すように、関数はフォーカスエラー信号の絶対値に反比例して変化し得る。
【００２８】
ここに開示される処理、方法、アルゴリズムまたはロジックは、任意の既存のプログラム可能な電子制御ユニットまたは専用の電子制御ユニットもしくは回路を含み得る処理装置、コントローラ、またはコンピュータに提供可能、または、それらによって実行可能である。同様に、処理、方法、またはアルゴリズムは、ＲＯＭデバイスなどの書込み不可能な記憶媒体に永久的に記憶される情報、ならびにフラッシュメモリ、磁気テープまたはディスク、ＲＡＭデバイス、および他の磁気媒体、光媒体、およびこれらの組合せの媒体などの書込み可能な記憶媒体に変更可能に記憶される情報を含むがこれらに限定されない多くの形態で、コントローラまたはコンピュータによって実行可能なデータおよび命令として記憶され得る。処理、方法、またはアルゴリズムはさらに、実行可能オブジェクトにおいて実現され得る。代替的に、処理、方法、またはアルゴリズムは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、状態機械、コントローラまたは他のハードウェア構成要素もしくは装置などの好適なハードウェア構成要素、またはハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェア構成要素の組合せを用いて、全体的にまたは部分的に具体化され得る。
【００２９】
例示的な実施形態が示されているが、これらの実施形態は請求項によって含まれるすべての可能な形を含むものではない。明細書で用いられる文言は限定ではなく説明のための文言であり、本開示の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更がなされ得ると理解すべきである。上記のように、さまざまな実施形態の特徴を組合せて、ここで明確に説明または示されていない別の実施形態を形成することができる。さまざまな実施形態が１つ以上の所望の特徴について、利点を提供するとして、または他の実施形態よりももしくは先行技術の実施よりも好ましいと説明されているが、必ずしも、あらゆる用途において好ましいというわけではない。当業者は、所望の全体のシステムの属性を達成するために１つ以上の特性または特徴を落とすこともでき、これは特定の用途および実施に依存すると理解している。これらの属性は、コスト、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、パッケージ化、大きさ、保守性、重量、製造性、組立の容易さなどを含むが、これらに限定されない。こうして、１つ以上の特性について、他の実施形態または先行技術の実施と比べて好ましくないと説明されている実施形態は、本開示の範囲の外にあるものではない。
【図１Ａ】
0006596093.tif 000002
【図１Ｂ】
0006596093.tif 000003
【図２Ａ】
0006596093.tif 000004
【図２Ｂ】
0006596093.tif 000005
【図２Ｃ】
0006596093.tif 000006
【図３Ａ】
0006596093.tif 000007
【図３Ｂ】
0006596093.tif 000008
【図４】
0006596093.tif 000009
【図５】
0006596093.tif 000010