JP2593941B2 - 光ディスク装置のアクチュエータオフセット除去装置 - Google Patents
光ディスク装置のアクチュエータオフセット除去装置Info
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Description
に関し、 ばね力によるアクチュエータのアンバランスの影響を
受けることなくトラックジャンプの際の安定性と応答性
を向上することを目的とし、 オフセット測定モードでトラッキングコイルの駆動電
流を変化させアクチュエータの位置検出器の中立位置検
出出力が得られた時のコイル電流を記憶保持し、通常の
動作モードにあってはオフセット測定モードで得られた
オフセット電流値を定常的にトラッキングコイルに流す
ことでばね力を相殺してトラッキングエラー信号のオフ
セットを除去するように構成する。
ト除去装置に関する。
は読出しを行なうためには、ビームスポットがトラック
上を正確に追跡するトラッキング制御が必要となる。
はキャリッジ整定状態でビームスポットを所定トラック
幅の範囲で径方向に移動させるトラッキングアクチュエ
ータを搭載している。このトラッキングアクチュエータ
は、固定側磁気回路と、トラッキングコイルを設けた回
転部材とで構成され、回転部材側にヘッド光学系の対物
レンズを設け、トラッキングコイルに対する通電で回転
部材を回転することにより対物レンズからのビームスポ
ットを光ディスクのトラックに直交する方向に移動させ
る。
によりディスク反射光を2分割フォトダイオードに照射
して受光出力の差として得られるトラッキングエラー検
出信号に基づき、トラッキング検出信号を零に保つよう
にトラッキングコイルに電流を流すフィードバック制御
を行なっている。
位置、即ちコイル非通電状態での回転停止位置を検出す
る2分割フォトダイオードを使用した位置検出器を設
け、2つの受光出力の差としてトラック方向位置信号を
検出している。このトラック位置検出信号はボイスコイ
ルモータにより制御されるヘッドキャリッジのホールド
制御に用いられ、トラック方向位置検出信号を零に保つ
ようにボイスコイルモータに駆動電流を流してアクチュ
エータの回転部材を中立位置に保つ。
に基づくトラッキングコイルのフィードバック制御と、
トラック方向位置信号に基づくボイスコイルモータのフ
ィードバック制御との二重サーボ制御を受けることとな
る。
は、コイル通電を遮断したときに中立位置に戻すために
ばね部材を設けているが、ばね部材による回転部材の釣
り合い位置が、必ずしも位置検出器の検出信号が零とな
る中立位置に一致するとは限らない。
信号位置との間にズレを生ずると、二重サーボ制御を受
けたトラッキング制御の際にトラッキングエラー信号に
ばね力によるオフセットを生ずる。このようなバネ力に
よるオフセットがあると、トラックジャンプの際にトラ
ッキング制御をオフにして速度制御によりトラックアク
チュエータを駆動した場合、トラックジャンプの終了時
点でばね力によるオフセットに起因したアンダーシュー
トやオーバーシュートを生ずる。このためばね力による
オフセットを抑えてトラックジャンプ時の応答特性に悪
影響を及さないような制御が望まれる。
のアクチュエータを示し、トラッキング制御とフォーカ
ッシング制御を同時に行なうことから2次元アクチュエ
ータとして知られている。
回路10と回転側となる回転部材18で構成される。回転部
材18は円筒部14と上部の回転アーム16を一体に備え、円
筒部14にトラッキングコイル20を設け、また回転アーム
16の一端に対物レンズ22を、他端にバランスウェイト32
を設けている。尚、トラッキングコイル20の内側にはフ
ォーカッシングコイル34が巻かれている。
回路10から回転部材18に設けたトラッキングコイル20及
びフォーカッシングコイル34に対するリード線がばね部
材24としての作用をもち、コイル非通電状態で図示のよ
うに回転部材18を中立位置に保持する。
造を示しており、回転アーム16のバランスウェイト側の
下部にスリット孔38を備えたスリット部材40が突出さ
れ、内側に設けた発光ダイオード42からの光をスリット
孔38を通して対向配置された位置検出器としての2分割
フォトダイオード26に入射させている。
らトラック方向位置信号を検出する回路を示したもの
で、2つの受光部A,Bからの受光信号を差動アンプ44に
入力して受光出力の差信号を得ている。アクチュエータ
の回転部材が中立位置にあると図示のように受光部A,B
に対称となるようにスポット光が入射し、中立位置のと
き差動アンプ44の出力信号は零となる。そして、アクチ
ュエータ回転量が増加すると回転量に応じて増加すると
共に回転方向により極性が異なる検出信号が得られる。
図である。
により定速回転されており、光ディスク46に対しボイス
コイルモータ50によりキャリッジ52に搭載された光ヘッ
ド100が径方向に移動される。
エータが搭載され、位置検出用の2分割フォトダイオー
ド26、さらにディスク反射光を受光するトラッキングエ
ラー検出用の2分割フォトダイオードを備える。
光出力は差動アンプ44に入力され、両者の差としてトラ
ック方向(極性)及びトラック位置(信号強度)の両方
を示すトラック方向位置信号LPOSを検出し、位相補償回
路54で高域成分を強調する位相補償を施した後、パワー
アンプ56によりボイスコイルモータ50を駆動してトラッ
ク方向位置信号が零となるように制御する。
づく2分割フォトダイオードの2つの受光出力は差動ア
ンプ58に入力され、両者の差としてトラッキングエラー
信号TESを検出し、位相補償回路60及びパワーアンプ62
を介してトラッキングコイルを駆動し、トラッキングエ
ラー信号TESを零に保つようにフィードバック制御す
る。
クチュエータにあっては、一般に第7図に示したばね部
材24による回転部材18の釣り合い位置と、第8図に示し
た位置検出用の2分割フォトダイオードに基づく検出信
号LPOSの零信号位置とは一致せず、トラッキングコイル
のフィードバック制御とボイスコイルモータのフィード
バック制御による二重サーボ制御を受けた際に、バネ力
によるオフセットがトラッキングエラー信号TESに生
じ、トラックジャンプを行なった際にオーバーシュート
やアンダシュートを起し、安定性と応答性が低下する問
題があった。
ングエラー信号TESへの影響を示す。
ックジャンプの終了でトラッキングエラー信号は速かに
零に収束しトラッキングサーボをオンすることができ
る。しかし、第13図(b)(c)のようにばね力を受け
てオフセットを生じていた場合には、トラックジャンプ
の終了時点でオフセットによる影響を受けてトラッキン
グエラー信号TESにオーバシュートが生じたり、アンダ
ーシュートが生じ、零信号に整定してトラッキングサー
ボをオンするまでに時間遅れを生じ、安定性と応答性が
低下する問題があった。
もので、ばね力によるアンバランスの影響を受けること
なくトラックジャンプの際の安定性と応答性を向上する
光ディスク装置のアクチュエータオフセット除去装置を
提供することを目的とする。
対し回転自在に装着される移動部材としての回転部材18
と、回転部材に設けられたトラッキングコイル20と、ト
ラッキングコイル20の非通電状態で回転部材18を所定の
中立位置に保持するばね部材24と、回転部材18の中立位
置を検知する位置検出手段26とを備えた光ディスク装置
のアクチュエータを対象とする。
除去装置にあっては、オフセット測定モードにおいてト
ラッキングコイル20の駆動電流を変化させ、位置検出手
段26による中立位置の検出出力が得られた時のコイル電
流値を記憶保持するオフセット測定手段28と;通常の動
作モードにおいてオフセット測定手段28に記憶保持され
たオフセット電流値をトラッキングコイル20に定常的に
流してトラッキングエラー信号に含まれるオフセットを
除去するオフセット除去手段30と;を設けるように構成
する。
解除状態で、トラッキングコイル20に対するコイル電流
を所定ステップ単位で増加又は減少させ、2分割受光素
子に入射するスポット光の2つの受光出力の差として検
出される位置検出手段の検出信号が零信号となった時の
電流値をオフセット電流値として記憶保持するように構
成する。
のアクチュエータオフセット除去装置によれば、アクチ
ュエータ回転部材のばね部材による釣り合い位置と、位
置検出器による中立位置(零信号位置)との間にずれを
生じてトラッキングエラー信号にばね力によるオフセッ
トを生じても、予め測定されたオフセット除去用の電流
値を定常的にトラッキングコイルに流してばね部材によ
る釣り合い位置を位置検出器の中立位置に一致させるこ
とでオフセットを除去することができ、トラックジャン
プ時の安定性と応答性を向上し、高速トラックアクセス
を実現することができる。
る。
イルモータ50により駆動されるキャリッジ52上に搭載さ
れ、スピンドルモータ48で定速回転される光ディスク46
の径方向に移動される。光ヘッド100には第6,7及び8図
に示した構造のアクチュエータが設けられ、アクチュエ
ータに設けられたトラッキングコイル20によりキャリッ
ジ52の整定状態(停止状態)で光ビームを所定トラック
数範囲に移動させることができる。
ば第3図に示す構成を有する。
ーザ102からの楕円状の拡散光を円形の平行ビームに変
換するコリメータレンズ、106は2つのプリズムを組合
せP偏光をそのまま通過させ、一方、S偏光は直角する
方向に反射する偏光ビームスプリッター、108は入射し
た直角偏光を円偏光に、また円偏光を直線偏光に変換す
るλ/4板、22は光ディスク46上にトラックピッチP=1.
6μmに一致する大きさをもつビームスポットを照射す
る対物レンズ、110は偏光ビームスプリッター106で直角
方向に反射された光ディスク46からの反射光を集光する
集光レンズ、112は集光レンズ110による光ディスク46の
トラック案内溝による反射回折光の0次回折光と一次回
折光が重なり合った部分の強高度パターンに応じた受光
出力を生ずるトラッキングエラー検出用の2分割フォト
ダイオードである。この2分割フォトダイオード112に
よるトラッキングエラーの検出方式はプッシュプル法、
あるいはファーフィールド法として知られている。
トラッキングエラー検出用の2分割フォトダイオード11
2からの受光出力はトラッキングエラー検出回路58に入
力され、2つの受光部出力の差としてトラッキングエラ
ー信号TESが検出される。またアクチュエータに設けら
れた2分割フォトダイオードを使用した位置検出器26よ
りの2つの受光出力はトラック方位位置検出回路44に与
えられ、2つの受光部出力の差としてトラック方位位置
信号LPOSが検出される。このトラック方位位置検出信号
LPOSは信号強度によりトラック位置を表わすと共に、信
号極性によりトラック方向を表わす。
ラー信号TESは位相補償回路60及び速度信号作成回路66
の各々に入力される。位相補償回路60の出力はモード切
替回路64に設けられた切替スイッチSW1を介してパワー
アンプ62に供給され、また速度信号作成回路66の出力は
加算点68及びモード切替回路64の切替スイッチSW3を介
してパワーアンプ62に与えられる。モード切替回路64の
切替スイッチSW1はトラッキングサーボ時にオンされ、
その時、速度信号作成回路66側の切替スイッチSW3はオ
フとなっている。速度信号作成回路66側の切替スイッチ
SWはトラックジャンプの際にオンされ、この時、切換ス
イッチSW1はオフとなってトラッキングサーボをオフす
る。速度信号作成回路66の出力を入力した加算点68に対
してはMPU200よりD/Aコンバータ70を介して目標速度信
号Vr2が与えられ、加算点68でベロシティエラー信号を
作り出し、トラックジャンプの際にトラッキングコイル
20を速度制御する。
相補償回路72、加算点74及びモード切替回路64の切替ス
イッチSW2を介してパワーアンプ62に供給される。切替
スイッチSW2はボイスコイルモータ50による粗シーク完
了後のトラック引込み時にオンされ、トラック引込み後
の切替スイッチSW1のオンによるトラッキングサーボ時
にもオンされる。一方、切替スイッチSW3をオンするト
ラックジャンプ時には切替スイッチSW1と共にオフされ
る。加算点74に対してはMPU200よりD/Aコンバータ76を
介して予め測定された光ディスク46の偏心量が基準偏心
量としてディスク回転に同期して与えられる。このため
加算点74からはトラック偏心量に対する位置検出信号LP
OSの追従エラー信号が作り出され、その結果、パワーア
ンプ62はアクチュエータを予め測定されたトラック偏心
量にそって移動するようにトラッキングコイル20に電流
を流す。
整形回路76で波形整形され、トラッククロッシングパル
スTCPとしてMPU200に与えられており、MPU200はトラッ
キングジャンプの際にトラッククロッシングパルスTCP
をカウントして目的トラック数に達した時に速度制御か
ら位置制御に切換えるようになる。
スコイルモータ50によるキャリッジ52の移動はリニアエ
ンコーダ78で検出され、リニアエンコーダ78の検出信号
は速度信号作成回路80に与えられてキャリッジ速度が検
出される。速度信号作成回路80の速度信号は加算点82で
D/Aコンバータ84を介してMPU200より与えられる目標速
度Vr1と比較されてベロシティエラー信号を作り出し、
切替スイッチSW4を介してパワーアンプ56に供給するこ
とでボイスコイルモータ50を速度制御する。
位相補償回路54に入力され、位相補償回路54の出力は切
替スイッチSW5を介してパワーアンプ56に与えられ、パ
ワーアンプ56はトラック方位位置検出信号LPOSに基づき
トラック方位位置検出信号LPOSがゼロとなるようにボイ
スコイルモータ50を制御する位置制御を行なう。
ポジションパルスPOSPとしてMPU200に入力され、MPU200
は切替スイッチSW4をオンしたボイスコイルモータ50の
速度制御によるトラックアクセス時に得られるポジショ
ンパルスPOSPをカウントし、目標アクセス位置に達した
時に切替スイッチSW4をオフすると同時に切替スイッチS
W5をオンして速度制御から位置制御に切替える。
置につき本発明にあっては、新たにトラック方位位置検
出回路44の検出信号LPOSが中立位置を与える零信号に達
したか否かを判定する比較器88と、オフセット測定モー
ドで測定されたオフセット電流値を通常の動作モードに
おいてトラッキングコイル20に定常的に流すためD/Aコ
ンバータ90と、パワーアンプ62の前段にオフセット注入
用の加算点92を設けている。
手段としての制御機能を有する。
ータの操作もしくはソフトウェアによりオフセット測定
モードを設定すると、MPU200はモード切替回路64の切替
スイッチSW1〜SW5の全てをオフした状態でD/Aコンバー
タ90に対し、予め定めた初期値から所定ステップで、例
えば減少するオフセットデータを出力してアナログ信号
に変換し、加算点92からパワーアンプ62に入力してアク
チュエータのトラッキングコイル20に流す駆動電流を順
次減少させる。このトラッキングコイル20の駆動電流を
減少した際の位置検出器26の出力に基づくトラック方位
位置検出回路44の検出信号LPOSは比較器88で監視されて
おり、トラック方向位置検出信号LPOSがゼロ信号に達し
た時の比較器88の出力に基づきMPU200がその時のD/Aコ
ンバータ90に対するオフセットデータを記憶保持する。
このようなオフセット測定モードが終了した後の通常動
作にあっては、オフセット測定モードで記憶保持された
オフセットデータを定常的にD/Aコンバータ90に供給し
て加算点92によりモード切替回路64より得られる制御信
号に加算し、アクチュエータのばね力に起因したトラッ
キングエラー信号のオフセットを除去する。
ット測定処理を示した動作フローである。
が設定されると、モード切替回路64に設けられた少なく
とも切替スイッチSW1〜SW5がステップS1でオフされ、測
定準備が行なわれる。
オフセットデータOFをOF=0にセットする。続いてステ
ップS3に進み、オフセットデータOF=0のセット状態で
比較器88の出力が1から0もしくは0から1に変化する
か否かチェックする。もしこの時、比較器88の出力が0
から1または0から1となるゼロ位置通過が判別される
と、アクチュエータ自体に異常があることからステップ
S6に進んでエラー報告を行なって測定処理を終了する。
ゼロ位置通過出力がなければアクチュエータは正常であ
ることからステップS4に進み、予め定めた、例えばプラ
ス側のオフセットデータ最大値OFをセットし、初回はそ
のままオフセットデータを出力してステップS5に進み、
比較器88の出力からゼロ位置に達したか否か判定し、ゼ
ロ位置に達していなければ再びステップS4に戻ってオフ
セットデータを1ステップ減少させ、以下同様にしてス
テップS4,S5の処理を繰り返す。このステップS4,S5によ
るオフセットデータの1ステップ毎の減少を繰り返して
いる段階でステップS5で比較器88の出力が1から0に変
化するゼロ位置通過が検出されると、ステップS7に進ん
でその時のオフセットデータOFを記憶保持して一連の処
理を終了する。
図を示したもので、例えば時刻t0でD/Aコンバータ90に
対してオフセットデータ初期値OF0を設定したとする
と、このオフセットデータに対応したトラック方向位置
信号LPOSが得られる。続いて1ステップずつオフセット
データを減少させていくと、これに伴ってトラック方向
位置信号LPOSBが減少し、時刻t1でトラック方向位置信
号LPOSが0に達すると比較器出力としてのトラックゼロ
位置信号LPOSZが1から0に反転し、この時のオフセッ
トデータOF1をMPU200は記憶保持するようになる。
れたオフセットデータは通常の動作モードにおいて固定
的にD/Aコンバータ90に出力セットされ、D/Aコンバータ
90でアナログ信号に変換されたオフセット信号が加算点
92からパワーアンプ62に入力し、定常的にトラッキング
コイル20に流れることとなり、アクチュエータのばね部
材による釣り合い位置と位置検出器26によるゼロ信号検
出位置にずれがあっても、トラッキングコイルによるオ
フセット電流により両者のずれを無くするようにアクチ
ュエータの回転保持が行なわれる。
動でばね部材による中立位置と位置検出器26によるゼロ
信号位置とが常に一致した状態におかれ、この位置ずれ
を補正するようなボイスコイルモータ50側のサーボ制御
はかからない。従って、オフセットをばね部材によるア
ンバランスがあっても、トラッキングエラー信号TESの
オフセットを常にゼロに抑えることができる。この結
果、切替スイッチSW1,SW2をオフすると同時に切替スイ
ッチSW3をオンしてアクチュエータコイルの速度制御に
よりトラックジャンプを行なっても、トラッキングエラ
ー信号にオフセットを持たないことからトラックジャン
プ終了でトラッキングエラー信号は速やかにゼロ位置に
収束し、トラッキングサーボのオン状態の切替、即ち切
替スイッチSW3をオフして速度制御を解除すると同時
に、切替スイッチSW1,SW2をオンしてトラッキングサー
ボによる位置制御に入ることができる。
測定された光ディスクのトラック偏心量とに基づくトラ
ック偏心量のオフセットを除去するサーボ制御を備えた
光ディスク装置を例にとるものであったが、このトラッ
ク偏心量のキャンセル制御を持たない光ディスク装置で
あっても、全く同様に本発明によるオフセット除去方式
を適用することができる。
転摺動型のアクチュエータを例にとるものであったが、
本発明は、第6,7図に示すガルバノミラー型及びリレー
レンズ型についてもそのまま適用できる。
けるガルバノミラー90がばね部材24により中立位置に保
たれており、ミラー支持部の反射面92を使用して発光部
42と2分割受光部26を設けており、第2図の実施例をそ
のまま適用できる。尚、96はフォーカスアクチュエータ
である。
する方向にリレーレンズ94を移動させるアクチュエータ
が設けられ、ばね部材24により中立位置に保持されてい
る。リレーレンズ94のアクチュエータにはスリット板40
が設けられ、発光部42からの透過光を2分割受光部26で
受光している。従って、第7図についても本発明の第2
図の実施例をそのまま適用できる。
クチュエータのばね部材による釣り合い位置と位置検出
器の中立位置(ゼロ信号位置)との間にずれがあって
も、ばね力によるトラッキングエラー信号のオフセット
を除去するに必要な電流を測定して定常的にトラッキン
グコイルを流すことで、オフセットを除去することがで
き、トラックジャンプ時の安定性と応答性を向上して高
速トラックアクセスを実現することができる。
トラッキングエラー信号説明図である。 図中、 10:固定側磁気回路 12:摺動軸 14:円筒部 16:回転アーム 18:回転部材 20:トラッキングコイル 22:対物レンズ 24:ばね部材 26:位置検出器(2分割フォトダイオード) 28:オフセット測定手段 30:オフセット除去手段 32:バランスウェイト 34:フォーカッシングコイル 44:トラック方位位置信号検出回路 46:光ディスク 48:スピンドルモータ 50:ボイスコイルモータ(VCM) 52:キャリッジ 54,60,72:位相補償回路 56,62:パワーアンプ 58:トラッキングエラー検出回路 64:モード切替回路 66,80:速度信号作成回路 68,74,82,92:加算点 70,76,84,92:D/Aコンバータ 76,86:整形回路 78:リニアエンコーダ 88:比較器 90:ガルバノミラー 94:リレーレンズ 100:光ヘッド 102:半導体レーザ 104:コリメータレンズ 106:偏光ビームスプリッター 108:λ/4板 110:集光レンズ SW1〜SW5:切替スイッチ 200:MPU
Claims (2)
- 【請求項1】固定側磁気回路(10)と、該磁気回路(1
0)に対しトラック方向に移動自在に装着される移動部
材(18)と、該移動部材(18)に設けられたトラッキン
グコイル(20)と、前記移動部材(18)の中立位置を検
知する位置検出手段(26)とを備えた光ディスク装置の
アクチュエータに於いて、 オフセット測定モードにおいて前記トラッキングコイル
(20)の駆動電流を変化させ、前記位置検出手段(26)
による中立位置の検出出力が得られた時のコイル電流値
を記憶保持するオセット測定手段(28)と; 通常の動作モードにおいて、前記オフセット測定手段
(28)に記憶保持されたオフセット電流値を前記トラッ
キングコイル(20)に定常的に加算してトラッキングエ
ラー信号に含まれるオフセットを除去するオフセット除
去手段(30)と; を設けたことを特徴する光ディスク装置のアクチュエー
タオフセット除去装置。 - 【請求項2】前記オフセット測定手段(28)は、トラッ
キング制御の解除状態で、前記トラッキングコイル(2
0)に対するコイル電流を増加又は減少させ、2分割受
光素子に入射するスポット光の2つの受光出力の差とし
て検出される前記位置検出手段(26)の位置検出エラー
信号が零となった時の電流値をオフセット電流値として
記憶保持する請求項1記載の光ディスク装置のアクチュ
エータオフセット除去装置。
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