JP4205864B2

JP4205864B2 - Tracking control device and disk device

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Publication number: JP4205864B2
Application number: JP2001034310A
Authority: JP
Inventors: 大一小出; 斉柳澤; 春樹徳丸
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002237064A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラッキング制御装置及びディスク装置に係り、特に、トラッキング誤差信号を補正して出力するトラッキング制御装置及びディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に光ディスク装置のトラッキング制御系の機能ブロック図を示す。
【０００３】
図８に示されるトラッキング制御系は、トラッキング誤差検出手段１、安定化補償手段２、トラッキングアクチュエータ３を含む構成とされている。
【０００４】
トラッキング誤差検出手段１には、トラック位置ｔ_１に応じた情報及び光スポット位置ｓ_１に応じた情報が供給され、トラック位置ｔ_１と光スポット位置ｓ_１との差に基づいたトラッキング誤差信号ｅ_１を得る。トラッキング誤差検出手段１で検出されたトラッキング誤差信号ｅ_１は、安定化補償手段２に供給される。安定化補償手段２は、トラッキング制御系が所望の応答特性を持ち、かつ、安定な動作を行なうように振幅と位相の補償を行なう。トラッキングアクチュエータ３は、安定化補償手段２の出力により駆動され、光スポット位置ｓ_１を制御する。
【０００５】
図８に示すようなフィードバック制御系の追従性能を上げる技術としては、例えば、〔日本機械会編養賢堂発行「情報機器のダイナミックスと制御」の４．１０節〕（文献１）に述べられているような繰り返しトラッキング制御の方法が知られている。
【０００６】
次にこの方法を用いたトラッキング制御系について説明する。
【０００７】
図９に光ディスク装置の繰り返しトラッキング制御を用いたトラッキング制御系の機能ブロック図を示す。同図中、図８と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【０００８】
図９に示されるトラッキング制御系は、図８に示されるトラッキング制御系のトラッキング誤差検出手段１と安定化補償手段２との間に、加算手段１１及び遅延手段１２からなる補正手段１０を付加した構成とされている。
【０００９】
補正手段１０は、トラッキング誤差信号ｅ_１を加算手段１１によって遅延手段１２の出力と加算させ、制御信号ｆ_１を生成する。制御信号ｆ_１は、安定化補償手段２に供給されるとともに、遅延手段２１に帰還される。
【００１０】
遅延手段１２は制御信号ｆ_１を光ディスクの回転周期Ｌに相当する時間の遅延を行なう。加算手段１１は、遅延手段１２で遅延された制御信号ｆ_１とトラッキング誤差検出手段１からのトラッキング誤差信号ｅ_１とを加算する。補正手段１０により光ディスクの１回転前に修正しきれなかったトラッキング誤差を予め補正し、追従性能を改善することが可能となる。
【００１１】
また、フィードバック制御系の追従性能を向上させる技術として、例えば、〔Japanese journal of applied physics vol.39(2000)pp.855-861 part1,no.2b,February 2000"Improvement of performance of a tracking servo system for an optical disk drive"/Kiyotaka Arai,et al〕（文献２）に述べられているような零位相誤差トラッキング法（zero phase error tracking method）を適用した前置補償器を用いる方法が知られている。
【００１２】
図１０に光ディスク装置の零位相誤差トラッキング法（zero phase error tracking method）を適用した前置補償器を用いるトラッキング制御系の機能ブロック図を示す。同図中、図９と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００１３】
図１０に示されるトラッキング制御系は、トラッキング誤差検出手段１と安定化補償手段２との間に、補正信号生成手段２１、前置補償手段２２、加算手段２３からなる補正手段２０を設けた構成とされている。
【００１４】
トラッキング誤差検出手段１からのトラッキング誤差信号ｅ_１は、２つに分岐され、一方は補正信号生成手段２１に供給され、他方は加算手段２３に供給される。
【００１５】
補正信号生成手段２１は、遅延手段２４を有する構成とされている。遅延手段２４は、トラッキング誤差信号ｅ_１を光ディスクの少なくとも１回転分の回転に相当する時間にわたって遅延させる。遅延手段２４で生成された信号は、補正信号生成手段２１の出力補正信号ｃ_１として出力される。補正信号生成手段２１から出力された補正信号ｃ_１は、前置補償手段２２に供給される。前置補償手段２２は、補正信号生成手段２１からの補正信号ｃ_１に対して位相及び振幅の補償を行い、前置補償信号ｈ_１を生成する。
【００１６】
前置補償手段２２で生成された前置補償信号ｈ_１は、加算手段２３に供給される。加算手段２３は、トラッキング誤差検出手段１からのトラッキング誤差信号ｅ_１と前置補償手段２２からの前置補償信号ｈ_１とを加算し、トラッキング誤差信号ｅ_２を生成する。加算手段２３で生成されたトラッキング誤差信号ｅ_２は、安定化補償手段２に供給される。
【００１７】
上記の図９、図１０に示すようなトラッキング制御系を用いることによりトラッキング誤差信号が補償され、トラック追従性能を向上させることができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
一方、光ディスクを媒体として高品質の画像データを長時間安定に記録するためには、光ディスクの記録密度を高めることとデータ転送レートを上げることが求められる。記録密度化を高めるためには、短波長の光源を用いるとともに対物レンズの開口数を大きくすることによって光スポット径を小さくする必要がある。これにより、光ディスク上に記録されるマーク長を短縮するとともに狭いトラックピットを使用し、１ビット当たりのデータが占める面積を小さくすることができる。
【００１９】
また、光ディスク記録装置においてデータの転送レートを上げるためには、光ディスク上に記録されるビット長を小さくすると同じに光ディスクの回転数を上げることが求められる。さらには、上記事項に加えて光ディスクの頻繁なランダムアクセスに対して高速かつ安定な光スポットの制御が必要となる。
【００２０】
光ディスク上のトラックは一般に同心円状あるいは螺旋状となっている。光ディスクには、製造工程において発生する偏心がある。光ディスクを回転させるためのスピンドルモータ及び光ディスクをスピンドルモータに取り付けるための取り付け部分にも偏心がある。
【００２１】
これらの偏心の総和が最悪値となるので、光ヘッドの光スポットから光ディスクトラックを見ると±１００μｍ程度の偏心があるように見える。この偏心によってトラッキング制御系の目標値であるトラック位置は、光ディスクの回転に伴って変化する周期的な関数となる。
【００２２】
狭いトラックピッチに対応するため、トラッキング制御系にはその追従誤差がトラックピッチに比較して十分に小さいことが要求される。例えば、ＣＤ−ＲＯＭの場合、１．６μｍのトラックピッチに対して追従誤差の許容量は±０．１μｍ以下、ＤＶＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＷでは０．７４μｍのトラックピッチに対して±０．０２μｍ以下、ＤＶＤ−ＲＡＭでは０．６１５μｍのトラックピッチ対して±０．０２μｍ以下の追従誤差が要求される。
【００２３】
次に、光ディスクの高速回転に対応するためには、前述のように偏心している光ディスク上のトラック位置に対して光スポットを高速に追従させなければならない。このためには、光ヘッドに使用されるトラッキングアクチュエータの機械的共振周波数を上げると同時にトラッキング制御装置の帯域を広げることが必要となる。トラッキングアクチュエータの機械的共振周波数を上げる方法には、可動部の質量の低減、弾性係数の増加があるが、これらには限界があり、現在実現されているトラッキングアクチュエータの機械的共振周波数の上限は、１００Ｈｚ程度である。
【００２４】
一方、トラッキング制御系の帯域を広げることで、光ディスクの高速回転に対する追従性能は向上するが、雑音、振動などの外乱に対する抑圧特性は低下する。
【００２５】
上記理由によって、図８に示すようなフィードバック制御系のみを用いたトラッキング制御系においては、要求される追従誤差の許容値を満たしつつ、高速で回転する光ディスク上のトラックに対して高速で光スポット位置を追従させることは困難であった。
【００２６】
一方、文献１に述べられているような図９に示すような繰り返し制御の手法を用いたトラッッキング制御系においては、周期的に変化する入力に対しては優れた追従性能を示す。しかし、周期的な成分であれば、無限に高い周波数まで誤差を抑圧しようとする性質があるため、トラッキング制御系内部の安定性に問題が生じる。また、非周期的な外乱に対して弱いことが広く知られている。
【００２７】
また、光ディスクが一定の角速度で回転する、いわゆるＣＡＶ（constant angular velocity）方式では、図９に示すように一定の遅延量を持つ遅延手段を用いた繰り返し制御でよいが、ＣＤのように光ディスクが一定の線速度で回転する、いわゆるＣＬＶ（constant linear velocity）方式、あるいはＤＶＤ−ＲＡＭのように光ディスクを半径方向にいくつかの領域に分割し、その領域内で略一定の線速度で回転する、いわゆるＺＣＬＶ（zoned constant linear velocity）方式では、光ディスクの半径によって１回転の周期が変化するため、図９に示した方法では繰り返し制御を行なうことができない。
【００２８】
一方、文献２に述べられているような図１０に示した零位相誤差トラッキング法を用いた前置補償器を用いる制御手法の場合は、光ヘッドが走査を行なっているトラックに対するトラッキング誤差信号の他に、光ディスクの少なくとも１回転前において検出されたトラッキング誤差信号を用いて演算を行なった結果得られた信号を用いてトラッキング制御を行なうことにより、追従誤差を減少させる。これにより、トラッキング制御系の安定性を確保するとともに、高速で回転する光ディスク上のトラックに対する追従性能の向上を図り、ＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のように光ディスクの半径によって回転周期が変化する場合においても安定で高い追従性能をもったトラッキング制御系を提供できる。
【００２９】
ここで、本トラッキング制御系の場合、図１０において、加算手段２３に入力される前置補償信号ｈ１は、前置補償手段２２により補正信号生成手段２１から光ディスクの少なくとも１回転前において検出されたトラッキング誤差信号ｅ_１に基づいて生成される。光ディスク上のトラック位置に追従する光ヘッドから出射される光スポット位置は、少なくとも光ディスクが１回転するまでは、フィードバック制御系のみで制御される光ディスクトラック位置への光スポット位置の追従が必要となる。
【００３０】
この後、光ディスクが１回転した間の制御情報となるトラッキング誤差信号ｅ_１が補正信号生成手段２１と前置補償手段２２により生成された前置補償信号ｈ_１とともに、加算手段２３で加算され、さらに、抑圧されたトラッキング誤差信号ｅ_２を得て、更に光ディスク上のトラックに対する追従性能を上げることができる。ここで、問題なのが、初めて前置補償信号ｈ_１が加算手段２３で加算されるとき、トラッキング誤差信号は通常のトラッキング誤差振幅量に比べて、一時、過渡的に大きな値をとってしまうことである。
【００３１】
これは実際には光ディスク上のトラック位置に対する光スポット位置への追従が不安定であることを示している。
【００３２】
このトラッキング追従動作について説明する。
【００３３】
図１１は、光ディスク上のトラック位置に光ヘッドの光スポット位置を追従させるときの、トラッキング誤差信号ｅ_２の時間変化に対する追従誤差量を示す波形図である。
【００３４】
時刻ｔ_０は光ディスク上のトラック位置に光ヘッドからの光スポットを追従させる動作を開始した時刻、時刻ｔ_１はディスクが１回転した後、前置補償信号ｈ１が加算手段２３で加算された時刻である。
【００３５】
時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までは、フィードバック制御系のみによる光スポット位置の制御で、トラッキング誤差波形が現れるが、時刻ｔ_１から前置補償信号ｈ_１が加算されることによりトラッキング誤差信号がさらに抑圧されたレベルになっている。
【００３６】
時刻ｔ_１における追従誤差量の多い波形は、突然の前置補償信号ｈ_１の加算により、前のディスクの回転時に比べてトラッキング誤差量が一時的に急激に増加している。ここで、時刻ｔ_１における振る舞いは、光ディスク上のトラック位置と光ヘッドからの光スポット位置の偏差量が極端に大きくなることを示しており、この偏差量が例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＷあるいはＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合、トラックピッチの大きさに比べて、明らかに隣接するトラックをまたぐことになっていしまし、不安定なトラック追従となる。
【００３７】
本発明は上記の問題点を解決し、トラッキング制御装置の安定性を確保するとともに高速で回転する光ディスク上のトラックに対する光スポット追従性能の向上と光スポット追従安定性を図り、ＣＬＶ方式およびＺＣＬＶ方式のように光ディスクの半径によって回転周期が変化する場合のトラック追従やディスクドライブのランダムアクセス動作が頻繁に起こる場合においても、安定で高い追従性能を持ったトラッキング制御装置及びディスク装置を提供するものである。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、ディスク上のトラック位置と光ヘッドから出射される光スポット位置との差に対応したトラッキング誤差信号を生成し、該トラッキング誤差信号に基づいて前記光スポットが該ディスク上の所定のトラック上を走査するように制御するトラッキング制御装置において、前記トラッキング誤差信号を補正するための補正信号を生成する補正手段と、時間に応じて前記補正手段で生成された前記補正信号を制限する制限手段と、前記制限手段で制限された前記補正信号を前記トラック誤差信号に加算する加算手段とを有し、前記制限手段は、前記光スポットのトラッキング開始からディスクの１回転分後より、所定時間の間論理状態を変える論理信号を積分した積分波形に応じて、０で始まる可変の比例定数Ｋ（０≦Ｋ≦１）の増幅度を増加させ、前記補正信号を制限することを特徴とするものである。
【００３９】
請求項２は、請求項１のトラッキング制御装置において、前記制限手段を、光スポットのトラッキング開始信号を１回転分遅延する遅延手段と、該遅延されたトラッキング開始信号が入力されることで回転パルスを発生する回転パルス発生手段と、該回転パルスが供給されると所定時間の間論理状態を変える論理信号を生成する制御手段と、該制御手段の出力の論理信号を積分する積分手段と、該積分手段の出力の積分波形に応じて比例定数Ｋを、０から１に比例して増加させる増幅手段とを有する構成としたものである。
【００４０】
請求項３は、請求項１又は２記載のトラッキング制御装置において、前記補正手段を、前記トラッキング誤差信号を前記ディスクの少なくとも１周分の回転に相当する時間に亘って遅延させる遅延手段と、前記加算手段の加算結果に対して制御系が安定化するように位相及び振幅補償を行なう補償手段とを有する構成としたものである。
【００４３】
請求項４は、請求項１乃至３のいずれか一項記載のトラッキング制御装置を有するディスク装置である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施例のブロック構成図を示す。同図中、図１０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４５】
本実施例のトラッキング制御系は、トラッキング誤差検出手段１と安定化補償手段２との間に補正信号生成手段２１、前置補償手段２２、加算手段２３、前置補償制限手段３１、前置補償制限制御手段３２から構成される補正手段３０を設けた構成とされている。なお、本実施例において補正信号生成手段２１、前置補償手段２２は特許請求の範囲の補正手段に相当し、前置補償制限手段３１及び前置補償制限制御手段３２は特許請求の範囲の制限手段に相当し、加算手段２３は、特許請求の範囲の加算手段に相当する。
【００４６】
本実施例では、前置補償手段２２で生成された前置補償信号ｈ_１は、前置補償制限手段３１に供給される。前置補償制限手段３１は、前置補償信号ｈ_１に振幅制限を行なう。このとき、制限される振幅は、時間変化に応じて変化する。前置補償制限手段３１の制限は、前置補償制限制御手段３２により制御される。
【００４７】
前置補償制限制御手段３２は、前置補償制限手段３１の制限量が時間経過に従って０から１に徐々に変化するように制御する前置補償制限制御信号ｕ_１を生成し、前置補償制限制御信号ｕ_１により前置補償制限手段８を制御する。なお、図１において前置補償制限制御信号ｕ_１を、トラッキング制御を行なうための信号とは独立した信号であることを示すため、破線で示した。
【００４８】
前置補償制限手段３１で制限された前置補償制限信号ｈ_２は、加算手段２３に供給される。加算手段２３は、トラッキング誤差信号ｅ_１と前置補償制限信号ｈ_２とを加算し、安定化補償手段２に供給する。
【００４９】
次に、前置補償制限手段３１及び前置補償制限制御手段３２についてさらに詳細に説明する。
【００５０】
図２に本発明の一実施例の前置補償制限手段及び前置補償制限制御手段のブロック構成図、図３に本発明の一実施例の前置補償制限手段及び前置補償制限制御手段の動作波形図を示す。図３（Ａ）は回転パルス生成手段３４の出力、図３（Ｂ）は制御手段３５の出力、図３（Ｃ）は積分動作手段３６の出力、図３（Ｄ）は増幅手段３３の比例定数Ｋの変化を示す。
【００５１】
前置補償制限手段３１は、例えば、比例定数Ｋを持つ増幅手段３３から構成される。増幅手段３３は、前置補償制限制御手段３２からの前置補償制限制御信号ｕ１により比例定数Ｋが０〜１に制御され、前置補償信号ｈ_１を制限した前置補償制限信号ｈ２を生成する。
【００５２】
ここで、比例定数Ｋは、
０＜＝Ｋ＜＝１（ただし、Ｋは実数）
の範囲内にある伝達関数を持つ任意の比例定数である。
【００５３】
ここで、増幅手段３３は、前置補償制限手段３２により比例定数Ｋの値を可変できるものであり、アナログあるいはディジタルのいずれの手段においても構成可能である。
【００５４】
前置補償制限制御手段３２は、回転パルス信号生成手段３４、制御手段３５、積分動作手段３６、遅延手段３７を含む構成とされている。
【００５５】
遅延手段３７は、トラッキング開始から回転パルス信号発生までディスクの１回転分遅延させるための手段であり、トラッキングを開始した信号、あるいはランダムアクセス時にフィードバック制御系によって光ディスクのトラック上に光スポットが追従するのを開始した信号が遅延される。遅延手段３７で遅延された信号は回転パルス信号生成手段３４に供給される。回転パルス信号生成手段３４は、遅延手段３７により遅延された信号を受けると、図３に示される時刻ｔ_１で図３（Ａ）に示されるように回転パルス信号ｖ_１を生成する。回転パルス信号生成手段３４で生成された回転パルス信号ｖ_１は、制御手段３５に供給される。
【００５６】
制御手段３５は、例えば、ディジタル制御による論理回路によって構成され、初期状態では出力は負論理状態である。制御手段３５は、図３に示されるように時刻ｔ_１で回転パルス信号生成手段３４から回転パルス信号ｖ_１が供給されると、出力を正論理状態とし、ある一定時間Ｔ経過後、負論理状態となる。なお、時間Ｔは、トラッキング制御系の安定性に応じて柔軟に設定可能であるものとするが、可能な限り小さい値が望ましい。
【００５７】
制御手段３５の出力は、積分動作手段３６に供給されている。積分動作手段３６は、図３（Ｃ）に示されるように制御手段３５からの出力が正論理になっている時間Ｔの間、積分動作を行なう。なお、積分動作手段３６は、アナログでもディジタルでも構成可能である。
【００５８】
積分動作手段３６の積分波形出力は、増幅手段３３に供給されている。増幅手段３３は、図３（Ｄ）に示されるように積分動作手段３６からの積分波形に応じて比例定数Ｋを０から１に比例して増加させる。
【００５９】
これにより、前置補償制限信号ｈ_２は、時間変化に応じて制限された信号として加算手段２３に供給される。前置補償信号ｈ_２は、加算手段２３により走査中のトラックのトラッキング誤差信号ｅ_１に加算される。加算後の信号は、図１１の時刻ｔ_１で生じるトラッキング追従誤差が過渡的に増大するのを防止する。これにより、フィードバック制御による誤差振幅量から前置補償手段２２による抑圧された誤差振幅量に向かって時間経過に従い徐々にトラッキング誤差振幅量を減少することが可能となり、安定的なトラッキング制御に移行できる。
【００６０】
次に、上記機能ブロックによる動作を実現するための処理について説明する。
【００６１】
図４、図５に本発明の一実施例の処理フローチャートを示す。
【００６２】
ステップＳ_０１でトラッキング開始後、ステップＳ_０２で所定のトラッキング位置に光スポット位置を限りなく近づける処理及び動作が行なわれる。ステップＳ_０１、Ｓ_０２の処理及び動作が行なわれることにより、ステップＳ_０３でトラッキング誤差信号が検出される。
【００６３】
ステップＳ_０３で光スポットが走査しているトラックに対するトラッキング誤差信号が検出されると、ステップＳ_１１で検出したトラッキング誤差信号を用いて補正信号を演算する。ステップＳ_１１で演算された補正信号はステップＳ_１２で記憶される。
【００６４】
次にステップＳ_１３で光ディスクの１回転前に記憶された補正信号が記憶されているか否かが判断される。ステップＳ_１３で補正信号が記憶されていない場合には、ステップＳ_１４で補正信号を０とする。また、ステップＳ_１３で補正信号が既に記憶されていれば、ステップＳ_１５で記憶された補正信号を読み出す。
【００６５】
次にステップＳ_２１で補正信号に基づいて前置補償信号を生成する。ステップＳ_２２で、ステップＳ_２１で生成された前置補償信号に基づいて前置補償制限信号を生成する。
【００６６】
次にステップＳ_２３で、ステップＳ_２２で生成された前置補償制限信号を走査中のトラックのトラッキング誤差信号に加算する。ステップＳ_２４で、ステップＳ_２３で求められた前置補償制限信号とトラッキング誤差信号を加算した信号に基づいてトラッキング制御を行なう。
【００６７】
以降ステップＳ_１１〜Ｓ_１５及びＳ_２１〜Ｓ_２４の処理を繰り返す。
【００６８】
なお、ステップＳ_０１でトラッキングが開始されると、下記のステップＳ_３１〜Ｓ_３７の処理が同時にされる。まず、ステップＳ_３１でディスクが一回転したか否かが判断される。ステップＳ_３１で光ディスクが１回転すると、ステップＳ_３２で回転パルスが生成される。このようにディスクが一回転した後に回転パルスを生成することにより、補正信号Ｃ_１の生成に用いられる１回転前のトラッキング誤差信号を取得した後に補正信号Ｃ_１を得ることができるので、確実に補正を行なえる。なお、本実施例では、１回転した後に回転パルスを生成したが、１回転後に限定されるものではなく、複数回転した後に回転パルスを生成するようにしてもよい。
【００６９】
ステップＳ_３２で回転パルスが生成されると、ステップＳ_３３で所定時間Ｔ、正論理信号が出力される。ステップＳ_３４で正論理信号に応じた所定の信号レベルに対して積分動作を開始する。ステップＳ_３５で、ステップＳ_３４で生成された積分信号レベルに応じた比例定数Ｋが生成され、ステップＳ_２２の制限に用いられる。
【００７０】
ステップＳ_３６は、比例定数Ｋが１に達したか否かを判断する。ステップＳ_３６で比例定数Ｋが１に達すると、ステップＳ_３７で比例定数Ｋを１に保持する。
【００７１】
以上により前置補償制限信号をトラッキング開始から徐々に前置補償信号のレベルまで増加させることができる。
【００７２】
次に、本実施例の効果を図面とともに説明する。
【００７３】
図６は一定速度で回転したときに、ある偏心量を持ったディスクにおけるトラッキング制御装置の追従誤差の時間変化を示す図である。図６（Ａ）は図８に示されるトラッキング制御系でトラッキング制御したときの追従誤差、図６（Ｂ）は図１０に示されるトラッキング制御系でトラッキング制御したときの追従誤差、図６（Ｃ）は図１に示されるトラッキング制御系でトラッキング制御したときの追従誤差を示す。なお、図６において、横軸は時間軸、縦軸は追従誤差を示している。
【００７４】
また、時刻ｔ_０は光ディスク上の所定のトラック位置に光スポットを追従させるのを開始した時刻、時刻ｔ_１はディスクが１回転した後、前置補償信号ｈ_１が加算されるのが開始された時刻である。
【００７５】
図６（Ｃ）に示される本発明のトラッキング制御装置では、追従誤差量が時刻ｔ_１以降、図６（Ａ）に示される従来のトラッキング制御装置に比べて明らかに減少しているのがわかる。
【００７６】
また、図６（Ｃ）に示される本発明のトラッキング制御装置では、時刻ｔ_１において追従誤差量に急激な変動が、図６（Ｂ）に示される従来のトラッキング制御装置に比べて低減していることがわかる。
【００７７】
図６（Ｃ）に示されるように本発明のトラッキング制御装置では、追従誤差量は、追従誤差許容値±ｅ_lim以内に常に収まっていることがわかる。これは、従来のＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷにおける許容追従誤差量よりはるかに低く、安定なトラッキング制御がされているのがわかる。
【００７８】
また、ＣＬＶ方式およびＺＣＬＶ方式のように光ディスクの半径によって１回転の周期が変化する場合のトラック追従や頻繁にトラックをジャンプしてトラック追従するようなディスクドライブのランダムアクセス動作が起こる場合においても図６（Ｃ）に示される追従誤差量の少ない誤差応答から安定で高い追従性能を持ったトラッキング制御が行なわれていることがわかる。
【００７９】
図７は光ディスクの回転数に対するトラッキング制御装置の追従誤差の変化を示した図である。
【００８０】
図７に示されるように本実施例のトラッキング制御系では光ディスクの全回転数にわたって追従誤差の低減が実現されていることがわかる。また、追従誤差の許容値ｅ_０以下となる回転数は、従来のトラッキング装置では、回転数Ｎ_１以下であったが、本実施例のトラッキング制御系では回転数Ｎ_２まで拡大される。
【００８１】
以上の効果により狭トラックピッチを持つ大容量の光ディスクに対しての安定した記録が可能となる。また、高速で回転する光ディスクに対しても安定なトラッキング制御が可能となり、データ転送レートの向上が行なえるようになる。
【００８２】
なお、本実施例において、トラッキング誤差を検出する方法は一般に広く用いられている３ビーム法、プッシュプル法、ヘテロダイン法、位相差検出法でもよく、光ディスク上に予め形成されたピットの反射光を用いて検出する方法、グルーブからの回折光を用いて検出する方法、予め記録されたトラッキング誤差検出用の信号を用いて検出する方法のいずれを用いてもよい。
【００８３】
また、補正信号生成手段２１、前置補償手段２２、前置補償制限手段３１、前置補償制限制御手段３２（増幅手段３３、回転パルス信号生成手段３４、制御手段３５、積分動作手段３６）、加算手段２３及び安定化補償手段２は、説明の都合上個別のブロックで示したが、これらは高速のＣＰＵ又はディジタルシグナルプロセッサなどの演算ユニットと処理回路とメモリの組み合わせで実現できるものである。
【００８４】
なお、本発明は光ディスク記録装置のみならず、光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置、および光テープ記録装置などのトラッキング制御系にも適用可能であることは言うまでもない。
【００８５】
また、本実施例ではトラッキング制御系について説明したが、フォーカス制御系にも同様に適用可能である。その場合、トラッキング誤差検出手段、トラッキングアクチュエータに代えて、フォーカス誤差検出手段、フォーカスアクチュエータを用いることで適用できる。
【００８６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、光スポットのトラッキング開始からディスクの１回転分後より、所定時間の間論理状態を変える論理信号を積分した積分波形に応じて、０で始まる可変の比例定数Ｋ（０≦Ｋ≦１）の増幅度を増加させ、前記補正信号を制限することにより、追従性能が高い制御系を用いても急激に追従動作が行なわれることがないので、スムーズに追従動作に移行させることが可能となる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例の前置補償制限手段及び前置補償制限制御手段のブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施例の前置補償制限手段及び前置補償制限制御手段の動作波形図である。
【図４】本発明の一実施例の処理フローチャートである。
【図５】本発明の一実施例の処理フローチャートである。
【図６】一定速度で回転したときに、ある偏心量を持ったディスクにおけるトラッキング制御装置の追従誤差の時間変化を示す図である。
【図７】光ディスクの回転数に対するトラッキング制御装置の追従誤差の変化を示した図である。
【図８】光ディスク装置のトラッキング制御系の機能ブロック図である。
【図９】光ディスク装置の繰り返しトラッキング制御を用いたトラッキング制御系の機能ブロック図である。
【図１０】光ディスク装置に零位相誤差トラッキング法を適用した前置補償器を用いるトラッキング制御系の機能ブロック図である。
【図１１】光ディスク上のトラック位置に光ヘッドの光スポット位置を追従させるときの、トラッキング誤差信号ｅ_２の時間変化に対する追従誤差量を示す波形図である。
【符号の説明】
１トラッキング誤差検出手段
２安定化補償手段
３トラッキングアクチュエータ
２１補正信号生成手段
２２前置補償手段
２３加算手段
３１前置補償制限手段
３２前置補償制限制御手段
３３増幅手段
３４回転パルス生成手段
３５制御手段
３６積分動作手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tracking control device and a disk device, and more particularly to a tracking control device and a disk device that correct and output a tracking error signal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows a functional block diagram of the tracking control system of the optical disc apparatus.
[0003]
The tracking control system shown in FIG. 8 includes a tracking error detection means 1, a stabilization compensation means 2, and a tracking actuator 3.
[0004]
The tracking error detection means 1 includes a track position t₁Information and light spot position s according to₁Depending on the track position t₁And light spot position₁Tracking error signal e based on the difference between₁Get. Tracking error signal e detected by the tracking error detection means 1₁Is supplied to the stabilization compensation means 2. The stabilization compensation means 2 performs amplitude and phase compensation so that the tracking control system has a desired response characteristic and performs a stable operation. The tracking actuator 3 is driven by the output of the stabilization compensation means 2, and the light spot position s.₁To control.
[0005]
As a technique for improving the follow-up performance of the feedback control system as shown in FIG. 8, for example, described in [Section 4.10 of “Dynamics and Control of Information Equipment” published by Yokendo, edited by the Japan Society of Mechanical Engineers] (Reference 1). A method of repetitive tracking control as described above is known.
[0006]
Next, a tracking control system using this method will be described.
[0007]
FIG. 9 shows a functional block diagram of a tracking control system using repetitive tracking control of the optical disc apparatus. In the figure, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0008]
In the tracking control system shown in FIG. 9, a correction means 10 including an adding means 11 and a delay means 12 is added between the tracking error detection means 1 and the stabilization compensation means 2 of the tracking control system shown in FIG. It is configured.
[0009]
The correction means 10 is used for tracking error signal e.₁Is added to the output of the delay means 12 by the adding means 11, and the control signal f₁Is generated. Control signal f₁Is supplied to the stabilization compensation means 2 and fed back to the delay means 21.
[0010]
The delay means 12 controls the control signal f₁Is delayed by a time corresponding to the rotation period L of the optical disk. The adding means 11 has a control signal f delayed by the delay means 12.₁And the tracking error signal e from the tracking error detecting means 1₁And add. The tracking means that can not be corrected by the correcting means 10 before one rotation of the optical disk is corrected in advance, and the tracking performance can be improved.
[0011]
As a technique for improving the tracking performance of the feedback control system, for example, [Japanese journal of applied physics vol.39 (2000) pp.855-861 part1, no.2b, February 2000 "Improvement of performance of a tracking servo system For an optical disk drive "/ Kiyotaka Arai, et al] (reference 2), a method using a precompensator to which a zero phase error tracking method (zero phase error tracking method) is applied is known. Yes.
[0012]
FIG. 10 shows a functional block diagram of a tracking control system using a predistorter to which the zero phase error tracking method of the optical disk apparatus is applied. In the figure, the same components as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0013]
The tracking control system shown in FIG. 10 includes a correction unit 20 including a correction signal generation unit 21, a pre-compensation unit 22, and an addition unit 23 between the tracking error detection unit 1 and the stabilization compensation unit 2. It is said that.
[0014]
Tracking error signal e from the tracking error detection means 1₁Is branched into two, one being supplied to the correction signal generating means 21 and the other being supplied to the adding means 23.
[0015]
The correction signal generation unit 21 includes a delay unit 24. The delay means 24 has a tracking error signal e.₁Is delayed for a time corresponding to at least one rotation of the optical disk. The signal generated by the delay means 24 is the output correction signal c of the correction signal generation means 21.₁Is output as Correction signal c output from correction signal generation means 21₁Is supplied to the pre-compensation means 22. The pre-compensation means 22 is a correction signal c from the correction signal generation means 21.₁Phase and amplitude compensation for the pre-compensation signal h₁Is generated.
[0016]
Precompensation signal h generated by the precompensation means 22₁Is supplied to the adding means 23. The adding means 23 is a tracking error signal e from the tracking error detecting means 1.₁And a pre-compensation signal h from the pre-compensation means 22₁And the tracking error signal e₂Is generated. Tracking error signal e generated by the adding means 23₂Is supplied to the stabilization compensation means 2.
[0017]
By using the tracking control system as shown in FIGS. 9 and 10, the tracking error signal is compensated and the track following performance can be improved.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, in order to stably record high-quality image data for a long time using an optical disk as a medium, it is required to increase the recording density of the optical disk and increase the data transfer rate. In order to increase the recording density, it is necessary to reduce the light spot diameter by using a short wavelength light source and increasing the numerical aperture of the objective lens. As a result, the mark length recorded on the optical disc can be shortened, and a narrow track pit can be used to reduce the area occupied by data per bit.
[0019]
Further, in order to increase the data transfer rate in the optical disc recording apparatus, it is required to increase the rotation speed of the optical disc in the same manner as the bit length recorded on the optical disc is reduced. Furthermore, in addition to the above items, high-speed and stable light spot control is required for frequent random access of the optical disk.
[0020]
The track on the optical disk is generally concentric or spiral. Optical discs have eccentricity that occurs in the manufacturing process. The spindle motor for rotating the optical disk and the mounting portion for mounting the optical disk to the spindle motor are also eccentric.
[0021]
Since the sum of these eccentricities is the worst value, when the optical disk track is viewed from the optical spot of the optical head, it appears that there is an eccentricity of about ± 100 μm. Due to this eccentricity, the track position, which is the target value of the tracking control system, becomes a periodic function that changes as the optical disk rotates.
[0022]
In order to cope with a narrow track pitch, the tracking control system is required to have a tracking error sufficiently smaller than the track pitch. For example, in the case of a CD-ROM, the allowable amount of tracking error is ± 0.1 μm or less for a track pitch of 1.6 μm, and ± 0.02 μm for a track pitch of 0.74 μm in DVD-ROM and DVD-RW. Hereinafter, DVD-RAM requires a tracking error of ± 0.02 μm or less for a track pitch of 0.615 μm.
[0023]
Next, in order to cope with the high-speed rotation of the optical disk, the light spot must follow the track position on the eccentric optical disk as described above at a high speed. For this purpose, it is necessary to increase the mechanical resonance frequency of the tracking actuator used in the optical head and simultaneously increase the bandwidth of the tracking control device. There are methods to increase the mechanical resonance frequency of the tracking actuator, such as reducing the mass of the moving part and increasing the elastic modulus. However, these have limitations, and the upper limit of the mechanical resonance frequency of the tracking actuator currently being implemented is , About 100 Hz.
[0024]
On the other hand, by expanding the bandwidth of the tracking control system, the follow-up performance with respect to high-speed rotation of the optical disk is improved, but the suppression characteristics against disturbances such as noise and vibration are lowered.
[0025]
For the above reason, in the tracking control system using only the feedback control system as shown in FIG. 8, while satisfying the required follow-up error tolerance, the light spot is high-speed with respect to the track on the optical disk rotating at high speed. It was difficult to follow the position.
[0026]
On the other hand, the tracking control system using the repetitive control method as shown in FIG. 9 as described in Document 1 shows excellent tracking performance for periodically changing inputs. However, if it is a periodic component, the error tends to be suppressed to an infinitely high frequency, which causes a problem in the stability inside the tracking control system. In addition, it is widely known that it is vulnerable to non-periodic disturbances.
[0027]
In the so-called CAV (constant angular velocity) method in which the optical disk rotates at a constant angular velocity, it is possible to perform repetitive control using delay means having a constant delay amount as shown in FIG. A so-called CLV (constant linear velocity) method that rotates at a constant linear velocity, or a DVD-RAM that divides an optical disk into several regions in the radial direction, and rotates at a substantially constant linear velocity within that region. In the so-called ZCLV (zoned constant linear velocity) method, since the cycle of one rotation changes depending on the radius of the optical disk, it is not possible to perform repetitive control by the method shown in FIG.
[0028]
On the other hand, in the case of the control method using the precompensator using the zero phase error tracking method shown in FIG. 10 as described in Document 2, the tracking error signal for the track on which the optical head is scanning is shown. In addition, tracking error is reduced by performing tracking control using a signal obtained as a result of calculation using a tracking error signal detected at least one rotation of the optical disk. As a result, the stability of the tracking control system is ensured and the follow-up performance with respect to the track on the optical disk rotating at high speed is improved. Even when the rotation period changes depending on the radius of the optical disk as in the CLV system and the ZCLV system. A tracking control system with stable and high tracking performance can be provided.
[0029]
Here, in the case of this tracking control system, in FIG. 10, the pre-compensation signal h1 input to the adding means 23 is detected by the pre-compensation means 22 from the correction signal generating means 21 at least before one rotation of the optical disk. Tracking error signal e₁Is generated based on The light spot position emitted from the optical head that follows the track position on the optical disk needs to follow the light spot position to the optical disk track position controlled only by the feedback control system until at least one rotation of the optical disk. .
[0030]
Thereafter, a tracking error signal e which becomes control information during one rotation of the optical disk.₁Is a precompensation signal h generated by the correction signal generation means 21 and the precompensation means 22.₁At the same time, the tracking error signal e added by the adding means 23 and further suppressed.₂Thus, the follow-up performance for the track on the optical disk can be further improved. Here, the problem is that the precompensation signal h is the first time.₁Is added by the adding means 23, the tracking error signal temporarily takes a transiently larger value than the normal tracking error amplitude.
[0031]
This indicates that the tracking of the light spot position with respect to the track position on the optical disk is actually unstable.
[0032]
This tracking follow-up operation will be described.
[0033]
FIG. 11 shows a tracking error signal e when the optical spot position of the optical head follows the track position on the optical disk.₂It is a wave form diagram which shows the amount of tracking errors with respect to a time change.
[0034]
Time t₀Is the time when the operation of causing the light spot from the optical head to follow the track position on the optical disk is started, time t₁Is the time when the precompensation signal h1 is added by the adding means 23 after the disk has made one revolution.
[0035]
Time t₀To time t₁Until, the tracking error waveform appears by the control of the light spot position only by the feedback control system.₁To precompensation signal h₁As a result, the tracking error signal is further suppressed.
[0036]
Time t₁A waveform with a large amount of tracking error in FIG.₁As a result, the tracking error amount temporarily increases abruptly as compared with the previous disk rotation. Where time t₁Shows that the amount of deviation between the track position on the optical disc and the light spot position from the optical head becomes extremely large, and this amount of deviation is, for example, that of a DVD-ROM, DVD-RW, or DVD-RAM disc. In this case, compared to the size of the track pitch, it clearly crosses adjacent tracks, resulting in unstable track following.
[0037]
The present invention solves the above-mentioned problems, ensures the stability of the tracking control device, improves the light spot tracking performance for the track on the optical disk rotating at high speed, and achieves the light spot tracking stability. Thus, a tracking control device and a disk device having stable and high tracking performance are provided even when track following or random access operation of a disk drive frequently occurs when the rotation period changes depending on the radius of the optical disk. is there.
[0038]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, a tracking error signal corresponding to a difference between a track position on a disk and a light spot position emitted from an optical head is generated, and the light spot is generated on the disk based on the tracking error signal. In a tracking control device that controls to scan a predetermined track, a correction unit that generates a correction signal for correcting the tracking error signal, and the correction signal generated by the correction unit according to time. Limiting means for limiting, and adding means for adding the correction signal limited by the limiting means to the tracking error signal, the limiting means from one rotation of the disk after the start of tracking of the light spot For a predetermined timeDepending on the integrated waveform integrating the logic signal that changes the logic state,Amplification degree of variable proportionality constant K (0 ≦ K ≦ 1) starting from 0IncreaseThe correction signal is limited.
[0039]
  Claim 2 is the tracking control device of claim 1,The limiting means includes a delay means for delaying the tracking start signal of the light spot by one rotation, a rotation pulse generating means for generating a rotation pulse by inputting the delayed tracking start signal, and the rotation pulse being supplied. Then, a control means for generating a logic signal that changes the logic state for a predetermined time, an integration means for integrating the logic signal output from the control means, and a proportionality constant K according to the integrated waveform of the output from the integration means. Amplifying means for increasing in proportion to 0 to 1It is set as the structure which has these.
[0040]
  Claim 3 is the tracking control device according to claim 1 or 2,Delay means for delaying the tracking error signal over a time corresponding to at least one rotation of the disk; Compensation means for performing phase and amplitude compensation so that the control system is stabilized with respect to the addition result of the addition meansIt is set as the structure which has these.
[0043]
  Claim4Are claims 1 to3A disk device having the tracking control device according to claim 1.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0045]
The tracking control system of the present embodiment includes a correction signal generating unit 21, a precompensation unit 22, an adding unit 23, a precompensation limiting unit 31, a precompensation between the tracking error detection unit 1 and the stabilization compensation unit 2. The correction unit 30 including the restriction control unit 32 is provided. In this embodiment, the correction signal generation means 21 and the pre-compensation means 22 correspond to the correction means in the claims, and the pre-compensation limiting means 31 and the pre-compensation restriction control means 32 are the limitations of the claims. The adding means 23 corresponds to the adding means in the claims.
[0046]
In this embodiment, the pre-compensation signal h generated by the pre-compensation means 22 is used.₁Is supplied to the pre-compensation limiting means 31. The pre-compensation limiting means 31 is a pre-compensation signal h₁The amplitude is limited. At this time, the limited amplitude changes according to the time change. The restriction of the pre-compensation limiting unit 31 is controlled by the pre-compensation limiting control unit 32.
[0047]
The pre-compensation limiting control unit 32 controls the pre-compensation limiting control signal u for controlling the limiting amount of the pre-compensation limiting unit 31 to gradually change from 0 to 1 over time.₁And the pre-compensation limiting control signal u₁Is used to control the pre-compensation limiting means 8. In FIG. 1, the pre-compensation limiting control signal u₁Is indicated by a broken line to indicate that it is a signal independent of a signal for performing tracking control.
[0048]
Precompensation limiting signal h limited by the precompensation limiting means 31₂Is supplied to the adding means 23. The adding means 23 is a tracking error signal e₁And pre-compensation limit signal h₂Are added to the stabilization compensation means 2.
[0049]
Next, the pre-compensation limiting unit 31 and the pre-compensation limiting control unit 32 will be described in more detail.
[0050]
FIG. 2 is a block diagram of the pre-compensation limiting means and the pre-compensation limiting control means of one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of the pre-compensation limiting means and the pre-compensation limiting control means of one embodiment of the present invention. An operation waveform diagram is shown. 3A shows the output of the rotation pulse generation means 34, FIG. 3B shows the output of the control means 35, FIG. 3C shows the output of the integration operation means 36, and FIG. The change of the constant K is shown.
[0051]
The pre-compensation limiting means 31 is constituted by an amplifying means 33 having a proportional constant K, for example. In the amplifying unit 33, the proportionality constant K is controlled to 0 to 1 by the pre-compensation limit control signal u1 from the pre-compensation limit control unit 32, and the pre-compensation signal h₁A pre-compensation limiting signal h2 is generated.
[0052]
Here, the proportionality constant K is
0 <= K <= 1 (where K is a real number)
Any proportionality constant with a transfer function in the range
[0053]
Here, the amplifying means 33 can change the value of the proportionality constant K by the pre-compensation limiting means 32, and can be configured by either analog or digital means.
[0054]
The pre-compensation limit control unit 32 includes a rotation pulse signal generation unit 34, a control unit 35, an integration operation unit 36, and a delay unit 37.
[0055]
The delay means 37 is a means for delaying one rotation of the disk from the start of tracking to the generation of a rotation pulse signal. The light spot follows the track of the optical disk by a feedback control system at the time of tracking start signal or random access. The signal that started the process is delayed. The signal delayed by the delay means 37 is supplied to the rotation pulse signal generation means 34. When the rotation pulse signal generation means 34 receives the signal delayed by the delay means 37, the time t shown in FIG.₁As shown in FIG. 3A, the rotation pulse signal v₁Is generated. Rotation pulse signal v generated by rotation pulse signal generation means 34₁Is supplied to the control means 35.
[0056]
The control means 35 is constituted by a logic circuit by digital control, for example, and the output is in a negative logic state in the initial state. As shown in FIG. 3, the control means 35₁The rotational pulse signal v from the rotational pulse signal generation means 34₁Is supplied, the output is set to a positive logic state, and after a certain time T, a negative logic state is set. The time T can be set flexibly in accordance with the stability of the tracking control system, but is preferably as small as possible.
[0057]
The output of the control means 35 is supplied to the integration operation means 36. As shown in FIG. 3C, the integration operation means 36 performs an integration operation for a time T during which the output from the control means 35 is positive logic. The integration operation means 36 can be configured by analog or digital.
[0058]
The integrated waveform output of the integration operation means 36 is supplied to the amplification means 33. The amplifying unit 33 increases the proportionality constant K from 0 to 1 in proportion to the integrated waveform from the integrating operation unit 36 as shown in FIG.
[0059]
Thereby, the pre-compensation limiting signal h₂Is supplied to the adding means 23 as a signal limited according to the time change. Precompensation signal h₂The tracking error signal e of the track being scanned by the adding means 23₁Is added to The signal after the addition is time t in FIG.₁The tracking follow-up error that occurs in is prevented from increasing transiently. As a result, the tracking error amplitude amount can be gradually decreased over time from the error amplitude amount by the feedback control toward the error amplitude amount suppressed by the pre-compensation means 22, so that stable tracking control can be entered. .
[0060]
Next, processing for realizing the operation by the functional block will be described.
[0061]
4 and 5 show processing flowcharts of an embodiment of the present invention.
[0062]
Step S₀₁After tracking starts at step S₀₂Thus, processing and operation for bringing the light spot position as close as possible to the predetermined tracking position are performed. Step S₀₁, S₀₂By performing the processing and operation of step S,₀₃A tracking error signal is detected.
[0063]
Step S₀₃When a tracking error signal is detected for the track being scanned by the light spot, step S₁₁The correction signal is calculated using the tracking error signal detected in step (b). Step S₁₁The correction signal calculated in step S is₁₂Is memorized.
[0064]
Next step S₁₃Thus, it is determined whether or not the correction signal stored before one rotation of the optical disk is stored. Step S₁₃If no correction signal is stored in step S,₁₄The correction signal is set to 0. Step S₁₃If the correction signal is already stored in step S,₁₅The correction signal stored in is read out.
[0065]
Next step S₂₁A pre-compensation signal is generated based on the correction signal. Step S₂₂In step S₂₁A pre-compensation limit signal is generated based on the pre-compensation signal generated in step (1).
[0066]
Next step S₂₃In step S₂₂Is added to the tracking error signal of the track being scanned. Step S₂₄In step S₂₃Tracking control is performed based on the signal obtained by adding the pre-compensation limiting signal and the tracking error signal obtained in (1).
[0067]
Step S₁₁~ S₁₅And S₂₁~ S₂₄Repeat the process.
[0068]
Step S₀₁When tracking is started, the following step S₃₁~ S₃₇Are processed simultaneously. First, step S₃₁It is then determined whether or not the disk has made one revolution. Step S₃₁In step S, the optical disk rotates once.₃₂A rotation pulse is generated. In this way, the correction signal C is generated by generating a rotation pulse after one rotation of the disk.₁After obtaining the tracking error signal before one rotation used for generating the correction signal C₁Therefore, the correction can be performed reliably. In this embodiment, the rotation pulse is generated after one rotation. However, the rotation pulse is not limited to one rotation, and the rotation pulse may be generated after a plurality of rotations.
[0069]
Step S₃₂When a rotation pulse is generated at step S,₃₃At a predetermined time T, a positive logic signal is output. Step S₃₄The integration operation is started for a predetermined signal level corresponding to the positive logic signal. Step S₃₅In step S₃₄A proportional constant K corresponding to the integrated signal level generated in step S is generated.₂₂Used to limit
[0070]
Step S₃₆Determines whether the proportionality constant K has reached 1. Step S₃₆When the proportionality constant K reaches 1, step S₃₇The proportionality constant K is held at 1.
[0071]
As described above, the pre-compensation limiting signal can be gradually increased to the level of the pre-compensation signal from the start of tracking.
[0072]
Next, the effect of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[0073]
FIG. 6 is a diagram showing the change over time of the tracking error of the tracking control device in a disk having a certain amount of eccentricity when rotating at a constant speed. 6A shows a tracking error when tracking control is performed with the tracking control system shown in FIG. 8, FIG. 6B shows a tracking error when tracking control is performed with the tracking control system shown in FIG. 10, and FIG. ) Shows a tracking error when tracking control is performed by the tracking control system shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the time axis and the vertical axis indicates the tracking error.
[0074]
Also, time t₀Is the time when the light spot starts to follow a predetermined track position on the optical disk, time t₁Is the pre-compensation signal h₁Is the time when it was started.
[0075]
In the tracking control device of the present invention shown in FIG.₁Thereafter, it can be seen that it is clearly reduced as compared with the conventional tracking control device shown in FIG.
[0076]
In the tracking control device of the present invention shown in FIG.₁It can be seen that the rapid fluctuation in the tracking error amount is reduced as compared with the conventional tracking control device shown in FIG.
[0077]
As shown in FIG. 6C, in the tracking control device of the present invention, the tracking error amount is the tracking error allowable value ± e._limIt can be seen that it is always within. This is much lower than the allowable tracking error amount in the conventional DVD-ROM, DVD-RAM, and DVD-RW, and it can be seen that stable tracking control is performed.
[0078]
Further, even in the case where a track access in which the period of one rotation changes depending on the radius of the optical disk as in the CLV system and the ZCLV system or a random access operation of the disk drive in which the track is tracked by frequently jumping the track occurs. It can be seen that tracking control with stable and high tracking performance is performed from the error response with a small amount of tracking error shown in FIG.
[0079]
FIG. 7 is a diagram showing a change in the tracking error of the tracking control device with respect to the rotational speed of the optical disk.
[0080]
As shown in FIG. 7, it can be seen that the tracking control system of this embodiment achieves a reduction in the tracking error over the entire number of revolutions of the optical disk. In addition, an allowable value e of the tracking error₀The following rotation speed is the rotation speed N in the conventional tracking device.₁In the tracking control system of the present embodiment, the rotational speed N₂Is expanded to.
[0081]
With the above effects, stable recording can be performed on a large-capacity optical disk having a narrow track pitch. In addition, stable tracking control can be performed for an optical disk rotating at high speed, and the data transfer rate can be improved.
[0082]
In this embodiment, the tracking error detection method may be a generally used three-beam method, push-pull method, heterodyne method, or phase difference detection method. Any one of the detection method using the diffracted light from the groove and the detection method using the tracking error detection signal recorded in advance may be used.
[0083]
Further, correction signal generation means 21, pre-compensation means 22, pre-compensation limit means 31, pre-compensation limit control means 32 (amplification means 33, rotation pulse signal generation means 34, control means 35, integration operation means 36), Although the adder 23 and the stabilization compensator 2 are shown as separate blocks for the sake of explanation, these can be realized by a combination of an arithmetic unit such as a high-speed CPU or digital signal processor, a processing circuit, and a memory.
[0084]
Needless to say, the present invention is applicable not only to an optical disk recording apparatus but also to a tracking control system such as an optical disk reproducing apparatus, an optical disk recording / reproducing apparatus, and an optical tape recording apparatus.
[0085]
Further, although the tracking control system has been described in the present embodiment, it can be similarly applied to a focus control system. In that case, it can be applied by using focus error detection means and focus actuator instead of tracking error detection means and tracking actuator.
[0086]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the light spot tracking is started for a predetermined time after one rotation of the disk.Depending on the integrated waveform integrating the logic signal that changes the logic state,Amplification degree of variable proportionality constant K (0 ≦ K ≦ 1) starting from 0IncreaseBy limiting the correction signal, the tracking operation is not performed suddenly even when a control system with high tracking performance is used, and therefore, it is possible to smoothly shift to the tracking operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a pre-compensation limiting unit and a pre-compensation limiting control unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an operation waveform diagram of a pre-compensation limiting unit and a pre-compensation limiting control unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process flowchart of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process flowchart of an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change over time of a tracking error of a tracking control device in a disk having a certain amount of eccentricity when rotating at a constant speed.
FIG. 7 is a diagram showing a change in the tracking error of the tracking control device with respect to the rotational speed of the optical disc.
FIG. 8 is a functional block diagram of a tracking control system of the optical disc apparatus.
FIG. 9 is a functional block diagram of a tracking control system using repetitive tracking control of the optical disc apparatus.
FIG. 10 is a functional block diagram of a tracking control system using a precompensator in which a zero phase error tracking method is applied to an optical disc apparatus.
FIG. 11 shows a tracking error signal e when the optical spot position of the optical head follows the track position on the optical disc.₂It is a wave form diagram which shows the amount of tracking errors with respect to a time change.
[Explanation of symbols]
1 Tracking error detection means
2 Stabilization compensation means
3 Tracking actuator
21 Correction signal generating means
22 Pre-compensation means
23 Adding means
31 Pre-compensation limiting means
32 Pre-compensation limit control means
33 Amplifying means
34 Rotation pulse generation means
35 Control means
36 Integral operation means

Claims

ディスク上のトラック位置と光ヘッドから出射される光スポット位置との差に対応したトラッキング誤差信号を生成し、該トラッキング誤差信号に基づいて前記光スポットが該ディスク上の所定のトラック上を走査するように制御するトラッキング制御装置において、
前記トラッキング誤差信号を補正するための補正信号を生成する補正手段と、
前記補正手段で生成された前記補正信号を時間に応じて制限する制限手段と、
前記制限手段で制限された前記補正信号を前記トラック誤差信号に加算する加算手段とを有し、
前記制限手段は、前記光スポットのトラッキング開始からディスクの１回転分後より、所定時間の間論理状態を変える論理信号を積分した積分波形に応じて、０で始まる可変の比例定数Ｋ（０≦Ｋ≦１）の増幅度を増加させ、前記補正信号を制限することを特徴とするトラッキング制御装置。A tracking error signal corresponding to the difference between the track position on the disk and the position of the light spot emitted from the optical head is generated, and the light spot scans a predetermined track on the disk based on the tracking error signal. In a tracking control device that controls
Correction means for generating a correction signal for correcting the tracking error signal;
Limiting means for limiting the correction signal generated by the correcting means according to time;
Adding means for adding the correction signal limited by the limiting means to the tracking error signal;
The limiting means is a variable proportionality constant K (0 ≦ 0) starting from 0 in accordance with an integrated waveform obtained by integrating a logic signal that changes a logic state for a predetermined time after one rotation of the disk from the start of tracking of the light spot. A tracking control device that increases the degree of amplification of K ≦ 1) and limits the correction signal.

前記制限手段は、
光スポットのトラッキング開始信号を１回転分遅延する遅延手段と、
該遅延されたトラッキング開始信号が入力されることで回転パルスを発生する回転パルス発生手段と、
該回転パルスが供給されると所定時間の間論理状態を変える論理信号を生成する制御手段と、
該制御手段の出力の論理信号を積分する積分手段と、
該積分手段の出力の積分波形に応じて比例定数Ｋを、０から１に比例して増加させる増幅手段と、
を有する請求項１に記載のトラッキング制御装置。The limiting means is
Delay means for delaying the tracking start signal of the light spot by one rotation;
Rotation pulse generating means for generating a rotation pulse by inputting the delayed tracking start signal;
Control means for generating a logic signal that changes a logic state for a predetermined time when the rotation pulse is supplied;
Integrating means for integrating the logic signal output from the control means;
Amplifying means for increasing the proportionality constant K proportionally from 0 to 1 in accordance with the integrated waveform of the output of the integrating means;
The tracking control device according to claim 1, comprising:

前記補正手段は、
前記トラッキング誤差信号を前記ディスクの少なくとも１周分の回転に相当する時間に亘って遅延させる遅延手段と、
前記加算手段の加算結果に対して制御系が安定化するように位相及び振幅補償を行なう補償手段と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のトラッキング制御装置。The correction means includes
Delay means for delaying the tracking error signal over a time corresponding to at least one rotation of the disk;
Compensation means for performing phase and amplitude compensation so that the control system is stabilized with respect to the addition result of the addition means;
The tracking control apparatus according to claim 1, further comprising:

請求項１乃至３のいずれか一項に記載のトラッキング制御装置を備えたディスク装置。A disk device comprising the tracking control device according to any one of claims 1 to 3.