JPH01303631A - 光ディスクのトラッキング制御装置 - Google Patents
光ディスクのトラッキング制御装置Info
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- JPH01303631A JPH01303631A JP13514588A JP13514588A JPH01303631A JP H01303631 A JPH01303631 A JP H01303631A JP 13514588 A JP13514588 A JP 13514588A JP 13514588 A JP13514588 A JP 13514588A JP H01303631 A JPH01303631 A JP H01303631A
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- tracking
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- position sensor
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- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光ディスクのトラック上の光スポットが所
定のトラックに追従するように、光ビームを集光するた
めの対物レンズをアクチエエータを介してトラッキング
方向に移動制御させるように構成した光ディスクのトラ
ッキング制御装置に関するものである。
定のトラックに追従するように、光ビームを集光するた
めの対物レンズをアクチエエータを介してトラッキング
方向に移動制御させるように構成した光ディスクのトラ
ッキング制御装置に関するものである。
第9図は例えば特開昭59−28253号公報に開示さ
れた従来の光ディスクのトラッキング制御装置を示すブ
ロック図であり、同図において1は信号を記録、再生す
る光ディスク、2は光ビームaを光デイスク1上の所定
のトラックに追従させるアクチュエータ、3は光ビーム
aを光デイスク上に集光させる対物レンズ、4はアクチ
ュエータ2の可動部に駆動力を供給するアクチュエータ
コイルである。5は光ビームaの光源であるレーザ発振
器、6はレーザ発振器5の出力を光ディスク1へ、また
光ディスク1からの反射光をフォトディテクタ7へ分配
するビームスプリフタである。フォトディテクタ7は光
ディスク1からの反射光を光量−電気変換する。8はト
ラッキング誤差信号生成回路で、フォトディテクタ7か
らの信号により光ディスク1におけるトラッキング案内
溝に対する光ビームの集光スポットの位置を電気信号に
変換して出力する。上記ビームスプリンタ6、フォトデ
ィテクタ7、トラッキング誤差信号生成回路8をもって
トラッキングセンサを構成する。9は位相補償回路で、
制御ループが閉じたときに安定性などの所定の制御性能
を確保するように働く。10は増幅回路で、上記位相補
償回路9からの制御電圧を駆動電流に変換して、その駆
動電流を上記アクチュエータコイル4に供給する。
れた従来の光ディスクのトラッキング制御装置を示すブ
ロック図であり、同図において1は信号を記録、再生す
る光ディスク、2は光ビームaを光デイスク1上の所定
のトラックに追従させるアクチュエータ、3は光ビーム
aを光デイスク上に集光させる対物レンズ、4はアクチ
ュエータ2の可動部に駆動力を供給するアクチュエータ
コイルである。5は光ビームaの光源であるレーザ発振
器、6はレーザ発振器5の出力を光ディスク1へ、また
光ディスク1からの反射光をフォトディテクタ7へ分配
するビームスプリフタである。フォトディテクタ7は光
ディスク1からの反射光を光量−電気変換する。8はト
ラッキング誤差信号生成回路で、フォトディテクタ7か
らの信号により光ディスク1におけるトラッキング案内
溝に対する光ビームの集光スポットの位置を電気信号に
変換して出力する。上記ビームスプリンタ6、フォトデ
ィテクタ7、トラッキング誤差信号生成回路8をもって
トラッキングセンサを構成する。9は位相補償回路で、
制御ループが閉じたときに安定性などの所定の制御性能
を確保するように働く。10は増幅回路で、上記位相補
償回路9からの制御電圧を駆動電流に変換して、その駆
動電流を上記アクチュエータコイル4に供給する。
次に上記構成の動作について説明する。
光ディスク1からの反射光がビームスプリッタ6を経て
フォトデイチクタフに入射することによって、その入射
光量が電気変換されたのちトラッキング誤差信号生成回
路8において光ディスクlにおけるトラッキング案内溝
に対する光ビームaの集光スポットの位置が検出され、
かつそれに相当する電気信号が出力される。この出力信
号が駆動電流に変換されてアクチュエータコイル4に供
給されることによりアクチュエータ2が作動される。こ
れにともなって対物レンズ3がアクチュエータコイル4
の発生する駆動力にて動かされて、光デイスク1上の光
スポットがトラッキング案内溝に追従するように移動さ
れることになる。
フォトデイチクタフに入射することによって、その入射
光量が電気変換されたのちトラッキング誤差信号生成回
路8において光ディスクlにおけるトラッキング案内溝
に対する光ビームaの集光スポットの位置が検出され、
かつそれに相当する電気信号が出力される。この出力信
号が駆動電流に変換されてアクチュエータコイル4に供
給されることによりアクチュエータ2が作動される。こ
れにともなって対物レンズ3がアクチュエータコイル4
の発生する駆動力にて動かされて、光デイスク1上の光
スポットがトラッキング案内溝に追従するように移動さ
れることになる。
上記のようなトラッキング制御動作において、その制御
ループが閉じている際に位相補償回路9の働きにより制
御の安定性、適応性などが確保されて所定どおりのトラ
ッキング制御動作をおこなう。
ループが閉じている際に位相補償回路9の働きにより制
御の安定性、適応性などが確保されて所定どおりのトラ
ッキング制御動作をおこなう。
従来のトラッキング制御装置は、以上のように構成され
ているので、制御系の内部に、一種の微分回路である位
相補償回路が必要で、外部ノイズの影響を受けやすく、
また、サーボ引き込み時の応答が、制御系ゲインで一意
に定まってしまうため、適応性を改善すると、安定性が
悪くなってしまうなどの問題点があった。
ているので、制御系の内部に、一種の微分回路である位
相補償回路が必要で、外部ノイズの影響を受けやすく、
また、サーボ引き込み時の応答が、制御系ゲインで一意
に定まってしまうため、適応性を改善すると、安定性が
悪くなってしまうなどの問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、一種の微分回路である位相補償回路を用い
ずに、適応性と、安定性の両方を改善できるトラッキン
グ制?I1)装置を得ることを目的とする。
れたもので、一種の微分回路である位相補償回路を用い
ずに、適応性と、安定性の両方を改善できるトラッキン
グ制?I1)装置を得ることを目的とする。
この発明に係るトラッキング制御装置は、トラッキング
アクチュエータにレンズポジションセンサを搭載すると
ともに、アクチュエータの駆動電流と、上記レンズポジ
ションセンサの出力とにより、現代制御理論のオブザー
バを使ってアクチュエータの速度を推定し、制御系を状
態フィードバック系としたものである。
アクチュエータにレンズポジションセンサを搭載すると
ともに、アクチュエータの駆動電流と、上記レンズポジ
ションセンサの出力とにより、現代制御理論のオブザー
バを使ってアクチュエータの速度を推定し、制御系を状
態フィードバック系としたものである。
この発明においては、オブザーバにより推定されたアク
チュエータ速度と、トラッキングセンサにより検出され
る追従目標(ディスク偏芯)と、光スポツト位置との差
をフィードバックする事により状態フィードバックを行
なう構成としたから、位相補償回路を用いずに、適応性
と、安定性の両方を改善できる。
チュエータ速度と、トラッキングセンサにより検出され
る追従目標(ディスク偏芯)と、光スポツト位置との差
をフィードバックする事により状態フィードバックを行
なう構成としたから、位相補償回路を用いずに、適応性
と、安定性の両方を改善できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例におけるトラッキング制御
装置を示すブロック図であり、図において、1)は光デ
ィスク1を回転させるためのモータ、12は対物レンズ
3の動きを検出するためのセンサー光学系におけるレー
ザ発振器、13はアクチュエータ回転部15と連動する
反射ミラー、14は反射ミラー13からの反射光の動き
を検出するためのポジションセンサ、15はアクチュエ
ータ可動部、16は対物レンズ3の動きを検出するセン
サを搭載した光ヘッドである。17はフォトディテクタ
7からの信号により、光ディスク1におけるトラッキン
グ案内溝に対する光ビームの集光スポットの位置を電気
信号に変換して出力するトラッキングセンサアンプ、1
8は状態フィードバックの一方のループである位置フィ
ードバックのループゲインを定める増幅器、19は対物
レンズ3の動きを検出するためのポジションセンサ14
の出力を電気信号に変換して出力するポジションセンサ
アンプ、20はアクチュエータコイル4に流れる電流情
報と、ポジションセンサアンプ19からの出力である対
物レンズ3の動きの情報とによりアクチュエータ2の速
度を推定するための速度推定オブザーバ、21は状態フ
ィードバックのもう一方のループである速度フィードバ
ックのループゲインを定める増幅器、22は速度フィー
ドバックの信号周波数帯域を低域側で制限するための低
域除去フィルタ。23は増幅器22.18からの制御出
力をアクチュエータコイル4を駆動する電流に変換する
ためのドライバである。
装置を示すブロック図であり、図において、1)は光デ
ィスク1を回転させるためのモータ、12は対物レンズ
3の動きを検出するためのセンサー光学系におけるレー
ザ発振器、13はアクチュエータ回転部15と連動する
反射ミラー、14は反射ミラー13からの反射光の動き
を検出するためのポジションセンサ、15はアクチュエ
ータ可動部、16は対物レンズ3の動きを検出するセン
サを搭載した光ヘッドである。17はフォトディテクタ
7からの信号により、光ディスク1におけるトラッキン
グ案内溝に対する光ビームの集光スポットの位置を電気
信号に変換して出力するトラッキングセンサアンプ、1
8は状態フィードバックの一方のループである位置フィ
ードバックのループゲインを定める増幅器、19は対物
レンズ3の動きを検出するためのポジションセンサ14
の出力を電気信号に変換して出力するポジションセンサ
アンプ、20はアクチュエータコイル4に流れる電流情
報と、ポジションセンサアンプ19からの出力である対
物レンズ3の動きの情報とによりアクチュエータ2の速
度を推定するための速度推定オブザーバ、21は状態フ
ィードバックのもう一方のループである速度フィードバ
ックのループゲインを定める増幅器、22は速度フィー
ドバックの信号周波数帯域を低域側で制限するための低
域除去フィルタ。23は増幅器22.18からの制御出
力をアクチュエータコイル4を駆動する電流に変換する
ためのドライバである。
第2図は、レンズの動きを検出するセンサを搭載したア
クチュエータを示す外観図であり、図において、24は
フォーカスマグネット、25はフォーカスマグネット2
4によりフォーカス方向すに推力を発生させるためのフ
ォーカスコイル、26はトラッキングマグネット、27
はトラッキングマグネット26によりトラッキング方向
Cに推力を発生させるためのトラッキングコイル、28
はアクチュエータ可動部15をしゅう動させるための軸
、29は半導体レーザ12からのレーザ光を平行光に直
すためのレンズである。
クチュエータを示す外観図であり、図において、24は
フォーカスマグネット、25はフォーカスマグネット2
4によりフォーカス方向すに推力を発生させるためのフ
ォーカスコイル、26はトラッキングマグネット、27
はトラッキングマグネット26によりトラッキング方向
Cに推力を発生させるためのトラッキングコイル、28
はアクチュエータ可動部15をしゅう動させるための軸
、29は半導体レーザ12からのレーザ光を平行光に直
すためのレンズである。
第3図は一般的なオブザーバの原理図であり、図におい
て、Aは状態行列、Bは入力行列、Cは出力行列、Kは
ゲイン行列、α、α′は積分器である。
て、Aは状態行列、Bは入力行列、Cは出力行列、Kは
ゲイン行列、α、α′は積分器である。
第4図はアクチュエータの速度とオブザーバの推定速度
の変化を、横軸に時間、縦軸に状態量を取って示した図
である。
の変化を、横軸に時間、縦軸に状態量を取って示した図
である。
第5図は制御理論における極配置を、縦軸に虚数、横軸
に実数を取って示した図であり、図において、Dは制御
対象(アクチュエータ)の極、Eは本発明の閉ループシ
ステムの極、Fは速度推定オブザーバの極である。
に実数を取って示した図であり、図において、Dは制御
対象(アクチュエータ)の極、Eは本発明の閉ループシ
ステムの極、Fは速度推定オブザーバの極である。
第6図は本発明の一実施例における速度推定オブザーバ
の構成を示す図であり、図において、30はある周波数
以上で積分特性を示す不完全積分器、31はどの周波数
でも積分特性を示す完全積分器、32は完全積分器31
の出力を不完全積分器30の入力に負帰還するための増
幅器、33はアクチュエータ特性(入力端子から出力変
位ま、での特性)を等価している部分である。34.3
5はそれぞれ積分器31.30の手前に負帰還し、オブ
ザーバ推定値の、真値への収束を安定にかつ早く行うた
めに設けられた増幅器である。26はオブザーバの第1
の入力であるアクチュエータ駆動電流を等価的に表して
いる電圧、37はオブザーバの第2の人力であるアクチ
ュエータ変位を等価的に表している電圧、38はオブザ
ーバの出力であるアクチュエータ速度を等価的に表して
いる電圧である。
の構成を示す図であり、図において、30はある周波数
以上で積分特性を示す不完全積分器、31はどの周波数
でも積分特性を示す完全積分器、32は完全積分器31
の出力を不完全積分器30の入力に負帰還するための増
幅器、33はアクチュエータ特性(入力端子から出力変
位ま、での特性)を等価している部分である。34.3
5はそれぞれ積分器31.30の手前に負帰還し、オブ
ザーバ推定値の、真値への収束を安定にかつ早く行うた
めに設けられた増幅器である。26はオブザーバの第1
の入力であるアクチュエータ駆動電流を等価的に表して
いる電圧、37はオブザーバの第2の人力であるアクチ
ュエータ変位を等価的に表している電圧、38はオブザ
ーバの出力であるアクチュエータ速度を等価的に表して
いる電圧である。
また、第7図は第1図のブロック図において低域除去フ
ィルター22が無い場合の偏差圧縮特性(ディスク偏芯
量に対する光デイスク案内溝上の光スポットの偏差量の
比)の周波数特性を示す図、第8図は第1図のブロック
図において低域除去フィルター22が有る場合の偏差圧
縮特性の周波数特性を示す図である。
ィルター22が無い場合の偏差圧縮特性(ディスク偏芯
量に対する光デイスク案内溝上の光スポットの偏差量の
比)の周波数特性を示す図、第8図は第1図のブロック
図において低域除去フィルター22が有る場合の偏差圧
縮特性の周波数特性を示す図である。
次に動作について説明する。
第1図のブロック図においてフォトデイチクタフの出力
をトラッキングセンサアンプ17に入力すると、光ディ
スク1におけるトラッキング案内溝に対する集光スポッ
トの位置すなわち偏差が検出される。この偏差信号を増
幅器18.ドライバ23を介してフィードバックすれば
、光デイスク1上の光スポットがトラッキング案内溝に
追従するように制御できる。しかしこのままでは、従来
の実施例における位相補償回路9が無いため制御系がき
わめて不安定で、すぐに制御系がはずれてしまう。そこ
で光スポットの動きと連動しているアクチュエータ2の
速度を検出して、上記トラッキングセンサアンプ17の
出力である偏差と共にフィードバックを行えば、トラッ
キングアクチュエータのすべての状態量(位置、速度)
をフィードバックしているため、現代制御理論のレギュ
レータの構成となり、制御系を安定化できる。実際には
、速度センサが無いため、レンズポジションセンサと、
アクチュエータ駆動電流とにより、オブザーバをかけ速
度を推定する。レンズポジシヲンセンサは、例えば第2
図のような構成になっており、トラッキングマグネット
26とトラッキングコイル27の作用により、アクチュ
エータ2の可動部15が軸28を中心に矢印Cの方向に
回転すると、反射ミラー13も可動部15と連動して動
く、一方、半導体レーザ12からのレーザ光はレンズ2
9で平行光に直され、反射ミラー13を介して、ポジシ
ョンセンサ14に到達するため反射ミラー13が回転す
ると、ポジションセンサ14上の光点も移動する。ポジ
ションセンサ14は、センサ上の光点の位置を電気信号
に変換するため、トランク方向のフレ角が小さい場合は
、フレ角に比例した信号を取り出す事が出来る。なお、
可動部15がフォーカス方向(図中の矢印すの方向)に
移動しても、ポジションセンサ14がフォーカス方向に
余裕のあるセンサ形状のものであれば問題はない。
をトラッキングセンサアンプ17に入力すると、光ディ
スク1におけるトラッキング案内溝に対する集光スポッ
トの位置すなわち偏差が検出される。この偏差信号を増
幅器18.ドライバ23を介してフィードバックすれば
、光デイスク1上の光スポットがトラッキング案内溝に
追従するように制御できる。しかしこのままでは、従来
の実施例における位相補償回路9が無いため制御系がき
わめて不安定で、すぐに制御系がはずれてしまう。そこ
で光スポットの動きと連動しているアクチュエータ2の
速度を検出して、上記トラッキングセンサアンプ17の
出力である偏差と共にフィードバックを行えば、トラッ
キングアクチュエータのすべての状態量(位置、速度)
をフィードバックしているため、現代制御理論のレギュ
レータの構成となり、制御系を安定化できる。実際には
、速度センサが無いため、レンズポジションセンサと、
アクチュエータ駆動電流とにより、オブザーバをかけ速
度を推定する。レンズポジシヲンセンサは、例えば第2
図のような構成になっており、トラッキングマグネット
26とトラッキングコイル27の作用により、アクチュ
エータ2の可動部15が軸28を中心に矢印Cの方向に
回転すると、反射ミラー13も可動部15と連動して動
く、一方、半導体レーザ12からのレーザ光はレンズ2
9で平行光に直され、反射ミラー13を介して、ポジシ
ョンセンサ14に到達するため反射ミラー13が回転す
ると、ポジションセンサ14上の光点も移動する。ポジ
ションセンサ14は、センサ上の光点の位置を電気信号
に変換するため、トランク方向のフレ角が小さい場合は
、フレ角に比例した信号を取り出す事が出来る。なお、
可動部15がフォーカス方向(図中の矢印すの方向)に
移動しても、ポジションセンサ14がフォーカス方向に
余裕のあるセンサ形状のものであれば問題はない。
上記ポジションセンサ14の出力は、ポジションセンサ
アンプ19を通し、アクチュエータ2のフレ角に比例し
た電圧に直され、速度推定オブザーバ20に入力される
。また、アクチュエータコイル4に流れる電流量に比例
した電圧も速度推定オブザーバ20に入力される。
アンプ19を通し、アクチュエータ2のフレ角に比例し
た電圧に直され、速度推定オブザーバ20に入力される
。また、アクチュエータコイル4に流れる電流量に比例
した電圧も速度推定オブザーバ20に入力される。
速度推定オブザーバ20は、次のようにしてアクチュエ
ータ2の速度を推定する。
ータ2の速度を推定する。
速度推定オブザーバ20は原理的に第3図のような構成
となっている。アクチュエータ2を現代制御理論におけ
る状態方程式表現すると次のように表わされる。
となっている。アクチュエータ2を現代制御理論におけ
る状態方程式表現すると次のように表わされる。
ここにおいて、士は状B量の微分値、Xは状B量、Aは
状態行列、Bは入力行列、Uは入力、Cは出力行列、y
は出力である。例えばアクチュエータ2をバネ−マス−
ダンパー系と考えアクチュエータ質量をM、バネ定数を
K、粘性係数をD、アクチュエータ速度をx2、アクチ
ュエータ位置をX+とすると、式(1)は次のように表
わされる。
状態行列、Bは入力行列、Uは入力、Cは出力行列、y
は出力である。例えばアクチュエータ2をバネ−マス−
ダンパー系と考えアクチュエータ質量をM、バネ定数を
K、粘性係数をD、アクチュエータ速度をx2、アクチ
ュエータ位置をX+とすると、式(1)は次のように表
わされる。
ここにおいて出力は変位X、 L/か取り出せないもの
とする。また式(2)は第3図におけるアクチュエータ
部を表している。速度推定オブザーバは、式(2)で表
わされるアクチュエータのモデルを内部に持っており、
第3図中のアクチュエータ出力yと速度推定オブザーバ
20による推定出力yを比較し、その差をゲインにでフ
ィードバックする事により構成される。速度推定オブザ
ーバ20の内部においては、yとyが一致するようにゲ
インにのフィードバックがかかっているため、内部の状
態量Xも、第4図に示されるようにt、sec後にXと
同じ値になる。このようにして本発明の速度推定オブザ
ーバ20も、入力Uであるアクチュエータ2の駆動電流
に相当する電圧と、もう一つの入力であるyすなわちア
クチュエータ変位に相当する電圧を入力する事により、
状態量の1つであるアクチュエータ2の速度を推定する
事ができる。
とする。また式(2)は第3図におけるアクチュエータ
部を表している。速度推定オブザーバは、式(2)で表
わされるアクチュエータのモデルを内部に持っており、
第3図中のアクチュエータ出力yと速度推定オブザーバ
20による推定出力yを比較し、その差をゲインにでフ
ィードバックする事により構成される。速度推定オブザ
ーバ20の内部においては、yとyが一致するようにゲ
インにのフィードバックがかかっているため、内部の状
態量Xも、第4図に示されるようにt、sec後にXと
同じ値になる。このようにして本発明の速度推定オブザ
ーバ20も、入力Uであるアクチュエータ2の駆動電流
に相当する電圧と、もう一つの入力であるyすなわちア
クチュエータ変位に相当する電圧を入力する事により、
状態量の1つであるアクチュエータ2の速度を推定する
事ができる。
この時、速度の推定値は、第4図のように推定するまで
の時間1.を要するため、この推定する速さは、トラッ
キング制御系全体が収束する速さよりも速くなければな
らない。第5図において制御系全体が収束する早さを示
す。第5図は、制御理論の極配置を示しており、より左
に極が配置されるほど収束が早い。ここにおいてトラッ
キング制御系全体の極Eはアクチュエータ2の極りより
も左に配置し、速度推定オブザーバ20の極Fはトラッ
キング制御系全体の極Eよりも左に配置するように設計
されなければならない。
の時間1.を要するため、この推定する速さは、トラッ
キング制御系全体が収束する速さよりも速くなければな
らない。第5図において制御系全体が収束する早さを示
す。第5図は、制御理論の極配置を示しており、より左
に極が配置されるほど収束が早い。ここにおいてトラッ
キング制御系全体の極Eはアクチュエータ2の極りより
も左に配置し、速度推定オブザーバ20の極Fはトラッ
キング制御系全体の極Eよりも左に配置するように設計
されなければならない。
第6図は、本実施例におけるアクチュエータの速度推定
オブザーバの構成を示す図であり、図において、33の
部分はバネ−マス−ダンパー系のアクチュエータ特性を
そのまま表現している部分である。
オブザーバの構成を示す図であり、図において、33の
部分はバネ−マス−ダンパー系のアクチュエータ特性を
そのまま表現している部分である。
式(2)を分解すると次のようになる。
式(3)により、信号経路における量、のポイントは、
x、のポイントをに7M倍して負帰還したものと、Xt
のポイントをD/M倍して負帰還したものと入力Uを1
/M倍したものを加えたものである。またXtはx2を
積分したものであるのでこの積分器は、D/Mのゲイン
で負帰還しているループを含む事となり、これが第6図
中の不完全積分器となる。このようにして信号をつない
でい(と、31は完全積分器となり、増幅器37はに7
M倍の増幅器となる。ここで式(3)を、演算増幅器等
で実現する場合、すべての積分器を完全積分器で実現す
ると、演算増幅器の出力にオフセットが生じる場合があ
るため、積分器の入出力間にフィードバックがある場合
は、これを不完全積分器として実現した方が良い。
x、のポイントをに7M倍して負帰還したものと、Xt
のポイントをD/M倍して負帰還したものと入力Uを1
/M倍したものを加えたものである。またXtはx2を
積分したものであるのでこの積分器は、D/Mのゲイン
で負帰還しているループを含む事となり、これが第6図
中の不完全積分器となる。このようにして信号をつない
でい(と、31は完全積分器となり、増幅器37はに7
M倍の増幅器となる。ここで式(3)を、演算増幅器等
で実現する場合、すべての積分器を完全積分器で実現す
ると、演算増幅器の出力にオフセットが生じる場合があ
るため、積分器の入出力間にフィードバックがある場合
は、これを不完全積分器として実現した方が良い。
以上のようにして、オブザーバ20内のアクチュエータ
等価部33を構成する事ができる。またアクチュエータ
等価部33の出力yと、アクチュエータ変位を計測して
、変位に比例した電圧とを比較し、その差を増幅器35
で負帰還する事によリオプザーバを構成することができ
る。増幅器34はオブザーバ内ループの安定化のために
挿入される。また増幅器34.35のゲインを調整する
事により第5図に示すように、オブザーバの極Fをトラ
ッキング制御系全体の閉ループ極Eよりも左側に設定す
る。この結果速度推定オブザーバ20の速度推定値38
は、これをトラッキング制御系の速度フィードバックに
おける速度情報として使用しても問題がなくなり、現代
制御理論におけるレギュレータを構成する事ができる0
以上により、速度フィードバックと、フォトディテクタ
7からの位置フィードバックにより、安定なトラッキン
グ制御系が構成できるが、ディスク偏芯量に対する光デ
イスク案内溝上の光スポットの偏差量の比、すなわち偏
差圧縮率が第7図のように(例えばディスク回転周数3
0Hzにおいて)−30dBL、かない。光デイスク案
内溝上の光スポットの偏差は次式であたえられる。
等価部33を構成する事ができる。またアクチュエータ
等価部33の出力yと、アクチュエータ変位を計測して
、変位に比例した電圧とを比較し、その差を増幅器35
で負帰還する事によリオプザーバを構成することができ
る。増幅器34はオブザーバ内ループの安定化のために
挿入される。また増幅器34.35のゲインを調整する
事により第5図に示すように、オブザーバの極Fをトラ
ッキング制御系全体の閉ループ極Eよりも左側に設定す
る。この結果速度推定オブザーバ20の速度推定値38
は、これをトラッキング制御系の速度フィードバックに
おける速度情報として使用しても問題がなくなり、現代
制御理論におけるレギュレータを構成する事ができる0
以上により、速度フィードバックと、フォトディテクタ
7からの位置フィードバックにより、安定なトラッキン
グ制御系が構成できるが、ディスク偏芯量に対する光デ
イスク案内溝上の光スポットの偏差量の比、すなわち偏
差圧縮率が第7図のように(例えばディスク回転周数3
0Hzにおいて)−30dBL、かない。光デイスク案
内溝上の光スポットの偏差は次式であたえられる。
(偏差量)μm= (ディスク偏芯量)μm×10π
・・・(4)α:偏差圧縮率 従って、ここでディスク偏芯量が20μmあるとすると
、 となり、0.6μmもの偏差を生じてしまう。またディ
スク偏芯量が50μm以上であるとトラックピッチが1
.6μmの場合は、トラックピッチ〈偏差、となるため
、サーボが引き込み不可能となってしまう。これはトラ
ッキング制御系において、速度フィードバックループが
かかっていることによって、ディスク偏芯周波数におい
て位置フィードバックのループゲインを下げているため
である。
・・・(4)α:偏差圧縮率 従って、ここでディスク偏芯量が20μmあるとすると
、 となり、0.6μmもの偏差を生じてしまう。またディ
スク偏芯量が50μm以上であるとトラックピッチが1
.6μmの場合は、トラックピッチ〈偏差、となるため
、サーボが引き込み不可能となってしまう。これはトラ
ッキング制御系において、速度フィードバックループが
かかっていることによって、ディスク偏芯周波数におい
て位置フィードバックのループゲインを下げているため
である。
そこで速度フィードバックのゲインをディスク偏芯周波
数付近において小さくすると、偏差圧縮特性を第8図の
ように改善する事ができる。例えば、第8図において、
ディスク回転周波数30Hzにおける偏差圧縮率は一6
0dBで、ディスク偏芯が100μmあっても、0.1
μmの偏差しか生じない。−船釣な光デイスク装置にお
いては、正常な信号の録画を行うためには、トラックピ
ッチ1゜6μmのディスクにおいて±0.1 μmの偏
差以下にとどめる必要があり、上記のように速度フィー
ドバックループのゲインをディスク偏芯周波数付近で下
げた場合は、ディスク偏芯が100μmのディスクまで
使用できる事となる。第1図における低域除去フィルタ
22は速度フィードバックループのゲインをディスク偏
芯周波数付近で下げるように動作するための一例で、第
1図のシステムは、光デイスク案内溝上の光スポットの
偏差量においても問題ないシステムとなっている。
数付近において小さくすると、偏差圧縮特性を第8図の
ように改善する事ができる。例えば、第8図において、
ディスク回転周波数30Hzにおける偏差圧縮率は一6
0dBで、ディスク偏芯が100μmあっても、0.1
μmの偏差しか生じない。−船釣な光デイスク装置にお
いては、正常な信号の録画を行うためには、トラックピ
ッチ1゜6μmのディスクにおいて±0.1 μmの偏
差以下にとどめる必要があり、上記のように速度フィー
ドバックループのゲインをディスク偏芯周波数付近で下
げた場合は、ディスク偏芯が100μmのディスクまで
使用できる事となる。第1図における低域除去フィルタ
22は速度フィードバックループのゲインをディスク偏
芯周波数付近で下げるように動作するための一例で、第
1図のシステムは、光デイスク案内溝上の光スポットの
偏差量においても問題ないシステムとなっている。
以上のようにして、本実施例では光ディスクのトラッキ
ング制御系において、速度推定オブザーバを用いて、現
代制御理論のレギュレータを構成し、かつ偏差の発生を
抑えたものが実現できる。
ング制御系において、速度推定オブザーバを用いて、現
代制御理論のレギュレータを構成し、かつ偏差の発生を
抑えたものが実現できる。
ところで上記アクチュエータ2のポジションセンサー1
4は以下の目的にも利用できる。
4は以下の目的にも利用できる。
その第1は光ヘッドのトラッキングセンサ一方式がプッ
シュプル方式の場合、この方式特有のレンズの移動量に
比例したトランキングセンサオフセットの発生を上記ポ
ジションセンサ14の出力で電気的に補正できる。その
第2は、トラッキングアクチュエータ2の可動部15を
支えるゴムを取り除いてゴムのかわりにポジションセン
サ14の出力からアクチエエータコイル4ヘフイードバ
ツクを行う事により、電気的ダンピングをかける事がで
き、ゴムの硬化によるアクチュエータ2の特性劣下を防
ぐ事ができる。
シュプル方式の場合、この方式特有のレンズの移動量に
比例したトランキングセンサオフセットの発生を上記ポ
ジションセンサ14の出力で電気的に補正できる。その
第2は、トラッキングアクチュエータ2の可動部15を
支えるゴムを取り除いてゴムのかわりにポジションセン
サ14の出力からアクチエエータコイル4ヘフイードバ
ツクを行う事により、電気的ダンピングをかける事がで
き、ゴムの硬化によるアクチュエータ2の特性劣下を防
ぐ事ができる。
以上のように、この発明によればトラッキング制御装置
を、速度推定オブザーバを用いて、現代制御理論のレギ
ュレータの構成としたため、位相補償回路に微分器を用
いる事がなく、ノイズの影響を受けに(く、速度フィー
ドバックループのゲインと、位置フィードバックループ
のゲインを調整する事によってサーボ引き込み時の応答
を最適にする事ができ、微分回路である位相補償回路を
用いずに、連応性と、安定性の両方を改善できるトラッ
キング制御装置を得ることできる効果がある。
を、速度推定オブザーバを用いて、現代制御理論のレギ
ュレータの構成としたため、位相補償回路に微分器を用
いる事がなく、ノイズの影響を受けに(く、速度フィー
ドバックループのゲインと、位置フィードバックループ
のゲインを調整する事によってサーボ引き込み時の応答
を最適にする事ができ、微分回路である位相補償回路を
用いずに、連応性と、安定性の両方を改善できるトラッ
キング制御装置を得ることできる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例によるトラッキング制御装
置を示すブロック図、第2図は本実施例に用いるアクチ
ュエータを示す外観図、第3図は一般的なオブザーバの
原理を示す図、第4図は本実施例におけるアクチュエー
タの速度と、オブザーバの推定速度の時間的変化を示す
図、第5図は本実施例における極配置を示す図、第6図
は本実施例における速度推定オブザーバの構成を示す図
、第7図は本実施例において低域除去フィルタが無い場
合の偏差圧縮特性を示す図、第8図は本実施例における
偏差圧縮特性を示す図、第9図は従来の光ディスクのト
ラッキング制御装置を示すブロック図である。 1は光ディスク、2はアクチュエータ、3は対物レンズ
、4はアクチュエータコイル、5.12はレーザ発振器
、6はビームスプリフタ、7はフォトディテクタ、8は
トラッキング誤差信号生成回路、9は位相補償回路、1
0.18,21,32.34.35は増幅回路、1)は
モータ、13は反射ミラー、14はポジションセンサ、
15はアクチュエータ可動部、16は光ヘッド、17は
トラッキングセンサアンプ、19はポジションセンサア
ンプ、20は速度推定オブザーバ、22は低域除去フィ
ルタ、23はドライバ、24はフォーカスマグネット、
25はフォーカスコイル、27はトラッキングコイル、
28は軸、29はレンズ、30は不完全積分器、31は
完全積分器、33はアクチュエータ等価部。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
置を示すブロック図、第2図は本実施例に用いるアクチ
ュエータを示す外観図、第3図は一般的なオブザーバの
原理を示す図、第4図は本実施例におけるアクチュエー
タの速度と、オブザーバの推定速度の時間的変化を示す
図、第5図は本実施例における極配置を示す図、第6図
は本実施例における速度推定オブザーバの構成を示す図
、第7図は本実施例において低域除去フィルタが無い場
合の偏差圧縮特性を示す図、第8図は本実施例における
偏差圧縮特性を示す図、第9図は従来の光ディスクのト
ラッキング制御装置を示すブロック図である。 1は光ディスク、2はアクチュエータ、3は対物レンズ
、4はアクチュエータコイル、5.12はレーザ発振器
、6はビームスプリフタ、7はフォトディテクタ、8は
トラッキング誤差信号生成回路、9は位相補償回路、1
0.18,21,32.34.35は増幅回路、1)は
モータ、13は反射ミラー、14はポジションセンサ、
15はアクチュエータ可動部、16は光ヘッド、17は
トラッキングセンサアンプ、19はポジションセンサア
ンプ、20は速度推定オブザーバ、22は低域除去フィ
ルタ、23はドライバ、24はフォーカスマグネット、
25はフォーカスコイル、27はトラッキングコイル、
28は軸、29はレンズ、30は不完全積分器、31は
完全積分器、33はアクチュエータ等価部。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- (1)信号が記録、再生される光ディスクと、この光デ
ィスクにおけるトラック上の光スポットの位置を検出し
て、トラッキング誤差信号を出力するトラッキングセン
サと、対物レンズをトラッキング方向に移動させるアク
チュエータと、光スポットが光ディスクのトラックに追
従するように構成された制御回路とを有する光ディスク
のトラッキング制御回路において、 上記対物レンズの移動を検出するポジションセンサと、
該ポジションセンサの出力および上記アクチュエータへ
のドライブ信号を入力とし対物レンズの推定速度を出力
とする速度推定オブザーバとを備えたことを特徴とする
光ディスクのトラッキング制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63135145A JPH0736232B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 光ディスクのトラッキング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63135145A JPH0736232B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 光ディスクのトラッキング制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01303631A true JPH01303631A (ja) | 1989-12-07 |
JPH0736232B2 JPH0736232B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=15144862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63135145A Expired - Lifetime JPH0736232B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 光ディスクのトラッキング制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0736232B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0461671A (ja) * | 1990-06-28 | 1992-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気再生装置におけるトラッキング制御システム |
US5725168A (en) * | 1989-12-06 | 1998-03-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic recording and reproducing apparatus for controlling the tension of a magnetic tape |
US7525883B2 (en) | 2004-07-05 | 2009-04-28 | Panasonic Corporation | Optical disk apparatus |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63135145A patent/JPH0736232B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5725168A (en) * | 1989-12-06 | 1998-03-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic recording and reproducing apparatus for controlling the tension of a magnetic tape |
US5947402A (en) * | 1989-12-06 | 1999-09-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic recording and reproducing apparatus for controlling the tension of a magnetic tape |
JPH0461671A (ja) * | 1990-06-28 | 1992-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気再生装置におけるトラッキング制御システム |
US7525883B2 (en) | 2004-07-05 | 2009-04-28 | Panasonic Corporation | Optical disk apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0736232B2 (ja) | 1995-04-19 |
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Date | Code | Title | Description |
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