JPS63131337A - 対物レンズアクチユエ−タ駆動装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディスクで光ビームの追従制御を行う対物
レンズアクチュエータの駆動装置に関するものである。

従来の技術 近年、光デイスク装置は次世代の主要メモリー装置とし
て位置付けられるようになり、その研究開発及び商用化
には目ざましいものがある。

この光デイスク装置に於いては、情報の記録。

再生、消去の際に、レーザ光ビームにより作られる微少
光スポットを光デイスク記録媒体上の情報ピット又は情
報マーク上に正確に追従させる必要があり、そのために
対物レンズアクチュエータの駆動制御装置が必ず用いら
れている。微少光スポットを情報マーク（以降情報ピッ
トをも含めて情報マークと云う）上に正確に追従させる
ためには、２次元平面上又は３次元空間上で光スポット
の位置の制御を行うサーボ制御系を構成する必要がある
。即ち、光スポットをディスク記録媒体面上に合焦させ
るフォーカスサーボ系、ディスクのトラックを追跡させ
るトラッキングサーボ系、ディスりのトラック方向の速
度ジッタを吸収するジッターサーボ系である。

ビデオディスク等のアナログ記録の光ディスクの場合に
は、ジッターサーボ系を含めて３次元サーボが必要であ
り、３軸の対物レンズアクチュエータが用いられるが、
コンパクトディスク、データファイル等のディジタル記
録の場合にはフォーカスサーボ系、トラッキングサーボ
系の２次元のサーボ系で充分であり２軸の対物レンズア
クチュエータが用いられる。

以降の記述は主として２軸アクチユエータを用いた２次
元サーボについて進め、同様の考え方。

方式が３次元サーボにも拡張適用できることを後で簡単
にふれることにする。

従来のこの種の対物レンズアクチュエータ駆動装置は、
例えば参考文献（野田和男監修「光ピツクアップシステ
ム設計の要点」日本工業技術センタ（昭５９年１０月）
）に示されているように、第３図のような構成となって
いた。

第３図はフォーカスサーボ及びトラッキングサーボから
成る２次元サーボ系のいずれか一方の制御ループを示し
たものである。以下第３図により、従来の対物レンズア
クチュエータ駆動装置の構成について述べる。第３図に
おいて、入力信号（Ｒ）はサーボ系の目標値であり、目
標とすべき微少光スポットの位置である。第３図の系が
フォーカスサーボ系の場合には入力信号（Ｒ）はディス
クの記録媒体面の位置であり、第３図の系がトラッキン
グサーボ系の場合にはトラック溝の位置又は情報マーク
の位置である。出力信号（Ｃ）はフォーカス及びトラッ
キングサーボ系の各々に対応し、対物レンズアクチュエ
ータにより得られたディスク面上の微少スポットの位置
である。

誤差信号検出回路２は、微少光スポットの目標とすべき
位置と現在位置との誤差信号（Ｅ）を電気信号として検
出する回路で、光ヘツド光学系と光を電気に変換する光
検出器と光検出器により変換された電気量を増巾するヘ
ッドアンプよ構成る。

誤差信号検出回路２によりフォーカスサーボ系の場合に
はフォーカス誤差信号が、トラッキングサーボ系の場合
にはトラッキング誤差信号が各々得られる。

補償回路４はサーボ系の安定性を増し、追従誤差信号（
Ｅ）を小さくするために挿入するサーボ系のループ特性
を補償する補償回路である。駆動アンプ５は、補償回路
４の出力信号、即ち検出された誤差信号で対物レンズア
クチュエータ６を駆動するために必要とされる充分なパ
ワーを得るために用いるパワー増巾器としての機能を有
するものである。

以上のように構成された対物レンズアクチュエータ駆動
装置について、以下その動作を説明する。

（説明の便宜上、フォーカスサーボ系として説明するが
、トラッキングサーボ系としても同様である）フォーカ
ス誤差信号検出回路２で検出された、微少光スポットの
目標とすべき焦点位置と、対物レンズアクチュエータ６
により制御された現在の焦点位置との差、即ちフォーカ
ス誤差信号２を駆動アンプ５を通して対物レンズアクチ
ュエータ６に印加し、微少光スポットの位置全制御する
。この時、補償回路４は先に述べた補償動作を行う。

これにより微少光スポットはディスクの面振れ等の外乱
に対しても正しく記録媒体面上に焦点を結ぶことができ
、光デイスク装置としての記録、再生動作が可能となる
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、対物レンズアク
チュエータのフォーカス、トラッキング間のメカニカル
カップリングに寄因するクロストークは第３図に示すよ
うに、外乱（Ｄ）として取扱われていた。従って、サー
ボ系のループゲインが充分高い周波数範囲においては、
比較的小さい影響しか与えなかったが、ループゲインが
低い周波数範囲や、ループゲインが高くてもクロストー
クが局部的にピークとなる周波数範囲においては、サー
ボ系の誤差信号が増大したり、安定性を損なったりする
問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされ九もので、対物レン
ズアクチュエータのメカニカルカップリングによるクロ
ストークを電気的にキャンセルすることかできるクロス
トーク発生回路と引き算回路とより成るクロストークキ
ャンセル回路ｔ−用いることにより、等価的にクロスト
ークをキャンセルし、サーボ系の安定性を向上し、ひい
ては追従誤差を小さくすることのできる対物レンズアク
チュエータ駆動装置を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、対物レンズアクチ
ュエータのクロストークに相当する駆動力をフォーカス
及びトラッキング誤差信号から作り、フォーカス誤差信
号から作ったフォーカスアクチュエータからトラッキン
グアクチュエータへのクロストーク（Ｆ−Ｔクロストー
クと呼ぶ）を逆位相でトラッキングアクチュエータへ、
又トラッキング誤差信号から作ったトラッキングアクチ
ュエータからフォーカスアクチュエータへのクロストー
ク（Ｔ−Ｆクロストークと呼ぶ）を逆位相でフォーカス
アクチュエータへ印加することにより、互にクロストー
クをキャンセルできるようにして、電気的にクロストー
クのないサーボ系をＷ成するものである。

クロストークに相当する駆動力を作る・には、対物レン
ズアクチュエータの伝達関数とフォーカス−トラッキン
グクロストークの伝達関数及びトラッキング−フォーカ
スクロストークの伝達関数を測定し、これ等の伝達関数
を近似的に回路構成し、各々の誤差信号を印加すれば作
ることができる。

作　　用 本発明は上記した構成により、対物レンズアクチュエー
タを通して発生するクロストークとクロストークキャン
セラーで発生した電気的等価クロストークとが互に打消
し合うことによシ、結果として等価的にクロストークの
発生しない対物レンズアクチュエータの駆動装置が得ら
れるものである。

実施例 第１図は本発明の対物レンズアクチュエータの駆動回路
の一実施例を示すブロック図である。

第１図において入力信号１及び１ａ、誤差信号検出回路
２及び２ａ、補償回路４及び４ａ、駆動アンプ６及び５
ａ、対物レンズアクチュエータ６及び６ａ、出力信号７
及び７ａ等は従来技術の第２図で説明したのと同じ構成
であるから説明は省略する。９及び９ａは電気的にクロ
ストークを発生するＦ−Ｔクロストーク発生回路、Ｔ−
Ｆクロストーク発生回路であって、先に説明した如く、
クロストークの伝達関数を測定し、その伝達関数を近似
的に回路構成すれば得られる。実際の対物レンズアクチ
ュエータから測定したクロストークの伝達関数の一例を
第３図に示す。１ｏ及び１０ａはメカニカルカップリン
グによるクロストークを電気的に発生したクロストーク
により相殺するためのもので、引き算回路でよい。９と
１０又は９ａと１０ａとにより夫々クロストークキャン
セラーが構成される。

以上のように構成された対物レンズアクチュエータ駆動
装置の動作について以下説明する。

第１図において、対物レンズアクチュエータのメカニカ
ルカップリングによるＦ−Ｔクロストークの伝達関数Ｉ
ＭＦＴ、Ｔ−Ｆクロストークの伝達関数’ｋ”ｒｙ　　
とし、Ｆ−Ｔクロストーク発生回路９に必要とされる伝
達関数をＲＦＴ　又はその近似回路ｆ　Ｒ’ＦＴ、　Ｔ
　−Ｆクロストーク発生回路９ａに必要とされる伝達関
数をＲＴＦ　又はその近似回路をＲ’Ｔ　Ｆ　　と、す
る。

フォーカスサーボ系の補償回路４の伝達関数をＨＦ、）
ラッキングサーボ系の補償回路４ａの伝達関数ｆＨＴ、
駆動ア／プロ及び６ａの伝達関数を各々ＫＦ　、　Ｋ７
　、対物レンズアクチュエータ６及び６ａの伝達関数を
ＡＦ。

Ａ丁、出力信号７及び７ａを各々ＯＦ、ＣＴとおく。

今タロストーク発生回路がない従来例の場合、対物レン
ズアクチニエータの出力信号Ｃは、となり、上式の各々
第２項がメカニカルカップリングによるクロストークの
項である。

クロストーク発生回路が付加された本発明による駆動回
路の構成の場合には、フォーカスサーボ系の駆動アンプ
の入力端における信号’Ｉ：Ｘｆ、トラワキングサーポ
系の場合の同様な信号をｘＴとおくと、 ルカップリングによるクロストークの項である。

（３）式、（４）式より 但し、ＲＦＴ、ＲＴＦ　　はクロストーク成分であるか
ら、一般にはＲＦ　Ｔ　＜　１　、　ＲＴ　Ｆ　＜　１
であり、ＲＦＴＲＴＦ＜　１が成立つ。

（６）式、（６）式を（１）式、（２）式へ代入し誤差
信号について整理すると ＣＦ　＝（ＡＦＫＦＨＦ　ＭＴＦＫＴＲＦＴＨＦ）Ｅｒ
ｌ−（’ｒＦＫＴＨＴ　−ＡＦＫＦＲＴＦＨＴ）”ＴＣ
Ｔ＝（ＡＴＫＴＨＴ″″ＭＦＴＫＦＲＴＦＨＴ）ＥＴ＋
（ＭＦＴゝＦＨＦ　−ＡＴＫＴＲＦＴ’Ｆ）ＥＦここで
、クロストーク発生回路の伝達関数をのように選択すれ
ば となって、ＣＦはＥＴによらず、ＣＴはＥＦによらず定
まり等価的にクロストークはキャンセルされる。（１１
）式、　（１２）式において各々第２項が加わっている
が、これ等はサーボ系のループ内に在るものであ！’、
ＭＴＦＭＦＴ（１であるから、その影響は小さい。　。

以上詳細に述べたように本実施例によれば、対物レンズ
アクチュエータのメカニカルなりロストークをクロスト
ークキャンセラを用いて電気的に相殺することが出来、
近似的にクロストークのない、安定なサーボ系を構成す
ることができる。これにより追従誤差の少いディスク装
置が実現されることＫなる。

なお、本実施例では主として２軸アクチユエータを用い
る２次元サーボ系について詳述したが、３次元サーボに
ついても同様であシ、重ね合せの理が成立つ限り同じよ
うな構成によシクロストークのない互いに独立なサーボ
系を構成することが出来る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、対物レンズアクチュエー
タを通して発生するクロストークとクロストークキャン
セラーで発生した電気的等価クロストークとが互いに打
消し合うことにより、結果として等価的にクロストーク
の発生しない対物レンズアクチュエータの駆動装置が得
られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における対物レンズアクチュ
エー゛夕駆動装置のブロック図、第２図はＦ−Ｔクロス
トークの伝達関数の一例を示す特性図、第３図は従来の
対物レンズアクチュエータ駆動装置のブロック図である
。 １・・・・・・ＲＦ入力信号、１ａ・・・・・・ＲＴ入
力信号、２・・・・・・フォーカス誤差信号検出回路、
２ａ・・・・・・トラッキング誤差信号検出回路、３・
・・・・・誤差信号ＥＦ、３ａ・・・・・・誤差信号Ｅ
７，４・・・・・・補償回路、４ａ・・・・・・補償回
路、５・・・・・・駆動アンプ、５ａ・・・・・・駆動
アンプ、６・・・・・・対物レンズアクチュエータ（フ
ォーカス）、６ａ・・・・・・対物レンズアクチュエー
タ（トラッキング）、７・・・・・・出力信号ＣＦ　１
７ａ・・・・・・出力信号ＣＴ、９・・・・・・Ｆ−Ｔ
クロストーク発生回路、９ａ・・・・・・Ｔ−Ｆクロス
トーク発生回路、１ｏ・・・・・・引算回路、１０ａ・
・・・・・引算回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 用浪欺ｒ廟２〕 縁　　　　“

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ヘッドのフォーカス誤差信号及び、トラッキング誤差
   信号を入力としてフォーカス及びトラッキングサーボ系
   のループ特性補償回路と、対物レンズアクチュエータ駆
   動アンプの入力信号を入力として対物レンズのメカニカ
   ルカップリングによるクロストークに相当する信号を発
   生させるフォーカス−トラッキングクロストーク発生回
   路及びトラッキングフォーカスクロストーク発生回路と
   、前記各ループ特性補償回路の各出力信号と、前記各ク
   ロストーク発生回路の各出力信号とを各々引き算する引
   き算回路と、前記引き算回路に印加して得られた各々の
   差信号を再び前記駆動アンプの入力信号とする対物レン
   ズアクチュエータ駆動装置。