JPH03214443A - 光ピックアップ用アクチュエータのサーボ制御装置 - 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，光ディスク装置または光磁気ディスク装置な
どの光学式ディスク装置に関するものであり，特に，光
学式ディスク装置のフォーカシング・アクチュエータま
たはトラッキング用アクチュエータなどの光ピックアッ
プ用アクチュエータをサーボ制御する装置（系統）に関
する。

さらに特定的に言えば，本発明は光ピックアップ用アク
チュエータのダンピング制御方式に関する。

（従来の技術） 光ディスク装置などにおいては，光ヘッドに設けられた
レンズ系からのビーム光を記憶媒体に対してフォー力シ
ングするためボイスコイルなどで構成されたフォーカシ
ング・アクチュエータが設けられている。このフォーカ
シング・アクチュエータは通常動作において，全体とし
てサーボ制御されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したように．通常動作においては　フォーカシング
・アクチュエータはサーボ制御されているが，フォー力
ソング誤差が大きい場合，所定のフォーカシング誤差範
囲に入るまで，サーボ制御は外されている。

この場合．第３図の曲線ＣＶ１に示したように，かなり
ハンチングし．整定時間も長く，実際にサーボ制御をか
けるまでに時間がかがるので，応答性に劣るという問題
に遭遇している。

なお，第３図は，フォーカシング・アクチュエータのス
テノプ応答を示している。同図において横軸は時間，＠
ｉ軸はフォーカシング・アクチュエータの振れ振幅を示
す。

また，光ディスク装置が，３．５インチなどの小型光デ
ィスク媒体の場合，ポータブル用として用いられる場合
がある。この場合，光ヘッドが水平方向または垂直方向
のいずれの方向に位置するか不明である。そこで，初期
設置時に光ヘッドを駆動してこの設置方向を調査し，そ
の後の制御が適切になるようにするが，第３図の曲線Ｃ
Ｖｌに示したように．フォーカシング・アクチュエータ
のオーハーシュート量が大きく．光ヘッドがメカストノ
バにぶつかり，フォーカシング・アクチュエータを装着
している部分を損傷する．または損傷を早めるという問
題に遭遇している。

上述した問題は，フォーカシング・アクチュエータに限
らず，トラッキング用アクチュエータについても同様で
ある。すなわち，トラソキング用アクチュエータも所定
のトラソクに到達するまではサーボ制御されず，サーボ
制御にはいる前はフォーカシング・アクチュエータと同
様である。特に，コアース制御からファイン制御に切り
替わる時にオーバーシュートすることがある。

したがって，本発明は，上述したフォーカシング・アク
チュエータ．トラッキング用アクチュエータなどの光ビ
ノクアップ用アクチュエータの整定時間を短縮すること
，ならびに．光ピックアップ用アクチュエータのハンチ
ング振幅変動を小さくすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段，および，作用］ 上述した問題を解決するため，本発明は，光ピンクアン
プ用アクチュエータのダンピング制御を行う。

すなわち，第１図にその原理ブロック図を示したように
，本発明の光ピックアップ用アクチュエータ制御系統（
装置）は，光ピックアップ用アクチュエータ４をダンピ
ング制御するため，加算手段２，光ピソクアップ用アク
チュエータ４の位置を検出するアクチュエータ位置検出
千段６，および，このアクチュエータ位置検出千段６か
らの位置信号に基づいてダンピング補償信号を発生する
補償手段８を有する。この制御系統はフィードバンク制
御ループを構成している。

この光ピソクアップ用アクチュエータ制御系統の具体例
としては，フォーカシング・アクチュエータ制御系統．
トラッキング用アクチュエータ制御系統があり．この両
者またはいずれか一方を適用することができる。

光ピックアップ用アクチュエータ制御系統は光ピックア
ップ用アクチュエータのサーボ制御系統内のマイナール
ープとして組み込まれる。ただし，サーボ制御が機能し
ていない場合も制御動作するように構成されている。

本発明の光ピンクアップ用アクチュエータの制御系統と
して，以下，フォーカシング・アクチュエータのサーボ
制御系統を例にとって述べるとフォーカシング誤差が大
きくサーボ制御を機能させない場合は，サーボ制御の機
能停止にかかわらず第１図に示したフォーカシング・ア
クチュエータ制御系統のみを制御動作させる。この時，
光ピソクアップ用用アクチュエータ（フォーカシング・
アクチュエータ）４が設定された移動量ＦＸに最適に一
敗するように，補償千段８がフィードハ７ク信号として
補償信号ＣＸ，好適には，位置信号の微分信号（すなわ
ち，速度信号）を加算手段２に印加する。加算千段２は
設定移動量ＦＸと速度フィードバック信号ＣＸとの差を
算出してフォー力ソング・アクチュエータ駆動回路（図
示せず）を介してフォーカシング・アクチュエータ４を
駆動する。

これにより．フォーカシング・アクチュエータのダンピ
ング制御が行われる。

また，サーボ制御の通常制御においても，本発明のフォ
ーカシング・アクチュエータ制御系統は制御動作する。

この通常制御において，後述するように，サーボ制御の
特性が向上する。

上述したことは，トラノキング用アクチュエータのサー
ボ制御系統についても同様である。

したがって，本発明によれば，光学式ディスク装置の光
ピックアップ用アクチュエータをサーボ制御するサーボ
制御系統内に．サーボ制御とは独立して制御動作可能な
，光ピンクアンプ用アクチュエータのダンピングを制御
する系統を設けたことを特徴とする光学式ディスク装置
の光ピノクアップ用アクチュエータのサーボ制御装置が
提供される。

［実施例］ 以下，本発明の実施例として光ディスク装置におけるフ
ォーカシング・アクチュエータのダンピング制御系統（
装置）を例にとって述べる。

第２図は本発明のフォーカシング・アクチュエータのダ
ンピング制御系統を組み込んだフォー力シングサーポ制
御系統のブロソク図を示す。

本発明の実施例のフォー力シング・アクチュエータのダ
ンピング制御系統は，第１図の加算手段２に対応する加
算回路１６，アクチュエータ位置検出千段６に対応する
レンズポジションセンサ２２，補償千段８に対応する微
分回路２４，そして光ビノクアップ用アクチュエータ４
に対応するフォーカシング・アクチュエータ２０を駆動
するドライハ回路１８，より具体的には，フォーカシン
グ・アクチュエータ２０のボイスコイルを駆動する電力
増幅回路が図示のごとく構成されているこのフォーカシ
ング・アクチュエータのダンピング制御系統は，フォー
カシングサーボ制御系統のマイナーループとして，サー
ボ制御系統に組み込まれている。

レンズポジションセンサ２２はフォーカシング・アクチ
ュエータ２０の位置を検出する。微分回路２４はレンズ
ポジションセンサ２２からの位置信号ｘ　（ｓ）を微分
して速度信号ｄ　ｘ　／　ｄ　ｔを出力する。この速度
信号が加算回路１６に印加されてフォーカシング・アク
チュエータ２０の移動量信号から減じられ，誤差信号Δ
Ｅを算出する。この誤差信号ΔＥがドライハ回路１８で
増幅されてフォーカシング・アクチュエータ２０を駆動
する第２図のサーボ制御系統は，面振信号からフォー力
シングエラー検出回路２８から出力されるフォー力シン
グエラー信号Ｘ（ｓ）を減じる加算回路１２，そして，
この誤差信号Ｅ（ｓ）を位相補償する位相補償回路１４
が図示にごとく接続されている。

また，フォー力シングエラーを検出するための２個のフ
ォトダイオード２６．および，これら２個のフォトダイ
オードの差からフォー力シングエラーを検出するフォー
力シングエラー検出回路２８が図示のごとく接続されて
いる。

ドライハ回路１８とフォーカシング・アクチュエータ２
０の伝達関数Ｇ（１）は次の２次遅れの弐で与えられる
。

ｘ　（ｍ）　　　　　　　　　　ＢＡ Ｇ（１） ・　・　・（１） ｅ（Ｖ）　　　　ｎ＋５２＋　８２／Ｒ−ｓ　　＋　Ｋ
ただし， Ｂ はフォーカシング・アクチュエー 夕の可動部の重量 たとえば，１．３４ｇ， は電流一力変換係数， Ｒ Ｋ Ａ たとえば，　０．６６　（Ｎ／Ａ）　，はコイル内部抵
抗値 たとえば，　１０．４Ω ばばね定数 たとえば，４．３　（Ｎ／ｍ）　， はドライハ電圧一電流変換定数 たとえば，　０．１９　（Ａ／Ｖ）。

一方，レンズポジションセンサ２２および微分回路２４
の伝達関数Ｇ（２）は次の式で与えられる。

Ｅ（ｖ） Ｇ　（２）　＝ ａ Ｓ Ｃ ・（２） Ｖ　（ｍ） ただし ａは微分回路２４の利得， たとえば，１０−” Ｃはレンズポジションセンサ２２の 利得， たとえば，　１０’　（Ｖ／ｍ）。

第１式および第２式から，フォーカシング・アクチュエ
ータ制御系統の全伝達関数Ｇ（ｓ）は第３弐で与えられ
る。

Ｂ八 Ｇ　（Ｓ）・ ■ ＴＩＳ２＋　　（Ｂ２／Ｒ　＋　ＢＡａｃ）ｓ　　＋　
Ｋ・（３） 以上から，本発明のフォーカシング・アクチュエータ制
御をかけた場合のダンピングファクタξ１は次式で示さ
れる。

一方，本発明のフォーカシング・アクチュエータ制御を
かけない従来の場合のダンピングファクタξＯは次式で
表される。

したがって，本発明のフォーカシング・アクチュエータ
のダンピング制御をかけると，微分回路２４の利得ａに
よるダンピング制御の寄与により第３図の曲線ＣＶ２で
示すフォーカシング・アクチュエータのステップ応答が
得られる。従来のダンピング制御がない場合の曲線ＣＶ
Ｉで示される特性と比較すると，整定時間がほぼ１／３
に短縮され，オーハーシュートも殆ど生じない。

また，第２図に示したフォー力シングサーポ制御系統に
おいて，通常制御動作に本発明のフォーカシング・アク
チュエータのダンピング制御をかけた場合の周波数応答
特性を第４図（ａ）および（ｂ）に示す。第４図（ａ）
および（ｂ）はそれぞれ，利得特性のボード線図，位相
特性のボード線図を示す。

第４図（ａ）において．曲線Ｃ■１１は従来のフォーカ
シング・アクチュエータのダンピング制御なしの場合の
利得特性，曲線ＣＶ１２はフォーカシング・アクチュエ
ータのダンピング制御をかけた場合の利得特性を示す。

同様に．第４図（ｂ）において，曲線ＣＶ２１は従来の
フォーカシング・アクチュエータのダンピング制御なし
の位相特性，曲線ＣＶ２２はフォーカシング・アクチュ
エータのダンピング制御をかけた場合の位相特性を示し
ている。

この特性図から明らかなように．本発明のフォーカシン
グ・アクチュエータのダンピング制御をサーボ制御中に
かけると，サーボ制御全体の利得が，周波数１０ＨＺ近
傍において１０ｄＢ程度向上している。また，位相余裕
も増大し，全体として安定度が増している。

以上，フォーカシング・アクチュエータにボイスコイル
を用い，上述した条件における好適実施例として，フィ
ードハノク制御として微分回路２４を用いた速度制御を
適用した場合について述べたが　フォーカシング・アク
チュエータの駆動部その他の条件が異なれば．上述した
速度フィードバックに限らず，適宜，たとえば．微分補
償に比例補償を加えるなどのフィートハノク制御をとる
ことができる。

上述した本発明の実施例は，フォーカシング・アクチュ
エータに限らず，トラッキング用アクチュエータについ
ても同様である。

また，上記実施例は光学式ディスク装置として光ディス
ク装置を例示したが，本発明は他の同様な装置，たとえ
ば，光磁気ディスク装置にも適用できることはいうまで
もない。

［発明の効果］ 以上に述べたように．本発明は光学式ディスク装置にサ
ーボ制御とは独立して制御可能な光ピソクアソプ用アク
チュエータのダンピング制１卸を導人することにより，
サーボ制御が機能しない条件における光ピックアップ用
アクチュエータの整定時間を短縮できるとともに，オー
バーシュートをほとんど発生させないという効果を奏す
る。

また本発明の光ピンクアップ用アクチュエータのダンピ
ング制御をサーボ制御に組み込むことにより．サーボ制
御の特性を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ピックアップ用アクチュエータ制御
装置の原理ブロック図， 第２図は本発明の実施例のフォー力シングサーボ制御系
統のブロック図， 第３図はフォーカシング・アクチュエータの振幅特性図 第４図（ａ），（ｂ）は本発明の実施例のフォー力シン
グサーボ制御系統の周波数応答図，である。 （符号の説明） ２・・・加算手段 ４ ６ ８ １４ １８ ２０ ２２ ２４ ・光ビソクアップ用アクチュエータ ・アクチュエータ位置検出手段， ・補償手段， ・位相補償回路 ・ドライハ回路， ・フォーカシング・アクチュエータ， ・レンズポジションセンサ ・微分回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学式ディスク装置の光ピックアップ用アクチュエ
   ータをサーボ制御する制御装置においてサーボ制御系統
   内に、該サーボ制御と独立に制御可能な、光ピックアッ
   プ用アクチュエータをダンピング制御する制御系統を設
   けたことを特徴とする光学式ディスク装置の光ピックア
   ップ用アクチュエータのサーボ制御装置。 ２、前記光ピックアップ用アクチュエータがフォーカシ
   ング・アクチュエータであることを特徴とする請求項１
   記載の光ピックアップ用アクチュエータのサーボ制御装
   置。 ３、前記光ピックアップ用アクチュエータがトラッキン
   グ用アクチュエータであることを特徴とする請求項１記
   載の光ピックアップ用アクチュエータのサーボ制御装置
   。 ４、前記光ピックアップ用アクチュエータのダンピング
   制御は光ピックアップ用アクチュエータの位置信号を微
   分した速度信号をフィードバックするフィードバック制
   御であることを特徴とする請求項２または３記載の光ピ
   ックアップ用アクチュエータのサーボ制御装置。