JPH03216818A - 移動制御方法 - 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における、トラック間移動制御
方法に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク装置は、１．６μｍ程度のトラック上にレー
ザービームの焦点（以下スポットと呼ぶ）を当て、トラ
ック上に情報を記録再生するために、高度なトラック位
置決め制御技術と、トラック間移動制御技術が必要であ
る。第２図に従来用いられてきたトラック位置決めおよ
びトラック間移動制御回路のブロック図を示す。

まず、トラック位置決め制御について説明する。

スイッチ１２を閉じると、光ヘッド１で検出されたトラ
ック位置決め誤差信号を制御回路と結合することができ
、増幅回路２および位相補償回路３で制御回路の帯域と
位相余有を適当な値に設定することができる。この後電
力増幅回路４によって、トラックアクチュエータ５を駆
動する。トラックアクチュエータ５は、光スポットをト
ラック半径方向に微少量（およそ５〜１００μｍ程度）
移動することができ、主として目標トラック位置の高周
波成分に追従する。一方、トラックアクチュエー夕の変
位は位置検出器６によって検出され、位相補償回路７を
通り、適当な帯域と位相余有を設定される。スイッチ１
３はトラック位置制御においては接点１４ａ側に閉じて
いるので、信号は電力増幅回路８に入力し、ボイス・コ
イル・モータ９（以下ＶＣＭと略す）を駆動する。ＶＣ
Ｍはスポットを光ディスク内のトラックが存在する全領
域内において移動可能にし、目標トラック位置の低周波
成分、または大きな動きに追従する。以上、トラックア
クチュエータ５および、ＶＣＭ９両者の協力によってス
ポットは動かされ、最終的に目標トラック位置の直流成
分から高周波成分まで追従することができる。

次に、トラック間移動制御について説明する。

トラック間移動制御は速度制御であることが多く、駆動
機構としてはＶＣＭ９のみを使用する。またスイッチ１
３は接点１４ｂ側に閉じている。光スポット位置が検出
できるので、これを微分回路１５で微分すると移動速度
を求めることができる。

一方、スポットが移動した距離と、移動すべき残り距離
から基準速度発生回路１６において基準速度を求めるこ
とができる。基準速度と移動速度の差が速度誤差信号発
生回路１０で演算され、速度誤差信号となり、スイッチ
１３を通して電力増幅回路８に加えられる。ＶＣＭ９は
電力増幅回路８によって駆動され、光スポットは目標基
準速度になるように制御される。なお、図中にＤＡコン
バータ１１が存在するが、これは、微分回路１５、基準
速度発生回路１６および速度誤差発生回路１０は通常Ｃ
ＰＵ１７内でデジタル的に処理され、速度誤差信号もデ
ジタル値で出力されるので、アナログ値に変換して電力
増幅回路８に出力するためてある。なおスイッチ１２は
開かれ、トラックアクチュエー夕５は駆動されないので
移動制御中にはＶＣＭ９のみが駆動機構となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のトラック間移動制御方法には以下に述べ
るような欠点があった。

既に述べたように、トラック間移動制御の間はトラック
アクチュエータ５は制御されず、ＶＣＭ９だけが制御さ
れる。一般にＶＣＭは質量が大きく、しかもコイルのイ
ンダクタンスが大きいために、電力増幅回路８に負担が
かかり大きな加速度や高い周波数で駆動することが困難
である。またＶＣＭは形状も大きいために、機械共振周
波数が低くなってしまう欠点がある。十分な位相余有を
確保するために制御帯域は共振周波数の３〜１０分の１
にしなければならず、制御帯域が機械的要因で制限を受
けてしまう。したがって制御の帯域を広げたり、制御ゲ
インを大きくすることができなかった。一方、トラック
間移動時間を短縮する要求がコンピュータ市場で高まっ
ており、そのためには制御帯域の広帯域化と制御ゲイン
の向上は必要不可欠であり、従来の制御方法では大きな
改善は期待できない。

また、トラック間移動制御からトラック位置制御に切り
換えるときに、スイッチ１２およびスイッチ１３を閉じ
ることによって、不連続な信号が発生し、この信号によ
ってアクチュエータ５やＶＣＭ９が駆動されるので、動
作が一時的に不安定になり、確実に位置制御に切り換え
ることができないと言う問題点があった。

さらに、トラック位置制御からトラック間移動制御に切
り換える際にスイッチ１２を開くので、トラックアクチ
ュエー夕５は、駆動を解かれ自由振動を始めたり、ＶＣ
Ｍ９の移動による振動を拾って予期せぬ振動をするので
、光スポット移動速度をＶＣＭ９だけで正しく制御する
ことができなかった。

そこで本発明は、以上に述べた３点の欠点を解決する移
動制御方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の移動制御方法は、光ディスク装置内で、光ディ
スクと、前記光ディスク上で情報が記録されているトラ
ックと、情報を記録再生するレーザービームと、前記レ
ーザービームを集光してスポットにする光ヘッドと、前
記スポットを光ディスク半径方向に微小量移動させる第
１の駆動機構と、光ヘッド全体または一部を移動させる
ことによって前記スポットを光ディスク半径方向にトラ
ックが存在する領域にわたって移動させる第２の駆動機
構とを持ち、トラック位置決め制御の場合には、前記第
１および第２の駆動機構を共に制御し両者か協力してト
ラックに追従するようにし、さらにあるトラック上のス
ポットを別のトラックに移動させる移動制御の場合には
、前記移動制御方法において、前記第２の駆動機構に駆
動制御信号を人力して前記光ディスクの全体または一部
を移動させると同時に、前記第２の駆動機構にも駆動制
御信号を入力して、結果的に前記スポットを第１および
第２の駆動手段の両方で移動制御することを特徴とする
。

〔作　用〕

本発明は以上のように構成されるので、速度制御のため
の加速・減速の基準信号が基準加速度発生回路で作られ
、ＶＣＭにはスイッチを通して基準信号に比例した駆動
信号が入力するので、トラック間移動制御中は、この加
速・減速信号によって主として駆動され、同時に速度誤
差に比例した信号によってトラックアクチュエー夕か駆
動され、さらにトラックアクチュエー夕の位置に従って
ＶＣＭの駆動力が補正される。したがって、移動速度を
決定する加速度は、基準加速度発生回路において生成さ
れてＶＣＭに加えられ、さらにこのとき発生した速度誤
差に応じて、トラックアクチュエー夕とＶＣＭに補正加
速力が加えられ、最終的に光スポットはトラックアクチ
ュエー夕とＶＣＭの両方によって駆動制御され、移動す
る。また、以上の制御の過程においてトラックアクチュ
エー夕は速度誤差の高周波成分に対応して制御され、Ｖ
ＣＭは低周波成分と基準加速度成分に対応して制御され
る。

〔実　施　例〕

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例の制御回路のブロック図である。

トラック位置制御の場合にはスイッチ１９は接点２６側
に閉じているので、従来のトラック位置制御と全く等し
い構成になり、動作も全く同等となるから、説明は省略
する。

トラック間移動制御の場合について以下説明する。移動
制御中の速度はあらかじめ制御に都合の良い速度に設定
できる。速度が設定できれば、速度を時間で微分するこ
とにより加速度が求められるので、加速度も同様に設定
できる。たとえば、第５図（ａ）のような速度変化で移
動制御したい場合は、第５図（ｂ）のような加速度を与
えれば良い。基準加速度発生回路２３はＣＰＵ１７の内
部に含まれていて、残り移動距離を計算し、この値に従
って、第５図（ｂ）に対応した加速度基準信号をデジタ
ル値で出力する。この値はＤＡコンバータ２４でアナロ
グ値に変換され、閉状態のスイッチ２０を通り加算器４
３に入力される。このとき、ＤＡコンバータ出力電圧は
第５図（Ｃ）のようになり、加速度変化に比例している
ことがわかる。ＶＣＭ９は電力増幅回路８により駆動さ
れるので、光スポットも概略あらかじめ設定した加速度
および速度で移動する。しかし、実際にはＶＣＭの力定
数や増幅器のゲインのばらつき、ＶＣＭ摺動抵抗および
、ディスク上のトラックの回転に伴なう偏心速度などが
存在するため、目標速度に対してスポット移動速度は速
度誤差を持ってしまう。そこで次に速度誤差を補正する
方法を説明する。

トラック間移動時には、光ヘッド１から正弦波状の信号
が得られる。第４図に移動時の信号を示す。正弦波状の
信号３７において立ち上がりの零交点がトラック中心位
置に光スポットがあることを表わしている。したがって
零交点と次の零交点の間の時間（一周期）は、トラック
中心と次のトラック中心まで光スポットが移動する時間
に相当する。トラック間移動中の速度は前述のようにあ
らかじめ設定されているので、この１トラック移動する
時間（周期）はあらかじめ設定しておくことができる。

今、第４図において最初の１トラックを移動する時間が
Ｔ１であり、同様に次の１トラックおよびさらに次の１
トラックを横断する時間がそれぞれＴ２およびＴ３であ
るとあらかじめ設定しておく。第４図の１トラック目に
スポットがあり、ａ点において信号をサンプルホールド
する。サンプルホールド回路１８の詳細は第３図に示し
てある。ＣＰＵ１７はあらかじめ定まったサンプルタイ
ムで（スポットがａ点にあるときに）サンプルホールド
回路１８のスイッチ２６にサンプルホールド命令３５を
送る。スイッチ２６、コンデンサ２７、オペアンブ２８
の構成てまず入力信号がホールドされる。一方オペアン
プ２８の出力は、スイッチ２９、コンデンサ３０、オペ
アンプ３１で構成されるサンプルホールド回路に入力す
る。スイッチ２６か閉じてサンプリングし、再び開いて
ホールドされている状態になるために十分な時間の後、
ＣＰＵ１７はスイッチ２９に対しサンプルホールド命令
３６を与える。この結果、オペアンプ２８とオペアンプ
３１の出力はａ点の信号値がホールドされている。さて
、ａ点からあらかじめ設定されているトラック移動時間
Ｔ１後、ｂ点で次の一連のサンプルホールドを行なう。

すなわち、ａ点からＴ１後、ＣＰＵ１７はスイッチ２６
に対してサンプルホールド命令３５を送る。

サンプルホールド完了後、オペアンプ２８とオペアンプ
３１の出力には、それぞれ、ｂ点とａ点の電圧値がホー
ルドされている。したがってオペアンプ３２が構成する
差動増幅器の出力にはｂ点とａ点の出力電圧の差ν１が
出力される。ＣＰＵＩ７はオペアンプ３２の出力が安定
するために十分な時間の後、スイッチ４０に対してサン
プルホールド命令３９を送り、コンデンサ４１、オペア
ンプ４２と共に構成するサンプルホールド回路で電圧値
ｖ１をホールドする。さらにその後、スイッチ２９にサ
ンプルホールド命令を送ることによつて、オペアンプ２
８の電圧をオペアンプ３１にホールドする。ｂ点から設
定されたトラック移動時間Ｔ２後、同様な操作が繰り返
し行なわれ、オペアンプ４２にはＣ点とｂ点の電圧値の
差ｖ２がホールドされる。以下Ｃ点から時間Ｔ３後には
同様にｖ３がオペアンプ４２にホールドされ、さらに同
様の操作が繰り返し行なわれる。

さて、正弦波は零交点付近では直線に近いので、ｖ１は
Ｔ，と実際の１トラック移動時間との差に比例している
と考えて差しつかえない。ｖ２ｖ３も同様である。した
がって、ｖ１、ｖ２ｖ３はそれぞれ周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ
３に対応したトラック移動速度誤差に比例した電圧であ
り、速度誤差信号として扱うことができる。

速度誤差信号はサンプルホールド回路１８から出力され
、接点２５側に接続されているスイッチ１９を通りトラ
ックアクチュエータ５に加えられる。トラックアクチュ
エー夕５が駆動され動くと、それに応じた信号が加算器
４３に入り、加速度基準信号と加えられ、ＶＣＭ９を駆
動する。すなわち、サンプルホールド回路１８で生成さ
れた速度誤差信号によって、トラックアクチュエータ５
とＶＣＭ９に補正駆動力が加わるわけである。このとき
、速度誤差信号の高周波成分に対応してトラックアクチ
ュエー夕５が追従し、低周波成分に対応してＶＣＭ９が
追従する。ＶＣＭ９にはＤＡコンバータ２４から加速度
基準信号も入力されているが、いずれも低周波成分が主
であり、高周波成分はトラックアクチュエー夕５によっ
て追従する。

したがってＶＣＭ９に機械共振点があっても、機械共振
の影響を受けないようにＶＣＭの制御帯域を低く抑え、
トラックアクチュエータ５が高い制御帯域を受け持つよ
うに設計することが可能となる。そのために、高帯域の
制御を容易に行なうことができ、大きな加速度であって
も制御をかけることができるので、トラック間移動時間
を短縮することか可能である。

また、トラックアクチュエー夕５が高周波領域に追従す
るために、ＶＣＭ９の駆動信号には高周波成分が含まれ
ず、電力増幅回路８に対して負荷が軽減できる。

さらにトラックアクチュエータ５は常に入力信号に対し
て制御されているので、自由振動したりＶＣＭ９の動き
によって不要な振動が発生することを防ぐことができる
。

また、制御ループは常に閉じられていて、ループ開閉に
伴なう不連続信号が入力されないので、常に安定した動
作を保つことが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明は基準加速度および検出された速
度誤差信号の低周波成分でＶＣＭを制御し、速度誤差信
号の高周波成分でトラックアクチュエー夕を制御するこ
とによって、ＶＣＭの制御帯域を低く抑えたままで、全
体の制御帯域は広帯域にすることができる。これにより
、トラック間移動制御中に大きな加速度に対しても速度
誤差が少ない高精度の制御をかけることができ、トラッ
ク間移動時間を大きく短縮することが可能になった。

しかも、ＶＣＭ制御帯域は低く抑えられるので、ＶＣＭ
駆動用の電力増幅器の負担を軽減することができる。

また、制御ループが開閉されることなく、常に閉じられ
ているので、不連続な信号による不安定な挙動を除くこ
とが可能である。

さらに、トラックアクチュエー夕はトラック位置決め制
御中もトラック間移動制御中も常に制御を受けているの
で、自由振動やＶＣＭの移動による振動の影響で不要な
振動を発生することがなく、スポット位置を正確に制御
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の移動制御方法およびトラック位置決め
制御の一実施例の制御回路の構成を示すブロック図、第
２図は従来の移動制御およびトラック位置決め制御の制
御回路の構成を示すブロック図、第３図は本発明のサン
プルホールド回路の詳細な回路構成の例を示す図、第４
図は本発明のトラック間移動時の制御信号の生成方法の
例を説明する図、第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はトラ
ック間移動時の速度、 加速度、 加速度基準信号の 変化の様子を説明する図である。 以 上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光ディスク装置内で、光ディスクと、前記光ディスク
   上で情報が記録されているトラックと、情報を記録再生
   するレーザービームと、前記レーザービームを集光して
   スポットにする光ヘッドと、前記スポットを光ディスク
   半径方向に微小量移動させる第１の駆動機構と、光ヘッ
   ド全体または一部を移動させることによって前記スポッ
   トを光ディスク半径方向にトラックが存在する領域にわ
   たって移動させる第２の駆動機構とを持ち、トラック位
   置決め制御の場合には、前記第１および第２の駆動機構
   を共に制御し両者が協力してトラックに追従するように
   し、さらにあるトラック上のスポットを別のトラックに
   移動させる移動制御の場合には、前記移動制御方法にお
   いて、前記第２の駆動機構に駆動制御信号を入力して前
   記光ディスクの全体または一部を移動させると同時に、
   前記第１の駆動機構にも駆動制御信号を入力して、結果
   的に前記スポットを第１および第２の駆動手段の両方で
   移動制御することを特徴とする移動制御方法。