JPH0419832A - 光ディスク装置の速度制御方式 - 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、光ビームを用いて記録再生を行う光ディスク
装置において、情報の記録再生を行うトラックまで光ビ
ームを高速に移動させる光ビームの速度制御方式に関す
る。

［従来の技術］ 光ディスクのトラックアクセスを行う場合に、光ビーム
と光ディスクの相対速度を検出し、光ビームを速度制御
により移動させる方法が、特開昭５９−２０７４３９号
公報「光ディスク装置におけるビームアクセス装置」に
開示されている。

この従来技術により、アクセス動作に対する光ディスク
装置の速度制御方式を実現する場合の構成のブロック図
を第３図に示す。この従来技術では、ばね支持型のトラ
ッキングアクチュエータ９にポジショナ４と集光手段３
の位置ずれを位置ずれ信号６として検出するセンサ５を
設け、アクセス中の加速度による集光手段３の変位をセ
ンサ５により検出すると共に、集光手段３の変位がＯと
なるようにフィルタ７、増幅手段８を介した位置ずれ信
号６により、トラッキングアクチュエータ９を駆動する
。

アクセス動作中に光学ヘッド１０内のトラッキング位置
誤差検出手段１１により検出されたトラッキング位置誤
差信号１２から、トラック横断検出手段１３によりトラ
ック横断パルス１４を発生し、トラック横断パルス１４
から速度発生手段２０により、光ビーム２と光ディスク
１の相対速度を光ビーム速度信号２１として検出すると
共に、図面には記載されていない外部のコントローラか
ら予めカウンタ１５に設定されたシークトラック数１６
をトラック横断パルス１４に応じてデクリメントするこ
とにより残りシークトラック数１７を求め、この残りシ
ークトラック数１７から基準速度発生手段１８により基
準速度信号１９を発生する。このとき基準速度信号１９
と光ビーム速度信号２１の差を速度誤差信号２５として
、速度誤差信号２５が０となるように増幅手段２６を介
してポジショナアクチュエータ２７を駆動し、光ビーム
２の速度が基準速度に追従するように速度制御されて光
ビーム２がトラック間を移動する。

（発明が解決しようとする課題） 従来技術において、ポジショナアクチュエータによる速
度制御系の間ループゲインをω１、トラッキングアクチ
ュエータにより集光手段をポジショナに対して位置決め
する位置制御系の間ループゲインをω２として、開ルー
プゲインω１．ω２を各アクチュエータの伝達関数に含
めると、第３図のブロック図は、第４図のように表すこ
とができる。第３図において基準速度発生手段１８から
出力される基準速度信号１９は、第４図において光ビー
ム速度信号２１と引き算されて速度誤差信号２５が発生
され、ポジショナアクチュエータの等価ブロック３０．
３１　（伝達関数ω、／ｓ、１／ｓ）に入力される。ポ
ジショナ４と集光手段３の位置ずれは第３図におけるセ
ンサ５により検出され、第４図における位置ずれ信号６
として等価フィルタ３２（伝達関数（３ｓ＋ωｚ）　／
　（ｓ　＋３ω２））を介して等価トランキングアクチ
ュエータ３３（伝達関数ω２２／Ｓ２）に入力される。

アクセス動作中の速度検出は、光学へ、ド１０内のトラ
ッキング位置誤差検出手段１１により検出されたトラッ
キング位置誤差信号１２をもとにトラック横断パルス１
４を発生し、光ビーム２と光ディスク１の相対速度が速
度検出手段２０から光ビームの速度信号２１として検出
される。この光学へンドから速度検出手段までの等価ブ
ロックを、第４図に等偏速度検出手段３４（伝達関数Ｓ
）として示す。

高速なアクセスを実現するためにはアクセス動作中の加
速度を大きく設定する必要があり、大きな加速度により
安定したアクセスを実現するためには速度制御系の速度
帯域、即ち速度制御系の開ループゲインω１を大きくと
る必要がある。しかし従来の速度制御方式では、第４図
に示すように、速度制御系の中に集光手段とポジショナ
の位置ずれを抑えるためのトラッキングアクチュエータ
による位置制御系が含まれており、集光手段とポジショ
ナの位置ずれを０にするための位置制御系の開ループゲ
インω２が、速度制御系の間ループゲインω１に対して
十分に大きな値をとり、ω２　〉ω１（１） という関係を満足する必要がある。

実際の装置ではトラッキングアクチュエータによる位置
制御系の間ループゲインω２は、トラッキングアクチュ
エータの機械的な共振特性により大きさが制限される。

速度帯域を大きくするためにω１を大きくした場合を考
える。ω、とω２がほぼ等しいか、または、ω１よりω
２が小さい場合、即ち ω２くω１（２） である時には速度が振動的になり、または発散してしま
う。このため、（２）式の関係がある場合には安定な制
御が実現できないことが示されている。

このことは、アクセス動作中の速度制御帯域がω２によ
り制限され、大きな加速度による高速なアクセスの実現
が困難となるという問題を生じる。

本発明の目的は、光ディスク装置のアクセス動作におい
て、大きな加速度を用いた高速アクセスを行う場合にも
、光ビームを目標トラックまで安定に移動させることを
可能とする光ディスク装置の速度制御方式を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、集光手段をトラッキング方向に移動させるこ
とにより光ディスク上の微小な範囲で光ビームを移動さ
せるトラッキングアクチュエータと、集光手段をトラッ
キングアクチュエータごと光ディスクの記録再生領域の
全範囲にわたって移動して光ディスク上の光ビームを移
動させるポジショナアクチュエータとの２つのアクチュ
エータにより光ビームのトラッキング方向の制御を行い
、アクセス動作中に光ビームの速度を検出して目標トラ
ックまで光ビームを速度制御で移動させる光ディスク装
置の速度制御方式において、ポジショナアクチュエータ
と集光手段の位置ずれをセンサにより位置ずれ信号とし
て検出し、この位置ずれ信号をＯとするようにフィルタ
、増幅手段を介した位置ずれ信号によりトラッキングア
クチュエータを駆動すると共に、光学ヘッドにより検出
されるトラッキング位置誤差信号からトラック横断検出
手段によりトラック横断パルスを発生し、外部の制御装
置から予めカウンタに設定された目標トラックまでの光
ビームの移動トラック数をトラッククロスパルスに応じ
てカウンタによりデクリメントして残りシークトラ、り
数を生成し、残りシークトラック数に対応した基準速度
信号を基準速度発生手段により発生させ、また前記トラ
ンキング位置誤差信号から光ビームと光ディスクの相対
速度を速度検出手段により検出して光ビーム速度信号を
発生し、前記位置ずれ信号から相対速度発生手段により
ポジショナアクチュエータと集光手段の相対速度を速度
補正信号として発生し、前記光ビーム速度信号と前記速
度補正信号とを加算した補正光ビーム速度信号と前記基
準速度信号との差を速度誤差信号として、この速度誤差
信号が０となるようにポジショナアクチュエータにフィ
ードバンクをかけることにより光ビームの速度を基準速
度信号に追従させることを特徴とする。

（作用〕 本発明による光ディスク装置の速度制御方式では、ポジ
ショナアクチュエータと集光手段の位置ずれ信号から、
相対速度発生手段によりポジショナアクチュエータと集
光手段の相対速度を速度補正信号として発生し、トラッ
キング位置誤差信号から検出された光ビーム速度信号と
速度補正信号とを加算した補正速度信号を用いてアクセ
ス動作中の速度フィードバック制御を行っている。

本発明による速度制御系を伝達関数で表現した等価ブロ
ック図を第２図（ａ）に示す。第２図（ａ）において、
ポジショナアクチュエータの入力から速度まで、速度か
ら位置までの等価プロ、りをそれぞれブロック３０．３
１　（伝達関数ω、／　ｓ　、　　１　／　ｓ　）、フ
ィルタの等価ブロックを等価フィルタ３２（伝達関数（
３ｓ±ω＋）／（ｓ＋３ω１））、トラッキングアクチ
ュエータの入力から速度、及び、速度から位置までの等
価ブロックをそれぞれ、ブロック３６．３７　（伝達関
数ω２”／　Ｓ　、　　１　／　Ｓ　）として、ポジシ
ョナの位置、速度をそれぞれＰ、、Ｖ、、集光手段の位
置、速度をＰ、、Ｖｏ、ポジショナと集光手段の位置ず
れ信号６、及び、位置ずれ信号６から相対速度発生手段
の等価ブロック３５が発生した速度補正信号２３をそれ
ぞれＥ、、Ｖ、とする。ここで、等価ブロック３５に微
分要素を仮定し、伝達関数をＧ、とすると、 Ｇ、（ｓ）＝ｓ　　　　　　　　　　　　　（３）とな
る。速度補正信号２３と光ビーム速度信号２１を加算し
て生成する補正速度信号２４を■４とすると、第２図（
ａ）より Ｖ、＝Ｖ。十■。

；■。＋５ＸＥｐ ＝■。十５Ｘ（Ｐｐ　　Ｐａ） ＝■。十Ｖ、−Ｖ。

＝　Ｖ　ｐ（４） となる。以上の結果から補正速度信号２４がポジショナ
速度■、と等しくなることを考慮すると、第２図（ａ）
のブロック図は第２図（ｂ）に示す等価ブロック図に変
換できる。第２図（ｂ）の速度制御系は、基準速度信号
１９にポジショナの速度■２を追従させる様に構成され
ており、基準速度からポジショナの速度までの伝達関数
Ｇｖが Ｓ十ω１ となるため、発散することの無い安定した速度制御系が
実現できる。

実際の装置では、（３）式に示すような微分要素は実現
が困難であり、 ｃｄ＝　　　　　　　　　　　　　　　　（６）Ｓ＋ω
８ で示されるような疑似微分要素が用いられるが、速度制
御におけるω１に対してω８が十分大きい場合、即ち ω１（ωＸ（７） であれば、速度制御系に対しては（３）式の微分要素を
用いた場合と同等な効果が得られる。実際にはω８はω
１の３倍以上であれば十分な効果が得られる。

（実施例〕 次に図面を用いて本発明による光ディスク装置の速度制
御方式を説明する。第１図は本発明による光ディスクの
速度制御方式を実現する制御装置の一例の構成を示すブ
ロックメである。

第１図において、光ディスク１上に光ビーム２を集光す
る集光手段３とポジショナ４のトラッキング方向の位１
ずれはセンサ５により位置ずれ信号６として検出されて
、フィルタ７、増幅手段８を介してトラッキングアクチ
ュエータ９に加えられ、集光手段３とポジショナ４の位
置すれが０となるように位置制御されている。

光学ヘンド１０では、トラッキング位置誤差検出手段１
１により光ディスク１上の情報トラックを光ビーム２が
横切る毎に周期的に変化するトラッキング位置誤差信号
１２が検出され、トラック横断検出手段１３によりトラ
ッキング位置誤差信号１２の周期的な変化に応じて光ビ
ーム２がトラックを横断する毎に１つのトラック横断パ
ルス１４を発生する。

カウンタ１５には、アクセス動作開始時点で図面に記載
されていない外部の制御装置から光ビーム２が位置して
いるトラックから記録再生を行う目標トラックまでの間
のシークトラック数１６がセットされ、トラック横断パ
ルス１４によりカウンタ１５の値をデクリメントする。

このようにしてアクセス動作中のカウンタ１５からは、
目標トラックまで光ビームを移動させる残りシークトラ
ック数１７が出力される。

基準速度発生手段１８では、残りシークトラック数に応
じて基準速度信号１９を発生する。ここで、一定時間内
のトラック横断パルス１４のパルス数は、一定時間に光
ビームが通過したトラック数に比例しており、光ディス
ク１のトラックピッチが概ね等しいものであることを考
えると、一定時間内のトラック横断パルス１４の数、即
ちトラック横断パルス１４の周波数は光ビーム２の速度
に比例する。

このため、トラック横断パルス１４を周波数／電圧変換
することにより、速度検出手段２０が実現でき、光ビー
ム速度信号２１が発生できる。

ここで前述のポジショナ４と集光手段３の位置ずれ信号
６に対して疑似微分回路などにより実現できる相対速度
発生手段２２を用いて速度補正信号２３を発生する。さ
らに、光ビーム速度信号２１と速度補正信号２３を加算
した補正速度信号２４を生成し、基準速度信号１９と補
正速度信号２４の差を速度誤差信号２５として増幅手段
２６を介してポジショナアクチュエータ２７に加えて、
ポジショナ４全体を速度誤差信号２５がＯとなるように
駆動する。

第１図に示す構成の速度制御系を用いることにより、作
用の項において示したように、アクセス中の光ビーム２
の速度の制御において、集光手段３とポジショナ４の位
置ずれを０とするためのトラッキングアクチュエータ９
に対するフィードバック制御系の特性に影響されない安
定した速度制御系を実現できる。

〔発明の効果〕

本発明の光ディスク装置の速度制御方式を用いることに
より、アクセス動作に対して安定した広帯域な速度制御
系が実現でき、大きな加速度でポジショナを駆動して高
速なアクセスを行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスク装置の速度制御方式を実現
する制御装置の一例の構成を示すブロック図、 第２図は第１図に示すブロック図を伝達関数を用いて表
現した場合の等価ブロック図、第３図は従来の速度制御
方式を説明するためのブロック図、 第４図は従来方式を等価な伝達関数で表したときのブロ
ック図である。 １・・・・・光ディスク ２・・・・・光ビーム ５・・・・・位置ずれ検出手段 ９・・・・・トラッキングアクチュエータ１３・・・・
・トラック横断検出手段 １８・・・・・基準速度発生手段 ２０・・・・・光ビーム速度検出手段 ２２・・・・・相対速度発生手段 ２７・・・・・ポジショナアクチュエータ代理人　弁理
士　　岩　佐　　義　幸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）集光手段をトラッキング方向に移動させることに
   より光ディスク上の微小な範囲で光ビームを移動させる
   トラッキングアクチュエータと、集光手段をトラッキン
   グアクチュエータごと光ディスクの記録再生領域の全範
   囲にわたって移動して光ディスク上の光ビームを移動さ
   せるポジショナアクチュエータとの２つのアクチュエー
   タにより光ビームのトラッキング方向の制御を行い、ア
   クセス動作中に光ビームの速度を検出して目標トラック
   まで光ビームを速度制御で移動させる光ディスク装置の
   速度制御方式において、 ポジショナアクチュエータと集光手段の位置ずれをセン
   サにより位置ずれ信号として検出し、この位置ずれ信号
   を０とするようにフィルタ、増幅手段を介した位置ずれ
   信号によりトラッキングアクチュエータを駆動すると共
   に、光学ヘッドにより検出されるトラッキング位置誤差
   信号からトラック横断検出手段によりトラック横断パル
   スを発生し、外部の制御装置から予めカウンタに設定さ
   れた目標トラックまでの光ビームの移動トラック数をト
   ラッククロスパルスに応じてカウンタによりデクリメン
   トして残りシークトラック数を生成し、残りシークトラ
   ック数に対応した基準速度信号を基準速度発生手段によ
   り発生させ、また前記トラッキング位置誤差信号から光
   ビームと光ディスクの相対速度を速度検出手段により検
   出して光ビーム速度信号を発生し、前記位置ずれ信号か
   ら相対速度発生手段によりポジショナアクチュエータと
   集光手段の相対速度を速度補正信号として発生し、前記
   光ビーム速度信号と前記速度補正信号とを加算した補正
   光ビーム速度信号と前記基準速度信号との差を速度誤差
   信号として、この速度誤差信号が０となるようにポジシ
   ョナアクチュエータにフィードバックをかけることによ
   り光ビームの速度を基準速度信号に追従させることを特
   徴とする光ディスク装置の速度制御方式。