JPH043373A - 光学ヘッドのアクセス制御装置 - 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〕 本発明は微小光スポットにより情報記録媒体上のトラッ
クに情報を記録および／または再生する光学ヘッドを制
御して、光スポットをあるトラックから他のトラックへ
移動・位置決めする、光学ヘッドのアクセス制御装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

光学ヘッドのアクセス制御装置の従来例としては、例え
ば第４図に示すものがある。この従来装置は特開昭６２
−２３１４３０号に開示されたものに相当し、位置決め
手段として粗アクチユエータ３０および精アクチユエー
タ３１を用いて２段速度制御を行うものであり、詳しく
は速度指令手段３２の出力から速度検出手段３３の出力
を減算して求まる誤差増幅手段３４の出力、つまり速度
偏差を、低域通過フィルタ３５、高域通過フィルタ３６
を介して夫々粗アクチユエータ３０、精アクチユエータ
３１に入力して両アクチュエータ３０．３１を作動させ
、それに伴い移動した光スポットのスポット位置を位置
検出手段３７により検出してトラッキングエラー信号を
得、そのトラッキングエラー信号を速度指令手段３２お
よび速度検出手段３３にフィードバックして前記速度偏
差が零になるように速度制御を行うものである。

この従来装置は、トラックアクセスを高速で行う際には
速度指令手段３２より急加速・急減速の指令がなされ、
このような指令入力に含まれる高周波成分が高域通過フ
ィルタ３６を経て精アクチユエータ３１に作用して光ス
ポットの移動を過大にするため、目標トラックにアクセ
スするまで再アクセスする必要が生じ、アクセス時間が
長くなってしまう問題があった。

この対策として本願出願人は第５図に示す装置を提案済
みである。この装置は、光スポットが記録媒体のトラッ
クに対してトラック直交方向に移動ずべき速度を出力す
る速度指令手段４０と、光スポットと記録媒体とのトラ
ック直交方向の相対速度を検出する速度検出手段４１と
、速度指令手段４０の速度指令信号から前記相対速度に
関する信号を減算して速度誤差信号を出力する減算器４
２と、この速度誤差信号を増幅する増幅器４３と、この
増幅器の出力に応じて対物レンズを移動して光スポツト
位置を微調整する精アクチユエータ４４と、精アクチユ
エータの変位量を検出する精アクチユエータ位置検出器
４５と、前記速度指令信号を入力されて加速度指令信号
を出力するフィルタ４６と、この加速度指令信号と前記
変位量に関する信号とを加算する加算器４７と、加算器
４７の出力を増幅して位相補償回路４９に入力する増幅
器４８と、この位相補償回路４９で位相補償された信号
を入力されて、それに応じて光スポツト位置を粗調整す
る粗アクチユエータ５０とを具えて成るもので、粗アク
チユエータにより移動する図示しない光学ヘッド上には
上記精アクチユエータ４４が載置されている。ここで粗
アクチユエータ５０による光スポットの移動量と精アク
チユエータ４４による光スポットの移動量との和が記録
媒体に対する光スポツト位置を規定することになる。

この装置によれば、速度指令手段４ｏの出力と速度検出
手段４１の出力の差である速度誤差を精アクチユエータ
４４に入力するフィードバック制御系により、精アクチ
ユエータ４４は記録媒体と光スポットとのトラック直交
方向の相対速度が速度指令手段４０の速度指令に一致す
るように作動し、粗アクチユエータ５０は精アクチユエ
ータ位置検出器４５がらの精アクチユエータの変位量を
入力されて精アクチユエータ４４の基準位置からの偏差
が小さくなるように作動するから、前記従来装置のよう
に高速アクセス時に高域通過フィルタによってアクセス
時間が長くなる不具合は生じなくなり、さらに前記速度
指令信号からフィルタ４６によって求めた加速度を粗ア
クチユエータ５ｏの駆動信号に加算するフィードフォー
ワード制御を行っているがら、シーク動作中における精
アクチユエータ４４の基準位置からの定常偏差を小さく
することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記第５図の装置においては、速度指令手段が一般にＣ
ＰＵ　、ディジタル的なメモリ等により構成されて有限
語長の影響を受けるため、目標トラックまでの残トラッ
ク数に応じて出力される速度指令信号は、実際には第６
図に拡大して示すように階段状の信号になる。一方、速
度指令信号を加速度指令信号に変換するフィルタは微分
特性を付与すしているため入力信号が階段状であるとそ
の出力信号はパルス状の信号となってしまい、そのまま
では電気回路の飽和等により正規の加速度指令信号とし
て使用できなくなる。このため、このフィルタに積分特
性をも付加して上記出力信号のパルス化を防止するよう
にしている。

ところで速度指令手段は、一般にシーク動作の安定化の
ため、目標トラックに近づくほど速度指令信号の変化率
、つまり加速度を小さくし、このとき前記相対速度も小
さくなる。このような状態では速度指令信号の階段部の
幅（第６図にＴで示す）は広がるため、この速度指令信
号から十分平滑化された加速度指令信号を生成するには
前記フィルタの積分特性が低周波域において発揮される
ようにする必要がある。

しかしこのように積分特性を設定した場合、この積分特
性のために、第７図に点線で示すように、シーク動作の
開始時や加速度の急変時には、実線で示す速度指令信号
に対して加速度指令信号生成のための信号波形は点線の
ようになり、フィルタ出力信号の波形変化が遅れてなま
った波形になって本来のフィードフォワード制御の効果
が阻害され、精アクチユエータの基準位置からの偏差が
大きくなって前記第４図の従来例と同様に目標トラック
へのアクセス時間が長くなる惧れがある。

本発明はこのような従来の問題点を解消してフィードフ
ォワード制御の効果が十分発揮されて安定したシーク動
作を行うことのできるアクセス制御装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕この目的のた
め、本発明の光学ヘッドのアクセス制御装置は、情報記
録媒体上のトラックに沿っス制御装置は、情報記録媒体
上のトラックに沿って光スポットにより情報を記録およ
び／または再生する光学ヘッドのアクセス制御装置にお
いて、光スポットとトラックとのトラック直交方向の相
対速度を検出する速度検出手段と、光スポットを前記情
報記録媒体上のトラックの全範囲に亘って移動し得る第
１のアクチュエータと、この第１のアクチュエータの作
動に付随して移動するとともに光スポットを微小範囲内
で移動し得る第２のアクチュエータと、光スポットを移
動させるべき距離に応じて予め設定した速度プロファイ
ル信号を出力する速度指令手段と、前記距離に応じて予
め設定した加速度プロファイル信号を出力する加速度指
令手段とを具え、前記速度プロファイル信号と前記相対
速度に関する信号との比較結果および前記加速度プロフ
ァイル信号に基づき前記第１のアクチュエータおよび／
または前記第２のアクチュエータを駆動制御するように
したことを特徴とするものである。

これにより加速度指令手段は速度プロファイル信号と同
期した、時間遅れのない加速度プロファイル信号を出力
し、この加速度プロファイル信号を用いたフィードフォ
ワード制御によってアクチュエータの応答性が向上する
から、光学ヘッドのシーク動作の安定性を向上させるこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の光学ヘットのアクセス制御装置の第１
実施例の構成を示す図であり、ここでは速度制御系のみ
を示しである。この装置は第５図の装置と比較すると、
粗アクチユエータの制御系をフィルタを用いずに構成し
た点が相違する（精アクチユエータの制御系はほぼ同様
である）。すなわち速度指令手段ｌＯ１速度検出器１１
、誤差増幅器１２、精アクチユエータ１３およびトラッ
クカウンタ１４により精アクチユエータ制御系を構成し
、加速度指令手段１５、精アクチユエータ位置検出器１
６、位相補償器１７、加算増幅器１８、粗アクチユエー
タ１９　（例えばボイスコイルモータ）およびトラック
カウンタ１４により粗アクチユエータ制御系を構成する
。なお精アクチユエータ１３は一対の永久磁石１３ａ、
　１３ｂと、対物レンズ２０を弾性的に支持する支持部
材１３ｃと、対物レンズ２０に巻装される図示しないコ
イルとにより構成され、粗アクチユエータ１９によって
トラック直交方向に移動される光学ヘッド２１上に載置
されており、永久磁石１３ｂ側には精アクチユエータ１
３の対物レンズ２０を支持する可動部の中立位置からの
変位量を検出する精アクチユエータ位置検出器１６が組
み込まれている。

速度指令手段ｌＯはトラックカウンタ１４の出力に応じ
て予め設定した速度プロファイル信号を出力する。この
速度プロファイル信号は光スポットが移動すべき速度を
指令するもので、この信号を入力された誤差増幅器１２
は、光束を集光して光スポットを照射する対物レンズ２
０と、情報記録媒体としてのディスク２２上のトラック
とのトラック直交方向の相対速度を検出する速度検出器
１１の出力信号を前記速度プロファイル信号から減算し
て増幅し、得られた速度誤差信号を精アクチュエータ１
３に入力する。精アクチユエータ１３は図示しないコイ
ルに電流が流れると対物レンズ２０を中立位置から支持
部材１３ｃのバネ力に抗してトラック直交方向に移動し
、これにより対物レンズ、ひいては光スポツト位置をト
ラック直交方向に微調整することができる。

速度検出器１１は、光学ヘッド２１から入力される目標
トラックと実際の光スポットとの位置偏差を表わす信号
、例えばトラッキングエラー信号に基づき、光スポット
とトラックとのトラック直交方向の相対速度を検出して
誤差増幅器１２ヘフイードバツクし、トラックカウンタ
１４はこのトラッキングエラー信号に基づき光スポット
が横断したトラックの本数をカウントし、外部装置から
入力された目標トラック数からこのカウント値を減算し
て速度指令手段１０および加速度指令手段１５ヘフイー
ドバツクする。

一方、加速度指令手段１５は前記速度プロファイル信号
の出力と同期して、トラックカウンタ１４の出力に応じ
て予め設定した加速度プロファイル信号を出力する。こ
の加速度プロファイル信号は粗アクチユエータ１９が光
学ヘッド２１に付与すべき加速度を指令するもので、こ
の加速度プロファイル信号は、精アクチユエータ位置検
出器１６の出力信号を位相補償器１７で位相補償した信
号と加算増幅器１８で加算され、加算後の信号は粗アク
チユエータ１９の駆動信号となる。

次に本例の作用について説明する。なおあるトラックか
ら他のトラック（目標トラック）へ光スポットを移動す
る際には図示しないトラック追従制御系から第１図の速
度制御系へ切換えられた状態になっており、外部装置２
３からトラックカウンタ１４に横断すべきトラック数の
設定が完了しているものとする。

速度指令手段ＩＯはまず、トラックカウンタ１４に外部
装置２３によって設定されたトラック数を入力されて、
そのトラック数に応じた第２図（ａ）に示すような形状
の速度プロファイル、つまり残トラック数が零になるま
での速度制御パターンを設定し、この速度プロファイル
に基づき、光スポットがトラックを横切る際に更新（減
少）されるトラックカウンタ１４のカウント値が入力さ
れる度に、残トラック数に対応する速度プロファイル信
号を速度指令信号として順次出力する。この出力は例え
ば現在位置から目標トラックまでにＡ本のトラックがあ
る場合には、第２図（ａ）の実線に矢印で示すような残
トラック数Ａから始まる速度プロファイルに沿うものに
なり、Ａより少いＢ本のトラックがある場合には、同図
の点線に矢印で示すような残トラック数Ｂから始まる速
度プロファイルに沿うものになる。なお同図の速度プロ
ファイルは連続的な曲線として描いであるが、実際には
第５図に示した装置の場合と同様に階段状の信号になる
。この速度プロファイル信号は誤差増幅器１２において
、速度検出器１１が検出した光スポットとトラックとの
トラック直交方向の相対速度（光スポットがトラックを
横切る速度）を減算されて速度誤差信号となって精アク
チユエータ１３に入力され、速度誤差を零にするような
速度制御系が構成される。

一方、加速度指令手段１５は、速度指令手段ｌＯと同様
に、トラックカウンタ１４に設定されたトラック数を入
力されて、そのトラック数に応じた、第２図（ｂ）に示
すような階段状の加速度プロファイル、つまり残トラッ
ク数が零になるまでの加速度制御パターンを設定し、こ
の加速度プロファイルに基づき、トラックカウンタ１４
よりカウント値が入力される度に、残トラック数に対応
する加速度プロファイル信号を加速度指令信号として順
次出力する。この出力は例えば現在位置から目標トラッ
クまでＡ本のトラックがある場合には、第２図（ｂ）の
実線に矢印で示すような残トラック数Ａから始まる加速
度プロファイルに沿うものになり、Ａより少いＢ本のト
ラックがある場合には、同図の点線に矢印で示すような
残トラック数Ｂから始まる加速度プロファイルに沿うも
のになる。この際、加速度プロファイル信号は図示のよ
うに速度プロファイル信号と同期して出力されるため、
第５図の装置のように速度指令信号に対して加速度指令
信号が遅れることはない。

この加速度プロファイル信号は、加算増幅器１８におい
て、上記速度制御系によって移動する対物レンズ２０の
中立位置からの変位量（中立位置で零となり、正、負の
値を取る）を精アクチユエータ位置検出器１６で検出し
てその出力信号を位相補償器１７で位相補償した信号と
加算され、粗アクチユエータ１９に入力される。

この結果、粗アクチユエータ１９は対物レンズ２０が光
学ヘッド２１に対し常に一定位置（ここでは中立位置）
に位置するように光学ヘッド２１を制御することになる
。また粗アクチユエータ１９は速度プロファイル信号に
対して遅れのない加速度プロファイル信号により駆動さ
れるから、フィードフォワード制御の効果が十分に発揮
されて応答性が極めて良好になり、加速度の急変時にも
粗アクチユエータ１９が対物レンズ２０に十分追従して
対物レンズ２０の光学ヘッドに対する変位量を十分小さ
く抑制することができ、シーク中およびシーク完了時に
も制御の安定性を向上させることができる。さらに、こ
の例では第５図の装置で用いたフィルタを廃止すること
かできる。

なお、光スポットが最終的に目標トラックに到達してト
ラックカウンタ１４の出力である残トラック数が零にな
ったら、再び図示しないトラック追従制御系に制御が切
換えられ、光スポットを目標トラックに追従させる制御
に移行する。

第３図は本発明の光学ヘッドのアクセス制御装置の第２
実施例の構成を示す図であり、第１実施例と同一の部分
には同一符号を付しである。

本例の第１実施例との相違点は、速度制御系の制御対象
を粗アクチユエータ１９とし、精アクチユエータ１３は
それ自身の基準位置（中立位置）からの変位量をフィー
ドバックすることにより位置制御するようにしたことで
ある。すなわち、速度指令手段１０は第１実施例と同様
にしてトラックカウンタ１４の出力信号に基づき生成し
た速度プロファイル信号を誤差増幅器１２に入力し、誤
差増幅器１２はこの速度プロファイル信号から速度検出
器１１が検出した光スポットとトラックとのトラック直
交方向の相対速度に関する信号を減算して求める速度誤
差信号を加算増幅器１８に入力し、加速度指令手段１５
は同様に生成した加速度プロファイル信号を加算増幅器
１８に入力し、この加算増幅器１８の出力信号により粗
アクチユエータ１９を駆動することにより速度制御系を
構成し、さらに精アクチユエータ位置検出器１６が検出
した精アクチユエータ１３の中立位置からの変位量を表
わす信号を反転増幅器２４で反転し、位相補償器１７で
位相補償し、精アクチユエータ１３にフィードバックす
ることにより位置制御系を構成する。

本例においては、シーク動作中、速度検出器１１よりフ
ィードバックされた光スポットとトラックとのトラック
直交方向の相対速度が速度指令手段の速度指令としての
速度プロファイル信号に沿って変化するように粗アクチ
ユエータ１９が速度制御されるが、その際、光学ヘッド
２１上に弾性的に支持されている対物レンズ２０が中立
位置を中心にして振動しようとするのを上記位置制御系
の作用によって精アクチユエータ１３が防止し、対物レ
ンズ２０を常に中立位置に位置するように制御し、さら
に加速度指令手段１５からの加速度プロファイル信号に
よって第１実施例と同様のフィードフォワード制御がな
される。

この結果、粗アクチユエータ１９は速度プロファイル信
号に対して遅れのない加速度プロファイル信号を入力さ
れることにより応答性が極めて良好になり、加速度の急
変時にも速度誤差の発生を抑制することができ、したが
って加減速の切換時間が短い短距離シーク動作において
も目標トラック到達時の速度偏差を極めて小さくして安
定したシーク動作を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、フィードフォワー
ド制御に用いる加速度信号を、平滑機能を有するフィル
タを介して速度プロファイル信号から生成するのではな
く、速度プロファイル信号と同期して加速度指令手段が
出力する加速度プロファイル信号を用いるから、フィー
ドフォワード制御の効果が十分に発揮されてアクチュエ
ータの応答性が向上し、光学ヘッドのシーク動作の安定
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学ヘッドのアクセス制御装置の第１
実施例の構成を示す図、 第２図（ａ）、　（ｂ）は夫々同側における速度プロフ
ァイル信号および加速度プロファイル信号を例示する図
、 第３図は本発明の光学ヘッドのアクセス制御装置の第２
実施例の構成を示す図、 第４図〜第７図は従来技術を説明するための図である。 １０・・・速度指令手段　　１１・・・速度検出器１２
・・・誤差増幅器　　　１３・・・精アクチユエータ１
４・・・トラックカウンタ １５・・・加速度指令手段 １６・・・精アクチユエータ位置検出器１７・・・位相
補償器　　　１８・・・加算増幅器１９・・・粗アクチ
ユエータ ２０・・・対物レンズ　　　２１・・・光学ヘッド２２
・・・ディスク（情報記録媒体） ２３・・・外部装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、情報記録媒体上のトラックに沿って光スポットによ
   り情報を記録および／または再生する光学ヘッドのアク
   セス制御装置において、光スポットとトラックとのトラ
   ック直交方向の相対速度を検出する速度検出手段と、光
   スポットを前記情報記録媒体上のトラックの全範囲に亘
   って移動し得る第１のアクチュエータと、この第１のア
   クチュエータの作動に付随して移動するとともに光スポ
   ットを微小範囲内で移動し得る第２のアクチュエータと
   、光スポットを移動させるべき距離に応じて予め設定し
   た速度プロファイル信号を出力する速度指令手段と、前
   記距離に応じて予め設定した加速度プロファイル信号を
   出力する加速度指令手段とを具え、前記速度プロファイ
   ル信号と前記相対速度に関する信号との比較結果および
   前記加速度プロファイル信号に基づき前記第１のアクチ
   ュエータおよび／または前記第２のアクチュエータを駆
   動制御するようにしたことを特徴とする、光学ヘッドの
   アクセス制御装置。