JPH056224A - 駆動制御装置 - Google Patents
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- JPH056224A JPH056224A JP3250172A JP25017291A JPH056224A JP H056224 A JPH056224 A JP H056224A JP 3250172 A JP3250172 A JP 3250172A JP 25017291 A JP25017291 A JP 25017291A JP H056224 A JPH056224 A JP H056224A
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- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザビームスポット等の被駆動体を速度プ
ロファイルに正確に沿って移動させ、目標位置へ確実に
到達させる。 【構成】 アクチュエータ14はレーザビームスポット
を移動させる。アクチュエータ14から出力されるレー
ザビームスポットの変位Xaを、微分回路22によって
微分し、移動速度に対応した信号に変換する。またこの
変位Xaと目標カウント値Ctとから、レーザビームス
ポットの目標位置までの距離に対応した信号を求め、こ
れを関数発生器32に入力して、目標位置までの距離の
平方根を求める。この平方根と移動速度との差を減算器
23によって得、これにフィードフォワード信号Eff
を加算する。フィードフォワード信号Effは、速度プ
ロファイルを微分回路37により、時間に関して微分す
ることにより得られる。
ロファイルに正確に沿って移動させ、目標位置へ確実に
到達させる。 【構成】 アクチュエータ14はレーザビームスポット
を移動させる。アクチュエータ14から出力されるレー
ザビームスポットの変位Xaを、微分回路22によって
微分し、移動速度に対応した信号に変換する。またこの
変位Xaと目標カウント値Ctとから、レーザビームス
ポットの目標位置までの距離に対応した信号を求め、こ
れを関数発生器32に入力して、目標位置までの距離の
平方根を求める。この平方根と移動速度との差を減算器
23によって得、これにフィードフォワード信号Eff
を加算する。フィードフォワード信号Effは、速度プ
ロファイルを微分回路37により、時間に関して微分す
ることにより得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば光ディスク上の
レーザビームスポットを目標とするトラック上に移動さ
せるために用いて好適な駆動制御装置に関する。
レーザビームスポットを目標とするトラック上に移動さ
せるために用いて好適な駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば光ディスクにデータを記録する
時、または記録されたデータを読み出す時、レーザビー
ムスポットの目標トラックへの移動、すなわちシーク動
作が行われる。光ディスク装置の性能を高めるため、こ
のシーク動作は高速かつ高精度であることが望ましい。
すなわち、目標トラックへの移動速度が高速であり、ま
た目標トラックに確実に到達することが必要である。レ
ーザビームスポットの移動速度は、光ヘッドのアクチュ
エータ用の駆動回路の駆動能力によって定まるため、レ
ーザビームスポットの移動加速度は有限である。そこ
で、一定の加速度でレーザビームスポットを移動させる
場合、このレーザビームスポットが目標トラックにおい
て正確に停止するためには、レーザビームスポットの現
在位置から目標トラック位置までの距離の平方根に比例
した速度でレーザビームスポットを移動させればよい。
すなわち、レーザビームスポットの速度プロファイルを
示す関数は f(ε)=(2αε)1/2 ・・・(1) となる。ただし、αは加速度、εはレーザビームスポッ
トの現在位置から目標トラック位置までの距離である。
このようにレーザビームスポットの移動速度を(1)式
に従うように制御することにより、正確なシーク動作を
得ることできる。このような制御は、レーザビームスポ
ットを駆動するアクチュエータと制御回路により速度サ
ーボループを形成することによって達成可能である。
時、または記録されたデータを読み出す時、レーザビー
ムスポットの目標トラックへの移動、すなわちシーク動
作が行われる。光ディスク装置の性能を高めるため、こ
のシーク動作は高速かつ高精度であることが望ましい。
すなわち、目標トラックへの移動速度が高速であり、ま
た目標トラックに確実に到達することが必要である。レ
ーザビームスポットの移動速度は、光ヘッドのアクチュ
エータ用の駆動回路の駆動能力によって定まるため、レ
ーザビームスポットの移動加速度は有限である。そこ
で、一定の加速度でレーザビームスポットを移動させる
場合、このレーザビームスポットが目標トラックにおい
て正確に停止するためには、レーザビームスポットの現
在位置から目標トラック位置までの距離の平方根に比例
した速度でレーザビームスポットを移動させればよい。
すなわち、レーザビームスポットの速度プロファイルを
示す関数は f(ε)=(2αε)1/2 ・・・(1) となる。ただし、αは加速度、εはレーザビームスポッ
トの現在位置から目標トラック位置までの距離である。
このようにレーザビームスポットの移動速度を(1)式
に従うように制御することにより、正確なシーク動作を
得ることできる。このような制御は、レーザビームスポ
ットを駆動するアクチュエータと制御回路により速度サ
ーボループを形成することによって達成可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし現実には、速度
サーボループ内に機械的な駆動要素であるアクチュエー
タが含まれるため、この速度サーボループのゲインおよ
び帯域幅を充分に大きくすることは困難である。したが
って、レーザビームスポットを速度プロファイルに正確
に沿って移動させることはできず、正確なシーク動作を
得ることは困難であるという問題がある。本発明は、レ
ーザビームスポット等の被駆動体が速度プロファイルに
正確に沿って移動し、正確なシーク動作を達成すること
を可能ならしめる駆動制御装置を得ることを目的として
いる。
サーボループ内に機械的な駆動要素であるアクチュエー
タが含まれるため、この速度サーボループのゲインおよ
び帯域幅を充分に大きくすることは困難である。したが
って、レーザビームスポットを速度プロファイルに正確
に沿って移動させることはできず、正確なシーク動作を
得ることは困難であるという問題がある。本発明は、レ
ーザビームスポット等の被駆動体が速度プロファイルに
正確に沿って移動し、正確なシーク動作を達成すること
を可能ならしめる駆動制御装置を得ることを目的として
いる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る駆動制御装
置は、被駆動体の速度がこの被駆動体の現在位置から目
標位置までの距離の平方根に比例するような速度プロフ
ァイルを得る手段と、上記被駆動体の速度が上記速度プ
ロファイルに沿うように制御するための速度サーボルー
プを形成する第1の制御手段と、上記被駆動体の速度が
上記速度プロファイルに近づくようにフィードフォワー
ド信号を上記速度サーボループに印加する第2の制御手
段とを備えたことを特徴としている。
置は、被駆動体の速度がこの被駆動体の現在位置から目
標位置までの距離の平方根に比例するような速度プロフ
ァイルを得る手段と、上記被駆動体の速度が上記速度プ
ロファイルに沿うように制御するための速度サーボルー
プを形成する第1の制御手段と、上記被駆動体の速度が
上記速度プロファイルに近づくようにフィードフォワー
ド信号を上記速度サーボループに印加する第2の制御手
段とを備えたことを特徴としている。
【0005】
【実施例】以下図示実施例により、本発明を説明する。
図1は本発明の一実施例を適用したディスク装置の概略
の回路構成を示す。光ディスク11はモータ12によっ
て回転駆動され、またこの光ディスク11へのデータの
記録、または記録されたデータの読み出しは光ヘッド1
3を介して行われる。このため光ヘッド13は、アクチ
ュエータ14によって光ディスク11の径方向に移動せ
しめられ、レーザビームスポットを光ディスク11の所
定のトラックに位置させる。
図1は本発明の一実施例を適用したディスク装置の概略
の回路構成を示す。光ディスク11はモータ12によっ
て回転駆動され、またこの光ディスク11へのデータの
記録、または記録されたデータの読み出しは光ヘッド1
3を介して行われる。このため光ヘッド13は、アクチ
ュエータ14によって光ディスク11の径方向に移動せ
しめられ、レーザビームスポットを光ディスク11の所
定のトラックに位置させる。
【0006】レーザビームスポットが光ディスク11上
の所定のトラックに高速かつ正確に位置するようにレー
ザビームスポットの速度を制御するため、光ヘッド13
とアクチュエータ14と制御回路15により速度サーボ
ループが形成される。読出回路16は光ヘッド13の現
在のトラック位置を検出する。マイクロプロセッサ17
は、コンピュータ18から入力されたファイル名から、
このファイルが記録されているトラック、すなわちレー
ザビームスポットを移動させる目標トラックを検出す
る。またマイクロプロセッサ17は、この目標トラック
と読出回路16から入力される現在のトラックとから、
レーザビームスポットが移動すべきトラック数、すなわ
ち目標カウント値を求め、これを制御回路15に出力す
る。制御回路15は、アクチュエータ14の現在までの
変位量と目標カウント値とに基づいて、アクチュエータ
14が速度プロファイルに従って変位するように駆動制
御する。
の所定のトラックに高速かつ正確に位置するようにレー
ザビームスポットの速度を制御するため、光ヘッド13
とアクチュエータ14と制御回路15により速度サーボ
ループが形成される。読出回路16は光ヘッド13の現
在のトラック位置を検出する。マイクロプロセッサ17
は、コンピュータ18から入力されたファイル名から、
このファイルが記録されているトラック、すなわちレー
ザビームスポットを移動させる目標トラックを検出す
る。またマイクロプロセッサ17は、この目標トラック
と読出回路16から入力される現在のトラックとから、
レーザビームスポットが移動すべきトラック数、すなわ
ち目標カウント値を求め、これを制御回路15に出力す
る。制御回路15は、アクチュエータ14の現在までの
変位量と目標カウント値とに基づいて、アクチュエータ
14が速度プロファイルに従って変位するように駆動制
御する。
【0007】図2は、速度プロファイルに従って移動す
るレーザビームスポットの位置と移動速度との関係を示
すものである。速度プロファイルは次式によって表され
る。すなわち、 v=(2α(Xt−Xa))1/2 ・・・(2) ただし、vはレーザビームスポットの移動速度、αは加
速度(一定)、Xtは目標トラックの位置、Xaはレー
ザビームスポットの現在の位置である。
るレーザビームスポットの位置と移動速度との関係を示
すものである。速度プロファイルは次式によって表され
る。すなわち、 v=(2α(Xt−Xa))1/2 ・・・(2) ただし、vはレーザビームスポットの移動速度、αは加
速度(一定)、Xtは目標トラックの位置、Xaはレー
ザビームスポットの現在の位置である。
【0008】図2において符号P1で示すように、レー
ザビームスポットは最初、加速されて速度が上昇する。
この時の加速度はアクチュエータ14を駆動するための
駆動回路(制御回路15内に設けられる)の駆動能力に
よって定められ、駆動回路の最大能力によって得られる
ような大きさが好ましい。次いでレーザビームスポット
は、符号P2で示すように負の加速度が加わり、減速さ
れる。この減速は、レーザビームスポットの速度が制御
回路15によって速度プロファイルにできるだけ一致す
るように、制御される。
ザビームスポットは最初、加速されて速度が上昇する。
この時の加速度はアクチュエータ14を駆動するための
駆動回路(制御回路15内に設けられる)の駆動能力に
よって定められ、駆動回路の最大能力によって得られる
ような大きさが好ましい。次いでレーザビームスポット
は、符号P2で示すように負の加速度が加わり、減速さ
れる。この減速は、レーザビームスポットの速度が制御
回路15によって速度プロファイルにできるだけ一致す
るように、制御される。
【0009】図3は、速度サーボループを含む制御回路
15のブロック図である。この制御回路15において、
制御対象はレーザビームスポットの移動速度であるが、
この速度を直接制御することは困難であるため、速度は
電圧に変換されて制御される。またレーザビームスポッ
トの現在位置から目標トラックまでの距離(上記(2)
式における(Xt−Xa))は、距離の次元を持った値
として得ることが困難なため、現在位置から目標トラッ
クまでのトラック数に対応したパルス数(目標カウント
値)が用いられる。
15のブロック図である。この制御回路15において、
制御対象はレーザビームスポットの移動速度であるが、
この速度を直接制御することは困難であるため、速度は
電圧に変換されて制御される。またレーザビームスポッ
トの現在位置から目標トラックまでの距離(上記(2)
式における(Xt−Xa))は、距離の次元を持った値
として得ることが困難なため、現在位置から目標トラッ
クまでのトラック数に対応したパルス数(目標カウント
値)が用いられる。
【0010】速度サーボループは、位置検出器21、微
分回路22、減算器23、増幅器24、加算器25、駆
動回路26およびアクチュエータ14により形成され、
アクチュエータ14すなわちレーザビームスポットの移
動速度が速度プロファイルに沿うように制御する。
分回路22、減算器23、増幅器24、加算器25、駆
動回路26およびアクチュエータ14により形成され、
アクチュエータ14すなわちレーザビームスポットの移
動速度が速度プロファイルに沿うように制御する。
【0011】光ディスク上におけるレーザビームスポッ
トすなわちアクチュエータ14の変位Xaは、位置検出
器21によって常時観測されており、またこの位置検出
器21により変換定数Kvが乗じられて電圧信号に変換
される。この電圧信号は微分回路22によって時間に関
して微分され、微分回路定数Kdを乗じられて電圧信号
Evelに変換される。なお図中、符号Sはラプラス演
算子を示す。微分回路22から出力される電圧信号Ev
elはレーザビームスポットの移動速度に対応してい
る。この電圧信号Evelは減算器23において、後述
する基準電圧信号Eproと比較され、これらの電圧の
差は増幅器24に送られる。増幅器24において増幅さ
れた電圧信号は、加算器25において、後述するように
フィードフォワード信号Effを加算される。このフィ
ードフォワード信号を加算された電圧信号は、駆動回路
26においてトランスコンダクタンスGを乗じられて駆
動電流に変換され、この駆動電流Idはアクチュエータ
14に供給される。
トすなわちアクチュエータ14の変位Xaは、位置検出
器21によって常時観測されており、またこの位置検出
器21により変換定数Kvが乗じられて電圧信号に変換
される。この電圧信号は微分回路22によって時間に関
して微分され、微分回路定数Kdを乗じられて電圧信号
Evelに変換される。なお図中、符号Sはラプラス演
算子を示す。微分回路22から出力される電圧信号Ev
elはレーザビームスポットの移動速度に対応してい
る。この電圧信号Evelは減算器23において、後述
する基準電圧信号Eproと比較され、これらの電圧の
差は増幅器24に送られる。増幅器24において増幅さ
れた電圧信号は、加算器25において、後述するように
フィードフォワード信号Effを加算される。このフィ
ードフォワード信号を加算された電圧信号は、駆動回路
26においてトランスコンダクタンスGを乗じられて駆
動電流に変換され、この駆動電流Idはアクチュエータ
14に供給される。
【0012】アクチュエータ14は、電流と磁界の相互
作用によって力を発生する従来公知の構造を有する。す
なわちアクチュエータ14は、駆動回路26から入力さ
れた駆動電流Idに比例した力Kaを発生し、アクチュ
エータの可動部はこの力に応じた大きさだけ変位する。
この変位の大きさは、力をアクチュエータの可動部の質
量Mで割って加速度を求め、これを時間に関して2回積
分することにより得られる。レーザビームスポットはア
クチュエータ14の可動部と略同じ量だけ変位し、この
変位Xaは位置検出器21にフィードバックされる。
作用によって力を発生する従来公知の構造を有する。す
なわちアクチュエータ14は、駆動回路26から入力さ
れた駆動電流Idに比例した力Kaを発生し、アクチュ
エータの可動部はこの力に応じた大きさだけ変位する。
この変位の大きさは、力をアクチュエータの可動部の質
量Mで割って加速度を求め、これを時間に関して2回積
分することにより得られる。レーザビームスポットはア
クチュエータ14の可動部と略同じ量だけ変位し、この
変位Xaは位置検出器21にフィードバックされる。
【0013】速度サーボループのゲインが充分に大きい
と仮定すると、レーザビームスポットの移動速度に対応
した電圧信号Evelは常に基準電圧信号Eproに一
致するように制御される。すなわち、基準電圧信号Ep
roがレーザビームスポットの現在位置から目標トラッ
クまでの距離の平方根に比例した大きさであれば、つま
り基準電圧信号Eproが(2)式で表されるような速
度プロファイルに応じたものであれば、レーザビームス
ポットの移動速度は速度プロファイルに一致したものと
なる。
と仮定すると、レーザビームスポットの移動速度に対応
した電圧信号Evelは常に基準電圧信号Eproに一
致するように制御される。すなわち、基準電圧信号Ep
roがレーザビームスポットの現在位置から目標トラッ
クまでの距離の平方根に比例した大きさであれば、つま
り基準電圧信号Eproが(2)式で表されるような速
度プロファイルに応じたものであれば、レーザビームス
ポットの移動速度は速度プロファイルに一致したものと
なる。
【0014】速度プロファイルに従った基準電圧信号E
proを得るため、レーザビームスポットの変位Xa
は、これに比例したパルス数Caに変換される。このパ
ルス数Caは、この検出システムで決まる最小の距離分
解能qで変位Xaを割ることにより得られ、無次元数で
ある。減算器31では、このパルス数Caから、現在位
置から目標トラックまでのトラック数に対応したパルス
数すなわち目標カウント値Ctが減算され、この減算に
より求められた偏差Ceが関数発生器32に入力され
る。関数発生器32は、入力されたデータの平方根を演
算した出力するように構成されている。この出力値は無
次元であり、例えばDA変換器等から成る変換回路33
において変換定数Kpを乗じられ、基準電圧信号Epr
oとなる。
proを得るため、レーザビームスポットの変位Xa
は、これに比例したパルス数Caに変換される。このパ
ルス数Caは、この検出システムで決まる最小の距離分
解能qで変位Xaを割ることにより得られ、無次元数で
ある。減算器31では、このパルス数Caから、現在位
置から目標トラックまでのトラック数に対応したパルス
数すなわち目標カウント値Ctが減算され、この減算に
より求められた偏差Ceが関数発生器32に入力され
る。関数発生器32は、入力されたデータの平方根を演
算した出力するように構成されている。この出力値は無
次元であり、例えばDA変換器等から成る変換回路33
において変換定数Kpを乗じられ、基準電圧信号Epr
oとなる。
【0015】偏差Ceは上述のように、レーザビームス
ポットの現在位置から目標トラックまでの距離に比例し
た数であり、したがって基準電圧信号Eproはレーザ
ビームスポットの現在位置から目標トラックまでの距離
の平方根に比例した電圧値を有する。速度サーボループ
が安定に動作し、電圧信号Evelが常に基準電圧信号
Eproに一致するように制御されるならば、レーザビ
ームスポットの移動速度もその現在位置から目標トラッ
クまでの距離の平方根に比例した値を示すこととなる。
ポットの現在位置から目標トラックまでの距離に比例し
た数であり、したがって基準電圧信号Eproはレーザ
ビームスポットの現在位置から目標トラックまでの距離
の平方根に比例した電圧値を有する。速度サーボループ
が安定に動作し、電圧信号Evelが常に基準電圧信号
Eproに一致するように制御されるならば、レーザビ
ームスポットの移動速度もその現在位置から目標トラッ
クまでの距離の平方根に比例した値を示すこととなる。
【0016】ところが現実には、速度サーボループのゲ
インおよび帯域幅が充分に大きくないため、以上説明し
た構成だけでは、レーザビームスポットの移動速度を速
度プロファイルに一致させることはできない。これを図
2および図3を参照して説明する。
インおよび帯域幅が充分に大きくないため、以上説明し
た構成だけでは、レーザビームスポットの移動速度を速
度プロファイルに一致させることはできない。これを図
2および図3を参照して説明する。
【0017】今、レーザビームスポットの変位Xaがゼ
ロであるとする。シーク動作の開始時、目標カウント値
Ctが設定されると、この目標カウント値Ctがそのま
ま関数発生器32に入力されてこのカウント値Ctの平
方根が出力され、減算器23にはカウント値Ctの平方
根に対応した基準電圧信号Eproが入力される。この
基準電圧信号Eproはレーザビームスポットの変位X
aが増加するに従って、符号P3で示すように放物線の
軌跡を描いて減少する。レーザビームスポットの変位X
aおよび速度は急激に変化することはできないので、減
算器23の出力は暫くの間大きな値を示し、このためア
クチュエータ14は大きな駆動電流Idを供給される。
これによりレーザービームスポットの変位Xaおよび速
度は増大し、したがって符号P1により示すように、電
圧信号Evelも速度に比例して増大する。
ロであるとする。シーク動作の開始時、目標カウント値
Ctが設定されると、この目標カウント値Ctがそのま
ま関数発生器32に入力されてこのカウント値Ctの平
方根が出力され、減算器23にはカウント値Ctの平方
根に対応した基準電圧信号Eproが入力される。この
基準電圧信号Eproはレーザビームスポットの変位X
aが増加するに従って、符号P3で示すように放物線の
軌跡を描いて減少する。レーザビームスポットの変位X
aおよび速度は急激に変化することはできないので、減
算器23の出力は暫くの間大きな値を示し、このためア
クチュエータ14は大きな駆動電流Idを供給される。
これによりレーザービームスポットの変位Xaおよび速
度は増大し、したがって符号P1により示すように、電
圧信号Evelも速度に比例して増大する。
【0018】電圧信号Evelが増大して速度プロファ
イル(符号P3)を越えると、減算器23の出力値の極
性が反転して負になる。この結果、アクチュエータ14
に供給される駆動電流Idは今までとは逆方向に流れる
こととなり、アクチュエータ14は加速モードから減速
モードに移行する。すなわち、レーザビームスポットの
移動速度は減少し始めるが、速度サーボループのゲイン
および帯域幅が充分に大きくないと、加速モードから減
速モードへ直ちに移行できず、レーザビームスポットの
移動速度は符号P2で示すように、速度プロファイルよ
りも大きめの値を示すこととなる。
イル(符号P3)を越えると、減算器23の出力値の極
性が反転して負になる。この結果、アクチュエータ14
に供給される駆動電流Idは今までとは逆方向に流れる
こととなり、アクチュエータ14は加速モードから減速
モードに移行する。すなわち、レーザビームスポットの
移動速度は減少し始めるが、速度サーボループのゲイン
および帯域幅が充分に大きくないと、加速モードから減
速モードへ直ちに移行できず、レーザビームスポットの
移動速度は符号P2で示すように、速度プロファイルよ
りも大きめの値を示すこととなる。
【0019】そこで本実施例では、図3に示すように加
算器25を介して、レーザビームスポットが速度プロフ
ァイルに近づくようにフィードフォワード信号Effを
速度サーボループに印加している。
算器25を介して、レーザビームスポットが速度プロフ
ァイルに近づくようにフィードフォワード信号Effを
速度サーボループに印加している。
【0020】このフィードフォワード信号Effは、レ
ーザビームスポットの移動方向に対して反対方向の一定
の加速度が減速期間中発生するような力を、アクチュエ
ータ14の可動部に加えるような信号であり、直流電源
34によって発生せしめられる。またフィードフォワー
ド信号Effは減速期間のみ速度サーボループに印加さ
れるため、直流電源34と加算器25の間には、減速期
間のみ導通するスイッチ35が設けられる。
ーザビームスポットの移動方向に対して反対方向の一定
の加速度が減速期間中発生するような力を、アクチュエ
ータ14の可動部に加えるような信号であり、直流電源
34によって発生せしめられる。またフィードフォワー
ド信号Effは減速期間のみ速度サーボループに印加さ
れるため、直流電源34と加算器25の間には、減速期
間のみ導通するスイッチ35が設けられる。
【0021】次に図4を参照して、本実施例の作用を説
明する。図4は、レーザビームスポットの各位置におけ
る移動速度の変化、すなわち制御回路15によるレーザ
ビームスポットの速度の応答を示す。
明する。図4は、レーザビームスポットの各位置におけ
る移動速度の変化、すなわち制御回路15によるレーザ
ビームスポットの速度の応答を示す。
【0022】この図において、縦座標のUproおよび
Uvelは基準電圧信号Eproおよび微分回路22か
ら出力される電圧信号EvelをそれぞれKpで割って
無次元化表示したものであり、横座標のCaはレーザビ
ームスポットの変位Xaに対応したパルス数である。ま
たUcは、フィードフォワード信号EffをAoKp
(Aoは増幅器24の電圧ゲイン、Kpは変換回路33
における変換定数である)で割ることにより得られ、フ
ィードフォワード信号Effの大きさを関数発生器32
の出力に換算したものである。すなわち、パラメータU
cを変化させることはフィードフォワード信号Effの
大きさを変化させたことに等しい。ωuは速度サーボル
ープのユニティゲイン周波数、すなわちゲインが1にな
る時の周波数である。ηは速度検出係数KvKd(Kv
は位置検出器21の変換定数、Kdは微分回路22の定
数である)と、位置検出係数Kp/q(qはレーザビー
ムスポットの位置検出システムに固有の最小の距離分解
能)との比、 (Kp/q)/(KvKd) ・・・(3) を示す。Ctは目標カウント値である。
Uvelは基準電圧信号Eproおよび微分回路22か
ら出力される電圧信号EvelをそれぞれKpで割って
無次元化表示したものであり、横座標のCaはレーザビ
ームスポットの変位Xaに対応したパルス数である。ま
たUcは、フィードフォワード信号EffをAoKp
(Aoは増幅器24の電圧ゲイン、Kpは変換回路33
における変換定数である)で割ることにより得られ、フ
ィードフォワード信号Effの大きさを関数発生器32
の出力に換算したものである。すなわち、パラメータU
cを変化させることはフィードフォワード信号Effの
大きさを変化させたことに等しい。ωuは速度サーボル
ープのユニティゲイン周波数、すなわちゲインが1にな
る時の周波数である。ηは速度検出係数KvKd(Kv
は位置検出器21の変換定数、Kdは微分回路22の定
数である)と、位置検出係数Kp/q(qはレーザビー
ムスポットの位置検出システムに固有の最小の距離分解
能)との比、 (Kp/q)/(KvKd) ・・・(3) を示す。Ctは目標カウント値である。
【0023】図4から理解されるように、Ucを−0.
5に定めた時UvelはUproに一致して目標トラッ
クに正確に到達する。ここで、Ucが−0.5になるの
は、例えばωu=1.0、η=1.0の時であり、一般
的には次の(4)式を満足すればよい。 Uc=−(η)/(2ωu) ・・・(4)
5に定めた時UvelはUproに一致して目標トラッ
クに正確に到達する。ここで、Ucが−0.5になるの
は、例えばωu=1.0、η=1.0の時であり、一般
的には次の(4)式を満足すればよい。 Uc=−(η)/(2ωu) ・・・(4)
【0024】また図4に示すように、Ucが−0.5よ
りも大きくなると、レーザビームスポットは目標トラッ
ク(Ca=25)を越えて停止し、Ucが−0.5より
も小さくなると、レーザビームスポットは目標トラック
に到達する前に停止してしまう。このように、フィード
フォワード信号の大きさUcが適正値から外れるのは、
アクチュエータ14の経時変化に起因する。そこで、こ
のようにアクチュエータ14の性能が変化しても、常に
レーザビームスポットが正確に目標トラックに到達する
ことを可能ならしめるため、図5に示す他の実施例が効
果的である。
りも大きくなると、レーザビームスポットは目標トラッ
ク(Ca=25)を越えて停止し、Ucが−0.5より
も小さくなると、レーザビームスポットは目標トラック
に到達する前に停止してしまう。このように、フィード
フォワード信号の大きさUcが適正値から外れるのは、
アクチュエータ14の経時変化に起因する。そこで、こ
のようにアクチュエータ14の性能が変化しても、常に
レーザビームスポットが正確に目標トラックに到達する
ことを可能ならしめるため、図5に示す他の実施例が効
果的である。
【0025】図5の実施例において、図3の実施例とは
異なる部分のみについて説明すると、変換回路33とス
イッチ35の間に、増幅器36および微分回路37が設
けられている。その他の構成は図3と同様である。
異なる部分のみについて説明すると、変換回路33とス
イッチ35の間に、増幅器36および微分回路37が設
けられている。その他の構成は図3と同様である。
【0026】変換回路33から出力された基準電圧信号
Epro、すなわちレーザビームスポットの現在位置か
ら目標トラックまでの距離の平方根に比例した値を有す
る電圧信号は、増幅器36によって増幅された後、微分
回路37によって時間に関して微分されるとともに微分
回路定数Kfを乗じられる。この定数Kfが適正な値で
あり、かつ基準電圧信号Eproが速度プロファイルに
一致したものであれば、微分回路37から出力される微
分値は負の一定値であるから、この状態は、図3を参照
して説明した固定のフィードフォワード信号による制御
において、Ucが適正値がある状態と等価である。もし
定数Kfが大きすぎると、過減速状態となり、微分回路
37から出力される基準電圧信号Eproの時間微分値
は小さくなろうとする。そして、この基準電圧信号Ep
roの時間微分値が小さくなればフィードフォワード量
も小さくなる。フィードフォワード量が小さくなると、
過減速状態は緩和される。逆に定数Kfが小さすぎるて
減速不足状態となると、微分回路37から出力される基
準電圧信号Eproの時間微分値は大きくなろうとす
る。そして、この時間微分値が大きくなればフィードフ
ォワード量も大きくなり、減速不足状態は解消される。
Epro、すなわちレーザビームスポットの現在位置か
ら目標トラックまでの距離の平方根に比例した値を有す
る電圧信号は、増幅器36によって増幅された後、微分
回路37によって時間に関して微分されるとともに微分
回路定数Kfを乗じられる。この定数Kfが適正な値で
あり、かつ基準電圧信号Eproが速度プロファイルに
一致したものであれば、微分回路37から出力される微
分値は負の一定値であるから、この状態は、図3を参照
して説明した固定のフィードフォワード信号による制御
において、Ucが適正値がある状態と等価である。もし
定数Kfが大きすぎると、過減速状態となり、微分回路
37から出力される基準電圧信号Eproの時間微分値
は小さくなろうとする。そして、この基準電圧信号Ep
roの時間微分値が小さくなればフィードフォワード量
も小さくなる。フィードフォワード量が小さくなると、
過減速状態は緩和される。逆に定数Kfが小さすぎるて
減速不足状態となると、微分回路37から出力される基
準電圧信号Eproの時間微分値は大きくなろうとす
る。そして、この時間微分値が大きくなればフィードフ
ォワード量も大きくなり、減速不足状態は解消される。
【0027】図6は、本実施例におけるレーザビームス
ポットの各位置における移動速度の変化を示し、各パラ
メータは図4と同様である。図6から理解されるよう
に、ωu=1.0の時、Kf=1.0の近傍がKfの適
正値であり、一般的には Kf=1/ωu ・・・(5) を満たすKfが適正値である。
ポットの各位置における移動速度の変化を示し、各パラ
メータは図4と同様である。図6から理解されるよう
に、ωu=1.0の時、Kf=1.0の近傍がKfの適
正値であり、一般的には Kf=1/ωu ・・・(5) を満たすKfが適正値である。
【0028】(4)式と(5)式の対比から理解される
ように、(5)式はηを含んでいない。したがって、本
実施例のようなフィードフォワード信号を用いると、η
の影響を受けない。また本実施例によれば、Kfが適正
値よりも大きくなって過減速状態となっても、レーザビ
ームスポットが目標トラックに到達しないという事態は
起こらない。以上のように、速度プロファイル出力の時
間微分値をフィードフォワード信号として用いると、フ
ィードフォワード信号を固定値とする場合よりもレーザ
ビームスポットの位置制御の精度を向上させることがで
きる。
ように、(5)式はηを含んでいない。したがって、本
実施例のようなフィードフォワード信号を用いると、η
の影響を受けない。また本実施例によれば、Kfが適正
値よりも大きくなって過減速状態となっても、レーザビ
ームスポットが目標トラックに到達しないという事態は
起こらない。以上のように、速度プロファイル出力の時
間微分値をフィードフォワード信号として用いると、フ
ィードフォワード信号を固定値とする場合よりもレーザ
ビームスポットの位置制御の精度を向上させることがで
きる。
【0029】なお、上記各実施例は本発明を光ディスク
におけるレーザビームスポットの位置制御に応用したも
のであったが、本発明はこれに限定されるものではな
く、他の被駆動体を目標位置に到達させるように制御す
る装置にも適用できる。
におけるレーザビームスポットの位置制御に応用したも
のであったが、本発明はこれに限定されるものではな
く、他の被駆動体を目標位置に到達させるように制御す
る装置にも適用できる。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザビ
ームスポット等の被駆動体が速度プロファイルに正確に
沿って移動し、高精度なシーク動作を達成することが可
能となるという効果が得られる。
ームスポット等の被駆動体が速度プロファイルに正確に
沿って移動し、高精度なシーク動作を達成することが可
能となるという効果が得られる。
【図1】本発明の一実施例を適用したディスク装置の概
略構成を示す回路図である。
略構成を示す回路図である。
【図2】速度プロファイルに従って移動するレーザビー
ムスポットの位置と移動速度との関係を示す図である。
ムスポットの位置と移動速度との関係を示す図である。
【図3】制御回路を示すブロック図である。
【図4】図3の制御回路の作用を示す図である。
【図5】制御回路の他の実施例を示す図である。
【図6】図5の制御回路の作用を示す図である。
14 アクチュエータ
15 制御回路
35 スイッチ
37 微分回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年8月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】速度プロファイルに従った基準電圧信号E
pro を得るため、レーザビームスポットの変位Xaは、
これに比例したパルス数Caに変換される。このパルス
数Caは、この検出システムで決まる最小の距離分解能
qで変位Xaを割ることにより得られ、無次元数であ
る。減算器31では、このパルス数Caが、初期位置か
ら目標トラックまでのトラック数に対応したパルス数す
なわち目標カウント値Ctから減算され、この減算によ
り求められた偏差Ceが関数発生器32に入力される。
関数発生器32は、入力されたデータの平方根を演算し
て出力するように構成されている。この出力値は無次元
であり、例えばDA変換器等から成る変換回路33にお
いて変換定数Kpを乗じられ、基準電圧信号Epro とな
る。
pro を得るため、レーザビームスポットの変位Xaは、
これに比例したパルス数Caに変換される。このパルス
数Caは、この検出システムで決まる最小の距離分解能
qで変位Xaを割ることにより得られ、無次元数であ
る。減算器31では、このパルス数Caが、初期位置か
ら目標トラックまでのトラック数に対応したパルス数す
なわち目標カウント値Ctから減算され、この減算によ
り求められた偏差Ceが関数発生器32に入力される。
関数発生器32は、入力されたデータの平方根を演算し
て出力するように構成されている。この出力値は無次元
であり、例えばDA変換器等から成る変換回路33にお
いて変換定数Kpを乗じられ、基準電圧信号Epro とな
る。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】また図4に示すように、Ucが−0.5よ
りも大きくなると、レーザビームスポットは目標トラッ
ク(Ca=25)を越えて停止し、Ucが−0.5より
も小さくなると、レーザビームスポットは目標トラック
に到達する前に停止してしまう。このように、フィード
フォワード信号の大きさUcの適正値は、ηとωuの大
きさに依存する。このような欠点を低減させるための簡
便な方法として、図5に示す他の実施例が効果的であ
る。
りも大きくなると、レーザビームスポットは目標トラッ
ク(Ca=25)を越えて停止し、Ucが−0.5より
も小さくなると、レーザビームスポットは目標トラック
に到達する前に停止してしまう。このように、フィード
フォワード信号の大きさUcの適正値は、ηとωuの大
きさに依存する。このような欠点を低減させるための簡
便な方法として、図5に示す他の実施例が効果的であ
る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】変換回路33から出力された基準電圧信号
Epro 、すなわちレーザビームスポットの現在位置から
目標トラックまでの距離の平方根に比例した値を有する
電圧信号は、増幅器36によって増幅された後、微分回
路37によって時間に関して微分されるとともに微分回
路定数Kfを乗じられる。この定数Kfが適正な値であ
るとき、もし外乱の影響などによって減速不足状態にな
ると、光ビームスポットの速度が期待される値よりも大
きくなっているため、光ビームスポットがトラック間を
通過するのに要する時間は期待される時間よりも短くな
る。したがって速度プロファイルを表す基準電圧信号E
pro は期待される時間よりも短い時間の間に1ステップ
変化するということになり、時間に関する傾斜が急にな
るということを意味する。したがって基準電圧信号Epr
o の時間微分値は大きくなり微分回路37から出力され
るフィードフォワード量も大きくなる。これは減速不足
状態を低減させる方向である。外乱の影響などによって
過減速状態となると逆に基準電圧信号Epro の時間微分
値は小さくなり微分回路37から出力されるフィードフ
ォワード量も小さくなる。これは過減速状態を低減させ
る方向である。
Epro 、すなわちレーザビームスポットの現在位置から
目標トラックまでの距離の平方根に比例した値を有する
電圧信号は、増幅器36によって増幅された後、微分回
路37によって時間に関して微分されるとともに微分回
路定数Kfを乗じられる。この定数Kfが適正な値であ
るとき、もし外乱の影響などによって減速不足状態にな
ると、光ビームスポットの速度が期待される値よりも大
きくなっているため、光ビームスポットがトラック間を
通過するのに要する時間は期待される時間よりも短くな
る。したがって速度プロファイルを表す基準電圧信号E
pro は期待される時間よりも短い時間の間に1ステップ
変化するということになり、時間に関する傾斜が急にな
るということを意味する。したがって基準電圧信号Epr
o の時間微分値は大きくなり微分回路37から出力され
るフィードフォワード量も大きくなる。これは減速不足
状態を低減させる方向である。外乱の影響などによって
過減速状態となると逆に基準電圧信号Epro の時間微分
値は小さくなり微分回路37から出力されるフィードフ
ォワード量も小さくなる。これは過減速状態を低減させ
る方向である。
Claims (4)
- 【請求項1】 被駆動体の速度がこの被駆動体の現在位
置から目標位置までの距離の平方根に比例するような速
度プロファイルを得る手段と、上記被駆動体の速度が上
記速度プロファイルに沿うように制御するための速度サ
ーボループを形成する第1の制御手段と、上記被駆動体
の速度が上記速度プロファイルに近づくようにフィード
フォワード信号を上記速度サーボループに印加する第2
の制御手段とを備えたことを特徴とする駆動制御装置。 - 【請求項2】 上記フィードフォワード信号が固定値で
あることを特徴とする請求項1の駆動制御装置。 - 【請求項3】 上記固定値が次の式によって得られるこ
とを特徴とする請求項2の駆動制御装置。 Uc=−(η)/(2ωu) ただし、ηは被駆動体の現在位置を制御目標に対応した
信号に変換するための位置検出係数と、被駆動体の現在
位置を実際の速度に対応した信号に変換するための速度
検出係数との比、ωuは速度サーボループのユニティゲ
イン周波数である。 - 【請求項4】 上記フィードフォワード信号が被駆動体
の位置の時間微分値に応じた値を有することを特徴とす
る請求項1の駆動制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25017291A JP3335186B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 駆動制御装置 |
| US07/904,951 US5331263A (en) | 1991-06-26 | 1992-06-26 | Velocity control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25017291A JP3335186B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH056224A true JPH056224A (ja) | 1993-01-14 |
| JP3335186B2 JP3335186B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=17203893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25017291A Expired - Fee Related JP3335186B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 駆動制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5331263A (ja) |
| JP (1) | JP3335186B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5465035A (en) * | 1993-05-11 | 1995-11-07 | Quantum Corporation | Band limited control of a flexible structure using piecewise trigonometric input signals |
| US5684374A (en) * | 1995-07-27 | 1997-11-04 | Allen-Bradley Company, Inc. | Method and apparatus for tuning a motion control system having an external velocity loop |
| US6137255A (en) * | 1999-07-30 | 2000-10-24 | Otis Elevator Company | Apparatus and method of controlling a linear motor door operator |
| JP5635741B2 (ja) * | 2008-04-22 | 2014-12-03 | 株式会社ミツトヨ | 追尾式レーザ干渉計 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0295192A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-04-05 | Sony Corp | ホールモータの回転制御回路 |
| US4914725A (en) * | 1989-07-10 | 1990-04-03 | International Business Machines Corporation | Transducer positioning servo mechanisms employing digital and analog circuits |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP25017291A patent/JP3335186B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-06-26 US US07/904,951 patent/US5331263A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5331263A (en) | 1994-07-19 |
| JP3335186B2 (ja) | 2002-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |