JPH06203390A - Optical disk - Google Patents

Optical disk

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JPH06203390A
JPH06203390A JP4358675A JP35867592A JPH06203390A JP H06203390 A JPH06203390 A JP H06203390A JP 4358675 A JP4358675 A JP 4358675A JP 35867592 A JP35867592 A JP 35867592A JP H06203390 A JPH06203390 A JP H06203390A
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JP
Japan
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signal
control signal
control
focusing
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP4358675A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Muraoka
宏治 村岡
Kiyoyuki Suenaga
清幸 末永
Hiroyuki Gondo
浩之 権藤
Shingo Sakata
信吾 佐方
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御の状況に応じてサーボ補償機能を最適化
しうると共に、高帯域の安定したサーボ制御手段の実現
を計る。 【構成】 光ディスク1のトラックを光スポットで走査
し該走査から生じた信号を出力する光ピックアップ4
と、該信号からエラー信号を検出するフォーカシングエ
ラー信号検出手段18と、該エラー信号から第1の制御
信号68を出力するアナログ回路のフォーカシングサー
ボ高周波数帯域補償手段67と、該エラー信号から第2
の制御信号57を出力するデジタル回路のフォーカシン
グサーボ低周波数帯域利得増加手段78と、第1及び第
2の制御信号を加算して第3の制御信号を出力する制御
信号加算手段69と、第3の制御信号の制御により光ピ
ックアップ4を駆動するフォーカシングアクチュエータ
駆動手段27とから成ることを特徴とする。
(57) [Summary] [Purpose] The servo compensation function can be optimized according to the control situation, and a high-bandwidth stable servo control means is realized. [Structure] An optical pickup 4 for scanning a track of an optical disc 1 with an optical spot and outputting a signal generated from the scanning.
A focusing error signal detecting means 18 for detecting an error signal from the signal, a focusing servo high frequency band compensating means 67 of an analog circuit for outputting a first control signal 68 from the error signal, and a second from the error signal.
Focusing servo low frequency band gain increasing means 78 of the digital circuit for outputting the control signal 57, control signal adding means 69 for adding the first and second control signals and outputting a third control signal, and a third Focusing actuator drive means 27 for driving the optical pickup 4 under the control of the control signal (1).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶手段等に用いられる光ディスク装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical disk device used as external storage means of a computer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光ディスク装置は、光ディスク
に刻まれている螺旋状のトラック上のピットにレーザー
光を照射することで、トラック上の情報の書き込みや読
み取りを行う記憶手段である。半導体レーザから射出さ
れたレーザー光は、光路上に配置された対物レンズやプ
リズムなどの光学部品の働きによりトラック上に集光さ
れ、直径1μm程度の光スポットを構成する。光スポッ
トは、1ないし2μm程度と極めて小さな幅のトラック
上を常に走査していなければならない。
2. Description of the Related Art Generally, an optical disk device is a storage means for writing or reading information on a track by irradiating a laser beam on pits on a spiral track engraved on the optical disk. The laser light emitted from the semiconductor laser is condensed on the track by the action of optical parts such as an objective lens and a prism arranged on the optical path, and forms a light spot with a diameter of about 1 μm. The light spot must be constantly scanning a track having a width as small as 1 to 2 μm.

【0003】しかし、光ディスクには200μm程度の
ディスク面のそりや50μm程度のトラック偏心がある
ため、ディスクが回転するにともないトラックは大きく
動くことになる。そのため、目標トラックの上に光スポ
ットを集光して追従させるために、フォーカシングサー
ボ及びトラッキングサーボの2系統のサーボ手段を用い
て対物レンズを駆動制御しなければならない。
However, since the optical disc has a warp of the disc surface of about 200 μm and a track eccentricity of about 50 μm, the track moves greatly as the disc rotates. Therefore, in order to collect and follow the light spot on the target track, it is necessary to drive and control the objective lens by using two systems of servo means, a focusing servo and a tracking servo.

【0004】すなわち、フォーカシングサーボ手段はレ
ーザ光がディスクのトラックの面上に焦点を結ぶよう、
対物レンズをディスクの面に対し法線方向に駆動して光
スポットの焦点の位置制御を行い、トラッキングサーボ
手段は光スポットが蛇行するトラックの中心に沿って走
査するよう、対物レンズをディスクの半径方向に駆動し
て光スポットの位置制御を行う。
That is, the focusing servo means focuses the laser light on the surface of the track of the disk.
The objective lens is driven in the direction normal to the surface of the disc to control the position of the focal point of the light spot, and the tracking servo means moves the objective lens to the radius of the disc so that the light spot scans along the center of the track meandering. Direction control is performed to control the position of the light spot.

【0005】上記の対物レンズを駆動するために用いる
2つのアクチュエータと、光スポットの位置を検出する
センサやその他の光学部品と、それらを搭載するキャリ
ッジと、キャリッジをディスクの半径方向に駆動するリ
ニアアクチュエータなどにより構成した機構を光ピック
アップと呼ぶ。
Two actuators used to drive the above-mentioned objective lens, a sensor for detecting the position of the light spot and other optical parts, a carriage for mounting them, and a linear drive for driving the carriage in the radial direction of the disk. A mechanism including an actuator is called an optical pickup.

【0006】次に、図10に概略示した光ピックアップ
の構成について具体的に説明する。図中、1は光ディス
クであり円周方向に1ないし2μm幅のトラック2が螺
旋状に形成されている。トラック2上にはピットが形成
され、そこには反射率や磁化極性の変化としてアドレス
信号及びデータ信号等が記録されている。3はスピンド
ルモータであり、上面にチャッキングされた光ディスク
1を毎分数千回転の高速で回転させる。
Next, the structure of the optical pickup schematically shown in FIG. 10 will be specifically described. In the figure, reference numeral 1 designates an optical disk in which tracks 2 having a width of 1 to 2 μm are spirally formed in the circumferential direction. A pit is formed on the track 2, and an address signal, a data signal, and the like are recorded therein as changes in reflectance and magnetization polarity. A spindle motor 3 rotates the optical disk 1 chucked on the upper surface at a high speed of several thousand revolutions per minute.

【0007】4は前述の光ピックアップであって、レー
ザ光5を射出する半導体レーザ6と、レーザ光5を集光
してトラック2上に光スポット7を形成する対物レンズ
8と、トラック2からの反射光9から光スポット7の位
置信号やデータ信号を検出するセンサ10と、対物レン
ズ8を前述のように駆動するフォーカシングアクチュエ
ータ11及びトラッキングアクチュエータ12と、以上
の構成要素を収容し移動するキャリッジ13と、キャリ
ッジ13を光ディスク1の半径方向に駆動して光スポッ
ト7をトラック2の間で移動するリニアアクチュエータ
14とで構成される。
Reference numeral 4 denotes the above-described optical pickup, which includes a semiconductor laser 6 for emitting a laser beam 5, an objective lens 8 for condensing the laser beam 5 to form a light spot 7 on the track 2, and a track 2 A sensor 10 that detects a position signal and a data signal of the light spot 7 from the reflected light 9 of the above, a focusing actuator 11 and a tracking actuator 12 that drive the objective lens 8 as described above, and a carriage that accommodates and moves the above components. 13 and a linear actuator 14 that drives the carriage 13 in the radial direction of the optical disc 1 to move the light spot 7 between the tracks 2.

【0008】図11に示すように、従来、上記の両サー
ボ手段はオペアンプなどの演算増幅器によるアナログ回
路で構成されていた。図11は光ディスク装置における
光スポットのサーボ制御手段をアナログ回路で構成した
場合の概略構成図である。
As shown in FIG. 11, conventionally, both of the above-mentioned servo means are composed of analog circuits by operational amplifiers such as operational amplifiers. FIG. 11 is a schematic configuration diagram in the case where the servo control means of the light spot in the optical disc device is configured by an analog circuit.

【0009】図中、15は電流電圧変換手段であり、セ
ンサ10で検出した微弱な電流の信号16を電圧信号1
7に変換する。18は電圧信号17を受信してフォーカ
シングエラー信号19を出力するフォーカシングエラー
検出手段、20は電圧信号17を受けて、トラッキング
エラー信号21を生成し出力するトラッキングエラー検
出手段である。
In the figure, 15 is a current-voltage converting means, which converts a weak current signal 16 detected by the sensor 10 into a voltage signal 1
Convert to 7. Reference numeral 18 is a focusing error detecting means for receiving the voltage signal 17 and outputting a focusing error signal 19, and 20 is a tracking error detecting means for receiving the voltage signal 17 and generating and outputting a tracking error signal 21.

【0010】22は、後述するように、フォーカシング
エラー信号の位相を進め、低周波数帯域の利得を増加す
るフォーカシングサーボ補償手段であり、23も同様に
作用するトラッキングサーボ補償手段である。これら両
補償手段は、サーボ手段の安定性を確保すると共に、光
ディスク装置に外乱振動が加わっても所望の追従特性を
得る周波数特性を有する。
As will be described later, 22 is a focusing servo compensating means for advancing the phase of the focusing error signal to increase the gain in the low frequency band, and 23 is also a tracking servo compensating means which operates similarly. Both of these compensating means ensure the stability of the servo means and have a frequency characteristic that obtains a desired follow-up characteristic even when disturbance vibration is applied to the optical disk device.

【0011】24,25,26はそれぞれ次に述べる3
つのアクチュエータ駆動手段に対する制御信号である。
27はフォーカシングアクチュエータ駆動手段、28は
トラッキングアクチュエータ駆動手段、29はリニアア
クチュエータ駆動手段である。これらフォーカシングア
クチュエータ駆動手段27,トラッキングアクチュエー
タ駆動手段28,リニアアクチュエータ駆動手段29
は、それぞれ上記の制御信号24,25,26を受け
て、アクチュエータ駆動信号30,31,32をそれぞ
れのアクチャエータに出力しそれらを駆動する。
Numerals 24, 25 and 26 are 3 respectively described below.
It is a control signal for one actuator driving means.
27 is a focusing actuator driving means, 28 is a tracking actuator driving means, and 29 is a linear actuator driving means. These focusing actuator drive means 27, tracking actuator drive means 28, linear actuator drive means 29
Receives the control signals 24, 25, 26, respectively, and outputs actuator drive signals 30, 31, 32 to the respective actuators to drive them.

【0012】以上の説明からわかるように、フォーカシ
ングサーボ手段はフォーカシングエラー検出手段18
と、フォーカシングサーボ補償手段22と、フォーカシ
ングアクチュエータ駆動手段27と、フォーカシングア
クチュエータ11とから成り、トラッキングサーボ手段
はトラッキングエラー検出手段20と、トラッキングサ
ーボ補償手段23と、トラッキングアクチュエータ駆動
手段28と、トラッキングアクチュエータ12とから成
り、更にリニアアクチュエータ14を駆動制御するため
のリニアアクチュエータ駆動手段29を含む。
As can be seen from the above description, the focusing servo means is the focusing error detection means 18
And a focusing servo compensating means 22, a focusing actuator driving means 27, and a focusing actuator 11. The tracking servo means is a tracking error detecting means 20, a tracking servo compensating means 23, a tracking actuator driving means 28, and a tracking actuator. 12 and further includes a linear actuator driving means 29 for driving and controlling the linear actuator 14.

【0013】次に、上記図11で示したような制御手段
を演算増幅器で構成した例を図12及び図15に示す。
図12は、フォーカシングサーボ手段の構成例であ
り、図15はトラッキングサーボ手段の構成例である。
図12において、10は4分割の光−電流変換素子S
1,S2,S3,S4(以下、センサ素子と呼ぶ)を用
いたセンサである。
Next, FIGS. 12 and 15 show examples in which the control means shown in FIG. 11 is constituted by an operational amplifier.
FIG. 12 shows a configuration example of the focusing servo means, and FIG. 15 shows a configuration example of the tracking servo means.
In FIG. 12, 10 is a four-division light-current conversion element S.
It is a sensor using 1, S2, S3, S4 (hereinafter referred to as a sensor element).

【0014】4つの各センサ素子はそれぞれ独立して入
射した光ディスク1からの反射光9の光強度に比例した
電流を発生する。15は電流電圧変換手段(アンプ)で
あり、センサ10が出力した微弱な電流信号16を電圧
信号17に変換する。18は図11のフォーカシングエ
ラー検出手段18に対応するフォーカシングエラー検出
手段であり、センサ10の各センサからの電圧信号17
を加算及び減算し、フォーカシングエラー信号19を生
成する。33および34は加算器、35は減算器であ
る。
Each of the four sensor elements independently generates an electric current proportional to the light intensity of the reflected light 9 from the optical disk 1 which is incident. Reference numeral 15 is a current-voltage conversion means (amplifier), which converts the weak current signal 16 output from the sensor 10 into a voltage signal 17. Reference numeral 18 is a focusing error detecting means corresponding to the focusing error detecting means 18 of FIG. 11, and a voltage signal 17 from each sensor of the sensor 10 is provided.
Are added and subtracted to generate a focusing error signal 19. 33 and 34 are adders, and 35 is a subtractor.

【0015】ここで、図13に基づき、フォーカシング
エラー信号19の検出原理について簡単に説明する。図
13は、フォーカシングエラー検出方法として非点収差
法を用いた場合における光スポットとディスク表面との
間の距離に対するセンサ10の表面におけるディスク反
射光9の形状の変化を示す図である。図13(イ)に示
すように、光スポット7がトラック2の面上に合焦した
ときは、センサ10上の反射光9の形状は円形となる。
Here, the principle of detecting the focusing error signal 19 will be briefly described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing changes in the shape of the disc reflected light 9 on the surface of the sensor 10 with respect to the distance between the light spot and the disc surface when the astigmatism method is used as the focusing error detection method. As shown in FIG. 13A, when the light spot 7 is focused on the surface of the track 2, the reflected light 9 on the sensor 10 has a circular shape.

【0016】しかし、図13(ロ)に示すように、光ス
ポット7が光ディスク1の面から遠い位置に合焦する
と、反射光9の形状はセンサ素子S1及びセンサ素子S
3の方向を長径とする楕円形となる。又、図13(ハ)
に示すように、光スポット7がトラック2の面を通り越
して近付き過ぎた位置に合焦すると、反射光9の形状は
センサ素子S2及びセンサ素子S4の方向を長径とする
楕円形となる。
However, as shown in FIG. 13B, when the light spot 7 is focused on a position far from the surface of the optical disc 1, the shape of the reflected light 9 is the sensor element S1 and the sensor element S.
It becomes an ellipse having a major axis in the direction of 3. Also, FIG. 13 (C)
As shown in FIG. 5, when the light spot 7 passes through the surface of the track 2 and is focused too close to it, the shape of the reflected light 9 becomes an ellipse whose major axis is in the direction of the sensor elements S2 and S4.

【0017】従って、図12に示す各センサ素子S1及
びセンサ素子S3からの電圧信号17と、各センサ素子
S2及びセンサ素子S4からの電圧信号17とをそれぞ
れ加算し、両方の和信号を減算することによって光量の
変化が拡大され、図11に示す光スポット7がトラック
2の面上にあるか、又は近過ぎるか遠いかを明示するフ
ォーカシングエラー信号を得ることができる。
Therefore, the voltage signal 17 from each of the sensor elements S1 and S3 shown in FIG. 12 and the voltage signal 17 from each of the sensor elements S2 and S4 are added respectively, and the sum signals of both are subtracted. As a result, the change in the amount of light is enlarged, and a focusing error signal indicating whether the light spot 7 shown in FIG. 11 is on the surface of the track 2 or is too close or far can be obtained.

【0018】22はフォーカシングサーボ補償手段であ
り、その構成要素36は500Hzから5kHzまでの
帯域で60度程度フォーカシングエラー信号の位相を進
める進相回路である。また、37はフォーカシングエラ
ー信号の50Hzから500Hzまでの利得を増加させ
る低周波数帯域利得増加回路である。27はフォーカシ
ングアクチュエータ11に対し制御信号24に応じた電
流を供給するフォーカシングアクチュエータ駆動手段で
ある。
Reference numeral 22 is a focusing servo compensating means, and its constituent element 36 is a phase advancing circuit for advancing the phase of the focusing error signal by about 60 degrees in the band from 500 Hz to 5 kHz. Further, 37 is a low frequency band gain increasing circuit for increasing the gain of the focusing error signal from 50 Hz to 500 Hz. Reference numeral 27 is a focusing actuator driving means for supplying a current according to the control signal 24 to the focusing actuator 11.

【0019】さて、上記のように構成されたフォーカシ
ングサーボ手段によって、光スポット7が偏差なくトラ
ック2の面上に追従できるようにするためには、フォー
カシングサーボ手段の開ループ周波数特性がある特定の
仕様を満たさなければならない。図14に従来の光ピッ
クアップのフォーカシングサーボ手段の開ループ周波数
特性曲線図を示す。
In order to allow the light spot 7 to follow the surface of the track 2 without deviation by the focusing servo means having the above-described structure, the focusing servo means has a specific open-loop frequency characteristic. Must meet specifications. FIG. 14 shows an open loop frequency characteristic curve diagram of the focusing servo means of the conventional optical pickup.

【0020】図14において、上部にある特性曲線は位
相特性曲線であり、下部にある特性曲線は利得特性曲線
である。同図に示すF1は図12に示すフォーカシング
アクチュエータ11の位相特性曲線、F2は進相回路3
6の位相特性曲線、F3は低周波数帯域利得増加回路3
7の位相特性曲線、F4はフォーカシングアクチュエー
タ11の利得特性曲線、F5は進相回路36の利得特性
曲線、F6は低周波数帯域利得増加回路37の利得特性
曲線である。
In FIG. 14, the upper characteristic curve is a phase characteristic curve and the lower characteristic curve is a gain characteristic curve. F1 shown in the figure is a phase characteristic curve of the focusing actuator 11 shown in FIG. 12, and F2 is a phase advance circuit 3.
6 is a phase characteristic curve of F6, and F3 is a low frequency band gain increasing circuit 3
7 is a phase characteristic curve, F4 is a gain characteristic curve of the focusing actuator 11, F5 is a gain characteristic curve of the phase advance circuit 36, and F6 is a gain characteristic curve of the low frequency band gain increasing circuit 37.

【0021】利得特性曲線において、ハッチングで示し
た領域は必要利得と呼ばれ、光ディスク1の回転周波数
と、光ディスク装置に外部から加わる外乱振動などによ
り決められる。開ループ利得曲線はこの必要利得領域を
包含しなければならない。また、サーボ手段の安定性を
確保するため、開ループ利得曲線が0dBとなる利得交
点周波数fcにおける位相余裕θは50度程度以上必要
である。従来の光ディスク装置のフォーカシングサーボ
手段におけるfcはおよそ1kHzである。
In the gain characteristic curve, the hatched area is called a required gain, which is determined by the rotation frequency of the optical disk 1 and the external vibration applied to the optical disk device. The open loop gain curve must cover this required gain area. Further, in order to secure the stability of the servo means, the phase margin θ at the gain intersection frequency fc at which the open loop gain curve becomes 0 dB needs to be about 50 degrees or more. The fc in the focusing servo means of the conventional optical disk device is about 1 kHz.

【0022】従来のフォーカシングサーボ手段では、上
記の仕様をクリアするため、進相回路36、及び低周波
数帯域利得増加回路37を用いていた。すなわち、フォ
ーカシングアクチュエータ11の位相特性曲線F1と進
相回路36の位相特性曲線F2とを重ねることによって
位相余裕θを確保している。また、フォーカシングアク
チュエータ11の利得特性曲線F4と低周波数帯域利得
増加回路37の利得特性曲線F6とを重ねることによっ
て必要利得要求をクリアしている。
In the conventional focusing servo means, the phase advancing circuit 36 and the low frequency band gain increasing circuit 37 are used in order to clear the above specifications. That is, the phase margin θ is secured by superimposing the phase characteristic curve F1 of the focusing actuator 11 and the phase characteristic curve F2 of the phase advance circuit 36. The required gain requirement is cleared by superimposing the gain characteristic curve F4 of the focusing actuator 11 and the gain characteristic curve F6 of the low frequency band gain increasing circuit 37.

【0023】次に、従来のトラッキングサーボ手段につ
いて説明する。図15は、トラッキングサーボ手段の概
略構成図である。図15において、センサ10と電流電
圧変換手段15はフォーカシングサーボ手段のものと同
一のものである。20はトラッキングエラー検出手段で
あり、センサ10の各センサ素子S1,S2,S3,S
4から電流電圧変換手段15を介して出力した電圧信号
17を加算及び減算して、トラッキングエラー信号21
を生成し出力する。38および39は加算器であり、4
0は減算器である。
Next, the conventional tracking servo means will be described. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of the tracking servo means. In FIG. 15, the sensor 10 and the current-voltage conversion means 15 are the same as those of the focusing servo means. Reference numeral 20 denotes a tracking error detecting means, which is each sensor element S1, S2, S3, S of the sensor 10.
4, the voltage signal 17 output from the current-voltage conversion means 15 is added and subtracted to obtain the tracking error signal 21.
Is generated and output. 38 and 39 are adders, which are 4
0 is a subtractor.

【0024】ここで、図16に基づきトラッキングエラ
ー信号の検出原理について簡単に説明する。図16はト
ラッキングエラー検出方法としてプッシュプル法を用い
たときの光スポット7の中心とトラック2のセンタとの
間の距離と、センサ10面上におけるディスク反射光9
の形状との関係を示す図である。センサ10上の反射光
9の量は、中心の反射光とその両側の回折光とにより決
まる。図16(イ)に示すように、光スポット7が完全
にトラック2の上にあるときはセンサ10上の反射光量
は左右対称である。
Here, the principle of detecting the tracking error signal will be briefly described with reference to FIG. FIG. 16 shows the distance between the center of the light spot 7 and the center of the track 2 when the push-pull method is used as the tracking error detection method, and the disc reflected light 9 on the surface of the sensor 10.
It is a figure which shows the relationship with the shape of. The amount of reflected light 9 on the sensor 10 is determined by the reflected light at the center and the diffracted light on both sides thereof. As shown in FIG. 16A, when the light spot 7 is completely on the track 2, the reflected light amount on the sensor 10 is symmetrical.

【0025】しかし、図16(ロ)と(ハ)に示すよう
に、光スポット7の中心がトラック2のセンタから外れ
ると、回折光の影響で、中心から左側又は右側に斜線で
示すような光量が減じた領域ができる。そのため、図1
5に示すように、センサ素子S1及びセンサ素子S2か
らの電圧信号17とセンサ素子S3及びセンサ素子S4
からの電圧信号17とをそれぞれ加算し、両方の和信号
を減算することによって光量の変化が拡大され、光スポ
ット7中心がトラック2の上にあるか、又は右か左のど
ちら側に外れているかを明示するトラッキングエラー信
号21を得ることができる。
However, as shown in FIGS. 16 (b) and 16 (c), when the center of the light spot 7 deviates from the center of the track 2, due to the influence of diffracted light, a diagonal line is drawn to the left or right of the center. Areas with reduced light are created. Therefore,
5, the voltage signals 17 from the sensor elements S1 and S2 and the sensor elements S3 and S4 are detected.
And the voltage signal 17 from each of them are added, and the sum signals of both are subtracted to expand the change of the light amount, and the center of the light spot 7 is located on the track 2 or deviated to the right or left side. It is possible to obtain the tracking error signal 21 that clearly indicates whether or not there is any.

【0026】23は図11に示したトラッキングサーボ
補償手段23に対応するトラッキングサーボ補償手段で
あり、その構成要素41は100Hzから10kHzま
での帯域で60度程度トラッキングエラー信号の位相を
進める進相回路である。また、42はトラッキングエラ
ー信号の500Hz以上の成分を減衰させるバタワース
型二次低域アクティブフィルタである。43は300H
zの位相を60度程度進める進相回路である。28はト
ラッキングアクチュエータ12に対し入力した制御信号
25に応じた電流を供給してそれを駆動する駆動手段で
ある。29はリニアアクチュエータ14に対し入力した
制御信号26に応じた電流を供給してそれを駆動する駆
動手段である。
Reference numeral 23 is a tracking servo compensating means corresponding to the tracking servo compensating means 23 shown in FIG. 11, and its constituent element 41 is a phase advancing circuit for advancing the phase of the tracking error signal by about 60 degrees in the band from 100 Hz to 10 kHz. Is. Reference numeral 42 is a Butterworth type second-order low-pass active filter that attenuates a component of the tracking error signal at 500 Hz or higher. 43 is 300H
It is a phase advancing circuit that advances the phase of z by about 60 degrees. Reference numeral 28 is a drive unit that supplies a current according to the control signal 25 input to the tracking actuator 12 to drive it. Reference numeral 29 is a drive means for supplying a current according to the control signal 26 input to the linear actuator 14 to drive it.

【0027】従来のトラッキングサーボ手段では、上記
のように構成された低周波数帯域のトラック振れに対応
するリニアアクチュエータ14によるサーボと、高周波
数帯域のトラック振れに対応するトラッキングアクチュ
エータ12によるサーボの2段サーボが用いられてい
る。
In the conventional tracking servo means, there are two stages: the servo by the linear actuator 14 corresponding to the track shake in the low frequency band and the servo by the tracking actuator 12 corresponding to the track shake in the high frequency band configured as described above. Servo is used.

【0028】さて、以上説明したように、従来は図11
に示す光ピックアップ4のサーボをアナログ回路により
実現してきた。しかし、最近、制御の状態に応じたサー
ボ補償手段の特性変更や、制御アルゴリズムが複雑なア
ドバンスト制御が必要となり、サーボ補償手段の構成が
固定されている従来のアナログ回路で構成されたサーボ
手段では対応しきれなくなってきた。
As described above, the conventional method shown in FIG.
The servo of the optical pickup 4 shown in (1) has been realized by an analog circuit. However, recently, it has become necessary to change the characteristics of the servo compensating means according to the control state and to perform advanced control in which the control algorithm is complicated. With the servo means composed of the conventional analog circuit in which the structure of the servo compensating means is fixed, I can't handle it.

【0029】その問題を解決するため、現在、制御演算
をデジタル演算器で行うデジタル制御が検討されてきて
いる。デジタル制御による制御補償手段においては、ソ
フトウェアで記述されたアルゴリズムを演算手段で演算
することにより実現することができる。そのため、制御
補償手段の特性変更はオンラインでソフトウェアを変更
することのみにより行うことができるという特徴があ
る。図17はデジタル回路を使用した光ピックアップの
サーボ手段の概略構成図である。
In order to solve the problem, digital control in which control calculation is performed by a digital calculator is currently under study. The control compensating means by digital control can be realized by computing the algorithm described in software by the computing means. Therefore, the characteristic of the control compensation means can be changed only by changing the software online. FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a servo unit of an optical pickup using a digital circuit.

【0030】図17において、4は光ピックアップ、1
5は電流電圧変換手段、18はフォーカシングエラー信
号検出手段、20はトラッキングエラー信号検出手段、
27,28,29はアクチュエータ駆動手段であり、こ
れらは前述のアナログサーボのものと同様な構成を有す
る。又、44及び45はアナログのフォーカシングエラ
ー信号19,トラッキングエラー信号21をデジタルの
フォーカシングエラー信号46,トラッキングエラー信
号47に変換するA/Dコンバータであり、54,5
5,56はそれぞれディジタル制御信号51,52,5
3をアナログ制御信号57,58,59に変換するD/
Aコンバータである。
In FIG. 17, 4 is an optical pickup and 1
5 is a current-voltage converting means, 18 is a focusing error signal detecting means, 20 is a tracking error signal detecting means,
Reference numerals 27, 28 and 29 denote actuator driving means, which have the same structure as that of the above-mentioned analog servo. Reference numerals 44 and 45 denote A / D converters for converting the analog focusing error signal 19 and the tracking error signal 21 into the digital focusing error signal 46 and the tracking error signal 47, and 54 and 5
5, 56 are digital control signals 51, 52, 5 respectively.
D / for converting 3 into analog control signals 57, 58, 59
It is an A converter.

【0031】48は制御演算をソフトウェアの形で記憶
しているRAM等の記憶手段であり、49は中央処理手
段である。そして、中央処理手段49の指令により、ソ
フトウェアが記憶手段48から高速の演算処理手段50
に読み込まれ、サーボ演算が行われる。演算結果は演算
処理手段50からデジタル制御信号51,52,53と
して出力され、それぞれD/Aコンバータ54,55,
56を介してアナログ制御信号57,58,59に変換
され、各アクチュエータ駆動手段27,28,29に与
えられる。
Reference numeral 48 is a storage means such as a RAM which stores the control calculation in the form of software, and 49 is a central processing means. Then, in response to a command from the central processing means 49, the software is stored in the storage means 48 and is operated at high speed.
Is read in and servo calculation is performed. The calculation results are output from the calculation processing means 50 as digital control signals 51, 52, 53, and the D / A converters 54, 55, respectively.
It is converted into analog control signals 57, 58 and 59 via 56 and is given to each actuator driving means 27, 28 and 29.

【0032】上記の演算手段は一定の周期で制御演算を
実行する。以下、デジタル制御に特有のこの演算周期に
ついて説明する。演算周期とは、A/Dコンバータがエ
ラー信号を取り込んでから、制御演算を行い、D/Aコ
ンバータから制御信号を出力し、再びA/Dコンバータ
がエラー信号を取り込むまでの一周期の時間である。
The above calculation means executes the control calculation at a constant cycle. Hereinafter, this calculation cycle peculiar to digital control will be described. The calculation cycle is a period of time from when the A / D converter takes in the error signal, then the control calculation is performed, the control signal is output from the D / A converter, and the A / D converter takes in the error signal again. is there.

【0033】ここで、フォーカシングアクチュエータ1
1の制御の演算周期はTf、トラッキングアクチュエー
タ12の制御の演算周期はTt、リニアアクチュエータ
14の制御の演算周期はT1であると仮定する。このと
き、演算処理手段50の内部クロックの1カウント時間
tcを基準にした演算周期は(数1)のようになる。
Here, the focusing actuator 1
It is assumed that the calculation cycle of control of 1 is Tf, the calculation cycle of control of the tracking actuator 12 is Tt, and the calculation cycle of control of the linear actuator 14 is T1. At this time, the calculation cycle based on one count time tc of the internal clock of the calculation processing means 50 is as shown in (Equation 1).

【0034】[0034]

【数1】 [Equation 1]

【0035】演算処理手段50は、内部クロックをカウ
ントしておき、制御演算の周期に対応するクロックカウ
ント数に達したときに制御演算を開始する。一般に、一
度制御信号がD/Aコンバータから出力されてから次の
制御信号が出力されるまでの間、D/Aコンバータは一
定値にホールドされる。また、エラー信号から制御信号
を演算するまでの間の時間は遅延時間となる。
The arithmetic processing means 50 counts the internal clocks and starts the control calculation when the clock count number corresponding to the cycle of the control calculation is reached. Generally, the D / A converter is held at a constant value between the time when the control signal is once output from the D / A converter and the time when the next control signal is output. Further, the time from the error signal to the calculation of the control signal is the delay time.

【0036】このホールド動作と演算遅延時間とに対応
して、デジタル回路の入力と出力信号間の周波数特性に
は位相遅れ現象が起こる。これは後述するように、制御
手段の安定性を損なう。したがって、演算遅延時間及び
ホールド時間は可能な限り短く設定する必要がある。通
常、演算周期は数十マイクロ秒程度と短く取られてい
る。
Corresponding to the hold operation and the operation delay time, a phase delay phenomenon occurs in the frequency characteristic between the input and output signals of the digital circuit. This impairs the stability of the control means, as described below. Therefore, it is necessary to set the calculation delay time and the hold time as short as possible. Usually, the calculation cycle is short, about several tens of microseconds.

【0037】つぎに、演算処理手段50による制御演算
について簡単に説明する。前述のアナログ制御のサーボ
補償手段で得られたものと同じ周波数特性をデジタル制
御から得るためには、ソフトウェアで記述された次の式
をディジタル演算して制御信号を構成することによって
達成される。
Next, the control calculation by the calculation processing means 50 will be briefly described. In order to obtain the same frequency characteristic as that obtained by the analog control servo compensating means from the digital control, it is achieved by digitally operating the following equation described in software to form the control signal.

【0038】[0038]

【数2】 [Equation 2]

【0039】[0039]

【数3】 [Equation 3]

【0040】[0040]

【数4】 [Equation 4]

【0041】[0041]

【数5】 [Equation 5]

【0042】[0042]

【数6】 [Equation 6]

【0043】これらの制御演算は、図18に示す流れ図
に従い、演算処理手段50(図17)によって実行され
る。以下、図17に示すデジタル回路の演算処理を図1
8に示す流れ図に従って説明する。制御開始後、(ステ
ップa)においてメモリ内の変数Uf1、Ut1、Ul1、E
f1、Et1、Et2、Vf1、Wl1、Wl2および演算開始タイ
ミングパラメータnf、nt、nlをすべて0に初期化
する。
These control calculations are executed by the calculation processing means 50 (FIG. 17) according to the flow chart shown in FIG. The arithmetic processing of the digital circuit shown in FIG. 17 will be described below with reference to FIG.
A description will be given according to the flow chart shown in FIG. After the control is started, the variables U f1 , U t1 , U l1 , and E in the memory are (step a).
All of f1 , E t1 , E t2 , V f1 , W l1 , W l2 and calculation start timing parameters nf, nt, nl are initialized to 0.

【0044】つぎに、(ステップb)へ進み、そこで異
常が検出されれば演算の実行をストップし(ステップ
c)、異常がなければ(ステップd)に進む。一方、パ
ラメータカウントブロック62では、演算処理手段50
の内部カウンタが発生するタイミング信号をうけて、演
算周期カウント数及びサーボの演算を開始するタイミン
グパラメータnf、nt、nlを1づつカウントアップ
する。
Next, the operation proceeds to (step b), and if an abnormality is detected there, the execution of the operation is stopped (step c), and if there is no abnormality, the operation proceeds to (step d). On the other hand, in the parameter count block 62, the arithmetic processing means 50
In response to the timing signal generated by the internal counter, the calculation cycle count number and the timing parameters nf, nt, and nl for starting the servo calculation are incremented by one.

【0045】(ステップd)ではフォーカシングサーボ
演算周期に対応するクロックカウント数Nfと演算開始
タイミングパラメータnfとを比較し、nfがNfより
大きい場合には、(ステップe)以下の流れによりフォ
ーカシングサーボ制御演算を行う。すなわち、その場合
の制御演算は次のようにして実行される。まず、フォー
カシングエラー検出手段18から出力したアナログのフ
ォーカシングエラー信号19をA/Dコンバータ44で
A/D変換し、デジタルのフォーカシングエラー(F
E)信号46として演算処理手段50に出力する。
In step (d), the clock count number Nf corresponding to the focusing servo operation cycle is compared with the operation start timing parameter nf. If nf is larger than Nf, the focusing servo control is performed according to the flow following (step e). Calculate. That is, the control calculation in that case is executed as follows. First, the analog focusing error signal 19 output from the focusing error detecting means 18 is A / D converted by the A / D converter 44, and a digital focusing error (F
E) The signal 46 is output to the arithmetic processing means 50.

【0046】次に、演算処理手段50は(数2)及び
(数3)の演算に必要な、それぞれ1サンプリング前の
フォーカシングアクチュエータの制御信号Uf1、その中
間変数Vf1、及びそのフォーカシングエラー信号Ef1を
記憶手段48から読み込む。そして、(数2)及び(数
3)を計算してデジタル制御信号51を出力する。
Next, the arithmetic processing means 50 requires the control signal U f1 of the focusing actuator before one sampling, the intermediate variable V f1 thereof, and the focusing error signal thereof, which are necessary for the calculation of (Equation 2) and (Equation 3), respectively. E f1 is read from the storage means 48. Then, (Equation 2) and (Equation 3) are calculated and the digital control signal 51 is output.

【0047】次に、デジタルの制御信号51をD/Aコ
ンバータ54でD/A変換し、アナログ制御信号57と
してフォーカシングアクチュエータ駆動手段27に印加
する。アナログ制御信号57は演算実行周期の間、その
ままの値にホールドされる。最後に、(数2)及び(数
3)に示すUf0、Vf0、Ef0の値をそれぞれUf1、
Vf1、Ef1として記憶手段48に記憶して(ステップ
b)へ戻る。(ステップf)及び(ステップg)以下は
それぞれトラッキングサーボ演算周期制御及びリニアア
クチュエータ14の制御演算周期制御の流れであり、そ
れぞれの制御演算はフォーカシングサーボの場合と同様
に行われる。
Next, the digital control signal 51 is D / A converted by the D / A converter 54 and applied to the focusing actuator driving means 27 as an analog control signal 57. The analog control signal 57 is held at the same value during the calculation execution cycle. Finally, the values of U f0 , V f0 , and E f0 shown in ( Equation 2) and ( Equation 3) are changed to U f1 ,
It is stored in the storage means 48 as V f1 and E f1 and the process returns to (step b). (Step f) and (step g) and subsequent steps are the flow of the tracking servo calculation cycle control and the control calculation cycle control of the linear actuator 14, respectively, and each control calculation is performed in the same manner as in the focusing servo.

【0048】以上説明したように構成されたデジタル回
路を使用したサーボ制御手段の周波数特性について、図
19のフォーカシングサーボ手段の開ループ周波数特性
曲線図に基づき説明する。
The frequency characteristic of the servo control means using the digital circuit constructed as described above will be explained based on the open-loop frequency characteristic curve diagram of the focusing servo means of FIG.

【0049】図19のF7はフォーカシングアクチュエ
ータ11の位相特性曲線、F8は(数2)及び(数3)
で表現されるフィルタの位相特性曲線、F9はフォーカ
シングアクチュエータ11の利得特性曲線、F11は
(数2)及び(数3)のフィルタの利得特性曲線であ
る。これらの特性曲線により低周波数帯域での利得と利
得交点における位相進み特性とを得ることができる。た
だし、フィルタの高周波数帯域においては、演算遅延時
間と演算周期間の制御信号ホールドとに起因する位相遅
れとゲインの低下とが現れている。
In FIG. 19, F7 is a phase characteristic curve of the focusing actuator 11, and F8 is (Equation 2) and (Equation 3).
Is a phase characteristic curve of the filter expressed by, F9 is a gain characteristic curve of the focusing actuator 11, and F11 is a gain characteristic curve of the filters of (Equation 2) and (Equation 3). With these characteristic curves, the gain in the low frequency band and the phase lead characteristic at the gain crossing point can be obtained. However, in the high frequency band of the filter, a phase delay and a decrease in gain appear due to the calculation delay time and the control signal hold between calculation cycles.

【0050】F10はフォーカシングサーボ手段の開ル
ープ位相特性曲線、F12は開ループ利得特性曲線であ
る。制御帯域は約1kHzであり、位相余裕θも確保し
ている。このように、サーボ帯域内では図14のアナロ
グフォーカシングサーボと同様の開ループ特性となり、
良好な制御が行われることが分かる。
F10 is an open loop phase characteristic curve of the focusing servo means, and F12 is an open loop gain characteristic curve. The control band is about 1 kHz, and the phase margin θ is also secured. In this way, within the servo band, the open loop characteristic similar to that of the analog focusing servo of FIG. 14 is obtained,
It can be seen that good control is performed.

【0051】上記のデジタルサーボの例では、説明のた
めにアナログサーボ補償手段をデジタルのフィルタに置
き換えた場合を示した。そして、(数2)乃至(数6)
に示したフィルタの構成を、予め制御の状態に応じた最
適なフィルタを記憶手段に用意しておき、制御の状態に
応じて使い分けすることによって、より良好なサーボ制
御を行うことができる。ここで説明は省略したが、トラ
ッキングサーボ手段の場合も以上の説明と同様に制御す
ることができる。
In the above example of the digital servo, the case where the analog servo compensating means is replaced with a digital filter is shown for the sake of explanation. Then, (Equation 2) to (Equation 6)
By preparing the optimum filter according to the control state in the storage means in advance and properly using the filter configuration according to the control state, better servo control can be performed. Although not described here, the tracking servo means can be controlled in the same manner as the above description.

【0052】[0052]

【発明が解決しようとする課題】サーボを高機能化にす
るために、上記のようなデジタル制御は有効である。し
かしながら、近年、サーボの高機能化ばかりでなく、更
にデータ転送速度を高速化しようという要求が高まり、
そのため、光ディスク1の高速回転化が必要となってき
た。従って、それに伴い、次のような問題が生じてき
た。
The above digital control is effective in order to make the servo highly functional. However, in recent years, there has been a growing demand not only for higher functionality of servos but also for higher data transfer rates.
Therefore, it has become necessary to rotate the optical disc 1 at a high speed. Therefore, the following problems have arisen accordingly.

【0053】第1に、光ディスク1が高速回転化する
と、それに応じて必要利得領域が拡大し、利得交点周波
数は高い周波数へと移動しなければならなくなる。すな
わち、サーボ帯域の高帯域化が必要となる。しかし、前
述したような制御演算遅延時間と、演算周期間における
制御信号のホールドとによる位相遅れのために、利得交
点周波数での位相余裕が不足し、サーボ手段が不安定に
なるという問題が生ずることになる。
First, when the optical disc 1 is rotated at a high speed, the required gain area is expanded accordingly, and the gain intersection frequency must be moved to a higher frequency. That is, it is necessary to increase the servo band. However, due to the phase delay due to the control calculation delay time and the hold of the control signal during the calculation cycle as described above, the phase margin at the gain crossover frequency becomes insufficient and the servo means becomes unstable. It will be.

【0054】また、同様の理由により長い演算時間がか
かる複雑な制御が行いにくくなる。これらの問題は、高
速な演算処理手段が開発されれば解決可能な問題であ
る。しかし、現在、光ディスク装置に使用可能な演算手
段の中で最も高速なものでも、演算1ステップに数十ナ
ノ秒かかる。そして、制御信号を計算するために最も基
本的な(数2)でも数十ステップの演算が必要であるた
め、演算手段がデータを取り込んでから制御信号を出力
するまで、数十マイクロ秒の演算遅延時間がかかること
になる。このように長い演算遅延時間では、約3kHz
以上の高い周波数領域では位相遅れが大きくなり、要求
されるサーボ帯域を確保することは難しい。
Further, for the same reason, it becomes difficult to perform complicated control requiring a long calculation time. These problems can be solved if a high-speed arithmetic processing means is developed. However, at present, even one of the fastest operation means available for the optical disk device requires several tens of nanoseconds for one operation step. In addition, even the most basic (Equation 2) calculation of several tens of steps is required to calculate the control signal. Therefore, several tens of microseconds are calculated from the time when the arithmetic operation means captures the data until the control signal is output. There will be a delay. With such a long calculation delay time, about 3 kHz
In the above high frequency region, the phase delay becomes large, and it is difficult to secure the required servo band.

【0055】一方、複雑な制御手段をアナログ回路で構
成するとすれば、回路の規模が大きくなること、回路内
部の信号が飽和する事、及び記憶要素の実現が困難であ
ることなどのために実現することは非常に難しい。
On the other hand, if the complicated control means is constituted by an analog circuit, it is realized because the circuit scale becomes large, the signal inside the circuit is saturated, and it is difficult to realize the storage element. Very difficult to do.

【0056】本発明は、上記の問題に鑑みて成されたも
ので、光ディスクの光ピックアップに対する高機能化、
且つ高速データ転送のための高帯域のサーボ手段を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has a high function for an optical pickup of an optical disc,
It is also an object of the present invention to provide a high bandwidth servo means for high speed data transfer.

【0057】[0057]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による光ディスク装置は、光スポットにより
光ディスク上のトラックを走査して生じた信号を検出す
る手段と、光スポットを光ディスクの略法線方向に移動
させる手段とを含む光ピックアップと、光スポットによ
る走査から生じた信号を処理してフォーカシングエラー
信号を出力するフォーカシングエラー検出手段と、フォ
ーカシングエラー信号を入力して第1の制御信号を出力
するアナログ回路より成る第1の演算手段と、フォーカ
シングエラー信号を入力して第2の制御信号を出力する
デジタル回路より成る第2の演算手段と、第1の制御信
号と第2の制御信号とを加算して第3の制御信号を出力
する加算手段と、第3の制御信号の制御により光スポッ
ト法線方向移動手段を駆動する法線方向駆動手段とを含
み、光ディスクの略法線方向に対する光スポットの移動
を制御するようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical disk device according to the present invention is a device for detecting a signal generated by scanning a track on an optical disk with an optical spot, and an optical disk for the optical spot. An optical pickup including means for moving in the normal direction, a focusing error detecting means for processing a signal generated from scanning by an optical spot and outputting a focusing error signal, and a first control signal for inputting the focusing error signal. And a second arithmetic means comprising a digital circuit for inputting a focusing error signal and outputting a second control signal, a first control signal and a second control means An adding means for adding a signal and outputting a third control signal, and a light spot normal direction moving hand by controlling the third control signal. And a normal direction driving means for driving, characterized in that so as to control the movement of the light spot relative to a substantially normal direction of the optical disc.

【0058】更に、本発明による光ディスク装置は、上
記の目的を達成するため、光スポットにより光ディスク
上のトラックを走査して生じた信号を検出する手段と、
光スポットを光ディスクの略半径方向に移動させる手段
とを含む光ピックアップと、光スポットによる走査から
生じた信号を処理してトラッキングエラー信号を出力す
るトラッキングエラー検出手段と、トラッキングエラー
信号を入力して第1の制御信号を出力するアナログ回路
より成る第1の演算手段と、トラッキングエラー信号を
入力して第2の制御信号を出力するデジタル回路よる成
り第2の演算手段と、第1の制御信号と第2の制御信号
とを加算して第3の制御信号を出力する加算手段と、第
3の制御信号の制御により光スポット半径方向移動手段
を駆動する半径方向駆動手段とを含み、光ディスクの略
半径方向に対する光スポットの移動を制御するようにし
たことを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the optical disk device according to the present invention comprises means for detecting a signal generated by scanning a track on the optical disk with an optical spot,
An optical pickup including a means for moving the light spot in a substantially radial direction of the optical disc, a tracking error detecting means for processing a signal generated from scanning by the light spot and outputting a tracking error signal, and a tracking error signal for inputting A first arithmetic means comprising an analog circuit for outputting a first control signal, a second arithmetic means comprising a digital circuit for receiving a tracking error signal and outputting a second control signal, and a first control signal And a second control signal are added to output a third control signal, and a radial drive means for driving the light spot radial direction moving means under the control of the third control signal. It is characterized in that the movement of the light spot in the substantially radial direction is controlled.

【0059】更に、本発明による光ディスク装置は、上
記の目的を達成するため、光スポットにより光ディスク
上のトラックを走査して生じた信号を検出する手段と、
光スポットをディスクの略法線方向及び略半径方向にそ
れぞれ移動させる光スポットの法線方向移動手段及び半
径方向移動手段とを含む光ピックアップと、光スポット
による走査から生じた信号を処理してフォーカシングエ
ラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ出力す
るフォーカシングエラー検出手段及びトラッキングエラ
ー検出手段と、フォーカシングエラー信号を入力して第
1の制御信号を出力するアナログ回路より成る第1の演
算手段と、フォーカシングエラー信号を入力して第2の
制御信号を出力するデジタル回路より成る第2の演算手
段と、第1の制御信号と第2の制御信号とを加算して第
3の制御信号を出力する加算手段と、第3の制御信号の
制御により光スポット法線方向移動手段を駆動する法線
方向駆動手段と、、トラッキングエラー信号を入力して
第4の制御信号を出力するアナログ回路より成る第3の
演算手段と、トラッキングエラー信号を入力して第5の
制御信号を出力するデジタル回路より成る第4の演算手
段と、第4の制御信号と第5の制御信号とを加算して第
6の制御信号を出力する加算手段と、第6の制御信号の
制御により光スポット半径方向移動手段を駆動する半径
方向駆動手段とを含み、第2及び第4の演算手段が同一
のデジタル回路から成り、光ディスクの略法線方向及び
略半径方向に対する光スポットの移動を制御するように
したことを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the optical disk device according to the present invention comprises means for detecting a signal generated by scanning a track on the optical disk with an optical spot,
An optical pickup including a light spot normal moving means and a light moving means for moving the light spot in a substantially normal direction and a substantially radial direction of the disk, and a signal generated from scanning by the light spot is processed and focused. Focusing error detecting means and tracking error detecting means for outputting an error signal and a tracking error signal, respectively, a first arithmetic means comprising an analog circuit for receiving the focusing error signal and outputting a first control signal, and a focusing error signal. Second arithmetic means for inputting and outputting a second control signal, and addition means for adding a first control signal and a second control signal and outputting a third control signal. A normal direction driving means for driving the light spot normal direction moving means under the control of the third control signal, Third arithmetic means composed of an analog circuit for inputting a tracking error signal and outputting a fourth control signal, and fourth arithmetic means composed of a digital circuit for inputting a tracking error signal and outputting a fifth control signal. And an adding means for adding the fourth control signal and the fifth control signal to output a sixth control signal, and a radial drive for driving the light spot radial direction moving means under the control of the sixth control signal. The second and the fourth arithmetic means include the same digital circuit, and control the movement of the light spot in the substantially normal direction and the substantially radial direction of the optical disk.

【0060】更に、本発明による光ディスク装置は、上
記の目的を達成するため、第1及び第3の演算手段が各
々の開ループ利得が0になる周波数において、各々の入
力信号の位相を進めるようにした進相手段を含むことを
特徴とする。
Furthermore, in the optical disk device according to the present invention, in order to achieve the above object, the first and third arithmetic means advance the phase of each input signal at the frequency at which each open loop gain becomes zero. It is characterized by including the phase advancing means.

【0061】更に、本発明による光ディスク装置は、上
記の目的を達成するため、第2及び第4の演算手段が入
力信号の利得を増加させる利得増加手段を含むことを特
徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the optical disk device according to the present invention is characterized in that the second and fourth arithmetic means include a gain increasing means for increasing the gain of the input signal.

【0062】更に、本発明による光ディスクは、上記の
目的を達成するため、第2及び第4の演算手段が入力信
号の利得を増加させる利得増加手段から成り、利得増加
手段の利得増加度は可変であることを特徴とする。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the optical disk according to the present invention is such that the second and fourth arithmetic means comprise gain increasing means for increasing the gain of the input signal, and the gain increasing degree of the gain increasing means is variable. Is characterized in that.

【0063】[0063]

【作用】本発明は上記のように構成して、高速な処理が
要求される制御演算はアナログ回路で行い、複雑である
が低速処理でよい制御演算はデジタル回路で行うよう制
御演算を分担するようにして、利得交点以上の高い周波
数ではアナログ回路で演算することにより演算遅延時間
等に位相の遅れをなくして制御手段の安定性を確保する
と共に、低い周波数帯域ではデジタル回路で演算するこ
とにより制御の高機能化を実現することができる。
According to the present invention, the control calculation is performed as described above, and the control calculation that requires high-speed processing is performed by the analog circuit, and the control calculation that is complicated but requires low-speed processing is performed by the digital circuit. In this way, by operating in an analog circuit at a frequency higher than the gain intersection, stability of the control means is ensured by eliminating the phase delay in the operation delay time, and by operating in a digital circuit in the low frequency band. Higher control functionality can be realized.

【0064】[0064]

【実施例】以下添付図面に基づき本発明の実施例につい
て詳細に説明する。 (実施例1)まず、第1の実施例では、サーボ帯域が3
kHzと高帯域であり、且つ低周波数帯域においては制
御の状態に応じて開ループ利得を最適にするフォーカシ
ングサーボ手段の例について説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. (Embodiment 1) First, in the first embodiment, the servo band is 3
An example of the focusing servo means that optimizes the open loop gain according to the control state in the high frequency band of kHz and the low frequency band will be described.

【0065】図1は本発明の第1の実施例による光ディ
スク装置のフォーカシングサーボ手段100の概略構成
図である。図1において、1は光ディスク、3はスピン
ドルモータ、4は光ピックアップ、8は対物レンズ、1
0はセンサ、11はフォーカシングアクチュエータ、1
5は電流電圧変換手段、18はフォーカシングエラー検
出手段、27はフォーカシングアクチュエータ駆動手段
であり、これらは従来のアナログ制御手段のものと同様
の構成を有する。
FIG. 1 is a schematic block diagram of the focusing servo means 100 of the optical disk device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an optical disk, 3 is a spindle motor, 4 is an optical pickup, 8 is an objective lens, and 1
0 is a sensor, 11 is a focusing actuator, 1
Reference numeral 5 is a current-voltage converting means, 18 is a focusing error detecting means, and 27 is a focusing actuator driving means, which have the same configurations as those of the conventional analog control means.

【0066】また、44はアナログのフォーカシングエ
ラー信号19をデジタルエラー信号46に変換するA/
Dコンバータ、54はデジタル制御信号51をアナログ
制御信号57に変換するD/Aコンバータである。50
はサーボ演算を行う高速の演算処理手段、49はその演
算処理を指定する中央処理手段、48は制御演算をソフ
トウェアの形で記憶する記憶手段である。
Reference numeral 44 denotes A / A for converting the analog focusing error signal 19 into a digital error signal 46.
A D converter, 54 is a D / A converter that converts the digital control signal 51 into an analog control signal 57. Fifty
Is a high-speed arithmetic processing means for performing a servo operation, 49 is a central processing means for designating the arithmetic processing, and 48 is a storage means for storing the control operation in the form of software.

【0067】ソフトウェアは中央処理手段49の指令に
より、記憶手段48から高速の演算処理手段50に読み
込まれ、そこでサーボ演算が行われる。演算結果はデジ
タル制御信号51として出力され、D/Aコンバータ5
4によりアナログの制御信号57に変換される。これら
のハードウェア構成は既に前述した従来のデジタル制御
手段と同様である。
The software is read by the central processing means 49 from the storage means 48 into the high-speed arithmetic processing means 50, and the servo operation is performed there. The calculation result is output as a digital control signal 51, and the D / A converter 5
4 is converted into an analog control signal 57. These hardware configurations are the same as those of the conventional digital control means already described above.

【0068】67はフォーカシングエラー検出手段18
からのフォーカシングエラー信号19を進相処理して制
御信号68を出力するフォーカシングサーボ高周波数帯
域補償手段である。69は前述のアナログ制御信号57
と制御信号68を加算して制御信号70を出力する制御
信号加算手段である。制御信号70はフォーカシングア
クチュエータ駆動手段27に出力されてフォーカシング
アクチュエータ11を制御する。
67 is a focusing error detecting means 18
Focusing servo high frequency band compensating means for advancing the focusing error signal 19 from and outputting the control signal 68. 69 is the aforementioned analog control signal 57
And a control signal 68 and outputs a control signal 70. The control signal 70 is output to the focusing actuator driving means 27 to control the focusing actuator 11.

【0069】以下、図2、図3、及び図4を用いて、上
記のように構成された光ディスク装置の光ピックアップ
4のフォーカシングサーボ手段100の動作について、
詳細に説明する。図2はアナログ回路によるフォーカシ
ングサーボ高周波数帯域補償手段67の周波数特性曲線
図である。縦軸は位相及び利得、横軸は周波数である。
曲線H1は補償手段の位相特性、曲線H2は利得特性で
ある。
The operation of the focusing servo means 100 of the optical pickup 4 of the optical disc device having the above-described structure will be described below with reference to FIGS. 2, 3 and 4.
The details will be described. FIG. 2 is a frequency characteristic curve diagram of the focusing servo high frequency band compensating means 67 using an analog circuit. The vertical axis represents phase and gain, and the horizontal axis represents frequency.
The curve H1 is the phase characteristic of the compensating means, and the curve H2 is the gain characteristic.

【0070】フォーカシングサーボ高周波数帯域補償手
段67は、フォーカシングサーボ手段の開ループ特性の
利得交点周波数の3kHzにおいて、入力されたフォー
カシングエラー信号19の位相を60度程度進めるよう
に作用する。又、フォーカシングサーボ高周数帯域補償
手段67はアナログ回路で構成されているので、演算遅
延時間や制御信号ホールドによる位相遅れは起こらず、
高周波数帯域の位相遅れのない良好な位相特性を表わす
ことがわかる。
The focusing servo high frequency band compensating means 67 acts so as to advance the phase of the input focusing error signal 19 by about 60 degrees at 3 kHz which is the gain intersection frequency of the open loop characteristic of the focusing servo means. Further, since the focusing servo high frequency band compensating means 67 is composed of an analog circuit, a phase delay due to a calculation delay time or a control signal hold does not occur,
It can be seen that excellent phase characteristics without phase delay in the high frequency band are exhibited.

【0071】次に、デジタル回路で構成されたフォーカ
シングサーボ低周波数帯域利得増加手段78について説
明する。フォーカシングサーボ低周波数帯域利得増加手
段78は制御の状態に対応してその構成が変更され、常
に最適な構成をとるよう動作する。
Next, the focusing servo low frequency band gain increasing means 78 composed of a digital circuit will be described. The focusing servo low frequency band gain increasing means 78 has its configuration changed according to the control state, and operates so as to always take an optimal configuration.

【0072】例えば、光ディスク1上の信号を読み書き
する通常のサーボ状態では、フォーカシングサーボ手段
100に対し光ディスク装置の外部から震動が加わった
としてもフォーカスずれを起こさないだけ十分な開ルー
プゲインが必要である。そのため、フォーカシングサー
ボ低周波数帯域利得増加手段78は、通常のサーボ状態
時では、前述の震動周波数帯である1〜500Hzにお
ける利得を数十デシベル増加させるように構成する。
For example, in a normal servo state in which signals are read and written on the optical disc 1, a sufficient open loop gain is required so as not to cause a focus shift even if a vibration is applied to the focusing servo means 100 from the outside of the optical disc device. is there. Therefore, the focusing servo low frequency band gain increasing means 78 is configured to increase the gain in the aforementioned vibration frequency band of 1 to 500 Hz by several tens of decibels in the normal servo state.

【0073】また、フォーカシングサーボの初期フォー
カス引き込み動作時や、光ディスク装置の消費電力低減
の為のパワーセーブ時は、開ループゲインを制限する必
要がある。そこで、フォーカシングサーボ低周波数帯域
利得増加手段78のフィルタ定数を変更してそれに必要
且つ十分な利得を供給する。
Further, it is necessary to limit the open loop gain during the initial focus pull-in operation of the focusing servo and during power saving for reducing the power consumption of the optical disk device. Therefore, the filter constant of the focusing servo low frequency band gain increasing means 78 is changed to supply the necessary and sufficient gain.

【0074】そこで、フォーカシングサーボ低周波数帯
域利得増加手段78の制御演算は以下に示す(数7)に
よって行われる。その際、上記の制御の状態に応じて
(数7)のフィルタ定数αf1、βf1の最適値を記憶手段
48から読み込んで制御演算を行い、所望の周波数特性
を得ることができる。
Therefore, the control operation of the focusing servo low frequency band gain increasing means 78 is performed by the following (Equation 7). At this time, the optimum values of the filter constants α f1 and β f1 of (Equation 7) are read from the storage means 48 according to the above control state, and the control operation is performed to obtain the desired frequency characteristic.

【0075】[0075]

【数7】 [Equation 7]

【0076】その制御演算の理解を容易にするため、図
3の流れ図に従い、演算処理手段50で行われる制御演
算の流れの例について説明する。その制御の流れは前述
の従来例(図17,図18)に示したデジタル制御手段
によるフォーカシング制御のループにほぼ準じて行われ
るが、図3に示す流れ図には、図18に示す従来のフォ
ーカシングサーボに対する演算処理64では明示してい
ない“制御状態に応じた最適フィルタ定数の設定”が含
まれている。これによって、本発明に要求される制御の
高機能化を達成することができる。又、本実施例の場合
は短い演算周期を要求する高周波数帯域補償の演算は行
わなくて良いため、演算周期を数百マイクロ秒以上に長
くすることもできる。
In order to facilitate the understanding of the control calculation, an example of the flow of the control calculation performed by the calculation processing means 50 will be described with reference to the flowchart of FIG. The control flow is carried out substantially in accordance with the focusing control loop by the digital control means shown in the above-mentioned conventional example (FIGS. 17 and 18), but the flow chart shown in FIG. 3 shows the conventional focusing shown in FIG. The calculation processing 64 for the servo includes "setting of optimum filter constants according to control state" which is not explicitly shown. As a result, it is possible to achieve the high control function required in the present invention. Further, in the case of the present embodiment, the calculation of the high frequency band compensation which requires a short calculation period does not have to be performed, so that the calculation period can be extended to several hundred microseconds or more.

【0077】図4はデジタル回路で構成されたフォーカ
シングサーボ低周波数帯域利得増加手段78の周波数特
性曲線図である。演算周期はこの場合、従来のデジタル
制御手段に比べて大きく数百マイクロ秒である。
FIG. 4 is a frequency characteristic curve diagram of the focusing servo low frequency band gain increasing means 78 composed of a digital circuit. In this case, the operation cycle is several hundred microseconds, which is larger than that of the conventional digital control means.

【0078】図4の特性曲線においては、図2と同様
に、縦軸は位相及び利得、横軸は周波数を示す。そし
て、特性曲線H3及びH4はそれぞれ通常サーボ状態に
おける位相特性及び利得特性を示す。特性曲線H5及び
H6はそれぞれパワーセーブ時における位相特性及び利
得特性を示す。特性曲線H7及びH8はそれぞれフォー
カス引き込み時における位相特性及び利得特性を示す。
それらの特性曲線により、必要な帯域において、制御の
状態に対応した利得の補償が行われることがわかる。な
お、各位相特性とも、1kHz以上の大きな位相遅れ
は、従来例で述べたように、演算遅延時間と演算周期間
の制御信号ホールドによって発生する。
In the characteristic curve of FIG. 4, the vertical axis represents phase and gain, and the horizontal axis represents frequency, as in FIG. The characteristic curves H3 and H4 show the phase characteristic and the gain characteristic in the normal servo state, respectively. Characteristic curves H5 and H6 respectively show the phase characteristic and the gain characteristic at the time of power saving. Characteristic curves H7 and H8 respectively show the phase characteristic and the gain characteristic when the focus is pulled in.
It can be seen from those characteristic curves that the gain compensation corresponding to the control state is performed in the required band. In each phase characteristic, a large phase delay of 1 kHz or more is generated by the control signal hold between the calculation delay time and the calculation cycle as described in the conventional example.

【0079】次に、図5に示すグラフ図は、第1の実施
例によるアナログ及びディジタル2つの制御補償手段の
合特性であるフォーカシングエラー信号19により出力
される制御信号70の周波数特性曲線図である。特性曲
線H9及びH10はそれぞれ通常サーボ状態の位相特性
及び利得特性を示す。特性曲線H11及びH12はそれ
ぞれパワーセーブ時の位相特性及び利得特性を示す。
Next, the graph shown in FIG. 5 is a frequency characteristic curve diagram of the control signal 70 output by the focusing error signal 19 which is the combined characteristic of the two analog and digital control compensating means according to the first embodiment. is there. Characteristic curves H9 and H10 respectively show the phase characteristic and the gain characteristic in the normal servo state. Characteristic curves H11 and H12 respectively show the phase characteristic and the gain characteristic at the time of power saving.

【0080】特性曲線H13及びH14はそれぞれフォ
ーカス引き込み時の位相特性及び利得特性を示す。それ
らの特性曲線により、制御補償手段に要求される制御の
状態に応じた低周波数でのゲイン増加と、利得交点周波
数での位相進度を得ることができるということがわか
る。
Characteristic curves H13 and H14 respectively show the phase characteristic and the gain characteristic when the focus is pulled in. From these characteristic curves, it is understood that it is possible to obtain the gain increase at the low frequency and the phase advance at the gain crossover frequency according to the control state required for the control compensating means.

【0081】すなわち、図5に示すこれらの合特性は図
2に示すようなフォーカシングサーボ高周波数帯域補償
手段67の周波数特性と図4に示すようなフォーカシン
グサーボ低周波数帯域利得増加手段78の周波数特性と
を加算したものである。したがって、2つの補償手段の
うち、利得が大きい方の周波数特性が合特性を支配す
る。そのため、前述のように、図4で見られたようなフ
ォーカシングサーボ低周波数帯域利得増加手段78にお
いて発生する高周波数帯域での演算遅延時間による位相
遅れは合特性に現れず、理想的な周波数特性が達成され
る。
That is, the combined characteristics shown in FIG. 5 are the frequency characteristics of the focusing servo high frequency band compensating means 67 as shown in FIG. 2 and the frequency characteristics of the focusing servo low frequency band gain increasing means 78 as shown in FIG. And is added. Therefore, of the two compensating means, the frequency characteristic with the larger gain dominates the combined characteristic. Therefore, as described above, the phase delay due to the calculation delay time in the high frequency band generated in the focusing servo low frequency band gain increasing means 78 as seen in FIG. Is achieved.

【0082】最後に、図6に示すグラフ図は、フォーカ
シングサーボ手段の開ループ周波数特性曲線図である。
特性曲線H15及びH16はそれぞれ通常サーボ状態の
位相特性及び利得特性を示す。特性曲線H17及びH1
8はそれぞれパワーセーブ時の位相特性及び利得特性を
示す。特性曲線H19及びH20はそれぞれフォーカス
引き込み時の位相特性及び利得特性を示す。明らかに、
前述したようにディジタル手段によって制御された各制
御状態に対応して低周波数帯域のゲインが適切に選択さ
れ、且つ位相余裕θも常に十分確保されるということが
わかる。
Finally, the graph shown in FIG. 6 is an open loop frequency characteristic curve diagram of the focusing servo means.
Characteristic curves H15 and H16 respectively show the phase characteristic and the gain characteristic in the normal servo state. Characteristic curves H17 and H1
Reference numeral 8 shows a phase characteristic and a gain characteristic at the time of power saving. Characteristic curves H19 and H20 respectively show the phase characteristic and the gain characteristic when the focus is pulled in. clearly,
As described above, it is understood that the gain in the low frequency band is appropriately selected corresponding to each control state controlled by the digital means, and the phase margin θ is always sufficiently secured.

【0083】以上説明したように、本実施例によれば、
アナログ回路で構成されたフォーカシングサーボ高周波
数帯域補償手段67と、デジタル回路で構成されたフォ
ーカシングサーボ低周波数帯域利得増加手段78と、こ
れらが出力する制御信号を加算する加算手段を設ける事
により、従来の構成では困難であった広いサーボ帯域と
高機能な補償の両立が可能となり、優れた制御効果が得
られる。
As described above, according to this embodiment,
By providing a focusing servo high frequency band compensating means 67 composed of an analog circuit, a focusing servo low frequency band gain increasing means 78 composed of a digital circuit, and an adding means for adding the control signals output by these, the conventional With this configuration, it is possible to achieve both a wide servo band and high-performance compensation, which was difficult with the configuration, and an excellent control effect can be obtained.

【0084】(実施例2)以下、図7及び図8に基づ
き、本発明の第2の実施例について詳細に説明する。図
7は本発明の第2の実施例による光ディスク装置のトラ
ッキングサーボ手段の概略構成図である。
(Second Embodiment) The second embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the tracking servo means of the optical disk device according to the second embodiment of the present invention.

【0085】図7において、1は光ディスク、3はスピ
ンドルモータ、4は光ピックアップ、8は対物レンズ、
10はセンサ、12はトラッキングアクチュエータ、1
5は電流電圧変換手段、20はトラッキングエラー信号
検出手段、28はトラッキングアクチュエータ駆動手段
であり、これらは従来のアナログ制御手段のものと同様
である。
In FIG. 7, 1 is an optical disk, 3 is a spindle motor, 4 is an optical pickup, 8 is an objective lens,
10 is a sensor, 12 is a tracking actuator, 1
Reference numeral 5 is a current-voltage converting means, 20 is a tracking error signal detecting means, and 28 is a tracking actuator driving means, which are similar to those of the conventional analog control means.

【0086】また、45はアナログのトラッキングエラ
ー信号21をデジタルエラー信号47に変換するA/D
コンバータ、55及び56はデジタル制御信号52及び
53をそれぞれアナログ制御信号58及び59に変換す
るD/Aコンバータである。尚、前述のように、50は
サーボ演算を行う高速の演算処理手段、49はその演算
処理を指定する中央処理手段、48は制御演算をソフト
ウェアの形で記憶する記憶手段である。
Reference numeral 45 is an A / D for converting the analog tracking error signal 21 into a digital error signal 47.
Converters 55 and 56 are D / A converters that convert the digital control signals 52 and 53 into analog control signals 58 and 59, respectively. As mentioned above, 50 is a high-speed arithmetic processing means for performing a servo operation, 49 is a central processing means for designating the arithmetic processing, and 48 is a storage means for storing the control operation in the form of software.

【0087】ソフトウェアは中央処理手段49の指令に
より、記憶手段48から高速の演算処理手段50に読み
込まれ、そこでサーボ演算が行われる。演算結果はデジ
タル制御信号52及び53として出力され、D/Aコン
バータ55及び56によりアナログ制御信号58及び5
9に変換される。これらのハードウェア構成はすでに前
述した従来のデジタル制御手段と同様である。
The software is read from the storage means 48 into the high-speed arithmetic processing means 50 in accordance with a command from the central processing means 49, and servo calculation is performed there. The calculation result is output as digital control signals 52 and 53, and analog control signals 58 and 5 are output by the D / A converters 55 and 56.
Converted to 9. These hardware configurations are similar to those of the conventional digital control means already described above.

【0088】71はトラッキングサーボ高周波数帯域補
償手段であり、トラッキングエラー信号21の位相を利
得交点周波数で60度程度進めた制御信号72を出力す
る。73は制御信号加算手段であり、上記の制御信号5
8と制御信号72とを加算した制御信号74を出力す
る。制御信号74はトラッキングアクチュエータの駆動
手段28を制御する。また、制御信号59はリニアアク
チュエータの駆動手段29を制御する。
Reference numeral 71 is a tracking servo high frequency band compensating means, which outputs a control signal 72 obtained by advancing the phase of the tracking error signal 21 by about 60 degrees at the gain intersection frequency. Reference numeral 73 is a control signal adding means, which controls the above-mentioned control signal 5
A control signal 74 obtained by adding 8 and the control signal 72 is output. The control signal 74 controls the drive means 28 of the tracking actuator. The control signal 59 also controls the driving means 29 of the linear actuator.

【0089】本実施例のアナログ回路で構成されたトラ
ッキングサーボ高周波数帯域補償手段71については、
第1の実施例のフォーカシングサーボ制御手段と全く同
様である。一方、本実施例のデジタル回路で行われる制
御演算は、トラッキングサーボ手段が2つのアクチュエ
ータを制御するため、上記のフォーカシングサーボ手段
に対する第1の実施例の場合とは多少異なる。
Regarding the tracking servo high frequency band compensating means 71 constituted by the analog circuit of this embodiment,
This is exactly the same as the focusing servo control means of the first embodiment. On the other hand, the control calculation performed by the digital circuit of this embodiment is slightly different from that of the first embodiment for the focusing servo means, because the tracking servo means controls two actuators.

【0090】以下、本実施例によるディジタル回路で行
われる制御演算について説明する。図8は図7の演算処
理手段50で行われる制御演算の流れ図である。左側の
点線で囲まれたブロック75ではトラッキングアクチュ
エータの低周波数帯域の補償を行うフィルタの演算を実
行し、右側の点線で囲まれたブロック77ではリニアア
クチュエータの補償を行うフィルタの演算を処理する。
本実施例による制御演算についても、第1の実施例と同
様、“制御状態に応じた最適フィルタ定数の設定”が行
われて、本発明による制御の高機能化を達成することが
できる。その他、本実施例によるトラッキング制御の効
果は、前述の第1の実施例の場合と同様に達成される。
The control operation performed by the digital circuit according to this embodiment will be described below. FIG. 8 is a flowchart of the control calculation performed by the calculation processing means 50 of FIG. A block 75 surrounded by a dotted line on the left side executes a filter calculation for compensating the low frequency band of the tracking actuator, and a block 77 surrounded by a dotted line on the right side processes a filter operation for compensating the linear actuator.
Also in the control calculation according to the present embodiment, as in the case of the first embodiment, "setting of the optimum filter constant according to the control state" is performed, and the high-performance control according to the present invention can be achieved. Besides, the effect of the tracking control according to the present embodiment is achieved similarly to the case of the above-described first embodiment.

【0091】(実施例3)以下、図9に基づき本発明の
第3の実施例について詳細に説明する。図9は本発明の
第3の実施例による光ディスク装置のフォーカシング及
びトラッキングサーボ手段の概略構成図である。本実施
例は、第1の実施例及び第2の実施例において説明した
フォーカシングサーボ手段及びトラッキングサーボ手段
に対するデジタル回路による制御演算を同一ハードウェ
アで行う場合の制御手段の構成を例示したものである。
(Embodiment 3) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of focusing and tracking servo means of an optical disk device according to a third embodiment of the present invention. This embodiment exemplifies the configuration of the control means in the case where the same hardware performs the control calculation by the digital circuit for the focusing servo means and the tracking servo means described in the first and second embodiments. .

【0092】従って、その各構成要素は、符号が同一で
あるということからもわかるように、図1及び図7に示
したものと同一であり、その制御の詳細は第1の実施例
及び第2の実施例において説明したものと同様であるか
ら省略する。本実施例による光ディスク装置の制御手段
は、図9からわかるように、アナログ制御系は2系統あ
るが、ディジタル制御手段は1系統のみである。換言す
ると、本実施例による制御手段は2つのサーボ制御、す
なわち、フォーカシングサーボ制御及びトラッキングサ
ーボ制御が高価なデジタル演算処理手段を共用すること
により、光ディスク装置の制御手段をより安価に構成す
ることができるという特徴を有する。
Therefore, each component is the same as that shown in FIGS. 1 and 7, as can be seen from the fact that the reference numerals are the same, and the details of the control are given in the first embodiment and the first embodiment. Since it is the same as that described in the second embodiment, the description thereof will be omitted. As can be seen from FIG. 9, the control means of the optical disk device according to this embodiment has two analog control systems, but only one digital control means. In other words, the control means according to the present embodiment shares the expensive digital arithmetic processing means for the two servo controls, that is, the focusing servo control and the tracking servo control, so that the control means of the optical disk device can be constructed at a lower cost. It has the feature that it can.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は光ピック
アップからのエラー信号をアナログ回路で処理して第1
の制御信号を発生し、又該エラー信号をデジタル回路で
処理して第2の制御信号を発生し、第1の制御信号と第
2の制御信号とを加算して第3の制御信号を出力し、そ
れによって光ピックアップの駆動制御を行わせるように
したことにより、光ディスクが高速回転した場合におい
ても、高帯域かつ高機能のサーボ制御を行うことができ
るサーボ制御手段を提供することができた。従って、本
発明による光ディスクはそのトラックに対する光スポッ
トの追従精度が向上し、データ信号の記録再生が良好な
優れた光ディスク装置を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the error signal from the optical pickup is processed by the analog circuit.
Control signal is generated, the error signal is processed by a digital circuit to generate a second control signal, the first control signal and the second control signal are added, and a third control signal is output. By controlling the drive of the optical pickup thereby, it is possible to provide a servo control means capable of performing high-bandwidth and high-performance servo control even when the optical disc rotates at a high speed. . Therefore, the optical disc according to the present invention can improve the tracking precision of the light spot on the track, and can realize an excellent optical disc device in which recording and reproduction of a data signal are excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による光ディスク装置の
フォーカシングサーボ手段の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of focusing servo means of an optical disk device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例による光ディスク装置を
構成するアナログ回路によるフォーカシングサーボ高周
波数帯域補償手段の周波数特性曲線図
FIG. 2 is a frequency characteristic curve diagram of focusing servo high frequency band compensating means by an analog circuit which constitutes the optical disk device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例による光ディスク装置を
構成する演算処理手段で行われる制御演算の流れ図
FIG. 3 is a flow chart of control calculation performed by a calculation processing unit that constitutes the optical disc device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例による光ディスク装置を
構成するデジタル回路で構成されたフォーカシングサー
ボ低周波数帯域利得増加手段の周波数特性曲線図
FIG. 4 is a frequency characteristic curve diagram of a focusing servo low frequency band gain increasing means composed of a digital circuit which constitutes the optical disk device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例による光ディスク装置を
構成するフォーカシングサーボ制御補償手段の合特性の
周波数特性曲線図
FIG. 5 is a frequency characteristic curve diagram of the combined characteristic of the focusing servo control compensating means constituting the optical disk device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例による光ディスク装置を
構成するフォーカシングサーボ手段の開ループ周波数特
性曲線図
FIG. 6 is an open-loop frequency characteristic curve diagram of focusing servo means constituting the optical disk device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例による光ディスク装置の
トラッキングサーボ手段の概略構成図
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a tracking servo unit of an optical disc device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例による光ディスク装置の
図7に示す演算処理手段で行われる制御演算の流れ図
FIG. 8 is a flow chart of control calculation performed by the calculation processing means shown in FIG. 7 of the optical disc device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例による光ディスク装置の
フォーカシングサーボ手段及びトラッキングサーボ手段
の概略構成図
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of focusing servo means and tracking servo means of an optical disk device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】光ディスク装置を構成する光ピックアップの
概略構成図
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical pickup that constitutes an optical disc device.

【図11】従来の光ディスク装置における光スポットの
サーボ制御手段をアナログ回路で構成した場合の概略構
成図
FIG. 11 is a schematic configuration diagram in the case where the servo control means of the light spot in the conventional optical disc device is configured by an analog circuit.

【図12】従来の光ディスク装置における図11に示す
制御手段を演算増幅器で構成した概略構成図
FIG. 12 is a schematic configuration diagram in which the control means shown in FIG. 11 in the conventional optical disc device is configured by an operational amplifier.

【図13】(イ)は光ディスク装置における光スポット
がトラック面に合焦しているときの非点収差法によるフ
ォーカシングエラー信号の検出原理の説明図 (ロ)は光ディスク装置における光スポットがトラック
面から遠いときの非点収差法によるフォーカシングエラ
ー信号の検出原理の説明図 (ハ)は光ディスク装置における光スポットがトラック
面に近いときの非点収差法によるフォーカシングエラー
信号の検出原理の説明図
13A is an explanatory view of a principle of detecting a focusing error signal by the astigmatism method when the light spot in the optical disk device is focused on the track surface. FIG. (C) is an explanatory view of the focusing error signal detection principle by the astigmatism method when the optical spot in the optical disk device is close to the track surface.

【図14】従来の光ディスク装置を構成する光ピックア
ップのアナログ回路によるフォーカシングサーボ手段の
開ループ周波数特性曲線図
FIG. 14 is an open-loop frequency characteristic curve diagram of focusing servo means by an analog circuit of an optical pickup constituting a conventional optical disc device.

【図15】従来の光ディスク装置を構成する光ピックア
ップのアナログ回路によるトラッキングサーボ手段の概
略構成図
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of tracking servo means by an analog circuit of an optical pickup that constitutes a conventional optical disc device.

【図16】(イ)は光ディスク装置における光スポット
がトラックのセンターに位置しているときのプッシュプ
ル法によるトラッキングエラー信号の検出原理の説明図 (ロ)は光ディスク装置における光スポットがトラック
の左側に外れているときのプッシュプル法によるトラッ
キングエラー信号の検出原理の説明図 (ハ)は光ディスク装置における光スポットがトラック
の右側に外れているときのプッシュプル法によるトラッ
キングエラー信号の検出原理の説明図
FIG. 16A is an explanatory diagram of the principle of detection of a tracking error signal by the push-pull method when the optical spot in the optical disc device is located at the center of the track. (B) shows the optical spot in the optical disc device on the left side of the track. (C) is an explanation of the tracking error signal detection principle by the push-pull method when the optical spot in the optical disk device is off the right side of the track. Figure

【図17】従来の光ディスク装置におけるデジタル回路
を使用した光ピックアップのサーボ手段の概略構成図
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a servo unit of an optical pickup using a digital circuit in a conventional optical disc device.

【図18】従来の光ディスク装置におけるデジタル回路
を使用した図17に示す光ピックアップのサーボ手段の
演算処理手段で行われる制御演算の流れ図
FIG. 18 is a flow chart of control calculation performed by a calculation processing unit of a servo unit of the optical pickup shown in FIG. 17 using a digital circuit in a conventional optical disc device.

【図19】従来の光ディスク装置を構成する光ピックア
ップのデジタル回路によるフォーカシングサーボ手段の
開ループ周波数特性曲線図
FIG. 19 is an open-loop frequency characteristic curve diagram of focusing servo means by a digital circuit of an optical pickup that constitutes a conventional optical disc device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ディスク 2 トラック 3 スピンドルモータ 4 光ピックアップ 5 レーザ光 6 半導体レーザ 7 光スポット 8 対物レンズ 9 反射光 10 センサ 11 フォーカシングアクチュエータ 12 トラッキングアクチュエータ 13 キャリッジ 14 リニアアクチュエータ 15 電流電圧変換手段 16 信号 17 電圧信号 18 フォーカシングエラー検出手段 19 フォーカシングエラー信号 20 トラッキングエラー検出手段 21 トラッキングエラー信号 22 フォーカシングサーボ補償手段 23 トラッキングサーボ補償手段 24 制御信号 25 制御信号 26 制御信号 27 フォーカシングアクチュエータ駆動手段 28 トラッキングアクチュエータ駆動手段 29 リニアアクチュエータ駆動手段 30 アクチュエータ駆動信号 31 アクチュエータ駆動信号 32 アクチュエータ駆動信号 33 加算器 34 加算器 35 減算器 36 進相回路 37 低周波数帯域利得増加回路 38 加算器 39 加算器 40 減算器 41 進相回路 42 バタワース型二次低域アクティブフィルタ 43 進相回路 44 A/Dコンバータ 45 A/Dコンバータ 46 フォーカシングエラー信号 47 トラッキングエラー信号 48 記憶手段 49 中央処理手段 50 演算処理手段 51 ディジタル制御信号 52 ディジタル制御信号 53 ディジタル制御信号 54 D/Aコンバータ 55 D/Aコンバータ 56 D/Aコンバータ 57 アナログ制御信号 58 アナログ制御信号 59 アナログ制御信号 62 演算開始タイミングパラメータカウントブロック 67 フォーカシングサーボ高周波数帯域補償手段 68 制御信号 69 制御信号加算手段 70 制御信号 71 トラッキングサーボ高周波数帯域補償手段 72 制御信号 73 制御信号加算手段 74 制御信号 78 フォーカシングサーボ低周波数帯域利得増加手段 100 フォーカシングサーボ手段 1 Optical Disc 2 Track 3 Spindle Motor 4 Optical Pickup 5 Laser Light 6 Semiconductor Laser 7 Optical Spot 8 Objective Lens 9 Reflected Light 10 Sensor 11 Focusing Actuator 12 Tracking Actuator 13 Carriage 14 Linear Actuator 15 Current-Voltage Converter 16 Signal 17 Voltage Signal 18 Focusing Error detecting means 19 Focusing error signal 20 Tracking error detecting means 21 Tracking error signal 22 Focusing servo compensating means 23 Tracking servo compensating means 24 Control signal 25 Control signal 26 Control signal 27 Focusing actuator driving means 28 Tracking actuator driving means 29 Linear actuator driving means 30 Actuator drive signal 31 Actuator Motor drive signal 32 Actuator drive signal 33 Adder 34 Adder 35 Subtractor 36 Phase advance circuit 37 Low frequency band gain increase circuit 38 Adder 39 Adder 40 Subtractor 41 Phase advance circuit 42 Butterworth type secondary low-pass active filter 43 phase advance circuit 44 A / D converter 45 A / D converter 46 focusing error signal 47 tracking error signal 48 storage means 49 central processing means 50 arithmetic processing means 51 digital control signal 52 digital control signal 53 digital control signal 54 D / A converter 55 D / A converter 56 D / A converter 57 Analog control signal 58 Analog control signal 59 Analog control signal 62 Calculation start timing parameter count block 67 Focusing servo high frequency band compensating means 68 Control signal 69 the control signal addition unit 70 the control signal 71 the tracking servo high frequency band compensation means 72 control signals 73 control signal adding means 74 control signals 78 focusing servo low-frequency band gain increase unit 100 focusing servo means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐方 信吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shingo Sakata 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光スポットにより光ディスク上のトラック
を走査して前記光スポットの走査から生じた信号を検出
する信号検出手段と、前記光スポットを光ディスクの略
法線方向に移動させる光スポット法線方向移動手段とを
含む光ピックアップと、 前記信号を処理してフォーカシングエラー信号を出力す
るフォーカシングエラー検出手段と、 アナログ回路より成り、前記フォーカシングエラー信号
を入力して第1の制御信号を出力する第1の演算手段
と、 デジタル回路より成り、前記フォーカシングエラー信号
を入力して第2の制御信号を出力する第2の演算手段
と、 前記第1の制御信号と第2の制御信号とを加算して第3
の制御信号を出力する加算手段と、 前記第3の制御信号の制御により前記光スポット法線方
向移動手段を駆動する法線方向駆動手段とを含み、光デ
ィスクの略法線方向に対する光スポットの移動を制御す
ることを特徴とする光ディスク装置。
1. A signal detecting means for scanning a track on an optical disk by an optical spot to detect a signal generated by the scanning of the optical spot, and an optical spot normal line for moving the optical spot in a substantially normal direction of the optical disk. An optical pickup including direction moving means, a focusing error detecting means for processing the signal and outputting a focusing error signal, and an analog circuit for receiving the focusing error signal and outputting a first control signal A second arithmetic means for inputting the focusing error signal and outputting a second control signal; and a first control signal and a second control signal for addition. 3rd
And a normal direction driving means for driving the light spot normal direction moving means under the control of the third control signal, and the movement of the light spot in the substantially normal direction of the optical disc. An optical disk device for controlling the optical disk.
【請求項2】光スポットにより光ディスク上のトラック
を走査して前記光スポットの走査から生じた信号を検出
する信号検出手段と、前記光スポットを光ディスクの略
半径方向に移動させる光スポット半径方向移動手段とを
含む光ピックアップと、 前記信号を処理してトラッキングエラー信号を出力する
トラッキングエラー検出手段と、 アナログ回路より成り、前記トラッキングエラー信号を
入力して第4の制御信号を出力する第3の演算手段と、 デジタル回路より成り、前記トラッキングエラー信号を
入力して第5の制御信号を出力する第4の演算手段と、 前記第4の制御信号と第5の制御信号とを加算して第6
の制御信号を出力する加算手段と、 前記第6の制御信号の制御により前記光スポット半径方
向移動手段を駆動する半径方向駆動手段とを含み、光デ
ィスクの略半径方向に対する光スポットの移動を制御す
ることを特徴とする光ディスク装置。
2. A signal detecting means for scanning a track on an optical disk by a light spot to detect a signal generated by the scanning of the light spot, and a radial movement of the light spot for moving the light spot in a substantially radial direction of the optical disk. An optical pickup including a means, a tracking error detecting means for processing the signal and outputting a tracking error signal, and an analog circuit for inputting the tracking error signal and outputting a fourth control signal. A fourth arithmetic means, which comprises an arithmetic means and a digital circuit, which inputs the tracking error signal and outputs a fifth control signal; and a fourth arithmetic means for adding the fourth control signal and the fifth control signal. 6
And a radial driving means for driving the optical spot radial direction moving means under the control of the sixth control signal, and controls the movement of the optical spot in the substantially radial direction of the optical disc. An optical disk device characterized by the above.
【請求項3】光スポットにより光ディスク上のトラック
を走査して前記光スポットの走査から生じた信号を検出
する信号検出手段と、前記光スポットをディスクの略法
線方向及び略半径方向にそれぞれ移動させる光スポット
法線方向移動手段及び光スポット半径方向移動手段とを
含む光ピックアップと、 前記信号を処理してフォーカシングエラー信号及びトラ
ッキングエラー信号をそれぞれ出力するフォーカシング
エラー検出手段及びトラッキングエラー検出手段と、 アナログ回路より成り、前記フォーカシングエラー信号
を入力して第1の制御信号を出力する第1の演算手段
と、 デジタル回路より成り、前記フォーカシングエラー信号
を入力して第2の制御信号を出力する第2の演算手段
と、 前記第1の制御信号と第2の制御信号とを加算して第3
の制御信号を出力する加算手段と、 前記第3の制御信号の制御により前記光スポット法線方
向移動手段を駆動する法線方向駆動手段と、 アナログ回路より成り、前記トラッキングエラー信号を
入力して第4の制御信号を出力する第3の演算手段と、 デジタル回路より成り、前記トラッキングエラー信号を
入力して第5の制御信号を出力する第4の演算手段と、 前記第4の制御信号と第5の制御信号とを加算して第6
の制御信号を出力する加算手段と、 前記第6の制御信号の制御により前記光スポット半径方
向移動手段を駆動する半径方向駆動手段とを含み、 前記第2及び第4の演算手段が同一のデジタル回路から
成り、光ディスクの略法線方向及び略半径方向に対する
光スポットの移動を制御することを特徴とする光ディス
ク装置。
3. A signal detecting means for scanning a track on an optical disk by a light spot to detect a signal generated by the scanning of the light spot, and the light spot is moved in a substantially normal direction and a substantially radial direction of the disk, respectively. An optical pickup including a light spot normal direction moving means and a light spot radial direction moving means, a focusing error detecting means and a tracking error detecting means for processing the signal and outputting a focusing error signal and a tracking error signal, respectively. A first arithmetic means comprising an analog circuit for inputting the focusing error signal and outputting a first control signal; and a digital circuit for inputting the focusing error signal and outputting a second control signal 2 calculating means, and adding the first control signal and the second control signal. Third calculated
And a normal direction driving means for driving the light spot normal direction moving means under the control of the third control signal, and an analog circuit for inputting the tracking error signal. A third arithmetic means for outputting a fourth control signal; and a fourth arithmetic means comprising a digital circuit for inputting the tracking error signal and outputting a fifth control signal; and the fourth control signal. Sixth by adding with the fifth control signal
And a radial driving means for driving the light spot radial direction moving means under the control of the sixth control signal, wherein the second and fourth computing means are the same digital signal. An optical disk device comprising a circuit and controlling the movement of a light spot in a substantially normal direction and a substantially radial direction of the optical disk.
【請求項4】前記第1または第3の演算手段が各々の開
ループ利得が0になる周波数において、各々の入力信号
の位相を進めるようにした進相手段を含むことを特徴と
する請求項3記載の光ディスク装置。
4. The first or third arithmetic means includes a phase advancing means for advancing the phase of each input signal at a frequency at which each open loop gain becomes zero. 3. The optical disk device described in 3.
【請求項5】前記第2または第4の演算手段が入力信号
の利得を増加させる利得増加手段から成ることを特徴と
する請求項3記載の光ディスク装置。
5. The optical disk device according to claim 3, wherein said second or fourth arithmetic means comprises gain increasing means for increasing the gain of the input signal.
【請求項6】前記第2または第4の演算手段が入力信号
の利得を増加させる利得増加手段から成り、前記利得増
加手段の利得増加度が可変であることを特徴とする請求
項3記載の光ディスク装置。
6. The method according to claim 3, wherein the second or fourth arithmetic means comprises gain increasing means for increasing the gain of the input signal, and the gain increasing degree of the gain increasing means is variable. Optical disk device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5633846A (en) * 1995-02-09 1997-05-27 Hitachi, Ltd. Positioning device for optical disc apparatus
EP1220221A3 (en) * 2000-12-29 2003-02-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Eccentricity compensation apparatus based on frequency response characteristics of actuator of disk drive servo system

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