JPH10134365A - アクチュエータ駆動装置 - Google Patents
アクチュエータ駆動装置Info
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- JPH10134365A JPH10134365A JP28791896A JP28791896A JPH10134365A JP H10134365 A JPH10134365 A JP H10134365A JP 28791896 A JP28791896 A JP 28791896A JP 28791896 A JP28791896 A JP 28791896A JP H10134365 A JPH10134365 A JP H10134365A
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- Japan
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- actuator
- optical head
- acceleration
- lens
- drive signal
- Prior art date
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- Pending
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- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光ヘッドの位置検出器,レンズの相対位置及び
相対速度検出器を用いることなくトラックアクセス時の
レンズ振動を抑制し,高速なアクセス動作が可能なアク
チュエータ駆動装置を提供すること。 【解決手段】本発明の光ディスク装置におけるアクチュ
エータ駆動装置は, コースアクチュエータ及び光ヘッ
ドのモデルを用いて,コースアクチュエータの駆動信号
から,光ヘッドの加速度を推定することが可能な手段を
備えている。これにより,レンズの加速度と光ヘッドの
加速度とを概略一致させるようにファインアクチュエー
タを駆動し,目標トラックまでレンズを振動することな
く移動させることができる。
相対速度検出器を用いることなくトラックアクセス時の
レンズ振動を抑制し,高速なアクセス動作が可能なアク
チュエータ駆動装置を提供すること。 【解決手段】本発明の光ディスク装置におけるアクチュ
エータ駆動装置は, コースアクチュエータ及び光ヘッ
ドのモデルを用いて,コースアクチュエータの駆動信号
から,光ヘッドの加速度を推定することが可能な手段を
備えている。これにより,レンズの加速度と光ヘッドの
加速度とを概略一致させるようにファインアクチュエー
タを駆動し,目標トラックまでレンズを振動することな
く移動させることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CD-ROM、光磁気デ
ィスク装置等において、光情報読み出し書き込みを行う
ためのアクチュエータ制御装置に係り、特にトラックア
クセス時の光ヘッド及びレンズのアクチュエータ駆動装
置に関する。
ィスク装置等において、光情報読み出し書き込みを行う
ためのアクチュエータ制御装置に係り、特にトラックア
クセス時の光ヘッド及びレンズのアクチュエータ駆動装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】円盤状の記録媒体に対して光学的に情報
を記録・再生する光ディスク装置においては、同心円状
またはスパイラル状の多数の情報トラックの内の目標ト
ラックに対して記録・再生動作を行うために、光スポッ
トを制御する対物レンズを精密にトラックに位置決めす
るためのファインアクチュエータと、トラックアクセス
を行うために複数のトラックを横断して光ヘッドを移動
させ、位置決めするためのコースアクチュエータの2つ
のアクチュエータを持っている。
を記録・再生する光ディスク装置においては、同心円状
またはスパイラル状の多数の情報トラックの内の目標ト
ラックに対して記録・再生動作を行うために、光スポッ
トを制御する対物レンズを精密にトラックに位置決めす
るためのファインアクチュエータと、トラックアクセス
を行うために複数のトラックを横断して光ヘッドを移動
させ、位置決めするためのコースアクチュエータの2つ
のアクチュエータを持っている。
【0003】即ち、微少な幅のトラックに光スポットを
追従させ,光ビームを記録面状に焦点を合わせるため
に、ビームを集束するレンズは光ヘッドに対して可動す
るようにファイン(レンズ)アクチュエータに取り付け
られている。このため、光ヘッドを動かしてトラック間
の移動(トラックアクセス)を行うと、集束レンズが振
動し正確かつ安定な光スポットの移動を行うことができ
ない。
追従させ,光ビームを記録面状に焦点を合わせるため
に、ビームを集束するレンズは光ヘッドに対して可動す
るようにファイン(レンズ)アクチュエータに取り付け
られている。このため、光ヘッドを動かしてトラック間
の移動(トラックアクセス)を行うと、集束レンズが振
動し正確かつ安定な光スポットの移動を行うことができ
ない。
【0004】従来技術として、この欠点を補うために、
特開昭61−279914号公報では光ヘッドとレンズ
の加速度が一致するようにコースアクチュエータとファ
インアクチュエータを駆動し、レンズの振動を防止する
方法が開示されている。この時、光ヘッドの加速度を検
出する方法として、第1はコースアクチュエータの駆動
指令信号(力)と光ヘッドの質量から計算する方法、第
2はコースアクチュエータに設けられた位置検出器から
光ヘッドの移動加速を検出する方法が提案されている。
特開昭61−279914号公報では光ヘッドとレンズ
の加速度が一致するようにコースアクチュエータとファ
インアクチュエータを駆動し、レンズの振動を防止する
方法が開示されている。この時、光ヘッドの加速度を検
出する方法として、第1はコースアクチュエータの駆動
指令信号(力)と光ヘッドの質量から計算する方法、第
2はコースアクチュエータに設けられた位置検出器から
光ヘッドの移動加速を検出する方法が提案されている。
【0005】また、特開平4−105221号公報 で
は、レンズ位置検出器を備え、レンズをヘッドに対して
相対的に静止させながらヘッドを動かす制御方法が提案
されている。
は、レンズ位置検出器を備え、レンズをヘッドに対して
相対的に静止させながらヘッドを動かす制御方法が提案
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
61−279914号公報における第1の加速度検出方
法は、駆動指令信号が光ヘッドを駆動する力を表すもの
でなければならない。ところが、現在一般にCD-ROM装置
等に用いられている、パワーアンプが電圧増幅器であ
り、コースアクチュエータが回転型のモータでは、必ず
しも駆動指令信号がモータの駆動電流には比例せず光ヘ
ッドの駆動力を表すことにはならない。このために、駆
動信号を質量換算してファインアクチュエータに印加し
ても光ヘッドとレンズの加速度を完全には一致させるこ
とができず、特に高速アクセス時にレンズ振動を大幅に
低減することが出来ない。また第2の加速度検出方法は
光ヘッドの位置検出器を必要とするために光ヘッドの位
置検出器を持たない場合には適用できないという問題が
ある。
61−279914号公報における第1の加速度検出方
法は、駆動指令信号が光ヘッドを駆動する力を表すもの
でなければならない。ところが、現在一般にCD-ROM装置
等に用いられている、パワーアンプが電圧増幅器であ
り、コースアクチュエータが回転型のモータでは、必ず
しも駆動指令信号がモータの駆動電流には比例せず光ヘ
ッドの駆動力を表すことにはならない。このために、駆
動信号を質量換算してファインアクチュエータに印加し
ても光ヘッドとレンズの加速度を完全には一致させるこ
とができず、特に高速アクセス時にレンズ振動を大幅に
低減することが出来ない。また第2の加速度検出方法は
光ヘッドの位置検出器を必要とするために光ヘッドの位
置検出器を持たない場合には適用できないという問題が
ある。
【0007】また、特開平4−105221号公報の方
法では、トラック移動中のレンズの振動を抑制するため
にレンズ位置検出器が必要であり、レンズ位置検出器を
持たないヘッドの場合には適用できないという問題があ
る。
法では、トラック移動中のレンズの振動を抑制するため
にレンズ位置検出器が必要であり、レンズ位置検出器を
持たないヘッドの場合には適用できないという問題があ
る。
【0008】本発明の目的は、光ヘッドの位置検出器、
レンズの相対位置及び相対速度検出器を用いることなく
高速なアクセス動作が可能なアクチュエータ駆動装置を
提供することにある。
レンズの相対位置及び相対速度検出器を用いることなく
高速なアクセス動作が可能なアクチュエータ駆動装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク装置
におけるアクチュエータ駆動装置は、ファインアクチュ
エータによるレンズの制御装置の中に、光ヘッド及びコ
ースアクチュエータのモデルを持ち、コースアクチュエ
ータの駆動信号から、光ヘッドの加速度を推定すること
が可能な手段を備えている。このためにアクチュエータ
駆動装置は、コースアクチュエータを駆動する信号を基
に、レンズには光ヘッドの加速度と同じ加速度となるよ
うにファインアクチュエータの駆動信号を制御して、目
標トラックまでレンズを振動することなく移動させるこ
とができる。
におけるアクチュエータ駆動装置は、ファインアクチュ
エータによるレンズの制御装置の中に、光ヘッド及びコ
ースアクチュエータのモデルを持ち、コースアクチュエ
ータの駆動信号から、光ヘッドの加速度を推定すること
が可能な手段を備えている。このためにアクチュエータ
駆動装置は、コースアクチュエータを駆動する信号を基
に、レンズには光ヘッドの加速度と同じ加速度となるよ
うにファインアクチュエータの駆動信号を制御して、目
標トラックまでレンズを振動することなく移動させるこ
とができる。
【0010】前述の構成とすることにより、コースアク
チュエータの駆動信号から光ヘッドの加速度を推定し、
レンズ加速度と一致するように光ヘッドとレンズを制御
するようにしたので、光ヘッドの位置検出器、レンズの
相対位置および速度検出器を用いることなく、レンズの
振動を防止でき、高速なアクセスが可能である。
チュエータの駆動信号から光ヘッドの加速度を推定し、
レンズ加速度と一致するように光ヘッドとレンズを制御
するようにしたので、光ヘッドの位置検出器、レンズの
相対位置および速度検出器を用いることなく、レンズの
振動を防止でき、高速なアクセスが可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を用い
て詳しく説明する。
て詳しく説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。まず図1において、レーザ光源3、ビーム
スプリッタ4、集光レンズ5(対物レンズ)とトラック
エラー検出器6等からなる光学系と、ファイン(レン
ズ)アクチュエータ7より構成された光ヘッド2につい
て説明する。
ク図である。まず図1において、レーザ光源3、ビーム
スプリッタ4、集光レンズ5(対物レンズ)とトラック
エラー検出器6等からなる光学系と、ファイン(レン
ズ)アクチュエータ7より構成された光ヘッド2につい
て説明する。
【0013】光ヘッド2内のレーザ光源3は、レーザダ
イオードと、レーザダイオードを発光させるための駆動
回路、レーザダイオードより出射される発散性のレーザ
光を平行光に直すためのコリメートレンズ等が含まれて
おり、平行なレーザ光を出射する。レーザ光はビームス
プリッタ4により光路を曲げられて集光レンズ5に入射
する。集光レンズ5は光束を集束させ、記録媒体1の記
録面上に微小な光スポットを形成する。記録媒体1の記
録面で反射された光は、集光レンズ5及びビームスプリ
ッタ4を経て、トラックエラー信号を発生するためのト
ラックエラー検出器6に入射する。トラックエラー検出
器6は記録媒体1上のトラック位置情報によって変調さ
れた反射光の強度変化を受光して、光スポットのトラッ
ク中心に対する位置ずれに対応する信号を出力する。ま
た、光ヘッド2内には、集束レンズ5を記録媒体1の半
径方向に動かすファイン(レンズ)アクチュエータ7が
設けられている。このファインアクチュエータ7で集光
レンズ5を動かすことにより、集束された光スポットを
半径方向(トラック横断方向)に移動させることができ
る。
イオードと、レーザダイオードを発光させるための駆動
回路、レーザダイオードより出射される発散性のレーザ
光を平行光に直すためのコリメートレンズ等が含まれて
おり、平行なレーザ光を出射する。レーザ光はビームス
プリッタ4により光路を曲げられて集光レンズ5に入射
する。集光レンズ5は光束を集束させ、記録媒体1の記
録面上に微小な光スポットを形成する。記録媒体1の記
録面で反射された光は、集光レンズ5及びビームスプリ
ッタ4を経て、トラックエラー信号を発生するためのト
ラックエラー検出器6に入射する。トラックエラー検出
器6は記録媒体1上のトラック位置情報によって変調さ
れた反射光の強度変化を受光して、光スポットのトラッ
ク中心に対する位置ずれに対応する信号を出力する。ま
た、光ヘッド2内には、集束レンズ5を記録媒体1の半
径方向に動かすファイン(レンズ)アクチュエータ7が
設けられている。このファインアクチュエータ7で集光
レンズ5を動かすことにより、集束された光スポットを
半径方向(トラック横断方向)に移動させることができ
る。
【0014】図1において、スイッチ14がLPF側に接
続され、スイッチ18が補償器17側に接続されている
データ再生時のトラッキング制御時について説明する。
この場合には、トラックエラー検出器6の信号に基づい
て、ファイン(レンズ)アクチュエータ7を制御するこ
とにより、光スポットを記録されたトラック上を追従さ
せるトラッキング制御を行うことができる。また逆にフ
ァインアクチュエータ7を適切に制御することにより、
集光レンズ5の位置、即ち、光スポットの位置を光ヘッ
ド2に対して一定の位置に停止させることができる。図
1では、トラックエラー検出器6の信号がトラックエラ
ーアンプ9によって増幅され補償器17に入力される。
補償器17の出力がパワーアンプ19を介してファイン
アクチュエータに入力され、レンズが駆動される。補償
器17は、このトラッキング制御が安定となるように設
計された特性を持つもので、通常位相進み遅れ補償など
が用いられる。
続され、スイッチ18が補償器17側に接続されている
データ再生時のトラッキング制御時について説明する。
この場合には、トラックエラー検出器6の信号に基づい
て、ファイン(レンズ)アクチュエータ7を制御するこ
とにより、光スポットを記録されたトラック上を追従さ
せるトラッキング制御を行うことができる。また逆にフ
ァインアクチュエータ7を適切に制御することにより、
集光レンズ5の位置、即ち、光スポットの位置を光ヘッ
ド2に対して一定の位置に停止させることができる。図
1では、トラックエラー検出器6の信号がトラックエラ
ーアンプ9によって増幅され補償器17に入力される。
補償器17の出力がパワーアンプ19を介してファイン
アクチュエータに入力され、レンズが駆動される。補償
器17は、このトラッキング制御が安定となるように設
計された特性を持つもので、通常位相進み遅れ補償など
が用いられる。
【0015】このようにファインアクチュエータによっ
て、トラックを追従するようにレンズは駆動されるが、
光ヘッドが停止したままではレンズが光ヘッドの中心か
らずれてゆき、レンズの可動範囲を越えると記録トラッ
ク上を追従できないことのなる。このために、光ヘッド
2は回転型のDCモータと回転運動を直線運動に変換する
ギヤ等(図示せず)で構成されるコース(ヘッド)アク
チュエータ8により記録媒体1の半径方向に動かされる
ように構成されている。図1においては、ファインアク
チュエータの駆動信号がローパスフィルタ13を通りス
イッチ14によりコースアクチュエータの駆動信号とし
て印加される。これにより、トラックエラーの低周波数
成分のみがコースアクチュエータの駆動信号として印加
される構成となっている。つまり、光スポットは、コー
スアクチュエータによってゆっくり大きく動かすことが
でき、ファインアクチュエータによって、速く微小に動
かすことができる。
て、トラックを追従するようにレンズは駆動されるが、
光ヘッドが停止したままではレンズが光ヘッドの中心か
らずれてゆき、レンズの可動範囲を越えると記録トラッ
ク上を追従できないことのなる。このために、光ヘッド
2は回転型のDCモータと回転運動を直線運動に変換する
ギヤ等(図示せず)で構成されるコース(ヘッド)アク
チュエータ8により記録媒体1の半径方向に動かされる
ように構成されている。図1においては、ファインアク
チュエータの駆動信号がローパスフィルタ13を通りス
イッチ14によりコースアクチュエータの駆動信号とし
て印加される。これにより、トラックエラーの低周波数
成分のみがコースアクチュエータの駆動信号として印加
される構成となっている。つまり、光スポットは、コー
スアクチュエータによってゆっくり大きく動かすことが
でき、ファインアクチュエータによって、速く微小に動
かすことができる。
【0016】次に、トラック間を光スポットが移動する
トラックアクセスの動作について説明する。トラックア
クセスの際には、システムコントローラなどにより、移
動すべきトラック数が与えられる。この移動トラック
数、すなわち移動距離に応じて、コースアクチュエータ
によって光ヘッド2が移動し、さらにファインアクチュ
エータによってレンズが微小に移動し、目標トラックに
位置決めする。このとき、目標トラックまでの移動距
離、残りトラック数は、トラックカウンタ11によって
求められる。トラックエラーアンプより出力されたトラ
ックエラー信号をパルス発生器10によってパルスと
し、このパルスをトラックカウンタ11でカウントする
ことによって、残りトラック数を求める。
トラックアクセスの動作について説明する。トラックア
クセスの際には、システムコントローラなどにより、移
動すべきトラック数が与えられる。この移動トラック
数、すなわち移動距離に応じて、コースアクチュエータ
によって光ヘッド2が移動し、さらにファインアクチュ
エータによってレンズが微小に移動し、目標トラックに
位置決めする。このとき、目標トラックまでの移動距
離、残りトラック数は、トラックカウンタ11によって
求められる。トラックエラーアンプより出力されたトラ
ックエラー信号をパルス発生器10によってパルスと
し、このパルスをトラックカウンタ11でカウントする
ことによって、残りトラック数を求める。
【0017】トラックエラー検出器6の出力は差動入力
のトラックエラーアンプ9に入力し、トラックエラーア
ンプ9は光スポットのトラック中心に対する位置ずれを
示すトラックエラー信号を出力する。そして、トラック
間を光スポットが移動するトラックアクセスの際には、
トラックエラー信号は1トラック横断毎に周期的な変化
をする正弦波状の波形となるため、パルス発生器10は
トラックエラー信号の0クロスを検出してパルス化する
ことにより、トラック横断毎にトラックパルス101を
発生する。トラックカウンタ11は上位装置より光スポ
ット所要移動量(トラック数)を示す目標移動量信号1
11を入力すると共に、トラックパルス101を移動方
向に応じてこれを減算(カウントダウン)または加算
(カウントアップ)して、移動中の光スポットの目標ト
ラックまでの位置ずれ(残差)を示す残トラック信号1
12を出力する。
のトラックエラーアンプ9に入力し、トラックエラーア
ンプ9は光スポットのトラック中心に対する位置ずれを
示すトラックエラー信号を出力する。そして、トラック
間を光スポットが移動するトラックアクセスの際には、
トラックエラー信号は1トラック横断毎に周期的な変化
をする正弦波状の波形となるため、パルス発生器10は
トラックエラー信号の0クロスを検出してパルス化する
ことにより、トラック横断毎にトラックパルス101を
発生する。トラックカウンタ11は上位装置より光スポ
ット所要移動量(トラック数)を示す目標移動量信号1
11を入力すると共に、トラックパルス101を移動方
向に応じてこれを減算(カウントダウン)または加算
(カウントアップ)して、移動中の光スポットの目標ト
ラックまでの位置ずれ(残差)を示す残トラック信号1
12を出力する。
【0018】まず、この残差トラック数を用いたコース
アクチュエータの制御について説明する。トラックアク
セス時は、スイッチ14がコースアクチュエータ駆動信
号発生器12の方に接続されている。コースアクチュエ
ータ駆動信号発生器12の出力がパワーアンプ15に入
力され、コースアクチュエータが駆動され、光ヘッド2
は記録媒体の半径方向(トラック横断方法)に移動す
る。コースアクチュエータ駆動信号発生器12は、トラ
ックカウンタ11の出力、すなわち残りトラック数に応
じて、コースアクチュエータ駆動信号を発生する。高速
なアクセスを実現するためには、一定最大加速一定最大
減速が望ましいので、駆動信号は、トラックアクセス開
始時点から目標トラックまでの中間までは一定値とし、
そこから目標トラックまでは逆符号の一定値とする。つ
まり、トラックカウンタの残りトラック数によって、最
大加速から最大減速を切り替える。
アクチュエータの制御について説明する。トラックアク
セス時は、スイッチ14がコースアクチュエータ駆動信
号発生器12の方に接続されている。コースアクチュエ
ータ駆動信号発生器12の出力がパワーアンプ15に入
力され、コースアクチュエータが駆動され、光ヘッド2
は記録媒体の半径方向(トラック横断方法)に移動す
る。コースアクチュエータ駆動信号発生器12は、トラ
ックカウンタ11の出力、すなわち残りトラック数に応
じて、コースアクチュエータ駆動信号を発生する。高速
なアクセスを実現するためには、一定最大加速一定最大
減速が望ましいので、駆動信号は、トラックアクセス開
始時点から目標トラックまでの中間までは一定値とし、
そこから目標トラックまでは逆符号の一定値とする。つ
まり、トラックカウンタの残りトラック数によって、最
大加速から最大減速を切り替える。
【0019】この時のコースアクチュエータの駆動信号
(Vmc)、光ヘッドの移動速度(Vch)及び加速度(Ac
h)を図2に示す。本実施例のパワーアンプは電圧型の
アンプであり、最大電圧がVmcmaxである。従って、トラ
ックアクセス開始時点から目標トラックまでの中間まで
は+Vmcmax、それ以降は−Vmcmaxの電圧がコースアクチ
ュエータのモータに印加される。この+Vmcmaxの電圧に
よりコースアクチュエータが駆動され光ヘッドは加速さ
れるが、モータの逆起電力により速度が増加するにつれ
てその加速度は次第に小さくなり、最大一定速度(Vhcm
ax)となって目標トラックに近づく。コースアクチュエ
ータに逆符号の−Vmcmaxの電圧が印加されると、光ヘッ
ドは減速されるが、モータの逆起電力は減速方向に働く
ので、減速開始時点で減速の加速度は最大となり、その
後減速加速度が小さくなりながら速度が低くなって目標
トラックに近づく。ここで、モータの逆起電力は減速方
向に働くために、加速よりも減速の方が加速度が大き
く、加速よりも減速の時間の方が短くなる。
(Vmc)、光ヘッドの移動速度(Vch)及び加速度(Ac
h)を図2に示す。本実施例のパワーアンプは電圧型の
アンプであり、最大電圧がVmcmaxである。従って、トラ
ックアクセス開始時点から目標トラックまでの中間まで
は+Vmcmax、それ以降は−Vmcmaxの電圧がコースアクチ
ュエータのモータに印加される。この+Vmcmaxの電圧に
よりコースアクチュエータが駆動され光ヘッドは加速さ
れるが、モータの逆起電力により速度が増加するにつれ
てその加速度は次第に小さくなり、最大一定速度(Vhcm
ax)となって目標トラックに近づく。コースアクチュエ
ータに逆符号の−Vmcmaxの電圧が印加されると、光ヘッ
ドは減速されるが、モータの逆起電力は減速方向に働く
ので、減速開始時点で減速の加速度は最大となり、その
後減速加速度が小さくなりながら速度が低くなって目標
トラックに近づく。ここで、モータの逆起電力は減速方
向に働くために、加速よりも減速の方が加速度が大き
く、加速よりも減速の時間の方が短くなる。
【0020】図3は、本発明のコースアクチュエータ及
び光ヘッドのブロック図である。コースアクチュエータ
には、駆動電圧信号(Vmc)にパワーアンプ19のゲイ
ンKacが乗算された電圧が印加される。この時、コー
スアクチュエータの回路には、光ヘッドの速度(Vc
h)に比例した逆起電力を差し引いた電圧が印加され
る。逆起電力は、光ヘッドの速度Vchに逆起電力定数Kec
を乗算した電圧である。この電圧をコースアクチュエー
タのインピーダンスs*Lc+Rcで除算した電流が流れる。
ここで、Lcはコースアクチュエータのインダクタンス、
Rcは抵抗、sはラプラス変換子である。このコースアク
チュエータに流れる電流Imcを数式で表せば、(数1)
となる。
び光ヘッドのブロック図である。コースアクチュエータ
には、駆動電圧信号(Vmc)にパワーアンプ19のゲイ
ンKacが乗算された電圧が印加される。この時、コー
スアクチュエータの回路には、光ヘッドの速度(Vc
h)に比例した逆起電力を差し引いた電圧が印加され
る。逆起電力は、光ヘッドの速度Vchに逆起電力定数Kec
を乗算した電圧である。この電圧をコースアクチュエー
タのインピーダンスs*Lc+Rcで除算した電流が流れる。
ここで、Lcはコースアクチュエータのインダクタンス、
Rcは抵抗、sはラプラス変換子である。このコースアク
チュエータに流れる電流Imcを数式で表せば、(数1)
となる。
【0021】
【数1】
【0022】電流Imcにトルク定数Ktcを乗算した力をコ
ースアクチュエータは発生し、光ヘッドは移動する。コ
ースアクチュエータの発生した力から摩擦力等の外力Tc
を差し引き、コースアクチュエータの質量(mc)とファ
インアクチュエータの質量(mf)を加算したトータルの
質量(mc+mf)で除算すると光ヘッドの加速度Achとな
る。このコースアクチュエータの運動方程式は(数2)
となる。
ースアクチュエータは発生し、光ヘッドは移動する。コ
ースアクチュエータの発生した力から摩擦力等の外力Tc
を差し引き、コースアクチュエータの質量(mc)とファ
インアクチュエータの質量(mf)を加算したトータルの
質量(mc+mf)で除算すると光ヘッドの加速度Achとな
る。このコースアクチュエータの運動方程式は(数2)
となる。
【0023】
【数2】
【0024】(数2)を変形すると、(数3)となる。
【0025】
【数3】
【0026】(数1)及び(数4)からImcを消去し、L
c=0として整理すると
c=0として整理すると
【0027】
【数4】
【0028】となる。ここでLc=0としたのは,Lcは小さ
く、0と考えても影響がないためである。つまり、光ヘ
ッドの加速度Achは、コースアクチュエータの駆動電圧V
mcと外力Tcによって表されることがわかる。
く、0と考えても影響がないためである。つまり、光ヘ
ッドの加速度Achは、コースアクチュエータの駆動電圧V
mcと外力Tcによって表されることがわかる。
【0029】加速から減速への切り替えは、移動トラッ
ク数に応じて、残差トラック数が予め求めておいたトラ
ック数に達した時点で行われる。このときの、切換を行
うべき残トラック数と、目標移動トラック数との関係を
図4示す。移動すべきトラック数が十分ある場合には、
光ヘッドは最大速度まで加速されるので、最大速度から
最大減速したときに速度が0になるまでに進む距離(ト
ラック数)を考慮して決めた一定値を用いればよい。移
動距離が短い場合には、最大速度まで達しない内に、減
速を始めなければならないので、移動トラック数に応じ
て変化することになる。この切換のトラック数は、図4
に示した関係をそのつど演算式を用いて計算しても良い
し、テーブルとしてメモリ上に記憶しても良い。
ク数に応じて、残差トラック数が予め求めておいたトラ
ック数に達した時点で行われる。このときの、切換を行
うべき残トラック数と、目標移動トラック数との関係を
図4示す。移動すべきトラック数が十分ある場合には、
光ヘッドは最大速度まで加速されるので、最大速度から
最大減速したときに速度が0になるまでに進む距離(ト
ラック数)を考慮して決めた一定値を用いればよい。移
動距離が短い場合には、最大速度まで達しない内に、減
速を始めなければならないので、移動トラック数に応じ
て変化することになる。この切換のトラック数は、図4
に示した関係をそのつど演算式を用いて計算しても良い
し、テーブルとしてメモリ上に記憶しても良い。
【0030】次に、この間でのファインアクチュエータ
の制御について説明する。レンズ5は光ヘッドの加速お
よび減速時にその加速度に比例した力を光ヘッド2から
受けることになる。アクセスを高速化する程に加速度は
大きくなるためにレンズは大きな力を受け、光ヘッド2
上で振動を生ずることになる。レンズの運動方程式を
(数5)に示す。ここで、Xfはレンズの光ヘッドの中心
に対する相対位置を表しており、Cfは粘性係数、Kfはレ
ンズを支持しているバネのバネ定数である。
の制御について説明する。レンズ5は光ヘッドの加速お
よび減速時にその加速度に比例した力を光ヘッド2から
受けることになる。アクセスを高速化する程に加速度は
大きくなるためにレンズは大きな力を受け、光ヘッド2
上で振動を生ずることになる。レンズの運動方程式を
(数5)に示す。ここで、Xfはレンズの光ヘッドの中心
に対する相対位置を表しており、Cfは粘性係数、Kfはレ
ンズを支持しているバネのバネ定数である。
【0031】
【数5】
【0032】ファインアクチュエータの発生する力Ff
は,駆動電圧をVmfとすると推力定数Ktf、アンプゲイン
Kaf、抵抗Rfを用いて(数6)で表される。
は,駆動電圧をVmfとすると推力定数Ktf、アンプゲイン
Kaf、抵抗Rfを用いて(数6)で表される。
【0033】
【数6】
【0034】ファインアクチュエータの発生する力Ffと
光ヘッド2が加減速することによって、レンズが受ける
慣性力(mf*Ach)との差分の力によってレンズは変位す
る。従って、ファインアクチュエータの発生する力Ffを
慣性力(mf*Ach)と一致させれば、トータルの力が0と
なり、レンズは変位しない。この慣性力をキャンセルす
るための駆動電圧Vfを求めると(数7)となる。
光ヘッド2が加減速することによって、レンズが受ける
慣性力(mf*Ach)との差分の力によってレンズは変位す
る。従って、ファインアクチュエータの発生する力Ffを
慣性力(mf*Ach)と一致させれば、トータルの力が0と
なり、レンズは変位しない。この慣性力をキャンセルす
るための駆動電圧Vfを求めると(数7)となる。
【0035】
【数7】
【0036】即ち(数7)で示されるように、ファイン
アクチュエータの駆動力を調整すればレンズ振動を防止
できる。これは、絶対位置座標系からみるとレンズの加
速度と光ヘッドの加速度を一致させることになる。この
両者の加速度を一致させることは、両者の速度を一致さ
せることになり、つまりは、光ヘッド上のレンズの位置
をある位置に保持することとなる。
アクチュエータの駆動力を調整すればレンズ振動を防止
できる。これは、絶対位置座標系からみるとレンズの加
速度と光ヘッドの加速度を一致させることになる。この
両者の加速度を一致させることは、両者の速度を一致さ
せることになり、つまりは、光ヘッド上のレンズの位置
をある位置に保持することとなる。
【0037】図1においては、コースアクチュエータ駆
動信号発生器12の信号が光ヘッド加速度推定器16に
入力される。16では、(数4)の演算を行い光ヘッド
の加速度推定値を出力する。変換ゲイン20では、加速
度推定値から(数7)の演算を行い、ファインアクチュ
エータの駆動電圧Vfを出力する。この信号がスイッチ1
8を通りパワーアンプ19を介してファインアクチュエ
ータに印加される。
動信号発生器12の信号が光ヘッド加速度推定器16に
入力される。16では、(数4)の演算を行い光ヘッド
の加速度推定値を出力する。変換ゲイン20では、加速
度推定値から(数7)の演算を行い、ファインアクチュ
エータの駆動電圧Vfを出力する。この信号がスイッチ1
8を通りパワーアンプ19を介してファインアクチュエ
ータに印加される。
【0038】本実施例では、コースアクチュエータの駆
動信号からコースの加速度推定補償器によって推定した
加速度を用いてファインアクチュエータの駆動信号を計
算し、与えることによりコースとレンズの加速度が一致
するように制御している。従って、コースアクチュエー
タの駆動信号は、本実施例で示した、最大加速、減速の
波形でなくても、駆動信号波形に応じてレンズ振動を防
止するためのファインアクチュエータの駆動信号を発生
することができる。即ち、コースアクチュエータの制御
方法によらず、常にレンズ振動を防止するように制御す
ることができる。
動信号からコースの加速度推定補償器によって推定した
加速度を用いてファインアクチュエータの駆動信号を計
算し、与えることによりコースとレンズの加速度が一致
するように制御している。従って、コースアクチュエー
タの駆動信号は、本実施例で示した、最大加速、減速の
波形でなくても、駆動信号波形に応じてレンズ振動を防
止するためのファインアクチュエータの駆動信号を発生
することができる。即ち、コースアクチュエータの制御
方法によらず、常にレンズ振動を防止するように制御す
ることができる。
【0039】図5は、本発明の第2の実施例の構成を示
す図である。第2の実施例は、第1の実施例に対し光ヘ
ッドの加速度推定器を、予め求めておいた複数のパター
ンに固定したもものである。すなわち、コースアクチュ
エータの駆動信号が一定であればそのつど計算する必要
はなく、(数4)から計算できる。計算しておいたファ
インアクチュエータ駆動信号Vmfを予め記憶しておき、
コースアクチュエータの加速減速に合わせて出力すれば
良い。ただし、光ヘッド減速時の加速度波形は、減速を
開始する時点での光ヘッドの移動速度によって異なる。
これは、減速時の加速度が逆起電力の大きさ(即ち,移
動速度)によって変化するためである。このために移動
トラック数に応じて異なる駆動信号のパターンを計算し
て記憶させている。
す図である。第2の実施例は、第1の実施例に対し光ヘ
ッドの加速度推定器を、予め求めておいた複数のパター
ンに固定したもものである。すなわち、コースアクチュ
エータの駆動信号が一定であればそのつど計算する必要
はなく、(数4)から計算できる。計算しておいたファ
インアクチュエータ駆動信号Vmfを予め記憶しておき、
コースアクチュエータの加速減速に合わせて出力すれば
良い。ただし、光ヘッド減速時の加速度波形は、減速を
開始する時点での光ヘッドの移動速度によって異なる。
これは、減速時の加速度が逆起電力の大きさ(即ち,移
動速度)によって変化するためである。このために移動
トラック数に応じて異なる駆動信号のパターンを計算し
て記憶させている。
【0040】図5において、移動トラック数から、スイ
ッチ22により、パターンが選択される。コースアクチ
ュエータ駆動信号発生器により、コースアクチュエータ
駆動信号が加速度推定器21に入力される。加速度推定
器には、移動トラック数に応じて5つのパターンが記憶
されている。移動トラック数が異なると加速時間が変化
するので、加速時のパターンと減速時のパターンは別々
に記憶されている。加速度推定器21においては、入力
されたコースアクチュエータの駆動信号より、加速時と
減速時が判別され、加速時には加速時のデータが一定時
間間隔に読み出される。次に加速から減速に切り替わる
と、減速時のデータが読み出される。このデータは、ス
イッチ22を介して変換ゲイン20により、ファインア
クチュエータの駆動信号に変換され、スイッチ18を介
してパワーアンプ19に入力され、ファインアクチュエ
ータに印加される。
ッチ22により、パターンが選択される。コースアクチ
ュエータ駆動信号発生器により、コースアクチュエータ
駆動信号が加速度推定器21に入力される。加速度推定
器には、移動トラック数に応じて5つのパターンが記憶
されている。移動トラック数が異なると加速時間が変化
するので、加速時のパターンと減速時のパターンは別々
に記憶されている。加速度推定器21においては、入力
されたコースアクチュエータの駆動信号より、加速時と
減速時が判別され、加速時には加速時のデータが一定時
間間隔に読み出される。次に加速から減速に切り替わる
と、減速時のデータが読み出される。このデータは、ス
イッチ22を介して変換ゲイン20により、ファインア
クチュエータの駆動信号に変換され、スイッチ18を介
してパワーアンプ19に入力され、ファインアクチュエ
ータに印加される。
【0041】本実施例では、加速度推定器21と変換ゲ
イン20を別にしているが、20と21と1つにして変
換ゲインを含めてファインアクチュエータの駆動信号を
パターンとして記憶しておいても良い。
イン20を別にしているが、20と21と1つにして変
換ゲインを含めてファインアクチュエータの駆動信号を
パターンとして記憶しておいても良い。
【0042】本実施例によれば、ファインアクチュエー
タの駆動信号を求めるためにコースアクチュエータ駆動
信号から(数4)に示される複雑な演算を行う必要がな
く、構成が簡単になるとともに演算時間遅れが少なくな
るという効果がある。
タの駆動信号を求めるためにコースアクチュエータ駆動
信号から(数4)に示される複雑な演算を行う必要がな
く、構成が簡単になるとともに演算時間遅れが少なくな
るという効果がある。
【0043】図6は,本発明の第3の実施例の構成を示
す図である。第3の実施例は、第1の実施例に対しトラ
ックアクセス開始直前のファインアクチュエータの駆動
電圧を検出し、その駆動電圧の大きさによってファイン
アクチュエータに印可する駆動信号の大きさを調整でき
るようにしたものである。トラックアクセス開始時に、
レンズが光ヘッドに対して中心位置Xf=0にいない場合に
は,(数5)で示したようにレンズのバネ力(Kf)によ
る力を受けている。従って、慣性力をキャンセルするよ
う(Ff=mf*Ach)にしてもバネ力による振動が生ずるこ
とになる。そこで、トラックアクセス開始時のレンズ位
置を検出して、バネ力による力を考慮して制御する。
す図である。第3の実施例は、第1の実施例に対しトラ
ックアクセス開始直前のファインアクチュエータの駆動
電圧を検出し、その駆動電圧の大きさによってファイン
アクチュエータに印可する駆動信号の大きさを調整でき
るようにしたものである。トラックアクセス開始時に、
レンズが光ヘッドに対して中心位置Xf=0にいない場合に
は,(数5)で示したようにレンズのバネ力(Kf)によ
る力を受けている。従って、慣性力をキャンセルするよ
う(Ff=mf*Ach)にしてもバネ力による振動が生ずるこ
とになる。そこで、トラックアクセス開始時のレンズ位
置を検出して、バネ力による力を考慮して制御する。
【0044】トラックアクセス開始時のレンズの位置
は、トラックアクセス開始直前でファインアクチュエー
タに印可されていた駆動信号から検出できる。すなわ
ち、データ再生時には、バネ力とファインアクチュエー
タの発生する力が釣り合って動作している。
は、トラックアクセス開始直前でファインアクチュエー
タに印可されていた駆動信号から検出できる。すなわ
ち、データ再生時には、バネ力とファインアクチュエー
タの発生する力が釣り合って動作している。
【0045】
【数8】
【0046】従って、駆動信号Vmfからレンズ位置Xfを
検出することができる。
検出することができる。
【0047】
【数9】
【0048】例えば内周から外周へのアクセスを考え
る。このとき内周から外周への向きを正としている。Xf
が正の場合には、慣性力に加算されより大きな力を受け
るので、Ffを大きくするようにゲインGを調整する。(G
>1)またXfが負の場合には、受ける力が小さくなるので
Ffを小さくなるようにゲインを調整する。(G<1)外周
から内周へのアクセスの場合は表1に示すように逆にな
る。
る。このとき内周から外周への向きを正としている。Xf
が正の場合には、慣性力に加算されより大きな力を受け
るので、Ffを大きくするようにゲインGを調整する。(G
>1)またXfが負の場合には、受ける力が小さくなるので
Ffを小さくなるようにゲインを調整する。(G<1)外周
から内周へのアクセスの場合は表1に示すように逆にな
る。
【0049】
【表1】
【0050】図6において、サンプルホールド23は再
生/アクセス切換信号により、アクセス動作の切換信号
が入力されると、ファインアクチュエータの駆動信号Vm
fをサンプルし記憶する。このVmfの大きさにより、ゲイ
ン調整器24のゲインGを調整する。ゲイン調整器24
の出力がスイッチ18を介してパワーアンプ19で増幅
されファインアクチュエータに印加される。本実施例に
よれば、トラックアクセス開始時点でのレンズ変位によ
る影響を小さくすることができ、レンズの振動をより小
さくする効果がある。
生/アクセス切換信号により、アクセス動作の切換信号
が入力されると、ファインアクチュエータの駆動信号Vm
fをサンプルし記憶する。このVmfの大きさにより、ゲイ
ン調整器24のゲインGを調整する。ゲイン調整器24
の出力がスイッチ18を介してパワーアンプ19で増幅
されファインアクチュエータに印加される。本実施例に
よれば、トラックアクセス開始時点でのレンズ変位によ
る影響を小さくすることができ、レンズの振動をより小
さくする効果がある。
【0051】以上のように、本発明によれば、トラック
アクセス時にコースアクチュエータの駆動信号に応じ
て、ファインアクチュエータに駆動信号を加えることに
よりトラックアクセス時のレンズの振動を防止すること
ができる。
アクセス時にコースアクチュエータの駆動信号に応じ
て、ファインアクチュエータに駆動信号を加えることに
よりトラックアクセス時のレンズの振動を防止すること
ができる。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、コースアクチュエー
タ、ファインアクチュエータに検出器を設けることな
く、光ヘッド上のレンズの振動を防止することができ、
アクセス時間を短縮した安定なアクセスが可能となる効
果がある。
タ、ファインアクチュエータに検出器を設けることな
く、光ヘッド上のレンズの振動を防止することができ、
アクセス時間を短縮した安定なアクセスが可能となる効
果がある。
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す。
【図2】本発明の光ヘッド加減速時の各部の波形を示
す。
す。
【図3】本発明のコースアクチュエータ及び光ヘッドの
ブロック図を示す。
ブロック図を示す。
【図4】本発明のコースアクチュエータの減速開始時の
残りトラック数と目標移動トラック数の関係を示す。
残りトラック数と目標移動トラック数の関係を示す。
【図5】本発明の第2の実施例の構成を示す。
【図6】本発明の第3の実施例の構成を示す。
1…記録媒体、2…光ヘッド、3…レーザ光源、4…ビ
ームスプリッタ、5…集光レンズ、6…トラックエラー
検出器、7…ファインアクチュエータ、8…コースアク
チュエータ、9…トラックエラーアンプ、10…パルス
発生器、11…トラックカウンタ、12…コースアクチ
ュエータ駆動信号発生器、13…ローパスフィルタ、1
4…スイッチ、15…パワーアンプ、16…光ヘッド加
速度推定器、17…補償器、18…スイッチ、19…パ
ワーアンプ、20…変換ゲイン、21…加速度推定器、
22…スイッチ、23…サンプルホールド、24…ゲイ
ン調整器、30…ディスクモータ。
ームスプリッタ、5…集光レンズ、6…トラックエラー
検出器、7…ファインアクチュエータ、8…コースアク
チュエータ、9…トラックエラーアンプ、10…パルス
発生器、11…トラックカウンタ、12…コースアクチ
ュエータ駆動信号発生器、13…ローパスフィルタ、1
4…スイッチ、15…パワーアンプ、16…光ヘッド加
速度推定器、17…補償器、18…スイッチ、19…パ
ワーアンプ、20…変換ゲイン、21…加速度推定器、
22…スイッチ、23…サンプルホールド、24…ゲイ
ン調整器、30…ディスクモータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 奈緒己 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像情報メディア事業部 内 (72)発明者 上野 真一郎 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像情報メディア事業部 内 (72)発明者 末永 秀夫 岩手県水沢市真城字北野1番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 柳原 徳久 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】回転する円盤状の記録媒体と、前記記録媒
体上に形成された螺旋状または同心円上の情報トラック
に対してレーザ光束による光スポットを照射する対物レ
ンズを有する光学系を備えた光ヘッドと、前記光ヘッド
を駆動するコースアクチュエータと,前記光ヘッドに搭
載された対物レンズを前記光ヘッドに対してトラッキン
グ方向に移動させるファインアクチュエータとの2つの
段アクチュエータを備えるアクチュエータ駆動装置にお
いて、 トラックアクセス時に前記コースアクチュエータに印加
される駆動信号から前記光ヘッドの加速度を光ヘッド及
びコースアクチュエータのモデルから推定し,求めた加
速度推定値に基づきファインアクチュエータに駆動信号
を印加し,前記対物レンズの加速度を前記光ヘッドの加
速度と概略一致するように制御することを特徴とするア
クチュエータ駆動装置。 - 【請求項2】回転する円盤状の記録媒体と、前記記録媒
体上に形成された螺旋状または同心円上の情報トラック
に対してレーザ光束による光スポットを照射する対物レ
ンズを有する光学系を備えた光ヘッドと、前記光ヘッド
を駆動するコースアクチュエータと、前記光ヘッドに搭
載され、前記対物レンズを前記光ヘッドに対してトラッ
キング方向に移動させるファインアクチュエータを搭載
した2つの段アクチュエータを備えるアクチュエータ駆
動装置において、 トラックアクセス時に予め計算し記憶しておいたファイ
ンアクチュエータ駆動信号を、前記コースアクチュエー
タに駆動信号を印加するのと同期して記憶素子から読み
出してファインアクチュエータに駆動信号として印加
し、前記対物レンズの加速度を前記ヘッドの加速度と概
略一致するように制御することを特徴とするアクチュエ
ータ駆動装置。 - 【請求項3】請求項2において、トラックアクセス時の
移動トラック数に応じて、記憶させておいた複数のファ
インアクチュエータ駆動信号から1つを選択し、ファイ
ンアクチュエータに印加することを特徴とするアクチュ
エータ駆動装置。 - 【請求項4】請求項1又は2において、トラックアクセ
ス開始直前のファインアクチュエータの駆動信号を検出
し、この検出値に基づきトラックアクセス時にファイン
アクチュエータに印加する駆動信号の大きさを調整する
ことを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28791896A JPH10134365A (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | アクチュエータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28791896A JPH10134365A (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | アクチュエータ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10134365A true JPH10134365A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17723422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28791896A Pending JPH10134365A (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | アクチュエータ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10134365A (ja) |
-
1996
- 1996-10-30 JP JP28791896A patent/JPH10134365A/ja active Pending
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