JPS60261034A - 光集束位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、記録媒体にレーザ光等の光ビームを照射する
ことによって、光学的に情報の記録、再生、消去等を行
なう、光デイスク装置や光磁気ディスク装置の光集束位
置制御装置に関するものである。

〈従来技術〉 従来、光デイスク装置や光磁気ディスク装置において、
ディスク回転時にディスクの面プレにより、ディスク媒
体面が上下方向（光軸方向、フォーカス方向）に変位す
るため、光ビームの光集束位置を上記ディスクの変位に
追従させ、ディスク媒体面上に常に位置するように調整
するべく、上記光、集束位置をディスク上下方向に位置
制御（フォーカス制御）していた。

また、ディスク回転時にディスクの回転軸とディスクを
回転駆動せしめるモータ軸との間の偏心によって、ディ
スク上の情報トラック部が左右方向（即ち、ディスク半
径方向、ラジアル方向）に変位するため、光ビームの光
集束位置を上記ディスク上の情報トラックの変位に追従
させ、常に情報トラック上に位置するように調整するべ
く、上記光集束位置をディスク半径方向に位置制御（ラ
ジアル制御）していた。

また、−上記光集束位置をディスク半径全域の任意のト
ラックに、高速に且つ精度良く到着させるための位置制
御（アクセス制御）を行なっていた。

また、ディスク回転速度ムラによりディスク情報再生信
号が劣化するため、光ビームの光集束位置の前後方向（
ディスクトラック方向、タンジェ゛ンシャル方向）の速
度を信号ピットの速度に追従させ、常に定速度で情報を
再生するように調整するべく、上記光集束位置をディス
クトランク方向に制御（タンジェンシャル制御）してい
た。

一般に、上述した光集束位置を制御する為の機構として
よく知られるものは、２枚の平行板バネによって支持さ
れた対物レンズを、電磁気力を用いて上下、左右１前後
方向に駆動してフォーカス制御やラジアル制御やタンジ
ェンシャル制御を行なう機構、あるいはミラーを電磁気
力を用いて回転させることによって、対物レンズの入射
光軸を傾けて光集束位置を前後、左右に変位させてラジ
アル制御やタンジェンシャル制御を行なう機構、あるい
はスライドベアリングによって支持された光ヘッドを、
電磁気力駆動のりニアモータや、スピンモータとネジ送
シ機構とを組み合せた駆動機構を用いて、左右方向に駆
動してアクセス制御やラジアル制御を行なっていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、これら機構装置においては色々な問題がある。

上述した回転ミラーを用いたラジアル制御では、ディス
クに入射する光ビームが垂直方向から大きく傾くため、
光集束位置のラジアル制御範囲まで光ビームを傾けた場
合にも、収差の許容範囲を超えないような特殊な対物レ
ンズが必要となり不利である。また、該特殊対物レンズ
は一般の対物レンズに比べて重いので、対物レンズを上
下駆動するフォーカス制御にとっても不利である。

また、例えば、上述した２枚の平行バネで対物レンズを
、支持した機構やミラーを回転させる機構によるラジア
ル制御では、上記光集束位置をディスク半径全域に亘っ
て可変にするためには、制御機構全体が光ヘッドに比し
て非常に大きなものとなり、装置全体に合わなくなって
しまう。

また、スライドベアリングで支持された機構においては
、スライドベアリング部のスティックスリップなどの影
響によシ、サブミクロン以下の精度でのラジアル制御が
できないという欠点を有している。

これらの欠点から、２枚の平行バネで対物レンズを支持
し電磁気力を用いて駆動する機構（以下ラジアルアクチ
ュエータという）と、スライドベアリングによって支持
された光ヘッドを電磁気力−、駆動のリニアモータやモ
ータ駆動のネジ送り機構（以下スライドアクチュエータ
という）との各々の欠点を補なうために、その両機構に
より並列制御する方法も考えられている。しかし、単純
に両機構を駆動させただけでは、スライドアクチュエー
タの駆動力が直接には対物レンズに加わらない（ラジア
ルアクチュエータを介する）為に、光ヘッドの変位に対
して対物レンズの変位に位相遅れが生じて、安定な並列
制御ができない。また、アクセス直後の整定時に、光ヘ
ッドの加速度により対物レンズが振動し整定を悪くする
。この様な悪影響を電気的に補正するための加算制御も
考えられているが、ラジアルアクチュエータやスライド
アクチュエータの特性が温度などで変化した場合や、特
性のバラツキなどにはある程度の範囲までしか対応しき
れず限界がある。

〈発明の目的〉 本発明は、以上の諸点に鑑みてなされたもので、光デイ
スク装置や光磁気ディスク装置の光集束位置制御装置に
おいて、ラジアルアクチュエータとスライドアクチュエ
ータとの安定な並列制御を行なうことができ、かつアク
セス整定状態の良い制御装置が得られるものである。

本発明構成の特色は、ラジアルアクチュエータ機構とし
て、対物レンズを含む可動部の重心位置を通り、ラジア
ル方向に向いた線（重心線−）上に、ラジアルアクチュ
エータに対するバネ支点位置（複数バネであれば、その
複数バネの支点の中心、即ち、複数バネを一つのバネと
見なしだ時の支点位置）を配置し、且つ可動部重心位置
を中心とする回転運動に対しては容易に可動とし、可動
部重心位置のラジアル方向並進運動に対してはバネのラ
ジアル方向の剛性を高くして拘束する等の構造としたこ
とにある。

〈実施例〉 以下本発明に係る光集束位置制御装置の実施例を、図面
を用りて詳細に説明する。

第１図は光デイスク装置の構造を示す構成説明図である
。１はレーザ光２を発射するレーザ光源でろり、３はミ
ラー、４はレーザ光２をディ５スク記録媒体面に集束せ
しめる対物レンズである。５は対物レンズ４を左右方向
及び／又は前後方向及び／又は上下方向に駆動して、光
集束位置をディスク記録媒体の記録トラック上に追従制
御させるラジアル制御及び／又はタンジェンシャル制御
及び／又はフォーカス制御を行なうアクチュエータであ
り、少なくともラジアルアクチュエータ部分を含む。６
は以上の光学系及び図示しない記録情報再生光学系、サ
ーボ光学系などを収納する光学ヘッドである。７は光学
ヘッドを左右に駆動してラジアル制御や、目標のトラッ
ク位置へのアクセス制御を行なうスライドアクチュエー
タである。

８は記録媒体８′を内蔵する光磁気ディスク或いは光デ
ィスク、９は該ディスクを回転駆動するモーター、Ｉに
ｊ以上の装置の支持台である。

次に、本発明に係る光集束位置制御装置の制御系を、従
来の制御系と対比させて説明する。

二（ （Ａ−１）　まず、従来の光集束位置制御装置における
ラジアルアクチュエータ機構、即ち２枚の平行バネで対
物レンズを支持し、電磁気力を用いて駆動するラジアル
アクチュエータ機構と、スライドアクチュエータ機構と
の並列制御を行なう場合の運動モデルについて説明する
。

第２図は、２枚の平行バネで対物レンズを支持し、電磁
気力を用いて駆動するラジアルアクチュエータ機構の簡
単な説明図である。対物レンズ４は、２枚の平行バネＩ
Ｉ、ＩＩによって支持部１２に連結され、対物レンズ４
に取９付けられた図示しないコイルと、支持部１２に取
り付けられた図示しない磁気回路との電磁気力によって
、駆動される。

第３図は、該ラジアルアクチュエータ機構の運動モデル
図である。ｍは対物レンズを含むラジア。

ルアクチュエータ可動部重量、ｋはラジアルアクチュエ
ータ可動部支持バネのバネ定数、ｄはラジアルアクチュ
エータ可動部支持バネのダンピング数、Ｘｌはラジアル
アクチュエータ駆動力Ｆ、に胡因するラジアルアクチュ
エータ可動部の変位である０ この運動モデル運動方程式は、 ｍ’！　Ｉ　＝Ｆ＋　−ｋｘ、　−ｄＸ＋ラプラス変換
すれば、 Ｆ＋−（ｍｓ２＋ｄ　ｓ十ｋ　）刈 即ち、ラジアルアクチュエータ可動部変位ｘＩの、ラジ
アルアクチュエータ駆動力Ｆ＋　（変位次夕伝達関数Ｇ
Ｒは、 但し、ωＲはラジアルアクチュエータ共振周波数、ζＲ
はラジアルアクチュエータダンピング数第４図は、該ラ
ジアルアクチュエータ機構とスライドアクチュエータ機
構との並列制御を行なう場合の運動モデル図である。

ｍはラジアルアクチュエータ可動部重量、ｋはラジアル
アクチュエータ可動部支持）くネのノくネ定数、ｄはラ
ジアルアクチュエータ可動部支持バネのダンピング数、
Ｍはスライドアクチュエータ可動部重量、ｋＵラスイド
アクチュエータのスライドベアリングのバネ定数、Ｄは
スライドアクチュエータのスライドベアリングのダンピ
ング数、Ｘｌはラジアルアクチュエータ駆動力Ｆ１に起
因するラジアルアクチュエータ可動部変位、Ｘ２はスラ
イドアクチュエータ駆動力Ｆ２に起因するスライドアク
チュエータ可動部変位、Ｘｄはディスク変位である。

この運動モデルの運動方程式は、 この運動方程式をラグラス変換すれば、これを変位次元
の式に直せば、 ここでラジアルアクチュエータ可動部位Ｘｌの、ラジア
ルアクチュエータ駆動力Ｆ、（変位次元においてはＬ）
に対する伝達関数（ラジア・・アクに チュエータ伝達関数）ｅＧＲとし、スライドアクチュエ
ータ可動部変位ｘ２の、スライドアクチュ２ エータ駆動力Ｆ２　（変位次元においてはＴ　）に対す
る伝達関数′（スライドアクチュエータ伝達関数）をＧ
Ｌとすれば、 但し、ω、はラジアルアクチュエータ共振周波数、ζＲ
ｒｒ！ラジアルアクチュエータダンピング数、ω、はス
ライドアクチュエータ共振周波数、ζ１はスライドアク
チュエータダンピング数であり、次に、”’　ｌ　”’
　ｆ夫々変位次元のイ・プ・トと１（Ｋ してＵｌ、Ｕ２とし、上記Ｇ　Ｒ＋　Ｇ　Ｌ及びＵ　Ｉ
　＋　Ｕ　２を使って運動方程式を書き直すと、 ここで、ラジアルアクチュエータ可動部重量ｍはスライ
ドアクチュエータ可動部重量Ｍに比べて充分軽い為　Ｍ
＋□　＜＜１　であり、となる。よって、インプット（
ＵＩＴ　Ｕ２　）に対するアウトプット（Ｘ　ＩＩ　Ｘ
２　）は、である。

光集束位置変位Ｘｔは、ラジアルアクチュエータ駆動力
Ｆ、に起因するラジアルアクチュエータ可動部変位Ｘ１
と、スライドアクチュエータ駆動力Ｆ２に起因するスラ
イドアクチュエータ可動部変位Ｘ２との和である。又、
ラジアル追従誤差（Ｘｅ）＝ディスク変位（Ｘｄ）−光
集束位置変位（ｘｇであり、スライドアクチュエータ追
従誤差（即ちラジアルアクチュエータ負担変位）（Ｘａ
）ニディスク変位（Ｘｄ　）−スライドアクチュエータ
可動部変位（Ｘ２）である。

よってインダン）　（ＵＩＴ　Ｕ２　’１に対する光集
束位置変位Ｘｚ　（＝Ｘ　＋　十Ｘ　２　）　は、ＸＡ
ＧＲ−ＵＩ　＋ＧＬ・（］−ヱ・ＧＲ）・Ｕ２ωＲ２ である。

上記式の意味は、まず、インプラ）ＵＩは伝達関数ＧＨ
の伝達率で光集束位置変位Ｘｔとなる。

ところが、インプラ）Ｕ２は伝達関数ＧＬの伝達率で、
光ヘツド変位Ｘ２となった変位ＧＬ−Ｕ２はそのまま光
集束位置変位Ｘｔとならずに、さらにとの伝達率ＧＲＸ
は、光ヘツド変位Ｘ２がそのまま対物レンズに伝わらず
に、ラジアルアクチュエータバネを介しているために、
光ヘツド変位Ｘ２に対して光集束位置変位Ｘｔは伝達遅
れがあることを表わしている。この状態を、第５図の運
動モデル図を用いて説明する。運動モデルは、第３図の
運動モデルと態様であるが、支持部（光ヘッド）がＹ２
変位した場合の可動部ｍの変位Ｙ、をめる０ 運動方程式は、 ｍ−′Ｘ＋”ｄ　・（Ｙ２Ｙ＋　）十ｋ　・（Ｙ２−Ｙ
＋　）であり、ラプラス変換すると、 （ｍｓＺ＋ｄｓ十ｋ　）Ｙ＋＝Ｃｄｓ＋ｋ）Ｙ２である
。よって、支持部変位Ｙ２の可動部変位Ｙ１への伝達率
ＧＲＹは、 である。

ここで、第３図の説明におけるラジアル方向チすと、 つまり、ＧＲＹ”ＧＲＸであり、伝達率ＧＲＸは光ヘツ
ド変位Ｘ２の光集束位置変位Ｘｔへの伝達率であること
が説明された。

よって式 ％式％） の意味は、光集束位置変位Ｘｔは、ラジアルアクチュエ
ータ駆動力ｐ＋による対物レンズの変位Ｘ＋　（インダ
ン）Ｕ＋が伝達率ＧＲでアウトプットされる）と、スラ
イドアクチュエータ駆動力Ｆ２による光ヘッドの変位Ｘ
２　（インプットＵ２が伝達率ＧＬでアウトプットされ
る）が伝達率の和であることを表わしている。即ち、イ
ンダン）Ｕ＋はラジアルアクチュエータ伝達関数ＧＲで
光集束位置変位Ｘｔへ伝わり、インプラ）Ｕｚｇスライ
ドアクチュエータ伝達関数ＧＬ及び光ヘッド一対物レン
ズ伝達率ＧＲＸで光集束位置変位Ｘ、４へ伝わる。

（Ａ−２）　次に、本発明に係る光集束位置制御装置に
おけるラジアルアクチュエータ機構と、スライドアクチ
ュエータ機構との並列制御を行なう場合の運動モデルに
ついて説明する。

第６図（ａ）　（ｂ）は、本発明に係るラジアルアクチ
ュエータ機構の簡単な説明図である。対物レンズ４を含
むラジアルアクチュエータ可動部４′の重心位置Ｇｉ通
り、ラジアル方向（Ｒ）を向いた重心線上に、可動部４
′に対するバネ１１の支点位置（複数バネであれば、そ
の複数バネの支点の中心、即ち、複数バネを一つのバネ
と見なした時の支点位置）を配置し、且つ可動部４′の
可動部重心位置Ｇ−ｉ中心とする回転運動に対しては容
易に可動とし、可動部重心位置Ｇのラジアル方向並進運
動に対してはバネのラジアル方向の剛性を高くして拘束
し、ラジアル方向に対し垂直な方向を回転軸方向とした
回転軸（重心位置Ｇｉ通る）まわりの回転運動によって
、重心位置Ｇから上記２方向に対し垂直な方向に離した
対物レンズ位置を、ラジアル方向に変位させて光集束位
置を変位させる。

回転駆動は、図示しないコイルと磁気回路との電磁気力
によって行なわれる。

なお、回転軸方向は、フォーカス方向（Ｆ）か或いはタ
ンジェンシャル方向（Ｔ）に一致させた場合が、光集束
位置ラジアル方向変位のフォーカス方向変位、タンジェ
ンシャル方向変位に対するクロストークが最も少なくて
良い。また、可動部重心位置のフォーカス方向並進運動
やタンジェンシャル方向並進運動に関しては、必要に応
じて可動或いは拘束すれば良く、ラジアル方向の並列制
御には直接かかわらない。

第６図（ａ）はラジアルバネＩＩの長手方向をラジアル
方向とした場合で、第６図（ｂ）はラジアルバネ１１．
１１の長手方向をラジアル方向に対し垂直にした場合で
ある。（ａ）、（ｂ）いずれにしても、対物レンズ４を
含むラジアルアクチュエータ可動部４′自身においては
、その重心位置Ｇを通り、ラジアル方向を向いた重心線
上にバネ１１の支点を配置し、且つ可動部重心位置Ｇｉ
中心とする回転運動は容易で、可動部重心位置Ｇのラジ
アル方向の並進運動に対してはバネのラジアル方向の剛
性を高くして拘束する構造としている。なお、１２は受
持部である。また、上記バネ１１の材質は、金属であっ
てもゴムなどの非金属であっても或いはそれぞれの組み
合せであっても良い。

つまりは、後述する第７図の運動モデル図で表わされる
ような構造であれば良く、第６図（ａ）（ｂ）はそれら
の例示でアシ、以下、本発明に係る該ラジアルアクチュ
エータを回動型バネ支持ラジアルアクチュエータと称し
、従来のラジアルアクチュエータを並進型バネ支持ラジ
アルアクチュエータと称する。

第７図は、本発明に係る回動型バネ支持ラジアルアクチ
ュエータの、ラジアルアクチュエータ駆動時における運
動モデル図である。■は可動部慣性モーメント、ｋθは
バネの回転バネ定数、ｄ。

はバネの回転ダンピング数、θはラジアルアクチュエー
タ駆動トルクＴＩに起因する可動部回転角、Ｘｌは可動
部回転による対物レンズの変位、ａは重心位置Ｇと対物
レンズ中心位置との距離である。

この運動モデルの運動方程式は、 であり、ラプラス変換しθを消去すれば、ａ−Ｔ＋＝（
Ｉｓ２＋ｄ５．・ｓ＋に６　）　・Ｘｌである。

これを変位次元の式に直せば、 ここで、可動部回転に起因する対物レンズ位置変位（即
ち、光集束位置変位）Ｘ＋　の、ラジアルータ伝達関数
ＧＲとすれば、 である。但し、ω、はラジアルアクチュエータ共次に、
該回動型バネ支持ラジアルアクチュエー゛りの可動部の
光ヘツド変位Ｘ２に対する伝達遅れについて考察する。

第８図は、回動型バネ支持ラジアルアクチュエータにお
いて、支持部（光ヘッド）が変位した場合の電動モデル
図である。ｍは可動部重量、ｋｘはラジアル方向に対す
るバネ剛性、ｄｘはバネダンピング数、支持部変位Ｙ２
、可動部変位Ｙ、である。

運動方程式は、 ｍ”Ｙ”１＝ｄｘ＊　（ｔｚ−ｔ＋　）＋ｋｘ・（Ｙ２
−Ｙ＋　）であシ、ラプラス変換すると、 （ｍ−８２＋ｄｘ−８十ｋＸ）・Ｙｌ＝（ｄＸ−８＋ｋ
ｘ）・Ｙ２よって、支持部変位Ｙ２の可動部変位Ｙ、へ
の伝達率ＧＲＸは、 ここで、該バネ剛性は高く、従って該共振周波数’ＲＸ
は高いＱωＲ〈くωＲＸである。

次に、該回動型バネ支持ラジアルアクチュエータと、ス
ライドアクチュエータとの並列制御を行なう場合の運動
モデルについて考察する。　。

該ラジアルアクチュエータの場合においても、可動部重
量ｍはスライドアクチュエータ可動部重量Ｍに比べて十
分軽い為、従来のラジアルアクチュエータとスライドア
クチュエータとの並列制御の場合の応答、 Ｘｔ−ＧＲ−Ｕ】十ＧＬ・（１−」ニー・ＧＲ）Ｕ２ω
Ｒ２ と同様に応答の式がめられ、インプラ）　（Ｖ、。

Ｕｚ　）に対する光集束位置変位Ｘｔは、ラジアルアク
チュエータ駆動力Ｆ１による対物レンズの変位Ｘ＋　（
インダン）Ｕｌが伝達率ＧＲでアウトプットされる）と
、スライドアクチュエータ駆動力Ｆ２による光ヘッドの
変位Ｘ２　（インプラ）Ｕｚが伝達率Ｇしてアウトプッ
トされる）が伝達率ＧＲＸでアウトプットされた変位と
の和で表わされ。

る。即ち、 ｘｚ＝ｃＲ−Ｕｌ　＋ＧＲｘ−ＧＬ″Ｕ２である。

（Ａ−３）　次に、ラジアルアクチュエータとスライド
アクチュエータとの並列制御において、運動モデルに関
する光集束位置変位ＸＺの応答の式について、ラジアル
アクチュエータとして、従来の並進型バネ支持ラジアル
アクチュエータを使用した場合と、本発明に係る回動型
／バネ支持ラジアルアクチュエータを使用した場合との
違いについて考察する。

それぞれの場合の応答の式をまとめて表すと、Ｘｔ＝Ｇ
Ｒ−Ｕ１＋ＧＲ−Ｘ−ＧＬ−Ｕｚであシ、それぞれの場
合の大きな違いは、該式において、並進型バネ支持ラジ
アルアクチュエータの場合には、 ωＲＸ””Ｒ でアシ、回動型バネ支持ラジアルアクチュエータの場合
には、 ωＲＸ＞＞ωＲ であることである。

ブ）について ラジアルアクチュエータとスライドアクチュエータとの
並列制御は、ディスク変位Ｘｄと光集束位置変化Ｘｔと
の差であるラジアル追従誤差Ｘｅ（＝Ｘｄ−Ｘｔ）ｔ、
ラジアルアクチュエータ駆動力及びスライドアクチュエ
ータ駆動力にフィードバックして行なう。インプットＵ
ｌ　＋　Ｕ　２へのラジアル追従誤差のフィードバック
伝達関数を夫々ＢＲ，ＢＬとすれば、 である。よって、　Ｘｔ＝ＧＲ−Ｕｌ−＋−ＧＲｘ−Ｇ
Ｌ−ＩＪｚより、 （フィード、バック伝達関数とも言う）と呼ぶ。

ｘｅ＝ｘｄ−ｘｚより、Ｘｅ＝Ｘｄ−Ｇ−Ｘｅ　であり
、ラジアル追従誤差Ｘｅのディスク変位Ｘｄに対する圧
縮率（開ループ伝達関数）をＨとすれば、である。

ここで、開ループ伝達関数Ｇの位相状態、ａｒｇＧが−
１８００＜ａｒｇＧであり、且つそのゲインＩＧ＋が１
より大きい周波数帯域においては、近似的に圧縮率１は
Ｈ：ＩＧ＋である・従°て・制御系の性能を示す圧縮率
Ｈに、ＩＨ１キ１となる周波数であるカットオフ周波数
ω。におけるゲインｌＧｌ（ｍｃ）と、ディスク変位Ｘ
ｄの周波数成分のうちで最も大きな成分をもつ周波数で
あるディスク回転周波数ω、におけるゲインＩＧＩ（ａ
、　）とのゲイン差によって決まり、このゲイン差が大
きい程圧縮率ＨＩＩ′ｉ良くなる。

又、制御系の安定性は、カットオフ周波数ω。

付近までの開ループ伝達関数Ｇの位相に大きく依存スる
。１Ｇｌ＝＋（即ちωキω。）におけるａｒｇＧの一１
８０°　までの全有金位相余有と呼び、普通はこの位相
余有は４０°〜５ｏ０に設定される。従って、１Ｇｌ＝
］におけるａｒｇ　Ｇは−１４００−１３ｏＯである。

このａｒｇ　Ｇ　（ｌ−１′、ω〈ω。の範囲で−１８
００に近い程不安定であり、ａｒｇＧキー１８００で発
振状態になる。

以上の点から、制御系の性能（圧縮率）及び安定性につ
いては、開ループ伝達関数Ｇのゲイン曲線と位相曲線か
ら大概推測できる。

ラジアルアクチュエータとスライドアクチュエータとの
並列制御における開ループ伝達関数Ｃｒ＝ＧＲ−ＢＲ十
ＧＲＸ−ＧＬ−ＢＬ　において、夫々のインダン）Ｕｌ
、Ｕ２へのフィードバック伝達関数ＢＲ，ＢＬは、低周
波ゲインＡ　Ｒ＋　Ａ　Ｌと位相進み補償回路伝達関数
Ｃ（位相余有を大きくし制御系を安定にする）とで表わ
せば、 ＢＲ＝ＡＲ−Ｃ、ＢＬ＝ＡＬ−Ｃ である。　・ とこで、ＡＬとＡＲとの比率を１２とＧＬ２とのことが
、最も安定した制御系となることが分っている（例えば
、同出願人の特願昭５９−３７９４号）。

よって、 ＡＬ−ＧＲ２・Ａ　、ＡＲ−九２・Ａ　（Ａ；定数）と
すれば、 ＢＲ−ｏＪＬ２・Ａ−Ｃ、ＢＬ＝ωＲ２・Ａ−Ｃでちり
、 Ｇ＝Ａ−Ｃ・（町２・ＧＲ十ωＲ２・ＧＲＸ’ＧＬ）で
ある。

位相進み補償回路伝達関数Ｃは、 ４ で表わされる。

第９図に該並列制御系のブロック図を示す。

以下、該並列制御系における開ループ伝達関数Ｇ＝Ａ−
Ｃ・（町２・ＧＲ＋ガ２・ＧＲＸ’ＧＬ）について考察
する。伝達関数ＧＲ９ＧＬは、それぞれ共振周波数へ、
ω、をもつ２次遅れ系であり、位相はω；０→■で、０
°→−１８０°へと推移し、−１８０°を超えることは
ないがω″：丸においては、はとんど−１８０°に近い
値である。ＧＲＸは、より、共振周波数ωＲＸをもつ２
次遅れ系と、折点ωＲＸ 周波数Σ１丁をも９−次進み系との積で表わされ・位相
はω；０→■で、０°→−９００へと推移するが、途中
ωキωＲＸ付近においては一９０°を超え一１８０°に
近づく。Ｃはω３．ω４の値を、ω３くω。くω４付近
に設定すれば、ω−ω。付近の位相全４００〜フ００程
度進ませる一次進み系である。

Ａ、ω１，２．ψＲ２は定数であるため周波数特性をも
たない。

よって、Ｇはω〈ω。において、ＧＲＸ−１と考えた場
合（ω。〈＜鞠、とした場合）には２次遅れ系であり、
位相は−１８００を超えることはなく十分安定である。

ｏ）Ｒｘがω。に近い値である時や、ω　〈ω　である
時には、カ、の値によって位相ＲＸ　Ｃ 状態は変ってくる。

位相状態は、ωＲＸキω、〜ωＲＸ＜ω、の場合と、Ｇ
ＲＸ＞ω、〜ωＲＸ　＞＞”Ｒ−”Ｒｘ中、。の場合と
では様子が相当変化する。

１）ωＲＸ−咋の場合：従来の並進型バネ支持ラジアル
アクチュエータ使用の場合に相当Ｇのボード線図を第１
０図（ａ）に示す。実線はゲイン曲線、点線は位相曲線
を示す。ω出糠において、位相ａｒｇＧ＜−１８００と
なる場合が存在し、非常に不安定になっているｏ　ａｒ
ｇＧ＞−’］　８００となるような周波数帯域でしかカ
ットオフ周波数ω。

を設定することができない為、ラジアルアクチュエータ
共振周波数ω、付近において、ａｒｇＧ〈−１８０°と
なる場合にはω□くω、となり、低周波ゲインＧ　＜、
ρとＧ（。。）との差は極端に小さくなる。

したがって、圧縮率Ａは悪くなり、ラジアル追従誤差を
小さく抑え込むことができない。また、ωキガにおいて
ａｒｇＧ＞−１８００となるように、光ヘツド変位に対
する伝達遅れＧＲｘｋＲｘ的に補償する加算制御も考え
られるが、ＧＲやＧＬの特性が温度などで変化した場合
や、個々のバラツキなどには対応しきれない。

１１）ωい〉〉ω、の場合・本発明に係る回動型バネ支
持ラジアルアクチュエータ使用の場合に相当Ｇのボード
線図を第１０図（ｂ）に示す。ωくω。

において位相ａｒｇＧ＞−１８００であり、十分安定し
ている。ω平ωＲＸ付近で位相状態は若干みだれるが、
ＧＲＸを位相進み補償回路Ｃによって進む位相余有の最
も大きな周波数付近に設定すれば十分安定となる。しか
し、位相状態が安定であれば、鞠、の設定は制限されな
い。

また、ダンピング数ζＲＸが小さく、ω−ωＲＸ　にお
いてＧＲＸのゲインにピークを持ち、Ｇのゲインや位相
状態をみだす場合が考えられるが、この場合にはスライ
ドアクチュエータ駆動電流を、中心周波数がＧＲＸであ
るノツチフィルターや、折点周波数が釉、以下のローパ
スフィルターに通すことによって、見かけ上ζＲＸヲ大
きくシ、ＧＲＸのピークゲインを小さくすることによっ
て補償できる。

第１０図（ｂ）のボード線図は、ＧＲＸがある程度大き
い場合の一例である。

以上、１）、１１）の比較から、ラジアルアクチュエー
タを本発明の回動型バネ支持ラジアルアクチュエータと
し、光ヘツド変位に対する光集束位置変位の伝達遅れＧ
ＲＸの共振周波数ωＲＸを、ＧＲＸ〉〉ωにとすること
によって十分安定な並列制御ができることが分る。

また、ＧＲＸ”高くすることは、光ヘツド変位に対する
光集束位置変位の遅れ時間を短かクシ、応答を早くする
ことになシ、光ヘツド全体を駆動変位させて行なうアク
セス制御における応答も良くし、整定状態を安定にする
。

〈発明の効果〉 以上説明したようなラジアルアクチュエータ機構を有す
る本発明の光集束位置制御装置にあっては、ラジアルア
クチュエータとスライドアクチュエータとの安定な並列
制御ができ、またアクセス制御における応答性も改善で
き非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は光デイスク装置の構成説明図、第２図は従来例
におけるラジアルアクチュエータの簡単な説明図、第３
図は同ラジアルアクチュエータの運動モデル図、第４図
は同ラジアルアクチュエータとスライドアクチュエータ
との並列制御を行なう場合の運動モデル図、第５図は支
持部（光へノド）を変位させた場合の運動モデル図、第
６図（ａ）（ｂ）は本発明に係るラジアルアクチュエー
タの例を示す簡単な説明図、第７図は同ラジアルアクチ
ュエータの運動モデル図、第８図は支持部（光ヘッド）
を変位させた場合の運動モデル図、第９図は並列制御系
のブロック図、第１０図（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来例
と本発明に係る開ループ伝達関数Ｇのボード線図を示す
。 図中、 Ｉ：レーザ光源、　２：レーザ光、 ３：ミラー、　４：対物レンズ、 ５：アクチュエータ（ラジアルアクチュエータ゛を含む
）、 ６：光ヘッド、７：スライドアクチュエータ、８：光磁
気ディスク或いは光ディスク、９：モーター、　１ｏ：
支持台、 ＋　１１電バネ、　１２：支持部（光ヘッド）、Ｇ・可
動部重心位置、Ｒニラシアル方向。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）第１図 第２図　第３図 第４図 第５図 （ａ）　（ｂ） 第６図 第７図　冷　と 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　対物レンズを含む可動部の重心位置を通り、ラジア
   ル方向を向いた線（重心線）上に、前記可動部に対する
   バネ支点位置（複数バネであれば、その複数バネの支点
   の中心、即ち、複数バネを一つのバネと見なした時の支
   点位置）を配置し、且つ前記可動部の可動部重心位置を
   中心とする回転運動に対しては容易に可動とし、可動部
   重心位置のラジアル方向並進運動に対してはバネのラジ
   アル方向の剛性を高くして拘束し、ラジアル方向に対し
   垂直な方向を回転軸方向と。 した回転軸（重心位置を通る）まわりの回転運動によっ
   て、重心位置から上記２方向に対し垂直な方向に離した
   対物レンズ位置を、ラジアル方向に変位させて光集束位
   置をラジアル方向に変位させる構造のラジアルアクチュ
   エータ機構を有してなることを特徴とする光集束位置制
   御装置。 ２　前記回転軸方向をフォーカス方向、あるいはタンジ
   ェンシャル方向に一致させたことを特徴とする第１項記
   載の光集束位置制御装置。