JP2002323903A

JP2002323903A - サーボ装置

Info

Publication number: JP2002323903A
Application number: JP2001128256A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Iwazawa; 尚俊岩澤; Daiko Shimizu; 大晃清水
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】外乱が印加された場合でも、安定した高精度
の追従性を実現する。【解決手段】誤差圧縮部１３は、フォーカス誤差信号
１７に対してリードラグフィルタ処理を施す。非線形コ
ントローラ部２１は、位置及び速度の状態に応じて、ゲ
インを切り替え、目標状態からかけ離れているときに
は、高いゲインで制御を行い、目標近辺ではデッドゾー
ンを設け、安定に目標に収束するよう制御する。外乱オ
ブザーバ部２０は、フォーカス誤差信号１７と制御信号
２４とから外乱の状態を推定する。合成器１９は、フォ
ーカス誤差を圧縮し、かつ外乱を抑制すべく、誤差圧縮
部１３、非線形コントローラ部２１及び外乱オブザーバ
部２０の各出力を合成して制御信号２４を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置の
光ヘッドサーボ系等のように高精度高速位置決めが必要
な装置において、移動部材を目標状態に追従させるサー
ボ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は光ディスク装置における従来の
フォーカスサーボ装置の構成を示すブロック図である。
レーザ光源１０から出射されたレーザビーム２２は、光
ヘッド９を通過して対物レンズ６によって収束され、光
ディスク１に照射される。レーザビームスポット（レー
ザビームの合焦位置）２３のレーザ光軸方向（フォーカ
ス方向）の位置は、フォーカスアクチュエータ１８によ
って対物レンズ６をフォーカス方向に駆動することで変
位する。

【０００３】スピンドルモータ２は、図示しないスピン
ドルモータコントローラの制御に従って光ディスク１を
回転させる。光ディスク１の情報記録面５上の情報記録
位置は、光ディスク１の反り等の原因により、光ディス
ク１の回転に伴ってフォーカス方向に変動する。そのた
め、レーザビームスポット２３を情報記録位置に追従さ
せる目標状態量は、同じく光ディスク１の回転に伴って
変動する。

【０００４】従来、光ディスク装置は、レーザビームス
ポット２３を情報記録位置に追従させる手段としてフォ
ーカス位置検出部１７とフォーカスアクチュエータ１８
と誤差圧縮部１３とを備えている。フォーカス位置検出
部１７は、レーザ光源１０、光ヘッド９、光検出器１
１、フォーカス位置誤差検出器１２からなる。光ディス
ク１からの戻り光は、対物レンズ６、光ヘッド９を通過
して光検出器１１で電気信号に変換され、フォーカス位
置誤差検出器１２へ送られる。フォーカス位置誤差検出
器１２は、光検出器１１の出力信号からフォーカス誤差
信号１６を抽出して出力する。

【０００５】誤差圧縮部１３は、フォーカス誤差信号１
６を制御演算器１４に取り込んでリードラグフィルタ処
理を施し、得られた制御信号をパワーアンプ１５へ出力
し、フォーカスアクチュエータ１８を駆動制御する。フ
ォーカスアクチュエータ１８は、対物レンズ６を備えた
ボビンに固定されているコイル７と、コイル７と対向す
るように配置された磁石８とからなる。磁石８から生じ
た磁界中にあるコイル７に通電することで、対物レンズ
６（ボビン）をフォーカス方向に駆動することができ
る。

【０００６】以上のような光ディスク装置の光ヘッドサ
ーボ系では、シーク時の自励振動や外界からの振動が発
生すると、安定したトラック追従が実現できず、最悪時
はドライブ性能を維持できず、記録再生に支障を来た
す。従来の光ディスク装置では、量産品のため、安価な
機構システムが求められ、受動的な制御などのロバスト
性に頼る手段が一般的に用いられている。

【０００７】しかし、光ディスクの高速大容量化が進む
に従い、各マージンが小さくなる傾向にある。例えば、
光ディスク装置を例にとると、レーザ光源１０が赤色レ
ーザから青色レーザに変わり、大容量化が進むと考えら
れるが、フォーカス、トラック、チルトの各方向の許容
誤差は狭まる一方である。したがって、アクチュエータ
の高帯域化と同時にサーボ系の高精度追従が必要とな
り、自励振動あるいは外界からの振動を能動的に抑制し
なければドライブ性能を満たすことは困難になる。特
に、可搬型の光ディスク装置は、外乱を常時受けるた
め、振動を能動的に補償する必要がある。

【０００８】従来、外乱を抑制する手段として、外乱オ
ブザーバを用いたサーボ装置が提案されている。また、
光ヘッドサーボの高精度追従を実現する手段として、非
線形フィルタを用いた可変構造型のヘッド位置制御装置
が特開平９−９１９０２号公報で提案されている。この
装置では、ヘッド位置が目標位置を中心とするあらかじ
め設定された範囲外に外れると、目標位置にヘッドを引
き戻そうとする大きな制御信号を発生させることができ
る。また、位置誤差信号等をデットゾーン特性によって
処理することにより、チャタリングの発生を抑制するこ
とができる。これらによって、高い位置決め精度及び高
い外乱抑制性を得ることができるとされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなサーボ装置でも、高速大容量化の進んだ光ディスク
装置、特に外乱を常時受ける可搬型の光ディスク装置で
は、外乱抑制性が不十分であるという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
内的外乱あるいは外的外乱が印加された場合でも、より
安定した高精度の追従性を実現することができるサーボ
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のサーボ装置は、
移動部材の状態量を検出する検出部（１７）と、この検
出された状態量の目標状態量に対する誤差を圧縮すべく
第１の制御信号を生成する誤差圧縮部（１３）と、前記
検出された状態量の前記目標状態量に対する誤差を圧縮
すべく、前記検出された状態量を非線形処理して第２の
制御信号を生成する非線形コントローラ部（２１）と、
前記検出された状態量と移動部材制御信号（２４）とか
ら外乱の状態を推定し、推定した外乱量を第３の制御信
号として出力する外乱オブザーバ部（２０）と、前記誤
差を圧縮し、かつ外乱を抑制すべく前記第１、第２、第
３の制御信号を合成して前記移動部材制御信号を得る合
成器（１９）と、前記移動部材制御信号を基に前記移動
部材を駆動する駆動手段（１８）とを有するものであ
る。非線形コントローラ部は、移動部材（光ディスクで
は、対物レンズ）の状態量（位置、速度、加速度）に応
じて、移動部材の各状態量を目標状態量（レーザビーム
スポットが光ディスクの情報記録面上に結像する状態、
すなわち合焦状態に相当する対物レンズの目標状態量）
に追従させる働きがある。従来用いられている線形フィ
ルタの制御では、常時一定のゲインで制御されるが、本
発明の非線形コントローラ部では、非線形フィルタを用
い、状態に応じてゲインも切り替わる構成をとる。具体
的には、位置及び速度の状態に応じて、ゲインを切り替
え、目標状態からかけ離れているときには、高いゲイン
で制御を行い、目標近辺ではデッドゾーンを設け、安定
に目標に収束するよう制御する。外乱オブザーバ部は、
移動部材の外乱を推定する。具体的には、状態量（位
置、速度、加速度）と移動部材制御信号とを入力とし、
光ディスク装置の場合であれば、シーク時の自励振動
や、ビデオカメラあるいは携帯端末等に内蔵される可搬
型装置での外界からの振動による外乱を推定する。誤差
圧縮部は、移動部材を目標状態量に追従させる。従来の
光ディスク装置のフォーカス系、トラック系では位相補
償器が一般的に用いられている。誤差圧縮制御は、記録
再生時にはフォーカス系ではデータ面に光ビームの焦点
を追従させ、トラック系であればトラックに追従させる
よう働く。誤差圧縮部への入力は目標位置に対する誤差
信号で、位相補償器で位相特性を改善し、この信号をア
クチュエータ駆動部へ入力し閉ループを構成すること
で、光ビームの焦点は目標位置に追従する。移動部材制
御信号は、非線形コントローラ部と外乱オブザーバ部と
誤差圧縮部とからの各出力信号を合成することで生成さ
れる。非線形コントローラ部及び誤差圧縮部からの信号
は、移動部材を目標状態量に追従させるよう制御する働
きがある。また、外乱オブザーバからの出力信号は、外
乱を推定した信号であり、移動部材制御信号が外乱の影
響を抑制するよう合成される。

【００１１】また、本発明のサーボ装置の１構成例にお
いて、前記非線形コントローラ部は、前記移動部材と目
標位置との相対速度を推定する推定手段（３１）と、前
記検出された状態量と前記相対速度とを合成する手段
（３３）と、この合成後の信号に非線形フィルタ処理を
施して前記第２の制御信号を生成する非線形処理手段
（３４）とを備えるものである。また、本発明のサーボ
装置の１構成例において、前記外乱オブザーバ部は、前
記検出された状態量と前記移動部材制御信号とにオブザ
ーバフィルタ処理を施して前記第３の制御信号を生成す
るオブザーバ処理手段（３０）を備えるものである。ま
た、本発明のサーボ装置の１構成例において、前記誤差
圧縮部は、前記検出された状態量にリードラグフィルタ
処理を施して前記第１の制御信号を生成する演算手段
（１４）を備えるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態となる光ディスク装置のフォーカスサーボ装置
（フォーカス追従制御器）の構成を示すブロック図であ
り、図１１と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態のフォーカスサーボ装置は、図１１のサー
ボ装置に、外乱オブザーバ部２０と非線形コントローラ
部２１とを加えたものである。

【００１３】すなわち、本実施の形態のフォーカスサー
ボ装置は、レーザビームスポット２３を情報記録位置に
追従させる手段として、フォーカス位置検出部１７とフ
ォーカスアクチュエータ１８と誤差圧縮部１３と非線形
コントローラ部２１とを備えている。光ディスク１から
の戻り光は、対物レンズ６、光ヘッド９を通過して光検
出器１１で電気信号に変換され、フォーカス位置誤差検
出器１２へ送られる。フォーカス位置誤差検出器１２
は、光検出器１１の出力信号から、レーザビームスポッ
ト２３（焦点位置）と情報記録面５上の情報記録位置と
のフォーカス方向の誤差を示すフォーカス誤差信号１６
を抽出して出力する。

【００１４】誤差圧縮部１３は、フォーカス誤差信号１
６を制御演算器１４に取り込んでリードラグフィルタ処
理を施す。非線形コントローラ部２１は、非線形フィル
タを用い、状態に応じてゲインも切り替わる構成をと
る。具体的には、位置及び速度の状態に応じて、ゲイン
を切り替え、目標状態からかけ離れているときには、高
いゲインで制御を行い、目標近辺ではデッドゾーンを設
け、安定に目標に収束するよう制御する。外乱オブザー
バ部２０は、外乱状態を推定するオブザーバ演算を行
い、推定した外乱の大きさを示す信号を出力する。

【００１５】誤差圧縮部１３及び非線形コントローラ部
２１の出力信号は、レーザビームスポット２３を目標状
態量に追従させるよう制御する働きがあるので、誤差圧
縮部１３の出力と非線形コントローラ部２１の出力と外
乱オブザーバ部２０の出力とを合成器１９で合成するこ
とにより、所望のフォーカス追従性と外乱抑制性とを得
るための制御信号２４を生成することができる。

【００１６】パワーアンプ１５は、制御信号２４を増幅
してフォーカスアクチュエータ１８に出力する。フォー
カスアクチュエータ１８は、対物レンズ６を備えたボビ
ンに固定されているコイル７と、コイル７と対向するよ
うに配置された磁石８とからなる。磁石８から生じた磁
界中にあるコイル７にパワーアンプ１５から電流を供給
することで、対物レンズ６（ボビン）をフォーカス方向
に駆動することができる。

【００１７】図２は外乱オブザーバ部２０の１構成例を
示すブロック図である。外乱オブザーバ部２０は、フォ
ーカス位置誤差検出器１２から出力されたフォーカス誤
差信号１６と合成器１９から出力された制御信号２４と
をオブザーバ処理器３０に入力し、オブザーバ処理器３
０でオブザーバ演算を行い、演算の結果得られた信号を
合成器１９へ出力する。オブザーバ処理器３０によるオ
ブザーバ演算は、周波数領域で例えば次式に従う。Ｆ＝｛（ｓ²＋ａｓ＋ｂ）Ｖ_O−Ｇ_OｃＧＶ_I｝／｛ｓ³＋（ａ＋ｋ₁Ｇ_O）ｓ²＋（ａｋ₁Ｇ_O＋ｂ＋ｋ₂Ｇ_O）ｓ＋ｃｋ₃Ｇ_O｝・・・（１）

【００１８】式（１）において、Ｆはオブザーバ処理器
３０の出力、Ｖ_I はフォーカスアクチュエータ１８の入
力である電流値、Ｖ_O はフォーカスアクチュエータ１８
の出力である、対物レンズ６のフォーカス方向の変位で
ある。ａ，ｂ，ｃ，Ｇ_O，Ｇはアクチュエータ物理定数
で、フォーカスアクチュエータ１８の構成から物理的に
定まる定数である。ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃は、オブザーバ処理
器３０によるオブザーバ演算処理を安定化するための定
数で、オブザーバ演算の安定度及び収束度を決定する。

【００１９】また、フォーカスアクチュエータ１８の物
理モデルは次式に従う。Ｖ_O＝（Ｇ_OｃＧＶ_I）／（ｓ²＋ａｓ＋ｂ）・・・（２）以上のオブザーバ演算の具体的な設計の１例は、極配置
法により求めることが可能である。

【００２０】図３は非線形コントローラ部２１の１構成
例を示すブロック図である。非線形コントローラ部２１
は、速度推定器３１、増幅器３２、加算器３３、非線形
処理器３４及び増幅器３５からなる。速度推定器３１
は、フォーカス誤差信号１６を基に、情報記録面５上の
情報記録位置とレーザビームスポット２３との相対速度
を推定して、推定した相対速度を示す速度推定信号３６
を出力する。

【００２１】相対速度の推定方法としては、フォーカス
誤差信号１６を微分する方法や、フォーカス誤差信号１
６の一定時間毎の差分をとる方法などが考えられる。ま
た、フォーカス誤差信号１６を使用せずに、外乱オブザ
ーバ部２０内での演算処理から速度を推定する方法も考
えられる。

【００２２】増幅器３２は、フォーカス誤差信号１６を
所定のゲインで増幅して振幅調整する。加算器３３は、
増幅器３２から出力された振幅調整されたフォーカス誤
差信号３７と、速度推定器３１から出力された速度推定
信号３６とを加算する。非線形処理器３４は、加算器３
３の出力信号を非線形処理して出力する。増幅器３５
は、非線形処理器３４の出力信号を所定のゲインで増幅
して振幅調整し、合成器１９へ送る。

【００２３】次に、非線形処理器３４における非線形処
理について説明する。本実施の形態の非線形処理は、デ
ッドゾーンを有する可変構造系と呼ばれる処理である。
ここで、フォーカス誤差信号１６が示すフォーカス誤差
Ｘ₁と、速度推定信号３６が示す相対速度Ｘ₂とを軸と
する図４に示すような平面（以下、フォーカス誤差−相
対速度平面と呼ぶ）を定義する。

【００２４】このフォーカス誤差−相対速度平面におい
て、次式で定義するような切り替え線σ＋，σ−を設
け、この切り替え線σ＋，σ−を境界として非線形処理
器３４の動作を切り替えることにより、非線形制御を実
現する。Ｓ₁Ｘ₁＋Ｘ₂−（σ±）＝０・・・（３）

【００２５】式（３）において、Ｓ₁は増幅器３２のゲ
インである。次に、非線形処理器３４に入力される加算
器３３の出力Ｓ₁Ｘ₁＋Ｘ₂ をσとしたとき、この加算器
３３の出力σを入力とする次式のような制御則を定義す
る。

【００２６】

【数１】

【００２７】式（４）において、ｋは増幅器３５のゲイ
ン、ｕは非線形コントローラ部２１（増幅器３５）の出
力である。非線形処理器３４への入力σが図４のフォー
カス誤差−相対速度平面において切り替え線σ＋，σ−
に囲まれた領域内に位置する場合、すなわちσ−≦σ≦
σ＋が成立する場合、式（４）により、非線形処理器３
４の出力は０となり、非線形コントローラ部２１の出力
ｕが０となる。この切り替え線σ＋，σ−に囲まれた領
域をデッドゾーン４０と呼ぶ。

【００２８】なお、σ−≦σ≦σ＋が成立する場合、非
線形コントローラ部２１の出力ｕは０となるが、フォー
カスアクチュエータ１８、光検出器１１、フォーカス位
置誤差検出器１２、誤差圧縮部１３、外乱オブザーバ部
２０、非線形コントローラ部２１、合成器１９及びパワ
ーアンプ１５からなるフォーカスサーボループ内に設け
られた誤差圧縮部１３及び外乱オブザーバ部２０の働き
により、非線形処理器３４への入力σがフォーカス誤差
−相対速度平面上で原点に近づくようにフォーカスアク
チュエータ１８が制御される。すなわち、フォーカス誤
差Ｘ₁、相対速度Ｘ₂がそれぞれ０に近づくように制御
される。

【００２９】一方、非線形処理器３４への入力σがフォ
ーカス誤差−相対速度平面において切り替え線σ＋より
外側（原点から離れる方向）に位置する場合、すなわち
σ＋＜σが成立する場合、式（４）により、非線形処理
器３４の出力はσとなり、非線形コントローラ部２１の
出力ｕがｋσとなる。同様に、非線形処理器３４への入
力σがフォーカス誤差−相対速度平面において切り替え
線σ−より外側に位置する場合、すなわちσ＜σ−が成
立する場合、非線形処理器３４の出力はσとなり、非線
形コントローラ部２１の出力ｕがｋσとなる。

【００３０】σ＋＜σ又はσ＜σ−が成立する場合で
は、誤差圧縮部１３、外乱オブザーバ部２０及び非線形
コントローラ部２１の働きにより、非線形処理器３４へ
の入力σがフォーカス誤差−相対速度平面上で原点に近
づくようにフォーカスアクチュエータ１８が制御され
る。

【００３１】σ＋＜σ又はσ＜σ−が成立する場合、以
上のような働きにより、非線形処理器３４への入力σが
フォーカス誤差−相対速度平面上で切り替え線σ＋，σ
−に近づくよう制御される。入力σがフォーカス誤差−
相対速度平面上で切り替え線σ＋又はσ−を越えた場
合、式（４）に従い制御則の切り替えが発生する。

【００３２】本実施の形態のようなデッドゾーン４０が
ない場合には、チャタリングが発生する。例えば、非線
形処理器３４への入力σが左側から切り替え線に近づい
て切り替え線を越えたとき、制御則の切り替えが発生
し、σを切り替え線に引き戻そうとする制御が行われ、
この制御により、σが右側から切り替え線を越えると、
制御則の切り替えが再び発生し、σを切り替え線に引き
戻そうとする制御が行われる。このように、デッドゾー
ン４０がない場合、σが切り替え線に近づいたり離れた
りする動作が繰り返されることになる。

【００３３】これに対して、本実施の形態では、デッド
ゾーン４０を設けることにより、増幅器３５のゲインｋ
をハイゲイン化したとしても、チャタリングの発生を抑
制することができ、σの収束度を高め、かつσを安定的
に原点近傍へ近づけることができる。

【００３４】誤差圧縮部１３の出力と外乱オブザーバ部
２９の出力と非線形コントローラ部２１の出力とを合成
器１９で合成し、合成器１９の出力をパワーアンプ１５
を介してフォーカスアクチュエータ１８に与え、フォー
カスアクチュエータ１８を制御することで、シーク時の
自励振動や外界からの振動を抑圧することができ、フォ
ーカス追従を安定化することが可能である。

【００３５】なお、本実施の形態では、合成器１９で誤
差圧縮部１３、外乱オブザーバ部１２０及び非線形コン
トローラ部２１の各出力を加算処理しているが、これに
限るものではなく、所望のフォーカス追従性及び外乱抑
制性が得られればよく、減算処理してもよい。

【００３６】以上のように、本実施の形態のサーボ装置
によれば、従来例に見られる外乱オブザーバ部を単独で
用いるサーボ装置、あるいは耐振制御手段を搭載してい
ないサーボ装置に比べて、優れた外乱抑圧効果が得られ
る。以下、本実施の形態の効果を具体的に示す。

【００３７】図５は、耐振制御手段を搭載していないサ
ーボ装置に周波数４００Ｈｚの１．０Ｇ０−Ｐの正弦波
状連続外乱を加えた場合のフォーカスアクチュエータ変
位の時間応答を示す波形図である。図６は、外乱オブザ
ーバ部のみを搭載しているサーボ装置に図５と同様の正
弦波状連続外乱を加えた場合のフォーカスアクチュエー
タ変位の時間応答を示す波形図である。図７は、本実施
の形態のサーボ装置に図５と同様の正弦波状連続外乱を
加えた場合のフォーカスアクチュエータ変位の時間応答
を示す波形図である。図５〜図７において、横軸は時
間、縦軸はフォーカス誤差である。さらに、各サーボ装
置に正弦波状連続外乱を加えた場合のフォーカスアクチ
ュエータ変位と外乱抑制効果とを表１にまとめて示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】図５〜図７及び表１から明らかなように、
本実施の形態のサーボ装置を用いた場合、従来のサーボ
装置に比べて、より良好な外乱抑制効果が得られること
が分かる。

【００４０】図８は、耐振制御手段を搭載していないサ
ーボ装置に２．５ｍｓ幅で１．０Ｇ０−Ｐの半正弦波状
外乱を単発で加えた場合のフォーカスアクチュエータ変
位の時間応答を示す波形図である。図９は、外乱オブザ
ーバ部のみを搭載しているサーボ装置に図８と同様の単
発外乱を加えた場合のフォーカスアクチュエータ変位の
時間応答を示す波形図である。図１０は、本実施の形態
のサーボ装置に図８と同様の単発外乱を加えた場合のフ
ォーカスアクチュエータ変位の時間応答を示す波形図で
ある。図８〜図１０において、横軸は時間、縦軸はフォ
ーカス誤差である。さらに、各サーボ装置に単発外乱を
加えた場合のフォーカスアクチュエータ変位と外乱抑制
効果とを表２にまとめて示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】図８〜図１０及び表２から明らかなよう
に、本実施の形態のサーボ装置を用いた場合、従来のサ
ーボ装置に比べて、より良好な外乱抑制効果が得られる
ことが分かる。以上のように、本実施の形態のサーボ装
置を用いると、連続外乱、単発外乱の何れが加わった場
合でも、従来のサーボ装置に比べて外乱抑制性が向上
し、その結果、外乱に影響されることなく、高い追従性
を得ることができる。

【００４３】なお、本実施の形態では、フォーカスサー
ボ装置について説明したが、トラックサーボ装置、チル
トサーボ装置についても同様な構成で実現可能である。
また、本実施の形態では、単軸に対し外乱が発生する場
合を示したが、複数軸、特に光ディスク装置におけるチ
ルト制御系とトラック制御系の干渉を除去する手段とし
ても、本発明は有効である。

【００４４】光ディスク装置では、最近の高密度化に伴
い、レーザ光軸４とディスク面とを垂直に保つためのチ
ルトサーボ装置を有するものが存在する。チルトサーボ
装置の構成としては、レールチルト手段を有するものと
アクチュエータチルト手段を有するものとがある。レー
ルチルト手段は、光ヘッド９のケースごとディスク面に
対してチルトを制御する手段で、アクチュエータチルト
手段は、対物レンズ６のチルトをアクチュエータで制御
する手段である。

【００４５】アクチュエータチルト手段の場合、チルト
を変化させる動作によって、トラック追従に干渉が発生
することが問題になる。具体的には、チルト角の変化に
伴い、チルトの支点とトラック面までの距離を乗じた分
だけトラック方向のずれが発生することになる。チルト
を変化させる動作周波数が低い周波数（１０Ｈｚ以下）
であれば、トラックの圧縮率が前記干渉を十分に抑圧で
きる性能がある。しかし、チルトの動作周波数がディス
ク回転数（５０Ｈｚ）程度になると、トラックの圧縮率
が十分ではなくなり、チルトからの干渉を完全に抑圧で
きない。

【００４６】そこで、本実施の形態で説明したサーボ装
置をトラックサーボ装置に適用し、チルトを変化させる
ことによるトラックサーボへの干渉を外乱として扱うこ
とで、トラックサーボへのチルト動作の干渉を抑圧する
ことができ、安定したトラックサーボ系及びチルトサー
ボ系を提供できる。この場合の構成はフォーカスサーボ
と同様であり、誤差圧縮部１３及び非線形コントローラ
部２１は、図示しないトラック位置検出部で検出された
トラック誤差を圧縮すべく動作する。外乱オブザーバ部
２０は、トラック誤差信号と合成器１９の出力とを入力
とし、チルト動作からの干渉成分を外乱として推定し、
合成器１９でその影響を抑圧するよう信号の合成を行
う。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、誤差圧縮部と非線形コ
ントローラ部と外乱オブザーバ部とを設けることによ
り、目標状態量に対する高精度の追従性と優れた外乱抑
制性とを得ることができる。その結果、従来のサーボ装
置を超える高精度の追従性を外的あるいは内的外乱が印
加された状態でも維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態となる光ディスク装置の
フォーカスサーボ装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態における外乱オブザーバ
部の１構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態における非線形コントロ
ーラ部の１構成例を示すブロック図である。

【図４】フォーカス誤差−相対速度平面を示す図であ
る。

【図５】耐振制御手段を搭載していない従来のサーボ
装置に連続外乱を加えた場合のフォーカスアクチュエー
タ変位の時間応答を示す波形図である。

【図６】外乱オブザーバ部のみを搭載している従来の
サーボ装置に連続外乱を加えた場合のフォーカスアクチ
ュエータ変位の時間応答を示す波形図である。

【図７】本発明の実施の形態のサーボ装置に連続外乱
を加えた場合のフォーカスアクチュエータ変位の時間応
答を示す波形図である。

【図８】耐振制御手段を搭載していない従来のサーボ
装置に単発外乱を加えた場合のフォーカスアクチュエー
タ変位の時間応答を示す波形図である。

【図９】外乱オブザーバ部のみを搭載している従来の
サーボ装置に単発外乱を加えた場合のフォーカスアクチ
ュエータ変位の時間応答を示す波形図である。

【図１０】本発明の実施の形態のサーボ装置に単発外
乱を加えた場合のフォーカスアクチュエータ変位の時間
応答を示す波形図である。

【図１１】光ディスク装置の従来のフォーカスサーボ
装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…スピンド
ルモータ軸、４…レーザ光軸、５…情報記録面、６…対
物レンズ、７…コイル、８…磁石、９…光ヘッド、１０
…レーザ光源、１１…光検出器、１２…フォーカス位置
誤差検出器、１３…誤差圧縮部、１４…制御演算器、１
５…パワーアンプ、１６…フォーカス誤差信号、１７…
フォーカス位置検出部、１８…フォーカスアクチュエー
タ、１９…合成器、２０…外乱オブザーバ部、２１…非
線形コントローラ部、２２…レーザビーム、２３…レー
ザビームスポット、２４…制御信号、３０…オブザーバ
処理器、３１…速度推定器、３２…増幅器、３３…加算
器、３４…非線形処理器、３５…増幅器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 7/095 Ｇ１１Ｂ 7/095 Ｇ 21/10 21/10 ＬＦターム(参考） 5D096 AA05 DD09 GG10 KK11 KK12 5D118 AA24 BA01 CA05 CA11 CA13 CD01 5H004 GA07 GB20 HA06 HB06 JB22 KA45 KA65 KA74 KB26 5H303 AA22 BB01 BB06 BB11 CC06 DD04 FF03 KK01 KK10 KK11 KK22 KK24 MM05 QQ03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動部材の状態量を目標状態量に追従さ
せるサーボ装置において、移動部材の状態量を検出する検出部と、この検出された状態量の目標状態量に対する誤差を圧縮
すべく第１の制御信号を生成する誤差圧縮部と、前記検出された状態量の前記目標状態量に対する誤差を
圧縮すべく、前記検出された状態量を非線形処理して第
２の制御信号を生成する非線形コントローラ部と、前記検出された状態量と移動部材制御信号とから外乱の
状態を推定し、推定した外乱量を第３の制御信号として
出力する外乱オブザーバ部と、前記誤差を圧縮し、かつ外乱を抑制すべく前記第１、第
２、第３の制御信号を合成して前記移動部材制御信号を
得る合成器と、前記移動部材制御信号を基に前記移動部材を駆動する駆
動手段とを有することを特徴とするサーボ装置。
【請求項２】請求項１記載のサーボ装置において、前記非線形コントローラ部は、前記移動部材と目標位置
との相対速度を推定する推定手段と、前記検出された状
態量と前記相対速度とを合成する手段と、この合成後の
信号に非線形フィルタ処理を施して前記第２の制御信号
を生成する非線形処理手段とを備えることを特徴とする
サーボ装置。
【請求項３】請求項１記載のサーボ装置において、前記外乱オブザーバ部は、前記検出された状態量と前記
移動部材制御信号とにオブザーバフィルタ処理を施して
前記第３の制御信号を生成するオブザーバ処理手段を備
えることを特徴とするサーボ装置。
【請求項４】請求項１記載のサーボ装置において、前記誤差圧縮部は、前記検出された状態量にリードラグ
フィルタ処理を施して前記第１の制御信号を生成する演
算手段を備えることを特徴とするサーボ装置。