JP2003296950A - 光学記憶装置のシーク制御方法 - Google Patents
光学記憶装置のシーク制御方法Info
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Abstract
ーク動作するための光学記憶装置のシーク制御方法に関
し、シークとオントラックでの制御を安定にする。 【構成】 光ビーム移動機構をシーク制御するための光
学記憶装置のシーク制御方法において、目標位置を計算
するステップと、光ビームのトラックとの相対位置を示
すトラックエラー信号から現在位置を検出するステップ
と、目標位置と現在位置との誤差がゼロになるようなフ
ィードバック制御量を算出するステップと、フィードバ
ック制御量により光ビーム移動機構を制御するステップ
とを有する。このフィードバック制御量の位相補償係数
をシークとオントラックで変えることにより、安定なオ
ントラック制御と高速シークを実現する。
Description
体の目標トラックにシーク動作するための光学記憶装置
のシーク制御方法に関し、特にDSPを用いた光学記憶
装置のシーク制御方法に関する。
憶装置は、広く記憶装置として利用されている。このよ
うな光学記憶装置では、光ビームを光学記憶媒体に照射
して、光学記憶媒体にデータをライトし、リードする。
ラックへ移動させる、所謂シーク動作を行う。このシー
ク動作において、光ビームの位置を検出するため、光学
記憶媒体から反射光により、トラックエラー信号を発生
している。このようなトラックエラー信号から現在位置
を検出する際には、シーク速度が早くなっても、正確に
現在位置を検出する技術が望まれる。
を検出する方法として、トラックエラー信号のアナログ
値から現在位置を検出する方法が知られている。又、他
のトラックエラー信号から現在位置を検出する方法とし
て、トラックエラー信号をゼロスライスして、トラック
ゼロクロス信号TZCを得る。このトラックゼロクロス
信号をカウントして、現在位置を検出する方法が知られ
ている。
ラー信号TESの周期は、最高速度の時には、500k
Hzにもなる。このため、デジタルサーボのサンプリング
周波数50kHz〜40kHzに対しては、1回のサンプル
に対して、10トラック以上に達することもある。
速度の増加とともに、その振幅が小さくなる。このた
め、トラックエラー信号のアナログ値から現在位置を求
める方法では、シーク速度が速い場合には、現在位置を
1トラック若しくはそれ以下の精度で検出することが難
しく、正確なシーク制御が困難であるという問題があっ
た。
を算出する方法では、シーク速度が速い場合には、安定
に現在位置を検出することができる。しかし、シーク速
度が遅い場合には、速度が安定していない。このため、
トラックゼロクロス信号の間隔から現在位置を検出する
方法では、正確な位置検出が困難であり、シーク制御の
阻害となっていた。
定にするための光学記憶装置のシーク制御方法を提供す
るにある。
て、最適な位相補償を行うための光学記憶装置のシーク
制御方法を提供するにある。
学記憶媒体のあるトラックから目的トラックにシーク動
作するため、光ビーム移動機構をシーク制御するための
光学記憶装置のシーク制御方法において、目標位置を計
算するステップと、前記光ビームの前記トラックとの相
対位置を示すトラックエラー信号から現在位置を検出す
るステップと、前記目標位置と前記現在位置との誤差が
ゼロになるようなフィードバック制御量を算出するステ
ップと、前記フィードバック制御量により、前記光ビー
ム移動機構を制御するステップとを有し、前記現在位置
を検出するステップは、前記光ビームの速度が遅い時
は、前記トラックエラー信号をアナログ/デジタル変換
器によりアナログ/デジタル変換した信号から前記現在
位置を検出する第1の現在位置検出ステップと、前記光
ビームの速度が速い時は、ゼロクロス回路により前記ト
ラックエラー信号をゼロスライスされたトラックゼロク
ロス信号によるカウント値から前記現在位置を検出する
第2の現在位置検出ステップとを有する。
ードバック制御量を算出するステップは、前記目標位置
と前記検出位置との誤差を、位相補償計算するステップ
を含み、前記位相補償計算するステップは、前記位相補
償計算の係数を、前記シーク中は、前記光ビームのオン
トラック中と異なる係数を使用して、前記位相補償計算
するステップである。
ラックエラー信号TESのアナログ値から現在位置を検
出する。光ビームの速度が遅い場合には、トラックエラ
ー信号TESの振幅が充分大きいため、トラックエラー
信号TESのアナログ値から正確な現在位置の検出が可
能となる。
ラックエラー信号TESから得たトラックゼロクロス信
号のカウント値から現在位置を検出する。光ビームの速
度が速い場合には、トラックエラー信号TESの振幅が
小さくなるため、トラックゼロクロス信号のカウント値
から正確な現在位置を検出する。
在位置の検出方法を変えるため、シーク中に、正確な現
在位置検出が可能となり、安定な位置制御が可能とな
る。
ング間隔での移動量が大きく、且つ誤差も大きいため、
シーク中の入力ゲインを下げて位置制御をしていた。入
力ゲインが小さくなると、位相補償系の特性も疑似的に
低域にシフトしたような特性となる。このため、結果的
には、シーク終了時のトラック飛び込みの安定性が低下
する。そこで、シーク中の位相特性を改善するため、シ
ーク中は、オントラック中と異なる位相補償特性を付与
するようにした。
図1の構成のゼロクロスコンパレータの回路図、図3は
図2の構成のトラックカウンタ回路の回路図である。図
において、トラックアクセスに関係のないフォーカス系
のサーボ構成を省略してある。
ナ)2によりレーザー光を照射される。これにより、デ
ータのリード/ライトが行われる。光学ヘッド2は、光
ディスク1にレーザー光を照射するための対物レンズ2
0と、対物レンズ20を光ディスク1のトラックを横切
る方向に駆動するアクチュエータ21と、対物レンズ2
0の位置を検出するレンズ位置検出器22とを有する。
学ヘッド2を、光ディスク1のトラックを横切る方向に
移動する。
3は、40kHz〜50kHzのサンプルタイマ割り込みに
より、オントラック中は、トラックエラー信号TESを
サンプルし、トラックセンターからの位置誤差を得る。
そして、制御量を作成する。同様に、シーク処理中は、
図4以下で説明するように、トラックエラー信号TES
から制御量を作成する。
ンド等のホストコマンドを発行し、且つシークのディフ
ァレンス等のホストデータを転送する。
ホストMPU5からのトラックオフセット値をアナログ
量に変換する。加算器41は、トラックエラー信号TE
Sに第1のデジタル/アナログ変換器40の出力(トラ
ックオフセット量)を加算する。
ラー信号TESの高域成分をカットするアナログ・ロー
パスフィルタである。そのカットオフ周波数は、20k
Hzに設定してある。第1のアナログ/デジタル変換器4
3は、ローパスフィルタ42からのアナログ・トラック
エラー信号TESをデジタル値に変換する。
ッド2の図示しない4分割光検出器から得られる周知の
ものである。このトラックエラー信号TESは、トラッ
ク横断毎に、1周期の正弦波をなす。
路)44は、図2に示すように、トラックエラー信号T
ESを基準電圧でスライスして、トラックゼロクロス信
号TZCを発生する。
ように、トラックゼロクロス信号TZCから光ビームの
位置を検出するためのものである。
検出器22からのレンズポジション信号LPOSの高域
成分をカットするアナログ・ローパスフィルタである。
第2のアナログ/デジタル変換器47は、ローパスフィ
ルタ46からのアナログ・レンズポジション信号LPO
Sをデジタル値に変換する。
DSP3からの疑似トラックエラー信号をアナログ量に
変換する。この疑似トラックエラー信号は、DSP3
が、第1のアナログ/デジタル変換器43から入力され
たトラックエラー信号に所定のゲインを付与したもので
ある。この疑似トラックエラー信号をモニターして、そ
の値が上下対称となるように、トラックオフセット値が
調整される。
DSP3からのアクチュエータ制御値をアナログ量に変
換する。駆動回路50は、第3のデジタル/アナログ変
換器49の出力により、アクチュエータ21を駆動す
る。
DSP3からのVCM制御値をアナログ量に変換する。
駆動回路52は、第4のデジタル/アナログ変換器51
の出力により、VCM23を駆動する。
いて、図2により説明する。図2に示すように、加算ア
ンプ53は、基準電圧から第1のデジタル/アナログ変
換器40からのトラックオフセット量を差し引く。トラ
ックエラー信号TESは、基準電圧Vref 中心の信号で
あるが、回路オフセット等のDC成分を含んでいる。こ
のため、予め測定したトラックオフセット値によりDC
成分を補正する。尚、R3、R4、R5は、抵抗であ
る。
の補正された基準電圧と、トラックエラー信号TESと
を比較して、トラックゼロクロス信号TZCを出力す
る。このコンパレータ54は、スライス後のデジタル電
圧を抵抗R1、R2及びコンデンサCを介して正帰還さ
れている。
リシス特性を与え、ノイズに対して鈍感にしている。こ
れにより、トラックエラー信号TESに、ID髭等のノ
イズを検出しないようにしている。
ッチSW1をオン/オフすることにより、可変にしてあ
る。光ビームの速度が比較的遅い時は、スイッチSW1
をオンして、帰還量を大きくする。これにより、ノイズ
に対する誤動作を防止する。
小さくなる速度が比較的速い場合には、スイッチSW1
をオフして、帰還量を小さくする。これにより、トラッ
クエラー信号TESのゼロクロスが確実に検出できるよ
うに制御している。
う。DSP3は、後述する速度検出により、速度が基準
速度をオーバーすると、スイッチSW1をオフする。
て、図3により説明する。図3に示すように、ゼロクロ
スパルス発生回路60は、トラックゼロクロス信号TZ
Cをシステムクロックに同期させて、エッジパルスを発
生する。
らのラッチ信号からラッチパルスを作成する。インター
バルカウンタ62は、エッジパルス(トラックゼロクロ
ス信号TZC)の間隔を、システムクロックを計数する
ことにより、計数する。
ルスに応じて、インターバルカウンタ62の出力をラッ
チする。データ保持用ラッチ回路64は、ラッチパルス
によりラッチ回路63のデータを保持する。このラッチ
回路64の出力が、最新のゼロクロスインターバル値A
を示す。そして、ラッチ回路64の出力は、DSP3に
出力される。
らのロード信号(ライト)に応じて、ロードパルスを発
生する。インバータ66は、DSP3からの目標トラッ
ク数を反転する。横断トラックカウンタ67は、ロード
パルスに応じて、目標トラック数の反転信号(目標トラ
ック数の補数)がロードされる。そして、横断トラック
カウンタ67は、そのロード値からエッジパルスを計数
する。
ルスに応じて、インターバルカウンタ62のカウント値
をラッチする。このラッチ回路68の出力は、最新のゼ
ロクロスから現在(ラッチパルス発生時)までのカウン
ト値Bを示す。このラッチ回路68の出力は、DSP3
に出力される。データ保持用ラッチ回路69は、ラッチ
パルスに応じて、横断トラックカウンタ67のカウント
値をラッチする。このラッチ回路69の出力は、残りト
ラック数Xrを示す。このラッチ回路68の出力は、D
SP3に出力される。
SP3のファームウェア構成図、図5は図4(C)にお
けるシークコマンド処理フロー図、図6はそのシーク処
理の説明図である。
モリを初期化して、アイドル状態となる。アイドル状態
において、割り込みがあると、割り込み処理を実行す
る。
(B)に示すサンプリング割り込み処理を実行する。こ
のサンプリング割り込み処理を説明する。
するVCMの制御量を計算するVCM計算処理を実行す
る。
ョンの制御量を計算するLPOS計算処理を実行する。
例えば、レンズロック時には、第2のアナログ/デジタ
ル変換器47からのレンズポジション信号LPOSをサ
ンプルし、光学ヘッド2とレンズとの相対位置を得る。
そして、レンズポジション信号LPOS信号により得ら
れる位置誤差がゼロとなるような制御量を計算する。こ
の制御量により、デジタル/アナログ変換器49及び駆
動回路50を介してトラックアクチュエータ21を制御
して、光学ヘッド2に対して、レンズ20が中心に位置
するように制御する。
置の制御量を計算するフォーカス計算処理を実行する。
するトラックアクチュエータの制御量を計算するトラッ
ク計算処理を実行する。そして、終了する。
と、図4(C)に示すホストインターフェース割り込み
処理を実行する。この割り込み処理においては、コマン
ドを解析して、コマンドを実行する。
ドの処理について、図5により説明する。
びシークのディファレンス、シークの方向を受けると、
レンズ加速終了トラック位置LAEをセットする。LA
Eは、「0.3」トラックに予め決められている。
終了トラック位置LCEをセットする。LCEは、
「4」トラックに予め決められている。
速終了位置PAEをX1にセットする。この値X1は、
ディファレンスDIFが、6000トラック以上なら、
「3000」トラックに設定する。一方、ディファレン
スDIFが、6000トラックを越えないときは、〔D
IF〕÷2を設定する。
2の定速終了位置PCEをX2にセットする。この値X
2は、ディファレンスDIFが、6000トラック以上
なら、(〔DIF〕−3000)トラックに設定する。
一方、ディファレンスDIFが、6000トラックを越
えないときは、X1を設定する。
速終了トラック位置PBEをX3にセットする。値X3
は、(〔DIF〕−4)トラックである。
置LBSをX4にセットする。この値X4は、(〔DI
F〕−0.3)トラックである。
置LBEをディファレンス〔DIF〕に設定する。
テータス信号SKSTSを「1」(レンズ加速)にセッ
トして、終了する。
ックまでのシーク処理モードが決定される。図6に示す
ように、トラック「0」からトラックLAE(0.3)
までは、レンズ加速期間である。このシークステータス
信号SKSTSは、「1」である。
までは、レンズ定速期間である。このシークステータス
信号SKSTSは、「2」である。トラックLCEから
トラックPAE(=X1)までは、ポジショナ加速期間
である。このシークステータス信号SKSTSは、
「3」である。
2)までは、ポジショナ定速期間である。このシークス
テータス信号SKSTSは、「4」である。トラックP
CEからトラックPBE(=X3)までは、ポジショナ
減速期間である。このシークステータス信号SKSTS
は、「5」である。
4)までは、レンズ定速期間である。このシークステー
タス信号SKSTSは、「6」である。トラックLBS
からトラックLBEまでは、レンズ減速期間である。こ
のシークステータス信号SKSTSは、「7」である。
尚、シークステータス信号SKSTSが「0」の時は、
オントラック中のファイン制御を示す。
は、レジスタに格納される。このようにして、シークデ
ィファレンスに応じて、各加速、定速、減速期間を設定
する。
フロー図、図8は図4(B)におけるトラック計算処理
フロー図、図9は図8におけるSKSTS判定処理フロ
ー図、図10(A)乃至図13は図8における目標位置
計算処理フロー図、図14は目標位置計算処理の説明図
である。
する。
信号SKSTSが「0」以外かを調べる。シークステー
タス信号SKSTSが「0」以外でないなら、即ち、シ
ークステータス信号SKSTSが「0」なら、ファイン
制御のため、ファイン制御を行う。即ち、トラックエラ
ー信号TESをアナログ/デジタル変換器43からサン
プルして、トラックセンターからの位置誤差を得る。そ
して、その位置誤差がゼロになるような制御量を演算し
て、トラックアクチュエータ21を制御する。
KSTSが「0」以外なら、シーク処理中である。DS
P3は、目標速度Vtを演算する。目標速度Vtは、
〔前回のサンプリング割り込みでの目標位置〕−〔今回
のサンプリング割り込みでの目標位置〕により得られ
る。これら目標位置は、図8のトラック計算処理により
得られる。
pを演算する。現在速度Vpは、〔前回のサンプリング
割り込みでの現在位置〕−〔今回のサンプリング割り込
みでの現在位置〕により得られる。この現在位置は、図
8のトラック計算処理により得られる。
り、速度誤差ΔVを演算する。
ーパスフィルタ(iiRフィルタ)計算を行い、制御量
を求める。
ードフォワードフラグが、オン(「1」)の時に、得ら
れた制御量にフィードフォワード量を加算する。このフ
ィードフォワード量は、加速度量αである。ある。
制御量をVCMのデジタル/アナログ変換器(DAC)
51に出力する。これにより、VCM計算処理を終了す
る。
算処理について説明する。
理により、シークステータス信号SKSTSを判定す
る。シークステータス信号SKSTSが「0」である
と、ファイン制御のため、前述の如く、オントラック制
御を行う。
信号SKSTSが「0」でないと、それぞれのシークス
テータスに応じた目標位置を計算する。この目標位置の
計算については、図10(A)乃至図13により後述す
る。
後述する現在位置の計算を行う。
計算する。図19にて後述するように、位置誤差POS
ERRは、〔目標位置〕−〔現在位置〕の演算により得
られる。
例・積分・微分)計算を行う。
ードフォワードフラグがオン(「1」)の時に、得られ
た制御量にフィードフォワード量を加算する。このフィ
ードフォワード量は、加速度量αである。
制御量をアクチュエータコイルのデジタル/アナログ変
換器(DAC)49に出力する。これにより、トラック
計算処理を終了する。
は、図6で説明したように、シークステータス信号SK
STSにより、シークのステータスを判定する処理であ
る。即ち、シークステータス信号SKSTSが「0」な
ら、ファイン制御である。シークステータス信号SKS
TSが「1」なら、レンズ加速制御である。
なら、レンズ定速制御である。シークステータス信号S
KSTSが「3」なら、ポジショナ加速制御である。シ
ークステータス信号SKSTSが「4」なら、ポシショ
ナ定速制御である。シークステータス信号SKSTSが
「5」なら、ポジショナ減速制御である。
なら、レンズ定速制御である。シークステータス信号S
KSTSが「7」なら、レンズ減速制御である。
図10(A)乃至図13のそれぞれの目標位置計算処理
を行う。
目標位置計算処理について説明する。
OSを計算する。図14に示すように、加速、減速は、
一定の加速度αを用いて行う。このため、加速における
目標位置xは、レンズの加速度をα1とし、時間をtと
すると、下記式で示される。
が、レンズ加速終了位置LAEを越えたかを判定する。
OSが、レンズ加速終了位置LAEを越えていると、レ
ンズ加速期間を越えているため、シークステータス信号
SKSTSを「2」(レンズ定速)に変える。
ィードフォワードフラグを「0」(フィードフォワード
加算無し)にして、終了する。
AGPOSが、レンズ加速終了位置LAEを越えていな
いと、未だレンズ加速期間である。従って、DSP3
は、レンズフィードフォワードフラグを「1」(フィー
ドフォワード加算有り)にして、終了する。
おける目標位置計算処理について説明する。
OSを計算する。図14に示したように、定速期間は、
加速度がゼロの期間である。このため、定速における目
標位置xは、加速度をα1とし、時間をt、加速終了時
間をt1とすると、下記式で示される。
が、レンズ定速終了位置LCEを越えたかを判定する。
DSP3は、目標位置TAGPOSが、レンズ定速終了
位置LCEを越えていないと、終了する。
OSが、レンズ定速終了位置LCEを越えていると、レ
ンズ定速期間を越えているため、シークステータス信号
SKSTSを「3」(ポジショナ加速)に変える。そし
て、終了する。
速における目標位置計算処理について説明する。
OSを計算する。図14に示すように、加速は、一定の
加速度α2を用いて行う。このため、加速における目標
位置xは、ポジショナの加速度をα2とし、時間をt、
レンズ加速の終了時間をt2とし、レンズ加速の終了位
置をx2とし、レンズ加速の終了位置での速度をv2と
すると、下記式で示される。
が、ポジショナ加速終了位置PAEを越えたかを判定す
る。
OSが、ポジショナ加速終了位置PAEを越えている
と、ポジショナ加速期間を越えているため、シークステ
ータス信号SKSTSを「4」(ポジショナ定速)に変
える。
ィードフォワードフラグを「0」(フィードフォワード
加算無し)にして、終了する。
AGPOSが、ポジショナ加速終了位置PAEを越えて
いないと、未だポジショナ加速期間である。従って、D
SP3は、VCMフィードフォワードフラグを「1」
(フィードフォワード加算有り)にして、終了する。
速における目標位置計算処理について説明する。
OSを計算する。図14に示したように、定速期間は、
加速度がゼロの期間である。このため、定速における目
標位置xは、加速度をα1とし、時間をt、ポジショナ
の加速終了時間をt3、ポジショナの加速終了位置をx
3、ポジショナの加速終了時の速度をv3とすると、下
記式で示される。
が、ポジショナ定速終了位置PCEを越えたかを判定す
る。DSP3は、目標位置TAGPOSが、ポジショナ
定速終了位置PCEを越えていないと、終了する。
OSが、ポジショナ定速終了位置PCEを越えている
と、ポジショナ定速期間を越えているため、シークステ
ータス信号SKSTSを「5」(ポジショナ減速)に変
える。そして、終了する。
速における目標位置計算処理について説明する。
OSを計算する。図14に示すように、減速は、一定の
減速度α2を用いて行う。このため、減速における目標
位置xは、ポジショナの加速度をα2とし、時間をt、
ポジショナ加速の終了時間をt4とし、ポジショナ加速
の終了位置をx4とし、ポジショナ加速の終了位置での
速度をv4とすると、下記式で示される。
が、ポジショナ減速終了位置PBEを越えたかを判定す
る。
OSが、ポジショナ減速終了位置PBEを越えている
と、ポジショナ減速期間を越えているため、シークステ
ータス信号SKSTSを「6」(レンズ定速)に変え
る。
ィードフォワードフラグを「0」(フィードフォワード
加算無し)にして、終了する。
AGPOSが、ポジショナ減速終了位置PBEを越えて
いないと、未だポジショナ減速期間である。従って、D
SP3は、VCMフィードフォワードフラグを「1」
(フィードフォワード加算有り)にして、終了する。
おける目標位置計算処理について説明する。
OSを計算する。図14に示したように、定速期間は、
加速度がゼロの期間である。このため、定速における目
標位置xは、時間をt、ポジショナの減速終了時間をt
5、ポジショナの減速終了位置をx5、ポジショナの減
速終了時の速度をv5とすると、下記式で示される。
が、レンズ定速終了位置LBSを越えたかを判定する。
DSP3は、目標位置TAGPOSが、レンズ定速終了
位置LBSを越えていないと、終了する。
OSが、レンズ定速終了位置LBSを越えていると、レ
ンズ定速期間を越えているため、シークステータス信号
SKSTSを「7」(レンズ減速)に変える。そして、
終了する。
目標位置計算処理について説明する。
OSを計算する。図14に示すように、減速は、一定の
減速度−α1を用いて行う。このため、減速における目
標位置xは、レンズの加速度をα1とし、時間をt、レ
ンズ定速の終了時間をt6とし、レンズ定速の終了位置
をx6とし、レンズ定速の終了位置での速度をv6とす
ると、下記式で示される。
が、レンズ減速終了位置LBEを越えたかを判定する。
OSが、レンズ減速終了位置LBEを越えていると、レ
ンズ減速期間を越えているため、シークステータス信号
SKSTSを「0」(ファイン制御)に変える。
ィードフォワードフラグを「0」(フィードフォワード
加算無し)にして、終了する。
AGPOSが、レンズ減速終了位置LBEを越えていな
いと、未だレンズ減速期間である。従って、DSP3
は、VCMフィードフォワードフラグを「1」(フィー
ドフォワード加算有り)にして、終了する。
目標位置を計算する。
について説明する。
ロー図、図16は図15におけるアナログ値からの計算
処理フロー図、図17及び図18は現在位置計算の説明
図である。
明する。
信号SKSTSが「3」(ポジショナ加速)、「4」
(ポジショナ定速)、「5」(ポジショナ減速)かを判
定する。
信号SKSTSが「3」、「4」、「5」であると、ポ
ジショナ制御期間のため、光ビームの速度が速いと判定
する。このため、トラックエラー信号の振幅が小さい。
従って、1トラック中の位置を、トラックカウンタ回路
45の値により求める。
回路64から最新のゼロクロスインターバルAと、ラッ
チ回路68から最新のゼロクロスから現在までのカウン
ト数Bを得る。最新のゼロクロスインターバルAと、最
新のゼロクロスから現在までのカウント数Bとは、図1
7に示すような関係にある。そして、1トラック中の位
置をB/Aにより求める。
ータス信号SKSTSが「3」、「4」、「5」でない
「1」、「2」、「6」、「7」であると、レンズ制御
期間のため、光ビームの速度が遅いと判定する。このた
め、トラックエラー信号TESの振幅は十分大きい。従
って、1トラック中の位置を、トラックエラー信号TE
Sのアナログ値から求める。
換器43からトラックエラー信号TESのデジタル値を
サンプルする。次に、DSP3は、図16に示すよう
に、1トラック中の位置を前記サンプル値から計算す
る。
の位置が求まると、DSP3は、現在位置を算出する。
このため、DSP3は、ラッチ回路69の残りトラック
数Xrを得る。そして、図17に示すように、シーク距
離(ディファレンス)Dから残りトラック数Xrを差し
引き、横断トラック数を求める。これに、1トラック中
の位置を加算して、現在位置を計算する。これにより、
現在位置計算処理を終了する。
は、トラックエラー信号の振幅が小さいため、トラック
ゼロクロス信号TZCによるデジタル値から現在位置を
計算する。一方、光ビームの速度が遅い時は、トラック
エラー信号の振幅が大きいため、トラックエラー信号T
ESのアナログ値から現在位置を計算する。これによ
り、光ビームの速度にかかわらず、正確な現在位置を求
めることができる。
おけるステップS72のアナログ値から計算する処理に
ついて、説明する。この実施例は、正弦波のトラックエ
ラー信号TESに対し、第1のアナログ/デジタル変換
器43の分解能をフルに使用するものである。
サンプルしたトラックエラー信号TESのデジタル値A
DCTESに定数Cを掛けて、デジタル値ADCTES
とする。
(A)乃至図13で計算した目標位置の端数が、0.2
5トラックを越えていないかを判定する。DSP3は、
目標位置の端数が、0.25トラックを越えていないと
判定すると、1トラック中の位置ADCPOSを、その
デジタル値ADCTESにセットする。そして、終了す
る。
が、0.25トラックを越えていると判定すると、目標
位置の端数が、0.75トラックを越えているかを判定
する。DSP3は、目標位置の端数が、0.75トラッ
クを越えていると判定すると、1トラック中の位置AD
CPOSを、そのデジタル値ADCTESにセットす
る。そして、終了する。
が、0.25トラック以上であり、0.75トラック以
下と判定すると、デジタル値ADCTESの符号を反転
して、−ADCTESとする。
が、0.5を越えているかを判定する。DSP3は、目
標位置の端数が、0.5を越えていると判定すると、1
トラック中の位置ADCPOSは、(デジタル値ADC
TES−0.5トラック)として算出する。そして、終
了する。
が、0.5トラック以下と判定すると、1トラック中の
位置ADCPOSは、(デジタル値ADCTES+0.
5トラック)として算出する。そして、終了する。
位置の端数が、0.25トラックを越えない範囲か、
0.75トラックを越える範囲ということは、目標位置
の端数が±0.25トラックの範囲内にあるということ
である。図18に示すように、この範囲では、トラック
エラー信号TESのデジタル変換値を利用できる。
25トラックの範囲外では、図示のように、トラックエ
ラー信号のデジタル値の符号を反転する。そして、目標
位置の端数が、0.5トラックを越える時は(即ち、1
トラック内の目標位置が、−0.25トラックから−
0.5トラックの間は)、トラックエラー信号ADCT
ESに、0.5トラック分の値を減算する。
を越えない時は(即ち、1トラック内の目標位置が、
0.25トラックから0.5トラックの間は)、トラッ
クエラー信号ADCTESに、0.5トラック分の値を
加算する。
の位置が、±0.25トラックの範囲外では、図の矢印
のように、信号の極性を変えて、シフトした形となる。
このため、正弦波のトラックエラー信号に対し、アナロ
グ/デジタル変換器の分解能をフルに利用して、デジタ
ル値への変換ができる。
は、正弦波のため、図18に示したように、ピーク近傍
の丸まった部分(図のXの範囲内)では、正確な位置を
検出できない。この正確に位置を検出できない部分で、
フィードバック制御をかけると、制御が不安定になる。
このため、この部分では、制御量をゼロとする。
ロー図である。
OSの端数が、(0.25−X)を越えていないかを判
定する。ここで、Xは前述したピーク近傍の丸まった区
間の長さを指し、0.25トラックを越えない範囲であ
る。DSP3は、目標位置TAGPOSの端数が、
(0.25−X)を越えていないと判定すると、位置誤
差POSERRを(目標位置TAGPOS−現在位置A
DCPOS)として算出する。
OSの端数が、(0.25−X)を越えていると判定す
ると、目標位置TAGPOSの端数が、(0.25+
X)を越えていないかを判定する。目標位置TAGPO
Sの端数が、(0.25+X)を越えていないと、目標
位置の端数は、(0.25−X)から(0.25+X)
の範囲内にあるため、位置誤差POSERRをゼロにす
る。
OSの端数が、(0.25+X)を越えていると判定す
ると、目標位置TAGPOSの端数が、(0.75−
X)を越えていないかを判定する。DSP3は、目標位
置TAGPOSの端数が、(0.75−X)を越えてい
ないと判定すると、位置誤差POSERRを(目標位置
TAGPOS−現在位置ADCPOS)として算出す
る。
OSの端数が、(0.75−X)を越えていると判定す
ると、目標位置TAGPOSの端数が、(0.75+
X)を越えていないかを判定する。目標位置TAGPO
Sの端数が、(0.75+X)を越えていないと、目標
位置の端数は、(0.75−X)から(0.75+X)
の範囲内にあるため、位置誤差POSERRをゼロにす
る。
OSの端数が、(0.75+X)を越えていると判定す
ると、位置誤差POSERRを(目標位置TAGPOS
−現在位置ADCPOS)として算出する。そして、終
了する。
ラックエラー信号TESのピーク付近の丸まった部分の
区間においては、位置誤差をゼロとして算出することに
より、制御量をゼロにして、制御の不安定さを防止す
る。
力をゼロにする方法について、変形例として説明する。
ー図、図21はアクチュエータDAC出力の処理フロー
図である。
OSERRを(目標位置TAGPOS−現在位置ADC
POS)として算出する。
OSの端数が、(0.25−X)を越えていないかを判
定する。DSP3は、目標位置TAGPOSの端数が、
(0.25−X)を越えていないと判定すると、ゲイン
GAINを「1」に設定して、終了する。
OSの端数が、(0.25−X)を越えていると判定す
ると、目標位置TAGPOSの端数が、(0.25+
X)を越えていないかを判定する。目標位置TAGPO
Sの端数が、(0.25+X)を越えていないと、目標
位置の端数は、(0.25−X)から(0.25+X)
の範囲内にあるため、ゲインGAINを「0」に設定す
る。そして、終了する。
OSの端数が、(0.25+X)を越えていると判定す
ると、目標位置TAGPOSの端数が、(0.75−
X)を越えていないかを判定する。DSP3は、目標位
置TAGPOSの端数が、(0.75−X)を越えてい
ないと判定すると、ゲインGAINを「1」に設定す
る。そして、終了する。
OSの端数が、(0.75−X)を越えていると判定す
ると、目標位置TAGPOSの端数が、(0.75+
X)を越えていないかを判定する。目標位置TAGPO
Sの端数が、(0.75+X)を越えていないと、目標
位置の端数は、(0.75−X)から(0.75+X)
の範囲内にあるため、ゲインGAINを「0」に設定す
る。そして、終了する。
OSの端数が、(0.75+X)を越えていると判定す
ると、ゲインGAINを「1」に設定する。そして、終
了する。
ップS36)においては、アクチュエータDAC出力
を、図8のステップS35で計算した計算結果に、前述
のゲインGAINを乗じる。さらに、オフセット値を加
算して、出力を計算する。そして、この結果を、アクチ
ュエータのデジタル/アナログ変換器49に出力する
(書き込む)。
ラックエラー信号TESのピーク付近の丸まった部分の
区間Xにおいては、ゲインをゼロとして算出することに
より、制御量をゼロにして、制御の不安定さを防止す
る。
て、説明する。
ロー図、図23はPID計算処理の説明図である。
が大きく、位置誤差も大きい。このため、シーク中の位
置誤差を、オントラック中(ファイン制御中)と同じ誤
差で制御しようとすると、シーク中は、入力ゲインを下
げる必要がある。入力ゲインを下げると、図23に示す
ような、PIDのフィルタ特性が、入力ゲインの低下分
だけ周波数シフトした形となる。
び込み時の安定性が低下する。そこで、この実施例で
は、シーク中は、ゲインの減少を見込んで、位相余裕が
十分得られるような補償系のパラメータを用いて、PI
D計算するものである。
リング時の積分項ioPE1を、今回の位置誤差PE1
と、ファイン制御中の前回のサンプリング時の積分項i
oPE0と、積分定数Cioから下記式により、求め
る。
isPE1を、今回の位置誤差PE1と、シーク制御中
の前回のサンプリング時の積分項isPE0と、積分定
数Cisから下記式により、求める。
時の積分項ioPE0を、求めた今回の積分項ioPE
1で更新する。同様に、シーク制御中の前回のサンプリ
ング時の積分項isPE0を、求めた今回の積分項is
PE1で更新する。
を、今回の位置誤差PE1と前回の位置誤差PE0とか
ら、下記式により得る。
分項dioPE1を、今回の位置誤差の微分dPE1
と、ファイン制御中の前回のサンプリング時の微分項d
ioPE0と、微分定数Cdoから下記式により、求め
る。
disPE1を、今回の位置誤差の微分dPE1と、シ
ーク制御中の前回のサンプリング時の微分項disPE
0と、微分定数Cdsから下記式により、求める。
時の微分項dioPE0を、求めた今回の微分項dio
PE1で更新する。同様に、シーク制御中の前回のサン
プリング時の微分項disPE0を、求めた今回の微分
項disPE1で更新する。更に、前回の位置誤差PE
0を、今回の位置誤差PE1に更新する。
KSTSが「0」以外かを判定する。シークステータス
信号SKSTSが「0」なら、ファイン制御中(オント
ラック中)のため、各々ゲインをGpo、Gio、Gd
oとして、下記式により、PID値PIDを求める。
E1+Gdo・dioPE1 又、シークステータス信号SKSTSが「0」でないな
ら、シーク制御中のため、各々ゲインをGps、Gi
s、Gdsとして、下記式により、PID値PIDを求
める。
E1+Gds・disPE1 このようにして、シーク中とオントラック中において、
ローパスフィルタ特性のカットオフ周波数を決める積分
定数と、ハイパスフィルタ特性のカットオフ周波数を決
める微分定数を変化している。
が得られる。これにより、トラックへの飛び込み時の安
定性が増加する。
形例を説明する。
形例フロー図である。
5から得られる速度信号は、ポジショナ2の実速度以外
にも、ポジショナ2と対物レンズ20の相対速度を含ん
でいる。このため、得られた速度信号から相対速度を差
し引く必要がある。
に相当する信号は、レンズポジション信号LPOSの微
分値である。従って、速度信号からこれを差し引き、ポ
ジショナの実速度を求める。
得する。そして、現在速度Vpは、現在位置Xp1 と、
1サンプル前の現在位置Xp0 と、微分されたレンズポ
ジション信号dLと、正規化ゲインGhとにより、以下
の式により得る。
からポジショナ2と対物レンズ20の相対速度を除いた
ポジショナの実速度が得られる。この微分されたレンズ
ポジション信号dLは、図4(B)に示したLPOS計
算処理(ステップS3)により計算されている。このた
め、この計算結果を流用することにより、容易に実現で
きる。
説明する。フィードフォワード制御は、制御の遅れを防
止する手法として有効である。図7及び図8に示したよ
うに、シークの際のフィードフォワード値は、シークの
モードに応じて、トラックアクチュエータ及びポジショ
ナのそれぞれに与えられる。
クチュエータの場合には、目標位置加算に使用される加
速度α1に応じた値であり、ポジショナの場合には、目
標速度計算に使用される加速度α2に応じた値である。
きな加速量が得られるため、目標位置への到達時間も速
くなる。しかし、それだけシーク中の制御も難しくな
る。トラックアクチュエータ、ポジショナのそれぞれの
加速性能は、駆動回路の飽和電流以下では、駆動電流に
比例しているため、フィードフォワード値は、加速度値
に応じた値とすることが望ましい。
は、大きなトルクを必要とする。このため、VCM23
のコイルは、大きなインダクタンス成分を持っている。
これにより、それだけ電流の立ち上がりが遅い。そこ
で、この実施例では、ポジショナにフィードフォワード
を与えるタイミングを、その加速度変化が生じるタイミ
ングより速めに制御して、遅れを防止している。
の変形例フロー図、図26(A)乃至図27(B)はそ
の目標位置計算処理の変形例フロー図、図28はそのフ
ィードフォワード制御の説明図である。
に、追加して実行される。
開始位置PASFを、(レンズ定速終了位置LCE−
0.5トラック)に設定する。即ち、従来のポジショナ
加速開始位置は、レンズ定速終了位置LCEであったも
のを、それより0.5トラック前に設定している。
終了位置PAEFを、(ポジショナ加速終了位置PAE
−10トラック)に設定する。即ち、従来のポジショナ
加速終了位置(即ち、ポジショナ定速開始位置)が、P
AEであったものを、それより10トラック前に設定し
ている。
開始位置PBSFを、(ポジショナ定速終了位置PCE
−10トラック)に設定する。即ち、従来のポジショナ
減速開始位置に対し、ポジショナ減速開始位置を10ト
ラック前に設定している。
終了位置PBEFを、(ポジショナ減速終了位置PBE
−0.5トラック)に設定する。即ち、従来のポジショ
ナ減速終了位置に対し、ポジショナ減速終了位置を0.
5トラック前に設定している。
BSF、PBEFを図示すると、図28に示すようにな
る。
は、図10(B)に示したレンズ定速処理が、図26
(A)に変わり、図11(A)に示したポジショナ加速
処理が、図26(B)に変わり、図11(B)に示した
ポジショナ定速処理が、図27(A)に変わり、図12
(A)に示したポジショナ減速処理が、図27(B)に
変わったものである。
目標位置計算処理について、説明する。
POSを計算する。定速における目標位置xは、加速度
をα1とし、時間をt、加速終了時間をt1として、前
述の(3)式により、計算する。
TAGPOSが、ポジショナ加速開始位置PASFを越
えたかを判定する。DSP3は、目標位置TAGPOS
が、ポジショナ加速開始位置PASFを越えていると判
定すると、フィードフォワード開始位置に到達したた
め、VCMフィードフォワードフラグをオン(「1」)
に設定する。逆に、DSP3は、目標位置TAGPOS
が、ポジショナ加速開始位置PASFを越えていないと
判定すると、未だフィードフォワード開始位置に到達し
ていないため、VCMフィードフォワードフラグをオフ
(「0」)とする。
TAGPOSが、レンズ定速終了位置LCEを越えたか
を判定する。DSP3は、目標位置TAGPOSが、レ
ンズ定速終了位置LCEを越えていないと、終了する。
一方、DSP3は、目標位置TAGPOSが、レンズ定
速終了位置LCEを越えていると、レンズ定速期間を越
えているため、シークステータス信号SKSTSを
「3」(ポジショナ加速)に変える。そして、終了す
る。
速における目標位置計算処理について説明する。
式により、目標位置TAGPOSを計算する。
TAGPOSが、フィードフォワード用ポジショナ加速
終了位置PAEFを越えたかを判定する。DSP3は、
目標位置TAGPOSが、ポジショナ加速終了位置PA
EFを越えていると判定すると、フィードフォワード終
了位置に到達したため、VCMフィードフォワードフラ
グをオフ(「0」)に設定する。逆に、DSP3は、目
標位置TAGPOSが、ポジショナ加速終了位置PAE
Fを越えていないと判定すると、未だフィードフォワー
ド終了位置に到達していないため、VCMフィードフォ
ワードフラグをオン(「1」)とする。
TAGPOSが、ポジショナ加速終了位置PAEを越え
たかを判定する。DSP3は、目標位置TAGPOS
が、ポジショナ加速終了位置PAEを越えていると、ポ
ジショナ加速期間を越えているため、シークステータス
信号SKSTSを「4」(ポジショナ定速)に変える。
一方、DSP3は、目標位置TAGPOSが、ポジショ
ナ加速終了位置PAEを越えていないと、未だポジショ
ナ加速期間である。従って、終了する。
速における目標位置計算処理について説明する。
式により、目標位置TAGPOSを計算する。
TAGPOSが、ポジショナ減速開始位置PBSFを越
えたかを判定する。DSP3は、目標位置TAGPOS
が、ポジショナ減速開始位置PBSFを越えていると、
フィードフォワードの減速期間に入るため、VCMフィ
ードフォワードフラグをオン(「1」)にする。逆に、
DSP3は、目標位置TAGPOSが、ポジショナ減速
開始位置PCEを越えていないと、VCMフィードフォ
ワードフラグをオフ(「0」)にする。
TAGPOSが、ポジショナ定速終了位置PCEを越え
たかを判定する。DSP3は、目標位置TAGPOS
が、ポジショナ定速終了位置PCEを越えていないと、
終了する。一方、DSP3は、目標位置TAGPOS
が、ポジショナ定速終了位置PCEを越えていると、ポ
ジショナ定速期間を越えているため、シークステータス
信号SKSTSを「5」(ポジショナ減速)に変える。
そして、終了する。
速における目標位置計算処理について説明する。
により目標位置TAGPOSを計算する。
TAGPOSが、フィードフォワード用ポジショナ減速
終了位置PBEFを越えたかを判定する。DSP3は、
目標位置TAGPOSが、フィードフォワード用ポジシ
ョナ減速終了位置PBEFを越えたと判定すると、フィ
ードフォワードの減速制御期間を終了したため、VCM
フィードフォワードフラグをオフ(「0」)に設定す
る。逆に、DSP3は、目標位置TAGPOSが、フィ
ードフォワード用ポジショナ減速終了位置PBEFを越
えてないと判定すると、フィードフォワードの減速制御
期間を終了してないため、VCMフィードフォワードフ
ラグをオン(「1」)に設定する。
TAGPOSが、ポジショナ減速終了位置PBEを越え
たかを判定する。DSP3は、目標位置TAGPOS
が、ポジショナ減速終了位置PBEを越えていると、ポ
ジショナ減速期間を越えているため、シークステータス
信号SKSTSを「6」(レンズ定速)に変える。一
方、DSP3は、目標位置TAGPOSが、ポジショナ
減速終了位置PBEを越えていないと、未だポジショナ
減速期間である。従って、終了する。
ジショナ2の加減速が開始する前に、フィードフォワー
ドを開始することにより、ポジショナ2の動作の遅れを
最小とすることができる。これにより、高速のポジショ
ナの移動動作が可能となる。
位置を、光ビームの位置により、計算するため、目標位
置での計算処理が高速に実行できる。
形が可能である。
度状態を判定して、現在位置の算出方法を変えている
が、目標速度又は現在速度から光ビームの速度を判定し
て、現在位置の算出方法を変えても良い。
ディスク、書換え可能な光ディスク等種々のものを用い
ることができる。
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
次の効果を奏する。
性を変えるため、高速シークと安定なオントラック制御
が可能となり、安定なシーク制御を実現する。
ため、容易に且つ簡易に実現できる。
である。
ある。
ある。
る。
る。
る。
の1)である。
の2)である。
の3)である。
の4)である。
図である。
る。
ロー図である。
1)である。
2)である。
る。
ー図である。
フロー図である。
る。
る。
ロー図である。
ー図(その1)である。
ー図(その2)である。
フォワード制御の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 光ビームを光学記憶媒体のあるトラック
から目的トラックにシーク動作するため、光ビーム移動
機構をシーク制御するための光学記憶装置のシーク制御
方法において、 目標位置を計算するステップと、 前記光ビームの前記トラックとの相対位置を示すトラッ
クエラー信号から現在位置を検出するステップと、 前記目標位置と前記現在位置との誤差がゼロになるよう
なフィードバック制御量を算出するステップと、 前記フィードバック制御量により、前記光ビーム移動機
構を制御するステップとを有し、 前記現在位置を検出するステップは、 前記光ビームの速度が遅い時は、前記トラックエラー信
号をアナログ/デジタル変換器によりアナログ/デジタ
ル変換した信号から前記現在位置を検出する第1の現在
位置検出ステップと、 前記光ビームの速度が速い時は、ゼロクロス回路により
前記トラックエラー信号をゼロスライスされたトラック
ゼロクロス信号によるカウント値から前記現在位置を検
出する第2の現在位置検出ステップとを有し、 前記フィードバック制御量を算出するステップは、 前記目標位置と前記検出位置との誤差を、位相補償計算
するステップを含み、 前記位相補償計算するステップは、前記位相補償計算の
係数を、前記シーク中は、前記光ビームのオントラック
中と異なる係数を使用して、前記位相補償計算するステ
ップであることを特徴とする光学記憶装置のシーク制御
方法。 - 【請求項2】前記位相補償計算するステップは、前記シ
ーク中の前記位相補償計算の係数と、前記光ビームのオ
ントラック中の前記位相補償計算の係数とから、前記シ
ーク中か前記オントラック中かに応じて選択して、前記
位相補償計算するステップであることを特徴とする請求
項1の光学記憶装置のシーク制御方法。 - 【請求項3】前記位相補償計算するステップは、前記シ
ーク中のPID補償係数と、前記光ビームのオントラッ
ク中のPID補償係数とから、前記シーク中か前記オン
トラック中かに応じて選択して、前記位相補償計算する
ステップであることを特徴とする請求項2の光学記憶装
置のシーク制御方法。
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JP2003096049A JP3749235B2 (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 光学記憶装置のシーク制御方法及び光学記憶装置 |
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CN101149936B (zh) * | 2006-09-22 | 2010-11-10 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 光盘驱动器寻轨系统及方法 |
-
2003
- 2003-03-31 JP JP2003096049A patent/JP3749235B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN101149936B (zh) * | 2006-09-22 | 2010-11-10 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 光盘驱动器寻轨系统及方法 |
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