JP2685312B2 - トラッキング制御装置 - Google Patents

トラッキング制御装置

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JP2685312B2
JP2685312B2 JP1296555A JP29655589A JP2685312B2 JP 2685312 B2 JP2685312 B2 JP 2685312B2 JP 1296555 A JP1296555 A JP 1296555A JP 29655589 A JP29655589 A JP 29655589A JP 2685312 B2 JP2685312 B2 JP 2685312B2
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servo
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actuator
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重博 伊藤
一夫 渋谷
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Matsushita Communication Industrial Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光ディスク装置、ビデオディスク装置、コン
パクトディスク装置等の光学式記録再生装置におけるト
ラッキング制御装置に関する。
従来の技術 光ディスク装置等において信号を正しく再生するため
には、対物レンズにより1μm以下に小さく絞り込んだ
レーザ光を1.6μm程度の間隔でスパイラルトラック状
に記録されたピット列に正しく追随させなければならな
い。しかしながら、トラックはディスクの偏心等により
半径方向に振れるため、レーザ光をトラックに正確に追
随させるためにはトラックの位置を検出して対物レンズ
を自動的に位置決めする手段が必要になる。このための
装置がトラッキング制御装置である。
第6図には従来のトラッキング制御装置の構成の一例
が示されている。第6図において、1は信号がスパイラ
ルトラック状にピット列として記録されたディスク状の
媒体、2はトラック上のピット列を照射するレーザスポ
ット、3はレーザスポット2を作り出す対物レンズやレ
ーザスポット2で照射された媒体1からの反射光を受け
る受光素子4等を含む光学系およびトラッキングアクチ
ュエータ12等の電磁駆動系等を備えた光ヘッド、5は受
光素子4で得られた信号の中からトラッキングエラー信
号を検出するトラッキングエラー検出器、6はトラッキ
ング制御装置で、トラッキングエラー信号をデジタル信
号に変換するA/D変換器7、A/D変換されたトラッキング
エラー信号を用いて演算処理を行なうサーボコントロー
ラ8、サーボコントローラ8の出力をアナログ信号に変
換するD/A変換器9およびトラッキングサーボゲインを
調整するボリューム10を備えている。11はトラッキング
アクチュエータ駆動回路、12は光ヘッド3内に設けられ
た対物レンズを半径方向に微調整するトラッキングアク
チュエータである。
次に上記従来例の動作について説明する。媒体1に記
録されたピット列はレーザスポット2で照射され、その
反射光が光ヘッド3内の受光素子4で検出されて媒体1
に記録された信号が読み取られる。同時に受光素子4で
読み取られた信号の中からトラッキングエラー検出器5
によりトラッキングエラー信号が検出される。トラッキ
ングエラー信号はアナログ信号なので、これをA/D変換
器7で数値化し、サーボコントローラ8で目標位置との
差がゼロになるように演算処理を行ない、D/A変換器9
で再びアナログ信号に変換してトラッキングアクチュエ
ータ駆動回路11へ入力し、トラッキングアクチュエータ
12を駆動してレーザスポット2をトラック上に位置決め
する。このような動作を繰り返し行なうことにより、レ
ーザスポット2が常に媒体1の目標トラックを追随する
ようにトラッキング制御を行なうことができる。さら
に、トラッキングアクチュエータ12の感度の固体差によ
るトラッキングサーボゲインの変動に対しては、トラッ
キングサーボゲイン調整ボリューム10により調整するこ
とができ、感度のばらつきを適切に補正することができ
る。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来のトラッキング制御装置で
は、トラッキングアクチュエータの感度のばらつきによ
るトラッキングサーボゲインや密シークゲインのばらつ
きを人為的に一台ずつ調整する必要があるという問題が
あった。
本発明はこのような従来の問題を解決するものであ
り、トラッキングサーボゲインや密シークゲインのばら
つきを補正して安定したサーボを実現できる優れたトラ
ッキング制御装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、サーボコントロ
ーラが、等速度運動に至らない程度の微小量の密シーク
動作を数回行なって平均の密シーク時間を算出し、これ
をトラッキングアクチュエータの設計感度時の密シーク
時間で割り、得られた値を初期設定されている設計時の
サーボゲインに積算して新しいサーボゲインとして再設
定する手段を備えている。
本発明の別の実施例においては、サーボコントローラ
が、ある一定時間の定電流駆動を行なってトラッキング
アクチュエータの等加速度動作を数回行なって平均加速
度を算出し、この平均加速度でトラッキングアクチュエ
ータの設計感度で定電流駆動を行なった場合の加速度を
割り、得られた値を初期設定されている設計時のサーボ
ゲインに積算して新しいサーボゲインとして再設定する
手段を備えている。
作用 したがって、本発明によれば、サーボコントローラに
よってトラッキングアクチュエータの感度に応じたサー
ボゲインが設定されるため、トラッキングアクチュエー
タの感度のばらつきを適切に補正することができ、サー
ボの安定化を図ることができるという効果を有する。
実施例 第1図は本発明が適用される光学式記録再生装置のト
ラッキングサーボ系の概略構成を示すブロック図であ
る。21は信号がスパイラルトラック状にピット列として
記録されたディスク状の媒体、22はトラック上のピット
列を照射するレーザスポット、23はレーザスポット22を
作り出す対物レンズやレーザスポット22で照射された媒
体21からの反射光を受ける受光素子24等を含む光学系お
よびトラッキングアクチュエータ31等の電磁駆動系等を
備えた光ヘッド、25は受光素子24で得られた信号の中か
らトラッキングエラー信号を検出するトラッキングエラ
ー検出器、26はトラッキング制御装置で、トラッキング
エラー信号をデジタル信号に変換するA/D変換器27、A/D
変換されたトラッキングエラー信号を用いて演算処理を
行なうサーボコントローラ28、サーボコントローラ28の
出力をアナログ信号に変換するD/A変換器29を備えてい
る。30はトラッキングアクチュエータ駆動回路、31は光
ヘッド23内に設けられた対物レンズを半径方向に微調整
するトラッキングアクチュエータである。
次に上記本発明の動作について説明する。媒体21に記
録されたピット列はレーザスポット22で照射され、その
反射光が光ヘッド23内の受光素子24で検出されて媒体21
に記録された信号が読み取られる。同時に受光素子24で
読み取られた信号の中からトラッキングエラー検出器25
によりトラッキングエラー信号が検出される。トラッキ
ングエラー信号はアナログ信号なので、これをA/D変換
器27で数値化し、サーボコントローラ28で前記数値化さ
れた信号を位相補償処理とゲイン付加という演算処理を
行ないD/A変換器29で再びアナログ信号に変換してトラ
ッキングアクチュエータ駆動回路30へ入力し、トラッキ
ングアクチュエータ31を駆動してレーザスポット2をト
ラック上に位置決めする。このような動作を繰り返し行
なうことにより、レーザスポット22が常に媒体21の目標
トラックを追随するようにトラッキング制御を行なうこ
とができる。
サーボコントローラ28は、第2図に示すように、サー
ボ切替スイッチ32により選択されるサーボオフ手段33
と、位相補償回路34を介して得られる通常のサーボゲイ
ン設定手段35と、微小量の密シーク動作を数回行なって
算出した平均の密シーク時間をトラッキングアクチュエ
ータ31の設計密シーク時間で割り、得られた値を初期設
定されている設計時のサーボゲインに積算して新しいサ
ーボゲインとしてサーボゲイン35aを設定する再設定手
段36とを備えている。
次に、上記サーボコントローラ28の動作について説明
する。スイッチ32が接点32aに接続されているときは、
サーボオフの状態になり、光ヘッド23は媒体21の半径方
向にフリーとなりバネの作用により中立点へ復帰する。
スイッチ32が接点32bに接続されているときは、通常の
トラッキングサーボ状態になり、所定のサーボゲインが
トラッキングアクチュエータ駆動回路30に出力されてレ
ーザスポット22が媒体21のトラック上を追随している。
スイッチ32が接点32cに接続されているときは、サーボ
コントローラ28のトラッキングアクチュエータ感度学習
プログラムが実行されている状態であり、その実行手順
を第4図を参照して説明する。
まずカウンターをクリアし(ステップ41)、微小量の
密シーク量を設定した後(ステップ42)、スイッチ32を
接点32cに切り替えて密シーク動作を開始する(ステッ
プ43)。次に、トラッキングエラー検出器25から出力さ
れるトラッキングエラー信号をA/D変換器27でデジタル
化した後に微分して速度出力とし、その実速度とトラッ
キングアクチュエータ31の設計感度から定めた目標速度
とを比較する。この出力信号は、D/A変換器29でアナロ
グ信号に変換されてトラッキングアクチュエータ駆動回
路30へ入力され、トラッキングアクチュエータ31を動作
させる密シーク制御が行われる。そしてこの密シーク制
御における微小量の密シーク時間がサーボコントローラ
28のカウンターで測定される(ステップ44)。
ここで、実速度と比較される目標速度はトラッキング
アクチュエータ31の設計感度から定めた速度なので、ト
ラッキングアクチュエータ31の個体差による感度によっ
て変化し、実速度で動作した時の密シーク時間もアクチ
ュエータの感度によって変化する。したがって、この密
シーク動作を数回繰り返した後(ステップ45)、平均密
シーク時間t1を計算し(ステップ46)、これを設計密シ
ーク時間t0で割り(ステップ47)、その商Tを35aに設
定された初期設定サーボゲインKDSP0に積算し(ステッ
プ48)、得られた値KDSP1を新たなサーボゲインとして
設定する(ステップ49)。これによりトラッキングアク
チュエータ31の感度に応じたサーボゲインが設定され、
従来行われていたような人為的なサーボゲインの調整を
排除できるという効果を有する。
第3図にはサーボコントローラの別の実施例が示され
ている。この実施例におけるサーボコントローラ280
は、サーボ切替スイッチ37により選択されるサーボオフ
手段38と、位相補償回路39を介して得られる通常のサー
ボゲイン設定手段40と、ある一定時間の定電流駆動を行
なってトラッキングアクチュエータ31の数回の等加速度
動作から平均加速度を算出するとともに、上記定電流で
トラッキングアクチュエータ31を駆動した時の設計加速
度をこの平均加速度で割り、得られた値を初期設定され
ている設計時のサーボゲイン40aに積算して新しいサー
ボゲインとする再設定手段41とを備えている。
次に、上記サーボコントローラ280の動作について説
明する。スイッチ37が接点37aに接続されているとき
は、サーボオフの状態になり、光ヘッド23は媒体21の半
径方向に自由になりバネの作用により中立点へ復帰す
る。スイッチ37が接点37bに接続されているときは、通
常のトラッキングサーボ状態になり、所定のサーボゲイ
ンを得てレーザスポット22が媒体21のトラック上を追随
している。スイッチ37が接点37cに接続されているとき
は、サーボコントローラ280のトラッキングアクチュエ
ータ感度学習プログラムが実行されている状態であり、
その実行手順を第5図を参照して説明する。
まずカウンターをクリアし(ステップ51)、スイッチ
37を接点37bに接続してトラッキングサーボ状態にし
(ステップ52)、A/D変換器27でデジタル化されたトラ
ッキングエラー信号を位相補償してゲインを与えること
でアクチュエータを駆動するための制御出力を生成し、
そしてローパスフィルタに通して(ステップ53)、外乱
(偏心)に相当する電流値すなわち外乱加速度aGを測定
する(ステップ54)。次にサーボコントローラ280のタ
イマーをスタートさせて(ステップ55)、スイッチ37を
接点37cに接続して一定相対加速度a0と外乱加速度aG
の和を出力してトラッキングアクチュエータ31を一定時
間定電流駆動すなわち等加速度運動させる(ステップ5
6)。同時に、A/D変換器27からのトラッキングエラー信
号を微分処理して実相対加速度を計算する(ステップ5
7)。そして一定時間経過後(ステップ58)、スイッチ3
7を接点37aに接続してサーボオフ状態にして光ヘッド23
を中立点へもどす(ステップ59)。ここで前記外乱加速
度aGとアクチュエータに与える一定相対加速度a0、及び
トラッキングエラー信号から検出する実相対加速度a1
関係について第7図を用いて説明する。通常のサーボ状
態において媒体上の目標トラックは偏心によりaGの加速
度で半径方向へ移動しておりレーザースポットも目標ト
ラックに追随しているので加速度aGで移動している。こ
こで学習動作に入るとアクチュエータを現在の目標トラ
ックから一定相対加速度a0で移動させる。つまりアクチ
ュエータの制御出力はaG+a0となる。そして、トラッキ
ングエラー信号を演算処理して検出される加速度a1は媒
体上の目標位置に対するレーザースポットの現在位置の
差を2階微分して求めたものであるので相対加速度を表
わしている。
第5図にもどり先に検出した実相対加速度から運動中
の平均相対加速度aiを計算し(ステップ60)、タイマー
をカウントして数回例えば5以下の場合は(ステップ6
1)、再びスイッチ37を接点37bに接続してトラッキング
サーボ状態にするとともに、トラッキングアクチュエー
タ31のばねの影響を除去するために等加速度運動の方向
を逆向きにするための極性反転スイッチ42を接点42bに
接続する(ステップ62)。そして同様な手順で実相対加
速度および平均相対加速度aiを求め、このような動作を
5回繰り返した後、求めた平均相対加速度aiからさらに
平均相対加速度a1を計算する(ステップ63)。
ここでトラッキングアクチュエータ31に一定相対加速
度a0を加えるための定電流値は、アクチュエータ31の設
計感度から定めた値なので、アクチュエータ31の感度が
設計値と異なると一定電流によって実際に駆動される加
速度も異なり、平均相対加速度a1も変化する。したがっ
て、一定相対加速度a0を平均相対加速度a1で割り、これ
に初期設定サーボゲインKDSP0を掛けた値を計算し(ス
テップ64)、その値KDSP1を新しいサーボゲインとして
サーボゲイン40aを再設定する(ステップ65)。これに
よりトラッキングアクチュエータ31の感度に応じたサー
ボゲイン40aが設定され、従来行われていたような人為
的なサーボゲインの調整を排除できるという効果を有す
る。
発明の効果 本発明は上記実施例から明らかなように、以下に示す
効果を有する。
(1)トラッキングアクチュエータの感度に応じたサー
ボゲインをサーボコントローラ自体で設定するので、従
来のような人為的なサーボゲインの調整が不要になり、
調整作業の繁雑さから免れることができる。
(2)経年変化によるトラッキングアクチュエータの感
度変化に対してもその感度変化に応じたサーボゲインが
設定できるので、経年変化に対するサーボゲインマージ
ンを取ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される光学式記録再生装置のトラ
ッキングサーボ系の一実施例の概略構成を示すブロック
図、第2図は本発明の一実施例におけるトラッキング制
御装置の概略ブロック図、第3図は本発明の他の実施例
におけるトラッキング制御装置の概略ブロック図、第4
図は第2図に示す装置のトラッキングアクチュエータ感
度学習手順を示すフローチャート、第5図は第3図に示
す装置のトラッキングアクチュエータ感度学習手順を示
すフローチャート、第6図は従来のトラッキング制御装
置の一例を示す概略ブロック図、第7図は第3図におけ
る外乱加速度と相対加速度の関係を説明する図である。 21……媒体、22……レーザスポット、23……光ヘッド、
24……受光素子、25……トラッキングエラー検出器、26
……トラッキング制御装置、27……A/D変換器、28……
サーボコントローラ、29……D/A変換器、30……トラッ
キングアクチュエータ駆動回路、31……トラッキングア
クチュエータ、32……サーボ切替スイッチ、33……サー
ボオフ手段、34……位相補償回路、35……サーボゲイン
設定手段、35a……サーボゲイン、36……サーボゲイン
再設定手段。 280……サーボコントローラ、37……サーボ切替スイッ
チ、38……サーボオフ手段、39……位相補償回路、40…
…サーボゲイン設定手段、40a……サーボゲイン、41…
…サーボゲイン再設定手段、42……極性反転スイッチ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トラッキングエラー検出器からのトラッキ
    ングエラー信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
    と、 前記A/D変換されたトラッキングエラー信号を用いて演
    算処理を行なうサーボコントローラと、 前記サーボコントローラからの出力をアナログ信号に変
    換してトラッキングアクチュエータ駆動回路へ出力する
    D/A変換器とを備え、 前記サーボコントローラは、微小量の密シーク動作を数
    回行なって算出した平均の密シーク時間をトラッキング
    アクチュエータの設計密シーク時間で割り、得られた値
    を設定されているサーボゲインに積算して新しいサーボ
    ゲインとして再設定する手段を備えていることを特徴と
    するトラッキング制御装置。
  2. 【請求項2】トラッキングエラー検出器からのトラッキ
    ングエラー信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
    と、 前記A/D変換されたトラッキングエラー信号を用いて演
    算処理を行なうサーボコントローラと、 前記サーボコントローラからの出力をアナログ信号に変
    換してトラッキングアクチュエータ駆動回路へ出力する
    D/A変換器とを備え、 前記サーボコントローラは、ある一定時間の定電流駆動
    を行なってトラッキングアクチュエータの数回の等加速
    度動作から平均加速度を算出するとともに、前記定電流
    により駆動した時のトラッキングアクチュエータの設計
    加速度を前記平均加速度で割り、得られた値を初期設定
    されている設計時のサーボゲインに積算して新しいサー
    ボゲインとして再設定する手段を備えていることを特徴
    とするトラッキング制御装置。
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KR100532401B1 (ko) * 1999-02-09 2005-11-30 삼성전자주식회사 광 디스크의 종류에 따른 시크서보 시스템의 보정 방법 및 장치
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JP4652667B2 (ja) 2003-02-13 2011-03-16 キヤノン株式会社 面位置計測方法及び走査型露光装置

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