JP2778094B2 - Optical disk tracking method - Google Patents

Optical disk tracking method

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JP2778094B2
JP2778094B2 JP8406889A JP8406889A JP2778094B2 JP 2778094 B2 JP2778094 B2 JP 2778094B2 JP 8406889 A JP8406889 A JP 8406889A JP 8406889 A JP8406889 A JP 8406889A JP 2778094 B2 JP2778094 B2 JP 2778094B2
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスクのトラッキング方式に関し、特
に2つのアクチュエータを制御し、情報トラックに光ビ
ームを追従させる光ビームのトラッキング方式に関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tracking method for an optical disk, and more particularly, to a light beam tracking method for controlling two actuators so that a light beam follows an information track.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光ディスクを用いる光学式情報記録および/または再
生装置には、分離型光学ヘッドを使用するものがある。
Some optical information recording and / or reproducing apparatuses using an optical disk use a separation type optical head.

分離型光学ヘッドは、記録媒体に光ビームを集光する
集光手段を移動部材上に置き、光源ならびに光学的位置
誤差検出手段を固定部材上に置くように構成を採ってお
り、このような分離型光学ヘッドの構成の一例を第4図
に示す。第4図に示す分離型光学ヘッドでは、記録再生
用の光ビーム10の光源を備えると共に、記録媒体11から
の情報抽出、および光ビーム10と記録媒体11の相対位置
誤差を光学的に検出する光学系12は、固定部13上に配置
されている。一方、光ビーム10を記録媒体11上に集光す
る集光手段14、立ち上げミラー15、および集光手段14を
焦点方向16に移動するフォーカスアクチュエータ17が、
ポジショナアクチュエータ18の可動部19上に配置され、
可動部19全体をポジショナアクチュエータ18によりトラ
ッキング方向20に移動することによって、光ビーム10を
記録媒体11上の記録再生領域の全範囲に対して移動させ
る。なお、第4図中、参照符号21aは光ビーム10を反射
させるミラー、参照符号6はトラッキング位置誤差信号
を示す。
The separation type optical head employs a configuration in which a condensing means for condensing a light beam on a recording medium is placed on a moving member, and a light source and an optical position error detecting means are placed on a fixed member. FIG. 4 shows an example of the configuration of the separation type optical head. The separation type optical head shown in FIG. 4 includes a light source for a recording / reproducing light beam 10, extracts information from the recording medium 11, and optically detects a relative position error between the light beam 10 and the recording medium 11. The optical system 12 is arranged on the fixed part 13. On the other hand, a focusing unit 14 for focusing the light beam 10 on the recording medium 11, a rising mirror 15, and a focus actuator 17 for moving the focusing unit 14 in the focal direction 16 include:
It is arranged on the movable part 19 of the positioner actuator 18,
The light beam 10 is moved over the entire range of the recording / reproducing area on the recording medium 11 by moving the entire movable portion 19 in the tracking direction 20 by the positioner actuator 18. In FIG. 4, reference numeral 21a denotes a mirror for reflecting the light beam 10, and reference numeral 6 denotes a tracking position error signal.

このようにしてポジショナアクチュエータ18により光
ビーム10の移動を行わせるが、記録媒体11上に光ビーム
10により記録再生を行う光学式情報記録再生装置では、
より高密度化を図るなどの点から、光ビーム10を所要の
精度、例えば0.1μm以下の精度で情報トラックに追従
させることが要求されるため、この場合には、1kHz以下
のトラッキングサーボ帯域が必要となる。このようなト
ラッキングサーボ帯域を確保することが望まれるような
ときは、記録領域の全範囲にわたり光ビーム10を移動す
る上述のポジショナアクチュエータ18単体で、すなわち
ポジショナアクチュエータ18のみを用いる方法では、不
十分であり、そのように広帯域のサーボ系を実現するこ
とは機械的な特性上困難である。
The light beam 10 is moved by the positioner actuator 18 in this manner, but the light beam
In an optical information recording / reproducing device that performs recording / reproducing according to 10,
In order to increase the density, it is required that the light beam 10 follow the information track with a required accuracy, for example, an accuracy of 0.1 μm or less. In this case, a tracking servo band of 1 kHz or less is required. Required. When it is desired to secure such a tracking servo band, the above-described method using only the positioner actuator 18 that moves the light beam 10 over the entire recording area, that is, a method using only the positioner actuator 18 is not sufficient. It is difficult to realize such a wide-band servo system due to mechanical characteristics.

一方、記録媒体11上の光ビーム10の位置を移動する他
の方法として、ガルバノミラーを用いる方法が知られて
いる。ガルバノミラーにより光ビームを移動させる方法
を第5図に示す。ガルバノミラーアクチュエータによる
光ビームの移動の原理は、次のようにして説明できる。
On the other hand, as another method for moving the position of the light beam 10 on the recording medium 11, a method using a galvanomirror is known. FIG. 5 shows a method of moving a light beam by a galvanomirror. The principle of light beam movement by the galvanomirror actuator can be explained as follows.

すなわち、第5図において、入射光Bを反射させるガ
ルバノミラー21を図中時計方向にθだけ回転させると、
ガルバノミラー21で反射された光ビームは、破線24で示
すレンズ中心0を通る基準位置から2θだけ光軸23が傾
いて反射される。このため、立ち上げミラー15で反射さ
れた光ビームと、集光手段として用いられる対物レンズ
22に対する光ビームの光軸23の傾きが2θ変化し、第5
図に示すように、記録媒体11上の光ビーム10の位置は、
光ビーム10の光軸の傾きと対物レンズ22の焦点距離fに
より定まる一定の距離dxだけ移動する。このようなガル
バノミラー21を駆動するガルバノミラーアクチュエータ
25は、従来の技術でも、特性の良好なものが製作可能で
あるが、第5図に示すように、光ビームの光軸23の傾き
により、基準位置(破線24)からの光軸23のずれの影
響、および対物レンズ22の収差特性の影響などにより、
光軸23に許容される傾きが制限され、これによって、光
ビーム10の記録媒体11上での移動距離dxが制限される。
That is, in FIG. 5, when the galvanomirror 21 for reflecting the incident light B is rotated clockwise by θ in the figure,
The light beam reflected by the galvanometer mirror 21 is reflected with the optical axis 23 inclined by 2θ from a reference position passing through the lens center 0 indicated by a broken line 24. For this reason, the light beam reflected by the rising mirror 15 and the objective lens used as a focusing means
The inclination of the optical axis 23 of the light beam with respect to 22 changes by 2θ,
As shown in the figure, the position of the light beam 10 on the recording medium 11 is
It moves by a fixed distance dx determined by the inclination of the optical axis of the light beam 10 and the focal length f of the objective lens 22. A galvanomirror actuator that drives such a galvanomirror 21
25 can be manufactured with good characteristics by the conventional technique, but as shown in FIG. 5, the inclination of the optical axis 23 of the light beam causes the optical axis 23 to move from the reference position (broken line 24). Due to the influence of the displacement and the influence of the aberration characteristics of the objective lens 22,
The inclination allowed for the optical axis 23 is limited, and thereby the moving distance dx of the light beam 10 on the recording medium 11 is limited.

そこで、このような点から、従来のトラッキングサー
ボ方式としては、次のような文献、すなわち清水、他:
“5.25インチ型光磁気ディスク装置,平均アクセス時間
50msを切る”日経エレクトロニクス,1988.4.18(No.45
5)PP.211〜224に示されているように、第4図で説明し
たようなポジショナアクチュエータ18と第5図に示した
ようなガルバノミラーアクチュエータ25を協調的に制御
する方法が知られている。
Therefore, from such a point, as the conventional tracking servo method, the following documents, namely, Shimizu, and others:
"5.25-inch magneto-optical disk unit, average access time
Less than 50ms ”Nikkei Electronics, April 18, 1988 (No.45
5) As shown in PP. 211 to 224, a method of cooperatively controlling the positioner actuator 18 as shown in FIG. 4 and the galvano mirror actuator 25 as shown in FIG. 5 is known. I have.

なお、前述の参考文献では、光ビームを記録再生領域
の全範囲にわたって移動させるアクチュエータに、回転
型のスイングアームアクチュエータを用いているが、こ
こでは混乱を避けるため、これをポジショナアクチュエ
ータとして用語を統一する。
In the above-mentioned reference, a rotary swing arm actuator is used as an actuator for moving the light beam over the entire range of the recording / reproducing area. However, in order to avoid confusion, this term is used as a positioner actuator. I do.

第6図に、上述した2つのアクチュエータを協調的に
制御する場合の従来のトラッキング方式を実現するブロ
ック図を示す。従来方式のサーボ系の構成を示す第6図
において、参照符号5は情報トラックの位置を示す信
号、参照符号7は光ビームの位置を示す信号であり、信
号5,7に基づいて得られるトラッキング位置誤差信号6
は、位相補償フィルタ30にまず加えられる。位相補償フ
ィルタ30を介して得られた出力は、低域通過フィルタ3
1、高域通過フィルタ32に与えられ、それぞれポジショ
ナアクチュエータ18、ガルバノミラーアクチュエータ25
に入力される。
FIG. 6 shows a block diagram for realizing a conventional tracking method when the two actuators described above are controlled in a coordinated manner. In FIG. 6 showing the configuration of a conventional servo system, reference numeral 5 is a signal indicating the position of an information track, reference numeral 7 is a signal indicating the position of a light beam, and tracking signals obtained based on the signals 5, 7 are obtained. Position error signal 6
Is first applied to the phase compensation filter 30. The output obtained through the phase compensation filter 30 is output to the low-pass filter 3
1, given to the high-pass filter 32, respectively, the positioner actuator 18, the galvanomirror actuator 25
Is input to

第6図において、トラッキングサーボ系の開ループゲ
インを各アクチュエータ18,25の特性に含めて考える
と、位相補償フィルタ30以降の各要素の特性は、次に示
す伝達関数、すなわち低域通過フィルタ伝達関数GL、高
域通過フィルタ伝達関数GH、ポジショナアクチュエータ
伝達関数GPおよびガルバノミラーアクチュエータ伝達関
数GGにより表現される。
In FIG. 6, when the open loop gain of the tracking servo system is considered to be included in the characteristics of each of the actuators 18 and 25, the characteristics of each element after the phase compensation filter 30 are as follows: It is represented by a function G L , a high-pass filter transfer function G H , a positioner actuator transfer function G P, and a galvanomirror actuator transfer function G G.

ここで、ωはカットオフ周波数、ωはサーボ帯域
を示す。
Here, omega X cut-off frequency, the omega N shows the servo band.

第6図の破線33で囲んだ部分の伝達関数をGaとする
と、Gaは上記各式を用いて次のように表される。
Assuming that the transfer function of the portion surrounded by the broken line 33 in FIG. 6 is Ga, Ga is expressed as follows using the above equations.

すなわち、 となり、サーボ帯域ωに相当する単一のアクチュエー
タと同等な特性が得られる。
That is, Next, equivalent characteristics and a single actuator, which corresponds to the servo band omega N is obtained.

これを第7図により簡単に説明すると、次の通りであ
る。
This will be briefly described with reference to FIG.

第7図は従来方式のサーボ系における低域通過フィル
タ31、高域通過フィルタ32の特性等を示すものであっ
て、低域通過フィルタ31、高域通過フィルタ32のゲイン
特性は、それぞれ第7図(a),(b)に示すゲイン曲
線35,36のカットオフ周波数ωに対して低周波側、高
周波側の信号のみを通過させる特性を持つ。このような
特性を有していると、第6図に示したトラッキングサー
ボ系において、ポジショナアクチュエータ18にはカット
オフ周波数ωより低周波側の信号が、ガルバノミラー
アクチュエータ25にはカットオフ周波数ωより高周波
側の信号が、それぞれ入力され、それぞれのアクチュエ
ータ18,25が駆動される。このとき、低域通過フィルタ3
1の特性と、高域通過フィルタ32の特性を加算すると、
第7図(c)に示すゲイン曲線37のように周波数に対し
て平坦な特性が得られ、前述の伝達関数の式を用いて述
べたように、2つのアクチュエータ18,25を用いて、第
8図に示すような単一のアクチュエータ34によるサーボ
系と等価なサーボ系が実現できる。すなわち、第8図は
単一のアクチュエータによるサーボ系の構成を示す図で
あり、トラッキング位置誤差信号5は位相補償フィルタ
30を介して単一のアクチュエータ34に与えられる構成で
あるが、このようなサーボ系を等価なサーボ系が実現で
きることになる。
FIG. 7 shows the characteristics and the like of the low-pass filter 31 and the high-pass filter 32 in the conventional servo system. The gain characteristics of the low-pass filter 31 and the high-pass filter 32 are the same as those of FIG. Figure (a), it has a characteristic to pass only the low-frequency side, of the high-frequency-side signal to the cut-off frequency omega X gain curves 35 and 36 shown in (b). With such characteristics, in the tracking servo system shown in FIG. 6, a signal on a lower frequency side than the cut-off frequency ω X is sent to the positioner actuator 18, and the cut-off frequency ω is sent to the galvanomirror actuator 25. Signals on the higher frequency side than X are input, and the respective actuators 18 and 25 are driven. At this time, the low-pass filter 3
When the characteristic of 1 and the characteristic of the high-pass filter 32 are added,
As shown in the gain curve 37 shown in FIG. 7 (c), a flat characteristic with respect to the frequency is obtained, and the two actuators 18 and 25 are used to perform the A servo system equivalent to a servo system using a single actuator 34 as shown in FIG. 8 can be realized. That is, FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a servo system using a single actuator.
Although the configuration is provided to the single actuator 34 via 30, such a servo system can be realized as an equivalent servo system.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、従来のものは、次のような難点がある。すな
わち、従来のトラッキング方式では、アクチュエータに
対する入力信号を周波数分離して、特性を補い合う2つ
のアクチュエータを協調的に動かすことにより、単一の
アクチュエータとして設計を可能にし、サーボ系の取扱
を簡単にしているが、しかし、従来方式では、トラッキ
ング位置誤差信号から各アクチュエータまでの間に挿入
されるフィルタの段数が多い。第6図に示したように、
位相補償フィルタ30、低域通過フィルタ31、高域通過フ
ィルタ32を使用しており、このように挿入されるフィル
タの段数が多く、制御系が複雑になるという問題があ
る。このために制御系の解析が必ずしも容易ではなく、
アクセス動作の終了時点などで制御系の初期値を設定し
て過渡応答を改善するなどの、制御系の特性改善が難し
いという問題がある。
However, the conventional one has the following disadvantages. In other words, in the conventional tracking method, the input signal to the actuator is frequency-separated, and the two actuators whose characteristics are complemented are moved in a coordinated manner, thereby enabling design as a single actuator and simplifying the handling of the servo system. However, in the conventional method, however, the number of filters inserted between the tracking position error signal and each actuator is large. As shown in FIG.
Since the phase compensation filter 30, the low-pass filter 31, and the high-pass filter 32 are used, there is a problem that the number of stages of the filter inserted in this way is large and the control system becomes complicated. Because of this, analysis of the control system is not always easy,
There is a problem that it is difficult to improve the characteristics of the control system, such as setting the initial value of the control system at the end of the access operation and improving the transient response.

本発明の目的は、このような問題を解決し、簡素で解
析の容易な構成のトラッキングサーボ系により特性を補
い合う2つのアクチュエータを制御し、情報トラックに
光ビームを追従させる光ディスクのトラッキング方式を
提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem and provide a tracking system for an optical disk in which a tracking servo system having a simple and easy-to-analyze configuration controls two actuators whose characteristics are complemented to follow an information track with a light beam. Is to do.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、記録媒体の全域にわたり光ビームを移動さ
せる第1のアクチュエータと、光ビームを微小な範囲で
移動させる第2のアクチュエータとを協調的に制御する
ことにより、光ビームを記録媒体上の情報トラックに位
置決めする光ディスクのトラッキング方法において、 トラッキング位置誤差信号を低域通過フィルタを介し
て第1のアクチュエータに加えると共に、トラッキング
位置誤差信号を高域通過フィルタを介して第2のアクチ
ュエータに加え、また第1のアクチュエータの高域通過
フィルタおよび第2のアクチュエータの低域通過フィル
タのカットオフ周波数が3・ωで、第1のアクチュエ
ータの伝達関数がω1/sかつω1 2=ωN 2/3、第2のアク
チュエータの伝達関数がω2/sかつω2 2=3・ωN 2とな
るそれぞれのアクチュエータを用い、サーボ帯域がω
となり、サーボ帯域の近傍での位相補償効果を第2のア
クチュエータにより発生させることを特徴としている。
The present invention controls a first actuator for moving a light beam over the entire area of a recording medium and a second actuator for moving the light beam in a very small area, so that the light beam is moved on the recording medium. In a tracking method for an optical disc positioned on an information track, a tracking position error signal is applied to a first actuator via a low-pass filter, and a tracking position error signal is applied to a second actuator via a high-pass filter. in a first actuator of the high pass filter and a second low-pass filter of the actuator cut-off frequency 3 · ω N, the transfer function of the first actuator is omega 1 / s cutlet omega 1 2 = omega N 2/3, each of the actuator transfer function of the second actuator is omega 2 / s cutlet ω 2 2 = 3 · ω N 2 Using the data, servo bandwidth ω N
Wherein the phase compensation effect in the vicinity of the servo band is generated by the second actuator.

〔作用〕[Action]

本発明の光ディスクのトラッキング方式では、第1,第
2の2つのアクチュエータに対して、それぞれ低域通過
フィルタ、高域通過フィルタ1段を介してトラッキング
位置誤差信号を加えることができ、このため、本発明方
式に従えば各アクチュエータに対する入力信号が容易に
解析可能である。また、従来方式に比しよりフィルタの
段数が少ないことは、過渡特性改善などの目的でフィル
タの初期値設定を行う場合でもこれを容易ならしめ、ま
た、サーボ系の構成が簡単になることから、従来方式よ
りサーボ系の調整などのコスト低減も可能ならしめるの
に有効である。
According to the optical disk tracking method of the present invention, a tracking position error signal can be added to each of the first and second actuators through a low-pass filter and a high-pass filter, respectively. According to the method of the present invention, an input signal to each actuator can be easily analyzed. In addition, the fact that the number of filter stages is smaller than that of the conventional method makes it easy to set the initial value of the filter for the purpose of improving transient characteristics, and also simplifies the configuration of the servo system. This is effective for reducing costs such as adjustment of the servo system compared to the conventional method.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明による光ディスクのトラッキング方式
の一実施例を示す構成図である。第1図の構成の光ディ
スクのトラッキング方式は、特に記録媒体に光ビームを
集光する集光手段を移動部材上に置き、光源ならびに光
学的位置誤差検出手段を固定部材上に置いた分離型光学
ヘッドを用いた光学式ディスク装置における光ディスク
のトラッキング方式に適用したものであり、分離型光学
ヘッドとしては、基本的に第4図に示したような構造の
ものを利用できる。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a tracking system for an optical disk according to the present invention. The tracking system for an optical disk having the configuration shown in FIG. 1 is a separation type optical system in which a focusing means for focusing a light beam on a recording medium is placed on a moving member and a light source and an optical position error detecting means are placed on a fixed member. This is applied to an optical disk tracking system in an optical disk device using a head, and a separation type optical head having a structure basically shown in FIG. 4 can be used.

従って、第1図のトラッキング位置誤差信号6につい
ては、例えば、第4図に示したような光学系12により検
出される。情報トラックの位置情報の信号5の光ビーム
の位置情報の信号7とによって光学的な位置誤差を得る
位置誤差の検出方法としては、具体的には、プッシュプ
ル法などの方法が良く知られており、ここではその詳細
は省略する。
Therefore, the tracking position error signal 6 in FIG. 1 is detected by, for example, the optical system 12 as shown in FIG. As a method of detecting a position error for obtaining an optical position error by using the signal 5 of the position information of the information track and the signal 7 of the position information of the light beam, specifically, a method such as a push-pull method is well known. The details are omitted here.

トラッキング位置誤差信号6は、低域通過フィルタ
1、高域通過フィルタ2を介してそれぞれ第1,第2のア
クチュエータ3,4に加えられる。ここで第1のアクチュ
エータ3は、具体的には、第4図に対して前述したポジ
ショナアクチュエータ18のように光ビーム10を記録媒体
11上の記録再生領域の全範囲にわたり移動させるアクチ
ュエータであり、また、第2のアクチュエータ4とは、
例えば、前述のガルバノミラーアクチュエータ25(第5
図参照)のように光ビームを記録媒体11上の小さな範囲
に対して移動させるアクチュエータである。第1図のト
ラッキングサーボ系においては、このように記録媒体の
全域にわたり光ビームを移動させる第1のアクチュエー
タ3と、光ビームを微小な範囲で移動させる第2のアク
チュエータ4とを用い、これらの各アクチュエータ3,4
を協調的に制御することにより、光ビームを記録媒体上
の情報トラックに位置決めするようにするが、このよう
な特性を補い合う第1,第2のアクチュエータ3,4に対し
て、トラッキング位置誤差信号6は直接低域通過フィル
タ1、高域通過フィルタ2に加えるようにしてある。
The tracking position error signal 6 is applied to the first and second actuators 3 and 4 via the low-pass filter 1 and the high-pass filter 2, respectively. Here, specifically, the first actuator 3 transmits the light beam 10 to a recording medium like the positioner actuator 18 described above with reference to FIG.
11 is an actuator for moving over the entire range of the recording / reproducing area on
For example, the aforementioned galvanomirror actuator 25 (fifth
As shown in the figure, the actuator moves the light beam over a small area on the recording medium 11. In the tracking servo system shown in FIG. 1, the first actuator 3 for moving the light beam over the entire area of the recording medium and the second actuator 4 for moving the light beam in a minute range are used. Each actuator 3, 4
Are coordinated so that the light beam is positioned on the information track on the recording medium. The tracking position error signal is supplied to the first and second actuators 3 and 4 that compensate for such characteristics. 6 is added directly to the low-pass filter 1 and the high-pass filter 2.

すなわち、従来方式のサーボ系の構成を示す第6図に
示したものでは、トラッキング位置誤差信号6はこれを
低域通過フィルタおよび高域通過フィルタに与えるの
に、それぞれ位相補償フィルタ30を介在させており、位
相補償フィルタ30を介して与えるようになっていたのに
対し、第1図では、第1,第2のアクチュエータ3,4に対
し、それぞれ低域通過フィルタ3、高域通過フィルタ41
段を介してトラッキング位置誤差信号6を加えている。
That is, in the configuration of the conventional servo system shown in FIG. 6, the tracking position error signal 6 is supplied to the low-pass filter and the high-pass filter by interposing the phase compensation filter 30 therebetween. In FIG. 1, the low-pass filter 3 and the high-pass filter 41 are applied to the first and second actuators 3 and 4, respectively.
The tracking position error signal 6 is added via a stage.

このように、第1図のトラッキングサーボ系では、記
録媒体の全域にわたり光ビームを移動させる第1のアク
チュエータ3と、光ビームを微小な範囲で移動させる第
2のアクチュエータ4とを協調的に制御することによ
り、光ビームを記録媒体上の情報トラックに位置決めす
る光ディスクのトラッキング方式において、トラッキン
グ位置誤差信号6を低域通過フィルタ1を介して第1の
アクチュエータ3に加え、同時にトラッキング位置誤差
信号6を高域通過フィルタを介して第2のアクチュエー
タ4に加えることにより、サーボ帯域の近傍での位相補
償効果を第2のアクチュエータ4により発生させるよう
にしており、従来方式より使用フィルタの段数は少な
く、トラッキング位置誤差信号6を低域通過フィルタ
1、高域通過フィルタ2を介して第1,第2のアクチュエ
ータ3,4に直接加えることにより、単一のアクチュエー
タのと等価なサーボ系が従来方式より簡易な構成で達成
される。
As described above, in the tracking servo system of FIG. 1, the first actuator 3 for moving the light beam over the entire area of the recording medium and the second actuator 4 for moving the light beam in a minute range are controlled in a coordinated manner. Accordingly, in the tracking method of the optical disk in which the light beam is positioned on the information track on the recording medium, the tracking position error signal 6 is applied to the first actuator 3 via the low-pass filter 1, and at the same time, the tracking position error signal 6 Is applied to the second actuator 4 via a high-pass filter, so that the phase compensation effect near the servo band is generated by the second actuator 4, and the number of filters used is smaller than in the conventional method. , The tracking position error signal 6 to the low-pass filter 1 and the high-pass filter 2 First and, by adding directly to the second actuator 3 and 4, the single actuator equivalent servo system is achieved with a simple configuration compared with the conventional method.

すなわち、本発明に従う第1図の光ディスクのトラッ
キング方式では、特性を補い合う2つの第1,第2のアク
チュエータ3,4に対して、それぞれ低域通過フィルタ
1、高域通過フィルタ2の各1段を介してトラッキング
位置誤差信号6を加えており、このため、このトラッキ
ング方式では各アクチュエータ3,4に対する入力信号が
容易に解析できる。また、従来方式よりよりフィルタの
段数が少ないため、過渡特性改善などの目的でフィルタ
の初期値設定を行うことも容易になるし、更に、サーボ
系の構成が簡単になることから、従来方式よるサーボ系
の調整などのコスト低減が可能になる。これは、下記の
ような観点に基づくものである。まず、第1図のトラッ
キングサーボ系において、開ループゲインを、第1,第2
のアクチュエータ3,4の特性に含めて考えるものとす
る。
That is, in the optical disk tracking system of FIG. 1 according to the present invention, each of the first and second actuators 3 and 4, which complement the characteristics, is provided with one low-pass filter 1 and one high-pass filter 2 respectively. , The tracking position error signal 6 is added thereto, so that the input signals to the actuators 3 and 4 can be easily analyzed in this tracking method. Further, since the number of filter stages is smaller than that of the conventional method, it is easy to set the initial value of the filter for the purpose of improving the transient characteristics, and the configuration of the servo system is simplified. Cost reductions such as servo system adjustment can be achieved. This is based on the following viewpoints. First, in the tracking servo system shown in FIG.
It is assumed that the characteristics are included in the characteristics of the actuators 3 and 4 described above.

今、第1図において、低域通過フィルタ1、高域通過
フィルタ2、第1のアクチュエータ3、第2のアクチュ
エータ4の伝達関数を、それぞれGLA,GHA,G1A,G2Aとし
て次式のように定める。
In FIG. 1, the transfer functions of the low-pass filter 1, the high-pass filter 2, the first actuator 3, and the second actuator 4 are represented by G LA , G HA , G 1A , and G 2A , respectively, as follows: Determined as follows.

次に、トラッキングサーボ系全体の開ループ特性をGb
とすれば、Gbは、上記各式から次式で表されるものとな
る。
Next, the open loop characteristics of the entire tracking servo
Then, Gb is expressed by the following equation from the above equations.

ここで、トラッキングサーボ系のサーボ帯域をω
して、各構成要素の特性を前述の伝達関数に対して ω=3・ω ……(11) ω1 2=ωN 2/3 ……(12) ω2 2=3・ωN 2 ……(13) と定めると、トラッキングサーボ帯域全体の伝達関数Gb
は、式(11)〜(13)を式(10)に適用して、次式で示
される。
Here, the servo bandwidth of the tracking servo system as ω N, ω f = 3 · ω N ...... (11) relative to the transfer function of the above-described characteristics of the components ω 1 2 = ω N 2/ 3 ...... (12) ω 2 2 = 3 · ω N 2 (13), the transfer function Gb of the entire tracking servo band
Is given by applying equations (11) to (13) to equation (10).

この式(14)から、第1図に示す本発明に伴う光ディス
クのトラッキング方式の実施例は、第8図に示した単一
のアクチュエータ34によるトラッキングサーボ系におい
て、サーボ帯域をωとし、かつその位相補償フィルタ
30についてはこれを、伝達関数GRLが次式で示されるリ
ード・ラグ・フィルタとした場合と等価なサーボ系にな
っている。
From this equation (14), embodiment of the tracking method of the optical disc with the present invention shown in FIG. 1, in the tracking servo system with a single actuator 34 shown in FIG. 8, the servo band and omega N, and Its phase compensation filter
The servo system 30 has a servo system equivalent to a case where the transfer function G RL is a lead-lag filter represented by the following equation.

すなわち、式(15)で示されるGRLは、式(14)におけ
る左側部分の乗算項に相当しており、また、既述した式
(5)で示した如く、第6図の破線33で囲った部分、す
なわち位相補償フィルタ30を除いた部分の伝達関数Gaは
ωN/s2で表され、これがサーボ帯域ωに相当する単一
のアクチュエータと同等な特性が得られるものであると
ころ、式(14)中の右側部分の乗算項は、かかるGa、す
なわちωN/s2となっているのであるから、式(14)のGb
でトラッキングサーボ帯域全体の伝達関数が表される第
1図のトラッキングサーボ系(実際には、従来方式のよ
うに位相補償フィルタを介在させていない)は、従来方
式より簡易な構成で第8図の単一アクチュエータを含む
サーボ系と同等なものを実現できるのである。
That is, GRL represented by equation (15) corresponds to the multiplication term on the left side in equation (14), and as indicated by equation (5), dashed line 33 in FIG. The transfer function Ga of the enclosed portion, that is, the portion excluding the phase compensation filter 30 is represented by ω N / s 2 , which is the one that can obtain characteristics equivalent to those of a single actuator corresponding to the servo band ω N. Since the multiplication term on the right side in the expression (14) is such Ga, that is, ω N / s 2 , Gb in the expression (14)
The tracking servo system of FIG. 1 (actually, a phase compensation filter is not interposed unlike the conventional system) in which the transfer function of the entire tracking servo band is expressed by the following formula is simpler than the conventional system. A servo system including a single actuator can be realized.

上記式(14)は、これを意味している。 The above equation (14) means this.

なお、前述した式(6)〜(9)、および式(11)〜
(13)から、各伝達関数GLA,GHA,G1A,G2Aは、それぞれ
次のようになることとなる。
Note that the above-described equations (6) to (9) and equations (11) to
From (13), the transfer functions G LA , G HA , G 1A , and G 2A are respectively as follows.

また、サーボ帯域ωの近傍での位相補償効果に関し
ては、後述もするように、前記した第2のアクチュエー
タ4、すなわち光ビーム9を微小な範囲で移動させるア
クチュエータにして高域通過フィルタ2を介してトラッ
キング位置誤差信号6が加えられるところの第2のアク
チュエータ4を有効に活用し、具体的には、サーボ帯域
ωに対する位相補償の効果は、高域通過フィルタ2の
微分効果から第2のアクチュエータ4により発生させる
ことができる。
Regarding the phase compensation effect in the vicinity of the servo band ω N , as described later, the high-pass filter 2 is used as the second actuator 4, that is, the actuator that moves the light beam 9 in a minute range. through effective use of the second actuator 4 where the tracking position error signal 6 is applied to, particularly, the effect of the phase compensation for the servo band omega N is first from the differentiation effect of the high-pass filter 2 2 Can be generated by the actuator 4.

更に、第1図の実施例における第1,第2のアクチュエ
ータ3,4の動作について、第2図および第3図をも参照
して具体的に説明すると次の通りである。
Further, the operation of the first and second actuators 3 and 4 in the embodiment of FIG. 1 will be specifically described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.

第2図は、トラッキングサーボ系全体の開ループ周波
数特性、すなわち本発明による光ディスクのトラッキン
グ方式を実施した場合のサーボ系の開ループ特性を示す
図であり、曲線40,41は、それぞれサーボ系全体のゲイ
ン特性,位相特性を示している。第3図は第1図に示し
た第1,第2のアクチュエータ3,4の開ループ周波数特
性、すなわち本発明の光ディスクのトラッキング方式を
実施した場合の第1,第2のアクチュエータ3,4の開ルー
プ特性を示す図であり、曲線42,43はそれぞれ第1のア
クチュエータ3のゲイン特性,位相特性を示し、曲線4
4,45はそれぞれ第2のアクチュエータ4のゲイン特性,
位相特性を示している。
FIG. 2 is a diagram showing the open-loop frequency characteristic of the entire tracking servo system, that is, the open-loop characteristic of the servo system when the optical disk tracking method according to the present invention is implemented. 3 shows the gain characteristics and phase characteristics of the above. FIG. 3 shows the open-loop frequency characteristics of the first and second actuators 3 and 4 shown in FIG. 1, that is, the first and second actuators 3 and 4 when the optical disk tracking method of the present invention is implemented. FIG. 4 is a diagram showing an open loop characteristic, wherein curves 42 and 43 show the gain characteristic and the phase characteristic of the first actuator 3, respectively,
4 and 45 are gain characteristics of the second actuator 4, respectively.
The phase characteristic is shown.

第2図に示すサーボ系全体の開ループ周波数特性は、
前述したように、第8図に示す単一のアクチュエータ34
に対して位相補償フィルタ30をリード・ラグ・フィルタ
で構成した場合と等価な周波数特性が得られている。第
3図に注目すると、第1,第2のアクチュエータ3,4のゲ
イン特性を示す曲線42,44が交わる交点Pから低周波側
では第1のアクチュエータ3による特性が支配的であ
り、高周波側では第2のアクチュエータ4による特性が
支配的になっている。定性的に言い換えれば、ゆっくり
した大きな動きに対しては第1のアクチュエータ3が働
き、細かな早い動きに対して第2のアクチュエータ4が
中心となって追従動作を行う。このため、第1のアクチ
ュエータ3に要求される機械的な特性が緩和され、記録
媒体11上の記録領域の全範囲にわたり光ビーム10を移動
する第1のアクチュエータ3を実現することが容易にな
る。
The open loop frequency characteristic of the entire servo system shown in FIG.
As described above, the single actuator 34 shown in FIG.
In contrast, a frequency characteristic equivalent to the case where the phase compensation filter 30 is constituted by a lead-lag filter is obtained. In FIG. 3, the characteristic of the first actuator 3 is dominant on the low frequency side from the intersection P where the curves 42 and 44 indicating the gain characteristics of the first and second actuators 3 and 4 intersect. In this case, the characteristics of the second actuator 4 are dominant. In other words, the first actuator 3 operates for a slow large movement, and the second actuator 4 performs a tracking operation for a fine fast movement. For this reason, the mechanical characteristics required for the first actuator 3 are relaxed, and the first actuator 3 that moves the light beam 10 over the entire recording area on the recording medium 11 is easily realized. .

また、第3図のゲイン曲線42に示すように、第1のア
クチュエータ3は、サーボ帯域ωが低域通過フィルタ
1のカットオフ周波数ωより低いため、サーボ帯域ω
以下の周波数において、トラッキング位置誤差信号6
に対して比例動作を行っている。一方、サーボ帯域ω
に対する位相進み補償の効果は、先にも触れたように、
トラッキング位置誤差信号6を高域通過フィルタ2を介
して第2のアクチュエータ4に加えることにより、高域
通過フィルタ2の微分効果から第2のアクチュエータ4
により発生される。
Further, as shown by the gain curve 42 in FIG. 3, the first actuator 3 has the servo band ω N because the servo band ω N is lower than the cutoff frequency ω f of the low-pass filter 1.
f , the tracking position error signal 6
Is performing a proportional operation. On the other hand, the servo band ω N
The effect of phase lead compensation on
By applying the tracking position error signal 6 to the second actuator 4 via the high-pass filter 2, the second actuator 4
Generated by

以上に述べたように、トラッキング位置誤差信号6を
低域通過フィルタ1、高域通過フィルタ2を介して第1,
第2のアクチュエータ3,4に加えることにより、単一の
アクチュエータ34と等価なサーボ系を従来方式より簡易
な構成で実現できる。
As described above, the tracking position error signal 6 is passed through the low-pass filter 1 and the high-pass
By adding to the second actuators 3 and 4, a servo system equivalent to the single actuator 34 can be realized with a simpler configuration than the conventional system.

従来方式のようにトラッキング位置誤差信号から各ア
クチュエータまでの間に挿入されるフィルタの段数が多
くて制御系が複雑になるという問題もなく、また、アク
セス動作の終了時点などで制御系の初期値を設定して過
渡応答を改善するような場合の制御系の特性改善にも容
易に対応し得、構成は簡素であり、制御系の解析も容易
となる。
As in the conventional method, there is no problem that the number of filters inserted between the tracking position error signal and each actuator is large and the control system becomes complicated, and the initial value of the control system is not changed at the end of the access operation. Can be easily adapted to the improvement of the characteristics of the control system in the case where the transient response is improved by setting the control signal, the configuration is simple, and the analysis of the control system becomes easy.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明の光ディスクのトラッキ
ング方式によれば、簡単な構成のトラッキングサーボ系
により、2つのアクチュエータを強調的に制御して光ビ
ームを情報トラックに追従させることが可能となる。し
かも、このことから、サーボ系の動作解析が容易にな
り、サーボ系の初期値の計算などをも簡単に行うことが
可能となる。
As described above, according to the optical disk tracking method of the present invention, it is possible to make the light beam follow the information track by controlling the two actuators in an emphasized manner by the tracking servo system having a simple configuration. In addition, this makes it easy to analyze the operation of the servo system, and it is also possible to easily calculate the initial value of the servo system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による光ディスクのトラッキング方式の
一実施例の構成を示すブロック図、 第2図は本発明による光ディスクのトラッキング方式を
実施した場合のサーボ系の開ループ特性の一例を示す
図、 第3図は本発明による光ディスクのトラッキング方式を
実施した場合の第1図の第1,第2のアクチュエータの開
ループ特性の一例を示す図、 第4図は本発明の第1のアクチュエータとしても適用し
得るポジショナアクチュエータを含む分離型光学ヘッド
の構成を示す図、 第5図は本発明の第2のアクチュエータとしても適用し
得るガルバノミラーアクチュエータによる光ビームの移
動の原理を説明する図、 第6図は従来方式のサーボ系の構成を示すブロック図、 第7図は従来方式のサーボ系における低域通過フィル
タ、高域通過フィルタの特性を示す図、 第8図は単一のアクチュエータによるサーボ系の構成を
示す図である。 1……低域通過フィルタ 2……高域通過フィルタ 3……第1のアクチュエータ 4……第2のアクチュエータ 6……トラッキング位置誤差信号 10……光ビーム 11……記録媒体
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an optical disk tracking system according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of an open loop characteristic of a servo system when the optical disk tracking system is implemented according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of the open-loop characteristics of the first and second actuators of FIG. 1 when the optical disk tracking method according to the present invention is implemented, and FIG. 4 is also used as the first actuator of the present invention. FIG. 5 is a view showing a configuration of a separation type optical head including a positioner actuator which can be applied. FIG. 5 is a view for explaining the principle of light beam movement by a galvanomirror actuator which can also be applied as a second actuator of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a conventional servo system. FIG. 7 is a low-pass filter and a high-pass filter of the conventional servo system. Shows characteristics of a motor, FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a servo system with a single actuator. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Low-pass filter 2 ... High-pass filter 3 ... 1st actuator 4 ... 2nd actuator 6 ... Tracking position error signal 10 ... Light beam 11 ... Recording medium

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】記録媒体の全域にわたり光ビームを移動さ
せる第1のアクチュエータと、光ビームを微小な範囲で
移動させる第2のアクチュエータとを協調的に制御する
ことにより、光ビームを記録媒体上の情報トラックに位
置決めする光ディスクのトラッキング方法において、 トラッキング位置誤差信号を低域通過フィルタを介して
第1のアクチュエータに加えると共に、トラッキング位
置誤差信号を高域通過フィルタを介して第2のアクチュ
エータに加え、また第1のアクチュエータの高域通過フ
ィルタおよび第2のアクチュエータの低域通過フィルタ
のカットオフ周波数が3・ωで、第1のアクチュエー
タの伝達関数がω1/sかつω1 2=ωN 2/3、第2のアクチ
ュエータの伝達関数がω2/sかつω2 2=3・ωN 2となる
それぞれのアクチュエータを用い、サーボ帯域がω
なり、サーボ帯域の近傍での位相補償効果を第2のアク
チュエータにより発生させることを特徴とする光ディス
クのトラッキング方法。
1. A method according to claim 1, wherein the first actuator for moving the light beam over the entire area of the recording medium and the second actuator for moving the light beam in a very small area are controlled in a coordinated manner so that the light beam is transmitted on the recording medium. A tracking position error signal is applied to a first actuator via a low-pass filter and a tracking position error signal is applied to a second actuator via a high-pass filter. and a first actuator of the high pass filter and the cutoff frequency of the low pass filter of the second actuator 3 · omega N, the transfer function of the first actuator is omega 1 / s cutlet omega 1 2 = omega N 2/3, each of actuator transfer function of the second actuator is omega 2 / s cutlet ω 2 2 = 3 · ω N 2 Using chromatography data, next servo band omega N, an optical disk tracking method characterized by causing a phase compensation effect in the vicinity of the servo band is generated by the second actuator.
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