JP3968674B2 - サーボ制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピックアップのトラッキングを制御するトラッキングサーボ回路及びピックアップのフィードを制御するフィードサーボ回路を有するサーボ制御装置に係り、より詳細には、ディスクや装置自体の偏心量を考慮したサーボ制御を行うサーボ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ディスクの偏心量や、装置側の機構的な原因による偏心量を補正するようにしたディスク装置が種々提案されている。
例えば、スピンドルモータの軸を偏心量に合わせて動かすものや、ターンテーブルにバランサを取り付けて偏心を抑えるものなどが提案されている。これらはいずれも装置側を機構的に動かすことによって偏心量を打ち消そうとするものであるが、機構自体が複雑で、偏心量を完全に打ち消すことが難しく、また故障ししやすいといった問題があった。
【0003】
一方、トラッキングサーボ時に偏心量を補正するようにしたアクチュエータサーボ方法(特開平2−226525号公報)も提案されている。
このアクチュエータサーボ方法は、トラッキング誤差信号より偏心成分を取り出してメモリ上に蓄え、このメモリ上に蓄えた偏心成分のデータを、時間をずらせてアクチュエータに加えることによりゲイン調整を行って、偏心量が零となるようにサーボ制御を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のアクチュエータサーボ方法は、偏心量が零となるようにサーボ制御を行うものであり、制御自体が細かな制御となるため、偏心量を完全に零にすることが難かしいといった問題があった。
ところで、連続再生時、フィードの送り動作はこの偏心量に大きく依存する。つまり、偏心量が大きい場合はフィードが動きやすく、偏心量が小さい場合にはフィードが動きにくいといった特性を有する。
【0005】
本発明はこのようなフィードの特性に着目して創案されたもので、その目的は、偏心量を零にするのではなく、偏心量に応じてトラッキングサーボ特性又はフィードサーボ特性を切り換えることにより、フィードの送り動作を安定させることのできるサーボ制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のサーボ制御装置は、ピックアップのトラッキングを制御するトラッキングサーボ回路及び前記ピックアップのフィードを制御するフィードサーボ回路を有するサーボ制御装置において、装填されたディスクの偏心量や装置自体の偏心量を求める偏心量演算部と、偏心量に応じた複数のサーボ特性を予め記憶しているサーボ特性記憶部と、前記偏心量演算部によって求められた偏心量に基づき、前記サーボ特性記憶部から対応するサーボ特性を選択して出力する特性選択部とを備え、前記フィードサーボ回路は、前記特性選択部によって選択されたサーボ特性に基づいてサーボ制御を行うとともに、前記特性選択部は、偏心量が大きいと判定したときには、前記サーボ特性記憶部から低域側に移動させたフィードサーボ特性と傾きを緩やかにしたフィードサーボ特性とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性を前記フィードサーボ回路に与える一方、偏心量が小さいと判定したときには、前記サーボ特性記憶部から高域側に移動させたフィードサーボ特性と傾きを急峻にしたフィードサーボ特性とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性を前記フィードサーボ回路に与えるものである。
【0011】
【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説明する。
図1は、本発明のサーボ制御装置の電気的構成を示すブロック図であり、本実施形態では光ディスク装置を例に挙げている。
【0012】
光ピックアップ3は、例えば3スポット法によってディスク1に形成されたトラックを正確にトレースする。すなわち、再生信号及びフォーカシング誤差信号を検出するメインレーザスポットの他に、トラッキング誤差信号を検出する2つのサブレーザスポットが用いられる。この2つのサブレーザスポットから発せられたレーザビームは、ディスクモータ2によって回転駆動されるディスク1で反射され、対物レンズ3aで集光されて図示しないビームスプリッタによって反射されて光検出器4で検出され、誤差増幅器5に与えられる。
【0013】
誤差増幅器5は、光検出器4の出力に基づいてトラッキング誤差信号を生成する。このトラッキング誤差信号は、抵抗R1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタ6を介してトラッキングサーボ回路7に与えられるとともに、抵抗R2及びコンデンサC2からなるローパスフィルタ8を介してフィードサーボ回路9に与えられる。ローパスフィルタ6は、58kHz以下の周波数帯域のトラッキング誤差信号を通過させるように、抵抗R1及びコンデンサC1の値が設定されている。また、ローパスフィルタ8は、100Hz以下の周波数帯域のトラッキング誤差信号を通過させるように、抵抗R2及びコンデンサC2の値が設定されている。
【0014】
そして、トラッキングサーボ回路7から出力されるトラッキング制御信号は、ドライブ回路10を介して、対物レンズ3aを駆動するトラッキングアクチュエータ(図示省略)に与えられる。また、フィードサーボ回路9から出力されるフィード制御信号は、ドライブ回路10を介して、光ピックアップ3全体をディスク1の半径方向に移動させるフィードモータ11に与えられる。
【0015】
また、ローパスフィルタ6の出力は、ディスク1自体の偏心量や、装置自体の機構的な原因による偏心量を演算によって求める偏心量演算部12に与えられており、偏心量演算部12の出力は、特性選択部13に与えられている。また、特性選択部13には、偏心量に応じた複数のサーボ特性を予め記憶しているサーボ特性記憶部14の出力が与えられている。
【0016】
偏心量演算部12は、ローパスフィルタ6を介して得られるトラッキング誤差信号の波形から、偏心量を演算によって求める。また、特性選択部13は、偏心量演算部12によって求められたディスク1の偏心量や装置自体の偏心量に応じて、サーボ特性記憶部14から対応するサーボ特性を選択して出力する。トラッキングサーボ回路7又はフィードサーボ回路9は、特性選択部13によって選択されたサーボ特性に基づいてサーボ制御を行うようになっている。
【0017】
なお、トラッキングサーボ回路7及びフィードサーボ回路9は、図示は省略しているが、装置全体を制御するマイコンの制御の下にトラッキングサーボやフィードサーボを行うようになっている。また、偏心量演算部12や特性選択部13についても、マイコンの制御の下に演算動作や選択動作を行うようになっている。
【0018】
図2及び図3は、サーボ特性記憶部14に記憶されている各種サーボ特性を示しており、図2はトラッキングサーボ特性を、図3はフィードサーボ特性をそれぞれ示している。ただし、サーボ特性記憶部14には、図2又は3図のいずれか一方のサーボ特性のみが記憶されている。
トラッキングサーボ特性としては、図2に実線で示すトラッキングサーボ特性71、一点鎖線で示すトラッキングサーボ特性72、二点鎖線で示すトラッキングサーボ特性73の3種類がサーボ特性記憶部14に記憶されている。
【0019】
すなわち、トラッキングサーボ特性71は偏心量が零のときの特性であり、トラッキングサーボ特性72は偏心量が大きい場合の特性であり、トラッキングサーボ特性73は偏心量が小さい場合の特性である。つまり、トラッキングサーボ特性72は、トラッキングサーボ特性71のうちフィードに係わる低域側(100Hzまで)のゲインを持ち上げた状態の特性となっており、トラッキングサーボ73は、トラッキングサーボ特性71のうちフィードに係わる低域側(100Hzまで)のゲインを抑えた(下げた)状態の特性となっている。
【0020】
また、フィードサーボ特性としては、図3(a)に示すフィードサーボ特性91、同図(b)に示すフィードサーボ特性92、同図(c)に示すフィードサーボ特性93、同図(d)に示すフィードサーボ特性94、同図(e)に示すフィードサーボ特性95の5種類がサーボ特性記憶部14に記憶されている。
すなわち、(a)に示すフィードサーボ特性91は偏心量が零のときの特性であり、(b)に示すフィードサーボ特性92は偏心量が大きい場合の特性であり、(c)に示すフィードサーボ特性93は偏心量が小さい場合の特性である。また、(d)に示すフィードサーボ特性94は偏心量が大きい場合の特性であり、(e)に示すフィードサーボ特性95は偏心量が小さい場合の特性である。
【0021】
つまり、フィードサーボ特性92は、フィードサーボ特性91を低域側に平行移動させた状態の特性となっており、フィードサーボ特性93は、フィードサーボ特性91を高域側に平行移動させた状態の特性となっている。また、フィードサーボ特性94は、フィードサーボ特性91の1Hz以下の特性の傾きを緩やかにした状態の特性となっており、フィードサーボ特性95は、フィードサーボ特性91の1Hz以下の特性の傾きを急峻にした状態の特性となっている。すなわち、偏心量が大きい場合には、フィードの動き自体を動きにくくすることによって、フィードの送り動作を安定させ、偏心量が小さい場合には、フィードの動き自体を動きやすくすることによって、フィードの送り動作を安定させるようにしている。
【0022】
次に、上記構成のサーボ制御装置において、偏心量によってサーボ特性を切り換える動作について、図5に示すフローチャートを参照して説明する。ただし、この説明では、サーボ特性記憶部14に、図2に示す3種類のトラッキングサーボ特性71,72,73が記憶されているものとする。
【0023】
ディスク1が装填されると、図示しないマイコンはトラッキングサーボ回路7をオフ状態として、ディスク1を回転させる。回転しているディスク1から反射されるレーザビームは光検出器3で検出され、誤差増幅器5に与えられる。誤差増幅器5は、光検出器4の出力に基づいてトラッキング誤差信号を生成する。このトラッキング誤差信号は、ローパスフィルタ6を介して偏心量演算部12に与えられる。
【0024】
ここで、偏心量演算部12に与えられるトラッキング誤差信号は、ディスク1や装置自体の偏心がなければ、図4(a)に示すような一定周期の連続したSin波形として現れる。しかしながら、偏心量が大きい場合には、同図(b)に示すように、周期の短い波形が多数本含まれる疎密波として現れ、偏心量が小さい場合には、同図(c)に示すように、周期の短い波形が比較的少ない疎密波として現れる。つまり、偏心量に応じて周期の短い波形(すなわち、周波数の密の部分の波形)の本数が変わり、偏心量が大きい程、その本数が増えることになる。
【0025】
そのため、偏心量演算部12は、この周期の短い波形の本数を求めることによって偏心量を測定し、その測定結果を特性選択部13に出力する(ステップS1)。
特性選択部13は、偏心量演算部12から与えられる偏心量に基づいて、偏心量の大小を判定し、その判定結果に基づいてサーボ特性を選択する(ステップS2)。
【0026】
すなわち、特性選択部13は、偏心量が大きいと判定したときには、サーボ特性記憶部14からフィードに係わる低域側のゲインを持ち上げた状態のトラッキングサーボ特性72を選択し、このトラッキングサーボ特性72をトラッキングサーボ回路7に与える(ステップS3)。トラッキングサーボ回路7は、このトラッキングサーボ特性72に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS6)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、光ピックアップ3の追従動作が安定し、ひいてはフィードの送り動作を安定化させることができる。
【0027】
また、特性選択部13は、偏心量が小さいと判定したときには、サーボ特性記憶部14からフィードに係わる低域側のゲインを抑えた(下げた)状態のトラッキングサーボ特性73を選択し、このトラッキングサーボ特性73をトラッキングサーボ回路7に与える(ステップS5)。トラッキングサーボ回路7は、このトラッキングサーボ特性73に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS6)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、光ピックアップ3の追従動作が安定し、ひいてはフィードの送り動作を安定化させることができる。
【0028】
また、特性選択部13は、偏心量がほぼ零であると判定したときには、サーボ特性記憶部14から通常のトラッキングサーボ特性71を選択し、このトラッキングサーボ特性71をトラッキングサーボ回路7に与える(ステップS4)。トラッキングサーボ回路7は、このトラッキングサーボ特性71に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS6)。これにより、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0029】
次に、偏心量によってサーボ特性を切り換える他の動作について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。ただし、この説明では、サーボ特性記憶部14に、図3に示す5種類のトラッキングサーボ特性91〜95のうちの3つのトラッキングサーボ特性91〜93が記憶されているものとする。
【0030】
ディスク1が装填されると、図示しないマイコンはトラッキングサーボ回路7をオフ状態として、ディスク1を回転させる。回転しているディスク1から反射されるレーザビームは光検出器3で検出され、誤差増幅器5に与えられる。誤差増幅器5は、光検出器4の出力に基づいてトラッキング誤差信号を生成する。このトラッキング誤差信号は、ローパスフィルタ6を介して偏心量演算部12に与えられる。
偏心量演算部12は、与えられたトラッキング誤差信号に含まれる周期の短い波形の本数を求めることによって偏心量を測定し、その測定結果を特性選択部13に出力する(ステップS11)。
【0031】
特性選択部13は、偏心量演算部12から与えられる偏心量に基づいて、偏心量の大小を判定し、その判定結果に基づいてサーボ特性を選択する(ステップS12)。
すなわち、特性選択部13は、偏心量が大きいと判定したときには、サーボ特性記憶部14から低域側に移動させたフィードサーボ特性92を選択し、このフィードサーボ92をフィードサーボ回路9に与える(ステップS13)。フィードサーボ回路9は、このフィードサーボ特性92に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS16)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0032】
また、特性選択部13は、偏心量が小さいと判定したときには、サーボ特性記憶部14から高域側に移動させたフィードサーボ特性93を選択し、このフィードサーボ特性93をフィードサーボ回路9に与える(ステップS15)。フィードサーボ回路9は、このフィードサーボ特性93に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS16)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0033】
また、特性選択部13は、偏心量がほぼ零であると判定したときには、サーボ特性記憶部14から通常のフィードサーボ特性91を選択し、このフィードサーボ特性91をフィードサーボ回路9に与える(ステップS14)。フィードサーボ回路9は、このフィードサーボ特性91に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS16)。これにより、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0034】
次に、偏心量によってサーボ特性を切り換える他の動作について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。ただし、この説明では、サーボ特性記憶部14に、図3に示す5種類のトラッキングサーボ特性91〜95のうちの3つのトラッキングサーボ特性91,94,95が記憶されているものとする。
【0035】
ディスク1が装填されると、図示しないマイコンはトラッキングサーボ回路7をオフ状態として、ディスク1を回転させる。回転しているディスク1から反射されるレーザビームは光検出器3で検出され、誤差増幅器5に与えられる。誤差増幅器5は、光検出器4の出力に基づいてトラッキング誤差信号を生成する。このトラッキング誤差信号は、ローパスフィルタ6を介して偏心量演算部12に与えられる。
偏心量演算部12は、与えられたトラッキング誤差信号に含まれる周期の短い波形の本数を求めることによって偏心量を測定し、その測定結果を特性選択部13に出力する(ステップS21)。
【0036】
特性選択部13は、偏心量演算部12から与えられる偏心量に基づいて、偏心量の大小を判定し、その判定結果に基づいてサーボ特性を選択する(ステップS22)。
すなわち、特性選択部13は、偏心量が大きいと判定したときには、サーボ特性記憶部14から傾きを緩やかにしたフィードサーボ特性94を選択し、このフィードサーボ94をフィードサーボ回路9に与える(ステップS23)。フィードサーボ回路9は、このフィードサーボ特性94に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS26)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0037】
また、特性選択部13は、偏心量が小さいと判定したときには、サーボ特性記憶部14から傾きを急峻にしたフィードサーボ特性95を選択し、このフィードサーボ特性95をフィードサーボ回路9に与える(ステップS25)。フィードサーボ回路9は、このフィードサーボ特性95に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS26)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0038】
また、特性選択部13は、偏心量がほぼ零であると判定したときには、サーボ特性記憶部14から通常のフィードサーボ特性91を選択し、このフィードサーボ特性91をフィードサーボ回路9に与える(ステップS24)。フィードサーボ回路9は、このフィードサーボ特性91に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS26)。これにより、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0039】
次に、偏心量によってサーボ特性を切り換える他の動作について、図8に示すフローチャートを参照して説明する。ただし、この説明では、サーボ特性記憶部14に、図3に示す5種類のトラッキングサーボ特性91〜95の全てが記憶されているものとする。すなわち、この動作説明が請求項1に対応した動作説明となっている。
【0040】
ディスク1が装填されると、図示しないマイコンはトラッキングサーボ回路7をオフ状態として、ディスク1を回転させる。回転しているディスク1から反射されるレーザビームは光検出器3で検出され、誤差増幅器5に与えられる。誤差増幅器5は、光検出器4の出力に基づいてトラッキング誤差信号を生成する。このトラッキング誤差信号は、ローパスフィルタ6を介して偏心量演算部12に与えられる。
偏心量演算部12は、与えられたトラッキング誤差信号に含まれる周期の短い波形の本数を求めることによって偏心量を測定し、その測定結果を特性選択部13に出力する(ステップS31)。
【0041】
特性選択部13は、偏心量演算部12から与えられる偏心量に基づいて、偏心量の大小を判定し、その判定結果に基づいてサーボ特性を選択する(ステップS32)。
すなわち、特性選択部13は、偏心量が大きいと判定したときには、サーボ特性記憶部14から、低域側に移動させたフィードサーボ特性92と傾きを緩やかにしたフィードサーボ特性94とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性をフィードサーボ回路9に与える(ステップS33)。フィードサーボ回路9は、この組み合わせれたフィードサーボ特性に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS36)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0042】
また、特性選択部13は、偏心量が小さいと判定したときには、サーボ特性記憶部14から、高域側に移動させたフィードサーボ特性93と傾きを急峻にしたフィードサーボ特性95とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性をフィードサーボ回路9に与える(ステップS35)。フィードサーボ回路9は、この組み合わせたフィードサーボ特性に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS36)。これにより、偏心量に影響されなくなるので、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0043】
また、特性選択部13は、偏心量がほぼ零であると判定したときには、サーボ特性記憶部14から通常のフィードサーボ特性91を選択し、このフィードサーボ特性91をフィードサーボ回路9に与える(ステップS34)。フィードサーボ回路9は、このフィードサーボ特性91に従ってドライブ回路10を動作させる(ステップS36)。これにより、フィードの送り動作を安定化させることができる。
【0044】
図9(a)〜(c)は、ディスク1の連続再生を行ったときのフィードモータ11の両端の波形を示しており、(a)及び(b)はサーボ特性を切り換えない場合の波形、(c)は偏心量に応じてサーボ特性を切り換えた場合(すなわち、図5ないし図8に示したいずれかの動作を行った場合)の波形を示している。(a)は偏心量が小さい場合の波形である。電圧の信号線は直線に近い波形となっており、トラッキング誤差がほとんど無い状態となっているが、逆に言えばサーボは動きにくい状態となっているため、0Vを切って下側までいっている。つまり、フィードが行き過ぎるため、レンズが反対方向に戻ることになって、安定したフィードの送り動作を行うことができない。また、(b)は偏心量が大きい場合の波形である。この場合フィードは絶えず動くことになるため、電圧の信号線は大きな振動を繰り返すことになり、安定したフィードの送り動作を行うことができない。これに対し、偏心量に応じてサーボ特性を切り換えた場合には、(c)に示すように、電圧の信号線の振動幅は少なく、また0Vを切って下側までいくこともなく、安定したフィードの送り動作となっている。
【0045】
【発明の効果】
本発明のサーボ制御装置は、装填されたディスクの偏心量や装置自体の偏心量を求める偏心量演算部と、偏心量に応じた複数のサーボ特性を予め記憶しているサーボ特性記憶部と、偏心量演算部によって求められた偏心量に基づき、サーボ特性記憶部から対応するサーボ特性を選択して出力する特性選択部とを備え、フィードサーボ回路は、特性選択部によって選択されたサーボ特性に基づいてサーボ制御を行うとともに、特性選択部は、偏心量が大きいと判定したときには、サーボ特性記憶部から低域側に移動させたフィードサーボ特性と傾きを緩やかにしたフィードサーボ特性とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性をフィードサーボ回路に与える一方、偏心量が小さいと判定したときには、サーボ特性記憶部から高域側に移動させたフィードサーボ特性と傾きを急峻にしたフィードサーボ特性とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性をフィードサーボ回路に与えるように構成したので、偏心量の差によるフィードの送り動作の不安定な状態が解消され、ピックアップの追従をよりスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサーボ制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】サーボ特性記憶部に記憶されているトラッキングサーボ特性の種類を示す波形図である。
【図3】(a)〜(e)はサーボ特性記憶部に記憶されているフィードサーボ特性の種類を示す波形図である。
【図4】偏心量演算部に与えられるトラッキング誤差信号の波形を示しており、(a)は偏心が無い場合の波形、(b)は偏心量が大きい場合の波形、(c)は偏心量が小さい場合の波形を示している。
【図5】偏心量によってサーボ特性を切り換える一動作を説明するためのフローチャートである。
【図6】偏心量によってサーボ特性を切り換える他の動作を説明するためのフローチャートである。
【図7】偏心量によってサーボ特性を切り換える他の動作を説明するためのフローチャートである。
【図8】偏心量によってサーボ特性を切り換える他の動作を説明するためのフローチャートである。
【図9】ディスクの連続再生を行ったときのフィードモータの両端の波形を示しており、(a)及び(b)はサーボ特性を切り換えない場合の波形、(c)は偏心量に応じてサーボ特性を切り換えた場合の波形を示している。
【符号の説明】
1 ディスク
3 光ピックアップ(ピックアップ)
7 トラッキングサーボ回路
9 フィードサーボ回路
10 ドライブ回路
12 偏心量演算部
13 特性選択部
14 サーボ特性記憶部
Claims (1)
- ピックアップのトラッキングを制御するトラッキングサーボ回路及び前記ピックアップのフィードを制御するフィードサーボ回路を有するサーボ制御装置において、
装填されたディスクの偏心量や装置自体の偏心量を求める偏心量演算部と、
偏心量に応じた複数のサーボ特性を予め記憶しているサーボ特性記憶部と、
前記偏心量演算部によって求められた偏心量に基づき、前記サーボ特性記憶部から対応するサーボ特性を選択して出力する特性選択部とを備え、
前記フィードサーボ回路は、前記特性選択部によって選択されたサーボ特性に基づいてサーボ制御を行うとともに、
前記特性選択部は、偏心量が大きいと判定したときには、前記サーボ特性記憶部から低域側に移動させたフィードサーボ特性と傾きを緩やかにしたフィードサーボ特性とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性を前記フィードサーボ回路に与える一方、偏心量が小さいと判定したときには、前記サーボ特性記憶部から高域側に移動させたフィードサーボ特性と傾きを急峻にしたフィードサーボ特性とを選択し、これらを組み合わせたフィードサーボ特性を前記フィードサーボ回路に与えることを特徴とするサーボ制御装置。
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