JP4380953B2

JP4380953B2 - Tracking control device

Info

Publication number: JP4380953B2
Application number: JP2001283006A
Authority: JP
Inventors: 斉柳澤; 大一小出; 春樹徳丸; 潔大石
Original assignee: Nagaoka University of Technology; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Nagaoka University of Technology; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: JP2003091841A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、光ディスクの記録・再生に用いられるトラッキング制御装置に関する。
【０００２】
［発明の概要］
本発明は、光ディスクの記録・再生に用いられるトラッキング制御装置に関するものである。本発明は、トラッキング制御装置を構成するフィードバック制御系内のトラッキング誤差信号を光ディスク１周分の周期に相当する時間遅延させた信号を、前記フィードバック制御系の入力に対する出力の閉ループ伝達関数の逆数の伝達関数を持つ前置補償手段を介して前記フィードバック制御系内のトラッキング誤差信号に加算する。
【０００３】
または、前記トラッキング信号を光ディスクの複数回の回転周期に相当する時間に渡って記憶したトラッキング誤差信号に対して演算処理を行った信号を、前記フィードバック制御系の入力に対する出力の閉ループ伝達関数の逆数の伝達関数を持つ前置補償手段を介して前記フィードバック制御系内のトラッキング誤差信号に加算する。
【０００４】
この際、トラッキング誤差信号に加算された補償信号によるトラッキング誤差信号の改善分を求め、これをトラッキング誤差補償信号としてトラッキング誤差信号に加算することにより、安定した補償信号を得るようにしたものである。
【０００５】
【従来の技術】
光ディスクの記録・再生に用いられるトラッキング制御装置は、フィードバック制御系で構成される。図１３は、本発明者が先に提案したトラッキング制御装置（特開２００１−１９５７６０）の構成ブロック図である。
【０００６】
図１３に示すように、このトラッキング制御装置のフィードバック制御系は、トラッキング誤差検出手段１、伝達関数Ｇ_１を持つ安定化補償手段２、伝達関数Ｇ_２を持つトラッキングアクチュエータ３によって構成される。
【０００７】
このトラッキング制御装置のフィードバック制御系では、光ディスク上のトラック位置ｔ_１とトラッキングアクチュエー夕３によって制御される光スポット位置ｓ_１との差をトラッキング誤差検出手段１によって検出し、トラッキング誤差信号ｅ_１を得る。
【０００８】
また、トラッキング誤差検出手段１と安定化補償手段２との間には、加算手段７が設けられるとともに、加算手段７の一方の入力（トラッキング誤差検出手段１の出力）を加算手段７の他方の入力へ導入する経路に、補正信号生成手段５と伝達関数Ｐ１を持つ前置補償手段６とがこの順序に配置されている。
【０００９】
補正信号生成手段５は、トラッキング誤差検出手段１によって検出されたトラッキング誤差信号ｅ_１を取り込み、光ディスクの少なくとも１回転前において検出されたトラッキング誤差信号ｅ_１に基づいた補正信号ｃ_１を生成する。
【００１０】
前置補償手段６は、補正信号ｃ_１に基づき前置補償信号ｈ_１を生成し、加算手段７の他方の入力へ出力する。
【００１１】
加算手段７は、トラッキング誤差信号ｅ_１と前置補償信号ｈ_１とを加算してその加算信号を安定化補償手段２に供給する。
【００１２】
安定化補償手段２は、トラッキング制御装置が所望の応答特性を持ち、かつ安定な動作を行うように、トラッキング誤差信号ｅ_１前置補償信号ｈ_１とを加算した加算信号の振幅と位相の周波数特性の補償を行い、出力する。安定化補償手段２の出力信号は、トラッキングアクチュエー夕３を駆動し、光スポット位置ｓ_１を制御する。
【００１３】
このように、先に提案したトラッキング制御装置は、少なくとも光ディスクの１周前のトラッキング誤差信号に振幅と位相の補償をした信号を生成し、それとトラッキング誤差信号とを加算した信号により、光スポット位置を制御するようにしたので、装置の安定性を確保しつつ光ディスクの回転数全般に渡って追従誤差を低減することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記前置補償信号は、遅延手段に記憶された少なくとも１周分の回転周期前のトラッキング誤差信号に基づき生成された補正信号の振幅及び位相を補償することによって生成される。
【００１５】
この前記補償信号をトラッキング誤差信号に加算して加算信号（駆動信号）を生成し、制御することにより、トラッキング誤差信号のみにより生成した駆動信号による制御に比べてトラッキング誤差を小さくすることができる。このトラッキング誤差は、遅延手段１０で遅延され、これを基に次回回転時の補償信号が生成されるが、補償信号によりトラッキング誤差信号は小さくなっているため、前置補償手段により生成される補償信号は次回転時には振幅が小さくなる。
【００１６】
そのため、補償信号によるトラッキング誤差抑圧効果が小さくなり、トラッキング誤差信号は再び大きくなってしまう。以下、この繰り返しになり、図１４に示されるように、１回転おきにトラッキング誤差が大きくなる時と、小さくなる時が交互に生じる。このため、安定なトラッキング制御が得られないという問題があった。
【００１７】
本発明は、このような問題を解決すべく創作されたもので、トラッキング制御装置の安定性を確保するとともに、高速で回転する光ディスク上のトラックに対する追従性能の向上を図ったトラッキング制御装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１では、目標となる光ディスク上のトラック位置と光ヘッドから出射される光スポット位置との差に対応したトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段と、前記トラッキング誤差信号を入力して記憶するとともに、前記光ディスクの少なくとも１回転周期前のトラッキング誤差信号を求めて補正信号を生成する補正信号生成手段と、生成された補正信号の振幅及び位相の補償を行った補償信号を生成する前置補償手段と、前記トラッキング誤差信号と前記補償信号とを加算して、前記光ヘッドを駆動するトラッキングアクチュエータに対する駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、生成された駆動信号に基づき前記光ディスク上の目的のトラックを走査させる制御手段と、を備えたトラッキング制御装置において、前記前置補償手段から出力される補償信号を入力してこの補償信号によるトラッキング誤差の補償分を演算により求めるトラッキング誤差補償信号生成手段と、このトラッキング誤差補償信号生成手段で生成されたトラッキング誤差補償信号を前記補正信号生成手段に入力される前の前記トラッキング誤差信号に加算する加算手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
請求項２では、請求項１に記載のトラッキング制御装置において、前記トラッキング誤差補償信号生成手段は、当該フィードバック制御系の入力に対して出力の閉ループ伝達関数に相当する演算を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項３では、請求項１に記載のトラッキング制御装置において、前記補正信号生成手段は、前記加算信号生成手段で生成された加算信号を前記光ディスクの１周分の回転周期に相当する時間遅延させて前記補正信号を出力し、かつ、前記前置補償手段は、当該フィードバック制御系の入力に対する出力の閉ループ伝達関数の逆数の伝達関数により前記補正信号の振幅及び位相の補償を行うことを特徴としている。
【００２１】
請求項４では、請求項１に記載のトラッキング制御装置において、前記補正信号生成手段は、前記加算信号生成手段で生成された加算信号を前記光ディスクの少なくとも１周分の回転周期に相当する時間に渡って記憶手段に記憶するとともに、その記憶した信号から１回転周期前のトラッキング誤差信号を演算して補正信号を出力し、かつ、前記前置補償手段は、所定のパルス伝達関数により前記補正信号の振幅及び位相の補償を行った補償信号を生成することを特徴としている。
【００２２】
かかる発明によれば、装置の安定性を確保しつつ光ディスクの回転数全般にわたって追従誤差を低減することができる。
【００２３】
【発明の実施形態】
［本発明の原理］
初めに、本発明の原理について図６乃至図１２を用いて説明する。
【００２４】
光ディスク記録システムでは、制御情報として位置誤差のみが検出可能であるため、フィードフォワード制御系を構成できない。そこで、本発明者らは位置誤差から目標値を推定し零位相誤差トラッキング制御系を既に発明して提案した。本発明では、今までに提案してきた高速トラッキングサーボ系の構成のシンプル化を図るものである。
【００２５】
今までに提案してきた高速ロバストトラッキングサーボ系の構成を図６に示す。図６において、Ｐ（ｓ）はアクチュエータの電流駆動のボイスコイルモータ、Ｃ（z^-1）はロバスト制御器、Ｇ_ff（z^-1）は零位相誤差トラッキング制御を適用した前置補償器である。この前置補償器の予測サンプリングｎは２とする。すなわち、２サンプリング未来の目標値を必要とする。しかしながら、制御情報がトラッキングエラーｅ_lのみのため、未来の目標値は得ることができない。
【００２６】
従って、そのままでは図９に示すような目標値を予測した高速トラッキングサーボ系を構成することはできない。そこで、次に示す（１）式、（２）式より（３）式を誘導して、目標値ｘ ^refを推定し、図８に示すような制御系を提案したものである。
【００２７】
【数１】
ｅ_l＝ｘ^ref−ｘ_zpet・・・（１）
ｘ_zpet ＝（ｅ_l＋ｅ_ff）Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1）・・・（２）
ｘ^ref＝（１＋Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1））ｅ_l＋Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1）ｅ_ff
・・・（３）
光ディスク記録システムの粗動部がきちんと半径方向を駆動させると、微動部のトラッキング動作だけを考えれば良い。微動部は、ディスクの偏心が位置指令と等価になり、１回転毎の周期関数とみなせる。よって、図６では、目標値ｘ ^refを推定して１周期後に未来の目標値として扱っている。
【００２８】
図６の点線で囲まれた部分(closed loop system)のパルス伝達関数
Ｇ_closed（z^-1）は、
【００２９】
【数２】
Ｇ_closed（z^-1）＝Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1）／（１＋Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1））
＝Ｚ^−ｄＢｃ（z^-1）／Ａｃ（z^-1）
但し、Ａｃ（z^-1）＝１＋ａ_ｃ１Ｚ^−１＋・・・＋ａ_ｃｌＺ^−ｎ
Ｂｃ（z^-1）＝ｂ_ｃ０＋ｂ_ｃ１Ｚ^−１＋・・・＋ｂ_ｃｍＺ^−ｍ
Ｚ^−ｄはｄステップ遅れ
と表すことができる。
【００３０】
ここで、システムへの入力をｒ（ｋ）、出力をｙ（ｋ）とすると、
【００３１】
【数３】
ｙ（k）＝Ｇ_closed（z^-1）ｒ（k）
と表すことができる。
【００３２】
ところで、前置補償手段の伝達関数をＧ_ｆｆ（z^-1）とすると、入力に対する出力は、
【００３３】
【数４】
ｙ(k)＝Ｇ_ｆｆ（z^-1）Ｇ_closed（z^-1）ｒ（k）
と表される。ここで、入力に対して出力が位相遅れなく一致するためには、
【００３４】
【数５】
Ｇ_ｆｆ（z^-1）＝１／Ｇ_closed（z^-1）
とすれば良い。従って、前置補償手段の伝達関数Ｇ_ｆｆ（z^-1）はシステムの閉ループ伝達関数Ｇ_closed（z^-1）の逆数となる。
【００３５】
本発明では、トラッキングエラーｅ_lを前置補償器の入力とした制御系を構成することによってシンプル化を図っている。すなわち、トラッキングエラーｅ_lを目標値ｘ ^refの代わりに予測することになる。すると、図７の制御系は図８の制御系に等価変換される。図７と図８の点線内の閉ループ伝達関数は同一であるので、前置補償器Ｇ_ff（z^-1）も同一となる。ここで、図８のｅ_l（ｋ＋ｎ）は目標値ｘ ^ref（ｋ＋ｎ）によって生ずるトラッキングエラーである。（３）式を変形すると、（４）式が得られ、（４）式の左辺は目標値ｘ^refによるトラッキングエラー、すなわち、図７と図８のｅ_l（ｋ）そのものになる。（４）式より、図９に示すようなシンプルな高速トラッキングサーボ系が導出できる。図１０はロバスト制御器の設計仕様を示す。
【００３６】
【数６】
ｘ^ref／（１＋Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1））
＝ｅ_l＋Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1）ｅ_ff／（１＋Ｃ（z^-1）Ｐ（z^-1））・・・（４）
本発明者らは、本発明を検証するためにロバストサーボ系のシミュレーションを光ディスクの回転数６０００（ｒｐｍ）に設定して行った。図１１には、図７に示した従来のトラッキングサーボ系の応答が、図１２には、図９に示した本発明によるシンプル化されたトラッキングサーボ系の応答がそれぞれ示されている。
【００３７】
両制御系においても、２周期目以降フィードフォワード系が働き許容範囲である±０．１（μｍ）を満たす結果となった。シミュレーション結果では、本発明のシンプル化制御系の方が優れていることが確認された。
【００３８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアナログ制御によるトラッキング制御装置の構成ブロック図である。
【００３９】
図１に示すように、第１の実施形態のトラッキング制御装置は、図１３に示したトラッキング制御装置に加えて、前置補償手段６からの前置補償信号を取り込んでこの補償信号によるトラッキング誤差の補償分を演算により求める演算手段１３を備えたトラッキング誤差補償信号生成手段１２と、このトラッキング誤差補償信号生成手段１２で求められたトラッキング誤差補償信号と前記トラッキング誤差信号とを加算しこの加算信号を補正信号生成手段５に出力する加算手段１４とを備えている。その他の構成は、図１３と同じである。
【００４０】
この実施の形態におけるトラッキング誤差信号生成手段１２の持つ伝達関数は、安定化補償手段２及びトラッキングアクチュエータ３の伝達関数をそれぞれＧ_１(ｓ)、Ｇ_２(ｓ)とすると、次の（５）式として表されるものである。
【００４１】
【数７】
Ｇ_１(ｓ)Ｇ_２(ｓ)／｛１＋Ｇ_１(ｓ)Ｇ_２(ｓ)｝・・・（５）
次に、図１乃至図３を参照して第１の実施形態の動作を説明する。なお、図２は、第１の実施形態のトラッキング制御装置の基本動作のフローチャートであり、図３はそのシミュレーション結果である。
【００４２】
まず、図１を用いて第１の実施形態のトラッキング制御装置の動作原理を説明する。補償手段１１の伝達関数をＰ_１(ｓ)、安定化補償手段２及びトラッキングアクチュエータ３の伝達関数をそれぞれＧ_１(ｓ)、Ｇ_２(ｓ)で表す。
【００４３】
トラッキング誤差検出手段１、加算手段７、安定化補償手段２及びトラッキングアクチュエータ３によって横成されるフィードバック制御系に関して補償手段１１と加算手段７との間の接続を切ると、加算手段７への入力信号ｈ_１に対する光スポット位置ｓ_１の伝達関数Ｇ_ｃｌ(ｓ)は、以下の（６）式によって求められる。
【００４４】
【数８】
Ｇ_ｃｌ(ｓ)＝Ｇ_１(ｓ)Ｇ_２(ｓ)／｛１＋Ｇ_１(ｓ)Ｇ_２(ｓ)｝・・・（６）
そこで、前置補償手段６は、補償手段１１の伝達関数Ｐ_１(ｓ)が
【００４５】
【数９】
Ｐ_１(ｓ)＝｛１＋Ｇ_１(ｓ)Ｇ_２(ｓ)｝／Ｇ_１(ｓ)Ｇ_２(ｓ) ・・・（７）
を満たすように実現される。つまり、前置補償手段６は、当該フィードバック制御系の入力に対する出力の閉ループ伝達関数の逆数の伝達関数を持つ。
【００４６】
そして、前置補償手段６の補償手段１１は、（７）式に示した伝達関数Ｐ_１(ｓ)によって、補正信号ｃ_１に対して振幅と位相の周波数特性を補正し、加算手段７に出力し、トラッキング制御を行う。
【００４７】
このとき、補正信号ｃ_１に対して光スポット位置ｓ_１は、（６）式、（７）式から次の（８）式で表される。
【００４８】
【数１０】

即ち、補正信号ｃ_１は、振幅差及び時間遅れを生じることなく光スポット位置ｓ_１を直接制御し、補正を行うことができる。
【００４９】
次に、図１を適宜参照しつつ図２に沿って第１の実施形態のトラッキング制御装置の基本的な動作を説明する。図において、トラッキング誤差検出手段１は、光ヘッドが走査を行っているトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ_１を検出した後、加算手段１４においてトラッキング誤差信号ｅ_１とトラッキング誤差補償信号生成手段１２から出力されるトラッキング誤差補償信号とを加算してその加算信号を補正信号生成手段５中の遅延手段１０に入力する（ステップＳ１）。遅延手段１０は、入力した加算信号について光ディスクの１回転周期に相当する時間の遅延を行い、それを補正信号ｃ_１として出力する（ステップＳ２）。
【００５０】
そして、前置補償手段６中の補償手段１１は、補正信号ｃ_１から前置補償信号ｈ_１を生成する（ステップＳ３）、加算手段７は、この前置補償信号ｈ_１を光ヘッドが走査を行っているトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ_１に加算する（ステップＳ４）。
【００５１】
次に、安定化補償手段２は、この加算した信号によってトラッキングアクチュエータ３を駆動し、トラッキング制御を行わせる（ステップＳ５）。回転中の光ディスクに対して継続してトラッキング制御を行うために再びステップＳ１に戻り、前述の動作を繰り返す。
【００５２】
これにより、光ディスクの回転数全般に渡っての追従誤差の低減が実現される。特に、図３のシミュレーション結果に示すように、図１４に示した従来例に示すような１回転おきにトラッキング誤差が大きくなる時と小さくなる時が交互に生じるような不安定な動きは発生せず、安定したトラッキング制御が可能となる。
【００５３】
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係るデジタル制御によるトラッキング制御装置の構成ブロック図である。
【００５４】
図４に示す第２の実施形態では、加算手段１８及び安定化補償手段１９をそれぞれデジタル信号処理回路で構成し、トラッキング誤差信号ｅ_１をＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１５によってデジタル信号ｅ_１(ｋ)に変換して加算手段１８の一方の入力に与え、安定化補償手段１９の出力デジタル信号をＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）２０によってアナログ信号に変換してトラッキングアクチュエータ３に与えるように構成してある。
【００５５】
即ち、このデジタル制御によるトラッキング制御装置では、トラッキング誤差信号ｅ_１をデジタル信号ｅ_１(ｋ)に変換した後、トラッキング制御装置としての処理を実行する。
【００５６】
また、前置補償手段６からの前置補償信号を取り込んでこの補償信号によるトラッキング誤差の補償分を演算により求める演算手段２２を備えたトラッキング誤差補償信号生成手段２１、このトラッキング誤差補償信号生成手段２１で求められたトラッキング誤差補償信号と前記トラッキング誤差信号とを加算しこの加算信号を補正信号生成手段５に出力する加算手段２３とを備えている。
【００５７】
この実施の形態におけるトラッキング誤差信号生成手段２１の持つ伝達関数は、安定化補償手段２及びトラッキングアクチュエータ３のパルス伝達関数をそれぞれＧ_１(z^-1)、Ｇ_２(z^-1)とすると、次の（９）式として表されるものである。
【００５８】
【数１１】
Ｇ_１(z^-1)Ｇ_２(z^-1)／｛１＋Ｇ_１(z^-1)Ｇ_２(z^-1)｝・・・（９）
図５に示すように、トラッキング誤差検出手段１によって検出されたトラッキング誤差信号ｅ_１は、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１５にてデジタル信号ｅ_１(ｋ)に変換され、補正信号生成手段５及び加算手段１８に入力される。
【００５９】
ここに、補正信号生成手段５は、記憶手段１６を備える。記憶手段１６は、光ディスクの少なくとも１回転周期に相当する時間のトラッキング誤差信号ｅ_１のデジタルデータｅ_１(ｋ)を記憶する。そして、記憶手段１６は、光ディスクの１周前のトラッキング誤差信号ｅ_１(ｋ)を用いて、サンプリング時刻ｋにおいてｄサンプリング周期に相当する時間だけ進んだ時刻でのトラッキング誤差信号を補正信号ｃ_１(ｋ＋ｄ)として前置補償手段６へ出力する。
【００６０】
また、前置補償手段６は、パルス伝達関数Ｐ_１(ｚ^−１)を持つ補償手段１７を備える。補償手段１７は、記憶手段１６から入力する補正信号ｃ_１(ｋ＋ｄ)をデジタル的に処理し、前置補償信号ｈ_１(ｋ)を出力する。
【００６１】
加算手段１８は、デジタル化されたトラッキング誤差信号ｅ_１(ｋ)と前置補償信号ｈ_１(ｋ)を加算し、その加算結果を安定化補償手段１９に入力する。安定化補償手段１９の出力は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）２０によってアナログ信号に変換され、トラッキングアクチュエータ３を駆動し、光スポット位置ｓ_１を変化させることによりトラッキング制御を行う。
【００６２】
なお、安定化補償手段１９は、トラッキング制御装置のフィードバック制御系が安定に動作するように振幅と位相の周波数特性の補償を行うと同時に、所望の応答特性を実現するためのパルス伝達関数Ｇ_１(ｚ^−１)を持つ。また、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）２０とトラッキングアクチュエータ３を縦続接続した系は、パルス伝達関数Ｇ_２(ｚ^−１)を持つ。
【００６３】
次に、図４を適宜参照しつつ図７に沿って動作を詳細に説明する。図４において、トラッキング誤差検出手段１は、光ヘッドが走査を行っているトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ_１を検出する。このトラッキング誤差信号ｅ_１は、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１５によってデジタル信号ｅ_１(ｋ)に変換された後、加算手段２３と加算手段１８に供給される。
【００６４】
加算手段２３は、デジタル化されたトラッキング誤差信号とトラッキング誤差補償信号生成手段２１の演算手段２２で求められたトラッキング誤差補償信号とを加算して加算信号（補正信号）を求める（ステップＳ１１）。求められた加算信号は補正信号生成手段５に供給される。
【００６５】
補正信号生成手段５は、例えばメモリを使用した記憶手段１６の所定記憶領域に加算信号を逐一格納するとともに、光ディスクの１周前の加算信号を用いて、時刻ｋにおいてｄ・Ｔｓに相当する時間だけ進んだ時刻でのトラッキング誤差信号を演算し、それを補正信号ｃ_１(ｋ＋ｄ)として記憶手段１６の別の記憶領域に格納する（ステップＳ１２）。
【００６６】
そして、補正信号生成手段５は、光ディスクの１回転前に記憶された補正信号ｃ_１(ｋ＋ｄ)があるかどうかを判断し（ステップＳ１３）、なければ補正信号＝０とし（ステップＳ１４）、記憶された補正信号ｃ_１(ｋ＋ｄ)があればそれを読み出し（ステップＳ１５）、前置補償手段６に与えて前置補償信号ｈ_１(ｋ)を出力させる（ステップＳ１６）。
【００６７】
次いで、加算手段１８では、補償手段１７の出力から得られる前置補償信号ｈ_１(ｋ)とトラッキング誤差信号ｅ_１(ｋ)とを加算し、安定化補償手段１９に出力する（ステップＳ１７）。
【００６８】
安定化補償手段１９は、フィードバック制御系を安定化すると同時に所望の応答特性を実現するためのパルス伝達関数Ｇ_１(ｚ^−１)を持つ。安定化補償手段１９の出力は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）２０によってアナログ信号に変換されトラッキングアクチュエータを駆動することによって光スポット位置ｓ_１を制御する（ステップＳ１８）。
【００６９】
回転中の光ディスクに対して継続してトラッキング制御を行うためには再びステップＳ１１に戻り、以上の動作を繰り返す。これにより、光ディスクの回転数全般に渡っての追従誤差の低減が実現される。
【００７０】
上記各実施形態は、光ディスク記録装置のみならず、光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置及び光テープ記録装置のトラッキング制御系にも適用可能である。また、フォーカス制御装置にも同様の構成で適用可能である。その場合、トラッキング誤差検出手段、トラッキングアクチュエータに代えて、それぞれフォーカス誤差検出手段、フォーカスアクチュエータを用いる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の安定性を確保しつつ光ディスクの回転数全般に渡って追従誤差を低減することができる。
【００７２】
したがって、本発明に係るトラッキング制御装置によれば、狭いトラックピッチを持つ大容量の光ディスクに対しての安定した記録・再生が可能となる。また、高速で回転する光ディスクに対してもトラッキング制御が可能となりデータ転送レートの向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアナログ制御によるトラッキング制御装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のトラッキング制御装置の基本動作のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るトラッキング制御装置の応答特性を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るデジタル制御によるトラッキング制御装置の構成ブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のトラッキング制御装置の基本動作フローチャートである。
【図６】従来の高速トラッキングサーボ系の構成図である。
【図７】目標値を予測した通常の高速サーボ系の構成図である。
【図８】トラッキングエラーを予測した高速トラッキングサーボ系の構成図である。
【図９】本発明原理に係る高速トラッキングサーボ系の構成図である。
【図１０】ロバスト制御器の設計仕様を示す説明図である。
【図１１】図７に示した従来の高速トラッキングサーボ系の応答特性を示す説明図である。
【図１２】図９に示した本願発明の高速トラッキングサーボ系の応答特性を示す説明図である。
【図１３】従来のトラッキング制御装置の一例を示す構成ブロック図である。
【図１４】図１３に示す従来のトラッキング制御装置の応答特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１トラッキング誤差検出手段
２安定化補償手段
３トラッキングアクチュ工一夕
５補正信号生成手段
６前置補償手段
７加算手段
１０遅延手段
１１補償手段
１２トラッキング誤差補償信号生成手段
１３演算手段
１４加算手段
１５Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）
１６記憶手段
１７補償手段
１８加算手段
１９安定化補償手段
２０Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）
２１トラッキング誤差補償信号生成手段
２２演算手段
２３加算手段[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a tracking control apparatus used for recording / reproducing of an optical disc.
[0002]
[Summary of Invention]
The present invention relates to a tracking control apparatus used for recording / reproducing of an optical disc. According to the present invention, a signal obtained by delaying a tracking error signal in a feedback control system constituting a tracking control device for a time corresponding to a period corresponding to one round of the optical disk It is added to the tracking error signal in the feedback control system via a precompensation means having a transfer function.
[0003]
Alternatively, a signal obtained by performing arithmetic processing on the tracking error signal stored over the time corresponding to a plurality of rotation periods of the optical disc for the tracking signal is an inverse of the closed-loop transfer function of the output with respect to the input of the feedback control system. It is added to the tracking error signal in the feedback control system via a precompensation means having a transfer function of
[0004]
At this time, an improvement of the tracking error signal by the compensation signal added to the tracking error signal is obtained, and this is added to the tracking error signal as a tracking error compensation signal, thereby obtaining a stable compensation signal. .
[0005]
[Prior art]
A tracking control device used for recording / reproducing of an optical disc is configured by a feedback control system. Figure 13 is a block diagram of a tracking control apparatus which the present inventor previously proposed (JP 2001-19 576 0).
[0006]
As shown in FIG. 13, the feedback control system of the tracking control system, a tracking error detecting means 1, the transfer function G ₁ Stabilizing means 2 with, constituted by a tracking actuator 3 having a transfer function G _2.
[0007]
In the feedback control system of this tracking control device, the tracking error detection means 1 detects the difference between the track position t ₁ on the optical disc and the light spot position s ₁ controlled by the tracking actuator 3, and the tracking error signal e _1. Get.
[0008]
An addition means 7 is provided between the tracking error detection means 1 and the stabilization compensation means 2, and one input of the addition means 7 (an output of the tracking error detection means 1) is connected to the other of the addition means 7. The correction signal generation means 5 and the pre-compensation means 6 having the transfer function P1 are arranged in this order on the path to be introduced to the input.
[0009]
The correction signal generation means 5 takes in the tracking error signal e ₁ detected by the tracking error detection means ₁ and generates a correction signal c ₁ based on the tracking error signal e ₁ detected at least before one rotation of the optical disc.
[0010]
The pre-compensation unit 6 generates a pre-compensation signal h ₁ based on the correction signal c ₁ and outputs it to the other input of the addition unit 7.
[0011]
The adder 7 adds the tracking error signal e ₁ and the precompensation signal h ₁ and supplies the added signal to the stabilization compensator 2.
[0012]
The stabilization compensator 2 has an amplitude and phase frequency of an addition signal obtained by adding the tracking error signal e _{1 and the} pre-compensation signal h ₁ so that the tracking control device has a desired response characteristic and performs a stable operation. Compensate for characteristics and output. The output signal of the stability compensation means 2 drives the tracking actuator evening 3 controls the light spot position s _1.
[0013]
As described above, the previously proposed tracking control device generates a signal in which the amplitude and phase are compensated for the tracking error signal at least one round before the optical disc, and adds the tracking error signal to the light spot position. Thus, the tracking error can be reduced over the entire rotation speed of the optical disc while ensuring the stability of the apparatus.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the pre-compensation signal is generated by compensating the amplitude and phase of the correction signal generated based on the tracking error signal of at least one rotation stored in the delay means before the rotation period.
[0015]
By adding the compensation signal to the tracking error signal to generate and control an addition signal (drive signal), the tracking error can be reduced as compared with the control by the drive signal generated only by the tracking error signal. This tracking error is delayed by the delay means 10 and a compensation signal for the next rotation is generated based on the tracking error. Since the tracking error signal is reduced by the compensation signal, the compensation error generated by the pre-compensation means is generated. The amplitude of the signal becomes small at the next rotation.
[0016]
Therefore, the tracking error suppression effect by the compensation signal is reduced, and the tracking error signal is increased again. Thereafter, this is repeated, and as shown in FIG. 14, the time when the tracking error becomes larger and the time when it becomes smaller alternately occur every other rotation. For this reason, there was a problem that stable tracking control could not be obtained.
[0017]
The present invention has been created to solve such problems, and provides a tracking control device that ensures the stability of the tracking control device and improves the tracking performance of a track on an optical disk that rotates at high speed. The purpose is to do.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in claim 1, tracking error signal generating means for generating a tracking error signal corresponding to a difference between a track position on a target optical disc and a light spot position emitted from an optical head; stores to input said tracking error signal, a correction signal generating means for generating a correction signal in search of at least one rotation cycle before the tracking error signal of the optical disc, the generated correction signal amplitude and the compensation of the phase A pre-compensation unit that generates a compensation signal, a drive signal generation unit that generates a drive signal for a tracking actuator that drives the optical head by adding the tracking error signal and the compensation signal; and control means for scanning the target track on the optical disc based on a drive signal, comprising a In the racking control device, the compensation signal output from the pre-compensation means is input, the tracking error compensation signal generating means for calculating the tracking error compensation by the compensation signal, and the tracking error compensation signal generating means And adding means for adding the tracking error compensation signal to the tracking error signal before being input to the correction signal generating means .
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in the tracking control device according to the first aspect, the tracking error compensation signal generating unit performs an operation corresponding to an output closed-loop transfer function with respect to an input of the feedback control system. .
[0020]
According to a third aspect of the present invention, in the tracking control device according to the first aspect, the correction signal generation unit delays the addition signal generated by the addition signal generation unit by a time corresponding to a rotation period of one rotation of the optical disc. The correction signal is output, and the precompensation means compensates the amplitude and phase of the correction signal by a transfer function of the reciprocal of the closed-loop transfer function of the output with respect to the input of the feedback control system. Yes.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the tracking control device according to the first aspect, the correction signal generating unit outputs the addition signal generated by the addition signal generating unit at a time corresponding to a rotation period of at least one round of the optical disc. The data is stored in the storage means, and a tracking error signal one rotation period before is calculated from the stored signal and a correction signal is output. The pre-compensation means is configured to output the correction signal by a predetermined pulse transfer function. It is characterized in that a compensation signal in which the amplitude and phase of the signal are compensated is generated.
[0022]
According to this invention, the tracking error can be reduced over the entire number of rotations of the optical disc while ensuring the stability of the apparatus.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Principle of the present invention]
First, the principle of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
In an optical disk recording system, only a position error can be detected as control information, and thus a feedforward control system cannot be configured. Therefore, the present inventors have already invented and proposed a zero phase error tracking control system by estimating a target value from a position error. The present invention simplifies the configuration of the high-speed tracking servo system that has been proposed so far.
[0025]
FIG. 6 shows the configuration of the high-speed robust tracking servo system that has been proposed so far. In FIG. 6, P (s) is an actuator current-driven voice coil motor, C (z ^-1 ) is a robust controller, and G _ff (z ^-1 ) is a precompensator to which zero phase error tracking control is applied. is there. The predictive sampling n of this predistorter is 2. That is, a target value for the future of two samplings is required. However, the control information is only for tracking error e _l, can not be the future target value is obtained.
[0026]
Therefore, a high-speed tracking servo system that predicts the target value as shown in FIG. 9 cannot be configured as it is. Therefore, the control system as shown in FIG. 8 is proposed by estimating the target value x ^ref by ^{deriving the} expression (3) from the following expressions (1) and (2).
[0027]
[Expression 1]
e _l = x ^ref −x _zpet (1)
x _zpet = (e ₁ + e _ff ) C (z ⁻¹ ) P (z ⁻¹ ) (2)
x ^ref = (1 + C (z ⁻¹ ) P (z ⁻¹ )) e ₁ + C (z ⁻¹ ) P (z ⁻¹ ) e _ff
... (3)
If the coarse movement part of the optical disk recording system properly drives the radial direction, only the tracking operation of the fine movement part needs to be considered. The fine movement portion can be regarded as a periodic function for each rotation since the eccentricity of the disk is equivalent to the position command. Thus, in FIG. 6, to estimate the target value x ^ref is treated as the future target value after one period.
[0028]
The pulse transfer function G _closed (z ⁻¹ ) of the part surrounded by the dotted line in FIG. 6 (closed loop system) is
[0029]
[Expression 2]
G _closed (z ⁻¹ ) = C (z ⁻¹ ) P (z ⁻¹ ) / (1 + C (z ⁻¹ ) P (z ⁻¹ ))
= Z- ^d Bc (z ^-1 ) / Ac (z ^-1 )
^{_{However, Ac (z -1) = 1}} + a c1 Z -1 + ··· + a cl Z -n
Bc (z ⁻¹ ) = b _c0 + b _c1 Z ⁻¹ +... + B _cm Z ^−m
Z- ^d can be expressed as d step delay.
[0030]
Here, if the input to the system is r (k) and the output is y (k),
[0031]
[Equation 3]
y (k) = G _closed (z ^-1 ) r (k)
It can be expressed as.
[0032]
By the way, if the transfer function of the pre-compensation means is G _ff (z ^-1 ), the output for the input is
[0033]
[Expression 4]
y (k) = G _ff (z ⁻¹ ) G _closed (z ⁻¹ ) r (k)
It is expressed. Here, in order for the output to match the input without phase lag,
[0034]
[Equation 5]
G _ff (z ^-1 ) = 1 / G _closed (z ^-1 )
What should I do? Accordingly, the transfer function G _ff (z ⁻¹ ) of the precompensation means is the inverse of the _closed loop transfer function G _closed (z ⁻¹ ) of the system.
[0035]
In the present invention, thereby achieving a simplification by configuring the control system as input predistorter tracking error e _l. That is, to predict the tracking error e _l instead of the target value x ^ref. Then, the control system of FIG. 7 is equivalently converted to the control system of FIG. Since the closed loop transfer functions within the dotted lines in FIGS. 7 and 8 are the same, the predistorter G _ff (z ⁻¹ ) is also the same. Here, e _l (k + n) in FIG. 8 is a tracking error caused by the target value x ^ref (k + n). When the expression (3) is transformed, the expression (4) is obtained, and the left side of the expression (4) becomes a tracking error due to the target value x ^ref , that is, e _l (k) itself in FIGS. From equation (4), a simple high-speed tracking servo system as shown in FIG. 9 can be derived. FIG. 10 shows the design specifications of the robust controller.
[0036]
[Formula 6]
x ^ref / (1 + C (z ⁻¹ ) P (z ⁻¹ ))
_{^{= E l + C (z -1}} ) P (z -1) e ff / (1 + C (z -1) P (z -1)) ··· (4)
In order to verify the present invention, the present inventors performed a simulation of a robust servo system by setting the rotation speed of the optical disk to 6000 (rpm). FIG. 11 shows the response of the conventional tracking servo system shown in FIG. 7, and FIG. 12 shows the response of the simplified tracking servo system according to the present invention shown in FIG.
[0037]
In both control systems, the feedforward system worked from the second cycle onwards, and the allowable range of ± 0.1 (μm) was satisfied. From the simulation results, it was confirmed that the simplified control system of the present invention is superior.
[0038]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an analog control tracking control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0039]
As shown in FIG. 1, in addition to the tracking control device shown in FIG. 13, the tracking control device of the first embodiment takes in a pre-compensation signal from the pre-compensation means 6 and tracking error due to this compensation signal. The tracking error compensation signal generating means 12 provided with the calculating means 13 for calculating the compensation amount of the signal, and the tracking error compensation signal obtained by the tracking error compensation signal generating means 12 and the tracking error signal are added, and this added signal Is added to the correction signal generating means 5. Other configurations are the same as those in FIG.
[0040]
The transfer function of the tracking error signal generation means 12 in this embodiment is as follows when the transfer functions of the stabilization compensation means 2 and the tracking actuator 3 are G ₁ (s) and G ₂ (s), respectively (5) It is expressed as a formula.
[0041]
[Expression 7]
G ₁ (s) G ₂ (s) / {1 + G ₁ (s) G ₂ (s)} (5)
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart of the basic operation of the tracking control apparatus of the first embodiment, and FIG. 3 shows the simulation result.
[0042]
First, the operation principle of the tracking control apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIG. The transfer function of the compensation means 11 is represented by P ₁ (s), and the transfer functions of the stabilization compensation means 2 and the tracking actuator 3 are represented by G ₁ (s) and G ₂ (s), respectively.
[0043]
When the connection between the compensation unit 11 and the addition unit 7 is disconnected with respect to the feedback control system formed by the tracking error detection unit 1, the addition unit 7, the stabilization compensation unit 2 and the tracking actuator 3, the input to the addition unit 7 is performed. transmission light spot position _{s 1} with respect to the signal _{h 1} function _{G cl} (s) is found by the following equation (6).
[0044]
[Equation 8]
G _cl (s) = G ₁ (s) G ₂ (s) / {1 + G ₁ (s) G ₂ (s)} (6)
Therefore, the precompensation means 6 has a transfer function P ₁ (s) of the compensation means 11 as follows:
[Equation 9]
P ₁ (s) = {1 + G ₁ (s) G ₂ (s)} / G ₁ (s) G ₂ (s) (7)
It is realized to satisfy. That is, the precompensation means 6 has a transfer function that is the inverse of the closed-loop transfer function of the output with respect to the input of the feedback control system.
[0046]
Then, the compensation means 11 of the pre-compensation means 6 corrects the frequency characteristics of the amplitude and phase with respect to the correction signal c ₁ by the transfer function P ₁ (s) shown in the equation (7), Output and perform tracking control.
[0047]
At this time, the light spot position _{s 1} with respect to the correction signal _{c 1} is (6) is expressed by the following equation (8) from (7).
[0048]
[Expression 10]

In other words, the correction signal c ₁ can be corrected by directly controlling the light spot position s ₁ without causing an amplitude difference and a time delay.
[0049]
Next, the basic operation of the tracking control apparatus of the first embodiment will be described along FIG. 2 with reference to FIG. 1 as appropriate. In the figure, the tracking error detection means 1 detects the tracking error signal e ₁ for the track on which the optical head is scanning, and then outputs the tracking error signal e ₁ and the tracking error compensation signal generation means 12 in the addition means 14. The tracking error compensation signal is added and the added signal is input to the delay means 10 in the correction signal generating means 5 (step S1). Delay means 10, the entered sum signal subjected to the delay of time corresponding to one rotation period of the optical disk, and outputs it as a correction signal c ₁ (step S2).
[0050]
Then, the compensation means 11 in the pre-compensation means 6 generates a pre-compensation signal h ₁ from the correction signal c ₁ (step S3), and the adding means 7 scans this pre-compensation signal h ₁ with the optical head. is added to the tracking error signal e ₁ for the track is performed (step S4).
[0051]
Next, the stabilization compensator 2 drives the tracking actuator 3 with the added signal to perform tracking control (step S5). In order to continuously perform tracking control on the rotating optical disk, the process returns to step S1 again, and the above-described operation is repeated.
[0052]
As a result, it is possible to reduce the tracking error over the entire number of rotations of the optical disk. In particular, as shown in the simulation results of FIG. 3, such unstable movements that alternately occur when the tracking error increases and decreases every other rotation as shown in the conventional example shown in FIG. Therefore, stable tracking control is possible.
[0053]
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the tracking control apparatus by digital control according to the second embodiment of the present invention.
[0054]
In the second embodiment shown in FIG. 4, the adder 18 and the stabilization compensator 19 are each constituted by a digital signal processing circuit, and the tracking error signal e ₁ is converted into a digital signal e ₁ by an A / D converter (ADC) 15. (k) is converted and applied to one input of the adding means 18, and the output digital signal of the stabilization compensating means 19 is converted into an analog signal by the D / A converter (DAC) 20 and supplied to the tracking actuator 3. It is configured.
[0055]
That is, in this tracking control device by digital control, the tracking error signal e ₁ is converted into the digital signal e ₁ (k), and then the processing as the tracking control device is executed.
[0056]
The tracking error compensation signal generating means 21 includes a calculation means 22 that takes in the pre-compensation signal from the pre-compensation means 6 and calculates the compensation amount of the tracking error by the compensation signal, and the tracking error compensation signal generating means. The tracking error compensation signal obtained in 21 and the tracking error signal are added, and an adding means 23 for outputting the added signal to the correction signal generating means 5 is provided.
[0057]
The transfer function of the tracking error signal generation means 21 in this embodiment is as follows. The pulse transfer functions of the stabilization compensation means 2 and the tracking actuator 3 are G ₁ (z ⁻¹ ) and G ₂ (z ⁻¹ ), respectively. It is expressed as the following equation (9).
[0058]
[Expression 11]
G ₁ (z ⁻¹ ) G ₂ (z ⁻¹ ) / {1 + G ₁ (z ⁻¹ ) G ₂ (z ⁻¹ )} (9)
As shown in FIG. 5, the tracking error signal e ₁ detected by the tracking error detecting means 1 is converted into a digital signal e ₁ (k) by an A / D converter (ADC) 15, and the correction signal generating means 5 And input to the adding means 18.
[0059]
Here, the correction signal generation means 5 includes a storage means 16. The storage means 16 stores digital data e ₁ (k) of the tracking error signal e ₁ for a time corresponding to at least one rotation period of the optical disc. Then, the storage means 16 uses the tracking error signal e ₁ (k) one round before the optical disc, and uses the tracking error signal e ₁ (k) as a correction signal c ₁ at the time advanced by the time corresponding to the d sampling period at the sampling time k. Output to the precompensation means 6 as (k + d).
[0060]
The pre-compensation unit 6 includes a compensation unit 17 having a pulse transfer function P ₁ (z ⁻¹ ). The compensation unit 17 digitally processes the correction signal c ₁ (k + d) input from the storage unit 16 and outputs a pre-compensation signal h ₁ (k).
[0061]
The adding means 18 adds the digitized tracking error signal e ₁ (k) and the pre-compensation signal h ₁ (k), and inputs the addition result to the stabilization compensating means 19. The output of the stability compensation means 19 is converted into an analog signal by a D / A converter (DAC) 20, and drives the tracking actuator 3 performs tracking control by changing the optical spot position s _1.
[0062]
The stabilization compensator 19 compensates the frequency characteristics of the amplitude and phase so that the feedback control system of the tracking controller operates stably, and at the same time, a pulse transfer function G ₁ for realizing a desired response characteristic. It has (z ⁻¹ ). A system in which the D / A converter (DAC) 20 and the tracking actuator 3 are connected in cascade has a pulse transfer function G ₂ (z ⁻¹ ).
[0063]
Next, the operation will be described in detail along FIG. 7 with reference to FIG. 4 as appropriate. In FIG. 4, the tracking error detection means 1 detects a tracking error signal e ₁ for the track on which the optical head is scanning. The tracking error signal e ₁ is converted into a digital signal e ₁ (k) by an A / D converter (ADC) 15 and then supplied to an adding means 23 and an adding means 18.
[0064]
The adding means 23 adds the digitized tracking error signal and the tracking error compensation signal obtained by the computing means 22 of the tracking error compensation signal generating means 21 to obtain an addition signal (correction signal) (step S11). The obtained addition signal is supplied to the correction signal generation means 5.
[0065]
The correction signal generation unit 5 stores the addition signal one by one in a predetermined storage area of the storage unit 16 using, for example, a memory, and uses the addition signal one round before the optical disk, and a time corresponding to d · Ts at time k. The tracking error signal at the time advanced by this time is calculated and stored as a correction signal c ₁ (k + d) in another storage area of the storage means 16 (step S12).
[0066]
Then, the correction signal generation means 5 determines whether or not there is a correction signal c ₁ (k + d) stored before one rotation of the optical disc (step S13), and if not, sets the correction signal = 0 (step S14) and stores it. If there is the corrected signal c ₁ (k + d), it is read (step S15) and given to the pre-compensation means 6 to output the pre-compensation signal h ₁ (k) (step S16).
[0067]
Next, the adding means 18 adds the pre-compensation signal h ₁ (k) obtained from the output of the compensating means 17 and the tracking error signal e ₁ (k), and outputs the result to the stabilization compensating means 19 (step S17). .
[0068]
The stabilization compensation means 19 has a pulse transfer function G ₁ (z ⁻¹ ) for stabilizing the feedback control system and realizing a desired response characteristic. The output of the stability compensation means 19 controls the light spot position _{s 1} by driving the tracking actuator is converted into an analog signal by a D / A converter (DAC) 20 (step S18).
[0069]
In order to continuously perform the tracking control on the rotating optical disk, the process returns to step S11 and the above operation is repeated. As a result, it is possible to reduce the tracking error over the entire number of rotations of the optical disk.
[0070]
Each of the above embodiments can be applied not only to the optical disk recording apparatus but also to the tracking control system of the optical disk reproducing apparatus, the optical disk recording / reproducing apparatus, and the optical tape recording apparatus. Further, the present invention can be applied to the focus control device with the same configuration. In that case, instead of the tracking error detection means and the tracking actuator, a focus error detection means and a focus actuator are used, respectively.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the tracking error can be reduced over the entire number of rotations of the optical disk while ensuring the stability of the apparatus.
[0072]
Therefore, according to the tracking control device of the present invention, stable recording / reproduction can be performed on a large-capacity optical disk having a narrow track pitch. In addition, tracking control can be performed on an optical disk rotating at high speed, and the data transfer rate can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an analog control tracking control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a basic operation of the tracking control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing response characteristics of the tracking control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a tracking control apparatus by digital control according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a basic operation flowchart of a tracking control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional high-speed tracking servo system.
FIG. 7 is a configuration diagram of a normal high-speed servo system in which a target value is predicted.
FIG. 8 is a configuration diagram of a high-speed tracking servo system that predicts a tracking error.
FIG. 9 is a configuration diagram of a high-speed tracking servo system according to the principle of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing design specifications of a robust controller.
11 is an explanatory diagram showing response characteristics of the conventional high-speed tracking servo system shown in FIG.
12 is an explanatory diagram showing response characteristics of the high-speed tracking servo system of the present invention shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 13 is a configuration block diagram showing an example of a conventional tracking control device.
14 is an explanatory diagram showing response characteristics of the conventional tracking control device shown in FIG. 13. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tracking error detection means 2 Stabilization compensation means 3 Tracking actuator construction 5 Correction signal generation means 6 Precompensation means 7 Addition means 10 Delay means 11 Compensation means 12 Tracking error compensation signal generation means 13 Calculation means 14 Addition means 15 A / D converter (ADC)
16 Storage means 17 Compensation means 18 Addition means 19 Stabilization compensation means 20 D / A converter (DAC)
21 Tracking error compensation signal generation means 22 Calculation means 23 Addition means

Claims

Tracking error signal generating means for generating a tracking error signal corresponding to the difference between the track position on the target optical disc and the position of the light spot emitted from the optical head;
Stores to input said tracking error signal, a correction signal generating means for generating a correction signal in search of at least one rotation cycle before the tracking error signal of the optical disc,
Pre-compensation means for generating a compensation signal that has been compensated for the amplitude and phase of the generated correction signal;
Drive signal generating means for adding the tracking error signal and the compensation signal to generate a drive signal for a tracking actuator that drives the optical head ;
Control means for scanning a target track on the optical disk based on the generated drive signal;
In a tracking control device comprising:
A tracking error compensation signal generating means for inputting a compensation signal output from the pre-compensation means and obtaining a tracking error compensation amount by the compensation signal by calculation;
Adding means for adding the tracking error compensation signal generated by the tracking error compensation signal generating means to the tracking error signal before being input to the correction signal generating means;
A tracking control device comprising:

The tracking control device according to claim 1,
The tracking error compensation signal generation means performs an operation corresponding to an output closed-loop transfer function with respect to an input of a feedback control system composed of the tracking error signal generation means, the drive signal generation means, and the control means .
A tracking control device characterized by that.

The tracking control device according to claim 1,
The correction signal generation means outputs the correction signal by delaying the addition signal generated by the addition means by a time corresponding to a rotation period of one rotation of the optical disc, and
The pre-compensation means compensates for the amplitude and phase of the correction signal by a transfer function that is the inverse of the closed-loop transfer function of the output with respect to the input of the feedback control system.
A tracking control device characterized by that.

The tracking control device according to claim 1,
The correction signal generation means stores the addition signal generated by the addition means in the storage means for a time corresponding to a rotation period of at least one rotation of the optical disc, and one rotation period before the stored signal. Calculate the tracking error signal and output a correction signal, and
The pre-compensation means generates a compensation signal in which the amplitude and phase of the correction signal are compensated by a predetermined pulse transfer function;
A tracking control device characterized by that.