JPH01260682A - ディジタル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、）−ラッキング及びトラバースサーボをディ
ジクルで構成したディジタル制御装置に関するものであ
る。

従来の技術 近年、半導体や信号処理技術の発展に伴って１−ラッキ
ング系のサーボもディジタル化される事が多くなってお
シ、ディジタル化により、ＬＳＩ化によるコストダウン
、経時変化をなくす、ディジタル処理による高度な適応
処理等が可能となっている。トラッキング系のサーボに
は、細かい動き（振幅が小さく且つ周波数が高い外乱）
に追従するサーボとより大きい動き（振幅が大きく且つ
周波数が低い外乱）に追従するサーボと二重ループにな
っている場合がある。例えば光ディスクにおいては、光
ピンクアンプを信号トラックに追従させるトラッキング
サーボと、光ピツクアップの平均位置の移動に伴ってト
ラッキングアクチュエータをトラックと垂直方向に移動
させるトラバースサーボの二重ル−プになっている場合
が多い。

以下図面を参照しながら、上述した光ディスクのトラッ
キング及びトラバースサーボをディジタルで構成した場
合の従来例について述べる。

第４図は光ディスクのトラッキング及びトラバースサー
ボをディジタルで構成した場合の従来のディジタ／ｌ／
ｉｔ＋ｌＪ御装置の一部を示すブロック図である。

第４図において、３０はトラッキング誤差信号入力端子
、３１はトラッキング誤差信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換器、３２はトラッキングル−プフィルり、３３ｉ）
ラノキングル−プフィルり３２の出力をＤ／Ａ変化する
Ｄ／Ａ変換器、３４はトラッキングアクチュエータを駆
動するトラッキングアクチュエータ駆動回路、３５は光
ピツクアップをトラックと垂直方向に移動させるトラッ
キングアクチュエータ、３６はディジタル化されたｌ−
ランキング誤差信号からトラバース位置誤差信号を生成
するトラバース位置誤差生成回路、３７はトラバースル
ープフィルり、３８はトラバースル−プフィルり３了の
出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器、３９はトラバース
アクチュエータ４０を駆動するトラバースアクチュエー
タ駆動回路、４Ｑはトラッキングアクチュエータをトラ
ックと垂直方向に移動させるトラバースアクチュエータ
である。

以上のように構成されたトラッキング及び１−ラバース
ディジタルサーボについて、以下その動作を説明する。

ｉｆ八へＤ変換語３１でディジタル化されたトラバース
位置誤差信号に、トラッキングループフィルタ３２で（
サーボを安定化するだめの）位相補償或いは（低域利得
をかせぐだめの）低域補償を行い、その出力をＤ／Ａ変
換器３３でＤ／Ａ変換してトランキングアクチュエータ
駆動回路３４によってトラッキングアクチュエータ３５
を駆動して光ピツクアップをトラックに追従させる。こ
こで、光ピツクアップの平均位置の移動に伴ってトラッ
キングアクチュエータ３５をトラックと垂直方向に移動
させるだめには、トラッキング誤差信号の低域成分を○
にするようトラバースサーボを動作させれば良いので、
ディジタル化されたトラッキング誤差信号に対して、ト
ラバース位置誤差６　＼　７ 生成回路３６で積分等の処理を行う事によってトラッキ
ング誤差信号の低域成分を取り出してこれヲトラパーヌ
位ｆｆＬｉＪ差信ｆ　トＬ、）ラバースル−プフィルり
３７で位相補償或いは低域補償を行い、Ｄ／Ａ変換器３
８でＤ／Ａ変換してトラバースアクチュエータ駆動回路
３９によってトラバースアクチュエータ４０を隻区動し
ている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、トラッキング誤差
信号からトラバース位置誤差信号を生成しているために
、トランキング誤差信号の低域成分を取り出すだめのデ
ィジタルローパスフィルタ（第４図のトラバース位置誤
差生成回路３６）が必要であり、ハードウェア量やＤＳ
Ｐ（ディジタルシグナルプロセソザ）等で構成シタ場合
ノソフトウエア処理量が大きくなる。又、トラッキング
誤差信号の低域成分を取り出すだめのディジタルロ−バ
スフィルりの周波数特性ト）　ラソキンク／ｌ／−プフ
ィルり３２の低域補償フィルりの周波数特性が一致して
いない場合には、得られたトラバース位置誤差信号がト
ランキングアクチユニーク駆動信号の低域成分と異なる
（即ち得られた１−ラバース位置誤差信号が光ピツクア
ップの平均位置を正しく示さない）ので、正しいトラバ
ース位置誤差信号が得られない、等の問題点を有してい
た（極端な例では、トラッキングサープフイルり３２の
直流利得が無限大で、Ｉ・ラバース位置誤差生成回路３
６の直流利得が有限であれば、トラッキング通常サーボ
時に！ヘラノキング誤差信号の直流成分は○となるので
、直流利得が有限なトラバース位置誤差生成回路３６の
出力即ちトラバース位置誤差信号は常に○となり、光ピ
ツクアップの平均位置がトラッキングアクチュエータの
機械的中心かラスれていても、トラバースアクチュエー
タハ全く動かない。）。

本発明は上記問題点に鑑み、トラバース位置誤差信号を
生成するだめの処理を不要としてハードウェア或いはソ
フトウェア量を削減すると共に、常に正しい１−ラバー
ス位置誤差信号が得られるディジタル制御装置を提供す
るものである。

課題を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明のディジタ）Ｖ侃御
装置は、ディジタル化されたＩ・ランキング誤差信号を
入力とするディジクルル−プフィルりと、トラバースア
クチュエータを制御するトラバース制御手段とを備え、
前記ディジタルル−プフィルりはハイバヌフィルりとロ
ーパスフィルタヲ並列に接続する事によって構成され、
前記トラバースｆｆｙｌｌｔ１手段は前記ローパスフィ
ルりの出力をトラへ−ス位置誤差信号として用いるとい
う構成を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、トラッキングのディジ
タルル−プフィルり出力が予め高域成分（位相補償のだ
めのハイパヌフィルり出力）と低域成分（低域補償のた
めのローパスフィルり出力）とに分れており、その低域
成分とは即ち光ピツクアップの平均位置を示しているの
で、上記低域成分をそのままトラ７ペース位置誤差信号
として用いる事により、トラバース位置誤差信号を生成
するだめの処理が不要となり、また常に正しいトラバー
ス位置誤差信号が得られるものである。

実施例 以下本発明の一実施例のディジタル制御装置について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例で、光ディスクのトランキング
及びトラバースサーボをディジタルで構成したディジタ
ノン制御装置のブロック図、第２図は第１図におけるト
ラバース制御手段１３の構成例を示すブロック図、第３
図は第１図におけるトラバース速度検出手段１７の構成
例を示すブロック図である。第１図において、１は光デ
ィスク、２は光ディスク１を回転させる回転装置、３は
ディスクの情報トラック上に光ビームを集光して情報ト
ラックからの反射光を検出するピックアップ、４はピッ
クアップ３をトランキング方向に移動させるトランキン
グアクチュエータ、５はピックアップ３の出力からトラ
ン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、６１ｄ）ラッキング誤差信号をＡ／Ｄ変換するへ
／Ｄ変換手段、１０１、−７ ７はトラッキングサーボの位相補償を行うハイパヌフィ
ルり、８はトラッキングサーボの低域補償ヲ行つローハ
スフィルり、９はハイパヌフィルり７とローパスフィル
り８と並列に接続して構成したディジタルル−プフィル
り、１０はディジタルル−プフィルり９の出力をＤ／Ａ
変換スるＤ／Ａ変換手段、１１はＤ／Ａ変換手段１０の
出力を受けてトラッキングアクチュエータを駆動するト
ランキングアクチユニーク駆動信号、１２はピックアッ
プのトラッキンク方向の平均位置移動に伴ってトランキ
ングアクチュエータ４を１−ラッキング方向に移動させ
るトラバースアクチュエータで、リニアモータ或いはＤ
Ｃモータと送シネジ機構等で１黄成される。１３はロー
パスフィルり８の出力をトラバース位置誤差信号として
用いるトラバース制御手段、１４はトラバース制御手段
１３のトラバース位置誤差信号端子、１５はトラバース
制御手段１３の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段、
１６はＤ／Ａ変換手段１５の出力を受けてトラバースア
クチュエータ１２　ヲＩＩＫ　動スフ１１゛う、＜−ス
アクチュエータ駆動手段、１７はトラバースアクチュエ
ータの速度を検出してディジタル値で出力するトラバー
ス速度検出手段、１８はトラバース速度検出手段１７の
トラ）＜−ヌ速度信号出力端子、１９はトラバース制御
手段１３のトラバース速度信号入力端子である。

第２図において、１４はトラフ＜−ヌ位置誤差信号入力
端子、２０はローパスフィルり、１９はトラバース速度
信号入力端子、２１はトラバース速度信号とローパスフ
ィノンタ２０の出力を加算する加算手段、２２．２３は
加算手段２１の入力端子、２４は加算手段２１の出力端
子である。

第３図において、２５はトラバースアクチュエータの位
置に対応したアナログ信号を出力するトラバース位置検
出手段、２６はトラバース位置検出手段の出力を微分す
る微分手段、２７は微分手段２６の出力をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換手段、１８はトラバース速度信号入力端子
である。

以上のように構成されたディジタル制御装置について、
以下第１図、第２図、第３図を用いて説明する。

一般に本実施例のような２次系の位置サーボ系において
はサーボ系を安定化する為に位相補償（速度に比例する
項）が必要であり、また通常、サーボ系の定常誤差を減
少させるために低域利得をかせぐ低域補償（位置誤差の
積分値に比例する項）を行う。

本実施例においては、トラッキングサーボ系では、バイ
パスフィルりγで位置を微分して速度を求める事によっ
て位相補償を、ローパスフィルり８で位置を積分する事
によって低域補償を行っている。Ｉ・ラバーヌサーボ系
では、ｌ−ラッキングサーボ系のローパスフィルり８の
出力から位置情報を、トラバース速度検出手段１７の出
力から速度情報を得て、トラバース制御手段１３におい
て、例えば第２図に示すような処理を行う事によって、
位相補償と低域補償を行っている。第２図においテ、ト
ラバース位置誤差信号にローパスフィルり２０を通す事
によって低域補償を、更に加算手段２１で１−ラバーヌ
速度信号を加える事によって位１３　、７ 相補償を行う。トラバース速度信号はここでは第３図に
示すように、まずトラバース位置検出手段２５によって
トラバース位置を検出し、それを微分手段２６で微分す
る事によって得ている。

今、ディスクが回転しながら内周から外周へ再生されて
いるとすれば、ディスクや光ピツクアップの振動、デイ
ヌクの偏心等の外乱に対してはトラッキングサーボが追
従し、ディスク再生に伴い再生トラックが内周から外周
へ移動してくる場合には、光ピツクアップの平均位置に
応じてトラ／＜−ヌサーボが追従する。ここで理想的に
は、光ピツクアップは平均的にトラッキングアクチュエ
ータの機械的中心に位置している（即ちトランキングア
クチュエータ駆動信号は振動や偏心に追従する高域成分
のみであり、低域成分は○である）事が望ましく、その
だめには、トラバースサーボはトラッキングアクチュエ
ータ駆動信号の低域成分を○にする様に動作させれば良
いので、１−ラッギングアクチュエータ駆動信号の低域
成分をトラバース位置誤差信号とすれば良い。

１４　・−ノ 通常、トラッキングサーボ系で位相補償と低域補償ヲ行
つｔｖ−プフィルりはバイパスフィルりとローパスフィ
ルりを直列に接続して構成するが、本実施例ではこれら
（バイパスフィルり７、ローパスフィルり８）を並列に
接続してディジタルル−プフィルり９を構成しているの
で、トラッキングアクチュエータ駆動信号が予ざ高域成
分（バイパスフィルり７の出力）ト低域ｌｆｆ１分（ロ
ーパスフィルり８の出力）とに分れている。即ち、第４
図に示す従来例のようにトラフ＜−ヌ位置誤差生成回路
３６によってトラバース位置誤差信号を作らなくても、
予めトラッキングアクチュエータ駆動信号の低域成分（
即ち光ピツクアップの平均位置）に対応した正しいトラ
バース位置誤差信号が用意されているので、それをその
ままｌ・ラッキング誤差信号としてトラバース制御手段
１３で用いる事により、理想的にトラバースサーボを動
作させる事ができる。

以上のように本実施例によれば、ディジタル化されたｌ
・ラッキング誤差信号を入力とするデイジクルル−プフ
ィルタト、トラバースアクチュエータを制御するトラバ
ース制御手段とを備え、前記ディジタルル−プフイルり
はバイパスフィルりとローパスフィルりを並列に接続す
る事によって構成され、前記トラバース制御手段は前記
ローパスフィルりの出力をトラバース位置誤差信号とし
て用いるという構成を備える事によって、トラバース位
置誤差信号を生成するだめの処理が不要となり、まだ得
られたトラバース位置誤差信号はトランキングアクチュ
エータ駆動信号の低域成分（即ち光ピツクアップの平均
位置）と完全に等しいため、常に正しいトラバース位置
誤差信号を得る事ができる。

尚、本実施例では、１−ラバーヌサーボ系で位相補償を
おこなうためにトラバース速度検出手段２５で位置を検
出しそれをアナログ的に微分して速度成分を求めたが、
へ／Ｄ斐換後にディジタル的に微分しても良いし、速度
センサー等で速度を直接検出しても良い。又、位相補償
が不要な場合もあり、その場合はトラバース速度検出手
段１７は必要がない。

又、本実施例では光ディスクを取り上げたが、光ディス
クや磁気ディスクはもちろん、トラッキンク方向のサー
ボに加わる外乱の振］陥や周波数によって（トラッキン
グと１−ラバーヌのように）多重ル−プが構成されてい
るサーボに関してはすべて適応できる事は明らかである
。

発明の効果 以上のように本発明は、ディジタル化されたトラッキン
グ誤差信号を入力とするディジタルル−プフィルりと、
トラバースアクチュエータを制御するトラバース制御手
段とを備え、前記ディジタルループフィルりはバイパス
フィルりとローパスフィルりを並列に接続する事によっ
て構成され、前記トラバース制御手段は前記ローパスフ
ィルりの出力をトラバース位置誤差信号として用いると
いう構成を備える事によって、トラバース位置誤差信号
を生成するだめの処理が不要となり、まだ得られたトラ
バース位置誤差信号はトラッキングアクチュエータ駆動
信号の低域成分（即ち光ピノ１７、、。

クアップの平均位置）と完全に等しいため、常に正しい
トラバース位置誤差信号を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブ実施例における光ディスクのトラッ
キング及びトラバースサーボをディジタルで構成したデ
ィジタル制御装置のブロック図、第２図は第１図におけ
るトラバース制御手段の構成例を示すブロック図、第３
図は第１図におけるトラバース速度検出手段の構成例を
示すブロック図、第４図は光ディスクのトラッキング及
びトラバースサーボをディジタルで構成した場合の従来
のディジタル制御装置の一部を示すブロック図である。 ４・・・・・・トラッキングアクチュエータ、６・・・
・・・Ａ／Ｄ変換手段、７・・・・・・バイパスフィル
り、８・・・・・ローパスフィルり、９・・・・・・デ
ィジタルル−プフィルり、１Ｑ・・・・・・Ｄ／Ａ変換
手段、１２・・・・・・トラバースアクチュエータ、１
３・・・・・・トラバース制御手段、１５・・・・・・
Ｄ／Ａ変換手段、１了・・・・・・１−ラバース速度検
出手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のトラック形態で情報が記録されている記録
   媒体の情報トラックから記録情報を読み取るピックアッ
   プと、前記ピックアップを前記トラックト垂直方向に移
   動させるトラッキングアクチュエータと、前記ピックア
   ップの出力から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
   生成手段の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と
   、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力を入力としてローパスフィ
   ルタとハイパスフィルタを並列に接続する事により構成
   されるディジタルループフィルタと、前記ディジタルル
   ープフィルタの出力をＤ／Ａ変換する第一のＤ／Ａ変換
   手段と、前記第一のＤ／Ａ変換手段の出力を入力として
   前記トラッキングアクチュエータを駆動するトラッキン
   グアクチュエータ駆動手段と、前記ピックアップの平均
   位置移動に伴って前記トラッキングアクチュエータを前
   記トラックと垂直方向に移動させるトラバースアクチュ
   エータと、前記ローパスフィルタの出力をトラバース位
   置誤差信号として用いるトラバース制御手段と、前記ト
   ラバース制御手段の出力をＤ／Ａ変換する第二のＤ／Ａ
   変化手段と、前記第二のＤ／Ａ変換手段の出力を入力と
   して前記トラバースアクチュエータを駆動するトラバー
   スアクチュエータ駆動手段とによって構成される事を特
   徴とするディジタル制御装置。
2. （２）トラバースアクチュエータの速度を検出してディ
   ジタル値で出力するトラバース速度検出手段を備え、ト
   ラバース制御手段は、ローパスフィルタの出力をトラバ
   ース位置誤差信号として用いると共に前記トラバース速
   度検出手段の出力をトラバース速度信号として用いる事
   を特徴とする請求項１記載のディジタル制御装置。