JPH02250688A

JPH02250688A - ボイスコイルモータの制御装置

Info

Publication number: JPH02250688A
Application number: JP1070045A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Kobayashi; 小林　一利
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1990-10-08

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〕この発明は、例えば光デイスク装置において光学ヘッド
をディスク径方向に移動させるのに用いられるボイスコ
イルモータ〈以下、ＶＣＭと略記する）の制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

光デイスク装置においては、ディスクの種類、反射率等
を確認するため、ディスク装着後光学ヘッドをディスク
内周の所定の位置にアクセスして、ディスク内周に記録
されているコントロールトラックを読み取る必要がある
。この場合、装置が傾いて設置されたり、振動、衝撃等
があっても光学ヘッドを安定して移動し得るように、一
般にＶＣＭに速度制御をかけるようにしている。

その一方法として、比較的離れ位置のトラックをＶＣＭ
によりヘッドシークを行ってアクセスするために、ＶＣ
Ｍが一定距離移動する毎にパルスを発生するリニアスケ
ールの出力を用い、このリニアスケールの出力パルスの
間隔が一定となるように速度サーボをかけることが知ら
れている。また、他の方法として、例えば特開昭５１−
９９００６号公報に開示されているように、ＶＣＭの駆
動コイルを装着した管状部材に速度検出用コイルを設け
、この速度検出用コイルによりＶＣＭの移動速度を検出
して速度サーボをかけるようにしたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、リニアスケールを用いるものにあっては
、スケールが高価でコスト高になるという問題があると
共に、ＶＣＭの小型化、薄型化、軽量化が困難であると
いう問題がある。

また、速度検出用コイルを用いるものにあっては、同様
にローコスト化、小型化、薄型化、軽量化が困難である
という問題がある他、この場合には速度検出用コイルが
ＶＣＭの駆動コイルに近接して装着されるため、トラン
ス効果による駆動コイルからの誘導電流によって高精度
の速度検出ができなくなり、その結果安定した速度サー
ボが困難になるという問題がある。

上記の問題を解決するため、近年、光デイスク装置にお
いてはリニアスケールや速度検出用コイル等の外部セン
サを用いることなく、光学ヘッドがトラックを横切る際
に検出されるトラッククロスパルスを用いて、所望のト
ラックのダイレクトアクセスおよびＶＣＭの速度サーボ
を行うようにしたものが提案されている。

しかし、このようなスケールレスの速度サーボにおいて
は、唯一の情報がトラッククロスパルスであるため、動
作中に何らかの原因でフォーカスサーボが外れたり、あ
るいはディスク挿入時のメディアの保護のためにフォー
カス引き込み動作をユーザエリアではないディスク内周
で行う場合にあっては、いっさいのサーボ情報がとだえ
てＶＣＭが暴走する恐れがあり、安定した速度サーボが
困難になるという問題がある。

この発明は、上述した種々の問題点に着目してなされた
もので、外部センサを用いることなく、したがってＶＣ
Ｍの小型化、薄型化、軽量化、ローコスト化を容易に図
れると共に、常に安定して速度サーボを行い得るより適
切に構成したＶＣＭの制御装置を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明ではＶＣＭ駆動コイ
ルの逆起電圧を検出する手段と、所望の速度指令電圧を
発生する手段とを設け、これら逆起電圧と速度指令電圧
とに基づいてＶＣＭの移動速度を速度指令電圧に対応す
る速度となるように制御するよう構成する。

〔作　用〕

第１図はこの発明のＶＣＭ制御装置の等価回路を示すも
のである。第１図において、ｅｒｍｆ　　：速度指令電
圧、Ｚ：ＶＣＭインピーダンス、ｉ：電流、Ｋ、：ＶＣ
Ｍ推力定数、Ｆ：推力、Ｆｆｌ：外乱、Ｍ：可動部質量
、Ｓニラプラス演算子、Ｖ・ＶＣＭ速度、Ｋｖ：ＶＣＭ
逆起電圧定数、ｅｖ逆起電圧、を表わす。

ここで、ＶＣＭ推力定数Ｋｐ　は、Ｆ＝ＫＦ−１（１）で定義される。また、逆起電圧ｅｖは速度Ｖに比例し、ｅｖ＝Ｋｖ　ｊ　Ｖ　　　　　　　　　　　　−（２）
で表わされる。上記（１）　および（２）式において、
Ｋｐおよびに、はＶＣＭのコイル仕様、磁気回路等によ
って決定される。したがって、逆起電圧ｅｖを検出する
ことにより、移動速度Ｖを速度指令電圧ｅｒａｔに対応
する速度に制御することが可能となる。

〔実施例〕

第２図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

この実施例は、光デイスク装置において、光学ヘッドを
ディスク径方向に移動させるＶＣＭに適用したもので、
ＶＣＭの駆動コイル１はプツシニブル構成のドライバ２
によって駆動されるようになっている。この実施例では
、駆動コイル１に直列に検出抵抗３を接続して、その両
端の電位から逆起電圧検出回路４において逆起電圧を検
出し、これを差動増幅器５の一方の入力端に供給する。

この差動増幅器５の他方の入力端には、ＣＰＵ等の制御
装置６から出力される所望の速度指令電圧をバッファ７
を介して供給して逆起電圧との差動をとり、その差動出
力をローパスフィルタ８、スイッチ回路９ＡおよびＩＯ
Ａを経てドライバ２に供給するようにする。

また、ディスク内周方向の所定の位置には、ＶＣＭを検
出するための位置センサ１１を設け、その出力を差動増
幅器１２の一方の入力端に供給する。

この差動増幅器１２の他方の入力端には、制御装置６か
ら出力される所要の位置制御基準電圧を供給して位置セ
ンサ１１の出力との差動をとり、その差動出力をスイッ
チ回路９ＢおよびＩＯＡを経てドライバ２に供給するよ
うにする。位置センサ１１の出力は位置検出回路１３に
も供給し、ここで位置センサ１１によりＶＣＭが検出さ
れたときローレベル（Ｌ）、検出されないときハイレベ
ル（Ｈ）の位置検出信号を生成する。この位置検出信号
は、スイッチ回路９Ａに供給すると共に、インバータ１
４を介してスイッチ回路９Ｂに供給し、位置検出信号が
Ｈレベルにあるときスイッチ回路９Ａを閉、スイッチ回
路９Ｂを開、Ｌレベルにあるときスイッチ回路９Ａを開
、スイッチ回路９Ｂを閉とするように制御する。

更に、ドライバ２には制御装置６から出力されるアクセ
スまたはデュアルサーボ信号をスイ゛゛ツチ回路１０Ｂ
を経て供給するようにする。なお、スイッチ回路１０Ｂ
には制御装置６から出力されるＶＣＭサーボ切り換え信
号を供給すると共に、スイッチ回路１０＾にはその切り
変え信号をインバータ１５で反転して供給し、切り換え
信号がＨレベルにあるときスイッチ回路１０Ａを開、ス
イッチ回路１０Ｂを閉、Ｌレベルにあるときスイッチ回
路１０Ａを閉、スイッチ回路１０Ｂを開とするように制
御する。

第３図は第２図に一点鎖線で示す部分の一例の具体的回
路構成を示すもので、第２図に示すものと同一作用を成
すものには同一の参照番号を付しである。第３図におい
て、ＲＩＲはＶＣＭ駆動コイル１の内部抵抗を表わし、
抵抗Ｒ８＋　Ｒ１およびＲ２と共に第２図に示す検出抵
抗３を構成する。また、し、はＶＣＭ駆動コイル１のイ
ンダクタンスを表わす。ここで、インダクタンスＬ６は
微少量であるから、第３図の回路構成においては、ＶＣ
Ｍの移動速度Ｖは次式のようになる。

上記（３）式において、推力Ｆは外乱、ドライブ姿勢等
によって変化するが、装置の設置状態およびＶＣＭメカ
ニズムが決定されれば、ある限定された幅を持つ定数と
考えられる。また、ＫＦおよびに、は上述した（１）式
および（２）式で示されるように定数であるから、上記
（３）式から速度指令電圧ｅｒ＠ｆによってＶＣＭ速度
速度状定され、速度サーボが可能となる。

以下、第２図を参照してこの実施例の動作を説明する。

通常動作時においては、ＶＣＭサーボ切り換え信号はＨ
レベルにあり、したがってスイッチ回路１０Ａは開、ス
イッチ回路１０Ｂは閉となり、ドライバ２には制御装置
６からのアクセスまたはデュアルサーボ信号が入力され
て記録、再生、シーク等の動作が行われる。ここで、ド
ライバ２はプッシュプル構成となっているので、ＶＣＭ
は効率良く駆動される。

この通常動作中に、何らかの原因でフォーカスサーボは
ずれ等が生じてＶＣＭが暴走を始めると、ＶＣＭサーボ
切り換え信号がＬレベルとなって、スイッチ回路１０Ａ
が閉、スイッチ回路１０Ｂが開になると同時に、制御装
置６からバッファ７を介して差動増幅器５に速度零の速
度指令電圧が出力される。このとき、位置センサ１１が
ＶＣＭを検出していなければ、位置検出回路１３の出力
はＨレベルにあるので、スイッチ回路９Ａは閉、スイッ
チ回路９Ｂは開となり、これによりドライバ２には逆起
電圧検出回路４、差動増幅器５、ローパスフィルタ８、
スイッチ回路９Ａおよびスイッチ回路１０Ａを経て、逆
起電圧による速度サーボ信号が供給され、ＶＣＭは速度
零となるように減速制御されて停止する。また、ＶＣＭ
の暴走を検出した時点で、既にＶＣＭが位置センサ１１
よりもディスク内周側にあるときは、位置検出回路１３
の出力はＬレベルにあるので、スイッチ回路９Ａは開、
スイッチ回路９Ｂは閉となり、これによりドライバ２に
は差動増幅器１２の出力がスイッチ回路９Ｂおよびスイ
ッチ回路１０Ａを経て供給され、ＶＣＭは制御装置６か
ら出力されている位置制御基準電圧に対応する所定の位
置に位置決めされてロックされる。

一方、光デイスク装置においては、ディスク装着後フォ
ーカスサーチを行ってインフォーカス状態にする場合が
ある。この場合、メディア保護のため、フォーカスサー
チをディスクのユーザーエリアではなく、内周のコント
ロールトラック部で行えば、インフォーカス後直ちにデ
ータを読み取れるので、時間のロスを少なくできる。こ
のためには、装置の設置状態による重力の作用、衝撃・
振動等の外乱に対しても、光学ヘッドをディスク内周に
安定して移動させて、所定の位置に停止させる必要があ
る。

この実施例では、ディスク装着後、ＶＣＭサーボ切り換
え信号がＬレベルとなり、これによりスイッチ回路１０
Ａは閉、スイッチ回路１０Ｂは開となる。ここで、ＶＣ
Ｍがディスク内周にあって、位置センサ１１がＶＣＭを
検出すると、位置検出回路１３の出力がＬレベルとなる
。これにより、スイッチ回路９Ａが開、スイッチ回路９
Ｂが閉となって位置制御基準電圧による位置制御モード
となり、ＶＣＭは所定の位置にロックされ、フォーカス
サーチが行われる。これに対し、位置センサ１１がＶＣ
Ｍを検出していないときは、位置検出回路１３の出力が
Ｈレベルとなり、これによりスイッチ回路９Ａが閉、ス
イッチ回路９Ｂが開となって、逆起電圧による速度制御
モードとなる。このとき、差動増幅器５には制御装置６
からＶＣＭをディスク内周に所定の速度で移動させる速
度指令電圧が出力され、これによりＶＣＭは所定の速度
でディスク内周に移動し、位置センサ１１がＶＣＭを検
出した時点で上記の位置制御モードに切り換わって所定
の位置にロックされ、フォーカスサーチが行われる。

以上のように、この実施例によれば、ＶＣＭ駆動コイル
１の逆起電圧を検出し、この逆起電圧と所望の速度指令
電圧との差動出力をローパスフィルタ８を介してドライ
バ２に供給してＶＣＭの速度サーボを行うようにしたの
で、起動時のノイズに影響されることなく、スケールレ
スでありながら、安定した速度サーボを行うことができ
る。

次に、この発明の他の実施例について説明する。

上記（３）式によれば、ＶＣＭの内部抵抗のバラツキ、
磁気回路のバラツキすなわち推力定数ＫＦ、逆起電圧定
数Ｋｖのバラツキ、各抵抗素子のバラツキ、および温度
変化、経時変化等による広範囲の負荷変動に対応してサ
ーボ回路を調整する必要がある。

この発明の他の実施例においては、上記のサーボ回路の
調整を、ＣＰＵ等より成る制御装置６の自己学習により
自動的に行う。このため、第４図に示すように、スピン
ドルモータ２１によって回転駆動される光ディスク２２
の内周側に、位置センサ１１からディスク外周方向に所
定距離り隔てて位置センサ２３を設け、ディスク装着直
後等の適当な時期に、位置センサ１１および２３間で光
学ヘッド２４を駆動するＶ　ＣＭ２Ｓを逆起電圧による
速度制御モードで移動させる。

ここで、Ｖ　ＣＭ２Ｓを逆起電圧による速度制御モード
でディスク内周に移動させたときに、ＶＣＭ２５が位置
センサ２３および１１間を移動する時間ｔは、指定速度
および距離りによって設計上決定される。

しかし、この時間ｔが上述したバラツキが生じても、は
ぼ設計値となるように上記の各定数を設定すると、負荷
が重くなって速度が遅くなり、負荷特性が悪くなる。

そこで、この実施例では、例えばディスク装着後、光学
ヘッド２４をディスク内周へ移動してコントロールトラ
ックのデータを読み取る際に、まずＶ　ＣＭ２Ｓを位置
センサ２３よりもディスク外周方向にずらしてから、速
度指令電圧を８．として逆起電圧による速度制御モード
によりＶ　ＣＭ２Ｓをディスク内周へ移動させる。この
とき、位置センサ２３を経て位置センサ１１に至るまで
の時間が規定時間ｔであれば、上述したバラツキが公差
内にあるものとして、以後の速度制御モードにおける定
速動作の速度指令電圧を所定の電圧として動作させる。

また、規定時間ｔまでに位置センサ１１に到達しないと
きは、速度指令電圧をＩＥ２（＞８．）　　としてＶＣ
Ｍ２５を位置センサ１１に到達させ位置制御モードに切
り換え、その後位置センサ１１から位置センサ２３まで
速度指令電圧をＢ２として、逆起電圧による速度制御モ
ードでＶＣＭ２５をディスク外周に移動させ、そのとき
の位置センサ１１．２３間の移動時間を計測する。ここ
で、その移動時間が規定時間を内であれば速度指令時間
巳、を制御装置６内のメモリに記憶し、規定時間ｔより
も長い場合には速度指令時間をｔ３（＞８．）として、
再度Ｖ　ＣＭ２５を位置センサ２３から位置センサ１１
まで移動させてその時間を計測する。

このようにして、制御装置６による自己学習を行って、
速度指令電圧の基準値からのバラツキ量を求めて記憶し
、これを実際の動作中にオフセット量として速度指令電
圧に加算して速度サーボを行うようにする。

このように、制御装置６による自己学習を行うようにす
れば、温度変化や経時変化等による負荷特性の劣化や種
々のバラツキを許容したサーボ回路の無調整化が可能と
なり、Ｖ　ＣＭ２５の速度サーボを常に安定して行うこ
とができる。

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく幾多の変形または変更が可能である。例えば、
制御装置６による自己学習は、速度指令電圧を一定とし
、第３図の例えば抵抗Ｒ２を可変としてこれを調整する
ようにしてもよい。また、温度補償を行うために、第３
図において検出抵抗を構成するＲｏ、　Ｒ１１！２２の
任意の１つに温度特性をもたせるようにすることもでき
る。更に、この発明は光デイスク装置に用いられるＶＣ
Ｍに限らず、光磁気ディスク装置、光カード装置、その
他種々の装置において用いられるＶＣＭの制御装置に広
く適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればＶＣＭ駆動コイルの逆
起電圧を検出し、これと速度指令電圧とに基づいてＶＣ
Ｍの移動速度を制御するようにしたので、外部センサを
用いることなく、したがってＶＣＭの小型化、薄型化、
軽量化、ローコスト化を容易に図ることができると共に
、常に安定した速度サーボを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のＶＣＭ制御装置の等価回路を示す図
、第２図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第３図
は第２図の要部の一例の具体的回路構成を示す図、第４図はこの発明の他の実施例を説明するための図であ
る。１・・・駆動コイル　　　　２・・・ドライバ訃・・検
出抵抗　　　　　４・・・逆起電圧検出回路５．１２・
・・差動増幅器　　６・・・制御装置７・・・バッファ
　　　　　８・・・ローパスフィルタ９Ａ、　９Ｂ、　
１０八、１９Ｂ・・・スイッチ回路１１、２３・・・位
置センサ　　１３・・・位置検出回路１４、　１５・・
・インバータ２１・・・スピンドルモータ２２・・・光
ディスク　　　　２４・・・光学ヘッド２５・・・ＶＣ
Ｍ特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社代理人弁理
士　杉　　村　　暁　　秀同

Claims

【特許請求の範囲】

１、ボイスコイルモータの駆動コイルの逆起電圧を検出
する手段と、所望の速度指令電圧を発生する手段とを具
え、これら逆起電圧と速度指令電圧とに基づいて、前記
ボイスコイルモータの移動速度を速度指令電圧に対応す
る速度となるように制御するよう構成したことを特徴と
するボイスコイルモータの制御装置。