JPH03157822A - トラッキング制御装置 - 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 本発明は光デイスク装置、ビデオディスク装置、コンパ
クトディスク装置等の光学式記録再生装置におけるトラ
ッキング制御装置に関する。

従来の技術 光デイスク装置等において信号を正しく再生するために
は、対物レンズにより１μｍ以下に小さく絞り込んだレ
ーザ光を１．６μｍ程度の間隔でスパイラルトラック状
に記録されたピット列に正しく追随させなければならな
い。しかしながら、トラックはディスクの偏心等により
半径方向に振れるため、レーザ光をトラックに正確に追
随させるためにはトラックの位置を検出して対物レンズ
を自動的に位置決めする手段が必要になる。このための
装置がトラッキング制御装置である。

第６図には従来のトラッキング制御装置の構成の一例が
示されている。第６図において、１は信号がスパイラル
トラック状にピット列として記録されたディスク状の媒
体、２はトラック上のピット列を照射するレーザスポッ
ト、３はレーザスポット２を作り出す対物レンズやレー
ザスポット２で照射された媒体１からの反射光を受ける
受光素子４等を含む光学系およびトラッキングアクチュ
エータ１２等の電磁駆動系等を備えた光ヘッド、５は受
光素子４で得られた信号の中からトラッキングエラー信
号を検出するトラッキングエラー検出器、６はトラッキ
ング制御装置で、トラッキングエラー信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器７、Ａ／Ｄ変換されたトラッ
キングエラー信号を用いて演算処理を行なうサーボコン
トローラ８、サーボコントローラ８の出力をアナログ信
号に変換するＤ／Ａ変換器９およびトラッキングサーボ
ゲインを調整するボリューム１０を備えている。１１は
トラッキングアクチュエータ駆動回路、１２は光ヘツド
３内に設けられた対物レンズを半径方向に微調整するト
ラッキングアクチュエータである。

次に上記従来例の動作について説明する。媒体１に記録
されたピット列はレーザスポット２で照射され、その反
射光が光ヘツド３内の受光素子４で検出されて媒体１に
記録された信号が読み取られる。同時に受光素子４で読
み取られた信号の中からトラッキングエラー検出器５に
よりトラッキングエラー信号が検出される。トラッキン
グエラー信号はアナログ信号なので、これをＡ／Ｄ変換
器７で数値化し、サーボコントローラ８で目標位置との
差がゼロになるように演算処理を行ない、Ｄ／Ａ変換器
９で再びアナログ信号に変換してトラッキングアクチュ
エータ駆動回路１１へ入力し、トラッキングアクチュエ
ータ１２を駆動してレーザスポット２をトラック上に位
置決めする。このような動作を繰り返し行なうことによ
り、レーザスポット２が常に媒体１の目標トラックを追
随するようにトラッキング制御を行なうことができる。

さらに、トラッキングアクチュエータ１２の感度の固体
差によるトラッキングサーボゲインの変動に対しては、
トラッキングサーボゲイン調整ボリューム１０により調
整することができ、感度のばらつきを適切に補正するこ
とができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来のトラッキング制御装置では、
トラッキングアクチュエータの感度のばらつきによるト
ラッキングサーボゲインや密シークゲインのばらつきを
人為的に一台ずつ調整する必要があるという問題があっ
た。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
トラッキングサーボゲインや密シークゲインのばらつき
を補正して安定したサーボを実現できる優れたトラッキ
ング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 本発明は上記目的を達成するために、サーボコントロー
ラが、等速度運動に至らない程度の微小量の密シーク動
作を数回行なって平均の密シーク時間を算出し、これを
トラッキングアクチュエータの設計感度時の密シーク時
間で割り、得られた値を初期設定されている設計時のサ
ーボゲインに積算して新しいサーボゲインとして再設定
する手段を備えている。

本発明の別の実施例においては、サーボコントローラが
、ある・定時間の定電流駆動を行なってトランキングア
クチュエータの等加速度動作を数回ｔｊなっ゛Ｃ平均加
速度を算出し、この平均加速度で１ラツキングアクチユ
エータの設計感度で定電流駆動を行なった場合の加速度
を割り、得られた値を初期設定されている設計時のサー
ボゲインに積算して新しいサーボゲイン吉１７て再設定
する手段を備えている。

作　　用 （７たがって、本発明によれば、サーボコンｊ・ローう
によってトラッキングアクチュエータの感度に応じたづ
−ボゲインが設定されるため、トラッキングアクチュエ
ータの感度のばらつきを適切に補正するこたができ、サ
ーボの安定化を図ることができるという効果を有する。

実施例 第１図は本発明が適用される光学式記録再生装置のトラ
ッキングサーボ系の概略構成を示すブロック図である。

２１は信号がスパイラルトラック状にピット列として記
録されたディスク状の媒体、２２はトラック十のビット
列を照射するレーザスポット、２３はレーザスポット２
２を作り出す対物ｌ／ンズやレーザスポット２２で照射
された媒体２］からの反射光を受りる受光素子２４等を
含む光学系およびトランキングアクチュエータ３１−等
の電磁駆動系等を備えた光ヘッド、２５は受光素子２４
で得られた信号の中からトラッキングエラー信号を検出
するトラッキングエラー検出器、２６はトラッキング制
御装置で、トラッキングエラー信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器２７、Ａ／Ｄ変換されたトラッキン
グエラー信号を用いて演算処理を行なうサーボコントロ
ーラ２８、サーボコントローラ２８の出力をアナログ信
号に変換するＤ／Ａ変換器２９を備えている。３０はト
ラッキングアクチュエータ駆動回路、３１は光ヘツド２
３内に設けられた対物レンズを半径方向に微調整するト
ラッキングアクチュエータである。

次に上記本発明の動作について説明する。媒体２１に記
録されたビット列はレーザスポット２２で照射され、そ
の反射光が光ヘツド２３内の受光素子２４で検出されて
媒体２１に記録された信号が読み取られる。同時に受光
素子２４で読み取られた信号の中からトラッキングエラ
ー検出器２５によりトラッキングエラー信号が検出され
る。トラッキングエラー信号はアナログ信号なので、こ
れをＡ／Ｄ変換器２７で数値化し、サーボコントローラ
２８で前記数値化された信号を位相補償処理とゲイン付
加という演算処理を行ないＤ／Ａ変換器２９で再びアナ
ログ信号に変換してトラッキングアクチュエータ駆動回
路３０へ入力し、トラッキングアクチュエータ３１を駆
動してレーザスポット２をトラック上に位置決めする。

このような動作を繰り返し行なうことにより、レーザス
ポット２２が常に媒体２１．の目標トラックを追随する
ようにトラッキング制御を行なうことができる。

サーボコントローラ２８は、第２図に示すように、サー
ボ切替スイッチ３２により選択されるサーボオフ手段３
３と、位相補償回路３４を介して得られる通常のサーボ
ゲイン設定手段３５と、微小量の密シーク動作を数回行
なって算出した平均の密シーク時間をトラッキングアク
チュエータ３１の設計書シーク時間で割り、得られた値
を初期設定されている設計時のサーボゲインに積算して
新しいサーボゲインとしてサーボゲイン３５ａを設定す
る再設定手段３６とを備えている。

次に、上記サーボコントローラ２８の動作について説明
する。スイッチ３２が接点３２ａに接続されているとき
は、サーボオフの状態になり、光ヘッド２３は媒体２１
の半径方向にフリーとなりバネの作用により中立点へ復
帰する。スイッチ３２が接点３２ｂに接続されていると
きは、通常のトラッキングサーボ状態になり、所定のサ
ーボゲインがトラッキングアクチュエータ駆動回路３０
に出力されてレーザスポット２２が媒体２１のトラック
上を追随している。スイッチ３２が接点３２Ｃに接続さ
れているときは、サーボコントローラ２８のトラッキン
グアクチュエータ感度学習プログラムが実行されている
状態であり、その実行０ 手順を第４図を参照して説明する。

まずカウンターをクリアしくステップ４１）、微小量の
密シーク量を設定した後（ステップ４２）、スイッチ３
２を接点３２ｃに切り替えて密シーク動作を開始する（
ステップ４３）。次に、トラッキングエラー検出器２５
から出力されるトラッキングエラー信号をＡ／Ｄ変換器
２７でデジタル化した後に微分して速度出力とし、その
実速度とトラッキングアクチュエータ３１の設計感度か
ら定めた目標速度とを比較する。この出力信号は、Ｄ／
Ａ変換器２９でアナログ信号に変換されてトラッキング
アクチュエータ駆動回路３０へ入力され、トラッキング
アクチュエータ３１を動作させる密シーク制御が行われ
る。そしてこの密シーク制御における微小量の密シーク
時間がサーボコントローラ２８のカウンターで測定され
る（ステップ４４）。

ここで、実速度と比較される目標速度はトラッキングア
クチュエータ３１の設計感度から定めた速度なので、ト
ラッキングアクチュエータ３１の個体差による感度によ
って変化し、実速度で動作した時の密シーク時間もアク
チユエータの感度によって変化する。したがって、この
密シーク動作を数回繰り返した後（ステップ４５）、平
均密シーク時間ｔ１を計算しくステップ４６）、これを
設計書シーク時間ｔ。で割り（ステップ４７）、その商
Ｔを３５ａに設定された初期設定サーボゲインＫＤＳＰ
ｏに積算しくステップ４８）、得られた値ＫＤＳＰ　　
を新たなサーボゲインとして設定する（ステップ４９）
。これによりトラッキングアクチュエータ３１の感度に
応じたサーボゲインが設定され、従来行われていたよう
な人為的なサーボゲインの調整を排除できるという効果
を有する。

第３図にはサーボコントローラの別の実施例が示されて
いる。この実施例におけるサーボコントローラ２８０は
、サーボ切替スイッチ３７により選択されるサーボオフ
手段３８と、位相補償回路３９を介して得られる通常の
サーボゲイン設定手段４０と、ある一定時間の定電流駆
動を行なって１ ２ トラッキングアクチュエータ３１の数回の等加速度動作
から平均加速度を算出するとともに、上記定電流でトラ
ッキングアクチュエータ３１を駆動した時の設計加速度
をこの平均加速度で割り、得られた値を初期設定されて
いる設計時のサーボゲイン４０ａに積算して新しいサー
ボゲインとする再設定手段４１とを備えている。

次に、上記サーボコントローラ２８０の動作ニついて説
明する。スイッチ３７が接点３７ａに接続されていると
きは、サーボオフの状態になり、光ヘッド２３は媒体２
１の半径方向に自由になりバネの作用により中立点へ復
帰する。スイッチ３７が接点３７ｂに接続されていると
きは、通常のトラッキングサーボ状態になり、所定のサ
ーボゲインを得てレーザスポット２２が媒体２１のトラ
ック上を追随している。スイッチ３７が接点３７ｃに接
続されているときは、サーボコントローラ２８０のトラ
ッキングアクチュエータ感度学習プログラムが実行され
ている状態であり、その実行手順を第５図を参照して説
明する。

まずカウンターをクリアしくステップ５１）、スイッチ
３７を接点３７ｂに接続してトラッキングサーボ状態に
しくステップ５２）　、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタル化
されたトラッキングエラー信号を位相補償してゲインを
与えることでアクチュエータを駆動するための制御出力
を生成し、そしてローパスフィルタに通して（ステップ
５３）、外乱（偏心）に相当する電流値すなわち外乱加
速度ａ６を測定する（ステップ５４）。次にサーボコン
トローラ２８０のタイマーをスタートさせて（ステップ
５５）、スイッチ３７を接点３７ｃに接続して一定相対
加速度ａ。と外乱加速度ａ６との和を出力してトラッキ
ングアクチュエータ３１を一定時間定電流駆動すなわち
等加速度運動させる（ステップ５６）。同時に、Ａ／Ｄ
変換器２７からのトラッキングエラー信号を微分処理し
て実相対加速度を計算する（ステップ５７）。そして−
定時間経過後（ステップ５８）、スイッチ３７を接点３
７ａに接続してサーボオフ状態にして光ヘッド２３を中
立点へもどす（ステップ５９）。

３ ４ ここで前記伺乱加速度ａ、とアクデクエータにりえる一
定相対加速度ａ。、及びトラッキングエラー信号から検
出１−る実相対加速度ａ　の関係について第７図を用い
て説明する。通常のづ−ボ状態において媒体」二の目標
ｌ・ラックは偏心によりａ（ｉの加速度で半径方向へ移
動しておりレーザースポットも１」標トラックに追随し
ているので加速度ａ　、で移動し、ている。ここで学習
動作に入るとアクチュエータを現在の目標トラックから
−・定相対加速度ａ。で移動させる。つまりアクチュエ
ータの制御出力はａ、、、＋ａｏとなる。そして、１−
ランキングエラー信号を演算処理して検出される加速度
ａ　は媒体上の１」標位置に対するレーザースポットの
現在位置の差を２階微分１２て求めたものであるので相
対加速度を表わ１２ている。

第５図にもどり先に検出した実相対加速度から運動中の
平均相対加速度ａ　を計算１．　（ステップ６０）、タ
イマーをカウントして数回例えば５以下の場合は（ステ
ップ６１）、再びスイッチ３７を接点３７１〕に接続し
てトラッキングサーボ状態にするとともに、トラッキン
グアクチュエータ３１のばねの影響を除去するために等
加速度運動の方向を逆向きにするだめの極性反転スイッ
チ４２を接点４２ｂに接続する（ステップ６２）。そし
て同様な手順で実相対加速度および平均相対加速度ａ　
を求め、このような動作を５回繰り返した後、求めた平
均相対加速度ａ　からさらに平均相対加速度ａ１を計算
する（ステップ６３）。

ここでトラッキングアクチュエータ３１−に一定相対加
速度ａ。を加えるための定電流値は、アクチュエータ３
１の設計感度から定めた値なので、アクチュエータ３１
の感度が設計値と異なると一定電流によって実際に駆動
される加速度も異なり、平均相対加速度ａ　も変化する
。したがって、一定相対加速度ａ。を平均相対加速度ａ
１で割り、これに初期設定サーボゲインＫＤＳＰｏを掛
けた値を計算しくステップ６４）、その値ＫＤＳＰ　を
新しいサーボゲインとしてサーボゲイン４０ａを再設定
する（ステップ６５）。これにより−５ ６ トラッキングアクチュエータ３１の感度に応じたサーボ
ゲイン４０ａが設定され、従来行われていたような人為
的なサーボゲインの調整を排除できるという効果を有す
る。

発明の効果 本発明は上記実施例から明らかなように、以下に示す効
果を有する。

（１）トラッキングアクチュエータの感度に応じた→ノ
ーボゲインを→Ｊ−ボコントローラ自体で設定するので
、従来のような人為的なサーボゲインの調整が不要にな
り、調整作業の繁雑さから免れることができる。

（２）経年変化によるトラッキングアクチュエータの感
度変化に対してもその感度変化に応じたサーボゲインが
設定できるので、経年変化に対するサーボゲインマージ
ンを取ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明が適用される光学式記録再生装置のトラ
ッキングサーボ系の一実施例の概略構成を示すブロック
図、第２図は本発明の一実施例におけるトラッキング制
御装置の概略ブロック図、第３図は本発明の他の実施例
におけるトラッキング制御装置の概略ブロック図、第４
図は第２図に示す装置のトラッキングアクチュエータ感
度学習手順を示すフローチャート、第５図は第３図に示
す装置のトラッキングアクチュエータ感度学習手順を示
すフローチャート、第６図は従来のトラッキング制御装
置の一例を示す概略ブロック図、第７図は第３図におけ
る外乱加速度と相対加速度の関係を説明する図である。 ２１・・・媒体、２２・・・レーザスポット、２３・・
・光ヘッド、２４・・・受光素子、２５・・・トラッキ
ングエラー検出器、２６・・・トラッキング制御装置、
２７・・・Ａ／Ｄ変換器、２８・・・サーボコントロー
ラ、２９・・・Ｄ／Ａ変換器、３０・・・トラッキング
アクチュエータ駆動回路、３１−・・・トラッキングア
クチュエータ、３２・・・サーボ切替スイッチ、３３・
・・→Ｊ′−ボオフ手段、３４・・・位相補償回路、３
５・・・サーボゲイン設定手段、３５ａ・・・サーボゲ
イン、３６・・・サーボゲイン再設定手段。 −７ ２８０・・・サーボコントローラ、３７・・・サーボ切
替スイッチ、３８・・・サーボオフ手段、３９・・・位
相補償回路、４０・・・サーボゲイン設定手段、４０ａ
・・・サーボゲイン、４１・・・サーボゲイン再設定手
段、４２・・・極性反転スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラッキングエラー検出器からのトラッキングエ
   ラー信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、 前記Ａ／Ｄ変換されたトラッキングエラー信号を用いて
   演算処理を行なうサーボコントローラと、 前記サーボコントローラからの出力をアナログ信号に変
   換してトラッキングアクチュエータ駆動回路へ出力する
   Ｄ／Ａ変換器とを備え、 前記サーボコントローラは、微小量の密シーク動作を数
   回行なって算出した平均の密シーク時間をトラッキング
   アクチュエータの設計密シーク時間で割り、得られた値
   を設定されているサーボゲインに積算して新しいサーボ
   ゲインとして再設定する手段を備えていることを特徴と
   するトラッキング制御装置。
2. （２）トラッキングエラー検出器からのトラッキングエ
   ラー信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、 前記Ａ／Ｄ変換されたトラッキングエラー信号を用いて
   演算処理を行なうサーボコントローラと、 前記サーボコントローラからの出力をアナログ信号に変
   換してトラッキングアクチュエータ駆動回路へ出力する
   Ｄ／Ａ変換器とを備え、 前記サーボコントローラは、ある一定時間の定電流駆動
   を行なってトラッキングアクチュエータの数回の等加速
   度動作から平均加速度を算出するとともに、前記定電流
   により駆動した時のトラッキングアクチュエータの設計
   加速度を前記平均加速度で割り、得られた値を初期設定
   されている設計時のサーボゲインに積算して新しいサー
   ボゲインとして再設定する手段を備えていることを特徴
   とするトラッキング制御装置。