JPH0395732A - Tracking system for optical disk - Google Patents

Tracking system for optical disk

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Publication number
JPH0395732A
JPH0395732A JP23044089A JP23044089A JPH0395732A JP H0395732 A JPH0395732 A JP H0395732A JP 23044089 A JP23044089 A JP 23044089A JP 23044089 A JP23044089 A JP 23044089A JP H0395732 A JPH0395732 A JP H0395732A
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JP
Japan
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actuator
tracking
pass filter
light beam
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP23044089A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Yukimura
幸村 和久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0395732A publication Critical patent/JPH0395732A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize a stable tracking servo system by forming a single feedback loop in a first actuator. CONSTITUTION:By feeding back an actuator displacement 16 of a first actuator 14 through a gain correcting means 17 and a filter 18, the properties of the first actuator 14 can be apparently changed. As a result, an open loop property can be improved from a tracking control signal 4 until the position of a light beam 20 and the stable tracking servo system can be constituted. Since the properties of the first actuator 14 corrected by the effect of the feedback depend on the property of the feedback loop, the influence of mechanical property fluctuation caused by disturbance such as a temperature change, etc., is hardly received and the stable servo system can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は光ディスク上の情報トラックに光ビームを位置
決めする光ディスクのトラッキング方式に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical disc tracking method for positioning a light beam on an information track on an optical disc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

分離型光ディスク装置において、トラッキング位置誤差
信号の高周波戒分、及び、低周波成分をそれぞれ第12
第2のアクチュエータに加え、2つのアクチュエータを
協調的に制御する方法が、エスビーアイイー オブティ
カル ストレージテクノロジー アンド アプリケーシ
aンズ、No.899−02 1988年1月、「ハイ
 スピード アクセッシング マグネット・オブティ力
ル ディスク ドライブ(SPrE Optical 
Storage Technologyand App
lications, No.899−02, Jan
. 1988+″HighSpeed Accessi
ng Magneto−Optical Disk D
rive″)」及び、日経エレクトロニクス1988.
4.18 No.445pp.211−224 r5.
25インチ光磁気ディスク装置、平均アクセス時間50
msを切る」に開示されている。
In a separable optical disk device, the high frequency component and the low frequency component of the tracking position error signal are respectively
In addition to the second actuator, a method for cooperatively controlling two actuators is disclosed by SBI Optical Storage Technologies and Applications, No. 899-02 January 1988, "High Speed Accessing Magnetic Optical Disk Drive (SPrE Optical
Storage Technology and App
lications, No. 899-02, Jan
.. 1988+″HighSpeed Accessi
ng Magneto-Optical Disk D
``live'')'' and Nikkei Electronics 1988.
4.18 No. 445pp. 211-224 r5.
25 inch magneto-optical disk device, average access time 50
Disclosed in ``Cut MS''.

これらの文献中では、光ディスクのサーボ系において、
第1のアクチュエータとしてガルバノミラーアクチュエ
ータを、第2のアクチュエータとしてスイングアームア
クチュエータを用いている。
In these documents, in the servo system of an optical disk,
A galvanometer mirror actuator is used as the first actuator, and a swing arm actuator is used as the second actuator.

第2のアクチュエータは、ベリスコープ光学系、及び、
対物レンズを光ディスクの概ね半径方向に移動すること
により記録再生領域の全域にわたり光ビームを移動させ
、第1のアクチュエータは、ガルバノξラーを回転させ
て光ビームの光軸を傾けることにより光ビームを微小な
範囲で光ディスクの半径方向に移動させる機能を持って
いる。
The second actuator includes a Veriscope optical system and
The objective lens is moved generally in the radial direction of the optical disk to move the light beam over the entire recording/reproducing area, and the first actuator rotates the galvano ξ roller to tilt the optical axis of the light beam to move the light beam. It has the function of moving the optical disc in the radial direction within a minute range.

光ビームを記録再生領域の全域にわたり移動させる第2
のアクチュエータにおいて、1 kHz以上のサーボ帯
域が要求される光ディスクのトラッキングサーボ系に単
独で使用可能な機械的特性を良好に得ることは困難であ
り、また、第1のアクチュエータであるガルバノミラー
アクチュエータでは、高い周波数領域まで良好な機械的
特性が得られるが、ガルバノξラーを単独で回転させる
ことにより光ビームを大きく移動させると光ディスクか
ら反射された光ビームの光軸が固定光学系から出射され
る光軸から大きくずれるため、固定光学系による信号検
出に影響がでる。
A second beam that moves the light beam over the entire recording and reproducing area.
It is difficult to obtain good mechanical properties that can be used alone in the tracking servo system of an optical disk, which requires a servo band of 1 kHz or more, and the galvanometer mirror actuator, which is the first actuator, has , good mechanical properties are obtained up to high frequency ranges, but if the optical beam is moved significantly by rotating the galvano ξ roller alone, the optical axis of the optical beam reflected from the optical disk will be emitted from the fixed optical system. Since it deviates significantly from the optical axis, signal detection by the fixed optical system is affected.

このため、従来の技術では、ハイパスフィルタとローパ
スフィルタによりトラッキング位置誤差信号をそれぞれ
第1,第2のアクチュエータに分配することで、個々の
アクチュエータの特性を補い合った制御を実現している
For this reason, in the conventional technology, the tracking position error signal is distributed to the first and second actuators using a high-pass filter and a low-pass filter, respectively, thereby realizing control that complements the characteristics of the individual actuators.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の技術において、第1のアクチュエータであるガル
バノミラーアクチュエータの高周波特性を良好に設計す
るため、ガルバノミラーを薄い板バネなどで支持すると
、ガルバノミラーアクチュ工一夕の構造による基本共振
周波数f。に鋭いピークを持つ共振が現れる。このよう
な特性のガルバノミラーアクチュエータを第1のアクチ
ュエータとして用いると、基本共振周波数f0で第1の
アクチュエータに大きな振動が発生し易くなり、この振
動により大きな光軸ずれが発生するという解決すべき課
題があった。
In conventional technology, in order to design good high-frequency characteristics of the galvanomirror actuator, which is the first actuator, if the galvanomirror is supported with a thin leaf spring, etc., the fundamental resonance frequency f due to the structure of the galvanomirror actuator. A resonance with a sharp peak appears. When a galvanometer mirror actuator with such characteristics is used as the first actuator, large vibrations tend to occur in the first actuator at the fundamental resonance frequency f0, and this vibration causes large optical axis deviations, which is a problem to be solved. was there.

また、光軸ずれが問題とならない場合でも、光ビームを
光ディスクのトラック上に位置決めするトラッキングサ
ーポをかけた場合、第1のアクチュエータの基本共振周
波数f。における振動が長時間減衰しないため、光ビー
ムをトラック上に位置決めするために第2のアクチュエ
ータが第1のアクチュエータと逆方向に駆動され、第1
のアクチュエータと第2のアクチュエータが相互に逆方
向に動き、サーボ系の安定性が低下するという解決すべ
き課題があった。
Furthermore, even when optical axis misalignment is not a problem, when tracking servo is applied to position the light beam on the track of the optical disk, the fundamental resonance frequency f of the first actuator. The second actuator is driven in the opposite direction of the first actuator to position the light beam on the track, since the vibrations in the first actuator do not decay for a long time.
There was a problem to be solved in that the first actuator and the second actuator moved in opposite directions, reducing the stability of the servo system.

本発明の目的は、上記課題を解決し、安定したトラッキ
ングサーボ系の実現を可能とする光ディスクのトラッキ
ング方式を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical disc tracking method that solves the above problems and makes it possible to realize a stable tracking servo system.

〔課題を解決するための手段] 本発明は、光ディスクに記録再生を行う光ビームの光源
を有し、光ディスクから情報信号,サーボ信号を検出す
る固定光学系と、光ビームを光ディスク上で微小に移動
させる第1のアクチュエータと、光ビームを光ディスク
の情報トラックに集光するための可動光学系と、可動光
学系を光ディスクの記録再生領域全域にわたり移動させ
る第2のアクチュエータとを備えた分離型光ヘッドを用
い、光ディスク上の情報トラックと光ビームとの位置誤
差をトラッキング位置誤差信号として検出すると共に、
第1のアクチュエータをトラッキング位置誤差信号の高
周波戒分に追従させ、第2のアクチュエータをトランキ
ング位置誤差信号の低周波戒分に追従させることにより
前記2つのアクチュエータを協調的に制御して光ビーム
のトラッキング制御を行う光ディスクのトラッキング方
弐において、 光学的に検出されたトラッキング位置誤差信号をトラッ
キングサーボ系全体に対する閉ループ安定性を改善する
位相補償フィルタを介してハイパスフィルタ,ローパス
フィルタに加えることにより2つの制御信号を生成し、
前記ローパスフィルタから出力される制御信号を、第2
のアクチュエータの間ループ伝達特性を設定するゲイン
補正手段.アクチュエータを駆動するための増幅手段を
介して第2のアクチュエータに加え、前記ハイパスフィ
ルタから出力される制御信号を第1のアクチュエータの
開ループ伝達特性を設定するゲイン補正手段、アクチュ
エータを駆動するための増幅手段を介して第1のアクチ
ュエータに加えると共に、第1のアクチュエータに対し
てアクチュエータ変位を変位検出手段により検出し、フ
ィルタ,ゲイン補正手段を介して第1のアクチュエータ
に対応する前記増幅手段に人力することにより、第1の
アクチュエータに単独のフィードバックループを形或す
ることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention has a light source for a light beam that performs recording and reproduction on an optical disk, a fixed optical system that detects information signals and servo signals from the optical disk, and a fixed optical system that makes the light beam minute on the optical disk. A separated optical system comprising a first actuator for moving, a movable optical system for focusing a light beam on an information track of an optical disk, and a second actuator for moving the movable optical system over the entire recording and reproducing area of the optical disk. Using a head, the position error between the information track on the optical disk and the light beam is detected as a tracking position error signal, and
By causing the first actuator to follow the high frequency signal of the tracking position error signal and causing the second actuator to follow the low frequency signal of the trunking position error signal, the two actuators are cooperatively controlled to produce a light beam. In the second tracking method for optical discs that performs tracking control, the optically detected tracking position error signal is applied to a high-pass filter and a low-pass filter through a phase compensation filter that improves the closed-loop stability of the entire tracking servo system. generate two control signals,
The control signal output from the low-pass filter is
gain correction means for setting the loop transfer characteristics between the actuators. gain correction means for setting the open-loop transfer characteristic of the first actuator by applying the control signal output from the high-pass filter to the second actuator via an amplification means for driving the actuator; The human power is applied to the first actuator through the amplification means, the displacement of the actuator is detected by the displacement detection means, and the human power is applied to the amplification means corresponding to the first actuator through the filter and the gain correction means. By doing so, a single feedback loop is formed in the first actuator.

そして本発明によれば、第1のアクチュエータの基本共
振周波数をr0、第1のアクチュエータに対する単独の
フィードバックループの等価的なフィードバックの帯域
周波数をfI、位相補償フィルタを介したトラッキング
位置誤差信号を2つの制御信号に分けるハイパスフィル
タ,ローパスフィルタのカットオフ周波数をf2、トラ
ッキングサーボ系全体のサーボ帯域周波数をf3とした
とき、 fo <f+ <rz <fz なる関係が必要とされる。
According to the present invention, the fundamental resonance frequency of the first actuator is r0, the equivalent feedback band frequency of a single feedback loop for the first actuator is fI, and the tracking position error signal via the phase compensation filter is 2. When f2 is the cutoff frequency of the high-pass filter and low-pass filter that separate the two control signals, and f3 is the servo band frequency of the entire tracking servo system, the following relationship is required: fo < f+ < rz < fz.

〔作用〕[Effect]

本発明の光ディスクのトラッキング方式によれば、バネ
支持構造などの鋭い共振特性を持つアクチュエータを第
1のアクチュエータとした場合でも、第1のアクチュエ
ータの変位を検出する変位検出手段を設け、第1のアク
チュエータに対してフィードバックループを構或するこ
とにより、第1のアクチュエータにアクティブなダンピ
ング効果を与え、アクチュエータ本体にダンピング部材
などを用いることなくフィードバックループ全体での特
性をほぼ平坦に設計することができる。
According to the optical disk tracking method of the present invention, even when the first actuator is an actuator with sharp resonance characteristics such as a spring support structure, a displacement detection means for detecting the displacement of the first actuator is provided, and the first By configuring a feedback loop for the actuator, an active damping effect can be given to the first actuator, and the characteristics of the entire feedback loop can be designed to be almost flat without using a damping member or the like in the actuator body. .

また、第1のアクチュエータの基本共振特性に対してフ
ィードバックループにより制振効果を付与しているため
、温度変化など外乱による機械的な特性変動の影響を抑
え、良好な特性の光ディスクのトランキングサーボ系を
構戒することが可能となる。
In addition, since a feedback loop provides a damping effect to the basic resonance characteristics of the first actuator, it suppresses the influence of mechanical characteristic fluctuations caused by external disturbances such as temperature changes, and provides optical disk trunking servo with good characteristics. It becomes possible to control the system.

(実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明による光ディスクのトラッキング方式を
適用する光ディスクのトラッキングサーボ装置を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an optical disc tracking servo device to which an optical disc tracking method according to the present invention is applied.

このトラッキングサーボ装置は、光ディスク21に記録
再生を行う光ビームの光源を有し、光デイスクから情報
信号,サーボ信号を検出する固定光学系1と、光ビーム
を光ディスク上で微小に移動させる第1のアクチュエー
タ14とを光ディスク装置の固定部に設置し、光ビーム
20を光ディスク21の情報トラックに集光するための
集光手段25とペリスコープ光学系l9とからなる可動
光学系と、可動光学系を光ディスク21の記録再生領域
全域にわたり移動させる第2のアクチュエータ11を備
えた分離型光ヘッドを用い、光ディスク上の情報トラッ
クと光ビームとの位置誤差をトラッキング位置誤差信号
として検出すると共に、第1のアクチュエータ14をト
ラッキング位置誤差信号の高周波成分に追従させ、第2
のアクチュエータ1lをトラッキング位置誤差信号の低
周波成分に追従させることにより、2つのアクチュエー
タ11. 14を臨調的に制御して光ビームのトラッキ
ング制御を行う光ディスクのトラッキング方式を採って
いる。
This tracking servo device has a light source of a light beam that performs recording and reproduction on an optical disk 21, a fixed optical system 1 that detects information signals and servo signals from the optical disk, and a first optical system that moves the light beam minutely on the optical disk. actuator 14 is installed on a fixed part of the optical disc device, and a movable optical system consisting of a focusing means 25 for focusing the light beam 20 onto the information track of the optical disc 21 and a periscope optical system 19; Using a separate optical head equipped with a second actuator 11 that moves over the entire recording/reproducing area of the optical disk 21, the position error between the information track on the optical disk and the light beam is detected as a tracking position error signal, and the first The actuator 14 is made to follow the high frequency component of the tracking position error signal, and the second
By making the actuator 1l follow the low frequency component of the tracking position error signal, the two actuators 11. An optical disc tracking method is adopted in which optical beam tracking is controlled by controlling the optical disc 14 in a coordinated manner.

このトラッキング方式は、さらに、光学的に検出された
トラッキング位置誤差信号を、トラッキングサーボ系全
体に対する閉ループ安定性を改善する位相補償フィルタ
3を介してハイパスフィルタ5,ローパスフィルタ6に
加えることにより2つの制御信号を生成し、ローパスフ
ィルタ6から出力される制御信号を、第2のアクチュエ
ータ11の開ループ伝達特性を設定するゲイン補正千段
9と第2のアクチュエータ11を駆動するための増幅手
段10とを介して第2のアクチュエータ11に加え、ハ
イパスフィルタ5から出力される制御信号を第1のアク
チュエータ14の間ループ伝達特性を設定するゲイン補
正手段12と、第1のアクチュエータ14を駆動するた
めの増幅手段13とを介して第1のアクチュエーク14
に加えると共に、第1のアクチュエータ14に対してア
クチュエータ変位を変位検出手段15により検出し、フ
ィルタ17,ゲイン補正手段.18を介して第1のアク
チュエータ14に対応する増幅手段13に入力すること
により、第1のアクチュエータに単独のフィードバンク
ループを設けている。
This tracking method further adds two optically detected tracking position error signals to a high-pass filter 5 and a low-pass filter 6 via a phase compensation filter 3 that improves closed-loop stability for the entire tracking servo system. A gain correction stage 9 for generating a control signal and applying the control signal output from the low-pass filter 6 to set an open loop transfer characteristic of the second actuator 11; and an amplification means 10 for driving the second actuator 11. gain correction means 12 for setting a loop transfer characteristic between the control signal outputted from the high-pass filter 5 and the first actuator 14; the first actuator 14 via the amplifying means 13;
In addition, the actuator displacement with respect to the first actuator 14 is detected by the displacement detection means 15, and the filter 17, the gain correction means . 18 to the amplifying means 13 corresponding to the first actuator 14, thereby providing a single feedbank loop for the first actuator.

次に、本実施例の動作を説明するが、以下の説明におい
て、第1のアクチュエータ14の基本共振周波数をfo
、第1のアクチュエータに対する単独のフィードバック
ループの等価的なフィードバックの帯域周波数をrI、
位相補償フィルタ3を介したトランキング位置誤差信号
を2つの制御信号に分けるハイパスフィルタ5,ローパ
スフィルタ6のカットオフ周波数をr2、トランキング
サーボ系全体のサーボ帯域周波数をーf,とする。
Next, the operation of this embodiment will be explained. In the following explanation, the fundamental resonance frequency of the first actuator 14 is
, the equivalent feedback band frequency of a single feedback loop for the first actuator is rI,
It is assumed that the cutoff frequency of the high-pass filter 5 and low-pass filter 6 that divide the trunking position error signal passed through the phase compensation filter 3 into two control signals is r2, and the servo band frequency of the entire trunking servo system is -f.

分離型光ヘッドにおける固定光学系1から光学的に検出
されたトラッキング位置誤差信号2は、トラッキングサ
ーボ帯域周波数f,に対応する位相補償フィルタ3を介
してトラッキング制御信号4としてハイパスフィルタ5
およびローパスフィルタ6に入力される。ローパスフィ
ルタ6を通過した制御信号8は、ゲイン補正千段9,増
幅手段10を介して第2のアクチュエータ11に入力さ
れる。
A tracking position error signal 2 optically detected from a fixed optical system 1 in a separated optical head is passed through a phase compensation filter 3 corresponding to a tracking servo band frequency f, and then sent to a high-pass filter 5 as a tracking control signal 4.
and is input to the low-pass filter 6. The control signal 8 that has passed through the low-pass filter 6 is input to the second actuator 11 via the 1,000-stage gain correction 9 and the amplification means 10.

一方、ハイパスフィルタ5を通過した制御信号7は、ゲ
イン補正千段12,増幅千段l3を介して第1のアクチ
ュエータ14の人力に加えられる。このとき、第1のア
クチュエータ14のアクチュエータ変位16は、変位検
出手段15により検出され、フィルタ17,ゲイン補正
手段18,増幅手段13を介して第1のアクチュエータ
l4の人力にフィードバックされる。
On the other hand, the control signal 7 that has passed through the high-pass filter 5 is applied to the human power of the first actuator 14 via a thousand stages of gain correction 12 and a thousand stages of amplification l3. At this time, the actuator displacement 16 of the first actuator 14 is detected by the displacement detection means 15 and fed back to the human power of the first actuator l4 via the filter 17, the gain correction means 18, and the amplification means 13.

第2のアクチュエータ{1は、ベリスコープ光学系19
,集光手段25を駆動することにより、光ビーム20を
光ディスク21の記録領域の全域にわたり移動する。第
1図に示すトラッキングサーポ系では、光ビーム20の
位置は、“従来の技術”の項で述べたように第1,第2
のアクチュエータ14. 11を協調的に制御すること
によりトランキングサーボ動作を実現している。
The second actuator {1 is the Veriscope optical system 19
, the light beam 20 is moved over the entire recording area of the optical disc 21 by driving the condensing means 25. In the tracking servo system shown in FIG.
actuator 14. Trunking servo operation is realized by cooperatively controlling 11.

ここで、本発明による光ディスクのトラッキング方式の
有効性を説明する。第2図(a)の曲線30に、第1の
アクチュエータ14としてハネ支持などの構戒のガルバ
ノミラーを用いた場合の単独の伝達特性を、第2図(b
)の曲線3lに、光ビームを記録再生領域全域にわたり
移動させる第2のアクチュエータ11単独の伝達特性を
、それぞれトラッキングサーボ系全体でのサーボ帯域周
波数f,に対応するゲインを含めて示す。第2図(a)
,(b)に示すように、第1のアクチュエータ14は高
周波領域に対しても良好な伝達特性を示すが、基本共振
周波数10が高く、さらに共振周波数foで25〜40
dB程度の大きなゲインビークが現れる。
Here, the effectiveness of the optical disc tracking method according to the present invention will be explained. FIG. 2(b) shows the independent transfer characteristic when a galvanometer mirror with a structure such as a spring support is used as the first actuator 14 on the curve 30 of FIG. 2(a).
) shows the transfer characteristics of the second actuator 11 alone for moving the light beam over the entire recording/reproducing area, including the gain corresponding to the servo band frequency f of the entire tracking servo system. Figure 2(a)
, (b), the first actuator 14 exhibits good transfer characteristics even in the high frequency range, but the fundamental resonance frequency 10 is high, and the resonance frequency fo is 25 to 40.
A large gain peak of about dB appears.

第1図に示すように、従来技術と同様にカットオフ周波
敗f2でゲイン曲線が交錯する1次のハイパスフィルタ
5.1次のローパスフィルタ6を用いてトラッキング制
御信号4から制御信号7.8を生成し、第1,第2のア
クチュエータ14. 11に対して分配すると、バイパ
スフィルタ5を通過する制御信号7の伝達特性は第3図
の曲線32で、ローパスフィルタ6を通過する制御信号
8の伝達特性は第3図の曲線33により示され、第3図
からカントオフ周波数f2より低い周波数ではローパス
フィルタ6を介して第2のアクチュエータ11に入力さ
れる制御信号8が大きく、カントオフ周波数f2より高
い周波数ではハイパスフィルタ5を介して第1のアクチ
ュエータ14に入力される制御信号7の大きさが大きい
ことが示されている。
As shown in FIG. 1, similarly to the prior art, a first-order high-pass filter 5 and a first-order low-pass filter 6, whose gain curves intersect at the cutoff frequency f2, are used to convert the tracking control signal 4 to the control signal 7.8. and generates the first and second actuators 14. 11, the transfer characteristic of the control signal 7 passing through the bypass filter 5 is shown by a curve 32 in FIG. 3, and the transfer characteristic of the control signal 8 passing through the low-pass filter 6 is shown by a curve 33 in FIG. , it can be seen from FIG. 3 that at frequencies lower than the cant-off frequency f2, the control signal 8 input to the second actuator 11 via the low-pass filter 6 is large, and at frequencies higher than the cant-off frequency f2, the control signal 8 is input to the first actuator via the high-pass filter 5. It is shown that the magnitude of the control signal 7 inputted to 14 is large.

第4図の曲線34に、ハイパスフィルタ5,ローパスフ
ィルタ6の特性を含めて、トラッキング制御信号4から
光ビーム20の位置までの開ループ伝達特性を示す。第
4図において破線35は第1のアクチュエータ14単独
での光ビーム20の位置までの伝達特性を示し、破線3
6は第2のアクヂュエータ11単独での伝達特性を示す
。第4図において、実線34は、第1のアクチュエータ
14の基本周波数f0近傍を除くとサーボ系全体のゲイ
ン特性に対してカットオフ周波数f2より低周波側は第
2のアクチュエータ11に対するゲインが大きいために
第2のアクチュエータl1が支配的に動き、カットオフ
周波数f2より高周波側では同様に第1のアクヂュエー
タ14が支配的に動くことが示されている。
A curve 34 in FIG. 4 shows the open-loop transfer characteristic from the tracking control signal 4 to the position of the light beam 20, including the characteristics of the high-pass filter 5 and the low-pass filter 6. In FIG. 4, a broken line 35 indicates the transmission characteristic of the light beam 20 to the position of the first actuator 14 alone;
6 shows the transfer characteristic of the second actuator 11 alone. In FIG. 4, the solid line 34 indicates that the gain for the second actuator 11 is large on the lower frequency side than the cutoff frequency f2 with respect to the gain characteristics of the entire servo system, except for the vicinity of the fundamental frequency f0 of the first actuator 14. It is shown that the second actuator 11 moves dominantly in the figure, and the first actuator 14 similarly moves dominantly on the higher frequency side than the cutoff frequency f2.

しかし、第1のアクチュエータ14の基本共振周波数f
。の近傍では、fo<fzにもかかわらず、第1のアク
チュエータ14のゲインが第2のアクチュエータ11の
ゲインより大きく、周波数f0近傍では第1のアクチュ
エータ14が支配的に動く。このため、前述したように
第1のアクチュエータl4の基本共振による課題が生じ
る。
However, the fundamental resonant frequency f of the first actuator 14
. Near the frequency f0, the gain of the first actuator 14 is larger than the gain of the second actuator 11 despite fo<fz, and the first actuator 14 moves dominantly near the frequency f0. Therefore, as described above, a problem arises due to the fundamental resonance of the first actuator l4.

?こで、第1図に示す光ディスク装置における、第1の
アクチュエータ14に対するフィードバックループの効
果を示す。固定光学系1から出力されたトランキング位
置誤差信号2の検出ゲインを1、ハイパスフィルタ50
通過域に対するゲインを1、変位検出手段15のアクチ
ュエータ変位16の検出ゲインを1と仮定゜し、第1の
アクチュエータ14の変位による光ビーム20の光ディ
スク21上の変位に対する伝達特性を1と仮定すると、
ハイパスフィルタ5以降の第1のアクチュエータ14周
辺を第5図(a)に示すように等価的なブロック図で表
現することが可能である。第5図(a)において、トラ
ッキングサーボ帯域周波数f,を考え、ゲイン補正手段
12の伝達特性をGg.、増幅手段13の伝達特性をG
alll1、第1のアクチュエータ14の伝達特性をG
act、ゲイン補正手段17の伝達特性をG9■、フィ
ルタ18の伝達特性をGtとして、増幅手段l3の伝達
特性G lspを、 G map 一K a            ・・・
(1)とすると、第5図(a)に示すブロック図の各要
?の伝達特性の一例として、以下に示す伝達特性を定め
ることができる。
? Here, the effect of the feedback loop on the first actuator 14 in the optical disc device shown in FIG. 1 will be described. The detection gain of the trunking position error signal 2 output from the fixed optical system 1 is set to 1, and the high pass filter 50
Assuming that the gain for the passband is 1, the detection gain of the actuator displacement 16 of the displacement detection means 15 is 1, and the transfer characteristic for the displacement of the light beam 20 on the optical disk 21 due to the displacement of the first actuator 14 is 1. ,
The vicinity of the first actuator 14 after the high-pass filter 5 can be expressed in an equivalent block diagram as shown in FIG. 5(a). In FIG. 5(a), considering the tracking servo band frequency f, the transfer characteristic of the gain correction means 12 is determined as Gg. , the transfer characteristic of the amplification means 13 is G
all1, the transfer characteristic of the first actuator 14 is G
act, the transfer characteristic of the gain correction means 17 is G9■, the transfer characteristic of the filter 18 is Gt, the transfer characteristic G lsp of the amplifying means 13 is G map -K a .
(1), what are the main points of the block diagram shown in FIG. 5(a)? As an example of the transfer characteristic, the following transfer characteristic can be determined.

G■ =ω:+”/(K■・ω。′)     ・・・
(2)G.ct=ωo”/ ( s ” + 2 ・ξ
・ω。・S十ω。′)・・・(3) G9■ =ω,”/ (K.・ω。′)     ・・
・(4)Gr  = (3 ・s+ω+) / (s 
+ 3 ・ω+)・ ・ ・(5) (但し、ω。=f0/2・π ω,=f,/2  ・π ω2  = f z/ 2 ・π ω3  = r */ 2 ・π ξは、第1のアクチュエータの基本共振周波数における
減衰定数) 第5図(a)において、制御信号7から第1のアクチュ
エータl4へのフィードバックループを無視した伝蓮特
性G1は、(1)弐〜(3)式により、G,=ω,27
(s2+2・ξ・ω。・S+ω。′)・ ・ ・(6) となり、第2図(a)に示した従来の技術による第1の
アクチュエータ14の特性と等価である。
G■ =ω:+”/(K■・ω.')...
(2)G. ct=ωo”/(s”+2・ξ
・ω.・S ten ω. ′)...(3) G9■ =ω,”/ (K.・ω.′)...
・(4) Gr = (3 ・s+ω+) / (s
+ 3 ・ω+)・ ・ ・(5) (However, ω.=f0/2・π ω,=f,/2 ・π ω2 = f z/ 2 ・π ω3 = r */ 2 ・π ξ is Attenuation constant at the fundamental resonance frequency of the first actuator) In FIG. 5(a), the transmission characteristic G1 ignoring the feedback loop from the control signal 7 to the first actuator l4 is (1)2 to (3) By the formula, G,=ω,27
(s2+2·ξ·ω.·S+ω.′)····(6) This is equivalent to the characteristic of the first actuator 14 according to the prior art shown in FIG. 2(a).

(4L (5)弐で示したようにゲイン補正千段l7と
フィルタ18の特性を定めたとき、第5図(a)は第5
図(b)に示すように等価ゲイン補正手段22、等価ア
クチュエータ千段23、および、フィルタ18により書
き換えることができ、等価ゲイン補正手段22,等価ア
クチュエータ千段23の伝達特性をそれぞれGX,Gy
とすると、 Cκ一ω32/ωI2            ・・・
(7)Gy =ω1” / ( s 2+ 2 ・ξ・
ωo − s +(1)。”)・ ・ ・(8) となる。
(4L (5) When the characteristics of the 1,000 stages of gain correction l7 and the filter 18 are determined as shown in 2, FIG.
As shown in Figure (b), it can be rewritten by the equivalent gain correction means 22, the 1,000-stage equivalent actuator 23, and the filter 18, and the transfer characteristics of the equivalent gain correction means 22 and the 1,000-stage equivalent actuator 23 can be changed to GX and Gy, respectively.
Then, Cκ-ω32/ωI2...
(7) Gy = ω1” / (s 2+ 2 ・ξ・
ωo − s + (1). ”)・・・・(8)

制御信号7を無視して考えると、第5図(b)に示すフ
ィードバ・ノクループは、(5), (8)弐から第1
のアクチュエータ14に対して等価的に帯域f,のフィ
ードバックループを構戒している。このとき、第5図(
b)において、制御信号7に対する等価ゲイン補正千段
22の効果を考えると、第1のアクチュエータの伝達特
性が第6図の曲線41に示すように得られる。
Ignoring the control signal 7, the feedback node loop shown in FIG. 5(b) is
For the actuator 14 of , a feedback loop of band f is equivalently established. At this time, Figure 5 (
In b), considering the effect of the 1,000-stage equivalent gain correction 22 on the control signal 7, the transfer characteristic of the first actuator is obtained as shown by the curve 41 in FIG.

ここで示したように、第1図に示す光ディスクのトラッ
キングサーボ装置において、第1のアクチュエータ14
のアクチュエータ変位16をゲイン補正手段17.フィ
ルタ18を介してフィードバックすることにより、第1
のアクチュエータ14の特性を見かけ上第6図の破線4
0から第6図の曲線41に示すように変えることが可能
となる。この結果、トラッキング制御信号4から光ビー
ム20の位置までの開ループ伝達特性は、第7図の曲線
42に示すように改善でき、第7図の破線43. 44
にそれぞれトランキング制御信号4から光ビーム20の
位置までの第1,第2のアクチュエータ14. 11の
伝達特性を示すように、第4図において現れていた第1
のアクチュエータ14の基本共振周波数f0におけるゲ
インピークを抑制することにより、安定したトラッキン
グサーボ系を構戒することが可能となる。
As shown here, in the optical disk tracking servo device shown in FIG.
The actuator displacement 16 of the gain correction means 17. By feeding back through filter 18, the first
The apparent characteristics of the actuator 14 are shown by the broken line 4 in FIG.
0 to 0 as shown by the curve 41 in FIG. As a result, the open loop transfer characteristic from the tracking control signal 4 to the position of the light beam 20 can be improved as shown by the curve 42 in FIG. 7, and the broken line 43 in FIG. 44
the first and second actuators 14. from the trunking control signal 4 to the position of the light beam 20, respectively. As shown in the transfer characteristics of 11, the first
By suppressing the gain peak at the fundamental resonance frequency f0 of the actuator 14, it becomes possible to maintain a stable tracking servo system.

また、第6図に示すように、フィードハックの効果によ
り補正された第1のアクチュエーク14の特性は、第5
図(a),  (b)に示したフィードバックループの
特性に依存するため、温度変化などの外乱による機械的
特性変動の影響を受けにくく、安定したサーボ系を実現
することが可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the characteristics of the first actuator 14 corrected by the effect of the feed hack are
Since it depends on the characteristics of the feedback loop shown in Figures (a) and (b), it is possible to realize a stable servo system that is less susceptible to changes in mechanical characteristics due to disturbances such as temperature changes.

ここで、本発明を実施する場合のf o, f +, 
f Z,r3の関係を考えると、従来と同様にトラッキ
ングサーボ帯域内の高周波領域での光ビームの動きを第
1のアクチュエータ14で、また、低周波領域での光ビ
ームの動きを第2のアクチュエータ11で制御すること
から、ハイパスフィルタ5,ローパスフィルタ6のカッ
トオフ周波数f2と、トランキングサーボ系全体のサー
ボ帯域周波数f3の間には、fZ <f3なる関係が得
られる。また、第1のアクチュエータl4の基本共振周
波数f0に対して第5図に示したフィードバック系の帯
域周波数r1がfo <f.である時に第1のアクチュ
エータ14に対する特性改善の効果が得られるため、r
o <flなる関係が得られる。また、第7図に示した
ように、トラッキングサーボ系全体での特性を単一のア
クチュエータと同様に得るためにはfI<fzなる関係
が必要であり、f,<f2なる関係が得られる。
Here, f o, f +, when implementing the present invention
Considering the relationship between fZ and r3, as in the past, the movement of the light beam in the high frequency region within the tracking servo band is controlled by the first actuator, and the movement of the light beam in the low frequency region is controlled by the second actuator. Since the control is performed by the actuator 11, a relationship of fZ < f3 is obtained between the cutoff frequency f2 of the high-pass filter 5 and the low-pass filter 6 and the servo band frequency f3 of the entire trunking servo system. Moreover, the band frequency r1 of the feedback system shown in FIG. 5 with respect to the fundamental resonance frequency f0 of the first actuator l4 is fo < f. Since the effect of improving the characteristics of the first actuator 14 is obtained when r
The relationship o < fl is obtained. Further, as shown in FIG. 7, in order to obtain the characteristics of the entire tracking servo system similar to those of a single actuator, the relationship fI<fz is required, and the relationship f,<f2 is obtained.

以上をまとめると、本発明によるトラッキングサーボ系
を実現するためには、f.,f,,f2,f3の間に、 fQ <f, <f2 <(3 という関係が要求される。
To summarize the above, in order to realize the tracking servo system according to the present invention, f. , f,, f2, and f3 are required to have the following relationships: fQ < f, < f2 < (3).

第1図に示す実施例では、第2のアクチュエータとして
従来技術に示されているスイングアームアクチュエータ
を用いているが、本発明は特に第1,第2のアクチュエ
ータの構戒に限定されず、例えば第1のアクチュエータ
として直動型のアクチュエータを用いた場合でも有効で
ある。
In the embodiment shown in FIG. 1, a swing arm actuator shown in the prior art is used as the second actuator, but the present invention is not particularly limited to the arrangement of the first and second actuators. It is also effective when a direct-acting actuator is used as the first actuator.

(発明の効果〕 以上に述べたように本発明によれば、2つのアクチュエ
ータを協調的に動かすトラッキングサーボ系において、
トラッキング位置誤差信号の高周波戒分に追従する第1
のアクチュエータにゲインピークが急峻な機械共振があ
る場合でも、アクチュエータにダンパ部材を設けること
なく機械的な共振を抑え、温度変化などの影響を受けに
くい安定したサーボ系が実現可能となる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in a tracking servo system that moves two actuators in a coordinated manner,
The first one follows the high frequency signal of the tracking position error signal.
Even if the actuator has mechanical resonance with a steep gain peak, the mechanical resonance can be suppressed without providing a damper member to the actuator, making it possible to realize a stable servo system that is less susceptible to temperature changes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の光ディスクのトラッキング方弐を実施
する光ディスクのトラッキングサーボ装置を示すブロッ
ク図、 第2図は第1,第2のアクチュエータの伝達特性を説明
する図、 第3図はローパスフィルタ.ハイパスフィルタを通過し
たトラッキング制御信号の伝達特性を説明する図、 第4図は従来方式による第1.第2のアクチュ工一夕の
特性を合戒した伝達特性を説明する図、第5図は本発明
による第1のアクチュエータに対するフィードバックの
一実施例の伝達特性を等価的に示すブロック図、 第6図は本発明による第1のアクチュエータに対するフ
ィードバックの効果を説明する図、第7図は本発明によ
る第1,第2のアクチュエータの特性を合威した伝達特
性を説明する図である。 2 ・ 5 ・ 6 ・ 11・ 14・ 15・ 20・ 42・
Fig. 1 is a block diagram showing an optical disc tracking servo device implementing the optical disc tracking method 2 of the present invention, Fig. 2 is a diagram illustrating the transfer characteristics of the first and second actuators, and Fig. 3 is a low-pass filter. .. FIG. 4 is a diagram illustrating the transfer characteristics of the tracking control signal that has passed through the high-pass filter. FIG. 5 is a block diagram equivalently showing the transfer characteristics of an embodiment of feedback to the first actuator according to the present invention; FIG. 7 is a diagram illustrating the effect of feedback on the first actuator according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating a transfer characteristic that combines the characteristics of the first and second actuators according to the present invention. 2 ・ 5 ・ 6 ・ 11 ・ 14 ・ 15 ・ 20 ・ 42 ・

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光ディスクに記録再生を行う光ビームの光源を有
し、光ディスクから情報信号、サーボ信号を検出する固
定光学系と、光ビームを光ディスク上で微小に移動させ
る第1のアクチュエータと、光ビームを光ディスクの情
報トラックに集光するための可動光学系と、可動光学系
を光ディスクの記録再生領域全域にわたり移動させる第
2のアクチュエータとを備えた分離型光ヘッドを用い、
光ディスク上の情報トラックと光ビームとの位置誤差を
トラッキング位置誤差信号として検出すると共に、第1
のアクチュエータをトラッキング位置誤差信号の高周波
成分に追従させ、第2のアクチュエータをトラッキング
位置誤差信号の低周波成分に追従させることにより前記
2つのアクチュエータを協調的に制御して光ビームのト
ラッキング制御を行う光ディスクのトラッキング方式に
おいて、 光学的に検出されたトラッキング位置誤差信号をトラッ
キングサーボ系全体に対する閉ループ安定性を改善する
位相補償フィルタを介してハイパスフィルタ、ローパス
フィルタに加えることにより2つの制御信号を生成し、
前記ローパスフィルタから出力される制御信号を、第2
のアクチュエータの開ループ伝達特性を設定するゲイン
補正手段、アクチュエータを駆動するための増幅手段を
介して第2のアクチュエータに加え、前記ハイパスフィ
ルタから出力される制御信号を第1のアクチュエータの
開ループ伝達特性を設定するゲイン補正手段、アクチュ
エータを駆動するための増幅手段を介して第1のアクチ
ュエータに加えると共に、第1のアクチュエータに対し
てアクチュエータ変位を変位検出手段により検出し、フ
ィルタ、ゲイン補正手段を介して第1のアクチュエータ
に対応する前記増幅手段に入力することにより、第1の
アクチュエータに単独のフィードバックループを形成す
ることを特徴とする光ディスクのトラッキング方式。
(1) A fixed optical system that has a light source for a light beam that performs recording and reproduction on an optical disk, and that detects information signals and servo signals from the optical disk, a first actuator that minutely moves the light beam on the optical disk, and a light beam. using a separate optical head comprising a movable optical system for condensing light onto an information track of an optical disc, and a second actuator for moving the movable optical system over the entire recording/reproducing area of the optical disc;
The position error between the information track on the optical disk and the light beam is detected as a tracking position error signal, and the first
A second actuator is made to follow the high frequency component of the tracking position error signal, and a second actuator is made to follow the low frequency component of the tracking position error signal, thereby cooperatively controlling the two actuators to perform tracking control of the light beam. In an optical disk tracking method, two control signals are generated by applying an optically detected tracking position error signal to a high-pass filter and a low-pass filter via a phase compensation filter that improves closed-loop stability for the entire tracking servo system. ,
The control signal output from the low-pass filter is
gain correction means for setting an open-loop transfer characteristic of the actuator, and amplification means for driving the actuator to the second actuator, and the control signal output from the high-pass filter is transmitted to the first actuator in an open-loop manner. is applied to the first actuator via a gain correction means for setting characteristics and an amplification means for driving the actuator, and a displacement detection means detects actuator displacement with respect to the first actuator, and a filter and a gain correction means are applied to the first actuator. A tracking method for an optical disc, characterized in that a single feedback loop is formed in the first actuator by inputting the input to the amplifying means corresponding to the first actuator through the amplification means.
(2)請求項1記載の光ディスクのトラッキングサーボ
方式において、 第1のアクチュエータの基本共振周波数をf_0、第1
のアクチュエータに対する単独のフィードバックループ
の等価的なフィードバックの帯域周波数をf_1、位相
補償フィルタを介したトラッキング位置誤差信号を2つ
の制御信号に分けるハイパスフィルタ、ローパスフィル
タのカットオフ周波数をf_2、トラッキングサーボ系
全体のサーボ帯域周波数をf_3としたとき、 f_0<f_1<f_2<f_3 なる関係を有することを特徴とする光ディスクのトラッ
キング方式。
(2) In the optical disc tracking servo system according to claim 1, the fundamental resonance frequency of the first actuator is f_0, and the first
f_1 is the equivalent feedback band frequency of a single feedback loop for the actuator, a high-pass filter that divides the tracking position error signal via the phase compensation filter into two control signals, f_2 is the cutoff frequency of the low-pass filter, and tracking servo system. A tracking method for an optical disc characterized by having the following relationship: f_0<f_1<f_2<f_3, where f_3 is the overall servo band frequency.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05128556A (en) * 1991-11-07 1993-05-25 Mitsubishi Electric Corp Optical disk device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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