JPH05242492A - 光学ヘッド送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静止摩擦力や負荷の変動があっても位置誤差
が少なく安定に光学ヘッドを送る。 【構成】 精密位置決めアクチュエータ３の駆動出力の
低周波成分を低域通過フィルタ１１により取り出して可
動中心からのずれを検出し、そのずれが一定範囲内に入
るように、パルス生成手段１２により粗位置決めアクチ
ュエータ７を振幅が一定時間ごとに断続的に増加するパ
ルスで駆動する。またそのパルスに静的負荷をキャンセ
ルするような瞬時パルスを付加することにより、過不足
ない大きさの駆動力で粗位置決めアクチュエータを動か
すことができる。さらに粗位置決めアクチュエータが実
際に動いたときの矩形パルスの振幅値を記憶しておき、
次回からはその記憶値で初期値を決めることにより、負
荷が大きいアクチュエータであっても時間遅れを少なく
して動かすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ装置、光ディスク
装置、光磁気ディスク装置等に使用する光学ヘッド送り
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学ヘッド送り装置は、媒体に記憶され
た信号を連続的に、かつ良好に再生していくために、光
学ヘッドを媒体のトラックを横断する方向に移送する装
置である。

【０００３】以下、図面を参照しながら、従来の光学ヘ
ッド送り装置の一例について説明する。図６（ａ）は従
来の光学ヘッド送り装置の構成を示し、図６（ｂ）はそ
の制御系を示している。図６（ａ）において、６１は対
物レンズ、６２は光学部、６３は精密位置決めアクチュ
エータ、６４はキャリッジ、６５はリードスクリュー、
６６はモータ、６７は粗位置決めアクチュエータ、６８
は制御部、６９はディスクである。図６（ｂ）におい
て、６３は上記した精密位置決めアクチュエータ、６７
は粗位置決めアクチュエータ、７０はトラッキングサー
ボ系伝達関数、７１は低域補償フィルタ、７２はレンズ
位置変換伝達関数である。

【０００４】以上のように構成された光学ヘッド送り装
置について、以下その動作を説明する。まず、図６
（ａ）において、光学部６２から出射されたレーザ光
は、対物レンズ６１を通過し、ディスク６９に集光され
る。ディスク６９からの反射光は、再び光学部６２に入
り、ここでディスク６９に刻まれた信号トラックに対
し、半径方向にどれだけずれているかを示すトラッキン
グエラー信号を出力する。制御部６８は、そのトラッキ
ングエラー信号から精密位置決めアクチュエータ６３や
粗位置決めアクチュエータ６７の駆動出力を生成する。
精密位置決めアクチュエータ６３は、例えばＣＤの場合
は、１．６μｍピッチで記録されている信号トラックの
一本に正確に追従するように対物レンズ６１を動かす。
粗位置決めアクチュエータ６７は、ディスク６９の全範
囲をカバーするように、モータ６６がリードスクリュー
６５を回転させることによりキャリッジ６４が移動して
対物レンズ６１を粗く動かす。

【０００５】次に、この光学ヘッド送り装置の制御系の
動作について図６（ｂ）を用いて説明する。光学部６２
で生成されたトラッキングエラー信号を基に、トラッキ
ングサーボ系伝達関数７０は、位相補償をした後、精密
位置決めアクチュエータ６３の駆動出力を生成する。こ
の駆動出力を入力とし、精密位置決めアクチュエータ６
３は、ディスク６９に偏心があっても信号トラックに追
従するように対物レンズ６１を動かす。ディスク６９上
の信号トラックは、内周から外周に向かってスパイラル
に記録されているので、信号トラック追従中の対物レン
ズ６１は、次第に外周側にずれていくことになる。その
ずれ分は、精密位置決めアクチュエータ６３の駆動出力
にＤＣオフセットとして現れる。そこで、低域補償フィ
ルタ７６によって、精密位置決めアクチュエータ６３の
駆動出力の低周波成分のゲインを上げ、その低周波成分
で粗位置決めアクチュエータ６７を駆動して、概ね対物
レンズ６１が精密位置決めアクチュエータ６３の可動中
心に位置するようにする。レンズ位置変換伝達関数７２
は、粗位置決めアクチュエータ６７の変位を対物レンズ
６１の変位に変換する伝達関数である。結局、この光学
ヘッド送り装置の制御系は、精密位置決めアクチュエー
タ６３および粗位置決めアクチュエータ６７の変位で決
まる対物レンズ６１の絶対変位とディスクの信号トラッ
クとの誤差を０にするように働いていることになる。

【０００６】このように、上記従来の光学ヘッド送り装
置でも、ディスクの内周から外周に至る広範囲に渡っ
て、精度良く信号トラックに対物レンズを追従させるこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学ヘッド送り装置では、精密位置決めアクチュエ
ータ全体を動かす粗位置決めアクチュエータの負荷変動
や静止摩擦力の影響が大きい場合、精密位置決めアクチ
ュエータの駆動出力の低周波成分が大きくならないと粗
位置決めアクチュエータが動き出さないため、時間遅れ
も大きくなり、対物レンズの信号トラックに対する光軸
がずれて信号出力が悪化したり、精密位置決めアクチュ
エータが可動限界を越えて信号トラックに追従できなく
なることがあった。また、負荷変動で制御ゲインも変動
するので、動作しても安定性が悪いことがあり、静止摩
擦力の変動に対応するために制御系全体のゲインを上げ
ると発振して暴走するという問題もあった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、静止摩擦力や負荷の変動があっても、位
置誤差が少なく安定に光学ヘッドを送ることのできる光
学ヘッド送り装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学ヘッド送り装置は、粗位置決めアクチ
ュエータを、振幅が一定時間ごとに断続的に増加するパ
ルスに、静止摩擦力を含めて粗位置決めアクチュエータ
を駆動し始めるのに必要な力を発生させるパルスを付加
して駆動するようにしたものである。

【００１０】本発明はまた、粗位置決めアクチュエータ
を駆動するパルスを出力した後、一定時間経過後に粗位
置決めアクチュエータが動いたときのパルスの振幅値を
記憶しておき、次に粗位置決めアクチュエータを駆動す
るときは、その記憶値またはその記憶値から粗位置決め
アクチュエータの駆動負荷の個体内ばらつきの平均値の
分だけ差し引いた値を初期値としてパルスを出力するよ
うにしたものである。

【００１１】

【作用】本発明は、上記構成によって、粗位置決めアク
チュエータを、一定時間毎に断続的に振幅が増加するパ
ルスで駆動することにより、負荷変動があっても精密位
置決めアクチュエータをその可動中心から一定の範囲に
位置決めすることができ、またそのパルスに静止摩擦力
を含めて粗位置決めアクチュエータを駆動し始めるのに
必要な力を発生させるパルスを付加することにより、始
動時の静止負荷をキャンセルすることができ、過不足な
い駆動力を粗位置決めアクチュエータに与えることがで
きる。

【００１２】また、粗位置決めアクチュエータが動いた
ときのパルスの振幅値を記憶しておき、以後はその記憶
値を基準に粗位置決めアクチュエータを駆動することに
より、平均駆動負荷が大きい粗位置決めアクチュエータ
を用いても、制御の時間遅れを小さく抑えることができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施例に
おける光学ヘッド送り装置の構成を示す概略平面図、図
１（ｂ）は同光学ヘッド送り装置の制御系を示す概略ブ
ロック図である。図１（ａ）において、１は対物レン
ズ、２は光学部、３は精密位置決めアクチュエータ、４
はキャリッジ、５はリードスクリュー、６はモータ、７
は粗位置決めアクチュエータ、８は制御部、９はディス
クである。図１（ｂ）において、３は上記した精密位置
決めアクチュエータ、７は粗位置決めアクチュエータ、
１０はトラッキングサーボ系伝達関数、１１は低域通過
フィルタ、１２はパルス生成手段、１３はレンズ位置変
換伝達関数である。

【００１４】以上のように構成された光学ヘッド送り装
置について、以下図１および図２を用いてその動作を説
明する。

【００１５】まず、図１（ａ）において、光学部２から
出射されたレーザ光は、対物レンズ１を通過し、ディス
ク９に集光される。ディスク９からの反射光は、再び光
学部２に入り、ここでディスク９に刻まれた信号トラッ
クに対し半径方向にどれだけずれているかを示すトラッ
キングエラー信号を出力する。制御部８は、そのトラッ
キングエラー信号から精密位置決めアクチュエータ３や
粗位置決めアクチュエータ７の駆動出力を生成する。精
密位置決めアクチュエータ３は、例えばＣＤの場合は、
１．６μｍピッチで記録されている信号トラックの一本
に正確に追従するように対物レンズ１を精密に移動させ
る。粗位置決めアクチュエータ７は、キャリッジ４、リ
ードスクリュー５、モータ６によりディスク９の全範囲
をカバーするように対物レンズ１を粗く移動させる。

【００１６】次に、この光学ヘッド送り装置の制御系の
動作について図１（ｂ）を用いて説明する。光学部２で
生成されたトラッキングエラー信号を基に、トラッキン
グサーボ系伝達関数１０は、位相補償をした後、精密位
置決めアクチュエータ３の駆動出力を生成する。この駆
動出力を入力とし、精密位置決めアクチュエータ３は、
ディスク９に偏心があっても信号トラックに追従するよ
うに対物レンズ１を精密に位置決めする。ディスク９上
の信号トラックは内周から外周に向かってスパイラルに
記録されているので、信号トラック追従中の対物レンズ
１は次第に外周側にずれていくことになる。そのずれ分
は、精密位置決めアクチュエータ３の駆動出力にＤＣオ
フセットとして現れる。そこで、低域通過フィルタ１１
によって、精密位置決めアクチュエータ３の駆動出力の
低周波成分だけを取り出す。パルス生成手段１２は、そ
の低周波成分が精密位置決めアクチュエータ３が可動中
心にあるときのレベルから一定値以上ずれたとき、例え
ば対物レンズ１のずれにして３０μｍ相当変動したとき
に粗位置決めアクチュエータ７を駆動するパルスを出力
する。つまり精密位置決めアクチュエータ３の変位検出
に不感帯を設け、不感帯を越えるほど動いたときに、粗
位置決めアクチュエータ７をパルスで駆動するのであ
る。

【００１７】ここでパルス生成手段１２の動作について
図２のフローチャートを用いて説明する。パルス生成手
段１２は、精密位置決めアクチュエータ３の駆動出力の
低周波成分があらかじめ定めた不感帯を越えたことを検
知すると（ステップ３１）、図３のように、静止摩擦力
に代表される静的負荷より十分大きい大きさのパルス２
１を瞬時的に出力して（以下、瞬時パルスと呼ぶ）、始
動時の静的負荷をキャンセルする。次いで動的負荷（慣
性力や動摩擦力）の変動やばらつきの最小値を若干越え
る大きさで、かつ精密位置決めアクチュエータ３の移動
量が不感帯に相当する距離よりも小さくなるように時間
幅を決めたパルス２２を出力して（以下、矩形パルスと
呼ぶ）、パルス振幅値の初期化を行なう（ステップ３
２）。このような駆動パルスを出力した後は、少なくと
も低域通過フィルタ１１の時定数以上は次の出力を出す
のを待ち、低域通過フィルタ１１の位相遅れによって誤
動作するのを回避する。このようにして少なくとも低域
通過フィルタ１１の時定数Ｔ０以上の一定時間待った
後、再び、精密位置決めアクチュエータ３の駆動出力の
低周波成分を見て（ステップ３３）、その出力値が変化
してないか、あるいはその変化量が小さくて不感帯内に
入っていないときは、図３のように、矩形パルス２２の
大きさを断続的に増加させて出力し（ステップ３４，３
５）、再び上記一定時間を待つ（ステップ３６）。

【００１８】このような動作を繰り返すことにより、動
的負荷に対し過不足ない適切な大きさの駆動力を粗位置
決めアクチュエータ７に与えることができ、対物レンズ
１を精密位置決めアクチュエータ３の可動中心から不感
帯の範囲に位置するように制御することができる。レン
ズ位置変換伝達関数１３は、粗位置決めアクチュエータ
７の変位を対物レンズの変位に変換する。

【００１９】このように、上記第１の実施例によれば、
ディスク９の内周から外周に至る広範囲にわたって、精
度良く信号トラックに対物レンズ１を追従させることが
できる。また、静止摩擦力や負荷変動がある程度あって
も、精密位置決めアクチュエータ３の位置誤差を小さく
抑えることができる。

【００２０】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。この第２の実施例は、上記第１の実施例における
制御系のアルゴリズムを変更しただけなので、以下その
動作についてのみ説明する。図４において、まず上記第
１の実施例と同様に、パルス生成手段１２が精密位置決
めアクチュエータ３の駆動出力の低周波成分があらかじ
め定めた不感帯を越えたことを検知すると（ステップ５
１）、図５に示すように瞬時パルス２１と矩形パルス２
２とを出力してパルス振幅値の初期化を行ない（ステッ
プ５２）、そのパルスで粗位置決めアクチュエータ７を
駆動する。一定時間経過後に再び不感帯に戻ったかどう
かを検出して（ステップ５３）、戻っていない場合に
は、図５のように矩形パルス２２を一増分大きくして出
力し（ステップ５４，５５）、さらに一定時間待って
（ステップ５６）、再び不感帯に戻ったかどうかを検出
する（ステップ５３）。不感帯内に戻っていたときは、
そのときの矩形パルス２２の振幅値を記憶しておき（ス
テップ５７）、再び不感帯を飛び出したことが検出され
たときは（ステップ５１）、その記憶していた値または
記憶していた値から粗位置決めアクチュエータ７の個体
内負荷ばらつきの平均値の分だけ差し引いた値を矩形パ
ルス２２の初期値として瞬時パルス２１を出力した直後
に出力する。

【００２１】このように、上記第２の実施例によれば、
負荷が比較的大きい粗位置決めアクチュエータ７を用い
ても、パルス生成手段１２で生じる遅れを最小限に抑え
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、精密位
置決めアクチュエータの可動中心からのいずれを検出
し、そのずれが一定範囲内に入るように、粗位置決めア
クチュエータの駆動出力をあらかじめ決められた時間周
期でパルス的に発生させ、かつ静的負荷をキャンセルす
るような瞬時パルスを負荷することにより、過不足ない
大きさの駆動力で粗位置決めアクチュエータを動かすこ
とができ、精密位置決めアクチュエータを可動中心付近
に戻し、可動中心からのずれによる信号劣化やサーボは
ずれを防ぐことができる。

【００２３】また、粗位置決めアクチュエータが実際に
動いたときの矩形パルスの振幅値を記憶しておき、次回
の粗位置決めアクチュエータ駆動時にはその値から初期
値を決めることにより、負荷が大きいアクチュエータで
あっても、時間遅れを少なくして動かすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１の実施例における光学ヘッ
ド送り装置の構成を示す概略平面図 （ｂ）本発明の第１の実施例における光学ヘッド送り装
置の制御系を示す概略ブロック図

【図２】本発明の第１の実施例におけるパルス生成手段
の動作を示すフローチャート

【図３】本発明の第１の実施例における駆動パルスの波
形図

【図４】本発明の第２の実施例におけるパルス生成手段
の動作を示すフローチャート

【図５】本発明の第２の実施例における駆動パルスの波
形図

【図６】（ａ）従来の光学ヘッド送り装置の構成を示す
概略平面図 （ｂ）従来の光学ヘッド送り装置の制御系を示す概略ブ
ロック図

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ 光学部 ３ 精密位置決めアクチュエータ ４ キャリッジ ５ リードスクリュー ６ モータ ７ 粗位置決めアクチュエータ ８ 制御部 ９ ディスク １０ トラッキングサーボ系伝達関数 １１ 低域通過フィルタ １２ パルス生成手段 １３ レンズ位置変換伝達関数

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズをトラッキング方向に位置決
   めするための精密位置決めアクチュエータと粗位置決め
   アクチュエータとを備え、前記粗位置決めアクチュエー
   タを、振幅がある一定時間ごとに断続的に大きくなるパ
   ルスに、静止摩擦力を含めて粗位置決めアクチュエータ
   を駆動し始めるのに必要な力を発生させるパルスを付加
   して駆動する手段を備えた光学ヘッド送り装置。
2. 【請求項２】 精密位置決めアクチュエータの駆動出力
   の低周波成分を取り出す低域通過フィルタと、前記低周
   波成分が前記精密位置決めアクチュエータの可動中心を
   示すレベルから一定値以上ずれたときに粗位置決めアク
   チュエータを駆動するパルスを出力するパルス生成手段
   とを備えた請求項１記載の光学ヘッド送り装置。
3. 【請求項３】 パルス生成手段から粗位置決めアクチュ
   エータ駆動用のパルスを出力した後、一定時間経過後に
   粗位置決めアクチュエータが動いたときのパルスの振幅
   値を記憶しておき、次に粗位置決めアクチュエータを駆
   動するときは、その記憶値またはその記憶値から粗位置
   決めアクチュエータの個体内の駆動負荷のばらつきの平
   均値の分だけ差し引いた値を初期値としてパルスを出力
   することを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド送り装
   置。