JPH06203395A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度が高く安定且つ高速にアクセス可能な速
度制御手段を提供する。 【構成】 光ピックアップ３の移動速度を検出する速度
検出手段１２と、光ピックアップの移動速度の目標速度
信号Ｖｒを出力する目標速度信号発生手段１３と、目標
速度信号の高周波成分を減衰して疑似目標速度信号Ｖｔ
を出力する低域透過性の第１フィルタ１９と、速度検出
手段からの光ピックアップ速度検出値Ｖｅと疑似目標速
度信号との偏差信号ｅを出力する比較手段１５と、偏差
信号ｅを入力して進相し制御信号Ｕ１を出力する第２フ
ィルタ２０および信号増幅手段２２と、疑似目標速度信
号を入力して微分し制御信号Ｕ２を生成する第３フィル
タ２１と、制御信号Ｕ１とＵ２を加算して光ピックアッ
プの駆動を制御する駆動信号Ｕを出力する加算手段２３
とから成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶装置等に用いられる光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置の記録媒体である光ディ
スクのトラックピッチは１ないし２μｍ程度と極めて狭
いため、光ピックアップをこのトラック上を横切り高速
アクセスさせ、精密なトラッキングサーボ動作を行わせ
るには相当高度な制御技術が必要とされる。そのため、
光ディスク装置が始めて市場に出た当初は、アクセス時
間が遅いということが光ディスク装置の１つの大きな欠
点であった。近年、アクセス時間の遅さもかなり改善さ
れ、光ディスク装置は一般に普及しつつあるが、それで
もなお、ハードディスク装置と比較すると２倍以上のア
クセス時間がかかるため、更に改善することが望まれて
いる。

【０００３】光ピックアップのアクセス動作は、光スポ
ットを目的のトラック上へ移動し、それをトラックに沿
って追従させる一連の動作である。アクセス動作時にお
いては、光ピックアップは次のように制御される。ま
ず、現在のトラックから目標トラックまでの距離、すな
わち目標トラックまでの残りトラック数に応じた目標速
度値を設定し、この値を光ピックアップをディスク半径
方向に移動させるサーボ手段の目標速度信号として供給
し、光ピックアップの移動速度を目標速度信号に追従す
るように制御して位置決めを行う。

【０００４】以下、添付図面、図１０，１１，１２に基
づき、従来採用されてきたアクセス制御に対する速度制
御手段の構成について説明する。図１０は従来の光ピッ
クアップのアクセス制御を行う速度制御手段のハードウ
ェア構成の概略を示す図である。図１０において、１は
光ディスクであって、その円周方向に微小幅の溝で区分
されたトラック２が形成され、そこにはアドレス又は位
置信号及びデータ信号等が記録されている。

【０００５】３は光ピックアップであって、それはレー
ザ光４を射出する半導体レーザ５と、レーザ光を集光し
トラック２上に光スポット６を形成する対物レンズ７
と、ディスク１の反射光８から光スポット６の位置信号
及びデータ信号等を検出するセンサ９と、トラッキング
アクチュエータ１０とで構成されている。

【０００６】又、１２は移動速度検出手段、１３は目標
速度信号発生手段、及び１４は速度制御手段である。半
導体レーザ５から射出されたレーザ光４は対物レンズ７
を通してトラック２に照射され、そこに光スポット６を
形成する。そのトラック２から位置信号及びデータ信号
等を読出し、反射光８として再び対物レンズ７を通して
センサ９に入射する。センサ９は反射光８を検出してそ
れを光ピックアップの移動速度に比例した周波数の正弦
波信号に変換して光ピックアップの移動速度検出手段１
２に出力する。移動速度検出手段１２は受信した正弦波
信号１１を処理し、光ピックアップの移動速度検出信号
Ｖｅを出力して速度制御手段１４に伝送する。

【０００７】一方、目標速度信号発生手段１３は速度制
御手段１４が制御する光ピックアップ３の目標速度を設
定してそれを目標速度信号Ｖｒとして出力し、速度制御
手段１４に送る。速度制御手段１４は、移動速度検出手
段１２から受信した光ピックアップ３の移動速度検出信
号Ｖｅを目標速度信号Ｖｒに一致させるようトラッキン
グアクチュエータ１０を駆動する駆動信号Ｕをトラッキ
ングアクチュエータ１０に出力して光ピックアップのア
クセス速度制御を行う。

【０００８】図１１は従来の速度制御手段１４の構成を
例示する。この速度制御手段１４は、目標速度信号Ｖｒ
と光ピックアップの出力（ここでは、光ピックアップの
移動速度Ｖ）から得られた移動速度検出信号Ｖｅとを比
較して速度偏差信号ｅを出力する比較手段１５と、速度
偏差信号ｅの位相を進めて移動速度検出手段１２の速度
検出遅れにより制御系が不安定になる現象を防ぐための
安定化フィルタ１６と、安定化フィルタ１６の出力を増
幅してトラッキングアクチュエータ１０に対し駆動信号
Ｕを出力する信号増幅手段１７とにより構成される。

【０００９】そして、目標速度信号発生手段１３から出
力した目標速度信号Ｖｒと光ピックアップ３の移動速度
検出信号Ｖｅとを受信した比較手段１５は安定化フィル
タ１６に対し速度偏差信号ｅを出力し、更に信号増幅手
段１７を通してトラッキングアクチュエータ１０に対し
駆動信号Ｕを出力する。このようにして、光ピックアッ
プの移動速度を目標速度に一致させるよう制御する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような従
来の速度制御手段においては、さらにアクセス速度を高
速化しようとする場合、信号増幅手段（例えば、上記信
号増幅手段１７）の増幅率を大きくし速度制御帯域（図
６）を広くすれば可能ではあるが、その増幅率を大きく
するとそれに伴い速度検出ノイズによる悪影響が大きく
なるという問題があった。

【００１１】その上、速度検出に検出遅れがある場合、
信号増幅手段の増幅率を大きくするにしたがって制御系
の安定余裕が減少して不安定になり易くなり、そのこと
からも増幅率を大きくするには限界があった。

【００１２】図１２に基づきこの点について説明する。
図１２は速度検出手段が検出遅れ時間τをもつ場合にお
ける従来の速度制御手段の目標速度信号Ｖｒから光ピッ
クアップの移動速度Ｖ（図１１）までの開ループ伝達特
性曲線（ゲイン／周波数、及び位相／周波数）の例を表
わす図である。そこで、破線ａは光ピックアップ３の伝
達特性曲線、破線ｂは安定化フィルタ１６の特性曲線と
信号増幅手段１７との合特性曲線、破線ｃは光ピックア
ップの移動速度検出手段１２の伝達特性曲線である。そ
して、実線ｄがこれらの全ての特性の合特性曲線である
開ループ特性曲線である。

【００１３】図１２において、制御手段の安定性を得る
ためには、ゲイン交点周波数ｆｃにおいて、位相余裕θ
（−１８０°との差）が４０度以上必要である。しか
し、図１２に示した例の場合、移動速度検出手段の検出
遅れのために実線ｄの位相曲線が１ｋＨｚ以上で大きく
下降しているため、ゲイン交点周波数ｆｃの周波数を上
げて制御帯域を上げようとしても、位相余裕を得ること
ができず、制御手段が不安定になってしまうという問題
があった。

【００１４】従って、本発明の目的は制御系の広い速度
制御帯域を得ることにより、速度制御の精度が高く安定
であり、且つアクセス速度の速い光ピックアップの速度
制御手段を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による光ディスク
装置は、上記の課題を解決するため、光ディスク上のト
ラックを光スポットにより走査し該走査から生じた信号
を再生する光ピックアップと、前記光ピックアップを光
ディスクの略半径方向に移動させる駆動手段と、前記光
ピックアップの移動速度を検出する移動速度検出手段
と、前記光ピックアップ移動の目標速度を指令する目標
速度信号を発生する目標速度信号発生手段と、前記光ピ
ックアップの移動速度を前記目標速度に対応して制御す
る速度制御手段とを含み、光ピックアップの移動速度を
制御して目標トラックヘアクセスするようにした光ディ
スク装置であって、前記速度制御手段は、目標速度信号
の高周波帯域を減衰させた疑似目標速度信号を出力する
低域透過性の第１フィルタと、疑似目標速度信号と実際
の移動速度とを比較し偏差信号を出力する比較手段と、
前記偏差信号の位相を進めて第１の信号を出力する第２
フィルタと、前記疑似目標速度信号を微分して第２の信
号を出力する第３フィルタと、前記第１及び第２の信号
を加算して光ピックアップの駆動信号を出力する加算手
段とを含むことを特徴とする。

【００１６】更に、本発明による光ディスク装置は、上
記の課題を解決するため、前記移動速度検出手段は移動
速度の検出遅れを持ち、前記第３フィルタは前記移動速
度の検出遅れを相殺する移動速度検出遅れの予測手段と
微分手段との直列結合を含み、前記第１フィルタは低域
透過手段と前記移動速度の検出遅れと等価の遅延を有す
る移動速度検出遅れの等価回路との直列結合を含むこと
を特徴とする。

【００１７】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、第２フ
ィルタは速度制御手段の安定余裕を確保し、第１フィル
タは目標速度信号が急峻に変化しようとしたときに必要
以上の周波数成分を減衰させて滑らかに変化する疑似目
標速度信号を出力して光ピックアップの移動速度の安定
性を維持し、第３フィルタは疑似目標速度信号から光ピ
ックアップの移動速度までの伝達特性を補償するように
したので広い速度制御帯域を得ることができる。その結
果、光ピックアップの移動速度は疑似目標速度信号に高
い精度で追従することができる。

【００１８】また、信号増幅手段の増幅率が低くて良い
ためノイズの悪影響を受けず、光ピックアップの移動速
度検出手段に検出遅れがある場合でも、移動速度検出遅
れの予測手段を用いることにより制御手段を安定に動作
させることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。第一実施例 まず、図１乃至図６を参照し、本発明の第一実施例につ
いて詳細に説明する。図１は光ピックアップの速度制御
手段の構成を示すブロック図である。図１において、光
ピックアップ３、移動速度検出手段１２、及び目標速度
信号発生手段１３は図１０に示した従来例と同様のもの
である。

【００２０】１８は本発明によるアクセス又は速度制御
手段であり、それは第１フィルタ１９、比較手段１５、
第２フィルタ２０、第３フィルタ２１、信号増幅手段２
２、加算手段２３で構成される。それら各要素を更に詳
細に説明すると、第１フィルタ１９は目標速度信号Ｖｒ
を入力して高周波数成分を減衰して疑似目標速度信号Ｖ
ｔを出力する低域透過性のフィルタである。この目標速
度信号Ｖｒは、例えば、目標トラックまでのトラック数
に応じた階段状に変化する波形を有し、複数の周波数成
分を含む波形である。

【００２１】又、比較手段１５は疑似目標速度信号Ｖｔ
と移動速度検出手段からの光ピックアップの移動速度検
出信号Ｖｅとを比較して、その差に相当する速度偏差信
号ｅを出力する比較手段、第２フィルタ２０は速度偏差
信号ｅの位相を進めて制御信号Ｕ０を出力するフィル
タ、信号増幅手段２２は制御信号Ｕ０を増幅して制御信
号Ｕ１を出力する増幅手段である。

【００２２】更に、第３フィルタ２１は疑似目標速度信
号Ｖｔを入力してそれを微分し制御信号Ｕ２を出力する
フィルタであり、加算手段２３は２つの制御信号Ｕ１及
びＵ２を加算して光ピックアップ３に対しその移動速度
を制御する制御信号Ｕを出力する加算手段である。前述
のように、移動速度検出手段１２は光ピックアップ３の
移動速度Ｖ（図１）を検出して移動速度検出信号Ｖｅを
出力する。

【００２３】尚、図１において、光ピックアップ３、移
動速度検出手段１２、比較手段１５、第２フィルタ２
０、信号増幅手段２２、及び加算手段２３はフィードバ
ックループを構成し、第３フィルタ２１はフィードフォ
ワードループを構成する。

【００２４】以下、本発明の速度制御手段の動作原理に
ついて説明する。図１のブロック図に示す速度制御手段
の、目標速度信号Ｖｒから光ピックアップ３の移動速度
Ｖまでの伝達特性Ｗ（Ｓ）は（数１）によって示され
る。

【００２５】

【数１】

【００２６】光ピックアップ３の駆動手段であるトラッ
キングアクチュエータ１０（図１０）の入力電流から移
動速度Ｖまでの伝達特性Ｇｐ（Ｓ）は一階積分の特性で
あり、次の式で表される。 Ｇｐ（Ｓ）＝ａ／Ｓ ここで、ａは伝達ゲイン、Ｓはラプラス演算子である。

【００２７】また、第３フィルタ２１の伝達特性Ｈ３
（Ｓ）は一階微分の特性に設計し、その際、フィルタゲ
インは１／ａに設定する。このとき、第３フィルタ２１
の伝達特性Ｈ３（Ｓ）は次の式で表される。 Ｈ３（Ｓ）＝Ｓ／ａ 移動速度検出手段１２の伝達特性はその検出感度Ｍを１
に設定する。進相フィルタである第２フィルタ２０の伝
達特性Ｈ２（Ｓ）は、フィードバックループのループゲ
インが０ｄＢになる周波数の入力信号Ｖｔに対する出力
信号Ｕ２の位相値を数十度進相させる特性に設定する。
そして、以上の各要素の設定値を（数１）に代入すると
速度制御手段の伝達特性Ｗ（Ｓ）は（数２）で表され
る。

【００２８】

【数２】

【００２９】すなわち、第２フィルタ２０の伝達特性Ｈ
２（Ｓ）は上記のように設定したので、（数２）の（１
＋ａ／Ｓ・Ｋ・Ｈ２（Ｓ）・１）の項は安定多項とな
る。従って、（数２）の分母の項と分子の（ ）内の項
とは安定なダイポールとなる。したがって、これらを消
去又は約することができるから、その結果、 Ｗ（Ｓ）＝Ｈ１（Ｓ） となる。

【００３０】すなわち、上式から、速度制御手段の伝達
特性Ｗ（Ｓ）は第１フィルタ１９のＶｒからＶｔまでの
伝達特性Ｈ１（Ｓ）と一致するということがわかる。従
って、ピックアップ３の移動速度Ｖは疑似目標速度信号
Ｖｔに完全に追従し、移動速度Ｖは無限大の帯域で疑似
目標速度信号Ｖｔに偏差０の制御が可能となる。しか
し、実際の制御では、対ノイズ性や許容偏差を勘案して
必要十分な移動速度Ｖの制御帯域を設定する。したがっ
て、第１フィルタ１９を希望する制御帯域の低域透過性
フィルタにすればアクセス制御手段の安定性を保持しつ
つアクセスを高速に行うことができる。

【００３１】図２は図１に示した本発明の第一実施例に
よる速度制御手段を演算増幅器を使用したアナログ回路
で実現した場合の設計例を示す。図２において、２４は
現在のトラックから目標トラックまでの距離（横断トラ
ック数）に応じた目標速度を記憶するＲＡＭであって、
アクセス動作開始の時に、目標トラックのトラック番号
を受け、現在のトラックから目標トラックまでの横断ト
ラック数に対応した目標速度軌跡を逐次デジタル目標速
度信号として出力する。このデジタル目標速度信号はデ
ジタル−アナログ変換され、信号レベルが階段状に変化
するアナログの目標速度信号Ｖｒ′となる。２５はＲＡ
Ｍから出力したデジタルの目標速度信号を階段状に変化
するアナログ目標速度信号Ｖｒ′に変換するＤＡ（ディ
ジタル−アナログ）コンバータ（ＤＡＣ）である。

【００３２】２６はバタワース型二次低域アクティブフ
ィルタ（以下、ＢＷＦと略記する）である。ＢＷＦは、
階段状の目標速度信号Ｖｒ′の周波数成分のうち、速度
サーボの必要な制御帯域以上の周波数成分を減衰させ、
連続的に変化する疑似目標速度信号Ｖｔ′を出力する。
疑似目標速度信号Ｖｔ′を新たな速度制御目標値とする
ことにより制御系の不要な応答を除去することができ
る。図３（イ）にバタワース型二次低域アクティブフィ
ルタ２６の周波数特性曲線の例を示す。

【００３３】２７は差動増幅器であり、疑似目標速度信
号Ｖｔ′と移動速度検出信号Ｖｅ′との偏差を示す偏差
信号ｅ′を生成する。２８は図１の第２フィルタ２０に
対応し、速度制御手段のフィードバックループのゲイン
交点周波数ｆｃ付近の位相を進相させる位相進みフィル
タである。位相進みフィルタ２８の補償帯域はフィード
バックループのゲイン交点周波数近傍の５００Ｈｚから
５ｋＨｚ程度までに設定され、この周波数帯域でフィー
ドバックループの開ループの位相余裕が得られるように
設計する。図３（ロ）に位相進みフィルタ２８の周波数
特性曲線の例を示す。

【００３４】２９のフィルタは図１の第３フィルタ２１
に対応する微分器である。微分器２９のゲインは制御信
号Ｕ′から光ピックアップの移動により検出された信号
１１（図１の移動速度Ｖに対応する）までの伝達ゲイン
の逆数に設定する。図４（イ）には光ピックアップの周
波数特性曲線を示し、図４（ロ）には微分器２９の周波
数特性曲線を示す。

【００３５】３０は制御信号Ｕ１′と制御信号Ｕ２′と
を加算して制御信号Ｕ′を出力する加算器であり、３１
は制御信号Ｕ′を増幅してトラッキングアクチュエータ
コイル３２に対して駆動電流を供給するドライブアンプ
である。トラッキングアクチュエータコイル３２は受け
た駆動電流の大きさに比例して光ピックアップ３を駆動
し、光ピックアップ３と共に移動するセンサ９は光ピッ
クアップ３の移動速度、すなわち、一定時間に横断した
トラック数に比例した周波数の正弦波信号１１を出力す
る。

【００３６】また、３３は光ピックアップ３の移動速度
を検出する周波数電圧変換器（以下ＦＶＣと略記する）
である。ＦＶＣは光ピックアップが移動したときにセン
サ９から発生した移動速度に反比例した周期の正弦波の
電気信号１１を周波数−電圧変換し、移動速度検出信号
Ｖｅ′として出力する。

【００３７】図５（イ），（ロ）は前述の正弦波信号１
１と移動速度検出信号Ｖｅ’の例を示す。すなわち、図
５（イ）は、正弦波信号１１は電圧の最大値が一定で、
光ピックアップの速度が速くなるとその周波数が高くな
ることを示し、その高周波数部分は、図５（ロ）に示す
ように、周波数−電圧変換すると出力電圧、すなわち、
移動速度検出信号Ｖｅ′の電圧が高くなるということが
わかる。尚、以上の説明において使用した各信号Ｖ
ｒ’，Ｖｔ’，ｅ’，Ｕ１’，Ｕ２’，Ｕ’は図１に示
した各信号Ｖｒ，Ｖｔ，ｅ，Ｕ１，Ｕ２，Ｕ に対応す
る。

【００３８】上記の如く構成されたアナログ制御回路に
よる本発明に基づく光ピックアップの速度制御手段の周
波数特性曲線は図６（イ）に示す。フィードバック補償
とフィードフォワード補償の両補償手段を備えた本実施
例による速度制御手段の速度制御帯域は図６（ロ）に示
すようなフィードバック補償のみである従来の速度制御
手段の周波数特性曲線のものより大きく向上しており、
目標速度への追従特性が非常に良くなるということが分
かる。

【００３９】また、本発明の速度制御手段のフィードバ
ックループ部の周波数特性曲線は、図６（ロ）に示した
ものと同様である。したがって、高周波のノイズ成分は
フィードバックしないので、ノイズの悪影響を受けるこ
とはない。以上、説明したように、本実施例による光ピ
ックアップは、安定性を維持しつつ目標速度に追従して
移動することができる。

【００４０】第二実施例 次に、図７，８，９を参照して本発明の第二実施例につ
いて詳細に説明する。本実施例における速度検出手段は
Ｍ（Ｓ）で表される伝達特性を持ち、移動速度検出手段
１２に速度検出遅れがある場合に制御の安定性を確保す
ることができる方法を提供するものである。

【００４１】本実施例の光ピックアップの速度制御手段
の構成は、図７に示すように、図１に示す第一実施例の
ものとは第１フィルタ１９′と第３フィルタ２１′の構
成が異なる以外、他のものは第一実施例と同様である。

【００４２】まず、以下で本実施例による速度制御手段
の動作原理について説明する。速度検出手段１２に速度
検出遅れがあるときの速度制御手段の、目標速度信号Ｖ
ｒから光ピックアップ３の移動速度Ｖまでの伝達特性Ｗ
（Ｓ）は（数３）によって示される。

【００４３】

【数３】

【００４４】ここで、第３フィルタ２１の伝達特性Ｈ３
（Ｓ）をＨ３（Ｓ）＝Ｓ／ａ・Ｍ（Ｓ）^-1、及び第１フ
ィルタ１９の伝達特性Ｈ１（Ｓ）をＨ１（Ｓ）＝Ｈ０
（Ｓ）・Ｍ（Ｓ）とし、第２フィルタ２０の伝達特性Ｈ
２（Ｓ）を、フィードバックループのループゲインが０
ｄＢとなる周波数の入力信号（疑似目標速度信号）Ｖ
ｔ″に対する出力信号（制御信号）Ｕ２″の位相を十分
進相させるような特性に設定する。

【００４５】以上の各要素の設定値を（数３）に代入す
ると、速度制御手段の伝達特性Ｗ（Ｓ）は（数４）とな
る。

【００４６】

【数４】

【００４７】すなわち、第２フィルタ２０の伝達特性Ｈ
２（Ｓ）を上記のように設定すると、（数４）の（１＋
ａ／Ｓ・Ｋ・Ｈ２（Ｓ）・Ｍ（Ｓ））の項は安定多項式
となる。従って、第一実施例の場合と同様に、これらを
約することができるから、その結果、 Ｗ（Ｓ）＝Ｈ０（Ｓ） となるので、目標速度信号Ｖｒから移動速度Ｖまでの伝
達特性Ｗ（Ｓ）は第１フィルタ１９′で設定する伝達特
性Ｈ０（Ｓ）と一致する。したがって、第１フィルタ１
９′の伝達特性Ｈ０（Ｓ）を希望する制御帯域を有する
低域透過性フィルタとすれば、本発明の目的は達せられ
る。

【００４８】図７は上記の原理に基づいて構成した本第
二実施例の速度制御手段のブロック図である。まず、以
下で本実施例の構成について説明する。図７において、
３は光ピックアップ、１２は光ピックアップの移動速度
検出手段、１３は目標速度信号発生手段、２０は第２フ
ィルタ、及び２２は信号増幅手段であり、これらは第一
実施例のものと同様な構成である。

【００４９】しかし、本実施例による第１フィルタ１
９′は移動速度検出遅れの等価回路３７と第一実施例の
第１フィルタ１９と同様な低域透過性のフィルタ３６と
から成り、第３フィルタ２１′は移動速度検出遅れの予
測手段３５と、第一実施例の第３フィルタ２１と同様な
微分手段３４とから成り、これらの構成が本実施例と第
一実施例との異なる点である。

【００５０】すなわち、移動速度検出遅れの予測手段３
５は移動速度検出手段１２の検出遅れが速度制御手段の
伝達特性に与える影響を相殺するような影響を入力信号
に与える回路であり、移動速度検出遅れの等価回路３７
は移動速度検出手段１２の検出遅れと同一の時間だけ入
力信号を遅延する回路である。

【００５１】以下、これらの第一実施例と異なる部分に
ついて詳細に説明する。移動速度検出手段１２の伝達特
性Ｍ（Ｓ）は、第一実施例の周波数電圧変換による速度
検出の場合と同様、時間τの検出遅れとすると、Ｍ
（Ｓ）は下式で表される。 Ｍ（Ｓ）＝ｅｘｐ（−ｓτ）

【００５２】従って、移動速度検出遅れの予測手段３５
を上式の逆系により構成すればよい。すなわち、移動速
度検出遅れの予測手段３５の伝達特性Ｎ（Ｓ）を、下式
で表される特性を有するように構成する。 Ｎ（Ｓ）＝ｅｘｐ（ｓτ） 上式の伝達特性は直接実現することはできないので、近
似式として、例えば、３次の展開式である（数５）で表
されるような伝達特性に基づき、移動速度検出遅れの予
測手段３５を構成する。

【００５３】

【数５】

【００５４】移動速度検出遅れの等価回路３７は、低域
透過性のフィルタ３６の出力をτ時間遅延させる遅延器
で構成する。次に、各ブロックの伝達特性に基づき、本
実施例の動作について説明する。まず、図７に示したフ
ィードバックループの開ループ特性曲線を図８に示す。

【００５５】破線ａは光ピックアップ３の伝達特性曲
線、破線ｂは第２フィルタ２０の特性曲線と信号増幅手
段２２の合特性曲線、破線ｃは光ピックアップの移動速
度検出手段１２の伝達特性曲線である。そして、実線ｄ
が、これらの全ての特性の合特性曲線である開ループ特
性曲線である。フィードバックループの特性は従来の手
法と同様であるので、このループでの制御帯域は２ｋＨ
ｚ程度となる。以上の説明により、フィードバックルー
プは常に速度偏差ｅ″が０に近づくように動作する。

【００５６】次に、図７に示したフィードフォワードル
ープの、伝達特性曲線を図９に示す。破線ａは光ピック
アップ３の伝達特性曲線、破線ｂは第３フィルタ２１′
の微分手段３４の伝達特性曲線、破線ｃは移動速度検出
遅れの予測手段３５の伝達特性Ｎ（Ｓ）、破線ｄはτ時
間遅延させる遅延手段（移動速度検出遅れの等価回路）
３７の特性曲線、最後に実線ｆは低域透過性のフィルタ
３６の伝達特性Ｈ０（Ｓ）の特性曲線である。

【００５７】すなわち、これら特性曲線ａとｂ、特性曲
線ｃとｄの特性が互いに打ち消し合うので、その結果、
これらの全ての特性の合特性曲線である速度目標値Ｖｒ
から光ピックアップの移動速度Ｖまでの伝達特性曲線は
実線ｆのようになり、低域透過性のフィルタ３６の伝達
特性Ｈ０（Ｓ）の特性曲線と一致する。

【００５８】本発明による速度制御手段の動作原理の説
明において述べたように、図７のフィードバックループ
が安定になると、本発明の速度制御手段の伝達特性は低
域透過性のフィルタ３６の伝達特性Ｈ０（Ｓ）の特性曲
線と同一曲線を描くようになる。したがって、低域透過
性のフィルタ３６を目標とする制御帯域をもつ速度制御
手段に設計することで、任意な制御帯域を持つ制御系を
設計することができる。なお、本実施例では、移動速度
検出遅れの予測手段３５を近似式に基づき構成している
ので、広い制御帯域が要求されるときはそれに応じて近
似の度合いを上げる必要がある。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような第１、第
２及び第３フィルタを使用して構成したことにより、速
度検出ノイズによる悪影響がなく、制御系の広い速度制
御帯域を得るようにしたため、アクセス速度が速く、精
度が高い安定な速度制御を行うことができる。その上、
移動速度検出遅れを推定しうるようにして、安定性に優
れた光ピックアップの速度制御装置を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例による速度制御手段の概略
構成図

【図２】図１の実施例による速度制御手段をアナログ回
路で実現した場合の構成を示す回路図

【図３】（イ）二次低域アクティブフィルタ２６の周波
数特性曲線図 （ロ）位相進みフィルタ２８の周波数特性曲線図

【図４】（イ）光ピックアップの周波数特性曲線図 （ロ）微分器２９の周波数特性曲線図

【図５】（イ）光ピックアップから検出された正弦波信
号の例を示す波形図 （ロ）移動速度検出手段により正弦波信号を周波数−電
圧変換した後の電圧波形図

【図６】（イ）本発明の速度制御手段の周波数特性曲線
図 （ロ）従来の速度制御手段の周波数特性曲線図

【図７】本発明の第二実施例による速度制御手段の概略
構成図

【図８】図７の実施例によるフィードバックループの開
ループ特性曲線図

【図９】図７の実施例によるフィードフォワードループ
の特性曲線図

【図１０】従来の光ピックアップのアクセス制御の速度
制御手段のハードウェア構成の概略図

【図１１】従来の速度制御手段の構成図

【図１２】従来の速度制御手段の開ループ特性曲線図

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ トラック ３ 光ピックアップ ４ レーザ光 ５ 半導体レーザ ６ 光スポット ７ 対物レンズ ８ ディスクの反射光 ９ センサ １０ トラッキングアクチュエータ １１ 電気信号 １２ 移動速度検出手段 １３ 目標速度信号発生手段 １４ 速度制御手段 １５ 比較手段 １６ 安定化フィルタ １７ 信号増幅手段 １８ アクセス制御手段 １９ 第１フィルタ １９′ 第１フィルタ ２０ 第２フィルタ ２１ 第３フィルタ ２１′ 第３フィルタ ２２ 信号増幅手段 ２３ 加算手段 ２４ ＲＡＭ ２５ ＤＡコンバータ ２６ バタワース型二次低域アクティブフィルタ ２７ 差動増幅器 ２８ 位相進みフィルタ ２９ 微分器 ３０ 加算器 ３１ ドライブアンプ ３２ トラッキングアクチュエータコイル ３３ 周波数電圧変換器 ３４ 微分手段 ３５ 移動速度検出遅れの予測手段 ３６ 低域透過性のフィルタ ３７ 移動速度検出遅れの等価回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐方 信吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク上のトラックを光スポットによ
   り走査し該走査から生じた信号を再生する光ピックアッ
   プと、前記光ピックアップを光ディスクの略半径方向に
   移動させる駆動手段と、前記光ピックアップの移動速度
   を検出する移動速度検出手段と、前記光ピックアップ移
   動の目標速度を指令する目標速度信号を発生する目標速
   度信号発生手段と、前記光ピックアップの移動速度を前
   記目標速度に対応して制御する速度制御手段とを含み、
   光ピックアップの移動速度を制御して目標トラックヘア
   クセスするようにした光ディスク装置であって、前記速
   度制御手段は、 目標速度信号の高周波帯域を減衰させた疑似目標速度信
   号を出力する低域透過性の第１フィルタと、 疑似目標速度信号と実際の移動速度とを比較し偏差信号
   を出力する比較手段と、 前記偏差信号の位相を進めて第１の信号を出力する第２
   フィルタと、 前記疑似目標速度信号を微分して第２の信号を出力する
   第３フィルタと、 前記第１及び第２の信号を加算して光ピックアップの駆
   動信号を出力する加算手段とを含むことを特徴とする光
   ディスク装置。
2. 【請求項２】前記移動速度検出手段は移動速度の検出遅
   れを持ち、前記第３フィルタは前記移動速度の検出遅れ
   を相殺する移動速度検出遅れの予測手段と微分手段との
   直列結合を含み、前記第１フィルタは低域透過手段と前
   記移動速度の検出遅れと等価の遅延を有する移動速度検
   出遅れの等価回路との直列結合を含むことを特徴とする
   請求項１記載の光ディスク装置。