JPH0652563A

JPH0652563A - 光ディスク装置の制御方式

Info

Publication number: JPH0652563A
Application number: JP20376692A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nagasawa; 雅人長沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】アクチュエータの外乱推定器を用いて迅速に
外乱を抑え、かつ電気的に支持されたアクチュエータを
用いてパラメータ変動の影響を排除する。【構成】アクチュエータの可動部変位量を検出するセ
ンサを取り付けて変位量及び駆動電圧から外乱量を推定
する状態推定器を設け、外乱の影響を排除できる制御シ
ステムを構成する。また加速度センサによる外乱量検出
もしくはアクチュエータ駆動電流（電圧）から外乱力を
推定する最小次元オブザーバで構成される状態推定器を
用いて制御システムを構成する。さらに検出変位量と速
度状態推定器との出力からフィードバックループを構成
してアクチュエータを電気的に支持し剛性の大きなアク
チュエータを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アクチュエータの制
御方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３５〜３９、図４３〜４６（ｂ）及び
表１は、電子情報通信学会発刊の森昌文久保高啓
共著『光ディスク』に掲載されている従来の光ディス
クのトラッキング制御の構成を表す図である。

【０００３】図３５は、ビデオディスクのトラックの振
れの規格の図である。図３６は、レンズ駆動機構原理説
明図である。図３７は、反射鏡の傾きを変え、レーザ光
ビーム傾きを変える機構（断面図）の図である。図３８
は、反射鏡を用いたレーザ光スポットの２軸駆動機構の
図である。図３９は、オートトラッキングサーボ信号検
出法の例（３スポット法）である。

【０００４】図４３は、プッシュプル法によるオートト
ッラキングサーボ信号検出の図である。図４４は、非点
収差法に用いられた４分割光検知器上のスポット形状の
図である。図４５は、フォーカシング、トラッキング、
ラジアル送りサーボ系の関係である。図４６は、スパイ
ラルトラック追尾時の対物レンズの動きである。

【０００５】

【表１】

【０００６】表１は、ビデオディスクプレーヤの光スポ
ット走査制御の表である。

【０００７】図３５において、（ａ）はディスク面の上
下動（面振れ）、（ｂ）はトラックのディスク半径方向
へのぶれ、（ｃ）は回転の揺らぎ（時間軸移動）を表
す。図９において、Ｎ、Ｓは磁界のＮ極、Ｓ極を表す。
図３９において、トラック上の光の３スポットをそれぞ
れＧ₊、Ｇ₀、Ｇ_-とする。

【０００８】図４３においても、トラッキングサーボ信
号はＩ_t＝Ｉ₊−Ｉ_-、図４４の４分割光検知器からの信
号をそれぞれＩ₁、Ｉ₂、Ｉ₃、Ｉ₄とすると、Ｉ₀＝（Ｉ₁
＋Ｉ₃）＋（Ｉ₂＋Ｉ₄）で表わし、光検知器の出力Ｉ_F
＝（Ｉ₁＋Ｉ₃）−（Ｉ₂＋Ｉ₄）は、非点収差法オートフ
ォーカシングサーボ信号を表す。

【０００９】図４５において、ＩＰは、オートトラッキ
ング信号検出にプッシュプル法、オートフォーカシング
信号検出に非点収差法を用いたときの信号で、光検知器
からとり出される主信号である。図４６において（ａ）
は光ヘッド停止、（ｂ）はラジアル送りサーボによる光
ヘッドの移動ありということを表す。

【００１０】図３９〜４２は、丸善株式会社発刊の大友
義郎著『光ディスク』に掲載されている従来の光
ディスクのトラッキング制御の構成を表す図である。図
３９は、オ−トトラッキングサ−ボ信号検出法の例（３
スポット法）を示す図である。図４０は、３スポットの
形式は回折格子を用いて行われる図である。図４１は、
３スポット法によるトラッキングサーボの例である。図
４２は、非点収差法によるフォーカスサーボ信号の検出
の図である。

【００１１】図４７、４８はラジオ技術社発刊の村山
登、小出博、山田和作、国兼真著『光ディスク
技術』より抜粋のトラッキング駆動系のモデル図とブロ
ック図である。

【００１２】図４７において、各記号は下記の意味を表
す。０：絶対座標系原点０■：粗動モータ上の対物レンズ系原点ｘ：絶対系に対する対物レンズ系座標ｘ_C：絶対系に対する粗動モータ座標ｘ_T：原点０’からの対物レンズ座標ｆ_T：対物レンズ系の駆動力ｍ_T：対物レンズ系の可動部の質量Ｋ_T：対物レンズ系のバネ定数Ｄ_T：対物レンズ系の粘性係数ｍ_C：粗動モータ系の質量ｆ_C：粗動モータ系の駆動力 d(t)：変位励振

【００１３】図４８において、各記号は下記の意味を表
す。ｓ：ラプラス演算子Ｘ_T（ｓ）：ラプラス変換した位置Ｘ_C（ｓ）：ラプラス変換した位置Ｆ_T（ｓ）：ラプラス変換した力Ｆ_C（ｓ）：ラプラス変換した力

【００１４】光ディスク装置では、ディスクを回転する
ことと、光ヘッドを半径方向に移動させることにより、
光スポットでディスクの記録面を走査している。その回
転や外部振動の影響、ディスクやディスク装置の機械精
度のため、トラックは上下、左右に激しく動いたり、回
転が揺らいだりする。例えば、ビデオディスクの場合
は、それらが図３５のような特性になっている。光スポ
ットをこのトラック上に高精度で保持し、正しい信号再
生を行うため、表１のように光スポットを走査、制御し
ている。光スポットがトラック上を正しく走査している
かどうかを光学的に検出し、その信号で光スポット駆動
機構を動かし、常に正しい走査を行う。

【００１５】光スポット駆動法としては次の二つがあ
る。（１）レンズ駆動法：対物レンズ駆動法と光ヘッド全体
駆動法に細分。（２）反射鏡回動法：磁石とコイルを組み合わせて電磁
力で対物レンズを上下（ｚ軸方向）に動かすための機構
原理は図３６に示されている。磁石とコイルをもう一組
追加し、レンズをレーザ光と直角（ｘ軸方向）にも動か
す２軸駆動機構になっているのが普通である。場合によ
っては３軸駆動にすることもある。図３８には反射鏡回
動で光ビームの方向を変える機構の一例が示されてい
る。コイルに電流を流し、生じた電流で反射鏡を傾け
る。対物レンズに入射するレーザ光ビームの角度が変わ
るので焦点を結ぶ位置がずれる。図３７には、この回動
反射鏡を二つ組み合わせ、光スポットをｘ，ｙ方向に駆
動する機構を示している。

【００１６】誤差の検出方法としては次の４つに分類さ
れる。（１）３スポット法（２）プッシュプル法（３）ウォブリング法（４）ヘテロダイン法

【００１７】３スポット法の原理を、図３９に示す。半
導体レーザと対物レンズの間のレーザビームに回折格子
をいれ、０次、±１次の回折光をつくる。それらの回折
光は、対物レンズによってトラック上でＧ₀、Ｇ₊、Ｇ_ー
のスポットに集光される（同図(b)参照）。それぞれの
反射光は、同図(c)のように３分割光検知器で受光す
る。ディスク回転などでトラックが左右に動くとそれに
応じてＧ₊，Ｇ_-がトラックにかかる量が変わるので、出
力Ｉ_t＝Ｉ₊−Ｉ_ーの低周波成分でトラックずれを検出す
ることができる。この方式を用いたオートトラッキング
サーボは安定性が高いので、光学系が複雑で、調整が難
しいなどの問題点もあるが、ビデオディスクプレーヤ、
ＤＡＤプレーヤによく用いられている。

【００１８】トラッキングサーボを行うためには光スポ
ットが正しいトラックの位置からどれくらいずれている
かを検出する。読みだし専用ディスクの場合と書き込み
可能型ディスクの場合とではトラッキングの方法が異な
る。読みだし専用ではデータが書き込まれているために
これを頼りにトラッキングすればよく、書き込み可能型
ではあらかじめ刻み込まれている案内溝またはトラッキ
ング用のピットをたどる。前者の場合には３スポット
法、後者の場合にはプッシュプル法が一般に用いられて
いる。ここでは３スポット法について図３９〜図４１に
よって説明する。

【００１９】一個の半導体レーザーから三個の光スポッ
トをつくり出すために図３９に示すようにレーザー光の
光路に「回折格子」を挿入する。「回折格子」とは多数
の細かい平行線が刻み込まれているガラス板で、これに
垂直に入射した平行光は入射光の光軸に対称の二方向に
回折される成分と、回折されないで直進する成分とに分
けられる。

【００２０】これら三方向に分かれた光をレンズで集光
すると三個の光スポットが得られるが、中央の回折され
ないスポットが最も強い光となり、これを読みだし用の
光スポット、両側の弱い光スポットをトラッキング用と
して使用する。三個のスポット列は図４１の（１）、
（２）、（３）のようにトラックの方向に対してわずか
に傾け、一番強い光スポットをトラックの真上に、その
両側の弱い光のスポットはそれぞれトラックの両側に配
置する。これら三個の光スポットの反射光を三個の光検
出器でうけ、その出力を互いに比較して中心のスポット
が正しいトラックの中心にあるかを検出する。図４０は
この場合の信号検出回路の構成で三個のセンサーＡ、
Ｂ、Ｃに前記三個の光スポットを結像させる。検出器Ａ
とＣには両端の光スポットがそれぞれ結像し、検出器Ｂ
には中央の一番強い光スポットが結像する。ここで検出
器Ｂは四分割されており、図４２のフォーカスサーボ用
の検出器と兼用になっている。光スポットの位置が、四
分割光検出器出力のバランスがとれる位置にあり（すな
わち光スポットが焦点位置にある）、かつＡ及びＢ両端
の光検出器出力の差がゼロになる位置が正しいトラッキ
ングの状態である。図４０の信号波形で（２）の位置が
この状態に対応する。

【００２１】光ディスクメモリ装置に比較的よく用いら
れるのは、図４３に示すプッシュプル法である。ピット
に照射されたレーザ光は反射されて光検知器に入射す
る。光がピットの中心に入射するか、中心からずれてい
るかによって反射光の強度分布が図のように変わる。そ
こで、２分割光検知器を用いて出力Ｉ_t＝Ｉ₊−Ｉ_-で光
スポットがトラックからずれているか否かが判る。光学
系が極めて簡単になるが、ディスクの傾きの影響で制御
精度が悪くなる方式である。オートトラッキング信号検
出にプッシュプル法、オートフォーカシング信号検出に
非点収差法を用いたときの各信号は、図４４の光検知器
から下記のようにとり出される。主信号：Ｉ_p＝（Ｉ₁＋Ｉ₂）＋（Ｉ₂＋Ｉ₄）オートフォーカシング信号：Ｉ_F＝（Ｉ₁＋Ｉ₃）−（Ｉ₂
＋Ｉ₄）オートトラッキング信号：Ｉ_t＝（Ｉ₁＋Ｉ₂）−（Ｉ₃＋
Ｉ₄）

【００２２】これらを組み合わせたサーボ系のブロック
図の例は、図４５に示されている。フォーカシングサー
ボ系では、焦点ずれ検出のための二つの光検知器の差出
力Ｉ_Fを２軸駆動機構の一軸に入れ、レンズをディスク
に垂直な方向に動かし焦点を合わせる。光源の半導体レ
ーザ出力変化やディスクの光反射率変化で差出力Ｉ_Fが
変化するのを補正する系を付け加えるのが普通である。
二つの光検知器の和出力Ｉ₀で、差出力Ｉ_Fを割算した出
力を駆動増幅器入力とするのが一例である。トラッキン
グサーボ系では、トラックずれ検出用の二つの光検出器
の差出力Ｉ_tでレンズを半径方向に動かし、光スポット
をトラック上に保持する。ここでも同じようにＩ_t／Ｉ₀
を用いるなどの補正をする。光スポットがスパイラルト
ラックをたどっていると、対物レンズは半径方向の移動
可能範囲（±２００〜３００μｍ）の限界にまで行き着
き、動けなくなってしまう（図４６(a)）。そこで、差
出力Ｉ_tで光ヘッド全体動かし、対物レンズでつねにレ
ンズ駆動機構の可動範囲のほぼ中心で動いているように
する（図４６(b)）。すなわち、レンズ駆動機構は狭い
範囲だが高速で、そして光ヘッド駆動機構は低速だがデ
ィスクの最内周トラックから最外周トラックまで大きく
光スポットを動かしている。

【００２３】回転しているディスク上のトラックは、種
々の要因によってトラック振れを起こす。このトラック
振れは、単にディスクの回転数に同期した周波数成分だ
けでなく、高周波成分をも持っている。サーボ系として
は、振動、ディスクの反射率変動、温度などの外乱があ
っても、レーザ・ビームをトラック振れに追従させる必
要がある。

【００２４】（１）トラッキング駆動方式対物レンズのみを移動してトラックを追従させると、ト
ラック・オフセットが生じるが、光ピックアップ全体を
駆動する粗動モータを同時に動かすとオフセットが軽減
する。対物レンズ系の許容移動量は、光学系にもよる
が、約２０μｍである。この粗動モータと対物レンズを
駆動するアクチュエータを相補的に駆動して、レーザ・
ビームをトラック追従させる２段サーボ方式には、次の
２方式がある。

【００２５】■トラッキング・エラー信号に基いてアク
チュエータおよび粗動モータを駆動するレンズ位置セン
サレス２段サーボ方式。■トラッキング・エラー信号に
よってアクチュエターのみを駆動し、粗動モータは対物
レンズ変位検出信号によって駆動するレンズ位置センサ
付き２段サーボ方式。

【００２６】（２）トラッキング駆動系のモデル板バネによって支持されたレンズ並進方式アクチュエー
タを使用したモデル図４７の運動方程式は、粗動モータ
駆動系に粘性がないとすると、次のようになる。

【００２７】対物レンズ系と粗動モータ系の質量系は十
分大きいので粗動モータへのアクチュエータからの反力
は無視し、ｘ＝ｘ_T＋ｘ_cを考慮して上式をラプラス変換
すると、Ｘ_c（ｓ）＝Ｆ_c（ｓ）／ｍ_c・ｓ² となる。これをブロック図で表すと、図４８のようにな
る。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の光
ディスクにおける制御方式においては、外部振動によっ
て制御がはずれる事がしばしばあった。特に携帯用光デ
ィスク装置、例えば携帯用コンピュータ搭載用ＯＤＤ装
置や携帯用ＣＤプレーヤ・ビデオディスクプレーヤ、車
載用光ディスク装置等においては、持ち歩く事による外
部振動や、乗り物に取り付けるまたは置いた時の外部振
動等によってフォーカスサーボやトラッキングサーボが
はずれやすい欠点を有していた。

【００２９】同時にトラッキング及びフォーカス用のア
クチュエータにおける電流感度（駆動力）が、外部温度
の変化や量産時のバラツキによって変動するため、制御
システムにおける、位相余裕やゲイン余裕が劣化し、制
御動作が不安定になったり、制御ゲインの不足からディ
スクトラッキング案内溝に対する追従能力が不足し、隣
接トラックからのクロストークが増大しデータ誤り率が
増加するなどの問題点があった。また、フォーカスサー
ボにおいては、以上の特性変動によって焦点ズレが増加
し、同様に誤り率が増加した。

【００３０】また、光ディスク装置の焦点引き込み時に
おいて、アクチュエータを上下させるランプ電圧を印可
した際に、アクチュエータが静止摩擦を持つため、アク
チュエータ可動部のフォーカス引き込み時における速度
が大きくなり、フォーカスサーボが正常に引き込まなく
なる他、アクチュエータのバネ要素であるゴム等で構成
されるダンパー材が経時変化により変質し、トラッキン
グやフォーカス制御特性を劣化させたり、プッシュプル
方式のトラッキングセンサーを用いた場合、トラッキン
グセンサーのオフセットを除去するのに高価なリニアモ
ータが必要になる問題があった。

【００３１】

【課題を解決するための手段】以上のような問題点を解
決するため、第一の手段では光ディスクのフォーカスア
クチュエータにフォーカス方向の可動部変位量を検出す
るセンサーを取り付ける事により、アクチュエータの変
位量及びアクチュエータ駆動電圧もしくは駆動電流から
本アクチュエータに加わる外乱力を推定する状態推定器
を設ける事で、外部振動等の外乱入力時においても制御
システムが正常に動作するような制御システムを構成し
た。また、上記外乱状態推定器を有するアクチュエータ
特性が、外乱状態推定器内の電気定数に固定されるた
め、アクチュエータ特性のばらつきや経時変化に対して
ロバストなシステムが実現された。

【００３２】第２の手段においては、上記フォーカスア
クチュエータのフォーカス方向可動部変位量を検出する
センサーからの検出変位量とアクチュエータ駆動電流も
しくは駆動電圧から、アクチュエータ可動部の移動速度
を推定する速度状態推定器を設けるもしくは上記アクチ
ュエータに速度センサーを取り付ける事で、上記速度状
態推定器の出力もしくは速度検出出力およびアクチュエ
ータ駆動電流もしくは駆動電圧から上記アクチュエータ
に加わる外乱力を推定する、例えば現代制御理論の最小
次元オブザーバで構成される状態推定器を設け、第１の
手段と同様に外乱に強いシステムを構成する。

【００３３】第３の手段においては、上記フォーカスア
クチュエータの可動部の加速度を検出するセンサーから
の検出変位量とフォーカスアクチュエータ駆動電流もし
くは駆動電圧から、アクチュエータ可動部に加わる外乱
力を推定する外乱状態推定器を設け、第１の手段と同様
に外乱に強いシステムを構成する。

【００３４】第４の手段では光ディスクのトラッキング
アクチュエータにトラック方向の可動部変位量を検出す
るセンサーを取り付ける事により、アクチュエータの変
位量及びアクチュエータ駆動電圧もしくは駆動電流から
本アクチュエータに加わる外乱力を推定する状態推定器
を設ける事で、外部振動等の外乱入力時においても制御
システムが正常に動作するような制御システムを構成す
る。

【００３５】第５の手段においては、上記トラッキング
アクチュエータのトラック方向可動部変位量を検出する
センサーからの検出変位量とアクチュエータ駆動電流も
しくは駆動電圧から、アクチュエータ可動部の移動速度
を推定する速度状態推定器を設け、上記速度状態推定器
の出力およびアクチュエータ駆動電流もしくは駆動電圧
から上記アクチュエータに加わる外乱力を推定する、例
えば現代制御理論の最小次元オブザーバで構成される状
態推定器を設け、第１の手段と同様に外乱に強いシステ
ムを構成する。

【００３６】第６の手段においては、上記トラッキング
アクチュエータの可動部の加速度を検出するセンサーか
らの検出変位量とトラッキングアクチュエータ駆動電流
もしくは駆動電圧から、アクチュエータ可動部に加わる
外乱力を推定する外乱状態推定器を設け、第１の手段と
同様に外乱に強いシステムを構成する。

【００３７】第７の手段においては、弾性支持部材を用
いないアクチュエータの可動部変位量を検出するセンサ
ーからの検出変位量と、アクチュエータ駆動電流もしく
は駆動電圧から、アクチュエータ可動部の移動速度を推
定する速度状態推定器を設け、上記速度状態推定器の出
力と検出位置信号をアクチュエータにフィードバックす
る事で電気的に支持する。

【００３８】第８の手段においては、上記アクチュエー
タの可動部変位量を検出するセンサーの出力をプッシュ
プル方式のトラッキングセンサーに加える事によって、
プッシュプル方式のセンサーオフセットを除去する。

【００３９】

【作用】第１及び第２及び第３の作用は、上記フォーカ
スアクチュエータの外乱を推定する外乱推定器がリアル
タイムでフォーカス方向の外乱を推定するため、フォー
カス制御ループで外乱を抑圧するよりも速く外乱を抑え
る事が可能となる。また、上記外乱推定器が上記アクチ
ュエータのパラメータ変動を補正するため、アクチュエ
ータのパラメータ変動の影響を除去する事が可能とな
る。

【００４０】また、上記速度推定器による速度フィード
バックによって、制御システムが現代制御理論のレギュ
レータシステムの構成となり、進み補償や微分補償を用
いる事なく制御システムを構成する事が可能となる。ま
た、上記速度推定器がアクチュエータの持つ高次共振の
影響を受けない速度を推定するため、制御帯域を広く取
る事が可能となる。

【００４１】第４及び第５及び第６の作用は、上記トラ
ッキングアクチュエータの外乱を推定する外乱推定器が
リアルタイムでトラッキング方向の外乱を推定するた
め、トラッキング制御ループによって外乱を抑圧するよ
りも速く外乱を抑える事が可能となる。

【００４２】また、上記外乱推定器が上記アクチュエー
タのパラメータ変動を補正するため、アクチュエータの
パラメータ変動の影響を除去する事が可能となる。

【００４３】また、上記速度推定器による速度フィード
バックによって、制御システムが現代制御理論のレギュ
レータシステムの構成となり、進み補償や微分補償を用
いる事なく制御システムを構成する事が可能となる。ま
た、上記速度推定器がアクチュエータの持つ高次共振の
影響を受けない速度を推定するため、制御帯域を広く取
る事が可能となる。

【００４４】第７の作用は、アクチュエータを位置セン
サーを用いて電気的に支持し、この位置制御ループの指
令値としてフォーカス引き込み時の対物レンズの上下動
作を行わせ、常に位置制御動作を行う事で静止摩擦の影
響を排除したり、高速アクセス時等においては上記位置
制御ループのループゲインを大きくする事で、電気的に
可動部支持剛性を向上させアクチュエータの振れを小さ
くし、アクセス時にディスク溝横断信号による目標トラ
ックへの速度制御ないし、ディスク溝横断数を数えるこ
とによる目標トラックの認識に必要な、トラックカウン
トのミスを防ぐ等が可能になる。

【００４５】第８の作用は、トラッキングセンサーのオ
フセットを除去する事で、トラッキングアクチュエータ
の可動範囲を大きくとっても、センサーオフセットによ
るトラックオフセットが生じない制御系が構成できる。

【００４６】

【実施例】

実施例１．まず本発明の実施例を図において説明する。
図１は本発明の一実施例における可動部の位置センサー
を搭載したアクチュエータの斜視図で、図において１は
可動部を支持する弾性支持部材、２はレーザ光を集光さ
せるための対物レンズ、３及び５及び８は磁気回路を構
成するヨーク、４はトラック方向に可動部を動かすため
のトラッキングマグネット、６はフォーカス方向に可動
部を動かすためのフォーカスコイル、７はフォーカス方
向に可動部を動かすためのフォーカスマグネット、９は
位置センサーを構成し可動部に取り付けられた発光素子
であるＬＥＤ、１０は位置センサーを構成し上記ＬＥＤ
からの光を受光するためのトラック方向及びフォーカス
方向に分割された４分割光検知器、１１は可動部のコイ
ルを支持するためのコイルホルダー、１２は光検知器の
出力を電流−電圧変換するためのＩ−Ｖ変換回路、１３
は信号加算器、１４は信号減算器である。

【００４７】図２は本発明の一実施例における弾性支持
部材を用いずに構成され、可動部に位置センサーを搭載
したアクチュエータの斜視図である。

【００４８】図３は本発明の一実施例における光学式位
置検出センサーの第２の実施例で、図において１６は可
動部に取り付けられた反射ミラーである。

【００４９】図４は本発明の一実施例における例えば光
学式位置センサーの非線形特性や感度ばらつきを除去す
るための信号検出回路で、図において１７は４分割検知
器の総受光量でフォーカス方向及びトラック方向位置検
出信号を割り算する割り算器。

【００５０】図５は本発明の一実施例における例えば光
学式位置センサーの非線形特性や感度ばらつきを除去す
るため、４分割検知器の総受光量が一定となるようにＬ
ＥＤ１９を制御する第２の信号検出回路で、図において
１８は上記総受光量制御ループの安定性を保つための位
相ゲイン補償回路、１９はＬＥＤを発光させるためのド
ライバーである。

【００５１】次に実施例の動作を図において説明する。
光ディスク装置においては、出射パワーの増大に伴い光
の利用効率のよいプッシュプルトラッキング法がよく使
われるようになっている。これは特にライトワンスディ
スクやイレーザブルディスク等においてである。しか
し、このプッシュプルトラッキング方式は対物レンズの
移動に伴いセンサーオフセットが発生する問題点があっ
たのは言うまでもない。このため、従来例における２段
結合方式等が開発されているが、これには駆動力が大き
く機械共振が少ない、高価なメカニズムを採用する必要
があった。

【００５２】これに対し、民生用の光ディスク装置にお
いては大幅なコストアップをさけるため、対物レンズを
搭載したアクチュエータ可動部の位置センサーを搭載す
る方法等が実用化されている。上述したようなアクチュ
エータ可動部の位置を検出する手段としては、光学的な
方法や、磁気的な方法がある。例えば第１図におけるよ
うな光学式ポジションセンサーを搭載することにより、
フォーカス方向のみならずトラッキング方向の可動部位
置を検出することが可能となる。一般的にプッシュプル
センサーのオフセットは対物レンズの変位量に比例する
ため、上記アクチュエータ可動部の変位量を上記プッシ
ュプルセンサー信号に一定ゲインで加算することによっ
て補正することが可能となる。

【００５３】図１と同様に図３のように光学式位置セン
サーにおいて、可動部には折り曲げミラーのみを搭載
し、固定部側に発光素子と受光素子を搭載することも可
能である。この場合可動部質量の増加が少ないため、ア
クチュエータ特性の劣化を最小限に防ぐことが可能であ
る。

【００５４】このような光検知器を分割して用いる場合
は、可動部からの出射光による受光部分が、可動部の動
きにつれて上記分割検知器上で移動すると、それぞれの
検知器が受光する光量バランスが変化して可動部位置を
電気的に取り出すことが可能だが、可動部位置に対して
センサー感度が変化し結果的にセンサーに非線形歪が生
じてしまう問題があった。

【００５５】この場合光センサーの信号検出回路を図４
のように構成すれば、減算器１４にて検出されたフォー
カス方向ないし、トラック方向の位置検出信号が、割り
算器１７により常に４分割検知器上の総受光量で割られ
るため、常に単位光量当りのセンサー信号となり、上記
非線形歪を補正することが可能となる。

【００５６】また同様に図５に示すように、検出した４
分割検知器の総受光量が常に一定となるように自動ＬＥ
Ｄパワーコントロール回路を構成すれば上記光検知器上
の総受光量が一定となるため、図４の場合と同様にセン
サーの非線形歪を補正できる。ただし、この場合クロー
ズドループの安定性を維持するために、位相・ゲイン補
償回路１８が必要なのは言うまでもない。

【００５７】実施例２．図６は本発明の第２実施例であ
る可動部の位置をホール素子で検出位置を行う位置セン
サーを表した図で、図において２０は可動部に取り付け
られたマグネット、２１はマグネット２０に向かい合っ
てフォーカス方向及びトラック方向に並べられたホール
素子である。

【００５８】図７は本発明の第２実施例における可動部
のフォーカス方向のみの変位量を検出するためのホール
素子を用いた位置検出センサーの外観図である。

【００５９】第１の実施例は光学式の位置検出器につい
て説明したが、磁気式の位置検出方式でも同様に可能で
ある。図６は図１の光学式位置検出器と同様にこれを磁
気センサーの一種であるホール素子で実現した例であ
る。図中ホール素子はフォーカス方向とトラック方向に
４つづつならべられ、４分割検知器を用いた場合と同様
な加減算でもってフォーカス方向及びトラック方向の位
置検出信号を得ることができる。この場合でも図４で示
したように、４つのホール素子の総磁気検出量で上記検
出フォーカス位置信号やトラック位置信号を割り算器１
７で除算すれば、センサーの非線形特性を補正すること
が可能である。

【００６０】また、フォーカス方向の位置を検出するだ
けであれば、図７のように可動部に取り付けられたマグ
ネットに向かい合ってホールセンサーを設けることでフ
ォーカス方向の位置を検出することが可能である。以上
のように本方式ではアクチュエータ可動部の変位量を比
較的簡単な構成で、検出することが可能である。一般的
に、例えばプッシュプルセンサーのオフセットが対物レ
ンズ移動量に比例するため、以上のようなセンサーでこ
れを補正すれば安価に高精度なトラッキングシステムが
構成できる。

【００６１】実施例３．及び実施例４．本発明の第３実
施例を図において説明する。図８は本発明の第２の実施
例における可動部のフォーカス方向加速度を検出するた
めの加速度検出センサーの外観図で、図において２２は
歪むことにより電圧を発生させるための圧電素子、２３
は圧電素子の先端に取り付けられた重り、２４は上記圧
電素子を支持するための支持部材。

【００６２】図９は本発明の第４実施例における可動部
のトラック方向加速度を検出するための加速度検出セン
サーの外観図である。

【００６３】図１０は本発明の第３実施例における加速
度センサーを用いてフォーカス方向の外乱の影響を受け
にくい制御システムの１例で、図において２５は光ディ
スク、２６は光ヘッド、２７はフォーカスセンサーから
の信号を増幅するためのセンサーアンプ、２８はフォー
カス制御システムの安定性・速応性を確保するための位
相補償回路、２９はフォーカスアクチュエータをドライ
ブするためのドライバー、３０は加速度センサーからの
信号を増幅するためのセンサーアンプ、３１はフォーカ
スアクチュエータの電流−トルク感度特性を模擬した演
算器、３２はフォーカス方向可動部加速度情報にフォー
カスアクチュエータ可動部質量を掛けるための演算器、
３３は外乱抑圧に必要な帯域のみを通過させるためのロ
ーパスフィルター、３４は３１及び３２及び３３から構
成される外乱状態推定器、３５は外乱状態推定器の出力
をフォーカスアクチュエータの電流−トルク感度係数で
除算するための演算器、３６は位相補償後のフォーカス
アクチュエータドライブ信号に外乱補正量を加えるため
の加算器である。

【００６４】図１１は本発明の第４実施例における加速
度センサーを用いてトラック方向の外乱の影響を受けに
くい制御システムの１例で、図において２５は光ディス
ク、２６は光ヘッド、２７はトラッキングセンサーから
の信号を増幅するためのセンサーアンプ、２８はトラッ
キング制御システムの安定性・速応性を確保するための
位相補償回路、２９はトラッキングアクチュエータをド
ライブするためのドライバー、３０は加速度センサーか
らの信号を増幅するためのセンサーアンプ、３８はトラ
ッキングアクチュエータの電流−トルク感度特性を模擬
した演算器、４０はトラッキング方向可動部加速度情報
にトラッキングアクチュエータ可動部質量を掛けるため
の演算器、３９は外乱状態推定器の出力をトラッキング
アクチュエータの電流−トルク感度係数で除算するため
の演算器、３７は位相補償後のトラッキングアクチュエ
ータドライブ信号に外乱補正量を加えるための加算器で
ある。

【００６５】次に第３の実施例の動作について説明す
る。第２の実施例ではアクチュエータ可動部に位置セン
サーを取り付けることにより、アクチュエータのフォー
カス方向及びトラック方向の変位量を検出することが可
能となり、例えばプッシュプルセンサーのセンサーオフ
セットが除去出来ることについて述べたが、センサーオ
フセットの除去以外にも、以下に述べるアクチュエータ
機械特性の電気的可変や、外乱の抑圧、アクチュエータ
の静止摩擦の影響低減等が可能となる。

【００６６】特に光ディスク装置においては、磁気テー
プ装置とくらべて、一般的に振動に弱く、大きな外乱振
動に対してサーボはずれ等が生じるなどの問題点があっ
た。これは民生用の携帯プレーヤなどでは特に大きな問
題となった。このような外部振動に代表される外乱に対
して制御システムが大きな抑圧効果をもつためには、従
来のトラッキングサーボや、フォーカスサーボによるフ
ィードバックループが持つ外乱抑圧効果だけでは不十分
で、さらに何らかの手段で外乱抑圧効果を向上させる必
要がある。

【００６７】このためには、可動部のフォーカス並びに
トラック方向の加速度を直接検出することがもっとも簡
単で、このための検出方法をまず図８に示す。図８はフ
ォーカス方向のアクチュエータ可動部加速度を検出する
ため、可動部に加速度センサーを取り付けた状態を示し
た外観図で、フォーカス方向に加速度が加わると、重り
２３により圧電素子２２が歪むことで電圧が発生し、加
速度を検出することが出来る。また、トラック方向の加
速度を検出する場合は図９のようにアクチュエータ可動
部が回転軸を中心に、いわゆるトラック方向に加速度が
発生すると、図８と同様に重り２３により圧電素子２２
が歪むことにより電圧が発生し、これを検出することで
トラック方向の加速度を検出することが可能となる。

【００６８】上述したような加速度センサーを用いる
と、アクチュエータに加わる外乱を推定することが可能
となる。例えば、フォーカス方向の外乱を推定する場
合、フォーカスアクチュエータを駆動させる例えば駆動
電流等を電流検出抵抗で検出するかあるいは、アクチュ
エータコイルのインダクタンスが無視できるならば直接
駆動電圧情報を取り出し、あらかじめ判っているフォー
カスアクチュエータの電流−トルク係数と演算部３１で
乗算し（ただし、電圧を取り出した場合はあらかじめ判
っているコイル抵抗値により電流値に修正する）、アク
チュエータコイルと磁気回路により発生している駆動力
を推定する。

【００６９】同時にフォーカス方向の可動部における加
速度センサーの信号をセンサーアンプ３０で増幅し、あ
らかじめ判っている可動部質量を演算部３２で乗算する
事でアクチュエータ可動部が外部及び内部から受けてい
る力を推定する。次に上述した駆動力から可動部が受け
ている力を減算することにより駆動力以外の力、すなわ
ち外乱力を推定する。このままでは上記推定外乱力にセ
ンサーからのノイズが含まれているため、必要外乱推定
帯域のみ通過するローパスフィルター３３を通して推定
外乱量とし、これをＫ_F・Ｒ_Fで除算して（Ｋ_F：フォー
カスアクチュエータ電流−トルク係数、Ｒ_F：フォーカ
スアクチュエータコイル抵抗）もとのフォーカス制御シ
ステムにフィードフォワードで加算することにより、ア
クチュエータに外乱力が入力した場合、すぐさまこれを
打ち消すだけの駆動力を発生しシステム全体としてはき
わめて外乱の影響を受けないシステムを構成することが
できる。

【００７０】次に第４の実施例の動作について説明す
る。トラッキング制御システムの場合フォーカスと同様
に、トラッキング方向の外乱を推定する場合、トラッキ
ングアクチュエータを駆動させる例えば駆動電流等を電
流検出抵抗で検出するかあるいは、アクチュエータコイ
ルのインダクタンスが無視できるならば直接駆動電圧情
報を取り出し、あらかじめ判っているトラッキングアク
チュエータの電流−トルク係数と演算部３１で乗算し
（ただし、電圧を取り出した場合はあらかじめ判ってい
るコイル抵抗値により電流値に修正する）、アクチュエ
ータコイルと磁気回路により発生している駆動力を推定
する。

【００７１】同時にトラッキング方向の可動部における
加速度センサーの信号を増幅し、あらかじめ判っている
可動部質量を演算部３２で乗算する事でアクチュエータ
可動部が外部及び内部から受けている力を推定する。次
に上述した駆動力から可動部が受けている力を減算する
ことにより駆動力以外の力、すなわち外乱力を推定す
る。このままでは上記推定外乱力にセンサーからのノイ
ズが含まれているため、必要外乱推定帯域のみ通過する
ローパスフィルター３３を通して推定外乱量とし、これ
をＫ_F・Ｒ_Fで除算して（Ｋ_F：トラッキングアクチュエ
ータ電流−トルク係数、Ｒ_F：トラッキングアクチュエ
ータコイル抵抗）もとのトラッキンング制御システムに
フィードフォワードで加算することにより、アクチュエ
ータに外乱力が入力した場合、すぐさまこれを打ち消す
だけの駆動力を発生しシステム全体としてはきわめて外
乱の影響を受けないシステムを構成することができる。

【００７２】実施例５．及び第６実施例．本発明の第５
の実施例を図において説明する。図１２は電流と検出速
度を入力とする最小次元オブザーバで構成された外乱状
態推定器のブロック図で、図において４２はアクチュエ
ータ力定数、４１はアクチュエータ機構部、４３は外乱
状態推定器のブロック図である。

【００７３】図１３は観測ノイズを抑圧し、外乱推定帯
域が大きく取れる外乱状態推定器のブロック図で、４６
は速度検出器、４７は速度オブザーバを併合させた外乱
状態推定器である。

【００７４】図１４は本発明の第５の実施例である、位
置センサーを用いたフォーカス方向の外乱の影響を受け
にくい制御システムの一例で、図において４８はアクチ
ュエータ、４９はフォーカスセンサー、５０は駆動電流
と可動部検出位置信号を入力とする現代制御理論の最小
次元オブザーバで構成された外乱状態推定器である。

【００７５】図１５は本発明の第５の実施例である、位
置センサーを用いたフォーカス方向の外乱の影響を受け
にくい第２の制御システムの例で、図において５１はフ
ォーカス制御システムにおける速度フィードバックゲイ
ン、５２はフォーカス制御システムにおける位置センサ
ーによる位置フィードバックゲイン、５３はフォーカス
アクチュエータの位置信号とフォーカスアクチュエータ
駆動信号を入力とし、上記フォーカスアクチュエータの
移動速度を推定する、現代制御理論の同一次元オブザー
バで構成された速度推定オブザーバ、５４はフォーカス
アクチュエータの駆動電流と速度推定オブザーバの推定
速度を入力とし、フォーカスアクチュエータに加わる外
乱量を推定する、現代制御理論の最小次元オブザーバで
構成された外乱オブザーバである。

【００７６】図１６は本発明の第５の実施例である、位
置センサーを用いたフォーカス方向の外乱の影響を受け
にくい第２の制御システムにおいて、速度フィードバッ
クゲイン５１によって制御システムの安定性を補償し、
従来の位相進み補償の無いフォーカス制御システムであ
る。

【００７７】図１７は本発明の第５の実施例である、位
置センサーを用いて構成された速度推定オブザーバにお
ける外乱力との力の釣合を模擬した部分における外乱情
報を抽出することにより構成されたフォーカス方向の外
乱の影響を受けにくい第３の制御システムの例で、図に
おいて５５は必要な外乱抑制帯域のみを通過させるロー
パスフィルター、５６は推定された外乱状態量の出力を
トラッキングアクチュエータの電流−トルク感度係数で
除算するための演算器である。

【００７８】図１８は本発明の第５の実施例である、位
置センサーを用いて構成された速度推定オブザーバにお
ける外乱力との力の釣合を模擬した部分における外乱情
報を抽出することにより構成されたフォーカス方向の外
乱の影響を受けにくい第３の制御システムにおいて、速
度推定オブザーバからの速度フィードバックによりフォ
ーカス制御システムにおける進み補償を用いない制御シ
ステムの例である。

【００７９】図１９は本発明の第５の実施例である逆起
電力から得られる検出速度情報によとアクチュエータ駆
動信号を入力とし、フォーカスアクチュエータに加わる
外乱を推定することにより、フォーカス方向の外乱の影
響を受けにくい第４の制御システムの例で、図において
５８はフォーカスアクチュエータコイルインピーダン
ス、５７は逆起電力検出回路である。

【００８０】図２０は本発明の第５の実施例である、位
置センサーの出力を微分することにより得られたフォー
カスアクチュエータの可動部速度と、フォーカスアクチ
ュエータ駆動信号とを入力とする、現代制御理論の最小
次元オブザーバで構成された外乱状態推定器によりフォ
ーカス方向の外乱の影響を受けにくい第５の制御システ
ムの例で、図において５９は微分器である。

【００８１】図２１は本発明の第６の実施例である位置
センサーの出力に基づき構成された速度推定オブザーバ
による速度フィードバック、および位置フィードバック
ループが構成されたフォーカスアクチュエータにおいて
上記フィードバックループの指令値としてフォーカス引
き込み時のランプ電圧を印可させ、合焦点時に制御シス
テムをオンさせるフォーカス制御及び引き込み回路のブ
ロック図で、図において６０はフォーカスサーボ引き込
み回路、６１はフォーカスエラー信号のゼロクロスを検
出するためのゼロクロス検出回路、６３はフォーカス和
信号がある一定のレベル以上になったかどうかを判定す
るレベル判別回路、６２はゼロクロス検出回路とレベル
判別回路の出力に基づいてフォーカス制御ループを閉じ
るためのフォーカスオン指令回路、６４はフォーカスサ
ーボ引き込み時に対物レンズを上下させるためのランプ
電圧発生回路である。

【００８２】図２２は本発明の第６の実施例であるフォ
ーカスサーボの引き込み動作時においてランプ電圧入力
にたいするアクチュエータの変位量を従来の場合と第２
１図の実施例の場合とで比較した図である。

【００８３】次に第５の実施例の動作を説明する。第３
の実施例は加速度センサーを用いた外乱抑圧制御システ
ムであるが、次に速度センサーを用いたシステムについ
て説明する。例えばリニアモータ等で構成されるいわゆ
る慣性系で示されるシステムの状態方程式をアクチュエ
ータに加わる外乱とアクチュエタ可動部速度について立
てると、

【００８４】

【数１】

【００８５】次に、現代制御理論におけるゴピナスの最
小次元オブザーバを数１に基づいて立てると以下のよう
になる。

【００８６】

【数２】

【００８７】ここでＡの固有値を

【００８８】

【数３】

【００８９】とすると、Ｂ，Ｆ，Ｈは以下のようにもと
まる。

【００９０】

【数４】

【００９１】よって外乱推定値は数４より

【００９２】

【数５】

【００９３】となる。

【００９４】上述した数５をブロック線図で書き表す
と、図１２の外乱状態推定器４３のようになる。このシ
ステムはアクチュエータ駆動電流とアクチュエータ可動
部速度とを入力し、アクチュエータに加わる外乱を推定
する状態推定オブザーバを構成している。このような外
乱抑圧システムはフィードフォワードループを構成する
ため、センサーの持つ観測ノイズに対してシステムが不
安定になる問題を含んでいる。そのため、この外乱を打
ち消すためのフィードフォワード信号のオープンループ
特性において、そのゲイン特性があらゆる周波数で１以
下となる必要がある。

【００９５】この外乱抑圧ループのオープンループ特性
を図１２の場合で計算すると、Ｇ（ｓ）＝｛１／（Ｓ＋Ｇ）｝・Ｇ・｛１−（速度センサー）｝・・・式６となり、外乱オブザーバの極を大きく取る、すなわち外
乱推定帯域を広く取ると、Ｇが大きくなり、Ｇによるロ
ーパスフィルタがきかなくなるため結果的にＧ（ｓ）が
大きくなり、無理に大きくするとＧ（ｓ）が１よりも大
きくなって、システムが発振状態となってしまうことが
わかる。また、式６からも判るように速度センサーの伝
達特性を１に近づければ、（１−（速度センサー）がゼ
ロに近づくため、Ｇ（ｓ）を小さくできシステムを安定
化させることが可能になる。このことは、速度センサー
に含まれる観測ノイズを小さくすればシステムが安定化
できると同時に、外乱推定帯域も広くできることを意味
する。

【００９６】これに対しセンサの直後にローパスフィル
タを挿入し、このローパスフィルタで観測ノイズを抑圧
すると、観測速度信号の位相が回り、外乱推定が正確に
行われなくなってしまう。そこで、図１３に示すように
同一次元オブザーバで構成された速度推定オブザーバを
用いて、速度センサーに含まれる観測ノイズを抑圧し、
外乱推定帯域を広げる効果をもたらすことが可能であ
る。このような速度推定オブザーバはカルマンフィルタ
ーとして観測ノイズの抑圧のためによく知られたもので
ある。

【００９７】一般的には、加速度センサーを可動部に取
り付けるのは寸法的にもコスト的精度的にも容易でな
く、図１，図２等で示したように位置センサーを取り付
けることがもっとも簡単で精度のよいものが得られる。
そこで次にはこの位置センサーを用いた外乱推定システ
ム及び外乱に強い制御システムの例を挙げる。

【００９８】図１４にはフォーカスアクチュエータ可動
部位置検出信号と、フォーカスアクチュエータ駆動信号
とから外乱を推定するオブザーバ５０が示されている。
ここではさきほどと同様に現代制御理論におけるゴピナ
スの最小次元オブザーバを構成し、外乱を推定してい
る。またこの時位置センサー信号はＬＥＤの発光光量制
御ループ１８，１９によりその非線形特性が補正されて
いる。また、フォーカスセンサー信号に基づく、位相補
償２８，ドライバー３７を含むフォーカス制御ループに
よって従来のフォーカス制御システムが構成され、この
フォーカスアクチュエータ制御信号に上記外乱推定オブ
ザーバ５０からの信号をＲ_F／Ｋ_F倍する演算部３９を介
して加算することにより、フォーカスアクチュエータに
フォーカス方向の外乱が加わってもこれを打ち消すだけ
の補正駆動力を演算部３９から発生させ、外乱の影響を
取り除くことができる。

【００９９】図１４は可動部位置から直接外乱量を推定
する、外乱状態推定器５０を用いる場合について述べた
が、次に速度推定器と外乱推定器を併用する場合につい
て図１５で説明する。まずフォーカスアクチュエータに
取り付けられた位置センサー信号とフォーカスアクチュ
エータ駆動信号とにより、現代制御理論の同一次元オブ
ザーバで構成された速度推定オブザーバ５３を構成す
る。この速度推定オブザーバは、アクチュエータ可動部
位置から速度を推定するもので、図中のフィードバック
ゲインＦ２を大きく取ることにより速度推定帯域を広げ
ることが可能となる。また、Ｆ１は上記Ｆ２のフィード
バックループを安定化させるために必要なものである。

【０１００】このようにアクチュエータ可動部の速度信
号が得られると、図２に示されるようにアクチュエータ
自身に弾性支持部材がなくても、上記速度推定オブザー
バからの推定速度と、上記位置センサーからの位置信号
をフィードバックして電気的ダンパーを構成することが
可能である。このため、速度フィードバックゲイン５１
と速度フィードバックゲイン５２を適当に選択する事に
より従来の弾性支持部材がある時と同じようなアクチュ
エータ単体周波数特性が実現できることは言うまでもな
い。この時フォーカス制御ループに必要な位相補償部２
８は、速度・位置フィードバック５１，５２による電気
的ダンピングループが従来の機械式と同じ特性をもつ場
合同じ同じ位相補償２８を用いればよい。

【０１０１】また、図１５の場合はアクチュエタ可動部
の速度が推定されるので、図１２で示した外乱状態推定
器を用いることが可能となる。またこれは、図１３で示
した速度状態推定器と組み合わせ観測ノイズを抑圧する
ことで外乱推定帯域を向上させるシステムと同じで、
（ただし、同一次元オブザーバの次数は１つ多い）外乱
推定帯域を向上させることが可能である。

【０１０２】図１５のシステムにおいては、フォーカス
制御ループの中に速度ループを内蔵しているため、速度
ループのループゲイン５１を大きく取れば、図１６のよ
うに従来のフォーカス制御システムにおける位相進み補
償を取り外し、純粋なレギュレータシステムを構成する
ことが可能である。この場合、速度ループ５１および位
置ループ５２をふくむアクチュエータの特性は、従来の
弾性支持部材を用いた場合から大きくずれてしまうが、
フォーカス引き込みが行われるまでの間やフォーカス制
御システムが動作していない場合には上記５１・５２の
ゲインを可変して、いつでも機械式ダンパーの特性同じ
電気的ダンパーに戻すことも可能である。

【０１０３】また、速度状態推定器５３のオブザーバ内
フィードバックゲインＦ２が比較的大きく取れれば図１
７に示すように速度状態オブザーバのみで外乱を推定す
ることが可能である。もし上記のＦ２が大きければ、α
で示されるポイントがアクチュエータの駆動力と外乱力
の力の釣合を表す点となり、Ｆ２の出力を取り出すこと
により外乱力を推定することも可能となる。この場合推
定外乱量には第１５・１６図で示される最小次元オブザ
ーバによる場合とちがい、観測ノイズが多く含まれるた
め、ローパスフィルターである程度ノイズを除去して使
う必要がある。

【０１０４】この場合でも図１６のシステムと同様に、
フォーカス制御ループの中に速度ループを内蔵している
ため、速度ループのループゲイン５１を大きく取れば、
第１８図のように従来のフォーカス制御システムにおけ
る位相進み補償を取り外し、純粋なレギュレータシステ
ムを構成することが可能である。この場合、速度ループ
５１および位置ループ５２をふくむアクチュエータの特
性は、従来の弾性支持部材を用いた場合から大きくずれ
てしまうが、フォーカス引き込みが行われるまでの間や
フォーカス制御システムが動作していない場合には上記
５１・５２のゲインを可変して、いつでも機械式ダンパ
ーの特性同じ電気的ダンパーに戻すことも可能である。

【０１０５】なお、フォーカスアクチュエータに取り付
けられた位置センサーの信号を微分し速度情報を得るこ
とも当然可能でこの場合を第２０図に示す。この場合微
分器５９により微分して得られた速度情報を用いて、外
乱推定オブザーバ５４に入力し、上述したようにアクチ
ュエータ可動部が受ける外乱力を推定することも可能で
あると同時に速度フィードバックを位置フィードバック
とともに行い、アクチュエータの機械的弾性支持部材の
代わりや、フォーカス制御ループを速度フィードバック
によるレギュレータ構成とし、従来の位相進み補償２８
を取り去ることが可能である。しかし、以上のような微
分器を用いた場合は、センサーの持つ観測ノイズを高周
波側で増幅するため、特にフィードフォワードで外乱を
抑圧するノイズの大きさに外乱推定帯域が制限されるよ
うなシステムでは、あまり望ましくない。

【０１０６】以上についてはフォーカスアクチュエータ
可動部に何らかのセンサーを搭載した場合について述べ
たが、次にセンサーを搭載せずに外乱を推定する方法に
ついて述べる。第１９図はそのための外乱推定器のブロ
ック図で、フォーカスアクチュエータ駆動電流を例えば
電流検出抵抗をアクチュエータコイルに直列に挿入し、
上記電流検出抵抗の両端に発生する電圧を検出するか、
フォーカスアクチュエータドライブ線に電流検出用コイ
ルを取り付けるなどにより、フォーカスアクチュエータ
駆動電流情報を取り出し、この電流検出情報にあらかじ
め分かっているアクチュエータインピーダンス５８を乗
算した値と、フォーカスアクチュエータ駆動電圧とを比
較し、アクチュエータが動作することによる、逆起電圧
を取り出すことにより、アクチュエータ可動部の速度を
検出する。

【０１０７】この逆起電圧により検出された可動部速度
を用いて、例えば速度と駆動電流を入力とする最小次元
オブザーバで構成された外乱推定オブザーバ５４により
アクチュエータ可動部が受ける外乱をセンサーを持ちい
なくとも推定することが可能となる。以上に示した最小
次元オブザーバを用いる方法以外に、当然ではあるが図
１８に示した同一次元の速度推定オブザーバを構成し、
この速度推定オブザーバにおける外乱力と駆動力の力の
釣合部分に相当する信号から、外乱情報を取り出すこと
も可能である。

【０１０８】また、微分器を用いて上記逆起電力により
測定された速度情報を加速度情報に変換した後フォカス
アクチュエータ可動部質量を乗算しフォーカスアクチュ
エータ可動部の受けるトータルの力を推定し、同時にフ
ォーカスアクチュエータ駆動電流情報もしくはフォーカ
スアクチュエータ駆動電圧情報をフォーカスアクチュエ
ータコイルインピーダンスで割ることにより得られるフ
ォーカスアクチュエータ駆動電流情報に、フォーカスア
クチュエータ電流−トルク係数を乗算して得られるフォ
ーカスアクチュエータ駆動力を比較することにより外乱
を推定することも可能である。

【０１０９】また、上記逆起電力から検出されるフォー
カスアクチュエータ可動部速度情報を、再び同一次元の
速度推定オブザーバに入力し、観測ノイズの抑圧等の処
理を行った後に、外乱オブザーバにより外乱を推定する
ことも可能である。

【０１１０】次に第６の実施例の動作を説明する。上記
のように機械的弾性支持部材を用いない場合電気的ルー
プにより、電気的ダンパーがなされるため、フォーカス
引き込み時の安定な引き込みを実現することが可能にな
る。図２１はそのためのフォーカス制御システムのブロ
ック図で、フォーカスサーボ引き込み時における対物レ
ンズを上下させるためのランプ関数発生回路６４の出力
を速度フィードバック５１及び位置フィードバック５２
で構成される上記電気ループの位置リファレンスに相当
する信号ラインに、位置指令値として上記ランプ電圧を
入力することにより、フォーカスアクチュエータの持つ
静止摩擦によるアクチュエータ移動速度の非線形性や、
指令値に反する急激な移動を防止する効果がある。

【０１１１】例えば従来の機械的弾性支持部材で構成さ
れるフォーカスアクチュエータにオープンループの制御
指令として、ランプ電圧を加えると、図２２のように、
フォーカスアクチュエータの持つ静止摩擦力によって、
ある電圧値から急激に上昇を開始し、もっとも重要なフ
ォーカス合焦点での対物レンズ移動速度（合焦点への突
入速度）が大きくなりすぎるため、フォーカス引き込み
に失敗する等の問題が生じていた。しかし、上述したフ
ォーカスアクチュエータに取り付けられた位置センサー
からの情報で位置制御ループを構成することにより、こ
の位置制御ループの制御指令値としてランプ電圧を与え
れば、指令値通りの対物レンズ上下動作を行わせること
が可能である。

【０１１２】この時のアクチュエータは、機械式弾性支
持部材を持つアクチュエータであっても、機械式弾性支
持部材が無く上記電気ループによる電気的ダンパーのみ
の構成であってもよいことは言うまでもない。また、上
記位置制御ループが、速度フィードバックによる安定性
補償がなされる場合や、位置検出信号を位相進み補償し
た場合であっても、そのどちらを用いてもよいことは言
うまでもない。なお、上記位置フィードバックのフィー
ドバックゲインが大きいほど上記静止摩擦を補償する効
果は大きく、従ってフォーカス制御の引き込み前すなわ
ち対物レンズ上下動作中と、フォーカスサーボ引き込み
後とで、上記位置フィードバックゲイン量を可変すれば
より最適なシステムが構成されることは言うまでもな
い。この場合、可変されるのは例えば図２１中の、フィ
ードバックゲイン５２及び５１である。

【０１１３】実施例７．本発明の第７の実施例を図にお
いて説明する。図２３は本発明の第４実施例である、位
置センサーを用いたトラック方向の外乱の影響を受けに
くい制御システムの一例で、図において４８はアクチュ
エータ、６５はトラッキングセンサー、６６は対物レン
ズの移動量に比例して生じるトラッキングセンサーオフ
セットを補正するためのセンサーオフセット補償演算
器、６７は駆動電流と可動部検出位置信号を入力とする
現代制御理論の最小次元オブザーバで構成された外乱状
態推定器、６８は外乱推定状態推定器の出力をトラッキ
ングアクチュエータの電流−トルク感度係数で除算する
ための演算器である。

【０１１４】図２４は本発明の第７の実施例である、位
置センサーを用いたトラック方向の外乱の影響を受けに
くい第２の制御システムの例で、図において、７０はト
ラッキングアクチュエータの位置信号とトラッキングア
クチュエータ駆動信号を入力とし、上記トラッキングア
クチュエータの移動速度を推定する、現代制御理論の同
一次元オブザーバで構成された速度推定オブザーバ、７
１はトラッキングアクチュエータの駆動電流と速度推定
オブザーバの推定速度を入力とし、トラッキングアクチ
ュエータに加わる外乱量を推定する、現代制御理論の最
小次元オブザーバで構成された外乱オブザーバである。

【０１１５】図２５は本発明の第７の実施例である、位
置センサーを用いたトラッキング方向の外乱の影響を受
けにくい第２の制御システムにおいて、速度フィードバ
ックゲイン５１によって制御システムの安定性を補償
し、従来の位相進み補償の無いトラッキング制御システ
ムである。

【０１１６】図２６は本発明の第７の実施例である、位
置センサーを用いて構成された速度推定オブザーバにお
ける外乱力との力の釣合を模擬した部分における外乱情
報を抽出することにより構成されたトラッキング方向の
外乱の影響を受けにくい第３の制御システムにおいて、
７３はトラッキングアクチュエータの電流−トルク感度
係数で除算するための演算器である。

【０１１７】図２７は本発明の第７の実施例である、位
置センサーを用いて構成された速度推定オブザーバにお
ける外乱力との力の釣合を模擬した部分における外乱情
報を抽出することにより構成されたトラッキング方向の
外乱の影響を受けにくい第３の制御システムにおいて、
速度フィードバックゲイン５１によって制御システムの
安定性を補償し、従来の位相進み補償の無いトラッキン
グ制御システムである。

【０１１８】図２８は本発明の第７の実施例である、位
置センサーの出力を微分することにより得られたトラッ
キングアクチュエータの可動部速度と、トラッキングア
クチュエータ駆動信号とを入力とする、現代制御理論の
最小次元オブザーバで構成された外乱状態推定器により
トラッキング方向の外乱の影響を受けにくい第４の制御
システムの例である。

【０１１９】図２９は本発明の第７の実施例である逆起
電力から得られる検出速度情報によとアクチュエータ駆
動信号を入力とし、トラッキングアクチュエータに加わ
る外乱を推定することにより、トラッキング方向の外乱
の影響を受けにくくし、アクチュエータ駆動電流からセ
ンサーオフセット量も推定することでトラッキング動作
におけるオフトラックを防ぐ第４の制御システムの例
で、図において７７はトラッキングアクチュエータコイ
ルインピーダンス、７６は逆起電力検出回路、７５はア
クチュエータ等価回路、７４は高域通過回路である。

【０１２０】次に本発明の動作を説明する。図２３には
トラッキングアクチュエータ可動部位置検出信号と、ト
ラッキングアクチュエータ駆動信号とから外乱を推定す
るオブザーバ６７が示されている。ここではさきほどと
同様に現代制御理論におけるゴピナスの最小次元オブザ
ーバを構成し、外乱を推定している。またこの時位置セ
ンサー信号はＬＥＤの発光光量制御ループ１８，１９に
よりその非線形特性が補正されている。また、トラッキ
ングセンサー信号に基づく、位相補償２８，ドライバー
６９を含むトラッキング制御ループによって従来のトラ
ッキング制御システムが構成され、このトラッキングア
クチュエータ制御信号に上記外乱推定オブザーバ６７か
らの信号をＲ_T／Ｋ_T倍する演算部６８を介して加算する
ことにより、トラッキングアクチュエータにトラック方
向の外乱が加わってもこれを打ち消すだけの補正駆動力
を演算部６８から発生させ、外乱の影響を取り除くこと
ができる。

【０１２１】また、トラッキングアクチュエータに取り
付けれれた位置センサーからの信号を用いることによ
り、例えばプッシュプルトラッキングセンサーを用いる
場合、対物レンズの移動量に比例してプッシュプルセン
サーのオフセットが発生するため、センサーオフセット
補正回路６６により、トラッキングセンサー信号に補正
信号を加算することで、オフセットの影響を取り除くこ
とも可能である。

【０１２２】図２３は可動部位置から直接外乱量を推定
する、外乱状態推定器６７を用いる場合について述べた
が、次に速度推定器と外乱推定器を併用する場合につい
て図２４で説明する。まずトラッキングアクチュエータ
に取り付けられた位置センサー信号とトラッキングアク
チュエータ駆動信号とにより、現代制御理論の同一次元
オブザーバで構成された速度推定オブザーバ７０を構成
する。この速度推定オブザーバは、アクチュエータ可動
部位置から速度を推定するもので、図中のフィードバッ
クゲインＦ２を大きく取ることにより速度推定帯域を広
げることが可能となる。また、Ｆ１は上記Ｆ２のフィー
ドバックループを安定化させるために必要なものであ
る。

【０１２３】このようにアクチュエータ可動部の速度信
号が得られると、図２に示されるようにアクチュエータ
自身に弾性支持部材がなくても、上記速度推定オブザー
バからの推定速度と、上記位置センサーからの位置信号
をフィードバックして電気的ダンパーを構成することが
可能である。このため、速度フィードバックゲイン５１
と速度フィードバックゲイン５２を適当に選択する事に
より従来の弾性支持部材がある時と同じようなアクチュ
エータ単体周波数特性が実現できることは言うまでもな
い。この時トラッキング制御ループに必要な位相補償部
２８は、速度・位置フィードバック５１，５２による電
気的ダンピングループが従来の機械式と同じ特性をもつ
場合同じ位相補償２８を用いればよい。

【０１２４】また、図２４の場合はアクチュエタ可動部
の速度が推定されるので、図１２で示した外乱状態推定
器を用いることが可能となる。またこれは、図１３で示
した速度状態推定器と組み合わせ観測ノイズを抑圧する
ことで外乱推定帯域を向上させるシステムと同じで、
（ただし、同一次元オブザーバの次数は１つ多い）外乱
推定帯域を向上させることが可能である。

【０１２５】図２４のシステムにおいては、トラッキン
グ制御ループの中に速度ループを内蔵しているため、速
度ループのループゲイン５１を大きく取れば、図２５の
ように従来のトラッキング制御システムにおける位相進
み補償を取り外し、純粋なレギュレータシステムを構成
することが可能である。この場合、速度ループ５１およ
び位置ループ５２をふくむアクチュエータの特性は、従
来の弾性支持部材を用いた場合から大きくずれてしまう
が、トラッキング引き込みが行われるまでの間やトラッ
クジャンプ動作中や、トラッキング制御システムが動作
していない場合や、光ヘッドがアクセス動作（シーク動
作）をしている間には上記５１・５２のゲインを可変し
て、安定ないつでも機械式ダンパーの特性同じ電気的ダ
ンパーに戻したり、対物レンズの変動量を小さくしアク
セス時のトラックカウントミスを最小に抑えることも可
能である。

【０１２６】また、速度状態推定器７０のオブザーバ内
フィードバックゲインＦ２が比較的大きく取れれば図２
６に示すように速度状態オブザーバのみで外乱を推定す
ることが可能である。もし上記のＦ２が大きければ、α
で示されるポイントがアクチュエータの駆動力と外乱力
の力の釣合を表す点となり、Ｆ２の出力を取り出すこと
により外乱力を推定することも可能となる。この場合推
定外乱量には図２４・図２５で示される最小次元オブザ
ーバによる場合とちがい、観測ノイズが多く含まれるた
め、ローパスフィルターである程度ノイズを除去して使
う必要がある。

【０１２７】この場合でも図２６のシステムと同様に、
トラッキング制御ループの中に速度ループを内蔵してい
るため、速度ループのループゲイン５１を大きく取れ
ば、図２７のように従来のトラッキング制御システムに
おける位相進み補償を取り外し、純粋なレギュレータシ
ステムを構成することが可能である。この場合、速度ル
ープ５１および位置ループ５２をふくむアクチュエータ
の特性は、従来の弾性支持部材を用いた場合から大きく
ずれてしまうが、トラッキング引き込みが行われるまで
の間やトラッキング制御システムが動作していない場合
には上記５１・５２のゲインを可変して、いつでも機械
式ダンパーの特性同じ電気的ダンパーに戻すことも可能
である。

【０１２８】また、図２４及び図２５と同様に、トラッ
キングアクチュエータに取り付けれれた位置センサーか
らの信号を用いることにより、例えばプッシュプルトラ
ッキングセンサーを用いる場合、対物レンズの移動量に
比例してプッシュプルセンサーのオフセットが発生する
ため、センサーオフセット補正回路６６により、トラッ
キングセンサー信号に補正信号を加算することで、オフ
セットの影響を取り除くことも可能である。

【０１２９】なお、トラッキングアクチュエータに取り
付けられた位置センサーの信号を微分し速度情報を得る
ことも当然可能でこの場合を図２８に示す。この場合微
分器５９により微分して得られた速度情報を用いて、外
乱推定オブザーバ５４に入力し、上述したようにアクチ
ュエータ可動部が受ける外乱力を推定することも可能で
あると同時に速度フィードバックを位置フィードバック
とともに行い、アクチュエータの機械的弾性支持部材の
代わりや、トラッキング制御ループを速度フィードバッ
クによるレギュレータ構成とし、従来の位相進み補償２
８を取り去ることが可能である。しかし、以上のような
微分器を用いた場合は、センサーの持つ観測ノイズを高
周波側で増幅するため、特にフィードフォワードで外乱
を抑圧するノイズの大きさに外乱推定帯域が制限される
ようなシステムでは、あまり望ましくない。

【０１３０】以上についてはトラッキングアクチュエー
タ可動部に何らかのセンサーを搭載した場合について述
べたが、次にセンサーを搭載せずに外乱を推定する方法
について述べる。図２９はそのための外乱推定器のブロ
ック図で、トラッキングアクチュエータ駆動電流を例え
ば電流検出抵抗をアクチュエータコイルに直列に挿入
し、上記電流検出抵抗の両端に発生する電圧を検出する
か、トラッキングアクチュエータドライブ線に電流検出
用コイルを取り付けるなどにより、トラッキングアクチ
ュエータ駆動電流情報を取り出し、この電流検出情報に
あらかじめ分かっているトラッキングアクチュエータコ
イルインピーダンス７７を乗算した値と、トラッキング
アクチュエータ駆動電圧とを比較し、トラッキングアク
チュエータが動作することによる、逆起電圧を取り出す
ことにより、トラッキングアクチュエータ可動部の速度
を検出する。

【０１３１】この逆起電圧により検出された可動部速度
を用いて、例えば速度と駆動電流を入力とする最小次元
オブザーバで構成された外乱推定オブザーバ７１により
アクチュエータ可動部が受ける外乱をセンサーを持ちい
ずとも推定することが可能となる。以上に示した最小次
元オブザーバを用いる方法以外に、当然ではあるが図２
７に示した同一次元の速度推定オブザーバを構成し、こ
の速度推定オブザーバにおける外乱力と駆動力の力の釣
合部分に相当する信号から、外乱情報を取り出すことも
可能である。

【０１３２】また、図２８に示されるように、微分器を
用いて上記逆起電力により測定された速度情報を加速度
情報に変換した後トラッキングアクチュエータ可動部質
量を乗算しトラッキングアクチュエータ可動部の受ける
トータルの力を推定し、同時にトラッキングアクチュエ
ータ駆動電流情報もしくはトラッキングアクチュエータ
駆動電圧情報をトラッキングアクチュエータコイルイン
ピーダンスで割ることにより得られるトラッキングアク
チュエータ駆動電流情報に、トラッキングアクチュエー
タ電流−トルク係数を乗算して得られるトラッキングア
クチュエータ駆動力を比較することにより外乱を推定す
ることも可能である。

【０１３３】また、上記逆起電力から検出されるトラッ
キングアクチュエータ可動部速度情報を、再び同一次元
の速度推定オブザーバに入力し、観測ノイズの抑圧等の
処理を行った後に、外乱オブザーバにより外乱を推定す
ることも可能である。

【０１３４】このようなトラッキングアクチュエータ可
動部に位置センサーが無い場合でも、プッシュプルトラ
ッキングセンサーのオフセットを補正することが可能で
ある。この場合図２９に示されるようにトラッキングア
クチュエータ駆動電流情報から、アクチュエータ等価回
路７５を介してアクチュエータ位置情報を推定し、（た
だしアクチュエータが機械式弾性支持部材で支持されて
いない場合、直流情報は得られず交流情報のみとなるた
め、図中の広域通過回路７４が必要となる。しかし、機
械的弾性支持部材で支持されている場合弾性支持を含む
アクチュエータ等価回路を７５のブロックで構成し、そ
のまま広域通過回路７４を通さずに補正が可能であ
る。）センサーオフセット補正回路６６で補正すること
が可能である。

【０１３５】以上に示した外乱に強い制御システムは、
当然のことながらオペアンプ等を用いたアナログ回路で
実現することが可能である。これは、以上に示したブロ
ック図における定数であらわされるブロックは、オペア
ンプのゲインもしくはアッテネーションレベルに相当
し、ラプラス演算子Ｓを含んだブロックはアクティブフ
ィルターで実現出来る。

【０１３６】実施例８．図３０は本発明の第８の実施例
である速度推定オブザーバをソフトウエアで実現した際
のフローチャート。

【０１３７】図３１は本発明の第８の実施例である外乱
推定オブザーバをソフトウエアで実現した際のフローチ
ャート。

【０１３８】図３２は本発明の第８の実施例である外乱
に強いトラッキング制御システムをソフトウエアで実現
した際のフローチャート。

【０１３９】図３３は本発明の第８の実施例である外乱
に強いトラッキング制御システムのトラッキングサーボ
ループの計算周期を早くするために改良されたシステム
をソフトウエアで実現した際のフローチャート。

【０１４０】図３４は本発明の第８の実施例であるトラ
ッキングセンサーオフセットを自動補正するアルゴリズ
ムをソフトウエアで実現した際のフローチャートであ
る。以下この実施例の動作を説明する。外乱抑圧制御方
式はＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）やマイク
ロコンピュータ等のソフトウエアによっても実現するこ
とが出来る。このようなソフトウエアによるサーボシス
テムの構成例を以上のシステムのうち代表的な図２５の
例でそのサブルーチンを図３０以下に示す。

【０１４１】図３０は速度推定オブザーバを計算するサ
ブルーチンの一例で、電流検出情報および位置センサー
情報を入力して、図２４の速度推定器の速度オブザーバ
７０のブロック図を順次計算している。この時各信号ラ
インは変数で表され、一時的なメモリーに記憶される。
最後に速度推定情報に相当する変数Ｇを出力（一時メモ
リーに結果として記憶）し、サブルーチンを終える。

【０１４２】図３１は外乱推定オブザーバサブルーチン
の一例で、図３０の場合とまったく同様に図２４の外乱
推定オブザーバ７１のブロックが計算される。この場合
も推定外乱量Ｑを出力（一時メモリーに結果として記
憶）し、サブルーチンを終える。

【０１４３】以上の図３０および図３１においては、各
定数α１〜α５及びＦ１，Ｆ２，Ｇはあらかじめメモリ
ーに記憶してある。また、積分特性はＩＩＲもしくはＦ
ＩＲフィルターで構成されるディジタルフィルターによ
り計算される。

【０１４４】図３２は図３０及び図３１のサブルーチン
を含むトラッキング制御用ソフトウエアのフローチャー
トで、マイコンないしＤＳＰの計算周期であるクロック
ごとに入力ポートからの情報入力、速度推定オブザーバ
サブルーチンの計算、外乱推定オブザーバサブルーチン
の計算、トラキングサーボ位相補償の計算等を行って、
最後に推定外乱量Ｑとフォーカス制御信号Ｓを加算し、
アクチュエータドライブ信号として出力ポートから出力
する。

【０１４５】図３２の場合は、計算周期がトラッキング
サーボループ，速度推定オブザーバ，外乱推定オブザー
バ共同じ周期であったが、一般的には外側にあるトラッ
キング制御ループの帯域が数ｋＨｚあるためこのループ
の計算周期を早くし、他のループの計算ステップを分割
して、トラッキングループに対して数分の１の早さで計
算させる方法がある。図３３はこのためのフローチャー
トで、カウンターＵ及びＶを用いて、それぞれに分割さ
れたサブルーチンプログラムをカウンターを１段カウン
トアップするごとに計算し、カウンターの値が所定量に
なった所でカウンターをリセットしている。この方法を
用いることにより、１計算サイクルでのステップ数が小
さくなり、例えばトラッキングサーボループの計算スピ
ードを向上させることが可能となる。

【０１４６】図３３では、速度推定オブザーバサブルー
チンを２分割し、外乱推定オブザーバを３分割してい
る。特に本方式では、速度情報に基づいて外乱推定を行
っているため、推定速度情報にサンプリングによる位相
回りや時間遅れ，きざみノイズ等が存在すると正確な外
乱推定が行えないため、速度推定オブザーバの計算周期
を外乱オブザーバの計算周期よりも早くする必要があ
る。もちろん速度推定および外乱推定帯域よりも十分に
早い計算周期であるならばそれぞれのサブルーチンの計
算周期はどのようなものであってもかまわないことは言
うまでもない。

【０１４７】また、たとえば図２５のように、トラッキ
ング制御ループの位相すすみ補償のかわりに速度フィー
ドバックによるレギュレータ構成での補償方法を採用し
た場合、速度フィードバックループの帯域はトラッキン
グ制御帯域よりも高周波側にのびているため、計算周期
はその外側にあるトラッキングセンサーからのトラッキ
ング制御ループより早い必要がある。この場合は図３３
のフローチャートにおいてカウンターを用いて分割され
るのは外乱推定オブザーバサブルーチンのみで、速度推
定オブザーバは早い計算周期で（例えば１計算サイクル
内）で計算されなければならない。

【０１４８】以上のようなソフトウエアを用いた制御シ
ステムにおいては、例えば図３４のようにトラッキング
制御システムにおけるセンサーオフセット補正の係数等
を自動調整することが可能である。この場合、フォーカ
ス制御後にトラッキングアクチュエータを一定の周波数
でふらし、この時のトラックエラー信号Ｗを入力し、ピ
ーク検波後、トラッキングアクチュエータドライブ信号
と同期検波し、この信号Ｙを積分することにより、セン
サーオフセット量Ｚを得る。次にセンサーオフセット補
償係数α更新前のＺと更新後のＺを比較し、更新後の方
が小さくなっていればαを少し増加し、大きくなってい
ればαを減少させるようにして、上記の動作を繰り返す
と、助助にセンサーオフセット補正係数を最適にさせる
ことができる。また、最終的には上記センサーオフセッ
ト補正係数がある一定レベル以下になれば上記の補正動
作を終了し、トラッキング制御動作にうつればよい。以
上のようなソフトウエア制御方式を用いることで、ハー
ドウエアの増加やコストアップを伴わずに外乱の抑圧
や、センサーオフセットの除去等が実現できる。

【０１４９】

【発明の効果】第１の効果は、上記フォーカスアクチュ
エータの外乱を推定する外乱推定器がリアルタイムでフ
ォーカス方向の外乱を推定するため、フォーカス制御ル
ープで外乱を抑圧するよりも速く外乱を抑える事が可能
となる。また、上記外乱推定器が上記アクチュエータの
パラメータ変動を補正するため、アクチュエータのパラ
メータ変動の影響を除去する事が可能となる。、上記速
度推定器による速度フィードバックによって、制御シス
テムが現代制御理論のレギュレータシステムの構成とな
り、進み補償や微分補償を用いる事なく制御システムを
構成する事が可能となる。また、上記速度推定器がアク
チュエータの持つ高次共振の影響を受けない速度を推定
するため、制御帯域を広く取る事が可能となる。

【０１５０】第２の効果は、上記トラキングアクチュエ
ータの外乱を推定する外乱推定器がリアルタイムでトラ
ッキング方向の外乱を推定するため、トラッキング制御
ループで外乱を抑圧するよりも速く外乱を抑える事が可
能となる。また、上記外乱推定器が上記アクチュエータ
のパラメータ変動を補正するため、アクチュエータのパ
ラメータ変動の影響を除去する事が可能となる。また、
上記速度推定器による速度フィードバックによって、制
御システムが現代制御理論のレギュレータシステムの構
成となり、進み補償や微分補償を用いる事なく制御シス
テムを構成する事が可能となる。また、上記速度推定器
がアクチュエータの持つ高次共振の影響を受けない速度
を推定するため、制御帯域を広く取る事が可能となる。

【０１５１】第３の効果は、アクチュエータを位置セン
サーを用いて電気的に支持し、この位置制御ループの指
令値としてフォーカス引き込み時の対物レンズの上下動
作を行わせる事で、静止摩擦の影響を排除したり、高速
アクセス時等においては上記位置制御ループのループゲ
インを大きくする事でアクチュエータの振れを小さく
し、トラックカウントミスを防ぐ等が可能になる。

【０１５２】第４の効果は、トラッキングセンサーのオ
フセットを除去する事で、トラッキングアクチュエータ
の可動範囲を大きくとっても、センサーオフセットによ
るトラックオフセットが生じない制御系が構成できる。
またこれらのセンサーオフセット補正量を自動的に算出
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における可動部の位置センサ
ーを搭載したアクチュエータの斜視図。

【図２】本発明の一実施例における弾性支持部材を用い
ずに構成され、可動部に位置センサーを搭載したアクチ
ュエータの斜視図。

【図３】本発明の第２の実施例における光学式位置検出
センサー。

【図４】本発明の一実施例における例えば光学式位置セ
ンサーの非線形特性や感度ばらつきを除去するための信
号検出回路を示す図。

【図５】本発明の一実施例における例えば光学式位置セ
ンサーの非線形特性や感度ばらつきを除去するため、４
分割検知器の総受光量が一定となるようにＬＥＤ１９を
制御する第２の信号検出回路を示す図。

【図６】本発明の第２の実施例である可動部の位置をホ
ール素子で検出位置を行う位置センサーを表した図。

【図７】本発明の第２の実施例における可動部のフォー
カス方向のみの変位量を検出するためのホール素子を用
いた位置検出センサーの外観図。

【図８】本発明の第３の実施例における可動部のフォー
カス方向加速度を検出するための加速度検出センサーの
外観図。

【図９】本発明の第４の実施例における可動部のトラッ
ク方向加速度を検出するための加速度検出センサーの外
観図。

【図１０】本発明の第３の実施例における加速度センサ
ーを用いたフォーカス方向の外乱の影響を受けにくい制
御システムを示す図。

【図１１】本発明の第４の実施例における加速度センサ
ーを用いたトラック方向の外乱の影響を受けにくい制御
システムを示す図。

【図１２】本発明の第５の実施例における電流と検出速
度を入力とする最小次元オブザーバで構成された外乱状
態推定器のブロック図。

【図１３】本発明の第５の実施例における観測ノイズを
抑圧し、外乱推定帯域が大きく取れる外乱状態推定器の
ブロック図。

【図１４】本発明の第５の実施例における位置センサー
を用いたフォーカス方向の外乱の影響を受けにくい制御
システムを示す図。

【図１５】本発明の第５の実施例における位置センサー
を用いたフォーカス方向の外乱の影響を受けにくい第２
の制御システムを示す図。

【図１６】本発明の第５の実施例における位置センサー
を用いたフォーカス方向の外乱の影響を受けにくい第２
の制御システムを示す図。

【図１７】本発明の第５の実施例における位置センサー
を用いて構成された速度推定オブザーバにおける外乱力
との力の釣合を模擬した部分における外乱情報を抽出す
ることにより構成されたフォーカス方向の外乱の影響を
受けにくい第３の制御システムを示す図。

【図１８】本発明の第５の実施例における位置センサー
を用いて構成された速度推定オブザーバにおける外乱力
との力の釣合を模擬した部分における外乱情報を抽出す
ることにより構成されたフォーカス方向の外乱の影響を
受けにくい第３の制御システムにおいて、速度推定オブ
ザーバからの速度フィードバックによりフォーカス制御
システムにおける進み補償を用いない制御システムを示
す図。

【図１９】本発明の第５の実施例における逆起電力から
得られる検出速度情報によとアクチュエータ駆動信号を
入力とし、フォーカスアクチュエータに加わる外乱を推
定することにより、フォーカス方向の外乱の影響を受け
にくい第４の制御システムを示す図。

【図２０】本発明の第５の実施例における位置センサー
の出力を微分することにより得られたフォーカスアクチ
ュエータの可動部速度と、フォーカスアクチュエータ駆
動信号とを入力とする、現代制御理論の最小次元オブザ
ーバで構成された外乱状態推定器によりフォーカス方向
の外乱の影響を受けにくい第５の制御システムを示す
図。

【図２１】本発明の第６の実施例における位置センサー
の出力に基づき構成された速度推定オブザーバによる速
度フィードバック、および位置フィードバックループが
構成されたフォーカスアクチュエータにおいて上記フィ
ードバックループの指令値としてフォーカス引き込み時
のランプ電圧を印可させ、合焦点時に制御システムをオ
ンさせるフォーカス制御及び引き込み回路のブロック
図。

【図２２】本発明の第６の実施例におけるフォーカスサ
ーボの引き込み動作時においてランプ電圧入力にたいす
るアクチュエータの変位量を従来の場合と第２１図の実
施例の場合とで比較した図。

【図２３】本発明の第７の実施例における位置センサー
を用いたトラック方向の外乱の影響を受けにくい制御シ
ステムを示す図。

【図２４】本発明の第７の実施例による位置センサーを
用いたトラック方向の外乱の影響を受けにくい第２の制
御システムを示す図。

【図２５】本発明の第７の実施例による位置センサーを
用いたトラッキング方向の外乱の影響を受けにくい第２
の制御システムを示す図。

【図２６】本発明の第７の実施例による位置センサーを
用いて構成された速度推定オブザーバにおける外乱力と
の力の釣合を模擬した部分における外乱情報を抽出する
ことにより構成されたトラッキング方向の外乱の影響を
受けにくい第３の制御システムを示す図。

【図２７】本発明の第７の実施例による位置センサーを
用いて構成された速度推定オブザーバにおける外乱力と
の力の釣合を模擬した部分における外乱情報を抽出する
ことにより構成されたトラッキング方向の外乱の影響を
受けにくい第３の制御システムにおいて、速度フィード
バックゲイン５１によって制御システムの安定性を補償
し、従来の位相進み補償の無いトラッキング制御システ
ムを示す図。

【図２８】本発明の第７の実施例による位置センサーの
出力を微分することにより得られたトラッキングアクチ
ュエータの可動部速度と、トラッキングアクチュエータ
駆動信号とを入力とする、現代制御理論の最小次元オブ
ザーバで構成された外乱状態推定器によりトラッキング
方向の外乱の影響を受けにくい第４の制御システムを示
す図。

【図２９】本発明の第７の実施例による逆起電力から得
られる検出速度情報によとアクチュエータ駆動信号を入
力とし、トラッキングアクチュエータに加わる外乱を推
定することにより、トラッキング方向の外乱の影響を受
けにくくし、アクチュエータ駆動電流からセンサーオフ
セット量も推定することでトラッキング動作におけるオ
フトラックを防ぐ第４の制御システムを示す図。

【図３０】本発明の第８の実施例による速度推定オブザ
ーバをソフトウエアで実現した際のフローチャート。

【図３１】本発明の第８の実施例による外乱推定オブザ
ーバをソフトウエアで実現した際のフローチャート。

【図３２】本発明の第８の実施例による外乱に強いトラ
ッキング制御システムをソフトウエアで実現した際のフ
ローチャート。

【図３３】本発明の第８の実施例による外乱に強いトラ
ッキング制御システムのトラッキングサーボループの計
算周期を早くするために改良されたシステムをソフトウ
エアで実現した際のフローチャート。

【図３４】本発明の第８の実施例によるトラッキングセ
ンサーオフセットを自動補正するアルゴリズムをソフト
ウエアで実現した際のフローチャート。

【図３５】ビデオディスクのトラックの振れの規格を示
す図。

【図３６】従来の制御方式におけるレンズ駆動機構原理
を説明する図。

【図３７】従来の制御方式における反射鏡の傾きを変
え、レーザ光ビーム傾きを変える機構（断面図）の図。

【図３８】従来の制御方式における反射鏡を用いたレー
ザ光スポットの２軸駆動機構の図。

【図３９】従来の制御方式におけるオートトラッキング
サーボ信号検出法（３スポット法）を示す図。

【図４０】３スポット法を説明する図。

【図４１】３スポット法によるトラッキングサーボを示
す図。

【図４２】非点収差法によるフォーカスサーボ信号検出
の図。

【図４３】プッシュプル法によるオートトッラキングサ
ーボ信号検出の図。

【図４４】非点収差法に用いられる４分割光検知器上の
スポット形状を表わす図。

【図４５】フォーカシング、トラッキング、ラジアル送
りサーボ系の関係を示す図。

【図４６】スパイラルトラック追尾時の対物レンズの動
きを示す図。

【図４７】ラジオ技術社発刊の村山登、小出博、山
田和作、国兼真著『光ディスク技術』より抜粋
のトラッキング駆動系のモデル図。

【図４８】ラジオ技術社発刊の村山登、小出博、山
田和作、国兼真著『光ディスク技術』より抜粋
のトラッキング駆動系のブロック図。

【符号の説明】

１弾性支持部材２対物レンズ３、５、８ヨーク４トラッキングマグネット６フォーカスコイル７フォーカスマグネット９ＬＥＤ１０４分割光検知器１１コイルホルダー１２Ｉ−Ｖ変換回路１３信号加算器１４信号減算器１７割り算器１８位相ゲイン補償回路１９ＬＥＤドライバー２０マグネット２１ホール素子２２圧電素子２３重り２４支持部材２５光ディスク２６光ヘッド２７センサーアンプ２８位相補償回路２９フォーカスアクチュエータドライバー３０センサーアンプ３１フォーカスアクチュエータの電流−トルク感度特
性を模擬した演算器３２フォーカス方向可動部加速度情報にフォーカスア
クチュエータ可動部質量を掛けるための演算器３３外乱抑圧に必要な帯域のみを通過させるためのロ
ーパスフィルター３４外乱状態推定器３５外乱状態推定器の出力をフォーカスアクチュエー
タの電流−トルク感度係数で除算するための演算器３６位相補償後のフォーカスアクチュエータドライブ
信号に外乱補正量を加えるための加算器３８トラッキングアクチュエータの電流−トルク感度
特性を模擬した演算器４０トラッキング方向可動部加速度情報にトラッキン
グアクチュエータ可動部質量を掛けるための演算器３９外乱状態推定器の出力をトラッキングアクチュエ
ータの電流−トルク感度係数で除算するための演算器３７位相補償後のトラッキングアクチュエータドライ
ブ信号に外乱補正量を加えるための加算器４２アクチュエータ力定数４１アクチュエータ機構部４３外乱状態推定器４６速度検出器４７位置センサー４８アクチュエータ４９フォーカスセンサー５０駆動電流と可動部検出位置信号を入力とする現代
制御理論の最小次元オブザーバで構成された外乱状態推
定器５１フォーカス制御システムにおける速度フィードバ
ックゲイン５２フォーカス制御システムにおける位置センサーに
よる位置フィードバックゲイン５３速度推定オブザーバ５４外乱推定オブザーバ５５低域通過回路５６推定された外乱状態量の出力をトラッキングアク
チュエータの電流−トルク感度係数で除算するための演
算器５８フォーカスアクチュエータコイルインピーダンス５７逆起電力検出回路５９微分器６０フォーカスサーボ引き込み回路６１ゼロクロス検出回路６３レベル判別回路６２フォーカスオン指令回路６４ランプ電圧発生回路６５トラッキングセンサー６６センサーオフセット補償演算器６７駆動電流と可動部検出位置信号を入力とする現代
制御理論の最小次元オブザーバで構成された外乱状態推
定器６８外乱推定状態推定器の出力をトラッキングアクチ
ュエータの電流−トルク感度係数で除算するための演算
器７０速度推定オブザーバ７１外乱推定オブザーバ７３トラッキングアクチュエータの電流−トルク感度
係数で除算するための演算器７７トラッキングアクチュエータコイルインピーダン
ス７６逆起電力検出回路７５アクチュエータ等価回路７４高域通過回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】すなわち、トラッキング・エラー信号に基
いてアクチュエータおよび粗動モータを駆動するレンズ
位置センサレス２段サーボ方式と、トラッキング・エラ
ー信号によってアクチュエータのみを駆動し、粗動モー
タは対物レンズ変位検出信号によって駆動するレンズ位
置センサ付き２段サーボ方式である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１００

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１００】このようにアクチュエータ可動部の速度信
号が得られると、図２に示されるようにアクチュエータ
自身に弾性支持部材がなくても、上記速度推定オブザー
バからの推定速度と、上記位置センサーからの位置信号
をフィードバックして電気的ダンパーを構成することが
可能である。このため、速度フィードバックゲイン５１
と位置フィードバックゲイン５２を適当に選択する事に
より従来の弾性支持部材がある時と同じようなアクチュ
エータ単体周波数特性が実現できることは言うまでもな
い。この時フォーカス制御ループに必要な位相補償部２
８は、速度・位置フィードバック５１，５２による電気
的ダンピングループが従来の機械式と同じ特性をもつ場
合同じ同じ位相補償２８を用いればよい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクの面ぶれに対して、対物レン
ズにより集光されるレーザスポットが常に合焦点するよ
う追従させるためのフォーカスアクチュエータと、上記
アクチュエータのフォーカス方向の変位量を検出するフ
ォーカス位置センサーと、上記レーザースポットの焦点
ずれを検出するための焦点ずれ検出センサーと、上記焦
点ずれ検出センサーから検出される焦点ずれ量に基づい
て上記アクチュエータを制御する焦点制御回路からなる
焦点制御システムにおいて、上記位置センサーの検出位
置を上記フォーカスアクチュエータの伝達特性の逆特性
を有する逆モデル回路に入力する事により、上記フォー
カスアクチュエータの可動部の加速度を推定し、同時に
上記加速度推定信号から上記アクチュエータの駆動信号
より推定される上記アクチュエータの駆動力を減算する
事により、上記アクチュエータに加わる外乱力を電気的
に推定する事で、上記外乱力に相当する信号を基のアク
チュエータ制御信号に加算し、外乱があってもサーボは
ずれが生じないフォーカス制御システムを構成する事を
特徴とする光ディスク装置の制御方式。
【請求項２】アクチュエータ可動部に取り付けられた
位置センサーを用いてフォーカスアクチュエータに加わ
るフォーカス方向の外乱力を電気的に推定し、上記推定
外乱力を打ち消すための駆動電力を上記アクチュエータ
の制御信号に加算した後、上記アクチュエータを駆動す
る事を特徴とする制御方式において、上記フォーカス方
向のアクチュエータ変位量を検出する位置センサーが、
アクチュエータ可動部に取り付けられた発光素子と、固
定部材側に取り付けられフォーカス方向に分割された光
検出器の検出量を差動増幅する事からなる、もしくはア
クチュエータ可動部に取り付けられた反射ミラーと、固
定部材側に取り付けられ上記反射ミラーに向け出射し、
上記反射ミラーにて直角に折りまげられた後、固定部材
に取り付けられフォーカス方向に分割された光検出器に
入射するような光学的位置検出手段からなる、もしくは
アクチュエータ可動部に磁極の向きがフォーカス方向に
対し垂直となるよう取り付けられたマグネットと、固定
部材側に取り付けられフォーカス方向に複数配置された
ホール素子からなる磁気的位置検出手段からなる、アク
チュエータの外乱を推定するのに必要な可動部位置検出
手段を有する事を特徴とする光ディスク装置の制御方
式。
【請求項３】光ディスクの面ぶれに対物レンズにより
集光されるレーザスポットが常に合焦点するよう追従さ
せるためのフォーカスアクチュエータと、上記レーザー
スポットの焦点ずれを検出するための焦点ずれ検出セン
サーと、上記フォーカスアクチュエータの可動部速度を
検出するセンサーもしくは駆動電流と電圧から速度を推
定する推定回路と、上記焦点ずれ検出センサーから検出
される焦点ずれ量に基づいて上記アクチュエータを制御
する焦点制御回路からなる焦点制御システムにおいて、
上記フォーカスアクチュエータの駆動信号を上記フォー
カスアクチュエータの駆動信号入力から変位量までの伝
達特性を模擬する等価回路に入力した後、上記等価回路
の出力と可動部の位置を検出する位置センサーの出力を
比較する事で推定位置誤差を算出し、上記推定位置誤差
がほぼゼロに収束するように上記アクチュエータ等価回
路に上記推定位置誤差をフィードバックした状態におい
て、上記等価回路の速度情報に相当する部分の信号を取
り出すと同時に、あらかじめ分かっているアクチュエー
タのコイルの駆動信号と上記フォーカスアクチュエータ
の速度推定情報から、上記フォーカスアクチュエータに
加わるフォーカス方向の外乱力を電気的に推定する事に
より、上記推定外乱力を打ち消すための駆動電力を上記
アクチュエータの制御信号に加算し、外乱があってもサ
ーボはずれを生じないフォーカスサーボシステムを構成
する事を特徴とする光ディスク装置の制御方式。
【請求項４】光ディスクの面ぶれに対物レンズにより
集光されるレーザスポットが常に合焦点するよう追従さ
せるためのフォーカスアクチュエータと、上記レーザー
スポットの焦点ずれを検出するための焦点ずれ検出セン
サーと、例えばフォーカス方向の加速度に対応して歪む
圧電素子からなるフォーカスアクチュエータの可動部加
速度を検出もしくは推定するセンサーもしくは推定回路
と、上記焦点ずれ検出センサーから検出される焦点ずれ
量に基づいて上記アクチュエータを制御する焦点制御回
路からなる焦点制御システムにおいて、上記フォーカス
アクチュエータの駆動信号と上記フォーカスアクチュエ
ータの加速度検出情報から、上記フォーカスアクチュエ
ータの可動部の加速度検出信号と、上記フォーカスアク
チュエータ駆動信号とを比較する事により構成される外
乱状態推定器を用いて、フォーカスアクチュエータに加
わるフォーカス方向の外乱力を電気的に推定し、上記推
定外乱力を打ち消すための駆動電力を上記アクチュエー
タの制御信号に加算した後、上記アクチュエータを駆動
する事により、外乱があってもサーボはずれが生じない
フォーカスサーボシステムが構成される事を特徴とする
光ディスク装置の制御方式。
【請求項５】光ディスクの偏芯に対して対物レンズに
より集光されるレーザスポットが常にオントラックする
よう追従させるためのトラッキングアクチュエータと、
上記アクチュエータのトラッキング方向の変位量を検出
するトラッキング位置センサーと、上記レーザースポッ
トのトラック案内溝に対するトラックずれを検出するた
めのトラックずれ検出センサーと、上記トラックずれ検
出センサーから検出されるトラックずれ量に基づいて上
記アクチュエータを制御するトラッキング制御回路から
なるトラッキング制御システムにおいて、上記トラック
位置センサーからの検出位置信号を、上記トラッキング
アクチュエータの伝達特性の逆特性を有する逆モデル回
路に入力する事により上記トラッキングアクチュエータ
の可動部の加速度を推定し、上記トラッキングアクチュ
エータの推定加速度から上記アクチュエータの駆動信号
より推定される上記アクチュエータの駆動力を減算する
事により、上記アクチュエータに加わる外乱力を推定し
トラック方向の外乱力を電気的に推定する事で、上記推
定外乱力を打ち消すための駆動電力を上記アクチュエー
タの制御信号に加算した後、上記アクチュエータを駆動
する事により外乱があってもサーボはずれが生じないト
ラッキング制御システムが構成される事を特徴とする光
ディスク装置の制御方式。
【請求項６】上記トラック方向のアクチュエータ変位
量を検出する位置センサーが、アクチュエータ可動部に
取り付けられた発光素子と、固定部材側に取り付けられ
トラック方向に分割された光検出器からなるもしくは、
アクチュエータ可動部に取り付けられた反射ミラーと、
固定部材側に取り付けられ上記反射ミラーに向け出射
し、上記反射ミラーにて直角に折りまげられた後、固定
部材に取り付けられトラック方向に分割された光検出器
に入射する光学的位置検出手段からなるもしくは、アク
チュエータ可動部に磁極の向きがトラック方向に対し垂
直となるよう取り付けられたマグネットと、固定部材側
に取り付けられトラック方向に複数配置されたホール素
子からなる磁気的位置検出手段により、アクチュエータ
の外乱を推定するのに必要な可動部位置検出手段を構成
する事を特徴とする光ディスク装置の制御方式。
【請求項７】光ディスクの偏芯に対物レンズにより集
光されるレーザスポットが常にトラック案内溝に対して
トラッキングするよう追従させるためのトラッキングア
クチュエータと、上記レーザースポットのトラックずれ
を検出するためのトラックずれ検出センサーと、上記ト
ラッキングアクチュエータの駆動信号を上記トラッキン
グアクチュエータの駆動信号入力から変位量までの伝達
特性を模擬する等価回路に入力した後、上記等価回路の
出力と可動部の変位を検出する位置センサーを比較する
事で推定速度誤差を算出し、上記推定速度誤差がほぼゼ
ロに収束するように上記アクチュエータ等価回路に上記
推定位置及び速度誤差をフィードバックした状態におい
て、上記等価回路の速度情報に相当する信号ラインを取
り出す事により速度を推定する推定回路と、上記トラッ
クずれ検出センサーから検出されるトラックずれ量に基
づいて上記アクチュエータを制御するトラック制御回路
からなるトラック制御システムにおいて、上記トラッキ
ングアクチュエータの駆動信号と上記トラッキングアク
チュエータの速度情報から、例えば最小次元オブザーバ
により構成された外乱状態推定器により上記トラッキン
グアクチュエータに加わるトラッキング方向の外乱力を
電気的に推定し、上記推定外乱力を打ち消すための駆動
電力を上記アクチュエータの制御信号に加算した後、上
記アクチュエータを駆動する事により、外乱があっても
サーボはずれの生じないトラッキング制御システムを構
成する事を特徴とする光ディスク装置の制御方式。
【請求項８】光ディスクの偏芯に対して、対物レンズ
により集光されるレーザスポットが常にトラック案内溝
にトラッキングするよう追従させるためのトラッキング
アクチュエータと、上記レーザースポットのトラックず
れを検出するためのトラックずれ検出センサーと、例え
ばトラック方向の加速度に対応して歪む圧電素子からな
る上記トラッキングアクチュエータの可動部加速度を検
出もしくは推定するセンサーもしくは推定回路と、上記
トラックずれ検出センサーから検出されるトラックずれ
量に基づいて上記アクチュエータを制御するトラッキン
グ制御回路からなるトラッキング制御システムにおい
て、上記トラッキングアクチュエータの駆動信号と上記
トラッキングアクチュエータの加速度情報から、上記ト
ラッキングアクチュエータの可動部の加速度検出信号
と、上記トラッキングアクチュエータ駆動信号とを比較
する事により構成する事により、アクチュエータに加わ
るトラック方向の外乱力を電気的に推定し、上記推定外
乱力を打ち消すための駆動電力を上記アクチュエータの
制御信号に加算した後、上記アクチュエータを駆動する
事により、外乱があってもサーボはずれが生じないトラ
ッキングサーボシステムを構成する事を特徴とする光デ
ィスク装置の制御方式。
【請求項９】光ディスクの偏芯や面ぶれに対して、対
物レンズにより集光されるレーザスポットが常にトラッ
ク案内溝にトラッキングし合焦点するよう追従させるた
めのトラッキング及びフォーカスアクチュエータ及び制
御回路と、上記レーザースポットのトラックずれ及びフ
ォーカスずれを検出するためのトラックずれ及びフォー
カスずれ検出センサーと、上記トラッキング及びフォー
カスアクチュエータの可動部位置を検出するセンサーと
を有するトラッキング及びフォーカス制御システムにお
いて、位相進み補償回路により補償された位置制御回路
あるいは、速度推定器を用いる事で制御システムがレギ
ュレータ構成となっている位置制御回路を有し、さらに
上記トラッキング及びフォーカスアクチュエータが弾性
支持部材を用いない２自由度アクチュエータで構成さ
れ、上記アクチュエータのフォーカス方向ないしトラッ
ク方向の位置を検出する位置センサーの出力に基づい
て、上記アクチュエータに位置制御が構成されている事
を特徴とし、さらに上記速度推定器からの速度ループ及
び位置センサーからの位置ループのループゲインが可変
で、フォーカス引き込み時及びトラックジャンプ時には
これらループゲインを小さくし、及び外乱入力時，光ヘ
ッドの高速アクセス時においては上記ループゲインを大
きく可変させ、上記弾性支持部材のかわりをなす事を特
徴とする光ディスク装置の制御方式。
【請求項１０】光ディスクの偏芯に対して対物レンズ
により集光されるレーザスポットが常にオントラックす
るよう追従させるためのトラッキングアクチュエータ
と、上記アクチュエータのトラッキング方向の変位量を
検出するトラッキング位置センサーと、上記レーザース
ポットのトラック案内溝に対するトラックずれを検出す
るためのトラックずれ検出センサーと、上記トラックず
れ検出センサーから検出されるトラックずれ量に基づい
て上記アクチュエータを制御し、上記トラッキングアク
チュエータの駆動信号と上記トラック位置センサーから
の検出位置信号から、上記トラッキングアクチュエータ
に加わるトラック方向の外乱力を電気的に推定し、上記
推定外乱力を打ち消すための駆動電力を上記アクチュエ
ータの制御信号に加算した後、上記アクチュエータを駆
動するトラッキング制御コントローラにおいて、上記対
物レンズの移動量に比して生じる上記トラックずれ検出
センサーに含まれるオフセット量を上記トラック方向の
位置センサーの出力で除去する光ディスク装置の制御方
式。