JPH073696B2 - Optical pickup - Google Patents

Optical pickup

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JPH073696B2
JPH073696B2 JP33431787A JP33431787A JPH073696B2 JP H073696 B2 JPH073696 B2 JP H073696B2 JP 33431787 A JP33431787 A JP 33431787A JP 33431787 A JP33431787 A JP 33431787A JP H073696 B2 JPH073696 B2 JP H073696B2
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JP
Japan
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feedback loop
servo
actuator
tracking
optical pickup
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JP33431787A
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Japanese (ja)
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良 秋山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学式ディスクの再生装置に用いる光学式ピッ
クアップに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup used in an optical disc reproducing apparatus.

従来の技術 通常、ポータブル型のCDプレーヤの様な可搬機器では、
どの様な姿勢(縦,横,ななめ)でも安定に動作するこ
とが要求される。この様な場合、光学式ピックアップで
問題になるのは、機器の姿勢差によって、光学式ピック
アップを構成するフォーカスレンズ(通常はダンパによ
って機械的に支持されている)が重力の影響を受けて、
本来の位置よりずれてしまうことがある。これは光学サ
ーボ時には、フォーカスレンズが機械的オフセットをも
って動作点が移動することを意味し、動作の安定性を欠
く一因となる。その為、通常はフォーカスレンズを支持
するダンパを機械的にある程度固くして、機器の姿勢が
変化しても、フォーカスレンズのズレがあまり発生しな
い様に対策するのが普通であった。
Conventional technology Usually, in portable equipment such as a portable CD player,
Stable movement is required in any posture (vertical, horizontal, licking). In such a case, the problem with the optical pickup is that the focus lens (usually mechanically supported by the damper) that constitutes the optical pickup is affected by gravity due to the attitude difference of the device,
It may be displaced from its original position. This means that during the optical servo, the operating point of the focus lens moves with a mechanical offset, which is one of the causes of lack of operational stability. For this reason, it is usual to mechanically harden the damper that supports the focus lens to some extent so that the focus lens does not deviate much even when the posture of the device changes.

発明が解決しようとする問題点 以上述べた様に、従来の技術では、機器の姿勢差によっ
て発生するフォーカスレンズの機械的位置ズレを少くし
ようとして、ダンパを固くすればするほど、そのピック
アップを用いた光学サーボの帰還ゲインが低下して、通
常の姿勢におけるサーボ特性が劣化してしまうという問
題点があった。その為、通常はサーボゲインの低下によ
る定常特性の劣化の量と、姿勢差によって発生するフォ
ーカスレンズのズレ量(機械的オフセット量)とのバラ
ンスをはかって、その妥協点で設計がなされるか、また
は、ダンパを非常に固く設計し、その代り、電子回路で
サーボ系の低減(直流を含む)を増強する低減補償回路
を付加して、ダンパの機械的な固さを補償する、等の手
段がとられるのが普通である。
Problems to be Solved by the Invention As described above, in the conventional technology, the harder the damper is, the more the pickup is used in order to reduce the mechanical position shift of the focus lens caused by the posture difference of the device. However, there is a problem that the feedback gain of the optical servo decreases, and the servo characteristics in a normal posture deteriorate. Therefore, is the design usually made at the compromise point by balancing the amount of steady-state characteristic deterioration due to the decrease of the servo gain and the amount of shift (mechanical offset amount) of the focus lens caused by the attitude difference? Or, design the damper very hard and, instead, add a reduction compensation circuit that enhances the reduction of the servo system (including direct current) with an electronic circuit to compensate the mechanical rigidity of the damper, etc. Means are usually taken.

しかし、前者の場合は、反相する条件の妥協点を求めて
いるにすぎず、後者の場合は、制御パラメータの一要素
である位相余有を犠牲にして安定性をある程度そこねて
しまうという問題点があった。
However, the former case only seeks a compromise between the reciprocal conditions, and the latter case loses stability to some extent at the expense of the phase margin, which is one element of the control parameter. There was a problem.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の光学式ピックア
ップでは、フォーカスレンズを駆動するアクチュエータ
に、その変位の交流成分を正帰還する正帰還ループとそ
のアクチュエータの速度成分を負帰還する負帰還ループ
の両帰還ループを付加した構成とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, in the optical pickup of the present invention, a positive feedback loop that positively feeds back the AC component of the displacement to the actuator that drives the focus lens, and the speed of the actuator. Both the negative feedback loops for negatively feeding back the components are added.

上記の両帰還ループはフォーカス方向とトラッキング方
向の2方向考えられるが、目的に応じて、両方併用して
も良いし、どちらか一方用いても良い。
The two feedback loops described above can be used in two directions, the focus direction and the tracking direction, but both may be used together or one of them may be used depending on the purpose.

作用 以上の構成とすることにより、サーボ動作上は等価的に
ダンパがやわらかくなって、サーボ系の位相余有を確保
したまま十分サーボゲインとがとれる様になり、かつ、
姿勢差の影響を受けにくい光学式ピックアップを実現す
ることが出来る。
With the above configuration, the damper becomes equivalently soft in servo operation, and sufficient servo gain can be obtained while maintaining the phase margin of the servo system, and
It is possible to realize an optical pickup that is unlikely to be affected by posture differences.

実施例 第1図は本発明の光学式ピックアップを用いた光学サー
ボループ(トラッキングサーボ)を構成する場合の一実
施例を示すブロック構成図である。
EXAMPLE FIG. 1 is a block diagram showing an example of the case where an optical servo loop (tracking servo) using the optical pickup of the present invention is formed.

第1図において、1aはフォーカスレンズ、1bはフォーカ
スレンズ1aを支持するダンパ、1cはダンパ1bを駆動する
トラッキング方向の駆動コイルである。ダンパ1bと駆動
コイル1cでトラッキングアクチュエータ1dを構成する。
2はディスク上のトラッキング誤差を検出するためのト
ラッキングセンサで、その出力は増幅器3,高域補償回路
4,加算器5,増幅器6によって増幅されトラッキングアク
チュエータ1dに帰還(負帰還)される。7はダンパ1bの
機械的変位を検出する為の変位センサ(トラッキング方
向)で、その出力は増幅器8,ハイパスフィルタ9,加算器
5,増幅器6によって増幅され、同じくトラッキングアク
チュエータ1dに帰還(正帰還)される。30は変位センサ
7の変位出力を微分してアクチュエータ1dの変位速度を
検出するための微分回路で、その出力は加算器5、増幅
器6を経てトラッキングアクチュエータ1dに帰還(負帰
還)される。
In FIG. 1, 1a is a focus lens, 1b is a damper that supports the focus lens 1a, and 1c is a drive coil in the tracking direction that drives the damper 1b. The damper 1b and the drive coil 1c constitute a tracking actuator 1d.
2 is a tracking sensor for detecting a tracking error on the disc, the output of which is an amplifier 3 and a high frequency compensating circuit.
4, amplified by the adder 5 and the amplifier 6 and fed back (negative feedback) to the tracking actuator 1d. 7 is a displacement sensor (tracking direction) for detecting the mechanical displacement of the damper 1b, the output of which is an amplifier 8, a high-pass filter 9, and an adder.
5, amplified by the amplifier 6 and similarly fed back (positive feedback) to the tracking actuator 1d. Reference numeral 30 is a differentiating circuit for differentiating the displacement output of the displacement sensor 7 to detect the displacement speed of the actuator 1d, and its output is fed back (negatively fed back) to the tracking actuator 1d via the adder 5 and the amplifier 6.

すなわち、トラッキングセンサ2,増幅器3,高域補償回路
4,加算器5,増幅器6,トラッキングアクチュエータ1dで、
通常の光学トラッキングサーボループを構成する。また
変位センサ7,増幅器8,ハイパスフィルタ9,加算器5,増幅
器6,トラッキングアクチュエータ1dで正帰還ループを構
成し、かつ変位センサ7,増幅器8,微分回路30,加算器5,
増幅器6,トラッキングアクチュエータ1dで速度負帰還ル
ープを構成する。
That is, the tracking sensor 2, the amplifier 3, the high frequency compensation circuit
4, adder 5, amplifier 6, tracking actuator 1d,
Configure a normal optical tracking servo loop. Further, the displacement sensor 7, the amplifier 8, the high-pass filter 9, the adder 5, the amplifier 6, and the tracking actuator 1d constitute a positive feedback loop, and the displacement sensor 7, the amplifier 8, the differentiating circuit 30, the adder 5,
The amplifier 6 and the tracking actuator 1d form a velocity negative feedback loop.

この正帰還ループはピックアップを構成するダンパ1dの
共振周波数ωnの値を下げて、等価的にダンパをやわら
かくして低域ゲインを増大させる働きをし、一方、速度
負帰還ループは、上記正帰還をかけることによって増大
する共振点(ωn)でのピークレベルを抑圧する働きを
行なう。
This positive feedback loop lowers the value of the resonance frequency ωn of the damper 1d constituting the pickup, equivalently softens the damper and increases the low-frequency gain, while the velocity negative feedback loop functions as the positive feedback loop. It acts to suppress the peak level at the resonance point (ωn) that increases by applying

第2図は第1図の構成をブロック図で表現したもので、
第3図a,bはそのブロック図のオープンループ特性を示
すボード線図である。
2 is a block diagram showing the configuration of FIG.
3A and 3B are Bode diagrams showing the open loop characteristics of the block diagram.

第2図において、Ktはトラッキングセンサ2と増幅器3
の合計ゲインを、KAは増幅器6のゲインを、Kpは変位セ
ンサ7と増幅器8の合計ゲインを示す。
In FIG. 2, Kt is a tracking sensor 2 and an amplifier 3.
, K A is the gain of the amplifier 6, and K p is the total gain of the displacement sensor 7 and the amplifier 8.

T1,2は高域補償回路4の2つの折点に対応する時定数
を、T0はハイパスフィルタ9の折点に対応する時定数
を、T3は微分回路30の時定数、G0はトラッキングアクチ
ュエータ1dの感度を、ζとωnはそれぞれ、ダンパ1bの
ダンピング、および自然周波数を示す。10はアクチュエ
ータに対する正帰還要素を示すブロック、31は速度負帰
還要素を示すブロックである。
T 1 and 2 are time constants corresponding to two break points of the high frequency compensating circuit 4, T 0 is a time constant corresponding to break points of the high-pass filter 9, T 3 is a time constant of the differentiating circuit 30, and G 0 Indicates the sensitivity of the tracking actuator 1d, and ζ and ωn indicate the damping of the damper 1b and the natural frequency, respectively. Reference numeral 10 is a block showing a positive feedback element for the actuator, and 31 is a block showing a speed negative feedback element.

11の部分は本発明の光学式ピックアップに対応する部分
である。
The part 11 corresponds to the optical pickup of the present invention.

第3図aにおいて、Aは本発明のアクチュエータに対し
て正帰還ループと速度負帰還ループを構成する場合のト
ラッキングサーボループのオープンループゲイン特性
で、第3図bにおけるBは両帰還をほどこさない通常の
トラッキングサーボループのオープンループゲイン特性
である。Bの特性は、第2図において、正帰還要素10と
速度負帰還要素31を除去した場合の特性に相当する。
In FIG. 3a, A is the open loop gain characteristic of the tracking servo loop when a positive feedback loop and a velocity negative feedback loop are formed for the actuator of the present invention, and B in FIG. 3b shows both feedbacks. It is an open loop gain characteristic of a normal tracking servo loop. The characteristic of B corresponds to the characteristic when the positive feedback element 10 and the speed negative feedback element 31 are removed in FIG.

第3図から明らかな様に、BにくらべAの場合は、周波
数1/T0〜ω′nの範囲はΔGだけゲインが高くなってサ
ーボ性能が上っていることがわかる。また、サーボ系の
安定性の指標となるゲイン交点ωcでの位相余有φもほ
とんど正帰還,速度負帰還をほどこす前と変わらず、安
定性が保たれていることを示す。なお同図中、ω′nと
T′はハイパスフィルタ9のゲインと時定数によって
決まる定数で、用途に応じて最適値なる様に設計するこ
とが出来る。
As is apparent from FIG. 3, in the case of A as compared with B, the gain is increased by ΔG in the range of frequencies 1 / T 0 to ω'n, and the servo performance is improved. Further, the phase margin φ at the gain intersection ωc, which is an index of the stability of the servo system, is almost the same as that before the positive feedback and the velocity negative feedback are given, showing that the stability is maintained. Note in the figure, Omega'n and T '0 is a constant determined by the gain and the time constant of the high pass filter 9 can be designed to become an optimal value depending on the application.

CDプレーヤ等の場合はディスクの偏心に十分に追従させ
るために、ΔGゲインが上がる範囲を3〜8Hz程度に設
定すれば良い。すなわち、姿勢差によって動作点が変わ
らない様にするため、ダンパを固く設計しても、いいか
えればサーボループの直流ゲインGの値を小さくして
も、回路的にΔGを大きくする設計にすることにより、
性能を保持することが出来る。
In the case of a CD player or the like, in order to sufficiently follow the eccentricity of the disc, the range in which the ΔG gain increases may be set to about 3 to 8 Hz. That is, in order to prevent the operating point from changing due to the posture difference, the damper should be designed to be rigid, or in other words, the circuit should be designed to increase ΔG even if the value of the DC gain G of the servo loop is reduced. Due to
Performance can be maintained.

以上本発明の実施例において、トラッキングサーボを例
にとって説明を行ったが、フォーカスサーボについても
同様の構成と効果を得ることが出来る。
Although the tracking servo has been described as an example in the embodiment of the present invention, the same configuration and effect can be obtained for the focus servo.

第4図は本発明の様にトラッキングサーボループ中に正
帰還ループ,速度負帰還ループを付加せず、その代りに
トラッキングサーボループ中に低域のゲインを増大させ
る低域補償回路20を挿入した場合の従来例を示すブロッ
ク図で、その時のボード線図特性を第5図a,bに示す。
Bは前に述べたのと同じ、何も対策しない場合の特性
(第3図のBと同じ)を示し、Cは低域補償を行なった
場合の特性を示している。
In FIG. 4, a positive feedback loop and a velocity negative feedback loop are not added to the tracking servo loop as in the present invention, and instead, a low frequency compensating circuit 20 for increasing the low frequency gain is inserted in the tracking servo loop. 5 is a block diagram showing a conventional example in such a case, and the Bode plot characteristics at that time are shown in FIGS.
B shows the same characteristic as described above when no countermeasure is taken (the same as B in FIG. 3), and C shows the characteristic when low frequency compensation is performed.

同図から明らかな様に、この従来の方式によれば、低域
のゲインをΔG増加させることは出来るが、共振点(ω
n)でのピークレベルがPからP′へと増大し、トラッ
キングサーボループをオンオフする時に発生する過渡現
象の悪化を助長する危険性が増すことを示し、また低減
補償回路の位相遅れが加算されるため、ゲイン交点ωc
点での位相余有はφからφ′へと減少し、サーボ系の安
定性が減少することを示している。
As is apparent from the figure, according to this conventional method, the gain in the low frequency band can be increased by ΔG, but the resonance point (ω
It is shown that the peak level in n) increases from P to P ', which increases the risk of aggravating the transient phenomenon that occurs when the tracking servo loop is turned on and off, and the phase delay of the reduction compensation circuit is added. Therefore, the gain intersection point ωc
The phase margin at the point decreases from φ to φ ′, indicating that the stability of the servo system decreases.

発明の効果 以上述べた様に本発明によれば、フォーカスレンズを保
持するダンパを固く設計しても、光学サーボループの中
にピックアップアクチュエータに対する部分的正帰還ル
ープと速度負帰還ループを付加したピックアップ構成と
することにより、サーボループの位相余有を減少させる
ことなく所定の帯域内でのサーボゲインを確保すること
が出来るため、姿勢差に影響されず、かつサーボ特性の
安定な機器を作ることが出来る。
As described above, according to the present invention, even if the damper for holding the focus lens is rigidly designed, a pickup in which a partial positive feedback loop and a velocity negative feedback loop for the pickup actuator are added in the optical servo loop. With the configuration, it is possible to secure the servo gain within a predetermined band without reducing the phase margin of the servo loop, so it is possible to create a device that is not affected by attitude differences and has stable servo characteristics. Can be done.

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

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図はその
ブロック図、第3図はその特性を示すボード線図、第4
図,第5図は従来の実施例の構成を示すブロック図とボ
ード線図である。 1a……フォーカスレンズ、1d……トラッキングアクチュ
エータ、7……変位センサ、6,8……増幅器、9……ハ
イパスフィルタ、30……微分回路。
1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram thereof, FIG. 3 is a Bode diagram showing its characteristics, and FIG.
FIG. 5 and FIG. 5 are a block diagram and a Bode diagram showing the configuration of the conventional embodiment. 1a ... Focus lens, 1d ... Tracking actuator, 7 ... Displacement sensor, 6,8 ... Amplifier, 9 ... High-pass filter, 30 ... Differentiation circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フォーカスレンズを駆動するアクチュエー
タの変位の交流成分を、そのアクチュエータ自身に正帰
還する正帰還ループ手段と、そのアクチュエータの速度
成分をそのアクチュエータ自身に負帰還する負帰還ルー
プ手段とを設けたことを特徴とする光学式ピックアッ
プ。
1. A positive feedback loop means for positively feeding back an AC component of a displacement of an actuator for driving a focus lens to the actuator itself, and a negative feedback loop means for negatively feeding back a velocity component of the actuator to the actuator itself. An optical pickup characterized by being provided.
【請求項2】正帰還ループと負帰還ループの両帰還ルー
プがフォーカス方向の制御に関して設けられたことを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の光学式ピック
アップ。
2. The optical pickup according to claim 1, wherein both a positive feedback loop and a negative feedback loop are provided for controlling the focus direction.
【請求項3】正帰還ループと負帰還ループの両帰還ルー
プがトラッキング方向の制御に関して設けられたことを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の光学式ピッ
クアップ。
3. The optical pickup according to claim 1, wherein both a positive feedback loop and a negative feedback loop are provided for controlling the tracking direction.
JP33431787A 1987-12-29 1987-12-29 Optical pickup Expired - Lifetime JPH073696B2 (en)

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JPH01179228A JPH01179228A (en) 1989-07-17
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