JPH1091242A - Displacement controller - Google Patents

Displacement controller

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JPH1091242A
JPH1091242A JP24386896A JP24386896A JPH1091242A JP H1091242 A JPH1091242 A JP H1091242A JP 24386896 A JP24386896 A JP 24386896A JP 24386896 A JP24386896 A JP 24386896A JP H1091242 A JPH1091242 A JP H1091242A
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JP
Japan
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displacement
error signal
frequency
error
drive
Prior art date
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Pending
Application number
JP24386896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tamane Takahara
原 珠 音 高
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH1091242A publication Critical patent/JPH1091242A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the need for higher accuracy of all related parts elements by driving with control a displacement-controlled object so as to be amplified and offset each other by plural error signal amplifier means where the displacement error signals have different amplification characteristics. SOLUTION: The displacement error of a displacement-controlled object 100 is detected by a displacement error detection means 101, and an error signal is generated. This error signal is sent to plural error signal amplifier means 102 which have different amplification characteristics and amplify each error signal. The amplification characteristics of the means 102 are set so as to secure the desired amplification characteristic through their mutual superimposition. Thus, plural drive control means 103 drive with control the object 100 so as to receive the amplification signals corresponding to the means 102 and to offset the displacement error signals with each other. In such a way, the amplification characteristic that is totally needed is distributed to plural means 102 and also the parts accuracy can be distributed to plural means 103. As a result, the high stability is secured at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は変位制御装置に係
り、特に光ディスクやマルチビーム複写機等における変
位制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement control device, and more particularly to a displacement control device for an optical disk, a multi-beam copying machine, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図19に位置決め制御系のブロック図の
一例を示す。センサ111によって変位被制御体の変位
誤差が検出され誤差信号が生成され、この誤差信号は制
御フィルター112によって位相進み等が調整されパワ
ーアンプ113によって信号増幅される。機構系114
はパワーアンプ113で増幅された増幅信号を受け変位
誤差を相殺するように変位制御体を駆動制御する。図2
0はパワーアンプ113の振幅増幅特性(a)と位相増
幅特性(b)を示し、図21は制御フィルタ112の振
幅増幅特性(a)と位相増幅特性(b)を示す。図20
に示すように、通常、2次共振周波数よりも適度に低い
周波数が制御帯域周波数として選ばれ、図21に示すよ
うに位相進み補償を用いて系の安定が図られ、図22に
示すようなオープンループ特性を有する位置決め制御系
が構築される。
2. Description of the Related Art FIG. 19 shows an example of a block diagram of a positioning control system. The displacement error of the displacement-controlled body is detected by the sensor 111 and an error signal is generated. The error signal is adjusted in phase advance and the like by the control filter 112, and the signal is amplified by the power amplifier 113. Mechanism 114
Receives the amplified signal amplified by the power amplifier 113 and drives and controls the displacement control body so as to cancel the displacement error. FIG.
0 shows the amplitude amplification characteristic (a) and the phase amplification characteristic (b) of the power amplifier 113, and FIG. 21 shows the amplitude amplification characteristic (a) and the phase amplification characteristic (b) of the control filter 112. FIG.
As shown in FIG. 21, usually, a frequency moderately lower than the secondary resonance frequency is selected as the control band frequency, and the system is stabilized using phase lead compensation as shown in FIG. A positioning control system having open loop characteristics is constructed.

【0003】位置決め制御系への変位外乱あるいは変位
誤差に対する抑圧率は、オープンループ特性のゲインに
依存する。従って、変位被制御体を所望の位置決め精度
で駆動制御するためには、周波数ごとに想定される変位
外乱と要求される位置決め精度の比を上回るゲインをそ
れぞれの周波数で持つように、オープンループ特性が設
計されている必要がある。例えば、10Hzにおいて2
0mm(p-p )の変位外乱が想定されされる一方、必要な
位置決め精度が10μm (p-p )であるとすると、20
00倍すなわち約66dB以上の高いゲインが10Hz
において必要ということになる。所望の周波数帯域にお
ける他の周波数においても高いゲインが要求されること
になる。
[0003] The suppression rate of displacement disturbance or displacement error to the positioning control system depends on the gain of the open loop characteristic. Therefore, in order to drive-control the object to be displaced with desired positioning accuracy, the open-loop characteristics must be set so that each frequency has a gain exceeding the ratio between the displacement disturbance assumed for each frequency and the required positioning accuracy. Must be designed. For example, at 10 Hz 2
If a displacement disturbance of 0 mm (pp) is assumed and the required positioning accuracy is 10 μm (pp), then 20
High gain of 00 times, that is, about 66 dB or more, at 10 Hz
It is necessary in. High gain is required at other frequencies in the desired frequency band.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような制御系で
は、図19のブロック図に示したパワーアンプ113等
の関係するすべての部品として、例えば2000倍の精
度を満足する部品要素を用いることが必要であることに
なる。このような高い精度あるいは高いゲインの部品要
素は価格が高いため、変位制御装置が高価になるという
問題があった。また、特にアナログ回路部ではノイズ除
去のために注意を払う必要もある。この場合、関係する
すべての部品要素を高い精度にして使用すると、例えば
ノイズを受けて発振現象が生じたりして、安定性の高い
変位制御装置を構築することが困難になるという問題が
あった。
In such a control system, it is necessary to use, for example, a component element that satisfies the accuracy of 2000 times as all the related components such as the power amplifier 113 shown in the block diagram of FIG. It will be necessary. Such a high precision or high gain component element has a problem in that the displacement control device is expensive because of its high price. In particular, it is necessary to pay attention to noise removal in the analog circuit section. In this case, when all the related component elements are used with high accuracy, there is a problem that, for example, an oscillation phenomenon occurs due to noise and it is difficult to construct a highly stable displacement control device. .

【0005】そこで本発明の目的は、上記従来技術の問
題を解消し、関係するすべての部品要素を高精度にする
必要がなく、低価で安定性の高い変位制御装置を提供す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a displacement controller which is inexpensive and has a high stability without the necessity of making all the related components highly accurate. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の変位制御装置は、変位被制御体の変位誤差
を検出し誤差信号を生成する変位誤差検出手段と、互い
に異なる増幅特性を有し前記誤差信号を増幅する複数の
誤差信号増幅手段と、前記複数の誤差信号増幅手段で生
成したそれぞれの増幅信号を受け前記変位誤差を相殺す
るように前記変位被制御体を駆動制御する複数の駆動制
御手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a displacement control device according to the present invention comprises a displacement error detecting means for detecting a displacement error of an object to be displaced and generating an error signal; A plurality of error signal amplifying means for amplifying the error signal, and driving and controlling the displacement controlled body so as to cancel the displacement error by receiving the respective amplified signals generated by the plurality of error signal amplifying means. And a plurality of drive control means.

【0007】好適には、前記複数の誤差信号増幅手段の
各々の増幅特性は、互いに重畳すると所望の増幅特性が
形成されるように設定されている。
[0007] Preferably, the amplification characteristics of each of the plurality of error signal amplifying means are set such that a desired amplification characteristic is formed when they are superimposed on each other.

【0008】また、前記複数の誤差信号増幅手段の一つ
は前記誤差信号の中の高周波数成分を増幅する高周波増
幅特性を有し、前記複数の誤差信号増幅手段の他の一つ
は前記誤差信号の中の低周波数成分を増幅する低周波増
幅特性を有する。
Further, one of the plurality of error signal amplifying units has a high frequency amplification characteristic for amplifying a high frequency component in the error signal, and the other one of the plurality of error signal amplifying units includes the error signal amplifying unit. It has low-frequency amplification characteristics for amplifying low-frequency components in a signal.

【0009】また、前記高周波増幅特性は前記複数の誤
差信号増幅手段の全体の周波数増幅特性から前記低周波
増幅特性を差し引いて形成される。
The high-frequency amplification characteristic is formed by subtracting the low-frequency amplification characteristic from the overall frequency amplification characteristic of the plurality of error signal amplifiers.

【0010】また、前記低周波増幅特性は前記複数の誤
差信号増幅手段の全体の周波数増幅特性から前記高周波
増幅特性を差し引いて形成される。
The low frequency amplification characteristic is formed by subtracting the high frequency amplification characteristic from the entire frequency amplification characteristic of the plurality of error signal amplifiers.

【0011】また、前記高周波増幅特性は前記低周波増
幅特性に対しあるいは前記低周波増幅特性は前記高周波
増幅特性に対し、2倍以上の大きさの最大増幅率の差を
有する。
Further, the high-frequency amplification characteristic has a maximum amplification factor difference that is at least twice as large as the low-frequency amplification characteristic, or the low-frequency amplification characteristic has a difference with respect to the high-frequency amplification characteristic.

【0012】また、前記変位誤差は、光ディスク装置に
おける光ビーム照射位置の変位誤差である。
Further, the displacement error is a displacement error of a light beam irradiation position in the optical disk device.

【0013】また、前記変位誤差は、マルチビーム複写
機における光ビーム照射位置の変位誤差である。
The displacement error is a displacement error of a light beam irradiation position in a multi-beam copying machine.

【0014】上述の発明において、互いに異なる増幅特
性を有し誤差信号を増幅する複数の誤差信号増幅手段を
備えているので、全体として必要とされる増幅特性を複
数の誤差信号増幅手段に分配することが可能になる。こ
の結果、各々の誤差信号増幅手段自体が全体として必要
とされる増幅特性を過負担に持ち合わせている必要がな
くなり、汎用性の高い部品要素を用いて安価に誤差信号
増幅手段を構成することが可能になる。また、各々の誤
差信号増幅手段の増幅特性を控えめに設定することが可
能になるので、ノイズ等による発振現象等を抑圧するこ
とができ、安定性の高い変位制御装置を構成することが
できる。
In the above-mentioned invention, since a plurality of error signal amplifying means having amplification characteristics different from each other and amplifying the error signal are provided, the required amplification characteristic as a whole is distributed to the plurality of error signal amplifying means. It becomes possible. As a result, it is not necessary for each error signal amplifying means itself to overload the amplification characteristics required as a whole, and it is possible to configure the error signal amplifying means at low cost using highly versatile component elements. Will be possible. Further, since the amplification characteristics of each error signal amplifying means can be set conservatively, it is possible to suppress an oscillation phenomenon or the like due to noise or the like, and it is possible to configure a highly stable displacement control device.

【0015】また、複数の誤差信号増幅手段に対応して
それぞれの増幅信号を受け変位誤差を相殺するように変
位被制御体を駆動制御する複数の駆動制御手段を備えて
いるので、駆動制御手段全体として必要とされる部品精
度を複数の駆動制御手段に分配することができる。この
結果、部品特性を単体で担わせた場合に比べて、安価に
また高い安定性で駆動制御手段全体を構成することがで
きる。
In addition, a plurality of drive control means are provided corresponding to the plurality of error signal amplifying means and drive-control the displacement-controlled body so as to cancel the displacement error by receiving the respective amplified signals. The component accuracy required as a whole can be distributed to a plurality of drive control means. As a result, the entire drive control means can be configured at low cost and with high stability as compared with the case where the component characteristics are borne alone.

【0016】複数の誤差信号増幅手段の各々の増幅特性
は、互いに重畳すると所望の増幅特性が形成されるよう
に設定されているので、複数の誤差信号増幅手段を用い
た場合でも、所望の増幅特性で誤差信号を増幅すること
ができる。
Since the amplification characteristics of each of the plurality of error signal amplifying means are set so that desired amplification characteristics are formed when they are superimposed on each other, even when a plurality of error signal amplifying means are used, a desired amplification characteristic is obtained. The error signal can be amplified by the characteristic.

【0017】複数の誤差信号増幅手段を高周波増幅特性
を有する誤差信号増幅手段と低周波増幅特性を有する誤
差信号増幅手段とで、簡易に構成することができる。
The plurality of error signal amplifying means can be simply constituted by the error signal amplifying means having the high frequency amplifying characteristic and the error signal amplifying means having the low frequency amplifying characteristic.

【0018】この高周波増幅特性は複数の誤差信号増幅
手段の全体の周波数増幅特性から前記低周波増幅特性を
差し引いて、簡易に形成することができる。また、低周
波増幅特性は複数の誤差信号増幅手段の全体の周波数増
幅特性から高周波増幅特性を差し引いて簡易に形成する
ことができる。
This high frequency amplification characteristic can be easily formed by subtracting the low frequency amplification characteristic from the entire frequency amplification characteristic of the plurality of error signal amplification means. Further, the low frequency amplification characteristic can be easily formed by subtracting the high frequency amplification characteristic from the entire frequency amplification characteristic of the plurality of error signal amplifiers.

【0019】また、高周波増幅特性と低周波増幅特性と
は、2倍以上の大きさの最大増幅率の差を有するように
することにより、有意にデジタル処理を行うことができ
る。
Further, by making the high-frequency amplification characteristic and the low-frequency amplification characteristic have a difference of the maximum amplification rate which is twice or more, digital processing can be performed significantly.

【0020】[0020]

【発明の好適な実施形態】以下に図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0021】まず、図1を参照して本発明による変位制
御装置の基本的な構成について説明する。図1におい
て、変位制御装置は、変位被制御体100の変位誤差を
検出し誤差信号を生成する変位誤差検出手段101と、
互いに異なる増幅特性を有し誤差信号を増幅する複数の
誤差信号増幅手段102と、複数の誤差信号増幅手段1
02で生成したそれぞれの増幅信号を受け変位誤差を相
殺するように変位被制御体を駆動制御する複数の駆動制
御手段103とを備えている。
First, a basic configuration of a displacement control device according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a displacement control device includes a displacement error detecting unit 101 that detects a displacement error of a displacement controlled body 100 and generates an error signal;
A plurality of error signal amplifiers 102 having different amplification characteristics and amplifying the error signal; and a plurality of error signal amplifiers 1
A plurality of drive control means 103 are provided to receive the respective amplified signals generated in step 02 and drive-control the displacement-controlled body so as to cancel the displacement error.

【0022】次に、本発明の変位制御装置の第1の実施
形態として、本発明の変位制御装置が光ディスク装置に
おけるトラッキング制御装置に適用される例について説
明する。
Next, as a first embodiment of the displacement control device of the present invention, an example in which the displacement control device of the present invention is applied to a tracking control device in an optical disk device will be described.

【0023】光ディスク装置におけるトラッキング制御
は、大きなダイナミックレンジで高精度に位置決めする
ことが必要とされる。
Tracking control in an optical disk device requires high-precision positioning in a large dynamic range.

【0024】図2は、本発明の駆動装置及び制御装置を
用いた光ディスク装置のトラッキング制御系を示すもの
である。光ディスク(光記録媒体)1の表面には、スパ
イラル状あるいは同心円状に記録トラック(溝)が形成
されており、この光ディスク1はスピンドルモータ2に
よって回転制御されている。光ディスク1に対する情報
の記録再生は光ディスク1の下部に設けられている光学
ヘッド3によって行われる。なお、光ディスク1は穴空
きによりピットを形成する記録膜が用いられているもの
であるが、相変化を利用している記録層や多相記録膜の
ものを用いてもよい。また、光磁気ディスクを用いても
よく、この場合、光学ヘッド等の構成もそれぞれ適当に
変更される。
FIG. 2 shows a tracking control system of an optical disk device using the driving device and the control device of the present invention. On the surface of an optical disc (optical recording medium) 1, recording tracks (grooves) are formed in a spiral or concentric manner, and the rotation of the optical disc 1 is controlled by a spindle motor 2. Recording and reproduction of information on the optical disk 1 are performed by an optical head 3 provided below the optical disk 1. Although the optical disc 1 uses a recording film that forms pits with holes, a recording layer utilizing a phase change or a multi-phase recording film may be used. Further, a magneto-optical disk may be used, and in this case, the configuration of the optical head and the like is appropriately changed.

【0025】光学ヘッド3には、対物レンズが図示しな
いワイヤあるいは板バネその他によって支持されてお
り、この対物レンズは、図示しないフォーカス駆動コイ
ルによってフォーカシング方向(レンズの光軸方向)に
移動される。また、光学ヘッド3全体は、リニアモータ
4によって、トラッキング方向(レンズの光軸と垂直で
トラックに直交する方向)に移動される。レーザ光は、
コリメータレンズ、ハーフプリズム、対物レンズなどか
らなる光学ヘッド3を介して光ディスク1上に照射さ
れ、この光ディスク1からの反射光が再び光学系3を介
して光検出器5に導かれる。光検出器5の出力は信号増
幅部6に送られて処理される。
An objective lens is supported on the optical head 3 by a wire, a leaf spring, or the like (not shown). The objective lens is moved in a focusing direction (an optical axis direction of the lens) by a focus drive coil (not shown). The entire optical head 3 is moved by a linear motor 4 in a tracking direction (a direction perpendicular to the optical axis of the lens and orthogonal to the track). Laser light is
The light is radiated onto the optical disk 1 via an optical head 3 including a collimator lens, a half prism, an objective lens, and the like, and the reflected light from the optical disk 1 is again guided to the photodetector 5 via the optical system 3. The output of the photodetector 5 is sent to the signal amplifier 6 for processing.

【0026】この処理の様子を図3を用いて説明する。
光検出器5は、4つの光検出セル5a,5b,5c,5
dによって構成されており、増幅器6a、…、6dおよ
び、加減算器6e〜6lにより信号増幅部6が構成され
ている。
The state of this processing will be described with reference to FIG.
The light detector 5 includes four light detection cells 5a, 5b, 5c, 5
d, and the amplifier 6a,..., 6d and the adder / subtractors 6e to 6l constitute the signal amplifier 6.

【0027】光検出器5の光検出セル5aの出力信号
は、増幅器6aを介して加算器6e、6gの一端に供給
され、光検出セル5bの出力信号は、増幅器6bを介し
て加算器6f、6hの一端に供給され、光検出セル5c
の出力信号は、増幅器6cを介して加算器6f、6gの
他端に供給され、光検出セル5dの出力信号は、増幅器
6dを介して加算器6e、6hの他端に供給される。ま
た、光検出器5の光検出セル5a,5b,5c、5dの
出力信号は、それぞれ増幅器6a、6b、6c、6dを
介して高速加算器6iに供給される。高速加算器6i
は、再生用信号を出力する。加算器6eの出力信号は差
動増幅器6jの反転入力端に供給され、非反転入力端に
は上記加算器6fの出力信号が供給される。これによ
り、差動増幅器6jは、上記加算器6e、6fの差に応
じてトラッキングエラー信号を、トラッキング制御回路
7に供給する。また、加算器6e、6fの出力信号は加
算器6kに供給される。これにより、加算器6kは和信
号を図示しないシーク制御部、図示しないフォーカシン
グ制御回路、およびトラッキング制御回路7に供給する
ようになっている。加算器6gの出力信号は差動増幅器
6lの反転入力端に供給され、非反転入力端には加算器
6hの出力信号が供給される。これにより、差動増幅器
6lは、加算器6g、6hの差に応じてフォーカス点に
関する信号を図示しないフォーカシング制御回路に供給
するようになっている。このフォーカシング制御回路の
出力信号は、図示しないフォーカス駆動コイルに供給さ
れ、レーザ光が光ディスク1上で常時ジャストフォーカ
スとなるように制御される。これをフォーカス制御とい
う。また、トラッキング制御回路7は、トラッキングエ
ラー信号と和信号からトラッキング制御信号を作成する
ものである。トラッキング制御信号に応じてリニアモー
タ4に電流を供給し、トラッキング動作を行って、レー
ザ光がトラック上に照射されるように制御する。これを
トラッキング制御または位置制御という。これについて
は後に詳しく述べる。
The output signal of the photodetector cell 5a of the photodetector 5 is supplied to one end of adders 6e and 6g via the amplifier 6a, and the output signal of the photodetector cell 5b is supplied to the adder 6f via the amplifier 6b. , 6h and supplied to one end of the light detection cell 5c.
Is supplied to the other ends of the adders 6f and 6g via the amplifier 6c, and the output signal of the photodetection cell 5d is supplied to the other ends of the adders 6e and 6h via the amplifier 6d. The output signals of the light detection cells 5a, 5b, 5c, 5d of the light detector 5 are supplied to the high-speed adder 6i via the amplifiers 6a, 6b, 6c, 6d, respectively. High-speed adder 6i
Outputs a signal for reproduction. The output signal of the adder 6e is supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier 6j, and the output signal of the adder 6f is supplied to the non-inverting input terminal. Thus, the differential amplifier 6j supplies a tracking error signal to the tracking control circuit 7 according to the difference between the adders 6e and 6f. The output signals of the adders 6e and 6f are supplied to the adder 6k. Thus, the adder 6k supplies the sum signal to a seek control unit (not shown), a focusing control circuit (not shown), and a tracking control circuit 7. The output signal of the adder 6g is supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier 61, and the output signal of the adder 6h is supplied to the non-inverting input terminal. Thus, the differential amplifier 61 supplies a signal relating to the focus point to a focusing control circuit (not shown) according to the difference between the adders 6g and 6h. The output signal of the focusing control circuit is supplied to a focus drive coil (not shown), and the laser light is controlled so as to be always just focused on the optical disc 1. This is called focus control. The tracking control circuit 7 generates a tracking control signal from the tracking error signal and the sum signal. A current is supplied to the linear motor 4 in accordance with the tracking control signal, and a tracking operation is performed to control the laser beam to be irradiated on the track. This is called tracking control or position control. This will be described in detail later.

【0028】上記のように、フォーカシングおよびトラ
ッキング制御を行った状態での光検出器5の各光検出セ
ル5a、〜5dの出力の総和つまり高速加算器6iから
の出力信号(再生用信号)は、トラック上に形成された
ビット(記録情報)からの反射率の変化が反映されてい
る。この信号は、図示しない信号処理回路に供給され、
記録情報、アドレス情報(トラック番号、セクタ番号
等)が再生される。
As described above, the sum of the outputs of the photodetector cells 5a to 5d of the photodetector 5 in the state where the focusing and tracking control is performed, that is, the output signal (reproduction signal) from the high-speed adder 6i is The change in the reflectance from the bits (recording information) formed on the track is reflected. This signal is supplied to a signal processing circuit (not shown),
The recorded information and address information (track number, sector number, etc.) are reproduced.

【0029】信号処理回路で再生された再生情報はコン
トローラ8を通って外部のパーソナルコンピューター9
などに送られる。また、コントローラ8は記録するべき
情報を外部のパーソナルコンピューターなどから受け取
り、光ディスクに記録する。
The reproduction information reproduced by the signal processing circuit passes through a controller 8 and is connected to an external personal computer 9.
Etc. The controller 8 receives information to be recorded from an external personal computer or the like, and records the information on an optical disk.

【0030】次に、トラッキング動作について詳しく述
べる。
Next, the tracking operation will be described in detail.

【0031】まず、光ディスク装置のトラッキング制御
系に要求される仕様について説明する。
First, the specifications required for the tracking control system of the optical disk device will be described.

【0032】光ディスク装置では、数10Hzの周波数
で着脱自在のディスクを回転させるため、回転周波数で
の偏心成分が変位外乱として最も大きなものとなる。こ
の外乱変位成分を数1000分の1まで抑えることがト
ラッキング制御系に要求される。この場合、数10Hz
以下の低周波域では一定振幅の外乱変位を想定すること
になる。また、回転周波数よりも高い周波数に関して
は、ディスクの機械的仕様から通常一定加速度の正弦波
的に時間変化する外乱変位があるものとされており、こ
の場合、図4に示すグラフにおいて傾きが負の直線で表
される。
In the optical disk device, since the removable disk is rotated at a frequency of several tens of Hz, the eccentric component at the rotation frequency becomes the largest as a displacement disturbance. It is required for the tracking control system to suppress the disturbance displacement component to several thousandths. In this case, several tens of Hz
In the following low frequency range, a disturbance displacement having a constant amplitude is assumed. At frequencies higher than the rotation frequency, the mechanical specifications of the disk indicate that there is a disturbance displacement that changes with time in a sinusoidal manner at a normal acceleration. In this case, the slope in the graph shown in FIG. Is represented by a straight line.

【0033】このような外乱特性を図4に示す。図4に
おいて、横軸に外乱変位の周波数(対数)を、縦軸に外
乱変位の振幅(対数)をとり、両者の関係によって外乱
変位の特性が示されている。
FIG. 4 shows such a disturbance characteristic. In FIG. 4, the frequency (logarithm) of the disturbance displacement is plotted on the horizontal axis, and the amplitude (logarithm) of the disturbance displacement is plotted on the vertical axis, and the characteristic of the disturbance displacement is shown by the relationship between the two.

【0034】SDディスク(120mm径)を例にとって
具体的な数字を示すと、偏心量は100μm 、偏心周波
数の最大値は約22Hzである。これを±0.02μm
の精度でトラッキング制御することが求められる。0.
02μm をゼロdBとして対数軸に示すと、偏心量10
0μm は74dB(5000倍)となる。
Taking concrete figures using an SD disk (120 mm diameter) as an example, the amount of eccentricity is 100 μm, and the maximum value of the eccentric frequency is about 22 Hz. This is ± 0.02 μm
It is required to perform tracking control with the accuracy of (1). 0.
When the logarithmic axis is represented by 02 μm as zero dB, the eccentricity is 10
0 μm is 74 dB (5000 times).

【0035】図4では、一定加速度を有する外乱変位
は、−40dB/decの傾きを持つ直線部分で表され
ている。偏心周波数の最大値における加速度がそのまま
高い周波数まで存在するものとすると、図4におけるよ
うに22Hzの周波数位置から高周波位置に向かって−
40dB/decの直線となる。このようにして描いた
カーブを外乱カーブと呼ぶことにする。
In FIG. 4, a disturbance displacement having a constant acceleration is represented by a straight line having a slope of -40 dB / dec. Assuming that the acceleration at the maximum value of the eccentric frequency exists as it is up to the high frequency, as shown in FIG.
It becomes a straight line of 40 dB / dec. The curve drawn in this manner is called a disturbance curve.

【0036】制御系としては、すべての周波数において
この外乱カーブより大きなゲインを持ったものを設計す
る必要がある。これにより、外乱を必要なトラッキング
精度(±0.02μm )まで抑えることが可能になるの
である。このような制御系は、ゲインに関しても(74
dB以上)周波数に関しても(約4KHz)非常に高い
ダイナミックレンジが必要である。
It is necessary to design a control system having a gain larger than the disturbance curve at all frequencies. As a result, disturbance can be suppressed to the required tracking accuracy (± 0.02 μm). Such a control system also has a gain (74
A very high dynamic range is also required for the frequency (about 4 KHz).

【0037】本発明の実施形態では、このような高いダ
イナミックレンジを複数の誤差信号増幅手段102と複
数の駆動制御手段103によって可能にするのであり、
以下に詳細に説明する。
In the embodiment of the present invention, such a high dynamic range is made possible by a plurality of error signal amplifying means 102 and a plurality of drive control means 103.
This will be described in detail below.

【0038】図5は、本実施形態の変位制御装置の機構
系を簡易モデルで示す図である。コイルA21、コイル
B22は、駆動感度(印加電圧に対する駆動力)の異な
る2つの駆動制御手段23、24を構成するコイルであ
る。これらの駆動制御手段23、24は例えば電磁方式
のアクチュエータである。駆動感度の異なる駆動制御手
段23、24は、コイルA21、コイルB22の巻き数
やコイル抵抗値、磁場の強さ等を変えることによって得
られる。ここでは駆動制御手段23、24を電磁方式の
アクチュエータとしたが、静電方式等の他の方式のアク
チュエータの駆動感度を変えて使用してもよく、異なる
方式のアクチュエータを組み合わせて用いても構わな
い。いずれにしても、一つの被変位制御体としての光学
ヘッド3が駆動感度(印加電圧に対する駆動力)の異な
る2個の駆動制御手段23、24で駆動制御されるよう
に構成されている。
FIG. 5 is a diagram showing a mechanism system of the displacement control device according to the present embodiment in a simplified model. The coil A21 and the coil B22 are coils constituting two drive control units 23 and 24 having different drive sensitivities (drive force with respect to an applied voltage). These drive control means 23 and 24 are, for example, electromagnetic actuators. The drive control units 23 and 24 having different drive sensitivities can be obtained by changing the number of turns of the coils A21 and B22, the coil resistance, the strength of the magnetic field, and the like. Although the drive control means 23 and 24 are electromagnetic actuators here, the drive sensitivity of actuators of other types such as an electrostatic type may be changed and used, or actuators of different types may be used in combination. Absent. In any case, the optical head 3 as one displacement-controlled body is configured to be drive-controlled by two drive control units 23 and 24 having different drive sensitivities (driving force with respect to applied voltage).

【0039】図6は、駆動制御手段23、24を合成し
て得られる機構系の周波数特性の一例を示す。
FIG. 6 shows an example of the frequency characteristic of the mechanical system obtained by combining the drive control means 23 and 24.

【0040】次に、本実施形態における制御図を図7に
示す。ここでは、複数の誤差信号増幅手段102として
高周波数通過フィルタ28、アンプ29、低周波数通過
フィルタ31、アンプ30とが設けられている。また、
複数の駆動制御手段103として駆動制御手段23と駆
動制御手段24とが設けられている。また、変位誤差検
出手段101としてセンサ26が設けられている。
Next, FIG. 7 shows a control diagram in this embodiment. Here, a high frequency pass filter 28, an amplifier 29, a low frequency pass filter 31, and an amplifier 30 are provided as a plurality of error signal amplifying means 102. Also,
The drive control means 23 and the drive control means 24 are provided as the plurality of drive control means 103. Further, a sensor 26 is provided as the displacement error detecting means 101.

【0041】図7において、光学ヘッド3のトラッキン
グ方向のトラッキングエラー信号はセンサ26で検出さ
れ減算器26aで基準信号と比較され、トラッキングエ
ラー信号をもとにこの信号がゼロになるように2つのコ
イルA21、コイルB22に電流を流すようにする。ト
ラッキングエラー信号はまず位相補償フィルタ27に入
る。この理由は、制御帯域付近(オープンループゲイン
が0dBになる周波数)で機構系の位相が約−180度
になっているので、位相補償フィルタ27によって系の
安定化を図る必要があるからである。
In FIG. 7, a tracking error signal in the tracking direction of the optical head 3 is detected by a sensor 26, compared with a reference signal by a subtracter 26a, and two signals are set based on the tracking error signal so that the signal becomes zero. A current is caused to flow through the coils A21 and B22. The tracking error signal first enters the phase compensation filter 27. The reason is that the phase of the mechanical system is about -180 degrees near the control band (the frequency at which the open loop gain becomes 0 dB), so that it is necessary to stabilize the system by the phase compensation filter 27. .

【0042】次にエラー信号は高周波数通過フィルタ2
8に入り、高い周波数成分が通過し、パワーアンプ29
を経てコイルA23を介して駆動感度の低い駆動制御手
段23を通電する。
Next, the error signal is transmitted to the high-frequency pass filter 2.
8, the high frequency component passes, and the power amplifier 29
Then, the drive control means 23 having low drive sensitivity is energized via the coil A23.

【0043】ここで、高周波数通過フィルタ28の一例
としては、図8に示すような周波数特性を有するものが
挙げられる。図8(a)における2つの折れ点周波数
は、例えば、低い方を機構系の主共振周波数とし、高い
方の折れ点周波数を駆動感度の低い駆動制御手段23と
駆動感度の高い駆動制御手段24の主担当周波数の切り
替え周波数とするとよい。
Here, as an example of the high frequency pass filter 28, there is a filter having a frequency characteristic as shown in FIG. 8A, the lower one is set as the main resonance frequency of the mechanical system, and the higher one is used as the drive control means 23 with low drive sensitivity and the drive control means 24 with high drive sensitivity. The switching frequency of the main assigned frequency may be used.

【0044】低周波数通過フィルタ31は、位相補償フ
ィルタ27の出力から高周波数通過フィルタ28の出力
を減算器で減算することによって形成される。なお、低
周波数通過フィルタとしては、位相補償フィルタ27の
出力から低周波数成分のみを通過させるものであっても
よい。低周波数通過フィルタ31を通過した信号はパワ
ーアンプ30を経てコイルB22を介して駆動感度の高
い駆動制御手段24を通電させる。
The low-pass filter 31 is formed by subtracting the output of the high-pass filter 28 from the output of the phase compensation filter 27 with a subtractor. It should be noted that the low frequency pass filter may be one that passes only low frequency components from the output of the phase compensation filter 27. The signal that has passed through the low-frequency pass filter 31 is passed through the power amplifier 30 and through the coil B22 to drive the drive control unit 24 with high drive sensitivity.

【0045】2つの系統の制御フィルタ28、31のゲ
インは、コイル21、22の駆動感度に応じて、すなわ
ち印加電圧に対する駆動力に応じて適当に設定される。
例えば、高い駆動感度の駆動制御手段24と低い駆動感
度の駆動制御手段23の感度の比がa:bであるなら
ば、制御フィルタ31と制御フィルタ28のゲインの比
はb:aと設定される。
The gains of the two control filters 28 and 31 are appropriately set in accordance with the drive sensitivity of the coils 21 and 22, that is, in accordance with the drive force with respect to the applied voltage.
For example, if the ratio of the sensitivity of the drive control unit 24 of high drive sensitivity to the drive control unit 23 of low drive sensitivity is a: b, the ratio of the gain of the control filter 31 to the control filter 28 is set to b: a. You.

【0046】このように設定することにより、相殺され
るべき外乱変位成分のうち、振幅が大きく周波数の低い
成分を駆動感度の高い駆動制御手段24に担当させ、逆
に振幅が小さい成分を駆動感度の低い駆動制御手段23
に担当させることができる。
By setting as described above, of the disturbance displacement components to be canceled out, components having a large amplitude and a low frequency are assigned to the drive control means 24 having a high drive sensitivity, while components having a small amplitude are used for the drive sensitivity. Low drive control means 23
Can be assigned to.

【0047】駆動制御手段23、24の出力信号35、
36は加算器37で重畳されリニアモータ4等のアクチ
ュエータ40に送られる。
The output signals 35 of the drive control means 23 and 24,
36 is superimposed by an adder 37 and sent to an actuator 40 such as the linear motor 4.

【0048】図9に駆動制御手段23、24と加算器3
7のボード線図に示す。図9において、駆動制御手段2
3の出力口35における振幅と位相の周波数特性を35
a,35bで示し、駆動制御手段24の出力口36にお
ける振幅と位相の周波数特を36a,36bで示し、加
算器37の出力口38における振幅と位相の周波数特を
38a,38bで示す。図9からわかるように、感度の
高い駆動制御装置24が低い周波数成分を担当し感度の
低い駆動制御手段23が高い周波数成分を主に担当して
いる。また、低い周波数ではゲインが大きくなっている
が、低い駆動感度の駆動制御手段23がゲンイの1/3
0程度をもっており、分解能の高い駆動を可能にしてい
ることがわかる。
FIG. 9 shows drive control means 23 and 24 and adder 3.
7 is shown in the Bode diagram. In FIG. 9, the drive control means 2
The frequency characteristic of the amplitude and phase at the output port 35
The amplitude and phase frequency characteristics at the output port 36 of the drive control means 24 are denoted by 36a and 36b, and the amplitude and phase frequency characteristics at the output port 38 of the adder 37 are denoted by 38a and 38b. As can be seen from FIG. 9, the drive control device 24 with high sensitivity is in charge of low frequency components, and the drive control unit 23 with low sensitivity is mainly in charge of high frequency components. Further, although the gain is large at a low frequency, the drive control means 23 having a low drive sensitivity has a gain of 1/3 of the gain.
It can be seen that it has about 0, and enables driving with high resolution.

【0049】この結果、それぞれのパワーアンプ29、
30の精度が低くても、2つの駆動制御手段23、24
を協調動作させることで、全体としては高い精度の駆動
を行うことが可能になる。
As a result, each power amplifier 29,
30, the two drive control means 23, 24
, It is possible to perform high-precision driving as a whole.

【0050】次に図10に、図7に示した構成の変形例
であって、制御用フィルタにDSP等のデジタル演算素
子を用いた場合を示す。図10において、減算器26a
と位相補償フィルタ27の間にA/D変換器42が設け
られ、高周波フィルタ28と低周波フィルタ31の後に
DSP等のD/Aコンバータ29、30が設けられてい
る。
Next, FIG. 10 shows a modification of the configuration shown in FIG. 7, in which a digital arithmetic element such as a DSP is used as a control filter. In FIG. 10, the subtractor 26a
An A / D converter 42 is provided between the high frequency filter 28 and the low frequency filter 31, and D / A converters 29 and 30 such as a DSP are provided after the high frequency filter 28 and the low frequency filter 31.

【0051】本変形例においても、2つの駆動制御手段
23、24で同時にアクチュエータ40を駆動すること
により、D/Aコンバータ29、30によるDSP演算
後のD/A変換器のbit数が少ない場合であっても、
あたかもより高いbit数のA/D変換器を用いたとき
と同じような精度の良い駆動を行うことができる。な
お、ここではサンプリングによる位相遅れの影響は無視
できるものとする。
Also in this modified example, by driving the actuator 40 simultaneously by the two drive control means 23 and 24, the number of bits of the D / A converter after the DSP calculation by the D / A converters 29 and 30 is small. Even
Driving can be performed with the same high accuracy as when an A / D converter having a higher number of bits is used. Here, it is assumed that the influence of the phase delay due to sampling can be ignored.

【0052】図10に示す制御系を用いた場合のシミュ
レーション結果を図13(a)に示す。比較のために、
同じビット数のD/A変換器(どちらも8bitとす
る)を用いて同じ被駆動体を一つの駆動制御手段45で
アクチュエータ40を駆動する場合の制御系を用いた場
合の結果を図11に示す。シミュレーション結果を図1
3(b)に示す。
FIG. 13A shows a simulation result when the control system shown in FIG. 10 is used. For comparison,
FIG. 11 shows the results when a control system is used in which the same driven member is driven by one drive control means 45 using a D / A converter having the same bit number (both are 8 bits) and the actuator 40 is driven. Show. Figure 1 shows the simulation results
This is shown in FIG.

【0053】図12に図10に示す制御系のデジタル制
御を用いた場合のオープンループのボード線図を示す。
図12に示されるオープンループのボード線図における
振幅と位相の周波数特性は、見かけ上は各々図9に示す
38a,38bと変わらない。
FIG. 12 is a Bode diagram of an open loop when digital control of the control system shown in FIG. 10 is used.
The frequency characteristics of amplitude and phase in the Bode diagram of the open loop shown in FIG. 12 are apparently the same as 38a and 38b shown in FIG.

【0054】図13(a),(b)は、10Hzのサイ
ン波状の外乱50に対する特性を示す。図13(a)に
は、外乱50を相殺するために駆動制御手段23、24
から出力されるドライブ信号A,Bの波形と、アクチュ
エータ40の出力信号である追従誤差55が示されてい
る。図13(b)には駆動制御手段45から出力される
ドライブ信号45aと、アクチュエータ40の出力信号
である追従誤差56が示されている。
FIGS. 13A and 13B show characteristics with respect to a 10 Hz sinusoidal disturbance 50. FIG. 13A shows drive control means 23 and 24 for canceling disturbance 50.
5 shows the waveforms of the drive signals A and B output from the controller 40 and the tracking error 55 which is the output signal of the actuator 40. FIG. 13B shows a drive signal 45 a output from the drive control unit 45 and a tracking error 56 which is an output signal of the actuator 40.

【0055】図13(a)と図13(b)を比較してわ
かるように、図13(a)に示す本発明の手法による場
合は、2つの駆動制御手段23、24が協調動作するこ
とにより、精度のよい追従誤差55が得られ、これに対
して図13(b)に示す従来の手法による場合は、D/
A変換器43のbit数が不足しているため追従しきれ
ず精度の低い追従誤差56しか得られないことが認めら
れる。
As can be seen by comparing FIGS. 13 (a) and 13 (b), in the case of the method of the present invention shown in FIG. 13 (a), the two drive control means 23 and 24 operate cooperatively. As a result, an accurate following error 55 is obtained. On the other hand, in the case of the conventional method shown in FIG.
Since the number of bits of the A converter 43 is insufficient, it cannot be followed, and it can be recognized that only the tracking error 56 with low accuracy can be obtained.

【0056】以上説明したように、本発明の実施形態に
よれば、複数の誤差信号増幅手段102として高周波数
通過フィルタ28、アンプ29、低周波数通過フィルタ
31、アンプ30とを設け、複数の駆動制御手段103
として駆動制御手段23と駆動制御手段24とを設けた
ので、全体として必要とされる増幅特性を複数の誤差信
号増幅手段に分配することが可能になる。この結果、高
周波数通過フィルタ28、アンプ29、低周波数通過フ
ィルタ31、アンプ30自体が、全体として必要とされ
る増幅特性を過負担に持ち合わせている必要がなくな
り、汎用性に高い部品要素を用いて安価に変位制御装置
を構成することが可能になる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the high frequency pass filter 28, the amplifier 29, the low frequency pass filter 31, and the amplifier 30 are provided as the plurality of error signal amplifying means 102, Control means 103
Since the drive control means 23 and the drive control means 24 are provided, it becomes possible to distribute the amplification characteristics required as a whole to a plurality of error signal amplification means. As a result, the high frequency pass filter 28, the amplifier 29, the low frequency pass filter 31, and the amplifier 30 do not need to overload the required amplification characteristics as a whole, and use component elements having high versatility. Thus, the displacement control device can be configured at low cost.

【0057】また、各々の高周波数通過フィルタ28、
アンプ29、低周波数通過フィルタ31、アンプ30の
増幅特性を控えめに設定することが可能になるので、ノ
イズ等による発振現象等を抑圧することができ、安定性
の高い変位制御装置を構成することができる。
Further, each high frequency pass filter 28,
Since the amplification characteristics of the amplifier 29, the low-frequency pass filter 31, and the amplifier 30 can be set conservatively, it is possible to suppress an oscillation phenomenon due to noise or the like, and to configure a highly stable displacement control device. Can be.

【0058】また、複数の誤差信号増幅手段に対応して
それぞれの増幅信号を受け変位誤差を相殺するように変
位被制御体を駆動制御する複数の駆動制御手段23、2
4を設けたので、駆動制御手段全体として必要とされる
部品精度を複数の駆動制御手段23、24に分配するこ
とができる。この結果、部品特性を単体で担わせた場合
に比べて、安価にまた高い安定性で変位制御装置を構成
することができる。
Also, a plurality of drive control means 23, 2 which receive the respective amplified signals corresponding to the plurality of error signal amplifying means and drive control the displacement controlled body so as to cancel the displacement error.
Since the number 4 is provided, it is possible to distribute the component accuracy required for the entire drive control means to the plurality of drive control means 23 and 24. As a result, the displacement control device can be configured at low cost and with high stability as compared with a case where the component characteristics are borne alone.

【0059】次に、本発明の変位制御装置の第2の実施
形態として、マルチビーム複写機における光ビーム位置
制御に適用される例について説明する。
Next, as a second embodiment of the displacement control device of the present invention, an example applied to light beam position control in a multi-beam copying machine will be described.

【0060】図14は、2本あるいはそれ以上の数のレ
ーザビームを用いてポリゴンミラー70の一面で複数の
走査線を描くいわゆるマルチビーム複写機の簡単な構成
図である。マルチビーム複写機は、レーザ光を発生する
複数のレーザ発光源71、72と、複数のレーザ発光源
71、72から発生する複数のレーザ光を記録媒体73
上に第1の走査方向に走査するための第1の偏向要素7
6と、第1の走査方向と略直交する第2の走査方向にレ
ーザ光を走査するための第2の偏向要素77と、複数の
レーザ光の記録媒体73上の位置間隔を測定するセンサ
79とを備え、複数のレーザ光の記録媒体73上の位置
間隔が所定間隔になるようにセンサ79の出力信号に基
づいて第2の偏向要素77または第1の偏向要素76が
制御される。
FIG. 14 is a simplified configuration diagram of a so-called multi-beam copying machine in which a plurality of scanning lines are drawn on one surface of a polygon mirror 70 using two or more laser beams. The multi-beam copier includes a plurality of laser light sources 71 and 72 for generating laser light, and a plurality of laser lights generated from the plurality of laser light sources 71 and 72 to a recording medium 73.
First deflecting element 7 for scanning over in a first scanning direction
6, a second deflecting element 77 for scanning the laser beam in a second scanning direction substantially orthogonal to the first scanning direction, and a sensor 79 for measuring the interval between the positions of the plurality of laser beams on the recording medium 73. The second deflecting element 77 or the first deflecting element 76 is controlled based on the output signal of the sensor 79 so that the positions of the plurality of laser beams on the recording medium 73 are at predetermined intervals.

【0061】複数のレーザ光の記録媒体73上の位置間
隔は、行間隔等を均一にするために一定である必要があ
る。この位置間隔の変化成分としては、常時存在する時
間変化の短い微小変化成分の他に装置全体の熱的環境の
変化等に起因して時間的に緩やかに変化する振幅の大き
い変化成分があり、従って、位置間隔成分は高周波の微
小振幅成分と低周波の大振幅成分とを有する。
The intervals between the positions of the plurality of laser beams on the recording medium 73 need to be constant in order to make the line intervals uniform. As the change component of the position interval, there is a change component having a large amplitude that changes gradually with time due to a change in the thermal environment of the entire device, in addition to a minute change component that is always present and has a short time change, Therefore, the position interval component has a high frequency minute amplitude component and a low frequency large amplitude component.

【0062】マルチビーム複写機における光学系では、
経時変化や熱膨張などの影響で取り付け位置、角度が微
妙に変化する。このため、二つの光源71、72からの
レーザビームは感光ドラム面73で位置ずれを起こす。
このビームのピッチずれを補正するためにレンズ75等
を動かしてビームの結像位置を変化させて位置合わせを
行う。
In the optical system of the multi-beam copying machine,
The mounting position and angle slightly change due to the effects of aging and thermal expansion. For this reason, the laser beams from the two light sources 71 and 72 are displaced on the photosensitive drum surface 73.
In order to correct the beam pitch shift, the lens 75 and the like are moved to change the image forming position of the beam, thereby performing alignment.

【0063】なお、マルチビーム複写機については、例
えば特公平6−94215の公報に記載されている。
The multi-beam copying machine is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-94215.

【0064】光学系の移動により結像面に生じる位置ず
れは1mm程度であり、これに対して位置決め制御に求め
られる精度は1ミクロン程度と1000倍以上のゲイン
が必要である。したがってレンズ74、75を動かす駆
動部76、77は広い範囲を高い精度で動かす必要があ
り、駆動回路は高い分解能を持った高価な素子を使うこ
とが従来では必要だったのである。
The displacement caused on the image plane by the movement of the optical system is about 1 mm. On the other hand, the precision required for the positioning control is about 1 micron, which requires a gain of 1000 times or more. Therefore, the driving units 76 and 77 for moving the lenses 74 and 75 need to move a wide range with high accuracy, and it has conventionally been necessary to use expensive elements with high resolution for the driving circuit.

【0065】図15は、本実施形態の変位制御装置の機
構系を簡易モデルで示す図である。レンズ74、75を
動かすための各々の駆動部76、77はレンズ1つにつ
き駆動感度の異なる2つの駆動制御手段83、84で構
成されている。
FIG. 15 is a diagram showing, in a simplified model, the mechanism system of the displacement control device of the present embodiment. Each of the drive units 76 and 77 for moving the lenses 74 and 75 is constituted by two drive control units 83 and 84 having different drive sensitivities for each lens.

【0066】制御系は図7あるいは図10に示す場合と
ほぼ同様に構成される。レンズ駆動系の周波数特性の一
例を図16に示す。この例では、一次共振周波数は制御
帯域より高いところにある。このような特性に対して、
制御用フィルタは一次の積分特性を付加するものとす
る。機構系特性にフィルタを加えた特性を図17に示
す。制御帯域では位相は−90deg.遅れているため
位相補償はしていない。制御用フィルタの後には高周波
数通過フィルタがあり、高い周波数成分が通過し、パワ
ーアンプを通って駆動感度の低い駆動制御手段のコイル
に通電する。
The control system has substantially the same configuration as that shown in FIG. 7 or FIG. FIG. 16 shows an example of the frequency characteristic of the lens driving system. In this example, the primary resonance frequency is higher than the control band. For such characteristics,
The control filter adds a first-order integration characteristic. FIG. 17 shows characteristics obtained by adding a filter to the mechanical system characteristics. In the control band, the phase is -90 deg. No phase compensation was performed because of the delay. After the control filter, there is a high frequency pass filter, through which high frequency components pass and which passes through the power amplifier to energize the coil of the drive control means with low drive sensitivity.

【0067】高周波数通過フィルタの例としては、図1
8に示すような特性のものが挙げられる。高周波数通過
フィルタの出力信号はパワーアンプで増幅され駆動感度
の高い駆動制御手段のコイルを介してアクチュエータを
駆動する。一方、低周波数通過フィルタとしては、制御
用フィルタの出力から高周波数通過フィルタの出力をひ
いたものを出力するように形成され、その出力信号はパ
ワーアンプを通り、駆動感度の高い駆動制御手段のコイ
ルを介してアクチュエータを駆動する。
FIG. 1 shows an example of a high frequency pass filter.
8 having the characteristics shown in FIG. The output signal of the high frequency pass filter is amplified by the power amplifier and drives the actuator via the coil of the drive control means having high drive sensitivity. On the other hand, the low-frequency pass filter is formed so as to output a value obtained by subtracting the output of the high-frequency pass filter from the output of the control filter, and the output signal passes through the power amplifier and is provided by the drive control means having high drive sensitivity. The actuator is driven via the coil.

【0068】高周波数フィルタと低周波数フィルタのゲ
インは、駆動制御手段83、84の駆動感度に応じて適
当に設定される。例えば、高い駆動感度の駆動制御手段
と低い駆動感度の駆動制御手段の感度の比がa:bであ
ったなら、フィルタのゲインの比はb:aとするなどで
ある。以上のようにすると、駆動すべき信号成分のう
ち、振幅が大きく周波数の低いものを駆動感度の高い駆
動制御手段が担当し、逆に振幅が小さいものを駆動感度
の低い駆動制御手段が担当することになる。
The gains of the high frequency filter and the low frequency filter are appropriately set according to the drive sensitivity of the drive control means 83, 84. For example, if the ratio of the sensitivity of the drive control unit of high drive sensitivity to the drive control unit of low drive sensitivity is a: b, the ratio of the gain of the filter is b: a. In the above manner, among the signal components to be driven, those having a large amplitude and a low frequency are handled by the drive control unit having a high drive sensitivity, and those having a small amplitude are handled by the drive control unit having a low drive sensitivity. Will be.

【0069】なお、本実施例ではレンズを動かしてビー
ム位置調整を行っている例を示したが、光路内においた
平行平板の角度を変えたり、反射ミラーの角度を変えた
りして位置調整を行う場合にも、本発明を同様に適用す
ることができる。
In this embodiment, the beam position is adjusted by moving the lens. However, the position is adjusted by changing the angle of the parallel plate in the optical path or the angle of the reflection mirror. The present invention can be similarly applied to such a case.

【0070】また、制御用の駆動装置の機械特性は、制
御帯域より1次共振周波数が高くなる構成について説明
したが、光ディスクの位置決め制御系の例のように1次
共振周波数が制御帯域より高いものでもよい。この場
合、光ディスク装置の場合と同様(周波数は異なるが)
のフィルタ等を用いて精度良い位置決め制御系を構成す
ることができる。
The mechanical characteristics of the control drive device have been described with respect to the configuration in which the primary resonance frequency is higher than the control band. However, the primary resonance frequency is higher than the control band as in the example of the optical disk positioning control system. It may be something. In this case, similar to the case of the optical disk device (although the frequency is different)
An accurate positioning control system can be configured by using the above filters and the like.

【0071】本実施形態の構成によれば、第1の実施形
態の例と同様に、回路の分解能が十分でない素子を用い
ても精度良く位置決めすることが可能になる。
According to the configuration of the present embodiment, as in the example of the first embodiment, accurate positioning can be performed even if an element having a circuit with insufficient resolution is used.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、互いに異なる増幅特性を有する複数の誤差信号増
幅手段を設けたので、全体として必要とされる増幅特性
を複数の誤差信号増幅手段に分配することが可能にな
る。この結果、各々の誤差信号増幅手段自体が全体とし
て必要とされる増幅特性を過負担に持ち合わせている必
要がなくなり、汎用性の高い部品要素を用いて安価に誤
差信号増幅手段を構成することが可能になる。また、各
々の誤差信号増幅手段の増幅特性を控えめに設定するこ
とが可能になるので、ノイズ等による発振現象等を抑圧
することができ、安定性の高い変位制御装置を構成する
ことができる。また、複数の誤差信号増幅手段に対応し
て複数の駆動制御手段を設けたので、駆動制御手段全体
として必要とされる部品精度を複数の駆動制御手段に分
配することができ、部品特性を単体で担わせた場合に比
べて、安価で高安定性の変位制御装置を供給することが
できる。
As described above, according to the structure of the present invention, since a plurality of error signal amplifying means having different amplification characteristics are provided, the required amplification characteristics as a whole can be reduced by a plurality of error signal amplifying means. It becomes possible to distribute to the means. As a result, it is not necessary for each error signal amplifying means itself to overload the amplification characteristics required as a whole, and it is possible to configure the error signal amplifying means at low cost using highly versatile component elements. Will be possible. Further, since the amplification characteristics of each error signal amplifying means can be set conservatively, it is possible to suppress an oscillation phenomenon or the like due to noise or the like, and it is possible to configure a highly stable displacement control device. Also, since a plurality of drive control means are provided corresponding to the plurality of error signal amplifying means, the component accuracy required as a whole of the drive control means can be distributed to the plurality of drive control means, and the component characteristics can be reduced to a single unit. Thus, a displacement control device which is inexpensive and has high stability can be provided as compared with the case where the control device is used.

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

【図1】本発明による変位制御装置の概略構成を示すブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a displacement control device according to the present invention.

【図2】本発明を適用するた光ディスク装置のトラッキ
ング制御系を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a tracking control system of the optical disk device to which the present invention is applied.

【図3】光ディスク装置の制御信号生成部を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a control signal generation unit of the optical disk device.

【図4】光ディスク装置の外乱成分の周波数特性を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of a disturbance component of the optical disk device.

【図5】本発明の駆動装置を簡易モデルで示した図。FIG. 5 is a diagram showing a driving device of the present invention in a simplified model.

【図6】光ディスク装置に用いる機構系の振幅(a)と
位相(b)の周波数特性の一例を示す図。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics of amplitude (a) and phase (b) of a mechanical system used in the optical disc device.

【図7】本発明の制御系の一例を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing an example of a control system according to the present invention.

【図8】本発明の制御系に用いる高周波数通過フィルタ
の振幅(a)と位相(b)の周波数特性の一例を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of frequency characteristics of the amplitude (a) and the phase (b) of the high frequency pass filter used in the control system of the present invention.

【図9】本発明の制御系の周波数特性の一例を示す図で
あり、複数の駆動制御手段の各々の出力の周波数特性と
それらを重畳したものの周波数特性を示す。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic of a control system according to the present invention, illustrating a frequency characteristic of each output of a plurality of drive control means and a frequency characteristic of a superposition of the frequency characteristics.

【図10】本発明の制御系で制御素子としてデジタル演
算素子を用いた場合のブロック図。
FIG. 10 is a block diagram when a digital operation element is used as a control element in the control system of the present invention.

【図11】駆動部が一つである従来の制御系の制御ブロ
ック図。
FIG. 11 is a control block diagram of a conventional control system having one drive unit.

【図12】制御系のデジタル制御を用いた実施例の周波
数特性を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing frequency characteristics of an embodiment using digital control of a control system.

【図13】制御系のデジタル制御を用いた実施例の外乱
応答シミュレーション結果(a)を、図11に示す制御
系を用いた場合の外乱応答シミュレーション結果(b)
と比較して示す図。
13 shows a disturbance response simulation result (a) of the embodiment using digital control of the control system, and a disturbance response simulation result (b) of using the control system shown in FIG. 11;
FIG.

【図14】マルチビーム複写機の概略構成を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam copying machine.

【図15】マルチビーム複写機に本発明の変位制御装置
を適用した実施例を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing an embodiment in which the displacement control device of the present invention is applied to a multi-beam copying machine.

【図16】マルチビーム複写機の駆動装置の周波数特性
の一例を示す図。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics of a driving device of a multi-beam copying machine.

【図17】マルチビーム複写機の制御系の周波数特性の
一例を示す図。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic of a control system of the multi-beam copying machine.

【図18】マルチビーム複写機の制御に用いる高周波数
フィルタの一例を示す図。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a high-frequency filter used for controlling a multi-beam copying machine.

【図19】従来の位置決め制御系を示すブロック図。FIG. 19 is a block diagram showing a conventional positioning control system.

【図20】従来の位置決め制御系に用いられる機構の周
波数特性の一例を示す図。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a frequency characteristic of a mechanism used in a conventional positioning control system.

【図21】従来の位置決め制御系に用いられる位置進み
回路の一例を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing an example of a position advance circuit used in a conventional positioning control system.

【図22】従来の位置決め制御系の周波数特性の一例を
示す図。
FIG. 22 is a diagram showing an example of a frequency characteristic of a conventional positioning control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 光学ヘッド(変位被制御体) 23 駆動制御手段 24 駆動制御手段 26 センサ(変位誤差検出手段) 27 位相補償フィルタ 28 高周波数フィルタ 29 パワーアンプ 30 パワーアンプ 31 低周波数フィルタ 40 アクチュエータ 74、75 変位被制御体 100 変位被制御体 101 変位誤差検出手段 102 誤差信号増幅手段 103 駆動制御手段103 3 Optical Head (Displacement Controlled Object) 23 Drive Control Means 24 Drive Control Means 26 Sensor (Displacement Error Detection Means) 27 Phase Compensation Filter 28 High Frequency Filter 29 Power Amplifier 30 Power Amplifier 31 Low Frequency Filter 40 Actuator 74, 75 Control body 100 Displacement controlled body 101 Displacement error detecting means 102 Error signal amplifying means 103 Drive control means 103

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】変位被制御体の変位誤差を検出し誤差信号
を生成する変位誤差検出手段と、互いに異なる増幅特性
を有し前記誤差信号を増幅する複数の誤差信号増幅手段
と、前記複数の誤差信号増幅手段で生成したそれぞれの
増幅信号を受け前記変位誤差を相殺するように前記変位
被制御体を駆動制御する複数の駆動制御手段とを備えた
ことを特徴とする変位制御装置。
1. A displacement error detecting means for detecting a displacement error of a displacement controlled object and generating an error signal; a plurality of error signal amplifying means having amplification characteristics different from each other and amplifying the error signal; A displacement control device, comprising: a plurality of drive control means for receiving the respective amplified signals generated by the error signal amplifying means and controlling the drive of the displacement controlled body so as to cancel the displacement error.
【請求項2】前記複数の誤差信号増幅手段の各々の増幅
特性は、互いに重畳すると所望の増幅特性が形成される
ように設定されていることを特徴とする請求項1に記載
の変制御手段。
2. The variable control means according to claim 1, wherein the amplification characteristics of each of said plurality of error signal amplification means are set such that a desired amplification characteristic is formed when they are superimposed on each other. .
【請求項3】前記複数の誤差信号増幅手段の一つは前記
誤差信号の中の高周波数成分を増幅する高周波増幅特性
を有し、前記複数の誤差信号増幅手段の他の一つは前記
誤差信号の中の低周波数成分を増幅する低周波増幅特性
を有することを特徴とする請求項1に記載の変位制御装
置。
3. One of the plurality of error signal amplifying means has a high frequency amplification characteristic for amplifying a high frequency component in the error signal. The displacement control device according to claim 1, wherein the displacement control device has a low-frequency amplification characteristic for amplifying a low-frequency component in the signal.
【請求項4】前記高周波増幅特性は前記複数の誤差信号
増幅手段の全体の周波数増幅特性から前記低周波増幅特
性を差し引いて形成されることを特徴とする請求項3に
記載の変位制御装置。
4. The displacement control device according to claim 3, wherein said high-frequency amplification characteristic is formed by subtracting said low-frequency amplification characteristic from the entire frequency amplification characteristic of said plurality of error signal amplifying means.
【請求項5】前記低周波増幅特性は前記複数の誤差信号
増幅手段の全体の周波数増幅特性から前記高周波増幅特
性を差し引いて形成されることを特徴とする請求項3に
記載の変位制御装置。
5. The displacement control device according to claim 3, wherein said low frequency amplification characteristic is formed by subtracting said high frequency amplification characteristic from the entire frequency amplification characteristic of said plurality of error signal amplification means.
【請求項6】前記高周波増幅特性は前記低周波増幅特性
に対しあるいは前記低周波増幅特性は前記高周波増幅特
性に対し、2倍以上の大きさの最大増幅率の差を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の変位制御装置。
6. The high-frequency amplification characteristic has a maximum amplification factor difference of at least twice as large as the low-frequency amplification characteristic or the low-frequency amplification characteristic has a difference with respect to the high-frequency amplification characteristic. The displacement control device according to claim 3.
【請求項7】前記変位誤差は、光ディスク装置における
光ビーム照射位置の変位誤差であることを特徴とする請
求項3に記載の変位制御装置。
7. The displacement control device according to claim 3, wherein the displacement error is a displacement error of a light beam irradiation position in the optical disc device.
【請求項8】前記変位誤差は、マルチビーム複写機にお
ける光ビーム照射位置の変位誤差であることを特徴とす
る請求項3に記載の変位制御装置。
8. The displacement control device according to claim 3, wherein the displacement error is a displacement error of a light beam irradiation position in a multi-beam copying machine.
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