JPH11316960A - 光ディスク装置 - Google Patents
光ディスク装置Info
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- JPH11316960A JPH11316960A JP12571098A JP12571098A JPH11316960A JP H11316960 A JPH11316960 A JP H11316960A JP 12571098 A JP12571098 A JP 12571098A JP 12571098 A JP12571098 A JP 12571098A JP H11316960 A JPH11316960 A JP H11316960A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 必要な制御精度及び安定性を満たす制御系を
構成でき、低コスト、省スペースで高速シークが可能な
光ディスク装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 トラッキングサーボ系の位相補償回路と
して、フィルタ特性変動の少ないディジタルフィルタで
構成された位相遅れ回路、位相進み回路、位相進み遅れ
回路を配設し、低周波数域でのゲイン特性を確保すると
共に、高域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお
且つアクチュエータの高次共振によるピークを低減して
ゲイン余裕を確保することにより、必要制御精度及び安
定性を共に満たすトラッキング方向の一段サーボ系が実
現できる。
構成でき、低コスト、省スペースで高速シークが可能な
光ディスク装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 トラッキングサーボ系の位相補償回路と
して、フィルタ特性変動の少ないディジタルフィルタで
構成された位相遅れ回路、位相進み回路、位相進み遅れ
回路を配設し、低周波数域でのゲイン特性を確保すると
共に、高域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお
且つアクチュエータの高次共振によるピークを低減して
ゲイン余裕を確保することにより、必要制御精度及び安
定性を共に満たすトラッキング方向の一段サーボ系が実
現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等に
接続し、光を使ってデータの記録・再生を行う光ディス
ク装置に関するものである。
接続し、光を使ってデータの記録・再生を行う光ディス
ク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスク装置はマルチメディア
の基幹商品として重要な役割を果たしており、特にＣＤ
−ＲＯＭドライブ装置はパソコン関連周辺機器として不
可欠なものとなっている。さらに、次世代の光ディスク
装置として、ＣＤ−ＲＯＭに対し記憶容量を大幅に増大
させたＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置等も開発されてい
る。
の基幹商品として重要な役割を果たしており、特にＣＤ
−ＲＯＭドライブ装置はパソコン関連周辺機器として不
可欠なものとなっている。さらに、次世代の光ディスク
装置として、ＣＤ−ＲＯＭに対し記憶容量を大幅に増大
させたＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置等も開発されてい
る。
【０００３】こうした従来の光ディスク装置の一例を図
５〜図９に示す。図５は従来の光ディスク装置の構成
図、図６は図５のサーボ制御器のトラックフィルタの構
成図、図７は図６のトラックフィルタ周波数特性図、図
８は図６のトラッキングサーボ系のオープンループゲイ
ン特性図である。
５〜図９に示す。図５は従来の光ディスク装置の構成
図、図６は図５のサーボ制御器のトラックフィルタの構
成図、図７は図６のトラックフィルタ周波数特性図、図
８は図６のトラッキングサーボ系のオープンループゲイ
ン特性図である。
【０００４】図５において、従来の光ディスク装置は、
情報信号が記録されているディスク１０１を搭載し回転
するスピンドルモータ１０２と、ディスク１０１の記録
面にレーザ光を集光させるための対物レンズやこれをデ
ィスク１０１の面に垂直な方向（以下フォーカス方向と
称す）あるいは半径方向（以下トラッキング方向と称
す）に動かすフォーカスアクチュエータ並びにトラック
アクチュエータ、及び半導体レーザを始めとする各種プ
リズム・信号検出用ディテクタ等が一体に構成されてい
る光ピックアップ１０３と、この光ピックアップ１０３
で対応できない範囲のトラッキング及びトラック間を大
きく移動する際（アクセス動作）に使われるスレッドモ
ータ１１３と、光ピックアップ１０３の出力からアナロ
グＲＦ信号やサーボ信号を生成するＲＦ信号検出器１０
５と、アナログＲＦ信号からディジタルＲＦ信号（デー
タ信号）を生成するＲＦ信号スライサ１０６と、このＲ
Ｆ信号スライサ１０６の出力に対して同期をかけるため
のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路
１０７と、このＰＬＬ回路１０７の出力を使ってＲＦス
ライサ出力のデータを復調する復調器１０８と、サーボ
信号に基づいてサーボ制御を行うサーボ制御器１１４
と、このサーボ制御器１１４の出力に基づいてフォーカ
スアクチュエータ及びトラックアクチュエータを駆動す
るアクチュエータ駆動器１１０と、サーボ制御器１１４
の出力に基づいてスレッドモータ１１３を駆動するスレ
ッドモータ駆動器１１１と、サーボ制御器１１４の出力
に基づいてスピンドルモータ１０２を駆動するスピンド
ルモータ駆動器１１２とを備える構成である。
情報信号が記録されているディスク１０１を搭載し回転
するスピンドルモータ１０２と、ディスク１０１の記録
面にレーザ光を集光させるための対物レンズやこれをデ
ィスク１０１の面に垂直な方向（以下フォーカス方向と
称す）あるいは半径方向（以下トラッキング方向と称
す）に動かすフォーカスアクチュエータ並びにトラック
アクチュエータ、及び半導体レーザを始めとする各種プ
リズム・信号検出用ディテクタ等が一体に構成されてい
る光ピックアップ１０３と、この光ピックアップ１０３
で対応できない範囲のトラッキング及びトラック間を大
きく移動する際（アクセス動作）に使われるスレッドモ
ータ１１３と、光ピックアップ１０３の出力からアナロ
グＲＦ信号やサーボ信号を生成するＲＦ信号検出器１０
５と、アナログＲＦ信号からディジタルＲＦ信号（デー
タ信号）を生成するＲＦ信号スライサ１０６と、このＲ
Ｆ信号スライサ１０６の出力に対して同期をかけるため
のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路
１０７と、このＰＬＬ回路１０７の出力を使ってＲＦス
ライサ出力のデータを復調する復調器１０８と、サーボ
信号に基づいてサーボ制御を行うサーボ制御器１１４
と、このサーボ制御器１１４の出力に基づいてフォーカ
スアクチュエータ及びトラックアクチュエータを駆動す
るアクチュエータ駆動器１１０と、サーボ制御器１１４
の出力に基づいてスレッドモータ１１３を駆動するスレ
ッドモータ駆動器１１１と、サーボ制御器１１４の出力
に基づいてスピンドルモータ１０２を駆動するスピンド
ルモータ駆動器１１２とを備える構成である。
【０００５】図６において、従来の光ディスク装置にお
けるサーボ制御器のトラッキングサーボ系の位相補償回
路（トラックフィルタ）は、遅延素子、加算器及び乗算
器で構成されるディジタルフィルタであり、乗算器Ｋ１
１、Ｋ１２、Ｋ２１を含むブロックが周波数ｆ１〜ｆ２
（図７参照）間でサーボ制御系の低域偏差を補償する位
相遅れ回路を構成し、また、乗算器Ｋ３１、Ｋ３２、Ｋ
４１を含むブロックが周波数ｆ３〜ｆ４（図７参照）間
で安定性を補償する位相進み回路を構成している。ここ
で、Ｚ-1は単位遅延素子である。位相遅れ回路、位相進
み回路によって図７に示す周波数特性を生成している。
けるサーボ制御器のトラッキングサーボ系の位相補償回
路（トラックフィルタ）は、遅延素子、加算器及び乗算
器で構成されるディジタルフィルタであり、乗算器Ｋ１
１、Ｋ１２、Ｋ２１を含むブロックが周波数ｆ１〜ｆ２
（図７参照）間でサーボ制御系の低域偏差を補償する位
相遅れ回路を構成し、また、乗算器Ｋ３１、Ｋ３２、Ｋ
４１を含むブロックが周波数ｆ３〜ｆ４（図７参照）間
で安定性を補償する位相進み回路を構成している。ここ
で、Ｚ-1は単位遅延素子である。位相遅れ回路、位相進
み回路によって図７に示す周波数特性を生成している。
【０００６】なお、従来のトラックアクチュエータ及び
スレッドモータ１１３を用いる二段サーボ方式では、ス
レッドモータ１１３の制御も行うために、位相補償回路
としてはトラックフィルタの他にトラックフィルタ出力
の低域成分を取り出すスレッドサーボフィルタが必要で
ある。さらに、パワー回路としてもトラック系とスレッ
ド系の二つが必要であり、スペース・回路規模・消費電
力ともに二重に必要となる。
スレッドモータ１１３を用いる二段サーボ方式では、ス
レッドモータ１１３の制御も行うために、位相補償回路
としてはトラックフィルタの他にトラックフィルタ出力
の低域成分を取り出すスレッドサーボフィルタが必要で
ある。さらに、パワー回路としてもトラック系とスレッ
ド系の二つが必要であり、スペース・回路規模・消費電
力ともに二重に必要となる。
【０００７】次に、トラッキングサーボ制御系のオープ
ンループゲイン周波数特性について図８に基づいて説明
する。
ンループゲイン周波数特性について図８に基づいて説明
する。
【０００８】二段サーボ方式用トラックアクチュエータ
は、一般的に四本ワイヤやばね形軸摺動等のばね支持系
で構成されているので、トラックアクチュエータの機械
周波数特性は、図８に示すように、ｆ０に一次共振を有
する二次系の機械周波数特性となる。また、トラッキン
グサーボ系の最小必要ゲイン特性は、ディスクの偏心仕
様及び偏心加速度仕様と必要制御偏差から算出される
が、必要ゲインのうちスレッドサーボ系でカバーされる
分のゲインを差引いたものとなる。よって、偏心大のデ
ィスクに対応させるために低域からディスクの回転周波
数ｆｒまでをスレッドサーボ系でカバーさせるように設
計する場合、トラッキングサーボ系の最小必要ゲイン特
性は、ＡＣ仕様がそのままの必要ゲインＧａｃで、ＤＣ
仕様がスレッドサーボ制御系でのカバー分を差し引いた
ゲインＧｄｃ−αとしてそれぞれ設定される。
は、一般的に四本ワイヤやばね形軸摺動等のばね支持系
で構成されているので、トラックアクチュエータの機械
周波数特性は、図８に示すように、ｆ０に一次共振を有
する二次系の機械周波数特性となる。また、トラッキン
グサーボ系の最小必要ゲイン特性は、ディスクの偏心仕
様及び偏心加速度仕様と必要制御偏差から算出される
が、必要ゲインのうちスレッドサーボ系でカバーされる
分のゲインを差引いたものとなる。よって、偏心大のデ
ィスクに対応させるために低域からディスクの回転周波
数ｆｒまでをスレッドサーボ系でカバーさせるように設
計する場合、トラッキングサーボ系の最小必要ゲイン特
性は、ＡＣ仕様がそのままの必要ゲインＧａｃで、ＤＣ
仕様がスレッドサーボ制御系でのカバー分を差し引いた
ゲインＧｄｃ−αとしてそれぞれ設定される。
【０００９】このため、トラッキングサーボ制御系のオ
ープンループゲイン周波数特性は、図８に示すように、
トラックフィルタで各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を
適切に設定されて、最小必要ゲイン特性を満足し、且つ
制御系としての安定性（少なくともゲイン交点周波数で
の位相余裕３０°以上）を確保したものとなる。
ープンループゲイン周波数特性は、図８に示すように、
トラックフィルタで各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を
適切に設定されて、最小必要ゲイン特性を満足し、且つ
制御系としての安定性（少なくともゲイン交点周波数で
の位相余裕３０°以上）を確保したものとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ディスク装置
は上記した構成を有することにより、ノートパソコン内
蔵型のような省スペース設計のドライブ装置を想定した
場合、二段サーボ方式の光ピックアップにおいては、支
持系に所定のスペースを要するため機構部分のさらなる
省スペース化が困難であることや、のようにトラッキン
グ方向の制御系としてトラック系／スレッド系の二系統
で位相補償回路や増幅器が必要であり、回路的にも省ス
ペース・低コスト・低消費電力化が困難であること、ま
た、高速読出しに対応して高速シークを実現しようとし
ても、支持系の振動のためにシーク速度に制限が生じ、
読出し速度が上げられないこと等の問題があり、二段サ
ーボ方式の適用は困難であった。
は上記した構成を有することにより、ノートパソコン内
蔵型のような省スペース設計のドライブ装置を想定した
場合、二段サーボ方式の光ピックアップにおいては、支
持系に所定のスペースを要するため機構部分のさらなる
省スペース化が困難であることや、のようにトラッキン
グ方向の制御系としてトラック系／スレッド系の二系統
で位相補償回路や増幅器が必要であり、回路的にも省ス
ペース・低コスト・低消費電力化が困難であること、ま
た、高速読出しに対応して高速シークを実現しようとし
ても、支持系の振動のためにシーク速度に制限が生じ、
読出し速度が上げられないこと等の問題があり、二段サ
ーボ方式の適用は困難であった。
【００１１】以上の問題を回避する方法として、トラッ
キング方向のアクチュエータをリニアモータにより一段
化する一段サーボ方式が特開昭６３−２２４０３７号公
報等に開示されている。図９は、従来の他のオープンル
ープゲイン特性図であって、一段サーボ方式のトラック
アクチュエータの機械周波数特性及び一段サーボ方式ト
ラッキングサーボ制御系の最小必要ゲイン特性と合わせ
て示す。
キング方向のアクチュエータをリニアモータにより一段
化する一段サーボ方式が特開昭６３−２２４０３７号公
報等に開示されている。図９は、従来の他のオープンル
ープゲイン特性図であって、一段サーボ方式のトラック
アクチュエータの機械周波数特性及び一段サーボ方式ト
ラッキングサーボ制御系の最小必要ゲイン特性と合わせ
て示す。
【００１２】一段サーボ方式用トラックアクチュエータ
は、一つで粗／密シークを兼ねるためにリニアモータを
使用する構成が使われ、図９に示すように、基本的に−
４０ｄＢ／ｄｅｃで示される加速度系の機械周波数特性
となる。この構成では、二次共振周波数を高くするのが
難しいため、二段サーボ方式の場合に比べかなり低い周
波数ｆ５にピーキーな特性の二次共振が表れる。
は、一つで粗／密シークを兼ねるためにリニアモータを
使用する構成が使われ、図９に示すように、基本的に−
４０ｄＢ／ｄｅｃで示される加速度系の機械周波数特性
となる。この構成では、二次共振周波数を高くするのが
難しいため、二段サーボ方式の場合に比べかなり低い周
波数ｆ５にピーキーな特性の二次共振が表れる。
【００１３】この一段サーボ方式では、ディスク偏心仕
様及び偏心加速度仕様に対し、一段で必要制御偏差を満
足するサーボ制御系を構成する必要があり、オープンル
ープゲイン特性は最小必要ゲイン特性Ｇｄｃ、Ｇａｃの
各線を包絡する特性を得ることが求められる。しかし、
従来と同じ構成のトラックフィルタを用いた場合、最小
必要ゲイン特性を満足するようにゲインを設定すると、
アクチュエータの二次共振点でのゲインが０ｄＢより大
きくなってゲイン余裕（位相が−１８０°となる周波数
における０ｄＢまでのゲイン）が確保できず、サーボ系
が不安定となってしまう。逆に、二次共振点でのゲイン
余裕を確保しようとすると、最小必要ゲイン特性のＤＣ
仕様を満足できず、再生上Ｓ／Ｎ比の劣化を招く制御偏
差が生じてしまう。このように、従来構成のトラックフ
ィルタを用いた一段サーボ方式では、必要制御精度と安
定性とを完全に両立させた制御系とするのが難しく、実
用性に乏しいという問題があった。
様及び偏心加速度仕様に対し、一段で必要制御偏差を満
足するサーボ制御系を構成する必要があり、オープンル
ープゲイン特性は最小必要ゲイン特性Ｇｄｃ、Ｇａｃの
各線を包絡する特性を得ることが求められる。しかし、
従来と同じ構成のトラックフィルタを用いた場合、最小
必要ゲイン特性を満足するようにゲインを設定すると、
アクチュエータの二次共振点でのゲインが０ｄＢより大
きくなってゲイン余裕（位相が−１８０°となる周波数
における０ｄＢまでのゲイン）が確保できず、サーボ系
が不安定となってしまう。逆に、二次共振点でのゲイン
余裕を確保しようとすると、最小必要ゲイン特性のＤＣ
仕様を満足できず、再生上Ｓ／Ｎ比の劣化を招く制御偏
差が生じてしまう。このように、従来構成のトラックフ
ィルタを用いた一段サーボ方式では、必要制御精度と安
定性とを完全に両立させた制御系とするのが難しく、実
用性に乏しいという問題があった。
【００１４】このような問題に対し、従来、トラックフ
ィルタにアナログ素子であるノッチフィルタを加え、こ
のノッチフィルタでアクチュエータの二次共振の振幅ピ
ークを減衰させてゲイン特性を改善する手段も提案され
ていたが、二次共振のピーク特性が急峻であったり、温
度等の環境変動によりフィルタ特性が変動した場合、目
標とする制御性能が得られなくなったりするなど、これ
にも実用性に問題があった。
ィルタにアナログ素子であるノッチフィルタを加え、こ
のノッチフィルタでアクチュエータの二次共振の振幅ピ
ークを減衰させてゲイン特性を改善する手段も提案され
ていたが、二次共振のピーク特性が急峻であったり、温
度等の環境変動によりフィルタ特性が変動した場合、目
標とする制御性能が得られなくなったりするなど、これ
にも実用性に問題があった。
【００１５】さらに、摺動性に優れた特殊な部材を使用
し、組付けの精度を高めることで機械的な周波数特性を
改善し、仕様を満足して実用に耐え得る制御系とした例
も従来存在するが、機構部分の製造コストが大幅に上昇
してしまうという問題を有していた。
し、組付けの精度を高めることで機械的な周波数特性を
改善し、仕様を満足して実用に耐え得る制御系とした例
も従来存在するが、機構部分の製造コストが大幅に上昇
してしまうという問題を有していた。
【００１６】本発明は上記した従来の問題点を解決する
もので、比較的低い周波数帯域に高次共振点のあるアク
チュエータを用いた一段サーボ方式でも必要な制御精度
及び安定性を満たす制御系を構成でき、低コスト、省ス
ペースで高速シークが可能な光ディスク装置を提供する
ことを目的とする。
もので、比較的低い周波数帯域に高次共振点のあるアク
チュエータを用いた一段サーボ方式でも必要な制御精度
及び安定性を満たす制御系を構成でき、低コスト、省ス
ペースで高速シークが可能な光ディスク装置を提供する
ことを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ディスク装置は、少なくとも、光ディスク
に光ビームを照射し且つ光ビームの反射光を検出する光
ピックアップと、当該光ピックアップを光ディスクの情
報トラックを横断する方向に移動させるアクチュエータ
と、光ピックアップの出力から生成されるサーボ信号に
基づいて光ピックアップをトラックに追従させる制御を
行うサーボ制御手段と、当該サーボ制御手段の出力に基
づいてアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手
段とを備える光ディスク装置であって、サーボ制御手段
におけるトラッキングサーボ系のオープンループゲイン
特性を与える位相補償回路が、第１の周波数から第２の
周波数の間でトラッキングサーボ系の最小必要ゲイン特
性を包絡するゲイン特性を与えるよう位相遅れ補償を行
う一次のディジタルフィルタからなる位相遅れ回路と、
第３の周波数から第４の周波数の間でトラッキングサー
ボ系の最小必要ゲイン特性を包絡し且つできるだけ高い
ゲイン交点周波数を与えるよう位相進み補償を行う二次
のディジタルフィルタからなる位相進み回路と、アクチ
ュエータの二次以上の高次共振点を含んだ一又は複数の
所定周波数帯域で高次共振点の振幅ピークを減衰させる
少なくとも二次以上の高次ディジタルフィルタからなる
一又は複数の位相進み遅れ回路とを有してなるものであ
る。
に本発明の光ディスク装置は、少なくとも、光ディスク
に光ビームを照射し且つ光ビームの反射光を検出する光
ピックアップと、当該光ピックアップを光ディスクの情
報トラックを横断する方向に移動させるアクチュエータ
と、光ピックアップの出力から生成されるサーボ信号に
基づいて光ピックアップをトラックに追従させる制御を
行うサーボ制御手段と、当該サーボ制御手段の出力に基
づいてアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手
段とを備える光ディスク装置であって、サーボ制御手段
におけるトラッキングサーボ系のオープンループゲイン
特性を与える位相補償回路が、第１の周波数から第２の
周波数の間でトラッキングサーボ系の最小必要ゲイン特
性を包絡するゲイン特性を与えるよう位相遅れ補償を行
う一次のディジタルフィルタからなる位相遅れ回路と、
第３の周波数から第４の周波数の間でトラッキングサー
ボ系の最小必要ゲイン特性を包絡し且つできるだけ高い
ゲイン交点周波数を与えるよう位相進み補償を行う二次
のディジタルフィルタからなる位相進み回路と、アクチ
ュエータの二次以上の高次共振点を含んだ一又は複数の
所定周波数帯域で高次共振点の振幅ピークを減衰させる
少なくとも二次以上の高次ディジタルフィルタからなる
一又は複数の位相進み遅れ回路とを有してなるものであ
る。
【００１８】これにより、ディジタルフィルタで構成さ
れた位相遅れ回路、位相進み回路、及び位相進み遅れ回
路で、低周波数域でのゲイン特性を確保すると共に、高
域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお且つアク
チュエータの高次共振によるピークを低減してゲイン余
裕を確保することとなり、比較的低い周波数に高次共振
特性を有するアクチュエータを使用したトラッキング方
向の一段サーボ方式において必要制御精度及び安定性を
満たせ、低コスト且つ省スペースで高速シークを可能と
することができる。
れた位相遅れ回路、位相進み回路、及び位相進み遅れ回
路で、低周波数域でのゲイン特性を確保すると共に、高
域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお且つアク
チュエータの高次共振によるピークを低減してゲイン余
裕を確保することとなり、比較的低い周波数に高次共振
特性を有するアクチュエータを使用したトラッキング方
向の一段サーボ方式において必要制御精度及び安定性を
満たせ、低コスト且つ省スペースで高速シークを可能と
することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、少なくとも、光ディスクに光ビームを照射し且つ光
ビームの反射光を検出する光ピックアップと、当該光ピ
ックアップを光ディスクの情報トラックを横断する方向
に移動させるアクチュエータと、光ピックアップの出力
から生成されるサーボ信号に基づいて光ピックアップを
トラックに追従させる制御を行うサーボ制御手段と、当
該サーボ制御手段の出力に基づいてアクチュエータを駆
動するアクチュエータ駆動手段とを備える光ディスク装
置であって、サーボ制御手段におけるトラッキングサー
ボ系のオープンループゲイン特性を与える位相補償回路
が、第１の周波数から第２の周波数の間でトラッキング
サーボ系の最小必要ゲイン特性を包絡するゲイン特性を
与えるよう位相遅れ補償を行う一次のディジタルフィル
タからなる位相遅れ回路と、第３の周波数から第４の周
波数の間でトラッキングサーボ系の最小必要ゲイン特性
を包絡し且つできるだけ高いゲイン交点周波数を与える
よう位相進み補償を行う二次のディジタルフィルタから
なる位相進み回路と、アクチュエータの二次以上の高次
共振点を含んだ一又は複数の所定周波数帯域で高次共振
点の振幅ピークを減衰させる少なくとも二次以上の高次
ディジタルフィルタからなる一又は複数の位相進み遅れ
回路とを有してなることを特徴とする光ディスク装置で
あり、トラッキングサーボ系の位相補償回路として、フ
ィルタ特性変動の少ないディジタルフィルタで構成され
た位相遅れ回路、位相進み回路、及び位相進み遅れ回路
を配設し、低周波数域でのゲイン特性を確保すると共
に、高域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお且
つアクチュエータの高次共振によるピークを低減してゲ
イン余裕を確保することにより、比較的低い周波数に高
次共振特性を有するアクチュエータを使用したトラッキ
ング方向の一段サーボ方式において必要制御精度及び安
定性を満たし、低コスト、省スペースで高速シークを可
能にするという作用を有する。
は、少なくとも、光ディスクに光ビームを照射し且つ光
ビームの反射光を検出する光ピックアップと、当該光ピ
ックアップを光ディスクの情報トラックを横断する方向
に移動させるアクチュエータと、光ピックアップの出力
から生成されるサーボ信号に基づいて光ピックアップを
トラックに追従させる制御を行うサーボ制御手段と、当
該サーボ制御手段の出力に基づいてアクチュエータを駆
動するアクチュエータ駆動手段とを備える光ディスク装
置であって、サーボ制御手段におけるトラッキングサー
ボ系のオープンループゲイン特性を与える位相補償回路
が、第１の周波数から第２の周波数の間でトラッキング
サーボ系の最小必要ゲイン特性を包絡するゲイン特性を
与えるよう位相遅れ補償を行う一次のディジタルフィル
タからなる位相遅れ回路と、第３の周波数から第４の周
波数の間でトラッキングサーボ系の最小必要ゲイン特性
を包絡し且つできるだけ高いゲイン交点周波数を与える
よう位相進み補償を行う二次のディジタルフィルタから
なる位相進み回路と、アクチュエータの二次以上の高次
共振点を含んだ一又は複数の所定周波数帯域で高次共振
点の振幅ピークを減衰させる少なくとも二次以上の高次
ディジタルフィルタからなる一又は複数の位相進み遅れ
回路とを有してなることを特徴とする光ディスク装置で
あり、トラッキングサーボ系の位相補償回路として、フ
ィルタ特性変動の少ないディジタルフィルタで構成され
た位相遅れ回路、位相進み回路、及び位相進み遅れ回路
を配設し、低周波数域でのゲイン特性を確保すると共
に、高域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお且
つアクチュエータの高次共振によるピークを低減してゲ
イン余裕を確保することにより、比較的低い周波数に高
次共振特性を有するアクチュエータを使用したトラッキ
ング方向の一段サーボ方式において必要制御精度及び安
定性を満たし、低コスト、省スペースで高速シークを可
能にするという作用を有する。
【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１の光デ
ィスク装置において、位相補償回路が、ディスク回転に
よるトラック振れのある低周波数帯域でのオープンルー
プゲインを６０ｄＢ以上とし、また、位相余裕を３０°
以上且つゲイン余裕を１０ｄＢ以上とするようゲイン特
性を与えることを特徴とする光ディスク装置であり、低
周波数域でのゲイン特性や高周波数域での位相余裕、さ
らにゲイン余裕を所定値以上に十分確保することによ
り、比較的低い周波数に高次共振特性を有するアクチュ
エータを使用したトラッキング方向の一段サーボ方式に
おいて十分な余裕をもって必要制御精度及び安定性を満
たし、制御系内各要素のばらつきによるゲイン変動に対
しても発振等を生じさせないという作用を有する。
ィスク装置において、位相補償回路が、ディスク回転に
よるトラック振れのある低周波数帯域でのオープンルー
プゲインを６０ｄＢ以上とし、また、位相余裕を３０°
以上且つゲイン余裕を１０ｄＢ以上とするようゲイン特
性を与えることを特徴とする光ディスク装置であり、低
周波数域でのゲイン特性や高周波数域での位相余裕、さ
らにゲイン余裕を所定値以上に十分確保することによ
り、比較的低い周波数に高次共振特性を有するアクチュ
エータを使用したトラッキング方向の一段サーボ方式に
おいて十分な余裕をもって必要制御精度及び安定性を満
たし、制御系内各要素のばらつきによるゲイン変動に対
しても発振等を生じさせないという作用を有する。
【００２１】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態について、図１〜図４を用いて説明する。図１は本発
明の実施の形態における光ディスク装置の構成図、図２
は図１のサーボ制御器のトラックフィルタ構成図、図３
は図２のトラックフィルタ周波数特性図、図４は図２の
トラッキングサーボ系オープンループゲイン特性図であ
る。なお、各図において、従来の光ディスク装置と同一
の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。
態について、図１〜図４を用いて説明する。図１は本発
明の実施の形態における光ディスク装置の構成図、図２
は図１のサーボ制御器のトラックフィルタ構成図、図３
は図２のトラックフィルタ周波数特性図、図４は図２の
トラッキングサーボ系オープンループゲイン特性図であ
る。なお、各図において、従来の光ディスク装置と同一
の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。
【００２２】図１において、本実施の形態に係る光ディ
スク装置は、情報信号が記録されているディスク１０１
を搭載し回転するスピンドルモータ１０２と、ディスク
１０１の記録面にレーザ光を集光させるための対物レン
ズやこれをフォーカス方向に動かすためのフォーカスア
クチュエータ、及び半導体レーザを始めとする各種プリ
ズム・信号検出用ディテクタ等が一体に構成されている
ピックアップ１０３と、このピックアップ１０３をトラ
ッキング方向に一段でダイレクトに動かすためのリニア
モータ１０４と、ピックアップ１０３の出力からアナロ
グＲＦ信号やサーボ信号を生成するＲＦ信号検出器１０
５と、アナログＲＦ信号からディジタルＲＦ信号を生成
するＲＦ信号スライサ１０６と、このＲＦ信号スライサ
１０６の出力に対して同期をかけるためのＰＬＬ回路１
０７と、このＰＬＬ回路出力を使ってＲＦスライサ１０
６の出力データを復調する復調器１０８と、サーボ信号
に基づいてサーボ制御を行う一段サーボ対応サーボ制御
器１０９と、このサーボ制御器１０９の出力に基づいて
フォーカスアクチュエータ及びリニアモータ１０４を駆
動するアクチュエータ駆動器１１０と、サーボ制御器１
０９の出力に基づいてスピンドルモータを駆動するスピ
ンドルモータ駆動器１１２とを備える構成である。
スク装置は、情報信号が記録されているディスク１０１
を搭載し回転するスピンドルモータ１０２と、ディスク
１０１の記録面にレーザ光を集光させるための対物レン
ズやこれをフォーカス方向に動かすためのフォーカスア
クチュエータ、及び半導体レーザを始めとする各種プリ
ズム・信号検出用ディテクタ等が一体に構成されている
ピックアップ１０３と、このピックアップ１０３をトラ
ッキング方向に一段でダイレクトに動かすためのリニア
モータ１０４と、ピックアップ１０３の出力からアナロ
グＲＦ信号やサーボ信号を生成するＲＦ信号検出器１０
５と、アナログＲＦ信号からディジタルＲＦ信号を生成
するＲＦ信号スライサ１０６と、このＲＦ信号スライサ
１０６の出力に対して同期をかけるためのＰＬＬ回路１
０７と、このＰＬＬ回路出力を使ってＲＦスライサ１０
６の出力データを復調する復調器１０８と、サーボ信号
に基づいてサーボ制御を行う一段サーボ対応サーボ制御
器１０９と、このサーボ制御器１０９の出力に基づいて
フォーカスアクチュエータ及びリニアモータ１０４を駆
動するアクチュエータ駆動器１１０と、サーボ制御器１
０９の出力に基づいてスピンドルモータを駆動するスピ
ンドルモータ駆動器１１２とを備える構成である。
【００２３】一段サーボ対応サーボ制御器１０９は、ピ
ックアップ１０３の出力からＲＦ信号検出器１０５で生
成されるサーボ信号に基づいてフォーカスアクチュエー
タ及びリニアモータ１０４のサーボ制御を行うものであ
り、トラッキングサーボ系の位相補償回路として図２に
示すようなディジタルフィルタ構造を有する。
ックアップ１０３の出力からＲＦ信号検出器１０５で生
成されるサーボ信号に基づいてフォーカスアクチュエー
タ及びリニアモータ１０４のサーボ制御を行うものであ
り、トラッキングサーボ系の位相補償回路として図２に
示すようなディジタルフィルタ構造を有する。
【００２４】図２において、一段サーボ対応サーボ制御
器１０９のトラッキングサーボ系の位相補償回路（トラ
ックフィルタ）は、遅延素子、加算器及び乗算器で構成
されるディジタルフィルタであり、乗算器Ｋ１１、Ｋ１
２、Ｋ２１を含むブロックが周波数ｆ１′〜ｆ２′間で
サーボ制御系の低域偏差を補償する位相遅れ回路を構成
し、また、乗算器Ｋ３１、Ｋ３２、Ｋ３３、Ｋ４１、Ｋ
４２を含むブロックが周波数ｆ３′〜ｆ４′間で安定性
を補償する位相進み回路を構成し、さらに、乗算器Ｋ５
１、Ｋ６１、Ｋ６２を含むブロックが周波数ｆ５′を中
心周波数とする所定帯域幅で減衰効果を与える位相進み
遅れ回路を構成している。ここで、Ｚ-1は単位遅延素子
である。位相遅れ回路、位相進み回路、位相進み遅れ回
路によって図３に示す周波数特性を生成している。
器１０９のトラッキングサーボ系の位相補償回路（トラ
ックフィルタ）は、遅延素子、加算器及び乗算器で構成
されるディジタルフィルタであり、乗算器Ｋ１１、Ｋ１
２、Ｋ２１を含むブロックが周波数ｆ１′〜ｆ２′間で
サーボ制御系の低域偏差を補償する位相遅れ回路を構成
し、また、乗算器Ｋ３１、Ｋ３２、Ｋ３３、Ｋ４１、Ｋ
４２を含むブロックが周波数ｆ３′〜ｆ４′間で安定性
を補償する位相進み回路を構成し、さらに、乗算器Ｋ５
１、Ｋ６１、Ｋ６２を含むブロックが周波数ｆ５′を中
心周波数とする所定帯域幅で減衰効果を与える位相進み
遅れ回路を構成している。ここで、Ｚ-1は単位遅延素子
である。位相遅れ回路、位相進み回路、位相進み遅れ回
路によって図３に示す周波数特性を生成している。
【００２５】次に、本実施の形態の光ディスク装置にお
けるトラッキングサーボ系のオープンループゲイン周波
数特性を、リニアモータの機械周波数特性、トラッキン
グサーボ系の最小必要ゲイン特性と合わせて、図４に基
づいて説明する。
けるトラッキングサーボ系のオープンループゲイン周波
数特性を、リニアモータの機械周波数特性、トラッキン
グサーボ系の最小必要ゲイン特性と合わせて、図４に基
づいて説明する。
【００２６】位相遅れ回路の働く周波数帯域ｆ１′〜ｆ
２′は必要低域特性が確保できるように帯域幅を十分広
く設定すると共に、ｆｒまでのディスク回転によるトラ
ック振れの周波数帯域においてゲインを６０ｄＢ以上確
保することで、十分な制御精度を得ている。低域をこの
ように設定すると、そのままでは高域での位相余裕が大
きく劣化するが、二次のディジタルフィルタからなる位
相進み回路によりｆ３′〜ｆ４′間で急峻に位相を進ま
せることで、ゲイン交点周波数ｆｃでの位相余裕を十分
な安定性が得られる３０°以上確保している。なお、高
域でのノイズ分低減を図るため、ｆ３′〜ｆ４′間は位
相余裕をぎりぎり確保できる程度の狭い範囲に限定し、
高域ゲインを上げないように設定している。
２′は必要低域特性が確保できるように帯域幅を十分広
く設定すると共に、ｆｒまでのディスク回転によるトラ
ック振れの周波数帯域においてゲインを６０ｄＢ以上確
保することで、十分な制御精度を得ている。低域をこの
ように設定すると、そのままでは高域での位相余裕が大
きく劣化するが、二次のディジタルフィルタからなる位
相進み回路によりｆ３′〜ｆ４′間で急峻に位相を進ま
せることで、ゲイン交点周波数ｆｃでの位相余裕を十分
な安定性が得られる３０°以上確保している。なお、高
域でのノイズ分低減を図るため、ｆ３′〜ｆ４′間は位
相余裕をぎりぎり確保できる程度の狭い範囲に限定し、
高域ゲインを上げないように設定している。
【００２７】さらに、リニアモータ１０４の二次共振に
よるピークを二次のディジタルフィルタからなる位相進
み遅れ回路により減衰させ、ゲイン余裕の悪化を防いで
いる。位相進み遅れ回路としては、ゲイン余裕を１０ｄ
Ｂ以上確保した上でゲイン交点周波数での位相余裕に悪
影響を与えない中心周波数ｆ５′及び帯域幅を設定して
いる。この位相進み遅れ回路については、リニアモータ
１０４の二次共振特性が急峻であればディジタルフィル
タの次数を上げて対応することができ、また、二次共振
点近傍に三次共振等の高次共振点がある場合にも、位相
進み遅れ回路の数を増やして各共振点にそれぞれ対応さ
せられ、さらに、フィルタ特性もディジタル構成により
環境変動による特性変動、ばらつきが起りにくいため、
特殊な機械周波数特性を有するアクチュエータにも問題
なく対応でき、確実に制御性能が得られる。
よるピークを二次のディジタルフィルタからなる位相進
み遅れ回路により減衰させ、ゲイン余裕の悪化を防いで
いる。位相進み遅れ回路としては、ゲイン余裕を１０ｄ
Ｂ以上確保した上でゲイン交点周波数での位相余裕に悪
影響を与えない中心周波数ｆ５′及び帯域幅を設定して
いる。この位相進み遅れ回路については、リニアモータ
１０４の二次共振特性が急峻であればディジタルフィル
タの次数を上げて対応することができ、また、二次共振
点近傍に三次共振等の高次共振点がある場合にも、位相
進み遅れ回路の数を増やして各共振点にそれぞれ対応さ
せられ、さらに、フィルタ特性もディジタル構成により
環境変動による特性変動、ばらつきが起りにくいため、
特殊な機械周波数特性を有するアクチュエータにも問題
なく対応でき、確実に制御性能が得られる。
【００２８】以上のように、本実施の形態における光デ
ィスク装置においては、ディジタルフィルタで構成され
た位相遅れ回路、位相進み回路、及び位相進み遅れ回路
を配設し、低周波数域でのゲイン特性や高周波数域での
位相余裕、さらにゲイン余裕を所定値以上に十分確保し
たことから、低い周波数に二次共振を有するリニアモー
タを使用したトラッキング方向一段サーボ方式において
必要制御精度及び安定性を共に満たした制御系とするこ
とができる。また、このような制御系を導入した一段サ
ーボ方式を用いることにより、従来のようにばね支持系
による振れ等を考慮する必要がなく、機械感度を十分に
使って高速なシークが行えることとなる。
ィスク装置においては、ディジタルフィルタで構成され
た位相遅れ回路、位相進み回路、及び位相進み遅れ回路
を配設し、低周波数域でのゲイン特性や高周波数域での
位相余裕、さらにゲイン余裕を所定値以上に十分確保し
たことから、低い周波数に二次共振を有するリニアモー
タを使用したトラッキング方向一段サーボ方式において
必要制御精度及び安定性を共に満たした制御系とするこ
とができる。また、このような制御系を導入した一段サ
ーボ方式を用いることにより、従来のようにばね支持系
による振れ等を考慮する必要がなく、機械感度を十分に
使って高速なシークが行えることとなる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光ディス
ク装置におけるトラッキングサーボ系の位相補償回路と
して、フィルタ特性変動の少ないディジタルフィルタで
構成された位相遅れ回路、位相進み回路、位相進み遅れ
回路を配設し、低周波数域でのゲイン特性を確保すると
共に、高域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお
且つアクチュエータの高次共振によるピークを低減して
ゲイン余裕を確保することにより、比較的低い周波数に
高次共振特性を有するアクチュエータを使用したトラッ
キング方向の一段サーボ方式において必要制御精度及び
安定性を満たせ、低コスト、省スペース且つ低消費電力
で高速シークを行うことができる。
ク装置におけるトラッキングサーボ系の位相補償回路と
して、フィルタ特性変動の少ないディジタルフィルタで
構成された位相遅れ回路、位相進み回路、位相進み遅れ
回路を配設し、低周波数域でのゲイン特性を確保すると
共に、高域では位相余裕を確保して安定性を高め、なお
且つアクチュエータの高次共振によるピークを低減して
ゲイン余裕を確保することにより、比較的低い周波数に
高次共振特性を有するアクチュエータを使用したトラッ
キング方向の一段サーボ方式において必要制御精度及び
安定性を満たせ、低コスト、省スペース且つ低消費電力
で高速シークを行うことができる。
【図１】本発明の実施の形態における光ディスク装置の
構成図
構成図
【図２】図１のサーボ制御器のトラックフィルタ構成図
【図３】図２のトラックフィルタ周波数特性図
【図４】図２のトラッキングサーボ系オープンループゲ
イン特性図
イン特性図
【図５】従来の光ディスク装置の構成図
【図６】図５のサーボ制御器のトラックフィルタの構成
図
図
【図７】図６のトラックフィルタ周波数特性図
【図８】図６のトラッキングサーボ系のオープンループ
ゲイン特性図
ゲイン特性図
【図９】従来の他のオープンループゲイン特性図
１０１ ディスク １０２ スピンドルモータ １０３ 光ピックアップ １０４ リニアモータ １０５ ＲＦ信号検出器 １０６ ＲＦ信号スライサ １０７ ＰＬＬ回路 １０８ 復調器 １０９ 一段サーボ対応サーボ制御器 １１０ アクチュエータ駆動器 １１１ スレッドモータ駆動器 １１２ スピンドルモータ駆動器 １１３ スレッドモータ １１４ サーボ制御器
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも、光ディスクに光ビームを照射
し且つ光ビームの反射光を検出する光ピックアップと、 当該光ピックアップを光ディスクの情報トラックを横断
する方向に移動させるアクチュエータと、 前記光ピックアップの出力から生成されるサーボ信号に
基づいて前記光ピックアップを前記トラックに追従させ
る制御を行うサーボ制御手段と、 当該サーボ制御手段の出力に基づいて前記アクチュエー
タを駆動するアクチュエータ駆動手段とを備える光ディ
スク装置であって、 前記サーボ制御手段におけるトラッキングサーボ系のオ
ープンループゲイン特性を与える位相補償回路が、第１
の周波数から第２の周波数の間でトラッキングサーボ系
の最小必要ゲイン特性を包絡するゲイン特性を与えるよ
う位相遅れ補償を行う一次のディジタルフィルタからな
る位相遅れ回路と、 第３の周波数から第４の周波数の間でトラッキングサー
ボ系の最小必要ゲイン特性を包絡し且つできるだけ高い
ゲイン交点周波数を与えるよう位相進み補償を行う二次
のディジタルフィルタからなる位相進み回路と、 前記アクチュエータの二次以上の高次共振点を含んだ一
又は複数の所定周波数帯域で前記高次共振点の振幅ピー
クを減衰させる少なくとも二次以上の高次ディジタルフ
ィルタからなる一又は複数の位相進み遅れ回路とを有し
てなることを特徴とする光ディスク装置。 - 【請求項２】前記請求項１の光ディスク装置において、
前記位相補償回路が、ディスク回転によるトラック振れ
のある低周波数帯域でのオープンループゲインを６０ｄ
Ｂ以上とし、また、位相余裕を３０°以上且つゲイン余
裕を１０ｄＢ以上とするようゲイン特性を与えることを
特徴とする光ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12571098A JPH11316960A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 光ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12571098A JPH11316960A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 光ディスク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316960A true JPH11316960A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=14916834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12571098A Pending JPH11316960A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 光ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11316960A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007072898A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Sony Corp | サーボ制御装置及び制御パラメータ決定方法、並びに制御パラメータ決定プログラム |
| CN112014598A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | 上海大学 | 一种改善加速度传感器低频测量性能的信号调理系统 |
-
1998
- 1998-05-08 JP JP12571098A patent/JPH11316960A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007072898A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Sony Corp | サーボ制御装置及び制御パラメータ決定方法、並びに制御パラメータ決定プログラム |
| CN112014598A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | 上海大学 | 一种改善加速度传感器低频测量性能的信号调理系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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|
| RD01 | Notification of change of attorney |
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|
| RD01 | Notification of change of attorney |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061110 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061219 |