JPS58222465A - デイスク再生装置の位置検索制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報が同心円状または螺旋状に記録された円盤
状記録媒体〔以下、ディスクと称す〕を再生するディス
ク再生装置において、情報の位置検索や頭出し等に際し
て使用される位置検索制御装置に関し、その目的とする
ところは高速駆動す・・２１１′ る送り装置を用いた場合における位置検索の所要時間の
短縮を図ることにある。

従来のディスク再生装置では、記録時に予め情報単位毎
に付けられたアドレス信号を用いて、ディスクの半径方
向に送られるピックアップ装置から検出された目標アド
レス信号のアドレス値と、外部操作によって与えられた
目標アドレス値とを、逐次、比較しながら前記ピックア
ップ装置の送り装置を制御して位置検索が行われている
。しかしこの方法によると、高速でピックアップ装置を
動かすことができるリニアモータを前記送り装置の駆動
源として用いる時には、ディスクから前記アドレス信号
を読めなくなるか、またはサンプル数が極めて少な（な
るため、その高速性を生かせなくなってしまう。そのた
め、送り方向に沿って取付けられた位置検出器を用いて
、再生されるアドレス信号とは無関係に予め目標アドレ
ス値のほぼ近くまでピックアップ装置を高速移動させ、
しかる後に再生アドレス値と目標アドレス値とを比較し
て検索する位置検索方法が既に提案されている。

しかし、この位置検索方法によっても十分に検索時間を
短縮することはできず、一層の時間短縮が　　　□望ま
れているのが現状である。

そこで本発明は、情報が同心円状または螺旋状に記録さ
れた円盤状記録媒体とこの円盤状記録媒体から前記情報
を続み取るピックアップ装置との相対位置を送り装置に
よって前記円盤状記録媒体の半径方向に変更するよう構
成すると共に、ピックアップ装置の前記半径方向の位置
を検出する位置検出器と、新たな目標位置が与えられた
時にその位ＩＲ情報と第１のタイミングパルスを出力す
る指令装置と、こ′ゐ指令装置が出力する前記目標位置
情報と前記位置検出器からの位置情報との差を検出する
差動回路と、この差動回路の少なくとも一方の入力情報
を実際の入力情報よりも小さいか又は大きい値にする変
更回路と、この変更回路の動作をオン−オフする切替Ｎ
路と、＃Ｕ記差動回路の検出信号を入力信号としてこの
入力信号が零に近づくよう前記送り装置を駆動する駆動
回路と、ピックアップ装置が前記目標位置の近傍に達し
たことを検出して第２のタイミングパルスを出力する目
標前位置検出手段／とを設け、前記切替回路を前記第１
のタイミングパルスで変更回路の動作指示状態にセット
し前記第２のタイミングパルスでリセットするよう構成
したことを特徴とし、設定された真の目標位置よりも手
前に仮の目標値を設定して、この仮の目標値で真の目標
位置よりも手前位置まで制御するため、従来のものに比
べて更に連応性の良いものが得られる。

以下、本発明の実施例を第１図〜第６図に基づいて説明
する。

第１図は二次系の制御系の一般的なステップ応答で、便
宜上、縦軸１．０の点を目標値とした場合の応答時間ｔ
を横軸にとる。曲線（１）は制動係数〔、以下、ζ　と
略す〕が小さい場合〔ζＺ０．２〜０．８〕で、目標値
に近づく時間は８つの曲線の吊で最少であ、るが、振動
的であるために目標値に落ち着く時間〔整定時間〕は長
くかかる。曲線（２）は従来の制御理論上で最適とされ
るζ〉０．６〜０．８の系の応答であり、連応性と安定
性を兼ね備えている。曲線（３）は′Ｉ：）≧１の系の
応答で、安定性は優れているが連応性で問題がある。本
発明のようにピックアップ装置の送り装置としてリニア
モータ等が用いられたディスク再生装置において、前記
制動係数に関係するファクターはかなり多い。例えば、
リニアモータの発生トルク、負荷の質屋、支持系の摩擦
係数、位置検出器の周波数特性、および位置と速度のフ
ィードバックゲイン等である。なお、最後のフィードバ
ックゲイン以外のファクターは、設計時に一義的に定め
られるものであり、制御特性上は定数となる。

そのため、本発明においては前記の位置の情報および速
度の情報をフィードバックするにあたり、ある適当な２
つ以上の領域に分割することにより、前記の制動係数を
操作して、連応性および安定性を改善するもので、仁れ
を第２図〜第４図で詳細に説明する。

第２図はその一つの方法としで、目標値またはフィード
バックされる位置情報の何れかを分割した後、タイミン
グ信号により通亨０フイードバツ１１：ｌ、１．１１ り系に戻した場合の応答特性を示す。曲線（４）は、本
発明の主旨により目標値１．０の少し手前のＡ点を仮の
目標値として移動された制御系の応答特性を見て、極性
が反転したタイミングに発生するタイミング信号Ｂで目
標値を真の目標値に切り替えた場合の応答特性で、その
整定時間ｔ１は最適値の制動係数で制御された曲線（５
）の応答特性の整定時間【、よりも小さくできる。なお
、この場合、曲線（４）の制動係数は小さくされており
、Ａに近づく場合の破線で示された特性Ａ′とタイミン
グ信号Ｂのタイミング〔切替点〕以後にｉ、ｏに近づく
特性とは相似形であるが、真の目標値に対する行き過ぎ
量ははるかに小さいため、その振動屋は短時間のうちに
無視できる量となる。また、前記切替点における移動体
の速度は零となっている。

第８図は速度情報のフィードバック斌を目標値の手前で
切り替えた場合の応答特性で、（６）および（６）がそ
れに相当する曲線である。この場合の整定時間Ｌ３も最
−ａ　１ｌｉｔｌ動係数を持つ従来の制御系の整定時間
ｔ４よりも小さくできる。Ｄは仮の目標値Ｃと位置検出
器の出力ど舒一致したタイミングに発生するタイミング
信号である。また、仮の目標値Ｃの代りに位置検出器の
検出信号を真の値よりも若干大きくした信号を用いても
よい。この場合、曲線（６）における制動係数は曲線（
６）のそれよりも小さい値となっている。

第２図と第８図を組み合せた場合を第４図に示す。この
場合は、曲線（７）の極性が反転したタイミングの前記
タイミングパルスＢで制動係数を変えるため、速度情報
のフィードバック朧を変えて制動係数を（７）と（７５
の間で切り替えて応答時間の短縮を図ると共に、切り替
えられた後の定常の制御特性の安定性も確保している。

第５図は第４図の具体例を示す。

（８）はディスクで、ターンテーブルモータ（９）によ
って規定の回転数で回転駆動される。ＱＯはピックアッ
プ装置で、記録方式によって異なるが、ディスク（８）
に記録されている信号を検出するピックアップ素子と、
このピックアップ素子が信号列を正確に追従するための
フォーカス、トラッキング、タイムベースと云ったサー
ボ素子が含まれるが、ここでは詳しい説明を省く。０１
はピックアップ装置（１０をディスク（８）の半径方向
に移動させる送り装置としてのりニアモータ、四は前記
送り装置のガイド機構で、リニアモータの場合はその磁
気回路も含まれる。ａ場はりニアモータｏすの位置検出
器で、ここではポテンションメータを用いて位置をアナ
ログ電圧に変換している。なお、この位置検出器α葎と
してはリニアエンコーダのように位置をディジタル的ま
たはパルス的に出力するものでも変換することにより用
いることができる。Ｑ４１は指令装置で、新しい目標位
置が与えられた時にその位置情報Ｖ。と第１のタイミン
グパルスＰ１を出力する。

ＱＩ　Ｃ１呻は位置情報Ｖ。を減衰させる変更回路とし
てのアッテネータで、前記第１のタイミングパルスＰ１
によってセットされる切替回路ｑηがセット状態の期間
に目標位置の位置情報Ｖ。を適当な割合で分圧する。に
）は位置検出器（２）の出力とアッテネータ（ハ）Ｑ・
で分圧された仮の目標位置情報Ｖごとを比較する差動回
路で、この差動回路斡は前記第２図〜第４図の特性をも
検出する上で役立つ。ａＳは目標前位置検出手段として
の零検出器で、差動回路（至）出力が零ボルトを横切る
タイミングを検出してこれをｄｕ記タイミング信号りと
しての第２のタイミングパルスＰ、を出力する。前記切
替回路Ｑカはこの第２のタイミングパルスＰ、でリセッ
トされる。曽は差動回路（ト）の出力信号を入力として
Ｆｌｉｆ記リニアす−タＱｌ）を駆動する駆動手段で、
差動回路ａ樽の出力信号に前記トラッキング信号の低周
波成分やりニアモータ（ロ）の速度情報を加算する加算
点ｆＩυ１、加算点（２）出力信号でリニアモータ（ロ
）を駆動する駆動回路翰などから構成される。■はリニ
アモータ（ロ）の速度検出器で、こ仁では位置検出器（
至）の出力を微分することにより実現しているが、これ
はその他、別途の速度検出器を備えたり、前記リニアモ
ータ（２）の逆起電力を微分するようにしてもよい。（
２４１は速度検出器に）の出力を増幅する増幅器で、こ
の増幅器（財）のゲインはゲイン切換手段としてのアッ
テネータに）翰によって切替えられる。に）はアッテネ
ータに）（至）の動作をオン−オフする切替回路で、第
、ｃｌｒイ、２ヶ２１，３ユ１，１ヤ、／）、ｔゎ、。

。 （財）のゲインが「低」となり第２のタイミングパルス
Ｐ、でリセットされると増幅器（財）のゲインが「高」
状態となる。なお、増幅器（財）の出力は前記加算点（
２）に補正信号として印加されている。−（２）は加算
点（２）による前記トラッキング信号の加算を位置検索
の動作が終了するまで停止を指示する切替回路、（２９
ａ）（２９ｂ）は位置検索が終了した後に前記指令装置
ａ４の目標値出力および位置検索指令を切り離して定常
再生モードに戻すための切替回路、−は後で説明する電
圧源である。

このように構成したため、位置検索指令が与えられた第
１のタイミングパルスＰ１で切替回路（ロ）をリセット
してトラッキング信号を切り離すと共に切替回路（２９
ａ）をセットして指令装置Ｑ４出力の真の目標位置情報
ｖ０を制御回路に入力する。なお、第１のタイミングパ
ルスＰ１によって切替回路Ｑカがセットされるため、ア
ッテネータ（至）鱒で一時的に真の目標位置情報Ｖ０を
分圧して仮の目標位置情報Ｖｇが差動回路に）の一方の
入力に印加される。また、前記速度検出器ｍ”’ｏｊ・
、出力を一時的にアッテネータ　　　　□に）（ホ）で
分圧することにより制御系の制動係数を小　　　゛さい
状態にして応答の高速化を図り、前記第２のタイミング
パルスＰ、により切替回路Ｑηを゛−リセットして目標
値を正常の値とすると共に切替回路（財）をリセットし
て速度検出器の分圧を終了することにより、最適のダン
ピングの系として安定化を図り、真の値に近づいた後、
切替回路に）をセットしてトラッキング信号加算による
定常再生モードに戻される。

上記実施例では、真の目標値を仮の目標値に変更する変
更回路としてアッテネータ（至）ＱＱを用いて電圧レベ
ルで説明したが、これはディジタル的に仮の目標値を設
定したり、逆に位置検出器（至）のその時の値を大きい
値に変更しても同様の効果が得られる。また、ピックア
ップ装置（ＩＩがディスク外周から内周に向う場合とそ
の逆の場合とでは、仮の目標値は真の目標値よりも小さ
くしたりまたは大きくするため、目標値出力を適当な比
率で、位置検出器σ掃出力のダイナミックレンジのセン
ターに対して分圧する方法が最も簡単な方法である。

そのため、第６図では電圧源−を備えている。また、こ
の方法によれば第２図〜第４図で示した制御特性の曲線
は、目標値と現在位置の差の大きさに関係なく相似形で
あるため、適当な比率で分割することにより、本発明の
特徴とする仮の目標値を一義的に定めることができる１
゜ 上記実施例におい°Ｃ第２のタイミングパルスＰ。

は差動回路（ト）出力が零ボルトを横切るタイミングを
零検出器ａ９で検出したが、この目標前位置検出手段は
、ｎ「記タイミングパルスＢとして差動回路（財）出力
の微係数が零となる点を検出するものでもよい。

第６図（ａ）このタイミングパルスＢとしてノ第２のタ
イミングパルスＰ、を得るための具体例、第６図（ｂ）
にその要部波形を示す。のりは電圧比較器、（３″４は
差動回路（ト）出力が印加される入力端子である。

電圧比較器＠υの非反転入力端子（→の入力波形Ｇは抵
抗Ｒ１とコンデンサＣ工によって反転入力端子（→の入
力波形Ｆよりも若干位相の遅れた信号となっており、電
圧比較器−の出力には副入力の微係数が反転することに
よって第２のタイミングパルスＰ。

としての出力波形Ｈが得られる。

上記実施例において、差動回路（ト）の入力回路は、目
標値入力側にのみ変更回路としてのアッテネータａ１　
（１１を設けたが、これは目標入力側に代って位［検出
器（至）からの位置情報入力側に変更回路として真の位
置情報を大きくする手段を設け、この手段を切替回路ｌ
ｌＩηでオン−オフしてもよく、また、差動回路に）の
入出力側にそれぞれ変更回路とこの切替回路を設けるこ
とも考えられる。

このように、目標位置を一時的に真の値より位置的に手
ｆｌｙに仮の目標値を設定し、この仮の目標値を通過し
た時点で系の制動係数および目標値を切り替えるか、ま
たは仮の目標値に対する応答特性の極性の切り替わるタ
イミングで系の制動係数および目標値を切替えるため、
従来のものに比べて連応性の良い安定な制御特性が得ら
れる。

以上説明のように本発明によると、目標位置に対して目
標Ｏｕ位置を設定し、この目標前位置を仮１、・１１１ の目標値として制御してピックアップ装置が前記目標位
置の近傍に達したことを検出して目標値を真の目標値に
戻すため、従来のものに比べて連応性の良い安定な制御
特性が得られる。また、本発明では系の動作が雷にフィ
ードバック制御状態で扱うよう構成されているため、一
時的にオープンループにした動作で予測位置制御が行わ
れる従来のものに比べて、送り軸の傾斜や摩擦係数の変
化と云った外乱に対しても、その影響を充分に小さくす
ることができ、常に正確な位置制御を高速で行うことが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は二次系のステップ応答特性図、第２図〜第４図
は本発明を説明するステップ応答特性図、第５図は本発
明による位置検索制御装置の一実施例の構成図、第６図
は第５図の要部具体構成図である。 （８）・・・ディスク、（１１・・・ピックアップ装置
、ａυ°°°リニアモータ〔送り装置〕、０３・・・位
置検出器、ｕ４・・・指令装置、Ｑ１０・・・・アッテ
ネータ〔変更回路〕、αη・・・切替回路、０坤・・・
産□動回路、ａＳ−・零検出器〔目標　　　　、。 前位置検出手段〕、に）・・・駆動手段、Ｐ、・・・第
１のタイミングパルス、Ｐ、・・・第２のタイミングパ
ルス、Ｖｏ・・・真の目標位置情報、■Ｊ・・・仮の目
標位置情報代理人　森本義弘 第１図 を 第２図 第３図 を 第４図 −１，ｔ・　　　。 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　情報が同心円状または螺旋状に記録された円盤状
   記録媒体とこの円盤状記録媒体からｎｕ記情報を読み取
   るピックアップ装置との相対位置を送り装置によって前
   記円盤状記録媒体の半径方向に変更するよう構成すると
   共に、ピックアップ装置の前記半径方向の位置を検出す
   る位置検出器と、新たな目標位置が与えられた時にその
   位置情報と第１のタイミングパルスを出力する指令装置
   と、この指令装置が出力する前記目標位置情報と前記位
   置検出器からの位置情報との差を検出する差動回路と、
   この差動回路の少なくとも一方の入力情報を実際の入力
   情報よりも小さいか又は大きい値にする変更回路と、こ
   の変更回路の動作をオン−オフする切替回路と、ｄ１記
   差動回路の検出信号を入力信号としてこの入力信号が零
   に近づくよう前記送り装置を駆動する駆動手段と、ピッ
   クアップ装置が前記目標位置の近傍に達したことを検出
   して第２のタイミングパルスを出力する目標前位置検出
   手段とを設け、Ｈσ記切替回路を前記第１のタイミング
   パルスで変更回路の動作指示状態にセットし前記第２の
   タイミングパルスでリセットするよう構成したディスク
   再生装置の位置検索制御装置。 ２、　駆動手段を、ａｕ記位置検出器の出力を微分する
   速度検出器と、この速度検出器の出力を増幅する増幅器
   と、この増幅器のゲインを切替えるゲイン切替手段と、
   前記増幅器出力信号で前記差動回路出力を補正して送り
   装置制御信号とする加算器とを設け、ゲイン切替手段を
   前記第１のタイミングパルスでゲイン変更状態にセット
   し前記第２のタイミングパルスでリセットするよう構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のディ
   スク再生装置の位置検索制御装置。 ８、　目標前位置検出手段を、θσ記位置検出器の出力
   を微分する速度検出器または前記差動回路の出力が零に
   なった仁とを検出して第２のタイミングパルスを出力す
   るよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のディスク再生装置の位置検索制御装置。 ４、　目標前位置検出手段を、前記差動回路の出力の微
   係数が反転したことを検出して第２のタイミングパルス
   を出力するよう構成した仁とを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のディスク再生装置の位置検索制御装置。