JPS62259235A - 光ディスクサーボ方法 - 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】 〔概要〕 光ディスクサーボ方式であって、光デイスク面に対物レ
ンズを平行駆動するレンズアクチュエータと、光ビーム
の光軸を揺動ミラーで偏光駆動するミラーアクチェエー
タとを組み合わせて用い、揺動ミラーで偏光された光ビ
ームの光軸が対物レンズの後側焦点を常に通過するよう
にレンズアクチュエータとミラーアクチュエータとを連
動制御するに際し、両アクチュエータのそれぞれのトラ
ックアクセス量を合計した全トラックアクセス量のうち
、その比率が高い方のアクチュエータを主とし、残りの
アクチュエータを従とし、対物レンズの後側焦点を光軸
が常に通過する条件を満たしながら、主となるアクチュ
エータに従側アクチュエータが追従するように構成し、
両アクチュエータの帯域を広くするとともに、安定なデ
ィスクサーボを行なうことを可使とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光デイスク装置の光学ヘッドにおける二重サー
ボ方式の光点制御に用いられるディスクサーボ方式に係
り、特に制御系の帯域を広くし、且つ安定にサーボ動作
を行なうようにした光ディスクサーボ方式に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来の光学ヘッドのトラッキング制御方式を第４図の模
式図を用いて説明する。

第４図の光学ヘッドのトラッキング制御方式は、特願昭
筒６０−１８０２４号に開示されているが、ここではそ
の動作を簡単に説明する。

第４図において、１はディスク、２，２゛は対物レンズ
、３は対物レンズの磁気回路、４は揺　゛勤ミラー、５
は揺動ミラーの磁気回路、６は光ビームの光軸、７．７
′は光デイスク面上の焦点位置、８は揺動ミラーの反射
点、９は対物レンズ２の後側焦点Ｐｏを含む光軸に垂直
な焦点面、１０はビームスプリフタ、１１はコリメート
レンズ、１２は光源、１３は光学情報検出部を示す。

磁気回路３は、対物レンズ２の位置制御を行なうレンズ
アクチュエータ３０の一部を構成しており、また、揺動
ミラー４．磁気回路５は、光軸６の光ビームを偏光制御
するミラーアクチュエータ２０の一部を構成している。

光源１２から出射されビームスプリンタ１０を介して形
成された光軸６をもつ光ビームは、ディスク１のトラッ
クに光ビーム焦点７を結ばせる。

レンズアクチュエータ３０は、対物レンズ２をディスク
ｌの面に平行な矢視方向Ｔ、垂直な矢視方向Ｆに位置制
御する。

また、ミラーアクチュエータ２０を構成する揺動ミラー
４の反射点（回転中心）８は、焦点７と対物レンズ２を
介して対向する後側焦点Ｐｏを含む焦点面９から外れた
位置に設定されている。設定位置として好ましいのは揺
動ミラー４の回転中心位置８である。

レンズアクチェエータ３０と、ミラーアクチュエータ２
０とは連動して光軸が常に後側焦点Ｐｏ、ＰＩを通過す
るように制御する。すなわち、トラッキング制御のため
に対物レンズ２がＬｌからＬ２へ移動した場合、焦点は
７から７′に移動するが、このとき光軸が後側焦点Ｐ１
を通過するようにレンズアクチュエータ３０とミラーア
クチュエータ２ｏの移動ｇｔｌ偏光量を連動して制御す
るものである。

いま、第４図に示したように対物レンズ２の中心と後側
焦点Ｐｏとの距％ｌｉｆ、後側焦点Ｐｏと揺動ミラー４
の反射点８までの距離をＬとする。

このときの揺動ミラーの回転角と対物レンズ２の移動量
は、トラックの偏心Ｃだけ追従しようとするとき、揺動
ミラー４の回転角をθとすると、対物レンズ２の移動量
はＬ　ｔａｎθとなるから、ｔ＝　　（Ｌ＋ｆ）ｔａｎ
ｓθ θ−ｊａｎ””［８／（Ｌ　＋ｆ）］ 従って揺動ミラーの回転角はｊａｎ’［ｔ　／（Ｌ　＋
ｆ）］、対物レンズ２の移動量はεＬ　／　（Ｌ　＋　
ｆ）となるように制御すればよい。

このような制御を行うことによって、光ビームは常に対
物レンズの後側上焦点を通過することとなり、光ビーム
は常に同じ光路を戻っていくことからビームシフトが除
去され、所定のトラックをサーボすることができる。

第５図は従来のサーボブロック図を示す。図において、
第１の制御回路４１と第１の制御対称４２とを具備して
なる第１の帰還制御系４０は、ここでは前記ミラーアク
チュエータ２０に対応するもので、第１の制御回路４１
は、ミラー駆動回路２３に含まれる図示しない信号増幅
器１位相すすみ回路、電流増幅器等で構成されている。

第１の制御対称４２はミラー４、ミラーコイル２４．磁
気回路５等を含む揺動ミラー制御系２０の機構部分を指
す。また、４３は減算器、４４は加算器を示す。

第２の制御回路５１と第２の制御対称５２とを具備して
なる第２の帰還制御系５０は、ここでは前記レンズアク
チェエータ３０に対応するもので、第２の制御回路４１
はレンズ駆動回路２８に含まれる図示しない信号増幅器
１位相すすみ回路、電流増幅器等で構成されている。第
２の制御対称５２は、対物レンズ２．トラッキングコイ
ル２９．　＠気回路３等を含む対物レンズ駆動部の機構
部分を措す。また、５３は減算器を示す。

以上説明した両帰還制御系において、目標値εはトラッ
ク偏心量に対応し、合算出力、がビームスポットの移動
量に対応する。この合算出力ｙをｙ＝ｙｔ＋ｙ２として
、第１の帰還制御系４ｏで移動量、■、第２の帰還制御
系５０で移動ｆｔｙ２をそれぞれ分担し、賛同制御を行
なう。

合算出力ｙはなるべくεに近づくように制御されて、こ
れらの差分である偏差量ｅｌが第１の帰還制御系４０に
流入し、出力ｙｔが得られる。出力ｙ１は揺動ミラー４
が偏向することでビームスポットが移動する量で、ｙ１
″＝−εｆ／　（Ｌ　＋ｆ）である。

この移動量ｙ１は、ミラーコイル２４に流れる電流に、
等価フィルタをかけることで知ることができる。この信
号ｙｔに、対物レンズ２の後側焦点に光軸が常に通過す
るような比率で対物レンズ２が動くように、連動定数Ｋ
を掛けたＫｙｌ［＃εＬ／（Ｌ　＋ｆ）］が第２の帰還
制御系５０の目標値となる。

トラッキングコイル２９に流れる電流に、等価フィルタ
をかけることで知ることができるｙ２の量と、Ｋ１１ｌ
の差分ｅ２　（＝　Ｋｙｌ−ｙ２）が、第２の帰還制御
系５０の偏差量となる。そして、ｙｌ、！：ｙ２を合算
した量がビームスポットのアクセス量ｙとなる。

以上説明した中で揺動ミラー４と対物レンズ２とのサー
ボ関係を逆にしても目的のトラッキング制御を実現する
ことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のサーボブロック図で、第１の帰還制御系４０側に
揺動ミラーを、第２の帰還制御系５０側に対物レンズ２
を適合させて、現在実現できる機構配置より、連動定数
には４前後の値となり、それより小さくすることは難し
い。そこで、この状態でサーボを行なうには第１の帰還
制御系４０では２〜３ＫＩＩＺ以上の帯域が必要である
。

これに対し、第２の帰還制御系５０は、揺動ミラー４の
動きに対し、対物レンズ２が連動して動く時の帯域を決
定しており、この帯域は高いほど、対物レンズの後側焦
点を光軸が誤差なく通過する。

しかし、制御系の高次共振の影響でその上限は２〜３Ｋ
ＩＩＺとなる。

第６図は第５図に示したサーボブロックに従い実現可能
な定数を４とし、第１の帰還制御系４０の帯域を２ＫＩ
ＩＺ、第２の帰還制御系５０の帯域を５００１１Ｚまで
引き上げたサーボ特性図であり、両帰還制御系の帯域比
が少なくなると一つの目標値を追いかけるのに所謂クロ
スアクションをおこすモードが発生し、位相特性が利得
Ｏの時点で、−１８０’付近あるいは、−１８０”より
遅れて発振することがあり、全系のサーボ系が不安定と
なるといった問題がある。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、第１
と第２の帰還制御系の帯域を広くするとともに、安定に
動作することができる光ディスクサーボ方式を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明のサーボ方式の原理ブロック図を示して
おり、ある目標値εが与えられた時、第１の帰還制御系
４０によって得られる出力ｙｌと、第２の帰還制御系５
０によって得られる出力ｙ２との合算出力ｙが、目標値
εになるべく近づくようにする帰還制御系で、前記目標
値εと合算出力ｙとの差分である偏差量ｅ１が、前記第
１の帰還制御系４０に流入し、その時の出力ｙ１を得、
該出力ｙｌにＫを掛けた値が前記第２の帰還制御系５０
に対する目標値となり、該第２の帰還制御系５０の出力
ｙ２との差分であるｅ２が、当該第２の帰還制御系５０
の偏差量となるように構成されてなるサーボ系において
、前記合算出力ｙのうち、その比率が高い方の帰還制御
系を主柔し、残りの帰還制御系を従とし、対物レンズの
後側焦点を光軸が常に通過する条件を満たしながら、主
となる帰還制御系に従側帰還制御系が追従するようにト
ラックサーボを行う構成としている。

〔作用〕

トラック全アクセス量に対し、分担するアクセス分が多
いレンズアクチュエータ３０を第１の帰還制御系４０と
し、ミラーアクチュエータ３０を第２の帰還制御系５０
と実れば、第２の帰還制御系５０の帯域がある程度高（
でも両アクチュエータはサーボ発振条件とならず安定な
サーボ動作を行なう。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例のサーボブロック図を示して
いる。

第１の帰還制御系４０をトラック全アクセス量に対し、
分担するアクセス量が多いレンズアクチュエータ３０と
し、また、第２の帰還制御系５０をトラック全アクセス
量に対し、分担するアクセス量が少ないミラーアクチュ
エータ３０としそれぞれのアクチュエータに位相補償器
、と電流アンプを付設した構成とし、従来の方式から本
方式に変えることにより、連動定数Ｋを４から０．２５
としている。

第３図は上記の条件により、レンズアクチュエータ３０
の帯域を２ＫｌｌＺ、　　ミラーアクチュエータ３０の
帯域を５００１１Ｚとした場合の解析結果の利得および
位相のサーボ特性図を示している。

この解析結果より、利得Ｏｄｂのときのサーボ特性図の
位相が一１８０°付近あるいは一１８０°より遅れて発
生する発振条件がなくなり、安定なサーボ動作を行なう
ことができる。

これにより、ミラーアクチュエータ３０の帯域が高くな
り、両者の連動動作が固くなって光軸が後側焦点を通過
する誤差口が少なくなるとか、外部振動に強くなるとか
いった利点が生ずる。

また、連動定数Ｋを従来の４から０．２５とすることに
より、低域利得は従来の利得Ｇ（１＋Ｋ）で現わされる
ので、それが下がってしまい、上記の条件においては約
１２ｄｂの低下となる。しかし、例えば、ミラーアクチ
ュエータ３０のトラックコイルに流れる電流から対物レ
ンズの中立点からの移動量を知るなどの手段から、中立
点に戻そうとするバネ力につり合う電流分だけよけいに
トラックコイルに電流を流すことで、第３図の利得特性
が得られて、充分な低域利得が得られる。

なお、上記説明の中でレンズアクチュエータ２０とミラ
ーアクチュエータ３０との帰還制御系を逆にしても目的
のトラッキング制御を実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、対物レンズと揺動
ミラーの連動動作の帯域を上げることができるとともに
、両者間の発振条件が解消され、安定なトラッキングサ
ーボが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーボ方式の原理プロ７り図、第２図
は本発明の一実施例のサーボブロック図、第３図は一実
施例のサーボ特性図、 第４図は光学ヘッドのトラッキング制御方式の模式図、 第５図は従来例のサーボブロック図、 第６図は従来例のサーボ特性図である。 図において、■は光ディスク、２は対物レンズ、３．５
は磁気回路、３ｏはレンズアクチュエータ、４は揺動ミ
ラー、６は光軸、７，７゛は焦点位置、８はミラーの中
心点、９は焦点面、１０はビームスプリンタ、１２は光
源、１３は光学情報検出部、２ｏはミラーアクチュエー
タ、２４はミラーコイル、２９はトラッキングコイル、
４０は第１の帰還制御系、４１゜５１は制御回路、４２
．５２は制御対象、４３．５３は減衰器、４４は加算器
、５０は第２の帰還制御系を示している。 ２、ｘ明丙す−オぐ大我の原理プ・Ｄ−ｙ７／ＩＪ第１
図 １（φ（ＦＪＥｑ−＊ｋｙｄ／１丈−１不°ツー１不°
〕゛ロＶ フｕ第２ 一’ｌ！＄ＥｉＪ’Ｊ　ｑ’ｔ−Ｊ　＜−ｊ？ｔ−ｔ／
ｌ：ｒ；Ｄ第３図 老労べ・、７ｈトフ、７キシ７・制ｔｉｔ；＋パのイ莫
六ａり第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の帰還制御系（４０）によって得られる出力ｙ１と
   、第２の帰還制御系（５０）によって得られる出力ｙ２
   との合算出力ｙによってトラックへの移動に対応して対
   物レンズ（２）の後側焦点を光軸が常に通過するように
   制御する光ディスクサーボ方式において、 前記合算出力ｙのうち、その比率が高い方の帰還制御系
   を主とし、残りの帰還制御系を従とし、対物レンズ（２
   ）の後側焦点を光軸が常に通過する条件を満たしながら
   、主となる帰還制御系に従側帰還制御系が追従するよう
   にトラックサーボを行うことを特徴とする光ディスクサ
   ーボ方式。