JPWO2007132911A1 - 位置決め制御装置、及び、光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
Description
F(s)=Π[a=0、∞;b=0、∞](s2+2ζn(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)/(s2+2ζd(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2) (1)
と定める。ここで、上記式1における記号Πは、級数積を表す。また、f0(a,b)は、図3に例示した各固有振動モードの固有振動周波数(Hz)を示す。
F(s)=Π[a=2、4;b=1](s2+2ζn(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)/(s2+2ζd(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2) (2)
F(s)=Π[a=2、4;b=1](s2+2ζn(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)/(s2+2ζd(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2) (3−1)
ただし、ζn(a,b)>ζd(a,b)>0
ω(a,b)=2π[C1(a,b)fs+f〜0(a,b)] (3−2)
P(s)=P1(s)P2(s)P3(s)Pe(s)
P1(s)=1.07×104/(s2+80.0s+1.24×105)
P2(s)=(0.755s2+3.19×104s+5.26×1010)/(s2+1.83×104s+5.26×1010)
P3(s)=8.91×1010/(s2+1.19×104s+8.91×1010)
Pe(s)=1.95×105/(s+1.95×105) (4)
安定化補償器109の伝達関数C(z)については、下記式5とする。
C(z)=Ζ[(5.78×1010s+5.45×1014)/(s2+3.36×105s+2.13×1010)] (5)
式5におけるzは進み演算子を表し、Ζ[ ]は0次ホールドでのZ変換を表す。Ζ変換のサンプリング周波数は4×105Hzとした。
F(z)=Ζ[F(2,1)(s)F(3,1)(s)F(4,1)(s)]
F(a,b)(s)=(s2+2ζn(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)/(s2+2ζd(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)、a=2,3,4、b=1
ζn(2,1)=0.080、ζd(2,1)=0.020
ζn(3,1)=0.064、ζd(3,1)=0.020
ζn(4,1)=0.050、ζd(4,1)=0.020 (6−1)
と変形して用いた。フィルタ係数設定回路121は、回転周期検出回路122が出力する回転数情報(fs)に基づいて、下記式6−2でω(a,b)を推算しこれをフィルタ108に出力する。
ω(2,1)=2π[3.03fs+102]
ω(3,1)=2π[4.02fs+252]
ω(4,1)=2π[4.99fs+466] (6−2)
上記式6−2のω(a,b)における各係数は、図4に示すグラフを1次近似して求めた。
F'(z)=Ζ[F'(3,1)(s)]
F'(3,1)(s)=(s2+2ζ'n(3,1)ω(3,1)s+ω(3,1) 2)/(s2+2ζ'd(3,1)ω(3,1)s+ω(3,1) 2)
ζ'n(3,1)=0.8、ζ'd(3,1)=0.2 (7−1)
ω(3,1)=2π[4.02fs+252] (7−2)
上記式7−1、7−2のフィルタは、(3,1)モードの固有振動周波数近傍の周波数成分を(2,1)モードと(4,1)モード近傍の周波数成分とまで含めて一括して増幅する。fs=145Hzの場合の上記式7−1と式7−2のフィルタのボード線図を、図6(a)及び(b)に、グラフ33、34で示す。
F(s)=Π[a=2、4;b=1](s2+2ζn(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)/(s2+2ζd(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2) (8−1)
ただし、ζn(a,b)>ζd(a,b)>0
実際には、フィルタ108はデジタル信号のフィルタで構成するため、上記式8−1を、下記式9−1へと変形して用いた。
F(z)=Ζ[F(2,1)(s)F(3,1)(s)F(4,1)(s)]
F(a,b)(s)=(s2+2ζn(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)/(s2+2ζd(a,b)ω(a,b)s+ω(a,b) 2)、a=2,3,4、b=1
ζn(2,1)=0.080、ζd(2,1)=0.020
ζn(3,1)=0.064、ζd(3,1)=0.020
ζn(4,1)=0.050、ζd(4,1)=0.020 (9−1)
ω(a,b)=2π[C1(a,b)fs+C0(a,b)td+f'0(a,b)] (8−2)
式8−2におけるtdは、光ディスク媒体101の厚さ(mm)であり、C0(a,b)は、図13の光ディスク媒体の厚さの変化に伴う固有振動周波数の変化を1次近似したときの傾き(Hz/mm)である。また、f’0(a,b)は、0次係数(Hz)である。具体的には、回転周期検出回路が出力する回転数情報fsと、厚さ検出回路が出力する厚さtdとに基づいて、下記式9−2
ω(2,1)=2π[3.03fs+ 71.7td+15.5]
ω(3,1)=2π[4.02fs+192.4td+21.0]
ω(4,1)=2π[4.99fs+367.7td+24.4] (9−2)
で、各モードの固有振動周波数を推定する。式9−2で、td=1.2mmとしたときには、各モードの固有振動周波数は、式6−2に示す第1実施形態のフィルタ係数設定回路121が推定する固有振動周波数と近似的に等価となり、この場合のフィルタ108の特性は、第1実施形態と第2実施形態とで同等となる。
Claims (11)
- 位置決め対象となる移動部材を、円板状の目標部材の目標位置に追従させる位置決め制御装置であって、
前記目標位置と前記移動部材(103;203)との相対的位置誤差を検出し、位置誤差信号として出力する位置誤差検出器(105;205)と、
前記位置誤差信号を通過させるフィルタであって、前記目標部材(101;201)が有する固有振動モードの中から選択された少なくも1つのモードの固有振動周波数近傍の信号成分を増幅して出力するフィルタ(108;208)と、
前記フィルタ(108;208)の出力に基づいて前記移動部材(103;203)を駆動する駆動手段(109〜112;211)を備えたことを特徴とする位置決め制御装置。 - 前記フィルタ(108;208)は、前記目標部材(101;201)が有する2次以上の固有振動モードのうちの少なくも1つの固有振動モードの固有振動周波数近傍の成分を増幅することを特徴とする、請求項1に記載の位置決め制御装置。
- 前記フィルタ(108;208)は、前記目標部材(101;201)が有する固有振動モードの中から選択された複数の固有振動モードの固有振動周波数近傍の成分のそれぞれを、個別に増幅することを特徴とする、請求項1に記載の位置決め制御装置。
- 位置決め対象となる移動部材を、円板状の目標部材の目標位置に追従させる位置決め制御装置であって、
前記目標位置と前記移動部材(103;203)との相対的位置誤差を検出し、位置誤差信号として出力する位置誤差検出器(105;205)と、
前記目標部材(101;201)が有する固有振動モードの中から選択された少なくも1つのモードの固有振動周波数を推定して出力する周波数推定器(121;195)と、
前記位置誤差信号を通過させるフィルタであって、前記周波数推定器(121;195)が出力する固有振動周波数近傍の信号成分を増幅して出力するフィルタ(108;208)と、
前記フィルタ(108;208)の出力に基づいて前記移動部材(103;203)を駆動する駆動手段(109〜112;211)を備えたことを特徴とする位置決め制御装置。 - 前記周波数推定器(121;195)は、前記目標部材(101;201)が有する2次以上の固有振動モードの少なくも1つの固有振動モードの固有振動周波数を推定することを特徴とする、請求項4に記載の位置決め制御装置。
- 前記周波数推定器(121;195)は、前記目標部材(101;201)が有する固有振動モードの中から選択された複数の固有振動モードの固有振動周波数を推定して出力し、前記フィルタ(108;208)は、前記周波数推定器(121;195)が推定した複数の固有振動周波数近傍の成分をそれぞれ個別に増幅することを特徴とする、請求項4に記載の位置決め制御装置。
- 前記円板状の目標部材(101;201)の、回転軸周りの回転数情報を取得する回転数情報取得手段(122)を更に備え、前記周波数推定器(121;195)は、前記回転数情報に基づいて前記固有振動周波数を推定することを特徴とする、請求項4〜6の何れか一に記載の位置決め制御装置。
- 前記円板状の目標部材(101;201)の厚さの情報を取得する厚さ計測手段(191)を更に有し、前記周波数推定器(195)は、前記厚さ情報に基づいて、前記目標部材(101;201)の固有振動周波数を推定することを特徴とする、請求項4〜6の何れか一に記載の位置決め制御装置。
- 光ディスク媒体に集光ビームスポットを照射して情報の記録・再生を行う光ディスク装置であって、前記光ディスク媒体(101)の情報記録層(102)又は情報記録トラックと前記集光ビームスポット(103)との相対的位置誤差を検出し、位置誤差信号として出力する位置誤差検出器(105)と、前記光ディスク媒体(101)が有する固有振動モードの中から選択された少なくも1つのモードの固有振動周波数を推定して出力する周波数推定器(121;195)と、前記位置誤差信号を通過させるフィルタであって、前記周波数推定器(121;195)が出力する固有振動周波数近傍の信号成分を増幅して出力するフィルタ(108)と、前記フィルタの出力に基づいて前記集光ビームスポットを駆動する駆動手段(109〜112;211)を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
- 前記光ディスク媒体の、回転軸周りの回転数情報を取得する回転数情報取得手段(122)を更に有し、前記周波数推定器(121;195)は、前記回転数情報に基づいて前記固有振動周波数を推定することを特徴とする、請求項9に記載の光ディスク装置。
- 前記光ディスク媒体の厚さの情報を取得する厚さ計測手段(191)を更に備え、前記周波数推定器(121;195)は、前記厚さ情報に基づいて、前記光ディスク媒体の固有振動周波数を推定することを特徴とする、請求項9に記載の光ディスク装置。
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