WO2002063623A1 - Dispositif et procede de commande de positionnement - Google Patents

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Sigeru Shimonou
Naotoshi Iwasawa
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Definitions

  • the present invention relates to a control technique for positioning and following a member to a target position, and particularly relates to a track following control device in an optical disc device, a focus following (focus control) device, or a tracking device in a magnetic disk device.
  • TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positioning control device and a positioning control method for positioning and following a transducer for recording and reproducing a signal such as a light spot or a magnetic head with respect to a record carrier.
  • an optical disc device that records or reproduces information by irradiating a disc-shaped record carrier with a light beam
  • a high-precision beam follow-up or disc-tracking on a track for recording information is performed.
  • High-precision focus control (focus following) that responds to surface shake is required.
  • the first prior art includes a signal delay means for integrating and accumulating the position error signal in synchronization with the rotation cycle with respect to a position change having a fixed cycle.
  • the instantaneous position error signal is added to the signal delay means and input to the signal delay means, and the position error signal is added to the input of the movable member driving means.
  • the transfer function of the driving means is G (s) and the periodic position change of the target member is Xi
  • the relative position error is obtained when the periodic position change is repeated n times.
  • the error is compressed only in the frequency domain where the absolute value of 1 + G (s) is sufficiently larger than 1, even if the position is periodically changed.
  • + G (s) is smaller than 1, the error is not compressed but rather expands (diverges).
  • the driving means has a second-order phase delay characteristic
  • the gain (absolute value) of G (s) is a frequency near 1 and a phase delay near 180 degrees exists, 1 + G
  • 1 / (1 + G (s)) indicates how small the position error originally existing can be controlled by the control, that is, the error compression ratio.
  • the displacement of the information recording position on the disk (in other words, the target member) synchronized with the rotation of the disk can be greatly reduced because the gain of the drive means is somewhat large and 1 + G Only the frequency range where the condition that (s) is sufficiently larger than 1 is secured, and the frequency where 1 + G (s) is close to 1 or smaller than 1 (frequency range higher than near the cut-off frequency of the control loop) Then, there was a problem that the error compression effect could not be expected.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to use a periodicity of a position variation having a periodicity to unnecessarily reduce the gain of the control system transfer characteristic.
  • An object of the present invention is to provide a positioning control device and a positioning control method capable of reducing a relative position error in position following without increasing a frequency band. Disclosure of the invention
  • the gist of the invention according to claim 1 of the present invention is a positioning control device that causes a moving member to follow a target member that repeats substantially equal positional fluctuations at a constant period, and wherein the target member has a target positioning position.
  • a position detector that detects a relative position error between the target member and the moving member; an adder that adds a position error signal output from the position detector and a delay signal; and a target member that receives an output of the adder.
  • a signal delay unit that outputs the delay signal delayed by the period of the position change, a driving unit that moves the moving member, and a signal obtained by adding the position error signal and the delay signal to the driving unit.
  • the gist of the invention described in claim 2 of the present invention is characterized in that the specific frequency range includes a frequency at which the transfer characteristic of the driving means is close to a gain of 1.
  • a positioning control device according to claim 1.
  • the gist of the invention described in claim 3 of the present invention is that the predetermined frequency characteristic is substantially equal to the inverse characteristic (1 ZG) of the transmission characteristic (G) of the driving means.
  • the gist of the invention described in claim 4 of the present invention is a positioning control device that causes a moving member to follow a target member that repeats substantially equal position fluctuations at a constant cycle, and A position detector for detecting a relative position error between a target positioning position and the moving member, an adder for adding a position error signal output from the position detector and a delay signal, and an output from the adder A signal delay unit for outputting the delay signal delayed by the period of the position change of the target member, a driving unit for moving the moving member in a target direction, and adding the position error signal and the delay signal.
  • the calculated signal is input to the driving means, and the driving means is moved so that the moving member moves in a specific frequency range substantially equal to the position variation indicated by the delay signal. Or a means for urging the moving member.
  • the gist of the invention according to claim 5 of the present invention is a positioning control method for causing a moving member to follow a target member that repeats substantially equal position fluctuations at a fixed cycle, and A position detection step of detecting a relative position error between a target positioning position and the moving member, an addition step of adding a position error signal output from the position detection step and a delay signal, and an output of the addition step A signal delay step of outputting the delay signal delayed by the period of the position change of the target member, a driving step of moving the moving member, and a signal obtained by adding the position error signal and the delay signal.
  • a positioning control method characterized by comprising:
  • the gist of the invention according to claim 6 of the present invention is that the specific frequency range includes a frequency at which a transfer characteristic of the driving process is close to a gain of 1. It lies in the positioning control method.
  • the gist of the invention described in claim 7 of the present invention is that the predetermined frequency 6.
  • the gist of the invention described in claim 8 of the present invention is a positioning control method for causing a moving member to follow a target member that repeats substantially equal position fluctuations at a constant period, and A position detection step of detecting a relative position error between a target positioning position and the moving member, an addition step of adding a position error signal output from the position detection step and a delay signal, and an output of the addition step A signal delaying step of outputting the delay signal delayed by the period of the position change of the target member, a driving step of moving the moving member in a target direction by using a driving unit, A signal obtained by adding the delay signal is input to the driving step, and the moving member moves in a specific frequency range substantially equal to the amount of position variation indicated by the delay signal. And a step of biasing the driving means or the moving member as described above.
  • the output of the signal delay means which accumulates and accumulates the relative position error between the target position having the periodic position fluctuation and the movable member, is simply added to the instantaneous position error signal and supplied to the drive means.
  • the output of the delay means is separately supplied to the drive means through a filter having a specific characteristic, or is used as a signal for separately moving the movable member. It is possible to keep the position error of the small. As a result, the position following ability to a disk rotating at high speed is remarkably improved, and there is an effect that it is easy to achieve a high recording density of an optical disk, a magnetic disk device and the like.
  • the output of the signal delay means is XL
  • the output of the drive means is Assuming that the arrival characteristic is G (s), the characteristic when driving the movable member by adding the position error signal and the output of the delay means is:
  • a mouth-to-pass filter (transfer characteristic 2 Fi (s)) is arranged at the input part of the signal delay means, and the convergence condition of the position error is calculated by the following equation (4). It is a general method to relax.
  • Xe (n) Xi-G (s) (e (n) + XL (n) + F (s) XL (n)
  • Xe (1) is the position error when the delay means output is 0,
  • Equation 5 Comparing Equation 5 above with Equation 1 under the conventional conditions, the denominator side is the same (1 + G (s)) n , but the numerator side is the same as the previous one, but ⁇ 1— G (s ) F (s
  • the position control system since G (s) includes the transfer characteristics of the driving means, the position control system generally includes the second-order phase delay characteristics. Therefore, to make G (s) F (s) close to 1 over the frequency domain of S ⁇ ⁇ , introduce a derivative term into F (s) (F (s) 's molecular order> F (the degree of the denominator of (s)). Although it is practically difficult to realize the filter including the derivative term, the cutoff frequency of the control loop where 1 + G (s) becomes smaller than 1 (the frequency at which the gain of G (s) becomes 0 dB) and its vicinity If such characteristics can be set in a part of the higher frequency range, practically sufficient positional error compressibility can be obtained.
  • G (s) includes only the first-order phase delay characteristic, as in a speed control system
  • FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a positioning control device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a focus following device in the optical disk device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a frequency characteristic diagram for explaining the operation of the positioning control device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a frequency characteristic diagram for explaining the operation of the positioning control device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a frequency characteristic diagram for explaining the operation of the positioning control device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a frequency characteristic diagram for explaining the operation of the positioning control device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a frequency characteristic diagram for explaining the operation of the positioning control device shown in FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram of a positioning control device according to a third embodiment of the present invention. You.
  • Reference numeral 1 means an optical disk.
  • Reference numeral 2 indicates an information recording position.
  • Reference numeral 3 indicates a light beam spot.
  • Reference numeral 4 indicates an objective lens.
  • Reference numeral 5 indicates a focus factor.
  • Reference numeral 6 denotes a photodetector.
  • Reference numeral 7 denotes an optical head.
  • Reference numeral 8 denotes a laser light source.
  • Reference numeral 9 denotes a spindle motor.
  • Reference numeral 10 denotes a first addition circuit.
  • Reference numeral 11 denotes a second addition circuit.
  • Reference numeral 12 denotes a first filter.
  • Reference numeral 13 denotes signal delay means.
  • Reference numeral 14 denotes a second filter.
  • Reference numeral 15 denotes a position error signal operation circuit.
  • Reference numeral 16 denotes a delay element.
  • Reference numeral 17 denotes a third adding circuit.
  • Reference numeral 18 denotes a third filter.
  • Reference numeral 19 denotes a clock generator.
  • Reference numeral 20 means a driving means.
  • Reference numeral 31 denotes a fourth adder.
  • Reference numeral 50 indicates the optical axis direction.
  • Reference numeral 51 indicates a spindle motor rotation axis.
  • Reference numeral 101 denotes a clock signal.
  • Reference numeral 102 denotes an input signal.
  • the code Xe means a position error signal.
  • the symbol X i indicates a change in the target position.
  • the code XL represents a delayed signal.
  • the symbol Xo indicates the amount of movement of the movable member.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a focus following (focal position control) device in the optical disc device according to the first embodiment of the present invention.
  • a light beam output from a laser light source 8 is converged by an objective lens 4 via an optical head 7 and irradiated on the optical disc 1.
  • the light beam spot 3 (focusing position of the light beam) which is a moving member in the present embodiment is displaced (movable) by driving the objective lens 4 in the optical axis direction 50 of the light beam by the focus actuator 5.
  • the amount of movement of the member is Xo).
  • the spindle motor 9 rotates the optical disc 1 at a substantially constant cycle by a controller of the spindle motor 9 not shown.
  • the information recording position 2 on the optical disk 1, which is the target member in the present embodiment, varies with the rotation of the optical disk 1 and has substantially the same position variation with a substantially constant period in the optical axis direction 50 of the optical beam ( Change of target position The motion X i) is repeated.
  • reference numeral 51 denotes a spindle motor rotating shaft.
  • the return light signal from the optical disc 1 is converted into an electric signal by the photodetector 6 via the objective lens 4 and the optical head 7 and output to the position error signal operation circuit 15.
  • the position error signal calculation circuit 15 extracts and outputs a focus error signal from the output signal of the photodetector 6. For detecting a focus error signal, a knife edge method, an astigmatism method, or the like is generally used.
  • a position detector is constituted by the laser light source 8, the optical head 7, the photodetector 6, and the position error signal operation circuit 15 relating to the detection of the focus error signal.
  • the focus error signal output from the position error signal calculation circuit 15 forms the position error signal Xe.
  • a positioning control system that causes the optical beam spot 3 to follow the information recording position 2 on the optical disk 1 is configured.
  • the first adding circuit 10 adds the position error signal Xe and the delay signal XL output from the signal delay means 13 and outputs the result to the first filter 12.
  • the first filter 12 subjects the output of the first adder circuit 10 to band limiting processing and outputs the result to the delay element 16.
  • the delay element 16 outputs a delay signal XL which is obtained by delaying the output signal of the first filter 12 by a time L substantially equal to the period of one rotation of the disk.
  • the delay element 16 may be any means as long as a predetermined signal delay can be obtained.
  • a positioning controller is configured as an analog controller as shown in this embodiment, a CCD ( It is convenient to use a delay element 16 using a charge coupled device (Charge Coupled Device).
  • the CCD shifts the input signal 102 of the delay element 16 to the output side in accordance with the clock signal 101 output from the clock generator 19, and is a kind of shift register for an analog signal. A signal delay corresponding to one cycle is obtained.
  • the positioning controller is configured as a digital controller, a simple method is to input the output signal data of the first filter 12 to a shift register operated by the clock signal 101 and delay the signal. is there.
  • the signal delay means 13 of the present embodiment is constituted mainly by a delay element 16, a first filter 12, and a clock generator 19.
  • the delay signal XL is obtained by adding the position error signal up to one rotation before the optical disc 1 within the limited band of the first filter 12. Therefore, the delay signal XL continues to increase with each rotation of the optical disk 1 while the position error within the limited band of the first filter 12 remains, and within the limited band of the first filter 12. The integration is performed until the position error signal of the signal becomes 0 (zero).
  • the second adding circuit 11 adds the position error signal Xe and the delay signal XL and outputs the result.
  • the second filter 14 performs a predetermined filtering process on the delayed signal XL and outputs the result.
  • the characteristic of the second filter 14 is the same as that of the filter having the inverse characteristic of the driving means 20 (see FIG. 2) described later. It can be realized without differentiating operation by serially connecting low-pass filters with a wide cut-off frequency compared to the cut-off frequency of the control loop.
  • the third adding circuit 17 adds the output of the second adding circuit 11 and the output of the second filter 14 and outputs the result.
  • the third filter 18 receives the output of the third adding circuit 17, performs gain adjustment processing, performs phase compensation processing, amplifies power, and outputs the result.
  • the forcible actuator 5 receives the output of the third filter 18 and drives the objective lens 4 in the optical beam direction 50 of the optical beam.
  • the driving means 20 is constituted by the focus factor 5 relating to the movement of the light beam sbot 3 and the third filter 18.
  • FIG. 2 is a block diagram of a focus following device in the optical disk drive shown in FIG.
  • the gain characteristic of the system from the moving amount Xo of the movable member to the position error signal Xe is approximately normalized to 1.
  • the transfer characteristic P of the focus actuator 5 in the present embodiment can be approximated by a 27-phase delay system represented by the following equation (8).
  • transfer characteristic C (s) of the third filter 18 is as shown in the following equation 10, the gain diagram and phase diagram of Figs. 3 (a) and 3 (b).
  • Figures 3 (a) and 3 (b) show the lag characteristics with a phase near 180 degrees near the frequency where the gain is 1 (O dB) (the power cutoff frequency of the focus control loop: 2 kHz). Therefore, in the driving means 20 of the present embodiment, the compression performance of the size error at a frequency of 2 kHz or more cannot be expected.
  • the transfer characteristic F (s) of the second filter 14 is close to the cutoff frequency of the focus control loop, and higher than that, In the range of the portion, the characteristics are almost equal to the inverse characteristics of the driving means 20.
  • inverse characteristic of the focus ⁇ Chi Yue one data 5 contained in G (s) one 1: P (s) - 1 is an approximation characteristic of the focus ⁇ Chi Yu eta 5 determined experimentally in advance I'll use and ask.
  • the limited band in the transfer characteristic of the first filter 12 is set to a frequency higher than 6 kHz, which is the power-off frequency of the control loop, and a frequency of 6 kHz, and the following equation 12 is obtained.
  • Figure 4 shows the convergence condition of the position error shown in Equation 7 when Equations 8 to 12 are set.
  • the convergence condition of the position error shown in the above Expression 7 is satisfied.
  • I 1 + G (s) I shown in (a) gives O dB near 2 kHz of the cutoff frequency of the control loop. Therefore, as shown in (c), 1 F i (s) I does not satisfy the error convergence condition of Equation 4, and the cut-off frequency of the first filter 12 is equal to or less than the cut-off frequency of the control loop, for example, (d) had to be set.
  • the present embodiment it can be seen that it is possible to set a frequency exceeding the cutoff frequency of the control loop with the transfer characteristic F i (s).
  • FIG. 5 shows a gain diagram of the compression characteristic Gcs (s) in the present embodiment. It can be seen that a compression effect of 10 dB or more can be obtained in the vicinity of the cut-off frequency (2 kHz) of the control loop where almost no compression effect was obtained in the past, at a position error synchronized with the rotation of the optical disc 1.
  • Equation 1 1 the inverse characteristic of the focus ⁇ click Chueta the transfer characteristic F (s) as shown in Equation 1 1: P (s) has been as one 1 is included, the focus ⁇ lipped Yue over data Using the point that the primary resonance frequency of (5) is about 50 Hz, which is sufficiently lower than the power cutoff frequency of the control loop of 2 kHz, and can be approximated by the second-order integration characteristic near the power loop of the control loop, The transfer characteristic F (s) can be simplified as in the following Expression 16.
  • FIG. 8 is a block diagram of the positioning control device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 showing the block diagram of the first embodiment
  • the output of the second filter 14 is added to the input side of the third filter 18 using the second addition circuit 17.
  • the above equation 11 is replaced with the following equation 17, and the output of the second filter 14 is converted to the output of the third filter 18 using the fourth adder 31.
  • the focus actuator 5 is directly energized by adding it to the output side.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and that the embodiments can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention.
  • the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like for implementing the present invention. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals. .
  • Industrial Applicability Since the present invention is configured as described above, it is possible to utilize the periodicity for the position fluctuation having the periodicity, and to increase the position or the frequency band of the control system transfer characteristic without unnecessarily increasing the position. Since the relative position error in tracking can be reduced, the position error at a frequency higher than the vicinity of the cutoff frequency of the control loop, which has been conventionally restricted, can be reduced.

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Description

明細 位置決め制御装置及び位置決め制御方法 技術分野
本発明は、 部材を目標位置に位置決め追従させる制御技術に係り、 特に光ディ スク装置におけるトラック追従制御装置、 フォーカス追従 （焦点制御） 装置、 あ るいは磁気ディスク装置におけるトラッキング装置のように、 ディスク状の記録 担体に対して、 光スポット、 磁気へッド等の信号記録再生のためのトランスデュ 一サを位置決め追従させる位置決め制御装置及び位置決め制御方法に関する。 従来技術
ディスク状の記録担体に光ビームを照射して情報の記録または再生を行う光デ イスク装置においては、 情報の記録密度を高めるために、 情報を記録するトラッ クへの高精度なビーム追従またはディスクの面ブレに応答した精度の高い焦点制 御 （フォーカス追従） が要求される。
上記追従制御の精度を高めるには、 一般に制御系のループゲインを高め、 制御 ループの応答周波数帯域を高くすることが図られるが、 可動部材を駆動する駆動 機械系の特性には限界があり、 十分な精度を確保できないことが多い。
このような問題を解決するための手法として、 ディスク状の記録担体の記録ト ラックまたは面ブレの規則性を利用して誤差を圧縮することが考えられる。 すな わち、 ディスク面上の位置変動または上下動は、 ディスクの回転によって引き起 こされるものであり、 その変動はディスクの回転に概ね同期する成分が主体であ る。 従って、 ディスク上の情報記録位置 （目標部材） の位置変動の周期性を利用 すれば、 1回転乃至数回転前の位置ずれ信号を使って、 目標部材に対する可動部 材 （光ビームスポット） の追従性を改善することができる。
このような従来技術としては、 例えば、 特公昭 6 0— 5 7 0 8 5号公報に記載 のものがある （第 1従来技術） 。 上記第 1従来技術は一定の周期をもった位置変 動に対して位置誤差信号を回転周期に同期して積算蓄積する信号遅延手段を備え 、 その瞬時の位置誤差信号を加算して信号遅延手段に入力するとともに、 位置誤 差信号を加算して可動部材の駆動手段の入力とするものである。
上記第 1従来技術によれば、 駆動手段の伝達関数を G (s) とし、 目標部材の 周期的位置変動を X iとしたとき、 周期的位置変動が n回繰り返されると、 相対 的位置誤差 Xeは、 Xe=X i/ { 1 + G (s) } nとなり、 遅延手段出力は X i /G (s) に近づくことが示されている。
すなわち、 1+G (s) の絶対値が、 1より大きい周波数領域においては、 相 対的位置誤差は 0に近づき、 周期的変動に可動部材を追従させるための信号は、 殆ど信号遅延手段の出力によって与えられることになる。 これにより、 駆動系の ゲイン （G (s) の絶対値） または、 応答周波数带域 (G (s) のゲインが 1と なる周波数） をむやみに高くしなくとも、 追従性を大幅に向上させることができ る。 発明が解決しょうとする課題
しかしながら、 上記第 1従来技術では、 周期的位置変動であっても、 誤差が圧 縮されるのは 1+G (s) の絶対値が、 1より十分に大きい周波数領域のみであ り、 1+G (s) が 1より小さくなるような場合には、 誤差は圧縮されるどころ か、 逆に拡大 （発散） するという問題点があった。
例えば駆動手段が 2次の位相遅れ特性を有している場合、 G (s) のゲイン （ 絶対値） が、 1付近の周波数で、 180度近傍の位相遅れが存在すると、 1 +G
(s) は、 1よりかなり小さくなる。
通常の制御系では 1/ (1 +G (s) ) は、 本来存在する位置ずれが制御によ つてどれだけ小さな位置誤差に抑えられるか、 すなわち誤差の圧縮率を示してお り、 1+G (s) が 1より小さくなることは、 制御ループのカットオフ周波数 （ G (s) のゲインが l=0dBとなる周波数） 付近で位置誤差が元々存在する値 より大きくなる現象として観察される。
このような状態で、 上記第 1従来技術のままの構成を適用すると、 1+G (s ) が 1より小さくなる周波数帯では誤差信号はどんどん大きくなつて （発散して ) しまう。 このような事態を避けるため、 上記第 1従来技術の適用に当たっては、 信号遅 延手段に入力する信号を制御ループの力ットオフ周波数付近では十分小さなレべ ルとするような口一パスフィルタを、 信号遅延出力と位置誤差信号を加算した後 、 信号遅延手段に入力する前に挿入する等の対策が必要となる。 すなわち、 上記 第 1従来技術においては、 ディスク上の情報記録位置 （換言すれば、 目標部材） のディスク回転に同期した位置ずれを大きく圧縮できるのは、 駆動手段のゲイン がある程度大きく、 1 + G ( s ) が 1より十分大きいという条件が確保された周 波数範囲のみであり、 1 + G ( s ) が 1に近いまたは 1より小さくなる周波数 （ 制御ループのカツトオフ周波数付近より高い周波数域） 領域では誤差の圧縮効果 は期待できないという問題点があった。
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、 その目的とするところは 、 周期性を有する位置変動に対して、 その周期性を活用して、 いたずらに制御系 伝達特性のゲインゃ周波数帯域を上げることなく、 位置追従における相対位置誤 差を低下させることが可能な位置決め制御装置及び位置決め制御方法を提供する 点にある。 発明の開示
この発明の請求項 1に記載の発明の要旨は、 一定の周期をもって概ね等しい位 置変動を繰り返す目標部材に対して移動部材を位置追従させる位置決め制御装置 であって、 前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位置誤差 を検出する位置検出器と、 前記位置検出器の出力する位置誤差信号と遅延信号と を加算する加算器と、 前記加算器の出力を受けて前記目標部材の位置変動の周期 だけ遅延させた前記遅延信号を出力する信号遅延手段と、 前記移動部材を移動さ せる駆動手段と、 前記位置誤差信号と前記遅延信号とを加算した信号を前記駆動 手段へ入力するとともに、 前記遅延信号を特定の周波数範囲において予め定めら れた周波数特性を有するフィルタを介して前記駆動手段に加算入力する手段を備 えたことを特徴とする位置決め制御装置に存する。
また、 この発明の請求項 2に記載の発明の要旨は、 前記特定の周波数範囲が、 前記駆動手段の伝達特性がゲイン 1付近となる周波数を含むことを特徴とする請 求項 1に記載の位置決め制御装置に存する。
また、 この発明の請求項 3に記載の発明の要旨は、 前記予め定められた周波数 特性が、 前記駆動手段の伝達特性 （G) の逆特性 （1 ZG) に概ね等しいもので あ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に存する。
また、 この発明の請求項 4に記載の発明の要旨は、 一定の周期をもって概ね等 しい位置変動を繰り返す目標部材に対して移動部材を位置追従させる位置決め制 御装置であつて、 前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位 置誤差を検出する位置検出器と、 前記位置検出器の出力する位置誤差信号と遅延 信号とを加算する加算器と、 前記加算器の出力を受けて前記目標部材の位置変動 の周期だけ遅延させた前記遅延信号を出力する前記信号遅延手段と、 前記移動部 材を目標方向に移動させる駆動手段と、 前記位置誤差信号と前記遅延信号とを加 算した信号を前記駆動手段へ入力するとともに、 特定の周波数範囲において前記 移動部材が前記遅延信号の示す位置変動量に概ね等しい動きをするように前記駆 動手段もしくは前記移動部材を付勢させる手段を備えたことを特徴とする位置決 め制御装置に存する。
また、 この発明の請求項 5に記載の発明の要旨は、 一定の周期をもって概ね等 しい位置変動を繰り返す目標部材に対して移動部材を位置追従させる位置決め制 御方法であつて、 前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位 置誤差を検出する位置検出工程と、 前記位置検出工程の出力する位置誤差信号と 遅延信号とを加算する加算工程と、 前記加算工程の出力を受けて前記目標部材の 位置変動の周期だけ遅延させた前記遅延信号を出力する信号遅延工程と、 前記移 動部材を移動させる駆動工程と、 前記位置誤差信号と前記遅延信号とを加算した 信号を前記駆動工程へ入力するとともに、 前記遅延信号を特定の周波数範囲にお いて予め定められた周波数特性を有するフィルタを介して前記駆動工程に加算入 力する工程を備えたことを特徴とする位置決め制御方法に存する。
また、 この発明の請求項 6に記載の発明の要旨は、 前記特定の周波数範囲が、 前記駆動工程の伝達特性がゲイン 1付近となる周波数を含むことを特徴とする請 求項 5に記載の位置決め制御方法に存する。
また、 この発明の請求項 7に記載の発明の要旨は、 前記予め定められた周波数 特性が、 前記駆動工程の伝達特性 （G) の逆特性 （1 /G) に概ね等しいもので あることを特徴とする請求項 5に記載の位置決め制御方法に存する。
また、 この発明の請求項 8に記載の発明の要旨は、 一定の周期をもって概ね等 しい位置変動を繰り返す目標部材に対して移動部材を位置追従させる位置決め制 御方法であつて、 前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位 置誤差を検出する位置検出工程と、 前記位置検出工程の出力する位置誤差信号と 遅延信号とを加算する加算工程と、 前記加算工程の出力を受けて前記目標部材の 位置変動の周期だけ遅延させた前記遅延信号を出力する前記信号遅延工程と、 前 記移動部材を駆動手段を用いて目標方向に移動させる駆動工程と、 前記位置誤差 信号と前記遅延信号とを加算した信号を前記駆動工程へ入力するとともに、 特定 の周波数範囲において前記移動部材が前記遅延信号の示す位置変動量に概ね等し い動きをするように前記駆動手段もしくは前記移動部材を付勢させる工程を備え たことを特徴とする位置決め制御方法に存する。
本発明によれば、 従来制限のあった、 制御ループのカットオフ周波数付近より 高い周波数の位置誤差を小さく抑えることが可能となる。 これにより、 より高精 度の位置追従が要求される、 光ディスク、 磁気ディスク装置の高記録密度化の達 成が可能となるばかりでなく、 ディスク回転数が高速になつた場合でも、 制御ル ープの周波数帯域を上げることなく追従性能を向上させることができる。
換言すれば、 周期的位置変動を有する目標位置と可動部材の相対位置誤差を積 算蓄積する信号遅延手段の出力を、 単純にその瞬間の位置誤差信号に加算して駆 動手段に供給する他に、 遅延手段出力を特定の特性を有するフィルタを介して、 駆動手段に別途供給するまたは可動部材を別途動かす信号として使うことにより 、 従来制限のあった、 制御ループのカットオフ周波数付近より高い周波数の位置 誤差を小さく抑えることが可能となる。 これにより高速回転するディスクへの位 置追従性が著しく改善され、 光ディスク、 磁気ディスク装置等の高記録密度化の 達成を容易にする効果がある。
次に、 本発明の原理について、 上記第 1従来技術の記述を参考に説明する。 目 標位置の変動を X iとし、 可動部材の移動量を X oとすると、 相互の位置誤差は X e = X i— X oとなる。 また、 信号遅延手段の出力を XLとし、 駆動手段の伝 達特性を G (s) とすると、 位置誤差信号と、 遅延手段出力を加算して可動部材 を駆動する場合の特性は、
Xo = G (s) (Xe+XL)
で表される。 このままで n回の周期分遅延手段による積算動作を行うと、 上記第 1従来技術に示されるように、 n回目の相対位置誤差は、 下記式 1に概ね近づき 、 遅延手段出力は下記式 2に近い値となる。
Xe (n) =X i/ {1 +G (s) } n…式 1
XL (n) =X i/G (s) x {1-1/ (1+G (s) ) n— …式 2 ただし、 位置誤差の収束条件が下記式 3となり、 下記式 3が満たされない周波 数では誤差が拡大し、 制御系が発散することとなる。 以下、 I X 1は、 Xのゲイ ンを表す。
I 1 +G (s) I > 1…式 3
このような事態を回避するため、 上記従来技術の適用に当たっては、 信号遅延 手段の入力部に口一パスフィル夕 （伝達特性二 Fi (s) ) を配置し、 位置誤差 の収束条件を下記式 4と緩和する手法が一般的である。
I 1 +G (s) I > I F i (s) I…式 4
ところで、 遅延手段出力 XLを、 特定の特性 F (s) を有するフィルタを介し て、 駆動手段に別途供給する場合を考えると、 移動部材の移動量は、
Xo=G (s) (Xe+XL + F (s) XL)
となる。 この駆動による n回目の周期での位置誤差信号 Xe (n) は、
Xe (n) =Xi - G (s) ( e (n) +XL (n) +F (s) XL (n)
)
となるが、
XL (n) =Xe (1) +Xe (2) +…十 Xe (n— 1)
であることを使って整理すると、
Xe (n) -Xe (n - 1) 一 G (s) (1+F (s) ) Xe (n - 1) /
(1+G (s) )
となり、
Xe (n) = {1一 G (s) (1+F (s) ) / (1+G (s) ) } Xe (n -1)
= { (1+G (s) 一 G (s) (1+F (s) ) ) / (1+G (s) ) } Xe ( n - 1 )
の漸ィ匕式が得られる。 ここで、 Xe (1) は遅延手段出力が 0の状態での位置誤 差とすると、
Figure imgf000009_0001
であるので、 下記式 5が得られる。
Xe (n) = { (1+G (s) 一 G (s) (1+F (s) ) ) / (1+G (s ) ) "- 1 · Xe (1)
= { (1一 G (s) F (s) ) / (1+G (s) ) } n— 1 · {X i (1+G ( s) ) } …式 5
上記式 5と、 従来条件における上記式 1を比較すると、 分母側は、 同じ （1+ G (s) ) nであるが、 分子側は従来 1であったものが、 {1— G (s) F (s
) } 。一1になっていることが分かる。
従って、 G (s) F (s) が 1に近くなるような適当なフィルタ特性 F (s) を設定することにより、 1+G (s) が 1より小さくなる場合があっても、 分子 側の 1— G (s) F (s) がより小さくなつていれば、 残留する位置誤差 Xe ( n) を 0に近づけることができる。 すなわち、 位置誤差の収束条件を下記式 6の ようにすることができる。
I 1+G (s) I > I 1一 G (s) F (s) I…式 6
ここで、 G (s) は駆動手段の伝達特性を含むため、 位置制御系では一般に 2 次の位相遅れ特性を含む。 よって、 S→∞の周波数領域にわたって G (s) F ( s) を 1に近い値にするためには、 F (s) に微分項を導入する （F (s) の分 子の次数 >F (s) の分母の次数とする） 必要がある。 微分項を含むフィル夕の 実現は実用上困難であるが、 1+G (s) が 1より小さくなる制御ループのカツ トオフ周波数 （G (s) のゲインが 0 dBになる周波数） 付近及びそれより高い 周波数領域の一部の範囲でそのような特性が設定できれば、 実用上は十分な位置 誤差の圧縮性が得られる。
すなわち、 従来技術同様、 実用上は信号遅延手段の入力部にローパスフィルタ を配置し、 位置誤差の収束条件を下記式 7と緩和すればよい。
I 1+G (s) I > I 1-G (s) F (s) I · I F i (s) I…式 7 上記式 4と異なり、 F (s) が G (s) のゲインが 1付近の周波数付近及びそ れより高い周波数領域の一部の範囲で G (s) の逆特性に概ね等しいため、 上記 式 7における Fi (s) のカットオフ周波数は、 制御ループのカットオフ周波数 を超えて設定可能となる。
また、 速度制御系のように G (s) に 1次の位相遅れ特性のみを含む場合には
、 F (s) に微分項を導入することなしに、 s→∞ (無限大） で I 1一 G (s)
F (s) I→1 (0 dB) と設定可能であるため、 原理上は上記式 7における F i (s) =1 (信号遅延手段の入力部にローパスフィルタを配置しないのと等価
) と設定可能であるが、 安定性の余裕を考慮して、 F i (s) はローパス特性と することが望ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係る位置決め制御装置の第 1の実施の形 態を示すプロック図である。
図 2は、 図 1に示す光ディスク装置におけるフオーカス追従装置のプロック図 である。
図 3は、 図 1に示す位置決め制御装置の動作を説明するための周波数特性図で ある。
図 4は、 図 1に示す位置決め制御装置の動作を説明するための周波数特性図で ある。
図 5は、 図 1に示す位置決め制御装置の動作を説明するための周波数特性図で ある。
図 6は、 図 1に示す位置決め制御装置の動作を説明するための周波数特性図で ある。
図 7は、 図 1に示す位置決め制御装置の動作を説明するための周波数特性図で ある。
図 8は、 本発明の第 3の実施の形態に係る位置決め制御装置のプロック図であ る。
なお、 符号 1は光ディスクを意味する。 符号 2は、 情報記録位置を意味する。 符号 3は、 光ビームスポットを意味する。 符号 4は、 対物レンズを意味する。 符 号 5は、 フォーカスァクチユエータを意味する。 符号 6は、 光検出器を意味する 。 符号 7は、 光ヘッドを意味する。 符号 8は、 レーザ光源を意味する。 符号 9は 、 スピンドルモータを意味する。 符号 1 0は、 第 1の加算回路を意味する。 符号 1 1は、 第 2の加算回路を意味する。 符号 1 2は、 第 1のフィルタを意味する。 符号 1 3は、 信号遅延手段を意味する。 符号 1 4は、 第 2のフィルタを意味する 。 符号 1 5は、 位置誤差信号演算回路を意味する。 符号 1 6は、 遅延素子を意味 する。 符号 1 7は、 第 3の加算回路を意味する。 符号 1 8は、 第 3のフィルタを 意味する。 符号 1 9は、 クロック発生器を意味する。 符号 2 0は、 駆動手段を意 味する。 符号 3 1は、 第 4の加算器を意味する。 符号 5 0は、 光軸方向を意味す る。 符号 5 1は、 スピンドルモータ回転軸を意味する。 符号 1 0 1は、 クロック 信号を意味する。 符号 1 0 2は、 入力信号を意味する。 符号 X eは、 位置誤差信 号を意味する。 符号 X iは、 目標位置の変動を意味する。 符号 X Lは、 遅延信号 を意味する。 符号 X oは、 可動部材の移動量を意味する。 発明を実施するための最良の形態
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係る光ディスク装置におけるフォーカス 追従 （焦点位置制御） 装置の構成を示すブロック図である。
図 1を参照すると、 レーザ光源 8力 ら出力された光ビームは、 光へッド 7を介 し対物レンズ 4で収束され、 光ディスク 1に照射される。 本実施の形態における 移動部材である光ビームスポット 3 (光ビームの合焦位置） は、 フォーカスァク チユエータ 5にて対物レンズ 4を光ビームの光軸方向 5 0に駆動することで変位 (可動部材の移動量 X o ) する。
スピンドルモータ 9は、 図示しないスピンドルモータ 9のコントローラにより 、 光ディスク 1を概略一定の周期で回転させる。 本実施の形態における目標部材 である光ディスク 1上の情報記録位置 2は、 光ディスク 1の回転に伴レ、、 光ビー ムの光軸方向 5 0に概略一定の周期を持って概ね等しい位置変動 （目標位置の変 動 X i ) を繰り返す。 なお、 図 1において符号 5 1はスピンドルモータ回転軸を 示している。
光ディスク 1からの戻り光信号は、 対物レンズ 4、 光へッド 7を介し、 光検出 器 6で電気信号に変換され位置誤差信号演算回路 1 5に出力される。 位置誤差信 号演算回路 1 5は、 光検出器 6の出力信号からフォーカスエラー信号を抽出し出 力する。 フォーカスエラー信号の検出には、 ナイフエッジ法、 非点収差法等が一 般に用いられる。
本実施の形態においては、 上記フォーカスエラー信号の検出に係るレーザ光源 8、 光ヘッド 7、 光検出器 6、 位置誤差信号演算回路 1 5をもって位置検出器が 構成される。 また、 位置誤差信号演算回路 1 5の出力するフォーカスエラー信号 が位置誤差信号 X eを成す。
本実施の形態に係る光ディスク装置におけるフォーカス追従装置では、 光ビー ムスポット 3を光ディスク 1上の情報記録位置 2に追従させる位置決め制御系が 構成される。
図 1を参照すると、 第 1の加算回路 1 0は、 位置誤差信号 X eと信号遅延手段 1 3の出力する遅延信号 X Lを加算し、 第 1のフィルタ 1 2に出力する。 第 1の フィルタ 1 2は、 第 1の加算回路 1 0の出力を帯域制限処理し遅延素子 1 6に出 力する。 遅延素子 1 6は、 第 1のフィルタ 1 2の出力信号をディスク 1回転の周 期に概ね等しい時間 Lだけ遅らせた遅延信号 X Lを出力する。
遅延素子 1 6は、 所定の信号遅延が得られればどのような手段であつてもよい 、 例えば本実施の形態に示すように位置決め制御器をアナログ制御器として構 成する際には、 C C D (C h a r g e C o u p l e d D e v i c e :電荷結 合素子） を利用した遅延素子 1 6を用いるのが簡便である。 C C Dは、 クロック 発生器 1 9の出力するクロック信号 1 0 1に従って遅延素子 1 6の入力信号 1 0 2を出力側にずらしていくもので一種のアナログ信号に対するシフトレジスタで ある力 クロック信号 1 0 1の周期に対応した信号遅延が得られる。 また、 位置 決め制御器をデジタノレ制御器として構成する際には、 第 1のフィルタ 1 2の出力 信号データをクロック信号 1 0 1によって動作するシフトレジスタに入力して信 号遅延させる方法が簡便である。 本実施の形態の信号遅延手段 1 3は、 遅延素子 1 6、 第 1のフィルタ 1 2、 ク ロック発生器 1 9を中心にして構成されている。
遅延信号 X Lは、 光ディスク 1の 1回転前までの位置誤差信号を第 1のフィル タ 1 2の制限帯域内で加算したものとなる。 従って、 遅延信号 X Lは、 第 1のフ イノレタ 1 2の制限帯域内の位置誤差が残っているうちは光ディスク 1の 1回転ご とに増加を続け、 第 1のフィルタ 1 2の制限帯域内での位置誤差信号が 0 (ゼロ ) になるまで積算が行われる。
第 2の加算回路 1 1は、 位置誤差信号 X eと、 遅延信号 X Lを加算して出力す る。 第 2のフィルタ 1 4は、 遅延信号 X Lを所定のフィルタ処理して出力する。 第 2のフィルタ 1 4の特性は、 後述する駆動手段 2 0 (図 2参照） の逆特性を持 つフィルタに、 駆動手段 2 0の極零の相対次数と次数が等しく、 かつ、 フォー力 ス制御ループのカツトオフ周波数に比してカツトオフ周波数の広いローパスフィ ルタを直列結合することで微分動作なしで実現できる。
第 3の加算回路 1 7は、 第 2の加算回路 1 1の出力と、 第 2のフィルタ 1 4の 出力を加算して出力する。 第 3のフィルタ 1 8は、 第 3の加算回路 1 7の出力を 入力し、 ゲイン調整処理し、 位相補償処理し、 電力増幅して出力する。 フォー力 スァクチユエータ 5は、 第 3のフィルタ 1 8の出力を受け、 対物レンズ 4を光ビ ームの光軸方向 5 0に駆動する。
本実施の形態においては、 光ビームスボット 3の移動に係るフォーカスァクチ ユエータ 5、 第 3のフィルタ 1 8をもって駆動手段 2 0が構成される。
次に、 以上のように構成された本発明の第 1の実施の形態の動作について説明 する。 図 2は、 図 1に示すに係る光ディスク装匱におけるフォーカス追従装置の ブロック図である。 ただし、 説明を簡便にするため、 可動部材の移動量 X oから 位置誤差信号 X eに至る系のゲイン特性は近似的に 1で正規化して示す。
本実施の形態におけるフォーカスァクチユエータ 5の伝達特性 Pは、 下記式 8 で表される 27火位相遅れ系で近似できる。
P ( s ) = 3 4 8 / ( s 2+ 2 1 . 9 s + 1 . 1 4 X 1 0 5) (単位： m/A ) …式 8
第 3のフィルタ 1 8の伝達特性 C ( s ) を下記式 9と定義することで、 駆動手 段 20 (伝達特性 G (s) ) の伝達特性が、 下記式 10、 図 3 (a) ， (b) の ゲイン線図と位相線図のようになる。
C (s) =2 X 106X { (s + 1741) / (s + 326) } X { (s + 3 141) / (s + 50265) } …式 9
G (s) =C (s) P (s) …式 10
図 3 (a) ， (b) では、 ゲインが 1 (O dB) となる周波数 （フォーカス制 御ループの力ットオフ周波数： 2 kHz) 近傍で位相が 180度近傍の遅れ特性 を示す。 よって、 本実施の形態の駆動手段 20では 2 k H z以上の周波数での位 匱誤差の圧縮性能は望めなレ、。
第 2のフィルタ 14の伝達特性 F (s) を下記式 1 1と取ることで、伝達特性 F (s) は、 本フォーカス制御ループのカットオフ周波数近傍、 及びそれより高 レ、周波数領域の一部の範囲で駆動手段 20の逆特性に概ね等しレ、特性を持つこと となる。 下記式 1 1において、 G (s) 一1に含まれるフォーカスァクチユエ一 タ 5の逆特性： P (s) — 1は、 予め実験的に求めたフォーカスァクチユエータ 5の近似特性を使用して求めればよレ、。
F (s) =G (s) _1X {3. 14 X 10 (s + 3. 14X 10 } 2··· 式 11
また、 第 1のフィルタ 12の伝達特性における制限帯域を、 本制御ループの力 ットオフ周波数である 2kHzより高レヽ、 6 kHzの周波数に設定し、 下記式 1 2を得る。
F i (s) =3. 77X 104/ (s + 3. 77X 10" …式 12
上記式 8〜式 12と設定した際の式 7に示した位置誤差の収束条件を図 4に示 す。 図 4中 （a) 及び （b) に示すように、 本実施の形態においては、 上記式 7 に示した位置誤差の収束条件が満足されることが分かる。 また、 第 2のフィルタ 14を用いない上記従来技術 (F (s) =0) では、 （a) に示す I 1+G (s ) Iが制御ループのカットオフ周波数の 2kHz近傍で O dBを下回るため、 （ c) に併記するように 1 F i (s) Iが式 4の誤差の収束条件を満足せず、 第 1 のフィルタ 12のカツトオフ周波数を制御ループのカツトオフ周波数以下、 例え ば、 (d) と設定する必要があった。 これに対して本実施の形態では、 伝達特性 F i (s) にて制御ループのカット オフ周波数を超えた周波数設定が可能となることが分かる。
遅延素子 16の伝達特性 D L (s) を下記式 13に示す。
DL (s) =e_ "…式 13
この時、 図 2のフォーカス追従装置の位置誤差圧縮特性 （目標位置の変動 X i 力、ら位置誤差信号 Xeに至る系の伝達特性） を Gc (s) と置くと、 伝達特性 G c (s) は、 式 14で表される。
Gc (s) = { 1 -F s) -L s i
/ { 1 -F i (s) e— Ls + G (s) +G (s) F (s) F i (s) e— Ls} --' 式 14
光ディスク 1の回転に同期した、 高調波を含む位置誤差成分の圧縮特性を G c s (s) と置くと、 圧縮特性 G c s (s) は、 上記式 14において e— Ls= lと おいた場合に相当し、 式 1 5で表される。
Gc s (s) = { 1 -F i ( s) } / { 1 -F i (s) +G (s) +G (s) F (s) F i (s) } …式 1 5
本実施の形態における圧縮特性 G c s (s) のゲイン線図は図 5となる。 従来 、 ほぼ圧縮効果の得られなかった制御ループのカットオフ周波数 （2 kHz) 近 傍にて、 光ディスク 1の回転に同期した位置誤 分に 10 d B以上の圧縮効果 が得られることが分かる。
(第 2の実施の形態）
以下、 本発明の第 2の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 上記第 1 の実施の形態では、 上記式 1 1に示すごとく伝達特性 F (s) にフォーカスァク チュエータの逆特性： P (s) 一1が含まれるとしたが、 フォーカスァクチユエ ータ 5の一次共振周波数が 50 H z程度と制御ループの力ットオフ周波数 2 k H zに比して十分低く、 制御ループの力ットオフ周波数近傍では 2次の積分特性と 近似できる点を利用すれば、 伝達特性 F (s) は下記式 16のように簡略ィ匕する ことが可能である。
F (s) =C (s) ~lX { s 348 } {3. 14 X 10ゾ （s + 3. 14 X 1 05) } 2…式 1 6 上記第 1の実施の形態において、 上記式 1 1のみ上記式 1 6と置き換えた場合 、 上記式 7に示した位置誤差の収束条件、 光ディスク 1の回転に同期した位置誤 差成分の圧縮特性 G c s ( s ) は、 それぞれ、 図 6、 図 7となり、 上記第 1の実 施の形態と同様の効果が得られることが分かる。
(第 3の実施の形態）
以下、 本発明の第 3の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 図 8は、 本発明の第 3の実施の形態に係る位置決め制御装置のプロック図である。
上記第 1の実施の形態のブロック図を示す図 2では、 第 2のフィルタ 1 4の出 力を第 2の加算回路 1 7を用い第 3のフィルタ 1 8の入力側に加算するとした。 本実施の形態では、 図 8に示すように、 上記式 1 1を下記式 1 7と置き換え、 第 2のフィルタ 1 4の出力を第 4の加算器 3 1を用い第 3のフィルタ 1 8の出力 側に加算し、 フォーカスァクチユエータ 5を直接に付勢する構成とした点に特徴 を有している。 このように、 図 8に示す等価系 （第 1の実施の形態における図 2 に相当） でも同様の位置誤 ^EE縮効果が得られることは明らかである。
F ( s ) = P ( s ) 一1 X { 3 . 1 4 X 1 0 / ( s + 3 . 1 4 X 1 0 5) } 2 - - ' 式 1 7
なお、 上記各実施の形態においては、 アナログ制御系での制御器構成を例に取 り説明したが、 デジタル制御系での制御器構成にぉレ、ても同様の効果が得られる 。 また、 上記各実施の形態においては、 説明の都合上、 光ディスク装置における フォーカス追従 （焦点位置制御） 装置を例として説明したが、 同様の性質を有す る他の装置にも適用できることは無論であり、 本発明の範囲は上記の例に限定さ れるものではない。
また、 本発明が上記各実施の形態に限定されず、 本発明の技術思想の範囲内に ぉレヽて、 各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。 また上記構成部 材の数、 位置、 形状等は上記実施の形態に限定されず、 本発明を実施する上で好 適な数、 位置、 形状等にすることができる。 また、 各図において、 同一構成要素 には同一符号を付している。 . 産業上の利用可能性 本発明は以上のように構成されているので、 周期性を有する位置変動に対して 、 その周期性を活用して、 いたずらに制御系伝達特性のゲインや周波数帯域を上 げることなく、 位置追従における相対位置誤差を低下させることが可能となるた め、 従来制限のあった、 制御ループのカットオフ周波数付近より高い周波数の位 置誤差を小さく抑えることが可能となる。
これにより、 より高精度の位置追従が要求される光ディスク、 磁気ディスク装 置の高記録密度ィ匕の達成が可能となるば力、りでなく、 ディスク回転数が高速にな つた場合でも、 制御ループの周波数帯域を上げることなく追従性能を向上させる ことができるようになるといった効果を奏する。

Claims

請求の範囲
1 . 一定の周期をもつて概ね等しい位置変動を繰り返す目標部材に対して 移動部材を位置追従させる位置決め制御装置であって、
前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位置誤差を検出す る位置検出器と、
前記位置検出器の出力する位置誤差信号と遅延信号とを加算する加算器と、 前記加算器の出力を受けて前記目標部材の位置変動の周期だけ遅延させた前記 遅延信号を出力する信号遅延手段と、
前記移動部材を移動させる駆動手段と、
前記位置誤差信号と前記遅延信号とを加算した信号を前記駆動手段へ入力する とともに、 前記遅延信号を特定の周波数範囲において予め定められた周波数特性 を有するフィルタを介して前記駆動手段に加算入力する手段を備えた
ことを特徴とする位置決め制御装置。
2. 前記特定の周波数範囲が、 前記駆動手段の伝達特性がゲイン 1付近と なる周波数を含む
ことを特徴とする請求項 1に記載の位置決め制御装置。
3. 前記予め定められた周波数特性が、 前記駆動手段の伝達特性 （G) の 逆特性 （1 /G) に概ね等しいものである
ことを特徴とする請求項 1に記載の位置決め制御装置。
4. 一定の周期をもつて概ね等い、位置変動を繰り返す目標部材に対して 移動部材を位置追従させる位置決め制御装置であって、
前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位置誤差を検出す る位置検出器と、
前記位置検出器の出力する位置誤差信号と遅延信号とを加算する加算器と、 前記加算器の出力を受けて前記目標部材の位置変動の周期だけ遅延させた前記 遅延信号を出力する前記信号遅延手段と、
前記移動部材を目標方向に移動させる駆動手段と、
前記位置誤差信号と前記遅延信号とを加算した信号を前記駆動手段へ入力する とともに、 特定の周波数範囲において前記移動部材が前記遅延信号の示す位置変 動量に概ね等しい動きをするように前記駆動手段もしくは前記移動部材を付勢さ せる手段を備えた
ことを特徴とする位置決め制御装置。
5. 一定の周期をもつて概ね等しい位置変動を繰り返す目標部材に対して 移動部材を位置追従させる位置決め制御方法であって、
前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位置誤差を検出す る位置検出工程と、
前記位置検出工程の出力する位置誤差信号と遅延信号とを加算する加算工程と 前記加算工程の出力を受けて前記目標部材の位置変動の周期だけ遅延させた前 記遅延信号を出力する信号遅延工程と、
前記移動部材を移動させる駆動工程と、
前記位置誤差信号と前記遅延信号とを加算した信号を前記駆動工程へ入力する とともに、 前記遅延信号を特定の周波数範囲において予め定められた周波数特性 を有するフィルタを介して前記駆動工程に加算入力する工程を備えた
ことを特徴とする位置決め制御方法。
6. 前記特定の周波数範囲が、 前記駆動工程の伝達特性がゲイン 1付近と なる周波数を含む
ことを特徴とする請求項 5に記載の位置決め制御方法。
7. 前記予め定められた周波数特性が、 前記駆動工程の伝達特性 （G) の 逆特性 （1 /G) に概ね等しいものである
ことを特徴とする請求項 5に記載の位置決め制御方法。
8. 一定の周期をもつて概ね等しい位置変動を繰り返す目標部材に対して 移動部材を位置追従させる位置決め制御方法であって、
前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動部材との相対的位置誤差を検出す る位置検出工程と、
前記位置検出工程の出力する位置誤差信号と遅延信号とを加算する加算工程と 前記加算工程の出力を受けて前記目標部材の位置変動の周期だけ遅延させた前 記遅延信号を出力する前記信号遅延工程と、
前記移動部材を駆動手段を用 ヽて目標方向に移動させる駆動工程と、 前記位置誤差信号と前記遅延信号とを加算した信号を前記駆動工程へ入力する とともに、 特定の周波数範囲において前記移動部材が前記遅延信号の示す位置変 動量に概ね等しい動きをするように前記駆動手段もしくは前記移動部材を付勢さ せる工程を備えた
ことを特徴とする位置決め制御方法。
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