(57)【要約】【課題】いわゆるＡＴＳ（隣接トラックサーボ）に基づく位置制御手法を採る場合において、制御系の動作の安定化を図る。【解決手段】記録層トラッキング誤差信号の積分出力を、基準面トラッキング誤差信号に基づくトラッキングサーボループの制御目標値に与えるＡＴＳ＋としてのトラッキングサーボ制御系において、上記積分出力に基づく制御信号を生成し、該制御信号を基準面トラッキングサーボ制御部によるトラッキングサーボ信号に対して与えるフィードフォワード制御を行う。【選択図】図２２
2014093108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置案内子が形成された基準面と、情報記録が行われる記録層とを有する光ディスク記録媒体に対し、上記記録層を対象とした記録用レーザ光と隣接トラックサーボ用レーザとの照射と、上記基準面を対象とした基準面用レーザ光の照射とを、共通の対物レンズを介して行うと共に、上記隣接トラックサーボ用レーザ光と上記基準面用レーザ光の戻り光をそれぞれ受光する光照射・受光部と、
上記対物レンズをトラッキング方向に変位させるトラッキング機構部と、
上記光照射・受光部で得られた上記基準面用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記基準面用レーザ光の照射スポットの上記位置案内子に対するトラッキング誤差を表す基準面トラッキング誤差信号を生成する基準面トラッキング誤差信号生成部と、
上記基準面トラッキング誤差信号に基づいて生成したトラッキングサーボ信号に基づき上記トラッキング機構部を制御する基準面トラッキングサーボ制御部と、
上記光照射・受光部で得られた上記隣接トラックサーボ用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記隣接トラックサーボ用レーザ光の照射スポットの記録トラックに対するトラッキング誤差を表す記録層トラッキング誤差信号を生成する記録層トラッキング誤差信号生成部と、
上記記録層トラッキング誤差信号を積分する積分部と、
上記積分部による積分出力を上記トラッキングサーボ制御部による制御目標値に対するオフセットとして与えるオフセット付与部と、
上記積分部による積分出力に基づく制御信号を生成し、該制御信号を上記基準面トラッキングサーボ制御部による上記トラッキングサーボ信号に対して与えるフィードフォワード制御部と
を備える位置制御装置。
【請求項２】
上記フィードフォワード制御部は、
上記基準面トラッキングサーボ制御部、上記トラッキング機構部、上記記録層トラッキング誤差信号生成部、上記積分部、及び上記オフセット付与部を含む全体制御ループのゲインが０ｄＢを上回らないように設定された制御特性により、上記制御信号を生成する
請求項１に記載の位置制御装置。
【請求項３】
上記フィードフォワード制御部の上記制御特性は３次の伝達関数に基づき設定されたものである
請求項２に記載の位置制御装置。
【請求項４】
上記フィードフォワード制御部の上記制御特性は、上記全体制御ループとしてのクローズドループの周波数特性の零点の角周波数が極の角周波数以上となるようにして設定されたものである
請求項２に記載の位置制御装置。
【請求項５】
位置案内子が形成された基準面と、情報記録が行われる記録層とを有する光ディスク記録媒体に対し、上記記録層を対象とした記録用レーザ光と隣接トラックサーボ用レーザとの照射と、上記基準面を対象とした基準面用レーザ光の照射とを、共通の対物レンズを介して行うと共に、上記隣接トラックサーボ用レーザ光と上記基準面用レーザ光の戻り光をそれぞれ受光する光照射・受光部と、
上記対物レンズをトラッキング方向に変位させるトラッキング機構部と、
上記光照射・受光部で得られた上記基準面用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記基準面用レーザ光の照射スポットの上記位置案内子に対するトラッキング誤差を表す基準面トラッキング誤差信号を生成する基準面トラッキング誤差信号生成部と、
上記基準面トラッキング誤差信号に基づいて生成したトラッキングサーボ信号に基づき上記トラッキング機構部を制御する基準面トラッキングサーボ制御部と、
上記光照射・受光部で得られた上記隣接トラックサーボ用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記隣接トラックサーボ用レーザ光の照射スポットの記録トラックに対するトラッキング誤差を表す記録層トラッキング誤差信号を生成する記録層トラッキング誤差信号生成部と、
上記記録層トラッキング誤差信号を積分する積分部と、
上記積分部による積分出力を上記トラッキングサーボ制御部による制御目標値に対するオフセットとして与えるオフセット付与部と
を有する位置制御装置において、
上記積分部による積分出力に基づく制御信号を生成し、該制御信号を上記基準面トラッキングサーボ制御部による上記トラッキングサーボ信号に対して与えるフィードフォワード制御を行う
位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、光ディスク記録媒体に対して照射するレーザ光のスポット位置を制御する位置制御装置とその方法とに関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２０１２−８９１９８号公報
【背景技術】
【０００３】
光の照射により信号の記録又は再生が行われる光記録媒体として、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）などのいわゆる光ディスク記録媒体（以下、単に光ディスクとも表記）が広く普及している。
また、このような光ディスクについて記録再生を行う記録再生装置も広く普及している。
【０００４】
光ディスクについての記録再生装置では、一定のトラックピッチにより情報を記録するためにトラッキングサーボをかけるようにされている。
通常、記録可能型の光ディスクには、記録面に対して案内溝（例えばウォブリンググルーブ）が形成されており、該案内溝に追従するようにトラッキングサーボをかけることで、一定のトラックピッチで情報を記録するようにされる。
【０００５】
一方で近年では、記録面に案内溝の形成されていない光ディスクが提案されており、そのトラッキングサーボ手法として、例えば特許文献１に開示されているようないわゆる隣接トラックサーボ（ＡＴＳ：Adjacent Track Servo）が提案されている。
このＡＴＳでは、記録面に対して記録を担当する記録用ビームスポットＳwrと隣接トラックサーボ用スポットＳatsとを形成する。これら記録用ビームスポットＳwrと隣接トラックサーボ用スポットＳatsは、それぞれのスポットＳを形成するためのレーザ光を共通の対物レンズを介して照射することで形成される。この下で、記録用ビームスポットＳwrが形成した１周前のトラックに対し、隣接トラックサーボ用スポットＳatsが追従するように、上記対物レンズについてのトラッキングサーボを行うことで、一定のピッチによる情報記録が実現される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなＡＴＳに基づく位置制御技術は、一定のピッチによる情報記録を実現する上で優れた技術として期待されるが、少なからず課題は存在する。特に、特許文献１でも指摘されるように、動作の安定性の面での課題を有する。
【０００７】
本技術はかかる事情の下に為されたものであり、いわゆるＡＴＳ（隣接トラックサーボ）に基づく位置制御手法を採る場合において、制御系の動作の安定化を図ることをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の解決のため、本技術では位置制御装置として以下の構成を提案する。
すなわち、本技術の位置制御装置は、位置案内子が形成された基準面と、情報記録が行われる記録層とを有する光ディスク記録媒体に対し、上記記録層を対象とした記録用レーザ光と隣接トラックサーボ用レーザとの照射と、上記基準面を対象とした基準面用レーザ光の照射とを、共通の対物レンズを介して行うと共に、上記隣接トラックサーボ用レーザ光と上記基準面用レーザ光の戻り光をそれぞれ受光する光照射・受光部を備える。
また、上記対物レンズをトラッキング方向に変位させるトラッキング機構部を備える。
また、上記光照射・受光部で得られた上記基準面用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記基準面用レーザ光の照射スポットの上記位置案内子に対するトラッキング誤差を表す基準面トラッキング誤差信号を生成する基準面トラッキング誤差信号生成部を備える。
また、上記基準面トラッキング誤差信号に基づいて生成したトラッキングサーボ信号に基づき上記トラッキング機構部を制御する基準面トラッキングサーボ制御部を備える。
また、上記光照射・受光部で得られた上記隣接トラックサーボ用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記隣接トラックサーボ用レーザ光の照射スポットの記録トラックに対するトラッキング誤差を表す記録層トラッキング誤差信号を生成する記録層トラッキング誤差信号生成部を備える。
また、上記記録層トラッキング誤差信号を積分する積分部を備える。
また、上記積分部による積分出力を上記トラッキングサーボ制御部による制御目標値に対するオフセットとして与えるオフセット付与部を備える。
その上で、上記積分部による積分出力に基づく制御信号を生成し、該制御信号を上記基準面トラッキングサーボ制御部による上記トラッキングサーボ信号に対して与えるフィードフォワード制御部を備えるものである。
【０００９】
上記のように本技術では、記録層トラッキング誤差信号の積分出力を、基準面トラッキング誤差信号に基づくトラッキングサーボループの制御目標値に与える構成（後述するＡＴＳ＋によるトラッキングサーボ制御系）を採るものとしている。そして該構成において、積分部による積分出力に基づく制御信号を生成し、該制御信号を基準面トラッキングサーボ制御部によるトラッキングサーボ信号に対して与えるフィードフォワード制御を行うものとしている。
該フィードフォワード制御により、上記基準面トラッキング誤差信号に基づく基準面ループの伝達関数を、耐振動衝撃性に影響を与えずに調整することが可能となる。そしてこのような基準面ループの伝達関数の調整により、制御系全体として、発振の防止を図った特性の設定が可能となる。従って、制御系の動作の安定化が図られる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように本技術によれば、ＡＴＳ（隣接トラックサーボ）に基づく位置制御手法を採る場合において、制御系の発振の防止を図って動作の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態で用いる記録媒体の断面構造を示した図である。
【図２】当初の位置制御手法についての説明図である。
【図３】対物レンズのレンズシフトに伴い情報記録位置のずれが生じる原理について説明するための図である。
【図４】ＡＴＳについての説明図である。
【図５】ＡＴＳ単体とした場合に生じる問題点についての説明図である。
【図６】ＡＴＳ＋で用いるレーザ光についての説明図である。
【図７】ＡＴＳ＋の概念について説明するための図である。
【図８】ＡＴＳ＋を採用する場合の位置制御装置が備える主に光学系の構成についての説明図である。
【図９】ＡＴＳ＋を採用する場合の位置制御装置全体の内部構成を示した図である。
【図１０】ＡＴＳ＋制御系の構成を概念化して示した図である。
【図１１】基準面ループの周波数特性を表した図である。
【図１２】ＡＴＳループの開ループ特性の一例を表した図である。
【図１３】図１２に示す開ループ特性が設定された場合のＡＴＳループの閉ループ特性を表した図である。
【図１４】ＡＴＳループのゲインを上げた場合のＡＴＳループの開ループ特性を例示した図である。
【図１５】図１４に示した開ループ特性を設定した場合のＡＴＳループの閉ループ特性を示した図である。
【図１６】フィードフォワード制御器を付加したＡＴＳ＋制御系の構成（伝達関数によりモデル化した構成）についての説明図である。
【図１７】フィードフォワード制御器の特性を適切に設定した場合における基準面ループの閉ループ特性の例を示した図である。
【図１８】図１７の基準面ループ特性を設定した場合におけるＡＴＳループの開ループ特性（低ゲイン設定時）を示した図である。
【図１９】図１７の基準面ループ特性を設定した場合におけるＡＴＳループの閉ループ特性（低ゲイン設定時）を示した図である。
【図２０】図１７の基準面ループ特性を設定した場合におけるＡＴＳループの開ループ特性（高ゲイン設定時）を示した図である。
【図２１】図１７の基準面ループ特性を設定した場合におけるＡＴＳループの閉ループ特性（高ゲイン設定時）を示した図である。
【図２２】フィードフォワード制御器を付加した実際上のＡＴＳ＋制御系の構成についての説明図である。
【図２３】ＡＴＳループの閉ループ特性の拡大図である。
【図２４】本実施の形態としてのＡＴＳ＋制御系をその制御パラメータを明示する形で書き直した概念図である。
【図２５】制御パラメータの算出式の導出のため図２４に示した構成を描き直した図である。
【図２６】図２５中のフィードバック制御器（Ｋ１（ｚ））に関する部分を抜き出して「パラメータ部」と「固定部」とに分けて示した図である。
【図２７】具体的なパラメータ設定例で前提とした制御対象（Ｐ（ｚ））の周波数特性を示した図である。
【図２８】本例のパラメータ設定を行った場合のＡＴＳループの開ループ特性を示した図である。
【図２９】本例のパラメータ設定を行った場合のＡＴＳループの閉ループ特性を示した図である。
【図３０】図２９に示す周波数特性の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本技術に係る実施の形態について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．実施の形態で用いる記録媒体について＞
＜２．先行技術としての位置制御手法について＞
［2-1．当初提案されていた位置制御手法］
［2-2．当初手法が有する問題点］
［2-3．ＡＴＳについて］
［2-4．ＡＴＳ＋について］
＜３．ＡＴＳ＋を採用する場合の位置制御装置の全体構成＞
＜４．ＡＴＳ＋の詳細とその問題点＞
＜５．実施の形態としての位置制御手法＞
［5-1．フィードフォワード制御］
［5-2．具体的な特性導出手法の例］
＜６．変形例＞
【００１３】
＜１．実施の形態で用いる記録媒体について＞
図１は、実施の形態で用いる記録媒体としての多層記録媒体１の断面構造を示している。
先ず前提として、実施の形態で用いる多層記録媒体１は、ディスク状の光記録媒体（以下、単に光ディスクとも表記する）とされる。ここで、光記録媒体とは、光の照射により情報の記録又は再生が行われる記録媒体を総称したものである。
【００１４】
図１に示されるように、多層記録媒体１には、上層側から順にカバー層２、複数の記録層３が形成された記録層形成領域５、接着層６、反射膜７、及び基板８が形成されている。
ここで、本明細書において「上層側」とは、後述する記録装置（記録再生装置１０）側からのレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。
【００１５】
多層記録媒体１において、カバー層２は、例えば樹脂で構成され、その下層側に形成された記録層形成領域５の保護層として機能する。
【００１６】
記録層形成領域５は、図のように複数の記録層３と、それらの間に挿入された中間層４とを有して構成される。換言すれば、この場合の記録層形成領域５は、記録層３→中間層４→記録層３→中間層４・・・→記録層３の繰り替えし積層が行われて形成されたものとなっている。
記録層３は、半透明記録膜で構成される。中間層４は、例えば熱可塑性樹脂や紫外線硬化樹脂など樹脂材料で構成される。
【００１７】
この図では図示の都合上、記録層形成領域５内には５つの記録層３が形成されるものとしているが、これはあくまで一例であって、記録層数は「５」以外とすることができる。
【００１８】
ここで、記録層形成領域５において、それぞれの記録層３には、図からも明らかなようにグルーブやピット列等の形成に伴う位置案内子が形成されていない。すなわち、各記録層３は平面状に形成されていると表現できる。
このような記録層形成領域５の作成にあたっては、現状の多層ディスクの製造で必要とされる記録層ごとの位置案内子の形成工程を不要とでき、結果、多層記録媒体１の製造コスト、量産コストを効果的に削減できる。
【００１９】
記録層形成領域５の下層側には、所要の接着材料で構成された接着層（中間層）６を介して、反射膜７が形成されている。
該反射膜７には、記録／再生位置を案内するための位置案内子が形成される。なお、反射膜に位置案内子が形成されているというのは、位置案内子が形成されている界面上に反射膜が形成されるという意味である。
【００２０】
具体的に、この場合は、図中の基板８の一方の面側に対して位置案内子が形成されることで、図のような凹凸の断面形状が与えられ、基板８の該凹凸断面形状が与えられた面上に対し反射膜７が成膜されることで、該反射膜７に位置案内子が形成されたものとなっている。
なお、基板８は、例えばポリカーボネートなどの樹脂で構成される。該基板８は、例えば上記位置案内子としての凹凸断面形状を与えるためのスタンパを用いた射出成形などによって生成することができる。
【００２１】
ここで、現状の記録可能型の光ディスクで行われているように、上記位置案内子の形成により、多層記録媒体１の記録面内方向における絶対位置を表すアドレス情報（絶対位置情報：半径位置情報、及び回転角度情報）を記録することができる。例えばこの絶対位置情報は、上記位置案内子がグルーブで形成される場合には当該グルーブの蛇行（ウォブル）周期の変調により記録することができ、また上記位置案内子がピット列で形成される場合には、ピットの長さや形成間隔の変調等により記録を行うことができる。
【００２２】
なお、上記のように記録層３に対しては位置案内子が形成されておらず、記録層３上の記録位置の制御は、以下で説明するように位置案内子が形成された反射膜７からの反射光に基づき行われることになる。
この意味で、以下、位置案内子が形成された反射膜７（反射面）のことを、「基準面Ｒｅｆ」と表記する。
【００２３】
＜２．先行技術としての位置制御手法について＞
［2-1．当初提案されていた位置制御手法］
図２は、多層記録媒体１の開発当初に提案されていた、基準面Ｒｅｆに形成された位置案内子を利用した位置制御手法についての説明図である。
なお図２では、この場合に形成される５つの記録層３を上層側から順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と示している。
【００２４】
先ず、この当初手法では、多層記録媒体１に対し、記録層３を対象として照射されるべき記録層用レーザ光と、基準面Ｒｅｆにおける位置案内子に基づく位置制御を行うための基準面用レーザ光とを照射するようにされている。
具体的に、これら記録層用レーザ光と基準面用レーザ光とは、図示すように共通の対物レンズを介して多層記録媒体１に対して照射するものとされる。
【００２５】
対象とする或る記録層３（以下、記録層Ｌｎと表記する）に対してマーク記録を行うときは、図のように基準面用レーザ光を反射膜７の反射面（基準面Ｒｅｆ）に合焦させるように照射して、その反射光に基づき得られるトラッキングエラー信号に従って対物レンズの位置制御を行う（つまりトラッキングサーボをかける）。
これにより、同じ対物レンズを介して照射される記録層用レーザ光のトラッキング方向における位置を連動して制御することができる。
【００２６】
一方、再生時における位置制御は、以下のようにして実現される。
再生時においては、記録層Ｌｎにマーク列（つまり記録済みトラック）が形成されているので、該マーク列を対象として記録層用レーザ光単体でトラッキングサーボをかけることができる。すなわち、再生時におけるトラッキングサーボは、記録層用レーザ光の反射光に基づき得られるトラッキングエラー信号に従って対物レンズの位置制御を行うことで実現できる。
【００２７】
ここで、上記のような当初の位置制御手法が採られる場合において、基準面用レーザ光に記録層用レーザ光と同波長帯の光を用いてしまうと、基準面用レーザ光の反射光を得るべき基準面Ｒｅｆについて、その反射率を高めざるを得なくなってしまう。しかしながら、このように基準面Ｒｅｆの反射率を上げてしまうと、その分、記録層用レーザ光についての迷光成分が増大し、再生性能を著しく悪化させてしまう虞がある。
このため、基準面用レーザ光と記録層用レーザ光とはそれぞれ波長帯の異なる光を用いるものとし、基準面Ｒｅｆを形成する反射膜７として波長選択性を有する反射膜を用いる。
具体例として、記録層用レーザ光の波長はＢＤ（Blu-ray Disc）の場合と同様の４０５nm程度、基準面用レーザ光の波長はＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の場合と同様の６５０nm程度とされる。そして、反射膜７としては、基準面用レーザ光と同波長帯の光を選択的に反射し、それ以外の波長による光は透過又は吸収する波長選択性反射膜を用いる。
このような構成により、基準面Ｒｅｆから記録層用レーザ光の不要な反射光成分が生じてしまうことを防止でき、良好なＳ／Ｎ（信号対雑音比）を確保できる。
【００２８】
ところで、記録層３にグルーブ等の位置案内子の形成されていない多層記録媒体１では、記録時における記録開始位置へのシークは、基準面Ｒｅｆに記録されたアドレス情報を利用して行うことになる。
具体的に、対象とする記録層Ｌｎへの記録時には、ライトコマンドに基づいて基準面Ｒｅｆ上の記録開始アドレスが特定され、先ずは基準面用レーザ光により、該基準面Ｒｅｆ上の記録開始アドレスにシークする。そして、該シークの完了に応じて、記録用レーザ光による記録を開始する。これにより、記録層Ｌｎ上における、上記記録開始アドレスに対応する位置からデータの記録を開始することができる。
【００２９】
また、対象とする記録層Ｌｎに記録された情報の再生についても、先ずは基準面Ｒｅｆ上のアドレスを利用したシークを行うことになる。具体的には、リードコマンドに基づき特定された基準面Ｒｅｆ上の再生開始アドレスをターゲットとして、基準面用レーザ光によるシーク動作を行う。
そして、このような基準面Ｒｅｆのアドレスに基づくシークを行った上で、対物レンズについてのトラッキングサーボ制御を、基準面用レーザ光の反射光に基づくサーボ制御から記録層用レーザ光の反射光に基づくサーボ制御に切り替えを行う。これにより、記録層用レーザ光のビームスポットを記録層Ｌｎ上の再生開始位置近傍のトラックに追従させることができる。
その上で、記録層Ｌｎに記録されているアドレス情報を読むことで、所定の再生開始位置に移動することができ、該再生開始位置からのデータ再生を開始することができる。
【００３０】
［2-2．当初手法が有する問題点］
上記により説明したような当初手法によれば、記録層３に位置案内子が形成されない多層記録媒体１について、記録層Ｌｎ上の所定の位置に情報を記録することが可能となる。
但し、多層記録媒体１について記録を行うにあたっては、実際には、以下で説明するような記録層用レーザ光と基準面用レーザ光との間のスポット位置ずれに起因した情報記録位置のずれが生じることを考慮すべきものとなる。
【００３１】
具体的に、上述のような当初手法を採る場合は、多層記録媒体１の偏芯や光学ピックアップのスライド機構のガタ等に起因して生じる対物レンズのレンズシフトにより、トラッキング方向における情報記録位置のずれが生じることとなる。
ここで言うスライド機構のガタに伴うレンズシフトとは、スライドサーボ制御中において、当該スライド機構におけるメカ機構的なガタの発生に起因して光学ピックアップの位置が急激（瞬間的に）に変位したことに伴って、トラッキングサーボ制御中の対物レンズの位置がその変位の吸収ためにシフトされることを意味する。
【００３２】
図３は、対物レンズのレンズシフトに伴い情報記録位置のずれが生じる原理について説明するための図である。
図３において、図３Ａは多層記録媒体１の偏芯やスライド機構のガタが無く対物レンズのレンズシフトが生じていない理想的な状態を、また図３Ｂは紙面左方向（例えば外周方向であるとする）のレンズシフトが生じた場合（＋方向の偏芯と称する）、図３Ｂは紙面右方向（例えば内周方向であるとする）のレンズシフトが生じた場合（−方向の偏芯と称する）をそれぞれ示している。
なお、この図３では図示の都合から、基準面Ｒｅｆが、複数の記録層３が形成される記録層形成領域５の上層側に形成された場合を例示しているが、先の図２と同様に基準面Ｒｅｆが記録層形成領域５の下層側に形成される場合にも同様の原理で情報記録位置のずれが生じるものである。
【００３３】
先ず、図中の中心軸ｃは、光学系を設計する上で設定された中心軸であり、図３Ａに示す理想状態においては、対物レンズの中心は当該中心軸ｃに一致している（これをレンズ中心位置とも表記する）。
【００３４】
これに対し、図３Ｂに示すような＋方向のレンズシフトが生じた場合は、対物レンズの中心が光学系の中心軸ｃに対して＋方向にシフトする。
このとき、基準面用レーザ光（図中の柄付きの光線）に関しては、対物レンズに対して平行光により入射するので、上記のような対物レンズの中心軸ｃからのシフトが生じても、その焦点位置のトラッキング方向における位置に変化は生じない。
これに対し、記録層用レーザ光（図中の白抜きの光線）は、基準面Ｒｅｆとは異なる深さ位置に形成された記録層３に合焦させるために、対物レンズに対して非平行光により入射されるので、上記のような＋方向への対物レンズのシフトに対しては、図のように、記録層用レーザ光の焦点位置（情報記録位置）が、レンズシフト量に応じた分だけ＋方向に変化してしまうこととなる（図中、ずれ量＋ｄ）。
【００３５】
また、図３Ｃに示すような−方向のレンズシフトが生じた場合には、記録層用レーザ光による情報記録位置は、図のようにレンズシフト量に応じた分だけ−方向に変化することとなる（図中ずれ量−ｄ）。
【００３６】
このようにして、先の図２にて説明した当初手法、すなわち、
・記録層用レーザ光と基準面用レーザ光とを共通の対物レンズを介して照射する
・記録層用レーザ光の焦点位置と基準面用レーザ光の焦点位置とが異なる
・対物レンズのトラッキングサーボ制御を基準面用レーザ光の焦点位置が基準面Ｒｅｆに形成された位置案内子に追従させるようにして行う
という手法を採る場合には、ディスクの偏芯やスライド機構のガタ等に起因して、記録層用レーザ光による情報記録位置がトラッキング方向にずれてしまうという問題が生じる。
このとき、偏芯の大きさ等やトラックピッチ（案内溝の形成間隔）の設定によっては、隣接する案内溝同士で情報記録位置が重なってしまうこともある。このようであると、正しく記録信号を再生することはできなくなる。
【００３７】
なお、上記では情報記録位置のずれの要因として対物レンズのレンズシフトを主なものとして説明したが、情報記録位置のずれはディスクチルトによっても生じるものである。
【００３８】
ここで、上記のような情報記録位置ずれの問題を回避するための１つの対策としては、情報記録位置の変動以上にトラックピッチを広げておくということを挙げることができる。
しかしながらこの手法は、トラックピッチの拡大により記録容量の低下を招いてしまう点が問題となる。
【００３９】
また、他の手法として、ディスクを着脱不能なシステムとする手法も挙げることができる。
ここで、偏芯の原因としては、ディスク内径とスピンドルモータへのクランプ径との誤差が挙げられる。加工上、両者の誤差を完全にゼロにすることは不可能であるので偏芯は不可避である。そこで、ディスクの着脱を不能としたシステムにすれば、偏芯による影響が同じとなるので、記録位置が重なる問題を回避できる。そしてこのことで、トラックピッチを詰めることができ、その分、記録容量の増大を図ることができる。
【００４０】
しかしながら、当然、この手法ではディスクの交換が一切できないので、例えばディスク不良時にディスクだけを交換するといったことができなくなる。さらには、或る装置で記録したデータを別の装置で読み出すといったこともできない。つまりこれらの点で、利便性が損なわれる結果となる。
【００４１】
［2-3．ＡＴＳについて］
そこで、上記の問題を回避するための有効な手法として、いわゆるＡＴＳ（Adjacent Track Servo：隣接トラックサーボ）が提案された。ＡＴＳは、元々はハードディスクドライブにおけるセルフサーボトラックライタ（ＳＳＴＷ）として検討されていたものである。
【００４２】
図４は、ＡＴＳについて説明するための図である。
ＡＴＳでは、記録層３を対象として照射されるべき記録層用レーザ光として、２つのレーザ光を照射するものとし、これにより図のように記録用スポットＳwrと隣接トラックサーボ用スポットＳatsとを記録層Ｌｎ上に形成するようにされる。これらスポットＳwrとスポットＳatsは、それぞれその元となる光線を共通の対物レンズを介して記録媒体に照射することで形成される。
【００４３】
ＡＴＳでは、記録用スポットＳwrを先行スポット（つまり記録の進行方向が内周→外周である場合には外周側）とし、隣接トラックサーボ用スポットＳatsを後行スポットとして、記録用スポットＳwrによって形成したマーク列を対象として、隣接トラックサーボ用スポットＳatsによりトラッキングサーボをかける。つまりは、記録用スポットＳwrが形成した１本前のトラックに、隣接トラックサーボ用スポットＳatsが追従するように対物レンズのトラッキングサーボ制御を行うというものである。
【００４４】
このようなＡＴＳによれば、トラックピッチは各スポットＳ間の距離で一定とできるので、偏芯等の影響によりトラックが重なってしまうという問題は生じないものとできる。すなわち、前述のように偏芯等に起因する情報記録位置のずれを考慮してトラックピッチを余分に広げたり、或いはディスクを着脱不能とするシステムとするといった必要は無いものとできる。
【００４５】
［2-4．ＡＴＳ＋について］
上記のようにＡＴＳによれば、記録層３のトラックピッチを一定とできるので、トラックの交差等が生じて記録情報を再生不能となる事態の発生の防止を図ることができる。
しかしながら、これはＡＴＳが理想的に機能した場合であって、実際のシステムでは、隣接トラックサーボ用スポットＳatsによるトラッキングサーボ系においてトラッキングエラーの取れ残りが生じることに起因して、図５に示すように、トラッキングエラー成分が時間経過と共に（つまり周回を重ねるごとに）増大し、結果、トラッキングサーボを安定して行うことが困難となってしまう。
【００４６】
そこで本実施の形態では、記録用レーザ光についての位置制御手法として、ＡＴＳ＋（ＡＴＳプラス）と呼ばれる手法を採用する。
図６は、ＡＴＳ＋で用いる各レーザ光を示している。
ＡＴＳ＋では、ＡＴＳと同様に、記録層用レーザ光として、記録用スポットＳwrを形成するための記録用レーザ光と、隣接トラックサーボ用スポットＳatsを形成するためのレーザ光（図中では、ＡＴＳ・再生時用レーザ光と表記）とを照射するようにされる。
ここで、本例では、記録時に隣接トラックサーボ用レーザ光を発光するレーザを、再生時に記録層３の情報再生を行うためのレーザ光を発行するレーザとして兼用するものとする。この意味で、該レーザより発光され多層記録媒体１に照射されるレーザ光を、「ＡＴＳ・再生用レーザ光」と表記している。
【００４７】
そして、ＡＴＳ＋では、対物レンズについてのトラッキングサーボ制御に、隣接トラックサーボ用レーザ光（ＡＴＳ・再生時用レーザ光）のみでなく、基準面用レーザ光も用いる。
【００４８】
図７は、ＡＴＳ＋の概念について説明するための図である。
この図７に示すように、ＡＴＳ＋では、先ず、基準面用レーザ光のトラッキングエラー信号にトラッキングサーボ制御のためのフィルタ処理を施す基準面側サーボフィルタ（制御器）と、当該基準面側サーボフィルタの出力に基づき、対物レンズをトラッキング方向に変位可能に保持するアクチュエータを駆動するトラッキングドライバとが設けられる。
つまりＡＴＳ＋では、基準面用レーザ光のトラッキングエラー信号に基づき対物レンズのトラッキングサーボ制御を行うトラッキングサーボループ（以下、基準面ループとも表記）が形成されていることになる。
【００４９】
その上で、ＡＴＳ＋では、このような基準面ループとしての制御系と共に、ＡＴＳによる制御系が形成されるようにしている。具体的には、ＡＴＳ・再生時用レーザ光（図中ではＡＴＳ光と表記）についてのトラッキングエラー信号を積分する積分器と、当該積分器からの積分出力を上記基準面側のトラッキングサーボループに対して与える加算部とを設けるようにされる。これは、上記積分器による出力を、上記基準面ループの目標値（制御目標値）のオフセットとして与えるように構成していると換言できるものである。或いは、基準面ループとしてのトラッキングサーボループをマイナーループとして、ＡＴＳ光のトラッキングエラー信号の積分出力を当該マイナーループの制御目標値のオフセットとして与えていると表現することもできる。
【００５０】
このような構成とした場合、上記のＡＴＳ制御系のトラッキング誤差は、主に、対物レンズのレンズシフト等によって生じるスポット位置ずれ（先の図３を参照）に起因して生じることになる。
そして、このようなＡＴＳ側のトラッキング誤差情報が、基準面ループの制御目標値に与えられることで、ＡＴＳ・再生時用レーザ光のスポットＳatsが、記録層Ｌｎ上のトラックに追従するように対物レンズが駆動されることになる。
このことからも理解されるように、ＡＴＳ＋としても、ＡＴＳ単体とする場合と同様に、記録層Ｌｎ上のトラックが隣接トラックに対して重なったり交差するといった事態の発生を防止できるものとなる。
【００５１】
ここで、上記説明からも理解されるように、基準面側サーボフィルタを含む基準面ループは、通常の外乱成分にも追従する機能を担わせるべきとなる。
この意味で、基準面ループの制御帯域は、通常のサーボ制御とする場合と同等の制御帯域に設定する。具体的に本例の場合、基準面ループの制御帯域は例えば４ｋHz程度に設定している。
【００５２】
一方、積分器を含むＡＴＳ制御系（ＡＴＳループ）については、上記通常の外乱成分への追従はさせるべきではないので、その制御帯域は、少なくとも上記基準面ループの制御帯域よりも低い周波数帯域に設定する。具体的に本例の場合、ＡＴＳループの制御帯域としては例えば４００Hz程度に設定している。
【００５３】
上記のように基準面ループとしてのトラッキングサーボループ（マイナーループ）に対してＡＴＳ光のトラッキングエラー信号の積分出力（ＡＴＳ制御系の制御信号）を与えるようにしたＡＴＳ＋によれば、従来のＡＴＳ単体とした場合に生じていた、先の図５に示したような発散状態に対する耐性をより向上できる。すなわち、記録トラックの重なりや交差の発生を防止することのできるトラッキングサーボ制御を、従来のＡＴＳ単体とする場合との比較でより安定なものとできる。
なお、ＡＴＳ＋の詳細については後に改めて説明する。
【００５４】
＜３．ＡＴＳ＋を採用する場合の位置制御装置の全体構成＞
図８及び図９を参照して、上記のようなＡＴＳ＋を採用する場合の位置制御装置の具体的な構成例を説明する。ここで、以下で例示する位置制御装置は、多層記録媒体１についての記録機能と共に再生機能も有する。この意味で、当該位置制御装置については記録再生装置１０と表記する。
図８は、記録再生装置１０が備える主に光学系の構成についての説明図であり、具体的には、記録再生装置１０が備える光ピックアップＯＰの内部構成を主に示している。
【００５５】
先ず、記録再生装置１０に装填された多層記録媒体１は、当該記録再生装置１０における所定位置においてそのセンターホールがクランプされるようにしてセットされ、図中のスピンドルモータ３０による回転駆動が可能な状態とされる。
記録再生装置１０には、スピンドルモータ３０により回転駆動される多層記録媒体１に対して記録再生のためのレーザ光を照射するための構成として、光ピックアップＯＰが設けられる。
【００５６】
光ピックアップＯＰ内には、先に説明した記録用レーザ光の光源である記録用レーザ１１-1と、ＡＴＳ・再生時用レーザ光の光源であるＡＴＳ・再生時用レーザ１１-2とが設けられる。
また、基準面Ｒｅｆに形成された位置案内子を利用した位置制御を行うための光である基準面用レーザ光の光源である基準面用レーザ２４が設けられる。
【００５７】
また、光ピックアップＯＰには、記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光と基準面用レーザ光の多層記録媒体１への出力端となる対物レンズ２０が設けられ、さらに、ＡＴＳ・再生時用レーザ光の多層記録媒体１からの反射光を受光するための記録層用受光部２３と、基準面用レーザ光の多層記録媒体１からの反射光を受光するためのサーボ光用受光部２９とが設けられる。
【００５８】
そして、光ピックアップＯＰにおいては、記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光を対物レンズ２０に導くと共に、該対物レンズ２０に入射した多層記録媒体１からの反射光を記録層用受光部２３に導くための光学系が形成される。
【００５９】
具体的に、記録用レーザ１１-1より出射された記録用レーザ光、及びＡＴＳ・再生時用レーザ１１-2より出射されたＡＴＳ・再生時用レーザ光は、図のようにコリメートレンズ１２を介して平行光となるように変換された後、偏光ビームスプリッタ１３に入射する。
偏光ビームスプリッタ１３は、このように光源側から入射した記録用レーザ光、ＡＴＳ・再生時用レーザ光については透過するように構成されている。
【００６０】
偏光ビームスプリッタ１３を透過した記録用レーザ光、ＡＴＳ・再生時用レーザ光は、固定レンズ１４、可動レンズ１５、及びレンズ駆動部１６を有して構成されるフォーカス機構に入射する。このフォーカス機構は、記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光についての合焦位置の調整のために設けられたものであり、これらのレーザ光の光源に近い側が固定レンズ１４とされ、該光源から遠い側に可動レンズ１５が配置され、レンズ駆動部１６によって可動レンズ１５側がレーザ光軸に平行な方向に駆動されるように構成されている。
【００６１】
上記フォーカス機構を形成する固定レンズ１４及び可動レンズ１５を介した記録用レーザ光、ＡＴＳ・再生時用レーザ光は、図のようにミラー１７にて反射された後、１／４波長板１８を介してダイクロイックプリズム１９に入射する。
ダイクロイックプリズム１９は、その選択反射面が、記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光と同波長帯の光は反射し、それ以外の波長による光は透過するように構成されている。従って上記のように入射した記録用レーザ光、ＡＴＳ・再生時用レーザ光は、ダイクロイックプリズム１９にて反射される。
【００６２】
ダイクロイックプリズム１９で反射された記録用レーザ光、ＡＴＳ・再生時用レーザ光は、図示するように対物レンズ２０を介して多層記録媒体１（所要の記録層３）に対して照射（合焦）される。
対物レンズ２０に対しては、該対物レンズ２０を少なくともフォーカス方向（多層記録媒体１に対して接離する方向）、及びトラッキング方向（上記フォーカス方向に直交する方向：ディスク半径方向）に変位可能に保持するレンズアクチュエータ２１が設けられる。
レンズアクチュエータ２１には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられ、それぞれに駆動信号（後述するドライブ信号ＦＤ、ＴＤ）が与えられることで、対物レンズ２０をフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位させる。
【００６３】
ここで、上記のように多層記録媒体１に対してＡＴＳ・再生時用レーザ光が照射されることに応じては、該多層記録媒体１（再生対象とする記録層３）よりＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光が得られる。
このように得られたＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光は、対物レンズ２０を介してダイクロイックプリズム１９に導かれ、該ダイクロイックプリズム１９にて反射される。
ダイクロイックプリズム１９で反射されたＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光は、１／４波長板１８→ミラー１７→フォーカス機構（可動レンズ１５→固定レンズ１４）を介した後、偏光ビームスプリッタ１３に入射する。
【００６４】
このように偏光ビームスプリッタ１３に入射するＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光は、往路と復路とで１／４波長板１８を２回通過することで、往路光との比較でその偏光方向が９０度回転していることになる。この結果、上記のように入射したＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光は、偏光ビームスプリッタ１３にて反射される。
【００６５】
偏光ビームスプリッタ１３にて反射されたＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光は、集光レンズ２２を介して記録層用受光部２３の受光面上に集光する。
ここで、記録層用受光部２３がＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光を受光して得られる受光信号のことを、以下、受光信号ＤＴ-wrと表記する。
【００６６】
また、光ピックアップＯＰ内には、基準面用レーザ２４より出射された基準面用レーザ光を対物レンズ２０に導き且つ、該対物レンズ２０に入射した多層記録媒体１からの基準面用レーザ光の反射光をサーボ光用受光部２９に導くための光学系が形成される。
図示するように、基準面用レーザ２４より出射された基準面用レーザ光は、コリメートレンズ２５を介して平行光となるように変換された後、偏光ビームスプリッタ２６に入射する。偏光ビームスプリッタ２６は、このように基準面用レーザ２４側から入射した基準面用レーザ光（往路光）は透過するように構成される。
【００６７】
偏光ビームスプリッタ２６を透過した基準面用レーザ光は、１／４波長板２７を介してダイクロイックプリズム１９に入射する。
先に述べたように、ダイクロイックプリズム１９は記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光と同波長帯の光は反射しそれ以外の波長による光は透過するように構成されているため、基準面用レーザ光はダイクロイックプリズム１９を透過し、対物レンズ２０を介して多層記録媒体１（基準面Ｒｅｆ）に照射される。
【００６８】
また、このように多層記録媒体１に基準面用レーザ光が照射されたことに応じて得られる基準面用レーザ光の反射光（基準面Ｒｅｆからの反射光）は、対物レンズ２０を介した後ダイクロイックプリズム１９を透過し、１／４波長板２７を介して偏光ビームスプリッタ２６に入射する。
先のＡＴＳ・再生時用レーザ光の場合と同様に、このように多層記録媒体１側から入射した基準面用レーザ光の反射光は往路と復路とで１／４波長板２７を２回通過しているためその偏光方向が往路光との比較で９０度回転しおり、従って上記基準面用レーザ光の反射光は偏光ビームスプリッタ２６にて反射される。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ２６にて反射された基準面用レーザ光の反射光は、集光レンズ２８を介してサーボ光用受光部２９の受光面上に集光する。
ここで、サーボ光用受光部２９が基準面用レーザ光の反射光を受光して得られる受光信号については、受光信号ＤＴ-refと表記する。
【００７０】
ここで、先の図１に示したように多層記録媒体１は、記録層形成領域５の下層側に対して基準面Ｒｅｆが設けられるので、記録時には、このように記録層形成領域の下層側に設けられた基準面Ｒｅｆに対して基準面用レーザ光が合焦するように対物レンズ２０のフォーカスサーボ制御が行われ、且つ記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光については、ＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光に基づくフォーカスサーボ制御によって先のフォーカス機構（レンズ駆動部１６）を駆動することで、記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光が基準面Ｒｅｆよりも上層側に形成された記録層３に合焦するように対物レンズ２０に入射する記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光のコリメーション状態が調整されることになる。
【００７１】
また、再生時におけるＡＴＳ・再生時用レーザ光のトラッキングサーボ制御については、該ＡＴＳ・再生時用レーザ光のスポットを、再生対象とする記録層３に形成されたマーク列に追従させるようにして行う。すなわち、再生時におけるＡＴＳ・再生時用レーザ光についてのトラッキングサーボ制御は、当該ＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光に基づき対物レンズ２０の位置を制御することで実現できる。
なお、再生時のフォーカスサーボ制御は、記録時と同様でよい。
【００７２】
図９は、記録再生装置１０全体の内部構成を示している。
なお図９において、光ピックアップＯＰの内部構成については図８に示した構成のうち記録用レーザ１１-1、ＡＴＳ・再生時用レーザ１１-2、レンズ駆動部１６、及びレンズアクチュエータ２１のみを抽出して示している。
またこの図では、図８に示したスピンドルモータ３０の図示は省略している。
【００７３】
図９において、記録再生装置１０における光ピックアップＯＰの外部には、記録処理部３１、発光駆動部３２、発光駆動部３３、マトリクス回路３４、再生処理部３５、記録層用サーボ回路３６、フォーカスドライバ３７、積分器３８、信号生成回路３９、アドレス検出部４０、加算部４１、基準面用サーボ回路４２、アクチュエータドライバ４３、スライド駆動部４４、スライドドライバ４５、及びコントローラ４６が設けられている。
【００７４】
記録処理部３１は、入力される記録データに応じた記録変調符号を生成する。具体的に記録処理部３１は、入力される記録データに対してエラー訂正符号の付加や所定の記録変調符号化処理を施すなどして、記録層Ｌｎを対象として実際に記録されるべき例えば「０」「１」の２値データ列である記録変調符号列を得る。
このとき、記録処理部３１は、後述するコントローラ４６からの指示に応じて、記録データに対するアドレス情報（記録層アドレスAD_wr）の付加処理も行う。
記録処理部３１は、生成した記録変調符号列に基づく記録信号を発光駆動部３２に与える。
【００７５】
発光駆動部３２は、記録時において記録処理部３１より入力される記録信号に基づくレーザ駆動信号Ｄ-1を生成し、該駆動信号Ｄ-1に基づき記録用レーザ１１-1を発光駆動する。これにより記録層Ｌｎに対し記録データに応じたマーク列を記録できる。
【００７６】
発光駆動部３３は、図中のレーザ駆動信号Ｄ-2により、ＡＴＳ・再生時用レーザ１１-2を再生パワーにより連続発光させる。
【００７７】
マトリクス回路３４は、先の図１１に示した記録層用受光部２３としての複数の受光素子からの受光信号ＤＴ-wr（出力電流）に基づき、ＲＦ信号（再生信号）、フォーカスエラー信号ＦＥ-wr、トラッキングエラー信号ＴＥ-wrを生成する。
フォーカスエラー信号ＦＥ-wrは、記録／再生対象とされた記録層３（Ｌｎ）に対するＡＴＳ・再生時用レーザ光のフォーカス誤差を表す信号となる。またトラッキングエラー信号ＴＥ-wrは、記録層Ｌｎに形成されたトラックに対するＡＴＳ・再生時用レーザ光のスポット位置の半径方向における位置誤差を表す信号となる。
なお本例の場合、トラッキングエラー信号ＴＥ-wrとしてはＤＰＤ（Differential Phase Detection）法によるトラッキングエラー信号を生成するものとしている。
【００７８】
なお、先の説明からも理解されるように、本例では記録層用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御は、記録時／再生時ともにＡＴＳ・再生時用レーザ光の反射光に基づき行われる（レンズ駆動部１６を制御対象とする）ので、フォーカスエラー信号ＦＥ-wrについては、記録時と再生時の双方において利用されるものとなる。
また、トラッキングエラー信号ＴＥ-wrは、記録時にはＡＴＳ＋としてのトラッキングサーボ制御、再生時にはＡＴＳ・再生時用レーザ光を記録層Ｌｎ上の再生対象マーク列に追従させるためのトラッキングサーボ制御に利用されることになる。
【００７９】
マトリクス回路３４で得られたＲＦ信号は再生処理部３５に、またフォーカスエラー信号ＦＥ-wr、及びトラッキングエラー信号ＴＥ-wrは記録層用サーボ回路３６にそれぞれ供給される。
またトラッキングエラー信号ＴＥ-wrは、積分器３８にも入力される。
【００８０】
再生処理部３５は、ＲＦ信号に対する２値化処理、及び記録変調符号の復号化やエラー訂正処理等の所定の復調処理を施すことで、先の記録データを復元した再生データを得る。
また、再生処理部３５では、記録データ中に挿入された記録層アドレスAD_wrの再生（検出）処理も行う。再生処理部３５で検出された記録層アドレスAD_wrは、コントローラ４６に供給される。
【００８１】
記録層用サーボ回路３６は、フォーカスエラー信号ＦＥ-wr、トラッキングエラー信号ＴＥ-wrに対するサーボ演算処理を行ってフォーカスサーボ信号ＦＳ-wr、トラッキングサーボ信号ＴＳ-wrをそれぞれ生成する。
ここで、再生時における対物レンズ２０のトラッキングサーボ制御は、記録層Ｌｎからの反射光のみに基づき行われるものである。すなわち、記録層用サーボ回路３６によるトラッキングサーボ信号ＴＳ-wrは、再生時に対応して用いられる。
トラッキングサーボ信号ＴＳ-wrは、後述するスイッチＳＷ２に供給される。
【００８２】
一方、フォーカスサーボ信号ＦＳ-wrは、フォーカスドライバ３７に供給される。フォーカスドライバ３７は、フォーカスサーボ信号ＦＳ-wrに基づくフォーカスドライブ信号ＦＤ-wrを生成し、該フォーカスドライブ信号ＦＤ-wrに基づきレンズ駆動部１６を駆動する。
これにより、記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御（記録用レーザ光及びＡＴＳ・再生時用レーザ光を対象とする記録層３に合焦させるフォーカスサーボ制御）が実現される。
【００８３】
ここで、記録層用サーボ回路３６は、スライド駆動部４４による光ピックアップＯＰのスライド移動についての制御を行うことが可能に構成される。
スライド駆動部４４は、光ピックアップＯＰ全体をトラッキング方向にスライド駆動可能に保持する。
記録層用サーボ回路３６は、再生時において、トラッキングエラー信号ＴＥ-wrの低域成分を抽出してスライドエラー信号を生成し、該スライドエラー信号に基づくスライドサーボ信号を生成する。そして、該スライドサーボ信号をスライドドライバ４５に与えてスライド駆動部４４を駆動させることで、光ピックアップＯＰのスライドサーボ制御を実現する。
【００８４】
また、記録層用サーボ回路３６は、コントローラ４６からの指示に応じ、トラッキングサーボをオフとしてＡＴＳ・再生時用レーザ光のスポットを他のトラックにジャンプさせるためのジャンプパルスをスイッチＳＷ２に出力して、トラックジャンプ動作の実行制御も行う。
【００８５】
積分器３８は、図７で説明した積分器に相当し、トラッキングエラー信号ＴＥ-wrを積分する。積分器３８による積分出力は、図のようにスイッチＳＷ１に供給される。
【００８６】
続いて、基準面用レーザ光の反射光を受光して得られる受光信号ＤＴ-refに係る信号処理系について説明する。
信号生成回路３９は、図８に示した基準面用受光部２９における複数の受光素子からの受光信号ＤＴ-refに基づき、フォーカスエラー信号ＦＥ-ref、トラッキングエラー信号ＴＥ-ref、及び基準面Ｒｅｆに記録された絶対位置情報（半径位置情報、回転角度情報：基準面アドレスAD-refとも表記する）を検出するためのアドレス検出用信号Ｄｐｓを生成する。
フォーカスエラー信号ＦＥ-refは、基準面Ｒｅｆ（反射膜７の反射面）に対する基準面用レーザ光のフォーカス誤差を表す信号である。また、トラッキングエラー信号ＴＥ-refは、基準面Ｒｅｆに形成された位置案内子（トラック）に対する基準面用レーザ光のスポット位置のトラッキング方向位置誤差を表す信号である。
アドレス検出用信号Ｄｐｓとしては、例えば基準面アドレスAD-refがピット列により記録される場合には和信号（ｓｕｍ信号）を生成する。或いは、ウォブリンググルーブにより基準面アドレスAD-refが記録される場合にはプッシュプル信号を生成する。
【００８７】
アドレス検出用信号Ｄｐｓは、アドレス検出部４０に供給される。アドレス検出部４０は、アドレス検出用信号Ｄｐｓに基づき基準面Ｒｅｆに記録された基準面アドレスAD-refを検出する。検出された基準面アドレスAD-refはコントローラ４６に対して供給される。
【００８８】
信号生成回路３９で生成されたフォーカスエラー信号ＦＥ-refは、基準面用サーボ回路４２に対して供給される。
【００８９】
また、信号生成回路３９で生成されたトラッキングエラー信号ＴＥ-refは、加算器４１に入力される。この加算器４１には、前述したスイッチＳＷ１がオンとされた場合に積分器３８による積分出力が入力され、これによりトラッキングエラー信号ＴＥ-refと上記積分出力とが加算される。
加算器４１の出力は、基準面用サーボ回路４２に供給される。
【００９０】
基準面用サーボ回路４２は、フォーカスエラー信号ＦＥ-refに対しサーボ演算処理を施してフォーカスサーボ信号ＦＳ-refを生成すると共に、加算器４１の出力信号（トラッキングエラー信号ＴＥ-ref、又はトラッキングエラー信号ＴＥ-refと積分器３８の積分出力との加算信号）にサーボ演算処理を施してトラッキングサーボ信号ＴＳ（ＴＳ-ref又はＴＳ-ats＋）を生成する。
フォーカスサーボ信号ＦＳ-refは図のようにアクチュエータドライバ４３に供給される。
また、トラッキングサーボ信号ＴＳ-ref、又はトラッキングサーボ信号ＴＳ-ats＋は、前述したスイッチＳＷ２に供給される。
【００９１】
アクチュエータドライバ４３は、フォーカスサーボ信号ＦＳ-refに基づきフォーカス駆動信号ＦＤを生成し、該フォーカス駆動信号ＦＤに基づいてレンズアクチュエータ２１のフォーカスコイルを駆動することで、対物レンズ２０についてのフォーカスサーボ制御を実現する。
またアクチュエータドライバ４３は、スイッチＳＷ２から出力されるトラッキングサーボ信号ＴＳ-wr、又はトラッキングサーボ信号ＴＳ（ＴＳ-ref又はＴＳ-ats＋）に基づきトラッキング駆動信号ＴＤを生成し、該トラッキング駆動信号ＴＤに基づいてレンズアクチュエータ２１のトラッキングコイルを駆動することで、対物レンズ２０についてのトラッキングサーボ制御を実現する。
なお、スイッチＳＷ２の具体的な切り替え制御については後述する。
【００９２】
また、基準面用サーボ回路４２は、コントローラ４６からの指示に応じ、トラッキングサーボループをオフとして、基準面用レーザ光のスポットを他のトラックにジャンプさせるためのジャンプパルスをスイッチＳＷ２に出力して、トラックジャンプ動作の実行制御を行う。
【００９３】
また基準面用サーボ回路４２は、コントローラ４６からの指示に応じ、スライド駆動部４４のスライド動作を制御する。具体的に、トラッキングサーボ制御の実行中においては、対物レンズ２０の中心を中心軸ｃ（図３を参照）に一致させるための制御信号をスライドドライバ４５に与え、また前述したシーク時には目標アドレスに応じた位置に光ピックアップＯＰが移動されるように制御信号をスライドドライバ４５に与える。
【００９４】
ここで、これまでの説明からも理解されるように、多層記録媒体１に対する記録／再生を行う際に対応して行われる位置制御の態様としては、以下の４つに大別できる。
・基準面シーク時
→スライド移動制御や基準面Ｒｅｆ上でのトラックジャンプ制御
・記録時（記録中）
→ＡＴＳ＋
・記録層シーク（基準面シーク後に記録層用レーザ光を用いて行うシーク）時
→少なくとも記録層Ｌｎ上でのトラックジャンプ制御
・再生時（再生中）
→トラッキングサーボ信号ＴＳ-wr単体によるトラッキングサーボ制御（ＡＴＳ・再生時用レーザ光を記録層Ｌｎ上のトラックに追従させるサーボ制御）
【００９５】
スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２は、これら４つの各態様に応じて、アクチュエータドライバ４３への出力信号を切り替えるために設けられたものとなる。
具体的に、スイッチＳＷ１は、基準面シーク時に用いられるべきトラッキングサーボ信号ＴＳ-refの生成と、記録時に対応して実行されるＡＴＳ＋を実現するためのトラッキングサーボ信号ＴＳ-ats＋の生成との切り替えを実現するために設けられたものとなる。
スイッチＳＷ１は、基準面シーク時に対応してコントローラ４６によりオフとされ、これにより基準面シーク時には、基準面用サーボ回路４２にてトラッキングエラー信号ＴＥ-ref単体に基づくトラッキングサーボ信号ＴＳ-refが生成され、該トラッキングサーボ信号ＴＳ-refがスイッチＳＷ２に入力される。
またスイッチＳＷ１は、記録時に対応してコントローラ４６によりオンされ、これによって記録時には、基準面用サーボ回路４２にてトラッキングエラー信号ＴＥ-refと積分器３８の積分出力とが加算された信号に基づくトラッキングサーボ信号ＴＳ-ats＋が生成され、該トラッキングサーボ信号ＴＳ-ats＋がスイッチＳＷ２に入力される。
【００９６】
その上で、スイッチＳＷ２は、基準面シーク時及び記録時に対応して、記録層用サーボ回路３６からの出力信号と基準面用サーボ回路４２の出力信号とのうち、基準面用サーボ回路４２からの出力信号を選択するようにされる。このようなスイッチＳＷ２の選択と、上記のようなスイッチＳＷ１のオン／オフ動作とにより、基準面シーク時には、トラッキングサーボ信号ＴＳ-refがアクチュエータドライバ４３に与えられ、また記録時には、トラッキングサーボ信号ＴＳ-ats＋がアクチュエータドライバ４３に与えられるものとなる。
【００９７】
また、スイッチＳＷ２は、記録層シーク時及び再生時に対応して、記録層用サーボ回路３６からの出力信号と基準面用サーボ回路４２の出力信号とのうち記録層用サーボ回路３６からの出力信号を選択するようにされる。これにより記録層シーク時及び再生時には、アクチュエータドライバ４３に対して記録層用サーボ回路３６からの出力信号（トラッキングサーボ信号ＴＳ-wrやトラックジャンプパルス等）が与えられることになる。
【００９８】
このようなスイッチＳＷ１及びＳＷ２の制御が行われることで、上記の基準面シーク時、記録時、記録層シーク時、再生時の各場合に対応した態様による位置制御が実現される。
【００９９】
コントローラ４６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ（記憶装置）を備えたマイクロコンピュータで構成され、例えば上記ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従った制御・処理を実行することで、記録再生装置１０の全体制御を行う。
例えばコントローラ４６は、アドレス検出部４０より入力される基準面アドレスAD_refに基づいて基準面用サーボ回路３８に対する指示を行って、基準面用レーザ光のスポット位置を所定の基準面アドレスAD_refに移動させるシーク動作制御（基準面シーク動作制御）を行う。
またコントローラ４６は、再生処理部３５より入力される記録層アドレスAD_wrに基づいて記録層用サーボ回路３６に対する指示を行って、ＡＴＳ・再生時用レーザ光のスポット位置を所定の記録層アドレスAD_wrに移動させるシーク動作制御（記録層シーク動作制御）を行う。
【０１００】
またコントローラ４６は、記録時に対応しては、ＡＴＳ＋によるトラッキングサーボ制御が実行されるべく、スイッチＳＷ１をオンとして基準面用サーボ回路４２にトラッキングエラー信号ＴＥ-refと積分器３８の積分出力とが加算された信号を入力させると共に、スイッチＳＷ２に基準面用サーボ回路４２による出力信号を選択させる。
またコントローラ４６は、再生時に対応しては、ラッキングサーボ信号ＴＳ-wr単体によるトラッキングサーボ制御が実行されるべく、スイッチＳＷ２に記録層用サーボ回路３６による出力信号を選択させる。
【０１０１】
＜４．ＡＴＳ＋の詳細とその問題点＞
図１０は、図９に示したＡＴＳ＋制御系の構成を概念化（伝達関数によるモデル化）して示している。
図１０に示すように、図９に示したＡＴＳ＋制御系は、概念化すると、制御器５０、加算器５１、制御対象５２、減算器５３、加算器５４、加算器５５、遅延要素５６、加算器５７、減算器５８、及び積分器５９を有して構成されるものと表すことができる。
【０１０２】
制御器５０は、図９に示した基準面用サーボ回路４２に相当し、制御対象５２はレンズアクチュエータ２１に相当するものとなる。また、積分器５９は積分器３８に相当する。
ここで、図１０に示す制御系の各部の離散系伝達関数について、制御器５０の伝達関数は図のように「Ｋ（ｚ）」と表し、制御対象５２の伝達関数は「Ｐ（ｚ）」と表す。また積分器５９の伝達関数は「（ＫiＴｚ）／（ｚ−１）」と表す。
【０１０３】
また、該制御系における各信号について、図中の「ｅwr」は、図９にて説明したトラッキングエラー信号ＴＥ-wrに相当する信号となる（以下、トラッキングエラー信号ｅwrと表記）。また、図中の「ｅref」は、図９にて説明したトラッキングエラー信号ＴＥ-refに相当する信号（以下、トラッキングエラー信号ｅrefと表記）となる。
トラッキングエラー信号ｅwrに基づくサーボループがＡＴＳループであり、トラッキングエラー信号ｅrefに基づくサーボループが基準面ループである。
ここで、積分器５９（積分器３８）による積分出力は、これまでの説明からも理解されるように基準面ループの制御目標値のオフセットであり、図のように「ｒof」と表す（以下、オフセットｒofとも表記）。
【０１０４】
図中、制御対象５２からの出力として表された「ｙr」は、基準面用レーザ光のスポット位置を表すものである。
隣接トラックサーボ用スポットＳatsの位置である「ｙb」は、基準面用レーザ光のスポット位置ｙrに、図のようにスポットずれｄpが加算されたものと表すことができる（図中加算器５５）。このスポットずれｄpは、対物レンズ２０のレンズシフト等で生じる基準面用レーザ光と記録層用レーザ光とのスポット位置ずれを意味するものである。
【０１０５】
トラッキングエラー信号ｅwrは、図中の減算器５８により、記録済みトラック位置ｒと隣接トラックサーボ用スポットＳatsの位置ｙbとの差分として得られるものである。
記録済みトラック位置ｒは、隣接トラックサーボ用スポットＳatsの位置ｙbを遅延要素５６としての「ｚ-k」で１周分ディレイさせた１周前のトラック位置ｙpに対し、隣接トラックサーボ用スポットＳatsと記録用スポットＳwrとのスポット間距離ｔpを加えて得られる（加算器５７）。
このように得られるトラッキングエラー信号ｅwrが積分器５９で積分され、該積分器５９の出力ｒofが基準面ループに与えられる（加算器５４）。具体的には、図のように減算器５３の出力としてのトラッキングエラー信号ｅrefに対して与えられる。
【０１０６】
減算器５３には、基準面用レーザ光のスポット位置ｙrと目標トラック位置とが入力され、目標トラック位置から基準面用レーザ光のスポット位置ｙrが減算されて、トラッキングエラー信号ｅrefが生成される。
ここで、目標トラック位置は、記録進行に伴って基準面用レーザ光のスポットが位置すべき理想的な（スポットｄpが無い理想状態での）トラック位置を意味するものであり、該目標トラック位置は、時間経過と共にその値が上昇する（スパイラル記録のため）。該目標トラック位置の情報は、例えば多層記録媒体１のトラックピッチや記録速度の情報等から求めることができるものである。
【０１０７】
ＡＴＳ＋制御系では、上記のようにして減算器５３で得られるトラッキングエラー信号ｅrefに積分器５９によるオフセットｒofが与えられた信号（加算器５４）に基づき、制御器５０が制御対象５２を制御することになる。
【０１０８】
図のように制御器５０の出力は「ｕ」と表す。この制御器５０の出力ｕに対し、加算部５１でトルク外乱ｄtが加算されて、制御対象５２に入力される。
【０１０９】
ここで、ＡＴＳ＋制御系の安定性を把握するため、先ず図１０の一点鎖線内の制御系について考える。
該一点鎖線内の制御系について、目標値ｒ（記録済みトラック位置ｒ）からスポット位置ｙｂまでの間の伝達関数のゲインが０dBより大となる周波数領域があると、その周期のエラー信号が次第に増強されて、発振に至る虞があることが分かっている。
【０１１０】
図１０に点線で囲って表す基準面ループの伝達関数、すなわちオフセットｒｏｆから基準面用レーザ光のスポット位置ｙｒまでの伝達関数（周波数特性）を図１１に示す。
なおこの図１１を始めとして以下で周波数特性を表す各図（図１２〜１５，図１７〜２１，図２３，図２８〜３０）においては、その上段に周波数−振幅特性（dB）、下段に周波数−位相特性（deg）を表す。
この図１１に示すように、基準面ループの伝達関数は、１kHz-５kHz近辺でゲインが０dBより大となる。先に例示したように、本例における基準面ループのサーボ帯域は４kHz程度である。このことからも理解されるように、基準面ループでは、サーボ帯域にてゲインが０dBを上回ってしまうものである。
【０１１１】
そこで、これを抑えるために、ＡＴＳ＋では、図１０の一点鎖線内のＡＴＳループに積分器を用いることで、低域を強調するものとしている。
【０１１２】
図１２は、ＡＴＳループの開ループ特性の一例を表し、図１３は図１２に示す開ループ特性が設定された場合のＡＴＳループの閉ループ特性を表している。
図１２は、ＡＴＳループの開ループ特性の例として、ゲイン余裕、位相余裕が十分に得られている場合の特性例を示すものである。このように開ループ特性にてゲイン余裕、位相余裕が十分に得られている場合には、ＡＴＳループの閉ループ特性には、図１３に示すようにゲインが０dBより大となる周波数領域が生じないものとなる。すなわち、これにより発振が防止された安定なＡＴＳ＋制御系が実現される。
【０１１３】
ここで、上記のゲイン余裕、位相余裕は、ＡＴＳループに設定するゲインの値によって変化する。
確認のため述べておくと、ＡＴＳループのゲインを上げる、すなわち先の図１０における積分器５９の伝達関数中のパラメータＫｉの値を大とすることによっては、スポットずれｄpに対する応答性を向上でき、その結果、記録トラックのトラックピッチむらを小さくすることができる。これによりトラックピッチを小さくすることができ、記録密度を向上できる。従って、ＡＴＳ制御系が安定となる範囲内でなるべくＡＴＳループのゲインを高く設定できることが望ましいものである。
【０１１４】
図１４は一例として、パラメータＫｉを６倍（図１２との比較で）とした場合のＡＴＳループの開ループ特性を例示している。
この図の例を参照して分かるように、ＡＴＳループのゲインを高めると、位相余裕、ゲイン余裕が小さくなってしまう。
【０１１５】
図１５は、図１４に示した開ループ特性を設定した場合のＡＴＳループの閉ループ特性を表している。
この図１５を参照すると、位相余裕、ゲイン余裕が小さくなると、ＡＴＳループの閉ループ特性には３kHz近辺にゲインが０dBより大となる周波数領域が生じることが分かる。この結果、ＡＴＳ＋制御系としても動作が不安定となってしまう。
【０１１６】
このように、先の図１０に示したままのＡＴＳ＋制御系では、ＡＴＳ単体とする場合との比較では安定性は向上できるものの、ゲインが０dBより大となる周波数領域が生じる可能性があることで、依然として発振に至る虞があり、さらなる動作の安定性向上が望まれるものである。
【０１１７】
＜５．実施の形態としての位置制御手法＞
［5-1．フィードフォワード制御］
上記の問題点に鑑み本発明者らは鋭意検討を重ね、その結果、基準面ループにフィードフォワード制御器を付加することで、基準面ループの閉ループ特性を調整することとし、それによりＡＴＳループのゲインを高く設定できるようにするという手法を想起するに至った。
【０１１８】
図１６を参照して、フィードフォワード制御器を付加したＡＴＳ＋制御系の構成（伝達関数によりモデル化した構成）について説明する。
なおこの図１６では先の図１０に示した構成のうち基準面ループに相当する部分の構成のみを示し、ＡＴＳ＋制御系の他の部分の構成は図１０と同様となることから図示は省略した。
また以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【０１１９】
この図１６に示されるように、本実施の形態のＡＴＳ＋制御系では、先の図１０に示した構成に対し、ＦＦ（フィードフォワード）制御器６０を追加する。具体的にＦＦ制御器６０は、オフセットｒofを入力し、該オフセットｒofに対し伝達関数Ｋf（ｚ）による信号特性を与えて、その結果を基準面ループに対して与える。具体的にＦＦ制御器６０の出力は、制御器５０と加算器５１との間に配された加算器６１によって基準面ループに加算される。
【０１２０】
ここで、フィードフォワード制御器一般で言われるように、トルク外乱ｄｔから基準面用レーザのスポット位置ｙｒまでの特性は、ＦＦ制御器６０の有り／無しで変化しない。これは、図１６においてＦＦ制御器６０の伝達関数Ｋｆ（ｚ）がトルク外乱ｄｔに関与しない位置にあることからも容易に推測できる。
この点より、ＦＦ制御器６０によれば、トルク外乱特性を保ったまま、サーボ帯域近辺の閉ループ特性を変えることができる。すなわち、耐振動衝撃性を保ったまま、基準面ループの伝達関数を変えることができる。
【０１２１】
このように基準面ループの伝達関数を変えることができることで、ＡＴＳループのゲインを高くしてもゲイン余裕、位相余裕を十分確保できるようにすることが可能となる。すなわち、実用上の要請からＡＴＳループのゲインを比較的高く設定しても、ＡＴＳループの閉ループ特性（ひいてはＡＴＳ＋制御系全体の閉ループ特性）にてゲインが０dBを上回らない制御系の実現が可能となるものである。
この結果、発振の防止が図られた安定なＡＴＳ＋制御系の実現が可能となる。
【０１２２】
ここで、これまでの説明からも理解されるように、本実施の形態の目的は、発振の確実な防止を図るべく、ＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないようにすることにある。
この点からも理解されるように、ＦＦ制御器６０の伝達関数Ｋf（ｚ）としては、実際に設定されるべきＡＴＳループゲインを考慮して、ＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないとの条件を満たすように設定されるべきものである。
【０１２３】
かかる条件を満たすようにしてＦＦ制御器６０の伝達関数Ｋf（ｚ）を設定した場合における基準面ループの閉ループ特性の例を図１７に示す。
なお図１７では比較として、先の図１０に示したままのＡＴＳ＋制御系における基準面ループの閉ループ特性を破線（「ＦＦなし」）により示している。
【０１２４】
この図１７中の「ＦＦ付加」として示すように、ＦＦ制御器６０の特性を適切に設定することで、基準面ループのサーボ帯域近辺のゲインが０dBを上回らないようにすることができる。
【０１２５】
図１８，図１９は、図１７の基準面ループ特性を設定した場合におけるＡＴＳループの開ループ特性、閉ループ特性をそれぞれ示している。なおこれら図１８，図１９において、ＡＴＳループのゲインは先の図１２の場合と同値に設定したものとする（つまりゲインを比較的低く設定）。
なお、これら図１８，図１９においても比較として先の図１０に示したままのＡＴＳ＋制御系における特性を破線（「ＦＦなし」）で示している。
【０１２６】
図１８の開ループ特性の「ＦＦ付加」を見ると、位相の回り方も緩やかで、ＦＦ制御器６０を設けることでＡＴＳループゲインを高くできそうに思われる。また図１９を参照すると、この場合のＡＴＳ閉ループ特性では、ゲインが０dB以下に収まっていることが確認できる。
【０１２７】
この点を踏まえた上で、図１７の基準面ループ特性を設定した場合においてＡＴＳループのゲインを先の図１４の場合と同様に６倍とした場合におけるＡＴＳループの開ループ特性、閉ループ特性をそれぞれ図２０，図２１に示す。
図２０において、先ず「ＦＦなし」について見ると、ゲインを６倍とした場合にはゼロクロス周波数が３kHz程度であることが分かる。
このため、「ＦＦなし」では、前述のように位相余裕、ゲイン余裕が小さくなり、ＡＴＳループの閉ループ特性も図２１に示すように３kHz程度でゲインが０dBを上回ることになる。この結果、ＡＴＳ＋制御系ではトラッキングエラー信号が次第に強調されて発振に至る虞があったものである。
【０１２８】
これに対し本例の「ＦＦ付加」の場合には、図２０に示すようにゼロクロス周波数は２kHz程度に抑えられる。
また先の図１７に示した通り基準面ループの閉ループ特性でもゲイン、位相とも急峻な変化が抑えられるものとなるので、図２１のＡＴＳ閉ループ特性としても、振動性が小さくなっている。
これらより、本例の「ＦＦ付加」によれば、ＡＴＳループのゲインを上げても０dBを上回るようなピークが生じることがなく、ＡＴＳ＋制御系のさらなる安定化が図られることが分かる。
【０１２９】
ここで確認のため、図１６に示した制御系モデルに基づく実際上のＡＴＳ＋制御系の構成を図２２を参照して説明する。
なお図２２においては、主にＡＴＳ＋制御系における信号処理系の構成のみを抽出して示しているが、本実施の形態の位置制御装置（記録再生装置）は、先の図８，図９に示した記録再生装置１０の構成との比較で該図２２に示す部分の構成のみが異なるものであるため、他の部分の構成については図示を省略するものとした。
【０１３０】
図２２に示されるように、本実施の形態のＡＴＳ＋制御系では、先の図９に示した構成との比較で、ＦＦ制御器６５、加算器６６、及びスイッチＳＷ３が追加されたものとなる。
確認のため述べておくと、ＦＦ制御器６５は図１６に示したＦＦ制御器６０に相当するものであり、加算器６６は加算器６１に相当するものである。
【０１３１】
図のように加算器６６は基準面用サーボ回路４２とスイッチＳＷ２との間に挿入されるようにして設けられる。
ＦＦ制御器６５は、積分器３８からの出力信号に対し、先の伝達関数Ｋf（ｚ）に基づく信号特性を与えるためのフィルタ処理を施し、基準面ループに対して与えるべき制御信号を生成する。このＦＦ制御器６５としては、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタなどのデジタルフィルタを用いることができる。
先の説明からも理解されるように、このＦＦ制御器６５には、ＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないとの条件を満たすようにして求められた伝達関数Ｋf（ｚ）を実現するためのフィルタ係数を設定することになる。
【０１３２】
ＦＦ制御器６５により生成された制御信号は、スイッチＳＷ３に供給される。このスイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ１と同様に基準面シーク時に用いられるべきトラッキングサーボ信号ＴＳ-refの生成と、記録時に対応して実行されるＡＴＳ＋を実現するためのトラッキングサーボ信号ＴＳ-ats＋（この場合は上記制御信号が加算されたものとなる）の生成との切り替えを実現するために設けられたものであり、コントローラ４６によりスイッチＳＷ１と同様のオン／オフ制御が為される。
該スイッチＳＷ３がオンとされることで、ＦＦ制御器６５による制御信号が加算器６６によって基準面ループに対して与えられることになる。
【０１３３】
［5-2．具体的な特性導出手法の例］
ここで、これまでの説明からも理解されるように、ＡＴＳ＋制御系の動作の安定化を確実に図る上では、ＦＦ制御器（６０，６５）に設定される特性（伝達関数）が重要となる。
ＦＦ制御器の特性は、前述のように、ＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないとの条件を満たすようにして設定されればよく、その導出手法については特に限定されるべきではない。
しかしながら、例えばトライアンドエラーを繰り返して試行錯誤の末に上記条件を満たす伝達特性を導出するのは効率的ではなく、また上記条件を満たす伝達特性を確実に導出できる保証もない。
【０１３４】
図２３は、ＡＴＳループの閉ループ特性の拡大図を示しているが、大凡、ゲインが０dBを上回らない特性が設定できたとしても、この図のように拡大してみると実際にはごく僅かながらゲインが０dBを上回るというケースも生じ得る。例えばこのような場合には、「ＦＦなし」との比較では安定性の改善は図られるものの、やはり発振の可能性は皆無ではなく、その意味で十分な安定性の改善が図られているものとは言えない。
【０１３５】
この点を考慮し、本実施の形態ではＦＦ制御器の伝達関数についての効率的で且つより確実な導出手法を提案する。
【０１３６】
具体的に、該導出手法としては、限定極配置法（下記参考文献１を参照）を用いた手法となる。より具体的には、ＡＴＳループの閉ループ特性を極零配置で指定することで、条件を満たす伝達関数を算出するというものである。
・参考文献１：浦川  禎之：”ディジタル制御系での演算時間遅れを考慮した限定極配置法について”,電気学会産業計測制御研究会, IIC-12-092, 2012.
【０１３７】
図２４は、先の図１６を参照して説明した本実施の形態としてのＡＴＳ＋制御系をその制御パラメータを明示するかたちで書き直した概念図である。
図示するように制御器５０の伝達関数Ｋ（ｚ）は、
Ｋp｛（ｚ−ｃ）（ｚ−ｄ）｝／｛（ｚ−ａ）（ｚ−ｂ）｝
と表すことができる。
またＦＦ制御器６０の伝達関数Ｋf（ｚ）は、
Ｋp（ｎ3ｚ3＋ｎ2ｚ2＋ｎ1ｚ＋ｎ0）／｛ｚ（ｚ−ａ）（ｚ−ｂ）｝
と表すことができる。
また制御対象５２の伝達関数Ｐ（ｚ）は、
（Ｔ2／２）Ｇp（ｚ＋１）／（ｚ−１）2
と表すことができる。
またこの場合、加算器６１と加算器５１との間にはむだ時間６２（伝達関数を１／ｚとする）が挿入されるが、これは処理遅延時間に相当する。図のようにむだ時間６２の出力が「ｕ」となる。
【０１３８】
なお、上記より、ＦＦ制御器６０の伝達関数が３次の伝達関数となっている点に注意されたい。
【０１３９】
上記の前提の下で、基準面ループの閉ループ特性（すなわちオフセットｒｏｆから位置ｙｒへの閉ループ特性）のＤＣゲインが「１」となるようにすべく、次の［式１］の条件を満たす必要がある。
【数１】
2014093108.tif 000003
【０１４０】
ここで、ＡＴＳループの閉ループ特性（ｒからｙｒへの伝達関数）を考えたとき、ゲインが０dBを上回る可能性が低くなるよう、極及び零点を実軸上に配置するものとする。
【０１４１】
但し、単に実軸上に極及び零点を配置したとしても、零点（分子式の根）の角周波数が極（分母式の根）の角周波数より低くなってしまうと、零点の高域強調特性が低い周波数側で先に現れてしまうこととなるため、閉ループ特性のゲインが０dBより大きくなってしまう。
逆に零点の角周波数が極の角周波数以上であれば、零点の高域強調特性が低い周波数側で先に現れてしまうといったことが無いようにできるので、閉ループ特性のゲインは０dB以下に抑えることが可能となる。例えば零点の角周波数が極の角周波数よりも大となるようにすれば、極による作用（ゲインを低下傾向とする作用）が先に低い周波数側で現れるようにできる。
【０１４２】
この点に鑑み、「ＦＦなし」としてのＡＴＳ＋制御系よりも極が速い位置にあり、且つ零点の角周波数が極の角周波数以上となるような制御パラメータを求めるものとする。これにより、ＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないとの条件をより確実に満たす制御パラメータの導出が可能となる。
【０１４３】
先ず、制御パラメータの算出式を求める。
先の図２４に示した構成は、次の図２５のように描き直すことができる。但しこの図２５において、
【数２】
2014093108.tif 000004
【数３】
2014093108.tif 000005
【数４】
2014093108.tif 000006
【数５】
2014093108.tif 000007
である。
【０１４４】
このとき、ｒからｙrへの伝達関数は［式６］のようになる。
【数６】
2014093108.tif 000008
【０１４５】
ここで、［式６］においては、６次の分母式に対し制御パラメータはＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、及びｂの５つなので、限定極配置法の適用により５つの極が配置され、残り１つの極は自動的に決定される（制御器Ｋ1（ｚ）,Ｋ2（ｚ）中のａは積分を打ち切る周波数であり、ディスク回転周波数などの要因から別途決定されるものである）。
【０１４６】
また、分子式は４次であるが、（ｚ＋１）が括り出されていることからｚ＝−１に零点を持つことは確定している。他の残りの３つの零点に対し、制御パラメータはｃ、ｄ、Ｋｐの３つなので、任意の位置に零点を配置できることが分かる。
【０１４７】
最後に、Ｃｐ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に関する［式２］〜[式５]と［式１］から、ｎ０、ｎ１、ｎ２、ｎ３、Ｋｉの５つの制御パラメータを算出することができる。
このようにして、５つの極と３つの零点の位置を満たす制御器パラメータを算出することが可能である。
以下に詳細を述べる。
【０１４８】
先ず、限定極配置法の適用について述べる。
極配置について考えるので、図２５中のフィードバック制御器Ｋ１（ｚ）に関する部分を抜き出して考える。このとき、制御パラメータを含む「パラメータ部」と、制御パラメータを含まない「固定部」とに分けて、図２６のように描き直す。
但し、図中にも記載したようにＧ＝（Ｔ2／２）Ｇpとする。
【０１４９】
ここで、新たにパラメータ部をβ（ｚ）／α（ｚ）、固定部をｎ（ｚ）／ｄ（ｚ）とすると、それぞれ［式７］、［式８］のように表すことができる。
【数７】
2014093108.tif 000009
【数８】
2014093108.tif 000010
【０１５０】
また、図２６の閉ループ伝達関数は、［式９］のように表される。
【数９】
2014093108.tif 000011
【０１５１】
また［式９］の分母式γ（ｚ）は配置極をｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、決定極をｑとすると［式１０］のように表される。
【数１０】
2014093108.tif 000012
【０１５２】
ここで、［式７］〜［式１０］に対して限定極配置法を適用すると、パラメータ部の制御パラメータθT＝［α0  α1  β0  β1  β2  β3  Ｑ0］は、以下の［式１１］、［式１２］で表される行列式を用いて、［式１３］のようにして算出することができる。
【数１１】
2014093108.tif 000013
【数１２】
2014093108.tif 000014
【数１３】
2014093108.tif 000015
【０１５３】
この［式１３］で得られるθTより、以下の［式１４］〜［式１９］に従って制御パラメータＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ｂ、及び決定極ｑを得ることができる。
【数１４】
2014093108.tif 000016
【数１５】
2014093108.tif 000017
【数１６】
2014093108.tif 000018
【数１７】
2014093108.tif 000019
【数１８】
2014093108.tif 000020
【数１９】
2014093108.tif 000021
【０１５４】
次に、零点配置に基づくパラメータ算出について述べる。
配置したい３つの零点の位置をｐｚ１、ｐｚ２、ｐｚ３とすると、先の［式６］の分子式を考え併せて、次の［式２０］が成り立つ。
【数２０】
2014093108.tif 000022
【０１５５】
この［式２０］もパラメータを含む項を左辺、定数項を右辺にまとめると［式２１］のようになる。
【数２１】
2014093108.tif 000023
但し、
【数２２】
2014093108.tif 000024
【数２３】
2014093108.tif 000025
【数２４】
2014093108.tif 000026
【数２５】
2014093108.tif 000027
【数２６】
2014093108.tif 000028
【数２７】
2014093108.tif 000029
である。
【０１５６】
ここで、［式２１］の各項の係数について行列式に書き直すと、次の［式２８］のように表すことができる。
【数２８】
2014093108.tif 000030
これより、ε０、ε１、ε２、δ０は、次の［式２９］のようにして求めることができる。
【数２９】
2014093108.tif 000031
すなわち、零点の位置から、［式２９］及び［式２２］〜［式２４］によりＫｐ、ｃ、ｄを求めることができる。
【０１５７】
最後に、［式１］〜［式５］を変形した以下の［式３０］〜［式３４］を用いて、算出されたＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｋp、ｃ、ｄよりＫｉ、ｎ０、ｎ１、ｎ２、ｎ３を算出することができる。
これで、極の位置ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５及び零点の位置ｐｚ１、ｐｚ２、ｐｚ３から制御パラメータＫｉ、Ｋp、ｂ、ｃ、ｄ、ｎ０、ｎ１、ｎ２、ｎ３及び決定極ｑを算出することができる。
【数３０】
2014093108.tif 000032
【数３１】
2014093108.tif 000033
【数３２】
2014093108.tif 000034
【数３３】
2014093108.tif 000035
【数３４】
2014093108.tif 000036
【０１５８】
以下に、上記の制御パラメータの算出手法のまとめを記載しておく。
（ｉ）先ず、配置したい極ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５より［式１０］に基づいて多項式係数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を算出する。
（ii）算出された係数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、制御対象モデルから得られる固定部（［式８］）の係数ａ０、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ０、ｂ１より［式１１］、［式１２］の行列Ψ、Ｅを生成し、［式１３］よりθTを算出する。
（iii）得られたθTの各要素の値と［式１４］〜［式１８］より、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ｂを求める。これで極に関連するパラメータが得られる。
（iv）次に指定したい零点ｐｚ１、ｐｚ２、ｐｚ３と［式２５］〜［式２７］よりＲ０、Ｒ１、Ｒ２を算出する。
（ｖ）算出されたＲ０、Ｒ１、Ｒ２と、極配置より算出したＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を代入して［式２８］よりε０、ε１、ε２、δ０を求める。算出されたε０、ε１、ε２より［式２２］〜［式２４］を用いてＫｐ、ｃ＋ｄ、ｃｄが算出でき、さらにＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と併せて［式３０］〜［式３４］よりＫｉ、ｎ０、ｎ１、ｎ２、ｎ３を算出できる。
以上より、制御器５０（Ｋ（ｚ））の制御パラメータＫp、ｃ＋ｄ、ｃｄ、ｂ、ＦＦ制御器６０（Ｋf（ｚ））の制御パラメータｎ０、ｎ１、ｎ２、ｎ３、及び積分器５９のゲインＫｉを得ることができる。
【０１５９】
上記により説明した制御パラメータ算出法を用いることで、ＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないとの条件を満たす制御系の伝達関数の導出を、より確実且つ効率的に行うことができる。
【０１６０】
ここで以下、上記のパラメータ算出法を用いた具体的なパラメータ設定例について述べておく。
【０１６１】
先ず前提として、本例では、制御対象５２（Ｐ（ｚ））の伝達関数が次の［式３５］で表されるものであるとする。
【数３５】
2014093108.tif 000037
このときの制御対象５２の周波数特性は、図２７に示すものとなる。
【０１６２】
これまでの説明にて「ＦＦなし」としてその周波数特性を挙げた制御系は、制御対象Ｐ（ｚ）を上記の［式３５］で与えた上で、サンプリング周波数を400kHz、ｎ０＝ｎ１＝ｎ２＝ｎ３＝０（つまりＦＦ制御なし）とし、Ｋｉ＝2000、Ｋｐ＝2.0、ａ＝0.99937、ｂ＝0.82829、ｃ＝0.99344、ｄ＝0.98353としたものであった。
このときの閉ループ極は(-344±36.7j)×2π(rad/s)、-2676×2π(rad/s)、(-3678±2896j)×2π(rad/s)となる。この制御パラメータでＡＴＳループのゲインを上げるためにＫiのみ６倍とすると、先の図１４のように開ループ特性での位相余裕、ゲイン余裕が小さくなり、閉ループ特性では図１５のようにゲインが０dBより大となる周波数領域が発生し、ＡＴＳ＋制御系としては発散を起こすものとなっていた。
【０１６３】
これに対し、上記の制御パラメータ算出法を用いて、上記「ＦＦなし」の例での遅い極(-344±36.7j)×2π(rad/s)を-2676×2π(rad/s)に移動させれば、制御性能が向上することが期待される。そこで本例では、極を-2676×2π(rad/s)に３つ、及び(-3678±2896j)×2π(rad/s)に配置し、零点を、最も遅い極より遅くならないように極と同じ-2676×2π(rad/s)に３つに配置する場合の制御パラメータを算出するものとした。
これによると、Ｋｉ＝17495、Ｋｐ＝3.4697、ｂ＝0.7477、ｃ＝0.983+0.0112j、ｄ＝0.983-0.0112j、ｎ３＝-4.9402、ｎ２＝15.1211、ｎ１＝-15.4173、ｎ０＝5.2365となった。
【０１６４】
このときのＡＴＳループの開ループ特性、閉ループ特性をそれぞれ図２８、図２９に示す。なおこれらの図において、本例のパラメータ設定を行った場合の特性は「極零配置ＦＦ」として実線で示している。またこれらの図においても「ＦＦなし」の特性を破線により併せて示す。
図２８を参照すると、「ＦＦなし」との比較で位相の周りが緩やかで位相余裕が大きいことが確認できる。このため、図２９に示す閉ループ特性でもピークをもたずゲインは０dB以下となっている。
【０１６５】
また確認のため、図２９に示す周波数特性の拡大図を図３０に示しておく。
この図３０を参照しても、本例のパラメータ設定によればゲインが０dBを僅かでも上回る領域は存在しないことが確認できる。
【０１６６】
このようにして本パラメータ設定例によれば、ＡＴＳ＋制御系のゲインが確実に０dB以下に抑えられる。
【０１６７】
なお、上記設定例によれば、ＡＴＳループのゲインを６倍にしても安定に動作するＡＴＳ＋制御系を実現することができるが、このことは、換言すれば、「ＦＦなし」のＡＴＳ＋制御系との比較でスポットずれの影響を１／６に抑圧した記録動作を実現できるということになる。すなわち、よりトラックピッチを狭くすることができるものであり、その分記録密度を向上させることができるものである。
【０１６８】
＜６．変形例＞
以上、本技術に係る実施の形態について説明したが、本技術はこれまでで説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、上記で例示した極零配置法に基づく伝達関数の導出手法はあくまで一例を示したものに過ぎず、ＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないとの条件を満たす伝達関数の導出手法はこれに限定されるべきものではない。
これまでの説明から理解されるように、本技術の本質は、あくまで基準面ループに対して積分器５９による積分出力に基づく制御信号を与えるフィードフォワード制御を行うものとした点であり、これによってＡＴＳ＋制御系のゲインが０dBを上回らないようにすることが可能となり、発振の防止を図った安定なＡＴＳ＋制御系を実現可能となるものである。
【０１６９】
また、本技術は以下に示す構成を採ることもできる。
（１）
位置案内子が形成された基準面と、情報記録が行われる記録層とを有する光ディスク記録媒体に対し、上記記録層を対象とした記録用レーザ光と隣接トラックサーボ用レーザとの照射と、上記基準面を対象とした基準面用レーザ光の照射とを、共通の対物レンズを介して行うと共に、上記隣接トラックサーボ用レーザ光と上記基準面用レーザ光の戻り光をそれぞれ受光する光照射・受光部と、
上記対物レンズをトラッキング方向に変位させるトラッキング機構部と、
上記光照射・受光部で得られた上記基準面用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記基準面用レーザ光の照射スポットの上記位置案内子に対するトラッキング誤差を表す基準面トラッキング誤差信号を生成する基準面トラッキング誤差信号生成部と、
上記基準面トラッキング誤差信号に基づいて生成したトラッキングサーボ信号に基づき上記トラッキング機構部を制御する基準面トラッキングサーボ制御部と、
上記光照射・受光部で得られた上記隣接トラックサーボ用レーザ光の戻り光についての受光信号に基づき、上記隣接トラックサーボ用レーザ光の照射スポットの記録トラックに対するトラッキング誤差を表す記録層トラッキング誤差信号を生成する記録層トラッキング誤差信号生成部と、
上記記録層トラッキング誤差信号を積分する積分部と、
上記積分部による積分出力を上記トラッキングサーボ制御部による制御目標値に対するオフセットとして与えるオフセット付与部と、
上記積分部による積分出力に基づく制御信号を生成し、該制御信号を上記基準面トラッキングサーボ制御部による上記トラッキングサーボ信号に対して与えるフィードフォワード制御部と
を備える位置制御装置。
（２）
上記フィードフォワード制御部は、
上記基準面トラッキングサーボ制御部、上記トラッキング機構部、上記記録層トラッキング誤差信号生成部、上記積分部、及び上記オフセット付与部を含む全体制御ループのゲインが０ｄＢを上回らないように設定された制御特性により、上記制御信号を生成する
上記（１）に記載の位置制御装置。
（３）
上記フィードフォワード制御部の上記制御特性は３次の伝達関数に基づき設定されたものである
上記（２）に記載の位置制御装置。
（４）
上記フィードフォワード制御部の上記制御特性は、上記全体制御ループとしてのクローズドループの周波数特性の零点の角周波数が極の角周波数以上となるようにして設定されたものである
上記（２）又は（３）何れかに記載の位置制御装置。
【符号の説明】
【０１７０】
１  多層記録媒体、２  カバー層、３  記録層、４  中間層、５  記録層形成領域、６  接着層、７  反射膜、８  基板、１０  記録再生装置、１１-1  記録用レーザ、１１-2  ＡＴＳ・再生時用レーザ、１２,２５  コリメートレンズ、１３,２６  偏光ビームスプリッタ、１４  固定レンズ、１５  可動レンズ、１６  レンズ駆動部、１７  ミラー、１８,２７  １／４波長板、１９  ダイクロイックプリズム、２０  対物レンズ、２１  レンズアクチュエータ、２２,２８  集光レンズ、２３  記録層用受光部、２４  基準面用レーザ、２９  基準面用受光、３０  スピンドルモータ（ＳＰＭ）、３１  記録処理部、３２,３３  発光駆動部、３４  マトリクス回路、３５  再生処理部、３６  記録層用サーボ回路、３７  フォーカスドライバ、３８,５９  積分器、３９  信号生成回路、４０  アドレス検出部、４１,５４  加算器、４２  基準面用サーボ回路、４３  アクチュエータドライバ、４４  スライド駆動部、４５  スライドドライバ、４６  コントローラ、ＯＰ  光ピックアップ、５０  制御器、５２  制御対象、６０,６５  ＦＦ（フィードフォワード）制御器、６１,６６  加算器
【図１】
2014093108.tif 000038
【図２】
2014093108.tif 000039
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014093108.tif 000047
【図１１】
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【図１２】
2014093108.tif 000049
【図１３】
2014093108.tif 000050
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2014093108.tif 000053
【図１７】
2014093108.tif 000054
【図１８】
2014093108.tif 000055
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2014093108.tif 000059
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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