(57)【要約】      （修正有）【課題】サーボ制御装置及び光ディスク装置において、外乱に対する追従性能を向上させる。【解決手段】外乱に対する追従性能を向上させるために特性を変更する特性切り替え部１０５と、特性切り替え部１０５の出力信号に対してゲインまたは位相の補償を行い、駆動信号を出力する第三の制御要素１０６と、所定信号に基づいて外乱を検出する外乱レベル検出回路１０８と、を備え、特性切り替え部１０５の出力信号よりも後段の信号を用いて外乱を検出する。【選択図】図１
2011108299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボエラー信号に基づき駆動信号を生成してフィードバック制御を行うサーボ制御装置であって、
前記サーボエラー信号に対して所定の伝達関数特性をもってゲインまたは位相の補償を行うとともに、前記伝達関数特性を変更する特性変更部と、
前記特性変更部の出力信号に対してゲインまたは位相の補償を行い、駆動信号を出力する駆動信号生成部と、
所定信号に基づいて外乱を検出する外乱検出部と、を備え、
前記特性変更部は前記外乱検出部の検出結果に応じて、前記伝達関数特性を変更し、
前記所定信号は前記信号選択部よりも後段の信号であることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】
前記特性変更部は、
前記サーボエラー信号に対してゲインまたは位相の補償を行う第一の特性補償部と、
前記サーボエラー信号に対してゲインまたは位相の補償を行う第二の特性補償部と、
前記第一の特性補償部の出力信号と前記第二の特性補償部の出力信号とを入力とし、前記外乱検出部が外乱を検出するか否かに応じて出力する信号を切り替える信号選択部と、からなることを特徴とする、請求項１に記載のサーボ制御装置。
【請求項３】
前記所定信号は前記信号選択部の出力信号であることを特徴とする、請求項１に記載のサーボ制御装置。
【請求項４】
前記外乱検出部は、前記信号選択部の出力信号から前記所定信号までの伝達特性の逆特性を持つフィルタを有し、前記所定信号として該フィルタに入力した後の信号を用いて前記外乱を検出することを特徴とする、請求項１に記載のサーボ制御装置。
【請求項５】
前記外乱検出部は、少なくとも前記所定信号の振幅を計測して外乱を検出することを特徴とする、請求項１に記載のサーボ制御装置。
【請求項６】
前記外乱検出部は、少なくとも前記所定信号の振幅と所定の閾値との比較結果を用いて外乱を検出し、前記閾値は前記信号選択部の選択状態によらず、一定の値を用いることを特徴とする、請求項１に記載のサーボ制御装置。
【請求項７】
光ディスクに対してレーザ光を照射して情報の記録または再生を行う光ディスク装置であって、
前記光ディスクを回転させるディスク回転部と、
前記ディスク回転部の回転位相を検出する回転位相検出部と、
前記光ディスクからの反射光に応じた電気信号を出力する光検出部と、
前記光検出部の出力信号からサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成部と、
前記サーボエラー信号に対してフィルタを用いてゲインまたは位相の補償を行うとともに、前記フィルタの特性を変更する特性変更部と、
該特性変更部の出力信号からサーボアクチュエータを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
所定信号を用いて前記光ディスク上のトラックの歪みを検出するトラック歪み検出部と、を備え、
前記特性変更部は、前記トラック歪み検出部の検出結果に応じて、所定の周波数よりも低い帯域である低周波数帯域においてゲインが増加するフィルタ特性に変更し、
前記所定信号は、前記特性変更部の出力信号よりも後段の信号であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
前記所定信号は、前記特性変更部の出力信号であることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記トラック歪み検出部は、前記特性変更部の出力信号から前記所定信号までの伝達特性の逆特性を持つフィルタを有し、前記所定信号として該フィルタに入力した後の信号を用いてトラック歪みを検出することを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記トラック歪み検出部は、少なくとも前記所定信号の振幅を計測してトラック歪みを検出することを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記トラック歪み検出部は、少なくとも前記所定信号の振幅と所定の閾値との比較結果を用いてトラック歪みを検出し、
前記所定の閾値は前記特性変更部の特性によらず、一定の値を用いることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
前記特性変更部は回転周波数の整数倍の周波数の外乱を抑圧する繰り返し制御部を備え、前記トラック歪み検出部の検出結果に基づき前記回転周波数の整数倍の周波数の外乱に対する前記繰り返し制御部の抑圧度を増加させることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
前記特性変更部は回転周波数の整数倍の周波数の外乱を抑圧する繰り返し制御部を備え、
該繰り返し制御部は可変ゲインを備え、
前記トラック歪み検出部の検出結果に基づき前記可変ゲインの値を大きくすることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
前記特性変更部は回転周波数の整数倍の周波数の外乱に対して抑圧効果を持つ繰り返し制御部を備え、
該繰り返し制御部はローパスフィルタを備え、
前記トラック歪み検出部の検出結果に基づき前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を高くすることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項１５】
前記特性変更部は入力される信号に対して振幅の増幅または減衰を行う可変ゲインからなり、
前記トラック歪み検出部の検出結果に基づき、前記可変ゲインの値を大きくすることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項１６】
光ディスクに対してレーザ光を照射して情報の記録または再生を行う光ディスク装置であって、
前記光ディスクを回転させるディスク回転部と、
前記ディスク回転部の回転位相を検出する回転位相検出部と、
前記光ディスクからの反射光量に応じた信号を出力する光検出部と、
前記光検出部の出力信号からサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成部と、
サーボエラー信号に対して振幅の増幅を行う増幅部と、
該ゲインの出力信号からサーボアクチュエータを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
所定信号の振幅と所定の閾値とに基づいて、前記トラックの歪みを検出するトラック歪み検出部と、を備え、
前記所定信号は、前記特性変更部の出力信号よりも前段の信号であり、
前記トラック歪みが検出される場合に、前記トラック歪み検出部は、前記所定の閾値を変更し、前記増幅部は、振幅の増幅量を大きくすることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１７】
サーボエラー信号に基づき駆動信号を生成してフィードバック制御を行うサーボ制御装置であって、
前記サーボエラー信号に対してゲインまたは位相の補償を行う特性補償部と、
所定信号に基づいて外乱を検出する外乱検出部と、を備え、
前記所定信号は前記特性補償部よりも後段の信号であることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載のサーボ制御装置であって、
前記特性補償部から出力される信号に基づいて、アクチュエータに出力する前記駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、
前記所定信号は、前記特性補償部と前記駆動信号生成部との間で入出力される信号であることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項１９】
光ディスクに対してレーザ光を照射して情報の記録または再生を行う光ディスク装置であって、
前記光ディスクを回転させるディスク回転部と、
前記光ディスクからの反射光に応じた電気信号を出力する光検出部と、
前記光検出部の出力信号からサーボエラー信号を生成するサーボエラー信号生成部と、
前記サーボエラー信号に対して第一のフィルタ特性または第二フィルタ特性のいずれかにてゲインまたは位相の補償を行う特性補償部と、
前記第一のフィルタ特性に応じた第一の駆動信号または、前記第二のフィルタ特性に応じた第二の駆動信号をアクチュエータに出力する駆動信号生成部と、を備え、
駆動信号生成部は、前記補償が行われたサーボエラー信号に含まれるデビエーション成分が所定量より大きくなる光ディスクの半径位置においては、前記第一の駆動信号を生成し、前記デビエーション成分が前記所定量より小さくなる光ディスクの半径位置においては、前記第二の駆動信号を生成することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ制御装置及び光ディスクに情報を記録もしくは再生を行う光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置におけるサーボ追従偏差の要因の一つとして、光ディスクが回転することによって生じる、周期的な外乱が挙げられる。このような周期的な外乱への追従性能を向上させる方法に関して、以下の文献が公開されている。
【０００３】
特許文献１には、例えば、その段落番号（００５６）に、「ディスク１回転前〜数回転前のトラック偏差を記憶し、現在のトラック偏差と比較することで、現在追従しているトラックと１〜数トラック前のトラック誤差の平均値との相関を検出し、学習補償部のフィードフォワードループにおけるアッテネータ量を可変するとともに、トラッキング制御系のロープゲインを可変することによりトラック相関量に応じて学習度合および制御帯域を可変する」との記載がある。
【０００４】
一方、光ディスクを回転した時に生じる周期的な外乱成分としては、偏芯・面ぶれ成分以外に、デビエーションと呼ばれる成分が存在することが知られている。特許文献２によれば「案内溝を有する光ディスクでは、ディスクスタンパの劣化やディスク形成不良などにより溝形状の不良部分（デビエーション）を有する場合がある。このようなディスクを高倍速で走行した場合、特に外周部において、溝反射信号に広帯域の特有のノイズ成分が混入する。」との記載がある。また、取得したフォーカスエラー信号またはトラッキングエラー信号の振られ量から光ディスクの案内溝のデビエーションを検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７７５８９
【特許文献２】特開２００７−２０７３９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フォーカス系・トラッキング系の制御に用いるサーボエラー信号には、サーボ系が抑圧しきれない成分が残留誤差となって現れる。そのため、光ディスクに面ぶれ・偏芯が存在する場合、サーボエラー信号においては回転周波数の信号変動成分が観測される。同様に、光ディスク上のトラックに部分的な歪み（以下、デビエーションと呼ぶ）が存在した場合には、サーボエラー信号に高周波数の信号変動として観測される。
【０００７】
図３５は、デビエーション通過時のサーボエラー信号の模式図である。Ｖｒｅｆはサーボエラー信号の基準レベルである。以下では、デビエーション通過時にサーボエラー信号に観測される、高周波数の信号変動成分をデビエーション成分と呼ぶ。デビエーション成分は図３５のＡの部分に相当する。Ｔｒｏｔは回転周期を表しており、サーボエラー信号には周期Ｔｒｏｔの成分が存在する。これはトラッキングサーボ系では偏芯成分、フォーカスサーボ系では面振れ成分である。
【０００８】
図３５に示すように、デビエーション成分は回転周期に同期して発生し、１回転周期ごとに略等しい信号変動波形となる。これはデビエーションがディスクの製造工程に起因する局所的な歪みであるため、ディスク１回転中の特定の角度において発生し、また隣接するトラックにおいても略等しい形状でトラックがフォーカス方向・トラッキング方向に歪んでいるためである。
【０００９】
また、デビエーションは光ディスク記録面上のトラック形状の不良によるものであるため、光ディスク記録面上の局所的な半径の範囲において存在するという特徴がある。
【００１０】
図３６（ａ）は、デビエーション領域を通過した際のサーボエラー信号を模式的に示す図である。図中、横軸は時間である。光ディスク上のトラックは内周から外周に向かって形成されているため、図３６（ａ）の横軸は光ディスクの中心点から現在追従しているトラックまでの半径位置ｒとみなすこともできる。図３６は、半径ｒ１からｒ２にかけての領域にデビエーションが存在する場合を示している。
【００１１】
一般に、デビエーション成分は第一の半径位置（図３６（ａ）におけるｒ１）から現れ始め、徐々に振幅が大きくなる。また、第二の半径位置（図３６（ａ）におけるｒ２）に向かって徐々に振幅が小さくなり、半径がｒ２より大きい領域ではデビエーション成分は存在しなくなるという特徴があることを本発明者は見出した。このデビエーションが存在する半径ｒの範囲（ｒ１≦ｒ≦ｒ２）を、本明細書ではデビエーション領域と呼ぶことにする。
【００１２】
デビエーション成分は欠陥や傷といった外乱成分と比較すると低い周波数であり、サーボゲインを上げてデビエーション成分を抑圧して追従することが有効な対策である。一方、欠陥や傷といった外乱成分は周波数が高く、サーボゲインを下げてサーボの応答を小さくし、無理に追従しようとしないことが有効な対策となる。
【００１３】
また、デビエーション成分及び偏芯・面振れ成分は回転周期に同期した信号波形であるので、フーリエ変換により回転周波数成分とその高次成分の和で表すことができる。そのため、繰り返し制御による抑圧によって、デビエーション通過時の追従性能を向上させることが可能である。
【００１４】
一方、光ディスク装置が追従する対象である、光ディスク記録面上のトラックのフォーカス方向・トラッキング方向の物理的な精度は、光ディスクの規格として規定されている。従って、規格に準拠した光ディスクは、規格で規定されたサーボ特性を用いて抑圧できることが保証されている。しかし、実際には、規格を満足しないデビエーションを持った光ディスクが市場に存在する可能性がある。このようなディスクに対応する場合には、規格で想定されているより優れた追従性能が光ディスク装置のサーボ性能として要求される。一方、所定の規格に準拠した光ディスクに対し前記規格以上の倍速での記録・再生に対応することで、記録・再生にかかる時間を短縮したいという要求もある。この場合にも、規格で想定されているより優れた追従性能が要求される。
【００１５】
上述したような、規格で想定されているより優れた追従性能が光ディスク装置のサーボ性能として要求される場合に、デビエーション成分に対して特に抑圧ゲインが不足し、最悪の場合には追従しきれずにサーボが外れる現象が発生する。また、サーボが外れるまで至らない場合であっても、デビエーション通過時に追従誤差が大きくなるため、記録・再生性能の劣化を招く。従って、デビエーションに対する追従性能の向上が必要となる。
【００１６】
この課題を解決するためには、サーボ特性を変更し、デビエーション成分に対する抑圧性能を向上させる必要がある。しかし、一般的に、特定の周波数域に対する抑圧性能を向上させると、別の周波数域では返って追従性能が劣化してしまう。
【００１７】
デビエーション成分に対する抑圧性能を向上させるには、例えば図３７に示すようにサーボ特性のゲインを一律増加させることで実現できる。しかしこの場合には、図３７のＡで示した周波数においてゲイン余裕が減少しており、サーボ帯域よりも高い周波数の外乱成分に対して、返って追従性能が劣化してしまう。そのため、欠陥や傷を通過した際の追従性能の劣化が懸念される。
【００１８】
デビエーションが図３６（ａ）に示したような特徴を持つことを鑑みた時、デビエーションが存在する局所的な半径領域（デビエーション領域）を検出し、デビエーション領域でのみサーボ特性を変更することが好ましいことを本発明者は見出した。
【００１９】
また、これを実現するためには、（１）デビエーション領域の先頭を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、（２）デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を通過した際に、デビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことが必要になる。
【００２０】
しかし従来は、サーボエラー信号を元にデビエーションを検出していたため、（１）のデビエーション領域の先頭を検出することはできても、（２）のデビエーション領域の終端を検出することができなかった。
【００２１】
例えば、特許文献２では、フォーカスエラー信号またはトラッキングエラー信号を元にデビエーションを検出する構成が開示されている。この検出方法と同様にサーボエラー信号を元にデビエーションを検出して、デビエーション成分に対する抑圧性能を向上させることを考えた場合の課題について、図３６の波形図を用いて説明する。
【００２２】
図３６において、（ａ）は定常特性を用いてデビエーション領域のトラックを追従し続けた場合のサーボエラー信号を示している。このように、定常特性を用いた場合、デビエーション領域ではサーボエラー信号中のデビエーション成分の振幅が大きいため、前記手法により容易にデビエーションが存在することを検出可能である。従って、図３６で示したようにトラックを追従中にデビエーション領域を通過した際には、デビエーション領域の先頭ではデビエーション成分の振幅が小さいためすぐに検出はできないが、デビエーション成分の振幅が大きくなり、例えば所定の電圧レベル（図３６（ａ）におけるＶｔ）を超えた半径（図３６（ａ）におけるｒｄ）において、デビエーションを検出することが可能になる。従って半径ｒｄにおいて、デビエーション領域の先頭を検出することができる。
【００２３】
続いて、図３６（ｂ）は、半径ｒｄにおいてデビエーション領域の先頭を検出し、ｒ≧ｒｄにおいてはサーボゲインを一律増加した特性を用いた場合に図３６（ａ）と同じデビエーション領域のトラックを追従した場合のサーボエラー信号を示している。
【００２４】
このように、サーボ特性のゲインを一律増加させたことにより、デビエーション成分は抑圧され、追従誤差が低減される。しかし一方で、サーボエラー信号中のデビエーション成分は小さくなってしまう。このような状態では、現在追従しているトラックにデビエーションが存在しているかどうかを検出することができない。即ち、実際にはデビエーションが存在している領域であるにも関わらず、デビエーション成分が小さいために、前記手法ではデビエーションが存在していることを検出できない。
【００２５】
そのため、デビエーション領域の終端を通過しても、デビエーション領域の終端を通過したことを検出することができず、デビエーション領域の終端を検出してサーボゲインが増加した特性から定常特性に戻すことが困難であるという課題があった。
【００２６】
なお、光ディスクを半径に応じて所定の領域に分割し、上記領域をまたぐタイミングでサーボ特性を定常特性に戻すことは可能である。しかし、この場合にも、デビエーション領域が領域境界をまたいで存在している場合に対応できない。仮に、デビエーション領域が領域境界をまたいで存在している場合に、領域をまたぐタイミングでサーボ特性を定常特性に戻してしまうと、最悪の場合デビエーション通過時にサーボ外れに至ってしまい、記録動作時であれば記録動作が失敗してしまう。
【００２７】
以上ではデビエーション成分に対する抑圧性能を向上させるための方法としてサーボ特性のゲインを一律増加させる方法を用いて説明したが、次に、繰り返し制御を用いる場合について説明する。
【００２８】
従来から知られている技術として、繰り返し制御の学習度合いを変化させる手法がある。例えば特許文献２にて開示されているように、繰り返し制御の学習度合いは、その一例として、繰り返し制御系の可変ゲインの値（以下、Ｋとする）を変更することにより実現できる。本発明で対象とするデビエーションの抑圧を考えた際には、デビエーション領域において繰り返し制御系の可変ゲインＫの値を大きくすればよい。
【００２９】
しかし繰り返し学習の学習度合いを強くして抑圧する場合にも、図３６（ｂ）と同様に、デビエーション成分は抑圧され追従誤差が低減される半面、サーボエラー信号中のデビエーション成分が小さくなる。そのため、デビエーション領域の終端を検出してサーボゲインが増加した特性から定常特性に戻すことは困難であるという点は共通である。
【００３０】
また、従来技術手においては、可変ゲインの変更を変更した場合、変更前後でデビエーション検出のための条件（閾値等）を変更するのか等、可変ゲインを変更する場合にどの信号を用いてどのように検出すればデビエーション領域を正確に検出できるか、という点については未解明であった。
【００３１】
従って従来は、デビエーション領域を検出し、デビエーション領域でのみサーボ特性を変更することができないという課題があった。
【００３２】
本発明の目的は、サーボ制御装置の追従性能を向上させることである。また、光ディスク装置のトラック追従性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の構成によって解決される。その一例として、外乱に対する追従性能を向上させるために特性を変更する特性変更部を備え、特性変更部の出力信号よりも後段の信号を用いて外乱を検出し、前記特性変更部の特性を変更することで達成できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、サーボ制御装置の追従性能を向上させることが出来る。また、光ディスク装置のトラック追従性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一般的なフィードバック制御系において本発明の理論を説明するためのブロック図である。
【図２】フィードバック制御系における開ループ伝達関数のゲイン線図である。
【図３】一般的なフィードバック制御系の一例を示すブロック図である。
【図４】実施例１の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図５】実施例１の遅延記憶回路を示す構成図である。
【図６】実施例１における遅延回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】実施例１の、遅延時間の決定方法の説明に用いる、繰り返し制御系における各部の信号波形図である。
【図８】実施例１におけるトラッキング制御回路の構成を示すブロック図である。
【図９】実施例１におけるトラッキング制御回路のボード線図である。
【図１０】実施例１における開ループ伝達関数のボード線図である。
【図１１】実施例１におけるローパスフィルタのボード線図である。
【図１２】実施例１におけるデビエーション検出回路の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施例１におけるバンドパスフィルタのボード線図である。
【図１４】実施例１におけるバンドパスフィルタの効果を説明するための波形図である。
【図１５】実施例１におけるデビエーション検出情報生成回路の構成を説明するためのブロック図である。
【図１６（１）】実施例１におけるデビエーション検出情報生成回路１の動作を説明するための波形図である。
【図１６（２）】実施例１におけるデビエーション検出情報生成回路１の動作を説明するための波形図である。
【図１７（ａ）】実施例１における繰り返し制御単体のボード線図である。
【図１７（ｂ）】実施例１における繰り返し制御単体のボード線図である。
【図１８（ａ）】実施例１における感度関数のゲイン線図である。
【図１８（ｂ）】実施例１における感度関数のゲイン線図である。
【図１９（ａ）】実施例１における、光ディスク上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数のゲイン線図である。
【図１９（ｂ）】実施例１における、光ディスク上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数のゲイン線図である。
【図２０（ａ）】実施例１における、光ディスク上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数に関して、回転周波数におけるゲインを示す図である。
【図２０（ｂ）】実施例１における、光ディスク上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数に関して、回転周波数におけるゲインを示す図である。
【図２０（ｃ）】実施例１における、光ディスク上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数に関して、回転周波数におけるゲインを示す図である。
【図２１】実施例１のシミュレーション結果である。
【図２２】実施例２の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図２３】実施例２におけるデビエーション検出回路の構成を示すブロック図である。
【図２４】実施例３の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図２５】実施例４の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図２６（ａ）】実施例４における、感度関数及び光ディスク上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数のゲイン線図である。
【図２６（ｂ）】実施例４における、感度関数及び光ディスク上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数のゲイン線図である。
【図２７】実施例４のシミュレーション結果である。
【図２８】実施例５の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図２９】実施例５におけるデビエーション検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３０】実施例５におけるデビエーション検出情報生成回路の構成を説明するためのブロック図である。
【図３１】実施例６の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図３２】実施例７の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図３３】実施例８の光ディスク装置を示すブロック図である。
【図３４】実施例８におけるデビエーション検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３５】サーボエラー信号中のデビエーション成分を説明する波形図である。
【図３６】デビエーションが存在する半径領域を通過した場合の波形図である。
【図３７】光ディスク装置の開ループ伝達関数のボード線図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、実施例について説明する。なお、本明細書において、繰り返し制御とは、例えば、入力信号が繰り返し波形であることに着目した制御のことを示す。より具体的には、繰り返し制御とは、例えば、制御系への入力信号がほぼ同一波形の繰り返しである場合に、その繰り返し毎に前回までの制御偏差をその時点での制御に反映させる制御処理方法をいうものである。また、繰り返し制御のことを、学習制御と読み替えても良い。
【実施例１】
【００３７】
本発明は光ディスク装置のみでなく、フィードバック制御系を有する装置であれば適用可能である。そこではじめに、図１に示すフィードバック制御系のブロック線図を用いて、本発明の理論を説明する。
【００３８】
変数Ｘはサーボ系に入力される外乱である。ここでは、フィードバック制御系に加わる外乱はＸのみであるとする。
【００３９】
符号１０１は減算器を示す。減算器１０１は、外乱Ｘと、後述する制御対象１０６の操作量Ｙとの差分を取り、追従誤差Ｚを出力する。
【００４０】
符号１０２は第一の制御要素を示す。第一の制御要素１０２は、追従誤差Ｚに対してゲインもしくは位相の補償を行う。第一の制御要素１０２の伝達関数をＡ１（ｓ）とする。
【００４１】
符号１０３は第二の制御要素を示す。第二の制御要素１０３は、追従誤差Ｚに対してゲインもしくは位相の補償を行う。第二の制御要素１０３の伝達関数をＡ２（ｓ）とする。
【００４２】
符号１０４はセレクタを示す。セレクタ１０４は、第一の制御要素１０２の出力信号と第二の制御要素１０３の出力信号を入力とし、後述する外乱レベル検出回路１０８の出力する外乱レベル検出情報Ｘ＿ＤＥＴに基づき、外乱レベルが小さいと検出した場合は第一の制御要素１０２の出力信号を選択して出力する。一方、外乱レベルが大きいと検出した場合は、セレクタ１０４は、第二の制御要素１０３の出力信号を選択して出力する。以下では、セレクタ１０４の出力信号を変数Ｍで表すこととする。
【００４３】
符号１０５は図１において破線で示したブロック全体を指し、第一の制御要素１０２、第二の制御要素１０３、セレクタ１０４を包含する。このブロックを以下では特性切り替え部と呼ぶことする。
【００４４】
符号１０６は第三の制御要素を示す。第三の制御要素１０６は、信号Ｍに対してゲインもしくは位相の補償を行い、制御量Ｄを出力する。第三の制御要素１０６の伝達関数をＢ（ｓ）とする。
【００４５】
符号１０７は制御対象を示す。制御対象１０７は、第三の制御要素１０６の出力する制御量Ｄによって駆動される。制御対象１０７の伝達関数をＰ（ｓ）とし、駆動された操作量を変数Ｙで表す。
【００４６】
符号１０８は外乱レベル検出回路を示す。外乱レベル検出回路１０８は、信号Ｍを入力として外乱レベル検出情報Ｘ＿ＤＥＴを出力する。
【００４７】
図１で示したフィードバック制御系において、制御要素の伝達関数は、特性切り替え部１０５と第三の制御要素１０６の直列接続であり、セレクタ１０４での選択状態によってＡ１（ｓ）・Ｂ（ｓ）、もしくはＡ２（ｓ）・Ｂ（ｓ）となる。このように、図１の制御要素はセレクタ１０４によって２つの伝達関数を切り替えることができる。
【００４８】
次に、図２のゲイン線図を用いて、図１に示したフィードバック制御系の開ループ伝達関数について説明する。
【００４９】
以下では、セレクタ１０４において第一の制御要素１０２の出力信号を選択した状態を定常状態、そのときの制御要素の特性を定常特性と呼ぶ。即ち、定常状態の開ループ伝達関数は、
【００５０】
【数１】
2011108299.tif 000003
で表され、その一例として図２中の、曲線（ａ）のゲイン特性を有するものとする。
【００５１】
一方、セレクタ１０４において第二の制御要素１０３の出力信号を選択した状態を特性切り替え状態、そのときの制御要素の特性を変更後特性と呼ぶことにする。特性切り替え状態の開ループ伝達関数は、
【００５２】
【数２】
2011108299.tif 000004
で表され、その一例として図２中の、曲線（ｂ）のゲイン特性を有するものとする。ここでは簡単のために、開ループ伝達関数の帯域は共通としている。特性切り替え状態では、開ループ伝達関数の帯域よりも低い周波数において開ループ伝達関数のゲイン（図２中の、曲線（ａ））が定常状態のゲイン（図２中の、曲線（ｂ））よりも大きい特性とする。
【００５３】
即ち、開ループ伝達関数の帯域よりも低い周波数においては、
【００５４】
【数３】
2011108299.tif 000005
の関係が成り立つものとする。またＡ１（ｓ）、Ａ２（ｓ）は低域において共に０ｄＢ以上のゲインを取るものとする。なお、本明細書において低域とは、開ループ伝達関数の帯域よりも低い周波数帯域を示す。
【００５５】
以下では、特性切り替え部１０５の伝達関数をＡ（ｓ）で表す。このとき、開ループ伝達関数Ｇ（ｓ）は、
【００５６】
【数４】
2011108299.tif 000006
で表され、感度関数Ｓ（ｓ）は、
【００５７】
【数５】
2011108299.tif 000007
で表される。感度関数Ｓ（ｓ）は外乱Ｘから追従誤差Ｚまでの伝達関数を表す。
【００５８】
開ループ伝達関数Ｇ（ｓ）のゲインは低域において大きな値となる。Ｇ（ｓ）のゲインが１より十分に大きいとみなせる場合には、感度関数Ｓ（ｓ）のゲインは、
【００５９】
【数６】
2011108299.tif 000008
のように近似できる。
【００６０】
低域においてはＡ１（ｓ）＜Ａ２（ｓ）であるため、感度関数Ｓ（ｓ）のゲインは特性切り替え状態の方が定常状態よりも小さな値となる。即ち、特性切り替え状態では追従誤差Ｚ中に含まれる外乱成分が、より小さい値に抑圧される。これによって、外乱Ｘに対する抑圧不足を改善し、追従性能を向上することができる。
【００６１】
ここで、制御要素の特性として定常特性を用いた場合に、外乱Ｘに対する抑圧が不足して追従誤差が劣化する場合について説明する。なお、外乱Ｘに含まれる周波数成分のうち、主たる成分は（数１）で示した開ループ伝達関数の帯域よりも低い周波数であり、抑圧度を上げることが有効な対策であるものとする。
【００６２】
本来であれば定常特性で外乱Ｘを十分に抑圧できることが理想であるが、一般に、特定の周波数外乱に対する抑圧度を上げると、別の周波数の外乱に対して弱くなることが知られている。そのため、定常状態は全周波数域に渡って良好な特性（定常特性）を用い、定常特性では外乱Ｘに対する抑圧が不足する期間のみ低域成分に対する抑圧度を上げた特性（変更後特性）を用いることが望ましい。即ち、抑圧度を上げた特性に変更した後に、フィードバック制御系に入力される外乱Ｘが小さくなった場合には、定常特性に戻すことが望ましい。
【００６３】
このためには、現在フィードバック制御系に入力されている外乱Ｘのレベルを、制御要素の特性として定常特性を用いた場合に抑圧が不足するレベルかどうかを検出することが必要になる。定常特性を用いた場合に抑圧が不足するレベルかどうかを検出することができれば、検出された期間においてセレクタ１０４において第二の制御要素１０３を選択し、外乱Ｘに対する抑圧度を増加させることで、追従誤差を改善できる。
【００６４】
次に、現在サーボ系に入力されている外乱Ｘのレベルが、制御要素の特性として定常特性を用いた場合に抑圧が不足するレベルかどうかをどのように検出するかについて説明する。
【００６５】
追従誤差Ｚを監視した場合には、前述したように特性切り替え状態では外乱Ｘは抑圧されてしまう。そのため、特性切り替え状態において、現在サーボ系に入力されている外乱Ｘのレベルが、制御要素の特性として定常特性を用いた場合に抑圧が不足するレベルかどうかを検出することが困難である。
【００６６】
ここで、セレクタの出力信号である信号Ｍに着目する。即ち、特性変更部の直後の信号である。外乱Ｘから信号Ｍまでの伝達関数は、
【００６７】
【数７】
2011108299.tif 000009
となる。（数１）の開ループ伝達関数のゲインが１より十分に大きいとみなせる場合には、（数７）の伝達関数のゲインは、
【００６８】
【数８】
2011108299.tif 000010
のように近似できる。
【００６９】
ここでＡ（ｓ）はＡ１（ｓ）かＡ２（ｓ）のいずれかの特性であり、低域においてはＡ１（ｓ）＜Ａ２（ｓ）であるため、開ループ伝達関数のゲインは特性切り替え状態よりも定常状態の方が小さい値を取る。ここで、定常状態の開ループ伝達関数のゲインが外乱Ｘの周波数において１に対して十分大きな値を取るものとする。但し、該ゲインであっても抑圧度が不足するほどに、入力される外乱Ｘが大きいとする。
【００７０】
定常状態の開ループ伝達関数のゲインが外乱Ｘの周波数において１に対して十分大きな値を取る場合、定常状態及び特性切り替え状態ともに、外乱Ｘから信号Ｍまでの伝達関数のゲインを（数８）で近似することが可能である。
【００７１】
（数８）はＡ（ｓ）によらずＢ（ｓ）とＰ（ｓ）のみで決まる値である。即ち、セレクタ１０４をどちらに切り替えた状態であっても信号Ｍに含まれる外乱Ｘの成分の振幅を略等しい振幅値とする構成が可能である。
【００７２】
次に、特性変更部１０５の伝達関数がゲイン０ｄＢ、位相０度の特性である場合、即ち、図３のようなフィードバック制御系を考える。図１と共通の要素は同一の符号を付してある。
【００７３】
図３のフィードバック制御系において、外乱Ｘから信号Ｍまでの伝達関数は、
【００７４】
【数９】
2011108299.tif 000011
と書ける。ここで、伝達関数Ｂ（ｓ）・Ｐ（ｓ）のゲインが１より十分に大きいとみなせる場合には、（数９）は（数８）と略等しい値となることがわかる。
【００７５】
ここで、図１のフィードバック制御系では特性変更部１０５の伝達関数がＡ１（ｓ）となる定常状態において、外乱Ｘの周波数において抑圧度が不足する場合を考えている。Ａ１（ｓ）＞１であるので、図３における信号Ｍについても、外乱Ｘの成分が抑圧されずに十分な振幅を持った状態で残存していることになる。このことから、外乱Ｘの周波数において、（数９）は信号Ｍにて外乱成分を確認できるだけの大きなゲイン値を取る。
【００７６】
このことから、（数７）も信号Ｍにて外乱成分を確認できるだけの大きな値を取る。即ち、図１のフィードバック制御系において、Ａ１（ｓ）、Ａ２（ｓ）がどのような特性を持つ場合であっても、信号Ｍには十分な振幅を持った外乱Ｘの成分が抑圧されずに残存する。
【００７７】
このため、図１のように外乱検出回路１０８は特性切り替え部１０５の出力信号Ｍを入力とし、該信号の電圧レベルを監視する構成とすれば、特性切り替え状態でも外乱Ｘの成分の振幅値は定常状態と略等しい振幅値となる。このことから、特性切り替え状態であっても、制御要素の特性として定常特性を用いた場合に抑圧が不足するレベルかどうかを検出することが可能になる。
【００７８】
このとき、検出閾値はセレクタ１０４の選択状態によらず一定でよい。そのため本実施例の構成のフィードバック制御系を有する装置は、回路を簡易化することができ、コスト的にもメリットがある。
【００７９】
このように、セレクタ１０４をどちらに切り替えた状態であっても、外乱レベル検出回路１０８の入力信号Ｍに含まれる外乱Ｘの成分の振幅を略等しい振幅値となり、かつ該振幅が十分な振幅値を持つ構成が可能であることを、本発明者は見出した。
【００８０】
また、以上では説明のために外乱Ｘの周波数において定常特性のゲイン及び伝達関数Ｂ（ｓ）・Ｐ（ｓ）のゲインが共に１より十分に大きいとして説明した。この場合にはセレクタ１０４が第一の制御要素１０２、第二の制御要素１０３のどちらを選択した場合でも共通の電圧閾値で検出できる。
【００８１】
しかし、定常特性のゲインもしくは伝達関数Ｂ（ｓ）・Ｐ（ｓ）のゲインが十分に大きくない場合でも、信号Ｍに十分な振幅を持った外乱Ｘの成分が抑圧されずに残存する状態であれば、例えばセレクタ１０４の選択状態によって外乱検出回路１０８の検出閾値を変更することで対応できる。
【００８２】
以下に、上記の理論を光ディスク装置に適用した場合の実施例を、図を用いて説明する。なお、本実施例の光ディスク装置は、トラッキング制御、フォーカス制御共に実行可能であるが、以下ではトラッキング制御を例に説明を行う。
【００８３】
図４は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【００８４】
符号４０１は光ディスクである。光ディスク４０１に対しては、レーザ光の照射により情報の読み取り、消去、又は書き込みが行われる。また、光ディスク４０１としては、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクのいずれの種類であってもよいが、本実施例の効果が顕著となるのは、３層以上を層を有する光ディスクである。これは、３層以上の層を有する光ディスクにおいては、デビエーションの影響が特に大きいからである。
【００８５】
符号４０２は対物レンズを示す。対物レンズ４０２は、レーザ光を集光して光ディスク４０１の記録面にレーザの焦点を合わせる。
【００８６】
符号４０３は光ピックアップを示す。光ピックアップ４０３は、図示していないトラッキングアクチュエータを備える。また、光ディスク４０１からの反射光を検出し、反射光量に応じた電気信号を出力する光検出器（図示していない）を備える。
【００８７】
符号４０４はスピンドルモータを示す。スピンドルモータ４０４は、光ディスク４０１を所定の線速度で回転駆動する。以下、スピンドルモータ４０４の回転周期をＴｒｏｔで表す。
【００８８】
符号４０５はトラッキングエラー信号生成回路を示す。トラッキングエラー信号生成回路４０５は、光ピックアップ４０３内の光検出器の出力信号から、追従誤差に比例した電圧をトラッキングエラー信号ＴＥ１として生成し出力する。
【００８９】
符号４０６は加算器を示す。加算器４０６は、トラッキングエラー信号ＴＥ１と、後述する可変ゲイン４１３から出力される補償信号（ＲＥＰＯＵＴ信号）とを加算した信号ＴＥ２を出力する。
【００９０】
符号４０７はトラッキング制御回路を示す。トラッキング制御回路は４０７は、ＴＥ２信号に対してゲイン及び位相の補償を行い、駆動信号（ＴＲＤ信号）を生成する。
【００９１】
符号４０８はドライバ回路を示す。ドライバ回路４０８は、トラッキング制御回路４０７の出力するＴＲＤ信号を増幅し、光ピックアップ４０３内のトラッキングアクチュエータへ供給する。
【００９２】
符号４０９は回転位相検出回路を示す。回転位相検出回路４０９は、スピンドルモータ４０４の出力信号から、回転位相情報（ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報）を出力する。ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報は、０からＮ−１（Ｎ：１以上の整数）までの値を取り、スピンドルモータの１回転をＮ等分して位相情報とするものとする。
【００９３】
即ち、スピンドルモータの回転軸の回転角をθ度（０≦θ＜３６０）とした場合、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報の値ＰＨは、
【００９４】
【数１０】
2011108299.tif 000012
（関数ｉｎｔ（ａ）は、引数ａに対し、ａ以下の最大の整数を返す関数。）
で算出される。ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報はＴｒｏｔ／Ｎの周期で値が更新される。
【００９５】
符号４１０は第一のローパスフィルタを示す。第一のローパスフィルタ４１０は、ＴＥ２信号中に含まれる高周波数成分を減衰させる。
【００９６】
符号４１１は遅延記憶回路を示す。遅延記憶回路４１１は、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報に基づきローパスフィルタ４１０の出力信号を取り込み、１回転をＮ分割して信号の値を記憶する。また記憶した値を元に、サーボ系に入力される周期的な外乱を補償するための信号を、回転に同期させて出力する。
【００９７】
符号４１２は第二のローパスフィルタを示す。第二のローパスフィルタ４１２は、遅延記憶回路４１１の出力信号中に含まれる高周波数成分を減衰させる。
【００９８】
符号４１３は可変ゲインを示す。可変ゲイン４１３は、ローパスフィルタ４１２の出力信号に対して所定の係数Ｋを乗じて、補償信号（ＲＥＰＯＵＴ信号）として出力する。可変ゲイン４１３に設定される値Ｋは、後述するデビエーション検出回路４１４の出力するデビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）に基づき変更され、Ｋの値は０以上１以下の値を取るものとする。
【００９９】
符号４１４はデビエーション検出回路を示す。デビエーション検出回路４１は、ＴＥ２信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力としてデビエーションを検出し、デビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）を出力する。
【０１００】
ここで、本実施例の光ディスク装置において、トラッキングエラー信号ＴＥ１を入力としてＴＥ２信号を出力する部分を繰り返し制御系と定義する。即ち、繰り返し制御系はローパスフィルタ４１０、遅延記憶回路４１１、ローパスフィルタ４１２、可変ゲイン４１３、加算器４０６からなる。
【０１０１】
本実施例の光ディスク装置においては、該繰り返し制御系が、特性変更部として機能する。より具体的には、可変ゲイン４１３の値を変更することで、繰り返し制御系の特性（トラッキングエラー信号ＴＥ１信号からＴＥ２信号までの伝達関数特性）が変化する。
【０１０２】
ここで、本実施例における遅延記憶回路４１１のより具体的な構成について、図５を用いて説明する。
【０１０３】
符号５０１は記憶回路であり、１回転をＮ分割して信号の値を記憶するために、例えば、Ｎ個存在する。記憶回路５０１は、本実施例のトラッキングサーボ系がデジタルサーボで実現される場合には、例えばフラッシュメモリにより構成できる。
【０１０４】
符号５０２は第一のセレクタであり、ローパスフィルタ４１０の出力信号を入力とし、出力としてＮ個の記憶回路５０１を切り替える。第一のセレクタ５０２は、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報の値が変化するタイミングで、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報の値に対応した記憶回路５０１を選択する。セレクタ５０２によって選択された記憶回路５０１は、セレクタ５０２による選択のタイミングにおける入力信号の値を記憶する。
【０１０５】
符号５０３は遅延回路であり、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報の値を所定の時間、遅延させた位相情報である出力位相情報（ＯＵＴＰＨＡＳＥ情報）を生成する。以下では、遅延回路５０３における遅延時間をＴｄｌｙとする。
【０１０６】
符号５０４は第二のセレクタであり、ＯＵＴＰＨＡＳＥ情報の値が変化するタイミングで、ＯＵＴＰＨＡＳＥ情報の値に対応した記憶回路５０１を選択し、選択された記憶回路５０１に記憶されている値を遅延記憶回路４１１の出力信号として出力する。
【０１０７】
次に遅延回路５０３の動作を、図６のタイミングチャートを用いて説明する。図６（ａ）はＲＯＴＰＨＡＳＥ情報、（ｂ）はＯＵＴＰＨＡＳＥ情報、（ｃ）はＯＵＴＰＨＡＳＥ情報の変形例を示している。
【０１０８】
図６（ｂ）は、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報に対して所定の値（図中ではｉとした）を加算したものをＯＵＴＰＨＡＳＥ情報とする構成の場合を示している。本構成は、本実施例のトラッキングサーボ系がデジタルサーボで実現される場合であれば、フラッシュメモリ等に保存されているＲＯＴＰＨＡＳＥ情報に所定の値を加えた値をＯＵＴＰＨＡＳＥ情報として格納すればよく、簡単な構成で実現できる。これにより、遅延回路５０３における遅延時間は、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報の更新周期であるＴｒｏｔ／Ｎの精度で調整することができる。
【０１０９】
次に、図６（ｃ）に示した変形例について説明する。図６（ｂ）においては、遅延回路５０３における遅延時間をＴｒｏｔ／Ｎの精度で調整するとしたが、Ｔｒｏｔ／Ｎの精度である必要はない。図６（ｃ）の変形例においては、遅延回路５０３における遅延時間Ｔｄｌｙ２はＴｒｏｔ／Ｎより短い時間精度で調整されるものとする。
【０１１０】
次に、遅延回路５０３における遅延時間Ｔｄｌｙの決定方法について、図７の波形図を用いて説明する。
【０１１１】
図７は繰り返し制御系の各部の信号波形を示しており、Ｖｒｅｆは基準レベルである。図中、（ａ）はＴＥ２信号波形、（ｂ）はローパスフィルタ４１０の出力信号波形である。また、図中、（ｃ）は記憶回路５０１により記憶された信号を等価的に示した波形、（ｄ）は遅延記憶回路４１１の出力信号を等価的に示した波形、（ｅ）はＲＥＰＯＵＴ信号の信号波形である。
【０１１２】
（ｂ）の波形においては、（ａ）の波形に対して、高周波数成分が減衰されるとともに、ローパスフィルタ４１０を通過することによる遅延時間Ｔｄ＿ＬＰＦ１だけ、信号が遅延する。（ｃ）の波形においては、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報に基づいてＴｒｏｔ／Ｎの時間間隔で入力信号の値がホールドされ、記憶される。このとき、信号は（ｂ）の波形に対して、Ｔｄ＿ＨＯＬＤ（図示しない）だけ遅延する。（ｄ）の波形においては、遅延回路５０３における遅延時間Ｔｄｌｙが経過した後に、記憶された値が出力される。（ｅ）の波形においては、（ｄ）の波形に対して、階段状の波形に含まれる高周波数成分が減衰されるとともに、ローパスフィルタ４１２を通過することによる遅延時間Ｔｄ＿ＬＰＦ２だけ、信号が遅延する。
【０１１３】
ここで遅延時間Ｔｄｌｙは、光ディスクの１回転周期Ｔｒｏｔを用いて、以下の式のように決定する。
【０１１４】
【数１１】
2011108299.tif 000013
遅延回路５０３において（数１１）によって決定されるＴｄｌｙだけ信号を遅延させることにより、繰り返し制御ループ伝播中の信号遅延が補正され、図７における（ａ）の波形と（ｅ）の波形の時間差は正確に１回転周期Ｔｒｏｔとなる。即ち、ローパスフィルタ４１０に入力されたＴＥ２信号に対して生成されるＲＥＰＯＵＴ信号は、正確に１回転周期が経過したタイミングで加算器４０６にてサーボループに加算される。
【０１１５】
この時、Ｔｄｌｙが（数１１）の値からずれている場合には、加算器４０６における加算タイミングがずれて、繰り返し制御の抑圧度が劣化してしまう。そのため、ＴｄｌｙをＴｒｏｔ／Ｎより短い時間精度で調整し、（数１１）の値に近づけることが望ましい。
【０１１６】
ここで、本実施例において繰り返し制御を実施しない場合のトラッキングサーボについて説明する。
【０１１７】
まず、本実施例におけるトラッキング制御回路４０７の構成について、図８を用いて説明する。トラッキング制御回路は位相進み補償器８０１、位相遅れ補償器８０２、固定ゲイン８０３が直列に接続された構成となっている。
【０１１８】
ここで、図９を用いて、トラッキング制御回路４０７のボード線図の一例を示す。
【０１１９】
次に、開ループ伝達関数のボード線図を図１０示す。図１０においてＡで示した周波数は回転周波数である。本実施例では一例として、回転周波数を１００Ｈｚとしている。また、Ｄで示した周波数範囲は、デビエーションが存在する周波数範囲を示している。本実施例では一例として、Ｄで示した周波数範囲は１ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数範囲とし、該周波数範囲において抑圧効果を持つ繰り返し制御系について説明する。なお、Ｄで示した周波数範囲が１ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下とは異なる範囲であっても、本実施例を適用できることはいうまでもない。
【０１２０】
なお本実施例では、遅延記憶回路４１１を構成する記憶回路５０１の総数Ｎは、図１０においてＤで示した周波数範囲に含まれる周波数のデビエーション成分の形状を記憶できるだけの大きな数であるとする。
【０１２１】
ここで、図１１によって、ローパスフィルタ４１０のボード線図の一例を示す。ローパスフィルタ４１０の低域ゲインは０ｄＢとし、またカットオフ周波数は、周波数範囲Ｄの上限周波数よりも大きい周波数とする。これにより、周波数範囲Ｄに含まれる周波数の信号成分は減衰せずに通過するため、その周波数範囲に含まれる外乱成分に対しては繰り返し制御による補償信号（ＲＥＰＯＵＴ信号）が出力される。一方、ローパスフィルタ４１０のカットオフ周波数以上の周波数の信号成分は減衰するため、高周波数の外乱成分に対しては、ＲＥＰＯＵＴ信号は出力されない。
【０１２２】
また、ローパスフィルタ４１０の位相特性は、通過域において直線位相特性を有する。これは、ローパスフィルタ４１０を通過する際の遅延時間が、周波数範囲Ｄにおいて一定となり、繰り返し制御の性能を向上させることができるためである。
【０１２３】
ここではローパスフィルタ４１０のボード線図の一例を示したが、ローパスフィルタ４１２のボード線図についても同様である。
【０１２４】
次に、図１２を用いて、本実施例におけるデビエーション検出回路４１４の構成について説明する。
【０１２５】
図中、符号１２０１はバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ１２０１は、ＤＥＶＩＥＸＴ信号を出力する。ここで、ＤＥＶＩＥＸＴ信号は、デビエーション検出回路４１０の入力信号であるＴＥ２信号に対して、回転周波数成分やその２次成分、３次成分及び高周波数のノイズ成分を減衰させた信号を示す。
【０１２６】
符号１２０２はデビエーション検出情報生成回路である。デビエーション検出情報生成回路１２０２は、ＤＥＶＩＥＸＴ信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力信号として、スピンドルモータが１回転する間にデビエーションが検出されたかどうかを検出し、デビエーション検出信号ＤＥＶＩＤＥＴを出力する。
【０１２７】
次に、図１３を用いて、バンドパスフィルタ１２０１の周波数特性の一例について説明する。図１３におけるＡは回転周波数、Ｂは回転周波数の２倍の周波数、Ｃは回転周波数の３倍の周波数を示す。また、周波数範囲Ｄはデビエーションが存在する周波数範囲を示している。
【０１２８】
バンドパスフィルタ１２０１のゲイン特性は、周波数範囲Ｄを通過域に含み、周波数Ａ、Ｂ、Ｃは減衰域に含む。従って、光ディスク４０１の偏芯による回転周波数成分やその２次成分、３次成分は減衰される。
【０１２９】
ここで、図１４の波形図を用いて、バンドパスフィルタ１２０１の効果について説明する。図中、（ａ）はデビエーション検出回路４１０の入力信号、（ｂ）はＤＥＶＩＥＸＴ信号を示している。図１４（ａ）中、符号Ａはデビエーション成分、符号Ｂは高周波数のノイズ成分を示している。
【０１３０】
バンドパスフィルタ１２０１を通過したことにより、図１４（ｂ）に示すＤＥＶＩＥＸＴ信号では、偏芯による回転周波数成分や高周波数のノイズ成分が減衰される。即ち、ＤＥＶＩＥＸＴ信号は、デビエーション成分のみを抽出した信号となる。
【０１３１】
次に、図１５のブロック図を用いて、デビエーション検出情報生成回路１２０２の構成について説明する。
【０１３２】
符号１５０１は減算器である。演算器１５０１は、デビエーション検出情報生成回路１２０２の入力信号であるＤＥＶＩＥＸＴ信号と、リファレンスレベルＶｒｅｆの差分を出力する。
【０１３３】
符号１５０２は絶対値化回路を示す。絶対値化回路１５０２は、減算器１５０１の出力信号に対して絶対値を取った信号を出力する。
【０１３４】
符号１５０３は第一のコンパレータを示す。第一コンパレータ１５０３は、絶対値化回路１５０２の出力信号と所定の閾値Ｖｔｈとの大小を比較し、出力する。
【０１３５】
符号１５０４は立上りエッジ検出回路を示す。立上りエッジ検出回路１５０４は、コンパレータ１５０３の出力信号の立上りエッジを検出する。
【０１３６】
符号１５０５は立下りエッジ検出回路を示す。立下りエッジ検出回路１５０５は、コンパレータ１５０３の出力信号の立下りエッジを検出する。
【０１３７】
立上りエッジ検出回路１５０４及び立下りエッジ検出回路１５０５は、エッジを検出すると、所定の時間Ｈｉｇｈレベルを出力し、その後はＬｏｗレベルに戻る動作を行うものとする。
【０１３８】
符号１５０６は２入力１出力のタイマを示す。タイマ１５０６に入力される２系統の入力信号は、タイマ計測を開始するための信号と、タイマをリセットするための信号である。タイマ１５０６は、立上りエッジ検出回路１５０４の出力信号がＨｉｇｈレベルとなるとタイマ計測を開始し、立下りエッジ検出回路１５０５の出力信号がＨｉｇｈレベルとなるとタイマをリセットする。また、タイマ１５０６は、出力信号として、タイマの値に比例した電圧レベルを出力する。
【０１３９】
符号１５０７は第二のコンパレータを示す。第二のコンパレータ１５０７は、タイマ１５０６の出力信号と所定の閾値Ｖｔｉｍｅとの大小を比較し、比較結果を示す信号を出力する。
【０１４０】
符号１５０８はマスタクロック生成回路を示す。マスタクロック生成回路１５０８は、所定の周波数で発振するクロックを生成する。
【０１４１】
符号１５０９は１回転信号生成回路を示す。1回転信号生成回路１５０９は、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力とし、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報の値ＰＨがゼロになったことを検出して、１回転信号（ＲＯＴ信号）を出力する。ＲＯＴ信号は、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報の値ＰＨがゼロになったタイミングでＨｉｇｈレベルとなり、その後所定の時間Ｈｉｇｈレベルを維持した後、Ｌｏｗレベルに復帰する信号とする。
【０１４２】
符号１５１０は最大値保持回路を示す。最大値保持回路１５１０は、３入力１出力の回路である。最大値保持回路１５１０に対する入力信号は、電圧値保持回路１５１０が動作するクロックを入力するためのクロック入力（図１５におけるｃｌｋ端子）と、最大値を保持する信号を入力するためのデータ入力（図１５におけるｄａｔａ端子）と、保持している最大値の破棄を指示するためのリセット入力（図１５におけるｒｅｓｅｔ端子）である。
【０１４３】
最大値保持回路１５１０は、クロック入力に入力されるクロックの周期でデータ入力を監視し、データの最大値を保持する。本実施例におけるデータ入力がＨｉｇｈレベルもしくはＬｏｗレベルの２値のみを取る信号であるため、データ入力がＨｉｇｈレベルとなったタイミングで最大値保持回路１５１０はＨｉｇｈレベルを出力する。その後はリセット入力にＨｉｇｈレベルが入力されない限り、Ｈｉｇｈレベルを出力した状態を維持する。リセット入力にＨｉｇｈレベルが入力された場合は、最大値保持回路１５１０はＬｏｗレベルを出力する。
【０１４４】
最大値保持回路１５１０のクロック入力は、マスタクロック生成回路１５０８の生成するマスタクロックであり、データ入力はコンパレータ１５０７の出力信号である。そのため、前記マスタクロックの周期でコンパレータ１５０７の出力信号を監視し、該信号がＨｉｇｈレベルとなるとＨｉｇｈレベルを出力した状態を維持する。また、リセット入力はＲＯＴ信号であり、保持された電圧値は１回転ごとに破棄される。
【０１４５】
符号１５１１は起動時初期化回路を示す。起動時初期化回路１５１１は、光ディスク装置の起動時に所定の時間だけＨｉｇｈとなり、その後はＬｏｗレベルを維持する信号を生成する。
【０１４６】
符号１５１２は電圧値保持回路を示す。電圧値保持回路１５１２は、３入力１出力の回路である。電圧値保持回路１５１２に対する入力信号は、電圧値保持回路１５１２が動作するクロックを入力するためのクロック入力（図１５におけるｃｌｋ端子）と、保持する電圧値を入力するためのデータ入力（図１５におけるｄａｔａ端子）と、保持している電圧値の破棄を指示するためのリセット入力（図１５におけるｒｅｓｅｔ端子）である。電圧値保持回路１５１２は、クロック入力に入力されるクロックの周期でデータ入力の電圧値を保持する。その後はリセット入力にＨｉｇｈレベルが入力されない限り、電圧値保持回路１５１２は前記電圧値を保持し、リセット入力にＨｉｇｈレベルが入力された場合にはＬｏｗレベルを出力する。
【０１４７】
電圧値保持回路１５１１のクロック入力はＲＯＴ信号であり、データ入力は最大値保持回路１５１０の出力信号である。そのため、１回転周期ごとに最大値保持回路１５１０の出力信号の電圧値を保持する。また、リセット入力は起動時初期化回路１５１１の出力信号であり、光ディスク装置の起動時に一度リセットされた後は、電圧値保持回路１５１２の値はリセットされることなく動作を続ける。
【０１４８】
次に、図１６の波形図を用いて、デビエーション検出情報生成回路１２０２の動作について説明する。
【０１４９】
図１６（１）は説明のため、１回転だけデビエーションが存在する場合の各部の信号波形を示している。図中、（ａ）は絶対値化回路１５０２の出力信号、（ｂ）はＲＯＴ信号、（ｃ）はタイマ１５０６の出力信号、（ｄ）はコンパレータ１５０７の出力信号、（ｅ）は最大値保持回路１５１０の出力信号、（ｆ）は電圧値保持回路１５１２の出力信号であるＤＥＶＩＤＥＴ信号である。なお、図１６中、ＲＯＴ信号が初めてＨｉｇｈになる時刻ｔをｔ＝０としている。
【０１５０】
時刻ｔ＝ｔ１で絶対値化回路１５０２の出力信号が所定の閾値Ｖｔｈを越えると、立上りエッジ検出回路１５０４により検出され、タイマ１５０６の計測が開始される。
【０１５１】
時刻ｔ＝ｔ２でタイマ１５０６の出力値が所定の閾値Ｖｔｉｍｅを越えると、コンパレータ１５０７の出力信号がＨｉｇｈレベルとなり、最大値保持回路１５１０にＨｉｇｈレベルが保持される。
【０１５２】
なお、絶対値化回路１５０２の出力信号が所定の閾値Ｖｔｈを越えている時間が、Ｖｔｉｍｅより短い場合には、コンパレータ１５０７の出力信号はＨｉｇｈレベルとならない。
【０１５３】
時刻ｔ＝ｔ３で絶対値化回路１５０２の出力信号が所定の閾値Ｖｔｈを下回ると、立下りエッジ検出回路１５０５により検出され、タイマ１５０６の計測がリセットされる。この結果、コンパレータ１５０７の出力信号はＬｏｗレベルとなる。
【０１５４】
時刻ｔ＝ＴｒｏｔでＲＯＴ信号がＨｉｇｈレベルになると、電圧値保持回路１５１２が動作し、電圧値保持回路１５１２はＨｉｇｈレベルを出力する。同時に、最大値保持回路１５１０にはリセット入力がＨｉｇｈとなり、最大値保持回路１５１０はＬｏｗレベルを出力する。
【０１５５】
図１６（１）はＴｒｏｔ≦ｔ≦２Ｔｒｏｔの期間でデビエーションが検出されなかった場合を示している。この場合、時刻ｔ＝２ＴｒｏｔにてＲＯＴ信号が再度Ｈｉｇｈレベルになり、また、電圧値保持回路１５１２の開始信号入力がＨｉｇｈとなる。このとき、最大値保持回路１５１０の出力信号はＬｏｗレベルであるため、電圧値保持回路１５１２の出力信号はＬｏｗレベルとなる。
【０１５６】
図１６（２）はＴｒｏｔ≦ｔ≦２Ｔｒｏｔの期間においてもデビエーションが検出された場合を示している。この場合、時刻ｔ＝２ＴｒｏｔにてＲＯＴ信号がＨｉｇｈレベルになると、第二の電圧値保持回路１５１２が動作するが、このとき最大値保持回路１５１０の出力信号はＨｉｇｈレベルであるため、電圧値保持回路１５１２の出力信号は引き続きＨｉｇｈレベルとなる。
【０１５７】
更に図１６（２）は２Ｔｒｏｔ≦ｔ≦３Ｔｒｏｔの期間でデビエーションが検出されなかった場合を示している。また、該図中、時刻ｔ＝３Ｔｒｏｔでは図１６（１）における時刻ｔ＝２Ｔｒｏｔと同様の動作により電圧値保持回路１５１２の出力信号はＬｏｗレベルとなる。
【０１５８】
このように、デビエーション検出情報生成回路１２０２は、ＤＥＶＩＥＸＴ信号の絶対値が所定の閾値Ｖｔｈを越えている時間が、所定の時間（ｔ２−ｔ１）より長いことをもってデビエーションを検出する。またデビエーション検出回路１２０２の出力するＤＥＶＩＤＥＴ信号は、デビエーションが存在することを１回転遅れて検出し、連続する周回においてデビエーションが存在する場合は、Ｈｉｇｈレベルを維持した信号となる。
【０１５９】
続いて、可変ゲイン４１３の動作について説明する。可変ゲイン４１３のゲイン値Ｋは、０以上１以下の値を取る。また、ゲイン値Ｋは、ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルによって異なる値を取り、ＤＥＶＩＤＥＴ信号がＨｉｇｈレベルのときの方が、該信号がＬｏｗレベルのときよりも大きな値を取るものとする。
【０１６０】
次に、本実施例による効果について説明する。以下では、ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルがＬｏｗの状態を定常状態、Ｈｉｇｈの状態を特性切り替え状態と呼ぶ。また可変ゲインの値Ｋは一例として、定常状態では０．５、特性切り替え状態では１とする。
【０１６１】
ここで、図１７によって、定常状態、特性切り替え状態における繰り返し制御単体のボード線図を示す。図１７（ａ）は定常状態のボード線図、図１７（ｂ）は特性切り替え状態のボード線図である。
【０１６２】
繰り返し制御単体のゲイン線図は、回転周波数の整数倍においてゲインがピークとなる櫛型状の特性となる。また、回転周波数の１．５倍、２．５倍といった０．５の奇数倍の周波数においては、ゲインが負となる。
【０１６３】
また、繰り返し制御のゲインが大きいほど、位相特性の変動量も大きくなることがわかる。繰り返し制御系のローパスフィルタが直線位相特性を有する等、繰り返し制御系の特性が理想的な状態では、回転周波数の高次周波数においては、繰り返し制御の単体の位相は０ｄｅｇとなる。そのため、位相特性が０ｄｅｇを中心に変動している周波数は、回転周波数の高次周波数以外の周波数である。
【０１６４】
フィードバック制御系全体の安定性を考えたとき、繰り返し制御系の可変ゲイン４１３のゲイン値Ｋを大きくしてしまうと、回転周波数の高次周波数以外の周波数において位相余裕が減少して、安定性が損なわれる恐れがある。そのため、定常状態における繰り返し制御系の可変ゲイン４１３のゲイン値Ｋは、フィードバック制御系の安定性を鑑みて決定されることが望ましい。
【０１６５】
ここで、本実施例における定常状態及び特性切り替え状態の感度関数のゲイン線図を図１８に示す。図１８（ａ）は定常状態、図１８（ｂ）は特性切り替え状態のゲイン線図である。なお破線は、繰り返し制御を用いない場合の感度関数のゲイン特性を示している。
【０１６６】
図１８からわかるように、繰り返し制御を用いた場合の感度関数のゲインは、回転周波数の整数倍の周波数においてゲインが急峻に低下する。そのため繰り返し制御を用いない場合と比較して、回転周波数の整数倍の周波数における感度関数のゲインは低下する。また、Ｋの値が大きくなるほど回転周波数の整数倍の周波数における感度関数のゲインは小さくなる。
【０１６７】
なお、感度関数は光ディスク１０１上のトラック変位から追従誤差までの伝達関数であり、感度関数のゲインが小さいほど、抑圧効果が大きいことを意味する。回転同期成分に対する抑圧を考えた時、Ｋ＝１において抑圧度は最大となり、良好に抑圧することができる。また、トラッキングエラー信号生成回路４０５は追従誤差に比例した電圧をトラッキングエラー信号ＴＥ１として生成する。このため、ＴＥ１信号に含まれるデビエーション成分は抑圧されており、ＴＥ１信号はデビエーション検出に適さない。
【０１６８】
これに対して、本実施例におけるデビエーション検出回路４１４は、加算器４０６の出力信号であるＴＥ２信号を元にデビエーションを検出する。
【０１６９】
ここで、図１９に、光ディスク１０１上のトラック変位から、ＴＥ２信号までの伝達関数のゲイン線図を示す。
【０１７０】
図１９（ａ）は定常状態、図１９（ｂ）は特性切り替え状態の前記伝達関数のゲイン線図である。以下では、光ディスク１０１上のトラック変位から、ＴＥ２信号までの伝達関数のことをＭ（ｓ）と呼ぶこととする。
【０１７１】
図１９からわかる通り、Ｍ（ｓ）のゲイン特性は、感度関数のゲイン特性と比較して定常状態、特性切り替え状態共にゲインの変動が小さくなる。また、前述したようにデビエーション成分はフーリエ変換により回転周波数成分とその高次成分の和で表すことができるため、回転周波数とその高次周波数のみに着目すればよい。そこで、回転周波数とその高次周波数におけるＭ（ｓ）のゲインについて、図２０を用いて説明する。
【０１７２】
図２０（ａ）は定常状態、図２０（ｂ）は特性切り替え状態の各ゲインを示したものである。図２０（ａ）及び（ｂ）において、破線は繰り返し制御を用いない場合の感度関数のゲインを示し、黒塗りの丸は回転周波数とその高次周波数におけるＭ（ｓ）のゲインを示している。また、白抜きの丸は比較対象として、回転周波数とその高次周波数における感度関数のゲインを示している。
【０１７３】
前述したように、本実施例においては、デビエーションが存在する周波数範囲Ｄを１ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数範囲としている。周波数範囲Ｄにおいて、回転周波数の高次周波数におけるＭ（ｓ）のゲインは、繰り返し制御を用いない場合の感度関数のゲインと略等しい。
【０１７４】
また、本実施例においては定常特性を用いた場合の追従誤差が大きい場合を考えている。即ち、図２０にて破線で示した感度関数ゲインでは、抑圧が不足する場合を考えている。このことから、繰り返し制御を用いない場合のＴＥ２信号には十分な振幅を持ったデビエーション成分が抑圧されずに残存していることになる。
【０１７５】
一方、図２０の黒丸は光ディスク１０１上のトラック変位からＴＥ２信号までの伝達関数のゲインであり、これは破線のゲインと略等しい値となっている。即ち本実施例においては、定常状態、特性切り替え状態ともに、ＴＥ２信号には十分な振幅を持ったデビエーション成分が抑圧されずに残存していることになる。
【０１７６】
更に、図２０（ｃ）は、定常状態の回転周波数の高次周波数におけるＭ（ｓ）のゲイン（図２０（ａ）の黒丸）と、特性切り替え状態の回転周波数の高次周波数におけるＭ（ｓ）のゲイン（図２０（ｂ）の黒丸）との差分を示したものである。
【０１７７】
このことから、デビエーション成分が周波数範囲Ｄの成分のみの和で表すことができるとすると、ＴＥ２信号に含まれるデビエーション成分の振幅は、定常状態と、特性切り替え状態とでほぼ等しいことがわかる。また、定常状態と、特性切り替え状態とにおけるデビエーション成分の振幅の差は、周波数によって変動するが、高々約１ｄＢ程度の差であることがわかる。このため、デビエーション検出情報生成回路１２０２においてデビエーションを検出する際の閾値Ｖｔｉｍｅは、定常状態、特性切り替え状態いずれであっても共通の閾値を用いてデビエーション領域を検出することが可能である。
【０１７８】
このように、本実施例の構成によれば、可変ゲイン４１３の値ＫをＫ＝０．５とした定常状態であっても、Ｋ＝１とした特性切り替え状態であっても、ＴＥ２信号に含まれるデビエーション成分の振幅は略等しい振幅値となり、かつ該振幅が十分な振幅値を持つ。このことにより、デビエーション領域の開始を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、かつ、デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことが可能になる。
【０１７９】
また、本光ディスク装置は、光ディスクに対してピックアップ４０３の位置を徐々にずらしながら、記録または再生を行う。また、本光ディスク装置は、デビエーションの検出の有無に応じて、トラッキングエラー信号に対する補償の特性を切り替える。つまり、本光ディスク装置は、光ディスク４０１中の記録または再生を行う半径位置が、デビエーションが検出されない半径位置からデビエーションが検出される半径位置に変わった場合に、補償の特性を定常特性から変更後特性に切り替える。逆をいうと、本光ディスク装置は、光ディスク４０１中の記録または再生を行う半径位置が、デビエーションが検出される半径位置からデビエーションが検出されない半径位置に変わった場合に、補償の特性を変更後特性から定常特性に切り替える。また、本実施例においては、デビエーションの検出は、所定の補償が行われたトラッキングエラー信号（ＴＥ２信号）に基づいて行われる。
【０１８０】
また、本光ディスク装置は、デビエーションの有無を検出した半径位置をメモリ（図示せず）に記憶しておく構成としてもよい。さらに、本光ディスク装置は、当該メモリに記憶された半径位置に基づいて、補償の特性を切り替える構成としてもよい。
【０１８１】
次に、本実施例による効果を、図２１のシミュレーション結果を用いて説明する。図２１（ａ）は比較対象であり、デビエーション検出をしない場合のＴＥ１信号である。図中、（ｂ）乃至（ｅ）は本実施例によるシミュレーション結果である。具体的には、（ｂ）は本実施例によるＴＥ１信号、（ｃ）はＤＥＶＩＥＸＴ信号、（ｄ）はＤＥＶＩＤＥＴ信号、（ｅ）はＴＲＤ信号である。
【０１８２】
図２１から明らかなように、デビエーション領域の先頭を検出して可変ゲイン４１３の値Ｋを変更して特性切り替え状態にしている期間も、ＴＥ２信号に対してバンドパスフィルタ１２０１を通してデビエーション成分を抽出したＤＥＶＩＥＸＴ信号においては、デビエーション成分の振幅は略等しくなる。従って、デビエーション領域の終端を通過した場合にも、デビエーション領域の終端を検出することが可能である。
【０１８３】
なお、ＴＲＤ信号はＴＥ２信号に対してトラッキング制御回路４０７の周波数特性を通過した後の信号である。このため、ＴＲＤ信号中のデビエーション成分の振幅も、定常状態であっても特性切り替え状態であっても、略等しい振幅値となるという特徴がある。
【０１８４】
以上の動作により、実施例１による光ディスク装置は、デビエーション領域の開始を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、かつ、デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことができる。そのため、デビエーションに対する追従性能を向上させることができる。
【実施例２】
【０１８５】
実施例２について、以下に説明する。
【０１８６】
実施例１においては、デビエーション検出回路４１４は加算器４０６の出力信号であるＴＥ２信号を取り込む構成とした。実施例１におけるデビエーション検出回路４１４はバンドパスフィルタ１２０１を備えており、バンドパスフィルタ１２０１は、図１３に示した周波数特性をする。
【０１８７】
ここでデビエーション検出回路４１４がデビエーションを検出した場合には、繰り返し制御の学習度合いを上げて抑圧することを考えると、バンドパスフィルタ１２０１の高周波数側の減衰は、繰り返し学習系が抑圧効果を有する帯域と一致していることが望ましい。
【０１８８】
繰り返し学習系の出力信号であるＲＥＰＯＵＴ信号は繰り返し学習系を構成するローパスフィルタ４１０及びローパスフィルタ４１２により高周波数成分が減衰されている。従ってバンドパスフィルタ１２０１の高周波数側の減衰は、ローパスフィルタ４１０及びローパスフィルタ４１２と同等の減衰効果を有することが望ましい。
【０１８９】
しかし一方で、ローパスフィルタ４１０もしくはローパスフィルタ４１２が高次の次数のフィルタである場合には、バンドパスフィルタ１２０１にも高次次数が必要となり、コストは高くなり得る。
【０１９０】
これに対して、本実施例は、コストを抑えつつ、デビエーション検出回路における高周波数側の減衰を、繰り返し学習系が抑圧効果を有する帯域と一致させることが可能な実施の形態である。
【０１９１】
図２２は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【０１９２】
実施例１のブロック図である図４と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。実施例１との構成上の差異は、デビエーション検出回路の内部の構成が異なる点と、デビエーション検出回路の入力信号が異なる点である。
【０１９３】
符号４１５はデビエーション検出回路である。デビエーション検出回路４１５は、ローパスフィルタフィルタ４１２の出力信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力としてデビエーションを検出し、デビエーション検出信号ＤＥＶＩＤＥＴを出力する。
【０１９４】
ここで、図２３のブロック図を用いて、本実施例におけるデビエーション検出回路４１５の具体的な構成について説明する。
【０１９５】
図２３の符号１２０２は、実施例１におけるデビエーション検出情報生成回路と共通であり、説明を省略する。
【０１９６】
符号１２０３はハイパスフィルタであり、デビエーション検出回路４１５の入力信号に対して、回転周波数成分やその２次成分、３次成分を減衰させた信号（ＤＥＶＩＥＸＴ信号）を出力する。
【０１９７】
なお、図２２から明らかなように、デビエーション検出回路４１５の入力信号はローパスフィルタ４１０及びローパスフィルタ４１２を通過した後の信号であるため、高周波数のノイズ成分は減衰されている。更に、デビエーション検出回路４１５の入力信号は繰り返し学習系の出力信号であるＲＥＰＯＵＴ信号と同等の減衰が行われている。従って、本実施例の構成のようにローパスフィルタ４１２の出力信号からデビエーションを検出する場合、デビエーション検出回路４１５において高周波数成分の減衰は不要である。
【０１９８】
従って本実施例におけるデビエーション検出回路４１５では、回転周波数成分やその２次成分、３次成分についてのみ減衰すればよく、上記成分はハイパスフィルタ１２０３で減衰させる。
【０１９９】
このとき、図１３から明らかなように周波数範囲Ｄと回転周波数の１倍乃至３倍の周波数は周波数が離れている。そのため、回転周波数成分やその２次成分、３次成分を減衰するだけであれば低次のフィルタで十分である。
【０２００】
更に、本実施例においてハイパスフィルタ１２０３の出力信号であるＤＥＶＩＥＸＴ信号は、実施例１におけるＤＥＶＩＥＸＴ信号と同等の信号となるため、実施例１で説明した効果は維持される。
【０２０１】
従って実施例２による光ディスク装置は、デビエーション検出回路４１５に備わるローパスフィルタ１２０３に関して、低次のフィルタで構成することができる。
【０２０２】
このように、本実施例の光ディスク装置によると、デビエーションに対する追従性能を向上させるのみならず、コスト上昇を抑制することが可能となる。
【実施例３】
【０２０３】
実施例３について、以下に説明する。
【０２０４】
図２４は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【０２０５】
実施例１のブロック図である図４と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。
【０２０６】
符号４１６は第三のローパスフィルタを示す。第三のローパスフィルタ４１６は、ＴＥ２信号中に含まれる高周波数成分を減衰させる。なお、第三のローパスフィルタ４１６のカットオフ周波数は、第一のローパスフィルタ４１０のカットオフ周波数以上の周波数であるとする。
【０２０７】
符号４１７は第一のセレクタを示す。第一のセレクタ４１７は、第一のローパスフィルタ４１０の出力信号及び、第三のローパスフィルタ４１６の出力信号を入力とし、いずれかの信号を選択して出力する。第一のセレクタ４１７における信号選択は、デビエーション検出回路４１４の出力するデビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）に基づき行われる。
【０２０８】
なお、本実施例における遅延記憶回路４１１は、ＲＯＴＰＨＡＳＥ情報に基づき第一のセレクタ４１７の出力信号を取り込み、１回転をＮ分割して信号の値を記憶する。また記憶した値を元に、サーボ系に入力される周期的な外乱を補償するための信号を、回転に同期させて出力する。
【０２０９】
符号４１８は第四のローパスフィルタを示す。第四のローパスフィルタ４１８は、遅延記憶回路４１１の出力信号中に含まれる高周波数成分を減衰させる。なお、第四のローパスフィルタ４１８のカットオフ周波数は、第二のローパスフィルタ４１２のカットオフ周波数以上の周波数であるとする。
【０２１０】
符号４１９は第二のセレクタを示す。第二のセレクタ４１９は、第二のローパスフィルタ４１２の出力信号及び、第四のローパスフィルタ４１８の出力信号を入力とし、いずれかの信号を選択して出力する。第二のセレクタ４１８における信号選択は、デビエーション検出回路４１４の出力するデビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）に基づき行われる。
【０２１１】
符号４２０はゲインを示す。ゲイン４２０は、第二のセレクタ４１９の出力信号に対して所定の係数Ｋを乗じて、補償信号（ＲＥＰＯＵＴ信号）として出力する。Ｋの値は０以上１以下の値を取るものとする。
【０２１２】
続いて、第一のセレクタ４１７の動作について説明する。第一のセレクタ４１７は、ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルによって出力する信号を切り替え、ＤＥＶＩＤＥＴ信号がＬｏｗレベルのときは第一のローパスフィルタ４１０の出力信号を出力し、ＤＥＶＩＤＥＴ信号がＨｉｇｈレベルのときは第三のローパスフィルタ４１６の出力信号を出力する。
【０２１３】
また第二のセレクタ４１９も同様に、ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルによって出力する信号を切り替え、ＤＥＶＩＤＥＴ信号がＬｏｗレベルのときは第二のローパスフィルタ４１２の出力信号を出力し、ＤＥＶＩＤＥＴ信号がＨｉｇｈレベルのときは第四のローパスフィルタ４１８の出力信号を出力する。
【０２１４】
以下では、ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルがＬｏｗの状態を定常状態、Ｈｉｇｈの状態を特性切り替え状態と呼ぶ。即ち、繰り返し学習系のローパスフィルタとして、第一のローパスフィルタ４１０及び第二のローパスフィルタ４１２を使用した状態が定常状態である。一方、第三のローパスフィルタ４１６及び第四のローパスフィルタ４１７を使用した状態が特性切り替え状態である。
【０２１５】
また、前述のように、第三のローパスフィルタ４１６のカットオフ周波数は、第一のローパスフィルタ４１０のカットオフ周波数以上の周波数である。同様に、第四のローパスフィルタ４１８のカットオフ周波数は、第二のローパスフィルタ４１２のカットオフ周波数以上の周波数である。
【０２１６】
次に、本実施例による効果について説明する。
【０２１７】
実施例１で示した図１７からわかるように、繰り返し制御の単体の位相特性は、低域において０ｄｅｇを中心に変動する。また、繰り返し制御系のローパスフィルタ（ローパスフィルタ４１０及びローパスフィルタ４１２）のカットオフ周波数以上の高周波数においては、補償信号（ＲＥＰＯＵＴ信号）の振幅が減衰するため位相の変動も小さくなるという特徴がある。
【０２１８】
繰り返し制御系のローパスフィルタが直線位相特性を有する等、繰り返し制御系の特性が理想的な状態では、回転周波数の高次周波数においては、繰り返し制御の単体の位相は０ｄｅｇとなる。そのため、位相特性が０ｄｅｇを中心に変動している周波数は、回転周波数の高次周波数以外の周波数である。
【０２１９】
ここで、フィードバック制御系全体の安定性を考慮すると、繰り返し制御系のローパスフィルタのカットオフ周波数を高くしてしまうと、回転周波数の高次周波数以外の周波数において位相余裕が減少して、安定性が損なわれる恐れがある。そのため、定常状態における繰り返し制御系のローパスフィルタのカットオフ周波数は、フィードバック制御系の安定性を鑑みて決定されることが望ましい。
【０２２０】
しかし一方で、定常状態におけるサーボ帯域は上げにくいということが挙げられる。また、高倍速での記録・再生においては、デビエーションの周波数が高周波数側にシフトする。この結果、フィードバック制御系の安定性を鑑みて決定された定常状態の繰り返し制御特性では、繰り返し制御系のローパスフィルタによりデビエーション成分が抑圧されてしまい、十分な抑圧ができなくなることが考えられる。
【０２２１】
このような課題が発生した場合、本明細書が対象としているデビエーションに対する抑圧に着目すれば、繰り返し制御系のローパスフィルタのカットオフ周波数を上げることでデビエーションに対する抑圧効果を向上させることができる。
【０２２２】
本実施の形態によれば、デビエーション領域において繰り返し制御系のローパスフィルタのカットオフ周波数が高くなる。この結果、デビエーション領域でのトラック追従性能に関して、回転周波数の高次周波数以外の周波数の外乱が入力された場合には追従性能の劣化が懸念されるものの、存在することが判明しているデビエーション成分に対しての追従性能が向上し、トラック外れ等の最悪の事態を回避できる。
【０２２３】
本実施例の光ディスク装置は、デビエーションが存在する局所的な半径の範囲を検出し、その半径の範囲においてのみサーボ特性を変更するものである。このため、上記のように定常特性としては使用するのが好ましくない特性であっても局所的な領域においてのみ使用することでフィードバック制御系を有効に機能させることができる。
【０２２４】
以上の動作により、実施例３による光ディスク装置は、デビエーション領域の開始を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、かつ、デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことができる。そのため、デビエーションに対する追従性能を向上させることができる。
【実施例４】
【０２２５】
実施例４について、以下に説明する。
【０２２６】
以上の実施例では、デビエーション領域を検出して繰り返し制御系の特性を変更してデビエーション成分を抑圧する構成とした。これに対して、本実施例は、繰り返し制御以外の手法にてデビエーション成分の抑圧を行う実施の形態である。
【０２２７】
図２５は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【０２２８】
実施例１のブロック図である図４と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。
【０２２９】
符号４２１はゲインを示す。ゲイン４２１は、トラッキングエラー信号生成回路４０５の出力するＴＥ１信号に対して所定の係数αを乗じた信号を出力する。所定の係数αは１以上の値であるとする。
【０２３０】
符号４２２はセレクタを示す。セレクタ４２２は、ＴＥ１信号とゲイン４２１の出力信号を入力とし、いずれかの信号を選択してＴＥ３信号として出力する。セレクタ４２２における信号選択は、デビエーション検出回路４１４の出力するデビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）に基づき行われる。
【０２３１】
本実施例におけるトラッキング制御回路４０７は、ＴＥ３信号に対してゲイン及び位相の補償を行い、駆動信号（ＴＲＤ信号）を生成する。
【０２３２】
更に本実施例におけるデビエーション検出回路は、ＴＥ３信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力としてデビエーションを検出し、デビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）を出力する。
【０２３３】
次に、本実施例による効果について説明する。以下では、ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルがＬｏｗの状態を定常状態、Ｈｉｇｈの状態を特性切り替え状態と呼ぶ。またゲイン４２１の値αは一例として、＋３ｄＢ（≒１．４１倍）とする。
【０２３４】
本実施例におけるデビエーション検出回路４１４は、セレクタ４２２の出力信号であるＴＥ３信号を元にデビエーションを検出する。以下の説明では、光ディスク１０１上のトラック変位から、ＴＥ３信号までの伝達関数のことをＭ（ｓ）と呼ぶこととする。
【０２３５】
ここで、図２６を用いて、本実施例における感度関数のゲイン線図を示す。図中、破線は定常状態、実線は特性切り替え状態での感度関数のゲイン特性を示している。このように、本実施例においては、サーボ帯域よりも低い周波数において、感度関数のゲインは一律低下する。これはゲイン４２１にてサーボゲインを一律３ｄＢだけ増加させたためである。
【０２３６】
トラッキングエラー信号生成回路４０５は追従誤差に比例した電圧をトラッキングエラー信号ＴＥ１として生成するため、ＴＥ１信号においてデビエーション成分は抑圧されており、本実施例においてもＴＥ１信号はデビエーション検出に適さない。
【０２３７】
一方、本実施例におけるＭ（ｓ）のゲイン線図を図２６（ｂ）に示す。破線は定常状態、実線は特性切り替え状態でのＭ（ｓ）のゲイン特性を示している。
このように、特性切り替え状態でのＭ（ｓ）のゲイン特性は、定常状態でのＭ（ｓ）のゲインと略等しくなる。
【０２３８】
また、本実施例においては定常特性を用いた場合の追従誤差が大きい場合を考えている。即ち、図２６（ａ）の破線で示した定常状態の感度関数ゲインでは、抑圧が不足する場合を考えている。さらに本実施例においては、定常状態のセレクタ４２２の出力信号はＴＥ１信号であるため、図２６（ａ）の破線と図２６（ｂ）の破線は同一の特性である。
【０２３９】
このことから本実施例においては、定常状態、特性切り替え状態ともに、ＴＥ３信号には十分な振幅を持ったデビエーション成分が抑圧されずに残存していることになる。更に、ＴＥ３信号中に含まれるデビエーション成分の振幅は、定常状態、特性切り替え状態でほぼ等しいことがわかる。このため、デビエーション検出情報生成回路１２０２においてデビエーションを検出する際の閾値Ｖｔｉｍｅは、定常状態、特性切り替え状態いずれであっても共通の閾値を用いてデビエーション領域を検出することが可能である。
【０２４０】
次に、図２７に示すシミュレーション結果を用いて、本実施例による効果を説明する。図２７（ａ）は比較対象であり、デビエーション検出をしない場合のＴＥ１信号である。（ｂ）乃至（ｅ）は本実施例によるシミュレーション結果であり、（ｂ）は本実施例によるＴＥ１信号、（ｃ）はＤＥＶＩＥＸＴ信号、（ｄ）はＤＥＶＩＤＥＴ信号、（ｅ）はＴＲＤ信号である。
【０２４１】
図２７から明らかなように、デビエーション領域の先頭を検出してセレクタ４２２を切り替えて特性切り替え状態にしている期間も、ＴＥ３信号に対してバンドパスフィルタ１２０１を通してデビエーション成分を抽出したＤＥＶＩＥＸＴ信号においては、デビエーション成分の振幅は略等しくなる。従って、デビエーション領域の終端を通過した場合にも、デビエーション領域の終端を検出することが可能である。
【０２４２】
なお、ＴＲＤ信号はＴＥ３信号に対してトラッキング制御回路４０７の周波数特性を通過した後の信号であるので、ＴＲＤ信号中のデビエーション成分の振幅も、定常状態であっても、Ｋ＝１とした特性切り替え状態であっても、略等しい振幅値となるという特徴がある。
【０２４３】
以上の動作により、実施例４による光ディスク装置は、デビエーション領域の開始を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、かつ、デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことができる。そのため、デビエーションに対する追従性能を向上させることができる。
【実施例５】
【０２４４】
実施例５について、以下に説明する。
【０２４５】
実施例４では、セレクタ４２２によりサーボゲインを一律増加させる構成とした。本実施例はその変形例である。
【０２４６】
図２８は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【０２４７】
実施例４のブロック図である図２５と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。
【０２４８】
符号４２３はデビエーション検出回路を示す。デビエーション検出回路４２３は、トラッキングエラー信号生成回路４０５の出力信号であるＴＥ１信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力としてデビエーションを検出し、デビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）を出力する。
【０２４９】
ここで、本実施例におけるデビエーション検出回路４１５の構成について、図２９を用いて説明する。図２９の符号１２０１は、実施例１におけるバンドパスフィルタと共通であり、説明を省略する。
【０２５０】
符号１２０４はデビエーション検出情報生成回路を示す。デビエーション検出情報生成回路１２０４は、ＤＥＶＩＥＸＴ信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力信号として、スピンドルモータが１回転する間にデビエーションが検出されたかどうかを検出し、デビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）を出力する。
【０２５１】
続いて、本実施例におけるデビエーション検出情報生成回路の構成について、図３０を用いて説明する。なお、実施例１の構成図である図１５と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。
【０２５２】
符号１５１３はセレクタを示す。セレクタ１５１３は、電圧値保持回路１５１２の出力するデビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）に基づき信号の選択を行う。ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルがＬｏｗの状態の時にはＶｔｈ、Ｈｉｇｈの状態の時にはＶｔｈ／αの電圧値を出力する。
【０２５３】
この構成により、ＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルがＨｉｇｈの状態の時には、デビエーション検出情報生成回路１２０４における検出閾値が１／α倍になる。
【０２５４】
図２６（ａ）で示したように、セレクタ４２２を切り替えてゲイン４２１を選択した場合、ゲイン４２２の値をα倍とすると、低域における感度関数のゲインは１／α倍になる。
【０２５５】
即ち、サーボゲインを一律増加させる実施の形態においては、特性切り替え状態におけるＴＥ１信号中に含まれるデビエーション成分は、定常状態と比較して１／α倍の振幅となる。
【０２５６】
従って、検出閾値を１／α倍とすれば、本実施例のようにＴＥ１信号を用いてもデビエーションを検出しても、実施例４と同等の動作とすることができる。
【０２５７】
以上の動作により、実施例５による光ディスク装置は、デビエーション領域の開始を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、かつ、デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことができる。そのため、デビエーションに対する追従性能を向上させることができる。
【実施例６】
【０２５８】
本発明における実施例６について、以下に説明する。
【０２５９】
実施例４では、セレクタ４２２によりサーボゲインを一律増加させる構成とした。しかしデビエーションが存在する周波数領域においてサーボゲインを増加させればよく、必ずしも全周波数帯域においてサーボゲインを一律増加させる必要はない。本実施例はその点を鑑みた変形例である。
【０２６０】
図３１は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【０２６１】
実施例４のブロック図である図２５と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。
【０２６２】
符号４２４は位相遅れ回路を示す。位相遅れ回路４２４は、トラッキングエラー信号生成回路４０５の出力するＴＥ１信号に対して、ゲイン及び位相の補償を行う。
【０２６３】
本実施例におけるトラッキング制御回路４０７は、図８で示した実施例１のトラッキング制御回路４０７と共通である。
【０２６４】
従って本実施例においてＤＥＶＩＤＥＴ信号のレベルがＨｉｇｈの状態の時には位相遅れ補償器が２つ用いられる構成となり、低域において開ループ伝達関数が増加する。
【０２６５】
そのため、デビエーション成分は抑圧され、追従性能が向上する。また、ＴＥ１信号中のデビエーション成分の振幅は小さくなるが、ＴＥ３信号に関しては定常状態、特性切り替え状態ともに、十分な振幅を持ったデビエーション成分が抑圧されずに残存し、その振幅は、定常状態、特性切り替え状態でほぼ等しくなる。
【０２６６】
そのため、本実施の形態においても、ＴＥ３を用いてデビエーションを検出することで、デビエーション領域の開始を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、かつ、デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことができる。そのため、デビエーションに対する追従性能を向上させることができる。
【実施例７】
【０２６７】
実施例７について、以下に説明する。
【０２６８】
実施例１では可変ゲイン４１３の値Ｋを大きくしてデビエーションを抑圧する構成を示した。しかし、この場合には図１７に示したように繰り返し制御のゲインが大きいほど、回転周波数の高次周波数以外の周波数における位相特性の変動量も大きくなる。
【０２６９】
デビエーション領域を通過中に回転周波数の高次周波数以外の周波数の外乱が入力された場合には、定常状態と比較した場合に追従性能の劣化する場合が考えられる。なお、サーボ帯域に対して繰り返し制御系のローパスフィルタフィルタのカットオフ周波数が十分に低ければこの問題は起こらない。
【０２７０】
本実施例は、デビエーション領域を通過中の不安定性を改善するための実施の形態である。具体的には、本実施例の光ディスク装置は、デビエーション領域を通過中に回転周波数の高次周波数以外の周波数の外乱が入力された場合においても、安定した制御を維持する装置である。以下、詳細を説明する。
【０２７１】
図３２は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【０２７２】
実施例１のブロック図である図４と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。
【０２７３】
符号４２５はゲインを示す。ゲイン４２５は、トラッキングエラー信号生成回路４０５の出力するＴＥ１信号に対して所定の係数αを乗じた信号を出力する。所定の係数αは１以上の値であるとする。
【０２７４】
符号４２６はセレクタを示す。セレクタ４２６は、ＴＥ１信号とゲイン４２５の出力信号を入力とし、いずれかの信号を選択してＴＥ４信号として出力する。セレクタ４２６における信号選択は、デビエーション検出回路４１４の出力するデビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）に基づき行われる。
【０２７５】
本実施例における加算器４０６は、セレクタ４２６の出力信号と、可変ゲイン１１３から出力される補償信号（ＲＥＰＯＵＴ信号）とを加算した信号ＴＥ４を出力する。
【０２７６】
また、本実施例におけるトラッキング制御回路４０７は、ＴＥ４信号に対してゲイン及び位相の補償を行い、駆動信号ＴＲＤを生成する。
【０２７７】
更に、本実施例におけるデビエーション検出回路４１４は、ＴＥ４信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力としてデビエーションを検出し、デビエーション検出信号（ＤＥＶＩＤＥＴ信号）を出力する。
【０２７８】
この結果、ＤＥＶＩＤＥＴ信号がＨｉｇｈレベルのときに繰り返し制御系の可変ゲイン４１３の値Ｋが大きくなるとともに、セレクタ４２５によりフィードバック制御系のゲインαが一律増加する。即ち、本実施の形態は、実施例１と実施例４を組み合わせたものである。
【０２７９】
次に、本実施例による効果について説明する。前述したように、繰り返し制御系の可変ゲイン４１３の値Ｋを大きくすると、サーボ帯域より低い周波数帯域において繰り返し制御単体特性の位相特性が変動する。これにより、サーボ帯域より低い周波数帯域において開ループ伝達関数の位相が遅れる周波数が存在し、問題となる。
【０２８０】
ここで、可変ゲイン４１３の値Ｋを大きくと同時にセレクタ４２５によりフィードバック制御系のゲインαが一律増加すると、サーボ帯域より低い周波数帯域において開ループ伝達関数のゲインが増加するため、該周波数帯域に関しては安定性が増す。
【０２８１】
従って、本実施の形態によれば、デビエーション領域を通過中に回転周波数の高次周波数以外の周波数の外乱が入力された場合のフィードバック制御系の安定性を改善することができる。
【実施例８】
【０２８２】
以上の実施例では、図１で示した一般的なフィードバック制御系のブロック線図において、特性変更部１０５の直後の信号Ｍを用いて外乱（以上の実施例におけるデビエーション）を検出する構成としていた。
【０２８３】
しかし図２１や図２７で示したシミュレーション結果からわかるように、例えばＴＲＤ信号に関しても、定常状態、特性切り替え状態いずれであっても、信号中に含まれるデビエーション成分の振幅は略等しいという特徴がある。
【０２８４】
このことから、ＴＲＤ信号を用いてデビエーション検出を行うことも可能である。そこで本実施例は、ＴＲＤ信号を用いてデビエーション検出を行う場合の実施の形態である。
【０２８５】
図３３は本実施例の光ディスク装置を示すブロック図である。
【０２８６】
実施例１のブロック図である図４と共通の構成要素については共通の符号を付し、説明を省略する。
【０２８７】
符号４２６はデビエーション検出回路を示す。デビエーション検出回路４２６は、ＴＲＤ信号とＲＯＴＰＨＡＳＥ情報を入力としてデビエーションを検出し、デビエーション検出信号ＤＥＶＩＤＥＴを出力する。
【０２８８】
ここで、図３４のブロック図を用いて、本実施例におけるデビエーション検出回路４２６のより具体的な構成について説明する。図３４の符号１２０１、１２０２は、実施例１におけるバンドパスフィルタ、デビエーション検出情報生成回路と共通であり、説明を省略する。
【０２８９】
符号１２０５は追従誤差換算回路を示す。追従誤差換算回路１２０５は、所定のフィルタ特性を有し、追従誤差換算信号（ＤＴＲＯＵＴ信号）を出力する。
【０２９０】
本実施例におけるバンドパスフィルタ１２０１は、ＤＴＲＯＵＴ信号に対して、回転周波数成分やその２次成分、３次成分及び高周波数のノイズ成分を減衰させた信号（ＤＥＶＩＥＸＴ信号）を出力する。
【０２９１】
ここで、ＴＲＤ信号はＴＥ２信号に対して図９で示したトラッキング制御回路４０７の周波数特性を通過した後の信号である。そのため、例えば１ｋＨｚのデビエーション成分と、３ｋＨｚのデビエーション成分に関して、ＴＥ２信号で観測した場合には同一の振幅であっても、ＴＲＤ信号においては異なる振幅となる。
【０２９２】
デビエーションは追従誤差が大きくなったことをもって検出することが望ましく、従ってＴＥ２信号に換算してデビエーション検出を行うことが望ましい。
【０２９３】
ここで追従誤差換算回路１２０５は、図９の逆特性を有するものとする。このとき、追従誤差換算回路１２０５の出力信号であるＤＴＲＯＵＴ信号はＴＥ２信号と同等となる。即ち、本実施例におけるＤＥＶＩＤＥＴ信号は、実施例１におけるＤＥＶＩＤＥＴ信号と同等の波形となる。また、言い換えると、追従誤差換算回路１２０５は、ＴＥ２信号からＴＲＤ信号までの伝達特性の逆特性を持つフィルタを有するともいえる。
【０２９４】
以上の構成により、ＴＲＤ信号を用いてデビエーション検出を行うであっても実施例１と同等の効果を得ることができる。
【０２９５】
なお本実施例は、トラッキング制御回路４０７の逆特性を有するフィルタ追従誤差換算回路１２０５が必要となる。しかし一方で、実施例１乃至７の構成では、繰り返し制御系等の特性切り替えを行う箇所をＴＥ１信号の直後とする必要があり、制御要素の順番に制約があるというデメリットがある。従って例えば、ＴＲＤ信号を取り込んで繰り返し制御を実施することが必要なフィードバック制御系に対して本発明を実施する場合には、本実施例の構成を取ることになる。
【０２９６】
以上の動作により、実施例８による光ディスク装置は、デビエーション領域の開始を検出してデビエーション成分に対する抑圧度が増加するサーボ特性に変更し、かつ、デビエーション成分に対する抑圧度が増加したサーボ特性でトラックを追従している状態でデビエーション領域の終端を検出してサーボ特性を定常特性に戻すことができる。そのため、デビエーションに対する追従性能を向上させることができる。
【０２９７】
実施例１及び実施例２及び実施例７においては、定常状態の繰り返し系の可変ゲイン４１３の値を０．１、特性切り替え状態の値を１としたが、別の値を用いても構わない。例えば、特性切り替え状態の値を０．８としてもよい。
【０２９８】
また、実施例１及び実施例２及び実施例７においては、繰り返し系の可変ゲイン４１３は第二のローパスフィルタ４１２の後段に接続された構成としたが、可変ゲイン１１３は繰り返し制御ループのどの位置に接続されていても構わない。例えば、ローパスフィルタ４１２の後段ではなく、ローパスフィルタ１１０の直前に可変ゲイン１１２が挿入された構成であってもよい。但し、実施例２の場合には、必要に応じデビエーションの検出閾値を変更するものとする。
【０２９９】
また、以上の実施例における繰り返し制御は１回転をＮ分割して信号の値を記憶する構成としたが、本発明は１回転以上の信号を記憶する構成の繰り返し制御に対しても、同様に適用可能である。
【０３００】
実施例８においては、ＴＲＤ信号を用いてデビエーション検出を行う構成を示したが、ＴＲＤ信号でなく、トラッキング制御回路４０７中の任意の信号を用いてデビエーション検出を行ってもよい。これは、図３３においてＴＥ２信号よりも後段の信号であれば、ＴＥ２から該信号までの逆特性をかけることによってＤＴＲＯＵＴ信号を生成できるためである。
【０３０１】
また、実施例８は実施例１の構成に関して、ＴＲＤ信号を用いてデビエーション検出を行う構成としたが、例えば実施例４のサーボゲインを一律増加させる実施の形態に関しても、適用可能であることは明らかである。
【０３０２】
また、実施例８において、追従誤差換算回路１２０５はトラッキング制御回路４０７の周波数特性の逆特性を有するものとしたが、デビエーションの存在する周波数範囲において逆特性と同等の特性となっていればよく、完全な逆特性である必要はない。
【０３０３】
また、以上の実施例におけるデビエーション検出情報生成回路は、入力された信号の絶対値が閾値Ｖｔｈを所定の時間Ｖｔｉｍｅ以上超えたか否かに着目してデビエーションを検出する動作としたが、デビエーションの検出方法はこの手法に限定されるものではない。例えば、時間の条件を省き、入力された信号の絶対値が所定の閾値Ｖｔｈ２を超えたか否かについてのみ着目してデビエーションを検出する動作としてもよい。
【０３０４】
以上の実施例におけるデビエーション検出回路は、内部にバンドパスフィルタ１２０１を有し、バンドパスフィルタ１２０１により偏芯による回転周波数成分および高周波数のノイズ成分が減衰したＤＥＶＩＥＸＴ信号を生成し、デビエーションの検出を行う構成とした。しかし一般にＴＥ１信号に含まれる偏芯成分の振幅は小さいので、バンドパスフィルタ１２０１の代わりにローパスフィルタを用い、高周波数のノイズ成分のみを減衰させる構成としてもよい。
【０３０５】
また、以上の実施例では光ディスク装置のトラッキング制御について説明したが、本発明は光ディスク装置のフォーカス制御に関しても、同様に適用可能であることは明らかである。即ち、フォーカスサーボループ中の所定信号を用いて、追従対象であるトラックの、フォーカス方向のデビエーションを検出するデビエーション検出回路を備えることにより、フォーカス制御に関しても同様に適用可能である。
【０３０６】
更には、本発明は光ディスク装置以外のサーボ制御装置に関しても、同様に適用可能である。
【０３０７】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０３０８】
また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０３０９】
１０１…減算器、１０２…第一の制御要素、１０３…第二の制御要素、１０３…セレクタ、１０５…特性切り替え部、１０６…第三の制御要素、１０７…制御対象、１０８…外乱レベル検出回路、４０１…光ディスク、４０２…対物レンズ、４０３…光ピックアップ、４０４…スピンドルモータ、４０５…トラッキングエラー信号生成回路、４０６…加算器、４０７…トラッキング制御回路、４０８…ドライバ回路、４０９…回転位相検出回路、４１０…第一のローパスフィルタ、４１１…遅延記憶回路、４１２…第二のローパスフィルタ、４１３…可変ゲイン、４１４…デビエーション検出回路、４１５…デビエーション検出回路、４１６…第三のローパスフィルタ、４１７…第一のセレクタ、４１８…第四のローパスフィルタ、４１９…第二のセレクタ、４２０…ゲイン、４２１…ゲイン、４２２…セレクタ、４２３…デビエーション検出回路、４２４…位相遅れ回路、４２５…ゲイン、４２６…セレクタ、４２７…デビエーション検出回路、２０１…記憶回路、２０２…第一のセレクタ、２０３…遅延回路、２０４…第二のセレクタ、８０１…位相進み補償器、８０２…位相遅れ補償器、８０３…固定ゲイン、１２０１…バンドパスフィルタ、１２０２…デビエーション検出情報生成回路、１２０３…ローパスフィルタ、１２０４…デビエーション検出情報生成回路、１２０５…追従誤差換算回路、１５０１…減算器、１５０２…絶対値化回路、１５０３…第一のコンパレータ、１５０４…立上りエッジ検出回路、１５０５…立下りエッジ検出回路、１５０６…タイマ、１５０７…第二のコンパレータ、１５０８…マスタクロック生成回路、１５０９…１回転信号生成回路、１５１０…最大値保持回路、１５１１…起動時初期化回路、１５１２…電圧値保持回路、１５１３…セレクタ。
【図１】
2011108299.tif 000014
【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６（１）】
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【図１６（２）】
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【図１７（ａ）】
2011108299.tif 000031
【図１７（ｂ）】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１９（ａ）】
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【図１９（ｂ）】
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【図２０（ａ）】
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【図２０（ｂ）】
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【図２０（ｃ）】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2011108299.tif 000042
【図２４】
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【図２５】
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【図２６（ａ）】
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【図２６（ｂ）】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2011108299.tif 000049
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
2011108299.tif 000053
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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