(57)【要約】  本発明は、光ディスク・ドライブの性能を改善するための低コストの技術を提供する。アルゴリズムを使用して、電気機械式アクチュエータを作用抑制し、アクチュエータ（３０８，３１０）の制御の際の誤差を補償する。位置センサ（３１６）を作用抑制するために類似の方法を使用することができる。従来技術の方法は、焦点制御ループ、トラッキング制御ループおよびスレッド制御ループの間の相互作用をノイズとして処理したために、システムの帯域幅が広くなり、光ディスク・ドライブのコストが増大した。本発明は、光ディスク・ドライブの性能を改善するために、ソフトウェア・アルゴリズムを使用して制御ループを能動的に作用抑制する。アクチュエータを作用抑制するために、相互作用効果が測定され、作用抑制マトリックスが決定され、制御系の出力が修正される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
光ピックアップ・ユニット（ＯＰＵ）の第１のアクチュエータの機能を実行するために第１の制御信号を受信すること、
前記ＯＰＵの第２のアクチュエータの機能を実行するために第２の制御信号を受信すること、
前記第１の制御信号および前記第２の制御信号に基づいて第１の修正制御信号を決定することを備え、前記第１の修正制御信号が、前記第１のアクチュエータからの前記第２のアクチュエータへの作用抑制を容易にする方法。
【請求項２】
前記第１の制御信号および前記第２の制御信号に基づいて第２の修正制御信号を決定することをさらに備え、前記第２の修正制御信号が、前記第２のアクチュエータからの前記第１のアクチュエータへの作用抑制を容易にする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のアクチュエータが前記ＯＰＵのトラッキング・アクチュエータを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のアクチュエータが前記ＯＰＵの焦点アクチュエータを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＯＰＵの第３のアクチュエータの機能を実行するために第３の制御信号を受信することをさらに備え、
前記第１の修正制御信号を決定することが、前記第１の制御信号、前記第２の制御信号および前記第３の制御信号に基づいて前記第１の修正制御信号を決定することを含み、前記第１の修正制御信号が、前記第２のアクチュエータおよび前記第３のアクチュエータからの前記第１のアクチュエータへの作用抑制を容易にする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のアクチュエータが、微トラッキング・アクチュエータを含み、前記第３のアクチュエータが、粗トラッキング・アクチュエータを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の修正制御信号を決定することが、前記第２の制御信号、前記第１の制御信号および前記第３の制御信号に基づいて前記第２の修正制御信号を決定することをさらに含み、前記第２の修正制御信号が、前記第１のアクチュエータおよび前記第３のアクチュエータからの前記第２のアクチュエータへの作用抑制を容易にする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の修正制御信号を決定することが、差信号を生成して、前記差信号および制御系により前記第１の制御信号を修正することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の修正制御信号を決定することが、アクチュエータ・ドライバに入力する前に、前記第１の修正制御信号を決定することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の修正制御信号を決定することが、直線値により前記第２の制御信号を修正して修正子を生成すること、前記修正子により前記第１の制御信号を修正することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の修正制御信号を決定することが、特定のプロセスにより前記第２の制御信号を修正して修正子を生成すること、前記修正子により前記第１の制御信号を修正することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＯＰＵの第１のセンサにより検知された第１の位置信号を受信することであって、前記第１の制御信号が前記第１の位置信号に基づくものである、前記第１の位置信号を受信すること、
前記ＯＰＵの第２のセンサにより検知された第２の位置信号を受信することであって、前記第２の制御信号が前記第２の位置信号に基づくものである、前記第２の位置信号を受信することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
光ドライブ・システムであって、
第１の構成要素入力および第１の構成要素出力を有する第１の構成要素と、
第２の構成要素入力および第２の構成要素出力を有する第２の構成要素と、
前記第１の構成要素出力に接続された入力と、出力とを有する第１の構成要素制御系部と、
前記第２の構成要素出力に接続された入力と、出力とを有する第２の構成要素制御系部と、
前記第２の構成要素からの前記第１の構成要素への作用抑制を行うように構成された第１の構成要素デカップラであって、前記第１の構成要素出力に接続された第１の入力と、前記第２の構成要素出力に接続された第２の入力と、前記第１の構成要素入力に接続された出力とを有する第１の構成要素デカップラと、
前記第１の構成要素からの前記第２の構成要素への作用抑制を行うように構成された第２の構成要素デカップラであって、前記第１の構成要素出力に接続された第１の入力と、前記第２の構成要素の出力に接続された第２の入力と、前記第２の構成要素の入力に接続された出力とを有する第２の構成要素デカップラとを備える光ドライブ・システム。
【請求項１４】
前記第１の構成要素が焦点アクチュエータを含み、前記第２の構成要素がトラッキング・アクチュエータを含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の構成要素が焦点センサを含み、前記第２の構成要素がトラッキング・センサを含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の構成要素制御系部および前記第１の構成要素デカップラが、情報処理デバイス上に集積される請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の構成要素デカップラが、アクチュエータ・ドライバ上に集積される請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
方法であって、
光ピックアップ・ユニット（ＯＰＵ）の第１のアクチュエータに第１の値を含む第１の制御信号を供給すること、
前記第１の制御信号を供給している間に、前記ＯＰＵの第２のアクチュエータに第２の値を含む第２の制御信号を供給すること、
前記第２の制御信号を供給するステップに基づいて、前記第１のアクチュエータの第１のレスポンスを決定することを備える方法。
【請求項１９】
前記ＯＰＵの通常の動作中に、前記第２のアクチュエータからの前記第１のアクチュエータへの作用抑制を行うための第１の作用抑制レスポンスを決定することをさらに備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の値が、既知の回路条件を前記第１のアクチュエータの入力として示す請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
デバイスであって、
第１のアクチュエータ位置の値を受信するための入力と、出力とを有する第１のアクチュエータ制御系部と、
第２のアクチュエータ位置の値を受信するための入力と、出力とを有する第２のアクチュエータ制御系部と、
前記第１のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第１の入力と、前記第２のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第２の入力と、前記第２のアクチュエータ位置の値に基づいて第１のアクチュエータに対する作用抑制補償を含む信号を供給するための出力とを有する第１のアクチュエータ・デカップラ部と、
前記第１のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第１の入力と、前記第２のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第２の入力と、前記第２のアクチュエータ位置の値に基づいて第１のアクチュエータに対する作用抑制補償を含む信号を供給するための出力とを有する第２のアクチュエータ・デカップラ部とを備えるデバイス。
【請求項２２】
前記第１のアクチュエータ・デカップラ部が、前記第２のアクチュエータ制御系部の出力に接続された入力と、その入力にて受信された値の直線的にスケーリングされた値を提供する出力とを有する線形修正モジュールを備え、前記直線的にスケーリングされた値が、前記第１のアクチュエータ・デカップラ用の作用抑制補償を含む信号を供給するために使用される請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
光ディスク・ドライブであって、
焦点制御ループと、
トラッキング制御ループであって、前記焦点制御ループおよび前記トラッキング制御ループが相互に作用し、焦点制御コマンドが、前記トラッキング制御ループを励起し、トラッキング制御コマンドが、前記焦点制御ループを励起する、トラッキング制御ループと、
前記焦点制御コマンドおよび前記トラッキング制御コマンドから修正焦点制御コマンドを生成するように構成されるとともに、前記トラッキング制御コマンドおよび前記焦点制御コマンドに基づいて修正トラッキング制御コマンドを生成するように構成されたデカップラとを備え、前記修正焦点制御コマンドが、前記焦点制御コマンドとは異なる前記トラッキング制御ループの励起を行い、前記修正トラッキング制御コマンドが、前記トラッキング制御コマンドとは異なる前記焦点制御ループの励起を行う光ディスク・ドライブ。
【請求項２４】
レンズ組立体をさらに備え、前記焦点ループが、焦点方向に前記レンズ組立体を移動するように構成されている焦点アクチュエータを含む請求項２３に記載の光ディスク・ドライブ。
【請求項２５】
レンズ組立体をさらに備え、前記トラッキング・ループが、トラッキング方向に前記レンズ組立体を移動するように構成されているトラッキング・アクチュエータを含む請求項２３に記載の光ディスク・ドライブ。
【請求項２６】
方法であって、
光ピックアップ・ユニットの焦点アクチュエータおよびトラッキング・アクチュエータの相互作用特性を決定すること、
前記焦点アクチュエータおよび前記トラッキング・アクチュエータを作用抑制するための作用抑制マトリックスを決定することを備える方法。
【請求項２７】
前記焦点アクチュエータの焦点制御系変数を決定することであって、前記焦点制御系変数が、光ピックアップ・ユニットの焦点位置を制御するための焦点制御コマンドを決定するものである、前記焦点制御系変数を決定すること、
前記トラッキング・アクチュエータのトラッキング制御系変数を決定することであって、前記トラッキング制御系変数が、前記光ピックアップ・ユニットのトラッキング位置を制御するためのトラッキング制御コマンドを決定するものである、前記トラッキング制御系変数を決定することをさらに備える請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記焦点制御系変数を決定することが、
前記焦点アクチュエータに前記焦点制御コマンドとして適用される１つまたは複数の焦点力を決定すること、
前記焦点位置で前記１つまたは複数の焦点力の結果を測定すること、
前記焦点位置で、前記１つまたは複数の焦点力の結果に関連する利得係数を決定することを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記トラッキング制御系変数を決定することが、
前記トラッキング・アクチュエータに前記トラッキング制御コマンドとして適用される１つまたは複数のトラッキング力を決定すること、
前記トラッキング位置で前記１つまたは複数のトラッキング力の結果を測定すること、
前記トラッキング位置で、前記１つまたは複数のトラッキング力の結果に関連する利得係数を決定することを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記相互作用特性を決定することが、
前記焦点アクチュエータに前記焦点制御コマンドとして適用される１つまたは複数の焦点力を決定すること、
前記トラッキング位置で、前記１つまたは複数の焦点力の結果を測定すること、
前記トラッキング位置で前記１つまたは複数の焦点力の結果に関連する特定のプロセスを決定すること、
前記トラッキング・アクチュエータに前記トラッキング制御コマンドとして適用される１つまたは複数のトラッキング力を決定すること、
前記焦点位置で前記１つまたは複数のトラッキング力の結果を測定すること、
前記焦点位置で、前記１つまたは複数のトラッキング力の結果に関連する別の１つの特定のプロセスを決定することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
光ディスク・ドライブであって、
レンズ組立体と、
焦点方向に前記レンズ組立体を移動するように構成されている焦点アクチュエータと、
トラッキング方向に前記レンズ組立体を移動するように構成されているトラッキング・アクチュエータと、
前記トラッキング・アクチュエータからの前記焦点アクチュエータへの作用抑制を行うように構成されたデカップラとを備える光ディスク・ドライブ。
【請求項３２】
前記デカップラが、前記レンズ組立体のトラッキング位置への影響を低減するために焦点コマンドを修正し、前記レンズ組立体の焦点位置の影響を低減するためにトラッキング・コマンドを修正する請求項３１に記載の光ディスク・ドライブ。
【請求項３３】
前記デカップラが、コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶されたソフトウェア・ルーチンである請求項３１に記載の光ディスク・ドライブ。
【請求項３４】
前記デカップラがアナログ回路である請求項３１に記載の光ディスク・ドライブ。
【請求項３５】
前記デカップラが電気機械式回路である請求項３１に記載の光ディスク・ドライブ。
【請求項３６】
光ディスク・ドライブであって、
焦点アクチュエータおよびトラッキング・アクチュエータの相互作用特性を測定するための手段と、
前記焦点アクチュエータおよび前記トラッキング・アクチュエータを作用抑制するための作用抑制マトリックスを決定するための手段とを備える光ディスク・ドライブ。
【請求項３７】
前記焦点アクチュエータの光ピックアップ・ユニットの焦点位置を制御するための焦点制御コマンドを決定するための焦点制御系を決定するための手段と、
前記トラッキング・アクチュエータの前記光ピックアップ・ユニットの焦点位置を制御するためのトラッキング制御コマンドを決定するためのトラッキング制御系を決定するための手段とをさらに備える請求項３６に記載の光ディスク・ドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク・ドライブおよび光ディスク・ドライブを有するシステムに関し、特に、光ディスク・ドライブの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク・ドライブは、コストが安く、光ディスク記憶装置の信頼性が高いことから、非常に一般的に使用されているコンパクトな記憶装置である。光ディスクの信頼性は高い。何故なら、反復使用しても磨耗しないので、追記型（ＷＯＲＭ;write once, read many）機能を提供できるからである。光ディスク・ドライブは、情報を記録し、検索するために、一般に、可視光線スペクトルで送信した電磁波を使用する。光ディスク・ドライブは、媒体表面の光学的特性の特定の変化を記録し、検出する。最も一般的に使用されている光ディスクの形式としては、ＣＤ、ＣＤレーザＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭおよび５  １／４”マグネット・オプチックがある。
【０００３】
データは光ディスク上のトラックに記憶される。光ディスク・ドライブ内のアクチュエータは、焦点を結びそれを維持し、所望のトラックを探し、次に、データを書き込んだり読み出したりしながらトラック内の相対位置を維持する。センサは、光ピックアップ・ユニットの位置を測定する。測定位置は、位置決め誤差を修正するために使用される。
【０００４】
図１の周知の従来技術は、光ディスク・ドライブの位置１００を示す。スレッド１０２は、光ピックアップ・ユニット（ＯＰＵ）１０４を保持し、スレッド・モータ１０８により制御されるスレッド・トラック１０６に沿って移動する。スレッド・モータ１０８は、スレッド１０２の粗動を行う。ＯＰＵ１０４は、ＯＰＵ１０４内のレンズ組立体１０５の動作を精密に制御するために、磁石１１０、１１２、通電線１１４、およびコイル１１６、１１８を保持する。コイル１１６および１１８に接続された通電線１１４に電流を供給すると、ほぼ直角方向にレンズ組立体１０５を移動する磁力が発生する。磁石１１０およびコイル１１６は、本明細書においてはトラッキング方向と呼ぶＸ方向のレンズ組立体１０５の運動を制御する。磁石１１２およびコイル１１８は、本明細書においては焦点方向と呼ぶＺ方向のレンズ組立体１０５の運動を制御する。スレッド１０２およびＯＰＵ１０４は、図面を簡単にするために図示していない他のデバイスを含んでいることに留意されたい。
【０００５】
光ディスク・ドライブ１００の主制御ループは、光媒体上の所望のトラックの近くにスレッド１０２を位置決めするための粗（低周波）トラッキング・ループと、レンズ組立体１０５と媒体との間の距離を制御するための焦点ループと、レンズ組立体１０５をトラック位置にロックするための微（高周波）トラッキング・ループとを含む。光ディスク・ドライブ１００は、例えば、スピンドルの速度を制御するためのサーボ・ループのような複数の他の制御ループを含む。
【０００６】
図２の従来技術は、光ディスク・ドライブの複数のサーボ・システムのうちの１つのシステム・モデル２００を示す。例えば、焦点コマンドを生成するために制御系２０２を使用する。制御系２０２は、アナログであってもデジタルであってもよく、利得係数、デジタルまたはアナログ・フィルタリング機能、非直線および論理演算子等を含む。デジタル制御の場合には、例えば、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）により、これらの制御信号が変換されて、焦点アクチュエータ２０６を介してレンズ組立体１０５の位置を制御するのに適切な信号が生成される。外乱およびノイズ２０８は、レンズ組立体１０５の結果としてのまたは実際の位置に影響を与える。センサ２１０は、レンズ組立体１０５の実際の位置を測定位置として検地する。しかし、外乱およびノイズ２１２は、センサ２１０による位置の測定に影響を与え、その結果、測定位置は実際の位置とは異なるものになる。測定位置は、基準位置または所望の位置２１４から差し引かれ、制御系２０２に入力される。制御系２０２は、測定位置と所望の位置との差を最小にするように設計される。外乱およびノイズ２０８、２１２により、コマンドするものが実際に行われるものと異なること、および実際に起こることが測定したものと異なるものであることに留意されたい。
【０００７】
今まで、光ディスク・ドライブの焦点サーボ・システムにより、システム・モデル２００について説明してきた。例えば、トラッキング・サーボ・システム、スレッド・サーボ・システム等のような他のサーボ・システムも類似のシステム・モデルを有し得る。
【０００８】
外乱およびノイズ２０８、２１２は、種々のソースからのものである。外乱およびノイズ２０８は有意なものである場合があり、主として、ディスクの機械的な振れ、ディスクの湾曲、トラックの物理的間隔の欠陥、トラッキング・アクチュエータおよび焦点アクチュエータの相互作用、および光ドライブの外部の動きまたは振動によるものである。外乱およびノイズ２１２は、センサの相互作用、Ａ／Ｄ変換器ノイズ、増幅器（熱ノイズ）等に起因する場合がある。外乱は、主として、周期的または相互関係のない（ノイズ）成分により予測することができるものであり、一方、ノイズは、通常、ランダム・プロセスである。
【０００９】
通常、従来技術では、これらの外乱は、より高次のデジタル・フィルタおよびより高速のサンプリング速度により、制御システムの帯域幅を広げることにより処理することができる。しかし、そうすると、例えば、より高速でより多くの演算を行うために必要な、より高性能なプロセッサにコストがかかり、システムのコストが増大する。また、制御システムの帯域幅を広くすると、光ピックアップ・ユニットの電気機械的特性の小さな変動（ロット毎の製造許容誤差の違い）に対するシステム全体の感度も鋭敏になる。製造上の変動に対する感度がこのように鋭敏になると、（より低いロット毎の変動を有するより高品質の光ピックアップ・ユニットの使用により）一定の製造歩留まりを維持するために、光ピックアップ・ユニットのコストが増大するか、または、もとのより高い変動の光ピックアップ・ユニットにより、光ディスク・ドライブの完成品の製造歩留まりが低減する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
システムのコストが増大することのない、または製造歩留まりが低減しない、より性能のよい光ディスク・ドライブ制御システムが待望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、光ディスク・ドライブの性能を改善するための低コストの技術を提供する。アルゴリズムを使用して、電気機械式アクチュエータの動作を作用抑制して、アクチュエータの制御の際の誤差を補償する。位置センサを作用抑制するために類似の方法を使用することができる。従来技術の方法は、焦点制御ループ、トラッキング制御ループおよびスレッド制御ループ間の相互作用をノイズとして処理したために、補償を行うためのシステムの帯域幅が広くなった。一般に、システムが補償しなければならないノイズが多くなればなるほど、システムのコストは増大する。一実施形態において、本発明は、同様にＯＰＵを含んでいる光ドライブの一部であるプロセッサにより実行されるソフトウェア・アルゴリズムによりアクチュエータを作用抑制し、それにより光ディスク・ドライブの性能を改善している。アクチュエータ（および／またはセンサ）の動作を作用抑制するために、相互作用が測定され、作用抑制マトリックスが決定され、制御系の出力が修正される。アクチュエータを作用抑制するために、ロジックまたは状態機械のような種々のハードウェアも使用することができることを理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
当業者であれば、添付の図面を参照すれば、本発明をよりよく理解することができ、その多くの目的、特徴および利点を理解することができるだろう。
異なる図面内の同じ参照番号は、類似または同じ部材を示す。
【００１３】
図３は、本発明の一実施形態による光ピックアップ・ユニットのシステム・モデル３００である。焦点制御系３０２およびトラッキング制御系３０４は、それぞれ焦点制御およびトラッキング制御を行う。デカップラ３０６は、焦点制御およびトラッキング制御から、修正焦点制御および修正トラッキング制御をそれぞれ行う。修正焦点制御は、焦点アクチュエータ３０８に入力され、修正トラッキング制御は、トラッキング・アクチュエータ３１０に入力される。焦点アクチュエータ３０８およびトラッキング・アクチュエータ３１０は、修正制御によりレンズ組立体を移動する。任意の焦点外乱３１２は、焦点アクチュエータ３０８の出力に追加され、実際の焦点位置を形成する。任意のトラッキング外乱３１４は、トラッキング・アクチュエータ３１０の出力に追加され、実際のトラッキング位置を形成する。実際の焦点位置は、焦点センサ３１６により検知され、検知された焦点位置は、基準焦点位置３２０から差し引かれ、焦点系３０２に与えられる。トラッキング・センサ３１８は、実際のトラッキング位置を検知し、検知したトラッキング位置は、基準トラッキング位置３２２から差し引かれ、トラッキング系３０４に与えられる。センサ３１８および３１６には、本明細書に記載する類似の作用抑制技術を適用することができる図２の要素２１２と類似のノイズ成分（図示せず）を受信することができる。
【００１４】
デカップラ３０６は、焦点制御系３０２からの焦点制御とトラッキング制御系３０４からのトラッキング制御とに関してマトリックス乗算を行う。例えば、Ｆ１が焦点制御を表し、Ｔ１がトラッキング制御を表し、デカップラ３０６が作用抑制マトリックスＱを含んでいる場合には、Ｑは下式で表すことができる。
【００１５】
【数１】
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この場合、修正焦点制御は、（ｊ１Ｆ１−ｋ１Ｔ１）に等しく、修正トラッキング制御は、（ｊ２Ｔ１−ｋ２Ｆ１）に等しい。以下の説明においては、ｊ１およびｊ２は、非常に正確に１として近似することができる。ｋ１およびｋ２の決定についても以下に説明する。マトリックスＱの項は、焦点系３０２からの焦点制御が、光ピックアップ・ユニットの結果としての実際のトラッキング位置に最小限度の影響のみ与えるように、またトラッキング系３０４からのトラッキング制御が、光ピックアップ・ユニットの結果としての実際の焦点位置に最小限度の影響のみ与えるように、焦点アクチュエータとトラッキング・アクチュエータ間の相互作用を補償するように構成される。
【００１６】
説明を簡単にするために、システム・モデル３００においては、焦点アクチュエータおよびトラッキング・アクチュエータの外乱のみがモデル化される。トラッキング・センサと焦点センサとの間の相互作用、およびスレッド外乱からトラッキング・アクチュエータへの相互作用は図示していない。これらの相互作用は、さらに、本発明の一実施形態により作用抑制することができる。
【００１７】
焦点制御系３０２、トラッキング制御系３０４、およびデカップラ３０６は、プロセッサ３２１の一部であり、ソフトウェア・アルゴリズムとして実施することができる。別の実施形態の場合には、これらの制御系は、アナログまたはデジタル・ロジック、電気機械式回路、状態機械、機械的またはその他のこのようなデバイスを含むことができる用途特定デバイスのような他の回路により実施することができる。
【００１８】
図４は、本発明の一実施形態による光ディスク・ドライブの制御ループのブロック図である。焦点制御系４０２およびトラッキング制御系４０４は、それぞれ焦点制御（Ｔｚコマンド）およびトラッキング制御（Ｔｘコマンド）を生成する。焦点制御は、焦点成分（Ｔｚ）およびトラッキング作用抑制成分（ｔｘ）を有する修正焦点制御を生成するアクチュエータ・デカップラ４０６により修正される。トラッキング制御は、トラッキング成分（Ｔｘ）および焦点作用抑制成分（ｔｚ）を有する修正トラッキング制御を生成するアクチュエータ・デカップラ４０６により修正される。トラッキング作用抑制成分ｔｘおよび焦点作用抑制成分ｔｚは、光ピックアップ・ユニットのレンズ・モータ４０８の相互作用の影響を補償する。あるタイプのシステム分析およびモデル化技術においては、光ピックアップ・ユニットのレンズ・モータ４０８は、一組の伝達関数としてモデル化することができる。修正トラッキング制御は、伝達関数ＧｘｘおよびＧｘｚに入力され、修正焦点制御は伝達関数ＧｚｚおよびＧｚｘに入力される。ＧｘｘおよびＧｚｘの出力は、結合して所望のトラッキングのみの動作（力またはトルク）を提供する。ＧｚｚおよびＧｘｚの出力は、結合して所望の焦点のみの動作（力またはトルク）を提供する。相互作用効果ＧｚｘおよびＧｘｚはデカップラ４０６によりすでに補償されているので、光ピックアップ・ユニットのレンズ・モータ４０８は、光ピックアップ・ユニット機構４１０に、ほぼトラッキングのみの動作およびほぼ焦点のみの動作を提供して、所望の実際のトラッキングおよび焦点位置を生成する。光ピックアップ・ユニット・センサ４１２は、実際のトラッキング位置および焦点位置を検知するが、光ピックアップ・ユニット・センサ４１２における相互作用により、測定トラッキング位置は、トラッキング成分（ＧＴＴ）および焦点相互作用成分（ＧＦＴ）を含み、測定焦点位置は、焦点測定値（ＧＦＦ）およびトラッキング相互作用成分（ＧＴＦ）を含む。センサ・デカップラ４１４は、測定位置を受信し、測定位置を作用抑制し、実質的に焦点のみのデータおよび実質的にトラッキングのみのデータを生成し、それらは焦点制御系４０２およびトラッキング制御系４０４のために、基準焦点位置４１６および基準トラッキング位置４１８からそれぞれ差し引かれる。図４の図面を簡単にするために、外乱成分およびノイズ成分が除去されていることに留意されたい。
【００１９】
アクチュエータ・デカップラ４０６は、光ピックアップ・ユニット・レンズ・モータ４０８を通るＴｚ＋ｔｘ信号が、焦点ループの励起のみを実質的に行う効果を有し、Ｔｘ＋ｔｚ信号が、トラッキング・ループの励起のみを実質的に行う効果を有するように設計される。センサ・デカップラ４１４は、トラッキング入力が除去され、すなわち、トラッキング入力が焦点ループから作用抑制され、焦点入力がトラッキング・ループから除去されるように設計される。
【００２０】
説明を分かりやすくするために、図４は、作用抑制動作による力が直交することを意味するものと見なすことができる。しかし、力は直交していない場合もある。力は結果としての運動が、アクチュエータの動作の直交状態でない状態を補償するように両方を含むことができる。
【００２１】
図５は、本発明の光ディスク・ドライブを構成しているフローチャート５００である。ステップ５０２にてシステムの制御系変数が決定される。例えば、トラッキング方向にアクチュエータを指定の距離だけ移動するのに必要な電流の量、デバイスの周波数レスポンスおよび種々の非直線性を決定するために測定を行うことができる。これらおよび他の係数は、システムの制御系の利得係数のような変数を設定する際に、測定し考慮することができる。本発明の実施形態によれば、制御系が補償しなければならない外乱およびノイズの量は低減する。何故なら、アクチュエータの相互作用は、制御系によってではなく、デカップラにより補償されるからである。それ故、制御系はそれほど信頼性のあるものでなくてもよいし、制御系を実施するために必要なハードウェアがより簡単なものになる。制御系変数は、ＣＰＵにあるメモリ内に記憶することもできるし、または任意の他の適当な手段により記憶することもできる。ステップ５０４にてシステムの相互作用特性、すなわち相互作用マトリックスが決定される。例えば、焦点位置のトラッキング・コマンドの影響を定量化するための測定は、トラッキング・アクチュエータおよび公知の回路（例えば、公知の簡単なレギュレータ）へのトラッキング・コマンドを焦点アクチュエータに供給し、焦点位置の結果を測定することにより行うことができる。これらおよび他の相互作用の効果も測定し、記憶することができる。これらの測定動作および記憶動作は、ドライブの製造中、またはドライブの動作中、試験品により行うことができる。ステップ５０６にて１つまたは複数の作用抑制マトリックスが決定または修正される。最初の使用の際に、作用抑制マトリックスを生成することができる。以降の使用の場合に、例えば、変化した環境、光ディスク・ドライブの変化した特性、ドライブの始動、内部信号の監視または他のこのようなイベントにより、作用抑制マトリックスを修正することができる。作用抑制マトリックスを決定／修正するための計算については以下に説明する。使用中、相互作用の影響を補償するために、制御系からの制御コマンド出力に作用抑制マトリックス項が乗算される。さらに、センサ測定を修正してより正確な測定値を生成するために作用抑制マトリックスを使用することができる。各マトリックスの乗算を行うと、実際のシステムにおいては、２つのスカラ乗算および２つのスカラ加算の最小値が得られる。制御系変数５０２の決定、および相互作用特性５０４の決定は、本発明の一実施形態により任意の順序でまたは同時に行うことができる。
【００２２】
光ディスク・ドライブの製造中に、システムの電源をオンにしたり、システムを使用する等すると、フロー５００をスタートさせることができる。製造中に実行した場合、アクチュエータの特性により最初の制御系および作用抑制マトリックスを決定することができる。製造時に作用抑制を行うことにより、製造歩留まりを改善することができる。何故なら、規格外アクチュエータを使用することができるからである。システムの使用中に決定した場合、例えば、毎分に１回、システムの構造における変化により作用抑制を行うことができ、修正を行うことができる。例えば、アクチュエータ・コイルは、時間の経過により性能が低下する場合がある。
【００２３】
一般的に、アクチュエータ・デカップラ・マトリックスＱは、トラッキング力信号Ｆｘおよび焦点力信号Ｆｚが相互に作用抑制されるように決定される。
【００２４】
【数２】
2007526589.tif 000004
ここで、Ｔマトリックスは制御系からのトラッキング制御（Ｔｘ）および焦点制御（Ｔｚ）を表し、Ｇマトリックスは、光ピックアップ・ユニット・モータの相互作用を含む伝達関数の近似を表し、＾Ｔマトリックスは、作用抑制された焦点制御およびトラッキング制御を表す。
【００２５】
Ｑに対する一般的な解は下式により表される。
【００２６】
【数３】
2007526589.tif 000005
ＧｘｘおよびＧｚｚ＞＞ＧｘｚおよびＧｚｘ（直接成分が相互作用成分を支配する）の場合には、Ｑは下式により表される。
【００２７】
【数４】
2007526589.tif 000006
それ故、下式により表される。
【００２８】
【数５】
2007526589.tif 000007
Ｇｘｘ＝Ｎｘｘ／Ｄｘ、Ｇｚｚ＝Ｎｚｚ／Ｄｚ、Ｇｘｚ＝Ｎｘｚ／ＤｚおよびＧｚｘ＝Ｎｚｘ／Ｄｘであることに留意されたい。このことは、Ｇｚｘ／Ｇｘｘ＝Ｎｚｘ／ＮｘｘおよびＧｘｚ／Ｇｚｚ＝Ｎｘｚ／Ｎｚｚであることを意味する。ほとんどの場合において、多くの場合、Ｎは、利得定数である一次項として正確にモデル化することができるので、適当な作用抑制フィルタは、一般に、低次のフィルタであり、多くの場合、固定定数利得項により良好に近似することができる。
【００２９】
【数６】
2007526589.tif 000008
類似の引数およびマトリックスを、センサ・ダイナミックスを作用抑制するように構成することができる。
【００３０】
今まで、焦点制御ループ、トラッキング制御ループおよびスレッド制御ループに関連して本発明を説明してきたが、本発明は、例えば、スピンドルの速度を制御するためのサーボ・ループのような他の結合制御ループにも適用することができる。さらに、制御ループの作用抑制は、複数の制御ループを相互に作用抑制する場合にも使用することができる。
【００３１】
本発明に記載した制御ループの作用抑制は、制御信号の直線的修正を行うために近似とマトリックスとを使用することにより簡略化されていた。しかし、本発明は、直線的であっても直線的でなくてもよい特定のプロセスの決定、および制御信号の修正による制御ループの作用抑制というより広いコンセプトを含む。
【００３２】
今まで特定の実施形態により本発明による実行を説明してきた。これらの実施形態は、例示としてのものであって、本発明を制限するものではない。多くの変更、修正、追加および改良を行うことができる。それ故、複数の例は、本明細書に記載した構成要素に対して１つの例として提供することができる。種々の構成要素、動作およびデータ記憶装置間の境界は、幾分任意的なもので、特定の動作を特定の例示としての構成により説明できる。機能の他の割当ても考慮の対象になり、添付の特許請求の範囲内に含まれる。最後に、例示としての構成に個々の構成要素として提示した構造および機能を構造または構成として実施することができる。これらおよびその他の変更、修正、追加および改良も、添付の特許請求の範囲内に定義する本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来技術の光ディスク・ドライブの一部を示す図。
【図２】従来技術の光ディスク・ドライブの複数のサーボ・システムのうちの１つのシステム・モデルを示す図。
【図３】本発明の一実施形態による光ピックアップ・ユニットのシステム・モデルを示す図。
【図４】本発明の一実施形態による光ピックアップ・ユニットの制御ループのブロック図。
【図５】本発明の一実施形態による光ディスク・ドライブの作用抑制のフローチャート。
【図１】
2007526589.tif 000009
【図２】
2007526589.tif 000010
【図３】
2007526589.tif 000011
【図４】
2007526589.tif 000012
【図５】
2007526589.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月15日(2007.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
光ピックアップ・ユニット（ＯＰＵ）の第１のアクチュエータの機能を実行するために第１の制御信号を受信すること、
前記ＯＰＵの第２のアクチュエータの機能を実行するために第２の制御信号を受信すること、
前記第１の制御信号および前記第２の制御信号に基づいて第１の修正制御信号を決定することを備え、前記第１の修正制御信号が、前記第１のアクチュエータからの前記第２のアクチュエータへの作用抑制を容易にする方法。
【請求項２】
光ドライブ・システムであって、
第１の構成要素入力および第１の構成要素出力を有する第１の構成要素と、
第２の構成要素入力および第２の構成要素出力を有する第２の構成要素と、
前記第１の構成要素出力に接続された入力と、出力とを有する第１の構成要素制御系部と、
前記第２の構成要素出力に接続された入力と、出力とを有する第２の構成要素制御系部と、
前記第２の構成要素からの前記第１の構成要素への作用抑制を行うように構成された第１の構成要素デカップラであって、前記第１の構成要素出力に接続された第１の入力と、前記第２の構成要素出力に接続された第２の入力と、前記第１の構成要素入力に接続された出力とを有する第１の構成要素デカップラと、
前記第１の構成要素からの前記第２の構成要素への作用抑制を行うように構成された第２の構成要素デカップラであって、前記第１の構成要素出力に接続された第１の入力と、前記第２の構成要素の出力に接続された第２の入力と、前記第２の構成要素の入力に接続された出力とを有する第２の構成要素デカップラとを備える光ドライブ・システム。
【請求項３】
方法であって、
光ピックアップ・ユニット（ＯＰＵ）の第１のアクチュエータに第１の値を含む第１の制御信号を供給すること、
前記第１の制御信号を供給している間に、前記ＯＰＵの第２のアクチュエータに第２の値を含む第２の制御信号を供給すること、
前記第２の制御信号を供給するステップに基づいて、前記第１のアクチュエータの第１のレスポンスを決定することを備える方法。
【請求項４】
デバイスであって、
第１のアクチュエータ位置の値を受信するための入力と、出力とを有する第１のアクチュエータ制御系部と、
第２のアクチュエータ位置の値を受信するための入力と、出力とを有する第２のアクチュエータ制御系部と、
前記第１のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第１の入力と、前記第２のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第２の入力と、前記第２のアクチュエータ位置の値に基づいて第１のアクチュエータに対する作用抑制補償を含む信号を供給するための出力とを有する第１のアクチュエータ・デカップラ部と、
前記第１のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第１の入力と、前記第２のアクチュエータ制御系部の出力に接続された第２の入力と、前記第２のアクチュエータ位置の値に基づいて第１のアクチュエータに対する作用抑制補償を含む信号を供給するための出力とを有する第２のアクチュエータ・デカップラ部とを備えるデバイス。
【請求項５】
光ディスク・ドライブであって、
焦点制御ループと、
トラッキング制御ループであって、前記焦点制御ループおよび前記トラッキング制御ループが相互に作用し、焦点制御コマンドが、前記トラッキング制御ループを励起し、トラッキング制御コマンドが、前記焦点制御ループを励起する、トラッキング制御ループと、
前記焦点制御コマンドおよび前記トラッキング制御コマンドから修正焦点制御コマンドを生成するように構成されるとともに、前記トラッキング制御コマンドおよび前記焦点制御コマンドに基づいて修正トラッキング制御コマンドを生成するように構成されたデカップラとを備え、前記修正焦点制御コマンドが、前記焦点制御コマンドとは異なる前記トラッキング制御ループの励起を行い、前記修正トラッキング制御コマンドが、前記トラッキング制御コマンドとは異なる前記焦点制御ループの励起を行う光ディスク・ドライブ。
【請求項６】
光ディスク・ドライブであって、
レンズ組立体と、
焦点方向に前記レンズ組立体を移動するように構成されている焦点アクチュエータと、
トラッキング方向に前記レンズ組立体を移動するように構成されているトラッキング・アクチュエータと、
前記トラッキング・アクチュエータからの前記焦点アクチュエータへの作用抑制を行うように構成されたデカップラとを備える光ディスク・ドライブ。
【請求項７】
光ディスク・ドライブであって、
焦点アクチュエータおよびトラッキング・アクチュエータの相互作用特性を測定するための手段と、
前記焦点アクチュエータおよび前記トラッキング・アクチュエータを作用抑制するための作用抑制マトリックスを決定するための手段とを備える光ディスク・ドライブ。