(57)【要約】【課題】  サーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、トラッキング、あるいはフォーカス（ギャップ）精度を上げることが可能となるサーボ装置を提供する。【解決手段】  ステップＳ１にて偏芯信号により偏芯サーボを行うことで、粗トラッキングサーボを行う。次に、トラッキングサーボを行う（ステップＳ２）。このトラッキングサーボによりヘッドを記録ピット列に追従させる。次に、ステップＳ３で、トラッキング残渣エラーΔeを、予め設定した閾値α（例えば、CDでは60nmppなど）と比較する。ステップＳ３にてΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。また、ステップＳ３にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、トラッキングエラー信号の回転同期成分（繰り返し信号成分）を学習し、ステップＳ４にて繰り返しサーボを行う。【選択図】  図１
2008140421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状光記録媒体にビームを照射して情報を記録／再生する光学ヘッド手段を上記ディスク状光記録媒体の情報トラックに対して追従させるサーボ装置において、
粗サーボエラー信号による粗サーボ手段と、
上記粗サーボエラー信号よりも細かな微調サーボエラー信号による微調サーボ手段と、
上記微調サーボ手段による微調サーボエラー信号の取れ残り成分のうち、繰り返し信号成分を抽出しフィードフォワードする繰り返しサーボ手段と
を備えることを特徴とするサーボ装置。
【請求項２】
上記粗サーボ手段、上記微調サーボ手段及び上記繰り返しサーボ手段はこの順に適応され、併用されることを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。
【請求項３】
上記粗サーボ手段はディスク状光記録媒体の偏芯信号による偏芯サーボを行い、上記微調サーボ手段はトラッキングエラー信号による微調トラッキングサーボを行い、上記繰り返しサーボ手段は上記トラッキングエラーの取れ残り成分のうち繰り返し信号成分を抽出しフィードフォワードすることを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。
【請求項４】
トラッキングエラー信号の残渣エラーにより上記粗サーボ手段、微調サーボ手段及び繰り返しサーボ手段の切り替えを判断する切り替え手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。
【請求項５】
上記粗サーボ手段はディスク状光記録媒体の面ぶれ信号による面ぶれサーボを行い、上記微調サーボ手段はフォーカスエラー信号による微調フォーカスサーボを行い、上記繰り返しサーボ手段はフォーカスエラーの取れ残り成分のうち繰り返し信号を抽出しフィードフォワードすることを特徴とする請求項１記載のサーボ装置。
【請求項６】
フォーカスエラー信号の残渣エラーにより上記粗サーボ手段、微調サーボ手段及び繰り返しサーボ手段の切り替えを判断する切り替え手段をさらに備えることを特徴とする請求項５記載のサーボ装置。
【請求項７】
ディスク状光記録媒体にビームを照射して情報を記録／再生する光学ヘッド手段を上記ディスク状光記録媒体の情報トラックに対して追従させるサーボ方法において、
粗サーボエラー信号による粗サーボ工程と、
上記粗サーボエラー信号よりも細かな微調サーボエラー信号による微調サーボ工程と、
上記微調サーボ工程による微調サーボエラー信号の取れ残り成分のうち、繰り返し信号成分を抽出しフィードフォワードする繰り返しサーボ工程と
を備えることを特徴とするサーボ方法。
【請求項８】
上記粗サーボ工程、上記微調サーボ工程及び上記繰り返しサーボ工程はこの順に適応され、併用されることを特徴とする請求項７記載のサーボ方法。
【請求項９】
上記粗サーボ工程はディスク状光記録媒体の偏芯信号による偏芯サーボを行い、上記微調サーボ工程はトラッキングエラー信号による微調トラッキングサーボを行い、上記繰り返しサーボ工程は上記トラッキングエラーの取れ残り成分のうち繰り返し信号成分を抽出しフィードフォワードすることを特徴とする請求項７記載のサーボ方法。
【請求項１０】
トラッキングエラー信号の残渣エラーにより上記粗サーボ工程、微調サーボ工程及び繰り返しサーボ工程の切り替えを判断する切り替え工程をさらに備えることを特徴とする請求項７記載のサーボ方法。
【請求項１１】
上記粗サーボ工程はディスク状光記録媒体の面ぶれ信号による面ぶれサーボを行い、上記微調サーボ工程はフォーカスエラー信号による微調フォーカスサーボを行い、上記繰り返しサーボ工程はフォーカスエラーの取れ残り成分のうち繰り返し信号を抽出しフィードフォワードすることを特徴とする請求項７記載のサーボ方法。
【請求項１２】
フォーカスエラー信号の残渣エラーにより上記粗サーボ工程、微調サーボ工程及び繰り返しサーボ工程の切り替えを判断する切り替え手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載のサーボ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク状記録媒体に対して情報信号を記録／再生する際のトラッキングサーボあるいはフォーカスサーボを行うサーボ装置及びサーボ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスク状記録媒体の具体例である、光ディスク、光磁気ディスク等が高密度化になるにつれて記録マーク列等のトラックの間隔は狭くなってきた。間隔が狭くなってきた記録マーク列やピット列に光ビームを正しく追従させるために、ディスクの偏芯仕様、及びサーボ仕様が厳しくなってきている。
【０００３】
例えば、直径が12cmのディスクサイズでユーザ記録容量が640Mbyteのコンパクトディスク（ＣＤ）では、トラックピッチが1.6μmであり、許容される偏芯量140μmppに対して、許容残渣エラーは60nmpp程度であった。ところが、ユーザ記録容量が25Gbytである、短波長レーザを用いた高密度光ディスクではトラックピッチが0.32μmであり、許容される偏芯量50μmppに対して、許容残渣エラーは18nmpp程度と、厳しくなっている。
【０００４】
このように、ユーザ記録容量が大きくなるにつれて、トラックピッチは狭くなり、許容残渣エラーも小さくなる。この課題に対して、サーボ帯域を高くするとともに、許容偏芯量を抑制することが考えられる。
【０００５】
つまり、コンパクトディスクのサーボ帯域が1kHz程度に対して、短波長レーザを用いた高密度光ディスクではサーボ帯域を3kHzまで高帯域にしていたが、二軸アクチュエータ等のアクチュエータの高次共振の影響もあることから、単純にサーボ帯域を上げることだけで解決することは難しいので、ディスクの許容偏芯量を抑制することも考えた。例えば、コンパクトディスクと短波長レーザを用いた高密度光ディスクを比較すると、コンパクトディスクが140μmの許容偏芯量に対して、短波長レーザを用いた高密度光ディスクは50μmしかディスク偏芯許容量がない。
【０００６】
また、許容偏芯量を抑制し、厳しく制限することから、ディスクの成型精度、クランプ精度、モーター軸ぶれ精度への要求が、厳しくなってきている。これは、製造コストの上昇の一要因にもなっている。
【０００７】
上記は、トラッキングサーボについて説明したが、フォーカス（ギャップ）サーボでも全く同様である。
【０００８】
つまり、ＣＤでは、許容される面ぶれ量は1mmmppに対して、許容残渣エラーは2μm程度であった。ところが、ユーザ記録容量が25Gbytの上記高密度光ディスクでは、許容される面ぶれ量は200μmppに対して、許容残渣エラーは90nmpp程度と、厳しくなっている。
【０００９】
このような問題に対して、トラッキングサーボ系と同様に、サーボ帯域の高帯域化、ディスク面ぶれの抑制により対処していた。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２７９１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、サーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、トラッキング、あるいはフォーカス（ギャップ）精度を上げることが可能となるサーボ装置の提供を目的とする。また、許容偏芯量、あるいは許容のマージンを大きくすることが可能なサーボ装置及びサーボ方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るサーボ装置は、上記課題を解決するために、ディスク状光記録媒体にビームを照射して情報を記録／再生する光学ヘッド手段を上記ディスク状光記録媒体の情報トラックに対して追従させるサーボ装置において、粗サーボエラー信号による粗サーボ手段と、上記粗サーボエラー信号よりも細かな微調サーボエラー信号による微調サーボ手段と、上記微調サーボ手段による微調サーボエラー信号の取れ残り成分のうち、繰り返し信号成分を抽出しフィードフォワードする繰り返しサーボ手段とを備える。
【００１３】
また、上記粗サーボ手段はディスク状光記録媒体の偏芯信号による偏芯サーボを行い、上記微調サーボ手段はトラッキングエラー信号による微調トラッキングサーボを行い、上記繰り返しサーボ手段は上記トラッキングエラーの取れ残り成分のうち繰り返し信号成分を抽出しフィードフォワードする。
【００１４】
また、上記粗サーボ手段はディスク状光記録媒体の面ぶれ信号による面ぶれサーボを行い、上記微調サーボ手段はフォーカスエラー信号による微調フォーカスサーボを行い、上記繰り返しサーボ手段はフォーカスエラーの取れ残り成分のうち繰り返し信号を抽出しフィードフォワードする。
【００１５】
このサーボ装置によれば、トラッキングサーボループの帯域を上げることなく、トラッキング精度を向上させることが可能となる。また、本発明により、トラッキング精度を維持した上で、許容偏芯量のマージンを大きくすることが可能となる。
【００１６】
また、このサーボ装置によれば、フォーカス（ギャップ）サーボループの帯域を上げることなく、フォーカス（ギャップ）精度を向上させることが可能となる。本発明により、フォーカス（ギャップ）精度を維持した上で、許容面ぶれ量のマージンを大きくすることが可能となる。ファーフィールド系、ニアフィールド系のどちらでも有効である。
【００１７】
本発明に係るサーボ方法は、上記課題を解決するために、ディスク状光記録媒体にビームを照射して情報を記録／再生する光学ヘッド手段を上記ディスク状光記録媒体の情報トラックに対して追従させるサーボ方法において、粗サーボエラー信号による粗サーボ工程と、上記粗サーボエラー信号よりも細かな微調サーボエラー信号による微調サーボ工程と、上記微調サーボ工程による微調サーボエラー信号の取れ残り成分のうち、繰り返し信号成分を抽出しフィードフォワードする繰り返しサーボ工程とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に本発明によれば、トラッキングエラー信号からの生成、または外部センサにより検出された偏芯信号によるサーボ（粗トラッキングサーボ）と、従来のトラッキングエラーによるサーボ（微トラッキングエラーサーボ）と、繰り返しサーボによる３段サーボ構成にし、残渣エラーによりこれらのサーボを併用することで、メインのサーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、トラッキング精度を上げることが可能となる。また、許容偏芯量を大きくすることが可能となる。同様に、フォーカス（ギャップ）に関しても、メインのサーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、フォーカス（ギャップ）精度を上げることが可能となる。また、許容面ぶれ量を大きくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明によるトラッキングサーボ方法の処理手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１にて偏芯信号により偏芯サーボを行うことで、粗トラッキングサーボを行う。つまり、ディスク偏芯に対してある程度ヘッドを追従させる。このような状態で、次に、トラッキングサーボを行う（ステップＳ２）。このトラッキングサーボは、３スポット法、プッシュプル法などの従来の光ディスクで用いられているものと同様である。このトラッキングサーボによりヘッドを記録ピット列に追従させる。
【００２１】
次に、ステップＳ３で、トラッキング残渣エラーΔeを、予め設定した閾値α（例えば、ＣＤでは60nmppなど）と比較する。ステップＳ３にてΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。
【００２２】
また、ステップＳ３にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、トラッキングエラー信号の回転同期成分（繰り返し信号成分）を学習し、ステップＳ４にて繰り返しサーボを行う。そして、ステップＳ５にて、再度、αと比較する。
【００２３】
ステップＳ５の比較によりΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。しかし、ステップＳ５にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、もはやトラッキングサーボでは対処不能と判断して、ディスク不良として（ステップＳ６）、トラッキングを中止する。
【００２４】
図２は、本発明によるトラッキングサーボの一例を示したものであり、偏芯信号によるサーボ（偏芯サーボ）部１とトラッキングサーボ部２を独立に動作することが可能な形態である。ただし、動作順序しては、偏芯サーボ部１による偏芯サーボが先で、次にトラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボを行う。そして、トラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボでも規格を満足できない場合に、繰り返しサーボ部３による繰り返しサーボを行う。
【００２５】
偏芯信号生成部４による偏芯信号生成については、トラッキングエラーから生成する方法（トラッキングエラーをローパスフィルタすることで偏芯を検出する方法、あるいは、信号の記録・未記録部分の境界にて偏芯を検出する方法、あるいは偏芯センサにより偏芯信号を生成する方法がある。
【００２６】
繰り返しサーボ部３による繰り返しサーボ手法については、例えば、特願２００５−１３５３０８等に記載の方法を用いればよい（特願２００５−１３５３０８等では、繰り返し信号成分を抽出するのに適応フィルタを用いているが、本文献に開示されているように固定フィルタでも構わない）。
【００２７】
図２は、偏芯信号生成部４からの出力信号（トラッキングエラー信号から検出された偏芯信号ＥＳ）を、適当な制御フィルタＣ'７を通してトラッキングアクチュエータ１４にフィードフォワードするものである。なお、フィードフォワードさせるときには、偏芯信号とドライブ信号との極性は、偏芯信号によりトラッキングエラー信号が小さくなる方向に合わせるものとする（以下、同様）。偏芯サーボ部１により、ヘッドは偏芯にほぼ追従するので、トラッキングサーボ部２は偏芯サーボ部１で追従しきれないトラッキングエラーのみに対処すればよい。
【００２８】
また、図１の手順に従い、残渣エラーの仕様を満たさない場合は、繰り返しサーボ部３を用いた繰り返しサーボを行う。この場合、トラッキングサーボ部２からみると、偏芯が極めて少ないディスクに対するトラッキングサーボとなるので、トラッキングサーボ部２単独の場合に比べて、帯域は必要とされない。逆に、トラッキングサーボ部２単独の場合と帯域を同じにすれば、トラッキング精度は高まる。
【００２９】
また、偏芯サーボ部１による粗トラッキング（偏芯サーボ）、トラッキングサーボ部２による微調サーボ（トラッキングサーボ）、繰り返しサーボ部３による繰り返しサーボの３段サーボ構成にすることで、許容偏芯量を大きくすることができる。つまり、トラッキングサーボループ単独の場合の許容偏芯量をΔとすると、偏芯サーボループと繰り返しサーボループを合わせた場合での許容残渣エラー量がΔということなり、偏芯サーボループでの許容偏芯量Δ'は、偏芯サーボループ、繰り返しサーボループのゲイン分だけ、Δよりも大きくなる。つまり、全体として許容偏芯量は大きくすることが可能となる。
【００３０】
以下、構成を詳細に説明する。偏芯信号生成部４は、ディスク状光記録媒体の情報トラックに対してトラッキングするトラッキングアクチュエータ１４から、トラッキングサーボをかけない状態で得られるトラッキングエラー信号に基づいて偏芯信号ＥＳを生成する。
【００３１】
偏芯サーボ部１は、偏芯信号生成部４で生成された偏芯信号（eccentricity signal:ES）を適当な制御フィルタ７を通してトラッキングアクチュエータ１４にフィードフォワードする。
【００３２】
トラッキングサーボ部２は、上記トラッキングエラー信号が入力されてトラッキング用の制御を行う制御フィルタ１０と、制御フィルタ１０のフィルタ出力が入力されるトラッキングアクチュエータ１４と、さらに制御フィルタ１０とトラッキングアクチュエータ１４との間にトラッキングサーボをオン又はオフするトラッキングサーボスイッチ１１を設けてなる。トラッキングサーボスイッチ１１は、制御信号入力端子１２から供給されるスイッチ制御信号に応じて切り替えが制御される。
【００３３】
繰り返しサーボ部３は、繰り返し信号生成部１６で生成された繰り返し信号が入力されて繰り返しサーボ用の制御を行う制御フィルタ１７と、繰り返しサーボスイッチ１８とを備える。繰り返しサーボスイッチ１８は、制御信号入力端子１９から供給される繰り返しサーボスイッチ制御信号に応じてオンオフする。
【００３４】
繰り返し信号生成部１６は、目標信号と上記観測信号とから第１のエラー信号を求め、上記第１のエラー信号に適応線スペクトル強調処理、又は適応線形予測処理を施して第２のエラー信号を得、この第２のエラー信号を１周期分の容量を有するメモリに保存し、このメモリから取り出した第２のエラー信号を用いた繰り返し制御により適応的に外乱信号を生成し、この生成した外乱信号をフィードフォワードして上記第１のエラー信号に加算した第３のエラー信号（繰り返し信号）を出力する。この繰り返し信号は制御フィルタ１７に供給される。繰り返し信号生成部１６は、遅延次数mの遅延器と、遅延次数mに基づいて適応線スペクトル強調器、又は適応線形予測器として動作する適応フィルタとを備えてなる。制御フィルタ１７は、繰り返しサーボスイッチ１９を介して加算器１３に接続している。
【００３５】
このトラッキングサーボ装置は、上記図１に処理手順を示したトラッキングサーボ方法に基づいて動作する。まず、ステップＳ１にて偏芯信号により偏芯サーボを行うことで、粗トラッキングサーボを行う。つまり、ディスク偏芯に対してある程度ヘッドを追従させる。偏芯信号生成部４は、入力端子５から供給されるＦＧ（frequency generator）信号であるタコ信号、制御端子６を介して図示しないシステムコントローラから供給される偏芯サーボスイッチ信号に基づいて、トラッキングエラー信号から偏芯信号を生成する。トラッキングサーボスイッチ１１がオンされる前のトラッキングエラー信号は、光学ヘッド手段を光ディスクの情報トラックに対してトラッキングするトラッキングアクチュエータ１４から、トラッキングサーボをかけない状態で得られるトラッキングエラー信号である。偏芯信号生成部４による偏芯信号ＥＳの生成処理については詳細を後述する。偏芯信号生成部４にて生成された偏芯信号ＥＳは、制御フィルタＣ’７に供給される。制御フィルタＣ’７は、上記偏芯信号ＥＳに基づいて偏芯サーボを行い、サーボ取れ残り信号をトラッキングサーボ部２に供給する。
【００３６】
次に、ステップＳ２でトラッキングサーボスイッチ１１がオンとされてから、トラッキングサーボ部２は偏芯サーボ部１による上記サーボ取れ残り量を制御フィルタＣ１０のフィルタ出力に加算しながら上記トラッキングアクチュエータ１４を制御し、上記トラッキングアクチュエータ１４を介したトラッキングエラー信号ＴＥＳをフィードバック（フィードバックループＦＢ）しながらトラッキングサーボを行う。このトラッキングサーボは、従来の光ディスクで用いられている３スポット法、プッシュプル法などと同様である。このトラッキングサーボによりヘッドを記録ピット列に追従させる。偏芯サーボ部１により、ヘッドは偏芯にほぼ追従するので、トラッキングサーボ部２は偏芯サーボ部１で追従しきれないトラッキングエラーにのみ対処すればよい。この場合、トラッキングエラーループからみると、偏芯が極めて少ないディスクに対するトラッキングサーボとなるので、トラッキングサーボ部２単独に比べて、サーボ帯域は必要とされない。逆に、トラッキングサーボ部２単独の場合とサーボ帯域を同じにすれば、トラッキング精度は高まる
次に、ステップＳ３で、トラッキング残渣エラーΔeを、予め設定した閾値α（例えば、CDでは60nmppなど）と比較する。ステップＳ３にてΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。
【００３７】
また、ステップＳ３にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、繰り返し信号生成部１６によりトラッキングエラー信号の回転同期成分（繰り返し信号成分）を学習し、ステップＳ４にて繰り返しサーボ部３により繰り返しサーボを行う。そして、ステップＳ５にて、再度、αと比較する。
【００３８】
ステップＳ５の比較によりΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。しかし、ステップＳ５にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、もはや図２に示したトラッキングサーボ装置でのトラッキングサーボでは対処不能と判断して、ディスク不良として（ステップＳ６）、トラッキングを中止する。
【００３９】
このように、図２に示したトラッキングサーボ装置によれば、サーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、トラッキング精度を上げることが可能となる。また、許容偏芯量、あるいは許容のマージンを大きくすることが可能となる。また、閉ループ系を安定化させるためのフィルタの乗算係数などを安定条件を満たすように、サーボエラー信号から適応的に自動設定することができる。また、精度の高いサーボ制御を行うことができる。
【００４０】
ここで、偏芯信号生成部４による偏芯信号ＥＳの生成処理について図３〜図１１を用いて説明する。図３は光ディスクにおけるトラッキングエラー信号ＴＥＳを示したものである。横軸は時間であり、縦軸はトラッキングエラー信号レベルを示す。ディスク１回転分を示す。
【００４１】
図４は図３で示したトラッキングエラー信号ＴＥＳとディスク偏芯との関係を示したものである。図４において、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄで、ディスク１回転となる。例えば、Ａを、ディスクの回転中心とディスク中心（記録信号のスパイラルの中心）とのずれがピーク値（ｒ＋Δ；ｒ：半径、Δ：中心ずれ量）のところとする。
【００４２】
また、図５は、Ａ近傍のトラッキングエラーを拡大したものである。Ａのところでは、真ディスク中心の位置によるトラッキング位置とのずれが最大であることから、見かけ上、トラックピッチが広くなる。したがって、図５のようになり、トラッキングエラーの周波数は低くなる。
【００４３】
次に、図４におけるＢのところでは、ディスクの回転中心とディスク中心とのずれが最小のところである。図６は、Ｂ近傍のトラッキングエラーを拡大したものである。Ｂのところでは、真ディスク中心の位置によるトラッキング位置とのずれが最小となり、本来のトラックピッチに対応したトラッキングエラーが得られる。したがって、図６のようにトラッキングエラーの周波数は高くなる。例えば、ディスクの回転中心とディスク中心とのずれが０、つまり、完全に合致したとき、最大周波数となる。
【００４４】
次に、図４のＣのところでは、ディスクの回転中心とディスク中心とのずれが再びピーク値（ｒ−Δ）をとる。Ｃのところでも、真ディスク中心の位置によるトラッキング位置とのずれが最大であることから、見かけ上、トラックピッチが広くなる。したがって、Ａと同様に、トラッキングエラーは図５のようにトラッキングエラーの周波数は低くなる。
【００４５】
次に、図４のＤのところでは、ディスク回転中心とディスク中心とのずれが、再び最小となるところである。Ｄのところにおいても、Ｂと同様に、真ディスク中心の位置によるトラッキング位置とのずれが最小となり、本来のトラックピッチに対応したトラッキングエラーが得られる。したがって、Ｂと同様に、図６のようにトラッキングエラーの周波数は高くなる。言い換えると、ディスクの回転中心とディスク中心とのずれが０、つまり、完全に合致したとき、最大周波数となる。
【００４６】
最後に、再び、Ａの位置に戻ってきて、ディスク１周分となり、以後、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各状態を繰り返す。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間の部分は、それぞれの状態の遷移部分であり、トラッキングエラーの周波数は、高周波から低周波に連続的に変化する。結局、図３のようなトラッキングエラー信号ＴＥＳが得られる。
【００４７】
次に、偏芯信号生成部４の構成及び動作について詳細に説明する。図７は偏芯信号生成部４の内部構成を示すものである。入力端子２０を介して入力されるトラッキングエラー信号ＴＥＳの低域成分を通過するローパスフィルタ２１と、ローパスフィルタ２１からの低域成分信号のピークを検出するピーク検出器２２と、ピーク検出器２２により検出されたピークから反転マスクを生成する反転マスク生成部２３と、反転マスク生成部２３により生成された反転マスクを用いてピーク検出器２２のピークからＥＳ信号を生成するＥＳ生成部２４とを備える。
【００４８】
ローパスフィルタ２１は、トラッキングエラー信号のディスク１回転分中の偏芯の最大部分に応じた低周波を抽出する低周波抽出手段の具体例である。ピーク検出器２２は、ローパスフィルタ２１が抽出した低周波出力を半波だけにしてから包絡線を検出する。反転マスク生成部２３は、ピーク検出器２２により検出されたピークから反転マスクを生成する。ＥＳ生成部２４は、反転マスク生成部２３により生成された反転マスクを用いてピーク検出器２２のピークからＥＳ信号を生成する。
【００４９】
また、偏芯信号生成部４は、さらに生成した上記偏芯信号ＥＳをディスクの１回転分だけ保持しておく偏芯信号保持部２５を備える。この偏芯信号保持部２５は、トラッキングサーボ部１５をオンにする前に上記ディスク１回転分の偏芯信号ＥＳを保持しておく。これは、トラッキングサーボを先にオンしてしまうと、図３に示したようなトラッキングエラー信号が得られず、偏芯信号ＥＳが生成できないためである。
【００５０】
偏芯信号保持部２５は、偏芯サーボスイッチ信号のオフＯＦＦに応じてクローズし、オンＯＮに応じてオープンするスイッチ２６と、スイッチ２６のクローズにより上記偏芯信号ＥＳをディスク１回転分記憶するメモリ部２７と、偏芯サーボスイッチ信号のオフＯＦＦに応じてオープンし、オンＯＮに応じてクローズするスイッチ２８とを備える。スイッチ２８がクローズのときはメモリ部２７から偏芯信号ＥＳが読み出され出力端子２９に供給される。スイッチ２６とスイッチ２８のクローズ、オープンは相互に異なる。これは、偏芯サーブ部１４をオン状態にすると、トラッキングエラー信号がほぼ零になり、図３のようなトラッキングエラー信号が観察できず、正しく偏芯エラー信号も生成することができないのを防ぐためである。
【００５１】
図８は図７に示した偏芯信号生成部４の各部により出力される信号波形を示す図である。入力端子２０を介して入力されるトラッキングエラー信号ＴＥＳは、図８（ａ）に示すようにディスクの１回転に応じて偏芯から疎、蜜を繰り返す。これをローパスフィルタ２１を通すと、蜜部分に応じた高域成分が除去され疎部分に応じた低域成分のみが通過し図８（ｂ）のような疎部分に対応した位置に正負のピークができるエンベロープ波形となる。
【００５２】
さらに詳細には、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を適当なローパスフィルタ２１に通すことにより、図３でも説明したように、１回転中の偏芯量の大きさの違いからトラッキングエラー周波数の高低が生じることから、図８(ｂ)のような信号が得られる。
【００５３】
つまり、偏芯が最大のところでは、トラッキングエラー信号が低周波であることから、信号振幅が減衰されず検出される。一方、偏芯が最小のところでは、トラッキングエラー信号が高周波であることから、信号振幅が減衰され検出される。従って、図８（ｂ）のような信号となる。
【００５４】
このエンベロープ波形はピーク検出器２２に供給される。ピーク検出器２２は、半波回路と同様に、上記エンベロープ波形を図８（ｃ）に示すように正側の半波波形を生成する。つまり、図８（ｂ）の信号に対して、半波（＋信号）だけにし、ピーク検出（包絡線検出）を行うことで、図８（ｃ）のように、波形が正側しか出ていない信号を生成する。
【００５５】
この半波波形は、反転マスク生成部２３及びＥＳ生成部２４に供給される。反転マスク生成部２３は、図８(ｃ)の信号に対して、図８（ｄ）のような反転マスク信号を生成する。具体的には、例えば、図９に示すように、図８（ｃ）の信号をＡ／Ｄ変換後、出力y(n)をモニターし、y(n)<y(n-1)からy(n)>y(n-1)に遷移したポイントを検出してフラグを立て、マスク信号をＨにする。そして、次に、フラグが立った時点でマスク信号をＬとする。以降、この動作をトグル的に動作させていけばよい。
【００５６】
ＥＳ生成部２４では、反転マスク生成部２３により生成された反転マスク信号（図８（ｄ））と、ピーク検出信号（図８（ｃ））により、偏芯エラー信号（ＥＳ信号）（図８（ｅ））を生成する。具体的には、ピーク検出信号（図８（ｃ））を、反転マスク信号(d)がＨになっている区間だけ反転させればよい。このようにして得られた信号は、偏芯量に応じたエラー信号ＥＳとなる。
【００５７】
メモリ部２７では、回転に応じて出力されるタコメーターからのパルス信号（例えば、１回転1000パルスなど）により、サンプリングされた偏芯エラーを保存する。具体的には、図１０に示す偏芯信号保持部２５のように、カウンタ３１によりカウントされたタコ信号のパルスのカウント値をアドレス値として入力端子３０を介してＥＳ生成部２４からの偏芯信号ＥＳをメモリ部２７に保存する。具体的に、偏芯信号ＥＳは制御信号端子６を介して供給される偏芯サーボスイッチ信号（Ａ）がオンのときにオープンするスイッチ２６により、前記オン信号に応じてメモリ部２７に上記アドレスにより書き込まれる。また、偏芯サーボスイッチ信号（Ａ）がオフのときにオープンするスイッチ２８を通してメモリ部２７から読み出される。
【００５８】
偏芯信号保持部２５は、図１１に示すように、記憶部３３として遅延器Ｚ-n（n：一回転のパルス数。この例の場合、n=1000）を用いた、ディレイライン（多段のD-フリップフロップ）３３にて実現してもよい。ディレイのタイミングは、タコ信号である。
【００５９】
図１２は、本発明によるトラッキングサーボ装置の第２の具体例を示したものであり、偏芯信号によるサーボ（偏芯サーボ）とトラッキングサーボループを独立に動作することが可能なトラッキングサーボ装置４０であり、かつ図１に示したトラッキングサーボ方法が適用可能な装置である。
【００６０】
このトラッキングサーボ装置４０が第１の具体例のトラッキングサーボ装置１と異なるのは、第１の具体例が制御フィルタ７と制御フィルタ１０と制御フィルタ１７いう三つの制御フィルタを有しているのに比して、共通の制御フィルタ４１を用いている点である。つまり、偏芯信号生成部４の偏芯信号ＥＳをトラッキングサーボ部２にフィードフォワードして、共通の制御フィルタ４１により、トラッキングアクチュエータ１４を駆動する構成である。また、繰り返しサーボ部３も共通の制御フィルタ４１に繰り返し信号を供給する。
【００６１】
言い換えると、偏芯サーボ部１は、偏芯信号生成部４が生成した上記偏芯信号ＥＳをトラッキングサーボ部２にフィードフォワード供給し、上記トラッキングサーボ部２は共通の制御フィルタ４１によりトラッキングアクチュエータ１４を駆動する。また、繰り返しサーボ部３による繰り返しサーボも同様である。
【００６２】
図１３は、本発明によるトラッキングサーボ装置の第３の具体例を示したものであり、偏芯信号によるサーボ（偏芯サーボ部１による偏芯サーボ）とトラッキングサーボ（トラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボ）を独立に動作することが可能なトラッキングサーボ装置４２である。さらに繰り返しサーボ部３を用い、図１に示したトラッキングサーボ方法が適用可能な構成である。
【００６３】
このトラッキングサーボ装置４２が第２の具体例のトラッキングサーボ装置４０と異なるのは、偏芯信号生成部４により生成された偏芯信号ＥＳをフィードフォワードする位置を異ならせている点である。
【００６４】
このトラッキングサーボ装置４２にはトラッキングサーボスイッチ１１がオンされた状態で、入力端子８からトラッキングエラー信号の目標値ｒが与えられる。この目標値ｒは減算器９に供給される。減算器９には、制御対象（Ｐ）のトラッキングアクチュエータ１４からのトラッキングエラー信号ＴＥＳも供給される。減算器９は、トラッキング信号の目標値ｒから上記トラッキングエラー信号ＴＥＳを減算し、差分信号を減算出力として制御フィルタ４３に供給する。
【００６５】
トラッキングサーボスイッチ１１がオンされる前、偏芯信号生成部４は、入力端子５から供給されるＦＧ信号であるタコ信号、制御端子６を介して図示しないシステムコントローラから供給される偏芯サーボスイッチ信号に基づいて、トラッキングエラー信号から偏芯信号を生成する。トラッキングサーボスイッチ１１がオンされる前のトラッキングエラー信号は、光学ヘッド手段を光ディスクの情報トラックに対してトラッキングするトラッキングアクチュエータ１４から、トラッキングサーボをかけない状態で得られるトラッキングエラー信号である。
【００６６】
偏芯信号生成部４にて生成された偏芯信号ＥＳは、加算器３９に供給される。偏芯サーボ部１は偏芯信号生成部４にて生成された偏芯信号ＥＳを加算器３９を介してトラッキングサーボ部２にフィードフォワードすることになる。
【００６７】
このように、図１３のトラッキングサーボ装置４２は、偏芯信号生成部４からの出力信号（トラッキングエラー信号ＴＥＳから検出された偏芯信号ＥＳ）を、トラッキングサーボ部２にフィードフォワードするものである。
【００６８】
なお、フィードフォワードさせるときには、偏芯信号とドライブ信号との極性は、偏芯信号によりトラッキングエラー信号が小さくなる方向に合わせるものとする。
【００６９】
トラッキングアクチュエータ１４は、トラッキングエラー信号ＴＥＳを出力端子１５に供給すると共に、トラッキングサーボスイッチ１１及び減算器４４にフィードバックする。
【００７０】
減算器４４は、理想的なトラッキングエラー信号からトラッキングアクチュエータ１４の出力するトラッキングエラー信号を減算し、偏芯信号生成部４に供給する。これにより偏芯信号生成部４は、トラッキングエラー信号に基づいて偏芯信号ＥＳを生成する。
【００７１】
このトラッキングサーボ装置４２も、上記図１に処理手順を示したトラッキングサーボ方法に基づいて動作する。まず、ステップＳ１にて偏芯信号により偏芯サーボを行うことで、粗トラッキングサーボを行う。つまり、ディスク偏芯に対してある程度ヘッドを追従させる。偏芯信号生成部４は、入力端子５から供給されるＦＧ信号であるタコ信号、制御端子６を介して図示しないシステムコントローラから供給される偏芯サーボスイッチ信号に基づいて、トラッキングエラー信号から偏芯信号を生成する。トラッキングサーボスイッチ１１がオンされる前のトラッキングエラー信号は、光学ヘッド手段を光ディスクの情報トラックに対してトラッキングするトラッキングアクチュエータ１４から、トラッキングサーボをかけない状態で得られるトラッキングエラー信号である。偏芯信号生成部４による偏芯信号ＥＳの生成処理については詳細を後述する。偏芯信号生成部４にて生成された偏芯信号ＥＳは、トラッキングサーボ部２に供給される。
【００７２】
次に、ステップＳ２でトラッキングサーボスイッチ１１がオンとされてから、トラッキングサーボ部２は偏芯サーボ部１による偏芯信号ＥＳを制御フィルタＣ１０のフィルタ出力に加算しながら上記トラッキングアクチュエータ１４を制御し、上記トラッキングアクチュエータ１４を介したトラッキングエラー信号ＴＥＳをフィードバック（フィードバックループＦＢ）しながらトラッキングサーボを行う。このトラッキングサーボは、従来の光ディスクで用いられている３スポット法、プッシュプル法などと同様である。このトラッキングサーボにより光学ヘッドを記録ピット列に追従させる。偏芯サーボ部１により、光学ヘッドは偏芯にほぼ追従するので、トラッキングサーボ部２は偏芯サーボ部１で追従しきれないトラッキングエラーにのみ対処すればよい。この場合、トラッキングサーボ部２のトラッキングエラーループからみると、偏芯が極めて少ないディスクに対するトラッキングサーボとなるので、トラッキングサーボ部２単独に比べて、サーボ帯域は必要とされない。逆に、トラッキングサーボ部２単独の場合とサーボ帯域を同じにすれば、トラッキング精度は高まる。
【００７３】
次に、ステップＳ３で、トラッキング残渣エラーΔeを、予め設定した閾値α（例えば、ＣＤでは60nmppなど）と比較する。ステップＳ３にてΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。
【００７４】
また、ステップＳ３にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、繰り返し信号生成部１６によりトラッキングエラー信号の回転同期成分（繰り返し信号成分）を学習し、ステップＳ４にて繰り返しサーボ部３により繰り返しサーボを行う。そして、ステップＳ５にて、再度、αと比較する。
【００７５】
ステップＳ５の比較によりΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。しかし、ステップＳ５にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、もはや図１３に示したトラッキングサーボ装置４２でのトラッキングサーボでは対処不能と判断して、ディスク不良として（ステップＳ６）、トラッキングを中止する。
【００７６】
このように、図１３に示したトラッキングサーボ装置４２によれば、サーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、トラッキング精度を上げることが可能となる。また、許容偏芯量、あるいは許容のマージンを大きくすることが可能となる。また、閉ループ系を安定化させるためのフィルタの乗算係数などを安定条件を満たすように、サーボエラー信号から適応的に自動設定することができる。また、精度の高いサーボ制御を行うことができる。
【００７７】
図１４は、本発明によるトラッキングサーボ装置の第４の具体例を示したものである。このトラッキングサーボ装置４５は、上記第１〜第３の具体例と異なり、偏芯サーボ部１による偏芯サーボと、トラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボを同時に動作させるものである。ただし、トラッキングサーボを動作させる前に、偏芯信号は生成させておくものとする。
【００７８】
トラッキングサーボスイッチ１１は、加算器１３とトラッキングアクチュエータ１４との間に設ける。第１の具体例では、制御フィルタ１０と加算器１３との間に設けていたのと異なる。
【００７９】
このため、このトラッキングサーボ装置４５では、トラッキングサーボスイッチ１０をオンにすると、偏芯サーボ部１による偏芯サーボとトラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボが同時に動作する。
【００８０】
トラッキングサーボスイッチ１１がオンされる前、偏芯信号生成部４は、入力端子５から供給されるＦＧ信号であるタコ信号、制御端子６を介して図示しないシステムコントローラから供給される偏芯サーボスイッチ信号に基づいて、トラッキングエラー信号から偏芯信号を生成する。この偏芯信号は制御フィルタ７に供給される。
【００８１】
トラッキングサーボスイッチ１１がオンされると、入力端子２からトラッキングエラー信号の目標値ｒが与えられる。この目標値ｒは減算器９に供給される。減算器９には、制御対象（Ｐ）のトラッキングアクチュエータ１４からのトラッキングエラー信号ＴＥＳも供給される。減算器９は、トラッキング信号の目標値ｒから上記トラッキングエラー信号ＴＥＳを減算し、差分信号を減算出力として制御フィルタ１０に供給する。制御フィルタ１０のフィルタ出力には、加算器１３により、制御フィルタ７からのフィルタ出力も供給される。
【００８２】
偏芯サーボ部１により、ヘッドは偏芯にほぼ追従するので、トラッキングサーボ部２は偏芯サーボ部１で追従しきれないトラッキングエラーにのみ対処すればよい。この場合、トラッキングエラーループからみると、偏芯が極めて少ないディスクに対するトラッキングサーボとなるので、トラッキングサーボループ１単独に比べて、サーボ帯域は必要とされない。逆に、トラッキングサーボ部単独の場合とサーボ帯域を同じにすれば、トラッキング精度は高まる。
【００８３】
この第４の具体例は、図１に示した処理手順のトラッキングサーボ方法を準用できる。ステップＳ１の偏芯サーボとステップＳ２のトラッキングサーボが同時に動作する。
【００８４】
次に、ステップＳ３で、トラッキング残渣エラーΔeを、予め設定した閾値α（例えば、CDでは60nmppなど）と比較する。ステップＳ３にてΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。
【００８５】
また、ステップＳ３にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、繰り返し信号生成部１６によりトラッキングエラー信号の回転同期成分（繰り返し信号成分）を学習し、ステップＳ４にて繰り返しサーボ部３により繰り返しサーボを行う。そして、ステップＳ５にて、再度、αと比較する。
【００８６】
ステップＳ５の比較によりΔe＜αならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。しかし、ステップＳ５にてΔe＞αならば、規格を満足しないことから、もはや図１４に示したトラッキングサーボ装置４５でのトラッキングサーボでは対処不能と判断して、ディスク不良として（ステップＳ６）、トラッキングを中止する。
【００８７】
このように、図１４に示したトラッキングサーボ装置４５によれば、サーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、トラッキング精度を上げることが可能となる。また、許容偏芯量、あるいは許容のマージンを大きくすることが可能となる。また、閉ループ系を安定化させるためのフィルタの乗算係数などを安定条件を満たすように、サーボエラー信号から適応的に自動設定することができる。また、精度の高いサーボ制御を行うことができる。
【００８８】
図１５は、本発明によるトラッキングサーボ装置の第５の具体例を示したものである。このトラッキングサーボ装置４６も偏芯サーボ部１による偏芯サーボと、トラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボを同時動作させる。ただし、トラッキングサーボを動作させる前に、偏芯信号は生成させておくものとする。また、このトラッキングサーボ装置４６が第４の具体例のトラッキングサーボ装置４５と異なるのは、第４の具体例が制御フィルタ７と制御フィルタ９と制御フィルタ１７という三つの制御フィルタを有しているのに比して、共通のフィルタ制御部４７を用いている点である。つまり、偏芯信号生成部４の偏芯信号ＥＳをトラッキングサーボ部２にフィードフォワードして、共通の制御フィルタ４７により、トラッキングアクチュエータ１２を駆動する構成である。また、繰り返しサーボ部３も共通の制御フィルタ４７に繰り返し信号を供給する。図１の処理手順に従い、ステップＳ３における残渣エラーの仕様を満たさない場合は、ステップＳ４に進み、繰り返しサーボ部３を用いた繰り返しサーボを行う。
【００８９】
言い換えると、偏芯サーボ部１は、偏芯信号生成部４が生成した上記偏芯信号ＥＳをトラッキングサーボ部２にフィードフォワード供給し、上記トラッキングサーボ部２は共通の制御フィルタ４７によりトラッキングアクチュエータ１４を駆動する。また、繰り返しサーボ部３による繰り返しサーボも同様である。他の構成及び動作は第１の具体例と同様であるので説明を省略する。
【００９０】
図１６は、本発明によるトラッキングサーボ装置の第６の具体例を示したものである。このトラッキングサーボ装置４８も偏芯サーボ部１による偏芯サーボと、トラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボを同時動作させる。ただし、トラッキングサーボを動作させる前に、偏芯信号は生成させておくものとする。また、このトラッキングサーボ装置４８が第５の具体例のトラッキングサーボ装置４６と異なるのは、偏芯信号生成部４により生成された偏芯信号ＥＳをフィードフォワードする位置を異ならせている点である。
【００９１】
図１７は、本発明によるトラッキングサーボ装置の第７の具体例を示したものである。このトラッキングサーボ装置５０は、上記第１の具体例〜第６の具体例と異なり、偏芯サーボ部１による偏芯サーボ及び繰り返しサーボ部３による繰り返しサーボでは例えばスレッドモータのようなアクチュエータ５１を駆動し、そのもとで、通常のトラッキングサーボ部２によりトラッキングアクチュエータ１４を駆動する。ただし、トラッキングサーボを動作させる前に、偏芯信号は偏芯信号生成部４により生成されている。その後、図１の処理手順に従い、ステップＳ３における残渣エラーの仕様を満たさない場合は、ステップＳ４に進み、繰り返しサーボ部３を用いた繰り返しサーボを行う。
【００９２】
図１８、１９及び図２０は、偏芯信号を外部センサより生成する方法を用いた場合の第８、９及び１０の具体例であり、トラッキングエラーにより偏芯信号を生成する場合の、第１〜第３の具体例に相当する。偏芯信号の生成方法が異なる点を除けば、第１〜第３具体例の構成と同様に、偏芯サーボ部１による偏芯サーボとトラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボを独立に行う構成である。
【００９３】
図２１、２２及び図２３は、偏芯信号を外部センサより生成する方法を用いた場合の第１１、１２及び１３の具体例であり、トラッキングエラーにより偏芯信号を生成する場合の、第４〜第６の具体例に相当する。偏芯信号の生成方法が異なる点を除けば、第４〜第６具体例の構成と同様に、偏芯サーブ部１による偏芯サーボとトラッキングサーボ部２によるトラッキングサーボを同時に動作する構成である。
【００９４】
図２４は、偏芯信号を外部センサより生成する方法を用いた場合の第１４の具体例であり、トラッキングエラーにより偏芯信号を生成する場合の、第７の具体例に相当する。偏芯信号の生成方法が異なる点を除けば、第７の具体例の構成と同様に、偏芯サーボ部１による偏芯サーボ及び繰り返しサーボ部３による繰り返しサーボでは例えばスレッドモータのようなアクチュエータ５１を駆動し、そのもとで、通常のトラッキングサーボ部２によりトラッキングアクチュエータ１４を駆動する。図１の処理手順に従い、ステップＳ３における残渣エラーの仕様を満たさない場合は、ステップＳ４に進み、繰り返しサーボ部３を用いた繰り返しサーボを行う。
【００９５】
次に、本発明によるフォーカスサーボ方法について説明する。このフォーカスサーボ方法は、ギャップサーボ方法にも準用できる。ギャップサーボ方法は、エバネセント光を利用してディスク状光記録媒体に情報の記録を行い、光記録媒体に記録された情報の再生を行う技術として、エバネセント光発生用レンズにＳＩＬ（Solid Immersion Lens）を用いたものがある。
【００９６】
エバネセント光を用いて光記録媒体に情報の記録又は再生を行うには、光記録媒体に照射される光ビームを集光する光学系として、ＳＩＬと非球面レンズとを組み合わせた２群レンズとして開口数ＮＡを１以上としたものを用い、光学系の光出射面と光記録媒体の情報記録面との間隔を、ＳＩＬに入射する光ビームの波長の半分以下にする必要がある。例えば、上記間隔は、光ビームの波長λが400nmであったならば、200nm以下とされる。これがギャップサーボである。
【００９７】
図２５は、本発明によるフォーカス（ギャップ）サーボ手順を示したものである。まず、面ぶれ信号により面ぶれサーボを行うことで、ステップＳ１１により粗フォーカス（ギャップ）サーボを行う。つまり、ディスク面ぶれに対してある程度ヘッドを追従させる。
【００９８】
このもとで、ステップＳ１２によりフォーカス（ギャップ）サーボを行う。このフォーカスサーボは、従来の光ディスクで用いられている非点収差法などと同様である。また、ギャップサーボは、ニアフィールド系における全反射戻り光量によるものである。このフォーカス（ギャップ）サーボによりヘッドを記録ピット列に追従させる。
【００９９】
次に、ステップＳ１３により、フォーカス（ギャップ）残渣エラーΔeを、予め設定した閾値β（例えば、ＣＤでは2μmppなど）と比較する。Δe＜βならば、規格を満足することから現状のフォーカス（ギャップ）サーボでＯＫということになる。
【０１００】
このステップＳ１３にてΔe＞βならば、規格を満足しないことから、ステップＳ１４にてエラー信号の回転同期成分（繰り返し信号成分）を学習し、繰り返しサーボを行う。そして、ステップＳ１５にて再度、βと比較する。
【０１０１】
ステップＳ１５にて、Δe＜βならば、規格を満足することから現状のトラッキングサーボでＯＫということになる。ステップＳ１５にてΔe＞βならば、規格を満足しないことから、もはやフォーカス（ギャップ）サーボでは対処不能と判断して、ステップＳ１６にてディスク不良として、フォーカス（ギャップ）サーボを中止する。
【０１０２】
図２６は、本発明の第１５の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す。面ぶれ信号によるサーボ（面ぶれサーボ）部７１とフォーカス（ギャップ）サーボ部７２を独立に動作することが可能な形態である。ただし、動作順序しては、面ぶれサーボ部７１による面ぶれサーボが先で、次にフォーカス（ギャップ）サーボ部７２によるフォーカスサーボを行う。そして、フォーカス（ギャップ）サーボ部７２でも規格を満足できない場合に、繰り返しサーボ部による繰り返しサーボ７３を行う。
【０１０３】
面ぶれ信号生成については、面ぶれセンサにより面ぶれ信号を生成する方法（ディスク外端での計測による方法、チルトセンサーによるもの、位置センサーダイオードによるもの）がある。繰り返しサーボ手法については、トラッキングの場合と同様である。
【０１０４】
図２６は、入力端子８１からの面ぶれ信号を適当な制御フィルタ８２を通してフォーカス（ギャップ）アクチュエータ７９にフィードフォワードするものである。なお、フィードフォワードさせるときには、面ぶれ信号とドライブ信号との極性は、面ぶれ信号によりフォーカス（ギャップ）エラー信号が小さくなる方向に合わせるものとする（以下、同様）。面ぶれサーボ部７１により、ヘッドは偏芯にほぼ追従するので、フォーカスサーボ部７２は面ぶれサーボで追従しきれないフォーカスエラーのみに対処すればよい。
【０１０５】
また、図１の手順に従い、残渣エラーの仕様を満たさない場合は、繰り返しサーボ部７３を用いた繰り返しサーボを行う。
【０１０６】
また、面ぶれサーボ部７１による粗フォーカス、フォーカスサーボ部７２、繰り返しサーボ部７３による３段サーボ構成にすることで、許容面ぶれ量を大きくすることができる。
【０１０７】
図２７は、本発明の第１６の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置９０である。偏芯信号によるサーボ（偏芯サーボ）とトラッキングサーボループを独立に動作することが可能なトラッキングサーボ装置４０であり、かつ図１に示したトラッキングサーボ方法が適用可能な装置である。
【０１０８】
このフォーカスサーボ装置９０が第１５の具体例のフォーカスサーボ装置７０と異なるのは、第１５の具体例が制御フィルタ８２と制御フィルタ７６と制御フィルタ８４という三つの制御フィルタを有しているのに比して、共通の制御フィルタ９１を用いている点である。つまり、面ぶれ信号をフォーカスサーボ部７２にフィードフォワードして、共通の制御フィルタ９１により、フォーカスアクチュエータ７９を駆動する構成である。また、繰り返しサーボ部７３も共通の制御フィルタ９１に繰り返し信号を供給する。
【０１０９】
言い換えると、面ぶれサーボ部７１は、上記面ぶれ信号をフォーカスサーボ部７２にフィードフォワード供給し、上記フォーカスサーボ部７２は共通の制御フィルタ９１によりフォーカスアクチュエータ７９を駆動する。また、繰り返しサーボ部７３による繰り返しサーボも同様である。
【０１１０】
図２８は、本発明の第１７の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置９３である。面ぶれ信号によるサーボ（面ぶれサーボ）とフォーカスサーボループを独立に動作することが可能なフォーカスサーボ装置９３であり、かつ図２５に示したフォーカスサーボ方法が適用可能な装置である。
【０１１１】
このフォーカスサーボ装置９３が第１６の具体例のフォーカスサーボ装置９０と異なるのは、面ぶれ信号をフィードフォワードする位置を異ならせている点である。
【０１１２】
図２９は、本発明の第１８の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置９５である。このフォーカス（ギャップ）サーボ装置９５は、上記第１５〜第１７の具体例と異なり、面ぶれサーボ部７１による面ぶれサーボと、ギャップサーボ部７２によるギャップサーボを同時動作させるものである。各サーボ部７１、７２及び７３は、それぞれ制御フィルタ８２、７６及び８４に、面ぶれ信号、フォーカスエラー信号及び繰り返し信号を供給する。
【０１１３】
図３０は、本発明の第１９の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置９６である。このフォーカス（ギャップ）サーボ装置９６も、面ぶれサーボ部７１による面ぶれサーボと、ギャップサーボ部７２によるギャップサーボを同時動作させるものである。各サーボ部７１、７２及び７３は、共通の制御フィルタ９１に、面ぶれ信号、フォーカスエラー信号及び繰り返し信号を供給する。
【０１１４】
図３１は、本発明の第２０の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置９７である。このフォーカス（ギャップ）サーボ装置９７も、面ぶれサーボ部７１による面ぶれサーボと、ギャップサーボ部７２によるギャップサーボを同時動作させるものである。面ぶれ信号をフィードフォワードする位置が第１９の具体例と異なる。
【０１１５】
図３２は、本発明の第２１の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置９８である。このフォーカス（ギャップ）サーボ装置９８は、面ぶれサーボ部７１及び繰り返しサーボ部７３では、フォーカスアクチュエータ７９とは異なったアクチュエータ９９を制御対象とする。
【０１１６】
以上に説明したように、図２５に処理手順を示したフォーカスサーボ方法によれば、フォーカス（ギャップ）に関しても、メインのサーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、フォーカス（ギャップ）精度を上げることが可能となる。また、許容面ぶれ量を大きくすることが可能となる。
【０１１７】
次に、上記面ぶれ信号の生成と、推定された面ぶれ量にてフォーカスサーボを行うことについて説明する。面ぶれ信号生成の原理は以下のとおりである。面ぶれ量をディスク状光記録媒体の記録再生エリアの特定半径にて推定し、その推定された面ぶれ量から任意の半径のディスク面ぶれ量を推定し、推定された面ぶれ量によりフォーカスサーボを行う。推定面ぶれ量によるフォーカスサーボと、通常のメインのフォーカスサーボ（例えば、非点収差法によるフォーカスサーボ）と２段サーボを行うようにしてもよい。メインのフォーカスサーボを投入してから、面ぶれ推定を行い、推定後は面ぶれ量を１回回転分保持しておく。本手法は、ニアフィールド光ディスクのギャップサーボにも有効である。
【０１１８】
光ディスクが高密度化になるについてディスクと光ヘッドとのワーキングディスクタンスは小さくなってきており、ピット列に光ビームを正しく追従させるために、ディスクの面ぶれ仕様、及びサーボ仕様は厳しくなってきている。
【０１１９】
例えば、ＣＤでは、ワーキングディスクタンスが1mmぐらいで、許容される面ぶれ量は1mmmppに対して、許容残渣エラーは2μm程度であった。ところが、ユーザ容量が25Gbytの、短波長レーザを用いた高密度光ディスクでは、ワーキングディスタンスは200μm程度で、許容される面ぶれ量は200μmppに対して、許容残渣エラーは90nmpp程度と、厳しくなっている。
【０１２０】
このように、容量が大きくなるにつれて、ワーキングディスタンスが小さくなると共に、許容残渣エラーも小さくなってきている。この課題に対して、サーボ帯域を高くするとともに、許容面ぶれ量を抑制することで、対処していた。
【０１２１】
つまり、ＣＤでは帯域1kHz程度に対して、上記高密度光ディスクでは帯域3kHzまで高帯域していた。しかし、アクチュエータの高次共振の影響もあることから、単純に帯域を上げることは難しい。このために、ディスクの許容偏芯量を抑制することで解決していた。例えば、ＣＤと上記高密度光ディスクを比較すると、ＣＤが1mmmppの許容面ぶれ量に対して、上記高密度光ディスクは200μmppしかディスク面ぶれ許容量がない。
【０１２２】
また、許容面ぶれ量を抑制し、厳しく制限することから、ディスクの成型精度、クランプ精度、モーター軸ぶれ精度への要求が、厳しくなってきている。これは、製造コストの上昇の一要因にもなっている。
【０１２３】
そこで、サーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、フォーカス精度を上げることが望まれる。また、許容面ぶれ量を大きくすることが望まれる。
【０１２４】
先ず、図３３には、一般的なサーボ装置１００を示す。図３において、入力端子１０１に供給されるｒは目標値、uは制御量、ｙはフォーカス信号、ｄは面ぶれ外乱、Ｃは制御器１０３、Ｐは制御対象１０４である光ヘッドアクチュエーター示す。図３３のサーボ装置１００では、検出信号ｙを減算器１０２にフィードバックし、目標値ｒとの差分を制御器１０３に入力することで制御量uを生成し、この制御量uによりVCMアクチュエータ１０４が、エラー信号がゼロになるように駆動される。
【０１２５】
図３４、図３５に、面ぶれ量を推定する手法を示す。フォーカス信号ｙによる面ぶれ量推定方法を示している。図３３によれば、dからｙへの伝達関数は、以下の式（１）のようになる。
【０１２６】
【数１】
2008140421.tif 000003
【０１２７】
式（１）より以下の式（２）が得られる。
【０１２８】
【数２】
2008140421.tif 000004
【０１２９】
式（２）より、外乱Dからフォーカス信号Yまでの伝達関数は、結局以下の式（３）のようになる。
【０１３０】
【数３】
2008140421.tif 000005
【０１３１】
したがって、式（３）より式（４）が得られる。
【０１３２】
【数４】
2008140421.tif 000006
【０１３３】
あるいは、図３３より、直接的に以下の式（５）のようになる。
【０１３４】
【数５】
2008140421.tif 000007
【０１３５】
上記式（４）、（５）より、面ぶれ量Ｄが求まるが、Ｐはアクチュエータの伝達関数であり、Ｄの推定には、アクチュエータのモデルP‘を用いる。
【０１３６】
上記式（４）に基づいて面ぶれ量を推定した場合、図３４の構成となる。また、式（５）に基づいて面ぶれ量を推定した場合、図３５の構成となる。
【０１３７】
面ぶれ量は、例えばディスク最内周にて学習する。面ぶれ量は図３６に示すように半径に比例する。従って、図３７より、任意の半径の面ぶれ量は以下の式（６）のように計算できる。
【０１３８】
【数６】
2008140421.tif 000008
【０１３９】
図３８に、図３４の構成で面ぶれを推定した場合の本発明によるブロック図を示す。ディスク面ぶれ推定部１２７では、図３４（つまり、式（４））に従って、面ぶれ量を推定する。メモリ部（面ぶれ信号保持部）１２８では、端子１２９からのＦＧ（タコ）信号、端子１３０からの面ぶれサーボスイッチ信号に基づいて、ディスク面ぶれ推定部１２７で推定された面ぶれ量を１回転分保存する。
【０１４０】
メモリ部１２８は、図３９，図４０のように実施できる。図３９は、半導体メモリを用いた場合であり、図４０は、D-フリップフロップによるディレイラインにより実現した例である。
【０１４１】
メモリ部１２８では、回転に応じて出力されるタコメーターからのパルス信号（例えば、１回転1000パルスなど）により、サンプリングされた面ぶれ信号を保存する。具体的には、図３９に示すメモリ部１２８のように、カウンタ１３６７によりカウントされたタコ信号のパルスのカウント値をアドレス値として入力端子１３５を介してディスク面ぶれ推定部１２７からの面ぶれ信号をメモリ１３９に保存する。具体的に、面ぶれ信号は制御信号端子１３０を介して供給される面ぶれサーボスイッチ信号（Ａ）がオフのときにクローズするスイッチ１３８により、メモリ１３９に上記アドレスにより書き込まれる。また、面ぶれサーボスイッチ信号（Ａ）がオフのときにクローズするスイッチ１４０を通してメモリ１３９から読み出される。
【０１４２】
また、メモリ部１２８は、図４０に示すように、遅延器Ｚ-n（n：一回転のパルス数。この例の場合、n=1000）を用いた、ディレイライン（多段のD-フリップフロップ）１４４にて実現してもよい。ディレイのタイミングは、タコ信号である。いずれも面ぶれサーボスイッチがOFFの間に１回転分のディスク面ぶれ量をメモリに記憶する。
【０１４３】
メモリから出力された面ぶれ信号は、面ぶれ信号生成部１３１にて、式（６）により、半径情報に応じた面ぶれ量が出力され、メインのフォーカスサーボに印加される。  図３８は、サーボフィルター１０３として、メインのフォーカスサーボと面ぶれサーボと共通化した場合の例である。なお、面ぶれ信号がメインのサーボループに印加された（＝面ぶれサーボがＯＮ）後は、メモリの更新は中止する。
【０１４４】
図４１は、サーボフィルター１０３及び１５１として、メインのフォーカスサーボと面ぶれサーボをそれぞれ独立にした場合の例である。
【０１４５】
図４２は、図３５つまり、式（５）に従って、面ぶれ量を推定し、サーボフィルターとして、メインのフォーカスサーボと面ぶれサーボと共通化した場合の例である。
【０１４６】
図４３は、図３５つまり、式（５）に従って、面ぶれ量を推定し、サーボフィルターとして、メインのフォーカスサーボと面ぶれサーボをそれぞれ独立にした場合の例である。
【０１４７】
以上に説明した構成によれば、特定半径のフォーカスエラーから当該特定の半径でのディスク面ぶれ量を推定する。この推定されたディスクでの面ぶれ量を用いて、任意の半径での面ぶれ量を推定し、１段のフォーカスサーボを行う。このもとで、従来のフォーカスサーボ（２段目）を行うことで、メインのサーボ帯域を上げることなく、安定性を十分確保した上で、フォーカス精度を上げることが可能となる。また、許容面ぶれ量を大きくすることが可能となる。
【０１４８】
次に、面ぶれ量を記録再生エリアの最内円周部にて推定し、その推定された面ぶれ量から記録再生エリアの最外円周部における面ぶれ量を推定し、最大半径部における面ぶれ量を用いて許容面ぶれ量内に入っているかどうかを判定する方法について説明する。上記判定の結果、OKならばそのまま記録再生を実行する。NGならばディスク不良と判断し、記録再生を停止する。面ぶれ量は、最内円周部のフォーカスエラーから推定する。
【０１４９】
光ディスクでは、ディスク上の記録ピット列にビームスポットを追従させて信号を読み取る。一般にディスクには面ぶれが存在し、面ぶれに光ヘッドを追従させる必要がある（いわゆるフォーカスサーボ）。面ぶれの要因としては、例えば、ディスク自身の元々の変形によるもの、クランプ時のディスクの変形によるもの、クランプ部分が平坦でない（クランプ部の傷、クランプ上のダスト）ことによるディスクの傾き、変形、あるいはスピンドルモーターに起因するもの（軸ぶれ）がある。
【０１５０】
面ぶれに光ヘッドを追従させるためにフォーカスサーボを行うが、帯域にも限界があるため、許容される面ぶれ量にも限界がある。なお、帯域が制限されるのは、サーボシステムの安定性のためである。例えば、光ヘッドを駆動するボイスコイルモーターに存在する高次共振のために制限される。
【０１５１】
そこで、光ディスクには、許容される面ぶれ量が規定されている。例えばCＤでは、許容される面ぶれ量は1mmmppであり、ユーザ容量が25Gbytの上記高密度光ディスクでは、許容される面ぶれ量は200μmppである。なお、ディスク容量が大きくなるほど、許容面ぶれ量は厳しくなる。これは、ディスク容量が大きくなるにつれて、フォーカス許容偏差が小さくなることから、サーボ帯域との兼ね合いでディスク面ぶれ量が制限されるからである（サーボ帯域も安定性の問題で、ボイスコイルモーターに存在する高次共振のために制限される）。
【０１５２】
従来は、例えば、ディスクが挿入後、記録再生可能な半径で通常の動作を行うが、面ぶれ量が大きい半径では、フォーカスエラーとなり、読み取りエラーとしてシステムを停止していた。
【０１５３】
ところが、この方法だと、面ぶれ量が大きいところでフォーカスが外れた場合、場合によっては、この部分でレンズとディスクがぶつかる可能性があり、ディスクとレンズの双方にダメージを与える可能性があった。特に、レンズとディスクを数nmの位置に保持するニアフィールド光ディスクでは、レンズあるいはディスクのダメージは致命的であり、レンズがダメージを受けた場合、その後の記録再生ができなくなり、装置不良となってしまう。また、ディスクダメージが生じた場合、データが失われてしまう。
【０１５４】
そこで、ディスク面ぶれがディスク内で最小である最内周半径にてフォーカスサーボをまず行い、この結果から当該半径での面ぶれ量を推定し、この推定値を元に面ぶれ量の最大値を推定することで、予めフォーカスエラーになる可能性を見極め、エラーとなることが予測されたらシステムを停止させることにした。この結果、面ぶれによりフォーカスが外れることによる、ディスクまたはレンズダメージを防止することが可能となった。
【０１５５】
図４４に面ぶれ量判定の処理手順を示す。まず、ステップＳ２１にてディスクがシステムにローディング後、最内周半径r0にて（ギャップサーボ）を行う。このもとで、ステップＳ２２によりフォーカス信号ｙを観察し、半径r0での面ぶれ量d0を推定する。
【０１５６】
フォーカス信号ｙによる面ぶれ量推定方法については、図３３〜図３７を参照して説明する。図３３によれば、dからｙへの伝達関数は、式（１）のようになる。また、式（１）から式（２）が得られた。また、式（２）から式（３）が得られた。従って、式（３）より式（４）或いは図３３から式（５）が得られた。
【０１５７】
式（４）、（５）より、面ぶれ量Ｄが求まるが、Pはアクチュエータの伝達関数であり、Dの推定には、アクチュエータのモデルP‘を用いる。
【０１５８】
式（４）に基づいて面ぶれ量を推定した場合、図３５のようになった。式（５）に基づいて面ぶれ量を推定した場合、図３６のようになった。
【０１５９】
次に、ステップＳ２３にて推定された面ぶれ量をd1とすると、d1と許容面ぶれ量dmを比較する。このとき、d1>dmならば、直ちに、ステップＳ２６にてディスクエラーとしてシステム停止する（ステップＳ２７）。
【０１６０】
ステップＳ２３にてｄ1>dmならば、最内周では問題なしと判断し、ステップＳ２４にてd1をもとに、最外周の面ぶれ量d2を推定する。
【０１６１】
面ぶれ量は、図３７に示したように半径に比例して増大する。そこで、図３６に示すように、半径を用いて、d2を式（６）のように推定する。
【０１６２】
ステップＳ２５では、式（６）より求められた最外周での推定面ぶれ量d2と許容面ぶれ量dmを比較する。このとき、d2>dmならば、直ちに、ステップＳ２６にてディスクエラーとしてシステム停止する（ステップＳ２７）。ステップＳ２５にてd2<dmならば、ディスクの面ぶれ量は高々d2であり、しかも許容面ぶれ量dm以下と判断され、全面において記録再生はOKとなり、ステップＳ２８にて記録再生を開始する。
【０１６３】
以上の判定方法により、最内周の半径でのフォーカスエラーから当該半径でのディスク面ぶれ量を推定し、その値から当該ディスクの面ぶれ量の最悪値であるディスク最外周での面ぶれ量を推定する。この推定されたディスク最外周での面ぶれ量から、当該ディスクが全面記録再生可能か否か判断する。この手法により、ディスク面ぶれ不良による記録再生不可を最内周にて判定することが可能となり、面ぶれ量不良によるヘッドとディスクの衝突を事前にさけることが可能なる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明によるトラッキングサーボ方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】トラッキングサーボ装置の第１の具体例の構成図である。
【図３】光ディスクにおけるトラッキングエラー信号ＴＥＳを示した図である。
【図４】図３で示したトラッキングエラー信号ＴＥＳとディスク偏芯との関係を示した図である。
【図５】図４中のＡ近傍のトラッキングエラーを拡大した図である。
【図６】図４中のＢ近傍のトラッキングエラーを拡大した図である。
【図７】偏芯信号生成部の構成図である。
【図８】偏芯信号生成部の各部により出力される信号波形を示す図である。
【図９】反転マスク生成部の動作原理を説明する図である。
【図１０】偏芯信号保持部の第１具体例の構成図である。
【図１１】偏芯信号保持部の第２具体例の構成図である。
【図１２】本発明によるトラッキングサーボ装置の第２の具体例を示す図である。
【図１３】本発明によるトラッキングサーボ装置の第３の具体例を示す図である。
【図１４】本発明によるトラッキングサーボ装置の第４の具体例を示す図である。
【図１５】本発明によるトラッキングサーボ装置の第５の具体例を示す図である。
【図１６】本発明によるトラッキングサーボ装置の第６の具体例を示す図である。
【図１７】本発明によるトラッキングサーボ装置の第７の具体例を示す図である。
【図１８】本発明によるトラッキングサーボ装置の第８の具体例を示す図である。
【図１９】本発明によるトラッキングサーボ装置の第９の具体例を示す図である。
【図２０】本発明によるトラッキングサーボ装置の第１０の具体例を示す図である。
【図２１】本発明によるトラッキングサーボ装置の第１１の具体例を示す図である。
【図２２】本発明によるトラッキングサーボ装置の第１２の具体例を示す図である。
【図２３】本発明によるトラッキングサーボ装置の第１３の具体例を示す図である。
【図２４】本発明によるトラッキングサーボ装置の第１４の具体例を示す図である
【図２５】本発明によるフォーカス（ギャップ）サーボ処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第１５の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す図である。
【図２７】本発明の第１６の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す図である。
【図２８】本発明の第１７の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す図である。
【図２９】本発明の第１８の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す図である。
【図３０】本発明の第１９の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す図である。
【図３１】本発明の第２０の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す図である。
【図３２】本発明の第２１の具体例のフォーカス（ギャップ）サーボ装置を示す図である。
【図３３】一般的なサーボ装置の構成図である。
【図３４】面ぶれ量を推定する手法を説明するための図である。
【図３５】面ぶれ量を推定する手法を説明するための図である。
【図３６】面ぶれ量が半径に比例することを示す図である。
【図３７】任意の半径の面ぶれ量を算出する手法を示す図である。
【図３８】図３４の構成で面ぶれを推定した場合のブロック図である。
【図３９】メモリ部の構成例を示す図である。
【図４０】メモリ部の構成例を示す図である。
【図４１】サーボフィルターとして、メインのフォーカスサーボと面ぶれサーボをそれぞれ独立にした場合の構成例を示す図である。
【図４２】面ぶれ量を推定し、サーボフィルターとして、メインのフォーカスサーボと面ぶれサーボと共通化した場合の構成例を示す図である。
【図４３】面ぶれ量を推定し、サーボフィルターとして、メインのフォーカスサーボと面ぶれサーボをそれぞれ独立にした場合の構成例を示す図である。
【図４４】面ぶれ量判定の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６５】
１  偏芯サーボ部、２  トラッキングサーボ部、３  繰り返しサーボ部、４  偏芯信号生成部、７  制御フィルタ、１０  制御フィルタ、１４  制御対象、１６  繰り返し信号生成部、１７  制御フィルタ
【図１】
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【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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