(57)【要約】【課題】トラックジャンプ終了後に、光スポット位置を速やかにトラック位置に追従させることを可能にするトラッキング制御装置及びそのプログラム、並びにトラックジャンプ制御方法を提供する。【解決手段】トラッキング制御装置１は、トラッキング誤差信号生成手段１０と、Ａ／Ｄ変換手段１１と、フィードバック制御手段１２と、補正操作量生成手段１３と、補正動作制御手段１４と、Ｄ／Ａ変換手段１５と、光スポット位置補正手段１６と、補正トラッキング誤差信号生成手段２０と、記憶制御手段２１と、記憶手段２２と、フィードフォワード制御手段２３と、トラッキング誤差補正信号生成手段２４とを備え、外部から入力されるトラックジャンプの開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号に基づいて、記憶手段２２への書き込みを制御することを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004095124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク媒体上のトラック位置に基づいて、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を光スポット位置補正手段によって補正するために、その補正後の光スポット位置と目標とする前記トラック位置とのトラッキング誤差に基づいて、現在の光スポット位置を算出するフィードバック制御手段と、前記トラッキング誤差を記憶手段に記憶して、その記憶されたトラッキング誤差に基づいて、現在のトラッキング誤差を推定するフィードフォワード制御手段とを備えたトラッキング制御装置におけるトラックジャンプ制御方法であって、
外部から通知される光ピックアップの移動開始を示すトラックジャンプ開始信号に基づいて、前記光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び前記記憶手段への前記トラッキング誤差の更新を停止するトラッキング制御停止ステップと、
トラックジャンプ終了後に外部から通知される前記光ピックアップの移動終了完了を示すトラックジャンプ終了信号に基づいて、前記光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び前記記憶手段への前記トラッキング誤差の更新を開始するトラッキング制御開始ステップと、
を含んでいることを特徴とするトラックジャンプ制御方法。
【請求項２】
前記記憶手段への前記トラッキング誤差の更新は、前記ディスク媒体の回転に基づいて入力されるエンコーダパルスよりも短い周期である前記トラッキング制御装置内部のサンプリングパルスに基づいて行われたものであって、
前記トラッキング制御開始ステップが、前記トラックジャンプ終了信号を通知されてから次のエンコーダパルスが入力されるのを待って、前記光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び前記記憶手段への前記トラッキング誤差の更新を開始することを特徴とする請求項１に記載のトラックジャンプ制御方法。
【請求項３】
ディスク媒体上のトラック位置に基づいて、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を制御するトラッキング制御装置であって、
前記光スポット位置と前記トラック位置との誤差であるトラッキング誤差信号に基づいて、現在の光スポット位置を算出するフィードバック制御手段と、
前記トラッキング誤差信号を記憶する記憶手段と、
外部から通知される光ピックアップのトラック移動の開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号に基づいて、前記記憶手段へ前記トラッキング誤差信号を記憶するかどうかを制御する記憶制御手段と、
前記記憶手段に記憶されたトラッキング誤差信号に基づいて、現在のトラッキング誤差信号を推定するフィードフォワード制御手段と、
前記フィードバック制御手段で算出された現在の光スポット位置と、前記フィードフォワード制御手段で推定された前記トラッキング誤差信号とに基づいて、前記光スポット位置を補正する光スポット位置補正手段と、
を備えていることを特徴とするトラッキング制御装置。
【請求項４】
ディスク媒体上のトラック位置に基づいて、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を制御するために、コンピュータを、
前記光スポット位置と前記トラック位置との誤差であるトラッキング誤差信号に基づいて、現在の光スポット位置を算出するフィードバック制御手段、
外部から通知される光ピックアップのトラック移動の開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号に基づいて、前記トラッキング誤差信号を記憶手段へ記憶するかどうかを制御する記憶制御手段、
前記記憶手段に記憶されたトラッキング誤差信号に基づいて、現在のトラッキング誤差信号を推定するフィードフォワード制御手段、
前記フィードバック制御手段で算出された現在の光スポット位置と、前記フィードフォワード制御手段で推定された前記トラッキング誤差信号とに基づいて、前記光スポット位置を補正する光スポット位置補正手段、
として機能させることを特徴とするトラッキング制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラッキング制御技術に関し、より詳細には、光ディスクの記録又は再生に用いられるトラッキング制御装置及びそのプログラム、並びにトラックジャンプ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ディスクの記録・再生装置は、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を、光ディスク上の目的トラック位置に高速で、かつ安定して追従させるために、大きく分けて２つの動作を行っている。１つは、トラッキングサーボをオフにしてリニアモータによって目標トラック位置近傍まで光ヘッドのピックアップを移動する粗動作であり、もう１つは、トラッキングサーボをオンにしてボイスコイルモータによって目標トラック位置にピックアップを追従させる微動作である。
【０００３】
従来、この微動作におけるトラッキングは、光スポット位置をフィードバックさせることで、光ディスクの偏心や振動等の外乱によって生じるトラック位置と光スポット位置との誤差を補正するフィードバック制御によって実現されている。さらに、このフィードバック制御に、光ディスクの１回転周期後の誤差を特定の伝達関数によって予測するフィードフォワード制御を付加することで、光スポット位置を高速で、かつ安定した状態でトラック位置に追従させる技術が存在する（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
ここで、図８を参照して、従来のトラッキング制御装置について説明する。図８は、従来のデジタル制御によるトラッキング制御装置の構成を示すブロック図である。
図８に示すように、トラッキング制御装置１Ｂは、フィードバック制御系としてトラッキング誤差信号生成手段１０Ｂと、Ａ／Ｄ変換手段１１Ｂと、補正操作量生成手段（加算手段）１３Ｂと、フィードバック制御手段１２Ｂと、Ｄ／Ａ変換手段１５Ｂと、光スポット位置補正手段１６Ｂとを備え、さらに、フィードフォワード制御系として、補正トラッキング誤差信号生成手段（加算手段）２０Ｂと、記憶手段２２Ｂと、フィードフォワード制御手段２３Ｂと、トラッキング誤差補正信号生成手段２４Ｂとを備えて構成されている。
【０００５】
なお、ここで、フィードバック制御手段（Ｃ（ｚ−１））１２Ｂはロバスト制御器であり、光スポット位置補正手段（Ｐ（ｓ））１６Ｂはアクチュエータの電流駆動のボイスコイルモータであり、フィードフォワード制御手段（Ｇｆｆ（ｚ−１））２３Ｂは零位相誤差トラッキング（Ｚｅｒｏ　Ｐｈａｓｅ　Ｅｒｒｏｒ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ：ＺＰＥＴ）制御を適用した前置補償器である。
さらに、トラッキング制御装置１Ｂは、トラッキングサーボをオフにしてリニアモータによって目標トラック位置近傍まで光ヘッドのピックアップ（光ピックアップ）を移動する粗動作（以下、トラックジャンプという）の開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号を検出して、光スポット位置補正手段（Ｐ（ｓ））１６Ｂの補正動作を制御する補正動作制御手段１４Ｂを備えている。
【０００６】
このトラッキング制御装置１Ｂは、フィードバック制御系におけるトラッキング誤差信号生成手段１０Ｂによって、光ディスク上のトラック位置と、光スポット位置補正手段１６Ｂにより補正された光スポット位置との差分に対応するトラッキング誤差信号を生成し、Ａ／Ｄ変換手段１１Ｂでデジタル信号に変換する。このデジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号ｅｔは、補正操作量生成手段１３Ｂによって、フィードフォワード制御系のフィードフォワード制御手段２３Ｂにより生成される前置補償信号ｅｆｆに加算される。
【０００７】
そして、トラッキング制御装置１Ｂは、フィードバック制御手段１２Ｂによって、トラッキング誤差信号ｅｔと前置補償信号ｅｆｆとを加算した加算信号の振幅及び位相の補償を行い、光スポット位置を操作する操作量を生成し、補正動作制御手段１４Ｂを介して、Ｄ／Ａ変換手段１５Ｂによってアナログ信号に変換する。このアナログ信号に変換された光スポット位置の操作量に基づいて、光スポット位置補正手段１６Ｂが光スポット位置を制御する。この光スポット位置が、トラッキング誤差信号生成手段１０Ｂに入力されることで、フィードバック制御系が形成される。
【０００８】
また、トラッキング制御装置１Ｂは、フィードフォワード制御系における補正トラッキング誤差信号生成手段２０Ｂによって、トラッキング誤差信号生成手段１０Ｂで生成され、Ａ／Ｄ変換手段１１Ｂでデジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号ｅｔと、光ディスクの１回転周期前のトラッキング誤差補正信号ｅｈとを加算した補正トラッキング誤差信号ｅｔ´を生成する。そして、この補正トラッキング誤差信号ｅｔ´を記憶手段２２Ｂに記憶する。
【０００９】
そして、トラッキング制御装置１Ｂは、フィードフォワード制御手段２３Ｂによって、記憶手段２２Ｂに記憶されている光ディスクの１回転周期前の補正トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前置補償信号ｅｆｆとしてフィードバック制御系の補正操作量生成手段１３Ｂに出力する。また、前置補償信号ｅｆｆは、同時にトラッキング誤差補正信号生成手段２４Ｂに出力され、トラッキング誤差補正信号生成手段２４Ｂによって、トラッキング誤差信号ｅｔを補正するためのトラッキング誤差補正信号ｅｈが生成される。このトラッキング誤差補正信号ｅｈが、補正トラッキング誤差信号生成手段２０Ｂに入力されることで、フィードフォワード制御系が形成される。
【００１０】
ここで、目標トラック位置をｘｒｅｆ、光スポット位置をｘＺＰＥＴとすると、トラッキング誤差信号ｅｔは、（１）式で表される。
【００１１】
【数１】
2004095124.tif 000003
【００１２】
また、フィードバック制御手段１２Ｂの伝達関数をＣ（ｓ）、光スポット位置補正手段１６Ｂの伝達関数をＰ（ｓ）とし、その各々の離散時間表現をＣ（ｚ−１）及びＰ（ｚ−１）とすると、前置補償信号ｅｆｆにより、光スポット位置ｘＺＰＥＴは、（２）式で表すことができる。
【００１３】
【数２】
2004095124.tif 000004
【００１４】
この（１）式及び（２）式に基づいて、（３）式が導き出され、さらに（３）式を変形することで（４）式を得る。
【００１５】
【数３】
2004095124.tif 000005
【００１６】
【数４】
2004095124.tif 000006
【００１７】
図８のトラッキング制御装置１Ｂの構成は、この（４）式を実現するための構成を示している。
さらに、トラッキング制御装置１Ｂは、補正動作制御手段１４Ｂによって、外部からトラックジャンプの開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号を検出し、光スポット位置補正手段１６Ｂの光スポット位置の補正を行う動作を制御する。例えば、補正動作制御手段１４Ｂは、トラックジャンプの開始（トラックジャンプ開始信号）を検出した場合は、Ｄ／Ａ変換手段１５Ｂへの出力を停止する。また、トラックジャンプの終了（トラックジャンプ終了信号）を検出した場合は、Ｄ／Ａ変換手段１５Ｂへの出力を再開する。これによって、トラックジャンプ動作におけるトラッキング誤差信号ｅｔの影響を無くし、光スポット位置補正手段１６Ｂの誤動作を防止している。
【００１８】
【非特許文献１】
早川義法、他５名，「光ディスク記録システムの高速ロバストトラッキングサーボ系のシンプル化」，平成１３年電気学会全国大会講演論文集，社団法人電気学会，平成１３年３月２１日，第４分冊，ｐ．１５５５−１５５６
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の技術は、光ディスクのトラッキング誤差を予測することで、光スポット位置を高速で、かつ安定した状態でトラック位置に追従させることに関しては有効な技術であるが、以下に示すような問題点がある。
【００２０】
すなわち、図８に示した従来のトラッキング制御装置１Ｂでは、通常、トラックジャンプ終了後に速やかにトラッキング制御を開始することができるように、光スポット位置の補正量（トラッキング誤差信号）の生成を継続している。このため、フィードフォワード制御系を付加したトラッキング制御装置１Ｂでは、トラックジャンプ終了後に記憶手段２２Ｂに記憶されている補正トラッキング誤差信号ｅｔ´は、トラックジャンプ動作中のトラッキング誤差信号ｅｔの影響を受けたものとなってしまうため、誤動作を起してしまうという問題がある。
【００２１】
この問題を回避するためには、トラックジャンプ終了後、トラッキング制御を行う際の、最初の光ディスクの１回転分については、記憶手段２２Ｂに記憶された補正トラッキング誤差信号ｅｔ´を参照せずにフィードバック制御系のみで動作を行わなければならなかった。このため、トラックジャンプ終了後、速やかに精度の高いトラッキング制御を行うことができないという問題があった。
【００２２】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、トラックジャンプ終了後に、光スポット位置を速やかにトラック位置に追従させることを可能にするトラッキング制御装置及びそのプログラム、並びにトラックジャンプ制御方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載のトラックジャンプ制御方法は、ディスク媒体上のトラック位置に基づいて、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を光スポット位置補正手段によって補正するために、その補正後の光スポット位置と目標とする前記トラック位置とのトラッキング誤差に基づいて、現在の光スポット位置を算出するフィードバック制御手段と、前記トラッキング誤差を記憶手段に記憶して、その記憶されたトラッキング誤差に基づいて、現在のトラッキング誤差を推定するフィードフォワード制御手段とを備えたトラッキング制御装置におけるトラックジャンプ制御方法であって、外部から通知される光ピックアップの移動開始を示すトラックジャンプ開始信号に基づいて、前記光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び前記記憶手段への前記トラッキング誤差の更新を停止するトラッキング制御停止ステップと、トラックジャンプ終了後に外部から通知される前記光ピックアップの移動終了を示すトラックジャンプ終了信号に基づいて、前記光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び前記記憶手段への前記トラッキング誤差の更新を開始するトラッキング制御開始ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２４】
この方法によれば、トラックジャンプ制御方法は、トラッキング制御停止ステップで、外部から通知される光ピックアップの移動開始を示すトラックジャンプ開始信号に基づいて、光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び記憶手段へのトラッキング誤差の更新を停止する。
【００２５】
そして、トラックジャンプ制御方法は、トラックジャンプ終了後に外部から通知される光ピックアップの移動完了を示すトラックジャンプ終了信号に基づいて、光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び記憶手段へのトラッキング誤差の更新を開始する。
これによって、フィードフォワード制御手段を含んだフィードフォワード制御系によって記憶手段の内容を逐次更新する動作を、トラックジャンプ動作時に停止させることができ、記憶手段への不要な書き込みを防止する。
なお、ここでトラッキング誤差は、フィードフォワード制御手段で逐次予測される情報に基づいて補正され、記憶手段に蓄積される。
【００２６】
また、請求項２に記載のトラックジャンプ制御方法は、請求項１に記載のトラックジャンプ制御方法において、前記トラッキング制御開始ステップが、前記トラックジャンプ終了信号を通知されてから次のエンコーダパルスが入力されるのを待って、前記光スポット位置補正手段の光スポット位置の補正、及び前記記憶手段への前記トラッキング誤差の更新を開始することを特徴とする。
【００２７】
この方法によれば、トラックジャンプ制御方法は、トラッキング制御開始ステップで、ディスク媒体の回転に基づいて入力されるエンコーダパルスよりも短い周期で記憶手段に記憶されたトラッキング誤差を、トラックジャンプ終了信号直後のエンコーダパルスの入力まで待って読み出すことになる。これによって、エンコーダパルスと記憶手段に記憶されたトラッキング誤差の読み出しとの同期をとることができる。
【００２８】
また、請求項３に記載のトラッキング制御装置は、ディスク媒体上のトラック位置に基づいて、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を制御するトラッキング制御装置であって、前記光スポット位置と前記トラック位置との誤差であるトラッキング誤差信号に基づいて、現在の光スポット位置を算出するフィードバック制御手段と、前記トラッキング誤差信号を記憶する記憶手段と、外部から通知される光ピックアップのトラック移動の開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号に基づいて、前記記憶手段へ前記トラッキング誤差信号を記憶するかどうかを制御する記憶制御手段と、前記記憶手段に記憶されたトラッキング誤差信号に基づいて、現在のトラッキング誤差信号を推定するフィードフォワード制御手段と、前記フィードバック制御手段で算出された現在の光スポット位置と、前記フィードフォワード制御手段で推定された前記トラッキング誤差信号とに基づいて、前記光スポット位置を補正する光スポット位置補正手段と、を備える構成とした。
【００２９】
かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、フィードバック制御手段によって、光スポット位置とトラック位置との誤差であるトラッキング誤差信号に基づいて、現在の光スポット位置を算出する。また、このトラッキング誤差信号は記憶手段に記憶される。
【００３０】
なお、この記憶手段へのトラッキング誤差信号の記憶は、記憶制御手段によって制御される。具体的には、記憶制御手段は、外部から通知される光ピックアップの移動開始を示すトラックジャンプ制御信号（トラックジャンプ開始信号）に基づいてトラッキング誤差の書き込みを停止する。また、記憶制御手段は、外部から通知される光ピックアップの移動終了を示すトラックジャンプ制御信号（トラックジャンプ終了信号）に基づいてトラッキング誤差の書き込みを再開する。これによって、トラックジャンプ動作中の記憶手段への不要な情報の書き込みを防止する。
【００３１】
また、トラッキング制御装置は、フィードフォワード制御手段によって、記憶手段に記憶されたトラッキング誤差信号から、現在のトラッキング誤差信号を推定する。そして、光スポット位置補正手段によって、フィードバック制御手段で算出された現在の光スポット位置と、フィードフォワード制御手段で推定されたトラッキング誤差信号とに基づいて、光スポット位置を補正する。
なお、トラックジャンプ動作中は、この光スポット位置補正手段による光スポット位置の補正は停止しておく。
【００３２】
また、請求項４に記載のトラッキング制御プログラムは、ディスク媒体上のトラック位置に基づいて、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を制御するために、コンピュータを、以下の手段によって機能させる構成とした。
【００３３】
すなわち、前記光スポット位置と前記トラック位置との誤差であるトラッキング誤差信号に基づいて、現在の光スポット位置を算出するフィードバック制御手段、外部から通知される光ピックアップのトラック移動の開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号に基づいて、前記トラッキング誤差信号を記憶手段へ記憶するかどうかを制御する記憶制御手段、前記記憶手段に記憶されたトラッキング誤差信号に基づいて、現在のトラッキング誤差信号を推定するフィードフォワード制御手段、前記フィードバック制御手段で算出された現在の光スポット位置と、前記フィードフォワード制御手段で推定された前記トラッキング誤差信号とに基づいて、前記光スポット位置を補正する光スポット位置補正手段、とした。
【００３４】
かかる構成によれば、トラッキング制御プログラムは、フィードバック制御手段によって、光スポット位置とトラック位置との誤差であるトラッキング誤差信号に基づいて、現在の光スポット位置を算出する。また、このトラッキング誤差信号は記憶手段に記憶される。
【００３５】
なお、この記憶手段へのトラッキング誤差信号の記憶は、記憶制御手段によって制御される。具体的には、記憶制御手段は、外部から通知される光ピックアップの移動開始を示すトラックジャンプ制御信号（トラックジャンプ開始信号）に基づいてトラッキング誤差の書き込みを停止する。また、記憶制御手段は、外部から通知される光ピックアップの移動終了を示すトラックジャンプ制御信号（トラックジャンプ終了信号）に基づいてトラッキング誤差の書き込みを再開する。これによって、トラックジャンプ動作中の記憶手段への不要な情報の書き込みを防止する。
【００３６】
また、トラッキング制御プログラムは、フィードフォワード制御手段によって、記憶手段に記憶されたトラッキング誤差信号から、現在のトラッキング誤差信号を推定する。そして、光スポット位置補正手段によって、フィードバック制御手段で算出された現在の光スポット位置と、フィードフォワード制御手段で推定されたトラッキング誤差信号とに基づいて、光スポット位置を補正する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（トラッキング制御装置の構成）
図１は、本発明におけるトラックジャンプ方法を実現するための実施の形態であるトラッキング制御装置１の構成を示したブロック図である。トラッキング制御装置１は、光ディスクの記録・再生装置において、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を、光ディスク上の目的トラック位置に追従させるものである。
【００３８】
このトラッキング制御装置１は、フィードバック制御系として、トラッキング誤差信号生成手段１０と、Ａ／Ｄ変換手段１１と、フィードバック制御手段１２と、補正操作量生成手段１３と、補正動作制御手段１４と、Ｄ／Ａ変換手段１５と、光スポット位置補正手段１６とを備え、さらに、フィードフォワード制御系として、補正トラッキング誤差信号生成手段２０と、記憶制御手段２１と、記憶手段２２と、フィードフォワード制御手段２３と、トラッキング誤差補正信号生成手段２４とを備える構成とした。
【００３９】
ここで、フィードバック制御系は、光ディスクの回転に伴う周期的なトラック位置と光スポット位置との誤差を補正するように作用し、また、フィードフォワード制御系は、光ディスクの回転の周波数が高くなることで、フィードバック制御系では取りきれない、光ディスクの偏心や外部からの振動等の外乱による誤差を補正するように作用するものである。
【００４０】
まず、フィードバック制御系の構成について説明する。
トラッキング誤差信号生成手段１０は、現在のトラック位置と、光スポット位置補正手段１６から出力される補正された光スポット位置との差分（誤差）を検出し、その差分量（誤差量）をトラッキング誤差信号として生成するものである。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換手段１１は、トラッキング誤差信号生成手段１０で生成されたアナログ信号であるトラッキング誤差信号をデジタル信号に変換するものである。例えば、Ａ／Ｄ変換手段１１は、時間間隔Ｔｓでサンプリングするサンプラである。このデジタル信号化されたトラッキング誤差信号（ｅｔ（ｋ））は、フィードバック制御手段１２及び補正トラッキング誤差信号生成手段２０に出力される。
【００４２】
フィードバック制御手段（Ｃ（ｚ−１））１２は、一般的なロバスト制御器であるが、古典的な位相進み、遅れによる制御器でもよく、位相の遅れを補正したり、共振周波数が大きくならないように作用する伝達関数Ｃ（ｓ）として動作し、トラッキング誤差信号（ｅｔ（ｋ））から光スポット位置を補正する第一操作量（ｕｔ（ｋ））を生成するものである。なお、ここでは、デジタル信号を扱うため伝達関数Ｃ（ｓ）は、離散時間表現であるＣ（ｚ−１）で表す。この第一操作量（ｕｔ（ｋ））は、光ディスクの回転に伴う周期的なトラック位置と光スポット位置との誤差を補正するための操作量となる。
【００４３】
補正操作量生成手段１３は、フィードバック制御手段１２で生成される光ディスクの回転に伴う周期的なトラック位置と光スポット位置との誤差を補正する第一操作量（ｕｔ（ｋ））と、後記するフィードフォワード制御手段２３で生成される光ディスクの偏心や外部からの振動等の外乱による誤差を補正する第二操作量（ｕｆ（ｋ））とを加算するものである。ここで生成された補正操作量（ｕ（ｋ））は、補正動作制御手段１４へ出力される。
【００４４】
補正動作制御手段１４は、外部から入力されるトラックジャンプの開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号を検出して、光スポット位置補正手段１６の光スポット位置の補正を行う動作を制御するものである。
【００４５】
ここでは、補正動作制御手段１４は、外部からトラックジャンプの開始を示すトラックジャンプ制御信号（トラックジャンプ開始信号）を検出したとき、Ｄ／Ａ変換手段１５への出力を停止することで、光スポット位置補正手段１６の光スポット位置の補正を行う動作を停止させる。また、補正動作制御手段１４は、外部からトラックジャンプ終了を示すトラックジャンプ制御信号（トラックジャンプ終了信号）を検出したとき、Ｄ／Ａ変換手段１５への出力を再開することで、光スポット位置補正手段１６の光スポット位置の補正を行う動作を再開させる。
【００４６】
Ｄ／Ａ変換手段１５は、補正操作量生成手段１３で生成され、補正動作制御手段１４で出力を制御された補正操作量（ｕ（ｋ））を、アナログ信号に変換するものである。例えば、Ｄ／Ａ変換手段１５は、入力信号をサンプリング周期時間Ｔｓの間で区分的に線形にすることでアナログ信号を生成するゼロ次ホールド（ＺＯＨ）である。このアナログ信号化された補正操作量は、光スポット位置補正手段１６へ出力される。
【００４７】
光スポット位置補正手段（Ｐ（ｓ））１６は、Ｄ／Ａ変換手段１５でアナログ信号に変換された補正操作量に基づいて、光スポット位置を補正するものである。ここでは、光スポット位置補正手段（Ｐ（ｓ））１６は、アクチュエータの電流駆動のボイスコイルモータであり、アクチュエータの伝達関数Ｐ（ｓ）として動作するものとする。ここで生成された光スポット位置が、トラッキング誤差信号生成手段１０に入力されることで、フィードバック制御系が形成される。
【００４８】
次に、フィードフォワード制御系の構成について説明する。
補正トラッキング誤差信号生成手段２０は、トラッキング誤差信号生成手段１０で生成され、Ａ／Ｄ変換手段１１でデジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号（ｅｔ（ｋ））と、後記するトラッキング誤差補正信号生成手段２４で生成される光ディスクの１回転周期前のトラッキング誤差補正信号とを加算するものである。ここで生成された補正トラッキング誤差信号は、記憶制御手段２１を介して記憶手段２２に記憶される。
【００４９】
記憶制御手段２１は、補正トラッキング誤差信号生成手段２０で生成される、光ディスクの少なくとも１回転周期に相当する時間の補正トラッキング誤差信号を記憶手段２２に時系列に書き込むとともに、すでに記憶されている補正トラッキング誤差信号を記憶手段２２から読み出して、フィードフォワード制御手段２３へ出力するものである。
【００５０】
また、この記憶制御手段２１は、外部から入力されるトラックジャンプの開始又は終了を示すトラックジャンプ制御信号を検出し、そのトラックジャンプ制御信号に基づいて、記憶手段２２への書き込みを制御するものでもある。
すなわち、この記憶制御手段２１では、外部からトラックジャンプの開始を示すトラックジャンプ開始信号を検出したとき、記憶手段２２への補正トラッキング誤差信号の書き込みを停止し、外部からトラックジャンプの終了を示すトラックジャンプ終了信号を検出したとき、記憶手段２２への補正トラッキング誤差信号の書き込みを再開する。
【００５１】
記憶手段２２は、一般的なメモリ等で構成され、補正トラッキング誤差信号生成手段２０で生成される、光ディスクの少なくとも１回転周期に相当する時間の補正トラッキング誤差信号を時系列に記憶しておくものである。そして、最初に記憶された補正トラッキング誤差信号を最初に出力する、いわゆるＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔ）として機能する。なお、この記憶手段２２は、記憶制御手段２１を介して読み書きされる。
【００５２】
フィードフォワード制御手段（Ｇｆｆ（ｚ−１））２３は、零位相誤差トラッキング（Ｚｅｒｏ　Ｐｈａｓｅ　Ｅｒｒｏｒ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ：ＺＰＥＴ）制御を適用した前置補償器であり、記憶手段２２に記憶されている補正トラッキング誤差信号に基づいて、光スポット位置を補正する第二操作量（ｕｆ（ｋ））を生成するものである。ここで生成された第二操作量（ｕｆ（ｋ））は、トラッキング誤差補正信号生成手段２４及び補正操作量生成手段１３に出力される。この第二操作量（ｕｆ（ｋ））は、フィードバック制御系では取りきれない、光ディスクの偏心や外部からの振動等の外乱による誤差を補正するための操作量となる。
【００５３】
ここで、図２を参照して、このフィードフォワード制御手段２３の伝達関数Ｇｆｆ（ｚ−１）について説明する。図２は、フィードバック制御系にフィードフォワード制御を適用した一般的な制御システム３の構成を示した構成図である。この制御システム３は、フィードバックコントローラＦＢと、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣと、制御対象ＴＡと、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣと、減算器ＤＥとを含んだ閉ループシステムＣＬと、フィードフォワードコントローラＦＦとで構成されている。
【００５４】
ここで、閉ループシステムＣＬへの入力をｒ（ｋ）、出力をｘ（ｋ）としたとき、ｒ（ｋ）からｘ（ｋ）への伝達関数Ｇｃｌｏｓｅｄ（ｚ−１）は、（５）式で表され、出力ｘ（ｋ）は（６）式で表すことができる。また、フィードフォワードコントローラＦＦの入力をｘｒｅｆ（ｋ）としたとき、その出力ｒ（ｋ）は、（７）式で表すことができる。
【００５５】
【数５】
2004095124.tif 000007
【００５６】
【数６】
2004095124.tif 000008
【００５７】
【数７】
2004095124.tif 000009
この（６）式及び（７）式により（８）式が算出され、ｘ（ｋ）とｘｒｅｆ（ｋ）を一致させるには、（９）式を満たせばよいことになる。つまり、伝達関数Ｇｆｆ（ｚ−１）は（１０）式で表現することができる。
【００５８】
【数８】
2004095124.tif 000010
【００５９】
【数９】
2004095124.tif 000011
【００６０】
【数１０】
2004095124.tif 000012
【００６１】
なお、零位相誤差トラッキング（ＺＰＥＴ）法では、Ｂｃ（ｚ−１）を（１１）式に示すように、不安定零点（Ｂ−ｃ（ｚ−１））及び安定零点（Ｂ＋ｃ（ｚ−１））に分解することで、伝達関数Ｇｆｆ（ｚ−１）を（１２）式としている。
【００６２】
【数１１】
2004095124.tif 000013
【００６３】
【数１２】
2004095124.tif 000014
【００６４】
図１に戻って説明を続ける。
フィードフォワード制御手段２３は、前記（１２）式の伝達関数Ｇｆｆ（ｚ−１）を持つが、この伝達関数はｚｄを分子に含んでいる。すなわち、ある時間軸上のｋ時点における出力がｋ＋ｄ時点の入力に依存することとなる。そこで、このフィードフォワード制御手段２３では、フィードバック制御手段１２の伝達関数Ｃ（ｓ）を（１３）式、光スポット位置補正手段１６の伝達関数Ｐ（ｓ）を（１４）式とすることで、予測サンプリング数を２とし、２サンプリング未来のトラッキング誤差信号である記憶手段２２に記憶されている補正トラッキング誤差信号（ｅｔ´（ｋ＋２））に基づいて第二操作量（ｕｆ（ｋ））の予測を行う。
【００６５】
【数１３】
2004095124.tif 000015
【００６６】
【数１４】
2004095124.tif 000016
【００６７】
なお、この予測サンプリング数は、コントローラやモデルの次数、前置補償器の設計方法によっても変わり、例えば、ＺＰＥＴを安定極ゼロ相殺法に変えた場合は１となる。
【００６８】
トラッキング誤差補正信号生成手段２４は、フィードフォワード制御手段２３で生成された光スポット位置の実操作量に、Ｐ（ｚ−１）／（１＋Ｃ（ｚ−１）Ｐ（ｚ−１））の演算を行うことで、トラッキング誤差信号を補正するためのトラッキング誤差補正信号を生成する。ここで生成されたトラッキング誤差補正信号が、補正トラッキング誤差信号生成手段２０に入力されることで、フィードフォワード制御系が生成される。
【００６９】
なお、トラッキング制御装置１は、従来のトラッキング制御装置１Ｂ（図８）において、フィードフォワード制御系におけるフィードフォワード制御手段２３の出力（前置補償信号）をフィードバック制御系におけるフィードバック制御手段１２の後段に挿入（挿入点の移動）する構成としている。ここで、目標トラック位置をｘｒｅｆ、光スポット位置をｘＺＰＥＴ、トラッキング誤差信号をｅｔ、前置補償信号（第二操作量）をｕｆとすると、前記（１）式及び（２）式は、（１５）式及び（１６）式で表される。
【００７０】
【数１５】
2004095124.tif 000017
【００７１】
【数１６】
2004095124.tif 000018
【００７２】
この（１６）式を変形することで（１７）式を得る。
【００７３】
【数１７】
2004095124.tif 000019
【００７４】
トラッキング制御装置１の構成は、この（１７）式を実現するための構成となっている。
【００７５】
以上、一実施形態に基づいて、トラッキング制御装置１の構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、従来のトラッキング制御装置１Ｂに記憶制御手段を付加した構成であっても構わない。
また、トラッキング制御装置１は、コンピュータにおいて各手段を各機能プログラムとして実現することも可能であり、各機能プログラムを結合してトラッキング制御プログラムとして動作させることも可能である。
【００７６】
［トラックジャンプ動作におけるメモリの書き込み及び読み出しについて］
ここで、図３及び図４を参照（適宜図１参照）して、トラックジャンプ動作時における記憶手段（メモリ）２２に書き込まれる補正トラッキング誤差信号の書き込み及び読み出しのタイミングについて説明する。
【００７７】
図３は、記憶手段２２に書き込まれる補正トラッキング誤差信号の書き込みタイミングを示すタイミングチャートである。図４は、記憶手段２２から読み込まれる補正トラッキング誤差信号の読み込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【００７８】
一般に、光ディスクを回転させる回転駆動部（図示せず）には、エンコーダが取り付けられており、そのエンコーダから光ディスクの回転に伴い２種類のパルスが出力される。１つは、光ディスクの１回転毎に１つ出力されるＺパルス（Ｚｐｕｌｓｅ）、もう１つは、光ディスクの１回転に数百から数千出力されるＡパルス（Ａ　ｐｕｌｓｅ）である。なお、ここでは、Ａパルスを光ディスク１回転につき４００パルス、光ディスクの回転数を２０Ｈｚ（１２００ｒｐｍ）とし、トラッキング制御装置１内のサンプリング周波数を３０ｋＨｚとする。
【００７９】
図３に示すように、トラッキング制御装置１は、Ｚパルスで割り込みをかけ、トラッキング制御装置１内部の同期信号発生手段（図示せず）で発生させるサンプリングパルスに同期して、トラッキング誤差信号をＡ／Ｄ変換手段１１でデジタル信号に変換し、補正トラッキング誤差信号生成手段２０で補正された補正トラッキング誤差信号を、記憶手段２２に時系列（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，…）で記憶している。
【００８０】
なお、トラッキング制御装置１では、Ｚパルスで割り込み処理を開始するため、１番目のＡパルス（Ａ１）における立ち上がりは、サンプリングパルスの立ち上がりと一致する。しかし、その他のＡパルス（Ａ１以外）及びサンプリングパルスは、サンプリングパルスの周波数や、サンプリングパルスの変動等により、必ずしも立ち上がりは一致しない。
【００８１】
ここで、記憶制御手段２１が、外部からトラックジャンプの開始を示すトラックジャンプ開始信号を検出したとき、記憶手段２２への補正トラッキング誤差信号の書き込みを停止する。すなわち、記憶手段２２内には、光ディスクの１回転周期分の補正トラッキング誤差信号が保持されることになる。
【００８２】
次に、図４に示すように、記憶制御手段２１が、トラックジャンプの終了を示すトラックジャンプ終了信号をＴ１のタイミングで検出した場合を考える。このとき、記憶制御手段２１では、光ディスクの回転位置は、「１番目のＡパルスの位置（Ａ１）」ということしか判断することができない。このため、記憶手段２２に記憶されている補正トラッキング誤差信号（Ｍ１乃至Ｍ３）のどれがトラックジャンプ前の「１番目のＡパルスの位置（Ａ１）」に相当する補正トラッキング誤差信号であるかを決定することができない。
【００８３】
そこで、例えば、「１番目のＡパルスの位置（Ａ１）」には補正トラッキング誤差信号Ｍ１、「２番目のＡパルスの位置（Ａ２）」には補正トラッキング誤差信号Ｍ４というように、予めＡパルス毎に参照すべき記憶手段２２内の補正トラッキング誤差信号の番号を決めておく。しかし、この場合、図４では、Ｔ１でトラックジャンプが終了した場合、補正トラッキング誤差信号Ｍ４を参照しなければいけないところを、補正トラッキング誤差信号Ｍ１を参照してしまう。
【００８４】
この問題を回避するため、ここでは、Ｔ２のタイミングでトラックジャンプが終了した場合であっても、次のＡパルス（Ａ２）が来るまで記憶制御手段２１における制御開始を待つこととする。そして、Ａ２のタイミングで、予め対応付けられている「２番目のＡパルスの位置（Ａ２）」と補正トラッキング誤差信号Ｍ４とにより制御が再開され、参照すべき補正トラッキング誤差信号のずれを防ぐことができる。
【００８５】
（トラッキング制御装置の動作）
次に、図１及び図５を参照して、光ディスク記録・再生装置におけるトラッキング制御装置１の動作について説明する。図５は、トラッキング制御装置１の動作を示すフローチャートである。
【００８６】
［第一操作量生成ステップ］
トラッキング制御装置１は、トラッキング誤差信号生成手段１０によって、トラック位置と光スポット位置との差分を検出して、その差分量（誤差量）をトラッキング誤差信号として生成し（ステップＳ１）、Ａ／Ｄ変換手段１１によって、そのトラッキング誤差信号をデジタル信号に変換する。
【００８７】
このデジタル信号化されたトラッキング誤差信号を、フィードバック制御手段１２によって、伝達関数Ｃ（ｚ−１）による演算を行い、第一操作量（ｕｔ（ｋ））を生成する（ステップＳ２）。
【００８８】
［第二操作量生成ステップ］
また、トラッキング制御装置１は、記憶手段２２に記憶されている光ディスクの１回転周期前の補正トラッキング誤差信号を読み出して、フィードフォワード制御手段２３によって、伝達関数Ｇｆｆ（ｚ−１）による演算を行い、第二操作量（ｕｆ（ｋ））を生成する（ステップＳ３）。
【００８９】
［光スポット位置補正ステップ］
そして、トラッキング制御装置１は、フィードバック制御手段１２によって、ステップＳ２で生成された第一操作量と、フィードフォワード制御手段２３によって、ステップＳ３で生成された第二操作量とを加算して補正操作量（ｕ（ｋ））を生成する（ステップＳ４）。そして、トラッキング制御装置１は、Ｄ／Ａ変換手段１５によって、ステップＳ４で生成された補正操作量（ｕ（ｋ））をアナログ信号に変換した後に、光スポット位置補正手段１６によって、アナログ信号化された補正操作量分だけ、光スポット位置を補正する（ステップＳ５）。
【００９０】
［補正トラッキング誤差信号記憶ステップ］
さらに、トラッキング制御装置１は、ステップＳ１で生成されたトラッキング誤差信号と、トラッキング誤差補正信号生成手段２４で生成されたトラッキング誤差補正信号とを加算し、補正トラッキング誤差信号として、記憶手段（メモリ）２２に記憶する（ステップＳ６）。ここで記憶された補正トラッキング誤差信号は、光ディスクの１回転周期後にステップＳ３で読み出される。
【００９１】
以上説明したように、第一操作量生成ステップ、第二操作量生成ステップ、光スポット位置補正ステップ及び補正トラッキング誤差信号記憶ステップを連続して動作させることで、トラッキング制御装置１は、光スポット位置を速やかにトラック位置に追従させることができる。
【００９２】
（トラッキング制御装置のトラックジャンプ制御動作）
次に、図１及び図６を参照して、光ディスク記録・再生装置におけるトラッキング制御装置１のトラックジャンプ制御動作について説明する。図６は、トラッキングサーボをオフにしてリニアモータによって目標トラック位置近傍まで光ヘッドのピックアップ（光ピックアップ）を移動する粗動作（トラックジャンプ）におけるトラッキング制御装置１の制御動作を示すフローチャートである。
【００９３】
［トラッキング制御停止ステップ］
トラッキング制御装置１は、外部からトラックジャンプの開始を示すトラックジャンプ開始信号が入力されると（ステップＳ２０）、補正動作制御手段１４によって、そのトラックジャンプ開始信号を検出し、光スポット位置の補正を行う動作を停止する（ステップＳ２１）。ここでは、Ｄ／Ａ変換手段１５への出力を停止することで、光スポット位置補正手段１６の光スポット位置の補正を行う動作を停止させ、トラッキングアクチュエータの動作を停止させる。
【００９４】
さらに、トラッキング制御装置１は、トラックジャンプ開始信号に基づいて、記憶制御手段２１が、記憶手段２２への補正トラッキング誤差信号の書き込み（更新）を停止する（ステップＳ２２）。
この、光スポット位置の補正及び補正トラッキング誤差信号の更新を停止している間に、光ピックアップの駆動部（図示せず）が光ピックアップを所望のトラック位置に移動（トラックジャンプ）させる（ステップＳ２３）。
【００９５】
［トラッキング制御開始ステップ］
そして、トラックジャンプ終了後、トラッキング制御装置１は、前記した光ピックアップの駆動部（図示せず）から、トラックジャンプの終了を示すトラックジャンプ終了信号が入力されると（ステップＳ２４）、補正動作制御手段１４によって、そのトラックジャンプ終了信号を検出し、光スポット位置の補正を行う動作を再開する（ステップＳ２５）。ここでは、Ｄ／Ａ変換手段１５への出力を再開することで、光スポット位置補正手段１６の光スポット位置の補正を行う動作を再開し、トラッキングアクチュエータを動作させる。
【００９６】
さらに、トラッキング制御装置１は、トラックジャンプ終了信号に基づいて、記憶制御手段２１が、記憶手段２２への補正トラッキング誤差信号の書き込み（更新）を再開する（ステップＳ２６）。
【００９７】
以上の動作によって、トラッキング制御装置１は、トラックジャンプ動作中に光スポット位置の補正及び補正トラッキング誤差信号の更新を停止することで、記憶手段２２への不要な書き込みを防止し、フィードフォワード制御手段２３がトラックジャンプ終了後、すぐに記憶手段２２に書き込まれている補正トラッキング誤差信号を参照して、光スポット位置を補正する操作量［第二操作量（ｕｆ（ｋ））］を生成することが可能になる。
【００９８】
なお、ステップＳ２１及びステップＳ２２はトラックジャンプ開始信号に基づいて、並列動作させることも可能である。また、ステップＳ２５及びステップＳ２６もトラックジャンプ終了信号に基づいて並列動作させることが可能である。また、図４で説明した補正トラッキング誤差信号のずれを防ぐには、ステップ２４において、トラックジャンプ終了信号が入力されてから次のエンコーダパルス（Ａパルス）が入力されるまで待機するものとする。
【００９９】
（トラックジャンプ制御動作の評価）
次に、図７を参照して、本発明におけるトラックジャンプ制御方法の評価結果を説明する。図７（ａ）は、従来のトラッキング制御装置１Ｂ（図８）において本発明のトラックジャンプ制御方法を用いないトラッキング応答を示したグラフ図である。図７（ｂ）は、トラッキング制御装置１（図１）において本発明のトラックジャンプ制御方法を用いたトラッキング応答を示したグラフ図である。ここでは、光ディスクの回転数を１０００［ｒｐｍ］、トラッキング誤差の許容範囲を±０．１［μｍ］とする。
【０１００】
図７（ａ）に示すように、本発明のトラックジャンプ制御方法を用いずにトラッキング制御を行った場合、光ディスクの１周期目は記憶手段２２（図１）に書き込まれている補正トラッキング誤差信号（ｅｔ´（ｋ＋２））を参照することができず、その値を零としている。このため、トラックジャンプを終了した時点（図中トラックジャンプポイント）から、トラッキング誤差信号（ｅｔ（ｋ））が大きく振れていることが分かる。
【０１０１】
それに対して、本発明のトラックジャンプ制御方法を用いてトラッキング制御を行った場合、光ディスクの１周期目から記憶手段２２（図１）に書き込まれている補正トラッキング誤差信号（ｅｔ´（ｋ＋２））を参照することができるため、トラックジャンプを終了した時点（図中トラックジャンプポイント）から、トラッキング誤差信号（ｅｔ（ｋ））が安定していることが分かる。
このように、本発明のトラックジャンプ制御方法を用いてトラッキング制御を行った場合、トラックジャンプ終了後、光スポット位置を速やかにトラック位置に追従させることことが可能になる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明に係るトラッキング制御装置及びそのプログラム、並びにトラックジャンプ制御方法では、以下に示す優れた効果を奏する。
【０１０３】
請求項１、請求項３及び請求項４に記載の発明によれば、フィードフォワード制御手段と、フィードバック制御手段とを備えたトラッキング制御装置のように、フィードフォワード手段が逐次記憶手段に記憶される補正トラッキング誤差信号に基づいて、トラッキング誤差を推定する制御系において、トラックジャンプ動作中に、不要な情報が記憶手段に書き込まれることを防止することができる。
【０１０４】
これによって、トラッキング制御装置は、トラックジャンプ終了後、光ディスクの１周期目から、記憶手段に記憶されている補正トラッキング誤差信号を参照して、フィードフォワード制御を再開することができるため、トラックジャンプ終了後であっても、速やかに光スポット位置をトラック位置に追従させることができる。
【０１０５】
請求項２に記載の発明によれば、光ディスクの回転の基準となるエンコーダパルスと、記憶手段に記憶されている補正トラッキング誤差信号とを確実に対応付けることが可能になり、トラックジャンプ終了後でも速やかに光スポット位置を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るトラッキング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】フィードフォワード制御手段の伝達関数を説明するためのフィードバック制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】記憶手段に書き込まれる補正トラッキング誤差信号の書き込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】記憶手段から読み込まれる補正トラッキング誤差信号の読み込みタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】トラッキング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係るトラックジャンプ制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明のトラックジャンプ制御動作の評価結果を示すグラフ図である。
【図８】従来のトラッキング制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１Ｂ……トラッキング制御装置
１０……トラッキング誤差信号生成手段
１１……Ａ／Ｄ変換手段
１２……フィードバック制御手段
１３……補正操作量生成手段
１４……補正動作制御手段
１５……Ｄ／Ａ変換手段
１６……光スポット位置補正手段
２０……補正トラッキング誤差信号生成手段
２１……記憶制御手段
２２……記憶手段
２３……フィードフォワード制御手段
２４……トラッキング誤差補正信号生成手段
【図１】
2004095124.tif 000020
【図２】
2004095124.tif 000021
【図３】
2004095124.tif 000022
【図４】
2004095124.tif 000023
【図５】
2004095124.tif 000024
【図６】
2004095124.tif 000025
【図７】
2004095124.tif 000026
【図８】
2004095124.tif 000027