(57)【要約】      （修正有）【課題】引き込み時間を短くでき、アクセス性能が向上したディスク装置及びそれに用いる制御装置を提供する。【解決手段】制御手段１１は、トラッキング誤差信号に基づきアクチュエータを制御する駆動信号５５を生成する。制御手段１１の修正判断手段１７は、トラック引き込み動作開始時点後の光ヘッドの推定位置に基づき、トラック引き込み動作が成功するか失敗するかを判断する。トラック引き込み動作が失敗すると判断されると、減速信号生成手段１８が生成する光ヘッドの速度を減速させる駆動信号を駆動回路に出力して、光ヘッドの速度を減速させる。【選択図】  図４
2004335025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク上に情報を記録再生するとともに、対物レンズを備える光ヘッドと、前記ディスクから検出された信号から、前記ディスクに形成されたトラックに対する前記光ヘッドの位置をトラッキング誤差信号として検出する読み取り手段と、このトラッキング誤差信号に基づき前記アクチュエータを制御する駆動信号を生成する制御手段と、この制御手段が出力する駆動信号により前記光ヘッドを駆動する駆動回路とを有するディスク装置において、
前記制御手段は、
トラック引き込み動作開始時点後の光ヘッドの推定位置に基づき、トラック引き込み動作が成功するか失敗するかを判断する判断手段と、
この判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、光ヘッドの速度を減速させる駆動信号を生成する減速制御手段を備えたことを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載のディスク装置において、
前記制御手段は、
前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態に基づいて、所定時間後にトラック引き込みが完了するようなフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、
前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態と、前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号に基づいて、所定時間後までの光ヘッド位置を推定する位置推定手段と、
前記読み取り手段により検出されたトラッキング誤差信号と、前記位置推定手段が出力する推定位置との差分により駆動信号を生成する制御フィルタと、
この制御フィルタの出力に前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号を加算する加算手段とを備え、
前記減速制御手段は、前記加算手段の出力信号の内、加速側の駆動信号をカットして、光ヘッドを減速させる駆動信号を生成する減速信号生成手段からなり、
前記判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、前記加算手段の出力に代えて、前記減速信号生成手段の出力信号を、駆動回路に出力することを特徴とするディスク装置。
【請求項３】
請求項１記載のディスク装置において、
前記制御手段は、
前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態に基づいて、所定時間後にトラック引き込みが完了するようなフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、
前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態と、前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号に基づいて、所定時間後までの光ヘッド位置を推定する位置推定手段と、
前記読み取り手段により検出されたトラッキング誤差信号と、前記位置推定手段が出力する推定位置との差分により駆動信号を生成する制御フィルタと、
この制御フィルタの出力に前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号を加算する加算手段とを備え、
前記減速制御手段は、前記判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、前記駆動回路の供給される駆動信号が０レベルに近づき、光ヘッドを減速させる駆動信号が生成されるように、前記位置推定手段が出力する推定位置信号を修正する修正手段からなり、
前記制御フィルタは、この修正手段の出力と前記トラッキング誤差信号の差分により、駆動信号を生成することを特徴とするディスク装置。
【請求項４】
ディスクに形成されたトラックに対する光ヘッドの位置を示すトラッキング誤差信号に基づきアクチュエータを制御する駆動信号を生成するとともに、ディスク装置に用いられる制御装置において、
トラック引き込み動作開始時点後の光ヘッドの推定位置に基づき、トラック引き込み動作が成功するか失敗するかを判断する判断手段と、
この判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、光ヘッドの速度を減速させる駆動信号を生成する減速制御手段を備えたことを特徴とするディスク装置に用いられる制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置及びそれに用いる制御装置に係り、特に、光ディスクにおけるトラック引き込み時間を短縮するに好適なディスク装置及びそれに用いる制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＭＯ等）には、螺旋状や同心円状の情報トラックが形成されている。このような光ディスクを回転させながら光学的に情報を記録再生する光ディスク装置では、光ディスクの形状変形に起因した面振れや偏心などのトラックの移動に対して対物レンズにより集光された光スポットを追従させるために、サーボ制御の存在が不可欠である。サーボ制御には、光ヘッドを駆動して光スポットを目標トラックまで移動させるシーク制御と、対物レンズを駆動して光スポットをトラックに高精度に追従させるトラッキング制御とがある。
【０００３】
光スポットを現在追従しているトラックから別の目標トラックに移動させる動作では、シーク制御により目標トラックの近傍まで光スポットを移動させ、目標トラック近傍でトラッキング制御に切り換えて光スポットを目標トラック上に引き込み整定させる。目標トラックに安定に光スポットを引き込むためには、トラッキング制御に切り換える際の光スポットのトラックに対する相対速度を制御することが必要である。
【０００４】
従来、例えば、”林謙二著書「ＣＤ−オーディオからパソコンへ」コロナ社、１９９０年、ｐ５０−５２”に記載のように、トラッキング制御に切り換えた後の光スポットを減速するために、ブレーキ回路を用いるものが知られている。また、例えば、特開平５−１５９３１９号公報の第４頁や第５図に記載のように、光スポットがトラックを横切る時間を求め、その時間が最大となる時間に引き込みを行うものが知られている。
【特許文献１】
特開平５−１５９３１９号公報
【非特許文献１】
林謙二著書「ＣＤ−オーディオからパソコンへ」コロナ社、１９９０年、ｐ５０−５２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、トラックに対する光スポットの位置誤差検出の特性は、１トラックを周期とする正弦波的な変化をする。このため、目標トラックの前後それぞれ１／４トラック以内でしか適切なトラッキング制御ができないという制約がある。
【０００６】
「ＣＤ−オーディオからパソコンへ」に記載のものでは、トラッキング制御に切り換える際の光スポットのトラックに対する相対速度が大きい場合、トラッキング制御に切り換えても光スポットが目標トラックを通り過ぎてしまう場合が考えられる。この場合、その行き過ぎ量が１／４トラックを超えると適切なトラッキング制御が行えず、引き込みに失敗して、引き込み時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
また、特開平５−１５９３１９号公報記載のものでは、トラッキング制御の引き込みを行った場合、光スポットの行き過ぎ量が１／４トラック以内に収まる保証はないため、引き込みを失敗して、引き込み時間が長くなるという問題があった。また、引き込み開始の条件が成立するまでに時間がかかる点からも、引き込み時間が長くなるという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、引き込み時間を短くでき、アクセス性能が向上したディスク装置及びそれに用いる制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ディスク上に情報を記録再生するとともに、対物レンズを備える光ヘッドと、前記ディスクから検出された信号から、前記ディスクに形成されたトラックに対する前記光ヘッドの位置をトラッキング誤差信号として検出する読み取り手段と、このトラッキング誤差信号に基づき前記アクチュエータを制御する駆動信号を生成する制御手段と、この制御手段が出力する駆動信号により前記光ヘッドを駆動する駆動回路とを有するディスク装置において、前記制御手段は、トラック引き込み動作開始時点後の光ヘッドの推定位置に基づき、トラック引き込み動作が成功するか失敗するかを判断する判断手段と、この判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、光ヘッドの速度を減速させる駆動信号を生成する減速制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、トラック引き込み動作が失敗すると判断されると、光ヘッドの速度を減速させることにより、引き込み時間を短くでき、アクセス性能を向上し得るものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態に基づいて、所定時間後にトラック引き込みが完了するようなフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態と、前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号に基づいて、所定時間後までの光ヘッド位置を推定する位置推定手段と、前記読み取り手段により検出されたトラッキング誤差信号と、前記位置推定手段が出力する推定位置との差分により駆動信号を生成する制御フィルタと、この制御フィルタの出力に前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号を加算する加算手段とを備え、前記減速制御手段は、前記加算手段の出力信号の内、加速側の駆動信号をカットして、光ヘッドを減速させる駆動信号を生成する減速信号生成手段からなり、前記判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、前記加算手段の出力に代えて、前記減速信号生成手段の出力信号を、駆動回路に出力するようにしたものである。
【００１１】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態に基づいて、所定時間後にトラック引き込みが完了するようなフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、前記光ヘッドの駆動信号から前記光ヘッドのトラッキング誤差信号までの回路のトラック引き込み動作開始時点の伝達特性の状態と、前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号に基づいて、所定時間後までの光ヘッド位置を推定する位置推定手段と、前記読み取り手段により検出されたトラッキング誤差信号と、前記位置推定手段が出力する推定位置との差分により駆動信号を生成する制御フィルタと、この制御フィルタの出力に前記フィードフォワード信号生成手段が出力するフィードフォワード信号を加算する加算手段とを備え、前記減速制御手段は、前記判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、前記駆動回路の供給される駆動信号が０レベルに近づき、光ヘッドを減速させる駆動信号が生成されるように、前記位置推定手段が出力する推定位置信号を修正する修正手段からなり、前記制御フィルタは、この修正手段の出力と前記トラッキング誤差信号の差分により、駆動信号を生成するようにしたものである。
【００１２】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、ディスクに形成されたトラックに対する光ヘッドの位置を示すトラッキング誤差信号に基づきアクチュエータを制御する駆動信号を生成するとともに、ディスク装置に用いられる制御装置において、トラック引き込み動作開始時点後の光ヘッドの推定位置に基づき、トラック引き込み動作が成功するか失敗するかを判断する判断手段と、この判断手段によりトラック引き込み動作が失敗すると判断されると、光ヘッドの速度を減速させる駆動信号を生成する減速制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、トラック引き込み動作が失敗すると判断されると、光ヘッドの速度を減速させることにより、引き込み時間を短くでき、アクセス性能を向上し得るものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明の一実施形態によるディスク装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるディスク装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるディスク装置の全体構成を示すブロック構成図である。
【００１４】
光ディスク１は、円周方向に図示しないトラックが螺旋状に形成されている。スピンドルモータ（ＳＰＭ）２には、光ディスク１が搭載されており、その上面はチャッキング機構によりスピンドルモータ２の回転軸に固定されている。スピンドルモータ（ＳＰＭ）２は、光ディスク１を回転駆動する。光ヘッド３は、レーザ光を射出する半導体レーザ（図示せず）と、レーザ光を集光する対物レンズ４と、光ディスク１からの反射光を検出する受光素子５と、対物レンズ４をトラッキング方向に移動するアクチュエータ６により駆動される。受光素子５の中には、光ディスク１に記録された情報を検出するセンサと、トラッキング誤差信号を検出するセンサと、フォーカス誤差を検出するセンサなどが備えられている。これらのセンサは、同一のセンサで複数の信号を検出できるものもある。
【００１５】
さらに、本実施形態のディスク装置は、読み取り回路７と、帰還領域検出手段８と、Ａ／Ｄ変換器９と、Ｄ／Ａ変換器１０と、制御手段１１と、駆動回路１２とを備えている。
【００１６】
読み取り回路７は、受光素子１の検出出力に対し所定の信号処理を行って、フォーカシング方向の位置誤差信号であるフォーカシング誤差信号（図示せず），トラッキング方向の位置誤差信号であるトラッキング誤差信号５１，光ディスク１からの反射光量に対応したレベルを有するＲＦ信号５３等を生成する。
【００１７】
ここで、図２を用いて、本実施形態によるディスク装置に用いるトラッキング誤差信号５１の特性の一例について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるディスク装置に用いるトラッキング誤差信号５１の特性の一例の説明図である。
【００１８】
図２の横軸は光スポットとトラックとの距離を表し、縦軸はトラッキング誤差信号５１の値を表している。トラッキング誤差信号５１は、トラック中心とトラック中心間の１／２でゼロとなる。通常のトラッキング制御は、トラック中心を含む負帰還領域で行われる。光スポットが正帰還領域に入ると、トラッキング誤差信号５１の極性が反転することになる。なお、トラッキング誤差信号５１の特性は、図２と正負が反対の特性を持つ場合もある。
【００１９】
次に、図３を用いて、本実施形態によるディスク装置に用いる帰還領域検出手段８の動作について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるディスク装置に用いる帰還領域検出手段８の動作説明図である。
【００２０】
帰還領域検出手段８は、図３（ｂ）に示すＲＦ信号５３を取り込み、図３（ｃ）に示すように、ＲＦ信号５３をエンベロープ検波し、エンベロープ検波信号を基準レベル信号と比較して、図３（ｄ）に示すように、二値化した矩形パルスの帰還領域信号５４として出力する。矩形パルスである帰還領域信号５４の二値は、それぞれ、図３（ａ）に示すトラッキング誤差信号５１の正帰還領域と負帰還領域に対応している。
【００２１】
図１の制御手段１１は、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）９でディジタル化したトラッキング誤差信号５２と帰還領域信号５４とを取り込み、ディジタル信号の駆動信号５５を出力する。ディジタル信号の駆動信号５５は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１０でアナログ信号に変換され、駆動回路１２に入力される。駆動回路１２は、駆動信号５５に基づいて、アクチュエータ６を制御して、対物レンズ４の位置を駆動して、光スポットを光ディスク１の目標トラック上に引き込み整定させる。
【００２２】
次に、図４〜図１０を用いて、本実施形態によるディスク装置に用いる制御手段１１の構成及び動作について説明する。
最初に、図４を用いて、制御手段１１の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるディスク装置に用いる制御手段１１の構成を示すブロック図である。
【００２３】
制御手段１１は、制御フィルタ１２と、引き込み判断手段１３と、状態推定手段１４と、フィードフォワード（ＦＦ）信号生成手段１５と、位置推定手段１６と、修正判断手段１７と、減速信号生成手段１８と、減算手段１９と、加算手段２０と、切り換え手段２１，２２とを備えている。それぞれの信号線には、推定状態信号６１，ＦＦ信号６２，推定位置信号６３，フィルタ出力信号６４，引き込み開始判断信号６５，修正判断信号６６が流れる。なお、制御手段１１は、ディジタル回路で構成される。
【００２４】
制御フィルタ１２では、トラッキング誤差信号５２と推定位置信号６３の差を取り込み、ラグリードフィルタ等のフィルタ処理を行い、フィルタ出力６４を出力する。推定位置信号６３が制御フィルタ１２に入力されていない状態では、制御フィルタ１２は、トラッキング誤差信号５２が０となるように、トラッキング誤差信号５２と０レベルの基準値の差分が０となるとような誤差信号を出力して、駆動回路１２に出力してアクチュエータ６を制御する。このとき、制御フィルタ１２は、誤差信号の位相やゲインを調整する進み制御や遅れ制御を実行する。推定位置信号６３は、図１０を用いて後述するが、光スポットを光ディスク１の目標トラック上に引き込む時間を短縮するための信号であり、引き込み時間を短縮する際、トラッキング誤差信号５２が取るべき理想的な軌跡に相当する信号である。したがって、制御フィルタ１２は、トラッキング誤差信号５２と推定位置信号６３の差が０となるような誤差信号を出力して、駆動回路１２に出力してアクチュエータ６を制御することにより、引き込み時間を短縮できる。
【００２５】
引き込み判断手段１３は、図示しない上位ホストからの信号Ｈと、トラッキング誤差信号５２と、帰還領域信号５４とを取り込み、トラック引き込み動作の開始を判断して、引き込み開始判断信号６５を出力する。
【００２６】
ここで、図５を用いて、引き込み判断手段１３の動作について説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の引き込み判断手段１３の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップｓ１００において、引き込み判断手段１３は、上位ホストからの信号Ｈを取り込み、引き込み開始を要求されたかどうかを判断する。例えば、信号Ｈを「０」と「１」を取る二値の信号として、信号Ｈを１にすると引き込み開始を要求することにする。上位ホスト側では、トラッキング制御が外れた状態からトラッキング制御に復帰したい場合に信号Ｈを「１」にして、引き込み開始を要求する。トラッキング制御が外れた状態からトラッキング制御に復帰する例としては、シーク動作やディフェクト処理などがある。
【００２８】
引き込み開始を要求された場合は、ステップｓ１０１において、引き込み判断手段１３は、図３（ｄ）に示した帰還領域信号５４に基づき、光スポットが負帰還領域に入っているかどうかを判断する。
【００２９】
そして、光スポットが負帰還領域に入っている場合は、ステップｓ１０２において、引き込み判断手段１３は、トラッキング誤差信号５２が所定範囲内に入っているかどうかを判断する。
【００３０】
次に、トラッキング誤差信号５２が所定範囲内に入っている場合は、ステップｓ１０３において、引き込み判断手段１３は、引き込み開始を指示する。例えば、引き込み開始判断信号６５を「０」と「１」を取る二値の信号として、引き込み開始判断信号６５を「１」にすると引き込み開始を指示することにする。引き込み開始判断信号６５は、切り換え手段２２に入力される。
【００３１】
切り換え手段２２は、引き込み開始判断信号６５に基づき、駆動信号５５として流す信号を選択する。引き込み開始判断信号６５が引き込み開始を指示する場合は、引き込みを行う駆動信号が流れるようにする。図４では、接点２２ａ側には信号Ｓが繋がり、接点２２ｂ側には切り換え手段２１の出力が繋がる。信号Ｓには、引き込み開始前の駆動信号が流れる。引き込み開始前の駆動信号の例としては、シーク制御手段（図示しない）で生成されたシーク駆動信号やディフェクト処理手段（図示しない）で生成された駆動信号などがある。切り換え手段２１の出力には、引き込みを行う駆動信号が流れる。そこで、引き込み開始判断信号６５が「０」の場合は接点２２ａ側の信号線を選択し、引き込み開始判断信号６５が「１」の場合は接点２２ａ側の信号線を選択する。
【００３２】
次に、図６及び図７を用いて、状態推定手段１４の動作について説明する。
図６は、本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の状態推定手段１４にて用いる駆動信号５５からトラッキング誤差信号５２までのブロック線図である。図７は、本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の状態推定手段１４にて用いる以下の式（２）及び式（３）のブロック線図である。
【００３３】
状態推定手段１４は、アクチュエータの駆動信号５５から光ヘッドの位置信号（トラッキング誤差信号５２）までの引き込み開始時点での伝達特性の状態（位置，速度，加速度）を推定する。
【００３４】
図１に示した構成において、駆動信号５５からトラッキング誤差信号５２まで，すなわち、ＤＡＣ１０，駆動回路１２，光ヘッド３，読み取り回路，ＡＤＣ９を含む回路の伝達特性は、図６のブロック線図で示すことができる。
【００３５】
図６において、ｕは駆動信号５５であり、ＴＥＳはトラッキング誤差信号５２であり、ω１はアクチュエータの共振角周波数であり、ζ１はアクチュエータの減衰比であり、Ｌ１は演算遅れ時間などを含めた等価遅れ時間であり、ωＡＡＦはエリアシングを防ぐためのローパスフィルタのカットオフ角周波数であり、ｘ１はローパスフィルタの状態信号であり、ｘ２はアクチュエータの位置信号であり、ｘ３はアクチュエータの速度信号であり、ｘ４は等価遅れ要素の状態信号であり、Ｋ１はＤ／Ａ変換器ゲインなどを含めた入力ゲインであり、Ｋ２はＡ／Ｄ変換器ゲインなどを含めた出力ゲインであり、ｓはラプラス演算子である。
【００３６】
図６のブロック線図を状態方程式で表現すると、以下の式（１）、
【００３７】
【数１】
2004335025.tif 000003
となる。
【００３８】
状態推定手段１４は、式（１）に基づき、駆動信号５５からトラッキング誤差信号５２までの伝達特性の引き込み開始時点の状態（位置，速度，加速度）を推定し、推定状態信号６１を出力する。
【００３９】
以下、状態推定方法の一例を示す。数１において、微分を差分に置き換えて、式変形を行うと、以下の式（２），式（３）が得られる。
【００４０】
【数２】
2004335025.tif 000004
【００４１】
【数３】
2004335025.tif 000005
ここで、Ｔｓはサンプリング周期であり、引き込み開始時刻を０としている。
【００４２】
図７は、式（２），式（３）のブロック線図を示している。ここで、１／ｚは遅れ演算子である。３サンプル前までのトラッキング誤差信号５２と駆動信号５５とに基づき、引き込み開始時点のｘ１〜ｘ４（図６に示したｘ１〜ｘ４の値）を計算することができる。引き込み開始時点のｘ１〜ｘ４を計算する方法としては、式（１）に基づきオブザーバを構成することも可能である。推定された引き込み開始時点のｘ１〜ｘ４は、推定状態信号６１として、ＦＦ信号生成手段１５と位置推定手段１６とに入力される。
【００４３】
図４のＦＦ信号生成手段１５は、状態推定手段１４により推定したトラック引き込み開始時点の伝達特性の状態（推定状態信号６１）に基づいて、所定時間Ｔ後にトラッキング誤差信号５２が０となる（トラック引き込みが完了する）ようなフィードフォワード信号（ＦＦ信号）６２を出力する。
【００４４】
以下、ＦＦ信号６２の生成方法について説明する。式（１）を離散化すると、以下の式（４）が得られる。
【００４５】
【数４】
2004335025.tif 000006
ここで、ｋはサンプリング時刻であり、離散化するサンプリング周期Ｔｆは任意に選択できる。
【００４６】
次に、状態推定手段１４で推定した引き込み開始時点の状態をｘ［０］とし、Ｎステップ先の状態をｘ［Ｎ］とする。式（４）より、Ｎステップ先の状態ｘ［Ｎ］は、以下の式（５）となる。
【００４７】
【数５】
2004335025.tif 000007
ここで、ｘ［０］をＮステップ先で状態ｘ［Ｎ］へ到達させる入力Ｕのうち、式（６）を最小にするものは、式（７）となる。なお、Ｑは任意に設定可能な正定な重み行列であり、単位行列などにすればよいものである。
【００４８】
【数６】
2004335025.tif 000008
【００４９】
【数７】
2004335025.tif 000009
ここで、ｕｘ１Ｎ〜ｕｘ４Ｎとｕｘ１０〜ｕｘ４０は、それぞれＮ×１の列ベクトルである。
【００５０】
式（７）より、状態推定手段１４で推定した引き込み開始時点の状態ｘ［０］とＮステップ先の状態ｘ［Ｎ］との関数として、ｘ［０］をＮステップ先でｘ［Ｎ］に到達させる入力Ｕを求めることができる。例えば、ｘ［Ｎ］として０を指定すれば、引き込み開始時の状態ｘ［０］の要素をＮステップ先で０にする入力Ｕが求まる。なお、入力Ｕは、数５に示すように、引き込み開始時刻からＮステップ先までのＮ個の要素が一度に計算される。
【００５１】
位置推定手段１６へは、計算されたＮ個全ての入力ＵをＦＦ信号６２として出力する。加算手段２０へは、引き込み開始時刻からサンプリング周期Ｔｆ毎にｕ［０］からｕ［Ｎ−１］を出力する。なお、ｕｘ１Ｎ〜ｕｘ４Ｎとｕｘ１０〜ｕｘ４０は、実時間で演算することもできるし，それぞれ予め計算しておき、テーブルとして記憶しておくことも可能である。
【００５２】
図４の位置推定手段１６は、状態推定手段１４により推定したトラック引き込み開始時点の伝達特性の状態（推定状態信号６１）と、ＦＦ信号生成手段１５により求められた，所定時間Ｔ後にトラッキング誤差信号５２が０となる（トラック引き込みが完了する）ようなＦＦ信号６２とにより、所定時間先までの光ヘッドの位置をトラッキング誤差信号の軌跡として推定し、位置推定信号６３として出力する。
【００５３】
位置推定手段１６は、状態推定手段１４で推定した引き込み開始時点の状態ｘ［０］を初期状態とした式（４）に対して、ＦＦ信号６２の要素ｕ［０］からｕ［Ｎ−１］を逐次的に与えることで、ＴＥＳ［０］からＴＥＳ［Ｎ−１］までの推定位置信号６３を計算する。また、ＴＥＳ［０］からＴＥＳ［Ｎ−１］までの推定位置信号６３は、式（４）と式（７）を用いると、以下の、式（８）として表現することもできる。
【００５４】
【数８】
2004335025.tif 000010
ここで、ｙｘ１Ｎ〜ｙｘ４Ｎとｙｘ１０〜ｙｘ４０は、それぞれＮ×１の列ベクトルである。
【００５５】
式（８）より、状態推定手段１４で推定した引き込み開始時点の状態ｘ［０］とＮステップ先の状態ｘ［Ｎ］との関数として、Ｎステップ先までの推定位置信号６３を求めることができる。このＮステップ先までの推定位置信号６３の軌跡は、ＦＦ信号６２に基づく引き込み動作が実施された場合のトラッキング誤差信号５２の軌跡を推定したものに相当する。
【００５６】
修正判断手段１７へは、計算されたＮ個全ての推定位置信号６３が出力される。減算手段１９へは、引き込み開始時刻からトラッキング誤差信号５２のサンプリング周期毎に、そのサンプリング周期に対応した推定位置信号６３を出力する。なお、ｙｘ１Ｎ〜ｙｘ４Ｎとｙｘ１０〜ｙｘ４０は、実時間で演算することもできるし，それぞれ予め計算しておき、テーブルとして記憶しておくことも可能である。
【００５７】
ここで、図８及び図９を用いて、位置推定手段１６が出力する推定位置信号について説明する。
図８及び図９は、本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の位置推定手段１６が出力する推定位置信号の波形図である。
【００５８】
図８において、細い実線ＴＲはトラッキング誤差信号を示し、太い実線ＰＰは推定位置信号を示している。図８の横軸は時間であり、縦軸は各信号ＴＲ，ＰＰの値である。
【００５９】
図８に示すように、実線ＴＲのようにトラッキング誤差信号が変化し、時刻Ｔ０において、引き込み開始と判断されると、位置推定手段１６は、時刻Ｔ０におけるトラッキング誤差信号の値（光スポットの位置，その速度，加速度）に基づいて、実線ＰＰで示す推定位置信号を求める。推定位置信号は、時刻Ｔ０において引き込みを開始した場合に、トラッキング誤差信号がその後どのように推移するかを推定したものである。図８は、引き込み開始時点の光スポット速度が小さく、トラック引き込みに成功する場合の推定位置信号を示している。
【００６０】
一方、図９は、引き込み開始時点の光スポット速度が大きく、引き込みに失敗する場合である。図９（Ａ）は、図８と同様に、細い実線ＴＲはトラッキング誤差信号を示し、太い実線ＰＰは推定位置信号を示している。図８の横軸は時間であり、縦軸は各信号ＴＲ，ＰＰの値である。また、図９（Ｂ）は、駆動信号５６の波形を示している。
【００６１】
図８及び図９（Ａ）に示すように、推定位置信号６３の波形の特徴として、引き込み開始時点Ｔ０の光スポット速度に応じて、オーバーシュートする軌跡を示すことである。引き込み開始時点Ｔ０の光スポット速度が大きいほど、オーバーシュート量が大きくなる。
【００６２】
図９（Ａ）に示すように、推定位置信号６３のオーバーシュート量がトラッキング誤差信号５２の振幅以上になるということは、引き込み動作の途中でトラッキング誤差信号５２の極性が反転することを意味し、引き込みが失敗することを意味している。一方、図８に示すように、推定位置信号６３のオーバーシュート量がトラッキング誤差信号５２の振幅以内に収まる場合は、トラッキング誤差信号５２は推定位置信号６３の軌跡を通り、引き込みは成功することを意味している。
【００６３】
次に、図１０を用いて、図４に示した修正判断手段１７と、減速信号生成手段１８と、切り換え手段２１の動作について説明する。
図１０は、本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１が出力する駆動信号の波形図である。
【００６４】
修正判断手段１７では、推定位置信号６３を取り込み、所定時間先までの光ヘッド推定位置に基づいて、そのオーバーショート量を所定の値と比較することで引き込み動作が成功するか失敗するかを判断する。判断の結果は、修正判断信号６６として出力される。修正判断信号６６の一例としては、「０」と「１」を取る二値の信号として、図８に示したように、オーバーショート量が所定値以下で引き込みが成功すると判断した場合は「０」にして、図９に示したように、オーバーショート量が所定値以上で引き込みが失敗すると判断した場合は「１」にする。修正判断信号６６は、切り換え手段２１に入力される。
【００６５】
切り換え手段２１は、修正判断信号６６に基づき、切り換え手段２２に流す信号線を選択する。図４では、接点２１ａ側に加算手段２０の出力が接続され、接点２１ｂ側に減速信号生成手段１８の出力が接続される。減速信号生成手段１８の出力は、引き込みが失敗すると判断されたときに光スポットの速度を低減するための駆動信号である。加算手段２０の出力は、引き込みを行うための駆動信号である。そこで、修正判断信号６６が「１」の場合は接点２１ｂ側の信号線（減速する駆動信号）を選択し、修正判断信号６６が「０」の場合は接点２１ａ側の信号線（引き込みを行うための駆動信号）を選択する。
【００６６】
次に、減速信号生成手段１８について説明する。図９（Ｂ）に示す駆動信号ＤＲでは、プラス側の駆動信号はアクチュエータを加速する方向の駆動信号であり、マイナス側の駆動信号はアクチュエータを減速する方向の駆動信号である。減速信号生成手段１８は、加速側の駆動信号を０にして、減速側の駆動信号だけを通すようにする。
【００６７】
ここで、図１０を用いて、減速信号による引き込み動作について説明する。図１０は、図９とは、引き込み動作が開始されるまでは同一条件である。
【００６８】
引き込み開始時点Ｔ０における図示しない推定位置信号（図９（Ａ）に示した推定位置信号ＰＰ）に基づき、修正判断手段１７が引き込みが失敗すると判断すると、切り換え手段２１により減速信号生成手段１８の出力が選択され、次に引き込みが可能な負帰還領域が来るまでの期間（時刻ｔｘ〜ｔｙの間）、図１０（Ｂ）に示すように、加速側の駆動信号ＤＲを０にして、光スポットの速度を低減している。そして、次に引き込みが可能な負帰還領域が来たところで、図１０（Ａ）に示す推定位置信号ＰＰに基づき引き込みが成功すると判断し、引き込みを行うようにしている。
【００６９】
このように、装置自身が引き込み動作の成功と失敗を判断し、失敗すると判断した場合には減速することにより、安定な引き込み動作を実現することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、判断手段により引き込み動作が失敗すると判断した場合は、光ヘッドの速度を減速させる駆動信号に基づきアクチュエータを駆動することにより、安定な引き込み動作を実現することができる。
【００７１】
次に、図１１〜図１３を用いて、本発明の他の実施形態によるディスク装置の構成及び動作について説明する。本実施形態によるディスク装置の全体構成は、図１に示したものと同様である。  本実施形態では、制御手段の構成が異なるものであり、以下、図１１を用いて、本実施形態によるディスク装置に用いる制御手段１１Ａの構成及び動作について説明する。
図１１は、本発明の他の実施形態によるディスク装置に用いる制御手段１１Ａの構成を示すブロック図である。なお、図４と同一符号は、同一部分を示している。
【００７２】
図４に示した制御手段１１と相違する点は、以下の点である。まず、図４における減速信号生成手段１８と切り換え手段２１とが削除され、一方では、修正手段２３が新たに追加されている。すなわち、図４に示した例では、トラック引き込みが失敗すると判断されると、減速信号生成手段１８が出力する減速信号により、光ヘッド速度を減速するようにしているが、本実施形態では、修正手段２３が出力する信号により減速するようにしている。
【００７３】
修正手段２３は、位置推定手段１６が出力する推定位置信号６３と、修正判断手段１７が出力する修正判断信号６６とを取り込み、推定位置信号６３を修正して出力する。この修正された推定位置信号により光ヘッド速度の減速が行われる。
【００７４】
ここで、図１２を用いて、修正判断手段１７の動作について説明する。
図１２は、本発明の他の実施形態によるディスク装置の制御手段１１Ａの修正判断手段１７の動作を示すフローチャートである。
【００７５】
ステップｓ２００において、修正判断手段１７は、Ｎ個分の修正前の推定位置信号ＴＥＳ［ｋ］（ｋ＝０〜Ｎ−１）を取り込み、ステップｓ２０１において、カウンタｋを０に初期化する。
【００７６】
次に、ステップｓ２０２において、修正前の推定位置信号と所定値とを比較して、ステップｓ２０３において、修正前の推定位置信号が所定値を超えたときのカウンタ値を記憶する。
【００７７】
そして、ステップｓ２０４において、カウンタｋがＮ−１になるまでは、ステップｓ２０５において、カウンタｋをインクリメントしながら、ステップｓ２０２，２０３の処理を繰り返す。
【００７８】
これより、修正前の推定位置信号６３が所定値を超える期間を検出することができる。
【００７９】
図１１の修正手段２３は、修正判断手段１７で検出した修正前の推定位置信号６３が所定値を超える期間、推定位置信号６３を修正する。修正手段２３による修正の第１の方法は、修正前の推定位置信号６３が所定値を超える期間、推定位置信号を「０」に修正する。
【００８０】
ここで、図１３を用いて、本実施形態による引き込み動作について説明する。
図１３は、本発明の他の実施形態による引き込み動作を示す波形図である。図１３（Ａ）は、図８と同様に、細い実線ＴＲはトラッキング誤差信号を示し、太い実線ＰＰは推定位置信号を示している。図１３の横軸は時間であり、縦軸は各信号ＴＲ，ＰＰの値である。また、図１３（Ｂ）は、駆動信号５６の波形を示している。
【００８１】
図１３は、図８とは、引き込み動作が開始されるまでは同一条件である。図８の推定位置信号は、修正前の推定位置信号に相当する。修正前の推定位置信号６３と比較する所定値は、トラッキング誤差信号５２の振幅としている。修正期間（図１３（Ａ）の期間Ｔｍ）において推定位置信号６３が所定値を超えているため、推定位置信号６３を「０」に修正している。推定位置信号を「０」に修正することにより、図１３（Ｂ）に示すように、修正期間Ｔｍにおける駆動信号は０レベルに近づく信号に修正されている。これにより、過大な減速や加速を行うことなく、従来では失敗していた引き込みが成功している。
【００８２】
このように、推定位置信号６３を修正することで引き込み性能を向上でき、従来よりも引き込み開始時の光スポット速度が大きい状態でも安定な引き込み動作を実現することができる。
【００８３】
なお、修正手段２３による修正方法としては、推定位置信号を「０」に修正する以外に、１）推定位置信号６３に任意のゲインを掛けて修正する方法、２）修正前の推定位置信号６３が所定値を超える期間、推定位置信号６３を所定値に保持する方法、３）修正前の推定位置信号６３が所定値を超えた分を所定値を基準にして折り返す方法（すなわち、修正前の推定位置信号６３が所定値から超えた分を、所定値から減算する）、４）修正前の推定位置信号６３が所定値を超える期間、ディジタルフィルタで処理する方法などとしてよいものである。これらの修正により、修正期間Ｔｍにおける駆動信号は０レベルに近づく信号に修正して、引き込み性能を向上でき、従来よりも引き込み開始時の光スポット速度が大きい状態でも安定な引き込み動作を実現することができる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態によれば、判断手段により引き込み動作が失敗すると判断した場合は、所定時間先までの光ヘッド推定位置を修正することで、引き込み性能を向上することができ、従来よりも引き込み開始時の光スポット速度が大きい状態でも安定な引き込み動作を実現することができる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、引き込み時間を短くでき、アクセス性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるディスク装置の全体構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態によるディスク装置に用いるトラッキング誤差信号５１の特性の一例の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態によるディスク装置に用いる帰還領域検出手段８の動作説明図である。
【図４】本発明の一実施形態によるディスク装置に用いる制御手段１１の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の引き込み判断手段１３の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の状態推定手段１４にて用いる駆動信号５５からトラッキング誤差信号５２までのブロック線図である。
【図７】本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の状態推定手段１４にて用いる以下の式（２）及び式（３）のブロック線図である。
【図８】本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の位置推定手段１６が出力する推定位置信号の波形図である。
【図９】本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１の位置推定手段１６が出力する推定位置信号の波形図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるディスク装置の制御手段１１が出力する駆動信号の波形図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるディスク装置に用いる制御手段１１Ａの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるディスク装置の制御手段１１の修正判断手段１７の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の他の実施形態による引き込み動作を示す波形図である。
【符号の説明】
１…光ディスク
２…スピンドルモータ
３…光ヘッド
４…対物レンズ
５…受光素子
６…アクチュエータ
７…読み取り装置
８…期間領域検出手段
９…Ａ／Ｄ変換器
１０…Ｄ／Ａ変換器
１１…制御手段
１２…制御フィルタ
１３…引き込み判断手段
１４…状態推定手段
１５…フィードフォワード生成手段
１６…位置推定手段
１７…修正判断手段
１８…減速信号生成手段
１９…減算手段
２０…加算手段
２１…切り換え手段
２２…切り換え手段
２３…修正手段
【図１】
2004335025.tif 000011
【図２】
2004335025.tif 000012
【図３】
2004335025.tif 000013
【図４】
2004335025.tif 000014
【図５】
2004335025.tif 000015
【図６】
2004335025.tif 000016
【図７】
2004335025.tif 000017
【図８】
2004335025.tif 000018
【図９】
2004335025.tif 000019
【図１０】
2004335025.tif 000020
【図１１】
2004335025.tif 000021
【図１２】
2004335025.tif 000022
【図１３】
2004335025.tif 000023