(57)【要約】【課題】ディスク物理歪みが大きい場合、またアクチュエータ駆動信号のノイズが大きい場合において、欠陥検出前後の対物レンズ制御の連続性を失うことなく安定した位置制御が可能な光ディスク制御システムを提供する。【解決手段】外乱オブザーバ１１は、外乱力Ｄｉを１つの状態量として定義して外乱推定値Ｄｉ＾として出力する機能を有し、外乱推定値増幅ブロック１２は、外乱オブザーバ１１から出力される外乱推定値Ｄｉ＾を受け、所定の倍率（Ｇｂ）で増幅して外乱推定値帰還信号として出力する。速度オブザーバ１３は、外乱オブザーバ１１の出力である外乱推定値Ｄｉ＾とアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔとの２つの信号を受け、アクチュエータ速度の推定値として速度推定値ｘ’＾を出力する。【選択図】        図１
2004335041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク上での光スポットの位置を規定するアクチュエータの可動部の位置を目標値に追従させる追従制御のための方法であって、
前記可動部に働く加速度外乱と前記可動部の質量との積から、前記目標値と前記アクチュエータの機構特性の逆特性との積を差し引いた量で定義される外乱力を取得し、
アクチュエータ制御信号に基づいて外乱力推定値を取得し、前記外乱力推定値に基づいて取得した外乱推定値帰還信号を前記アクチュエータ制御信号に帰還するとともに、
前記アクチュエータ制御信号および前記外乱力推定値に基づいて前記可動部の速度推定値を取得し、前記光ディスクの欠陥領域に前記光スポットが位置する場合には、前記速度推定値から、前記光スポットが無欠陥領域から前記欠陥領域に遷移する直前の速度推定値の低域成分を減算した信号に基づいて速度推定値帰還信号を取得し、該速度推定値帰還信号を前記アクチュエータ制御信号に帰還することで、前記可動部の位置制御を行う、位置制御方法。
【請求項２】
位置偏差は、前記目標値から前記位置を差し引いた量で定義され、
前記位置偏差に対して位相補償を行って位置制御信号を取得し、前記位置制御信号に対して第１の欠陥対処処理を施して第１の欠陥対処信号を取得し、
前記第１の欠陥対処信号から、前記外乱推定値帰還信号および前記速度推定値帰還信号を差し引いて前記アクチュエータ制御信号を取得し、これを前記アクチュエータの電気／力電気変換特性の入力とし、
前記外乱力推定値は、
前記光スポットが前記欠陥領域に位置する場合には、前記位置偏差に（−１）を乗じた位置偏差反転値に対して第２の欠陥対処処理を施して取得した第２の欠陥対処信号と前記アクチュエータ制御信号とに基づいて取得され、
前記第１の欠陥対処処理は、
前記光スポットが前記欠陥領域に位置する場合には、前記光スポットが無欠陥領域から前記欠陥領域に遷移する直前の前記位置制御信号の低域成分信号を出力し、前記光スポットが前記無欠陥領域に位置する場合には前記位置制御信号をそのまま出力し、
前記第２の欠陥対処処理は、
前記光スポットが前記欠陥領域に位置する場合には、前記光スポットが前記無欠陥領域から前記欠陥領域に遷移する直前の前記位置偏差反転値の低域成分信号を出力し、前記光スポットが無欠陥領域に位置する場合には前記位置偏差反転値をそのまま出力する、請求項１記載の位置制御方法。
【請求項３】
前記外乱力推定値を所定倍した信号が前記アクチュエータの前記位置を表現する信号であると定義して、前記可動部の前記速度推定値を取得する、請求項１記載の位置制御方法。
【請求項４】
前記光スポットが前記無欠陥領域に位置する場合には、前記速度推定値帰還信号は０出力として与えられる、請求項１記載の位置制御方法。
【請求項５】
前記第１の欠陥対処処理における前記位置制御信号の低域成分信号の生成に際して、高域成分の除去のカットオフ周波数が、前記光ディスクの回転周波数以上、前記追従制御のオープンループ特性のクロスオーバ周波数以下に設定される、請求項２記載の位置制御方法。
【請求項６】
前記第２の欠陥対処処理における前記前記位置偏差反転値の低域成分信号の生成に際して、高域成分の除去のカットオフ周波数が、前記光ディスクの回転周波数以上に設定される、請求項２記載の位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）等の光ディスク装置における光スポットのフォーカス制御あるいはトラック制御を行う制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
欠陥を有する光ディスク（以下、「欠陥ディスク」と略称）の再生においては、従来は、例えば特許文献１に示されるように、欠陥領域を検出した場合には、予め記憶された無欠陥領域での対物レンズの駆動信号を用いて欠陥領域での駆動信号を補間し、安定した対物レンズの位置制御を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５０４７８号公報（第８欄〜第９欄、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の方法では、欠陥領域におけるディスク位置の実際の変化に対応していないので、偏芯および面振れといった光ディスクに固有の物理的歪み（以下「ディスク物理歪み」と呼称）が大きい場合には、欠陥領域から無欠陥領域へと遷移した時点（以下「欠陥出口」と呼称）において残留偏差が大きくなり、位置制御の連続性が損なわれる可能性がある。
【０００５】
例えば、光ディスクの回転に偏心が生じると、光ディスクの記録トラックは蛇行するため、記録トラックに対して追従制御するトラック制御を行う必要がある。また、光ディスクの回転に伴う面振れに応じて、記録トラックに対して光スポットを追従集光制御するフォーカス制御が必要となる。本件で言う位置制御とは、トラック制御およびフォーカス制御の何れをも含む概念である。かかる位置制御は、対物レンズが取り付けられているアクチュエータ部の位置を追従制御することで実現可能である。
【０００６】
また、従来の方法では、アクチュエータ駆動信号に含まれるノイズによってアクチュエータがキックされた場合には、欠陥領域においてアクチュエータが不要な速度を持ってしまい、結果として欠陥出口において残留偏差が大きくなり、位置制御の連続性が損なわれる可能性がある。
【０００７】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ディスク物理歪みが大きい場合においても、あるいはアクチュエータ駆動信号のノイズが大きい場合においても、さらには両者が複合した場合においても欠陥検出前後の対物レンズ制御の連続性を失うことなく、欠陥検出期間が長い（換言すれば欠陥領域が大きい、あるいは再生速度が遅い）場合でも、安定した位置制御が可能な光ディスク制御システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る位置制御方法は、光ディスク上での光スポットの位置を規定するアクチュエータの可動部の位置を目標値に追従させる追従制御のための方法であって、前記可動部に働く加速度外乱と前記可動部の質量との積から、前記目標値と前記アクチュエータの機構特性の逆特性との積を差し引いた量で定義される外乱力を取得し、アクチュエータ制御信号に基づいて外乱力推定値を取得し、前記外乱力推定値に基づいて取得した外乱推定値帰還信号を前記アクチュエータ制御信号に帰還するとともに、前記アクチュエータ制御信号および前記外乱力推定値に基づいて前記可動部の速度推定値を取得し、前記光ディスクの欠陥領域に前記光スポットが位置する場合には、前記速度推定値から、前記光スポットが無欠陥領域から前記欠陥領域に遷移する直前の速度推定値の低域成分を減算した信号に基づいて速度推定値帰還信号を取得し、該速度推定値帰還信号を前記アクチュエータ制御信号に帰還することで、前記可動部の位置制御を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る位置制御方法の実施の形態について図１〜図１６を用いて説明する。
【００１０】
＜Ａ．システムの構成＞
まず、図１を用いて光ディスク装置における光ピックアップの位置制御システム１００の全体構成について説明する。
【００１１】
図１に示す位置制御システム１００おいては、減算ブロック１が追従目標位置であるディスク位置Ｄｐから制御対象位置ｘを減算し位置偏差Ｄｐｅを出力する。そして、アクティブフィルタで構成される位相補償ブロック２は、位置偏差Ｄｐｅを受けて位置制御信号Ｐｃｏｎｔを出力することで、位置制御ループの安定化を行う機能を有している。
【００１２】
また、第１の欠陥対処ブロック３は位置制御信号Ｐｃｏｎｔを受け、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴに基づいて後述する２つの出力を選択する機能を有している。なお、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴは、例えば欠陥検出時は「Ｈ（ハイレベル信号）」を、欠陥がない場合は「Ｌ（ローレベル信号）」に定義される。
【００１３】
加減算ブロック４は、第１の欠陥対処ブロック３の出力を受け、後述する外乱推定値増幅ブロック１２および第３の欠陥対処ブロック１４のそれぞれの出力を加減算し、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔを出力する機能を有している。
【００１４】
電気／力変換ブロック５は、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔを入力とし、電気／力変換特性Ｈ（ｓ）に基づいて、制御対象であるアクチュエータの位置制御力Ｎｅを出力する。なお、電気／力変換特性Ｈ（ｓ）はアクチュエータにおける電流を力に変換する磁気回路特性を表現している。
【００１５】
加算ブロック６は電気／力変換ブロック５の出力である位置制御力Ｎｅと、後述する加速度外乱力Ｄｉａｃｃ・ｍ（Ｄｉａｃｃは加速度外乱、ｍはアクチュエータ可動部質量）とを加算し、アクチュエータ機構ブロック８に与える。
【００１６】
なお、加速度外乱力Ｄｉａｃｃ・ｍは、乗算ブロック７を介することで、加速度外乱Ｄｉａｃｃに制御対象の質量ｍを乗じることで得る。
【００１７】
アクチュエータ機構ブロック８は、加算ブロック６の出力である加算された力の情報を受け、アクチュエータ機構ブロック８の特性を示すアクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）に基づいて位置の情報に変換する機能を有している。なお、アクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）は、アクチュエータに加えられる力とアクチュエータの位置との関係を示す。
【００１８】
反転アンプブロック９は、位置偏差Ｄｐｅの極性を反転する機能を有し、極性を反転した位置偏差Ｄｐｅを第２の欠陥対処ブロック１０に与える。
【００１９】
第２の欠陥対処ブロック１０は、反転アンプブロック９の出力を受け、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴによって後述する２つの出力を選択する機能を有している。
【００２０】
外乱オブザーバ１１は、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔと第２の欠陥対処ブロック１０の出力とを受け、後述する外乱力Ｄｉを１つの状態量として定義して外乱推定値Ｄｉ＾として出力する機能を有している。なお、外乱オブザーバ１１の出力である推定状態量には“＾”を付けるものとする。
【００２１】
外乱推定値増幅ブロック１２は、外乱オブザーバ１１から出力される外乱推定値Ｄｉ＾を受け、所定の倍率（Ｇｂ）で増幅して外乱推定値帰還信号として出力する機能を有している。
【００２２】
速度オブザーバ１３は、外乱オブザーバ１１の出力である外乱推定値Ｄｉ＾とアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔとの２つの信号を受け、アクチュエータ速度の推定値として速度推定値ｘ’＾を出力する機能を有している。
【００２３】
第３の欠陥対処ブロック１４は、速度オブザーバ１３が出力する速度推定値ｘ’＾を受け、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴに基づいて欠陥領域以外はゼロ（０）を出力し、欠陥領域においては、速度推定値ｘ’＾から、無欠陥領域から欠陥領域へ遷移した時点（以下「欠陥入口」と呼称）の直前での速度推定値ｘ’＾の低域成分を減算した信号を所定倍率で増幅して出力する機能を有している。なお、上述した位置制御システム１００のうち、符号１〜９を付した構成を基本システム１００と総称する。
【００２４】
＜Ｂ．発明の基本概念＞
次に、本発明の基本概念について説明する。
【００２５】
光ディスクの欠陥領域においては、光ディスクからの反射光が適正でないため、反射光によって生成される位置偏差Ｄｐｅが偽りの信号となる。そのため欠陥補償制御には、欠陥領域を検出し始めると位置制御ループを完全に切り、欠陥領域の検出が終了すれば瞬時に、かつ制御の連続性を保ちながら位置制御を再開する機能が要求される。
【００２６】
欠陥検出時は、位置偏差Ｄｐｅが欠落することと等価であるため、欠陥出口での安定かつ連続した位置制御ループへの引き込みを保証するためには、欠陥検出期間中にもディスク物理歪み（例えば偏芯および面振れ）に対して追従動作するように、位置偏差Ｄｐｅに基づいた制御信号に代わるディスク物理歪み補正信号が必要であることが理解できる。
【００２７】
従って、欠陥検出時のアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔは、欠陥検出期間中のディスク物理歪みに対して追従し、補間するディスク物理歪み補正信号を生成できれば良いことになる。以下にディスク物理歪み補正信号の生成について詳しく述べる。
【００２８】
＜Ｃ．ディスク物理歪み補正信号の生成＞
＜Ｃ−１．アクチュエータ位置の観測＞
ディスク物理歪みは、図１において「ループＡ」として示す位置制御ループにとっての位置追従目標となる。アクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）に作用する外乱力を以下に示す数式（１）のように定義する。
【００２９】
【数１】
2004335041.tif 000003
【００３０】
数式（１）の定義について、図２を用いてさらに説明する。
【００３１】
図２において、ループＡの追従目標位置ＤｐをループＡに作用する位置外乱とし、アクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）に作用する加速度外乱Ｄｉａｃｃを全て力の次元の“外乱力”として定義する。
【００３２】
すなわち、従来では位置追従目標であった偏芯や面振れなどのディスク位置Ｄｐを本発明においては位置外乱と定義し、さらに位置外乱であるディスク位置Ｄｐにアクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）の逆特性１／Ｇ（ｓ）を掛けることで、力の次元の第１の外乱として定義している。
【００３３】
このように追従目標位置Ｄｐを外乱として捉えなおすことに対応して、位置制御システム１００での追従目標の値は０と把握しなおす。このようにして新たに導入された制御対象の位置をゼロ追従位置ｘ０と呼称する。
【００３４】
また加速度の次元である加速度外乱Ｄｉａｃｃにアクチュエータ可動部質量ｍを掛けて力の次元の第２の外乱として定義している。そしてシステムに作用する外乱を、第１および第２の外乱を用いて数式（１）に示すように外乱力Ｄｉとして定義する。
【００３５】
ここで、位置偏差Ｄｐｅとアクチュエータ位置ｘ、ゼロ追従位置ｘ０との関係は減算ブロック１の入出力関係から以下の数式（２）で与えられる。
【００３６】
【数２】
2004335041.tif 000004
【００３７】
ここで、ゼロ追従位置ｘ０は０であるから、数式（２）は以下の数式（３）に書き直される。
【００３８】
【数３】
2004335041.tif 000005
【００３９】
このように、アクチュエータ位置ｘは、位置偏差Ｄｐｅの極性を反転させたもので定義できる。このことは、外乱力を数式（１）のように定義することによって、光ディスク装置において、本来は観測できないアクチュエータ位置ｘを観測可能な位置偏差Ｄｐｅで代用できることを示している。換言すれば、外乱力を数式（１）のように定義すれば、アクチュエータ位置ｘをあたかも観測可能な状態量として扱うことができる。
【００４０】
そして、図１に示す位置制御システム１００では、システムの操作量であるアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔ、ならびに制御対象の状態量の１つであるアクチュエータ位置ｘが観測可能となるので、制御対象に作用する外乱力を１つの状態量として定義する拡大系オブザーバである現代制御理論の外乱オブザーバ１１を構成できる。次に外乱オブザーバ１１について説明する。
【００４１】
＜Ｃ−２．外乱オブザーバ＞
外乱オブザーバ１１は、外乱オブザーバ１１は、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔと第２の欠陥対処ブロック１０の出力とを受け、アクチュエータの速度や位置、さらにアクチュエータに作用する外乱力Ｄｉから推定して外乱推定値Ｄｉ＾を出力する。なお、図１において「ループＢ」として示す位置制御ループは、外乱推定値Ｄｉ＾を帰還することにより、アクチュエータに作用する外乱をキャンセルする機能を持つ外乱抑圧ループである。
【００４２】
ここで外乱力Ｄｉの定義は数式（１）で与えられ、加速度外乱Ｄｉａｃｃが作用しない環境下、例えば据え置き型の光ディスク装置においては加速度外乱Ｄｉはディスク物理歪みを力の次元で表現したもの、さらに言えば、アクチュエータがディスク物理歪みを偏差０でトレースするための力に相当することになる。従って、外乱オブザーバ１１にて外乱力Ｄｉを推定できれば、ディスク物理歪みに対する制御信号を得られることになる。
【００４３】
外乱オブザーバ１１にて推定を行う対象は、図１に示す電気／力変換ブロック５と、加算ブロック６とアクチュエータ機構ブロック８を含むシステムである。以下、当該システムを構成するブロックについて説明する。
【００４４】
＜Ｃ−２−１．電気／力変換ブロック＞
ここで、電気／力変換ブロック５における電気／力変換特性Ｈ（ｓ）は、以下に示す数式（４）で定義される。
【００４５】
【数４】
2004335041.tif 000006
【００４６】
ここで、Ｒは光ピックアップのアクチュエータ磁気回路におけるアクチュエータ駆動コイルの抵抗値、Ｌｓはアクチュエータ駆動コイルのインダクタンス、Ｋτはアクチュエータ磁気回路における電流／力変換係数（以下力定数と呼称）、Ｇｄはアクチュエータ磁気回路におけるドライバ増幅率である。
【００４７】
つまり、電気／力変換ブロック５では、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔに係数Ｇｄ・Ｋτ／（Ｒ＋Ｌｓ）を乗じて、位置制御力Ｎｅを得ている。
【００４８】
なお、電気／力変換ブロック５は数式（４）に従うと、図３に示すブロック図で表現される。
【００４９】
すなわち、光ピックアップのアクチュエータ磁気回路におけるドライバ増幅率Ｇｄを表す機能ブロック５Ａと、同じくアクチュエータ磁気回路のインピーダンス特性を表す機能ブロック５Ｂと、同じくアクチュエータ磁気回路における電流／力変換係数Ｋτを表す機能ブロック５Ｃとで表現できる。
【００５０】
そして入力されたアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔを機能ブロック５ＡでＧｄ倍し、機能ブロック５Ａの出力を機能ブロック５Ｂで１／（Ｒ＋ＬＳ）倍し、機能ブロック５Ｂの出力を機能ブロック５ＣでＫτ倍することで位置制御力Ｎｅを得る。
【００５１】
ここで、上記数式（４）おいては、駆動コイルのインダクタンスＬｓを考慮した数式を示したが、以下の説明においてはインダクタンスＬｓを無視してモデル化する。これを無視せずモデル化することも可能である。
【００５２】
なお、インダクタンスＬｓを無視した場合には、電気／力変換特性Ｈ（ｓ）は、以下に示す数式（５）で定義される。
【００５３】
【数５】
2004335041.tif 000007
【００５４】
＜Ｃ−２−２．アクチュエータ機構ブロック＞
アクチュエータ機構ブロック８の特性を示すアクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）は、アクチュエータに加えられる力とアクチュエータの位置との関係を示す。制御対象であるアクチュエータをばね、質量、ダンパでモデル表現し、制御対象の質量ｍ、弾性係数ｋ、粘性係数ｃを導入すると、アクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）は以下の数式（６）で表される。
【００５５】
【数６】
2004335041.tif 000008
【００５６】
そして、アクチュエータ機構ブロック８は、数式（６）に従うと、図４に示すブロック図で表現される。
【００５７】
すなわち、アクチュエータ機構ブロック８は、加算器８Ａと、制御対象であるアクチュエータの可動部の質量ｍの逆数を表す機能ブロック８Ｂと、積分器８Ｄおよび８Ｅと、アクチュエータの粘性係数ｃを表す機能ブロック８Ｆと、アクチュエータの弾性係数ｋを表す機能ブロック８Ｇとで表現される。
【００５８】
そして、図示しない電気／力変換ブロック５から出力される位置制御力Ｎｅと、乗算ブロック７から出力される加速度外乱力とは、加算ブロック６において加算され、加算器８Ａに与えられる。
【００５９】
加算器８Ａでは、加算ブロック６の出力と、制御対象位置ｘをｋ倍した値と、速度ｘ’をｃ倍した値とを加算する。そして、加算器８Ａの出力は機能ブロック８Ｂにおいて１／ｍ倍され、積分器８Ｄに入力される。積分器８Ｄでは、入力された値を積分し、速度ｘ’を得る。そして、速度ｘ’は積分器８Ｅに入力され、積分器８Ｅでは速度ｘ’を積分して、制御対象位置ｘを得る。
【００６０】
また、上述した外乱オブザーバ１１の推定対象となるシステムを状態方程式を用いて表示すると以下のようになる。
【００６１】
【数７】
2004335041.tif 000009
【００６２】
【数８】
2004335041.tif 000010
【００６３】
【数９】
2004335041.tif 000011
【００６４】
なお、数式（７）は状態量Ｘを表し、数式（８）は状態方程式を表し、数式（９）は出力方程式を表す。
【００６５】
また、数式（８）および（９）に示されるベクトルＡ〜Ｃおよびｕは以下の数式で表される。
【００６６】
【数１０】
2004335041.tif 000012
【００６７】
【数１１】
2004335041.tif 000013
【００６８】
【数１２】
2004335041.tif 000014
【００６９】
【数１３】
2004335041.tif 000015
【００７０】
ここで、行列Ｂは列ベクトルとして、行列Ｃは行ベクトルとして、行列ｕはスカラー（アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔ）として把握できる。
【００７１】
また、外乱オブザーバ１１の推定対象となるシステムに関しては、同一次元あるいは最小次元の何れにおいても外乱オブザーバの定義が可能である。ここで、同一次元とは外乱オブザーバが、推定するシステムと同じ数の積分器で構成されることを表し、最小次元とは外乱オブザーバが、推定するシステムとよりも少ない数の積分器で構成されることを表す。
【００７２】
ここでは一例として同一次元の外乱オブザーバを以下の数式（１４）〜（１６）のように定義する。なお、以下においてはアクチュエータ位置ｘの推定値として、位置推定値ｘ＾を導入する。
【００７３】
【数１４】
2004335041.tif 000016
【００７４】
【数１５】
2004335041.tif 000017
【００７５】
【数１６】
2004335041.tif 000018
【００７６】
なお、数式（１４）は推定状態量Ｘ＾を表し、数式（１５）は状態方程式を表し、数式（１６）は外乱オブザーバのフィードバックゲインベクトルＫを表す。
【００７７】
ここで、数式（１５）で定義された外乱オブザーバ１１をオペレーションアンプ等の電気回路手段、あるいは離散化を行いＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等によるディジタル演算手段により実現すれば、測定不可能であった外乱力Ｄｉならびにアクチュエータ速度を推定値として測定可能となる。
【００７８】
なお、式（１４）〜式（１６）で定義された外乱オブザーバ１１の構成例を図５に示す。
【００７９】
図５に示すように外乱オブザーバ１１は、Ｇｄ’・Ｋτ’／Ｒ’を乗じる機能ブロック１１Ａと、加減算器１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｊと、質量ｍ’の逆数を乗じる機能ブロック１１Ｃと、積分器１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｎと、弾性係数ｋ’を乗じる機能ブロック１１Ｉと、粘性係数ｃ’を乗じる機能ブロック１１Ｈと、フィードバックゲインｋ１〜ｋ３を乗じる機能ブロック１１Ｋ〜１１Ｍとを有しており、これらによって所定の推定特性を実現する。
【００８０】
ここで、値ｍ’，ｋ’，ｃ’，Ｇｄ’・Ｋτ’／Ｒ’は、アクチュエータの製品規格に基づいて決定され（これらに用いられている記号“’”は時間微分を意味しない）、実際に使用するアクチュエータの値ｍ，ｋ，ｃ，Ｇｄ・Ｋτ／Ｒと対応している。
【００８１】
機能ブロック１１Ａでは、入力されたアクチュエータ制御信号ＣｏｎｔをＧｄ’・Ｋτ’／Ｒ’倍し、その値を加減算器１１Ｂに出力する（電気／力変換ブロック５に対応）。そして、加減算器１１Ｂでは、機能ブロック１１Ａの出力と外乱力推定値Ｄｉ＾とを加算し、その加算結果から、位置推定値ｘ＾を機能ブロック１１Ｉでｋ’倍した値と、加算器１１Ｆの出力を機能ブロック１１Ｈでｃ’倍した値とを差し引く（減算器８Ｂに対応）。加減算器１１Ｂの出力は機能ブロック１１Ｃで１／ｍ’倍され（機能ブロック８Ｄに対応）、加算器１１Ｄで、減算器１１の出力をｋ１倍した値と加算される。積分器１１Ｅは加算器１１Ｄの出力を積分し、速度推定値ｘ’＾を得る（積分器８Ｅに対応）。
【００８２】
加算器１１Ｆは、速度推定値ｘ’＾と、減算器１１Ｊの出力をｋ２倍した値とを加算する。積分器１１Ｇは加算器１１Ｆの出力を積分し、位置推定値ｘ＾を得る。減算器１１Ｊは、位置偏差の反転値（−Ｄｐｅ）から位置推定値ｘ＾を減算する。積分器１１Ｎは、減算器１１Ｊの出力をｋ３倍した値を積分し、外乱力推定値Ｄｉ＾を得る。
【００８３】
以上説明したように、外乱オブザーバ１１が出力する外乱力の推定値Ｄｉ＾は、ディスク物理歪みを補正した値である。従って欠陥領域においても、この外乱推定値をディスク物理歪みの補正値として出力できるように、システムを構成すれば良いことになる。
【００８４】
＜Ｃ−３．外乱オブザーバによる欠陥領域のディスク物理歪みの推定＞
外乱オブザーバ１１は、制御対象であるアクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）の動特性を表現するモデルを内部に有している。そして、アクチュエータ機構特性Ｇ（ｓ）は２次のローパスフィルタ特性に相当し、図４を用いて説明したように、過去の履歴を２つの積分器８Ｄおよび８Ｅ内に蓄積しているので、欠陥領域において、外乱オブザーバ１１への入力が検出不能となっても、欠陥領域直前の値で補間することで欠陥領域のディスク物理歪みをほぼ正確に推定できる。
【００８５】
例えば、外乱オブザーバ１１の入力の１つとして第２の欠陥対処ブロック１０を介して与えられる位置偏差の反転値（−Ｄｐｅ）が検出不能となっても、欠陥領域直前の値で補間すれば良い。また、もう一つの入力であるアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔは、位置偏差Ｄｐｅに基づいたループＡの制御出力を含むため、これも欠陥領域直前の値で補間すれば良い。
【００８６】
本発明においては、前者の位置偏差Ｄｐｅの補間機能を第２の欠陥対処機能として、また、後者のループＡの制御出力の補間機能を第１の欠陥対処機能として具備することで、欠陥領域のディスク物理歪みの推定を可能とする。
【００８７】
＜Ｃ−３−１．第１の欠陥対処ブロック＞
第１の欠陥対処機能は、図１に示す第１の欠陥対処ブロック３として表現されている。
【００８８】
ここで、図６に第１の欠陥対処ブロック３の構成例を示す。図６に示すように、第１の欠陥対処ブロック３は、ローパスフィルタ３ａと、サンプルホールド回路３ｂと、選択回路３ｃとを有している。
【００８９】
図６に示すように、第１の欠陥対処ブロック３には、ループＡの位置制御信号Ｐｃｏｎｔと欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが入力される。ローパスフィルタ３ａには、ループＡの位置制御信号Ｐｃｏｎｔのディスク回転周波数成分をノイズなく抜き出す機能が要求されるので、そのカットオフ周波数はディスク回転周波数より高い周波数で、かつ、位相補償ブロック２の位相進みを抑圧できる周波数に設定する。
【００９０】
すなわち、ローパスフィルタ３ａのカットオフ周波数は、少なくともディスク回転周波数と位置制御オープンループ特性（以下、特に断らない限り、アクチュエータ位置ｘを追従目標位置Ｄｐに追従制御させるシステムのオープンループ特性を指す）のクロスオーバ周波数との間（ディスク回転周波数以上、クロスオーバ周波数以下）に選択すれば良い。より具体的には、本実施の形態では、８０Ｈｚに設定する。これにより、位置制御信号が有する情報記録ディスクの回転周波数成分を抽出しつつ、位相補償ブロック２での位相進みを抑圧して位相補償において増大するノイズを抑圧することができる。
【００９１】
そして、ローパスフィルタ３ａの出力は、サンプルホールド回路３ｂに入力され、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴの立上り、すなわち欠陥入口のタイミング、すなわち欠陥領域直前での値が保持される。さらに選択回路３ｃは欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴに基づいて出力を選択するための構成であり、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｈ」、すなわち欠陥領域においてはサンプルホールド回路３ｂの出力が第１の欠陥対処信号として出力され、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｌ」、すなわち無欠陥領域においては、第１の欠陥対処ブロック３の入力であるループＡの位置制御信号Ｐｃｏｎｔが第１の欠陥対処信号として出力される構成となっている。なお、第１の欠陥対処ブロック３における一連の処理を第１の欠陥対処処理と呼称する。
【００９２】
＜Ｃ−３−２．第２の欠陥対処ブロック＞
第２の欠陥対処機能は、図１に示す第２の欠陥対処ブロック１０として表現されている。
【００９３】
ここで、図７に第２の欠陥対処ブロック１０の構成例を示す。図７に示すように、第２の欠陥対処ブロック１０は、ローパスフィルタ１０ａと、サンプルホールド回路１０ｂと、選択回路１０ｃとを有している。
【００９４】
また、図７に示すように、第２の欠陥対処ブロック１０には、反転アンプブロック９の出力、すなわち位置偏差の反転値（−Ｄｐｅ）と欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが入力される。ローパスフィルタ１０ａには、位置偏差Ｄｐｅのディスク回転周波数成分をノイズなく抜き出す機能が要求されるので、そのカットオフ周波数はディスク回転周波数より高い周波数で、かつ、位置偏差Ｄｐｅシステムの高周波ノイズを抑圧可能な周波数に設定する。
【００９５】
すなわち、ローパスフィルタ１０ａのカットオフ周波数は、少なくともディスク回転周波数以上に選択すれば良い。より具体的には、本実施の形態では、８０Ｈｚに設定する。これにより、位置偏差が有する情報記録ディスクの回転周波数成分を抽出し、これに重畳するノイズを抑圧することができる。
【００９６】
そして、ローパスフィルタ１０ａの出力は、サンプルホールド回路１０ｂに入力され、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴの立上り、すなわち欠陥入口のタイミング、すなわち欠陥領域直前での値が保持される。さらに選択回路１０ｃは欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴに基づいて出力を選択するための構成であり、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｈ」、すなわち欠陥領域においてはサンプルホールド回路１０ｂの出力が第２の欠陥対処信号として出力され、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｌ」、すなわち無欠陥領域においては、第２の欠陥対処ブロック１０の入力である反転アンプブロック９の出力、すなわち位置偏差の反転値（−Ｄｐｅ）が第２の欠陥対処信号として出力される構成となっている。なお、第２の欠陥対処ブロック３における一連の処理を第２の欠陥対処処理と呼称する。
【００９７】
以上説明したように、図１に示す位置制御システム１００おいては、第１の欠陥対処ブロック３および第２の欠陥対処ブロック１０を備えるので、光ディスクからの信号が欠落する欠陥領域においても外乱オブザーバ１１からの外乱推定値、すなわちディスク物理歪み補正値が得られる。
【００９８】
＜Ｃ−３−３．アクチュエータ制御信号に重畳するノイズの影響＞
ここで、図１に示す位置制御システム１００おいては、外乱オブザーバ１１の外乱推定特性は、検出可能周波数をカットオフ周波数とする同一次元なら３次ローパス特性、最小次元なら２次ローパス特性となる。
【００９９】
図８（ａ）、（ｂ）に、検出可能周波数を３００Ｈｚに設定し、同一次元で設計された外乱オブザーバ１１の外乱推定特性を示す。図８（ａ）の縦軸は、外乱力Ｄｉに対する外乱力推定値Ｄｉ＾の大きさの比（ゲイン）を示しており、図８（ｂ）の縦軸は、外乱力Ｄｉに対する外乱力推定値Ｄｉ＾の位相の差を示している。
【０１００】
図８（ａ）において、０ｄＢから３ｄＢ低下する周波数が約３００Ｈｚであり、カットオフ周波数が約３００Ｈｚの３次のローパスフィルタ特性になっていることが確認できる。外乱推定特性はこのように検出可能周波数を超える帯域は減衰するので、外乱推定値は高域のノイズが少なくＳ／Ｎ比が良い信号となっている。
【０１０１】
一方、外乱オブザーバ１１の速度推定値は、外乱オブザーバ１１の２つの入力信号に含まれるノイズを増幅する特性となっている。
【０１０２】
図９（ａ）、（ｂ）に、外乱オブザーバ１１の入力信号の１つであるアクチュエータ位置ｘを０とし、もう一方の入力信号であるアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔに対する外乱オブザーバ１１の速度推定値ｘ’＾の周波数特性を示す。図９（ａ）の縦軸は、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔに対する速度推定値ｘ’＾の大きさの比（ゲイン）を示しており、図９（ｂ）の縦軸は、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔに対する速度推定値ｘ’の位相の差を示している。
【０１０３】
外乱オブザーバ１１の速度推定値は、図９（ａ）から判るように、入力信号であるアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔに対して、検出可能帯域（０〜３００Ｈｚ）では微分特性となっていることが確認でき、このことから原理的に検出可能帯域でのノイズを増幅する特性であることが判る。
【０１０４】
また、図９（ｂ）においては、０〜３０Ｈｚまでは位相差が９０ｄｅｇで、３０Ｈｚ以上の帯域では徐々に位相が進み、２００Ｈｚ程度までは位相が進む特性となり、２００Ｈｚ以上では位相が遅れる特性となっている。
【０１０５】
さらに具体的な例として、ＣＤプレーヤのトラッキング制御に本発明を適用した場合の、外乱オブザーバ１１の速度推定値の実測波形を図１０に示し、同波形をスペクトラム解析したものを図１１に示す。なお、図１０においては横軸に時間を、縦軸に電圧を示し、図１１においては横軸に周波数を、縦軸にパワーを示す。
【０１０６】
図１０を見ると、外乱オブザーバ１１の速度推定値は、ディスク物理的歪みであるディスク偏心の基本周波数（約９Ｈｚ）に大量のノイズが重畳しており、Ｓ／Ｎ比が低いことが判る。また、図１１から、ディスク偏心の基本周波数（約９Ｈｚ）と、その高調波が孤立波として存在することが確認できるが、ノイズレベルが外乱オブザーバの検出可能周波数である３００Ｈｚ付近まで１次の傾きで増幅されており、約１００Ｈｚを超えた帯域においてはディスク偏心の基本周波数である９Ｈｚのパワー以上のノイズレベルになっている。
【０１０７】
以上のように、外乱オブザーバ１１はノイズを増幅する特性を有するので、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔに重畳するノイズが大きい場合には、外乱オブザーバ１１の出力に影響を及ぼす。そこで、以下においてはアクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔに重畳するノイズが大きい場合でも、欠陥出口で位置偏差が生じにくい安定な欠陥補償について説明する。
【０１０８】
＜Ｃ−３−４．欠陥補償＞
アクチュエータ制御信号に重畳するノイズが大きい場合に問題となるのは、欠陥領域入口においてノイズ成分がキックパルスとなり、アクチュエータが不定な速度を持つことである。
【０１０９】
ここで、外乱オブザーバ１１は速度推定値も出力する機能を有しているので、欠陥領域中のアクチュエータ速度の推定値が得られることになる。従って、欠陥領域の速度推定値を、欠陥入口における速度推定値を代表値とするように制御する閉ループを構成すれば、欠陥領域におけるアクチュエータ速度の制御が可能となる。
【０１１０】
このような制御を施せば、欠陥入口においてノイズによって振られたアクチュエータの不要な速度変動を理想値に戻すことが可能となり、結果として欠陥出口において位置偏差が生じにくい安定な欠陥補償が実現できる。
【０１１１】
しかしながら図８（ａ）を用いて説明したように、外乱オブザーバ１１の速度推定値はＳ／Ｎ比が低下する場合があるため、これを検出信号としてアクチュエータの速度制御を施すことは必ずしも適切ではない。
【０１１２】
＜Ｃ−４．速度オブザーバ＞
そこで本発明では、速度オブザーバ１３を用いて、アクチュエータ速度をＳ／Ｎ比良く検出する構成を採用した。
【０１１３】
一般的には、速度オブザーバの入力は、通常は制御対象の駆動信号と制御対象の位置信号である。しかし、ここでの制御対象である光ディスクのアクチュエータには位置センサがない。従って、光ディスク装置では本来は速度オブザーバを備えることはできない。
【０１１４】
しかし、本発明においては外乱オブザーバ１１の外乱推定信号がディスク物理歪みを表現することから、位置制御ループを偏差が略０と仮定して構成した場合、外乱推定信号を所定倍した信号がアクチュエータ位置を表現するものと定義するので、光ディスク装置においても速度オブザーバ備えることが可能となる。
【０１１５】
しかもアクチュエータ位置信号に相当する速度オブザーバ１３の入力信号は、外乱オブザーバ１１の外乱力推定値Ｄｉ＾であるため、上述のようにＳ／Ｎが良い信号となっている。
【０１１６】
速度オブザーバ１３にて推定を行う対象は、図１の電気／力変換ブロック５とアクチュエータ機構ブロック８で表現されたシステムである。そして、速度オブザーバ１３の推定対象である上記システムを状態方程式で表示すると以下の数式（１７）〜（１９）となる。
【０１１７】
【数１７】
2004335041.tif 000019
【０１１８】
【数１８】
2004335041.tif 000020
【０１１９】
【数１９】
2004335041.tif 000021
【０１２０】
なお、数式（１７）は状態量Ｘを表し、数式（１８）は状態方程式を表し、数式（１９）は出力方程式を表す。
【０１２１】
また、数式（１８）および（１９）に示されるベクトルＡ〜Ｃおよびｕは以下の数式で表される。
【０１２２】
【数２０】
2004335041.tif 000022
【０１２３】
【数２１】
2004335041.tif 000023
【０１２４】
【数２２】
2004335041.tif 000024
【０１２５】
【数２３】
2004335041.tif 000025
【０１２６】
また、速度オブザーバ１３の推定対象となるシステムに関しては、同一次元あるいは最小次元の何れにおいても速度オブザーバの定義が可能である。ここでは例えばゴピナス（Ｇｏｐｉｎａｔｈ）の方法による最小次元の速度オブザーバを以下の数式（２４）、（２５）のように定義する。なお、速度オブザーバ１３の推定状態量には“＾”を付けるものとする。
【０１２７】
【数２４】
2004335041.tif 000026
【０１２８】
【数２５】
2004335041.tif 000027
【０１２９】
また、数式（２４）および（２５）に示されるＡ＾〜Ｄ＾およびＪ＾は以下の数式で表される。
【０１３０】
【数２６】
2004335041.tif 000028
【０１３１】
【数２７】
2004335041.tif 000029
【０１３２】
【数２８】
2004335041.tif 000030
【０１３３】
【数２９】
2004335041.tif 000031
【０１３４】
【数３０】
2004335041.tif 000032
【０１３５】
ここで、数式（３０）におけるｌは速度オブザーバ１３の推定可能周波数を決定する極である。
【０１３６】
数式（２４）および（２５）で定義された速度オブザーバ１３をオペレーションアンプ等の電気回路手段、あるいは離散化を行いＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等によるディジタル演算手段により実現すれば、測定不可能であったアクチュエータ速度が推定値としてＳ／Ｎ比良く測定可能となる。
【０１３７】
この速度オブザーバ１３の推定可能周波数を外乱オブザーバ１１の推定可能周波数に比べて低く設定すれば、さらに速度推定値のＳ／Ｎ比は向上する。
【０１３８】
例えば速度オブザーバ１３の推定可能周波数を８０Ｈｚになるように極ｌを設定し、前述の図１０および図１１と同条件で速度オブザーバ１３の速度推定値の実測波形を図１２に、また、同波形をスペクトラム解析したものを図１３に示す。なお、図１２においては横軸に時間を、縦軸に電圧を示し、図１３においては横軸に周波数を、縦軸にパワーを示す。
【０１３９】
図１２を見ると、速度オブザーバ１３の速度推定値は、図１１の外乱オブザーバ１１の速度推定値に比べてＳ／Ｎ比が大幅に改善され、ディスク物理的歪みであるディスク偏心の基本周波数である約９Ｈｚを比較的正確に検出していることが判る。また、図１３から、ディスク偏心周波数（約９Ｈｚ）と、その高調波が孤立波として存在することが確認できるが、図１１で示されてようにノイズレベルが外乱オブザーバの検出可能周波数である３００Ｈｚ付近まで１次の傾きで増幅される現象は見られず、ノイズレベルは全ての帯域で略フラットになっている。
【０１４０】
このように、速度オブザーバ１３が出力する速度推定値はＳ／Ｎ比が良く、アクチュエータの速度制御には適していると言える。
【０１４１】
＜Ｃ−５．アクチュエータの速度制御＞
以下、速度オブザーバ１３の速度推定値を用いて欠陥領域におけるアクチュエータの速度制御について説明する。
【０１４２】
図１４に上記速度推定値による制御ループＣについて説明するブロック図を示す。図１４に示すように、制御ループＣは、速度推定値制御ループの目標値ｘ’＾ｔａｒｇｅｔから、速度オブザーバ１３の速度推定値ｘ’＾を減算し、速度推定値制御エラー信号を出力する減算ブロック１４ｃと、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｌ」のときに制御ループＣを切断する機能を有するスイッチブロック１４ｅと、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｈ」のときに、速度推定値制御エラー信号を所定倍に増幅する機能を有する増幅ブロック１４ｄとを備えている。なお、増幅ブロック１４ｄの出力は加減算ブロック４においてループＡの保持信号およびループＢの制御信号と加減算されて、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔとして基本システム９０および速度オブザーバ１３に与えられる構成となっている。なお、減算ブロック１４ｃ、増幅ブロック１４ｄおよびスイッチブロック１４ｅは、図１に示した第３の欠陥対処ブロック１４として実現される。
【０１４３】
加減算ブロック４は、第１の欠陥対処ブロック３の出力を受け、後述する外乱推定値増幅ブロック１２および第３の欠陥対処ブロック１４のそれぞれの出力を加減算し、アクチュエータ制御信号Ｃｏｎｔを出力する機能を有している。
【０１４４】
図１４の構成において、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｌ」のとき、すなわち欠陥が検出されていない場合においては、スイッチブロック１４の機能により制御ループＣが切断され、速度制御に寄与しないことになる。
【０１４５】
しかし、図１４の構成において、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｈ」のとき、すなわち欠陥が検出された場合は、速度推定値制御ループの目標値ｘ’＾ｔａｒｇｅｔは、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴの立ち上がり時における速度推定値の低域成分の保持値ｘ’＾ｄｅｆｉｎとなり、増幅ブロック１４ｄによってループゲインが決定され、速度推定値を目標値であるＤＥＦＥＣＴ立ち上がり時における速度推定値の低域成分の保持値ｘ’＾ｄｅｆｉｎに収束させる制御を行う。
【０１４６】
＜Ｃ−５−１．第３の欠陥対処ブロック＞
ここで、図１５に第３の欠陥対処ブロック１４の構成例を示す。
【０１４７】
図１５に示すように、第３の欠陥対処ブロック１４は、速度推定値の低域成分を通過させるローパスフィルタ１４ａ、ローパスフィルタ１４ａの出力を受け、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴ信号の立ち上がりで入力信号を保持して出力するサンプルホールド回路１４ｂ、先に説明した減算ブロック１４ｃ、増幅ブロック１４ｄおよびスイッチブロック１４ｅを有している。
【０１４８】
また、図１５に示すように、第３の欠陥対処ブロック１４には、速度オブザーバ１３の速度推定値ｘ’＾と欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴとが入力される。
【０１４９】
次に、第３の欠陥対処ブロック１４の動作について図１５を用いてさらに説明する。
【０１５０】
ローパスフィルタ１４ａは、速度推定値のディスク回転周波数成分をノイズなく抜き出す機能が要求されるため、そのカットオフ周波数はディスク回転周波数より高い周波数で、かつノイズを効率的に抑圧できる周波数に設定する。
【０１５１】
速度推定値を出力するのは速度オブザーバ１３（図１）である。従ってローパスフィルタ１４ａのカットオフ周波数は、速度オブザーバ１３の速度検出帯域より高い周波数にしても本来の意味を持たない。
【０１５２】
従って、ローパスフィルタ１４ａのカットオフ周波数は、少なくともディスク回転周波数と数式（３０）で示される速度オブザーバ１３の極（ｌ）で決定される推定可能（検出可能）周波数との間に選択すれば良い。より具体的には、本実施の形態では、例えば４０Ｈｚに設定する。
【０１５３】
ローパスフィルタ１４ａ出力は、サンプルホールド回路１４ｂに入力され、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴの立上り、すなわち欠陥入口のタイミング、すなわち欠陥領域直前での値が保持される。この保持値は、欠陥入口での速度推定値の低域成分保持値ｘ’＾ｄｅｆｉｎとなり、これが欠陥領域の速度推定値制御における目標値ｘ’＾ｔａｒｇｅｔに対応する。
【０１５４】
さらに減算ブロック１４ｃにおいて、サンプルホールド回路１４ｂの出力、すなわち速度推定値制御の目標値ｘ’＾ｔａｒｇｅｔから速度推定値ｘ’＾を減算し、速度推定値エラー信号を生成する。この速度推定値エラー信号を増幅ブロック１４ｄにて増幅し、速度推定値帰還信号としてスイッチブロック１４ｅに入力する。
【０１５５】
スイッチブロック１４ｅでは、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｈ」の場合、すなわち欠陥領域においては、増幅ブロック１４ｄの出力である速度推定値帰還信号が第３の欠陥対処ブロック出力１４の出力として選択される。
【０１５６】
一方、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｌ」の場合、すなわち無欠陥領域においては、スイッチブロック１４ｅの機能により制御ループＣが切断され０出力となるので、無欠陥領域においては制御ループＣによる速度制御が影響を及ぼすことがない。
【０１５７】
なお、上記説明においては、図１に示した信号極性と逆になっているが、これは図１においては第３の欠陥対処ブロック１４の出力が加減算ブロック４において負極性に定義されているためである。（図１５では正極性で定義）。
【０１５８】
以上説明した構成によって、速度推定値による速度制御ループＣが、無欠陥領域では速度推定値を０に収束させ、欠陥領域では速度推定値を欠陥入口での速度推定値の低周波成分保持値に制御する機能を実現できる。
【０１５９】
＜Ｃ−５−２．速度制御結果の実例＞
以下、アクチュエータの速度制御結果の実例を図１６および図１７を用いて説明する。なお、比較のために、図１６（ａ）〜（ｄ）には、従来の方法による光ディスク制御の結果を示し、図１７（ａ）〜（ｄ）には、本発明の方法による光ディスク制御の結果を示す。
【０１６０】
なお、図１６および図１７においては、例えばＣＤのトラッキング制御を対象とし、偏芯量が±７０μｍのＣＤディスクを想定し、欠陥長が２ｍｍで、ディスク最内周２４ｍｍ部分を線速１．２ｍ／ｓで再生した場合の解析結果である。
【０１６１】
なお、欠陥領域は、正弦波状の偏芯パターンの右下がりの領域付近に設定している。また、図１６（ａ）〜（ｄ）および図１７（ａ）〜（ｄ）の全てにおいては、横軸は時間軸であり、欠陥領域付近の情報のみを表示している。
【０１６２】
図１６（ａ）は、トラッキング制御の追従目標位置の時間変化を示す図であり、偏芯パターンを表している。すなわち、図１６（ａ）によれば、当該偏芯パターンは、振幅±７０μｍ、周期約８Ｈｚの正弦波であることが判るが、右下がりの領域付近を時間軸を拡大して示しているため、本図では右下がりの直線状の波形になっている。
【０１６３】
また、図１６（ｂ）は、トラックエラーに対応する残留偏差（制御システムが定常状態の場合の位置偏差Ｄｐｅの呼称）の時間変化を示す図であり、欠陥期間中の残留偏差は（絶対値が）増加し続けるすることが判る。この残留偏差は欠陥長が長ければ長いほど大きくなる。
【０１６４】
また、図１６（ｃ）は、位置制御信号であるアクチュエータ駆動信号の時間変化を示す図であり、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｈ」になっている期間は、欠陥入口でのアクチュエータ駆動信号を略保持しているが、欠陥出口では大きく変動していることが判る。
【０１６５】
また、図１６（ｄ）は、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴの時間変化を示す図であり、約１．７ｍｓｅｃの期間、欠陥領域を検出していることが判る。
【０１６６】
上記のような従来の方法による光ディスク制御の結果によれば、図１６（ｂ）に示されるように、欠陥期間中は残留偏差が増加し続け、この残留偏差は欠陥長が長ければ長いほど大きくなることが判る。この例では、残留偏差は欠陥出口において０．６μｍ程度となっており、隣接トラックに影響を与える限界点であるＣＤにおける半トラックピッチ０．８μｍに迫る値になっており、極めて不安定な欠陥補償となる。
【０１６７】
次に、図１７（ａ）〜（ｄ）を用いて本発明の方法による光ディスク制御の結果を説明する。なお、各図の縦軸は図１６（ａ）〜（ｄ）と同じである。
【０１６８】
図１７（ａ）に示す追従目標位置の時間変化は図１６（ａ）と同じであり、また、図１７（ｄ）に示すように欠陥検出期間も図１６（ｄ）と同じであるが、図１７（ｂ）に示すように欠陥検出期間中の残留偏差は無欠陥領域と同じ程度に小さく抑えられていることが判る。これはループＣの効果によって欠陥検出期間中の速度変動が抑えられ、結果として位置偏差（残留偏差）が小さく抑えられるためである。
【０１６９】
また、図１７（ｃ）に示すように、欠陥検出信号ＤＥＦＥＣＴが「Ｈ」になっている期間は、欠陥入口でのアクチュエータ駆動信号を略保持するだけでなく、欠陥出口でも大きな変動を起こさないことが判る。
【０１７０】
なお、以上の説明においてはトラッキング制御に本発明を適用した例を示したが、フォーカス制御についても同様の効果があることは言うまでもない。
【０１７１】
以上説明したように、本発明に係る位置制御システム１００によれば、ディスク物理歪みに対しては、既に説明した外乱オブザーバ１１出力である推定外乱による外乱推定値帰還制御（ループＢ）によって補間を行い、アクチュエータ駆動信号に含まれるノイズに対しては、速度オブザーバ１３の出力である速度推定値による速度推定値帰還制御（第３の欠陥対処ブロック１４を含むループＣ）によって抑圧制御することにより、欠陥領域においても安定した制御が可能となる。
【０１７２】
【発明の効果】
本発明に係る請求項１記載の位置制御方法によれば、外乱力という概念を導入して目標値を外乱として捉えなおすことにより、光ディスクのディスク物理歪み補正値を正確に推定することができる。また、いわゆる速度オブザーバを用いて、アクチュエータ制御信号および外乱力推定値に基づいて可動部の速度推定値を取得し、光ディスクの欠陥領域に光スポットが位置する場合には、速度推定値帰還信号を取得してアクチュエータ制御信号に帰還させることで、アクチュエータ駆動信号に含まれるノイズを抑圧制御するので、位置制御系に含まれるノイズが大きい環境下においても安定な欠陥補償が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の位置制御システムの全体構成を表すブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の外乱オブザーバで推定する外乱力の定義を説明するブロック図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の電気／力変換ブロックの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る実施の形態のアクチュエータ機構ブロックの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の外乱オブザーバの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る実施の形態の第１の欠陥対処ブロックの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の第２の欠陥対処ブロックの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の外乱オブザーバの外乱推定特性を示す周波数特性の実測データを示す図である。
【図９】本発明に係る実施の形態の外乱オブザーバの入力信号であるアクチュエータ制御信号に対する速度推定特性を測定した実測データを示す図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態の外乱オブザーバの速度推定値の実測波形を示す図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態の外乱オブザーバの速度推定値の実測波形をスペクトラム解析した結果を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態の速度オブザーバの速度推定値の実測波形を示す図である。
【図１３】本発明に係る実施の形態の速度オブザーバの速度推定値の実測波形をスペクトラム解析した結果を示す図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態の第３の欠陥対処ブロックの動作を説明するブロック図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態の第３の欠陥対処ブロックの構成を示すブロック図である。
【図１６】従来の方法による光ディスク制御の結果を示す図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態の位置制御システムによる光ディスク制御の結果を示す図である。
【符号の説明】
１  減算ブロック、２  位置相補償ブロック、４  加減算ブロック、５  電気／力変換ブロック、６  加算ブロック、７  乗算器、８  アクチュエータ機構ブロック、１２  外乱推定値増幅ブロック、Ｄｐ  ディスク位置、Ｄｐｅ  位置偏差、Ｐｃｏｎｔ  位置制御信号、Ｃｏｎｔ  アクチュエータ制御信号、Ｄｉ＾  外乱力推定値、Ｄｉａｃｃ  加速度外乱、ＤＥＦＥＣＴ  欠陥検出信号。
【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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