(57)【要約】【課題】光学ヘッドの摩擦量を考慮した確実な送り制御を行う光学ヘッド制御装置及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】光学ヘッドを搬送する搬送部１３と、搬送部上の光学ヘッドの位置を検出して位置信号を出力する検出部１４と、この位置信号の変化の符号を検出し、この符号信号と、位置信号と、駆動トルクとに基づいて光学ヘッドの搬送部上での摩擦量を推定して摩擦推定信号を出力する推定部４４と、与えられる移動命令に応じて、検出部からの位置信号と、推定部からの摩擦推定信号とに基づいて駆動トルクを決定して推定部に供給し、駆動トルクに応じた光学ヘッドの駆動信号を搬送部に供給して光学ヘッドを搬送させる駆動部３６とをもつ光学ヘッド制御装置。【選択図】  図３
2005317128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ヘッドを搬送する搬送部と、
前記搬送部上の光学ヘッドの位置を検出して位置信号を出力する検出部と、
前記検出部からの位置信号を受けて、前記位置信号の変化の符号を検出し、この符号信号と、前記位置信号と、駆動トルクとに基づいて前記光学ヘッドの前記搬送部上での摩擦量を推定して摩擦推定信号を出力する推定部と、
与えられる移動命令に応じて、前記検出部からの位置信号と、前記推定部からの摩擦推定信号とに基づいて前記駆動トルクを決定して前記推定部に供給し、前記駆動トルクに応じた光学ヘッドの駆動信号を前記搬送部に供給して前記光学ヘッドを搬送させる駆動とを具備することを特徴とする光学ヘッド制御装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記搬送部のモータに同軸のエンコーダを用いており、エンコーダからの連続した位置信号に基づく角速度信号が出力されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド制御装置。
【請求項３】
前記推定部は、前記摩擦推定信号を求める際に、前記位置信号の変化量の符号を検出して符号信号を出力し、この符号信号を用いて前記検出部からの位置信号を演算することにより、前記位置信号の変化量の符号が変化してもこれに影響されることなく、前記位置信号の変化の絶対量に対応した前記摩擦推定信号を出力することを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド制御装置。
【請求項４】
前記推定部は、
前記位置信号の符号を検出して符号信号を出力し、
前記検出部からの前記位置信号を時間微分して微分信号を出力し、
前記微分信号と、前記移動命令に応じた駆動トルクとの差分を求め差分信号を出力し、
前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算し、
前記差分信号から、前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算した信号を引き、
前記差分信号から摩擦推定信号を引いた信号に、前記符号信号を乗算し、更にこの信号を時間積分することで、前記摩擦推定信号を求めることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド制御装置。
【請求項５】
前記光学ヘッドが有する検出部から、記録媒体に照射したレーザ光の反射光に基づいた検出信号を受け、これに基づきトラッキングエラー信号を生成する検出部と、
前記トラッキングエラー信号を解消するべく前記光学ヘッドの移動を命じるために、前記駆動部は前記駆動信号を生成して前記搬送部へと供給する送り制御部とを具備することを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド制御装置。
【請求項６】
光学ヘッドを搬送する搬送部と、
前記搬送部上の光学ヘッドの位置を検出して位置信号を出力する検出部と、
前記検出部からの位置信号を受けて、前記位置信号の変化の符号を検出し、この符号信号と、前記位置信号と、駆動トルクとに基づいて前記光学ヘッドの前記搬送部上での摩擦量を推定して摩擦推定信号を出力する推定部と、
与えられる移動命令に応じて、前記検出部からの位置信号と、前記推定部からの摩擦推定信号とに基づいて前記駆動トルクを決定して前記推定部に供給し、前記駆動トルクに応じた光学ヘッドの駆動信号を前記搬送部に供給して前記光学ヘッドを搬送させる駆動部と、
前記駆動部により前記搬送部で搬送される前記光学ヘッドが、前記ディスクに照射したレーザ光の反射光を受光しこの反射光に基づき再生処理を行い、又、記録すべき情報に応じたレーザ光駆動信号を生成して前記光学ヘッドに供給し、記録すべき情報に応じたレーザ光を前記ディスクに照射させることで記録処理を行う処理部と、
を具備することを特徴とするディスク装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記搬送部のモータに同軸のエンコーダを用いており、エンコーダからの連続した位置信号に基づく角速度信号が出力されることを特徴とする請求項６記載のディスク装置。
【請求項８】
前記推定部は、前記摩擦推定信号を求める際に、前記位置信号の変化量の符号を検出して符号信号を出力し、この符号信号を用いて前記検出部からの位置信号を演算することにより、前記位置信号の変化量の符号が変化してもこれに影響されることなく、前記位置信号の変化の絶対量に対応した前記摩擦推定信号を出力することを特徴とする請求項６記載のディスク装置。
【請求項９】
前記推定部は、
前記位置信号の符号を検出して符号信号を出力し、
前記検出部からの前記位置信号を時間微分して微分信号を出力し、
前記微分信号と、前記移動命令に応じた駆動トルクとの差分を求め差分信号を出力し、
前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算し、
前記差分信号から、前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算した信号を引き、
前記差分信号から摩擦推定信号を引いた信号に、前記符号信号を乗算し、更にこの信号を時間積分することで、前記摩擦推定信号を求めることを特徴とする請求項６記載のディスク装置。
【請求項１０】
前記光学ヘッド内の検出部から、前記ディスクに照射した前記レーザ光の反射光に基づいた検出信号を受け、これに基づきトラッキングエラー信号を生成する検出部と、
前記トラッキングエラー信号を解消するべく前記光学ヘッドの移動を命じるために、前記駆動部は前記駆動信号を生成して前記搬送部へと供給する送り制御部とを具備することを特徴とする請求項６記載のディスク装置。
【請求項１１】
光学ヘッドの搬送部上の位置を検出して位置信号を出力し、
前記位置信号を受け、前記位置信号の変化の符号を検出し、この符号信号と前記位置信号と駆動トルクとに基づいて前記光学ヘッドの摩擦量を推定して摩擦推定信号を出力し、
与えられる移動命令に応じて、前記位置信号と前記摩擦推定信号とに基づいて前記駆動トルクを決定して前記駆動トルクに応じた光学ヘッドの駆動信号を供給して前記光学ヘッドを搬送させることを特徴とする光学ヘッド制御方法。
【請求項１２】
前記位置信号の検出は、前記光学ヘッドの搬送のためのモータに同軸のｋエンコーダからの連続した位置信号に基づく角速度信号が出力されることを特徴とする請求項１１記載の光学ヘッド制御方法。
【請求項１３】
前記摩擦推定信号の生成に際して、前記位置信号の変化量の符号を検出して符号信号を出力し、この符号信号を用いて前記位置信号を演算することにより、前記位置信号の変化量の符号が変化してもこれに影響されることなく、前記位置信号の変化の絶対量に対応した前記摩擦推定信号を出力することを特徴とする請求項１１記載の光学ヘッド制御方法。
【請求項１４】
前記位置信号の符号を検出して符号信号を出力し、
前記位置信号を時間微分して微分信号を出力し、
前記微分信号と、前記移動命令に応じた駆動トルクとの差分を求め差分信号を出力し
前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算し、
前記差分信号から、前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算した信号を引き、
前記差分信号から摩擦推定信号を引いた信号に、前記符号信号を乗算し、更にこの信号を時間積分することで、前記摩擦推定信号を求めることを特徴とする請求項１１記載の光学ヘッド制御方法。
【請求項１５】
前記光学ヘッドから記録媒体に照射したレーザ光の反射光に基づいた検出信号を受け、これに基づきトラッキングエラー信号を生成し、
前記トラッキングエラー信号を解消するべく前記駆動信号を生成し、これに応じて前記光学ヘッドの移動を行うことを特徴とする請求項１１記載の光学ヘッド制御方法。
【請求項１６】
光学ヘッドの搬送部上の位置を検出して位置信号を出力し、
前記位置信号を受け、前記位置信号の変化の符号を検出し、この符号信号と前記位置信号と駆動トルクとに基づいて前記光学ヘッドの摩擦量を推定して摩擦推定信号を出力し、
与えられる移動命令に応じて、前記位置信号と前記摩擦推定信号とに基づいて前記駆動トルクを決定して前記駆動トルクに応じた光学ヘッドの駆動信号を供給して前記光学ヘッドを搬送させ、
前記光学ヘッドが前記ディスクに照射したレーザ光の反射光を前記光学ヘッドが受光しこの反射光に基づき再生処理を行い、又、記録すべき情報に応じたレーザ光駆動信号を生成して前記光学ヘッドに供給し、記録すべき情報に応じたレーザ光を前記ディスクに照射させることで記録処理を行うことを特徴とするディスク処理方法。
【請求項１７】
前記位置信号の検出は、前記光学ヘッドの搬送のためのモータに同軸のエンコーダを用いており、エンコーダからの連続した位置信号に基づく角速度信号が出力されることを特徴とする請求項１６記載のディスク処理方法。
【請求項１８】
前記摩擦推定信号の生成に際して、前記位置信号の変化量の符号を検出して符号信号を出力し、この符号信号を用いて前記位置信号を演算することにより、前記位置信号の変化量の符号が変化してもこれに影響されることなく、前記位置信号の変化の絶対量に対応した前記摩擦推定信号を出力することを特徴とする請求項１６記載のディスク処理方法。
【請求項１９】
前記位置信号の符号を検出して符号信号を出力し、
前記位置信号を時間微分して微分信号を出力し、
前記微分信号と、前記移動命令に応じた駆動トルクとの差分を求め差分信号を出力し、
前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算し、
前記差分信号から、前記摩擦推定信号に前記符号信号を乗算した信号を引き、
前記差分信号から摩擦推定信号を引いた信号に、前記符号信号を乗算し、更にこの信号を時間積分することで、前記摩擦推定信号を求めることを特徴とする請求項１６記載のディスク処理方法。
【請求項２０】
前記光学ヘッドから記録媒体に照射したレーザ光の反射光に基づいた検出信号を受け、これに基づきトラッキングエラー信号を生成し、
前記トラッキングエラー信号を解消するべく前記駆動信号を生成し、これに応じて前記光学ヘッドの移動を行うことを特徴とする請求項１６記載のディスク処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ヘッドの制御装置であり、特に、エンコーダからの位置信号の変化量の符号を考慮することで光学ヘッドの確実な摩擦量推定を可能とした光学ヘッドの制御装置、ディスク装置、光学ヘッド制御方法及びディスク処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、光ディスク等のディスク装置が非常に普及してきており、又、ディスクの記録密度の向上に伴い、例えば、光学ヘッドの駆動系においても、高い信頼性が要望されてきている。ここで、光学ヘッドは、駆動モータによってディスクの半径方向に移動することができるものであり、この駆動系を用いてジャンプ処理等が行われる。この際に、光学ヘッドと搬送機構との間には、一定の摩擦が発生するのであり、この摩擦量をも十分推定した上で光学ヘッドの制御を行わないと不完全な制御となるため、例えば、制御しきれなかった誤差分を対物レンズアクチュエータによる制御で補うこととなる。従って、光学ヘッドの摩擦量を忠実にシュミレーションできない場合は、対物レンズアクチュエータにより補うことによりレンズの向きが理想的な位置からずれを生じるため、光学的な歪み成分が発生し、検出信号の十分な信号特性を得ることができない。
【０００３】
摩擦量の制御を行う従来技術として、特許文献１及び特許文献２は、実測値に基づく摩擦力モデルを用いて、摩擦量を推定している。しかし、この方法によれば、事前に設計者や工場出荷時のオペレータが実際の摩擦量を測定して、これをメモリに格納するという煩雑な作業を行わなければならないという問題がある。又、更に、メモリ装置等を用意しなければならず、装置の小型化を困難にしたり、コスト高を招くという問題がある。
【０００４】
又、特許文献３においては、光学ヘッドと搬送部との摩擦量の制御を行う光ディスク装置が示されているが、ここでは、搬送部の例えば駆動モータに同軸のエンコーダ等から供給される位置信号に基づいて摩擦量を推定している。この際に、例えば、光学ヘッドが微細な動きをしている場合、光学ヘッドの位置信号の符号（極性）がプラスからマイナス、マイナスからプラスへと、頻繁に切り替るという現象が起きる。この現象は、光学ヘッドが、例えばディスクの内周側や外周側に大きく移動している際は生じないが、停止状態から微小速度で移動を始める場合等に、この検出信号の符号（極性）の変化が発生することにより、特に始動時の摩擦量の推定が困難となるため、光学ヘッドの送り方向の確実な制御を行うことができないという問題がある。
【特許文献１】特開平９−２６５７４８号公報
【特許文献２】特開平９−２３１７０１号公報
【特許文献３】特開平８−８７７５１号公報
【非特許文献１】岩崎, 鬼頭, 松井 : 「非線形性を有する電動機速度制御系の特性解析と摩擦補償」, 電気学会論文誌D, Vol.１１６, pp.９６-１０２, (１９９６-１)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光学ヘッドの位置信号の変化量の符号を考慮して摩擦推定信号を生成することで、光学ヘッド微小移動時でも確実な摩擦量推定を行い、確実な光学ヘッド送り制御を可能とする光学ヘッド制御装置、ディスク装置、光学ヘッド制御方法及びディスク処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光学ヘッドを搬送する搬送部と、前記搬送部上の光学ヘッドの位置を検出して位置信号を出力する検出部と、前記検出部からの位置信号を受けて、前記位置信号の変化の符号を検出し、この符号信号と、前記位置信号と、駆動トルクとに基づいて前記光学ヘッドの前記搬送部上での摩擦量を推定して摩擦推定信号を出力する推定部と、与えられる移動命令に応じて、前記検出部からの位置信号と、前記推定部からの摩擦推定信号とに基づいて前記駆動トルクを決定して前記推定部に供給し、前記駆動トルクに応じた光学ヘッドの駆動信号を前記搬送部に供給して前記光学ヘッドを搬送させる駆動部とを具備することを特徴とする光学ヘッド制御装置である。
【発明の効果】
【０００７】
上記した光学ヘッド制御装置において、摩擦量推定部４４は、位置信号の変化の符号を検出し、この変化する符号に応じて、光学ヘッドの位置信号を用いて、光学ヘッドの摩擦推定量を演算するものである。すなわち、例えば、図３に示すように、位置信号の符号を検出し、これがマイナスを示すものであったとしても、符号関数５１の符号成分を、微分信号や積分信号のフィードバックに乗算しているため、信号が常にプラスとなる。従って、本発明に係る光学ヘッド制御装置の摩擦量推定部４４の内部においては、エンコーダからの光学ヘッドの位置信号に応じた移動量を示す信号がマイナスであってもプラスであっても、常に移動量の絶対値であるプラス信号として扱われることとなる。
【０００８】
このため、光学ヘッドが静止した状態から動き出す前後の、検出信号の符号がプラスからマイナス、マイナスからプラスにめまぐるしく入れ替わる期間であって、最も正確な摩擦量を推定する必要がある期間において、摩擦量推定部４４において、マイナス成分とプラス成分が相殺されて、正確な移動量に応じた摩擦量が得られないという不具合が発生することがなく、微細な光学ヘッドの移動程度に応じた、微細な摩擦量を正確に推定することが可能となる。これにより、光学ヘッドが静止状態から動き出す瞬間の期間の摩擦量についても正確に推定することができるため、従来装置にあったように、誤差量をレンズアクチュエータで解消させなければいけなくなり、このため、レンズの向きが理想状態でなくなって、光学特性が悪化するという不具合を回避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】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る実施形態の光ディスク装置の構成の一例を示すブロック図、図２は、本発明に係る実施形態の光ディスク装置の制御系の要部の一例を示すブロック図、図３は、本発明に係る実施形態の光ディスク装置の摩擦量推定部の一例を示すブロック図、図４は、本発明に係る実施形態の光ディスク装置の光学ヘッドの摩擦トルクの一例を示すグラフである。
【００１０】
＜本発明の実施形態に係る光ディスク装置＞
本発明の一実施形態である光ディスク装置は、図１に示すように、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク等の情報記憶媒体Ｄを扱うものであり、情報記憶媒体Ｄは、同心円状、又は、螺旋状に溝が刻まれており、溝の凹部をランド、凸部をグルーブと呼び、この溝に沿った一周をトラックと呼ぶ。ユーザデータはこのトラックに沿って記録され、情報記録媒体Ｄにレーザ光を照射してトラック上にある記録マークによる反射光強度の変化を読み取ることにより情報が再生される。
【００１１】
一方、本発明の一実施形態である光ディスク装置は、図１に示すように、光ディスクＤと、これを保持する回転テーブル３１と、この回転テーブルを回転させるスピンドルモータ３２とを有しており、更に、スピンドルモータ３２を駆動するスピンドルモータ駆動回路３５とを有している。更に、この光ディスク装置は、光ディスクＤにレーザ光を照射しこの反射光を受光する光学ヘッド１２を有しており、この光学ヘッドをディスクの半径方向に移動する光学ヘッド送り機構１３を有しており、この光学ヘッド送り機構１３を駆動させる送りモータ駆動回路３６を有している。
【００１２】
又、更に、この光ディスク装置は、この光学ヘッド１２の対物レンズを駆動させるための対物レンズアクチュエータ駆動回路３８と、この光学ヘッド１２のフォーカス・エラー、トラッキング・エラーをそれぞれ検出するフォーカス・トラッキング・エラー検出回路３７とを有している。
【００１３】
更に、この光ディスク装置は、光学ヘッド１２が読み取った光ディスク上の検出信号を増幅するためのアンプ２０と、アンプ２０からの出力を２値化処理する２値化回路２１と、２値化された出力信号を受けるＰＬＬ回路２２と、この出力を復調処理する復調回路２３と、復調された信号に対してエラー訂正を行うエラー訂正回路２４と、更に、エラー訂正処理を経た信号を外部装置に出力するためのデータ入出力インタフェース１９とを有している。又、ＰＬＬ回路２２に接続された情報記録媒体速度検出回路３４をも有している。
【００１４】
又、光ディスク装置は、これらの動作を全体に制御している、半導体メモリ２５を伴う制御部３０を有している。この制御部３０は、例えば、半導体メモリ２５に格納された動作プログラムに応じて、各部の動作を制御する。
【００１５】
更に、光ディスク装置は、記録処理のための構造として、更に、データ入出力インタフェース１９に接続され、ここから与えられる情報を記録するべく、ＥＣＣエンコーディング回路１８と、変調回路１７と、更に、制御波形発生回路１６と、この出力を受けて、適切な記録のための半導体レーザ光を照射するための半導体レーザ駆動回路１５とを有しており、半導体レーザ駆動回路１５に応じたレーザ光が光学ヘッド１２を介して光ディスクＤ上に照射されて、記録処理が行われる。
【００１６】
（詳細な動作と不具合）
更に、本発明の実施の形態である光ディスク装置において、各部の構成を更に詳細に説明し、更に、本発明に係る摩擦量推定部で解決したい不具合を説明する。光学ヘッド移動機構（送りモータ）１３は、上述した情報記憶媒体Ｄの半径方向に情報読み取り用の光学ヘッド１２を移動させるものである。ここで、光学ヘッド移動機構（送りモータ）１３は、光学ヘッド１２を移動させるガイド機構として棒状のガイドシャフトを利用する場合が多く、このガイドシャフトと光学ヘッド１２の一部に取り付けられたブッシュ間の摩擦を利用して、光学ヘッド１２が移動する。それ以外に回転運動を使用して摩擦力を軽減させたベアリングを用いる方法も有る。
【００１７】
光学ヘッド１２を移動させる駆動力伝達方法は、詳細な形状は図示されていないが、固定系にピニオン（回転ギヤ）の付いた回転モータ１３を配置し、ピニオンとかみ合う直線状のギヤであるラックを光学ヘッド１２の側面に配置して回転モータの回転運動を光学ヘッド１２の直線運動に変換している。それ以外の駆動力伝達方法としては、固定系に永久磁石を配置し、光学ヘッド１２に配置したコイルに電流を流して直線的方向に移動させるリニアモータ方式を使う場合もある。
【００１８】
回転モータ、リニアモータいずれの方式でも、基本的には送りモータに電流を流して光学ヘッド１２移動用の駆動力を発生させている。この駆動用電流は、送りモータ駆動回路３６から供給される。
【００１９】
光学ヘッド１２が目標位置に到達すると、制御部３０から対物レンズアクチュエータ駆動回路３８にコマンドを出してトラックサーボをオンさせる。集光スポットは、情報記憶媒体Ｄ上のトラックに沿ってトレースしながらその部分のアドレス又はトラック番号を再生する。
【００２０】
そこでのアドレス又はトラック番号から現在の集光スポット位置を割り出し、到達目標位置からの誤差トラック数を制御部３０内で計算し、集光スポットの移動に必要なトラック数を対物レンズアクチュエータ駆動回路３８に通知する。
【００２１】
対物レンズアクチュエータ駆動回路３８内で１組キックパルスを発生させると、対物レンズは情報記憶媒体Ｄの半径方向にわずかに動いて、集光スポットが隣のトラックへ移動する。対物レンズアクチュエータ駆動回路３８内では一時的にトラックサーボをオフさせ、制御部３０からの情報に合わせた回数のキックパルスを発生させた後、再びトラックサーボをオンさせる。
【００２２】
密アクセス終了後、制御部３０は、集光スポットがトレースしている位置の情報（アドレス又はトラック番号）を再生し、目標トラックにアクセスしていることを確認する。アクセスにより集光スポットが目標トラックに到達したことを確認した後、制御部３０からのコマンドにより送りモータ駆動回路３６を経由してトラックエラー検出信号の一部が光学ヘッド駆動機構（送りモータ）１３への駆動電流として供給される。連続に再生又は記録／消去処理を行っている期間中、この制御は継続される。
【００２３】
ここで、情報記憶媒体Ｄの中心位置は、回転テーブル３１の中心位置とわずかにずれた偏心を持って装着されている。トラックエラー検出信号の一部を駆動電流として供給すると、偏心に合わせて光学ヘッド１２全体が微動する。
【００２４】
又、長時間連続して再生又は記録／消去処理を行うと、集光スポット位置が徐々に外周方向又は内周方向に移動する。トラックエラー検出信号の一部を光学ヘッド移動機構（送りモータ）１３への駆動電流として供給した場合には、それに合わせて光学ヘッド１２が徐々に外周方向又は内周方向に移動する。このように連続再生・記録時においては、光学ヘッド１２の円滑な微小送りが対物レンズアクチュエータのトラックずれ補正の負担を軽減する。
【００２５】
上記のように光ディスク記録再生装置のトラッキング動作は、ピックアップヘッド送り系による粗動位置決めとレンズアクチュエータによる対物レンズの微小位置決めの組み合わせで動いており、ピックアップヘッドの光学系は対物レンズが光学的な中心位置にあるときに最も状態の良い再生信号を得られる。そこでレンズアクチュエータにより対物レンズが常に光学的な中心位置付近にあるように粗動位置決めを行うことが望ましいが、粗動位置決めが円滑に動かず望ましい位置に対して手前で止まったり行き過ぎたりすると、ずれた分だけ対物レンズを動かさなければならないので、対物レンズが光学的な中心位置からずれて結果として再生信号の状態悪化を招く。
【００２６】
一般的に、ピックアップヘッド送り系１３による粗動位置決めはＰＩＤ制御器やＰＩ制御器、又はラグリード型の位相補償制御器により制御されるので、それらが持つ積分器による遅れに起因して、特に図４に示すように、速度が反転したときのクーロン摩擦による摩擦力の階段状変化を補償することができない。従って、補償量が過少になった時にはピックアップヘッドの送りが所望の位置よりも手前に止まり、補償量が過大になった時は行き過ぎるといった現象が発生する。
【００２７】
＜本発明の実施形態に係る光ディスク装置の駆動系＞
次に、本発明の実施形態に係る光ディスク装置の光学ヘッドの駆動系の要部を、図２を用いて詳細に説明する。本発明の実施形態に係る光ディスク装置の駆動系の要部は、光学ヘッド１２を駆動させる光学ヘッド送り機構（送りモータ）１３は、同軸のロータリーエンコーダ１４を有しており、上述した制御部３０内部において、このロータリーエンコーダ１４の出力が角速度変換部４６を通して角速度に変換され、摩擦量推定部４４に入力される。摩擦量推定部４４は、角速度変換部４６からの角速度と後述する摩擦推定値とを加算器で加算した駆動トルクＴＲＥＦが供給され、摩擦推定量を示す摩擦推定信号ＴＦＲＩＣを加算器に出力する。更に、光学ヘッド１２からの検出信号に基づいて、トラッキングエラー信号がトラッキングエラー検出回路３７から出力され、この出力が、制御部３０内で、トラッキング制御部４１に供給され、トラッキング制御部４１からの信号が、一方は，対物レンズアクチュエータ回路３８と、一方は、送り制御部４２とに供給される。対物レンズアクチュエータ駆動回路３８は、その駆動信号により、光学ヘッド１２内の対物レンズを駆動することで、トラッキングエラーを解消するものである。
【００２８】
更に、制御部３０内において、送り制御部４２からの信号から、角速度変換部４６との信号が減算演算され、その信号出力が、速度制御部４３に供給される。速度制御部４３では、その出力が、摩擦量推定部４４からの摩擦推定信号と加算され、トルク信号ＴＲＥＦを送りモータ駆動回路３６に供給している。送りモータ駆動回路３６では、与えられたトルク信号ＴＲＥＦに応じた駆動電流を光学ヘッド送り機構１３に供給することで、光学ヘッド１２の、光ディスクの半径方向の駆動を可能としている。
【００２９】
＜本発明の実施形態に係る摩擦量推定部＞
このような構成の光ディスク装置の駆動系の要部において、以下に、本発明の実施形態に係る摩擦量推定部４４の詳細を図面を用いて説明する。すなわち、本発明の実施形態に係る摩擦量推定部４４においては、その構成の一例を図３に示しており、ここでは、ロータリーエンコーダ１４からの位置信号に基づく角速度変換部４６から与えられた角速度信号ωを取得し、これを符号関数５１に供給され、符号関数５１では、角速度信号ωの符号を検出し、これに応じて、例えば、符号関数５１に供給され、符号関数５１では、符号に応じて、例えば、「＋１」や「−１」が乗算器５５及び乗算器５６に供給される。
【００３０】
一方、角速度変換部４６から与えられた角速度信号ωは、微分器５２により時間微分されて出力された微分信号が減算器５３に、駆動トルクＴＲＥＦと共に供給されて、この減算結果が加算器５４に供給される。加算器５４においては、この摩擦量推定部４４で求められた摩擦推定値ＴＦＲＩＣを示す摩擦推定信号が乗算器５６を経てプラスの信号となった摩擦推定信号が供給される。そして、この減算器５４の減算演算の結果が、乗算器５５に供給されて、ここでも、符号情報に応じて、演算結果が必ずプラスの信号とされて、時間積分器５７に供給されることで、制御部３０内では、摩擦推定値の絶対値として処理されることとなる。
【００３１】
一方、時間積分器５７においては、乗算器５５の出力を時間的に積分処理することにより、求めるべき摩擦推定値ＴＦＲＩＣに応じた摩擦推定信号を出力するものである。又、その後、摩擦推定値ＴＦＲＩＣに応じた摩擦推定信号を、乗算器５８において、符号関数５１からの符号信号「＋１」や「−１」と掛け合わせることにより、信号の本来の符号（極性）を元に戻してあげることで、制御の方向性を適正なものとする。
【００３２】
すなわち、本発明に係る摩擦量推定部４４は、更に、詳細にその特徴と動作を詳述すると、上述した非特許文献１に示された非線形の外乱オブザーバを応用して、摩擦力を補償し、円滑な光学ヘッドの送り制御を可能とするものである。
【００３３】
つまり、従来の一般的な外乱オブザーバを用いた摩擦トルク推定器は、それ自身の持つ積分器の時定数の影響により、例えば、光学ヘッドが静止している状態から動き出す際に現れる、モータの回転方向の変化に応じた階段状のクーロン摩擦（図４参照）の変化に追従することができず、角速度ωは、例えば、めまぐるしく信号の符号（極性）が変わることなり、実際の移動の絶対量に応じた摩擦量を正確に推定することができない。
【００３４】
しかし、非特許文献１に示された手法を用いた摩擦トルク推定方法においては、回転方向変化により演算の符号（極性）を反転させて摩擦トルクを推定することにより、階段状のクーロン摩擦の変化に追従した摩擦トルクの推定値を推定することができる。
【００３５】
これは、すなわち、簡単に述べると、摩擦量推定部４４において、角速度信号ωがプラスの値をとったり、マイナスの値をとると、これに対応して、符号関数５１の出力が、そのつど、「＋１」、「−１」等という値をとり、この出力が、乗算器５５及び５６に掛け合わされることで、乗算器５５の出力及び乗算器５６の出力は常にプラスの値を取ることとなる。これにより、角速度ωの値に応じて、摩擦推定値に応じた摩擦推定信号を出力する摩擦量推定部の信号処理において、マイナスの値を取る信号がなくなるため、信号変化の絶対値を用いて演算処理をしていることと同等となる。これにより、角速度信号ωの符号がめまぐるしく変化しても、常に光学ヘッド１２の移動量の絶対値に関する処理を行っているため、光学ヘッド１２の摩擦推定量を正確に推定することが可能となるものである。
【００３６】
又、更に、摩擦量推定部４４の各部の機能の概要を説明すると、初めに、角速度変換部４６からの角速度ωを受け、符号関数５１においては、この角速度ωの符号を検出して符号信号を出力し、微分器５２においては、角速度ωを時間微分して微分信号を出力し、減算器５３においては、微分信号と、移動命令に応じた駆動トルクＴＲＥＦとの差分を求め差分信号を出力し、乗算器５６においては、摩擦推定信号ＴＦＲＩＣに符号信号を乗算し、減算器５４においては、差分信号から、摩擦推定信号ＴＦＲＩＣに符号信号を乗算した信号を引き、乗算器５５においては、差分信号から摩擦推定信号を引いた信号に、符号信号を乗算し、更に、積分器５７においては、乗算器５５の出力を時間積分することで、摩擦推定値ＴＦＲＩＣに応じた摩擦推定信号を求めるものである。
【００３７】
（摩擦量推定部４４の詳細）
次に、本発明の一実施の形態である摩擦量推定部４４の詳細を図面に応じて、説明する。
【００３８】
初めに、図１における制御部３０は、光学ヘッド１２のフォーカス、トラッキング、チルト等のアクチュエータやスピンドルモータ３２、ピックアップヘッド送りモータ１３などの駆動部分の制御を行い、各駆動回路３５,３６,３８へ指令値を与える働きをする部分である。図２は図１の制御部３０から、光ディスク記録再生装置のピックアップ送り制御の要部を示したブロック図であり、速度指令値と速度実測値からモータ駆動指令値を決定し、送りモータ駆動回路３６へ指令値を伝えている。
【００３９】
又、図３では、摩擦量推定部４４の詳細が示されている。又、図２のロータリーエンコーダ１４を用いた速度検出器により、実際の光学ヘッド１２、又はヘッド送り機構１３の速度を検出し、速度実測値を取得することができる。ここで、速度指令値と速度実測値の差分を入力とし、ＰＩＤ制御器やＰＩ制御器、又はラグリード型の速度制御部４３により、出力トルクを決定する。同時に、速度実測値は角速度変換部４６を通して角速度ωに変換され、摩擦量推定部４４に入力される。
【００４０】
更に、図３に示すように、摩擦量推定部４４は、角速度ωと摩擦トルク加算後の速度制御部４３からの駆動トルクＴＲＥＦを入力として演算を行い、摩擦推定値ＴＦＲＩＣに応じた摩擦推定信号を算出する。実際には、送りモータの回転角速度ωの微分値に慣性Ｊを掛けることによって、実際の回転トルクＴＭＴＲを算出し、駆動トルクとの差を摩擦推定値ＴＦＲＩＣとして推定する。
【００４１】
ここで、モータ回転トルクＴＭＴＲは、角速度ω、慣性Ｊとすると、
ＴＭＴＲ＝Ｊωｓ
と表すことができる。
【００４２】
又、摩擦推定値ＴＦＲＩＣの大きさは、駆動トルクの平均値ＴＲＥＦとモータ回転トルクＴＭＴＲ、時定数τ、ωの符号関数ｓｇｎ（ω）を用いて、
【数１】
2005317128.tif 000003
【００４３】
と表すことができる。ここで符号関数ｓｇｎ（ω）は、
【数２】
2005317128.tif 000004
【００４４】
又は、速度０付近でのノイズ等の影響による発振状態を防ぐために符号関数は適当な速度の閾値ｔｈを用いて
ｔｈ＝０のとき
【数３】
2005317128.tif 000005
【００４５】
ｔｈ≠０のとき
【数４】
2005317128.tif 000006
【００４６】
とし、｜ω｜＜｜ｔｈ｜の範囲の影響を小さくすることも考えられる。
【００４７】
特に観測雑音が大きい速度検出器においては、摩擦量推定部４４に、以下をｓｇｎ関数として用いることも考えられる。
【数５】
2005317128.tif 000007
【００４８】
この摩擦量推定部４４においては、正→負（負→正）というように急激に速度の符号が反転した場合でも演算の段階で符号を反転させることによって常に適切な摩擦トルクＴＦＲＩＣの大きさを推定することができる。摩擦量推定部４４から出力する補償値としては、以下のように速度方向に応じた符号を乗算することによって、速度０を境に階段状に摩擦が変化した場合においても摩擦を補償しうる適切な方向に補償値を加えることができる。
【００４９】
ＴＦＲＩＣ＝ｓｇｎ（ω）×｜ＴＦＲＩＣ｜
最終的な指令値ＴＯＵＴは、速度制御部４３からの出力トルクＴＲに摩擦量推定部４４で推定した摩擦トルクＴＦＲＩＣを加算したものとする。
【００５０】
なお、上記推定した摩擦トルクＴＦＲＩＣを演算する式においては、符号関数ｓｇｎ関数の引数として、実測による回転角速度ωの符号ではなく、速度指令値の符号を用いることにより、速度センサーの観測雑音の問題を軽減できる場合がある。
【００５１】
ＴＯＵＴ＝ＴＲ＋ＴＦＲＩＣ
その指令値を送りモータ駆動回路３６に伝達し、送りモータ駆動回路３６が駆動電流を送りモータ１３に流すことで光学ヘッド１２を駆動させることができる。
【００５２】
以上のように、摩擦量推定部４４によって摩擦トルクを補償することによって、特に、光学ヘッドの静止時から始動する際の円滑なピックアップヘッド位置決めを可能とし、それに伴い、対物レンズアクチュエータのトラックずれ補正の負担を軽減することが可能となる光学ヘッド制御装置、ディスク装置、光学ヘッド制御方法及びディスク処理方法を提供するものである。
【００５３】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る実施形態の光ディスク装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】本発明に係る実施形態の光ディスク装置の制御系の要部の一例を示すブロック図。
【図３】本発明に係る実施形態の光ディスク装置の摩擦量推定部の一例を示すブロック図。
【図４】本発明に係る実施形態の光ディスク装置の光学ヘッドの摩擦トルクの一例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５５】
５１…符号関数、５２…微分器、５３…減算器、５４…減算器、５５，５６…乗算器、５７…積分器。
【図１】
2005317128.tif 000008
【図２】
2005317128.tif 000009
【図３】
2005317128.tif 000010
【図４】
2005317128.tif 000011