(57)【要約】ディスク駆動装置（１）は、ａ）走査手段の素子（３４）の位置付けを制御するアクチュエータ手段（５０）と、ｂ）読込み信号（ＳＲ）を受け少なくとも１つのエラー（ＲＥＳ；ｅ（ｋ）；ｃ）を生成するエラー信号計算手段（１１１、１１２）と、ｃ）上記エラーを受け、得られた信号（ｓ１、ｓ２、ｓ３）を出力する状態推定器（１２０）と、ｄ）衝撃表示信号（ＳＩＳ）を生成する状態検出手段（１３０）と、ｅ）すべりモード制御（ＳＭＣ）を行い、少なくとも１つの可変制御パラメータを有し、得られた信号の２番目の信号（ｓ２）に基づき、アクチュエータ制御信号（ＲＡＤ；ｕ（ｋ））を生成するアクチュエータ制御信号生成手段（１９０）と、ｆ）通常動作中に、可変制御パラメータの第１の値を設定し、衝撃表示信号が衝撃の発生を表示したときに可変制御パラメータの第２の値を設定するアクチュエータ制御信号生成手段と、を有する。
2006520977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの記録トラックを走査し、読込み信号（ＳＲ）を生成する走査手段と、
前記ディスクに関し、前記走査手段の少なくとも１つの読込み／書込み素子の位置付けを制御するアクチュエータ手段と、
前記読込み信号（ＳＲ）を受信し、前記読込み信号（ＳＲ）の少なくとも１つの信号構成品に基づき、少なくとも１つのアクチュエータ制御信号（ＳＣＲ、ＳＣＦ、ＳＣＴ；ＳＡＤ）を生成する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、
前記読込み信号（ＳＲ）に基づき少なくとも１つのエラー信号（ＲＥＳ；ｅ（ｋ））を計算する手段と、
前記少なくとも１つのエラー信号（ＲＥＳ；ｅ（ｋ））を受信し、得られた信号（σ１、σ２、σ３）を出力するエラー信号処理手段と、
衝撃表示信号（ＳＩＳ）を生成する衝撃検出手段と、
少なくとも１つの可変制御パラメータを有し、前記エラー信号処理手段から前記得られた信号の１つ（σ２）を受信し、アクチュエータ信号（ＲＡＤ；ｕ（ｋ））を生成するためにこの得られた信号を処理するアクチュエータ制御信号生成手段（１９０）と、を有し、
前記アクチュエータ制御信号生成手段は前記衝撃検出手段から前記衝撃表示信号（ＳＩＳ）を受信するよう連結され、
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、通常動作中に前記可変制御パラメータの第１の値を設定し、前記衝撃表示信号（ＳＩＳ）が衝撃の発生を示すときに、前記可変制御パラメータの第２の値を設定し、
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、すべりモード制御（ＳＭＣ）を行うことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、
ｋｋ１、ｋｋ２及びｋがアクチュエータ動的特徴およびＳＭＣコントローラゲインによって定められ、
【数１】
2006520977.tif 000062
が状態空間における時間不変表面を表し、「ｇｒｅｓ」及び「ｇｖ」はＳ（ｋ）＝０が安定すべり表面を定めるように選択される定数であり、
【数２】
2006520977.tif 000063
が飽和機能を定め、
εが前記ＳＭＣアクチュエータ制御信号生成手段の可変制御パラメータであるゲイン要素であり、
【数３】
2006520977.tif 000064
及び
【数４】
2006520977.tif 000065
が現在のアクチュエータ位置及び場所の値を示す信号であるときに、
【数５】
2006520977.tif 000066
に従って、出力信号（ｕ（ｋ））を計算することを特徴とする請求項１記載のディスク駆動装置。
【請求項３】
前記エラー信号処理手段は、現在のアクチュエータ位置及び速度のための推定値
【数６】
2006520977.tif 000067
及び
【数７】
2006520977.tif 000068
を計算し、
アクチュエータ制御信号生成手段は、前記エラー信号処理手段から、推定された現在のアクチュエータ位置及び速度信号（
【数８】
2006520977.tif 000069
及び
【数９】
2006520977.tif 000070
）を受信するために結合し、
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、前記エラー信号処理手段から得られた前記推定値に基づいてその出力信号（ｕ（ｋ））を計算することを特徴とする請求項２記載のディスク駆動装置。
【請求項４】
前記制御回路は更に、
前記アクチュエータ制御信号生成手段から前記アクチュエータ信号（ＲＡＤ；ｕ（ｋ））を受信し、前記エラー信号処理手段から第３の得られた信号（σ３）を受信する外乱推定手段を有し、
前記外乱推定手段は、前記アクチュエータ信号（ＲＡＤ、ｕ（ｋ））及び前記第３の得られた信号（σ３）に基づいて、推定された外乱信号（
【数１０】
2006520977.tif 000071
）を生成し、
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、前記外乱推定手段から前記推定された外乱信号（
【数１１】
2006520977.tif 000072
）を受信するために結合し、
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、前記推定された外乱信号（
【数１２】
2006520977.tif 000073
）に基づいてその出力信号を計算することを特徴とする請求項１記載のディスク駆動装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、
ｋｋ１、ｋｋ２及びｋがアクチュエータ動的特徴およびＳＭＣコントローラゲインによって定められ、
【数１３】
2006520977.tif 000074
が状態空間における時間不変表面を表し、「ｇｒｅｓ」及び「ｇｖ」はＳ（ｋ）＝０が安定すべり表面を定めるように選択される定数であり、
【数１４】
2006520977.tif 000075
が飽和機能を定め、
εが前記ＳＭＣアクチュエータ制御信号生成手段の可変制御パラメータであるゲイン要素であり、
【数１５】
2006520977.tif 000076
及び
【数１６】
2006520977.tif 000077
が現在のアクチュエータ位置及び場所の値を示す信号であるときに、
【数１７】
2006520977.tif 000078
に従って、その出力信号（ｕ（ｋ））を計算することを特徴とする請求項４記載のディスク駆動装置。
【請求項６】
前記エラー信号処理手段は、現在のアクチュエータ位置及び速度のための推定値
【数１８】
2006520977.tif 000079
及び
【数１９】
2006520977.tif 000080
を計算し、
アクチュエータ制御信号生成手段は、前記エラー信号処理手段から、推定された現在のアクチュエータ位置及び速度信号（
【数２０】
2006520977.tif 000081
及び
【数２１】
2006520977.tif 000082
）を受信するために結合し、
前記アクチュエータ制御信号生成手段は、前記エラー信号処理手段から得られた前記推定値に基づいてその出力信号（ｕ（ｋ））を計算することを特徴とする請求項２記載のディスク駆動装置。
【請求項７】
前記エラー信号処理手段は、前記アクチュエータ制御信号生成手段からアクチュエータ信号（ＲＡＤ；ｕ（ｋ））を受信するために結合された状態推定器を有し、
前記状態推定器は
【数２２】
2006520977.tif 000083
に従って、予報された位置信号（
【数２３】
2006520977.tif 000084
）を計算し、
前記状態推定器は
【数２４】
2006520977.tif 000085
に従って、予報された速度信号（
【数２５】
2006520977.tif 000086
）を計算し、
前記Ａｄ（２×２）及びＢｄ（２×１）は前記アクチュエータの別々のモデルのための一定のマトリクス及びベクトルであり、
【数２６】
2006520977.tif 000087
及び
【数２７】
2006520977.tif 000088
は、それぞれ、前記アクチュエータの前記現在位置及び前記現在速度のための推定値であり、
前記状態推定器は、
【数２８】
2006520977.tif 000089
に従って、
【数２９】
2006520977.tif 000090
及び
【数３０】
2006520977.tif 000091
を計算し、
前記Ｌｒｅｓ及びＬｖは、望ましくは線形２次形式レギュレータ（ＬＱＲ）法によって定められる推定器ゲインであることを特徴とする請求項６記載のディスク駆動装置。
【請求項８】
前記衝撃検出手段は、前記予報された位置信号（
【数３１】
2006520977.tif 000092
）に基づき、前記衝撃表示信号（ＳＩＳ）を生成することを特徴とする請求項７記載のディスク駆動装置。
【請求項９】
前記衝撃検出手段は、
前記予報された位置信号（
【数３２】
2006520977.tif 000093
）を受信する低パスフィルタと、
前記低パスフィルタから出力信号を受信し、前記衝撃表示信号（ＳＩＳ）を提供する比較器と、
を有することを特徴とする請求項８記載のディスク駆動装置。
【請求項１０】
前記低パスフィルタは、約８５０Ｈｚのオーダでカットオフ周波数を有することを特徴とする請求項９記載のディスク駆動装置。
【請求項１１】
前記比較器は、前記低パスフィルタからの前記出力信号を、予め定められた閾値と比較し、
前記閾値は、放射制御の場合には、前記トラックピッチの約２５％に対応することを特徴とする請求項９記載のディスク駆動装置。
【請求項１２】
前記比較器は、前記低パスフィルタからの前記出力信号を、予め定められた閾値と比較し、
前記閾値は、放射制御の場合には、前記トラックピッチの約２０％に対応することを特徴とする請求項９記載のディスク駆動装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータ制御信号生成手段によって生成された前記アクチュエータ信号は、デジタルアクチュエータ信号（ＲＡＤ；ｕ（ｋ））であり、
前記制御回路は更に、
前記アクチュエータ制御信号生成手段から前記デジタルアクチュエータ信号（ＲＡＤ；ｕ（ｋ））を受信し、アナログアクチュエータ信号（ＲＡＡ；ｕ（ｓ））を生成するＤ／Ａ信号処理手段と、
望ましくは、前記Ｄ／Ａ信号処理手段からアナログアクチュエータ信号（ＲＡＡ；ｕ（ｓ））を受信し、フィルターアクチュエータ信号（ＳＡＦ）を生成するノイズフィルター手段と、
前記Ｄ／Ａ信号処理手段からアナログアクチュエータ信号（ＲＡＡ；ｕ（ｓ））を受信又は前記フィルターアクチュエータ信号（ＳＡＦ）を受信し、アクチュエータ駆動信号（ＳＡＤ；ＳＣＲ、ＳＣＦ、ＳＣＴ）を生成するアクチュエータ駆動手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載のディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、光記憶ディスクに／光記憶ディスクから、情報を書き込む／読み込むための光ディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、光記憶ディスクは少なくとも１つのトラックを、データパターンの形で情報が記憶され得る記憶スペースの連続的な螺旋の形又は複数の同心円の形で有する。光ディスクは、ユーザによって読込みのみ可能な情報が製造過程で記録される読込み専用タイプであってもよい。光記憶ディスクは、ユーザによって情報が記憶され得る書込み可能タイプであってもよい。一方、光記憶ディスクの記憶スペースに情報を書き込む又はディスクから情報を読み込むために、光ディスク駆動は、光ディスクを受容し回転させる回転手段と、光ビーム、典型的にはレーザビームを生成し、そのレーザビームで記憶トラックを走査する光学的手段を有する。光ディスクの一般的な技術は、即ち、情報が光ディスクに記憶され得る仕方及び光ディスクから光データを読み得る仕方は、よく知られているので、ここでは、この技術につき詳細を説明する必要はない。
【０００３】
光ディスクを回転させるために、光ディスク駆動は典型的にはモータを有し、モータは光ディスクの中心部とかみあうハブを駆動する。たいていは、モータはスピンドルモータとして実行され、モータで駆動されるハブはモータのスピンドル軸上に直接配置されてもよい。
【０００４】
回転しているディスクを光学的に走査するために、光ディスクは、光ビーム生成装置（典型的にはレーザダイオード）、ディスク上の焦点のスポットに光ビームの焦点を合わせる対物レンズ、及びディスクから反射された反射光を受け電気検出器出力信号を生成する光検出器を有する。光検出器は、複数の検出器セグメントを有し、それぞれのセグメントは、個々のセグメント出力信号をもたらす。
【０００５】
動作中は、光ビームはディスク上に焦点を合わされ続けるべきである。このため、対物レンズは、軸上に移動可能に配置され、光ディスク駆動装置は、対物レンズの軸位置を制御する焦点アクチュエータを有する。更には、焦点スポットは、トラックと一直線にされ続けるか、又は新しいトラックに関し位置づけられるべきである。このため少なくとも対物レンズは放射状に移動可能に設けられ、光ディスク駆動は、対物レンズの放射位置を制御する放射アクチュエータ手段を有する。
【０００６】
多くのディスク駆動において、対物レンズは傾くことが可能に設けられ、そのような光ディスク駆動は対物レンズの傾斜角を制御する傾斜アクチュエータ手段を有する。
【０００７】
これらのアクチュエータを制御するために、光ディスク駆動は、光検出器からの出力信号を受信するコントローラを有する。以下では読込み信号というこの信号から、コントローラは１又は複数のエラー信号、例えば、焦点エラー信号、放射エラー信号等、を引き出し、これらのエラー信号に基づき、コントローラはアクチュエータを制御するアクチュエータ制御信号を生成し、位置エラーの減少又は除去をしている。
【０００８】
アクチュエータ制御信号を生成する工程で、コントローラはある制御特徴を示す。このような制御特徴は、コントローラの特徴であり、位置エラーを検出することの反応としてコントローラが作用する仕方として説明できる。
【０００９】
位置エラーは、実際面では、異なるタイプの外乱によって引き起こされ得る。外乱の２つの最も重要な分類は、以下の如くである。
１）  ディスク欠陥
２）  外的衝撃及び（断続的な）振動
第１のカテゴリは、黒ドットの如き内部ディスク欠陥、指紋の如き汚れ、スクラッチのような損傷等を有する。第２のカテゴリは、ディスク駆動へ衝突する物体によって引き起こされる衝撃を有するが、衝撃及び振動は主として携帯用ディスク駆動及び自動車アプリケーションにおいて予想される。発端における相違から離れて、ディスク欠陥と衝撃及び振動との重要な区別は、信号外乱の周波数域である。ディスク欠陥によって引き起こされる信号外乱は典型的には高周波数であり、衝撃及び振動は典型的には低周波数である。
【特許文献１】米国特許第４，７２２，０７９号
【特許文献２】米国特許第５，８６７，４６１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これについての問題は、衝撃を適切に扱うには、通常の動作条件とは異なる制御特性が要求されることである。
【００１１】
従来は、ディスク駆動のコントローラは、固定された制御特性を有し、当該特性は、正確に第１のカテゴリの外乱を扱うために明確に適合されるか（第２のカテゴリの外乱の場合にエラー制御は最適ではない）又は正確に第２のカテゴリの外乱を扱うために明確に適合されるか（第１のカテゴリの外乱の場合にエラー制御は最適ではない）である。あるいは、制御特性は、これらの折衷である（第２のカテゴリの外乱の場合と同様に、第１のカテゴリの外乱の場合にエラー制御は最適ではない）。コントローラが線形制御技術を適用する限り、低周波数外乱拒絶とノイズに対する高周波数感受性との間に常に折衷がある。例えば、現在の商業化製品において十分な衝撃イミュニティを得るための一般的なやり方は、低周波側で高サーボゲインと共に低ダンピングサスペンションを用いることである。しかしながら、サスペンションの設計は、駆動動作の衝撃感受性のみならず、動作中、取扱い中、及び輸送中における全状況の下でのサスペンションパフォーマンス及びダイナミックレンジ、材料費、機械設計耐久性等に依拠する。衝撃イミュニティレベルを増加するサスペンションダンピングレートの低下は、システム上非常に制限されたものである。更には、サーボゲインの増加による外的衝撃への強固性もまた、システムの安定要求によって限定されている。計測ノイズ拒絶の基準に合致するに、また、プレイ中にあるディスク欠陥へのより少ない感受性を得るに、より低いゲインも望まれる。
【００１２】
従来の技術では、スイッチング制御技術が既に提案されている。例えば、米国特許第４，７２２，０７９号を参照されたい。衝撃の発生において、より高い遅延フィルタを有するより高いサーボループゲインが用いられる。位置エラーがある閾値よりも小さい場合、サーボループゲインと遅延フィルタの双方が、通常のプレイ値に切り替え戻される。
【００１３】
抑圧衝撃効果に対するスイッチング制御技術の効果的なアプリケーションは、正確な衝撃検出を要求する。
【００１４】
可変的ゲインを有するコントローラを動作することができるためには、衝撃を正確に検出することが必要である。衝撃センサーを利用することは正確な衝撃検出の直接的方法であるが、これは製造費用の上昇を招く。更には、安定性というシステム要求は、衝撃パフォーマンスの向上を制限する。上記の米国特許第４，７２２，０７９号は、光読込み信号が外乱階級を決定するために処理されるシステムを記載しているが、このシステムは３次元光システムを要求する。
【００１５】
米国特許第５，８６７，４６１号もまた、光読込み信号が外乱階級を決定するために処理されるシステムを記載している。この知られているシステムでは、エンベロープが高周波信号コンテンツで決定される。この方法の１つの不利な点は、ディスクに書き込まれたデータに依拠することであり、空のディスクの場合には適用されないことである。別の不利な点は、この方法は複雑な電気回路構成を、特に、上位ピーク及び下位ピークを検出し、上位エンベロープ及び下位エンベロープを検出するためにフィルタリングをし、これらのエンベロープを分析し、メモリに信号を記憶する構成を要求することである。
【００１６】
典型的には、アクチュエータコントローラはＰＩＤコントローラを有する。ＰＩＤコントローラのゲインの増加は、制限された結果のみ有する。
【００１７】
本発明の一般的な目的は、強固性を増加すること、即ち、装置のコストの増加なしに又は限定的な増加のみで、ディスク駆動装置の耐衝撃性を改善することである。
【００１８】
具体的には、本発明の目的は、かなりの費用の増加なしに比較的簡単に実行できる改良された衝撃制御性を有するディスク駆動装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の更なる目的は、衝撃に対する改良された応答特性を有するディスク駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の重要な観点によれば、アクチュエータコントローラは、すべりモードコントローラを有することである。有利にも本発明はソフトウエアで実行される。
【００２１】
本発明の明白な観点によれば、状態推定器の出力信号に基づいて衝撃が検出される。重要な効果は、状態推定器は衝撃を容易に検出でき、応答時間が減少されることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のこれらの及び他の面、特徴及び効果は、図面を参照し、以下の記載によって説明され、同じ又は類似の部分には同じ符号を付す。
【００２３】
以下の説明では、光ディスク、特にＤＶＤの放射制御について特に説明するが、これは本発明の範囲を制限することなく、本発明は、焦点制御及び傾斜制御に適用できる。
【００２４】
図１Ａは、光ディスク駆動装置１を概略的に示した図である。光ディスク駆動装置１は、典型的にはＤＶＤ又はＣＤの如き光ディスク２へ又は光ディスク２から、情報を記憶する又は読み込むのに適している。ディスク２を回転するために、ディスク駆動１は、回転軸５を定める（簡略化のために図示を省略する）フレームに固定されたモータ４を有する。
【００２５】
ディスク駆動装置１は更に、光ビームによってディスク２の（図示しない）トラックを走査するための光システム３０を有する。より具体的には、図１Ａに示される典型的な配置では、光システム３０は、光ビーム３２を生成するように配置される光ビーム生成手段３１、典型的にはレーザダイオードの如きレーザを有する。以下では、光通路３９に続く光ビーム３２の異なるセクションが符号３２に文字ａ、ｂ、ｃが追加されて示される。
【００２６】
光ビーム３２は、ビームスプリッター３３、コリメータレンズ３７及び対物レンズ３４を通過し、ディスク２に（ビーム３２ｂが）到達する。対物レンズ３４はディスクの（簡略化のために図示を省略する）記録層上の焦点スポットＦ中に光ビーム３２ｂの焦点を合わせるべく設計されている。光ビーム３２ｂはディスク２から反射し（反射光ビーム３２ｃ）及び対物レンズ３４、コリメータレンズ３７、及びビームスプリッター３３を通過し、光検出器３５に（ビーム３２ｄ）が到達する。図示された例では、例えばプリズムの如き光学素子３８がビームスプリッター３３及び光検出器３５の間に置かれている。
【００２７】
ディスク駆動装置１は更に、ディスク２に対して放射状に対物レンズ３４を移す放射アクチュエータ５１を有するアクチュエータシステム５０を有する。本発明はこのような放射アクチュエータの設計及び機能に関係するものではなく、放射アクチュエータそれ自体は知られているため、放射アクチュエータの設計及び機能の詳細について説明することは省略する。
【００２８】
ディスク２の所望の位置に正確に正しい焦点を得て維持するために、対物レンズ３４は軸上に変位可能に設けられ、アクチュエータ５０もまた、ディスク２に対して放射状に対物レンズ３４を移す焦点アクチュエータ５２を有する。本発明はこのような焦点アクチュエータの設計及び機能に関係するものではなく、焦点アクチュエータそれ自体は知られているため、焦点アクチュエータの設計及び機能の詳細について説明することは省略する。主として放射方向に沿ってシーク動作を行う放射位置システムは、２−ステージ、又は、放射方向に沿ったレーザスポットの大きな変位（粗位置付け）のスレッジを有するスレッジ−アクチュエータサーボシステムとして通常設計される。あるいは、スイングアームを用いてもよい。光ピックアップユニットは、位置手段の上に移動可能に設けられ、微細な位置付けのための焦点及び放射アクチュエータ（スレッジ上でのライディング）によって制御され得る。この点については、「Ｓｏｒｉｎ  Ｇ．  Ｓｔａｎ著、“ＣＤ−ＲＯＭ駆動−簡単なシステム説明”、Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ発行、１９９８年」を参照されたい。放射及び焦点ループ間の動的相互作用は比較的低い。放射及び焦点ループは、通常は、実際のアプリケーションでは別々に設計され調査されている、微細位置付けのために、焦点及び放射アクチュエータは、２つの別々のＰＩＤコントローラにより通常制御されており、これゆえ２つの別々のＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  ａｎｄ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）システムを形成する。
【００２９】
対物レンズ３４の正しい傾斜位置を得て維持するために、対物レンズ３４が、軸ピンの廻りに旋回可能に設けられている。この場合、図示されているように、アクチュエータシステム５０はまた、ディスク２に対して対物レンズ３４を軸ピンの廻りに旋回可能な傾斜アクチュエータ５３を有する。このような傾斜アクチュエータの設計及び動作は本発明の対象ではなく、傾斜アクチュエータそれ自体は知られているため、傾斜アクチュエータの設計及び動作の詳細について説明することは省略する。
【００３０】
対物レンズを軸ピンの廻りに旋回する手段と同様に、装置フレームに関し対物レンズを支持する手段及び対物レンズを軸上及び放射状に変位する手段それ自体は一般的に知られている。このような支持手段及び変位手段の設計及び動作は本発明の対象ではないため、支持手段及び変位手段の設計及び動作の詳細について説明することは省略する。
【００３１】
放射アクチュエータ５１、焦点アクチュエータ５２及び傾斜アクチュエータ５３は、１つの統合されたアクチュエータとして実行されてもよい。
【００３２】
ディスク駆動装置１は更に、モータ４の制御入力に接続された第１の出力９２と、放射アクチュエータ５１の制御入力に結合された第２の出力９３と、焦点アクチュエータ５２の制御入力に結合された第３の出力９４と、傾斜アクチュエータ５３の制御入力に結合された第４の出力９５と、を有する制御回路９０を有する。制御回路９０は、モータ４を制御する制御信号ＳＣＭを第１の出力９２で生成し、放射アクチュエータ５１を制御する制御信号ＳＣＲを第２の出力９３で生成し、焦点アクチュエータ５２を制御する制御信号ＳＣＦを第３の出力９４で生成し、傾斜アクチュエータ５３を制御する制御信号ＳＣＴを第４の出力９５で生成するように設計されている。
【００３３】
制御回路９０は更に、光検出器３５からの読込み信号ＳＲを受信する読込み信号入力９１を有する。
【００３４】
図１Ｂは、光検出器３５が複数の検出器セグメントを有することができることを示した図である。図１Ｂに示された例では、光検出器３５は６つの検出器セグメント３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ及び３５ｆを有し、６つの検出器セグメントの夫々に入射する光の量を示す検出器信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｓ１及びＳ２を提供することができる。中央化以降検出器セグメントとして記されている４つの検出器セグメント３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄが４−四分空間形状で配置されている。第１及び第４セグメント３５ａ及び３５ｄを第２及び第３セグメント３５ｂ及び３５ｃから分離する中央線３６はトラック方向に対応する方向を有する。２つの検出器セグメント３５ｅ及び３５ｆは、サテライト検出器セグメントとして示されており、副セグメントへ副分割することができ、中央線３６と反対側で中央検出器四分空間の近くで対照的に設けられている。このような６セグメント検出器はそれ自体知られているため、その設計及び機能の詳細について説明することは省略する。
【００３５】
光検出器３５の異なる設計も可能である。例えば、知られているように、サテライトセグメントを省略してもよい。
【００３６】
図１Ｂはまた、制御回路９０の読込み信号入力９１が実際には全部の各検出器信号を受信する複数の入力を有してもよい。このように、６−四分空間検出器の図示したケースでは、制御回路９０の読込み信号入力９１は、検出器信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｓ１及びＳ２を受信する６つの入力９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅ及び９１ｆを有する。当業者にとって明らかなように、データ信号及び１又は複数のエラー信号を得るために、個々の検出器信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｓ１及びＳ２を処理するように設計されている。以下では単にＲＥという放射エラー信号は、トラックと焦点スポットＦとの間の放射距離を示す。以下では単にＦＥという焦点エラー信号は、記憶層と焦点スポットＦとの間の同軸距離を示す。光検出器の設計に依拠して、エラー信号の計算のための異なるフォーミュラを用いてもよい。一般的にいえば、このようなエラー信号は、検出器３５上の中央光スポットと一定の不均整のための尺度であり、ディスクに対する光走査スポットの変位に感受性がある。
【００３７】
以下の説明では、現在時間における信号値を信号（ｋ）、次の時間における信号値を信号（ｋ＋１）、以前の時間における信号値を信号（ｋ−１）とする。更には、信号ｘの実値を付加物をつけずに文字ｘで示し、この信号ｘの予報値を
【００３８】
【数３３】
2006520977.tif 000003
で示し、この信号ｘの推定値を
【００３９】
【数３４】
2006520977.tif 000004
で示す。
【００４０】
図２は、制御回路９０の詳細を概略的に示したブロック図である。制御回路９０は、ＯＰＵ３０からの光読込信号ＳＲを受け、各ダイオード信号Ｄ１〜Ｄ５を出力する信号プレプロセス信号ブロック１１１を有する。ダイオード信号の数は、検出器３５のセグメントの数に依拠する。
【００４１】
制御回路９０は更にＡ／Ｄ信号プロセスブロック１１２を有し、信号プレプロセス信号ブロック１１１からの出力信号Ｄ１〜Ｄ５を受け、ｅ（ｋ）としても示される放射エラー信号ＲＥＳを出力する。
【００４２】
制御回路９０は更に、Ａ／Ｄ信号プロセスブロック１１２から放射エラー信号ｅ（ｋ）を受信する第１の入力１２１を有するエラー信号プロセスブロック１２０を有する。エラー信号処理ブロック１２０は、放射エラー信号ｅ（ｋ）から得られた信号を計算し、第１の得られた信号σ１を出力する第１の出力１２３、第２の得られた信号σ２を出力する第１の出力１２４、及び第３の得られた信号σ３を出力する第１の出力１２５を有するように設計されている。
【００４３】
制御回路９０は更に衝撃検出器ブロック１３０を有する。衝撃検出器ブロック１３０は、エラー信号プロセスブロック１２０から第１の得られた信号σ１を受信する入力１３１及び衝撃表示信号ＳＩＳを出力する出力１３２を有する。衝撃検出器ブロック１３０は、予め決められた条件との関連でエラー信号プロセスブロックから第１の得られた信号σ１を分析するように、及びこのような予め決められた条件と合致する場合に衝撃の発生を表示するように衝撃表示信号ＳＩＳを生成するように設計されている。
【００４４】
制御回路９０は更に、エラー信号処理ブロック１２０から第３の得られた信号σ３を受信する第１の入力１４１を有する外乱推定器ブロック１４０を有する。外乱推定器ブロック１４０は、推定された外乱信号である
【００４５】
【数３５】
2006520977.tif 000005
を与える出力１４３を有する。アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は、この推定された外乱信号である
【００４６】
【数３６】
2006520977.tif 000006
を受信する第３の入力１９４を有する。
【００４７】
アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は、上記した入力信号に基づき、ｕ（ｋ）としても記されるデジタル放射アクチュエータ信号ＲＡＤを計算し、デジタル放射アクチュエータ信号ＲＡＤは第１の出力１９１及び第２の出力１９２において提供される。
【００４８】
アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は、上記した入力信号に基づき、前回のデジタル放射アクチュエータ信号ｕ（ｋ−１）を計算し、デジタル放射アクチュエータ信号ｕ（ｋ−１）は第３の出力１９１ａにおいて提供される。外乱推定器ブロック１４０は、デジタル放射アクチュエータ信号ｕ（ｋ−１）を受信する第２の入力１４２を有する。
【００４９】
制御回路９０は更に、アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０からデジタル放射アクチュエータ信号ＲＡＤを受信し、ｕ（ｓ）としても記されるアナログ放射アクチュエータ信号ＲＡＡを出力するＤ／Ａ信号処理ブロック１９６を有する。
【００５０】
制御回路９０は更に、Ｄ／Ａ信号処理ブロック１９６からアナログ放射アクチュエータ信号ｕ（ｓ）を受信し、フィルタアクチュエータ信号ＳＡＦを出力するノイズフィルタブロック１９７を有してもよい。
【００５１】
制御回路９０は更に、ノイズフィルタブロック１９７からフィルタアクチュエータ信号ＳＡＦを受信し、放射アクチュエータのためにアクチュエータ駆動信号ＳＡＤを出力するアクチュエータドライバーブロック１９８を有する。
【００５２】
アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は、エラー信号処理ブロック１２０から受信した第２の出力信号σ２に基づき、デジタル放射アクチュエータ信号ＲＡＤを計算する。この計算では、アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は、可変な特徴、典型的には可変ゲインを示し、アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は、衝撃検出器ブロック１３０から受信した衝撃表示信号ＳＩＳに基づき、可変な特徴（即ち、ゲイン）を設定する。より具体的には、衝撃検出器ブロック１３０から受信した衝撃表示信号ＳＩＳが衝撃の発生を示す場合は、アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は可変な特徴を衝撃の場合の動作により適した値に設定し（即ち、ゲインが上昇する）、衝撃検出器ブロック１３０から受信した衝撃表示信号ＳＩＳが衝撃の終了を示す場合は、アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０は可変な特徴を通常動作により適した値に設定する（即ち、ゲインが低下する）。衝撃表示信号ＳＩＳは原則的には、如何なる適した方法によって生成されてもよく、例えば、衝撃検出器ブロック１３０は機械的衝撃検出器を有してもよい。しかしながら、望ましくは、エラー信号プロセスブロック１２０は、状態推定器として実行され、衝撃検出器ブロック１３０は、衝撃表示信号ＳＩＳを生成するために状態推定器１２０からの出力信号を処理する。この例が以下で説明される。
【００５３】
本発明の重要な観点によれば、アクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０はすべりモード制御（ＳＭＣ）を実行する。すべりモード制御それ自体は知られている。この点については、「Ｊ．Ｊ．Ｅ．Ｓｌｏｔｉｎｅ及びＷ．Ｌｉ著、“適用される非線形制御”、Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ  Ｃｌｉｆｆｓ  ＮＪ：Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ、１９９１年」を参照されたい。この技術の重要な有利な点は、外乱及び一定でないシステムに対する無感受性である。
【００５４】
状態検出器１２０は、状態素子の１つの測定に基づき、光ディスク駆動デジタルサーボの全状態を推定する、好ましい実施形態では、状態検出器１２０は、放射エラー信号ＲＥＳの計測に基づき放射アクチュエータ位置及び放射スピードを推定することである。
【００５５】
より具体的には、状態検出器１２０は、現在のエラー信号ｅ（ｋ）を受信し、現在のアクチュエータ位置のための推定された値である
【００５６】
【数３７】
2006520977.tif 000007
と現在のアクチュエータの速度のための推定された値である
【００５７】
【数３８】
2006520977.tif 000008
を計算する。推定された状態は、デジタル放射アクチュエータ信号ｕ（ｋ）を生成するためにアクチュエータ制御信号生成器ブロック１９０（ＳＭＣコントローラ）で用いられる。
【００５８】
図３は、状態推定器１２０の望ましい実施形態を詳細に示す。この望ましい実施形態では、状態推定器１２０は、基本的には、状態観察器２１０と状態予報器２３０という２つの部分に分割され得り、互いに近づいて相互に作用する。状態観察器２１０は、第１の入力１２１にける現在のエラー信号ｅ（ｋ）を受信し、現在のアクチュエータ位置のための推定された値である
【００５９】
【数３９】
2006520977.tif 000009
と現在のアクチュエータの速度のための推定された値である
【００６０】
【数４０】
2006520977.tif 000010
を計算する。
【００６１】
状態予報器２３０は、第２の入力１２２にける現在のアクチュエータ信号ｕ（ｋ）を受信し、状態観察器２１０から、現在のアクチュエータ位置のための推定された値である
【００６２】
【数４１】
2006520977.tif 000011
と現在のアクチュエータの速度のための推定された値である
【００６３】
【数４２】
2006520977.tif 000012
を夫々受信し、以下の式で表される次回ｋ＋１におけるアクチュエータ位置のための推定された値である
【００６４】
【数４３】
2006520977.tif 000013
とアクチュエータの速度のための推定された値である
【００６５】
【数４４】
2006520977.tif 000014
を計算する。
【００６６】
【数４５】
2006520977.tif 000015
ここで、Ａｄ（２×２）及びＢｄ（２×１）は、夫々、放射アクチュエータの別々のモデルの一定のマトリクス及び一定のベクトルである。これらは、駆動のアクチュエータの仕様書から計算することができる。なお、Ｂｄ（２）＝０である。
【００６７】
予報されたアクチュエータ位置である
【００６８】
【数４６】
2006520977.tif 000016
と、予報されたアクチュエータ速度であうｒ
【００６９】
【数４７】
2006520977.tif 000017
は、以下の式で表される推定アクチュエータ位置である
【００７０】
【数４８】
2006520977.tif 000018
及び、推定アクチュエータ速度である
【００７１】
【数４９】
2006520977.tif 000019
を計算するために、状態観察器２１０に移る。
【００７２】
【数５０】
2006520977.tif 000020
ここで、Ｌｒｅｓ及びＬｖは、線形２次形式レギュレータ（ＬＱＲ）によって定められる推定器ゲインである。
【００７３】
図３に示される実施形態では、観察器２１０は、予報器２３０からアクチュエータの予報／推定位置である
【００７４】
【数５１】
2006520977.tif 000021
を受信する第１ユニットディレイブロック４０１、及び予報器２３０からアクチュエータの予報／推定速度である
【００７５】
【数５２】
2006520977.tif 000022
を受信する第２ユニットディレイブロック４０２を有する。第１ユニットディレイブロック４０１の出力信号は、副トラクター４１１の得られる入力及び第１加算器の入力に移る。第２ユニットディレイブロック４０２の出力信号は、第２加算器の入力に移る。
【００７６】
入力１２１において受信されたエラー信号ｅ（ｋ）はインバータ４０３へ移る。インバータ４０３の出力信号は、現在位置ｘ（ｋ）を構成し、副トラクター４１１の非反転入力に移る。
【００７７】
この点において、エラー信号ｅ（ｋ）は、ｅ（ｋ）＝Ｘ（ｋ）−ｘ（ｋ）として定められる。ここで、Ｘ（ｋ）は所望の位置を示し、ｘ（ｋ）は実際の位置を示す。トラッキング中は所望の位置Ｘ（ｋ）＝０であるので、実際の位置ｘ（ｋ）は、ｘ（ｋ）＝−ｅ（ｋ）として計算することができる。
【００７８】
副トラクター４１１の入力信号は、副トラクター４１１の得られる入力及びゲインＬｒｅｓ掛けられる第１増幅器４１１及びゲインＬｖ掛けられる第２増幅器４２２に移る。第１増幅器４２１の出力信号は第１加算器４３１の第２の入力に移る。第２増幅器４２２の出力信号は第２加算器４３２の第２の入力に移る。状態推定器１２０の第２の出力１２４において、第１加算器４３１の出力信号が出力信号（推定現在位置）
【００７９】
【数５３】
2006520977.tif 000023
として提供され、第２加算器４３２の出力信号が出力信号（推定現在速度）
【００８０】
【数５４】
2006520977.tif 000024
として提供される。
【００８１】
第１加算器４３１の出力信号は第２ユニット遅延ブロック４３３に移り、第２加算器４３２の出力信号は第３ユニット遅延ブロック４３４に移る。状態推定器１２０の第３の出力１２５において、第２のユニット遅延ブロック４３３の出力信号が出力信号（前回の推定位置）
【００８２】
【数５５】
2006520977.tif 000025
として提供され、第３のユニット遅延ブロック４３４の出力信号が出力信号（前回の推定速度）
【００８３】
【数５６】
2006520977.tif 000026
として提供される。
【００８４】
第１加算器４３１の出力信号（推定現在速度である
【００８５】
【数５７】
2006520977.tif 000027
）は、ゲインＡｄ（２，１）によって掛けられる第３増幅器４４３及びゲインＡｄ（１，２）によって掛けられる第４増幅器４４６に移される。第３増幅器４４３の出力信号は第３加算器４５１の入力に移る。第４増幅器４４４の出力信号は第４加算器４５２の入力に移る。
【００８６】
第２加算器４３２の出力信号（推定現在速度である
【００８７】
【数５８】
2006520977.tif 000028
）は、ゲインＡｄ（２，２）によって掛けられる第５増幅器４４５及びゲインＡｄ（１，２）によって掛けられる第６増幅器４４６に移される。第５増幅器４４５の出力信号は第３加算器４５１の第２入力に移る。第６増幅器４４６の出力信号は第４加算器４５２の第２入力に移る。
【００８８】
入力１２２で受信された信号ｕ（ｋ）は、ゲインＢｄ（１）によって掛けられる第７増幅器４４７に移される。第７の出力信号は、第５加算器の入力に移される。第４加算器４５２の出力信号は第５加算器４６２の第２入力に移る。
【００８９】
第３加算器４５１の出力信号は、観察器２１０の第２ユニット遅延ブロック４０２へ予報速度である
【００９０】
【数５９】
2006520977.tif 000029
として提供される。第５加算器４６２の出力信号は、観察器２１０の第１ユニット遅延ブロック４０１へ予報位置である
【００９１】
【数６０】
2006520977.tif 000030
として、及び第１の出力１２３における第１出力信号σ１として提供される。
【００９２】
外部衝撃及び振動のような外乱が境を限られ、ＳＭＣコントローラ１９０（典型的には２２ｋＨｚ）の構成部品のサンプリングされた周波数よりも相当に低いと仮定する。時間ｋにおける外乱の推定値である
【００９３】
【数６１】
2006520977.tif 000031
は、時間ｋ−１における位置、速度、及びアクチュエータ信号の歴史的値と関連すると考えられ、以下のように計算される。
【００９４】
【数６２】
2006520977.tif 000032
図４は、外乱推定器の可能な実施形態を示したブロック図である。信号たる
【００９５】
【数６３】
2006520977.tif 000033
【００９６】
【数６４】
2006520977.tif 000034
【００９７】
【数６５】
2006520977.tif 000035
が第１の入力１４１で受信される（エラー信号プロセスブロック１２０からの第３の出力信号σ３）。
【００９８】
信号ｕ（ｋ−１）が第２の入力１４２で受信される（ＳＭＣコントローラ１９０からの出力信号ｕ（ｋ−１））。信号たる
【００９９】
【数６６】
2006520977.tif 000036
は、加算器／副トラクター１４７の非反転入力に移る。信号たる
【０１００】
【数６７】
2006520977.tif 000037
は、ゲインＡｄ（１，１）によって掛けられる第１増幅器１４４に移される。第１増幅器の出力信号は、加算器／副トラクター１４７の第１の反転入力に移る。信号たる
【０１０１】
【数６８】
2006520977.tif 000038
は、ゲインＡｄ（１，２）によって掛けられる第２増幅器１４５に移される。第２増幅器の出力信号は、加算器／副トラクター１４７の第２の反転入力に移る。信号ｕ（ｋ−１）は、ゲインＢｄ（１）によって掛けられる第３増幅器１４６に移される。第３増幅器の出力信号は、加算器／副トラクター１４７の第３の反転入力に移る。加算器／副トラクター１４７の出力信号は、外乱推定器１４０の出力１４３における出力信号たる
【０１０２】
【数６９】
2006520977.tif 000039
として提供される。
【０１０３】
すべりモード制御自体は知られている技術である。従って、この技術の入念な説明はここでは不要である。以下を言及すれば十分である。
【０１０４】
すべりモード制御は、強固な非線形制御技術であり、Ｎ番目の問題を均等な第１番目の問題に取って代えるものである。放射トラッキングのために、設計は、設計目的は、完全なトラッキングのために
【０１０５】
【数７０】
2006520977.tif 000040
を維持することである（ここで、
【０１０６】
【数７１】
2006520977.tif 000041
は放射アクチュエータの状態ベクトルである。微細アクチュエータ制御ループのトラッキングの間におけるアクチュエータ／レーザスポットの所望の状態は
【０１０７】
【数７２】
2006520977.tif 000042
である。放射エラー信号は
【０１０８】
【数７３】
2006520977.tif 000043
として定められる。）これは、全部のｋ＞０の表面
【０１０９】
【数７４】
2006520977.tif 000044
上に残っているものと均等である。この表面は、すべり表面と呼ばれる。トラッキング２−次元ベクトルｘｄ（ｋ）の問題は、Ｓにおける第１番目の安定問題に取って代わられている。ゴールは、システムにすべり表面Ｓ（ｋ）への集中を強いて、表面に留まるといった制御法を作ることである。実際上の実行のためには、
【０１１０】
【数７５】
2006520977.tif 000045
と定められる不整合の最初の状態のために存在するすべり表面への相に、有限時間が到達する。不正確性及び外乱をモデル化し（我々はシステムを完全には知らない）、非継続的な制御法を平坦化することの説明のために、すべり表面の周囲の境界層は、システム状態が最初の状態からすべり表面又はその近隣に移動し、最終的には当該表面又は近隣に集中するように定められる。リアプノフの安定性理論により、光ディスク駆動放射トラッキング制御システムへのすべり表面の存在を保証するための到着条件は、以下の通りである。
【０１１１】
【数７６】
2006520977.tif 000046
ここで、ηは到着ステージにおける応答を定めるプラスの定数であり、アクチュエータ感受性に従って定められるべきものである。Фはプラスの定数であり、境界層の厚さと呼ばれ、トラッキングを維持するための最大許容放射エラーによって定められる（通常は、トラックピッチ値の１／４として設定される）。εは、ＳＭＣの制御ゲインである。如何なる最初の条件からすべり表面（これは到着条件及び駆動モデルから減少可能である）にアクチュエータを向ける制御法は、
【０１１２】
【数７７】
2006520977.tif 000047
である。ここで、ｋｋ１、ｋｋ２及びｋは、アクチュエータ動的特徴及びＳＭＣ制御ゲインによって定められる係数である。
【０１１３】
すべり表面（
【０１１４】
【数７８】
2006520977.tif 000048
）は、状態スペースにおける時間−不変表面である。定数「ｇｒｅｓ」及び「ｇｖ」は、Ｓ（ｋ）＝０は安定したすべり表面を定め、アクチュエータの所望のトラッキング位置は外乱又は動的不確実性と不変である。これは制御力の適切な選択により、可変構造システムの理論によれば、外乱又は動的不確実性への全体的な不変性は、このすべり表面で得られる。
【０１１５】
境界層は、すべり表面の周りの周囲領域、即ち、アクチュエータの所望のトラッキング位置の周りの近傍領域を指す。アクチュエータを如何なる初期状態又は阻害された状態からすべり表面に戻るための（ｓａｔ（）の機能による）非継続的制御力がよりスムーズであると定められる。
【０１１６】
ＳＭＣコントローラ設計のキーポイントは、境界層内で動作するときに、伝統的なＰＩＤコントローラのように、ＳＭＣコントローラの同じクロスオーバー周波数を維持することにより、相マージン、ゲインマージン、及びセンサーノイズ拒絶のような線形領域内で一定のパフォーマンス特性を維持することである。動作が境界層の外部で行われるときは、より高いＳＭＣゲインが用いられる。
【０１１７】
図５は、デジタルサーボブロックにおいて実施されたモデルのＳＭＣコントローラの実施形態を示したブロック図である。信号たる
【０１１８】
【数７９】
2006520977.tif 000049
及び
【０１１９】
【数８０】
2006520977.tif 000050
が第１の入力１９２で受信される（エラー信号処理ブロック１２０からの第２の出力信号σ２）。信号たる
【０１２０】
【数８１】
2006520977.tif 000051
が第３の入力１９４で受信される（外乱推定器からの出力信号たる
【０１２１】
【数８２】
2006520977.tif 000052
）。信号たる
【０１２２】
【数８３】
2006520977.tif 000053
は、ゲインｋｋ１によって掛けられる第１増幅器３０１へ移され、第１増幅器３０１の出力信号が加算器３４０の第１の入力に移される。信号たる
【０１２３】
【数８４】
2006520977.tif 000054
は、ゲインｋｋ１によって掛けられる第２増幅器３０２へ移され、第２増幅器３０２の出力信号が加算器３４０の第２の入力に移される。信号たる
【０１２４】
【数８５】
2006520977.tif 000055
は、加算器３４０の第３の入力に移される。
【０１２５】
信号たる
【０１２６】
【数８６】
2006520977.tif 000056
はまた、ゲインｇｒｅｓによって掛けられる第３増幅器３０３及び機能ｚ／（ｚ−１）を実行する分離転送機能ブロック３０４の入力へ移される。分離転送機能ブロック３０４の出力信号は、ゲインｇｖによって掛けられる第４増幅器３０５に移される。第３増幅器３０３及び第４増幅器３０５の出力信号は第２加算器３０６の夫々の入力に移される。第２の加算器３０６の出力信号は、機能ｓａｔ（ξ／Ф）を計算する飽和計算器３０７の入力に移る。ここで、ξは、飽和計算器３０７への入力信号を表し、Фは境界層厚さを表す。飽和計算器３０７の出力信号は、ドット製品計算器３３０の第１の入力に移る。
【０１２７】
第２の入力１９３で受信された衝撃表示信号ＳＩＳは、制御可能スイッチ３２０の制御入力へ移される。第１の信号入力において、スイッチ３２０は、通常動作で用いられる第１ゲイン値ε１を受信する。第２の信号入力において、スイッチ３２０は、ε１よりも高値の第２ゲイン値ε２を受信する。制御可能なスイッチ３２０の出力信号は、ドット製品計算器３３０の第２の入力に移る。ドット製品計算器の出力信号は、加算器３４０の第４の入力に移る。
【０１２８】
加算器３４０の出力信号は、ゲインＫによって掛けられる第５増幅器３４１に移される。第５増幅器３４１の出力信号は、ＳＭＣコントローラ１９０の出力１９１において出力信号ｕ（ｋ）として提供される。第５増幅器３４１の出力信号は遅延ブロック３４２に移り、遅延ブロック３４２の出力信号はＳＭＣコントローラ１９０の出力１９１ａにおいて出力信号ｕ（ｋ−１）として提供される。
【０１２９】
通常動作中、制御可能なスイッチ３２０は第１の信号入力で受信した信号ε１を出力する。衝撃表示信号ＳＩＳが衝撃の発生を表示するときは、制御可能なスイッチ３２０は第２の信号入力で受信した信号ε２を出力する。
【０１３０】
図６は、衝撃検出器１３０の実施形態を概略的に示したブロック図である。
【０１３１】
衝撃検出器１３０は、低パスフィルタ１３３及び比較器１３４を有する。状態推定器１２０から入力１３１で受信した次回ｋ＋１の予報位置信号たる
【０１３２】
【数８７】
2006520977.tif 000057
（エラー信号処理ブロック１２０からの第１出力信号σ１）は（８５０Ｈｚの）低パスフィルタ１３３の入力に移る。低パスフィルタ１３３の出力信号は閾値と比較する比較器１３４に移され、本実施形態では、閾値はトラックピッチの１／４に設定されている。比較器１３４の出力信号は、衝撃検出器１３０の出力１３２において衝撃表示信号ＳＩＳとして提供される。
【０１３３】
放射エラー情報がトラックピッチの１／４よりも大きい場合は、衝撃検出器１３０は、
ＳＭＣコントローラ１９０の制御可能なスイッチ３２０によって解釈され衝撃の発生を表示するマグニチュードを有する衝撃表示信号ＳＩＳを出力し、アクチュエータをトラックの中央へ戻すために制御可能なスイッチ３２０はＳＭＣコントローラ１９０のために高ゲインε２（第２ゲイン設定）を選択する。放射エラー情報がトラックピッチの１／４よりも小さいことを衝撃検出器１３０が検出した場合、放射アクチュエータ制御器はＳＭＣコントローラ１９０のために通常ゲインε１（第１ゲイン設定）にスイッチバックされる。
【０１３４】
図６の実行ブロックは、リアプノフの安定性理論に基づきすべり表面の存在を保証する到着条件から控除された制御法であり、数学的には以下のように表される。
【０１３５】
【数８８】
2006520977.tif 000058
ここで、ｂｄ及びＡｄはアクチュエータの動的特徴によって決定される一定マトリクスである。放射アクチュエータの状態空間表現は以下の如くである。
【０１３６】
【数８９】
2006520977.tif 000059
低ゲインから高ゲインへの切換は、実際には、コントローラがより迅速に、すべり表面、即ち、所望のトラッキング位置にアクチュエータを戻すための力をもっと有するようにされる。
【０１３７】
システムが常に高ゲインを使用するのであれば、チップ及びアクチュエータ寿命を短くする力の消費が多くなる。高すぎるゲインサーボ制御は、サーボの指紋のようなディスク欠陥への感受性を高めることになる。
【０１３８】
放射エラー信号がピークオフトラック値の２５％（即ち、トラックピッチの１／４）よりも低く減少されるまで、高ゲインは維持される。レーザスポットがトラックピッチの１／４よりも大きくなる場合には、ＨＦ情報信号はもはや信頼できない。そのため、ＳＭＣコントローラでは、衝撃検出器閾値がトラックピッチの１／４又はより低い値に（即ち、ピークオフトラック値の２５％又はより低い値に）設定され、コントローラが高ゲインに切換えられ、迅速に（１サンプル時間遅延）放射エラーがゼロへとされる。
【０１３９】
時間よりも１ステップ先の２５％ピークオフトラックよりも大きい放射信号の増加傾向を予測でき、上昇する前にアクチュエータを戻すアクションを即座にとることができる観察器に基づく衝撃検出器によって、ゲイン切換えは起こされる。
[例]
例として、実験シミュレーションをＤＶＤプレーヤで行った。図７は、駆動のための放射アクチュエータのボードプロットを示す。推定器ゲインの最初の値は、ＬＱＲ方法によって決定され、ＤＶＤプレーヤ駆動放射アクチュエータのための最終ゲイン値は、トライアル及びエラーによって、ポール配置において以下のように決定される。
【０１４０】
【数９０】
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ＤＶＤプレーヤ駆動のためのトラッキング中の放射アクチュエータのための線形ｊコントローラゲインは、以下の通りである。
【０１４１】
【数９１】
2006520977.tif 000061
ここで、ＳＭＣコントローラの制御ゲインεは、放射エラーが境界領域にあるときに、元々のＰＩＤコントローラと略同じクロスオーバー周波数、即ち、２．２ｋＨｚをシステム全体が与えるように決定される。ここで、１０００の境界が用いられることは、ピークオフトラックの２０％（トラックピッチ値の１／５）の閾値に対応する。衝撃／衝突を経験している場合のように、システムが境界層の外で動作され、放射エラーが１／５トラックピッチよりも大きいことを意図され、通常のＰＩＤコントローラの制御範囲外である場合、衝撃検出器は迅速に、１サンプルタイム先の状態推定器からのケースを検出する。ＳＭＣコントローラはより高い制御ゲインに切換えられ、トラックエラーを境界領域にもたらす。
【０１４２】
オーディオ／ビデオアプリケーション中の典型的な衝撃外乱を示すべく、一定の形式を与えられた半正弦の加速プロファイルが選ばれる。
【０１４３】
図８は、衝撃の場合の放射エラー信号オフ−トラック値のシミュレーションされた値を示すグラフである。縦軸は、オフトラック値（％）を示し、横軸は時間を示す。元々のＰＩＤコントローラのピークオフトラック値は３４．６％で、ＳＭＣ制御器が用いられたときに１７．７％に減少される。
【０１４４】
図９は、実験的データと共に７ｇｍ／３００ｍｓより下でＳＭＣコントローラと共に（真ん中のグラフ）又は無しに（下のグラフ）放射エラー信号ＲＥＳを示すグラフである。計測された放射アクチュエータ感受性は、１．２ＸＤＶＤのプレイにおいては約０．６５μｍ／Ｖである。ＤＶＤディスクの典型的なトラックピッチは０．７４μｍである。プロットから分かるように、ＳＭＣコントローラと共に又は無しのピークオフ値は、２８．１％から８．７％に減少される。
【０１４５】
ＤＶＤドライバーにおける上記のシミュレーション及び実験的結果から、高振動及び衝撃を保証する異なる制御ゲインを有する推定器に基づくＳＭＣは、予期していない外部外乱への高レベルのイミュニティを示す。放射方向におけるプレイ可能性テスト結果は、衝撃パフォーマンス明細が４ｇｍ／３００ｍｓから７ｇｍ／３００ｍｓへ改良していることを示す。この方法は、機械的又はプロセス費用の増加をもたらさずに、携帯ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ、自動車ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ等のようなコンパクトディスクシステム、特に、反衝撃パフォーマンスにおける高要求を有するシステムを改良するものである。
【０１４６】
当業者にとって、本発明は上述の実施形態に制限されず、幾つかの変形及び改変が請求項で定められた発明の保護範囲を越えない範囲で可能なことは、明らかである。
【０１４７】
例えば、サーボＤＳＰ内での放射トラックのための推定器に基づくＳＭＣコントローラブロックが２２ｋＨｚというサーボ処理器クロック周波数で動作される。しかしながら、他の周波数でも動作可能である。
【０１４８】
更には、閾値は調節可能及び／又は約２０％のトラックピッチから約２５％のトラックピッチの範囲での値であってもよい。
【０１４９】
本発明は、例として放射エラープロセスの詳細において記載及び説明されたが、本発明は、焦点及び傾斜制御にも同じように適用することができる。その場合、衝撃検出器の閾値は、典型的にはトラックピッチと関係しない。閾値は、衝撃誘発変位問題が悪いプレイへ導かれる予め設定されたレベルに設定され、閾レベルは製品の実験テストによって通常は定められる。
【０１５０】
上記において、本発明による装置の機能ブロックを図示したブロック線図を参照して本発明は説明された。１又は複数のこれらの機能ブロックはハードウエアにおいて実行されてもよく、そのような機能ブロックの機能は個々のハードウエア構成部品によって実行される。しかし、１又は複数のこれらの機能ブロックはまた、ソフトウエアによって実行され得り、そのような機能ブロックの機能は１又は複数のコンピュータプログラムのプログラムライン又はマイクロプロセッサー、マイクロコントローラ、デジタル信号処理器等のプログラム可能な装置によって実行される。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１Ａ】光ディスク駆動装置の重要な構成部品を概略的に示した図である。
【図１Ｂ】光検出器を示した図である。
【図２】制御回路を概略的に示したブロック図である。
【図３】状態推定器の望ましい実施形態を概略的に示したブロック図である。
【図４】外乱推定器の実施形態を概略的に示したブロック図である。
【図５】ＳＭＣコントローラの実施形態を概略的に示したブロック図である。
【図６】衝撃検出器の実施形態を概略的に示したブロック図である。
【図７】実験シミュレーションにおける放射アクチュエータのボードプロットを示したグラフである。
【図８】衝撃の場合の放射エラー信号オフ−トラック値のシミュレーションされた値を示すグラフである。
【図９】ＳＭＣコントローラの効果を示す放射エラー信号を示すグラフである。
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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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【国際調査報告】
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