(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成された第１及び第２補償信号を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり、記録されたデータを再生したりする時に動作するピックアップの位置を変更するアクチュエータと、
前記記録媒体から所定の有効データを読み取って記録媒体ドライブシステムが正常に動作しているか否かをチェックする制御器と、
前記ピックアップが前記記録媒体の正焦点位置及びトラック中心から外れた誤差を検出する誤差検出手段と、
前記誤差を入力として前記アクチュエータが前記記録媒体上で前記ピックアップの正焦点位置及びトラック中心を追従するように第１補償信号を出力する第１補償手段と、
基準利得により前記誤差検出手段から出力される誤差を補償し、前記補償された誤差と以前の第１及び第２補償信号を合成して、前記記録媒体ドライブシステムの倍速に応じて異なった設定がされた帯域にフィルタリングして外乱成分を除去した第２補償信号を出力する第２補償手段とを含み、
前記第２補償手段は、トラッキング誤差及びフォーカス誤差に応じて前記第２補償信号の出力をスイッチングするスイッチを含むと共に、
前記制御器は、
前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していると判断する場合には、前記スイッチを閉じて前記第２補償手段による前記第２補償信号を出力し、
前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していないと判断する場合には、前記スイッチを開いて前記第２補償手段による前記第２補償信号の出力を停止する
ことを特徴とする外乱除去装置。
【請求項２】
前記第２補償手段は、
基準利得により誤差検出手段から出力される誤差を補償する補償部と、
補償された前記誤差と以前の前記第１及び第２補償信号とを合成して所定帯域にフィルタリングするフィルタとを含むことを特徴とする請求項１に記載の外乱除去装置。
【請求項３】
合成された第１及び第２補償信号を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり、記録されたデータの再生時に動作するピックアップの位置を変更するアクチュエータと、
前記記録媒体から所定の有効データを読み取って記録媒体ドライブシステムが正常に動作しているか否かをチェックする制御器と、
前記ピックアップが前記記録媒体の正焦点位置及びトラック中心から外れた誤差を検出する誤差検出手段と、
前記誤差を入力として前記アクチュエータが前記記録媒体上で前記ピックアップの正焦点位置及びトラック中心を追従するように第１補償信号を出力する第１補償手段と、
以前に合成された前記第１及び第２補償信号を前記記録媒体ドライブシステムの倍速に応じて異なった設定がされた帯域にフィルタリングして前記第１及び第２補償信号に含まれた周期的な外乱が除去された第２補償信号を出力する第２補償手段とを含み、
前記第２補償手段は、トラッキング誤差及びフォーカス誤差に応じて前記第２補償信号の出力をスイッチングするスイッチを含むと共に、
前記制御器は、
前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していると判断する場合には、前記スイッチを閉じて前記第２補償手段による前記第２補償信号を出力し、
前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していないと判断する場合には、前記スイッチを開いて前記第２補償手段による前記第２補償信号の出力を停止する
ことを特徴とする外乱除去装置。
【請求項４】
記録媒体ドライブシステム外乱除去方法において、
（ａ−１）所定の有効データを読み取って前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作しているか否かをチェックする段階と、
（ａ−２）前記記録媒体ドライブシステムが駆動されれば、ピックアップが前記記録媒体との正焦点位置及びトラック中心から外れた誤差を検出する段階と、
（ｂ）検出された前記誤差を入力として前記アクチュエータが前記記録媒体上で前記ピックアップの正焦点位置及びトラック中心を追従させる第１補償信号を出力する段階と、
（ｃ）基準利得により前記誤差検出手段から出力される誤差を補償し、前記補償された誤差と以前の第１及び第２補償信号を合成して、前記記録媒体ドライブシステムの倍速に応じて異なった設定がされた帯域にフィルタリングして外乱成分を除去した第２補償信号を出力する段階と、
（ｃ−３）トラッキング誤差及びフォーカス誤差に応じて前記第２補償信号の出力をスイッチングする段階と、
（ｄ）合成された前記第１及び第２補償信号に基づき前記アクチュエータの駆動位置を変更する段階とを含み、
前記（ａ−１）段階において前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していると判断する場合には、前記（ｃ−３）段階において前記第２補償信号を出力し、
前記（ａ−１）段階において前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していないと判断する場合には、前記（ｃ−３）段階において前記第２補償信号の出力を停止する
ことを特徴とする外乱除去方法。
【請求項５】
前記(ｃ)段階は、
（ｃ−１）基準利得により前記誤差検出手段から出力される誤差を補償する段階と、
（ｃ−２）前記補償された誤差と以前の第１及び第２補償信号を合成して、前記記録媒体ドライブシステムの倍速に応じて異なった設定がされた帯域にフィルタリングして外乱成分を除去した第２補償信号を出力する段階とを含むことを特徴とする請求項４に記載の外乱除去方法。
【請求項６】
記録媒体ドライブシステム外乱除去方法において、
（ａ−１）所定の有効データを読み取って前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作しているか否かをチェックする段階と、
（ａ−２）前記記録媒体ドライブシステムが駆動されれば、ピックアップが前記記録媒体との正焦点位置及びトラック中心から外れた誤差を検出する段階と、
（ｂ）検出された前記誤差を入力として前記アクチュエータを前記記録媒体上で前記ピックアップの正焦点位置及びトラック中心を追従させる第１補償信号を出力する段階と、
（ｃ）以前に合成された前記第１及び第２補償信号を前記記録媒体ドライブシステムの倍速に応じて異なった設定がされた帯域にフィルタリングして外乱成分を除去した前記第１及び第２補償信号に含まれた周期的な外乱を除去した第２補償信号を出力する段階と、
（ｃ−３）トラッキング誤差及びフォーカス誤差に応じて前記第２補償信号の出力をスイッチングする段階と、
（ｄ）合成された前記第１及び第２補償信号に前記アクチュエータの駆動位置を変更する段階とを含み、
前記（ａ−１）段階において前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していると判断する場合には、前記（ｃ−３）段階において前記第２補償信号を出力し、
前記（ａ−１）段階において前記記録媒体ドライブシステムが正常に動作していないと判断する場合には、前記（ｃ−３）段階において前記第２補償信号の出力を停止する
ことを特徴とする外乱除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録媒体駆動装置及び方法に係り、より詳細には、偏心量及び偏向量が大きい記録媒体で生じる周期的な外乱を除去する外乱除去装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体ドライブシステムで生じる偏心はディスクを回転させるスピンドル回転軸とディスクのトラック中心とが一致せずに現れる現象である。また、ディスク状の光記録媒体は製造上の理由から相異なる屈曲特性を有する。かかる媒体自体の形態と媒体の回転時の面振動とにより光記録媒体面との距離が変わってくる。このように、光記録媒体面の垂直方向に面振動が起きてピックアップと光記録媒体との間の距離が変わることを偏向という。
【０００３】
光記録媒体ドライブシステムにおいて、光記録媒体の偏心及び偏向は主として周期的な外乱成分として作用してき、倍速が高まるほど偏心及び偏向の影響が一層大きくなる向きがある。かかる偏心及び偏向を補償しなければ、精度良いトラック追従ができなくなる。このため、従来には、学習制御アルゴリズムを利用して光記録媒体で生じる偏心を補償していた。
図１は、従来の反復学習制御構造が含まれたトラッキング制御システムの構成を示すブロック図であり、センサーＫ（Ｓ）１０と、制御器Ｃ（Ｓ）１１と、ドライバＶ（Ｓ）１２と、アクチュエータＰ（Ｓ）１３及び学習制御器１４を含んでなる。
【０００４】
センサーＫ（Ｓ）１０は、トラック中心及びピックアップ位置に対するトラッキング誤差信号ｅ（ｔ）を出力する。センサーＫ（Ｓ）１０はピックアップ（図示せず）が正焦点位置やトラック中心から外れた度合いを検出するフォトダイオード（図示せず）及びフォトダイオードから出力される信号を増幅してトラッキング誤差信号ｅ（ｔ）を出力するＲＦ増幅器（図示せず）を含む。制御器Ｃ（Ｓ）１１はセンサーＫ（Ｓ）１０から出力されるトラッキング誤差信号ｅ（ｔ）を入力としてトラック方向の外乱に対してもピックアップ（図示せず）をトラック中心に追従させる補償信号を出力する。制御器Ｃ（Ｓ）１１から出力される補償信号はドライバーＶ（Ｓ）１２を介してアクチュエータＰ（Ｓ）１３に印加される。
【０００５】
光記録媒体ドライブシステムの場合、偏心による外乱がノイズなどの外乱よりも遥かに多い。ディスクの回転により起こる偏心による外乱はディスク回転周波数の周期的な外乱であり、トラッキング誤差に現れる。ディスクの偏心量が大きいほどトラッキング誤差の周期的な外乱成分は大きくなるために、制御器Ｃ（Ｓ）１１だけでは周期的な外乱が補償できない。従って、周期的な外乱を除去するために学習制御器１４を利用して反復学習制御を行う。
【０００６】
学習制御器１４は周期判断のための同期信号であるＦＧ信号に合わせて制御器Ｃ（Ｓ）１１の出力であるＵｆｂ（ｔ）を読み出した後、学習制御アルゴリズム１４−１により補償しようとするデータＵｆｆ（ｔ）をメモリ１４−２に貯蔵する。学習制御により補償された出力であるＵｆｆ（ｔ）は制御器Ｃ（Ｓ）１１の出力Ｕｆｂ（ｔ）と合成され、合成された信号Ｕ（ｔ）がアクチュエータＰ（Ｓ）１３に印加されることにより周期的な偏心外乱が除去される。学習制御器１４の性能はディスクの１回転周期中にデータ貯蔵数を多くするほど良くなる。
【０００７】
学習制御器１４によりデータを学習する方法は大きく２種類に大別される。一つは、ＦＧ信号に基づき１周期中に制御器Ｃ（Ｓ）１１の出力をメモリ１４−２に貯蔵していて、次の周期からＦＧ信号の同期に合わせてメモリ１４−２に貯蔵されたデータを出力する方法である。この方法は、学習する時間が短いという長所があるが、学習する制御器Ｃ（Ｓ）１１が正常に動作しなければならないという前提条件が必要である。
【０００８】
もう一つの方法は、トラッキング誤差がある程度小さくなるまで幾つかの周期中にデータを繰り返し学習する方法である。学習制御器の出力信号であるＵｆｆ（ｔ）を以前周期の反復学習出力とトラッキング誤差とにより繰り返し学習する。周期ごとにデータを学習し続けるため、周期が繰り返されるほどトラッキング誤差に存在する周期的な外乱成分は一層小さくなる。しかし、この方法は、周期的な外乱を学習し続けて最大限安定的に周期的な外乱を除去できるという長所があるとはいえ、学習する時間が長いという短所がある。
【０００９】
反復学習アルゴリズムは周期的な同期を合わせるためにＦＧ信号を用いる。ＦＧ信号はスピンドルモータの相によりディスクの１回転周期中に３周期又は６周期のＦＧ信号が出力される。ディスクの１回転周期中にＦＧ信号の数が少ないほど同期が確認できるＦＧエッジが少なくなって反復学習アルゴリズムの性能が一層悪くなる。反復学習アルゴリズムの性能は、１回転周期中に幾つかのデータを貯蔵して出力するかによって決まる。しかし、データを多く貯蔵すればサンプリング周波数が高まって貯蔵のためのメモリ容量を増やさなければならないという問題点が生じる。また、貯蔵されるデータの数を少なくすれば、反復学習制御器の解像度が落ちてシステムの性能が低下するという問題点が生じる。
【００１０】
さらに、従来のトラッキング制御システムに反復学習制御アルゴリズムを適用するためには、性能が良いマイコン（図示せず）やプログラミング可能なデジタル信号処理装置（ＤＳＰ、図示せず）が必要である。しかし、ほとんどの光記録媒体ドライブシステムは配線構造ＤＳＰ及び低価の８ビットマイコン（図示せず）を使用しているため、プログラムロードがある反復学習アルゴリズムを実際に適用できないという問題点が生じる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的な課題は、メモリ無しにハードウェアで簡単に具現される反復学習制御器を設計して記録媒体で生じる周期的な外乱を効率良く除去する外乱除去装置を提供するところにある。
本発明が解決しようとする他の技術的な課題は、メモリ無しにハードウェアで簡単に具現される反復学習制御機を設計して記録媒体で生じる周期的な外乱を効率良く除去する外乱除去方法を提供するところにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記技術的な課題を解決するために、本発明の第１実施形態による外乱除去装置は、合成された第１及び第２補償信号を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり記録されたデータを再生したりする時に動作するピックアップの位置を変更するアクチュエータと、前記アクチュエータが前記記録媒体との目安となる上下左右位置から外れて誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差を入力として前記アクチュエータが前記記録媒体上で前記ピックアップの目安となる上下左右位置に追従するように第１補償信号を出力する第１補償手段と、前記アクチュエータのモデリング誤差に対して前記誤差検出手段により検出された誤差を補償し、前記補償された誤差と以前の前記第１及び第２補償信号とを合成して所定帯域にフィルタリングすることにより前記合成された信号に含まれた周期的な外乱が除去された第２補償信号を出力する第２補償手段とを含むことが望ましい。
【００１３】
前記技術的な課題を解決するために、本発明の第２実施形態による外乱除去装置は、合成された第１及び第２補償信号を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり記録されたデータを再生したりする時に動作するピックアップの位置を変更するアクチュエータと、前記アクチュエータが前記記録媒体との目安となる上下左右位置から外れて誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差を入力として前記アクチュエータが前記記録媒体上で前記ピックアップの目安となる上下左右位置に追従するように第１補償信号を出力する第１補償手段と、以前に合成された前記第１及び第２補償信号を所定帯域にフィルタリングすることにより前記第１及び第２補償信号に含まれた周期的な外乱が除去された第２補償信号を出力する第２補償手段とを含むことが望ましい。
【００１４】
前記他の技術的な課題を解決するために、本発明の第１実施形態による外乱除去方法は、記録媒体ドライブシステムの駆動方法において、（ａ）前記システムが駆動されれば、アクチュエータが前記記録媒体との目安となる上下左右位置から外れて誤差を検出する段階と、（ｂ）検出された前記誤差を入力として前記アクチュエータを前記記録媒体上で前記ピックアップの目安となる上下左右位置に追従させる第１補償信号を出力する段階と、（ｃ）前記アクチュエータのモデリング誤差に対する前記検出誤差を補償し、補償された前記検出誤差と以前の前記第１及び第２補償信号とを合成して所定帯域にフィルタリングすることにより前記合成された信号に含まれた周期的な外乱が除去された第２補償信号を出力する段階と、（ｄ）合成された前記第１及び第２補償信号に基づき前記アクチュエータの駆動位置を変更する段階とを含むことが望ましい。
【００１５】
前記他の技術的な課題を解決するために、本発明の第２実施形態による外乱除去方法は、記録媒体ドライブシステムの駆動方法において、（ａ）前記システムが駆動されれば、アクチュエータが前記記録媒体との目安となる上下左右位置から外れて誤差を検出する段階と、（ｂ）検出された前記誤差を入力として前記アクチュエータを前記記録媒体上で前記ピックアップの目安となる上下左右位置に追従させる第１補償信号を出力する段階と、（ｃ）以前に合成された前記第１及び第２補償信号を所定帯域にフィルタリングして前記第１及び第２補償信号に含まれた周期的な外乱が除去された第２補償信号を出力する段階と、（ｄ）合成された前記第１及び第２補償信号に基づき前記アクチュエータの駆動位置を変更する段階とを含むことが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明を詳細に説明する。
図２は、本発明に係る外乱除去装置の第１実施形態の構成を示すブロック図であり、センサーＫ（Ｓ）１０と、制御器Ｃ（Ｓ）１１と、ドライバＶ（Ｓ）１２と、アクチュエータＰ（Ｓ）１３及び外乱観察器（以下、ＤＯＢ）２０を含む。本発明において、ＤＯＢ・２０は伝達関数
【数１】
0004006295.tif 000002
２０−１と、フィルタＱ（Ｓ）２０−２及びスイッチ２０−３を含む。
【００１７】
センサーＫ（Ｓ）１０はトラック中心及びピックアップ位置に対するトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を出力する。センサーＫ（Ｓ）１０はピックアップ（図示せず）が正焦点位置やトラック中心から外れた度合いを検出するフォトダイオード（図示せず）及びフォトダイオードから出力される信号を増幅してトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を出力するＲＦ増幅器（図示せず）を含む。
【００１８】
制御器Ｃ（Ｓ）１１は、センサーＫ（Ｓ）１０から出力されるトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を入力として、ピックアップが正焦点位置やトラック中心から外れた外乱に対し、ピックアップを正焦点及びトラック中心に追従させる、すなわちピックアップの目安となる上下左右位置に追従させる補償信号Ｕｆｂ（ｔ）を出力する。
ドライバＶ（Ｓ）１２を通じて入力される周期的な外乱が除去された最終補償信号Ｕ（ｔ）はアクチュエータＰ（Ｓ）１３に印加され、アクチュエータＰ（Ｓ）１３は最終補償信号Ｕ（ｔ）を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり記録されたデータを再生したりする時に動作するピックアップの位置を変更する。
【００１９】
ディスクの偏心量及び偏向量が大きいほどトラッキング及びフォーカス誤差の周期的な外乱成分が増えるので、偏心及び偏向外乱周波数におけるトラッキング及びフォーカスループ利得を相対的に増やさなければならない。特定周波数成分が優勢した外乱を効率良く制御するためにはＤＯＢ・２０を利用して特定周波数の周期的な外乱成分を補償する。ＤＯＢ・２０はセンサーＫ（Ｓ）１０から出力されるトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）とアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される以前の最終補償信号Ｕ（ｔ）から周期的な外乱を除去した補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を出力する。
【００２０】
アクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される最終補償信号Ｕ（ｔ）は制御器Ｃ（Ｓ）１１から所定周波数の外乱が補償された信号Ｕｆｂ（ｔ）とＤＯＢ・２０から特定周波数の周期的な外乱が補償された信号Ｕｆｆ（ｔ）とを合成した信号であり、下記式１で表わされる。
【数２】
0004006295.tif 000003
【００２１】
次に、補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を出力するＤＯＢ・２０を説明する。伝達関数
【数３】
0004006295.tif 000004
は制御器Ｃ（Ｓ）１１を除いた公称（基準）ループ利得を表わす伝達関数であり、公称センサーＫ（Ｓ）１０の利得、公称ドライバーＶ（Ｓ）１２の利得及び公称アクチュエータＰ（Ｓ）１３の利得の積により求められる。伝達関数
【数４】
0004006295.tif 000005
の利得が相当大きいため、その逆モデルである伝達関数
【数５】
0004006295.tif 000006
２０−１の利得は相当小さい。伝達関数
【数６】
0004006295.tif 000007
２０−１はセンサーＫ（Ｓ）１０から出力されるトラッキング及びフォーカス誤差信号を入力として伝達関数
【数７】
0004006295.tif 000008
とのモデリング誤差を補償した値を出力する。
【００２２】
伝達関数
【数８】
0004006295.tif 000009
２０−１から出力される補償信号とアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される以前の最終補償信号Ｕ（ｔ）とは合成されてフィルタＱ（Ｓ）２０−２に入力される。フィルタＱ（Ｓ）２０−２は合成された補償信号から特定周波数に含まれた周期的な外乱成分をフィルタリングして出力する。フィルタＱ（Ｓ）２０−２の利得は１であり、その帯域は光記録媒体ドライブシステムの倍速によって決まる。フィルタＱ（Ｓ）２０−２の帯域が駆動するあらゆる倍速を考慮して決まるために、倍速が変わってもＤＯＢ・２０は正常に動作し、アナログに具現されるために倍速変換による安定化時間も遥かに短くなる。フィルタＱ（Ｓ）２０−２から出力される補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を周波数領域で数式で表わせば、下記式２の通りである。
【数９】
0004006295.tif 000010
【００２３】
スイッチ２０−３はＤＯＢ・２０の動作をスイッチングする。光記録媒体ドライブシステムはトラック連動及びトラックジャンプを交互に行う。従って、光記録媒体ドライブシステムがトラックジャンプ又はサーチ動作時に、トラッキング誤差に対してはスイッチ２０−３を開いてＤＯＢ・２０を動作させず、フォーカス誤差に対してはスイッチ２０−３を閉じてＤＯＢ・２０を動作させる。ＤＯＢ・２０は周期的な偏心及び偏向外乱を除去することが目的であるために、速度制御成分がトラッキング誤差に含まれるトラックジャンプ又はトラックサーチ区間ではＤＯＢ・２０を動作させない必要がある。そして、速度制御成分がフォーカス誤差に含まれるトラックジャンプ又はサーチ区間ではＤＯＢ・２０を動作させる必要がある。スイッチ２０−３の開閉制御はマイコン（図示せず）により行う。
【００２４】
図３は、本発明に係る外乱除去方法の第１実施形態の動作を示すフローチャートであり、トラッキング及びフォーカスサーボをオンさせて（第３００段階）、ＩＤデータが読み取られたか否かを判断する（第３０１段階）。ＤＯＢ・２０はトラッキング及びフォーカスサーボが正常に動作した後にオンされる。トラッキング及びフォーカスサーボをオンさせた後にトラッキング及びフォーカス制御が正常に動作しているかはＩＤデータ（例えば、ＳＵＢ−Ｑ、Ｗｏｂｂｌｅ、ＤＶＤ  ＩＤ等）を読み込んで有効なＩＤデータであるか否かをチェックすることにより分かる。
【００２５】
ＩＤデータが読み取られていない場合、マイコンはスイッチ２０−３を開く制御信号を出力してＤＯＢ・２０の動作を止める（第３０２段階）。
トラッキング制御が正常に動作するという表示としてＩＤデータが読み取られれば、マイコンはスイッチ２０−３を閉じる制御信号を出力してＤＯＢ・２０の動作を始める（第３０３段階）。
【００２６】
ＤＯＢ・２０が動作すれば、記録媒体からトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を検出する（第３０４段階）。トラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）はセンサーＫ（Ｓ）１０から出力され、センサーＫ（Ｓ）１０はピックアップ（図示せず）が正焦点位置やトラック中心から外れた度合いを検出するフォトダイオード（図示せず）及びフォトダイオードから出力される信号を増幅してトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を出力するＲＦ増幅器（図示せず）を含む。
【００２７】
制御器Ｃ（Ｓ）１１は検出されたトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を入力としてアクチュエータＰ（Ｓ）１３を記録媒体の正焦点及びトラック中心に追従させる、すなわちピックアップを目安となる上下左右位置に追従させる所定周波数の外乱を除去した第１補償信号Ｕｆｂ（ｔ）を出力する（第３０５段階）。
ＤＯＢ・２０の伝達関数
【数１０】
0004006295.tif 000011
２０−１は公称センサーＫ（Ｓ）１０の利得、公称ドライバＶ（Ｓ）１２の利得及び公称アクチュエータＰ（Ｓ）１３の利得を掛け合ってモデリング誤差による影響を補償する（第３０６段階）。
【００２８】
ＤＯＢ・２０のフィルタＱ（Ｓ）２０−２は補償されたトラッキング誤差信号ｅ（ｔ）及びアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される以前の最終補償信号Ｕ（ｔ）を合成してフィルタリングすることにより周期的な外乱が除去された第２補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を出力する（第３０７段階）。フィルタＱ（Ｓ）２０−２の利得は１であり、その帯域は光記録媒体ドライブシステムの倍速によって決まる。フィルタＱ（Ｓ）２０−２の帯域が駆動するあらゆる倍速を考慮して決まるため、倍速が変わってもＤＯＢ・２０は正常に動作し、アナログ方式で具現されるために倍速変換による安定化時間も遥かに短くなる。
【００２９】
制御器Ｃ（Ｓ）１１から所定周波数の外乱が補償された第１補償信号Ｕｆｂ（ｔ）とフィルタＱ（Ｓ）２０−２から特定周波数の周期的な外乱が補償された第２補償信号Ｕｆｆ（ｔ）とを合成してアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力する（第３０８段階）。アクチュエータＰ（Ｓ）１３は最終補償信号Ｕ（ｔ）（Ｕｆｂ（ｔ）＋Ｕｆｆ（ｔ））を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり記録されたデータを再生したりする時に動作するピックアップの位置を変更する。
【００３０】
トラッキング及びフォーカスサーボがジャンプモード又はサーチモードであるか否かを判断し、ジャンプモード又はサーチモードである場合、トラッキング誤差に対してスイッチ２０−３を開いてＤＯＢ・２０の動作を止め、フォーカス誤差に対してスイッチ２０−３を閉じてＤＯＢ・２０の動作を始める（第３０９段階、第３１０段階）。光記録媒体ドライブシステムはトラック連動及びトラックジャンプを交互に行う。従って、光記録媒体ドライブシステムがトラックジャンプ又はサーチ動作時に、トラッキング誤差に対してはスイッチ２０−３を開いてＤＯＢ・２０を動作させず、フォーカス誤差に対してはスイッチ２０−３を閉じてＤＯＢ・２０を動作させる。ＤＯＢ・２０は周期的な偏心及び偏向外乱を除去することが目的であるために、速度制御成分がトラッキング誤差に含まれるトラックジャンプ又はトラックサーチ区間ではＤＯＢ・２０を動作させない必要がある。そして、速度制御成分がフォーカス誤差に含まれるトラックジャンプ又はサーチ区間ではＤＯＢ・２０を動作させる必要がある。
【００３１】
トラッキング及びフォーカスサーボがジャンプモード又はサーチモードではない場合には第３０３段階に戻って外乱の除去を繰り返し行う。
図４は、本発明に係る外乱除去装置の第２実施形態の構成を示すブロック図であり、センサーＫ（Ｓ）１０と、制御器Ｃ（Ｓ）１１と、ドライバＶ（Ｓ）１２と、アクチュエータＰ（Ｓ）１３及びＭＡ−ＤＯＢ（Ｍｏｄｉｆｙ−Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ  ＯＢｓｅｒｖｅｒ、以下、ＭＡ−ＤＯＢ）４０を含む。本発明において、ＭＡ−ＤＯＢ・４０はフィルタＱ（Ｓ）４０−１及びスイッチ４０−２を含む。
【００３２】
センサーＫ（Ｓ）１０はトラック中心及びピックアップ位置に対するトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を出力する。センサーＫ（Ｓ）１０はピックアップ（図示せず）が正焦点位置やトラック中心から外れた度合いを検出するフォトダイオード（図示せず）及びフォトダイオードから出力される信号を増幅してトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を出力するＲＦ増幅器（図示せず）を含む。
【００３３】
制御器Ｃ（Ｓ）１１はセンサーＫ（Ｓ）１０から出力されるトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を入力として、ピックアップが正焦点位置やトラック中心から外れた外乱に対し、ピックアップを正焦点及びトラック中心に追従させる、すなわち、ピックアップの目安となる上下左右位置に追従させる補償信号Ｕｆｂ（ｔ）を出力する。
【００３４】
ドライバＶ（Ｓ）１２を通じて入力される周期的な外乱が除去された最終補償信号Ｕ（ｔ）はアクチュエータＰ（Ｓ）１３に印加され、アクチュエータＰ（Ｓ）１３は最終補償信号Ｕ（ｔ）を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり記録されたデータを再生したりする時に動作するピックアップの位置を変更する。
【００３５】
ディスクの偏心量及び偏向量が大きいほどトラッキング及びフォーカス誤差の周期的な外乱成分が増えるので、偏心及び偏向外乱周波数におけるトラッキング及びフォーカスループ利得を相対的に増やさなければならない。特定周波数成分が優勢な外乱を効率良く制御するためにはＭＡ−ＤＯＢ・４０を利用して特定周波数の周期的な外乱成分を補償する。
【００３６】
ＭＡ−ＤＯＢ・４０はＤＯＢ・２０を修正したものである。ＤＯＢ・２０の伝達関数
【数１１】
0004006295.tif 000012
の利得が相当大きいためにその逆モデルである伝達関数
【数１２】
0004006295.tif 000013
２０−１の利得は相当小さく、しかもハードウェアで具現することが複雑であるために、これを省略したものがＭＡ−ＤＯＢ・４０である。
ＭＡ−ＤＯＢ・４０はアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される以前の最終補償信号Ｕ（ｔ）から周期的な外乱を除去した補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を出力する。
【００３７】
アクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される最終補償信号Ｕ（ｔ）は制御器Ｃ（Ｓ）１１から所定周波数の外乱が補償された信号Ｕｆｂ（ｔ）とＭＡ−ＤＯＢ・４０から特定周波数の周期的な外乱が補償された信号Ｕｆｆ（ｔ）とを合成した信号であり、下記式３で表わされる。
【数１３】
0004006295.tif 000014
【００３８】
次に、補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を出力するＭＡ−ＤＯＢ・４０を説明する。フィルタＱ（Ｓ）４０−１はアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される以前の最終補償信号Ｕ（ｔ）から特定周波数の周期的な外乱成分をフィルタリングして出力する。フィルタＱ（Ｓ）４０−１の利得は１であり、その帯域は光記録媒体ドライブシステムの倍速によって決まる。フィルタＱ（Ｓ）４０−１の帯域が駆動するあらゆる倍速を考慮して決まるために、倍速が変わってもＭＡ−ＤＯＢ・４０は正常に動作し、アナログ方式で具現されるために倍速変換による安定化時間も遥かに短くなる。フィルタＱ（Ｓ）４０−１から出力される補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を周波数領域で数式で表わせば、下記式４の通りである。
【数１４】
0004006295.tif 000015
【００３９】
スイッチ４０−２はＭＡ−ＤＯＢ・４０動作をスイッチングする。光記録媒体ドライブシステムはトラック連動及びトラックジャンプを交互に行う。従って、光記録媒体ドライブシステムがトラックジャンプ又はサーチ動作時に、トラッキング誤差に対してはスイッチ４０−２を開いてＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させず、フォーカス誤差に対してはスイッチ４０−２を閉じてＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させる。ＭＡ−ＤＯＢ・４０は周期的な偏心及び偏向外乱を除去することが目的であるために、速度制御成分がトラッキング誤差に含まれるトラックジャンプ又はトラックサーチ区間ではＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させない必要がある。そして、速度制御成分がフォーカス誤差に含まれるトラックジャンプ又はサーチ区間ではＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させる必要がある。スイッチ４０−２の開閉制御はマイコン（図示せず）により行う。
【００４１】
図５は、本発明に係る外乱除去方法の第２実施形態の動作を示すフローチャートであり、トラッキング及びフォーカスサーボをオンさせて（第５００段階）、ＩＤデータが読み取られたか否かを判断する（第５０１段階）。ＭＡ−ＤＯＢ・４０はトラッキング及びフォーカスサーボが正常に動作した後にオンされる。トラッキング及びフォーカスサーボをオンさせた後にトラッキング制御が正常に動作しているか否かはＩＤデータ（例えば、ＳＵＢ−Ｑ、Ｗｏｂｂｌｅ、ＤＶＤ  ＩＤ等）を読み込んで有効なＩＤデータであるか否かをチェックすることにより分かる。
【００４２】
ＩＤデータが読み取られていない場合、マイコンはスイッチ４０−２を開く制御信号を出力してＭＡ−ＤＯＢ・４０の動作を止める（第５０２段階）。
トラッキング及びフォーカス制御が正常に動作するという表示としてＩＤデータが読み取られれば、マイコンはスイッチ４０−２を閉じる制御信号を出力してＭＡ−ＤＯＢ・４０の動作を始める（第５０３段階）。
【００４３】
ＭＡ−ＤＯＢ・４０が動作すれば、記録媒体からトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を検出する（第５０４段階）。トラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）はセンサーＫ（Ｓ）１０から出力され、センサーＫ（Ｓ）１０はピックアップ（図示せず）が正焦点位置やトラック中心から外れた度合いを検出するフォトダイオード（図示せず）及びフォトダイオードから出力される信号を増幅してトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を出力するＲＦ増幅器（図示せず）を含む。
【００４４】
制御器Ｃ（Ｓ）１１は検出されたトラッキング及びフォーカス誤差信号ｅ（ｔ）を入力としてアクチュエータＰ（Ｓ）１３を記録媒体の正焦点及びトラック中心に追従させるように、すなわち、ピックアップを目安となる上下左右位置に追従させるように、特定周波数の外乱を除去した第１補償信号Ｕｆｂ（ｔ）を出力する（第５０５段階）。
【００４５】
伝達関数
【数１５】
0004006295.tif 000016
２０−１が省略されたＭＡ−ＤＯＢ・４０はアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力される以前の最終補償信号Ｕ（ｔ）をフィルタリングして周期的な外乱を除去した第２補償信号Ｕｆｆ（ｔ）を出力する（第５０６段階）。フィルタＱ（Ｓ）４０−１の利得は１であり、その帯域は光記録媒体ドライブシステムの倍速によって決まる。フィルタＱ（Ｓ）４０−１の帯域が駆動するあらゆる倍速を考慮して決まるために、倍速が変わってもＭＡ−ＤＯＢ・４０は正常に動作し、アナログ方式で具現されるために、倍速変換による安定化時間も遥かに短くなる。
【００４６】
制御器Ｃ（Ｓ）１１から所定周波数の外乱が補償された第１補償信号Ｕｆｂ（ｔ）とフィルタＱ（Ｓ）４０−１から特定周波数の周期的な外乱が補償された第２補償信号Ｕｆｆ（ｔ）とを合成してアクチュエータＰ（Ｓ）１３に入力する（第５０７段階）。アクチュエータＰ（Ｓ）１３は最終補償信号Ｕ（ｔ）（Ｕｆｂ（ｔ）＋Ｕｆｆ（ｔ））を入力として記録媒体のトラック上にデータを記録したり記録されたデータを再生したりする時に動作するピックアップの位置を変更する。
【００４７】
トラッキング及びフォーカスサーボがジャンプモード又はサーチモードであるか否かを判断し、ジャンプモード又はサーチモードである場合、トラッキング誤差に対してスイッチ４０−２を開いてＭＡ−ＤＯＢ・４０の動作を止め、フォーカス誤差に対してスイッチ４０−２を閉じてＭＡ−ＤＯＢ・４０の動作を始める（第５０８段階、第５０９段階）。光記録媒体ドライブシステムはトラック連動及びトラックジャンプを交互に行う。従って、光記録媒体ドライブシステムがトラックジャンプ又はサーチ動作時に、トラッキング誤差に対してはスイッチ４０−２を開いてＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させず、フォーカス誤差に対してはスイッチ４０−２を閉じてＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させる。ＭＡ−ＤＯＢ・４０は周期的な偏心及び偏向外乱を除去することが目的であるために、速度制御成分がトラッキング誤差に含まれるトラックジャンプ又はトラックサーチ区間ではＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させない必要がある。そして、速度制御成分がフォーカス誤差に含まれるトラックジャンプ又はサーチ区間ではＭＡ−ＤＯＢ・４０を動作させる必要がある。
【００４８】
トラッキング及びフォーカスサーボがジャンプモード又はサーチモードではない場合には第５０３段階に戻って外乱の除去を繰り返し行う。
ＤＯＢ・２０（図２参照）及びＭＡ−ＤＯＢ・４０（図４参照）はプログラムでも簡単に具現できる。これらは従来の反復学習制御器１４とは異なって、データ貯蔵及び出力のためのメモリが不要であるためにプログラムでも簡単に具現できる。しかし、反復学習制御器１４のように２つのフィルタをデジタルにて具現しなければならないために、制御帯域が高まればデジタルサンプリング周波数が高めなければならないため、反復学習制御器１４のようにＤＳＰや性能の良いマイコンにより具現しなければならない。
本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の思想内であれば、当業者による変形が可能であるということはもちろんである。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光記録媒体ドライブシステムにＤＯＢ又はＭＡ−ＤＯＢを適用して周期的に生じる外乱を効率良く除去できるので、トラッキング及びフォーカスサーボを安定化させられる。また、ハードウェアでも簡単に具現できるので、低価で且つ性能の悪いマイコンを使う光記録媒体ドライブシステムにも効率良く適用できる。さらに、ＤＯＢ及びＭＡ−ＤＯＢはハードウェアだけではなくプログラムでも具現できるので、性能に優れたＤＳＰ又はマイコンでも具現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の反復学習制御構造が含まれたトラッキング制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る外乱除去装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る外乱除去方法の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る外乱除去装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る外乱除去方法の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…センサー
１１…制御器
１２…ドライバ
１３…アクチュエータ
２０…外乱観察器（ＤＯＢ）
２０−１…伝達関数
２０−２…フィルタ
４０…ＭＡ−ＤＯＢ
４０−１…フィルタＱ（Ｓ）
４０−２…スイッチ
【図１】
0004006295.tif 000017
【図２】
0004006295.tif 000018
【図３】
0004006295.tif 000019
【図４】
0004006295.tif 000020
【図５】
0004006295.tif 000021