(57)【要約】  【課題】ゲイン交差周波数が高くなることなく低域ゲインの増強を図り、外乱等により強い制御系を構成する。  【解決手段】アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する制御器１３が直列接続された第１の低域強調フィルタ１１１および第２の低域強調フィルタ１１２と、低域強調フィルタ１１１および１１２と並列接続された一つの位相進み遅れ補償フィルタ１２１とにより構成される。制御器１３の総合的な伝達関数は、並列接続であるので、低域強調フィルタ１１１および１１２の合成した伝達関数と位相進み遅れ補償フィルタ１２１の伝達関数との和として求められる。制御器１３は、３個以上の極を有する。【選択図】図２
2009099237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状記録媒体に対して情報信号の記録及び再生の少なくとも一方を行うヘッド部と、
上記ヘッド部を目標位置に移送するアクチュエータと、
上記目標位置と実際の位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、
上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号が供給され、上記アクチュエータを駆動する制御信号を生成する制御器と、
上記制御器の出力信号が供給されるアクチュエータの駆動回路とを備え、
上記制御器が第１および第２の低域強調フィルタと、一つの位相進み遅れ補償フィルタとにより構成され、
上記制御器が３個以上の極と３個以上の零点を持つことを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
上記制御器は、上記第１および第２の低域強調フィルタが直列接続され、上記第１および第２の低域強調フィルタの直列接続に対して上記位相進み遅れ補償フィルタが並列に接続されることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項３】
上記制御器のパラメータが制御系の極を実軸上に配置したときに、下記の式（４）〜式（８）により算出されることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【数４】
2009099237.tif 000013
【数５】
2009099237.tif 000014
【数６】
2009099237.tif 000015
【数７】
2009099237.tif 000016
【数８】
2009099237.tif 000017
【請求項４】
上記制御器のパラメータを上記式（４）〜式（８）により算出し、設定する回路を備えることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
【請求項５】
ディスク状記録媒体に対して情報信号の記録及び再生の少なくとも一方を行うヘッド部を上記ディスク状記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、
上記目標位置と実際の上記ディスク状記録媒体上の位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、
上記誤差信号検出手段によって検出された誤差信号が供給され、上記アクチュエータを駆動する制御信号を生成する制御器と、
上記制御器の出力信号が供給され、上記アクチュエータを上記目標位置に位置させるアクチュエータの駆動回路とを備え、
上記制御器が第１および第２の低域強調フィルタと、一つの位相進み遅れ補償フィルタとにより構成され、
上記制御器が３個以上の極と３個以上の零点を持つことを特徴とするトラッキングサーボ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、次世代高密度光ディスク例えばブルーレイディスクに適用可能なディスク装置およびトラッキングサーボ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク装置例えば光学ディスク記録再生装置においては、信号の記録および再生のためにレーザ光を用いており、このレーザ光をディスク上の所定の位置に集光させる必要がある。このため、レーザ光の位置を調整するための機構が備えられている。一般的には、ディスクの半径方向の位置を調節するためのトラッキング機構、ディスクの垂直方向の位置を制御するためのフォーカス機構などが用いられ、これらを適切に駆動することで、レーザ光をディスク上の所定の位置に集光させている。例えば光学ヘッドのレーザ光位置調整機構は、トラッキング機構およびフォーカス機構を備える２軸デバイスの構成とされている。
【０００３】
これらの機構を適切に駆動するためにサーボ制御系が構成されており、このサーボ制御系は、レーザ光の位置と所定の位置とのずれを検出する比較器と、その比較器の出力からレーザ光の位置を調整するための機構（アクチュエータと適宜称する）を駆動する信号を生成する制御器と、レーザ光の位置を調整するためのアクチュエータとから成る。
【０００４】
例えばトラッキングサーボ制御では、ディスク装着時の偏芯により生じるディスク回転に同期した集光位置ずれのような低域周波数大振幅の位置ずれから、光ディスクトラック形成精度に基づく高周波の位置ずれまで、幅広い周波数の位置ずれに対応する必要がある。同じくフォーカスサーボ制御でも、ディスクの反りによるディスク回転に同期した低域周波数大振幅の集光位置ずれから、ディスクの膜厚変動による高周波の位置ずれまで、幅広い周波数の位置ずれに対応する必要がある。
【０００５】
このように幅広い周波数の位置ずれに対し、従来のサーボ回路における制御器では、低周波帯域の強調と高周波帯域での位相進み遅れ補償を行なって対応している。具体的には、低域周波数大振幅の誤差信号に対応して低域周波数成分を強調して低域周波数の位置ずれを抑圧し、高周波では位相進み遅れ補償を行なって位相遅れに伴う系の発振を抑えるようにしている。いずれの場合でも、サーボ制御演算手段においては、上記誤差信号に対し低域周波数成分をなるべく強調して低域周波数の位置ズレをできるだけ抑圧することが望ましい。また、位相進み遅れ補償により、系が発振しないように高周波帯域での位相遅れを改善することが望ましい。
【０００６】
しかしながら、サーボ回路において、あまり高い周波数の誤差信号にまで対応させようとすると、サーボ制御系が発振現象を起こす問題があった。具体的には、制御器において低周波帯域の強調により高い周波数での位相の遅れが増大し、発振現象を引き起こす。したがって、高周波帯域での位相を適切に補償することで制御系の安定化を図ることが必要とされる。
【０００７】
近年、携帯型の光学ディスク記録再生装置や、高速回転型の光学ディスク記録再生装置が登場している。これらの光学ディスク記録再生装置では、光ディスクの回転数が従来に比して速くなっているので、低周波帯域を従来以上に強調することが必要となっている。しかしながら、従来の制御器では、低周波帯域の強調が高周波帯域に影響することによって、高周波帯域での位相進み遅れ補償に影響を与えてしまい、その結果、レーザ光位置調整機構の動作が不安定になってしまうという問題があった。
【０００８】
下記の特許文献１には、ディスクの回転によるレーザ光の集光位置の所定の位置からのずれをメモリに記憶することで、ディスクの回転に由来するずれを抑制することが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−９５１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の方法によっては、ディスクの回転に由来する、ある特定の周波数における外乱抑圧効果は高まるものの、その他の周波数での性能は従来のものと同等であるため、携帯型の光学ディスク記録再生装置などで想定される、振動などの予測不能な外乱の影響を十分に排除することができない。また、特許文献１に記載の方法によっては、ディスクの回転によるレーザ光の集光位置の所定の位置からのずれを記憶するために、新たに外部記憶装置を設ける必要があり、コストが増加してしまうという問題があった。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、ディスクの回転に由来しない外乱に対して強い制御系を構成でき、また、高速回転時に良好なサーボ制御を行うことができ、さらに、安価な構成とできるディスク装置およびトラッキングサーボ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、この発明は、ディスク状記録媒体に対して情報信号の記録及び再生の少なくとも一方を行うヘッド部と、
ヘッド部を目標位置に移送するアクチュエータと、
目標位置と実際の位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、
誤差信号検出手段によって検出された誤差信号が供給され、アクチュエータを駆動する制御信号を生成する制御器と、
制御器の出力信号が供給されるアクチュエータの駆動回路とを備え、
制御器が第１および第２の低域強調フィルタと、一つの位相進み遅れ補償フィルタとにより構成され、
制御器が３個以上の極と３個以上の零点を持つことを特徴とするディスク装置である。
好ましくは、制御器は、第１および第２の低域強調フィルタが直列接続され、第１および第２の低域強調フィルタの直列接続に対して位相進み遅れ補償フィルタが並列に接続される。
好ましくは、制御器のパラメータが制御系の極を実軸上に配置したときに、後述する式（４）〜式（８）により算出される。
【００１３】
この発明は、ディスク状記録媒体に対して情報信号の記録及び再生の少なくとも一方を行うヘッド部をディスク状記録媒体上の目標位置に移送するアクチュエータと、
目標位置と実際のディスク状記録媒体上の位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段と、
誤差信号検出手段によって検出された誤差信号が供給され、アクチュエータを駆動する制御信号を生成する制御器と、
制御器の出力信号が供給され、アクチュエータを目標位置に位置させるアクチュエータの駆動回路とを備え、
制御器が第１および第２の低域強調フィルタと、一つの位相進み遅れ補償フィルタとにより構成され、
制御器が３個以上の極と３個以上の零点を持つことを特徴とするトラッキングサーボ回路である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、低域強調フィルタを二段構成とすることで、ゲイン交差周波数が高くなることなく低域ゲインの増強を図れるため、外乱等により強い制御系を構成することができる。これにより、外乱等の存在する環境下で使用可能な光学ディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
また、より大きな外乱等の発生を伴う、高速回転で駆動する光学ディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
この発明は、ゲイン交差周波数を高くすることなく低域ゲインの増強を図れるため、レーザ光の位置を調整するための機構（アクチュエータ）が持つ共振周波数を高いところに設計する必要が無くなる。これにより安価な光学ディスク記録再生装置を実現することが可能となる。しかも、外部メモリを備える等、大きな回路規模を必要としないため、安価に高速回転可能な光学ディスク記録再生装置を実現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】
【００１５】
この発明の特許請求の範囲と対応する事項について説明する。ディスク状記録媒体として光学ディスク１が使用され、光学ディスク１に対して情報信号の記録及び再生の少なくとも一方を行うヘッド部として光学ヘッド２が設けられる。光学ヘッド２のレーザ光を目標位置に移送するアクチュエータが設けられる。目標位置と実際の位置との誤差に比例する誤差信号を検出する誤差信号検出手段として光学ヘッド２内の受光部の出力信号からサーボ制御用の誤差信号を検出する誤差信号検出回路１１が設けられる。制御器１３がアクチュエータを駆動する制御信号を生成する。制御器１３が第１および第２の低域強調フィルタ（１１１および１１２）と、一つの位相進み遅れ補償フィルタ（１２１）とにより構成され、制御器１３が３個以上の極と３個以上の零点を持つ。
以下、図面を参照してこの発明の一実施の形態について説明する。図１は、この発明を適用することができる光学ディスク記録再生装置に関し、特に、サーボ回路の部分の構成を示す。光学ディスク１に対して光学ヘッド２によって、情報信号の記録がなされ、また、光学ディスク１から光学ヘッド２によって情報信号が再生される。
【００１６】
光学ディスク１は、ブルーレイディスク、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ等の記録可能な光ディスクである。光学ディスク１がスピンドルモータ３によって所定の回転速度で回転される。ディスク状記録媒体としては、光ディスクに限らず、磁気ディスク等を使用しても良い。
【００１７】
光学ヘッド２は、記録再生のためのレーザ光源と、このレーザ光源から出射されたレーザ光を対物レンズを介して光学ディスク１の記録面に集光させ、この光学ディスク１からの反射光を取り込む光学系と、この光学系によって取り込んだ反射光を検出する受光部とから構成されている。
【００１８】
また、光学ヘッド２内には、電磁アクチュエータで実現されるレーザ光位置調整機構が搭載されており、アクチュエータによって対物レンズがフォーカス方向とトラッキング方向に移動制御される。
【００１９】
光学ヘッド２内の受光部の出力信号からサーボ制御用の誤差信号を検出する誤差信号検出回路１１が設けられ、誤差信号検出回路１１によって検出された誤差信号がＡ／Ｄ変換器１２に供給され、ディジタル信号へ変換される。Ａ／Ｄ変換器１２からのディジタル誤差信号が制御器１３に供給される。
【００２０】
制御器１３によって、アクチュエータを駆動する制御信号が生成される。制御信号がＤ／Ａ変換器１４によってアナログ制御信号へ変換される。アナログ制御信号がアクチュエータ駆動回路１５に供給される。アクチュエータ駆動回路１５は、光学ヘッド２内のアクチュエータを駆動する信号を出力する。アクチュエータは、誤差信号が小さくなるように、対物レンズを変位させる。
【００２１】
なお、光ディスク記録再生装置においては、光学ヘッド２内のアクチュエータによってトラッキングに関しての位置決めを行うトラッキング制御と、フォーカスに関しての位置決めを行うフォーカス制御とがなされる。この発明は、何れの制御に対しても適用可能であるが、以下の説明では、主としてトラッキング制御に関して説明する。
【００２２】
上述した光学ディスク記録再生装置の動作を概略的に説明する。光学ディスク１はスピンドルモータ３の回転により、所定の回転速度で回転する。光学ヘッド２は、記録再生のためのレーザ光を光学ディスク１に照射し信号の記録再生を行ない、アクチュエータによって、レーザ光が光学ディスク１の所定の位置に照射されるよう、レーザ光の位置を調整する。
【００２３】
光学ヘッド２に接続された誤差検出回路１１は、光学ヘッド２の受光部により得られた信号から、レーザ光の集光している位置と所定の位置とのずれを表す誤差信号を生成する。誤差検出回路１１に接続されたＡ／Ｄ変換器１２は、誤差検出回路１１により生成された誤差信号をディジタル信号へと変換する。Ａ／Ｄ変換器１２に制御された制御器１３は、Ａ／Ｄ変換器１２からのディジタル化誤差信号からアクチュエータを駆動する駆動信号を生成する。
【００２４】
制御器１３に接続されたＤ／Ａ変換器１４は、制御器１３により演算された駆動回路制御信号をアナログ信号へと変換する。Ｄ／Ａ変換器１４に接続されたアクチュエータ駆動回路１５は、Ｄ／Ａ変換器１４により生成されたアナログ信号に基づき、アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する。このように生成された駆動信号は、光学ヘッド２に搭載されたアクチュエータ（レーザ光の位置調整機構）を適切に駆動し、レーザ光が所定の位置に集光することとなり、光学ディスク１への記録再生を可能とする。
【００２５】
上述したサーボ回路における制御器１３は、この発明の一実施の形態では、第１の低域強調フィルタおよび第２の低域強調フィルタと、一つの位相進み遅れ補償フィルタとにより構成され、制御器１３が３個以上の極と３個以上の零点を有する。
【００２６】
この発明の一実施の形態では、図２に示すように、制御器１３が直列接続された第１の低域強調フィルタ１１１および第２の低域強調フィルタ１１２と、低域強調フィルタ１１１および１１２と並列接続された一つの位相進み遅れ補償フィルタ１２１とにより構成される。各フィルタのブロックの中に、それぞれの伝達関数が記載されている。この制御器１３は、３次フィルタの構成である。制御器１３の総合的な伝達関数は、並列接続であるので、低域強調フィルタ１１１および１１２の合成した伝達関数と位相進み遅れ補償フィルタ１２１の伝達関数との和として求められる。
【００２７】
この発明の理解を容易とするために、従来の構成の制御器１３０が誤差信号より駆動回路を制御するための制御信号を生成する動作について、以下に説明する。
【００２８】
誤差信号として検出される、レーザ光が集光すべき所定の位置とのずれは、主として、外部からの振動、衝撃、および、ディスクの偏心等により引き起こされる。これらに起因するずれを小さくするために、従来のサーボ回路に設けられる制御器１３０は、図３に示すように、一つの低域強調フィルタ１３１に対して一つの位相進み遅れ補償フィルタ１３２を直列接続した構成を有する。各フィルタのブロックの中に、それぞれの伝達関数が記載されている。
【００２９】
低域強調フィルタ１３１は、低周波帯域の強調を行なうものであり、誤差信号の主たる周波数成分である低周波帯域を強調することで低周波帯域での位置ずれを補正するものために用いられる。位相進み遅れ補償器１３２は、高周波帯域での位相を補償するものであり、高周波帯域での位相を補償し、位相余有を確保することで制御系の安定化を図るために用いられる。
【００３０】
かかる構成を有する制御器１３０は、誤差信号の周波数成分に応じた制御信号を出力する。制御器１３０の性能は、図４に示すような周波数応答特性として知ることができる。図４Ａは、振幅周波数応答特性（以下、単に振幅特性と適宜称する）を示し、図４Ｂは、位相周波数応答特性（以下、単に位相特性と適宜称する）を示す。振幅特性および位相特性において、横軸が周波数〔Hz〕である。振幅特性における縦軸が入出力の振幅比（以下、ゲイン〔dB〕と称する）であり、位相特性における縦軸が入出力の位相差（以下、位相〔deg〕と称する）である。
【００３１】
各特性において、中央の線がゲイン＝０〔dB〕の位置および位相＝０〔deg〕の位置を
示す。ゲインが出力信号と入力信号との比を示す。位相が正であれば、出力信号の位相が進み、位相が負であれば、出力信号の位相が遅れる。
【００３２】
図４Ａに示すように、制御器１３０は、サーボ周波数帯域において、ゲインが周波数の上昇に伴って減少するローパスフィルタ特性となる。ゲインが高いほど、外乱を抑える作用が強い。また、図４Ｂに示すように、サーボ周波数帯域において、位相が遅れるか、または若干進む。過度に位相が遅れるか、または進むと、発振を生じるおそれが強くなる。
【００３３】
また同様に、アクチュエータ（レーザ光位置調整機構）の周波数に応じた挙動も周波数応答特性より見ることができ、その特性を図５に示す。一般に、アクチュエータが共振特性を持つが、ここでは２次の積分にて近似している。
【００３４】
図４に示す周波数応答特性を有する制御器１３０によって図５に示す周波数応答特性を有するアクチュエータを制御するサーボ回路の総合的な周波数応答特性は、図６Ａ（振幅特性）および図６Ｂ（位相特性）で表すものとなる。制御器１３０によりアクチュエータを制御したときの周波数依存性を示すものを、開ループ周波数応答特性と呼ぶ。ゲイン特性は、横軸に示す周波数成分における誤差信号の抑圧能力を示しており、ゲインが大きいほどその周波数における誤差を小さくできることを示している。
【００３５】
また、この開ループ周波数応答特性において、ゲイン特性が０〔dB〕となる周波数をゲイン交差周波数と呼び、そのときの位相特性の−１８０°との差を位相余有と呼ぶ（図６Ｂ参照）。位相余有は、その制御系の安定性を表しており、大きな値となることが望ましい。すなわち、光学ディスク記録再生装置において、制御器の役割とは、誤差信号の主たる周波数成分において十分なゲインを確保することと、位相余有を確保して系の安定性を保つことである。
【００３６】
携帯型光学ディスク記録再生装置などにおいては、持ち運びながら動作させられることが想定される。このような用途を想定した場合、据え置き型の光学ディスク記録再生装置などに比べ、振動などの低い周波数の外乱が大きくなることが予想される。この振動の影響を小さくするためには、図７に示すように、制御系の低周波帯域例えば１００Hzにおけるゲインを、従来のものより増大させる必要がある。
【００３７】
また、光学ディスク記録再生装置において、データ伝送レートの増大を目的として、ディスクの回転速度をより速くすることがある。ディスクの回転速度を速くすることは、ディスクの偏心等に由来する外乱の周波数の上昇を引き起こす。この影響を小さくするためには、図８に示すように、従来のものより高い周波数での制御系のゲインを増大する必要がある。
【００３８】
これらの性能を満足させるために、従来の構成による制御器１３０では、下記のようになされている。低周波帯域でのゲインをより大きくするために、低域強調フィルタ１３１の低域強調周波数を高く設定する。低域強調フィルタ１３１の伝達関数における係数ｃを小さくすることに相当する。
【００３９】
しかしながら、この手法による低周波帯域のゲイン改善は、高周波帯域の位相進み遅れ補償に影響を及ぼし、その結果、位相余有が悪化し、アクチュエータの動作が不安定になるという問題が生じる。
【００４０】
この発明に係る光学ディスク記録再生装置は、位相余有を悪化させることなく低周波帯域のゲインを増強させることができる制御器を用いることを特徴とする。この制御器は低域強調フィルタを２つ以上用いることを特徴とする。この発明は、低域強調フィルタのカットオフ周波数以上の減衰を急峻なものとすることで、低周波帯域でのゲインを増強することを可能としている。さらに、この制御系の特性を決定付ける極を、最適な位置に配置するパラメータ設計手法を用いることで、低周波帯域のゲインをより増強させる制御器を実現することができる。
【００４１】
この制御器によりアクチュエータを制御したときの周波数依存性を示すものを、開ループ周波数応答特性と呼ぶ。ゲイン特性は、横軸に示す周波数成分における誤差信号の抑圧能力を示しており、ゲインが大きいほどその周波数における誤差を小さくできることを示している。
【００４２】
また、この開ループ周波数応答特性において、ゲイン特性が０〔dB〕となる周波数をゲイン交差周波数と呼び、そのときの位相特性の−１８０°との差を位相余有と呼ぶ（図６Ｂ参照）。位相余有は、その制御系の安定性を表しており、大きな値となることが望ましい。すなわち、光学ディスク記録再生装置において、制御器の役割とは、誤差信号の主たる周波数成分において十分なゲインを確保することと、位相余有を確保して系の安定性を保つことである。
【００４３】
以下、制御器のパラメータ設計手法について説明する。上述した光学ディスク記録再生装置の制御系（図１参照）の離散系表記でのブロック図を図９に示す。制御系は、制御器１３に対応する制御器ブロック１４１と、アクチュエータに相当するアクチュエータ要素１４３との間に接続された、制御器の演算による遅れ時間を表すむだ時間要素１４３とからなる。アクチュエータ要素は、0 次ホールドとアクチュエータの両者を表現している。制御器１３は、2 つの低域強調フィルタ１１１，１１２と1 つの位相進み遅れ補償フィルタ１２１を整理して1 つの要素として表現しており、係数ｃ、係数ｄは複素数の値も取ることが可能としている。制御器ブロック１４１の伝達関数から分かるように、制御器１３は、３個以上の極（分母を０とするｚの値であり、重根のａとｂとの３つである）と、３個以上の零点（分子を０とするｚの値であり、ｃ，ｄ，ｅとの３つである）とを有する。また、ここでは、図２における係数ａ１とａ２とを同じ値（ａ）とした。
【００４４】
図９に示す制御系の閉ループ伝達関数は、各要素の伝達関数を乗算した式（１）により表され、これは、式（２）のように変形することが可能である。ここで、式（１）と式（２）の極が一致するように係数比較式を解くことによって、所望の極を実現するためのパラメータを算出することができる。
【００４５】
【数１】
2009099237.tif 000003
【００４６】
【数２】
2009099237.tif 000004
【００４７】
【数３】
2009099237.tif 000005
【００４８】
【数４】
2009099237.tif 000006
【００４９】
【数５】
2009099237.tif 000007
【００５０】
【数６】
2009099237.tif 000008
【００５１】
【数７】
2009099237.tif 000009
【００５２】
【数８】
2009099237.tif 000010
【００５３】
但し、係数Ｃ1〜Ｃ5は、下記の式（９）で表すものである。
【００５４】
【数９】
2009099237.tif 000011
【００５５】
ここで、図９に示す制御器ブロック１４１の伝達関数は、式（１０）に示すものに変形できる。したがって、制御器を実現するに際して、係数ａ，Ｋｐ，ｂ，ｃｄｅ，ｃｄ＋ｄｅ＋ｃｅ，ｃ＋ｄ＋ｅが求められればよい。ａの値は、低域強調を必要とする周波数から任意の値に設定してよい。また、このような離散系の場合、極の位置は、ｚ平面上の位置で表される。ここで、ｚ平面とは、実数を表す横軸（実軸）と、虚数を表す縦軸（虚軸）とからなる平面のことを指す。このとき実軸上に極があると、系は振動的でなくなり安定した系を実現しやすい。そこで、このｚ平面において、極ｐ1，ｐ2，ｐ3，ｐ4，ｐ5を実
軸上の所定の位置に定めたとき、係数ａ，Ｋｐ，ｂ，ｃｄｅ，ｃｄ＋ｄｅ＋ｃｅ，ｃ＋ｄ＋ｅの各値は、それぞれ、上述した式（４）〜式（８）から求めることができる。
【００５６】
【数１０】
2009099237.tif 000012
【００５７】
従来の構成の制御器１３０による制御系の周波数応答特性の一例を図１０において破線で示す。この周波数応答特性は、下記のように係数等を設定したものである。
【００５８】
アクチュエータのゲイン（Ｇｐ＝４．７×１０8）
サンプリング周期＝２．０×１０-6
低域カットオフ周波数に相当する値ａ＝0.999874
低域強調周波数に相当する値ｃ＝0.996237
位相進み周波数に相当する値ｄ＝0.981326
位相遅れ周波数に相当する値ｂ＝0.843963
演算による遅れ時間を表すむだ時間要素における係数α＝0.65
【００５９】
上述したように、携帯型光学ディスク記録再生装置などの用途を想定した場合、振動などの低い周波数の外乱が大きくなることが予想され、この振動の影響を小さくするためには、制御系の低周波帯域例えば１００Hzにおけるゲインを、従来のものより増大させる必要がある。例えば１００Hzにおけるゲインを２０〔dB〕増強させるものとする。
【００６０】
このとき、この従来の構成（図３）による制御器１３０において、係数ｃの値を小さくすることによって低域強調周波数を高くする。図１０Ａ中の実線のような振幅特性とすることによって低域ゲインを増強できる。しかしながら、図１０Ｂに示す位相特性（実線）から分かるように、この方法の場合、位相余有が小さくなる。上述した低周波帯域での条件を満たすためには、位相余有がなくなってしまい、安定した系を実現できない問題が生じる。
【００６１】
図１１は、従来の構成の制御器１３０において、低域ゲインを増強を１０〔dB〕程度とした場合の振幅特性（図１１Ａ）および位相特性（図１１Ｂ）を示す。この場合では、位相余有を適度に確保されている。すなわち、従来の構成の制御器１３０の場合、現実には、１０〔dB〕程度の増強が限界である。
【００６２】
この発明の一実施の形態における制御器１３（図２）の振幅特性の一例を図１２に示し、その位相特性の一例を図１３に示す。この制御器１３を含む制御系（図９と同様）の周波数応答特性を図１４Ａ（振幅特性）および図１４Ｂ（位相特性）に示す。図１４Ａおよび図１４Ｂのそれぞれにおいて、破線は、従来構成の制御器１３０を使用した場合で、低域増強を行う前の周波数応答特性を表している。
【００６３】
これらの具体的特性は、制御系の極ｐ1，ｐ2，ｐ3，ｐ4，ｐ5を実軸上の所定の位置に
定めたとき、係数ａ，Ｋｐ，ｂ，ｃｄｅ，ｃｄ＋ｄｅ＋ｃｅ，ｃ＋ｄ＋ｅの各値は、それぞれ、上述した式（４）〜式（８）から求めることができる。ｐ1，ｐ2，ｐ3，ｐ4，ｐ5
を連続系において２．５ｋHzに相当する値とし、係数ａを0.999874として得たものである。このとき、式（４）〜式（８）から下記の値が求まる。
【００６４】
Ｋｐ＝5.22672
ｂ＝0.832957
ｃｄｅ＝0.969873
ｃｄ＋ｄｅ＋ｃｅ＝2.93928
ｃ＋ｄ＋ｅ＝2.96940
【００６５】
図１４Ａから分かるように、この発明の一実施の形態では、従来の制御系に比して、低周波帯域例えば１００Hzにおけるゲインを従来のものより増大させることができる。例えば１００Hzにおけるゲインを２０〔dB〕増強することができる。さらに、図１４Ｂの位相特性から分かるように、位相余有が減少することがなく、制御系の安定性が失われることがない。
【００６６】
上述したこの発明の一実施の形態によれば、ゲイン交差周波数の１／２０以下の周波数帯域において、ゲインが６０〔dB〕以上となるような制御系を実現することができる。図１５に示すように、ゲイン交差周波数が例えば４．５ｋHzの場合、その１／２０の周波数が２２５Hzとなり、周波数が２２５Hzにおいてゲインを６９〔dB〕とすることができる。
【００６７】
一方、従来の制御器を使用したサーボ制御系では、図１６に示すように、交差周波数の１／２０において、ゲインが５５〔dB〕となり、６０〔dB〕以上とすることができない。この点からも、この発明による低域増強効果が大きいことが分かる。
【００６８】
上述した式（４）〜式（８）から求められるパラメータは、予め計算されたものを実装しても良いが、図１７に示すように、制御パラメータ演算回路１６によってパラメータを演算することを可能とし、状況に応じてパラメータを変更するようにしても良い。
【００６９】
この発明の一実施の形態の説明から分かるように、この発明では、低域強調フィルタを二段構成とすることによって、ゲイン交差周波数が高くならずに低域ゲインを増強させることができ、外乱等により強いサーボ制御系を構成することができる。これにより、外乱等の存在する環境下で使用可能な光学ディスク記録再生装置を実現することができる。また、より大きな外乱等の発生を伴う高速回転で駆動される光学ディスク記録再生装置を実現することができる。
【００７０】
ゲイン交差周波数を高くしないで低域ゲインを増強できるので、レーザ光の位置を調整するアクチュエータが持つ共振周波数を高い値に設計する必要がなくなり、安価な光学ディスク記録再生装置を実現することができる。さらに、メモリに補正値等のデータを記憶する必要がなく、回路規模の増大を防止でき、安価な光学ディスク記録再生装置を実現することができる。
【００７１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば上述した一実施の形態では、３個の極と３個の零点を持つディジタルフィルタを使用したが、これに限定されるものではなく、３個以上の極を持つディジタルフィルタであれば良い。また、制御器は、２個の直列接続された低域強調フィルタと、１個の位相進み遅れ補償フィルタとを直列接続するようにしても良い。さらに、３次のフィルタによって制御器を構成しても良い。例えば２個の１次の低域強調フィルタと、１個の位相進み遅れ補償フィルタとを並列接続した構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明を適用できるディスク装置におけるサーボ制御系のブロック図である。
【図２】この発明の一実施の形態におけるサーボ制御系に使用される制御器の構成を示すブロック図である。
【図３】従来の制御器のブロック図である。
【図４】従来の制御器の振幅特性および位相特性をそれぞれ示すグラフである。
【図５】アクチュエータの振幅特性および位相特性をそれぞれ示すグラフである。
【図６】従来のサーボ制御系の振幅特性および位相特性をそれぞれ示すグラフである。
【図７】従来のサーボ制御系の低域増強動作の説明に使用するグラフである。
【図８】従来のサーボ制御系の低域増強動作の説明に使用するグラフである。
【図９】サーボ制御系の離散系表記のブロック図である。
【図１０】従来のサーボ制御系の低域増強動作の問題点の説明に使用するグラフである。
【図１１】従来のサーボ制御系の低域増強動作の問題点の説明に使用するグラフである。
【図１２】この発明の一実施の形態における制御器の振幅特性を示すグラフである。
【図１３】この発明の一実施の形態における制御器の位相特性を示すグラフである。
【図１４】この発明の一実施の形態におけるサーボ制御系の低域増強動作を説明に使用するグラフである。
【図１５】この発明の一実施の形態におけるサーボ制御系の低域増強動作を説明に使用するグラフである。
【図１６】この発明の一実施の形態におけるサーボ制御系の低域増強動作を説明に使用するグラフである。
【図１７】この発明の変形例のブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  光学ディスク
２  光学ヘッド
１１  誤差信号検出回路
１３  制御器
１５  アクチュエータ駆動回路
【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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