JP2008010034A - サーボ制御装置、サーボ制御方法、光ディスク装置及びビデオカメラレコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】サーボ制御系における過渡応答を安定化させるようにする。
【解決手段】フォーカス引き込み動作を行う際、フィルタ初期値ＦＦ０を算出して初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始し、フィルタ出力データＤＦＵと出力上限値ＵＬＦとを比較することによってアクチュエータ１４における推力の飽和を検出した場合、フィルタ出力データＤＦＵが出力上限値ＵＬＦ未満となるまで、フィルタ初期値ＦＦ０を算出しフォーカスサーボ制御を開始し直す処理を繰り返すことにより、最終的に初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始することができ、対物レンズ９を短時間で合焦位置ＪＦに収束させるような、良好な応答を得ることができる。
【選択図】図７

Description

本発明はサーボ制御装置、サーボ制御方法、光ディスク装置及びビデオカメラレコーダに関し、例えば光ディスク装置に適用して好適なものである。

従来、光ディスク装置においては、記録媒体としての光ディスクに対して音楽、映像、或いは各種データ等の情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出して再生するようになされたものが広く普及している。

かかる光ディスク装置においては、光ディスクを回転させ、当該光ディスク上の所望トラックに対して光ビームの焦点を合わせるよう照射することにより情報の記録を行い、また当該光ビームが反射されてなる反射光ビームを読み取ることにより情報の再生を行うようになされている。

例えば図１１に示すように、光ディスク装置１は、制御部２の制御に基づき、光ピックアップ３のレーザダイオード４から光ビームＬ１を発射し、コリメータレンズ５、偏光ビームスプリッタ６、立ち上げミラー７、１／４波長板８、対物レンズ９を順次介して、当該光ビームＬ１を光ディスク１０の信号記録面１０Ａに合焦させる。

また光ディスク装置１は、光ビームＬ１が光ディスク１０の信号記録面１０Ａで反射されてなる反射光ビームＬ２を、対物レンズ９、１／４波長板８、立ち上げミラー７を順次介して偏光ビームスプリッタ６へ入射させる。

続いて光ディスク装置１は、偏光ビームスプリッタ６の偏光面６Ａにおいて当該反射光ビームＬ２を反射させ、さらにコリメータレンズ１１、ホログラム１２を順次介して、当該反射光ビームＬ２をフォトディテクタ１３に照射させる。ここで光ディスク装置１は、フォトディテクタ１３により検出する反射光ビームＬ２の光量に応じた検出信号を生成し、所定の信号処理を施すことにより情報を再生する。

ところで光ディスク装置１は、光ディスク１０毎の個体差やいわゆる面ブレ等により、対物レンズ９と当該光ディスク１０との距離が様々に変化する可能性がある。これを換言すれば、対物レンズ９が光ビームＬ１を光ディスク１０の信号記録面１０Ａに合焦させる位置（以下、これを合焦位置ＪＦと呼ぶ）は、光ディスク１０毎の個体差や１枚の光ディスク１０における信号記録面１０Ａ上の位置等に応じて変動することになる。

そこで光ディスク装置１では、対物レンズ９をアクチュエータ１４によって当該光ディスクに近接又は離隔させる方向に駆動させ、当該対物レンズ９と当該光ディスク１０との距離を一定に保つようサーボ制御することにより、光ディスク１０の信号記録面１０Ａに対して光ビームＬ１を合焦させ続けるようになされている（いわゆるフォーカシング）。

実際上、光ディスク装置１は、フォトディテクタ１３により反射光ビームＬ２の光量を複数の検出領域により検出して複数の検出信号を生成し、これらを制御部２へ送出する。

制御部２は、エラー信号生成部２１において、複数の検出信号を用いた演算処理を行うことによりフォーカスエラー信号ＳＦＥを生成し、これをサーボ制御部２２へ供給する。

ここで、対物レンズ９と光ディスク１０との距離とフォーカスエラー信号ＳＦＥとの関係は、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、略Ｓ字状の特性曲線Ｑ１となる。

この特性曲線Ｑ１は、図１２にも示されているように、対物レンズ９が合焦位置ＪＦの近傍にあるときのみ、当該合焦位置ＪＦからの距離とフォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルとが比例関係にあると見なすことができる（以下、特性曲線Ｑ１がほぼ直線状であると見なし得る領域を検出領域ＡＤと呼ぶ）。

そこで制御部２の不揮発性メモリ（図示せず）には、フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルと合焦位置ＪＦからの距離との関係を表す係数ＣＯＥが予め記憶されている。

実際上、サーボ制御部２２は、対物レンズ９が合焦位置の近傍（すなわち検出領域ＡＤ内）にあるとき、係数ＣＯＥを用いた演算に基づいて対物レンズ９から合焦位置ＪＦまでの距離を算出した上で、フォーカスエラー信号ＳＦＥを値０に近づけさせるような制御信号ＳＣを生成し、これをアクチュエータ駆動部２３へ供給する。

アクチュエータ駆動部２３は、制御信号ＳＣに基づいてアクチュエータ駆動信号ＳＡを生成し、これをアクチュエータ１４に供給する。これに応じて光ピックアップ３は、アクチュエータ駆動信号ＳＡに基づきアクチュエータ１４を駆動する（すなわちサーボ制御する）。

このように制御部２は、フォトディテクタ１３からの検出信号に基づいてフォーカスエラー信号ＳＦＥを生成し、当該フォーカスエラー信号ＳＦＥを基にアクチュエータ駆動信号ＳＡを生成してアクチュエータ１４を駆動させ対物レンズ９を合焦位置ＪＦに移動させる、といったフィードバック制御を行うようになされている。

以下では、フォトディテクタ１３、制御部２及びアクチュエータ１４により形成される閉ループをフォーカスサーボ制御系と呼び、フォーカスエラー信号ＳＦＥに応じたアクチュエータ１４のフィードバック制御をフォーカスサーボ制御とも呼ぶ。

ところで光ディスク装置１の制御部２は、光ディスク１０が装填または排出される場合等、当該光ディスク１０と対物レンズ９との接触による破損を防止する等の観点から、当該対物レンズ９を当該光ディスク１０から離隔させ、検出領域ＡＤの外側まで遠ざけるようになされている。

このため制御部２は、光ディスク１０が装填されると、まずアクチュエータ１４により対物レンズ９を当該光ディスク１０に近接させ、大雑把に合焦位置ＪＦの近傍（すなわち検出領域ＡＤ内）まで移動させる、いわゆる引き込み動作を行ってからフォーカスサーボ制御を開始するようになされている。

具体的に制御部２は、アクチュエータ駆動部２３を介してアクチュエータ１４を制御すると共に、フォーカスエラー信号検出回路２１を介して得られるフォーカスエラー信号ＳＦＥを監視しながら、対物レンズ９を一定の速度で光ディスク１０に近接させていく。

続いて制御部２は、図１３に示すように、フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルがほぼ０からある程度の信号レベルまで上昇した後に０未満の開始レベルＬｓまで低下したことを検出した時点で（以下、この時点を時刻０とする）、対物レンズ９が合焦位置ＪＦを僅かに通過した、すなわち高い確度で検出領域ＡＤ内に位置していると判断し、アクチュエータ１４に対するフォーカスサーボ制御を開始する。

ところで制御部２では、引き込み動作をできるだけ短い時間で完了することにより、光ディスク１０に対する情報の記録や再生を素早く開始したいといった要望がある。すなわち光ディスク装置１では、例えば図１３に破線で示したように、フォーカスサーボ制御の開始以降（すなわち時刻０以降）、対物レンズ９ができるだけ短い時間で合焦位置ＪＦに収束すること、換言すれば良好な過渡応答が得られることが望ましい。

ここで、光ディスク装置１のフォーカスサーボ制御系をモデル化すると、図１４に示すようなブロック線図として表すことができる。

一般に光ディスク装置の制御器では、低域強調フィルタと高域位相進みフィルタから成る２次フィルタが用いられる。これに応じてフォーカスサーボ制御系３０の制御器３０Ｋは、低域フィルタ値ｆ_ｃ１及び高域フィルタ値ｆ_ｃ２といった２つの状態変数を有している。一方、制御対象３０Ｐは、アクチュエータ１４と対応しており、位置ｘ及び速度ｖといった２つの状態変数を有している。

光ディスク装置１では、図１３に示したように、対物レンズ９の移動中に合焦位置ＪＦ以外の位置からフォーカスサーボ制御を開始することになる。このことを踏まえ、ここではフォーカスサーボ制御を開始するタイミング（すなわち時刻０）において制御対象の位置ｘ及び速度ｖが０以外の値であった場合の応答、いわゆる初期値応答について検討する。

図１４のブロック線図を状態空間表現により表すと、図１５に示すようなブロック線図となる。この図１５において、フォーカスサーボ制御系３１の状態は、次に示す（１）式のように、低域フィルタ値ｆ_ｃ１、高域フィルタ値ｆ_ｃ２、位置ｘ及び速度ｖといった４つの状態変数により表すことができる。

時刻０（図１４）以降の時刻ｔにおけるフォーカスサーボ制御系３１の出力ｙ（ｔ）は、ラプラス逆変換を用いることにより、次に示す（２）式のように表すことができる。因みにこの出力ｙ（ｔ）は、合焦位置ＪＦを基準とした対物レンズ９の位置に相当する値である。

この（２）式において、状態Ｘ（０）はフォーカスサーボ制御系３１全体の初期値を表していることから、この状態Ｘ（０）に応じて出力ｙ（ｔ）が変化することがわかる。

このようなフォーカスサーボ制御系３１において、制御器３１Ｋの制御器初期値ｆ（０）、すなわち低域フィルタ値ｆ_ｃ１（０）及び高域フィルタ値ｆ_ｃ２（０）は、一般的に値「０」とされている。

ここで、フォーカスサーボ制御系３１のように表される光ディスク装置１において、フォーカスサーボ制御を開始したときのプルイン信号ＳＰＩを図１６（Ａ）に、フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルを図１６（Ｂ）に、実際にアクチュエータ１４に与えられる駆動信号の信号レベルを図１６（Ｃ）に示す。

因みにプルイン信号ＳＰＩは、フォトディテクタ１３（図１１）における全ての検出信号の和を表しており、合焦位置ＪＦの近傍のみで０より大きい値となるため、対物レンズ９が合焦位置ＪＦの近傍に位置しているか否かを検出する際に用いられるようになされている。

光ディスク装置１は、図１６（Ｂ）に示すように、時刻０においてフォーカスサーボ制御を開始した場合、いわゆるオーバーシュートが発生しており、対物レンズ９を合焦位置ＪＦ（すなわちフォーカスエラー信号ＳＦＥが値０となる位置）に収束させるまでに時間を要する結果となっている。

これに対して、制御器３１Ｋの初期値を適切な値に設定することにより、出力ｙ（ｔ）が短時間に収束するような良好な応答を得る、いわゆる初期値補償法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、制御部２のフォーカスサーボ制御回路２３においてディジタル演算処理が行われることを考慮し、光ディスク装置１のフォーカスサーボ制御系をディジタルフィルタにより構成すると、図１７のようになる。

この図１７において、フォーカスサーボ制御系３２では、低域フィルタ部３２Ｌのレジスタ３２ＲＬ及び高域フィルタ部３２Ｈのレジスタ３２ＲＨに対して、初期値として低域フィルタ値ｆ_ｃ１（０）及び高域フィルタ値ｆ_ｃ２（０）がそれぞれ与えられることになる。

初期値補償法では、次に示す（３）式のように、制御器の初期値（すなわち低域フィルタ値ｆ_ｃ１（０）及び高域フィルタ値ｆ_ｃ２（０））が制御対象の初期値（すなわち位置ｘ（０）及び速度ｖ（０））の関数として与えられるものとしている。

ここで、制御対象の位置ｘに関しては、上述したようにフォーカスエラー信号ＳＦＥ及び係数ＣＯＥを基に算出することができる。また速度ｖに関しては、制御対象の位置ｘを時間の経過と共に連続的に算出し、その変化量及び経過時間を基に算出することができる。

すなわち、制御対象の初期値である位置ｘ（０）及び速度ｖ（０）は、時刻０における対物レンズ９の位置ｘ及び速度ｖとして、フォーカスエラー信号ＳＦＥを基に算出することができる。

また（３）式の行列αは、光ディスク装置１におけるアクチュエータ１４の応答特性や対物レンズ９の質量等に応じて定められ、評価値関数最小による設計法や零点指定による設計法等を用いることにより算出することができる。

すなわち初期値補償法では、フォーカスサーボ制御を開始するタイミングにおける位置ｘ（０）及び速度ｖ（０）を用いて（３）式に従った演算処理を行うことにより、出力ｙ（ｔ）が最も良好となるような低域フィルタ値ｆ_ｃ１（０）及び高域フィルタ値ｆ_ｃ２（０）を算出することができる。
特許第２６８５６２２号公報（第４〜５頁）

ところで、初期値補償法により低域フィルタ値ｆ_ｃ１（０）及び高域フィルタ値ｆ_ｃ２（０）を算出することは、光ディスク装置１のアクチュエータ１４によりフォーカスサーボ制御を開始する際（すなわち時刻０）に当該アクチュエータ１４から対物レンズ９に対して与えるべき推力を決定することになる。

ここで、光ディスク装置１により引き込み動作を行いフォーカスサーボ制御を開始したときにおける、プルイン信号ＳＰＩを図１８（Ａ）に、フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルを図１８（Ｂ）に、実際にアクチュエータ１４に与えられる駆動信号の信号レベルを図１８（Ｃ）に示す。

光ディスク装置１は、図２０（Ｂ）に示すように、フォーカスエラー信号ＳＦＥが０未満の所定値に達した時刻を時刻０とし、この時刻０からサーボ制御を開始することにより、対物レンズ９の位置（出力ｙ（ｔ）に相当する）を合焦位置ＪＦに収束させていく。

ここで初期値補償法に基づいて算出される、アクチュエータ１４に供給すべき駆動信号（これを算出駆動信号と呼ぶ）は、図１８（Ｃ）に破線で示すように、時刻０において、比較的大きな値となる。これは、合焦位置から遠ざかろうとしていた対物レンズ９を、アクチュエータ１４が反対方向へ引き戻そうとすることになるためである。

しかしながら光ディスク装置１では、アクチュエータ１４やアクチュエータ駆動部２３の物理的な制約により、供給し得る駆動信号に上限値がある。このため光ディスク装置１において算出駆動信号がこの上限値を超えた場合、図１８（Ｃ）に実線で示すように、上限値でなる駆動信号がアクチュエータ１４に供給されることになる。

この場合、光ディスク装置１では、時刻０においてアクチュエータ１４により対物レンズ９に対して不十分な推力が与えられることになるため、いわば初期値補償法の前提が崩れることになってしまう。

この結果、光ディスク装置１では、初期値補償法を用いなかった場合（図１６（Ｂ））と同様、図１８（Ｂ）に示すようにオーバーシュートが発生し、良好な応答が得られないことになる。すなわち光ディスク装置１では、初期値補償法を用いたとしても、出力ｙ（ｔ）の良好な過渡応答を得ることができず、対物レンズ９を合焦位置ＪＦに収束させる迄の時間が長くなってしまう、という問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、サーボ制御系における過渡応答を安定化させ得るサーボ制御装置、サーボ制御方法、光ディスク装置及びビデオカメラレコーダを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明のサーボ制御装置においては、駆動対象の現在位置と当該駆動対象の目標位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成部と、所定の駆動部から推力を与えることにより駆動対象を目標位置に近づけさせる際、誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、駆動部の制御に用いられる初期値を算出する初期値算出部と、初期値及び誤差信号に応じて、駆動部から駆動対象に対して推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、駆動信号生成部により生成された駆動信号が、駆動対象に供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出部と、検出部により駆動信号が上限値を超えたことが検出された場合、上限値でなる駆動信号に応じて駆動部により駆動対象が駆動された後、誤差信号生成部から得られる誤差信号及び更新後の速度を用いて初期値算出部により初期値を再算出させる再算出指示部とを設けるようにした。

これにより、駆動信号が上限値を超えなくなった時点で、初期値を基に生成された駆動信号の値そのものに応じた推力を駆動部から駆動対象に与えることができ、当該駆動対象を計算通りに目標位置に近づけさせることができる。

また本発明のサーボ制御方法においては、駆動対象の現在位置と当該駆動対象の目標位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成ステップと、所定の駆動部から推力を与えることにより駆動対象を目標位置に近づけさせる際、誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、駆動部の制御に用いられる初期値を算出する初期値算出ステップと、初期値及び誤差信号に応じて、駆動部から駆動対象に対して推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、駆動信号生成ステップにより生成された駆動信号が、駆動部に供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出ステップと、検出ステップにより駆動信号が上限値を超えたことが検出された場合、上限値でなる駆動信号に応じて駆動部により駆動対象が駆動された後、誤差信号生成ステップから得られる誤差信号及び更新後の速度を用いて初期値算出ステップにより初期値を再算出させる再算出指示ステップとを設けるようにした。

これにより、駆動信号が上限値を超えなくなった時点で、初期値を基に生成された駆動信号の値そのものに応じた推力を駆動部から駆動対象に与えることができ、当該駆動対象を計算通りに目標位置に近づけさせることができる。

また本発明の光ディスク装置においては、記録媒体としての光ディスクに光ビームを集光する対物レンズの現在位置と、当該対物レンズにより光ビームが光ディスクに合焦される合焦位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成部と、所定のアクチュエータから推力を与えることにより対物レンズを合焦位置に近づけさせる際、誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、アクチュエータの制御に用いられる初期値を算出する初期値算出部と、初期値及び誤差信号に応じて、アクチュエータから対物レンズに対して推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、駆動信号生成部により生成された駆動信号が、アクチュエータに供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出部と、検出部により駆動信号が上限値を超えたことが検出された場合、上限値でなる駆動信号に応じてアクチュエータにより対物レンズが駆動された後、誤差信号生成部から得られる誤差信号及び更新後の速度を用いて初期値算出部により初期値を再算出させる再算出指示部とを設けるようにした。

これにより、駆動信号が上限値を超えなくなった時点で、初期値を基に生成された駆動信号の値そのものに応じた推力をアクチュエータから対物レンズに与えることができ、当該対物レンズを計算通りに合焦位置に近づけさせることができる。

また本発明のビデオカメラレコーダにおいては、映像を撮像して映像信号を生成し、記録媒体としての光ディスクに当該映像信号を記録するビデオカメラレコーダであって、 光ディスクに映像信号を記録するための光ビームを集光する対物レンズの現在位置と、当該対物レンズにより光ビームが光ディスクに合焦される合焦位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成部と、所定のアクチュエータから推力を与えることにより対物レンズを合焦位置に近づけさせる際、誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、アクチュエータの制御に用いられる初期値を算出する初期値算出部と、初期値及び誤差信号に応じて、アクチュエータから対物レンズに対して推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、駆動信号生成部により生成された駆動信号が、アクチュエータに供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出部と、検出部により駆動信号が上限値を超えたことが検出された場合、上限値でなる駆動信号に応じてアクチュエータにより対物レンズが駆動された後、誤差信号生成部から得られる誤差信号及び更新後の速度を用いて初期値算出部により初期値を再算出させる再算出指示部とを設けるようにした。

これにより、駆動信号が上限値を超えなくなった時点で、初期値を基に生成された駆動信号の値そのものに応じた推力をアクチュエータから対物レンズに与えることができ、当該対物レンズを計算通りに合焦位置に近づけさせることができる。

本発明によれば、駆動信号が上限値を超えなくなった時点で、初期値を基に生成された駆動信号の値そのものに応じた推力を駆動部から駆動対象に与えることができるので、当該駆動対象を計算通りに目標位置に近づけさせることができ、かくしてサーボ制御系における過渡応答を安定化させ得るサーボ制御装置及びサーボ制御方法を実現できる。

また本発明によれば、駆動信号が上限値を超えなくなった時点で、初期値を基に生成された駆動信号の値そのものに応じた推力をアクチュエータから対物レンズに与えることができるので、当該対物レンズを計算通りに合焦位置に近づけさせることができ、かくしてサーボ制御系における過渡応答を安定化させ得る光ディスク装置及びビデオカメラレコーダを実現できる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）本発明の基本原理
まず、本発明の基本原理について、図１１との対応部分に同一符号を付した図１に示す光ディスク装置４０を例に説明する。

（１−１）光ディスク装置の構成
図１において光ディスク装置４０は、光ディスク装置１（図１１）と同様、光ディスク１０に対して情報の記録又は再生を行い得るようになされている。

この光ディスク装置４０は、光ディスク装置１の制御部２と対応する制御部４１により全体を統括制御するようになされている。制御部４１は、制御部２と比較してサーボ制御部２２に代えてサーボ制御部４２を有している点が異なっているものの、他は当該制御部２と同様に構成されている。

因みにアクチュエータ１４は、いわゆる２軸アクチュエータとなっており、対物レンズ９をフォーカス方向及びトラッキング方向の２軸方向へ駆動し得るようになされている。

制御部４１は、フォトディテクタ１３から供給される検出信号に基づいてフォーカスエラー信号ＳＦＥを生成し、サーボ制御部４２により当該フォーカスエラー信号ＳＦＥを基にアクチュエータ駆動信号ＳＡを生成して、アクチュエータ１４をフィードバック制御する（すなわちフォーカスサーボ制御する）ようになされている。

またサーボ制御部４２は、ディジタル制御によるフォーカスサーボ制御を行っている。このため、光ディスク装置４０におけるフォーカスサーボ制御系の基本的な構成は、図２に示すブロック線図のように、加算器５０Ａ、制御器５０Ｋ及び制御対象５０Ｐを有するフォーカスサーボ制御系５０として表すことができる。

フォーカスサーボ制御系５０では、加算器５０Ａにおいて、所定位置を基準とした対物レンズ９の位置を表す出力ｙと、当該対物レンズ９光が本来あるべき目標値ｒ（対物レンズ９の合焦位置ＪＦに相当する）との差が誤差信号ｅ（フォーカスエラー信号ＳＦＥに相当する）として算出され、制御器５０Ｋに入力される。

制御器５０Ｋは、フォーカスサーボ制御回路４３に対応しており、入力された誤差信号ｅに応じて制御器出力ｕ（アクチュエータ駆動信号ＳＡに相当する）を生成し、これを基にアクチュエータ１４に対応する制御対象５０Ｐを制御する。

実際上、フォーカスサーボ制御系５０では、誤差信号ｅが値「０」となるように制御対象５０Ｐを制御することにより、出力ｙを目標値ｒに近づけていく。

因みにこのことは、光ディスク装置４０において、フォーカスエラー信号ＳＦＥを値「０」とするようにアクチュエータ駆動信号ＳＡを生成し、対物レンズ９を合焦位置ＪＦに近づけていくことを表している。

ここで制御器５０Ｋは、状態変数Ａ_ｃｚ、Ｂ_ｃｚ、Ｃ_ｃｚ及びＤ_ｃｚ並びにディジタル制御系におけるクロックｋを用いた状態空間表現により、次に示す（４）式及び（５）式のように表すことができる。

また制御対象５０Ｐは、状態変数Ａ_ｐｚ、Ｂ_ｐｚ及びＣ_ｐｚ並びにクロックｋを用いた状態空間表現により、次に示す（６）式及び（７）式のように表すことができる。

さらにフォーカスサーボ制御系５０は、同様の状態空間表現により、これらの（４）〜（７）式を組み合わせた（８）式及び（９）式のように表すことができる。

この（８）式及び（９）式を基に、状態空間表現によるブロック線図を構成すると、図３に示すように、制御器５１Ｃ及び制御対象５１Ｐを有するフォーカスサーボ制御系５１として表すことができる。

因みに、状態変数Ａ_ｃｚ、Ｂ_ｃｚ、Ｃ_ｃｚ及びＤ_ｃｚ、並びに状態変数Ａ_ｐｚ、Ｂ_ｐｚ及びＣ_ｐｚの具体的な値は、アクチュエータ１４の各種特性値や対物レンズ９の質量等によって定まるものであり、例えば光ディスク装置４０の設計時等に算出され、不揮発性メモリ（図示せず）に予め記憶されるようになされている。

（１−２）初期値補償法の適用
次に、上述した初期値補償法をフォーカスサーボ制御系５１に対して適用することを検討する。ここでは、非特許文献１に記載されている「零点指定による初期値補償サーボ系の設計」を基にしている。
山口高司、他２名,「磁気ディスク装置ヘッド位置決めサーボ系におけるサーボモード切り替え時の初期値補償問題の基礎検討」,計測自動制御学会論文集Vol.29,No.7,p792-799,1993年

まず、フォーカスサーボ制御系５１における出力ｙは、クロックｋ＝０としたときの初期値（Ｘｃｚ（０），Ｘｐｚ（０））と所定の伝達関数とを用いることにより、次に示す（１０）式のように表すことができる。

因みに（１０）式では、フォーカスサーボ制御系５１がディジタル制御系であり離散時間による制御を行うことから、ｚ変換が用いられている。

一方、初期値補償法では、次に示す（１１）式のように、制御器５１Ｃの初期値Ｘ_ｃ（０）が制御対象５１Ｐの初期値Ｘ_ｐ（０）の関数として与えられるものと定義する。

ところで、ディスク装置における制御器では、上述したように低域強調フィルタと高域位相進み位相フィルタからなる２次フィルタが用いられる。また、制御対象であるアクチュエータ１４（図１）の状態は、クロックｋを用いて対物レンズ９の位置ｘ（ｋ）及び速度ｖ（ｋ）により表される。

ここで、制御器５１Ｃにおける各フィルタのレジスタ値を低域フィルタ値ｆ_Ｌ（ｋ）及び高域フィルタ値ｆ_Ｈ（ｋ）とし、光ディスク装置４０におけるフォーカスサーボ制御系に合わせて（１１）式の各項を適宜置き換えると、４つの係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２を用いて、次に示す（１２）式のように表すことができる。

また、（１０）式の伝達関数は、（１１）式を用いることにより、次に示す（１３）式のように表すことができる。

ここで、４つの係数ω_１（ｚ）、ω_２（ｚ）、ω_３（ｚ）及びω_４（ｚ）を用いることにより（１２）式の一部を、次に示す（１４）式のように定義する。

この（１３）式及び（１４）式を用いることにより、（６）式に示した出力ｙは、次に示す（１５）式のように表すことができる。

この（１５）式において伝達関数が分数の形となっていることから、出力ｙの初期値に相当する初期値応答は、制御系の極である分母式の根と、当該（１５）式の零点に相当する分子式の根とによって決まることがわかる。

このことを踏まえ、初期値補償法では、基本的な方針として、行列αを表す係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２を適宜変化させて零点の位置を変更することにより、良好な初期値応答を得ることを考える。一般的には、いわゆる遅い極又は振動的な極を零点により相殺するような係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２を算出する。

ここでは、所望の零点を実現する係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２を算出する。指定する零点をそれぞれ零点ｚ_１及びｚ_２とすると、（１５）式の分子式より、次に示す（１６ａ）式及び（１６ｂ）式、（１７ａ）式及び（１７ｂ）式のような２組の連立方程式を得ることができる。

（１６ａ）式及び（１６ｂ）式の連立方程式を解くことにより、次の（１８）式及び（１９）式のように係数ｋ_２１及びｋ_１１をそれぞれ求めることができる。

同様に（１７ａ）式及び（１７ｂ）式の連立方程式を解くことにより、次の（２０）式及び（２１）式のように係数ｋ_２２及びｋ_１２をそれぞれ求めることができる。

因みに係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２は、（１８）〜（２１）式に示されているように、フォーカスサーボ制御系における各値が定まることにより予め算出し得る値であるため、（１８）〜（２１）式に従って算出された上で、予め不揮発性メモリ（図示せず）に記憶されるようになされている。

初期値補償法では、このように（１８）〜（２１）式に従って求められる係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２と、サーボ制御を開始するタイミング（すなわち時刻０）における対物レンズ９の位置ｘ（０）及び速度ｖ（０）とを（１２）式に代入することにより、時刻０における制御器５１Ｃの低域フィルタ値ｆ_Ｌ（０）及び高域フィルタ値ｆ_Ｈ（０）（以下、これらを制御器初期値ｆ（０）と呼ぶ）を算出する。

フォーカスサーボ制御系５１では、このように初期値補償法に従って算出された制御器初期値を制御器５１Ｃに与えてフォーカスサーボ制御を開始することにより、対物レンズ９が短時間で合焦位置ＪＦに収束するような、良好な応答を得ることができる。

（１−３）フォーカスエラー信号に基づいた初期値
ところで、光ディスク装置４０（図１）には、対物レンズ９の位置ｘ及び速度ｖを測定するためのセンサ等が設けられていないため、当該位置ｘ及び速度ｖを直接的に得ることができない。

しかしながら光ディスク装置４０では、光ディスク装置１（図１１）と同様、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、検出領域ＡＤ内において、フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルと対物レンズ９の合焦位置ＪＦからの距離とがほぼ比例関係にある。

そこで光ディスク装置４０では、このような関係を利用し、フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルが、合焦位置ＪＦを基準とした位置ｘを表しているものと見なす。便宜上、以下ではフォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルを換算位置ｅ（ｋ）とする。

また、次の（２２）式のように、クロックｋ毎の換算位置ｅ（ｋ）の差を、１クロック毎の時間間隔であるサンプリング時間Ｔによって除算することにより、換算速度ｅ_ｖ（ｋ）を算出することができる。

この換算速度ｅ_ｖ（ｋ）は、対物レンズ９が図１２（Ｂ）における検出領域ＡＤ内にある場合、当該対物レンズ９の速度ｖを表していると見なすことができる。

ここで（１２）式における位置ｘを換算位置ｅ（ｋ）に置き換え、速度ｖを換算速度ｅ_ｖ（ｋ）に置き換えることにより、次に示す（２３）式が得られる。

ところで、クロック０において制御器５１Ｃ（図３）から出力される制御器出力（すなわち制御器出力初期値）ｕ（０）は、低域フィルタ値ｆ_Ｌ（０）及び高域フィルタ値ｆ_Ｈ（０）を用いることにより、次に示す（２４）式のように表される。

ここで、制御対象５１Ｐの状態を位置ｘ（ｋ）及び速度ｖ（ｋ）により表すとＣ_ｐｚ＝（１ ０）となることを踏まえ、Ｃ_ｃｚ＝（Ｃ_ｃｚ１ Ｃ_ｃｚ２）と定義し、さらに（２３）式の関係を用いることにより、（２４）式を換算位置ｅ（ｋ）及び換算速度ｅ_ｖ（ｋ）についてまとめると、次に示す（２５）式のようになる。

すなわち光ディスク装置４０（図１）に対応したフォーカスサーボ制御系５１（図３）では、この（２５）式からわかるように、フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルに基づいた換算位置ｅ（ｋ）及び換算速度ｅ_ｖ（ｋ）を基に、制御器出力初期値ｕ（０）を算出することができる。

（１−４）初期値設定部を有するフォーカスサーボ制御系の構成
ところで光ディスク装置４０は、フォーカス引き込み動作を行う際、アクチュエータ１４により与え得る推力に上限があることが考慮された上で、フォーカスサーボ制御を開始するようになされている。

光ディスク装置４０におけるフォーカスサーボ制御系のブロック線図を詳細に表すと、図２と対応する図４に示すフォーカスサーボ制御系６０となる。このフォーカスサーボ制御系６０は、図２に示したフォーカスサーボ制御系５０と比較して、制御器５０Ｋに初期値を設定する初期値設定部６１が付加されている点が異なっている。

実際上、光ディスク装置４０（図１）は、フォーカス引き込み動作を行う際、アクチュエータ１４により対物レンズ９を所定の一定速度で当該光ディスク１０に近接させていく。

このとき光ディスク装置４０の制御部４２は、フォーカスエラー信号ＳＦＥを監視し、当該フォーカスエラー信号ＳＦＥの信号レベルがある程度の信号レベルまで上昇した後に０未満の開始レベルＬｓに達したことを検出すると、対物レンズ９が特性曲線Ｑ１（図１２（Ｂ））の検出領域ＡＤに相当する範囲に入ったものと見なし、この時点を時刻０として、フォーカスサーボ制御系６０（図４）におけるフォーカスサーボ制御を開始する。

これに応じてフォーカスサーボ制御系６０の初期値設定部６１は、加算器５０Ａにより算出される誤差信号ｅ（すなわち換算位置ｅ（ｋ））を取得して換算速度算出部６２へ供給する。換算速度算出部６２は、（２２）式に従い、換算位置ｅ（ｋ）を基に換算速度ｅ_ｖ（ｋ）を逐次算出し、これを制御器初期値算出部６３へ供給する。

制御器初期値算出部６３は、換算位置ｅ（ｋ）及び換算速度ｅ_ｖ（ｋ）と、（１８）〜（２１）式に従い算出された係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２とを（２３）式に代入することにより、フォーカスサーボ制御を開始する時点における制御器５０Ｋの制御器初期値ｆ（０）、すなわち制御器５０Ｋの低域フィルタ値ｆ_Ｌ（０）及び高域フィルタ値ｆ_Ｈ（０）を算出し、これらを当該制御器５０Ｋに供給する。

これに応じて制御器５０Ｋは、制御器初期値ｆ（０）を用いて（２５）式に従い制御器出力初期値ｕ（０）を算出し、これを制御対象５０Ｐへ出力することにより、フォーカスサーボ制御のループ処理を開始する。

このとき初期値設定部６１は、制御器５０Ｋにより算出された制御器出力初期値ｕ（０）を飽和検出部６４へ供給する。

飽和検出器６４は、制御対象５０Ｐが制御器出力ｕ（ｋ）に応じた正しい出力ｙ（ｋ）を出力し得る、すなわち当該制御対象５０Ｐが正常に応答し得る制御器出力ｕ（ｋ）の上限値として、出力上限値ｕｌを記憶している。この出力上限値ｕｌは、アクチュエータ駆動部２３から供給し得る電流やアクチュエータ１４（図１）を構成するコイルに流し得る電流の上限値を基に、予め定められた値である。

因みに、制御器出力ｕ（ｋ）が出力上限値ｕｌ以上であった場合、アクチュエータ１４において推力の飽和が生じることになるため、制御対象５０Ｐは、初期値補償法による制御器初期値ｆ（０）を基に算出された制御器出力ｕ（ｋ）ではなく、出力上限値ｕｌが供給された場合に相当する出力ｙ（ｋ）を出力することになる。この場合、光ディスク装置４０は、初期値補償法の前提が崩れることになるため、その後の応答が悪化することになる。

飽和検出部６４は、制御器出力ｕ（ｋ）をこの出力上限値ｕｌと比較し、当該制御器出力ｕ（ｋ）が当該出力上限値ｕｌ以上であった場合、再算出指示ＣＲを制御器初期値算出部６３へ送出する。

制御器初期値算出部６３は、１クロックが経過した時点で再度時刻０に設定し、このときの（２３）式に従い制御器５０Ｋの制御器初期値ｆ（０）を再度算出し、これを制御器５０Ｋに供給する。

制御器５０Ｋは、新たな制御器初期値ｆ（０）を基に新たな制御器出力ｕ（０）を算出し、これを制御対象５０Ｐへ供給することにより、フォーカスサーボ制御のループ処理を開始し直す。

その後フォーカスサーボ制御系６０は、制御器出力ｕ（０）が出力上限値ｕｌ以上となる間、１クロック毎に換算位置ｅ（ｋ）及び換算速度ｅ_ｖ（ｋ）を少しずつ変化させながら、フォーカスサーボ制御を開始し直す処理を繰り返し、制御器出力ｕ（０）が出力上限値ｕｌ未満となった時点でフォーカスサーボ制御をそのまま継続する。

すなわち制御器初期値算出部６３は、フォーカスサーボ制御を開始するべく制御器５０Ｋに対して制御器初期値ｆ（０）を設定した際、当該制御器５０Ｋから出力された制御器出力ｕが出力上限値ｕｌ以上であった場合、その次のクロックｋにおいて、当該クロックｋにおける換算位置ｅ（ｋ）及び換算速度ｅ_ｖ（ｋ）を用いて制御器初期値ｆ（０）を再度算出するようになされている。

このことを換言すれば、フォーカスサーボ制御系６０は、フォーカスサーボ制御を開始する際に、初期値補償法に従い算出した制御器初期値ｆ（０）に基づく制御器出力ｕ（０）が出力上限値ｕｌ以上であった場合、初期値補償法の前提が崩れ良好な応答が得られない状態であると見なし、次のクロックにおいて、更新された換算位置ｅ（ｋ）及び換算速度ｅ_ｖ（ｋ）（すなわち対物レンズ９の位置ｘ及び速度ｖ）に応じた新たな制御器初期値ｆ（０）を再度算出することにより、初期値補償法を適用させるべくフォーカスサーボ制御を開始し直すことになる。

その後フォーカスサーボ制御系６０は、制御器出力ｕ（０）が出力上限値ｕｌ未満となった段階で、初期値補償法に基づく良好な応答を得られる状態になったものと見なし、直前のクロックにおいて開始したフォーカスサーボ制御をそのまま継続することにより、初期値補償法に基づいた良好な応答を得ることができる。

このようにフォーカスサーボ制御系６０は、フォーカスサーボ制御を開始する際、初期値設定部６１により制御器５０Ｋに対して初期値補償法に基づいた制御器初期値ｆ（０）を設定し、このときの制御器出力ｕ（０）が出力上限値ｕｌ以上であった場合、制御器初期値ｆ（０）を制御器５０Ｋに対して設定し直すことにより、初期値補償法による良好な応答を得るようになされている。

（２）ビデオカメラレコーダの構成
次に、本発明の一実施形態として、本発明を適用したビデオカメラレコーダについて説明する。

（２−１）外観構成
図５に示すように、ビデオカメラレコーダ７０は、筐体７１の内部に各種部品が組み込まれており、ユーザにより当該筐体７１とストラップ７２との間に指や手の甲が差し込まれた上で当該筐体７１が把持される等して、様々な場所に持ち運ばれ得るようになされている。

ビデオカメラレコーダ７０は、映像を撮像するための撮像レンズ７３や撮像した映像を映像信号に変換する撮像素子（後述する）を有すると共に、当該映像信号を記録する光ディスク（後述する）を装填するための光ディスク装填部７４を有し、さらに図示しない操作部、表示部、バッテリー等を有している。

因みにビデオカメラレコーダ７０は、映像を撮像する場所まで持ち運ばれるだけでなく、撮像しながら移動され、或いは方向や傾きが変更されることも考慮されている。

ところでビデオカメラレコーダ７０は、図１との対応部分に同一符号を付した図６に示すような回路構成を有しており、統括制御部７５によって全体を統括制御するようになされている。

例えばユーザによる撮像操作を受け付けた場合、統括制御部７５は、撮像レンズ７２を介して撮像素子７６により映像を撮像させ、その映像に応じた映像信号を生成して映像信号処理回路７７へ供給させる。映像信号処理回路７７は、映像信号に対して所定の映像処理や圧縮符号化処理等を施すことにより映像データを生成し、これをバッファメモリ７８に一時記憶させる。

記録信号生成回路７９は、バッファメモリ７８から適宜映像データを読み出し、当該映像データに対して所定の変調処理等を施すことにより光ディスク１０への記録に適した記録データを生成し、これを光ピックアップ３のレーザダイオード４へ供給する。これに応じて光ピックアップ３は、当該記録データに応じた光ビームを光ディスク１０の信号記録面１０Ａに照射し、当該記録データを記録する。

このようにビデオカメラレコーダ７０は、撮像レンズ７２を介して撮像した映像を記録データとして光ディスク１０に記録し得るようになされている。

（２−２）フォーカスサーボ制御部の回路構成
ビデオカメラレコーダ７０は、光ディスク装置４０と同様のサーボ制御部４２を有しており、そのフォーカスサーボ制御系をモデル化すると、当該光ディスク装置４０と同様のフォーカスサーボ制御系６０（図４）となる。

実際上、このサーボ制御部４２は、図７に示すような回路構成を有している。サーボ制御部４２は、エラー信号生成部２１から供給されるプルイン信号ＳＰＩ、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラックエラー信号ＳＴＥをそれぞれアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２ＡによりそれぞれディジタルデータでなるプルインデータＤＰＩ、フォーカスエラーデータＤＦＥ及びトラックエラーデータＤＴＥに変換する。

またサーボ制御部４２は、フォーカスサーボ制御を行うフォーカスサーボ制御部４２Ｂ及びトラックサーボ制御を行うトラックサーボ制御部４２Ｃを有している。

例えばビデオカメラレコーダ７０（図５）は、光ディスク装填部７４に新たな光ディスク１０が装填された場合や映像の記録を開始する場合等に、光ディスク１０の回転を開始した後、フォーカス引き込み動作を行ってからフォーカスサーボ制御を開始するようになされている。

この場合、フォーカスサーボ制御部４２Ｂのフォーカスサーボモードコントローラ８１は、マルチプレクサ８３を切換制御し、駆動信号生成部８２により生成される“Search Wave”と呼ばれる引込用の波形でなるフォーカスサーボデータＤＦＳを、当該マルチプレクサ８３からディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４２Ｄへ供給する。

このときディジタル・アナログ変換器４２Ｄは、フォーカスサーボデータＤＦＳをアナログ信号でなるフォーカスサーボ信号ＳＦＳに変換し、これをアクチュエータ駆動部２３へ供給する。これに応じてアクチュエータ駆動部２３は、フォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡを生成してアクチュエータ１４へ供給することにより、対物レンズ９（図６）を光ディスク１０の遠方から一定速度で近接させる。

フォーカスサーボモードコントローラ８１は、フォーカスエラーデータＤＦＥを監視しており、例えば図８（Ｂ）に示すように、フォーカスエラーデータＤＦＥ（すなわちフォーカスエラー信号ＳＦＥ）の信号レベルがほぼ０からある程度の信号レベルまで上昇した後に０未満の開始レベルＬｓまで低下したことを検出した時点で、フォーカスサーボ制御を開始すべきと判断し、この時点を時刻０としてフィルタ初期値算出部８５に対してフィルタ初期値の算出指示を供給する。

速度算出部８４は、フォーカスサーボ制御系６０（図４）における換算速度算出部６２に対応しており、１クロック毎のフォーカスエラーデータＤＦＥの差分値を基にフォーカス速度データＤＶＦを随時算出し、これをフィルタ初期値算出部８５へ供給する。

フィルタ初期値算出部８５は、フォーカスサーボ制御系６０（図４）における制御器初期値算出部６３に対応しており、フォーカスエラーデータＤＦＥを換算位置ｅ（ｋ）とみなすと共にフォーカス速度データＤＶＦを換算速度ｅ_ｖ（ｋ）とみなし、（２３）式に従ってフィルタ初期値ＦＦ０（すなわち低域フィルタ値ｆ_Ｌ（０）及び高域フィルタ値ｆ_Ｈ（０））を算出し、これらをフィルタ部８６のフィルタ値記憶部８６Ｍに記憶させる。

フィルタ部８６は、フォーカスエラーデータＤＦＥ及びフィルタ初期値ＦＦ０を用いて（２４）式に従った演算を行うことにより、制御器出力ｕ（０）に相当するフィルタ出力データＤＦＵを算出し、これをマルチプレクサ８３及び飽和検出部８７へ供給する。

フォーカスサーボモードコントローラ８１は、マルチプレクサ８３を切換制御することにより、フィルタ出力データＤＦＵをフォーカスサーボデータＤＦＳとしてディジタル・アナログ変換器４２Ｄへ供給し、フォーカスサーボ信号ＳＦＳに変換させる。これに応じてアクチュエータ駆動部２３は、当該フォーカスサーボ信号ＳＦＳに基づいたフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡを生成してアクチュエータ１４へ供給し、対物レンズ９を駆動させる。

ところでアクチュエータ駆動部２３は、上述したようにアクチュエータ１４に対して供給し得る駆動信号に上限値がある。このためアクチュエータ駆動部２３は、フィルタ出力データＤＦＵが当該上限値に応じたしきい値（すなわち出力上限値ＵＬＦ）以上であった場合、例えば図８（Ｃ）に示すように、当該フィルタ出力データＤＦＵではなく、当該出力上限値ＵＬＦに応じたフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡを生成することになる。

一方、飽和検出部８７は、フォーカスサーボ制御系６０（図４）における飽和検出器６４に対応しており、予め記憶している出力上限値ＵＬＦとフィルタ出力データＤＦＵとを比較する。ここで飽和検出部８７は、フィルタ出力データＤＦＵが出力上限値ＵＬＦ以上であった場合、再度フィルタ初期値を算出させる指示である再算出指示ＣＲをフィルタ初期値算出部８５へ供給する。

フィルタ初期値算出部８５は、再算出指示ＣＲを供給された場合、次のクロックにおいて、（２３）式に従ってフィルタ初期値ＦＦ０を再度算出し、これらをフィルタ部８６のフィルタ値記憶部８６Ｍに記憶させる。

フィルタ部８６は、フォーカスサーボ制御を開始し直すべく、この時点（クロック）におけるフォーカスエラーデータＤＦＥを用いて（２４）式に従った演算を行うことにより、フィルタ出力データＤＦＵを再度算出し、これをマルチプレクサ８３及び飽和検出部８７へ再度供給する。マルチプレクサ８３は、フィルタ出力データＤＦＵをフォーカスサーボデータＤＦＳとしてディジタル・アナログ変換器４２Ｄへ再度供給し、フォーカスサーボ信号ＳＦＳに変換させる。

この結果、アクチュエータ駆動部２３は、当該フォーカスサーボ信号ＳＦＳに基づいたフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡを生成してアクチュエータ１４へ供給し、対物レンズ９を駆動させる。

その後、サーボ制御部４２のフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フィルタ出力データＤＦＵが出力上限値ＵＬＦ以上となる間、１クロック毎にフォーカスエラーデータＤＦＥ及びフォーカス速度ＤＶＦを少しずつ変化させながら、フィルタ初期値ＦＦ０を算出し直してフォーカスサーボ制御を開始し直す処理を繰り返し、フィルタ出力データＤＦＵが出力上限値ＵＬＦ未満となった時点でフォーカスサーボ制御をそのまま継続する。

この結果、フォーカスサーボ制御部４２Ｂは、図８（Ｂ）に示したように、フォーカスエラー信号ＳＦＥにおいてオーバーシュートを殆ど生じることなく、短い時間で値「０」に収束させることができ、すなわち対物レンズ９を短い時間で合焦位置ＪＦに収束させることができる。

（２−３）フォーカスサーボ制御開始処理手順
次に、ビデオカメラレコーダ７０のフォーカスサーボ制御部４２Ｂがフォーカスサーボ制御を開始する際のフォーカスサーボ制御開始処理手順ＲＴ１について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。

実際上フォーカスサーボ制御部４２Ｂは、光ディスク装填部７４（図５）に光ディスク１０が新たに装填され回転が開始される等して統括制御部７５（図６）からフォーカス引き込み動作を行う指示を受けると、フォーカスサーボ制御開始処理手順ＲＴ１を開始し、ステップＳＰ１へ移る。

ステップＳＰ１においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フォーカスサーボモードコントローラ８１の制御によってマルチプレクサ８３の出力を切り換えさせることにより、フォーカスサーボデータＤＦＳを駆動信号生成部８２からディジタル・アナログ変換器４２Ｄへ供給させ、次のステップＳＰ２へ移る。

ステップＳＰ２においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フォーカスサーボデータＤＦＳをディジタル・アナログ変換したフォーカスサーボ信号ＳＦＳを基にアクチュエータ駆動部２３を介してアクチュエータ１４を駆動させ、対物レンズ９を光ディスク１０の遠方から一定の速度で当該光ディスク１０に近接させていき、次のステップＳＰ３へ移る。

このときフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、１クロックごとにアナログ・ディジタル変換器４２Ａから供給されるフォーカスエラーデータＤＦＥを基に、速度算出部８４によりフォーカス速度データＤＶＦを算出し、これをフィルタ初期値算出部８５へ供給する。

ステップＳＰ３においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フォーカスサーボモードコントローラ８１により、１クロックごとにアナログ・ディジタル変換器４２Ａから供給されるフォーカスエラーデータＤＦＥの信号レベルがほぼ０からある程度の信号レベルまで上昇した後に０未満の開始レベルＬｓまで低下したか否かを判定する。

ここで否定結果が得られると、このことは対物レンズ９が未だ合焦位置ＪＦの近傍に到達していないことを表しており、このときフォーカスサーボ制御部４２Ｂは再度ステップＳＰ２へ戻り、当該対物レンズ９が合焦位置ＪＦの近傍に到達するのを待ち受ける。

これに対して肯定結果が得られると、このことは対物レンズ９が合焦位置ＪＦの近傍に到達したためフォーカスサーボ制御を開始すべきであることを表しており、このときフォーカスサーボ制御部４２Ｂは次のステップＳＰ４へ移る。

ステップＳＰ４においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フィルタ初期値算出部８５によって、フォーカスエラーデータＤＦＥ及びフォーカス速度データＤＶＦを用いてフィルタ初期値ＦＦ０を算出し、次のステップＳＰ５へ移る。

ステップＳＰ５においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フィルタ初期値ＦＦ０をフィルタ部８６へ供給してフィルタ値記憶部８６Ｍに記憶させ、次のステップＳＰ６へ移る。

ステップＳＰ６においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フォーカスサーボモードコントローラ８１によってマルチプレクサ８３の出力を切り換えさせることにより、フィルタ部８６から供給されるフィルタ出力データＤＦＵをフォーカスサーボデータＤＦＳとして出力させるようにし、次のステップＳＰ７へ移る。

ステップＳＰ７においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フィルタ部８６によってフィルタ初期値ＦＦ０及びフォーカスエラーデータＤＦＥを用いて（２５）式に従った演算を行うことにより、フィルタ出力データＤＦＵを算出し、これをマルチプレクサ８３及び飽和検出部８７へ供給して、次のステップＳＰ８へ移る。

ステップＳＰ８においてフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、飽和検出部８７により、フィルタ出力データＤＦＵが予め記憶している出力上限値ＵＬＦを超えたか否かを判定する。

ここで肯定結果が得られると、このことはフィルタ出力データＤＦＵがアクチュエータ駆動部２３における上限を超えた値に相当するものであり、当該アクチュエータ駆動部２３からは当該フィルタ出力データＤＦＵではなく出力上限値ＵＬＦに相当するフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡが出力されており、対物レンズ９に対して初期値補償法に基づかないフォーカスサーボ制御が行われることになる。

このときフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、次のクロックにおいて初期値補償法に基づいた初期値を算出し直すことによってフォーカスサーボ制御を開始し直すべく、ステップＳＰ４へ戻る。

一方、ステップＳＰ８において否定結果が得られると、このことはフィルタ出力データＤＦＵに相当するフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡがアクチュエータ駆動部２３から正しく出力されており、対物レンズ９に対して初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御が行われることになる。

このときフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、現在のフィルタ初期値ＦＦ０を用いてフォーカスエラーデータＤＦＥを基にフィルタ出力データＤＦＵを算出し、これを基に生成されるフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡによって対物レンズ９を駆動するといった一連の処理を繰り返すべく、再度ステップＳＰ７へ戻る。

その後フォーカスサーボ制御部４２Ｂは、ステップＳＰ７−ＳＰ８の処理を繰り返すことにより、初期値補償法に基づく正常なフォーカスサーボ制御を行うようになされている。

（２−４）トラックサーボ制御部の回路構成
ところでサーボ制御部４２（図７）のトラックサーボ制御部４２Ｃは、フォーカスサーボ制御部４２Ｂと対応した回路構成を有しており、アナログ・ディジタル変換器４２Ａにおいてトラックエラー信号ＳＴＥがディジタル信号に変換されたトラックエラーデータＤＴＥを基にトラックサーボ制御を行うようになされている。

因みにトラックエラー信号ＳＴＥは、フォーカスエラー信号ＳＦＥと類似した信号特性を有しており、オントラック（すなわち対物レンズ９から照射される光ビームが光ディスク１０の所望トラック上に照射される）位置の近傍においてのみ、当該オントラック位置からの距離に応じた信号レベルを示すようになされている。

実際上トラックサーボ制御部４２Ｃは、フォーカスサーボモードコントローラ８１と対応するトラックサーボモードコントローラ９１によってマルチプレクサ９３を切換制御し、駆動信号生成部９２により生成されるトラック引き込み用の「トラックブレーキ」に対応したトラックサーボデータＤＴＳを、当該マルチプレクサ９３からディジタル・アナログ変換器４２Ｄへ供給する。

因みにトラックブレーキとは、トラバース速度（光ディスク１０に照射する光ビームのスポットがトラック（ランド／グルーブ）を横切る速度）の極性が判別可能である場合に、所定のトラックブレーキ電圧によってトラックアクチュエータ（図示せず）を駆動させておき、トラックエラー信号のゼロクロス周期が所定のしきい値以上となり、且つゼロクロス時における当該トラックエラーデータＤＴＥの極性（すなわち増加又は減少）が所望の極性と一致することを検出した時点で、トラックサーボ制御を開始する制御手法である。トラックサーボ制御部４２Ｃでは、このトラックブレーキを用いることにより、トラックサーボ制御の開始時にトラバース速度を所定値以下に抑えて光ディスク１０のランド／グルーブを正しく判定し得るようになされている。

ディジタル・アナログ変換器４２Ｄは、トラックサーボデータＤＴＳをアナログ信号でなるトラックサーボ信号ＳＴＳに変換し、これをアクチュエータ駆動部２３へ供給する。これに応じてアクチュエータ駆動部２３は、トラックアクチュエータ駆動信号ＳＴＡを生成してアクチュエータ１４へ供給することにより、対物レンズ９（図６）を光ディスク１０の径方向（すなわち外周側又は内周側）に移動させる。

トラックサーボモードコントローラ９１は、トラックエラーデータＤＴＥを監視しており、当該トラックエラーデータＤＴＥのゼロクロス周期が所定のしきい値以上となり、且つゼロクロス時における当該トラックエラーデータＤＴＥの極性が所望の極性と一致することを検出した時点で、トラックサーボ制御を開始すべきであると判断し、この時点を時刻０としてフィルタ初期値算出部９５に対してフィルタ初期値ＦＴ０の算出指示を供給する。

速度算出部９４は、速度算出部８４に対応しており、１クロック毎のトラックエラーデータＤＴＥの差分値を基にトラック速度データＤＶＴを随時算出し、これをフィルタ初期値算出部９５へ供給する。

フィルタ初期値算出部９５は、フィルタ初期値算出部８５に対応しており、トラックエラーデータＤＴＥを換算位置ｅ（ｋ）とみなすと共にトラック速度データＤＶＴを換算速度ｅ_ｖ（ｋ）とみなし、（２４）式に従ってフィルタ初期値ＦＴ０を算出し、これらをフィルタ部９６のフィルタ値記憶部９６Ｍに記憶させる。

因みにフィルタ初期値算出部９５は、トラックサーボ制御系の各値に応じて（１８）〜（２１）式により予め算出されたトラックサーボ制御用の（すなわちフォーカスサーボ制御用とは異なる）係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２を記憶しており、これらを用いてフィルタ初期値ＦＴ０を算出するようになされている。

フィルタ部９６は、トラックエラーデータＤＦＥを用いて（２４）式に従った演算を行うことにより、制御器出力ｕ（０）に相当するフィルタ出力データＤＴＵを算出し、これをマルチプレクサ９３及び飽和検出部９７へ供給する。

トラックサーボモードコントローラ９１は、マルチプレクサ９３を切換制御することにより、フィルタ出力データＤＴＵをトラックサーボデータＤＴＳとしてディジタル・アナログ変換器４２Ｄへ供給し、トラックサーボ信号ＳＴＳに変換させる。これに応じてアクチュエータ駆動部２３は、当該トラックサーボ信号ＳＴＳに基づいたトラックアクチュエータ駆動信号ＳＴＡを生成してアクチュエータ１４へ供給し、対物レンズ９を光ディスク１０の径方向へ移動させる。

一方、飽和検出部９７は、飽和検出部８７に対応しており、フィルタ出力データＤＴＵが出力上限値ＵＬＴ以上であった場合、再度フィルタ初期値ＦＴ０を算出させる指示である再算出指示ＣＲをフィルタ初期値算出部９５へ供給する。

フィルタ初期値算出部９５は、再算出指示ＣＲを供給された場合、次のクロックにおいてフィルタ初期値を再度算出し、これらをフィルタ部９６のフィルタ値記憶部９６Ｍに記憶させる。フィルタ部９６は、この時点におけるトラックエラーデータＤＴＥ及びフィルタ初期値を用いてフィルタ出力データＤＴＵを再度算出し、これをマルチプレクサ９３及び飽和検出部９７へ再度供給する。

この結果、アクチュエータ駆動部２３は、トラックサーボ信号ＳＴＳに基づいたトラックアクチュエータ駆動信号ＳＴＡを生成してトラックアクチュエータ（図示せず）へ供給し、対物レンズ９を光ディスク１０の径方向へ移動させる。

その後、サーボ制御部４２のトラックサーボ制御部４２Ｃは、フィルタ出力データＤＴＵが出力上限値ＵＬＴ以上となる間、１クロック毎にトラックエラーデータＤＴＥ及びトラック速度ＤＶＴを少しずつ変化させながら、トラックサーボ制御を開始し直す処理を繰り返し、フィルタ出力データＤＴＵが出力上限値ＵＬＴ未満となった時点でトラックサーボ制御をそのまま継続する。

この結果、トラックサーボ制御部４２Ｃは、フォーカスサーボ制御部４２Ｂの場合と同様に、トラックエラー信号ＳＴＥにおいてオーバーシュートを殆ど生じることなく、短い時間で値「０」に収束させることができ、すなわち対物レンズ９を短い時間でトラック（ランド／グルーブ）に追従させることができる。

（２−５）トラックサーボ制御開始処理手順
ここで、ビデオカメラレコーダ７０のトラックサーボ制御部４２Ｃがトラックサーボ制御を開始する際のトラックサーボ制御開始処理手順ＲＴ２について、図９と対応する図１０に示すフローチャートを用いて説明する。

因みにトラックサーボ制御部４２Ｃでは、フォーカスサーボ制御系と異なるトラックサーボ制御系における状態定数Ｃ_ｃｚ及びＤ_ｃｚが予め算出され、（１８）〜（２１）式に従い係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２がいずれも算出された上で、それぞれ不揮発性メモリ（図示せず）に記憶されている。

実際上トラックサーボ制御部４２Ｃは、光ディスク装填部７４（図５）に光ディスク１０が新たに装填される等して統括制御部７５（図６）からトラック引き込み動作を行う指示を受けると、トラックサーボ制御開始処理手順ＲＴ２を開始し、ステップＳＰ１１へ移る。

ステップＳＰ１１においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、トラックサーボモードコントローラ９１の制御によってマルチプレクサ９３の出力を切り換えさせることにより、トラックサーボデータＤＴＳを駆動信号生成部９２からディジタル・アナログ変換器４２Ｄへ供給させ、次のステップＳＰ１２へ移る。

ステップＳＰ１２においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、トラックサーボデータＤＴＳをディジタル・アナログ変換したトラックサーボ信号ＳＴＳを基にアクチュエータ駆動部２３を介してアクチュエータ１４を駆動させることによりトラックブレーキをかけ、次のステップＳＰ１３へ移る。

このときトラックサーボ制御部４２Ｂは、１クロックごとにアナログ・ディジタル変換器４２Ａから供給されるトラックエラーデータＤＴＥを基に、速度算出部９４によりトラック速度データＤＶＴを算出し、これをフィルタ初期値算出部９５へ供給する。

ステップＳＰ１３においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、トラックサーボモードコントローラ９１により、１クロックごとにトラック引き込み条件が成立したか否か、すなわちアナログ・ディジタル変換器４２Ａから供給されるトラックエラーデータＤＴＥのゼロクロス周期が所定のしきい値以上となり、且つ当該トラックエラーデータＤＴＥの極性が所望の極性と一致しているか否かを判定する。

ここで否定結果が得られると、このことはトラック引き込みをまだ開始すべきでないことを表しており、このときトラックサーボ制御部４２Ｃは再度ステップＳＰ１２へ戻り、トラック引き込み条件が成立するのを待ち受ける。

これに対して肯定結果が得られると、このことはトラック引き込み動作を行いトラックサーボ制御を開始すべきであることを表しており、このときトラックサーボ制御部４２Ｃは次のステップＳＰ１４へ移る。

ステップＳＰ１４においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、フィルタ初期値算出部９５によって、トラックエラーデータＤＴＥ及びトラック速度データＤＶＴを用いてフィルタ初期値ＦＴ０を算出し、次のステップＳＰ１５へ移る。

ステップＳＰ１５においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、フィルタ初期値ＦＴ０をフィルタ部９６へ供給してフィルタ値記憶部９６Ｍに記憶させ、次のステップＳＰ１６へ移る。

ステップＳＰ１６においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、トラックサーボモードコントローラ９１によってマルチプレクサ９３の出力を切り換えさせることにより、フィルタ部９６から供給されるフィルタ出力データＤＴＵをトラックサーボデータＤＴＳとして出力させるようにし、次のステップＳＰ１７へ移る。

ステップＳＰ１７においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、フィルタ部９６によってフィルタ初期値ＦＴ０及びトラックエラーデータＤＴＥを用いてフィルタ出力データＤＦＵを算出し、これをマルチプレクサ９３及び飽和検出部９７へ供給して、次のステップＳＰ１８へ移る。

ステップＳＰ１８においてトラックサーボ制御部４２Ｃは、飽和検出部９７により、フィルタ出力データＤＴＵが予め記憶している出力上限値ＵＬＴを超えたか否かを判定する。

ここで肯定結果が得られると、このことはフィルタ出力データＤＴＵがアクチュエータ駆動部２３における上限を超えた値に相当するものであり、当該アクチュエータ駆動部２３からは当該フィルタ出力データＤＴＵではなく出力上限値ＵＬＴに相当するトラックアクチュエータ駆動信号ＳＴＡが出力されており、対物レンズ９に対して初期値補償法に基づかないトラックサーボ制御が行われることになる。

このときトラックサーボ制御部４２Ｃは、次のクロックにおいて初期値補償法に基づいた初期値を算出し直すことによってトラックサーボ制御を開始し直すべく、ステップＳＰ１４へ戻る。

一方、ステップＳＰ１８において否定結果が得られると、このことはフィルタ出力データＤＴＵに相当するトラックアクチュエータ駆動信号ＳＴＡがアクチュエータ駆動部２３から正しく出力されており、対物レンズ９に対して初期値補償法に基づいたトラックサーボ制御が行われることになる。

このときトラックサーボ制御部４２Ｃは、現在のフィルタ初期値ＦＴ０を用いてトラックエラーデータＤＴＥを基にフィルタ出力データＤＴＵを算出し、これを基に生成されるトラックアクチュエータ駆動信号ＳＴＡによって対物レンズ９を駆動するといった一連の処理を繰り返すべく、再度ステップＳＰ１７へ戻る。

その後トラックサーボ制御部４２Ｃは、ステップＳＰ１７−ＳＰ１８の処理を繰り返すことにより、初期値補償法に基づく正常なトラックサーボ制御を行う。

このようにビデオカメラレコーダ７０のトラックサーボ制御部４２Ｃは、フォーカスサーボ制御におけるフォーカスサーボ制御開始処理手順ＲＴ１の場合と同様に、トラックサーボ制御開始処理手順ＲＴ２に従い、フィルタ出力データＤＴＵが出力上限値ＵＬＴを超えなくなるまでフィルタ部９６の初期値を算出し直すことにより、最終的に初期値補償法に基づいたトラックサーボ制御を開始するようになされている。

（３）動作及び効果
以上の構成において、ビデオカメラレコーダ７０のフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フォーカス引き込み動作を行う際、フォーカスエラーデータＤＦＥ（すなわちフォーカスエラー信号ＳＦＥ）の信号レベルがほぼ０からある程度の信号レベルまで上昇した後に０未満の開始レベルＬｓまで低下したことを検出した時点でフォーカスサーボ制御を開始すべきであると判断し、フォーカスエラーデータＤＦＥを換算位置ｅ（ｋ）とみなすと共にフォーカス速度データＤＶＦを換算速度ｅ_ｖ（ｋ）とみなし、（２３）式に従ってフィルタ初期値ＦＦ０を算出して、フォーカスサーボ制御を開始させる。

ここでフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、飽和検出部８７によってフィルタ出力データＤＦＵが出力上限値ＵＬＦ以上であること、すなわちアクチュエータ１４における推力の飽和を検出した場合、当該フィルタ出力データＤＦＵが当該出力上限値ＵＬＦ未満となるまで、フィルタ初期値ＦＦ０を算出しフォーカスサーボ制御を開始し直す処理を繰り返す。

従ってフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、初期値補償法に基づきフィルタ８６のフィルタ初期値ＦＦ０を算出した上で、アクチュエータ１４における推力の飽和を検出しなくなるまで当該フィルタ初期値の算出及びフォーカスサーボ制御の開始をやり直すことができるので、最終的に初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始することができ、対物レンズ９を短時間で合焦位置ＪＦに収束させるような、良好な応答を得ることができる（図８（Ｂ））。

すなわちフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、単純に初期値補償法に基づいてフィルタ８６のフィルタ初期値ＦＦ０を一回算出しただけではアクチュエータ１４における推力の飽和により良好な応答を得られなかったことに対し（図１８（Ｂ））、対物レンズ９の位置が少しずつ変わる度に当該フィルタ初期値ＦＦ０を算出し直すことにより、アクチュエータ１４における推力の飽和が生じなくなるタイミングから初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始することができる。

この場合、フォーカスサーボ制御部４２Ｂは、図８（Ｃ）に示したように、フォーカスサーボ制御を開始する時刻０から最終的に初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始するまでの間、アクチュエータ駆動部２３から出力上限値ＵＬＦに応じたフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡを供給し続けることになる。

これを換言すれば、フォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フォーカスサーボ制御を開始してから対物レンズ９に対して最大推力を与え続け、初期値補償法に基づいたフォーカスアクチュエータ駆動信号ＳＦＡを実際に供給し得るようになった時点で、初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始することになる。

すなわちフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、アクチュエータ１４による最大推力を加え続け、初期値補償法による（正常な）フォーカスサーボ制御を開始し得る最も早いタイミングで当該初期値補償法によるフォーカスサーボ制御を開始することになる。このためフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、アクチュエータ駆動部２３における出力上限値ＵＬＦが定められた条件下において、最短時間で良好な応答を得ることができる。

またフォーカスサーボ制御部４２Ｂでは、初期値補償法によるフィルタ初期値の算出を１回のみ行う場合と比較して、結果的にフォーカス引き込み動作における失敗の可能性を大幅に低下することが期待できる。

ところで、アクチュエータ１４における推力の飽和を防ぐには、例えば引き込み動作時のみ一時的にフォーカスサーボ制御を弱める（すなわちアクチュエータ１４の推力を抑える）といった手法も考えられる。

しかしながらビデオカメラレコーダ７０は、ユーザの手に把持されたまま光ディスク１０に対する情報の記録を行うことになるため、記録中や引き込み動作中にユーザの不注意やアクシデント等により外部から衝撃が加わることが想定される。

このような場合、引き込み動作時のみフォーカスサーボ制御を弱める手法では、引き込み動作中に外部からの衝撃等によって対物レンズ９の位置がずれてしまった場合、いずれも引き込み動作の再開に時間を要することになってしまう。

これに対してビデオカメラレコーダ７０のサーボ制御部４２は、常に強いフォーカスサーボ制御を行うことができるため、引き込み動作中に外部からの衝撃等を受けたとしても、強いフォーカスサーボ制御によって「フォーカスサーボを外れ難くする」ことができると共に、仮にフォーカスサーボが外れた場合であっても比較的短い時間で引き込み動作を再開することができる。

また、光ディスク装置においては、引き込み動作時に一時的に光ディスクの回転数を下げ、結果的に弱いフォーカスサーボ制御によりアクチュエータにおける推力の飽和を防止する、といった手法も取り得る。しかしながら、光ディスクの回転速度を変更するには、ある程度の時間を要することになってしまう。

一方、ビデオカメラレコーダ７０は、一度撮像した映像を撮像し直す機会は無いと考えられるため、生成した映像データを漏れなく光ディスク１０に記録する必要がある。このためビデオカメラレコーダ７０は、バッファメモリ７８を設けることにより映像データをある程度蓄積しておくことができるものの、その容量には限りがある。

このため光ディスク装置を搭載したビデオカメラレコーダは、引き込み動作時に光ディスクの回転速度を下げるなどして時間を要してしまった場合、映像データをバッファメモリから溢れさせる危険性があり、この場合、当該バッファメモリから溢れた分の映像データを失うことになってしまう。

これに対してビデオカメラレコーダ７０では、光ディスク１０の回転速度を低下させることなく引き込み動作を行っているため、アクチュエータ１４における推力の飽和状態を利用しながら初期値補償法により短い時間で当該引き込み動作を完了することができ、撮像した映像データを光ディスク１０に記録できずに失ってしまう危険性を極めて低く抑えることができる。

また、トラックサーボ制御部４２Ｃは、フォーカスサーボ制御部４２Ｂと同様、トラックアクチュエータにおける推力の飽和を検出した場合、フィルタ出力データＤＴＵが出力上限値ＵＬＴ未満となるまで、フィルタ初期値ＦＴ０を算出しトラックサーボ制御を開始し直す処理を繰り返す。

この結果、トラックサーボ制御部４２Ｃは、フォーカスサーボ制御部４２Ｂと同様に、最終的に初期値補償法に基づいた正常なトラックサーボ制御を開始することができ、このとき最短時間で良好な応答を得ることができる。

以上の構成によれば、ビデオカメラレコーダ７０のフォーカスサーボ制御部４２Ｂは、フォーカス引き込み動作を行う際、フィルタ初期値ＦＦ０を算出して初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始し、フィルタ出力データＤＦＵと出力上限値ＵＬＦとを比較することによってアクチュエータ１４における推力の飽和を検出した場合、フィルタ出力データＤＦＵが出力上限値ＵＬＦ未満となるまで、フィルタ初期値ＦＦ０を算出しフォーカスサーボ制御を開始し直す処理を繰り返すことにより、最終的に初期値補償法に基づいたフォーカスサーボ制御を開始することができ、対物レンズ９を短時間で合焦位置ＪＦに収束させるような、良好な応答を得ることができる。

（４）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、非特許文献１に記載されている「零点指定による初期値補償サーボ系の設計」を基に係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２を算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば当該非特許文献１に記載されている「評価関数最小化による設計法」等、種々の算出方法に従って当該係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２を算出するようにしても良い。

また上述した実施の形態においては、フォーカスエラー信号ＳＦＥの特性曲線Ｑ１が図１２（Ｂ）に示したような「Ｓ字曲線」を描く場合について述べたが、本発明はこれに限らず、検出領域ＡＤがほぼ直線となっていれば、他の部分におけるフォーカスエラー信号ＳＦＥの特性曲線が種々の形状を描くようになっていても良い。

さらに上述した実施の形態においては、フィルタ初期値算出部８５（図７）において（２３）式に４つの係数ｋ_１１、ｋ_１２、ｋ_２１及びｋ_２２並びに換算位置ｅ（ｋ）及び換算速度ｅ_ｖ（ｋ）を代入する、いわゆる初期値補償法に従ってフィルタ初期値ＦＦ０を算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フォーカスエラーデータＤＦＥ及び所定の係数等を用いた他の演算手法によりフィルタ部８６に設定すべきフィルタ初期値ＦＦ０を算出するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、フォーカスサーボ制御を開始した後、飽和検出部８７によって１クロックごとに出力上限値ＵＬＦとフィルタ出力データＤＦＵとを比較するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該出力上限値ＵＬＦと当該フィルタ出力データＤＦＵとの比較を数クロックごと等の所定間隔ごとに行うようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、本発明をビデオカメラレコーダ７０のフォーカスサーボ制御系において、光ディスク１０が装填され回転が開始された後にフォーカス引き込み動作を行う際に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光ディスク１０が２層以上の信号記録層を有する場合の、フォーカスを合わせる信号記録層を切り換える、いわゆるフォーカスジャンプを行った後のフォーカス引き込み動作を行う際に適用し、或いはディフェクト（光ディスク１０上の異物や傷）等により一時的にプルイン信号ＳＰＩの信号レベルが下がった際にフォーカスサーボ制御を一時的に中断する、いわゆるサーボミュートの後にフォーカス引き込み動作を行う際に適用する等、種々の要因に応じてフォーカス引き込み動作を行う際に適用するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、本発明を光ディスク装置４０におけるトラックサーボ制御系において、光ディスク１０の回転開始後にトラック引き込み動作を行う際に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光ディスク１０におけるトラックを切り換える場合の、切換後のトラックに光ビームを追従させる、いわゆるトラックジャンプを行った後のトラック引き込み動作を行う際に適用し、或いはディフェクト（光ディスク１０上の異物や傷）等により一時的にプルイン信号ＳＰＩの信号レベルが下がった際にトラックサーボ制御を一時的に中断する、いわゆるサーボミュートの後にトラック引き込み動作を行う際に適用する等、種々の要因に応じてトラック引き込み動作を行う際に適用するようにしても良い。

さらには、光ディスク装置４０におけるフォーカスサーボ制御系又はトラッキングサーボ制御系に限らず、磁気ディスク装置におけるヘッド位置決めサーボ制御系、或いは種々のサーボ制御系において初期値を算出した上でサーボ制御を開始するような場合に本発明を適用するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、誤差信号生成部としてのエラー信号生成部２１と、初期値算出部としてのフィルタ初期値算出部８５と、駆動信号生成部としてのフィルタ部８６及びアクチュエータ駆動部２３と、検出部及び再算出指示部としての飽和検出部８７とによってサーボ制御装置としての制御部４１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる誤差信号生成部と、初期値算出部と、駆動信号生成部と、検出部と、再算出指示部とによってサーボ制御装置を構成するようにしても良い。

本発明は、種々のサーボ制御系でも利用できる。

光ディスク装置におけるフォーカスサーボ制御系の構成を示す略線図である。 ディジタル制御によるフォーカスサーボ制御系のブロック線図を示す略線図である。 状態空間表現によるフォーカスサーボ制御系のブロック線図を示す略線図である。 初期値設定部を有するフォーカスサーボ制御系のブロック線図を示す略線図である。 ビデオカメラレコーダの全体構成を示す略線図である。 ビデオカメラレコーダの回路構成を示す略線図である。 制御部の回路構成を示すブロック図である。 フォーカスエラー信号及びフォーカスアクチュエータ駆動信号の様子を示す略線図である。 フォーカスサーボ制御処理手順を示すフローチャートである。 トラックサーボ制御処理手順を示すフローチャートである。 従来の光ディスク装置におけるフォーカスサーボ制御系の構成を示す略線図である。 対物レンズの位置とフォーカスエラー信号との関係を示す略線図である。 フォーカスサーボ制御の開始及び初期応答を示す略線図である。 フォーカスサーボ制御系のブロック線図を示す略線図である。 状態空間表現によるフォーカスサーボ制御系のブロック線図を示す略線図である。 従来のフォーカスエラー信号及びフォーカスアクチュエータ駆動信号の様子（１）を示す略線図である。 ディジタルフィルタにより構築されたフォーカスサーボ制御系のブロック線図を示す略線図である。 従来のフォーカスエラー信号及びフォーカスアクチュエータ駆動信号の様子（２）を示す略線図である。

符号の説明

１、４０……光ディスク装置、２、４２……サーボ制御部、３……光ピックアップ、９……対物レンズ、１０……光ディスク、１０Ａ……信号記録面、１３……フォトディテクタ、１４……アクチュエータ、２１……エラー信号生成部、２２、４２……サーボ制御部、２３……アクチュエータ駆動部、３０、３１、３２、５０、５１……フォーカスサーボ制御系、４２Ｂ……フォーカスサーボ制御部、４２Ｃ……トラックサーボ制御部、５０Ａ……加算器、５０Ｋ……制御器、５０Ｐ……制御対象、６１……初期値設定部、６２……換算速度算出部、６３……制御器初期値算出部、６４……飽和検出部、７０……ビデオカメラレコーダ、７２……撮像レンズ、７６……撮像素子、８４、９４……速度算出部、８５、９５……フィルタ初期値算出部、８６、９６……フィルタ部、８７、９７……飽和検出部、ＳＦＥ……フォーカスエラー信号、ＤＦＥ……フォーカスエラーデータ、ＳＴＥ……トラックエラー信号、ＤＴＥ……トラックエラーデータ、ＦＦ０、ＦＴ０……フィルタ初期値、ＤＦＵ、ＤＴＵ……フィルタ出力データ、ＪＦ……合焦位置。

Claims (5)

1. 駆動対象の現在位置と当該駆動対象の目標位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成部と、
   所定の駆動部から推力を与えることにより上記駆動対象を上記目標位置に近づけさせる際、上記誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、上記駆動部の制御に用いられる初期値を算出する初期値算出部と、
   上記初期値及び上記誤差信号に応じて、上記駆動部から上記駆動対象に対して上記推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   上記駆動信号生成部により生成された上記駆動信号が、上記駆動対象に供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出部と、
   上記検出部により上記駆動信号が上記上限値を超えたことが検出された場合、上記上限値でなる上記駆動信号に応じて上記駆動部により上記駆動対象が駆動された後、上記誤差信号生成部から得られる上記誤差信号及び更新後の速度を用いて上記初期値算出部により上記初期値を再算出させる再算出指示部と
   を具えることを特徴とするサーボ制御装置。
2. 上記初期値算出部は、
   上記誤差信号及び上記速度に基づき上記駆動対象の過渡応答を抑えさせるような上記初期値を算出する初期値補償法に従い、上記初期値を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ制御装置。
3. 駆動対象の現在位置と当該駆動対象の目標位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成ステップと、
   所定の駆動部から推力を与えることにより上記駆動対象を上記目標位置に近づけさせる際、上記誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、上記駆動部の制御に用いられる初期値を算出する初期値算出ステップと、
   上記初期値及び上記誤差信号に応じて、上記駆動部から上記駆動対象に対して推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、
   上記駆動信号生成ステップにより生成された上記駆動信号が、上記駆動部に供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出ステップと、
   上記検出ステップにより上記駆動信号が上記上限値を超えたことが検出された場合、上記上限値でなる上記駆動信号に応じて上記駆動部により上記駆動対象が駆動された後、上記誤差信号生成ステップから得られる上記誤差信号及び更新後の速度を用いて上記初期値算出ステップにより上記初期値を再算出させる再算出指示ステップと
   を具えることを特徴とするサーボ制御方法。
4. 記録媒体としての光ディスクに光ビームを集光する対物レンズの現在位置と、当該対物レンズにより上記光ビームが上記光ディスクに合焦される合焦位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成部と、
   所定のアクチュエータから推力を与えることにより上記対物レンズを上記合焦位置に近づけさせる際、上記誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、上記アクチュエータの制御に用いられる初期値を算出する初期値算出部と、
   上記初期値及び上記誤差信号に応じて、上記アクチュエータから上記対物レンズに対して上記推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   上記駆動信号生成部により生成された上記駆動信号が、上記アクチュエータに供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出部と、
   上記検出部により上記駆動信号が上記上限値を超えたことが検出された場合、上記上限値でなる上記駆動信号に応じて上記アクチュエータにより上記対物レンズが駆動された後、上記誤差信号生成部から得られる上記誤差信号及び更新後の速度を用いて上記初期値算出部により上記初期値を再算出させる再算出指示部と
   を具えることを特徴とする光ディスク装置。
5. 映像を撮像して映像信号を生成し、記録媒体としての光ディスクに当該映像信号を記録するビデオカメラレコーダであって、
   上記光ディスクに上記映像信号を記録するための光ビームを集光する対物レンズの現在位置と、当該対物レンズにより上記光ビームが上記光ディスクに合焦される合焦位置との誤差に応じた誤差信号を生成する誤差信号生成部と、
   所定のアクチュエータから推力を与えることにより上記対物レンズを上記合焦位置に近づけさせる際、上記誤差信号及び当該誤差信号を基に算出される速度に応じて、上記アクチュエータの制御に用いられる初期値を算出する初期値算出部と、
   上記初期値及び上記誤差信号に応じて、上記アクチュエータから上記対物レンズに対して上記推力を与えさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   上記駆動信号生成部により生成された上記駆動信号が、上記アクチュエータに供給可能な所定の上限値を超えたことを検出する検出部と、
   上記検出部により上記駆動信号が上記上限値を超えたことが検出された場合、上記上限値でなる上記駆動信号に応じて上記アクチュエータにより上記対物レンズが駆動された後、上記誤差信号生成部から得られる上記誤差信号及び更新後の速度を用いて上記初期値算出部により上記初期値を再算出させる再算出指示部と
   を具えることを特徴とするビデオカメラレコーダ。

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