JP2011034672A - 周回メモリ、及びディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メモリに記憶された情報と被補償信号に大きな差が生じた場合でも、不要な学習を回避でき、目標値の追従性能を損なわない周回メモリ、及び該周回メモリを備えるディスク装置を提供する。
【解決手段】入力される被補償信号の１周期分を記憶するメモリ１５を０クリアするメモリリセット部１９を備え、コントローラ２０を介してディスク装置の状態に応じてメモリ１５に記憶された信号情報のリセットを自在に行えるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御系の制御に用いる周回メモリ、及び周回メモリを備えるディスク装置に関するものである。

近年、光ディスクの高倍速化、高密度化の進展に伴い、光ディスク装置においては、レーザビームの焦点を該ディスクの情報記録トラック上に維持する光サーボの精度向上が急速に求められている。そして、その光サーボの精度を向上させる手段として、繰り返し制御（学習制御）が注目されている。繰り返し制御とは、一周期前の偏差信号をメモリに記憶し、該記憶した結果を元に制御システムを制御するものである。

しかし、上述したような繰り返し制御を行う際、上記メモリには、１周期前の信号が記憶されるため、例えば入力信号として、ディスクの傷や装置に加わる振動などの外乱による周期的でない信号が与えられてしまうと、この信号を学習することで、かえって制御システムに不要なノイズを混入してしまうこととなる。従って、従来から、このような外乱が加わった際にも安定して制御できる制御システムや、上記メモリに学習されてしまう不要な無周期成分の影響をなくすことのできる繰り返し制御方法が求められている。

これを解決するものとして、特許文献１に、１周期分の入力信号を繰り返し記憶するために設けられた正帰還ループを含む学習メモリの入力信号を、現在の信号に０以上１以下であるゲイン要素ｋを乗じた信号と、さらに１周期前の学習メモリ４の出力にゲイン要素１−ｋを乗じた信号とで構成し、該ｋの値によって学習メモリの内部の情報を、１周期前の情報だけでなく、多周期にわたる情報に重み付けをした情報となるように作用させる周回メモリが開示されている。

図７は、特許文献１に示される、従来の光ディスク装置における周回メモリの構成を示した図であり、図において、１は第１の加算器であり、追従目標となる、光ディスク装置の制御系の誤差信号などの周期性成分を持つ被補償信号と、当該周回メモリの出力とを加算するものである。２は学習の度合いを可変するアッテネーションゲインβである。そして、３はローパスフィルタ、４はディスク1周期分の周波数成分を記憶するメモリ、５及び６は上記メモリ４に記憶させる信号を切り替えるゲイン要素である。７は第２の加算器であり、該第２の加算器７の出力が上記学習メモリ４に記憶される。１２は入力される被補償信号に周期性があるかを判定する相関検出部であり、ローパスフィルタ８と、減算器９と、絶対値検出器１０と、コンパレータ１１とで構成されている。

以上のような構成を有する周回メモリは、まず相関検出部１２において、入力信号となる周期性成分を持つ被補償信号に周期性があるかどうかを判定し、該被補償信号にノイズや外乱、あるいはディスク面の傷の影響などによる相関性のない誤差信号が重畳されていないかどうかを検出する。上記相関検出部１２にて、相関がある（ノイズ不検出）と判断された場合は、上記ゲイン要素５，６のｋの値をｋ＝１とし、相関がない（ノイズ検出）と判断した場合は、上記ゲイン要素５，６のｋの値をｋ＝０とする。

そして、第１の加算器１において、入力された被補償信号とゲイン要素２の出力信号とが加算され、この加算された信号が当該周回メモリの出力となる。この周回メモリの出力は、ゲイン要素６にてｋ倍され、該ｋ倍された信号と、学習メモリ４の出力をゲイン要素５にて１−ｋ倍した値とを第２の加算器７にて加算した信号を学習メモリ４に入力する。学習メモリ４の出力は、ローパスフィルタ３に入力され、ゲイン要素２にて１以下のゲインβを乗じて第１の加算器１にフィードバックされる。これにより、長期にわたる周期的成分を記憶できる。

そして、上記相関検出部１２より、ｋ＝１が出力された場合、ゲイン要素６を介して、学習メモリ４に上記第１の加算器１から出力されたディスク1回転分に相当する信号が記憶され、該学習メモリ４に記憶された信号は、繰り返し制御における安定条件を満足するために、ローパスフィルタ３と、ゲイン要素２とを介して、加算器１にフィードバックされ、また、上記相関検出部１２より、ｋ＝０が出力された場合は、ゲイン要素６によって、上記学習メモリ４に、上記第１の加算器１から出力されるディスク１回転分に相当する信号を記憶することを停止し、ゲイン要素５を介して、直前に学習メモリ４に記憶したディスク1回転分に相当する信号が再度記憶され、該記録された信号が、ローパスフィルタ３と、ゲイン要素２とを介して、加算器１にフィードバックされる。このような構成とすることで、外乱などが被補償信号に混入した時においても、学習の度合いを減衰させることなく、レーザビームの追従能力を向上させることができる。そして、このような繰り返し制御（学習制御）方式を備えた光ディスク装置においては、直結フィードバック制御からなるフォーカス・トラッキング制御と比較して、制御帯域を広げずに、周期的な追従目標に対する追従能力を向上させることができるため、狭トラックなシステムや偏芯の大きなシステム、ディスク回転数の高いシステム（転送レートの高いシステム）に対応することが出来る。

特開平５−５０３０３号公報

しかしながら、上述の従来の周回メモリでは、光ディスク装置においてランダムアクセスやロングシーク動作、あるいはディスクの回転を変化させた際に、上記メモリに記憶された直前の１周期分の信号と、今まさに光ピックアップから検出している被補償信号とに大きな差分が生じ、偏差を十分に抑圧することができない。従って、従来の周回メモリを備えた光ディスク装置では、上述したような動作時に、光ヘッドのフォーカス制御やトラッキング制御を安定して行えない、という課題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、メモリに記憶された情報と被補償信号に大きな差が生じた場合でも、不要な学習を回避でき、目標値の追従性能を損なわない周回メモリ、及び該周回メモリを備えるディスク装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の周回メモリは、制御系の誤差信号などの周期的な周波数成分を持つ被補償信号が入力される加算器と、上記加算器の出力信号を１周期分毎にメモリに順次更新記憶し、該メモリに記憶された１周期分の情報を上記加算器に入力するフィードバック信号系と、初期化時、リトライ時、ジャンプ動作時、あるいはロングシーク動作時に、該メモリに記憶された１周期分の情報を消去するメモリリセット部と、を備え、上記フィードバック信号系は、上記加算器の出力信号のうち、該メモリで記憶する信号の帯域を任意に設定し、高域成分および低域成分の通過を制限し、学習の帯域に含まれる信号を抽出するフィルタ部と、上記フィルタ部の出力信号を順次更新記憶する上記メモリと、該メモリに記憶された１周期分の情報に０以上１以下の値を乗じて、上記加算器に入力するゲイン要素とを備えるものである。

これにより、初期化時、リトライ時、ジャンプ動作時、あるいはロングシーク動作時に、上記メモリに記憶された情報を消去できるため、不要な学習を回避でき、目標値の追従性能を損なわず、また、フィルタ部の特性を設定できるため、フィードバック特性を設定できる周回メモリを提供できる。

また、本発明の周回メモリは、制御系の誤差信号などの周期的な周波数成分を持つ被補償信号が入力される加算器と、上記加算器の出力信号を１周期分毎にメモリに順次更新記憶し、該メモリに記憶された１周期分の情報を上記加算器に入力するフィードバック信号系と、上記ディスクの回転数を検出する回転数検出部とを備え、上記フィードバック信号系は、上記加算器の出力信号のうち、該メモリで記憶する信号の帯域を任意に設定し、高域成分および低域成分の通過を制限し、学習の帯域に含まれる信号を抽出するフィルタ部と、上記フィルタ部の出力信号を順次更新記憶する上記メモリと、該メモリに記憶された１周期分の情報に上記ディスクの回転数に応じた０以上１以下の値を乗じて、上記加算器に入力するゲイン要素とを備えるものである。

これにより、低域ゲインを上げずに、周回メモリの追従能力を向上させることができるため、目標値の追従性能を損なわず、また、フィルタ部の特性を設定できるため、フィードバック特性を設定できる周回メモリを提供できる。

また、本発明のディスク装置は、光または磁気によりディスクに情報を記録再生するディスク装置において、光または磁気を発生させるヘッドを上記ディスクの所定の位置に位置決めするためのアクチュエータまたはモータを制御する制御系に、請求項１または２に記載の周回メモリを備えるものである。

これにより、ディスク記録再生時における初期起動時やジャンプ動作時、リトライ時やロングシーク時、さらにはディフェクト等の外乱混入時においても、フォーカス・トラッキング制御を安定に行うことができるディスク装置を提供できる。

本発明の周回メモリによれば、制御系の誤差信号などの周期的な周波数成分を持つ被補償信号が入力される加算器と、上記加算器の出力信号を１周期分毎にメモリに順次更新記憶し、該メモリに記憶された１周期分の情報を上記加算器に入力するフィードバック信号系と、当該ディスク装置の状態に応じて、メモリに記憶された信号情報をクリアするメモリリセット部とを備えるようにしたので、初期起動時やジャンプ動作時、リトライ時やロングシーク時等に、上記メモリ内に記憶された情報が被補償信号にフィードバックされることを防ぐことができ、その結果、目標値の追従性能を損なわない、安定した繰り返し制御を行なうことができる。

また、本発明の周回メモリによれば、ディスクの回転数を検出する回転数検出部を備え、その検出結果に基づいて、ゲイン要素βの値を可変させて、学習の度合いを変化させるようにしたので、繰り返し制御の安定条件を満足することができる。

また、本発明の光ディスク装置によれば、光又は磁気を発生させるヘッドをディスクの所定位置に位置決めするためのアクチュエータまたはモータを制御するヘッド制御系に、上述した周回メモリを備えるようにしたので、ディスク記録再生時における初期起動時やジャンプ動作時、リトライ時やロングシーク時、さらにはディフェクト等の外乱混入時においてもフォーカス・トラッキング制御を安定に行うことができるディスク装置を提供できる。

本発明の実施の形態１にかかる、周回メモリを備えた光ディスク装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる周回メモリの構成を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる周回メモリの構成を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる周回メモリの別の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる周回メモリの構成を示す図である。 本発明の実施の形態４にかかる周回メモリの構成を示す図である。 従来の周回メモリの構成を示す図である。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本周回メモリを備えるディスク装置としては、磁気または光によりディスクに記録再生するディスク装置であればよいが、ここでは、光ディスク装置である場合を例に挙げて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる周回メモリ１００を備える光ディスク装置の構成を示す図である。図に示すように、光ディスク装置は、光ディスク１１０に記録する記録データあるいは該ディスクより読み出した再生データを処理する再生・記録信号処理系１１４と、光ディスク装置を動かす制御系１１５とを備え、該制御系１１５は、光ディスク１１０を回転させるスピンドルモータ１１１を制御する回転制御系１１６と、光ヘッド１１２を光軸方向及び該光軸と垂直な方向の二軸方向に高速且つ高精度に動かすアクチュエータあるいはモータ（図示せず）を制御して、光ヘッド１１２から照射される光スポットを光ディスク記録膜上あるいは目標トラック上に常に焦点を結ばせるように制御する光ヘッド制御系１１７と、上記光ヘッド１１２を希望のトラック近傍まで移動させる粗移動機構１１３の制御を行なう光ヘッド位置制御系１１８とを備える。

本実施の形態１では、本周回メモリ１００を、上記光ヘッド制御系１１７に設け、該光ヘッド制御系１１７において、光ディスク１１０の面振れや該ディスクの半径方向への変位によるトラック振れにより生じる、周期的な周波数成分をもつ制御系の誤差信号を検出し、該検出した誤差信号を、周回メモリ１００において繰り返し制御（学習制御）することで、フォーカス制御あるいはトラッキング制御を安定して行なうものである。

図２は、本実施の形態１の周回メモリ１００の構成を示す図である。図において、１３は入力される被補償信号と後述するフィードバック信号系２１からの出力を加算する加算器、２１は該加算器１３の出力信号を、順次更新記憶して上記加算器１３に入力するフィードバック信号系である。そして、１４は上記メモリ１５に記憶されている１周期分の信号に０以上１以下のゲインβを乗じて、当該周回メモリにおける学習の度合いを変化させるゲイン要素、１７は上記加算器１３から出力された１周期分の信号のうち、メモリ１５で記憶（学習）する信号の帯域を任意に設定可能なフィルタ部であり、該フィルタ部１７は、ローパスフィルタ１６ａと、ハイパスフィルタ１６ｂと、該ローパスフィルタ１６ａ及びハイパスフィルタ１６ｂのゲインと帯域とを変化させる要素１８からなる。そして、１５は上記フィルタ部１７からの出力信号を順次更新記憶するメモリ、１９は該メモリ１５に記憶された情報をクリアするメモリリセット部、２０は上記要素１８内のｋ値、及び上記メモリリセット部１９を制御するコントローラである。上記メモリリセット部１９及び該メモリリセット部を制御するコントローラ２０は、光ディスク装置での初期起動時、あるいはリトライ時、ジャンプ動作時、ロングシーク動作時等に、メモリ１５に記憶されている信号情報を０クリア（リセット）するよう制御する。

次に、本実施の形態１の周回メモリ１００の作用効果について説明する。なお、ここでは、周回メモリ１００に、被補償信号としてフォーカスエラー信号が入力される場合を例に挙げて説明する。上記フォーカスエラー信号は、ディスクの面振れという周期性成分を持つ。

光ディスク装置において、初期起動時に、まずコントローラ２０を介して要素１８にｋ値を設定する。このｋ値の設定は、ユーザが上記コントローラ２０を介して要素１８に任意の値を設定したり、図７に示した相関検出部等において被補償信号の相関をとり、その相関結果に基づいた値を上記コントローラ２０を介して設定するなどの方法が例として挙げられるが、その設定方法はどのようなものであってもよい。

さらに、初期起動時には、メモリ１５内の情報を０クリア（リセット）しておく必要があるため、上記コントローラ２０を介して上記メモリリセット部１９を制御し、メモリ１５に記憶した信号の情報をリセットする。なお、この初期起動時に上記メモリ１５内に情報が記憶されていなければ、このリセット動作を行なう必要はない。

なお、上記コントローラ２０によるメモリリセット部１９の制御は、例えば、ユーザがコントローラ２０を介して任意のタイミングでリセットさせるものであってもよいし、あるいはコントローラ２０において上記メモリ１５に記憶されている直前の１周期分の信号と現在検出している信号とに大きな差分が生じる時点を検出し、その検出結果に基づいてリセットさせるようにしてもよく、その制御方法に特に制限はない。

この後、光ディスク装置による記録、再生動作を開始させる。動作が開始されると、ディスクが回転し、該ディスクの回転に伴ってディスクの面ぶれ等が発生する。このとき、光ヘッド制御系においてフォーカスエラー信号ｓ１０が検出され、周回メモリ１００に入力される。

周回メモリ１００に入力された上記フォーカスエラー信号ｓ１０は、加算器１３に入力され、フィードバック信号系２１から出力される信号ｓ１３と加算された後、当該周回メモリ１００より出力されると共に、フィードバック信号系２１に入力される。

上記フィードバック信号系２１に入力された信号ｓ１１は、フィルタ部１７に入力され、要素１８のｋ値によってカットオフ周波数が任意に設定されたハイパスフィルタ１６ｂ及びローパスフィルタ１６ａで、フィルタリングされる。

上記フィルタ部１７においてフィルタリングされた信号ｓ１２は、メモリ１５に、直前のディスク1回転分の信号情報として記憶され、この記憶された信号が、加算器１３にゲイン要素１４を介してフィードバック信号系２１より出力されて、上記加算器１３に入力される。

上記ゲイン要素１４のゲインβは、繰り返し制御の安定条件から、β≦１とし、常に学習の度合いが１００％とならないようにする係数である。

上記ゲイン要素１４において、メモリ１５からの出力にゲインβを乗ずることにより、光ディスク装置におけるフォーカス制御を、安定に、且つ低域ゲインを上げずに追従能力のみを向上させるように、作用させることができる。

以上のようにして、周回メモリ１００において、入力されたフォーカスエラー信号ｓ１０に対し、１周期前の信号にゲインを乗じた信号を加算する動作を繰り返し行なうことで、定常偏差を十分に抑圧することが可能となる。

ここで、上記記録、再生動作中に、例えばトラックジャンプ動作が行なわれたとする。
このとき、メモリ１５に記憶された直前の１周期分の信号と、今まさに光ピックアップから検出している被補償信号とに大きな差分が生じ、その際に、入力されたフォーカスエラー信号ｓ１０に対して、上述と同様の繰り返し制御を行なうと、上記フォーカスエラー信号ｓ１０は不要な学習をしてしまう。

そこで、本実施の形態１では、上述のジャンプ動作時に、コントローラ２０の制御の下、メモリリセット部１９によりメモリ１５に記憶された信号をリセットする。

このようにすれば、加算器１３において、不要な信号情報を被補償信号ｓ１０に加算しないようにできるため、フィードバック信号系２１の動作を安定に、且つ確実に行うことができる。

なお、上記説明においては、初期起動時、トラックジャンプ動作時に、メモリ１５内の信号情報をリセットする場合を説明したが、そのほか、リトライ時やロングシーク動作時などにおいても、メモリ１５に記憶された直前の１周期分の信号と、今まさに光ピックアップから検出している被補償信号とに大きな差分が生じるため、メモリ１５内の信号情報をリセットして不要な信号情報を消去するようにする。このようにすれば、フィードバック信号系２１の動作を、安定に且つ確実に行なえる。

また、本実施の形態１では、周回メモリ１００に入力される被補償信号ｓ１０が、フォーカスエラー信号である場合を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、例えばフォーカス駆動信号などを用いても、結果的に定常偏差を０に近づけるといった偏差抑圧効果が得られる。さらに、光ディスクの偏芯を追従目標とするトラッキング制御に対しても、上記被補償信号ｓ１０としてトラッキングエラー信号を用いることで、十分に偏差を抑圧することができる。

以上のように、本実施の形態１では、光ディスク装置における初期起動時、リトライ時、ジャンプ動作時、あるいはロングシーク動作時など、直前の１周期分の信号と現在検出している信号とに大きな差分が生じる場合などに、光ディスク装置の動作状態に応じて、コントローラ２０の制御の下、メモリリセット部１９でメモリ１５に記憶された信号情報を消去するようにしたので、当該周回メモリ１００において、外乱などによる信号の偏差を抑圧して、被補償信号の追従能力を向上させることができ、この結果、光ディスク装置において、光ピックアップのフォーカス・トラッキング制御を常に安定して行なうことが可能となる。

（実施の形態２）
上記実施の形態１では、光ディスク装置の動作状態に応じて、メモリ１５内に記憶された信号情報を消去するものについて説明したが、本実施の形態２では、該メモリ１５への信号の入力、あるいはメモリ１５に記憶された信号情報の出力を制御して、メモリ１５内に信号情報を一時的に保持するようにするものである。

図３は、本実施の形態２にかかる周回メモリ１００ａの構成を示す図である。図において、２３はメモリ１５からの信号の出力をＯＮ／ＯＦＦする第２のスイッチ、２４はメモリ１５への信号の入力をＯＮ／ＯＦＦする第１のスイッチ、２２は上記第１，第２のスイッチ２４，２３のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する切替部、２０は要素１８内のｋ値、及び上記切替部２２を制御するコントローラである。そして、上記切替部２２、及び該切替部２２を制御するコントローラ２０は、光ディスク装置においてジャンプ動作時、ロングシーク時、あるいはディスク上にある傷やごみ等によるディスク再生信号の大きな欠陥であるディフェクトの前後を推測、あるいは検出したときなど、メモリ１５の記憶された信号情報を一時的に保持したい場合に、上記切替部２２で、上記スイッチ２３，２４それぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えて、メモリ１５への信号の入力、あるいはメモリ１５からの信号の加算器への出力を停止するようにする。なお、そのほかの構成は、上記実施の形態１と同様であるため、ここでは詳述しない。

また、上記コントローラ２０を介した上記スイッチ２３，２４のＯＮ／ＯＦＦ状態の制御は、ユーザがコントローラ２０を介して各スイッチ２３，２４を任意の状態に切り替えるものであってもよいし、あるいは上記コントローラ２０に、予め装置の動作状態に応じた各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を設定しておき、それに基づいて各スイッチ２３，２４のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えるようにしてもよく、その制御方法に特に制限はない。

次に、本実施の形態２の周回メモリ１００ａの作用効果について説明する。なお、ここでは、周回メモリ１００ａに、被補償信号としてフォーカスエラー信号が入力される場合を例に挙げて説明する。上記フォーカスエラー信号ｓ１０は、ディスクの面振れという周期性成分を持つものである。

光ディスク装置において、初期起動時に、まずコントローラ２０を介して要素１８にｋ値を設定する。この動作は上記実施の形態１において説明した動作と同様である。このとき、第１，第２のスイッチ２４，２３は通常、共にＯＮ状態にある。

この後、光ディスク装置による記憶、再生動作を開始させる。動作が開始されると、ディスクが回転し、該ディスクの回転に伴ってディスクの面ぶれ等が発生する。このとき、光ヘッド制御系においてフォーカスエラー信号ｓ１０が検出され、周回メモリ１００ａに入力される。

周回メモリ１００ａに入力された上記フォーカスエラー信号ｓ１０は、加算器１３に入力される。このとき、第２のスイッチ２３はＯＮ状態にあるため、加算器１３では信号が加算され、該加算された信号ｓ２１が当該周回メモリ１００ａより出力されると共に、フィードバック信号系２５に入力される。

上記フィードバック信号系２５に入力された信号ｓ２１は、フィルタ部１７に入力され、要素１８内のｋ値によってカットオフ周波数が任意に設定されたハイパスフィルタ１６ｂ及びローパスフィルタ１６ａにおいて、フィルタリングされる。

上記フィルタ部１７においてフィルタリングされた信号ｓ２２は、メモリ１５に、直前のディスク1回転分の信号情報として記憶され、この記憶された信号にゲイン要素１４においてゲインβを乗じた信号ｓ２３が、フィードバック信号系２５より出力されて上記加算器１３に入力される。

以上のようにして、本周回メモリ１００ａにおいて、入力されたフォーカスエラー信号ｓ１０に対し、１周期前の信号にゲインを乗じた信号を加算する動作を繰り返し行なうことで、定常偏差を十分に抑圧をすることができる。

ここで、上記記録、再生動作中に、例えばトラックジャンプ動作が行なわれたとする。
このとき、メモリ１５に記憶された直前の１周期分の信号と、今まさに光ピックアップから検出している被補償信号とに大きな差分が生じ、その際に入力されたフォーカスエラー信号ｓ１０に対して、上述と同様の繰り返し制御を行なうと、メモリ１５に該ジャンプ中の信号を記憶することになってしまう。

そこで、本実施の形態２では、上述のジャンプ動作時に、コントローラ２０の制御の下、切替部２２により、一時的に第１のスイッチ２４をＯＦＦ状態にして、メモリ１５への信号の入力をストップさせ、且つ第２のスイッチ２３をＯＦＦ状態にして、該メモリ１５からに記憶された信号情報の加算器１への出力をストップさせる。

このようにすれば、加算器１３において、不要な信号情報を被補償信号ｓ１０に加算しないようにできると共に、メモリ１５にも、必要ない情報を記憶しないようにできるため、ジャンプ動作終了後に入力される被補償信号ｓ１０に対し、周期的にかなり相関をもった信号をフィードバックすることができる。

なお、上記説明においては、ジャンプ動作時の、各スイッチ２３，２４の切替制御を一例に挙げて説明したが、そのほか、リトライ動作時や、ロングシーク動作時、ディフェクトの前後を推測、あるいは検出した時、あるいは装置の振動や突発的な外乱が生じる場合などにおいても、メモリ１５に記憶された信号情報を一時的に保持するために、上記切替部２２に上記スイッチ２３，２４それぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えて、メモリ１５への信号の入力、あるいはメモリ１５からの信号の加算器への出力を停止するようにする。

また、上記説明においては、切替部２２により第１，第２のスイッチ２４，２３の両方をＯＦＦ状態にする場合を説明したが、スイッチの一方をＯＮ状態、もう一方をＯＦＦ状態にする場合もある。

例えば、ディスク上に傷がある場合、コントローラ２０においてディスク上の傷の位置を検出し、第２のスイッチ２３をＯＦＦ状態にして、その傷が含まれた状態の信号をメモリ１５に記憶しないようにすると共に、第１のスイッチ２４をＯＮ状態にして、該傷がないときに出力される信号に類似した、メモリ１５に記憶されている前１周期分の信号を、メモリ１５内より読み出し、該読み出した信号情報を加算器１３で加算するようにする。

また、リトライ動作時においては、コントローラ２０において傷が検出されない場合は第１のスイッチ２４および第２のスイッチ２３をＯＮ状態にして通常通りに周回メモリを動作させるようにすればよく、傷が検出された場合は上述したように出力される信号に類似した、メモリ１５に記憶されている前１周期分の信号を、メモリ１５内より読み出し、該読み出した信号情報を加算器１３で加算するようにすればよい。

さらに上記説明では、コントローラ２０を介して切替部２２を制御して２つのスイッチそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える場合を説明したが、図４に示すように、ＲＦ信号あるいは全加算信号に基づいてディフェクト判定を行なうディフェクト判定部２６を設け、該ディフェクト判定部２６の判定結果に基づいて、両スイッチ２８，２９のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御するようにしてもよい。

図４は、本実施の形態２の周回メモリの別の構成例を示す図である。図において、２６は光ディスクから再生される信号であるＲＦ信号あるいは全加算信号に基づいて、ディフェクトを判定し、該判定結果に基づいて２つのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御するディフェクト判定部、２８は該ディフェクト判定部２６の判定結果に基づいて、メモリ１５からの出力をＯＮ／ＯＦＦする第４のスイッチ、２７はディフェクト判定部２６の判定結果に基づいて、メモリ１５への入力をＯＮ／ＯＦＦする第３のスイッチを示す。

本周回メモリ１００ｂにおいては、ディフェクト判定部２６で、ＲＦ信号や全加算信号等に基づいてディフェクト判定を行い、ディフェクト等の外乱混入時には、そのディフェクト成分が重畳された信号が、フィードバック信号系２９より、加算器１３にフィードバックされないようにする。

すなわち、上記ディフェクト判定部２６がディフェクトを検出した際には、第３のスイッチ２８をＯＦＦ状態にすることによって、メモリ１５への入力を停止すると共に、第４のスイッチ２７をＯＦＦ状態にすることによって、メモリ１５に記憶された信号情報の加算器１への出力を停止させる。この結果、一時的にメモリ１５に周期性のある信号（相関のある信号）を保持でき、ディフェクト等の外乱混入時であっても、周期的にかなり相関をもった信号をフィードバックできる。なお、ここではディフェクトが検出された場合を例に説明したが、装置が振動したり、突発的な外乱等が生じた際も同様に動作させる。

以上のように、本実施の形態２では、光ディスク装置におけるジャンプ動作時や、ロングシーク動作時、ディフェクトの前後を推測、あるいは検出した時などには、コントローラ２０を介して切替部２２により各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御して、該メモリ１５への信号の入力、あるいはメモリ１５からの信号の出力を停止し、メモリ１５内の情報を更新することなく、メモリ１５内に記憶された情報を保持させたまま、繰り返し制御を行うようにしたので、周回メモリ１００ａにおいて、周期的にかなり相関をもった信号をフィードバックでき、外乱などによる信号の偏差を抑圧して、被補償信号の追従能力を向上することができる。またこの結果、光ディスク装置において、光ピックアップのフォーカス・トラッキング制御を安定に、且つ確実に行なうことが可能となる。さらに、本実施の形態２では、光ディスクから再生される信号であるＲＦ信号あるいは全加算信号に基づいて、ディフェクトを判定し、該判定結果に基づいて、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御するようにして、ディフェクト等の外乱混入時には、そのディフェクト成分が重畳された信号が、フィードバック信号系２９より、加算器１３にフィードバックされないようにしたので、周回メモリ１００ｂにおいて、周期的にかなり相関をもった信号をフィードバックすることができ、外乱混入時においても、信号の偏差を抑圧して、被補償信号の追従能力を向上することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３は、ディスクの回転数が変化した際にも、適切な繰り返し制御を行えるようにするものである。

図５は、本実施の形態３の周回メモリ１００ｃの構成を示す図である。図において、３０は光ディスクを回転させるスピンドルモータのモータ回転数情報に基づいて、モータの回転数を検出し、該検出結果に基づいてゲイン要素１４のゲインβの値を制御する回転数検出部である。なお、そのほかの構成は、上記実施の形態と同様であるため、ここでは詳述しない。

次に、本実施の形態３の周回メモリ１００ｃの作用効果について説明する。なお、ここでは、周回メモリ１００ｃに、被補償信号としてフォーカスエラー信号が入力される場合を例に挙げて説明する。上記フォーカスエラー信号ｓ１０は、ディスクの面振れという周期性成分を持つものである。

光ディスク装置において、初期起動時に、まず図示されていないコントローラを介して要素１８にｋ値を設定する。この動作は上記実施の形態１において説明した動作と同様である。

この後、光ディスク装置による記憶、再生動作を開始させる。動作が開始されると、ディスクが回転し、該ディスクの回転に伴ってディスクの面ぶれ等が発生する。このとき、光ヘッド制御系においてフォーカスエラー信号ｓ１０が検出され、周回メモリ１００ｃに入力される。

周回メモリ１００ｃに入力された上記フォーカスエラー信号ｓ１０は、加算器１３に入力され、フィードバック信号系２７から出力される信号ｓ４３と加算されて、当該周回メモリ１００ｃより出力されると共に、該出力される信号ｓ４１は、フィードバック信号系３１に入力される。

上記フィードバック信号系３１に入力された信号ｓ４１は、フィルタ部１７に入力され、要素１８内に設定されたｋ値によって、カットオフ周波数が任意に設定されたハイパスフィルタ１６ｂ及びローパスフィルタ１６ａにおいて、フィルタリングされる。

上記フィルタ部１７においてフィルタリングされた信号ｓ４２は、メモリ１５に、直前のディスク1回転分の信号情報として記憶され、この記憶された信号情報が、加算器１３にゲイン要素１４を介してフィードバック信号系２１より出力されて、上記加算器１３に入力され、結果として定常偏差を十分に抑圧できる構成となっている。

ここで、上述したように、ゲイン要素１４のゲインβ（β≦１）は、常に学習の度合いが１００％とならないようにする係数であり、上記ゲイン要素１４において、メモリ１５からの出力にゲインβを乗ずることにより、光ディスク装置における制御を、安定に、且つ低域ゲインを上げずに追従能力のみを向上させるように、作用させることができるものである。

本実施の形態３では、上記ゲインβの値を、光ディスクの回転数の変化に応じて変化させるようにする。具体的には、回転数検出部３０にてディスクの回転数を検出し、該ディスクの回転数が低倍速の場合は、βの値を０に近づける方向に変化させ、逆に高倍速の場合は、βの値を１に近づける方向に変化させる。なお、可変させる学習の度合いは、ディスクの回転数の二乗に比例して変化させることが望ましい。

これにより、被補償信号に対して、ディスクの倍速に応じて学習の度合いが可変された信号情報を加算することができるため、フィードバック信号系２７の動作を安定に、且つ確実に行うことができる。

なお、上記説明では、回転数検出部３０において、スピンドルモータのモータ回転数情報に基づいてディスクの回転数を検出し、該回転数に応じてゲイン要素１４のゲインβの値を可変させるものとしたが、光ヘッドのディスク上の半径位置に応じて、ゲイン要素１４のゲインβの値を可変するようにしてもよく、これにより、ディスクの内周側より外周側のほうがトラック上の線速度が速いことに対応することができる。この構成は、光ヘッドのディスク上の半径位置を検出する位置検出部を設け、これにより検出した光ヘッドのディスク上の位置に応じて、ゲインβの値を可変し、結果的に残留偏差が抑圧できるように調整すればよい。

以上のように本実施の形態３では、ディスクの回転数を回転数検出部３０にて検出し、該検出結果に応じてゲイン要素１４のゲインβの値を可変して、当該周回メモリ１００ｃにおける学習の度合いを可変するようにしたので、光ディスク装置におけるフォーカス・トラッキング制御へ繰り返し制御方式を導入する際に問題となっていた安定条件を満足することができ、安定に、且つ回転数変化に関わらず、確実にフォーカスおよびトラッキング制御を行うことが可能となる。

（実施の形態４）
本実施の形態４は、上述した実施の形態１〜３の周回メモリの全ての構成を兼ね備えるものである。

図６は、本実施の形態４にかかる周回メモリ１００ｄの構成を示す図である。図において、２０はメモリリセット部１９と切替部２２を制御するコントローラ、２１は該コントローラ２０の制御の下、メモリ１５への入出力を切り替える第１，第２のスイッチ２４，２３のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える切替部、２６は光ディスクから再生される信号であるＲＦ信号あるいは全加算信号に基づいて、ディフェクト判定を行い、該判定結果に基づいて第３，第４のスイッチ２８，２７のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御するディフェクト判定部、３０は光ディスクが回転するスピンドルモータのモータ回転数情報に基づいて、モータの回転数を検出し、該検出結果に基づいてゲイン要素１４のゲインβの値を制御する回転数検出部である。

次に、本実施の形態４の周回メモリ１００ｄの作用効果について説明する。なお、ここでは、周回メモリ１００ｄに、被補償信号としてフォーカスエラー信号が入力される場合を例に挙げて説明する。上記フォーカスエラー信号ｓ１０は、ディスクの面振れという周期性成分を持つものである。

本光ディスク装置においては、初期起動を行う際やリトライ時、ジャンプ動作時、ロングシーク動作時等においてはメモリリセット部１９を用いてメモリ１５を０クリアすることで不要な信号情報を消去し、フィードバック信号系３２の動作を、安定に、かつ確実に行うことができる。

また、ジャンプ動作時や、ディフェクトの前後を推測、あるいは検出した時など、記憶した情報を一時的に保持したい場合には、コントローラ２０を介して第１，第２のスイッチ２４，２３のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御し、メモリ１５に記憶された信号情報を一時的に保持し、ジャンプ着地後に該メモリ１５に保持された信号情報を加算器１に出力することで、周期的にかなり相関をもった信号を、ジャンプ動作直後にフィードバックすることが可能となる。

またコントローラの代わりにディフェクト判定部２６を設け、該ディフェクト判定部２６にてＲＦ信号や全加算信号等に基づいてディフェクト判定を行い、第３，第４のスイッチ２８，２７を共にＯＦＦ状態にすることで、一時的にメモリに周期性のある信号（相関のある信号）を保持し、ディフェクトに影響されることなく安定にフォーカス・トラッキング制御を行うことができる。

さらに、回転数検出部３０によって、ディスクの回転数を検出し、低倍速の場合はβの値を０に近づける方向に変化させ、逆に高倍速の場合はβの値を１に近づける方向に変化させることで、倍速によって学習の度合いを可変させ、各倍速における繰り返し制御の安定条件を満足させることができる。

以上のような構成にすることで、低域ゲインを上げずに、結果的には帯域を広げずに、追従能力を向上させることができ、さらに外乱・振動・傷等における不要な信号を学習してしまうことを防ぐことができる。よって、結果的に光ディスク装置におけるフォーカス・トラッキング制御を安定にかつ、高い追従能力で確実に行うことが可能となる周回メモリを得ることができる。

本発明にかかる制御装置は、繰り返し制御方式を有し、光ディスク装置におけるフォーカス・トラッキング制御の安定化と追従能力向上等に有用である。また光ディスク装置の高倍速化・高密度化の用途等にも応用できる。

１ 第１の加算器
２ アッテネーションゲイン
３ ローパスフィルタ
４ メモリ
５，６ ゲイン要素
７ 第２の加算器
８ ローパスフィルタ
９ 減算器
１０ 絶対値検出器
１１ コンパレータ
１２ 相関検出部
１３ 加算器
１４ ゲイン要素
１５ メモリ
１６ａ ローパスフィルタ
１６ｂ ハイパスフィルタ
１７ フィルタ部
１８ 要素
１９ メモリリセット部
２０ コントローラ
２１，２５，２９，３１，３２ フィードバック信号系
２２ 切替部
２３ 第２のスイッチ
２４ 第１のスイッチ
２６ ディフェクト判定部
２７ 第４のスイッチ
２８ 第３のスイッチ
３０ 回転数検出部
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ 周回メモリ
１１０ 光ディスク
１１１ スピンドルモータ
１１２ 光ヘッド
１１３ 粗移動機構
１１４ 記録・再生信号処理系
１１５ 制御系
１１６ 回転制御系
１１７ 光ヘッド制御系
１１８ 光ヘッド位置制御系

Claims (3)

1. 制御系の誤差信号などの周期的な周波数成分を持つ被補償信号が入力される加算器と、
   上記加算器の出力信号を１周期分毎にメモリに順次更新記憶し、該メモリに記憶された１周期分の情報を上記加算器に入力するフィードバック信号系と、
   初期化時、リトライ時、ジャンプ動作時、あるいはロングシーク動作時に、該メモリに記憶された１周期分の情報を消去するメモリリセット部と、を備え、
   上記フィードバック信号系は、
   上記加算器の出力信号のうち、該メモリで記憶する信号の帯域を任意に設定し、高域成分および低域成分の通過を制限し、学習の帯域に含まれる信号を抽出するフィルタ部と、
   上記フィルタ部の出力信号を順次更新記憶する上記メモリと、
   該メモリに記憶された１周期分の情報に０以上１以下の値を乗じて、上記加算器に入力するゲイン要素とを備える、
   ことを特徴とする周回メモリ。
2. 制御系の誤差信号などの周期的な周波数成分を持つ被補償信号が入力される加算器と、
   上記加算器の出力信号を１周期分毎にメモリに順次更新記憶し、該メモリに記憶された１周期分の情報を上記加算器に入力するフィードバック信号系と、
   上記ディスクの回転数を検出する回転数検出部とを備え、
   上記フィードバック信号系は、
   上記加算器の出力信号のうち、該メモリで記憶する信号の帯域を任意に設定し、高域成分および低域成分の通過を制限し、学習の帯域に含まれる信号を抽出するフィルタ部と、
   上記フィルタ部の出力信号を順次更新記憶する上記メモリと、
   該メモリに記憶された１周期分の情報に上記ディスクの回転数に応じた０以上１以下の値を乗じて、上記加算器に入力するゲイン要素とを備える、
   ことを特徴とする周回メモリ。
3. 光または磁気によりディスクに情報を記録再生するディスク装置において、
   光または磁気を発生させるヘッドを上記ディスクの所定の位置に位置決めするためのアクチュエータまたはモータを制御するヘッド制御系に、請求項１または２に記載の周回メモリを備える、
   ことを特徴とするディスク装置。

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