JP3699263B2 - トラッキング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の記録トラックを有するディスク媒体に対して記録再生を行うディスク装置のトラック追従制御を行うトラッキング制御装置に関する。
光ディスク装置や磁気ディスク装置などのトラッキング制御を行うトラッキング制御装置においては、
（１）目標トラックとピックアップとの位置誤差を検出してそれをフィードバックする。
さらに追従性を高めるために、
（２）フィードバックで得られた制御信号から周期成分を抽出する。
（３）抽出した値を「一定」サンプリングでメモリに記憶する。
（４）メモリに記憶された値を、「一定」サンプリングで制御信号に加算する。
【０００２】
（２）（３）（４）の一連の手順（フィードフォワード手順）は、回転するディスクのトラッキングのように周期的な外乱（ディスクの偏心や軸摩擦など）に対して有効である。
このフィードフォワード手順によれば、回転に同期した周期成分はフィードフォワード信号として一定のパターンが常に出力される。したがって、フィードバックには比較的振幅の小さな非周期成分だけが流れ、フィードバック系への負担が少なくなり、大きな安定余裕が得られることが知られている。
【０００３】
一方、装置の大容量化、高密度化により高い精度のトラッキングが必要となっており、また、装置の高性能化、高速化により高い回転数のディスクに対するトラッキングが必要であるといった理由で、フィードフォワード手順で使用しているサンプリングの周波数を高めることが必要となっている。
【０００４】
【従来の技術】
従来の光ディスク装置のトラッキング制御装置としては、例えば図１５に示すようなものがある。
図１５において、１０１は光ディスク装置の光ディスクであり、光ディスク１０１には一定間隔でトラックが設けられており、トラックに沿ってデータの読み書きが行われる。１０２はピックアップであり、ピックアップ１０２は光ディスク１０１上に光ディスク１０１上からデータを読み出し、また、光ディスク１０１上にデータを書き込む。１０３は誤差信号生成回路であり、誤差信号生成回路１０３は、光ディスク１０１上の回転トラックとピックアップ１０２との位置誤差を検出し、それに比例した誤差信号を生成して、出力する。１０４は位相補賞回路であり、位相補償回路１０４は誤差信号生成回路１０３からの誤差信号を位相補償して、フィードバックループを安定化させ、フィードバック信号を低域通過回路１０５と加算器１０７にそれぞれ出力する。
【０００５】
低域通過回路１０５は、位相補償回路１０４からのフィードバック信号から低域の周期成分を抽出し、フィイードフォワード信号を出力する。１０６はフィードフォワードメモリであり、フィードフォワードメモリ１０６には低域通過回路１０５からのフィードフォワード信号が記憶される。すなわち、フィードフォワードメモリ１０６には、フィードバック信号から低域の周期成分が抽出されたフィードフォワード信号が一定サンプリングで記憶される。１０７は加算器であり、加算器１０７は、位相補償回路１０４からのフィードバック信号とフィイードフォワードメモリ１０６からのフィードフォワード信号を加算して、トラッキング制御信号を出力する。１０８はトラッキング駆動回路であり、トラッキング駆動回路１０８は、加算器１０７からのトラッキング制御信号を増幅して、トラッキング機構１０９を駆動する。トラッキング機構１０９は、トラッキング駆動回路１０８からのトラッキング制御信号によって光ディスク１０１の径方向にピックアップ１０２を移動させる。
【０００６】
図１６（Ａ）は低域通過回路１０５から出力されるフィードフォワード信号を示し、図１６（Ｂ）はフィードフォワードメモリ１０６内に格納されたフィードフォワード信号を示す。
図１６（Ａ）において、ｆ(t) は低域通過回路によりフィードバック信号から低域の周期成分を抽出して出力されるフィードフォワード信号であり、Ｔｄは光ディスク１０１が一回路に要する時間を示す。図１６（Ｂ）はフィードフォワードメモリ１０６内に格納されたフィードフォワード信号ｆ(t) のサンプリング値を示し、サンプリング値は一定のサンプリング時間Ｔでそれぞれ記憶される。サンプリング数はこの例では２０個であり、２０×Ｔ＝Ｔｄとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のトラッキング制御装置にあっては、フィードバック信号から周期成分を抽出し、抽出したフィードフォワード信号を一定サンプリングでフィードフォワードメモリに記憶するようになっていたため、フィードフォワードメモリに記憶するサンプリング周波数を高めると、それだけ記憶するデータ量が多くなり、メモリを逼迫させるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、記憶するメモリの量を増加させることなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行し、精度の高いトラッキング制御を行うことができるトラッキング制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、図１のように構成する。
ディスク媒体１上の目標トラックとデータを読み出し又は書き込む手段１４との位置誤差を検出して誤差信号を出力する誤差信号生成手段１３と、誤差信号を位相補償してフィードバック信号を出力する位相補償手段７と、
フィードバック信号から低域の周期成分を抽出しフィードフォード信号を出力する周期成分抽出手段８と、
フィードフォワード信号を記憶しておき、所定のタイミングでフィードフォワード信号を出力する周期成分記憶再生手段１１と、
前記フィードバック信号と該フィードフォワード信号を加算しトラッキング制御信号を出力する制御信号合成手段１２とを備えたトラッキング制御装置において、
前記周期成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号に対し、高速で変化する高速位相領域と低速で変化する低速位相領域を設け、高速位相領域では短いサンプリング時間でサンプリングを行い、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間でサンプリングを行い、前記周期性成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号を前記周期成分記憶手段に出力するサンプリング手段を、
前記フィードフォワード信号を微分し、絶対値化した後にしきい値と比較し、前記高速位相領域と低速位相領域を判定する比較判定部と、
前記高速位相領域のサンプル数と前記低速位相領域のサンプル数を算出するサンプル数算出手段と、
Ｔ１＝Ｔｄ／｛ｒ＋（１＋ａ）２×ｓ｝
Ｔ２＝Ｔｄ×（１＋ａ）２／｛（ｒ＋（１＋ａ）２）×ｓ｝
Ｔ１：高速位相領域のサンプリング時間
Ｔ２：低速位相領域のサンプリング時間
Ｔｄ：ディスク一回転の時間
ｒ：高速部のサンプル数
ｓ：低速部のサンプル数
ａ：しきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合
により高速位相領域のサンプル時間と低速位相領域のサンプル時間を演算するサンプル時間演算部とで構成したことを特徴とする。
【００１１】
このような構成を備えた本発明によればフィードフォワード信号のうち、ディスク媒体の一周期分の中で高速に変化する高速位相領域と低速に変化する低速位相領域を設けて、高速位相領域では短いサンプリング時間で、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間で周期成分記憶手段に記録するので、メモリの量を増加することなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行することができ、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の第１の実施形態を示す図である。
図２において、１はディスク媒体としての光ディスクであり、光ディスク１には一定間隔でトラックが設けられており、トラックに沿ってデータの読み書きが行われる。２は光ディスク１上でデータの読み書きを行う手段の一部である対物レンズであり、対物レンズ２を介して光ディスク１のトラック上に光を集光してデータの読み書きを行う。
【００１３】
３は誤差信号生成手段としてのフォトディテクタであり、フォトディテクタ３は、対物レンズ２による集光点と目標トラックとの位置誤差を検出してそれに比例した誤差信号を出力する。
４はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）であり、ＤＳＰ４は位相補償回路、低域通過回路、微分回路、サンプリング回路、フィードフォワードメモリ、加算器としての機能を包含しており、これらの機能はソフトウェアを用いて実現される。位相補償回路、低域通過回路、微分回路、加算器はアナログ回路としてＤＳＰ４の外部に配置しても良い。
【００１４】
５は電流アンプであり、電流アンプ５はＤＳＰ４から出力されるトラッキング制御信号を駆動電流として増幅、変換する。６はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）であり、ＶＣＭ６に、電流アンプ５によって生成された駆動電流が流れると、ＶＣＭ６は矢印ｂで示す方向に移動し、駆動電流に比例した加速度で光ディスク１の径方向に対物レンズ２が移動する。
【００１５】
図３はＤＳＰ４の内部構成例を含む全体構成図である。
図３において、ＤＳＰ４は、位相補償手段としての位相補償回路７、周期成分抽出手段としての低域通過回路８、微分回路９、サンプリング手段としてのサンプリング回路１０、周期成分記憶手段としてのフィードフォワードメモリ１１、制御信号合成手段としての加算器１２により構成される。
【００１６】
誤差信号生成手段としての誤差信号生成回路１３は、前記フォトディテクタ３に相当し、光ディスク１上の目標トラックと、対物レンズ２に相当するピックアップ１４の位置誤差を検出し、それに比例した信号として誤差信号を出力する。位相補償回路７は、誤差信号生成回路１３からの誤差信号を位相補償して、フィードバックループを安定化させ、フィードバック信号を加算器１２および低域通過回路８に出力する。低域通過回路８は、位相補償回路７からのフィードバック信号から低域の周期成分を抽出し、フィードフォワード純信号を微分回路９およびフィードフォワードメモリ１１に出力する。微分回路９は、フィードフォワード純信号を微分してサンプリング回路１０に出力する。
【００１７】
サンプリング回路１０は、光ディスク１からの回転トリガに同期してフィードフォワードメモリ１１への読み書きタイミングを制御する。すなわち、サンプリング回路１０は、フィードフォワード信号のうち光ディスク１の一周期分の中でも高速に変化する高速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１、低速に変化する低速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２でフィードフォワードメモリ１１にフィードフォワード信号を記録する。これによりｎ１個の高速位相データとｎ２個の低速位相データがフィードフォワードメモリ１１に記録される。この時、ｎ１×Ｔ１＋ｎ２×Ｔ２＝Ｔｄ（ディスク一回転の時間）という関係がある。
【００１８】
従来例においては、図４（Ｂ）に示すようにサンプリング時間Ｔが一定の例えば２０個のデータがディスク一回転の時間Ｔｄ（図４（Ａ）、参照）にフィードフォワードメモリに格納されるが、本実施形態においては、図４（Ｃ）に示すように、高速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１のデータ（例えば、３〜８，１４〜１９）が、低速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２のデータ（例えば１，２，９〜１３，２０）がフィードフォワードメモリ１１に格納される。
【００１９】
このように、サンプリング回路１０は、フィードフォワード信号に対して、高速位相領域と位相領域を設け、高速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１が短く、低速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２でサンプリングを行う。
図３に戻って、フィードフォワードメモリ１１に記録されたデータは記録されたときと同じタイミングで加算器１２に出力される。このときのタイミングは、光ディスク１の回転パルスによりサンプリング回路１０で同期がとられる。フィードフォワードメモリ１１から出力されるフィードフォワード信号は、位相補償回路７からのフィードバック信号と合成され、トラッキング制御信号として前記電流アンプ５に相当するトラッキング駆動回路１５に出力される。トラッキング駆動回路１５は、トラッキング制御信号を電流に変換し、前記ＶＣＭ６に相当するトラッキング機構１４Ａに出力する。
【００２０】
図５はサンプリング回路１０の構成例を示す図である。
図５において、サンプリング回路１０は、絶対値化部１６、比較判定部１７、サンプル数算出部１８およびサンプル時間演算部１９により構成される。
絶対値化部１６は、微分回路９で微分された微分値を絶対値化する。比較判定部１７は、絶対値化された微分値としきい値と比較し、高速位相領域である高速部と低速位相領域である低速部を判定する。サンプル数算出部１８は、判定された高速部のサンプル数と判定された低速部のサンプル数を算出する。
【００２１】
サンプリング時間演算部１９は、後述する式により高速部のサンプル時間と低速部のサンプル時間を演算する。
図６はフィードフォワード純信号の高速部と低速部の判定処理を説明するフローチャートである。
ディスク一回転の時間をＴｄ、サンプリング時間をＴｓとすると、フィードフォワード純信号ｆ(t) のサンプリング値ｆd(n)は、
と表わすことができる。
【００２２】
図６において、まず、ステップＳ１で時刻ｔ＝ｎ×Ｔｓにおけるｆ(t) の微分値ｇ(n) をとる。すなわち、図７（Ａ）に示すフィードフォワード純信号ｆ(t) を微分すると、図７（Ｂ）に示すような微分値ｇ(n) が得られる。次に、ステップＳ２で微分値ｇ(n) を絶対値化して、｜ｇ(n) ｜とする。
次に、ステップＳ３で微分値ｇ(n) を絶対値｜ｇ(n) ｜としきい値Ｌとを比較する。｜ｇ(n) ｜≧Ｌのときは、ステップＳ４で高速部と判定し、｜ｇ(n) ｜＜Ｌのときは、ステップＳ５で低速部と判定する。すなわち、図７（Ｃ）に示すように、微分値としきい値Ｌとを比較し、しきい値以上の斜線部を高速部とし、しきい値未満の部分を低速部とする。こうして、図７（Ｄ）に示すような、ディスク一回転に要する時間Ｔｄにおいて、フィードフォワード純信号ｆ(t) は、高速部、低速部、高速部、低速部に分けられる。なお、微分値ｇ(n) は、アナログの微分回路を通して得られたｆ´(t)をサンプリングして得られる。また、サンプリング値ｆd(n)の差分Δｆd(n)＝ｆd(n)−ｆd(n-1)からｇ(n) ＝Δｆd(n)／Ｔｓとして求めてもよい。
【００２３】
図８は高速部のサンプル数と低速部のサンプル数を求める処理を示すフローチャートである。
このフローチャートにおいては、高速部のサンプル数ｒと低速部のサンプル数ｓを求める。すなわち、ｎ＝０からｍまで繰り返して最後に
ｒ＝ｒ１＋ｒ２＋…＋ｒx
ｓ＝ｓ１＋ｓ２＋…＋ｓx
としてｒ，ｓを求める。
【００２４】
まず、ステップＳ１０でｎ＝０として初期化を行う。次に、ステップＳ１１でｆd(n)は高速部か否かを判別する。ｆd(n)が高速部のときは、ステップＳ１２でｎに１を加算して、ステップＳ１３でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ１１に戻ってｆd(n)は高速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ１４でｒ１＝ｍとする。例えば、ｒ１＝２０のときはすべてｆd(n)は高速部と判定し、処理は終了する。
【００２５】
ｆd(n)が高速部でないときは、ステップＳ１５でｒ１＝ｎとして、ステップＳ１６でｆd(n)は低速部か否かを判別する。
ｆd(n)が低速部のときは、ステップＳ１７でｎに１を加算して、ステップＳ１８でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ１６に戻ってｆd(n)は低速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ１９でｓ１＝ｍ−ｒ１とする。
【００２６】
例えば、ステップＳ１５でｒ１＝３のときは、ステップＳ１９でｓ１＝１７となる。ステップＳ１６でｆd(n)が低速部でないときは、ステップＳ２０でｓ１＝ｎ−ｒ１とする。
次に、ステップＳ２１でｆd(n)は高速部か否かを判別する。ｆd(n)が高速部のときは、ステップＳ２２でｎに１を加算して、ステップＳ２３でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ２１に戻ってｆd(n)は高速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ２４でｒ２＝ｍ−（ｒ１＋ｓ１）とする。ステップＳ２１でｆd(n)が高速部でないときは、ステップＳ２５でｒ２＝ｎ−（ｒ１＋ｓ１）とする。
【００２７】
次に、ステップＳ２６でｆd(n)は低速部か否かを判別する。ｆd(n)が低速部のときは、ステップＳ２７でｎに１を加算して、ステップＳ２８でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ２６に戻ってｆd(n)は低速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ２９でｓ２＝ｍ−（ｒ１＋ｓ１＋ｒ２）とする。ステップＳ２６でｆd(n)が低速部でないときは、ステップＳ３０でｓ２＝ｎ−（ｒ１＋ｓ１＋ｒ２）とする。
【００２８】
上記のような処理を繰り返して、ステップＳ３１でｓｘ＝ｎ−（ｒ１＋ｓ１＋ｒ２＋…＋ｒｘ）を求める。こうして、高速部のサンプル数ｒと低速部のサンプル数ｓが求められる。
しきい値Ｌには、平均速度という意味があるので、フィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔとの間には、Ｔ×Ｌ＝一定という関係がある。よって、高速部と低速部のフィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔ１，Ｔ２を決定する場合、
Ｔ×Ｌ＝Ｔ１×｛Ｌ×（１＋ａ）｝＝Ｔ２×｛Ｌ／（１＋ａ）｝ …（１）
Ｔ１×ｒ＋Ｔ２×ｓ＝Ｔｄ …（２）
の２式を用いる。ここでａはしきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合を示しており、例えばａ＝０．２とかに設定する。
【００２９】
Ｔ１＝Ｔｄ／｛ｒ＋（１＋ａ）2 ×ｓ｝ …（３）
Ｔ２＝Ｔｄ×（１＋ａ）2 ／｛（ｒ＋（１＋ａ）2 ）×ｓ｝ …（４）
が得られる。
次に、動作を説明する。
図３において、誤差信号生成回路１３では、光ディスク１の目標トラックとピックアップ１４の位置誤差を検出し、それに比例した信号として誤差信号を位相補償回路７に出力する。誤差信号は、例えば図９に示され、横軸は時間（ｔ）、縦軸は電圧（Ｖ）を示す。
【００３０】
誤差信号生成回路１３から出力された誤差信号は、位相補償回路７で位相補償してフィードバック信号として出力される。フィードバック信号は、図１０に示される。このフィードバック信号は、加算器１２と低域通過回路８にそれぞれ出力される。
フィードバック信号は、低域通過回路８で低域の周期成分が抽出され、フィードフォワード純信号として微分回路９およびフィードフォワードメモリ１１に出力される。このフィードフォワード純信号は、図１１に示される。
【００３１】
図１１からわかる通り、低域の周期成分が抽出されている。フィードフォワード純信号は、微分回路９で微分され、図７（Ｂ）に示すような微分値ｇ(n) を得る。微分値ｇ(n) は、絶対値化部１６により絶対値｜ｇ(n) ｜にされた際に、比較判定部１７によりしきい値Ｌと比較され、｜ｇ(n) ｜≧Ｌのとき、高速部と判定され、｜ｇ(n) ｜＜Ｌのとき、低速部と判定される。図７（Ｃ）に示すように、しきい値Ｌ以上の斜線部が高速部（高速位相領域）であり、しきい値Ｌ未満の部分が低速部（低速位相領域）である。
【００３２】
こうして、図７（Ｄ）に示すように、ディスク一回転の時間Ｔｄにおいて、フィードフォワード信号は、例えば高速部、低速部、高速部、低速部に分けられる。高速部のサンプル数ｒおよび低速部のサンプル数ｓは、サンプル数算出部１８により算出される。そして、サンプリング時間Ｔ１，Ｔ２は、サンプリング時間演算部１９によって演算される。
【００３３】
しきい値Ｌには、平均速度という意味があるので、フィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔとの間には、Ｔ×Ｌ＝一定という関係がある。よって、高速部と低側部のフィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔ１，Ｔ２を決定する場合、前記（１），（２）式の２式を用いる。ここでａはしきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合を示しており、例えばａ＝０．２とかに設定する。（１），（２）式を解くと、前記（３）式で示されるＴ１、前記（４）式で示されるＴ２が得られる。
【００３４】
図３において、サンプリング回路１０で光ディスク１からの回転トリガ信号が検出されると、フィードフォワードメモリ１１にフィードフォワード純信号の記録が開始される。
フィードフォワード純信号のうち、光ディスク１の一周期分の中で高速位相領域（高速部）ではサンプリング時間Ｔ１、低速位相領域（低速部）ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２でフィードフォワードメモリ１１に記録する。例えば図４（Ｃ）に示すように、サンプリング時間Ｔ１の３〜８および１４〜１９の１２個の高速位相データとサンプリング時間Ｔ２の１，２，９〜１３，２０の８個の低速位相データがフィードフォワードメモリ１１に格納される。
【００３５】
このようにフィードフォワードメモリ１１に記録されたデータは、記録されたときと同じタイミングで加算器１２に出力される。このときのタイミングは、光ディスク１の回転パルスによりサンプリング回路１０で同期がとられる。
フィードフォワードメモリ１１から出力されるサンプリング時間の異なるフィードフォワード信号は、加算器１２によって位相補償回路７からのフィードバック信号と合成され、トラッキング制御信号としてトラッキング駆動回路１４に出力される。このトラッキング制御信号の例を図１２に示す。トラッキング制御信号は、トラッキング駆動回路１４によって電流に変換され、トラッキング機構１５に流れ、トラッキング機構１５は、光ディスク１の径方向に目標トラックに向ってピックアップ１４を移動させる。
【００３６】
このように、本実施形態においては、フィードフォワード信号を記録するサンプリング周波数を一律に高くせずに、必要な位相の部分だけ高くすれば良い。また、ほとんど変動のないような位相ではサンプリング周波数を意図的に低くしてやっても、制御性能に影響を及ぼさずにメモリを節約することができる。すなわち、メモリの量を増やすことなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行することができ、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【００３７】
図１３は本発明の第２の実施形態を示す図である。
図１３において、２１はディスク媒体としての磁気ディスクであり、磁気ディスク２１上には一定間隔でトラックが設けられており、トラックに沿ってデータの読み書きが行われる。２２は図３のピックアップ１４に相当する磁気ヘッドであり、磁気ヘッド２２は磁気ディスク２１上からデータを読出しデータの書き込みを行う。
【００３８】
２４はサーボ誤差信号生成回路であり、サーボ誤差信号生成回路２４は、図３の誤差信号生成回路１３に相当し、磁気ヘッド２２が磁気ディスク２１からサーボ情報を検出し、それをもとに磁気ヘッド２２と磁気ディスク２１の目標トラックとの位置誤差に比例した誤差信号を出力する。
２３はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）であり、ＶＣＭ２３は、図３のトラッキング機構１５に相当し、電流アンプ５によって変換された駆動電流ＶＣＭ２３に流れると、ＶＣＭ２３は矢印ｂで示す方向に揺動し、駆動電流に比例して加速度で磁気ディスク２１の矢印ｃで示す径方向に磁気ヘッド２１が移動する。
【００３９】
４はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）であり、ＤＳＰ４は、図１４に示すように、位相補償回路７、低域通過回路８、フィードフォワードメモリ１１、微分回路９、サンプリング回路１０および加算器１２としての機能を有し、これらの機能はソフトウェアを用いて実現される、位相補償回路７、低域通過回路８、加算器１２、微分回路９は、アナログ回路としてＤＳＰ４の外部に配置しても良い。
【００４０】
また、サンプリング回路１０は、図５に示すように、絶対値化部１６、比較判定部１７、サンプル数算出部１８およびサンプリング時間演算部１９により構成される。
サーボ誤差信号生成回路２４から得られた誤差信号は位相補償回路７を通りフィードバック信号となる。生成されたフィードバック信号は低域通過回路８を通り、フィードフォワード純信号となる。フィードフォワード純信号は、微分回路９およびフィードボワードメモリ１１に出力される。サンプリング回路１０で、磁気ディスク２１からの回転トリガ信号が検出されると、フィードフォワードメモリ１１に記録が開始される。
【００４１】
微分されたフィードフォワード信号のうち、磁気ディスク２１の一周期分の中でも高速に変化する高速位相領域では、サンプリング時間Ｔ１、低速に変化する低速位相領域では、サンプリング時間Ｔ１より高いサンプリング時間Ｔ２でフィードフォワードメモリ１１に記録する。これによってｎ１個の高速位相データと、ｎ２個の低速位相データがフィードフォワードメモリ１１に記録される。このとき、ｎ１×Ｔ１＋ｎ２×Ｔ２＝Ｔｄ（ディスク一回転の時間）という関係がある。
【００４２】
フィードフォワードメモリ１１に記録されたデータは記録された時と同じタイミングで加算器１２に出力される。このときのタイミングは、磁気ディスク２１の回転パルスにより、サンプリング回路１０で同期がとられる。フィードフォワード信号は加算器１２によってフィードバック信号と合成され、トラッキング制御信号となる。生成されたトラッキング制御信号は電流アンプ５によって電流に変換され、ＶＣＭ２３に送られる。駆動電流がＶＣＭ２３に流れると、それに比例した加速度で磁気ディスク２１の矢印ｂで示す径方向に磁気ヘッド２１を移動させる。
【００４３】
前記実施形態と同様に本実施形態においても、フィードフォワード信号を記録するサンプリング周波数を一律に高くせずに、必要な位相の部分だけ高くすれば良い。また、ほとんど変動のないような位相ではサンプリング周波数を意図的に低くしてやっても、制御性能に影響を及ぼさずにメモリを節約することができる。その結果、メモリを増加させることなく、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、フィードフォワード信号のうち、ディスク媒体の一周期分の中で高速に変化する高速位相領域と低速に変化する低速位相領域を設けて、高速位相領域では短いサンプリング時間で、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間で周期成分記憶手段に記録するので、メモリの量を増加することなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行することができ、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明の第１の実施形態を示す図
【図３】ＤＳＰの構成を含む全体構成図
【図４】従来例と対比して示したディスクの一周期のフィードフォワードメモリの内容を示す図
【図５】サンプリング回路の構成例を示す図
【図６】高速部と低速部の判定を説明するフローチャート
【図７】高速部と低速部の設定を説明する説明図
【図８】高速部のサンプル数と低速部のサンプル数を求める処理を説明するフローチャート
【図９】誤差信号の波形図
【図１０】フィードバック信号の波形図
【図１１】フィードフォワード信号の波形図
【図１２】トラッキング制御信号の波形図
【図１３】本発明の第２の実施形態を示す図
【図１４】ＤＳＰの内部構成例を示す図
【図１５】従来例を示す図
【図１６】従来のフィードフォワードメモリのディスク一周期分の内容を示す図
【符号の説明】
１：光ディスク（ディスク媒体）
２：対物レンズ（読み書き手段）
３：フォトディテクタ
４：ＤＳＰ
５：電流アンプ
６，２３：ＶＣＭ
７：位相補償回路（位相補償手段）
８：低域通過回路（周期成分抽出手段）
９：微分回路
１０：サンプリング回路（サンプリング手段）
１１：フィードフォワードメモリ（周期成分記憶手段）
１２：加算器（制御信号合成手段）
１３：誤差信号生成回路（誤差信号生成手段）
１４：ピックアップ（読み書き手段）
１４Ａ：トラッキング機構
１５：トラッキング駆動回路
１６：絶対値化部
１７：比較判定部
１８：サンプル数算出部
１９：サンプリング時間演算部
２１：磁気ディスク（ディスク媒体）
２２：磁気ヘッド（読み書き手段）
２４：サーボ誤差信号生成回路（誤差信号生成手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の記録トラックを有するディスク媒体に対して記録再生を行うディスク装置のトラック追従制御を行うトラッキング制御装置に関する。
光ディスク装置や磁気ディスク装置などのトラッキング制御を行うトラッキング制御装置においては、
（１）目標トラックとピックアップとの位置誤差を検出してそれをフィードバックする。
さらに追従性を高めるために、
（２）フィードバックで得られた制御信号から周期成分を抽出する。
（３）抽出した値を「一定」サンプリングでメモリに記憶する。
（４）メモリに記憶された値を、「一定」サンプリングで制御信号に加算する。
【０００２】
（２）（３）（４）の一連の手順（フィードフォワード手順）は、回転するディスクのトラッキングのように周期的な外乱（ディスクの偏心や軸摩擦など）に対して有効である。
このフィードフォワード手順によれば、回転に同期した周期成分はフィードフォワード信号として一定のパターンが常に出力される。したがって、フィードバックには比較的振幅の小さな非周期成分だけが流れ、フィードバック系への負担が少なくなり、大きな安定余裕が得られることが知られている。
【０００３】
一方、装置の大容量化、高密度化により高い精度のトラッキングが必要となっており、また、装置の高性能化、高速化により高い回転数のディスクに対するトラッキングが必要であるといった理由で、フィードフォワード手順で使用しているサンプリングの周波数を高めることが必要となっている。
【０００４】
【従来の技術】
従来の光ディスク装置のトラッキング制御装置としては、例えば図１５に示すようなものがある。
図１５において、１０１は光ディスク装置の光ディスクであり、光ディスク１０１には一定間隔でトラックが設けられており、トラックに沿ってデータの読み書きが行われる。１０２はピックアップであり、ピックアップ１０２は光ディスク１０１上に光ディスク１０１上からデータを読み出し、また、光ディスク１０１上にデータを書き込む。１０３は誤差信号生成回路であり、誤差信号生成回路１０３は、光ディスク１０１上の回転トラックとピックアップ１０２との位置誤差を検出し、それに比例した誤差信号を生成して、出力する。１０４は位相補賞回路であり、位相補償回路１０４は誤差信号生成回路１０３からの誤差信号を位相補償して、フィードバックループを安定化させ、フィードバック信号を低域通過回路１０５と加算器１０７にそれぞれ出力する。
【０００５】
低域通過回路１０５は、位相補償回路１０４からのフィードバック信号から低域の周期成分を抽出し、フィイードフォワード信号を出力する。１０６はフィードフォワードメモリであり、フィードフォワードメモリ１０６には低域通過回路１０５からのフィードフォワード信号が記憶される。すなわち、フィードフォワードメモリ１０６には、フィードバック信号から低域の周期成分が抽出されたフィードフォワード信号が一定サンプリングで記憶される。１０７は加算器であり、加算器１０７は、位相補償回路１０４からのフィードバック信号とフィイードフォワードメモリ１０６からのフィードフォワード信号を加算して、トラッキング制御信号を出力する。１０８はトラッキング駆動回路であり、トラッキング駆動回路１０８は、加算器１０７からのトラッキング制御信号を増幅して、トラッキング機構１０９を駆動する。トラッキング機構１０９は、トラッキング駆動回路１０８からのトラッキング制御信号によって光ディスク１０１の径方向にピックアップ１０２を移動させる。
【０００６】
図１６（Ａ）は低域通過回路１０５から出力されるフィードフォワード信号を示し、図１６（Ｂ）はフィードフォワードメモリ１０６内に格納されたフィードフォワード信号を示す。
図１６（Ａ）において、ｆ(t) は低域通過回路によりフィードバック信号から低域の周期成分を抽出して出力されるフィードフォワード信号であり、Ｔｄは光ディスク１０１が一回路に要する時間を示す。図１６（Ｂ）はフィードフォワードメモリ１０６内に格納されたフィードフォワード信号ｆ(t) のサンプリング値を示し、サンプリング値は一定のサンプリング時間Ｔでそれぞれ記憶される。サンプリング数はこの例では２０個であり、２０×Ｔ＝Ｔｄとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のトラッキング制御装置にあっては、フィードバック信号から周期成分を抽出し、抽出したフィードフォワード信号を一定サンプリングでフィードフォワードメモリに記憶するようになっていたため、フィードフォワードメモリに記憶するサンプリング周波数を高めると、それだけ記憶するデータ量が多くなり、メモリを逼迫させるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、記憶するメモリの量を増加させることなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行し、精度の高いトラッキング制御を行うことができるトラッキング制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、図１のように構成する。
ディスク媒体１上の目標トラックとデータを読み出し又は書き込む手段１４との位置誤差を検出して誤差信号を出力する誤差信号生成手段１３と、誤差信号を位相補償してフィードバック信号を出力する位相補償手段７と、
フィードバック信号から低域の周期成分を抽出しフィードフォード信号を出力する周期成分抽出手段８と、
フィードフォワード信号を記憶しておき、所定のタイミングでフィードフォワード信号を出力する周期成分記憶再生手段１１と、
前記フィードバック信号と該フィードフォワード信号を加算しトラッキング制御信号を出力する制御信号合成手段１２とを備えたトラッキング制御装置において、
前記周期成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号に対し、高速で変化する高速位相領域と低速で変化する低速位相領域を設け、高速位相領域では短いサンプリング時間でサンプリングを行い、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間でサンプリングを行い、前記周期性成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号を前記周期成分記憶手段に出力するサンプリング手段を、
前記フィードフォワード信号を微分し、絶対値化した後にしきい値と比較し、前記高速位相領域と低速位相領域を判定する比較判定部と、
前記高速位相領域のサンプル数と前記低速位相領域のサンプル数を算出するサンプル数算出手段と、
Ｔ１＝Ｔｄ／｛ｒ＋（１＋ａ）２×ｓ｝
Ｔ２＝Ｔｄ×（１＋ａ）２／｛（ｒ＋（１＋ａ）２）×ｓ｝
Ｔ１：高速位相領域のサンプリング時間
Ｔ２：低速位相領域のサンプリング時間
Ｔｄ：ディスク一回転の時間
ｒ：高速部のサンプル数
ｓ：低速部のサンプル数
ａ：しきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合
により高速位相領域のサンプル時間と低速位相領域のサンプル時間を演算するサンプル時間演算部とで構成したことを特徴とする。
【００１１】
このような構成を備えた本発明によればフィードフォワード信号のうち、ディスク媒体の一周期分の中で高速に変化する高速位相領域と低速に変化する低速位相領域を設けて、高速位相領域では短いサンプリング時間で、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間で周期成分記憶手段に記録するので、メモリの量を増加することなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行することができ、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の第１の実施形態を示す図である。
図２において、１はディスク媒体としての光ディスクであり、光ディスク１には一定間隔でトラックが設けられており、トラックに沿ってデータの読み書きが行われる。２は光ディスク１上でデータの読み書きを行う手段の一部である対物レンズであり、対物レンズ２を介して光ディスク１のトラック上に光を集光してデータの読み書きを行う。
【００１３】
３は誤差信号生成手段としてのフォトディテクタであり、フォトディテクタ３は、対物レンズ２による集光点と目標トラックとの位置誤差を検出してそれに比例した誤差信号を出力する。
４はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）であり、ＤＳＰ４は位相補償回路、低域通過回路、微分回路、サンプリング回路、フィードフォワードメモリ、加算器としての機能を包含しており、これらの機能はソフトウェアを用いて実現される。位相補償回路、低域通過回路、微分回路、加算器はアナログ回路としてＤＳＰ４の外部に配置しても良い。
【００１４】
５は電流アンプであり、電流アンプ５はＤＳＰ４から出力されるトラッキング制御信号を駆動電流として増幅、変換する。６はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）であり、ＶＣＭ６に、電流アンプ５によって生成された駆動電流が流れると、ＶＣＭ６は矢印ｂで示す方向に移動し、駆動電流に比例した加速度で光ディスク１の径方向に対物レンズ２が移動する。
【００１５】
図３はＤＳＰ４の内部構成例を含む全体構成図である。
図３において、ＤＳＰ４は、位相補償手段としての位相補償回路７、周期成分抽出手段としての低域通過回路８、微分回路９、サンプリング手段としてのサンプリング回路１０、周期成分記憶手段としてのフィードフォワードメモリ１１、制御信号合成手段としての加算器１２により構成される。
【００１６】
誤差信号生成手段としての誤差信号生成回路１３は、前記フォトディテクタ３に相当し、光ディスク１上の目標トラックと、対物レンズ２に相当するピックアップ１４の位置誤差を検出し、それに比例した信号として誤差信号を出力する。位相補償回路７は、誤差信号生成回路１３からの誤差信号を位相補償して、フィードバックループを安定化させ、フィードバック信号を加算器１２および低域通過回路８に出力する。低域通過回路８は、位相補償回路７からのフィードバック信号から低域の周期成分を抽出し、フィードフォワード純信号を微分回路９およびフィードフォワードメモリ１１に出力する。微分回路９は、フィードフォワード純信号を微分してサンプリング回路１０に出力する。
【００１７】
サンプリング回路１０は、光ディスク１からの回転トリガに同期してフィードフォワードメモリ１１への読み書きタイミングを制御する。すなわち、サンプリング回路１０は、フィードフォワード信号のうち光ディスク１の一周期分の中でも高速に変化する高速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１、低速に変化する低速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２でフィードフォワードメモリ１１にフィードフォワード信号を記録する。これによりｎ１個の高速位相データとｎ２個の低速位相データがフィードフォワードメモリ１１に記録される。この時、ｎ１×Ｔ１＋ｎ２×Ｔ２＝Ｔｄ（ディスク一回転の時間）という関係がある。
【００１８】
従来例においては、図４（Ｂ）に示すようにサンプリング時間Ｔが一定の例えば２０個のデータがディスク一回転の時間Ｔｄ（図４（Ａ）、参照）にフィードフォワードメモリに格納されるが、本実施形態においては、図４（Ｃ）に示すように、高速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１のデータ（例えば、３〜８，１４〜１９）が、低速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２のデータ（例えば１，２，９〜１３，２０）がフィードフォワードメモリ１１に格納される。
【００１９】
このように、サンプリング回路１０は、フィードフォワード信号に対して、高速位相領域と位相領域を設け、高速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１が短く、低速位相領域ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２でサンプリングを行う。
図３に戻って、フィードフォワードメモリ１１に記録されたデータは記録されたときと同じタイミングで加算器１２に出力される。このときのタイミングは、光ディスク１の回転パルスによりサンプリング回路１０で同期がとられる。フィードフォワードメモリ１１から出力されるフィードフォワード信号は、位相補償回路７からのフィードバック信号と合成され、トラッキング制御信号として前記電流アンプ５に相当するトラッキング駆動回路１５に出力される。トラッキング駆動回路１５は、トラッキング制御信号を電流に変換し、前記ＶＣＭ６に相当するトラッキング機構１４Ａに出力する。
【００２０】
図５はサンプリング回路１０の構成例を示す図である。
図５において、サンプリング回路１０は、絶対値化部１６、比較判定部１７、サンプル数算出部１８およびサンプル時間演算部１９により構成される。
絶対値化部１６は、微分回路９で微分された微分値を絶対値化する。比較判定部１７は、絶対値化された微分値としきい値と比較し、高速位相領域である高速部と低速位相領域である低速部を判定する。サンプル数算出部１８は、判定された高速部のサンプル数と判定された低速部のサンプル数を算出する。
【００２１】
サンプリング時間演算部１９は、後述する式により高速部のサンプル時間と低速部のサンプル時間を演算する。
図６はフィードフォワード純信号の高速部と低速部の判定処理を説明するフローチャートである。
ディスク一回転の時間をＴｄ、サンプリング時間をＴｓとすると、フィードフォワード純信号ｆ(t) のサンプリング値ｆd(n)は、
【００２２】
図６において、まず、ステップＳ１で時刻ｔ＝ｎ×Ｔｓにおけるｆ(t) の微分値ｇ(n) をとる。すなわち、図７（Ａ）に示すフィードフォワード純信号ｆ(t) を微分すると、図７（Ｂ）に示すような微分値ｇ(n) が得られる。次に、ステップＳ２で微分値ｇ(n) を絶対値化して、｜ｇ(n) ｜とする。
次に、ステップＳ３で微分値ｇ(n) を絶対値｜ｇ(n) ｜としきい値Ｌとを比較する。｜ｇ(n) ｜≧Ｌのときは、ステップＳ４で高速部と判定し、｜ｇ(n) ｜＜Ｌのときは、ステップＳ５で低速部と判定する。すなわち、図７（Ｃ）に示すように、微分値としきい値Ｌとを比較し、しきい値以上の斜線部を高速部とし、しきい値未満の部分を低速部とする。こうして、図７（Ｄ）に示すような、ディスク一回転に要する時間Ｔｄにおいて、フィードフォワード純信号ｆ(t) は、高速部、低速部、高速部、低速部に分けられる。なお、微分値ｇ(n) は、アナログの微分回路を通して得られたｆ´(t)をサンプリングして得られる。また、サンプリング値ｆd(n)の差分Δｆd(n)＝ｆd(n)−ｆd(n-1)からｇ(n) ＝Δｆd(n)／Ｔｓとして求めてもよい。
【００２３】
図８は高速部のサンプル数と低速部のサンプル数を求める処理を示すフローチャートである。
このフローチャートにおいては、高速部のサンプル数ｒと低速部のサンプル数ｓを求める。すなわち、ｎ＝０からｍまで繰り返して最後に
ｒ＝ｒ１＋ｒ２＋…＋ｒx
ｓ＝ｓ１＋ｓ２＋…＋ｓx
としてｒ，ｓを求める。
【００２４】
まず、ステップＳ１０でｎ＝０として初期化を行う。次に、ステップＳ１１でｆd(n)は高速部か否かを判別する。ｆd(n)が高速部のときは、ステップＳ１２でｎに１を加算して、ステップＳ１３でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ１１に戻ってｆd(n)は高速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ１４でｒ１＝ｍとする。例えば、ｒ１＝２０のときはすべてｆd(n)は高速部と判定し、処理は終了する。
【００２５】
ｆd(n)が高速部でないときは、ステップＳ１５でｒ１＝ｎとして、ステップＳ１６でｆd(n)は低速部か否かを判別する。
ｆd(n)が低速部のときは、ステップＳ１７でｎに１を加算して、ステップＳ１８でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ１６に戻ってｆd(n)は低速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ１９でｓ１＝ｍ−ｒ１とする。
【００２６】
例えば、ステップＳ１５でｒ１＝３のときは、ステップＳ１９でｓ１＝１７となる。ステップＳ１６でｆd(n)が低速部でないときは、ステップＳ２０でｓ１＝ｎ−ｒ１とする。
次に、ステップＳ２１でｆd(n)は高速部か否かを判別する。ｆd(n)が高速部のときは、ステップＳ２２でｎに１を加算して、ステップＳ２３でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ２１に戻ってｆd(n)は高速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ２４でｒ２＝ｍ−（ｒ１＋ｓ１）とする。ステップＳ２１でｆd(n)が高速部でないときは、ステップＳ２５でｒ２＝ｎ−（ｒ１＋ｓ１）とする。
【００２７】
次に、ステップＳ２６でｆd(n)は低速部か否かを判別する。ｆd(n)が低速部のときは、ステップＳ２７でｎに１を加算して、ステップＳ２８でｎ＝ｍになったかを判別し、ｎ≠ｍのときは、ステップＳ２６に戻ってｆd(n)は低速部か否かを判別し、ｎ＝ｍのときは、ステップＳ２９でｓ２＝ｍ−（ｒ１＋ｓ１＋ｒ２）とする。ステップＳ２６でｆd(n)が低速部でないときは、ステップＳ３０でｓ２＝ｎ−（ｒ１＋ｓ１＋ｒ２）とする。
【００２８】
上記のような処理を繰り返して、ステップＳ３１でｓｘ＝ｎ−（ｒ１＋ｓ１＋ｒ２＋…＋ｒｘ）を求める。こうして、高速部のサンプル数ｒと低速部のサンプル数ｓが求められる。
しきい値Ｌには、平均速度という意味があるので、フィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔとの間には、Ｔ×Ｌ＝一定という関係がある。よって、高速部と低速部のフィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔ１，Ｔ２を決定する場合、
Ｔ×Ｌ＝Ｔ１×｛Ｌ×（１＋ａ）｝＝Ｔ２×｛Ｌ／（１＋ａ）｝ …（１）
Ｔ１×ｒ＋Ｔ２×ｓ＝Ｔｄ …（２）
の２式を用いる。ここでａはしきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合を示しており、例えばａ＝０．２とかに設定する。
【００２９】
Ｔ１＝Ｔｄ／｛ｒ＋（１＋ａ）2 ×ｓ｝ …（３）
Ｔ２＝Ｔｄ×（１＋ａ）2 ／｛（ｒ＋（１＋ａ）2 ）×ｓ｝ …（４）
が得られる。
次に、動作を説明する。
図３において、誤差信号生成回路１３では、光ディスク１の目標トラックとピックアップ１４の位置誤差を検出し、それに比例した信号として誤差信号を位相補償回路７に出力する。誤差信号は、例えば図９に示され、横軸は時間（ｔ）、縦軸は電圧（Ｖ）を示す。
【００３０】
誤差信号生成回路１３から出力された誤差信号は、位相補償回路７で位相補償してフィードバック信号として出力される。フィードバック信号は、図１０に示される。このフィードバック信号は、加算器１２と低域通過回路８にそれぞれ出力される。
フィードバック信号は、低域通過回路８で低域の周期成分が抽出され、フィードフォワード純信号として微分回路９およびフィードフォワードメモリ１１に出力される。このフィードフォワード純信号は、図１１に示される。
【００３１】
図１１からわかる通り、低域の周期成分が抽出されている。フィードフォワード純信号は、微分回路９で微分され、図７（Ｂ）に示すような微分値ｇ(n) を得る。微分値ｇ(n) は、絶対値化部１６により絶対値｜ｇ(n) ｜にされた際に、比較判定部１７によりしきい値Ｌと比較され、｜ｇ(n) ｜≧Ｌのとき、高速部と判定され、｜ｇ(n) ｜＜Ｌのとき、低速部と判定される。図７（Ｃ）に示すように、しきい値Ｌ以上の斜線部が高速部（高速位相領域）であり、しきい値Ｌ未満の部分が低速部（低速位相領域）である。
【００３２】
こうして、図７（Ｄ）に示すように、ディスク一回転の時間Ｔｄにおいて、フィードフォワード信号は、例えば高速部、低速部、高速部、低速部に分けられる。高速部のサンプル数ｒおよび低速部のサンプル数ｓは、サンプル数算出部１８により算出される。そして、サンプリング時間Ｔ１，Ｔ２は、サンプリング時間演算部１９によって演算される。
【００３３】
しきい値Ｌには、平均速度という意味があるので、フィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔとの間には、Ｔ×Ｌ＝一定という関係がある。よって、高速部と低側部のフィードフォワードメモリ１１のサンプリング時間Ｔ１，Ｔ２を決定する場合、前記（１），（２）式の２式を用いる。ここでａはしきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合を示しており、例えばａ＝０．２とかに設定する。（１），（２）式を解くと、前記（３）式で示されるＴ１、前記（４）式で示されるＴ２が得られる。
【００３４】
図３において、サンプリング回路１０で光ディスク１からの回転トリガ信号が検出されると、フィードフォワードメモリ１１にフィードフォワード純信号の記録が開始される。
フィードフォワード純信号のうち、光ディスク１の一周期分の中で高速位相領域（高速部）ではサンプリング時間Ｔ１、低速位相領域（低速部）ではサンプリング時間Ｔ１より長いサンプリング時間Ｔ２でフィードフォワードメモリ１１に記録する。例えば図４（Ｃ）に示すように、サンプリング時間Ｔ１の３〜８および１４〜１９の１２個の高速位相データとサンプリング時間Ｔ２の１，２，９〜１３，２０の８個の低速位相データがフィードフォワードメモリ１１に格納される。
【００３５】
このようにフィードフォワードメモリ１１に記録されたデータは、記録されたときと同じタイミングで加算器１２に出力される。このときのタイミングは、光ディスク１の回転パルスによりサンプリング回路１０で同期がとられる。
フィードフォワードメモリ１１から出力されるサンプリング時間の異なるフィードフォワード信号は、加算器１２によって位相補償回路７からのフィードバック信号と合成され、トラッキング制御信号としてトラッキング駆動回路１４に出力される。このトラッキング制御信号の例を図１２に示す。トラッキング制御信号は、トラッキング駆動回路１４によって電流に変換され、トラッキング機構１５に流れ、トラッキング機構１５は、光ディスク１の径方向に目標トラックに向ってピックアップ１４を移動させる。
【００３６】
このように、本実施形態においては、フィードフォワード信号を記録するサンプリング周波数を一律に高くせずに、必要な位相の部分だけ高くすれば良い。また、ほとんど変動のないような位相ではサンプリング周波数を意図的に低くしてやっても、制御性能に影響を及ぼさずにメモリを節約することができる。すなわち、メモリの量を増やすことなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行することができ、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【００３７】
図１３は本発明の第２の実施形態を示す図である。
図１３において、２１はディスク媒体としての磁気ディスクであり、磁気ディスク２１上には一定間隔でトラックが設けられており、トラックに沿ってデータの読み書きが行われる。２２は図３のピックアップ１４に相当する磁気ヘッドであり、磁気ヘッド２２は磁気ディスク２１上からデータを読出しデータの書き込みを行う。
【００３８】
２４はサーボ誤差信号生成回路であり、サーボ誤差信号生成回路２４は、図３の誤差信号生成回路１３に相当し、磁気ヘッド２２が磁気ディスク２１からサーボ情報を検出し、それをもとに磁気ヘッド２２と磁気ディスク２１の目標トラックとの位置誤差に比例した誤差信号を出力する。
２３はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）であり、ＶＣＭ２３は、図３のトラッキング機構１５に相当し、電流アンプ５によって変換された駆動電流ＶＣＭ２３に流れると、ＶＣＭ２３は矢印ｂで示す方向に揺動し、駆動電流に比例して加速度で磁気ディスク２１の矢印ｃで示す径方向に磁気ヘッド２１が移動する。
【００３９】
４はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）であり、ＤＳＰ４は、図１４に示すように、位相補償回路７、低域通過回路８、フィードフォワードメモリ１１、微分回路９、サンプリング回路１０および加算器１２としての機能を有し、これらの機能はソフトウェアを用いて実現される、位相補償回路７、低域通過回路８、加算器１２、微分回路９は、アナログ回路としてＤＳＰ４の外部に配置しても良い。
【００４０】
また、サンプリング回路１０は、図５に示すように、絶対値化部１６、比較判定部１７、サンプル数算出部１８およびサンプリング時間演算部１９により構成される。
サーボ誤差信号生成回路２４から得られた誤差信号は位相補償回路７を通りフィードバック信号となる。生成されたフィードバック信号は低域通過回路８を通り、フィードフォワード純信号となる。フィードフォワード純信号は、微分回路９およびフィードボワードメモリ１１に出力される。サンプリング回路１０で、磁気ディスク２１からの回転トリガ信号が検出されると、フィードフォワードメモリ１１に記録が開始される。
【００４１】
微分されたフィードフォワード信号のうち、磁気ディスク２１の一周期分の中でも高速に変化する高速位相領域では、サンプリング時間Ｔ１、低速に変化する低速位相領域では、サンプリング時間Ｔ１より高いサンプリング時間Ｔ２でフィードフォワードメモリ１１に記録する。これによってｎ１個の高速位相データと、ｎ２個の低速位相データがフィードフォワードメモリ１１に記録される。このとき、ｎ１×Ｔ１＋ｎ２×Ｔ２＝Ｔｄ（ディスク一回転の時間）という関係がある。
【００４２】
フィードフォワードメモリ１１に記録されたデータは記録された時と同じタイミングで加算器１２に出力される。このときのタイミングは、磁気ディスク２１の回転パルスにより、サンプリング回路１０で同期がとられる。フィードフォワード信号は加算器１２によってフィードバック信号と合成され、トラッキング制御信号となる。生成されたトラッキング制御信号は電流アンプ５によって電流に変換され、ＶＣＭ２３に送られる。駆動電流がＶＣＭ２３に流れると、それに比例した加速度で磁気ディスク２１の矢印ｂで示す径方向に磁気ヘッド２１を移動させる。
【００４３】
前記実施形態と同様に本実施形態においても、フィードフォワード信号を記録するサンプリング周波数を一律に高くせずに、必要な位相の部分だけ高くすれば良い。また、ほとんど変動のないような位相ではサンプリング周波数を意図的に低くしてやっても、制御性能に影響を及ぼさずにメモリを節約することができる。その結果、メモリを増加させることなく、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、フィードフォワード信号のうち、ディスク媒体の一周期分の中で高速に変化する高速位相領域と低速に変化する低速位相領域を設けて、高速位相領域では短いサンプリング時間で、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間で周期成分記憶手段に記録するので、メモリの量を増加することなく、必要な精度に応じたサンプリングでフィードフォワード手順を実行することができ、精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明の第１の実施形態を示す図
【図３】ＤＳＰの構成を含む全体構成図
【図４】従来例と対比して示したディスクの一周期のフィードフォワードメモリの内容を示す図
【図５】サンプリング回路の構成例を示す図
【図６】高速部と低速部の判定を説明するフローチャート
【図７】高速部と低速部の設定を説明する説明図
【図８】高速部のサンプル数と低速部のサンプル数を求める処理を説明するフローチャート
【図９】誤差信号の波形図
【図１０】フィードバック信号の波形図
【図１１】フィードフォワード信号の波形図
【図１２】トラッキング制御信号の波形図
【図１３】本発明の第２の実施形態を示す図
【図１４】ＤＳＰの内部構成例を示す図
【図１５】従来例を示す図
【図１６】従来のフィードフォワードメモリのディスク一周期分の内容を示す図
【符号の説明】
１：光ディスク（ディスク媒体）
２：対物レンズ（読み書き手段）
３：フォトディテクタ
４：ＤＳＰ
５：電流アンプ
６，２３：ＶＣＭ
７：位相補償回路（位相補償手段）
８：低域通過回路（周期成分抽出手段）
９：微分回路
１０：サンプリング回路（サンプリング手段）
１１：フィードフォワードメモリ（周期成分記憶手段）
１２：加算器（制御信号合成手段）
１３：誤差信号生成回路（誤差信号生成手段）
１４：ピックアップ（読み書き手段）
１４Ａ：トラッキング機構
１５：トラッキング駆動回路
１６：絶対値化部
１７：比較判定部
１８：サンプル数算出部
１９：サンプリング時間演算部
２１：磁気ディスク（ディスク媒体）
２２：磁気ヘッド（読み書き手段）
２４：サーボ誤差信号生成回路（誤差信号生成手段）
Claims (2)
- ディスク媒体上の目標トラックとデータを読み出し又は書き込む手段との位置誤差を検出して誤差信号を出力する誤差信号生成手段と、
誤差信号を位相補償してフィードバック信号を出力する位相補償手段と、
フィードバック信号から低域の周期成分を抽出しフィードフォワード信号を出力する周期成分抽出手段と、
フィードフォワード信号を記憶しておき、所定のタイミングでフィードフォワード信号を出力する周期成分記憶再生手段と、
前記フィードバック信号と該フィードフォワード信号を加算しトラッキング制御信号を出力する制御信号合成手段とを備えたトラッキング制御装置において、
前記周期成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号に対し、高速で変化する高速位相領域と低速で変化する低速位相領域を設け、高速位相領域では短いサンプリング時間でサンプリングを行い、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間でサンプリングを行い、前記周期性成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号を前記周期成分記憶手段に出力するサンプリング手段を、
前記フィードフォワード信号を微分し、絶対値化した後にしきい値と比較し、前記高速位相領域と低速位相領域を判定する比較判定部と、
前記高速位相領域のサンプル数と前記低速位相領域のサンプル数を算出するサンプル数算出手段と、
Ｔ１＝Ｔｄ／｛ｒ＋（１＋ａ）２×ｓ｝
Ｔ２＝Ｔｄ×（１＋ａ）２／｛（ｒ＋（１＋ａ）２）×ｓ｝
Ｔ１：高速位相領域のサンプリング時間
Ｔ２：低速位相領域のサンプリング時間
Ｔｄ：ディスク一回転の時間
ｒ：高速部のサンプル数
ｓ：低速部のサンプル数
ａ：しきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合
により高速位相領域のサンプル時間と低速位相領域のサンプル時間を演算するサンプル時間演算部とで構成したことを特徴とするトラッキング制御装置。 - ディスク媒体上の目標トラックとデータを読み出し又は書き込む手段との位置誤差を検出して誤差信号を出力する誤差信号生成手段と、
誤差信号を位相補償してフィードバック信号を出力する位相補償手段と、
フィードバック信号から低域の周期成分を抽出しフィードフォワード信号を出力する周期成分抽出手段と、
フィードフォワード信号を記憶しておき、所定のタイミングでフィードフォワード信号を出力する周期成分記憶再生手段と、
前記フィードバック信号と該フィードフォワード信号を加算しトラッキング制御信号を出力する制御信号合成手段とを備えた記憶装置において、
前記周期成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号に対し、高速で変化する高速位相領域と低速で変化する低速位相領域を設け、高速位相領域では短いサンプリング時間でサンプリングを行い、低速位相領域では前記サンプリング時間より長いサンプリング時間でサンプリングを行い、前記周期性成分抽出手段の出力するフィードフォワード信号を前記周期成分記憶手段に出力するサンプリング手段を、
前記フィードフォワード信号を微分し、絶対値化した後にしきい値と比較し、前記高速位相領域と低速位相領域を判定する比較判定部と、
前記高速位相領域のサンプル数と前記低速位相領域のサンプル数を算出するサンプル数算出手段と、
Ｔ１＝Ｔｄ／｛ｒ＋（１＋ａ）２×ｓ｝
Ｔ２＝Ｔｄ×（１＋ａ）２／｛（ｒ＋（１＋ａ）２）×ｓ｝
Ｔ１：高速位相領域のサンプリング時間
Ｔ２：低速位相領域のサンプリング時間
Ｔｄ：ディスク一回転の時間
ｒ：高速部のサンプル数
ｓ：低速部のサンプル数
ａ：しきい値Ｌに対する高速部の平均速度と低速部の平均速度の割合
により高速位相領域のサンプル時間と低速位相領域のサンプル時間を演算するサンプル時間演算部とで構成したことを特徴とする記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35264797A JP3699263B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | トラッキング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP35264797A JP3699263B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | トラッキング制御装置 |
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|---|---|
| JPH11185413A JPH11185413A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3699263B2 true JP3699263B2 (ja) | 2005-09-28 |
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ID=18425483
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP35264797A Expired - Fee Related JP3699263B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | トラッキング制御装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3699263B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2653044B2 (ja) * | 1986-09-30 | 1997-09-10 | 株式会社島津製作所 | 測定出力記録装置 |
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-
1997
- 1997-12-22 JP JP35264797A patent/JP3699263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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