JP4201940B2 - 記憶装置のサーボ制御方法、サーボ制御回路及び記憶装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記憶媒体のトラックのデータを、ヘッドにより読み取る記憶装置のサーボ制御方法及びそのサーボ制御回路、記憶装置に関し、特に、ヘッドの光ビームを目的位置に位置つけるための記憶装置のサーボ制御方法及びそのサーボ制御回路、記憶装置に関する。
【０００２】
光ディスク、磁気ディスク等の記憶媒体を使用した記憶装置は、広く利用されている。例えば、光ディスク装置は、ＣＤプレーヤー、ＣＤ−Ｒドライブ、光磁気ドライブ等がある。このような記憶媒体を利用した再生装置や記録／再生装置では、ヘッドの読み取り位置を目的位置に位置つけることが必要である。
【０００３】
【従来の技術】
かかる記憶媒体を利用した記憶装置では、ヘッドの読み取り位置を記憶媒体の目標位置に位置付けるために、サーボ制御部が設けられている。このサーボ制御部は、ヘッドの読み取り位置と目的位置との位置ずれを示すエラー信号を検出して、ヘッドの読み取り位置を目的位置に追従させる制御を行う。このサーボ制御を、コンピュータの外部記憶装置として利用されている光磁気ディスク装置を例に説明する。
【０００４】
光磁気ディスク装置では、データ蓄積部として、光磁気ディスク媒体を使用する。このディスク媒体は、基板と、基板上に形成された磁性体からなる記録層とを有している。この媒体は、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。この媒体には、データを記録再生するためのデータトラックが設けられている。一般に、ディスク媒体の基板上には、グルーブ（トラッキング案内溝）がスパイラル状に設けられている。このグルーブとグルーブに挟まれたランドに、データの記録再生トラックが設けられている。
【０００５】
このトラックに、光学ヘッドの光ビームをトラッキングする。そして、記録時には、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。又、情報を再生する時は、磁気光学効果を利用して、光ビームの反射光から情報を再生する。記録再生を行うためには、レーザーダイオードのレーザー光を、光学ヘッドの対物レンズを通して、ディスク媒体の媒体面（記録面）に集光する。この集光状態を保持し、且つ常にジャストフォーカス（合焦点）状態に保つ必要がある。このためのサーボ制御は、フォーカスサーボ制御と呼ばれている。
【０００６】
又、上記したデータトラックにデータを記録／再生するには、上記ジャストフォーカス状態のレーザービームを、データトラックに追従させる必要がある。このサーボ制御は、トラックサーボ制御と呼ばれている。
【０００７】
更に、トラックサーボ制御と併用して、トラックアクチュエータの位置をキャリッジ（光学ヘッド）の中央の位置に保つように、キャリッジを駆動するＶＣＭをサーボ制御する。これをキャリッジサーボ制御と呼んでいる。
【０００８】
又、シーク時等に、光学ヘッドの対物レンズをキャリッジの中央にロックするように、トラックアクチュエータをサーボ制御する。これを、レンズロックサーボと呼んでいる。
【０００９】
従来のかかるサーボ制御システムを、フォーカスサーボシステムにより、説明する。尚、トラックサーボ、キャリッジサーボも、レンズロックサーボも基本的に同一である。
【００１０】
光学ヘッドからの光ディスクに照射された光ビームの反射光を、光学ヘッドが受光する。フォーカスエラー検出回路は、反射光からフォーカス方向の合焦点位置からの位置ずれ量を示すフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を発生する。フォーカスサーボ制御は、このフォーカスエラー信号から、フォーカス位置ずれ量がなくなるようなフォーカス駆動信号を生成する。このフォーカス駆動信号により、光学ヘッドの対物レンズをフォーカス方向に移動するトラックアクチュエータを駆動して、光ビームのフォーカス位置を記録面に追従させる。
【００１１】
このフォーカスエラー信号から、フォーカス駆動信号を生成するため、ＰＩＤフィルタが使用される。ＰＩＤフィルタは、エラー信号を比例した信号（Ｐ項）と、エラー信号を積分した信号（Ｉ項）と、エラー信号を微分した信号（Ｄ項）とを計算し、各項の計算結果を加算する。この内、Ｐ項は、通過フィルターに相当し、Ｉ項は、低域補償を行うローパスフィルター（ＬＰＦ）に相当し、Ｄ項は、位相補償を行うハイパスフィルター（ＨＰＦ）に相当する。
【００１２】
ＰＩＤフィルタにより低域補償及び位相補償された加算結果が指示値として、パワーアンプに出力され、フォーカスアクチュエータを駆動する。このような低域補償及び位相補償により、安定なフィードバック制御が可能となる。
【００１３】
しかし、高域においては、パワーアンプの特性やフォーカスアクチュエータのコイルのインダクタンスにより、位相特性が遅れる。このため、加算結果（指示値）による電流がそのままフォーカスコイルに流れることはなく、立ち上がりの鈍った電流により、フォーカスコイルは駆動される。同様のことが、トラックサーボ系、キャリッジサーボ系、レンズロックサーボ系でも生じる。
【００１４】
このため、媒体欠陥や外部振動により、高周波ノイズ等がフォーカスエラー信号に発生すると、サーボ系は、そのノイズに対しても追従しようとするため、大電流を流すような指示値が出力される。この指示値に対し、前述した理由で、フォーカスアクチュエータに流れる実電流が遅れる。例えば、ノイズに対して最初に応答した指示値により、片側に大きく電流が流れる。その後の指示値への応答が遅いため、フォーカス系が安定せずに、オフフォーカス状態に到る。
【００１５】
このような大電流を制限するため、シーク（トラック横断）時にのみ、フォーカスアクチュエータに流れる電流値を制限する方法が提案されている（例えば、日本国特許公開昭和６１年１７７６４４号公報）。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、次の問題があった。
【００１７】
従来の方法は、電流全体を制限して、大電流を流さないことにより、フォーカスコイルの焼損を防止するものであった。この方法では、電流全体を制限することにより、指示値に等価的に位相遅れが現ることを防止できるが、低域成分も制限するため、低域の位置ずれの追従性が著しく低下するという問題があった。例えば、光ディスクの面振れに対するフォーカス方向の追従性が低下する。又、光ディスクの偏心に対するトラック方向の追従性が低下する。従来の方法は、シーク（トラック横断）時にのみ、電流値を制限するため、追従性が問題にならなかった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、低域での追従性を保ったまま、高域での位相遅れを等化的に抑制するための記憶装置のサーボ制御方法、サーボ制御回路及び記憶装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、ノイズや高周波成分への過応答を防止するための記憶装置のサーボ制御方法、サーボ制御回路及び記憶装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、光記憶媒体の面振れや偏心への追従性を保ったまま、ノイズや高周波成分に対するマージンを確保するための記憶装置のサーボ制御方法、サーボ制御回路及び記憶装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヘッドが記憶媒体から情報を読み取る記憶装置のサーボ制御方法である。本発明の一態様では、サーボ制御方法は、前記ヘッドの読み取り位置と目標位置との位置ずれ量を検出するステップと、前記検出された位置ずれ量をＰＩＤ計算するステップと、その計算結果を基に、前記ヘッドの読み取り位置を前記目標位置に位置つけるためのアクチュエータを駆動するステップとを有する。このＰＩＤ計算ステップは、前記位置ずれ量の比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を計算するステップと、前記ヘッドが前記記憶媒体にオントラック時は、前記微分項成分の値が規定値以上であれば、前記微分項成分の値を規定値に制限し、前記比例項成分、積分項成分、前記制限された微分項成分の各々の値を加算し、前記ヘッドが、前記記憶媒体を、シークする時は、前記比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を加算するステップとを有する。
【００２２】
本発明では、問題が高域での位相遅れであることを見いだした。このため、サーボ系の高域での位相遅れが等価的に現れないように、高域の成分であるＰＩＤ計算の微分項の計算結果を規定値に制限する。これにより、高域の位相遅れの大きい系でも、ノイズや高周波成分に対するマージンを確保できる。又、低域の成分である積分項の計算結果は、制限されないので、低域での追従性の低下を防止できる。このため、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２３】
又、本発明の他の態様では、前記駆動ステップは、前記ヘッドの光ビームを前記目標位置に位置付けるためのアクチュエータを駆動するステップからなる。光記憶媒体の目標位置に光ビームを位置付けるサーボ系に適用したので、面振れの大きい光記憶媒体や偏心の大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２４】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームの前記記憶媒体の合焦点位置からの位置ずれを検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記光ビームを前記記憶媒体の記録面に合焦するフォーカスアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００２５】
光ビームのフォーカスサーボ制御に適用したので、面振れの大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２６】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームの前記光記憶媒体のトラック中心からの位置ずれを検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従するトラックアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００２７】
光ビームのトラックサーボ制御に適用したので、偏りの大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２８】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従するためのトラックアクチュエータの位置を検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記トラックアクチュエータを搭載するキャリッジを駆動するキャリッジアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００２９】
光ビームのキャリッジサーボ制御に適用したので、偏りの大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００３０】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従するためのトラックアクチュエータの位置を検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記トラックアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００３１】
光ビームのレンズロックサーボ制御に適用したので、レンズ位置制御の追従性を低下することなく、振動等による高域での位相遅れを防止できる。
【００３２】
又、本発明の他の態様では、前記ＰＩＤ計算ステップは、前記ＰＩＤ計算の比例項の計算結果を規定値に制限するステップを更に有する。
【００３３】
微分項のみ制限では、充分に高域の位相遅れを抑制できない場合には、比例項の制限も行い、高域の位相遅れを補償する。
【００３４】
又、本発明の他の態様では、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従制御している時に、前記制限ステップを実行するステップを更に有する。制限処理は、指示値の出力を制限することになり、追従性が若干低下する。このため、制限処理は、トラッキング時の安定した状態に限定する。従って、充分な追従性が要求されるシーク時、フォーカス引き込み時、トラックサーボオフ時等は、制限処理を禁止する。これにより、シーク時等の安定性も確保できる。
【００３５】
又、本発明のサーボ制御装置の一態様は、ヘッドが記憶媒体の情報を読み取る記憶装置のサーボ制御装置において、前記ヘッドの読み取り位置を目標位置に位置付けるためのアクチュエータと、前記読み取り位置と前記目標位置との位置ずれ量を検出する検出回路と、前記検出された位置ずれ量をＰＩＤ計算する制御回路と、その計算結果を基に、前記アクチュエータを駆動する駆動回路とを有する。そして、前記制御回路は、前記ＰＩＤ計算の微分項の計算結果を規定値に制限する。
【００３６】
この態様でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態の光磁気ディスク装置のブロック図、図２は図１の光ディスクドライブの構成図である。
【００３８】
図１に示すように、光磁気ディスク装置は、コントロールユニット１０とディスクドライブ１１とを備える。ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１２は、光磁気ディスク装置の全体的制御を行う。インターフェース１７は、ホスト装置（図示せず）との間でコマンド及びデータのやり取りを行う。光ディスクコントローラ（ＯＤＣ）１４は、光磁気ディスク（ＭＯ）のリード／ライトに必要な処理を行う。ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１６は、ＭＰＵ１２の指示に基づいて、後述する各機構部を制御する。バッファメモリ（ＲＡＭ）１８は、ＭＰＵ１２、ＯＤＣ１４、インターフェース１７で共用され、ライトデータの格納、リードデータの格納を行う。
【００３９】
ＯＤＣ１４には、フォーマッタ１４−１と誤り訂正符号（ＥＣＣ）処理部１４−２が設けられている。フォーマッタ１４−１は、ライトアクセス時には、ＮＲＺライトデータを、光ディスクのセクタ単位に分割し、記録フォーマットを生成する。ＥＣＣ処理部１４−２は、セクターデータ単位に、ＥＣＣを生成し、セクターデータに付加する。又、ＥＣＣ処理部１４−２は、必要に応じて、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号を生成して、付加する。更に、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣの付加されたセクターデータを、１−７ランレングスリミテッド符号（ＲＬＬ）に変換する。
【００４０】
リードアクセス時には、ＥＣＣ処理部１４−２は、リードされたセクターデータを１−７ＲＬＬ逆変換した後、ＣＲＣ検査を行う。そして、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣによる誤り検出及び誤り訂正を行う。更に、フォーマッタ１４−１は、セクタ単位のＮＲＺデータを連結して、ＮＲＺリードデータのストリームを作成する。このデータストリームは、バッファメモリ１８を経由して、インターフェース１７からホスト装置に転送される。
【００４１】
ライトＬＳＩ回路２０は、ライト変調部２１とレーザーダイオード制御回路２２とを有する。ライト変調部２１は、光磁気ディスクの種類に応じて、ライトデータを、ピットポジションモジュレーション（ＰＰＭ）記録（マーク記録ともいう）又はパルスウィドスモジュレーション（ＰＷＭ）記録（エッジ記録ともいう）のデータ形式のデータに変調する。レーザーダイオード制御回路２２は、この変調されたデータにより、ドライブ１１の光学ユニットのレーザーダイオードユニット３０を制御する。このレーザーダイオードユニット３０は、光磁気ディスクにレーザー光を照射するレーザーダイオード３０−１と、モニタ用ディテクタ３０−２とを有する。
【００４２】
リードＬＳＩ回路２４は、ＡＧＣ（自動ゲイン制御）回路、フィルタ、セクターマーク検出回路を備えるリード復調部２５、周波数シンセサイザ２６を備える。リード復調部２５は、入力されたＩＤ信号又はＭＯ信号からリードクロック及びリードデータを生成した後、ＰＰＭデータ又はＰＷＭデータを元のＮＲＺデータに復調する。ドライブ１１の光学ヘッドのＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２は、光磁気ディスクの戻り光を検出し、ＩＤ信号／ＭＯ信号が、ヘッドアンプ３４を介してリードＬＳＩ回路２４に入力される。周波数シンセサイザ２６は、光磁気ディスクのゾーンに対応した周波数のクロックを、リードクロックとして発生する。
【００４３】
ドライブ１１に設けられた温度センサ３６は、ドライブの温度を検出する。検出された温度は、ＤＳＰ１６を介してＭＰＵ１２に与えられ、ＭＰＵ１２は、検出温度に基づき、レーザーダイオード制御回路２２のリード、ライト及びイレーズの各発光パワーを最適値に制御する。
【００４４】
スピンドルモータ４０は、光磁気ディスクを回転する。ＤＳＰ１６は、ＭＰＵ１２の指示に応じて、スピンドルモータ４０を、ドライバ３８を介して制御する。電磁石４４は、記録時及び消去時に、ロードされた光磁気ディスクに外部磁界を供給する。ＤＳＰ１６は、ＭＰＵ１２の指示に応じて、電磁石４４を、ドライバ４２を介して制御する。４分割ディテクタ４５は、光磁気ディスクからの戻り光を検出する。ＦＥＳ検出回路４６は、４分割ディテクタ４５の出力からフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＤＳＰ１６は、後述するフォーカスサーボループを用いて、フォーカス駆動信号を生成し、ドライバ５８を介してフォーカスアクチュエータ６０を制御する。フォーカスアクチュエータ６０は、光学ヘッドの対物レンズをフォーカス方向に駆動する。これにより、フォーカスサーボ制御が行われる。
【００４５】
ＴＥＳ検出回路４８は、４分割ディテクタ４５の出力からトラックエラー信号（ＴＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＴＥＳは、トラックゼロクロス（ＴＺＣ）検出回路５０にも入力される。ＴＺＣ検出回路５０は、ＴＺＣパルスを生成し、ＤＳＰ１６に入力する。
【００４６】
ＤＳＰ１６は、このＴＥＳを基に、後述するトラックサーボループを用いて、トラック駆動信号を生成し、ドライバ６２を介してトラック（レンズ）アクチュエータ６４を制御する。トラックアクチュエータ６４は、光学ヘッドの対物レンズをトラック方向に駆動する。これにより、トラックサーボ制御が行われる。
【００４７】
又、ＤＳＰ１６は、ＴＺＣを基に、シーク制御を行い、ドライバ６６を介してボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６８を制御する。ＶＣＭ６８は、光学ヘッドを移動する。
【００４８】
レンズ位置（ＬＰＯＳ）センサ４７は、光学ユニットの対物レンズの位置を検出する。このＬＰＯＳ信号は、検出回路４９を介してＤＳＰ１６に与えられる。ダブルサーボ時に、ＤＳＰ１６は、ＬＰＯＳ信号を基に、キャリッジサーボループを用いて、キャリッジ（ＶＣＭ）駆動信号を生成して、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６８を制御する。
【００４９】
又、シーク時や、トラックサーボループが開放されている時に、ＤＳＰ１６は、ＬＰＯＳ信号を基に、レンズロックサーボループを用いて、トラック（レンズ）アクチュエータ６４を制御する。
【００５０】
図２は、図１の光磁気ディスクドライブ１１の構成図である。図２に示すように、ハウジング６７内に、前述したスピンドルモータ４０が設けられている。光磁気ディスクカートリッジ７０は、インレット６９から挿入される。カートリッジ７０内の光磁気ディスク７２は、スピンドルモータ４０により回転される。
【００５１】
光学ヘッドは、キャリッジ７６と固定光学系７８で構成される。キャリッジ７６は、レール８４に沿って、ＶＣＭ６８（図１参照）により、光磁気ディスク７２のトラック横断方向に移動する。キャリッジ７６は、対物レンズ８０、方向変換プリズム８２、フォーカスアクチュエータ６０、トラックアクチュエータ６４、レンズ位置センサ４７等を備える。固定光学系７８は、前述したレーザーダイオードユニット３０、ＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２、４分割ディテクタ４５（図１参照）を備える。
【００５２】
図３は、図１のフォーカスサーボループのブロック図である。図３において、図１及び図２に示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
【００５３】
ＦＥＳ検出回路４６は、４分割ディテクタ４５の出力からフォーカスエラー信号ＦＥＳを作成する。このフォーカスエラー信号ＦＥＳは、レーザー光の記録面からのフォーカス方向の位置ずれ量を示す。フォーカスエラー信号ＦＥＳは、低域フィルタ（ＬＰＦ）４６−１を通過し、サンプリング周波数の１／２以上の高域ノイズ成分が除去される。
【００５４】
ＤＳＰ１６では、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９０は、前述のフォーカスエラー信号ＦＥＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９０の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１００は、デジタル値に入力ゲインＧ１を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【００５５】
入力ゲイン部１００の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０１に入力される。ＰＩＤフィルタ１０１は、図４で説明する位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０１の出力は、スイッチＳＷを介して出力ゲイン部１０２に入力される。出力ゲイン部１０２は、その出力に出力ゲインＧ２を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９１に与えられる。ＤＡＣ９１は、このデジタル値をアナログフォーカス電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）５８に入力し、フォーカスアクチュエータ（フォーカスコイル）６０を駆動する。フォーカスコイル６０は、対物レンズ８０をフォーカス方向に駆動する。これにより、レーザー光の焦点位置が制御される。
【００５６】
エラー信号検出回路の検出感度や、フォーカスアクチュエータの加速性能等は、ドライブによってばらつく。ドライブ毎の差を取り除くことが、より安定した制御に必要となる。このドライブ間の差を吸収する処理が、ゲイン調整処理である。入力ゲイン、出力ゲインは、このゲイン調整時に設定され、ドライブに固有の値に調整される。
【００５７】
尚、ＤＳＰ１６のＡＤＣ９０、ＤＡＣ９１は、ハードウェアであるが、入力ゲイン部１００、ＰＩＤフィルタ１０１、出力ゲイン部１０２は、ＤＳＰ１６のソフトウェアである。
【００５８】
図４は、図３のＰＩＤフィルタの等価回路図、図５は、図３のＰＩＤ計算フロー図、図６は、本発明の効果を説明する図、図７は、比較例の説明図である。
【００５９】
図５の計算フローを、図４の等価回路を参照しながら説明する。
【００６０】
（Ｓ１）先ず、Ｐ項（比例項）成分Ｐ０を計算する。比例ゲインをＧＰとし、入力値をＸ（０）とすると、Ｐ項成分Ｐ０は、下記（１）式で計算される。
【００６１】
Ｐ０＝Ｘ（０）×ＧＰ （１）
図４の等価回路のアンプ１１０がこの処理に相当する。
【００６２】
（Ｓ２）次に、Ｉ項（積分項）成分Ｉ０を計算する。積分ゲインをＧＩとし、入力値をＸ（０）とし、帰還ゲインをＣＩとすると、Ｉ項成分Ｉ０は、下記（２）、（３）式で計算される。
【００６３】
Ｙ（−１）＝Ｘ（０）＋Ｃ１×Ｙ（−１） （２）
Ｉ０＝Ｙ（−１）×ＧＩ （３）
図４の等価回路において、加算型積分器１１１、１１２、１１３とアンプ１１４がこの処理に相当する。
【００６４】
（Ｓ３）次に、Ｄ項（微分項）成分Ｄ０を計算する。微分ゲインをＧＤとし、入力値をＸ（０）とし、帰還ゲインをＣＤとすると、Ｄ項成分Ｄ０は、下記（４）、（５）、（６）式で計算される。
【００６５】
Ｚ（０）＝Ｘ（０）−Ｘ（−１） （４）
Ｚ（−１）＝Ｚ（０）＋ＣＤ×Ｚ（−１） （５）
Ｄ０＝Ｚ（−１）×ＧＤ （６）
図４の等価回路において、差分演算器１１５、１１６と、加算型積分器１１７、１１８、１１９とアンプ１２０がこの処理に相当する。
【００６６】
（Ｓ４）次に、Ｄ項の計算結果を規定値にリミットする。このため、Ｄ項の計算結果Ｄ０と規定値とを比較する。Ｄ項の計算結果Ｄ０が規定値以上の場合には、Ｄ項の計算結果Ｄ０を、規定値に置き換える。一方、Ｄ項の計算結果Ｄ０が規定値を越えない場合には、Ｄ項の計算結果Ｄ０を用いる。
【００６７】
図４の等価回路において、アンプ１２０の後段に設けられたリミッタ１２１がこの処理に相当する。
【００６８】
（Ｓ５）次に、各項の計算結果を加算して、フィルタ出力ＰＩＤを得る。フィルタ出力ＰＩＤは、下記（７）式により、得られる。
【００６９】
ＰＩＤ＝Ｐ０＋Ｉ０＋Ｄ０ （７）
図４の等価回路において、加算器１２２がこの処理に相当する。
【００７０】
そして、前述のＸ（−１）を、Ｘ（０）に更新して、終了する。
【００７１】
図６は、前述の処理により、微分項の出力結果を規定値にリミットした場合の、ＤＡＣ出力（指示値）、フォーカスコイルの電流、フォーカスエラー信号、オフフォーカス信号の波形図である。図７は、微分項の出力結果を規定値にリミットしない場合の、ＤＡＣ出力（指示値）、フォーカスコイルの電流、フォーカスエラー信号、オフフォーカス信号の波形図である。いずれも、フォーカスエラー信号ＦＥＳにノイズが乗った場合の挙動を示している。
【００７２】
図７の比較例では、ＤＡＣからの指示値に対してフォーカスコイル電流が大きく遅れている状態が見られる。即ち、ノイズに対して最初に応答したＤＡＣ指示値により、片側に大きく電流が流れるが、その後の指示値への応答が遅いため、フォーカスエラー量が大きくなり、最後にはオフフォーカス状態に到る。
【００７３】
これに対し、図６の本発明の場合では、微分計算結果をリミットしているため、フォーカスエラー信号ＦＥＳに乗ったノイズに対する応答が小さくなる。これにより、電流がアンバランスにならず、ノイズ後の挙動が不安定になることを抑制できる。
【００７４】
又、微分項を制限して、比例項と積分項は制限しないため、低域成分は変わらない。このため、低周波数である光ディスクの面振れ等には、充分追従できる。光ディスクの欠陥、振動によるノイズに対して、充分マージンを確保できる。
【００７５】
このリミット処理は、ＤＡＣの出力（指示値）に制限を与えるため、使用はノイズ等の抑制のための場合、即ち、トラッキング時等の安定した状態に限定した方が良い。例えば、シーク制御時には、光ビームがトラックを横切るため、フォーカスエラー信号に高周波数成分を生じる。この場合には、この高周波数に追従することが必要である。従って、シーク制御時には、リミット処理を無効とする。これにより、挙動の大きな変化に対する安定性を確保できる。
【００７６】
同様に、トラックサーボループが開いている時で、且つフォーカスサーボループが閉じている時には、フォーカスエラー信号に、トラックエラー信号のクロストークが生じる。更に、フォーカスエントリー（フォーカス引き込み）の際には、急激な加速量を必要とする。このような場合にも、リミット処理を無効にすることにより、安定性を確保できる。
【００７７】
更に、エラー信号の検出回路の感度やアクチュエータの加速性能のバラツキという入力系／出力系の感度の違いを吸収するために行われるゲイン調整時には、正確な測定結果が要求される。この場合にも、リミット処理を無効とする。これにより、調整結果に対する悪影響を防止できる。
【００７８】
このようなリミット処理の有効／無効を制御するため、ＤＳＰのメインルーチンに設定処理を加えることにより、容易に制御できる。このリミット動作制御を加えたメインルーチンフローを、図８及び図９に示す。
【００７９】
（Ｓ１０）アイドルループにおいて、ＭＰＵ１２からのホストコマンドを受信したかを判定する。
【００８０】
（Ｓ１１）ホストコマンドを受信すると、そのコマンドが何かを判定する。そのコマンドがフォーカスオンコマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、無限大値を設定する。これにより、ステップＳ４では、微分項が無限大値より大きいか判定されるため、リミット動作は無効となる。次に、フォーカスオン処理（フォーカス引き込み処理）を行う。即ち、前述したフォーカスサーボループをオンして、フォーカス引き込みする。そして、アイドルループに戻る。
【００８１】
（Ｓ１２）ホストコマンドがトラックオンコマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、規定値を設定する。これにより、ステップＳ４では、微分項が規定値より大きいか判定されるため、リミット動作は有効となる。次に、トラックオン処理（トラック引き込み処理）を行う。即ち、後述するトラックサーボループをオンして、トラック引き込みする。そして、アイドルループに戻る。
【００８２】
（Ｓ１３）ホストコマンドがシークコマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、無限大値を設定する。これにより、ステップＳ４では、微分項が無限大値より大きいか判定されるため、リミット動作は無効となる。次に、シーク処理する。即ち、ＤＳＰ１６は、トラックゼロクロス信号をカウントして、目標トラックまでの差を演算し、演算結果によりＶＣＭ６８を駆動する。その後、シークが終了したかを判定する。シークが終了すると、規定値設定レジスタに、規定値を設定する。これにより、リミット動作は有効となる。そして、アイドルループに戻る。
【００８３】
（Ｓ１４）ホストコマンドがゲイン調整コマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、無限大値を設定する。これにより、リミット動作は無効となる。次に、ゲイン調整処理する。その後、調整が終了したかを判定する。調整が終了すると、規定値設定レジスタに、規定値を設定する。これにより、リミット動作は有効となる。そして、アイドルループに戻る。
【００８４】
（Ｓ１５）ホストコマンドが他のコマンドである時は、そのコマンドの処理を行い、アイドルループに戻る。
【００８５】
このようにして、規定値設定レジスタの値をコマンドに応じて変化することにより、リミット処理の有効／無効を容易に制御できる。又、設定レジスタの値を設定するだけなので、メインルーチンに簡単な処理を付加するだけで実現できる。
【００８６】
このように、フォーカスエントリー時、トラックサーボオフ時、シーク時、ゲイン調整時に、リミット動作を無効にする。従って、フォーカスサーボがオンで、且つトラックサーボがオンである時に、リミット動作が有効となる。
【００８７】
図１０、図３の他のＰＩＤフィルタの等価回路図、図１１は、図３の他のＰＩＤ計算フロー図である。図１０及び図１１において、図４及び図５に示したもの及びステップと同一のもの及びステップは、同一の記号で示してある。この実施例は、比例項の成分もリミットするものであり、図１０に、図４の構成に加え、比例項の出力をリミットするリミッタ１２３が付加されており、図１１では、比例項の出力をリミットするリミットステップＳ６が付加されている。
【００８８】
（Ｓ６）ステップＳ１で比例項成分Ｐ０を計算すると、Ｐ項の計算結果を規定値にリミットする。このため、Ｐ項の計算結果Ｐ０と規定値１とを比較する。Ｐ項の計算結果Ｐ０が規定値１以上の場合には、Ｐ項の計算結果Ｐ０を、規定値１に置き換える。一方、Ｐ項の計算結果Ｐ０が規定値１を越えない場合には、Ｐ項の計算結果Ｐ０を用いる。そして、ステップＳ２に進む。
【００８９】
図１０の等価回路において、アンプ１１０の後段に設けられたリミッタ１２３がこの処理に相当する。
【００９０】
このように、高域の位相遅れが大きい系の場合には、微分項のみならず、比例項もリミットすることにより、高域の位相遅れが大きい系でも、充分時は、高域の位相遅れを抑圧することができる。又、比例項の規定値１と、微分項の規定値２は、異なる値に設定される。
【００９１】
このようなＰＩＤ計算処理は、他のサーボループにも存在する。このため、他のサーボループのＰＩＤ計算処理にも適用することができる。図１２は、かかる他のサーボループのブロック図である。
【００９２】
先ず、トラックサーポループについて、説明する。ＴＥＳ検出回路４８は、４分割ディテクタ４５の出力からトラックエラー信号ＴＥＳを作成する。このトラックエラー信号ＴＥＳは、レーザー光のトラック中心からのトラック方向の位置ずれ量を示す。トラックエラー信号ＴＥＳは、低域フィルタ（ＬＰＦ）４８−１を通過し、サンプリング周波数の１／２以上の高域ノイズ成分が除去される。
【００９３】
ＤＳＰ１６では、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９２は、前述のトラックエラー信号ＴＥＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９２の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１０３は、デジタル値に入力ゲインＧ３を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【００９４】
入力ゲイン部１０３の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０４に入力される。ＰＩＤフィルタ１０４は、図４で説明した位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０４の出力は、スイッチ１０５を介して、出力ゲイン部１０６に入力される。出力ゲイン部１０６は、その出力に出力ゲインＧ４を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９３に与えられる。ＤＡＣ９３は、このデジタル値をアナログトラック電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）６２に入力し、トラックアクチュエータ（トラックコイル）６４を駆動する。トラックコイル６４は、対物レンズ８０をトラック方向に駆動する。これにより、レーザー光のトラック位置が制御される。
【００９５】
このようなトラックサーボループにおいても、前述の図４、図１０のＰＩＤフィルタを適用できる。これにより、媒体欠陥や振動等による高周波数成分に対するマージンを確保できる。
【００９６】
次に、キャリッジサーボループについて、説明する。ＬＰＯＳセンサ４７は、キャリッジに設けられ、対物レンズ８０のトラック方向の位置を検出する。このＬＰＯＳ信号は、低域フィルタ（ＬＰＦ）４９を通過し、サンプリング周波数の１／２以上の高域ノイズ成分が除去される。
【００９７】
ＤＳＰ１６では、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９４は、前述のＬＰＯＳ信号ＬＰＯＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９４の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１０７は、デジタル値に入力ゲインＧ５を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【００９８】
入力ゲイン部１０７の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０８に入力される。ＰＩＤフィルタ１０８は、図４で説明した位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０８の出力は、スイッチ１１０を介して、出力ゲイン部１１１に入力される。出力ゲイン部１１１は、その出力に出力ゲインＧ６を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９５に与えられる。ＤＡＣ９５は、このデジタル値をアナログＶＣＭ電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）６６に入力し、ＶＣＭ（キャリッジアクアクチュエータ）のコイル６８を駆動する。ＶＣＭ６８は、キャリッジをトラック方向に駆動する。これにより、トラックサーボ時に、対物レンズ８０をキャリッジの中心に位置させることができる。所謂ダブルサーボを行う。
【００９９】
このようなキャリッジサーボループにおいても、前述の図４、図１０のＰＩＤフィルタを適用できる。これにより、振動等による高周波数成分に対するマージンを確保できる。
【０１００】
次に、レンズロックサーボループについて、説明する。ＬＰＯＳセンサ４７のＬＰＯＳ信号は、低域フィルタ（ＬＰＦ）４９を通過し、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９４に入力する。ＡＤＣ９４は、前述のＬＰＯＳ信号ＬＰＯＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９４の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１０７は、デジタル値に入力ゲインＧ５を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【０１０１】
入力ゲイン部１０７の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０８に入力される。ＰＩＤフィルタ１０８は、図４で説明した位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０８の出力は、スイッチ１０９を介して、出力ゲイン部１０６に入力される。出力ゲイン部１０６は、その出力に出力ゲインＧ４を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９３に与えられる。ＤＡＣ９３は、このデジタル値をアナログトラック電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）６２に入力し、トラックアクアクチュエータのコイル６４を駆動する。これにより、トラックサーボスイッチ１０５をオフしたシーク時等において、対物レンズ８０をキャリッジの中心に固定させることができる。
【０１０２】
このようなレンズロックサーボループにおいても、前述の図４、図１０のＰＩＤフィルタを適用できる。これにより、振動等による高周波数成分に対するマージンを確保できる。
【０１０３】
上述の実施の態様の他に、本発明は、次のような変形が可能である。
【０１０４】
（１）前述の実施の態様では、記憶装置として、光磁気ディスク装置を例に説明したが、磁気ディスク装置、光ディスク装置、磁気カード装置、光カード装置等の他の記憶装置に適用できる。
【０１０５】
（２）記録／再生装置を例に説明したが、再生のみ可能な再生装置に適用することもできる。
【０１０６】
以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果を奏する。
【０１０８】
（１）サーボ系の高域での位相遅れが等価的に現れないように、高域の成分であるＰＩＤ計算の微分項の計算結果を規定値に制限する。これにより、高域の位相遅れの大きい系でも、ノイズや高周波成分に対するマージンを確保できる。
【０１０９】
（２）又、低域の成分である積分項の計算結果は、制限されないので、低域での追従性の低下を防止できる。このため、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【０１１０】
（３）オントラック時のみ、制限し、シーク時は、制限しないため、挙動の大きな変化に対する安定性を確保できる。又、サーボエラーが減少し、動作が中断する頻度が減るため、記憶媒体へのアクセス速度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の態様の光磁気ディスク装置のブロック構成図である。
【図２】図１の光ディスクドライブの構成図である。
【図３】図１のフォーカスサーボループのブロック図である。
【図４】図４のＰＩＤフィルタの等価回路図である。
【図５】図４のＰＩＤフィルタのＰＩＤ計算フロー図である。
【図６】本発明の効果を説明するための波形図である。
【図７】本発明の効果を説明するための比較例の波形図である。
【図８】本発明の一実施の形態のリミット動作制御フロー図（その１）である。
【図９】本発明の一実施の形態のリミット動作制御フロー図（その２）である。
【図１０】他のＰＩＤフィルタの等価回路図である。
【図１１】他のＰＩＤフィルタのＰＩＤ計算フロー図である。
【図１２】本発明の他の実施態様の説明するための他のサーボループのブロック図である。
【符号の説明】
１２ ＭＰＵ
１６ ＤＳＰ
４５ ４分割ディテクタ
４６ ＴＥＳ検出回路
４８ ＦＥＳ検出回路
６０ フォーカスアクチュエータ
６４ トラックアクチュエータ
７２ 光磁気ディスク
７６ 光学ヘッド
１０１ ＰＩＤフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、記憶媒体のトラックのデータを、ヘッドにより読み取る記憶装置のサーボ制御方法及びそのサーボ制御回路、記憶装置に関し、特に、ヘッドの光ビームを目的位置に位置つけるための記憶装置のサーボ制御方法及びそのサーボ制御回路、記憶装置に関する。
【０００２】
光ディスク、磁気ディスク等の記憶媒体を使用した記憶装置は、広く利用されている。例えば、光ディスク装置は、ＣＤプレーヤー、ＣＤ−Ｒドライブ、光磁気ドライブ等がある。このような記憶媒体を利用した再生装置や記録／再生装置では、ヘッドの読み取り位置を目的位置に位置つけることが必要である。
【０００３】
【従来の技術】
かかる記憶媒体を利用した記憶装置では、ヘッドの読み取り位置を記憶媒体の目標位置に位置付けるために、サーボ制御部が設けられている。このサーボ制御部は、ヘッドの読み取り位置と目的位置との位置ずれを示すエラー信号を検出して、ヘッドの読み取り位置を目的位置に追従させる制御を行う。このサーボ制御を、コンピュータの外部記憶装置として利用されている光磁気ディスク装置を例に説明する。
【０００４】
光磁気ディスク装置では、データ蓄積部として、光磁気ディスク媒体を使用する。このディスク媒体は、基板と、基板上に形成された磁性体からなる記録層とを有している。この媒体は、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。この媒体には、データを記録再生するためのデータトラックが設けられている。一般に、ディスク媒体の基板上には、グルーブ（トラッキング案内溝）がスパイラル状に設けられている。このグルーブとグルーブに挟まれたランドに、データの記録再生トラックが設けられている。
【０００５】
このトラックに、光学ヘッドの光ビームをトラッキングする。そして、記録時には、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。又、情報を再生する時は、磁気光学効果を利用して、光ビームの反射光から情報を再生する。記録再生を行うためには、レーザーダイオードのレーザー光を、光学ヘッドの対物レンズを通して、ディスク媒体の媒体面（記録面）に集光する。この集光状態を保持し、且つ常にジャストフォーカス（合焦点）状態に保つ必要がある。このためのサーボ制御は、フォーカスサーボ制御と呼ばれている。
【０００６】
又、上記したデータトラックにデータを記録／再生するには、上記ジャストフォーカス状態のレーザービームを、データトラックに追従させる必要がある。このサーボ制御は、トラックサーボ制御と呼ばれている。
【０００７】
更に、トラックサーボ制御と併用して、トラックアクチュエータの位置をキャリッジ（光学ヘッド）の中央の位置に保つように、キャリッジを駆動するＶＣＭをサーボ制御する。これをキャリッジサーボ制御と呼んでいる。
【０００８】
又、シーク時等に、光学ヘッドの対物レンズをキャリッジの中央にロックするように、トラックアクチュエータをサーボ制御する。これを、レンズロックサーボと呼んでいる。
【０００９】
従来のかかるサーボ制御システムを、フォーカスサーボシステムにより、説明する。尚、トラックサーボ、キャリッジサーボも、レンズロックサーボも基本的に同一である。
【００１０】
光学ヘッドからの光ディスクに照射された光ビームの反射光を、光学ヘッドが受光する。フォーカスエラー検出回路は、反射光からフォーカス方向の合焦点位置からの位置ずれ量を示すフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を発生する。フォーカスサーボ制御は、このフォーカスエラー信号から、フォーカス位置ずれ量がなくなるようなフォーカス駆動信号を生成する。このフォーカス駆動信号により、光学ヘッドの対物レンズをフォーカス方向に移動するトラックアクチュエータを駆動して、光ビームのフォーカス位置を記録面に追従させる。
【００１１】
このフォーカスエラー信号から、フォーカス駆動信号を生成するため、ＰＩＤフィルタが使用される。ＰＩＤフィルタは、エラー信号を比例した信号（Ｐ項）と、エラー信号を積分した信号（Ｉ項）と、エラー信号を微分した信号（Ｄ項）とを計算し、各項の計算結果を加算する。この内、Ｐ項は、通過フィルターに相当し、Ｉ項は、低域補償を行うローパスフィルター（ＬＰＦ）に相当し、Ｄ項は、位相補償を行うハイパスフィルター（ＨＰＦ）に相当する。
【００１２】
ＰＩＤフィルタにより低域補償及び位相補償された加算結果が指示値として、パワーアンプに出力され、フォーカスアクチュエータを駆動する。このような低域補償及び位相補償により、安定なフィードバック制御が可能となる。
【００１３】
しかし、高域においては、パワーアンプの特性やフォーカスアクチュエータのコイルのインダクタンスにより、位相特性が遅れる。このため、加算結果（指示値）による電流がそのままフォーカスコイルに流れることはなく、立ち上がりの鈍った電流により、フォーカスコイルは駆動される。同様のことが、トラックサーボ系、キャリッジサーボ系、レンズロックサーボ系でも生じる。
【００１４】
このため、媒体欠陥や外部振動により、高周波ノイズ等がフォーカスエラー信号に発生すると、サーボ系は、そのノイズに対しても追従しようとするため、大電流を流すような指示値が出力される。この指示値に対し、前述した理由で、フォーカスアクチュエータに流れる実電流が遅れる。例えば、ノイズに対して最初に応答した指示値により、片側に大きく電流が流れる。その後の指示値への応答が遅いため、フォーカス系が安定せずに、オフフォーカス状態に到る。
【００１５】
このような大電流を制限するため、シーク（トラック横断）時にのみ、フォーカスアクチュエータに流れる電流値を制限する方法が提案されている（例えば、日本国特許公開昭和６１年１７７６４４号公報）。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、次の問題があった。
【００１７】
従来の方法は、電流全体を制限して、大電流を流さないことにより、フォーカスコイルの焼損を防止するものであった。この方法では、電流全体を制限することにより、指示値に等価的に位相遅れが現ることを防止できるが、低域成分も制限するため、低域の位置ずれの追従性が著しく低下するという問題があった。例えば、光ディスクの面振れに対するフォーカス方向の追従性が低下する。又、光ディスクの偏心に対するトラック方向の追従性が低下する。従来の方法は、シーク（トラック横断）時にのみ、電流値を制限するため、追従性が問題にならなかった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、低域での追従性を保ったまま、高域での位相遅れを等化的に抑制するための記憶装置のサーボ制御方法、サーボ制御回路及び記憶装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、ノイズや高周波成分への過応答を防止するための記憶装置のサーボ制御方法、サーボ制御回路及び記憶装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、光記憶媒体の面振れや偏心への追従性を保ったまま、ノイズや高周波成分に対するマージンを確保するための記憶装置のサーボ制御方法、サーボ制御回路及び記憶装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヘッドが記憶媒体から情報を読み取る記憶装置のサーボ制御方法である。本発明の一態様では、サーボ制御方法は、前記ヘッドの読み取り位置と目標位置との位置ずれ量を検出するステップと、前記検出された位置ずれ量をＰＩＤ計算するステップと、その計算結果を基に、前記ヘッドの読み取り位置を前記目標位置に位置つけるためのアクチュエータを駆動するステップとを有する。このＰＩＤ計算ステップは、前記位置ずれ量の比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を計算するステップと、前記ヘッドが前記記憶媒体にオントラック時は、前記微分項成分の値が規定値以上であれば、前記微分項成分の値を規定値に制限し、前記比例項成分、積分項成分、前記制限された微分項成分の各々の値を加算し、前記ヘッドが、前記記憶媒体を、シークする時は、前記比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を加算するステップとを有する。
【００２２】
本発明では、問題が高域での位相遅れであることを見いだした。このため、サーボ系の高域での位相遅れが等価的に現れないように、高域の成分であるＰＩＤ計算の微分項の計算結果を規定値に制限する。これにより、高域の位相遅れの大きい系でも、ノイズや高周波成分に対するマージンを確保できる。又、低域の成分である積分項の計算結果は、制限されないので、低域での追従性の低下を防止できる。このため、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２３】
又、本発明の他の態様では、前記駆動ステップは、前記ヘッドの光ビームを前記目標位置に位置付けるためのアクチュエータを駆動するステップからなる。光記憶媒体の目標位置に光ビームを位置付けるサーボ系に適用したので、面振れの大きい光記憶媒体や偏心の大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２４】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームの前記記憶媒体の合焦点位置からの位置ずれを検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記光ビームを前記記憶媒体の記録面に合焦するフォーカスアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００２５】
光ビームのフォーカスサーボ制御に適用したので、面振れの大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２６】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームの前記光記憶媒体のトラック中心からの位置ずれを検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従するトラックアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００２７】
光ビームのトラックサーボ制御に適用したので、偏りの大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００２８】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従するためのトラックアクチュエータの位置を検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記トラックアクチュエータを搭載するキャリッジを駆動するキャリッジアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００２９】
光ビームのキャリッジサーボ制御に適用したので、偏りの大きい光記憶媒体でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００３０】
又、本発明の他の態様では、前記検出するステップは、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従するためのトラックアクチュエータの位置を検出するステップからなり、前記駆動ステップは、前記トラックアクチュエータを駆動するステップからなる。
【００３１】
光ビームのレンズロックサーボ制御に適用したので、レンズ位置制御の追従性を低下することなく、振動等による高域での位相遅れを防止できる。
【００３２】
又、本発明の他の態様では、前記ＰＩＤ計算ステップは、前記ＰＩＤ計算の比例項の計算結果を規定値に制限するステップを更に有する。
【００３３】
微分項のみ制限では、充分に高域の位相遅れを抑制できない場合には、比例項の制限も行い、高域の位相遅れを補償する。
【００３４】
又、本発明の他の態様では、前記光ビームを前記記憶媒体のトラックに追従制御している時に、前記制限ステップを実行するステップを更に有する。制限処理は、指示値の出力を制限することになり、追従性が若干低下する。このため、制限処理は、トラッキング時の安定した状態に限定する。従って、充分な追従性が要求されるシーク時、フォーカス引き込み時、トラックサーボオフ時等は、制限処理を禁止する。これにより、シーク時等の安定性も確保できる。
【００３５】
又、本発明のサーボ制御装置の一態様は、ヘッドが記憶媒体の情報を読み取る記憶装置のサーボ制御装置において、前記ヘッドの読み取り位置を目標位置に位置付けるためのアクチュエータと、前記読み取り位置と前記目標位置との位置ずれ量を検出する検出回路と、前記検出された位置ずれ量をＰＩＤ計算する制御回路と、その計算結果を基に、前記アクチュエータを駆動する駆動回路とを有する。そして、前記制御回路は、前記ＰＩＤ計算の微分項の計算結果を規定値に制限する。
【００３６】
この態様でも、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態の光磁気ディスク装置のブロック図、図２は図１の光ディスクドライブの構成図である。
【００３８】
図１に示すように、光磁気ディスク装置は、コントロールユニット１０とディスクドライブ１１とを備える。ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１２は、光磁気ディスク装置の全体的制御を行う。インターフェース１７は、ホスト装置（図示せず）との間でコマンド及びデータのやり取りを行う。光ディスクコントローラ（ＯＤＣ）１４は、光磁気ディスク（ＭＯ）のリード／ライトに必要な処理を行う。ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１６は、ＭＰＵ１２の指示に基づいて、後述する各機構部を制御する。バッファメモリ（ＲＡＭ）１８は、ＭＰＵ１２、ＯＤＣ１４、インターフェース１７で共用され、ライトデータの格納、リードデータの格納を行う。
【００３９】
ＯＤＣ１４には、フォーマッタ１４−１と誤り訂正符号（ＥＣＣ）処理部１４−２が設けられている。フォーマッタ１４−１は、ライトアクセス時には、ＮＲＺライトデータを、光ディスクのセクタ単位に分割し、記録フォーマットを生成する。ＥＣＣ処理部１４−２は、セクターデータ単位に、ＥＣＣを生成し、セクターデータに付加する。又、ＥＣＣ処理部１４−２は、必要に応じて、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号を生成して、付加する。更に、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣの付加されたセクターデータを、１−７ランレングスリミテッド符号（ＲＬＬ）に変換する。
【００４０】
リードアクセス時には、ＥＣＣ処理部１４−２は、リードされたセクターデータを１−７ＲＬＬ逆変換した後、ＣＲＣ検査を行う。そして、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣによる誤り検出及び誤り訂正を行う。更に、フォーマッタ１４−１は、セクタ単位のＮＲＺデータを連結して、ＮＲＺリードデータのストリームを作成する。このデータストリームは、バッファメモリ１８を経由して、インターフェース１７からホスト装置に転送される。
【００４１】
ライトＬＳＩ回路２０は、ライト変調部２１とレーザーダイオード制御回路２２とを有する。ライト変調部２１は、光磁気ディスクの種類に応じて、ライトデータを、ピットポジションモジュレーション（ＰＰＭ）記録（マーク記録ともいう）又はパルスウィドスモジュレーション（ＰＷＭ）記録（エッジ記録ともいう）のデータ形式のデータに変調する。レーザーダイオード制御回路２２は、この変調されたデータにより、ドライブ１１の光学ユニットのレーザーダイオードユニット３０を制御する。このレーザーダイオードユニット３０は、光磁気ディスクにレーザー光を照射するレーザーダイオード３０−１と、モニタ用ディテクタ３０−２とを有する。
【００４２】
リードＬＳＩ回路２４は、ＡＧＣ（自動ゲイン制御）回路、フィルタ、セクターマーク検出回路を備えるリード復調部２５、周波数シンセサイザ２６を備える。リード復調部２５は、入力されたＩＤ信号又はＭＯ信号からリードクロック及びリードデータを生成した後、ＰＰＭデータ又はＰＷＭデータを元のＮＲＺデータに復調する。ドライブ１１の光学ヘッドのＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２は、光磁気ディスクの戻り光を検出し、ＩＤ信号／ＭＯ信号が、ヘッドアンプ３４を介してリードＬＳＩ回路２４に入力される。周波数シンセサイザ２６は、光磁気ディスクのゾーンに対応した周波数のクロックを、リードクロックとして発生する。
【００４３】
ドライブ１１に設けられた温度センサ３６は、ドライブの温度を検出する。検出された温度は、ＤＳＰ１６を介してＭＰＵ１２に与えられ、ＭＰＵ１２は、検出温度に基づき、レーザーダイオード制御回路２２のリード、ライト及びイレーズの各発光パワーを最適値に制御する。
【００４４】
スピンドルモータ４０は、光磁気ディスクを回転する。ＤＳＰ１６は、ＭＰＵ１２の指示に応じて、スピンドルモータ４０を、ドライバ３８を介して制御する。電磁石４４は、記録時及び消去時に、ロードされた光磁気ディスクに外部磁界を供給する。ＤＳＰ１６は、ＭＰＵ１２の指示に応じて、電磁石４４を、ドライバ４２を介して制御する。４分割ディテクタ４５は、光磁気ディスクからの戻り光を検出する。ＦＥＳ検出回路４６は、４分割ディテクタ４５の出力からフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＤＳＰ１６は、後述するフォーカスサーボループを用いて、フォーカス駆動信号を生成し、ドライバ５８を介してフォーカスアクチュエータ６０を制御する。フォーカスアクチュエータ６０は、光学ヘッドの対物レンズをフォーカス方向に駆動する。これにより、フォーカスサーボ制御が行われる。
【００４５】
ＴＥＳ検出回路４８は、４分割ディテクタ４５の出力からトラックエラー信号（ＴＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＴＥＳは、トラックゼロクロス（ＴＺＣ）検出回路５０にも入力される。ＴＺＣ検出回路５０は、ＴＺＣパルスを生成し、ＤＳＰ１６に入力する。
【００４６】
ＤＳＰ１６は、このＴＥＳを基に、後述するトラックサーボループを用いて、トラック駆動信号を生成し、ドライバ６２を介してトラック（レンズ）アクチュエータ６４を制御する。トラックアクチュエータ６４は、光学ヘッドの対物レンズをトラック方向に駆動する。これにより、トラックサーボ制御が行われる。
【００４７】
又、ＤＳＰ１６は、ＴＺＣを基に、シーク制御を行い、ドライバ６６を介してボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６８を制御する。ＶＣＭ６８は、光学ヘッドを移動する。
【００４８】
レンズ位置（ＬＰＯＳ）センサ４７は、光学ユニットの対物レンズの位置を検出する。このＬＰＯＳ信号は、検出回路４９を介してＤＳＰ１６に与えられる。ダブルサーボ時に、ＤＳＰ１６は、ＬＰＯＳ信号を基に、キャリッジサーボループを用いて、キャリッジ（ＶＣＭ）駆動信号を生成して、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６８を制御する。
【００４９】
又、シーク時や、トラックサーボループが開放されている時に、ＤＳＰ１６は、ＬＰＯＳ信号を基に、レンズロックサーボループを用いて、トラック（レンズ）アクチュエータ６４を制御する。
【００５０】
図２は、図１の光磁気ディスクドライブ１１の構成図である。図２に示すように、ハウジング６７内に、前述したスピンドルモータ４０が設けられている。光磁気ディスクカートリッジ７０は、インレット６９から挿入される。カートリッジ７０内の光磁気ディスク７２は、スピンドルモータ４０により回転される。
【００５１】
光学ヘッドは、キャリッジ７６と固定光学系７８で構成される。キャリッジ７６は、レール８４に沿って、ＶＣＭ６８（図１参照）により、光磁気ディスク７２のトラック横断方向に移動する。キャリッジ７６は、対物レンズ８０、方向変換プリズム８２、フォーカスアクチュエータ６０、トラックアクチュエータ６４、レンズ位置センサ４７等を備える。固定光学系７８は、前述したレーザーダイオードユニット３０、ＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２、４分割ディテクタ４５（図１参照）を備える。
【００５２】
図３は、図１のフォーカスサーボループのブロック図である。図３において、図１及び図２に示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
【００５３】
ＦＥＳ検出回路４６は、４分割ディテクタ４５の出力からフォーカスエラー信号ＦＥＳを作成する。このフォーカスエラー信号ＦＥＳは、レーザー光の記録面からのフォーカス方向の位置ずれ量を示す。フォーカスエラー信号ＦＥＳは、低域フィルタ（ＬＰＦ）４６−１を通過し、サンプリング周波数の１／２以上の高域ノイズ成分が除去される。
【００５４】
ＤＳＰ１６では、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９０は、前述のフォーカスエラー信号ＦＥＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９０の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１００は、デジタル値に入力ゲインＧ１を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【００５５】
入力ゲイン部１００の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０１に入力される。ＰＩＤフィルタ１０１は、図４で説明する位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０１の出力は、スイッチＳＷを介して出力ゲイン部１０２に入力される。出力ゲイン部１０２は、その出力に出力ゲインＧ２を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９１に与えられる。ＤＡＣ９１は、このデジタル値をアナログフォーカス電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）５８に入力し、フォーカスアクチュエータ（フォーカスコイル）６０を駆動する。フォーカスコイル６０は、対物レンズ８０をフォーカス方向に駆動する。これにより、レーザー光の焦点位置が制御される。
【００５６】
エラー信号検出回路の検出感度や、フォーカスアクチュエータの加速性能等は、ドライブによってばらつく。ドライブ毎の差を取り除くことが、より安定した制御に必要となる。このドライブ間の差を吸収する処理が、ゲイン調整処理である。入力ゲイン、出力ゲインは、このゲイン調整時に設定され、ドライブに固有の値に調整される。
【００５７】
尚、ＤＳＰ１６のＡＤＣ９０、ＤＡＣ９１は、ハードウェアであるが、入力ゲイン部１００、ＰＩＤフィルタ１０１、出力ゲイン部１０２は、ＤＳＰ１６のソフトウェアである。
【００５８】
図４は、図３のＰＩＤフィルタの等価回路図、図５は、図３のＰＩＤ計算フロー図、図６は、本発明の効果を説明する図、図７は、比較例の説明図である。
【００５９】
図５の計算フローを、図４の等価回路を参照しながら説明する。
【００６０】
（Ｓ１）先ず、Ｐ項（比例項）成分Ｐ０を計算する。比例ゲインをＧＰとし、入力値をＸ（０）とすると、Ｐ項成分Ｐ０は、下記（１）式で計算される。
【００６１】
Ｐ０＝Ｘ（０）×ＧＰ （１）
図４の等価回路のアンプ１１０がこの処理に相当する。
【００６２】
（Ｓ２）次に、Ｉ項（積分項）成分Ｉ０を計算する。積分ゲインをＧＩとし、入力値をＸ（０）とし、帰還ゲインをＣＩとすると、Ｉ項成分Ｉ０は、下記（２）、（３）式で計算される。
【００６３】
Ｙ（−１）＝Ｘ（０）＋Ｃ１×Ｙ（−１） （２）
Ｉ０＝Ｙ（−１）×ＧＩ （３）
図４の等価回路において、加算型積分器１１１、１１２、１１３とアンプ１１４がこの処理に相当する。
【００６４】
（Ｓ３）次に、Ｄ項（微分項）成分Ｄ０を計算する。微分ゲインをＧＤとし、入力値をＸ（０）とし、帰還ゲインをＣＤとすると、Ｄ項成分Ｄ０は、下記（４）、（５）、（６）式で計算される。
【００６５】
Ｚ（０）＝Ｘ（０）−Ｘ（−１） （４）
Ｚ（−１）＝Ｚ（０）＋ＣＤ×Ｚ（−１） （５）
Ｄ０＝Ｚ（−１）×ＧＤ （６）
図４の等価回路において、差分演算器１１５、１１６と、加算型積分器１１７、１１８、１１９とアンプ１２０がこの処理に相当する。
【００６６】
（Ｓ４）次に、Ｄ項の計算結果を規定値にリミットする。このため、Ｄ項の計算結果Ｄ０と規定値とを比較する。Ｄ項の計算結果Ｄ０が規定値以上の場合には、Ｄ項の計算結果Ｄ０を、規定値に置き換える。一方、Ｄ項の計算結果Ｄ０が規定値を越えない場合には、Ｄ項の計算結果Ｄ０を用いる。
【００６７】
図４の等価回路において、アンプ１２０の後段に設けられたリミッタ１２１がこの処理に相当する。
【００６８】
（Ｓ５）次に、各項の計算結果を加算して、フィルタ出力ＰＩＤを得る。フィルタ出力ＰＩＤは、下記（７）式により、得られる。
【００６９】
ＰＩＤ＝Ｐ０＋Ｉ０＋Ｄ０ （７）
図４の等価回路において、加算器１２２がこの処理に相当する。
【００７０】
そして、前述のＸ（−１）を、Ｘ（０）に更新して、終了する。
【００７１】
図６は、前述の処理により、微分項の出力結果を規定値にリミットした場合の、ＤＡＣ出力（指示値）、フォーカスコイルの電流、フォーカスエラー信号、オフフォーカス信号の波形図である。図７は、微分項の出力結果を規定値にリミットしない場合の、ＤＡＣ出力（指示値）、フォーカスコイルの電流、フォーカスエラー信号、オフフォーカス信号の波形図である。いずれも、フォーカスエラー信号ＦＥＳにノイズが乗った場合の挙動を示している。
【００７２】
図７の比較例では、ＤＡＣからの指示値に対してフォーカスコイル電流が大きく遅れている状態が見られる。即ち、ノイズに対して最初に応答したＤＡＣ指示値により、片側に大きく電流が流れるが、その後の指示値への応答が遅いため、フォーカスエラー量が大きくなり、最後にはオフフォーカス状態に到る。
【００７３】
これに対し、図６の本発明の場合では、微分計算結果をリミットしているため、フォーカスエラー信号ＦＥＳに乗ったノイズに対する応答が小さくなる。これにより、電流がアンバランスにならず、ノイズ後の挙動が不安定になることを抑制できる。
【００７４】
又、微分項を制限して、比例項と積分項は制限しないため、低域成分は変わらない。このため、低周波数である光ディスクの面振れ等には、充分追従できる。光ディスクの欠陥、振動によるノイズに対して、充分マージンを確保できる。
【００７５】
このリミット処理は、ＤＡＣの出力（指示値）に制限を与えるため、使用はノイズ等の抑制のための場合、即ち、トラッキング時等の安定した状態に限定した方が良い。例えば、シーク制御時には、光ビームがトラックを横切るため、フォーカスエラー信号に高周波数成分を生じる。この場合には、この高周波数に追従することが必要である。従って、シーク制御時には、リミット処理を無効とする。これにより、挙動の大きな変化に対する安定性を確保できる。
【００７６】
同様に、トラックサーボループが開いている時で、且つフォーカスサーボループが閉じている時には、フォーカスエラー信号に、トラックエラー信号のクロストークが生じる。更に、フォーカスエントリー（フォーカス引き込み）の際には、急激な加速量を必要とする。このような場合にも、リミット処理を無効にすることにより、安定性を確保できる。
【００７７】
更に、エラー信号の検出回路の感度やアクチュエータの加速性能のバラツキという入力系／出力系の感度の違いを吸収するために行われるゲイン調整時には、正確な測定結果が要求される。この場合にも、リミット処理を無効とする。これにより、調整結果に対する悪影響を防止できる。
【００７８】
このようなリミット処理の有効／無効を制御するため、ＤＳＰのメインルーチンに設定処理を加えることにより、容易に制御できる。このリミット動作制御を加えたメインルーチンフローを、図８及び図９に示す。
【００７９】
（Ｓ１０）アイドルループにおいて、ＭＰＵ１２からのホストコマンドを受信したかを判定する。
【００８０】
（Ｓ１１）ホストコマンドを受信すると、そのコマンドが何かを判定する。そのコマンドがフォーカスオンコマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、無限大値を設定する。これにより、ステップＳ４では、微分項が無限大値より大きいか判定されるため、リミット動作は無効となる。次に、フォーカスオン処理（フォーカス引き込み処理）を行う。即ち、前述したフォーカスサーボループをオンして、フォーカス引き込みする。そして、アイドルループに戻る。
【００８１】
（Ｓ１２）ホストコマンドがトラックオンコマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、規定値を設定する。これにより、ステップＳ４では、微分項が規定値より大きいか判定されるため、リミット動作は有効となる。次に、トラックオン処理（トラック引き込み処理）を行う。即ち、後述するトラックサーボループをオンして、トラック引き込みする。そして、アイドルループに戻る。
【００８２】
（Ｓ１３）ホストコマンドがシークコマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、無限大値を設定する。これにより、ステップＳ４では、微分項が無限大値より大きいか判定されるため、リミット動作は無効となる。次に、シーク処理する。即ち、ＤＳＰ１６は、トラックゼロクロス信号をカウントして、目標トラックまでの差を演算し、演算結果によりＶＣＭ６８を駆動する。その後、シークが終了したかを判定する。シークが終了すると、規定値設定レジスタに、規定値を設定する。これにより、リミット動作は有効となる。そして、アイドルループに戻る。
【００８３】
（Ｓ１４）ホストコマンドがゲイン調整コマンドである時は、先ず、前述のステップＳ４で使用される規定値設定レジスタに、無限大値を設定する。これにより、リミット動作は無効となる。次に、ゲイン調整処理する。その後、調整が終了したかを判定する。調整が終了すると、規定値設定レジスタに、規定値を設定する。これにより、リミット動作は有効となる。そして、アイドルループに戻る。
【００８４】
（Ｓ１５）ホストコマンドが他のコマンドである時は、そのコマンドの処理を行い、アイドルループに戻る。
【００８５】
このようにして、規定値設定レジスタの値をコマンドに応じて変化することにより、リミット処理の有効／無効を容易に制御できる。又、設定レジスタの値を設定するだけなので、メインルーチンに簡単な処理を付加するだけで実現できる。
【００８６】
このように、フォーカスエントリー時、トラックサーボオフ時、シーク時、ゲイン調整時に、リミット動作を無効にする。従って、フォーカスサーボがオンで、且つトラックサーボがオンである時に、リミット動作が有効となる。
【００８７】
図１０、図３の他のＰＩＤフィルタの等価回路図、図１１は、図３の他のＰＩＤ計算フロー図である。図１０及び図１１において、図４及び図５に示したもの及びステップと同一のもの及びステップは、同一の記号で示してある。この実施例は、比例項の成分もリミットするものであり、図１０に、図４の構成に加え、比例項の出力をリミットするリミッタ１２３が付加されており、図１１では、比例項の出力をリミットするリミットステップＳ６が付加されている。
【００８８】
（Ｓ６）ステップＳ１で比例項成分Ｐ０を計算すると、Ｐ項の計算結果を規定値にリミットする。このため、Ｐ項の計算結果Ｐ０と規定値１とを比較する。Ｐ項の計算結果Ｐ０が規定値１以上の場合には、Ｐ項の計算結果Ｐ０を、規定値１に置き換える。一方、Ｐ項の計算結果Ｐ０が規定値１を越えない場合には、Ｐ項の計算結果Ｐ０を用いる。そして、ステップＳ２に進む。
【００８９】
図１０の等価回路において、アンプ１１０の後段に設けられたリミッタ１２３がこの処理に相当する。
【００９０】
このように、高域の位相遅れが大きい系の場合には、微分項のみならず、比例項もリミットすることにより、高域の位相遅れが大きい系でも、充分時は、高域の位相遅れを抑圧することができる。又、比例項の規定値１と、微分項の規定値２は、異なる値に設定される。
【００９１】
このようなＰＩＤ計算処理は、他のサーボループにも存在する。このため、他のサーボループのＰＩＤ計算処理にも適用することができる。図１２は、かかる他のサーボループのブロック図である。
【００９２】
先ず、トラックサーポループについて、説明する。ＴＥＳ検出回路４８は、４分割ディテクタ４５の出力からトラックエラー信号ＴＥＳを作成する。このトラックエラー信号ＴＥＳは、レーザー光のトラック中心からのトラック方向の位置ずれ量を示す。トラックエラー信号ＴＥＳは、低域フィルタ（ＬＰＦ）４８−１を通過し、サンプリング周波数の１／２以上の高域ノイズ成分が除去される。
【００９３】
ＤＳＰ１６では、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９２は、前述のトラックエラー信号ＴＥＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９２の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１０３は、デジタル値に入力ゲインＧ３を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【００９４】
入力ゲイン部１０３の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０４に入力される。ＰＩＤフィルタ１０４は、図４で説明した位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０４の出力は、スイッチ１０５を介して、出力ゲイン部１０６に入力される。出力ゲイン部１０６は、その出力に出力ゲインＧ４を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９３に与えられる。ＤＡＣ９３は、このデジタル値をアナログトラック電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）６２に入力し、トラックアクチュエータ（トラックコイル）６４を駆動する。トラックコイル６４は、対物レンズ８０をトラック方向に駆動する。これにより、レーザー光のトラック位置が制御される。
【００９５】
このようなトラックサーボループにおいても、前述の図４、図１０のＰＩＤフィルタを適用できる。これにより、媒体欠陥や振動等による高周波数成分に対するマージンを確保できる。
【００９６】
次に、キャリッジサーボループについて、説明する。ＬＰＯＳセンサ４７は、キャリッジに設けられ、対物レンズ８０のトラック方向の位置を検出する。このＬＰＯＳ信号は、低域フィルタ（ＬＰＦ）４９を通過し、サンプリング周波数の１／２以上の高域ノイズ成分が除去される。
【００９７】
ＤＳＰ１６では、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９４は、前述のＬＰＯＳ信号ＬＰＯＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９４の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１０７は、デジタル値に入力ゲインＧ５を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【００９８】
入力ゲイン部１０７の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０８に入力される。ＰＩＤフィルタ１０８は、図４で説明した位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０８の出力は、スイッチ１１０を介して、出力ゲイン部１１１に入力される。出力ゲイン部１１１は、その出力に出力ゲインＧ６を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９５に与えられる。ＤＡＣ９５は、このデジタル値をアナログＶＣＭ電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）６６に入力し、ＶＣＭ（キャリッジアクアクチュエータ）のコイル６８を駆動する。ＶＣＭ６８は、キャリッジをトラック方向に駆動する。これにより、トラックサーボ時に、対物レンズ８０をキャリッジの中心に位置させることができる。所謂ダブルサーボを行う。
【００９９】
このようなキャリッジサーボループにおいても、前述の図４、図１０のＰＩＤフィルタを適用できる。これにより、振動等による高周波数成分に対するマージンを確保できる。
【０１００】
次に、レンズロックサーボループについて、説明する。ＬＰＯＳセンサ４７のＬＰＯＳ信号は、低域フィルタ（ＬＰＦ）４９を通過し、ＤＳＰ１６に設けられたアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）９４に入力する。ＡＤＣ９４は、前述のＬＰＯＳ信号ＬＰＯＳをデジタル値に変換する。ＡＤＣ９４の出力は、サンプリング周波数毎に、ＤＳＰ１６に読み込まれる。ＤＳＰ１６の入力ゲイン部１０７は、デジタル値に入力ゲインＧ５を乗算して、入力感度（回路定数、信号感度等）のバラツキを吸収する。
【０１０１】
入力ゲイン部１０７の出力は、ＰＩＤフィルタ（計算部）１０８に入力される。ＰＩＤフィルタ１０８は、図４で説明した位相補償処理を行う。ＰＩＤフィルタ１０８の出力は、スイッチ１０９を介して、出力ゲイン部１０６に入力される。出力ゲイン部１０６は、その出力に出力ゲインＧ４を乗算し、出力感度（ドライバの駆動感度、アクチュエータの加速度等）のバラツキを吸収する。この出力（指示値）は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）９３に与えられる。ＤＡＣ９３は、このデジタル値をアナログトラック電流に変換して、ドライバ（パワーアンプ）６２に入力し、トラックアクアクチュエータのコイル６４を駆動する。これにより、トラックサーボスイッチ１０５をオフしたシーク時等において、対物レンズ８０をキャリッジの中心に固定させることができる。
【０１０２】
このようなレンズロックサーボループにおいても、前述の図４、図１０のＰＩＤフィルタを適用できる。これにより、振動等による高周波数成分に対するマージンを確保できる。
【０１０３】
上述の実施の態様の他に、本発明は、次のような変形が可能である。
【０１０４】
（１）前述の実施の態様では、記憶装置として、光磁気ディスク装置を例に説明したが、磁気ディスク装置、光ディスク装置、磁気カード装置、光カード装置等の他の記憶装置に適用できる。
【０１０５】
（２）記録／再生装置を例に説明したが、再生のみ可能な再生装置に適用することもできる。
【０１０６】
以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果を奏する。
【０１０８】
（１）サーボ系の高域での位相遅れが等価的に現れないように、高域の成分であるＰＩＤ計算の微分項の計算結果を規定値に制限する。これにより、高域の位相遅れの大きい系でも、ノイズや高周波成分に対するマージンを確保できる。
【０１０９】
（２）又、低域の成分である積分項の計算結果は、制限されないので、低域での追従性の低下を防止できる。このため、追従性を低下することなく、高域での位相遅れを防止できる。
【０１１０】
（３）オントラック時のみ、制限し、シーク時は、制限しないため、挙動の大きな変化に対する安定性を確保できる。又、サーボエラーが減少し、動作が中断する頻度が減るため、記憶媒体へのアクセス速度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の態様の光磁気ディスク装置のブロック構成図である。
【図２】図１の光ディスクドライブの構成図である。
【図３】図１のフォーカスサーボループのブロック図である。
【図４】図４のＰＩＤフィルタの等価回路図である。
【図５】図４のＰＩＤフィルタのＰＩＤ計算フロー図である。
【図６】本発明の効果を説明するための波形図である。
【図７】本発明の効果を説明するための比較例の波形図である。
【図８】本発明の一実施の形態のリミット動作制御フロー図（その１）である。
【図９】本発明の一実施の形態のリミット動作制御フロー図（その２）である。
【図１０】他のＰＩＤフィルタの等価回路図である。
【図１１】他のＰＩＤフィルタのＰＩＤ計算フロー図である。
【図１２】本発明の他の実施態様の説明するための他のサーボループのブロック図である。
【符号の説明】
１２ ＭＰＵ
１６ ＤＳＰ
４５ ４分割ディテクタ
４６ ＴＥＳ検出回路
４８ ＦＥＳ検出回路
６０ フォーカスアクチュエータ
６４ トラックアクチュエータ
７２ 光磁気ディスク
７６ 光学ヘッド
１０１ ＰＩＤフィルタ
Claims (6)
- ヘッドが記憶媒体から情報を読み取る記憶装置のサーボ制御方法において、
前記ヘッドの読み取り位置と目標位置との位置ずれ量を検出するステップと、
前記検出された位置ずれ量をＰＩＤ計算するステップと、
その計算結果を基に、前記ヘッドの読み取り位置を前記目標位置に位置つけるためのアクチュエータを駆動するステップとを有し、
前記ＰＩＤ計算ステップは、
前記位置ずれ量の比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を計算するステップと、
前記ヘッドが前記記憶媒体にオントラック時は、前記微分項成分の値が規定値以上であれば、前記微分項成分の値を規定値に制限し、前記比例項成分、積分項成分、前記制限された微分項成分の各々の値を加算し、前記ヘッドが、前記記憶媒体を、シークする時は、前記比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を加算するステップとを有する
ことを特徴とする記憶装置のサーボ制御方法。 - 前記検出するステップは、
前記ヘッドの光ビームの前記記憶媒体の合焦点位置からの位置ずれ量又は前記記憶媒体のトラック中心からの位置ずれ量を検出するステップを有し、
前記駆動ステップは、前記光ビームをフォーカス方向に駆動するフォーカスアクチュエータ又は前記光ビームをトラック方向に駆動するトラックアクチュエータを駆動するステップを有する
ことを特徴とする請求項１の記憶装置のサーボ制御方法。 - 前記加算ステップは、前記オントラック時は、前記比例項成分の値が規定値以上であれば、前記比例項成分の値を規定値に制限し、前記制限された比例項成分、積分項成分、前記制限された微分項成分の各々の値を加算するステップを有する
ことを特徴とする請求項１の記憶装置のサーボ制御方法。 - 前記シーク時に、前記規定値として、無限大をセットし、前記オントラック時に、前記規定値として、所定の値をセットするステップを更に有し、
前記加算ステップは、
前記微分項成分の値が前記規定値以上であるかを判定するステップと、
前記微分項成分の値が前記規定値以上であれば、前記微分項成分の値を規定値に制限し、前記比例項成分、積分項成分、前記微分項成分の各々の値を加算するステップを有する
ことを特徴とする請求項１の記憶装置のサーボ制御方法。 - 検出された誤差信号からアクチュエータの駆動量を求めるサーボ制御回路において、
ヘッドの読み取り位置と目標位置との前記誤差信号を検出する検出回路と、
前記誤差信号をＰＩＤ計算し、その計算結果を基に、前記ヘッドの読み取り位置を前記目標位置に位置つけるためのアクチュエータを駆動する制御回路とを有し、
前記制御回路は、
前記位置ずれ量の比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を計算し、前記ヘッドが記憶媒体にオントラック時は、前記微分項成分の値が規定値以上であれば、前記微分項成分の値を規定値に制限し、前記比例項成分、積分項成分、前記制限された微分項成分の各々の値を加算し、前記ヘッドが、前記記憶媒体を、シークする時は、前記比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を加算する
ことを特徴とするサーボ制御回路。 - ヘッドが記憶媒体から情報を読み取る記憶装置において、
前記ヘッドの読み取り位置を前記目標位置に位置つけるためのアクチュエータと、
前記読み取り位置と目標位置との位置ずれ量を検出する検出回路と、
前記検出された位置ずれ量をＰＩＤ計算する制御回路と、
その計算結果を基に、前記アクチュエータを駆動する駆動回路とを有し、
前記制御回路は、
前記位置ずれ量の比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を計算し、前記ヘッドが前記記憶媒体にオントラック時は、前記微分項成分の値が規定値以上であれば、前記微分項成分の値を規定値に制限し、前記比例項成分、積分項成分、前記制限された微分項成分の各々の値を加算し、前記ヘッドが、前記記憶媒体を、シークする時は、前記比例項成分、積分項成分、微分項成分の各々の値を加算する
ことを特徴とする記憶装置。
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