JP4463851B2

JP4463851B2 - ディスク制御装置

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Publication number: JP4463851B2
Application number: JP2007528198A
Authority: JP
Inventors: 剛片山; 宏嗣谷口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2026-04-20
Also published as: WO2006112509A1; US7869314B2; US20090052287A1; CN101164108A; JPWO2006112509A1

Description

本発明は、繰り返し制御回路を用いたディスク制御装置に関するものであり、特に、光ディスク装置の制御を行う光ディスク制御装置の改良を図ったものに関する。

光ディスクに情報を記録、あるいは光ディスクに記録された情報の再生を行う光ディスク装置において、光ディスクの高倍速化、高密度化の進展に伴い、レーザービームの焦点を情報記録トラック上に維持する光サーボは、急速にその精度向上を求められつつあり、精度向上の手段として、繰り返し制御が注目されている。

図１０は、従来の光ディスク装置における繰り返し制御回路の構成を示した図である。図において、１０１は加算器であり、追従目標となる誤差信号などの周期性成分を持つ被補償信号１００と、周回メモリ、即ち後述する学習メモリ１０４の出力信号とを加算する。１０２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。

１０３は学習メモリ１０４の出力信号の低域成分を通過させるローパスフィルタ、１０４は光ディスクの１周期分（１回転分）の情報の周波数成分を記憶する学習メモリ、１０５および１０６は学習メモリ１０４に記憶させる前記被補償信号を切り替えるためのゲイン要素、１０７はゲイン要素１０５，１０６の出力信号同士を加算する加算器、１０８は被補償信号１００からローパスフィルタ１１１の出力信号を減算する減算器、１０９は減算器１０９の出力信号の絶対値を検出する絶対値検出器、１１０は絶対値検出器１０９の出力信号と所定の値とを比較するコンパレータ、１１１は被補償信号１００の低域成分を通過させるローパスフィルタである。

以上のような構成とすることで、入力信号となる周期性成分を持つ被補償信号１００に対して、まず、ローパスフィルタ１１１と、減算器１０８と、絶対値検出器１０９と、コンパレータ１１０とで構成された相関検出部１１２により、被補償信号１００に周期性があるかどうかを判定する。

これは、入力される被補償信号１００に、ノイズや外乱、光ディスクの傷の影響などが重畳されていないかどうかを検出するもので、前記相関検出部１１２にて信号比較を行い、比較結果として相関がある、即ちノイズ不検知の場合は、ｋ＝１を出力し、ゲイン要素１０６を介して、メモリ１０４にディスク１回転分に相当する信号を記憶する。

前記メモリ１０４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１０３と、学習の度合いを可変するゲイン要素１０２とを介して、フィードバックされる。

また、前記相関検出部１１２にて信号の比較結果に相関がない、即ち、ノイズを検知した、と検出された場合は、ｋ＝０を出力し、ゲイン要素１０６によって、メモリ１０４に新たな信号を記憶することを停止する。

この時、ゲイン要素１０５によって、直前に記憶したディスク１回転分に相当する信号を再度メモリに記憶する構成とすることで、外乱混入時においても学習の度合いを減衰させることなく追従能力を向上させることができる。
特開平９−５０３０３号公報

このような、従来の繰り返し制御（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、より狭トラックとなった光ディスクに対応するシステムや光ディスクの偏心の大きなシステム、さらには、ディスク回転数の高いシステム、即ち、情報の転送レートの高いシステムに対応することができる。

しかしながら、光ディスクに対する記録あるいは再生処理の高倍速化が進むにつれ、光ディスクの素材的な歪や素材の貼り付けむら等の物理的原因から、特に光ディスクの外周付近において、通常の面振れおよび偏心とは異なる周波数を有する部分面振れや部分偏心が発生する。

かかる部分面振れや部分偏心の影響は、通常の面振れおよび偏心とは異なる周波数でかつ周期性を有する信号として現れるため、前記部分面振れや部分偏心と、通常の面振れや偏心とが重畳された信号に対して、従来と同様の制御を行っていたのでは、十分な追従特性を得ることが困難であるという問題があった。

また、さらに、光ディスクに生じた傷や光ディスク装置に加わる振動といった外乱が被補償信号に混入した場合には、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、その直前の１周期分の信号との間に大きな差分が生じ、この偏差を十分に抑圧することができないため、フォーカス・トラッキング制御が安定に行えないという問題があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、光ピックアップから検出される被補償信号に対して様々な原因により発生する複数のノイズ成分が重畳されている場合であっても、高精度な繰り返し制御を行うことにより、これらを十分に抑制し、高い追従性能を発揮することが可能なディスク制御装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に関わるディスク制御装置は、被補償信号が入力される加算部と、前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、光ディスクの上の半径方向の位置を検出するディスク位置検出部と、前記ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、前記メモリ分割可変部は、ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に関わるディスク制御装置は、被補償信号が入力される加算部と、前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、光ディスクの回転数を検出するディスク回転数検出部と、前記ディスク回転数検出部が検出したディスクの回転数が増加するほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、前記メモリ分割可変部は、ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に関わるディスク制御装置は、被補償信号が入力される加算部と、前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、光ディスク上の半径方向の位置を検出するディスク位置検出部と、光ディスクの回転数を検出するディスク回転数検出部と、前記ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど及び前記ディスク回転数検出部が検出したディスクの回転数が増加するほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、前記メモリ分割可変部は、ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に関わるディスク制御装置は、被補償信号が入力される加算部と、前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、前記被補償信号に混入したノイズ成分を検出するディフェクト検出部と、光ディスク上の半径方向の位置を検出するディスク位置検出部と、光ディスクの回転数を検出するディスク回転数検出部と、前記ディフェクト検出部が検出したディフェクト検出結果に基づいて、前記フィードバック信号系が有する記憶部への記憶および読み出し動作を制御するメモリ制御部と、前記ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど及び前記ディスク回転数検出部が検出したディスクの回転数が増加するほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、前記メモリ分割可変部は、ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更することを特徴とする。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
請求項１の発明においては、ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど、メモリ分割可変部がフィードバック信号系に設けられた記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更することにより、部分面振れ、部分偏心の発生しやすいディスクの外周付近においては、記憶部のメモリ分割数を高くして学習制御の性能を向上させる一方で、ディスクの内周付近では、分割数を低くして使用するメモリ容量やメモリへのアクセス回数を削減することができる。

また、請求項２の発明においては、ディスク回転数検出部が検出したディスク回転数検出結果が増加するほど、メモリ分割可変部がフィードバック信号系に設けられた記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更することにより、記録あるいは再生時における倍速が高い場合には、記憶部のメモリ分割数を高くして学習制御の性能を向上させる一方で、倍速が低い場合は、分割数を低くして使用するメモリ容量やメモリへのアクセス回数を削減することができる。

また、請求項３の発明においては、ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど、及びディスク回転数検出部が検出したディスク回転数検出結果が増加するほど、メモリ分割可変部がフィードバック信号系に設けられた記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更することにより、記録あるいは再生時におけるディスクの位置や倍速変動に応じて記憶部におけるメモリの分割数を変更することができ、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。

また、請求項４の発明においては、ディフェクト検出部が検出したディフェクト検出結果に基づいて、メモリ制御部がフィードバック信号系に設けられた記憶部への記憶および読み出し動作を制御するとともに、ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど、及びディスク回転数検出部が検出したディスク回転数検出結果が増加するほど、メモリ分割可変部がフィードバック信号系に設けられた記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更することにより、突発的な外乱が被補償信号に重畳されている場合にはメモリ制御部によって該外乱の学習を行わないよう制御する一方で、ディスクの部分面振れや部分偏心等といった周期的なノイズ成分が重畳されている場合には、ディフェクト検出部による検出結果、ディスク位置検出部によるディスクの位置検出結果、及びディスク回転数検出部による回転数検出結果に基づいて、記憶部におけるメモリの分解能を可変して該周期的なノイズ成分を確実に学習させることができ、さらに安定にフォーカス・トラッキング制御を行うことが可能となる。

（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１によるディスク制御装置について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
図１において、１は入力される被補償信号１００と、ゲイン要素βを介した記憶部３からの出力とを加算する加算器、２は学習の度合いを可変するアッテネーションゲインであるゲイン要素β、３はフィルタ４からの出力信号を記憶する記憶部である。

４は加算器１の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタである。フィルタ４は、たとえば、普通のトラッキングループ特性が図９（ａ）の左図に示すようであるのを、図９（ｂ）に示すように、所要の学習の帯域のみゲインを上げることによりカットオフ周波数を上げて、図９（ｂ）に示す所要の学習の帯域（ＢＬＣ）を確保するようにしたフィルタである。

ここで、追従能力を上げるのであれば、図９（ａ）の左側の図の様な特性を、図９（ａ）の右側の図に示すように全帯域にわたってゲインを上げればよいのであるが、このように広帯域にわたってゲインを上げることは、次の理由により実現できないものである。その理由の１つとして、アクチュエータの高次機械共振点は概ね１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚに存在しており、これにより位相余裕やゲイン余裕が劣化することが挙げられる。

また、５は被補償信号１００に混入した不必要な信号成分、即ち、微細なノイズ成分や光ディスクの傷，装置振動などによる周期性のないノイズ成分、を検出するディフェクト検出部（相関検出部）であり、これは被補償信号１００と優良な信号、即ち、不必要な信号成分が混入していない被補償信号、との相関検出を行うことにより実現できる。

６はディフェクト検出部５が検出したディフェクト検出結果、即ち、不必要な信号成分の検出結果、に基づいて、記憶部３に記憶される内容を制限したり、すでに記憶されている情報の読み出しだけを行うといったメモリ制御を行うメモリ制御部である。

次に、本発明の実施の形態１によるディスク制御装置の動作について説明する。
なお、ここでは入力信号である被補償信号として、例えば、光ディスク装置におけるフォーカスエラー信号、が入力された場合について説明する。
加算器１に被補償信号であるフォーカスエラー信号１００が入力されると、加算器１の出力信号はフィードバック系を構成するフィルタ４に入力される。そして、加算器１の出力信号は、予め設定されたカットオフ周波数を有するフィルタ４を経ることにより、該フィルタ４より、繰り返し制御を行う所要の周波数帯域を有するものとされた信号が出力される。

その後、フィルタ４から出力された信号は、記憶部３によって、例えば直前の光ディスクの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１にゲイン要素β２を介してフィードバックされる。このような処理を行うことにより、フィードバック制御がなされた信号の定常偏差を十分に抑圧することが可能になる。

なお、ゲイン要素２であるβは、繰り返し制御の安定条件から、０＜β≦１とし、常に学習の度合いが１００％（系の発振条件）とならないようにする係数であり、光ディスク装置における制御を安定に行い、かつ、制御帯域を広げることなく追従能力のみを向上させるように作用させるためのものである。

一方で、ディフェクト検出部５では、光ピックアップから得られたＲＦ信号や、光ピックアップの４分割されたセンサーの出力信号を全て加算した全加算信号等に基づいて被補償信号１００に含まれるノイズ成分の検出が行われ、このディフェクト検出部５の検出結果に基づいて、メモリ制御部６が、記憶部３への被補償信号１００の入出力の制御を行う。

以下、このディフェクト検出部５、及びメモリ制御部６が行う動作の具体例について、図２および図９（ａ）、図９（ｂ）を用いて説明する。
図２は、複数のノイズ成分を含む被補償信号の一例を示す図である。図２において、縦軸は前記被補償信号であるフォーカスエラー信号１００の電圧、横軸は時間を示す。
なお、図２に示す被補償信号１００には、信号伝送路などで発生する微細なノイズ成分の他、光ディスクの面振れや偏心、あるいは光ディスクの傷や装置振動等により生じる周期性のないノイズ成分１１と、光ディスクを高倍速で動作させた場合に物理的に生じる部分面振れや部分偏心等から生じる周期性のある高い周波数成分１２とが重畳されているものとする。

ディフェクト検出部５に、図２に示すような被補償信号１００が入力されると、ディフェクト検出部５は、先ず、予め設定された所定の閾値以上の大きさを有するノイズ成分を検出し、その後、該検出したノイズ成分が周期性を有するか否かを判断した上で、検出した情報を検出結果としてメモリ制御部６に出力する。
即ち、ディフェクト検出部５はその内部の閾値との比較を行う比較部および記憶部に記憶した優良信号と被補償信号との相関検出を行う相関検出部によりノイズ成分を検出し、さらに周波数分析部によりその周期性を検出する。

これにより、ディフェクト検出部５からは、周期性のないノイズ成分１１と、周期性のある高い周波数成分１２とが検出され、メモリ制御部６に出力されることとなる。なお、図２に示す被補償信号１００に重畳された微細なノイズ成分は、フィルタ４とは別のフィルタで除去することが可能である。

ここで、仮に周期性のないノイズ成分１１が重畳された被補償信号が記憶部３に記憶されると、ノイズ成分１１が重畳された信号がフィードバックされることとなり、制御系の不安定要因となってしまう。そこで、メモリ制御部６は、ノイズ成分１１に示すような周期性のないノイズ成分が検出された場合には、記憶部３への被補償信号の入力を停止し、記憶部３に記憶させる情報を、更新させないように動作させる。

また、この時メモリ制御部６は、すでに記憶されている周期的な信号情報を有効に用い、メモリ内容の読み出しだけを続けてアドレス情報だけが更新されるように記憶部３を制御する。

一方で、周期性のある高い周波数成分１２については、この高い周波数成分１２が重畳された信号をフィードバックすることにより、結果として高い周波数成分１２を抑圧することができる。そのため、メモリ制御部６は、高い周波数成分１２に示すような周期性のある成分が検出された場合には、記憶部３へ高い周波数成分１２が重畳された被補償信号を記憶させる。

即ち、このディスク制御装置は、光ディスク装置の被補償信号に重畳する微細なノイズ成分、光ディスクの傷や光ディスク装置の振動により生じる周期性のないノイズ成分を除去し、記憶部３に、光ディスクを高倍速で動作させた場合に物理的に生じる部分面振れや部分偏心等から生じる周期性のある高い周波数成分１２を学習させることで、周期性のある成分を抑圧する。

その際、フィルタ４は記憶部３の学習帯域を決定するのに使用し、微細なノイズ成分はフィルタ４とは別のフィルタによりこれを除去し、メモリ制御部６は傷等により生じる周期性のないノイズ成分１１により記憶部３が更新されるのを防ぐことで、微細なノイズ成分やノイズ成分１１が記憶部３に記憶されるのを防止している。

以上のように、本発明の実施の形態１によるディスク制御装置によれば、ディフェクト検出部５が検出したディフェクト検出結果に基づいて、メモリ制御部６がフィードバック信号系に設けられた記憶部３への記憶および読み出し動作を制御することにより、規格外の粗悪ディスクに対して高倍速で記録或いは再生処理を行う場合や突発的な外乱が混入した場合であっても、被補償信号に重畳されたノイズ成分の種類に応じて最適な処理を行うことができ、安定にフォーカス・トラッキング制御を行うことが可能となる。

なお、本発明の実施の形態１では、入力信号である被補償信号が光ピックアップのフォーカスエラー信号であるものについて説明したが、被補償信号はこれに限定されるものではなく、フォーカス駆動信号等であってもよく、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を得ることができる。さらに、光ディスクの偏心を追従目標とするトラッキング制御においても、本発明の構成を用いることで十分に偏差を抑圧することが可能となる。

また、本発明の実施の形態１では、ディフェクト検出部５がノイズ成分の検出とともにノイズ成分の周期性の有無を検出し、メモリ制御部６が周期性のないノイズ成分を記憶部３に学習させない一方で、周期性のある高い周波数成分を記憶部３に学習させるものについて説明したが、ディフェクト検出部５の検出情報、及びメモリ制御部６の制御方法については特に限定はなく、例えば、ディフェクト検出部５が検出したノイズ成分の有無のみに基づいてメモリ制御部６が記憶部３への記憶、及び読み出し制御を行うものであってもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２によるディスク制御装置について説明する。
図３は、本発明の実施の形態２によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
図３において、１は入力される被補償信号とゲイン要素βを介した記憶部３からの出力信号とを加算する加算器、２は学習の度合いを可変するアッテネーションゲインであるゲイン要素β、３はフィルタ４からの出力信号を記憶する記憶部、４は、実施の形態１におけるものと同様、加算器１の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタである。

ただし、本実施の形態２においては、このフィルタは、図９（ｃ）に示すように、所要の学習の帯域を、入力される被補償信号の周波数帯域に応じて図９（ｃ）に示すように、フィルタのカットオフ周波数をさらに高域側に伸ばし、より広域の学習の帯域ＢＬＣ１を得るようにする等、自在に可変することができるものである。

また、５は被補償信号に混入したノイズ成分を検出するディフェクト検出部であり、７はディフェクト検出部５が検出したディフェクト検出結果に基づいて、フィルタ４のカットオフ周波数を変更するフィルタ制御部である。

次に、本発明の実施の形態２によるディスク制御装置の動作について説明する。
なお、ここでは入力信号である被補償信号１００として、例えば、光ディスク装置におけるフォーカスエラー信号が入力された場合について説明する。

加算器１に被補償信号であるフォーカスエラー信号１００が入力されると、加算器１の出力信号は、フィードバック系を構成するフィルタ４に入力される。そして、加算器１の出力信号は、予め設定されたカットオフ周波数を有するフィルタ４を経ることにより、該フィルタ４より、繰り返し制御を行う所要の周波数帯域を有するものとされた信号が出力される。

なお、ゲイン要素２であるβは、繰り返し制御の安定条件から、０＜β≦１とし、常に学習の度合いが１００％（系の発振条件）とならないようにする係数であり、光ディスク装置における制御を安定に行い、かつ、制御帯域を広げずに追従能力のみを向上させるように作用させるためのものである。

一方で、ディフェクト検出部５では、ＲＦ信号や全加算信号等に基づいて被補償信号に含まれるノイズ成分の検出が行われ、このディフェクト検出部５の検出結果に基づいて、フィルタ制御部７が、フィルタ４のカットオフ周波数を変更する。

以下に、このディフェクト検出部５、及びフィルタ制御部７が行う動作の具体例を、図２を用いて説明する。
図２は、ノイズ成分を含む被補償信号１００の一例を示す図である。なお、図２に示す被補償信号１００には、信号伝送路などで発生する微細なノイズ成分の他、光ディスクの面振れや偏心、あるいは光ディスクの傷や装置振動等により生じる周期性のないノイズ成分１１と、光ディスクを高倍速で動作させた場合に物理的に生じる部分面振れや部分偏心等から生じる周期性のある高い周波数成分１２とが重畳されているものとする。

ディフェクト検出部５に、図２に示すような被補償信号１００が入力されると、ディフェクト検出部５は、被補償信号に重畳されたノイズ成分を検出するとともに、該検出したノイズ成分が周期性を有するか否かの情報、及び該検出したノイズ成分の周波数帯域の情報をさらに検出し、検出した情報を検出結果としてフィルタ制御部７に出力する。

これにより、ディフェクト検出部５からは、被補償信号全体にわたって重畳された微細なノイズ成分と、周期性のないノイズ成分１１と、周期性のある高い周波数成分１２とが検出されるとともに、各成分の周波数帯域の情報がフィルタ制御部７に出力されることとなる。

ここで、仮に図２に示す微細なノイズ成分や周期性のないノイズ成分１１が重畳された被補償信号１００が、記憶部３に記憶されると、これらのノイズ成分が重畳された信号がフィードバックされることとなり、制御系の不安定要因となってしまう。

そこで、フィルタ制御部７では、図２に示す微細なノイズ成分や、周期性のないノイズ成分１１が検出された場合には、ディフェクト検出部５で検出されるこれらのノイズ成分の周波数帯域の情報に基づいて、前記別のフィルタでもってこの微細なノイズ成分、及び周期性のないノイズ成分１１の周波数帯域をカットし、これらのノイズ成分を記憶部３に学習させないようにする。

一方で、周期性のある高い周波数成分１２については、この高い周波数成分１２が重畳された信号をフィードバックすることにより、結果として高い周波数成分１２を抑圧することができる。そこで、フィルタ制御部７は、高い周波数成分１２に示すような周期性のある成分を記憶部３に学習させるよう、繰り返し制御を行う周波数帯域を、図９（ｃ）の帯域ＢＬＣ１に示すように広げる方向にフィルタ４のカットオフ周波数を変更する。

これにより、部分面振れや部分偏心により生じる高い周波数帯域の成分１２を記憶部３に学習させることが可能となり、結果として、フォーカス・トラッキング制御を安定に、かつ確実に行うことができる。

以上のように、本発明の実施の形態２によるディスク制御装置によれば、ディフェクト検出部５が検出したディフェクト検出結果に基づいて、フィルタ制御部７がフィードバック信号系に設けられたフィルタ４のカットオフ周波数を変更することにより、被補償信号に重畳された成分の種類に応じて最適な処理を行うことができ、規格外の粗悪ディスクに対して高倍速で記録或いは再生処理を行う場合であっても、安定にフォーカス・トラッキング制御を行うことが可能となる。

なお、本発明の実施の形態２では、入力信号である被補償信号がフォーカスエラー信号であるものについて説明したが、被補償信号はこれに限定されるものではなく、フォーカス駆動信号等であってもよく、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を得ることができる。

さらに、ディスクの偏心を追従目標とするトラッキング制御においても、本発明の構成を用いることで十分に偏差を抑圧することが可能となる。

また、本発明の実施の形態２では、前記実施の形態１で説明したディフェクト検出部５とは異なり、ディフェクト検出部５が被補償信号に重畳されたノイズ成分、及び検出したノイズ成分の周期性とともに、検出したノイズ成分の周波数帯域の情報を検出するものについて説明したが、ディフェクト検出部５が検出する情報については特に限定はない。

例えば、ディフェクト検出部５が被補償信号に重畳されたノイズ成分と、検出したノイズ成分の周期性のみを検出し、フィルタ制御部に予め記憶させたノイズ成分のカットオフ周波数に関する情報に基づいて、フィルタのカットオフ周波数を決定するようにしても良い。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３によるディスク制御装置について説明する。
図４は、本発明の実施の形態３によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
図４において、１は入力される被補償信号とゲイン要素βを介した記憶部３からの出力信号とを加算する加算器、２は学習の度合いを可変するアッテネーションゲインであるゲイン要素β、３はフィルタ４からの出力信号を記憶する記憶部、４は、実施の形態１におけるものと同様、加算器１の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタである。

また、８はディスク位置検出部９が検出した光ディスクの位置検出結果、及びＦＧ信号に基づいて記憶部３のメモリ分割数を変更するメモリ分割可変部、９は記録あるいは再生時における光ディスク上の位置を検出するディスク位置検出部である。

次に、本発明の実施の形態３によるディスク制御装置の動作について説明する。
なお、ここでは入力信号である被補償信号として、例えば、光ディスク装置におけるフォーカスエラー信号が入力された場合について説明する。
加算器１に被補償信号であるフォーカスエラー信号が入力されると、その出力信号がフィードバック系を構成するフィルタ４に入力される。そして、加算器１の出力信号は、予め設定されたカットオフ周波数を有する該フィルタ４を経ることにより、該フィルタ４より、繰り返し制御を行う所要の周波数帯域を有するものとされた信号が出力される。
その後、フィルタ４から出力された信号は、記憶部３によって、例えば直前のディスク１回転分（数回転分であってもよい）の信号が記憶され、この記憶された信号が加算器１にゲイン要素β２を介してフィードバックされる。このような処理を行うことにより、フィードバック制御がなされた信号の定常偏差を十分に抑圧することが可能になる。

一方で、ディスク位置検出部９では、光ピックアップが光ディスク上のどの位置にあるかを示すディスク位置情報に基づいて、ディスク上の位置の検出が行われ、このディスク位置検出部９の検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８が、記憶部３のメモリ分割数を変更する。

なお、このメモリ分割可変部８によるメモリ分解能の変更処理は、記憶部３に対するメモリ切替動作クロックと、ＦＧ信号とがＰＬＬロックするように、メモリ分割可変部８が、所望のメモリ切替動作クロックを生成し、該生成したメモリ切替動作クロックにより、記憶部３が有する複数のメモリ領域の切替え処理を行うことにより実現される。

次に、このディスク位置検出部９、及びメモリ分割可変部８が行う動作の具体例を、図５を用いて説明する。
図５は、メモリ分解能を変更した際の記憶部３における記憶内容の一例を示した図である。なお、縦軸は前記被補償信号であるフォーカスエラー信号の電圧、横軸は時間を示す。
図５（ａ）はメモリ分解能が低い場合を示したもので、記憶部３に記憶されたディスク１回転分に相当するエラー信号を示している。これに対して、図５（ｂ）はメモリ分解能が高い場合を示した図である。

光ディスクの記録あるいは再生の高倍速化によって、光ディスクの外周付近では通常の面振れや偏心とは異なる周波数成分を持つ部分面振れや部分偏心が顕著に出現する。この部分面振れや部分偏心は光ディスクの素材であるポリカーボネイトや記録層に使われるテルビウム鉄コバルトなどがディスク製作時に外周付近で歪んだり撓んだり不均一になる等の原因で生じるものである。

この部分面振れや部分偏心による高い周波数成分が通常の面振れや偏心に重畳している場合に、メモリ分解能が低いままであると、この高い周波数成分の周波数がそのまま残留偏差に重畳されてしまい、結果として、デフォーカス量やデトラック量に部分面振れや部分偏心による高い周波数成分が残ってしまうことになる。

そこで、もっとも部分面振れや部分偏心による物理的影響の出やすい光ディスクの外周に近づいた時には、図５（ｂ）に示すように、ディスク位置検出部９の検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８は、記憶部３のメモリ分解能を上げる方向に変更する。これにより、繰り返し制御における学習メモリの分解能を増やし、より高精度な繰り返し制御を行って偏差を十分に抑圧することが可能になる。

特に、高倍速で光ディスクの記録・再生処理を行うような際には、このようにメモリの分解能を向上させることで、光ディスクの外周付近における部分面振れや部分偏心といった比較的高い周波数成分を記憶部３に学習させることができるため、より高精度な繰り返し制御を行うことが可能となる。

一方で、比較的部分面振れや部分偏心の影響が出にくい光ディスクの内周付近においては、図５（ａ）に示すように、メモリ分割可変部８がメモリの分解能を下げる方向に変更することで、メモリ容量やメモリへのアクセス回数を削減することができる。

さらに、ＺｏｎｅＣＬＶやＺｏｎｅＣＡＶのように、光ディスクの領域が区切られている場合には、ディスク位置検出部９が検出した光ディスク上の位置に基づいて、記録あるいは再生領域毎にメモリ分解能を変更することも可能である。

以上のように、本発明の実施の形態３によるディスク制御装置によれば、ディスク位置検出部９が検出した光ディスクの位置検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８がフィードバック信号系に設けられた記憶部３のメモリ分解能を変更することにより、記録あるいは再生処理が行われている光ディスク上の位置に応じた繰り返し制御を行うことが可能となり、結果的にフォーカスおよびトラッキング制御を確実に行うことができる。

なお、本発明の実施の形態３では、入力信号である被補償信号がフォーカスエラー信号であるものについて説明したが、被補償信号はこれに限定されるものではなく、フォーカス駆動信号等であっても、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を得ることができる。さらに、光ディスクの偏心を追従目標とするトラッキング制御においても、本発明の構成を用いることで十分に偏差を抑圧することが可能となる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４によるディスク制御装置について説明する。
図６は、本発明の実施の形態４によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
図６において、１は入力される被補償信号と、ゲイン要素βを介した記憶部３からの出力信号とを加算する加算器、２は学習の度合いを可変するアッテネーションゲインであるゲイン要素β、３はフィルタ４からの出力信号を記憶する記憶部、４は、実施の形態１におけるものと同様、加算器１の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタである。

また、８はディスク回転数検出部１０が検出したディスク回転数検出結果、及びＦＧ信号に基づいて記憶部３のメモリ分割数を変更するメモリ分割可変部であり、１０は光ディスクの回転数を検出するディスク回転数検出部である。

次に、本発明の実施の形態４によるディスク制御装置の動作について説明する。なお、ここでは入力信号である被補償信号として、例えば、光ディスク装置におけるフォーカスエラー信号が入力された場合について説明する。

加算器１に被補償信号であるフォーカスエラー信号が入力されると、その出力信号がフィードバック系を構成するフィルタ４に入力される。そして、加算器１の出力信号は、予め設定されたカットオフ周波数を有するフィルタ４を経ることにより、該フィルタ４より、繰り返し制御を行う所要の周波数帯域を有するものとされた信号が出力される。

その後、フィルタ４から出力された信号は、記憶部３によって、例えば直前の光ディスク１回転分（数回転分であってもよい）の信号が記憶され、この記憶された信号が加算器１にゲイン要素β２を介してフィードバックされる。なお、記憶部３が記憶する信号は光ディスクの数回転分であってもよい。このような処理を行うことにより、フィードバック制御がなされた信号の定常偏差を十分に抑圧することが可能になる。

一方で、ディスク回転数検出部１０では、光ディスクの回転数を検出し、その回転数に応じてメモリ分割可変部８が記憶部３のメモリ分割数を変更する。なお、このメモリ分割可変部８によるメモリ分解能の変更処理は、例えば、ＦＧ信号を用いてＰＬＬをかける場合において、ＦＧ信号の１周期に対してＦＧ信号をＶＣＯで何分割するかによって、メモリの分割数を決定することが可能である。

一例として、光ディスクの１回転に対しＦＧ信号としてＸ個のパルスを出力し、これをＶＣＯでＹ個に分割するという場合は、メモリの分割数はＸ×Ｙになる。メモリ分割可変部８はディスクの回転数に応じて周期が変化するＦＧ信号に基づいてメモリ分割数を設定できる。

次に、このディスク回転数検出部１０、及びメモリ分割可変部８が行う動作の具体例について説明する。
例えば、光ディスクにＣＡＶで情報を記録する場合、外周に向かうほど回転数は増大する。また外周付近では、部分面振れや部分偏心の出現が顕著となる。そのため、メモリ分割可変部８は、ディスク回転数検出部１０で検出されたディスク回転数の増加に応じて記憶部３のメモリ分解能を上げる方向に変更する。

これにより、繰り返し制御における学習メモリの分解能を増やし、より高精度な繰り返し制御を行って偏差を十分に抑圧することが可能になる。特に、高倍速で記録・再生処理を行うような際には、このようにメモリ分解能を向上させることで光ディスクの外周付近における部分面振れや部分偏心といった比較的高い周波数成分を記憶部３に学習させることができるため、より高精度な繰り返し制御を行うことが可能となる。
一方で、低倍速時においては分解能を下げる方向に可変することでメモリ容量やメモリへのアクセス回数を削減することができる。

以上のように、本発明の実施の形態４によるディスク制御装置によれば、ディスク回転数検出部１０が検出したディスク回転数検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８がフィードバック信号系に設けられた記憶部３のメモリ分解能を変更することにより、光ディスクの回転速度に応じた繰り返し制御を行うことが可能となり、結果的にフォーカスおよびトラッキング制御をより安定に行うことができる。

なお、本発明の実施の形態４では、入力信号である被補償信号がフォーカスエラー信号であるものについて説明したが、被補償信号はこれに限定されるものではなく、フォーカス駆動信号等であっても、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を得ることができる。さらに、光ディスクの偏心を追従目標とするトラッキング制御においても、本発明の構成を用いることで十分に偏差を抑圧することが可能となる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５によるディスク制御装置について説明する。
本発明の実施の形態５によるディスク制御装置は、図７に示すように、前記実施の形態３で説明したディスク制御装置に、前記実施の形態４で説明したディスク回転数検出部１０をさらに設けたものである。

このような構成をとることにより、ディスク位置検出部９によって光ディスク上の位置を検出できるとともに、ディスク回転数検出部１０によって光ディスクの回転数を検出することができ、光ディスク装置における記録再生動作を行う際に、光ピックアップがディスクのどの位置にあるのかと、その時の光ディスクの回転数を得ることが可能になる。

そして、この情報に基づき、メモリ分割可変部８は、例えば、高倍速でかつ光ディスクの外周付近に光ピックアップが位置し、部分面振れや部分偏心が顕著に現れる場合には、メモリの分解能を上げる方向に記憶部３のメモリ分割数を変更することで、繰り返し制御における学習メモリの分解能を増やし、より高精度に繰り返し制御を行うことによって偏差を抑圧することができる。

一方で、比較的部分面振れや部分偏心の影響が出にくい内周付近や低倍速で記録再生を行う場合には、メモリ分解能を下げたとしても十分に偏差を抑圧することができるため、メモリ分割可変部８が、記憶部３のメモリ分割数を下げる方向に変更し、メモリ容量やメモリへのアクセス回数を削減することができる。

以上のように、本発明の実施の形態５によるディスク制御装置によれば、ディスク位置検出部９が検出したディスク位置検出結果、及びディスク回転数検出部１０が検出したディスク回転数検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８がフィードバック信号系に設けられた記憶部３のメモリ分解能を変更することにより、記録あるいは再生処理が行われている光ディスク上の位置、及び光ディスクの回転速度に応じた繰り返し制御を行うことが可能となり、フォーカスおよびトラッキング制御における繰り返し制御の最適化をはかることができる。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６によるディスク制御装置について説明する。
本発明の実施の形態６によるディスク制御装置は、図８に示すように、前記実施の形態１で説明したディスク制御装置に、前記実施の形態５で説明したメモリ分割可変部８、ディスク位置検出部９、及びディスク回転数検出部１０をさらに設けたものである。

このような構成をとることにより、ディフェクト検出部５で突発的な外乱等が検出された場合には、記憶部３への記憶および読み出し動作をメモリ制御部６により制御することができる。

また、ディスク位置検出部９による光ディスクの位置検出結果と、ディスク回転数検出部１０による光ディスクの回転数検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８が、記憶部３のメモリの分解能を変更することで、さらに安定にフォーカス・トラッキング制御を行うことができる。

さらに、例えば、高倍速での記録あるいは再生時に、光ディスクの外周付近において部分面振れ或いは部分偏心が顕著となり、これによって発生した周期性を持った高い周波数成分が被補償信号に重畳されているような場合には、先ず、ディフェクト検出部５によるディフェクト検出によって周期性を有する高い周波数成分を検出することができる。
また、ディスク位置検出部９による光ディスクの外周付近であるとの検出結果、及びディスク回転数検出部１０による光ディスクの回転速度が例えば１６倍速（高倍速）であるとの検出結果から、前記ディフェクト検出部５で検出された周期性のある高い周波数成分が明らかに部分面振れや部分偏心によるものであると特定することができる。
そして、以上の検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８によるメモリ分解能の変更をより精度良く行うことが可能になる。

以上のように、本発明の実施の形態６によるディスク制御装置によれば、ディフェクト検出部５が検出したディフェクト検出結果に基づいて、メモリ制御部６がフィードバック信号系に設けられた記憶部３への記憶および読み出し動作を制御するとともに、ディスク位置検出部９が検出したディスク位置検出結果、及びディスク回転数検出部１０が検出したディスク回転数検出結果に基づいて、メモリ分割可変部８がフィードバック信号系に設けられた記憶部３のメモリ分解能を変更することにより、規格外の粗悪ディスクに対して高倍速で記録或いは再生処理を行う場合であっても、従来の繰り返し制御を導入した光ディスク装置と比較して、安定にかつ、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。

なお、本発明の実施の形態６で示した図８では、ディスク位置検出部９から出力されるディスク位置検出結果及びディスク回転数検出部１０から出力されるディスクの回転数検出結果がメモリ制御部６を介してメモリ分割可変部８に出力される構成をとっているが、前記実施の形態５で示したように、これらの検出結果を、直接メモリ分割可変部８に出力する構成としてもよい。

また、上記各実施の形態では、光ディスク装置を制御するディスク制御装置を例にとって説明したが、非周期的なノイズと周期性を有する高周波のノイズとが重畳するノイズが生じるディスク装置の制御装置であれば、他の制御装置に適用することが可能である。さらに、上記各実施の形態では、ゲイン要素２のβの値の設定の仕方について特に述べていないが、これは、図示しない光ディスク装置のシステムコントローラにより動作開始時に設定する等により、これを行うようにしてもよい。

また、上記各実施の形態では、フィルタ４の出力信号を記憶部３に記憶する際の記録制御を行う機構については特に述べていないが、これはメモリ制御部６もしくは上述のシステムコントローラ等が行えばよい。

本発明にかかる制御装置は、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に有用である。また、本発明は、光ディスク装置の高倍速化・高密度化の用途、及び規格外である粗悪ディスクへの記録再生処理にも応用可能である。

図１は、本発明の実施の形態１によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、ノイズ成分を含む被補償信号の一例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態２によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図４は、本発明の実施の形態３によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図５（ａ）は、メモリ分解能が低い場合の記憶部における記憶の一例を示す図、図５（ｂ）は、メモリ分解能が高い場合の記憶部における記憶の一例を示す図である。図６は、本発明の実施の形態４によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図７は、本発明の実施の形態５によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図８は、本発明の実施の形態６によるディスク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図９（ａ）は、普通のトラッキングループ特性を示す図、図９（ｂ）は、上記本実施の形態１において学習制御をかけるために、フィルタ４にて所要の帯域のゲインを上げた波形を示す図、図９（ｃ）は、上記実施の形態１において、さらにメモリ分解能を上げて、フィルタ４のカットオフ周波数を、さらに高域側に伸ばした波形を示す図である。図１０は、従来の光ディスク装置における繰り返し制御回路の構成を示した図である。

符号の説明

１加算器
２ゲイン要素β
３記憶部（学習メモリ）
４フィルタ
５ディフェクト検出部
６メモリ制御部
７フィルタ制御部
８メモリ分割可変部
９ディスク位置検出部
１０ディスク回転数検出部
１００被補償信号

Claims

被補償信号が入力される加算部と、
前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、
光ディスクの上の半径方向の位置を検出するディスク位置検出部と、
前記ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、
前記メモリ分割可変部は、
ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、
前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更する、
ことを特徴とするディスク制御装置。
被補償信号が入力される加算部と、
前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、
光ディスクの回転数を検出するディスク回転数検出部と、
前記ディスク回転数検出部が検出したディスクの回転数が増加するほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、
前記メモリ分割可変部は、
ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、
前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更する、
ことを特徴とするディスク制御装置。
被補償信号が入力される加算部と、
前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、
光ディスク上の半径方向の位置を検出するディスク位置検出部と、
光ディスクの回転数を検出するディスク回転数検出部と、
前記ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど及び前記ディスク回転数検出部が検出したディスクの回転数が増加するほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、
前記メモリ分割可変部は、
ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、
前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更する、
ことを特徴とするディスク制御装置。
被補償信号が入力される加算部と、
前記加算部の出力信号を所要の学習の帯域を有するものとするためのフィルタと、前記フィルタからの出力信号を記憶する記憶部と、前記記憶部からの出力信号に１以下の値を乗じて前記加算部に入力するゲイン要素とを有し、前記加算部からの出力信号を記憶して前記加算部に出力するフィードバック信号系と、
前記被補償信号に混入したノイズ成分を検出するディフェクト検出部と、
光ディスク上の半径方向の位置を検出するディスク位置検出部と、
光ディスクの回転数を検出するディスク回転数検出部と、
前記ディフェクト検出部が検出したディフェクト検出結果に基づいて、前記フィードバック信号系が有する記憶部への記憶および読み出し動作を制御するメモリ制御部と、
前記ディスク位置検出部が検出したディスク位置検出結果がディスクの外周に向かうほど及び前記ディスク回転数検出部が検出したディスクの回転数が増加するほど、前記フィードバック信号系が有する記憶部のメモリ分割数が増加するよう該メモリ分割数を変更するメモリ分割可変部とを有し、
前記メモリ分割可変部は、
ＦＧ信号に対してＰＬＬロックするように前記記憶部に対するメモリ切替動作クロックを生成し、
前記ＦＧ信号の１周期に対する前記メモリ切替動作クロック周期の分割数を変更する、
ことを特徴とするディスク制御装置。