JP4287842B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク装置における、光ディスクに対して信号の記録再生を行うための光ヘッドを位置制御するためのアクチュエータ制御の改良に関する。

レーザ等の光源を用いて光ディスクに対し光学的に情報の記録再生をするためには、光ビームの焦点（収束点）が光ディスクの記録面上に適切に位置するようにフォーカス制御を行うとともに、記録面上のトラックに光ビームが追従するようにトラッキング制御を行う必要がある。特に、記録密度が高くなり光ビームのスポット径が小さくなると、許容されるデフォーカス量やデトラック量も小さくなるため、より精度の高い制御が要求される。

従来の光ディスク装置では、制御性能を向上させるための１つの方法として、オブザーバの導入を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された光ディスク装置の構成を、図７にブロック図で示す。２１は光ディスクであり、光ヘッド２２から照射される光ビームにより、情報の記録再生が行われる。但し、図７には、光ビームに対してトラッキング制御を行うための回路のみが示され、情報信号の記録再生に関わる回路については図示が省略されている。光ヘッド２２の対物レンズ（図示せず）は、光ビームが光ディスク２１の記録面に対して適切に位置するように、アクチュエータコイル２３を介した駆動により、位置制御される。光ディスク２１からの反射光は、光ヘッド２２の光検出器（図示せず）により電気信号に変換されて、情報信号が再生される。併せて、電気信号に変換された信号に基づいて、トラッキングエラー信号生成回路２４によりトラッキングエラー信号が生成される。トラッキングエラー信号は、ＰＩＤ制御回路２５に供給され、トラッキング制御に用いられる。ＰＩＤ制御回路２５は、通常のアクチュエータ制御で用いられる構成を有し、低域補償回路２５Ａ、比例演算回路２５Ｂ、位相補償回路２５Ｃを含む。

外乱推定オブザーバ２６は、トラッキングエラー信号生成回路２４の出力とＰＩＤ制御回路２５の出力を入力として、アクチュエータコイル２３に加わる外乱を推定する。ＰＩＤ制御回路２５の出力と外乱推定オブザーバ２６の出力は、加算回路２７で加算されて駆動回路２８に供給される。駆動回路２８は、加算回路２７の出力に応じてアクチュエータコイル２３を駆動する。

この光ディスク装置のシステム全体は、システムコントローラ２９により制御される。状態判定回路３０は、システムコントローラ２９が出力する動作指令とトラッキングエラー信号生成回路２４が出力するトラッキングエラー信号とに基づいて、トラッキング引き込み動作の過渡時を判定する。状態判定回路３０の出力に応じて、外乱推定オブザーバ２６はＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。

外乱推定オブザーバ２６は、例えば、図８に示すように構成される。外乱推定オブザーバ２６の一方の入力としては、ＰＩＤ制御回路２５の入力電圧（Ｖｉ）を、Ｖ→Ｘ変換回路３１に入力する。他方の入力としては、ＰＩＤ制御回路２５が出力する電圧（Ｖｏ）をＶ→Ｆ変換回路３２に入力する。Ｖ→Ｘ変換回路３１は、ＰＩＤ制御回路の入力電圧（Ｖｉ）をアクチュエータ２３の変位量（Ｘ）に変換する。Ｖ→Ｆ変換回路３２は、ＰＩＤ制御回路２５の出力電圧（Ｖｏ）をアクチュエータ２３の駆動力（Ｆ）に変換する。変位量（Ｘ）及び駆動力（Ｆ）は、推定処理回路３３に入力されて推定外乱が出力され、Ｆ→Ｖ変換回路３４に供給される。Ｆ→Ｖ変換回路３４は、Ｖ→Ｆ変換回路３２の逆変換を行い、アクチュエータの駆動力（Ｆ）をＰＩＤ制御回路２５が出力する電圧値に変換する。

推定処理回路３３におけるＭｎは、アクチュエータ２３により支持されるレンズ質量のノミナル値であり、ｓはラプラス演算子である。ｇ１及びｇ２は外乱推定オブザーバの特性を決める定数である。また、（１／Ｍｎ・１／ｓ・１／ｓ）は、２次共振系のアクチュエータのモデルを示している。

この光ディスク装置において、トラッキング制御中は、ＰＩＤ制御回路２５と外乱推定オブザーバ２６の両方が動作する。そして、外乱推定オブザーバ２６がＰＩＤ制御回路２５の入力及び出力を用いてアクチュエータ２３に加わる外乱を推定することで、ＰＩＤ制御回路２５による駆動信号を的確に補正することができ、外乱を効率的に抑制することができる。

以上のように構成された従来の光ディスク装置について、そのトラッキング引き込み動作を、図９の波形図を参照して説明する。（ａ）は、システムコントローラ２９から出力されるシステム制御コマンド（以下コマンドと記す）を示す。ＴｒＯＦＦはトラッキングＯＦＦ、ＴｒＯＮはトラッキングＯＮのコマンドである。（ｂ）は、状態判定回路３０による判定結果の出力を示す。（ｃ）はトラッキングエラー信号、（ｄ）はＰＩＤ制御回路２５における積分値、（ｅ）は外乱推定オブザーバ２６の積分値、（ｆ）は駆動回路２８から出力される駆動信号である。各波形は（ｂ）の状態判定の出力に示されるように、タイミングｔ１以前はトラッキングＯＦＦの状態、ｔ１からｔ２の期間はトラッキング引き込み動作の過渡状態、ｔ２以降はトラッキング動作が安定した定常制御の状態を示す。

トラッキングＯＦＦの状態において、システムコントローラ２９からトラッキングＯＮのコマンド（ａ）が出力されると、ＰＩＤ制御回路２５はその時に入力されているトラッキングエラー信号（ｃ）から制御信号を作成し、トラッキング引き込み動作の制御を行う。これによって、アクチュエータコイル２３は駆動回路２８からの駆動信号（ｆ）により駆動され、それまで正弦波状に出力されていたトラッキングエラー信号（ｃ）の振幅が小さくなり引き込み動作が行われる。このとき状態判定回路３０は、コマンド（ａ）とトラッキングエラー信号（ｃ）の動きから、引き込み動作中であると判定し、外乱推定オブザーバ２６は（ｅ）に示すようにＯＦＦのままにされる。

トラッキングエラー信号（ｃ）がセンター値で安定し、オフトラック量が所定範囲内に収まったことを検出すると、状態判定回路３０は、トラッキング動作が定常状態に入ったものと判定し、外乱推定オブザーバ２６を起動させる。従って、外乱推定オブザーバ２６は、処理開始時からゼロクロス点近傍のトラッキングエラー信号（ｃ）を用いて外乱推定を行うことになる。

トラッキング引き込み動作がスタートした当初は、トラッキングエラー信号（ｃ）は大きく変動しており、アクチュエータ２３の動きを正確に示しているとは言えないことから、その時点でのトラッキングエラー信号（ｃ）を用いることは、外乱推定の精度を落とすことになる。一方、トラッキング動作が安定したゼロクロス点近傍のトラッキングエラー信号（ｃ）は、アクチュエータ２３の動きを忠実に示しており、より正確な外乱推定処理を行うことが可能となる。従って、上述のように外乱推定オブザーバ２６をＯＦＦさせることにより、引き込み動作時においては、外乱推定オブザーバ２６が不安定要素となることがなくなり、また、定常制御状態では外乱推定を用いた制御を追加することで、動作の安定性が向上する。

以上のように、状態判定回路３０がコマンド及びトラッキングエラー信号から制御状態を判定し、引き込み動作から定常状態に移行したことを検出して外乱推定オブザーバ２６を起動させることにより、外乱推定オブザーバ２６は起動時から正確な情報で外乱推定を行うことができ、誤差の大きい外乱推定により制御が不安定になることを未然に防ぐことが可能となる。
特開２００３−１４１７５４号公報（第３頁、図７）

しかし、上述のような光ディスク装置は、引き込み動作の安定性を改善することはできるが、焦点位置を複数の記録面の間で移動させるモード移行時のように、ゲイン交点が大きく変動する場合には制御が不安定になる。また、定常状態において外部から加わる振動などによりエラー信号が大きく変動し、エラー信号とアクチュエータコイルの位置の相関がなくなった場合には、外乱等の推定を誤り制御を不安定にする。

すなわち、定常状態での制御の安定性を確保するために導入しているオブザーバ処理が、外乱振動が加わった場合やモード移行時に、逆に制御を不安定にすることがあった。

本発明は、モード移行時や外乱が加わった場合における、オブザーバ処理に起因する制御の不安定性を回避することを可能にした光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の光ディスク装置は、光ディスクの記録面に光ビームを集光させて光スポットを形成し、その反射光を検出する光ヘッドと、前記光スポットを前記記録面に直交する方向あるいは前記光ディスクの半径方向に移動させる移動部と、前記光ヘッドの出力信号に基づき、前記光スポットが前記記録面に対して所定の状態になるように前記移動部の位置を制御する位置制御部と、前記移動部に関する状態を推定するオブザーバ処理部と、前記位置制御部の出力と前記オブザーバ処理部の出力を加算する加算部とを備え、前記加算部の出力に基づいて前記移動部を駆動する。

上記課題を解決するため、本発明の光ディスク装置は、前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御部と、前記オブザーバ処理部の出力の高周波成分を低減するとともに、前記オブザーバ処理部がＯＦＦの時にはその最終値を保持する低域通過フィルタと、前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて、前記オブザーバ処理部の出力と前記低域通過フィルタの出力を切り換えて出力する切換部とを更に備え、前記加算部に対して、前記オブザーバ処理部がＯＮのときにはその出力が供給され、前記オブザーバ処理部がＯＦＦのときには前記低域通過フィルタの出力が供給されることを特徴とする。

上記構成によれば、動作中のオブザーバ処理部をＯＦＦしたときに外乱等の推定値の瞬時値がホールドされることがなく、外乱等の推定値のＤＣレベルに近い値が出力されるので、移動部が大きく振られることがなく動作の安定性を確保することができる。

本発明の光ディスク装置において好ましくは、前記低域通過フィルタの遮断周波数は、前記オブザーバ処理部の制御帯域よりも低く設定される。

また、本発明の光ディスク装置は、前記位置制御部による位置制御のループゲインが変動する状態への移行を管理する状態管理部を更に備え、前記ＯＮ／ＯＦＦ制御部は、前記状態管理部の出力により前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦを制御し、前記状態管理部は、前記位置制御のループゲインが変動する状態への移行前に前記オブザーバ処理部をＯＦＦにするとともに、ループゲインが安定した状態に移行後に前記オブザーバ処理部をＯＮにする構成とすることができる。

この構成によれば、位置制御のループゲインが変動する前にオブザーバ処理をＯＦＦすることにより、ループゲイン変動時に十分な位相余裕を確保し、制御を安定に保つことができる。

また、本発明の光ディスク装置は、少なくとも前記光ヘッドの出力に基づいてその時の前記移動部の位置の制御状態を検出する状態判別部を更に備え、前記ＯＮ／ＯＦＦ制御部は、前記状態判別部の出力に応じて前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦを制御し、前記状態判別部は、前記光ヘッドの出力が所定範囲から外れた場合に、前記オブザーバ処理部をＯＦＦにする出力を前記ＯＮ／ＯＦＦ制御部に供給する構成とすることができる。

この構成によれば、フォーカス制御がはずれて反射光量が少なくなり、オブザーバ処理部が正常に動作していないと判断される場合にオブザーバ処理部をＯＦＦし、オブザーバ処理部が推定する外乱等により逆に制御が不安定となることを抑制することができる。

本発明の光ディスク装置において、前記位置制御部は、前記光ヘッドの最適位置からのずれ量を検出する位置誤差検出部と、前記位置誤差検出部の出力に対して少なくとも位相補償を行うＰＩＤフィルタ処理部とを備え、前記オブザーバ処理部は、前記ＰＩＤフィルタ処理部の入力と出力から外乱等を推定するように構成することができる。

以下、本発明の実施の形態における光ディスク装置について、図面を参照して具体的に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。光ディスク１は、第１記録面１ａ、及び第２記録面１ｂを有する２層ディスクである。光ヘッド２から照射される光ビームにより、光ディスク１に対する情報の記録再生が行われる。但し図１では、フォーカス制御に関わる回路のみが図示され、情報信号の記録再生に直接関わる回路等については図示が省略されている。

光ヘッド２に設けられた対物レンズ３は、アクチュエータ４により駆動され光ディスク１上に光スポットを形成する。光ヘッド２には収差調節器５が設けられており、収差調節器駆動回路６により駆動されて、情報を読み取ろうとする記録面で球面収差が発生しないように光学系を調節する。収差調節器駆動回路６は、システムコントローラ７からのコマンドにより動作する。フォーカス誤差検出回路８は、対物レンズ４の焦点位置と光ディスク１の第１記録面１ａ、あるいは第２記録面１ｂとのずれ量を示すフォーカス誤差信号を出力する。フォーカス誤差信号はＰＩＤ制御回路９に供給され、ＰＩＤフィルタ処理が行われて、その出力は加算回路１０に供給される。ＰＩＤ制御回路９は、図７に示したものと同様、通常のアクチュエータ制御で用いられる構成を有し、図示しないが、低域補償回路、比例演算回路、位相補償回路を含む。

外乱推定オブザーバ１１は、フォーカス誤差検出回路８の出力とＰＩＤ制御回路９の出力を入力として、アクチュエータ４に加わる外乱を推定する。具体的な構成については図示を省略するが、例えば、図８に示した従来例の外乱推定オブザーバ２６と同様の構成を用いることができる。ＬＰＦ（低域通過フィルタ）１２は、外乱推定オブザーバ１１が出力する推定外乱の高域成分を低減した信号を出力するものであり、その遮断周波数は、ディスク１の回転周波数の数倍の周波数、例えば、１００Ｈｚに設定する。第１の切換回路１３は、システムコントローラ７の指示に応じて、推定外乱とＬＰＦ１２の出力を切り換えて加算回路１０に出力する。

ジャンプ信号発生回路１４は、システムコントローラ７の指示に応じて、対物レンズ３の焦点位置を他の記録面へ移動させるためのジャンプ信号を出力する。第２の切換回路１５は、システムコントローラ７の指示に応じて、ジャンプ信号発生回路１４が出力するジャンプ信号と、加算回路１０の出力を切り換えて駆動回路１６に送る。駆動回路１６の出力信号によりアクチュエータ４が駆動され、光ディスク１上の光スポットが所定の状態に制御される。また、システムコントローラ７から、対物レンズ３の焦点位置を他の記録面へ移動させるコマンドが出力されるとき、外乱推定オブザーバ１１はＯＦＦにされ、シャンプ終了後の制御では外乱推定オブザーバ１１がＯＮにされる。すなわち、システムコントローラ７により、外乱推定オブザーバ１１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。なお、後述するように、対物レンズ３の焦点位置を他の記録面へ移動させることにより、焦点位置制御のループゲインが変動する。すなわち、システムコントローラ７は、位置制御のループゲインが変動する状態への移行に関する状態管理の機能も有する。

以上のように構成された光ディスク装置について、図２〜図４を参照してその動作を説明する。図２は、対物レンズ３の焦点位置が、第１記録面１ａにある状態から第２記録面１ｂに移動する場合の動作を説明する波形図である。

（ａ）は、システムコントローラ７から出力されるコマンドを示す。図中、タイミングｔ１以前は、対物レンズ３の焦点位置が第１記録面１ａにある状態、ｔ３以降は第２記録面１ｂにある状態を示す。ｔ１からｔ２の期間は準備期間、ｔ２からｔ３はジャンプ期間である。（ｂ）はフォーカス誤差信号、（ｃ）はＰＩＤ制御回路９からのＰＩＤ制御出力、（ｄ）は低域補償出力、（ｅ）は外乱推定オブザーバ１１の出力、（ｆ）はＬＰＦ１２の出力、（ｇ）は駆動回路１６から出力される駆動信号である。

対物レンズ３の焦点位置が第１記録面１ａ上にあり、第１記録面１ａのデータを読み取っている状態において、外乱推定オブザーバ１１はＰＩＤ制御回路９の入力信号および出力信号から外乱推定を行っている。ＬＰＦ１２は、その推定外乱の高域成分を低減し外乱のＤＣ成分を抽出している。但し、加算回路１０には、外乱推定オブザーバ１１の出力が供給されている。この状態からタイミングｔ１において、システムコントローラ７から、焦点位置を第１記録面１ａ上から第２記録面１ｂ上に移動する指令が出力されると、外乱推定オブザーバ１１はＯＦＦにされ（ｅ）、第１の切換回路１３の出力は、外乱推定オブザーバ１１の出力からＬＰＦ１２の出力（ｆ）に切換えられる。そして、収差調節器駆動回路６により収差調節器５を駆動して、焦点の移動先である第２記録面１ｂで球面収差が発生しないように調節が行われる。

その後、ｔ２において、第２の切換回路１５からは、加算回路１０の出力に換えてジャンプ信号発生回路１４が生成するジャンプ信号が出力され、焦点位置が第２記録面１ｂ上に移動する。シャンプ終了後の制御では外乱推定オブザーバ１１がＯＮにされ（ｅ）、第１の切換回路１３の出力は、外乱推定オブザーバ１１の出力に切換えられる。

図３は、焦点が第１記録面１ａにある状態で外乱推定オブザーバ１１を停止することなく、収差調節器５を駆動して第２記録面１ｂで球面収差が発生しないように調整した場合のフォーカス制御開ループ特性の変化を示す特性図である。（ａ）はゲイン特性、（ｂ）は位相特性を示す。（ａ）における線Ａ１は、対物レンズ３の焦点及び収差調節器５を、第１記録面１ａに合わせた状態におけるゲイン特性を示す。Ａ２は、対物レンズ３の焦点が第１記録面１ａにある状態で、収差調節器５を第２記録面１ｂに合わせた状態におけるゲイン特性を示す。この特性図から、フォーカス誤差検出回路８が出力するフォーカス誤差の検出ゲインが１／５程度と大きく低下することにより、フォーカス制御の位相余裕が４５度から０度に変化して、フォーカス制御が成り立たなくなることが判る。

これに対して図４は、焦点が第１記録面１ａにある状態で外乱推定オブザーバ１１を停止してから、収差調節器５を駆動し第２記録面１ｂで球面収差が発生しないように調整しせた場合の、フォーカス制御開ループ特性の変化を示す特性図である。（ａ）における線Ａ１は図３（ａ）の線Ａ１と同様であり、Ｂ２は、対物レンズ３の焦点が第１記録面１ａにある状態で、外乱推定オブザーバ１１を停止し、収差調節器５を第２記録面１ｂに合わせた状態におけるゲイン特性を示す。また、（ｂ）における線Ｐ１は、図３（ｂ）に示した線Ｐ１と同じ位相特性を示し、線Ｐ２は、図４（ａ）に対応する位相特性を示す。この特性図からは、フォーカス誤差検出回路８が出力するフォーカス誤差の検出ゲインが１／５程度と大きく低下した場合でも、外乱推定オブザーバ１１を停止することにより、フォーカス制御の位相余裕の低下を４５度から２５度までに抑えることができ、フォーカス制御の安定性を確保できることが判る。

以上のように本実施の形態によれば、定常制御状態では外乱推定オブザーバ１１の出力をＬＰＦ１２に通して高域成分を低減しておき、焦点位置を他の記録面にジャンプする前に外乱推定オブザーバ１１をＯＦＦにして、その出力の代わりにＬＰＦ１２がホールドした最終値を用いる。その後、収差調節器５をジャンプ先の記録面に設定することにより、一連のジャンプ動作の処理中にフォーカス制御の位相余裕が無くなり制御が外れてしまうことが回避され、常に安定したジャンプ動作を行うことができる。

なお、上記の構成においては、外乱推定オブザーバ１１による外乱の推定がＰＩＤ制御回路９の入力と出力を用いて行われることで、それらをひとつのフィルタで構成することが可能であると共に、ＬＰＦ１２も同フィルタと一体化が可能であり、極めて簡単な構成で高い制御安定性を実現できる。また、フィルタをソフトウェアで構成した場合はハードウェアの追加が全く必要ないと共に、ＬＰＦ１２の処理が高速性を要求されるものではないので、ＰＩＤ制御回路９への影響もほとんどなく、構成が容易である。

また、上記の構成ではオブザーバを外乱推定に用いているが、速度推定等に用いた場合であっても本実施の形態の思想を適用可能であり、上述の構成に限定されるものではない。またＰＩＤ制御回路９は、必ずしも、低域補償回路、比例演算回路、位相補償回路を含む構成である場合でなくとも、本実施の形態の構成を適用して効果を得ることができる。すなわち、少なくとも位相補償回路を含む場合であれば、本実施の形態の構成は効果的である。

さらに、上記の構成ではＬＰＦ１２の遮断周波数の設定をディスク回転周波数の数倍に設定しているが、ドライブやディスクの仕様によっては、ディスク回転周波数よりも低く設定した方が安定する場合や、外乱推定オブザーバの制御帯域近くに上げた方がよい場合もあり、本実施の形態の仕様に限定されるものではない。少なくとも、外乱推定オブザーバの制御帯域よりも低く設定することにより、実用上の効果を十分に得ることが可能である。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図５において、実施の形態１に示した例と同じ構成要素については、同一の参照番号を付して説明の繰り返しを省略する。この光ディスク装置には、反射光量検出回路１７、及びＯＮ／ＯＦＦ制御回路１８が設けられており、その点が、実施の形態１とは相違する。反射光量検出回路１７は、光ディスク１から反射し、光ヘッド２で検出された光の量に比例した信号を出力する。ＯＮ／ＯＦＦ制御回路１８は、反射光量検出回路１７が出力する反射光量信号のレベルを監視しており、その値が制御はずれ状態であると判断できる基準レベルよりも低くなると、外乱推定オブザーバ１１をＯＦＦにする信号を出力する。基準レベルは、通常の制御動作において処理可能な反射光量の下限値に基づき、適宜設定すればよい。

すなわちＯＮ／ＯＦＦ制御回路１８は、光ヘッド２の出力に基づいて、その時の光ヘッド２の位置の制御状態を検出し状態判別を行う機能を有する。光ヘッド２の位置の制御状態は、フォーカス誤差検出回路８が出力するフォーカス誤差信号を参照して判別するように構成することもできる。

以上のように構成された光ディスク装置について、図６を参照して説明する。図６は、光ディスク装置に外部から振動が加わり、制御が不安定になった場合の動作を説明する波形図である。（ａ）は、反射光量検出回路１７が出力する反射光量信号を示し、他の波形図は図２の場合と同様である。

図６において、タイミングｔ１までは、フォーカス制御が安定に動作している状態を示す。ｔ１で外部から強い振動が加わると、ＦＥ信号（ｂ）が大きく振れてフォーカス制御が外れる。フォーカス制御が外れると、フォーカス誤差検出回路８が出力するＦＥ信号（ｂ）はセンター値となり、反射光量検出回路１７が出力する反射光量信号（ａ）は減衰する。ただし、実際の回路においてＦＥ信号は何らかのオフセットを持っており、完全にゼロにはならない。そのため、外乱推定オブザーバ１１が動作を続けると、その出力は（ｅ）に破線で示すように上昇を続け、従って、（ｇ）に示す駆動信号も破線で示すように上昇を続ける。これをそのまま放置すると、対物レンズ３は光ディスク１に近づき、最悪の場合は対物レンズ３が光ディスク１に衝突する。

しかし、本実施の形態では、反射光量信号の減衰によりそのレベルが基準レベルよりも低くなると、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路１８が外乱推定オブザーバ１１にＯＦＦ信号を出力し、外乱推定処理を停止させる。これにより、外乱推定オブザーバ１１の出力は上昇を続けることはなくなるが、ＯＦＦ時に外乱推定オブザーバ１１の出力が大きな振幅で変動している場合がある。このような場合でも、図６に示すように、第１の切換回路１３により、外乱推定オブザーバ１１の出力からその低域成分を低減したＬＰＦ１２の出力に切り換えて加算回路１０に供給することで、（ｇ）に示すように、駆動信号が一点鎖線のように大きく乱れることはなく、実線のようにＰＩＤ制御回路９の出力の変動分のみとなる。従って、対物レンズ３が光ディスク１に接近し衝突することは回避される。

以上のように本実施の形態によれば、反射光量検出回路１７の出力が基準レベルよりも低くなった場合に、外乱推定オブザーバ１１の推定動作を停止させ、外乱推定オブザーバ１１の出力に代えてＬＰＦ１２の出力を供給することにより、外部からの振動等によりフォーカス制御が外れた場合でも、駆動信号が混乱することによる弊害を回避することができる。

なお、以上の構成においては、外乱推定オブザーバ１１による外乱の推定がＰＩＤ制御回路９の入力と出力を用いて行われることで、それらをひとつのフィルタで構成することが可能であると共に、ＬＰＦ１２も同フィルタと一体化が可能であり、極めて簡単な構成で高い制御安定性を実現できる。また、フィルタをソフトウェアで構成した場合はハードウェアの追加が全く必要ないと共に、ＬＰＦ１２の処理が高速性を要求されるものではないので、ＰＩＤ制御回路９への影響もほとんどなく、構成が容易である。

また、上記の構成ではオブザーバを外乱推定に用いているが、速度推定等に用いた場合であっても本実施の形態の思想を適用可能であり、上述の構成に限定されるものではない。

さらに、以上の実施の形態では、フォーカス制御の場合を例として説明しているが、トラッキング制御においても、上記と同様に本発明の思想を適用可能であり、以上の実施の形態に限定されるものではない。

以上の実施の形態では、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路１８は、反射光量検出回路１７の出力に基づいて、その時の光ヘッド２の位置の制御状態を検出し状態判別を行なったが、光ヘッド２の位置の制御状態は、フォーカス誤差検出回路８が出力するフォーカス誤差信号を参照して判別するように構成することもできる。このとき、基準レベルは、通常の制御動作において検出されるフォーカス誤差信号の上限値および下限値に基づき、適宜設定すればよい。さらに図５に示すようにＯＮ／ＯＦＦ制御回路１８は、反射光量検出回路１７の出力とフォーカス誤差検出回路８が出力するフォーカス誤差信号の両方を参照して光ヘッド２の位置の制御状態を判別することもできる。

また、以上の実施の形態においては、図１および図５に示したように、ＰＩＤ制御回路９、外乱推定オブザーバ１１、ＬＰＦ１２、第１の切換回路１３、第２の切換回路１５、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路１８、ジャンプ信号発生回路１４などを、回路として構成した例を示した。しかし、これらの構成全体を、ＤＳＰなどのプロセッサを用いたソフトウェアで実現することも可能であり、実施の形態の構成に限定されるものではない。

本発明によれば、モード移行時や外乱が加わった場合における、オブザーバ処理に起因する制御の不安定性を回避することが可能になり、高記録密度の光ディスク装置の動作安定化に有用である。

本発明の実施の形態１における光ディスク装置要部の概略構成を示すブロック図 同光ディスク装置において焦点位置を複数の記録面間での移動する場合の動作を説明する波形図 同光ディスク装置において外乱推定オブザーバ１１をＯＦＦにすることなく収差調節器６を駆動した場合のフォーカス制御特性を示す開ループ制御特性図 同光ディスク装置において外乱推定オブザーバ１１をＯＦＦにして収差調節器６を駆動した場合のフォーカス制御特性を示す開ループ制御特性図 本発明の実施の形態２における光ディスク装置要部の概略構成を示すブロック図 同光ディスク装置において外部から振動が加わった場合の動作を説明する波形図 従来例における光ディスク装置要部の概略構成を示すブロック図 図７の光ディスク装置における外乱推定オブザーバの構成例を示すブロック図 図７の光ディスク装置の動作を説明する波形図

符号の説明

１、２１ 光ディスク
１ａ 第１記録面
１ｂ 第２記録面
２、２２ 光ヘッド
３ 対物レンズ
４、２３ アクチュエータ
５ 収差調節器
６ 収差調節器駆動回路
７、２９ システムコントローラ
８ フォーカス誤差検出回路
９、２５ ＰＩＤ制御回路
１０、２７ 加算回路
１１、２６ 外乱推定オブザーバ
１２ ＬＰＦ
１３ 第１の切換回路
１４ ジャンプ信号発生回路
１５ 第２の切換回路
１６、２８ 駆動回路
１７ 反射光量検出回路
１８ ＯＮ／ＯＦＦ制御回路
２４ トラッキングエラー信号生成回路
３０ 状態判定回路
３１ Ｖ→Ｘ変換回路
３２ Ｖ→Ｆ変換回路
３３ 推定処理回路
３４ Ｆ→Ｖ変換回路

Claims (5)

1. 光ディスクの記録面に光ビームを集光させて光スポットを形成し、その反射光を検出する光ヘッドと、
   前記光スポットを前記記録面に直交する方向あるいは前記光ディスクの半径方向に移動させる移動部と、
   前記光ヘッドの出力信号に基づき、前記光スポットが前記記録面に対して所定の状態になるように前記移動部の位置を制御する位置制御部と、
   前記移動部に関する状態を推定するオブザーバ処理部と、
   前記位置制御部の出力と前記オブザーバ処理部の出力を加算する加算部とを備え、
   前記加算部の出力に基づいて前記移動部を駆動する光ディスク装置において、
   前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御部と、
   前記オブザーバ処理部の出力の高周波成分を低減するとともに、前記オブザーバ処理部がＯＦＦの時にはその最終値を保持する低域通過フィルタと、
   前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて、前記オブザーバ処理部の出力と前記低域通過フィルタの出力を切り換えて出力する切換部とを更に備え、
   前記加算部に対して、前記オブザーバ処理部がＯＮのときにはその出力が供給され、前記オブザーバ処理部がＯＦＦのときには前記低域通過フィルタの出力が供給されることを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記低域通過フィルタの遮断周波数は、前記オブザーバ処理部の制御帯域よりも低く設定された請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記位置制御部による位置制御のループゲインが変動する状態への移行を管理する状態管理部を更に備え、
   前記ＯＮ／ＯＦＦ制御部は、前記状態管理部の出力により前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦを制御し、
   前記状態管理部は、前記位置制御のループゲインが変動する状態への移行前に前記オブザーバ処理部をＯＦＦにするとともに、ループゲインが安定した状態に移行後に前記オブザーバ処理部をＯＮにする請求項１に記載の光ディスク装置。
4. 少なくとも前記光ヘッドの出力に基づいてその時の前記移動部の位置の制御状態を検出する状態判別部を更に備え、
   前記ＯＮ／ＯＦＦ制御部は、前記状態判別部の出力に応じて前記オブザーバ処理部のＯＮ／ＯＦＦを制御し、
   前記状態判別部は、前記光ヘッドの出力が所定範囲から外れた場合に、前記オブザーバ処理部をＯＦＦにする出力を前記ＯＮ／ＯＦＦ制御部に供給する請求項１に記載の光ディスク装置。
5. 前記位置制御部は、前記光ヘッドの最適位置からのずれ量を検出する位置誤差検出部と、前記位置誤差検出部の出力に対して少なくとも位相補償を行うＰＩＤフィルタ処理部とを備え、
   前記オブザーバ処理部は、前記ＰＩＤフィルタ処理部の入力と出力から外乱等を推定するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ディスク装置。

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