JP4341917B2 - トラッキング制御装置及びトラッキング制御方法、並びに、突発外乱推定装置及び突発外乱推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、トラッキング制御技術に関し、より詳細には、突発外乱を推定する突発外乱推定装置及び突発外乱推定方法、並びに、突発外乱を推定することでトラッキングの制御を行うトラッキング制御装置及びトラッキング制御方法に関する。

一般に、ディスクの記録・再生装置は、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を、ディスク上の目的トラック位置に高速で、かつ安定して追従させるために、大きく分けて２つの動作を行っている。１つは、トラッキングサーボをオフにしてリニアモータによって目標トラック位置近傍まで光ヘッドのピックアップを移動する粗動作であり、もう１つは、トラッキングサーボをオンにしてボイスコイルモータによって目標トラック位置にピックアップを追従させる微動作である。

従来、この微動作におけるトラッキングは、光スポット位置をフィードバックさせることで、ディスクの偏心や振動等の外乱によって生じるトラック位置と、光スポット位置との誤差を補正するフィードバック制御によって実現されている。さらに、このフィードバック制御に、ディスクの１回転周期後の誤差を特定の伝達関数によって予測するフィードフォワード制御を付加することで、光スポット位置を高速で、かつ安定した状態でトラック位置に追従させる技術が存在する（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。

ここで、図１４を参照して、従来のトラッキング制御装置について説明する。図１４は、従来のデジタル制御によるトラッキング制御装置の構成を示すブロック図である。
トラッキング制御装置１Ｃは、フィードバック制御系２Ｃとして、トラッキング誤差信号生成手段２０と、Ａ／Ｄ変換手段２１と、フィードバック制御手段２２と、補正操作量生成手段（加算手段）２３と、Ｄ／Ａ変換手段２４と、光スポット位置補正手段２５とを備え、フィードフォワード制御系３として、補正トラッキング誤差信号生成手段（加算手段）３０と、記憶制御手段３１と、記憶手段３２と、フィードフォワード制御手段３３と、トラッキング誤差補正信号生成手段３４とを備えている。

ここで、フィードバック制御手段（Ｃ（ｚ^-1））２２はロバスト制御器であり、光スポット位置補正手段（Ｐ（ｓ））２５はアクチュエータの電流駆動のボイスコイルモータであり、また、フィードフォワード制御手段（Ｇ_ff（ｚ^-1））３３は零位相誤差トラッキング（Ｚｅｒｏ Ｐｈａｓｅ Ｅｒｒｏｒ Ｔｒａｃｋｉｎｇ：ＺＰＥＴ）制御を適用した前置補償器である。
なお、図１４中の減算手段Ｄは、突発外乱がフィードバック制御系２Ｃに与える影響を擬似的に表現したものであって、実在する構成ではない。

このトラッキング制御装置１Ｃは、フィードバック制御系２Ｃにおけるトラッキング誤差信号生成手段２０によって、ディスク上のトラック位置と、光スポット位置補正手段２５により補正された光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号を生成し、Ａ／Ｄ変換手段２１でデジタル信号に変換する。さらに、トラッキング制御装置１Ｃは、フィードバック制御手段２２によって、デジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）の振幅及び位相の補償を行い、光スポット位置を操作する操作量Ｉ_c（ｋ）を生成する。そして、トラッキング制御装置１Ｃは、補正操作量生成手段２３によって、操作量Ｉ_c（ｋ）と、フィードフォワード制御系３のフィードフォワード制御手段３３により推定される操作量の誤差Ｉ_f（ｋ）とを加算することで、光スポット位置を操作する補正された操作量（補正操作量Ｉ_cmd（ｋ））を生成する。

そして、トラッキング制御装置１Ｃは、Ｄ／Ａ変換手段２４によって、補正操作量Ｉ_cmd（ｋ）をアナログ信号に変換する。なお、外部からの突発的な外乱（突発外乱Ｉ_d（ｔ））が発生した場合、Ｄ／Ａ変換手段２４から出力されるアナログ信号に変換された補正操作量から、突発外乱Ｉ_d（ｔ）が減算されることになる。そして、トラッキング制御装置１Ｃは、光スポット位置補正手段２５によって、補正操作量により光スポット位置を制御する。この光スポット位置が、トラッキング誤差信号生成手段２０に入力されることで、フィードバック制御系２Ｃが形成される。

また、トラッキング制御装置１Ｃは、フィードフォワード制御系３における補正トラッキング誤差信号生成手段３０によって、フィードバック制御系２Ｃで生成されたトラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）と、トラッキング誤差補正信号生成手段３４で生成された、ディスクの少なくとも１回転周期前のトラッキング誤差補正信号とを加算した補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ）を生成する。そして、記憶制御手段３１によって、この補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ）を記憶手段３２に記憶する。

さらに、トラッキング制御装置１Ｃは、フィードフォワード制御手段３３によって、記憶手段３２に記憶されている補正トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、光スポット位置の操作量の誤差を推定する。この推定された操作量の誤差は、トラッキング誤差補正信号生成手段３４及び補正操作量生成手段２３に出力される。そして、トラッキング制御装置１Ｃは、トラッキング誤差補正信号生成手段３４によって、トラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）を補正するためのトラッキング誤差補正信号を生成する。このトラッキング誤差補正信号が、補正トラッキング誤差信号生成手段３０に入力されることで、フィードフォワード制御系３が形成される。

このように、従来のトラッキング制御装置１Ｃは、ディスクの偏心等による周期的外乱を、フィードバック制御系２Ｃとフィードフォワード制御系３とで補償し、外部から突発的に加えられた突発外乱を、フィードバック制御系２Ｃのみで補償する構成となっている。また、従来、フィードバック制御系のみによって、トラッキングの制御を行うトラッキング制御装置においては、フィードバック制御系に外乱オブザーバ（外乱観測器）を備え、この外乱オブザーバによって、外乱を推定する技術が存在する（例えば、特許文献３参照）。この技術では、フィードバック制御系に入力される周期的外乱と突発外乱とを区別せずに、まとまった外乱として推定し、補償を行っている。
特開２００３−０９１８４１号公報（段落００３９〜００６２、図１） 特開２００４−０９５１２３号公報（段落００４３〜００７２、図１） 特開２００１−２１００３２号公報（段落００６５〜００７３、図１１、図１２）

しかし、前記従来のフィードバック制御系とフィードフォワード制御系とからなるトラッキング制御装置は、ディスクの偏心等による周期的外乱を、フィードバック制御系とフィードフォワード制御系とで補償し、外部から突発的に加えられた突発外乱を、フィードバック制御系のみで補償する構成となっている。このため、フィードバック制御系のみで突発外乱を補償しようとすると、突発外乱の予測ができず、ディスクの回転が速くなるにつれて、ディスクのトラック位置への追従性能が低下してしまうという問題がある。

また、前記フィードバック制御系のみでトラッキング制御を行うトラッキング制御装置は、外乱オブザーバによって、外乱（周期的外乱及び突発外乱）をまとめて推定し補償している。このため、外乱から、周期的外乱の特徴を除去して突発外乱の成分のみを分離することができず、突発外乱が発生したときは、周期的外乱の補償に影響を与えてしまうため、ディスクのトラック位置への追従性能が低下してしまうという問題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、突発外乱のみを推定し、補償を行う突発外乱推定装置及び突発外乱推定方法、並びに、突発外乱のみを推定し、補償を行うことで、ディスクのトラック位置への追従性能を損なわないトラッキング制御装置及びトラッキング制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載のトラッキング制御装置は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置の補正を行うフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、前記フィードフォワード制御系が、補正トラッキング誤差信号生成手段と、記憶手段と、フィードフォワード制御手段と、トラッキング誤差補正信号生成手段とを備え、前記フィードバック制御系が、フィードバック制御手段と、突発外乱推定手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、フィードフォワード制御系において、補正トラッキング誤差信号生成手段によって、トラッキング誤差信号と、ディスクの少なくとも１回転周期前のトラッキング誤差補正信号とを加算して補正トラッキング誤差信号を生成し、記憶手段に記憶する。そして、トラッキング制御装置は、フィードフォワード制御手段によって、補正トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、補正の誤差を推定した誤差補正量を生成する。なお、この補正トラッキング誤差信号の振幅及び位相は、フィードフォワード制御手段において、予め定めた伝達関数を実行することで、補償することができる。そして、トラッキング制御装置は、トラッキング誤差補正信号生成手段によって、予め定めた伝達関数により、補正トラッキング誤差信号生成手段で使用するトラッキング誤差補正信号を生成する。これによって、フィードフォワード制御系が形成されることになる。

さらに、トラッキング制御装置は、フィードバック制御系において、フィードバック制御手段によって、トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、光スポット位置を補正するための操作量を生成する。なお、このトラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償は、フィードバック制御系において、予め定めた伝達関数を実行することで、補償することができる。そして、トラッキング制御装置は、突発外乱推定手段によって、トラッキング誤差信号と、補正トラッキング誤差信号とに基づいて、操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、操作量を補正した突発外乱操作量を生成する。なお、この突発外乱推定手段では、トラッキング誤差信号と、補正トラッキング誤差信号との差分をとることで、外乱から周期的外乱を除外し、突発外乱のみの推定を行う。

また、請求項２に記載のトラッキング制御装置は、請求項１に記載のトラッキング制御装置において、前記突発外乱推定手段が、位相調整手段と、外乱トラッキング誤差生成手段と、外乱推定手段と、外乱操作量生成手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、位相調整手段によって、補正トラッキング誤差信号を遅延させることで、補正トラッキング誤差信号と、トラッキング誤差信号との位相を調整する。これによって、両信号を同位相とすることができる。そして、トラッキング制御装置は、外乱トラッキング誤差生成手段によって、位相調整手段で位相を調整され同位相となった補正トラッキング誤差信号とトラッキング誤差信号との差分をとることで、トラック位置の変化量（トラッキング誤差）を生成する。このトラック位置の変化量は、トラッキング誤差信号から、同位相の補正トラッキング誤差信号を減算するため、周期的外乱を除外した変化量、すなわち、突発外乱による変化量となる。

そこで、トラッキング制御装置は、外乱推定手段によって、トラック位置の変化量と、ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、突発外乱のみを推定した突発外乱量を生成（推定）することが可能になる。なお、突発外乱操作量は、外乱操作量生成手段によって、突発外乱量と、フィードバック制御手段で生成された操作量とを加算することで生成される。

また、請求項３に記載のトラッキング制御装置は、請求項２に記載のトラッキング制御装置において、信号切換手段と、突発外乱検出手段と、をさらに備える構成とした。

かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、信号切換手段によって、前記補正トラッキング誤差信号生成手段で生成された補正トラッキング誤差信号及び前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号のうち、いずれか一方を選択して記憶手段に出力する。これによって、トラッキング制御装置は、補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された補正トラッキング誤差信号を選択して記憶手段に出力するときには、突発外乱のない通常状態の動作を行う。そして、位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号を選択して記憶手段に出力するときには、位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号は、記憶手段に記憶された補正トラッキング誤差信号に基づいており、記憶手段に入力することにより、外部からの突発外乱の影響を除去することができる。

また、トラッキング制御装置は、突発外乱検出手段によって、突発外乱を検出すると共に、前記突発外乱を検出したときに、前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号を選択するように前記信号切換手段を切り換える。これによって、突発外乱を検出したときに、記憶手段に出力される信号には、突発外乱の影響のない補正トラッキング誤差信号が供給され、この記憶手段に記憶された補正トラッキング誤差信号に基づいて、位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号が外乱推定手段に出力される。この結果、突発外乱が発生したときにもトラッキング制御装置は、安定したトラッキング制御を行うことができる。

また、請求項４に記載のトラッキング制御装置は、請求項３に記載のトラッキング制御装置において、前記突発外乱検出手段が、加速度検出手段と、信号変換手段と、電圧レベル判定手段と、切換信号生成手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、加速度検出手段によって、突発外乱の加速度を検出し、信号変換手段によって、加速度検出手段で検出された加速度信号を電圧信号に変換する。そして、トラッキング制御装置は、電圧レベル判定手段によって、信号変換手段が変換した電圧信号と、予め定められたしきい値とを比較して、前記電圧信号がこのしきい値を跨いで変化したかどうかを判定する。この予め定められたしきい値を適宜定めることにより、突発外乱が発生したかどうかを判定することができる。このしきい値は、例えば、通常含む微小なランダム雑音よりも大きく、衝撃として観測し得る電圧レベルであり、突発外乱により制御系が不安定にならない電圧レベルである。

また、トラッキング制御装置は、切換信号生成手段によって、前記電圧信号が前記しきい値よりも大きい場合に、前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号を選択するための第１の切換信号を生成し、前記電圧信号が前記しきい値よりも小さい場合に、前記補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された補正トラッキング誤差信号を選択するための第２の切換信号を生成し、生成した第１又は第２の切換信号を前記信号切換手段に供給する。これによって、電圧信号がしきい値よりも大きいときに、すなわち、突発外乱が発生したときに、第１の切換信号が信号切換手段に供給され、信号切換手段は、位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号を記憶手段に出力するように動作する。一方、電圧信号がしきい値よりも小さいときに、すなわち、突発外乱が消滅したときに、第２の切換信号が信号切換手段に供給され、信号切換手段は、補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された補正トラッキング誤差信号を記憶手段に出力するように動作する。

また、請求項５に記載のトラッキング制御装置は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置の補正を行うことにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、フィードバック制御手段と、突発外乱推定手段と、記憶手段とを備え、前記突発外乱推定手段が、位相調整手段と、外乱トラッキング誤差生成手段と、外乱推定手段と、外乱操作量生成手段とを有しており、当該トラッキング制御装置は、さらに、信号切換手段と、突発外乱検出手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、フィードバック制御手段によって、トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、光スポット位置を補正するための操作量を生成し、突発外乱推定手段によって、このトラッキング誤差信号に基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する。そして、トラッキング制御装置は、このトラッキング誤差信号を補正用トラッキング誤差信号として記憶手段に記憶する。そして、トラッキング制御装置は、位相調整手段によって、この記憶手段に記憶された補正用トラッキング誤差信号を遅延させることで、補正用トラッキング誤差信号と、トラッキング誤差信号との位相を調整する。これによって、両信号を同位相とすることができる。そして、トラッキング制御装置は、外乱トラッキング誤差生成手段によって、位相調整手段で位相を調整され同位相となった補正用トラッキング誤差信号と、トラッキング誤差信号との差分をとることで、トラック位置の変化量（トラッキング誤差）を生成する。このトラック位置の変化量は、補正用トラッキング誤差信号から、同位相のトラッキング誤差信号を減算するため、周期的外乱を除外した変化量、すなわち、突発外乱による変化量となる。

そこで、トラッキング制御装置は、外乱推定手段によって、トラック位置の変化量と、ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、突発外乱のみを推定した突発外乱量を生成（推定）することが可能になる。なお、突発外乱操作量は、外乱操作量生成手段によって、突発外乱量と、フィードバック制御手段で生成された操作量とを加算することで生成される。

そして、トラッキング制御装置は、信号切換手段によって、前記補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された補正トラッキング誤差信号及び前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号のうち、いずれか一方を選択して記憶手段に出力する。これにより、トラッキング制御装置は、突発外乱のないときには、補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された補正トラッキング誤差信号を選択して記憶手段に出力し、通常状態の動作を行う。また、トラッキング制御装置は、突発外乱検出手段によって、突発外乱を検出すると共に、前記突発外乱を検出したときに、前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号を選択するように前記信号切換手段を切り換える。この結果、突発外乱が発生したときにもトラッキング制御装置は、安定したトラッキング制御を行うことができる。

さらに、請求項６に記載の突発外乱推定装置は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、前記トラッキング誤差信号と、前記フィードフォワード制御系において前記トラッキング誤差信号を前記誤差補正量に基づいて補正した補正トラッキング誤差信号とに基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する突発外乱推定装置であって、位相調整手段と、外乱トラッキング誤差生成手段と、外乱推定手段と、外乱操作量生成手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、突発外乱推定装置は、位相調整手段によって、前記補正トラッキング誤差信号を遅延させることで、補正トラッキング誤差信号と、トラッキング誤差信号との位相を調整する。これによって、両信号を同位相とすることができる。そして、突発外乱推定装置は、外乱トラッキング誤差生成手段によって、位相調整手段で位相を調整され同位相となった補正トラッキング誤差信号とトラッキング誤差信号との差分をとることで、トラック位置の変化量を生成する。このトラック位置の変化量は、トラッキング誤差信号から、同位相の補正トラッキング誤差信号を減算するため、周期的外乱を除外した変化量、すなわち、突発外乱による変化量となる。

そこで、突発外乱推定装置は、外乱推定手段によって、トラック位置の変化量と、ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、突発外乱のみを推定した突発外乱量を生成（推定）することが可能になる。なお、突発外乱操作量は、外乱操作量生成手段によって、突発外乱量と、フィードバック制御手段で生成された操作量とを加算することで生成される。

また、請求項７に記載のトラッキング制御方法は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置の補正を行うフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御方法において、前記フィードフォワード制御系が、補正トラッキング誤差信号生成ステップと、記憶ステップと、フィードフォワード制御ステップと、トラッキング誤差補正信号生成ステップとを含み、前記フィードバック制御系が、フィードバック制御ステップと、突発外乱推定ステップとを含んでいることを特徴とする。

この手順によれば、トラッキング制御方法は、フィードフォワード制御系において、補正トラッキング誤差信号生成ステップで、トラッキング誤差信号と、ディスクの少なくとも１回転周期前のトラッキング誤差補正信号とを加算して補正トラッキング誤差信号を生成し、記憶ステップで、その補正トラッキング誤差信号を記憶手段に記憶する。そして、トラッキング制御方法は、フィードフォワード制御ステップで、補正トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、補正の誤差を推定した誤差補正量を生成する。そして、トラッキング制御方法は、トラッキング誤差補正信号生成ステップで、予め定めた伝達関数により、補正トラッキング誤差信号生成ステップで使用するトラッキング誤差補正信号を生成する。これによって、フィードフォワード制御系が形成されることになる。

そして、トラッキング制御方法は、フィードバック制御系において、フィードバック制御ステップで、トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、光スポット位置を補正するための操作量を生成する。そして、トラッキング制御方法は、突発外乱推定ステップで、トラッキング誤差信号と、補正トラッキング誤差信号とに基づいて、操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、操作量を補正した突発外乱操作量を生成する。なお、この突発外乱推定ステップでは、トラッキング誤差信号と、補正トラッキング誤差信号との差分をとることで、外乱から周期的外乱を除外し、突発外乱のみの推定を行う。

さらに、請求項８に記載の突発外乱推定方法は、ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、前記トラッキング誤差信号と、前記フィードフォワード制御系において前記トラッキング誤差信号を前記誤差補正量に基づいて補正した補正トラッキング誤差信号とに基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する突発外乱推定方法であって、位相調整ステップと、外乱トラッキング誤差生成ステップと、外乱推定ステップと、外乱操作量生成ステップとを含んでいることを特徴とする。

この手順によれば、突発外乱推定方法は、位相調整ステップで、前記補正トラッキング誤差信号を遅延させることで、補正トラッキング誤差信号と、トラッキング誤差信号との位相を調整する。これによって、両信号を同位相とすることができる。そして、突発外乱推定方法は、外乱トラッキング誤差生成ステップで、位相調整ステップで位相を調整され同位相となった補正トラッキング誤差信号とトラッキング誤差信号との差分をとることで、トラック位置の変化量を生成する。このトラック位置の変化量は、トラッキング誤差信号から、同位相の補正トラッキング誤差信号を減算するため、周期的外乱を除外した変化量、すなわち、突発外乱による変化量となる。

そこで、突発外乱推定方法は、外乱推定ステップで、トラック位置の変化量と、ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、突発外乱のみを推定した突発外乱量を生成（推定）することが可能になる。さらに、突発外乱推定方法は、外乱操作量生成ステップによって、突発外乱量とフィードバック制御ステップで生成された操作量とを加算することで、突発外乱操作量を生成する。なお、この突発外乱操作量は、外乱推定ステップで使用される。

請求項１又は請求項７に記載の発明によれば、突発外乱のみを推定して補償する外乱オブザーバとなる機能をフィードバック制御手段に付加することによって、外乱を突発外乱と周期的外乱とに分離して、同時に補償することができる。これによって、記録中のトラックに隣接するトラックに、不要な情報や不正な情報を記録することを防止することができる。また、本発明によれば、突発外乱に対するロバスト性（頑健性）が向上するため、手ぶれや外部からの衝撃によって突発的な外乱（力外乱）が発生しやすい可搬型の光ディスク記録装置等においても、安定したディスクの記録再生が可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、位相調整手段によって、同位相となった補正トラッキング誤差信号を、トラッキング誤差信号から減算することで、周期的外乱を除外した突発外乱のみによるトラック位置の変化量を求めることができる。これによって、突発外乱のみによる外乱の推定を行うことができ、フィードバック制御手段において、外乱を突発外乱と周期的外乱とに分離して、同時に補償することができ、トラック位置への追従性能を高めることができる。

請求項３に記載の発明によれば、通常は補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された信号を記憶手段に出力し、突発外乱を検出したときに、位相調整手段で位相を調整された信号を記憶手段に出力することができる。これによって、突発外乱が発生したときに記憶手段を含む回路が閉じて、記憶手段に記憶された補正トラッキング誤差信号に対して外部からの突発外乱の影響を除去することができるので、安定したトラッキング制御を行うことが可能になる。

請求項４に記載の発明によれば、検出した加速度から変換された電圧信号と予め定められたしきい値とに基づいて突発外乱が発生したかどうかを判定し、判定結果に応じて信号切換手段を制御する切換信号を生成し、信号切換手段に供給することができる。これによって、突発外乱が発生したときに、確実に突発外乱の影響を受けないように信号切換を行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、位相調整手段によって、同位相となった補正トラッキング誤差信号から、トラッキング誤差信号を減算することで、周期的外乱を除外した突発外乱のみによるトラック位置の変化量を求めることができる。また、本発明によれば、通常は補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された信号を記憶手段に出力し、突発外乱を検出したときに、位相調整手段で位相を調整された信号を記憶手段に出力することができる。これによって、突発外乱が発生したときに記憶手段を含む回路が閉じて、記憶手段に記憶された補正トラッキング誤差信号に対して外部からの突発外乱の影響を除去することができるので、安定したトラッキング制御を行うことが可能になる。

請求項６又は請求項８に記載の発明によれば、突発外乱と周期的外乱とを含んだトラッキング誤差信号から、突発外乱のみを抽出して、その推定を行うことができる。これによって、本発明を組み込んだトラッキング制御装置では、外乱を突発外乱と周期的外乱とに分離して、同時に補償することができ、トラック位置への追従性能を高めることができる。

［第１の実施形態］
以下では、まず、第１の実施形態のトラッキング制御装置において、トラッキング制御を行う際の制御系に入力される外乱から、ディスクの偏心等による周期的外乱の成分を分離して、外部から突発的に加えられた突発外乱のみを推定する手法について説明し、その手法によって抽出された突発外乱の成分に基づいて、突発外乱を推定する突発外乱推定装置を含んだトラッキング制御装置について順次説明していくこととする。

（突発外乱の推定について）
一般に、フィードバック制御系とフィードフォワード制御系を備えたトラッキング制御装置（例えば、図１４）では、フィードバック制御系で生成されるトラッキング誤差信号に基づいて、トラック位置の変化量（トラッキング誤差）を推定している。ここで、フィードバック制御系に、あるサンプリング時点ｋにおいて、周期的外乱ｘ^ref（ｋ）のみが入力されるとすると、トラッキング誤差（補正トラッキング誤差信号）ｅ_t ^feedback（ｋ）は、周期的外乱によるトラッキング誤差ｘ_f（ｋ）によって、以下の（１）式により算出される。

ｅ_t ^feedback（ｋ）＝ｘ^ref（ｋ）−ｘ_f（ｋ） …（１）式

この（１）式に示した周期的なトラッキング誤差（補正トラッキング誤差信号）は、ディスクの１周前のトラッキング制御に基づいた誤差となり、この誤差に基づいて制御を行うことで、より正確な周期的外乱の影響を求めることが可能になる。本発明は、この周期的外乱の影響に伴うトラッキング誤差を用いて突発外乱を推定する。

ここで、図２を参照して、トラッキング制御装置の制御系における制御対象である光スポット位置補正手段（ボイスコイルモータ）の入出力関係について説明する。図２は、一般的なトラッキング制御装置の制御系を模式的に示した模式図である。
図２に示すように、制御系４は、あるサンプリング時点ｋにおいて、周期的外乱ｘ^ref（ｋ）と、突発外乱Ｉ_d（ｋ）とに基づいて、光スポット位置補正手段（ボイスコイルモータ）４１を制御するモデルである。ここで、光スポット位置補正手段（ボイスコイルモータ）４１から出力される光スポット位置ｘ（ｋ）は、以下の（２）式に示すように、周期的外乱によるトラッキング誤差ｘ_f（ｋ）と、突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）とが加算されたものである。

ｘ（ｋ）＝ｘ_f（ｋ）＋ｘ_d（ｋ） …（２）式

また、周期的外乱の制御系４２に入力されるトラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）は、以下の（３）式に示すように、周期的外乱ｘ^ref（ｋ）と、光スポット位置ｘ（ｋ）との差分で表すことができる。

ｅ_t（ｋ）＝ｘ^ref（ｋ）−ｘ（ｋ）＝ｘ^ref（ｋ）−ｘ_f（ｋ）−ｘ_d（ｋ）…（３）式

さらに、光スポット位置補正手段４１に対する外乱を補償するための電流（補正操作量Ｉ_cmd（ｋ））は、以下の（４）式に示すように、突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）に基づいて突発外乱の制御系４３で補償された電流（突発外乱補償Ｉ_b（ｋ））と、周期的外乱によるトラッキング誤差ｘ_f（ｋ）に基づいて周期的外乱の制御系４２で補償された電流（周期的外乱補償Ｉ_f（ｋ））とが加算されたものである。

Ｉ_cmd（ｋ）＝Ｉ_b（ｋ）＋Ｉ_f（ｋ） …（４）式

このように、制御系４では、外乱の影響によって、光スポット位置補正手段４１に入力される外乱を補償するための電流（補正操作量Ｉ_cmd（ｋ））が変化し、光スポット位置が変化することになる。
ここで、光スポット位置補正手段４１の伝達関数をＰ（ｚ^-1）とすると、突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）は、以下の（５）式で表すことができ、周期的外乱によるトラッキング誤差ｘ_f（ｋ）（＝Ｐ（ｚ ^-1 ）Ｉ _f （ｋ））は、（６）式の関係を満たす。

ｘ_d（ｋ）＝Ｐ（ｚ^-1）（Ｉ_b（ｋ）−Ｉ_d（ｋ）） …（５）式
ｅ _t （ｋ）＝ｘ^ref（ｋ）−Ｐ（ｚ^-1）Ｉ_f（ｋ）−ｘ _d （ｋ） …（６）式

なお、この（５）式及び（６）式は、それぞれ制御系４における、突発外乱のフィードバック制御系、及び周期的外乱のフィードバック制御系の入出力関係を示している。すなわち、制御系４は、図３に示すように、突発外乱のフィードバック制御系４Ａ（図３（ａ））と、周期的外乱のフィードバック制御系４Ｂ（図３（ｂ））とに分割して表すことができる。ここで、図３は、突発外乱のフィードバック制御系及び周期的外乱のフィードバック制御系を説明するための説明図である。
この図３（ａ）に示すように、突発外乱のフィードバック制御系４Ａでは、光スポット位置補正手段４１に入力される電流は、突発外乱及びその突発外乱を補償する電流（Ｉ_d（ｋ）及びＩ_b（ｋ））のみであり、出力は、突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）である。
また、前記（１）式及び（３）式から、以下の（７）式が導出され、前記（４）式から、以下の（８）式が導出される。

ｅ_t（ｋ）−ｅ_t ^feedback（ｋ）
＝ｘ^ref（ｋ）−ｘ_f（ｋ）−ｘ_d（ｋ）−ｘ^ref（ｋ）＋ｘ_f（ｋ）
＝−ｘ_d（ｋ） …（７）式
Ｉ_b（ｋ）＝Ｉ_cmd（ｋ）−Ｉ_f（ｋ） …（８）式

この（７）式に示すように、トラッキング誤差ｅ_t ^feedback（ｋ）を用いることで、周期的外乱を排除することができる。また、（８）式に示すように、光スポット位置補正手段４１に対する外乱を補償するための電流である補正操作量Ｉ_cmd（ｋ）から、周期的外乱補償Ｉ_f（ｋ）を差し引くことで、突発外乱補償Ｉ_b（ｋ）を算出することができる。すなわち、前記（７）式及び（８）式に基づいて、制御対象（プラント）である光スポット位置補正手段４１から周期的外乱を除外した制御対象（拡大プラント）を擬似的に実現することができる。

この拡大プラントは、図４で表すことができる。この図４は、周期的外乱を除外した拡大プラントを実現する概念を示す概念図である。図４に示すように、周期的外乱と突発外乱とが入力される制御対象（プラント）を含んだプラントシステム（実際のプラントシステム）５１に対して、前記（７）式及び（８）式を適用することで、周期的外乱を除外したプラントシステム５２を抽出した拡大プラント５３を構成することができる。

このように、図４に示した拡大プラント５３は、周期的外乱を除外しているため、ノイズや、トラック位置の変化に対してロバストとなる（頑健となる）。そこで、この拡大プラント５３に対して、外乱オブザーバ（外乱観測器）を構成することで、突発外乱を推定することが可能になる。

以下、拡大プラント５３に対して、外乱オブザーバを構成すると以下のようになる。
すなわち、光スポット位置補正手段４１が、状態変数ｘ_p（ｋ）を用いた離散時間状態方程式として、以下の（９）式で表されるとき、拡大プラント５３の状態方程式及び出力方程式は、以下の（１０）式となる。なお、Ａ、Ｂ、Ｃは、光スポット位置補正手段４１の離散時間状態方程式を構成する係数行列である。

ｘ_p（ｋ＋１）＝Ａｘ_p（ｋ）＋ＢＩ_b（ｋ）−ＢＩ_d（ｋ）
ｘ_d（ｋ）＝Ｃｘ_p（ｋ） …（９）式

この（１０）式における入力である突発外乱補償Ｉ_b（ｋ）と、出力である突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）とを用いて、最小次元オブザーバを構成すると、以下の（１１）式となる。なお、この最小次元オブザーバを構成するための一般的手法としては、ゴピナスの設計法が挙げられる。

この（１１）式で構成した外乱オブザーバを、前記（７）式及び（８）式に基づいて書き直すと、以下の（１２）式を得る。

本発明は、この（１２）式に示した外乱オブザーバを用いることで、突発外乱の推定を可能にしている。以下、この外乱オブザーバで示される突発外乱推定装置と、突発外乱推定装置を含んだトラッキング制御装置について説明する。

（トラッキング制御装置の構成）
まず、図１を参照して、本発明に係るトラッキング制御装置の構成について説明する。
図１は、第１の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。
図１に示すように、トラッキング制御装置１は、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク等のディスク媒体の記録・再生装置において、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置を、ディスク上の目的トラック位置に追従させるものである。

このトラッキング制御装置１は、フィードバック制御系２として、トラッキング誤差信号生成手段２０と、Ａ／Ｄ変換手段２１と、フィードバック制御手段２２と、補正操作量生成手段（加算手段）２３と、Ｄ／Ａ変換手段２４と、光スポット位置補正手段２５と、突発外乱推定手段（突発外乱推定装置）２６とを備え、フィードフォワード制御系３として、補正トラッキング誤差信号生成手段（加算手段）３０と、記憶制御手段３１と、記憶手段３２と、フィードフォワード制御手段３３と、トラッキング誤差補正信号生成手段３４とを備えている。

ここで、フィードバック制御系２は、ディスクの回転に伴う周期的なトラック位置と、光スポット位置との誤差（周期的外乱）や、外部から突発的に加えられる突発外乱を補正するように作用し、フィードフォワード制御系３は、ディスクの回転の周波数が高くなることで、フィードバック制御系２では取りきれない外乱による誤差を予測し補正するように作用するものである。なお、図１中の減算手段Ｄは、突発外乱がフィードバック制御系２に与える影響を擬似的に表現したものであって、実在する構成ではない。

まず、フィードバック制御系２の構成について説明する。
トラッキング誤差信号生成手段２０は、現在のトラック位置（周期的外乱）と、光スポット位置補正手段２５から出力される補正された光スポット位置との差分（誤差）を検出し、その差分量（誤差量）をトラッキング誤差信号として生成するものである。ここで生成されたトラッキング誤差信号は、Ａ／Ｄ変換手段２１に出力される。

Ａ／Ｄ変換手段２１は、トラッキング誤差信号生成手段２０で生成されたアナログ信号であるトラッキング誤差信号をデジタル信号に変換するものである。例えば、Ａ／Ｄ変換手段２１は、ある時間間隔でサンプリングするサンプラである。このデジタル信号化されたトラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）は、フィードバック制御手段２２と、突発外乱推定手段２６と、フィードフォワード制御系３の補正トラッキング誤差信号生成手段３０とに出力される。

フィードバック制御手段（Ｃ（ｚ^-1））２２は、一般的なロバスト制御器であるが、古典的な位相進み、遅れによる制御器でもよく、位相の遅れを補正したり、共振周波数が大きくならないように作用する伝達関数Ｃ（ｓ）として動作し、トラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）から光スポット位置を補正する操作量Ｉ_c（ｋ）を生成するものである。ここでは、デジタル信号を扱うため伝達関数Ｃ（ｓ）は、離散時間表現であるＣ（ｚ^-1）で表す。この操作量Ｉ_c（ｋ）は、ディスクの回転に伴う周期的なトラック位置と、光スポット位置との誤差を補正するための操作量となる。この操作量は、突発外乱推定手段２６の外乱操作量生成手段２６ｄに出力される。

補正操作量生成手段２３は、外乱操作量生成手段２６ｄで生成された突発外乱操作量（突発外乱補償Ｉ_b（ｋ））と、フィードフォワード制御系３のフィードフォワード制御手段３３で推定されるディスクの偏心等の外乱による誤差を補正する誤差補正量（周期的外乱補償Ｉ_f（ｋ））とを加算するものである。ここで生成された補正操作量Ｉ_cmd（ｋ）は、Ｄ／Ａ変換手段２４に出力される。

Ｄ／Ａ変換手段２４は、補正操作量生成手段２３で生成されたデジタル信号である補正操作量Ｉ_cmd（ｋ）を、アナログ信号に変換するものである。例えば、Ｄ／Ａ変換手段２４は、入力信号をサンプリング周期時間の間で区分的に線形にすることでアナログ信号を生成するゼロ次ホールド（ＺＯＨ：Ｚｅｒｏ Ｏｒｄｅｒ Ｈｏｌｄ）である。このアナログ信号化された補正操作量は、光スポット位置補正手段２５に出力される。

光スポット位置補正手段（Ｐ（ｓ））２５は、Ｄ／Ａ変換手段２４でアナログ信号に変換された補正操作量に基づいて、光スポット位置を補正するものである。ここで、光スポット位置補正手段（Ｐ（ｓ））２５は、トラッキングアクチュエータの電流駆動のボイスコイルモータであり、伝達関数Ｐ（ｓ）として動作するものとする。ここで生成された光スポット位置が、トラッキング誤差信号生成手段２０に入力されることで、フィードバック制御系２が形成される。

突発外乱推定手段（突発外乱推定装置）２６は、トラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）と、フィードフォワード制御系３の補正トラッキング誤差信号生成手段３０で生成された補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ＋２）と、フィードバック制御手段２２で生成された操作量Ｉ_c（ｋ）とに基づいて、突発外乱を推定した突発外乱操作量を生成するものである。ここでは、突発外乱推定手段２６は、位相調整手段２６ａと、外乱トラッキング誤差生成手段２６ｂと、外乱推定手段２６ｃと、外乱操作量生成手段２６ｄとを備えている。

位相調整手段２６ａは、トラッキング誤差信号と補正トラッキング誤差信号との位相を合わせるものである。ここでは、位相調整手段２６ａは、記憶制御手段３１から出力される２サンプリング進んだ補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ＋２）を、図示していない遅延手段によって、２サンプリング遅延させることで、トラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）との位相を合わせる。ここで遅延された補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ）は、外乱トラッキング誤差生成手段２６ｂに出力される。

外乱トラッキング誤差生成手段（減算手段）２６ｂは、トラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）と、補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ）との差分をとることで、突発外乱によるトラック位置の変化量であるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）を生成するものである。ここで生成されたトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）は、前記（７）式の突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）に相当する。ここで算出された突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）は、外乱推定手段２６ｃに出力される。

外乱推定手段２６ｃは、外乱トラッキング誤差生成手段２６ｂで生成されたトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）と、突発外乱の補償を行った突発外乱操作量Ｉ_b（ｋ）とに基づいて、現時点における、光スポット位置を補正する操作量に対する補正量（突発外乱量Ｉ_d´（ｋ））を推定するものである。すなわち、この外乱推定手段２６ｃは、前記（１２）式の演算を逐次行うことで突発外乱量Ｉ_d´（ｋ）を推定する。ここで推定された突発外乱量Ｉ_d´（ｋ）は、外乱操作量生成手段２６ｄに出力される。

外乱操作量生成手段２６ｄは、フィードバック制御手段２２で生成される操作量Ｉ_c（ｋ）と、外乱推定手段２６ｃで推定される突発外乱量Ｉ_d´（ｋ）とを加算することで、突発外乱を補償する突発外乱操作量（突発外乱補償：Ｉ_b（ｋ））を生成するものである。ここで生成された突発外乱操作量は、外乱推定手段２６ｃ及び補正操作量生成手段２３に出力される。
このように、突発外乱推定手段（突発外乱推定装置）２６を構成することで、突発外乱のみを推定し、補償することができる。

次に、フィードフォワード制御系３の構成について説明する。
補正トラッキング誤差信号生成手段３０は、Ａ／Ｄ変換手段２１でデジタル信号化されたトラッキング誤差信号と、後記するトラッキング誤差補正信号生成手段３４で生成されるトラッキング誤差補正信号とを加算して、補正トラッキング誤差信号を生成するものである。ここで生成された補正トラッキング誤差信号は、記憶制御手段３１を介して記憶手段３２に記憶される。

記憶制御手段３１は、補正トラッキング誤差信号生成手段３０で生成される、光ディスクの少なくとも１回転周期に相当する時間の補正トラッキング誤差信号を記憶手段３２に時系列に書き込むとともに、すでに記憶されている補正トラッキング誤差信号を記憶手段３２から読み出して、フィードフォワード制御手段３３及び突発外乱推定手段２６に出力するものである。

記憶手段３２は、一般的なメモリ等で構成され、補正トラッキング誤差信号生成手段３０で生成される補正トラッキング誤差信号を記憶しておくものである。

フィードフォワード制御手段（Ｇ_ff（ｚ^-1））３３は、零位相誤差トラッキング（ＺＰＥＴ：Ｚｅｒｏ Ｐｈａｓｅ Ｅｒｒｏｒ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を適用した前置補償器であり、記憶制御手段３１から出力される補正トラッキング誤差信号に基づいて、光スポット位置を補正する誤差補正量（周期的外乱補償Ｉ_f（ｋ））を生成するものである。
なお、ここで生成された誤差補正量は、トラッキング誤差補正信号生成手段３４と、フィードバック制御系２の補正操作量生成手段２３に出力される。

ここで、図５を参照して、このフィードフォワード制御手段３３の伝達関数Ｇ_ff（ｚ^-1）について説明する。図５は、フィードバック制御系にフィードフォワード制御を適用した一般的な制御システムの構成を示した構成図である。この制御システム５は、フィードバックコントローラＦＢと、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣと、制御対象ＴＡと、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣと、減算器ＤＥとを含んだ閉ループシステムＣＬと、フィードフォワードコントローラＦＦとで構成されている。

ここで、閉ループシステムＣＬへの入力をｒ（ｋ）、出力をｘ（ｋ）としたとき、ｒ（ｋ）からｘ（ｋ）への伝達関数Ｇ_closed（ｚ^-1）は以下の（１３）式で表され、出力ｘ（ｋ）は以下の（１４）式で表すことができる。また、フィードフォワードコントローラＦＦの入力をｘ^ref（ｋ）としたとき、その出力ｒ（ｋ）は以下の（１５）式で表すことができる。

ｘ（ｋ）＝Ｇ_closed（ｚ^-1）ｒ（ｋ） …（１４）式
ｒ（ｋ）＝Ｇ_ff（ｚ^-1）ｘ^ref（ｋ） …（１５）式

この（１４）式及び（１５）式により、以下の（１６）式が算出され、ｘ（ｋ）とｘ^ref（ｋ）を一致させるには、以下の（１６）式及び（１７）式を満たせばよいことになる。つまり、伝達関数Ｇ_ff（ｚ^-1）は以下の（１８）式で表現することができる。

ｘ（ｋ）＝Ｇ_closed（ｚ^-1）Ｇ_ff（ｚ^-1）ｘ^ref（ｋ） …（１６）式
Ｇ_closed（ｚ^-1）Ｇ_ff（ｚ^-1）＝１ …（１７）式

なお、零位相誤差トラッキング（ＺＰＥＴ）法では、Ｂ_c（ｚ^-1）を以下の（１９）式に示すように、不安定零点（Ｂ^- _c（ｚ^-1））及び安定零点（Ｂ⁺ _c（ｚ^-1））に分解することで、伝達関数Ｇ_ff（ｚ^-1）を以下の（２０）式としている。
Ｂ_c（ｚ^-1）＝Ｂ^- _c（ｚ^-1）Ｂ⁺ _c（ｚ^-1） …（１９）式

図１に戻って説明を続ける。
フィードフォワード制御手段３３は、前記（２０）式の伝達関数Ｇ_ff（ｚ^-1）を持つが、この伝達関数はｚ^dを分子に含んでいる。すなわち、ある時間軸上のｋ時点における出力がｋ＋ｄ時点の入力に依存することとなる。そこで、このフィードフォワード制御手段３３では、フィードバック制御手段２２の伝達関数Ｃ（ｓ）を以下の（２１）式、光スポット位置補正手段２５の伝達関数Ｐ（ｓ）を以下の（２２）式とすることで、予測サンプリング数を２とし、２サンプリング未来のトラッキング誤差信号である補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ＋２）を、記憶制御手段３１から取得し、誤差補正量（Ｉ_f（ｋ））の予測を行う。ここで、ａ₀、ａ₁、ｂ₀、ｃ₀〜ｃ₄、ｄ₀〜ｄ₄は定数である。

なお、この予測サンプリング数は、コントローラやモデルの次数、前置補償器の設計方法によっても変わり、例えば、ＺＰＥＴを安定極ゼロ相殺法に変えた場合は１となる。

トラッキング誤差補正信号生成手段３４は、トラッキング誤差信号を補正するためのトラッキング誤差補正信号を生成するものである。このトラッキング誤差補正信号生成手段３４は、フィードフォワード制御手段３３で生成された誤差補正量に、Ｐ（ｚ^-1）／（１＋Ｃ（ｚ^-1）Ｐ（ｚ^-1））の演算を行うことでトラッキング誤差補正信号を生成するものである。ここで生成されたトラッキング誤差補正信号が、補正トラッキング誤差信号生成手段３０に入力されることで、フィードフォワード制御系３が形成される。

このようにトラッキング制御装置１のフィードバック制御系２に、突発外乱のみを推定可能な突発外乱推定手段２６を備えることで、外乱から突発外乱のみを分離し、補償を行うことが可能になる。

（トラッキング制御装置の動作）
次に、図６を参照（適宜図１参照）して、第１の実施形態に係るトラッキング制御装置の動作について説明する。図６は、トラッキング制御装置の動作を示すフローチャートである。
まず、トラッキング制御装置１は、フィードバック制御系２において、トラッキング誤差信号生成手段２０によって、トラック位置と光スポット位置との差分を、トラッキング誤差信号として生成する（ステップＳ１）。ここで生成されたトラッキング誤差信号は、Ａ／Ｄ変換手段２１によってデジタル信号に変換され、フィードバック制御手段２２と、突発外乱推定手段２６と、フィードフォワード制御系３とに入力される。

そして、トラッキング制御装置１は、フィードフォワード制御系３において、補正トラッキング誤差信号生成手段３０によって、トラッキング誤差信号と、トラッキング誤差補正信号生成手段３４で生成されたトラッキング誤差補正信号とを加算し、補正トラッキング誤差信号を生成し（ステップＳ２：補正トラッキング誤差信号生成ステップ）、記憶制御手段３１を介して記憶手段３２に記憶する（ステップＳ３：記憶ステップ）。

そして、トラッキング制御装置１は、フィードフォワード制御手段３３によって、光スポット位置を補正する誤差補正量を生成する（ステップＳ４：フィードフォワード制御ステップ）。ここで生成された誤差補正量は、トラッキング誤差補正信号生成手段３４に出力されるとともに、フィードバック制御系２に出力される。

さらに、トラッキング制御装置１は、トラッキング誤差補正信号生成手段３４によって、誤差補正量からトラッキング誤差信号を補正するためのトラッキング誤差補正信号を生成する（ステップＳ５：トラッキング誤差補正信号生成ステップ）。なお、ここで生成されたトラッキング誤差補正信号が、ステップＳ２で使用される。
以上説明したステップＳ２からステップＳ５までの動作が、フィードフォワード制御系３の動作に相当する。

一方、トラッキング制御装置１は、フィードバック制御系２において、ステップＳ１で生成され、Ａ／Ｄ変換手段２１によってデジタル信号に変換されたトラッキング誤差信号から、フィードバック制御手段２２によって、光スポット位置を補正する操作量（Ｉ_c（ｋ））を生成する（ステップＳ６：フィードバック制御ステップ）。

また、トラッキング制御装置１は、突発外乱推定手段２６において、位相調整手段２６ａが、ステップＳ３で記憶手段３２に記憶された補正トラッキング誤差信号を、記憶制御手段３１を介して取得し（ステップＳ７）、位相の調整を行う（ステップＳ８：位相調整ステップ）。具体的には、位相調整手段２６ａは、図示していない遅延手段によって、補正トラッキング誤差信号を遅延させる。そして、トラッキング制御装置１は、外乱トラッキング誤差生成手段２６ｂによって、トラッキング誤差信号から補正トラッキング誤差信号を減算することで、突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）を生成する（ステップＳ９：外乱トラッキング誤差生成ステップ）。

そして、トラッキング制御装置１は、外乱推定手段２６ｃによって、トラッキング誤差ｘ_d（ｋ）と、突発外乱の補償を行った突発外乱操作量Ｉ_b（ｋ）とに基づいて、突発外乱の量（突発外乱量Ｉ_d´（ｋ））を推定する（ステップＳ１０：外乱推定ステップ）。

そして、トラッキング制御装置１は、外乱操作量生成手段２６ｄによって、ステップＳ６で生成した操作量Ｉ_c（ｋ）に、ステップＳ１０で推定した突発外乱量Ｉ_d´（ｋ）を加算することで、突発外乱を補償する突発外乱操作量Ｉ_b（ｋ）を生成する（ステップＳ１１：外乱操作量生成ステップ）。
以上説明したステップＳ７からステップＳ１１までの動作が、突発外乱推定手段２６の動作（突発外乱推定ステップ）に相当する。

さらに、トラッキング制御装置１は、補正操作量生成手段２３によって、ステップＳ４で生成した誤差補正量と、ステップＳ１１で生成した突発外乱操作量とを加算して、補正操作量Ｉ_cmd（ｋ）を生成する（ステップＳ１２）。

そして、トラッキング制御装置１は、Ｄ／Ａ変換手段２４によって、ステップＳ１２で生成された補正操作量Ｉ_cmd（ｋ）をアナログ信号に変換した後に、光スポット位置補正手段２５によって、アナログ信号化された補正操作量分だけ、光スポット位置を補正する（ステップＳ１３）。
そして、トラッキング制御装置１は、ステップＳ１に戻って、ディスクが回転している間（トラック位置が入力される間）、トラッキング動作を継続する。

以上説明したステップＳ１と、ステップＳ６からステップＳ１３までの動作が、フィードバック制御系２の動作に相当する。
以上の動作によって、トラッキング制御装置１は、外乱（周期的外乱及び突発外乱）から、突発外乱のみを分離することで、突発外乱のみを推定し補償することが可能になる。

（トラッキング制御装置の評価）
ここで、図７を参照して、第１の実施形態におけるトラッキング制御装置の評価結果について説明する。図７は、トラッキング制御装置の評価結果を示すグラフ図であって、（ａ）は、従来のトラッキング制御装置１Ｃ（図１４）におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）を示したグラフ図、（ｂ）は、第１の実施形態に係るトラッキング制御装置１（図１）におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）を示したグラフ図である。なお、（ａ）、（ｂ）ともに、上段にはトラッキング応答の信号を、下段には突発外乱の入力信号をそれぞれ示している。また、上段では、横軸に時間［ｓｅｃ］、縦軸にトラッキング誤差信号ｅ_t［ｍ］を示し、下段では、横軸に時間［ｓｅｃ］、縦軸に突発外乱Ｉ_dである電流値［Ａ］を示している。

図７に示すように、従来では、０．３８［ｓｅｃ］で−０．４［Ａ］を超えるような大きな突発外乱に対して、約１．５×１０^-7［ｍ］のトラッキング誤差信号を発生しているが、第１の実施形態におけるトラッキング制御装置１では、突発外乱が発生した場合であっても、トラッキング誤差信号が±０．０３×１０^-7［ｍ］以内に収まり、高精度にトラッキング動作を行うことが確認できた。このように、第１の実施形態におけるトラッキング制御装置１は、ディスクの高速回転時に、突発外乱が発生した場合であっても、精度よくトラッキング制御を行うことができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態のトラッキング制御装置１は、振動や衝撃などの突発外乱がない時刻において高速高精度な制御を行うことができる。また、たとえ突発外乱が起こったとしても、その直後においては、それまでに記憶手段３２に記憶された補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ）が突発外乱の影響のない信号である。したがって、外乱トラッキング誤差生成手段２６ｂで生成する突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）が外乱推定手段２６ｃにおいて理想的な値である。その結果、安定なトラッキング制御を行うことができる。しかし、その後、突発外乱の成分を含むような補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ）を記憶手段３２に取り込む（突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）にその影響が取り込まれる）可能性が考えられる。このような場合においても、外乱推定手段２６ｃによる突発外乱抑圧の効果を発揮することのできるトラッキング制御装置を図８乃至図１３を参照して第２の実施形態として説明する。

（トラッキング制御装置の構成）
図８を参照して、第２の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成について説明する。図８は、第２の実施形態のトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。図８に示すように、トラッキング制御装置１Ａは、信号切換手段ＳＷ１と突発外乱検出手段４０とを備える点を除いて、図１に示すトラッキング制御装置１と同一の構成である。トラッキング制御装置１Ａにおいて、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し、説明を省略する。

信号切換手段ＳＷ１は、フィードフォワード制御系３ａの補正トラッキング誤差信号生成手段３０と記憶制御手段３１の間に設けられている。信号切換手段ＳＷ１は、共通端子ｏ、常時接続端子ａ及び常時開放端子ｂを備えており、接点として端子ａと端子ｂとを選択的に切り換えて何れか一方を、記憶制御手段３１の入力に接続された端子ｏに接続することにより、端子ｏから出力する信号（記憶制御手段３１に入力する信号）を切り換えるものである。
端子ａは補正トラッキング誤差信号生成手段３０の出力に接続されており、端子ｂは突発外乱推定手段２６の位相調整手段２６ａの出力に接続されている。通常、信号切換手段ＳＷ１が端子ａ側に切り換えられており、このときには、補正トラッキング誤差信号生成手段３０の出力信号が記憶制御手段３１に入力する。突発外乱が発生したときには、信号切換手段ＳＷ１が端子ｂ側に切り換えられ、このときには、位相調整手段２６ａの出力信号が記憶制御手段３１に入力する。

突発外乱検出手段４０は、突発外乱を検出するものであり、突発外乱の有無に応じて信号切換手段ＳＷ１の動作を制御する切換信号を生成するものである。図９は、突発外乱検出手段の詳細を示す構成図である。図９に示すように、突発外乱検出手段４０は、加速度検出手段４１と、信号変換手段４２と、電圧レベル判定手段４３と、切換信号生成手段４４とを備えている。
加速度検出手段４１は、例えば加速度センサから構成され、加速度を検出するものであり、検出した加速度信号を信号変換手段４２に出力する。一般に力学的外乱は、質量と加速度の積で表されるので、加速度検出手段４１で検出された加速度が突発外乱に相当することとなる。
信号変換手段４２は、加速度検出手段４１が検出した加速度信号を電圧信号に変換するものであり、変換した電圧信号を電圧レベル判定手段４３に出力する。

電圧レベル判定手段４３は、信号変換手段４２から入力される電圧信号と所定のしきい値とを比較して、突発外乱の有無を判定するものである。この所定のしきい値（絶対値）｜Ｖ_TH｜は、通常含む微小なランダム雑音よりも大きく、衝撃として観測し得る電圧レベルであり、突発外乱により制御系が不安定にならない電圧レベルである。このしきい値｜Ｖ_TH｜は、任意にレベルを調整することができるものとする。
電圧レベル判定手段４３は、信号変換手段４２から入力される電圧信号がしきい値｜Ｖ_TH｜よりも大きいと判別したときに突発外乱が発生していると判定し、判定結果を切換信号生成手段４４に出力する。
電圧レベル判定手段４３は、信号変換手段４２から入力される電圧信号がしきい値｜Ｖ_TH｜よりも小さいと判別したときに突発外乱が発生していないと判定し、判定結果を切換信号生成手段４４に出力する。

切換信号生成手段４４は、電圧レベル判定手段４３から入力される判定結果に応じて切換信号を生成し、生成した切換信号を信号切換手段ＳＷ１に供給するものである。
切換信号生成手段４４は、電圧レベル判定手段４３から突発外乱が発生しているとの判定結果を入力されたときに、信号切換手段ＳＷ１を端子ｂ側に切り換えるように制御する切換信号Ｖ_sw+（第１の切換信号）を生成する。
また、切換信号生成手段４４は、電圧レベル判定手段４３から突発外乱が発生していないとの判定結果を入力されたときに、信号切換手段ＳＷ１を端子ａ側に切り換えるように制御する切換信号Ｖ_sw-（第２の切換信号）を生成する。

（トラッキング制御装置の動作）
次に、図１０を参照（適宜図８及び図９参照）して、第２の実施形態に係るトラッキング制御装置の動作について説明する。図１０は、突発外乱が発生したときのトラッキング制御装置の動作を示すフローチャートである。
トラッキング制御装置１Ａは、通常、図６のフローチャートに示すように動作している。このとき、信号切換手段ＳＷ１は、ａ側に切り換えられている。ここで、振動や衝撃などの突発外乱が発生したとすると、トラッキング制御装置１Ａは、図１０のフローチャートに示すように動作する。

トラッキング制御装置１Ａは、突発外乱検出手段４０において、加速度検出手段４１によって、突発外乱に相当する加速度信号を検出する（ステップＳ３１）。
そして、トラッキング制御装置１Ａは、加速度検出手段４１によって検出された加速度信号を、信号変換手段４２によって電圧信号Ｖａに変換する（ステップＳ３２）。
トラッキング制御装置１Ａは、電圧レベル判定手段４３によって、検出電圧信号が、しきい値よりも大きいかどうかを判定する。具体的には、検出された電圧信号（加速度換算電圧）の振幅レベルの絶対値｜Ｖａ｜を検出し、この｜Ｖａ｜と、しきい値｜Ｖ_TH｜とを比較し、｜Ｖａ｜が｜Ｖ_TH｜よりも大きいかどうか判定する（ステップＳ３３）。

トラッキング制御装置１Ａは、｜Ｖａ｜が｜Ｖ_TH｜よりも大きくないと判定した場合には、ステップＳ３１に戻って、加速度信号を検出する。
トラッキング制御装置１Ａは、｜Ｖａ｜が｜Ｖ_TH｜よりも大きいと判定した場合には、切換信号生成手段４４によって、切換信号Ｖ_sw+を生成する（ステップＳ３４）。切換信号生成手段４４によって生成された切換信号Ｖ_sw+は信号切換手段ＳＷ１に供給される。これにより、トラッキング制御装置１Ａは、信号切換手段ＳＷ１の接点を端子ａ側から端子ｂ側に切り換える（ステップＳ３５）。そして、トラッキング制御装置１Ａは、ステップＳ３５にて端子ｂ側に切り換えられた接点の状態を保持（ラッチ）する（ステップＳ３６）。

続いて、トラッキング制御装置１Ａは、電圧レベル判定手段４３によって、加速度換算電圧の振幅レベルの絶対値｜Ｖａ｜と、しきい値｜Ｖ_TH｜とを比較し、｜Ｖａ｜が｜Ｖ_TH｜よりも小さいかどうか判定する（ステップＳ３７）。
トラッキング制御装置１Ａは、｜Ｖａ｜が｜Ｖ_TH｜よりも小さくなるまで判定を続け、｜Ｖａ｜が｜Ｖ_TH｜よりも小さいと判定した場合、すなわち突発外乱のない通常の状態に戻った場合、切換信号生成手段４４によって、切換信号Ｖ_sw-を生成する（ステップＳ３８）。切換信号生成手段４４で生成された切換信号Ｖ_sw-は信号切換手段ＳＷ１に供給されるが、信号切換手段ＳＷ１の接点に影響を及ぼさない。このとき、トラッキング制御装置１Ａは、信号切換手段ＳＷ１の接点を端子ｂ側に保持しており、接点は切り換えられない。

トラッキング制御装置１Ａは、記憶制御手段３１によって、記憶手段３２に記憶されたサンプル数がｋＮであるかどうかを判定する（ステップＳ３９）。ここで、ｋは自然数、Ｎは位相調整手段２６ａにより遅延させたディスク１回転周期分のサンプル数を示す。
トラッキング制御装置１Ａは、記憶手段３２に記憶されたサンプル数がｋＮであると判定した場合に（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、信号切換手段ＳＷ１の接点を端子ｂ側から端子ａ側に切り換え（ステップＳ４０）、ステップＳ３１に戻る。
なお、トラッキング制御装置１Ａは、突発外乱検出手段４０によって、突発外乱（加速度信号又は電圧信号）を常時観測しており、突発外乱推定手段２６によって、いかなる外乱の状況においても常に、突発外乱抑圧の効果を発揮することができる。

ここで、信号切換手段ＳＷ１の接点の切換タイミングを図１１を参照して説明する。図１１は、切換信号と信号切換手段のタイミングチャートである。
図１１に示すように、（ａ）で示す突発外乱は、True（１）のときに発生し、False（０）のときに消滅する。
（ｂ）で示す切換信号は、（ａ）で示す突発外乱がTrue（１）のときにＶ_sw+となり、False（０）のときにＶ_sw-となる。すなわち、（ｂ）で示す切換信号は、突発外乱が発生したときに、Ｖ_sw-からＶ_sw+に切り換わる。そして、切換信号生成手段４４は、突発外乱が継続している間、切換信号Ｖ_sw+を信号切換手段ＳＷ１に出力し続ける。そして、切換信号生成手段４４は、突発外乱が消滅したときに（検出されなくなったときに）、切換信号をＶ_sw+からＶ_sw-に切り換え、突発外乱が検出されるまで（通常の状態の間）切換信号Ｖ_sw-を出力し続ける。

図１１に（ｃ）で示す信号切換手段ＳＷ１の接点は、初期状態（time＝０）では、端子ａ側に切り換えられており（常時接続）、突発外乱が発生したとき、すなわち、切換信号がＶ_sw-からＶ_sw+に変化したときに、端子ｂ側に切り換えられて、その状態がラッチされる。一方、突発外乱が消滅したとき、すなわち、切換信号がＶ_sw+からＶ_sw-に変化したときには、信号切換手段ＳＷ１の接点は、現状を保持して、記憶手段３２に記憶されたサンプル数がｋＮとなった時点で、端子ｂ側から端子ａ側に切り換わる。

このため、信号切換手段ＳＷ１の接点が端子ａ側に切り換わった状態では、ディスク回転の区切りとなる。トラッキング制御装置１Ａは、記憶手段３２にディスク回転１回分のデータをあらかじめ保持しているので、突発外乱が発生しているときには、突発外乱が発生する１回転前のディスク回転時のデータが、位相調整手段２６ａから再度記憶制御手段３１に送られることとなる。これにより、突発外乱が発生している際に、位相調整手段２６ａが出力する補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ−Ｎ）として、突発外乱成分を含まない信号が繰り返し発生する。

したがって、位相調整手段２６ａからの補正トラッキング誤差信号ｅ_t ^feedback（ｋ−Ｎ）とトラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）との差分をとる外乱トラッキング誤差生成手段２６ｂは、突発外乱の影響のないトラッキング誤差ｘ_d（ｋ）を外乱推定手段２６ｃに出力することができる。この結果、突発外乱が長時間にわたって継続した場合でも、突発外乱推定手段２６による制御動作が安定に行われるようになり、外乱に強い安定なトラッキング制御が可能となる。

（トラッキング制御装置の評価）
ここで、図１２を参照して、第２の実施形態のトラッキング制御装置１Ａの評価結果について説明する。図１２は、トラッキング制御装置の評価結果を示すグラフ図であって、（ａ）は、第１の実施形態のトラッキング制御装置１（図１）におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）を示したグラフ図、（ｂ）は、第２の実施形態のトラッキング制御装置１Ａ（図８）におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）を示したグラフ図である。（ｃ）は、突発外乱の入力信号を示している。
なお、（ａ）、（ｂ）ともに、横軸に時間［ｓｅｃ］、縦軸にトラッキング誤差信号ｅ_t［ｍ］を示し、（ｃ）では、横軸に時間［ｓｅｃ］、縦軸に突発外乱Ｉ_dである電流値［Ａ］を示している。

第１の実施形態のトラッキング制御装置１では、図１２の（ｃ）に示すような、０．３８［ｓｅｃ］で−１．２［Ａ］を超えるような大きな突発外乱を与えたときに、図１２の（ａ）に示すように約２．１×１０^-7［ｍ］のトラッキング誤差信号を発生している。これに対して、突発外乱が同じ条件であるときには、第２の実施形態のトラッキング制御装置１Ａでは、図１２の（ｂ）に示すように約１．８×１０^-7［ｍ］のトラッキング誤差信号を発生している。
したがって、第２の実施形態のトラッキング制御装置１Ａは、第１の実施形態のトラッキング制御装置１と比較して、外乱抑圧応答であるトラッキング誤差信号を約８５％に低減する精度のよいトラッキング動作を行うことが確認できた。
第２の実施形態によれば、振動や衝撃などが突発的に発生した場合にもトラッキング制御を安定に行うことができる。

（第３の実施形態）
本発明は、第１及び第２の実施形態に限定されるものではなく、フィードフォワード制御系を備えていない場合や、フォーカス制御系を備えている場合にも同様の効果を発揮することができる。例えばフィードフォワード制御系を備えていない構成のトラッキング制御装置を図１３を参照して第３の実施形態として説明する。図１３は、第３の実施形態のトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。図示するように、このトラッキング制御装置１Ｂは、補正トラッキング誤差信号生成手段３０と、フィードフォワード制御手段３３と、トラッキング誤差補正信号生成手段３４（以上いわゆるフィードフォワード制御系）を備えていない。ただし、記憶制御手段３１及び記憶手段３２は備えられている。また、フィードバック制御系２Ｂは、補正操作量生成手段２３が備えられていない点を除いて、第２の実施形態のフィードバック制御系２と同一の構成であるため同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。この実施形態は、本発明の要部であるところの突発外乱推定手段２６を含んでおり、これによって、フィードフォワード制御系を備えていなくても、それをカバーすることができる。

記憶手段３２は、トラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）を補正用トラッキング誤差信号
ｅ_t2 ^feedback（ｋ）として記憶するものである。
このトラッキング制御装置１Ｂは、突発外乱検出手段４０によって、突発外乱を常時観測しており、突発外乱に応じた信号切換手段ＳＷ１の接点切換を実行し、突発外乱推定手段２６によって、突発外乱抑圧の効果を発揮する。すなわち、トラッキング制御装置１Ｂは、位相調整手段２６ａによって、記憶手段３２に記憶される補正用トラッキング誤差信号を遅延させてトラッキング誤差信号との位相を合わせる。そして、外乱トラッキング誤差生成手段２６ｂによって、位相が調整された補正用トラッキング誤差信号ｅ_t2 ^feedback（ｋ−Ｎ）（Ｎは位相調整手段２６ａにより遅延させたディスク１回転周期分のサンプル数を示す）から、トラッキング誤差信号ｅ_t（ｋ）を減算して差分をとることで、突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d2（ｋ）を生成する。ここで生成された突発外乱によるトラッキング誤差ｘ_d2（ｋ）は、外乱推定手段２６ｃに出力される。これにより、外乱推定手段２６ｃは、突発外乱抑圧の効果を発揮することができる。

なお、本発明に係るトラッキング制御装置は、光ディスク装置を含む装置、たとえば、光ディスクを搭載したカメラ一体型レコーダや、車載用光ディスク装置、携帯型光ディスク装置におけるトラッキング制御に用いることができる。
また、本発明に係るトラッキング制御装置は、光ディスク記録装置のトラッキング制御に用いられるだけではなく、光磁気ディスク装置、磁気ディスク装置等のディスク装置におけるトラッキング制御に広く用いることができる。

第１の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。 一般的なトラッキング制御装置の制御系を模式的に示した模式図である。 突発外乱のフィードバック制御系及び周期的外乱のフィードバック制御系を説明するための説明図であって、（ａ）は突発外乱のフィードバック制御系、（ｂ）は周期的外乱のフィードバック制御系を示している。 周期的外乱を除外した拡大プラントを実現する概念を示す概念図である。 フィードバック制御系にフィードフォワード制御を適用した一般的な制御システムの構成を示した構成図である。 第１の実施形態に係るトラッキング制御装置の動作を示すフローチャートである。 トラッキング制御装置の評価結果を示すグラフ図であって、（ａ）は、従来のトラッキング制御装置におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）、（ｂ）は、本発明に係るトラッキング制御装置におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）を示している。 第２の実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。 突発外乱検出手段の詳細を示す構成図である 第２の実施形態に係るトラッキング制御装置の動作を示すフローチャートである。 切換信号と信号切換手段のタイミングチャートである。 トラッキング制御装置の評価結果を示すグラフ図であって、（ａ）は、第１の実施形態のトラッキング制御装置におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）、（ｂ）は、第２の実施形態のトラッキング制御装置におけるトラッキング応答（トラッキング誤差信号）、（ｃ）は、突発外乱の入力信号を示している。 第３の実施形態のトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。 従来のトラッキング制御装置の構成を示したブロック図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ トラッキング制御装置
２、２Ｂ、２Ｃ フィードバック制御系
２０ トラッキング誤差信号生成手段
２１ Ａ／Ｄ変換手段
２２ フィードバック制御手段
２３ 補正操作量生成手段
２４ Ｄ／Ａ変換手段
２５ 光スポット位置補正手段
２６ 突発外乱推定手段（突発外乱推定装置）
２６ａ 位相調整手段
２６ｂ 外乱トラッキング誤差生成手段
２６ｃ 外乱推定手段
２６ｄ 外乱操作量生成手段
３、３Ａ フィードフォワード制御系
３０ 補正トラッキング誤差信号生成手段
３１ 記憶制御手段
３２ 記憶手段
３３ フィードフォワード制御手段
３４ トラッキング誤差補正信号生成手段
４０ 突発外乱検出手段
ＳＷ１ 信号切換手段

Claims (8)

1. ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置の補正を行うフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、
   前記フィードフォワード制御系が、
   前記トラッキング誤差信号と当該トラッキング誤差信号を補正するためのトラッキング誤差補正信号とを加算して、補正トラッキング誤差信号を生成する補正トラッキング誤差信号生成手段と、
   この補正トラッキング誤差信号生成手段で生成された補正トラッキング誤差信号を記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶されている補正トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記誤差補正量を生成するフィードフォワード制御手段と、
   このフィードフォワード制御手段で生成された誤差補正量に基づいて、前記トラッキング誤差補正信号を生成するトラッキング誤差補正信号生成手段とを備え、
   前記フィードバック制御系が、
   前記トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段と、
   前記トラッキング誤差信号と、前記補正トラッキング誤差信号とに基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する突発外乱推定手段と、
   を備えていることを特徴とするトラッキング制御装置。
2. 前記突発外乱推定手段が、
   前記補正トラッキング誤差信号を遅延させることで、当該補正トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との位相を調整する位相調整手段と、
   この位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との差分に基づいて、前記トラック位置の変化量を生成する外乱トラッキング誤差生成手段と、
   この外乱トラッキング誤差生成手段で生成されたトラック位置の変化量と、前記ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、前記突発外乱量を推定する外乱推定手段と、
   この外乱推定手段で推定された突発外乱量と、前記フィードバック制御手段で生成された操作量とに基づいて、突発外乱を補償する前記突発外乱操作量を生成する外乱操作量生成手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のトラッキング制御装置。
3. 前記補正トラッキング誤差信号生成手段で生成された補正トラッキング誤差信号及び前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号のうち、いずれか一方を選択して前記記憶手段に出力する信号切換手段と、
   突発外乱を検出すると共に、前記突発外乱を検出したときに、前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号を選択するように前記信号切換手段を切り換える突発外乱検出手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のトラッキング制御装置。
4. 前記突発外乱検出手段は、
   突発外乱の加速度を検出する加速度検出手段と、
   この加速度検出手段で検出された加速度信号を電圧信号に変換する信号変換手段と、
   この信号変換手段で変換された電圧信号と、予め定められたしきい値とを比較して、突発外乱の有無を判定する電圧レベル判定手段と、
   前記電圧信号が前記しきい値よりも大きい場合に、前記位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号を選択するための第１の切換信号を生成し、前記電圧信号が前記しきい値よりも小さい場合に、前記補正トラッキング誤差信号生成手段によって生成された補正トラッキング誤差信号を選択するための第２の切換信号を生成し、生成した第１又は第２の切換信号を前記信号切換手段に供給する切換信号生成手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項３に記載のトラッキング制御装置。
5. ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置の補正を行うことにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、
   前記トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御手段と、
   前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する突発外乱推定手段と、
   前記トラッキング誤差信号を補正用トラッキング誤差信号として記憶する記憶手段と、を備え、
   前記突発外乱推定手段は、
   前記記憶手段に記憶された補正用トラッキング誤差信号を遅延させることで、当該補正用トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との位相を調整する位相調整手段と、
   この位相調整手段で位相を調整された補正用トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との差分に基づいて、前記トラック位置の変化量を生成する外乱トラッキング誤差生成手段と、
   この外乱トラッキング誤差生成手段で生成されたトラック位置の変化量と、前記ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、前記フィードバック制御手段が生成する操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定する外乱推定手段と、
   この外乱推定手段で推定された突発外乱量と、前記フィードバック制御手段で生成された操作量とに基づいて、突発外乱を補償する前記突発外乱操作量を生成する外乱操作量生成手段とを有しており、
   当該トラッキング制御装置は、さらに、
   前記トラッキング誤差信号及び前記位相調整手段で位相を調整された補正用トラッキング誤差信号のうち、いずれか一方を選択して前記記憶手段に出力する信号切換手段と、
   突発外乱を検出すると共に、前記突発外乱を検出したときに、前記位相調整手段で位相を調整された補正用トラッキング誤差信号を選択するように前記信号切換手段を切り換える突発外乱検出手段と、
   を備えていることを特徴とするトラッキング制御装置。
6. ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、前記トラッキング誤差信号と、前記フィードフォワード制御系において前記トラッキング誤差信号を前記誤差補正量に基づいて補正した補正トラッキング誤差信号とに基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する突発外乱推定装置であって、
   前記補正トラッキング誤差信号を遅延させることで、当該補正トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との位相を調整する位相調整手段と、
   この位相調整手段で位相を調整された補正トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との差分に基づいて、前記トラック位置の変化量を生成する外乱トラッキング誤差生成手段と、
   この外乱トラッキング誤差生成手段で生成されたトラック位置の変化量と、前記ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、前記突発外乱量を推定する外乱推定手段と、
   この外乱推定手段で推定された突発外乱量と、前記フィードバック制御手段で生成された操作量とに基づいて、突発外乱を補償する前記突発外乱操作量を生成する外乱操作量生成手段と、
   を備えていることを特徴とする突発外乱推定装置。
7. ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置の補正を行うフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御方法において、
   前記フィードフォワード制御系が、
   前記トラッキング誤差信号と当該トラッキング誤差信号を補正するためのトラッキング誤差補正信号とを加算して、補正トラッキング誤差信号を生成する補正トラッキング誤差信号生成ステップと、
   この補正トラッキング誤差信号生成ステップで生成された補正トラッキング誤差信号を記憶手段に記憶する記憶ステップと、
   前記記憶手段に記憶されている補正トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記誤差補正量を生成するフィードフォワード制御ステップと、
   このフィードフォワード制御ステップで生成された誤差補正量に基づいて、前記トラッキング誤差補正信号を生成するトラッキング誤差補正信号生成ステップとを含み、
   前記フィードバック制御系が、
   前記トラッキング誤差信号の振幅及び位相の補償を行い、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御ステップと、
   前記トラッキング誤差信号と、前記補正トラッキング誤差信号とに基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する突発外乱推定ステップと、
   を含んでいることを特徴とするトラッキング制御方法。
8. ディスク上のトラック位置と、光ヘッドから出射される光ビームの光スポット位置との誤差を示すトラッキング誤差信号に基づいて、前記光スポット位置を補正するための操作量を生成するフィードバック制御系と、前記トラッキング誤差信号に基づいて、前記フィードバック制御系における補正の誤差を示す誤差補正量を推定するフィードフォワード制御系とにより、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置において、前記トラッキング誤差信号と、前記フィードフォワード制御系において前記トラッキング誤差信号を前記誤差補正量に基づいて補正した補正トラッキング誤差信号とに基づいて、前記操作量に対する外部から入力される突発外乱量を推定し、前記操作量を補正した突発外乱操作量を生成する突発外乱推定方法であって、
   前記補正トラッキング誤差信号を遅延させることで、当該補正トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との位相を調整する位相調整ステップと、
   この位相調整ステップで位相を調整された補正トラッキング誤差信号と、前記トラッキング誤差信号との差分に基づいて、前記トラック位置の変化量を生成する外乱トラッキング誤差生成ステップと、
   この外乱トラッキング誤差生成ステップで生成されたトラック位置の変化量と、前記ディスクの少なくとも１サンプリング前の前記突発外乱操作量とに基づいて、前記突発外乱量を推定する外乱推定ステップと、
   この外乱推定ステップで推定された突発外乱量と、前記フィードバック制御ステップで生成された操作量とに基づいて、突発外乱を補償する前記突発外乱操作量を生成する外乱操作量生成ステップと、
   を含んでいることを特徴とする突発外乱推定方法。

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