トラッキング制御装置
【課題】動作安定性を保ちつつも残留誤差が少なくなるようにトラッキング制御性能を向上させる。
【解決手段】トラッキング制御装置１は、信号ｅtfb（ｋ）を遅延させるメモリ３２と、高調波抑制信号を生成する高調波抑制部４０と、ＬＰＦ３３を通過した補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と高調波抑制信号とを加算した信号を用いるトラッキング補正信号生成手段３５および前置補償手段３６とを備え、高調波抑制部４０は、信号ｅtfb（ｋ）の３次高調波成分ｅtfb3（ｋ）を抽出するＢＰＦ４１と、ＢＰＦ４１で抽出された３次高調波成分ｅtfb3（ｋ）を遅延させるメモリ４２と、ＬＰＦ３３を通過した補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の３次高調波成分を抽出するＢＰＦ４３と、メモリ４２で生成した３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）から、ＢＰＦ４３で抽出された３次高調波成分を減算することで高調波抑制信号を生成する減算手段４４とを備える。
【解決手段】トラッキング制御装置１は、信号ｅtfb（ｋ）を遅延させるメモリ３２と、高調波抑制信号を生成する高調波抑制部４０と、ＬＰＦ３３を通過した補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と高調波抑制信号とを加算した信号を用いるトラッキング補正信号生成手段３５および前置補償手段３６とを備え、高調波抑制部４０は、信号ｅtfb（ｋ）の３次高調波成分ｅtfb3（ｋ）を抽出するＢＰＦ４１と、ＢＰＦ４１で抽出された３次高調波成分ｅtfb3（ｋ）を遅延させるメモリ４２と、ＬＰＦ３３を通過した補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の３次高調波成分を抽出するＢＰＦ４３と、メモリ４２で生成した３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）から、ＢＰＦ４３で抽出された３次高調波成分を減算することで高調波抑制信号を生成する減算手段４４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置のトラッキング制御技術に係り、より詳細には、光ディスクの記録および再生に用いられる光ピックアップにおいて、高速回転時に光ヘッドのトラッキングアクチュエータを高精度にディスクの目標トラックに追従させるトラッキング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１や非特許文献２に記述されているように、従来、例えば光ディスク装置等に用いられるトラッキング制御装置は、フィードバック制御器、繰り返し制御系、そして本願発明者らが提案してきたエラー予測型トラッキング制御系（ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系）であった。ここで、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系は、零位相誤差トラッキング法（Zero Phase Error Tracking：ＺＰＥＴ）を用いたフィードフォワード（Feed-forward）制御系を意味し、位相補償によるフィードバック制御器や繰り返し制御系と比較して高速トラック追従制御が可能な制御系である。以下、これらのトラッキング制御装置の概略について説明する。
【０００３】
なお、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系の関連技術として、特許文献１に、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式及びＺＣＬＶ（Zoned Constant Linear Velocity）方式のように光ディスクの半径によって１回転の周期が変化する場合を含め高速で回転する光ディスク上のトラックに対し安定で高い追従性能を持ったトラッキング制御装置が開示されている。また、特許文献１に記載の技術を改良した技術が特許文献２，３に記載されている。
【０００４】
まず、従来のフィードバック制御器は、トラッキングエラーのフィードバック信号に基づいて操作量を決める制御系である。例えば、図１３に示すトラッキング制御装置１００は、トラッキング誤差信号生成手段１２１と、Ａ／Ｄ変換手段１２２と、フィードバック制御手段１２３と、Ｄ／Ａ変換手段１２４と、トラッキングアクチュエータ１２５とを備えている。
【０００５】
トラッキング制御装置１００は、時刻ｔにおいて、図示しない光ディスク上の目標値であるトラック位置指令ｘd（ｔ）と、トラッキングアクチュエータ１２５によって制御されるトラック位置ｘ（ｔ）（光スポット位置）との差をトラッキング誤差信号生成手段１２１によって検出し、アナログ信号であるトラッキング誤差信号ｅ（ｔ）を得る。Ａ／Ｄ変換手段１２２は、トラッキング誤差信号ｅ（ｔ）をある時間間隔でサンプリングするサンプラであり、トラッキング誤差信号ｅ（ｔ）をデジタル信号に変換するものである。デジタル信号化されたトラッキング誤差信号は、フィードバック制御手段１２３に入力する。
【０００６】
フィードバック制御手段１２３は、伝達関数Ｃ１（ｚ-1）により、駆動信号の振幅と位相の周波数特性の補償を行う。Ｄ／Ａ変換手段１２４は、フィードバック制御手段１２３で生成された駆動信号をアナログ信号に変換し、トラッキングアクチュエータ１２５に入力する。トラッキングアクチュエータ１２５は、例えば、電流駆動のボイスコイルモータから構成され、フィードバック制御手段１２３からの入力信号に従って、伝達関数Ｐ（ｓ）として動作し、トラック位置ｘ（ｔ）を補正する制御を行うと共に、補正されたトラック位置ｘ（ｔ）をトラッキング誤差信号生成手段１２１にフィードバックする。このトラッキング制御装置１００は、周期性の外乱に強いわけではなく、ごく一般的なものである。
【０００７】
これに対して、繰り返し制御系は、ディスクの偏心や振動等の周期的な外乱等に強くするために、制御系に入る前に、偏差（エラー）をメモリに貯めて、繰り返すことで周期的な成分に高ゲインになるようにした制御系である。例えば、図１４に示すトラッキング制御装置２００は、Ａ／Ｄ変換手段１２２とフィードバック制御手段１２３との間に、繰り返し補償制御部２３０を備えている点が図１３に示すトラッキング制御装置１００と異なっている。繰り返し補償制御部２３０は、メモリ２３１と、低域通過フィルタ２３２と、利得調整手段２３３と、加算手段２３４とを備えている。
【０００８】
トラッキング制御装置２００において、フィードバック制御手段１２３に送られる前のデジタル信号（駆動信号）は、繰り返し補償制御部２３０のメモリ２３１に挿入される。メモリ２３１は、例えばｎ個のメモリ素子（Ｚ-n）から構成され、入力するデジタル信号（駆動信号）を遅延させた信号を生成し、低域通過フィルタ２３２に入力する。低域通過フィルタ２３２は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の特性を持つ伝達関数Ｆ1（ｚ-1）により入力信号の低域成分を通過させて波形を整形して利得調整手段２３３に入力する。
【０００９】
利得調整手段２３３は、低域通過フィルタ２３２を通過した信号の大きさに所定の係数Ｋ1を乗じることで入力信号の利得を調整した補償信号を生成するものである。そして、利得が調整された補償信号は、加算手段２３４に入力し、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号と加算されてフィードバック制御手段１２３に入力する。これにより、繰り返し補償制御部２３０の閉ループが形成される。これを、繰り返し加算し続けることで、トラッキング誤差信号を抑圧することができる。
【００１０】
また、エラー予測型トラッキング制御系（ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系）も周期性外乱に対してとても強い制御系である。例えば、図１５に示すトラッキング制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換手段１２２とフィードバック制御手段１２３との間に、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御部３４０を備えると共に、Ｄ／Ａ変換手段３２４の機能が図１３に示すトラッキング制御装置１００とは異なっている。ＺＰＥＴ−ＦＦ制御部３４０は、加算手段３４１と、メモリ３４２と、低域通過フィルタ３４３と、前置補償手段３４４と、トラッキング補正信号生成手段３４５と、加算手段３４６とを備えている。
【００１１】
前置補償手段３４４の生成する前置補償信号ｅff（ｋ）は、トラッキング補正信号生成手段３４５に入力する。トラッキング補正信号生成手段３４５は、例えば、式（１０１）に示す伝達関数Ｇclosed１（ｚ-1）によりトラッキング誤差補償信号を生成する（特許文献１参照）。
【００１２】
【数１】
【００１３】
この生成されたトラッキング誤差補償信号とトラッキング誤差信号（デジタル信号）とは加算手段３４１により加算され、この加算された加算信号ｅ＾（ｋ）はメモリ３４２に入力する。ここで、ｋは、あるサンプリング時刻を示し、光ディスクの１回転の間には、複数のサンプリング時刻がある。なお、本明細書において、記号「＾」は、直前の文字を修飾するために真上に配置されているものとして説明する（図１５参照）。
【００１４】
メモリ３４２は、トラッキング誤差信号を補償するための構成であり、加算信号ｅ＾（ｋ）について光ディスクの１回転周期に相当する時間の遅延を行って低域通過フィルタ３４３に入力する。ここでは、１回転周期前の２サンプリング時刻（ｄ＝２）進んだ加算信号ｅ＾（ｋ＋２）を入力することとしている。低域通過フィルタ３４３は、制御系を安定化させるための構成であり、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の特性を持つ伝達関数Ｆ（ｚ-1）により加算信号ｅ＾（ｋ＋２）の低域成分を通過させて波形を整形して前置補償手段３４４に入力する。前置補償手段３４４は、例えば、式（１０２）に示す伝達関数Ｇｆ（ｚ-1）により前置補償信号ｅff（ｋ）を生成し、トラッキング補正信号生成手段３４５に入力する（特許文献１参照）。これにより、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御部３４０の閉ループを形成する。
【００１５】
【数２】
【００１６】
また、前置補償手段３４４で生成された前置補償信号ｅff（ｋ）は、分岐して加算手段３４６にも入力する。加算手段３４６は、トラッキング誤差信号（デジタル信号）と、前置補償信号ｅff（ｋ）とを加算し、加算した信号をフィードバック制御手段１２３に入力する。Ｄ／Ａ変換手段３２４は、フィードバック制御手段１２３で生成された駆動信号（デジタル信号）をアナログ信号に変換するものである。Ｄ／Ａ変換手段３２４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。このアナログ信号は、トラッキングアクチュエータ１２５に入力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第４０４１９０５号公報
【特許文献２】特開２００３−０９１８４１号公報
【特許文献３】特開２００５−２５９３１４号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】D．Koide et al, ”Feed-Forward Tracking Servo System for High-Data-Rate Optical Recording", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 42, 2003, p.939-945
【非特許文献２】小出大一他、「高密度光ディスクにおける零位相誤差トラッキング法を用いた高速トラック追従制御系」、電気学会産業計測制御研究会資料、IIC-06-135、p.21-26、2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、近年、光ディスク装置の媒体は、その記憶容量を増加させているのが現状である。このような光ディスクドライブのトラッキング制御では、従来の制御に比べてより高精度でトラックに追従する必要がある。
また、媒体の記憶容量（データ量）が増加することで、光ディスク装置のディスク回転数もさらに高速化されることが要求されている。しかし、ディスク回転数が増加すると、ディスク偏心による周期外乱の周波数が増加し、トラッキングがより困難となる。そのため、周期性外乱に対してさらなる強さを有したロバスト制御系の開発が望まれている。
【００２０】
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、動作安定性を保ちつつもトラッキング残留誤差が少なくなるように制御性能を向上させることができるトラッキング制御技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本願発明者らは、光ディスク記録装置の周期性外乱に対して強い制御系である繰り返し制御系やエラー予測型トラッキング制御系（ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系）において種々検討を行った。その結果、光ディスク記録装置の周期性外乱は、トラッキング誤差信号を周波数解析したときの１種類の基本波成分だけの寄与ではなく、２次，３次等の多くの高調波成分の寄与が存在しているにも関わらず、従来の繰り返し制御系やＺＰＥＴ−ＦＦ制御系は周期性外乱の基本波成分（第１次高調波成分）だけに対応するものであるために充分な性能が発揮できていない、との仮説を立て、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系において仮説実証実験を行い、２次以上の高調波成分の寄与まで考慮することで、周期性外乱に対してさらなる強さを有したロバスト制御系を構築可能であることを見出した。
【００２２】
そこで、本発明の請求項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目標値としてのトラック位置指令と光ヘッドから前記ディスクに照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、前置補償信号を生成して前記フィードバック制御系に出力するフィードフォワード制御系とを用いて、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置であって、前記フィードバック制御系は、第１加算手段と、フィードバック制御手段と、光スポット位置補正手段とを備え、前記フィードフォワード制御系は、第２加算手段と、トラッキング誤差補償信号生成手段と、制御系安定化手段と、高調波抑制手段と、第３加算手段と、トラッキング補正信号生成手段と、前置補償手段とを備え、前記高調波抑制手段は、第１帯域通過フィルタと、ｎ次高調波補償信号生成手段と、第２帯域通過フィルタと、減算手段とを備えることとした。
【００２３】
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系において、第１加算手段によって、前記トラッキング誤差信号と前記前置補償信号とを加算して第１加算信号を生成し、フィードバック制御手段によって、前記第１加算信号から前記トラック位置指令に追従させるトルク電流指令を生成し、光スポット位置補正手段によって、前記トルク電流指令によりトラッキング制御を行う。なお、加算されるトラッキング誤差信号および前置補償信号はデジタル信号である。また、光スポット位置補正手段は、ボイスコイル等のトラッキングアクチュエータである。したがって、光スポット位置補正手段は、トルク電流指令がＤ／Ａ変換された信号によりトラッキング制御を行う。
【００２４】
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系において、第２加算手段によって、前記トラッキング誤差信号と、トラッキング補正信号とを加算して第２加算信号を生成する。そして、トラッキング制御装置は、第１メモリ数の記憶手段を備えたトラッキング誤差補償信号生成手段によって、前記第２加算信号を遅延させることでトラッキング誤差補償信号を生成する。ここで、第１メモリ数は、例えば、ディスクの１回転周期に相当するサンプリング個数と同数である。そして、トラッキング制御装置は、制御系安定化手段によって、前記トラッキング誤差補償信号生成手段で生成したトラッキング誤差補償信号のうち、予め定められた高域ノイズの周波数以下の低周波数成分の信号を通過させる。ここで、制御系安定化手段は、演算により所定のカットオフ周波数を有した低域通過フィルタとして機能することで、制御系を安定化させる。そして、トラッキング制御装置は、高調波抑制手段によって、２次以上の少なくとも１つの高調波として第ｎ次高調波を抑制する高調波抑制信号を生成し、第３加算手段によって、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記高調波抑制信号とを加算して第３加算信号を生成する。そして、トラッキング制御装置は、トラッキング補正信号生成手段によって、前記第３加算信号から第１伝達関数により前記トラッキング補正信号を生成し、前置補償手段によって、前記第３加算信号から第２伝達関数により前記前置補償信号を生成する。
【００２５】
そして、トラッキング制御装置は、高調波抑制手段において、第１帯域通過フィルタによって、前記第２加算信号のうち第ｎ次高調波成分の信号を通過させる。ここで、第２加算信号は、トラッキング誤差信号とトラッキング補正信号との和であるので、トラッキング誤差信号に相当する。また、第１帯域通過フィルタは、第２加算信号の第ｎ次高調波の周波数をバンド幅の中心周波数としたＢＰＦとして機能することで、入力信号から第ｎ次高調波成分の信号を抽出する。そして、高調波抑制手段は、前記第１メモリ数より少ない第２メモリ数の記憶手段を備えたｎ次高調波補償信号生成手段によって、前記第１帯域通過フィルタを通過した第ｎ次高調波成分の信号を遅延させることで第ｎ次高調波補償信号を生成する。ここで、第２メモリ数は、例えば、第１メモリ数の１／ｎの個数である。そして、高調波抑制手段は、第２帯域通過フィルタによって、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号のうちｎ次高調波成分の信号を通過させる。ここで、第２帯域通過フィルタは第１帯域通過フィルタと同様の特性を有し、入力信号から第ｎ次高調波成分の信号を抽出する。そして、高調波抑制手段は、減算手段によって、前記ｎ次高調波補償信号生成手段で生成した第ｎ次高調波補償信号から、前記第２帯域通過フィルタを通過したｎ次高調波成分の信号を減算することで前記高調波抑制信号を生成する。
【００２６】
仮に、高調波抑制手段が、第ｎ次高調波補償信号をそのまま高調波抑制信号として出力したとすると、制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれるｎ次高調波の補償分と、第ｎ次高調波補償信号とが単純に加算されることによりｎ次高調波の補償分が二重となって過補償になる。しかしながら、本発明のトラッキング制御装置は、このような単純な加算を行わずに、高調波抑制手段において、第ｎ次高調波補償信号から、制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれるｎ次高調波の補償分だけを除いた信号を高調波抑制信号として出力する。したがって、ｎ次高調波の補償分が過補償となることを防止し、周期外乱のｎ次高調波成分を効果的に抑圧することができる。
【００２７】
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、前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段は、それぞれメモリ長変更指令により、記憶手段のメモリ数を変更可能に構成されており、補正メモリ量演算手段をさらに備えることとした。
【００２８】
かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、補正メモリ量演算手段によって、前記ディスクの動作回転数が変化するときに、予め定められた制御サンプリング周波数と、変化後の前記ディスクの動作回転数とに基づいて対応する第１メモリ数および第２メモリ数をそれぞれ算出し、それぞれの算出結果を前記メモリ長変更指令として前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段にそれぞれ出力する。したがって、トラッキング制御装置は、線速度一定のＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のように、トラックを走査中の光ヘッドの位置が径方向に変化してそれに伴って当該光ヘッドの位置において１回転の周期が変化するような場合においても、周期外乱の高調波成分を効果的に抑圧することができる。
【００２９】
また、請求項３に記載のトラッキング制御装置は、請求項１または請求項２に記載のトラッキング制御装置において、前記高調波抑制手段が、抑制しようとする予め定められた個数の複数の高調波に対応して、前記第１帯域通過フィルタと、前記ｎ次高調波補償信号生成手段と、前記第２帯域通過フィルタと、前記減算手段との組み合わせを、前記制御系安定化手段と前記第３加算手段との間に、前記抑制しようとする高調波の個数と同じ個数だけ並列に備え、前記第３加算手段が、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記複数の高調波に対応して並列に入力する高調波抑制信号とを加算して前記第３加算信号を生成することとした。
【００３０】
かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、複数の高調波成分に対して、トラッキング誤差信号において周期外乱を形成する信号成分のうちｎ次高調波成分を抑圧する構成をそれぞれの高調波成分別に並列に備えているので、複数の高調波成分を同時に抑圧することができる。ここで、並列に設けられた各ｎ次高調波補償信号生成手段のメモリ数は、それぞれの高調波成分の次数に合わせて設定される。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１に記載の発明によれば、トラッキング制御装置は、ディスクの回転動作に伴う周期外乱の基本波成分以外の高調波成分に対しても外乱抑圧することが可能になる。その結果、トラッキング制御装置は、記憶容量の大きいディスク媒体や高速回転のディスク媒体に対しても高精度でトラックに追従できる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、トラッキング制御装置は、ＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のように光ディスクの半径によって１回転の周期が変化する場合を含め高速で回転する光ディスク上のトラックに対し安定で高い追従性能を持つことができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、トラッキング制御装置は、周期外乱の基本波成分と共に、抑制しようとする予め定められた個数の複数の高調波成分を同時に抑圧することができる。
本発明は、以上のように、それぞれの請求項に記載の発明によって、それぞれが優れた効果を奏すると共に、本発明によって、高精度なトラッキング動作を実現し、安定な光ディスクの記録再生動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置の基本動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明における基本動作と並行に行う高調波抑制部の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態におけるトラッキング誤差補償信号のサンプリング時刻とメモリとの対応関係の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるトラッキング誤差補償信号生成手段の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるトラッキング誤差補償信号生成手段の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例において測定したトラッキング性能を示す信号波形であって、（ａ）はトラッキング誤差信号、（ｂ）はトルク電流指令をそれぞれ示している。
【図１０】従来技術におけるＺＰＥＴ法を用いて測定したトラッキング性能を示す信号波形であって、（ａ）はトラッキング誤差信号、（ｂ）はトルク電流指令をそれぞれ示している。
【図１１】本発明の実施例において測定した残留トラッキングエラーの周波数解析結果を示すグラフである。
【図１２】従来技術におけるＺＰＥＴ法を用いて測定した残留トラッキングエラーの周波数解析結果を示すグラフである。
【図１３】従来技術におけるフィードバック制御系を用いたトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１４】従来技術における繰り返し制御系を用いたトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１５】従来技術におけるＺＰＥＴ法でフィードフォワード制御を行うトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明のトラッキング制御装置を実施するため第１ないし第３実施形態について順次詳細に説明する。
【００３６】
［トラッキング制御装置の構成］
（第１実施形態）
トラッキング制御装置１は、目標値である光ディスク上のトラック位置指令と、光ヘッドから出射されるレーザ光（光ビーム）が照射されたトラック位置（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光スポット位置の補正を行うフィードバック制御系と、フィードフォワード制御とを用いて、トラック位置（光スポット位置）を制御するものである。
トラッキング制御装置１は、光ディスクの定常動作回転数（ディスク回転数Ｒという）と、光ディスク装置の制御クロック信号の動作サンプリング周波数（制御サンプリング周波数）ｆsとに基づいてトラッキング誤差補償信号生成手段３２のメモリ数を設定して、光スポット位置補正手段２５の動作を制御する。
【００３７】
図１に示すトラッキング制御装置１は、フィードバック制御系として、トラッキング誤差信号生成手段２１と、加算手段２２と、フィードバック制御手段２３と、光スポット位置補正手段２５とを備えている。
また、トラッキング制御装置１は、フィードフォワード制御系として、加算手段３１と、トラッキング誤差補償信号生成手段（メモリ）３２と、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３と、加算手段３４と、トラッキング補正信号生成手段３５と、前置補償手段３６と、高調波抑制部４０とを備えている。
【００３８】
＜フィードバック制御系＞
トラッキング誤差信号生成手段２１は、ディスクの偏心や振動等による周期的外乱として、トラック位置指令ｙref（ｋ）とトラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）との誤差を示すトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）を生成する。なお、図１では、トラッキング誤差信号生成手段２１で生成されたトラッキング誤差信号を変換するＡ／Ｄ変換手段の図示を省略した。ここで、ｋは、あるサンプリング時刻を示す。
【００３９】
加算手段（第１加算手段）２２は、前置補償手段３６で生成される前置補償信号ｅff（ｋ）と、トラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）とを加算し、第１加算信号を生成する。この第１加算信号は、フィードバック制御手段２３に入力される。
【００４０】
フィードバック制御手段２３は、伝達関数Ｃ′（ｚ）により、入力信号の振幅と位相の周波数特性の補償を行い、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）を生成する。ここで、ｋは、あるサンプリング時刻を示す。このフィードバック制御手段２３は、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などの電子集積回路や電子回路などによる電子デバイスによる構成、または、これら回路に実装可能なソフトウェア（プログラム）により実装される。なお、図１では、フィードバック制御手段２３で生成された信号を変換するゼロ次ホールドのＤ／Ａ変換手段の図示を省略した。Ｄ／Ａ変換後のアナログ信号は、光スポット位置補正手段２５へ入力する。
【００４１】
光スポット位置補正手段２５は、図１５に示したトラッキングアクチュエータ１２５と同様に、トラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）を制御するものである。このトラック位置ｙ（ｋ）が、トラッキング誤差信号生成手段２１に入力されることで、フィードバック制御系が形成される。
【００４２】
なお、図１において破線で示す減算手段２４は、突発外乱がフィードバック制御系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。ここで、Idis（ｋ）は突発外乱量を電流次元にしたものを表す。外部からの突発的な外乱が発生した場合、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）から、突発外乱量を電流次元にしたIdis（ｋ）が減算されることになる。この減算は、アナログ信号変換後に行ってもよい。
【００４３】
＜フィードフォワード制御系＞
フィードフォワード制御系は、例えば、ＤＳＰなどの電子集積回路や電子回路などによる電子デバイスによる構成、または、これら回路に実装可能なソフトウェア（プログラム）により実装される。
【００４４】
加算手段（第２加算手段）３１は、トラッキング補正信号生成手段３５で生成されるトラッキング補正信号と、トラッキング誤差信号生成手段２１で生成されるトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）とを加算して第２加算信号ｅtfb（ｋ）を生成する。
【００４５】
トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）は、記憶手段を有し、入力信号である第２加算信号ｅtfb（ｋ）を記憶手段により遅延させた信号をトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）として生成するものである。ここで、Ｎは、ディスク１回転分のサンプル数を示し、ｎは記憶手段での進め量を示している。記憶手段は、所定期間の第２加算信号ｅtfb（ｋ）（所定期間のトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）に相当する信号）を記憶する容量に対応した予め定められた使用メモリ個数に設定されている。この所定期間は、ディスクが少なくとも１回転する期間に相当する。
【００４６】
この使用メモリ個数（第１メモリ数）は、あるディスク回転数Ｒ［ｒｐｍ］に合わせたサイズであることを前提としている。すなわち、第１メモリ数であるディスク１回転分のメモリ長Ｄrot［個］は、制御サンプリング周波数をｆs［Ｈｚ］とすると、式（１）で表される。ここで、Ｒ［ｒｐｍ］は、主なディスク回転数（定常動作回転数）を示す。また、計算結果の小数点以下は四捨五入する。
【００４７】
【数３】
【００４８】
従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系（図１５のトラッキング制御装置３００）では、例えば「（離散化したアクチュエータの分母の次数）−（分子の次数）＋（不安点零点の個数）＝２」のサンプル数、すなわち、２サンプル未来のトラッキング誤差量が必要となる。このため、同様に、本実施形態でも、ディスク１回転分のデータをメモリに格納しておき、現在のトラッキング誤差が、１回転前のトラッキング誤差から変化していないという条件（１回転前と現在のトラッキング誤差に変化が無いという条件）の下で、２サンプル未来のトラッキング誤差量を得ることとした。これは、トラッキング誤差補償信号生成手段３２での進め量ｎを２とすることに相当する。つまり、メモリ量は、第１メモリ数であるディスク１回転分のメモリ長Ｄrot［個］そのものではなく、Ｄrot［個］よりも、例えば２個だけ少ない（Ｄrot−２）［個］になっている。なお、メモリ量は、記憶しておく期間に相当する量を示す。
【００４９】
なお、光スポット位置補正手段２５（トラッキングアクチュエータ）が電流駆動のボイスコイルモータから構成されていることとしたので、進め量ｎを２としたが、トラッキングアクチュエータを電圧で駆動した場合には、電圧から電流に変化する過度現象のためにｎ＝３となる。
【００５０】
制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２で生成されたトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）に対して、予め定められた高域ノイズの周波数以下の低周波数成分の信号を通過させるＬＰＦのデジタルフィルタとして動作する演算機能を有している。ＬＰＦのカットオフ周波数ｆcからＬＰＦの伝達関数ｆout（ｚ）を求めることができる。例えば、１次のＬＰＦの場合の伝達関数は、式（２）にて計算される。なお、実際のデジタル制御系に実装するには、式（２）に示すＦ（ｓ）をｚ変換したｆout（ｚ）を求める必要がある。
【００５１】
【数４】
【００５２】
加算手段（第３加算手段）３４は、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と、高調波抑制部４０が出力する高調波抑制信号とを加算して第３加算信号を生成するものである。第３加算信号は、トラッキング補正信号生成手段３５および前置補償手段３６に入力する。
【００５３】
トラッキング補正信号生成手段３５は、トラッキング誤差信号生成手段２１で生成されるトラッキング誤差信号ｅ１（ｋ）の予測値としてトラッキング補正信号を伝達関数Ｇof（ｚ）により生成する演算機能を有している。ここで、伝達関数Ｇof（ｚ）は、式（３）に示す閉ループ伝達関数Ｇclosed1（ｚ）と、式（４）に示す伝達関数Ｇff（ｚ）との積によって表されるものである。
【００５４】
【数５】
【００５５】
【数６】
【００５６】
前置補償手段３６は、加算手段３４で生成された第３加算信号の振幅及び位相の補償を行った前置補償信号ｅff（ｋ）を、式（４）に示すパルス伝達関数Ｇff（ｚ）によって生成する演算機能を有している。この前置補償信号ｅff（ｋ）は、フィードバック制御系の加算手段（第１加算手段）２２によって、トラッキング誤差信号ｅ１（ｋ）と加算される。これにより、駆動信号が生成する。
【００５７】
≪高調波抑制部≫
次に、本発明のトラッキング制御装置の特徴部である高調波抑制部４０について説明する。従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系（図１５のトラッキング制御装置３００）では、ＬＰＦと制御器での遅れを考慮してメモリ３４２（トラッキング誤差補償信号生成手段３２に相当する）での進め量ｎを決定していた。この進め量ｎは、メモリ３４２への入力信号に対して、あくまでもその基本波（基本波成分）に対する進め量である。また、前記した式（１）は、偏心を抑圧するための基本波の周波数に合わせたメモリサイズで設定してあることを表している。そこで、本発明では、トラッキング制御装置１に、基本波より高周波域にある高調波成分を考慮して高調波抑制部４０を設けた。第１実施形態では、従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系（図１５のトラッキング制御装置３００）を用いた際にもっとも影響の残る３次高調波を抑圧するように高調波抑制部４０を設計した。
【００５８】
高調波抑制部４０は、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４１と、メモリ（第２メモリ、３次高調波補償信号生成手段）４２と、帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）４３と、減算手段４４とを備えている。
【００５９】
帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４１は、加算手段３１で生成された第２加算信号ｅtfb（ｋ）のうち３次高調波成分ｅtfb3（ｋ）の信号を通過させるＢＰＦとして機能する演算手段を備えている。帯域通過フィルタ４１は、入力する信号の３次高調波成分のみを通過させるように予め設計されており、３次高調波に対応するバンド幅（帯域幅）の信号だけを切り取ることで、入力信号の３次高調波成分を抽出する。本実施形態では、ＢＰＦには式（５）に示される一般的なＢＰＦを用いることとした。ここで、ＢＰＦ3（ｚ）の下付きの「３」は３次高調波のＢＰＦであることを示している。また、ω0は中心周波数、Ｑはクオリティファクタであり、ＢＰＦの中心周波数と帯減幅との比率を示す。
【００６０】
【数７】
【００６１】
メモリ（第２メモリ、３次高調波補償信号生成手段）４２は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）と同様に構成されている。ただし、メモリ４２に設定される使用メモリ個数（第２メモリ数）は、メモリ３２に設定される使用メモリ個数（第１メモリ数Ｎ）の１／３の個数である。
このメモリ４２は、帯域通過フィルタ４１を通過した信号ｅtfb3（ｋ）を遅延させることで、３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）を生成する。ここで、Ｍは、３次高調波成分の１周期分のサンプル数（基本波の１周期分のサンプル数Ｎの１／３）を示し、ｍは３次高調波成分の進め量を示している。
【００６２】
帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）４３は、帯域通過フィルタ４１と同様に、入力する信号の３次高調波成分のみを通過させるように予め設計されており、３次高調波に対応するバンド幅の信号だけを切り取ることで、入力信号の３次高調波成分を抽出するものである。帯域通過フィルタ４３は、例えば、前記した式（５）に示される一般的なＢＰＦから構成され、その特性は帯域通過フィルタ４１と同様に設定されている。この帯域通過フィルタ４３は、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）のうち３次高調波成分の信号を通過させる。この通過した信号（トラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の３次高調波成分）は減算手段４４に入力する。
【００６３】
減算手段４４は、メモリ４２で遅延させた３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）から、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の３次高調波成分を減算して高調波抑制信号を生成するものである。すなわち、減算手段４４は、３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）から帯域通過フィルタ４３で抽出された３次高調波成分の信号を減算する。なお、この高調波抑制部４０については、以下のトラッキング制御装置１の動作の説明において、さらに詳しく説明することとする。
【００６４】
［トラッキング制御装置の全体処理の流れ］
図１のトラッキング制御装置１の全体処理の流れについて基本動作（図２）と、主として高調波抑制部４０による並列動作（図３）とに分けて、適宜図１を参照しつつ説明する。
＜基本動作＞
図２に示すように、トラッキング制御装置１は、トラッキング補正信号生成手段３５によって、トラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）の予測値としてトラッキング補正信号を生成する（ステップＳ１）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段３１によって、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）と、トラッキング補正信号とを加算し、加算により生成した第２加算信号ｅtfb（ｋ）をトラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ）に入力する（ステップＳ２）。
【００６５】
そして、トラッキング制御装置１は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ）に設定されたメモリ数Ｎに相当する時間（Ｎ−ｎ）だけ第２加算信号を遅延させたトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）を制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）に入力する（ステップＳ３）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段３４によって、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号と、高調波抑制部４０が出力する高調波抑制信号とを加算し（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻る。
【００６６】
また、ステップＳ４に続いて並行して、トラッキング制御装置１は、前置補償手段３６によって、加算手段３４にて加算された第３加算信号の振幅及び位相の補償を行った前置補償信号ｅff（ｋ）を生成する（ステップＳ５）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段２２によって、前置補償信号ｅff（ｋ）を、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）に加算する（ステップＳ６）。
【００６７】
さらに、トラッキング制御装置１は、光スポット位置補正手段２５によって、加算した信号（第１加算信号）を用いてトラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）を補正する（ステップＳ７）。つまり、光スポット位置補正手段２５は、第１加算信号が入力したフィードバック制御手段２３で生成されたトルク電流指令Ｉcmd（ｋ）を用いて、トラッキング制御を行う。そして、トラッキング制御装置１は、トラッキング誤差信号生成手段２１によって、トラック位置指令ｙref（ｋ）からトラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）を減算してトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）を生成し（ステップＳ８）、ステップＳ２に戻る。
【００６８】
＜並列動作＞
図３に示すように、トラッキング制御装置１は、トラッキング補正信号生成手段３５によって、トラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）の予測値としてトラッキング補正信号を生成する（ステップＳ１１）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段３１によって、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）と、トラッキング補正信号とを加算し、加算により生成した第２加算信号を帯域通過フィルタ４１（第１帯域通過フィルタ）に入力する（ステップＳ１２）。そして、トラッキング制御装置１は、帯域通過フィルタ４１（第１帯域通過フィルタ）によって、第２加算信号のうち３次高調波成分の信号を通過させることで、第２加算信号の３次高調波成分を抽出し（ステップＳ１３）、抽出した３次高調波成分の信号をメモリ４２（第２メモリ）に入力する（ステップＳ１４）。
【００６９】
また、トラッキング制御装置１は、並行して制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）のうち３次高調波成分の信号を帯域通過フィルタ４３（第２帯域通過フィルタ）で抽出する（ステップＳ１５）。そして、トラッキング制御装置１は、減算手段４４によって、メモリ４２（第２メモリ）で（Ｍ−ｍ）だけ遅延させた３次高調波補償信号ｅtfb（ｋ−Ｍ＋ｍ）から、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号の３次高調波成分を減算して高調波抑制信号を生成する（ステップＳ１６）。また、トラッキング制御装置１は、加算手段３４によって、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と、高調波抑制信号とを加算し、加算により生成した第３加算信号をトラッキング補正信号生成手段３５に入力し（ステップＳ１７）、ステップＳ１１に戻る。
【００７０】
ここでは、都合により基本動作と並列動作とに分けて説明したが、全体処理の中で主として高調波抑制部４０の作用を取り上げて説明すると、トラッキング制御装置１は、以下のように動作する。すなわち、トラッキング制御装置１は、予測したエラー信号（第２加算信号ｅtfb（ｋ））をメモリ３２にストアする（ステップＳ２）。また、並行して、このエラー信号（第２加算信号ｅtfb（ｋ））から帯域通過フィルタ４１により通過させた３次高調波成分の信号ｅtfb3（ｋ）をメモリ４２にストアする（ステップＳ１４）。次に、ＬＰＦ３３を通した後のトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）に帯域通過フィルタ４３を用いて抽出した３次高調波成分の信号を用いて、メモリ４２から出力された３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）と置き換える（ステップＳ１６）。この処理は、中心周波数では位相が変化しないというＢＰＦの特性に基づいている。これにより、基本波成分に対するメモリの進め量ｎと、３次高調波成分に対するメモリの進め量ｍとを独立に与えることが可能となる。したがって、トラッキング制御装置１によれば、このように、対象とする周波数（対象とする次数の高調波）で最適な進め量を与えることで、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）として、より最適な値を生成でき、その結果、トラッキング性能の向上を図ることができる。
【００７１】
また、仮に、高調波抑制部４０が、帯域通過フィルタ４３および減算手段４４を備えていないとしたら、３次高調波補償信号をそのまま高調波抑制信号として出力することになる。この場合、ＬＰＦ３３を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の中に含まれる３次高調波の補償分と、３次高調波補償信号とが、加算手段３４によって単純に加算されることにより３次高調波の補償分が二重となって過補償になる。しかしながら、本実施形態のトラッキング制御装置１は、このような単純な加算を行うことはない。すなわち、高調波抑制部４０において、ＬＰＦ３３を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれる３次高調波の補償分だけを帯域通過フィルタ４３で抽出しておき、この抽出しておいた信号を、減算手段４４によって３次高調波補償信号から取り除いて高調波抑制信号として出力する。したがって、トラッキング制御装置１は、３次高調波の補償分が過補償となることを防止し、周期外乱の３次高調波成分を効果的に抑圧することができる。
【００７２】
［メモリの具体例］
次に、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）やメモリ（第２メモリ、３次高調波補償信号生成手段）４２の具体例について図４（ａ）〜図４（ｃ）および図５を参照（適宜図１参照）して説明する。ここでは、一例として、制御サンプリング周波数ｆsを100［ｋＨｚ］、ディスク回転数Ｒを8000［ｒｐｍ］とする。この場合、前記した式（１）によれば、ディスクの１回転周期に対応したサンプリング個数のメモリ長は、Ｄrot＝Ｎ＝750［個］である。これが、メモリ３２の使用メモリ個数（第１メモリ数）となる。また、記憶手段での進め量ｎを２とすれば、メモリ量は748となる。また、メモリ４２に関しては、例えば、Ｍ＝750／３＝250［個］が、メモリ４２の使用メモリ個数（第２メモリ数）となる。また、記憶手段での進め量ｍを２とすれば、メモリ量は248となる。メモリ３２とメモリ４２とは、使用メモリ個数が異なる以外は同様なので、ここでは、メモリ３２で具体例を説明する。
【００７３】
メモリ３２は、図４（ａ）に示すように、750［個］のメモリ長を有した記憶手段５１を備えているものとする。この場合、ディスク１回転の周期の間に、サンプリング時刻ｋ＝１〜750まで刻々と離散的な第２加算信号ｅtfb（ｋ）が記憶手段５１に順次入力する。なお、図４（ａ）では、ｋ＝１〜750までの時刻の信号が記憶手段５１に格納された時点、つまり、ｋ＝750の信号が入力した時点を表している。
【００７４】
図４（ａ）において、例えば、光ディスクの１周について750回のサンプリングを行って制御しているものとする。一般にγ周目のサンプリング時刻ｋに相当する時刻において、（γ−１）周目のサンプリング時刻（ｋ＋２）に相当する時刻において記憶された信号を用いる。その他の時刻においても同様の処理を行う。なお、サンプリング時刻はサンプリングクロックを用いる。例えばγ＝２の場合、２周目においてサンプリング時刻ｋ＝１は、通算のサンプリング時刻ではｋ＝751に相当する。このｋ＝751の時刻では、図４（ｂ）に示すように、記憶手段５１において、ｋ＝２以上の信号がメモリ素子１つ分だけ前進する。
【００７５】
図４（ｂ）に示すように、ｋ＝751の時刻の信号（２周目のサンプリング時刻ｋ＝１の信号）がメモリ３２（記憶手段５１）に入力すると、ｋ＝３の信号がメモリ３２（記憶手段５１）から出力する。つまり、２周目の走査中のトラックに対するサンプリング時刻ｋ＝１（通算のサンプリング時刻ｋ＝751）では、蓄積されていた１周目のサンプリング時刻ｋ＝３の信号が取り出されて、走査中のｋ＝１に対する補償信号となる。これは、記憶手段での進め量を２としたために、ｋ＝751に対して、ｋ−Ｎ＋ｎ＝751−750＋２＝３の時点の信号（ただし、１周前）が利用されることを意味する。
【００７６】
同様に、図４（ｃ）に示すように、ｋ＝753の時刻の信号（２周目のサンプリング時刻ｋ＝３の信号がメモリ３２（記憶手段５１）に入力すると、１周目のサンプリング時刻ｋ＝５の信号がメモリ３２（記憶手段５１）から出力し、２周目に走査中のｋ＝３（通算のｋ＝253）に対する補償信号となる。これは、ｋ＝753に対して、ｋ−Ｎ＋ｎ＝753−750＋２＝５から求めることができる。なお、進め量「２」は、光スポット位置補正手段２５（トラッキングアクチュエータ）が電流駆動のボイスコイルモータから構成されているからである。図１に示したメモリ３２に対応したｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）において、ｋは通算のサンプリング時刻を示す。なお、メモリ４２に対応したｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）においても、ｋは通算のサンプリング時刻を示す。
【００７７】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、メモリとサンプリング時刻ｋとの対応関係を説明するための図であって、実際のメモリ構成ではない。実際のメモリ構成の一例を図５に示す。
【００７８】
トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）は、図５に示すように、記憶手段５０を備えている。記憶手段５０は、乗算手段５６と、Ｎ個のメモリ素子５７と、加算手段５８とを備えている。ここでは、１回転周期前の過去に蓄積されていた信号を補償信号とすることとした。
【００７９】
メモリ素子５７は、例えば演算を行うデータのビット数に対応する複数のＤ−フリップ・フロップによって構成し、サンプリング時刻ｋ（トラッキング制御装置１のクロックに相当する時刻）毎に、縦続接続されている前段のメモリ素子５７の出力データを取り込むと共に、１クロック前に記憶していた値を、縦続接続されている後段のメモリ素子５７に対して出力する。トラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）は、（Ｎ−ｎ）番目のメモリ素子５７の出力から取り出す。
【００８０】
図５では、Ｎやｎを一般化して示したが、Ｎは、ディスクの１回転周期についてのサンプリング個数であり、前記したように、ディスク回転数Ｒを8000［ｒｐｍ］とした場合、Ｎ＝750［個］である。また、ｎは、記憶手段での進め量ｎであり例えば２である。
【００８１】
第１実施形態によれば、トラッキング制御装置１は、高調波抑制部４０において、３次高調波補償信号から、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれる３次高調波の補償分だけを予め除いておいた信号を高調波抑制信号として出力する。したがって、トラッキング制御装置１において、トラッキング補正信号生成手段３５や前置補償手段３６が補償信号を生成する際に用いる第３加算信号は、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３を通過したトラッキング誤差補償信号と、高調波抑制信号とを加算して生成されることになる。これにより、トラッキング制御装置１は、ディスクの回転動作に伴う周期外乱の３次高調波成分に対しても外乱抑圧することが可能になる。その結果、トラッキング制御装置は、記憶容量の大きいディスク媒体や高速回転のディスク媒体に対しても高精度でトラックに追従すること可能となる。
【００８２】
（第２実施形態）
図６に示す第２実施形態に係るトラッキング制御装置１Ａは、補正メモリ量演算手段６０をさらに備えている。また、高調波抑制部４０Ａは、メモリ４２が補正メモリ量演算手段６０から指令信号を受ける構成である点が相違している。
トラッキング誤差補償信号生成手段（メモリ）３２およびメモリ４２は、それぞれメモリ長変更指令により、記憶手段の使用メモリ個数を変更可能に構成されている。これは、例えば、ディスク回転数を光ディスク装置のように線速度一定に回転制御しつつ、逐次、周波数に相当する回転数Ｒ［ｒｐｍ］が変化する場合でもその回転数に応じ、メモリ長が変化できる構成である。具体的構成については後記する。
【００８３】
補正メモリ量演算手段６０は、ディスク回転数Ｒが変化するときに、前記した式（１）において、変化後の回転数Ｒ′を用いてメモリ長Ｄrotを算出する。この補正メモリ量演算手段６０は、変化後の回転数Ｒ′を用いて算出されたＤrot［個］をメモリ長変更指令としてトラッキング誤差補償信号生成手段３２に出力する。同様に、補正メモリ量演算手段６０は、変化後の回転数Ｒ′を用いて算出されたメモリ数Ｄrotの１／３であるＤrot／３［個］をメモリ長変更指令としてメモリ４２に出力する。本実施形態では、補正メモリ量演算手段６０は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２に対しては、例えば、メモリ量（Ｄrot−２）［個］を算出し、メモリ４２に対しては、例えば、メモリ量（Ｄrot／３−２）［個］を算出する。そして、各メモリ長変更指令は、メモリ素子の接続切り替えによる使用メモリ個数の変更指令と、変更後の各メモリ素子を用いたメモリ量の変更指令とを兼ねるものとした。
【００８４】
本発明の第２実施形態におけるトラッキング誤差補償信号生成手段３２の一例を図７に示す。図７に示すように、トラッキング誤差補償信号生成手段３２は、記憶手段としての第１小遅延手段６１１〜第Ｌ小遅延手段６１Lと、第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lと、信号送出手段６３とを備えている。ここで、第１小遅延手段６１１〜第Ｌ小遅延手段６１Lは、上流側を１番目とした順番で直列に接続されている。
【００８５】
第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lは、それぞれ第１小遅延手段６１１〜第Ｌ小遅延手段６１Lの前段（上流側）に並列に設けられている。例えば、第ｋ切替手段６２ｋ（ｋ＝１，…，Ｌ）は、補正メモリ量演算手段６０からの指令を示す制御信号により、オン／オフを切り替えることで、後段（下流側）の第ｋ小遅延手段６１ｋへ入力する信号の接続を切り替える。
【００８６】
信号送出手段６３は、第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lに並列に接続されており、加算手段３１が入力する第２加算信号ｅtfb（ｋ）を第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lに入力するものである。
【００８７】
以下では、トラッキング誤差補償信号生成手段３２は、第ｋ切替手段６２ｋがオフである場合に、第ｋ小遅延手段６１ｋには、直列接続の前段の第（ｋ−１）小遅延手段６１ｋ-1からの信号が入力するものとして説明する。一方、第ｋ切替手段６２ｋがオンである場合、第ｋ小遅延手段６１ｋには、信号送出手段６３と第ｋ切替手段６２ｋとを経由する信号（第２加算信号ｅtfb（ｋ））が入力する。したがって、第１ないし第Ｌ切替手段６２１〜６２Lのうち、１箇所だけ（ｋ番目）選択してオンに設定し、かつ、残りの箇所をすべてオフに設定することで、第２加算信号ｅtfb（ｋ）が流れる小遅延手段の個数を変化させることができる。すなわち、トラッキング誤差補償信号生成手段３２は、使用メモリ個数を選択的に変化させることができる。なお、初期状態では、第１ないし第Ｌ切替手段６２１〜６２Lはすべてオフである。
【００８８】
第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lは、例えば、複数のメモリ素子から構成される。各メモリ素子としては、例えば、格納するデータのビット数に対応する複数のＤ−フリップ・フロップによって構成される。これによれば、サンプリングクロック毎に縦続接続されている前段のメモリ素子の出力データを取り込むと共に、１クロック前に記憶していた値を縦続接続されている後段のメモリ素子に対して入力する構成とすることができる。そして、加算手段３１から信号送出手段６３への入力信号ｅtfb（ｋ）は、第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lのいずれかの入力端に配置されるメモリ素子に入力し、第Ｌ小遅延手段６１Lの出力端に配置されるメモリ素子から出力され、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３に供給される。制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３に供給される信号は、図５に示したものと同様に、例えば、進め量を２とした信号に対応している。
【００８９】
第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lに含まれるメモリ素子の総個数は、想定している最も遅い動作回転数においてディスク１回転分に相当する信号ｅtfb（ｋ）を格納することのできる個数（Ｄmax個）とする。第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lは、すべて同等に構成することも可能であるが、ここでは、第１ないし第（Ｌ−１）小遅延手段６１１〜６１L-1は、１個のメモリ素子で構成し、第Ｌ小遅延手段６１Lは、Ｄmax個よりも（Ｌ−１）個だけ少ない個数（Ｄmin個）のメモリ素子によって構成する。
【００９０】
なお、Ｄmin個は、想定している最速の動作回転数においてディスク１回転分に相当する信号ｅtfb（ｋ）を格納するメモリ素子の個数とすることができる。この場合、例えば、制御サンプリング周波数ｆs＝100［ｋＨｚ］、最低回転数Ｒminを6000［ｒｐｍ］、最高回転数Ｒmaxを8000［ｒｐｍ］とすると、Ｄmax＝1000［個］、Ｄmin＝750［個］、Ｌ＝251となる。
【００９１】
このように、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）が、一例として、Ｄmax＝1000［個］のメモリ長を備えているものとする。そして、ディスク回転数が変化して、制御サンプリング周波数ｆsを100［ｋＨｚ］として、ディスク回転数＝8000［ｒｐｍ］に対応したメモリ長Ｄmin＝750［個］を使用していた状態から、ディスク回転数＝6000［ｒｐｍ］に対応したメモリ長Ｄmax＝1000［個］を使用する状態へと変化させた場合を想定する。この場合、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）は、図４（ｄ）に示すように、1000［個］のメモリ長を有した記憶手段５２を備えているものとする。この場合、ディスク１回転の周期の間に、サンプリング時刻ｋ＝１〜1000まで刻々と離散的な第２加算信号ｅtfb（ｋ）が記憶手段５２に順次入力する。なお、図４（ｄ）では、ｋ＝１〜1000までの時刻の信号が記憶手段５２に格納された時点、つまり、ｋ＝1000の信号が入力した時点を表している。
【００９２】
ディスクが１回転し終わって２周目においてカウントをクリアした場合のサンプリング時刻ｋ＝５は、通算のサンプリング時刻ではｋ＝1005に相当する。このｋ＝1005の時刻では、図４（ｅ）に示すように、記憶手段５２において、ｋ＝６以上の信号がメモリ素子１つ分だけ前進する。
【００９３】
そして、図４（ｅ）に示すように、ｋ＝1005の時刻の信号（２周目のサンプリング時刻ｋ＝５の信号）がメモリ３２（記憶手段５２）に入力すると、ｋ＝７の信号がメモリ３２（記憶手段５２）から出力する。つまり、２周目の走査中のトラックに対するサンプリング時刻ｋ＝５（通算のサンプリング時刻ｋ＝1005）では、蓄積されていた１周目のサンプリング時刻ｋ＝７の信号が取り出されて、走査中のｋ＝５に対する補償信号となる。これは、ｋ＝1005に対して、ｋ−Ｎ＋ｎ＝1005−1000＋２＝７から求めることができる。
【００９４】
第２実施形態によれば、トラッキング制御装置１Ａは、ＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のように光ディスクの半径によって１回転の周期が変化する場合を含め高速で回転する光ディスク上のトラックに対し安定で高い追従性能を持つことができる。
【００９５】
（第３実施形態）
図８に示す第３実施形態に係るトラッキング制御装置１Ｂは、高調波抑制部４０Ｂの構成が異なり、これに伴って加算手段３７をさらに備えている。
高調波抑制部４０Ｂは、図１に示した高調波抑制部４０の構成に加えて、周期外乱の４次高調波成分を抑圧するために、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４５と、メモリ（４次高調波補償信号生成手段）４６と、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４７と、減算手段４８とをさらに備えている。
つまり、高調波抑制部４０Ｂは、周期外乱のうち基本波成分と共に抑制しようとする３次高調波成分と４次高調波成分に対応して、第１帯域通過フィルタと、メモリ（ｎ次高調波補償信号生成手段）と、第２帯域通過フィルタと、減算手段との組み合わせを、２つ並列に備えている。
【００９６】
高調波抑制部４０Ｂの帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４５は、加算手段３１で生成された第２加算信号ｅtfb（ｋ）のうち４次高調波成分ｅtfb4（ｋ）の信号を通過させるＢＰＦとして機能する演算手段を備えている。帯域通過フィルタ４５は、抽出する帯域の中心周波数の値が異なっている点を除いて、帯域通過フィルタ４１と同様なものである。
【００９７】
メモリ（４次高調波補償信号生成手段）４６は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）と同様に構成されている。このメモリ４６は、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４５を通過した信号ｅtfb4（ｋ）を遅延させることで、４次高調波補償信号ｅtfb4（ｋ−Ｖ＋ｖ）を生成する。ここで、Ｖは、４次高調波成分の１周期分のサンプル数（基本波の１周期分のサンプル数Ｎの１／４）を示し、ｖは４次高調波成分の進め量を示している。
【００９８】
帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）４３は、帯域通過フィルタ４５と同様に構成されており、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）のうち４次高調波成分の信号を通過させる。この通過した信号（トラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の４次高調波成分）は減算手段４８に入力する。
【００９９】
減算手段４８は、メモリ４６で遅延させた４次高調波補償信号ｅtfb4（ｋ−Ｖ＋ｖ）から、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の４次高調波成分を減算して４次高調波成分に対応した高調波抑制信号を生成するものである。すなわち、減算手段４８は、４次高調波補償信号ｅtfb4（ｋ−Ｖ＋ｖ）から帯域通過フィルタ４７で抽出された４次高調波成分の信号を減算する。
【０１００】
加算手段３７は、加算手段３４の出力信号と、減算手段４８の出力信号（４次高調波成分に対応した高調波抑制信号）とを加算するものである。この加算された信号は、トラッキング補正信号生成手段３５および前置補償手段３６に入力する。
ここで、加算手段３４の出力信号は、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と、３次高調波成分に対応した高調波抑制信号との和である。つまり、加算手段３７は、高調波抑制部４０Ｂから並列に入力する信号である、３次高調波成分に対応した高調波抑制信号と、４次高調波成分に対応した高調波抑制信号とを加算する。したがって、図８に示す高調波抑制部４０Ｂでは、加算手段３４と加算手段３７とを合わせたものが特許請求の範囲に記載の第３加算手段に相当し、加算手段３７で加算された信号が第３加算信号となる。
【０１０１】
なお、加算手段３７を設ける代わりに、減算手段４４の出力信号と減算手段４８の出力信号とを加算する加算手段を高調波抑制部４０Ｂに別に設けて、この別に設けた加算手段で加算した出力信号を、２つの高調波に対応して並列に入力する高調波抑制信号として、加算手段３４が、この高調波抑制信号と、ＬＰＦ３３を通過したトラッキング誤差補償信号とを加算するように構成してもよい。
【０１０２】
第３実施形態によれば、トラッキング制御装置１Ｂは、周期外乱の３次高調波成分と４次高調波成分を抑圧する構成を並列に備えているので、周期外乱の基本波成分と共に、３次高調波成分と４次高調波成分を同時に抑圧することができる。
【０１０３】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で様々に実施することができる。例えば、第３実施形態にて、３次高調波成分と４次高調波成分に対応した構成を説明したが、組み合わせる高調波成分の次数は、これに限定されず、例えば、３次高調波成分と６次高調波成分に対応した構成としてもよい。また、高調波成分を抑圧するための構成の並列数は３つ以上であってもよい。この場合、トラッキング誤差信号の周波数解析を事前に行った上で、抑圧する次数を決定すればよい。
【０１０４】
また、各実施形態では、光ディスク装置のトラッキング制御系を例にして説明したが、本発明は、スポット位置の補正方向を変更することで同様にして、光スポット位置を集光方向に補正するフォーカス制御系についても、同様に適用可能である。また、本発明は、トラッキング制御系とフォーカス制御系の双方を含んだ光ディスク装置として構成することも可能である。さらに、本発明は、光ディスク装置に限らず、磁気ディスク装置や光磁気ディスク装置などの、ディスク回転とサーボ制御を伴う装置にも、同様の制御系が搭載可能であれば適用可能である。
【実施例】
【０１０５】
本発明の効果を確認するために本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置の制御性能を測定した。
＜実験方法＞
本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置を用いた場合（実施例）と、従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系を用いた場合（比較例）とについて、周期的外乱の第３次高調波を抑圧するように設計して、残留トラッキングエラー値を測定し、その周波数解析結果を求めた。
【０１０６】
具体的には、光ディスク試験装置DDU-1000を使用して測定した。本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置を光ディスク試験装置に接続し、そのまま使用するときには実施例とし、高調波抑制部４０を使用しないとき（分離したとき）に比較例とした。
【０１０７】
この光ディスク試験装置内のトラッキングサーボは、トラッキング制御装置の制御器により制御される。このトラッキング制御装置には、光ディスク試験装置から出力された制御入力信号（トラッキング誤差信号ｅ1（ｔ））が入力される。この入力信号は、トラッキング制御装置内のＡ／Ｄ変換器により離散化され、そのデジタル信号ｅ1（ｋ）が、トラッキング制御装置内の制御器であるデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で計算される。その結果（デジタル信号）をＤ／Ａ変換した上で、トラッキング制御装置の制御出力として再び光ディスク試験装置に入力し、アクチュエータの制御信号とする。
【０１０８】
また、制御器は、状態空間表現化されたパラメータを、状態差分方程式による演算アルゴリズムに基づき、浮動小数点あるいは固定小数点演算ＤＳＰ上で演算する。このときの演算処理時間はＡ／Ｄ変換時間、Ｄ／Ａ変換時間を含め１０μｓ以内である。また、トラッキング制御装置内のメモリは、光ディスク試験装置から発生するスピンドルインデックスパルスを取り込み、カウンタ部にて回転数を計算し、その回転数に応じメモリ長が変化することができる。これにより回転数（角速度）にあった最適なメモリ長となるようにしている（非特許文献２参照）。
【０１０９】
＜実験条件＞
制御サンプリング周波数ｆsは125［ｋＨｚ］とした。また、ディスク回転数Ｒは8000［ｒｐｍ］（＝133.33［Ｈｚ］）に固定した。このディスク回転数Ｒの場合、メモリ３２のメモリ数は750［個］とした。メモリ４２のメモリ数は250［個］とした。なお、メモリ３２のメモリ量は748、メモリ４２のメモリ量は248とした。
また、基本波成分の周波数は133.33［Ｈｚ］なので、３次高調波の周波数は、その３倍の400［Ｈｚ］となる。よって、各ＢＰＦの中心周波数を400［Ｈｚ］とした。また、各ＢＰＦの帯減幅を80［Ｈｚ］とした。これは、クオリティファクタＱ＝５に対応している。なお、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３のカットオフ周波数ｆcの値は、1.6［ｋＨｚ］とした。
【０１１０】
＜実験結果＞
≪残留トラッキングエラー値の測定結果≫
実施例として、本発明のトラッキング制御装置を用いた場合の残留トラッキングエラー値の測定結果を図９に示す。図９（ａ）が残留トラッキングエラー値の時間変化、図９（ｂ）が対応するトルク電流指令の時間変化をそれぞれ示している。図９において、横軸は時間を表しており、１目盛りは200［msec］である。図９（ａ）の縦軸は、残留トラッキングエラー値であり、トラッキングエラー信号ｅ1（ｔ）の信号電圧値から換算された長さ［ｎｍ］を示している。図９（ｂ）の縦軸は、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）の電流値［Ａ］を示している。図９（ａ）に示すように、実施例では、残留トラッキングエラー値の最大振幅は、±43.47［ｎｍ］であった。また、その統計量である３σは、34.73［ｎｍ］であった。つまり、残留トラッキングエラー値の９９％以上は、34.73［ｎｍ］の範囲にあった。
【０１１１】
比較例として、従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系を用いた場合の残留トラッキングエラー値を図１０に示す。なお、図１０は図９と同様なグラフである。図１０（ａ）に示すように、比較例の残留トラッキングエラー値の最大振幅は、±56.80［ｎｍ］であった。また、その統計量である３σは、44.61［ｎｍ］であった。つまり、残留トラッキングエラー値の９９％以上は、44.61［ｎｍ］の範囲にあった。
これにより、図９（実施例）と図１０（比較例）とを比較すると、実施例は比較例と比べて、残留トラッキングエラー値がおよそ２２％減少したことが分かる。
【０１１２】
≪残留トラッキングエラーの周波数解析結果≫
実施例の周波数解析結果を図１１に示す。図１１において、横軸は周波数［Ｈｚ］を示し、縦軸は残留トラッキングエラー値の長さ［ｎｍ］を示している。同様に、比較例の周波数解析結果を図１２に示す。
比較例では、図１２に示すように、基本波ｆ(n=1)＝133.33［Ｈｚ］の場合に振幅は１［ｎｍ］程度であって、周期外乱の基本波成分は抑圧されていることが分かる。ところが、比較例では、３次高調波ｆ(n=3)＝400［Ｈｚ］の場合に振幅は13［ｎｍ］程度であって、周期外乱の３次高調波成分は充分には抑圧されていないことが分かる。
【０１１３】
これに対して、実施例では、図１１に示すように、基本波ｆ(n=1)の場合に、周期外乱の基本波成分は抑圧されていることが分かる。また、実施例では、３次高調波ｆ(n=3)の場合に振幅は２［ｎｍ］程度であって、比較例の値の６分の１以下まで抑圧されていることが分かる。
【０１１４】
なお、実験結果の記載を省略するが、本発明の第３実施形態に係るトラッキング制御装置のように、３次高調波ｆ(n=3)＝400［Ｈｚ］と４次高調波ｆ(n=4)＝533.33［Ｈｚ］の両方を抑圧する設計をしたところ、基本波成分と共に、３次高調波成分および４次高調波成分をも抑圧することができた。
【０１１５】
したがって、本発明によれば、基本波成分と共に、設計どおりの高調波成分を抑圧し、これにより、残留トラッキングエラーを低減できる。すなわち、本発明によれば、周期性外乱に対して従来よりも強力なロバスト制御系を構築できると結論付けられる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，１Ａ，１Ｂ トラッキング制御装置
２１ トラッキング誤差信号生成手段
２２ 加算手段（第１加算手段）
２３ フィードバック制御手段
２４ 減算手段
２５ 光スポット位置補正手段
３１ 加算手段（第２加算手段）
３２ トラッキング誤差補償信号生成手段（メモリ）
３３ 制御系安定化手段（ＬＰＦ）
３４ 加算手段（第３加算手段）
３５ トラッキング補正信号生成手段
３６ 前置補償手段
３７ 加算手段
４０，４０Ａ，４０Ｂ 高調波抑制部（高調波抑制手段）
４１，４５ 帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）
４２ メモリ（３次高調波補償信号生成手段）
４６ メモリ（４次高調波補償信号生成手段）
４３，４７ 帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）
４４，４８ 減算手段
５０，５１，５２ 記憶手段
５７ メモリ素子
６０ 補正メモリ量演算手段
６１１〜６１L 第１小遅延手段〜第Ｌ小遅延手段
６２１〜６２L 第１切換手段〜第Ｌ切換手段
６３ 信号送出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置のトラッキング制御技術に係り、より詳細には、光ディスクの記録および再生に用いられる光ピックアップにおいて、高速回転時に光ヘッドのトラッキングアクチュエータを高精度にディスクの目標トラックに追従させるトラッキング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１や非特許文献２に記述されているように、従来、例えば光ディスク装置等に用いられるトラッキング制御装置は、フィードバック制御器、繰り返し制御系、そして本願発明者らが提案してきたエラー予測型トラッキング制御系（ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系）であった。ここで、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系は、零位相誤差トラッキング法（Zero Phase Error Tracking：ＺＰＥＴ）を用いたフィードフォワード（Feed-forward）制御系を意味し、位相補償によるフィードバック制御器や繰り返し制御系と比較して高速トラック追従制御が可能な制御系である。以下、これらのトラッキング制御装置の概略について説明する。
【０００３】
なお、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系の関連技術として、特許文献１に、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式及びＺＣＬＶ（Zoned Constant Linear Velocity）方式のように光ディスクの半径によって１回転の周期が変化する場合を含め高速で回転する光ディスク上のトラックに対し安定で高い追従性能を持ったトラッキング制御装置が開示されている。また、特許文献１に記載の技術を改良した技術が特許文献２，３に記載されている。
【０００４】
まず、従来のフィードバック制御器は、トラッキングエラーのフィードバック信号に基づいて操作量を決める制御系である。例えば、図１３に示すトラッキング制御装置１００は、トラッキング誤差信号生成手段１２１と、Ａ／Ｄ変換手段１２２と、フィードバック制御手段１２３と、Ｄ／Ａ変換手段１２４と、トラッキングアクチュエータ１２５とを備えている。
【０００５】
トラッキング制御装置１００は、時刻ｔにおいて、図示しない光ディスク上の目標値であるトラック位置指令ｘd（ｔ）と、トラッキングアクチュエータ１２５によって制御されるトラック位置ｘ（ｔ）（光スポット位置）との差をトラッキング誤差信号生成手段１２１によって検出し、アナログ信号であるトラッキング誤差信号ｅ（ｔ）を得る。Ａ／Ｄ変換手段１２２は、トラッキング誤差信号ｅ（ｔ）をある時間間隔でサンプリングするサンプラであり、トラッキング誤差信号ｅ（ｔ）をデジタル信号に変換するものである。デジタル信号化されたトラッキング誤差信号は、フィードバック制御手段１２３に入力する。
【０００６】
フィードバック制御手段１２３は、伝達関数Ｃ１（ｚ-1）により、駆動信号の振幅と位相の周波数特性の補償を行う。Ｄ／Ａ変換手段１２４は、フィードバック制御手段１２３で生成された駆動信号をアナログ信号に変換し、トラッキングアクチュエータ１２５に入力する。トラッキングアクチュエータ１２５は、例えば、電流駆動のボイスコイルモータから構成され、フィードバック制御手段１２３からの入力信号に従って、伝達関数Ｐ（ｓ）として動作し、トラック位置ｘ（ｔ）を補正する制御を行うと共に、補正されたトラック位置ｘ（ｔ）をトラッキング誤差信号生成手段１２１にフィードバックする。このトラッキング制御装置１００は、周期性の外乱に強いわけではなく、ごく一般的なものである。
【０００７】
これに対して、繰り返し制御系は、ディスクの偏心や振動等の周期的な外乱等に強くするために、制御系に入る前に、偏差（エラー）をメモリに貯めて、繰り返すことで周期的な成分に高ゲインになるようにした制御系である。例えば、図１４に示すトラッキング制御装置２００は、Ａ／Ｄ変換手段１２２とフィードバック制御手段１２３との間に、繰り返し補償制御部２３０を備えている点が図１３に示すトラッキング制御装置１００と異なっている。繰り返し補償制御部２３０は、メモリ２３１と、低域通過フィルタ２３２と、利得調整手段２３３と、加算手段２３４とを備えている。
【０００８】
トラッキング制御装置２００において、フィードバック制御手段１２３に送られる前のデジタル信号（駆動信号）は、繰り返し補償制御部２３０のメモリ２３１に挿入される。メモリ２３１は、例えばｎ個のメモリ素子（Ｚ-n）から構成され、入力するデジタル信号（駆動信号）を遅延させた信号を生成し、低域通過フィルタ２３２に入力する。低域通過フィルタ２３２は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の特性を持つ伝達関数Ｆ1（ｚ-1）により入力信号の低域成分を通過させて波形を整形して利得調整手段２３３に入力する。
【０００９】
利得調整手段２３３は、低域通過フィルタ２３２を通過した信号の大きさに所定の係数Ｋ1を乗じることで入力信号の利得を調整した補償信号を生成するものである。そして、利得が調整された補償信号は、加算手段２３４に入力し、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号と加算されてフィードバック制御手段１２３に入力する。これにより、繰り返し補償制御部２３０の閉ループが形成される。これを、繰り返し加算し続けることで、トラッキング誤差信号を抑圧することができる。
【００１０】
また、エラー予測型トラッキング制御系（ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系）も周期性外乱に対してとても強い制御系である。例えば、図１５に示すトラッキング制御装置３００は、Ａ／Ｄ変換手段１２２とフィードバック制御手段１２３との間に、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御部３４０を備えると共に、Ｄ／Ａ変換手段３２４の機能が図１３に示すトラッキング制御装置１００とは異なっている。ＺＰＥＴ−ＦＦ制御部３４０は、加算手段３４１と、メモリ３４２と、低域通過フィルタ３４３と、前置補償手段３４４と、トラッキング補正信号生成手段３４５と、加算手段３４６とを備えている。
【００１１】
前置補償手段３４４の生成する前置補償信号ｅff（ｋ）は、トラッキング補正信号生成手段３４５に入力する。トラッキング補正信号生成手段３４５は、例えば、式（１０１）に示す伝達関数Ｇclosed１（ｚ-1）によりトラッキング誤差補償信号を生成する（特許文献１参照）。
【００１２】
【数１】
【００１３】
この生成されたトラッキング誤差補償信号とトラッキング誤差信号（デジタル信号）とは加算手段３４１により加算され、この加算された加算信号ｅ＾（ｋ）はメモリ３４２に入力する。ここで、ｋは、あるサンプリング時刻を示し、光ディスクの１回転の間には、複数のサンプリング時刻がある。なお、本明細書において、記号「＾」は、直前の文字を修飾するために真上に配置されているものとして説明する（図１５参照）。
【００１４】
メモリ３４２は、トラッキング誤差信号を補償するための構成であり、加算信号ｅ＾（ｋ）について光ディスクの１回転周期に相当する時間の遅延を行って低域通過フィルタ３４３に入力する。ここでは、１回転周期前の２サンプリング時刻（ｄ＝２）進んだ加算信号ｅ＾（ｋ＋２）を入力することとしている。低域通過フィルタ３４３は、制御系を安定化させるための構成であり、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）の特性を持つ伝達関数Ｆ（ｚ-1）により加算信号ｅ＾（ｋ＋２）の低域成分を通過させて波形を整形して前置補償手段３４４に入力する。前置補償手段３４４は、例えば、式（１０２）に示す伝達関数Ｇｆ（ｚ-1）により前置補償信号ｅff（ｋ）を生成し、トラッキング補正信号生成手段３４５に入力する（特許文献１参照）。これにより、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御部３４０の閉ループを形成する。
【００１５】
【数２】
【００１６】
また、前置補償手段３４４で生成された前置補償信号ｅff（ｋ）は、分岐して加算手段３４６にも入力する。加算手段３４６は、トラッキング誤差信号（デジタル信号）と、前置補償信号ｅff（ｋ）とを加算し、加算した信号をフィードバック制御手段１２３に入力する。Ｄ／Ａ変換手段３２４は、フィードバック制御手段１２３で生成された駆動信号（デジタル信号）をアナログ信号に変換するものである。Ｄ／Ａ変換手段３２４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。このアナログ信号は、トラッキングアクチュエータ１２５に入力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第４０４１９０５号公報
【特許文献２】特開２００３−０９１８４１号公報
【特許文献３】特開２００５−２５９３１４号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】D．Koide et al, ”Feed-Forward Tracking Servo System for High-Data-Rate Optical Recording", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 42, 2003, p.939-945
【非特許文献２】小出大一他、「高密度光ディスクにおける零位相誤差トラッキング法を用いた高速トラック追従制御系」、電気学会産業計測制御研究会資料、IIC-06-135、p.21-26、2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、近年、光ディスク装置の媒体は、その記憶容量を増加させているのが現状である。このような光ディスクドライブのトラッキング制御では、従来の制御に比べてより高精度でトラックに追従する必要がある。
また、媒体の記憶容量（データ量）が増加することで、光ディスク装置のディスク回転数もさらに高速化されることが要求されている。しかし、ディスク回転数が増加すると、ディスク偏心による周期外乱の周波数が増加し、トラッキングがより困難となる。そのため、周期性外乱に対してさらなる強さを有したロバスト制御系の開発が望まれている。
【００２０】
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、動作安定性を保ちつつもトラッキング残留誤差が少なくなるように制御性能を向上させることができるトラッキング制御技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本願発明者らは、光ディスク記録装置の周期性外乱に対して強い制御系である繰り返し制御系やエラー予測型トラッキング制御系（ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系）において種々検討を行った。その結果、光ディスク記録装置の周期性外乱は、トラッキング誤差信号を周波数解析したときの１種類の基本波成分だけの寄与ではなく、２次，３次等の多くの高調波成分の寄与が存在しているにも関わらず、従来の繰り返し制御系やＺＰＥＴ−ＦＦ制御系は周期性外乱の基本波成分（第１次高調波成分）だけに対応するものであるために充分な性能が発揮できていない、との仮説を立て、ＺＰＥＴ−ＦＦ制御系において仮説実証実験を行い、２次以上の高調波成分の寄与まで考慮することで、周期性外乱に対してさらなる強さを有したロバスト制御系を構築可能であることを見出した。
【００２２】
そこで、本発明の請求項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目標値としてのトラック位置指令と光ヘッドから前記ディスクに照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、前置補償信号を生成して前記フィードバック制御系に出力するフィードフォワード制御系とを用いて、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置であって、前記フィードバック制御系は、第１加算手段と、フィードバック制御手段と、光スポット位置補正手段とを備え、前記フィードフォワード制御系は、第２加算手段と、トラッキング誤差補償信号生成手段と、制御系安定化手段と、高調波抑制手段と、第３加算手段と、トラッキング補正信号生成手段と、前置補償手段とを備え、前記高調波抑制手段は、第１帯域通過フィルタと、ｎ次高調波補償信号生成手段と、第２帯域通過フィルタと、減算手段とを備えることとした。
【００２３】
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系において、第１加算手段によって、前記トラッキング誤差信号と前記前置補償信号とを加算して第１加算信号を生成し、フィードバック制御手段によって、前記第１加算信号から前記トラック位置指令に追従させるトルク電流指令を生成し、光スポット位置補正手段によって、前記トルク電流指令によりトラッキング制御を行う。なお、加算されるトラッキング誤差信号および前置補償信号はデジタル信号である。また、光スポット位置補正手段は、ボイスコイル等のトラッキングアクチュエータである。したがって、光スポット位置補正手段は、トルク電流指令がＤ／Ａ変換された信号によりトラッキング制御を行う。
【００２４】
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系において、第２加算手段によって、前記トラッキング誤差信号と、トラッキング補正信号とを加算して第２加算信号を生成する。そして、トラッキング制御装置は、第１メモリ数の記憶手段を備えたトラッキング誤差補償信号生成手段によって、前記第２加算信号を遅延させることでトラッキング誤差補償信号を生成する。ここで、第１メモリ数は、例えば、ディスクの１回転周期に相当するサンプリング個数と同数である。そして、トラッキング制御装置は、制御系安定化手段によって、前記トラッキング誤差補償信号生成手段で生成したトラッキング誤差補償信号のうち、予め定められた高域ノイズの周波数以下の低周波数成分の信号を通過させる。ここで、制御系安定化手段は、演算により所定のカットオフ周波数を有した低域通過フィルタとして機能することで、制御系を安定化させる。そして、トラッキング制御装置は、高調波抑制手段によって、２次以上の少なくとも１つの高調波として第ｎ次高調波を抑制する高調波抑制信号を生成し、第３加算手段によって、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記高調波抑制信号とを加算して第３加算信号を生成する。そして、トラッキング制御装置は、トラッキング補正信号生成手段によって、前記第３加算信号から第１伝達関数により前記トラッキング補正信号を生成し、前置補償手段によって、前記第３加算信号から第２伝達関数により前記前置補償信号を生成する。
【００２５】
そして、トラッキング制御装置は、高調波抑制手段において、第１帯域通過フィルタによって、前記第２加算信号のうち第ｎ次高調波成分の信号を通過させる。ここで、第２加算信号は、トラッキング誤差信号とトラッキング補正信号との和であるので、トラッキング誤差信号に相当する。また、第１帯域通過フィルタは、第２加算信号の第ｎ次高調波の周波数をバンド幅の中心周波数としたＢＰＦとして機能することで、入力信号から第ｎ次高調波成分の信号を抽出する。そして、高調波抑制手段は、前記第１メモリ数より少ない第２メモリ数の記憶手段を備えたｎ次高調波補償信号生成手段によって、前記第１帯域通過フィルタを通過した第ｎ次高調波成分の信号を遅延させることで第ｎ次高調波補償信号を生成する。ここで、第２メモリ数は、例えば、第１メモリ数の１／ｎの個数である。そして、高調波抑制手段は、第２帯域通過フィルタによって、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号のうちｎ次高調波成分の信号を通過させる。ここで、第２帯域通過フィルタは第１帯域通過フィルタと同様の特性を有し、入力信号から第ｎ次高調波成分の信号を抽出する。そして、高調波抑制手段は、減算手段によって、前記ｎ次高調波補償信号生成手段で生成した第ｎ次高調波補償信号から、前記第２帯域通過フィルタを通過したｎ次高調波成分の信号を減算することで前記高調波抑制信号を生成する。
【００２６】
仮に、高調波抑制手段が、第ｎ次高調波補償信号をそのまま高調波抑制信号として出力したとすると、制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれるｎ次高調波の補償分と、第ｎ次高調波補償信号とが単純に加算されることによりｎ次高調波の補償分が二重となって過補償になる。しかしながら、本発明のトラッキング制御装置は、このような単純な加算を行わずに、高調波抑制手段において、第ｎ次高調波補償信号から、制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれるｎ次高調波の補償分だけを除いた信号を高調波抑制信号として出力する。したがって、ｎ次高調波の補償分が過補償となることを防止し、周期外乱のｎ次高調波成分を効果的に抑圧することができる。
【００２７】
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、前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段は、それぞれメモリ長変更指令により、記憶手段のメモリ数を変更可能に構成されており、補正メモリ量演算手段をさらに備えることとした。
【００２８】
かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、補正メモリ量演算手段によって、前記ディスクの動作回転数が変化するときに、予め定められた制御サンプリング周波数と、変化後の前記ディスクの動作回転数とに基づいて対応する第１メモリ数および第２メモリ数をそれぞれ算出し、それぞれの算出結果を前記メモリ長変更指令として前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段にそれぞれ出力する。したがって、トラッキング制御装置は、線速度一定のＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のように、トラックを走査中の光ヘッドの位置が径方向に変化してそれに伴って当該光ヘッドの位置において１回転の周期が変化するような場合においても、周期外乱の高調波成分を効果的に抑圧することができる。
【００２９】
また、請求項３に記載のトラッキング制御装置は、請求項１または請求項２に記載のトラッキング制御装置において、前記高調波抑制手段が、抑制しようとする予め定められた個数の複数の高調波に対応して、前記第１帯域通過フィルタと、前記ｎ次高調波補償信号生成手段と、前記第２帯域通過フィルタと、前記減算手段との組み合わせを、前記制御系安定化手段と前記第３加算手段との間に、前記抑制しようとする高調波の個数と同じ個数だけ並列に備え、前記第３加算手段が、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記複数の高調波に対応して並列に入力する高調波抑制信号とを加算して前記第３加算信号を生成することとした。
【００３０】
かかる構成によれば、トラッキング制御装置は、複数の高調波成分に対して、トラッキング誤差信号において周期外乱を形成する信号成分のうちｎ次高調波成分を抑圧する構成をそれぞれの高調波成分別に並列に備えているので、複数の高調波成分を同時に抑圧することができる。ここで、並列に設けられた各ｎ次高調波補償信号生成手段のメモリ数は、それぞれの高調波成分の次数に合わせて設定される。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１に記載の発明によれば、トラッキング制御装置は、ディスクの回転動作に伴う周期外乱の基本波成分以外の高調波成分に対しても外乱抑圧することが可能になる。その結果、トラッキング制御装置は、記憶容量の大きいディスク媒体や高速回転のディスク媒体に対しても高精度でトラックに追従できる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、トラッキング制御装置は、ＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のように光ディスクの半径によって１回転の周期が変化する場合を含め高速で回転する光ディスク上のトラックに対し安定で高い追従性能を持つことができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、トラッキング制御装置は、周期外乱の基本波成分と共に、抑制しようとする予め定められた個数の複数の高調波成分を同時に抑圧することができる。
本発明は、以上のように、それぞれの請求項に記載の発明によって、それぞれが優れた効果を奏すると共に、本発明によって、高精度なトラッキング動作を実現し、安定な光ディスクの記録再生動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置の基本動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明における基本動作と並行に行う高調波抑制部の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態におけるトラッキング誤差補償信号のサンプリング時刻とメモリとの対応関係の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるトラッキング誤差補償信号生成手段の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるトラッキング誤差補償信号生成手段の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例において測定したトラッキング性能を示す信号波形であって、（ａ）はトラッキング誤差信号、（ｂ）はトルク電流指令をそれぞれ示している。
【図１０】従来技術におけるＺＰＥＴ法を用いて測定したトラッキング性能を示す信号波形であって、（ａ）はトラッキング誤差信号、（ｂ）はトルク電流指令をそれぞれ示している。
【図１１】本発明の実施例において測定した残留トラッキングエラーの周波数解析結果を示すグラフである。
【図１２】従来技術におけるＺＰＥＴ法を用いて測定した残留トラッキングエラーの周波数解析結果を示すグラフである。
【図１３】従来技術におけるフィードバック制御系を用いたトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１４】従来技術における繰り返し制御系を用いたトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１５】従来技術におけるＺＰＥＴ法でフィードフォワード制御を行うトラッキング制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明のトラッキング制御装置を実施するため第１ないし第３実施形態について順次詳細に説明する。
【００３６】
［トラッキング制御装置の構成］
（第１実施形態）
トラッキング制御装置１は、目標値である光ディスク上のトラック位置指令と、光ヘッドから出射されるレーザ光（光ビーム）が照射されたトラック位置（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光スポット位置の補正を行うフィードバック制御系と、フィードフォワード制御とを用いて、トラック位置（光スポット位置）を制御するものである。
トラッキング制御装置１は、光ディスクの定常動作回転数（ディスク回転数Ｒという）と、光ディスク装置の制御クロック信号の動作サンプリング周波数（制御サンプリング周波数）ｆsとに基づいてトラッキング誤差補償信号生成手段３２のメモリ数を設定して、光スポット位置補正手段２５の動作を制御する。
【００３７】
図１に示すトラッキング制御装置１は、フィードバック制御系として、トラッキング誤差信号生成手段２１と、加算手段２２と、フィードバック制御手段２３と、光スポット位置補正手段２５とを備えている。
また、トラッキング制御装置１は、フィードフォワード制御系として、加算手段３１と、トラッキング誤差補償信号生成手段（メモリ）３２と、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３と、加算手段３４と、トラッキング補正信号生成手段３５と、前置補償手段３６と、高調波抑制部４０とを備えている。
【００３８】
＜フィードバック制御系＞
トラッキング誤差信号生成手段２１は、ディスクの偏心や振動等による周期的外乱として、トラック位置指令ｙref（ｋ）とトラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）との誤差を示すトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）を生成する。なお、図１では、トラッキング誤差信号生成手段２１で生成されたトラッキング誤差信号を変換するＡ／Ｄ変換手段の図示を省略した。ここで、ｋは、あるサンプリング時刻を示す。
【００３９】
加算手段（第１加算手段）２２は、前置補償手段３６で生成される前置補償信号ｅff（ｋ）と、トラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）とを加算し、第１加算信号を生成する。この第１加算信号は、フィードバック制御手段２３に入力される。
【００４０】
フィードバック制御手段２３は、伝達関数Ｃ′（ｚ）により、入力信号の振幅と位相の周波数特性の補償を行い、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）を生成する。ここで、ｋは、あるサンプリング時刻を示す。このフィードバック制御手段２３は、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などの電子集積回路や電子回路などによる電子デバイスによる構成、または、これら回路に実装可能なソフトウェア（プログラム）により実装される。なお、図１では、フィードバック制御手段２３で生成された信号を変換するゼロ次ホールドのＤ／Ａ変換手段の図示を省略した。Ｄ／Ａ変換後のアナログ信号は、光スポット位置補正手段２５へ入力する。
【００４１】
光スポット位置補正手段２５は、図１５に示したトラッキングアクチュエータ１２５と同様に、トラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）を制御するものである。このトラック位置ｙ（ｋ）が、トラッキング誤差信号生成手段２１に入力されることで、フィードバック制御系が形成される。
【００４２】
なお、図１において破線で示す減算手段２４は、突発外乱がフィードバック制御系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。ここで、Idis（ｋ）は突発外乱量を電流次元にしたものを表す。外部からの突発的な外乱が発生した場合、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）から、突発外乱量を電流次元にしたIdis（ｋ）が減算されることになる。この減算は、アナログ信号変換後に行ってもよい。
【００４３】
＜フィードフォワード制御系＞
フィードフォワード制御系は、例えば、ＤＳＰなどの電子集積回路や電子回路などによる電子デバイスによる構成、または、これら回路に実装可能なソフトウェア（プログラム）により実装される。
【００４４】
加算手段（第２加算手段）３１は、トラッキング補正信号生成手段３５で生成されるトラッキング補正信号と、トラッキング誤差信号生成手段２１で生成されるトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）とを加算して第２加算信号ｅtfb（ｋ）を生成する。
【００４５】
トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）は、記憶手段を有し、入力信号である第２加算信号ｅtfb（ｋ）を記憶手段により遅延させた信号をトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）として生成するものである。ここで、Ｎは、ディスク１回転分のサンプル数を示し、ｎは記憶手段での進め量を示している。記憶手段は、所定期間の第２加算信号ｅtfb（ｋ）（所定期間のトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）に相当する信号）を記憶する容量に対応した予め定められた使用メモリ個数に設定されている。この所定期間は、ディスクが少なくとも１回転する期間に相当する。
【００４６】
この使用メモリ個数（第１メモリ数）は、あるディスク回転数Ｒ［ｒｐｍ］に合わせたサイズであることを前提としている。すなわち、第１メモリ数であるディスク１回転分のメモリ長Ｄrot［個］は、制御サンプリング周波数をｆs［Ｈｚ］とすると、式（１）で表される。ここで、Ｒ［ｒｐｍ］は、主なディスク回転数（定常動作回転数）を示す。また、計算結果の小数点以下は四捨五入する。
【００４７】
【数３】
【００４８】
従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系（図１５のトラッキング制御装置３００）では、例えば「（離散化したアクチュエータの分母の次数）−（分子の次数）＋（不安点零点の個数）＝２」のサンプル数、すなわち、２サンプル未来のトラッキング誤差量が必要となる。このため、同様に、本実施形態でも、ディスク１回転分のデータをメモリに格納しておき、現在のトラッキング誤差が、１回転前のトラッキング誤差から変化していないという条件（１回転前と現在のトラッキング誤差に変化が無いという条件）の下で、２サンプル未来のトラッキング誤差量を得ることとした。これは、トラッキング誤差補償信号生成手段３２での進め量ｎを２とすることに相当する。つまり、メモリ量は、第１メモリ数であるディスク１回転分のメモリ長Ｄrot［個］そのものではなく、Ｄrot［個］よりも、例えば２個だけ少ない（Ｄrot−２）［個］になっている。なお、メモリ量は、記憶しておく期間に相当する量を示す。
【００４９】
なお、光スポット位置補正手段２５（トラッキングアクチュエータ）が電流駆動のボイスコイルモータから構成されていることとしたので、進め量ｎを２としたが、トラッキングアクチュエータを電圧で駆動した場合には、電圧から電流に変化する過度現象のためにｎ＝３となる。
【００５０】
制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２で生成されたトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）に対して、予め定められた高域ノイズの周波数以下の低周波数成分の信号を通過させるＬＰＦのデジタルフィルタとして動作する演算機能を有している。ＬＰＦのカットオフ周波数ｆcからＬＰＦの伝達関数ｆout（ｚ）を求めることができる。例えば、１次のＬＰＦの場合の伝達関数は、式（２）にて計算される。なお、実際のデジタル制御系に実装するには、式（２）に示すＦ（ｓ）をｚ変換したｆout（ｚ）を求める必要がある。
【００５１】
【数４】
【００５２】
加算手段（第３加算手段）３４は、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と、高調波抑制部４０が出力する高調波抑制信号とを加算して第３加算信号を生成するものである。第３加算信号は、トラッキング補正信号生成手段３５および前置補償手段３６に入力する。
【００５３】
トラッキング補正信号生成手段３５は、トラッキング誤差信号生成手段２１で生成されるトラッキング誤差信号ｅ１（ｋ）の予測値としてトラッキング補正信号を伝達関数Ｇof（ｚ）により生成する演算機能を有している。ここで、伝達関数Ｇof（ｚ）は、式（３）に示す閉ループ伝達関数Ｇclosed1（ｚ）と、式（４）に示す伝達関数Ｇff（ｚ）との積によって表されるものである。
【００５４】
【数５】
【００５５】
【数６】
【００５６】
前置補償手段３６は、加算手段３４で生成された第３加算信号の振幅及び位相の補償を行った前置補償信号ｅff（ｋ）を、式（４）に示すパルス伝達関数Ｇff（ｚ）によって生成する演算機能を有している。この前置補償信号ｅff（ｋ）は、フィードバック制御系の加算手段（第１加算手段）２２によって、トラッキング誤差信号ｅ１（ｋ）と加算される。これにより、駆動信号が生成する。
【００５７】
≪高調波抑制部≫
次に、本発明のトラッキング制御装置の特徴部である高調波抑制部４０について説明する。従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系（図１５のトラッキング制御装置３００）では、ＬＰＦと制御器での遅れを考慮してメモリ３４２（トラッキング誤差補償信号生成手段３２に相当する）での進め量ｎを決定していた。この進め量ｎは、メモリ３４２への入力信号に対して、あくまでもその基本波（基本波成分）に対する進め量である。また、前記した式（１）は、偏心を抑圧するための基本波の周波数に合わせたメモリサイズで設定してあることを表している。そこで、本発明では、トラッキング制御装置１に、基本波より高周波域にある高調波成分を考慮して高調波抑制部４０を設けた。第１実施形態では、従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系（図１５のトラッキング制御装置３００）を用いた際にもっとも影響の残る３次高調波を抑圧するように高調波抑制部４０を設計した。
【００５８】
高調波抑制部４０は、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４１と、メモリ（第２メモリ、３次高調波補償信号生成手段）４２と、帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）４３と、減算手段４４とを備えている。
【００５９】
帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４１は、加算手段３１で生成された第２加算信号ｅtfb（ｋ）のうち３次高調波成分ｅtfb3（ｋ）の信号を通過させるＢＰＦとして機能する演算手段を備えている。帯域通過フィルタ４１は、入力する信号の３次高調波成分のみを通過させるように予め設計されており、３次高調波に対応するバンド幅（帯域幅）の信号だけを切り取ることで、入力信号の３次高調波成分を抽出する。本実施形態では、ＢＰＦには式（５）に示される一般的なＢＰＦを用いることとした。ここで、ＢＰＦ3（ｚ）の下付きの「３」は３次高調波のＢＰＦであることを示している。また、ω0は中心周波数、Ｑはクオリティファクタであり、ＢＰＦの中心周波数と帯減幅との比率を示す。
【００６０】
【数７】
【００６１】
メモリ（第２メモリ、３次高調波補償信号生成手段）４２は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）と同様に構成されている。ただし、メモリ４２に設定される使用メモリ個数（第２メモリ数）は、メモリ３２に設定される使用メモリ個数（第１メモリ数Ｎ）の１／３の個数である。
このメモリ４２は、帯域通過フィルタ４１を通過した信号ｅtfb3（ｋ）を遅延させることで、３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）を生成する。ここで、Ｍは、３次高調波成分の１周期分のサンプル数（基本波の１周期分のサンプル数Ｎの１／３）を示し、ｍは３次高調波成分の進め量を示している。
【００６２】
帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）４３は、帯域通過フィルタ４１と同様に、入力する信号の３次高調波成分のみを通過させるように予め設計されており、３次高調波に対応するバンド幅の信号だけを切り取ることで、入力信号の３次高調波成分を抽出するものである。帯域通過フィルタ４３は、例えば、前記した式（５）に示される一般的なＢＰＦから構成され、その特性は帯域通過フィルタ４１と同様に設定されている。この帯域通過フィルタ４３は、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）のうち３次高調波成分の信号を通過させる。この通過した信号（トラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の３次高調波成分）は減算手段４４に入力する。
【００６３】
減算手段４４は、メモリ４２で遅延させた３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）から、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の３次高調波成分を減算して高調波抑制信号を生成するものである。すなわち、減算手段４４は、３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）から帯域通過フィルタ４３で抽出された３次高調波成分の信号を減算する。なお、この高調波抑制部４０については、以下のトラッキング制御装置１の動作の説明において、さらに詳しく説明することとする。
【００６４】
［トラッキング制御装置の全体処理の流れ］
図１のトラッキング制御装置１の全体処理の流れについて基本動作（図２）と、主として高調波抑制部４０による並列動作（図３）とに分けて、適宜図１を参照しつつ説明する。
＜基本動作＞
図２に示すように、トラッキング制御装置１は、トラッキング補正信号生成手段３５によって、トラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）の予測値としてトラッキング補正信号を生成する（ステップＳ１）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段３１によって、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）と、トラッキング補正信号とを加算し、加算により生成した第２加算信号ｅtfb（ｋ）をトラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ）に入力する（ステップＳ２）。
【００６５】
そして、トラッキング制御装置１は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ）に設定されたメモリ数Ｎに相当する時間（Ｎ−ｎ）だけ第２加算信号を遅延させたトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）を制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）に入力する（ステップＳ３）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段３４によって、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号と、高調波抑制部４０が出力する高調波抑制信号とを加算し（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻る。
【００６６】
また、ステップＳ４に続いて並行して、トラッキング制御装置１は、前置補償手段３６によって、加算手段３４にて加算された第３加算信号の振幅及び位相の補償を行った前置補償信号ｅff（ｋ）を生成する（ステップＳ５）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段２２によって、前置補償信号ｅff（ｋ）を、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）に加算する（ステップＳ６）。
【００６７】
さらに、トラッキング制御装置１は、光スポット位置補正手段２５によって、加算した信号（第１加算信号）を用いてトラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）を補正する（ステップＳ７）。つまり、光スポット位置補正手段２５は、第１加算信号が入力したフィードバック制御手段２３で生成されたトルク電流指令Ｉcmd（ｋ）を用いて、トラッキング制御を行う。そして、トラッキング制御装置１は、トラッキング誤差信号生成手段２１によって、トラック位置指令ｙref（ｋ）からトラック位置ｙ（ｋ）（光スポット位置）を減算してトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）を生成し（ステップＳ８）、ステップＳ２に戻る。
【００６８】
＜並列動作＞
図３に示すように、トラッキング制御装置１は、トラッキング補正信号生成手段３５によって、トラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）の予測値としてトラッキング補正信号を生成する（ステップＳ１１）。そして、トラッキング制御装置１は、加算手段３１によって、走査中のトラックに対するトラッキング誤差信号ｅ1（ｋ）と、トラッキング補正信号とを加算し、加算により生成した第２加算信号を帯域通過フィルタ４１（第１帯域通過フィルタ）に入力する（ステップＳ１２）。そして、トラッキング制御装置１は、帯域通過フィルタ４１（第１帯域通過フィルタ）によって、第２加算信号のうち３次高調波成分の信号を通過させることで、第２加算信号の３次高調波成分を抽出し（ステップＳ１３）、抽出した３次高調波成分の信号をメモリ４２（第２メモリ）に入力する（ステップＳ１４）。
【００６９】
また、トラッキング制御装置１は、並行して制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）のうち３次高調波成分の信号を帯域通過フィルタ４３（第２帯域通過フィルタ）で抽出する（ステップＳ１５）。そして、トラッキング制御装置１は、減算手段４４によって、メモリ４２（第２メモリ）で（Ｍ−ｍ）だけ遅延させた３次高調波補償信号ｅtfb（ｋ−Ｍ＋ｍ）から、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号の３次高調波成分を減算して高調波抑制信号を生成する（ステップＳ１６）。また、トラッキング制御装置１は、加算手段３４によって、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と、高調波抑制信号とを加算し、加算により生成した第３加算信号をトラッキング補正信号生成手段３５に入力し（ステップＳ１７）、ステップＳ１１に戻る。
【００７０】
ここでは、都合により基本動作と並列動作とに分けて説明したが、全体処理の中で主として高調波抑制部４０の作用を取り上げて説明すると、トラッキング制御装置１は、以下のように動作する。すなわち、トラッキング制御装置１は、予測したエラー信号（第２加算信号ｅtfb（ｋ））をメモリ３２にストアする（ステップＳ２）。また、並行して、このエラー信号（第２加算信号ｅtfb（ｋ））から帯域通過フィルタ４１により通過させた３次高調波成分の信号ｅtfb3（ｋ）をメモリ４２にストアする（ステップＳ１４）。次に、ＬＰＦ３３を通した後のトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）に帯域通過フィルタ４３を用いて抽出した３次高調波成分の信号を用いて、メモリ４２から出力された３次高調波補償信号ｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）と置き換える（ステップＳ１６）。この処理は、中心周波数では位相が変化しないというＢＰＦの特性に基づいている。これにより、基本波成分に対するメモリの進め量ｎと、３次高調波成分に対するメモリの進め量ｍとを独立に与えることが可能となる。したがって、トラッキング制御装置１によれば、このように、対象とする周波数（対象とする次数の高調波）で最適な進め量を与えることで、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）として、より最適な値を生成でき、その結果、トラッキング性能の向上を図ることができる。
【００７１】
また、仮に、高調波抑制部４０が、帯域通過フィルタ４３および減算手段４４を備えていないとしたら、３次高調波補償信号をそのまま高調波抑制信号として出力することになる。この場合、ＬＰＦ３３を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の中に含まれる３次高調波の補償分と、３次高調波補償信号とが、加算手段３４によって単純に加算されることにより３次高調波の補償分が二重となって過補償になる。しかしながら、本実施形態のトラッキング制御装置１は、このような単純な加算を行うことはない。すなわち、高調波抑制部４０において、ＬＰＦ３３を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれる３次高調波の補償分だけを帯域通過フィルタ４３で抽出しておき、この抽出しておいた信号を、減算手段４４によって３次高調波補償信号から取り除いて高調波抑制信号として出力する。したがって、トラッキング制御装置１は、３次高調波の補償分が過補償となることを防止し、周期外乱の３次高調波成分を効果的に抑圧することができる。
【００７２】
［メモリの具体例］
次に、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）やメモリ（第２メモリ、３次高調波補償信号生成手段）４２の具体例について図４（ａ）〜図４（ｃ）および図５を参照（適宜図１参照）して説明する。ここでは、一例として、制御サンプリング周波数ｆsを100［ｋＨｚ］、ディスク回転数Ｒを8000［ｒｐｍ］とする。この場合、前記した式（１）によれば、ディスクの１回転周期に対応したサンプリング個数のメモリ長は、Ｄrot＝Ｎ＝750［個］である。これが、メモリ３２の使用メモリ個数（第１メモリ数）となる。また、記憶手段での進め量ｎを２とすれば、メモリ量は748となる。また、メモリ４２に関しては、例えば、Ｍ＝750／３＝250［個］が、メモリ４２の使用メモリ個数（第２メモリ数）となる。また、記憶手段での進め量ｍを２とすれば、メモリ量は248となる。メモリ３２とメモリ４２とは、使用メモリ個数が異なる以外は同様なので、ここでは、メモリ３２で具体例を説明する。
【００７３】
メモリ３２は、図４（ａ）に示すように、750［個］のメモリ長を有した記憶手段５１を備えているものとする。この場合、ディスク１回転の周期の間に、サンプリング時刻ｋ＝１〜750まで刻々と離散的な第２加算信号ｅtfb（ｋ）が記憶手段５１に順次入力する。なお、図４（ａ）では、ｋ＝１〜750までの時刻の信号が記憶手段５１に格納された時点、つまり、ｋ＝750の信号が入力した時点を表している。
【００７４】
図４（ａ）において、例えば、光ディスクの１周について750回のサンプリングを行って制御しているものとする。一般にγ周目のサンプリング時刻ｋに相当する時刻において、（γ−１）周目のサンプリング時刻（ｋ＋２）に相当する時刻において記憶された信号を用いる。その他の時刻においても同様の処理を行う。なお、サンプリング時刻はサンプリングクロックを用いる。例えばγ＝２の場合、２周目においてサンプリング時刻ｋ＝１は、通算のサンプリング時刻ではｋ＝751に相当する。このｋ＝751の時刻では、図４（ｂ）に示すように、記憶手段５１において、ｋ＝２以上の信号がメモリ素子１つ分だけ前進する。
【００７５】
図４（ｂ）に示すように、ｋ＝751の時刻の信号（２周目のサンプリング時刻ｋ＝１の信号）がメモリ３２（記憶手段５１）に入力すると、ｋ＝３の信号がメモリ３２（記憶手段５１）から出力する。つまり、２周目の走査中のトラックに対するサンプリング時刻ｋ＝１（通算のサンプリング時刻ｋ＝751）では、蓄積されていた１周目のサンプリング時刻ｋ＝３の信号が取り出されて、走査中のｋ＝１に対する補償信号となる。これは、記憶手段での進め量を２としたために、ｋ＝751に対して、ｋ−Ｎ＋ｎ＝751−750＋２＝３の時点の信号（ただし、１周前）が利用されることを意味する。
【００７６】
同様に、図４（ｃ）に示すように、ｋ＝753の時刻の信号（２周目のサンプリング時刻ｋ＝３の信号がメモリ３２（記憶手段５１）に入力すると、１周目のサンプリング時刻ｋ＝５の信号がメモリ３２（記憶手段５１）から出力し、２周目に走査中のｋ＝３（通算のｋ＝253）に対する補償信号となる。これは、ｋ＝753に対して、ｋ−Ｎ＋ｎ＝753−750＋２＝５から求めることができる。なお、進め量「２」は、光スポット位置補正手段２５（トラッキングアクチュエータ）が電流駆動のボイスコイルモータから構成されているからである。図１に示したメモリ３２に対応したｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）において、ｋは通算のサンプリング時刻を示す。なお、メモリ４２に対応したｅtfb3（ｋ−Ｍ＋ｍ）においても、ｋは通算のサンプリング時刻を示す。
【００７７】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、メモリとサンプリング時刻ｋとの対応関係を説明するための図であって、実際のメモリ構成ではない。実際のメモリ構成の一例を図５に示す。
【００７８】
トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）は、図５に示すように、記憶手段５０を備えている。記憶手段５０は、乗算手段５６と、Ｎ個のメモリ素子５７と、加算手段５８とを備えている。ここでは、１回転周期前の過去に蓄積されていた信号を補償信号とすることとした。
【００７９】
メモリ素子５７は、例えば演算を行うデータのビット数に対応する複数のＤ−フリップ・フロップによって構成し、サンプリング時刻ｋ（トラッキング制御装置１のクロックに相当する時刻）毎に、縦続接続されている前段のメモリ素子５７の出力データを取り込むと共に、１クロック前に記憶していた値を、縦続接続されている後段のメモリ素子５７に対して出力する。トラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）は、（Ｎ−ｎ）番目のメモリ素子５７の出力から取り出す。
【００８０】
図５では、Ｎやｎを一般化して示したが、Ｎは、ディスクの１回転周期についてのサンプリング個数であり、前記したように、ディスク回転数Ｒを8000［ｒｐｍ］とした場合、Ｎ＝750［個］である。また、ｎは、記憶手段での進め量ｎであり例えば２である。
【００８１】
第１実施形態によれば、トラッキング制御装置１は、高調波抑制部４０において、３次高調波補償信号から、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３を通過したトラッキング誤差補償信号の中に含まれる３次高調波の補償分だけを予め除いておいた信号を高調波抑制信号として出力する。したがって、トラッキング制御装置１において、トラッキング補正信号生成手段３５や前置補償手段３６が補償信号を生成する際に用いる第３加算信号は、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３を通過したトラッキング誤差補償信号と、高調波抑制信号とを加算して生成されることになる。これにより、トラッキング制御装置１は、ディスクの回転動作に伴う周期外乱の３次高調波成分に対しても外乱抑圧することが可能になる。その結果、トラッキング制御装置は、記憶容量の大きいディスク媒体や高速回転のディスク媒体に対しても高精度でトラックに追従すること可能となる。
【００８２】
（第２実施形態）
図６に示す第２実施形態に係るトラッキング制御装置１Ａは、補正メモリ量演算手段６０をさらに備えている。また、高調波抑制部４０Ａは、メモリ４２が補正メモリ量演算手段６０から指令信号を受ける構成である点が相違している。
トラッキング誤差補償信号生成手段（メモリ）３２およびメモリ４２は、それぞれメモリ長変更指令により、記憶手段の使用メモリ個数を変更可能に構成されている。これは、例えば、ディスク回転数を光ディスク装置のように線速度一定に回転制御しつつ、逐次、周波数に相当する回転数Ｒ［ｒｐｍ］が変化する場合でもその回転数に応じ、メモリ長が変化できる構成である。具体的構成については後記する。
【００８３】
補正メモリ量演算手段６０は、ディスク回転数Ｒが変化するときに、前記した式（１）において、変化後の回転数Ｒ′を用いてメモリ長Ｄrotを算出する。この補正メモリ量演算手段６０は、変化後の回転数Ｒ′を用いて算出されたＤrot［個］をメモリ長変更指令としてトラッキング誤差補償信号生成手段３２に出力する。同様に、補正メモリ量演算手段６０は、変化後の回転数Ｒ′を用いて算出されたメモリ数Ｄrotの１／３であるＤrot／３［個］をメモリ長変更指令としてメモリ４２に出力する。本実施形態では、補正メモリ量演算手段６０は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２に対しては、例えば、メモリ量（Ｄrot−２）［個］を算出し、メモリ４２に対しては、例えば、メモリ量（Ｄrot／３−２）［個］を算出する。そして、各メモリ長変更指令は、メモリ素子の接続切り替えによる使用メモリ個数の変更指令と、変更後の各メモリ素子を用いたメモリ量の変更指令とを兼ねるものとした。
【００８４】
本発明の第２実施形態におけるトラッキング誤差補償信号生成手段３２の一例を図７に示す。図７に示すように、トラッキング誤差補償信号生成手段３２は、記憶手段としての第１小遅延手段６１１〜第Ｌ小遅延手段６１Lと、第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lと、信号送出手段６３とを備えている。ここで、第１小遅延手段６１１〜第Ｌ小遅延手段６１Lは、上流側を１番目とした順番で直列に接続されている。
【００８５】
第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lは、それぞれ第１小遅延手段６１１〜第Ｌ小遅延手段６１Lの前段（上流側）に並列に設けられている。例えば、第ｋ切替手段６２ｋ（ｋ＝１，…，Ｌ）は、補正メモリ量演算手段６０からの指令を示す制御信号により、オン／オフを切り替えることで、後段（下流側）の第ｋ小遅延手段６１ｋへ入力する信号の接続を切り替える。
【００８６】
信号送出手段６３は、第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lに並列に接続されており、加算手段３１が入力する第２加算信号ｅtfb（ｋ）を第１切替手段６２１〜第Ｌ切替手段６２Lに入力するものである。
【００８７】
以下では、トラッキング誤差補償信号生成手段３２は、第ｋ切替手段６２ｋがオフである場合に、第ｋ小遅延手段６１ｋには、直列接続の前段の第（ｋ−１）小遅延手段６１ｋ-1からの信号が入力するものとして説明する。一方、第ｋ切替手段６２ｋがオンである場合、第ｋ小遅延手段６１ｋには、信号送出手段６３と第ｋ切替手段６２ｋとを経由する信号（第２加算信号ｅtfb（ｋ））が入力する。したがって、第１ないし第Ｌ切替手段６２１〜６２Lのうち、１箇所だけ（ｋ番目）選択してオンに設定し、かつ、残りの箇所をすべてオフに設定することで、第２加算信号ｅtfb（ｋ）が流れる小遅延手段の個数を変化させることができる。すなわち、トラッキング誤差補償信号生成手段３２は、使用メモリ個数を選択的に変化させることができる。なお、初期状態では、第１ないし第Ｌ切替手段６２１〜６２Lはすべてオフである。
【００８８】
第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lは、例えば、複数のメモリ素子から構成される。各メモリ素子としては、例えば、格納するデータのビット数に対応する複数のＤ−フリップ・フロップによって構成される。これによれば、サンプリングクロック毎に縦続接続されている前段のメモリ素子の出力データを取り込むと共に、１クロック前に記憶していた値を縦続接続されている後段のメモリ素子に対して入力する構成とすることができる。そして、加算手段３１から信号送出手段６３への入力信号ｅtfb（ｋ）は、第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lのいずれかの入力端に配置されるメモリ素子に入力し、第Ｌ小遅延手段６１Lの出力端に配置されるメモリ素子から出力され、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３に供給される。制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３に供給される信号は、図５に示したものと同様に、例えば、進め量を２とした信号に対応している。
【００８９】
第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lに含まれるメモリ素子の総個数は、想定している最も遅い動作回転数においてディスク１回転分に相当する信号ｅtfb（ｋ）を格納することのできる個数（Ｄmax個）とする。第１ないし第Ｌ小遅延手段６１１〜６１Lは、すべて同等に構成することも可能であるが、ここでは、第１ないし第（Ｌ−１）小遅延手段６１１〜６１L-1は、１個のメモリ素子で構成し、第Ｌ小遅延手段６１Lは、Ｄmax個よりも（Ｌ−１）個だけ少ない個数（Ｄmin個）のメモリ素子によって構成する。
【００９０】
なお、Ｄmin個は、想定している最速の動作回転数においてディスク１回転分に相当する信号ｅtfb（ｋ）を格納するメモリ素子の個数とすることができる。この場合、例えば、制御サンプリング周波数ｆs＝100［ｋＨｚ］、最低回転数Ｒminを6000［ｒｐｍ］、最高回転数Ｒmaxを8000［ｒｐｍ］とすると、Ｄmax＝1000［個］、Ｄmin＝750［個］、Ｌ＝251となる。
【００９１】
このように、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）が、一例として、Ｄmax＝1000［個］のメモリ長を備えているものとする。そして、ディスク回転数が変化して、制御サンプリング周波数ｆsを100［ｋＨｚ］として、ディスク回転数＝8000［ｒｐｍ］に対応したメモリ長Ｄmin＝750［個］を使用していた状態から、ディスク回転数＝6000［ｒｐｍ］に対応したメモリ長Ｄmax＝1000［個］を使用する状態へと変化させた場合を想定する。この場合、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）は、図４（ｄ）に示すように、1000［個］のメモリ長を有した記憶手段５２を備えているものとする。この場合、ディスク１回転の周期の間に、サンプリング時刻ｋ＝１〜1000まで刻々と離散的な第２加算信号ｅtfb（ｋ）が記憶手段５２に順次入力する。なお、図４（ｄ）では、ｋ＝１〜1000までの時刻の信号が記憶手段５２に格納された時点、つまり、ｋ＝1000の信号が入力した時点を表している。
【００９２】
ディスクが１回転し終わって２周目においてカウントをクリアした場合のサンプリング時刻ｋ＝５は、通算のサンプリング時刻ではｋ＝1005に相当する。このｋ＝1005の時刻では、図４（ｅ）に示すように、記憶手段５２において、ｋ＝６以上の信号がメモリ素子１つ分だけ前進する。
【００９３】
そして、図４（ｅ）に示すように、ｋ＝1005の時刻の信号（２周目のサンプリング時刻ｋ＝５の信号）がメモリ３２（記憶手段５２）に入力すると、ｋ＝７の信号がメモリ３２（記憶手段５２）から出力する。つまり、２周目の走査中のトラックに対するサンプリング時刻ｋ＝５（通算のサンプリング時刻ｋ＝1005）では、蓄積されていた１周目のサンプリング時刻ｋ＝７の信号が取り出されて、走査中のｋ＝５に対する補償信号となる。これは、ｋ＝1005に対して、ｋ−Ｎ＋ｎ＝1005−1000＋２＝７から求めることができる。
【００９４】
第２実施形態によれば、トラッキング制御装置１Ａは、ＣＬＶ方式及びＺＣＬＶ方式のように光ディスクの半径によって１回転の周期が変化する場合を含め高速で回転する光ディスク上のトラックに対し安定で高い追従性能を持つことができる。
【００９５】
（第３実施形態）
図８に示す第３実施形態に係るトラッキング制御装置１Ｂは、高調波抑制部４０Ｂの構成が異なり、これに伴って加算手段３７をさらに備えている。
高調波抑制部４０Ｂは、図１に示した高調波抑制部４０の構成に加えて、周期外乱の４次高調波成分を抑圧するために、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４５と、メモリ（４次高調波補償信号生成手段）４６と、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４７と、減算手段４８とをさらに備えている。
つまり、高調波抑制部４０Ｂは、周期外乱のうち基本波成分と共に抑制しようとする３次高調波成分と４次高調波成分に対応して、第１帯域通過フィルタと、メモリ（ｎ次高調波補償信号生成手段）と、第２帯域通過フィルタと、減算手段との組み合わせを、２つ並列に備えている。
【００９６】
高調波抑制部４０Ｂの帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４５は、加算手段３１で生成された第２加算信号ｅtfb（ｋ）のうち４次高調波成分ｅtfb4（ｋ）の信号を通過させるＢＰＦとして機能する演算手段を備えている。帯域通過フィルタ４５は、抽出する帯域の中心周波数の値が異なっている点を除いて、帯域通過フィルタ４１と同様なものである。
【００９７】
メモリ（４次高調波補償信号生成手段）４６は、トラッキング誤差補償信号生成手段３２（メモリ３２）と同様に構成されている。このメモリ４６は、帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）４５を通過した信号ｅtfb4（ｋ）を遅延させることで、４次高調波補償信号ｅtfb4（ｋ−Ｖ＋ｖ）を生成する。ここで、Ｖは、４次高調波成分の１周期分のサンプル数（基本波の１周期分のサンプル数Ｎの１／４）を示し、ｖは４次高調波成分の進め量を示している。
【００９８】
帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）４３は、帯域通過フィルタ４５と同様に構成されており、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）のうち４次高調波成分の信号を通過させる。この通過した信号（トラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の４次高調波成分）は減算手段４８に入力する。
【００９９】
減算手段４８は、メモリ４６で遅延させた４次高調波補償信号ｅtfb4（ｋ−Ｖ＋ｖ）から、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）の４次高調波成分を減算して４次高調波成分に対応した高調波抑制信号を生成するものである。すなわち、減算手段４８は、４次高調波補償信号ｅtfb4（ｋ−Ｖ＋ｖ）から帯域通過フィルタ４７で抽出された４次高調波成分の信号を減算する。
【０１００】
加算手段３７は、加算手段３４の出力信号と、減算手段４８の出力信号（４次高調波成分に対応した高調波抑制信号）とを加算するものである。この加算された信号は、トラッキング補正信号生成手段３５および前置補償手段３６に入力する。
ここで、加算手段３４の出力信号は、制御系安定化手段３３（ＬＰＦ）を通過したトラッキング誤差補償信号ｅtfb（ｋ−Ｎ＋ｎ）と、３次高調波成分に対応した高調波抑制信号との和である。つまり、加算手段３７は、高調波抑制部４０Ｂから並列に入力する信号である、３次高調波成分に対応した高調波抑制信号と、４次高調波成分に対応した高調波抑制信号とを加算する。したがって、図８に示す高調波抑制部４０Ｂでは、加算手段３４と加算手段３７とを合わせたものが特許請求の範囲に記載の第３加算手段に相当し、加算手段３７で加算された信号が第３加算信号となる。
【０１０１】
なお、加算手段３７を設ける代わりに、減算手段４４の出力信号と減算手段４８の出力信号とを加算する加算手段を高調波抑制部４０Ｂに別に設けて、この別に設けた加算手段で加算した出力信号を、２つの高調波に対応して並列に入力する高調波抑制信号として、加算手段３４が、この高調波抑制信号と、ＬＰＦ３３を通過したトラッキング誤差補償信号とを加算するように構成してもよい。
【０１０２】
第３実施形態によれば、トラッキング制御装置１Ｂは、周期外乱の３次高調波成分と４次高調波成分を抑圧する構成を並列に備えているので、周期外乱の基本波成分と共に、３次高調波成分と４次高調波成分を同時に抑圧することができる。
【０１０３】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で様々に実施することができる。例えば、第３実施形態にて、３次高調波成分と４次高調波成分に対応した構成を説明したが、組み合わせる高調波成分の次数は、これに限定されず、例えば、３次高調波成分と６次高調波成分に対応した構成としてもよい。また、高調波成分を抑圧するための構成の並列数は３つ以上であってもよい。この場合、トラッキング誤差信号の周波数解析を事前に行った上で、抑圧する次数を決定すればよい。
【０１０４】
また、各実施形態では、光ディスク装置のトラッキング制御系を例にして説明したが、本発明は、スポット位置の補正方向を変更することで同様にして、光スポット位置を集光方向に補正するフォーカス制御系についても、同様に適用可能である。また、本発明は、トラッキング制御系とフォーカス制御系の双方を含んだ光ディスク装置として構成することも可能である。さらに、本発明は、光ディスク装置に限らず、磁気ディスク装置や光磁気ディスク装置などの、ディスク回転とサーボ制御を伴う装置にも、同様の制御系が搭載可能であれば適用可能である。
【実施例】
【０１０５】
本発明の効果を確認するために本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置の制御性能を測定した。
＜実験方法＞
本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置を用いた場合（実施例）と、従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系を用いた場合（比較例）とについて、周期的外乱の第３次高調波を抑圧するように設計して、残留トラッキングエラー値を測定し、その周波数解析結果を求めた。
【０１０６】
具体的には、光ディスク試験装置DDU-1000を使用して測定した。本発明の第１実施形態に係るトラッキング制御装置を光ディスク試験装置に接続し、そのまま使用するときには実施例とし、高調波抑制部４０を使用しないとき（分離したとき）に比較例とした。
【０１０７】
この光ディスク試験装置内のトラッキングサーボは、トラッキング制御装置の制御器により制御される。このトラッキング制御装置には、光ディスク試験装置から出力された制御入力信号（トラッキング誤差信号ｅ1（ｔ））が入力される。この入力信号は、トラッキング制御装置内のＡ／Ｄ変換器により離散化され、そのデジタル信号ｅ1（ｋ）が、トラッキング制御装置内の制御器であるデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で計算される。その結果（デジタル信号）をＤ／Ａ変換した上で、トラッキング制御装置の制御出力として再び光ディスク試験装置に入力し、アクチュエータの制御信号とする。
【０１０８】
また、制御器は、状態空間表現化されたパラメータを、状態差分方程式による演算アルゴリズムに基づき、浮動小数点あるいは固定小数点演算ＤＳＰ上で演算する。このときの演算処理時間はＡ／Ｄ変換時間、Ｄ／Ａ変換時間を含め１０μｓ以内である。また、トラッキング制御装置内のメモリは、光ディスク試験装置から発生するスピンドルインデックスパルスを取り込み、カウンタ部にて回転数を計算し、その回転数に応じメモリ長が変化することができる。これにより回転数（角速度）にあった最適なメモリ長となるようにしている（非特許文献２参照）。
【０１０９】
＜実験条件＞
制御サンプリング周波数ｆsは125［ｋＨｚ］とした。また、ディスク回転数Ｒは8000［ｒｐｍ］（＝133.33［Ｈｚ］）に固定した。このディスク回転数Ｒの場合、メモリ３２のメモリ数は750［個］とした。メモリ４２のメモリ数は250［個］とした。なお、メモリ３２のメモリ量は748、メモリ４２のメモリ量は248とした。
また、基本波成分の周波数は133.33［Ｈｚ］なので、３次高調波の周波数は、その３倍の400［Ｈｚ］となる。よって、各ＢＰＦの中心周波数を400［Ｈｚ］とした。また、各ＢＰＦの帯減幅を80［Ｈｚ］とした。これは、クオリティファクタＱ＝５に対応している。なお、制御系安定化手段（ＬＰＦ）３３のカットオフ周波数ｆcの値は、1.6［ｋＨｚ］とした。
【０１１０】
＜実験結果＞
≪残留トラッキングエラー値の測定結果≫
実施例として、本発明のトラッキング制御装置を用いた場合の残留トラッキングエラー値の測定結果を図９に示す。図９（ａ）が残留トラッキングエラー値の時間変化、図９（ｂ）が対応するトルク電流指令の時間変化をそれぞれ示している。図９において、横軸は時間を表しており、１目盛りは200［msec］である。図９（ａ）の縦軸は、残留トラッキングエラー値であり、トラッキングエラー信号ｅ1（ｔ）の信号電圧値から換算された長さ［ｎｍ］を示している。図９（ｂ）の縦軸は、トルク電流指令Ｉcmd（ｋ）の電流値［Ａ］を示している。図９（ａ）に示すように、実施例では、残留トラッキングエラー値の最大振幅は、±43.47［ｎｍ］であった。また、その統計量である３σは、34.73［ｎｍ］であった。つまり、残留トラッキングエラー値の９９％以上は、34.73［ｎｍ］の範囲にあった。
【０１１１】
比較例として、従来のＺＰＥＴ−ＦＦ制御系を用いた場合の残留トラッキングエラー値を図１０に示す。なお、図１０は図９と同様なグラフである。図１０（ａ）に示すように、比較例の残留トラッキングエラー値の最大振幅は、±56.80［ｎｍ］であった。また、その統計量である３σは、44.61［ｎｍ］であった。つまり、残留トラッキングエラー値の９９％以上は、44.61［ｎｍ］の範囲にあった。
これにより、図９（実施例）と図１０（比較例）とを比較すると、実施例は比較例と比べて、残留トラッキングエラー値がおよそ２２％減少したことが分かる。
【０１１２】
≪残留トラッキングエラーの周波数解析結果≫
実施例の周波数解析結果を図１１に示す。図１１において、横軸は周波数［Ｈｚ］を示し、縦軸は残留トラッキングエラー値の長さ［ｎｍ］を示している。同様に、比較例の周波数解析結果を図１２に示す。
比較例では、図１２に示すように、基本波ｆ(n=1)＝133.33［Ｈｚ］の場合に振幅は１［ｎｍ］程度であって、周期外乱の基本波成分は抑圧されていることが分かる。ところが、比較例では、３次高調波ｆ(n=3)＝400［Ｈｚ］の場合に振幅は13［ｎｍ］程度であって、周期外乱の３次高調波成分は充分には抑圧されていないことが分かる。
【０１１３】
これに対して、実施例では、図１１に示すように、基本波ｆ(n=1)の場合に、周期外乱の基本波成分は抑圧されていることが分かる。また、実施例では、３次高調波ｆ(n=3)の場合に振幅は２［ｎｍ］程度であって、比較例の値の６分の１以下まで抑圧されていることが分かる。
【０１１４】
なお、実験結果の記載を省略するが、本発明の第３実施形態に係るトラッキング制御装置のように、３次高調波ｆ(n=3)＝400［Ｈｚ］と４次高調波ｆ(n=4)＝533.33［Ｈｚ］の両方を抑圧する設計をしたところ、基本波成分と共に、３次高調波成分および４次高調波成分をも抑圧することができた。
【０１１５】
したがって、本発明によれば、基本波成分と共に、設計どおりの高調波成分を抑圧し、これにより、残留トラッキングエラーを低減できる。すなわち、本発明によれば、周期性外乱に対して従来よりも強力なロバスト制御系を構築できると結論付けられる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，１Ａ，１Ｂ トラッキング制御装置
２１ トラッキング誤差信号生成手段
２２ 加算手段（第１加算手段）
２３ フィードバック制御手段
２４ 減算手段
２５ 光スポット位置補正手段
３１ 加算手段（第２加算手段）
３２ トラッキング誤差補償信号生成手段（メモリ）
３３ 制御系安定化手段（ＬＰＦ）
３４ 加算手段（第３加算手段）
３５ トラッキング補正信号生成手段
３６ 前置補償手段
３７ 加算手段
４０，４０Ａ，４０Ｂ 高調波抑制部（高調波抑制手段）
４１，４５ 帯域通過フィルタ（第１帯域通過フィルタ）
４２ メモリ（３次高調波補償信号生成手段）
４６ メモリ（４次高調波補償信号生成手段）
４３，４７ 帯域通過フィルタ（第２帯域通過フィルタ）
４４，４８ 減算手段
５０，５１，５２ 記憶手段
５７ メモリ素子
６０ 補正メモリ量演算手段
６１１〜６１L 第１小遅延手段〜第Ｌ小遅延手段
６２１〜６２L 第１切換手段〜第Ｌ切換手段
６３ 信号送出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク上のトラック目標値としてのトラック位置指令と光ヘッドから前記ディスクに照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、前置補償信号を生成して前記フィードバック制御系に出力するフィードフォワード制御系とを用いて、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置であって、
前記フィードバック制御系は、
前記トラッキング誤差信号と前記前置補償信号とを加算して第１加算信号を生成する第１加算手段と、
前記第１加算信号から前記トラック位置指令に追従させるトルク電流指令を生成するフィードバック制御手段と、
前記トルク電流指令によりトラッキング制御を行う光スポット位置補正手段とを備え、
前記フィードフォワード制御系は、
前記トラッキング誤差信号と、トラッキング補正信号とを加算して第２加算信号を生成する第２加算手段と、
第１メモリ数の記憶手段を備え前記第２加算信号を遅延させることでトラッキング誤差補償信号を生成するトラッキング誤差補償信号生成手段と、
前記トラッキング誤差補償信号生成手段で生成したトラッキング誤差補償信号のうち、予め定められた高域ノイズの周波数以下の低周波数成分の信号を通過させる制御系安定化手段と、
２次以上の少なくとも１つの高調波として第ｎ次高調波を抑制する高調波抑制信号を生成する高調波抑制手段と、
前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記高調波抑制信号とを加算して第３加算信号を生成する第３加算手段と、
前記第３加算信号から第１伝達関数により前記トラッキング補正信号を生成するトラッキング補正信号生成手段と、
前記第３加算信号から第２伝達関数により前記前置補償信号を生成する前置補償手段とを備え、
前記高調波抑制手段は、
前記第２加算信号のうち第ｎ次高調波成分の信号を通過させる第１帯域通過フィルタと、
前記第１メモリ数より少ない第２メモリ数の記憶手段を備え前記第１帯域通過フィルタを通過した第ｎ次高調波成分の信号を遅延させることで第ｎ次高調波補償信号を生成するｎ次高調波補償信号生成手段と、
前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号のうちｎ次高調波成分の信号を通過させる第２帯域通過フィルタと、
前記ｎ次高調波補償信号生成手段で生成した第ｎ次高調波補償信号から、前記第２帯域通過フィルタを通過したｎ次高調波成分の信号を減算することで前記高調波抑制信号を生成する減算手段とを備える、
ことを特徴とするトラッキング制御装置。
【請求項２】
前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段は、それぞれメモリ長変更指令により、記憶手段のメモリ数を変更可能に構成されており、
前記ディスクの動作回転数が変化するときに、予め定められた制御サンプリング周波数と、変化後の前記ディスクの動作回転数とに基づいて対応する第１メモリ数および第２メモリ数をそれぞれ算出し、それぞれの算出結果を前記メモリ長変更指令として前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段にそれぞれ出力する補正メモリ量演算手段をさらに備える、
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。
【請求項３】
前記高調波抑制手段は、
抑制しようとする予め定められた個数の複数の高調波に対応して、前記第１帯域通過フィルタと、前記ｎ次高調波補償信号生成手段と、前記第２帯域通過フィルタと、前記減算手段との組み合わせを、前記制御系安定化手段と前記第３加算手段との間に、前記抑制しようとする高調波の個数と同じ個数だけ並列に備え、
前記第３加算手段は、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記複数の高調波に対応して並列に入力する高調波抑制信号とを加算して前記第３加算信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトラッキング制御装置。
【請求項１】
ディスク上のトラック目標値としてのトラック位置指令と光ヘッドから前記ディスクに照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、前置補償信号を生成して前記フィードバック制御系に出力するフィードフォワード制御系とを用いて、前記光スポット位置を制御するトラッキング制御装置であって、
前記フィードバック制御系は、
前記トラッキング誤差信号と前記前置補償信号とを加算して第１加算信号を生成する第１加算手段と、
前記第１加算信号から前記トラック位置指令に追従させるトルク電流指令を生成するフィードバック制御手段と、
前記トルク電流指令によりトラッキング制御を行う光スポット位置補正手段とを備え、
前記フィードフォワード制御系は、
前記トラッキング誤差信号と、トラッキング補正信号とを加算して第２加算信号を生成する第２加算手段と、
第１メモリ数の記憶手段を備え前記第２加算信号を遅延させることでトラッキング誤差補償信号を生成するトラッキング誤差補償信号生成手段と、
前記トラッキング誤差補償信号生成手段で生成したトラッキング誤差補償信号のうち、予め定められた高域ノイズの周波数以下の低周波数成分の信号を通過させる制御系安定化手段と、
２次以上の少なくとも１つの高調波として第ｎ次高調波を抑制する高調波抑制信号を生成する高調波抑制手段と、
前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記高調波抑制信号とを加算して第３加算信号を生成する第３加算手段と、
前記第３加算信号から第１伝達関数により前記トラッキング補正信号を生成するトラッキング補正信号生成手段と、
前記第３加算信号から第２伝達関数により前記前置補償信号を生成する前置補償手段とを備え、
前記高調波抑制手段は、
前記第２加算信号のうち第ｎ次高調波成分の信号を通過させる第１帯域通過フィルタと、
前記第１メモリ数より少ない第２メモリ数の記憶手段を備え前記第１帯域通過フィルタを通過した第ｎ次高調波成分の信号を遅延させることで第ｎ次高調波補償信号を生成するｎ次高調波補償信号生成手段と、
前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号のうちｎ次高調波成分の信号を通過させる第２帯域通過フィルタと、
前記ｎ次高調波補償信号生成手段で生成した第ｎ次高調波補償信号から、前記第２帯域通過フィルタを通過したｎ次高調波成分の信号を減算することで前記高調波抑制信号を生成する減算手段とを備える、
ことを特徴とするトラッキング制御装置。
【請求項２】
前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段は、それぞれメモリ長変更指令により、記憶手段のメモリ数を変更可能に構成されており、
前記ディスクの動作回転数が変化するときに、予め定められた制御サンプリング周波数と、変化後の前記ディスクの動作回転数とに基づいて対応する第１メモリ数および第２メモリ数をそれぞれ算出し、それぞれの算出結果を前記メモリ長変更指令として前記トラッキング誤差補償信号生成手段および前記ｎ次高調波補償信号生成手段にそれぞれ出力する補正メモリ量演算手段をさらに備える、
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。
【請求項３】
前記高調波抑制手段は、
抑制しようとする予め定められた個数の複数の高調波に対応して、前記第１帯域通過フィルタと、前記ｎ次高調波補償信号生成手段と、前記第２帯域通過フィルタと、前記減算手段との組み合わせを、前記制御系安定化手段と前記第３加算手段との間に、前記抑制しようとする高調波の個数と同じ個数だけ並列に備え、
前記第３加算手段は、前記制御系安定化手段を通過したトラッキング誤差補償信号と、前記複数の高調波に対応して並列に入力する高調波抑制信号とを加算して前記第３加算信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトラッキング制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−３４６４９（Ｐ２０１１−３４６４９Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８２０３８（Ｐ２００９−１８２０３８）
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （１）社団法人電気学会から平成２１年３月１７日に発行された「平成２１年電気学会全国大会講演論文集第４分冊（４−２３４）」において発表 （２）社団法人電気学会が平成２１年３月１９日に開催した「電気学会平成２１年全国大会講演（産業システムモーションコントロール（ＩＩ））」において発表
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【出願人】（３０４０２１２８８）国立大学法人長岡技術科学大学 (458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （１）社団法人電気学会から平成２１年３月１７日に発行された「平成２１年電気学会全国大会講演論文集第４分冊（４−２３４）」において発表 （２）社団法人電気学会が平成２１年３月１９日に開催した「電気学会平成２１年全国大会講演（産業システムモーションコントロール（ＩＩ））」において発表
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【出願人】（３０４０２１２８８）国立大学法人長岡技術科学大学 (458)
【Ｆターム（参考）】
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