CN1293813A - 盘片装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种盘片装置,即使在盘片低速旋转时也能高精度地控制盘片的旋转、聚焦线圈以及跟踪线圈的动作。设有控制信号增益切换手段,根据运转状态对输出给第1控制部分的主轴电动机控制电路的主轴电动机控制信号与输出给第2控制部分的聚焦跟踪控制电路的聚焦跟踪控制信号中至少一个信号的增益进行切换并输出,所述第1控制部分对驱动盘片旋转的主轴电动机进行控制,所述第2控制部分对读取盘片信息并输出高频信号的光学读取头进行控制。

Description

盘片装置
技术领域
本发明涉及盘片装置，特别涉及盘片转速控制范围宽的盘片装置。
背景技术
以往的盘片装置中，例如，有CD-ROM重放装置等等。
此CD-ROM重放装置如图4所示，将来自于外部装置(例如，主机16)的命令通过具有CD-ROM信号处理电路的接口电路15而搜索目标位置，读取盘片1上所记录数据中的目标数据，输送给外部装置，CD-ROM重放装置用作为计算机的外部设备。它的前提是CD(compact disc)以及CD-ROM盘片是以CLV(恒线速度：Constant Linear Velocity)的1倍速进行重放。
但是，作为计算机外部设备的CD-ROM重放装置，希望它的性能是在不提高成本的条件下实现高速搜索与恒速高速重放(即恒速高速读取)，这是主要的一点要求。这样，为了达到所希望的要求，CD-ROM盘片重放时就进行CLV的4倍速、8倍速的恒速高速读取。但是，由于在4倍速、8倍速等CLV的恒速高速读取下为了提高搜索的速度，盘片电动机承受的负载非常大，因此需要价格昂贵且大型的盘片电动机。
为此最近实现了将以CLV记录的盘片以CAV(恒角速度：Constant AngularVelocity)进行重放的装置，还出现了以CLV重放但其重放范围非常宽并能够实现高速搜索及以恒速高速重放的宽范围CLV系统。两种方式都使盘片电动机的负载变得很小，则能够以低费用且采用小型电动机而实现高速搜索。
以往的CD-ROM重放装置的重放系统如图4所示那样构成。将利用光学读取头5从盘片1读取的信号供给RF(高频)放大器7。RF放大器7从光学读取头5的输出中抽取与盘片数据相对应的高频信号、聚焦误差信号及跟踪信号并将其供给信号处理电路8。
信号处理电路8中产生聚焦伺服用及跟踪伺服用的聚焦跟踪控制信号11以及将RF信号2值化的EFM(Eightto Fourteen Modulation)信号。聚焦跟踪控制电路4是根据聚焦跟踪控制信号11，控制由聚焦线圈及跟踪线圈构成的聚焦跟踪线圈6，且利用光学读取头5读取盘片1的信息。
在信号处理电路8中设置锁相环电路(PLL电路)，它为了读取EFM信号而产生与此EFM信号同步的PLL时钟。锁相环(PLL)产生的信号频率是在CLV控制时以4．3218MHz为基准变化范围是正负百分之几十。在CAV控制时，由信号处理电路8对主轴电动机控制电路3输出的转速测量信号9进行运算，将主轴电动机控制信号10供给主轴电动机控制电路3而使盘片1以CAV进行旋转。CLV／CAV的转换由系统控制电路13来进行。在CLV下进行重放时，将所述RF信号由信号处理电路8运算后的主轴电动机控制信号10供给主轴电动机控制电路3。
又，即使RF信号有所降低，但只要盘片1旋转所述的转速测量信号9就始终在输出，因此也可以用来确认盘片1的转速。信号处理电路8监视着此转速测量信号9，例如即使在聚焦或者跟踪产生偏离的状态下，也能够确认盘片1的旋转状态。因此，即使在聚焦伺服或者跟踪伺服装置发生偏离而没有正常工作的情况下，也能够防止盘片1异常旋转或者停止等动作。
但是对于以往的盘片装置，为了在使盘片旋转的电动机转速最大的情况下能够稳定控制本盘片装置，设定了聚焦伺服用及跟踪伺服用的控制信号以及主轴电动机控制信号的输出幅度范围。例如在32倍速的高速旋转情况下，盘片转速为7000rpm，而当1倍速的低速旋转情况下，盘片转速为最低200rpm，它们相差甚至有35倍。因此，对于低速旋转时的控制信号存在信号的S／N(信噪比)降低、控制不稳定等问题。
具体来说，主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11的输出电平如图5(a)所示，当低速旋转时则控制信号变小，将图5(a)所示波形放大则成为如图5(b)所示的阶梯状变化的波形。这是由于主轴电动机控制信号10以及聚焦跟踪控制信号11是数字信号，例如则成为256个阶梯的阶梯状变化的波形。
这里，如图5(b)所示，例如在200rpm～500rpm的低速旋转范围内，以转速A重放盘片1的情况下，最好，使主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11的输出电平作为没有阶梯状波形时的电平即图示B，但由于数字信号的阶梯状波形，所以实际上此控制信号的输出电平是图示的B1，产生B1与B之差的控制误差信号C1。此控制误差C1成为量化噪声，而与高速旋转时相比较，在低速旋转时该控制误差C1相对较大。即，在低速旋转时存在S／N降低、盘片旋转的控制及聚焦跟踪控制等变得不稳定的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种盘片装置，即使在盘片低速旋转时也能够高精度地控制盘片的旋转、聚焦线圈及跟踪线圈的动作。
本发明的盘片装置设有控制信号增益切换手段，根据运转状态对输出给第1控制部分的数字控制信号与输出给第2控制部分的数字控制信号中至少一个信号的增益进行切换并输出，所述第1控制部分对驱动盘片旋转的电动机进行控制，所述第2控制部分对读取所述盘片信息并输出高频信号的读取手段进行控制。
根据本发明，即使在盘片低速旋转的情况下，也能够高精度地控制盘片的旋转、聚焦线圈及跟踪线圈的动作。
本发明第1形态的盘片装置设置对驱动盘片旋转的电动机进行控制的第1控制部分、对读取盘片的信息且输出高频信号的读取手段进行控制的第2控制部分、根据高频信号生成控制电动机及读取手段动作用的数字控制信号的信号处理手段、将输出给第1控制部分的数字控制信号与输出给第2控制部分的数字控制信号中至少一个信号的增益根据运转状态进行切换输出的控制信号增益切换手段，即使在盘片低速旋转的情况下，也能够输出高精度的数字信号，能够高精度地控制盘片的旋转、聚焦线圈及跟踪线圈的动作。
本发明第2形态的盘片装置是根据盘片转速测量手段的测量结果来控制盘片电动机。即，使用生成数字控制信号的信号处理手段而构成的，所述数字控制信号是用来根据高频信号对读取手段进行控制，并根据转速检测手段的检测结果对电动机转速进行控制。
本发明第3实施形态的盘片装置是相当所述第1形态的CLV控制与第2形态的CAV控制的组合系统。即，使用生成数字控制信号的信号处理手段而构成，所述数字控制信号是用来根据高频信号对读取手段的动作进行控制，并对是根据高频信号还是根据转速检测手段的检测结果来控制电动机转速进行选择切换控制。
又，本发明的盘片装置，其构成的控制信号增益切换手段是根据盘片转速进行切换的，即使盘片在低速旋转时，也能够输出高精度的数字信号，能够高精度地控制盘片的旋转、聚焦线圈以及跟踪线圈的动作。即使因盘片的损伤以及污迹等使转速下降的情况下，也能够根据它的转速来切换数字控制信号的增益。
又，本发明的盘片装置在控制信号为模拟输出的情况下，通过改变此模拟信号的增益来进行控制。即其特点在于，第1控制部分或者第2控制部分输出的数字信号通过D／A变换电路而输出模拟信号，控制信号增益切换手段则改变模拟信号的输出电平。
再者，本发明的盘片装置在控制信号为PWM(脉冲宽度调制)输出的情况下，通过改变此矩形波的峰值而进行控制。即其特点在于，第1控制部分或者第2控制部分是数字伺服控制器，这些控制部分输出的控制信号是通过改变恒定峰值矩形波的宽度而进行控制的PWM输出，控制信号增益切换手段是进行改变输出脉冲峰值的PAM(脉冲幅度调制)控制。与模拟输出的情况是相同的，然而，这样能够从信号处理电路中省略D／A变换电路，因此能使装置降低价格，如果使用与PWM、PAM控制对应的主轴电动机驱动器，即使使电动机驱动器的功耗为最低限度的盘片高速旋转，也能够提供低功耗、低发热的盘片装置，
附图简述
图1是表示本发明实施形态的CD-ROM驱动器构造的框图。
图2是表示该实施形态中对应于盘片转速的控制信号输出电平波形图。
图3是该实施形态控制信号在PWM输出时的脉冲波形图。
图4是表示以往的CD-ROM驱动器构造的框图。
图5是表示以往的对应于盘片转速的控制信号输出电平波形图。
实施形态
以下根据具体的实施形态1及2，对本发明的盘片装置进行说明。
(实施形态1)
图1所示的实施形态的盘片装置与图4所示的以往例子相同，是由主轴电动机控制电路3、聚焦跟踪控制电路4及信号处理电路8构成的盘片装置，所述主轴电动机控制电路3是作为对驱动盘片1旋转的主轴电动机2进行控制的第1控制部分，所述聚焦跟踪控制电路4是作为对读取盘片1的信息、输出高频信号的光学读取头5进行控制的第2控制部分，所述信号处理电路8是作为产生根据所述高频信号来控制主轴电动机2及光学读取头5动作的数字控制信号的信号处理手段，而与以往例子不同的是附加了作为控制信号增益切换手段的控制信号增益切换电路12，所述控制信号增益切换手段是根据运转状态对输出给主轴电动机控制电路3的数字控制信号即主轴电动机控制信号10与输出给聚焦跟踪控制电路4的数字控制信号即聚焦跟踪控制信号11的两个信号增益进行切换后输出。
控制信号增益切换电路12是这样构成，根据运转状态，例如根据盘片1的转速，将主轴电动机控制信号10的增益与聚焦跟踪控制信号11的增益切换并输出，具体的是，将从信号处理电路8输出的聚焦跟踪控制信号11的增益根据盘片1的转速而进行切换并输出给聚焦跟踪控制电路4，也将主轴电动机控制信号10的增益根据盘片1的转速而进行切换并输出给主轴电动机控制电路3。
这里，对于能在大范围内(例如，200rpm～7000rpm)对盘片进行转速控制的该盘片装置中，使盘片1低速旋转时，例如以1倍速进行重放动作加以说明。
如图2(a)所示，例如转速在200rpm～500rpm的范围中以A转速重放盘片1的情况下，控制信号增益切换电路12将从信号处理电路8输出的主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11两者的增益例如降低到1／4，再将它们分别输出给主轴电动机控制电路3及聚焦跟踪控制电路4。
如此，当将主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11的增益降低到1／4时，主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11的输出电平则成为如实线所示的波形，与双点划线所示的波形相比，成为它的4倍。再者，此图2(a)所示的双点划线的波形与图4(a)所示的波形是相同的。
放大此图2(a)中用实线所示的波形进行观察，则如图2(b)所示那样，与图5(b)所示波形相比，控制信号的阶梯差变小。这是由于在200rpm～500rpm的低速旋转范围中，形成了例如256阶梯的阶梯状变化的波形。因此，以此转速A重放盘片的情况下，主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11的输出电平为图示的B2，此输出电平B2与以往的输出电平B1相比，它的值更接近最佳输出电平B。本实施形态中控制误差(量化误差)C2平均能减少到以往例子控制误差C1的1／4，能够防止主轴电动机控制信号10与聚焦误差信号及跟踪误差信号11的精度降低。
由于采用这样的构成，即使在盘片1低速旋转时，也能够输出高精度的数字控制信号，能够高精度地控制盘片1的旋转及聚焦跟踪线圈6的动作。因而，即使在盘片1的转速控制范围很宽的情况下，也能够缩短转速的测量时间，能够高精度稳定地控制盘片1。
在此实施形态中，是对于将主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11的增益降低到如1／4来进行说明的，然而也可以设定为除1／4以外的1／2、1／8等。
在此实施形态中，是将主轴电动机控制信号10及聚焦跟踪控制信号11两者的增益都进行切换，然而也可以只将其中任意一个增益进行切换。例如，在只将主轴电动机控制信号10的增益进行切换的情况下，能够从高速到低速这样的大范围转速下高精度地控制主轴电动机2的旋转，在只将聚焦跟踪控制信号11的增益进行切换的情况下，能够从高速到低速这样的大范围转速下高精度地进行聚焦跟踪控制。
在此实施形态1中，是将第2控制部分作为聚焦跟踪控制电路4，但对于使光学读取头5移向盘片1的目标位置的驱动机构，将第2控制部分作为控制此驱动机构的径向电动机控制电路14，利用控制信号增益切换电路12对输出给此径向电动机控制电路14的控制信号增益，进行切换输出，在这种情况下，也具有与上述相同的效果。
(实施形态2)
参照图1及图3，对控制信号为PWM(脉冲宽度调制)输出情况时的实施形态进行说明。
信号处理电路8的输出信号10、11，如图3(a)所示，输出恒定峰值的矩形波。在控制信号增益切换电路12中，通过将此脉冲的峰值如图3(b)所示那样进行变化来切换控制信号增益。
利用插入在主轴控制电路3或者聚焦跟踪控制电路4与控制信号增益切换电路12间没有图示的积分电路，将此脉冲信号积分，从而变换成模拟信号而得到控制信号，再利用该控制信号来进行控制。
另外，主轴电动机2为无刷电动机的情况下，也能够实施如下所述的形态，即采用对应于PWM(脉冲宽度调制)输入以及PAM(脉冲幅度调制)输入的主轴电动机控制电路3，根据直接输入的脉冲产生主轴电动机2的控制信号。
又，信号处理电路8的输出信号10、11可以不完全是矩形波。若利用周期性输出信号的宽度进行动作控制，通过改变输出信号的峰值改变增益，也同样能够进行。
根据上述本发明的盘片装置，设有控制信号增益切换手段，根据运转状态对输出给第1控制部分的数字控制信号与输出给第2控制部分的数字控制信号中至少一个信号的增益进行切换并输出，所述第1控制部分对驱动盘片旋转的电动机进行控制，所述第2控制信号对读取所述盘片信息并输出高频信号的读取手段进行控制，由此，即使盘片在低速旋转时，也能够输出高精度的数字信号，能够高精度地控制盘片的旋转、聚焦线圈以及跟踪线圈的动作。因此，即使在盘片转速的控制范围很宽的情况下，也能够缩短转速的测量时间，能够高精度稳定控制盘片。
又，在构成的盘片装置的控制信号增益切换手段是根据盘片转速而切换数字控制信号的增益时，即使在盘片低速旋转的情况下，也能够输出高精度的数字信号，能够高精度地控制盘片旋转、聚焦线圈以及跟踪线圈的动作。即使在盘片因损伤及污迹等而转速降低的情况下，也能够根据此转速来切换数字控制信号的增益。

Claims (6)

1．一种盘片装置，其特征在于，它设有：
控制驱动盘片(1)旋转的电动机(2)的第1控制部分(3)；
控制读取所述盘片信息、输出高频信号的读取手段(5)的第2控制部分(4)；
根据所述高频信号产生控制所述电动机与所述读取手段动作用的数字控制信号(10、11)的信号处理手段(8)；
在输出给所述第1控制部分(3)的数字控制信号(10)与输出给所述第2控制部分(4)的数字控制信号(11)中，至少将一个信号的增益根据运转状态进行切换输出的控制信号增益切换手段(12)。
2．一种盘片装置，其特征在于，它设有：
控制驱动盘片(1)旋转的电动机(2)的第1控制部分(3)；
控制读取所述盘片信息、输出高频信号的读取手段(5)的第2控制部分(4)；
测量所述电动机转速的转速测量手段(3)；
产生数字信号信号(10、11)的信号处理手段(8)，所述数字控制信号(10、11)是用来根据所述高频信号对所述读取手段(5)的动作进行控制，并根据所述转速检测手段(3)的检测结果对所述电动机转速进行控制；
在输出给所述第1控制部分(3)的数字控制信号(10)与输出给所述第2控制部分(14)的数字控制信号(11)中，至少将一个信号的增益根据运转状态进行切换输出的控制信号增益切换手段(12)。
3．一种盘片装置，其特征在于，它设有：
控制驱动盘片(1)旋转动作的电动机(2)的第1控制部分(3)；
控制读取所述盘片信息、输出高频信号的读取手段(5)的第2控制部分(4)；
测量所述电动机转速的转速测量手段(3)；
产生数字控制信号(10、11)的信号处理手段(8)，所述数字控制信号(10、11)是用来根据所述高频信号对所述读取手段(5)的动作进行控制，并对是根据所述高频信号来控制所述电动机(2)的转速，还是根据所述转速检测手段(3)的检测结果来控制所述电动机的转速进行选择切换控制；
在输出给所述第1控制部分(3)的数字控制信号(10)与输出给所述第2控制部分(14)的数字控制信号(11)中，至少将一个信号的增益根据运转状态进行切换输出的控制信号增益切换手段(12)。
4．如权利要求1至3中任意一项所述的盘片装置，其特征在于，
构成的控制信号增益切换手段(12)是根据盘片(1)的转速进行切换。
5．如权利要求1至4中任意一项所述的盘片装置，其特征在于，
所述第1控制部分(3)或者所述第2控制部分(4)输出的数字控制信号(10、11)通过D／A变换电路输出模拟信号，
所述控制信号增益切换手段(12)改变所述模拟信号的输出电平。
6．如权利要求1至4中任意一项所述的盘片装置，其特征在于，
所述第1控制部分(3)或者所述第2控制部分(4)是数字伺服控制器，从这些控制部分输出的控制信号(10、11)是通过改变恒定峰值矩形波的宽度而进行控制的PWM输出，
所述控制信号增益切换手段(12)进行改变所述输出脉冲峰值的PAM控制。
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