JP2004342142A - ディスク再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスク再生装置において、高速回転でのアクセス時、またディスクの傷、部分的なグレードの悪いRF信号等による不具合回避のためフリーラン状態にすると、軸損と風損により急速にディスク回転数が低下し、アクセス時間が長くなるという不具合を改善する。
【解決手段】アクセス時などフリーラン状態では、切り換えスイッチ13を疑似同期信号検出器12側に切り換え、この出力を同期信号周期対電圧変換器21に入力し疑似同期信号に比例した電圧を発生する。同時にスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15からの出力をスピンドルモータドライバ16に与えず、再生駆動制御装置18は同期信号周期対電圧変換器21の出力電圧をスピンドルモータドライバ16に加えることにより、再度トラックオンし、サーボ引き込み完了まで、回転数が落ちないので短時間で復帰出来る。
【選択図】 図1
【解決手段】アクセス時などフリーラン状態では、切り換えスイッチ13を疑似同期信号検出器12側に切り換え、この出力を同期信号周期対電圧変換器21に入力し疑似同期信号に比例した電圧を発生する。同時にスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15からの出力をスピンドルモータドライバ16に与えず、再生駆動制御装置18は同期信号周期対電圧変換器21の出力電圧をスピンドルモータドライバ16に加えることにより、再度トラックオンし、サーボ引き込み完了まで、回転数が落ちないので短時間で復帰出来る。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置のディスク回転用スピンドルモータ制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、CD等のディスクは、記録密度を高める為に、一般的に信号を読み出すときの線速度が一定になるCLV(Constant Linear Velocity)方式で記録されている。このため、ディスクの記録領域の全域に渡って、一定の線速度を確保する為に、半径が小さい内周部分を再生するときはディスクを高速回転し、半径の大きい外周部分を再生するときはディスクを低速回転する必要がある。このため、信号の読み出し位置を内周部と外周部との間で変更するときは、記録信号を読み取る再生ヘッドをディスクの半径方向に移動させるだけでなく、読み出す信号の再生ヘッドに対する線速度が一定になるようにディスクの回転数を変化させる必要がある。線速度一定で再生する一般的な技術については、特許文献1の図4および明細書の段落番号「0002」から「0004」に記載されている。
【0003】
つぎにアクセス時の課題を含めて従来の技術を説明する。図5に従来のディスク再生装置の構成を示す。ディスクの一例としてのCD1の表面には螺旋状に形成された記録トラック上にオーディオ情報及びサブコード情報としてアドレス情報(=ディスクの内周から外周にかけての絶対時間情報)が物理的に記録されている。ディスク1はターンテーブル2の上に載置され、クランパ3により上から保持されている。ターンテーブル2はスピンドルモータ4の回転軸5に接続されスピンドルモータ4により回転される。ピックアップ6は、トラバースモータ7によって、スライダ8上をディスク1の半径方向に駆動されて、ディスク1の記録トラックを走査して、再生信号Spuを生成する。
【0004】
サーボ制御装置9はピックアップ6の出力に接続されて、再生信号Spuを増幅して再生信号SPUとして出力すると共に、ピックアップ6の光ビームをディスクの信号面に合焦させるフォーカッシング制御動作、並びに光ビームをディスクの信号面の記録トラックに追従させるトラッキング制御動作を行うと共にトラバース送りを行うトラバース追従誤差信号を出力する。
【0005】
デコーダ10は、サーボ制御装置9から出力される再生信号SPUからデータ再生用クロック信号を生成し、そのデータ再生用クロック信号を元にして、再生信号SPUに様々な信号処理を施し、ディスク1に記録されていたデータを再生データとして出力端子20から出力すると共に、再生信号SPUに含まれるサブコード情報を抽出してサブコード情報信号を生成する。サブコード情報の中にはディスクのアドレス情報が含まれており、そのアドレス情報を元に再生やアクセスを行う。回転制御手段である再生駆動制御装置18は、デコーダ10に接続されて、サブコード情報に基づいて、ピックアップ6のトラバース移動、つまりディスク1の半径方向への移動を指示するトラバース強制送り信号を生成する。
【0006】
トラバースモータドライバ17は、サーボ制御装置9及び再生駆動制御装置18に接続されて、トラバース追従誤差信号とトラバース強制送り信号に基づいてトラバースモータ駆動信号を生成する。トラバースモータ7は、トラバースモータドライバ17に接続されて、ピックアップ6をトラバース方向に移動させる。ディスク1にはフレームと呼ばれる1ブロックにデータ列がまとめられて記録されており、そのフレーム先頭にフレーム同期信号と呼ばれるパターンが一定間隔で連続して記録されている。
【0007】
同期信号検出器11は再生時デコーダー内部でディスク1から読みとられた再生信号の中から、ディスクを一定の線速度で回転させるCLV制御に必要なフレーム同期信号成分を出力する。アクセス時は、トラッキング制御動作を外してトラバースモータを駆動するため、フレーム同期信号は検出できずピックアップからはディスクに記録されたクロック情報成分であるビット信号のみの検出になる。単位チャネルビット長をMとして、ディスクの全領域でチャネルビット幅はディスクの特性上3M〜11Mから構成されている。
【0008】
疑似同期信号検出器12は、チャネルビット幅の最短または最長パルスである3Mまたは11Mを第二の同期信号としての疑似同期信号として抽出する。3Mまたは11Mをディスクのどの位置であっても同じ長さになるようディスクを回転させれば、アクセス時には再生信号中のフレーム同期信号を検出しなくても、ラフなCLV制御を可能にすることができる。 切り換えスイッチ13はアクセス時には疑似同期信号検出器12からの疑似同期信号を選択し、再生時には同期信号検出器11からのフレーム同期信号を選択するスイッチであり、再生駆動制御装置18からの制御指令で、疑似同期信号又はフレーム同期信号のどちらかを選択する。
【0009】
基準クロック発生器14は、所定の周波数を有し、ディスクの線速度を決める基準クロック信号を出力する。再生信号SUPから抽出されたフレーム同期信号又は疑似同期信号と、予め設定された基準クロック信号は、共にCLV誤差検出器15に入力される。
【0010】
CLV誤差検出器15は、この二つのクロック信号の周波数を比較して、各クロックの差分をもとめて、CLV誤差信号を出力する。
スピンドルモータドライバ16は、CLV誤差検出器15の出力に接続されて、CLV誤差信号に基づいて、スピンドルモータ4を駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成する。スピンドルモータ4は、スピンドルモータドライバ16に接続されて、スピンドルモータ駆動信号によって駆動制御されてディスク1を所定の線速度一定になるよう回転させる。
【0011】
さらに、ディスク再生装置の全体の動作を制御する主制御装置19が設けられている。主制御装置19には、ユーザがディスク再生装置を操作するための入力手段が備えられている。
【0012】
以下に、このように構成された従来のディスク再生装置の再生時とアクセス時の動作を説明する。再生時に於いては、周知の通り、ピックアップ6より照射される光ビームをディスクの信号面に合焦させるフォーカッシング制御動作を行いながら、スピンドルモータ4を回転させ、ディスク1の回転速度が目標回転速度になると、ディスク1に記録されている記録トラックに光ビームを追従させるトラッキング制御動作を行い、ディスク1からの信号読み出し動作が開始される。
ピックアップ6はディスク1の信号を読み取り、デコーダ10内で生成された再生データの内、CLV制御に必要なフレーム同期信号を同期信号検出器11で抽出し、CLV誤差検出器15で基準クロック信号の周波数の比較を行い、周波数差が無くなるようにスピンドルモータ4を回転させることにより、再生時の線速度を一定に制御する。
【0013】
次に、ディスク1の読み取り領域が内周部から外周部に変わるアクセス時について述べる。例えば、ユーザーがディスク1の内周部に記録されている音楽を再生中に、突然外周部に記録されている音楽トラックを再生するようにディスク再生装置を操作したとする。このユーザーによる再生領域移動指示は主制御装置19を通して、次のようにして、ディスク再生装置に伝えられる。主制御装置19は、ユーザーの指定に対応する記録領域のトラックアドレスを算出して、再生駆動制御装置18に算出された移動目標アドレスを入力する。
【0014】
再生駆動制御装置18は、サブコード情報に基づいて、現在のアドレスと目標アドレスとを比較して、必要なトラバース移動を指示するトラバース強制送り信号をトラバースモータドライバ17に出力する。結果、トラバースモータ7を駆動させて、ピックアップ6をディスク1の内周部から外周部に向けて、目標記録トラック上に移動させる。
【0015】
アクセスによるトラバースモータ7の駆動中はトラッキング制御動作を外し、ピックアップ6からは、再生信号のフレーム同期信号の代わりとなる、ディスク1に記録されているビット幅Mの信号を疑似同期信号検出器12に出力する。アクセス時は切り換えスイッチ13を疑似同期信号検出器12の出力を選択するよう設定する。
【0016】
但しディスク1上に記録されているビット幅は3Mから11Mの間で記録されているので、疑似同期信号検出器12はサーボ制御装置9から出力された3Mから11Mまでの信号の内最短または最長の特定の周期である3M又は11Mを検出し、アクセス時の疑似同期信号として出力する。アクセス時の切り換えスイッチ13は疑似同期信号検出器12の出力を選択し、CLV誤差検出器15に出力する。
【0017】
ピックアップ6が内周部から外周部に移動中は、ディスクの回転速度が一定であれば内周部において検出された疑似同期信号である3M又は11Mのクロック周波数は外周部に移動するにつれてそのクロック周波数は高くなる。結果、疑似同期信号検出器12から出力されるクロック信号のクロック周波数は、基準クロック発生器のクロック周波数に比べて高くなっている。つまり、両クロック信号の差分に対応するCLV誤差検出器15の出力であるCLV誤差信号の値が大きくなる。
【0018】
スピンドルモータドライバ16は、CLV誤差信号の値が小さくなるように、最終的にはCLV誤差信号がゼロになるように、スピンドルモータ4を減速方向に駆動する。CLV誤差信号の値がゼロの時には、疑似同期信号のクロック周波数と基準クロックのクロック周波数が等しくなる。これは、そのときのピックアップ6のディスク1上での半径位置に於ける線速度が、基準クロック発生器11から出力される基準クロック信号に比例することを意味する。
【0019】
以上のようにして、ディスク1の再生信号を元に疑似同期信号検出器から出力されるクロック信号と基準クロック信号の周波数が一致するようにスピンドルモータを回転させることにより、アクセス時においては、フレーム同期信号を検出しなくても定常再生時と同じく線速度を一定にすることが可能になる。
【0020】
一方、上記CD等ディスク回転に供するスピンドルモータの回転損失は、図4に示す様にモータ軸に生ずる静的摩擦力(軸損τ1)と、ディスク回転における空気抵抗(風損τ2―τ1)が発生する。(風損τ2―τ1)は、回転数にほぼ比例する。従って、スピンドルモータの回転損失(τ2)は回転数が高速になるに従い大きくなる。このため従来CD等定速回転最大500rpm程度では損失は無視出来たが、高速回転になるに従い大きな抵抗となる。
【0021】
スピンドルモータ制御に関しては、CLV動作でサーボが掛かっており、サーボ領域動作ではサーボ動作によりこの損失は補正できるが、アクセス状態、ディスクの傷やRF信号のグレードが悪い場合など、トラッキング外れの状態では、スピンドルモータ制御をしない状態(フリーラン状態)にする場合がある。サーボ状態ではノイズなどを正規の信号と誤って判断し、暴走、逆転などに至る場合があるのを回避するためである。このときは、CLV誤差検出器15の出力は、スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22により、スピンドルモータドライバ16に入力されず、ディスク1は、慣性で回転することになる。このことによりノイズなどを正規の信号と誤って判断して制御することなく、再度トラックオンし、正常な再生状態に復帰することが出来る。
【0022】
高速状態でフリーランになった場合、軸損と風損により、急速にディスク回転数低下し、前記動作におけるアクセス終了後、スピンドルモータを所定の回転数に設定するのに時間を要しアクセスが遅くなる欠点があった。
【0023】
【特許文献1】
特開平7−29299号公報(第2頁、図4)
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のディスク高速回転領域における、ディスクの傷やRF信号の悪化による回避手段として、ディスクフリーランを設定した場合、スピンドルモータ回転の損失(軸損+風損)により回転数は低下する。再度トラックオンし、サーボ引き込みまでには、所定の回転数に達するまで時間を要する。
【0025】
本発明は、ディスク高速回転領域において、ディスクフリーランになった場合、スピンドルモータ回転損失(軸損+風損)を補正し、回転数を大きく低下させることなく、再度トラックオンし、サーボ引き込みまで、短時間で行えることを提供することを目的としてなされたものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のディスク再生装置は、フリーラン状態において、スピンドルモータドライバに軸損+風損を補正する電圧を加えるように構成したものである。
【0027】
さらに詳しくは、その第1の構成は、線速度一定でデータが記録されたディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、前記回転制御手段からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、フリーラン状態において前記同期信号または疑似同期信号から得られた同期信号周期に比例した電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する電圧印加手段とを備えたものである。
【0028】
第2の構成は、線速度一定でデータが記録されたディスクディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、前記回転制御手段による回転制御からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、フリーラン時にスピンドルモータの回転数に比例した電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する電圧印加手段とを備えたものである。
【0029】
第3の構成は、線速度一定でデータが記録されたディスクディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、前記回転制御手段からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、フリーラン時にディスク回転数を一定以上の値に設定する場合に、規定電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する再生駆動制御手段とを備えたものである。
【0030】
本発明はこれらの構成により、CD等のディスク再生装置において高速回転領域でアクセス時あるいはディスクの傷やRF信号の悪化により、回避手段としてディスクフリーランを設定した場合も、ディスク回転数を損失により大きく低下させることなく、(軸損+風損)を補正する電圧を加えることにより速やかな復帰が出来、安定した動作が得られるように作用する。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお既に図5を参照して説明した従来のディスク再生装置と共通の部分に関しては同一の符号を附して示すとともに、詳細な説明を省く。
【0032】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるディスク再生装置のブロック図を示す。図1において、電圧印加手段である同期信号周期対電圧変換器21は、切り換えスイッチ13より同期信号検出器11もしくは疑似同期信号検出器12から得られた信号から、同期信号の周期に比例した信号をスピンドルモータドライバ16に加える構成にしている。スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22は、アクセス時あるいは、ディスクの傷やRF信号の悪化により回避手段としてディスクフリーランに切り換える場合、CLV誤差検出器15の信号をスピンドルモータドライバ16から切り離す。
このように構成された本実施形態のディスク再生装置について、以下そのアクセス時の動作を説明する。
【0033】
例としてディスク1の読み取り領域が内周部から外周部に変わるアクセス時について述べる。例えば、ユーザーがディスク1の内周部に記録されている音楽を再生中に、突然外周部に記録されている音楽トラックを再生するようにディスク再生装置を操作したとする。主制御装置19は、ユーザーの指定に対応する記録領域のトラックアドレスを算出して、再生駆動制御装置18に算出された移動目標アドレスを入力する。再生駆動制御装置18は、サブコード情報に基づいて、現在のアドレスと目標アドレスとを比較して、必要なトラバース移動を指示するトラバース強制送り信号をトラバースモータドライバ17に出力する。結果、トラバースモータ7を駆動させて、ピックアップ6をディスク1の内周部から外周部に向けて、目標記録トラック上に移動させる。
【0034】
これと同時に再生駆動制御装置18は、スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22に指示して、CLV誤差検出器15の信号をスピンドルモータドライバ16から切り離してディスクフリーランに切り換える。
アクセスによるトラバースモータ7の駆動中はトラッキング制御動作を外し、ピックアップ6からは、再生信号のフレーム同期信号の代わりとなる、ディスク1に記録されているビット幅Mの信号を疑似同期信号検出器12に出力する。疑似同期信号検出器12はサーボ制御装置9から出力された3Mから11Mまでの信号の内最短または最長の特定の周期である3M又は11Mを検出し、アクセス時の疑似同期信号として出力する。アクセス時の切り換えスイッチ13は疑似同期信号検出器12の出力を選択し、同期信号周期対電圧変換器21に出力する。
【0035】
同期信号周期対電圧変換器21は、疑似同期信号周期に比例した電圧を発生して再生駆動制御装置18の指示によりスピンドルモータドライバ16に加える。スピンドルモータドライバー16に加える電圧は、通常速度ではディスク装置の対応している最も質量の軽いディスクのフリーラン回転数を、約500rpm以下に設定しておくのが経験上良好な結果となっている。なお、高速状態では、高倍速に応じてフリーラン回転数を高くもっていくのがよい。勿論サーボ状態においては、サーボループにスピンドルモータ4が入るため、この補正電圧はそれより十分大きいサーボゲインを持った構成では無視出来る値であり、影響はない。高速回転状態においてはフレーム同期信号は周期が短くなり、同期信号周期対電圧変換器21の出力の電圧も上昇する。ディスクフリーラン状態における補正電圧は高倍速になるに従い増加することになる。
【0036】
以上はアクセスの場合を説明したが、演奏中のディスクの傷やRF信号の悪化による回避手段として、ディスクフリーランを設定する場合も同様である。
【0037】
また、ここではフリーラン状態で、スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22がCLV誤差検出器15の出力を遮断し、同期信号周期対電圧変換器21は切り換えスイッチ13の出力により発生した、疑似同期信号周期に比例した電圧を再生駆動制御装置18によりスピンドルモータドライバ16に引加するので、この一連の切り換えを切り換え手段とする。ここではスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15の出力を遮断するだけの動作であるが、再生駆動制御装置18の制御によりCLV誤差検出器15の出力か、同期信号周期対電圧変換器21の出力かを選択する構成でも差し支えない。
【0038】
以上のように本実施形態によれば、ディスクを高倍速で再生している場合において、アクセス時や、演奏中のディスクの傷やRF信号の悪化により、回避手段として、ディスクフリーランを設定した場合、同期信号周期対電圧変換器21の補正電圧によってスピンドルモータ回転の損失(軸損+風損)による回転数低下を防ぎ、再度トラックオンし、サーボ引き込みが完了するまで、回転数が落ちないことにより短時間で所定の回転数に復帰出来る。
【0039】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2におけるディスク再生装置のブロック図を示す。図2において実施の形態1の図1と異なる点として、アクセス時あるいは、ディスクの傷やRF信号の悪化により回避手段としてディスクフリーランに切り換える場合に、再生駆動制御装置18aの制御により、同期信号対電圧変換器21aは、スピンドルモータ4より得られたスピンドルモータ回転数に比例したパルス信号を補正電圧に変換し、スピンドルモータドライバ16に加えておく。
【0040】
アクセス時の動作は実施の形態1と同様であり、同期信号対電圧変換器21aの入力が切り換えスイッチ13の出力の代わりにスピンドルモータ4の出力となる点だけが異なっている。
【0041】
実施の形態1と同様に、ここではスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15の出力を遮断するだけの動作であるが、再生駆動制御装置18aの制御によりCLV誤差検出器15の出力か、同期信号周期対電圧変換器21aの出力かを選択する構成でも差し支えない。
【0042】
(実施の形態3)
図3は本発明の実施の形態3におけるディスク再生装置のブロック図を示す。実施の形態3においては実施の形態1および2と異なるのは、同期信号周期対電圧変換器がなく、代わりに再生駆動制御手段である再生駆動制御装置18bよりフリーラン時にディスク回転数を一定以上の値に設定する場合、スピンドルモータドライバ16に直接補正電圧を加える点である。。再生駆動制御装置18bでは予め高倍速の時で、かつフリーラン時の電圧を規定しておき、高倍速に設定した時、規定の電圧が加わる構成としたものである。フリーラン時には、補正電圧は厳密なコントロールは特に必要でないため、この構成でも十分対応可能である。
【0043】
実施の形態1、2と同様に、ここではスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15の出力を遮断するだけの動作であるが、再生駆動制御装置18bの制御によりCLV誤差検出器15の出力か、再生駆動制御装置18bの出力かを選択する構成でも差し支えない。
【0044】
なお、上記各実施形態では、ディスク再生装置について説明したが、ディスク記録装置、ディスク記録再生装置についても適用できることはいうまでもない。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明のディスク再生装置によれば、フリーラン時にスピンドルモータドライバに軸損+風損を補正する電圧を加えるように構成したことにより、高速再生時においてアクセス時に、あるいはディスクの傷や部分的なグレードの悪いRF信号等による不具合回避手段として、ディスクフリーランを設定した場合、スピンドルモータの回転損失(軸損+風損)による回転数低下を防ぎ、再度トラックオンし、サーボ引き込み完了まで、回転数が落ちないことにより短時間で復帰出来るという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるディスク再生装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態2におけるディスク再生装置のブロック図
【図3】本発明の実施の形態3におけるディスク再生装置のブロック図
【図4】スピンドルモータ損失と回転数との関係を示す図
【図5】従来のディスク再生装置のブロック図
【符号の説明】
1 ディスク
2 ターンテーブル
3 ディスククランパー
4 スピンドルモータ
5 スピンドルモータ回転軸
6 光ピックアップ
7 トラバースモータ
8 スライダ
9 サーボ制御装置
10 デコーダ
11 同期信号検出器
12 疑似同期信号検出器
13 切り換えスイッチ
14 基準クロック発生器
15 CLV誤差検出器
16 スピンドルモータドライバ
17 トラバースモータドライバ
18,18a、18b 再生駆動制御装置
19 主制御装置
20 出力端子
21,21a 同期信号周期対電圧変換器
22 スピンドルモータ制御切り換えスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置のディスク回転用スピンドルモータ制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、CD等のディスクは、記録密度を高める為に、一般的に信号を読み出すときの線速度が一定になるCLV(Constant Linear Velocity)方式で記録されている。このため、ディスクの記録領域の全域に渡って、一定の線速度を確保する為に、半径が小さい内周部分を再生するときはディスクを高速回転し、半径の大きい外周部分を再生するときはディスクを低速回転する必要がある。このため、信号の読み出し位置を内周部と外周部との間で変更するときは、記録信号を読み取る再生ヘッドをディスクの半径方向に移動させるだけでなく、読み出す信号の再生ヘッドに対する線速度が一定になるようにディスクの回転数を変化させる必要がある。線速度一定で再生する一般的な技術については、特許文献1の図4および明細書の段落番号「0002」から「0004」に記載されている。
【0003】
つぎにアクセス時の課題を含めて従来の技術を説明する。図5に従来のディスク再生装置の構成を示す。ディスクの一例としてのCD1の表面には螺旋状に形成された記録トラック上にオーディオ情報及びサブコード情報としてアドレス情報(=ディスクの内周から外周にかけての絶対時間情報)が物理的に記録されている。ディスク1はターンテーブル2の上に載置され、クランパ3により上から保持されている。ターンテーブル2はスピンドルモータ4の回転軸5に接続されスピンドルモータ4により回転される。ピックアップ6は、トラバースモータ7によって、スライダ8上をディスク1の半径方向に駆動されて、ディスク1の記録トラックを走査して、再生信号Spuを生成する。
【0004】
サーボ制御装置9はピックアップ6の出力に接続されて、再生信号Spuを増幅して再生信号SPUとして出力すると共に、ピックアップ6の光ビームをディスクの信号面に合焦させるフォーカッシング制御動作、並びに光ビームをディスクの信号面の記録トラックに追従させるトラッキング制御動作を行うと共にトラバース送りを行うトラバース追従誤差信号を出力する。
【0005】
デコーダ10は、サーボ制御装置9から出力される再生信号SPUからデータ再生用クロック信号を生成し、そのデータ再生用クロック信号を元にして、再生信号SPUに様々な信号処理を施し、ディスク1に記録されていたデータを再生データとして出力端子20から出力すると共に、再生信号SPUに含まれるサブコード情報を抽出してサブコード情報信号を生成する。サブコード情報の中にはディスクのアドレス情報が含まれており、そのアドレス情報を元に再生やアクセスを行う。回転制御手段である再生駆動制御装置18は、デコーダ10に接続されて、サブコード情報に基づいて、ピックアップ6のトラバース移動、つまりディスク1の半径方向への移動を指示するトラバース強制送り信号を生成する。
【0006】
トラバースモータドライバ17は、サーボ制御装置9及び再生駆動制御装置18に接続されて、トラバース追従誤差信号とトラバース強制送り信号に基づいてトラバースモータ駆動信号を生成する。トラバースモータ7は、トラバースモータドライバ17に接続されて、ピックアップ6をトラバース方向に移動させる。ディスク1にはフレームと呼ばれる1ブロックにデータ列がまとめられて記録されており、そのフレーム先頭にフレーム同期信号と呼ばれるパターンが一定間隔で連続して記録されている。
【0007】
同期信号検出器11は再生時デコーダー内部でディスク1から読みとられた再生信号の中から、ディスクを一定の線速度で回転させるCLV制御に必要なフレーム同期信号成分を出力する。アクセス時は、トラッキング制御動作を外してトラバースモータを駆動するため、フレーム同期信号は検出できずピックアップからはディスクに記録されたクロック情報成分であるビット信号のみの検出になる。単位チャネルビット長をMとして、ディスクの全領域でチャネルビット幅はディスクの特性上3M〜11Mから構成されている。
【0008】
疑似同期信号検出器12は、チャネルビット幅の最短または最長パルスである3Mまたは11Mを第二の同期信号としての疑似同期信号として抽出する。3Mまたは11Mをディスクのどの位置であっても同じ長さになるようディスクを回転させれば、アクセス時には再生信号中のフレーム同期信号を検出しなくても、ラフなCLV制御を可能にすることができる。 切り換えスイッチ13はアクセス時には疑似同期信号検出器12からの疑似同期信号を選択し、再生時には同期信号検出器11からのフレーム同期信号を選択するスイッチであり、再生駆動制御装置18からの制御指令で、疑似同期信号又はフレーム同期信号のどちらかを選択する。
【0009】
基準クロック発生器14は、所定の周波数を有し、ディスクの線速度を決める基準クロック信号を出力する。再生信号SUPから抽出されたフレーム同期信号又は疑似同期信号と、予め設定された基準クロック信号は、共にCLV誤差検出器15に入力される。
【0010】
CLV誤差検出器15は、この二つのクロック信号の周波数を比較して、各クロックの差分をもとめて、CLV誤差信号を出力する。
スピンドルモータドライバ16は、CLV誤差検出器15の出力に接続されて、CLV誤差信号に基づいて、スピンドルモータ4を駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成する。スピンドルモータ4は、スピンドルモータドライバ16に接続されて、スピンドルモータ駆動信号によって駆動制御されてディスク1を所定の線速度一定になるよう回転させる。
【0011】
さらに、ディスク再生装置の全体の動作を制御する主制御装置19が設けられている。主制御装置19には、ユーザがディスク再生装置を操作するための入力手段が備えられている。
【0012】
以下に、このように構成された従来のディスク再生装置の再生時とアクセス時の動作を説明する。再生時に於いては、周知の通り、ピックアップ6より照射される光ビームをディスクの信号面に合焦させるフォーカッシング制御動作を行いながら、スピンドルモータ4を回転させ、ディスク1の回転速度が目標回転速度になると、ディスク1に記録されている記録トラックに光ビームを追従させるトラッキング制御動作を行い、ディスク1からの信号読み出し動作が開始される。
ピックアップ6はディスク1の信号を読み取り、デコーダ10内で生成された再生データの内、CLV制御に必要なフレーム同期信号を同期信号検出器11で抽出し、CLV誤差検出器15で基準クロック信号の周波数の比較を行い、周波数差が無くなるようにスピンドルモータ4を回転させることにより、再生時の線速度を一定に制御する。
【0013】
次に、ディスク1の読み取り領域が内周部から外周部に変わるアクセス時について述べる。例えば、ユーザーがディスク1の内周部に記録されている音楽を再生中に、突然外周部に記録されている音楽トラックを再生するようにディスク再生装置を操作したとする。このユーザーによる再生領域移動指示は主制御装置19を通して、次のようにして、ディスク再生装置に伝えられる。主制御装置19は、ユーザーの指定に対応する記録領域のトラックアドレスを算出して、再生駆動制御装置18に算出された移動目標アドレスを入力する。
【0014】
再生駆動制御装置18は、サブコード情報に基づいて、現在のアドレスと目標アドレスとを比較して、必要なトラバース移動を指示するトラバース強制送り信号をトラバースモータドライバ17に出力する。結果、トラバースモータ7を駆動させて、ピックアップ6をディスク1の内周部から外周部に向けて、目標記録トラック上に移動させる。
【0015】
アクセスによるトラバースモータ7の駆動中はトラッキング制御動作を外し、ピックアップ6からは、再生信号のフレーム同期信号の代わりとなる、ディスク1に記録されているビット幅Mの信号を疑似同期信号検出器12に出力する。アクセス時は切り換えスイッチ13を疑似同期信号検出器12の出力を選択するよう設定する。
【0016】
但しディスク1上に記録されているビット幅は3Mから11Mの間で記録されているので、疑似同期信号検出器12はサーボ制御装置9から出力された3Mから11Mまでの信号の内最短または最長の特定の周期である3M又は11Mを検出し、アクセス時の疑似同期信号として出力する。アクセス時の切り換えスイッチ13は疑似同期信号検出器12の出力を選択し、CLV誤差検出器15に出力する。
【0017】
ピックアップ6が内周部から外周部に移動中は、ディスクの回転速度が一定であれば内周部において検出された疑似同期信号である3M又は11Mのクロック周波数は外周部に移動するにつれてそのクロック周波数は高くなる。結果、疑似同期信号検出器12から出力されるクロック信号のクロック周波数は、基準クロック発生器のクロック周波数に比べて高くなっている。つまり、両クロック信号の差分に対応するCLV誤差検出器15の出力であるCLV誤差信号の値が大きくなる。
【0018】
スピンドルモータドライバ16は、CLV誤差信号の値が小さくなるように、最終的にはCLV誤差信号がゼロになるように、スピンドルモータ4を減速方向に駆動する。CLV誤差信号の値がゼロの時には、疑似同期信号のクロック周波数と基準クロックのクロック周波数が等しくなる。これは、そのときのピックアップ6のディスク1上での半径位置に於ける線速度が、基準クロック発生器11から出力される基準クロック信号に比例することを意味する。
【0019】
以上のようにして、ディスク1の再生信号を元に疑似同期信号検出器から出力されるクロック信号と基準クロック信号の周波数が一致するようにスピンドルモータを回転させることにより、アクセス時においては、フレーム同期信号を検出しなくても定常再生時と同じく線速度を一定にすることが可能になる。
【0020】
一方、上記CD等ディスク回転に供するスピンドルモータの回転損失は、図4に示す様にモータ軸に生ずる静的摩擦力(軸損τ1)と、ディスク回転における空気抵抗(風損τ2―τ1)が発生する。(風損τ2―τ1)は、回転数にほぼ比例する。従って、スピンドルモータの回転損失(τ2)は回転数が高速になるに従い大きくなる。このため従来CD等定速回転最大500rpm程度では損失は無視出来たが、高速回転になるに従い大きな抵抗となる。
【0021】
スピンドルモータ制御に関しては、CLV動作でサーボが掛かっており、サーボ領域動作ではサーボ動作によりこの損失は補正できるが、アクセス状態、ディスクの傷やRF信号のグレードが悪い場合など、トラッキング外れの状態では、スピンドルモータ制御をしない状態(フリーラン状態)にする場合がある。サーボ状態ではノイズなどを正規の信号と誤って判断し、暴走、逆転などに至る場合があるのを回避するためである。このときは、CLV誤差検出器15の出力は、スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22により、スピンドルモータドライバ16に入力されず、ディスク1は、慣性で回転することになる。このことによりノイズなどを正規の信号と誤って判断して制御することなく、再度トラックオンし、正常な再生状態に復帰することが出来る。
【0022】
高速状態でフリーランになった場合、軸損と風損により、急速にディスク回転数低下し、前記動作におけるアクセス終了後、スピンドルモータを所定の回転数に設定するのに時間を要しアクセスが遅くなる欠点があった。
【0023】
【特許文献1】
特開平7−29299号公報(第2頁、図4)
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のディスク高速回転領域における、ディスクの傷やRF信号の悪化による回避手段として、ディスクフリーランを設定した場合、スピンドルモータ回転の損失(軸損+風損)により回転数は低下する。再度トラックオンし、サーボ引き込みまでには、所定の回転数に達するまで時間を要する。
【0025】
本発明は、ディスク高速回転領域において、ディスクフリーランになった場合、スピンドルモータ回転損失(軸損+風損)を補正し、回転数を大きく低下させることなく、再度トラックオンし、サーボ引き込みまで、短時間で行えることを提供することを目的としてなされたものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のディスク再生装置は、フリーラン状態において、スピンドルモータドライバに軸損+風損を補正する電圧を加えるように構成したものである。
【0027】
さらに詳しくは、その第1の構成は、線速度一定でデータが記録されたディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、前記回転制御手段からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、フリーラン状態において前記同期信号または疑似同期信号から得られた同期信号周期に比例した電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する電圧印加手段とを備えたものである。
【0028】
第2の構成は、線速度一定でデータが記録されたディスクディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、前記回転制御手段による回転制御からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、フリーラン時にスピンドルモータの回転数に比例した電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する電圧印加手段とを備えたものである。
【0029】
第3の構成は、線速度一定でデータが記録されたディスクディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、前記回転制御手段からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、フリーラン時にディスク回転数を一定以上の値に設定する場合に、規定電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する再生駆動制御手段とを備えたものである。
【0030】
本発明はこれらの構成により、CD等のディスク再生装置において高速回転領域でアクセス時あるいはディスクの傷やRF信号の悪化により、回避手段としてディスクフリーランを設定した場合も、ディスク回転数を損失により大きく低下させることなく、(軸損+風損)を補正する電圧を加えることにより速やかな復帰が出来、安定した動作が得られるように作用する。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお既に図5を参照して説明した従来のディスク再生装置と共通の部分に関しては同一の符号を附して示すとともに、詳細な説明を省く。
【0032】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるディスク再生装置のブロック図を示す。図1において、電圧印加手段である同期信号周期対電圧変換器21は、切り換えスイッチ13より同期信号検出器11もしくは疑似同期信号検出器12から得られた信号から、同期信号の周期に比例した信号をスピンドルモータドライバ16に加える構成にしている。スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22は、アクセス時あるいは、ディスクの傷やRF信号の悪化により回避手段としてディスクフリーランに切り換える場合、CLV誤差検出器15の信号をスピンドルモータドライバ16から切り離す。
このように構成された本実施形態のディスク再生装置について、以下そのアクセス時の動作を説明する。
【0033】
例としてディスク1の読み取り領域が内周部から外周部に変わるアクセス時について述べる。例えば、ユーザーがディスク1の内周部に記録されている音楽を再生中に、突然外周部に記録されている音楽トラックを再生するようにディスク再生装置を操作したとする。主制御装置19は、ユーザーの指定に対応する記録領域のトラックアドレスを算出して、再生駆動制御装置18に算出された移動目標アドレスを入力する。再生駆動制御装置18は、サブコード情報に基づいて、現在のアドレスと目標アドレスとを比較して、必要なトラバース移動を指示するトラバース強制送り信号をトラバースモータドライバ17に出力する。結果、トラバースモータ7を駆動させて、ピックアップ6をディスク1の内周部から外周部に向けて、目標記録トラック上に移動させる。
【0034】
これと同時に再生駆動制御装置18は、スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22に指示して、CLV誤差検出器15の信号をスピンドルモータドライバ16から切り離してディスクフリーランに切り換える。
アクセスによるトラバースモータ7の駆動中はトラッキング制御動作を外し、ピックアップ6からは、再生信号のフレーム同期信号の代わりとなる、ディスク1に記録されているビット幅Mの信号を疑似同期信号検出器12に出力する。疑似同期信号検出器12はサーボ制御装置9から出力された3Mから11Mまでの信号の内最短または最長の特定の周期である3M又は11Mを検出し、アクセス時の疑似同期信号として出力する。アクセス時の切り換えスイッチ13は疑似同期信号検出器12の出力を選択し、同期信号周期対電圧変換器21に出力する。
【0035】
同期信号周期対電圧変換器21は、疑似同期信号周期に比例した電圧を発生して再生駆動制御装置18の指示によりスピンドルモータドライバ16に加える。スピンドルモータドライバー16に加える電圧は、通常速度ではディスク装置の対応している最も質量の軽いディスクのフリーラン回転数を、約500rpm以下に設定しておくのが経験上良好な結果となっている。なお、高速状態では、高倍速に応じてフリーラン回転数を高くもっていくのがよい。勿論サーボ状態においては、サーボループにスピンドルモータ4が入るため、この補正電圧はそれより十分大きいサーボゲインを持った構成では無視出来る値であり、影響はない。高速回転状態においてはフレーム同期信号は周期が短くなり、同期信号周期対電圧変換器21の出力の電圧も上昇する。ディスクフリーラン状態における補正電圧は高倍速になるに従い増加することになる。
【0036】
以上はアクセスの場合を説明したが、演奏中のディスクの傷やRF信号の悪化による回避手段として、ディスクフリーランを設定する場合も同様である。
【0037】
また、ここではフリーラン状態で、スピンドルモータ制御切り換えスイッチ22がCLV誤差検出器15の出力を遮断し、同期信号周期対電圧変換器21は切り換えスイッチ13の出力により発生した、疑似同期信号周期に比例した電圧を再生駆動制御装置18によりスピンドルモータドライバ16に引加するので、この一連の切り換えを切り換え手段とする。ここではスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15の出力を遮断するだけの動作であるが、再生駆動制御装置18の制御によりCLV誤差検出器15の出力か、同期信号周期対電圧変換器21の出力かを選択する構成でも差し支えない。
【0038】
以上のように本実施形態によれば、ディスクを高倍速で再生している場合において、アクセス時や、演奏中のディスクの傷やRF信号の悪化により、回避手段として、ディスクフリーランを設定した場合、同期信号周期対電圧変換器21の補正電圧によってスピンドルモータ回転の損失(軸損+風損)による回転数低下を防ぎ、再度トラックオンし、サーボ引き込みが完了するまで、回転数が落ちないことにより短時間で所定の回転数に復帰出来る。
【0039】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2におけるディスク再生装置のブロック図を示す。図2において実施の形態1の図1と異なる点として、アクセス時あるいは、ディスクの傷やRF信号の悪化により回避手段としてディスクフリーランに切り換える場合に、再生駆動制御装置18aの制御により、同期信号対電圧変換器21aは、スピンドルモータ4より得られたスピンドルモータ回転数に比例したパルス信号を補正電圧に変換し、スピンドルモータドライバ16に加えておく。
【0040】
アクセス時の動作は実施の形態1と同様であり、同期信号対電圧変換器21aの入力が切り換えスイッチ13の出力の代わりにスピンドルモータ4の出力となる点だけが異なっている。
【0041】
実施の形態1と同様に、ここではスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15の出力を遮断するだけの動作であるが、再生駆動制御装置18aの制御によりCLV誤差検出器15の出力か、同期信号周期対電圧変換器21aの出力かを選択する構成でも差し支えない。
【0042】
(実施の形態3)
図3は本発明の実施の形態3におけるディスク再生装置のブロック図を示す。実施の形態3においては実施の形態1および2と異なるのは、同期信号周期対電圧変換器がなく、代わりに再生駆動制御手段である再生駆動制御装置18bよりフリーラン時にディスク回転数を一定以上の値に設定する場合、スピンドルモータドライバ16に直接補正電圧を加える点である。。再生駆動制御装置18bでは予め高倍速の時で、かつフリーラン時の電圧を規定しておき、高倍速に設定した時、規定の電圧が加わる構成としたものである。フリーラン時には、補正電圧は厳密なコントロールは特に必要でないため、この構成でも十分対応可能である。
【0043】
実施の形態1、2と同様に、ここではスピンドルモータ制御切り換えスイッチ22はCLV誤差検出器15の出力を遮断するだけの動作であるが、再生駆動制御装置18bの制御によりCLV誤差検出器15の出力か、再生駆動制御装置18bの出力かを選択する構成でも差し支えない。
【0044】
なお、上記各実施形態では、ディスク再生装置について説明したが、ディスク記録装置、ディスク記録再生装置についても適用できることはいうまでもない。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明のディスク再生装置によれば、フリーラン時にスピンドルモータドライバに軸損+風損を補正する電圧を加えるように構成したことにより、高速再生時においてアクセス時に、あるいはディスクの傷や部分的なグレードの悪いRF信号等による不具合回避手段として、ディスクフリーランを設定した場合、スピンドルモータの回転損失(軸損+風損)による回転数低下を防ぎ、再度トラックオンし、サーボ引き込み完了まで、回転数が落ちないことにより短時間で復帰出来るという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるディスク再生装置のブロック図
【図2】本発明の実施の形態2におけるディスク再生装置のブロック図
【図3】本発明の実施の形態3におけるディスク再生装置のブロック図
【図4】スピンドルモータ損失と回転数との関係を示す図
【図5】従来のディスク再生装置のブロック図
【符号の説明】
1 ディスク
2 ターンテーブル
3 ディスククランパー
4 スピンドルモータ
5 スピンドルモータ回転軸
6 光ピックアップ
7 トラバースモータ
8 スライダ
9 サーボ制御装置
10 デコーダ
11 同期信号検出器
12 疑似同期信号検出器
13 切り換えスイッチ
14 基準クロック発生器
15 CLV誤差検出器
16 スピンドルモータドライバ
17 トラバースモータドライバ
18,18a、18b 再生駆動制御装置
19 主制御装置
20 出力端子
21,21a 同期信号周期対電圧変換器
22 スピンドルモータ制御切り換えスイッチ
Claims (3)
- 線速度一定でデータが記録されたディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、
前記回転制御手段からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、
スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、
フリーラン状態において前記同期信号または疑似同期信号から得られた同期信号周期に比例した電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴とするディスク再生装置。 - 線速度一定でデータが記録されたディスクディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、
前記回転制御手段による回転制御からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、
スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、
フリーラン時にスピンドルモータの回転数に比例した電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴とするディスク再生装置。 - 線速度一定でデータが記録されたディスクディスクから再生された同期信号または疑似同期信号と基準クロックとを比較しながらディスクを回転制御する回転制御手段と、
前記回転制御手段からディスク慣性回転状態のフリーランに切り換える切り換え手段と、
スピンドルモータを駆動するスピンドルモータ駆動信号を生成するスピンドルモータドライバと、
フリーラン時にディスク回転数を一定以上の値に設定する場合に、規定電圧を前記スピンドルモータドライバに印加する再生駆動制御手段とを備えたことを特徴とするディスク再生装置。
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006351109A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ディスク信号処理装置及び光ディスク再生装置 |
-
2003
- 2003-05-13 JP JP2003134081A patent/JP2004342142A/ja active Pending
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JP2006351109A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ディスク信号処理装置及び光ディスク再生装置 |
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