JP2005293714A

JP2005293714A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2005293714A
Application number: JP2004106944A
Authority: JP
Inventors: Riku Umibe; 陸海部; Koji Fujiyama; 晃治藤山; Tomomi Wakasugi; 友美若杉
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】ユーザが、サンプル値制御のサンプリング周波数を下げて、消費電力を低減することが出来、サンプリング周波数を下げても、ピックアップの追従性能の劣化を最小限に抑制することが出来る光ディスク装置の提供。
【解決手段】光ディスクのフォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御により実行する光ディスク装置。サンプル値制御のサンプリング周波数を外部から切換える為のスイッチ（Ｓ２）と、スイッチ（Ｓ２）の切換え状態に応じて、サンプリング周波数を切換える切換手段（Ｓ４，１２）とを備える構成である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＤ，ＭＤ，ＤＶＤ等の光ディスクのフォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御により実行する光ディスク装置に関するものである。

光ディスク装置では、光ディスクのフォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御（ディジタル制御）で行っており、ピックアップの追従性能は、エラー信号（偏差）をサンプリングする速さ（周波数）に比例すると考えられるが、従来は、サンプリング周波数を４４．１ｋＨｚで一定にしている。その為、振動が強い場合でも弱い場合でも、常に高いピックアップの追従性能を保ち、音飛び及び追従不能が起きることはなかった。
しかし、ユーザが乗車中などで静止しているときには、歩行中などの移動時に比べて、それほど高い追従性能は不要である。

また、最近のディジタル制御理論では、サンプリング周波数を積極的に考慮に入れて設計することにより、最適な制御系を構築する「サンプル値制御（Sampled Data Control）理論」が、非特許文献１に記載されている。このサンプル点間の応答を考慮した新しいディジタル制御理論では、アクチュエータのディジタル動作（特に位相の遅れ）を考慮に入れて制御系を設計する為、サンプリング周波数に大きく左右されることなく、良好な性能を引き出すことが可能である。
特許第３４３１８３０号公報システム制御情報学会編荒木光彦著「ディジタル制御理論入門」朝倉書店２００２年１０月１０日初版第１０刷

光ディスク装置では、上述したサンプリング周波数を高く設定出来れば、非常に精度が良い制御系を構築出来る。しかし、高速及び高品質のクロックを発生させる必要性から、ハードウェアへの影響が大きくなり、消費電力の増大を招くことになる。逆に、サンプリング周波数を低く設定すれば、ハードウェアへの影響は小さくなり、消費電力を減らすことが出来るが、十分な追従性能は得られず、静止時でも音飛びが発生するほど、追従性能が劣化してしまう虞があるという問題がある。

特許文献１には、複数チャネルの信号を処理する場合に、チャネル毎にサンプリング周波数の設定を行って低消費電力を目指しつつ性能の向上を図った光ディスク装置が開示されている。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、ユーザが、サンプル値制御のサンプリング周波数を下げて、消費電力を低減することが出来、サンプリング周波数を下げても、ピックアップの追従性能の劣化を最小限に抑制することが出来る光ディスク装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る光ディスク装置は、光ディスクのフォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御により実行する光ディスク装置において、前記サンプル値制御のサンプリング周波数を外部から切換える為のスイッチと、該スイッチの切換え状態に応じて、前記サンプリング周波数を切換える切換手段とを備えることを特徴とする。

この光ディスク装置では、光ディスクのフォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御により実行する。切換手段は、サンプル値制御のサンプリング周波数を外部から切換える為のスイッチの切換え状態に応じて、サンプリング周波数を切換える。
また、フォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御により実行する制御装置を、上述した非特許文献１に記載されている「サンプル値制御理論」に基づき設計しているので、切換手段が切換えるサンプリング周波数を、ピックアップへの追従性能を維持しながら、最高周波数より低い周波数へ切換えることが可能になっている。

第２発明に係る光ディスク装置は、前記切換手段は、前記サンプリング周波数の最高周波数と、該最高周波数の１／２又は１／４とに切換えるべくなしてあることを特徴とする。

この光ディスク装置では、切換手段は、サンプリング周波数の最高周波数と、最高周波数の１／２又は１／４とに切換える。
また、フォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御により実行する制御装置を、上述した非特許文献１に記載されている「サンプル値制御理論」に基づき設計しているので、切換手段が切換えるサンプリング周波数を、ピックアップへの追従性能を維持しながら、最高周波数の１／２又は１／４に切換えることが可能になっている。

第１，２発明に係る光ディスク装置によれば、ユーザが、サンプル値制御のサンプリング周波数を下げて、消費電力を低減することが出来、サンプリング周波数を下げても、ピックアップの追従性能の劣化を最小限に抑制することが出来る光ディスク装置を実現することが出来る。

以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る光ディスク装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。この光ディスク装置は、記録／再生可能なミニディスク装置１であり、ミニディスク１１を収納した方形平板状のカートリッジ１２がミニディスク装置１に装填された状態で、カートリッジ１２の両面のシャッターが開き、ミニディスク１１の一方の面から光ピックアップ１５が対物レンズ１４を通じて読取りを行い、記録するときには、ミニディスク１１の他方の面に磁気ヘッド１９による磁界が掛けられる。

ミニディスク１１は、スピンドルモータ１３により所定の一定線速度となるように回転駆動され、光ピックアップ１５は、送りモータ１６により駆動されミニディスク１１の半径方向に移動する。磁気ヘッド１９は、記録時にヘッド駆動部２０により駆動されミニディスク１１の半径方向に移動し、光ピックアップ１５と共に同一のトラックを両面から挟み込むように位置制御される。

スピンドルモータ１３、光ピックアップ１５及び送りモータ１６は、サーボ制御部１７によりそれぞれ駆動制御される。
また、サーボ制御部１７は、非特許文献１に記載されている最近の「サンプル値制御理論」に基づき設計されたトラッキング制御部３２及びフォーカス制御部３３を備えている。トラッキング制御部３２及びフォーカス制御部３３は、光ピックアップ１５が内蔵するそれぞれのアクチュエータを、４４．１ｋＨｚと２２．０ｋＨｚに、又は４４．１ｋＨｚと１１．０ｋＨｚに切換えられたサンプリング周波数でサンプル値制御（ディジタル制御）する。

光ピックアップ１５が検出した信号は、ＲＦ（Radio Frequency ）アンプ２２へ送られ増幅される。ＲＦアンプ２２により増幅された信号の内、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、サーボ制御部１７に送られ、フォーカス制御部３３及びトラッキング制御部３２に与えられる。
フォーカス制御部３３は、後述するシステムコントローラ１８から追従目標値である光ディスクの面ぶれ成分信号を与えられ、ＲＦアンプ２２から与えられるフォーカスエラー信号とに基づき、上述したサンプル値制御を実行する。
トラッキング制御部３２は、システムコントローラ１８から追従目標値である偏心成分信号を与えられ、ＲＦアンプ２２から与えられるトラッキングエラー信号とに基づき、上述したサンプル値制御を実行する。

ＲＦアンプ２２により増幅された信号の内、アドレス信号は、アドレスデコーダ２１に送られて復号され、エンコーダ／デコーダ２３に与えられる。
エンコーダ／デコーダ２３へ送られ復号されたアドレス信号は、ヘッド駆動部２０による磁気ヘッド１９の位置制御に使用され、また、システムコントローラ１８に送られ、サーボ制御部１７によるスピンドルモータ１３、光ピックアップ１５及び送りモータ１６の駆動制御等に使用される。

ＲＦアンプ２２により増幅された信号の内のデータ信号は、エンコーダ／デコーダ２３に送られて復号され、耐振用メモリコントローラ２４を通じてＤＲＡＭ２５（Dynamic Random Access Memory）に送られる。ＤＲＡＭ２５に送られたデータは、一旦記憶された後、耐振用メモリコントローラ２４を通じて、音声圧縮エンコーダ／デコーダ２６に送られ、音声圧縮前の音声データに復号され、Ｄ／Ａ変換器２８を通じて出力される。

Ａ／Ｄ変換器２７を通じて入力された音声データは、音声圧縮エンコーダ／デコーダ２６により音声圧縮されてコード化され、耐振用メモリコントローラ２４を通じて、ＤＲＡＭ２５に送られる。ＤＲＡＭ２５に送られたデータは、一旦記憶された後、耐振用メモリコントローラ２４を通じて、エンコーダ／デコーダ２３に送られてコード化され、磁気ヘッド１９及び光ピックアップ１５によりミニディスク１１に記録される。

耐振用メモリコントローラ２４及びＤＲＡＭ２５は、ＤＲＡＭ２５への記憶に要する時間及びＤＲＡＭ２５からの読出しに要する時間の差を利用して、振動等による音飛びを防止する。
システムコントローラ１８は、表示部２９、時計回路３０及び操作部３１と接続され、サーボ制御部１７、エンコーダ／デコーダ２３及び耐振用メモリコントローラ２４の動作制御を行うと共に、操作部３１による操作等に応じて、指定された情報を表示部２９に表示させる。
操作部３１には、ユーザが、上述したサンプリング周波数を、４４．１ｋＨｚと２２．０ｋＨｚに、又は４４．１ｋＨｚと１１．０ｋＨｚに、外部から切換える為の切換スイッチ３４が設けられている。

以下に、このような構成のミニディスク装置１のシステムコントローラ１８のサンプリング周波数の切換え処理を、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
システムコントローラ１８は、切換スイッチ３４が４４．１ｋＨｚ側に切換えられているか否かを判定する（Ｓ２）。４４．１ｋＨｚ側に切換えられていれば、サーボ制御部１７にクロック周波数を４４．１ｋＨｚとさせ（Ｓ１２）、トラッキングエラー信号を４４．１ｋＨｚでサンプリングさせ（Ｓ１４）、トラッキング制御部３２に与えさせる（Ｓ８）。

システムコントローラ１８は、切換スイッチ３４が４４．１ｋＨｚ側に切換えられていなければ（Ｓ２）、サーボ制御部１７にクロック周波数を１１ｋＨｚ（又は２２ｋＨｚ）とさせ（Ｓ４）、トラッキングエラー信号を１１ｋＨｚでサンプリングさせ（Ｓ６）、トラッキング制御部３２に与えさせる（Ｓ８）。

システムコントローラ１８は、サーボ制御部１７にサンプリングさせたトラッキングエラー信号を、トラッキング制御部３２に与えさせた（Ｓ８）後は、ミニディスク１１を再生中か否かを判定し（Ｓ１０）、再生中であれば、切換スイッチ３４が４４．１ｋＨｚ側に切換えられているか否かを判定する（Ｓ２）。再生中でなければ（Ｓ１０）、サンプリング周波数の切換え処理を終了する。尚、上述した動作は、トラッキング制御に関するものであるが、フォーカス制御に関する動作も同様である。

ユーザが、図３（ｂ）の説明図に示すように、椅子に座っていたり、乗り物に乗っていたりして、静止した状態でミニディスク装置１を聴く場合、振動の発生は少ない。このように振動の発生が少ない場合には、ユーザが、切換スイッチ３４によりサンプリング周波数を１１ｋＨｚに切換えて電力消費量を抑制する。但し、振動が少なくても、従来の設計手法で設計した制御系でサンプリング周波数を下げると、ピックアップへの追従性能の劣化が生じ、音飛び及び追従不能が起きる。
そこで、上述した「サンプル値制御理論」を用いて設計したサーボ制御系（トラッキング制御部３２、フォーカス制御部３３）を用いることにより、追従性能の劣化を最小限に抑制し、音飛び及び追従不能を防止することが可能になった。

ユーザが、図３（ａ）の説明図に示すように、歩行中等で移動している場合は、強い振動が生じる為、静止している場合より高い追従性能が必要である。従って、このような場合には、ユーザが、切換スイッチ３４によりサンプリング周波数を従来と同じ４４．１ｋＨｚに切換えることにより、フォーカス制御及びトラッキング制御の追従性能を従来通りとする。このように、サンプリング周波数を切換える機能により、省電力化を実現することが出来、同じ容量の乾電池又は１回の充電による使用可能時間を従来より延ばすことが出来る。

本発明に係る光ディスク装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。本発明に係る光ディスク装置のシステムコントローラのサンプリング周波数の切換え処理を示すフローチャートである。本発明に係る光ディスク装置の使用形態を示す説明図である。

符号の説明

１ミニディスク装置
１１ミニディスク
１３スピンドルモータ
１４対物レンズ
１５光ピックアップ
１６送りモータ
１７サーボ制御部（切換手段）
１８システムコントローラ
１９磁気ヘッド
３２トラッキング制御部
３３フォーカス制御部
３４切換スイッチ

Claims

光ディスクのフォーカス制御及びトラッキング制御をサンプル値制御により実行する光ディスク装置において、
前記サンプル値制御のサンプリング周波数を外部から切換える為のスイッチと、該スイッチの切換え状態に応じて、前記サンプリング周波数を切換える切換手段とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
前記切換手段は、前記サンプリング周波数の最高周波数と、該最高周波数の１／２又は１／４とに切換えるべくなしてある請求項１記載の光ディスク装置。