JP2006309882A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、光ピックアップに傾きがあっても、高速にアクセスすることができ、また内周壁にぶつかっても雑音の発生を抑えることができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光ディスク１に情報の記録または再生を行う光ピックアップの高速アクセスを行うため光ピックアップに加速度検知手段を備え、加速度検知手段は移動方向の加速度と、光ピックアップの傾きを検知し、検知した光ピックアップの傾き情報を基に、光ピックアップのトラッキング方向およびアクチュエータの移動速度を制御する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ等の光源を用いて光学的に記録媒体上に情報を記録する、もしくは記録媒体上の情報を再生する光学式記録再生装置（光ディスク装置）に好適に利用され、特に光ビームを所望のトラックに高速にアクセスするための光ディスク装置に関するものである。

レーザ等の光源を用いて光メディアに光学的に信号を記録再生する光ディスク装置の光学的記録媒体として、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどさまざまな記録メディアが開発されてきている。記録メディアはＣＤからＤＶＤへと記録容量が増大してきておりさらに高密度の記録媒体へ開発が進んでおり、これらの高密度記録化とともに高速のアクセスが望まれ、記録速度も高速化が図られてきている。

一般に光ディスク装置は、円盤状の光ディスクに対しレーザ光を照射して反射光から情報を読み出す光学ピックアップと、光学ピックアップを光ディスクの径方向に移動させるトラバースモータと、光ディスクを回転させるスピンドルモータと、などで構成される。

光学ピックアップは、レーザ光を発する光源と、光ディスクの回転軸方向および径方向に移動し得るようにバネなどで支持された対物レンズと、この対物レンズを回転軸方向および径方向に移動するアクチュエータと、反射光を分割し電気信号に変換するフォトディテクタと、などで構成される。

このような光ディスク装置では、光ディスクを回転させながら、フォーカスサーボとトラッキングサーボを同時に行うことで、光ディスク上の情報トラックに記録されたデータを再生する。フォーカスサーボは、対物レンズを光ディスクに対して垂直方向に移動させて、合焦点を光ディスクの反射面にあわせる制御を行う。トラッキングサーボは、フォーカスサーボをオンした後に行い、対物レンズを光ディスクの径方向に移動させて、光スポットが情報トラックに追従するように制御する。

また、これらの光ディスク装置では、同一平面上に情報トラックが並んでいるという特徴を生かし、光スポットを径方向に移動させ所望の情報を検索するという、いわゆる高速ランダムアクセスが重要な機能の一つとなっている。高速ランダムアクセスを行う際、光スポットが横切る情報トラックの本数、いわゆるアクセス本数が数十本程度であれば、光学ピックアップ内の対物レンズの移動のみでアクセスを行うことが可能である。しかし、たとえば、数百本以上になると、光学ピックアップ内で対物レンズが移動できる範囲以上の光スポットの移動が必要となり、光学ピックアップそのものを移動させるトラバース移動を行うことが必要となる。

光ピックアップのトラバース駆動をあげたり、光ピックアップのアクチュエータ駆動をあげたりするのに加速度センサを用い加速度センサの出力をもとに速度制御を図ることができる。

この分野の先行例としては、（特許文献１）等がある。
特開平８−２３５６０１号公報

しかしながら、加速度センサによってトラバースの駆動力をあげ速度を早く制御し高速アクセスを図っていくと、光ピックアップがアクセス方向に傾きを有するときは、所望の加速度に加えて重力加速度成分の加速度が加わった加速度センサの出力で制御することになり、内周側へ移動したときに内周壁にメカ装置と連続してぶつかり接触音が発生し雑音となることがある。また、光ピックアップのトラバース移動の際にも光ピックアップがアクセス方向に傾きを有するときは、重力加速度成分の加速度が加わった加速度センサの出力で制御することになり、光ピックアップの移動速度が光ピックアップの傾きで変動することがある。

従って本発明に於いては、光ピックアップに傾きがあっても、高速にアクセスすることができ、また内周壁にぶつかっても雑音の発生を抑えることができる光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光ディスクに対して情報の記録又は再生の少なくとも一方を行う光ピックアップと、前記光ピックアップの出力をもとにトラッキングエラー信号を検出する手段と、前記光ピックアップを光ディスクの半径方向に移動する光ピックアップ移動手段と、を有する光ディスク装置であって、前記光ディスク装置は、前記光ピックアップに加速度検知手段を備え、前記加速度検知手段は、光ピックアップの傾きを検知し、検知した前記光ピックアップの傾き情報を基に光ピックアップのトラッキング方向移動速度を制御することを特徴とする光ディスク装置である。

本発明は上記構成により、光ピックアップに傾きがあっても、目標位置まで光ピックアップを高速にアクセスすることができ、また内周側へ移動する際に内周壁にぶつかっても接触音が繰り返し発生することがなく雑音の発生を抑えることができる。

請求項１記載の発明は、光ディスクに光ビームを照射する集光手段と、集光手段により収束された光ビームを記録媒体上のトラックを横切る方向に移動させる移動手段と、移動手段の移動加速度を検知する手段と、移動加速度をもとにフィード送り駆動加速度を算出する手段と、を有し、移動手段の移動停止時に検知した傾き加速度と、検知した移動手段の移動加速度を基に光ビームのトラッキング方向フィード移動速度を制御することを特徴とする光ディスク装置であり、この構成によって、光ピックアップに傾きがあっても最適なトラバースの駆動力を求めることができるようになる。

請求項２記載の発明は、光ディスクに光ビームを照射する集光手段と、集光手段により収束された光ビームを記録媒体上のトラックを横切る方向に移動させる移動手段と、移動手段の移動加速度を検知する手段と、移動加速度をもとにアクチュエータ駆動加速度を算出する手段と、を有し、移動手段の移動停止時に検知した傾き加速度と、検知した移動手段の移動加速度を基に光ビームのトラッキング方向アクチュエータ移動速度を制御することを特徴とする光ディスク装置であり、この構成によって、光ピックアップに傾きがあっても最適なトラッキング制御とするアクチュエータの駆動力を求めることができるようになる。

請求項３記載の発明は、加速度検出手段は、加速度センサを用いたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ディスク装置であり、加速度センサの出力であるデューティ比をもとに光ディスクの移動方向の加速度や、光ピックアップの移動していないときの加速度検出により光ピックアップの傾きを算出することができるようになる。

請求項４記載の発明は、光ディスク装置は、移動手段の移動経過時間を検出する検出手段を有し、移動手段の移動停止時に検出した傾き加速度と検知した移動手段の加速度とより移動距離算出手段にて移動距離を算出し、所定の経過時間を判別して目標位置に光ビームを移動させることを特徴とする請求項１から３いずれか１に記載の光ディスク装置であり、光ディスクの傾きによる駆動加速度への影響をなくすことができるので、安定した高速アクセスをすることができるようになる。

請求項５記載の発明は、移動手段が内周方向へ移動する際に、移動手段が移動していないときの加速度センサからの情報を基に傾き加速度を検出し、内周側移動時の加速度センサの出力から、傾き加速度を減じた加速度が閾値を越えたらフィード送りを停止することを特徴とする請求項１から請求項４記載のいずれか１記載の光ディスク装置であり、衝撃音や雑音の発生を低減できるようになる。

請求項６記載の発明は、光ピックアップの加速度検出手段と、光ピックアップの傾き加速度を検出する手段と、検出加速度および傾き加速度からフィード送り駆動量加速度算出手段と、タイマー部を有し、タイマー経過時間と駆動加速度より移動量を算出し、目標位置まで光ピックアップを移動させることを特徴とする光ディスク装置であり、この構成により、光ディスクのトラッキングエラー検出なしに目標位置までの移動ができるようになるので高速アクセスが出来るようになる。

請求項７記載の発明は、光ディスクに光ビームを照射する集光手段と、集光手段により収束された光ビームを記録媒体上のトラックを横切る方向に移動させる少なくとも１の移動手段と、少なくとも１の移動手段の移動加速度を検知する手段と、移動加速度をもとにフィード送り駆動加速度を算出する手段を有する光ディスク装置に於いて、移動手段の移動停止時に検知した傾き加速度と移動手段の移動時に検知した移動加速度より駆動加速度を算出し、駆動加速度を累計して移動手段の速度を算出し、速度を累計して移動手段の移動量を算出し、移動量より移動手段の位置を算出し、タイマー部で検出した経過時間と移動手段の位置より目標位置に光ピックアップを移動させることを特徴とする光ディスク装置であり、光ディスクの傾きに影響せず高速なアクセスを実現できるようになる。

請求項８記載の発明は、光ピックアップが内周方向へ移動する際に、光ピックアップが移動していないときの加速度センサからの情報を基に光ピックアップの傾き加速度を検出し、内周側移動時の加速度センサの測定加速度から、傾き加速度を減じた駆動加速度を算出し、駆動加速度が所定の閾値を越えたらフィード送りを停止することを特徴とする光ディスク装置の駆動制御方法であり、この方法によれば、加速度が閾値を越えた場合、たとえば内周壁にぶつかったりした場合に容易に移動を停止することができるので、衝撃音や雑音の発生を低減できるようになる。

請求項９記載の発明は、光ピックアップが移動していない時の傾き加速度を検出し、光ピックアップの移動時の加速度を検出し、検出加速度および傾き加速度からフィード送り駆動加速度を算出し、タイマー経過時間と駆動加速度より移動量を算出し、目標位置まで光ピックアップを移動させることを特徴とする光ディスク装置の駆動制御方法であり、この方法により、光ディスクのトラッキングエラー検出なしに目標位置までの移動ができるようになるので高速アクセスが出来るようになる。

請求項１０記載の発明は、傾き加速度は、重力加速度の移動方向成分であることを特徴とする請求項１から請求項７記載のいずれか１項に記載の光ディスク装置であり、重力加速度の影響による成分をなくして、駆動加速度を求めることが出来るようになる。

請求項１１記載の発明は、傾き加速度は、重力加速度の移動方向成分であることを特徴とする請求項８または請求項９記載の光ディスク装置の駆動制御方法であって、重力加速度の影響による成分をなくして、駆動加速度を求めることが出来るようになる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１における光ディスク装置の外観図である。図１において、１は光ディスク、２はターンテーブル、３はディスクモータ、４は光ピックアップモジュール（ＰＵＭ）ストッパ、５はフィードモータ、６は光ピックアップモジュール（ＰＵＭ）、７は対物レンズ、８は加速度センサ、９は加速度センサのデューティ検出部、10はフィード送り制御部、１１はＣＰＵ部、１２はスクリューシャフト、１３はタイマー部、１４は光ピックアップのアクチュエータ部である。

光ディスク１にはＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷなど含まれ、光ディスク装置１０１はこれら光ディスク１の１種類もしくは数種類に対応可能なものが含まれる。光ディスク１は、ターンテーブル２に取り付けられ、ターンテーブル２に連結されたディスクモータ３によって回転駆動されるようになっている。

光ピックアップモジュール（ＰＵＭ）６は、光ディスク１の円周状または螺旋状の記録または再生するトラック位置に向けディスクの半径方向に移動できるようになっている。また、光ピックアップモジュール（ＰＵＭ）６には、光ディスク１に情報を書き込んだり、光ディスク１の情報を読み込んだりするために光ピックアップ（図示せず）が備えられており、光ピックアップのレーザ光源は、対物レンズ７によって光ディスク１に照射され、情報の記録および再生ができる様になっている。

加速度センサ８は、ＰＵＭ６の上もしくはアクチュエータ部１４に固定され、光ディスク１の径方向への移動加速度を検出できるようになっている。

加速度センサ８の出力はデューティ検出部９で検出され、検出されたデューティ比をもとにＣＰＵ部１１で演算されて加速度が求められるとともに位置が演算され、演算結果はフィード送り制御部１０に送られフィードモータ５を制御する。なお、加速度センサ８は、重力の加速度ｇも検知して出力する。光ディスク１はターンテーブル２に固定され、ディスクモータ３の回転とともに回転するが、光ディスク１は、偏芯成分を有しており、この偏芯に追従するようにトラッキング制御を行っている。

トラッキングサーボにより対物レンズ７を光ディスク１の偏心に追従させるには、光ピックアップを光ディスク１の半径方向にトラック移動に合わせて移動させているが、移動距離が大きいときには、ＰＵＭ６全体を移動し、細かいトラッキング調整ではアクチュエータ部１４で移動している。

タイマー部１３は、光ピックアップの移動時間経過を測定する。

図２は、本発明の実施の形態１に係わるＰＵＭ６に固定された加速度センサ８示す図である。以下、図２に従って加速度センサ８によるＰＵＭ６の傾きの検知原理に関して説明をする。

図２（ａ）に示すようにＰＵＭ６が鉛直に対して９０°の傾きであれば、重力加速度ｇが鉛直方向に下向きに働き、加速度センサ８の検出方向には、加速度０となる。

図２（ｂ）に示すように、ＰＵＭ６に傾きθがあれば加速度センサ８の検出方向に対しては、重力加速度の分解成分がかかることになる。この傾き加速度成分ＡＧは、
ＡＧ＝ｇ×ｓｉｎθ
となる。従って、ＰＵＭ６に傾きがあれば、加速度センサ８の出力には傾き加速度成分ＡＧが掛かることになる。

また、逆にこの加速度センサ８の出力ＡＧにより、ＰＵＭ６の傾きを求めることもできる。加速度センサ８が２軸の加速度センサ８であれば、Ｘ軸、Ｙ軸の２軸で傾きを検出できるので、ＰＵＭ６のＸ−Ｙ面としての傾きを検出することが可能である。

図３は、本発明の実施の形態に係わる加速度センサの出力信号の波形図である。

図３のように加速度センサ８の出力信号は、ｈｉｇｈレベルの時間Ｔ１とｌｏｗレベルの時間Ｔ２で構成されている。

傾きθがない場合（θ＝０）では、加速度センサ８の出力のデューティ比Ｄは、
Ｔ１＝Ｔ２であるので、
Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２とすると、
Ｄ＝Ｔ１／Ｔ×１００＝５０％
となる。

これらのデューティ比より、加速度Ｇを求めるには、例えば、加速度センサの出力Ｔ１が1ｇの変化で１２．５％変化するタイプの加速度センサでは、加速度Ｇは、
加速度Ｇ＝（（Ｔ１／Ｔ）−０．５）／０．１２５
として求めることができる。

前述のように、光ピックアップに傾きがあれば、加速度センサ８は重力加速度の傾き成分である傾き加速度成分ＡＧを含めた加速度を出力するので、実際の駆動する加速度に対して移動方向に傾き加速度成分ＡＧが加わっていれば実際の駆動加速度は、傾き加速度成分ＡＧだけ加わった値で出力される。従って本発明の構成では、これらの傾き加速度成分ＡＧの影響を減じて駆動加速度を求めることにより、この駆動加速度をもとに光ピックアップの移動を行う構成としている。

また、フィード制御時に、例えばＰＵＭ６を内周側へ高速でアクセスし、高速のアクセスによって内周壁にぶつかっても、ぶつかった加速度を所定の閾値と比較し閾値より大きかったらフィード送りを停止することができるようにしているので、何度も内周壁に繰り返しぶつからず、従って騒音の発生が無くなる。

以下本発明の制御手順についてフローチャートをもとに説明する。

図４は、本発明の実施の形態１に係るフィード送制御でのフローチャートである。図４に於いて、フィード送制御では、内周壁にぶつかるかどうかを検知している。

フィード送り機構部が、内周方向へ移動する際に、加速度センサ８の出力のデューティ比からフィード送り方向の傾きによって生ずる傾き加速度を求める（Ｓ４０１）。フィード送り制御部に内周方向へフィード送りさせ（Ｓ４０２）、加速度センサ６の出力からデューティ比を読み取り、傾き加速度を差し引いて駆動加速度を求める（Ｓ４０３）。

駆動加速度が閾値を超えたかどうか判断し（Ｓ４０４）、閾値を超えていなかったら、検出を続ける。

もし、駆動加速度が閾値を超えたら、フィード送り制御部にフィード送りを停止させる（Ｓ４０５）。

図５は、本発明の実施の形態１に係るＰＵＭ６の移動制御のフローチャートである。

加速度センサ８の出力からのデューティ比から、フィード送り方向の傾きによって生じる傾き加速度を求める（Ｓ５０１）。測定した傾き加速度から、フィード送りに印加する補正駆動量を求める（Ｓ５０２）。

ＰＵＭ６の現在位置と目標位置との差から、フィード送り制御部へ内周移動または外周移動の指示を出し、フィード送り制御に印加する駆動値を補正駆動量で補正する（Ｓ５０３）。

タイマー部１３から経過時間を読み取る（Ｓ５０４）。所定の時間が経過したかどうかを判断し（Ｓ５０５）、一定の時間が経過したら、デューティ部からデューティ比を読み取り、加速度センサに加わった加速度を読み取る（Ｓ５０６）。測定した加速度から、傾き加速度を差し引いた駆動加速度を求め、駆動加速度を累計することで、速度を算出し、速度を累計することで位置を求める（Ｓ５０７）。目標位置までＰＵＭ６が移動したかどうかを判定し（Ｓ５０８）、目標位置までＰＵＭ６が移動したら、フィード送り制御を終了する（Ｓ５０９）。目標位置まで移動していなかったら、繰り返す。

なお、本発明の実施の形態では、フィード送りの検出に加速度センサの出力をもとに傾き加速度を検出してフィード制御を行う構成にてのべたが、アクチュエータ可動方向の制御に関しても効果があることは言うまでもない。

また、ＰＵＭ６とアクチュエータ可動部の両者に加速度センサを備えた構成にし、それぞれを速度制御を行う構成としてもよい。

本発明は、光ピックアップのフィード制御において、加速度センサを備えて加速度センサの駆動加速度により高速アクセスを図る際に、光ピックアップの傾きによる重力加速度の成分をなくすことができるので、より効率よく高速にアクセスを実現することができ、光ディスクに対して情報の記録又は再生の少なくとも一方を行なう光ディスク装置などに適応可能である。

本発明の実施の形態１における光ディスク装置の外観図 本発明の実施の形態１に係わるＰＵＭに固定された加速度センサを示す図 本発明の実施の形態１に係わる加速度センサの出力信号の波形図 本発明の実施の形態１に係るフィード送制御でのフローチャート 本発明の実施の形態１に係るＰＵＭの移動制御のフローチャート

符号の説明

１ 光ディスク
２ ターンテーブル
３ ディスクモータ
４ 光ピックアップモジュール（ＰＵＭ）ストッパ
５ フィードモータ
６ 光ピックアップモジュール（ＰＵＭ）
７ 対物レンズ
８ 加速度センサ
９ 加速度センサのデューティ検出部
１０ フィード送り制御部
１１ ＣＰＵ部
１２ スクリューシャフト
１３ タイマー部
１４ アクチュエータ部

Claims (11)

1. 光ディスクに光ビームを照射する集光手段と、
   前記集光手段により収束された光ビームを記録媒体上のトラックを横切る方向に移動させる移動手段と、
   前記移動手段の移動加速度を検知する手段と、
   前記移動加速度をもとにフィード送り駆動加速度を算出する手段と、を有し、
   前記移動手段の移動停止時に検知した傾き加速度と、前記検知した移動手段の移動加速度を基に前記光ビームのトラッキング方向フィード移動速度を制御することを特徴とする光ディスク装置。
2. 光ディスクに光ビームを照射する集光手段と、
   前記集光手段により収束された光ビームを記録媒体上のトラックを横切る方向に移動させる移動手段と、
   前記移動手段の移動加速度を検知する手段と、
   前記移動加速度をもとにアクチュエータ駆動加速度を算出する手段と、を有し、
   前記移動手段の移動停止時に検知した傾き加速度と、前記検知した移動手段の移動加速度を基に前記光ビームのトラッキング方向アクチュエータ移動速度を制御することを特徴とする光ディスク装置。
3. 前記加速度検出手段は、加速度センサを用いたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ディスク装置。
4. 前記光ディスク装置は、前記移動手段の移動経過時間を検出する検出手段を有し、
   前記移動手段の移動停止時に検出した傾き加速度と前記検知した移動手段の加速度とより移動距離算出手段にて移動距離を算出し、所定の経過時間を判別して目標位置に前記光ビームを移動させることを特徴とする請求項１から３いずれか１に記載の光ディスク装置。
5. 前記移動手段が内周方向へ移動する際に、前記移動手段が移動していないときの加速度センサからの情報を基に傾き加速度を検出し、内周側移動時の加速度センサの出力から、前記傾き加速度を減じた加速度が閾値を越えたらフィード送りを停止することを特徴とする請求項１から請求項４記載のいずれか１記載の光ディスク装置。
6. 光ピックアップの加速度検出手段と、
   光ピックアップの傾き加速度を検出する手段と、
   検出加速度および傾き加速度からフィード送り駆動量加速度算出手段と、
   タイマー部を有し、
   タイマー経過時間と前記駆動加速度より移動量を算出し、目標位置まで光ピックアップを移動させることを特徴とする光ディスク装置。
7. 光ディスクに光ビームを照射する集光手段と、
   前記集光手段により収束された光ビームを記録媒体上のトラックを横切る方向に移動させる少なくとも１の移動手段と、
   前記少なくとも１の移動手段の移動加速度を検知する手段と、
   前記移動加速度をもとにフィード送り駆動加速度を算出する手段を有する光ディスク装置に於いて、
   前記移動手段の移動停止時に検知した傾き加速度と前記移動手段の移動時に検知した移動加速度より駆動加速度を算出し、
   駆動加速度を累計して前記移動手段の速度を算出し、
   前記速度を累計して前記移動手段の移動量を算出し、
   前記移動量より前記移動手段の位置を算出し、
   タイマー部で検出した経過時間と前記移動手段の位置より目標位置に光ピックアップを移動させることを特徴とする光ディスク装置。
8. 光ピックアップが内周方向へ移動する際に、光ピックアップが移動していないときの加速度センサからの情報を基に光ピックアップの傾き加速度を検出し、
   内周側移動時の加速度センサの測定加速度から、前記傾き加速度を減じた駆動加速度を算出し、
   前記駆動加速度が所定の閾値を越えたらフィード送りを停止することを特徴とする光ディスク装置の駆動制御方法。
9. 光ピックアップが移動していない時の傾き加速度を検出し、
   光ピックアップの移動時の加速度を検出し、
   前記検出加速度および前記傾き加速度からフィード送り駆動加速度を算出し、
   タイマー経過時間と前記駆動加速度より移動量を算出し、
   目標位置まで光ピックアップを移動させることを特徴とする光ディスク装置の駆動制御方法。
10. 前記傾き加速度は、重力加速度の移動方向成分であることを特徴とする請求項１から請求項７記載のいずれか１項に記載の光ディスク装置。
11. 前記傾き加速度は、重力加速度の移動方向成分であることを特徴とする請求項８または請求項９記載の光ディスク装置の駆動制御方法。

Images