JP2007018620A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周波数目標値の誤差等によらず、常時、安定したスピンドル回転制御を行うことが可能な情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】 光ディスク１０１を駆動するスピンドルモータ１０２の回転制御はモータ回転数に比例したＦＧ信号による制御と、ウォブルに同期したクロックを生成するウォブルＰＬＬ手段からの回転数情報による回転制御がある。ウォブルＰＬＬがアンロック状態場合にはＦＧ信号を、ロック状態の場合にはウォブル回転数情報を用いている。複数の記録層がある場合、その記録層を移動する時はスピンドルモータの駆動電圧を層移動前の状態に保持し、移動後の層でフォーカス及びトラッキングサーボがロックした後、駆動電圧の保持を解除することで、スピンドル制御を安定化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に情報を記録し、或いは記録情報を再生する情報記録再生装置、特に、スピンドルモータの駆動制御に関するものである。

従来、クロックを生成するためのウォブルが形成された光ディスクがあり、ディスクのウォブル再生信号でスピンドルモータの回転制御を行うことが、例えば、特開平７−３１１９６２号公報に記載されている（特許文献１）。

また、ＦＧ信号を用いてスピンドルモータの回転制御を行うことは、一般に行われており、例えば、特開平１１−１７６０７３号公報に記載されている（特許文献２）。

ここで、スピンドルモータを回転制御する場合には、スピンドルモータの回転数に比例した周波数を有するＦＧ信号を発生するＦＧ手段の出力、或いは再生信号から光ディスクに形成されたウォブルに同期したクロックを生成するウォブルＰＬＬ手段の出力からスピンドルモータの回転数情報を検出する回転数検出手段のどちらかの出力を使えばよい。その時、ウォブルＰＬＬがアンロック状態の場合にはＦＧ手段の出力、ウォブルＰＬＬがロック状態の場合には回転数検出手段の出力に基づいてスピンドル回転制御を行うことが可能となる。

光ディスクの記録又は再生する層を変更する場合には、ウォブル信号の再生が出来ないためウォブルＰＬＬがアンロック状態になり、ＦＧ手段の出力に基づいてスピンドル回転制御を行うことが可能となる。
特開平７−３１１９６２号公報 特開平１１−１７６０７３号公報

上記従来技術において、記録又は再生する層を変更する場合には、ウォブル信号の再生が出来ないためウォブルＰＬＬがアンロック状態になり、ＦＧ手段の出力によるスピンドル回転制御を行う必要がある。しかし、その際、スピンドル回転制御を行うためのＦＧ周波数目標値の設定に誤差があった場合には、スピンドルの回転が不安定になったり、回転数を変えるために余計な電力が必要になるという問題があった。

本発明の目的は、周波数目標値の誤差等によらず、常時、安定したスピンドル回転制御を行うことが可能な情報記録再生装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、基板上に複数の記録層が積層され、且つ、クロックを生成するためのウォブルが形成された情報記録媒体に情報を記録し、或いは再生する情報記録再生装置において、前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータの回転数に比例した周波数のＦＧ信号を発生するＦＧ発生手段と、前記記録媒体の再生信号から前記ウォブルに同期したクロックを生成するウォブルＰＬＬ手段と、前記ウォブルＰＬＬ手段がロック状態にあるか否かを検出するロック検出手段と、前記ウォブルＰＬＬ手段の出力から前記スピンドルモータの回転数を検出する手段と、前記ＦＧ発生手段又は前記回転数検出手段の出力に基づいて前記スピンドルモータの回転を制御するスピンドル制御手段と、前記スピンドル制御手段の回転制御を、前記ロック検出手段がウォブルＰＬＬ手段のアンロック状態を検出している場合には前記ＦＧ発生手段の出力による制御に、ロック状態を検出している場合には前記回転数検出手段の出力による制御に切り替える手段と、前記記録媒体の記録層間で記録又は再生する層を変更する場合に前記スピンドルモータの駆動電圧を層変更前の状態に保持する手段とを備えたことを特徴とする。

本発明においては、情報記録媒体の記録又は再生する層を変更する場合には、スピンドルモータの駆動電圧を層変更前の状態に保持する。また、記録層の移動後、光ピックアップのフォーカス及びトラッキングサーボがロックした後に駆動電圧の保持を解除する。そうすることで、ＦＧ周波数目標値の設定に誤差があった場合でも、スピンドルモータの回転制御を安定化することが可能となる。

本発明によれば、記録媒体の記録又は再生する層を変更する場合には、スピンドルモータの駆動電圧を層を変更する前の状態に保持する。また、移動した層でピックアップのフォーカス及びトラッキングサーボがロックした後に駆動電圧の保持を解除する。そのため、ＦＧ発生手段によるスピンドル回転制御が行われないか、行われても移動した層でピックアップのフォーカス及びトラッキングサーボがロックしてからウォブルＰＬＬがロックするまでの微小な時間である。よって、ループ帯域の低いスピンドル回転制御にはほとんど影響することがなく、ＦＧ周波数目標値の設定に誤差があった場合にも、スピンドルの回転が不安定になったり、回転数を変えるために余計な電力が必要でなくなる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係る情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図中１０１は情報記録媒体である光ディスクであり、図２に示すように決まった周波数のウォブルが形成されている。また、光ディスク１０１は第１の記録層及び第２の記録層を有する。

図３は光ディスクの断面図を示す。図３（ａ）において、３０１はディスク基板、３０２は中間層、３０３はカバー層、３０４は第１の記録層、３０５は第２の記録層である。第１の記録層３０４を記録又は再生する場合には、図３（ｂ）に示すように光ビームを照射し、第２の記録層３０５を記録又は再生する場合には、図３（ｃ）に示すように光ビームを照射する。

また、１０２は光ディスク１０１を回転駆動するスピンドルモータである。１０３はスピンドルモータ１０２の回転数に比例した周波数を有するパルス信号を発生する周波数発生器であり、ＦＧパルス信号１０４を出力する。１０５はＦＧパルス信号１０４の周波数を測定する周波数測定器である。周波数測定器１０５からの周波数値１０６と制御回路１１２より出力される目標値１１８は、減算器１０７で差分がとられ、周波数エラー１０９として出力される。

目標値１１８は、光ピックアップ１１７に対して光ディスク１０１の移動速度が一定になるように、光ピックアップ１１７の半径位置に応じて与えられる。スイッチ１１０でＡが選択されている場合には、周波数エラー１０９はループフィルタ１１１に入力されて演算行われ、更に、ＰＷＭ（パルス幅変調回路）１１６へ送られＰＷＭ（パルス幅変調）される。ＰＷＭ１１６からのＰＷＭ信号はモータドライバー１２１に送られ、スピンドルモータ１０２をドライブする。

ループフィルタ１１１は周知のように積分器やローパスフィルタ等から構成され、入力信号を用いてフィルタ演算するものであり、制御回路１１２からのループフィルタ演算タイミング１１４によって動作する。

１１７は光ディスク１０１に情報を記録又は再生するための光ピックアップである。１１８は光ピックアップ１１７より再生されたウォブル信号に同期したクロックを生成するウォブルＰＬＬである。１１９はウォブルＰＬＬ１１８のロック状態かアンロック状態かを示す信号であり、ロック状態の時にはスイッチ１１０をＢ側へ、アンロック状態の時にはスイッチ１１０をＡ側へ切り替える。

１２０はウォブルＰＬＬ１１８から出力されるスピンドルモータ１０２の回転数情報でウォブル周波数が所定の周波数であるときゼロを出力する。

ウォブルＰＬＬ１１８がロック状態にある場合には、スピンドルモータ１０２の回転数情報１２０はループフィルタ１１１に入力されて演算が行われ、更に、ＰＷＭ１１６へ送られＰＷＭされる。ＰＷＭ信号はモータドライバー１２１に送られ、スピンドルモータ１０２をドライブする。ループフィルタ１１１は制御回路１１２からのループフィルタ演算タイミング１１４によって動作する。

以上のように、スピンドルモータ１０２の回転制御は、ウォブルＰＬＬ１１８のロック状態に応じてＦＧパルスによる回転制御と、再生ウォブル信号による回転制御に切り替えられる。即ち、ウォブルＰＬＬ１１８がアンロックのときはＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御を行い、ロックしているときはウォブル信号によるスピンドル回転制御を行う。

次に、光ディスクの第１の記録層及び第２の記録層間で記録又は再生する層を移動する場合の動作について説明する。図１の信号１１３は層間移動信号を示す。層間移動信号は第１の記録層及び第２の記録層間で移動しているときハイレベルになる。その時の制御回路１１２の動作を図４に基づいて説明する。

図４（ａ）はループフィルタ１１１の演算タイミング１１４、図４（ｂ）は層間移動信号１１３であり、層間を移動中はハイレベルとなる。層間移動信号１１３がハイレベルになると、フォーカスサーボが外れるため、トラッキングサーボも外れ、図４（ｆ）、図４（ｇ）に示すようにフォーカスサーボ、トラッキングサーボはアンロック状態となる。また、ウォブル信号が再生できなくなるため、図４（ｅ）に示すようにウォブルＰＬＬ１１８もアンロック状態になる。

そのため、スイッチ１１０はＡ側に接続され、通常であれば、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御を行うが、制御回路１１２は図４（ａ）に示すように層間移動信号がハイレベルのときはループフィルタ演算タイミング１１４を出力しないように制御する。従って、図４（ｄ）に示すようにループフィルタ１１１の演算が停止し、層間移動前の出力が保持され、モータドライバー１２１からのスピンドルモータ１０２の駆動電圧は層間移動前の状態に保持される。

層間移動が終了すると、フォーカスサーボがロックし、トラッキングサーボもロックすることで、層間移動信号がローレベルになり、図４（ａ）に示すようにループフィルタ演算タイミング１１４は再び出力される。ウォブルＰＬＬ１１８はループ帯域が広いため、すぐにロック状態となり、スイッチ１１０がＢ側に切り替えられるため、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御は、ほとんど行われないままウォブル信号によるスピンドル回転制御を行う。微小時間であれば、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御のループ帯域は低いため回転制御に影響を与えない。

もし、層間移動前の出力を保持することで、スピンドルモータ１０２の回転数が大きく変化してしまい、層間移動後にウォブルＰＬＬ１１８がロックできない状態になったとしても、スイッチ１１０がＡ側に切り替わることで、スピンドルモータ１０２はＦＧパルスによる回転制御が行われるため、破綻を起こすことはない。

但し、層間移動中にスピンドルモータ１０２の回転数がウォブルＰＬＬ１１８のロックレンジより大きくずれた場合には、以下の制御を行うのが望ましい。図５に基づいて説明する。

図５（ｃ）はＦＧ周波数エラー監視信号であり、制御回路１１２内部で周波数エラー１０９が予め決められた範囲（ウォブルＰＬＬ１１８のロックレンジより広い範囲）を超えたときに基準回転範囲外と判定するように生成される。図４（ｂ）ではＦＧ周波数エラー監視信号は基準回転数範囲内としている。

ＦＧ周波数エラー監視信号が基準回転数範囲外を示す場合には、層間移動中であっても図５（ａ）に示すようにループフィルタ演算タイミング１１４を出力し、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御を行う。この後、層間移動が終了し、図５（ｅ）に示すようにウォブルＰＬＬ１１８がロックすれば、再びウォブル信号によるスピンドル回転制御を行う。

（第２の実施形態）
図６は本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。図６では図１と同一部分には同一符号を付している。図１と異なるのはスイッチ１２２を設けている点である。

図中１０１は光ディスクであり、第１の実施形態のものと同様である。１０２は光ディスク１０１を回転させるスピンドルモータである。１０３はスピンドルモータの回転数に比例した周波数を有するパルス信号を発生する周波数発生器であり、ＦＧパルス信号１０４を出力する。１０５はＦＧパルス信号１０４の周波数を測定する周波数測定器である。周波数値１０６と制御回路１１２より出力される目標値１０８は、減算器１０７で差分がとられ、周波数エラー１０９として出力される。

目標値１０８は、光ピックアップに対して光ディスクの移動速度が一定になるように、光ピックアップの半径位置に応じて与えられる。スイッチ１１０でＡが選択され、スイッチ１２２でＡが選択されている場合には、周波数エラー１０９はループフィルタ１１１に入力されて演算が行われ、更に、ＰＷＭ１１６に送られＰＷＭされる。ＰＷＭ信号はモータドライバー１２１に送られ、スピンドルモータ１０２をドライブする。ループフィルタ１１１は制御回路１１２からのループフィルタ演算タイミング１１４によって動作する。

１１７は光ピックアップである。１１８は光ピックアップ１１７より再生されたウォブル信号に同期したクロックを生成するウォブルＰＬＬである。１１９はウォブルＰＬＬ１１８のロック状態かアンロック状態かを示す信号であり、ロック状態の時にはスイッチ１１０をＢ側へ、アンロック状態の時にはスイッチ１１０をＡ側へ切り替える。アンロック状態の際にはスイッチ１２２はＡを選択している。

１２０はウォブルＰＬＬ１１８から出力されるスピンドルモータの回転数情報でウォブル周波数が所定の周波数であるときゼロを出力する。ウォブルＰＬＬ１１８がロック状態にある場合には、スピンドルモータの回転数情報はループフィルタ１１１に入力されて演算が行われ、更に、ＰＷＭに送られＰＷＭされる。ＰＷＭ信号はモータドライバー１２１に送られ、スピンドルモータをドライブする。ループフィルタ１１１は積分器やローパスフィルタ等を含み、入力信号に基づいてフィルタ演算を行うものであり、制御回路１１２からのループフィルタ演算タイミング１１４によって動作する。

以上のように、スピンドルモータ１０２の回転制御は、ウォブルＰＬＬ１１８のロック状態に応じてＦＧパルスによる回転制御と、再生ウォブル信号による回転制御に切り替えられる。即ち、ウォブルＰＬＬ１１８がアンロックのときは、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御を行い、ロックしているときはウォブル信号によるスピンドル回転制御を行う。

次に、光ディスクの第１の記録層及び第２の記録層間で記録又は再生する層を移動する場合の動作について説明する。図６の１１３は層間移動信号であり、移動中はハイレベルである。また、光ディスクの第１の記録層及び第２の記録層間で記録又は再生する層を移動している場合には、制御回路１１２はスイッチ１２２がＢを選択し、それ以外はＡを選択するように制御する。

図７に基づいて説明する。図７（ａ）はループフィルタ演算タイミング１１４、図７（ｂ）は層間移動信号であり、層間移動中はハイレベルである。層間移動信号がハイレベルになると、フォーカスサーボが外れるため、トラッキングサーボも外れ、図７（ｇ）、図７（ｈ）に示すようにフォーカスサーボ、トラッキングサーボはアンロック状態となる。また、ウォブル信号が再生できなくなるため、図７（ｆ）に示すようにウォブルＰＬＬもアンロック状態になる。

そのため、スイッチ１１０はＡ側に接続され、通常であれば、ＦＧ信号によるスピンドル回転制御を行うが、層間移動信号がハイレベル(移動中)のため、制御回路１１２はスイッチ１２２がＢを選択するように制御する。図７（ｄ）は制御回路１１２からのループフィルタ入力切替信号１２３を示しており、スイッチ１２２がＢを選択する時にはループフィルタ１１１の入力をゼロ（周波数エラーなし）とする。そのため、図７（ｅ）に示すようにループフィルタ１１１の出力は層間移動前の出力が保持され、スピンドルモータ１０２の駆動電圧は移動前の状態に保持される。

層間移動が終了し、フォーカスサーボがロックし、トラッキングサーボもロックすることで層間移動信号がローレベルになると、スイッチ１２２はＡ側に接続され、再びループフィルタ１１１に周波数エラー１０９が入力され、ループフィルタ１１１の演算が開始される。ウォブルＰＬＬ１１８はループ帯域が広いため、すぐにロック状態となり、スイッチ１１０がＢ側となるため、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御はほとんど行われないまま、ウォブル信号によるスピンドル回転制御を行う。微小時間であれば、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御のループ帯域は低いため回転制御に影響を与えない。

もし、層間移動前の出力に保持することで、スピンドルモータの回転数が変化してしまい、層間移動後にウォブルＰＬＬ１１８がロックできない状態になったとしても、スイッチ１１０がＡ側に切り替わることで、スピンドルモータはＦＧパルスによる回転制御が行われるため、破綻を起こすことはない。

但し、層間移動中にスピンドルモータの回転数がウォブルＰＬＬ１１８のロックレンジより大きくずれた場合には、以下のように制御するのが望ましい。図８に基づいて説明する。

図８（ｃ）はＦＧ周波数エラー監視信号であり、制御回路１１２内部で周波数エラー１０９が予め決められた範囲（ウォブルＰＬＬ１１８のロックレンジより広い範囲）を超えたときに基準回転数範囲外と判定するように生成される。図７（ｃ）では基準回転数範囲内としている。

図８（ｃ）に示すようにＦＧ周波数エラー監視信号が基準回転数範囲外を示す場合には、層間移動中であってもスイッチ１２２がＡを選択するように制御回路１１２が制御する。そのため、ループフィルタ１１１に周波数エラーが入力され、ＦＧパルス信号によるスピンドル回転制御を行う。この後、層間移動が終了し、ウォブルＰＬＬ１１８がロックすれば、再びウォブル信号によるスピンドル回転制御を行う。

なお、以上の実施形態では、第１の記録層及び第２の記録層を有する２層の光ディスクを用いた場合について説明したが、本発明は、３層以上の記録層を有する光ディスクを用いた場合にも使用することができる。

本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。 光ディスクのウォブルを説明する図である。 光ディスクの記録層を説明する図である。 第１の実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。 第１の実施形態の層間移動中にスピンドルモータの回転数がウォブルＰＬＬのロックレンジより大きくずれた場合の制御を説明するタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。 第２の実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。 第２の実施形態の層間移動中にスピンドルモータの回転数がウォブルＰＬＬのロックレンジより大きくずれた場合の制御を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１０１ 光ディスク
１０２ スピンドルモータ
１０３ 周波数発生器
１０４ ＦＧパルス信号
１０５ 周波数測定器
１０６ 周波数値
１０７ 光ピックアップ
１０８ 目標値
１０９ 周波数エラー
１１０ スイッチ
１１１ ループフィルタ
１１２ 制御回路
１１３ 層間移動信号
１１４ ループフィルタ演算タイミング
１１６ ＰＷＭ
１１７ 光ピックアップ
１１８ ウォブルＰＬＬ
１１９ ロック状態検出信号
１２０ 回転数情報
１２１ モータドライバー
１２２ スイッチ
３０１ ディスク基板
３０２ 中間層
３０３ カバー層
３０４ 第１の記録層
３０５ 第２の記録層

Claims (6)

1. 基板上に複数の記録層が積層され、且つ、クロックを生成するためのウォブルが形成された情報記録媒体に情報を記録し、或いは再生する情報記録再生装置において、前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータの回転数に比例した周波数のＦＧ信号を発生するＦＧ発生手段と、前記記録媒体の再生信号から前記ウォブルに同期したクロックを生成するウォブルＰＬＬ手段と、前記ウォブルＰＬＬ手段がロック状態にあるか否かを検出するロック検出手段と、前記ウォブルＰＬＬ手段の出力から前記スピンドルモータの回転数を検出する手段と、前記ＦＧ発生手段又は前記回転数検出手段の出力に基づいて前記スピンドルモータの回転を制御するスピンドル制御手段と、前記スピンドル制御手段の回転制御を、前記ロック検出手段がウォブルＰＬＬ手段のアンロック状態を検出している場合には前記ＦＧ発生手段の出力による制御に、ロック状態を検出している場合には前記回転数検出手段の出力による制御に切り替える手段と、前記記録媒体の記録層間で記録又は再生する層を変更する場合に前記スピンドルモータの駆動電圧を層変更前の状態に保持する手段とを備えたことを特徴とする情報記録再生装置。
2. 前記記録層の変更後のフォーカス及びトラッキングサーボのロック後に、前記駆動電圧の保持を解除することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
3. 前記ＦＧ発生手段のＦＧ信号が予め設定された目標回転数範囲内にあるか否かを検出し、前記目標回転数範囲から外れた場合には、前記スピンドルモータの駆動電圧を層変更前の状態に保持している状態であっても、前記スピンドル制御手段の回転制御を前記ＦＧ発生手段の出力に基づいて行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報記録再生装置。
4. 前記目標回転数範囲は、前記ウォブルＰＬＬ手段のロックレンジより広いことを特徴とする請求項３に記載の情報記録再生装置。
5. 前記スピンドル制御手段は、目標値と周波数値との差分をとる減算器と、前記減算器の出力に基づいて演算処理を行うループフィルタとを含み、前記駆動電圧保持手段は、前記ループフィルタの演算を停止させることによって前記スピンドルモータの駆動電圧を層変更前の状態に保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報記録再生装置。
6. 前記スピンドル制御手段は、目標値と周波数値との差分をとる減算器と、前記減算器の出力に基づいて演算処理を行うループフィルタとを含み、前記駆動電圧保持手段は、前記ループフィルタの入力をゼロとすることによって前記スピンドルモータの駆動電圧を層変更前の状態に保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報記録再生装置。

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