JP2008193859A

JP2008193859A - 直流モータ制御装置

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Publication number: JP2008193859A
Application number: JP2007027962A
Authority: JP
Inventors: Kakuei Takeyama; 角栄竹山; Yoshihiro Karita; 吉博苅田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】トラバースモータの印加電圧が起動電圧以下であっても、安定したトラバースモータ制御を行うことができる直流モータ制御装置を提供する。
【解決手段】トラバースモータ１５を制御するためのトラバース制御信号Ｓ１０５がトラバースモータ１５の起動電圧より高い値に設定された基準値に達しているかを判定する判定手段３４１と、トラバース制御信号Ｓ１０５の値と基準値との比をデューティ比として、トラバース制御信号Ｓ１０５をＰＷＭ変調し、基準値より高い振幅を有する制御パルス信号Ｓ１０８を生成する制御パルス生成手段３４２と、トラバース制御信号Ｓ１０５を増幅して増幅信号Ｓ１０９を生成する増幅手段３４３と、トラバース制御信号Ｓ１０５が基準値以下の場合は制御パルス信号Ｓ１０８を、基準値を超えた場合は増幅信号Ｓ１０９を選択して、トラバースモータ１５を制御するため制御信号として出力する選択手段３４４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流モータ制御装置に関し、特に、直流モータにてピックアップを移動させるトラバース駆動における制御を行う直流モータ制御装置に関する。

近年、光ディスク装置は情報関連分野のみならず民生機器の分野にも浸透してきており、低コスト化が進んでいる。あらゆる要素部品の削減や低コスト化が進む中、光ディスク装置において、光ピックアップを移動させるトラバースを、移動量の大小にかかわらず、安定して、精度良く制御をすることが求められている。従来、直流モータであるトラバースモータの駆動を制御する直流モータ制御装置が提案されている（特許文献１、２）。

図７は、従来の直流モータ制御装置を備える光ディスク装置のブロック図である。
図７に示す光ディスク装置は、光ディスク１上の情報記録トラックに記録された情報に対してレーザビームを照射し、その反射光を検出して、反射光に応じた再生信号を出力することで前記情報を読み出す光ピックアップ１１と、光ピックアップ１１上に搭載され、前記レーザビームの焦点位置を変化させるアクチュエータ１２と、光ディスク１を回転させるスピンドルモータ１３と、光ピックアップ１１を光ディスク１の半径方向に移動させるトラバース１４と、トラバースを駆動させるための直流モータであるトラバースモータ１５と、光ピックアップ１１の受光信号から光ディスク１上の情報記録トラックと前記レーザビームの焦点位置の相対位置誤差信号を抽出するヘッドアンプ２１と、ヘッドアンプ２１で抽出した前記誤差信号からアクチュエータ１２とトラバースモータ１５を駆動させるための制御信号を生成する制御手段２２とを備える。なお、トラバースモータ１５には直流モータが使用され、この直流モータを制御するための手段からなる装置を直流モータ制御装置と呼ぶ。

制御手段２２は、ヘッドアンプ２１から、ディスク法線方向の誤差を示すフォーカスエラー信号Ｓ１０１を入力して、フォーカス制御信号Ｓ１０３を生成するフォーカスサーボフィルタ３１と、ヘッドアンプ２１から、ディスク半径方向の誤差を示すトラッキングエラー信号Ｓ１０２を入力して、トラッキング制御信号Ｓ１０４を生成するトラッキングサーボフィルタ３２と、トラッキングエラー信号Ｓ１０２とトラッキング制御信号Ｓ１０４とを入力して、トラバース制御信号Ｓ１０５を生成するトラバースサーボフィルタ３３とを備える。

フォーカスサーボフィルタ３１は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路と、デジタルシグナルプロセッサと、Ｄ／Ａ変換回路とで構成する。Ａ／Ｄ変換回路は、フォーカスエラー信号Ｓ１０１をデジタル信号に変換する。デジタルシグナルプロセッサは、前記デジタル信号から、アクチュエータ１２の駆動を制御するためのフォーカス制御信号を生成する。Ｄ／Ａ変換回路は、デジタルシグナルプロセッサから出力されるフォーカス制御信号をＤ／Ａ変換して、フォーカス制御信号Ｓ１０３を生成する。フォーカスサーボフィルタ３１は、フォーカス制御信号Ｓ１０３によってアクチュエータ１２を制御することで、フォーカス制御を行う。

トラッキングサーボフィルタ３２は、例えば、ローパスフィルタと、Ａ／Ｄ変換回路と、デジタルシグナルプロセッサと、Ｄ／Ａ変換回路で構成する。ローパスフィルタは、トラッキングエラー信号Ｓ１０２を通過させてノイズを除去する。Ａ／Ｄ変換回路は、ノイズ除去されたトラッキングエラー信号をデジタル信号に変換する。デジタルシグナルプロセッサは、前記デジタル信号から、アクチュエータ１２の駆動を制御するためのトラッキング制御信号を生成する。Ｄ／Ａ変換回路は、デジタルシグナルプロセッサから出力されるトラッキング制御信号をＤ／Ａ変換して、トラッキング制御信号Ｓ１０４を生成する。トラッキングサーボフィルタ３２は、トラッキング制御信号Ｓ１０４によってアクチュエータ１２を制御することで、トラッキング制御を行う。

トラバースサーボフィルタ３３は、例えば、ローパスフィルタと、Ａ／Ｄ変換回路と、デジタルシグナルプロセッサと、Ｄ／Ａ変換回路とで構成する。ローパスフィルタは、トラッキングエラー信号Ｓ１０２を通過させてノイズを除去する。Ａ／Ｄ変換回路は、ノイズ除去されたトラッキングエラー信号をデジタル信号に変換する。デジタルシグナルプロセッサは、該デジタル信号とトラッキングサーボフィルタ３２から出力されるトラッキング制御信号Ｓ１０４とを用いて、トラバースモータ１５の駆動を制御するためのトラバース制御信号を生成する。Ｄ／Ａ変換回路は、デジタルシグナルプロセッサから出力されるトラバース制御信号をＤ／Ａ変換して、トラバース制御信号Ｓ１０５を生成する。トラバース制御信号Ｓ１０５の値はトラバースモータ１５の印加電圧を示し、トラバースサーボフィルタ３３は、トラバース制御信号Ｓ１０５によってトラバースモータ１５の印加電圧を制御することにより、トラバース制御を行う。

以上のように構成される光ディスク装置のサーボ制御動作について説明する。
まず、光ピックアップ１１が、レーザビームを光ディスク１に照射し、その反射光を検出して光ディスク１に記録された情報を読み取る。その際、スピンドルモータ１３は光ディスク１を回転させ、アクチュエータ１２はレーザビームの焦点が光ディスク１上の情報記録トラック上に位置するように制御されている。

次に、制御手段２２が、ディスク法線方向のレーザビームの焦点位置制御であるフォーカスサーボ制御を行う。制御手段２２のフォーカスサーボフィルタ３１は、光ピックアップ１１から出力される再生信号に基づいてヘッドアンプ２１にて生成されたフォーカスエラー信号Ｓ１０１から、フォーカス制御信号Ｓ１０３を生成する。このフォーカス制御信号Ｓ１０３は光ピックアップ１１に出力される。光ピックアップ１１上のアクチュエータ１２は、フォーカス制御信号Ｓ１０３に従って駆動し、光ディスク１の法線方向のレーザー焦点位置を、光ディスク１の情報記録トラックに合わせる。

また、制御手段２２は、ディスク半径方向のレーザビームの焦点位置制御であるトラッキングサーボ制御を行う。制御手段２２のトラッキングサーボフィルタ３２は、光ピックアップ１１から出力される再生信号に基づいてヘッドアンプ２１にて生成されたトラッキングエラー信号Ｓ１０２から、トラッキング制御信号Ｓ１０４を生成する。トラッキング制御信号Ｓ１０４は光ピックアップ１１に出力される。光ピックアップ１１上のアクチュエータ１２は、トラッキング制御信号Ｓ１０４に従って駆動し、光ディスク１の半径方向のレーザビームの焦点位置を、光ディスク１の情報記録トラックに合わせる。

情報記録トラックは光ディスク１の内周から外周に向かって螺旋状に形成されており、前記情報記録トラックの始端から終端までの半径方向の距離は約３５ｍｍにおよぶが、アクチュエータ１２のディスク半径方向の移動可能な距離は約１ｍｍにすぎないため、アクチュエータ１２のみによる移動では情報記録トラック全体に対する再生処理を行うことができない。そこで、光ピックアップ１１を半径方向に３５ｍｍ移動させ、レーザビームの半径方向の移動距離を３５ｍｍに拡張するためのメカニズムとしてトラバース１４が必要となる。

トラバース１４は、直流モータであるトラバースモータ１５によって移動し、トラバースモータ１５は、トラバースサーボフィルタ３３が出力するトラバース制御信号Ｓ１０５に従って駆動する。このように、アクチュエータ１２の移動距離を拡張する制御をトラバースサーボ制御と呼ぶ。

前記トラッキングサーボ制御によってアクチュエータ１２が螺旋状の前記情報記録トラックに追従してゆくと、光ディスク１の回転に従ってアクチュエータ１２の位置は外周方向に移動する。光ピックアップ１１の移動に際して、アクチュエータ１２が外周方向に移動すると、トラッキングサーボフィルタ３２が出力するトラッキング制御信号Ｓ１０４の値が徐々に高くなる。その結果、トラバースサーボフィルタ３３が出力するトラバース制御信号Ｓ１０５の値も高くなる。これにより、トラバースモータ１５が駆動し、光ピックアップ１１が移動する。

アクチュエータ１２は、情報記録トラックに追従しているので、光ディスク１に対する相対位置は変化しないが、光ピックアップ１１が移動すると、光ピックアップ１１に対する相対位置は中央に近づくことになる。これにより、トラッキング制御信号Ｓ１０４の値は低下し、同時にトラバース制御信号Ｓ１０５の値も低下して、トラバースモータ１５は停止することになる。

以上のような動作により、レーザビームの焦点は情報記録トラックを内周から外周まで追従することができ、その間、アクチュエータ１２の位置は光ピックアップ１１に対して中央付近に維持されることになる。
特開平１−２６０６８２号公報特開平１１−２３２６５８号公報

従来の直流モータ制御装置によるトラバースサーボ制御では、以下に示す課題が生じる。具体的には、トラバースモータ１５として使用される直流モータの起動電圧に関して、課題が生じる。

図８は、直流モータの起動電圧について説明したグラフである。ここで｜起動電圧｜＝｜Ｖｏ｜とする。図８に示すように、直流モータへの印加電圧が起動電圧Ｖｏに達するまでは、直流モータは自身の静止摩擦と負荷の静止摩擦のために回転できず、起動電圧Ｖｏを超える印加電圧になって初めて回転を始める。そして、直流モータは、回転数Ｒｏから回転を開始し、その後は印加電圧に比例した回転数で回転する。

ここで、直流モータの静止摩擦と負荷の静止摩擦は温度によっても変化するため、前記起動電圧も変化する。この現象は、トラバースサーボ制御に大きな影響を与える。

従来の直流モータ制御装置では、トラバースサーボフィルタ３３が出力するトラバース制御信号Ｓ１０５の値が大きくなり、上記起動電圧であるＶｏに達すると、トラバースモータ１５が回転数Ｒｏから回転を開始するため、光ピックアップ１１は急速に移動する。上述したように、光ピックアップ１１の移動に伴いトラッキングサーボフィルタ３２の出力値は低下し、同時にトラバースサーボフィルタ３３の出力値も低下するが、動作時の回転速度が速いために、トラバースモータ１５の慣性モーメントによって、トラバースサーボフィルタ３３の出力値が十分に低下した後もトラバースモータ１５は回転を続け、本来ならば光ピックアップ１１の中央にアクチュエータ１２が位置する状態で光ピックアップ１１が停止するべきものが、中央位置を行き過ぎてから停止することになる。

このとき、光ディスク１のトラックに追従しているアクチュエータ１２の光ディスク１に対する相対値は変化しないため、光ピックアップ１１に対するアクチュエータ１２の相対位置は内周方向に位置することになり、トラッキングサーボフィルタ３２の出力は負の値となる。

この状態で、光ピックアップ１１に対するアクチュエータ１２の相対位置は外周方向から内周方向に大きく移動し、大きな追従誤差が発生してしまう。さらに、行き過ぎ量が大きい場合には、トラバースサーボフィルタ３３がトラッキング制御信号Ｓ１０４から生成するトラバース制御信号Ｓ１０５の値が負方向の起動電圧（−Ｖｏ）を超えることがある。この場合には、トラバースモータ１５は負方向、つまり内周方向に駆動し、光ピックアップ１１が内周方向に移動することになる。ここで、再度、行き過ぎが発生すると、トラバースモータ１５はハンチングを起こし、その影響でトラッキングサーボが不安定になり、その結果、光ディスク１に記録された情報を正しく再生できないという課題が生じた。

本発明は、上記課題を解決するために、トラバースモータの印加電圧が起動電圧以下であっても、安定したトラバースモータ制御を行うことができる直流モータ制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、直流モータ制御信号に従って直流モータの回転制御を行う直流モータ制御装置において、前記直流モータ制御信号の値と予め設定された基準値とを比較して、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるか否かを判定し、該判定結果を示す判定信号を出力する判定手段と、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調して、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、前記直流モータ制御信号を増幅して、増幅信号を生成する増幅手段と、前記判定信号に基づいて、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えたときには前記増幅信号を選択して出力し、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値以下のときには前記制御パルス信号を選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力を入力として前記直流モータを駆動する駆動手段とを備え、前記基準値が前記直流モータの起動電圧よりも高い値に設定されることを特徴とする。

また、本発明は、前記直流モータ制御装置において、前記制御パルス生成手段が、前記制御パルス信号の振幅の絶対値を、前記直流モータの起動電圧より高い値に設定することを特徴とする。

また、本発明は、前記直流モータ制御装置において、前記制御パルス生成手段が、前記直流モータ制御信号の値に応じて、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調する際のデューティ比を変化させることを特徴とする。

また、本発明は、前記直流モータ制御装置において、前記制御パルス生成手段が、前記直流モータ制御信号の値と前記基準値との比を算出し、算出した比を、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調する際のデューティ比とすることを特徴とする。

また、本発明は、前記直流モータ制御装置において、前記制御パルス信号のデューティ比が１００％となるときの前記直流モータ制御信号の値と、前記基準値とが等しく、前記直流モータ制御信号の値と前記基準値とが同じときに、前記増幅信号の値と前記制御パルス信号の振幅値とが等しいことを特徴とする。

また、本発明は、直流モータ制御信号に従って直流モータの回転制御を行う直流モータ制御装置において、前記直流モータ制御信号の値と予め設定された基準値とを比較して、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるか否かを判定し、該判定結果を示す判定信号を出力する判定手段と、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調して、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、前記直流モータ制御信号を増幅して、増幅信号を生成する増幅手段と、前記増幅信号の値と前記制御パルス信号の値とを比較し、絶対値が大きい信号を選択して出力する比較器と、前記比較器の出力を入力として前記直流モータを駆動する駆動手段とを備え、前記基準値が前記直流モータの起動電圧よりも高い値に設定され、前記制御パルス生成手段が、前記判定信号に基づいて、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるときには、前記制御パルス信号のデューティ比を１００％とし、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値以下のときには、前記直流モータ制御信号の値に応じて、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調する際のデューティ比を変化させることを特徴とする。

本発明の直流モータ制御装置によれば、直流モータを回転制御するための直流モータ制御信号の値と予め設定した基準値とを比較して、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるか否かを判定し、該判定結果を示す判定信号を出力する判定手段と、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調して、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、前記直流モータ制御信号を増幅して、増幅信号を生成する増幅手段と、前記判定信号に基づいて、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えたときには前記増幅信号を選択して出力し、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値以下のときには前記制御パルス信号を選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力を入力として前記直流モータを駆動する駆動手段とを備え、前記基準値が前記直流モータの起動電圧よりも高い値に設定されることから、直流モータ制御信号の値がゼロから最大値までの全領域で、追従精度が高く、かつ、安定したモータ制御ができるという効果が得られる。

また、本発明の直流モータ制御装置によれば、直流モータの回転制御を行うための直流モータ制御信号の値と予め設定した基準値とを比較して、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるか否かを判定し、該判定結果を示す判定信号を出力する判定手段と、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調して、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、前記直流モータ制御信号を増幅して、増幅信号を生成する増幅手段と、前記増幅信号の値と前記制御パルス信号の値とを比較し、絶対値が大きい信号を選択して出力する比較器と、前記比較器の出力を入力として前記直流モータを駆動する駆動手段とを備え、前記基準値が前記直流モータの起動電圧よりも高い値に設定され、前記制御パルス生成手段が、前記判定信号に基づいて、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるときには、前記制御パルス信号のデューティ比を１００％とし、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値以下のときには、前記制御パルス信号のデューティ比を直流モータ制御信号の値に応じて変化させることから、直流モータ制御信号の値がゼロから最大値までの全領域で、追従精度が高く、かつ、安定した直流モータ制御ができ、さらに、パルス幅変調周期が長い場合でも直流モータの低速回転を維持しやすいという効果が得られる。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態１に係る直流モータ制御装置について説明する。
図１は、本実施の形態１に係る直流モータ制御装置の構成例を示すブロック図である。図１において、図７に示す従来の直流モータ制御装置と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態１に係る直流モータ制御装置は、制御手段２２内に、トラバースサーボ出力制御手段３４を備えることを特徴とする。

図２は、トラバースサーボ出力制御手段３４の構成例を示すブロック図を示す。
図２において、トラバースサーボ出力制御手段３４は、判定手段３４１と、制御パルス生成手段３４２と、増幅手段３４３と、選択手段３４４とを備える。

判定手段３４１は、トラバースサーボフィルタ３３で生成されたトラバース制御信号Ｓ１０５と予め設定された基準値とを比較して、トラバース制御信号Ｓ１０５が基準値に達しているかどうかを判定し、判定結果を示す判定信号Ｓ１０７を出力する。なお、基準値はトラバースモータ１５に使用する直流モータの起動電圧より高い値に設定されている。

制御パルス生成手段３４２は、トラバース制御信号Ｓ１０５を入力とし、トラバース制御信号Ｓ１０５と前記基準値との比を算出し、算出した比をデューティ比として、トラバース制御信号Ｓ１０５をパルス幅変調（ＰＷＭ変調）する。また、制御パルス信号Ｓ１０８の振幅の絶対値が、加工精度、及び、温度などによるばらつきも含めた直流モータの起動電圧より高い値になるように、トラバース制御信号Ｓ１０５をＰＷＭ変調する。

増幅手段３４３は、例えば、オペアンプで構成され、トラバース制御信号Ｓ１０５を増幅して増幅信号Ｓ１０９を生成する。増幅手段３４３は、トラバース制御信号Ｓ１０５の値が前記基準値に等しいときに、出力信号の値が制御パルス信号Ｓ１０８の振幅に等しくなるような増幅率で、トラバース制御信号Ｓ１０５を増幅する。

選択手段３４４は、判定手段３４１の判定結果に応じて、制御パルス信号Ｓ１０８と増幅信号Ｓ１０９のいずれかを選択して、トラバースモータ１５へ出力するトラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６として出力する。

以上のように構成されるトラバースサーボ出力制御手段３４の動作について図４、５を用いて説明する。図４は、トラバースモータ１５の印加電圧と回転数との関係を示すグラフである。図５は、トラバース制御信号Ｓ１０５とトラバースサーボ出力制御制御１０６との関係を示すグラフである。

まず、判定手段３４１は、トラバース制御信号Ｓ１０５と前記基準値とを比較し、トラバース制御信号Ｓ１０５が前記基準値を超えている場合は、判定結果「１」を示す判定信号Ｓ１０７を出力する。このとき、選択手段３４４は判定信号「１」を受けて、トラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６として、増幅信号Ｓ１０９を選択する。トラバース制御信号Ｓ１０５の値は前記基準値を超えていることから、増幅信号Ｓ１０９の値は起動電圧より高くなる。この増幅信号Ｓ１０９が、トラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６としてトラバースモータ１５に入力されることで、トラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例するモータ回転数でトラバースモータ１５の回転を制御する動作、すなわち、通常の直流モータ制御動作を行うことができる。

一方、トラバース制御信号Ｓ１０５が前記基準値に達していない場合、判定手段３４１は、判定結果「０」を示す判定信号Ｓ１０７を出力し、選択手段３４４は判定信号「０」を受けて、制御パルス信号Ｓ１０８を選択する。トラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６として制御パルス信号Ｓ１０８が選択されることで、加工精度、及び、温度などによるばらつきも含めたトラバースモータ１５の起動電圧より高い値の振幅を有するトラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６がトラバースモータ１５に入力され、該モータへ起動電圧を超えた電圧が印加されて、トラバースモータ１５が確実に起動する。また、制御パルス信号Ｓ１０８は、トラバース制御信号S１０５と前記基準値との比をデューティ比として、トラバース制御信号S１０５をＰＷＭ変調することから、該デューティ比はトラバース制御信号Ｓ１０５の値がゼロから前記基準値までの間はトラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例してゼロ％から１００％に変化する。これにより、トラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６として制御パルス信号Ｓ１０８が継続してトラバースモータ１５に入力されることで、トラバースモータ１５は、その回転が持続し、トラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例する回転数で回転する。

以上のように、本実施の形態１に係る直流モータ制御装置は、直流モータであるトラバースモータ１５を制御するためのトラバース制御信号Ｓ１０５の値が、トラバースモータ１５の起動電圧より高い値に設定された基準値に達しているかどうかを判定する判定手段３４１と、トラバース制御信号Ｓ１０５の値と前記基準値との比をデューティ比としてトラバース制御信号Ｓ１０５をＰＷＭ変調して、トラバースモータ１５の起動電圧より高い値の振幅を有する制御パルス信号Ｓ１０８を生成する制御パルス生成手段３４２と、トラバース制御信号Ｓ１０５を増幅して、増幅信号Ｓ１０９を生成する増幅手段３４３と、トラバース制御信号Ｓ１０５の値が前記基準値以下の場合は制御パルス信号Ｓ１０８を選択し、前記基準値を超えている場合は増幅信号Ｓ１０９を選択して、トラバースモータ１５の印加電圧を制御信号するトラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６として出力する選択手段３４４とを備えるようにした。これにより、トラバース制御信号Ｓ１０５の値が非常に低い場合から十分に高い場合まで、トラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例したモータ回転数でトラバースモータ１５を回転させることができる。その結果、トラバース制御信号Ｓ１０５の値がゼロから最大値までの全領域で、トラバースモータ１５の変動が微少であっても追従精度の高く、かつ、安定したトラバースモータ制御を行うことができる。

また、本実施の形態１に係る直流モータ制御装置によれば、加工精度、及び、温度などによるばらつきも含めたトラバースモータ１５の起動電圧より高い値に、制御パルス信号Ｓ１０８の振幅を設定することで、起動電圧が高い方向にばらついた場合でもトラバースモータ１５を低速で回転させることができ、かつ、起動電圧が低い方向にばらついた場合でも、制御パルス信号Ｓ１０８のデューティ比がトラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例していることにより、トラバースモータ１５をトラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例した回転数で回転させることができる。

（実施の形態２）
以下、本実施の形態２に係る直流モータ制御装置について説明する。
本実施の形態２に係る直流モータ制御装置と前記実施の形態１に係る直流モータ制御装置とは、トラバースサーボ出力制御手段の構成が異なる。

図３は、本実施の形態２に係る直流モータ制御装置のトラバースサーボ出力制御手段３４の構成を示すブロック図である。
判定手段３４１は、トラバース制御信号Ｓ１０５がトラバースモータ１５に用いる直流モータの起動電圧より高い値に設定された基準値に達しているかどうかを判定し、トラバース制御信号Ｓ１０５が前記基準値を超えている場合は判定結果「１」を示す判定信号Ｓ１０７を、トラバース制御信号Ｓ１０５が前記基準値以下の場合は判定結果「０」を示す判定信号Ｓ１０７を、制御パルス生成手段３４２に生成する。

制御パルス生成手段３４２は、判定信号「１」を入力した場合はデューティ比１００％の制御パルス信号Ｓ１０８を出力する。一方、判定信号「０」を入力した場合は、トラバース制御信号Ｓ１０５と前記基準値との比を算出し、算出した比をデューティ比として、トラバース制御信号Ｓ１０５をＰＷＭ変調して、制御パルス信号Ｓ１０８を出力する。

比較器３４５は、制御パルス信号Ｓ１０８と増幅信号Ｓ１０９とを比較して、絶対値の大きい方の信号をトラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６として出力する。

以上のように構成される本実施の形態２に係る直流モータ制御装置のトラバースサーボ出力制御手段３４の動作について図６を用いて説明する。
まず、トラバース制御信号Ｓ１０５の値が前記基準値以下の場合、判定結果「０」を示す判定信号Ｓ１０７を制御パルス生成手段３４２に出力する。

制御パルス生成手段３４２は、判定信号「０」を入力すると、トラバース制御信号Ｓ１０５と前記基準値との比を算出し、算出した比をデューティ比として、トラバース制御信号Ｓ１０５をＰＷＭ変調する。これにより、ＰＷＭ変調の際のデューティ比は、トラバース制御信号Ｓ１０５の値がゼロから前記基準値までの間はトラバース制御信号Ｓ１０５に比例してゼロ％から１００％まで変化する。また、制御パルス信号Ｓ１０８の振幅の絶対値を、加工精度、及び、温度などによるばらつきも含めたトラバースモータ１５の起動電圧より高い値に設定する。このとき、増幅手段３４３から出力される増幅信号Ｓ１０９は、トラバース制御信号Ｓ１０５に比例するように増幅されていることから、制御パルス信号Ｓ１０８よりも低い値となる。比較器３４５は、制御パルス信号Ｓ１０８の絶対値が増幅信号Ｓ１０９の絶対値より大きいため、制御パルス信号Ｓ１０８を選択して、トラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６としてトラバースモータ１５に出力する。これにより、トラバースモータ１５に、その起動電圧値を超えた電圧を印加させて、トラバースモータ１５を確実に回転させることができる。

一方、トラバース制御信号Ｓ１０５の値が前記基準値を超えている場合、判定手段３４１は判定結果「１」を示す判定信号Ｓ１０７を制御パルス生成手段３４２に出力する。

制御パルス生成手段３４２は、判定信号「１」を入力すると、デューティ比１００％の制御パルス信号Ｓ１０８を出力する。すなわち、制御パルス生成手段３４２はパルスを出力しない。このとき、トラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例するよう増幅された増幅信号Ｓ１０９の絶対値は、制御パルス信号Ｓ１０８の絶対値よりも大きいため、比較器３４５は増幅信号Ｓ１０９を選択して、トラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６としてトラバースモータ１５に出力する。これにより、トラバースモータ１５に、その起動電圧値を超えた電圧を印加させて、トラバースモータ１５をトラバース制御信号Ｓ１０５の値に比例するモータ回転数で回転させることができる。

以上のように、本実施の形態２に係る直流モータ制御装置は、トラバース制御信号Ｓ１０５がトラバースモータ１５の起動電圧より高い値に設定された基準値に達しているかどうかを判定する判定手段３４１と、トラバース制御信号Ｓ１０５をＰＷＭ変調して、トラバース制御信号Ｓ１０５が前記基準値以下の場合は、トラバース制御信号Ｓ１０５の値と前記基準値との比に相当するデューティ比を有し、かつ、トラバースモータ１５の起動電圧より高い値の振幅を有する制御パルス信号Ｓ１０８を出力し、トラバース制御信号Ｓ１０５が前記基準値を超えている場合はデューティ比１００％の制御パルス信号Ｓ１０８を出力する制御パルス生成手段３４２と、トラバース制御信号Ｓ１０５を増幅して、増幅信号Ｓ１０９を生成する増幅手段３４３と、制御パルス信号Ｓ１０８と増幅信号Ｓ１０９とを比較し、絶対値が大きい方の信号をトラバースサーボ出力制御信号Ｓ１０６としてトラバースモータ１５に出力する比較器３４５とを備えるようにした。これにより、トラバース制御信号Ｓ１０５の値がゼロから最大値までの全領域で、トラバースモータ１５の変動が微少であっても追従精度の高く、かつ、安定したトラバースモータ制御を行うことができる。さらに、制御パルス信号Ｓ１０８のＰＷＭ周期が長い場合でもパルスの休止期間に駆動電圧を供給して、トラバースモータ１５の低速回転を容易に維持させることができる。

なお、本実施の形態１、２では、直流モータ制御装置によって、光ディスク装置のトラバースモータを制御する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、直流モータ制御に関してＤＳＰ等を用いてソフトウェアで同等の処理ができるので、直流モータ制御方法としても実施可能である。

本発明にかかる直流モータ制御装置は、光ディスク装置のトラバースモータ等の直流モータの制御を行なう装置として有用である。

本実施の形態１に係る直流モータ制御装置の構成例を示すブロック図である。本実施の形態１に係る直流モータ制御装置におけるトラバースサーボ出力制御手段の構成例を示すブロック図である。本実施の形態２に係る直流モータ制御装置におけるトラバースサーボ出力制御手段の構成例を示すブロック図である。本実施の形態１及び２に係る直流モータ制御装置によって制御されるトラバースモータの印加電圧と回転数との関係を示すグラフである。本実施の形態１に係る直流モータ制御装置におけるトラバースサーボ出力制御手段の動作を説明するための図である。本実施の形態２に係る直流モータ制御装置におけるトラバースサーボ出力制御手段の動作を説明するための図である。従来の直流モータ制御装置を搭載する光ディスク装置のブロック図である。従来の直流モータ制御装置によって制御されるトラバースモータの印加電圧と回転数との関係を示すグラフである。

符号の説明

１光ディスク
１１光ピックアップ
１２アクチュエータ
１３スピンドルモータ
１４トラバース
１５トラバースモータ
２１ヘッドアンプ
２２制御手段
３１フォーカスサーボフィルタ
３２トラッキングサーボフィルタ
３３トラバースサーボフィルタ
３４トラバースサーボ出力制御手段
３４１判定手段
３４２制御パルス生成手段
３４３増幅手段
３４４選択手段
３４５比較器
Ｓ１０１フォーカスエラー信号
Ｓ１０２トラッキングエラー信号
Ｓ１０３フォーカス制御信号
Ｓ１０４トラッキング制御信号
Ｓ１０５トラバース制御信号
Ｓ１０６トラバースサーボ出力制御信号
Ｓ１０７判定信号
Ｓ１０８制御パルス信号
Ｓ１０９増幅信号

Claims

直流モータ制御信号に従って直流モータの回転制御を行う直流モータ制御装置において、
前記直流モータ制御信号の値と予め設定された基準値とを比較して、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるか否かを判定し、該判定結果を示す判定信号を出力する判定手段と、
前記直流モータ制御信号をパルス幅変調して、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
前記直流モータ制御信号を増幅して、増幅信号を生成する増幅手段と、
前記判定信号に基づいて、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えたときには前記増幅信号を選択して出力し、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値以下のときには前記制御パルス信号を選択して出力する選択手段と、
前記選択手段の出力を入力として前記直流モータを駆動する駆動手段とを備え、
前記基準値は、前記直流モータの起動電圧よりも高い値に設定される、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
請求項１に記載の直流モータ制御装置において、
前記制御パルス生成手段は、前記制御パルス信号の振幅の絶対値を、前記直流モータの起動電圧より高い値に設定する、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
請求項１に記載の直流モータ制御装置において、
前記制御パルス生成手段は、前記直流モータ制御信号の値に応じて、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調する際のデューティ比を変化させる、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
請求項３に記載の直流モータ制御装置において、
前記制御パルス生成手段は、前記直流モータ制御信号の値と前記基準値との比を算出し、算出した比を、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調する際のデューティ比とする、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
請求項３に記載の直流モータ制御装置において、
前記制御パルス信号のデューティ比が１００％となるときの前記直流モータ制御信号の値と、前記基準値とが等しく、
前記直流モータ制御信号の値と前記基準値とが同じときに、前記増幅信号の値と前記制御パルス信号の振幅値とが等しい、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
直流モータ制御信号に従って直流モータの回転制御を行う直流モータ制御装置において、
前記直流モータ制御信号の値と予め設定された基準値とを比較して、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるか否かを判定し、該判定結果を示す判定信号を出力する判定手段と、
前記直流モータ制御信号をパルス幅変調して、制御パルス信号を生成する制御パルス生成手段と、
前記直流モータ制御信号を増幅して、増幅信号を生成する増幅手段と、
前記増幅信号の値と前記制御パルス信号の値とを比較し、絶対値が大きい信号を選択して出力する比較器と、
前記比較器の出力を入力として前記直流モータを駆動する駆動手段とを備え、
前記基準値は、前記直流モータの起動電圧よりも高い値に設定され、
前記制御パルス生成手段は、前記判定信号に基づいて、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値を超えるときには、前記制御パルス信号のデューティ比を１００％とし、前記直流モータ制御信号の値が前記基準値以下のときには、前記直流モータ制御信号の値に応じて、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調する際のデューティ比を変化させる、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
請求項６に記載の直流モータ制御装置において、
前記制御パルス生成手段は、前記制御パルス信号の振幅の絶対値を、前記直流モータの起動電圧より高い値に設定する、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
請求項６に記載の直流モータ制御装置において、
前記制御パルス生成手段は、前記直流モータ制御信号の値と前記基準値との比を算出し、算出した比を、前記直流モータ制御信号をパルス幅変調する際のデューティ比とする、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。
請求項６に記載の直流モータ制御装置において、
前記制御パルス信号のデューティ比が１００％となるときの前記直流モータ制御信号の値と、前記基準値とが等しく、
前記直流モータ制御信号の値と前記基準値とが同じときに、前記増幅信号の値と前記制御パルス信号の振幅値とが等しい、
ことを特徴とする直流モータ制御装置。