JP2009009658A - 光ディスクトレース装置およびトラックサーチ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡単かつ安定的なトラックサーチ制御を可能にする。
【解決手段】目標速度クロックＣＬｔとトラックパルスとの周波数誤差に依存することなく、残トラック数に応じた目標速度からステッピングモータＭ３を駆動させる信号を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクトレース装置およびトラックサーチ制御方法に関する。

光ディスク上ではディスクの内周から外周に向けて螺旋状にデータが記録されており、これをディスクの半径方向で見るとデータ部が周期的に現れる。このデータ部をトラックといい、目標のトラックへ光学式ピックアップを半径方向に移動することをトラックサーチと呼ぶ。

従来のトラックサーチにおいては、光ビームが現に照射されるトラックから目標トラックまでのトラック数である残トラック数に応じてトラックサーチ目標速度を算出し、得られた目標速度の値に比例して目標速度クロックを生成し、この目標速度クロックの周波数とトラックパルスの周波数とを比較して速度誤差を検出し、検出された速度誤差をディスク方向の加減速データとしてフィードモータを駆動するための信号をトラッキングアクチュエータ駆動信号から生成していた。

しかしながら、このようにレンズ移動に起因する誤差に基づいてピックアップを移動させるため、中距離での移動を伴うトラックサーチの場合、ピックアップの位置制御がレンズに引きずられる態様に、またはレンズがピックアップに引きずられる態様になっていた（図８参照）。この結果、レンズ自身で補正できる範囲が実質的に狭くなり、カウント間違いを起こす可能性が生じていた。また、レンズに対する負荷が大きくなるため、レンズの寿命を縮めるおそれがあり、ひいては信号波形の劣化を招くおそれもあった。
特開２００１−０８４６０１号公報

本発明の目的は、より簡単かつ安定的なトラックサーチ制御を可能にする光ディスクトレース装置およびトラックサーチ制御方法を提供することにある。

本発明の一態様によれば、光学式ディスクへの情報信号の書き込みまたは光学式ディスクからの情報信号の読み出しを光ビームにより行う光ディスク装置に用いられ、光ビームが光学式ディスクのトラックを横切ることに応答してトラック横切り信号を生成するトラック横切り信号生成手段と、目標トラックの指示を受けて光ビームが現に照射されるトラックから前記目標トラックまでの残トラック数を計測し、計測した残トラック数に応じた目標速度を算出する目標速度算出手段と、算出された目標速度から目標速度クロックを生成する目標速度クロック発生手段と、生成された前記目標速度クロックと前記トラック横切り信号との周波数誤差を計測し、得られた周波数誤差に基づいて、光ビームを光学式ディスクへ集光させるレンズを前記目標トラックの方向へ移動させるトラッキングアクチュエータを駆動させる信号を生成する第１の駆動信号生成手段と、前記周波数誤差に依存することなく、算出された目標速度から、光ビームの発光素子を搭載した基台を前記目標トラックの方向へ移動させるステッピングモータを駆動させる信号を生成する第２の駆動信号生成手段と、を備える光ディスクトレース装置が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、レンズで集光された光ビームにより光学式ディスクへの情報信号の書き込みまたは光学式ディスクからの情報信号の読み出しを行う光ディスク装置のトラックサーチを制御する方法であって、光ビームが光学式ディスクのトラックを横切ることに応答してトラック横切り信号を生成する過程と、光ビームが現に照射されるトラックから目標トラックまでの残トラック数を計測し、計測した残トラック数に応じた目標速度を求める過程と、求められた目標速度から目標速度クロックを生成し、前記目標速度クロックと前記トラック横切り信号との周波数誤差を計測し、得られた周波数誤差に基づいてレンズを前記目標トラックの方向へ移動させる過程と、前記周波数誤差に依存することなく、求められた目標速度からステッピングモータ駆動用クロックを生成し、前記ステッピングモータ駆動用クロックにより、光ビームの発光素子を搭載した基台をステッピングモータで前記目標トラックの方向へ移動させる過程と、を備えるトラックサーチ制御方法が提供される。

本発明によれば、より簡単かつ安定的なトラックサーチ制御が可能になる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態による光ディスクトレース装置を含む光ディスク駆動装置の主要部を示すブロック図である。本実施形態の特徴は、トラックサーチ制御回路２０から、レンズ移動に起因する誤差を表すディジタル値の信号Ｖ２ではなく目標速度クロックＣＬｔを取り出し、分周回路４２により所定の比率で分周し、得られたクロック信号によりステッピングモータＭ３を駆動する点にある。この点は後に詳述する。

図１に示す光ディスク装置は、スピンドルモータＭ１と、光ピックアップＰと、ＲＦアンプ１２と、システムコントローラ１４と、Ａ／Ｄ変換器１６と、本実施形態の光ディスクトレース装置１と、トラッキングアクチュエータドライバ５４と、ステッピングモータＭ３とを備える。

光ディスクトレース装置１は、トラックサーチ制御回路２０と、セレクタＳＬ１と、加算器１８と、トラッキングサーボイコライザ５２と、フィードサーボイコライザ６２と、クロック発生器６４と、分周回路４２と、セレクタＳＬ３と、ステッピングモータ駆動回路６６とを含む。本実施形態において、分周回路４２とセレクタＳＬ３とステッピングモータ駆動回路６６は、例えば第２の駆動信号生成手段に対応する。

スピンドルモータＭ１は、所定位置に設置された光ディスクＤを所定の回転速度で回転駆動する。

光ピックアップＰは、ＲＦアンプ１２およびトラッキングアクチュエータドライバ５４に接続される。光ピックアップＰは、基台Ｓに設けられた半導体レーザおよび図示しない光電変換素子並びに対物レンズＬＺおよび図示しないトラッキングアクチュエータを内蔵し、光ディスクＤの回転中に入力された電気信号に応じてレーザビームＬＢを放射し光ディスクＤのトラックに情報データを書き込み、または、光ディスクＤのトラックにレーザビームＬＢを放射し、トラックから反射して戻ってくる光の光量の変化を検出することにより、情報データを読み取って電気信号として出力し、ＲＦアンプ１２へ供給する。

ＲＦアンプ１２は、トラックサーチ制御回路２０とＡ／Ｄ変換器１６にも接続され、光ピックアップＰから送られた電気信号からトラッキングエラー信号ＴＥおよびオントラック信号ＯＴを生成し、これらをトラックサーチ制御回路２０に供給するとともに、トラッキングエラー信号ＴＥをＡ／Ｄ変換器１６に供給する。Ａ／Ｄ変換器１６は、情報の書き込み・読み出し時にはセレクタＳＬ１により加算器１８およびトラッキングサーボイコライザ５２に接続され、アナログ信号であるトラッキングエラー信号ＴＥをディジタル値の信号Ｖ１に変換してトラッキングサーボイコライザ５２に供給する。本実施形態におけるトラックサーチ時には、セレクタＳＬ１により加算器１８がグランド接続されるため、ディジタル値の信号Ｖ１は利用されない。

トラックサーチ制御回路２０は、システムコントローラ１４に接続されるとともに、加算器１８を介してトラッキングサーボイコライザ５２に接続され、システムコントローラ１４から目標トラックに対応したトラックジャンプ数のデータ入力を受け、レンズ移動に起因する誤差を表すディジタル値の信号Ｖ２を生成してトラッキングサーボイコライザ５２に供給する。

トラッキングサーボイコライザ５２は、トラッキングアクチュエータドライバ５４とフィードサーボイコライザ６２に接続され、トラックサーチ制御回路２０から供給されたディジタル値の信号Ｖ２に対してゲインと位相を補償してこれらのドライバ５４およびイコライザ６２に供給する。

トラッキングアクチュエータドライバ５４は、トラッキングサーボイコライザ５２から供給された信号に基づいて図示しないトラッキングアクチュエータを駆動する信号を生成する。この信号を受けてトラッキングアクチュエータが駆動し、対物レンズＬＺを目標トラック方向へ移動させる。フィードサーボイコライザ６２は、クロック発生器６４にも接続され、トラッキングサーボイコライザ５２から供給された信号に対してゲインと位相をさらに補償してクロック発生器６４へ供給する。

クロック発生器６４は、情報の書き込み・読み出し時にはセレクタＳＬ３によりステッピングモータ駆動回路６６に接続され、ステッピングモータ駆動用のクロックを生成してステッピングモータ駆動回路６６に供給する。その場合、ステッピングモータ駆動回路６６は、クロック発生器６４から送られたクロック信号によりステッピングモータＭ３の駆動信号を生成してステッピングモータＭ３を駆動し、スライディングアクチュエータＳＡを駆動することにより、基台Ｓの移動を通して光ピックアップＰを光ディスクＤの半径方向に移動させる。

本実施形態によるトラックサーチでは、ステッピングモータ駆動回路６６はセレクタＳＬ３により分周回路４２に接続され、目標速度クロックＣＬｔを分周して得られたクロック信号を受け取る。これにより、ステッピングモータ駆動回路６６は、目標速度でピックアップが移動するようにステッピングモータＭ３を駆動する信号を生成することが可能になる。

図２は、図１に示すトラックサーチ制御回路２０の詳細構成を示すブロック図である。 同図に示すように、トラックサーチ制御回路２０は、トラックパルス生成回路２１０と、残トラック数カウンタ２２０と、速度デコーダ２３０と、目標速度クロック発生回路２４０と、水晶発振器２５０と、速度誤差検出回路２６０と、レジスタ２７０とを含む。

トラックパルス生成回路２１０は、残トラック数カウンタ２２０と速度誤差検出回路２６０に接続され、ＲＦアンプ１２（図１参照）から供給されたトラッキングエラー信号ＴＥおよびオントラック信号ＯＴからトラックサーチに必要なトラックパルスＴＰを生成する。本実施形態において、トラックパルスＴＰは例えばトラック横切り信号に対応し、トラックサーチ制御回路２１０は例えばトラック横切り信号生成手段に対応する。

残トラック数カウンタ２２０は、システムコントローラ１４および速度デコーダ２３０に接続され、システムコントローラ１４から必要なトラックジャンプ数のデータの入力を受け、トラックジャンプ数をトラックサーチ制御回路２０から供給されたトラックパルスＴＰによりカウントダウンし、光ビームが現に照射されるトラックから目標トラックまでの残トラック数を演算し、その結果を速度デコーダ２３０に与える。速度デコーダ２３０は、図３に示すように、残トラック数が多いときは高速となり、残トラック数が小さいときは低速となるように目標速度値を設定し、その結果を目標速度クロック発生回路２４０に与える。本実施形態において、残トラック数カウンタ２２０および速度デコーダ２３０は、例えば目標速度算出手段に対応する。

図４は、目標速度クロック発生回路２４０の特性を表すグラフであり、水晶発振器２５０からの発信周波数を基準に、速度デコーダ２３０から与えられた目標速度値に比例した目標速度クロックを生成する。目標速度クロック発生回路２４０は、速度誤差検出回路２６０に加えて分周回路４２にも接続され、これらの回路２６０，４２に目標速度クロックを供給する。本実施形態において、目標速度クロック発生回路２４０は、例えば目標速度クロック発生手段に対応する。速度誤差検出回路２６０は、レジスタ２７０にも接続され、目標速度クロック発生回路２４０から供給された目標速度クロックの周波数とトラックパルス生成回路２１０から供給されたトラックパルスの周波数とを比較して速度誤差を検出し、その結果をディスク半径方向の加減速データ（ディジタル値）の信号Ｖ２としてレジスタ２７０に格納する。レジスタ２７０に格納された加減速データ信号Ｖ２のディジタル値はトラッキングサーボイコライザ５２による演算処理によりゲインと位相が補償されてトラッキングアクチュエータドライバ５４に供給され、これにより、図示しないトラッキングアクチュエータが駆動される。本実施形態において、速度誤差検出回路２６０、レジスタ２７０、トラッキングサーボイコライザ５２およびトラッキングアクチュエータドライバ５４は、例えば第１の駆動信号生成手段に対応する。

ここで、ステッピングモータＭ３の一例を図５（ａ）に示す。図５（ａ）に示すステッピングモータは４つのコイルを有し、紙面上部から時計回りにそれぞれＡ，Ｂ，Ａ￣（”￣”はトップバーを示す），Ｂ￣の駆動信号が入力される。本実施形態の光ディスクトレース装置によるステッピングモータ駆動信号の一例を図３（ｂ）に示す。このように各相の電流値を変化させることにより基本ステップ単位でモータを回転させることができる。ステッピングモータ駆動回路６６は、ステッピングモータＭ３の各相の入力電流を段階的に出力制御するための回路であり、入力クロックを基準クロックとして動作する。

本願発明者は、目標速度クロックＣＬｔとピックアップＰの移動速度との関係に着目した。目標速度クロックＣＬｔは、光ディスクＤの盤面に照射されたレーザビームＬＢのレーザスポットとトラックとの目標相対速度（トラック横切り目標速度）に比例したクロックであり、レンズＬＺのディスク半径方向への速度に対応する。この一方、ピックアップＰの移動速度はフィードモータの回転速度に比例している。そこで、目標速度クロックＣＬｔとピックアップＰの移動速度とが比例関係になるようにステッピングモータＭ３の回転を制御することができれば、ピックアップＰ自体を目標速度で移動させることが可能になる。

本実施形態では、トラックサーチ制御回路２０の目標速度クロック発生回路２４０から目標速度クロックＣＬｔを直接取り出し、これを分周回路４２により所定の比率、例えばステッピングモータＭ３の仕様に応じた比率で分周して得られたクロック信号をセレクタＳＬ３にて選択してステッピングモータ駆動回路６６に供給する。これにより、目標速度クロックＣＬｔとトラックパルスとの周波数誤差に依存することなく、目標速度クロックＣＬｔに比例した速度でピックアップＰを移動させることができる。この点を従来技術と対比しながらより詳細に説明する。

図６は従来の技術による光ディスクトレース装置の一例を示すブロック図であり、図７は図６に示す光ディスクトレース装置が備えるトラックサーチ制御回路の詳細構成を示すブロック図である。図１および図２との対比により明らかなように、トラックサーチ制御回路２０からは、速度誤差検出回路２６０により検出された速度誤差を表すディジタル値の信号Ｖ２のみが取り出され、トラッキングサーボイコライザ５２を介して出力されたトラッキングアクチュエータ駆動信号をクロック発生回路６４により周波数変換したクロックを用いてステッピングモータＭ３を駆動していた。このように、トラッキングサーボイコライザ５２等でフィルタがかかった誤差信号でピックアップＰの基台Ｓを移動させるため、図８に示すように、基台Ｓの動作とレンズＬＺの動作との間で相対的な遅れが生じて後追いのサーチ動作になっていた。

これに対して本実施形態によれば、目標速度クロックＣＬｔでピックアップＰの移動速度が決まるので、図９に示すように、レンズＬＺに対する誤差が無くなり、安定したフィードが実現する。また、トラッキングサーボ動作についても、目標速度制御から分離されるので、レンズＬＺの偏心等による外乱のみの制御で済むという効果を得ることもできる。

（２）第２の実施の形態
図１０は、本発明の第２の実施の形態による光ディスクトレース装置を含む光ディスク駆動装置の主要部を示すブロック図であり、図１１は図１０に示す光ディスクトレース装置が備えるトラックサーチ制御回路の詳細構成を示すブロック図である。

図１および図２との対比により明らかなように、本実施形態の光ディスクトレース装置３は、分周回路４２に代えて演算回路３２を備え、演算回路３２の出力とフィードサーボイコライザ６２の出力とを加算する加算器２８を備え、さらに、クロック発生器６４に代えて、加算器２８とステッピングモータ駆動回路６６との間に設けられたクロック発生器３４をさらに備える。本実施形態において、演算回路３２、加算器２８、クロック発生器３４およびステッピングモータ駆動回路６６は、例えば第２の駆動信号生成手段に対応する。

クロック発生器３４は、演算回路３２から出力され与えられたデータにΣΔ変調を行ってパルス密度波形信号を出力し、ステッピングモータ駆動回路６６へ供給する。図１１に示すように、本実施形態において、トラック制御回路２０からは、目標速度クロックＣＬｔではなく、速度デコーダ２３０の出力である目標速度のデータそのものが取り出され、演算回路３２により所定の係数との演算処理が行われた上で、加算器２８を介してクロック発生器３４に供給される。ここで、演算回路３２に与えられる係数は、例えば、目標速度とステッピングモータＭ３の速度との比例関係に応じた値である。クロック発生器３４の詳細については特開２００１−０７６４４８を参照されたい。この参照により、特開２００１−０７６４４８の内容を本願明細書に取り込んだものとする。

以上、本発明の実施の形態のいくつかについて説明したが、本発明は上記形態にかぎるものでは決してなく、その技術的範囲内において種々変更して実施できることは勿論である。

本発明の第１の実施の形態による光ディスクトレース装置を含む光ディスク駆動装置の主要部を示すブロック図である。 図１に示す光ディスクトレース装置が備えるトラックサーチ制御回路の詳細構成を示すブロック図である。 図２に示すトラックサーチ制御回路が含む速度デコーダの速度プロファイルの一例を示すグラフである。 図２に示すトラックサーチ制御回路が含む目標速度クロック発生回路の特性を表すグラフである。 （ａ）はステッピングモータの一例を示し、（ｂ）は図１に示す光ディスクトレース装置によるステッピングモータ駆動信号の一例を示す。 従来の技術による光ディスクトレース装置の一例を示すブロック図である。 図６に示す光ディスクトレース装置が備えるトラックサーチ制御回路の詳細構成を示すブロック図である。 従来の技術によるトラックサーチ制御方法の問題点を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態によるトラックサーチ制御方法の効果を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態による光ディスクトレース装置を含む光ディスク駆動装置の主要部を示すブロック図である。 図１０に示す光ディスクトレース装置が備えるトラックサーチ制御回路の詳細構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，３：光ディスクトレース装置
１２：ＲＦアンプ
１４：システムコントローラ
１８，２８：加算器
２０：トラックサーチ制御回路
４２：分周回路
５２：トラッキングサーボイコライザ
５４：トラッキングアクチュエータドライバ
６６：ステッピングモータ駆動回路
２１０：トラックパルス生成回路
２３０：速度デコーダ
２４０：目標速度クロック発生回路
ＣＬｔ：目標速度クロック
Ｄ：光ディスク
ＬＢ：レーザビーム
ＬＺ：レンズ
Ｐ：光ピックアップ
Ｓ：基台
ＳＬ１：セレクタ

Claims (5)

1. 光学式ディスクへの情報信号の書き込みまたは光学式ディスクからの情報信号の読み出しを光ビームにより行う光ディスク装置に用いられ、
   光ビームが光学式ディスクのトラックを横切ることに応答してトラック横切り信号を生成するトラック横切り信号生成手段と、
   目標トラックの指示を受けて光ビームが現に照射されるトラックから前記目標トラックまでの残トラック数を計測し、計測した残トラック数に応じた目標速度を算出する目標速度算出手段と、
   算出された目標速度から目標速度クロックを生成する目標速度クロック発生手段と、
   生成された前記目標速度クロックと前記トラック横切り信号との周波数誤差を計測し、得られた周波数誤差に基づいて、光ビームを光学式ディスクへ集光させるレンズを前記目標トラックの方向へ移動させるトラッキングアクチュエータを駆動させる信号を生成する第１の駆動信号生成手段と、
   前記周波数誤差に依存することなく、算出された目標速度から、光ビームの発光素子を搭載した基台を前記目標トラックの方向へ移動させるステッピングモータを駆動させる信号を生成する第２の駆動信号生成手段と、
   を備える光ディスクトレース装置。
2. 前記第２の駆動信号生成手段は、
   前記目標速度クロックを所定の比率で分周する分周回路と、
   前記分周回路から出力されたクロック信号に従って前記ステッピングモータを駆動させる信号を生成するステッピングモータ駆動回路と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の光ディスクトレース装置。
3. 前記第２の駆動信号生成手段は、
   所定の係数と前記目標速度との演算処理を行う演算回路と、
   前記演算回路の演算結果に基づいて前記ステッピングモータを駆動させる信号を生成するステッピングモータ駆動回路と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の光ディスクトレース装置。
4. レンズで集光された光ビームにより光学式ディスクへの情報信号の書き込みまたは光学式ディスクからの情報信号の読み出しを行う光ディスク装置のトラックサーチを制御する方法であって、
   光ビームが光学式ディスクのトラックを横切ることに応答してトラック横切り信号を生成する過程と、
   光ビームが現に照射されるトラックから目標トラックまでの残トラック数を計測し、計測した残トラック数に応じた目標速度を求める過程と、
   求められた目標速度から目標速度クロックを生成し、前記目標速度クロックと前記トラック横切り信号との周波数誤差を計測し、得られた周波数誤差に基づいてレンズを前記目標トラックの方向へ移動させる過程と、
   前記周波数誤差に依存することなく、求められた目標速度からステッピングモータ駆動用クロックを生成し、前記ステッピングモータ駆動用クロックにより、光ビームの発光素子を搭載した基台をステッピングモータで前記目標トラックの方向へ移動させる過程と、
   を備えるトラックサーチ制御方法。
5. 前記ステッピングモータ駆動用クロックは、所定の比率で分周することにより生成され、または、所定の係数と前記目標速度との演算処理を行った結果に基づいて生成されることを特徴とする請求項４に記載のトラックサーチ制御方法。

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