JP4462661B2 - 光ピックアップ装置におけるトラバース駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクのトラバース駆動装置に関し、特に数種のディスク使用をサポートする偏心の周波数帯域が複数存在し、なおかつ偏心量が大きなディスクをそれぞれ再生した場合においても、ディスクの偏心に影響されず、常に変わらぬ動作特性を得ることができる光ディスクのトラバース駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ送り制御装置としては、例えば、特公平６−７６３１２号公報に開示されている。以下、図面を参照しながら、従来の光ピックアップ送り制御装置の一例について説明する。
図５は、従来の光ピックアップ送り制御装置の構成を示す。ディスクＡは、スピンドルモータ４によって回転している。ディスクＡに記録された情報を記録・再生するための光ピックアップ１は、ディスク上にレーザを集光させデータの書き込み・読み込みを行うレンズ1a、レンズを上下方向（以下、フォーカス方向）及びディスク半径方向（以下、トラッキング方向）へ微少移動させるための密アクチュエータ1bと、レンズと密アクチュエータを搭載するキャリッジ1cとから成る。キャリッジ自体をトラッキング方向に移動させる機構は、トラバースモータ２とモータの駆動力をキャリッジに伝達する動力伝達機構３という構成を有する。スピンドルモータ４と密アクチュエータ1bとトラバースモータの制御・駆動を行う回路としてコントローラ７が存在し、レンズが中心からずれた量（以下、レンズシフト量）に応じてトラバースモータへの駆動電圧の供給・停止を行っている。以上の構成を総称して、トラバース駆動装置と呼ぶ。なお、フォーカスサーボ等の光ディスク装置に標準的に備わる要素で、本発明のトラバース駆動装置に関連の少ないものについては、説明を省いている。
【０００３】
次に、上記構成の光ディスクのトラバース駆動装置の動作について説明する。
ディスクを記録・再生するときには、キャリッジをトラッキング方向へ送る動作（以下、光軸補正送りと呼ぶ）が発生する。以下にこの動作について説明する。
記録・再生動作中、光ピックアップのレンズは密アクチュエータによりトラッキング方向外周へ向かって微少移動しながら、回転するディスクのトラックをトレースして、データの書き込み・読み込みを行う。密アクチュエータは精密な移動が行えるが可動範囲が狭いため、所定の距離以上にレンズが中心からずれたとき（以下、レンズシフトが発生したとき）キャリッジを移動させて再びレンズをキャリッジの中心位置付近に戻す必要がある。キャリッジを動かすために、動力伝達機構の摩擦負荷を越えるだけの駆動電圧を、トラバースモータドライブ電圧として出力し、動力伝達機構を介してキャリッジ本体をトラッキング方向へ送る動作を行っている。
【０００４】
すなわち、コントローラでは、常時密アクチュエータをディスクのドラックへ追従させる制御（トラッキング制御）と、必要に応じてトラバースモータを駆動して、レンズをキャリッジの中心付近に位置させる制御（トラバース制御）を同時に行っている。
図５および図１０を参照しながら上記の動作を詳細に説明する。記録・再生動作の指令を受け取ると、まずレンズシフト量検出手段９によりレンズシフト量の検出を行い、キャリッジの移動が必要か否かを決定する。シフト量がしきい値未満で密アクチュエータの可動範囲内である場合は密アクチュエータによりトラッキング方向への微少送りを行う。次第にレンズシフト量が大きくなり、しきい値以上となったとき、レンズシフト量に応じた値の駆動電圧をトラバースモータに与え、キャリッジをレンズシフトがキャンセルされる方向（通常は外周方向）へ移動させる。キャリッジが移動したことにより、レンズシフト量が減少し、再び、しき値未満になったときトラバースモータへの供給電圧を停止し、１回目の光軸補正送りが終了し、再び密アクチュエータによるレンズ移動のみの制御になり、記録・再生動作中はこの動作を繰り返す。
【０００５】
次に、ディスクに偏心があった場合について説明する。
ディスクに偏心があった場合、その周期はディスクの回転数に依存する。ディスクの偏心は、トラックの偏心となって現れるため、記録・再生動作中の光ピックアップのレンズは偏心に対して追従して動いてトラックを正確にトレースしなければならない。
一方、トラバースモータ駆動電圧を生成するためのエラー信号は、通常光ピックアップのトラッキング方向の密アクチュエータと同じエラー信号を用いているため、偏心が存在すると光ピックアップのレンズと同じように、偏心に追従してキャリッジを動かそうとする電圧が発生する。しかし、光ピックアップのキャリッジが偏心に対して追従して動作した場合、以下のような問題が発生する。一つは、キャリッジの総移動量が大きくなりモータや摺動部品の部品寿命を縮めてしまうことである。もう一つは、トラバース機構部にギヤ構成をとっていてバックラッシがあった場合、バックラッシ部で回転方向反転時にギヤの衝突が生じ、衝突の影響が光ピックアップに伝達されてサーボ系に悪影響を与えることである。すなわち、ディスクの偏心に対して、ピックアップのレンズは追従して動くが、キャリッジは偏心に追従して動かないように制御しなければならない。
【０００６】
特開平６−７６３１２号公報による例では、ディスクの偏心量を検出して偏心量に応じてトラバースサーボのゲインを設定することで光軸補正送りの安定化を図っている。このようにして従来の光ディスクのトラバース駆動装置でも光軸補正送り動作を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等さまざまなディスクを使用し、かつ使用温度範囲が広範囲である車載用ＡＶ機器の場合、以下のような課題が発生する。
車載仕様では、使用温度範囲が広いため、サーボ系のゲイン変動要因も大きくなり、その上、規格で定められている偏心量の数倍の大きさのディスクを使用する場合があり得る。このとき、光ピックアップのレンズだけでなくキャリッジもディスク偏心に追従した形で送り方向を変化させながら動くことになる(図１１参照)。
更に、使用温度範囲が広いため、高温での樹脂部品の膨張を考慮してトラバース機構のギヤ部にバックラッシを設ける必要がある。したがって、ディスク偏心に追従してキャリッジが動作すると、ギヤの回転方向反転時にギヤ間の衝突が発生し、この振動が光ピックアップに伝達されサーボ系に悪影響を与える。また、それ以外にも偏心に追従してキャリッジが動くと、トラバース機構部の部品寿命の観点からも不利な要因となる。このため、コストアップを容認してメカ設計を行うか、または温度使用範囲や使用できるディスク偏心量等の仕様を下げなければならない、という問題があった。
【０００８】
本発明は、こにょうな従来技術の問題点を解決するものであり、種々のディスク使用をサポートしながら、偏心量の大きなディスクを車載仕様環境下で使用した場合においても、常に変わらない動作性能を得ることができる光ディスクのトラバース駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のトラバース駆動装置においては、ディスクの回転数を検出する手段と、トラバース制御ゲインを任意に設定する手段を設け、キャリッジが偏心に追従する動作を防止することで安定した送り動作を実現する。
本発明の第１の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、ディスクの回転数を検出する手段と、検出されたディスクの回転数に対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
本発明の第２の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、使用するディスクを検出する手段と、検出された使用するディスクに対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、周囲温度を検出する手段と、ディスクの回転数を検出する手段と、検出された周囲温度とディスクの回転数に対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
本発明の第４の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、周囲温度を検出する手段と、使用ディスクを検出する手段と、検出された周囲温度と使用ディスクに対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の好適な実施形態を図面を参照して説明する。
本発明による第１の実施形態は、光ディスク装置の光軸補正送り動作において、ディスクの回転数から偏心周波数を検出し、偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、回転数に応じてトラバース制御ゲインの設定を行って、送り動作中の不要動作の発生を防止し、送りの安定化を図るという作用を有する。
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段には同一符号を付して詳しい説明は省略する。従来の構成に対してディスクの回転数検出手段１１、トラバース制御ゲイン切り替え手段１２、およびトラバース制御ゲイン設定手段１３が新たに加えられた。
【００１２】
上記第１の実施形態について、図１および図６を参照して説明する。従来例に示したように記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動とトラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。
実際には、図６のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
通常レンズシフト量を検出する手段としては、トラッキングエラー（以下、ＴＥ）信号を用い、同信号の低域成分を抽出して、増幅するようなフィルタ（以下、トラバースフィルタ）をコントローラ内部で演算処理し、トラバースモータドライブ出力を生成する。トラバースサーボの周波数帯域は非常に低く、同帯域でのフィルタ特性はフラットであるため、レンズシフト量とトラバースモータドライブ出力の関係は、ほぼ比例関係にある。
【００１３】
トラバースフィルタをデジタルフィルタで構成した場合、図１のような構成となる。Ｍｅは、フィルタ通過前のＴＥ信号に相当する値が格納されたレジスタで、この値を読み取ることによってレンズシフト量が検出できる。Ｍｖは、フィルタ通過後の値が格納されているレジスタで、この値を読み取ることでトラバースモータへの駆動電圧が検出できる。
ディスクに偏心がある場合、トラッキングエラー信号に偏心成分が現れる。（図１１）。通常は偏心成分に対しキャリッジが追従して動かないようにサーボ系を設計する。しかし、使用温度範囲が広範囲でサーボ系のゲイン変動が大きな車載仕様では、高温下でキャリッジの動作感度が高い状態になった上に偏心量が大きいディスクを使用するときがあり、この場合、キャリッジが偏心成分に追従して揺動してしまう。
【００１４】
トラバース機構の応答特性は、下記の式に表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （１．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
また、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクでは、ディスクによって記録されている線速度が異なるため、再生中のディスクの回転数も異なる。例えば、ＣＤでは線速度一定（以下、ＣＬＶ）１倍速で情報が記憶されていて、ＣＤ−ＲＯＭではＣＤの数倍速いディスクの回転数（以下、ｎ倍速）で読み出しを行っている。ＣＬＶ方式ではディスク内周と回転数が違っていて、ＣＤでは２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）の回転数となる。
【００１５】
また、ディスクの回転数Ｎと偏心周波数ｆｈは、次式で示される関係にある。
ｆｈ＝Ｎ／６０ （１．２）
したがって、偏心周波数はＣＤで３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．０ｎ）Ｈｚとなる。
ＤＶＤ−ＲＡＭ等他のディスク装置では、ＺＣＬＶ方式が採用されているが、光軸補正送りに関しては、ｎ倍速の動作と同様に考えることができるため、以下では説明を省略する。
式（１．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスクの低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００１６】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度が高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時には、トラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
ディスクの回転数の検出は、例えば、以下のようにして求めることができる。スピンドルモータにＦＣ信号を発生するもの、例えば、１周期ｎ個のホール素子を持つモータを使用した場合、ホール素子を通過した際に検出される信号から、ホール素子間の通過時間Ｔｇを検出し、以下の式によって偏心周波数ｆｈを求めることができる。
【００１７】
ここで、ｆｈ＝１／（ｎｘＴｇ） （１．３）
ｎ：ホール素子数、
Ｔｇ：ホール素子間通過時間、である。
トラバース制御ゲイン切り替え判定手段では、偏心周波数ｆｈと切り替え周波数ｆｃとの比較を行って、以下の判定を行う。
ｆｈ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆｈ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、基準ドライブでの測定値を用いて値を決定する。
ｆｃの決定方法としては、例えば、トラバースモータに一定電圧の駆動力を与え、ギヤ部のバックラッシに動作が吸収されてキャリッジの変位が現れないような限界周波数を測定することで求めることができる。
【００１８】
また、Ｋ０、Ｋｄの決定方法としては、基準ドライブのサーボ動作中に、ゲインを上下させたときのキャリッジの挙動を測定することにより決定することができる。
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト量検出手段９によりレンズシフト量を表わすレジスタＭｅの値を検出し、レジスタＭｅの値がしきい値以下ならば、密アクチュエータの移動によってトラックへの追従を行い、レジスタＭｅの値がしきい値以上になると、光軸補正送りが発生する。
光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レンズシフト量に対応したレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
【００１９】
キャリッジが動いたことにより、レンズシフトがキャンセルされてもレジスタＭｅがしきい値以下になったとき、光軸補正送り動作を終了する。
このように、第１の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するために、ディスクの回転数を検出して、回転数に応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明による第２の実施の形態は、光ディスク装置の光軸送り動作において、使用するディスクを検出し、使用ディスクの回転数から定まる偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、使用ディスクに応じたトラバース制御ゲインの設定を行って、送り動作中の不要動作発生を防止し、送りの安定化を図れるという効果を有する。
【００２０】
図２は、本発明の第２の好適な実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段は同一の符号を付して詳しい説明は省略する。この実施形態においては、従来の構成に対して使用ディスク検出手段２１、トラバース制御ゲイン切り替え手段２２およびトラバース制御ゲイン設定手段２３が新たに付加されている。
第２の実施形態について図２および図７を参照して説明する。従来例に示したよに記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動と、トラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。実際には、図７のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
トラバースフィルタに関する説明は、第１の実施形態と同一であり、ここでは省略する。
【００２１】
ディスクに偏心がある場合、第１の実施形態中で説明したように、従来構成では、車載環境下においてキャリッジが偏心に追従して揺動してしまうことがある。これを防止するため、第２の実施形態では使用ディスクによってトラバース制御ゲインを変更する。
使用するディスクの検出は、以下の手順に従って行われる。
光ディスク装置では、電源を入れたときやディスク交換を行った直後、または何らかのトラブルでシステムの再起動を行ったときにディスクの判定を行う。判定はディスク上のＴＯＣ領域へアクセスし、ＴＯＣ内のディスク情報を読み取ることで検出することができる。
ディスクの回転数は、使用するディスクによって決まっている。ＣＤで２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）ｒｐｍであることから、偏心の周波数はＣＤで、３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．９ｎ）Ｈｚとなる。倍速数ｎは、光ディスク装置のシステムによって定まった値である。
【００２２】
一方、トラバース機構の応答特性は、下記の式によって表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （２．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
式（２．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００２３】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度も高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時にはトラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
トラバース制御ゲインの切り替えの判定は、以下の手順に従って行う。
まず、使用するディスクを検出した後、偏心周波数の最小値ｆＬを算出する。ここで偏心周波数の最小値ｆＬは、使用するディスクによって一義的に定まった値である。例えば、ＣＤでは３．３Ｈｚ、４倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、３．３ｘ４＝１３．２Ｈｚといった値が設定される。
【００２４】
ｆＬ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆＬ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、第１の実施形態に示したように、予め基準ドライブを用いて測定した実測値から決定された値である。
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト量検出手段９により、レジスタＭｅの値がしきい値以上に成ると、光軸補正送りが発生する。光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レジスタＭｅの値に対応したモータドライブ出力を表わすレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
【００２５】
キャリッジが動いたことにより、レジスタＭｅの値がしきい値以下になったとき光軸補正送り動作を終了する。
このように、上記第２の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するため、使用ディスクを検出して、使用ディスクに応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
次に、本発明の第３の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の第３の実施形態は、光ディスク装置の光軸補正送り動作において、周囲温度を検出し、同時にディスクの回転数から偏心周波数を検出し、周囲温度と偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、周囲温度と回転数に応じたトラバース制御ゲインの設定を行って、送り動作中の不要動作の発生を防止し、送りの安定化を図るという作用を有する。
【００２６】
図３は、本発明の第３の実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段には同一符号を付して詳しい説明は省略する。この実施形態においては、従来の構成に対してディスクの回転数検出手段３１、トラバース制御ゲイン切り替え判定手段３２、トラバース制御ゲイン設定手段３３および温度補正係数算出手段３５が新たに付加されている。
上記第３の実施形態について、図３および図８を参照して説明する。従来例に示したように記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動とトラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。
実際には、図８のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
トラバースフィルタに関する説明は、第１の実施形態と同一であり、ここでは省略する。
【００２７】
ディスクに偏心がある場合、第１の実施形態について説明したように、従来構成では、車載環境下においてキャリッジが偏心に追従して揺動してしまうことがある。これを防止するため、第３の実施形態では周囲温度とディスクの回転数によってトラバース制御ゲインを変更する。
トラバース機構の応答特性は、下記の式に表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （３．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
また、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクでは、ディスクによって記録されている線速度が異なるため、再生中のディスクの回転数も異なる。例えば、ＣＤでは線速度一定（以下、ＣＬＶ）１倍速で情報が記憶されていて、ＣＤ−ＲＯＭではＣＤの数倍速いディスクの回転数（以下、ｎ倍速）で読み出しを行っている。ＣＬＶ方式ではディスクの内周と外周で回転数が違っていて、ＣＤでは２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）の回転数となる。
【００２８】
また、ディスクの回転数Ｎと偏心周波数ｆｈは、次式で示される関係にある。
ｆｈ＝Ｎ／６０ （３．２）
したがって、偏心周波数はＣＤで３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．９ｎ）Ｈｚとなる。
ＤＶＤ−ＲＡＭ等他の光ディスク装置ではＺＣＬＶ方式が採用されているが、光軸補正送りに関しては、ｎ倍速の動作と同様に考えることができるため、以下では説明を省略する。
式（３．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスクの低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００２９】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度も高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時にはトラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
ディスクの回転数の検出は、例えば、第１の実施形態のようにして求めることができる。
【００３０】
また、周囲温度検出手段で検出された温度に応じて、温度補正係数Ｋｔは常温時を１とし、温度によって変化する回路部等のゲイン変動を、予め基準ドライブを用いて測定し、温度に対する補正係数として算出しておいた値を用いる。
トラバース制御ゲイン切り替え判定手段では、偏心周波数ｆｈと切り替え周波数ｆｃとの比較を行って、以下の判定を行う。
ｆｈｘＫｔ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆｈｘＫｔ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、第１の実施形態に示したように、予め基準ドライブを用いて測定した実測値から決定された値である。
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト検出手段によりレンズシフト量を表わすレジスタＭｅの値を検出し、レジスタＭｅの値がしきい値以下ならば、密アクチュエータの移動によってトラックへの追従を行い、レジスタＭｅの値がしきい値以上になると、光軸補正送りが発生する。
【００３１】
光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レンズシフト量に対応したレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
キャリッジが動いたことにより、レジスタＭｅの値がしきい値以下になったとき光軸補正送り動作を終了する。
このように、上記第３の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するため、周囲温度とディスクの回転数を検出して、使用条件に応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
【００３２】
次に、本発明の第４の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の第４の実施形態は、光ディスク装置の光軸補正送り動作において、周囲温度を検出し、同時に使用するをディスクを検出し、使用温度と使用ディスクから定まる偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、周囲温度と使用ディスクに応じた不感帯の設定を行って、送り動作中の不要動作の発生を防止し、送りの安定化を図るという作用を有する。
図４は、本発明の第４の実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段には同一符号を付して詳しい説明は省略する。この実施形態においては、従来の構成に対してディスクの回転数検出手段４１、トラバース制御ゲイン切り替え判定手段４２、トラバース制御ゲイン設定手段４３、周囲温度検出手段４４、温度補正係数算出手段４５が新たに付加されている。
【００３３】
上記第４の実施形態について、図４および図９を参照して説明する。従来例に示したように記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動と、トラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。
実際には、図９のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
トラバースフィルタに関する説明は、第１の実施形態と同一であり、ここでは省略する。
ディスクに偏心がある場合、第１の実施形態中で説明したように、従来構成では、車載環境下においてキャリッジが偏心に追従して揺動してしまうことがある。これを防止するため、第４の実施形態では周囲温度と使用ディスクによってトラバース制御ゲインを変更する。
【００３４】
使用するディスクの検出は、以下の手順に従って行われる。
光ディスク装置では、電源を入れたときやディスク交換を行った直後、または何らかのトラブルでシステムの再起動を行ったときにディスクの判定を行う。判定はディスク上のＴＯＣ領域へアクセスし、ＴＯＣ内のディスク情報を読み取ることで検出することができる。
ディスクの回転数は、使用するディスクによって決まっている。ＣＤで２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）ｒｐｍであることから、偏心の周波数はＣＤで、３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．９ｎ）Ｈｚとなる。倍速数ｎは、光ディスク装置のシステムによって定まった値である。
【００３５】
一方、トラバース機構の応答特性は、下記の式によって表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （４．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
式（４．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスク低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００３６】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度も高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時にはトラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
トラバース制御ゲインの切り替えの判定は、以下の手順に従って行う。
まず、使用するディスクを検出した後、偏心周波数の最小値ｆＬを算出する。ここで偏心周波数の最小値ｆＬは、使用ディスクによって一義的に定まった値である。例えば、ＣＤでは３．３Ｈｚ、４倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、３．３ｘ４＝１３．２Ｈｚといった値が設定される。
【００３７】
また、周囲温度検出手段で検出された温度に応じて、温度補正係数Ｋｔを決定する。温度補正係数Ｋｔは常温時を１とし、温度によって変化する回路部等のゲイン変動を、予め基準ドライブを用いて測定し、温度に対する補正係数として算出しておいた値を用いる。
トラバース制御ゲイン切り替え判定手段では、偏心周波数ｆＬと切り替え周波数ｆｃとの比較を行って、以下の判定を行う。
ｆＬｘＫｔ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆＬｘＫｔ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、第１の実施形態に示したように、予め基準ドライブを用いて測定した実測値から決定された値である。
【００３８】
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト検出手段により、レンズシフト量を表わすレジスタＭｅの値を検出し、レジスタＭｅの値がしきい値以下ならば、密アクチュエータの移動によってトラックへの追従を行い、レジスタＭｅの値がしきい値以上に成ると、光軸補正送りが発生する。
光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レンズシフト量に対応したレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
【００３９】
キャリッジが動いたことにより、レジスタＭｅの値がしきい値以下になったとき光軸補正送り動作を終了する。
このように、上記第４の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するため、周囲温度とディスクの回転数を検出して、検出された周囲温度とディスクの回転数に応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、上記実施の形態から明らかなように、ディスクの偏心によって生じる不必要な光ピックアップ送り動作を、使用ディスクの回転数毎にトラバース制御方法を変更して、安定化させるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図５】従来のトラバース駆動装置の構成図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図１０】従来の光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図１１】従来の偏心ディスク使用時における、（ａ）時間とレンズシフト量、（ｂ）時間とモータ電圧、及び（ｃ）時間とキャリッジ変位の関係を示す各信号波形である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ
１ａ レンズ
１ｂ 密アクチュエータ
１ｃ キャリッジ
２ トラバースモータ
３ 動力伝達機構
４ スピンドルモータ
５ スピンドルモータドライバ
６ トラッキングエラー信号検出手段
７ コントローラ
８ トラッキングサーボフィルタ
９ レンズシフト検出手段
１０ トラバースサーボフィルタ
１１ ディスクの回転数検出手段
１２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
１３ トラバース制御ゲイン設定手段
２１ 使用ディスク検出手段
２２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
２３ トラバース制御ゲイン設定手段
３１ ディスクの回転数検出手段
３２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
３３ トラバース制御ゲイン設定手段
３４ 周囲温度検出手段
３５ 温度補正係数算出手段
４１ 使用ディスク検出手段
４２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
４３ トラバース制御ゲイン設定手段
４４ 周囲温度検出手段
４５ 温度補正係数算出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクのトラバース駆動装置に関し、特に数種のディスク使用をサポートする偏心の周波数帯域が複数存在し、なおかつ偏心量が大きなディスクをそれぞれ再生した場合においても、ディスクの偏心に影響されず、常に変わらぬ動作特性を得ることができる光ディスクのトラバース駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ送り制御装置としては、例えば、特公平６−７６３１２号公報に開示されている。以下、図面を参照しながら、従来の光ピックアップ送り制御装置の一例について説明する。
図５は、従来の光ピックアップ送り制御装置の構成を示す。ディスクＡは、スピンドルモータ４によって回転している。ディスクＡに記録された情報を記録・再生するための光ピックアップ１は、ディスク上にレーザを集光させデータの書き込み・読み込みを行うレンズ1a、レンズを上下方向（以下、フォーカス方向）及びディスク半径方向（以下、トラッキング方向）へ微少移動させるための密アクチュエータ1bと、レンズと密アクチュエータを搭載するキャリッジ1cとから成る。キャリッジ自体をトラッキング方向に移動させる機構は、トラバースモータ２とモータの駆動力をキャリッジに伝達する動力伝達機構３という構成を有する。スピンドルモータ４と密アクチュエータ1bとトラバースモータの制御・駆動を行う回路としてコントローラ７が存在し、レンズが中心からずれた量（以下、レンズシフト量）に応じてトラバースモータへの駆動電圧の供給・停止を行っている。以上の構成を総称して、トラバース駆動装置と呼ぶ。なお、フォーカスサーボ等の光ディスク装置に標準的に備わる要素で、本発明のトラバース駆動装置に関連の少ないものについては、説明を省いている。
【０００３】
次に、上記構成の光ディスクのトラバース駆動装置の動作について説明する。
ディスクを記録・再生するときには、キャリッジをトラッキング方向へ送る動作（以下、光軸補正送りと呼ぶ）が発生する。以下にこの動作について説明する。
記録・再生動作中、光ピックアップのレンズは密アクチュエータによりトラッキング方向外周へ向かって微少移動しながら、回転するディスクのトラックをトレースして、データの書き込み・読み込みを行う。密アクチュエータは精密な移動が行えるが可動範囲が狭いため、所定の距離以上にレンズが中心からずれたとき（以下、レンズシフトが発生したとき）キャリッジを移動させて再びレンズをキャリッジの中心位置付近に戻す必要がある。キャリッジを動かすために、動力伝達機構の摩擦負荷を越えるだけの駆動電圧を、トラバースモータドライブ電圧として出力し、動力伝達機構を介してキャリッジ本体をトラッキング方向へ送る動作を行っている。
【０００４】
すなわち、コントローラでは、常時密アクチュエータをディスクのドラックへ追従させる制御（トラッキング制御）と、必要に応じてトラバースモータを駆動して、レンズをキャリッジの中心付近に位置させる制御（トラバース制御）を同時に行っている。
図５および図１０を参照しながら上記の動作を詳細に説明する。記録・再生動作の指令を受け取ると、まずレンズシフト量検出手段９によりレンズシフト量の検出を行い、キャリッジの移動が必要か否かを決定する。シフト量がしきい値未満で密アクチュエータの可動範囲内である場合は密アクチュエータによりトラッキング方向への微少送りを行う。次第にレンズシフト量が大きくなり、しきい値以上となったとき、レンズシフト量に応じた値の駆動電圧をトラバースモータに与え、キャリッジをレンズシフトがキャンセルされる方向（通常は外周方向）へ移動させる。キャリッジが移動したことにより、レンズシフト量が減少し、再び、しき値未満になったときトラバースモータへの供給電圧を停止し、１回目の光軸補正送りが終了し、再び密アクチュエータによるレンズ移動のみの制御になり、記録・再生動作中はこの動作を繰り返す。
【０００５】
次に、ディスクに偏心があった場合について説明する。
ディスクに偏心があった場合、その周期はディスクの回転数に依存する。ディスクの偏心は、トラックの偏心となって現れるため、記録・再生動作中の光ピックアップのレンズは偏心に対して追従して動いてトラックを正確にトレースしなければならない。
一方、トラバースモータ駆動電圧を生成するためのエラー信号は、通常光ピックアップのトラッキング方向の密アクチュエータと同じエラー信号を用いているため、偏心が存在すると光ピックアップのレンズと同じように、偏心に追従してキャリッジを動かそうとする電圧が発生する。しかし、光ピックアップのキャリッジが偏心に対して追従して動作した場合、以下のような問題が発生する。一つは、キャリッジの総移動量が大きくなりモータや摺動部品の部品寿命を縮めてしまうことである。もう一つは、トラバース機構部にギヤ構成をとっていてバックラッシがあった場合、バックラッシ部で回転方向反転時にギヤの衝突が生じ、衝突の影響が光ピックアップに伝達されてサーボ系に悪影響を与えることである。すなわち、ディスクの偏心に対して、ピックアップのレンズは追従して動くが、キャリッジは偏心に追従して動かないように制御しなければならない。
【０００６】
特開平６−７６３１２号公報による例では、ディスクの偏心量を検出して偏心量に応じてトラバースサーボのゲインを設定することで光軸補正送りの安定化を図っている。このようにして従来の光ディスクのトラバース駆動装置でも光軸補正送り動作を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等さまざまなディスクを使用し、かつ使用温度範囲が広範囲である車載用ＡＶ機器の場合、以下のような課題が発生する。
車載仕様では、使用温度範囲が広いため、サーボ系のゲイン変動要因も大きくなり、その上、規格で定められている偏心量の数倍の大きさのディスクを使用する場合があり得る。このとき、光ピックアップのレンズだけでなくキャリッジもディスク偏心に追従した形で送り方向を変化させながら動くことになる(図１１参照)。
更に、使用温度範囲が広いため、高温での樹脂部品の膨張を考慮してトラバース機構のギヤ部にバックラッシを設ける必要がある。したがって、ディスク偏心に追従してキャリッジが動作すると、ギヤの回転方向反転時にギヤ間の衝突が発生し、この振動が光ピックアップに伝達されサーボ系に悪影響を与える。また、それ以外にも偏心に追従してキャリッジが動くと、トラバース機構部の部品寿命の観点からも不利な要因となる。このため、コストアップを容認してメカ設計を行うか、または温度使用範囲や使用できるディスク偏心量等の仕様を下げなければならない、という問題があった。
【０００８】
本発明は、こにょうな従来技術の問題点を解決するものであり、種々のディスク使用をサポートしながら、偏心量の大きなディスクを車載仕様環境下で使用した場合においても、常に変わらない動作性能を得ることができる光ディスクのトラバース駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のトラバース駆動装置においては、ディスクの回転数を検出する手段と、トラバース制御ゲインを任意に設定する手段を設け、キャリッジが偏心に追従する動作を防止することで安定した送り動作を実現する。
本発明の第１の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、ディスクの回転数を検出する手段と、検出されたディスクの回転数に対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
本発明の第２の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、使用するディスクを検出する手段と、検出された使用するディスクに対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、周囲温度を検出する手段と、ディスクの回転数を検出する手段と、検出された周囲温度とディスクの回転数に対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
本発明の第４の特徴は、上記問題点を解決するために従来の構成に加えて、周囲温度を検出する手段と、使用ディスクを検出する手段と、検出された周囲温度と使用ディスクに対応してトラバース制御ゲインを設定する手段を設けて、キャリッジが偏心に追従する動作を防止して安定した送り動作を実現する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の好適な実施形態を図面を参照して説明する。
本発明による第１の実施形態は、光ディスク装置の光軸補正送り動作において、ディスクの回転数から偏心周波数を検出し、偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、回転数に応じてトラバース制御ゲインの設定を行って、送り動作中の不要動作の発生を防止し、送りの安定化を図るという作用を有する。
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段には同一符号を付して詳しい説明は省略する。従来の構成に対してディスクの回転数検出手段１１、トラバース制御ゲイン切り替え手段１２、およびトラバース制御ゲイン設定手段１３が新たに加えられた。
【００１２】
上記第１の実施形態について、図１および図６を参照して説明する。従来例に示したように記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動とトラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。
実際には、図６のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
通常レンズシフト量を検出する手段としては、トラッキングエラー（以下、ＴＥ）信号を用い、同信号の低域成分を抽出して、増幅するようなフィルタ（以下、トラバースフィルタ）をコントローラ内部で演算処理し、トラバースモータドライブ出力を生成する。トラバースサーボの周波数帯域は非常に低く、同帯域でのフィルタ特性はフラットであるため、レンズシフト量とトラバースモータドライブ出力の関係は、ほぼ比例関係にある。
【００１３】
トラバースフィルタをデジタルフィルタで構成した場合、図１のような構成となる。Ｍｅは、フィルタ通過前のＴＥ信号に相当する値が格納されたレジスタで、この値を読み取ることによってレンズシフト量が検出できる。Ｍｖは、フィルタ通過後の値が格納されているレジスタで、この値を読み取ることでトラバースモータへの駆動電圧が検出できる。
ディスクに偏心がある場合、トラッキングエラー信号に偏心成分が現れる。（図１１）。通常は偏心成分に対しキャリッジが追従して動かないようにサーボ系を設計する。しかし、使用温度範囲が広範囲でサーボ系のゲイン変動が大きな車載仕様では、高温下でキャリッジの動作感度が高い状態になった上に偏心量が大きいディスクを使用するときがあり、この場合、キャリッジが偏心成分に追従して揺動してしまう。
【００１４】
トラバース機構の応答特性は、下記の式に表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （１．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
また、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクでは、ディスクによって記録されている線速度が異なるため、再生中のディスクの回転数も異なる。例えば、ＣＤでは線速度一定（以下、ＣＬＶ）１倍速で情報が記憶されていて、ＣＤ−ＲＯＭではＣＤの数倍速いディスクの回転数（以下、ｎ倍速）で読み出しを行っている。ＣＬＶ方式ではディスク内周と回転数が違っていて、ＣＤでは２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）の回転数となる。
【００１５】
また、ディスクの回転数Ｎと偏心周波数ｆｈは、次式で示される関係にある。
ｆｈ＝Ｎ／６０ （１．２）
したがって、偏心周波数はＣＤで３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．０ｎ）Ｈｚとなる。
ＤＶＤ−ＲＡＭ等他のディスク装置では、ＺＣＬＶ方式が採用されているが、光軸補正送りに関しては、ｎ倍速の動作と同様に考えることができるため、以下では説明を省略する。
式（１．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスクの低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００１６】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度が高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時には、トラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
ディスクの回転数の検出は、例えば、以下のようにして求めることができる。スピンドルモータにＦＣ信号を発生するもの、例えば、１周期ｎ個のホール素子を持つモータを使用した場合、ホール素子を通過した際に検出される信号から、ホール素子間の通過時間Ｔｇを検出し、以下の式によって偏心周波数ｆｈを求めることができる。
【００１７】
ここで、ｆｈ＝１／（ｎｘＴｇ） （１．３）
ｎ：ホール素子数、
Ｔｇ：ホール素子間通過時間、である。
トラバース制御ゲイン切り替え判定手段では、偏心周波数ｆｈと切り替え周波数ｆｃとの比較を行って、以下の判定を行う。
ｆｈ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆｈ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、基準ドライブでの測定値を用いて値を決定する。
ｆｃの決定方法としては、例えば、トラバースモータに一定電圧の駆動力を与え、ギヤ部のバックラッシに動作が吸収されてキャリッジの変位が現れないような限界周波数を測定することで求めることができる。
【００１８】
また、Ｋ０、Ｋｄの決定方法としては、基準ドライブのサーボ動作中に、ゲインを上下させたときのキャリッジの挙動を測定することにより決定することができる。
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト量検出手段９によりレンズシフト量を表わすレジスタＭｅの値を検出し、レジスタＭｅの値がしきい値以下ならば、密アクチュエータの移動によってトラックへの追従を行い、レジスタＭｅの値がしきい値以上になると、光軸補正送りが発生する。
光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レンズシフト量に対応したレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
【００１９】
キャリッジが動いたことにより、レンズシフトがキャンセルされてもレジスタＭｅがしきい値以下になったとき、光軸補正送り動作を終了する。
このように、第１の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するために、ディスクの回転数を検出して、回転数に応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明による第２の実施の形態は、光ディスク装置の光軸送り動作において、使用するディスクを検出し、使用ディスクの回転数から定まる偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、使用ディスクに応じたトラバース制御ゲインの設定を行って、送り動作中の不要動作発生を防止し、送りの安定化を図れるという効果を有する。
【００２０】
図２は、本発明の第２の好適な実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段は同一の符号を付して詳しい説明は省略する。この実施形態においては、従来の構成に対して使用ディスク検出手段２１、トラバース制御ゲイン切り替え手段２２およびトラバース制御ゲイン設定手段２３が新たに付加されている。
第２の実施形態について図２および図７を参照して説明する。従来例に示したよに記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動と、トラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。実際には、図７のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
トラバースフィルタに関する説明は、第１の実施形態と同一であり、ここでは省略する。
【００２１】
ディスクに偏心がある場合、第１の実施形態中で説明したように、従来構成では、車載環境下においてキャリッジが偏心に追従して揺動してしまうことがある。これを防止するため、第２の実施形態では使用ディスクによってトラバース制御ゲインを変更する。
使用するディスクの検出は、以下の手順に従って行われる。
光ディスク装置では、電源を入れたときやディスク交換を行った直後、または何らかのトラブルでシステムの再起動を行ったときにディスクの判定を行う。判定はディスク上のＴＯＣ領域へアクセスし、ＴＯＣ内のディスク情報を読み取ることで検出することができる。
ディスクの回転数は、使用するディスクによって決まっている。ＣＤで２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）ｒｐｍであることから、偏心の周波数はＣＤで、３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．９ｎ）Ｈｚとなる。倍速数ｎは、光ディスク装置のシステムによって定まった値である。
【００２２】
一方、トラバース機構の応答特性は、下記の式によって表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （２．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
式（２．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００２３】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度も高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時にはトラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
トラバース制御ゲインの切り替えの判定は、以下の手順に従って行う。
まず、使用するディスクを検出した後、偏心周波数の最小値ｆＬを算出する。ここで偏心周波数の最小値ｆＬは、使用するディスクによって一義的に定まった値である。例えば、ＣＤでは３．３Ｈｚ、４倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、３．３ｘ４＝１３．２Ｈｚといった値が設定される。
【００２４】
ｆＬ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆＬ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、第１の実施形態に示したように、予め基準ドライブを用いて測定した実測値から決定された値である。
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト量検出手段９により、レジスタＭｅの値がしきい値以上に成ると、光軸補正送りが発生する。光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レジスタＭｅの値に対応したモータドライブ出力を表わすレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
【００２５】
キャリッジが動いたことにより、レジスタＭｅの値がしきい値以下になったとき光軸補正送り動作を終了する。
このように、上記第２の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するため、使用ディスクを検出して、使用ディスクに応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
次に、本発明の第３の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の第３の実施形態は、光ディスク装置の光軸補正送り動作において、周囲温度を検出し、同時にディスクの回転数から偏心周波数を検出し、周囲温度と偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、周囲温度と回転数に応じたトラバース制御ゲインの設定を行って、送り動作中の不要動作の発生を防止し、送りの安定化を図るという作用を有する。
【００２６】
図３は、本発明の第３の実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段には同一符号を付して詳しい説明は省略する。この実施形態においては、従来の構成に対してディスクの回転数検出手段３１、トラバース制御ゲイン切り替え判定手段３２、トラバース制御ゲイン設定手段３３および温度補正係数算出手段３５が新たに付加されている。
上記第３の実施形態について、図３および図８を参照して説明する。従来例に示したように記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動とトラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。
実際には、図８のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
トラバースフィルタに関する説明は、第１の実施形態と同一であり、ここでは省略する。
【００２７】
ディスクに偏心がある場合、第１の実施形態について説明したように、従来構成では、車載環境下においてキャリッジが偏心に追従して揺動してしまうことがある。これを防止するため、第３の実施形態では周囲温度とディスクの回転数によってトラバース制御ゲインを変更する。
トラバース機構の応答特性は、下記の式に表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （３．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
また、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクでは、ディスクによって記録されている線速度が異なるため、再生中のディスクの回転数も異なる。例えば、ＣＤでは線速度一定（以下、ＣＬＶ）１倍速で情報が記憶されていて、ＣＤ−ＲＯＭではＣＤの数倍速いディスクの回転数（以下、ｎ倍速）で読み出しを行っている。ＣＬＶ方式ではディスクの内周と外周で回転数が違っていて、ＣＤでは２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）の回転数となる。
【００２８】
また、ディスクの回転数Ｎと偏心周波数ｆｈは、次式で示される関係にある。
ｆｈ＝Ｎ／６０ （３．２）
したがって、偏心周波数はＣＤで３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．９ｎ）Ｈｚとなる。
ＤＶＤ−ＲＡＭ等他の光ディスク装置ではＺＣＬＶ方式が採用されているが、光軸補正送りに関しては、ｎ倍速の動作と同様に考えることができるため、以下では説明を省略する。
式（３．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスクの低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００２９】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度も高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時にはトラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
ディスクの回転数の検出は、例えば、第１の実施形態のようにして求めることができる。
【００３０】
また、周囲温度検出手段で検出された温度に応じて、温度補正係数Ｋｔは常温時を１とし、温度によって変化する回路部等のゲイン変動を、予め基準ドライブを用いて測定し、温度に対する補正係数として算出しておいた値を用いる。
トラバース制御ゲイン切り替え判定手段では、偏心周波数ｆｈと切り替え周波数ｆｃとの比較を行って、以下の判定を行う。
ｆｈｘＫｔ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆｈｘＫｔ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、第１の実施形態に示したように、予め基準ドライブを用いて測定した実測値から決定された値である。
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト検出手段によりレンズシフト量を表わすレジスタＭｅの値を検出し、レジスタＭｅの値がしきい値以下ならば、密アクチュエータの移動によってトラックへの追従を行い、レジスタＭｅの値がしきい値以上になると、光軸補正送りが発生する。
【００３１】
光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レンズシフト量に対応したレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
キャリッジが動いたことにより、レジスタＭｅの値がしきい値以下になったとき光軸補正送り動作を終了する。
このように、上記第３の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するため、周囲温度とディスクの回転数を検出して、使用条件に応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
【００３２】
次に、本発明の第４の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の第４の実施形態は、光ディスク装置の光軸補正送り動作において、周囲温度を検出し、同時に使用するをディスクを検出し、使用温度と使用ディスクから定まる偏心周波数に対するトラバース機構の応答特性の違いを利用し、周囲温度と使用ディスクに応じた不感帯の設定を行って、送り動作中の不要動作の発生を防止し、送りの安定化を図るという作用を有する。
図４は、本発明の第４の実施形態を説明するためのトラバース駆動装置全体の構成を示す。図５において説明した部位および手段には同一符号を付して詳しい説明は省略する。この実施形態においては、従来の構成に対してディスクの回転数検出手段４１、トラバース制御ゲイン切り替え判定手段４２、トラバース制御ゲイン設定手段４３、周囲温度検出手段４４、温度補正係数算出手段４５が新たに付加されている。
【００３３】
上記第４の実施形態について、図４および図９を参照して説明する。従来例に示したように記録・再生動作中は、密アクチュエータ駆動によるレンズの移動と、トラバースモータによるキャリッジの移動を行っている。
実際には、図９のフロー図に従って光軸補正送りが行われる。
トラバースフィルタに関する説明は、第１の実施形態と同一であり、ここでは省略する。
ディスクに偏心がある場合、第１の実施形態中で説明したように、従来構成では、車載環境下においてキャリッジが偏心に追従して揺動してしまうことがある。これを防止するため、第４の実施形態では周囲温度と使用ディスクによってトラバース制御ゲインを変更する。
【００３４】
使用するディスクの検出は、以下の手順に従って行われる。
光ディスク装置では、電源を入れたときやディスク交換を行った直後、または何らかのトラブルでシステムの再起動を行ったときにディスクの判定を行う。判定はディスク上のＴＯＣ領域へアクセスし、ＴＯＣ内のディスク情報を読み取ることで検出することができる。
ディスクの回転数は、使用するディスクによって決まっている。ＣＤで２００−５４０ｒｐｍ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは（２００ｎ）−（５４０ｎ）ｒｐｍであることから、偏心の周波数はＣＤで、３．３−８．９Ｈｚ、ｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭで（３．３ｎ）−（８．９ｎ）Ｈｚとなる。倍速数ｎは、光ディスク装置のシステムによって定まった値である。
【００３５】
一方、トラバース機構の応答特性は、下記の式によって表される伝達特性を示す。
Ｆ(s)＝Ｇ・1/ｓ・1/（１＋ｓＴ） （４．１）
ここで、Ｇ：トラバース機構伝達特性ゲイン、
Ｔ：トラバース機構応答時定数、である。
式（４．１）から明らかなように、ディスクの低速回転時の偏心相当の周波数に対するトラバース系の応答ゲインは高く、高速回転での応答性は低い。したがって、ディスクの回転数が低いＣＤでは、偏心に追従してキャリッジが動き易い。また、ディスクの回転数が高いｎ倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、偏心成分がトラバース駆動電圧内に現れてもキャリッジは応答しない。この特性を利用して、ディスク低速回転時には、トラバース制御ゲインを低く設定することでキャリッジの揺動を回避することができる。
【００３６】
一方、ディスクの回転数が高いときは、目標トラックのトラッキング方向相対位置の変化速度も高いため、光軸補正送りの発生間隔がディスクの回転数に比例して短くなる。このため、トラバース制御ゲインが低いと、レンズシフト速度に対しキャリッジの送り動作が間に合わなくなって正常な光補正送り動作が行われなくなる。
したがって、本発明では、ディスクの高速回転時にはトラバース制御ゲインを高く、ディスクの低速回転時にはトラバース制御ゲインを低く変化させる構成をとる。
トラバース制御ゲインの切り替えの判定は、以下の手順に従って行う。
まず、使用するディスクを検出した後、偏心周波数の最小値ｆＬを算出する。ここで偏心周波数の最小値ｆＬは、使用ディスクによって一義的に定まった値である。例えば、ＣＤでは３．３Ｈｚ、４倍速ＣＤ−ＲＯＭでは、３．３ｘ４＝１３．２Ｈｚといった値が設定される。
【００３７】
また、周囲温度検出手段で検出された温度に応じて、温度補正係数Ｋｔを決定する。温度補正係数Ｋｔは常温時を１とし、温度によって変化する回路部等のゲイン変動を、予め基準ドライブを用いて測定し、温度に対する補正係数として算出しておいた値を用いる。
トラバース制御ゲイン切り替え判定手段では、偏心周波数ｆＬと切り替え周波数ｆｃとの比較を行って、以下の判定を行う。
ｆＬｘＫｔ≦ｆｃならば、制御ゲインを所定値下げたＫｄに設定する。
ｆＬｘＫｔ＞ｆｃらなば、制御ゲインを初期値Ｋ０のままに設定する。
切り替え周波数ｆｃ、制御ゲインＫ０、Ｋｄは、第１の実施形態に示したように、予め基準ドライブを用いて測定した実測値から決定された値である。
【００３８】
記録・再生動作のコマンドを受け取ると、レンズシフト検出手段により、レンズシフト量を表わすレジスタＭｅの値を検出し、レジスタＭｅの値がしきい値以下ならば、密アクチュエータの移動によってトラックへの追従を行い、レジスタＭｅの値がしきい値以上に成ると、光軸補正送りが発生する。
光軸補正送り中は、モータドライブ出力演算手段（本例では、トラバースフィルタ）により、レンズシフト量に対応したレジスタＭｖの値が演算され、トラバースモータ駆動電圧が供給される。トラバースモータが発生する駆動トルクが摩擦負荷よりも小さい間はキャリッジは動かず、レンズのみがトラックに追従して動くため、レンズシフト量が増加する。レンズシフト量が増加している間はモータ電圧も上昇し続ける。摩擦負荷とモータ駆動トルクが合致したとき、キャリッジが動く。
【００３９】
キャリッジが動いたことにより、レジスタＭｅの値がしきい値以下になったとき光軸補正送り動作を終了する。
このように、上記第４の実施形態によれば、ディスク偏心による影響を除去するため、周囲温度とディスクの回転数を検出して、検出された周囲温度とディスクの回転数に応じてトラバース制御ゲインの設定を行い、動作性能の劣化を防止できるという効果を有する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、上記実施の形態から明らかなように、ディスクの偏心によって生じる不必要な光ピックアップ送り動作を、使用ディスクの回転数毎にトラバース制御方法を変更して、安定化させるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態によるトラバース駆動装置の構成図である。
【図５】従来のトラバース駆動装置の構成図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施形態による光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図１０】従来の光軸補正送り動作を示すフローチャートである。
【図１１】従来の偏心ディスク使用時における、（ａ）時間とレンズシフト量、（ｂ）時間とモータ電圧、及び（ｃ）時間とキャリッジ変位の関係を示す各信号波形である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ
１ａ レンズ
１ｂ 密アクチュエータ
１ｃ キャリッジ
２ トラバースモータ
３ 動力伝達機構
４ スピンドルモータ
５ スピンドルモータドライバ
６ トラッキングエラー信号検出手段
７ コントローラ
８ トラッキングサーボフィルタ
９ レンズシフト検出手段
１０ トラバースサーボフィルタ
１１ ディスクの回転数検出手段
１２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
１３ トラバース制御ゲイン設定手段
２１ 使用ディスク検出手段
２２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
２３ トラバース制御ゲイン設定手段
３１ ディスクの回転数検出手段
３２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
３３ トラバース制御ゲイン設定手段
３４ 周囲温度検出手段
３５ 温度補正係数算出手段
４１ 使用ディスク検出手段
４２ トラバース制御ゲイン切り替え手段
４３ トラバース制御ゲイン設定手段
４４ 周囲温度検出手段
４５ 温度補正係数算出手段
Claims (2)
- 光ピックアップと前記光ピックアップのレンズを微小移動させる密アクチュエータと光ディスクを回転させるスピンドルモータと前記光ピックアップを前記光ディスクのトラッキング方向に移動させるトラバースモータとを有し、前記スピンドルモータと前記密アクチュエータと前記トラバースモータとの制御及び駆動を行うコントローラとを備えたトラバース駆動装置であって、
前記コントローラは、前記レンズのレンズシフト量がしきい値以上になってから前記しきい値より小さくなるまでの間に、前記光ディスクの偏心周波数を算出し算出した偏心周波数が所定の周波数より大きい場合はトラバース制御ゲインを初期値のままに設定して前記トラバースモータへの電源を供給し、前記算出した偏心周波数が前記所定の周波数以下の場合はトラバース制御ゲインを前記初期値より下げた値に設定して前記トラバースモータへの電源を供給することを特徴とするトラバース駆動装置。 - 装置の周囲温度を検出し検出された周囲温度と前記算出した偏心周波数とに応じて前記トラバース制御ゲインを切り替える請求項１記載のトラバース駆動装置。
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| JP24949098A JP4462661B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 光ピックアップ装置におけるトラバース駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP24949098A JP4462661B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 光ピックアップ装置におけるトラバース駆動装置 |
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- 1998-09-03 JP JP24949098A patent/JP4462661B2/ja not_active Expired - Lifetime
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