JP4480278B2

JP4480278B2 - ディスク装置

Info

Publication number: JP4480278B2
Application number: JP2000595343A
Authority: JP
Inventors: 雅彦清水; 頼雄高橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: ID26110A; CN1243349C; WO2000043998A1; US6597646B1; KR20010092257A; CN1293813A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置に関するものであり、特に、ディスク回転数の制御範囲が広いディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディスク装置には、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ再生装置などがある。
このＣＤ−ＲＯＭ再生装置は、図４に示すように、外部デバイス（例えば、ホストコンピュータ１６）からの命令をＣＤ−ＲＯＭ信号処理回路を有するインターフェース回路１５を介して受けて目的位置をサーチし、ディスク１に記録されているデータの中から目的のデータを読み取り、外部デバイスに転送するものであり、コンピュータ周辺機器として使用されている。ＣＤ（コンパクトディスク）およびＣＤ−ＲＯＭディスクは、ＣＬＶ（線速度一定：Constant Linear Velocity）の１倍速で再生することが前提となっている。
【０００３】
しかし、コンピュータ周辺機器としてのＣＤ−ＲＯＭ再生装置に求められる性能としては、高速サーチと一定速高速再生（＝一定速高速読み出し）をコストアップなしに実現することが大きな要求要素となっている。そして、求められる要求を満たすためＣＤ−ＲＯＭデイスク再生時はＣＬＶの４倍速，８倍速等の一定速高速読み出しが行われている。しかし４倍速，８倍速等のＣＬＶによる一定速高速読み出しでサーチ速度をあげるためには、ディスクモータにかかる負担が非常に大きく高価でかつ大型のディスクモータが必要となる。
【０００４】
そのため最近では、ＣＬＶで記録されているディスクをＣＡＶ（角速度一定：Constant Angular Velocity ）で再生する装置や、ＣＬＶ再生であるが再生レンジが非常に広範囲で高速サーチと一定速高速再生を可能にしたワイドレンジＣＬＶシステムも実現されている。両方式ともディスクモータにかかる負荷を非常に軽くし安価で小型のモータを使用し高速サーチを実現したものである。
【０００５】
従来のＣＤ−ＲＯＭ再生装置の再生系は、図４に示すように構成されている。光学式ピックアップ５によりディスク１から読み出された信号は、ＲＦ（高周波）アンプ７に供給される。ＲＦアンプ７は、光学式ピックアップ５の出力からディスクのデータに対応した高周波信号、及びフォーカスエラー信号、及びトラッキングエラー信号を抽出し信号処理回路８に供給する。
【０００６】
信号処理回路８では、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボ用のフォーカストラッキング制御信号１１と、ＲＦ信号を２値化したＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）信号とが生成される。フォーカストラッキング制御回路４は、フォーカストラッキング制御信号１１に基づいて、フォーカスコイル及びトラッキングコイルで構成されるフォーカストラッキングコイル６を制御し、光学式ピックアップ５でディスク１の情報を読み取る。
【０００７】
信号処理回路８には、ＥＦＭ信号を読み取るためにこのＥＦＭ信号に同期したＰＬＬクロックを生成する位相ロックループ回路（ＰＬＬ回路）が設けられている。位相ロックループ（ＰＬＬ）の生成信号周波数は、ＣＬＶ制御の時には、４．３２１８ＭＨｚが基準となりその可変範囲は±数十％である。ＣＡＶ制御の時には、スピンドルモータ制御回路３からの回転速度検出信号９を信号処理回路８が演算し、ＣＡＶでディスク１が回転するようにスピンドルモータ制御信号１０をスピンドルモータ制御回路３に供給している。ＣＬＶ／ＣＡＶの切り換えはシステムコントロール回路１３によって行われる。ＣＬＶで再生する時には、前記ＲＦ信号を信号処理回路８によって演算したスピンドルモータ制御信号１０をスピンドルモータ制御回路３に供給している。
【０００８】
また、前述の回転速度検出信号９は、ＲＦ信号が欠落してもディスク１が回転しておれば常時出力されているので、ディスク１の回転速度の確認にも使用されている。信号処理回路８は、この回転速度検出信号９を監視しており、たとえフォーカスまたはトラッキングがはずれた状態でもディスク１の回転状態を確認することができる。従って、フォーカスサーボ又はトラッキングサーボがはずれて正常に動作しない場合であっても、ディスク１が異常回転したり停止したりするなどの動作を防ぐことができるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のディスク装置では、ディスクを回転させるモータの回転速度が最大の場合に本ディスク装置を安定に制御できるように、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボ用の制御信号及びスピンドルモータ制御信号の出力幅レンジを設定している。例えば、３２倍速の高速回転の場合ではディスクの回転数は７０００ｒｐｍになり、これに対して１倍速での低速回転の場合ではディスクの回転数は最低で２００ｒｐｍになり、その差は３５倍にもなる。このため低速回転時の制御信号は、信号のＳ／Ｎが悪くなり、制御が不安定になるという問題がある。
【００１０】
具体的には、スピンドルモータ制御信号１０やフォーカストラッキング制御信号１１の出力レベルは、図５（ａ）に示すように、低速回転になるに従って小さくなっており、図５（ａ）に示した波形を拡大してみると図５（ｂ）に示すように階段状に変化する波形になっている。これは、スピンドルモータ制御信号１０やフォーカストラッキング制御信号１１がデジタル信号であるために、例えば２５６段階の階段状に変化する波形になっている。
【００１１】
ここで、図５（ｂ）に示すように、例えば２００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの低速回転の範囲内における回転数Ａでディスク１を再生する場合では、スピンドルモータ制御信号１０やフォーカストラッキング制御信号１１の出力レベルを階段状波形がないとしたときのレベルすなわち図示のＢとするのが望ましいのだが、この制御信号の出力レベルはデジタル信号による階段状波形のため実際には図示のＢ１となりＢとＢ１との差である制御誤差Ｃ１が生じる。この制御誤差Ｃ１が量子化ノイズとなるが高速回転時と比較すると低速回転時には相対的に大きな値となる。つまり低速回転時にはＳ／Ｎが悪くなり、ディスクの回転制御やフォーカストラッキング制御などが不安定になってしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、ディスクの低速回転時においてもディスクの回転、フォーカスコイル及びトラッキングコイルの動作を高精度に制御するディスク装置提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ディスク（１）を回転動作させるモータ（２）を制御する第１の制御部（３）と、前記ディスクの情報を読み取り高周波信号を出力する読み取り手段（５）を制御する第２の制御部（４）と、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段（３）と、前記高周波信号に基づいて前記読み取り手段（５）の動作を制御し、前記高周波信号に基づいて前記モータ（２）の回転速度を制御するか、前記回転速度検出手段（３）の検出結果に基づいて前記モータの回転速度を制御するかを選択的に切り替えて制御するためのデジタル制御信号（１０，１１）を生成する信号処理手段（８）と、前記第１の制御部（３）に出力するデジタル制御信号（１０）と前記第２の制御部（１４）に出力するデジタル制御信号（１１）の少なくとも一方のゲインを運転状態に応じて切り替えて出力する制御信号ゲイン切り替え手段（１２）とを備え、前記制御信号ゲイン切り替え手段（１２）を、前記ディスク（１）の回転数に応じて切り替えるよう構成し、前記ディスク（１）の回転数が所定範囲の低速度であるときに前記デジタル制御信号（１０，１１）の少なくとも一方のゲインを通常のゲインから落とすようにしたものである。
【００１４】
本発明によれば、制御信号ゲイン切り替え手段をディスクの回転数に応じて切り替えるようにし、かつディスクの回転数が所定範囲の低速度であるときにデジタル制御信号の少なくとも一方のゲインを通常のゲインから落とすようにしたものであり、ディスクの低速回転時においても、高精度のデジタル制御信号を出力することができ、ディスクの回転、フォーカスコイル及びトラッキングコイルの動作を高精度に制御できる。ディスクの傷や汚れ等で回転速度が落ちた場合でも、その回転速度に応じてデジタル制御信号のゲインを切り替えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のディスク装置を具体的な実施の形態１および２に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１に示す実施の形態のディスク装置は、図４に示した従来例と同様にディスク１を回転動作させるスピンドルモータ２を制御する第１の制御部としてのスピンドルモータ制御回路３と、ディスク１の情報を読み取り高周波信号を出力する光学式ピックアップ５を制御する第２の制御部としてのフォーカストラッキング制御回路４と、前記高周波信号に基づいてスピンドルモータ２と光学式ピックアップ５の動作を制御するためのデジタル制御信号を生成する信号処理手段としての信号処理回路８とで構成されたディスク装置であって、スピンドルモータ制御回路３に出力されるデジタル制御信号としてのスピンドルモータ制御信号１０と、フォーカストラッキング制御回路４に出力されるデジタル制御信号としてのフォーカストラッキング制御信号１１との両方の信号のゲインを運転状態に応じて切り替えて出力する制御信号ゲイン切り替え手段としての制御信号ゲイン切り替え回路１２が追加されている点が従来例とは異なっている。
【００２１】
制御信号ゲイン切り替え回路１２は、例えば、運転状態としてのディスク１の回転数に応じて、スピンドルモータ制御信号１０のゲインとフォーカストラッキング制御信号１１のゲインとを切り替えて出力するよう構成されており、具体的には、信号処理回路８からのフォーカストラッキング制御信号１１のゲインをディスク１の回転数に応じて切り替えてフォーカストラッキング制御回路４に出力し、スピンドルモータ制御信号１０のゲインもディスク１の回転数に応じて切り替えてスピンドルモータ制御回路３に出力している。
【００２２】
ここで、ディスク１を広範囲の回転数（例えば、２００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍ）にわたって回転制御可能なこのディスク装置において、ディスク１を低速回転として、例えば１倍速で再生する動作について説明する。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、例えば回転数２００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの範囲内における回転数Ａでディスク１を再生しようとする場合には、制御信号ゲイン切り替え回路１２は、信号処理回路８から出力されるスピンドルモータ制御信号１０とフォーカストラッキング制御信号１１の両方のゲインを例えば１／４に落として、それぞれスピンドルモータ制御回路３とフォーカストラッキング制御回路４に出力する。
【００２４】
このように、スピンドルモータ制御信号１０とフォーカストラッキング制御信号１１のゲインを１／４に落すと、スピンドルモータ制御信号１０とフォーカストラッキング制御信号１１の出力レベルは、実線で示した波形のようになり、二点鎖線で示した波形に比べて４倍となる。なお、この図２（ａ）に示した二点鎖線の波形は、図４（ａ）の波形と同じものである。
【００２５】
この図２（ａ）に実線で示した波形を拡大してみると、図２（ｂ）に示すように、図５（ｂ）に示した波形に比べて制御信号の階段の差が小さくなっている。これは、２００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの低速回転の範囲で例えば２５６段階の階段状に変化する波形となっているためである。従って、この回転数Ａでディスクを再生する場合では、スピンドルモータ制御信号１０やフォーカストラッキング制御信号１１の出力レベルは図示のＢ２となり、この出力レベルＢ２は従来例での出力レベルＢ１に比べて最適な出力レベルＢに近い値となる。本実施の形態での制御誤差（量子化誤差）Ｃ２は平均して従来例での制御誤差Ｃ１の１／４に減少させたものとすることができ、スピンドルモータ制御信号１０とフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号１１の精度の悪化を防ぐことができる。
【００２６】
このように構成したため、ディスク１の低速回転時においても、高精度のデジタル制御信号を出力することができ、ディスク１の回転、フォーカストラッキングコイル６の動作を高精度に制御できる。したがって、ディスク１の回転数の制御範囲が広い場合においても回転速度の検出時間を短くすることができ高精度で安定したディスク１の制御を行うことができる。
【００２７】
この実施の形態では、スピンドルモータ制御信号１０やフォーカストラッキング制御信号１１のゲインを例えば１／４に落として説明しているが、１／２や１／８など１／４以外に設定しても良い。
【００２８】
この実施の形態では、スピンドルモータ制御信号１０とフォーカストラッキング制御信号１１の両方ともゲインを切り替えているが、そのどちらか一方のみゲインを切り替えても良い。例えば、スピンドルモータ制御信号１０のゲインのみを切り替えた場合では、低速から高速までの広範囲の回転数にわたって高精度にスピンドルモータ２を回転制御することができ、フォーカストラッキング制御信号１１のゲインのみを切り替えた場合では、低速から高速までの広範囲の回転数にわたって高精度にフォーカストラッキング制御することができる。
【００２９】
この実施の形態１では、第２の制御部をフォーカストラッキング制御回路４としているが、第２の制御部を、光学式ピックアップ５をディスク１の目的位置に移動させるアクチュエータを制御するトラバースモータ制御回路１４とし、このトラバースモータ制御回路１４に出力される制御信号のゲインを制御信号ゲイン切り替え回路１２で切り替えて出力する場合であっても、前述と同様の効果を有する。
（実施の形態２）
制御信号がＰＷＭ（パルス幅変調）出力である場合の実施の形態について図1および図３により説明する。
【００３０】
信号処理回路８よりの出力信号１０，１１は図３（ａ）のようになっており、一定波高値の矩形波が出力される。制御信号ゲイン切り替え回路１２では、このパルスの波高値を図３（ｂ）のように可変することにより制御信号ゲインを切り替える。
【００３１】
スピンドル制御回路３または、フォーカストラッキング制御回路４と制御信号ゲイン切り替え回路１２の間に挿入された図示しない積分回路によりこのパルス信号を積分して、アナログ信号に変換して得た制御信号により制御を行なう。
【００３２】
なお、スピンドルモーター２がブラシレスモーターの場合には、ＰＷＭ（パルス幅変調）入力およびＰＡＭ（パルス高変調）入力に対応したスピンドルモーター制御回路３を用いて直接入力されたパルスを基にスピンドルモーター２の制御信号を生成することでも実施可能である。
【００３３】
また、信号処理回路８よりの出力信号１０，１１は完全な矩形波でなくてもよい。周期的な出力信号の幅により動作制御を行ない、出力信号の波高値を変更することによりゲインを変更すれば同様に実施可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明のディスク装置によれば、ディスクを回転動作させるモータを制御する第１の制御部に出力されるデジタル制御信号と、前記ディスクの情報を読み取り高周波信号を出力するピックアップを制御する第２の制御部に出力されるデジタル制御信号の少なくとも一方のゲインを運転状態に応じて切り替えて出力する制御信号ゲイン切り替え手段を設けたことにより、ディスクの低速回転時においても、高精度のデジタル制御信号を出力することができ、ディスクの回転、フォーカスコイル及びトラッキングコイルの動作を高精度に制御できる。したがって、ディスク回転数の制御範囲が広い場合においても回転速度の検出時間を短くすることができ高精度で安定したディスクの制御を行うことができる。
【００３５】
また、ディスク装置の制御信号ゲイン切り替え手段を、ディスクの回転数に応じてデジタル制御信号のゲインを切り替えるよう構成した場合では、ディスクの低速回転時においても、高精度のデジタル制御信号を出力することができ、ディスクの回転、フォーカスコイル及びトラッキングコイルの動作を高精度に制御できる。ディスクの傷や汚れ等で回転速度が落ちた場合でも、その回転速度に応じてデジタル制御信号のゲインを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のＣＤ−ＲＯＭドライブの構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態のディスク回転数に対する制御信号の出力レベルを示す波形図である。
【図３】同実施の形態の制御信号がＰＷＭ出力であるときのパルス波形図である。
【図４】従来のＣＤ−ＲＯＭドライブの構成を示すブロック図である。
【図５】従来のディスク回転数に対する制御信号の出力レベルを示す波形図である。
【符号の説明】
１ディスク
２スピンドルモータ
３スピンドルモータ制御回路
４フォーカストラッキング制御回路
５光学式ピックアップ
６フォーカストラッキングコイル
７ＲＦアンプ
８信号処理回路
９回転速度検出信号
１０スピンドルモータ制御信号
１１フォーカストラッキング制御信号
１２制御信号ゲイン切り替え回路
１３システムコントロール回路
１４トラバースモータ制御回路

Claims

ディスク（１）を回転動作させるモータ（２）を制御する第１の制御部（３）と、前記ディスクの情報を読み取り高周波信号を出力する読み取り手段（５）を制御する第２の制御部（４）と、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段（３）と、前記高周波信号に基づいて前記読み取り手段（５）の動作を制御し、前記高周波信号に基づいて前記モータ（２）の回転速度を制御するか、前記回転速度検出手段（３）の検出結果に基づいて前記モータの回転速度を制御するかを選択的に切り替えて制御するためのデジタル制御信号（１０，１１）を生成する信号処理手段（８）と、前記第１の制御部（３）に出力するデジタル制御信号（１０）と前記第２の制御部（１４）に出力するデジタル制御信号（１１）の少なくとも一方のゲインを運転状態に応じて切り替えて出力する制御信号ゲイン切り替え手段（１２）とを備え、前記制御信号ゲイン切り替え手段（１２）を、前記ディスク（１）の回転数に応じて切り替えるよう構成し、前記ディスク（１）の回転数が所定範囲の低速度であるときに前記デジタル制御信号（１０，１１）の少なくとも一方のゲインを通常のゲインから落とすようにしたことを特徴とするディスク装置。