JP4618207B2

JP4618207B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP4618207B2
Application number: JP2006197380A
Authority: JP
Inventors: 亨田邉; 大輔吉成
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP2008027496A

Description

本発明は光ディスク装置に関し、特に光ディスクの半径方向への光ピックアックの駆動に関する。

光ディスクの最内周にはリードイン領域が形成され、リードイン領域にはＴＯＣ（Table of Contents）が記録されている。光ディスク装置が光ディスクに対して記録あるいは再生を行う際には、ＴＯＣを読み取るために光ピックアップ（あるいは光ヘッド）を最内周までシークさせる必要がある。

しかしながら、光ディスク装置の電源投入直後等においては光ピックアップがどの位置に存在するか不明であり、このためスレッドモータを駆動して光ピックアップを最内周位置まで移動させる必要がある。光ピックアップを光ディスクの半径方向に駆動するモータはスレッドモータであって主にステッピングモータが用いられるが、現在位置が不定の状況では最内周位置まで移動させるためにステッピングモータドライバに光ピックアップの移動最大範囲＋α（αは余裕分）の移動コマンドを発行して駆動する必要があり、このため光ピックアップが実際には既に最内周位置に達しているにもかかわらずステッピングモータは駆動し続けることになり、いわゆる脱調（パルス電圧を印加してもステッピングモータが回転しない状態）が生じて異音が生じる問題がある。かかる異音の発生は、オーディオ装置にとり不快となるだけでなく、コンピュータに内蔵される光ディスク装置においてもできるだけ抑制することが望ましい。

もちろん、最内周位置にリミットスイッチを設け、光ピックアップが最内周位置に達したことを検出した場合にステッピングモータの駆動を停止する構成を採用することも考えられるが、部品点数の増大によるコスト増を招く問題がある。

下記の特許文献１には、インナーリミットスイッチを用いることなく光ピックアップの位置を検出することを目的とし、光ディスクが装着された場合に光ピックアップを光ディスクの内周側へ移動させながら光ピックアップからレーザ光を照射して光ディスクから絶対時間情報を取得し、この絶対時間情報に基づいて光ピックアップを光ディスクの初期位置へ移動させることが開示されている。

また、特許文献２には、余分なセンサを設けることなくステッピングモータの初期位置を決定することを目的とし、ディスクの入れ替え作業が発生する直前あるいは電源がオフされる直前に光ピックアップの位置情報を記憶装置に記憶させることが開示されている。

特開２００３−２８１７４５号公報特開２００５−１４１８０１号公報

しかしながら、上記特許文献１では、光ディスクが装着された場合に有効であるものの、光ディスクが装着されていない場合には光ピックアップの位置が不定のままとなる。また、特許文献２では、余分なセンサを用いていない代わりに光ピックアップの位置を記憶するための不揮発性メモリが必要となり、コスト増を抑制するための十分な対策には至っていない。さらに、仮に光ピックアップ位置をメモリに記憶させたとしても、その後の振動等により光ピックアップ位置が変動した場合には対応できない。

本発明の目的は、リミットスイッチや光ピックアップの位置を記憶するメモリを設けることなく、光ピックアップの位置を確定することができる光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に駆動する駆動手段であって、装置の電源がオンあるいはリセットされた場合であって前記光ディスクが装着されていない場合に、まず前記光ピックアップを前記オンあるいはリセットされた時点において既に退避している退避位置である前記光ディスクの最外周位置あるいはその近傍から最内周位置まで駆動し、次に、最内周位置から再び最外周位置まで駆動して光ピックアップを駆動する際の基準位置とする駆動手段とを有することを特徴とする。

本発明において、前記駆動手段は、前記光ディスクを装着するためのトレイが排出された場合に、前記光ピックアップを前記基準位置から前記光ディスクの内周側に位置する初期位置まで駆動することが好適である。

本発明によれば、光ピックアップを最外周位置に移動させることで、光ピックアップの位置を確定でき、その後に光ディスクの内周側に移動させる際にも精度よく移動させることができ、脱調及び脱調による異音発生を抑制できる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

＜基本構成＞
図１に、本実施形態の基本構成を示す。本実施形態では、光ディスク装置の電源投入時（ＯＮ時）、あるいは光ディスク装置のリセット時において光ディスクが装着されているか否かを判定し、光ディスクが装着されていない場合に光ピックアップを所定位置まで移動させる。所定位置は従来のように最内周位置ではなく最外周位置である。なお、本実施形態における光ディスク装置は、光ピックアップが最内周に達したことを検出するリミットスイッチは設けられていない。

図１（Ａ）は、光ディスク１０が装着されていない場合における電源投入直後の光ピックアップ１８の移動状況を示す。なお、光ディスク１０が装着されていない場合であるが、図では便宜上光ディスク１０が装着されたと仮定した場合の光ディスク１０を一点鎖線で示す。光ディスク１０に対する光ピックアップ１６の位置を明確にするためである。図１（Ａ）に示すとおり、電源投入直後では光ピックアップ１６はその位置が不定であって任意の位置に存在し得るが、光ディスク装置の制御装置は電源が投入されて光ディスク１０が装着されていないことを検出すると、光ピックアップ１６を駆動するスレッドモータ（主にステッピングモータ）を駆動して光ピックアップ１６を最外周位置まで移動させる。光ピックアップ１６を最外周位置まで移動させてしまうと、その位置において光ピックアップの位置が確定することになり、光ディスク１０が実際に装着されて光ピックアップ１６を光ディスクの最内周位置まで移動させる必要が生じても、光ディスク１０の最外周位置から最内周位置までの距離は既知の規定値であるから、光ディスク装置は光ピックアップ１６をこの規定値分だけ内周側に移動させるだけでよい。

図１（Ｂ）に、光ディスク１０が装着された場合の光ピックアップ１６の移動状況を示す。光ピックアップ１６は既に最外周位置という確定的な位置にあるため、光ディスク装置の制御装置はステッピングモータドライバに対して最外周位置から最内周位置ｒ０までの規定距離ｒ分だけ移動するコマンドを発行するだけで、光ピックアップ１６を正確に最内周位置まで移動させることができる。本実施形態では、光ピックアップ１６の位置が最外周位置と確定しているため、正確な移動量を算出でき、このため最内周位置に光ピックアップが達した時点でステッピングモータはその回転動作を停止するため、脱調による異音発生を未然に防止することができる。本実施形態では、光ピックアップ１６を最外周位置まで移動させるだけでよく、光ピックアップ１６の位置を不揮発性メモリに記憶させる必要もない。

図１（Ｃ）に、光ピックアップ１６を最外周位置まで移動させた後に、何らかの原因により光ピックアップ１６が内周側に変動した場合を示す。この場合において、光ディスク装置の制御装置は、光ピックアップを最外周位置から最内周位置まで移動させようとして規定距離ｒ分だけ移動させようとするが、実際の光ピックアップ１６はΔｒだけ内周側に変動しているため本来移動すべき距離はｒ−Δｒであり、Δｒだけ余分な駆動となる。したがって、内周において脱調が生じることになるが、Δｒ分だけの脱調で済むことになり、異音の発生を著しく抑制することが可能となる。光ピックアップ１６を最外周位置の近傍まで移動させ、その後に変動が生じない場合も同様である。

このように、本実施形態では、光ディスク１０が装着されていない場合においても光ピックアップ１６の位置を確定するために、光ピックアップ１６を最外周位置あるいはその近傍まで移動させるものである。光ピックアップ１６を最外周位置まで移動させた後、光ディスク１０を装着することなく電源が遮断され、次の電源投入時に光ディスクが装着されていたとしても、光ピックアップ１６は既に最外周位置あるいは最外周位置の近傍に存在するものとして位置が確定しているから、最内周位置と最外周位置との間の距離である規定距離分だけ光ピックアップ１６を内周側に向けて移動するだけで、脱調を生じることなく、あるいは生じたとしても僅かの脱調だけで光ピックアップ１６を最内周位置まで移動させることができる。本実施形態は、光ディスク１０が装着されていない場合における光ピックアップ１６の位置不定という状況を避けるために、光ピックアップ１６を最外周位置に退避させることで光ピックアップ１６の位置を確定させるということができる。

なお、光ディスク装置が装着されていない場合における光ピックアップ１６の位置不定という問題を解決するには、光ピックアップ１６を最内周位置に退避させる方法もあり得る。しかしながら、この場合には光ピックアップ１６の位置がその後に外周側に変動した場合、光ピックアップ１６を最内周位置まで移動させる必要が生じ、どの程度変動しているか不明であるから結局、移動最大範囲＋αだけ移動コマンドを発行することとなり、最内周位置における脱調で異音が生じてしまう。これに対し、本実施形態では、光ピックアップ１６は最外周に退避させるのであるから、仮にその後の変動があったとしても規定距離分だけ移動させることで僅かの脱調で済むことになる。

本実施形態において、光ディスクが装着されていないことは、例えば光ピックアップ１６からレーザ光を照射しその反射光を検出することで検知でき、あるいは光ディスク１０を回転駆動する際の回転負荷を検出することで検知できる。

また、本実施形態において、光ピックアップ１６を最外周位置に退避させた後、光ピックアップ１６を最内周位置ではなく、最内周位置よりも外周側に位置し光ディスク１０のＴＯＣが読み取れる位置（光ディスクの初期位置ｒ＝２５ｍｍ）まで移動させてもよい。最外周位置と初期位置との間の距離も既知であるから、同様に脱調による異音発生を防止できる。最外周位置から一旦最内周位置まで移動させ、その後に最内周位置から初期位置まで移動させてもよい。いずれの場合においても移動距離は既知であるから正確に制御できる。

なお、本実施形態において光ピックアップ１６の位置を確定しているとして説明しているが、光ピックアップ１６はステッピングモータ等のスレッドモータで駆動されるから、実際にはステッピングモータにおけるステッパポインタを確定することに等しい。ステッピングモータには、螺旋状の溝が一定ピッチで形成されたリードスクリューが設けられており、リードスクリューは光ディスク１０の半径方向と平行に取り付けられる。光ピックアップ１６はリードスクリューの溝に沿って移動可能に配置されており、ステッピングモータが１回転する毎にリードスクリューの１ピッチだけ光ディスク１０の半径方向に移動する。正常な場合にはステッピングモータへ供給されるパルス数と光ピックアップ１６が実際に移送される移送量との間には一定の関係が成立するため、入力パルス数をカウントすることで光ピックアップ１６の移送量を算出することができる。すなわち、ステッパポインタでステッピングモータへの入力パルスをカウントすることで光ピックアップ１６の移送量、つまり移送後のアドレスを規定することができる。本実施形態は、光ピックアップ１６を最外周位置に退避させることでステッピングモータのステッパポインタを基準値（例えば０）にリセットでき、その後の累積的ポインタ値で位置を正確に制御できるということができる。

＜詳細構成＞
図２に、本実施形態における光ディスク装置の全体構成図を示す。ＣＤやＤＶＤ等の記録または再生可能な光ディスク１０はスピンドルモータ（ＳＰＭ）１２により駆動される。スピンドルモータＳＰＭ１２は、ドライバ１４で駆動され、ドライバ１４はサーボプロセッサ３０により所望の回転速度となるようにサーボ制御される。

光ピックアップ１６は、レーザ光を光ディスク１０に照射するためのレーザダイオード（ＬＤ）や光ディスク１０からの反射光を受光して電気信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）を含み、光ディスク１０に対向配置される。光ピックアップ１６はステッピングモータで構成されるスレッドモータ１８により光ディスク１０の半径方向に駆動され、スレッドモータ１８はドライバ２０で駆動される。ドライバ２０は、ドライバ１４と同様にサーボプロセッサ３０によりサーボ制御される。また、光ピックアップ１６のＬＤはドライバ２２により駆動され、ドライバ２２は、オートパワーコントロール回路（ＡＰＣ）２４により、駆動電流が所望の値となるように制御される。ＡＰＣ２４及びドライバ２２は、システムコントローラ３２からの指令によりＬＤの発光量を制御する。図ではドライバ２２は光ピックアップ１６と別個に設けられているが、ドライバ２２を光ピックアップ１６に搭載してもよい。

光ディスク１０に記録されたデータを再生する際には、光ピックアップ１６のＬＤから再生パワーのレーザ光が照射され、その反射光がＰＤで電気信号に変換されて出力される。光ピックアップ１６からの再生信号はＲＦ回路２６に供給される。ＲＦ回路２６は、再生信号からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、サーボプロセッサ３０に供給する。サーボプロセッサ３０は、これらのエラー信号に基づいて光ピックアップ１６をサーボ制御し、光ピックアップ１６をオンフォーカス状態及びオントラック状態に維持する。また、ＲＦ回路２６は、再生信号に含まれるアドレス信号をアドレスデコード回路２８に供給する。アドレスデコード回路２８はアドレス信号から光ディスク１０のアドレスデータを復調し、サーボプロセッサ３０やシステムコントローラ３２に供給する。

アドレス信号の１つの例はウォブル信号であり、光ディスク１０の絶対アドレスを示す時間情報の変調信号で光ディスク１０のトラックをウォブルさせ、このウォブル信号を再生信号から抽出しデコードすることでアドレスデータ（ＡＴＩＰ）を得ることができる。また、ＲＦ回路２６は、再生ＲＦ信号を２値化回路３４に供給する。２値化回路３４は、再生信号を２値化し、得られた信号をエンコード／デコード回路３６に供給する。エンコード／デコード回路３６では、２値化信号を復調及びエラー訂正して再生データを得、当該再生データをインタフェースＩ／Ｆ４０を介してパーソナルコンピュータなどのホスト装置に出力する。なお、再生データをホスト装置に出力する際には、エンコード／デコード回路３６はバッファメモリ３８に再生データを一旦蓄積した後に出力する。

光ディスク１０にデータを記録する際には、ホスト装置からの記録すべきデータはインターフェースＩ／Ｆ４０を介してエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、記録すべきデータをバッファメモリ３８に格納し、当該記録すべきデータをエンコードして変調データとしてライトストラテジ回路４２に供給する。ライトストラテジ回路４２は、変調データを所定の記録ストラテジに従ってマルチパルス（パルストレーン）に変換し、記録データとしてドライバ２２に供給する。記録ストラテジは記録品質に影響することから、データ記録に先立って最適化が行われる。すなわち、光ディスク１０の所定のテストエリアにおいて記録ストラテジを種々変化させてテストデータを試し書きし、試し書きしたテストデータを再生してその信号品質を評価する。そして、評価結果に基づいて最適な記録ストラテジが選択される。記録データによりパワー変調されたレーザ光は光ピックアップ１６のＬＤから照射されて光ディスク１０にデータが記録される。データを記録した後、光ピックアップ１６は再生パワーのレーザ光を照射して当該記録データを再生し、ＲＦ回路２６に供給する。ＲＦ回路２６は再生信号を２値化回路３４に供給し、２値化されたデータはエンコード／デコード回路３６に供給される。エンコード／デコード回路３６は、変調データをデコードし、バッファメモリ３８に格納されている記録データと照合する。ベリファイの結果はシステムコントローラ３２に供給される。システムコントローラ３２はベリファイの結果に応じて引き続きデータを記録するか、あるいは交替処理を実行するかを決定する。

システムコントローラ３２は、システム全体の動作を制御し、サーボプロセッサ３０を介してスレッドモータ１８を駆動し、光ピックアップ１６の位置を制御する。特に、光ディスク装置の電源投入時やリセット時において、光ディスク１０が未だ光ディスク装置に装着されていない場合の光ピックアップ１６の位置を制御する。

図３に、本実施形態における光ディスク装置の処理フローチャートを示す。光ディスク装置の電源がＯＦＦ状態からＯＮ状態となる、あるいはリセットされた場合の処理である。電源がＯＮされた場合、あるいはリセットされた場合（Ｓ１０１）、システムコントローラ３２は光ディスク１０が光ディスク装置に装着されているか、つまりディスクトレイに装着されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。光ピックアップ１６からレーザ光を照射してその反射光を受光し、反射光レベルが十分高くない場合、あるいはフォーカスエラー信号の振幅が十分大きくない場合には光ディスク１０は装着されていないと判定する。また、スピンドルモータ１２の回転負荷が十分小さい場合には光ディスク１０は装着されていないと判定する。

光ディスク１０が装着されていないと判定した場合（Ｓ１０２でＤｉｓｃ無し）、トレイの排出を禁止し（Ｓ１０３）、スレッドモータ１８を駆動して、まず光ピックアップ１６を最内周位置まで移動する（Ｓ１０４）。図において、「ＳＬＤＩＮＭｏｖｅ」は、スレッドモータ１８により内周側に移動させることを意味する。具体的には、光ピックアップ１６の搬送機構最内周位置及び最外周位置にはストッパが設けられており、光ピックアップ１６が当該最内周ストッパに当接するまで移動する。次に、スレッドモータ１８を逆回転駆動して、光ピックアップ１６を最内周位置から最外周位置まで移動する（Ｓ１０５）。なお、前回の処理で光ピックアップ１６は最外周位置にあるとき、最内周位置までの移動距離は規定距離である。

図において、「ＳＬＤＯＵＴＭｏｖｅ」は、スレッドモータ１８により外周側に移動させることを意味する。具体的には、光ピックアップ１６が最外周ストッパに当接するまで移動する。最内周ストッパと最外周ストッパ間の距離は既知であって規定値であるから、最内周位置から最外周位置への移動は脱調なしで行うことができる。光ピックアップ１６を最外周位置に移動することで、光ピックアップ１６の位置、すなわちスレッドモータのインデックス（Ｉｎｄｅｘ）あるいはステッパポインタ値が確定し、スレッドモータのポインタ値をリセットする（Ｓ１０６）。光ピックアップ１６の位置、つまりスレッドモータのポインタ値を確定した後、トレイ排出（トレイアウト）を許可し（Ｓ１０７）、スタンバイモードに移行する（Ｓ１０８）。このスタンバイモードは、光ディスク１０の装着待ち状態である。ユーザがトレイ排出スイッチあるいはボタンを操作してトレイを排出すると、システムコントローラ３２はＳ１０６で確定した基準位置から光ピックアップ１６を記録あるいは再生の開始位置である初期位置（ホームポジションｒ＝２５ｍｍ）まで移動する（Ｓ１０９）。具体的には、最外周位置から初期位置までは規定距離であるから、規定距離分だけ光ピックアップ１６を移動させればよく、脱調及び異音は生じない。これにより、光ディスク１０が装着された時点において、既に光ピックアップ１６を初期位置（ホームポジション）に設定することができ、しかも脱調及び異音の発生を防止できる。その後、Ｓ１０１の処理に戻る。

なお、スタンバイモードにおいては光ピックアップ１６は最外周位置に退避し続け、トレイが排出された時点で初めて初期位置に移動するのは、スタンバイモードにおいて電源が遮断され、その後に電源がＯＮされるまでに光ピックアップ１６の位置が変動する場合もあることを考慮したものである。変動した場合に光ピックアップ１６の位置を確定するために再び移動最大距離（最外周位置から最内周位置までの規定距離）だけ移動させる必要が生じて最内周で脱調が発生するが、最外周位置に退避させておくことでたとえ変動が生じても最内周位置での脱調を最小限に抑えることができる。

一方、光ディスク１０が装着されていた場合（Ｓ１０２でＤｉｓｃ有り）、トレイアウトを禁止し（Ｓ１１０）、光ピックアップ１６が停止している現在位置において光ディスク１０に対する記録あるいは再生の起動をスタートし、光ディスクのアドレスデータを取得する（Ｓ１１２）。なお、起動スタートに先立ち、光ピックアップ１６を内周側及び外周側に移動させてデータが必ず読み取れる位置（データが存在する位置）に停止させた上でアドレスデータを取得してもよい。内周側及び外周側へ移動させる距離としては、例えば最内周位置と初期位置（ｒ＝２５ｍｍ）との間の距離に設定する。停止位置でアドレスデータを取得できない場合（Ｓ１１３でＮＧ）には、光ピックアップ１６を内周側に移動させて（Ｓ１１４）再度アドレスデータの取得を試みる。内周側に移動させるのは、一般に光ディスクの外周側ほど面振れ等の影響によりデータの再生が厳しくなるからである。停止位置でアドレスデータを取得できた場合（Ｓ１１３でＯＫ）、そのアドレスに基づいて初期位置（ホームポジション）まで移動し（Ｓ１１５）、スレッドモータのポインタを確定してリセットする。その後、トレイアウトを許可するとともに（Ｓ１１６）、リードインエリアに記憶されたディスクＩＤ情報等を取得する（Ｓ１１７）。この後は通常の再生モードあるいは記録モードに移行し、確定したスレッドモータのポインタ値に基づいて光ピックアップ１６を移動させる（Ｓ１１８）。但し、スタンバイモードあるいはトレイアウト時には光ピックアップ１６は再び初期位置（ホームポジション）に移動する。光ディスク１０が装着されていない場合にはスタンバイモードでは光ピックアップ１６は最外周位置に退避するが、光ディスク１０が装着されている場合には上記のとおりスタンバイモードでは光ピックアップ１６は初期位置に設定される。これは、光ディスク１０が装着されている場合には、スタンバイ状態から電源がＯＦＦされ、再び電源がＯＮした場合に光ピックアップ１６の位置が変動しても光ピックアップ１６を内周側あるいは外周側に所定量だけ移動させて光ディスク１０からデータを取得することでその位置を容易に確認できるからである。

以上説明したように、本実施形態によれば、光ピックアップ１６を最外周位置に退避させることで光ピックアップ１６の位置を確定し、光ピックアップ１６を駆動するスレッドモータの位置ポインタをリセットできるので、その後に光ピックアップ１６を高精度に移動することができ、最内周位置での脱調による異音発生を防止することができる。

実施形態の基本動作説明図である。実施形態における光ディスク装置の全体構成図である。実施形態の処理フローチャートである。

符号の説明

１０光ディスク、１６光ピックアップ、１８スレッドモータ、３２システムコントローラ。

Claims

光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、
前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に駆動する駆動手段であって、装置の電源がオンあるいはリセットされた場合であって前記光ディスクが装着されていない場合に、まず前記光ピックアップを前記オンあるいはリセットされた時点において既に退避している退避位置である前記光ディスクの最外周位置あるいはその近傍から最内周位置まで駆動し、次に、最内周位置から再び最外周位置まで駆動して光ピックアップを駆動する際の基準位置とする駆動手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
請求項１記載の装置において、
前記駆動手段は、前記光ディスクを装着するためのトレイが排出された場合に、前記光ピックアップを前記基準位置から前記光ディスクの内周側に位置する初期位置まで駆動することを特徴とする光ディスク装置。