JP4797731B2

JP4797731B2 - 光ディスク装置

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Publication number: JP4797731B2
Application number: JP2006079659A
Authority: JP
Inventors: 秀樹久保; 一彦亀田
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-03-22
Also published as: US7778123B2; TW200739531A; CN101042899A; TWI346326B; CN101042899B; US20070223338A1; JP2007257722A

Description

本発明は光ディスク装置、特に光ピックアップの移送制御に関する。

従来より、光ディスク装置では、ステッピングモータにより光ピックアップを光ディスクの半径方向に移送してシーク動作を行っている。

図６及び図７に、下記に示す従来技術に開示された光ディスク装置の構成及び移送機構の構成を示す。光ピックアップ３１０は半導体レーザ（ＬＤ）を有し、記録データに応じて変調されたレーザ光を射出して光ディスク１０にデータを記録するとともに、再生パワーのレーザ光を照射し光ディスク１０からの反射光を受光して再生信号を生成する。

デコーダ３２０は、光ピックアップ３１０からの再生信号をデコードし、アドレス信号等を生成して制御部３３０に供給する。

制御部３３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、シーク動作を制御する。具体的には、パソコン等のホスト装置から光ピックアップ３１０の移送先に対応する目標アドレスを含むシーク動作命令を受け取ると、ステッピングモータ１００に与えるパルス数を算出し、コントローラ３４０に供給する。コントローラ３４０は、制御部３３０からの指令に基づきドライバ３５０に駆動制御信号を供給する。ドライバ３５０は、駆動制御信号に応じてステッピングモータ１００の回転数及び回転速度を制御する。

ステッピングモータ１００には、図７に示すように螺旋状の溝が一定ピッチＰで形成されたリードスクリュー１１０が設けられており、リードスクリュー１１０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３１０はリードスクリュー１１０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１００が１回転する毎に、リードスクリュー１１０の１ピッチＰだけ光ディスク１０の半径方向に移動する。

このような構成において、制御部３３０は、シーク動作完了時にデコーダ３２０から供給される現在のアドレスと、シーク動作開始時にホスト装置から受け取った目標アドレスとの差分を算出し、算出した位置ずれ量が許容量を超える場合にステッピングモータ１００の脱調と判定してステッピングモータ１００の回転速度を低下させる。ここで、「脱調」とは、ステッピングモータ１００に印加されるパルス周波数が高くなる等によりステッピングモータ１００のトルクが不足し、パルス電圧を印加してもステッピングモータ１００が回転しない現象をいう。

特開２００３−１０００４１号公報

しかしながら、移送機構の問題には、ステッピングモータ１００の脱調のみならず、光ピックアップ３１０に設けられたティース部３１０ａとリードスクリュー１１０との噛み合いが外れる、いわゆる「歯飛び」の問題も生じ、歯飛びが生じても目標アドレスと現在アドレスとの間に乖離が生じてしまう問題があった。なお、歯飛びは主に経時的動作あるいは衝撃等によるティース部３１０ａの摩耗や損傷、または振動等により生じるものと考えられ、ステッピングモータ１００だけでなくＤＣモータを用いた場合にも同様に起こり得る。

本発明の目的は、光ピックアップとリードスクリューとの間の歯飛び等の異常を効率的に検出し、これにより目標アドレスと現在アドレスとの乖離を防止できる装置を提供することにある。

本発明は、モータと、光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、前記モータに係合し、前記モータの回動により前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移送する、互いに噛合するリードスクリューとティース部からなる移送機構と、前記移送機構による移送後のアドレスと目標アドレスとのずれ量を前記移送機構の前記リードスクリューのピッチと大小比較し、前記ずれ量が前記ピッチ以上である場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定する制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明は、モータと、光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、前記モータに係合し、前記モータの回動により前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移送する、互いに噛合するリードスクリューとティース部からなる移送機構と、前記光ピックアップをフォーカス制御するフォーカスサーボ手段と、前記フォーカスサーボ手段からのサーボ信号に応じ、前記フォーカスサーボ手段によるフォーカス制御が中断された場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定して前記移送機構による前記光ピックアップの移送を中断し、前記フォーカス制御が中断されない場合に前記移送機構による移送後のアドレスと目標アドレスとのずれ量を前記移送機構の前記リードスクリューのピッチと大小比較し、前記ずれ量が前記ピッチ以上である場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定する制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明は、モータと、光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、前記モータに係合し、前記モータの回動により前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移送する、互いに噛合するリードスクリューとティース部からなる移送機構と、前記光ピックアップの再生信号からフォーカスエラー信号を生成し、該フォーカスエラー信号に応じてフォーカス制御するフォーカスサーボ手段と、前記フォーカスエラー信号のレベルが所定のしきい値を超える場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定して前記移送機構による前記光ピックアップの移送を中断し、前記フォーカスエラー信号のレベルが所定のしきい値を超えない場合に前記移送機構による移送後のアドレスと目標アドレスとのずれ量を前記移送機構の前記リードスクリューのピッチと大小比較し、前記ずれ量が前記ピッチ以上である場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、光ピックアップ移送後のアドレスと目標アドレスとのずれ量と移送機構のピッチとを大小比較することで移送機構に異常（歯飛び等）が生じたものと判定するので、歯飛び等の異常を確実に検出できる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。なお、図６に示す従来装置と同一部材については同一符号を付す。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の光ディスク装置の構成は、図６に示す従来装置の構成とほぼ同一であり、パソコン等のホスト装置からのシーク動作開始命令は制御部３３０に供給される。制御部３３０は、コントローラ３４０に制御信号を供給し、ステッピングモータ１００はコントローラ３４０及びドライバ３５０により回転制御される。光ピックアップ３１０は、図７に示すようにティース部３１０ａを介してリードスクリュー１１０と連結し、リードスクリュー１１０の回転により光ディスク１０の半径方向に移動する。光ピックアップ３１０は、スピンドルモータ１１により回転駆動される光ディスク１０に記録パワーのレーザ光を照射してデータを記録し、あるいは再生パワーのレーザ光を照射して記録データを再生する。光ピックアップ３１０からの再生信号はデコーダ３２０に供給され、デコーダ３２０は再生信号をデコードしてデコードデータ及びアドレスデータを制御部３３０に供給する。

制御部３３０は、ホスト装置からのシーク動作開始命令に応じて光ピックアップ３１０を移送した後にデコーダ３２０から供給されたアドレス（現在アドレス）を目標アドレスと比較し、そのずれ量に応じてシークが正常に実行されたか否かを判定するが、ずれ量と大小比較するしきい値は従来のように許容量ではなく、歯飛びを検出すべく移送機構のピッチに応じて設定される。すなわち、図７に示すように、光ピックアップ３１０はティース部３１０ａを介してリードスクリュー１１０に噛合し、リードスクリュー１１０のピッチＰに従って光ディスク１０の半径方向に移送される。光ピックアップ３１０に設けられたティース部３１０ａとリードスクリュー１１０との噛合が外れ、ティース部３１０ａがリードスクリュー１１０の溝から乗り上げる歯飛びが生じると、少なくともリードスクリュー１１０のピッチＰ分の乖離が生じることになる。制御部３３０は、この点に着目し、目標アドレスと現在アドレスとのずれ量をリードスクリュー１１０のピッチＰと大小比較することでシーク動作中に歯飛びが生じたか否かを判定する。

図２に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、ホスト装置からシーク動作開始命令を受け取ると、トラッキングサーボをＯＦＦとして（Ｓ１０１）、ステッピングモータ１００を駆動してマクロシークを開始する（Ｓ１０２）。ここで、マクロシークは光ピックアップ３１０自体を光ディスク１０の半径方向に移送することをいう。これに対し、後述するミクロジャンプは光ピックアップ３１０自体は移送せず、対物レンズのみをトラック方向に移動させることをいう。制御部３３０は、現在のアドレスからホスト装置から与えられた目標アドレスに達するまでの距離（移送距離）を算出し、必要なパルス数を算出してステッピングモータ１００を駆動する。ステッピングモータ１００の回転角はパルス数で規定され、回転速度はパルス周波数で規定される。

マクロシークを終了した後（Ｓ１０３）、トラッキングサーボを再びＯＮする（Ｓ１０４）。そして、マクロシーク完了後の現在アドレスをデコーダ３２０でリードし（Ｓ１０５）、制御部３３０に供給する。制御部３３０は、デコーダ３２０から供給されたマクロシーク完了時の現在アドレスとホスト装置から供給された目標アドレスとを比較する（Ｓ１０６）。具体的には、目標アドレスと現在アドレスとのずれ量を算出し、算出したずれ量とリードスクリュー１１０のピッチＰとを大小比較する。

比較の結果、ずれ量がピッチＰより小さい場合には（Ｓ１０７でＮＯ）、マクロシーク動作時に歯飛びは生じておらず正常に完了したとして次に通常のリシーク処理を実行する（Ｓ１０８）。通常のリシーク処理は、目標アドレスと現在アドレスとのずれ量に応じて再度マクロシークを実行したり、対物レンズのみを移動させるミクロジャンプを実行する。

一方、ずれ量がピッチＰ以上である場合には（Ｓ１０７でＹＥＳ）、マクロシーク動作時に歯飛びが生じたものと判定し（Ｓ１０９）、シーク条件を変更してマクロシークを再度実行する。すなわち、スピンドルモータ１１の回転数（回転速度）を低下させる（Ｓ１１０）。スピンドルモータ１１で光ディスク１０を８倍速で回転駆動している場合に、６倍速あるいは４倍速に低下させる等である。スピンドルモータ１１の回転速度を低下させるのは、歯飛びの誘因である振動を抑制するためである。光ディスク１０に偏重心があると高速回転時にスピンドルモータ１１が振動してしまい、その振動が光ピックアップ３１０、ティース部３１０ａ、リードスクリュー１１０等の移送機構に伝わり、脱調あるいは歯飛びの誘因となる。そこで、スピンドルモータ１１の回転速度を低下すれば、振動を抑制できる。また、スピンドルモータ１１の回転数を低下させるだけでなく、ステッピングモータ１００の駆動特性（プロファイル）を通常のプロファイルからロープロファイルに変更する（Ｓ１１１）。スピンドルモータ１１及びステッピングモータ１００の回転速度を変更した後、光ピックアップ３１０を光ディスク１０の最内周まで移送して光ピックアップ３１０のアドレスをリセットし、再びＳ１０１以降の処理を実行してマクロシークを再実行する。なお、Ｓ１０６により目標アドレスまでの残余の距離が分かっているので、その分だけ再シークしてもよい。マクロシークの再実行時には、スピンドルモータ１１の回転速度及びステッピングモータ１００の回転速度が低下しているため、歯飛びを生じることなく目標アドレスまでシークできる可能性が高まる。

図３に、Ｓ１１１におけるロープロファイルの一例を示す。横軸はドライバ３５０から供給されるパルス数、縦軸はステッピングモータ１００の回転速度である。図中ａは通常のプロファイルであり、図中ｂはロープロファイルである。通常プロファイルでは最高回転速度がＮ１であるが、ロープロファイルでは最高回転速度はＮ２である。また、ロープロファイルでは通常プロファイルよりも加速度が小さい。したがって、ロープロファイルに変更することで歯飛びを防ぐことができる。

このように、本実施形態ではマクロシーク完了時の現在アドレスと目標アドレスとのずれ量がピッチＰ以上である場合に歯飛びが生じたと判定し、シーク条件を変更してマクロシークを再実行するので、ホスト装置から指令された目標アドレスまで光ピックアップ３１０を確実にシークすることができる。また、歯飛びが発生することによるティース部３１０ａの摩耗や損傷を防止することができる。

なお、通常、現在アドレスと目標アドレスとの間に乖離が存在する場合には、マクロシーク完了時の現在アドレスを目標アドレスに一致させるべく現在アドレスからリシークを行うが、このリシークに必要な距離はずれ量であるため、リシーク距離がピッチＰ以上であるか否かを判定してもよい。リシーク距離がピッチＰ以上である場合には歯飛びが生じたと判定して光ピックアップ３１０を最内周まで移送し、その後マクロシークを再実行する。

＜第２実施形態＞
図４に、本実施形態における光ディスク装置の構成を示す。基本的な構成及び動作は図１と同様であるが、さらに以下の構成を有する。すなわち、光ピックアップ３１０は、フォーカスサーボ１２により光ディスク１０のフォーカス方向に駆動制御され、図示しないトラッキングサーボにより光ディスク１０のトラッキング方向に駆動制御される。フォーカスサーボ１２及びトラッキングサーボは、それぞれ光ピックアップ３１０の再生信号から生成されるフォーカスエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥに応じ、フォーカスエラー及びトラッキングエラーを解消するように光ピックアップ３１０の対物レンズをフォーカスコイル及びトラッキングコイルで電磁駆動してサーボ制御する。フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成方法は周知であり、その詳細は省略する。

本実施形態において、フォーカスサーボ１２はサーボ信号を光ピックアップ３１０のフォーカスコイルに供給してサーボ制御するとともに、サーボ信号を制御部３３０に供給する。フォーカスサーボ１２は、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが所定の範囲内であればこれを打ち消すようなサーボ信号を生成してサーボ制御するが、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが上限値を超える場合には、フォーカスサーボ不能と判定してフォーカスサーボを中断する。制御部３３０は、フォーカスサーボ１２がフォーカスサーボを中断したか否かをサーボ信号に基づいて判定し、フォーカスサーボが中断して光ピックアップ３１０のフォーカス制御がＯＦＦした（これをフォーカスダウンと称する）状態を歯飛びが生じた状態として検出する。歯飛びが生じると、目標アドレスに到達することができなくなる。すなわち、正常な場合にはステッピングモータ１００へ供給されるパルス数と光ピックアップ３１０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３１０の移送量を算出することができる。具体的には、ステッパポインタでステッピングモータ１００への入力パルスをカウントすることで光ピックアップ３１０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。
例えば、１マイクロステップをステッピングモータ１００の１／２５６回転とし、１マイクロステップで光ピックアップ３１０が７．８μｍ移送される等である。しかし、歯飛びが生じると、上記のマイクロステップ量と移送量との関係がくずれ、ステッパポインタから得られる光ピックアップの位置と実際の光ピックアップ３１０の位置との間に乖離が生じてステッパポインタ上では目標アドレスに達してるはずであるが実際には目標アドレスと異なる位置に存在することになってしまう。そこで、歯飛びが生じたと判定した場合、制御部３３０はマクロシーク動作中であってもマクロシーク動作を中断し、歯飛びによる目標アドレスと現在アドレスとの乖離を解消する。さらに、制御部３３０は、たとえマクロシークを中断せずマクロシークを完了した後においても上記した第１実施形態と同様にマクロシーク完了後の現在アドレスと目標アドレスとのずれ量から歯飛びの発生を検出する。

図５に、本実施形態の処理フローチャートを示す。ホスト装置からシーク動作開始命令を受け取ると、トラッキングサーボをＯＦＦとして（Ｓ２０１）、ステッピングモータ１００を駆動してマクロシークを開始する（Ｓ２０２）。マクロシークを開始して光ピックアップ３１０の移送を開始した後、制御部３３０はフォーカスサーボ１２からのサーボ信号に基づきフォーカスダウンが生じたか否かを判定する（Ｓ２０３）。フォーカスダウンは上記のとおりフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが所定範囲を超えた場合に生じるものであり、歯飛びが生じた場合には光ピックアップ３１０に設けられたティース部３１０ａとリードスクリュー１１０との噛み合わせが外れて光ピックアップ３１０のティース部３１０ａがリードスクリュー１１０の溝から乗り上げた状態となってその振動により光ピックアップ３１０の対物レンズがフォーカス方向に急峻に移動するためにフォーカスエラー信号ＦＥのレベルが増大したものと考えることができる。そこで、制御部３３０は、フォーカスダウンが生じた場合にマクロシークを中断し（Ｓ２１０）、歯飛びが生じたものと判定する（Ｓ２１１）。その後の処理は第１実施形態と同様であり、シーク条件を変更、具体的にはスピンドルモータ１１の回転速度及びステッピングモータ１００の回転速度を低下させてマクロシークを再度実行する（Ｓ２１２，Ｓ２１３）。マクロシークを中断した場合でも、光ピックアップ３１０を最内周まで移送して現在アドレスを０にリセットし、その後にマクロシークを再度実行することが好適である。最内周まで移送した後、アドレスをリードして０にリセットされたことを確認した後にマクロシークを再実行する。

一方、フォーカスダウンが生じていない場合には、制御部３３０は光ピックアップ３１０が正常に移送されたと判定し、マクロシークを終了し（Ｓ２０４）、トラッキングサーボを再びＯＮする（Ｓ２０５）。そして、マクロシーク完了後の現在アドレスをデコーダ３２０でリードし（Ｓ２０６）、制御部３３０に供給する。制御部３３０は、デコーダ３２０から供給されたマクロシーク完了時の現在アドレスとホスト装置から供給された目標アドレスとを比較する（Ｓ２０７）。具体的には、目標アドレスと現在アドレスとのずれ量を算出し、算出したずれ量とリードスクリュー１１０のピッチＰとを大小比較する。

比較の結果、ずれ量がピッチＰより小さい場合には（Ｓ２０８でＮＯ）、マクロシーク動作時に歯飛びは生じておらず正常に完了したとして次に通常のリシーク処理を実行する（Ｓ２０９）。

一方、マクロシークは中断していないもののずれ量がピッチＰ以上である場合には（Ｓ２０８でＹＥＳ）、マクロシーク動作時に歯飛びが生じたものと判定し（Ｓ２１１）、シーク条件を変更してマクロシークを再度実行する。すなわち、スピンドルモータ１１の回転数（回転速度）を低下させ（Ｓ２１２）、ステッピングモータ１００の駆動特性（プロファイル）を通常のプロファイルからロープロファイルに変更する（Ｓ２１３）。スピンドルモータ１１及びステッピングモータ１００の回転速度を変更した後、光ピックアップ３１０を光ディスク１０の最内周まで移送して光ピックアップ３１０のアドレスをリセットし、再びＳ２０１以降の処理を実行してマクロシークを再実行する。なお、Ｓ２０６，Ｓ２０７により現在アドレスが分かっているので、残余の距離分だけ再シークしてもよい。

このように、本実施形態では、マクロシーク動作中及びマクロシーク動作完了後において歯飛びの有無を判定するので、歯飛びを確実に検出することができる。

なお、本実施形態では歯飛びを検出した場合にスピンドルモータ１１の回転速度を低下させるとともにステッピングモータ１００の回転速度を低下させてマクロシークを再度実行しているが、スピンドルモータ１１の回転速度のみを低下させてもよい。また、他の条件を変化させてマクロシークを再度実行してもよい。

また、本実施形態ではステッピングモータ１００の場合を示したが、ＤＣモータで駆動する場合にも同様に適用することができる。

また、本実施形態ではフォーカスサーボ１２からのサーボ信号に基づいてフォーカスダウンを検出しているが、フォーカスエラー信号のレベルを所定のしきい値と比較する比較回路を設け、比較回路からの比較結果に基づいてフォーカスダウンを検出してもよい。フォーカスサーボ１２が該比較回路を有していてもよく、比較回路でフォーカスエラー信号ＦＥのレベルと所定のしきい値とを比較し、フォーカスエラー信号ＦＥのレベルが所定のしきい値を超えた場合にサーボ制御を中断するとともに異常信号を制御部３３０に供給する構成としてもよい。制御部３３０は、フォーカスサーボ１２の比較回路から供給された異常信号により歯飛びが生じたことを検出してマクロシーク動作を中断すればよい。

さらに、本実施形態では歯飛びを検出しているが、ステッピングモータ１００を用いる場合には、歯飛びの検出と並行して従来技術で示すように目標アドレスと現在アドレスとの位置ずれ量をピッチＰ以外のしきい値と比較してステッピングモータ１００の脱調を検出するようにしてもよい。この場合、Ｓ１０７あるいはＳ２０８でずれ量がピッチＰより小さいと判定された後に、ずれ量を所定のしきい値（ピッチＰより小さいしきい値）と比較し、しきい値以上である場合に脱調が生じたと判定してマクロシークを再実行すればよい。

実施形態における光ディスク装置の構成図である。実施形態の処理フローチャートである。実施形態のロープロファイルの説明図である。他の実施形態における光ディスク装置の構成図である。他の実施形態の処理フローチャートである。従来装置の構成図である。従来装置の移送機構説明図である。

符号の説明

１０光ディスク、１２フォーカスサーボ、１００ステッピングモータ、３１０光ピックアップ、３２０デコーダ、３３０制御部、３４０コントローラ、３５０ドライバ。

Claims

モータと、
光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、
前記モータに係合し、前記モータの回動により前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移送する、互いに噛合するリードスクリューとティース部からなる移送機構と、
前記移送機構による移送後のアドレスと目標アドレスとのずれ量を前記移送機構の前記リードスクリューのピッチと大小比較し、前記ずれ量が前記ピッチ以上である場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定する制御手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
モータと、
光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、
前記モータに係合し、前記モータの回動により前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移送する、互いに噛合するリードスクリューとティース部からなる移送機構と、
前記光ピックアップをフォーカス制御するフォーカスサーボ手段と、
前記フォーカスサーボ手段からのサーボ信号に応じ、前記フォーカスサーボ手段によるフォーカス制御が中断された場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定して前記移送機構による前記光ピックアップの移送を中断し、前記フォーカス制御が中断されない場合に前記移送機構による移送後のアドレスと目標アドレスとのずれ量を前記移送機構の前記リードスクリューのピッチと大小比較し、前記ずれ量が前記ピッチ以上である場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定する制御手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
モータと、
光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、
前記モータに係合し、前記モータの回動により前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移送する、互いに噛合するリードスクリューとティース部からなる移送機構と、
前記光ピックアップの再生信号からフォーカスエラー信号を生成し、該フォーカスエラー信号に応じてフォーカス制御するフォーカスサーボ手段と、
前記フォーカスエラー信号のレベルが所定のしきい値を超える場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定して前記移送機構による前記光ピックアップの移送を中断し、前記フォーカスエラー信号のレベルが所定のしきい値を超えない場合に前記移送機構による移送後のアドレスと目標アドレスとのずれ量を前記移送機構の前記リードスクリューのピッチと大小比較し、前記ずれ量が前記ピッチ以上である場合に前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定する制御手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の装置において、
前記制御手段は、前記移送機構に歯飛び異常が生じたと判定した場合に、移送条件を変更して前記移送機構による前記光ピックアップの移送を再実行することを特徴とする光ディスク装置。