JPH0734288B2

JPH0734288B2 - デイスク回転駆動装置

Info

Publication number: JPH0734288B2
Application number: JP61225328A
Authority: JP
Inventors: 基之鈴木; 芳夫三浦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: US4866695A; JPS6379275A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はディスク回転駆動装置に関し、特に線速度一定
で記録されたビデオディスクやディジタルオーディオデ
ィスク等のディスクの回転駆動装置に関する。

（従来の技術）映像または音声信号をディスク面上に高密度に記録し、
該記録された信号の跡（以下トラックと略記する）から
信号を再生する装置として、例えば光学式ディスクプレ
ーヤがある。このような装置において記録ディスクの回
転数を制御するための回転駆動装置を第４図に示す。

第４図において、１は信号が例えば線速度一定で記録さ
れたCLV（Constant Linear Velocity）ディスク、２は
前記ディスクを回転させるためのモータ、３はモータの
回転軸に直結しディスクの回転周波数に応じた周波数の
信号を発生する周波数信号発生器（Frequency Generato
r）、４はレーザ光の収束スポットをディスク１に照射
し、その反射光から電気信号を得るピックアップ、５は
該ピックアップ４を搭載し、移送制御回路７による制御
を受けてディスク１の半径方向に移動させるスライダで
ある。

また、９はピックアップ４からの電気信号を処理して再
生信号を得る信号処理回路、６はディスク１の回転時に
その偏心に起因して生じるトラック振れに光スポットが
追従するように制御を行うトラッキング制御回路、７は
ディスク１の再生動作の進行に従ってスライダ５をディ
スク１の半径方向に移送するのを制御する移送制御回
路、11は再生信号から再生同期信号を抽出する再生同期
信号分離回路、12は基準同期信号を発生する基準同期信
号発生器、13は再生同期信号分離回路11の出力と基準同
期信号発生器12の出力の位相比較を行う位相比較器であ
る。

さらに、25はピックアップ４に連動して、ピックアップ
の位置に比例した直流電圧を出力するピックアップ位置
検出器、26はピックアップ位置検出器25の出力の逆数値
を出力する割算回路、27は周波数信号発生器３の出力パ
ルスの周波数に応じた直流電圧を出力する周波数−電圧
（Frequency−Voltage）変換器、28は周波数−電圧変換
器27の出力と割算回路26の出力に基づいてピックアップ
位置検出器25の出力に反比例した目標回転速度に対する
速度誤差を検出する速度誤差検出器である。また21は位
相比較器13の出力と速度誤差検出器28の出力のいずれか
一方を選択的に駆動回路22に供給する切換スイッチ、22
はこの切換スイッチ21の出力に応じてモータ２を駆動す
る駆動回路である。

CLVディスクではディスク１の線速度Ｖと回転周波数ｆ
とディスク半径ｒの間には、Ｖ＝２πｆ・ｒの関係があ
る。このとき、線速度を一定とすると回転周波数ｆは半
径ｒに反比例し、回転周期Ｔ（＝1/f）は半径ｒに比例
することがわかる。

次に前記従来装置の動作について説明する。通常の再生
においては、トラッキング制御回路６により光スポット
をトラックに追従させ、ピックアップ４から出力される
信号を信号処理回路９に入力して再生信号を得る。移送
制御回路７はトラッキング制御信号の直流分に基づい
て、ピックアップ４を搭載したスライダ５をディスク１
の再生に従って半径方向に移動させる。

再生信号は再生同期信号分離回路11によって同期信号だ
けが分離され、この再生同期信号と基準同期信号発生器
12から出力される基準同期信号が位相比較器13で位相比
較される。位相比較器13の出力は切換スイッチ21を介し
て駆動回路22に供給され、モータ２の回転を制御する。
この制御系を位相制御系と呼ぶ。

一方、検索時にはトラッキング制御をオフした状態でピ
ックアップ４を搭載したスライダ５をディスク半径方向
に移送する。このときには再生信号が正常に得られず、
同期信号が欠落し、上記位相制御系が誤動作するため、
以下に述べる速度制御系によってモータ２の制御を行
う。

モータ２の回転数に対応した周波数の信号を出力する周
波数信号発生器３の出力は周波数−電圧変換器27により
モータ２の回転周波数に比例した直流電圧に変換され
る。また、ピックアップ位置検出器25の出力は割算回路
26でピックアップ位置に反比例した直流電圧とされる。
この直流電圧はディスク１でのピックアップ再生位置ｒ
に対する目標回転数に対応している。

周波数−電圧変換器27の出力と割算回路26の出力を速度
誤差検出器28で比較することによって速度誤差信号を
得、この信号を切換スイッチ21を介して駆動回路22に供
給してモータ２の回転を制御する。この速度制御系は、
再生開始時のように再生信号が得られない場合にも用い
られる。

なお、この種の特許として特開昭57−50358号公報、特
開昭60−193167号公報等が挙げられる。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来のディスク回転駆動装置では、ピックアッ
プ位置検出器25によってピックアップ４の位置を検出
し、この検出信号から割算回路26を用いて目標回転数を
定めていたが、割算回路26は回路構成が複雑で高価であ
る。また、ピックアップ位置検出器25は例えばポテンシ
ョメータを用いており、精度および取り付け調整が必要
であり、装置全体が複雑でかつ高価になるという問題が
あった。

本発明の目的は、ピックアップ位置検出器および割算回
路を用いることなく、回路構成が簡単でかつ安価なディ
スク回転駆動装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）そこで本発明においては、検索時には目標トラックの半
径ｒを演算により求める手段と、半径ｒに比例した周期
の周期データを発生する周期データ発生手段と、通常再
生時における周波数信号発生器の出力パルスの周期を検
出して記憶する周波数検出手段と、周期データ発生手段
の出力データあるいは周期検出手段に記憶されたデータ
に基づいて基準回転周波数信号を発生する手段と、基準
回転周波数信号と周波数信号発生器の出力の周波数が一
致する様にモータの回転数を制御する手段とを設けるこ
とにより、本発明の目的を達成した。

（作用）周波数信号発生器の出力パルスの周波数はディスクの回
転周波数ｆに対応している。一方、CLVディスクの半径
ｒの位置を再生する時のディスクの回転周波数ｆは半径
ｒに反比例し、ディスクの回転周期Ｔ＝1/fは半径ｒに
比例する。したがって、周波数信号発生器の出力パルス
の周波数は半径ｒに反比例し、周波数信号発生器の出力
パルスの周期は半径ｒに比例する。

このことから、検索位置に対応する基準回転周波数信号
を作成し、周波数信号発生器の出力パルスの周波数が該
検索位置の基準回転周波数信号と一致する様にモータを
制御する。

また、通常の再生時に再生信号から得られる同期信号を
基準同期信号の位相比較結果に基づいてモータの回転を
制御している状態の周波数信号発生器の出力の周波数を
検出して記憶し、何らかの理由で再生信号が得られなく
なった場合には記憶された周波数のデータに基づいて基
準回転周波数信号を作成し、周波数信号発生器の出力パ
ルスの周波数が該基準回転周波数信号と一致するように
モータを制御する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を添付図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
第１図において、７は通常の再生時にはトラッキング制
御信号の直流成分によってディスク１の再生動作の進行
に従ってスライダ５をディスク半径方向に移送し、検索
時にはマイクロコンピュータ８からの検索指令信号
（ａ）と検索方向信号（ｂ）によって強制的にスライダ
５をディスク半径方向に移送するように制御を行う移送
制御回路、８は装置全体の制御を行うマイクロコンピュ
ータ、10は再生信号に含まれる各トラックのアドレス情
報を復調するアドレスデータ復調器14は検索時に光スポ
ットがトラックを横切るのを検出するトラック交差検出
器である。

また15は周波数信号発生器３の出力パルスに基づいて基
準クロック発生器19の出力パルスをカウントするカウン
タ、16は、周波数信号発生器３の出力パルスに基づいて
カウンタ15のカウント値をラッチするラッチ回路、17は
マイクロコンピュータ８からの選択信号ｃに基づいてラ
ッチ回路16からのデータ信号ｄとマイクロコンピュータ
からのデータ信号ｅを選択して分周器18に出力する選択
回路、18は選択回路の出力に応じて基準クロック発生器
19からの基準クロック信号を分周する分周器、19は基準
クロック信号を出力する基準クロック発生器、20は分周
器18と周波数信号発生器３の出力パルスの周波数を比較
する周波数比較器である。なお、上記以外の符号は第３
図と同一物又は同等物を示す。

次に、上記のような構成を有する本実施例の動作につい
て説明する。

通常の再生においては、ピックアップ４から出力された
光スポットをトラッキング制御回路６によりトラックに
追従させ、これと同時にその反射光を受光してピックア
ップ４から出力される信号を信号処理回路９に入力して
再生信号を得る。再生同期信号分離回路11では再生信号
から同期信号を分離し、位相比較器13によって基準同期
信号発生器12から出力される基準同期信号と位相比較を
行う。位相比較器13の出力はスイッチ21を介して駆動回
路22に供給され、モータ２の回転数を制御する。これを
位相制御系と呼ぶ。このように、通常の再生において
は、トラッキング制御と位相制御とを行いながら信号の
再生が行われる。

次に、検索時の動作の説明に入る前に、該動作の説明に
必要な事項につき説明する。

今、第５図に示すように、最内周のトラックの半径を
r₀、最内周を再生するときのディスクの回転周波数を
f₀、最内周から半径ｒの位置まで再生したときの時間を
ｔ、トラックピッチをＰ、最内周トラックの再生開始位
置に対する角度をθとする。最内周において、ディスク
１回転で再生されるトラック長L₀は、トラックが螺旋状
に記録されており、Ｐ≪r₀が成立することから、次の式
（１）で表わされる。

線速度一定であることから、ｔ秒間で再生されるトラッ
ク長Ｌは次の式（２）で示される。

Ｌ＝L₀f₀t ……（２）一方、ｔ秒間のディスクの回転回数ＮはＮ＝（ｒ−r₀）/P ……（３）で与えられる。これから、ｔ秒間に再生されるトラック
長Ｌは次式（４）で与えられる。

式（１）〜（４）から時間ｔにおける再生トラック位置
の半径ｒは、次の式で求まる。

したがって、ディスク最内周r₀からの再生時間ｔのトラ
ックを検索する場合には、式（５）により目標位置の半
径ｒを計算することができる。

一方、第１図のカウンタ15は周波数信号発生器３から出
力されるパルスの周期を基準クロック発生器19の出力を
クロック信号としてカウントする。また、ラッチ回路16
は周波数信号発生器３の出力パルスに同期してカウンタ
15のカウント値Crをラッチする。

ここで、半径ｒにおける周波数信号発生器３の出力パル
スの周期をTrとすると、該周波数信号発生器３の出力パ
ルスの周波数がディスクの回転周波数ｆに比例している
ことから、次式が成立する。

ｆ＝K/Tr＝V/2πｒ（Ｋは比例定数） ……（６）ここでＶはディスク１の線速度である。

また、周波数信号発生器３の出力パルスの周期Trと基準
クロック発生器19の出力パルスの周波数fc_LKとカウンタ
15のカウント値Crの関係は次式で与えられる。

TrCrfc_LK ……（７）したがって、カウンタ15のカウント値Crは周波数信号発
生器３の出力パルスの周期Tr、すなわち、再生トラック
位置の半径ｒに比例する。

ディスク最内周（ｒ＝r₀）におけるカウンタ15のカウン
ト値をC₀とすると、半径ｒにおけるカウント値Crは Cr＝C₀・r/r₀ ……（８）で与えられる。

次に、第１図および第２図を参照して、検索時の動作を
説明する。ここに、第２図は第１図のマイクロコンピュ
ータ８の機能を示すフローチャートである。検索時には
まず、図示されていないキーボードより、目標アドレス
の指定が行われるので、マイクロコンピュータ８はこの
目標アドレスを取込む（ステップS1）。次にアドレスデ
ータ復調器10から現在の再生トラックのアドレスデータ
を読み込み、前記キーボードによって指定された目標ア
ドレスまでのトラック数Ｍを求め、かつ検索方向に決定
する（ステップS2）。

ここで、現在の再生トラックのアドレスおよび目標アド
レスはディスク最内周からの再生時間で与えられ、各々
ta,tbとすれば、式（５）から現在の再生アドレスから
目標アドレスまでの距離Δｒを次式で求めることができ
る。

したがって、現在の再生トラックから目標アドレスのト
ラックまでのトラック数ＭはＭ＝Δr/P ……（10）で与えられる。また、検索方向はＭの符号により求めら
れる。

また、目標アドレスでのカウンタ15のカウント値Cbを式
（５）と（８）を用いて次式により求められる。

以上の式（10）および（11）により現在の再生トラック
から目標アドレスのトラックまでのトラック数Ｍ、検索
方法、目標アドレスでのカウンタ15のカウント値Cbを求
めた後、マイクロコンピュータ８からの選択信号ｃとデ
ータ信号ｅにより、該目標カウント値Cbを選択回路17を
介して分周器18に出力し、該分周器18において、該目標
カウント値Cbに基づいて基準クロック発生器19から出力
された基準クロックを分周し、基準回転周波数信号を発
生する（ステップS3）。

次に、検索指令信号ａおよび検索方向信号ｂによりトラ
ッキング制御回路６をオフ状態にするとともにピックア
ップ４を搭載したスライダ５を高速送りして検索を行
う。

このとき、周波数比較器20は前記分周器18から出力され
る基準回転周波数信号を基準にして周波数信号発生器３
の出力と周波数比較を行う。

該周波数比較器20の出力はスイッチ21を介して駆動回路
22に供給され、分周器18の出力と周波数信号発生器３の
出力の周波数が一致するように、モータ２の回転が制御
される（ステップS4）。

トラッキング制御をオフした状態では、第６図に示すよ
うに光スポットがトラックをよぎる毎に１サイクルの正
弦波状のトラッキング誤差信号（ｆ）が現われる。そこ
で、トラック交差検出回路14によってトラックをよぎる
毎に現われる正弦波を検出し、これをマイクロコンピュ
ータ８で数え、トラックよぎり数がＭになるまでスライ
ダ５を高速送りする（ステップS5）。

トラックよぎり数がＭに一致し、スライダ５が目標トラ
ックに達したところでマイクロコンピュータ８からの検
索指令信号ａによって再びトラッキング制御をオンに
し、スライダ５をトラッキング制御信号の直流成分に応
じて移送制御を行なうようにする（ステップS6）、次い
で、分周器18と周波数信号発生器３の出力の周波数が一
致したかを検出する（ステップS7）。これはラッチ回路
16にラッチされたカウンタ15のカウント値を取り込み、
前記目標カウント値Cbと比較することにより行う。該ス
テップS7がイエスになり、信号処理回路９から再生信号
が得られた時点でスイッチ21を位相比較器13の側に切換
えて位相制御系とし、通常の再生を行う（ステップS
8）。

通常の再生中に、何らかの原因により再生信号が得られ
なくなった場合には、マイクロコンピュータ８からの選
択信号ｃにより、再生信号が得られている状態において
ラッチ回路16にラッチされたカウンタ15のカウント値を
選択回路17を介して分周器18に入力する。このカウント
値に基づいて基準クロック発生器19からの基準クロック
信号を分周器18で分周した信号を基準回転周波数信号と
して周波数比較器20に入力する。該周波数比較器20は、
分周器18からの基準回転周波数信号と周波数信号発生器
３の出力の周波数を比較し、この比較出力をスイッチ21
を介して駆動回路22に供給し、モータの回転数を制御す
る。これによって、モータ２の回転数の暴走が防止され
る。

なお、前記実施例においては、現在の再生アドレスから
目標アドレスまでのトラック数Ｍおよび検索方向を求
め、トラック交差検出器14によって検出されたトラック
よぎり数が前記トラック数Ｍに等しくなった時に、トラ
ッキング制御オン，スライダ高速送りオフとしたが、こ
れは必ずしも必要でなく、モータ回転周波数が基準回転
周波数に等しくなった時（前記ステップS7）に、トラッ
キング制御をオンにし、かつスライダ高速送りをオフに
するようにしていてもよい。

第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図であり、
第１図と同一機能部分には同一符号が付されている。図
において、第１図と相違する所は、選択回路17に入力す
るデータをD/A変換器23により選択回路17の出力に応じ
た電圧信号に変換し、この電圧信号に基づいてVCO回路
（電圧制御発振回路）24の出力信号周波数を変えるよう
にした点である。

本実施例では、このVCO回路24の出力を基準回転周波数
信号として周波数比較器20に入力し、周波数信号発生器
の出力と周波数比較を行う。周波数比較器20の出力はス
イッチ21を介して駆動回路22に供給され、VCO回路24の
出力と周波数信号発生器３の出力の周波数が一致するよ
うにモータ２の回転を制御する。

なお、本実施例では何らかの原因で再生信号が得られな
くなった場合は、再生信号が得られている状態において
ラッチ回路16にラッチされたカウンタ15のカウント値に
基づいて基準回転周波数信号を発生するようにしたが、
再生信号が得られている状態においてアドレスデータ復
調器10から得られたアドレス情報から、式（11）により
カウンタ15のカウント値に相当する値Cbを計算し、この
結果に基づいて基準回転周波数信号を発生するようにし
てもよい。

（発明の効果）以上説明した様に、本発明によれば、検索時には目標ア
ドレスの情報から目標アドレスの半径ｒを求め、半径ｒ
に比例した周期の基準回転周波数信号を発生し、この基
準回転周波数信号と周波数信号発生器の出力の周波数が
一致するようにモータの回転数を制御するため、従来の
ように複雑で高価な割算回路およびピックアップ位置検
出器を用いることなく、ディジタル的に構成でき、回路
構成が簡単で安価かつ安定したディスク回転駆動回路が
得られる。

また、再生信号から得られる同期信号に基づいてモータ
の回転を制御している状態の周波数信号発生器の周期を
記憶しておき、通常の再生時において再生信号が得られ
なくなった時にはこの記憶された周期に基づいて基準回
転周波数信号を作成し、この基準回転周波数信号と周波
数信号発生器の出力が一致するようにモータの回転を制
御することにより、再生信号が得られなくなった場合に
もモータの回転数が大きくずれて暴走することなく、再
生信号が得られているときとほぼ一致したモータの回転
数を保持することができる。このため、再び再生信号が
得られるようになったときに短時間にモータの回転数を
正常な回転に復帰させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図のマイクロコンピュータの機能を示すフローチャ
ート、第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図、
第４図は従来のディスク回転駆動装置を示すブロック
図、第５図はCLVディスクの平面図、第６図は光スポッ
トとトラックの位置およびトラッキング誤差信号の関係
を示す図である。１……ディスク、２……モータ、３……周波数信号発生
器、４……ピックアップ、５……スライダ、６……トラ
ッキング制御回路、７……移送制御回路、８……マイク
ロコンピュータ、９……信号処理回路、10……アドレス
データ復調器、11……再生同期信号分離回路、12……基
準同期信号発生器、13……位相比較器、14……トラック
交差検出器、15……カウンタ、16……ラッチ回路、17…
…選択回路、18……分周器、19……基準クロック発生
器、20……周波数比較器、22……駆動回路、23……D/A
変換器、24……VCO回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報トラックを有するディスクと、制御信
号に従って所定の回転数で前記ディスクを回転させるた
めのモータと、前記ディスクの情報トラックから信号を
再生する再生手段と、前記再生手段をディスク半径方向
に移送するための移送手段と、前記再生手段から出力さ
れる再生信号から同期信号を分離する同期信号分離手段
と、基準同期信号を発生する基準同期信号発生手段と、
前記基準同期信号発生手段と同期信号分離手段の出力の
位相を比較する位相比較手段と、前記ディスクの回転数
に比例した周波数の信号を発生する周波数信号発生手段
と、前記周波数信号発生手段出力の周波数を検出し記憶
する周波数検出手段と、前記ディスク中心からの距離に
応じた周期データを出力する周期データ発生手段と、前
記周波数検出手段に記憶されたデータと周期データ発生
手段の出力を選択して出力する第１の選択手段と、該第
１の選択手段の出力に基づいて基準回転周波数信号を発
生する基準回転周波数信号発生手段と、前記周波数信号
発生手段と基準回転周波数信号発生手段の出力の周波数
を比較する周波数比較手段と、前記位相比較手段と周波
数比較手段の出力を選択して出力する第２の選択手段
と、該第２の選択手段の出力に応じて前記モータの回転
を制御するための制御信号を発生する駆動手段と、再生
信号の有無を検出する再生信号検出手段とを設け、再生信号が検出される場合には前記周波数検出手段の記
憶更新を行うと共に前記第２の選択手段により位相比較
手段の出力を選択し、再生信号が検出されない場合には
前記周波数検出手段の記憶更新を行わないようにすると
共に前記第１の選択手段により前記周波数検出手段に記
憶されたデータを選択し、前記第２の選択手段により周
波数比較手段を選択するようにしたことを特徴とするデ
ィスク回転駆動装置。