JPH09180203A

JPH09180203A - 光ディスク制御装置

Info

Publication number: JPH09180203A
Application number: JP33736595A
Authority: JP
Inventors: Toyoji Gushima; 豊治具島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1995-12-25
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】光スポットの移動手段としてステッピングモ
ータを用いた光ディスク装置において、光スポットの追
従性能向上及び消費電力の低減を目的とする。【解決手段】フォーカス制御回路１０及びトラッキン
グ制御回路１２によりアクチュエータ４を介して、対物
レンズ３を駆動し光スポット５の位置制御を行い、デー
タの検索時追従する時、光ヘッド２がリードスクリュー
１６を介してステッピングモータ１５の回転に伴いトラ
ック半径方向に移動され、ステッピングモータ１５は駆
動パルス発生回路１９より発生されるステップ駆動パル
スに同期して駆動され、トラッキング制御回路１３は、
ステッピングモータ１５の駆動に伴い対物レンズに伝わ
る衝撃の波形、伝わる期間を、ステップ駆動パルスを用
いて予測し、トラッキング制御の特性もしくはゲインを
変化させ、ステッピングモータ１５の駆動に伴い発生し
た衝撃が光スポット５の位置制御に及ぼす影響を低減で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は対物レンズにより集
光した光スポットを光ディスクのトラック上に形成して
信号の記録または再生を行う際、光スポットの位置決め
を行う光ディスク制御装置、特に、光スポットが光ディ
スク上の所定のトラック位置に形成されるように、対物
レンズを駆動するアクチュエータと、前記対物レンズ及
び前記アクチュエータを搭載した光学台を移動させるス
テッピングモータと、を用いて光スポットの位置決めを
行う光ディスク制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８は従来の光ディスク装置における
代表的な光スポット位置決め方法を示す模式図である。
光ディスク１０１の記録面１０２には螺旋状のトラック
１０３が形成されており、信号の記録再生は、光ヘッド
１００に内蔵された対物レンズ１０４を通過したレーザ
光を記録面１０２に集光させ、記録面１０２上に微小な
光スポット１０５を形成することにより行われる。

【０００３】光ディスク１０１の回転に伴い、記録面１
０２のディスク回転軸方向の振れ（以下面振れと呼
ぶ）、トラック１０３のディスク半径方向の振れ（以下
偏心と呼ぶ）が発生する。発生した面振れに対して光ス
ポット１０５の記録面１０２からの焦点ずれ及び、発生
した偏心に対して光スポット１０５のトラック１０３か
らの位置ずれが一定の誤差内に収まるようにしないと、
信号の記録再生を誤りなく行うことが出来ない。従っ
て、光スポット１０５をトラック１０３上に正しく照射
するために、対物レンズ１０４を動かすことにより高精
度の位置決めを行うことが要求される。対物レンズ１０
４はアクチュエータ１０６により光ディスク１の回転軸
方向及び半径方向の２方向に駆動される。

【０００４】検出系１０７は光ディスク１０１からの反
射光を用いて光スポット１０５の焦点ずれを検出しフォ
ーカスエラー信号１０８を出力する。さらに検出系１０
７は光ディスク１０１からの反射光を用いて光スポット
１０５のトラック中心からのずれを検出しトラッキング
エラー信号１０９を出力する。焦点ずれの検出には、例
えば「村山登他著、光ディスク技術、ラジオ技術社」の
８０ページから８５ページに詳細な記述がなされている
ようなナイフエッジ法もしくは非点収差法等が一般的に
用いられる。トラック中心からのずれの検出には、例え
ば同じく「光ディスク技術」の８５ページから８６ペー
ジに詳細な記述がなされているようなプッシュプル法等
が一般的に用いられる。

【０００５】フォーカス制御系１１０は検出系１０７よ
り出力されたフォーカスエラー信号１０８を用いて光ス
ポット１０５の焦点ずれが常に所定値以下になるように
アクチュエータ１０６にフォーカス駆動電流１１１を印
加する。これにより、対物レンズ１０４は光ディスク１
０１の回転軸方向に駆動され、光スポット１０５の焦点
位置が制御される。

【０００６】トラッキング制御系１１２は検出系１０７
より出力されたトラッキングエラー信号１０９を用いて
光スポット１０５のトラック１０３からの位置ずれが常
に所定値以下になるようにアクチュエータ１０６にトラ
ッキング駆動電流１１３を印加する。これにより、対物
レンズ１０４は光ディスク１０１の半径方向に駆動さ
れ、光スポット１０５のトラック位置が制御される。

【０００７】対物レンズ１０４を動かすことによって光
スポット１０５のトラック位置を制御する場合、対物レ
ンズ１０４が光軸からずれることにより検出されたトラ
ッキングエラー信号１０９にオフセットが発生すること
がある（「光ディスク技術」の８８ページ参照）。オフ
セットが発生するとトラッキングエラー信号１０９がゼ
ロになっても光スポット１０５はトラック１０３の中心
に存在しないため、信号の記録再生を正しく行えない。
また、一般的に対物レンズ１０４は光ヘッド１００に対
してバネにより支持されている。このため、バネにより
支持されている物理的な中立点に対して対物レンズ１０
４の位置が大きくずれてしまうと、光スポット１０５の
追従性能が劣化してしまう。従って、トラッキング制御
を行う際の対物レンズ１０４の光軸からのずれもしくは
物理的な中立点からのずれは上記した問題が起こらない
程度に小さくする必要がある。

【０００８】データの検索等に伴い、光スポット１０５
がトラック１０３を多数またいで内周から外周のいずれ
の半径位置にもアクセスを行う必要がある場合、光ヘッ
ド１００全体を半径方向に動かすことにより光スポット
１０５を移動させる。また、光スポット１０５を螺旋状
のトラック１０３に追従させながら連続的に記録再生を
行う場合も、追従すべきトラック位置は半径方向に移動
していくため、光ヘッド１００全体を半径方向に動かし
ながらトラック追従していく。この際、光ヘッド１００
は移送モータ１５０を用いて駆動される。光ディスク１
０１に記録されたデータの検索を高速に行うためには高
速なアクセス制御が要求される。従って、移送モータ１
５０は光ヘッド１００を光ディスク１０１の半径方向に
高速に駆動する必要がある。

【０００９】移送モータ１５０としては、一般的にリニ
アモータ、ＤＣモータ、ステッピングモータ等が使用さ
れる。この中で、ステッピングモータはそれ自身で位置
決め能力を持つため、オープンループで位置決め制御を
行うことが可能である。従って、他のモータに比較して
簡単な回路構成で所定の性能を実現することが出来る。
また、中でもロータに永久磁石を用いたＰＭ型（Perman
ent Magnet type）ステッピングモータは構造が簡単で
製造コストも低く済むため、他のモータに比較して安価
に実現することが出来る。

【００１０】図２０を用いてこのＰＭ型ステッピングモ
ータの一般的な駆動方法を説明する。図２０はＰＭ型２
相ステッピングモータを回転軸方向から見た断面図であ
る。図において、ロータ２００は永久磁石により構成さ
れておりＮ極とＳ極が交互に磁化されている。ステータ
２０１は９０度の間隔毎に４つの磁極Ａ１、Ｂ１、Ａ
２、Ｂ２を備え、ロータ２００を回転可能に保持してい
る。磁極Ａ１、Ａ２にはＡ相の電機子巻線が、磁極Ｂ
１、Ｂ２にはＢ相の電機子巻線が巻かれている。

【００１１】図２１から図２４を用いて回転動作を説明
する。まず、Ａ相に正方向の電流を流すと、巻線の方向
に伴い磁極Ａ１がＮ極に磁極Ａ２がＳ極にそれぞれ磁化
され、ロータ２００は図２１に示すような向きに引き寄
せられる。次に、Ｂ相に正方向の電流を流すと、同様に
して磁極Ｂ１がＮ極に磁極Ｂ２がＳ極にそれぞれ磁化さ
れ、ロータ２００は図２２に示すような向きに引き寄せ
られ、ｂの状態からは９０度回転する。今度はＡ相に逆
方向の電流を流すと、ｂの状態とは逆に磁極Ａ１がＳ極
に磁極Ａ２がＮ極にそれぞれ磁化され、ロータ２００は
図２３に示すような向きに引き寄せられ、ｃの状態から
さらに９０度回転する。続いてＢ相に逆方向の電流を流
すと、ｃの状態とは逆に磁極Ｂ１がＳ極に磁極Ｂ２がＮ
極にそれぞれ磁化され、ロータ２００は図２４に示すよ
うな向きに引き寄せられ、ｄの状態からさらに９０度回
転する。即ち、ｂ，ｃ，ｄ，ｅに示す４つの状態を経て
ロータ２００は１回転する。ｂからｃ、ｃからｄ、ｄか
らｅへの各状態変化を１ステップと呼ぶ。また、各状態
変化に伴うロータ２００の回転角度は基本ステップ角と
呼ばれ、ステッピングモータを駆動させる基本単位とな
る回転角度である。

【００１２】ｂからｅの各状態におけるＡ，Ｂ両相の電
流値変化を示したタイミングチャートが図２５である。
図２５において、ＩAはＡ相の電流、ＩBはＢ相の電流を
表す。PULSEは電流値の状態を変化させるパルスであ
り、PULSE信号の立ち上がりのタイミングで電流の状態
が変化するようになっている。前述したように、ｂの状
態でＡ相のみに正方向の電流＋ｉ[A]、ｃの状態でＢ相
のみに正方向の電流＋ｉ[A]、ｄの状態でＡ相のみに逆
方向の電流−ｉ[A]、ｃの状態でＢ相のみに逆方向の電
流−ｉ[A]がそれぞれ流される。このようにＡ相または
Ｂ相を片方ずつ励磁しながら駆動させる方法を１相励磁
駆動と呼ぶ。

【００１３】１相励磁駆動について説明したが、他にも
様々な駆動方法がある。図２６〜図２８は各駆動方法に
おけるＡ，Ｂ両相の電流値変化を示すタイミングチャー
ト、図２９〜図３１は各駆動方法におけるロータ２００
の理想的な静止位置を示す模式図である。なお、図にお
いて矢印の向きはロータ２００のＮ極が指す方向とす
る。

【００１４】図２６及び図２９に示すのは２相励磁駆動
と呼ばれる駆動方法である。各状態でＡ、Ｂ両相ともに
電流を流すため、Ａ、Ｂ両相の磁極ともに磁化され、ロ
ータ２００は各磁極間の丁度中間の角度に引き寄せられ
る。従って、図２１から図２４と図２９を比較すれば、
ロータ２００の静止位置は４５度異なっている。

【００１５】図２７及び図３０に示すのは１−２相励磁
駆動と呼ばれる駆動方法である。各状態のうち、θ０、
θ２、θ４、θ６の各状態ではＡ相もしくはＢ相のいず
れか一方のみ励磁され、θ１、θ３、θ５、θ７の各状
態ではＡ、Ｂ両相とも励磁される。従って、ロータは各
磁極の存在する角度、及び各磁極間の丁度中間の角度の
両方に静止する。つまり、２相励磁駆動の場合に比較し
て、ロータ２００の１回転に要するステップ数は２倍と
なり、１ステップの回転角度は半分となる。

【００１６】図２８及び図３１に示すのはマイクロステ
ップ駆動と呼ばれる駆動方法の一例である。図２８に示
されているように、Ａ相及びＢ相の電流値を状態変化に
伴い正弦波的に変化させる。このような電流変化を与え
ることにより、１ステップの回転角度をさらに細分化す
ることが出来る。図２８に示すステップ数は、２相励磁
駆動の場合に比較して４倍であり、図３１のように１ス
テップの回転角度は１／４に分割される。図２８及び図
３１に示す方法は、電流位相が元に戻るまで１６状態あ
るので、１６分割マイクロステップ駆動と呼ぶ。マイク
ロステップ駆動に関しては図に示した１６分割だけでな
く、理論的にはさらに細かく細分化することが可能であ
る。

【００１７】図１９は、ステッピングモータを移送モー
タとして用いた従来の光ディスク装置の一例を示す概略
図である。図１８で説明したような対物レンズ１０４を
内蔵した光学台１５１はリードスクリュー１５２に取り
付けられている。リードスクリュー１５２はステッピン
グモータ１５３に直結していて、ステッピングモータ１
５３を駆動することにより、リードスクリュー１５２が
回転する。リードスクリュー１５２の回転運動は光学台
１５１の直線運動に変換され、結果的に対物レンズ１０
４を光ディスク１０１の半径方向に移動することが可能
となる。

【００１８】制御回路１５４はステッピングモータ１５
３を駆動し、光学台１５１の移動を制御する。具体的に
説明すると、データの検索に伴うシーク時には対物レン
ズ１０４を通して光ディスク１０１のトラック上に照射
された光スポット１０５により、トラック上に記録され
たアドレス情報等を読みとりながら、所望のトラックに
アクセスが可能となるように光学台１５１を移動させ
る。

【００１９】螺旋状のトラックを追従しながら信号の記
録再生を行う時には、図１８にて説明したような方法で
光スポットのフォーカス及びトラッキングを制御しなが
ら、追従に伴う対物レンズ１０５の移動量を補正するよ
うに光学台１５１を移動させる。具体的には、図示して
いないが対物レンズの中立点からの移動量を検出するレ
ンズ位置センサ等を設け、制御回路１５４は検出された
対物レンズのシフト量が所定値を越えないようにステッ
ピングモータ１５３を駆動する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のステッピングモータを用いた光ディスク
制御装置では、次のような課題があった。

【００２１】（１）ステッピングモータの移動／停止時
に衝撃が発生し、対物レンズの制御に悪影響を与える。

【００２２】（２）１ステップの移動角にばらつきがあ
るため、対物レンズの移動量にばらつきが生じやすい。
また、対物レンズのシフト量を検出してステッピングモ
ータを駆動する構成となっているため、位置センサの温
度特性等による感度変化がステッピングモータの駆動制
御に直接影響を与える。このため、位置決め制御の安定
性に影響がある。

【００２３】（３）従来の駆動方法では光ヘッドの停止
時、通常の記録再生時、シーク時、いずれの場合にも同
程度の電流を流しているため、消費電力が高く、また発
熱により高温になってしまう。

【００２４】本発明はこのような従来の光ディスクの制
御装置の課題を考慮し、そのような課題を解消した光デ
ィスク制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の光ディスク制御装置は、レーザ光を集光し
光ディスク上に光スポットを形成する対物レンズと、前
記対物レンズを駆動するアクチュエータと、前記対物レ
ンズ及び前記アクチュエータを搭載した光学台と、前記
光学台を移動させるステッピングモータと、前記光スポ
ットが前記光ディスク上の所定のトラック位置に形成さ
れるように前記アクチュエータ及び前記ステッピングモ
ータを駆動制御する制御手段を備えた光ディスク制御装
置であって、（１）前記制御手段は、前記ステッピング
モータを所定角度分回転させるタイミングを与える駆動
パルスを発生するパルス発生手段と、前記駆動パルスを
受けて前記ステッピングモータを駆動するステッピング
モータ駆動手段と、前記光スポットのトラック中心から
のずれを検出し、検出されたずれ及び前記駆動パルスに
基づいて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ
制御手段を具備すること、（２）前記制御手段は、前記
光スポットのトラック中心からのずれを検出し、検出さ
れたずれに基づいて前記アクチュエータを制御するアク
チュエータ制御手段と、前記対物レンズのレンズシフト
量を検出するレンズシフト量検出手段と、検出された前
記レンズシフト量と参照値を比較する比較手段と、前記
比較手段の出力に基づいて前記ステッピングモータを所
定角度分回転させるタイミングを与える駆動パルスを発
生するパルス発生手段と、前記駆動パルスを受けて前記
ステッピングモータを駆動するステッピングモータ駆動
手段と、前記参照値を駆動パルスの発生直前及び発生直
後のレンズシフト量に基づいて学習により変化させる参
照値設定手段を具備すること、（３）前記制御手段は、
前記光スポットのトラック中心からのずれを検出し、検
出されたずれに基づいて前記アクチュエータを制御する
アクチュエータ制御手段と、前記対物レンズのレンズシ
フト量を検出するレンズシフト量検出手段と、検出され
た前記レンズシフト量と参照値を比較する比較手段と、
前記比較手段の出力に基づいて前記ステッピングモータ
を回転させるタイミングを与える駆動パルスを発生する
パルス発生手段と、前記駆動パルスを受けて前記ステッ
ピングモータを基本ステップ位置を複数に細分化した位
置に停止するように制御するステッピングモータ駆動手
段と、前記ステッピングモータの停止位置と基本ステッ
プ位置との相対変位を判別する判別手段と、前記判別手
段の出力に基づき前記参照値を設定する参照値設定手段
を具備すること、（４）前記制御手段は、前記光スポッ
トを所定のトラック位置にスチルするスチルモードと、
連続的に光スポットをトラック追従させる追従モード
と、所定のトラックを検索し光スポットを移動させるシ
ークモードとに、制御モードを切り替えるモード切替手
段と、前記モード切替手段により切り替えられた各モー
ドによりステッピングモータの駆動電流値もしくは駆動
電圧値を切り替えるように制御するステッピングモータ
駆動手段を具備すること、を特徴とするものである。

【００２６】以上のように、本発明の光ディスク制御装
置は上記した構成を備えることにより、以下に示すよう
な作用を示す。

【００２７】（１）に述べた手段を備えることにより、
パルス発生手段により出力される駆動パルスのタイミン
グに同期してステッピングモータが駆動され、アクチュ
エータ制御手段は駆動パルスによりステッピングモータ
をステップ駆動する際に対物レンズに伝わる衝撃の発生
タイミングを予測できる。従って、予測したタイミング
に応じてアクチュエータに駆動力を与えることが可能と
なる。よって、ステッピングモータの駆動に伴い発生し
た衝撃が、対物レンズの制御に及ぼす悪影響を低減でき
る。

【００２８】（２）に述べた手段を備えることにより、
レンズシフト量検出手段により検出された対物レンズの
シフト量と所定の参照値が比較手段により比較され、パ
ルス発生手段は比較手段による比較結果に基づいて駆動
パルスを発生し、駆動パルスのタイミングに同期してス
テッピングモータが駆動される。さらに、参照値設定手
段はステッピングモータのステップ駆動の直前及び直後
のレンズシフト量から１ステップの駆動に伴う対物レン
ズの移動量を検出し、検出結果に基づいて参照値の設定
を行う。従って、対物レンズのシフト量を検出する位置
センサ等の感度が変化しても、検出した対物レンズ移動
量に基づいて対物レンズのシフト量が適正になるように
参照値を変更することが出来る。

【００２９】（３）に述べた手段を備えることにより、
ステッピングモータ駆動手段はステッピングモータの基
本ステップ角度を細分化した位置に停止させるように駆
動し、判別手段はステッピングモータの基本ステップ位
置と現在の停止位置との相対変位を判別し、参照値設定
手段は判別されたステップ位置に応じて参照値を設定す
る。従って、基本ステップ角度を細分化して駆動する
際、細分化されたステップ位置毎に１ステップ回転角度
がばらついている場合でも、対物レンズのシフト量が適
正になるように参照値を変更することが出来る。

【００３０】（４）に述べた手段を備えることにより、
モード切替手段は、スチルモード、追従モード、シーク
モードとで制御モードを切り替え、ステッピングモータ
駆動手段は、切り替えられた各モード毎にステッピング
モータの駆動電流値もしくは駆動電圧値を設定する。従
って、各モード毎にステッピングモータの駆動に必要な
最低限の電力を供給できるため、複雑な制御を伴うこと
なしに消費電力の無駄及び余分な発熱を抑えることが出
来る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態例につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００３２】図１は本発明の第１の実施の形態例におけ
る光ディスク制御装置の構成を示すブロック図である。
光ディスク１の記録面には回転軸を中心にして螺旋状の
トラック６が形成されている。光ヘッド２はバネ（図示
せず）等を介して対物レンズ３を支持する。アクチュエ
ータ４は光ディスク１の回転軸方向及び半径方向の２方
向に、対物レンズ３を光ヘッド２に対して相対的に動か
すことが出来る。さらに光ヘッド２には半導体レーザ
（図示せず）が内蔵されており、半導体レーザより発光
したレーザ光が対物レンズ３を通過し、光ディスク１の
記録面に光スポット５を形成する。

【００３３】フォーカス制御回路１０はフォーカスエラ
ー信号８を用いて光スポット５の焦点位置を制御する。
即ち、フォーカス制御回路１０はフォーカス駆動電流１
１をアクチュエータ４に印加し、アクチュエータ４は対
物レンズ３を光ディスク１の回転軸方向に駆動し、検出
系７より検出されるフォーカスエラー信号８が所定値以
下に制御される。アクチュエータ４、検出系７、及びフ
ォーカス制御回路１０よりフォーカス制御ループが構成
される。この一連の焦点位置制御動作をフォーカスサー
ボと呼ぶ。

【００３４】トラッキング制御回路１２はトラッキング
エラー信号９を用いて光スポット５のトラック位置を制
御する。即ち、トラッキング制御回路１２はトラッキン
グ駆動電流１３をアクチュエータ４に印加し、アクチュ
エータ４は対物レンズ３を光ディスク１の半径方向に移
動させ、検出系７より検出されるトラッキングエラー信
号９が所定値以下に制御される。アクチュエータ４、検
出系７、及びフォーカストラッキング制御回路１２より
トラッキング制御ループが構成される。この一連のトラ
ック位置制御動作をトラッキングサーボと呼ぶ。

【００３５】光ディスク１上に記録されたデータの検索
等に伴い光スポット５の位置を光ディスク１の半径方向
に大きく動かす場合や、螺旋状のトラック６を光スポッ
ト５が追従していく場合、即ちアクチュエータ４による
対物レンズ３のみの移動では目標のトラック位置に光ス
ポット５を正しく照射することが出来なくなる場合に、
光ヘッド２全体を移動させる。

【００３６】光ヘッド２の移動は、ステッピングモータ
１５によりリードスクリュー１６を回転させることによ
り行う。例えば、ステッピングモータ１５の基本ステッ
プ角が１８度、リードスクリューのねじピッチが２ｍｍ
である場合、ステッピングモータ１５の１ステップ駆動
によりリードスクリューが１８度回転すると、光ヘッド
２は光ディスク１の半径方向に１００μｍ移動する。

【００３７】螺旋状のトラック６を光スポット５が追従
していく場合のステッピングモータ１５の制御について
説明する。螺旋状のトラック６を光スポット５が追従し
ていくと、前述したように対物レンズ３が光軸からずれ
てしまい、信号の記録再生を正しく行えなくなる。従っ
て、対物レンズ３の中立点からの光ディスク１の半径方
向のずれ量（以下、レンズシフト量と呼ぶ）が所定量以
内に収まるようにステッピングモータ１５の駆動を制御
する必要がある。信号の記録再生が正しく行えるレンズ
シフト量の許容範囲を、レンズ移動許容範囲と呼ぶ。

【００３８】レンズシフト量検出系１７はレンズシフト
量を検出し、レンズシフト量に比例するレンズシフト量
信号１８を出力する。レンズシフト量検出系１７は例え
ばレンズシフト量を光学的に検出するセンサにより構成
される。または、トラッキング駆動電流１３を固定電気
抵抗等によりモニタし、モニタされたトラッキング駆動
電流１３の高域成分を低域通過フィルタ等によりカット
した低域成分のみをレンズシフト量信号として用いる構
成でもよい。この構成によればセンサを用いずにレンズ
シフト量の検出を行うことが可能である。

【００３９】駆動パルス発生回路１９はレンズシフト量
信号１８を用い、モータ制御信号２０を発生する。モー
タ制御信号２０は例えばステッピングモータ１５の１ス
テップ駆動のタイミングに相当するステップ駆動パルス
及び時計回り／半時計回りのいずれの方向に回転させる
かを示す駆動方向信号等からなる。

【００４０】ステッピングモータ駆動回路２１はモータ
制御信号２０を受けてステッピングモータ１５にモータ
駆動電流２２を印加する。ステッピングモータ１５が例
えば２相モータである場合は、従来例の図２０から図３
１に示したような方法で駆動される。

【００４１】モータ制御信号２０はトラッキング制御回
路１２にも出力される。トラッキング制御回路１２はモ
ータ制御信号２０より、ステッピングモータ１５の回転
タイミング及び回転方向（即ち、光ヘッド２の移動タイ
ミング及び移動方向）を判別する。これにより光ヘッド
２の移動／停止に伴い発生する衝撃の発生タイミング及
び発生方向を予測する。

【００４２】以下、光ヘッド２の移動／停止時のトラッ
キング制御回路１２の動作について説明する。図４は移
送台１４の移動／停止に伴い発生する衝撃の影響を軽減
する第１の方法を説明する各部の波形図、図６、図７は
トラッキング制御回路１２の内部構成例を示すブロック
図である。

【００４３】図４においてステップ駆動パルス２３の矢
印に示す立ち上がりはステッピングモータ１５の回転タ
イミングを示す。対物レンズ３に伝わる衝撃（加速度）
は、ステッピングモータ１５の回転即ち光ヘッド２の移
動に伴い対物レンズ３に実際に伝わる衝撃加速度の大き
さを示す。図より明らかなように、ステッピングモータ
１５の回転タイミングから若干の遅延をもって対物レン
ズ３に衝撃が伝わり、その衝撃加速度の大きさは時間が
たつにつれ徐々に減衰していく。従って、ステップ駆動
パルス２３を用いれば対物レンズ３に衝撃が伝わる期間
を予測することが可能である。ゲイン切換ゲート信号２
４は対物レンズ３に衝撃が伝わる期間を特定する２値信
号であり、衝撃が伝わる期間では"L"、その他の期間で
は"H"を出力する。

【００４４】ゲイン切換ゲート信号２４が"L"の期間に
おいて、トラッキングサーボの開ループゲインを上昇さ
せたり、トラッキングサーボの補償フィルタの特性を切
り換えることにより、衝撃の影響を低減することが可能
である。

【００４５】図６はトラッキングサーボの開ループゲイ
ンを切り換える場合のトラッキング制御回路１２の内部
構成例を示す。図６において、入力されたトラッキング
エラー信号９は増幅回路２５ａまたは２５ｂ、セレクタ
回路２６、補償回路２７、電流増幅回路２８の各回路を
通ってトラッキング駆動電流１３として出力され、図１
に示したようにアクチュエータ４及び検出系７と合わせ
て、トラッキング制御ループが構成されている。

【００４６】今、増幅回路２５ａ及び２５ｂはそれぞれ
トラッキングエラー信号をＫ１倍、及びＫ２倍に増幅し
出力する。ゲイン切換制御回路３３はステップ駆動パル
ス２３を受けて図４に示したようなゲイン切換ゲート信
号２４を出力する。セレクタ回路２６はゲイン切換信号
が"H"の時は増幅回路２５ａの出力、ゲイン切換信号が"
L"の時は増幅回路２５ｂの出力を選択して出力する。補
償回路２７はフィードバックループの安定化、更には低
域でのサーボゲインの向上を目的として挿入され、伝達
関数がＧｃ(s)となる特性（ここでｓはラプラス演算
子）を持つフィルタ回路である。電流増幅回路２８は補
償回路２７より電圧値として入力された信号を増幅率Ｋ
ｄでもって電流値に変換し出力する回路である。

【００４７】ここで、アクチュエータ４の伝達関数をＧ
ａ(s)、検出系の伝達関数をＧｄ(s)とすると、トラッキ
ング制御ループの開ループ伝達関数は、ゲイン切換信号
が"H"の時、

【００４８】

【数１】Ｇopen１(s) ＝Ｋ１×Ｇｃ(s)×Ｋｄ×Ｇａ
(s)×Ｇｄ(s) ゲイン切換信号が"L"の時

【００４９】

【数２】Ｇopen２(s) ＝Ｋ２×Ｇｃ(s)×Ｋｄ×Ｇａ
(s)×Ｇｄ(s) となる。図１５はＫ２＞Ｋ１とした場合の開ループ伝達
関数Ｇopen１(s)及びＧopen２(s)の周波数特性の一例を
示すグラフである。図１５のグラフにおいて横軸は周波
数、縦軸はゲインを表し、Ｇopen２(s)のグラフはＧope
n１(s)のグラフを縦軸方向に平行移動した形となる。
（数１）及び（数２）より明らかなようにＧopen２(s)
のゲインはＧopen１(s)のゲインよりＫ２／Ｋ１だけ高
くなる。また、Ｇopen２(s)のゲイン交点周波数（ゲイ
ンが１となる周波数）ｆｃ２と、Ｇopen１(s)のゲイン
交点周波数ｆｃ１との関係はｆｃ２＞ｆｃ１となる。従
って、ゲイン切換信号２４が"L"の時のトラッキングサ
ーボはゲイン切換信号２４が"H"の時のトラッキングサ
ーボより高ゲイン且つ高帯域である。従って、ステッピ
ングモータ１５の駆動時には、よりレベルが大きくより
帯域の広い範囲の外乱に対応することが可能となる。ま
た、逆にステッピングモータ１５の非駆動時には、必要
最低限のゲインに留めることにより、トラッキング駆動
による消費電力を低く抑えることが可能となる。

【００５０】図７はトラッキングサーボの補償回路の特
性を切り換える場合のトラッキング制御回路１２の内部
構成例を示す。図７において、入力されたトラッキング
エラー信号９は増幅回路２５、補償回路２７ａまたは２
７ｂ、セレクタ回路２６、電流増幅回路２８の各回路を
通ってトラッキング駆動電流１３として出力され、図１
に示したようにアクチュエータ４及び検出系７と合わせ
て、トラッキング制御ループが構成されている。

【００５１】図７においては、２種類の補償回路２７ａ
及び２７ｂを持つ。補償回路２７ａは伝達関数Ｇｃ１
(s)となる特性を持つフィルタ回路であり、補償回路２
７ｂは伝達関数Ｇｃ２(s)となる特性を持つフィルタ回
路である。セレクタ回路２６はゲイン切換信号２４が"
H"の時は補償回路２７ａの出力、ゲイン切換信号２４
が"L"の時は補償回路２７ｂの出力を選択して出力す
る。その他の各構成要素の動作は図６と同様である。

【００５２】トラッキング制御ループの開ループ伝達関
数は、ゲイン切換信号が"H"の時、

【００５３】

【数３】Ｇopen３(s) ＝Ｋ×Ｇｃ１(s)×Ｋｄ×Ｇａ
(s)×Ｇｄ(s) ゲイン切換信号が"L"の時

【００５４】

【数４】Ｇopen４(s) ＝Ｋ×Ｇｃ２(s)×Ｋｄ×Ｇａ
(s)×Ｇｄ(s) となる。図１６に補償回路２７ａ及び２７ｂの伝達関数
Ｇｃ１(s)及びＧｃ２(s)の周波数特性を示す。図１６の
グラフにおいて横軸は周波数、縦軸はゲインを表し、Ｇ
ｃ２(s)の特性はＧｃ１(s)の特性に比較して低域におけ
るゲインを高くしている。図１７は開ループ伝達関数Ｇ
open３(s)及びＧopen４(s)の周波数特性の一例を示すグ
ラフである。ここで、Ｇｃ１(s)及びＧｃ２(s)の特性は
図１６に示したものを用いている。Ｇopen４(s)の低域
におけるゲインはＧopen３(s)の低域におけるゲインよ
り高くなり、Ｇopen４(s)のゲイン交点周波数（ゲイン
が１となる周波数）と、Ｇopen３(s)のゲイン交点周波
数は等しい。即ち、ゲイン切換信号が"L"の時のトラッ
キングサーボはゲイン切換信号２４が"H"の時のトラッ
キングサーボより低域のみ高ゲインとすることで、ステ
ッピングモータ１５の駆動時には、低域の外乱に対する
サーボ剛性を高めることが可能となる。また、本方法の
場合、ゲイン交点周波数付近の特性はステッピングモー
タ１５の駆動時／非駆動時にかかわらずほとんど変化し
ない。従って、低域におけるゲインを高めても、ゲイン
交点より高域にあるアクチュエータ４の２次共振等によ
りトラッキングサーボの安定性を悪化させることが少な
くなる。

【００５５】なお、図６において増幅回路を、図７にお
いて補償回路を２種類設ける構成としたがこれに限定さ
れるものではない。例えば、ゲインもしくは伝達関数が
可変な増幅回路もしくは補償回路を設け、ゲイン切換ゲ
ート信号２４を用いてゲインもしくは伝達関数を可変に
する構成としてもよい。

【００５６】図５は光ヘッド２の移動／停止に伴い発生
する衝撃の影響を軽減する第２の方法を説明する各部の
波形図、図８はトラッキング制御回路１２の内部構成例
を示すブロック図である。

【００５７】図５において、図４と同様に矢印に示すス
テップ駆動パルス２３の立ち上がりはステッピングモー
タ１５の回転タイミングを示す。対物レンズに伝わる衝
撃（加速度）は、ステッピングモータ１５の回転即ち光
ヘッド２の移動に伴い対物レンズ３に実際に伝わる衝撃
加速度の大きさを示す。また、駆動方向信号２９はステ
ッピングモータ１５の回転方向を特定する２値信号であ
り、"H"の場合時計回りに、"L"の場合反時計回りにステ
ッピングモータ１５を駆動するようステッピングモータ
駆動回路２１に指示する信号である。図５より明らかな
ように、ステッピングモータの回転タイミングから若干
の遅延をもって対物レンズ３に衝撃が伝わり、その加速
度の大きさは時間がたつにつれ徐々に減衰していく。ま
た、駆動方向により対物レンズ３に伝わる衝撃加速度の
方向も時計方向と半時計方向では逆向きとなる。従っ
て、ステップ駆動パルス２３及び駆動方向信号２９を用
いれば対物レンズ３に伝わる衝撃加速度の波形を予測す
ることが可能である。

【００５８】衝撃等価変換出力３０は対物レンズ３に伝
わる衝撃加速度波形を、ステップ駆動パルス２３及び駆
動方向信号２９より予測した信号である。この衝撃等価
変換出力３０をトラッキング制御ループに加えることに
より、ステッピングモータ１５の駆動に伴う衝撃の影響
を打ち消すことができ、対物レンズ３に伝わる衝撃力を
軽減することが可能である。

【００５９】図８は予測した衝撃波形をトラッキング制
御ループに加える場合のトラッキング制御回路１２の内
部構成例を示す。図８において、入力されたトラッキン
グエラー信号９は増幅回路２５、補償回路２７、信号減
算回路３１、電流増幅回路２８の各回路を通ってトラッ
キング駆動電流１３として出力され、図１に示したよう
にアクチュエータ４及び検出系７と合わせて、トラッキ
ング制御ループが構成されている。等価変換回路３２は
ステップ駆動パルス２３及び駆動方向信号２９を受けて
図５に示すような衝撃等価変換出力３０を発生する。信
号減算回路３１は補償回路２７の出力から衝撃等価変換
出力３０を減算した信号を電流増幅回路２８へ出力す
る。図６と同一の符号を付された各構成要素の動作は図
６と同様である。

【００６０】ステッピングモータ１５の駆動時／非駆動
時のトラッキング制御回路１２の動作を比較する。ま
ず、ステッピングモータ１５を駆動していないときは、
衝撃等価変換出力３０はゼロであるため、信号減算回路
３１の出力は補償回路２７の出力そのままとなる。従っ
て、等価変換回路３２の動作はトラッキング制御ループ
に何等影響を及ぼさない。一方、ステッピングモータ１
５の駆動時には、衝撃等価変換出力３０は図５に示すよ
うな波形となるため、信号減算回路３１の出力は、対物
レンズ３に伝わる衝撃を打ち消す方向にアクチュエータ
４を駆動する信号を加えた信号となる。従って、等価変
換回路３２の出力が対物レンズ３に伝わる衝撃波形をほ
ぼ正確に予測していれば、ほぼ完全に衝撃の影響を打ち
消すことが出来る。また、本方法は衝撃波形の予測によ
るフィードフォワード制御を通常のトラッキング制御ル
ープに加えた構成であるため、第１の方法に比べてより
迅速に衝撃に対応することが可能である。

【００６１】なお、本実施の形態例において、ステッピ
ングモータの駆動による衝撃が伝わる期間において、ト
ラッキングサーボの特性の切り換え、予測した衝撃波形
をトラッキング制御ループに印加することにより、トラ
ッキングサーボへの影響を低減する方法について説明し
たが、同様の方法はフォーカスサーボにも適用可能であ
る。そのフォーカスサーボの場合は、図６、図７、図８
において、トラッキング駆動電流に替えて、フォーカス
駆動電流とし、トラッキングエラー信号に替えて、フォ
ーカスエラー信号を用いることとした回路を用いればよ
い。

【００６２】図２は本発明の第２の実施の形態例におけ
る光ディスク制御装置の構成を示すブロック図である。
図２において、図１と同一の符号を付された各構成要素
の動作は図１と同様であり、その動作説明は省略する。

【００６３】レンズシフト量検出系１７により出力され
たレンズシフト量信号１８は、参照値設定回路４０及び
比較回路４１に入力される。比較回路４１はレンズシフ
ト量信号１８と参照値設定回路４０より出力された参照
信号４２の信号レベルを比較し駆動指令４３を駆動パル
ス発生回路４４へ与える。駆動パルス発生回路４４は駆
動指令４３に従い、モータ制御信号２０を発生する。モ
ータ制御信号２０は例えば、第１の実施の形態例と同様
ステッピングモータ１５の１ステップ駆動のタイミング
に相当するステップ駆動パルス、時計回り／半時計回り
のいずれの方向に回転させるかを示す駆動方向信号、さ
らに従来例の図２０から図３１に示したような数種類の
駆動方法をステッピングモータ駆動回路２１が切り換え
て駆動する場合には駆動方法を特定するコードである駆
動モード信号等からなる。モータ制御信号２０はステッ
ピングモータ駆動回路２１及び参照値設定回路４０に入
力される。ステッピングモータ駆動回路２１はモータ制
御信号２０を受けて、第１の実施の形態例と同様の方法
でステッピングモータ１５に与えるモータ駆動電流２２
を出力する。参照値設定回路４０は、レンズシフト量信
号１８及びモータ制御信号２０を用いて参照信号４２の
レベルを変化させる。

【００６４】参照信号４２は例えばレベルの異なる２種
類の信号Ｖref+及びＶref-からなる。駆動パルス発生回
路４４へ出力される駆動指令４３は正方向駆動指令及び
逆方向駆動指令の２種類の信号よりなる。レンズシフト
量信号１８のレベルがＶref+のレベルを上回ると、比較
回路４１は正方向駆動指令を"H"にし、レンズシフト量
信号１８のレベルがＶref-のレベルを下回ると、比較回
路４１は逆方向駆動指令を"H"にする。駆動パルス発生
回路４４は正方向駆動指令が"H"の時には時計回りに、
逆方向駆動指令が"H"の時には反時計回りにステッピン
グモータ１５を駆動するように、モータ制御信号２０
（ステップ駆動パルス及び駆動方向信号等）をステッピ
ングモータ駆動回路２１へ出力する。

【００６５】まず、図９はＶref+及びＶref-が適正に設
定されている場合の各種信号の波形を示すタイミング図
である。レンズシフト量信号１８のレベルは光スポット
が追従しているトラック位置の移動に伴い大きくなる。
レンズシフト量信号１８がやがてＶref+のレベルを越え
ると正方向駆動指令が"H"となり、それに伴ってステッ
プ駆動パルスが出力される。ステップ駆動パルスの立ち
上がりタイミングに合わせステッピングモータ１５が１
ステップ駆動され、レンズシフト量１８のレベルは下が
る。図９においてレンズシフト量信号１８のレベルはゼ
ロを中心にして変化している。従って、対物レンズ３の
移動は物理的な中立点を中心にして制御されており、記
録再生の信頼性を保証するレンズ移動許容範囲を満たし
ている。

【００６６】次に、図１０は設定されたＶref+のレベル
が適正値から外れた場合の各種信号の波形を示すタイミ
ング図である。例えば、装置周囲の温度環境によるレン
ズ位置センサの感度低下、アクチュエータの経年変化も
しくは温度環境による感度低下により、設定されたＶre
f+もしくはＶref-のレベルが適正値から外れてしまうこ
とが起こりうる。図ではＶref+のレベルが適正値よりか
なり大きく、そのため正方向駆動指令はレンズ移動許容
範囲を越えてから"H"となる。従って、記録再生の信頼
性を保証することが出来ない。

【００６７】このような不具合を想定して、本実施の形
態例における参照値設定回路４０は比較回路４１へ出力
する参照信号４２のレベルを常に適正になるように変化
させる。図１３は参照値設定回路４０の内部構成の一例
を示す図である。

【００６８】図１３を用いて参照信号４２のうちＶref+
のレベルを適正に変化させる方法を説明する。レンズシ
フト量検出系１７よりのレンズシフト量信号１８は２つ
のサンプルホールド回路４５に入力される。サンプルホ
ールド回路４５はタイミング発生回路４６より与えられ
る所定のタイミングでレンズシフト量信号１８の値をサ
ンプリングし、所定の期間そのサンプル値を保持し平均
値演算回路へ出力する。

【００６９】サンプルホールド回路４５ａはステッピン
グモータ１５のステップ駆動直前のレンズシフト量信号
１８の値（図１０の＃Ａ点の値に相当）をサンプル値４
７として上側の平均値演算回路４９へ出力する。サンプ
ルホールド回路４５ｂはステッピングモータ１５のステ
ップ駆動直後のレンズシフト量信号１８の値（図１０の
＃Ｂ点の値に相当）をサンプル値４８として下側の平均
値演算回路４９へ出力する。

【００７０】平均値演算回路４９ａ及び４９ｂはそれぞ
れ入力されたサンプル値のうち所定サンプル分の平均値
を演算する。即ち、平均値演算回路４９ａはステップ駆
動直前のサンプル値４７の平均値５０を出力し、平均値
演算回路４９ｂはステップ駆動直後のサンプル値４８の
平均値５１を出力する。

【００７１】減算回路５２は平均値５０と５１の差をと
り差信号５３として出力する。差信号５３はステップ駆
動直前のレンズシフト量の平均値とステップ駆動直後の
レンズシフト量の平均値の差であるため、対物レンズ３
の移動がレンズの中立点からどれだけずれているかを示
す。

【００７２】加算回路５６は差信号５３と現在のＶref+
の値を加算し、和信号５７としてセレクタ回路５８に出
力する。即ち、和信号５７は対物レンズ３の移動の中立
点からのずれを補正するように現在のＶref+を変化させ
た値となる。

【００７３】初期値設定回路５４はＶref+の初期値を設
定する回路であり、例えば装置の電源投入直後から所定
の期間Ｖref+のレベルの初期値信号５５をセレクタ回路
５８に与える。セレクタ回路５８はタイミング発生回路
４６に指示に従い、初期値信号５５または和信号５７の
どちらかを選択し、Ｖref+として出力する。例えば、装
置の電源投入直後から所定の期間のみ初期値信号５５を
選択して出力するようにタイミング発生回路４６が指示
を与える。

【００７４】このように、ステップ駆動直前のレンズシ
フト量の平均値とステップ駆動直後のレンズシフト量の
平均値の差を現在のＶref+に加算することにより、Ｖre
f+の値を補正し常に適正なレベルに設定することが可能
となる。

【００７５】次に、図１１はステッピングモータの１ス
テップ回転角度のばらつきが大きい場合の各種信号の波
形を示すタイミング図である。１ステップの回転角度が
小さい時、光ヘッド２の移動量も小さいためレンズシフ
ト量信号１８のレベル変化も小さい（図中の＃Ａ２から
＃Ｂ２、もしくは＃Ａ４から＃Ｂ４の駆動に相当）。こ
のためレンズシフト量が正方向に偏ってしまい、レンズ
移動許容範囲は満たしていても適正なレベルとは言えな
い。

【００７６】従来例において説明したようにステッピン
グモータをマイクロステップ駆動する場合、ステッピン
グモータに印加する駆動電流の位相と１ステップ回転角
度のばらつきに相関性がある。駆動電流の位相と回転角
度のばらつきに相関がある場合には、回転角度のばらつ
きが大きくてもＶref+の値を適正なレベルに設定するこ
とが可能である。

【００７７】図１４は１６分割マイクロステップ駆動時
の各電流位相毎に、Ｖref+の値を設定する参照値設定回
路４０の内部構成を示す図である。図１３の構成と同様
レンズシフト量信号１８がサンプルホールド回路４５ａ
及び４５ｂに入力され、サンプルホールド回路４５ａは
ステップ駆動直前のレンズシフト量のサンプル値、サン
プルホールド回路４５ｂはステップ駆動直後のレンズシ
フト量のサンプル値をそれぞれ出力する。

【００７８】２つのサンプルホールド回路４５ａ及び４
５ｂの出力はそれぞれ別々に設けた１６個の平均値演算
回路に入力される。例えば、θ０平均値演算回路４９ａ
は従来例図２８にて説明した電流位相θ０における駆動
直前／直後のサンプル値のみを選択して平均値を演算
し、θ１平均値演算回路４９ｂは電流位相θ１における
駆動直前／直後のサンプル値のみを選択して平均値を演
算する。

【００７９】各平均値演算回路はゲート信号に基づいて
平均値演算を行う。電流位相判別回路６４は駆動パルス
発生回路の出力するモータ制御信号２０を用いて現在の
電流位相が１６分割マイクロステップ駆動における各電
流位相θ０からθ１５のいずれであるかを判別し、各電
流位相毎に異なるタイミングのゲート信号を発生する。
これにより、各平均値演算回路は特定の電流位相におけ
るサンプル値のみ選択可能となる。

【００８０】図３３は電流位相判別回路６４の内部構成
の一例を示すブロック図である。アップ／ダウンカウン
タ回路６２は、駆動パルス発生回路の出力であるモータ
制御信号２０のうち、ステップ駆動パルス、駆動方向信
号、基準電流位相を示すリセット信号を用いてステップ
駆動の計数を行い、電流位相を示すステップカウント信
号６３をタイミング発生回路６１に出力する。ステップ
カウント信号６３の内容は、例えば１６分割マイクロス
テップ駆動の場合０から１５までの数字を示すコードと
する。タイミング発生回路６１はステップカウント信号
６３を元に、各平均値演算回路に電流位相毎に異なるタ
イミングのゲート信号を生成する。

【００８１】なお、電流位相判別回路６４の一例とし
て、アップ／ダウンカウンタ回路６２を備え、ステップ
駆動の計数を行うことにより電流位相を判別する方法を
示したが、これに限定されるものではない。例えば、図
２８に示したＡ相及びＢ相の駆動電流値を直接検出する
ことにより、電流位相を判別してもよい。

【００８２】電流位相毎に演算された平均値より図１３
の方法と同様、ステップ駆動直前と直後のレンズシフト
量の差が求められ、電流位相毎のＶref+の値に加算され
る。電流位相毎に求めた１６種類のＶref+の値は出力選
択回路６０により１つに選択され出力される。出力選択
回路６０はタイミング発生回路６１により、現在の電流
位相に対応したＶref+の値を選択して出力するように制
御される。

【００８３】このようにして電流位相毎にＶref+の値を
設定した場合の各種信号の波形を示すタイミング図が図
１２である。図１１と比較すれば分かるように１ステッ
プ回転角度のばらつきにより１ステップ当たりの対物レ
ンズ移動量が異なっていても、対物レンズ３の移動は物
理的な中立点を中心に制御される。

【００８４】以上説明した方法により、参照値Ｖref+の
レベルを適正に設定することにより、対物レンズ３は物
理的な中立点を中心に移動するように制御される。従っ
て、光軸からのずれも最小となるように制御されるた
め、トラッキングエラー信号９にオフセットが発生しに
くくなる。よって、信号の記録再生の品質劣化を低減す
ることが可能となる。

【００８５】なお本実施の形態例においてはＶref+のレ
ベルを変化させて時計回りの駆動を制御する場合につい
て説明したが、Ｖref-のレベルを変化させて反時計回り
の駆動を制御する場合についても同様の構成で実現する
ことが可能である。

【００８６】図３は本発明の第３の実施の形態例におけ
る光ディスク制御装置の構成を示すブロック図である。
図３において、図１と同一の符号を付された各構成要素
の動作は図１と同様であり、その動作説明は省略する。

【００８７】検出系７０は光ディスク１からの反射光を
検出して、フォーカスエラー信号８及びトラッキングエ
ラー信号９に加え、ＲＦ信号７１をアドレス再生回路７
２に出力する。アドレス再生回路７２はＲＦ信号７１を
元に予め光ディスク１に記録されている番地情報７３を
読みとり、システムコントローラ７４に出力する。

【００８８】システムコントローラ７４は、光ディスク
１上の所定のトラック位置の記録データを再生したりデ
ータの記録を行うために、番地情報７３を用いて光スポ
ット５の現在位置を把握する。即ち、番地情報７３を用
いながら、記録または再生を行いたいトラック位置に光
スポット５を移動するように、トラッキング制御回路７
５及びス駆動パルス発生回路７６に指示を送る。

【００８９】図３２はデータの記録／再生を行う際のシ
ステムコントローラ７４の動作の流れを示す図である。
データの記録／再生を行いたいトラック番地ｙと現在光
スポット５が存在するトラック番地ｘとの相対番地（ｙ
−ｘ）により、光ヘッド２全体を移動させる必要がある
かどうかをシステムコントローラ７４が判断する（ｓ
１）。

【００９０】光ヘッド２を移動させる必要が無い場合、
（ｙ−ｘ）の値に応じたトラック分ジャンピングを行う
ようにトラッキング制御回路７５にジャンピング指示を
出す（ｓ２）。光ヘッド２全体を移動させる必要がある
場合、システムコントローラ７４は、例えば相対番地に
基づいて、発生すべきステップ駆動パルスの数及び駆動
方向を駆動パルス発生回路７６に指示し（ｓ３）、トラ
ッキング制御回路７５にトラッキング制御ループを開く
ように指示する。駆動パルス発生回路７６は指示された
数のステップ駆動パルス及び駆動方向信号等からなるモ
ータ制御信号２０をステッピングモータ駆動回路７７に
出力する。ステッピングモータ駆動回路７７はモータ制
御信号２０を受けてステッピングモータ１５にモータ駆
動電流２２を印加する。指示された数のステップ駆動が
終了する（ｓ４）と、システムコントローラ７４はトラ
ッキング制御回路７５にトラッキング制御ループを閉じ
るように指示する（ｓ５）。指示によりトラッキング制
御ループが閉じ、所定のトラック６に光スポット５が追
従する。光スポット５がトラック追従するとシステムコ
ントローラ７４は番地情報７３を読み、所定のトラック
位置の番地と照合する（ｓ０）。

【００９１】この動作は所定のトラック位置の番地が再
生できるまで繰り返される。

【００９２】データの検索等を高速に行うため、ｓ３の
処理に伴いステッピングモータ１５を駆動する場合（以
下、シークモードと呼ぶ）は出来るだけ高速に行う必要
がある。これに対し、データの記録／再生時に螺旋状の
トラック６を連続的に追従する場合（以下、追従モード
と呼ぶ）のステッピングモータ１５の駆動はレンズ移動
許容範囲を満たすように間欠的に行われるため、ｓ３の
処理に伴う駆動よりも低速である。

【００９３】１種類の駆動方法を用いた場合、ステッピ
ングモータの駆動速度（回転速度）は単位時間当たりの
ステップ駆動パルスの数であるパルスレートにより決定
される。一般にステッピングモータの発生トルクはパル
スレートが高いほど小さくなり、パルスレートが高いほ
どステッピングモータの駆動に必要となる電力は大きく
なる。

【００９４】従って、追従モードにおける駆動電流もし
くは駆動電圧は、シークモードにおける駆動電流もしく
は駆動電圧より低く設定することが可能である。

【００９５】一方、ディスク１回転当たり１トラックジ
ャンプを行い、所定のトラック位置に光スポット５をス
チルさせる場合（以下、スチルモードと呼ぶ）、光ヘッ
ド２は動かす必要が無い。従って、光ヘッド２を静止さ
せるのに必要な最低限のトルクを発生できれば良い。ま
た、光ヘッド２はリードスクリュー１６により保持され
ているため、外力によりリードスクリュー１６が回転し
ない限り光ヘッド２の位置は変わらない。

【００９６】従って、スチルモードにおける駆動電流も
しくは駆動電圧は、追従モードにおける駆動電流もしく
は駆動電圧よりさらに低く設定することが可能である。

【００９７】また、ＰＭ型ステッピングモータを用いて
いる場合、永久磁石によりロータがある角度位置を保持
する性質がある。従って、永久磁石による物理的な静止
位置にロータを保持しながらスチルさせた場合、ステッ
ピングモータの駆動電流もしくは駆動電圧はゼロであっ
ても良い。

【００９８】システムコントローラ７４は現在の装置の
動作状態が、上記したシークモード、追従モード、スチ
ルモードのいずれであるかを特定するコード７８をステ
ッピングモータ駆動回路７７に出力し、ステッピングモ
ータ駆動回路７７はこのコード７８に従い、ステッピン
グモータ１５に印加する駆動電流もしくは駆動電圧が、シークモード＞追従モード＞スチルモードとなるように設定する。

【００９９】こうすることにより、ステッピングモータ
１５には常に必要最低限の電力が供給されるため、制御
性能を低下させることなく、消費電力を低減し、過剰な
電力供給による余分な発熱を抑制することが可能とな
る。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ステッピ
ングモータの駆動タイミングを示す駆動パルスを用い
て、アクチュエータの制御を行うことにより、ステッピ
ングモータの駆動に伴い発生した衝撃が光スポットの位
置制御に及ぼす悪影響を低減できる。

【０１０１】また本発明は、ステッピングモータの１ス
テップ駆動の直前及び直後の対物レンズのシフト量に基
づいて参照値の設定を行い、参照値とシフト量の比較に
よりステッピングモータの駆動タイミングを決定するこ
とにより、シフト量を検出するセンサの感度が変化して
も、対物レンズのシフト量が常に適正になるようにステ
ッピングモータの駆動タイミングを制御することが可能
となる。さらに、ステッピングモータを基本ステップ位
置を複数に細分化した位置に停止するように駆動する場
合、停止位置毎に参照値の設定を行うことにより、ステ
ッピングモータの移動角度のばらつきが大きくても、対
物レンズのシフト量が常に適正になるように制御するこ
とが可能となる。

【０１０２】従って、光スポットの移動手段としてステ
ッピングモータを用いた光ディスク制御装置において、
光スポットの追従性能を向上させることが出来る。

【０１０３】また本発明は、光スポットを所定のトラッ
ク位置にスチルさせる場合、連続的に光スポットをトラ
ック追従させる場合、所定のトラックを検索し光スポッ
トを移動させる場合、各場合毎にステッピングモータの
駆動電流値もしくは駆動電圧値を切り換えることによ
り、各場合毎に必要な最低限の電力をステッピングモー
タに供給することが可能となる。

【０１０４】従って、光スポットの移動手段としてステ
ッピングモータを用いた光ディスク制御装置において、
複雑な制御を伴うことなしに簡単な構成で消費電力及び
余分な発熱を抑えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例における光ディス
ク制御装置の構成を示すブロック図

【図２】本発明の第２の実施の形態例における光ディス
ク制御装置の構成を示すブロック図

【図３】本発明の第３の実施の形態例における光ディス
ク制御装置の構成を示すブロック図

【図４】本発明の第１の実施の形態例における衝撃の影
響を軽減する第１の方法を説明するタイミング図

【図５】本発明の第１の実施の形態例における衝撃の影
響を軽減する第２の方法を説明するタイミング図

【図６】本発明の第１の実施の形態例におけるトラッキ
ング制御回路の内部構成の一例を示すブロック図

【図７】同じくトラッキング制御回路の内部構成の一例
を示すブロック図

【図８】同じくトラッキング制御回路の内部構成の一例
を示すブロック図

【図９】本発明の第２の実施の形態例におけるステッピ
ングモータ駆動時の各種信号波形の一例を示すタイミン
グ図

【図１０】同じくステッピングモータ駆動時の各種信号
波形の一例を示すタイミング図

【図１１】同じくステッピングモータ駆動時の各種信号
波形の一例を示すタイミング図

【図１２】同じくステッピングモータ駆動時の各種信号
波形の一例を示すタイミング図

【図１３】本発明の第２の実施の形態例における参照値
設定回路の内部構成の一例を示すブロック図

【図１４】本発明の第２の実施の形態例における参照値
設定回路の内部構成の別の例を示すブロック図

【図１５】本発明の第１の実施の形態例におけるトラッ
キング制御ループの開ループ伝達関数の周波数特性の一
例を示す波形図

【図１６】本発明の第１の実施の形態例における補償回
路の伝達関数の周波数特性の一例を示す波形図

【図１７】本発明の第１の実施の形態例におけるトラッ
キング制御ループの開ループ伝達関数の周波数特性の別
の例を示す波形図

【図１８】従来の光ディスク装置における光スポット位
置決め方法の一例を示す模式図

【図１９】従来のステッピングモータを移送モータとし
て用いた光ディスク装置の一例を示す概略図

【図２０】ＰＭ型２相ステッピングモータの原理的構造
を説明する回転軸方向から見た断面図

【図２１】ＰＭ型２相ステッピングモータの回転動作を
説明する模式図

【図２２】同じく回転動作を説明する模式図

【図２３】同じく回転動作を説明する模式図

【図２４】同じく回転動作を説明する模式図

【図２５】ＰＭ型２相ステッピングモータの１相励磁駆
動を説明するタイミング図

【図２６】ＰＭ型２相ステッピングモータの２相励磁駆
動を説明するタイミング図

【図２７】同じく１−２相励磁駆動を説明するタイミン
グ図

【図２８】同じく１６分割マイクロステップ駆動を説明
するタイミング図

【図２９】ＰＭ型２相ステッピングモータの２相励磁駆
動を説明する模式図

【図３０】同じく１−２相励磁駆動を説明する模式図

【図３１】同じく１６分割マイクロステップ駆動を説明
する模式図

【図３２】本発明の第３の実施の形態例におけるシステ
ムコントローラの動作の流れを示すフローチャート

【図３３】本発明の第２の実施の形態例における電流位
相判別回路の内部構成の一例を示すブロック図

【符号の説明】１光ディスク２光ヘッド３対物レンズ４アクチュエータ５光スポット６トラック７検出系１０フォーカス制御回路１２トラッキング制御回路１５ステッピングモータ１６リードスクリュー１７レンズシフト量検出系１９駆動パルス発生回路２１ステッピングモータ駆動回路２５増幅回路２６セレクタ回路２７補償回路２８電流増幅回路３１信号減算回路３２等価変換回路３３ゲイン切換制御回路４０参照値設定回路４１比較回路４４駆動パルス発生回路４５サンプルホールド回路４６タイミング発生回路４９平均値演算回路５２減算回路５４初期値設定回路５６加算回路５８セレクタ回路６０出力選択回路６１タイミング発生回路６２アップ／ダウンカウンタ回路７２アドレス再生回路７４システムコントローラ７５トラッキング制御回路７６駆動パルス発生回路７７ステッピングモータ駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を集光し光ディスク上に光スポ
ットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを駆動す
るアクチュエータと、前記対物レンズ及び前記アクチュ
エータを搭載した光学台と、前記光学台を移動させるス
テッピングモータと、前記光スポットが、前記光ディス
ク上の所定のトラックの中心に形成され、又は記録面に
焦点が合うように、前記アクチュエータ及び前記ステッ
ピングモータを駆動制御する制御手段を備えた光ディス
ク制御装置であって、前記制御手段は、前記ステッピングモータを所定角度分
回転させるタイミングを与える駆動パルスを発生するパ
ルス発生手段と、前記駆動パルスを受けて前記ステッピ
ングモータを駆動するステッピングモータ駆動手段と、
前記光スポットのトラック中心からのずれ、又は記録面
からの焦点のずれを検出し、検出されたずれ及び前記駆
動パルスに基づいて前記アクチュエータを制御するアク
チュエータ制御手段を具備することを特徴とする光ディ
スク制御装置。
【請求項２】レーザ光を集光し光ディスク上に光スポ
ットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを駆動す
るアクチュエータと、前記対物レンズ及び前記アクチュ
エータを搭載した光学台と、前記光学台を移動させるス
テッピングモータと、前記光スポットが、前記光ディス
ク上の所定のトラックの中心に形成され、又は記録面に
焦点が合うように、前記アクチュエータ及び前記ステッ
ピングモータを駆動制御する制御手段を備えた光ディス
ク制御装置であって、前記制御手段は、前記光スポットのトラック中心からの
ずれ、又は記録面からの焦点のずれを検出し、検出され
たずれに基づいて前記アクチュエータを制御するアクチ
ュエータ制御手段と、前記対物レンズのレンズシフト量
を検出するレンズシフト量検出手段と、検出された前記
レンズシフト量と参照値を比較する比較手段と、前記比
較手段の出力に基づいて前記ステッピングモータを所定
角度分回転させるタイミングを与える駆動パルスを発生
するパルス発生手段と、前記駆動パルスを受けて前記ス
テッピングモータを駆動するステッピングモータ駆動手
段と、前記参照値を駆動パルスの発生直前及び発生直後
のレンズシフト量に基づいて学習により変化させる参照
値設定手段を具備することを特徴とする光ディスク制御
装置。
【請求項３】レーザ光を集光し光ディスク上に光スポ
ットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを駆動す
るアクチュエータと、前記対物レンズ及び前記アクチュ
エータを搭載した光学台と、前記光学台を移動させるス
テッピングモータと、前記光スポットが前記光ディスク
上の所定のトラック中心に形成され、又は記録面に焦点
が合うように、前記アクチュエータ及び前記ステッピン
グモータを駆動制御する制御手段を備えた光ディスク制
御装置であって、前記制御手段は、前記光スポットのトラック中心からの
ずれ、又は記録面からの焦点のずれを検出し、検出され
たずれに基づいて前記アクチュエータを制御するアクチ
ュエータ制御手段と、前記対物レンズのレンズシフト量
を検出するレンズシフト量検出手段と、検出された前記
レンズシフト量と参照値を比較する比較手段と、前記比
較手段の出力に基づいて前記ステッピングモータを回転
させるタイミングを与える駆動パルスを発生するパルス
発生手段と、前記駆動パルスを受けて前記ステッピング
モータを、基本ステップ位置を複数に細分化した位置に
停止するように制御するステッピングモータ駆動手段
と、前記ステッピングモータの停止位置と基本ステップ
位置との相対変位を判別する判別手段と、前記判別手段
の出力に基づき前記参照値を設定する参照値設定手段を
具備することを特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項４】レンズシフト量検出手段は、アクチュエ
ータに印加される駆動電流の低域成分を示す電流モニタ
信号を出力する電流モニタ手段よりなることを特徴とす
る請求項２または請求項３に記載の光ディスク制御装
置。
【請求項５】前記判別手段は、駆動パルスを計数する
カウンタにより構成されていることを特徴とする請求項
３に記載の光ディスク制御装置。
【請求項６】レーザ光を集光し光ディスク上に光スポ
ットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを駆動す
るアクチュエータと、前記対物レンズ及び前記アクチュ
エータを搭載した光学台と、前記光学台を移動させるス
テッピングモータと、前記光スポットが前記光ディスク
上の所定のトラック位置に形成されるように前記アクチ
ュエータ及び前記ステッピングモータを駆動制御する制
御手段を備えた光ディスク制御装置であって、前記制御手段は、前記光スポットを所定のトラック位置
にスチルするスチルモードと、連続的に光スポットをト
ラック追従させる追従モードと、所定のトラックを検索
し光スポットを移動させるシークモードとに、制御モー
ドを切り替えるモード切替手段と、前記モード切替手段
により切り替えられた各モードによりステッピングモー
タの駆動電流値もしくは駆動電圧値を切り替えるように
制御するステッピングモータ駆動手段を具備することを
特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項７】ステッピングモータ駆動手段は、スチル
モード、追従モード、シークモードの順に大きくなるよ
うに、駆動電流もしくは駆動電圧の最大値を設定するこ
とを特徴とする請求項６に記載の光ディスク制御装置。
【請求項８】ステッピングモータ駆動手段は、スチル
モードにおいては駆動電流値もしくは駆動電圧値をゼロ
に設定することを特徴とする請求項６に記載の光ディス
ク制御装置。