JPH09198665A - 光ディスク装置のドライブ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シーク性能を落とさずにシーク時の騒音を抑
え、かつ発熱を抑えた光ディスク装置のドライブ回路を
提供することにある。 【解決手段】 光ディスク１に対物レンズ１１をアクセ
スするファインアクチュエータ１０を所定の目標速度に
なるように駆動するドライバ１９１と、ファインアクチ
ュエータ１０に追従するように立ち上げミラー２２を移
動するコースアクチュエータ２０を駆動するドライバ１
９２とを備える光ディスク装置のドライブ回路で、対物
レンズ１１と立ち上げミラー２２との位置関係をポジシ
ョニングセンサ３０で検出し、ポジショニングセンサ３
０からのポジショニング信号をフィードフォワードして
対物レンズ１１と立ち上げレンズ２２との位置関係を所
定に保つ相対速度をコースアクチュエータに付与するβ
／α乗算器１８０と、β／α乗算器１８０からのフィー
ドフォワードをオン／オフするスイッチ１８３とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対物
レンズを駆動するファインアクチュエータと立ち上げミ
ラーを駆動するコースアクチュエータとをリニアモータ
で駆動する光ディスク装置のドライブ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機用の光ディスク装置はアクセス時
間を高速度で行うことが要求される。特に対物レンズを
光ディスクの目標トラックまで移動するシーク時のアク
セス時間の短縮が重要である。

【０００３】高速度のシーク動作を実現すべくダイレク
トアクセス方式を採用する光ディスク装置は、光学系を
分離光学系にして対物レンズを駆動するファインアクチ
ュエータとレーザ光学系からのレーザビームを対物レン
ズに折り返す立ち上げミラーを駆動するコースアクチュ
エータとを駆動するようにし、可動部の質量を小さくし
て高加速度を確保したものが提案されている。一般にフ
ァインアクチュエータは、磁石とコイルの磁気力を用い
たボイスコイルモータを採用しており、コースアクチュ
エータに磁気力を用いたリニアモータが用いられてい
る。

【０００４】リニアモータにおけるダイレクトアクセス
方式は、ロータリモータにおけるアクセス方式のように
目標トラックの近傍までアクセスし（粗シーク）、しか
る後に目標トラックにセトリングさせる（密シーク）も
のでなく、トラッククロス検出器で光ディスクのトラッ
クをビームが横切る際に検出される位相信号パルス（ト
ラッククロス信号ともいう）の周期から演算してファイ
ンアクチュエータの移動速度を検出して、高速にシーク
する手法である。ファインアクチュエータは常に光ディ
スクの面ぶれに追従するようにフォーカスサーボによる
駆動制御を行っている。また、光ディスク面の溝に偏芯
があっても追従するようにトラックサーボによる駆動制
御とコースアクチュエータをファインアクチュエータに
追従させる２段サーボ制御となっている。斯かる２段サ
ーボ制御は、対物レンズと立ち上げミラーとの位置関係
をポジショニングセンサで検出して、常に対物レンズと
立ち上げレンズとの所定の位置関係を保つような相対速
度をもってファインアクチュエータとコースアクチュエ
ータとを駆動することにより対物レンズと立ち上げミラ
ーの光軸を一致させている。

【０００５】図５は目標トラックまでの走行状態におけ
る速度曲線とファインアクチュエータのドライブ信号を
示すグラフである。

【０００６】図５（ａ）に示すグラフは対物レンズを含
む分離光学系（以下、これを光ヘッドと略称する）が目
標速度に追従して行く様子を示した速度曲線を示したも
のであり、縦軸は速度を示したものであり、横軸は目標
トラックまでのトラック数を示したものである。ここ
で、図５（ａ）を参照して目標とするアクセス時間を得
るための速度制御の概略を説明する。光ヘッドが光ディ
スク上のＰトラックにあるとすれば、図に示す加速曲線
で目標速度（図５で一点鎖線で示した速度）まで立ち上
げ、減速曲線で示す速度で目標トラックで停止するよう
にするものである。目標トラックに引き込むためには速
度は０に近い方が安定するので図５（ａ）で一点鎖線で
示すような減速曲線となる。

【０００７】図５（ｂ）は図５（ａ）に示す速度曲線を
得たときのファインアクチュエータのドライブ信号を示
したグラフである。光ヘッドはシーク前に停止している
ために目標速度までの速度差が大きいので、最大加速度
で加速して目標速度に追いつかせるようにしてある。光
ヘッドは目標速度に到達した後一点鎖線で示す目標速度
に従って速度制御される。目標速度の減速曲線は最大減
速度の近くに設定してある。

【０００８】上述したダイレクトアクセス方式に採用し
た光ディスク装置は、光ディスクの目標トラックまで移
動するシーク時間の高速化を実現している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光学系を小型軽量化してリニアパルスモータでダイレ
クトアクセスする光ディスク装置の駆動回路は、現在ト
ラックから目標トラックまでの移動距離を長くすると、
種々の技術的課題があった。斯かる技術的課題を以下に
説明する。

【００１０】図６は目標トラックまでの走行距離の長い
状態における速度曲線とファインアクチュエータのドラ
イブ信号を示すグラフである。

【００１１】図６（ａ）は光ヘッドが目標速度に追従し
て行く様子を示した速度曲線を示したグラフであり、図
５（ａ）に示すグラフとの相違は現在トラックから目標
トラックまでの走行距離が長いために等速度領域を生じ
ていることである。縦軸は速度を示したものであり、横
軸は目標トラックまでのトラック数を示したものであ
る。図６（ｂ）は図６（ａ）に示す速度曲線を得たとき
のファインアクチュエータのドライブ信号を示したグラ
フである。光ヘッドはシーク前はほぼ停止しているため
に目標速度までの速度差が大きいので、最大加速度で加
速して目標速度に追いつかせるようにしてある。コース
アクチュエータはポジションサーボの他にフィードフォ
ワードと呼ばれる信号により駆動される。光ヘッドは減
速領域で一点鎖線で示す目標速度に従って速度制御され
る。目標速度の減速曲線は最大減速度の近くに設定して
ある。

【００１２】図８はポジショニングエラー信号のみで光
ヘッドの位置制御を示すグラフである。

【００１３】図８に示すグラフの最上段に光ディスクの
トラックをビームが横切る際に検出されるトラッククロ
ス信号ＴＥを示してある。図８に示すグラフの中段に対
物レンズと立ち上げミラーとの位置関係を検出して光軸
ずれを検出するポジショニングエラー信号ＰＥを示して
ある。図８に示すグラフ中の最下段にコースアクチュエ
ータのドライブ信号を示してある。

【００１４】図８に示すグラフは、シーク時にファイン
アクチュエータを速度テーブルに追従するとともにコー
スアクチュエータをポジショニングエラー信号のみで位
置制御を行うと、コースアクチュエータを駆動する力は
ポジショニングエラー信号の偏差から生じるから、コー
スアクチュエータに大きな駆動力を必要とする加速時と
減速時にポジショニングエラー信号の偏差が大きくな
り、ファインアクチュエータとコースアクチュエータの
位置ずれを生じて対物レンズと立ち上げミラーとに光軸
ずれを生じているという課題があった。斯かる光ヘッド
の光軸ずれを防止する手法としてポジショニングエラー
信号による位置制御に加えてフィードフォワード信号を
加える手法を用いている。

【００１５】図７はポジショニングエラー信号による位
置制御とフィードフォワード信号を加えた光ディスク装
置のドライブ回路のブロック図である。

【００１６】光ディスク装置のドライブ回路は、ファイ
ンアクチュエータを駆動するドライバとファインアクチ
ュエータの感度αとコースアクチュエータの感度βとの
相対的な駆動力を付与するためのβ／α乗算器とトラッ
キング方向でフィードフォワードで補正しきれない偏差
をポジショニングエラー信号で吸収する位置制御回路と
コースアクチュエータを駆動するドライバとからなる。
以下に図９を参照して図７に示した光ディスク装置のド
ライブ回路におけるシーク動作を説明する。

【００１７】図９は図７に示した光ディスク装置のドラ
イブ回路におけるシーク動作を示すグラフである。

【００１８】図９に示すグラフの最上段に光ディスクの
トラックをビームが横切る際に検出されるトラッククロ
ス信号ＴＥを示してある。図９に示すグラフの中段に対
物レンズと立ち上げミラーとの位置関係を検出して光軸
ずれを検出するポジショニングエラー信号ＰＥを示して
ある。図９に示すグラフ中の最下段にコースアクチュエ
ータのドライブ信号を示してある。

【００１９】ここで図８に示したグラフと図９に示すグ
ラフを比較すれば、ファインアクチュエータの感度αと
コースアクチュエータの感度βとの相対的な駆動力を付
与するためのβ／α乗算器を備えることにより、ポジシ
ョニングエラー信号の偏差を小さく抑えることができて
いる。しかしながら、コースアクチュエータのドライブ
信号の変動を観察すれば、定速時におけるコースアクチ
ュエータのドライブ信号を図８と比較すれば、正極性と
負極性とで大きく変動していることが伺える。斯かるコ
ースアクチュエータのドライブ信号の変動によりコース
アクチュエータから騒音を生じ、かつ発熱するという技
術的な課題があった。

【００２０】本発明の目的は、上記技術的課題に鑑み、
シーク性能を落とさずにシーク時の騒音を抑え、かつ発
熱を抑えた光ディスク装置のドライブ回路を提供するこ
とにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
によって達成される。

【００２２】本出願人は、定速時にコースアクチュエー
タに力を加える必要のないことに鑑み、定速度領域でフ
ィードフォワードを停止する機能を付加した光ディスク
装置のドライブ回路を提案した。具体的には、以下の構
成による。

【００２３】（１） 光ディスクに対物レンズをアクセ
スするファインアクチュエータを所定の目標速度になる
ように駆動するファインアクチュエータ駆動回路と、前
記ファインアクチュエータに追従するように立ち上げミ
ラーを移動するコースアクチュエータを駆動するコース
アクチュエータ駆動回路とを備える光ディスク装置のド
ライブ回路であって、前記対物レンズと前記立ち上げミ
ラーとの位置関係をポジショニングセンサで検出し、当
該ポジショニングエラー信号による位置制御と、アクチ
ュエータとコースアクチュエータの相対速度を一致させ
るためコースアクチュエータに付与するフィードフォワ
ード制御回路と、当該フィードフォワード制御回路から
のフィードフォワードをオン／オフするスイッチとを備
えたことを特徴とする光ディスク装置のドライブ回路。
斯かる構成を備えることにより、ポジショニングエラー
信号の偏差を小さく安定にし、シーク時間内の加速領域
から減速領域でコースアクチュエータのドライブ信号の
変動を抑えることができるので、定速度に騒音もなく、
発熱も抑えることができる。

【００２４】（２） 前記スイッチは加速領域及び減速
領域でオン状態とし、等速度領域でオフ状態とすること
を特徴とする（１）の光ディスク装置のドライブ回路。
斯かる構成を備えることにより、速度変化の少ない定速
度領域でフィードフォワードを停止することができるの
で、シーク時間内の加速領域から減速領域でコースアク
チュエータのドライブ信号の変動を抑えることができる
ので、定速度に騒音もなく、発熱も抑えることができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】図２は本実施の形態における分離
光学系のシーク状態を示した側面図であり、図３は本実
施の形態における分離光学系の駆動機構を示した斜視図
である。

【００２６】本実施の形態における光ディスク装置は、
高速度のシーク動作を可能とするダイレクトアクセス方
式で駆動するために光ディスク１の目標トラックから情
報を読み取るために光学系４０から対物レンズ１１及び
立上げミラー２２とを分離光学系とすることにより可動
質量を小さくして高加速度を確保できるようにしてあ
る。

【００２７】対物レンズ１１は光ディスク１面上にレー
ザビームを絞るためにフォーカスするものであり、光デ
ィスク記録面との距離をμｍオーダまで制御されてファ
インアクチュエータ１０で目標トラックに突入する。

【００２８】ファインアクチュエータ１０は、図３に示
すようにボビン１３とボビン１３に巻いたボイスコイル
１４とからなるボイスコイルモータを備え、ボビン１３
の溝に対物レンズ１１を挟支してある。従って、ボイス
コイルモータを駆動することにより対物レンズ１１をト
ラック方向（図２に示す矢印方向）に駆動することによ
り、トラックに追従する。また、別のコイル（図示せ
ず）で駆動されることにより、対物レンズ１１で光ディ
スク１面上にレーザビームを絞ることができる。

【００２９】ファインアクチュエータ１０は、図２及び
図３に示すように両側にＬＥＤとフォトトランジスタか
らなるフォトカプラ３１とリフレクタ３２から構成した
ポジショニングセンサ３０を設けてある。従って、２つ
のポジショニングセンサ３０からの検出信号レベルが同
一であれば、対物レンズ１１と立ち上げミラー２２の光
軸を一致しているように構成してある。２つのポジショ
ニングセンサ３０からの検出信号レベルに差を生じれ
ば、光軸ずれを生じていると判断できる。

【００３０】立ち上げミラー２２は、光学系４０からの
レーザビームを折り曲げて対物レンズ１１に向けて立ち
上げるものであり、コースアクチュエータ２０に固設し
てある。

【００３１】コースアクチュエータ２０は、図３に示す
ようにリニアモータ２１によって図３に示す矢印ｙ方向
に移動可能に構成してある。

【００３２】光学系４０は、半導体レーザや種々の光学
部材を搭載して光ディスク１のトラックからデータを読
み取るものであり、装置本体に固設してある。

【００３３】以上が本実施の形態の光ディスク装置の概
略構成である。

【００３４】次に本実施の形態に係る光ディスク装置の
ドライブ回路を図１を参照して説明する。

【００３５】図１は本実施の形態に係る光ディスク装置
のドライブ回路を示すブロック図である。

【００３６】光ディスク装置のドライブ回路は、光ディ
スク１のトラックからデータを読み取ったり、書き込む
機能を有するものであり、図２及び図３を参照して説明
した駆動機構によって光ディスク１の目標トラックにシ
ークする機構を有する。

【００３７】本実施の形態に係る光ディスク装置のドラ
イブ回路は、ダイレクトアクセス方式でシーク動作を可
能としたダイレクトアクセス機能を実現するための回路
構成を中心に説明する。

【００３８】光ディスク装置のドライブ回路は、対物レ
ンズ１１等からなる分離光学系を光ディスク１１の目標
トラックにダイレクトアクセスするものであり、トラッ
ククロス検出器４１と、走行トラックカウンタ１１０
と、残余トラックカウンタ１２０と、目標速度発生テー
ブル１３０と、乗算器１４０と、減算器１６０と、ゲイ
ン回路１７０と、β／α乗算器１８０と、ポジショニン
グセンサ３０と、位置制御回路１８２と、フィードフォ
ワード信号をオン／オフするスイッチ１８３と、ドライ
バ１９１，１９２とからなるものである。以下に各部構
成を説明する。

【００３９】トラッククロス検出器４１は、光ディスク
１１のトラックをビームが横切る際に検出されるトラッ
ククロス信号を検出するものである。斯かるトラックク
ロス信号は速度検出器１５０と走行トラックカウンタに
送出してある。

【００４０】走行トラックカウンタ１１０は、トラック
クロス信号をカウントすることによって対物レンズ１１
の走行したトラック数をカウントするものである。

【００４１】残余トラックカウンタ１２０は、図示しな
い制御回路で管理してある目標トラックまでの残余トラ
ック数をカウントするものであり、走行トラックカウン
タ１１０からのカウント数をシーク開始直前に対物レン
ズ１１を位置づけしてあるトラック位置からデクリメン
トして残余トラック数を得るものである。

【００４２】目標速度発生テーブル１３０は、目標速度
で目標トラックに到達するように制御された速度カーブ
で目標トラックまで残余するトラック数に基づいて得ら
れる速度データを発生するものである。

【００４３】乗算器１４０は、目標速度発生テーブル１
３０からの速度データに所定の変数を乗算することによ
り減速時のコイルに流れる所定の平均電流となるような
速度データとするものである。

【００４４】速度検出器１５０は、トラッククロス検出
器４１からのトラッククロス信号の周期の逆数を演算し
て得られる対物レンズ１１を含む分離光学系の移動速度
を検出するものである。

【００４５】減算器１６０は、乗算器１４０から送出さ
れる速度データと速度検出器１５０からの速度データと
で目標速度データに近づけるように補正するものであ
る。

【００４６】ゲイン回路１７０は、目標速度に相当する
速度に実際の速度をどれほど精度よく一致させるかを決
定するものであり、ゲインが高ければ精度は上がるが、
制御系の帯域が上がるため、ファインアクチュエータ１
０、コースアクチュエータ２０は高耐震性が要求され
る。

【００４７】ドライバ１９１は、ゲイン回路１７０を通
って得られる速度データに基づいた速度でファインアク
チュエータ１０を駆動するものである。

【００４８】β／α乗算器１８０は、ゲイン回路１７０
を通って得られる速度データにコースアクチュエータ２
０をポジショニング・エラーの偏差を少なくファインア
クチュエータ１０に追従させるためコースアクチュエー
タ２０の相対速度を調整する乗算器である。

【００４９】位置制御回路１８２は、光ディスク１１の
トラックからの微小なずれを検知したポジショニングセ
ンサ３０からのポジショニング信号に基づいてトラッキ
ング方向で上記フィードフォワードで補正しきれない偏
差に補正量を与えるものである。

【００５０】加算器１８１は、β／α乗算器１８０で補
正した速度データによる駆動信号にポジショニング信号
に基づいてトラッキング方向で対物レンズ１１の位置決
めするための補正をするものである。

【００５１】スイッチ１８３はβ／α乗算器１８０から
のフィードフォワードされるデータをオン／オフするも
のである。

【００５２】以上が本実施の形態に係る光ディスクのド
ライブ回路の概略構成である。

【００５３】続いて、本実施の形態の光ディスク装置の
ドライブ回路のシーク動作を図４を参照して説明する。

【００５４】図４はシークモードにおける速度曲線とド
ライブ信号を示したグラフである。

【００５５】図４に示すグラフの最上段に光ディスク１
のトラックをビームが横切る際に検出されるトラックク
ロス信号ＴＥを示してある。図４に示すグラフの中段に
対物レンズ１１と立ち上げミラー２２との位置関係を検
出して光軸ずれを検出するポジショニングエラー信号Ｐ
Ｅを示してある。図４に示すグラフ中の最下段にコース
アクチュエータ２０のドライブ信号を示してある。

【００５６】本実施の形態に係る光ディスク装置のドラ
イブ回路は、ファインアクチュエータの感度αとコース
アクチュエータの感度βとの相対的な駆動力を付与する
ためのβ／α乗算器１８０を備えることにより、ポジシ
ョニングエラー信号の偏差を小さく抑えることができて
いる。しかも、ゲイン回路１７０からのフィードフォワ
ードをオン／オフするスイッチ１８３とを備えて加速領
域及び減速領域でオン状態とし、等速度領域でオフ状態
とすることにより、ポジショニングエラー信号の偏差を
小さく安定にし、シーク時間内の加速領域から減速領域
でコースアクチュエータのドライブ信号の変動を抑える
ことができるので、定速度に騒音もなく、発熱も抑える
ことができる。

【００５７】なお、ファインアクチュエータのドライブ
信号は、目標速度までの速度差が大きいので、最大加速
度で加速して目標速度に追いつかせるようにしてある。
ファインアクチュエータのドライブ信号は目標速度に到
達した後フィードフォワードによるサーボ制御がなされ
る。光ヘッドは減速領域で目標速度に従って速度制御さ
れる。目標速度の減速曲線は最大減速度の近くに設定し
てある。

【００５８】以上の設定により、本実施の形態に係る光
ディスク装置のドライブ回路は、コースアクチュエータ
２０は、高加速で目標速度に到達し、減速領域を経て目
標トラックで停止する。

【００５９】上述したように本実施の形態における光デ
ィスク装置のドライブ回路は、上述した構成を備えるこ
とにより、シーク性能を落とさずにシーク時の騒音を抑
え、かつ発熱を抑えることができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、上記構成を備えることによ
り、シーク性能を落とさずにシーク時の騒音を抑え、か
つ発熱を抑えた光ディスク装置のドライブ回路を提供す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る光ディスク装置のドライブ
回路を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態における分離光学系のシーク状態
を示した側面図である。

【図３】本実施の形態における分離光学系の駆動機構を
示した斜視図である。

【図４】シークモードにおける速度曲線とドライブ信号
を示したグラフである。

【図５】目標トラックまでの走行状態における速度曲線
とファインアクチュエータのドライブ信号を示すグラフ
である。

【図６】目標トラックまでの走行距離の長い状態におけ
る速度曲線とファインアクチュエータのドライブ信号を
示すグラフである。

【図７】ポジショニングエラー信号による位置制御とフ
ィードフォワード信号を加えた光ディスク装置のドライ
ブ回路のブロック図である。

【図８】ポジショニングエラー信号のみで光ヘッドの位
置制御を示すグラフである。

【図９】図７に示した光ディスク装置のドライブ回路に
おけるシーク動作を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ ファインアクチュエータ ２０ コースアクチュエータ ３０ ポジショニングセンサ ４１ トラッククロス検出器 １１０ 走行トラックカウンタ １２０ 残余トラックカウンタ １３０ 目標速度発生テーブル １４０ 乗算器 １５０ 速度検出器 １６０ 減算器 １７０ ゲイン回路 １８０ β／α乗算器 １８１ 加算器 １８２ 位置制御回路 １８３ スイッチ １９１，１９２ ドライバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクに対物レンズをアクセスする
   ファインアクチュエータを所定の目標速度になるように
   駆動するファインアクチュエータ駆動回路と、前記ファ
   インアクチュエータに追従するように立ち上げミラーを
   移動するコースアクチュエータを駆動するコースアクチ
   ュエータ駆動回路とを備える光ディスク装置のドライブ
   回路において、前記対物レンズと前記立ち上げミラーと
   の位置関係を所定に保つためにファインアクチュエータ
   の駆動信号と相似でコースアクチュエータにファインア
   クチュエータと同等の加速度を加えるフィードフォワー
   ド駆動信号と、前記対物レンズと前記立ち上げミラーの
   位置関係をポジショニングセンサで検出し、当該ポジシ
   ョニングエラー信号による位置制御でコースアクチュエ
   ータ駆動回路と、当該フィードフォワード制御回路から
   のフィードフォワードをオン／オフするスイッチとを備
   えたことを特徴とする光ディスク装置のドライブ回路。
2. 【請求項２】 前記スイッチは加速領域及び減速領域で
   オン状態とし、等速度領域でオフ状態とすることを特徴
   とする請求項１記載の光ディスク装置のドライブ回路。