JPH10106138A - 光ディスク用スピンドルモータのサーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスク上の再生位置に応じて変動する偏
心周波数を考慮してスピンドルモータにおけるフィード
バックゲインを自動調整すること。 【解決手段】 光ディスク１０からのＥＦＭ信号に対し
てＰＬＬ回路２０が再生クロックを作成し、復調回路１
４が再生クロックを用いてＥＦＭ信号を復調する。絶対
時間検出回路３６は、復調回路１４で得られた復調信号
のサブコードが示す絶対時間情報を検出する。ゲイン演
算部５４は、光ディスク上の再生位置を示す上記絶対時
間情報に基づいて、再生位置によって変化するスピンド
ルモータ１３および光ディスク１０の偏心周波数ｆを算
出する。さらに、得られた偏心周波数ｆに基づいてゲイ
ン乗算部５２で速度誤差と位相誤差との加算信号に乗算
されるフィードバックゲインｇを求める。これにより、
偏心周波数ｆが高ければフィードバックｇが大きくなる
ように、偏心周波数ｆが低ければフィードバックゲイン
ｇが小さくなるように制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）等の光ディスク用のスピンドルモータのサー
ボ制御装置、特に、モータのフィードバック制御におけ
るフィードバックゲインのコントロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクに記
録された信号を読み出して再生するには、線速度一定
（ＣＬＶ：Constant Liner Velocity）方式の場合、一
定期間内で、光ディスクから読み出して得られるデジタ
ル再生信号が一定量となるように光ディスク用スピンド
ルモータの回転速度が制御される。

【０００３】図２は、従来のＣＬＶ方式のスピンドルモ
ータのサーボ制御装置の概略構成を示している。光ディ
スク１０は、スピンドルモータ１３によって回転駆動さ
れ、ピックアップ部１２のフォトダイオードなどによっ
て、光ディスク１０に記憶されたデータが、アナログ信
号として取り出される。このアナログ信号はＲＦ（高周
波）増幅され、さらにデジタルＲＦ信号に変換され、Ｅ
ＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）信号が得られ
る。

【０００４】位相比較器２２、フィルタ２４、ＶＣＯ２
６および分周器２８を備えるＰＬＬ回路２０は、得られ
たＥＦＭ信号から、これに同期した再生クロックを作成
する。

【０００５】再生クロック信号は、復調回路１４に再生
クロックとして供給されると共に、周波数比較器１５に
供給される。周波数比較器１５は、再生クロックの周波
数ｆｇと、基準周波数信号の周波数ｆrefとを比較し、
周波数差Δｆ（＝ｆref−ｆｇ）を出力する。

【０００６】速度帰還利得制御部１６は、上記周波数差
Δｆに基づいて、このΔｆに比例した速度誤差Ｈｖを出
力する。また、位相帰還利得制御部１７は、周波数差Δ
ｆを積分して位相誤差Ｈｐ／ｓを出力し、加算器１８
が、この速度誤差Ｈｖと、位相誤差Ｈｐ／ｓの２つの誤
差信号を加算し、アンプ１９が、加算信号を固定のフィ
ードバックゲインｇで増幅する。そして、アンプ１９の
出力アナログ信号が駆動信号としてモータ駆動回路６２
に出力されると、これに応じてスピンドルモータ１３が
駆動されて光ディスク１０が回転する。

【０００７】このようなサーボループのフィードバック
制御により、ＰＬＬ回路２０から得られる再生信号の周
波数ｆｇが、目標回転速度（目標線速度）に応じた周波
数ｆrefに一致するように制御され、スピンドルモータ
が線速度一定となるように速度制御される。

【０００８】なお、ＥＦＭ信号は、復調回路１４におい
て再生クロックに基づいて同期検出され、復調される。
さらに、復調データに対しては後段で誤り訂正処理など
が施され、音声信号や、映像信号などとして再生され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】光ディスク１０をＣＬ
Ｖ駆動する場合、光ディスク１０の内周の再生時と、外
周の再生時とでは、スピンドルモータ１３の回転速度
は、最大２．５倍程度変化する。

【００１０】このようにスピンドルモータ１３の回転速
度が変化すると、スピンドルモータ１３および光ディス
ク１０で発生する偏心成分についても、周波数にして最
大で２．５程度変化する。

【００１１】しかしながら、従来のサーボ制御装置で
は、フィードバックゲインの調整に関しては、上述のよ
うな偏心周波数の変化に対して全く考慮されておらず、
光ディスクの大きさ（例えば、直径８ｃｍ、１２ｃｍい
ずれか）で切り換える以外は、フィードバックゲインは
固定値とされていた。このため、光ディスク上のいずれ
の読み出し位置においても最適なフィードバック制御を
実現するということは不可能であり、光ディスク１０か
らの信号再生（エラーレート）に悪影響を与えていた。

【００１２】本発明は、このような課題を解決するため
になされ、偏心周波数の変化を考慮してスピンドルモー
タのフィードバックゲインを適切かつ自動的に調整する
サーボ制御装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ディスク装
置のスピンドルモータをフィードバック制御するサーボ
制御装置であって、絶対時間検出手段が前記光ディスク
より読み出した信号から、光ディスク上での再生位置に
応じた絶対時間情報を検出し、ゲイン演算手段が検出さ
れた絶対時間情報に基づいて前記スピンドルモータに対
するフィードバックゲインを算出し、このようにして算
出されたフィードバックゲインに基づいてスピンドルモ
ータをフィードバック制御することを特徴とする。

【００１４】また、上記ゲイン演算手段は、絶対時間情
報に基づいて、光ディスク中心から光ディスク上での再
生位置までの距離を算出し、算出した距離に基づいて対
応する再生位置における光ディスクの偏心周波数を算出
し、さらにこの偏心周波数に対応したフィードバックゲ
インを演算することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。なお、既に説明した図２と同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００１６】図１は、本実施形態に係る光ディスク用の
スピンドルモータのサーボ制御装置の構成を示してい
る。

【００１７】ＰＬＬ回路２０は、回転する光ディスク１
０から読み出して得られたＥＦＭ信号から再生クロック
を作成し、この再生クロックは、復調回路１４に供給さ
れると共に、速度変動量検出回路３０に供給される。

【００１８】速度変動量検出回路３０は、カウンタ３２
と、減算器３４とを備え、カウンタ３２がＰＬＬ回路２
０からの再生クロックを所定の基準期間Ｔ毎にカウント
し、減算器３４が、カウンタ３２でのカウント数Ｗと目
標カウント数Ｗ１とを比較し、目標値に対する実際の回
転速度のずれ量を速度変動量ΔＷ（ΔＷ＝Ｗ−Ｗ１）と
して求める。ここで、目標カウント数Ｗ１は、光ディス
ク１０の回転が目標速度に到達した際に基準期間Ｔでカ
ウントされるべき再生クロックのカウント数、つまりこ
の目標カウント数は一定の線速度に対応したカウント数
である。

【００１９】絶対時間検出回路３６は、復調回路１４で
再生クロックに基づいてＥＦＭ信号を復調して得られた
復調信号からサブコードを検出し、さらに、サブコード
の絶対時間情報（Ａタイム）を検出する。この絶対時間
情報は、光ディスク１０にデータフレーム９８個毎に記
憶されたサブコードが示す情報であり、光ディスクの読
み出し基準位置（ディスクのトラック最内周）からその
絶対時間情報が記憶されている位置までのピックアップ
所要時間ａｔを示している。

【００２０】演算回路４０は、ゲイン演算部４６、速度
帰還利得演算部４２、位相帰還利得演算部４４、加算器
５０、ゲイン乗算部５２を備えている。

【００２１】速度帰還利得演算部４２は、上記速度変動
量検出回路３０で求められた速度変動量ΔＷに基づい
て、ΔＷに比例した速度誤差Ｈｖを求める。また、位相
帰還利得演算部４４は、速度変動量ΔＷを積分して対応
する位相差（ΔＷの積分値）を求め、位相誤差Ｈｐ／ｓ
を算出する。そして、加算器５０が、速度誤差Ｈｖと、
位相誤差Ｈｐ／ｓの２つの誤差信号を加算し、加算信号
をゲイン乗算部５２に出力する。

【００２２】また、ゲイン演算部４６は、絶対時間検出
回路３６にて絶対時間情報が検出されると、これに基づ
き以下のようにしてフィードバックゲインを算出する。
まず、ゲイン演算部４６は、次式（１）により、光ディ
スク１０の中心から絶対時間情報ａｔ（ｔ）が示す再生
位置までの半径ｒを演算する。

【００２３】

【数１】 次に、ゲイン演算部４６は、この半径ｒを用いて、さら
に、次式（２）により再生位置に応じた偏心周波数ｆを
算出する。

【００２４】

【数２】 偏心周波数ｆ（Ｈｚ）が求まると、ゲイン演算部４６
は、その偏心周波数ｆの値に基づいて、例えば次式
（３）のような近似式を用いてフィードバックゲインｇ
を演算する。なお、この式（３）を用いた演算処理に限
らず、予め偏心周波数ｆとフィードバックゲインｇとを
対応づけたテーブルを設け、求められた偏心周波数ｆに
対応するフィードバックゲインｇをこのテーブルから読
み出してもよい。

【００２５】

【数３】 ｇ＝ａ×ｆ＋ｂ ａ、ｂ：定数 ・・・（３） このようにして、ゲイン演算部４６は、偏心周波数ｆに
対応したフィードバックゲインｇを算出し、これをゲイ
ン乗算部５２に出力する。そして、ゲイン乗算部５２
は、速度誤差（Ｈｖ）および位相誤差（Ｈｐ／ｓ）の加
算信号に、上記算出されたフィードバックゲインｇを乗
算し、これをフィードバック制御信号として出力する。

【００２６】このようにして算出されたフィードバック
制御信号は、Ｄ／Ａ６０に供給され、ここでアナログ信
号に変換されてモータ駆動回路６２に供給され、このフ
ィードバック制御信号に応じてスピンドルモータ１３が
駆動される。

【００２７】本実施形態では、光ディスクをＣＬＶ駆動
するから線速度ｖは一定であり、再生位置が光ディスク
の内周であるほどスピンドルモータの回転数が高くな
る。よって、式（２）に示されるように、偏心周波数ｆ
は、回転数の高い光ディスクの内周側（ｒ＝小）で高
く、外周側（ｒ＝大）にいくにつれて低くなる。そし
て、式（３）などを用いることにより、光ディスク１０
上における再生位置、つまりピックアップ位置が内周側
で、偏心周波数ｆが高い場合には、フィードバックゲイ
ンｇの値が大きく制御され、変動に対するフィードバッ
クの追従が迅速になる。また、反対に、偏心周波数ｆが
低い場合には、式（３）よりフィードバックゲインｇが
小さく制御され、フィードバックループが安定に駆動さ
れる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、偏心周波数を考慮して
光ディスク上での再生位置に応じた適切なフィードバッ
クゲイン制御が可能となり、このため、安定したサーボ
特性を実現して、エラーレートの向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る光ディスク用スピン
ドルモータのサーボ制御装置の構成を示す図である。

【図２】 従来の光ディスク用スピンドルモータのサー
ボ制御装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ 光ディスク、１２ ピックアップ部、１３ スピ
ンドルモータ、１４復調回路、２０ ＰＬＬ回路、３０
速度変動量検出回路、３２ カウンタ、３４ 比較
器、３６ 絶対時間検出回路、４０ 演算回路、４２
速度帰還利得演算部、４４ 位相帰還利得演算部、４６
ゲイン演算部、５０ 加算器、５２ゲイン乗算部、６
０ Ｄ／Ａ、６２ モータ駆動回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスク装置のスピンドルモータをフ
   ィードバック制御するサーボ制御装置であって、 前記光ディスクより読み出した信号から、光ディスク上
   での再生位置に応じた絶対時間情報を検出する絶対時間
   検出手段と、 前記検出された絶対時間情報に基づいて前記スピンドル
   モータに対するフィードバックゲインを算出するゲイン
   演算手段と、 を備え、 前記算出されたフィードバックゲインに基づいて前記ス
   ピンドルモータをフィードバック制御することを特徴と
   する光ディスク用スピンドルモータのサーボ制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光ディスク用スピンド
   ルモータのサーボ制御装置において、 前記ゲイン演算手段は、前記絶対時間情報に基づいて、
   前記光ディスク中心から前記光ディスク上での再生位置
   までの距離を算出し、前記距離に基づいて対応する前記
   再生位置における光ディスクの偏心周波数を算出し、前
   記偏心周波数に対応したフィードバックゲインを演算す
   ることを特徴とする光ディスク用スピンドルモータのサ
   ーボ制御装置。