JPH1027420A

JPH1027420A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JPH1027420A
Application number: JP18079696A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Katayama; 剛片山; Masahito Nagasawa; 雅人長沢; Kouichi Komawaki; 康一駒脇; Sadanobu Ishida; 禎宣石田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ディスク回転制御以外のフォーカスやトラッ
キング制御のソフトウェア処理時間を長く取ることので
きる光ディスク装置を得る。【解決手段】光ピックアップ１６から再生された和信
号から、ＰＬＬデータ検出器２７にてディスク回転制御
の誤差信号（ＣＬＶエラー信号）が計測（検出）され、
シリアルデータやパラレルデータの形でサーボ演算コア
部４１に入力される。そして、ディジタルフィルタ３４
を介して、レジスタ３５に記憶される。ＤＳＰ演算部３
６では、レジスタ３５より入力される誤差信号に対し、
必要な所定のモータ制御の巡回サイクルで回転制御系の
演算を行う。このとき、ディジタルフィルタ３４でフィ
ルタ処理したのち、遅い巡回サイクルでソフトウェア上
でレジスタ３５を取り出しては演算を行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスク回転制
御並びにトラッキング・フォーカス制御及びステッピン
グモータ制御を行う光ディスク装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置では、ディスクを回転さ
せるとともに光ヘッドを半径方向に移動させることによ
り、光スポットでディスクの記録面を走査している。そ
の回転や外部振動の影響、及びディスクやディスク装置
の機械精度のため、トラックは上下左右に激しく動いた
り、回転が揺らいだりする。そこで、光ディスクの場合
は光スポットをディスクのトラック上に高精度で保持
し、正しい信号再生を行うため、光スポットを走査を制
御している。トラッキング制御とは、光スポットがトラ
ック上を正しく走査しているかどうかを光学的に検出
し、その信号で光スポット駆動機構を動かし、常に正し
い走査を行うことである。また、フォーカス制御は、デ
ィスクの面振れに対し、対物レンズとディスク信号面と
の相対距離を一定に保ち、ディスク信号面がレーザのビ
ームウェストの範囲、いわゆる焦点深度内に位置するよ
うに対物レンズを制御するものである。このフォーカス
制御は、ディスクからの反射光の状態からフォーカス誤
差信号を検出し、これにより対物レンズを駆動する。

【０００３】また、ディスクの回転制御においてディス
クから読み出された信号をほとんど単一周波数成分であ
るスペクトルを持つ連続クロックにするのがＰＬＬ（Ｐ
ｈａｓｅＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）の役目で、中心周
波数が少し可変の、狭い通過帯域をもつバンドパスフィ
ルタとして働く。このクロックと水晶発振子とを同期さ
せれば、モータのコントロールができたことになる。こ
こでモータは電圧制御発振器の代わりをしており、ディ
スクとピックアップは周波数を検出する装置となる。つ
まりＰＬＬがロックしている限りＣＤ方式のディスクと
ピックアップは極めて精密な回転検出器となり、ＰＬＬ
の出力はＦＧ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａｔｏ
ｒ）と同じ働きとなる。

【０００４】送り制御にはスイングアーム、ラックピニ
オンまたは送りネジ方式、リニアモータ方式がある。こ
こで送りネジ方式とはトラッキングに二軸デバイスを用
い、その全体を送りネジにより移動させる機構である。
スライド送りにこの機構を用いる場合、二軸デバイスの
中性点支持のバネがＤＣ分を出す働きをし、そのＤＣ分
によりスライドを移動させ、二軸が常に光軸中心を保っ
てトラックを追いかけていけるように送り動作させる。

【０００５】図１９は従来の光ディスクを用いた記録再
生および再生装置の構成を示すブロック図である。図に
おいて、１は光ディスク、２はディスクモータ、３は光
ピックアップ、４はアナログ波形整形器、５はフォーカ
スサーボ回路、６はトラッキングサーボ回路、７はモー
タ回転サーボ回路、８は同期検出器、９はディジタル信
号処理部、１０はＰＬＬデータ検出器、１１はＸ’ｔａ
ｌ（水晶）発振器、１２はサブコーティング検出器、１
３はＤ／Ａコンバータフィルタである。次に図をもとに
動作を説明する。まず、光ディスク１をディスクモータ
２によって回転させ、光ピックアップ３からフォーカス
エラー信号やトラッキングエラー信号等を得る。この信
号はそれぞれアナログ波形整形回路４、フォーカスサー
ボ回路５、及びトラッキングサーボ回路６に入力され
る。また、アナログ波形整形回路４から出力された信号
は同期検出回路８とＰＬＬ検出回路１０に入力され、そ
れぞれディジタル信号処理回路９にてディジタル信号処
理され、Ｄ／Ａコンバータフィルタ１３からＬｃｈ，Ｒ
ｃｈ再生信号として外部へ出力される。また、サブコー
ティング検出回路１２はディジタル信号処理回路９より
出力される信号からサブコードを検出して、アクセス制
御信号を生成し、トラッキングサーボ回路６に入力す
る。さらに、Ｘ’ｔａｌ発振器１１からの基準クロック
は回転サーボ回路７とディジタル信号処理回路９に入力
される。このようにして、光ディスク１に対して回転制
御、フォーカス制御、及びトラッキング制御が行われ
る。なお、一般的にディジタル信号にて処理がなされる
ディジタル部分は図中点線で囲った部分で構成されてい
る。また、以上に示した構成は、光ディスク装置の制御
システムとして広く普及しているものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ディスクにお
ける制御システムは、一般的にアナログ回路もしくはハ
ードロジックから構成されたディジタル回路により構成
されていた。また、一般的には、フォーカスサーボやト
ラッキングサーボ等の補償フィルタを有するだけのシス
テムが多く、ＣＬＶ（ＣｏｎｓｔｏｕｔＬｉｎｅａ
ｒＶｅｌｏｃｉｔｙ）制御やステッピングモータの駆
動回路等は含まれていなかった。そのため、次世代ＤＶ
Ｄ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＤｉｓｃ）等におけ
る２層ディスクのフォーカスジャンプ動作や、狭トラッ
クピッチ時のトラックジャンプ動作や、高速なＣＬＶ引
き込み動作や高速シークを達成するためのステッピング
モータを用いた駆動機構には対応していなかった。ま
た、これらを実現するために以下のように構成されたソ
フトウェアアルゴリズムの巡回サイクル等を考慮したハ
ード構成が実現されていなかった。本発明は以上のよう
な課題を解決するためになされたもので、ディスク回転
制御以外のフォーカスやトラッキング制御のソフトウェ
ア処理時間を長く取ることのできる光ディスク装置を得
ることを目的とする。また、フォーカスジャンプやトラ
ックジャンプを安定して行える光ディスク装置を得るこ
とを目的とする。さらに、滑らかな送り動作を実現する
ことができるステッピングモータによる送り機構を用い
た光ディスク装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる光ディ
スク装置は、光ディスクのディスク回転を制御するため
の制御システムが、ディジタル回路およびソフトウェア
処理により行われる光ディスク装置において、光ディス
クのピット列を再生することで得られる上記変調信号の
読み出しクロックと基準クロックとの周波数および位相
比較を行った結果を所定の通信サイクルによりシリアル
データにて上記所定のディジタル回路に入力した後、上
記所定のディジタル回路内のディジタルフィルタにて平
均化するとともに、上記平均化したデータを上記制御演
算部に入力することにより、上記制御演算部におけるデ
ィスク回転に係わるプログラム命令巡回サイクルを、上
記所定の通信サイクルよりも低くしたものである。

【０００８】また、ディジタル演算処理にて光ディスク
のフォーカス制御を行う光ディスク装置において、上記
ディジタル演算処理を行うディジタル演算回路と、上記
ディジタル演算回路に入力されるフォーカスエラー信号
に含まれるノイズ成分を除去するためのノイズフィルタ
と、制御ループの低域ゲインを確保するための低域補償
フィルタと、安定性を確保するための位相進み補償フィ
ルタとフォーカスジャンプパルス発生回路とを備え、フ
ォーカスジャンプを行う処理中においては、上記それぞ
れフィルタの内部変数をフリーズするようにしたもので
ある。

【０００９】また、ディジタル演算処理にて光ディスク
のフォーカス制御を行う光ディスク装置において、上記
ディジタル演算処理を行うディジタル演算回路と、上記
ディジタル演算回路に入力されるトラックエラー信号に
含まれるノイズ成分を除去するためのノイズフィルタ
と、制御ループの低域ゲインを確保するための低域補償
フィルタと、安定性を確保するための位相進み補償フィ
ルタもしくは、上記演算処理に伴うサンプリングによる
位相遅れを補償するためのサンプリング補償フィルタを
含む位相進み補償フィルタとを備え、フォーカスジャン
プを行う処理中においては、上記位相進み補償フィルタ
およびサンプリング補償フィルタの内部変数を上記フォ
ーカスジャンプ前の値に再セットするようにしたもので
ある。

【００１０】また、ディジタル演算処理にて光ディスク
のフォーカス制御を行う光ディスク装置において、上記
ディジタル演算処理を行うディジタル演算回路と、上記
ディジタル演算回路に入力されるトラックエラー信号に
含まれるノイズ成分と除去するためのノイズフィルタ
と、制御ループの低域ゲインを確保するための低域補償
フィルタと、安定性を確保するための位相進み補償フィ
ルタもしくは、上記演算処理に伴うサンプリングによる
位相遅れを補償するためのサンプリング補償フィルタを
含む位相進み補償フィルタとを備え、トラックジャンプ
を行う処理中においては、上記位相進み補償フィルタお
よびサンプリング補償フィルタの内部変数をフリーズす
るようにしたものである。

【００１１】さらに、ディジタル演算処理により光ディ
スクのフォーカスアクチュエータに対してフォーカス制
御を行う装置において、上記フォーカス制御をかけるた
めのサーチ動作時に、フォーカスアクチュエータサーチ
印加電圧に対する上記光ヘッドの合焦点を記憶し、上記
合焦点が上記サーチ印加電圧の中央部にくるように上記
サーチ印加電圧のオフセットレベルを調整すると共に、
調整後は上記オフセットレベルを記憶した値においてサ
ーチ動作を行わせるようにしたものである。

【００１２】また、上記合焦点の検出が光ヘッドからの
全反射光量検出信号が所定レベル以上の時に、フォーカ
ス誤差信号のゼロクロスタイミングを検出することによ
って行われると共に、光ヘッドからのセンサー信号に含
まれるノイズ成分を除去し、フォーカス方向の移動速度
に応じて発生する上記検出信号および誤差信号の信号変
化を十分に通過するディジタルフィルタを介した信号に
よって上記タイミングの検出が行われるようにしたもの
である。

【００１３】また、光ヘッドのファインアクチュエータ
および前記光ヘッドをステッピングモータにて移動させ
る粗動機構にてトラッキング動作を行うためのディジタ
ル演算部を有するトラッキング制御回路において、上記
ディジタル演算部が、上記ファインアクチュエータを制
御するための制御補償フィルタと上記粗動機構を制御す
るための制御補償フィルタおよび上記ステッピングモー
タ駆動用の駆動パターンテーブルを有すると共に、上記
駆動パターンテーブルは、送り分配能を向上させるため
の出力信号の固定パルスパターンもしくはパルス幅変調
したパターンを含むようにしたものである。

【００１４】また、光ヘッドのファインアクチュエータ
および前記光ヘッドをステッピングモータにて移動させ
る粗動機構にてトラッキング動作を行うためのディジタ
ル演算部を有するトラッキング制御回路において、上記
ディジタル演算部が、上記ファインアクチュエータを制
御するための制御補償フィルタと上記粗動機構を制御す
るための制御補償フィルタおよび上記ステッピングモー
タ駆動用の駆動パターンテーブルを有すると共に、信号
再生時の上記ステッピングモータ送りに際し、上記駆動
パターンを上記粗動機構用の補償フィルタの出力に基づ
き、インクリメントさせる時に次のパターンを出力後、
所定時間後に所定時間だけ１つ前のパターンを出力する
ようにしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は実施の形態１である光ディスク装
置の全体構成を示すブロック図であり、図において１４
は光ディスク、１５はディスクモータ、１６は光ピック
アップ、１７はステッピングモータ、１８はディスクモ
ータドライバ、１９はアクチュエータドライバ、２０は
ステッピングモータドライバ、２１はマトリクスアン
プ、２２，２３，２４はフィルタ、２５はコンパレー
タ、２６はイコライザー、２７はＰＬＬデータ検出器、
２８はスイッチ、２９はＡ／Ｄ変換器、３０はレジスタ
１、３１はレジスタ２、３２はレジスタ３、３３は両エ
ッジカウンタ、３４はディジタルフィルタ、３５はレジ
スタ４、３６はＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）演算部、３７，３８はＤ／Ａ変
換器、３９はＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）変換器、４０はフィルタ、４１はサー
ボ演算コア部である。なお、図中点線で示した部分が、
ディジタル信号で処理を行う部分である。

【００１６】次に、動作について図をもとに説明する。
まず、光ディスク１４におけるトラック誤差信号（トラ
ックエラー信号）およびフォーカス誤差信号（フォーカ
スエラー信号）は光ピックアップ１６を介し、マトリク
スアンプ２１から得られる。ここで、本実施の形態にお
いてはサーボ演算はディジタル的に行うため、制御系の
ディジタルフィルタ特性はディジタルのサンプリングに
起因する演算サイクルにて制限を受け、特にサンプリン
グ周波数付近のローパスフィルタ特性がつくりにくい。
そこで、例えば、トラッキング信号およびフォーカス信
号のノイズ成分をできるだけ少なくするために、Ａ／Ｄ
変換器２９の手前に高周波ノイズを除去するフィルタ２
２，２３を構成し、それらを介してトラッキング誤差信
号及びフォーカス誤差信号をサーボ演算コア部４１に入
力する。サーボ演算コア部４１の中では、変換周波数の
高いＡ／Ｄ変換器２９をスイッチ２８で切り換えること
によって、それぞれレジスタ１、レジスタ２、レジスタ
３に入力し、あたかもＡ／Ｄ変換器が複数存在するよう
に使用する。そして、各レジスタ３０，３１，３２から
得られた誤差信号はＤＳＰ演算部３６に入力され演算さ
れる。一方、光ディスク１４からの反射光量もフィルタ
２４にて高周波ノイズが除去されたのち、コンパレータ
２５でコンパレートされ２値化した信号となり、フィル
タ２２からのトラック誤差信号とともに両エッジカウン
タ３３に入力される。両エッジカウンタ３３は、早送り
時のトラックカウントを行い、このカウント信号によっ
てステッピングモータ１７の速度制御を行ったり、シー
クしたときに所定のトラック本数移動したかをチェック
する。ＤＳＰ演算部３６での演算結果は、トラッキング
制御及びフォーカス制御については高い制御帯域が必要
なため、独立したＤ／Ａ変換器３７，３８からそれぞれ
出力され、それぞれ光ピックアップ１６を変位させるた
めのアクチュエータを駆動するためのアクチュエータド
ライバに入力される。一方、光ピックアップ１６及びマ
トリックスアンプ２１を介して得られるディスク再生信
号である和信号は、イコライザー２６を介してＰＬＬデ
ータ検出器２７に入力され、２値化した再生データとし
て出力される。このとき２値化した再生データに含まれ
る変調信号のクロックからディスク回転制御の誤差信号
（ＣＬＶエラー信号）がディジタル的に計測（検出）さ
れ、その計測値が例えば、シリアルデータやパラレルデ
ータの形でサーボ演算コア部４１に入力される。入力さ
れた誤差信号はハードウェアで構成されたディジタルフ
ィルタ３４を介して、レジスタ３５に記憶される。ＤＳ
Ｐ演算部３６では、レジスタ３５より入力される誤差信
号に対し、必要な所定のモータ制御の巡回サイクルで回
転制御系の演算を行う。ここで、ＣＬＶの誤差信号はフ
レーム同期単位である比較的高い繰り返し周波数で検出
されるが、これに対してディスクのモータの制御系は制
御帯域が低いため、上記フレーム同期単位で演算した場
合、ＤＳＰ内部のプログラム処理を制御帯域に比し、余
分な速さで行わなければならない。そのため、一旦、ハ
ードウェアであるディジタルフィルタ３４でフィルタ処
理したのち、遅い巡回サイクルでソフトウェア上でレジ
スタ４を取り出しては演算を行う構成とする。また、デ
ィスクモータ１５の回転制御は低い制御帯域で十分であ
るため、ＤＳＰ演算部ＰＷＭ変換器３９でＰＷＭ変換し
たのち出力される。そしてＰＷＭ変換された信号は、デ
ィジタル的に外付けしたフィルタ４０で信号波形を滑ら
かにした後、ディスクモータドライバ１８に入力され、
ディスクモータ１５を回転させる。また、光ピックアッ
プ１６の送り制御をステッピングモータ２０で行うとき
はディジタル的な制御ラインがあればよいため、ＤＳＰ
演算部３６から例えば、直接４本の制御ライン（ｃ）を
出力し、ステッピングモータドライバ２０にて制御す
る。

【００１７】図２はＤＳＰ演算部３６内部のソフトウェ
アの動作を示したものである。図において４２はトラッ
キング制御のためのトラッキングサブルーチン、４３は
フォーカス制御のためのフォーカスサブルーチン、４４
はその他のサブルーチンを示す。通常トラッキング制御
の制御帯域は３ｋＨｚであるが、ＤＳＰ内部においては
トラッキング制御の制御帯域における位相まわりを無視
できるレベルにするため、制御帯域を１００ｋＨｚにす
る必要がある。同様にフォーカス制御の制御帯域は１．
５ｋＨｚであるがＤＳＰ内部においてはフォーカス制御
の制御帯域における位相まわりを無視できるレベルにす
るため、制御帯域を５０ｋＨｚにする必要がある。ＤＳ
Ｐ内部は１００ｋＨｚ単位でトラッキングサブルーチン
とフォーカスサブルーチンとその他のサブルーチンを演
算するが、フォーカス制御の制御帯域はトラッキング制
御のそれの約１／２でよいため、フォーカスサブルーチ
ンに関しては２回に１回のサンプリング動作でよい。ま
た、その他のサブルーチン４４（回転制御、メカコント
ロール動作等）はその残った分をその処理の種類に応じ
て１０分割または２０分割したタイミングで行えば良
い。

【００１８】図３は上記トラッキング制御、フォーカス
制御、及びその他の制御を行うときの処理フローを示し
たフローチャートである。図に示すように、まず、光デ
ィスク装置自体の起動時に初期設定プログラムから全体
制御プログラムへと移行する。次に、トラッキングサブ
ルーチンへ移行してトラッキング制御を行い、分岐処理
にて２回に１回の割合でフォーカス制御を行う。そし
て、さらに分岐処理をすることでＣＬＶ制御、送り制
御、及びその他の制御を行うことことで全体の制御が行
われる。なお、図においてＲＥＴはリターンの動作を示
したものである。

【００１９】図４はトラッキングサブルーチン、フォー
カスサブルーチン、ＣＬＶサブルーチン、送りサブルー
チン、その他のサブルーチンのプログラムの内部構成を
示した図である。トラッキングサブルーチンのプログラ
ム内部は、図中（ａ）に示すように、トラッキング補償
フィルタ処理を行うトラッキング補償フィルタ、トラッ
キングオフセットを自動調整する自動オフセット調整、
トラッキングゲインを自動調整する自動ゲイン調整、及
びトラックジャンプ時に処理を行うトラックジャンプ処
理といった各プログラムで構成されている。また、フォ
ーカスサブルーチンのプログラム内部は、図中（ｂ）に
示すように、フォーカス補償フィルタ処理を行うフォー
カス補償フィルタ、フォーカスオフセットを自動調整す
る自動オフセト調整、フォーカスゲインを自動調整する
自動ゲイン調整、及びフォーカスジャンプ時に処理を行
うフォーカスジャンプ処理といった各プログラムで構成
されている。同様に、ＣＬＶサブルーチンのプログラム
内部は、図中（ｃ）に示すように、ＦＧ回転制御、ＣＬ
Ｖ速度制御、及びＣＬＶ位相制御といった各プログラム
で構成され、送りサブルーチンのプログラム内部は、図
中（ｄ）に示すように、送り補償フィルタ、ステッピン
グパルスを生成するステッピングパルス生成といった各
プログラムで構成され、その他のサブルーチンのプログ
ラム内部は、図中（ｅ）に示すように、周辺ＩＣのレジ
スタ設定を行う周辺ＩＣレジスタ設定、ローディングメ
カを駆動させ、過電流検知を行うローディング／過電流
検知とディスクを判別するディスク判定、ピックアップ
のレンズ駆動を行うレンズキックと外部とのＩ／Ｆ（イ
ンターフェイス）といった各プログラムで構成されてい
る。

【００２０】図５はＤＳＰ演算部３６内のＣＬＶ制御ブ
ロックの構成を示すブロック図である。図において４５
はＦＧ速度カウンタ、４６はディジタルフィルタ、４７
はＰＧ位相カウンタ、４８は減算器、４９，５３，５５
はウィンドコンパレータ、５０，５１，５２はディジタ
ルフィルタ、５４は切り換えスイッチ、５６はゲイン可
変器（それぞれα、β、γはゲイン係数を表しておりシ
リアルデータにより設定変更可能であり、そのデフォル
ト値は実験によって決定する。）、５９はＰＷＭ出力部
を示す。

【００２１】次に動作について説明する。まず、ＣＬＶ
制御をかけるまではディスクモータに取り付けられたエ
ンコーダによって速度制御をかける。これによりモータ
の立ち上がり時間を速くすることができる。ついで、Ｆ
Ｇ信号によるモータ速度制御を行う。すなわち、ＦＧ速
度カウンタ４５は、ディスクモータからのＦＧ信号から
回転速度を検出する。このようにして得られた回転速度
検出信号はラグフィルタであるディジタルフィルタ５０
で位相補償が行われた後、切り換えスイッチ５４、ゲイ
ン可変器５６及びゲイン可変器５８を介してＰＷＭ変換
部３９より出力される。そしてＰＷＭ出力信号は図１を
もとに説明したようにディスクモータドライバ１８へ入
力されディスクモータの速度制御がかけられる。このと
きゲイン可変器５６のαの値は１に、またゲイン可変器
５７のβの値は０になっている。一方、検出されたＣＬ
Ｖの速度誤差信号はハードウェアで構成されるディジタ
ルフィルタ４６により平均化され、ソフトウェアにおけ
るＣＬＶ制御の制御帯域よりは十分高く、ハードウェア
のディジタルフィルタの演算周期よりも低い巡回サイク
ルにて上記平均化された速度誤差信号をソフトウェアに
て処理する。また、ソフトウェア上では減算器４８で所
定のレベルになるよう減算した後（減算比はＩＣの仕様
によって決定される）、ディジタルフィルタ５１により
位相補償（ラグフィルタ）され、スイッチ５４を介し
て、ゲイン可変器５６を介してＰＷＭ出力部５９から外
部に出力される。ここで、ディスクモータの回転速度が
所定の範囲内かどうかがウィンドコンパレータ４９にて
検出され、例えば、目標値の±３０％以内にあると検出
された時に切り換えスイッチ５４は図中下側に切り換わ
り、ＣＬＶ速度誤差信号（ＣＬＶエラー信号）を導通さ
せる。このときディジタルフィルタ５１から出力される
ＣＬＶ速度誤差信号は、ウィンドコンパレータ５５によ
り速度誤差が目標値の±１０％に収まっているかをどう
かが検出され、１０％以内であれば変調信号パターンの
６Ｔから速度情報が抽出され、１０％以上であれば変調
信号パターンの１６Ｔから抽出される。これは速度誤差
が大きい場合は、ピット長の長い１６Ｔから取り出すこ
とによってある程度ディスク回転数がずれた状態でも速
度誤差情報が得られるからである。一方、６Ｔの成分は
最短ピット長を使っているため、ディスクの回転数が所
定の回転数に近い、もしくは十分に低くないと検出でき
ないが、周期が短いため高精度に検出することが可能で
ある。また、ＰＧ位相カウンタ４７にて基準クロックと
ＣＬＶ位相信号である変調信号から抽出されたフレーム
同期信号との位相比較を行うことにより位相誤差信号を
抽出する。この位相誤差信号はディジタルフィルタ５２
にてラグリード補償されゲイン可変器５７及び５８を介
してＰＷＭ出力部３９から外部に出力される。このとき
ゲイン可変器５６や５７のゲイン係数αやβの値を変更
することで速度系と位相系のゲイン比を変えることがで
きる。例えば、シーク中や引き込み前においてはゲイン
係数αを１とし、ゲイン係数βを０とする。ＣＬＶ引き
込み動作中はαに比して、βを大きな値にすることによ
り引き込みをすばやく行うことができる。また、引き込
み終了後にはβを所定のゲインまで下げることによりジ
ッターを少なくすることができる。さらにモータのトル
ク定数のバラつきやディスクの大きさの違いから生じる
イナーシャの違いに対してはγを変更することにより、
常にトータルのループゲインが同じになるように調整す
る。これらの演算結果はＰＷＭ出力部３９から出力さ
れ、外部のフィルタ４０を介してディスクモータドライ
バ１８に供給される。このとき位相誤差信号の時間変動
をウィンドコンパレータ５３で監視することによりＣＬ
Ｖがロックしているかどうか常にチェックすることがで
きる。このときロックしない状態で、ＣＬＶの引き込み
が悪い場合は上記αやβの加算比を変えたり、γを調整
することにより、ループゲインを変更する。

【００２２】図６はＣＬＶ制御における既存のＣＤ−Ｄ
ＳＰ回路とＤＶＤ専用Ｒ−ｃｈ（Ｒｅａｄ−ｃｈａｎｎ
ｅｌ）回路を用いた例を示した図である。図において６
０はＲ−ｃｈ回路、６１はＣＤ−ＤＳＰ回路、６２，６
３は切り換えスイッチ、３６はＤＳＰ演算部、１８はデ
ィスクモータドライバ、１５はディスクモータを示す。
図５ではディジタル的にＣＬＶエラーを出力し、ＤＳＰ
演算部３６の中に転送する構成を述べたが、既に市販さ
れているようなＰＷＭ出力のＣＬＶエラー信号を用いる
場合は、図６のようになる。図６において、ＰＷＭ出力
として得られるＣＬＶエラーの速度情報（速度エラー）
や位相情報（位相エラー）は、ＤＳＰ演算部３６の中で
ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）ディスクを使ってい
るか、ＤＶＤディスクを使っているかを自動判別した結
果に基づきロジック回路もしくはディジタル的なスイッ
チ６２，６３にて切り換えられた後、コンデンサと抵抗
によるフィルタによりアナログ信号に変換され、ＤＳＰ
演算部３６の入力段に設けられたＡ／Ｄ変換器からアナ
ログ信号として入力される。このときＤＳＰ演算部３６
内の処理はすべてソフトウェアで行われ、これについて
のアルゴリズムは図５に示した通りである。また、演算
結果はＰＷＭにより出力され、平滑化フィルタを介して
ディスクモータドライバ１８へ供給される構成となって
いる。

【００２３】図７はＣＬＶ制御におけるＣＬＶエラーの
計測値をそのまま入力させる例を示した図である。図に
おいて、６７はＣＤ／ＤＶＤ共通Ｒ−ｃｈ回路、６８は
ＤＳＰ演算部３６、１８はディスクモータドライバ、１
５はディスクモータを示す。図において、ディスク情報
としてＣＬＶエラーが取り出されＤＳＰ演算部３６に入
力される場合においては、速度情報なのか、位相情報な
のか、１６Ｔに基づく信号なのか、６Ｔによる信号なの
か、を示す状態指令信号をＣＤ／ＤＶＤ共通Ｒ−ｃｈ回
路６７に送る必要がある。ソフトウェア処理以降の構成
は図６で示したものと同じである。以上のように外部に
専用のディジタルフィルタ回路を構成することで、ソフ
トウェアにて制御系を構成するシステムにおいてフレー
ム単位で得られるＣＬＶ信号を上記フレーム単位で処理
する必要がなくなり、他のフォーカスやトラッキングの
ソフトウェア処理時間を長くとることが可能となる。

【００２４】実施の形態２．図１に全体構成を示したデ
ィスク装置におけるフォーカス制御系補償回路を以下実
施の形態２として説明する。図８は実施の形態２である
フォーカス制御系補償回路の構成を示すブロック図であ
る。図において、７１はＡ／Ｄ変換器、７２はゲイン補
償器１、７３はサーチＩＮ差信号、７４は３次のローパ
スフィルタ、７５は低域補償フィルタ、７６はゲイン補
償２、７７はフォーカスＯＮ／ＯＦＦスイッチ、７８は
進み補償フィルタ、７９はフォーカスジャンプパルス発
生回路、８０は加算器、８１はサーチ電圧出力、８２は
スイッチ、８３はＤ／Ａ変換器を示す。

【００２５】次に動作について説明する。まず、入力さ
れたフォーカスエラー信号はＡ／Ｄ変換器７１にてディ
ジタル信号に変換され、サーチＩＮ差信号７３とともに
ゲイン補償器（１）７２（ゲインを例えば１倍〜５倍に
設定。）を介して、３次のローパスフィルタ７４に入力
される。ここで３次のローパスフィルタ７４はフォーカ
スエラー信号に含まれる変調信号の低域成分の外乱を除
去するために設けられたもので、例えばそのカットオフ
周波数は１５ｋＨｚに設定される。３次のローパスフィ
ルタ７４の出力信号は低域補償フィルタ７５を介して、
ゲイン補償器（２）７６（ゲインを例えば４倍〜１０倍
に設定。）に入力される。ここでゲイン補償が２箇所に
存在するのは３次のローパスフィルタ７４や低域補償フ
ィルタ７５がディジタルフィルタで構成されており、か
つ、直流ゲインが存在するため、信号の飽和を防ぐため
である。さらにここでフォーカスＯＮ／ＯＦＦスイッチ
７７を介して、進み補償フィルタ７８に入力される。上
記フォーカスＯＮ／ＯＦＦスイッチ７７が進み補償フィ
ルタ７８の手前にあるのはフォーカスＯＦＦ時において
も前述の３次のローパスフィルタ７４と低域補償フィル
タ７５に信号を通しておくことにより、サーボＯＮ時に
ディジタルフィルタの挙動による引き込み動作が不安定
になることを防ぐためである。また、低域補償フィルタ
７５はサーボループの低域ゲインを確保し、ディスク面
振れの追従能力を向上させるために挿入されている。そ
して、フォーカスが安定に追従されるように、進み補償
フィルタ７８においてサーボループの位相補償が行われ
る。一方、サーチＩＮ差信号７３が入力されるフォーカ
スジャンプパルス発生回路７９により２層ディスク再生
時における１層目から２層目へのジャンプ動作を行うこ
とができる。ここでフォーカスジャンプ処理中において
は、３次のローパスフィルタ７４、低域補償フィルタ７
５、進み補償フィルタ７８における内部変数をフリーズ
（保持）させる。そして、フォーカスジャンプ後の引き
込み動作終了後にフィルタ変数を上記フリーズした値か
らスタートさせ、追従動作を行う。２層ディスクにおい
ては１層目と２層目の偏心や面振れがほぼ等しいため、
１層目から２層目へジャンプした時においても、ジャン
プ前の偏心や面振れの状況が保持されている。したがっ
て、上記フォーカスやトラッキング制御フィルタの内部
変数をフリーズすることによって、ジャンプ前とジャン
プ後においてスムーズな過渡応答特性が実現できる。高
域での位相まわりの少ないアクチュエータを用いる場合
は、上記のフォカスジャンプパルス発生回路７９を用い
なくてもよいため、スイッチ８２にて、これを外部から
の例えば、シリアルコマンド等により、切り換えて使い
分けることができる。また、サーチ電圧ＯＵＴ８１はＤ
／Ａ変換器８３の手前に入力され、フォーカスサーボル
ープＯＮと同時にスイッチ８２が加算器８０側に切り換
えられる。

【００２６】実施の形態３．図１に全体構成を示したデ
ィスク装置におけるトラッキング制御系補償回路を以下
実施の形態３として説明する。図９は実施の形態３であ
るトラッキング制御系補償回路の構成を示すブロック図
である。図において、８４はＡ／Ｄ変換器、８５はゲイ
ン補償器１、８６は３次のローパスフィルタ、８７は低
域補償フィルタ、８８はゲイン補償２、８９はトラッキ
ングＯＮ／ＯＦＦスイッチ、９０は進み補償フィルタ、
９１はサンプリング補償器、９２は切り換えスイッチ、
９３はＤ／Ａ変換器を示す。

【００２７】次に動作を図をもとに説明する。まず、ト
ラッキングエラー信号はＡ／Ｄ変換器８４に入力され、
ディジタル信号に変換されたエラー信号はゲイン補償
（１）８５（ゲインを例えば１倍〜５倍に設定。）を介
して、３次のローパスフィルタ８６に入力される。ここ
で、３次のローパスフィルタ８６はトラッキングエラー
信号に含まれる変調信号の低域成分の外乱を除去するた
めに設けられたものである。３次のローパスフィルタ８
６の出力信号は低域補償フィルタ８７を介して、ゲイン
補償（２）８８（ゲインを例えば４倍〜１０倍に設
定。）に入力される。ここでゲイン補償が２箇所に存在
するのは３次のローパスフィルタ８６や低域補償フィル
タ８７がディジタルフィルタで構成されており、かつ、
直流ゲインが存在するため、信号の飽和を防ぐためであ
る。さらにここでトラッキングＯＮ／ＯＦＦスイッチ８
９を介して、進み補償フィルタ９０に入力される。上記
トラッキングＯＮ／ＯＦＦスイッチ８９が進み補償フィ
ルタ９０の手前にあるのはトラッキングＯＦＦ時におい
ても前述の３次のローパスフィルタ８６と低域補償フィ
ルタ８７に信号を通しておき、サーボＯＮ時にディジタ
ルフィルタの挙動による引き込み動作が不安定になるこ
とを防ぐためである。また、前述の低域補償フィルタ８
７はサーボループの低域ゲインを確保し、ディスク偏心
の追従能力を向上させるために挿入されている。そし
て、進み補償フィルタ９０においてサーボループの位相
補償が行われ、安定に追従が行われる。さらに、サンプ
リング補償器９１を介すことにより、トラッキングの演
算サイクルに起因する高域でも位相まわりを補償するこ
とが可能となる。高域での位相回りの少ないアクチュエ
ータを用いる場合は、上記のサンプリング補償器９１を
用いなくてもよいため、スイッチ９２にて、これを外部
からの例えば、シリアルコマンド等により、切り換えて
使い分けることができる。ここでフォーカスジャンプ処
理中においては、３次のローパスフィルタ８６、低域補
償フィルタ８７、進み補償フィルタ９０における内部変
数をフォーカスジャンプ前の値に再セットする。これに
より、フォーカスジャンプ後のトラック引き込みにおい
ても、引き込み動作がスムーズに行われ、面振れの大き
なディスクにおいても安定なジャンプ動作が可能とな
る。また、トラックジャンプ処理中においては、３次の
ローパスフィルタ８６、低域補償フィルタ８７、進み補
償フィルタ９０における内部変数をフリーズ（保持）さ
せる。これにより、ジャンプ動作直後のトラック引き込
みが安定に行われるようになった。

【００２８】ここで、図１に全体構成を示したディスク
装置におけるトラックジャンプ部について説明してお
く。図１０は実施の形態４であるトラックジャンプ部の
構成を示すブロック図である。図において、９４はレベ
ル検出器、９５はレベル検出器、９６はジャンプ本数指
令値、９７は反転回路、９８，９９はフリップフロップ
動作ブロック、１００は両エッジカウンタ、１０１はＸ
×Ｚ処理ブロック、１０２は確認レジスタ、１０３はＩ
Ｆ＝０でＨとなる判定ブロック、１０４，１０７は立ち
上がり検出動作ブロック、１０５はＸⁿ処理ブロック、
１０８はパルス幅計測器、１０９はパルス幅発生器、１
１０はＡＮＤ回路、１１１，１１２はゲイン係数器、１
１３はホールド部、１１４はＤ／Ａ変換器を示す。

【００２９】次の動作について説明する。まず、トラッ
クエラー信号をレベル検出器９４でゼロクロスを検知
し、和信号をレベル検知器９５でレベル検知することに
より、上記ゼロクロスがトラック中であるかトラック間
であるかを制御すると共に、上記和信号が所定レベル以
上の場合に、レベル検知器９４からのゼロクロス信号が
立ち上がるか、立ち下がるかで前方向にカウントするか
後方向にカウントするかを後段のフリップフロップ動作
ブロック９８，９９で判断し、さらに後段の両エッジカ
ウンタ１００にて立ち上がりエッジ数と立ち下がりエッ
ジ数をカウントしている。この時入力されるジャンプ本
数指令値９６に対し、これをＸ×Ｚ処理ブロック１０１
にて例えば、２倍した値と両エッジカウンタ１００にて
検出した前方向のみのゼロクロス両エッジ検出値とを比
較することで所定通りジャンプが行われたかどうかの確
認を確認レジスタ１０２で行う。また、両エッジカウン
ト値とジャンプ本数を比較すれば中間点を検出すること
ができるため、目標中間点までの差信号をＩＦ＝０でＨ
の判定をするブロック１０３に入力し、この検出信号で
後段のフリップフロップ動作ブロック１０４，１０７を
動作させ、キックパルスを発生させる。また、ディスク
の傷や外乱や誤動作により、いつまでも中間点が検出で
きなかった場合にはＸⁿ処理ブロック１０５からのトラ
ック本数Ｘをｎ乗（一般的にはｎ＝１／２）した値をタ
イマー１０６に入力し、フリップフロップ動作ブロック
１０４，１０７に信号を送り、トラックジャンプ動作を
強制的に終了させる。また、キックパルスの時間幅はパ
ルス幅計測によりカウントされ、上記パルス幅と同様も
しくは、少し短い（例えば９０％）時間幅のブレーキパ
ルスをパルス幅発生回路１０９により発生させる。この
時は上記キックパルスやブレーキパルスは可変ゲインα
１１１，β１１２を介して、トラッキングエラーに加算
できる。また、ジャンプ中はホールド部１１３により、
上記エラー信号はホールドされる。このようにして、キ
ックブレーキパルスによりアクチュエータを微小変位さ
せ、トラックジャンプ動作を行わせる。

【００３０】実施の形態４．フォーカス制御におけるサ
ーチ動作時にフォーカスアクチュエータに印加するサー
チ電圧を発生するサーチ電圧ブロックを実施の形態４と
して以下説明する。図１１は実施の形態４であるサーチ
電圧ブロックの構成を示すブロック図である。図におい
て１１５はサーチ信号発生器、１１６は電圧可変制御部
でサーチ回数は複数回を１単位とし、サーチ中にクロス
信号が無い場合、１単位終了後に電圧レベルをｕｐし、
もう１単位、さらに駄目な場合電圧レベルをさらにｕｐ
するものである。１１７はサーチＩＮ差信号で、１１８
はサーチＩＮ和信号、１１９，１２１は１ｋＨＺのロー
パスフィルタ、１２０，１２２はゼロクロス検出を行う
レベル検出器、１２４，１２５，１３０はＡＮＤ回路、
１２６は３００Ｈｚのローパスフィルタ、１２７は１０
Ｈｚのローパスフィルタ、１２８はフォーカスＯＮ回
路、１２９はスイッチ、１３１はサーチ電圧、１３２は
サーボＯＫ信号を示したものである。

【００３１】また、図１２は図１１のサーチ電圧ブロッ
クを用いたときのフォーカスサーチの状態を示した図
で、図において１３３はフォーカスアクチュエータにお
けるサーチ波形、イは全く立ち上がらないときの波形、
ロはアクチュエータの機械摩擦が小さく摩擦の粘性が高
い時の波形、ハはアクチュエータに通常の機械摩擦があ
るときの波形、ニはアクチュエータの機械摩擦が大きい
ときの波形、１３４は合焦点、１３５はサーチＩＮ差信
号、１３６はゼロクロス点、１３７は合焦点付近のサー
チＩＮ和信号を示す。

【００３２】次に動作について説明する。ます、フォー
カスＯＮ指令がサーチ信号発生器１１５に入力され、こ
こから、電圧可変制御部１１６とスイッチ１２９にサー
チ信号が送られる。さらに、サーチＩＮ差信号がノイズ
成分を除去するための１ｋＨｚのローパスフィルタ１１
９を通り、レベル検出器１２０によってサーチＩＮ差信
号のゼロクロス点を得ることができる。このサーチＩＮ
差信号の波形が図１２の波形１３５で、この波形のゼロ
クロス点が合焦点となる。このクロス信号１２３が電圧
可変制御部１１６に入力されて、例えば、サーチ回数を
１０回を１単位とすると、サーチ中にクロスが無い場
合、１単位終了後にサーチ信号発生器１１５から出力さ
れるオフセットレベルを２〜３Ｖから１．７５〜３．２
５ＶにＵＰし、もう１単位、さらに駄目な場合は１．５
〜３．５ＶにＵＰするように電圧可変制御を行い、サー
チ信号発生器１１５と接続することでフォーカスＯＮが
失敗しても、１０回はトライするようにする。このよう
にして、上記合焦点が上記サーチ印加電圧の中央部にく
るようにサーチ電圧のオフセットレベルが調整される。
そして、調整後は、電圧可変制御部１１６は調整終了時
の出力電圧を保持する。そして調整後はこの保持した出
力電圧をサーチ電圧のオフセットレベルとしてサーチ動
作が行われる。また、サーチＩＮ和信号１１８は図１２
における波形１３７のような出力を得られる。ここでサ
ーチＩＮ和信号１１８はローパスフィルタ１２１を介
し、上記レベル検出器１２２から出力された信号は上記
レベル検出器１２０からの信号とともにＡＮＤ回路１２
４に入力され、さらにこのＡＮＤ回路１２４からの出力
とフォーカスＯＮ指令信号とがＡＮＤ回路１２５に入力
され、ＡＮＤ回路１２５からの出力信号によりフォーカ
スＯＮ回路１２８でフォーカスがＯＮされる。また、レ
ベル検出器１２２から出力される信号はローパスフィル
タ１２６とローパスフィルタ１２７に入力される。ロー
パスフィルタ１２６は３００Ｈｚのローパスフィルタで
フォーカスサーチ直後にフォーカスサーボが確実にかか
っているかを確認するものでフォーカスサーボがかかっ
ていない場合は、フォーカスＯＮ回路１２８をリセット
する働きがある。ローパスフィルタ１２７は１０Ｈｚの
ローパスフィルタで通常再生時にフォーカスサーボが安
定にかかっているかをチェックするものでディスクの傷
等により信号波形が乱れて、安定にフォーカスサーボが
かかっていても誤って反応しないように上述のローパス
フィルタ１２６よりも１０Ｈｚと低いカットオフ周波数
に設定している。ローパスフィルタ１２６，１２７とも
に制御の状態によって任意に設定できるものである。上
記フォーカスＯＮ回路１２８からの出力信号と上記ロー
パスフィルタ１２７の出力をＡＮＤ回路１３０にかけて
サーボＯＫ信号１３２を得ることができる。また、フォ
ーカスＯＮ回路１２８からの出力はスイッチ１２９によ
ってサーチ信号発生器１１５とサーチ電圧１３１がカッ
トされるため、フォーカスがＯＮになった場合、サーチ
をＯＦＦにする構成となっている。

【００３３】なお、フォーカスサーチ時にトラッキング
アクチュエータにディザ信号を印加してなめらかに合焦
点にフォーカシングすることができる。図１３（ａ）は
このようにディザ信号を印加するトラッキング制御シス
テムの構成を示すブロック図であり、同図（ｂ）はサー
チ時の波形を示したものである。図において、１３８は
Ａ／Ｄ変換器、１３９は合焦点検出回路、１４０はフォ
ーカス制御回路、１４１は切り換えスイッチ、１４２は
スイッチ、１４３，１４４はＤ／Ａ変換器、１４５はフ
ォーカスアクチュエータドライバ、１４６はトラッキン
グアクチュエータドライバ、１４７はフォーカスアクチ
ュエータ、１４８はトラッキングアクチュエータ、１４
９はサーチ波形、１５０はディザ印加区間、１５１はサ
ーチＩＮ差信号である。

【００３４】まず、アクチュエータを駆動させる場合
に、温度差や湿度差によってアクチュエータの初期動作
における静止摩擦係数に違いがあることで、フォーカス
サーチ時に滑らかに合焦点を合わすことができない。そ
こで図１３の動作について説明すると上記の静止摩擦係
数の違いの影響を除去するために、ディザ信号を入力す
る。このディザ信号はディザ印加区間１５０のようにサ
ーチ差信号１５１によって合焦点が検出されるまで印加
される。このことから静止摩擦がばらついてもサーチ波
形１４９に比例した安定なサーチ動作が実現される。合
焦点検出回路１３９は図１１における合焦点を検出する
ための構成を内部に含むものである。ここで上記ディザ
信号を加えたサーチ信号はＤ／Ａ変換器１４３を介し
て、フォーカスアクチュエータドライバ１４５に入力さ
れ、フォーカスアクチュエータ１４７を駆動させること
で初期動作における静止摩擦係数の影響を除去する事が
できる。なお、上記のようにフォーカスアクチュエー
タ１４７に上記ディザ信号を与えなくてもトラッキング
アクチュエータ１４８にディザ信号を加えることで同様
に静止摩擦係数の影響を除去する事ができる。

【００３５】実施の形態５．本実施の形態は、図１に全
体構成を示した光ディスク装置におけるステッピングモ
ータの送り制御部に関するものである。図１４は実施の
形態５である光ヘッド（光ピックアップ）をステッピン
グモータで移動させる粗動機構におけるステッピングモ
ータの励磁方向を示した図である。ここでは、１−２相
励磁と２相励磁が選択される。なお、図中の表において
ＨはＨｉｇｈ、ＬはＬｏｗ、ＦはＦｏｒｗａｒｄ、Ｒは
Ｒｅｖｅｒｓｅ、ＳはＳｔｏｐ、×はＤｏｎ’ｔｃａ
ｒｅ、Ｈ１Ｆ，Ｈ２Ｆ，Ｈ１Ｒ，Ｈ２Ｒは励磁方向、Ｉ
Ｎ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４は入力電流の値を示す。
従来のステッピングモータ駆動においては励磁方向は図
１４に示すＨ１ＦとＨ２ＦとＨ１ＲとＨ２Ｒの４方向で
しか設定できなかった。しかし、例えば、Ｈ１ＦとＨ２
Ｆの位置のコイルの両方に電流を流すと励磁方向はを
示す。同様にＨ２ＦとＨ１Ｒの位置のコイルに電流を流
すと励磁方向はを示す。このことから、となりあった
ステッピングコイルに同時に電流を流すことで励磁方向
の分解能は従来のステッピングモータの送りと比較して
倍になることがわかる。また、従来のステッピングモー
タの送りに用いるスッテピング送りネジのピッチを１ピ
ッチ１００μｍとした場合、図１４における励磁方向
を得ることで送りピッチの分解能が倍に上がり従
来と比較して、５０μｍピッチでの制御が可能となる。
以上のようにステッピングモータを駆動するために、ト
ラッキング制御回路に、ステッピングモータ駆動用のパ
ターンテーブルを用意しておく。すなわち、この駆動用
パターンテーブルは、図１４（ａ）及び（ｂ）に示した
ように、ステッピングモータの励磁方向に対応したＤＳ
Ｐ演算部からステッピングモータへの出力（図１４のＩ
Ｎ１〜ＩＮ４に対応。）の関係を示すものであり、ステ
ッピングモータの励磁方向に対する送り分配能を向上さ
せるための出力信号の固定パルスパターンからなるテー
ブルである。そして、図１に示すＤＳＰ演算部３６はこ
のテーブルを参照することにより、例えば直接４本の制
御ライン（ｃ）を出力し、ステッピングモータドライバ
２０に送り、ステッピングモータを制御する。なお、本
実施の形態においては、駆動用パターンテーブルはステ
ッピングモータの励磁方向に対する送り分配能を向上さ
せるための出力信号の固定パルスパターンとして説明し
たが、この固定パルスパターンによりパルス幅変調した
パターンとしてもよい。

【００３６】次に図１５は１−２相駆動方式に遷移領域
を設けたときの励磁方向を示した図である。また、図１
６は通常の１−２相駆動の場合のメカ共振と遷移領域を
含む場合のメカ共振の波形を示した図である。図１５に
ついて説明すると、図において１５２，１５３，１５
４，１５５，１５６は励磁方向を定めるために必要なコ
イルの位置方向と電流を流す期間であり、例えば、１５
２の場合、励磁方向はＨの方向を示している。１５７，
１５８，１５９，１６０はそれぞれ励磁方向切り換え時
にスッテッピングモータの送りを滑らかにするための遷
移領域を示したものである。図１５において通常の１−
２相駆動の場合、ＡからＢ、ＢからＣ、ＣからＤに３
回、励磁方向を切り換えた場合、ステッピングモータ駆
動のメカの共振から図１６の（ａ）のようにステッピン
グ送り時に振動が発生する。これはステッピングモータ
の送りを不安定にさせるのみならず、再生時においては
トラッキング動作の追従が間に合わないためにトラック
ずれの原因となる。そこで図１５において、例えばＡか
らＢに励磁方向を切り換える場合に遷移領域１５８を設
け、遷移領域においてＢからＡの順に瞬間的に電流を流
すことで図１６（ｂ）に示すように励磁方向の切り換え
におけるステッピングモータ駆動の振動を抑えることを
可能とした。ここでは、一旦、前の状態に戻すが、極め
て短い時間であるため、逆に上記の振動に対するブレー
キ動作となり、振動が抑制される。

【００３７】また、図１７はＰＷＭ駆動を用いることで
送りピッチの分解能をさらに上げたものについて説明す
る図である。図において、例えば、Ｈ１Ｆとの中間点
に励磁方向を定めるにはＨ１Ｆに電流を流すと共にに
流す電流を断続的なもの、つまり周期的に電流の入り切
りにすることでＨ１Ｆとの中間に励磁方向を定めるこ
とができる。同様にとＨ２Ｆ、Ｈ２Ｆと、とＨ１
Ｒ、Ｈ１Ｒと、とＨ２Ｒ、Ｈ２Ｒと、とＨ１Ｆそ
れぞれの中間に励磁方向を設けることで、従来の励磁方
向の数の４倍になることがわかる。よって、従来のステ
ッピングモータの送りに用いるスッテピング送りネジの
ピッチを１ピッチ１００μｍとした場合、図１４におけ
るステッピングモータの制御を行うと２５μｍピッチで
の制御が可能となり、さらに滑らかなステッピングモー
タ駆動が可能となる。また、ＰＷＭ駆動のＨとＬの電流
をかける時間の長さの比を変えることによってさらに分
解能を上げることが可能となる。

【００３８】ここで、本実施の形態におけるディジタル
演算部を有するステッピングモータの送り制御部の構成
を図１８に示す。図において１６１はサーボ演算部、１
６２はトランジスタ、１６３はダイオード、１６４は低
電圧レギュレータ、１６５，１６６はＨブリッジドライ
バ、１６７はステッピング駆動部を示す。次に動作につ
いて説明する。まず、サーボ演算部１６１から駆動電圧
制御信号が出力され、ステッピングモータの通常送りの
時はステッピングモータの回転数は低くてもよいため、
低電圧レギュレータ１６４とダイオード１６３を用いて
低い電圧でＨブリッジドライバ１６５とＨブリッジドラ
イバ１６６を駆動する。シーク時は高い電圧で高回転を
維持しないと脱調するため、トランジスタ１６２をＯＮ
させ、通常送り時より高い電圧Ｖｃｃで駆動する。この
ように電圧駆動を切り換えて、それぞれの電圧でＨブリ
ッジドライバ１６５，１６６を駆動させ、ステッピング
駆動部１６７の駆動を行う。また、通常再生の時はステ
ッピング駆動による振動が少ない。さらに、１−２相励
磁よりも２相励磁の方が高い回転数で駆動できる。図１
８においてシーク時の波形および低電圧ＰＷＭ駆動波
形、Ｖｃｃ１−２相駆動波形、Ｖｃｃ２相駆動波形のそ
れぞれのタイミングを示す。図においてステッピングモ
ータの通常送りの時は低電圧ＰＷＭ駆動を行い、電圧を
高くして１−２相励磁に切り換える場合は、Ｖｃｃ１−
２相駆動を行い、さらに高い２相励磁に切り換えた場合
にＶｃｃ２相駆動を行う。このようにステッピングモー
タの駆動電圧を切り換えることで、通常再生時には低い
電圧で駆動し、次の相へ遷移するときにはゆっくりと振
動の少ないように動作させ、高速アクセス時においては
高い電圧で駆動することによってステッピングモータが
脱調しないようにする。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る光ディスク装置において
は、外部に専用のディジタルフィルタ回路を構成し、変
調信号の読み出しクロックと基準クロックとの周波数お
よび位相比較を行った結果を入力するときに通信サイク
ルにより上記制御演算部におけるディスク回転に係わる
プログラム命令巡回サイクルを低くしたので、フレーム
単位で得られるＣＬＶ信号を上記フレーム単位にソフト
ウェアで処理する必要が無のくなり、他のフォーカスや
トラッキングのソフトウェア処理時間を長くとることが
可能となった。

【００４０】また、フォーカスジャンプを行う処理中に
おいては、それぞれフィルタの内部変数をフリーズする
ので、フォーカスジャンプ時において、ジャンプ後のフ
ォーカス制御の引き込みがスムーズに行われるようにな
り、面振れの大きなディスクにおいても安定なジャンプ
動作が可能となった。

【００４１】また、上記位相進み補償フィルタおよびサ
ンプリング補償フィルタの内部変数を上記フォーカスジ
ャンプ前の値に再セットするので、フォーカスジャンプ
後のトラック引き込みにおいても、引き込み動作がスム
ーズに行われ、偏心の大きなディスクに対しても、引き
込み時のトラックはずれが防止される。

【００４２】また、トラックジャンプを行う処理中にお
いては、上記位相進み補償フィルタおよびサンプリング
補償フィルタの内部変数をフリーズするので、トラック
ジャンプ時においても、ジャンプ動作直後のトラック引
き込みが安定に行われるようになった。

【００４３】また、フォーカス制御をかけるためのサー
チ動作時に、フォーカスアクチュエータサーチ印加電圧
に対する光ヘッドの合焦点を記憶し、合焦点が上記サー
チ印加電圧の中央部にくるように上記サーチ印加電圧の
オフセットレベルを調整するとともに、調整後は上記オ
フセットレベルを記憶した値においてサーチ動作を行わ
せるので、フォーカスアクチュエータの軸摩擦の状態
が、温度、湿度経時変化等により変動しても安定な引き
込みが実現できるようになった。

【００４４】さらに、フォーカス方向の移動速度に応じ
て発生する検出信号および誤差信号の信号変化を十分に
通過するディジタルフィルタを介した信号によってタイ
ミングの検出を行うので、フォーカスセンサ信号にディ
スクのピット列によるピット外乱が混入しても、安定な
引き込み動作を行うことができる。

【００４５】また、ディジタル演算部が、ファインアク
チュエータを制御するための制御補償フィルタと粗動機
構を制御するための制御補償フィルタおよび上記ステッ
ピングモータ駆動用の駆動パターンテーブルを有すると
ともに、駆動パターンテーブルは、送り分配能を向上さ
せるための出力信号の固定パルスパターンもしくはパル
ス幅変調したパターンを含むようにしたので、ステッピ
ングモータによる送り機構を用いた場合でも、通常再生
時、直流モータの送り動作を実現すると共に、滑らかな
送り動作を行うことができる。

【００４６】また、信号再生時のステッピングモータ送
りに際し、駆動パターンを粗動機構用の補償フィルタの
出力に基づき、インクリメントさせる時に次のパターン
を出力後、所定時間後に所定時間だけ１つ前のパターン
を出力させるようにしたので、ステッピングモータの送
りを滑らかにでき、ステッピングの相が切り替わるとき
の振動を防止し、トラックはずれ等が生じないシステム
を構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である光ディスク装
置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１である光ディスク装
置のＤＳＰ演算部内部のソフトウェア動作を示す図であ
る。

【図３】この発明の実施の形態１である光ディスク装
置の制御システムのフローチャートを示す図である。

【図４】この発明の実施の形態１である光ディスク装
置の制御システムの内部プログラム構成を示す図であ
る。

【図５】この発明の実施の形態１である光ディスク装
置におけるＣＬＶ制御ブロックの構成を示すブロック図
である。

【図６】この発明の実施の形態１である光ディスク装
置のＣＬＶ制御において既存のＣＤ−ＤＳＰＩＣとＤＶ
Ｄ専用Ｒ−ｃｈを用いた例を示すブロック図である。

【図７】この発明の実施の形態１である光ディスク装
置においてＣＬＶエラーの計測値をそのまま入力させる
例を示すブロック図である。

【図８】この発明の実施の形態２である光ディスク装
置におけるフォーカス制御系補償回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図９】この発明の実施の形態３である光ディスク装
置におけるトラッキング制御系補償回路の構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】この発明の実施の形態３である光ディスク
装置におけるトラッキングジャンプ部の構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】この発明の実施の形態４である光ディスク
装置におけるサーチ電圧制御回路の構成を示すブロック
図である。

【図１２】この発明の実施の形態４である光ディスク
装置におけるサーチ電圧波形を示した図である。

【図１３】この発明の実施の形態４である光ディスク
装置においてディザ信号を印加するトラッキング制御シ
ステムの構成を示すブロック図及びサーチ時の波形を示
す図である。

【図１４】この発明の実施の形態５である光ディスク
装置における１−２相励磁選択時および２相励磁選択時
の励磁方向を示した図である。

【図１５】この発明の実施の形態５である光ディスク
装置における遷移領域を設けたときの励磁方向を示した
図である。

【図１６】この発明の実施の形態５である光ディスク
装置における通常の１−２相駆動の場合のメカ共振と遷
移領域を含む場合のメカ共振の波形を示した図である。

【図１７】この発明の実施の形態５である光ディスク
装置においてＰＷＭ駆動を用いることで送りピッチの分
解能をさらに上げたものを示す図である。

【図１８】この発明の実施の形態５である光ディスク
装置におけるステッピングモータの送り制御の構成を示
しすブロック図である。

【図１９】従来の光ディスク装置の全体構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１４は光ディスク、１５はディスクモータ、１６は光ピ
ックアップ、１７はステッピングモータ、１８はディス
クモータドライバ、１９はアクチュエータドライバ、２
０はステッピングモータドライバ、２１はマトリクスア
ンプ、２２，２３，２４はフィルタ、２５はコンパレー
タ、２６はイコライザー、２７はＰＬＬデータ検出器、
２８はスイッチ、２９はＡ／Ｄ変換器、３０はレジスタ
１、３１はレジスタ２、３２はレジスタ３、３３は両エ
ッジカウンタ、３４はディジタルフィルタ、３５はレジ
スタ４、３６はＤＳＰ演算部、３７，３８はＤ／Ａ変換
器、３９はＰＷＭ変換器、４０はフィルタ、４１はサー
ボ演算コア部、４２はトラッキングサブルーチン、４３
はフォーカスサブルーチン、４４はその他のサブルーチ
ン、４５はＦＧ速度カウンタ、４６はディジタルフィル
タ、４７はＰＧ位相カウンタ、４８は減算器、４９，５
３，５５はウインドコンパレータ、５０，５１，５２は
ディジタルフィルタ、５４は切り換えスイッチ、５６，
５７，５８はゲイン可変器、６０はＲ−ｃｈ回路、６１
はＣＤ−ＤＳＰ回路、６２，６３は切り換えスイッチ、
６７はＣＤ／ＤＶＤ共通Ｒ−ｃｈ回路、７１はＡ／Ｄ変
換器、７２はゲイン補償器、７３はサーチＩＮ差信号、
７４は３次のローパスフィルタ、７５は低域補償フィル
タ、７６はゲイン補償２、７７はフォーカスＯＮ／ＯＦ
Ｆスイッチ、７８は進み補償フィルタ、７９はフォーカ
スジャンプパルス発生回路、８０は加算器、８１はサー
チ電圧出力、８２は加算器、８３はＤ／Ａ変換器、８４
はＡ／Ｄ変換器、８５はゲイン補償器１、８６は３次の
ローパスフィルタ、８７は低域補償フィルタ、８８はゲ
イン補償器２、８９はトラッキングＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ、９０は進み補償フィルタ、９１はサンプリング補償
器、９２は切り換えスイッチ、９３はＤ／Ａ変換器、９
４はレベル検出器、９５はレベル検出器、９６はジャン
プ本数指令値、９７は反転回路、９８，９９はフリップ
フロップ動作ブロック、１００は両エッジカウンタ、１
０１はＸ×Ｚ処理ブロック、１０２は確認レジスタ、１
０３は判定ブロック、１０４，１０７は立ち上がり検出
動作ブロック、１０５はＸⁿ処理ブロック、１０６はタ
イマー、１０８はパルス幅計測器、、１０９はパルス幅
発生器、１１０はＡＮＤ回路、１１，１１２はゲイン、
１１３はホールド部、１１４はＤ／Ａ変換器、１１５は
サーチ信号発生器、１１６は電圧可変制御部、１１７は
サーチＩＮ差信号、１１８はサーチＩＮ和信号、１１
９，１２１はローパスフィルタ、１２０，１２２はレベ
ル検出器、１２４，１２５，１３０はＡＮＤ回路、１２
６はローパスフィルタ、１２７はローパスフィルタ、１
２８はフォーカスＯＮ回路、１２９はスイッチ、１３１
はサーチ電圧、１３２はサーボＯＫ信号、１３８はＡ／
Ｄ変換器、１３９は合焦点検出器、１４０はフォーカス
制御回路、１４１は切り換えスイッチ、１４２はスイッ
チ、１４３，１４４はＤ／Ａ変換器、１４５はフォーカ
スアクチュエータドライバ、１４７はトラッキングアク
チュエータドライバ、１４８はフォーカスアクチュエー
タ、１５７，１５８，１５９，１６０は遷移領域、１６
１はサーボ演算部、１６２はトランジスタ、１６３はダ
イオード、１６４は低電圧レギュレータ、１６５，１６
６はＨブリッジドライバ、１６７はステッピング駆動
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田禎宣東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクのディスク回転を制御するた
めの制御システムが、ディジタル回路およびソフトウェ
ア処理により行われる光ディスク装置において、光ディスクのピット列を再生することで得られる上記変
調信号の読み出しクロックと基準クロックとの周波数お
よび位相比較を行った結果を所定の通信サイクルにより
シリアルデータにて上記所定のディジタル回路に入力し
た後、上記所定のディジタル回路内のディジタルフィル
タにて平均化するとともに、上記平均化したデータを上
記制御演算部に入力することにより、上記制御演算部に
おけるディスク回転に係わるプログラム命令巡回サイク
ルを、上記所定の通信サイクルよりも低くしたことを特
徴とする光ディスク装置。
【請求項２】ディジタル演算処理にて光ディスクのフ
ォーカス制御を行う光ディスク装置において、上記ディジタル演算処理を行うディジタル演算回路と、上記ディジタル演算回路に入力されるフォーカスエラー
信号に含まれるノイズ成分を除去するためのノイズフィ
ルタと、制御ループの低域ゲインを確保するための低域補償フィ
ルタと、安定性を確保するための位相進み補償フィルタとフォー
カスジャンプパルス発生回路とを備え、フォーカスジャンプを行う処理中においては、上記それ
ぞれフィルタの内部変数をフリーズすることを特徴とす
る光ディスク装置。
【請求項３】ディジタル演算処理にて光ディスクのフ
ォーカス制御を行う光ディスク装置において、上記ディジタル演算処理を行うディジタル演算回路と、上記ディジタル演算回路に入力されるトラックエラー信
号に含まれるノイズ成分を除去するためのノイズフィル
タと、制御ループの低域ゲインを確保するための低域補償フィ
ルタと、安定性を確保するための位相進み補償フィルタもしく
は、上記演算処理に伴うサンプリングによる位相遅れを
補償するためのサンプリング補償フィルタを含む位相進
み補償フィルタとを備え、フォーカスジャンプを行う処理中においては、上記位相
進み補償フィルタおよびサンプリング補償フィルタの内
部変数を上記フォーカスジャンプ前の値に再セットする
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】ディジタル演算処理にて光ディスクのフ
ォーカス制御を行う光ディスク装置において、上記ディジタル演算処理を行うディジタル演算回路と、上記ディジタル演算回路に入力されるトラックエラー信
号に含まれるノイズ成分と除去するためのノイズフィル
タと、制御ループの低域ゲインを確保するための低域補償フィ
ルタと、安定性を確保するための位相進み補償フィルタもしく
は、上記演算処理に伴うサンプリングによる位相遅れを
補償するためのサンプリング補償フィルタを含む位相進
み補償フィルタとを備え、トラックジャンプを行う処理中においては、上記位相進
み補償フィルタおよびサンプリング補償フィルタの内部
変数をフリーズすることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】ディジタル演算処理により光ディスクの
フォーカスアクチュエータに対してフォーカス制御を行
う装置において、上記フォーカス制御をかけるためのサーチ動作時に、フ
ォーカスアクチュエータサーチ印加電圧に対する上記光
ヘッドの合焦点を記憶し、上記合焦点が上記サーチ印加
電圧の中央部にくるように上記サーチ印加電圧のオフセ
ットレベルを調整すると共に、調整後は上記オフセット
レベルを記憶した値においてサーチ動作を行わせること
を特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】上記合焦点の検出が光ヘッドからの全反
射光量検出信号が所定レベル以上の時に、フォーカス誤
差信号のゼロクロスタイミングを検出することによって
行われると共に、光ヘッドからのセンサー信号に含まれ
るノイズ成分を除去し、フォーカス方向の移動速度に応
じて発生する上記検出信号および誤差信号の信号変化を
十分に通過するディジタルフィルタを介した信号によっ
て上記タイミングの検出が行われることを特徴とする請
求項５記載の光ディスク装置。
【請求項７】光ヘッドのファインアクチュエータおよ
び前記光ヘッドをステッピングモータにて移動させる粗
動機構にてトラッキング動作を行うためのディジタル演
算部を有するトラッキング制御回路において、上記ディジタル演算部が、上記ファインアクチュエータ
を制御するための制御補償フィルタと上記粗動機構を制
御するための制御補償フィルタおよび上記ステッピング
モータ駆動用の駆動パターンテーブルを有すると共に、
上記駆動パターンテーブルは、送り分配能を向上させる
ための出力信号の固定パルスパターンもしくはパルス幅
変調したパターンを含むことを特徴とする光ディスク装
置。
【請求項８】光ヘッドのファインアクチュエータおよ
び前記光ヘッドをステッピングモータにて移動させる粗
動機構にてトラッキング動作を行うためのディジタル演
算部を有するトラッキング制御回路において、上記ディジタル演算部が、上記ファインアクチュエータ
を制御するための制御補償フィルタと上記粗動機構を制
御するための制御補償フィルタおよび上記ステッピング
モータ駆動用の駆動パターンテーブルを有すると共に、
信号再生時の上記ステッピングモータ送りに際し、上記
駆動パターンを上記粗動機構用の補償フィルタの出力に
基づき、インクリメントさせる時に次のパターンを出力
後、所定時間後に所定時間だけ１つ前のパターンを出力
することを特徴とする光ディスク装置。