JPH10334582A - ディスク装置のサーボはずれ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 従来の光ディスク装置は、アクセスタイム向
上のためスピンドルモータを高速に回転させて高速でア
クセス行うと、サーボはずれを起こし、リカバリー時間
が発生するといった課題を抱えていた。従って、ディス
ク装置のサーボはずれを防止する装置を提供することで
ある。 【解決手段】 ディスクに記録された信号の理想の読取
位置からの信号読取手段の位置ずれの方向及び量を検出
する手段と、位置ずれの方向及び量に基づき位置ずれを
補正する手段とを備えたディスク装置のサーボはずれ防
止装置において、位置ずれ量を監視し、目標回転速度で
信号を読み取ることができる位置ずれの限界を示す限界
値の関数である所定の境界値と位置ずれ量とを比較する
エラー信号比較手段と、位置ずれ量が前記境界値を越え
た場合に、ディスクの目標回転速度を位置ずれ量が前記
境界値以下となりうる所定の減速速度まで落とすディス
ク回転速度制御手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスク装置のサーボは
ずれ防止装置に関し、特にディスクモータの回転速度を
制御することによってサーボはずれを防止するディスク
装置のサーボはずれ防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスク装置には、ディスクを回
転させながらディスクに記録された信号を読み取る時
に、ディスクに記録された信号の理想の読取位置からの
読取手段の位置ずれを検出する手段と、位置ずれをサー
ボで補正する手段とを備えている。ＣＤ−ＲＯＭやＤＶ
Ｄ等の光ディスクの場合では、例えば光学ピックアップ
部内の半導体レーザー、対物レンズ、光検出器を用いて
行い、半導体レーザーから対物レンズを通してレーザー
光を信号記録帯に出力し、反射したレーザー光を複数の
光検出器で検出することで、記録した信号、信号記録帯
との位置関係、を検出する。検出した位置ずれは対物レ
ンズの位置を動かすことでレーザー光の光路を変更し、
常に最適な位置で信号の読み取りを行なっている。従来
のディスク装置の説明として、図３に示すＣＤ−ＲＯＭ
やＤＶＤ等の光ディスクを読み取る光ディスク装置のブ
ロック構成図を用いて説明する。

【０００３】図３に示すように従来の光ディスク装置
は、信号が螺旋状のトラックとして記録された光ディス
ク１を回転駆動するディスクモータ９と、図示しない半
導体レーザー、対物レンズ、光検出器を備え、光ディス
ク１から信号を読み出す光学ピックアップ２と、光学ピ
ックアップ２の出力から、光ディスク１のトラックの理
想の読取位置に対する対物レンズの理想の位置からのト
ラッキング方向の位置ずれ方向及び位置ずれ量を表すト
ラッキングエラー信号と、光ディスク１のトラックの理
想の読取位置に対する対物レンズの理想の位置からのフ
ォーカス方向の位置ずれ方向及び位置ずれ量を表すフォ
ーカスエラー信号と、光ディスク１に記録された信号で
あるＲＦ信号から抽出された同期クロック信号とを生成
するＲＦアンプ部３と、トラッキングエラー信号を受け
て、対物レンズのトラッキング方向の位置ずれを補正す
る信号を出力するトラッキングサーボ４と、トラッキン
グサーボ４の出力により対物レンズをトラッキング方向
に移動させるトラッキングアクチュエータ７と、フォー
カスエラー信号を受けて、対物レンズのフォーカス方向
の位置ずれを補正する信号を出力するフォーカスサーボ
５と、フォーカスサーボ５の出力により対物レンズをフ
ォーカス方向に移動させるフォーカスアクチュエータ８
と、光ディスク１の目標回転速度を示す基準クロック信
号を生成するディスク回転速度制御回路１０と、光ディ
スクから読み込んだ同期クロック信号と基準クロック信
号とを位相比較して、目標回転速度とのずれを補正して
目標回転速度となるようにディスクモータ９を駆動させ
る回転サーボ６とを備えている。

【０００４】ここでいうトラッキング方向とは光ディス
ク１の半径方向を、フォーカス方向とはディスク記録面
からの法線方向を指す。また目標速度の基準クロック信
号は光ディスクから読み込んだ同期クロック信号とディ
スクの回転速度について対応する信号で、ＣＬＶ、ＣＡ
Ｖ等の動作方式及び光ピックアップのトラッキング方向
の位置等に応じて周波数が決められ、生成される。

【０００５】次に従来の光ディスク装置の動作について
説明する。光ディスクを回転させ、目標アドレスに到達
した後、トラッキングサーボ系、フォーカスサーボ系を
閉じてトラックに追従させる。

【０００６】トラッキングサーボ４は、上記トラッキン
グエラー信号からイコライザーにてサーボゲインの調整
及び発振防止のための位相補正した信号とを合成して、
トラッキングアクチュエータ７に伝え、光学ピックアッ
プ２の対物レンズを光ディスク１のトラッキング方向
（外周−内周）に移動させ、常に記録信号に対するトラ
ッキング方向の対物レンズの位置ずれを補正する。

【０００７】また、フォーカスサーボ５は、上記フォー
カスエラー信号からイコライザーにてサーボゲインの調
整及び発振防止のための位相補正した信号をフォーカス
アクチュエータ８に伝え、光学ピックアップ２の対物レ
ンズを光ディスク１のフォーカス方向（上−下）に駆動
し、常に記録信号に対する対物レンズのフォーカス方向
の距離を一定に保つ。

【０００８】回転サーボ６はディスク回転速度制御回路
１０から生成された基準クロック信号と、上記ＲＦアン
プ部３から取り出した同期クロック信号とを位相比較す
る。その結果、同期クロックが基準クロックより遅いと
き回転速度を上げ、逆に基準クロックより遅ければ回転
速度を下げることによって、光ディスク１を回転速度を
安定させる。

【０００９】以上により従来の光ディスク装置では、光
学ピックアップの対物レンズがトラックに追従すること
で、常に最適な信号を読み取ることができた。

【００１０】ところでトラックはある程度決められた位
置にあるとは限らず、フォーカス方向の要因としてはデ
ィスク製造時または経年変化による歪み、反り、うね
り、またトラッキング方向の要因としてはトラックの真
円度、ディスクのセンターホールの精度、ディスクモー
タ９にチャッキングする際の誤差などで位置がずれてし
まう。特にＣＤ−ＲＯＭのような交換可能で、プラスチ
ック系材料で形成されたものは、それが顕著に現れる。

【００１１】このようなディスクを回転させるとトラッ
クの位置は、ディスクの回転速度に比例してほぼ周期的
に変動する。これに追従する対物レンズの加速度は、デ
ィスクの回転速度の２乗に比例して大きくなるため、光
ディスク装置のデータ転送速度を上げるために回転速度
を上げれば、対物レンズが追従できなくなり、正常な信
号の読み取りができなくなる。

【００１２】すなわち、ディスクモータを高速に回転さ
せて高速でアクセスするとアクセスタイムは向上する
が、トラッキング方向、フォーカス方向ともにアクチュ
エータの駆動に必要なサーボゲインを得ることが出来な
くなり、その結果対物レンズの追従力が弱まり、図４に
示すトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号を
示す曲線（Ａ）の振幅が大きくなるところが発生する。
トラッキングエラー信号が限界電圧（Ｂ）を越えた場合
はレーザー光が所望のトラックからほぼ外れ、信号の記
録されていない領域、またはスパイラル状に信号が記録
された光ディスクの場合ではディスクの回転により隣接
するトラックへ移動し、所望の記録信号が読み取れな
い。フォーカスエラー信号が限界電圧（Ｂ）を越えた場
合は信号の読み取り可能な位置からほぼ外れ、正常に信
号が読み取れない。限界電圧を越えることによりいわゆ
るサーボはずれを起こしてしまうことがあった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ディスク装置は、アクセスタイム向上のためスピンドル
モータを高速に回転させて高速でアクセス行うと、サー
ボはずれを起こし、リカバリー時間が発生するといった
課題を抱えていた。従って、本発明の目的は、ディスク
装置のサーボはずれを防止する装置を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明のディスク装置のサーボはずれ防止装置
は、ディスクに記録された信号の理想の読取位置からの
信号読取手段の位置ずれの方向及び量を検出する手段
と、前記位置ずれの方向及び量に基づき位置ずれを補正
する手段とを備えたディスク装置のサーボはずれ防止装
置において、前記位置ずれ量を監視し、目標回転速度で
信号を読み取ることができる位置ずれの限界を示す限界
値の関数である所定の境界値と前記位置ずれ量とを比較
するエラー信号比較手段と、前記位置ずれ量が前記境界
値を越えた場合に、ディスクの目標回転速度を前記位置
ずれ量が前記境界値以下となりうる所定の減速速度まで
落とすディスク回転速度制御手段とを有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のディスク装置のサ
ーボはずれ防止装置の一実施の形態について、ディスク
装置の例としてのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光ディスク
装置に適用して、図１及び図２を参照しながら説明す
る。

【００１６】図１は本発明のディスク装置のサーボはず
れ防止装置を適用した光装置のブロック図を示し、図２
は、光ディスク装置のトラッキングエラー信号またはフ
ォーカスエラー信号を示す曲線（Ａ）と、ディスク回転
速度を示す曲線（Ｂ）と、境界値（Ｃ）と、限界値
（Ｄ）とを示す波形図である。

【００１７】図１に示す本発明の実施の形態のディスク
装置のサーボはずれ防止装置は、信号読取手段２が信号
を読み取ることができるトラッキングエラー信号、フォ
ーカスエラー信号の限界値を計測し、出力する限界信号
生成手段１３と、限界値の関数である境界値を設定し、
トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号と境界
値を比較し、出力するエラー信号比較手段１１と、ディ
スクモータ９の回転数を検出する回転数検出手段１２
と、エラー信号比較手段１１及び回転数検出手段１２の
出力に応じ、基準クロック信号の周波数を制御するディ
スク回転速度制御手段１０とを備える。

【００１８】回転数検出手段１２は、ディスクモータ９
内の図示しないパルスエンコーダーの出力を受け、ディ
スクが何回回転したかを計測する。

【００１９】エラー信号比較手段１１は、限界信号生成
手段から得た限界値について機構系の負荷、対物レンズ
の重量、サーボゲイン等を考慮して、限界値以下でサー
ボはずれを起こさない境界値を設定する。ここでは限界
値に経験的に得られた所定の比率を積して境界値を設定
する。さらにトラッキングエラー信号及びフォーカスエ
ラー信号を監視して、そのどちらかが境界値を上回っ
た、どちらも境界値以下であるかを出力する。

【００２０】ディスク回転速度制御手段１０は、エラー
信号比較手段１１からの出力を受け、トラッキングエラ
ー信号、フォーカスエラー信号のいずれもが境界値以下
となるように基準クロック信号の周波数を変更し、ディ
スクの回転速度を制御する。

【００２１】次に本発明の一実施の形態のディスク装置
のサーボはずれ防止装置の動作を説明する。

【００２２】まず最初に境界値を設定する。トラッキン
グサーボ、フォーカスサーボを開いた状態で、ディスク
モータ９を回転させる。次にフォーカスサーボ５を開い
たままフォーカスアクチュエータ８で対物レンズをフォ
ーカス方向の可動範囲で駆動させる。するとフォーカス
エラー信号にフォーカスサーボ５が追従できる限界範囲
が出力され、限界信号生成手段１３は、その位置ずれ量
の最大値をフォーカス方向の限界値として測定する。

【００２３】フォーカス方向の限界値を測定できたら次
にトラッキング方向について測定する。フォーカスサー
ボ５を閉じ、トラッキングアクチュエータ７で対物レン
ズをトラッキング方向の可動範囲で駆動させる。すると
トラッキングエラー信号にトラッキングサーボ４が追従
出来る限界範囲が計測され、基準電圧生成回路１３は、
その最大値をトラッキング方向の限界値として測定す
る。

【００２４】対物レンズの可動範囲の中点に対し限界範
囲が対称でない場合には、例えばフォーカス方向でディ
スクに近づく方向と離れる方向で限界が異なる場合は、
限界値が小さい方向の最大値を取っても良いし、個々の
方向の限界値として出力してもよい。

【００２５】またＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光ディスク
の場合にはフォーカス方向に対物レンズ移動させたとき
の信号波形が線形の信号でない、Ｓ字カーブを描く特性
として出力されるので、その場合は線形に補正した時の
最大値、またはそのままの最大値をとってもよい。

【００２６】エラー信号比較手段１１は、トラッキング
方向及びフォーカス方向の限界値から、機構系の負荷、
対物レンズの重量、サーボゲイン等により予め設定され
た限界値に対する信号に追従可能な比率の積を演算して
境界値を個々に設定しする。

【００２７】以上で境界値の設定ができたので、ディス
クモータ９を本来の動作時の回転速度にする。

【００２８】データを読み取っている間、エラー信号比
較器１１は、トラッキングエラー信号及びフォーカスエ
ラー信号を監視し、どちらかがそれぞれに対して設定さ
れた境界値を上回ったことを出力し、ディスク回転速度
制御回路１０はこの出力に応じてディスクモータ９の回
転速度を所定の速度まで落とす。この速度は例えばＣＤ
−ＲＯＭを１０倍速で回していた時に２倍速であってい
いし、１０倍速から９倍速、８．５倍速等境界値を下回
るように段階的に下げてやってもよい。

【００２９】またエラー信号比較手段の構成をトラッキ
ング信号、フォーカス信号と境界値の差も出力するよう
にしておいて、その差に応じて減速する速度を設定して
やってもよい。差が大きければ１０倍速から２倍速、差
が小さければ１０倍速から７倍速という用にトラッキン
グエラー信号、フォーカスエラー信号が境界値以下とな
るようにする。

【００３０】ここで説明した１０倍速等の具体的数字
は、目標回転速度と、減速した速度の関係を示す一例で
ある。

【００３１】速度を落とした後ディスクモータ９の回転
回数が予め設定された回転回数に達しても境界値を上回
らなければ、この回転速度では十分追従できると判断し
て、ディスク回転速度制御手段１０は回転速度を本来の
目標速度まで段階的にあげるように基準クロック信号の
周波数を上げる。

【００３２】速度を１段階上げた後、予め設定された回
転回数に達しても境界値を上回らなければ、再度速度を
１段階上げる。速度を１段階上げた後、予め設定された
回転回数以内に境界値を上回るならば、速度を１段階落
とす。

【００３３】この回転回数は厳密な回数でなくてもいい
ので、本構成に計時手段を備えて回転速度を基にある時
間でだいたいの回数をみてやってもいいし、読み取った
信号から得られた同期信号、またはアドレス番地から計
算してもよい。

【００３４】以上、本発明の１実施の形態を光ディスク
装置を例にとって説明したが、ディスクに記録された信
号に対する読み取り手段の理想の位置からのズレ量を検
出する手段と、ズレ量を補正する手段とを備えたディス
ク装置であれば、例えばＨＤＤのような磁気で記録さ
れ、ヘッドを浮かせたものでもトラッキング方向のみの
適用が可能である。またＭＯ、ＤＶＤ等の種々のディス
ク装置にも適用が可能である。

【００３５】また境界値は毎回計測せずに予め設定して
おいてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の媒体が交換
可能な装置の場合は、媒体ごとに限界値を計測し、媒体
ごとの個体差に合わせてやってもよい。

【００３６】また境界値を決める関数も比率だけではな
く、例えばＣＤ−ＲＯＭ装置に見られる４本ワイヤ式ピ
ックアップ装置を備えた信号読取手段の場合には、トラ
ッキング方向とフォーカス方向にて対物レンズの動く負
荷特性が異なり、線形でないものがある場合、境界値を
設定する関数はそれらを補正するようなものを個々の方
向に設定してもよい。

【００３７】また光ディスク装置の説明として対物レン
ズを動かすことで補正するものについて説明したが、ト
ラッキング方向の補正を光ピックアップ系全体で行うも
の、例えばスイングアーム式、リニアモータ式等で知ら
れる光ピックアップ系全体の送り機構そのものをトラッ
キングサーボとするものにも適用できる。

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のディスク装
置のサーボはずれ防止装置によれば、ディスクに記録さ
れた信号の理想の読取位置からの信号読取手段の位置ず
れの方向及び量を検出する手段と、前記位置ずれの方向
及び量に基づき位置ずれを補正する手段とを備えたディ
スク装置のサーボはずれ防止装置において、前記位置ず
れ量を監視し、目標回転速度で信号を読み取ることがで
きる位置ずれの限界を示す限界値の関数である所定の境
界値と前記位置ずれ量とを比較するエラー信号比較手段
と、前記位置ずれ量が前記境界値を越えた場合に、ディ
スクの目標回転速度を前記位置ずれ量が前記境界値以下
となりうる所定の減速速度まで落とすディスク回転速度
制御手段とを有することで、サーボはずれを起こす前に
ディスクの回転速度を落とし、サーボはずれを起こさな
い最大回転速度でディスクから信号を読むことができる
ため、サーボはずれによるリカバリー時間が発生しな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の光ディスク装置のブロ
ック図である。

【図２】本発明の一実施の形態の光ディスク装置のエラ
ー信号（Ａ）、ディスク回転速度（Ｂ）、境界値
（Ｃ）、限界値（Ｄ）を示す波形図である。

【図３】従来の光ディスク装置のブロック図である。

【図４】従来の光ディスク装置のエラー信号（Ａ）、限
界値（Ｄ）である。

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ 光学ピックアップ ３ ＲＦアンプ部 ４ トラッキングサーボ ５ フォーカスサーボ ６ 回転サーボ ７ トラッキングアクチュエータ ８ フォーカスアクチュエータ ９ ディスクモータ １０ ディスク回転速度制御手段 １１ エラー信号比較手段 １２ ＦＧ検出手段 １３ 限界信号生成手段 （Ａ） エラー信号 （Ｂ） ディスク回転速度 （Ｃ） 境界値 （Ｄ） 限界値

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクに記録された信号の理想の読取
   位置からの信号読取手段の位置ずれの方向及び量を検出
   する手段と、前記位置ずれの方向及び量に基づき位置ず
   れを補正する手段とを備えたディスク装置のサーボはず
   れ防止装置において、前記位置ずれ量を監視し、目標回
   転速度で信号を読み取ることができる位置ずれの限界を
   示す限界値の関数である所定の境界値と前記位置ずれ量
   とを比較するエラー信号比較手段と、前記位置ずれ量が
   前記境界値を越えた場合に、ディスクの目標回転速度を
   前記位置ずれ量が前記境界値以下となりうる所定の減速
   速度まで落とすディスク回転速度制御手段とを有するこ
   とを特徴とするディスク装置のサーボはずれ防止装置。
2. 【請求項２】 前記ディスク回転速度制御手段が、前記
   位置ずれ量が前記境界値を越えている間、前記減速速度
   までディスクの所定の回転回数ごとに段階的に速度を落
   としていくことを特徴とする請求項１記載のディスク装
   置のサーボはずれ防止装置。
3. 【請求項３】 前記ディスク回転速度制御手段が、前記
   位置ずれ量と前記境界値との差に応じて前記減速速度を
   設定することを特徴とする請求項１記載のディスク装置
   のサーボはずれ防止装置。
4. 【請求項４】 前記ディスク回転速度制御手段が、目標
   回転速度より減速している場合に前記回転回数以上ディ
   スクが回転しても前記位置ずれ量が前記境界値を越えな
   ければ、ディスクの前記目標回転速度まで上げることを
   特徴とする請求項１、２及び３記載のディスク装置のサ
   ーボはずれ防止装置。
5. 【請求項５】 前記ディスク回転速度制御手段が、前記
   目標回転速度まで前記回転回数ごとに段階的に速度を上
   げることを特徴とする請求項４記載のディスク装置のサ
   ーボはずれ防止装置。
6. 【請求項６】 前記限界値をディスクの読取開始前の初
   期化時に計測する計測手段を備え、計測した前記限界値
   に応じて前記関数により前記境界値を設定し直すことを
   特徴とする請求項１記載のディスク装置のサーボはずれ
   防止装置。
7. 【請求項７】 交換可能なディスク媒体を備えたディス
   ク装置のサーボはずれ防止装置であって、前記計測手段
   がディスクの交換毎に前記位置ずれ量の限界値を計測す
   ることを特徴とする請求項６記載のディスク装置のサー
   ボはずれ防止装置。
8. 【請求項８】 前記位置ずれ量をトラッキング方向の量
   及びフォーカス方向の量について検出することを特徴と
   する請求項１、２、３、４、５、６、及び７記載のディ
   スク装置のサーボはずれ防止装置。
9. 【請求項９】 前記トラッキング方向の量と前記フォー
   カス方向の量とで別々に前記境界値、及び前記関数を設
   定したことを特徴とする請求項６、７、８記載のディス
   ク装置のサーボはずれ防止装置。