JPS6059567A - 線速度一定のスピンドルサ−ボ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転中心に対して信号面に同心円状にあるい
は渦巻状にトラックが形成される記録媒体を、そのトラ
ックの内周で回転数を大きく外周で小さくして書込みも
しくは読取っているトラックの線速度が一定になるよう
に回転制御する線速度一定のスピンドルサーボ機構に関
するものである。

背景技術とその問題点 例えば光コンパクトディスクプレーヤにおいては、前記
線速度一定のスピンドルサーボ機構によって線速度一定
方式（ＣＬＶ＝Ｃｏｎｓｔａｎｔ　ＬｉｎｅａｒＶｅｌ
ｏｃｉｔ７　）が採られているとともに、前記記録媒体
となるコンパクトディスクの信号面に形成されたトラッ
クの内周側から外周側へとコンパクトディスクの径方向
に光学系ピックアップを送ることによって記録情報を読
取ることで再生が行なわれている。

いま、スピンドルモータの発生トルクからコンパクトデ
ィスクの一定線速度となる読取っているトラックのその
線速度までの伝達関数Ｇ０（Ｘ）を第１図にもとづいて
考察すると、次の如くになる。

まず、慣性モーメントＪをもつコンパクトディスクｎを
発生トルクＴのスピンドルモータＭで回転させる場合、
コンパクトディスク０）の角速度をωとすれば、次式の
微分方程式が成立する。

ｄω Ｔ＝Ｊ　＠π＋Ｒ−ω　・・・・・・・・・・・・・・
・（１）（”、−Ｒ；機械系の粘性抵抗） 両辺をラプラス変換し、初期値を零にすると、スピンド
ルモータＭの発生トルクＴからコンパクトディスクの）
の角速度ωまでの伝達関数Ｇ＋（ｃ）は、になる。

ところで、一定線速度になる読取っているトラックにお
けるコンパクトディスク（ハ）での回転半径位置ｒ；線
速度をＶ、とすれば、 Ｖ、　＝　ｒ　・　ω となり、前記（１）式に代入すると、 になる。

しかして、前記伝達関数Ｇ０（ｘ）は、となって、前記
回転半径位置ｒに比例する。

然るに、コンパクトディスクの信号面に形成されたトラ
ックは、その内周でほぼ径５０ｍｍ、その外周でほぼ径
１２０Ｂであることから、トラックの内周側から外周側
までの伝達関数Ｇｏ　（ｘ　）のゲイという大きな値と
なる。

したがって、トラックの内周で必要なゲインになるよう
に設定してもトラックの外周では７．６　ａｂなる。ま
た、トラックの外周でゲインを設定するとトラックの内
周ではサーボの連応性が得られなくなる。すなわち、ト
ラックの内外周に亘って所要の応答特性が得られなくな
り、偏心あるいはそり等のコンパクトディスクからの外
乱に対して線速度むらが大きくなるという問題点がある
。

発明の目的 本発明は、このような問題点に鑑みて発明され１４ま たものであって、その目的とするところは、記録媒体に
形成されるトラックの内外周に亘って所要の応答特性が
得られて、記録媒体からの偏心あるいはそり等の外乱に
対する線速度むらが少なくなる線速度一定のスピンドル
サーボ機構を提供することにある。

発明の概要 本発明にかかる線速度一定のスピンドルサーボ機構は、
冒頭に記したものにおいて、サーボの伝達関数を一定線
速度になる前記書込みもしくは読取っているトラックの
前記記録媒体での回転半径位置に応じて補償し、所要の
応答特性が前記トラックの内外周に亘って得られるよう
に構成することを特徴とするものである。

これにより、記録媒体に形成されるトラックの内外周に
亘ってサーボの安定度環よび連応性の所要の応答特性が
得られて、記録媒体からの偏心あるいはそり等の外乱に
対する線速度むらが少なくなる。

実施例 次に、本発明にかかる線速度一定のスピンドルサーボ機
構を光コンパクトディスクプレーヤに適用した場合の具
体的一実施例につき、図面を参照しつつ説明する。

第６図は、所要の応答特性を得るにゲイン調整による補
償法を用いた場合のブロック回路図である。

スピンドルモータＭによって回転される記録媒体の一例
である円盤状のコンパクトディスク０の信号面には、回
転中心に対して同心円状にまたは渦巻状にトラックが形
成されている。なお、トラックは、記録情報になる音声
情報によって変調されたビット列から構成されている。

しかして、コンパクトディスク（至）に形成された前記
トラックの内周側から外周側へとコンパクトディスク（
６）の径方向に送られる光学系ピックアップＰ）によっ
て順次に読取られた音声情報の信号出力は、クロック抽
出回路部（１）に与えられる。そして、抽出されたクロ
ックは、Ｐ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　ＬｏｅｋｅｄＬｏ
ｏｐ　）回路部（２）およびＬ　Ｐ　Ｆ　（′ＸＪａＷ
Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ　）回路部（３）を通じて誤差
検出回路部（４）に与えられる。

この誤差検出回路部（４）では、所定のクロック基準信
号と比較して制御動作のもとになるアナログ電圧信号の
誤差信号８ｍが形成される。

この誤差信号Ｓｌａは、掛は算回路部（５）に与えられ
て後述するアナログ電圧信号の回転半径情報信号へと掛
は合わされる。そして、掛は合わされた信号は、第１の
スイッチ回路部（ＳＷ、　）を通じてドライブ回路部（
６）に与えられ、増巾された後にスピンドルモータ輔に
与えられる。しかして、光学系ピックアップ（Ｐ）で読
取っているトラックの線速度が一定ζこなるようｉこス
ピンドルモータ（財）が回転制御される。なお第１のス
イッチ回路部＜　ＳＷ、　）は、モータ駆動命令信号ｓ
Ｍ　によって駆動制御されて、モータ駆動命令信号Ｓ♂
′″ＯＮ”状態になる。

以上の閉ループ制御系サーボでの伝達関数は、掛は算回
路部（５）に与えられる回転半径情報信号Ｓｒがトラッ
クの内周である場合においていわゆる＠１”であるとし
て、トラックの内周で必要なゲインが得られるように設
定されている。

一方、スピンドルモータＭには、放射状にかつ周方向に
スリット（力が穿設される回転円板（８）が固着されて
いる。この回転円板（８）を挾むようにして相対向させ
てＬＥＤ等の発光線素子（９Ａ）およびフォトトランジ
スタ等の受光素子（９Ｂ）が配設されている。これら回
転円板（８）、発光素子（９Ａ）および受光素子（９Ｂ
）等によって、回転数検出機構が構成されている。

しかして、スピンドルモータ（財）が回転してコンパク
トディスク０）が回転されるとともに、回転円板（８）
が回転される。そして、スリット（７）を介して間欠的
に発光素子（９Ａ）から放射される光が受光素子（９Ｂ
）で受光され、パルスが発生される。

然るに、このパルスは回転円板（８）に周方向に等間隔
に穿設されるスリット（７）によるもので、またコンパ
クトディスク（６）はスピンドルモータＭと一体に回転
することから、発生パルスの周波数をｎとすれば、次式
が成立する。

ｎ　＝　Ｋ　＠ω　…曲……・曾（４）（−、−Ｋ；定
数、ω；コンパクトディスクｎの角速度）また、一定線
速度になる読取っているトラックに詔けるコンパクトデ
ィスク（６）での回転半径位置ｒと線速度マ。との関係
は、 マｅ＝ｒ　・　ω であることから、前記（４）式を代入して＝ｒ−晋 となる。

したがって、回転半径位置ｒは、 ｒ＝−・Ｋ　Ｉ　ｙｅ になり、定数におよび線速度Ｖ、が一定であることから
発生パルスの周波数ｎに反比例することとなる。

ところで、スピンドルモータ（財）の発生トルクＴから
光学系ピックアップ（財）によって読取っているトラッ
クの線速度ｖ６までの伝達関数００（ｘ）は、（”、”
に：７ンパクトディスク０）の慣性モーメント、Ｒ；機
械系の粘性抵抗） である。したがって、伝達関数Ｇｏ　（ｘ）のゲインが
回転半径位置ｒに比例されることから、前記発生パルス
の周波数ｎを伝達関数０６　（ｘ　）に掛は合わせるよ
うにすれば、前記閉ループ制御系のゲインは一定になる
。なお、閉ループ制御系全体の伝達関数は、伝達関数Ｇ
ｏ　（ｘ　）に定数を掛は合わせたものである。

しかして、前記パルスは波形整形回路部ＯＩで波形整形
された後に、カウンタ回路部０υに与えられる。このカ
ウンタ回路部０υはタイマー回路部ｏ渇によって一定時
間ｔ１毎にリセットされるように構成されている。そし
て、カウンタ回路部ａυで計数されたパルス数はリセッ
ト後の一定時間ｔ２（＜　ｔｌ　）毎にタイマー回路部
０りによる転送命令にもとづいてシフトレジスタ回路部
α場にラッチされる。

このラッチされた発生パルスの周波数ｎに相当インチ回
路部（５Ｗ２）の一方の入力端子ａに与えられる。この
回転半径情報信号斗は、前述の如くに読取っているトラ
ックの回転半径位置ｒに反比例されて、発生パルスの周
波数ｎに比例されている。したがって、読取っているト
ラックが内周である場合にはいわゆる１１″であるとし
て、外周側では回転半径位置ｒに反比例して小数点以下
の値となる。

なお、第２のスイッチ回路部（ｓ′ｗ２）の他方の入力
端子すには、トラックの内周での回転半径情報信号Ｓｒ
に相応するいわゆる′１”になる一定電圧Ｅが加えられ
ている。そして、第２のスイッチ回路部（鮪）には、遅
延回路部四を通じたモータ駆動命令信号ＳＭが与えられ
て駆動制御がされている。

しかして、遅延されたモータ駆動命令信号ｓＭが第２の
スイッチ回路部（ｓｗ２）に与えられるまでは、入力端
子すを通じて一定電圧Ｅが掛は算回路部（５）に与えら
れる。このことは、スピンドルモータＭが回転開始した
直後においては読取っているトラックの線速度が一定に
達しておらず、回転半径位置ｒに対応した回転半径情報
信号Ｓｒではないことによる。なお、モータ駆動命令信
号ｓＭがない状態においても一定電圧Ｅが掛は算回路部
（５）に与えられることになるが、モータ駆動命令信号
ＳＭ　が与えられて駆動されるまでは第１のスイッチ回
路部（ｓｗ、）が”ＯＦＦ″状態に保たれて、前記閉ル
ープ制御系はオープンされているために支障は生じない
。

そして、スピンドルモータＭが立ち上がった頃に、遅延
されたモータ駆動命令信号ＳＭ　により第２のスイッチ
回路部（ｓｗ２　）が駆動制御されて、入力端子ａを通
じて回転半径情報信号斗が掛は算回路部（５）に与えら
れる。

以上の如くにして、読取っているトラックのコンパクト
ディスク０）での回転半径位置ｒに応じて掛は算回路部
（５）には、その回転半径位置ｒに反比例する前記発生
パルスの周波数ｎに比例した回転半径情報信号Ｓｒが与
えられて、誤差信号８ｍ　と掛は合わされる。しかして
、回転半径位置ｒに比例する前記閉ループ制御系サーボ
の伝達関数に、回転半径位置ｒに反比例する回転半径情
報信号Ｓｒが掛は合わされることになりゲインは一定と
なる。

したがって、トラックの内外周に亘って安定性および連
応性が得られて、所要の応答特性が得られる。

なお、前記回転数検出機構としては、周波数発電機を用
いてもよい。

次に、回転数検出機構に変えて読取っているトラックの
コンパクトディスク（６）での回転半径位置ｒが直接に
得られるポテンションメータを用いた変形例を、第４図
にもとづいて説明する。なお、前記実施例と同一符号は
同一内容を示しており、重複する説明は省略する。

光学系ピックアップ■がコンパクトディスク（２）の径
方向に送られることにともなって、ポテンションメータ
Ｏｅの摺動子（１６ａ）が移動させられる。

これにより、ポテンションメータＨから直接に光学系ピ
ックアップ（ト）によって読取っているトラックの回転
半径位置ｒに比例するアナｐグ電圧信号の回転半径情報
信号Ｓｒ′が得られる。この回転半径情報信号Ｓｒ′は
、前記実施例と異なり割り算回路部（５どに直接に与え
られ、誤差検出回路部（４）からの誤差信号ＳＢ　を割
るようになる。

したがって、回転半径位置ｒに比例する前記閉ループ制
御系の伝達関数が回転半径位置ｒに比例する回転半径情
報信号Ｓｒ′で割られるようになり、ゲインは一定とな
る。

以上においては、回転半径情報信号Ｓｒｓ　Ｓｒ’　ニ
もとづいて前記閉ループ制御系サーボの所要の応答特性
を得るに、ゲイン一定とするゲイン調整による補償法を
用いたが、進み回路、遅れ回路あるいは進み遅れ回路に
よる直列補償回路によって適当な位相余裕を得る位相調
整による直列補償を用いてもよい。また、ゲイン調整に
よる補償および直列補償の両者を用いてもよい。

発明の効果 本発明は、次のような利点を有するものである。

同心円状または渦巻状に形成されるトラックの読取って
いるトラックの記録媒体での回転半径位置に比例するサ
ーボの伝達関数を、回転半径位置に応じてゲインもしく
は位相または両者を補償することで、記録媒体に形成さ
れるトラックの内外周に亘ってサーボの安定度および連
応性の所要の応答特性が得られる。したがって、記録媒
体からの偏心あるいはそり等の外乱に対する線速度むら
が少なくなる。

【図面の簡単な説明】 第１図およびｆＪ４２図夫々は背景技術とその問題点を
説明するための機械系の略図およびポーデ線図、第３図
は本発明にかかる線速度一定のスピンドルサーボ機構の
ブロック回路図、第４図は第２図に対応する変形例のブ
ロック回路図である。 なお、図面中において用いられている符号において、 （ハ）・・・・・・・・・・・・・・・　コンパクトデ
ィスクＭ・・・・・・・・・・・・・・　スピンドルモ
ータである。 代　理　人　土　屋　勝 常　包　芳　男 ｌ　杉　浦　俊　貴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転中心に対して信号面に同心円状にあるいは渦巻状番
   とトラックが形成される記録媒体を、そのトラックの内
   周で回転数を大きく外周で小さくして書込みもしくは読
   取っているトラックの線速度が一定になるよう番ご回転
   制御する線速度一定のスピンドルサーボ機構において、
   サーボの伝達関数を一定線速度になる前記書込みもしく
   は読取っているトラックの前記記録媒体での回転半径位
   置に応じて補償し、所要の応答特性が前記トラックの内
   外周に亘って得られるように構成することを特徴とする
   線速度一定のスピンドルサーボ機構◎