JPH04217892A - スピンドルエラー信号処理回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスのスピンド
ル用モータの回転数をスピンドルエラー信号に基づいて
適切に制御するモータ回転数制御回路に対し、そのスピ
ンドルエラー信号の処理を施すスピンドルエラー信号処
理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザディスク（ＬＤ）プレー
ヤ等のように直径の大きな光ディスクを再生するものに
あっては、スピンドルモータに掛かる負荷が比較的に高
いため、たとえば図２に示すような回路構成がとられて
いる。つまり、固定バイアスＶｃｃ１　が与えられてい
る各ホール素子１，２，３からの出力がそれぞれコンパ
レータ４，５，６に供給される。ここで、各コンパレー
タ４，５，６に供給される出力は、それぞれ（ＨＡ（＋
），ＨＡ（−）），（ＨＢ（＋），ＨＢ（−）），（Ｈ
Ｃ（＋），ＨＣ（−））である。また、各コンパレータ
４，５，６の出力は、それぞれＨａ　，Ｈｂ　，Ｈｃ　
である。

【０００３】各コンパレータ４，５，６の出力（Ｈａ　
，Ｈｂ　，Ｈｃ　）は、演算回路７によってＦＧ出力と
されるとともに、相切換えパルス発生回路８に出力され
る。相切換えパルス発生回路８は、上記のコンパレータ
出力に基づいて、各トランジスタ群ＴｒＡ，ＴｒＢ，Ｔ
ｒＣをオン／オフさせる。このとき、フォワード回転時
及びリバース回転時における各コンパレータ出力の組み
合せによるブラシレスの３相ホールモータ９の各相（コ
イル）を流れる電流の方向は、たとえば図３に示す通り
である。また、スピンドルエラー補正回路１０は、各ト
ランジスタ群ＴｒＡ，ＴｒＢ，ＴｒＣのＮＰＮトランジ
スタＴｒＡ２　，ＴｒＢ２　，ＴｒＣ２　のエミッタ側
に接続されており、これらＮＰＮトランジスタＴｒＡ２
　，ＴｒＢ２　，ＴｒＣ２　を介してスピンドルエラー
補正が行われる。

【０００４】このような構成のモータ回転数制御回路で
は、各ホール素子１，２，３に固定バイアスＶｃｃ１　
が与えられているため、回転させるべきタイミング発生
出力であるコンパレータ４，５，６の出力（Ｈａ，Ｈｂ
　，Ｈｃ　）に基づいた演算回路７による演算結果によ
って容易にＦＧ（同期）出力を得ることができる。その
反面、たとえばＣＤのように径の小さいディスクを再生
しようとすると、負荷が小さくなり、相の切り換え点に
おいて回転が変動し、いわゆるコギングが生じやすくな
る。このため、このような構成のモータ回転数制御回路
をＣＤプレーヤに適用した場合、コギングの発生によっ
てＲＦ信号の時間軸が変動し、いわゆるジッタが発生す
ることにより、再生エラー率が低下してしまう。

【０００５】一方、ＣＤ等のように、径の小さな光ディ
スクを再生するものにあっては、比較的スピンドルモー
タに負荷が掛からないため、たとえば図４に示すような
回路構成がとられている。つまり、各ホール素子１，２
，３へのバイアスを固定とはせず、スピンドルエラーを
各ホール素子１，２，３のバイアスに入力している。 これにより、各ホール素子１，２，３の出力電圧は、ス
ピンドルエラーの値に応じて変動する。そして、これら
ホール素子出力がアナログの加減算回路１０Ａによって
演算される。ここで、加減算回路１０Ａによる演算式は
、次の通りである。 Ｌａ　＝（ＨＡ（−）＋ＨＢ（＋））−（ＨＡ（＋）＋
ＨＢ（−））Ｌｂ　＝（ＨＢ（−）＋ＨＣ（＋））−（
ＨＢ（＋）＋ＨＣ（−））Ｌｃ　＝（ＨＣ（−）＋ＨＡ
（＋））−（ＨＣ（＋）＋ＨＡ（−））これらの演算結
果が増幅された後、これらの値に基づいて３相ホールモ
ータ９が駆動される。その結果、スピンドルエラーが＋
側に増加すると、ホールバイアスはそれに応じて＋側に
増加する。したがって、各ホール素子１，２，３の出力
の振幅は増加するため、その演算結果の出力の振幅も増
加し、３相ホールモータ９の回転速度が高まる。逆にス
ピンドルエラーが−側に増加すると、ホールバイアスは
それに応じて−側に増加する。したがって、各ホール素
子１，２，３の出力の振幅は減少するため、その演算結
果の出力の振幅も減少し、３相ホールモータ９の回転速
度が低くなる。

【０００６】このように、アナログ演算結果により、３
相ホールモータ９の回転速度が制御されているため、上
記のモータ回転数制御回路とは異なりコギングが生じに
くいという長所がある。このため、ＲＦ信号にジッタが
生じにくくなるため、エラー率は上昇する。しかし、欠
点として、各ホール素子１，２，３のバイアスをスピン
ドルエラーに比例させて変動させているため、各ホール
素子１，２，３の出力をコンパレートした値からＦＧを
生成すると、各ホール素子１，２，３のバイアスが低く
（又はマイナスになる）なったときに、コンパレート値
は変動し、いわゆるチャタリングが発生してしまう。し
たがって、加減速時等のホール素子のバイアスが安定し
ているときのみ、ＦＧ信号は正確な値となるが、偏心量
の大きなディスクを再生し、スピンドルサーボをクロー
ズしているときのＦＧ信号は、チャタリングが激しくな
り、使用に耐えなくなってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来のモータ回転数制御回路の前者のものでは、ホール
素子により相切換えタイミングを発生させ、スイッチン
グ方式によりモータを回転させているため、コギングが
発生しやすく、特に軽負荷のＣＤを再生するものに適用
した場合にはＲＦ信号にジッタが生じ易くなり、再生エ
ラーレートの低下を招いてしまう。一方、後者のものは
、ホール素子のバイアスを制御することにより、モータ
の回転数を制御しているため、ホール素子のバイアスは
常に変動している。このため、ホール素子の出力をコン
パレートした値からＦＧ信号を得た場合、チャタリング
が発生し、モータの正確な回転数を測定することが不可
能となり、正確なモータの駆動制御を行うことが不可能
となってしまう。

【０００８】本発明は、このような事情に対処して成さ
れたもので、再生エラーレートの低下を防止するととも
に、適切なモータの駆動制御を行うことのできるモータ
回転数制御回路を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ブラシレスのスピンドル用モータの回転
数をスピンドルエラー信号に基づいて適切に制御するモ
ータ回転数制御回路に対し、前記スピンドルエラー信号
の処理を施すスピンドルエラー信号処理回路において、
前記スピンドルエラー信号に対し高域成分を除去した直
流成分を保持するとともに、未処理の前記スピンドルエ
ラー信号を出力する第１のスピンドルエラー信号出力手
段と、前記直流成分をスピンドルエラー信号として出力
する第２のスピンドルエラー信号出力手段と、前記スピ
ンドルサーボのクローズ時においては、前記第１のスピ
ンドルエラー信号出力手段を動作させ、周波数測定時に
おいては前記第２のスピンドルエラー信号出力手段を動
作させるスピンドルエラー信号出力制御手段とを具備す
ることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明のスピンドルエラー信号処理回路では、
スピンドルエラー信号出力制御手段がスピンドルサーボ
のクローズ時において、第１のスピンドルエラー信号出
力手段を動作させる。そして、第１のスピンドルエラー
信号出力手段は、入力されたスピンドルエラー信号を直
接出力しホール素子のバイアスとして与えることにより
、回転数を制御しているので、駆動電流がなめからにな
り、コギングの発生が防止される。一方、周波数測定時
においては、スピンドルエラー信号出力制御手段が第２
のスピンドルエラー信号出力手段を動作させる。そして
、第２のスピンドルエラー信号出力手段は、第１のスピ
ンドルエラー信号のうち高域成分を除去した直流成分を
サンプリングし、第２のスピンドルエラー信号に切り換
える直前の値をホールドし、この値をスピンドルエラー
信号として出力する。これにより、固定的なスピンドル
エラー信号が出力されるため、ＦＧ信号出力のチャタリ
ングの発生が防止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図１は、本発明のスピンドルエラー信号処
理回路の一実施例を示すものであり、このスピンドルエ
ラー信号処理回路からの出力は、図４に示した従来のモ
ータ回転数制御回路の各ホール素子１，２，３に入力さ
れるようになっている。同図に示すように、スピンドル
エラー信号処理回路には、入力されたスピンドルエラー
を増幅するアンプ１２が備えられている。アンプ１２の
出力側には、ＦＥＴＱ２　及び抵抗Ｒ１　及びコンデン
サＣ１　からなるＬＰＦ１３を介してアンプ１４の非反
転入力端が接続されている。アンプ１４の出力側には、
ＦＥＴＱ１　を介してアンプ１５の非反転入力端が接続
されている。

【００１２】また、スピンドルエラー信号処理回路には
、サンプルホールドコントロール信号が入力されるトラ
ンジスタＱ３　が備えられている。トランジスタＱ３　
のコレクタ側には、ＦＥＴＱ１　のゲートにダイオード
Ｄ１　を介して接続されるとともに、トランジスタＱ４
のベース側が接続されている。トランジスタＱ４　のコ
レクタ側は、ＦＥＴＱ２　のゲートにダイオードＤ２　
を介して接続されている。

【００１３】このような構成のスピンドルエラー信号処
理回路は、次のような動作を行う。まず、スピンドルサ
ーボのクローズ時においては、Ｈレベルのサンプルホー
ルドコントロール信号がトランジスタＱ３　のベースに
入力される。これにより、トランジスタＱ３　がオフと
されるため、トランジスタＱ４　のベースへの電流の供
給が遮断され、これによりトランジスタＱ４　がオフと
される。 更に、これに伴い、ＦＥＴＱ１　のゲート電圧がＶＥＥ
に下がるためＦＥＴＱ１　がオフとなる。このとき、基
準電源Ｖｃｃ２　からの電流がＦＥＴＱ２　のゲートに
供給されるため、ＦＥＴＱ２　がオンとなる。したがっ
て、アンプ１２の出力は、抵抗Ｒ２　を介してアンプ１
５の非反転入力端子に供給されるため、このアンプ１２
からは未処理のスピンドルエラー信号として、図４に示
した従来のモータ回転数検出回路の各ホール素子１，２
，３に出力される。

【００１４】このとき、ＦＥＴＱ２　がオンとされてい
るため、アンプ１２の出力であるスピンドルエラー信号
は、ＬＰＦ１３によりその偏心成分が除去された後、そ
の除去された分の信号である駆動電圧の平均値がコンデ
ンサＣ１　に充電される。一方、図４に示したディジタ
ル演算回路１１の出力であるＦＧ信号から周波数を測定
する場合には、トランジスタＱ３　に入力されるべきサ
ンプルホールドコントロール信号をＬレベルとして、ト
ランジスタＱ３　をオンする。これにより、基準電源Ｖ
ｃｃ１　の電圧がＦＥＴＱ１　のゲート側及びトランジ
スタＱ４　のベース側に供給されるため、ＦＥＴＱ１　
及びトランジスタＱ４がオンとなる。このため、ＦＥＴ
Ｑ２　へのゲートへの電圧がＶＥＥに下がるため、ＦＥ
ＴＱ２　がオフとなる。 したがって、処理された信号であるコンデンサＣ１　に
充電されている駆動電圧の平均値がアンプ１４をバッフ
ァとしてアンプ１５から出力される。このとき、スピン
ドルモータは、コントロール信号がＨレベルからＬレベ
ルへ切り換わる直前の回転数の平均値で回転する。

【００１５】このように、スピンドルサーボのクローズ
時においては、未処理の信号であるアンプ１２の出力が
直接アンプ１５から出力されるため、第４図に示した従
来のモータ回転数検出回路と同じ動作が行われる。この
ため、上述したように、コギングの発生が抑圧される。 一方、周波数測定時においては、コンデンサＣ１　に充
電された駆動電圧の平均値が各ホール素子１，２，３の
バイアスとして与えられる。これにより、図２に示した
従来のモータ回転数検出回路と同じ動作が行われるため
、各ホール素子１，２，３のバイアスが安定することに
なり、ＦＧパルスのチャタリングが抑圧される。また、
コンデンサＣ１　に充電されるべき駆動電圧は、コント
ロール信号のＨ，Ｌの切換え直前の平均値であるため、
スピンドル回転数は、その平均値とされる。これにより
、スピンドル回転は偏心に拘らず一定とされるため、正
確なＦＧパルスによる周波数測定が可能となる。

【００１６】つまり、たとえばＣＤの線速度を測定する
場合には、次のようにして行う。まず、異なる２点のタ
イムコードｔ１　，ｔ２　と、これらの点でのスピンド
ルロック時のスピンドル回転数ｎ１　，ｎ２　を測定し
、次の計算式から線速度Ｖを得る。 　　但し、ｔ２　＞ｔ１　、π＝３．１４…、Ｐ＝トラ
ックピッチ、ｋ＝定数である。このとき、スピンドルロ
ック時のタイムコードをフェッチすれば、ｔ１　，ｔ２
　は比較的容易に得られるが、スピンドル回転数ｎ１　
，ｎ２　はＦＧパルス等を利用して正確に測定する必要
がある。

【００１７】この方法による線速度の測定精度は、回転
数をいかに正確に測定することができるかにかかってい
る。このため、正確な線速度が得られれば、サーチ時の
目標のタイムコードと現在のタイムコードとからのトラ
ック数を演算する精度が向上し、サーチの精度が向上す
るので、サーチの高速化が図れる。したがって、スピン
ドルがロックされてタイムコード（ｔ１　又はｔ２）が
読めた場合、トランジスタＱ３　へのコントロール信号
をＨレベルからＬレベルに切り換える。次いで、ＦＧパ
ルスによりスピンドル回転数（ｎ１　又はｎ２　）を測
定し、再びコントロール信号をＬレベルからＨレベルに
切り換える。この一連の動作をＣＤの内外周の２点で、
システムの立上げ時のイニシャル測定として行う。

【００１８】このように、本実施例においては、スピン
ドルサーボのクローズ時において、未処理の信号である
アンプ１２の出力を直接アンプ１５から出力するように
したので、図４に示した従来のモータ回転数制御回路と
同じ動作が行われる。これにより、従来問題とされてい
たコギングの発生が抑圧される。また、周波数測定時に
おいては、処理された信号であるＬＰＦ１３のコンデン
サＣ１　に充電された駆動電圧の平均値を各ホール素子
１，２，３のバイアスとして与えるようにした。これに
より、図２に示した従来のモータ回転数制御回路と同じ
動作が行われるため、各ホール素子１，２，３のバイア
スが安定する。また、ＦＧパルスのチャタリングが抑圧
され、更にコンデンサＣ１　に充電されるべき駆動電圧
は、コントロール信号のＨ，Ｌの切換え直前の平均値で
あるため、スピンドル回転数はその平均値とされる。し
たがって、スピンドル回転は偏心に拘らず一定とされる
ため、正確なＦＧパルスによる周波数測定が可能となる
。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスピンド
ルエラー信号処理回路によれば、スピンドルサーボのク
ローズ時においてはコギングの発生を防止し、周波数測
定時においてはチャタリングの発生を防止するようにし
たので、再生エラーレートの低下を防止するとともに、
適切なモータの駆動制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピンドルエラー信号処理回路の一実
施例を示す回路図である。

【図２】従来のモータ回転数制御回路の一例を示す回路
図である。

【図３】図２のモータ回転数制御回路のフォワード回転
時及びリバース回転時における各コンパレータ出力の組
み合せによって３相ホールモータの各相（コイル）を流
れる電流の方向を示す図である。

【図４】従来のモータ回転数制御回路の他の例を示す回
路図である。

【符号の説明】

１，２，３　　ホール素子 ４，５，６　　コンパレータ １０Ａ　　加減算回路 １１　　演算回路 １２　　アンプ １３　　ＬＰＦ １４　　アンプ １５　　アンプ Ｑ１　，Ｑ２　　　ＦＥＴ Ｑ３　，Ｑ４　　　トランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ブラシレスのスピンドル用モータの回
   転数をスピンドルエラー信号に基づいて適切に制御する
   モータ回転数制御回路に対し、前記スピンドルエラー信
   号の処理を施すスピンドルエラー信号処理回路において
   、前記スピンドルエラー信号に対し高域成分を除去した
   直流成分を保持するとともに、未処理の前記スピンドル
   エラー信号を出力する第１のスピンドルエラー信号出力
   手段と、前記直流成分をスピンドルエラー信号として出
   力する第２のスピンドルエラー信号出力手段と、前記ス
   ピンドルサーボのクローズ時においては、前記第１のス
   ピンドルエラー信号出力手段を動作させ、周波数測定時
   においては前記第２のスピンドルエラー信号出力手段を
   動作させるスピンドルエラー信号出力制御手段とを具備
   することを特徴とするスピンドルエラー信号処理回路。