JPH04263169A - 光ディスク装置のスピンドルサーボ方式 - 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】この発明は、光ディスクを回転す
るスピンドルモータの回転制御を行うサーボ方式にかか
わり、特に、光ディスクにデータを記録し、再生するよ
うな装置において、ＰＬＬ回路によってシステムクロッ
クを形成するような光ディスク装置に好適なスピンドル
サーボ方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光に感応して情報を記録し、再生をする
ことが出来る光ディスクとしては、連続した記録トラッ
クにデータを逐次記録して行く方式と、光ディスクのト
ラックの所定の位置に予め形成されているサーボピット
に基ずいてデータを記録する方式のものが知られている
。図３は光ディスクの記録面を円周方向に分割した各セ
クター内に、複数個のサンプルサーボピットＰを予め形
成しておき、このサンプルサーボピットＰを検出するこ
とによって各種のサーボ信号を形成し、光ディスクのフ
オーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号を形成す
る方式の光ディスク面を示したもので、各サンプルサー
ボピットＰは半径方向に放射状の配列とされている。

【０００３】また、図４の拡大図に示されているように
、各サンプルピットＰはトラッキングエラーを検出する
ウオーブリングピットＰ１　，Ｐ２　と、クロック信号
を検出するクロックピットＰ３　を備えている。そして
、上記した光ディスクは回転角が一定となるように回転
駆動しながら、前記クロックピットＰ３　をサンプルす
ることによって、再生ＲＦデータからクロック信号を検
出することができる。図５は上記したような光ディスク
を回転駆動するスピンドルサーボ回路の従来例を示した
もので、光ディスクＤはスピンドルモータＭの回転軸に
チャッキングされ、回転数を検出するＦＧ発信器Ｆとと
もに回転駆動される。

【０００４】ＦＧ発信器Ｆから出力された回転パルスは
位相比較器１に入力され、基準信号となる水晶発振器２
の信号を分周器３で分周した信号と比較される。そして
、ローパスフィルタ４を介して、位相差エラー信号が形
成される。一方、ＦＧ発信器Ｆの出力パルスを周波数電
圧変換器５に入力し、コンパレータ６を介してスピンド
ルモータの回転周波数と対応した信号を検出する。そし
て前記位相差エラー信号と共に加算器７に供給され、こ
の加算器７の出力が位相補償器８及びドライブ回路９を
介して前記スピンドルモータＭに供給される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このスピンドルサーボ
回路によると、スピンドルモータＭは水晶発振器２から
出力されている一定周期の信号に同期して回転するため
、分周器３の分周比を所定の値に設定しておけば、図示
されていないが光ディスクＤの再生ＲＦ出力の中のクロ
ックピットに同期したＰＬＬ回路を介して一定のクロッ
ク信号が再生出力され、このクロック信号によって、デ
ータの記録や再生処理を行うシステムクロックを形成す
ることが出来る。

【０００６】しかしながら、光ディスクＤがチャッキン
グずれによって点線で示すように偏心していたり、光デ
ィスク自体のトラックが真円となっていないときは、ス
ピドルモータＭの回転数が一定に成るようにコントロー
ルされていても、再生されたクロック信号にジッタが発
生することになる。このジッタの振幅はディスクによる
偏心がｒ１　，チャッキングずれによる偏心がｒ２とす
ると、２（Δｒ１＋Δｒ２）　／ｊ　ωとなり、（但し
ω＝２πｆ）ディスクの回転数ｆに対する周波数ずれは
Δｆ＝（Δｒ１＋Δｒ２）／ｊ　πになる。この周波数
ずれは通常のディスクで０．１　％前後になり、ジッタ
成分としては無視することが出来ない値になる。

【０００７】そこで、光ディスクのクロック再生回路で
は再生クロック信号の変動に対しても十分に追従して同
期することができるＰＬＬ回路を備え、このジッタ成分
を吸収するように構成している。しかし、再生ＲＦ信号
のジッタが大きくなると、ＰＬＬ回路内のＶＣＯの発振
周波数ｆ，すなわち，ＶＣＯの制御信号ｅ０　は図６に
示すようにＶＣＯの中心周波数ｆ０　に対する制御電圧
Ｅ０　に対して正、及び負方向に大きく変化する。した
がって、例えば、ＰＬＬ回路の中心周波数が安定するよ
うな水晶発振方式のロックチャレンジの狭い安価なＰＬ
Ｌ回路を使用すると、ＶＣＯの中心周波数と再生ＲＦ信
号に含まれているクロック周波数にずれがあるときは、
前記制御電圧ｅが図６のｅ１　又はｅ２　に示すように
正又は負方向に偏位したときに、ロックレンジをはずれ
、前記ジッタに追従してＰＬＬ回路がロック状態を維持
することが困難になり、安定したクロック信号を得るこ
とが出来ないばかりか、システムダウンに突入すること
がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題点を
解決することを目的とてなされたもので、光ディスクの
例えばサンプルサーボピットから検出されたクロック信
号によって同期されるように構成されているＰＬＬ回路
の出力周波数に対応する信号と、前記光ディスクを回転
するスピンドルモータの回転周波数に対応する信号を比
較する手段を備え、この比較手段の出力によってディス
クを回転駆動するスピンドルモータの回転数をコントロ
ールすると共に、前記ＰＬＬ回路がそのロックレンジの
ほぼ中心電圧で動作するような制御信号をスピンドルサ
ーボ回路に注入するようにしたものである。

【０００９】

【作用】光ディスクが回転駆動されて所定の回転数にな
り、光ディスクの再生ＲＦ信号に同期してＰＬＬ回路か
らクロック信号が抽出されると、このクロック信号によ
って光ディスクを駆動しているスピンドルモータの回転
周波数が制御されるようにすると共に、このサーボ回路
に外部から供給されている基準電圧によってＰＬＬ回路
がロックレンジのほぼ中心電圧で動作するようにコント
ロールされるようにしているため、クロック検出用のＰ
ＬＬ回路が光ディスクの偏心や、スピンドルモータの回
転むらによって同期関係を失うという事故を防止するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の光ディスクのスピンドルサ
ーボ方式の一実施例を示すブロック図であって、前述し
たようなサンプルサーボピットを備えている光ディスク
Ｄを回転するスピンドルモータＭと、このスピンドルモ
ータＭの回転数を検出するＦＧ発信機Ｆが設けられてい
る。ＦＧ発信機Ｆの出力パルスは位相比較器１１に供給
され、あとで述べるＰＬＬ回路２０より出力されるクロ
ック信号ＣＬＫを分周する分周器１２の出力と比較され
ている。そして、その位相差信号が位相補償回路１３及
びドライブ回路１４を介してスピンドルモータＭに供給
され、光ディスクＤの回転数を制御する。

【００１１】なお、回転数の粗調整サーボ回路としてＦ
Ｇ発信機Ｆの出力をＦ／Ｖ変換器１１Ａによって電圧に
変換し、この電圧と基準電圧Ｅｒ　を比較してその差出
力でドライブ回路１４を駆動する周波数サーボループを
付加することもできる。一方、光ディスクＤの記録デー
タは光学ヘッド１５によって読み出され、再生ＲＦ信号
アンプ１６を介して出力される。そして、再生ＲＦ信号
アンプ１６で波形形成された信号はデータ検出用のクロ
ックパルスが供給されているデータ検出回路１７で２値
化され、時間軸の徴調を行うバッファ回路１８を介して
、再生データ信号処理回路１９に供給される。

【００１２】上記再生ＲＦ信号アンプ１６より出力され
る再生データの中のクロック成分はＰＬＬ回路２０を形
成する位相比較２１に供給される。そして、その出力は
、ループフィルタ２２、第１のコンパレータ２３を介し
て電圧制御発振器（以下ＶＣＸＯという）２４に供給さ
れ、このＶＣＸＯ２４の発振出力が分周器２５により分
周され、前記位相比較器２１の他方の入力信号とされて
いる。水晶振動子を共振素子とするＶＣＸＯ２４の出力
はこの光ディスク装置のデータ信号処理を行うためのク
ロック信号を形成すると共に、前記した分周器１２に供
給され、その周波数を１／Ｍに分周してスピンドルモー
タＭの回転周期に対応する制御信号を位相比較器１１よ
り出力するように構成している。

【００１３】ＰＬＬ回路２０の制御信号を形成するため
に、本発明の実施例では、制御用の基準電圧Ｅｒｅｆｆ
が第２のコンパレータ２７及び位相補償器２８を介して
前記第１のコンパレータ２３の他方の入力に供給されて
いる。又、この第１のコンパレータ２３の出力はローパ
スフィルタ２６を介して第２のコンパレータ２７にフィ
ードバックされる構成を備えている。続いて、本発明の
スピンドルサーボ方式の動作を説明する。

【００１４】周波数サーボループによってスピンドルモ
ータＭが立上がり、所定の回転数に近くになると、光デ
ィスクＤから再生される前記したクロックピットＰ３　
によりＰＬＬ回路２０が同期状態にされ、クロック信号
ＣＬＫが出力される。そして、このクロック信号ＣＬＫ
が分周器１２を介してＦＧ発信機Ｆの出力パルスと位相
比較器１１において位相比較され、スピンドルモータＭ
の位相制御がこのクロック信号ＣＬＫによって行われる
。 したがって、光ディスクＤに偏心があると、そのために
出力されるジッタが少なくなるようにスピンドルモータ
Ｍがコントロールされる。

【００１５】ところで、本発明のスピンドルサーボ方式
ではＶＣＸＯ２４の発振周波数をコントロールする制御
電圧ｅは、ローパスフィルタ２６、第２のコンパレータ
２７、位相補償器２８及び第１のコンパレータ２３から
なる直流サーボループによりコントロールされている。 そのため、ＶＣＸＯ２４の制御電圧ｅの中心電圧（平均
値）は常に第２のコンパレータ２７の他方の入力端子に
供給されている基準電圧Ｅｒｅｆｆとほぼ等しい値に制
御される。基準電圧Ｅｒｅｆｆの値はＶＣＸＯの中心周
波数ｆがＰＬＬ回路２０のロックレンジの中心周波数と
等しくなるように設定されているため、スピンドルモー
タＭの回転周波数ｆｏ　もこの基準電圧Ｅｒｅｆｆで規
制されると同時に、この回転周波数ｆｏ　を中心として
ジッタ成分が少なくなるようにコントロールされる。

【００１６】したがって、ＰＬＬ回路２０を構成するＶ
ＣＸＯ２４が水晶発振素子を備えることによって、その
ロックレンジが狭い場合でも、ＶＣＸＯ２４の制御電圧
ｅが常に中心周波数に基づいて変化することになり、Ｐ
ＬＬ回路２０の同期が容易にはずれることを防止するこ
とができる。なお、このようなスピンドルモータＭの回
転制御を行うと、各機種毎にＰＬＬ回路２０のロックレ
ンジの中心周波数に対応する周期でスピンドルモータＭ
が回転することになり、クロック信号の周期が各機種毎
に多少のバラツキが発生するが、このバラツキは、デジ
タル信号処理回路におけるバッファ１８において時間軸
を補正することにより、動作上は差支えないようにする
ことができる。

【００１７】図２は、本発明の他の実施例を示すスピン
ドルモータのサーボ方式を回路図としたもので、図１と
同一機能部分は同一符号とされている。本例の場合は、
ＶＣＸＯ２４の制御電圧ｅをＰＬＬ回路２０のロックレ
ンジの中心値となるようにコントロールするために、コ
ンパレータ３０が設けられ、このコンパレータ３０に基
準電圧Ｅｒｅｆｆが供給するように構成されている。又
、コンパレータ３０の比較出力は加算回路３１に供給さ
れ、水晶発振器３２とＦＧ発信機Ｆの周波数を比較した
差信号成分と合成される。そして、その合成出力によっ
てスピンドルモータＭの回転制御が行われる。

【００１８】この回路によると、ＶＣＸＯ２４の制御電
圧ｅの中心電圧が基準電圧Ｅｒｅｆｆより異なると、そ
の差信号に対応する駆動電力がスピンドルモータＭに供
給され、ＶＣＸＯ２４の制御電圧ｅの中心電圧が基準電
圧Ｅｒｅｆｆと等しくなる。つまり、ＰＬＬ回路２０の
ロックレンジの中心となるクロック信号ＣＬＫが得られ
るように基準電圧Ｅｒｅｆｆを設定することにより、Ｐ
ＬＬ回路がロックレンジの中心付近で常に同期状態にな
り、光ディスクＤの偏心、その他によって発生するジッ
タを抑圧するようにスピンドルモータＭの回転制御が行
われることになる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク装置のスピンドルサーボは、再生ＲＦデータからクロ
ック信号を抽出するＰＬＬ回路のロックレンジが正及び
負方向の双方でもっと広くなるような中心周波数となる
ようにスピンドルモータＭの回転制御が行われるように
コントロールされるため、ＰＬＬ回路のＶＣＯとして、
例えば、中心周波数が安定している水晶振動子を利用し
ている無調整型の安価な回路を使用した場合も、確実に
同期関係が維持され、安定したクロック信号を得ること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスク装置のスピンドルモータサ
ーボ方式の一実施例を示すブロック図である。

【図２（ａ）】本発明の他の実施例を示すブロック図で
ある。

【図３】光ディスクのクロックピットを説明するための
図である。

【図４】クロックピットの一例を示す図である。

【図５】従来の光ディスクのスピンドルモータサーボ回
路のブロック図である。

【符号の説明】 Ｄ　　光ディスク Ｍ　　スピンドルモータ ２０　　ＰＬＬ回路 ２１　　位相比較器 ２３　　第１のコンパレータ ２４　　電圧制御発振器（ＶＣＸＯ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光ディスクから再生されたデータに基
   づいてシステムクロック信号を形成するＰＬＬ回路と、
   該ＰＬＬ回路の出力周波数に対応する信号と、前記光デ
   ィスクを駆動するスピンドルモータの回転周波数に対応
   する信号を比較する比較手段と、該比較手段の出力によ
   って前記スピンドルモータの回転制御を行うサーボ回路
   を備え、かつ前記ＰＬＬ回路を構成する電圧可変発振器
   の発振周波数が前記ＰＬＬ回路のロックレンジのほぼ中
   心周波となるように制御する制御電圧を前記サーボ回路
   内に注入したことを特徴とする光ディスク装置のスピン
   ドルサーボ方式。
2. 【請求項２】　　スピンドルモータの回転数を設定する
   ような信号源が前記サーボループ内に設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の光デ
   ィスク装置のスピンドルサーボ方式。