JPH05242596A - ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 起動動作時においてディスクの偏心の影響に
より生じる画面の乱れがなく安定に色の付いた画像を出
力させることを目的とするものである。 【構成】 光学ピックアップ部19からの出力信号を同期
検出部12と映像信号処理部２１に供給する。同期検出部
12は、偏心位相検出・変位部13、偏心中点検出回路部15
及びスピンドルサーボ回路16に出力信号を供給する。Ｆ
Ｇ検出部22からの信号と偏心位相検出・変位部13からの
信号を基に加速制御部14は、スピンドルサーボ回路16に
サーボの切換信号と信号REF CKを供給する。信号REF CK
は、偏心中点検出回路部15と映像信号処理部21に供給し
ている。映像信号処理部21は、内蔵するＴＢＣ処理等を
行って出力信号を出力端子23から出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクを静止状態か
ら所定の回転速度に回転駆動させるスピンドルモータの
回転駆動制御を行わせるのに用いて好適なディスク駆動
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ディスクを回転駆動させるスピン
ドルモータの回転数は、スピンドルモータに取り付けら
れた周波数発電機(Frequency Generator：以下ＦＧと略
す) で検出している。上記ＦＧは、スピンドルモータの
回転速度に比例したパルス信号を出力して基準値と比較
しながら上記スピンドルモータの回転速度を一定にする
ようスピンドルモータを制御している。ＦＧは例えば、
ディスクの１回転毎にパルスを生成するように設計され
ている。

【０００３】このスピンドルモータの回転数は、モニタ
等の画像表示装置に画像出力するとき、通常、1800rpm
を境にして出画するように操作している。例えば、ビデ
オディスク装置は、電源起動時のディスクが静止状態か
ら回転駆動させてスピンドルモータの回転数1800rpm に
達したときのタイミングでスピンドルモータの駆動を水
平同期信号に位相同期させるサーボ、いわゆるＨサーボ
で行うように切換制御している。

【０００４】一般的に、スピンドルモータのサーボ駆動
において上記Ｈサーボの制御はスピンドルモータのサー
ボ駆動の同期位相をモニタ等の同期位相に対応して位相
を合わせ込む必要がある。このＨサーボは、通常、基準
水平同期信号REF H と、再生信号の水平同期信号PB Hと
を位相比較して行う。このため、ビデオディスク装置
は、最初に基準水平同期信号REF H と、再生信号の水平
同期信号PB Hの位相を合わせてから位相比較を行うこと
が一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ユーザ側か
らの要望としてディスクをセットした後の上記画出しの
時間の短縮化を図りたいという強い要望が出されてい
る。この要望に答えるため、一つの方法としてフィール
ドメモリを用い、また、このフィールドメモリを時間軸
補正を行うタイムベースコレクタ（以下ＴＢＣと略す）
として用いることでスピンドルモータの応答はかなりラ
フであっても画像出力させることができた。しかしなが
ら、この方法は音声が早く出せない等の問題点があっ
た。

【０００６】また、記録媒体であるディスクにおいて、
完全に理想的なディスクは存在しない。従って、ディス
クを回転させた際にディスクは少なからず偏心を起こ
す。この偏心による瞬時周波数の変化は、±0.09% であ
った。例えば、現行のＮＴＳＣ方式のテレビジョンで用
いる水平同期周波数ｆ_H ＝15.7kHz に対して上記瞬間周
波数の変化は、±14Hzになってしまう。

【０００７】このようにユーザの要望に答えるべく設け
たＴＢＣの可変許容範囲は狭く、前記Ｈサーボへの引渡
し周波数の誤差は 1〜2Hz 以内に抑えなければならな
い。再生された映像信号に対して時間軸補正を行う際に
ＴＢＣは、ＴＢＣエラー信号を用いて行う。このＴＢＣ
エラー信号は、基準水平同期信号REF H と、再生信号の
水平同期信号PB Hの位相とを比較して得られる。

【０００８】例えば、上記ＴＢＣエラー信号は、図６
（ａ）に示す偏心による波形振幅で表される。ここで、
このＴＢＣエラー信号のピーク、例えば信号レベルの山
や谷（図６（ａ）に示す点Ｐ）でスピンドルモータの加
速制御を停止させて上記Ｈサーボに切り換えを行い、さ
らにＨシフトをさせたとき、上記ＴＢＣエラー信号は、
上記検出したピークレベルを基準としてみなして、結果
的に図６（ｂ）に示すＴＢＣエラー信号が約２倍の振幅
として扱われることになる。これによって、ＴＢＣエラ
ー信号の許容範囲を越えた状態の信号を基にしてＴＢＣ
処理することになってしまう。

【０００９】このため、上記Ｈサーボに切り換え後に出
力される映像信号は、上述した狭いながらも有するＴＢ
Ｃ可変許容範囲を越えてしまったことにより、画面に色
が付かなかったり、画面が横に乱れたりする不具合が生
じてしまう。

【００１０】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたものであり、いわゆるＨサーボへの切換時に
ＴＢＣ処理で用いるＴＢＣエラー信号のレベルが必要以
上に大きくならないようにスピンドルモータの動作を制
御して安定に画面に色が付くように再生映像信号が表示
できるディスク駆動装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るディスク駆
動装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータを用
いてディスクを回転駆動するディスク駆動装置におい
て、上記ディスクに記録された同期信号を含む信号を読
み取る信号読み取り手段と、該信号読み取り手段からの
出力信号中に含まれる同期信号を検出する同期検出手段
と、該同期検出手段からの出力信号で上記ディスクの偏
心位相を検出して上記出力信号の位相を変位させる偏心
位相検出・変位手段と、該偏心位相検出・変位手段と上
記同期検出手段からの出力信号を基にしてディスクの偏
心位相の中点を検出する偏心位相中点検出手段と、上記
偏心位相検出・変位手段からの出力信号に応じてディス
クからの出力信号に信号処理を施す信号処理手段と、上
記偏心位相検出・変位手段からの出力信号を基に上記ス
ピンドルモータの加速制御を行う加速制御手段と、上記
同期検出手段により検出された同期信号に基づいて同期
位相合わせの切換制御を行う同期位相合わせサーボ手段
とを有し、上記同期位相合わせサーボ手段は、上記偏心
位相中点検出手段及び上記偏心位相検出・変位手段から
のそれぞれの出力信号に応じた基準水平信号の位相の変
位を行うと共に、加速制御手段からの制御信号に応じて
同期位相合わせの切換制御を行うことにより、上述の課
題を解決する。

【００１２】ここで、上記偏心位相検出・変位手段は、
ディスクの偏心位相を検出し、この検出信号に基づき基
準水平同期信号の位相を変位させて出力する。この位相
変位にあたり上記加速制御手段から位相変位させるタイ
ミング信号を供給し、この信号の入力に応じて基準水平
同期信号の位相変位させている。

【００１３】上記偏心位相中点検出手段は、例えば検出
したディスクの偏心量を振幅で示してこの振幅の中点の
情報を出力する。

【００１４】上記信号処理手段は、例えば上記偏心位相
検出・変位手段からの出力信号である基準水平同期信号
と、再生水平同期信号から生成したＴＢＣエラー信号に
基づいてＴＢＣ処理する場合、上記同期位相合わせサー
ボ手段が適切に位相変位や位相振幅の中点に応じた制御
を行うことにより、たとえＴＢＣエラー可変範囲が狭く
てもＴＢＣエラー信号を上記可変範囲内に抑えて、モニ
タ等の画面に生じる乱れ、例えば無着色の画面や画面の
横揺れ等の不具合を解消させてディスクからの画像及び
音声をモニタに出力する。

【００１５】上記加速制御手段は、加速制御信号と加速
停止信号をタイミングに応じて供給している。特に、加
速停止信号は、スピンドルモータの回転数が1800rpm に
達したとき上記同期位相合わせサーボ手段に供給してサ
ーボ制御をＨサーボに切り換えている。

【００１６】

【作用】本発明のディスク駆動装置は、ディスクの１回
転に要する時間を毎回測定して、これらの測定値から加
速停止を行う時刻を演算して求め、この算出した時刻で
加速を停止していわゆるＨサーボに移行させている。こ
のＨサーボへの移行が行われるとき、上記偏心位相中点
検出手段及び上記偏心位相検出・変位手段からのそれぞ
れの出力信号を考慮してスピンドルモータの回転を駆動
制御させてディスクの偏心量を抑えることにより、上記
信号処理手段でも例えば上記偏心位相検出手段からの出
力信号である基準水平同期信号と再生水平同期信号から
生成したＴＢＣエラー信号に基づいてたとえＴＢＣエラ
ー可変範囲が狭くてもＴＢＣエラー信号を上記可変範囲
内に抑えて、モニタ等の画面に生じる乱れ、例えば無着
色の画面や画面の横揺れ等の不具合を解消させてディス
クからの画像及び音声をモニタに出力する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係るディスク駆動装置の一実
施例について、図面を参照しながら説明する。

【００１８】本発明に係るディスク駆動装置は、ディス
クを回転させるスピンドルモータを用いて強制的にディ
スクを回転駆動するディスク駆動装置に関するものであ
る。図１に示すこのディスク駆動装置の概略的なブロッ
ク回路構成を参照しながら説明する。

【００１９】ディスク駆動装置は、上記ディスク１８に
記録された同期信号を含む信号を読み取る信号読み取り
手段である光学ピックアップ部１９と、該光学ピックア
ップ部１９からの出力信号中に含まれる同期信号を検出
する同期検出手段である同期検出部１２と、該同期検出
部１２からの出力信号で上記ディスク１８の偏心位相を
検出して上記出力信号の位相を変位させる偏心位相検出
・変位手段である偏心位相検出・変位回路部１３と、該
偏心位相検出・変位回路部１３と上記同期検出部１２か
らの出力信号を基にしてディスク１８の偏心位相の中点
を検出する偏心位相中点検出手段である偏心中点検出回
路部１５と、上記偏心位相検出・変位回路部１３からの
出力信号に応じてディスク１８からの出力信号に信号処
理を施す信号処理手段である映像信号処理部２１と、上
記偏心位相検出・変位回路部１３からの出力信号を基に
上記スピンドルモータ１７の加速制御を行う加速制御手
段である加速制御部１４と、該同期検出部１２により検
出された同期信号に基づいて同期位相合わせの切換制御
を行う同期位相合わせサーボ手段であるスピンドルサー
ボ回路１６とで構成している。

【００２０】上記スピンドルサーボ回路１７は、上記偏
心位相中点検出回路部１５及び上記偏心位相検出・変位
回路部１３からのそれぞれの出力信号に応じた基準水平
信号の位相の変位を行うと共に、上記加速制御部１４か
らの制御信号に応じて同期位相合わせのＨサーボへの切
換制御を行っている。

【００２１】上記マイクロコンピュータ１４ｂは、スピ
ンドルモータ１７を加速させながら、上記ディスク１８
に書き込まれているタイムコードの読み込みを上記同期
位相合わせサーボの切り換え時点までに行わせて正確に
上記同期位相合わせサーボ切り換えを行っている。

【００２２】ディスク駆動装置の回路構成と動作につい
て説明すると、ディスク駆動装置は、トレイインして載
置台（図示せず）にディスク１８をチャッキングする。
装置内に収納されたディスク１８は、この後スピンドル
モータ１７の回転と共に、強制的に加速して高速回転さ
せている。このディスク１８に対してレーザを照射する
光学ピックアップ部１９は、このディスク１８の面のピ
ットで反射してくる戻り光をデータとして分離し、電気
信号に変換して復調回路（ＤＥＭＯＤ）２０に送ってい
る。上記復調回路２０は、供給された再生ＲＦ信号を復
調して再生映像信号を映像信号処理部２３に供給する。

【００２３】映像信号処理部２３は、上記黒画面にする
期間内でスピンドル応答、タイムベースコレクタ（以下
ＴＢＣと略す）及びモニタとの同期関係を追従させる操
作等の各種の映像信号処理を行って出力端子２３からモ
ニタ等に映像信号を供給している。

【００２４】上記同期検出部１２は、同期分離回路１２
１及び半Ｈ（ハーフＨ）キラー回路１２２からなる。上
記同期検出部１２において上記復調回路２０からの再生
映像信号は、上記再生映像信号の同期部分を同期分離回
路１２１で再生水平同期信号PB H（あるいは再生垂直同
期信号PB V）を分離して半Ｈキラー回路１２２に供給す
る。半Ｈキラー回路１２２は、現行のＮＴＳＣ方式のテ
レビジョンのフィールド走査で生じる半Ｈ（ハーフＨ）
をキャンセルする回路である。この半Ｈキラー回路１２
２からの出力信号は、後述において詳述するスピンドル
サーボ回路１６に供給すると共に、上記偏心位相検出・
変位回路部１３内のフライホイール位相調整回路部１３
ａに供給している。偏心位相検出・変位回路部１３は、
上記フライホイール位相調整回路部１３ａと、基準水平
同期信号REF H を位相変位させるREF H 変位回路部１３
ｂで構成している。

【００２５】上記フライホイール位相調整回路部１３ａ
は、ドロップアウトガード回路１３１、位相検波回路１
３２、ローパスフィルタ（以下ＬＰＦと略す）１３３、
電圧制御発振器（以下ＶＣＯと略す）１３４及び１／ｎ
分周回路１３５で構成している。

【００２６】上記再生水平同期信号PB Hは、先ず、上記
フライホイール位相調整回路部１３ａ内のドロップアウ
トガード回路１３１に供給する。このドロップアウトガ
ード回路１３１は、この回路に１／ｎ分周回路１３５か
らのウィンドウ信号Ｗを入力し、上記再生水平同期信号
PB Hのパルスが上記ウィンドウ信号Ｗのウィンドウ内に
ある（ＯＫ）か、ウィンドウ外にある（ＮＧ）かの各出
力信号を位相検波回路１３２にそれぞれ供給している。

【００２７】上記位相検波回路１３２は、位相のずれ量
をＬＰＦ１３３に送って平滑化している。このＬＰＦ１
３３で平滑化された信号は、上記映像信号処理部２１に
供給すると共に、ＶＣＯ１３４に供給している。このＬ
ＰＦ１３３からの出力信号が出力電圧に応じた水平同期
信号ｆ_H のｎ倍の周波数ｎｆ_H をＶＣＯ１３４で電圧制
御して上記１／ｎ分周回路１３５に送られる。１／ｎ分
周回路１３５は、上記ウィンドウ信号Ｗを生成し上記ド
ロップアウトガード回路１３１に供給している。また、
１／ｎ分周回路１３５は、フライホイール効果を有する
チャンネル信号ＣＨを上記ドロップアウトガード回路１
３１に供給すると共に、パルス周期測定回路部１４内の
１／５２５分周回路１４１に送っている。上記ドロップ
アウトガード回路１４１は、フライホイール効果を有す
るチャンネル信号ＣＨを帰還させて位相ロックループを
形成している。

【００２８】上記REF H 変位回路部１３ｂは、上記１／
５２５分周回路１３６、ＡＮＤ回路１３７、カウンタ回
路１３８、ラッチ回路１３９で構成している。

【００２９】REF H 変位回路部１３ｂの１／５２５分周
回路１３６に供給されたチャンネル信号ＣＨは、５２５
分周して１回転に１回パルス信号ＣＦが生成される。上
記パルス信号ＣＦは、１フレームを示すパルス信号とし
てＡＮＤ回路１３７の一端側に供給され、ＡＮＤ回路１
３７の他端側には後述するマイクロコンピュータ１４ｂ
からシフト命令信号が供給されている。この実施例にお
いてこの両者の信号レベルが“Ｈ”のとき、ＡＮＤ回路
１３７の出力信号の立ち上がりエッジで上記カウンタ回
路１３８にリセット信号が供給される。

【００３０】上記カウンタ回路１３８は、上記パルス信
号ＣＦの１周期中に何クロック入っているかを数えるバ
イナリー・カウンタである。本実施例では、上記クロッ
クを入力端子１１を介して４倍のサブキャリア周波数４
ｆ_SCが供給されている。現行のＮＴＳＣ方式のサブキャ
リア周波数ｆ_SCは、水平同期周波数ｆ_H を用いて表す
と、４５５ｆ_H ／２の関係にあることが知られている。
従って、ディスク１８を正規の回転数で回転させている
とき、上記パルス信号ＣＦの１周期は５２５／ｆ_H と表
され、一方、クロック４ｆ_SCの周期は１／４ｆ_SCであ
る。このカウンタは、パルス信号ＣＦの１周期中に、 （５２５／ｆ_H ）／｛１／（４×４５５ｆ_H ／２）｝＝
４５５×５２５×２＝４７７７５０個（すなわち１９ビ
ット以上のカウンタで）カウントをする必要がある。

【００３１】このように高精度の水平同期信号を生成し
て正規の回転速度に達する時間をクロック数で表すた
め、本実施例では、４７７７５０個以上カウントできる
ようにカウンタ回路１３８は、２０ビットのカウンタを
用いている。

【００３２】上記カウンタ回路１３８は、２０ビットの
カウント出力データを上記ＣＦ信号の入力に応じて一時
的に保持する上記ラッチ回路１３９に供給すると共に、
上記２０ビットのカウント出力データの上位１６ビット
のカウント出力データを上記加速制御部１４内の一致検
出回路１４ａに供給している。

【００３３】上記マイクロコンピュータ１４ｂは、スピ
ンドルモータ１７に取り付けられた周波数発電機(Frequ
ency Generator：以下ＦＧと略す) で検出している。上
記ＦＧ検出部２２は、例えば、ディスクの１回転毎にパ
ルスを生成してスピンドルモータ１７の回転速度に比例
したパルス信号を上記マイクロコンピュータ１４ｂに供
給している。マイクロコンピュータ１４ｂは、ＦＧ検出
部２２から供給されたパルス信号を基にして演算する。
この演算については後述において詳述する。

【００３４】上記マイクロコンピュータ１４ｂは、倍精
度の演算、すなわち１６ビットの演算結果と基準水平同
期クロック信号REF CKを上記一致検出回路１４ａに送る
と共に、スピンドルサーボ回路１６と後述する偏心中点
検出回路１５にそれぞれ供給している。

【００３５】また、上記マイクロコンピュータ１４ａ
は、図示していないがカウンタの値が演算結果に達する
までリセットしないようにリセット禁止区間を示すリセ
ット禁止信号を上記REF H 変位回路部１３ｂに供給して
いる。マイクロコンピュータ１４ｂは、加速制御信号Ａ
ＣＯＮをスピンドルサーボ回路１６に供給している。

【００３６】上記一致検出回路１４ａは、マイクロコン
ピュータ１４ｂからの供給される倍精度データに合わせ
て上記カウンタ回路１３８から上位１６ビットのカウン
ト出力データが供給され、これら両者のデータの一致を
検出している。上記一致検出回路１４ａにおいて上記両
データの一致が検出されたならば、スピンドルサーボ回
路１６にスピンドルモータ１７の加速動作を停止させる
加速停止制御信号として一致パルス信号ＡＣＯＦを供給
する。

【００３７】この他、上記スピンドルサーボ回路１６
は、同期検出部１２内の半Ｈキラー回路１２２からの再
生水平同期信号PB Hとディスク１８の偏心を示す振幅の
中点を検出する偏心中点検出回路１５で作られた基準水
平同期信号REF H が供給されている。

【００３８】上記偏心中点検出回路１５は、半Ｈキラー
回路１２２からの再生水平同期信号PB Hとマイクロコン
ピュータ１４ｂからの基準水平同期クロック信号REF CK
が供給されている。偏心中点検出回路１５は、上述した
ように基準水平同期信号REFH をスピンドルサーボ回路
１６に供給すると共に、検出した振幅の中点の位置に関
する情報もまたスピンドルサーボ回路１６に供給してい
る。

【００３９】このスピンドルサーボ回路１６は、上述し
たようにマイクロコンピュータ１４ｂから加速制御信号
ＡＣＯＮと一致検出回路１４ａから加速停止制御用の一
致パルス信号ＡＣＯＦとによってスピンドルモータ１７
の加速制御のタイミング等を制御している。このスピン
ドルサーボ回路１６のタイミング制御の一つが、いわゆ
るＨサーボの引き渡しタイミングである。スピンドルサ
ーボ回路１６は、スピンドルモータ１７の回転動作を制
御する制御信号をスピンドルモータ１７に供給してディ
スク１８の回転を制御している。

【００４０】このように構成して基準水平同期信号の周
波数15.734kHz に対して確実に再生水平同期信号の周波
数を後述する±２Ｈｚ以内の範囲で周波数を高精度に保
ち、偏心の影響を除き、加速停止のタイミングを検出す
るための測定間隔によるタイミングのずれによって生じ
る問題を解決してスピンドルサーボをかけてスピンドル
モータ１７を制御している。また、このようにスピンド
ルサーボ回路１６が制御されることにより、偏心の影響
の除去に停まらず、前述した映像信号処理部２１で行わ
れるＴＢＣ処理において狭いＴＢＣエラー信号の可変範
囲であっても範囲内に収めてＴＢＣ処理することができ
る。

【００４１】次に、上記偏心中点検出回路の動作につい
て図２に示す模式的な波形図を参照しながら説明する。
また、必要に応じて図１を参照する。

【００４２】上述したように偏心中点検出回路１５はス
ピンドルサーボ回路１６でディスク１８の偏心の影響を
除去するために設けられた回路である。この偏心の影響
を取り除くことによって、映像信号処理部２１における
ＴＢＣエラー信号の振幅を狭い許容範囲内に収めてい
る。図２は、偏心中点検出回路１５により振幅を狭い許
容範囲内に収めることができることを示す。

【００４３】図２（ａ）はＴＢＣエラー信号の変動を示
している。このＴＢＣエラー信号の変動は、そのままデ
ィスク１８の偏心量を表している。偏心中点検出回路１
５は、前述したスピンドルサーボ回路１６を介してスピ
ンドルモータ１７の強制的な加速を停止させる加速停止
制御用の一致パルス信号ＡＣＯＦの供給後に回路動作を
開始させる。これは、ＴＢＣエラー信号が加速直後では
使えないことによる。

【００４４】また、図２（ｂ）は、再生水平同期信号PB
Hを（１／１０）の周期に分周した信号を示している。
すなわち図２（ｂ）に示す信号の周期は、（ｆ_H ／１
０）である。図２（ａ）に示す実線３０の領域Ｒ₁ は、
ＴＢＣエラー信号の全振幅を平均したレベルに対する振
幅の差分が小さい領域である。この領域Ｒの中で完全に
ＴＢＣエラー信号の振幅の差分、すなわち周期の変化が
ゼロになったとき、平均したレベルは、偏心中点ＳＣを
示している。また、偏心中点の検出を考える場合、偏心
中点は、周期の増減を示す符号が反転する境界と考える
ことができる。同様に、破線３１は、実線３０と位相が
ずれている場合を示している。この破線３１の場合も振
幅の差分のゼロになる点ＳＣ’が偏心中点を示す。

【００４５】再生水平同期信号PB Hを（ｆ_H ／１０）に
した場合、図２（ｂ）は（ｆ_H ／１０）という一定間隔
における上記ＴＢＣエラー信号の差分値（すなわち符号
も含んでいる）に対するの割合の逆数を示している。ま
た、上記偏心中点ＳＣ、ＳＣ’は、上述したようにＴＢ
Ｃエラー信号の少ない、略々ゼロ領域であることから、
理論的にこれらの偏心中点ＳＣ、ＳＣ’で周期変動が最
も少なく、周期が確定する。実際の偏心中点の位置の検
出にあたり、偏心中点検出回路１５は、この周期不変を
示す点の周期を検出して位置を求めている。

【００４６】図２（ａ）に示す偏心中点ＳＣ、ＳＣ’の
検出は、偏心量が小さいことから検出に伴う誤差は大き
くなる。しかしながら、実際に用いる偏心中点は、偏心
量が小さいことによってこの偏心中点がスピンドルサー
ボ回路１６に供給されても問題なく基準水平同期信号RE
F H を変位させることができる。

【００４７】一方、上述したもう一つの偏心中点の検出
方法であるＴＢＣエラー信号の周期の増減の反転位置を
偏心中点として求めた場合、偏心量が大きいとき、偏心
中点が検出できないことがある。従って、上記周期不変
位置の周期を検出することによって偏心中点の検出を行
っている。

【００４８】このようにして求めた偏心中点の情報は、
スピンドルサーボ回路１６に供給される。スピンドルサ
ーボ回路１６では、REF H 変位回路部１３ｂから基準水
平同期信号REF H を位相変位させた信号が供給されてい
る。ここで、上記偏心中点の情報は、スピンドルサーボ
回路１６でのスピンドルサーボ制御によって図２（ｃ）
に示すＴＢＣエラー信号がレベルシフトして例えば１Ｖ
から４Ｖまでの狭いＴＢＣエラー信号可変範囲内に収め
るための制御信号として供給されている。

【００４９】スピンドルモータ１７は、この加速制御信
号ＡＣＯＮの供給により回転数が1800rpm の７０％に達
したならば、ディスク１８内のゼロ番地を検索するゼロ
サーチ動作を開始させる。このゼロサーチを行ってゼロ
番地に書き込まれているタイムコードが読み出される。
スピンドルモータ１７の回転数が1800rpm に達する前に
このタイムコードの読み出しが完了することによって回
転数が1800rpm に達した以降に連続して行われていたタ
イムコードの読み出し処理の時間を節約している。

【００５０】一致検出回路１４ａは、このゼロサーチ動
作終了後に回路の動作を開始してマイクロコンピュータ
１４ｂからの供給される１６ビットデータREF H と上記
カウンタ回路１３８から供給される１６ビットのカウン
ト出力データPB Hが一致したとき、一致パルス信号ＡＣ
ＯＦを出力する。このとき、スピンドルモータ１７は、
加速の停止後にスピンドルサーボ回路１６での上述した
偏心に応じた基準水平同期信号REF H の位相変位及び偏
心中点に応じた制御信号を供給して、動作をいわゆるＨ
サーボに切り換えている。

【００５１】このようにして従来のスピンドルモータ１
７の回転数が1800rpm に達した後で検出された偏心中点
の情報と基準水平同期信号REF H の位相変位させるため
の信号に応じたスピンドルサーボ制御を行うことによ
り、映像信号処理部２１内のＴＢＣ処理を安定に行うこ
とができる。

【００５２】次に、ディスク駆動装置の高精度な動作制
御を行う上での原理について図３及び図４に示した模式
的な図を参照しながら説明する。上述したようにディス
ク駆動装置は、強制加速して再生水平同期信号PB Hの周
波数が上記基準水平同期信号REF H に一致した瞬間に加
速を停止させ、同時に上記基準水平同期信号REF H によ
るいわゆるＨモードに移行して位相ロック動作を行うこ
とによって直ちにいわゆる出画を行わせるため、加速停
止の瞬間を知る必要がある。

【００５３】スピンドルサーボ回路１６を制御するため
の上記基準水平同期信号REF H に対して再生水平同期信
号の周波数ｆ_H が、どの位必要かを求めてみる。すなわ
ち再生水平同期信号の周波数ｆ_H が図３（ａ）に示すよ
うにΔｆ＝１Ｈｚずれているとき、位相のずれθは、 θ＝２πΔｆｔ ・・・・（１） の関係にあるから、Δｆが１Ｈｚずれることによって１
秒に２π（６３．５μｓ）の速さでずれていく。従っ
て、基準水平同期信号REF H の周波数15.734kHz に対し
て測定される再生水平同期信号PB Hの周波数を±２Ｈｚ
以内の範囲に入れなければならない。

【００５４】上記周波数の精度を確保しながら、強制加
速して再生水平同期信号PB Hの周波数が加速を停止させ
る上記基準水平同期信号REF H に達する瞬間を求める。
同期分離された再生水平同期信号PB Hは、図１に示した
フライホイール位相調整回路部１３ａからのチャンネル
信号ＣＨをREF H 変位回路部１３ｂの１／５２５分周回
路１３６に供給して５２５分周したフレームパルス信号
ＣＦにする。上記フレームパルス信号ＣＦの周期は、デ
ィスク１８の回転周期に同じでＦＧ検出部２２から供給
される１回転毎にパルスと同じ信号が得られる。この周
期は、偏心の周期にも等しいことから、この周期で測定
すれば、前記した偏心の影響を除去することができる。

【００５５】また、このＦＧ検出部２２（あるいはフレ
ームパルス信号ＣＦ）の周期から目標速度に達する瞬間
を求めるとき、図４（ａ）に示す時刻ｔ_n-2 と時刻ｔ
_n-1 との間の時間である周期Ｔ_n-1 は、図４（ｂ）に示
す周波数ｆの時刻ｔ_n-2 と時刻ｔ_n-1 の区間の平均周波
数ｆ_n-1 の逆数である。同様に、周波数ｆの時刻ｔ_n-1
と時刻ｔ_n の区間の平均周波数ｆ_n の逆数である。これ
らの平均周波数ｆ_n-1 、ｆ_n は、時刻ｔ_n-2 〜時刻ｔ_n
の間、スピンドルモータ１７が等加速度運動していると
すると、それぞれｔ_A ＝（ｔ_n-2 −ｔ_n-1 ）／２とｔ_B
＝（ｔ_n-1 −ｔ_n）／２における瞬時周波数を表す。そ
こで、上記瞬時周波数ｆが所望の周波数ｆ₀ に達する時
刻ｔ_X は、この時刻ｔ_X までの区間も等加速度運動して
いるとして比例配分 （ｆ₀ −ｆ_n ）／（ｔ_X −ｔ_B ）＝（ｆ_n −ｆ_n-1 ）／（ｔ_B −ｔ_A ） （２） によって ｔ_X ＝（ｆ₀ −ｆ_n ）（ｔ_B −ｔ_A ）／（ｆ_n −ｆ_n-1 ）＋ｔ_B （３） と求められる。

【００５６】ここで、時間ｔ_B −ｔ_A や時刻ｔ_B は、そ
れぞれ ｔ_B −ｔ_A ＝（Ｔ_n-1 ＋Ｔ_n ）／２ ・・・・（４） ｔ_B ＝ｔ_n −Ｔ_n ／２ ・・・・（５） で得られる。これらの値を式（３）に代入すると、時刻
ｔ_X は、

【００５７】

【数１】

【００５８】で表される。目標の周期をＴ_C として式
（６）をすべて周期で表すと、

【００５９】

【数２】

【００６０】と周期Ｔ_n が得られた時刻ｔ_n までに求め
られた測定値で瞬時周波数に達する時刻ｔ_X までの時間
Ｔ_X （＝ｔ_X −ｔ_n ）が算出される。この時刻ｔ_n から
Ｔ_X 秒経過後にスピンドルモータ１７の加速を停止させ
れば得られる。また、式の表示を簡略的に表示させるた
め、目標周期Ｔ_C をＣ、ｎ−１番目の周期Ｔ_n-1 をＡ及
びｎ番目の周期Ｔ_n をＢとおくと、上記時間Ｔ_X は、

【００６１】

【数３】

【００６２】と表される。

【００６３】上記設定したＡ、Ｂ及びＣの値が、Ａ≒Ｂ
≒Ｃ、かつ３つの各値が３バイトとすれば、 Ｔ_X ＝（（（（Ａ＊（Ｂ−Ｃ））／（Ａ−Ｂ））＊（Ａ＋Ｂ）） ／Ｃ−Ｂ）／２ ・・・・（９） は、（Ａ＊（Ｂ−Ｃ）が６バイトの演算結果を（Ａ−
Ｂ）という３バイトで割ることによって３バイトにし、
（Ａ＋Ｂ）の３バイトをかけることにより６バイト、３
バイトのＣで割って３バイトの演算に、さらに設定値Ｂ
を加算して最終的に３バイトの演算結果という具合に演
算の簡略も行うことができる。

【００６４】さらに、加速停止のタイミングを検出する
ための測定間隔によるタイミングのずれの許容範囲を算
出してみる。一定のトルクを与えた場合、例えば再生水
平同期信号の周波数ｆ_H が、静止状態から基準水平同期
信号REF H の周波数である所望の回転数1800ｒｐｍまで
４秒で立ち上がるとき、再生水平同期信号PB Hの周波数
ｆ_H と再生水平同期信号PB Hの周期Ｔ_H は、それぞれ、 ｆ_H ＝ｆ₀ ｔ／４ ・・・・（１０） Ｔ_H ＝４Ｔ₀ ／ｔ ・・・・（１１） と表される。

【００６５】また、上記周波数ｆ_H と周期Ｔ_H の変化率
は、それぞれ、 ｄｆ_H ／ｄｔ＝ｆ₀ ／４ ・・・・（１２） ｄＴ_H ／ｄｔ＝−４Ｔ₀ ｔ^-2 ・・・・（１３） となる。上記周波数ｆ_H の周波数15.734kHz 付近での周
期Ｔ_H の変化率は、式（１２）から明らかなように１秒
当り略々１６μｓで１回転毎に１ｎｓずつ周期を短くし
ていく。上記式（１３）によって、周波数ｆ_H の変化率
は、は基準水平同期信号の周波数15.734kHz を代入する
と、約１秒当り４ｋＨｚ、すなわち0.25ｍｓで１Ｈｚ変
化する。換言すれば、一定のトルクを与えて回転させた
とき、回転周期が上記0.25ｍｓの変化、0.25ｍｓ／63.5
56μｓ≒４Ｈずれただけで１Ｈｚずれてしまうことを意
味している。従って、いわゆるＨサーボへの引渡しタイ
ミングは、４Ｈ以内で行う必要がある。

【００６６】上述したこれらの条件を満足するように考
慮した構成が、図１に示したブロック回路である。図１
に示したブロック回路の中でパルス周期測定回路部１４
及びマイクロコンピュータ１４ｂの動作について図４に
示す実際の出力波形を参照しながら説明する。

【００６７】図５（ａ）は、ディスク１８の高速回転に
伴って徐々にパルス間隔が短くなるフレームパルス信号
ＣＦを示している。また、図５（ｂ）はREF H 変位回路
部１３ｂ内の２０ビットのカウンタ回路１３８の出力値
を示すと共に、上述した方法に基づいてマイクロコンピ
ュータ１５の演算した結果も示している。図５（ｃ）
は、マイクロコンピュータ１４ｂの演算状態を示す波形
である。マイクロコンピュータ１４ｂは、上記ＦＧ検出
部２２から時刻ｔ_n-1 における周期Ｔ_n-1 と時刻ｔ_n に
おける周期Ｔ_n の検出されたカウンタ値を演算データと
して供給されている。上記時刻ｔ_n における周期Ｔ_n の
カウンタ値をマイクロコンピュータ１４ｂに取り込んだ
瞬間からマイクロコンピュータ１４ｂで演算を上述した
算法に従って時刻ｔ_X までの所要時間Ｔ_X を算出する。
これに要する時間が図５（ｃ）における演算時間ＯＰ_D
である。

【００６８】図５（ｄ）は、リセット禁止信号ＲＩを示
し、上記時刻ｔ_n のデータを取り込んだと同時にリセッ
ト禁止信号ＲＩをマイクロコンピュータ１５が出力した
演算結果にカウント出力値が達するまで上記カウンタ回
路１３８がリセットされないようにしている。ただし、
このリセット禁止信号ＲＩは、図１中に図示していな
い。このカウンタ回路１３８に供給されるリセット禁止
信号ＲＩは、常に発生させるものでなく、真のモード切
換時を示す演算結果の出力値が、予め予想されるマイク
ロコンピュータ１４ｂにカウント出力値を取り込む時間
と、上記カウント出力値に基づいて演算終了までの時間
ＯＰ_D と、ディスク１８の回転周期分の時間（例えば３
３ｍｓ）とを加算した時間Ｔ_M 以内にあると判断したと
き、マイクロコンピュータ１４ｂにカウント出力値を取
り込むと同時にレベルを“Ｌ”にセットしてリセット禁
止する。また、カウンタ回路１３８でのカウントがこの
上記演算時間ＯＰ_D と１周期分の時間（例えば３３ｍ
ｓ）を越えても一致しない場合、リセットして上述した
演算及び一致検出を繰り返す。

【００６９】上記演算結果は、マイクロコンピュータ１
４ｂから１６ビットからなる倍精度データが一致検出回
路１４ａに供給され、カウンタ回路１３８からの上位１
６ビットのカウント出力値と比較している。この一致す
るまでの比較期間は、上記リセット禁止信号ＲＩによっ
てカウンタ回路１３８は、リセットされず、カウントを
続ける。上記一致検出回路１４ａで両者のデータが一致
した瞬間を時刻ｔ_X として図５（ｅ）に示すように一致
パルスＡＣＯＦを出力する。この一致パルスＡＣＯＦに
応じて図５（ｆ）に示すモード切換信号は、最初のモー
ドである周波数発生（ＦＧ）モードから再生水平同期信
号で制御するいわゆるＨモードに切り換える。この切換
によって実際に加速を停止させた瞬間を示している。

【００７０】図５（ｇ）は、ホールドパルスを示し、上
記ホールドパルスで実際にディスク駆動装置をＨモード
に移行させる。スピンドルモータ１７の駆動エラーを示
す図５（ｈ）における上記時刻ｔ_X からスピンドルモー
タ１７の駆動エラーのレベル範囲に収束する時刻までの
区間Ｓは、本実施例の場合、約７ｍｓである。この区間
Ｓを経た後、図示していないがＴＢＣエラーの過渡応答
が何度立ち上げ動作を繰り返しても同じ動作を行わせる
ことができ、ディスク駆動装置の初期動作を安定に動作
させることができるようになる。

【００７１】このようにしてディスク駆動装置は、上記
Ｈモードに引渡した直後から色が付いた映像をいわゆる
出画を行わせることができ、図５（ｈ）に示したスピン
ドルモータ１７のサーボ制御で生じるスピンドル駆動エ
ラーを小さく安定に動作させるができるようになる。

【００７２】前述した等加速度のスピンドルモータ１７
の駆動による立ち上げ理論に基づくより具体的な例を参
照しながら説明する。ここで、いわゆるスピンドルモー
タ１７の風切りの影響（風損）やスピンドルモータの非
直線性については無視することにする。このディスク駆
動装置は、オーディオ搬送波周波数ｆ_A を4.5MHz、基準
となる水平同期信号の周波数ｆ_H ＝ｆ_A ／286 、すなわ
ちｆ_H ＝15.734kHz 、基準となるフレーム同期信号の周
波数ｆ_F ＝ｆ_H ／525 、すなわちｆ_F ＝29.97Hz を用い
ている。上記フレーム同期信号の周波数ｆ_F を瞬時値Ｆ
（ｔ）（いわゆる加速度）とすれば、ある時刻から正規
の回転数1800rpm に達するまでの時間Ｔ_A を用いて、 Ｆ（ｔ）＝ｆ_F ｔ／Ｔ_A ・・・・（１４） と表される。

【００７３】また、回転数を示すｎは、式（１４）を時
間ｔについて積分することによって、 ｎ＝ｆ_F ｔ² ／（２Ｔ_A ） ・・・・（１５） となり、正規の回転数1800rpm に達するまで何回転する
かは、要する時間がＴ_Aであるから、 ｎ_(t=TA)＝ｆ_F Ｔ_A ／２ ・・・・（１６） で得られる。例えば、Ｔ_A ＝４秒のとき、ｎ＝59.94 回
正規の回転数1800rpm に達するまで回ることになる。

【００７４】逆に、ｎ_(t=TA)に要する時間Ｔ_X は、ここ
で、Ｋ＝（２Ｔ_A ／ｆ_F ）^1/2 とすると、ｎ＝59.94 と
して Ｔ_X ＝Ｋ・ｎ^1/2 ・・・・（１７） 得られる。１つ前の（ｎ−１）回転目からこのｎ回転目
までの時間Ｔ_n は、 Ｔ_n ＝Ｋ｛ｎ^1/2 −（ｎ−１）^1/2 ｝ ・・・・（１８） であり、これが実際の測定値である。さらに、このｎ回
転目から次の（ｎ＋１）回転目までの時間Ｔ_n-1 は、 Ｔ_n+1 ＝Ｋ｛（ｎ＋１）^1/2 −ｎ^1/2 ｝ ・・・・（１９） である。

【００７５】上記した関係式を用いてＴ_A ＝４秒とした
場合の各数値を表１に示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】従って、時刻ｔ_n に所要時間Ｔ_X を加算さ
せた値は、必ずＴ_A に一致する。例えば、ｎ＝５９の時
刻ｔ_n に演算結果の値Ｔ_X を加算すると、倍精度演算の
ためｔ_n ＋Ｔ_X ＝3.99999999999998905 秒と表され、略
々４秒になる。このように時刻ｔ_n 、時間Ｔ_n 及び時間
Ｔ_n+1 から回転回数ｎに応じて正規の回転数1800rpmに
達する時間Ｔ_X が求められる。

【００７８】このマイクロコンピュータ１４ｂの演算結
果に一致するまでカウントさせて一致した瞬間に前述し
た許容されたタイミング範囲内でモードの移行を行うこ
とによって、スピンドルモータの位相ロックを行いなが
ら、いわゆるＨサーボモードへの引渡しに要する時間の
短縮化を図っている。同時に、スピンドルモータ１７の
強制的な加速期間中にディスクのゼロ番地サーチを合わ
せて行うと、高速のいわゆる出画させることができる。

【００７９】このように構成及び動作させることによっ
て、本発明のディスク駆動装置は、加速制御部１４の制
御信号によりＨサーボへの移行が行われるとき、上記偏
心位相中点検出回路部１５及び上記偏心位相検出・制御
回路部１３からのそれぞれの出力信号を考慮してスピン
ドルモータの回転を駆動制御させてディスクの偏心量を
抑えて、上記偏心位相中点に合わせてレベル変位させて
上記映像信号処理部２１で行うＴＢＣ処理に用いるＴＢ
Ｃエラー信号のＴＢＣエラー可変範囲が狭くてもＴＢＣ
エラー信号を上記可変範囲内に抑えてＴＢＣ処理を行う
ことができる。これにより、例えばモニタ等の画面に生
じる乱れ、無着色の画面や画面の横揺れ等の不具合を解
消させてディスクからの再生信号をモニタに安定に色の
付いた画像として出力することができる。

【００８０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のディスク駆動装置によれば、ディスクを回転させる
スピンドルモータを用いてディスクを回転駆動するディ
スク駆動装置において、上記ディスクに記録された同期
信号を含む信号を読み取る信号読み取り手段と、該信号
読み取り手段からの出力信号中に含まれる同期信号を検
出する同期検出手段と、該同期検出手段からの出力信号
で上記ディスクの偏心位相を検出して上記出力信号の位
相を変位させる偏心位相検出・変位手段と、該偏心位相
検出・変位手段と上記同期検出手段からの出力信号を基
にしてディスクの偏心位相の中点を検出する偏心位相中
点検出手段と、上記偏心位相検出・変位手段からの出力
信号に応じてディスクからの出力信号に信号処理を施す
信号処理手段と、上記偏心位相検出・変位手段からの出
力信号を基に上記スピンドルモータの加速制御を行う加
速制御手段と、上記同期検出手段により検出された同期
信号に基づいて同期位相合わせの切換制御を行う同期位
相合わせサーボ手段とを有し、上記同期位相合わせサー
ボ手段は、上記偏心位相中点検出手段及び上記偏心位相
検出・変位手段からのそれぞれの出力信号に応じた基準
水平信号の位相の変位を行うと共に、加速制御手段から
の制御信号に応じて同期位相合わせの切換制御を行うこ
とにより、いわゆるＨサーボ制御への制御切換が行われ
るとき、上記偏心位相中点検出手段及び上記偏心位相検
出・制御手段からのそれぞれの出力信号を考慮してスピ
ンドルモータの回転を駆動制御させてディスクの偏心量
を抑えることができ、上記偏心位相中点に合わせてレベ
ル変位させて上記信号処理手段で用いるＴＢＣエラー信
号のＴＢＣエラー可変範囲が狭くてもＴＢＣエラー信号
を上記可変範囲内に抑えてＴＢＣ処理を行うことができ
る。これにより、例えばモニタ等の画面に生じる乱れ、
無着色の画面や画面の横揺れ等の不具合を解消させてデ
ィスクからの再生信号をモニタに安定に色の付いた画像
として出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディスク駆動装置における一実施
例の概略的なブロック構成を示す図である。

【図２】上記実施例のスピンドルサーボ回路を制御して
映像信号処理部のＴＢＣエラー信号に現れるディスクの
偏心の影響を除去する偏心中点検出の動作とＴＢＣエラ
ー信号の関係を説明する模式的な図である。

【図３】動作周波数のずれとこれに伴う位相のずれの関
係を説明する図である。

【図４】ディスク駆動装置の動作原理を説明する図であ
る。

【図５】図１に示した回路構成における出力信号のタイ
ミングチャートを示す図である。

【図６】従来のディスク駆動装置におけるＴＢＣエラー
信号の波形を示す模式図である。

【符号の説明】

１１・・・・・・・・・・・・入力端子 １２・・・・・・・・・・・・同期検出部 １３・・・・・・・・・・・・偏心位相検出・変位回路
部 １４・・・・・・・・・・・・加速制御部 １５・・・・・・・・・・・・偏心中点検出回路部 １６・・・・・・・・・・・・スピンドルサーボ回路 １７・・・・・・・・・・・・スピンドルモータ １８・・・・・・・・・・・・ディスク １９・・・・・・・・・・・・光学ピックアップ部 ２０・・・・・・・・・・・・復調回路 ２１・・・・・・・・・・・・映像信号処理部 ２３・・・・・・・・・・・・出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクを回転させるスピンドルモータ
   を用いてディスクを回転駆動するディスク駆動装置にお
   いて、 上記ディスクに記録された同期信号を含む信号を読み取
   る信号読み取り手段と、 該信号読み取り手段からの出力信号中に含まれる同期信
   号を検出する同期検出手段と、 該同期検出手段からの出力信号で上記ディスクの偏心位
   相を検出して上記出力信号の位相を変位させる偏心位相
   検出・変位手段と、 該偏心位相検出・変位手段と上記同期検出手段からの出
   力信号を基にしてディスクの偏心位相の中点を検出する
   偏心位相中点検出手段と、 上記偏心位相検出・変位手段からの出力信号に応じてデ
   ィスクからの出力信号に信号処理を施す信号処理手段
   と、 上記偏心位相検出・変位手段からの出力信号を基に上記
   スピンドルモータの加速制御を行う加速制御手段と、 上記同期検出手段により検出された同期信号に基づいて
   同期位相合わせの切換制御を行う同期位相合わせサーボ
   手段とを有し、 上記同期位相合わせサーボ手段は、上記偏心位相中点検
   出手段及び上記偏心位相検出・変位手段からのそれぞれ
   の出力信号に応じた基準水平信号の位相の変位を行うと
   共に、加速制御手段からの制御信号に応じて同期位相合
   わせの切換制御を行うことを特徴とするディスク駆動装
   置。