JPH09180204A - 光ディスク装置のドライブ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の記憶容量を有する光ディスクに適切な
アクセス速度を得ることができる光ディスク装置のドラ
イブ回路を提供することにある。 【解決手段】 目標速度データと速度検出器１５０から
得られる速度データとの広帯域の相対速度に応じた第１
のゲインデータを得るゲイン回路１７０と、当該ゲイン
回路１７０から得る第１のゲインデータでファインアク
チュエータを駆動するドライバ１９１と、ゲイン回路１
７０から得る第１のゲインデータをβ／α倍して狭帯域
での相対速度を与える第２のゲインデータでコースアク
チュエータの駆動するドライバ１９２を設けて対物レン
ズ１１を目標トラックにシークする光ディスクのドライ
ブ回路で、目標速度発生テーブル１３０から得られる目
標速度データを所定倍する乗算器１４０と、ファインア
クチュエータ１０に供給する第１のゲインデータを任意
のレベルで制限する加速用リミッタ２１０、減速用リミ
ッタ２２０と、コースアクチュエータ２０に供給する第
２のゲインデータを任意のレベルで制限するリミッタ２
３０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対物
レンズを駆動するファインアクチュエータと立ち上げミ
ラーを駆動するコースアクチュエータとをリニアモータ
で駆動する光ディスク装置のドライブ回路に関し、特に
アクセス速度を可変できるようにした光ディスク装置の
ドライブ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機用の光ディスク装置はアクセス時
間を高速度で行うことが要求される。特に対物レンズを
光ディスクの目標トラックまで移動するシーク時のアク
セス時間の短縮が重要である。

【０００３】高速度のシーク動作を実現すべくダイレク
トアクセス方式を採用する光ディスク装置は、光学系を
分離光学系にして対物レンズを駆動するファインアクチ
ュエータとレーザ光学系からのレーザビームを対物レン
ズに折り返す立ち上げミラーを駆動するコースアクチュ
エータとを駆動するようにし、可動部の質量を小さくし
て高加速度を確保したものが提案されている。一般にフ
ァインアクチュエータは、磁石とコイルの磁気力を用い
たボイスコイルモータを採用しており、コースアクチュ
エータに磁気力を用いたリニアモータが用いされてい
る。

【０００４】リニアモータにおけるダイレクトアクセス
方式は、ロータリモータにおけるアクセス方式のように
目標トラックの近傍までアクセスし（粗シーク）、しか
る後に目標トラックにセトリングさせる（密シーク）も
のでなく、トラッククロス検出器で光ディスクのトラッ
クをビームが横切る際に検出される位相信号パルス（ト
ラッククロス信号ともいう）の周期から演算してファイ
ンアクチュエータの移動速度を検出して、高速にシーク
する手法である。ファインアクチュエータは常に光ディ
スクの面ぶれに追従するようにフォーカスサーボによる
駆動制御を行っている。また、光ディスク面の溝に偏芯
があっても追従するようにトラックサーボによる駆動制
御とコースアクチュエータをファインアクチュエータに
追従させる２段サーボ制御となっている。斯かる２段サ
ーボ制御は、対物レンズと立ち上げミラーとの位置関係
をポジショニングセンサで検出されて、常に対物レンズ
と立ち上げレンズとの所定の位置関係を保つような相対
速度をもってファインアクチュエータとコースアクチュ
エータとを駆動することにより対物レンズと立ち上げミ
ラーの光軸を一致させている。

【０００５】上述したダイレクトアクセス方式に採用す
ることに光ディスク装置は、光ディスクの目標トラック
まで移動するシーク時のアクセス時間の高速化を実現し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクの記憶容量
は、現在３．５インチで１２８ＭＢと２３０ＭＢのもの
が普及している。将来的には６４０ＭＢの記憶容量を有
する光ディスクの登場が予想されている。これらの記憶
容量の異なる光ディスクはトラックの間隔が異なる。従
って、全ての記憶容量の光ディスクに適切な性能でアク
セスするためには任意のアクセス速度を得るできること
が必要である。

【０００７】しかしながら、上述した光学系を小型軽量
化してリニアパルスモータでダイレクトアクセスする光
ディスク装置の駆動回路は、シーク時におけるアクセス
速度を可変にできるものでなかった。また、ノートブッ
クパソコンに光ディスク装置を搭載するために省電力化
も要求されている。

【０００８】本発明の目的は、上記技術的課題に鑑み、
任意の記憶容量を有する光ディスクに適切なアクセス速
度を得ることができる光ディスク装置のドライブ回路を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
によって達成される。

【００１０】（１） 目標トラックまで残余するトラッ
ク数に基づいて得られる目標速度データを発生する目標
速度発生テーブルと、トラッククロス信号の周期から得
られる速度を検出する速度検出器と、前記目標速度発生
テーブルから得られる目標速度データと前記速度検出器
から得られる速度データとの相対速度に応じた第１のゲ
インデータを得るゲイン回路と、当該ゲイン回路から得
る第１のゲインデータでファインアクチュエータを駆動
するドライバと、更に詳しくは、前記ゲイン回路から得
る第１のゲインデータをβ／α倍して相対速度を与える
第２のゲインデータでファインアクチュエータに追従す
るようにコースアクチュエータを駆動するドライバを設
けて対物レンズを目標トラックにシークする光ディスク
装置のドライブ回路であって、前記目標速度テーブルか
ら得られる目標速度データを所定倍する乗算器と、前記
ファインアクチュエータに供給する第１のゲインデータ
を加速、減速別々の任意のレベルで制限する第１のリミ
ッタと、コースアクチュエータに供給する第２のゲイン
データを任意のレベルで制限する第２のリミッタを備え
たことを特徴とする光ディスク装置のドライブ回路。

【００１１】（２） 前記第１のリミッタである加速
用、減速用リミッタ及び前記第２のリミッタの制限する
レベルは個別に設定できることを特徴とする（１）の光
ディスク装置のドライブ回路。

【００１２】

【発明の実施の形態】図２は本実施の形態における分離
光学系のシーク状態を示した側面図であり、図３は本実
施の形態における分離光学系の駆動機構を示した斜視図
である。

【００１３】本実施の形態における光ディスク装置は、
高速度のシーク動作を可能とするダイレクトアクセス方
式で駆動するために光ディスク１の目標トラックから情
報を読み取るために光学系４０から対物レンズ１１及び
立上げミラー２２とからなる分離光学系とすることによ
り可動質量を小さくして高加速度を確保できるようにし
てある。

【００１４】対物レンズ１１は光ディスク１面上にレー
ザビームを絞るためにフォーカスするものであり、光デ
ィスク記録面との距離をμｍオーダまで制御されてファ
インアクチュエータ１０で目標トラックに突入する。

【００１５】ファインアクチュエータ１０は、図３に示
すようにボビン１３とボビン１３に巻いたボイスコイル
１４とからなるボイスコイルモータを備え、ボビン１３
の溝に対物レンズ１１を挟支してある。従って、ボイス
コイルモータを駆動することにより対物レンズ１１をト
ラック方向（図２に示す矢印方向）に駆動することによ
り、トラックに追従する。また、別のコイル（図示せ
ず）で駆動されることにより、対物レンズ１１で光ディ
スク１面上にレーザビームを絞ることができる。

【００１６】ファインアクチュエータ１０は、図２及び
図３に示すように両側にＬＥＤとフォトトランジスタか
らなるフォトカプラ３１とリフレクタ３２から構成した
ポジショニングセンサ３０を設けてある。従って、２つ
のポジショニングセンサ３０からの検出信号レベルが同
一であれば、対物レンズ１１と立ち上げミラー２２の光
軸を一致しているように構成してある。２つのポジショ
ニングセンサ３０からの検出信号レベルに差を生じれ
ば、光軸ずれを生じていると判断できる。

【００１７】立ち上げミラー２２は、光学系４０からの
レーザビームを折り曲げて対物レンズ１１に向けて立ち
上げるものであり、コースアクチュエータ２０に固設し
てある。

【００１８】コースアクチュエータ２０は、図３に示す
ようにリニアモータ２１によって図３に示す矢印ｙ方向
に移動可能に構成してある。

【００１９】光学系４０は、半導体レーザや種々の光学
部材を搭載して光ディスク１のトラックからデータを読
み取るものであり、装置本体に固設してある。

【００２０】以上が本実施の形態の光ディスク装置の概
略構成である。

【００２１】次に本実施の形態に係る光ディスク装置の
ドライブ回路を図１を参照して説明する。

【００２２】図１は本実施の形態に係る光ディスク装置
のドライブ回路を示すブロック図であり、図４は目標ト
ラックまでの走行状態における速度曲線を示すグラフで
ある。

【００２３】光ディスク装置のドライブ回路は、光ディ
スク１のトラックからデータを読み取ったり、書き込む
機能を有するものであり、図２及び図３を参照して説明
した駆動機構によって光ディスク１の目標トラックにシ
ークする機構を有する。

【００２４】本実施の形態に係る光ディスク装置のドラ
イブ回路は、ダイレクトアクセス方式でシーク動作を可
能とし、任意の記憶容量を有する光ディスクに適切なア
クセス速度を得るための機能を搭載したことに意義を有
するので、ダイレクトアクセス機能をを実現するための
回路構成を中心に説明する。

【００２５】光ディスク装置のドライブ回路は、光ディ
スク１１の記憶容量で定まるトラック間隔に応じて任意
とアクセス速度を得る機能を備え、対物レンズ１１等か
らなる分離光学系を光ディスク１１の目標トラックにダ
イレクトアクセスするものであり、トラッククロス検出
器４１と、走行トラックカウンタ１１０と、残余トラッ
クカウンタ１２０と、目標速度発生テーブル１３０と、
乗算器１４０と、ゲイン回路１７０と加速用リミッタ２
１０と減速用リミッタ２２０とβ／α乗算器１８０と、
リミッタ２３０と、ポジショニングセンサ３０と、位置
制御回路１８２と、ドライバ１９１，１９２とからなる
ものである。以下に各部構成を説明する。

【００２６】トラッククロス検出器４１は、光ディスク
１１のトラックをビームが横切る際に検出されるトラッ
ククロス信号を検出するものである。斯かるトラックク
ロス信号は速度検出器１５０と走行トラックカウンタに
送出してある。

【００２７】走行トラックカウンタ１１０は、トラック
クロス信号をカウントすることによって対物レンズ１１
の走行したトラック数をカウントするものである。

【００２８】残余トラックカウンタ１２０は、図示しな
い制御回路で管理してある目標トラックまでの残余トラ
ック数をカウントするものであり、走行トラックカウン
タ１１０からのカウント数をシーク開始直前に対物レン
ズ１１を位置づけしてあるトラック位置からデクリメン
トして残余トラック数を得るものである。

【００２９】目標速度発生テーブル１３０は、図４に示
すように目標速度で目標トラックに到達するように制御
された速度カーブで目標トラックまで残余するトラック
数に基づいて得られる速度データを発生するものであ
る。目標速度発生テーブル１３０は、図示しない制御回
路によって複数の速度発生カーブから任意のものを選ん
で速度データを発生する。

【００３０】ここで、図４を参照して目標とするアクセ
ス時間を得るための速度制御の概略を説明する。対物レ
ンズ１１を含む分離光学系が光ディスク１上のＰトラッ
クにあるとすれば、図に示す加速曲線で目標速度（図４
で直線で示した速度）まで立ち上げ、減速曲線で示す速
度で目標トラックで停止するようにするものである。

【００３１】乗算器１４０は、目標速度発生テーブル１
３０からの速度データに所定の変数を乗算することによ
り減速時のコイルに流れる所定の平均電流となるような
速度データとするものである。

【００３２】速度検出器１５０は、トラッククロス検出
器４１からのトラッククロス信号の周期の逆数を演算し
て得られる対物レンズ１１を含む分離光学系の移動速度
を検出するものである。

【００３３】減算器１６０は、乗算器１４０から送出さ
れる速度データと速度検出器１５０からの速度データと
で目標速度データに近づけるように補正するものであ
る。

【００３４】ゲイン回路１７０は、図４で説明した目標
速度に相当する速度に実際の速度をどれほど精度よく一
致させるかを決定するものであり、ゲインが高ければ精
度は上がるが、制御系の帯域が上がるため、ファインア
クチュエータ１０、コースアクチュエータ２０は高耐震
性が要求される。ゲイン回路１７０は、図示しない制御
回路によってゲインレベルを設定することができる。

【００３５】加速用リミッタ２１０は、図示しない制御
回路によってリミッタレベルを設定し、当該リミッタレ
ベルによって加速の強さ、ピークレベルを決定するリミ
ッタである。加速用リミッタ２１０のリミッタレベルに
よって図４に示した加速領域の速度曲線の傾斜が変化す
ることになる。

【００３６】減速用リミッタ２２０は、図示しない制御
回路によってリミッタレベルを設定し、当該リミッタレ
ベルによって電流のピークレベルを決定するリミッタで
ある。なお、加速用リミッタ２１０と減速用リミッタ２
２０は請求項にいう第１のリミッタに相当するものであ
る。この加速用リミッタ２１０及び減速用リミッタ２２
０は各々設定できる。

【００３７】ドライバ１９１は、加速用リミッタ２１０
又は減速用リミッタ２２０を通って得られる速度データ
に基づいた速度でファインアクチュエータ１０を駆動す
るものである。

【００３８】β／α乗算器１８０は、加速用リミッタ２
１０又は減速用リミッタ２２０を通った速度データにコ
ースアクチュエータ２０をポジショニング・エラーの偏
差を少なくファインアクチュエータ１０に追従させるた
めコースアクチュエータ２０の相対速度を調整する乗算
器である。

【００３９】位置制御回路１８２は、光ディスク１１の
トラックからの微小なずれを検知したポジショニングセ
ンサ３０からのポジショニング信号に基づいてトラッキ
ング方向で上記フィードフォワードで補正しきれない偏
差に補正量を与えるものである。

【００４０】加算器１８１は、β／α乗算器１８０で補
正した速度データによる駆動信号にポジショニング信号
に基づいてトラッキング方向で対物レンズ１１の位置決
めするための補正をするものである。

【００４１】リミッタ２３０は、請求項にいう第２のリ
ミッタであり、加算器１８１から得られる速度データに
図示しない制御回路によってリミッタレベルを設定し、
当該リミッタレベルによってコースアクチュエータ２０
の減速の強さ、ピークレベルを決定するリミッタであ
る。

【００４２】以上が本実施の形態の光ディスクのドライ
ブ回路の概略構成である。

【００４３】続いて、本実施の形態の光ディスク装置の
ドライブ回路のシーク動作を図５から図８を参照して説
明する。

【００４４】まず、高速シークモードにおける動作を図
５及び図６を参照して説明する。

【００４５】図５は高速シークモードにおける速度曲線
とドライブ信号を示したグラフである。

【００４６】図５（ａ）はシーク時におけるファインア
クチュエータ及びコースアクチュエータが目標速度に追
従していくための速度曲線を示したグラフであり、図５
（ｂ）は加速用リミッタと減速用リミッタからの出力デ
ータの変位を示したグラフである。

【００４７】図５は高速シークモードであるから、目標
速度を高く設定するために目標速度発生テーブル１３０
から出力する速度データを高めに設定し、又、シーク時
のアクセス時間を高速にするために加速用リミッタ２１
０のリミットレベルと減速用リミッタ２２０のリミット
レベルが図５（ｂ）に示すように高めに設定してある。
以上の設定により、コースアクチュエータ２０は、図５
（ａ）に示すように高加速で目標速度（図５において点
線で示してある）に到達し、減速領域を経て目標トラッ
クで停止する。

【００４８】以上の説明において、速度と距離との関係
を示してあるが、時間との関係が不明確であるので図６
を参照して高速シークモードにおけるアクセス時間につ
いて説明する。

【００４９】図６は高速シークモードにおける供給電流
とシーク速度との関係を示したグラフである。

【００５０】図６に示すグラフにおいて、上はトラック
クロス信号を示したものであり、１／３シークするため
に２８ｍｓの時間を要していることがわかる。図６に示
すグラフで下のグラフはドライブ回路から供給した電流
を示したものであり、ピークレベルは１．７Ａとなって
いる。

【００５１】次に、低速シークモードにおける動作を図
７及び図８を参照して説明する。

【００５２】図７は低速シークモードにおける速度曲線
とドライブ信号を示したグラフである。

【００５３】図７（ａ）はシーク時におけるファインア
クチュエータ及びコースアクチュエータの速度曲線を示
したグラフであり、図７（ｂ）は加速用リミッタと減速
用リミッタからの出力データの変位を示したグラフであ
る。

【００５４】図７は低速シークモードであるから、目標
速度を低く設定するために目標速度発生テーブル１３０
から出力する速度データを低めに設定し、又、シーク時
のアクセス時間を低速にするために加速用リミッタ２１
０のリミットレベルと減速用リミッタ２２０のリミット
レベルが図７（ｂ）に示すように低めに設定してある。
以上の設定により、対物レンズ１１は、図７（ａ）に示
すように低加速で目標速度（図７において点線で示して
ある）に到達し、減速領域を経て目標トラックで停止す
る。

【００５５】以上の説明において、速度と距離との関係
を示してあるが、時間との関係が不明確であるので図８
を参照して高速シークモードにおけるアクセス時間につ
いて説明する。

【００５６】図８は低速シークモードにおける供給電流
とシーク速度との関係を示したグラフである。

【００５７】図８に示すグラフにおいて、上はトラック
クロス信号を示したものであり、１／３シークするため
に３４ｍｓの時間を要していることがわかる。図８に示
すグラフで下のグラフはドライブ回路から供給した電流
を示したものであり、ピークレベルは１．１Ａとなって
おり、省電力となっている。

【００５８】上述したように本実施の形態における光デ
ィスク装置のドライブ回路は、上述した構成を備えるこ
とにより、任意の記憶容量を有する光ディスクに適切な
アクセス速度を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、上記構成を備えることによ
り、任意の記憶容量を有する光ディスクに適切なアクセ
ス速度を得ることができる光ディスク装置のドライブ回
路を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る光ディスク装置のドライブ
回路を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態における分離光学系のシーク状態
を示した側面図である。

【図３】本実施の形態における分離光学系の駆動機構を
示した斜視図である。

【図４】目標トラックまでの走行状態における速度曲線
を示すグラフである。

【図５】高速シークモードにおける速度曲線とドライブ
信号を示したグラフである。

【図６】高速シークモードにおける供給電流とシーク速
度との関係を示したグラフである。

【図７】低速シークモードにおける速度曲線とドライブ
信号を示したグラフである。

【図８】低速シークモードにおける供給電流とシーク速
度との関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１０ ファインアクチュエータ ２０ コースアクチュエータ ３０ ポジショニングセンサ ４１ トラッククロス検出器 １１０ 走行トラックカウンタ １２０ 残余トラックカウンタ １３０ 目標速度発生テーブル １４０ 乗算器 １５０ 速度検出器 １６０ 減算器 １７０ ゲイン回路 １８０ β／α乗算器 １８２ 位置制御回路 １９１，１９２ ドライバ ２１０ 加速用リミッタ ２２０ 減速用リミッタ ２３０ リミッタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標トラックまで残余するトラック数に
   基づいて得られる目標速度データを発生する目標速度発
   生テーブルと、トラッククロス信号の周期から得られる
   速度を検出する速度検出器と、前記目標速度発生テーブ
   ルから得られる目標速度データと前記速度検出器から得
   られる速度データとの相対速度に応じた第１のゲインデ
   ータを得るゲイン回路と、当該ゲイン回路から得る第１
   のゲインデータでファインアクチュエータを駆動するド
   ライバと、ファインアクチュエータに追従するようにコ
   ースアクチュエータを駆動するドライバを設けて対物レ
   ンズを目標トラックにシークする光ディスク装置のドラ
   イブ回路において、前記目標速度テーブルから得られる
   目標速度データを所定倍する乗算器と、前記ファインア
   クチュエータに供給する第１のゲインデータを加速、減
   速別々の任意のレベルで制限する第１のリミッタと、コ
   ースアクチュエータに供給する第２のゲインデータを任
   意のレベルで制限する第２のリミッタを備えたことを特
   徴とする光ディスク装置のドライブ回路。
2. 【請求項２】 前記第１のリミッタ及び前記第２のリミ
   ッタの制限するレベルは個別に設定できることを特徴と
   する請求項１記載の光ディスク装置のドライブ回路。