JPH09312059A - 光ディスクの回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドルモータの回転数変化に対する追従
の遅れを減少させる。 【解決手段】 第１のＰＬＬ６によって、チャンネルビ
ットクロックを光ピックアップ４からの再生電気信号に
追従させ、第２のＰＬＬ９によって、再生用基準クロッ
クをシステムクロックに追従させ、第３のＰＬＬ１０に
よって、チャンネルビットクロックと再生用基準クロッ
クとの位相比較によってスピンドルモータ回転誤差信号
を得る。スピンドル制御信号生成部１５は、このスピン
ドルモータ回転誤差信号と光ピックアップ４からのトラ
ッキング誤差信号との加算結果によって、基準クロック
の位相を制御してスピンドル制御信号を生成する。パワ
ードライバ１２は、光ディスク３を回転させるスピンド
ルモータ１を、このスピンドル制御信号によって駆動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクやディ
スクターンテーブルの偏心に起因する、光ディスク中心
点から光ビームスポットまでの半径変化に対応するため
に、スピンドルモータの回転数を変化させる、光ディス
クの回転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの情報は線速度一定として記
録されているので、光ディスクの再生時にも線速度一定
として再生を行うことが必要である。しかしながら、光
ディスクやディスクターンテーブルの偏心に基づく、光
ディスク中心点から光ビームスポットまでの距離の変化
によって、再生時に線速度が変化する場合がある。そこ
で、光ディスクの再生時において、光ディスク中心点か
ら光ビームスポットまでの半径変化に対応するための、
光ディスクの回転制御装置が必要となる。

【０００３】以下、従来の光ディスクの回転制御装置に
ついて、図面を参照して説明する。

【０００４】図３は、従来の光ディスクの回転制御装置
を示したものである。線速度一定の光ディスク３の再生
装置における、スピンドルモータのサーボ制御は、一般
に次のように行われる。

【０００５】図３において、光ピックアップ４を回転方
向に関して固定し、スピンドルモータ１を駆動制御して
回転させることによって、スピンドルモータ１の軸に固
定されたターンテーブル２に載置された光ディスク３を
回転させる。これによって、光ディスク３に刻まれた信
号記録ピットを、光ピックアップ４から投射される光ビ
ームスポットが走査し、光ディスク３からの反射光を、
光ピックアップ４に設けられた受光素子が受けて電気信
号に変換することによって、再生電気信号１３が得られ
る。

【０００６】再生電気信号１３の周期は、再生信号の処
理に使用するチャンネルビットクロックの整数倍である
から、再生電気信号１３を２値化したときのエッジ周期
と、チャンネルビットクロック生成用発振器５の出力ク
ロックとを、ＰＬＬ（PhaseLocked loop ）６によって
位相比較して、比較結果に応じてチャンネルビットクロ
ック生成用発振器５を制御することによって、チャンネ
ルビットクロックの周期を再生電気信号１３の周期に追
従させる。

【０００７】一方、ＰＬＬ９によって、システムクロッ
ク７と、再生用基準発振器８の出力クロックとを位相比
較して、比較結果に応じて再生用基準発振器８を制御す
ることによって、再生用基準クロックの周期をシステム
クロック７の周期に追従させる。

【０００８】さらに、ＰＬＬ１０によって、チャンネル
ビットクロックと再生用基準クロックとを位相比較し
て、スピンドルモータ回転誤差信号を得る。スピンドル
制御信号生成部１１において、このスピンドルモータ回
転誤差信号によって、基準クロックの位相を制御してス
ピンドル制御信号を生成する。パワードライバ１２は、
このスピンドル制御信号によってスピンドルモータ１を
回転駆動する。このように、光ピックアップ４からの再
生電気信号１３の周期が、システムクロックの周期と合
致するように制御して、線速度が一定になるように光デ
ィスク３の回転制御を行っている。

【０００９】線速度一定の光ディスクは、再生装置にお
いて追従走査する信号ピット列の線長が単位時間当たり
一定である。そのため、ディスク中心点から光ビームス
ポットまでの距離に応じて、回転運動半径が変化する場
合には、光ディスクの回転数もそれに従って変化させる
ことが必要になる。

【００１０】光ディスク３に記録された信号記録ピット
列は螺旋状であり、螺旋の記録間隔はＣＤ（Compact Di
sk）の場合、１．６〔μｍ〕と非常に小さいので、一回
転の螺旋形状は円に近似できる。しかし、ディスクには
製造上の誤差として規格上許容された偏心寸法と、向心
加速度で表されている、信号記録ピット列螺旋の変化率
の許容値とがあるとともに、スピンドルモータ軸上に固
定されたターンテーブルにも偏心が存在する。

【００１１】これらのことから、光ディスク再生装置に
おいては、偏心に追従した制御が要求される。偏心成分
が存在するということは、半径変化が存在することを意
味し、さらに線速度一定として光ビームスポットが走査
するので、偏心に対応して回転数変化を行うように、ス
ピンドルサーボが追従制御することが要求される。その
ため、図３について説明したように、再生位置で決まる
回転数変化に対する追従と、偏心による回転数変化に対
する追従とを行って、線速度一定になるように光ディス
クの回転数制御を行っている。

【００１２】なお、偏心に基づく回転数変化に対応する
方法としては、例えば、特開昭６０−０５９５６７号公
報に開示されているように、一定線速度に読みとってい
るトラックの記録媒体での回転半径位置に応じて、サー
ボの伝達関数を補償することによって、トラックの内外
周にわたって、所要の応答特性を得るとともに、その際
の線速度むらを少なくして、記録媒体からの偏心等によ
る線速度むらの少ない、線速度一定の性能を達成する方
法も知られている。

【００１３】また、特開平２−２４７８３１号公報に記
載されているように、サーボループの開状態において、
ディスクを情報読取点の現在位置における演奏回転数よ
りも低い回転数で回転駆動しつつ、このとき得られるト
ラッキングエラー信号の振幅の大きさを表す複数個のサ
ンプル値を取り込み、これら複数個のサンプル値に基づ
いてループゲインを設定することによって、ディスクの
偏心の影響を受けることなく、演奏するディスクごとに
最適なループゲインを設定する、トラッキングサーボの
ループゲイン設定方法も公知である。

【００１４】さらに、特開平４−７４３５９号公報にお
いては、光磁気ディスクに形成されているサンプルサー
ボビットによって同期されるＰＬＬ回路と、このＰＬＬ
回路の出力信号と基準周波数とを比較する位相比較手段
と、光磁気ディスクの偏心周期に共振する共振器を備
え、位相比較手段の出力と共振器の出力によって光磁気
ディスクを回転するスピンドルモータの回転速度を制御
することによって、サンプルサーボビットが形成されて
いる光磁気ディスクを、一定角速度で回転させる際に有
用な、スピンドルモータのサーボ方式が開示されてい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクにおいて、
再生位置で決まる回転数変化追従は徐々に生じるのに対
し、偏心による回転数変化追従は急激な変化を伴う。ス
ピンドルサーボの制御信号抽出は、従来の技術の項で述
べたように、再生電気信号を利用してＰＬＬ等によって
行っている。このＰＬＬの制御には、長い時定数が存在
するので遅延を伴う。

【００１６】スピンドルサーボの制御信号の遅延は、ス
ピンドルモータの回転数変化に対する追従の遅れを意味
している。この遅れを補償するために、一般に、従来の
技術の項で述べた、チャンネルビットクロック生成用発
振器を制御するＰＬＬは高速に追従させ、メモリ素子を
使用してスピンドルモータの追従遅れを吸収している。
しかし、これにも限界があって、メモリ素子の容量を超
えた遅延が発生した場合には、再生電気信号から得られ
るデータのエラーを引き起こす。

【００１７】そこで、スピンドルモータの回転数変化に
対する追従の遅れを、最小限に食い止めるようにするこ
とが必要となる。

【００１８】そのために、光ピックアップ４のピット列
に対するトラッキング誤差信号を利用することが考えら
れるが、従来は、周波数特性加工やゲインコントロール
手段を持つ回路にトラッキング誤差信号を入力して得ら
れた出力電圧を、光ピックアップ４を半径方向に駆動す
るトラッキングアクチュエータコイルに印加して、光ピ
ックアップ４の受光用レンズを、光ディスク３の半径方
向に動かすことによって、記録信号ピット列をトレース
することや、ピット列の横断情報を得るために使用され
ているだけであった。

【００１９】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、トラッキング誤差信号を
利用して、スピンドルモータの回転数変化に対する追従
の遅れを減少させることが可能な、光ディスクの回転制
御装置を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明においては、従来
から使用されているスピンドルサーボ系の構成に対し
て、時間遅れの少ない偏心検出手段によるサーボ制御信
号を新たに加えることによって、スピンドルモータの制
御信号を生成するようにしている。

【００２１】この場合の、時間遅れの少ない偏心検出手
段によるサーボ制御信号としては、トラッキング誤差信
号又はこれを位相補正や周波数特性加工したトラッキン
グサーボ制御信号を用いる。これらの信号は、再生電気
信号と同様に、光ディスクに刻まれた信号記録ピット
を、光ピックアップから投射される光ビームスポットで
走査することによって、光ディスクから得られる反射光
を受光素子で受けて、電気信号に変換して得られるもの
であって、偏心状態をリアルタイムに表しているもので
ある。

【００２２】以下、本発明の課題を解決するための具体
的手段を記載する。

【００２３】(1) 一定の線速度で記録された光ディスク
３を光ピックアップ４によって読み取る光ディスク再生
装置において、第１のＰＬＬ６によって、チャンネルビ
ットクロックを光ピックアップ４からの再生電気信号に
追従させ、第２のＰＬＬ９によって、再生用基準クロッ
クをシステムクロックに追従させ、第３のＰＬＬ１０に
よって、チャンネルビットクロックと再生用基準クロッ
クとの位相比較によってスピンドルモータ回転誤差信号
を得る。スピンドル制御信号生成部１５は、このスピン
ドルモータ回転誤差信号と光ピックアップ４からのトラ
ッキング誤差信号との加算結果によって、基準クロック
の位相を制御してスピンドル制御信号を生成する。パワ
ードライバ（スピンドルモータ駆動部）１２は、光ディ
スク３を回転させるスピンドルモータ１を、このスピン
ドル制御信号によって駆動する。これにより、光ピック
アップ４からの再生電気信号が光ディスク３の回転時の
偏心にかかわらず一定線速度となるように制御してい
る。

【００２４】(2) 一定の線速度で記録された光ディスク
３を光ピックアップ４によって読み取る光ディスク再生
装置において、第１のＰＬＬ６によって、チャンネルビ
ットクロックを光ピックアップ４からの再生電気信号に
追従させ、第２のＰＬＬ１６によって、システムクロッ
クと光ピックアップ４からのトラッキング誤差信号との
加算結果の信号に再生用基準クロックを追従させ、第３
のＰＬＬ１０によって、チャンネルビットクロックと再
生用基準クロックとの位相比較によってスピンドルモー
タ回転誤差信号を得る。スピンドル制御信号生成部１１
は、このスピンドルモータ回転誤差信号によって、基準
クロックの位相を制御してスピンドル制御信号を生成す
る。パワードライバ（スピンドルモータ駆動部）１２
は、光ディスク３を回転させるスピンドルモータ１を、
このスピンドル制御信号によって駆動する。これによ
り、スピンドルモータ回転誤差信号の振幅を光ディスク
３の回転時の偏心成分に関して小さくしている。

【００２５】(3) (1) 又は(2) の場合に、トラッキング
誤差信号に代えて、このトラッキング誤差信号を位相補
正及び／又は周波数特性加工したトラッキングサーボ制
御信号を用いる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００２７】図１は、本発明の実施形態(1) を示したも
のであって、図３の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。図１において、光ピックアップ４からは再生電気
信号１３の他に、トラッキング誤差信号等が得られる。
本実施形態においては、トラッキング誤差信号又はトラ
ッキング誤差信号を位相補正及び／又は周波数特性加工
等の回路処理を行って得られるトラッキングサーボ制御
信号１４を、スピンドル制御信号生成部１５に加える。

【００２８】トラッキング誤差信号又はトラッキングサ
ーボ制御信号１４は、光ピックアップ４の受光素子が検
出した光信号を、電気信号に変換して検出したものであ
るから、通常のスピンドル制御信号生成手段の出力に比
べて、偏心情報を早期に検出することができる。そのた
め、スピンドル制御信号生成部１５において、トラッキ
ング誤差信号又はトラッキングサーボ制御信号１４を、
ＰＬＬ１０の出力信号に対して加算して、遅延の少ない
偏心情報を生成し、これによって得られたスピンドル制
御信号を、パワードライバ１２を経てスピンドルモータ
１に印加することによって、より迅速なスピンドルモー
タ１の回転数追従を行うことができる。

【００２９】図２は、本発明の実施形態(2) を示したも
のであって、図３の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。図２において、光ピックアップ４からは再生電気
信号１３の他に、トラッキング誤差信号等が得られる。

【００３０】本実施形態においては、トラッキング誤差
信号又はトラッキング誤差信号を位相補正及び／又は周
波数特性加工等の回路処理を行って得られるトラッキン
グサーボ制御信号１４を、再生用基準発振器８からの再
生用基準クロックをシステムクロックに追従させるため
のＰＬＬ１６に加えて、再生用基準発振器８を制御する
ことによって、出力される再生用基準クロックは偏心に
応じて変化するものとなるので、ＰＬＬ６からのチャン
ネルビットクロックと同様の周波数変化を生じるように
動作することができる。従って、スピンドルモータ１の
回転数制御信号を得るための、ＰＬＬ１０から出力され
るスピンドルモータ回転誤差信号の振幅を偏心成分に関
して小さくすることができるので、スピンドルモータ１
の回転数を大きく変化させることなく、サーボ制御する
ことができる。

【００３１】なお、実施形態(1) におけるトラッキング
系信号の加算と、実施形態(2) におけるトラッキング系
信号の加算とを、併せて実施してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は３記
載の回転制御装置によれば、迅速なスピンドルモータの
回転数追従が可能になることから、回転数追従誤差が減
少し、回転追従誤差に起因する再生電気信号の時間軸上
の乱れが少なくなるので、これをディジタル符号に変換
したときの誤り率を減少させることができる。

【００３３】また請求項２又は３記載の回転制御装置に
よれば、スピンドルモータの回転数を大きく変化させる
ことなくサーボ制御することができるので、光ディスク
の回転運動変化を少なくすることができる。光ディスク
の回転運動変化が少ないということは、必要とするエネ
ルギが減少するということであり、従って、光ディスク
再生装置における電源電流の減少を実現でき、電源部の
コストダウンが可能になる。

【００３４】また、求められる回転運動変化が少なくな
るので、スピンドルモータに求められるトルク性能も小
さくできることから、コストダウンに効果があるだけで
なく、機械系ストレスを減じることになるので、スピン
ドルモータの寿命を延ばすことができる。さらに、再生
用基準クロックは偏心に呼応して変化するので、偏心に
よるスピンドルモータの回転数変化応答を大きくは必要
とせずに、サーボ系が動作するので、回転追従誤差に起
因する再生電気信号の時間軸上の乱れが少なくなり、デ
ィジタル符号に変換したときの誤り率が減少する。

【００３５】なお、請求項２又は３の発明の場合は、Ｃ
Ｄ−ＤＡ再生に対しては、そのままだと偏心成分が、回
転むらとしてアナログオーディオ出力に現れてしまうの
で不適当であるが、メモリ素子等を利用した音飛び防止
機能等と併せて実施すれば適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態(1) を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施形態(2) を示すブロック図であ
る。

【図３】従来の光ディスクの回転制御装置を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ スピンドルモータ ３ 光ディスク ４ 光ピックアップ ６ 第１のＰＬＬ ９，１６ 第２のＰＬＬ １０ 第３のＰＬＬ １１，１５ スピンドル制御信号生成部 １２ パワードライバ（スピンドルモータ駆動部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の線速度で記録された光ディスクを
   光ピックアップによって読み取る光ディスク再生装置に
   用いられ、前記光ディスクの回転を制御する回転制御装
   置であって、 前記光ピックアップからの再生電気信号にチャンネルビ
   ットクロックを追従させる第１のＰＬＬと、システムク
   ロックに再生用基準クロックを追従させる第２のＰＬＬ
   と、前記チャンネルビットクロックと前記再生用基準ク
   ロックとの位相比較によってスピンドルモータ回転誤差
   信号を得る第３のＰＬＬと、このスピンドルモータ回転
   誤差信号と前記光ピックアップからのトラッキング誤差
   信号との加算結果によって基準クロックの位相を制御し
   てスピンドル制御信号を生成するスピンドル制御信号生
   成部と、前記光ディスクを回転させるスピンドルモータ
   を前記スピンドル制御信号によって駆動するスピンドル
   モータ駆動部とを備えた、光ディスクの回転制御装置。
2. 【請求項２】 一定の線速度で記録された光ディスクを
   光ピックアップによって読み取る光ディスク再生装置に
   用いられ、前記光ディスクの回転を制御する回転制御装
   置であって、 前記光ピックアップからの再生電気信号にチャンネルビ
   ットクロックを追従させる第１のＰＬＬと、システムク
   ロックと光ピックアップからのトラッキング誤差信号と
   の加算結果の信号に再生用基準クロックを追従させる第
   ２のＰＬＬと、前記チャンネルビットクロックと前記再
   生用基準クロックとの位相比較によってスピンドルモー
   タ回転誤差信号を得る第３のＰＬＬと、このスピンドル
   モータ回転誤差信号によって基準クロックの位相を制御
   してスピンドル制御信号を生成するスピンドル制御信号
   生成部と、前記光ディスクを回転させるスピンドルモー
   タを前記スピンドル制御信号によって駆動するスピンド
   ルモータ駆動部とを備えた、光ディスクの回転制御装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の光ディスクの回転
   制御装置において、前記トラッキング誤差信号に代え
   て、このトラッキング誤差信号を位相補正及び／又は周
   波数特性加工したトラッキングサーボ制御信号を用いる
   ことを特徴とする光ディスクの回転制御装置。