光ディスク装置
【課題】スピンドルモータのバラツキ及びディスク慣性のバラツキによらずオーバーシュート／アンダーシュートを抑えてスピンドルモータを所定の回転数に加減速する。
【解決手段】回転誤差演算回路５３は、ＦＧ周期カウントデータ５２から目標値フィルタ５６の出力である目標値フィルタ出力データ５７を減算し、その減算値に誤差補正ゲインＫＣＰを乗算した値を、回転数誤差データ５８として出力する。回転数誤差データ５８を用いたＣＡＶ制御によって目標トラックにおける線速度近傍に達してＰＬＬ回路２４が同期引き込みできたら、システムコントローラによってＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３をそれまでの端子３３ｂ側から端子３３ａ側に切り替えることにより、予め設定された目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０を目標値とする線速度誤差データ３２によるＣＬＶ制御に切り替える。
【解決手段】回転誤差演算回路５３は、ＦＧ周期カウントデータ５２から目標値フィルタ５６の出力である目標値フィルタ出力データ５７を減算し、その減算値に誤差補正ゲインＫＣＰを乗算した値を、回転数誤差データ５８として出力する。回転数誤差データ５８を用いたＣＡＶ制御によって目標トラックにおける線速度近傍に達してＰＬＬ回路２４が同期引き込みできたら、システムコントローラによってＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３をそれまでの端子３３ｂ側から端子３３ａ側に切り替えることにより、予め設定された目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０を目標値とする線速度誤差データ３２によるＣＬＶ制御に切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク装置に係り、特にディスク状情報記録再生媒体である光ディスクを回転させるスピンドルモータの回転制御機能を備えた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置は、スパイラル状または同心円状のトラックがデータ記録再生面に形成された光ディスクを回転させ、その光ディスクのデータ記録再生面に光スポットを合焦点させるフォーカスサーボに入った後、光ピックアップ内の対物レンズを通してデータ記録再生面に照射される光ビームが上記トラックに追従するようにトラッキングサーボループをオンさせ、目的のトラックにデータを記録し又は目的のトラックからデータを再生する。そのために、トラッキング制御装置は、光スポットの目的のトラック中心からの位置誤差（位置ずれの方向及び量）を表すトラッキングエラー信号が零となるように、光ピックアップ内の上記対物レンズを移動させる。
【０００３】
また、上記のスパイラル状又は同心円状のトラックは、その溝状のトラック壁がトラックピッチに比べ僅かに蛇行して形成されている。この蛇行したトラックは、ウォブルと呼ばれ、その蛇行の振幅はトラッキングに影響を及ぼさないように設定され、また、その蛇行の周波数はトラッキング制御帯域に比べ十分高く設定されている。そのために光ビームは、このウォブルに追従せず、ほぼトラック中心をトレースすることになる。
【０００４】
上記のウォブルを再生して得られるウォブル信号は、光ディスクからの反射光を、光ディスクの半径方向に対し内周側の光電変換器及び外周側の光電変換器によりそれぞれ光電変換して得られた信号の差分をとったプッシュプル信号をバンドパスフィルタに通すことによって検出される。このバンドパスフィルタの出力信号に同期して動作するＰＬＬ回路（位相同期ループ）出力信号によって記録すべきトラックアドレスを検出すると共に、スピンドルモータを等線速度（ＣＬＶ）制御するためのスピンドル制御信号及び記録データを送り出す記録クロックを得る。
【０００５】
また、良好な記録を行うためには、制御しようとする線速度に最適なレーザパワー等記録条件に合わせる必要がある。そのため、光ビームが追従しているトラックは、ディスクの内周から外周までトラック接線方向記録密度（線記録密度）が一定になるように記録を行う。よって、ＣＬＶ制御される光ディスクの回転数は、光ビームが外周のトラック位置にあるときよりも内周のトラック位置にあるときの方が速い。
【０００６】
そのため、現在光ビームが追従しているトラックが外周にあり、記録しようとするトラックが内周にある場合は、スピンドルモータを加速させ記録しようとするトラックにおける相対線速度が目標とする相対線速度の許容範囲内に入ってから、記録動作に入る必要がある。例えば、今目標とする相対線速度を３.４９ｍ／ｓｅｃで、光ビームが光ディスクの外周半径５８ｍｍにあるとすると、光ディスクの回転数は、５７５（＝（３.４９／（２×０.０５８×π））×６０）ｒｐｍであり、この状態から内周半径２４ｍｍ位置にあるトラックを３.４９ｍ／ｓｅｃの相対線速度で記録するためには、スピンドルモータ回転数を１３８９（＝（３.４９／（２×０.０２４×π））×６０）ｒｐｍまで加速させる必要がある。
【０００７】
図７（ａ）に示すように、このような目標回転数のステップ状変化をスピンドルモータに与えると、図７（ｂ）に示すように回転数に大きなオーバーシュートを生じる。このため、図７（ｃ）に示すように、ウォブル信号に同期して動作するＰＬＬは、一度はロック状態となるが、スピンドルモータの回転数のオーバーシュートによりＰＬＬのロック可能範囲を超え、同期が外れる問題がある。
【０００８】
記録クロック用ＰＬＬによって作り出される記録クロックのジッタは、記録された信号のジッタとなるため、良好な記録クロックを得るためには、ＰＬＬの応答周波数を狭め、ＰＬＬ内に存在する記録クロックを発振する、入力電圧に比例して出力発振周波数が変わるＶＣＯ（Voltage Controled Oscillator）のＶＣＯ感度を下げる（入力電圧変化に対し発振周波数範囲を狭くする）構成とする（ロック範囲を狭くする）ことが望ましい。
【０００９】
これに対し、スピンドルモータの加減速時のオーバーシュート／アンダーシュートに対して記録クロック用ＰＬＬが追従できるようにする場合は、ＰＬＬの特性は、ロック範囲を広くすることが望ましい。従って、良好な記録クロックを得る場合に要求されるＰＬＬの特性と、スピンドルモータの加減速時のオーバーシュート／アンダーシュートに対して記録クロック用ＰＬＬが追従できるようにする場合に要求されるＰＬＬの特性とは、相反する特性である。
【００１０】
そこで、このようなスピンドルモータの加減速制御時に、強制加減速信号を使い、強制加減速信号終了後、比例ゲインを上げて制御を行い整定したら戻す技術が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１にはスピンドル加減速時に補償系ＯＰアンプ（演算増幅器）のフィードバックコンデンサをショートすることにより、加減速中の大きな速度誤差が生じている間にコンデンサが電荷を蓄えないようにすることにより、加速時のオーバーシュート及び減速時のアンダーシュートを抑える技術も開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特許第３８３３３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような特許文献１記載の、スピンドルモータの加減速制御時のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑える従来技術によっても、スピンドルモータのバラツキ及びディスク慣性のバラツキに対し、強制加減速信号を用いるため、スピンドルモータの加減速特性にバラツキが生じ易いという課題がある。
【００１３】
また、スピンドルモータの加減速時のオーバーシュート及びアンダーシュートに追従するよう記録クロック生成用ＰＬＬの追従性を上げることは、記録クロックの時間軸変動（ジッタ）を悪化させる要因になるという課題がある。更に、従来は無駄なオーバーシュート及びアンダーシュートが大きいため、目標回転数に達するまでに無駄な電力を消費するという課題もある。
【００１４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、スピンドルモータのバラツキ及びディスク慣性のバラツキによらずオーバーシュート／アンダーシュートを抑えてスピンドルモータを所定の回転数に加減速することができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、記録クロックのジッタを抑制し、更には消費電力も低減し得る光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、第１の発明の光ディスク装置は、情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行うフィルタと、光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、モータからの回転速度信号を、フィルタから出力された目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、選択手段により選択された第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、補償演算手段から出力された信号に基づいて、モータを駆動するモータ駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明の光ディスク装置は、情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標線速度の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第１のフィルタと、目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第２のフィルタと、光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、第１のフィルタから出力された目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、モータからの回転速度信号を、第２のフィルタから出力された目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、選択手段により選択された第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、補償演算手段から出力された信号に基づいて、モータを駆動するモータ駆動手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スピンドルモータ及び光ディスク慣性のバラツキによらずオーバーシュート／アンダーシュートを抑えてスピンドルモータを所定の回転数に加減速することができる。これにより、本発明によれば、ウォブル信号が入力されるＰＬＬ回路のロック範囲を記録クロックのジッタを抑えるために比較的狭くした構成としても、ＰＬＬ回路が同期外れを起こすことなくスピンドルモータを所望の回転数に加減速制御することができ、従来に比べて消費電力も低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について図面と共に詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明になる光ディスク装置の第１の実施の形態の構成図を示す。同図において、光ディスク１は、スピンドルモータ２によって回転駆動される。光ディスク１の記録再生面のデータの読み書きはピックアップ３から光ディスク１の記録再生面に照射される光ビームによって行われる。ピックアップ３は、図示していないピックアップ粗動モータによって目標とするトラック近傍に位置決めされている。また、ピックアップ３内の対物レンズは、光ビームが光ディスク１上の記録再生面に焦点を結ぶように図示していないディスク回転軸方向に移動可能なフォーカスアクチュエータによって位置決めされている。また、ピックアップ内の対物レンズは、光ビームが光ディスク１上の同心円状もしくはスパイラル状の記録再生トラックに追従するように図示していないディスク半径方向に移動可能なトラッキングアクチュエータによって位置決めされている。
【００２１】
ピックアップ３内の半径方向に分割した内周側光電変換器と外周側光電変換器は、光ディスク１からの反射光をそれぞれ受光して、その受光光量に比例したレベルの電流信号４、５を出力する。これらの電流信号４、５は、電流電圧変換回路６及び７に入力され電流信号が電圧信号に変換される。プッシュプル信号生成回路８は、電流電圧変換回路６から出力された内周側電圧と、電流電圧変換回路７から出力された外周側電圧との差信号であるプッシュプル信号９を生成する。このプッシュプル信号９は、ディスク半径方向に分割した光電変換器の内周側信号と外周側信号の差であるからトラック中心からのずれを示す成分と、トラック溝がトラックピッチに比べ僅かに蛇行して形成されていることによるウォブル成分とを含む。
【００２２】
ウォブルの周波数はトラッキング制御帯域に比べ十分高く設定されているため、プッシュプル信号９はトラッキング位置決め制御に必要な低域成分を取り出すためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０に入力され、ここで、ウォブル成分が除去されてトラッキング位置決め制御に必要な低域成分であるトラッキングエラー信号１１となり、Ａ／Ｄ変換器１２に入力される。Ａ／Ｄ変換器１２は、アナログ信号であるトラッキングエラー信号１１をデジタル信号であるトラッキングエラーデータ１３に変換する。
【００２３】
演算プロセッサ１４は図示していないシステムコントローラからの命令に基づき、トラッキングエラーデータ１３を読み取り、そのトラッキングエラーデータ１３に対して予め設定された演算を施して位置誤差データを得、更にその位置誤差データに所定の補償演算を行ってデジタルトラッキング操作量１５を生成する。Ｄ／Ａ変換器１６は、演算プロセッサ１４から出力されたデジタルトラッキング操作量１５をアナログトラッキング操作量１７に変換し、トラッキングアクチュエータ駆動回路１８に出力する。トラッキングアクチュエータ駆動回路１８は、アナログトラッキング操作量１７に比例した電流をピックアップ３内の対物レンズをディスク半径方向に移動させるトラッキングアクチュエータに供給し、トラッキングエラー信号１１が最小となるように対物レンズを移動する。これにより、ピックアップ３内の光源から出射し、対物レンズを透過して光ディスク１に照射される光スポットが、トラック上を追従するように制御される。
【００２４】
次に、スピンドルモータを等線速度（ＣＬＶ;Constant Linear Velocity）方式で制御する構成を説明する。図１において、上記プッシュプル信号９は、前述したように、ディスク半径方向に分割した２つの光電変換器から出力される内周側信号と外周側信号との差であるから、トラック中心からのずれを示す低域成分と、トラック溝がトラックピッチに比べ僅かに蛇行して形成されていることによる高域のウォブル成分とを含む。
【００２５】
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０は、トラッキング制御帯域に比べ十分高く設定されているウォブル周波数を通過中心周波数とし、上記のウォブル信号９から、トラック中心からのずれを示す低域成分を除去して、高域のウォブル信号２１を通過させる。波形整形回路２２は、このウォブル信号２１を波形整形して２値化ウォブル信号２３としてＰＬＬ回路２４に供給する。ＰＬＬ回路２４は、この２値化ウォブル信号２３に位相同期したウォブルクロック信号２５を生成する。このウォブルクロック信号２５は、分周器２６に入力され所定の周波数に分周された後、ウォブル周期カウンタ回路２７に入力される。ウォブル周期カウンタ回路２７は、ウォブルクロック信号２５を分周した信号の１周期時間を所定のクロックでカウントすることにより、ウォブル周期データ２８を得る。
【００２６】
線速度誤差演算回路２９は、ウォブル周期カウンタ回路２７から出力されたウォブル周期データ２８と、図示していないシステムコントローラが、予め目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０とを入力として受け、これらのデータ２８、３０に基づいて、線速度誤差を演算する。線速度誤差演算回路２９は、前記第１の誤差信号生成手段を構成している。
【００２７】
この線速度誤差演算回路２９について図２を使って説明する。図２は、線速度誤差演算回路２９の一例のブロック線図を示す。図２において、線速度誤差演算回路２９は、ウォブル周期データ２８から予め設定されている目標線速度カウントデータ３０を減算し、その減算出力に誤差補正ゲインＫＣＰを乗算することで線速度誤差データ３２を生成して出力する。ここで、上記の誤差補正ゲインＫＣＰは、ＣＬＶ制御における線速度誤差データ３２と回転数一定の等角速度（ＣＡＶ; Constant Angular Velocity）制御時における回転数誤差データ５８のゲインとが同一になるように設定されている。
【００２８】
ウォブル周期データ２８が目標線速度カウントデータ３０より小さいならば、現在線速度は目標線速度より速く、このとき線速度誤差データ３２は負となり、スピンドルモータ２を減速させるよう働く。また、ウォブル周期データ２８が目標線速度カウントデータ３０より大きいならば、現在線速度は目標線速度より遅く、このとき線速度誤差データ３２は正となり、スピンドルモータ２を加速させるよう働く。
【００２９】
図１のＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３は、現在ＣＬＶ制御であるならば端子３３ａ側に接続され、線速度誤差演算回路２９から出力された線速度誤差データ３２を誤差データ３４としてスピンドルモータ補償演算回路３５に供給する。
【００３０】
次に、スピンドルモータ補償演算回路３５について図３を使って説明する。図３はスピンドルモータ補償演算回路３５の一例のブロック線図を示す。図３において、スピンドルモータ補償演算回路３５は、誤差データ３４に係数ＫＰを乗算した比例操作量と、誤差データ３４を加算器と遅延器とからなる回路部により積算して得た誤差データ３４の積算値にＫＩを乗算した積分操作量とを加算することにより、スピンドルモータ操作量データ３６を演算生成する。
【００３１】
スピンドルモータ操作量データ３６は、図１のＰＷＭ出力回路３７に入力されてパルス幅変調（ＰＷＭ）された後、平滑回路３８によって平滑化されてアナログスピンドルモータ操作量３９に変換される。スピンドルモータ駆動回路４０は、アナログスピンドルモータ操作量３９に基づいてスピンドルモータ２を回転駆動することにより、光ディスク１上の現在の光スポット半径位置における相対線速度を所定の相対線速度となるようスピンドルモータ２を回転制御する。
【００３２】
このようなウォブル周期を一定に保つＣＬＶ制御は、トラッキングサーボがトラックをトレースしているトラックオン状態において、トラックの蛇行を検知することによって得られるウォブル信号を使っている。このためピックアップ３を所定のアドレスに移動させるシーク動作中は、トラックオン状態ではないため正確なウォブル信号は得られない。このため、シーク動作中は、スピンドルモータ２から得られる回転パルス信号を使うＣＡＶ制御によってスピンドルモータ２を加減速させる。
【００３３】
シーク動作後のトラックにおける線速度が、ＰＬＬ回路２４の同期引き込み可能範囲まで、スピンドルモータ２を加減速させる際に用いるＣＡＶ（Constant Angular Velocity）制御の構成を図１で説明する。スピンドルモータ２からは、１回転当たり所定数のパルスであるＦＧ（Frequency Generator）信号５０が出力され、ＦＧ周期カウンタ回路５１に入力される。ＦＧ周期カウンタ回路５１は、ＦＧ信号５０の立ち上がりエッジ毎に、隣接する立ち上がりエッジ間の時間間隔（ＦＧ周期）を一定周期のクロックでカウントし、そのカウント値をＦＧ周期カウントデータ５２として出力する。ＦＧ周期カウントデータ５２は、回転誤差演算回路５３に入力される。
【００３４】
回転誤差演算回路５３は、線速度誤差演算回路２９と同様な構成であり、前記第２の誤差信号生成手段を構成している。回転誤差演算回路５３は、ＦＧ周期カウントデータ５２から目標値フィルタ５６の出力である目標値フィルタ出力データ５７を減算し、その減算値に誤差補正ゲインＫＣＰを乗算した値を、回転数誤差データ５８として出力する。上記ＦＧ周期カウントデータ５２が目標値フィルタ出力データ５７より小さいならば、現在回転数は目標値フィルタ出力より速く、このとき回転数誤差データ５８は負となり、スピンドルモータ２を減速させるよう働く。また、ＦＧ周期カウントデータ５２が目標値フィルタ出力データ５７より大きいならば、現在回転数は目標値フィルタ出力より遅く、このとき回転数誤差データ５８は正となり、スピンドルモータ２を加速させるよう働く。
【００３５】
ここで、図示していないシステムコントローラは、記録又は再生すべきアドレスからディスク半径位置を計算し、そのディスク半径位置で所定の線速度となるようなスピンドル回転数を求め、その回転数となる目標ＦＧ周期カウントデータ５５を求める。そして、その目標ＦＧ周期カウントデータ５５の値を目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ５４にセットする。目標値フィルタ５６は、この目標ＦＧ周期カウントデータ５５を、後述するようにステップ状入力波形を滑らかな出力波形にするフィルタリングを行って目標値フィルタ出力データ５７を生成する。
【００３６】
選択手段であるＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３は、現在ＣＡＶ制御であるならば、端子３３ｂ側に接続され、回転数誤差データ５８を誤差データ３４としてスピンドルモータ補償演算回路３５に入力する。
【００３７】
前述した図３の構成のスピンドルモータ補償演算回路３５は、入力された誤差データ３４からスピンドルモータ操作量データ３６を演算算出し、それを図１のＰＷＭ出力回路３７、平滑回路３８を通してアナログスピンドルモータ操作量３９に変換してスピンドルモータ駆動回路４０に供給させる。スピンドルモータ駆動回路４０は、回転数誤差データ５８に基づいて生成されたアナログスピンドルモータ操作量３９により、光ディスク１の回転数が記録または再生すべきトラックのあるディスク半径位置で所定の回転数となるようスピンドルモータ２を回転制御する。
【００３８】
次に、第２のフィルタである目標値フィルタ５６の構成例について説明する。図４は、目標値フィルタ５６の一実施の形態のブロック線図を示す。同図において、目標値フィルタ５６は、目標ＦＧ周期カウントデータ５５に乗算器６１でゲインＫＡを乗算する一方、遅延器６２で１サンプル周期遅延して得た１サンプル前の目標ＦＧ周期カウントデータ５５に乗算器６３でゲインＫＢを乗算し、乗算器６１、６３の各出力を入力加算器６４で加算する。更に、目標値フィルタ５６は、目標値フィルタ出力データ５７を遅延器６６で１サンプル周期遅延して得た１サンプル前の目標値フィルタ出力データに乗算器６７でゲインＫＣを乗算して得た乗算結果に、入力加算器６４の加算結果と加算器６５で加算することで、加算器６５から目標値フィルタ出力データ５７を得る。
【００３９】
目標値フィルタ５６の動作例を図５の波形で説明する。現在光ビームが追従しているトラックが内周トラックにあり、記録しようとするトラックが外周トラックにある場合は、ＣＬＶ方式で記録しようとする外周トラックにおける線速度が、ＰＬＬが同期引き込みできる線速度近傍になるまでスピンドルモータ２を減速させる必要がある。
【００４０】
図５（ａ）の時刻０から時刻ｔまでにおいては、光ビームが追従しているトラックが内周トラックにあるため、図示していないシステムコントローラは、内周トラックにおいて所定の線速度となるようなＦＧ周期カウントデー夕Ｔａｒｇ１を目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ５４にセットしている。よって、目標値フィルタ５６の入力である目標ＦＧ周期カウントデータ５５はＴａｒｇ１であり、目標値フィルタ出力データ５７もＴａｒｇ１となり、スピンドルモータ２は、ＦＧ周期カウントデータ５２がＴａｒｇ１となるような回転数で動作している。
【００４１】
次に時刻ｔにおいて、図示していないシステムコントローラは、記録しようとするトラックが外周トラックにあるため、光ピックアップ３を記録しようとする外周トラック近傍に移動させると共に、記録すべきアドレスから半径位置を計算し、その半径位置で所定の線速度となるようなスピンドルモータ回転数を求め、その回転数となるＦＧ周期カウントデータＴａｒｇ２を目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ５４にセットする。
【００４２】
これにより、目標値フィルタ５６の入力である目標ＦＧ周期カウントデータ５５は、図５（ａ）のようにステップ状に変化する。これにより、目標値フィルタ５６の出カである目標値フィルタ出力データ５７は図５（ｂ）のようなステップ入力を鈍らせた波形となり、滑らかに目標値フィルタ入力Ｔａｒｇ２まで立ち上がる。
【００４３】
この目標ＦＧ周期カウントデータ５５をスピンドルモータＣＡＶフィードバック制御の目標値とすることにより、オーバーシュートを抑えた応答が図５（ｃ）のように実現できる。図示していないシステムコントローラは、スピンドルモータ２の回転数が記録しようとする外周トラックでの線速度近傍に達し、外周トラックにおいてＰＬＬ回路２４が同期引き込みできたことを確認後、ＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３を端子３３ｂ側から端子３３ａ側に切り替えることで、スピンドルモータ２から得られるＦＧ信号５０を使ったＣＡＶ制御から、光ディスク１から得られるウォブル信号２１に同期したＰＬＬ回路２４から得られるウォブルクロック信号２５を使ったＣＬＶ制御へ移行し、記録すべきアドレスから記録動作を開始する。
【００４４】
このように、本実施の形態では、目標値フィルタ５６から出力される目標値フィルタ出力データ５７を用いて生成した回転数誤差データ５８によるＣＡＶ制御によって目標トラックにおける線速度近傍に達してＰＬＬ回路２４が同期引き込みできたら、システムコントローラによってＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３をそれまでの端子３３ｂ側から端子３３ａ側に切り替えることにより、予め設定された目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０を目標値とする線速度誤差データ３２によるＣＬＶ制御に切り替える。
【００４５】
これにより、本実施の形態によれば、スピンドルモータ２及び光ディスク慣性のバラツキによらずオーバーシュート／アンダーシュートを抑えてスピンドルモータ２を所定の回転数に加減速することができるため、ＰＬＬ回路２４のロック範囲を記録クロックのジッタを抑えるために比較的狭くした構成としても、ＰＬＬ回路２４が同期外れを起こすことなくスピンドルモータ２を所望の回転数に加減速制御することができる。これにより、従来に比べて消費電力も低減できる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本発明になる光ディスク装置の第２の実施の形態の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
図１の第１の実施の形態では、ＣＡＶ制御によって目標トラックにおける線速度近傍に達したら、システムコントローラによって予め設定された目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０を目標値とするＣＬＶ制御に切り替える。しかし、ＣＬＶ制御の目標速度カウントデータ３０は、ＣＬＶ制御が収束した時点での最終目標値であるためＣＡＶからＣＬＶに切り替えた時点では、まだ線速度はこの値には達していないため、切り替えにより大きな誤差を生じ、スピンドル操作量の暴れを生じることがあり得る。
【００４８】
そこで、本実施の形態は、図６に示すように、目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０及びＣＬＶ目標値フィルタ７２を設け、目標線速度カウントデータ３０をＣＬＶ目標値フィルタ７２から得ることにより、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御への切り替えを滑らかに実現することを可能としたものである。
【００４９】
図６において、目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０は、図示していないシステムコントローラにより、記録線速度に対応する目標線速度カウントデータがセットされる。この目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０から出力された目標線速度カウントデータ７１は、第１のフィルタであるＣＬＶ目標値フィルタ７２に供給される。
【００５０】
ＣＬＶ目標値フィルタ７２は、目標値フィルタ５６と同様の構成であり、目標値フィルタ５６と同様の特性を示す。従って、ＣＬＶ目標値フィルタ７２の入力信号である目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０から出力された目標線速度カウントデータ７１が例えば、図５（ａ）に示す波形の場合は、ＣＬＶ目標値フィルタ７２の出力信号である目標線速度カウントデータ３０は、図５（ｂ）に示す波形となる。このように、ＣＬＶ目標値フィルタ７２は、目標値フィルタ５６と同様に、ステップ状の入力信号に対して漸近的に収束する信号を出力する。
【００５１】
ＣＬＶ目標値フィルタ７２と目標値フィルタ５６との違いは、目標値フィルタ５６がスピンドルモータ２から得られるＦＧ信号５０の周期を目標回転数とする周期を入力とする（スピンドルモータ２を目標回転数となるように制御するＣＡＶ制御である）のに対し、ＣＬＶ目標値フィルタ７２は、スピンドルモータ２に装着された光ディスク１のトラックを僅かに蛇行させることによって形成されたウォブル信号２１の周期を目標線速度とする周期を入力とする（光スポットとトラックとの接線方向の相対線速度が目標線速度となるように制御するＣＬＶ制御である）点である。
【００５２】
光ディスク１に情報を記録するためには、予め決められた線速度において記録することが好ましいため、現在トラックにおけるディスク半径位置とは異なる半径位置のトラックにアクセスして情報を記録する場合、線速度を記録に最適な所定の線速度にするためには、スピンドルモータ２の加減速を伴う。このような場合、まずＦＧ信号によるＣＡＶ制御によって、所定の線速度となる回転数近傍まで加減速制御を行い、その後、ウォブル信号によるＣＬＶ制御に切り替え、線速度が所定の値になるように制御する。
【００５３】
この切り替えにおいて、第１の実施の形態では、直接目標ウォブル周期を与えるため、現在トラックと次にアクセスしようとするトラックとの間の距離によっては、スピンドルモータ２の駆動電流の急激な変化を与えることがある。
【００５４】
これに対し、本実施の形態では、ＣＬＶ目標値フィルタ７２によってステップ状の入力信号に対して漸近的に収束する目標線速度カウントデータ３０を出力して線速度誤差演算回路２９に供給するようにしたため、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御への切り替え時のスピンドルモータ２の駆動電流の急激な変化を抑え、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御への切り替えを滑らかに実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の光ディスク装置の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】図１中の線速度誤差演算回路の一例のブロック線図である。
【図３】図１中のスピンドルモータ補償演算回路の一例のブロック線図である。
【図４】図１中の目標値フィルタの一実施の形態のブロック線図である。
【図５】図１中の目標値フィルタの入出力波形とＦＧ周期カウントデータの波形を説明する図である。
【図６】本発明の光ディスク装置の第２の実施の形態の構成図である。
【図７】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
３ ピックアップ
６、７ 電流電圧変換回路
８ プッシュプル信号生成回路
１０ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１１ トラッキングエラー信号
１２ Ａ／Ｄ変換器
１４ 演算プロセッサ
１６ Ｄ／Ａ変換器
１８ トラッキングアクチュエータ駆動回路
２０ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２１ ウォブル信号
２２ 波形整形回路
２４ ＰＬＬ回路
２６ 分周器
２７ ウォブル周期カウンタ回路
２９ 線速度誤差演算回路
３１、７０ 目標線速度カウントデータ設定レジスタ
３３ ＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器
３５ スピンドルモータ補償演算回路
３７ ＰＷＭ出力回路
３８ 平滑回路
４０ スピンドルモータ駆動回路
５１ ＦＧ周期カウンタ回路
５３ 回転誤差演算回路
５６ 目標値フィルタ
５４ 目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ
７２ ＣＬＶ目標値フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク装置に係り、特にディスク状情報記録再生媒体である光ディスクを回転させるスピンドルモータの回転制御機能を備えた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置は、スパイラル状または同心円状のトラックがデータ記録再生面に形成された光ディスクを回転させ、その光ディスクのデータ記録再生面に光スポットを合焦点させるフォーカスサーボに入った後、光ピックアップ内の対物レンズを通してデータ記録再生面に照射される光ビームが上記トラックに追従するようにトラッキングサーボループをオンさせ、目的のトラックにデータを記録し又は目的のトラックからデータを再生する。そのために、トラッキング制御装置は、光スポットの目的のトラック中心からの位置誤差（位置ずれの方向及び量）を表すトラッキングエラー信号が零となるように、光ピックアップ内の上記対物レンズを移動させる。
【０００３】
また、上記のスパイラル状又は同心円状のトラックは、その溝状のトラック壁がトラックピッチに比べ僅かに蛇行して形成されている。この蛇行したトラックは、ウォブルと呼ばれ、その蛇行の振幅はトラッキングに影響を及ぼさないように設定され、また、その蛇行の周波数はトラッキング制御帯域に比べ十分高く設定されている。そのために光ビームは、このウォブルに追従せず、ほぼトラック中心をトレースすることになる。
【０００４】
上記のウォブルを再生して得られるウォブル信号は、光ディスクからの反射光を、光ディスクの半径方向に対し内周側の光電変換器及び外周側の光電変換器によりそれぞれ光電変換して得られた信号の差分をとったプッシュプル信号をバンドパスフィルタに通すことによって検出される。このバンドパスフィルタの出力信号に同期して動作するＰＬＬ回路（位相同期ループ）出力信号によって記録すべきトラックアドレスを検出すると共に、スピンドルモータを等線速度（ＣＬＶ）制御するためのスピンドル制御信号及び記録データを送り出す記録クロックを得る。
【０００５】
また、良好な記録を行うためには、制御しようとする線速度に最適なレーザパワー等記録条件に合わせる必要がある。そのため、光ビームが追従しているトラックは、ディスクの内周から外周までトラック接線方向記録密度（線記録密度）が一定になるように記録を行う。よって、ＣＬＶ制御される光ディスクの回転数は、光ビームが外周のトラック位置にあるときよりも内周のトラック位置にあるときの方が速い。
【０００６】
そのため、現在光ビームが追従しているトラックが外周にあり、記録しようとするトラックが内周にある場合は、スピンドルモータを加速させ記録しようとするトラックにおける相対線速度が目標とする相対線速度の許容範囲内に入ってから、記録動作に入る必要がある。例えば、今目標とする相対線速度を３.４９ｍ／ｓｅｃで、光ビームが光ディスクの外周半径５８ｍｍにあるとすると、光ディスクの回転数は、５７５（＝（３.４９／（２×０.０５８×π））×６０）ｒｐｍであり、この状態から内周半径２４ｍｍ位置にあるトラックを３.４９ｍ／ｓｅｃの相対線速度で記録するためには、スピンドルモータ回転数を１３８９（＝（３.４９／（２×０.０２４×π））×６０）ｒｐｍまで加速させる必要がある。
【０００７】
図７（ａ）に示すように、このような目標回転数のステップ状変化をスピンドルモータに与えると、図７（ｂ）に示すように回転数に大きなオーバーシュートを生じる。このため、図７（ｃ）に示すように、ウォブル信号に同期して動作するＰＬＬは、一度はロック状態となるが、スピンドルモータの回転数のオーバーシュートによりＰＬＬのロック可能範囲を超え、同期が外れる問題がある。
【０００８】
記録クロック用ＰＬＬによって作り出される記録クロックのジッタは、記録された信号のジッタとなるため、良好な記録クロックを得るためには、ＰＬＬの応答周波数を狭め、ＰＬＬ内に存在する記録クロックを発振する、入力電圧に比例して出力発振周波数が変わるＶＣＯ（Voltage Controled Oscillator）のＶＣＯ感度を下げる（入力電圧変化に対し発振周波数範囲を狭くする）構成とする（ロック範囲を狭くする）ことが望ましい。
【０００９】
これに対し、スピンドルモータの加減速時のオーバーシュート／アンダーシュートに対して記録クロック用ＰＬＬが追従できるようにする場合は、ＰＬＬの特性は、ロック範囲を広くすることが望ましい。従って、良好な記録クロックを得る場合に要求されるＰＬＬの特性と、スピンドルモータの加減速時のオーバーシュート／アンダーシュートに対して記録クロック用ＰＬＬが追従できるようにする場合に要求されるＰＬＬの特性とは、相反する特性である。
【００１０】
そこで、このようなスピンドルモータの加減速制御時に、強制加減速信号を使い、強制加減速信号終了後、比例ゲインを上げて制御を行い整定したら戻す技術が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１にはスピンドル加減速時に補償系ＯＰアンプ（演算増幅器）のフィードバックコンデンサをショートすることにより、加減速中の大きな速度誤差が生じている間にコンデンサが電荷を蓄えないようにすることにより、加速時のオーバーシュート及び減速時のアンダーシュートを抑える技術も開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特許第３８３３３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような特許文献１記載の、スピンドルモータの加減速制御時のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑える従来技術によっても、スピンドルモータのバラツキ及びディスク慣性のバラツキに対し、強制加減速信号を用いるため、スピンドルモータの加減速特性にバラツキが生じ易いという課題がある。
【００１３】
また、スピンドルモータの加減速時のオーバーシュート及びアンダーシュートに追従するよう記録クロック生成用ＰＬＬの追従性を上げることは、記録クロックの時間軸変動（ジッタ）を悪化させる要因になるという課題がある。更に、従来は無駄なオーバーシュート及びアンダーシュートが大きいため、目標回転数に達するまでに無駄な電力を消費するという課題もある。
【００１４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、スピンドルモータのバラツキ及びディスク慣性のバラツキによらずオーバーシュート／アンダーシュートを抑えてスピンドルモータを所定の回転数に加減速することができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、記録クロックのジッタを抑制し、更には消費電力も低減し得る光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、第１の発明の光ディスク装置は、情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行うフィルタと、光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、モータからの回転速度信号を、フィルタから出力された目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、選択手段により選択された第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、補償演算手段から出力された信号に基づいて、モータを駆動するモータ駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明の光ディスク装置は、情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標線速度の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第１のフィルタと、目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第２のフィルタと、光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、第１のフィルタから出力された目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、モータからの回転速度信号を、第２のフィルタから出力された目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、選択手段により選択された第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、補償演算手段から出力された信号に基づいて、モータを駆動するモータ駆動手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スピンドルモータ及び光ディスク慣性のバラツキによらずオーバーシュート／アンダーシュートを抑えてスピンドルモータを所定の回転数に加減速することができる。これにより、本発明によれば、ウォブル信号が入力されるＰＬＬ回路のロック範囲を記録クロックのジッタを抑えるために比較的狭くした構成としても、ＰＬＬ回路が同期外れを起こすことなくスピンドルモータを所望の回転数に加減速制御することができ、従来に比べて消費電力も低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について図面と共に詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明になる光ディスク装置の第１の実施の形態の構成図を示す。同図において、光ディスク１は、スピンドルモータ２によって回転駆動される。光ディスク１の記録再生面のデータの読み書きはピックアップ３から光ディスク１の記録再生面に照射される光ビームによって行われる。ピックアップ３は、図示していないピックアップ粗動モータによって目標とするトラック近傍に位置決めされている。また、ピックアップ３内の対物レンズは、光ビームが光ディスク１上の記録再生面に焦点を結ぶように図示していないディスク回転軸方向に移動可能なフォーカスアクチュエータによって位置決めされている。また、ピックアップ内の対物レンズは、光ビームが光ディスク１上の同心円状もしくはスパイラル状の記録再生トラックに追従するように図示していないディスク半径方向に移動可能なトラッキングアクチュエータによって位置決めされている。
【００２１】
ピックアップ３内の半径方向に分割した内周側光電変換器と外周側光電変換器は、光ディスク１からの反射光をそれぞれ受光して、その受光光量に比例したレベルの電流信号４、５を出力する。これらの電流信号４、５は、電流電圧変換回路６及び７に入力され電流信号が電圧信号に変換される。プッシュプル信号生成回路８は、電流電圧変換回路６から出力された内周側電圧と、電流電圧変換回路７から出力された外周側電圧との差信号であるプッシュプル信号９を生成する。このプッシュプル信号９は、ディスク半径方向に分割した光電変換器の内周側信号と外周側信号の差であるからトラック中心からのずれを示す成分と、トラック溝がトラックピッチに比べ僅かに蛇行して形成されていることによるウォブル成分とを含む。
【００２２】
ウォブルの周波数はトラッキング制御帯域に比べ十分高く設定されているため、プッシュプル信号９はトラッキング位置決め制御に必要な低域成分を取り出すためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０に入力され、ここで、ウォブル成分が除去されてトラッキング位置決め制御に必要な低域成分であるトラッキングエラー信号１１となり、Ａ／Ｄ変換器１２に入力される。Ａ／Ｄ変換器１２は、アナログ信号であるトラッキングエラー信号１１をデジタル信号であるトラッキングエラーデータ１３に変換する。
【００２３】
演算プロセッサ１４は図示していないシステムコントローラからの命令に基づき、トラッキングエラーデータ１３を読み取り、そのトラッキングエラーデータ１３に対して予め設定された演算を施して位置誤差データを得、更にその位置誤差データに所定の補償演算を行ってデジタルトラッキング操作量１５を生成する。Ｄ／Ａ変換器１６は、演算プロセッサ１４から出力されたデジタルトラッキング操作量１５をアナログトラッキング操作量１７に変換し、トラッキングアクチュエータ駆動回路１８に出力する。トラッキングアクチュエータ駆動回路１８は、アナログトラッキング操作量１７に比例した電流をピックアップ３内の対物レンズをディスク半径方向に移動させるトラッキングアクチュエータに供給し、トラッキングエラー信号１１が最小となるように対物レンズを移動する。これにより、ピックアップ３内の光源から出射し、対物レンズを透過して光ディスク１に照射される光スポットが、トラック上を追従するように制御される。
【００２４】
次に、スピンドルモータを等線速度（ＣＬＶ;Constant Linear Velocity）方式で制御する構成を説明する。図１において、上記プッシュプル信号９は、前述したように、ディスク半径方向に分割した２つの光電変換器から出力される内周側信号と外周側信号との差であるから、トラック中心からのずれを示す低域成分と、トラック溝がトラックピッチに比べ僅かに蛇行して形成されていることによる高域のウォブル成分とを含む。
【００２５】
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０は、トラッキング制御帯域に比べ十分高く設定されているウォブル周波数を通過中心周波数とし、上記のウォブル信号９から、トラック中心からのずれを示す低域成分を除去して、高域のウォブル信号２１を通過させる。波形整形回路２２は、このウォブル信号２１を波形整形して２値化ウォブル信号２３としてＰＬＬ回路２４に供給する。ＰＬＬ回路２４は、この２値化ウォブル信号２３に位相同期したウォブルクロック信号２５を生成する。このウォブルクロック信号２５は、分周器２６に入力され所定の周波数に分周された後、ウォブル周期カウンタ回路２７に入力される。ウォブル周期カウンタ回路２７は、ウォブルクロック信号２５を分周した信号の１周期時間を所定のクロックでカウントすることにより、ウォブル周期データ２８を得る。
【００２６】
線速度誤差演算回路２９は、ウォブル周期カウンタ回路２７から出力されたウォブル周期データ２８と、図示していないシステムコントローラが、予め目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０とを入力として受け、これらのデータ２８、３０に基づいて、線速度誤差を演算する。線速度誤差演算回路２９は、前記第１の誤差信号生成手段を構成している。
【００２７】
この線速度誤差演算回路２９について図２を使って説明する。図２は、線速度誤差演算回路２９の一例のブロック線図を示す。図２において、線速度誤差演算回路２９は、ウォブル周期データ２８から予め設定されている目標線速度カウントデータ３０を減算し、その減算出力に誤差補正ゲインＫＣＰを乗算することで線速度誤差データ３２を生成して出力する。ここで、上記の誤差補正ゲインＫＣＰは、ＣＬＶ制御における線速度誤差データ３２と回転数一定の等角速度（ＣＡＶ; Constant Angular Velocity）制御時における回転数誤差データ５８のゲインとが同一になるように設定されている。
【００２８】
ウォブル周期データ２８が目標線速度カウントデータ３０より小さいならば、現在線速度は目標線速度より速く、このとき線速度誤差データ３２は負となり、スピンドルモータ２を減速させるよう働く。また、ウォブル周期データ２８が目標線速度カウントデータ３０より大きいならば、現在線速度は目標線速度より遅く、このとき線速度誤差データ３２は正となり、スピンドルモータ２を加速させるよう働く。
【００２９】
図１のＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３は、現在ＣＬＶ制御であるならば端子３３ａ側に接続され、線速度誤差演算回路２９から出力された線速度誤差データ３２を誤差データ３４としてスピンドルモータ補償演算回路３５に供給する。
【００３０】
次に、スピンドルモータ補償演算回路３５について図３を使って説明する。図３はスピンドルモータ補償演算回路３５の一例のブロック線図を示す。図３において、スピンドルモータ補償演算回路３５は、誤差データ３４に係数ＫＰを乗算した比例操作量と、誤差データ３４を加算器と遅延器とからなる回路部により積算して得た誤差データ３４の積算値にＫＩを乗算した積分操作量とを加算することにより、スピンドルモータ操作量データ３６を演算生成する。
【００３１】
スピンドルモータ操作量データ３６は、図１のＰＷＭ出力回路３７に入力されてパルス幅変調（ＰＷＭ）された後、平滑回路３８によって平滑化されてアナログスピンドルモータ操作量３９に変換される。スピンドルモータ駆動回路４０は、アナログスピンドルモータ操作量３９に基づいてスピンドルモータ２を回転駆動することにより、光ディスク１上の現在の光スポット半径位置における相対線速度を所定の相対線速度となるようスピンドルモータ２を回転制御する。
【００３２】
このようなウォブル周期を一定に保つＣＬＶ制御は、トラッキングサーボがトラックをトレースしているトラックオン状態において、トラックの蛇行を検知することによって得られるウォブル信号を使っている。このためピックアップ３を所定のアドレスに移動させるシーク動作中は、トラックオン状態ではないため正確なウォブル信号は得られない。このため、シーク動作中は、スピンドルモータ２から得られる回転パルス信号を使うＣＡＶ制御によってスピンドルモータ２を加減速させる。
【００３３】
シーク動作後のトラックにおける線速度が、ＰＬＬ回路２４の同期引き込み可能範囲まで、スピンドルモータ２を加減速させる際に用いるＣＡＶ（Constant Angular Velocity）制御の構成を図１で説明する。スピンドルモータ２からは、１回転当たり所定数のパルスであるＦＧ（Frequency Generator）信号５０が出力され、ＦＧ周期カウンタ回路５１に入力される。ＦＧ周期カウンタ回路５１は、ＦＧ信号５０の立ち上がりエッジ毎に、隣接する立ち上がりエッジ間の時間間隔（ＦＧ周期）を一定周期のクロックでカウントし、そのカウント値をＦＧ周期カウントデータ５２として出力する。ＦＧ周期カウントデータ５２は、回転誤差演算回路５３に入力される。
【００３４】
回転誤差演算回路５３は、線速度誤差演算回路２９と同様な構成であり、前記第２の誤差信号生成手段を構成している。回転誤差演算回路５３は、ＦＧ周期カウントデータ５２から目標値フィルタ５６の出力である目標値フィルタ出力データ５７を減算し、その減算値に誤差補正ゲインＫＣＰを乗算した値を、回転数誤差データ５８として出力する。上記ＦＧ周期カウントデータ５２が目標値フィルタ出力データ５７より小さいならば、現在回転数は目標値フィルタ出力より速く、このとき回転数誤差データ５８は負となり、スピンドルモータ２を減速させるよう働く。また、ＦＧ周期カウントデータ５２が目標値フィルタ出力データ５７より大きいならば、現在回転数は目標値フィルタ出力より遅く、このとき回転数誤差データ５８は正となり、スピンドルモータ２を加速させるよう働く。
【００３５】
ここで、図示していないシステムコントローラは、記録又は再生すべきアドレスからディスク半径位置を計算し、そのディスク半径位置で所定の線速度となるようなスピンドル回転数を求め、その回転数となる目標ＦＧ周期カウントデータ５５を求める。そして、その目標ＦＧ周期カウントデータ５５の値を目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ５４にセットする。目標値フィルタ５６は、この目標ＦＧ周期カウントデータ５５を、後述するようにステップ状入力波形を滑らかな出力波形にするフィルタリングを行って目標値フィルタ出力データ５７を生成する。
【００３６】
選択手段であるＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３は、現在ＣＡＶ制御であるならば、端子３３ｂ側に接続され、回転数誤差データ５８を誤差データ３４としてスピンドルモータ補償演算回路３５に入力する。
【００３７】
前述した図３の構成のスピンドルモータ補償演算回路３５は、入力された誤差データ３４からスピンドルモータ操作量データ３６を演算算出し、それを図１のＰＷＭ出力回路３７、平滑回路３８を通してアナログスピンドルモータ操作量３９に変換してスピンドルモータ駆動回路４０に供給させる。スピンドルモータ駆動回路４０は、回転数誤差データ５８に基づいて生成されたアナログスピンドルモータ操作量３９により、光ディスク１の回転数が記録または再生すべきトラックのあるディスク半径位置で所定の回転数となるようスピンドルモータ２を回転制御する。
【００３８】
次に、第２のフィルタである目標値フィルタ５６の構成例について説明する。図４は、目標値フィルタ５６の一実施の形態のブロック線図を示す。同図において、目標値フィルタ５６は、目標ＦＧ周期カウントデータ５５に乗算器６１でゲインＫＡを乗算する一方、遅延器６２で１サンプル周期遅延して得た１サンプル前の目標ＦＧ周期カウントデータ５５に乗算器６３でゲインＫＢを乗算し、乗算器６１、６３の各出力を入力加算器６４で加算する。更に、目標値フィルタ５６は、目標値フィルタ出力データ５７を遅延器６６で１サンプル周期遅延して得た１サンプル前の目標値フィルタ出力データに乗算器６７でゲインＫＣを乗算して得た乗算結果に、入力加算器６４の加算結果と加算器６５で加算することで、加算器６５から目標値フィルタ出力データ５７を得る。
【００３９】
目標値フィルタ５６の動作例を図５の波形で説明する。現在光ビームが追従しているトラックが内周トラックにあり、記録しようとするトラックが外周トラックにある場合は、ＣＬＶ方式で記録しようとする外周トラックにおける線速度が、ＰＬＬが同期引き込みできる線速度近傍になるまでスピンドルモータ２を減速させる必要がある。
【００４０】
図５（ａ）の時刻０から時刻ｔまでにおいては、光ビームが追従しているトラックが内周トラックにあるため、図示していないシステムコントローラは、内周トラックにおいて所定の線速度となるようなＦＧ周期カウントデー夕Ｔａｒｇ１を目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ５４にセットしている。よって、目標値フィルタ５６の入力である目標ＦＧ周期カウントデータ５５はＴａｒｇ１であり、目標値フィルタ出力データ５７もＴａｒｇ１となり、スピンドルモータ２は、ＦＧ周期カウントデータ５２がＴａｒｇ１となるような回転数で動作している。
【００４１】
次に時刻ｔにおいて、図示していないシステムコントローラは、記録しようとするトラックが外周トラックにあるため、光ピックアップ３を記録しようとする外周トラック近傍に移動させると共に、記録すべきアドレスから半径位置を計算し、その半径位置で所定の線速度となるようなスピンドルモータ回転数を求め、その回転数となるＦＧ周期カウントデータＴａｒｇ２を目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ５４にセットする。
【００４２】
これにより、目標値フィルタ５６の入力である目標ＦＧ周期カウントデータ５５は、図５（ａ）のようにステップ状に変化する。これにより、目標値フィルタ５６の出カである目標値フィルタ出力データ５７は図５（ｂ）のようなステップ入力を鈍らせた波形となり、滑らかに目標値フィルタ入力Ｔａｒｇ２まで立ち上がる。
【００４３】
この目標ＦＧ周期カウントデータ５５をスピンドルモータＣＡＶフィードバック制御の目標値とすることにより、オーバーシュートを抑えた応答が図５（ｃ）のように実現できる。図示していないシステムコントローラは、スピンドルモータ２の回転数が記録しようとする外周トラックでの線速度近傍に達し、外周トラックにおいてＰＬＬ回路２４が同期引き込みできたことを確認後、ＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３を端子３３ｂ側から端子３３ａ側に切り替えることで、スピンドルモータ２から得られるＦＧ信号５０を使ったＣＡＶ制御から、光ディスク１から得られるウォブル信号２１に同期したＰＬＬ回路２４から得られるウォブルクロック信号２５を使ったＣＬＶ制御へ移行し、記録すべきアドレスから記録動作を開始する。
【００４４】
このように、本実施の形態では、目標値フィルタ５６から出力される目標値フィルタ出力データ５７を用いて生成した回転数誤差データ５８によるＣＡＶ制御によって目標トラックにおける線速度近傍に達してＰＬＬ回路２４が同期引き込みできたら、システムコントローラによってＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器３３をそれまでの端子３３ｂ側から端子３３ａ側に切り替えることにより、予め設定された目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０を目標値とする線速度誤差データ３２によるＣＬＶ制御に切り替える。
【００４５】
これにより、本実施の形態によれば、スピンドルモータ２及び光ディスク慣性のバラツキによらずオーバーシュート／アンダーシュートを抑えてスピンドルモータ２を所定の回転数に加減速することができるため、ＰＬＬ回路２４のロック範囲を記録クロックのジッタを抑えるために比較的狭くした構成としても、ＰＬＬ回路２４が同期外れを起こすことなくスピンドルモータ２を所望の回転数に加減速制御することができる。これにより、従来に比べて消費電力も低減できる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本発明になる光ディスク装置の第２の実施の形態の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
図１の第１の実施の形態では、ＣＡＶ制御によって目標トラックにおける線速度近傍に達したら、システムコントローラによって予め設定された目標線速度カウントデータ設定レジスタ３１に設定した目標線速度カウントデータ３０を目標値とするＣＬＶ制御に切り替える。しかし、ＣＬＶ制御の目標速度カウントデータ３０は、ＣＬＶ制御が収束した時点での最終目標値であるためＣＡＶからＣＬＶに切り替えた時点では、まだ線速度はこの値には達していないため、切り替えにより大きな誤差を生じ、スピンドル操作量の暴れを生じることがあり得る。
【００４８】
そこで、本実施の形態は、図６に示すように、目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０及びＣＬＶ目標値フィルタ７２を設け、目標線速度カウントデータ３０をＣＬＶ目標値フィルタ７２から得ることにより、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御への切り替えを滑らかに実現することを可能としたものである。
【００４９】
図６において、目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０は、図示していないシステムコントローラにより、記録線速度に対応する目標線速度カウントデータがセットされる。この目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０から出力された目標線速度カウントデータ７１は、第１のフィルタであるＣＬＶ目標値フィルタ７２に供給される。
【００５０】
ＣＬＶ目標値フィルタ７２は、目標値フィルタ５６と同様の構成であり、目標値フィルタ５６と同様の特性を示す。従って、ＣＬＶ目標値フィルタ７２の入力信号である目標線速度カウントデータ設定レジスタ７０から出力された目標線速度カウントデータ７１が例えば、図５（ａ）に示す波形の場合は、ＣＬＶ目標値フィルタ７２の出力信号である目標線速度カウントデータ３０は、図５（ｂ）に示す波形となる。このように、ＣＬＶ目標値フィルタ７２は、目標値フィルタ５６と同様に、ステップ状の入力信号に対して漸近的に収束する信号を出力する。
【００５１】
ＣＬＶ目標値フィルタ７２と目標値フィルタ５６との違いは、目標値フィルタ５６がスピンドルモータ２から得られるＦＧ信号５０の周期を目標回転数とする周期を入力とする（スピンドルモータ２を目標回転数となるように制御するＣＡＶ制御である）のに対し、ＣＬＶ目標値フィルタ７２は、スピンドルモータ２に装着された光ディスク１のトラックを僅かに蛇行させることによって形成されたウォブル信号２１の周期を目標線速度とする周期を入力とする（光スポットとトラックとの接線方向の相対線速度が目標線速度となるように制御するＣＬＶ制御である）点である。
【００５２】
光ディスク１に情報を記録するためには、予め決められた線速度において記録することが好ましいため、現在トラックにおけるディスク半径位置とは異なる半径位置のトラックにアクセスして情報を記録する場合、線速度を記録に最適な所定の線速度にするためには、スピンドルモータ２の加減速を伴う。このような場合、まずＦＧ信号によるＣＡＶ制御によって、所定の線速度となる回転数近傍まで加減速制御を行い、その後、ウォブル信号によるＣＬＶ制御に切り替え、線速度が所定の値になるように制御する。
【００５３】
この切り替えにおいて、第１の実施の形態では、直接目標ウォブル周期を与えるため、現在トラックと次にアクセスしようとするトラックとの間の距離によっては、スピンドルモータ２の駆動電流の急激な変化を与えることがある。
【００５４】
これに対し、本実施の形態では、ＣＬＶ目標値フィルタ７２によってステップ状の入力信号に対して漸近的に収束する目標線速度カウントデータ３０を出力して線速度誤差演算回路２９に供給するようにしたため、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御への切り替え時のスピンドルモータ２の駆動電流の急激な変化を抑え、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御への切り替えを滑らかに実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の光ディスク装置の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】図１中の線速度誤差演算回路の一例のブロック線図である。
【図３】図１中のスピンドルモータ補償演算回路の一例のブロック線図である。
【図４】図１中の目標値フィルタの一実施の形態のブロック線図である。
【図５】図１中の目標値フィルタの入出力波形とＦＧ周期カウントデータの波形を説明する図である。
【図６】本発明の光ディスク装置の第２の実施の形態の構成図である。
【図７】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 光ディスク
２ スピンドルモータ
３ ピックアップ
６、７ 電流電圧変換回路
８ プッシュプル信号生成回路
１０ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１１ トラッキングエラー信号
１２ Ａ／Ｄ変換器
１４ 演算プロセッサ
１６ Ｄ／Ａ変換器
１８ トラッキングアクチュエータ駆動回路
２０ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２１ ウォブル信号
２２ 波形整形回路
２４ ＰＬＬ回路
２６ 分周器
２７ ウォブル周期カウンタ回路
２９ 線速度誤差演算回路
３１、７０ 目標線速度カウントデータ設定レジスタ
３３ ＣＬＶ／ＣＡＶ切り替え器
３５ スピンドルモータ補償演算回路
３７ ＰＷＭ出力回路
３８ 平滑回路
４０ スピンドルモータ駆動回路
５１ ＦＧ周期カウンタ回路
５３ 回転誤差演算回路
５６ 目標値フィルタ
５４ 目標ＦＧ周期カウントデータ設定レジスタ
７２ ＣＬＶ目標値フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行うフィルタと、
前記光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、
前記モータからの回転速度信号を、前記フィルタから出力された前記目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、
前記第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、
前記補償演算手段から出力された信号に基づいて、前記モータを駆動するモータ駆動手段と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標線速度の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第１のフィルタと、
目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第２のフィルタと、
前記光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、前記第１のフィルタから出力された前記目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、
前記モータからの回転速度信号を、前記第２のフィルタから出力された前記目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、
前記第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、
前記補償演算手段から出力された信号に基づいて、前記モータを駆動するモータ駆動手段と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１】
情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行うフィルタと、
前記光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、
前記モータからの回転速度信号を、前記フィルタから出力された前記目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、
前記第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、
前記補償演算手段から出力された信号に基づいて、前記モータを駆動するモータ駆動手段と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
情報の記録又は再生のために光ディスクを回転駆動するモータの制御機能を備えた光ディスク装置において、
目標線速度の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第１のフィルタと、
目標回転数の情報に対して、ステップ状入力波形を滑らかな出力波形とする所定の演算を行う第２のフィルタと、
前記光ディスクに一定周期で記録された信号の再生信号を、前記第１のフィルタから出力された前記目標線速度の情報と減算することにより第１の誤差信号を生成する第１の誤差信号生成手段と、
前記モータからの回転速度信号を、前記第２のフィルタから出力された前記目標回転数の情報と減算することにより第２の誤差信号を生成する第２の誤差信号生成手段と、
前記第１及び第２の誤差信号の一方を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の誤差信号に対して、所定の補償演算を行う補償演算手段と、
前記補償演算手段から出力された信号に基づいて、前記モータを駆動するモータ駆動手段と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３０８０１（Ｐ２００９−２３０８０１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７４８８７（Ｐ２００８−７４８８７）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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