(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルデータのサンプリング周波数の１／７倍のデータレートで周波数変調されて平均周波数が上記サンプリング周波数の１／２倍となる制御信号があらかじめ物理的に形成された光ディスクから、その制御信号を読み取る信号読取手段と、
信号読取手段により読み取られた制御信号をパルス状に波形整形する波形整形手段と、
波形整形手段の出力パルスの周波数が上記サンプリング周波数の１／（７×２×Ｎ）倍（Ｎは２以上の整数）となるように上記出力パルスを分周する分周手段と、
分周手段の出力パルスに基づいて光ディスクの回転制御に用いる回転速度誤差を検出する誤差検出手段とを備えていることを特徴とする光ディスク装置のディスク回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ミニディスク等の記録可能な光ディスクに対する記録再生が可能な光ディスク装置において光ディスクの回転を制御する光ディスク装置のディスク回転制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置として、最近では、小型の光ディスクに記録再生を行なう、いわゆるミニディスク装置が開発され、一般への普及が進められている。このようなミニディスク装置に記録媒体として用いられるミニディスク（以降、ＭＤと称する）には、すでに音楽情報等が記録されている再生専用のディスクと、ユーザによる記録が可能なレコーダブルディスクとがある。
【０００３】
このうち、レコーダブルディスクには、あらかじめ、（１／７）×ＦＳ  （ＦＳ  ＝４４．１ｋＨｚ）のデータレートで周波数変調がかけられた平均周波数が（１／２）×ＦＳ  であるウォブル信号が、蛇行する案内溝としてディスク全域に刻み込まれている。そのウォブル信号は、記録再生時に、録音情報のアドレスデータとして利用される他、トラッキングサーボやスピンドルサーボの制御データとして利用される。
【０００４】
具体的には、記録再生時にそのウォブル信号をＦＭ復調し、その復調出力により同期信号を基準としてアドレス情報を得て、このアドレス情報をマイクロコンピュータに与える。また、スピンドルモータの回転制御については、例えば再生専用のＭＤ装置では、ディジタル回路で、そのウォブル信号から回転速度誤差を検出し、それを用いながら単位フレームの周波数である２２．０５ｋＨｚ／３＝７．３５ｋＨｚを回転制御のためのサンプリング周波数とするという簡易的な方式が採用されている。また、他に、高コストではあるが、アナログＶＣＯ素子を設けて、回転制御を行なう構成もある。
【０００５】
上記の簡易的な手法では、具体的には、図５の（ａ）に示すウォブル信号をパルス状に波形整形することにより、同図の（ｂ）に示すウォブルクロックを得る。そして、このウォブルクロックを分周比３で分周することにより、同図の（ｃ）に示す周波数がフレーム周波数と同一の７．３５ｋＨｚのサンプリング信号を得る。さらに、そのサンプリング周波数に基づいて、同図の（ｄ）に示すような速度誤差を検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記の簡易的な手法において、ウォブル信号が理想的に２２．０５ｋＨｚ平均で出力されるようにスピンドルモータの回転制御が行なわれ、このとき検出された速度誤差±Δｆが±１ｋＨｚであるとする。一般的に、サンプリング周波数とサーボ帯域とは反比例の関係にあるので、上記のような場合では十分なサーボ帯域をとることができる。
【０００７】
しかしながら、その反面、記録再生兼用のＭＤ装置に上記の手法を採用してウォブル信号によるスピンドルモータの回転制御を行なう場合、その速度誤差が記録時と再生時とで積算される。±１ｋＨｚの変調成分からどれくらいずれているかが速度誤差となるので、上記のような簡易的な方式では、速度誤差が上記の積算によりウォブル信号の±１ｋＨｚの変調成分とほぼ同じになってしまい、回転制御が不安定になることがあった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ウォブル信号を用いたスピンドルモータの回転制御を、高コストの部品を用いることなく安定して行なうことを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスク装置のディスク回転制御装置は、上記の課題を解決するために、ディジタルデータのサンプリング周波数の１／７倍のデータレートで周波数変調されて平均周波数が上記サンプリング周波数の１／２倍となる制御信号があらかじめ物理的に形成された光ディスクから、その制御信号を読み取る信号読取手段と、この信号読取手段により読み取られた制御信号をパルス状に波形整形する波形整形手段と、この波形整形手段の出力パルスの周波数が上記サンプリング周波数の１／（７×２×Ｎ）倍（Ｎは２以上の整数）となるように上記出力パルスを分周する分周手段と、この分周手段の出力パルスに基づいて光ディスクの回転制御に用いる回転速度誤差を検出する誤差検出手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
上記の構成においては、信号読取手段により光ディスクから制御信号が読み取られると、その制御信号は波形整形手段でパルス状に波形整形される。このパルスは、分周手段により所定の分周比で上記の周波数となるように分周される。そして、分周手段の出力パルスに基づいて回転速度誤差が検出され、この回転速度誤差により光ディスクの回転制御が行なわれる。
【００１１】
上記の構成では、波形整形手段の出力パルスの周波数が上記のように設定されることにより、Ｎが２以上となる各場合において制御信号の変調成分の影響を低減することができる。それゆえ、光ディスク回転制御の安定性を向上させることが可能になる。
【００１２】
【実施例】
本発明をＭＤ装置に適用した一実施例について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１３】
本実施例に係るＭＤ装置は、図２に示すように構成されている。まず、このＭＤ装置の記録時および再生時の動作の概略について説明する。
【００１４】
記録時において、音声入力は、Ａ／Ｄコンバータ１により４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数でディジタル信号に変換された後、音声圧縮伸長回路２でＡＴＲＡＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）  方式により圧縮される。圧縮後の音声データは、ショックプルーフメモリコントローラ３を経て、信号処理回路４で誤り訂正検出用のパリティ付加、サブコード情報付加、ＥＦＭ変調等の処理が施される。
【００１５】
また、このとき、ショックプルーフメモリコントローラ３を経た音声データがショックプルーフメモリ５に一時的に蓄えられる。これにより、音声圧縮伸長回路２から出力される音声データと信号処理回路４に入力される音声データの転送速度との差が吸収される。
【００１６】
さらに、信号処理回路４から出力されたデータは、ＲＦアンプ６で増幅された後、光ピックアップ７に与えられる。また、一方、信号処理回路４からのデータは、ヘッド駆動回路８にも与えられる。ヘッド駆動回路８は、そのデータに基づいて記録ヘッド９を光ディスクとしてのディスク１０の記録位置まで駆動し、記録ヘッド９に磁界変調用の記録信号を与える。これにより、記録可能なＭＤであるディスク１０には、記録位置にレーザー光が照射されると同時に信号処理されたデータに対応した磁界が印加される。
【００１７】
また、記録時、光ピックアップ７は、送りモータ１１によりディスク１０のトラックに直交する方向へ駆動される。また、ディスク１０は、スピンドルモータ１２により回転駆動される。上記の送りモータ１１およびスピンドルモータ１２は、ドライブ回路１３により電力が供給され回転駆動される。さらに、光ピックアップ７に備えられた対物レンズ駆動装置（図示せず）も同様に、ドライブ回路１３により電力が供給されて駆動される。
【００１８】
サーボ回路１４は、信号読取手段としての光ピックアップ７から照射される光をディスク１０の目標のトラックに追従させるなどのトラッキング動作が正確に行なわれるように、ドライブ回路１３により駆動される上記の各装置をフィードバック制御する。
【００１９】
再生時において、光ピックアップ７により、ディスク１０に光が照射されるとともにディスク１０からの反射光が取り込まれ、ディスク１０に記録されたＲＦ信号（変調された音声データ）が読み込まれる。光ピックアップ７から出力されたＲＦ信号は、ＲＦアンプ６で増幅された後、信号処理回路４にて記録時と逆の処理が施され、音声データに変換される。
【００２０】
この音声データは、ショックプルーフメモリコントローラ３を経て一旦ショックプルーフメモリ５に蓄えられる。これにより、再生時にＭＤ装置が受けた振動等の外乱により、再生が中断されることを防止できる。そして、音声データは、ショックプルーフメモリ５から出力されると、音声圧縮伸長回路２で前記のＡＴＲＡＣ方式にしたがって元の大きさに伸長され、Ｄ／Ａコンバータ１５によりアナログ信号に変換されて音声出力となる。
【００２１】
ところで、本ＭＤ装置において、上記の全ての処理は、マイクロコンピュータからなるシステムコントローラ１６により集中管理されている。また、アドレスデコーダ１７では、２２．０５ｋＨｚの正弦波信号に変調されてＲＦ信号に重畳されているウォブル信号をＲＦアンプ６から得て、そのウォブル信号によりディスク１０の全域に記録信号の有無に関わらず１３．３ｍｓ毎に記録されているアドレス情報が読み出される。なお、制御信号としてのウォブル信号は、ディスク１０に１３．３ｍｓの周期で蛇行する案内溝（図示せず）としてあらかじめ形成されている。
【００２２】
システムコントローラ１６では、そのアドレス情報が絶対時間として管理されるとともに、ウォブル信号を用いてスピンドルサーボ速度誤差信号が生成される。このスピンドルサーボ速度誤差信号は、サーボ回路１４に与えられ、スピンドルモータ１２の回転制御に用いられる。また、システムコントローラ１６は、１０キー１８からのユーザによる入力で記録再生動作等の制御を行なう。さらに、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１９は、信号処理回路４、ＲＦアンプ６、光ピックアップ７、ドライブ回路１３、サーボ回路１４およびシステムコントローラ１６への電源供給のＯＮ／ＯＦＦを行なう回路である。
【００２３】
ここで、本ＭＤ装置において、ディスク回転制御装置となる主要部について説明する。
【００２４】
図１に示すように、ＲＦアンプ６内には、ウォブル信号を処理するために、バンドパスフィルタ（図中、ＢＰＦ）２１と、ウォブルコンパレータ２２と、ローパスフィルタ（図中、ＬＰＦ）２３と、バイフェーズコンパレータ２４とが設けられている。また、アドレスデコーダ１７内には、分周器２５と、位相比較器２６と、ディジタルＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）  ２７と、バイフェーズクロック生成回路２８と、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ）  検出回路２９と、アドレスラッチ３０とが設けられている。さらに、サーボ回路１４には、誤差検出回路３１と、ＰＷＭ出力回路３２とが設けられている。
【００２５】
バンドパスフィルタ２１は、ウォブル信号からノイズ成分を除き、２２．０５±１ｋＨｚのＦＭ信号成分のみ通過させる回路である。波形整形手段としてのウォブルコンパレータ２２は、バンドパスフィルタ２１の出力を所定レベルとを比較する回路であり、バンドパスフィルタ２１の出力をパルス状に波形整形してウォブルクロックを出力する回路である。位相比較器２６は、ウォブルクロックとディジタルＰＬＬ２７の出力とを位相比較する回路である。ディジタルＰＬＬ２７は、位相比較器２６の出力を誤差信号として内蔵する図示しないＶＣＯ（電圧制御発振器）により発振周波数を制御してウォブル信号に同期するクロックを出力するようになっている。
【００２６】
ローパスフィルタ２３は、位相比較器２６の比較出力を所定周波数成分より低い成分のみ通過させる回路である。バイフェーズコンパレータ２４は、ローパスフィルタ２３の出力と所定レベルとを比較する回路であり、ローパスフィルタ２３の出力の波形整形を行なうようになっている。
【００２７】
バイフェーズクロック生成回路２８は、ディジタルＰＬＬ２７から出力されるクロックに基づいて、バイフェーズコンパレータ２４の出力をバイフェーズ復調してアドレス情報に変換する回路である。ＣＲＣ検出回路２９は、バイフェーズ復調後の出力に付加された誤り検出用の巡回符号（ＣＲＣ）に基づいて、アドレス情報の誤りを検出する回路である。アドレスラッチ３０は、アドレス情報をＣＲＣ検出回路２９の検出出力と同期させるようにラッチするとともに、アドレス情報と上記の検出出力とを併せて出力する回路である。
【００２８】
本実施例では、ウォブル信号が周波数変調される際のデータレートが（１／７）×ＦＳ  （＝４４．１ｋＨｚ）であり、ウォブル信号の平均周波数が（１／２）×ＦＳ  であることに基づいて、スピンドルモータ回転制御のためのサンプリング周波数が（１／７）×（１／２）×（１／Ｎ）×ＦＳ  に設定される。したがって、分周手段としての分周器２５は、ウォブルコンパレータ２２からのウォブルクロックを分周比７×Ｎ（Ｎは２以上の整数）で分周して上記周波数のサンプリング信号を前記のスピンドルモータサーボ速度誤差信号として出力するようになっている。なお、本実施例の場合、Ｎ＝２として、分周比が１４に設定されている。
【００２９】
誤差検出手段としての誤差検出回路３１は、分周器２５からのサンプリング信号のエッジ検出を行ない、エッジ間隔をカウントすることにより速度誤差を検出する回路である。ＰＷＭ出力回路３２は、上記の速度誤差に応じたパルス幅のＰＷＭ信号を出力する回路である。このＰＷＭ信号は、スピンドルモータドライブ信号として、前記のドライブ回路１３に与えられるようになっている。
【００３０】
上記のように構成されるディスク回転制御装置において、図３の（ａ）に示すウォブル信号は、バンドパスフィルタ２１によりノイズ成分のない２２．０５±１ｋＨｚの成分が抽出される。なお、上記のウォブル信号は、分かりやすくするため、同図の（ａ）において周波数差が拡大して描かれている。
【００３１】
バンドパスフィルタ２１の出力は、ウォブルコンパレータ２２で波形整形されて同図の（ｂ）に示すようなウォブルクロックとなる。このウォブルクロックは、位相比較器２６でディジタルＰＬＬ２７の出力クロックと位相比較される。位相比較器２６の比較出力は、ローパスフィルタ２３で帯域制限された後、バイフェーズコンパレータ２４により波形整形されて、同図の（ｃ）に示すバイフェーズデータとなり、バイフェーズクロック生成回路２８に入力される。
【００３２】
バイフェーズクロック生成回路２８では、上記のバイフェーズデータが、ディジタルＰＬＬ２７の出力クロックに基づいてバイフェーズ復調されて、バイフェーズクロックに変換される。このバイフェーズクロックは、アドレス情報となるものであり、ＣＲＣ検出回路２９で巡回符号により誤り検出が行なわれる。そして、上記のアドレス情報は、アドレスラッチ３０でラッチされ、ＣＲＣ検出回路２９の誤り検出結果と併せて前記のシステムコントローラ１６に送出される。
【００３３】
また、ウォブルコンパレータ２２から出力されたウォブルクロックは、分周器２５にも入力されており、ここで１／１４に分周されて同図の（ｄ）に示すようなサンプリング信号となり、誤差検出回路３１に出力される。さらに、誤差検出回路３１にて、上記のサンプリング信号に基づいて同図の（ｅ）に示す速度誤差が検出されると、その検出結果に基づいてＰＷＭ出力回路３２でＰＷＭ信号が発生する。そして、このＰＷＭ信号がドライブ回路１３に与えられることにより、スピンドルモータ１２は、速度誤差がなくなるように回転制御される。
【００３４】
このように、本実施例のＭＤ装置では、回転制御のためのサンプリング周波数が、〔１／（１４×Ｎ）〕×ＦＳ  としてＮを２とすることにより１．５７５ｋＨｚとなる。これにより、速度誤差は、変調成分による最大値が相殺されて±Δｆ／２となり、従来に比べて半減する。また、Ｎ＝２とした場合、サーボ帯域についても十分な良好な結果が得られた。
【００３５】
図４にその結果を示すが、この図から、Ｎ＝２、３、４、５…となるとき、変調成分の＋成分と−成分とが相殺されて最大検出誤差が低下する。また、ディスク１０が理想的に回転制御されているとすると、Ｎが大きくなるにつれて最大検出誤差が限りなく“０”に近づく。
【００３６】
ちなみに、前述の従来の回転制御方法は、分周器２５の分周比を３としたものに相当する。このような構成では、速度誤差の最大値が図４においてＮが１以下となる点の値であるため、変調成分による影響が大きくなる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の光ディスク装置のディスク回転制御装置は、以上のように、ディジタルデータのサンプリング周波数の１／７倍のデータレートで周波数変調されて平均周波数が上記サンプリング周波数の１／２倍となる制御信号があらかじめ物理的に形成された光ディスクから、その制御信号を読み取る信号読取手段と、この信号読取手段により読み取られた制御信号をパルス状に波形整形する波形整形手段と、この波形整形手段の出力パルスの周波数が上記サンプリング周波数の１／（７×２×Ｎ）倍（Ｎは２以上の整数）となるように上記出力パルスを分周する分周手段と、この分周手段の出力パルスに基づいて光ディスクの回転制御に用いる回転速度誤差を検出する誤差検出手段とを備えている構成である。
【００３８】
これにより、分周手段の分周比を上記のように設定することで、Ｎが２以上となる各場合において制御信号の変調成分の影響を低減することができる。それゆえ、簡素で安価な構成により光ディスク回転制御の安定性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るＭＤ装置におけるディスク回転制御装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】上記ＭＤ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１のディスク回転制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図４】回転速度誤差のサンプリング周波数依存性を示す波形図である。
【図５】従来の光ディスク装置におけるディスク回転制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
７  光ピックアップ（信号読取手段）
１０  ディスク（光ディスク）
２２  ウォブルコンパレータ（波形整形手段）
２５  分周器（分周手段）
３１  誤差検出回路（誤差検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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