(57)【要約】【課題】  専用の部品を用いることなく、脱調現象の発生を速やかに検知して回避することが可能な「ステッピングモータ駆動装置、脱調検出装置および脱調検出方法」を提供する。【解決手段】  ピックアップ３のフォーカスエラー信号を検出するＲＦアンプ７と、ピックアップ３が搭載される筐体１０のフォーカス方向の振動を検出する加速度センサ９と、ピックアップ３のフォーカスエラー信号および筐体１０の振動情報に基づいて脱調の有無を判定するシステムコントローラ８とを備え、光ディスク装置に一般的に備えられているＲＦアンプ７と加速度センサ９とを利用して、フォーカスエラー信号と振動情報との組み合わせのみで脱調の発生を検出することにより、エンコーダ等の専用部品を設ける必要をなくすとともに、随時出力される情報に基づいてリアルタイムに脱調の発生を検出できるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピックアップから光ディスクに照射されるレーザ光の焦点位置に関する垂直方向のずれ量を表すフォーカスエラー信号を検出するエラー信号検出部と、
上記ピックアップが搭載される装置の上記垂直方向の振動を検出する加速度センサと、
上記エラー信号検出部により検出されるフォーカスエラー信号および上記加速度センサにより検出される振動情報に基づいて、上記ピックアップを水平方向に移動させるステッピングモータの脱調の有無を判定する脱調判定部と、
上記脱調判定部により脱調の発生が検知されたときに、上記ステッピングモータの駆動条件を変更する駆動制御部とを備えたことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
【請求項２】
上記脱調判定部は、上記エラー信号検出部により検出されるフォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値より大きく、かつ、上記加速度センサにより検出される振動の振幅が所定の閾値より小さいときに、上記脱調が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ駆動装置。
【請求項３】
ピックアップから光ディスクに照射されるレーザ光の焦点位置に関する垂直方向のずれ量を表すフォーカスエラー信号を検出するエラー信号検出部と、
上記ピックアップが搭載される装置の上記垂直方向の振動を検出する加速度センサと、
上記エラー信号検出部により検出されるフォーカスエラー信号および上記加速度センサにより検出される筐体の振動情報に基づいて、上記ピックアップを水平方向に移動させるステッピングモータの脱調の発生を検出する脱調検出部とを備えたことを特徴とする脱調検出装置。
【請求項４】
上記脱調検出部は、上記エラー信号検出部により検出されるフォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値より大きく、かつ、上記加速度センサにより検出される振動の振幅が所定の閾値より小さいときに、上記脱調が発生していると判定することを特徴とする請求項３に記載の脱調検出装置。
【請求項５】
ピックアップから光ディスクに照射されるレーザ光の焦点位置に関する垂直方向のずれ量を表すフォーカスエラー信号を、上記ピックアップから出力されるＲＦ信号をもとに取得するステップと、
上記ピックアップが搭載される装置の上記垂直方向の振動を表す振動情報を加速度センサから取得するステップと、
上記フォーカスエラー信号および上記振動情報に基づいて、上記ピックアップを水平方向に移動させるステッピングモータの脱調の有無を判定し、上記フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値より大きく、かつ、上記振動情報の振幅が所定の閾値より小さいときに、上記脱調が発生していると判定するステップとを有することを特徴とする脱調検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステッピングモータ駆動装置、脱調検出装置および脱調検出方法に関し、特に、光ディスクのピックアップを水平方向に移動させるステッピングモータの駆動装置、当該ステッピングモータの脱調現象を検出するための装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば磁気ヘッド駆動装置において磁気ヘッドを移動したり、光ディスク駆動装置において光ピックアップを移動したりするためのスレッドモータとして、ＤＣモータやステッピングモータが使用されてきた。ステッピングモータは、ＤＣモータに比べて高速に動作が可能であり、最近では車載用のオーディオ装置やナビゲーション装置などにも多く用いられるようになってきている。
【０００３】
ところが、ステッピングモータは、その構造上、経時的あるいは突発的な負荷変動などによって脱調現象（空転現象）が生じる側面を持つ。脱調が生じると、モータが回転しているのに光ピックアップ等が停止したままの状態となったり、異音を発生したりする。そのため、ステッピングモータを用いる場合には、脱調が生じないように駆動条件を最適化する必要がある。通常は、モータができるだけ高速に動作し、かつ、脱調も生じないようにするために、脱調が生じることなく最速に動作できる条件のトルクよりも多少のマージン分だけ大きいトルクを発生するように設計される。
【０００４】
しかしながら、安全率を見込んでマージンを持たせた設計を行っても、何らかの原因でモータの負荷状況が変化し、脱調が発生する場合がある。このような不都合を回避するために、脱調の有無を検出し、脱調が生じた場合には駆動条件を変更することによって脱調を回避できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、脱調が生じないように駆動条件を動的に変更する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−５６６９０号公報
【特許文献２】特開平７−２２２４９５号公報
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、ステッピングモータの動作が終了するごとに、動作が正常に行われたか否かの動作チェックを行い、そのチェック結果によってステッピングモータが脱調しているか否かを判断する。そして、ステッピングモータが脱調している場合には、駆動電流を大きくすることによってトルクを大きくする。また、特許文献２に記載の技術では、ステッピングモータを駆動する第１の信号列と、エンコーダから出力されるステッピングモータの動作に同期した第２の信号列とを比較し、その比較結果に応じてステッピングモータの駆動電流を変化させることによって、脱調の発生を未然に防止する。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、脱調が生じているか否かは、ステッピングモータの動作が終了した後でなければ検出することができない。そのため、脱調検出のタイミングが遅くなり、脱調の回避までに多くの時間がかかってしまうという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、専用のエンコーダが必要となり、装置の小型化を阻害するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、専用の部品を用いることなく、脱調現象の発生を速やかに検知して回避できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明では、ピックアップから光ディスクに照射されるレーザ光の焦点位置に関して垂直方向のずれ量を表すフォーカスエラー信号と、ピックアップが搭載される光ディスク装置の垂直方向に対する振動情報とに基づいて、ピックアップを水平方向に移動させるステッピングモータの脱調の有無を判定するようにしている。そして、脱調を検出したときに、ステッピングモータの駆動条件を変更することによって脱調を回避するようにしている。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明によれば、光ディスク装置に一般的に備えられているピックアップのフォーカスエラー検出部と加速度センサを利用して、フォーカスエラー信号と装置の振動情報との組み合わせのみで脱調現象の発生を検出することができる。そのため、脱調現象検出のためにエンコーダ等の専用の部品を設ける必要がなく、装置を小型化することができる。また、フォーカスエラー検出部および加速度センサより随時出力される情報に基づいてリアルタイムに脱調現象の発生を検出できるので、ステッピングモータの動作終了まで待つ必要がなく、脱調現象の発生を速やかに検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による脱調検出装置およびこれを実施したステッピングモータ駆動装置の構成例を示す図である。図１において、１は光ディスク、２は光ディスク１を回転させるスピンドルモータである。３はピックアップであり、光ディスク１にレーザ光を照射し、その反射光によって光ディスク１に記録されているデータを読み出す。そして、読み出したデータに対応する再生ＲＦ信号を得る。
【００１１】
上述のピックアップ３は、レーザ光を発光するレーザダイオード３ａと、光ディスク１にレーザ光を集光させるための対物レンズ３ｂと、対物レンズ３ｂをトラッキング方向（光ディスク１の半径方向）に移動させるためのトラッキングアクチュエータ３ｃと、光ディスク１からの反射光を捉えて当該光ディスク１に記録されているデータを読み出し、当該データに対応する再生ＲＦ信号を得るフォトディテクタ３ｄとを備えて構成されている。
【００１２】
次いで、４はスレッドモータであり、ピックアップ３が搭載されたスレッド５をトラッキング方向に移動させ、再生位置を決定する。このスレッドモータ４としては、ステッピングモータが使用される。６はサーボ制御部であり、後述するＲＦアンプ７より供給されるフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号、システムコントローラ８から供給される制御信号に応じて、スピンドルモータ２の回転制御、トラッキングアクチュエータ３ｃのトラッキング制御、スレッドモータ４の駆動制御を行う。
【００１３】
上述のＲＦアンプ７は、ピックアップ３より出力されたＲＦ信号を増幅して次段のデジタル信号処理部（図示せず）に伝達する。このＲＦアンプ７はまた、ＲＦ信号からフォーカスサーチおよびトラッキングのエラー信号（レーザ光の焦点位置に関して光ディスク１に垂直な方向および水平な方向のずれを補正するための信号）を分離して、これらのエラー信号をサーボ制御部６に送る。サーボ制御部６は、これらのエラー信号に基づいてレーザ光の焦点位置を垂直な方向および水平な方向にサーボ制御することにより、データ読み出しの位置決めを行う。
【００１４】
ここで、フォーカスエラー信号は、光ディスク１に照射する光ビームの合焦位置からの垂直方向に対するずれ量を表すものである。また、トラッキングエラー信号は、光ディスク１に光ビームを照射しているディスク半径方向の位置とデータ読み出し位置である目的トラックとの水平方向に対するずれ量を表すものである。ＲＦアンプ７は、本発明のエラー信号検出部に相当する。
【００１５】
９は加速度センサであり、例えば、光ディスク１およびピックアップ３が搭載される光ディスク装置の筐体１０に備えられ、フォーカス方向（垂直方向）の振動を検出する。この加速度センサ９は、振動の有無を２値で出力する２値化回路を含むものである。例えば、検出された振動の振幅が所定の閾値より大きいときに振動有り、検出された振動の振幅が所定の閾値より小さいときに振動無しとする２値信号を出力する。この場合の閾値は任意である。
【００１６】
上述のシステムコントローラ８は、ＲＦアンプ７より出力されるフォーカスエラー信号と、加速度センサ９より出力される筐体１０の振動情報とに基づいて、脱調の有無を判定する。そして、脱調の発生を検知したときに、そのことを表す制御信号をサーボ制御部６に供給する。このように、システムコントローラ８は本発明の脱調判定部に相当する。
【００１７】
サーボ制御部６は、システムコントローラ８から供給される脱調検出の制御信号に基づいて、スレッドモータ４の駆動条件を変更する。例えば、スレッドモータ４の駆動信号を強制的に無励磁状態にしてモータの回転を停止させる。また、スレッドモータ４の駆動信号を高トルクモードに変更するようにしても良い。脱調がない状態では、モータができるだけ高速に動作し、かつ、消費電力を低く抑えるために、比較的低いトルクの駆動信号を発生している。これに対して、脱調の発生を検出したときは、高トルクを発生する駆動信号に変更する。
【００１８】
高トルクモードへの変更は、具体的には、駆動パルスの振幅を大きくしたり、駆動パルスの周波数（ＰＰＳ：Pulse Per Second）を小さくしたり、駆動パルスのデューティ比を大きくしてＯＮ期間を長くしたりすることによって行う。脱調が発生したときに、モータの回転を停止したり、トルクを大きくしたりすることにより、脱調を回避して異音の発生を防止することができる。このように、サーボ制御部６は本発明の駆動制御部に相当する。
【００１９】
図２は、システムコントローラ８によって行われる脱調の有無の判定動作を説明するための図である。図２（ａ）において、状態１と状態３は、ＲＦアンプ７により検出されるフォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値よりも大きく振れている状態を示している。これに対し、状態２と状態４は、ＲＦアンプ７により検出されるフォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値よりも小さい状態（振幅が振れていない場合を含む）を示している。この場合の閾値も任意に設定できる。
【００２０】
また、図２（ｂ）において、状態１と状態２は、加速度センサ９により筐体１０の振動が検出された状態を示している。これに対し、状態３と状態４は、加速度センサ９により筐体１０の振動が検出されていない状態を示している。図２（ｃ）は、上述のような状態１〜状態４のうち、状態３の場合に脱調現象が発生していると判定することを示している。
【００２１】
すなわち、状態２と状態４のように、フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値より小さいときは、スレッドモータ４がフォーカス方向に殆ど振動していない状態を示している。仮に脱調現象が発生すると、空転によりスレッドモータ４がフォーカス方向に大きく振動する。したがって、フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値より小さいということは、脱調現象が発生していない状態であると言うことができる。
【００２２】
これに対して、状態１と状態３のように、フォーカスエラー信号の振幅が所定の閾値より大きいときは、スレッドモータ４がフォーカス方向に大きく振動しており、脱調現象が発生している可能性がある。ただし、本実施形態のステッピングモータ駆動装置を実施した光ディスク装置を車内などの振動環境下で使用した場合、スレッドモータ４の振動が、脱調に起因する振動ではなく、車両の振動そのものに起因する振動である可能性もある。そこで、状態１のように筐体１０の振動、すなわち、車両の振動が存在するときは脱調ではないと見做し、状態３のように筐体１０の振動がないときにのみ脱調が発生していると判定する。
【００２３】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、ＲＦアンプ７より出力されるフォーカス方向の焦点ずれ量を表すフォーカスエラー信号と、加速度センサ９より出力される筐体１０の振動情報とに基づいて脱調の有無を判定するようにしたので、エンコーダ等の専用の部品を設けることなく、光ディスク装置に一般的に備えられているＲＦアンプ７と加速度センサ９とを利用して脱調現象の発生を検出することができ、装置を小型化することができる。
【００２４】
また、ＲＦアンプ７および加速度センサ９からはフォーカスエラー信号および振動情報が随時出力されており、これらの情報に基づいてリアルタイムに脱調現象の発生を検出することができる。これにより、従来のようにスレッドモータ４の動作終了まで待つ必要がなく、脱調現象の発生を速やかに検知して脱調を回避することができる。
【００２５】
なお、上述した本実施形態の脱調検出方法は、脱調現象が生じない最速の駆動ＰＰＳを求める際にも利用することが可能である。一般に、スレッドモータ４を利用して光ディスク１を移動する際には、図３に示すような駆動プロファイルに従って駆動を行う。すなわち、スレッドモータ４の回転を徐々に加速していき、ある速度に達したら等速で回転し、その後徐々に減速していって停止する。このような駆動プロファイルの等速領域に関して、本実施形態の脱調検出方法を利用して脱調現象が生じない最速の駆動ＰＰＳを求めることが可能である。
【００２６】
例えば、システムコントローラ８からサーボ制御部６に制御信号を出力することによって、スレッドモータ４の駆動速度を低速から高速に向けて徐々に上げていく。このとき、ＲＦアンプ７から出力されるフォーカスエラー信号と、加速度センサ９から出力される筐体１０の振動情報とに基づいて、システムコントローラ８において脱調の発生を監視する。そして、システムコントローラ８から脱調発生のトリガである制御信号が出力された時点で動作を停止し、その直前の駆動速度を等速領域の速度として設定する。
【００２７】
また、以下のようにしても良い。すなわち、システムコントローラ８からサーボ制御部６に制御信号を出力することによって、スレッドモータ４の駆動速度を限界速度を超える高速から低速に向けて徐々に下げていく。このとき、ＲＦアンプ７から出力されるフォーカスエラー信号と、加速度センサ９から出力される筐体１０の振動情報とに基づいて、システムコントローラ８において脱調の発生を監視する。そして、システムコントローラ８から脱調発生のトリガである制御信号の出力がなくなった時点で動作を停止し、その直後の駆動速度を等速領域の速度として設定する。
【００２８】
従来は、脱調が発生しないように、ある程度のマージンをとって等速領域の最高速度を比較的低速に設定していたが、上述の方法により等速領域の速度を決定するようにすれば、余計なマージンを極力なくすことができ、脱調現象が極力生じない範囲で駆動の高速化を図ることができる。スレッドモータ４に対する負荷は製品ごとにまちまちであるため、製品ごとに最適な最高速度を容易に設定することが可能となり、モータの駆動能力を最大限に利用することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、加速度センサ９により検出される振動を２値化して出力しているが、必ずしも２値に変換する必要はない。すなわち、加速度センサ９により検出される筐体１０の振動の振幅が所定の閾値より小さいか否かをシステムコントローラ８が判定するようにしても良い。
【００３０】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のステッピングモータ駆動装置および脱調検出方法は、車載用のオーディオ装置やナビゲーション装置に搭載される光ディスク装置など、振動環境下で使用される光ディスク装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態による脱調検出装置およびこれを実施したステッピングモータ駆動装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態のシステムコントローラによって行われる脱調の有無の判定内容を説明するための図である。
【図３】ステッピングモータの駆動プロファイルを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光ディスク
３  ピックアップ
４  スレッドモータ（ステッピングモータ）
６  サーボ制御部
７  ＲＦアンプ
８  システムコントローラ
９  加速度センサ
１０  筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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