(57)【要約】【課題】  ディスク記録媒体に情報を記録または再生する光ディスク装置において、振動による負荷変動にも対応できる光ディスク装置を提供する。【解決手段】  光ディスク装置において、記録媒体を回転させる回転手段と、回転速度を設定する手段と、速度を検出する速度検出手段と、目標の回転速度と現在の回転速度との速度差を積分する積分手段と、積分手段の積分値を所定値以下に制限する積分値制限手段とを備え、目標の回転速度の変更時又は起動時に、積分値制限手段の制限動作を開始し、所定時間経過後或いは振動を検出した時に積分器制限手段の制限動作を解除する。【選択図】  図２
2009193652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状の記録媒体に情報を記録または再生する光ディスク装置において、
前記記録媒体を回転させる回転手段と、
前記回転手段の目標回転速度を設定する目標速度設定手段と、
前記記録媒体の回転速度を検出する検出手段と、
前記目標速度設定手段の目標回転速度と前記検出手段により得られた回転速度との速度差を検出する速度誤差検出手段と、
前記速度誤差検出手段の出力を積分する積分手段と、
前記積分手段の出力に基づいて前記回転手段を駆動する駆動回路と、
前記積分手段の積分値を所定値以下に制限する積分値制限手段とを備え、
目標速度変更時又は起動時に、前記積分値制限手段の制限動作を開始し、所定時間経過後或いは振動を検出した時に、前記積分値制限手段の制限動作を解除することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記目標速度設定手段の目標回転速度に応じて異なることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記積分値制限手段は、前記速度誤差検出手段の出力が所定範囲内になった時、前記積分値制限手段の制限動作を解除することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク状の記録媒体に情報を記録または再生する光ディスク装置において、ディスクの回転速度を目標回転速度に制御する速度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置では、スピンドルモータを用いて光ディスクを回転させ、光ピックアップ等を用いて光ディスクに情報を記録または再生を行っている。スピンドルモータの回転速度を制御する方法としては、回転角速度を一定に制御するＣＡＶ（角速度一定）制御と、線速度を一定に制御するＣＬＶ（線速度一定）制御等がある。最近の光ディスク装置では、ビデオカメラ等の記録媒体としてＤＶＤが普及している。ＤＶＤでは、ディスクの半径位置に応じて角速度が異なるＣＬＶ（線速度一定）制御が主流である。
【０００３】
例えば、ＤＶＤ等の光ディスク装置では、ユーザデータエリアから管理情報エリアへ光ピックアップを移動する際や、管理情報エリアからユーザデータエリアへ光ピックアップを移動する際には、目標半径位置に応じてスピンドルモータの速度を変更する必要がある。
【０００４】
図４は、速度制御方式を用いた従来の速度制御装置のブロック図である。スピンドルモータ４０１は、ドライバ４０８によって駆動され、ＦＧ部４０２では、スピンドルモータ４０１の回転速度に応じた周波数信号を方形波に整形したものを出力する。Ｆ−Ｖ変換部４０３では、方形波の信号を回転速度に応じた電圧に変換する。目標速度設定器４０５では、目標速度に応じた基準電圧が供給される。速度誤差検出器４０４は、Ｆ−Ｖ変換部４０３の出力電圧と、目標速度設定器４０５の出力する電圧を比較して、スピンドルモータ４０１の回転速度の誤差を低減させるような電圧を出力する。その電圧は、ゲイン４０７で増幅されて積分器４０６に入力される。積分器４０６で積算された電圧は、ＰＷＭ４１０でＰＷＭに変換後、ＬＰＦ４０９で平滑化されて、ドライバ４０８に供給される。
【０００５】
スピンドルモータ４０１の速度と目標速度が大きく異なる場合には、Ｆ−Ｖ変換部４０３の出力電圧と目標速度設定器４０５の出力電圧との差が大きいので速度誤差検出器４０４の出力は大きくなり、積分器４０６に入力される。積分器４０６に入力された速度差信号は、最大駆動するために積分されるが、積分器に積算された電圧によってオーバーシュートが大きくなる。そのため、前記積分器４０６には、積分値を制限する積分値制限器４１１を設けている。これによって、速度変更時の速度のオーバーシュートを低減させて、目標速度に近づいていく。
【０００６】
例えば、特開平５−１００７５０号公報には、目標速度変更時の収束を早くさせるために、スピンドルモータの速度ループ内の積分器に積分値制限器を設ける手段が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１００７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に示したような、従来用いられている速度制御方式では、積分器４０６の積分値を制限する積分値制限器４１１を設けることで、スピンドルモータ４０１の回転速度変更時又は起動時のオーバーシュートが低減して目標速度への収束が早くなる。しかし、従来の光ディスク装置では、ビデオカメラ等の携帯機器に適用した場合の振動については考慮されていなかった。光ディスク装置に振動が発生すると、スピンドルモータ４０１の回転軸が軸受けに押し付けられ、スピンドルモータ４０１の負荷が増大する。スピンドルモータの負荷が増大した場合には、前記積分値制限器によって駆動が制限されるため、スピンドルモータ４０１の速度が低下して制御出来なくなるという問題が生じる。
つまり、前記積分器４０６に設けた積分値制限器４１１は、回転速度変更時のオーバーシュートを低減させるために設けてあり、設定された制限値以上の値でスピンドルモータ４０１を駆動できない。よって、上述した速度制御方式では、通常記録／再生時に振動等によってスピンドルモータ４０１に過負荷が継続した場合には、スピンドルモータ４０１の速度が低下して制御出来なくなる、という問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、ディスク記録媒体に情報を記録または再生する光ディスク装置において、上記問題を解決するために、オーバーシュートを低減しつつ、振動による負荷変動に対応できる光ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、ディスク記録媒体に情報を記録または再生する光ディスク装置において、前記記録媒体を回転させる回転手段と、前記回転手段の目標回転速度を設定する目標速度設定手段と、前記記録媒体の速度を検出する検出手段と、前記目標速度設定手段の目標回転速度と前記検出手段により得られた速度との速度差を検出する速度誤差検出手段と、前記速度誤差検出手段の出力を積分する積分手段と、前記積分手段の出力に基づいて前記回転手段を駆動する駆動回路と、前記積分手段の積分値を所定値以下に制限する積分値制限手段とを備え、目標速度変更時又は起動時に、前記積分値制限手段の制限動作を開始し、所定時間経過後或いは振動を検出した時に、前記積分値制限手段の制限動作を解除する光ディスク装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディスク記録媒体に情報を記録または再生する光ディスク装置において、スピンドルモータの目標速度変更時のオーバーシュートを低減しつつ、振動による負荷変動に対応できるため、安定した記録再生動作が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明による光ディスク装置のスピンドルモータ回転制御装置の実施例を示すブロック図である。図１において、ディスク状の記録媒体である光ディスク１００はスピンドルモータ１０１に取り付けられ、スピンドルモータ１０１によって駆動される。ピックアップ部１１４は、レーザ光を光ディスク１００に照射し、光ディスクからの反射光を受光して情報を記録または再生する。ＦＧ部１０２では、スピンドルモータ１０１の回転速度に応じた周波数信号を方形波に整形したものを出力する。Ｆ−Ｖ変換部１０３では、方形波の信号を回転速度に応じた電圧に変換する。これにより記録媒体の回転速度の速度検出が可能となる。そして、目標速度設定器１０５では、目標速度に応じた基準電圧が供給される。速度誤差検出器１０４は、Ｆ−Ｖ変換部１０３の出力電圧と、目標速度設定器１０５の出力する電圧とを比較して、スピンドルモータ１０１の回転速度の誤差を低減させるような電圧を出力する。つまり、速度誤差検出器１０４の出力は、目標速度に対するスピンドルモータ１０１の速度差を電圧に変換したものである。速度誤差検出器１０４の出力は、ゲイン１０７で増幅されて、積分器１１５に入力される。積分器１１５は、積分値制限器１１１によって積分器の制限動作が開始される。積分値制限器１１１の制限動作の開始及び終了のタイミングや、制限値の設定は、コントローラ１１２で行われる。ゲイン１０７からの出力は、ＰＷＭ１１０でＰＷＭに変換されて、ＬＰＦ１０９で平滑化されてスピンドルモータ１０１を回転させるための駆動回路であるドライバ１０８に入力される。タイマー１１３は、積分値制限器１１１の制限動作を行なっている期間のタイムアウト時間が設定される。前記タイマーは、目標回転速度を設定してから速度誤差検出器の出力が所定時間経過するまでの時間をカウントする。前記タイムアウト時間は、設定した目標速度とスピンドルモータ１０１の速度差が大きいほど、長く設定する。
【００１２】
次に、ビデオカメラ等の携帯機器に光ディスク装置を搭載した場合の例を図６に示す。通常記録／再生時にユーザの手ブレ等によって振動が発生した場合の波形を示す。横軸は、時間を示し、縦軸は目標速度に対する速度差を示す。図６−１は、光ディスク装置を搭載したビデオカメラに振動がない場合の波形である。ディスクの偏芯分の変動はあるが、スピンドルモータの目標速度と速度の中心値がほぼ同じである。図６−２は、スピンドル速度制御ループ内の積分器１１５に、積分値制限器１１１の制限動作が開始されている状態で、振動が発生した場合の波形である。光ディスク装置に振動が発生すると、スピンドルモータの負荷が増大し、前記積分値制限器によって駆動が制限される。振動が継続すると、さらにスピンドルモータの速度の中心値が下がっていく。図６−２の振幅は、光ディスク装置に周期的な振動が加わり、スピンドルモータの速度が変動している速度差を示す。前記積分値制限器によって、スピンドルモータの駆動が制限されると、目標速度に対して、スピンドルモータの速度の中心値が下がっていく。目標速度に対する速度差が±２％を超えると、記録再生動作に外乱を与え、通常記録／再生動作が出来なくなる。図６−３は、スピンドル速度制御ループ内の積分器１１５の制限動作が行なわれていない状態で、振動が発生した場合の波形である。振動によって、スピンドルモータの実速度は変動するが、速度の中心値は低下することなく目標速度とほぼ同じである。
【００１３】
次に、図３を用いて、スピンドルモータ１０１の目標速度変更時の動作を説明する。横軸は、時間を示し、縦軸は目標速度に対する速度差を示す。ｔ＝０のときに、目標速度を設定すると共に、積分器に制限動作を開始する。目標速度変更時に、積分器に適度な制限値を設定することで、速度のオーバーシュートを低減できる。目標速度が所定範囲以内（例えば、±３％以内）になると（ｔ＝ｔ１）、積分値制限器１１１の制限動作を終了する。具体的には、コントローラ１１２が速度誤差検出器１０４の出力を監視して、目標速度に対する速度差が所定範囲以内になったら、コントローラ１１２が積分知制限器１１１の制限動作を終了する。以上のように通常記録／再生時には、積分値制限器の制限動作を終了することで、図６−３に示すように、振動によってスピンドルモータの速度の中心値が低下することなく、スピンドル制御が可能になる。
【００１４】
しかし、目標速度変更時に、振動が発生してスピンドルモータの負荷が増大し、駆動不足により目標速度に収束しないことがある。目標速度に収束しないと、スピンドルモータの速度変更動作が終了せず、光ディスクへの記録／再生を開始できない。具体的には、記録時には、ビデオカメラ等の携帯機器からの入力を光ディスクに記録出来ず、また、再生時には、光ディスクから情報を再生出来なくなる。そのため、光ディスク装置にタイマー１１３を設け、目標速度設定時にコントローラ１１２がタイマー１１３にタイムアウト時間を設定しておく。タイムアウト時間は、前記記録／再生動作に影響を与えない程度の時間に設定する。タイマー１１３に設定したタイムアウト時間以内に、速度差が所定範囲以内にならない場合には、所定時間経過後、すなわちタイムアウト時間経過後（ｔ＝ｔ２のとき）に、リミッタ設定器１１１の制限動作を解除する。タイムアウト時間経過後に制限動作を終了することで、振動による負荷変動にも対応できるようになり、目標速度に収束できる。
【００１５】
図２のフローチャートを用いて、第一の実施例における、スピンドルモータの目標速度変更時の動作を説明する。Ｓ２０１でコントローラ１１２が積分値制限器１１１の制限動作を開始し、目標回転速度に応じてタイムアウト時間をタイマー１１３に設定する。Ｓ２０２で、コントローラ１１２が目標速度設定器１０５に目標回転速度を設定し、タイマー１１３のカウントを開始する。目標速度設定器１０５では、コントローラから設定された目標速度に応じた電圧を供給する。速度誤差検出器１０４では、目標速度設定器１０５からの電圧値と、スピンドルモータの速度を電圧に変換した電圧値との差分を出力し、速度誤差検出器１０４からの出力電圧が０になるようにスピンドル制御を行なう。Ｓ２０３で、コントローラ１１２が速度誤差検出器１０４の出力である速度差とタイマー１１３のカウントを監視する。前記速度誤差検出器１０４の速度差が目標速度の±３％に以内になったら、Ｓ２０５でコントローラ１１２が積分器制限器１１１の制限動作を終了する。前記制限動作を終了後は、ディスク記録媒体への記録再生動作を開始する。記録再生動作中に、振動による負荷変動が発生しても、前記積分値制限器１１１の制限動作を終了しているため、安定した記録再生動作が可能になる。
【００１６】
しかしながら、光ディスク装置に振動が発生して、スピンドルモータに過負荷が継続した場合には、Ｓ２０３で前記速度誤差検出器１０４の速度差が目標速度の±３％以内に収束しない。そのため、Ｓ２０４でタイマー１１３がタイムアウトになるのを待つ。Ｓ２０４では、目標速度設定時からの時間とタイマーに予め設定したタイムアウト時間とを比較して、タイムアウト時間経過したか否かを判断する。前記タイムアウト時間は、目標速度変更時のスピンドルモータ１０１の速度変更に要する時間よりも、長く設定する。例えば、タイマー１１３のタイムアウト時間を５秒に設定する。Ｓ２０４で所定時間経過した場合には、Ｓ２０５でコントローラ１１２が積分値制限器１１１の制限動作を終了して、目標速度変更動作を終了する。タイムアウトを設けることで、光ディスク装置に振動が継続した場合であっても、安定した記録再生動作が可能になる。
【００１７】
なお、スピンドルモータの起動時間は、回転速度０Ｈｚから５０Ｈｚまで変化するのに約７００ｍｓ要し、回転速度０Ｈｚから８０Ｈｚまで変化するのに約１０００ｍｓ要する。そのため、タイマー１１３のタイムアウト時間は、目標速度に応じて変更してもよい。
【００１８】
（実施例２）
次に、図５のフローチャートを用い、第二の実施例における、スピンドルモータの目標速度変更時の動作を説明する。本実施例では、前記光ディスク装置に振動検出器１１６を設け、振動検出器１１６で振動を検出したら、コントローラ１１２に通知する構成である。まず、Ｓ５０１でコントローラ１１２が積分値制限器１１１の制限動作を開始し、積分器１１５の積分値が所定値以下に制限される。Ｓ５０２では、コントローラ１１２が目標速度設定器１０５に目標速度を設定する。目標速度設定器１０５では、コントローラ１１２から設定された目標速度に応じた電圧を供給する。Ｓ５０３で、コントローラ１１２が速度誤差検出器１０４の出力である速度差を監視し、速度差が所定範囲内（目標速度の±３％以内）になったら、Ｓ５０５でコントローラ１１２が積分器制限器１１１の制限動作を終了する。Ｓ５０３で速度差が目標速度の±３％以内にならない場合には、Ｓ５０４に進む。Ｓ５０４では、コントローラ１１２が前記振動検出器１１６で振動を検出したか否かを判断する。振動を検出しなければ、Ｓ５０３に戻る。Ｓ５０４で、振動検出器１１６が振動を検出したら、コントローラ１１２に振動を検出したことを通知してＳ５０５に進む。Ｓ５０５では、コントローラ１１２が積分値制限器１１１の制限動作を終了する。これにより、スピンドルモータの目標速度設定時に、振動が発生した場合には、速度誤差検出器１０４の出力が所定範囲以内に入らなくても、コントローラ１１２が積分値制限器１１１の制限動作を終了することで、目標速度への収束が早くなる。
【００１９】
以上により、積分器の制限動作を速度変更時に開始し、通常時は積分器の制限動作を行なわないことで、通常記録／再生時に振動が発生しても、スピンドルモータの速度が低下して制御が不安定になることはない。また、制限動作を行なっている期間中に、タイムアウトや振動検出器によって制限動作を終了することで、振動時の負荷変動に対応出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施例における、スピンドルモータ速度制御装置のブロック図である。
【図２】第一の実施例における、目標速度設定時の動作を示すフローチャートである。
【図３】目標速度変更時に振動が発生した場合の動作を説明する図である。
【図４】従来例のスピンドルモータ速度制御装置のブロック図である。
【図５】第二の実施例における、目標速度変更時の動作を示すフローチャートである。
【図６】光ディスクに振動が発生した場合の波形である。
【符号の説明】
【００２１】
１００  光ディスク
１０１、４０１  スピンドルモータ
１０２、４０２  ＦＧ部
１０３、４０３  Ｆ−Ｖ変換器
１０４、４０４  速度誤差検出器
１０５、４０５  目標速度設定器
１０７、４０７  ゲイン
１０８、４０８  ドライバ
１０９、４０９  ＬＰＦ
１１０、４１０  ＰＷＭ
１１１、４１１  積分値制限器
１１２  コントローラ
１１３  タイマー
１１４  ピックアップ
１１５、４０６  積算器
１１６  振動検出器
【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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【図６】
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