JP2007164827A

JP2007164827A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2007164827A
Application number: JP2005355848A
Authority: JP
Inventors: Kanji Tsuji; 寛司辻; Yoshiro Kashiwabara; 芳郎柏原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】ステッピングモータを、１相励磁、２相励磁、１−２相励磁等のパルス波形で駆動させるパルス励磁駆動方式で駆動する場合、パルス波形で駆動しているため、モータ回転時に駆動パルス周波数に応じた騒音が発生し、シーク動作時にうるさいという問題があった。
【解決手段】コントローラ１０により生成されたステッピングモータ駆動のためのパルス励磁駆動波形をフィルタ７により静音化波形に変化させることにより、ステッピングモータ回転時の騒音を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明はステッピングモータ駆動装置の静音化手法に関し、特に、光ディスクのピックアップを移動させるステッピングモータ駆動装置の静音化を行う光ディスク装置に関するものである。

従来、光ディスク装置において光ピックアップを光ディスクの半径方向に移動させるためのトラバースモータとして、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・高精度に移動が可能であり、また、最近は小型化が可能となり、車載用のオーディオ装置、ナビゲーション装置、ノートパソコン用の光ディスク装置用として多く用いられるようになってきた。

一般的に、ステッピングモータは、駆動巻き線の相数により、２相、３相、４相、５相などがあり、主な駆動方式には、１相励磁、２相励磁、１−２相励磁等のパルス波形で駆動させる励磁方式と、ステッピングモータ巻線に供給する駆動電流を微小に増減させ，ステッピングモータ固有のステップ角より微小な角度単位でステッピングモータを回転させるマイクロステップ駆動方式がある。一般的なマイクロステップ駆動波形には、三角波や正弦波がある。以下、１相励磁、２相励磁、１−２相励磁で駆動させる励磁方式をパルス励磁駆動方式と呼ぶ。パルス励磁駆動方式は、高回転・高トルク駆動が必要な場合に利用され、光ディスク装置では主に光ピックアップの中長距離移動で高速に移動する必要がある場合に用いられる。マイクロステップ駆動方式は、高精度で移動可能であるため、光ピックアップの短距離移動時に多く用いられている。
特開２００３−２８１７４６号公報

パルス励磁駆動方式は、ステッピングモータをパルス波形で駆動しているため、モータ回転時に駆動パルス周波数に応じた騒音が発生し、シーク動作時にうるさいという問題があった。この音は、駆動パルスによるステッピングモータの相を切り替える時に発生する音である。

この課題を解決するために本発明は、パルス励磁駆動方式における駆動パルス波形をローパスフィルタによりなまらせることにより、ステッピングモータによる光ピックアップの移動時の音を減少させたるものである。これにより、光ピックアップを光ディスクの半径方向に移動するシーク時の騒音を減らし、光ディスク装置の静音化が可能となる。

以上のように本発明によれば、ステッピングモータのパルス励磁駆動波形をローパスフィルタによりなまらせることにより、ステッピングモータ回転時の音を低減し、静音化が実現できるという効果が得られる。

本発明の請求項１に記載の発明は、記録媒体に対して情報の記録あるいは再生を行うことができるように、光ピックアップを前記記録媒体の半径方向に移動させるトラバース機構を有する光ディスク装置における光ピックアップ送り装置であって、前記トラバース機構の駆動波形を生成するトラバース駆動波形生成装置と、前記トラバース駆動波形生成装置により生成された駆動波形を変化させるトラバース駆動波形変形手段を具備したことを特徴とした光ディスク装置としたものであり、前記トラバース駆動波形生成装置により生成された駆動波形をトラバース駆動波形変形手段により変化させるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、前記トラバース駆動波形変形手段が、単数あるいは複数のローパスフィルタで構成され、請求項１記載の前記トラバース駆動波形生成装置で生成された駆動波形を変化することにより、トラバース駆動時の音を低減させることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、前記トラバース駆動波形生成装置で生成された駆動波形を、ローパスフィルタによりなまらせることにより、トラバース駆動時の音を抑えて静音化を行うという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載のローパスフィルタが、抵抗やコンデンサ、コイルの組み合わせにより構成されたパッシブフィルタや、抵抗やコンデンサ、コイル、増幅素子の組み合わせにより構成されたアクティブフィルタのアナログローパスフィルタである請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、抵抗やコンデンサ、コイル、増幅素子の定数に応じたカットオフ周波数により前記トラバース駆動波形を変化させるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載のアナログローパスフィルタが、単数あるいは複数のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるための切り替え手段を具備することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、前記トラバース機構の用途、あるいは環境条件に応じて前記アナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項２記載のローパスフィルタが、乗算器、加算器、遅延子で構成されたディジタルローパスフィルタであり、ディジタルフィルタのフィルタ係数を可変することにより、ディジタルローパスフィルタのカットオフ周波数を変更する手段を具備することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、前記トラバース駆動波形生成装置で生成された駆動波形をディジタルローパスフィルタによりなまらせることにより、ステッピングモータ駆動装置の静音化を可能にするとともに、前記トラバース機構の用途、あるいは使用環境に応じてフィルタ係数を可変することにより、ローパスフィルタのカットオフ周波数を変更するという作用を有する。

請求項６に記載の発明は、請求項４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、ステッピングモータの制御モードによって行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、パルス励磁駆動方式やマイクロステップ等の制御モードによって、アナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦ、あるいはディジタルローパスフィルタのフィルタ係数を切り替えるという作用を有する。

請求項７に記載の発明は、請求項４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、ステッピングモータの脱調検出手段により検出した脱調検出信号に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、ステッピングモータの脱調検出手段により検出した信号をもとにアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦ、あるいはディジタルローパスフィルタのフィルタ係数を切り替えるという作用を有する。

請求項８に記載の発明は、請求項４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、ステッピングモータの回転速度や回転加速度に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、ステッピングモータの移動速度や加減速等の移動加速度によって、アナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦ、あるいはディジタルローパスフィルタのフィルタ係数を切り替えるという作用を有する。

請求項９に記載の発明は、請求項４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、温度検出手段により検出した温度に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置としたものであり、温度によってアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦ、あるいはディジタルローパスフィルタのフィルタ係数を切り替えるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態になる光ディスク装置の内部構成を示すブロック図である。図１において、光ディスク１は記録・再生可能な情報記録媒体であり、スピンドルモータ１３により回転駆動され、光ピックアップ３は、内蔵する光源から光ディスク１にレーザ２を照射するとともに、光ディスク１からの反射光を光ピックアップ３内部の信号検出器にて受光し、信号処理部９に出力する。信号処理部９は、光ピックアップ３内部の信号検出器からの出力にもとづいて、光ディスク１に記録されている情報の再生信号（ＲＦ信号）やトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、スピンドルエラー信号を生成する。信号処理部によって生成されたトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号はコントローラ１０に出力され、それらの信号から光ピックアップの目標位置と現在位置の誤差を計算する。コントローラ１０はその計算結果に基づいて、光ピックアップ駆動部に光ピックアップのトラッキング方向（光ディスク半径方向）およびフォーカス方向（ディスク面方向）の移動量を出力し、光ピックアップ駆動部により光ピックアップを最適な目標位置に駆動する。スピンドルモータ１３は、信号処理部９により生成されたスピンドルエラー信号、またはスピンドルモータ１３に内蔵されているモータの位置を検出するホールセンサにより生成されたパルス信号から、コントローラが現在回転数と目標回転数を比較計算し、最適なスピンドル駆動信号をスピンドルモータ駆動部１２に出力することによりスピンドルモータ１３を適正な回転数で回転させる。最近では、ホールセンサがなく、スピンドルモータ１３の逆起電圧から位置を検出するセンサレススピンドルモータも存在する。ステッピングモータ５は、スクリューシャフト４を回転させることにより光ピックアップ３を光ディスク１の半径方向に移動させるものであり、トラバースモータとも呼ばれる。光ピックアップ３の移動命令（シーク処理等）により、コントローラ１０はステッピングモータ５を駆動するために、駆動波形を生成する（トラバース駆動波形生成装置）。生成された駆動波形はフィルタ７（トラバース駆動波形変形手段）により駆動波形が変形され、変形された駆動波形はステッピングモータ駆動部６に出力され、ステッピングモータ５を駆動することにより光ピックアップ３を目標位置に移動する。図２に波形変形前のパルス励磁駆動波形２０と波形変形後のパルス励磁駆動波形２１を示す。図２で示すように、パルス励磁駆動波形をなまらせることにより、駆動パルス周波数に応じて発生するステッピングモータ駆動時の騒音を低減し、静音化を実現することが可能となる。

図３に、本実施の形態１で用いたフィルタを示す。本実施の形態１のフィルタ３２は、抵抗３３とコンデンサ３４のローパスフィルタにより構成されており、フィルタ制御部によりフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替えが可能となっている。なお、本実施の形態１では、抵抗３３とコンデンサ３４によるローパスフィルタで実現したが、抵抗・コンデンサ・コイル・増幅素子を用いたほかの組み合わせのパッシブフィルタあるいはアクティブフィルタでも実現可能である。ローパスフィルタのカットオフ周波数を下げて、波形をなまらせるほどステッピングモータ５の駆動音は低減するが、それに応じてステッピングモータ５の駆動電流が低下し、ステッピングモータ５の脱調が起こりやすくなる。脱調とは、ステッピングモータが１パルス＝１ステップ角の関係から外れることである。そこで、フィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替えをさまざまな条件によって切り替えることにより、静かで脱調しにくい制御を行うことが可能となる。具体的には、パルス励磁駆動方式やマイクロステップ駆動方式等のステッピングモータの制御モードでフィルタ３２のＯＮ・ＯＦＦを切り替えることが考えられる。マイクロステップ方式はもともと音が発生しにくい駆動方式であるため、フィルタをＯＮにすることによりマイクロステップ駆動によるトルク低下を防ぐためである。なお、上記以外の制御モードで切り替えることも可能である。

または、ステッピングモータ５の脱調を検出し、その検出信号によりフィルタ３２のＯＮ・ＯＦＦを切り替えることが考えられる。現在、様々なステッピングモータの脱調検出手法が提案されており、その脱調検出信号により脱調を検出した場合に、フィルタ３２をＯＦＦする。たとえば、ステッピングモータ５にエンコーダをつけ、駆動パルスとエンコーダの位相の誤差を検出し、誤差が一定以上になったらフィルタをＯＦＦにすることにより事前に脱調を防ぐことが可能となる。

または、ステッピングモータ５の回転速度や回転加速度によりフィルタ３２のＯＮ・ＯＦＦを切り替えることが考えられる。ステッピングモータはモータの駆動能力を超えた強いトルクや高速のパルスを加えると脱調が発生するため、高回転時や加速時に脱調しやすい。したがって、ステッピングモータ５の回転数に応じたフィルタ３２のＯＮ・ＯＦＦの切り替えや、加速時のみフィルタ３２をＯＦＦにすることにより脱調しにくい制御が可能となる。なお上記以外の回転速度や回転加速度によってフィルタ３２のＯＮ・ＯＦＦを切り替えることも可能である。

または、温度によってフィルタ３２のＯＮ・ＯＦＦを切り替えることが考えられる。一般に、低温時はトラバース機構の摺動部に塗布されたグリスの粘性が著しく高まるため、メカ負荷が増大して常温時よりも脱調しやすくなる。そこで、ドライブに温度センサを設置し、一定温度以下になるとフィルタ３２をＯＦＦすることにより事前に脱調を防ぐことが可能となる。

なお、本実施の形態１ではフィルタ３２の個数は単数だが、複数のフィルタを接続することも可能であり、フィルタ制御部３６により各フィルタをそれぞれＯＮ・ＯＦＦ可能にすれば、カットオフ周波数を複数選択することが可能となり、より柔軟に静音化と脱調の調整が可能である。また、フィルタ制御部３６によるフィルタ３２のＯＮ・ＯＦＦの切り替えは必ずしも行う必要はなく、常時フィルタ３２をＯＮして用いることも可能であり、この場合、フィルタ制御部は不要となる。

（実施の形態２）
図４に実施の形態２で用いたフィルタを示す。図１におけるフィルタ７とフィルタ制御部８以外の部分は、実施の形態１と同じである。実施の形態１ではフィルタ７はアナログフィルタであったが、実施の形態２では、図４に示すように、乗算器４１、４２、遅延子４３、加算器４４の組み合わせで構成されたディジタルフィルタであり、乗算器４１、４２のゲインやサンプリング周波数等のフィルタ係数を変化させることにより、フィルタ４６のカットオフ周波数を変化させることが可能である。フィルタ制御部８は、実施の形態１ではアナログフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替えスイッチであったが、実施の形態２では、乗算器のゲインやディジタルフィルタのサンプリング周波数を変更するフィルタ係数変更処理を指す。なお、必ずしも図４の組み合わせのディジタルフィルタである必要はなく、ローパスフィルタを実現するほかの組み合わせのディジタルフィルタでもよい。実施の形態１同様、フィルタ係数をさまざまな条件によって可変することにより、静かで脱調しにくい制御を行うことが可能となる。

なお、本実施の形態では光ディスク装置について述べてあるが、ステッピングモータを用いた装置であれば本発明により同様の効果を得ることが可能であり、適応が光ディスク装置に限定されるものではない。

本発明は、静音化が必要な光ディスク装置等の用途にも適用できる。

本発明の一実施の形態による光ディスク装置の内部構成のブロック図パルス励磁駆動波形の変化前と変化後の波形図アナログローパスフィルタのブロック図ディジタルローパスフィルタのブロック図

符号の説明

１光ディスク
２レーザ
３光ピックアップ
４スクリューシャフト
５ステッピングモータ
６ステッピングモータ駆動部
７フィルタ
８フィルタ制御部
９信号処理部
１０コントローラ
１１光ピックアップ駆動部
１２スピンドルモータ駆動部
１３スピンドルモータ
２０波形変形前のパルス励磁駆動波形
２１波形変形後のパルス励磁駆動波形
３１コントローラ
３２フィルタ
３３抵抗
３４コンデンサ
３５ステッピングモータ駆動部
３６フィルタ制御部
３７グランド
４０コントローラ
４１乗算器
４２乗算器
４３遅延子
４４加算器
４５ステッピングモータ駆動部
４６フィルタ

Claims

記録媒体に対して情報の記録あるいは再生を行うことができるように、光ピックアップを前記記録媒体の半径方向に移動させるトラバース機構を有する光ディスク装置における光ピックアップ送り装置であって、前記トラバース機構の駆動波形を生成するトラバース駆動波形生成装置と、前記トラバース駆動波形生成装置により生成された駆動波形を変化させるトラバース駆動波形変形手段を具備したことを特徴とする光ディスク装置。
前記トラバース駆動波形変形手段が、単数あるいは複数のローパスフィルタで構成され、請求項１記載の前記トラバース駆動波形生成装置で生成された駆動波形を変化することにより、トラバース駆動時の音を低減させ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２記載のローパスフィルタが、抵抗やコンデンサ、コイルの組み合わせにより構成されたパッシブフィルタや、抵抗やコンデンサ、コイル、増幅素子の組み合わせにより構成されたアクティブフィルタのアナログローパスフィルタであ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記載のアナログローパスフィルタが、単数あるいは複数のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるための切り替え手段を具備す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２記載のローパスフィルタが、乗算器、加算器、遅延子で構成されたディジタルローパスフィルタであり、ディジタルフィルタのフィルタ係数を可変することにより、ディジタルローパスフィルタのカットオフ周波数を変更する手段を具備す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４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、ステッピングモータの制御モードによって行う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４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、ステッピングモータの脱調検出手段により検出した脱調検出信号に基づいて行う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４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、ステッピングモータの回転速度や回転加速度に基づいて行う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４記載のアナログローパスフィルタのＯＮ・ＯＦＦの切り替え、あるいは請求項５記載のディジタルローパスフィルタのフィルタ係数変更を、温度検出手段により検出した温度に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。