JP3957645B2 - ディスク駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光をディスクに照射してデータの記録・再生を行う光ピックアップに対してフォーカスサーボ制御を行うディスク駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップよりレーザ光を光磁気ディスクや光ディスクに照射することによりデジタルデータの記録又は再生を行うディスク駆動装置は、その反射光より得られるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を用いて、目的とするトラックに適当な範囲のレーザ光を照射するようにトラッキングサーボ制御及びフォーカスサーボ制御を行う。このトラッキングサーボ制御を行って光ピックアップをディスクの径方向に移動させることで、光ピックアップからのレーザ光がトラック中心位置に照射する。又、フォーカスサーボ制御を行って対物レンズをディスクに対して垂直な方向に移動させることで、光ピックアップからのレーザ光の照射範囲を適当な広さとする。
【０００３】
このようなディスク駆動装置は、その起動時などにおいて、まず、三角波状のランプ波信号を用いて対物レンズ位置を移動させることによって、フォーカスサーボ制御への引き込みが行われる。フォーカスサーボ制御への引き込みが行われ、フォーカスエラー信号より合焦点に近づいたことが確認されると、ランプ波信号による制御を停止するとともに、フォーカスエラー信号を用いたフォーカスサーボ制御を開始する。そして、フォーカスサーボ制御により合焦点付近にレーザ光が照射されるようになると、トラッキングエラー信号を用いたトラッキングサーボ制御を行う。
【０００４】
従来の技術として、フォーカスサーボ制御への引き込みを行う際にはフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を高いサンプリング周波数でデジタル変換し、フォーカスサーボ制御を行う際にはフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を低いサンプリング周波数でデジタル変換するフォーカスサーボ引込装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１７８１２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
又、近年のディスクの大容量化及び高密度化に伴い、光ピックアップや対物レンズ位置の制御処理において、更に高精度な処理が求められている。このように制御処理の精度を高めるためには、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号をサンプリングするためのサンプリング周波数を高く設定したり、又は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のビット幅を増やすように設定する必要がある。
【０００７】
このように、サンプリング周波数を高く設定したり、ＰＷＭ信号のビット幅を増やすように設定することによって、サンプリング周期を１周期とするＰＷＭ信号の周期幅が狭くなる。これにより、１周期のデューティによって決定するＰＷＭ信号のパルス幅が狭くなるため、デューティが最低となるときの最小パルス幅が狭くなる。よって、ランプ波信号を利用したフォーカスサーボ制御への引き込みが行われるとき、デューティが低いときのＰＷＭ信号のパルス幅が狭く、このＰＷＭ信号が認知されず、正常な制御が行えないことがある。
【０００８】
即ち、従来のようにサンプリング周波数が低い場合、最小パルス幅となるＰＷＭ信号についても反映されるため、対物レンズをディスクの垂直方向に駆動させるフォーカスアクチュエータへのフォーカスドライバ出力が、図６（ａ）のように、時間の経過に応じて徐々に増加するランプ波信号に対応した値となる。このとき、フォーカスエラー信号は、図６（ｂ）のように、フォーカスドライバ出力が０となるときの値を基準として対照となるＳ字を描くため、フォーカスサーボ制御への引き込みを正常に行うことができる。
【０００９】
それに対して、サンプリング周波数が高い場合、デューティが低いときのＰＷＭ信号のパルス幅が狭いことから、ランプ波信号を用いてフォーカスサーボ制御への引き込みを行ったとき、図７（ａ）のように、ＰＷＭ信号の値がフォーカスドライバ出力に反映されない不感帯が発生する。このとき、図７（ｂ）のフォーカスエラー信号が示すように、この不感帯において対物レンズが振動し、安定した制御ができなくなり、フォーカスサーボ制御への引き込みが正常に行われないことがある。これにより、特許文献１では、ＰＷＭ制御を行ってフォーカスサーボ制御への引き込みを行ったとき、サンプリング周波数が高いため、フォーカスサーボ制御への引き込みが正常に行われない可能性が大きい。
【００１０】
このような問題を鑑みて、本発明は、フォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御を行う際のサンプリング周波数が高い場合に、フォーカスサーボ制御への引き込み動作を正常に行うことができるディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のディスク駆動装置は、ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、当該光ピックアップに備えられた対物レンズを移動させて前記ディスクに照射するレーザ光の集光範囲を調整するフォーカスアクチュエータとを備え、前記ディスクからの反射光によって得られるフォーカスエラー信号に基づいてＰＷＭ変調した第１ＰＷＭ信号により前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーボ制御を行うとともに、徐々に値が変化するランプ波信号に基づいてＰＷＭ変調した第２ＰＷＭ信号によりフォーカスサーチを行って前記レーザ光の集光範囲が最適な範囲となる前記対物レンズ位置を確認して前記フォーカスサーボ制御に引き込むディスク駆動装置において、前記第１ＰＷＭ信号を生成する際の第１基準クロックを分周した第２基準クロックによって前記第２ＰＷＭ信号を生成し、前記フォーカスサーチを行うことを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、前記フォーカスサーチを行う際、周波数の低い前記第２基準クロックを用いて前記第２ＰＷＭ信号を生成するため、当該第２ＰＷＭ信号によるサーボ出力値を前記ランプ波信号に基づくものとすることができる。又、前記フォーカスサーボ制御を行う際、周波数の高い前記第１基準クロックを用いて前記第１ＰＷＭ信号を生成するため、サーボ出力値の分解能を高くすることができる。
【００１３】
このとき、前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号をサンプリングするためのサンプリング周波数が、前記フォーカスサーボ制御を行う際には前記第１基準クロックに基づいて生成され、又、前記フォーカスサーチを行う際には前記第２基準クロックに基づいて生成される。更に、該フォーカスエラー信号以外のトラッキングエラー信号などについても、前記第１フォーカスエラー信号と同様、前記第１基準クロック又は前記第２基準クロックに基づく前記サンプリング周波数によってサンプリングする。よって、トラッキングサーボ制御を行うとき、周波数の高い前記第１基準クロックによるサンプリング周波数でサンプリングされるため、高密度化したディスクに対応させることができる。
【００１４】
又、本発明のディスク駆動装置は、ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、該光ピックアップに備えられた対物レンズを移動させて前記ディスクに照射するレーザ光の集光範囲を調整するフォーカスアクチュエータと、前記ディスクからの反射光による信号が前記光ピックアップより与えられてフォーカスエラー信号を生成するエラー信号生成回路と、ＰＷＭ変調を行うＰＷＭ信号生成回路と、前記フォーカスアクチュエータを駆動制御するドライバとを備える、ディスク駆動装置において、前記ＰＷＭ信号生成回路が第１基準クロックに基づいて前記エラー信号生成回路からの前記フォーカスエラー信号による第１ＰＷＭ信号を生成し、前記ドライバが該第１ＰＷＭ信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーボ制御を行うとともに、前記ＰＷＭ信号生成回路が前記第１基準クロックを分周した第２基準クロックに基づいて徐々に値が変化するランプ波信号による第２ＰＷＭ信号を生成し、前記ドライバが該第２ＰＷＭ信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーチを行って、前記レーザ光の集光範囲が最適な範囲となる前記対物レンズ位置を確認して前記フォーカスサーボ制御に引き込むことを特徴とする。尚、このエラー信号生成回路は、ＲＦ処理回路及びデジタルサーボ処理回路によって構成される。
【００１５】
このようなディスク駆動装置において、前記ＰＷＭ信号生成回路が、前記第１基準クロック及び前記第２基準クロックを選択する第１スイッチと、前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号を選択する第２スイッチと、前記第１スイッチで選択された基準クロックに従って所定値までのカウントを巡回して行うカウンタと、前記第２スイッチが選択した信号の値と前記カウンタの出力値とを比較して、前記ＰＷＭ信号を生成する比較回路と、を備える。
【００１６】
更に、前記ＰＷＭ信号生成回路が、前記第１スイッチで選択された基準クロックに基づいてデジタル変換するためのサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成回路を備え、当該サンプリングクロック生成回路によって生成されたサンプリングクロックに基づいて前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号がサンプリングされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のディスク駆動装置の内部構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１のディスク駆動装置は、ディスク１にレーザ光を照射する光ピックアップ２と、ディスク１を周方向に回転させるスピンドルモータ３と、不図示のアーム部を介して光ピックアップ２をディスク１の径方向に移動させるスレッドモータ７と、光ピックアップ２がディスク１からの反射光を受光することで得られた信号を処理するＲＦ処理回路８と、ＲＦ処理回路８で得られたトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路９とを備える。
【００１９】
又、ＲＦ処理回路８で得られたデータ信号やスピンドルモータ３の回転位置や回転速度が与えられる信号処理回路１０と、信号処理回路１０で確認されたスピンドルモータ３の回転位置や回転速度やＡＤ変化回路９からのトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号が与えられるデジタルサーボ処理回路１１と、デジタルサーボ処理回路１１からのデータよりＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路１２と、光ピックアップ２からのレーザ光の光強度を制御する制御用マイコン１３とによって、制御回路１７を構成する。
【００２０】
又、レーザ光をディスク１のトラックに集光させる対物レンズ１６と、レーザ光がトラック中心を照射するようにディスク１の径方向に対物レンズ１６を移動させるトラッキングアクチュエータ４と、レーザ光の照射範囲を適当な広さとするために対物レンズ１６をディスク１に対して垂直な方向に移動させるフォーカスアクチュエータ５と、レーザ光の光強度を調整するＬＤドライバ６とによって、光ピックアップ２を構成する。
【００２１】
又、このディスク駆動装置は、ＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号によりトラッキングアクチュエータ４及びフォーカスアクチュエータ５及びスレッドモータ７を駆動制御するＰＷＭドライバ１４と、スピンドルモータ３からの回転位置検出信号よりスピンドルモータ３の回転位置及び回転速度を検出して信号処理回路１０に与えるとともにＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号に基づいてスピンドルモータ３を駆動制御するスピンドルモータドライバ１５と、信号処理回路１０で得られた再生データを外部に出力するインターフェース１８とを備える。
【００２２】
このように構成されるディスク装置に設置されるディスク１は、記録トラックとして、最内周部から最外周部までスパイラル状に１つの溝（グルーブ）が形成されている。即ち、逆に最内周部から最外周部までスパイラル状に１つの山（ランド）が、互いに隣り合う溝間に形成されている。尚、このランドを、記録トラックとしても用いるようにしても構わない。
【００２３】
ディスク再生時に、ディスク１は光ピックアップ２と一定間隔となるように回転駆動させるスピンドルモータ３に保持されているが、ディスク１の反りや、スピンドルモータ３の軸の傾きなどで、ディスク１に面振れが生じる。このディスク１の面に追従させるように、ＰＷＭドライバ１４がフォーカスアクチュエータ５を駆動制御して、対物レンズ１６をディスク１の垂直方向に移動させる。これが、光ピックアップ２に対するフォーカスサーボ制御である。
【００２４】
このとき、ＲＦ処理回路８で得られたフォーカスエラー信号がＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換され、デジタルサーボ処理回路１１を介してＰＷＭ信号生成回路１２に与えられる。そして、ＰＷＭ信号生成回路１２において、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４において、このフォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号に基づいて、垂直方向の対物レンズ駆動信号を生成する。よって、フォーカスアクチュエータ５が駆動制御され、対物レンズ１６がディスク１に垂直な方向に上下にシフトされる。
【００２５】
このフォーカスサーボ制御を始めるときに、まず、光ピックアップ２とディスク１の最適な距離を探すために、フォーカスサーボ制御への引き込み動作であるフォーカスサーチを行う。このとき、ＰＷＭ信号生成回路１２において、後述するように、緩やかな傾斜を持つ図６（ａ）のようなランプ波信号に基づいたフォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４で垂直方向の対物レンズ駆動信号を生成し、フォーカスアクチュエータ５が駆動制御される。よって、光ピックアップ２を上下にシフトさせて、レーザ光の照射範囲が最適となる最良点が確認され、フォーカスサーボ制御が開始する。
【００２６】
又、連続的に再生を行う場合には、ディスク１のスパイラル状に形成された記録トラックにレーザ光を追従させるように、ＰＷＭドライバ１４がトラッキングアクチュエータ４を駆動制御して、対物レンズ１６をディスク１の径方向にシフトさせる。これが、光ピックアップ２に関するトラッキングサーボ制御である。このとき、ＲＦ処理回路８で得られたトラッキングエラー信号が、フォーカスエラー信号と同様、ＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換され、デジタルサーボ処理回路１１を介してＰＷＭ信号生成回路１２に与えられる。
【００２７】
そして、ＰＷＭ信号生成回路１２において、トラッキングエラー信号に基づいて、トラッキングサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４において、このトラッキングサーボ制御用のＰＷＭ信号に基づいて径方向の対物レンズ駆動信号を生成する。よって、トラッキングアクチュエータ４が駆動制御され、対物レンズ１６がディスク１の径方向にシフトされる。
【００２８】
このようにトラッキングサーボ制御が行われているとき、対物レンズ１６のシフト量が一定量に達すると、ＰＷＭドライバ１４からスレッドモータ用駆動信号が発生する。即ち、スレッドモータ７はコギングを有するため、対物レンズ１６のシフト量がある一定量に達すると駆動されて光ピックアップ２をディスク１の径方向に移動させる。このとき、光ピックアップ２においてシフトしていた対物レンズ１６が初期設定位置である中心位置に戻るように、トラッキングアクチュエータ４が動作する。
【００２９】
又、このように動作しているとき、光ピックアップ２は、レーザ光をディスク１の記録トラックに照射し、その反射光を検出して各光検出信号として出力する。この各光検出信号はＲＦ処理回路８に送られ、電流信号から電圧信号にＩＶ変換される。このとき、ＲＦ信号に対応する光検出信号は位相が正反対の２つの信号からなり、ＲＦ処理回路８に送られた後、ＲＦ処理回路８にて、その２つの信号から差信号が求められ、続いて、ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理が施されて信号処理回路１０に送出される。
【００３０】
そして、信号処理回路１０では、ＲＦ処理回路８より与えられたデータ信号に対して、エラー訂正、デインタリーブ、ＮＲＺＩ変換、ビタビ複合等が施され、後段接続用のインターフェース１８に送出される。又、エラー信号に対応する光検出信号もＲＦ処理回路８に送られ、ＲＦ処理回路８にてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成され、ＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換される。
【００３１】
又、デジタルサーボ処理回路１１は主にＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、ＲＦ処理回路８においてＲＦ信号から得られた同期信号に対し、マスタークロックを基にＰＬＬ処理して、同期を安定化している。又、スピンドルモータドライバ１５は、スピンドルモータ３の回転速度及び回転位置を確認し、信号処理回路１０及び制御用マイコン１３に与える。
【００３２】
そして、信号処理回路１０を介してデジタルサーボ処理回路１１にスピンドルモータ３の回転速度及び回転位置が与えられると、このＰＬＬ処理された信号に基づいてスピンドルモータ３を駆動するための信号を生成し、ＰＷＭ信号生成回路１２に与える。よって、ＰＷＭ変調されたスピンドルモータ駆動信号が、スピンドルモータドライバ１５を介してスピンドルモータ３に与えられ、スピンドルモータ３が回転制御される。又、制御用マイコン１３では、スピンドルモータ３の回転速度を確認すると、レーザ光がその回転速度に応じた光強度となるように、ＬＤドライバ６を制御する。
【００３３】
このように図１の構成のディスク駆動装置が動作するときのフォーカスサーボ制御について、以下に、図面を参照して説明する。尚、図２は、ＰＷＭ信号生成回路１２におけるフォーカスサーボ制御を行うために使用する部分を示すブロック図である。
【００３４】
ＰＷＭ信号生成回路１２は、フォーカスサーボ制御を行うブロックとして、ＰＷＭ信号を生成するためのＰＷＭ用基準クロックを発生するクロック発生回路２１と、クロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックの周波数を１／２分周する分周回路２２と、クロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロック及び分周回路２２で１／２分周されたＰＷＭ用基準クロックを選択するスイッチ２３と、スイッチ２３で選択されたＰＷＭ基準クロックに基づいてサンプリングクロックを生成して信号処理回路１０及びデジタルサーボ処理回路１１に送出するサンプリングクロック生成部２４と、スイッチ２３で選択されたＰＷＭ基準クロックに基づいて計数を行うカウンタ２５と、デジタルサーボ処理回路１１より与えられるフォーカスエラー信号を一時格納する設定用レジスタ２６と、ランプ波信号を生成するランプ回路２７と、設定用レジスタ２６からのデータ及びランプ回路２７からのデータを選択するスイッチ２８と、スイッチ２８で選択されたデータとＰＷＭカウンタ２５の計数値とを比較する比較回路２９とを備える。
【００３５】
このように構成されるＰＷＭ信号生成回路１２において、フォーカスサーボ制御を行うブロックが備えられるとき、その分解能を９ビット分と設定すると、サンプリングクロック生成部２４では、サンプリング周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分に相当するように、１周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分となるサンプリングクロックを生成する。又、ＰＷＭカウンタ２５では、ＰＷＭ用基準クロックが１クロック入力される毎に１つ計数し、０〜２５５となる値を繰り返し出力する。
【００３６】
更に、設定用レジスタ２６に、その値として−２５６〜２５６をとるフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から入力され、又、ランプ回路２７からは、その値が−２５６から２５６に徐々に変化するランプ波信号が出力される。このとき、設定用レジスタ２６及びランプ回路２７からスイッチ２８を介して比較回路２９に与えられるデータは、ＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分に相当するサンプリング周期毎に変化するとともに、このサンプリング周期が１周期分経過するまでラッチされて、ＰＷＭカウンタ２５からの計数値０〜２５５全てと比較される。
【００３７】
又、比較回路２９からは、対物レンズ１６をディスク１から近づける方向にシフトさせるためのＦ側ＰＷＭ信号と、対物レンズ１６をディスク１に遠ざける方向にシフトさせるためのＲ側ＰＷＭ信号とが出力されて、ＰＷＭドライバ１４に与えられる。そして、ＰＷＭドライバ１４では、比較回路２９から与えられるＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号それぞれから、Ｆ側対物レンズ駆動信号及びＲ側対物レンズ駆動信号を生成してフォーカスアクチュエータ５に送出し、フォーカスアクチュエータ５を駆動制御する。このように２信号をフォーカスアクチュエータ５に与えることで、対物レンズ１６を上下にシフトさせることができる。
【００３８】
そして、このＰＷＭ信号生成回路１２には、デジタルサーボ処理回路１１よりスイッチ２３，２８を切り換えるためのフォーカスサーチフラグが与えられる。このフォーカスサーチフラグがハイとなるとき、フォーカスサーボ制御への引き込み動作となるフォーカスサーチが行われ、逆に、フォーカスサーチフラグがローとなるとき、フォーカスエラー信号を利用したフォーカスサーボ制御が行われる。
【００３９】
即ち、フォーカスサーチフラグがハイとなるとき、スイッチ２３が分周回路２２からのＰＷＭ用基準クロックを選択するとともに、スイッチ２８がランプ回路２７で分周されたランプ波信号を選択する。又、フォーカスサーチフラグがローとなるとき、スイッチ２３がクロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックを選択するとともに、スイッチ２８が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号を選択する。以下では、このようにスイッチ２３，２８がフォーカスサーチフラグによって切り換えられたときのフォーカスサーボ制御動作及びフォーカスサーチ動作について説明する。
【００４０】
まず、フォーカスサーチフラグがローとされるフォーカスサーボ制御動作について、以下に説明する。このとき、前述したように、スイッチ２３がクロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックを選択してサンプリングクロック生成部２４及びＰＷＭカウンタ２５に送出するとともに、スイッチ２８が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号を選択して比較回路２９に送出する。尚、フォーカスエラー信号は、デジタルサーボ処理回路１１によって設定用レジスタ２６に順に書き込まれる。
【００４１】
このとき、ＰＷＭ用基準クロックがサンプリングクロック生成部２４に与えられ、１周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分にあたるサンプリングクロックが生成されて出力される。又、ＰＷＭ用基準クロックがＰＷＭカウンタ２５に与えられ、ＰＷＭカウンタ２５において、０からＰＷＭ用基準クロック１周期分毎に１つずつ計数が行われて２５５まで計数された後に再び０にリセットするという動作が繰り返される。
【００４２】
そして、サンプリングクロックが信号処理回路１０及びデジタルサーボ処理回路１１に与えられ、その動作基準となるサンプリング周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分とされる。よって、サンプリング周期毎にフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から設定用レジスタ２６に与えられる。即ち、ＰＷＭ用基準クロック２５６周期分毎にフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から設定用レジスタ２６に与えられる。又、比較回路２９に、ＰＷＭ用基準クロック毎に値が０〜２５５で巡回して変化するＰＷＭカウンタ２５からの出力が与えられる。
【００４３】
このとき、比較回路２９では、サンプリング周期毎に設定用レジスタ２６からフォーカスエラー信号が与えられて、このフォーカスエラー信号の値の絶対値が、その値がＰＷＭ用基準クロック毎に０〜２５５で順番に変化するＰＷＭカウンタ２５の出力と比較される。この比較回路２９において、設定用レジスタ２６から与えられるフォーカスエラー信号が負の値となるときは、Ｆ側ＰＷＭ信号を常にローとし、Ｒ側ＰＷＭ信号をフォーカスエラー信号の値に応じたデューティ比の信号とする。又、設定用レジスタ２６から与えられるフォーカスエラー信号が正の値となるときは、Ｒ側ＰＷＭ信号を常にローとし、Ｆ側ＰＷＭ信号をフォーカスエラー信号の値に応じたデューティ比の信号とする。
【００４４】
即ち、フォーカスエラー信号が負の値である場合、比較回路２６は、サンプリング周期が開始してからＰＷＭカウンタ２５の出力が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号の絶対値以上となるまで、Ｒ側ＰＷＭ信号をハイとする。そして、ＰＷＭカウンタ２５の出力がフォーカスエラー信号の絶対値以上となると、サンプリング周期が終了するまで、Ｒ側ＰＷＭ信号をローとする。このとき、上述したように、Ｆ側ＰＷＭ信号は常にローである。
【００４５】
又、フォーカスエラー信号が正の値である場合、比較回路２６は、サンプリング周期が開始してからＰＷＭカウンタ２５の出力が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号の絶対値以上となるまで、Ｆ側ＰＷＭ信号をハイとする。そして、ＰＷＭカウンタ２５の出力がフォーカスエラー信号の絶対値以上となると、サンプリング周期が終了するまで、Ｆ側ＰＷＭ信号をローとする。このとき、上述したように、Ｒ側ＰＷＭ信号は常にローである。
【００４６】
よって、設定用レジスタ２６から出力されるフォーカスエラー信号とＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号それぞれのデューティ比率との関係が、図３のように表される。即ち、図３（ａ）のように、フォーカスエラー信号の値が−２５６〜０のときは、デューティ比率が０％であり、フォーカスエラー信号の値が０以上となるとき、デューティ比率がフォーカスエラー信号の値に対して比例的に増加し、フォーカスエラー信号が２５６のときデューティ比率が１００％となる。
【００４７】
又、図３（ｂ）のように、フォーカスエラー信号の値が０〜２５６のときは、デューティ比率が０％であり、フォーカスエラー信号の値が０以下となるとき、デューティ比率がフォーカスエラー信号の値に対して比例的に減少し、フォーカスエラー信号が−２５６のときデューティ比率が１００％となる。尚、デューティ比率が０％のとき、サンプリング周期１周期分ローとなり、デューティ比率が１００％のとき、サンプリング周期１周期分ハイとなる。
【００４８】
このように各ブロックが動作するため、例えば、１２８となるフォーカスエラー信号が設定用レジスタ２６に与えられるとき、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０〜１２７の間はフォーカスエラー信号の絶対値の方が大きいのでＦ側ＰＷＭ信号がハイとなり、ＰＷＭカウンタ２５の出力が１２８〜２５５の間はＦ側ＰＷＭ信号がローとなる。よって、図４のように、サンプリング周期１周期が経過する間に、Ｒ側ＰＷＭ信号が常にローであるとともに、Ｆ側ＰＷＭ信号のデューティ比率が５０％となる。そして、−６４となるフォーカスエラー信号が設定用レジスタ２６に与えられるとき、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０〜６３の間はフォーカスエラー信号の絶対値の方が大きいのでＲ側ＰＷＭ信号がハイとなり、ＰＷＭカウンタ２５の出力が６４〜２５５の間はＲ側ＰＷＭ信号がローとなる。よって、図４のように、次のサンプリング周期１周期が経過する間に、Ｆ側ＰＷＭ信号が常にローであるとともに、Ｒ側ＰＷＭ信号のデューティ比率が２５％となる。
【００４９】
次に、フォーカスサーチフラグがハイとされるフォーカスサーチ動作について、以下に説明する。このとき、前述したように、スイッチ２３が分周回路２２からのＰＷＭ用基準クロックを選択してサンプリングクロック生成部２４及びＰＷＭカウンタ２５に送出するとともに、スイッチ２８がランプ回路２７からのランプ波信号を選択して比較回路２９に送出する。即ち、分周回路２２で周波数が１／２分周されたＰＷＭ用基準クロックが選択されるため、クロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックの周期の倍となるＰＷＭ用基準クロックに基づいて動作することとなる。又、サンプリングクロック生成部２４からランプ回路２７にサンプリングクロックが与えられる。
【００５０】
よって、サンプリングクロック生成部２４で生成されるサンプリングクロックに基づくサンプリング周期の長さが、フォーカスサーボ制御動作を行うときの２倍となるとともに、ＰＷＭカウンタ２５で計数するタイミングの周期も２倍となる。そのため、フォーカスサーボ制御動作を行うときのサンプリング周期Ｔ及びＰＷＭ信号の最小パルス幅ｔが図５（ａ）のようになるとき、フォーカスサーチ動作を行ったとき、図５（ｂ）のように、サンプリング周期が２×ＴとなるとともにＰＷＭ信号の最小パルス幅が２×ｔとなる。尚、Ｔは、２５６×ｔに相当する。
【００５１】
このように、全ての周期がフォーカスサーボ制御動作の２倍の長さで動作するフォーカスサーチ動作が開始されると、サンプリング周期毎に、ランプ回路２７から与えられるランプ波信号の値が−２５６から１つずつ計数されて比較回路２９に与えられる。即ち、値がｋとなるランプ波信号がランプ回路２７より比較回路２９に与えられると、ＰＷＭカウンタ２５から出力される０〜２５５の値と比較される。そして、サンプリング周期１周期分が経過し、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０にリセットされると、次に、値がｋ＋１となるランプ波信号がランプ回路２７より比較回路２９に与えられる。
【００５２】
このとき、比較回路２９は、フォーカスサーボ制御動作のときと同様に、ランプ波信号の正負を確認するとともにランプ波信号の絶対値とＰＷＭカウンタ２５の出力とを比較して、その結果に応じたＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号を出力する。即ち、サンプリング周期毎に、Ｆ側ＰＷＭ信号を図３（ａ）に応じたデューティ比率とするとともにＲ側ＰＷＭ信号を図３（ｂ）に応じたデューティ比率として、ＰＷＭドライバ１４に出力する。尚、このとき、図３の横軸は、ランプ波信号の値を表す。
【００５３】
このようにフォーカスサーチ動作及びフォーカスサーボ制御動作が行われるとき、まず、デジタルサーボ処理回路１１はフォーカスサーチフラグをハイとして、フォーカスサーチ動作を行う。このフォーカスサーチ動作が行われている間に、得られたフォーカスエラー信号よりディスク１の記録トラックに適当なレーザ光を集光していることをデジタルサーボ処理回路１１確認すると、フォーカスサーチフラグをローとして、フォーカスサーボ制御動作を開始する。そして、フォーカスサーボ制御動作が確立した後、トラッキングエラーサーボ制御動作を開始する。
【００５４】
本実施形態のように構成することで、フォーカスサーチ動作において、フォーカスサーボ制御動作を行うときよりも長い周期のＰＷＭ用基準クロックが与えられるため、上述したように、ＰＷＭ信号の最小パルス幅の長さを長くすることができる。よって、ランプ波信号に基づいてフォーカスサーチ動作を行うときに、従来のように、ＰＷＭ基準クロックの周波数が高く、ランプ波信号の値が０付近となるときに図７のように不感帯ができることを防ぐことができる。
【００５５】
尚、本実施形態において、フォーカスサーチ動作を行うときにＰＷＭ用基準クロックを分周する分周率を１／２としたが、１／２の分周率でも不感帯が発生する場合は更に分周率を低くしてＰＷＭ用基準クロックの周期を長くしても構わない。
【００５６】
又、本実施形態では、ディスク駆動装置をディスクの再生のみを行う構成としたが、記録装置としても構わない。例えば、光磁気ディスクを用いる場合、ディスク１を挟んで光ピックアップ２の対物レンズ１６と対照となる位置に設置されるとともに光ピックアップ２とともに移動する磁気ヘッドを設けることにより実現することができる。このように構成した場合、ディスク１への記録動作が行われるとき、光ピックアップ２から出射されるレーザ光の光強度を再生動作時よりも強くするとともに、磁気ヘッドをディスク１に近接させる。このとき、インターフェース１８を通じて外部より入力されるデータを信号処理回路１０を介して磁気ヘッドに与えることにより、データをディスク１の記録トラックに記録することができる。又、光磁気ディスクの例を挙げたが、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのような光ディスクの記録再生を行うことができるディスク装置についても同様である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によると、通常サーボ時に基準クロックを高く設定したとき、フォーカスサーチ時には基準クロックを分周して利用するため、ＰＷＭ出力の最小パルス幅を通常サーボ時より大きくすることができる。よって、フォーカスアクチュエータを駆動制御するドライバの出力が反応しない不感帯を無くすことができ、安定したフォーカスサーチが可能となる。又、基準クロックを高く設定することができるため、サンプリング周波数を高くすることができ、ディスクの大容量化及び高密度化に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスク駆動装置の内部構成を示すブロック図。
【図２】フォーカスサーボ制御を行う部分の構成を示すブロック図。
【図３】フォーカスエラー信号又はランプ波信号とＰＷＭ信号のデューティ比率との関係を示すグラフ。
【図４】Ｆ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号の状態の一例を示す図。
【図５】フォーカスサーボ制御動作時及びフォーカスサーチ動作時それぞれにおけるサンプリング周期とＰＷＭ信号の最小パルス幅の関係を示す図。
【図６】正常に動作しているときのフォーカスドライバ出力及びフォーカスエラー信号の状態を示す図。
【図７】サンプリング周波数が高いときのフォーカスドライバ出力及びフォーカスエラー信号の状態を示す図。
【符号の説明】
１ ディスク
２ 光ピックアップ
３ スピンドルモータ
４ トラッキングアクチュエータ
５ フォーカスアクチュエータ
６ ＬＤドライバ
７ スレッドモータ
８ ＲＦ処理回路
９ ＡＤ変換回路
１０ 信号処理回路
１１ デジタルサーボ処理回路
１２ ＰＷＭ信号生成回路
１３ 制御用マイコン
１４ ＰＷＭドライバ
１５ スピンドルモータドライバ
１６ 対物レンズ
１７ 制御回路
１８ インターフェース
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光をディスクに照射してデータの記録・再生を行う光ピックアップに対してフォーカスサーボ制御を行うディスク駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップよりレーザ光を光磁気ディスクや光ディスクに照射することによりデジタルデータの記録又は再生を行うディスク駆動装置は、その反射光より得られるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を用いて、目的とするトラックに適当な範囲のレーザ光を照射するようにトラッキングサーボ制御及びフォーカスサーボ制御を行う。このトラッキングサーボ制御を行って光ピックアップをディスクの径方向に移動させることで、光ピックアップからのレーザ光がトラック中心位置に照射する。又、フォーカスサーボ制御を行って対物レンズをディスクに対して垂直な方向に移動させることで、光ピックアップからのレーザ光の照射範囲を適当な広さとする。
【０００３】
このようなディスク駆動装置は、その起動時などにおいて、まず、三角波状のランプ波信号を用いて対物レンズ位置を移動させることによって、フォーカスサーボ制御への引き込みが行われる。フォーカスサーボ制御への引き込みが行われ、フォーカスエラー信号より合焦点に近づいたことが確認されると、ランプ波信号による制御を停止するとともに、フォーカスエラー信号を用いたフォーカスサーボ制御を開始する。そして、フォーカスサーボ制御により合焦点付近にレーザ光が照射されるようになると、トラッキングエラー信号を用いたトラッキングサーボ制御を行う。
【０００４】
従来の技術として、フォーカスサーボ制御への引き込みを行う際にはフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を高いサンプリング周波数でデジタル変換し、フォーカスサーボ制御を行う際にはフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を低いサンプリング周波数でデジタル変換するフォーカスサーボ引込装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１７８１２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
又、近年のディスクの大容量化及び高密度化に伴い、光ピックアップや対物レンズ位置の制御処理において、更に高精度な処理が求められている。このように制御処理の精度を高めるためには、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号をサンプリングするためのサンプリング周波数を高く設定したり、又は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のビット幅を増やすように設定する必要がある。
【０００７】
このように、サンプリング周波数を高く設定したり、ＰＷＭ信号のビット幅を増やすように設定することによって、サンプリング周期を１周期とするＰＷＭ信号の周期幅が狭くなる。これにより、１周期のデューティによって決定するＰＷＭ信号のパルス幅が狭くなるため、デューティが最低となるときの最小パルス幅が狭くなる。よって、ランプ波信号を利用したフォーカスサーボ制御への引き込みが行われるとき、デューティが低いときのＰＷＭ信号のパルス幅が狭く、このＰＷＭ信号が認知されず、正常な制御が行えないことがある。
【０００８】
即ち、従来のようにサンプリング周波数が低い場合、最小パルス幅となるＰＷＭ信号についても反映されるため、対物レンズをディスクの垂直方向に駆動させるフォーカスアクチュエータへのフォーカスドライバ出力が、図６（ａ）のように、時間の経過に応じて徐々に増加するランプ波信号に対応した値となる。このとき、フォーカスエラー信号は、図６（ｂ）のように、フォーカスドライバ出力が０となるときの値を基準として対照となるＳ字を描くため、フォーカスサーボ制御への引き込みを正常に行うことができる。
【０００９】
それに対して、サンプリング周波数が高い場合、デューティが低いときのＰＷＭ信号のパルス幅が狭いことから、ランプ波信号を用いてフォーカスサーボ制御への引き込みを行ったとき、図７（ａ）のように、ＰＷＭ信号の値がフォーカスドライバ出力に反映されない不感帯が発生する。このとき、図７（ｂ）のフォーカスエラー信号が示すように、この不感帯において対物レンズが振動し、安定した制御ができなくなり、フォーカスサーボ制御への引き込みが正常に行われないことがある。これにより、特許文献１では、ＰＷＭ制御を行ってフォーカスサーボ制御への引き込みを行ったとき、サンプリング周波数が高いため、フォーカスサーボ制御への引き込みが正常に行われない可能性が大きい。
【００１０】
このような問題を鑑みて、本発明は、フォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御を行う際のサンプリング周波数が高い場合に、フォーカスサーボ制御への引き込み動作を正常に行うことができるディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のディスク駆動装置は、ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、当該光ピックアップに備えられた対物レンズを移動させて前記ディスクに照射するレーザ光の集光範囲を調整するフォーカスアクチュエータとを備え、前記ディスクからの反射光によって得られるフォーカスエラー信号に基づいてＰＷＭ変調した第１ＰＷＭ信号により前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーボ制御を行うとともに、徐々に値が変化するランプ波信号に基づいてＰＷＭ変調した第２ＰＷＭ信号によりフォーカスサーチを行って前記レーザ光の集光範囲が最適な範囲となる前記対物レンズ位置を確認して前記フォーカスサーボ制御に引き込むディスク駆動装置において、前記第１ＰＷＭ信号を生成する際の第１基準クロックを分周した第２基準クロックによって前記第２ＰＷＭ信号を生成し、前記フォーカスサーチを行うことを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、前記フォーカスサーチを行う際、周波数の低い前記第２基準クロックを用いて前記第２ＰＷＭ信号を生成するため、当該第２ＰＷＭ信号によるサーボ出力値を前記ランプ波信号に基づくものとすることができる。又、前記フォーカスサーボ制御を行う際、周波数の高い前記第１基準クロックを用いて前記第１ＰＷＭ信号を生成するため、サーボ出力値の分解能を高くすることができる。
【００１３】
このとき、前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号をサンプリングするためのサンプリング周波数が、前記フォーカスサーボ制御を行う際には前記第１基準クロックに基づいて生成され、又、前記フォーカスサーチを行う際には前記第２基準クロックに基づいて生成される。更に、該フォーカスエラー信号以外のトラッキングエラー信号などについても、前記第１フォーカスエラー信号と同様、前記第１基準クロック又は前記第２基準クロックに基づく前記サンプリング周波数によってサンプリングする。よって、トラッキングサーボ制御を行うとき、周波数の高い前記第１基準クロックによるサンプリング周波数でサンプリングされるため、高密度化したディスクに対応させることができる。
【００１４】
又、本発明のディスク駆動装置は、ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、該光ピックアップに備えられた対物レンズを移動させて前記ディスクに照射するレーザ光の集光範囲を調整するフォーカスアクチュエータと、前記ディスクからの反射光による信号が前記光ピックアップより与えられてフォーカスエラー信号を生成するエラー信号生成回路と、ＰＷＭ変調を行うＰＷＭ信号生成回路と、前記フォーカスアクチュエータを駆動制御するドライバとを備える、ディスク駆動装置において、前記ＰＷＭ信号生成回路が第１基準クロックに基づいて前記エラー信号生成回路からの前記フォーカスエラー信号による第１ＰＷＭ信号を生成し、前記ドライバが該第１ＰＷＭ信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーボ制御を行うとともに、前記ＰＷＭ信号生成回路が前記第１基準クロックを分周した第２基準クロックに基づいて徐々に値が変化するランプ波信号による第２ＰＷＭ信号を生成し、前記ドライバが該第２ＰＷＭ信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーチを行って、前記レーザ光の集光範囲が最適な範囲となる前記対物レンズ位置を確認して前記フォーカスサーボ制御に引き込むことを特徴とする。尚、このエラー信号生成回路は、ＲＦ処理回路及びデジタルサーボ処理回路によって構成される。
【００１５】
このようなディスク駆動装置において、前記ＰＷＭ信号生成回路が、前記第１基準クロック及び前記第２基準クロックを選択する第１スイッチと、前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号を選択する第２スイッチと、前記第１スイッチで選択された基準クロックに従って所定値までのカウントを巡回して行うカウンタと、前記第２スイッチが選択した信号の値と前記カウンタの出力値とを比較して、前記ＰＷＭ信号を生成する比較回路と、を備える。
【００１６】
更に、前記ＰＷＭ信号生成回路が、前記第１スイッチで選択された基準クロックに基づいてデジタル変換するためのサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成回路を備え、当該サンプリングクロック生成回路によって生成されたサンプリングクロックに基づいて前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号がサンプリングされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のディスク駆動装置の内部構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１のディスク駆動装置は、ディスク１にレーザ光を照射する光ピックアップ２と、ディスク１を周方向に回転させるスピンドルモータ３と、不図示のアーム部を介して光ピックアップ２をディスク１の径方向に移動させるスレッドモータ７と、光ピックアップ２がディスク１からの反射光を受光することで得られた信号を処理するＲＦ処理回路８と、ＲＦ処理回路８で得られたトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路９とを備える。
【００１９】
又、ＲＦ処理回路８で得られたデータ信号やスピンドルモータ３の回転位置や回転速度が与えられる信号処理回路１０と、信号処理回路１０で確認されたスピンドルモータ３の回転位置や回転速度やＡＤ変化回路９からのトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号が与えられるデジタルサーボ処理回路１１と、デジタルサーボ処理回路１１からのデータよりＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成回路１２と、光ピックアップ２からのレーザ光の光強度を制御する制御用マイコン１３とによって、制御回路１７を構成する。
【００２０】
又、レーザ光をディスク１のトラックに集光させる対物レンズ１６と、レーザ光がトラック中心を照射するようにディスク１の径方向に対物レンズ１６を移動させるトラッキングアクチュエータ４と、レーザ光の照射範囲を適当な広さとするために対物レンズ１６をディスク１に対して垂直な方向に移動させるフォーカスアクチュエータ５と、レーザ光の光強度を調整するＬＤドライバ６とによって、光ピックアップ２を構成する。
【００２１】
又、このディスク駆動装置は、ＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号によりトラッキングアクチュエータ４及びフォーカスアクチュエータ５及びスレッドモータ７を駆動制御するＰＷＭドライバ１４と、スピンドルモータ３からの回転位置検出信号よりスピンドルモータ３の回転位置及び回転速度を検出して信号処理回路１０に与えるとともにＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号生成回路１２からのＰＷＭ信号に基づいてスピンドルモータ３を駆動制御するスピンドルモータドライバ１５と、信号処理回路１０で得られた再生データを外部に出力するインターフェース１８とを備える。
【００２２】
このように構成されるディスク装置に設置されるディスク１は、記録トラックとして、最内周部から最外周部までスパイラル状に１つの溝（グルーブ）が形成されている。即ち、逆に最内周部から最外周部までスパイラル状に１つの山（ランド）が、互いに隣り合う溝間に形成されている。尚、このランドを、記録トラックとしても用いるようにしても構わない。
【００２３】
ディスク再生時に、ディスク１は光ピックアップ２と一定間隔となるように回転駆動させるスピンドルモータ３に保持されているが、ディスク１の反りや、スピンドルモータ３の軸の傾きなどで、ディスク１に面振れが生じる。このディスク１の面に追従させるように、ＰＷＭドライバ１４がフォーカスアクチュエータ５を駆動制御して、対物レンズ１６をディスク１の垂直方向に移動させる。これが、光ピックアップ２に対するフォーカスサーボ制御である。
【００２４】
このとき、ＲＦ処理回路８で得られたフォーカスエラー信号がＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換され、デジタルサーボ処理回路１１を介してＰＷＭ信号生成回路１２に与えられる。そして、ＰＷＭ信号生成回路１２において、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４において、このフォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号に基づいて、垂直方向の対物レンズ駆動信号を生成する。よって、フォーカスアクチュエータ５が駆動制御され、対物レンズ１６がディスク１に垂直な方向に上下にシフトされる。
【００２５】
このフォーカスサーボ制御を始めるときに、まず、光ピックアップ２とディスク１の最適な距離を探すために、フォーカスサーボ制御への引き込み動作であるフォーカスサーチを行う。このとき、ＰＷＭ信号生成回路１２において、後述するように、緩やかな傾斜を持つ図６（ａ）のようなランプ波信号に基づいたフォーカスサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４で垂直方向の対物レンズ駆動信号を生成し、フォーカスアクチュエータ５が駆動制御される。よって、光ピックアップ２を上下にシフトさせて、レーザ光の照射範囲が最適となる最良点が確認され、フォーカスサーボ制御が開始する。
【００２６】
又、連続的に再生を行う場合には、ディスク１のスパイラル状に形成された記録トラックにレーザ光を追従させるように、ＰＷＭドライバ１４がトラッキングアクチュエータ４を駆動制御して、対物レンズ１６をディスク１の径方向にシフトさせる。これが、光ピックアップ２に関するトラッキングサーボ制御である。このとき、ＲＦ処理回路８で得られたトラッキングエラー信号が、フォーカスエラー信号と同様、ＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換され、デジタルサーボ処理回路１１を介してＰＷＭ信号生成回路１２に与えられる。
【００２７】
そして、ＰＷＭ信号生成回路１２において、トラッキングエラー信号に基づいて、トラッキングサーボ制御用のＰＷＭ信号が生成され、ＰＷＭドライバ１４において、このトラッキングサーボ制御用のＰＷＭ信号に基づいて径方向の対物レンズ駆動信号を生成する。よって、トラッキングアクチュエータ４が駆動制御され、対物レンズ１６がディスク１の径方向にシフトされる。
【００２８】
このようにトラッキングサーボ制御が行われているとき、対物レンズ１６のシフト量が一定量に達すると、ＰＷＭドライバ１４からスレッドモータ用駆動信号が発生する。即ち、スレッドモータ７はコギングを有するため、対物レンズ１６のシフト量がある一定量に達すると駆動されて光ピックアップ２をディスク１の径方向に移動させる。このとき、光ピックアップ２においてシフトしていた対物レンズ１６が初期設定位置である中心位置に戻るように、トラッキングアクチュエータ４が動作する。
【００２９】
又、このように動作しているとき、光ピックアップ２は、レーザ光をディスク１の記録トラックに照射し、その反射光を検出して各光検出信号として出力する。この各光検出信号はＲＦ処理回路８に送られ、電流信号から電圧信号にＩＶ変換される。このとき、ＲＦ信号に対応する光検出信号は位相が正反対の２つの信号からなり、ＲＦ処理回路８に送られた後、ＲＦ処理回路８にて、その２つの信号から差信号が求められ、続いて、ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理が施されて信号処理回路１０に送出される。
【００３０】
そして、信号処理回路１０では、ＲＦ処理回路８より与えられたデータ信号に対して、エラー訂正、デインタリーブ、ＮＲＺＩ変換、ビタビ複合等が施され、後段接続用のインターフェース１８に送出される。又、エラー信号に対応する光検出信号もＲＦ処理回路８に送られ、ＲＦ処理回路８にてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成され、ＡＤ変換回路９でデジタル信号に変換される。
【００３１】
又、デジタルサーボ処理回路１１は主にＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、ＲＦ処理回路８においてＲＦ信号から得られた同期信号に対し、マスタークロックを基にＰＬＬ処理して、同期を安定化している。又、スピンドルモータドライバ１５は、スピンドルモータ３の回転速度及び回転位置を確認し、信号処理回路１０及び制御用マイコン１３に与える。
【００３２】
そして、信号処理回路１０を介してデジタルサーボ処理回路１１にスピンドルモータ３の回転速度及び回転位置が与えられると、このＰＬＬ処理された信号に基づいてスピンドルモータ３を駆動するための信号を生成し、ＰＷＭ信号生成回路１２に与える。よって、ＰＷＭ変調されたスピンドルモータ駆動信号が、スピンドルモータドライバ１５を介してスピンドルモータ３に与えられ、スピンドルモータ３が回転制御される。又、制御用マイコン１３では、スピンドルモータ３の回転速度を確認すると、レーザ光がその回転速度に応じた光強度となるように、ＬＤドライバ６を制御する。
【００３３】
このように図１の構成のディスク駆動装置が動作するときのフォーカスサーボ制御について、以下に、図面を参照して説明する。尚、図２は、ＰＷＭ信号生成回路１２におけるフォーカスサーボ制御を行うために使用する部分を示すブロック図である。
【００３４】
ＰＷＭ信号生成回路１２は、フォーカスサーボ制御を行うブロックとして、ＰＷＭ信号を生成するためのＰＷＭ用基準クロックを発生するクロック発生回路２１と、クロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックの周波数を１／２分周する分周回路２２と、クロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロック及び分周回路２２で１／２分周されたＰＷＭ用基準クロックを選択するスイッチ２３と、スイッチ２３で選択されたＰＷＭ基準クロックに基づいてサンプリングクロックを生成して信号処理回路１０及びデジタルサーボ処理回路１１に送出するサンプリングクロック生成部２４と、スイッチ２３で選択されたＰＷＭ基準クロックに基づいて計数を行うカウンタ２５と、デジタルサーボ処理回路１１より与えられるフォーカスエラー信号を一時格納する設定用レジスタ２６と、ランプ波信号を生成するランプ回路２７と、設定用レジスタ２６からのデータ及びランプ回路２７からのデータを選択するスイッチ２８と、スイッチ２８で選択されたデータとＰＷＭカウンタ２５の計数値とを比較する比較回路２９とを備える。
【００３５】
このように構成されるＰＷＭ信号生成回路１２において、フォーカスサーボ制御を行うブロックが備えられるとき、その分解能を９ビット分と設定すると、サンプリングクロック生成部２４では、サンプリング周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分に相当するように、１周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分となるサンプリングクロックを生成する。又、ＰＷＭカウンタ２５では、ＰＷＭ用基準クロックが１クロック入力される毎に１つ計数し、０〜２５５となる値を繰り返し出力する。
【００３６】
更に、設定用レジスタ２６に、その値として−２５６〜２５６をとるフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から入力され、又、ランプ回路２７からは、その値が−２５６から２５６に徐々に変化するランプ波信号が出力される。このとき、設定用レジスタ２６及びランプ回路２７からスイッチ２８を介して比較回路２９に与えられるデータは、ＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分に相当するサンプリング周期毎に変化するとともに、このサンプリング周期が１周期分経過するまでラッチされて、ＰＷＭカウンタ２５からの計数値０〜２５５全てと比較される。
【００３７】
又、比較回路２９からは、対物レンズ１６をディスク１から近づける方向にシフトさせるためのＦ側ＰＷＭ信号と、対物レンズ１６をディスク１に遠ざける方向にシフトさせるためのＲ側ＰＷＭ信号とが出力されて、ＰＷＭドライバ１４に与えられる。そして、ＰＷＭドライバ１４では、比較回路２９から与えられるＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号それぞれから、Ｆ側対物レンズ駆動信号及びＲ側対物レンズ駆動信号を生成してフォーカスアクチュエータ５に送出し、フォーカスアクチュエータ５を駆動制御する。このように２信号をフォーカスアクチュエータ５に与えることで、対物レンズ１６を上下にシフトさせることができる。
【００３８】
そして、このＰＷＭ信号生成回路１２には、デジタルサーボ処理回路１１よりスイッチ２３，２８を切り換えるためのフォーカスサーチフラグが与えられる。このフォーカスサーチフラグがハイとなるとき、フォーカスサーボ制御への引き込み動作となるフォーカスサーチが行われ、逆に、フォーカスサーチフラグがローとなるとき、フォーカスエラー信号を利用したフォーカスサーボ制御が行われる。
【００３９】
即ち、フォーカスサーチフラグがハイとなるとき、スイッチ２３が分周回路２２からのＰＷＭ用基準クロックを選択するとともに、スイッチ２８がランプ回路２７で分周されたランプ波信号を選択する。又、フォーカスサーチフラグがローとなるとき、スイッチ２３がクロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックを選択するとともに、スイッチ２８が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号を選択する。以下では、このようにスイッチ２３，２８がフォーカスサーチフラグによって切り換えられたときのフォーカスサーボ制御動作及びフォーカスサーチ動作について説明する。
【００４０】
まず、フォーカスサーチフラグがローとされるフォーカスサーボ制御動作について、以下に説明する。このとき、前述したように、スイッチ２３がクロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックを選択してサンプリングクロック生成部２４及びＰＷＭカウンタ２５に送出するとともに、スイッチ２８が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号を選択して比較回路２９に送出する。尚、フォーカスエラー信号は、デジタルサーボ処理回路１１によって設定用レジスタ２６に順に書き込まれる。
【００４１】
このとき、ＰＷＭ用基準クロックがサンプリングクロック生成部２４に与えられ、１周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分にあたるサンプリングクロックが生成されて出力される。又、ＰＷＭ用基準クロックがＰＷＭカウンタ２５に与えられ、ＰＷＭカウンタ２５において、０からＰＷＭ用基準クロック１周期分毎に１つずつ計数が行われて２５５まで計数された後に再び０にリセットするという動作が繰り返される。
【００４２】
そして、サンプリングクロックが信号処理回路１０及びデジタルサーボ処理回路１１に与えられ、その動作基準となるサンプリング周期がＰＷＭ用基準クロックの２５６周期分とされる。よって、サンプリング周期毎にフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から設定用レジスタ２６に与えられる。即ち、ＰＷＭ用基準クロック２５６周期分毎にフォーカスエラー信号がデジタルサーボ処理回路１１から設定用レジスタ２６に与えられる。又、比較回路２９に、ＰＷＭ用基準クロック毎に値が０〜２５５で巡回して変化するＰＷＭカウンタ２５からの出力が与えられる。
【００４３】
このとき、比較回路２９では、サンプリング周期毎に設定用レジスタ２６からフォーカスエラー信号が与えられて、このフォーカスエラー信号の値の絶対値が、その値がＰＷＭ用基準クロック毎に０〜２５５で順番に変化するＰＷＭカウンタ２５の出力と比較される。この比較回路２９において、設定用レジスタ２６から与えられるフォーカスエラー信号が負の値となるときは、Ｆ側ＰＷＭ信号を常にローとし、Ｒ側ＰＷＭ信号をフォーカスエラー信号の値に応じたデューティ比の信号とする。又、設定用レジスタ２６から与えられるフォーカスエラー信号が正の値となるときは、Ｒ側ＰＷＭ信号を常にローとし、Ｆ側ＰＷＭ信号をフォーカスエラー信号の値に応じたデューティ比の信号とする。
【００４４】
即ち、フォーカスエラー信号が負の値である場合、比較回路２６は、サンプリング周期が開始してからＰＷＭカウンタ２５の出力が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号の絶対値以上となるまで、Ｒ側ＰＷＭ信号をハイとする。そして、ＰＷＭカウンタ２５の出力がフォーカスエラー信号の絶対値以上となると、サンプリング周期が終了するまで、Ｒ側ＰＷＭ信号をローとする。このとき、上述したように、Ｆ側ＰＷＭ信号は常にローである。
【００４５】
又、フォーカスエラー信号が正の値である場合、比較回路２６は、サンプリング周期が開始してからＰＷＭカウンタ２５の出力が設定用レジスタ２６からのフォーカスエラー信号の絶対値以上となるまで、Ｆ側ＰＷＭ信号をハイとする。そして、ＰＷＭカウンタ２５の出力がフォーカスエラー信号の絶対値以上となると、サンプリング周期が終了するまで、Ｆ側ＰＷＭ信号をローとする。このとき、上述したように、Ｒ側ＰＷＭ信号は常にローである。
【００４６】
よって、設定用レジスタ２６から出力されるフォーカスエラー信号とＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号それぞれのデューティ比率との関係が、図３のように表される。即ち、図３（ａ）のように、フォーカスエラー信号の値が−２５６〜０のときは、デューティ比率が０％であり、フォーカスエラー信号の値が０以上となるとき、デューティ比率がフォーカスエラー信号の値に対して比例的に増加し、フォーカスエラー信号が２５６のときデューティ比率が１００％となる。
【００４７】
又、図３（ｂ）のように、フォーカスエラー信号の値が０〜２５６のときは、デューティ比率が０％であり、フォーカスエラー信号の値が０以下となるとき、デューティ比率がフォーカスエラー信号の値に対して比例的に減少し、フォーカスエラー信号が−２５６のときデューティ比率が１００％となる。尚、デューティ比率が０％のとき、サンプリング周期１周期分ローとなり、デューティ比率が１００％のとき、サンプリング周期１周期分ハイとなる。
【００４８】
このように各ブロックが動作するため、例えば、１２８となるフォーカスエラー信号が設定用レジスタ２６に与えられるとき、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０〜１２７の間はフォーカスエラー信号の絶対値の方が大きいのでＦ側ＰＷＭ信号がハイとなり、ＰＷＭカウンタ２５の出力が１２８〜２５５の間はＦ側ＰＷＭ信号がローとなる。よって、図４のように、サンプリング周期１周期が経過する間に、Ｒ側ＰＷＭ信号が常にローであるとともに、Ｆ側ＰＷＭ信号のデューティ比率が５０％となる。そして、−６４となるフォーカスエラー信号が設定用レジスタ２６に与えられるとき、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０〜６３の間はフォーカスエラー信号の絶対値の方が大きいのでＲ側ＰＷＭ信号がハイとなり、ＰＷＭカウンタ２５の出力が６４〜２５５の間はＲ側ＰＷＭ信号がローとなる。よって、図４のように、次のサンプリング周期１周期が経過する間に、Ｆ側ＰＷＭ信号が常にローであるとともに、Ｒ側ＰＷＭ信号のデューティ比率が２５％となる。
【００４９】
次に、フォーカスサーチフラグがハイとされるフォーカスサーチ動作について、以下に説明する。このとき、前述したように、スイッチ２３が分周回路２２からのＰＷＭ用基準クロックを選択してサンプリングクロック生成部２４及びＰＷＭカウンタ２５に送出するとともに、スイッチ２８がランプ回路２７からのランプ波信号を選択して比較回路２９に送出する。即ち、分周回路２２で周波数が１／２分周されたＰＷＭ用基準クロックが選択されるため、クロック発生回路２１からのＰＷＭ用基準クロックの周期の倍となるＰＷＭ用基準クロックに基づいて動作することとなる。又、サンプリングクロック生成部２４からランプ回路２７にサンプリングクロックが与えられる。
【００５０】
よって、サンプリングクロック生成部２４で生成されるサンプリングクロックに基づくサンプリング周期の長さが、フォーカスサーボ制御動作を行うときの２倍となるとともに、ＰＷＭカウンタ２５で計数するタイミングの周期も２倍となる。そのため、フォーカスサーボ制御動作を行うときのサンプリング周期Ｔ及びＰＷＭ信号の最小パルス幅ｔが図５（ａ）のようになるとき、フォーカスサーチ動作を行ったとき、図５（ｂ）のように、サンプリング周期が２×ＴとなるとともにＰＷＭ信号の最小パルス幅が２×ｔとなる。尚、Ｔは、２５６×ｔに相当する。
【００５１】
このように、全ての周期がフォーカスサーボ制御動作の２倍の長さで動作するフォーカスサーチ動作が開始されると、サンプリング周期毎に、ランプ回路２７から与えられるランプ波信号の値が−２５６から１つずつ計数されて比較回路２９に与えられる。即ち、値がｋとなるランプ波信号がランプ回路２７より比較回路２９に与えられると、ＰＷＭカウンタ２５から出力される０〜２５５の値と比較される。そして、サンプリング周期１周期分が経過し、ＰＷＭカウンタ２５の出力が０にリセットされると、次に、値がｋ＋１となるランプ波信号がランプ回路２７より比較回路２９に与えられる。
【００５２】
このとき、比較回路２９は、フォーカスサーボ制御動作のときと同様に、ランプ波信号の正負を確認するとともにランプ波信号の絶対値とＰＷＭカウンタ２５の出力とを比較して、その結果に応じたＦ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号を出力する。即ち、サンプリング周期毎に、Ｆ側ＰＷＭ信号を図３（ａ）に応じたデューティ比率とするとともにＲ側ＰＷＭ信号を図３（ｂ）に応じたデューティ比率として、ＰＷＭドライバ１４に出力する。尚、このとき、図３の横軸は、ランプ波信号の値を表す。
【００５３】
このようにフォーカスサーチ動作及びフォーカスサーボ制御動作が行われるとき、まず、デジタルサーボ処理回路１１はフォーカスサーチフラグをハイとして、フォーカスサーチ動作を行う。このフォーカスサーチ動作が行われている間に、得られたフォーカスエラー信号よりディスク１の記録トラックに適当なレーザ光を集光していることをデジタルサーボ処理回路１１確認すると、フォーカスサーチフラグをローとして、フォーカスサーボ制御動作を開始する。そして、フォーカスサーボ制御動作が確立した後、トラッキングエラーサーボ制御動作を開始する。
【００５４】
本実施形態のように構成することで、フォーカスサーチ動作において、フォーカスサーボ制御動作を行うときよりも長い周期のＰＷＭ用基準クロックが与えられるため、上述したように、ＰＷＭ信号の最小パルス幅の長さを長くすることができる。よって、ランプ波信号に基づいてフォーカスサーチ動作を行うときに、従来のように、ＰＷＭ基準クロックの周波数が高く、ランプ波信号の値が０付近となるときに図７のように不感帯ができることを防ぐことができる。
【００５５】
尚、本実施形態において、フォーカスサーチ動作を行うときにＰＷＭ用基準クロックを分周する分周率を１／２としたが、１／２の分周率でも不感帯が発生する場合は更に分周率を低くしてＰＷＭ用基準クロックの周期を長くしても構わない。
【００５６】
又、本実施形態では、ディスク駆動装置をディスクの再生のみを行う構成としたが、記録装置としても構わない。例えば、光磁気ディスクを用いる場合、ディスク１を挟んで光ピックアップ２の対物レンズ１６と対照となる位置に設置されるとともに光ピックアップ２とともに移動する磁気ヘッドを設けることにより実現することができる。このように構成した場合、ディスク１への記録動作が行われるとき、光ピックアップ２から出射されるレーザ光の光強度を再生動作時よりも強くするとともに、磁気ヘッドをディスク１に近接させる。このとき、インターフェース１８を通じて外部より入力されるデータを信号処理回路１０を介して磁気ヘッドに与えることにより、データをディスク１の記録トラックに記録することができる。又、光磁気ディスクの例を挙げたが、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのような光ディスクの記録再生を行うことができるディスク装置についても同様である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によると、通常サーボ時に基準クロックを高く設定したとき、フォーカスサーチ時には基準クロックを分周して利用するため、ＰＷＭ出力の最小パルス幅を通常サーボ時より大きくすることができる。よって、フォーカスアクチュエータを駆動制御するドライバの出力が反応しない不感帯を無くすことができ、安定したフォーカスサーチが可能となる。又、基準クロックを高く設定することができるため、サンプリング周波数を高くすることができ、ディスクの大容量化及び高密度化に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスク駆動装置の内部構成を示すブロック図。
【図２】フォーカスサーボ制御を行う部分の構成を示すブロック図。
【図３】フォーカスエラー信号又はランプ波信号とＰＷＭ信号のデューティ比率との関係を示すグラフ。
【図４】Ｆ側ＰＷＭ信号及びＲ側ＰＷＭ信号の状態の一例を示す図。
【図５】フォーカスサーボ制御動作時及びフォーカスサーチ動作時それぞれにおけるサンプリング周期とＰＷＭ信号の最小パルス幅の関係を示す図。
【図６】正常に動作しているときのフォーカスドライバ出力及びフォーカスエラー信号の状態を示す図。
【図７】サンプリング周波数が高いときのフォーカスドライバ出力及びフォーカスエラー信号の状態を示す図。
【符号の説明】
１ ディスク
２ 光ピックアップ
３ スピンドルモータ
４ トラッキングアクチュエータ
５ フォーカスアクチュエータ
６ ＬＤドライバ
７ スレッドモータ
８ ＲＦ処理回路
９ ＡＤ変換回路
１０ 信号処理回路
１１ デジタルサーボ処理回路
１２ ＰＷＭ信号生成回路
１３ 制御用マイコン
１４ ＰＷＭドライバ
１５ スピンドルモータドライバ
１６ 対物レンズ
１７ 制御回路
１８ インターフェース
Claims (5)
- ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、当該光ピックアップに備えられた対物レンズを移動させて前記ディスクに照射するレーザ光の集光範囲を調整するフォーカスアクチュエータとを備え、前記ディスクからの反射光によって得られるフォーカスエラー信号に基づいてＰＷＭ変調した第１ＰＷＭ信号により前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーボ制御を行うとともに、徐々に値が変化するランプ波信号に基づいてＰＷＭ変調した第２ＰＷＭ信号によりフォーカスサーチを行って前記レーザ光の集光範囲が最適な範囲となる前記対物レンズ位置を確認して前記フォーカスサーボ制御に引き込むディスク駆動装置において、
前記第１ＰＷＭ信号を生成する際の第１基準クロックを分周した第２基準クロックによって前記第２ＰＷＭ信号を生成し、前記フォーカスサーチを行うことを特徴とするディスク駆動装置。 - 前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号をサンプリングするためのサンプリング周波数が、前記フォーカスサーボ制御を行う際には前記第１基準クロックに基づいて生成され、又、前記フォーカスサーチを行う際には前記第２基準クロックに基づいて生成されることを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
- ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップと、該光ピックアップに備えられた対物レンズを移動させて前記ディスクに照射するレーザ光の集光範囲を調整するフォーカスアクチュエータと、前記ディスクからの反射光による信号が前記光ピックアップより与えられてフォーカスエラー信号を生成するエラー信号生成回路と、ＰＷＭ変調を行うＰＷＭ信号生成回路と、前記フォーカスアクチュエータを駆動制御するドライバとを備える、ディスク駆動装置において、
前記ＰＷＭ信号生成回路が第１基準クロックに基づいて前記エラー信号生成回路からの前記フォーカスエラー信号による第１ＰＷＭ信号を生成し、前記ドライバが該第１ＰＷＭ信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーボ制御を行うとともに、
前記ＰＷＭ信号生成回路が前記第１基準クロックを分周した第２基準クロックに基づいて徐々に値が変化するランプ波信号による第２ＰＷＭ信号を生成し、前記ドライバが該第２ＰＷＭ信号に基づいて前記フォーカスアクチュエータを駆動制御することでフォーカスサーチを行って、前記レーザ光の集光範囲が最適な範囲となる前記対物レンズ位置を確認して前記フォーカスサーボ制御に引き込むことを特徴とするディスク駆動装置。 - 前記ＰＷＭ信号生成回路が、
前記第１基準クロック及び前記第２基準クロックを選択する第１スイッチと、
前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号を選択する第２スイッチと、
前記第１スイッチで選択された基準クロックに従って所定値までのカウントを巡回して行うカウンタと、
前記第２スイッチが選択した信号の値と前記カウンタの出力値とを比較して、前記ＰＷＭ信号を生成する比較回路と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のディスク駆動装置。 - 前記ＰＷＭ信号生成回路が、前記第１スイッチで選択された基準クロックに基づいてデジタル変換するためのサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成回路を備え、当該サンプリングクロック生成回路によって生成されたサンプリングクロックに基づいて前記フォーカスエラー信号及び前記ランプ波信号がサンプリングされることを特徴とする請求項４に記載のディスク駆動装置。
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