专利名称：光盘装置和光盘旋转速度控制方法
技术领域：
本发明涉及在光信息记录媒体上记录/再现信息用的光盘装置的光 盘旋转速度控制方法，特别是涉及考虑光盘的偏重心，控制光盘的旋 转速度的光盘装置和光盘旋转速度的控制方法。
背景技术：
在可将信息记录/再现在作为光信息记录媒体的光盘的信息记录面 上的光盘装置中，通过高速旋转光盘，并将激光照射在信息记录面上 或检测反射光，可在光盘上记录/再现信息。在这种光盘装置内高速旋 转的光盘，由于制造过程或附着标签等原因，光盘的重心位置偏离其 旋转中心位置(以后称为"偏重心")。当高速旋转这种偏重心的光盘 时，光盘装置内部机构振动，随之而来是产生噪声，可能不能正确地 进行焦点控制。另外，在上述光盘装置内光盘会破损或被破坏。先前，作为检测这种光盘的偏重心的方法， 一般是检测伴随光盘 旋转所产生的振动。另外，先前已知以下方法作为表示跟踪促动器 (track actuator)的透镜位移的信号(以下称为"透镜位移指示信号")， 检测透镜误差信号或从跟踪误差信号得出，这样，来检测光盘的偏重 心量。但是，这时，由于跟踪误差信号漏入透镜误差信号等透镜位移 指示信号中，因此，存在对偏重心误检测的问题。例如，如通过日本专利特开2005-92961号公报、特开2005-116042 号公报已知那样，知道使透镜误差信号等的透镜位移指示信号通过带 通滤波器，可以防止跟踪误差信号漏入透镜误差信号中。发明内容然而，在上述现有技术中，利用带通滤波器(BPF)进行信号处理， 防止跟踪误差信号漏入透镜误差信号中，但是，在跟踪误差信号的频 率通过BPF的频带域(通过区域)中，防止漏入透镜误差信号中是困
难的。g卩可靠地防止由跟踪误差信号漏入透镜误差信号中产生的光 盘偏重心的误检测是困难的。
另外，各个光盘装置的透镜误差信号的灵敏度或振动特性分别具 有不均匀性(所谓的偏差)，由于这样，存在偏重心的检测精度不均匀 性(所谓偏差)的问题。特别是近年来，以光盘作为信息媒体，可记 录/再现信息的光盘装置的薄型化或低价格化的要求显著，因此，将旋 转驱动光盘的主轴电机搭载在其之上的基座厚度薄，或者由塑料制成 等，使光盘装置的透镜误差信号的灵敏度或振动特性的不均匀性因素 增大。由于这样，在现有的光盘装置中，包含偏重心的光盘，不能进 行稳定的光盘旋转速度控制，存在高速旋转时产生噪声或记录/再现动 作不稳定等问题。
本发明考虑上述现有技术的问题，其目的是要提供可以可靠地减 少透镜误差信号等向透镜位移指示信号的信号漏入，同时，可减少上 述各种不均匀性，并且可靠地检测光盘的偏重心，达到稳定的盘旋转 速度的控制，从而可在光盘上进行良好的信息记录/再现动作的光盘装 置和光盘旋转速度控制方法。
为了达到上述目的，根据本发明，首先提供了一种光盘装置，具 有主轴电机，其搭载并旋转驱动光盘；拾取器，可在由该主轴电机 旋转驱动的光盘的半径方向移动；转速控制单元，其控制所述主轴电 机的转速；和拾取器移动控制单元，其控制所述拾取器的移动，该光 盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录面上，对 信息进行记录/再现，其特征在于，还具有信号发生部分，其利用从 所述拾取器照射的激光的反射光，至少产生跟踪误差信号和透镜位移 指示信号；和信号处理部分，其根据来自所述信号发生部分的跟踪误 差信号和透镜位移指示信号，控制所述转速控制单元和所述拾取器移 动控制单元，所述信号处理部分具有盘偏重心检测模式，其在将所述 光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时，利用规定的高 频信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量，检测并存储 所述拾取器的阶跃响应中的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后 的信号的极大值和极小值，然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测 从所述信号发生部分得到的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后
的信号的最大值和最小值，根据将该得到的最大值和最小值与所述存 储的极大值和极小值进行比较得出的值，判断可否将盘旋转速度变为 高速。
另外，在本发明中，在上述光盘装置中，优选，所述信号处理部 分具有用于对所述存储的极大值和极小值进行存储的单元。或者，优
选，被用来替代所述跟踪误差信号的规定的高频信号为摆动(wobble) 信号。另外，优选，将所述得到的最大值(Max」pnup)和最小值 (Min—spnup)与所述存储的极大值(Max_step)和极小值(Min—step) 比较得出的值，用X=(Max_spnup—Min_spnup)/(Max—step—Min—step) 表示。另外，优选，所述信号处理部分在结束所述偏重心检测模式后， 变为跟踪控制模式。还有，优选，所述透镜位移指示信号为透镜误差 信号。
另外，根据本发明，为了达到上述目的，还提供了一种光盘装置 的盘旋转速度控制方法，该光盘装置具有主轴电机，其搭载并旋转 驱动光盘；拾取器，可在由该主轴电机旋转驱动的光盘的半径方向移 动；转速控制单元，其控制所述主轴电机的转速；拾取器移动控制单 元，其控制所述拾取器的移动;信号发生部分，其利用从所述拾取器照 射的激光的反射光，至少产生跟踪误差信号和透镜位移指示信号；和 信号处理部分，其根据来自所述信号发生部分的跟踪误差信号和透镜 位移指示信号，控制所述转速控制单元和所述拾取器移动控制单元， 该光盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录面 上，对信息进行记录/再现，该盘旋转速度控制方法的特征在于，在将 所述光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时，利用规定 的高频信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量，检测所 述拾取器的阶跃响应中的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的 信号的极大值和极小值，然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测从 所述信号发生部分得到的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的 信号的最大值和最小值，根据将该得到的最大值和最小值与所述极大 值和极小值进行比较得出的值，判断可否将盘旋转速度变为高速。
根据本发明，在上述光盘旋转速度控制方法中，优选，随时检测 并更新所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最
小值。或者优选，被用来替代所述跟踪误差信号的规定的高频信号为
摆动(wobble)信号。另夕卜，优选，将所述得到的最大值(Max_spnup) 和最小值(Min_spnup)与所述极大值(Max—step)和极小值(Min—step) 比较得出的值，用X=(Max—spnup—Min_spnup)/(Max_stq)—Min_step) 表示。优选，在结束所述处理后，移至跟踪控制模式。另外，优选， 所述透镜位移指示信号为透镜误差信号。
采用以上的本发明，提供光盘装置和光盘旋转速度控制方法，其 可以减少向透镜误差信号的信号漏入，同时可减少上述各种不均匀性, 并可靠地检测光盘的偏重心，并稳定地进行盘旋转速度控制，并且在 光盘上进行信息的高品质的记录/再现动作，从而，在实用上可发挥极 好的效果。
图1为表示本发明一个实施例的光盘装置的大致结构的方框图。 图2为说明考虑了在上述光盘装置中实施的光盘的偏重心的光盘
旋转速度控制方法的详细情况的流程图。
图3为说明在上述光盘旋转速度控制方法的减少跟踪误差信号漏
入的原理的图4为表示上述图1中所示的光盘装置的数字信号处理器(DSP)
的功能构成的图5为表示上述图4的结构的、BPF输出和TRD信号的波形的一
个例子的波形图。
具体实施例方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施例。
首先，图1表示本发明的一个实施例的光盘装置的内部结构。在 该图中，符号1表示由薄的金属板或塑料板制成的基座，在该基座上 搭载主轴电机2。另一方面，在安装在该主轴电机的旋转轴的前端的旋 转工作台21上安装作为可将信息记录/或再现在其记录面上的光信息 记录媒体的光盘3，并以规定的速度对其进行旋转驱动。
另外，在该基座1上安装着与上述主轴电机2邻近，安装具有作
为在其内部的发光源的半导体激光41;反射/透过激光并将其引导至规
定的方向的半透半反镜42;集中激光，照射在光盘3的信息记录面(图 的下面)上的物镜43;利用电磁力，在光盘3的信息记录面上微细地 控制上述物镜的位置的、例如由音圈等构成的控制机构44;以及通过 物镜，检测从上述信息记录面发出的反射光的光检测元件45等的、所 谓拾取器4，该拾取器利用齿轮齿条副(rack and pinion) 5在上述光盘 的半径方向上自由地移动。图中的符号6表示通过上述齿轮齿条副的 旋转驱动，使上述拾取器4在光盘的半径方向移动的电机。
另一方面，在上述图1的右侧表示上述拾取器4在控制物镜43的 位置的同时，控制上述主轴电机2的旋转速度(即光盘的旋转速度) 的结构。
艮P:在上述拾取器4中，由检测从上述光盘3的信息记录面发出 的反射光的光检测元件45检测出的信号，输入模拟前端(AFE)部分 40中。该AFE部分40由进行各种模拟计算的计算部分410构成，利 用输入至该模拟前端(AFE)部分40中的光检测元件45发出的信号 进行各种处理，生成跟踪误差信号和透镜误差信号等。然后，通过图 中没有示出的A/D转换器，将这些生成的跟踪误差信号和透镜误差信 号，变换为数字信号后，输入以下说明的数字信号处理器(DSP) 50 中，进行规定的处理。
DSP50基本上与作为计算元件的CPU51 —起，由各种元件构成。 在图1中，根据功能不同，作为功能方框图表示该DSP。
更详细地说，在该DSP50中，首先设有与从上述AFE部分10发 出的跟踪误差信号关联，输入该跟踪误差信号的补偿器501;同时还具 有发生高频的正弦(SIN)波的SIN波发生部分502和发生偏移(offset) 信号的偏移发生部分503。在本实施例中，作为由该SIN波发生部分 502发生的信号3通过利用在装置内发生的摆动(Wobble)信号达到共 用。然而，如果可达到以下所述的目的，则该SIN波为其他信号也可 以。
另外，在各部分之间，具有使该补偿器的输出间断的开关SW1， 使该SIN波发生回路的输出信号间断的开关SW2,以及加法器504， 505。 B卩加法器504通过上述开关SW,或SW2有选择地输出来自该
补偿器501的输出或来自SIN波发生部分的信号，并且，在加法器505 中，将从偏移发生部分503发出的补偿信号相加，作为跟踪驱动器 (TRD)信号，输出至驱动器回路30 (DRIVER1)。结果，驱动器回 路(DRIVER1) 60根据该TRD信号控制上述拾取器4的物镜的位置。 另一方面，与从上述AFE部分10发出的透镜误差信号关联，首 先设置带通滤波器(BPF) 511。另外，如后面详细所述，具有存放(存 储)通过该BPF511的透镜误差信号的极大值和极小值的寄存器(Reg) 512。
另外，该DSP50输入作为从控制上述主轴电机2的驱动器回路 (DRIVER2) 70发出的旋转信息的FG信号，在周期检测回路513中 检测其周期，输入减法器514的一个端子中。BP:在本实施例中，驱 动器回路(DRIVER2) 70不为拾取器，利用从主轴电机的逆起电力抽 出的FG信号，形成旋转信息。另一方面，目标周期从目标周期部分 225输入至该减法器(比较器)514的+端子中。结果，将目标周期和 从FG信号检测出的周期的差存放在第二寄存器(Reg2)515中，然后， 在增益设定部分516中，放大至规定的增益后，作为主轴驱动器(SPD) 信号，输出至驱动器回路(DRIVER2) 70中。
接着，参照图2，在以下详细说明在上述说明其结构的光盘装置中 实施的、考虑本发明的光盘的偏重心的光盘旋转速度控制方法。该处 理是在装置安装后，在Read命令时等、将光盘安装在装置上时，根据 需要，适当由上述DSP50的CPU51执行的。
首先，当处理开始时，输入盘的偏重心检测的模式(盘偏重心检 测模式)。具体地是，在上述DSP50中，通过驱动器回路(DRIVER2) 70，以低速旋转主轴电机2，同时，断开开关SW1 (OFF)，接通另一 个开关SW2 (ON)。即通过断开开关SW1 (OFF),遮断从AFE部 分10发出的跟踪误差信号，断开跟踪控制(OFF)(跟踪OFF);同时， 通过接通开关SW2 (ON),施加摆动(Wobble)信号代替跟踪误差信 号，形成TRD信号，通过驱动器回路(DRIVER1) 60，根据该TRD 信号，控制上述拾取器4的物镜的位置(盘的偏重心检出的模式)。这 时，待机一定时间(S21)。该一定时间的待机为由跟踪误差信号驱动 的物镜43从弹簧引起的振动至开放稳定的时间，考虑促动器(actuator) 的共振频率，该时间为100ms左右的时间就足够了。接着，将由偏移发生部分503发生的偏移(offset)信号从"a"切 换至"b"，执行阶跃(STEP)响应(S22)。这时，如上所述，施加摆 动(Wobble)信号有以下的理由。艮P:如图3所示，通过处理透镜误差信号的带通滤波器(BPF)具 有图示的频率-增益特性，由于这样，成为问题的跟踪误差信号的漏入 电平进入该特性的通过区域中，因此有误检测偏重心的问题。又如上所示，通过施加上述摆动信号作为TRD信号，可使跟踪误 差信号的漏入电平从图中的左边t向右方向(图中的"SIN波的频率") 移动。即如果这样，可以偏离带通滤波器(BPF)的频率特性的通过 区域，可靠地将跟踪误差信号的漏入电平设定在阻止区域内，并且可 以可靠地检测减少跟踪误差信号的漏入的状态下的透镜误差信号(即 阶跃响应的透镜位移量)。这时的DSP50的状态如图4所示。另外，这 时，从带通滤波器(BPF) 511得到输出(BPF输出)和TRD信号的 波形的一个例子，如图5所示。再回到上述图2，在本发明中，如上所述，在可以可靠地检测阶跃 响应的透镜位移量的状态下，为了检测施加该阶跃后从带通滤波器 (BPF) 511发出的输出的极大值和极小值，测定规定的期间(例如 20ms)，将该检出值作为"Max—step"和"Min—step"保管(存储)在 上述寄存器(Reg) 512中(S23)。所谓这时的规定时间，如果为作为 促动器的上述拾取器4，特别是包含上述基座1的驱动机构共振频率以 上即可，利用该驱动机构适当地设定。即根据以上处理S21 S23， 可减少跟踪误差信号的漏入，通过BPF511，可得到包含透镜误差信号 灵敏度或促动器的不均匀(所谓的偏差)造成的影响，由阶跃(STEP) 响应产生的透镜误差信号。另外，通过利用这样得到的输出的极大值 和极小值，然后，通过将高速旋转盘时的BPF输出(透镜误差信号) 的振幅与其极大值和极小值比较，进行正规化，可以实现品质更好的可靠的光盘偏重心的检测。艮P:在上述处理S23后，为了使光盘装置为初期状态，将从上述 偏移发生部分503发出的偏移信号从上述的"b"切换至原来的值"a"， 待机一定的时间(S24)。这时的一定时间，与上述同样，为促动器至 稳定的时间，例如为20ms的时间就足够。将偏移初期状态信号"a" 加在跟踪误差信号上，作成TRD信号，通过驱动器回路(DRIVER1) 60，根据该TRD信号控制上述拾取器4的物镜的位置。然后，通过驱动器回路(DRIVER1) 70，将上述主轴电机2切换 至高速旋转，随时测定BPF输出的最大值(max值)和最小值(min 值)，得到(更新)"MaX_SpnUp"和"Mix—spnup"。利用得到最大值和 最小值计算以下值"X" (S25)。X= (Max一spnup画Min—spnup ) / (Max—step-Min一step )然后，将上述得到的值"X"与基准值比较，判定是否比基准值大(526) 。该基准值为通过试验等预先设定的值。在"X"值超过该基准 值的情况下，在考虑盘的偏重心的情况下，设定为不能稳定地移至高 速旋转的值。艮P:在上述判定S26的结果判定值"X"超过基准值("Yes")的 情况下，不能再将主轴电机2切换至高速旋转，将盘转速限制为该值(527) 。然后，停止(Off)由上述SIN波发生部分502发生摆动(Wobble) 信号(S28)，进而，再接通(跟踪ON)跟踪伺服机构(S29)。具体是, 闭合上述开关SW1 (ON)，断开另一个开关SW2 (OFF)。即从盘的 偏重心检测模式(盘偏重心检测模式)脱出。这样，光盘装置再度开 始利用从AFE部分40发出的跟踪误差信号的跟踪控制(跟踪循环(loop)的结构)，可以进行向光盘的信息记录/再现动作。另一方面，在值"X"不超过("No")基准值的情况下，判定主 轴电机2是否达到预先设定的高速转速(目标周期)(S30)。在结果没 有达到目标值("No")的情况下，再回到上述的处理S25，再将轴电 机2切换至高速的旋转速度，计算上述的值"X"，重复上述的处理S26 和S27。另外，在上述处理S26的结果判定值"X"超过基准值("Yes") 的情况下，将光盘的转速限制为该值(S27)，重复上述处理S28和S29。 另一方面，在上述处理S27的结果判定主轴电机2的转速达到目标值("Yes")的情况下，执行上述的处理S28和S29，并结束一连串的处 理。在上述中，上述主轴电机2达到目标的高速转速的处理，具体地 是，在上述图1中，在通过减法器(比较器)514，输入从FG信号检
测的周期和目标周期的第二寄存器(Reg2) 515中，通过检査该值是否 为"0"来进行。另外，主轴电机2向高速旋转的切换是利用上述图1 的增益设定部分516进行的。如以详细说明的那样，如果利用采用考虑光盘的偏重心的盘旋转 速度控制方法的光盘装置，则可以可靠地减少向透镜误差信号的信号 漏入，同时可以减少上述促动器的各种不均匀性，并可以可靠地检测 光盘的偏重心，达到稳定的盘旋转速度控制，并可以在光盘上进行良 好的信息记录/再现动作。另外，在上述说明中，如上所述，说明了为了可靠地减少向透镜 误差信号的信号漏入，利用由SIN波发生部分502发出的高频的正弦 (SIN)波构成的摆动(Wobble)信号，发生TRD信号，但本发明不 仅限于此。如果具有偏离通过处理透镜误差信号的BPF511的频率特性 的通过区域的频率特性，也可以利用这种特性。另外，在上述实施例， 说明了作为表示跟踪促动器的透镜位移的信号("透镜位移指示信 号")，检测透镜误差信号的例子，但本发明不仅限于此。从跟踪误差 信号检测该透镜误差信号，通过进行与上述同样的处理也可得到相同 的效果。这点，本领域的技术人员是自明的。此外，在上述判定S26中，说明了与值"X"比较的基准值，在以 上的说明中为1个值，但也可以设定多个值。另外，说明了该基准值 是预先通过试验等设定的，但不这样，也可以利用学习控制，适当自 动地设定。
权利要求
1、一种光盘装置，具有主轴电机，其搭载并旋转驱动光盘；拾取器，可在由该主轴电机旋转驱动的光盘的半径方向移动；转速控制单元，其控制所述主轴电机的转速；和拾取器移动控制单元，其控制所述拾取器的移动，该光盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录面上，对信息进行记录/再现，其特征在于，还具有信号发生部分，其利用从所述拾取器照射的激光的反射光，至少产生跟踪误差信号和透镜位移指示信号；和信号处理部分，其根据来自所述信号发生部分的跟踪误差信号和透镜位移指示信号，控制所述转速控制单元和所述拾取器移动控制单元，所述信号处理部分具有盘偏重心检测模式，其在将所述光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时，利用规定的高频信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量，检测并存储所述拾取器的阶跃响应中的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的极大值和极小值，然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测从所述信号发生部分得到的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值，根据将该得到的最大值和最小值与所述存储的极大值和极小值进行比较得出的值，判断可否将盘旋转速度变为高速。
2、 如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于， 所述信号处理部分具有用于对所述存储的极大值和极小值进行存储的单元。
3、 如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于， 被用来替代所述跟踪误差信号的规定的高频信号为摆动(wobble)信号。
4、 如权利要求l所述的光盘装置，其特征在于， 将所述得到的最大值(Max—spnup)和最小值(Min—spnup)与所述存储的极大值(Max_Step)和极小值(Min—step)比较得出的值，用 X= (Max—spnup—Min一spnup) / (Max一step—Min—step)表示。
5、 如权利要求1所述的光盘装置，其特征在于， 所述信号处理部分在结束所述偏重心检测模式后，变为跟踪控制模式。
6、 如权利要求l所述的光盘装置，其特征在于， 所述透镜位移指示信号为透镜误差信号。
7、 一种光盘装置的盘旋转速度控制方法，该光盘装置具有 主轴电机，其搭载并旋转驱动光盘；拾取器，可在由该主轴电机旋转驱动的光盘的半径方向移动； 转速控制单元，其控制所述主轴电机的转速； 拾取器移动控制单元，其控制所述拾取器的移动； 信号发生部分，其利用从所述拾取器照射的激光的反射光，至少产生跟踪误差信号和透镜位移指示信号；和信号处理部分，其根据来自所述信号发生部分的跟踪误差信号和透镜位移指示信号，控制所述转速控制单元和所述拾取器移动控制单元，该光盘装置将来自所述拾取器的激光照射在所述光盘的信息记录 面上，对信息进行记录/再现，该盘旋转速度控制方法的特征在于，在将所述光盘搭载在装置上并控制其旋转速度之际，在低速时， 利用规定的高频信号代替所述跟踪误差信号，并且，通过变更偏移量， 检测所述拾取器的阶跃响应中的所述透镜位移指示信号经带通滤波处 理后的信号的极大值和极小值，然后，在将盘旋转速度变为高速时，检测从所述信号发生部分得 到的所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小 值，根据将该得到的最大值和最小值与所述极大值和极小值进行比较 得出的值，判断可否将盘旋转速度变为高速。
8、 如权利要求7所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于， 随时检测并更新所述透镜位移指示信号经带通滤波处理后的信号的最大值和最小值。
9、 如权利要求7所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于， 被用来替代所述跟踪误差信号的规定的高频信号为摆动(wobble)信号。
10、 如权利要求7所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于，将 将所述得到的最大值(Max_spnup)和最小值(Min一spnup)与所述极大值(Max—step)和极小值(Min_step)比较得出的值，用X== (Max一spnup—Min—spnup) / (Max—step—Min_step)表示。
11、 如权利要求7所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于， 在结束所述处理后，移至跟踪控制模式。
12、 如权利要求7所述的盘旋转速度控制方法，其特征在于， 所述透镜位移指示信号为透镜误差信号。
全文摘要
提供了不论其偏重心如何，都可以可靠地稳定地使盘高速旋转的光盘装置和光盘旋转速度控制方法。在将上述光盘搭载在装置上，控制其旋转速度时，在低速时，利用摆动(Wobble信号)代替跟踪误差信号，而且，通过变更偏移量，检测上述拾取器的阶跃响应的透镜误差信号在带通滤波器(511)处理后的信号的极大值和极小值，然后，当将光盘旋转速度移至高速时，利用将得到的最大值(Max_spnup)和最小值(Min_spnup)与上述存储的极大值(Max_step)和极小值(Min_step)比较得出的X值，X＝(Max_spnup-Min_spnup)/(Max_step-Min_step)判断可否将光盘旋转速度移至高速。
文档编号G11B19/28GK101159154SQ200710084500
公开日2008年4月9日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年10月2日
发明者伊藤正道, 箕田博 申请人:日立乐金资料储存股份有限公司