JP2556721Y2 - 光ピックアップのサーボ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は光ピックアップのサーボ回路に係り、とく
にCDプレーヤ,LDプレーヤなどの光ディスク再生装置や
光ディスク記録装置におけるフォーカシングサーボやト
ラッキングサーボを対象とした光ピックアップのサーボ
回路に関する。

〔従来の技術〕

例えばCDプレーヤでは光ピックアップから発射したレ
ーザビームを正確に光ディスクのピット列に当てるため
フォーカシングサーボとトラッキングサーボが掛けられ
ている。

従来のCDプレーヤのフォーカシングサーボ系を説明す
ると、例えば四分割型の光ピックアップの出力信号（A,
B,C,D）をＩ−Ｖ変換したのち、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋
Ｄ）の演算をしてフォーカシングエラー信号を検出す
る。

このフォーカシングエラー信号をサーボアンプに入力
して増幅及び位相補償を行い光ピックアップに設けられ
たフォーカシングアクチュエータのフォーカシングコイ
ルに出力して、対物レンズの駆動を行い、レーザビーム
の焦点を光ディスクの信号面に合焦させるようにしてい
る。

ところで、光ディスクの面振れに対する規格から単純
にフォーカシングサーボ系に要求される開ループゲイン
を求めると、周波数特性は第５図のＡのようになる。

けれども実際には第５図のＡの周波数特性のままでは
高域での位相余裕が得られなくなるので、普通はサーボ
アンプで増幅と同時に高域での位相補償を行っており、
そのときの開ループゲインの周波数特性は第５図のＢの
如くなり、高域側に広がりを生じる。

〔考案が解決しようとする課題〕

けれども、このような従来のフォーカシングサーボ系
では、開ループゲインが高域側に広がっているため、ピ
ット列や傷、埃などによる不要な高域成分にもフォーカ
シングサーボ系が応答してしまい、フォーカシングアク
チュエータがスピーカと同じ機能を有することから、光
ピックアップから高いノイズ音が発生し耳障りとなって
いた。

これを解決するため開ループゲインを落とすと、規格
の許容範囲ぎりぎりの光ディスクに対しては正確なフォ
ーカシングサーボを掛けられず、データの読み取りエラ
ーが生じてしまったり、耐ショック性が悪化したりす
る。

これらの問題はトラッキングサーボ系に関しても全く
同様である。

この考案は上記した従来技術の問題に鑑み、規格の許
容範囲ぎりぎりの光ディスクに対するサーボ特性を低下
させることなく光ピックアップからの高いノイズ音の発
生を抑えることの可能な光ピックアップのサーボ回路を
提供することを、その目的とする。

またエラーレベルに関わらず常に安定したサーボ特性
が得られる光ピックアップのサーボ回路を提供すること
を、その目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案の光ピックアップのサーボ回路は、フォーカ
シングエラー信号（またはトラッキングエラー信号）を
検出するエラー検出回路と、フォーカシングエラー信号
（またはトラッキングエラー信号）の増幅及び位相補償
を行いフォーカシングアクチュエータ（トラッキングア
クチュエータ）へ出力するサーボアンプと、を備えた光
ピックアップのサーボ回路において、フォーカシングエ
ラー信号（またはトラッキングエラー信号）を入力し、
エラーレベルを求めるエラーレベル検出回路を設け、エ
ラーレベル検出回路で検出したエラーレベルの大小に応
じて、サーボアンプのゲインを増減させるとともに、サ
ーボアンプの位相補償特性をゲインの変化に対し最適な
位相補償量となるように可変するように構成したこと、
を特徴としている。

また、この考案の光ピックアップのサーボ回路は、フ
ォーカシングエラー信号（またはトラッキングエラー信
号）を検出するエラー検出回路と、フォーカシングエラ
ー信号（またはトラッキングエラー信号）の増幅を行い
フォーカシングアクチュエータ（トラッキングアクチュ
エータ）へ出力するサーボアンプと、を備えた光ピック
アップのサーボ回路において、フォーカシングエラー信
号（またはトラッキングエラー信号）を入力し、エラー
レベルを求めるエラーレベル検出回路を設け、エラーレ
ベル検出回路で検出したエラーレベルの大小に応じてサ
ーボアンプのゲインを増減させるように構成するととも
に、サーボアンプのゲイン可変範囲を所定範囲内に制限
するゲイン可変範囲制限回路を設けたこと、を特徴とし
ている。

〔実施例〕

第１図に基づいてこの考案の１つの実施例を説明す
る。

第１図は、この考案に係るCDプレーヤのフォーカシン
グサーボ系の構成を示すブロック図である。

四分割型の光ピックアップ10から出力されるA,B,C,D
の出力信号はヘッドアンプ12で電流−電圧変換と、（Ａ
＋Ｂ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算がなされてフォーカシングエ
ラー信号が検出される。

ヘッドアンプ12はエラー検出回路としての機能を有し
ている。

ヘッドアップ12のフォーカシングエラー信号の出力側
にはサーボアンプ14が接続されており、フォーカシング
エラー信号に対する増幅と位相補償がなされる。

このサーボアンプ14は、可変ゲインアンプ16と固定ゲ
インアンプ18が直列接続されてなり、固定ゲインアンプ
18は従来のサーボアンプとほぼ同一に構成されている。
即ち固定ゲインアンプ18で従来とほぼ同じゲインでの増
幅と従来とほぼ同じ位相補償がなされる（第５図のＢ参
照）。

可変ゲインアンプ16は後述するスライサ回路26の働き
により例えば−5dB〜＋3dBに制限された範囲内で、フォ
ーカシングエラーレベルに応じて固定ゲインアンプ18に
入力されるフォーカシングエラー信号のレベルを可変さ
せる。

サーボアンプ14の出力側は光ピックアップ10に設けら
れたフォーカシングアクチュエータ20のフォーカシング
コイル22と接続されており、フォーカシングエラーが零
となるように駆動がなされる。

ヘッドアンプ12のフォーカシングエラー信号の出力側
にはエラーレベル検出回路としてのフォーカシングエラ
ーモニタ回路24が接続されており、フォーカシングエラ
ー信号の増幅及び直流検波がなされ、フォーカシングエ
ラーレベルが検出されてフォーカシングエラーレベル信
号が出力されるようになっている。

フォーカシングエラーモニタ回路24の出力側にはゲイ
ン可変範囲制限回路としてのスライサ回路26が接続され
ており、第２図に示すように、フォーカシングエラーレ
ベル信号が或る所定の下側基準値C_Lと或る所定の上側基
準値C_Uの間のときはそのまま出力され、下側基準値C_L以
下と上側基準値C_U以上になったときはスライスされて一
定化される。

スライサ回路26の出力側は前述したサーボアンプ14の
可変ゲインアンプ16のゲイン可変制御信号入力端子と接
続されている。

可変ゲインアンプ16はスライサ回路26から入力したフ
ォーカシングエラーレベル信号に従い、エラーレベルの
大小に応じてゲインを比例的に増減させる。

但し、フォーカシングエラーレベルが下側基準値C_Lと
同じかまたはそれ以下のとき可変ゲインアンプ16はゲイ
ンを−5dBとし、フォーカシングエラーレベルが上側基
準値C_Uと同じかまたはそれ以上のとき可変ゲインアンプ
16はゲインを＋3dBとする。

次にこの実施例の動作を第３図を参照して説明する。

第３図は第１図のフォーカシングサーボ系の開ループ
ゲインの周波数特性図であり、図中、一点鎖線Ｃは可変
ゲインアンプ16がゲインを−5dBとした場合、二点鎖線
Ｄはゲインを＋3dBとした場合を示す。

まず規格の許容範囲と比較し光ディスクの面振が小さ
いとき、フォーカシングエラーレベルが小さく、フォー
カシングエラーモニタ回路24から出力されるフォーカシ
ングエラーレベル信号が小さくなる。

よってスライサ回路26から出力されるフォーカシング
エラーレベル信号も小さく、可変ゲインアンプ16のゲイ
ンが小さくなり、サーボアンプ14全体のゲインが落ち
る。

ヘッドアンプ12から出力されたフォーカシングエラー
信号はサーボアンプ14で増幅と位相補償がなされ、フォ
ーカシングコイル22へ出力されて対物レンズを合焦点方
向へ駆動する。

ヘッドアンプ12から出力されたフォーカシングエラー
信号には光ディスクのピット列，傷，埃などの影響で高
周波成分が含まれているが、サーボアンプ14での高域の
ゲインが落とされているので、フォーカシングサーボ系
は不要な高周波成分に応答せず、よって、光ピックアッ
プ10から出る高いノイズ音が小さくなる。

但し、フォーカシングエラーレベルがかなり小さくな
って所定の下側基準値を下回っても可変ゲインアンプ16
のゲインは−5dBまでしか下がらず、低域でのサーボア
ンプ14全体のゲインが或る程度確保されるので、比較的
レベルの小さいフォーカシングエラーに対し確実に合焦
点制御が掛かり、データの読み取りエラーは生じない。

また低域でのゲインが或る程度確保されることからサ
ーボ系が不安定化することはなく、また周波数成分の低
いショックに対しても十分に応答することができ、耐シ
ョック性が悪化することもない。

これと反対に、光ディスクの面振が規格の許容範囲ぎ
りぎりのとき、フォーカシングエラーレベルが大きく、
フォーカシングエラーモニタ回路24から出力されるフォ
ーカシングエラーレベル信号が大きくなる。

このためスライサ回路26から出力されるフォーカシン
グエラーレベル信号も大きく、可変ゲインアンプ16のゲ
インが増大し、サーボアンプ14全体のゲインが上がる。

よってフォーカシングサーボ系はレベルの大きなフォ
ーカシングエラーに対しても十分に追従して確実に合焦
点制御を行うことができ、データの読み取りエラーが生
じない。

但し、フォーカシングエラーレベルがかなり大きくな
って所定の上側基準値を上回っても可変ゲインアンプ16
のゲインは＋3dBまでしか上がらず、高域でのサーボア
ンプ14全体のゲインが或る程度以下に抑えられるのでサ
ーボ系が不安定化することはなく、また周波数成分の高
い傷に不必要に応答することもない。

この実施例によれば、フォーカシングエラー信号を入
力してレベルを検出しフォーカシングエラーレベル信号
を出力するフォーカシングエラーモニタ回路24を設ける
とともに、サーボアンプ14を可変ゲイン型とし、フォー
カシングエラーモニタ回路24で検出したフォーカシング
エラーレベルの大小に応じてサーボアンプ14のゲインを
比例的に増減させるように構成したことにより、規格の
許容範囲ぎりぎりの面振が有る光ディスクに対して十分
な開ループゲインを確保してデータ読み取りエラーの発
生を防止する一方、規格の許容範囲と比較し面振が小さ
い光ディスクを再生する際は高域の開ループゲインを落
とし、サーボ系が不要な高域成分に応答しないようにし
て、光ピックアップから漏れる高いノイズ音を小さくす
ることができる。

また、スライサ回路26によりサーボアンプ14のゲイン
の可変幅を一定範囲内に制限したことにより、フォーカ
シングエラーレベルがかなり小さくなっても、十分な開
ループゲインを持たせてサーボの安定性を確保し、耐シ
ョック性が落ちないようにでき、また、フォーカシング
エラーレベルがかなり大きくなっても、或るレベル以下
に開ループゲインを抑えてサーボの安定性を確保し、傷
に応答しないようにできる。

なお、上記した実施例では、可変ゲインアンプのゲイ
ン可変幅を−5dB〜＋3dBの範囲としたが、この考案は何
らこれに限定されるものでなく、−10dB〜0dBなど他の
範囲で可変できるようにしてもよい。

またサーボアンプを可変ゲインアンプと固定ゲインア
ンプに分けて構成したが、１つの可変ゲインアンプだけ
で構成してもよい。

更に、フォーカシングエラーレベルに応じてサーボア
ンプのゲインだけを可変させるようにしたが、サーボア
ンプのゲイン変化に対し最適な位相補償量となるように
位相補償特性も連動して可変させるようにしてもよい。
このようにすれば、サーボアンプのゲイン変化によって
サーボ系の位相余裕が少なくなってしまうのを回避でき
るので、常にサーボの安定性を確保することができる。

また上記した実施例はフォーカシングサーボ系に例を
挙げたが、トラッキングサーボ系についても第４図の様
に構成することで全く同様に適用することができる。

第４図について簡単に説明すると、ヘッドアンプ12か
ら出力されたトラッキングエラー信号が可変ゲイン型の
サーボアンプ28へ出力されて増幅及び位相補償がなされ
たあと、光ピックアップ10のトラッキングアクチュエー
タ30のトラッキングコイル32へ出力されてレーザビーム
がピット列を追うように駆動される。

ヘッドアンプ12から出力されたトラッキングエラー信
号はトラッキングエラーモニタ回路34に入力されてトラ
ッキングエラーレベルが検出され、スライサ回路36で所
定の下側基準値と上側基準値内に制限されたあと、サー
ボアンプ28へゲイン可変制御信号として出力される。

この第４図の構成によれば、規格の許容範囲ぎりぎり
の偏心が有る光ディスクに対しては十分な開ループゲイ
ンを確保してデータ読み取りエラーの発生を防止する一
方、規格の許容範囲と比較し偏心が小さい光ディスクを
再生する際は高域の開ループゲインを落とし、サーボ系
が不要な高域成分に応答しないようにして、光ピックア
ップから漏れる高いノイズ音を小さくすることができ
る。

また、スライサ回路36によりゲイン可変型のサーボア
ンプ28のゲインの可変幅を一定範囲内に制限したことに
より、トラッキングエラーレベルがかなり小さくなって
も、十分な開ループゲインを持たせてサーボの安定性を
確保し、耐ショック性が落ちないようにでき、また、ト
ラッキングエラーレベルがかなり大きくなっても、或る
レベル以下に開ループゲインを抑えてサーボの安定性を
確保し、傷に応答しないようにできる。

〔考案の効果〕

この考案の光ピックアップのサーボ回路によれば、フ
ォーカシングエラー信号（またはトラッキングエラー信
号）を入力し、エラーレベルを求めるエラーレベル検出
回路を設け、エラーレベル検出回路で検出したエラーレ
ベルの大小に応じてサーボアンプのゲインを増減させる
ように構成したことにより、規格の許容範囲ぎりぎりの
光ディスクに対する特性を低下させることなく規格に対
し余裕の有る光ディスクに対し光ピックアップからの高
いノイズ音の発生を抑えることができる。加えて、サー
ボアンプの位相補償特性をゲインの変化に対し最適な位
相補償量となるように可変するように構成したので、サ
ーボアンプのゲイン変化によってサーボ系の位相余裕が
少なくなってしまうのを回避できるので、常にサーボの
安定性を確保することができる。

またこの考案の他の光ピックアップのサーボ回路によ
れば、フォーカシングエラー信号（またはトラッキング
エラー信号）を入力し、エラーレベルを求めるエラーレ
ベル検出回路を設け、エラーレベル検出回路で検出した
エラーレベルの大小に応じてサーボアンプのゲインを増
減させるように構成するとともに、サーボアンプのゲイ
ン可変範囲を所定範囲内に制限するゲイン可変範囲制限
回路を設けたことにより、規格の許容範囲ぎりぎりの光
ディスクに対するサーボ特性を低下させることなく規格
に対し余裕の有る光ディスクに対し光ピックアップから
の高いノイズ音の発生を抑えることができる。加えて、
エラーレベルの変化に関わらず常にサーボの安定性を確
保することができ、また、耐ショック性を良好に保つと
同時に傷に対する不用意な応答を確実に防止させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の１つの実施例に係るCDプレーヤのフ
ォーカシングサーボ系の構成を示すブロッ図、第２図は
第１図中のスライサ回路の入出力特性を示す説明図、第
３図は第１図の動作を示す開ループゲインの周波数特性
図、第４図はCDプレーヤのトラッキングサーボ系の構成
を示すブロッ図である。 第５図は従来のフォーカシングサーボ系の開ループゲイ
ンの周波数特性図である。 主な符号の説明 10:光ピックアップ、12:ヘッドアンプ、14,28:サーボア
ンプ、20:フォーカシングアクチュエータ、24:フォーカ
シングエラーモニタ回路、26,36:スライサ回路、30:ト
ラッキングアクチュエータ、34:トラッキングエラーモ
ニタ回路。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フォーカシングエラー信号（またはトラッ
   キングエラー信号）を検出するエラー検出回路と、フォ
   ーカシングエラー信号（またはトラッキングエラー信
   号）の増幅及び位相補償を行いフォーカシングアクチュ
   エータ（トラッキングアクチュエータ）へ出力するサー
   ボアンプと、を備えた光ピックアップのサーボ回路にお
   いて、 フォーカシングエラー信号（またはトラッキングエラー
   信号）を入力し、エラーレベルを求めるエラーレベル検
   出回路を設け、 エラーレベル検出回路で検出したエラーレベルの大小に
   応じて、サーボアンプのゲインを増減させるとともに、
   サーボアンプの位相補償特性をゲインの変化に対し最適
   な位相補償量となるように可変するように構成したこ
   と、 を特徴とする光ピックアップのサーボ回路。
2. 【請求項２】フォーカシングエラー信号（またはトラッ
   キングエラー信号）を検出するエラー検出回路と、フォ
   ーカシングエラー信号（またはトラッキングエラー信
   号）の増幅を行いフォーカシングアクチュエータ（トラ
   ッキングアクチュエータ）へ出力するサーボアンプと、
   を備えた光ピックアップのサーボ回路において、 フォーカシングエラー信号（またはトラッキングエラー
   信号）を入力し、エラーレベルを求めるエラーレベル検
   出回路を設け、 エラーレベル検出回路で検出したエラーレベルの大小に
   応じてサーボアンプのゲインを増減させるように構成す
   るとともに、 サーボアンプのゲイン可変範囲を所定範囲内に制限する
   ゲイン可変範囲制限回路を設けたこと、 を特徴とする光ピックアップのサーボ回路。