JP2737992B2 - 光学ヘッドのサーボ系制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ディスクに照射するビームスポットのフ
ォーカス状態、又はトラッキング状態をコントロールし
て、常に、最適なサーボ特性を得られるようにした光学
ヘッドのサーボ系制御回路に関するものである。

［発明の概要］ 本発明の光学ヘッドのサーボ系制御回路は、フォーカ
スサーボゲイン、及びトラッキングサーボゲインを最適
な状態に調整するコントロール手段と、フォーカスサー
ボ回路、又はトラッキングサーボ回路のループ内に発生
するオフセットを低減するようなコントロール手段と、
さらに、特に２分割ディテクタを光学ヘッドに搭載した
ときに発生する光学的なオフセットをキャンセルするよ
うなサーボ回路のゲインを調整するコントロール手段を
含み、これらのコントロール手段がスイッチング手段に
よって適宜切り換えられるようになされている。

又、これらのコントロール手段は、一枚の基板上に集
積化され、直流的なオフセットを低減することによって
光学ヘッドに対する全てのサーボ特性が最適となるよう
に自動的にコントロールすることを可能とするものであ
る。

［従来の技術］ 光ディスクのトラックに情報を記録し、又はこの記録
した情報を読み出すための光学ヘッドには、レーザビー
ムを光ディスクのトラックに対して合焦点で照射すると
ともに、回転している光ディスクのトラックを正確に追
跡するためのサーボ回路を欠くことができない。

又、このようなサーボ回路が安定に動作するために
は、少なくとも、サーボ回路のループゲイン、及びサー
ボ帯域等を適正に定める必要があり、さらに、光学的な
オフセット等を低減するようなコントロール手段も必要
とされている。

サーボ回路のループゲインは、アクチュエータの能力
や、光ディスクからの反射光量の大きさから得られるサ
ーボエラー信号のレベル等をパラメータとして自動的に
調整することが既に提案されている。

第７図は本出願人が先に提案（特願平１−002587号）
した光ディスク装置のサーボゲインコントロール回路の
実施例を示したもので、フォーカスフォーカスサーボの
場合を例としたものである。

この図において、１は光ディスクに照射したレーザビ
ームの反射光を検出するディテクタ、２は上記ディテク
タ１の対角線信号（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を演算してフ
ォーカスエラー信号（ａ）を生成する第１の演算回路、
３は上記ディテクタ１の和信号Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄを演算し
てディテクタ１の受光量を示す光量信号（ｂ）を生成す
る第２の演算回路である。

以下は可変ゲイン調整手段の構成であって、４はフォ
ーカスエラー信号（ａ）をPWM制御するアナログスイッ
チ、５は光量信号（ｂ）をPWM制御するアナログスイッ
チである。アナログスイッチ４の出力は抵抗R₁とコンデ
ンサC₁からなるローパスフィルタを通して断続波形のス
ムージングが行なわれ、アナログスイッチ５の出力は抵
抗R₂とコンデンサC₂からなるローパスフィルタを通して
断続波形のスムージングが行なわれる。

上記ローパスフィルタによりスムージングされた光量
信号（ｃ）は、ヒステリシス特性をもつコンパレータ６
の反転入力端子（−）へ入力され、そのコンパレータ６
の出力は、コンパレータ６の非反転入力端子に抵抗R₃を
通して帰還される。コンパレータ６は、光量信号（ｃ）
が非反転入力端子（−）に接続する参照電圧信号（ｄ）
と等しくなるようにそのヒステリシス特性によって自励
発振し、前記各アナログスイッチ4,5をオン（１側）／
オフ（０側）してPWM制御を行なう。各アナログスイッ
チ4,5の１側はフォーカスエラー信号（ａ），光量信号
（ｂ）の接続側であり、０側はグランド側である。上記
構成により、フォーカスエラー信号（ａ）はディテクタ
１の受光量が、一定にされるようなゲインで調整された
サーボ信号（ｅ）となる。

オープンループ特性調整用の発振出力をフォーカスサ
ーボ機構のループ内に挿入する手段としてオペアンプ７
によるノンインバータアンプを用い、前述の可変ゲイン
調整手段の後に設けられている。

可変ゲイン調整手段から出力されるサーボ信号（ｅ）
はオペアンプ（演算増幅器）７の非反転入力端子（＋）
へ接続し、オペアンプ７の出力（ｆ）は抵抗R₄を通して
オペアンプ７の反転入力端子（−）へ接続する。

一方、その反転入力端子（−）へは発振回路８の発振
出力を直列接続のコンデンサC₃と抵抗R₅及びスイッチ９
を介して接続する。スイッチ９はトレーニング期間等の
調整を行う所定期間のみ入力するように構成されてい
る。

発振回路８の発振周波数は、例えばサーボ帯域の上限
に近い周波数に設定する。

サーボ機構のオープンループ特性（オープンループゲ
イン）を一定にする制御手段として挿入された発振出力
が一巡することになるオペアンプ７の入力側の信号
（ｅ）と出力側の信号（ｆ）を入力するバンドパスフィ
ルタ10及び12が設けられ、それらの出力の絶対値|ABS|
を算出する両波整流回路11,13が設けられている。

各バンドパスフィルタ10,12の伝達関数は、 で表わされ、その通過周波数 は発振回路８の発振出力の周波数と同一となるように設
定される。

14は各両波整流回路11,13の絶対値信号（ｇ），
（ｈ）の差信号（ｇ）−（ｈ）を算出する演算回路、15
はその差信号（ｇ）−（ｈ）が０になるまで前述のコン
パレータ６の参照電圧信号（ｄ）の増減を指令するコン
トロール回路、16はコントロール回路15の指令で抵抗分
圧17の電位を切り換えることによる参照電圧信号（ｄ）
を生成するセレクタ回路である。

なお、このサーボ回路はオペアンプ７のサーボ信号出
力（ｆ）の位相補償を行う位相補償回路18と位相補償さ
れたサーボ信号出力によりフォーカスアクチュエータ20
を駆動するドライブ回路19を備えている。

フォーカスアクチュエータ20は光学ヘッドの対物レン
ズをフォーカス方向に動かし、その結果が前述のディテ
クタ１及び第１の演算回路２によりフォーカスエラー信
号として検出される。

この発明による自動サーボゲインコントロール回路
は、通常動作において光学ヘッドのディテクタ１の出力
から第１の演算回路２によりフォーカスエラー信号
（ａ）を検出し、アナログスイッチ４とローパスフィル
タからなる可変ゲイン調整手段によりサーボ信号を作成
し、このサーボ信号を位相補償回路18を通して位相補償
した後、ドライブ回路19を介してフォーカスアクチュエ
ータを駆動し、上記フォーカスエラー信号が０になるよ
うに制御するループを形成している。

又、このループ内にオペアンプ７を介設し、サーボが
かかった状態で仮想的にループを切り、このオペアンプ
７の出力側の信号（ｆ）に発振出力を挿入してフォーカ
スアクチュエータ20を動かし、フォーカスエラー信号と
してオペアンプ７の入力側に一巡して戻ってくる信号
（ｅ）と上記信号（ｆ）とを比較するようにしている。
そして、その比較結果が例えば（ｅ）＜（ｆ）であれ
ば、演算回路14の入力信号において（ｇ）＜（ｈ）とな
りその差信号は負となって、コントロール回路15内に設
けられているカウンタはアップカウントが指示される。
その結果、カウンタのカウント値が増加し、コンパレー
タ６の参照電圧信号（ｄ）を高電位とする。

コンパレータ６は、アナログスイッチ５により第２の
演算回路３の光量信号（ｂ）を入力としてPWM制御を行
い、アナログスイッチ５を通過する光量信号（ｃ）を一
定値にするように作用する。

又、そのPWM制御と同期して、アナログスイッチ４も
同時にPWM制御される。

参照電圧信号（ｄ）が高電位になれば、アナログスイ
ッチ４のオン時間が長くなり、オペアンプ７の入力側信
号（ｅ）を増大させる。即ち、コンパレータ６は、光量
信号（ｃ）を一定にするようにアナログスイッチ4,5をP
WM制御しつつ、かつオペアンプ７の入力側信号（ｅ）と
出力側信号（ｆ）が等しくなるように上記アナログスイ
ッチ４のPWM制御を行う。

オペアンプ７の入力側信号（ｅ）とその出力側信号
（ｆ）が等しくなるとき、アクチュエータゲインを含む
オープンループゲインが0dBである。したがって、ルー
プに挿入する発振回路８の発振出力の周波数を、予めサ
ーボ帯域に選んでおき、上記したように信号（ｇ）と信
号（ｈ）の電圧が等しくなるようにコンパレータ６の参
照電圧信号（ｄ）を制御することにより、動作モード
（記録、再生、消去）の違いによりディテクタ１で受光
する光ディスクの反射光の光量変化があっても、メディ
ア（光ディスク）の反射率等のパラメータ変動があって
も、さらにフォーカスアクチュエータ20のアクチュエー
タゲイン変動があっても、自動的にオープンループゲイ
ンが一定（0dB）に保たれる。

サーボ機構のループ内に挿入する発振出力は本来のフ
ォーカスサーボ動作に対し外乱として作用するので、各
動作モードの開始に先立つ期間などにトレーニング期間
を設け、このトレーニング期間内に上記オープンループ
ゲインの自動調整を行い、その調整結果を保持（コント
ロール回路15で保持）して動作を開始する。

この発明によると、サーボ回路のオープンループゲイ
ンを適正に調整することができる。

すなわち、サーボ回路のループゲインが周波数f₁で0d
Bとなるように調整する際は、発振回路８の発振周波数
及びバンドパスフィルタ10,12の中心周波数をf₁に設定
すると、第８図に示すようにf₁で0dBとなるサーボ特性G
₁とすることができる。

又、発振周波数及び中心周波数をf₂にすると、この周
波数f₂でループゲインが0dBとなるようにPWM変調が行わ
れ、サーボ特性がG₂となるように設定される（この場合
は周波数f₁に対してA₁の利得を持たせることになる）。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記したようなオートゲインコントロール
回路の場合、バンドパスフィルタ10,12が多段のオペア
ンプを継続接続することによって構成されるアクティブ
フィルタとされているため、例えば、１個のオペアンプ
で10mVのオフセットが出力されると、減算回路14の出力
に大きな誤差が発生するという問題がある。

そのため、サーボ系の特性が各機種ごとにばらつく可
能性があり、又、オフセットの少ないオペアンプを使用
するとコストアップを招くという問題があった。

又、光ディスクのサーボコントロール調整としては、
上記したサーボゲインの調整の外に、光学的、または回
路的なオフセットによってサーボ系に発生する定常偏差
を除去するための調整手段等が必要になり、サーボ系の
制御回路に多数の回路素子が要求されることによって回
路構成が複雑になるとともに、調整工程に多くの負担が
加わるという問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもの
で、サーボ系の制御回路に採用されている機能回路を切
り換えるスイッチング手段を設け、低いDCオフセットを
有するフイルター回路や、演算回路を共用出来るように
してサーボ系の各種の調整が自動的に行われるようなサ
ーボ系の制御回路を提供するものである。

［作用］ 数多くの回路を集積化する際に問題となるDCオフセッ
トの発生を少なくするために、制御モードに応じて切り
替わるスイッチを設け、各種の自動調整で必要とされる
フイルタ回路や機能回路を共用できるようにしているの
で、サーボ系の調整を高い精度で行うようにでき、サー
ボ系制御回路の集積化も容易にできる。

［実施例］ （１）全体の回路構成 第１図は本発明の光ディスクのサーボ系制御回路の全
体図をブロック図としたものである。

この図で、21はフォーカスエラー信号Efが入力されて
いるAGCアンプ、31は同じくトラッキングエラー信号Et
が入力されているAGCアンプを示す。

このAGCアンプ21,31は前記した先行技術に示すよう
に、光ディスクから反射された光量（和信号SUM）によ
って利得が自動的に設定されると同時に、後で述べるよ
うにサーボ回路に注入された発振回路の調整信号の一巡
ループゲインによって制御できるようになされている。

22,32は入力端子CLK1より注入された調整信号を適当
な比率で加算することができる加算器を示し、特に、ト
ラッキングサーボ回路の加算器32は、他に、オフセット
電圧及び光学系のオフセットをキャンセルするための信
号が入力されるように多段入力の加算回路とされてい
る。

23,33はフォーカスエラー信号Ef、及びトラッキング
エラー信号Etの位相補償を行う位相補償回路、24,34は
前記した加算器22,32と同様な機能をもつ加算器、25,35
はそれぞれフォーカスアクチュエータの駆動コイル26、
及びトラッキングアクチュエータの駆動コイル36をドラ
イブするドライブ回路である。

なお、37はトラッキングアクチュエータの駆動コイル
36によって偏移したビームの位置を検出するセンサであ
り、38はセンサ37の出力を増幅する可変アンプを示して
いる。そして、この可変アンプ38の出力をフィードバッ
クすることによって、２分割ディテクタが使用されてい
るときに発生する光学的なオフセットをキャンセルする
ようにしている。

次に、C₁およびC₂はアップダウンカウンタCTと、この
アップダウンカウンタCTの出力データに基ずいて可変減
衰器Attの減衰量が設定されるレベル設定回路を示し、C
₁はトラッキング用のAGCアンプ21の利得を、C₂はフォー
カス用のAGCアンプ31の利得調整手段となるものであ
る。

又、C₃,C₄およびC₅はC₁と同様の構造からなるレベル
設定回路であって、アップダウンカウンタの計数値によ
ってC₃はフォーカスサーボ回路にオフセット電圧を供給
し、C₄は同じくトラッキングサーボ回路にオフセット電
圧を供給している。又、C₅は後で述べるように２分割デ
ィテクタを使用したときに発生するポジションエラー信
号をキャンセルするための信号をフィードバックする可
変利得アンプ（AVC）38の利得を設定するレベル設定回
路である。

S₁〜S₈はサーボ回路の各種調整を行う時に図示しない
制御信号によって接点が選択されるアナログスイッチ回
路を示し、例えば、接点ａおよび、又はa₁、a₂が交互に
選択されているときはフォーカスサーボ回路の自動利得
制御モード、接点ｂおよび、又はb₁、b₂が交互に選択さ
れているときはトラッキングサーボ回路の自動利得制御
モードとなるものである。

又、接点ｃが選択されているときはフォーカスオフセ
ットの設定制御モード、接点ｄはトラッキングオフセッ
トの設定制御モードを示す。

さらに、接点ｅが選択されたときは２分割ディテクタ
による光学系のポジションによって発生するトラッキン
グエラーをキャンセルするためのゲイン設定モードを示
している。

上記したアナログスイッチ回路S₁〜S₈によって選択さ
れるフィルタ回路としてF₁,F₂,F₄,F₅,F₆,F₇,F₈が設けら
れており、これらはそれぞれ信号波形の成形、積分、移
相を適正に行うCR素子によって構成されている。

特にフィルタ回路F₂は前述したようにサーボ回路のゲ
インを設定するために注入された調整信号の周波数を選
択するバンドパスフィルタBPFを示し、このフィルタ回
路はスイッチドキャパシタを使用することにより、通過
周波数が任意に選べるように構成されている。

又、F₃は検波回路を構成するものである。

OP₁,OP₂はオフセットが極めて低くなるように設定さ
れた演算増幅器を示す。

以下、サーボ系の各種制御モードについて説明する。

（２）フォーカスサーボゲイン自動利得設定モード 第２図（ａ）はアナログスイッチS₁〜S₈の制御によっ
てフォーカスサーボ回路のゲインを適正に設定するモー
ドとしたときの結線状態を斜線の配設回路で示したもの
である。

又、第２図（ｂ）は、この結線状態で見られる各部の
信号波形を示す。

入力端子CLK1から供給される周波数f₁の調整信号はフ
ィルタ回路F₈において、正弦波に近い波形Ａとされ、フ
ォーカスサーボ回路の加算器22に入力される。

この波形Ａは位相補償回路23、加算器24、ドライブ回
路25を介してフォーカスアクチュエータの駆動コイル26
に供給され、光ディスクに照射されるビームスポットの
フォーカス状態を変動する。

調整信号の周波数f₁はサーボ帯域の上限近くに設定さ
れるため、フォーカスサーボ回路の応答性は小さいが、
図示しないディテクタよりフォーカスエラー信号Efが検
出され、AGCアンプ21に帰還される。

AGCアンプ21から出力されているフォーカスエラー信
号EfのレベルEf₀、と加算器22から出力されている調整
信号のレベルEr_fの比（Ef₀/Er_f）は、周波数f₁における
フォーカスサーボ回路のオープンループゲインを示すこ
とになる。

第２図（ｂ）はEr_f＜Ef₀の場合を示しており、ノイズ
やオフセット信号が重畳されている。

Ef₀とEr_fはアナログスイッチS₃の接点a₁,a₂からｔ期
間毎に交互にバンドパスフィルタF₂に入力され、波形Ｂ
に示すような周波数f₁の成分のみが抽出される。そし
て、この信号はアナログスイッチS₄の接点ａを介して検
波回路F₃に入力され、波形Ｃに示すように半波整流波形
とされる。

この半波整流波形ＣはフィルタF₆（積分回路）によっ
て積分され、その平均電圧Ｄが形成される。そして、ア
ナログスイッチS₆,S₇に供給されているサンプリングパ
ルスP₁,P₂によって切り換わる直前の平均電圧Ｄが接点a
₁,a₂により交互にサンプリングされ、オペアンプOP₂で
比較される。そして、このOP₂の判定信号Ｑがフォーカ
スサーボ回路のAGCアンプ21の利得をコントロールする
レベル設定回路C₁のアップダウンカウンタを制御するこ
とになる。そして、例えばEr_f＞Ef₀のときは、判定信号
ＱがＬレベルとなって、クロック信号CKが供給されてい
るレベル設定回路C₁のカウンタの計数値が減少して、AG
Cアンプ21の利得を下げるようにする。

又、Er_f＞Ef₀のときは、判定信号ＱがＨレベルとな
り、レベル設定回路C₁のカウンタの計数値が増大し、AG
Cアンプ21の利得が高くなるように調整する。

その結果、加算器22の入力側の信号Ef₀と、出力側の
信号Er_fが等しくなるように設定されることになる。

したがって、この調整により、調整信号の周波数f
₁で、フォーカスサーボ回路の一巡ループゲインが0dBと
なるように調整される。

ループゲインが0dBとなる周波数ｆは、入力端子CLK1
から供給される調整信号の周波数をｆとすることによっ
て設定でき、光ディスクの回転数や、アクチュエータの
能力を勘案して、この周波数ｆが各機種ごとに設定さ
れ、前述した第８図に示すような所望のサーボ特性を設
定することができる。

なお、バンドパスフィルタF₂は、例えば、スイッチド
キャパシタによって構成され、入力端子CLK1から供給さ
れる調整信号の周波数と共振するようにクロック信号が
入力される。

このフォーカスゲインの自動利得制御モードでは、加
算器22の入力側の信号Ef₀と、出力側の信号Er_fの抽出を
行うバンドパスフィルタF₂がアナログスイッチS₃によっ
て共用できるように構成されているので、バンドパスフ
ィルタF₂に直流的なオフセット電圧が生じた場合でも、
このオフセット電圧が演算増幅器OP₂でキャンセルさ
れ、調整誤差となることがないという利点がある。

（３）トラッキングサーボゲイン自動調整モード 第３図（ａ）は、トラッキングサーボ回路の適正ゲイ
ンを設定するモードとしたときの結線状態を示したもの
で、第２図（ａ）と同様に斜線の配線回路が機能するこ
とになる。

この回路の制御動作は、本質的にフォーカスサーボゲ
インの自動調整モードと同様であり、その信号波形を第
３図（ｂ）で示す。

入力端子CLK1から供給された調整信号（周波数f₂）
は、アナログスイッチS₈がｂ接点に反転することによ
り、調整信号がトラッキングサーボ回路の加算器32に入
力されている。そして、アナログスイッチS₃は、この加
算器32の入力側の信号、すなわち、調整信号がトラッキ
ングアクチュエータを振らしたときのトラッキングエラ
ー信号Et₀と、加算器32から出力される調整信号Er_tを接
点b₁及びb₂により交互に選択して、バンドパスフィルタ
F₂に入力する。

バンドパスフィルタF₂の出力は前述したフォーカスゲ
インの自動調整モードと同じように処理され、演算増幅
器OP₂から出力される判定信号Ｑによってレベル設定回
路C₂のカウンタのアップダウンが制御され、Et₀＝Er_tと
なるようにトラッキングサーボ回路のAGCアンプ31の利
得が調整される。

なお、トラッキングサーボ回路の周波数帯域はフォー
カスサーボ回路のものより一般に広いため、入力された
調整信号の周波数f₂は、一般にf₁＜f₂となるように高い
方に設定されるが、ゲインの調整動作はフォーカスサー
ボ回路の場合と同様であるから、詳細な説明を省略す
る。

（４）フォーカスオフセットの自動調整モード フォーカスエラー信号Efに重畳されるDCオフセット信
号を、加算器24でキャンセルする調整モードを第４図
（ａ）に示し、その信号波形を第４図（ｂ）（Ｃ）
（ｄ）に示す。

入力端子CLK1からは、比較的低い周期の調整信号がフ
ィルタ回路F₈を介して正弦波に近い信号波形AFとされ、
スイッチS₈のｃ接点から加算器22に供給される。そし
て、この信号によってフォーカス状態が変動したときの
フオーカスエラー信号EfがAGCアンプ21に供給される。

一方、加算器22に供給された信号波形AFはアナログス
イッチS₁を介して演算増幅器OP₁に入力され、０クロス
点で反転する信号Ｅが演算増幅器OP₁によって形成さ
れ、アナログスイッチS₂を介してフォーカスオフセット
電圧を設定するレベル設定回路C₃のクロック端子に入力
されている。

そして、この信号Ｅの立ち上がり点でレベル設定回路
C₃のカウンタの計数値が歩進するように構成している。

４図（ｂ）に示すようにフォーカスアクチュエータが
信号波形AFで振られると、オフセットがないときは合焦
点位置を示す０レベルで振幅が大きくなるトラバース信
号波形Ｂがトラッキングエラー信号Etとして検出される
（トラッキングサーボ回路のループはアナログスイッチ
S₅によって切断されているため、ディスクの偏心によっ
てビームスポットがトラックを横断するときのトラバー
ス信号Ｂが得られている）。

このトラバース信号ＢはアナログスイッチS₄の接点ｃ
を介して検波回路F₃で検波され、その検波波形Ｃをフィ
ルタ回路F₅に入力してDC成分、高域信号成分を除去した
交番信号Ｄが出力される。

そして、交番信号ＤはアナログスイッチS₆のｃ接点を
介して一方の端子が０電位とされている演算増幅器OP₂
に入力されているので、０クロス点で反転する波形Ｄ′
が演算増幅器OP₂より出力され前記したレベル設定回路C
₃のアップダウン端子に供給されている。

ところで、第４図（ｂ）に示すように、フォーカスエ
ラー信号Efに負のオフセットE_offが生じているときは、
このレベルを横切る点が合焦点となるから、この時点で
レベルが最大となるトラバース信号Ｂ波形が出力され、
演算増幅器OP₂から出力される交番信号Ｄ′が正のレベ
ルにある時点t₁,t₂でレベル設定回路C₃のカウンタの計
数値が増大する方向に動作し、正のオフセット電圧Ｆが
レベル設定回路C₃のＲ端子から加算器24に供給されるこ
とになり、フォーカスアクチュエータの駆動コイル26に
流れている負のオフセット電圧−E_offによる電流をキャ
ンセルするまで増大する。

又、第４図（ｃ）に示すように、正のオフセット電圧
＋E_offが生じているときは、同様にこのオフセットレベ
ルを横切る点でトラバース信号Ｂが最大となり、演算増
幅器OP₂の出力交番電圧Ｄ′は図のように変化する。そ
のため、レベル設定回路C₃のカウンタが時点t₁,t₂で減
算されて負のオフセット電圧Ｆが加算器24に供給され、
正のオフセット電圧＋E_offをキャンセルすることにな
る。

第４図（ｄ）はフォーカスオフセットがレベル設定回
路C₃の出力電圧によってキャンセルされたときの波形を
示す。なお、レベル設定回路C₃から正のオフセット電圧
のみ出力されるときは、加算器24にあらかじめ負のオフ
セット電圧−F₀/2を加えておいてもよい。

（５）トラッキングオフセットの自動調整モード 第５図（ａ）はトラッキングサーボ回路に重畳するオ
フセットをキャンセルするために形成される結線図を示
し、第５図（ｂ）はその動作波形を示したものである。

この調整モードでは、入力端子CLK2からトラッキング
エラー信号にウォーブリングをかけるクロック信号がフ
ィルタ回路F₇を介して入力されている。

このウォーブリング信号Ｇがオープンループとなって
いるトラッキングサーボ回路の加算器34から入力される
と、トラバース信号Ｂが第５図（ｂ）に示すように変動
する。すなわち、ビームスポットを照射する対物レン
ズ、又はミラーが中点から右、又は左に振られることに
なるが、このときにトラッキングサーボ回路内にオフセ
ットが発生していると、トラバース信号のウネリのバラ
ンスが正負で異なったものとなる。

ウネリの生じたトラバース信号Ｂはトラッキングエラ
ー信号EtとしてAGCアンプ31に入力され、その出力が加
算器32を介してフィルタ回路F₄に供給され、このフイル
タ回路でトラバース信号の高域周波数成分を除去したウ
ネリ波形ＪがアナログスイッチS₆のｄ接点を介し反転入
力端子がスイッチS₇を介して０とされている演算増幅器
OP₂に供給される。そして、演算増幅器OP₂より０クロス
点で正又は負に反転する判定出力Ｑがレベル設定回路C₄
のアップダウンカウンタのU/D端子に供給され、このカ
ウンタに供給されている入力端子CLK3のクロック信号Ｍ
を加算又は減算する。

レベル設定回路C₄の出力は、適当な時定数を有する電
圧分割器から出力されるオフセット電圧を設定し、この
電圧が加算器32にオフセット補正電圧Et_offとして入力
される。

そして、光学系の誤差や、トラッキングサーボ回路内
に発生していたトラッキングオフセットをキャンセルす
ることになる。

このトラッキングオフセットの調整モードは適当な時
間行なうと、トラッキングオフセットがキャンセルされ
る状態になり、前のトラバース信号はＢ′に示すように
整定されることになる。そして、この状態でクロックＭ
の供給を停止し、オフセットの調整モードを解消する。

上記実施例ではトラバース信号が十分得られるように
ウォーブリングをかけたが、通常、光ディスクには0.2m
m程度の偏心があるからウォーブリング信号Ｇを必ずし
も印加する必要はない。

（６）ディテクタのポジション変動によるオフセットの
自動調整モード 光ディテクタのトラッキングエラーEtを検出する際
に、プッシュプル法が採用されていると、対物レンズが
移動したときに光軸がずれ、直流的なオフセットが発生
する。

このDCオフセットを解消するための１つの方法として
は、トラッキングアクチュエータの偏移を検出するセン
サ37を設け、このセンサ37から得られたポジション信号
を可変利得アンプ38を介して加算器32にフィードバック
することによって相殺することができる。

しかし、この方法でトラッキングエラー信号のDCオフ
セットをキャンセルするためには、帰還する量が可変利
得アンプ38によって適当なレベルに変換される必要があ
る。

本項は、この可変利得アンプ38の利得を適正に設定す
る自動調整モードを説明するものであって、第６図
（ａ）はポジション変動によるオフセットの自動調整モ
ードを行なう際の結線図を斜線で示しており、第６図
（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそのときの動作波形を示してい
る。

このモードの場合は、入力端子CLK2から供給される比
較的低い周波数のクロックがフィルタ回路F₇によって正
弦波状の波形Ｇとされ、加算器34、アンプ35を介してト
ラッキングアクチュエータの駆動コイル36に印加され
る。

そのため、対物レンズ又はミラーが揺動し、前述した
ようにウォーブリングされたトラバース信号Ｂがトラッ
キングエラー信号Etとして検出される。なお、６図の
（ｂ）のＨはウォーブリングされたときのアクチュエー
タの実際の動きを検出するセンサ37の出力である（位相
遅れθを有する）。

トラバース信号Ｂのレベルは、トラッキングアクチュ
エータが中心位置にあるとき、つまり、２分割ディテク
タに入射する光軸がずれていないときに最大となり、こ
の中心位置からずれるにしたがってレベルが下がる。

一方、ウォーブリングする波形Ｇはフィルタ回路F₁に
よって位相をψだけずらした波形Ｋを形成し、アナログ
スイッチS₁を介して演算増幅器OP₁で波形Ｋの０クロス
点で反転するクロック波形Ｅとして検出されている。そ
して、この０クロス点で反転するクロック波形Ｅの立ち
上がりによって可変利得アンプ38のゲインを設定するレ
ベル設定回路C₅のカウンタを歩進するクロックを作る。

他方、AGCアンプ31から出力されたトラバース信号Ｂ
はフィルタ回路F₄により高域成分、DC成分が除去された
信号波形Ｊに変換され、その交流成分のみがアナログス
イッチS₆の接点ｅから演算増幅器OP₂に入力されて、０
クロス点で反転する判定信号Ｑを形成し、前記レベル設
定回路C₅のカウンタのアップダウンを制御する。

そのため、第６図（ｂ）のように、可変利得アンプ38
によって帰還されるポジションエラー信号の利得が大き
いときはレベル設定回路C₅のカウント値が減算モードで
加算され、可変利得アンプの利得を下げるように移動す
る。

又、第６図（ｃ）に示すように、可変利得アンプ38の
利得が小さく、ポジションエラー信号のキャンセルが十
分でないときは（この場合、トラバース信号のレベルが
ポジションエラーに基ずいてウネッている）、レベル設
定回路C₅のカウンタが増大する方向に制御され、カウン
ト値がアップすることによって可変利得アンプ38の利得
を増大する。

第６図（ｄ）は、可変利得アンプ38の利得が適正とな
り、ポジションエラー信号が加算器32で完全にキャンセ
ルされた場合の信号波形を示している。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光学ヘッドのサーボ系
制御回路は、トラッキング、およびフオーカスサーボ回
路のループ利得を自動的に定める際に、調整信号を抽出
するフイルタのオフセットをキャンセルするような回路
構成としているので、オープンループゲインの設定がよ
り高い精度で行うことができるという効果がある。

また、一個の低いオフセット演算増幅器がサーボ系の
各種調整で共用できるようになされているので、サーボ
系制御回路を集積化する際に、高い精度を出すためのト
リミング加工が少なくなり、IC化が容易になるという特
徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーボ系制御回路の実施例を示すブロ
ック図、第２図（ａ）はフオーカスゲインの自動調整モ
ードにおける機能ブロック図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）の動作を示す波形図、第３図（ａ）トラッキング
ゲインの調整モードを示す機能ブロック図、第３図
（ｂ）は第３図（ａ）の動作を示す信号波形図、第４図
（ａ）はフオーカスオフセットの自動設定モードを示す
ブロック図、第４図（ｂ）（ｃ）（ｄ）は第４図（ａ）
の動作を示す信号波形図、第５図（ａ）はトラッキング
オフセットの自動設定モードを示すブロック図、第５図
（ｂ）は第５図（ａ）の動作を示す信号波形図、第６図
（ａ）はポジションエラーの自動設定モードを示すブロ
ック図、第６図（ｂ）（ｃ）（ｄ）は第６図（ａ）の動
作を示す信号波形図、第７図は自働サーボ制御回路の先
行技術を示すブロック図、第８図はサーボゲインの説明
グラフである。 図中、21、31はAGCアンプ、22、32、24、34は加算器、2
5、35はドライブ回路、26、36駆動コイル、C₁〜C₅はレ
ベル設定回路を示す。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】利得制御手段を備えている光学ヘッドのサ
   ーボループ内に、サーボ帯域の上限周波数に設定されて
   いる調整信号を注入する調整信号挿入回路を設け、 該調整信号挿入回路の入力側の第１の信号と、出力側の
   第２の信号を交互に選択する第１のスイッチング手段
   と、 前記第１のスイッチング手段から選択出力される前記調
   整信号の基本周波数成分を抽出するためのバンドパスフ
   ィルタと、 前記第１のスイッチング手段と同期して切り替わり、前
   記バンドパスフィルタの出力信号から前記第１、および
   第２の信号を選択してサンプリング電圧を出力する第２
   のスイッチング手段と、 該第２のスイッチング手段で選択された前記第１及び第
   ２の信号成分を比較する比較手段を備え、 該比較手段の出力によって前記光学ヘッドサーボループ
   のオープンループゲインを調整することを特徴とする光
   学ヘッドのサーボ系制御回路。
2. 【請求項２】上記バンドパスフィルタ、および比較手段
   を構成する差動アンプはトラッキングサーボ回路又はフ
   ォーカスサーボ回路において共用されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項に記載の光学ヘッドの
   サーボ系制御回路。
3. 【請求項３】上記比較手段を構成する差動アンプは上記
   光学ヘッドのフォーカスオフセット、およびトラッキン
   グオフセットの調整を行う際の比較手段として共用され
   るように切り換えられることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）に記載の光学ヘッドのサーボ系制御回路。