JP3318411B2

JP3318411B2 - 自動利得調整装置

Info

Publication number: JP3318411B2
Application number: JP28535293A
Authority: JP
Inventors: 宏之阿部; 清志加藤; 孝一郎原口; 和茂川名; 武弘高田
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 2002-08-26
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JPH07141029A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、いわゆるサーボコン
トロール装置に係り、特に光学式記録再生装置等におけ
るサーボコントロール装置の利得調整時間制御に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、ＣＤ（Compact disk）若しくはＬ
Ｄ（Laser disk）等のディスクの記録や再生を行う装置
においては、ディスク上の記録トラックから正確に情報
を読み取るために、読み取りを行うピックアップやディ
スクの速度、トラック位置、レンズのフォーカス等を閉
回路ループを形成することにより駆動制御するサーボ技
術が重要である。かかるサーボ技術において、ピックア
ップから入力した信号に対しエラー信号を生成する必要
があり、そのエラー信号生成手段には適正な入力電圧値
に入力電圧を利得調整する必要がある。そのため入力信
号に応じて利得を調整する自動利得調整（オートゲイン
コントロール）回路を設けることが多かった。

【０００３】上記自動利得調整回路としては、いくつか
の装置が考案されている。例えば、エラー信号の大きさ
を調べて、サーボイコライザ回路に入力するのに適する
大きさにゲイン調整をするものがある。しかし、ピック
アップや回路における特性のバラツキ、更に温度特性に
よっては、サーボクローズ後のゲインが大きく変動して
最適な調整が行えない場合があり、その場合は外乱元を
用いて自動利得調整を行う方法が優れている。これは、
外乱元を用いて大きさと発振周波数の判った外乱を適当
な時間にサーボループ内に注入し、時間をおいてループ
を巡ってきた外乱信号を検出してレベルを調べること
で、そのディスクを含めたループの持つ固有のゲインが
判り、それよりエラー信号としてサーボイコライザに入
力するのに適するレベルにアッテネータ等で信号レベル
の利得調整を行うものである。

【０００４】従来、自動利得調整装置では、上記のよう
な利得調整をディスクの再生が開始する前の適当な時期
に行っていた。この従来のタイミングの例を図６（ａ）
に示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
外乱元を用いた自動利得調整装置では、外乱元が可聴周
波数帯の発振であるため、外乱が注入された後ピックア
ップがこの外乱に併せて機械的に振動する。ところが、
外乱によるピックアップの振動が演奏前に行われるため
外乱が耳障りなノイズとして漏れ込む可能性が大きく、
この場合のノイズ自体が耳障りな音となって聞こえてし
まうという問題があった。

【０００６】図６（ａ）において、でディスクのセッ
トを行い、でフォーカスクローズが行われ、ピックア
ップ内のレンズの位置がトラック上に集束する。でト
ラッキングをクローズし、ピックアップはトラックに追
従するようになる。フォーカスとトラッキングとが制御
されると自動利得調整が行われる（図のオートゲイン中
のパルス）。ところが、スピーカ等から音楽が聞こえ出
すのはの再生曲頭出しが完了してからであり、の直
後の自動利得調整時は、ＭＵＴＥ信号が有効でありまだ
無音状態である。つまり、ここでノイズが耳障りな音と
なって聞こえるのである。

【０００７】そこで、本願発明の目的は、外乱元のノイ
ズが聞こえることなく利得調整を行う自動利得調整装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を実施するため
に、オーディオ信号の再生出力レベル（オーディオレベ
ル）を検出してから自動利得調整を行う構成が必要であ
る。そこで、本願発明の目的は、記録媒体から情報を読
み取る読取手段と、前記読取手段が前記記録媒体に対応
する所定位置に位置するよう前記読取手段を位置制御す
るサーボ手段と、外乱信号をサーボループに注入するこ
とにより前記サーボ手段の利得を調整変更する利得調整
手段と、前記読取手段により得られた読取信号に含まれ
るオーディオ信号を信号処理する信号処理手段と、を有
する自動利得調整装置において、前記信号処理手段は、
前記オーディオ信号を信号処理する際に前記オーディオ
信号の再生出力レベルを検出するとともに、前記利得調
整手段は、前記信号処理手段により検出された前記再生
出力レベルが所定値以上の大きさである場合に外乱信号
をサーボループに供給することを特徴とする自動利得調
整装置により達成される。

【０００９】

【作用】本願発明によれば、読取手段は記録媒体から情
報を読み取り、サーボ手段は読取手段が記録媒体から所
定距離に位置するよう読取手段を位置制御し、利得調整
手段が外乱信号をサーボループに注入することによりサ
ーボ手段の利得を調整変更する。そして、信号処理手段
は、オーディオ信号を信号処理する際に利得調整手段の
内部に存在するレベル検出部が読取手段より得られた読
取信号に含まれるオーディオ信号の再生出力レベルを検
出し、このレベルがこのレベルが自動利得制御における
外乱注入によるノイズが目立たない程度のオーディオレ
ベル以上になった際に外乱を発生するような利得調整手
段を設定することによって、それ以上の大きさである場
合にのみ自動利得制御が行える。

【００１０】

【実施例】本願発明の好適な実施例を図面に基づいて説
明する。本実施例は、ＣＤの再生装置において、オーデ
ィオレベルを信号処理回路により検出し、所定の音量レ
ベル以上になった時、自動利得調整回路を働かせるもの
である。

【００１１】図１及び図２に本実施例の構成を示す。図
１はサーボ系に関する全体形に係り、オーディオ信号復
調の流れに関しては、信号が記録された記録媒体のディ
スク１と、ディスク１の情報トラックより記録された信
号をレンズ（図示せず）を通して読出すピックアップ２
と、ピックアップ２をディスク１の直径方向に駆動する
送り（キャリッジ）モータ３と、ディスク１を回転させ
るスピンドルモータ４と、ピックアップ２により読出さ
れた読出信号を増幅し、２値化されたＲＦ信号の他にフ
ォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等を出力
するプリアンプ５と、２値化されたＲＦ信号からスピン
ドルモータ４の速度制御のための信号（ＣＬＶ）を生成
し、且つ、ＲＦ信号よりＥＦＭ復調、ＣＩＲＣによる誤
り訂正復号等を行い１６ビットのディジタル信号に変換
してＤ／Ａ変換器１１に送る信号処理回路７と、信号処
理回路７の内部にあり、ディジタルオーディオデータの
レベルを検出し、その検出信号をマイクロコンピュータ
６に出力するオーディオレベル検出部７’と、１６ビッ
トディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ回路
１１と、アナログ信号から可聴周波数帯域を通過させ、
ノイズ分を除去してオーディオ信号を出力するローパス
フィルタ（ＬＰＦ）１２と、実際に出力する音量をマイ
クロコンピュータ６の制御により調整されるボリューム
１３と、音声信号の電力増幅を行うアンプ１４と、音声
信号を音響に変換するスピーカ１５と、により構成され
る。信号処理回路７はデータバッファ１８と接続され所
定のデータの読み書きを行う。

【００１２】また、サーボ系に関する信号の流れは、プ
リアンプ５より供給された各種エラー信号のゲインを調
整し、サーボ系への所定の信号レベルに利得調整する自
動利得調整ブロック８と、サーボのための周波数を調整
するサーボイコライザ９と、生成された駆動信号を電流
増幅しピックアップ２のフォーカス／トラッキングコイ
ル（図示せず。）・送りモータ３・スピンドルモータ４
を駆動するためのドライバ１０と、システム全体を制御
するマイクロコンピュータ（マイコン）６と、マイクロ
コンピュータ６をユーザが制御するためのキー１７と、
簡単な状態表示を行うための表示系１６と、によって構
成される。

【００１３】ピックアップ２中のレンズは、ディスク１
の直径方向にはトラッキングコイル（図示せず。）、焦
点制御のためにはフォーカスコイル（図示せず。）によ
って駆動され、トラックからの情報を図示しない受光部
に適正な位置関係になるようサーボ系によって駆動され
る。

【００１４】自動利得調整ブロックの詳細なブロックを
図２に示す。自動利得調整ブロック８は、プリアンプ５
から供給される各種のエラー信号をサーボイコライザ９
に入力するのに最適なレベルに利得調整を行う働きを
し、エラー信号をマイクロコンピュータ６の供給するア
ッテネータコントロール信号によって適宜利得変更し出
力するアッテネータ２０と、アッテネータ２０の出力か
ら最初の分岐（Ｙ分岐）をして、サーボループを一巡し
てきた外乱を含むエラー信号のゲイン変化量検出を行う
ゲイン変化量検出ブロック２１と、Ｙ分岐からの信号に
外乱元２９からの外乱を加算する加算器３０と、加算器
３０の出力から分岐（Ｘ分岐）し、外乱印加直後のゲイ
ン変化量検出を行うゲイン変化量検出ブロック２１’
と、により構成される。外乱元２９はエラー信号に疑似
的に値の定まった外乱要素（発振器等による一定振幅の
一定周波数）を加えて、それによって変化するエラー信
号のレベルを調べるためにあり、マイクロコンピュータ
６から投入及び切断が可能なスイッチＳＷ₁によって加
算器３０に供給される。

【００１５】ゲイン変化量検出ブロック２１、２１’
は、粗調整と微調整とで使用回路ブロックを切り換える
ためスイッチＳＷ₂、ＳＷ₃を有し、一方の微調整（自
動利得調整）用ブロックは、外乱信号の周波数帯を通過
させるバンドパスフィルタ２２と、信号を絶対値信号に
変換する絶対値回路２３と、外乱信号の周波数成分を除
去し直流化しデジタル信号にＡ／Ｄ変換するローパスフ
ィルタ部２４と、により構成され、他方の粗調整用ブロ
ックは、入力信号の最大値をホールドするピークホール
ド回路２５と、入力信号の最小値をホールドするボトム
ホールド回路２６と、最大最小値の差（ダイナミックレ
ンジ）を所定のレベルに変換する差動増幅器２７と、ダ
イナミックレンジをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２８
と、により構成される。

【００１６】次に、本実施例の動作を図３のシーケンス
に基づいて説明する。まず、ディスクが装着される（ス
テップＳ１）。マイクロコンピュータ６は、サーボイコ
ライザ回路９のスピンドルサーボ系を制御しスピンドル
モータ４を始動させる（ステップＳ２）。次に、ピック
アップ２の受光を有効にしてフォーカスサーチを行う
（ステップＳ３）。ここで、最適値ではないがとりあえ
ずフォーカスサーボをかけるためフォーカスゲインの粗
調整を行う（ステップＳ４）。

【００１７】図４にフォーカスゲインの粗調整のサブル
ーチンシーケンスを示す。粗調整に入ると（ステップＳ
３０）、フォーカスエラー信号のレベルを読み込む（ス
テップＳ３１）。このレベルを有する信号は、図２のゲ
イン変化量検出ブロック２１（若しくは２１’）に入力
される。マイクロコンピュータ６は、スイッチＳＷ₂、
ＳＷ₃を粗調整用ブロック（ｂ側）に切り換えて、この
ときＡ／Ｄ変換器２８より入力されるダイナミックレン
ジに応じてアッテネータ２０のためのゲインを計算し、
アッテネータコントロール信号によりレベルを調整し
（ステップＳ３２）、このサブルーチンは終了する（ス
テップＳ３３）。

【００１８】つまり、フォーカスエラー信号レベルをＦ
Ｅとすると、ＦＥ＝ピークホールド値−ボトムホールド値となり、これよりアッテネータゲインＡＴＴをＡＴＴゲイン＝ＦＥ標準目標レベル／ＦＥにより計算して制御すればよい。

【００１９】さて、フォーカスゲインの粗調整が済めば
フォーカスをクローズしてフォーカスサーボが行える
（ステップＳ５）。次に、トラッキングゲインを粗調整
するため、フォーカスサーボと同様に粗調整のためのサ
ブルーチンを呼び出す（ステップＳ６）。トラッキング
ゲインの粗調整を行うサブルーチンシーケンスはフォー
カスゲインの粗調整と同じ手順なので省略する。トラッ
キングゲインの粗調整用シーケンスとしては、図４にお
けるステップＳ３１のフォーカスエラーをトラッキング
エラーに、ＦＥをＴＥに変更したものである。この場合
のアッテネータ２０への設定値もＡＴＴゲイン＝ＴＥ標準目標レベル／ＴＥより求められる。

【００２０】なお、上記フォーカス及びトラッキングの
粗調整は回路上アッテネータ設定範囲が狭い装置等に必
要であり、装置の態様によっては省略可能なステップで
ある。

【００２１】さて、トラッキングクローズ（ステップＳ
７）して、マイクロコンピュータ６はディスクのＴＯＣ
情報を読む（ステップＳ８）。そして、この読みだした
ＴＯＣ情報を元に再生すべき曲のトラック番号等から曲
の頭出しを行い（ステップＳ９）、曲の演奏をはじめる
（ステップＳ１０）。その際、マイクロコンピュータ６
が内部のクロックにより長さを自由に設定出来るタイマ
ーをスタートさせる（ステップＳ１１）。このタイマー
は自動利得調整を行う時間を定めるために動作させ、タ
イマー専用回路を用いてマイクロコンピュータ６に対し
割り込み処理をかけてもよいし、マイクロコンピュータ
６がカウントを行なってもよい。

【００２２】次に、信号処理回路７のオーディオレベル
検出部７’からマイクロコンピュータ６に入力されてい
るオーディオレベル検出信号の有無を調べる（ステップ
Ｓ１２）。つまり、演奏の始まった曲の音楽情報が再生
され所定の信号レベルがアナログ系に送出されているか
どうかを判定する。

【００２３】オーディオレベルが所定値以上の場合（ス
テップＳ１２：ＹＥＳ）、スピーカ１５から送出されて
いる音楽レベルが所定レベル以上であるので自動利得調
整に入る（ステップＳ１３）。

【００２４】オーディオレベルが所定値以下の場合（ス
テップＳ１２：ＮＯ）、まだスピーカ１５から聞こえる
音が小さいので、自動利得調整は行わずタイマーに余裕
があるかを調べる（ステップＳ１４）。タイマーがタイ
ムアウトでない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、まだ引
き続きオーディオレベルが上がって来るまで待つ（ステ
ップＳ１２）。タイムアウトになった場合（ステップＳ
１４：ＹＥＳ）、当該曲はオーディオレベルが上がらな
いものと判断し、自動利得調整に入る（ステップＳ１
３）。

【００２５】自動利得調整が終了すると次の処理へと移
る（ステップＳ１５）。さて、自動利得調整のシーケン
スを図５に示す。まず、マイクロコンピュータ６は、ス
イッチＳＷ₁を閉じ外乱元２９の発する外乱信号を加算
器３０に注入する（ステップＳ２１）。同時にゲイン変
化量検出ブロックのスイッチＳＷ₂、ＳＷ₃をａ側に切
り換えて、自動調整用ブロックが有効となるようにす
る。Ｘ分岐からはこの外乱値を加えられたエラー信号が
ゲイン変化量検出ブロック２１’に入力され、マイクロ
コンピュータ６によって測定される（ステップＳ２
２）。同時に、Ｘ分岐から外乱を加えられた信号がサー
ボイコライザ９に供給され、ドライバ１０からピックア
ップ２に加えられる。そして、その外乱に応じてレンズ
が駆動され微変動を起こす。この微変動に応じてエラー
信号が変化し、プリアンプ５を経て再度自動利得調整ブ
ロック８に入力される。マイクロコンピュータ６はアッ
テネータ２０の値をアッテネータコントロール信号によ
る固定値（例えば、ゲイン１）にしておく。そして、サ
ーボループを巡ってＹ分岐に入力された信号をゲイン変
化量検出ブロック２１で調べる（ステップＳ２２）。外
乱元は、一定振幅の一定周波数を発振しているが、バン
ドパスフィルタ２２では、この外乱元の発振周波数のみ
を通過させるので、トラックに情報があったとしても、
外乱値のみを入力し測定することが出来る。ここで、こ
のループのゲインはＸ分岐からマイクロコンピュータ６
への入力をＸ、Ｙ分岐からマイクロコンピュータ６への
入力をＹとするとゲイン＝Ｙ／Ｘで求められる。これらＸ，Ｙの測定結果はデータバッフ
ァ１８に記憶される。

【００２６】次に、ステップＳ２２によるゲイン計算を
数回（本実施例では５回）測定し平均をとるため、測定
回数を記録する（ステップＳ２３）。このカウンタは初
期値をゼロとして、１づつインクリメント（カウントを
１プラス）する操作である。そして、測定回数を調べ
（ステップＳ２３）、所定の回数（本実施例では５
回。）より少ない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）は再度
測定する（ステップＳ２２）。所定の回数に達した場合
（ステップＳ２２：ＮＯ）、過去の測定回数分の測定値
をデータバッファ１８より呼び出し平均する演算を行う
（ステップＳ２５）。

【００２７】さて、入力利得の変動幅は１ｄＢ以内であ
ることが安定したサーボの条件であることが実験的に判
っているので、この様にして平均した演算値の利得幅を
調べ（ステップＳ２６）、外乱によるレンズの振動によ
る変動幅が±１ｄＢより大きい場合（ステップＳ２６：
ＮＯ）、変動幅が±１ｄＢ以内になる方向（ゲインを下
げる方向）にアッテネータ２０のゲインを再調整し（ス
テップＳ２７）、再度平均値を取る（ステップＳ２
２）。

【００２８】さて、変動幅が±１ｄＢ以内に存在する場
合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）はスイッチＳＷ₁を切断
し外乱元の注入を停止する（ステップＳ２８）。続い
て、この時のアッテネータ２０に設定したゲインを図示
しないＲＡＭ等に記憶し次のステップに移る（ステップ
Ｓ２９）。

【００２９】図６（ｂ）に本実施例による結果のタイミ
ングチャートを示す。ステップＳ１２で判定するオーデ
ィオレベルをＧｓとすると、図で示すようにで再生曲
の頭出しが始まり、ＭＵＴＥ信号が無効になってスピー
カ１５から音声が出力され、その信号処理回路７で判定
されるそのレベルがＧｓを越えた時、自動利得調整が行
われる。オーディオレベルは一定レベル以上であるの
で、自動利得調整にかかるノイズは目立たない。

【００３０】以上の通り本実施例によれば、オーディオ
レベルの検出によってノイズの発生する外乱による自動
利得調整を行うべきタイミングを知ることができ、オー
ディオレベルが高い場合にはノイズが目立たない位置で
自動利得調整ができる。

【００３１】また、万一オーディオレベルが低い場合で
も見切りで利得調整を行うため安定したサーボ性能を優
先させることもできる。さらに、利得調整値が記憶され
ているので、当該ディスクを取り外さない限りは、リプ
レイ（再度再生）時にその記憶値を利用でき、自動調整
を行う手順を省略する事ができ、再生までの時間を短縮
できる。その他の変形例なお、本願発明は上記実施例に限らず種々の装置に適用
できる。例えば、オーディオレベル検出は、信号処理回
路７にて検出していたが、信号処理以降のどの場所で検
出してもよく、単にディジタルオーディオ信号の上位数
ビットをマイクロコンピュータ６に入力させるだけでも
判定でき、この場合は回路が簡単で済む。また、外乱周
波数を特に目立たなくするために、アナログ系より特定
周波数をバンドパスフィルタ等で検出して、該当する周
波数レベルが高いときに行うようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上の通り、本願発明によれば、粗利得
調整と外乱による自動利得調整を併用できるので、始動
時には粗利得調整を行い、オーディオレベルが高いとき
には外乱入力による自動利得調整を行うため、外乱注入
によるノイズを聴感上減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例によるディスク再生装置を示
すブロック図である。

【図２】本願発明の実施例による自動利得調整ブロック
を示す説明図である。

【図３】本願発明の実施例による動作シーケンスであ
る。

【図４】本願発明の実施例によるフォーカス粗利得調整
のシーケンスである。

【図５】本願発明の実施例による自動利得調整基本シー
ケンスである。

【図６】従来例及び実施例の再生時タイミングチャート
である。

【符号の説明】

１…ディスク２…ピックアップ３…送り（キャリッジ）モータ４…スピンドルモータ５…プリアンプ６…マイクロコンピュータ７…信号処理回路７’…オーディオレベル検出部８…自動利得調整ブロック９…サーボイコライザ１０…ドライバ１１…Ｄ／Ａ変換器１２、２４…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３…音量調整ボリューム１４…アンプ１５…スピーカ１６…表示系１７…キー操作部１８…データバッファ２０…アッテネータ２１、２１’…ゲイン変化量検出ブロック２２…バンドパスフィルタ２３…絶対値回路２４…ローパスフィルタ２５…ピークホールド回路２６…ボトムホールド回路２７…差動増幅器２８…Ａ／Ｄ変換器２９…外乱元３０…加算器ＳＷ₁〜ＳＷ₃…スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川名和茂埼玉県川越市大字山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (72)発明者高田武弘埼玉県川越市大字山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内 (56)参考文献特開昭64−73580（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−107774（ＪＰ，Ａ) 特開平１−220231（ＪＰ，Ａ) 特開平４−188309（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/20 G11B 7/09 - 7/10 G11B 21/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体から情報を読み取る読取手段
と、前記読取手段が前記記録媒体に対応する所定位置に
位置するよう前記読取手段を位置制御するサーボ手段
と、外乱信号をサーボループに注入することにより前記
サーボ手段の利得を調整変更する利得調整手段と、前記
読取手段により得られた読取信号に含まれるオーディオ
信号を信号処理する信号処理手段と、を有する自動利得
調整装置において、前記信号処理手段は、前記オーディオ信号を信号処理す
る際に前記オーディオ信号の再生出力レベルを検出する
とともに、前記利得調整手段は、前記信号処理手段により検出され
た前記再生出力レベルが所定値以上の大きさである場合
に前記外乱信号を前記サーボループに供給することを特
徴とする自動利得調整装置。