JPH01122038A

JPH01122038A - サーボルーブの自動利得制御回路

Info

Publication number: JPH01122038A
Application number: JP27923487A
Authority: JP
Inventors: Junji Nakajima; 順次中島; Yoshio Miura; 三浦　芳夫; Motoyuki Suzuki; 基之鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1989-05-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光ディスク装置におけるサーボ制御回路に係
り、特に、サーボループのループゲインを自動的に調整
することが可能な自動利得制御回路に関するものである
。

〔従来の技術〕

光学式ピックアップから発せられる光ビームてよって、
ディスクのら線ないし同心円状のトラックから、これに
記録された音声信号や映像信号等の情報信号を再生する
光ディスク装置では、情報信号の再生の際に、ディスク
に入射、する光ビームがトラックの中心を走査するとと
もに、ディスクの記録面で焦点を結ぶことが要求され、
そのためにトラッキングサーボ及びフォーカスサーボが
不可欠なものとなる。

トラッキングサーボは、ディスクに入射した光ビームの
トラック中心に対するディスク半径方向のズレ、いわゆ
るトラッキングエラーを検出し、その検出信号であるト
ラッキングエラー信号に基づいて、ピックアップの対物
レンズないしはピックアップ全体をディスクの半径方向
に動かしてトラッキングエラーを零になるようにするも
のである。

一方、フォーカスサーボは、ディスクに入射した光ビー
ムの焦点のディスク記録面に対する垂直方向のズレ、い
わゆるフォーカスエラーを検出し、その検出信号である
フォーカスエラー信号に基づいて、ピックアップの対物
レンズないしはピックアップ全体をディスク面に対し垂
直な方向に動かして、フォーカスエラーが零になるよう
にするものである。

かかるトラッキングサーボ及びフォーカスサーボにおい
て、サーボルーズのループ特性は、ディスクの反射率及
び透過率、ピックアップの光検出器感度、アンプゲイン
、位相補償回路特性、アクチュエータの動作感度の各々
の積で与えられる。

このうち、ディスクの反射率及び透過率と、ピックアッ
プの光検出器感度と、アクチュエータの動作感度は特性
バラツキが大きく、そのため設計値通りのループゲイン
を得るためには、何らかのゲイン調整手段を設ける必要
があった。

最も簡単な方法としては、ループ途中にゲイン調整手段
としてボリュームを設け、工場出荷時に調整を行なう方
法があるが、この場合、ディスク毎の反射率のバラツキ
等に対するループゲインの変動は調整不可能であった。

そこで、サーボループ内にゲイン調整手段として自動利
得制御回路（以下、ＡＧＣ回路という。）を設け、閉ル
ープ特性が常に一定になるようにする方法が、例えば、
特開昭５８−１０５４３８号公報などにおいて提案され
ている。

第６図はトラッキングサーボループに設けられたＡＧＣ
回路の従来例を示すブロック図である。

同図において、４はサーボループ内に配設され、該サー
ボループのループゲインを制御するための乗算回路、１
０は該サーボルーズに所定周波数の信号を印加するため
の発振器、１２は該発振器１０の出力とバンドパスフィ
ルタ１１の出力との位相差を検波するための位相比較回
路である。

ディスク（図示せず）に入射された元ビームはディスク
上で反射され、ピックアップ（図示せず）内の光検出器
１，２上に投射される。２つの光検出器１，２から発生
した信号は、プリアンプ（図示せず）を介して差動増幅
回路３の入力信号となり、ディスク上で走査されるべき
トラックに対する光ビームのズレ量であるトラッキング
エラー信号が、前記差動増幅回路３の出力として得られ
る。

このトラッキングエラー信号は、乗算回路４において後
述する様な処理を施された後、サーボルーズを安定させ
るための位相補償回路６と、駆動回路７と、を介して、
トラッキングアクチュエータ８に供給される。それによ
り、トラッキングアクチュエータ８は、トラッキングエ
ラーが零となるように、ピックアップの対物レンズまた
はピックアップ全体をディスクの半径方向に移動させる
。

ところで、前記光検出器１．２によって得られる信号の
大きさは、前述した多数のパラメータ、特に、ディスク
の反射率及び透過率と、ピックアップの光検出器感度と
、アクチュエータの動作感度に左右され、その信号の大
きさの変動がサーボループに影響をもたらす。

そこで、その影響をなくするために、第６図に示すＡＧ
Ｃ回路では先ずサーボループのループゲインを測定する
。

即ち、先ず、発振器１０の出力である測定信号１３ａを
、加算回路５によシ乗算回路４からの出力ｅ。

に加算することによって、その測定信ｑｅ。をサーボル
ーズに印加する。すると、加算回路５の出力からは、印
加された測定信号ｅ。に対するサーボループの応答信号
ｅ２が得られる。

次に、この得られた応答信号ｅ２を、測定信号ｅ。

の周波数を通過帯域とするバンド・パス・フィルタ１１
に入力する６そして、このバンド・パス・フィルタ１１
を介した応答信号と印加された測定信号ｅ。との位相差
を位相比較回路１２により検出する。

さて、そこでサーボルーズの開ループゲインをＧとすれ
は、９、＝＋　−Ｇｅ２（１）ｅ２＝ｅｏ＋ｅ、（２）であるので、測定信号ｅ。に対する応答信号θ２の応答
はなる伝達関数で与えられる。

従って、発振器１０の出力である測定信号ｅ。の周波数
をサーボ系のカットオフ周波数付近に設定すれば、サー
ボループの開ループゲインＧとして設計値通りの値が得
られている限り、測定信号ｅ。

に対する応答信号ｅ２の位相差ψは一９０’となる。

即ち、言い換えれば、測定信号ｅ。に対する応答信号ｅ
２の位相差ψが一９０°でない限り、開ループゲインＧ
としては設計値通りの値が侍られてぃないことになる。

従って、測定信号ｅ。に対する応答信号ｅ２の位相差ψ
を測定すれば、間接的にサーボループのループゲインを
測定することになることがわかる。

そこで、位相差ψを、位相比較回路１２において測定信
号ｅ。と応答信号ｅ２とを位相比較することによって得
る。この位相比較回路１２の最も簡単な例としては、入
力信号を矩形波信号に変換する２個のリミッタ回路と、
ＥＸ−ＯＲゲートを具えたものがある。かかる位相比較
回路１２から出力される矩形波信号は、位相差ψの情報
を与えるデユーティサイクルを有しており、このデユー
ティサイクルは、ψ＝±９０°の場合に５０チとなる。

そして、この矩形波信号は平滑回路１４によって平滑さ
れ、ＤＣ電圧となり、乗算回路４に制御信号として入力
される。

乗算回路４では、差動増幅回路５の出力であるトラッキ
ングエラー信号をに倍に増幅して出力するが、前述の如
く入力された制御信号によってそのｋの値が制御される
。

第７図に、このときの測定信号ｅ。に対する応答信号ｅ
２の位相差ψと乗算回路４のゲイ／にとの関係を示した
特性曲線を示す。

即ち、同図により、乗算回路４において制御信号として
入力される位相差ψが ψ＜−９０°　　　　　　　　　　　（４）ならばゲイ
ンｋを増大させる方向に、また、ψ）　−９０’　　　
　　　　　　　　　　　（５）ならばゲインｋを減少さ
せる方向に制御すれば、ψを常に一９０°に保つことが
でき、この結果、サーボループの開ループゲインＧは常
に一定になる。

以上の様にして、第６図に示すＡＧＣ回路によれば、サ
ーボループのループゲインＧは常に一定に保つことがで
きる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したＡＧＣ回路では、サーボループの閉ループ特性
を測定するために、発振器１ｏにより測定信号ｅ。を印
加す°る必要がある。このことは、サーボループに外乱
を加えたことと等価となり、例えば、トラッキングサー
ボの場合、光ビームがディスクの半径方向に測定信号ｅ
。の大きさに応じて励振される。光ビームのトラックに
対する励振により、走査すべきトラックの両側の隣接ト
ラック上に光ビームのスポットの周辺部が入射すること
になる。この結果、反射光から得られる再生信号には、
隣接トラックのピット情報が漏れ込む、いわゆるクロス
トークが発生するという問題があった。

本発明の目的は、測定信号をサーボルーズに印加するこ
とによって生じるクロストークの悪影響を受けることな
く、サーボループのループゲインを常に略一定に保つこ
とのできるＡＧＣ回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記した目的を達成するために本発明では、先
ず、測定信号をサーボループに印加する際に、連続的に
印加し続けるのではなく、間欠的に印加させる。例えば
、ディスクから映像信号を再生する場合においては、測
定信号を印加する期間を、再生映像信号の垂直ブランキ
ング期間、あるいはディスク再生時のリードイン（頭出
し）等で画像をミューティングしている期間のみとし、
モニタ画面上に出画される映像情報の再生時には印加し
ない構成とする。

そして、更に、サーボループに測定信号を印加しない期
間は、ループゲインを可変するループゲイン可変手段の
制御信号（ＤＣ電圧）として、測定信号を印加した期間
のその最終値をホールドした値を用いるようＫする。

〔作用〕

前述のように、測定信号は、再生映像信号の垂直ブラン
キング期間、あるいはディスク再生時のり−ドイ／等で
画像をミューティングしている期間のみ、サーボループ
に印加されるので、該当期間にクロストークが発生して
もモニタ画面上の映像には影響がない。

また、測定信号を印加しない期間において、ループゲイ
ンを可変するループゲイン可変手段の制御信号（ＤＣ電
圧）１ｒ：、印加期間の最終値を・ホールドした値とす
ることにより、測定信号の非印加時においても安定した
サーボルーグゲインを得ることができる。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

同図において、第６図におけるものと同一機能の部分は
同一符号を付しである。また、測定信号印加によるルー
プゲイン測定の基本動作については、第６図で説明した
動作と同様であるので、ここでは説明を省く。

第１図において、９はアナログスイッチであ）、システ
ム全体をコントロールするマイコン等で構成されたシス
テムコントローラ１６からのコントロール信号すにより
ＯＮ１０　Ｆ　Ｆを制御される。１５はホールド回路で
あり、前記システムコントローラ１６からのコントロー
ル信号すによって出力電圧をホールドする。２１は再生
ＲＦ信号を、例えばＮＴＳＣ等の再生映像信号ａに復調
する映像復調回路、２２は復調された再生映像信号ａか
ら垂直同期信号を分離する同期分離回路、である。

また、第２図は第１図における各部信号のタイミングチ
ャートである。

即ち、第１図において、メインスポット用の光検出器（
図示せず）において、電気信号に変換して得られた再生
ＲＦ信号は、映像復調回路２１により、例えばＮＴＳＣ
等の再生映像信号ａに復調される。この再生映像信号ａ
は、第２図（ａ）に示す様に、各フィールドの最初に垂
直同期信号を含む垂直ブランキング期間、即ち、ｔＨ〜
ｔ、２またはｔ＋５〜ｔ１４の期間をもつ。

次に、この再生映像信号ａは同期分離回路２２において
垂直同期信号が分離され、分離されたその垂直同期信号
はシステムコントロール１６に入力される。システムコ
ントローラ１６では、この信号をもとにして、垂直ブラ
ンキング期間に相当するコントロール信号すを生成する
。即ち、システムコントローラ１６では、同期分離回路
２２からの垂直同期信号をうけて、第２図（ｂ）に示す
如き、垂直ブランキング期間ｔＮ〜ｔ１２及びｔ１５〜
ｔ＋４でＨｉｇｈレベル、垂直ブランキング以外の期間
も１２〜ｔ１Ｍ及びｔ１４でＬｏｗレベルとなるような
コントロール信号すを生成する。

生成されたコントロール信号すはスイッチ９及びホール
ド回路１５に入力され、各々を制御する。

例えば、このコントロール信号すがＨ１１ｇｈレベルの
ときには、スイッチ９は９ｘ側に接続され、ホールド回
路１５はスルーモードとなる。一方、コントロール信号
すがＬｏｗレベルのときには、スイッチ９は９ｙ側に接
続され、ホールド回路１５はホールドモードとなる。

したがって、コントロール信号すがＨ１ｇｈレベルのと
きは、発振器１０の出力である測定信号ｅ。がスイッチ
９を介して加算回路５よりサーボループに印加される。

そして、第６図で述べたのと同様にして、バンド・バス
・フィルタ１１の出力と測定信号ｅ。とが位相比較回路
１２に入力され、位相比較されて、例えば、第２図（ｃ
）に示す如き、位相差に応じたデユーティサイクルをも
つような矩形波を出力する。そして、該位相比較回路１
２の出力Ｃは、平滑回路１４に入力され平滑された後、
第２図（ｄ）に示す様な出力ｄとしてホールド回路１５
入力される。

ホールド回路１５は、その制御信号として前記システム
コントローラ１６からのコントロール信号すが供給され
ており、前述のように、このコントロール信号すが阻ｇ
ｈレベルのときには入力信号を第２図（ｆ）に示す様に
そのままスルーで出力させる。該ホールド回路１５の出
力ｆは乗算回路４の制御信号となり、ゲイ／調整が行な
われる。

一方、前記コントロール信号すがＬｏｗレベルのときは
、スイッチ９は９ｙ側に接続されるので、加算回路５の
一方の入力はＧＮＤすなわち零となる。したがって、サ
ーボループには発振器１０からの測定信号ｅＱは印加さ
れない。

また、このとき、ホールド回路１５はホールドモードと
なるので、前記コントロール信号すがＨ１ｇｈレベルか
らＬｏｗレベルに切換わる直前の入力値をそのまま保持
し、第２図（ｆ）に示す如く出力する。この結果、コン
トロール信号すがＬｏｗレベルの期間は、サーボループ
ゲインは固定となり、その値は、コントロール信号すが
Ｈ１ｇｈレベルからＬｏｗレベルに切換わる直前のゲイ
ンが、そのまま保持されることになる。

同、第２図（ｅ）　、　（ｄ）において、斜線部はホー
ルド回路１５がホールド状部にある期間を示している。

以上の様に、垂直ブランキング期間の再生信号は、モニ
タ画面上に画像としては出力されないので、前述のよう
なコントロール信号ｂｌ用いて間欠的に測定信号θ。を
印加すれば、再生画面に影響することなくゲイン調整を
行なうことができる。

時間的にみると、１フィールド２６２．５Ｈのうち２０
Ｈの期間、測定信号ｅ。の印加を行ない、残りの２４２
．５Ｈの期間は、その測定結果をホールドさせるという
デユーティサイクルとなる。

ところで、光ビームを隣接トラックに移動させるトラッ
クジャンプは１通常、映像に影響がないように垂直ブラ
ンキング期間に行なわれる。したがって、このような特
殊再生時には、たとえ垂直ブランキング期間であっても
、測定信号ｅ。の印加を休止することとする。

第５図は、本発明の他の実施例を示すブロック図である
。

同図において、１１．１７は発振器１０からサーボルー
プに印加される測定信号ｅ。の周波数を通過ｉ域とする
バンド・パス・フィルタ、１８．１９１１振幅検波のた
めの整流回路、２０は差動増幅回路、である。

また、第４図は第３図における各部信号のタイミングチ
ャートである。

本実施例が第１図で説明した実施例と異なる点は、サー
ボループのゲインを測定する手段として、印加される測
定信号ｅ。に対する応答信号ｅ２の位相差を測定するの
ではなくて、測定信号ｅ。１を印加する加算回路５０前
後の信号ｅ＋　＋　８２の撮幅を測定するところにある
。

そこで先ず、本実施例におけるループゲイン測定及びゲ
イン調整について説明する。

サーボルーズの開ループゲインをＧとすれば、信号ｅ２
に対する信号ｅ、の応答は、式（１）より、町一＝−ａ　　　　　　　　　　　　　　　（６）θ２なる伝達関数で与えられる。

従って、発振器１０の出力である測定信号ｅ。の周波数
をサーボ系のカットオフ周波数付近に設定すれば、サー
ボルーズの開ループゲインＧとして設計値通りの値が得
られている限シ、信号ｅ、の振幅１ｅ、１と信号ｅ２の
振幅１θ２１とは等しくなくなる。即ち、言い換えれば
、信号ｅ、の振幅１ｅ１１と信号ｅ２の振幅１ｅ２１と
が等しくない限シ、開ループゲインＧとしては設計知遇
シの値が得られないことになる。

従って、信号ｅ、の振幅１ｅ、１と信号ｅ２の振幅１ｅ
２１との差分を測定すれば、間接的にサーボループのル
ープゲインを測定することになることがわかる。

そこで、本実施例では、先ず、信号ｅ、の振幅１、、Ｉ
をバンド・パス・フィルタ１７、整流回路１８を介して
得、また、信号ｅ２の振幅１ｅ２１をバンド・パス拳フ
ィルタ１１、整流回路１９を介して得る。そして、得ら
れた各振＠Ｉｓ、　Ｉ　−１ｓ２１を差動増幅回路２０
に入力して、その差分を得、第４図（ｇ）に示す様な出
力ｇとして出力する。そして、更に、この差動増幅回路
の出力ｇをホールド回路１５を介し、乗算回路４の制御
信号として入力することにより、ゲイン調整が行なわれ
る。

以上が、本実施例におけるループゲイン測定及びゲイン
調整についての説明である。

同、第３図に示す映像復調回路２１、同期分離回路２２
　、システムコントローラ１６の各動作、及ヒ、システ
ムコントローラ１６からのコントロール信号すによつて
制御されるスイッチ９、ホールド回路１５の各動作につ
いては、それぞれ、第１図の実施例と同様であるので、
その説明は省略する。

以上の様に、本実施例においても、第１図の実施例と同
様の効果を期待することができる。

次に、本発明の別の実施例について説明する。

本実施例は、前進した第１図または第３図の実施例と構
成は同じであるが、システムコントローラ１６から出力
されるコントロール信号すが異なる。

第５図は本発明の別の実施例におけるコントロール信号
とそのコントロール信号の生成基準となる信号とを示し
たタイミングチャートである。

一般的な光ディスク装置では、再生開始の命令を受けて
からトラックアドレスの１番地を再生。

出画するまでの間には、以下のような動作が行なわれる
。

先ず、第５図に示す様に１　＝　１２．で再生開始命令
であるフォーカス・オン信号が入力されると、対物レン
ズまたはピックアップ全体がディスクと垂直方向にスイ
ープ動作され、それらがジャストフォーカス位１１に達
するｔ＝ｔ２２において、７オーカス及びトラッキング
サーボループをオンさせる。

このとき、トラッキング走査を行なっているトラックの
アドレス読みを１＝１２２〜ｔ２３で行ない、１＝１．
〜ｔ２４で１番地との差分トラック数だけ既略ピックア
ップを移動させる。

その後、再び、移動後のトラックアドレスをｔ＝ｔ２４
〜ｔ２５で読み、１＝１２５〜ｔ２６で１番地との差分
トラック数だけトラックジャンプにより光ビームを移動
させる。

そして、最後にもう一度アドレスを読んで１番地の確認
を行ない、１　＝　１．、、で１番地トラックを再生す
る。

以上の一連の再生開始動作において、ｔ＝ｔ２．〜ｔ２
７の期間はモニタ画面上に画像を出画しないので該期間
に測定信号印加によるループゲイン調整を行なわせれば
、クロストークの影響が無視できる。即ち、システムコ
ントローラ１６によって、１＝１．、〜ｔ２７の期間Ｈ
１ｇｈレベルである様な信号をコントロール信号すとし
て生成すれば良いのである。

しかし、実際には、オフの期間、及び１−１２５〜ｔ２
６のトラックジャンプ期間は測定信号の印加が不適であ
るので、これを除＜ｔ＝ｔ２゜〜ｔ２５１　ｔ２４〜ｔ
２５゜ｔ２６〜ｔ２７のアドレス読み期間にＨ１ｇｈレ
ベルとなる様なコントロール信号すを生成するようにす
る。

従って、以上の様なコントロール信号すを用い、第１図
または第３図の実施例で説明した動作と同様の動作を行
うことにより、本実施例においても、再生画面にクロス
トークの影響を与えることなく、ループゲイン調整を行
なうことができる。

以上の様に、システムコントローラ１６で生成されるコ
ントロール信号すとしては、本実施例の如く、再生開始
動作時に変化する第５図に示した様な信号であっても良
いし、また、第１図または第３図の実施例の如く、再生
動作中に変化する第２図または第４図に示した様な信号
であっても良いし、更には、その両者を合わせた様な信
号であっても良いのである。

なお、以上の説明ではトラッキングサーボを例にとって
説明したが、フォーカスサーボにおけるループゲインの
制御に関しても、全く同様に行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サーボループの閉ループゲイン測定及
びゲイン調整のために印加する測定信号を、例えば再生
映像信号の垂直ブランキング期間、あるいはディスク再
生時のリードイン等の画像をミューティングしている期
間だけサーボループに間欠的に印加する構成としたこと
により、測定信号印加時に光ビームの励振によりクロス
トークが発生しても、直接モニタ画面上には出力されず
。

画質に悪影響を及ぼすことなく、サーボルーズのループ
ゲインを常に略一定にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図における各部信号のタイミングチャート、第３図
は本発明の他の実施例を示すブロック図、第４図は第３
図における各部信号のタイミングチャート、第５図は本
発明の別の実施例におけるコントロール信号とそのコン
トロール信号の生成基準となる信号とを示したタイミン
グチャート、第６図はＡＧＣ回路の従来例を示すブロッ
ク図、第７図は第６図における測定信号に対する応答信
号の位相差と乗算回路のゲインとの関係を示す特性図、
である。１．２・・・光検出器４・・・乗算回路５・・・加算回路９．１３・・・アナログスイッチ１０・・・発振器１１．１７・・・バンド・パス・フィルタ１２・・・位
相比較回路１４・・・平滑回路１５・・・ホールド回路１６・・・システム・コントローラ１８．１９・・・整流回路２０・・・差動増幅回路２２・・・同期分離回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、光ディスク装置のトラッキングサーボループまたは
フォーカスサーボループ内に配設され、該サーボループ
のループゲインを可変するループゲイン可変手段と、所
定周波数の信号を発生させる発振器と、該発振器にて発
生した信号を入力し、前記サーボループに印加する加算
器と、印加された前記信号に対する前記サーボループの
応答を検出し、その応答に応じた検出信号を出力する検
出手段と、を有し、出力された該検出信号を前記ループ
ゲイン可変手段に入力し、該検出信号によって該ループ
ゲイン可変手段を制御することにより、前記サーボルー
プのループゲインを略一定にするようにした自動利得制
御回路において、前記発振器と前記加算器との間に、零レベルの信号と前
記発振器にて発生した信号とを選択的に切り換えて前記
加算器に入力させる切換スイッチを設けるとともに、前
記検出手段と前記ループゲイン可変手段との間に、前記
切換スイッチが前記零レベルの信号を選択する直前に前
記検出手段からの検出信号をホールドするホールド回路
を設け、前記切換スイッチが前記零レベルの信号を選択
している間、前記ループゲイン可変手段には、前記ホー
ルド回路にホールドした検出信号を入力するようにした
ことを特徴とするサーボループの自動利得制御回路。２、特許請求の範囲第１項に記載の自動利得制御回路に
おいて、前記光ディスク装置にて再生される信号が映像
信号である場合、前記切換スイッチは、再生された前記
映像信号の垂直ブランキング期間に、前記発振器にて発
生した信号を選択することを特徴とするサーボループの
自動利得制御回路。３、特許請求の範囲第１項に記載の自動利得制御回路に
おいて、前記切換スイッチは、前記光ディスク装置がフ
ォーカスサーボの引き込みからトラックアドレス１番地
の再生に至る動作中のアドレス読みを行う期間に、前記
発振器にて発生した信号を選択することを特徴とするサ
ーボループの自動利得制御回路。