JPH02247828A - トラッキングサーボループのループゲイン設定方法 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は、トラッキングサーボ装置におけるサーボルー
プのループゲイン設定方法に関する。

背景技術 ビデオディスクやディジタルオーディオディスク等の情
報記録ディスク（以下、単にディスクと称する）を演奏
する例えば光学式ディスクプレーヤには、ピックアップ
の情報読取点としてのレーザ光スポットをディスクの偏
芯等に拘らず記録トラックに正確に追従させるためのト
ラッキングサーボ装置が不可欠である。このトラッキン
グサーボ装置としては、例えば、情報読取用のメインビ
ーム及びその両側に配置されたトラッキングエラー検出
用の２本のサブビームの計３本のビームを用意し、これ
らビームをその光軸を結ぶ線がトラック接線方向に対し
て所定のオフセット角を有するように配置し、ディスク
の情報記録面を経た２本のサブビームの光量の差に基づ
いてエラー信号を生成するいわゆる３ビーム法による装
置が知られている。

ところで、このトラッキングサーボ装置においてＬよ、
演奏するディスクの反射率のばらつき等に起因してトラ
ッキングサーボ系のループゲインがディスク毎に変動す
ることがある。このループゲインの変動はトラッキング
エラーに対する追従性の低下を来し、安定したサーボ動
作が得られないことになる。

このため、従来は、システムの立上げ時において、ディ
スク回転数が定常回転数になった時点でサーボループを
開状態とし、このループ開状態で得られるトラッキング
エラー信号のｐ−ｐ値（正負の波高値の差）を検出し、
この検出ｐ−ｐ値に基づいて演奏するディスクに見合っ
たループゲインを設定する方法が採られていた。

しかしながら、上述した従来のループゲイン設定方法の
ように、トラッキングエラー信号のｐ−ｐ値の検出をデ
ィスクの定常回転数近傍で行なうとすると、演奏するデ
ィスクに偏芯が存在する場合法のような問題が生ずる。

すなわち、ディスクに偏芯があると、定常回転数近傍に
おいては情報読取点が記録トラックを横切る際の相対速
度が偏芯の影響によって速くなってトラッキングエラー
信号の周波数が高くなり、又エラー信号をデジタルデー
タに変換するためのＡ／Ｄ変換器の入力側にノイズ等の
不要周波数成分を減衰させるために挿入されたＬＰＦ　
（ローパスフィルタ）回路の特性に起因してそのときの
トラッキングエラー信号の波高値が低下することになる
ため、トラッキングエラー信号の正確なｐ−ｐ値を検出
できないことになり、したがってループゲインも正確に
設定できないことになる。

発明の概要 そこで、本発明は、ディスクの偏芯の影響を受けること
なく演奏するディスク毎に最適なループゲインを設定し
得るトラッキングサーボループのループゲイン設定方法
を提供することを目的とする。

本発明によるトラッキングサーボループのループゲイン
設定方法においては、サーボループの開状態においてデ
ィスクを低回転数にて回転駆動し、ディスクの回転中に
おいて情報読取点をディスク半径方向に移動させつつこ
のとき得られるトラッキングエラー信号の振幅の大きさ
を表わす複数個のサンプル値を取り込み、これら複数個
のサンプル値に基づいてループゲインを設定することを
特徴としている。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明によるループゲイン設定方法が適用され
るトラッキングサーボ装置の一例を示すブロック図であ
る。図において、ディスク１はスピンドルモータ２によ
って回転駆動され、その記録情報は光学式ピックアップ
３によって読み取られる。このピックアップ３は、レー
ザ光源、対物レンズを含む光学系、フォーカスアクチュ
エータ、トラッキングアクチュエータ、フォトディテク
タ等を内蔵し、ディスク半径方向において移動自在に設
けられたキャリッジ（図示せず）に搭載されている。ピ
ックアップ３内のフォトディテクタの出力はトラッキン
グエラー信号生成回路４に供給される。トラッキングエ
ラー信号生成回路４は、例えば先述した周知の３ビーム
法によってトラッキングエラー信号を生成する構成とな
っている。

トラッキングエラー信号生成回路４で生成されたトラッ
キングエラー信号は、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周波数
以上の不要周波数成分を減衰させるためのＬＰＦ回路１
５を経た後、ＶＣＡ　（電圧制御アンプ）５を介してＡ
／Ｄ　（アナログ／ディジタル）変換器６に供給される
。Ａ／Ｄ変換器６においては、所定周波数のサンプリン
グパルスによってトラッキングエラー信号のサンプリン
グがなされ、得られたサンプル値に応じたディジタルデ
ータが生成される。Ａ／Ｄ変換器６の出力データはシス
テムコントローラ７及びディジタルイコライザ（ＥＱ）
８に供給される。ディジタルイコライザ８においては、
Ａ／Ｄ変換器６から出力されるディジタル化トラッキン
グエラー信号の位相補償及びゲイン補償がなされる。

ディジタルイコライザ８で位相補償されたディジタル化
トラッキングエラー信号はＰＷＭ　（パルス幅変調）回
路９に供給される。ＰＷＭ回路９はＡ／Ｄ変換器６のサ
ンプリングパルスに同期したタイミングパルスによって
トラッキングエラー信号のレベルに応じたパルス幅のパ
ルス信号を生成するように構成されている。このＰＷＭ
回路９の出力パルスはループスイッチ１０及びドライブ
アンプ１１を経てピックアップ３内のトラッキングアク
チュエータの駆動信号となる。

以上によりトラッキングサーボループが形成されており
、ループスイッチ１０がオン（開成）のときがループク
ローズ（閉）状態であり、このループクローズ状態にお
いてトラッキングエラー信号の信号レベルに基づいてト
ラッキングアクチュエータを駆動することにより、ピッ
クアップ３のレーザ光スポット（情報読取点）をディス
ク１の記録トラックに正確に追従させることができるの
である。

システムコントローラ７は例えばマイクロコンピュータ
によって構成されており、そのプロセッサの制御によっ
て図示せぬディスクローディング機構やディスククラン
プ機構の駆動制御、さらには駆動回路１３を介してのキ
ャリッジモータ１４の駆動制御等をなすと共に、システ
ムの立上げの際には、スピンドルサーボ回路１２を介し
てスピンドルそ一夕２を低回転数にて駆動制御すると共
にサーボループをオーブン状態としてレーザ光スポット
をディスク半径方向に移動させつつこのとき得られるデ
ィジタル化トラッキングエラー信号に基づいて以下に説
明するループゲイン設定の処理手順を実行する。

なお、レーザ光スポットＳρ（第２図（Ａ）に示すよう
に１の記録トラックＴ１から隣りの記録トラックＴ２に
移動するとき、トラッキングエラー信号は同図（Ｂ）に
示す如くサイン波状波形となり、そのレベルがレーザ光
スポットＳの記録トラックからの偏倚量に比例し、かつ
ゼロクロス点が記録トラック上の中間位置及び各トラッ
ク間の中間位置にそれぞれ対応している。

次に、システムコントローラ７のプロセッサによって実
行される本発明によるループゲイン設定方法の処理手順
について第４図のフローチャートにしたがって説明する
。なお、このループゲイン設定の処理は、システムの立
上げに際してディスクのローディング及びクランプを行
ない、さらにピックアップ３を担持したキャリッジを最
内周位置まで移動せしめた後、フォーカスサーボの引込
み処理を行ない、この引込み処理が完了した時点で開始
されるものとし、またループスイッチ１０がオフ（開放
）となってループオーブン状態で実行されるものとする
。

フォーカスサーボの引込み処理を終了すると、プロセッ
サは先ず、スピンドルモータ２をディスク最内周部の演
奏時の定常回転数（例えば、コンパクトディスクの場合
５８０　［ｒ、ｐ、ｍ、１程度）に比して低い回転数で
回転駆動し続けるべくスピンドルサーボ回路１２を駆動
制御する（ステップＳ１）。このときのスピンドルモー
タ２の回転数は、ディスクの偏芯の影響のない所定回転
数以下９、例えば１００　［ｒ、ｐ、ｓ、　］程度に設
定される。

このスピンドルモータ２の低速回転状態において、プロ
セッサは、ピックアップ３を担持したキャリッジ（図示
せず）をディスク１の内周部から外周部に向って定速度
で移動させるべくキャリッジモータ１４の駆動回路１３
を駆動制御する（ステップＳ２）。これにより、レーザ
光スポットＳは記録トラックを横切りつつ定速度でディ
スク１の内周部から外周部に向って移動する。このとき
、トラッキングエラー信号生成回路４から出力されかつ
ＬＰＦ回路１５を経たトラッキングエラー信号は、レー
ザ光スポットＳの移動に伴って第３図に示す如く変化す
る。

このレーザ光スポットＳの移動動作中において、プロセ
ッサは、Ａ／Ｄ変換器６でディジタル化されたトラッキ
ングエラーデータを順次取り込んでこのエラーデータに
基づいてループゲインを設定するためのゲイン定数Ｇｃ
を選定するゲイン定数選定モードの処理を実行しくステ
ップＳ３）、当該モードの処理を実行した後、キャリッ
ジをディスク内周方向へ移動させるべく駆動回路１３を
駆動制御しくステップＳ４）、図示せぬ検知手段の検知
出力によってキャリッジがディスク最内周位置に到来し
たことを検知したら（ステップＳ５）、ゲイン定数選定
モードにおいて選定されたゲイン定数Ｇｅに対応したル
ープゲインとなるようにＶＣＡ５のゲインを設定する（
ステップＳ６）。以上により、ループゲイン設定のため
の一連の処理を終了する。

次に、上述したループゲイン選定モードにおける処理手
順について第５図のフローチャートにしたがって説明す
る。

プロセッサは先ず初期設定により、内部レジスタに格納
される検出ピーク値Ｘ　ＰＰ＋　　Ｘ　ＰＮ及びレーザ
光スポットＳが横切ったトラック数をカウントするトラ
ックカウンタのカウント値Ｎをそれぞれリセットしくス
テップ５ｌｌ）、Ｌかる後トラッキングエラーデータＸ
を取り込む（ステップ５１２）。このエラーデータＸの
取込みはＡ／Ｄ変換器６のサンプリング周期に同期して
行なわれる。

続いて、エラーデータＸが正か否かを判断しくステップ
５１３）、ｘ＞０の場合にはエラーデータＸが前回まで
の検出ピーク値ＸＰＰよりも大か否かを判断する（ステ
ップ５１４）。ｘ＞ｘｐｐなる場合には、今回取り込ん
だエラーデータＸを検出ピーク値Ｘｌ’Ｐとして格納し
くステップ５１５）、しかる後ステップＳ１６に移行す
る。Ｘ≦ＸＰＰなる場合には、直接ステップＳ　１．６
に移行する。ステップＳ１６においては、エラーデータ
Ｘが０（トラッキングエラー信号のゼロクロス点）であ
るか否か、すなわち第２図においてレーザ光スポットＳ
が記録トラック間の中間位置に到来したか否かを判断す
る。ｘ−０（その近傍の値も含む）であれば、レーザ光
スポットＳが記録トラックを横切ったと判断してトラッ
クカウンタのカウント値Ｎをインクリメントしくステッ
プ５１７）、続いてレーザ光スポットＳが記録トラック
を所定トラック数ａ　（ａは任意の値）だけ横切ったか
否かを判断する（ステップ５１８）。ステップＳ１６で
ｘ４０、若しくはステップＳ１８でＮ＜ａと判定した場
合には、ステップＳ１２に戻って上述の処理を繰り返す
。

一方、ステップ８１３でＸ≦０と判定した場合には、エ
ラーデータＸが前回までの検出ピーク値ＸＰＮ以下か否
かを判断する（ステップ５１９）。

Ｘ≦ＸＰＮなる場合には、今回取り込んだエラーデータ
Ｘを検出ピーク値ＸＰＮとして格納しくステップ５２０
）、Ｌかる後ステップ３１８に移行する。

Ｘ＞ＸＰＮなる場合には、直接ステップ８１８に移行す
る。そして、ステップ３１８でＮ≧ａと判定した時点に
おける検出ピーク値Ｘ　ＰＰ＋　　Ｘ　ＰＮが正。

負の最大ピーク値ｐＰ＋　　ｐＮとなるため、これらピ
ーク値ｐｐ＋　　ｐＮに基づいて（ｐｐ　　ｐＮ）なる
式からｐ−ｐ値を算出しくステップ５２１）、続いてこ
のｐ−ｐ値に対応するゲイン定数Ｇｃをｐ−ｐ値とゲイ
ン定数Ｇｃとの対応関係を示す第６図の特性に基づいて
設定しかつＲＯＭに予め記憶されているゲイン定数テー
ブルから選定しくステップ５２２）、しかる後第４図の
メインフローに戻る。

このように、サーボループのオープン状態においてディ
スク１を例えば１００　［ｒ、ｐ、ｍ、１程度の低回転
数にて回転駆動し、ディスク１の回転中においてレーザ
光スポットＳをディスク半径方向に所定トラック数ａだ
け移動させつつこのとき得られるトラッキングエラー信
号の振幅の大きさを表わすｐ−ｐ値を複数個サンプル値
として取り込み、これら複数個のサンプル値の最大値に
基づいてループゲインを設定することにより、トラッキ
ングエラー信号としてレーザ光スポットＳが記録トラッ
クをよぎるときに得られる安定したエラー信号を取り込
めることから、ディスク１の偏芯の影響を受けることな
く演奏するディスク毎に最適なループゲインを設定でき
ることになる。

なお、上記実施例では、レーザ光スポットＳが所定トラ
ック数ａだけ移動する際に得られるトラッキングエラー
信号のｐ−ｐ値を取り込むとしたが、時間管理によって
レーザ光スポットＳが所定時間だけ移動する際に得られ
るトラッキングエラー信号のｐ−ｐ値を取り込むように
しても良い。

さらに、取り込んだ複数個のサンプル値の最大値に基づ
いてループゲインを設定するとしたが、取り込んだ複数
個のサンプル値の平均値に基づいてループゲインを設定
するように構成することも可能である。

ところで、ディスクの内周と外周では記録トラックの曲
率半径等の条件が異なることから、トラッキングエラー
信号のｐ−ｐ値にディスク半径位置によってばらつきが
生じることが知られている。

したがって、上記実施例においては、ディスク毎の反射
率のばらつきには対応できるものの、同一ディスク内に
おける記録トラックの曲率半径等の違いには対応できな
いことになる。

その対策として、レーザ光スポットＳがディスク半径方
向に移動する際に複数の位置毎に互いに隣接する位置間
において複数個のサンプル値を取り込み、これらサンプ
ル値に基づいてゲイン定数Ｇｃを選定して位置情報との
対応関係をもってメモリに予め記憶しておき、ディスク
演奏若しくは・サーチ中におけるレーザ光スポットＳの
移動位置に応じて上記複数の位置毎にループゲインを設
定するようにすることも可能である。以下に、その処理
手順について第７図のフローチャートにしたがって説明
する。なお、第７図において、第４図と同一符号で示す
ステップでは同一の処理が行なわれるものとする。

第７図において、プロセッサはステップＳ３のゲイン定
数選定モードの処理を終了すると、当該選定モードの処
理を実行した回数をカウントするモードカウンタのカウ
ント値ｉをインクリメントする（ステップ５３１）。こ
のカウント値ｌはゲイン定数選定モードで選定されたゲ
イン定数Ｇｃの識別情報となる。続いて、ゲイン定数選
定モードにおける所定トラック数ａとの関係から、ｉ・
ａなる演算式によってディスク最内周トラックからのレ
ーザ光スポットＳの半径位置情報を算出しくステップ５
３２）、ゲイン定数選定モードでｉ番目に選定されたゲ
イン定数６１をその半径位置情報Ｌｅａとの対応関係を
もってＲＡＭ等の内部メモリに記憶保持する（ステップ
８３３）。

続いて、モードカウンタのカウント値五が所定値Ｍ（Ｍ
は任意の値）以上になったか否かを判断しくステップ５
３４）、ｉ＜Ｍであれば、ゲイン定数選定モードにおけ
るトラックカウンタをクリアしくステップ８３５）、Ｌ
かる後レーザ光スポットＳがディスク最外周に達したか
否かを判断する（ステップ５３６）。レーザ光スポット
Ｓがディスク最外周に達したか否かは、例えば、レーザ
光スポットＳがディスク外に飛び出してフォーカスサー
ボが外れたことを検知することによって判断することが
可能である。レーザ光スポットＳがディスク最外周に達
していなければ、ステップＳ２に戻って上述した処理を
繰り返す。

ステップＳ３４でｉ≧Ｍと判定した場合、又はステップ
Ｓ３６でレーザ光スポットＳがディスク最外周に達した
と判定した場合には、ステップＳ４に移行してキャリッ
ジをディスク内周方向へ移動させ、キャリッジがディス
ク最内周位置に到来したことを検知したら（ステップＳ
５）、ディスク半径方向における複数の位置毎にゲイン
定数Ｇｌを選定し、これを半径位置情報との対応関係を
もってメモリに記憶保持するための一連の処理を終了す
る。

この記憶保持されたゲイン定数Ｇｌに基づくループゲイ
ンの設定は、ディスク演奏若しくはサーチ時において、
レーザ光スポットＳのディスク半径位置に応じてゲイン
定数０１が選定されている位置毎に行なわれる。

ディスク演奏時においては、レーザ光スポットＳが記録
トラックをトレースしているためトラック数をカウント
してディスク半径位置を検出することは不可能であるこ
とから、ディスクから読み取ったサブコードデータ中の
Ｑデータから得られる絶対時間から半径位置情報を得て
対応するゲイン定数Ｇｉを読み出し、このゲイン定数Ｇ
ｌに対応したループゲインとなるようにＶＣＡ５のゲイ
ンを設定してやれば良い。

なお、絶対時間ｔとトラック数Ｔとは次式で示され、第
８図に示す如き非線形な関係となり、この関係式から絶
対時間ｔに基づいてトラック数Ｔを求めることができる
のである。

ここに、「ｏはトラック最内周半径、ｐはトラックピッ
チ、■は線速度である。

一方、サーチ時においては、トラック数のカウントが可
能であることから、トラックカウント数からレーザ光ス
ポットＳのディスク半径位置を検出してゲイン定数Ｇｉ
を読み出し、このゲイン定数Ｇｉに対応したループゲイ
ンとなるようにｖＣＡ５のゲインを設定してやれば良い
。また、サーチ先である目標アドレス（絶対時間に対応
）から上記式に基づいてトラック数Ｔを求め、このトラ
ック数Ｔから半径位置情報を得ることも可能である。

このように、レーザ光スポットＳがディスク半径方向に
移動する際に複数の位置毎に互いに隣接する位置間にお
いて複数個のサンプル値を取り込み、これらサンプル値
に基づいてゲイン定数Ｇｃを選定して位置情報との対応
関係をもってメモリに予め記憶しておき、ディスク演奏
若しくはサーチ中において、レーザ光スポットＳの移動
位置に応じてゲイン定数０１が選定されている位置毎に
ループゲインを設定することにより、記録トラックの曲
率半径等の条件に対応して最適なループゲインの設定可
能となるため、トラッキングエラー信号のレベルが半径
位置に拘らずほぼ一定となって良好なトラッキング制御
がなされることになる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によるループゲイン設定方法
によれば、サーボループのオーブン状態においてディス
クを低回転数にて回転駆動り７、ディスクの回転中にお
いて情報読取点をディスク半径方向に移動させつつこの
とき得られるトラッキングエラー信号の振幅の大きさを
表わす複数個のサンプル値を取り込み、これら複数個の
サンプル値に基づいてループゲインを設定することによ
り、トラッキングエラー信号として情報読取点が記録ト
ラックをよぎるときに得られる安定したエラー信号を取
り込めることから、ディスク１の偏芯の影響を受けるこ
となく演奏するディスク毎に最適なループゲインを設定
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるループゲイン設定方法が適用され
るトラッキングサーボ装置の一例を示すブロック図、第
２図は記録トラックに対するレーザ光スポットの移動位
置とトラッキングエラー信号の関係を示す図、第３図は
サーボループのオーブン状態においてレーザ光スポット
をディスク半径方向に移動した際のトラッキングエラー
信号の波形変化を示す波形図、第４図は本発明によるル
ープゲイン設定方法の処理手順の一例を示すフローチャ
ート、第５図はゲイン定数選定モードにおける処理手順
を示すフローチャート、第６図は検出ｐ−ｐ値とゲイン
定数Ｇｃとの関係を示す特性図、第７図は本発明による
ループゲイン設定方法の処理手順の他の例を示すフロー
チャート、第８図はディスク最丙周トラックからのトラ
ック数と絶対時間との関係を示す特性図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・情報記録ディスク ２・・・・・・スピンドルモータ ３・・・・・・光学式ピックアップ ４・・・・・・トラッキングエラー信号生成回路５・・
・・・・電圧制御アンプ ７・・・・・・システムコントローラ ９・・・・・・パルス幅変調回路 １０・・・・・・ループスイッチ １２・・・・・・スピンドルサーボ １４・・・・・・キャリッジモータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラッキングサーボループのループゲインを自動
   的に設定するループゲイン設定方法であって、 サーボループを開状態とし、 前記サーボループの開状態において情報記録ディスクを
   低回転数にて回転駆動し、 前記情報記録ディスクの回転中において情報読取点をデ
   ィスク半径方向に移動させつつこのとき得られるトラッ
   キングエラー信号の振幅の大きさを表わす複数個のサン
   プル値を取り込み、 これら複数個のサンプル値に基づいてループゲインを設
   定することを特徴とするトラッキングサーボループのル
   ープゲイン設定方法。
2. （２）前記複数個のサンプル値のうちの最大値に基づい
   てループゲインを設定することを特徴とする請求項１記
   載のトラッキングサーボループのループゲイン設定方法
   。
3. （３）前記情報読取点が所定トラック数又は所定時間だ
   け移動する期間において前記複数個のサンプル値を取り
   込むことを特徴とする請求項１記載のトラッキングサー
   ボループのループゲイン設定方法。
4. （４）前記情報読取点がディスク半径方向において移動
   する際に複数の位置毎に互いに隣接する位置間において
   取り込んだ複数個のサンプル値に基づいてループゲイン
   を求めて前記複数の位置の各々に対応したループゲイン
   データとしてメモリに記憶し、演奏若しくはサーチ中に
   おける前記情報読取点の移動位置に応じて各位置に対応
   したループゲインデータを前記メモリから読み出してそ
   のループゲインデータに基づいて各位置毎にループゲイ
   ンを設定することを特徴とする請求項１記載のトラッキ
   ングサーボループのループゲイン設定方法。