JPH06501806A - 光学的記録担体走査用回路装置 - 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】 光学的記録担体走査用回路装置 本発明は請求の範囲第１項の上位概念による光学的記録担体走査用回路装置に関 する。

この種の回路装置では、光学的記録担体の情報面の上の情報トランクに記憶され ている複数のデータのアクセスが、レーザー光源及び光学系及びフォト検出器群 からなる走査装置によって行われている。光源がら照射された走査光ビームは、 情報面によって反射され、光学系を介してフォト検出器へ配向される。省々のフ ォト検出器の信号の評価から情報信号が得られ、後置の信号処理回路及び信号処 理装置に供給される。この情報信号は、オーディオ信号、ビデオ信号又はデータ 信号である。

情報信号の問題のない再生を達成するためには、記録担体の情報面へ配向された 光ビームを正確にフォーカシングすることと、該光ビームを情報トラックに沿っ て正確に案内することが必要である。粗動駆動装置（この駆動波！は記録担体が ディスク状の場合には例えばスピンドルとして構成され得る）の他に、走査装置 の正確な追従制御が行われる。これは有利には電磁式の微動駆動装置として構成 されたアクチュエータが、当該走査装置の光学系を機械的に変位させることにょ リ行われる。光学系は、フォーカシングのためにその先軸に沿って運動し、トラ ッキングのために光軸に垂直に移動するか又は所定の小さな角度だけ傾斜する。

走査装置の追従制御は、フォーカシングエラー信号とトラックエラー信号によっ て行われる。これらの信号は個々のフォト検出器の信号の別の評価によって得ら れる。走査装置、アクチュエータ並びに付加的に設けられた制御増幅器は、走査 装置の追従制御のための制御ループを形成する。すなわち、フォーカシング補正 用の第１の制御ループと、トラック補正用のｌＩ２の制御ループとを形成する。

制御ループの動作が最適な場合には、走査装置の配向が常に次のように行われる 。すなわち当該走査装置の理想位置からのずれが正確に補償されるように行われ る。この制御ループの動作モードは、実質的に制御ループ全体の利得、士なわた ち制御利得によって定められる。複数の制御ループ構成要素の製作偏差を補償す るために、利得調整器が設けられる。この利得調整器によって制御利得が、装置 の製造の際の校正及び調整過程の中で調整される。

実際には次のようなことが明らかである。すなわち当該回路装置が他の環境条件 の下で、例えば他の温度下で動作されるような場合には、利得調整器の細心の調 整にもかかわらず情報信号の正確な再生はもはや制御利得の校正の際に得られた ようにはできない二とが明らかである。このような状態は既に次のような場合に 生じ得る。すなわち前記のような回路装置を有する機器（例えばＣＤプレーヤ） を寒い季節に、温められていない部屋で使用するような場合か又は、別のケース では周囲の環境が特に暖かくてさらに他の負荷の放熱にさらされるような場合に 生じ得る。特に極端な環境条件は、車両の中で動作させる際にも生じる。

本発明の課題が基礎とするところは、冒頭に述べたような形式の回路装置におい て、温度依存性の障害の受けやすさを取り除（ことである。

上記課題は本発明の請求の範囲第１項の特徴部分に記載された回路装置によって 解決される。

本発明は次のような認識に基づ（、すなわち走査装置の追従制御のための複数の 制御ループ中の制御利得が、温度依存性の制御ループ構成要素によって変えられ るという認識に基づく、温度依存性の制御ループ構成要素としては例えば機械的 な支承部がある。この支承部には走査装置の光学系が可動に支承されている。

光学系を動かす際に、アクチュエータによって克服されるべき抵抗は、温度の低 下に伴って増大し、温度の上昇に伴って減少する。このようなことは、比較的低 い温度の場合に走査装置の追従制御が十分に達成され得ないことに結び付く、こ れに対し、温度が高い場合には制御振動が生じる。この２つの影響により、走査 装置を理想位置へ追従制御することができなくなる。

機械的な手段によって支承部の温度依存性を除去することにはコストがかかる。

しかしながら制御技術的な意味におい又は支承部は制御ループ構成要素であるの で、制御利得への制御ループ構成要素の作用を電子的に補正する手段が存在する 。そのために制御ループ中に調整素子が押入される。この調整素子は、支承部の 機械的な抵抗の変化とは反対の方向に操作される。

調整素子の操作は利得調整器によって行われる。この利得ＩＩｌ祭器の信号は、 複数の温度センサから供給される。この複数の温度センサは、支承部の周囲温度 を検出する。支承部の温度依存性の補償は、次のようにして達成され得る。すな わち当該支承部の温度−抵抗−特性が利得調整器によって逆方向にシミュレート されるようにして達成され得る。

電子的な解決手段はさらに次のような利点を有する。

すなわち制御利得への別の温度依存性の影響も、その影響のこまかな原因にかか わらず同様に補償され得る。

さらに非線形的又は非連続性の経過を示す温度−抵抗−特性を制御する手段があ る。支承部ヒンジがプラスチック部材からなっている場合には、温度−抵抗−特 性は、非連続性の特性経過を生じる。この特性経過は温度依存性の分子運屋状態 変化に起因するものである。

さらに制御利得の校正の際に、所定の動作温度の維持はもはや必要なくなる。冷 間状態で校正された装置も、補償の設計仕様のなされている全ての温度範囲内で 正確に動作する。

本発明の別の構成例によれば、第１及び第２の制御ループの調整素子が共通の利 得調整器と接続される。

操作装置の光学系が、フォーカシングのための変位の際と、トラッキングのため の運動の際とで１つの同じ支承部の中で運動する場合か、又は操作装置が前記２ つの運動形式において少なくとも類似の支承部の中で案内される場合には（この ことは通常において当て嵌まる）、同じ温度−抵抗−特性を基礎とすることがで きる。２つの制御ループに対し１つの共通の利得調整器に制限することにより、 単に回路技術的なコストが低減されるだけではな（，２つの制御ループ中の制御 利得の制御の際に簡単な形式で同期化も得ることができる。このような観点は例 えば温度−抵抗−特性が非常に複雑な場合（このシミュレートには手間がかかる ）に必須である。制御ループ中の制御利得は異なってはいるが温度−抵抗−特性 が定性的に同じ場合には、比較的僅かな勾配特性を有する制御ループ中の調整素 子を、分圧器を介して利得調整器によって制御することもできる。

本発明が基礎とする課題の別の解決手段は従属請求項５に記載される。

この解決手段によって得られる利点は、光ビームの出力の変化と共に制御利得が 、２つの制御ループの中で一緒に変化することである。すなわちここでは２つの 制御ループの間で回路技術的な結合が行われる必要はない、それどころか光ビー ムを介して、光学的な結合が必然的に生じる。この光ビーム焦点の、情報面から のずれないし光ビームの、情報トラックからのずれ方向から、個々のフォト検出 器の信号の評価によってフォーカシングエラー信号及びトラックエラー信号が得 られる。この場合光ビームの出力がエラー信号の大きさに作用する。

本発明の別の有利な構成例及び実施例は従属請求項に記載される１本発明の実施 例は以下の明細書で図面に基づき詳細に説明される。

図１は本発明による光学的記録担体の走査のための第１の回路装置のブロック回 路図である。

図２は、本発明による光学的記録担体の走査のための第１の回路装置のブロック 回路図である。

実施例 図１及び図２に示されている回路装置は、共通の特徴として走査装置ｌＯを有し ている。この走査装置１０は、レーザ光源３６と、光学系３８と、フォト検出器 群４０と、評価及び前置増幅回路４２と、第１の制御ループ１２の制御増幅器１ ６と、第２の制御ループ１４の制御増幅器１８とからなる。前記第１の制御ルー プ１２はフォーカシング補正用の第１のアクチュエータ２０を有し、前記第２の 制御ループ１４はトラック補正用の第２のアクチュエータ２２を有している。

ここまでに記載された回路装置では、一定の温度特性状況の条件の下に光学的記 録担体の情報面に記憶された情報への障害のないアクセスが可能である。レーザ ー光源３６から照射された光ビームは、記録担体の情報面にてフォーカシングさ れ、情報トラックに配向される。情報トラックから反射された光ビームはフォト 検出器群４０に達する。記録担体上での光ビームのフォーカシング及び正確な配 向並びにフォト検出器群４０での結像は光学系３８を用いて行われる。簡単化の ために図面では、レーザー光源３６から光学系３８を介してフォト検出器群４０ までの仮想のビーム経路のみが示されている。光学系３８はアクチュエータ２０ 及び２２を用いて機械的に変位可能である。詳細にはフォーカシングに対しては その光軸に沿った方向に変位し、トラッキングに対しては光軸に垂直な方向で変 位する。

光学系３８がその理想位置にあるのならば、評価及び前置増幅器４２を用いて情 報信号を得ることができ、さらにここでは図示されてない後置の信号処理回路に おいて引続き処理される。理想位置からずれている場合には評価及び前置増幅回 路４２によってエラー信号が生成される。焦点が情報面から値ＦＳＦだけずれて いると、エラー信号ＦＦが生せしめられる。このエラー信号ＦＦの大きさはずれ の量と、レーザー光源ＬＰの出力と、走査ビームの減衰度りに依存する。

走査ビームが情報トラックに正確に当たらないと、エラー信号ＦＴが発生する。

このエラー信号ＦＴの大きさは、トラックからのずれＦＳＴと、走査出力ＰＤと 、走査ビームの減衰度りに基づく。

エラー信号ＦＦ及びＦＴは制御増幅器１６ないし１８に達する。これらの信号は アクチュエータ２０ないし２２のための制御信号ＹＦ及びＹＴを生ぜしめる。

この制御信号ＹＦ及びＹＴは光学系３８の値ＳＦ及びＳＴだけの機械的な変位を 生せしめる。理想的な場合ではこの変位は、次のような大きさである。すなわち 当該エラー信号ＦＦ及びＦＴを引き起こす、理想位置からのずれが正確に補償さ れるような大きさである。

このことのためにはそれぞれの制御ループ１２ないし１４内の全ての利得と、制 御の安定化の最も重要なパラメータの１つとしての制御利得とが制御の動作範囲 全体に亘ってできる限り少なく変化しなければならない。

このような特性を、光学系３８の支承部の温度依存性の機械的な抵抗にもかかわ らずに達成するために、図１による回路装！は調整素子２８及び３０を第１の制 御ループ１２及び第２制御ループ１４内に有している。この調整素子２８．３０ 　（これらは評価及び前！増幅回路４２内に集積させることもできる）は、共通 の利得調整器２６の出力側と接続される。この利得調Ｎ器には温度センサ２４の 信号も供給される。温度センサ２４は有利には光学系３８の支承部の近くにある か又は該支承部に熱的に結合される。

利得調整器２６は制御特性曲線を有している。この特性曲線は光学系３８の支承 部の温度−抵抗−特性に対して反対に経過する。使用されている支承部が、フォ ーカシングのために変位する場合も、トラッキングのためにシフトする場合も同 じ特性を有していることを前提とするならば、２つの制御ループ１２．１４と同 じ温度−抵抗−特性を使用するのが妥当である。それ故に共通の利得調整器２６ を用いることにより、付加的な回路コスト並びに温度−抵抗−特性のシミュレー トのためのコストを僅かに抑えることができる。

温度範囲内のそれぞれの温度値において（この温度値毎に補償が設定される）温 度センサ２４は信号値を利得調整器２６に伝送する。この信号値はその制御特性 曲線に応じて、検出された温度値に１つの制御値を対応付ける。この制御値によ り制御ループ１２．１４内の調整素子２８．３０は調整される。調整素子２８゜ ３０は、そのようにして支承部の機械的な抵抗の変化によって変わるｐｍｍ利得 を補償し、それと共に制御の安定化をはかる。

ブロック回路図に付加的に示されている分圧器３２は、２つの制御ループ１２． １４において温度特性の急峻度が異なる場合に調整素子２８．３０の制御の適合 化を可能にする。

図２には別の解決手段が示されている。この手段によれば、光学系３８の支承部 の温度依存性の機械的な抵抗にもかかわらずに、制御の動作範囲全体に亘って一 定の制御利得が得られる１図示の回路装置は調整素子３４を有している。この調 整素子３４は、レーザー光源３６の出力ＰＬを制御する。走査ビームの減衰度り の制御か又は２つの手段の組合せも場合によって可能である。

調整素子３４は図１の回路装置に類似して、利得調整器２６の出力側に接続され る。この利得調整器２６には温度センサ２４の信号も供給される。この構成にお いても、質的に同種で共通の制御利得の制御が２つの制御ループ１２．１４内で 必然的に得られる。

アナログ回路により光学系３８の支承部の温度−抵抗一持性をアナログでシミュ レートする他に、利得調整器２６をメモリネットワークとして構成することも可 能である。この構成ではステップ毎の入力量のそれぞれに、記憶された出力量が 割付けられる。それにより複雑な特性曲線経過も藺単に実現することができる。

国際調査報告 １−一一一＾帥−鱒緘勘ＰＣＴ／ＤＥ　９１１００７４６ｍ、ｗｌｍｍ　ａ。− ５＝−ｍ、　ＰＣＴ／ＤＥ　９１１００７４６国際調査報告 Ｓ＾　５１０１２

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．光学的記録担体走査用回路装置であって、該回路装置は、 走査装置（１０）と、 記録担体の情報面へ配向された走査装置（１０）の光ビームをフォーカシングす るための第１の制御ループ（１２）と、 情報トラック上に光ビームをトラッキングするための第２の制御ループ（１４） とを有しており、前記第１の制御ループ（１２）は、第１の制御増幅器（１６） を有しており、該第１の制御増幅器（１６）にはフォーカシングエラー信号（Ｆ Ｆ）が供給され、 前記第２の制御ループ（１４）は、第２の制御増幅器（１８）を有しており、該 第２の制御増幅器（１８）にはトラックエラー信号（ＦＴ）が供給され、 前記制御増幅器（１６，１８）は、アクチュエータ（２０，２２）を制御し、該 アクチュエータ（２０，２２）は、当該走査装置（１０）を機械的に追従制御す る、回路装置において、 前記第１及び第２の制御ループ（１２，１４）内に、利得調整器（２６）を介し て温度センサ（２４）と接続された調整素子（２８，３０）が配置されており、 該調整素子（２８，３０）的より利得が温度に依存して変化調整せしめられるよ うに構成されていることを特徴とする、光学的記録担体走査用回路装置。
2. ２．前記利得調整器（２６）は特性曲線を有しており該特性曲線によって、所定 の温度範囲に亘って前記制御ループ（１２，１４）の制御利得の温度特性が補償 される、請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．前記第１及び第２の制御ループ（１２，１４）の調整素子（２８，３０）は 、共通の利得調整器（２６）と接続される、請求の範囲第１項又は２項記載の装 置。
4. ４．前記共通の利得調整器（２６）と、前記調整素子（２８，３０）の１つとの 間に、分圧器（３２）が配置されている、請求の範囲隻３項記載の装置。
5. ５．光学的記録担体走査用回路装置であって当該回路装置は、 走査装置（１０）と、 記録担体の情報面へ配向された走査装置（１０）の光ビームをフォーカシングす るための第１の制御ループ（１２）と、 情報トラック上に光ビームをトラッキングするための第２の制御ループ（１４） とを有しており、前記第１の制御ループ（１２）は、第１の制御増幅器（１６） を有しており、該第１の制御増幅器（１６）にはフォーカシングエラー信号（Ｆ Ｆ）が供給され、 前記第２の制御ループ（１４）は、第２の制御増幅器（１８）を有しており、該 第２の制御増幅器（１８）にはトラックエラー信号（ＦＴ）が供給され、 前記制御増幅器（１６，１８）は、アクチュエータ（２０，２２）を制御し、該 アクチュエータ（２０，２２）は、当該走査装置（１０）を機械的に追従制御す る、回路装置において、 利得調整器（２６）を介して温度センサ（２４）と接続された調整素子（３４） が設けられており、該調整素子（３４）を用いて、記録担体に配向された光ビー ムの出力（ＰＬ）及び／又は走査ビームの減衰度（Ｄ）が可変であることを特徴 とする、光学的記録担体走査用回路装置。
6. ６．前記利得調整器（２６）は、特性曲線を有しており、該特性曲線によって、 所定の温度範囲に亘って前記制御ループ（１２，１４）の制御利得の温度特性が 補償される、請求の範囲第５項記載の装置。
7. ７．前記利得調整器（２６）は、メモリネットワークとして構成されており、該 メモリネットワークでは、それぞれの段階付けられた入力量に、１つの記憶され た出力量が対応割付けられる、請求の範囲３項〜６項のいずれか１項記載の装置 。