JPH08234803A

JPH08234803A - サーボエラー信号形成回路及び光ディスク装置

Info

Publication number: JPH08234803A
Application number: JP7061933A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Kan; 敏哉韓
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】安定にサーボ制御を行なうためのサーボエラ
ー信号形成回路及び、このサーボエラー信号形成回路を
備えた光ディスク装置を提供することを目的とする。【構成】Ｓ字特性を有するサーボエラー信号をＡ／Ｄ
変換回路４に供給し、デジタル信号に変換する。このデ
ジタル化されたサーボエラー信号は、特性変換部５に供
給される。特性変換部５は、供給されたサーボエラー信
号のレベル値に応じて、この信号を直線特性の信号に変
換するための変換データを出力する。これにより直線特
性の信号に変換されたサーボエラー信号に応じてサーボ
制御が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、安定にサー
ボ制御を行なうためのサーボエラー信号形成回路及び、
このサーボエラー信号形成回路を用いた光ディスク装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に種々のサーボ制御においては、サ
ーボ制御の対象となる目的サーボ制御物から、その変位
に応じたサーボエラー信号を得て、このサーボエラー信
号を例えば増幅するなどして目的サーボ制御物に帰還す
るようにすることでサーボ制御が行なわれる。

【０００３】そして、サーボエラー信号は、直線特性の
良いものを得ることは難しく、Ｓ字特性のサーボエラー
信号となることが多い。

【０００４】例えばコンパクトディスクプレーヤや光磁
気ディスクをメディアとする記録再生装置においては、
トラッキング制御やフォーカス制御などのサーボ制御が
行なわれている。

【０００５】そして、トラッキング制御に用いられるト
ラッキングエラー信号は、例えば、３ビーム法や、１ビ
ームプッシュプル法などが用いられて、光ピックアップ
の出力信号から生成される。このトラッキングエラー信
号は、各トラック領域において、正確にトラックを走査
する位置であるジャストトラック位置をゼロクロス点と
して、ジャストトラック位置からのずれ量に応じたＳ字
特性の信号である。

【０００６】また、フォーカス制御に用いられるフォー
カスエラー信号は、例えば非点収差法や、ナイフエッジ
法などが用いられて、光ピックアップの出力信号から生
成される。そして、このフォーカスエラー信号もまた、
光ビームの焦点ずれに応じたＳ字特性の信号である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トラッキン
グエラー信号やフォーカスエラー信号などのサーボエラ
ー信号は、上述したようにＳ字特性の信号であるので、
例えば図６に示すように、ゼロクロス点Ｚ１近傍の直線
近似が成立する領域ａｂでは、当該サーボエラー信号に
基づいて安定にサーボ制御を実行することができる。

【０００８】しかし、図６に示すＳ字特性のサーボエラ
ー信号は、直線近似が成立する領域ａｂを越えると、非
直線特性の信号となり、当該サーボエラー信号のレベル
が大きくなるほど、この信号の傾斜は緩やかになり、帰
還利得が低下してしまう。このため、このサーボエラー
信号によるサーボ制御は、サーボエラー信号が領域ａｂ
を越えると不安定になり、サーボ制御の安定性は、領域
ａｂでのみ安定となるいわゆる条件付安定になる。

【０００９】このように、サーボ制御の安定性が条件付
安定であった場合には、図６に示したように、安定な領
域ａｂを越えると、サーボエラー信号のレベル値は、実
際のエラー量の増加に比べ小さくなる、いわゆる歪みを
生じる。

【００１０】そして、このような不安定な状態に対処す
るためには、より安定となるように安定性設計を行なう
必要がある。しかし、上述した非直線特性の歪みは、安
定性設計を行ないにくくしており、非直線特性の歪み部
分の安定性の確保を放棄してしまう場合すらあった。

【００１１】以上のことにかんがみ、この発明は、サー
ボエラー信号の非直線特性の部分においても、安定にサ
ーボ制御を行なうためのサーボエラー信号形成回路及
び、このサーボエラー信号形成回路を用いた光ディスク
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明によるサーボエラー信号形成回路は、目的
収束点に対するずれに応じて、Ｓ字特性を有するサーボ
エラー信号をデジタル信号に変換するデジタル信号変換
手段と、デジタル信号に変換された前記サーボエラー信
号を入力信号とし、前記ずれに対して直線特性になる変
換サーボエラー信号を得る特性変換手段とからなること
を特徴とする。

【００１３】また、この発明による光ディスク装置は、
光ディスクからの反射光を受光して、信号を取り出す光
ピックアップ部と、前記光ピックアップ部からの信号の
供給を受けて、前記光ビームの目的収束点に対するずれ
に応じてＳ字特性を有するトラッキングエラー信号を生
成するトラッキングエラー信号生成手段と、前記Ｓ字特
性のトラッキングエラー信号の供給を受けて、この信号
をデジタル信号に変換するデジタル信号変換手段と、前
記デジタル信号変換手段においてデジタル化された前記
Ｓ字特性のトラッキングエラー信号を入力信号とし、直
線特性の変換トラッキングエラー信号を得る特性変換手
段と、前記特性変換手段からの変換トラッキングエラー
信号により、前記光ディスク上を走査する光ビームの前
記光ディスク上の走査位置を制御するトラッキング制御
手段とを備えることを特徴とする。

【００１４】

【作用】この発明によるサーボエラー信号形成回路にお
いては、デジタル化されたＳ字特性のサーボエラー信号
が特性変換手段において、ずれ量に対して直線特性とな
る変換サーボエラー信号に変換される。

【００１５】また、この発明による光ディスク装置にお
いては、上記の特性変換手段から得られる直線特性の変
換トラッキングエラー信号により、トラッキング制御が
行なわれる。

【００１６】

【実施例】以下、図を参照しながら、この発明によるサ
ーボエラー信号形成回路及び光ディスク装置について説
明する。

【００１７】図１は、この発明による光ディスク装置の
一実施例を説明するためのブロック図である。この例
は、コンパクトディスクプレーヤ（以下、ＣＤプレーヤ
と略称する）の例である。

【００１８】図１において、光ピックアップ１は、コン
パクトディスク（以下、ＣＤと略称する）１００にレー
ザビームを照射し、ＣＤ１００からの反射光を受光し
て、その反射光の光量の変化に基づいて、ＣＤ１００に
記録されている信号を取り出す。

【００１９】また、光ピックアップ１は、光ピックアッ
プ１に備えられ、レーザビームを集光する対物レンズ
（図示せず）をＣＤ１００の半径方向に位置制御するた
めのトラッキングコイルや、対物レンズのＣＤ１００に
対する距離を制御するためのフォーカスコイルを備えた
２次元アクチュエータ（図示せず）を有しており、後述
するトラッキングエラー信号や、フォーカスエラー信号
に基づいて、トラッキング制御やフォーカス制御を行な
う。

【００２０】また、光ピックアップ１の受光部は、この
例の場合には、図２に示すように、４分割ディテクタの
構成とされており、各フォトディテクタＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
からの受光出力ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤは、ＲＦ回路２
に供給される。

【００２１】この例のＲＦ回路２は、再生信号生成回路
２ａ、トラッキングエラー信号生成回路２ｂ、フォーカ
スエラー信号生成回路２ｃを備えており、この例におい
ては、トラッキングエラー信号生成部２ｂとフォーカス
エラー信号生成部２ｃは、サーボエラー信号を生成する
サーボエラー信号生成手段である。

【００２２】再生信号生成部２ａでは、４つの受光出力
ＳＡ〜ＳＤの和の信号として再生高周波信号ＲＦを生成
し、再生信号処理部３に供給する。再生信号処理部３で
は、デジタル音声信号を復調及び復号化処理する。

【００２３】トラッキングエラー信号生成部２ｂでは、
また、（ＳＡ＋ＳＢ）−（ＳＣ＋ＳＤ）の演算（受光出
力の振幅レベルのみの演算）により、トラッキングエラ
ー信号ＴＥを生成する。また、フォーカスエラー信号生
成部２ｃでは、（ＳＡ＋ＳＣ）−（ＳＢ＋ＳＤ）の演算
（受光出力の振幅レベルのみの演算）により、フォーカ
スエラー信号ＦＥを生成する。この場合、これらトラッ
キングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥは、
前述したようにいずれもＳ字特性を有する非直線特性の
信号である。

【００２４】なお、説明を容易にするため、以降の説明
では、トラッキングエラー信号ＴＥに基づくトラッキン
グ制御を中心に説明するが、フォーカスエラー信号ＦＥ
に対しても同様の処理が行なわれる。

【００２５】上述したようにトラッキングエラー信号生
成部２ｂで生成されたトラッキングエラー信号ＴＥは、
Ａ／Ｄ変換回路４に供給されてデジタル信号に変換され
る。このデジタル化されたトラッキングエラー信号ＴＥ
Ｄは、特性変換部５に供給される。

【００２６】特性変換部５は、Ｓ字特性を有し、非直線
特性のトラッキングエラー信号ＴＥＤを直線特性の信号
に変換するものであり、この例では、後述するようにＲ
ＯＭにより構成されている。そして、トラッキングエラ
ー信号ＴＥＤの値に対応した直線特性の信号に変換する
変換データを、この特性変換部５は、出力する。この特
性変換部５から得られた直線特性の変換トラッキングエ
ラー信号ＴＥ１Ｄは、デジタルフィルタの位相補償回路
６に供給される。

【００２７】そして、変換トラッキングエラー信号ＴＥ
１Ｄは、位相補償回路６において、高域補償がなされた
のち、乗算回路７に供給される。

【００２８】乗算回路７では、予め設定された乗算値保
持部７ａからの乗算値と、変換トラッキングエラー信号
ＴＥ１Ｄとの乗算処理を行なう。これにより、トラッキ
ングサーボのために、変換トラッキングエラー信号ＴＥ
１Ｄに必要とされるゲインが与えられる。

【００２９】そして、乗算回路７から出力された変換ト
ラッキングエラー信号ＴＥ１Ｄは、ドライバ８に供給さ
れ、ここで上述した２次元アクチュエータのトラッキン
グコイルを動作させるためのアナログ信号が形成され、
２次元アクチュエータに供給される。

【００３０】これにより、２次元アクチュエータのトラ
ッキングコイルは、直線特性の変換トラッキングエラー
信号ＴＥ１Ｄに基づいて制御され、本来、不安定なトラ
ッキング制御になるトラッキングエラー信号ＴＥの非直
線特性の区間においても安定にトラッキング制御が実行
される。

【００３１】図３は、特性変換部５の一例を説明するた
めの図であり、特性変換部５としてＲＯＭを用いた場合
の例である。このＲＯＭ５には、このＲＯＭ５のアドレ
スとして入力されるトラッキングエラー信号ＴＥＤのレ
ベル値に対して求められる直線特性の変換トラッキング
エラー信号ＴＥ１Ｄの変換データが書き込まれ保持され
ている。

【００３２】この変換データは、この例の場合、トラッ
キングエラー信号ＴＥＤを正弦波とみなし、逆サイン関
数アークサイン（以下、ａｒｃｓｉｎと記載する）を用
いて求められるものである。

【００３３】すなわち、ＲＯＭ５に書き込まれる変換デ
ータは、この変換データをｙ、トラッキングエラー信号
ＴＥＤの各レベル値をｘ、このトラッキングエラー信号
ＴＥＤのピークレベル値をｘｐとすると、ｙ＝ａｒｃｓｉｎ（ｘ／ｘｐ） … （１）で表される計算式によって求められる。

【００３４】そして、（１）式により、予め求められた
変換データが、この例のＲＯＭ５に書き込まれ保持され
る。

【００３５】そして、非直線特性のトラッキングエラー
信号ＴＥ（ＴＥＤ）がＲＯＭ５に、そのアドレスとして
供給されると、ＲＯＭ５からは、該当する記憶領域の変
換データが読み出される。したがって、ＲＯＭ５から
は、図４の実践で示す変換された直線の変換トラッキン
グエラー信号ＴＥ１（ＴＥ１Ｄ）が得られる。

【００３６】なお、この例では、ＲＯＭを用いたが、Ｒ
ＯＭに限らず、不揮発性のメモリであれば、この発明に
用いることができる。

【００３７】また、特性変換部５に、ＲＯＭなどのメモ
リに代えて、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッ
サ）を用い、トラッキングエラー信号ＴＥＤについて、
トラッキング制御時に、リアルタイムで、前述の（１）
式に応じた演算をソフトウエアで実行して変換データを
求め、直線特性の信号に変換された変換トラッキングエ
ラー信号ＴＥ１（ＴＥ１Ｄ）を得るようにしても良い。

【００３８】なお、この発明においては、直線特性に変
換をしようとする信号の振幅管理を厳密にして、当該信
号のピークレベル値ｘｐの大きさを精度良くきめること
により、より厳密な直線特性への変換を実現することが
できる。

【００３９】すなわち、この例の場合、ＲＯＭ５には、
トラッキングエラー信号のＳ字特性に対応した直線特性
のデータが書き込まれる。この直線特性のデータは、ジ
ャストトラック位置からのずれを正しく補正することが
できる値となるようにされる。

【００４０】ところが、実際のトラッキングエラー信号
ＴＥは、ピークレベル値が常時一定であるとは限らず、
このトラッキングエラー信号ＴＥにより読み出したＲＯ
Ｍ５のデータによって、直線特性への信号の変換を行な
うと、実際のずれ量に合致した直線特性の信号に変換で
きない場合がある。このため、得られたトラッキングエ
ラー信号ＴＥをＲＯＭ５に書き込まれた直線特性のデー
タに正しく対応できるようにする必要がある。

【００４１】そのためには、トラッキングエラー信号Ｔ
Ｅのピークレベル値を、予め決められた所定の値、すな
わち、直線特性の変換トラッキングエラー信号のピーク
レベル値に等しくなるようにして、ＲＯＭ５の直線特性
のデータによって適性に直線特性の信号に変換すること
ができるようにすればよい。

【００４２】その方法の一例としては、例えば、再生信
号の高周波信号ＲＦのエンベロープ波形から生成される
オフトラック信号ＯＦＴＫを用いて、トラッキングエラ
ー信号ＴＥのピークレベル値を検出し、このピークレベ
ル値を所定の値となるように、例えば、ゲイン・コント
ロール・アンプを用いて、トラッキングエラー信号ＴＥ
を制御することが考えられる。

【００４３】すなわち、ＣＤの場合には、ピットが形成
されたトラック領域からの反射光の光量は、トラック領
域の間のオフトラック領域からの反射光の光量に比べ小
さい。このため、再生高周波信号ＲＦは、図５に示すよ
うにトラック領域ＴＲでは振幅が小さく、オフトラック
領域ＯＦでは振幅が大きくなる。このため、再生高周波
信号ＲＦのエンベロープ波形は、図５に示すように、こ
の例の場合、ＣＤのトラック領域ＴＲとオフトラック領
域ＯＦに対応して変化する波形である。

【００４４】そこで、再生高周波信号ＲＦのエンベロー
プ波形を抽出し、このエンベロープ波形をその中央値で
スライスすることにより、図５に示すように、トラック
領域ＴＲと、オフトラック領域ＯＦを示すことができる
矩形波のオフトラック信号ＯＦＴＫを生成することがで
きる。

【００４５】また、トラッキングエラー信号ＴＥは、図
５に示すように、各トラック領域においてジャストトラ
ック位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をゼロクロス点として、その
ジャストトラック位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からのずれ量に
応じたＳ字特性の信号である。

【００４６】そして、再生高周波信号ＲＦのエンベロー
プ波形と、トラッキングエラー信号ＴＥは、いずれも正
弦波状で、同周波数の信号であり、図５にも示したよう
に、再生高周波信号ＲＦのエンベロープ波形と、トラッ
キングエラー信号ＴＥとは、常に９０度の位相差を有す
る。

【００４７】したがって、再生高周波信号ＲＦのエンベ
ロープ波形から生成されるオフトラック信号ＯＦＴＫ
と、トラッキングエラー信号ＴＥとの間にも、上述の位
相関係が成立する。

【００４８】このため、オフトラック信号ＯＦＴＫの立
ち上がり、または、立ち下がりのタイミングで、トラッ
キングエラー信号ＴＥをサンプリングすることにより、
図５に示すようにトラッキングエラー信号ＴＥのピーク
レベル値ＰＰまたは−ＰＰをサンプリングすることがで
きる。

【００４９】そして、図１において、ＲＦ回路２とＡ／
Ｄ変換回路４との間にゲイン・コントロール・アンプを
設けるとともに、ゲイン・コントロール・アンプの出力
端とゲインコントロール端子との間にサンプリングホー
ルド回路を設ける。このサンプリングホールド回路のサ
ンプリングホールドパルスとして前記オフトラック信号
の立ち上がり、または、立ち下がりのパルスを供給す
る。そして、このサンプリングホールド回路のホールド
出力によりゲイン・コントロール・アンプを利得制御し
て、このアンプからのトラッキングエラー信号のピーク
レベル値が、常に、前述したような値になるようにす
る。

【００５０】なお、ＲＦ回路２から得られたトラッキン
グエラー信号ＴＥのゲインを制御する代わりに、ＣＤに
照射される光ビームのパワーを制御して、ＲＦ回路２に
おいて生成されるトラッキングエラー信号ＴＥを所定の
ピークレベル値の信号となるようにしてもよい。

【００５１】また、直線特性の変換データを得るための
計算式は、上述の（１）式に限るものではなく、直線特
性への変換の対象となる信号の非直線特性に応じて最適
な計算式を用いるようにする。

【００５２】また、この発明は、トラッキング制御だけ
でなく、上述のフォーカスエラー信号生成部２ｃにおい
て生成されるＳ字特性を有するフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅについても直線特性のフォーカスエラー信号に変換す
ることができる。したがって、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅを、この発明により直線特性の信号に変換すること
で、フォーカス制御をも安定に行なうようにすることが
できる。

【００５３】なお、上述の例は、ＣＤプレーヤの例とし
て説明したが、ＣＤプレーヤに限るものではなく光磁気
ディスクの記録再生装置などについても、この発明を適
用することができる。

【００５４】また、特に光磁気ディスクの記録再生装置
においては、記録時のトラッキング制御についても、こ
の発明を適用し、記録時のトラッキング制御をも安定に
実行させることができる。

【００５５】また、トラッキングエラー信号ＴＥやフォ
ーカスエラー信号ＦＥだけ出なく、Ｓ字特性や歪み特性
を有する非直線特性のサーボエラー信号に、この発明を
適用し、直線特性のサーボエラー信号を得ることによ
り、各種のサーボ制御を安定に行なうことができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるサ
ーボエラー信号形成回路及び光ディスク装置によれば、
サーボエラーに対して直線関係で対応したサーボエラー
信号を得ることができるため、常時安定にサーボ制御を
実行することができる。

【００５７】また、サーボエラー信号の歪みに予め備え
る必要がなく、このサーボエラー信号に基づいて制御さ
れるサーボ系の安定性の設計が適切かつ簡単に行なえ
る。

【００５８】また、制御帯域の拡大、安定度の増大など
の当該サーボ系の特性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による光ディスク装置の一実施例を説
明するための図である。

【図２】この発明による光ディスク装置の一実施例の光
ピックアップで用いられる受光部を説明するための図で
ある。

【図３】この発明による光ディスク装置の一実施例の特
性変換部の具体例の一例を説明するための図である。

【図４】この発明による光ディスク装置の一実施例の特
性変換部で実行される変換処理を説明するための図であ
る。

【図５】この発明による光ディスク装置の一実施例にお
いて行うことができるトラッキングエラー信号のピーク
レベル値の検出について説明するための図である。

【図６】従来の非直線特性のサーボエラー信号を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１光ピックアップ２ＲＦ回路２ａ再生信号生成部２ｂトラッキングエラー信号生成部２ｃフォーカスエラー信号生成部３再生信号処理部４アナログ／デジタル変換部５特性変換部６位相補償回路７乗算回路７ａ乗算値保持部８２次元アクチュエータドライバ１００ＣＤ（コンパクトディスク）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｒ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目的収束点に対するずれに応じて、Ｓ字特
性を有するサーボエラー信号をデジタル信号に変換する
デジタル信号変換手段と、デジタル信号に変換された前記サーボエラー信号を入力
信号とし、前記ずれに対して直線特性になる変換サーボ
エラー信号を得る特性変換手段とからなるサーボエラー
信号形成回路。
【請求項２】前記特性変換手段は、前記Ｓ字特性に対す
る直線特性のデータが、前記Ｓ字特性のデータと対応付
けられて記憶されるメモリであって、前記Ｓ字特性のデータを入力して、対応付けられた直線
特性のデータを得る請求項１に記載のサーボエラー信号
形成回路。
【請求項３】前記特性変換手段は、前記Ｓ字特性のデー
タが供給され、このＳ字特性のデータに対する直線特性
のデータを演算により求める演算手段である請求項１に
記載のサーボエラー信号形成回路。
【請求項４】光ディスクからの反射光を受光して、信号
を取り出す光ピックアップ部と、前記光ピックアップ部からの信号の供給を受けて、前記
光ビームの目的収束点に対するずれに応じてＳ字特性を
有するトラッキングエラー信号を生成するトラッキング
エラー信号生成手段と、前記Ｓ字特性のトラッキングエラー信号の供給を受け
て、この信号をデジタル信号に変換するデジタル信号変
換手段と、前記デジタル信号変換手段においてデジタル化された前
記Ｓ字特性のトラッキングエラー信号を入力信号とし、
直線特性の変換トラッキングエラー信号を得る特性変換
手段と、前記特性変換手段からの変換トラッキングエラー信号に
より、前記光ディスク上を走査する光ビームの前記光デ
ィスク上の走査位置を制御するトラッキング制御手段と
を備えた光ディスク装置。
【請求項５】光ディスクからの反射光を受光して、信号
を取り出す光ピックアップ部と、前記光ピックアップ部からの信号の供給を受けて、前記
光ビームの正常な集光度を保つ位置を目的収束点とし
て、この目的収束点に対するずれに応じてＳ字特性を有
するフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー
信号生成手段と、前記Ｓ字特性のフォーカスエラー信号の供給を受けて、
この信号をデジタル信号に変換するデジタル信号変換手
段と、前記デジタル信号変換手段においてデジタル化された前
記Ｓ字特性のフォーカスエラー信号を入力信号とし、直
線特性の変換フォーカスエラー信号を得る特性変換手段
と、前記特性変換手段からの変換フォーカスエラー信号によ
り前記光ディスク上を走査する光ビームの前記光ディス
クに対する集光度を制御するフォーカス制御手段とを備
えた光ディスク装置。