JPH0935289A

JPH0935289A - ピックアップ制御装置

Info

Publication number: JPH0935289A
Application number: JP7201321A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tateishi; 潔立石
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】光ディスク基板のピット情報を再生するピッ
クアップ再生装置において、繰り返し制御のサンプリン
グパルスを逓倍する逓倍回路を用いたピックアップ制御
装置。【構成】光ディスク基板の回転角度を検出し、回転パ
ルスとして出力する回転検出回路４０と、この回転パル
スを高速パルスに変換する逓倍回路６０と、光ピックア
ップ部２０とフォーカス制御部３０から誤差信号を検出
し、この誤差信号を演算処理回路５０で演算するように
した、光ディスク基板のピット情報を再生するピックア
ップ再生装置において、光ディスク基板の回転角度に応
じた最適補正値を演算し、該演算内容の一部を更新記録
すると共にこの最適補正値を出力する演算処理手段とを
備え、光ディスク基板の回転角検出パルスを逓倍した高
速信号でこの最適補正値を同期演算し、出力することを
特徴とするピックアップ制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク基板等の記
録媒体を再生するピックアップ再生装置において、検出
された誤差信号に対応した補正量を光ディスク基板の回
転角度に同期して出力するようにしたピックアップ制御
装置に関するものである。

【０００３】

【０００２】

【０００４】

【従来の技術】従来、音声信号や映像信号の記録媒体と
しての光ディスク基板は、光ディスク基板面に設けられ
た凹凸状のピットの形状を光学系ピックアップで検出
し、この情報を電気信号に変換し、音声信号や映像信号
を再生している。この光ディスク基板は、高速で回転し
ているので、ピット配列の多少の位置ずれや光ディスク
基板の多少のたわみに対しても正確にピットを検出しな
ければならず、フォーカスやトラッキングに対して光学
系ピックアップで電気的な自動制御（サーボ）回路を設
けるのが一般的である。図７は従来の光ディスク再生装
置における光ビームのフォーカス制御系の概略図であ
る。トラッキング制御系に関してはフォーカス制御系と
同様に考えられるので説明を省略する。図中符号１０は
表面に螺旋状にピットを坦持してトラックを形成する光
ディスク基板であり記録または再生時には所定の速度で
回転する。また符号２０は再生手段としての光ピックア
ップ部、符号３０は再生装置のフォーカス制御部であ
る。

【０００５】

【０００３】この光ピックアップ部２０に設けられたレ
ーザダイオード２１から発せられたレーザ光は光学部２
２によって光学的に処理された後、アクチュエータ２３
に一体に設けられた対物レンズによって光ビームに収束
される。またアクチュエータ２３に一体に設けられた駆
動コイルは対物レンズを駆動して、光ビームを光ディス
ク１０のピット上に照射する。このピット上に照射され
た光ビームは光ディスク基板１０上で反射されアクチュ
エータ２３に一体に設けられた対物レンズを経て光学部
２２によって光学処理された後、フォーカス制御部３０
の誤差信号検出手段としての制御信号検出回路３１で処
理されＲＦ信号を再生する。このＲＦ信号は光ディスク
基板に記録された情報を再生するための信号であり、正
確に出力するためには光ビームの焦点が常時光ディスク
基板のピット上に位置するように制御する必要がある。

【０００６】

【０００４】従ってフォーカス制御部３０は光ディスク
基板のピットからの反射光を処理してフォーカスエラー
信号（誤差信号）ＦＥを生成する。この誤差信号ＦＥ
は、制御信号検出回路３１の出力と、予め設定されてい
るフォーカスエラーの目標値とが減算器３５で減算され
て得られた信号である。そして、誤差信号ＦＥは、次段
に設けられた差動増幅器と位相補償回路等から構成され
る制御信号発生手段としての補償回路３２によってフォ
ーカス制御信号ＦＥＱに変換される。このフォーカス制
御信号ＦＥＱはドライバ３３を経てアクチュエータ２３
に一体に設けられた駆動コイルによって対物レンズを駆
動し光ビームの焦点位置を制御する。即ち、アクチュエ
ータ２３、光学部２２、制御信号検出回路３１、補償回
路３２及びドライバ３３から成る閉回路が光ビームのフ
ォーカス制御系である。

【０００７】

【０００５】

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この制御方式は、いわ
ゆる古典的な制御方式と言える。しかし、光ディスク再
生装置として一義的に補正値が決められても光ディスク
基板によって中心孔に偏心があったり、たわみの程度が
異なるため、或る光ディスク基板に対しては十分補正が
できても、他の光ディスク基板に対しては十分な補正が
なされない場合がある。また、近年、ＤＶＤ（デジタル
・ビデオ・ディスク）の出現により、記録媒体としての
光ディスク基板がより高密度記録化されるに至り、記録
・再生時の回転速度も大幅に高速回転化されている。こ
のことからフォーカスやトラッキング制御に対してもよ
り一層精密な制御が要求されるようになっている。

【０００９】本発明は、上記の問題に着目して成された
もので、光ディスク基板の中心孔の偏心やたわみによっ
て生じる誤差信号は、一般に光ディスク基板の同一角度
方向に繰り返し発生する場合が多く、光ディスク再生装
置におけるトラッキングやフォーカス制御を光ディスク
基板の回転角度に対応した補正値で補正を行うため、該
補正値を演算し出力する演算回路を設けると共に、光デ
ィスク基板の高速化に対応するため高速パルス生成回路
とを設けたピックアップ制御装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【０００６】

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、光ディスク基板のピット情報を再生する
再生手段と、ピット情報の読み取り誤差信号を検出する
誤差信号検出手段と、誤差信号に対応して再生手段の信
号を制御するための制御信号発生手段と、光ディスク基
板の回転数と回転角度を検出する回転検出手段と、制御
信号から光ディスク基板の回転角度に応じた最適補正値
を演算し該演算内容の一部を更新記録すると共に該最適
補正値を出力する演算処理手段とを備えたピックアップ
制御装置において、光ディスク基板の回転角度に応じた
回転検出手段の出力周波数を逓倍する高速信号生成手段
を用いたことを特徴とする。

【００１２】

【０００７】また、回転検出手段の出力周波数を逓倍す
る高速信号生成手段にＰＬＬ回路を用いたことを特徴と
する。

【００１３】

【０００８】

【００１４】

【作用】光ディスク基板のピット情報を再生する再生手
段と、ピット情報の読み取り誤差信号を検出する誤差信
号検出手段と、誤差信号に対応した制御信号を発生させ
る制御信号発生手段と、光ディスク基板の回転角度を検
出する回転検出手段と、回転検出手段の周波数を逓倍す
る高速信号生成手段と、制御信号から光ディスク基板の
回転角度に応じた最適補正値を演算し、その演算内容の
一部を更新記録すると共にその最適補正値を出力する演
算処理手段とを備えたピックアップ再生装置において、
光ディスク基板の回転角度に応じた最適補正値を高速信
号に同期して演算し、出力する。

【００１５】

【０００９】

【００１６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１から図７に基づ
き詳細に説明する。尚、従来例と同一の部分に対しては
同一の符号を付してある。図１は図８に示した従来例の
ブロック図に対して回転検出回路４０、演算処理部５０
及び逓倍回路６０を追加したもので以下順次説明する。

【００１７】先ず、図１に示すように、回転検出手段と
しての回転検出回路４０は、モータ４１に矩形状の孔を
配置した円板状の突起部４３を有する回転ドラム４２
と、この突起部４３を挟み込むように図示せぬフォトカ
プラを設け、該フォトカプラの出力を波形整形する回転
パルス生成回路４４とで構成している。突起部４３は、
図２（ａ）に示すように円板の外周部に矩形状の孔４５
が等角度間隔（図では９０度間隔）配置されていて、こ
の孔４５がフォトカプラを通過することによってモータ
４１が１回転する毎に４個のパルスが回転パルス生成回
路４４から発生する。

【００１８】

【００１０】ここで得られたパルスを回転パルスと呼ぶ
ことにする。また、図２（ｂ）は、誤差信号と回転パル
スとの関係を示した。

【００１９】尚、本発明における実施例で回転検出回路
４０は、回転ドラム４２に設けられた矩形状の孔を配置
した円板状の突起部４３をフォトカプラで挟み込むよう
にして回転パルスを生成する例で説明したが、回転ドラ
ム４２の周囲面上に微小の磁石片を配置し、ホール素子
で回転を検出しても良く、矩形状の孔を検出する方法以
外でも同様の効果を得る事ができる。

【００２０】次に、高速信号生成手段としての逓倍回路
６０については、図３のＰＬＬ（ＰｈａｓｅＬｏｃｋ
ｅｄＬｏｏｐ）回路を用いて説明する。

【００２１】

【００１１】図３（ａ）は、標準的ＰＬＬ回路のブロッ
ク図を示した。符号６１は、水晶振動子６２を用いた基
準信号発振器である。この基準信号発振器６１は、例え
ば１０ＭＨｚの水晶振動子６２を用いて発振させた周波
数を、例えば図示せぬ分周器で１／４００分周して２５
ｋＨｚの周波数に変換した信号を出力信号としている。
そして、基準信号発振器６１の出力は、位相比較器６３
に送られ、ここで後述する分周器の出力信号と位相比較
される。位相比較器６３の出力は、ローパスフィルタ
（ＬＰＦ）６４を経てＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｄＯｓｉｌｌａｔｏｒ）６５に供給され
る。

【００２２】このＶＣＯ６５は、発振周波数が直流電圧
の変化で制御される発振器で、ＬＰＦ６４から供給され
る直流電圧で発振周波数が規定される。また、ＶＣＯ６
５の出力は、出力端子６６及び分周器６７に供給され
る。

【００２３】

【００１２】この分周器６７は、一般にプログラマブル
分周器と呼ばれ水晶振動子６２による発振周波数より高
い周波数で発振しているＶＣＯ６５の発振周波数を図示
しないマイコンからの指令による分周比で分周する回路
である。例えば、ＶＣＯ６５が１００ＭＨｚ付近で発振
している場合、マイコンから１／４０００分周の指令が
あれば、分周器６７の出力は、１００ＭＨｚが１／４０
００分周されて略２５ｋＨｚが出力される。この分周器
６７の出力は、位相比較器６３に供給され、前記略２５
ｋＨｚの信号と基準信号発振器３１から得られた正確な
２５ｋＨｚの信号と位相比較される。位相比較器６３で
位相比較された２つの周波数が異なる場合は、誤差電圧
が発生し、この誤差電圧をＬＰＦ３４で平滑し、直流電
圧を得てＶＣＯ３５回路に供給する。

【００２４】

【００１３】この位相比較器６３、ＬＰＦ６４、ＶＣＯ
６５及び分周器６７からなる閉回路によって位相比較器
６３から出力される誤差電圧が零に成るように制御され
るので、ＶＣＯ６５の発振周波数（１００ＭＨｚ）は水
晶振動子６２の発振周波数精度で制御され、安定した発
振周波数を出力端子に供給することができる。

【００２５】このように、ＰＬＬ回路は、基本周波数を
正確に逓倍することが可能である。

【００２６】また、図３（ｂ）は、本発明の実施例に用
いられる逓倍回路６０で、先に説明したＰＬＬ回路を応
用した回路例である。ここで、図３（ａ）に示した基準
信号発振器６１の代わりに回転パルス生成回路４４を設
けている。

【００２７】

【００１４】この回転パルス生成回路４４は、回転ドラ
ム４２から得られるモータ４１の回転数を波形整形して
回転パルスとしたものであり、基準信号発振器６１の出
力信号と同様に取扱うことができる。即ち、回転パルス
生成回路４４から得られる回転パルス（基準信号発振
器）が仮に４パルスとし、出力端子６６に得ようとする
パルス数（高周波信号）が４０パルスとすれば、分周器
６７の分周数を１／１０分周に設定すれば良いことにな
る。これは、回転パルスを１０逓倍したことを意味して
いる。この逓倍回路６０で得られた回転パルスをサンプ
リングパルスとして演算処理回路５０に供給する。

【００２８】以上のように、光ディスク基板が１回転す
る間に４個の回転パルスが得られる回転パルス生成回路
４４の出力を逓倍回路６０を通すことによって、４０個
のパルスを得ることができる。即ち、光ディスク基板が
１回転する間に４０個のパルスが得られ、例として０度
から９０度間の誤差信号と回転角度との関係を図４
（ａ）に、また９０度から１８０度の間を図４（ｂ）に
示した。

【００２９】

【００１５】尚、逓倍回路６０において、ＰＬＬ回路を
用いて説明したが、その他の逓倍回路においても同様の
効果を得る事ができる。更に逓倍回路６０において、記
録媒体の違いを検出し、自動的に分周比を設定する方法
を用いても良い。

【００３０】次に、上記の誤差信号を演算する演算処理
部５０の動作を分かりやすくするため、制御理論の１手
法である繰り返し制御方式について図５を用いて説明す
る。図５は、図１の中で繰り返し制御に関する部分を概
念的に示したものである。この繰り返し制御は、後述す
るＡ／Ｄ変換器５１とＤ／Ａ変換器５５の間に演算値が
Ｍ個設けられ、この演算値をモータの回転に同期したＭ
個の回転パルスで切替える方式である。

【００３１】

【００１６】ここで、 θ：モータの回転角度。

【００３２】Ｍ：１回転当たりのサンプル数Ｎ：ＰＬＬの分周比Ｌ：ＦＧの分割数（１回転にＬパルスのＦＧを発生）Ｍ＝Ｌ×Ｎとする。

【００３３】また、この演算値の伝達関数の一例をＺ変
換を用いて示すと、Ｙ（Ｚ）／Ｘ（Ｚ）＝Ｋｉ／（１−（１／Ｚ））・・（式１）となる。

【００３４】

【００１７】また、式１の差分方程式はｙ（ｎ）＝Ｋｉ・ｘ（ｎ）＋ｙ（ｎ−１）・・（式２）となり、この例では、ＩＩＲのデジタル・フィルタであ
り、完全積分形である。ここで、ｘ（ｎ）：回転角ａ・２π／ＭでのＦＥの
サンプル値入力ｙ（ｎ）：回転角ａ・２π／Ｍでの演算出力値ｙ（ｎ−１）：ｙ（ｎ）に対して１回転前の回転角ａ・
２π／Ｍでの演算出力値ａ：１〜Ｍの整数Ｋｉ：積分項の係数ここで演算回路は、Ｍ分割毎に（式１）に従った積分の
演算を行い、その結果をメモリー５４に書き込む。

【００３５】

【００１８】この演算回路５３の演算処理に関しては図
６に示すフローチャート図を用いて説明する。図６にお
いて、ステップＳ１は、メモリー５４のアドレス番号
（ａ）を初期値化する。このアドレスはＭ分割されてい
るシステムの場合には、Ｍ個のアドレスが必要になる。
ステップＳ２は、アドレス番号（ａ）に１を加える（こ
のアドレスを仮に１番地とする）。ステップＳ３は、Ａ
／Ｄ変換器５１の値、即ち誤差信号ＦＥのＡ／Ｄ値をレ
ジスタＡに格納する。次に、ステップＳ４では、アドレ
ス（１番地）のメモリー５４の内容を呼び出し、レジス
タＢに格納する。このアドレス（１番地）に収納されて
いるメモリー５４の内容は、光ディスク基板の１回転前
の同一角度の時に得た演算値である。そして、ステップ
Ｓ５において、レジスタＡ及びレジスタＢの内容を（式
２）に従った積分の演算を行い、その結果をレジスタＣ
に格納する。

【００３６】

【００１９】このレジスタＣの演算結果は、ステップＳ
６でＤ／Ａ変換器５５に出力されると共に、ステップＳ
７でメモリー５４の１番地のアドレス（ａ）に現在の演
算値として上書きされる。そして、ステップＳ８におい
て、アドレス番号（ａ）が１回転の分割値Ｍに等しいか
否かを判断し、等しい場合はステップ１へ、等しくない
場合はステップＳ２に戻りステップＳ２以下の工程を繰
り返す。

【００３７】以上述べたように、レジスタＡ及びレジス
タＣが現在の回転角度の値、即ちＡ＝ｘ（ｎ）、Ｃ＝ｙ
（ｎ）であり、レジスタＢが１回転前の値、即ちＢ＝ｙ
（ｎ−１）に置き換えて考えると、（式２）に従った演
算が行われているのが理解される。

【００３８】

【００２０】次に、図１に従って、演算処理部５０の信
号の流れを説明する。誤差信号ＦＥは、サンプルホール
ド回路５１と、Ａ／Ｄ変換器５２により、逓倍回路６０
からのサンプリングクロックに同期して、量子化され離
散値となり、演算回路５３に入力される。演算回路５３
はメモリー５４と協働して、前述の（式２）に従った演
算を行う。演算結果はＤ／Ａ変換器５５により、アナロ
グ量に変換され、最適補正値として、加算回路３４の一
方に入力される。加算回路のもう一方の入力には、補償
回路３２によって位相補償されたフォーカス制御信号Ｆ
ＥＱが入力される。

【００３９】加算回路３４以降の動作は従来例と同様で
ある。加算回路３４の出力はドライバ３３を経てアクチ
ュエータ２３に一体に設けられた駆動コイルによって対
物レンズを駆動し、光ビームの焦点位置を制御する。

【００４０】

【００２１】尚、実施例では、丁度１回転前の最適補正
値を演算に利用したが、メモリー５４から読み出し、演
算回路５３で演算し、Ｄ／Ａ変換回路５５に出力するま
での処理時間を考慮し、その時間に相当するサンプル数
だけ手前の値を演算に利用しても良い。

【００４１】以上述べたように、繰り返し制御を用いた
システムは、光ディスク基板の中心孔の偏心やディスク
基板のたわみのように、常に同じ回転角の時に生じるト
ラッキングエラーやフォーカスエラーに対し、前に記録
された補正値を基にして回転角毎に演算し同期出力し、
制御信号に加算することにより、残留誤差が抑圧でき
る。その理由は、ディスク基板のたわみ量が最内周部と
最外周部で大きく変わっても隣接するトラック間では僅
かの変化に過ぎず、隣接トラック間の同一回転角度に於
ける残留誤差の相関が高いことによる。

【００４２】

【００２２】ところで、逓倍回路６０から出力される回
転パルスの繰り返し周波数が変化する場合、即ち光ディ
スク基板の回転速度が変化する場合について説明する。

【００４３】光ディスクの記録方式には、回転数が一定
のＣＡＶ（ＣｏｎｓｔａｎｔＡｎｇｕｌａｒＶｅｌ
ｏｃｉｔｙ）と線速度が一定のＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎ
ｔＬｉｎｅａｒＶｅｌｏｃｉｔｙ）の２種類ある。回
転数が変化するのは後者であり、ＣＬＶ方式では光ディ
スクの最内周では回転速度が最も速く、最外周で最も遅
くなる。本発明の実施例において、誤差信号をＡ／Ｄ
し、最適補正値を演算し、メモリー５４に格納し、Ｄ／
Ａ変換して出力する一連の動作を回転パルスに同期して
行っているため、ディスク基板の回転が時間と共に変化
するＣＬＶ方式においてもＣＡＶ方式と同様に残留誤差
を抑圧する効果がある。

【００４４】

【００２３】

【００４５】

【発明の効果】トラッキングやフォーカス制御に繰り返
し制御方式を適用する場合において、最適補正値（制御
量）を演算し、出力するタイミングを決めるために用い
られるサンプリングパルスをＰＬＬ回路の逓倍回路を用
いることにより、光学的な方法で得ることが出来なかっ
た高速の回転パルスが簡単に生成されるので最適補正値
の時間軸上での細分化が可能になり、高速回転を必要と
するＤＶＤにおいてもその光ディスクに合致した最適補
正値によるトラッキングやフォーカス制御が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例のブロック図。

【図２】本発明に用いられる回転ドラムの円板状の突起
部の構造図及び回転パルスと誤差信号の関係を示した
図。

【図３】本発明に用いられるＰＬＬ回路のブロック図。

【図４】回転パルスと誤差信号の関係を示した図。

【図５】繰り返し制御を用いたフォーカス制御系のブロ
ック図。

【図６】本発明における実施例のフローチャート図。

【図７】従来例におけるピックアップ制御装置のブロッ
ク図。

【符号の説明】

１０・・・光ディスク基板２０・・・光ピックアップ部３０・・・フォーカス制御部４０・・・回転検出回路５０・・・演算処理回路５１・・・サンプリング・ホールド回路５２・・・Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５３・・・演算回路５４・・・マイコン５５・・・Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器６０・・・逓倍回路６１・・・基準信号発振器６２・・・水晶振動子６３・・・位相比較器６４・・・ＬＰＦ６５・・・ＶＣＯ６６・・・出力端子６７・・・分周器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスク基板のピット情報を再生する
再生手段と、前記ピット情報の読み取り誤差信号を検出する誤差信号
検出手段と、前記誤差信号に対応して前記再生手段の信号を制御する
ための制御信号発生手段と、前記光ディスク基板の回転数と回転角度を検出する回転
検出手段と、前記制御信号から光ディスク基板の回転角度に応じた最
適補正値を演算し該演算内容の一部を更新記録すると共
に該最適補正値を出力する演算処理手段とを備えたピッ
クアップ制御装置において、光ディスク基板の回転角度
に応じた前記回転検出手段の出力周波数を逓倍する高速
信号生成手段を用いたことを特徴とするピックアップ制
御装置。
【請求項２】前記回転検出手段の出力周波数を逓倍す
る高速信号生成手段にＰＬＬ回路を用いたことを特徴と
する請求項１記載のピックアップ制御装置。