JPS58177574A - デイスク再生装置のサ−ボ回路 - 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】 本発明は、ディジタルオーディオディスクやビデオディ
スクの再生装置におけるトラッキングやフォーカスのサ
ーボ回路に関する。

光学式やいわゆる溝なし静電容量方式のディスク再生装
置では、ヘッドが記録トラックを常に正しい位置でトラ
ッキングするように、トラッキングのずれを適当な手段
で検出し、その検出信号を適当な駆動手段に供給してト
ラッキングを制御するサーボ回路が設けられる。また、
光学式のディスク再生装置では、それとともに、ンーザ
ー光が記録面に対して常にジャストフォーカスになるよ
うに、フォーカスの状態を適当な手段で検出し、その検
出信号を適当な駆動手段に供給してフォーカスを制御す
るサーボ回路が設けられる。

第１図及び第２図は、光学式ディスク再生装置における
、このようなトラッキングサーボ及びフォーカスサーボ
の具体的な方法及び回路を示すもので、３つの光ビーム
を用いたものである。

即ち、記録トラックＴをトラッキングして情報信号を再
生すべき主ビーム／と、この主ビーム／のトラッキング
のずれを検出するための２つの補助ビームＪＥ及び２Ｆ
を、共通の光学系を介して、ディスクの記録面に入射さ
せる。この場合、２つの補助ビーム２Ｅ及び２Ｆが、主
ビームｌを中心にして、トラック方向及びこれと直交す
る方向に関して互いに対称的な位置になるようにする。

そして、記録面で反射された主ビーム／と補助ビーム２
Ｅ及び２Ｆを、共通の光学系を介し、Ｊフォーカスの状
態を検出するためのシリンドリカルレンズを介して、男
１Ｆ互−の光検出器で受光する。即ち、主ビーム／をフ
ォーカスの状態を検出するために９個に分割された光検
出器３に、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄで受光し、補助ビーム、
２Ｅを光検出器ｌＩＥで受光し、補助ビーム２Ｆを光検
出器４Ｆで受光する。

トラッキングのサーボ回路は、光検出器ｌＩＥ及び４Ｆ
の出力信号ＩＩ及びＩＰをアンプ５Ｅ及び５Ｆを介して
減算器乙に供給して、Ｉ　Ｅ　−Ｉ　Ｆで表わされる、
トラッキングのずれ、即ち、トラッキングエラーの検出
信号を得、この検出信号をサーボアンプ７を介してトラ
ッキングの駆動手段ｇに供給する構成である。駆動手段
ｇは、入射光の光路上に配されたミラーを回動させるた
めの可動コイルで、これに流れる電流に応じてミラーが
回動して、主ビーム／と補助ビーム２Ｅ及び２Ｆがトラ
ック方向と直交する方向に動かされる。第１図Ａに示す
ように、主ビーム／がディスクの内側にずれるときは、
補助ビーム２Ｅが記録トラックＴＫｔたがり、Ｉ　Ｅ　
−Ｉ　ｖで表わされるトラッキングエラー検出信号が負
になって、主ビーム／と補助ビーム２Ｅ及び２Ｆがディ
スクの外側に動かされる。第１図Ｃに示すように、主ビ
ーム／が逆にディスクの外側にずれるときは、補助ビー
ム、２Ｆが記録トラックＴＫまたがり、ＩＥ−ＩＦで表
わきれるトラッキングエラー検出信号が正になって、主
ビーム／と補助ビーム２Ｅ及び、２Ｆがディスクの内側
に動かされる１、このようにして、第１図Ｂに示すよう
に、主ビーム／が記録トラックＴに正しく位置し、補助
ビーム２Ｅ及び２Ｆがともに記録トラックＴにまたがら
ず、Ｉｇ−ＩＦで表わされるトラッキングエラー検出信
号が零になるように、トラッキングサーボされる。

フォーカスのサーボ回路は、光検出器３Ａ及び３Ｂの出
力信号ＩＡ及びＩＢをアンプ５Ａ及び５Ｂを介して加算
器／ダに供給して両者の和信号Ｉ　Ａ　十Ｉ　Ｂを得、
また、光検出器３Ｃ及び３Ｄの出力信号■ｃ及びＩＤを
アンプ５Ｃ及び５Ｄを介して加算器／Ｓに供給して両者
の和信号Ｉｃ＋ＩＤを得、そして、両方の和信号Ｉ　Ａ
　＋Ｉ　Ｂ及びＩ　ｃ＋Ｉ　Ｄを減算器／乙に供給して
、（ＩＡ＋Ｉ　Ｂ）　−（Ｉ　Ｃ＋Ｉ　Ｄ）で表わされ
る、フォーカスの状態のジャストフォーカスに対するず
れ、即ち、フォーカスエラーの検出信号を得、この検出
信号をサーボアンプ／７を介してフォーカスの駆動手段
／ｇに供給する構成である。駆動手段／ｇは、ディスク
に対向して配された対物レンズをディスクの面に垂直な
方向に動かすための可動コイルで、これに流れる電流に
応じて対物レンズが動いて、対物レンズのディスクに対
する距離が変えられる。図示しないが、前述のシリンド
リカルレンズによって、フォーカスの状態に応じて主ビ
ーム／の光検出器３Ａ〜３Ｄに投影されるスポットの形
状が変化し、（Ｉ　Ａ＋Ｉ　Ｂ）　−（Ｉ　Ｃ十ＩＤ）
で表わされるフォーカスエラー検出信号の極性と大きさ
が変わる。そして、対物レンズがディスクに対して一定
の距離になり、主ビーム／の光検出器３八〜３Ｄに投影
されるスポットが全体として円形になり、（Ｉ　Ａ　＋
　Ｉ　Ｂ　）　　　（Ｉ　ｃ　＋　Ｉ　ｏ　）で表わさ
れるフォーカスエラー検出信号が零になるように、フォ
ーカスサーボされる。

なお、加算器／ｑ及び／Ｓからの上述の和信号Ｉ　Ａ　
＋　Ｉ　ｓ及びＩＣ＋ＩＤを加算器／ｑに供給して、Ｉ
　Ａ＋Ｉ　Ｂ＋Ｉ　Ｃ＋Ｉ　ｏで表わされる再生情報信
号を取り出す。

トラッキングのずれはディスクの偏心や外部振動なとに
よって生じ、このトラッキングのずれを示す上述のトラ
ッキングエラー検出信号は、第３図Ａの実線で示す信号
ｖＡのように、低周波の成分に比較的周波数の高い成分
が重畳されたものとなシ、このようなトラッキングエラ
ー検出信号にサーボループが応答するように、サーボル
ープのループゲインは、第９図に示すように裾広がりに
され、そのカットオフ周波数ｆＣは、例えばディジタル
オーディオディスクの場合、／ｋＨ２以上に設定される
。そして、サーボループのループゲインをこのようにす
るために、サーボアノツク自体の特性は、ループのカッ
トオフ周波数ｆｃよりもさらに高い周波数までを増幅す
るようなものにされる。

ところで、ディスクの表面や記録ピットに蒸着すしたア
ルミにピンホールやキズなどの欠陥があると、その欠陥
が補助ビーム２Ｅｈるいは２Ｆによって光学的に読み取
られて、上述のトラッキングエラー検出信号ＶＡ中にノ
イズＮとなって現われる。そして、このノイズＮがサー
ボアノツクで増幅されて駆動手段ｇに駆動信号として与
えられる。しかし、このノイズＮは、第３図Ａに示すよ
うに、パルス状のもので、その周波数はサーボルーズの
カットオフ周波数ｆｃを超え、例えば、ディジタルオー
ディオディスクの場合、数ｋＨ２程度にもなる。そのた
め、このノイズＮによって、いわゆるトラックの飛びが
生じてしまう。もつとも、減算器乙とサーボアンプ７と
の間にローパスフィルタを挿入して、トラッキングエラ
ー検出信号ＶＡからノイズＮを除去することも考えられ
る。

しかし、このようにすると、サーボループのループゲイ
ンを、上述のように、トラッキングエラー検出信号ｖＡ
中の比較的周波数の高い成分にも応答するように裾広が
りでカットオフ周波数ｆｃが所期のものにすることがで
きなくなってしまう。

フォーカスについても同様の現象が生じるもので、即ち
、ディスクの表面や記録ビットに欠陥があると、減算器
／乙よ）得られるフォーカスエラー検出信号中にノイズ
が発生し、そこで対物Ｖンズが制御範囲を越えて動かさ
れてフォーカスが全くはずれてしまう１、 本発明は、このディスクの欠陥などによるトラックの飛
びやフォーカスのはずれを防止するようにし念ものであ
る。

第Ｓ図は、本発明のサーボ回路の一例で、光学式ディス
ク再生装置におけるトラッキングサーボ回路に本発明を
適用した場合である。本発明では、トラッキングエラー
検出信号ｖＡを得る減算器乙とサーボアンプ７との間に
、減算器乙の出力の低周波成分を出力電圧として取シ出
すローパスフィルタ２／、比較部２２、制御部２３及び
切換え部を構成するスイッチ２ｑが挿入される。即ち、
減算器乙の出力端にローパスフィルタ２／の入力端が接
続され、このローパスフィルタ２／の出力端は比較部２
２の基準入力端に接続されると共に、スイッチ２’ｌの
常開接点ＮＯに接続される。このスイッチ２グの常閉接
点ＮＣは減算器乙の出力端に接続され、更に、その共通
接点ＣＯＭはサーボアンプ７の入力端に接続される。ま
た、減算器乙の出力端には、比較部２２の比較入力端も
接続される。比較部２２は、第１及び第２のコンパレー
タ２Ｓ及びλ乙、ダイオード２７及びａｇ、及びオアゲ
ート２７によって構成されている。そして、比較部、２
２の基準入力端はダイオード２７のアノードとダイオー
ド２ｇのカソードとに共通接続され、ダイオード２７の
カソードが第７のコンパレータ２左の基準入力端に接続
されると共に、ダイオード２ｇのアノードが第２のコン
パ／−タλ乙の基準入力端に接続される。また、第１の
コンパレータ、２３の比較入力端と第コのコンパノータ
コ乙の比較入力端は共通接続されて、この共通接続点は
比較部２コの比較入力端に接続される。更に、第１及び
第コのコンパレータ２Ｓ及びユ乙の夫々の出力端は、オ
アゲート２ｑのコつの入力端の夫々に接続され、このオ
アゲート、２ｑの出力端は制御部２３の入力端に接続さ
れる。制御部２３は禁止ゲート３０、遅延回路３／及び
第１及び第コのモノステーブル・マルチバイブレータ３
２及び３３によって構成されている。そして、制御部２
３の入力端は、禁止ゲート３０の入力端と遅延回路３／
の入力端とに共通接続される。遅延回路３／の出力端は
、第１のモノステーブル・マルチパイプレータ３ユの入
力端に接続され、この第１のモノステーブル・マルチバ
イブレータ３２の出力端は、禁止ゲート３００制御端に
接続される。

また、禁止ゲート３θの出力端は、第２のモノステーブ
ル・マルチバイブレータ３３の入力端に接続され、この
第２のモノステーブル・マルチバイブノー夕３３の出力
端は、スイッチ２ケの制御端に接続される。なお、禁止
ゲート３０は、制御端に高レベルの信号が供給された時
、入力端に供給される信号が出力端から送出される事を
禁止する様に構成され、また、遅延回路３／の遅延時間
は、比較部２２の出力端、言い換えれば、オアゲート、
２ｑの出力端からの信号が禁止ゲート３０を介して第２
のモノステープル書マルチバイプノータ３３を確実にト
リガーするに充分な時間に設定されている。また、第１
のコン／ζソータ２左の基準入力端の電圧は、ローパス
フィルタ、２／の出力電圧にダイオード２７の降下電圧
ｖＬを加え合せた上限基準電圧Ｖａ＋Ｖｒ、、に設定さ
れて、比較入力端に与えられる電圧がこの上限基準電圧
Ｖａ＋■Ｌ以上である時、出力端から高レベルの比較出
力が得られるように構成されておυ、第２のコンパ７−
タ２乙の基準入力端の電圧は、ローパスフィルタΩ／の
出力電圧からダイオード２ｇの降下電圧ｖＬを減じた下
限基準電圧ＶＢ−ＶＬに設定されて、比較入力端に与え
られる電圧が下限基準電圧ＶＢ−ｖ、、以下である時、
出力端から高レベルの比較出力が得られるように構成さ
れている。

上述のように構成された本発明に係るサーボ回路の一例
の動作を第３図の波形図を参照して説明するに、減算器
乙に得られるトラッキングエラー検出信号ＶＡ　　（第
３図Ａ）がローパスフィルタ、２／に供給てれて、その
低周波成分が取り出され、第３図Ｂの実線で示すローパ
スフィルタ出力電圧ＶＢが得られる。なお、初期状態に
おいては、トラッキングエラー検出信号ＶＡが、スイッ
チ２４１の常閉接点ＮＣを介して、サーボアンプ７の入
力端に制御信号Ｖｃとして供給されているものとする。

そして、トラッキングエラー検出信号ｖＡのレベルトロ
ーパスフィルタ出力電圧ＶＢに基ツく基準レベルとの比
較が、比較部２２によってなされる。即ち、トラッキン
グエラー検出信号ＶＡは、第１及び第一のコンパレータ
２左及び２乙の比較入力端に供給されて、第１のコンパ
ノー夕２Ｓによって上限基′準電圧ＶＢ＋Ｎ’ｚとの比
較がなされ、また、第２のコンパレータ２乙によって下
限基準電圧ＶＢ−ｖ、、との比較がなされる。例えば、
トラッキングエラー検出信号ｖＡに含まれるノイズＮの
レベルが、上限または下限基準電圧ＶＢ＋ｖＬまたはＶ
ｎ−Ｖ、、を越えると、第１または第一のコンパノー夕
２５またはコロの出力端に高レベルの比較出力が得られ
る。この高レベルの比較出力は、オアゲート２９を介し
て、第３図Ｃにおいて実線で示す如くの比較出力パルス
ａとして制御部２３の入力端に供給される。制御部２３
は比較出力パルスａを受けて第３図りに示すスイッチン
グパルスｂを発生し、これをスイッチ、２グの制御端に
供給する。即ち、この時、比較出力パルスａは禁止ゲー
ト３０を通過して、第一のモノステーブル・マルチバイ
ブレータ、？３をトリガーし、その出力端にスイッチン
グパルスｂが得られるのであるうそして、このスイッチ
ングパルスｂの高レベル期間１．において、スイッチ２
’ｌが常開接点ＮＯと共通接点ＣＯＭとを接続するよう
に作動され、サーボアンプ７へ供給される制御信号Ｖｃ
が、トラッキングエラー検出信号ｖＡからローパスフィ
ルタ出力電圧ＶＢに切り換えられる。この制御信号とし
てのローパスフィルタ出力電圧ｖＢは、第３図Ｆに示す
制御信号ＶＣに於いて、Ｎ′で示される如く、スイッチ
ングパルスｂの高Ｖペル期間１．継続する。そして、ス
イッチングパルスｂの立下りにおいてスイッチ、２グが
復旧され、サーボアンプ７への制御信号Ｖｃが、再びロ
ーパスフィルタ出力電圧ＶＢからトラッキングエラー検
出信号ＶＡに切り換えられる。

一方、比較出力パルスａが遅延回路３／によって所定の
時間τだけ遅延された信号の立上りによって、第１のモ
ノステーブル・マルチバイブＶ　−タ３２がトリガーさ
れ、その出力端に第３図りに示す禁止パルスＣが得られ
る。この禁止パルスＣの高レベル期間１．に、禁止ゲー
ト３Ｑによる禁止動作がなされ、例えばスイッチングパ
ルスｂの立上りから禁止パルスＣの立下りまでの期間ｔ
ユ内の、制御信号Ｖ。がトラッキングエラー検出信号Ｖ
Ａに切り換えられた直後に、第３図Ａにおいて破線で示
すノイズｎがある場合、比較部２コから第３図Ｃにおい
て破線で示す比較出力パルスａ′が、得られても、これ
が第コのモノステーブル・マルチパイプノー夕３３に供
給されないようにされている。この為、この場合には・
、制御信号ｖｃの切換えは行われず、制御信号ｖ０中に
第３図Ｆの破線で示すノイズｎ′が残留することになる
が、これによシ、制御信号Ｖｃをローパスフィルタ出力
電圧ＶＢに切シ換えることによシ生じ得る弊害が妨かれ
ているのである。即ち、通常、スイッチングパルスｂの
立下りにおいてスイッチＪ９が復旧し、サーボアンプ７
へ供給される制御信号ＶＣが、ローパスフィルタ出力電
圧ＶＢからトラッキングエラー検出信号ＶＡに切り換え
られる時には、トラッキングエラー量が増加している状
態となる。

なぜなら、このような切換え時の前においては、本来の
トラッキングエラー検出信号ｖＡの代りに、トラッキン
グサーボ制御のための制御信号としては所定の誤差を有
するものとなる、ローパスフィルタ出力電圧ＶＢによっ
てトラッキングが行なわれている状態となっているから
である４、、そして、このような状態の直後におけるロ
ーパスフィルタ出力電圧ｖＢを基準レベルとする比較部
２２によって、トラッキングエラー検出信号ｖＡのレベ
ル検出を行い、制御信号ＶＣの切換えを行うと、本来の
トラッキングエラー量からかけ離れたトラッキングサー
ボ制御がなされてしまうことになる。

従って、上述のような状態においては、スイッチ２’ｌ
の切換えを行わず、トラッキング状態がトラッキングエ
ラー検出信号ＶＡによるサーボ制御のもとに落ち着く所
定時間を経過した後に、再びスイッチ２’ｌの切換えが
行われ得るようにしているのである。

なお、上述の期間１．及びｔ２は、実際には、例えば、
ｔノが０．２〜／、Ｏｍ秒程度でｔ２が数ｍ秒程度とさ
れるのがよい。

以上のようにして、トラッキングエラー検出信号ＶＡの
レベルが、その中に含まれるノイズによって所定レベル
以上、もしくは、以下になった時、斯かるトラッキング
エラー検出信号ＶＡに代えてローパスフィルタ出力電圧
ＶＢがサーボアンプ７へ制御信号Ｖｃとして供給され、
トラッキングサーボ制御がなされるので、このトラッキ
ングエラー検出信号ＶＡ中のディスクの欠陥等によって
生じるノイズによる異常レベル部によって、トラック飛
びが生ぜしめられてトラッキング状態が乱されてしまう
ことがない。

第６図は、本発明に係るサーボ回路の他の例を示し、光
学式ディスク再生装置におけるフォーカスサーボ回路に
本発明を適用した場合である。この例においては、フォ
ーカスエラー検出信号を得る減算器／乙とサーボアンプ
／７との間に、第Ｓ図に示すと同様のロー、Ｃスフイル
タコ／、比較部２２、制御部２３及びスイッチ２ケが挿
入されるように構成される。

これによれば、ディスクの欠陥等によって生じるノイズ
により、フォーカスエラー検出信号のレベルが、所定の
上限値または下限値を越えた時に、第Ｓ図の例の場合と
同様にして、ローノくスフイルタ２／により得られるフ
ォーカスエラー検出信号の低周波成分がサーボアンプ／
７に供給されるので、斯かるノイズによって、即ち、デ
ィスクの欠陥等によってフォーカスが全く外れてしまう
事態となることが防止される。

本発明は、いわゆる溝なし静電容量方式のディスク再生
装置におけるトラッキングサーボ回路にも適用すること
ができる。溝なし静電容量方式のディスク再生装置では
、例えば、第７図に示すように、予め情報信号の記録ト
ラックＴの間のガートバンド部に２種の周波数ｆＡ及び
ｆＢの信号をディスクの／回転ごとに交互に記録してお
き、ヘッドの再生信号からこの周波数ｆＡ及びｆＢの信
号を夫々分離して振幅検波し、その周波数ｆＡ及びｆＢ
の信号の検波出力の差を記録時における周波数ｆＡ及び
ｆＢの信号の切り換えに同期してデデスクの／回転ごと
に極性を切り換えて取り出して、トラッキングエラー検
出信号とする方法がとられている。従って、ヘッドが３
Ｉｆ　ｂで示すように記録トラックＴに正しく位置する
ときはトラッキングエラー検出信号が零で、Ｊｌｌ＆で
示すようにディスクの内側にずれるときは検出信号が負
になり、３４ｔｃで示すようにディスクの外側にずれる
ときは検出信号が正になる。

この場合においても、トラッキングエラー検出信号を得
る検出回路とサーボアンプとの間に上述のローパスフィ
ルタ２／、比較部２２、制御部２３及びスイッチ２’ｌ
からなる回路を挿入すればよく、これにより、ディスク
の欠陥などによってトラックの飛びが生じるのを防止す
ることができる。

上述のよう°に、本発明によれば、フォーカスエラーま
たはトラッキングエラーの検出信号中に含まれる所定レ
ベル以上、もしくは、以下のノイズの発生を比較部によ
って検知して、斯かるノイズが検知された時点から所定
の時間、サーボ回路における制御信号を、フォーカスエ
ラーまたはトラッキングエラーの検出信号から、その低
周波成分を取り出すローパスフィルタの出力に置き換え
るようにしているので、比較的簡単な構成で、しかも、
サーボ制御特性を著しく損うことなく、ディスクの欠陥
等によってトラックの飛びやフォーカス外れが生じるの
を効果的に防止することができる。

なお、上述の各実施例においては、ノイズの発生が検知
された後の、切換え部を構成するスインｆ２’ｌの切換
え期間に、本来のフォーカスエラーまたはトラッキング
エラーの検出信号に置き換えられる信号として、その期
間中、フォーカスエラーまたはトラッキングエラーの検
出信号がローパスフィルタコ／を通過して得られるロー
パスフィルタλ／の出力電圧が用いられるようにされて
いるが、この列の他に、スイッチ２’ｌの切換え時の直
前のローパスフィルタ２／からの出力電圧を、ホールド
して得られる前値ホールド電圧を用いるように１７でも
よい１゜

【図面の簡単な説明】

第１図は光学式ディスク再生装置におけるトラッキング
のずれの検出方法を説明するための図、第２図は光学式
ディスク再生装置における従来のトラッキングサーボ回
路及びフォーカスサーボ回路を示す接続図、第３図及び
第９図は本発明の目的ないし本発明のサーボ回路の動作
の説明のための図、第Ｓ図及び第６図は夫々本発明のサ
ーボ回路の一例の接続図、第７図は溝なし静電容量方式
のディスク再生装置におけるトラッキングのずれの検出
方法を説明する念めの図である。 図中、乙はトラッキングエラー検出信号を得る減算器、
７及び／りはサーボアンプ、／乙はフォーカスエラー検
出信号を得る減算器、２／はローパスフィルタ、２２は
比較部、２３は制御部、２’ｌはスイッチ（切換え部）
である。 第１！Ｉ Ａ　　　　　　　９　　　　　　　Ｃ 第２５１ 第３図 第４ｙＪ ＊５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トラッキングエラーまたはフォーカスエラーの検出信号
   の低周波成分を取シ出すローパスフィルタと、上記検出
   信号と上記ローパスフィルタの出力もしくはそのホール
   ド出力とが供給される切換え部と、上記検出信号のレベ
   ルと上記低周波成分のレベルとを比較し、上記検出信号
   のレベルが上記低周波成分のレベルに対して所定レベル
   幅以上大または小となる時所定の比較出力信号を発生す
   る比較部と、上記切換え部を、上記比較部から上記所定
   の比較出力信号が得られないとき上記検出信号を導出し
   、上記所定の比較出力が得られる時上記ローパスフィル
   タの出力もしくはそのホールド出力を導出するように作
   動させる制御部とが設けられ、上記切換え部を介して選
   択的に得られる上記検出信号または上記ローパスフィル
   タの出力もしくはそのホールド出力に基づいてトラッキ
   ングまたはフォーカスが制御されるディスク再生装置の
   サーボ回路。