JPS61233431A - サ−ボゲイン制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光ビームで情報記録媒体（以下ディスクと称
す）に記録、再生、或いは、再生する装置における焦点
位置制御ループやトラッキング制御ループのサーボケイ
ン制御装置に関するものである。

従来の技術 第３図に従来のビデオディスクプレーヤーや記録可能光
ディスクファイル装置に用いられているサーボゲイン制
御装置を含めた焦点位置制御ループの一例を示す。

光検出器１，２は対物レンズの焦点位置と所望の合焦点
位置とのずれ量を検出するためのものであり、通常はＰ
ＩＮフォトダイオード等が用いられている。ディスク面
からの反射光は光検出器１゜２により電流に変換され、
さらにプリアンプ３゜４で電流−電圧変換される。電圧
に変換された各々の信号は差動アンプ５により差動信号
となされる。この差動信号が合焦点からのずれを示す。

一方、電圧に変換された各々の信号は加算アンプ６によ
り和信号となされる。この和信号は光検出器１，２に照
射される全光量を示すものであシ、割算器７の分母信号
として入力される。割算器７の分子信号としては差動信
号が入力され、和信号により正規化される。例えは、デ
ィスクの反射率が高くなった場合には分母が大きくなり
差動信号は小さくなる。一方、ディスクの反射率が低く
なった場合には分母が小さくなり差動信号は大きくなる
。このように割算器７にょシ、ディスクの反射率の変動
や、記録と再生での検出パワーの大きな変化によって生
ずる合焦点からのずれ量の検出感度を略一定にしている
。

割算器７の出力信号は制御ループの安定性を向上させる
ために位相補償回路８により位相進み補償される。進み
補償された信号はスイッチ１１を通り、駆動アンプ１２
により電流に変換され、対物レンズを駆動するコイル１
３に印加される。このように対物レンズは合焦点からの
ずれ量に応じて駆動され、ディスク反射面の面振れに対
して常に合焦点位置が反射面になるように制御される。

尚、本制御ループを引込ませるために、引込み開始指令
信号１４により引込み起動回路１ｏで引込み起動信号を
発生させ、スイッチ１１を通して駆動アンプ１２で電流
増幅して、対物レンズ駆動コイル１３を駆動せしめる。

引込み検出回路９により対物レンズの焦点位置が制御ル
ープの動作点近傍に入ったことを検出するとスイッチ１
１を切換え、閉ループが構成される。

第４図は前記制御ループの開ループ周波数特性を示した
ものであシ、■はゲイン特性を、■は位相特性を表わし
ている。一般的には、実線に示すような一次共振点ｆｏ
を有する二次系の特性を示す。また、リニアモーターの
ようなアクチュエータの場合は一点鎖線に示すような特
性を示す。

例えば、平均的な反射率のディスクを再生する場合のゲ
イン交点をＢとすると、この場合、位相進み補償回路に
よ＃）ｆＣでの位相余有はθａ　（ｄｅｇ　）となる。

さて、前記の割算器によるサーボゲイン制御装置がない
場合において例えば、反射率が平均レベルに対してかな
り低いディスクを再生しようとするとそのゲイン交点は
Ａ点となり、ｆｃｌでの位相余裕はθｃ１　［：　ｄｅ
ｇ　］となる。また、反射率が平均レベルに対してかな
り高いディスクを再生する場合には、ゲイン交点は０点
となシ、ｆＣ２での位相余有はθｃ２〔ｄｅｇ）となシ
、いずれも、位相余有がかなり少なくなシ、制御ループ
の安定性が損なわれることが考えられる。

このように、サーボゲイン制御装置がない場合には、ゲ
イン交点が大きく変動し、ル°−プの安定性の低下をま
ねくことになる。

このような状態を考えて、位相補償回路における位相進
み量を十分に大きくすることは可能であるが、低周波数
域のゲインの低下や、二次共振点におけるゲイン余裕の
低下となり、また、高周波数成分を強調することになる
ため、消費電力の増加やコイル駆動段の飽和という多く
の問題点が発生する。

さて、これまで、再生状態におけるディスク反射面の変
動に対して、サーボゲイン制御装置が必要であることを
述べてきたが、記録可能なディスクの場合、多くは反射
率変化によって情報の記録再生を行っているため、再生
時のみならず記録時にもゲイン調整が必要とされる。

以上のように、ディスク反射面の反射率が大きなファク
ターとなる検出感度は、記録済トラックの再生時と、朱
記碌トラックの再生時と、記録時とで大きく異なる場合
が多い。例えば、各々の状態に於ける反射率のばらつき
が非常に小さい場合には、特開昭５８−９４１３８号公
報で提案されているように単に各状態に応じてゲインを
切換えれば良い。しかしながら、各状態に於ける反射率
のばらつきが大きい場合には、前記手段ではばらつきを
吸収することができず、サーボゲイン制御装置が必要と
なる。

また、所望のトラックを正確に追従せしめるだめのトラ
ッキング制御ループに於いても、同様にサーボゲイン制
御装置が有効である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記に示すような従来の構成では、次の
ような問題点がある。

第３図に示すように変動する検出感度、言い換えれば、
検出ゲインを略一定にするために、光検出器の各出力の
和信号の大小により増幅器のゲイン制御を行っているが
、本例に示すような構成では、閉ループで検出ゲインの
制御を行っているわけではなく、開ループ制御になって
いる。従って、温度変化等によって発生する外乱に対し
て弱く、外乱の影響を受けやすい構成になっている。こ
れは、本例に限らず、開ループ制御の方が閉ループ制御
にくらべ、外乱に対して弱いことは明らかである。また
、割算器に用いる素子のばらつきを考慮する必要がある
という問題点もある。

本発明は上記問題に鑑み、検出ゲインを略一定にするこ
とのできるサーボゲイン制御装置を提供することを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のサーボゲイン制
御装置では、光検出器からの２つの信号を時分割して１
つの信号とし、さらに略平均化を行い、その略平均化さ
れた信号を基準レベルと比較し、その差に応じて検出ゲ
インを閉ループで制御するように構成している。

作　　用 本発明は、上記の構成により、従来、開ループで制御さ
れていた検出ゲインを閉ループで制御することができる
ため、温度変化等によって発生する外乱に対して安定に
動作するようにできるものである。

また、１つのゲイン制御装置で多入力信号をゲイン制御
することができるため、回路の簡略化においても効果が
大なるものがある。

実施例 第１図に、本発明のサーボゲイン制御装置の一実施例を
示す。第１図において、第２図中と同一の符号で示すブ
ロックは第２図中と同様の機能を有するものである。

以下、第１図をもとに本発明の実施例について説明する
。プリアンプ３，４の後段に設けられたアナログスイッ
チ１６は、制御帯域より十分に高い周波数のスイッチ切
換えクロック信号２ｏにより、２つの入力信号を時分割
で切換える。時分割で１つの信号に合成したプリアンプ
の出力信号は割算器７０分子信号として入力する。割算
器７の分母信号には、次のような信号を入力する。すな
わち、割算器７の出力を制御帯域より十分に低い周波数
のカットオフをもつローパスフィルタ１７に通過せしめ
る。前記２分割された信号をローパスフィルタ１７に通
過せしめるということは前記２つの信号の略平均化を行
うことに相当する。略平均化した信号は基準レベルと比
較し、その差に応じた信号を、前記割算器７の分母に入
力する。

例えば、略平均化された信号が基準レベルよりも大なる
場合には、割算器７の分母は大きくなり、割算器７は出
力を小さくするように働く。一方、略平均化された信号
が基準レベルよりも小なる場合には、割算器７の分母は
小さくなり、割算器７は出力を大きくするように働く。

このように、従来のサーボゲイン制御装置に比して、閉
ループで検出ゲインが制御されることがわかる。

割算器７の出力信号はゲイン１倍の反転増幅器１８で反
転する。反転した信号と前記割算器Ｔの出力信号は、ア
ナログスイッチ１６でスイッチ切換えクロック信号２０
により時分割に切換え、一つの信号とする。時分割に切
換えた信号は、積分器若しくは高次のローパスフィルタ
に入力し、焦点位置誤差信号とする。即ち、従来、差動
増幅器により得ていた焦点位置誤差信号を差動増幅器を
用いずにアナログスイッチ１６と反転増幅器１８とロー
パスフィルタ１９により得るようにしている。

このように、本構成の特徴は、閉ループによるゲイン制
御のみならず、差動増幅器を用いずに焦点位置誤差信号
を得るところにある。本装置によれば、差動増幅器で発
生していたオフセットを低減することができる。即ち、
従来の差動増幅器での増幅率に相当する倍率を割算器７
で行うようにすると、オフセットが発生するのは反転増
幅器１８のみである。この反転増幅器１８はゲインが１
倍であるため、反転増幅器１８のオフセットは従来の何
倍かの増幅率をもつ差動増幅器のオフセットよりも少な
くすることができる。

位相補償回路以降の構成は従来と全く同様である。

さて、第１図に示す装置では、ゲイン制御のために割算
器７を用いたが、ゲインが可変できるもたものであるが
、トラッキング制御ループ内にも適用できることはいう
までもない。

ｔ４２図に、トラッキング制御ループ内に適用した場合
のブロック図を示す。第１図に比して、第２図のもので
は引込み起動及び検出回路の代シにジャンピングパルス
発生回路を備えている。その他の構成は全くかわるとこ
ろはない。

以上のように、光検出器から検出信号をサンプリングし
、それらの信号の略平均値で閉ループによシ検出ゲイン
の制御を行うようにしたため、温度等によって発生する
外乱に対して強くなシ、また、割算器に用いる素子のバ
ラツキを考慮する必要もなくなり、安定な制御を得るこ
とができる。　　・尚、第１図、第２図では簡単なブロ
ック図を示したが、本実施例以外の構成でも前記の目的
を達成せしめるように変形しても良いことはいうまでも
ない。

また、本発明は焦点位置制御、トラッキング制御に限ら
ず、２分割以上の光検出器を用いて、ビームの位置制御
を行う光ビーム位置制御系にも有効である。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、検出ゲインの変動を閉
ループで抑圧することができるため、外乱に対して強く
なり、安定な制御ができることとなって、実用上効果が
大なるものである。

また、差動増幅器を用いないため大きなオフセットは発
生しないという効果もある。

さらに、簡単な回路で達成することができるため、大き
なコストアップにはならず、ビデオディスクや光デイス
クファイル装置に広く利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を焦点位置制御ループに用いた一実施例
のサーボゲイン制御装置のブロック図、第２図は本発明
をトラッキング制御にループに用いた一実施例のサーボ
ゲイン制御装置のブロック図、第３図は従来例のサーボ
ゲイン制御装置を示すブロック図、第４図はその焦点位
置制御ループの開ループ特性の一例を示す特性図である
。 １．２・・・・・・光検出器、３，４・・・・・・プリ
アンプ、７・・・・・・割算器、８・・・・・・位相補
償回路、９・・・・・・引込み検出回路、１０・・・・
・・引込み起動回路、１１・・・・・・スイッチ、１２
・・・・・・駆動アンプ、１３・・・・・・レンズ駆動
コイル、１５．１６・・・・・・スイッチ、１７，１９
・・・・・・ローパスフィルタ、１８・・・・・・反転
アンプ、２０・・・・・・スイッチ切換クロック信号。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名城　
　　　　　　　　　　−〜 ｆ、２−　た捜七五 ３、牛−−−１ワ７シ７ａ ５−−ノ１倉〃１シデ ィｏ−−−・−β５１勧Ｓ茅蟲卜 １’ｔ−一一又４ヴナ １２−−一墨区勧アン７゜ ｆ４−−−１凰汁閘佇ｉ制を号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビーム光源と、前記光源からの光ビーム光束を
   所望の反射面に導く光学的手段と、前記光束を前記反射
   面に合焦点せしめるための対物レンズと、前記対物レン
   ズを光軸方向に駆動せしめる駆動手段と、前記対物レン
   ズの合焦点位置からのずれ量を検出するための第１の少
   なくとも２分割された光検出器と、前記反射面からの反
   射光束を前記第１の光検出器まで導く光学的手段と、前
   記第１の光検出器からの２つの出力信号を増幅する第１
   の増幅器と、前記第１の増幅器からの２つの出力信号を
   所望のクロック信号え切換えて一つの信号とする第１の
   スイッチと、前記第１のスイッチの出力を所望のレベル
   に増幅する第２のゲイン可変可能な増幅器と、前記第２
   の増幅器の出力信号を通過せしめる所望のカット・オフ
   周波数を持つローパス・フィルタとを備え、前記ローパ
   スフィルタを通過せしめることにより前記第２の増幅器
   の出力信号を略平均化し、前記略平均化された信号を所
   望のレベルと比較し、前記基準レベルより小なる場合に
   前記第２の増幅器のゲインを所望の倍率に増大せしめ、
   基準レベルより大なる場合に前記第２の増幅器のゲイン
   を所望の倍率に減少せしめるように構成し、かつ、前記
   第２の増幅器の出力信号を反転増幅する反転増幅器と、
   前記第２の増幅器の出力信号と、反転増幅器の出力信号
   とを前記第１のスイッチの切換えのために用いられるク
   ロック信号で切換えて一つの信号とする第２のスイッチ
   と、前記第２のスイッチの出力信号の高域周波数成分を
   減衰せしめるローパスフィルタ若しくは高次のローパス
   フィルタと、前記ローパスフィルタの出力信号に進み補
   償し前記駆動手段の機械系の遅れを補償する位相補償回
   路と、前記位相補償された信号を前記駆動手段に伝える
   駆動アンプとを備えたことを特徴とするサーボゲイン制
   御装置。
2. （２）反射面の所望のトラック上を光ビーム光束が追従
   するように構成された駆動手段と、その所望の位置から
   のずれ量を検出する第２の少なくとも２分割された光検
   出器と、前記反射面からの反射光束を前記第２の光検出
   器まで導く光学的手段とを備え、前記第１の光検出器か
   らの出力信号と前記第２の光検出器からの出力信号とを
   切換えて用いるように構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のサーボゲイン制御装置。