JPS61239433A - 光ヘツドのサ−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】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、光ディスク装置における光へ・ノドのサーボ
回路に関するものである。

従来の技術 光ディスクと光ヘッドを使用して光学的あるいは磁気光
学的に信号を記録／再生する光ディスク装置が普及しつ
つある。

このような光ディスク装置では、光ディスクに対し光ヘ
ッドを常に所定位置に保つための追値制御（「追尾」）
が必要であり、光ディスクと平行／垂直な面内での追尾
がそれぞれトラッキング・サーボ／フォーカシング・サ
ーボと称されている。

追尾の応答性と精度を高める上でサーボ利得を相当程度
に高めることが望ましいが、サーボ利得を高め過ぎると
、光ディスク上に存在する傷などによってサーボ帯域内
に高周波成分が増加した場合、サーボ系が不安定となっ
てトラック間の跳躍（音跳び）などが生じ易くなる。

そこで、従来は、光ディスク上に予想される傷の密度な
どを考慮したディスク・スペックに適合する範囲で、サ
ーボ利得を中間的な値に設定している。

発明が解決しようとする問題点。

最近、光ディスク装置の小型化・経済化に伴ってこれが
カーステレオなどの車載用として普及しつつあるが、こ
のような車載用の光ディスク装置には車両の走行に伴う
相当程度の振動が加わることから、振動による追尾誤差
を低減するために従来よりも大きなサーボ利得が必要に
なる。

しかしながら、サーボ利得を単に高めるだけでは、前述
のように光ディスクの傷などによる音跳びが生し易くな
るという問題が生じる。

発明の構成 問題点を解決するための手段 上記従来技術の問題点を解決する本発明のサーボ回路は
、光ディスク装置に加わる振動の大きさを検出する手段
と、光ディスク上の傷によってサーボ帯域内に出現する
高周波成分を検出する手段と、振動成分の増加と共にサ
ーボ利得を増加させ、サーボ帯域内の高周波成分の増加
と共にサーボ利得を減少させる増幅回路とを備え、サー
ボ利得を適応制御することにより、振動による妨害と音
跳びの発生を同時に防止するように構成されている。

以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例に係わる光ヘッドのサーボ
回路の主要部分の構成を示す機能ブロック図である。

このサーボ回路の主要部分は、可変利得増幅回路ｌと、
利得制御信号発生回路２と、ドライブ回路３と、アクチ
ュエータ４とを備えている。

入力端子５には、周知の適宜な追尾誤差検出回路から出
力された追尾誤差信号が供給される。この追尾誤差信号
は、可変利得増幅回路ｌで増幅され、ドライブ回路３を
経て光ヘツド駆動用のアクチュエータ４に供給される。

利得制御信号発生回路２は、入力端子５に供給される再
生信号から振動によって生じる周波数成分を検出する振
動検出系１０と、入力端子６に供給される再生信号のア
イパターンに生ずるディップの大きさから、光ディスク
上の傷に基づきサーボ帯域内に出現する高周波成分を検
出する高周波成分検出系２０を備えている。

振動検出系１０は、振動帯域ＢＰＦ１１．リミタ１２．
絶対値回路１３．オフセット電圧加算回路１４及びピー
クホールド回路１５の縦列接続回路で構成されている。

車両の走行に伴い追尾誤差信号に含まれてくる振動成分
は数Ｈｚから２００Ｈｚ程度の低周波領域に出現するの
で、この程度の周波数帯域のみを通過させる振動帯域Ｂ
ＰＦ１１が設置されている。

高周波成分検出系２０は、再生信号のアイパターンの極
大値／極小値のそれぞれを保持するピークホールド回路
２１／ボトムホールド回路２２゜上記極大値と極小値の
差からアイパターン中に出現するディップの大きさく光
ディスク上の傷の影響の大きさ）を算出する減算回路２
３．上記ディップの大きさを振幅制限するリミタ２４．
上記振幅制限値を保持するピークホールド回路２５．上
記保持信号にオフセット電圧を加算するオフセント電圧
加算回路２６．オフセット電圧が加算された信号の振幅
を反転する振幅反転回路２７及びダイオード２８．２９
を備えている。

光ディスク上の傷によって再生信号中に含まれてくる雑
音成分は、５００Ｈｚ程度から数ＫＨｚ程度の高周波領
域に出現し、その雑音電力がアイパターン上のディップ
の大きさとして検出される。

再生信号中の振動成分の増加に伴い振動成分検出系のピ
ークホールド回路１５の出力が増加すると、可変利得増
幅回路１に供給される利得制御信号ｖｙが増加してこの
増幅回路の利得を増加させる。

一方、光ディスク上の傷の増加に伴い高周波成分検出系
の振幅反転回路２７の出力が減少すると、利得制御信号
発生回路２から可変利得増幅回路１に供給される利得制
御信号ｖｙが減少し、この増幅回路の利得を減少させる
。

第１図のサーボ回路におけるアクチュエータ４の利得−
周波数応答特性は、第２図に点線で示すように、ある周
波数までは利得が一定でその高域側では４０　ｄＢ／ｄ
ｅｃの傾斜で低下するような曲線で近似できる。また、
ドライブ回路３の利得−周波数特性は全サーボ帯域にわ
たって平坦であるとする。

このような前提のもとで、第３図に示すように、利得制
御信号ｖｙの増加につれてドライブ回路３とアクチュエ
ータ４を含めたサーボ系のオープン・ループ利得が増加
するように、可変利得増幅回路１の利得−周波数特性が
可変される。このオープン・ループ利得においては、高
域側における位相回転に伴うサーボ系の不安定化を回避
するため、オープン・ループ利得が高域側で一４０ｄＢ
／ｄｅｃの傾斜から−２０ｄＢ／ｄｅｃの傾斜に変更さ
れ、利得がＯｄＢになる周波数（ゼロクロス点）が高域
側に押上げられている。

第２図のようなアクチュエータの利得−周波数特性のも
とで、第３図のようなサーボ系のオープン・ループ利得
を実現するには、可変利得増幅回路１の利得−周波数特
性は、第４図のようなものであればよい。すなわち、低
域の利得は平坦で利得制御信号ｖｙの増加につれて増加
し、高域では２０　ｄＢ／ｄｅｃの傾斜で利得が増加す
ると共に、この増加開始の周波数が利得制御信号ｖｙに
比例する（傾斜４０６Ｂ／ｄｅｃの軌跡を描く）。

ところが、可変利得増幅回路１の利得が第４図のように
高域側において２０　ｄＢ／ｄｅｃで上昇し続けると、
出力振幅が電源電圧を越える程度の過大な値となる。そ
こで、第５図に示すように、可変利得増幅回路１の利得
を高域側において制限することが望ましい。

結局、第２図に示すアクチュエータの利得−周波数特性
と、第５図に示す可変利得増幅回路１の利得−周波数特
性を総合したサーボ系のオープン・ループ利得の周波数
特性は、第６図（Ａ）に示すものとなり、また位相特性
は同図（Ｂ）に示すものとなる。

第５図の利得−周波数特性に近い特性を実現するのに好
適な可変利得増幅回路１の構成例が第７図に示されてい
る。

この可変利得増幅回路１は、高域側の利得をほぼ−２０
ｄＢ／ｄｅｃの傾斜で減少させる部分回路３１と、逆に
高域側の利得をほぼ２０　ｄＢ／ｄｅｃの傾斜で増加さ
せる部分回路３２との縦列接続回路として構成されてい
る。

部分回路３１は、乗算器３１．入力抵抗Ｒ及び帰還コン
デンサＣを備え、その電圧利得Ｇａは、ａ ＝　（Ｖｙ／１０）　／　［１＋　ｊωｃＲ（Ｉ　　Ｖ
ｙ／１０））・・・・　（１） で与えられる。ただしｖｙは１ボルトで規格化された規
格化電圧である。

この利得Ｇａの高域側は、第８図の点線で示すものとな
るが、これらは、同図の実線で示すように、高域側にお
いて−２０ｄＢ／ｄｅｃの傾斜で減少し、減少開始の周
波数が２０　ｄＢ／ｄｅｃの傾斜の細線上に乗る曲線群
で近似できる。

なお、第８図の実線と厳密に一致する利得を実現するこ
とも可能であるが、そのためには、部分回路３１内で２
個の乗算回路を縦列接続しなければならず、コストやＳ
／Ｎの点で問題がある。

部分回路３２は、乗算器３２ａ、演算回路３２ｂ、抵抗
Ｒｓ、Ｒｍ、Ｒｆ及びコンデンサＣ３゜Ｃｆを備え、そ
の電圧利得ｃｂは、 ｂ ＝　−（Ｒｆ　Ｖｙ／１０Ｒｍ） ｘ　［１＋　ｊｂｉｃｓ　（１０Ｒｍ／Ｖｙ＋１）　）
　／　　　　　　　。

（Ｌ＋　ｊωＣｓＲ５］　　　　　　　ＨＨＨＨ（２）
で与えられる。ただし、抵抗ＲｍはにΩで規格化された
規格化抵抗値である。

１０Ｒｍ／Ｖｙを１よりも充分大きい場合には、（２）
式は、次式で近似される。

ｂ ＝　　（ＲｆＶｙ／１０Ｒｍ） ×〔１＋ｊωＣ３（ｌｏＲｍ／■ｙ）〕／〔１＋ｊωＣ
５Ｒｓ）　　　　　　　　・・・・　（２）この利得Ｇ
ｂは、第９図に示すように、低域における平坦な利得が
ｄＢ単位でｖｙに比例し、■ｙ／　（２０πｃｓ　Ｒｍ
）の周波数がら２０ｄＢ／ｃｌｅｃで増加し始め、１／
’（２πＣ５Ｒｓ）の周波数で平坦になり、ｌ／（２π
ＣｆＲｆ）の周波数で−２０ｄＢ／ｄｅｃで減少し始め
るものとなる。

従って、第７図に示す構成の可変利得増幅回路の総合の
利得Ｇは、第８図の利得Ｇａと第９図の利得Ｇｂを合成
することにより、第１０図に示すものとなる。

第７図の可変利得増幅回路１の更に具体的な一例が第１
１図に示されている。

アナログ乗算器の３１ａ、３２ｂのダイナミックレンジ
の狭さや非直線性を補うため、係数器３１ｂ、３２ｃが
追加され、またオフセット電圧の影響を軽減するため直
流サーボ回路３１ｃ、３２ｄが追加されている。さらに
、低域における利得−周波数特性を調整するための低域
補償回路３゜が追加されている。

第１１図の可変利得増幅回路工の利得−周波数特性は第
１２図に示すようなものとなる。

第１３図は、第１２図の利得−周波数特性のシシュミレ
ーション結果であり、第１４図は、この場合のサーボ回
路のオープン・ループ利得の周波数特性のシシュミレー
ション結果であり、期待通りのオープン・ループ利得が
実現されている。

以上、再生信号の低周波成分から振動成分を検出する構
成を例示したが、加速度計や片持ち梁等に貼着した歪ゲ
ージなどを使用して振動成分を直接検出する構成として
もよい。

また、再生信号のアイパターン中に含まれるディップの
大きさから光ディスク上の傷の存在を検出する構成を例
示したが、追尾誤差信号中に含まれる高周波成分を濾波
回路で抽出しこれに基づき傷の存在を直接検出する構成
としてもよい。

また、高域の雑音成分が光ディスク上の傷から生じる例
を説明したが、これが外来雑音等によって生じる場合に
も本発明の効果が奏せられる。

発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明に係わる光ディスク
のサーボ回路は、光ディスク装置に加わる振動の大きさ
と光ディスク上の傷などによってサーボ帯域内に出現す
る高周波成分を検出する手段と、振動成分の増加につれ
てサーボ利得を増加させ、サーボ帯域内の高周波成分の
増加につれてサーボ利得を減少させる増幅回路とを備え
、サーボ利得を適応制御する構成であるから、振動によ
る妨害と高域雑音に基づく音跳びの発生を同時に防止で
きるという効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーボ回路の主要部の構成
を示す機能ブロック図、第２図乃至第６図は第１図のサ
ーボ回路主要部の原理を説明するための利得−周波数特
性図、第７図は第１図の可変利得増幅回路１の構成の一
例を示す回路図、第８図乃至第１０図は第７図の回路に
関する利得−周波数特性図、第１１図は第１図の可変利
得増幅回路１のさらに具体的な構成の一例を示す回路図
。 第１２図は第１１図の可変利得増幅回路の利得−周波数
特性図、第１３図は第１１図の可変利得増幅回路の利得
／位相−周波数特性のシミュレーション結果を示す特性
図、第１４図は第１３図の可変利得増幅回路を使用した
サーボ回路のオープン・ループ利得／位相−周波数特性
のシュミレーション結果を示す特性図である。 １・・可変利得増幅回路、２・・利得制御信号発生回路
、３・・ドライブ回路、４・・アクチュエータ、１０・
・振動成分検出系、２０・・高周波成分検出系、３１・
・高域側の利得を減少させる部分回路、３１ａ・・乗算
器、３２・・高域側の利得を増加゛させる部分回路、３
２ａ・・乗算器。 ３２ｂ・・演算増幅器。 特許出願人　日本電気ホームエレクトロニクス株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光ディスクに対する光ヘッドの位置を追値制御するサ
   ーボ機構を備えた光ディスク装置において、この光ディ
   スク装置に加わる振動の大きさを検出する手段と、 サーボ帯域内の高周波成分を検出する手段と、検出され
   た振動成分の増加と共にサーボ利得を増加させ、検出さ
   れたサーボ帯域の高周波成分の増加と共にサーボ利得を
   減少させる増幅回路とを備えたことを特徴とする光ヘッ
   ドのサーボ回路。