JPS62150531A - フオ−カス制御装置 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、例えばコンパクトディスクプレーヤ等の光
学式ディスク再生装置に係り、特に外部振動に応じて対
物レンズに対するフォーカスサーボゲインを切換えるよ
うにしたフォーカス制御に１６置の改良に関する。

［発明の技術的背景１ 周知のように、音響機器の分野では、可及的に高密度か
つ高忠実度記録再生化を図るために、情報信号をデジタ
ル化データに変換して、例えばディスクや磁気テープ等
の記録媒体に記録し、これを再生するようにしたデジタ
ル記録再生システムが普及している。このうち、記録媒
体としてデイスフを使用するものでは、直径１２ｃｍの
ディスクにデジタル化データに対応したビット列を形成
し、これを光学式に読み取るようにしてなるコンパクト
ディスクが、現在では主流となて）でいる。

一方、上記のようなコンパクトディスクを再生するコン
パクトディスクプレーヤ番よ、半導体レーザ及び充電変
換素子等を内蔵した光学式ピックアップを、ディスクの
内周側から外周側に向けてリニアトラッキング式に移動
させるとともに、コンパクトディスクを線速度一定（Ｃ
Ｌ　Ｖ　）方式で回転させることによって、コンパクト
ディスクに記録されたデータの読み取りを行なうように
しているものである。

ここで、上記光学式ピックアップは、上記半導体レーザ
から照射されるレーザビームを、対物レンズによってデ
ィスクのビット列上に集光させることにより、ディスク
に記録されたデータを読み取るようになされている。こ
のため、ディスク再生状態では、上記対物レンズが合焦
点位置からずれないように、つまりフォーカスずれを生
じないように、対物レンズに対してフォーカスサーボを
施すようにしている。

このフォーカスエーボは、光学式ピックアップで読み取
られたデータに基づいて、対物レンズのフォーカスずれ
に対応したフォーカスエラー信号を生成し、このフォー
カスエラー信号に基づいて生成される電圧信号を、対物
レンズをフォーカス方向に移動させるためのフォーカス
アクチュエータ部に供給することにより行なわれるもの
である。

ところで、近時では、コンパクトディスクプレーヤとし
ても小形軽口化が図られるようになってきており、携帯
用としていわゆるアウトドアユースに導入することが推
進されてきている。そして、このような場合、電源とし
ては当然電池使用となるので、電力消費ｍが少なく低電
圧動作可能なコンパクトディスクプレーヤを設計するこ
とが、今後の大きな課題となっている。

そこで、現在では、電気エネルギーから運動エネルギー
への変換効率が高いことから、ＰＷＭ（パルス幅変調）
技術を利用して、上記フォーカスアクチュエータ部に印
加する電圧信号を生成することが行なわれている。

第４図は、このようなＰＷＭ技術を用いた従来のコンパ
クトディスクプレーヤを示すものである。

すなわち、図中１１はディスクで、ディスクモータ１２
によって回転駆動すれるようになされている。

このディスク１１の図中下部には、光学式ピックアップ
１３がディスク１１の半径方向に移動自在となるように
設置されている。そして、この光学式ビックアシプ１３
は、図示しないピックアップ送りモータの回転力によっ
て、ディスク１１の半径方向に移動されるものである。

ここで、ディスク１１の再生状態では、光学式ピックア
ップ１３から得られる信号がフォーカスエラー信号生成
回路１４に供給されることにより、該光学式ピックアッ
プ１３内に設けられる図示しない対物レンズのフォーカ
スずれに対応したフォーカスエラー信号ＦＥが生成され
る。

そして、このフォーカスエラー信号ＦＥは、位相補償回
路１５を介して、ＰＷＭ変挽回路１６に供給される。こ
のＰＷＭ変換回路１６は、位相補償回路１５から出力さ
れる信号と、三角波発生回路１７から出力される基準三
角波信号とをレベル比較することにより、パルス幅変調
信号を生成するものである。

その後、上記パルス幅変調信号は、ＢＴＬ駆動回路１８
に供給される。このＢＴＬ駆動回路１８は、電源端子１
９に印加される電源電圧まで上記パルス幅変調信号の波
高値レベルを増幅して、前記光学式ピックアップ１３内
に設けられ上記対物レンズをフォーカス方向に移動させ
るための図示しないフォーカスアクチュエータ部に供給
するもので、ここに対物レンズが合焦点位置に保持され
るようにフォーカスサーボが施されるものである。

ところで、上記のようなフォーカスサーボ手段を備えた
コンパクトディスクプレーヤにおいては、例えば外部振
動が大きくてフォーカスエラーが発生し易い状態になっ
たとき、対物レンズを合焦点位置に保持させておくため
に、そのフォーカスサーボゲインを増加させるようにす
ることが必要となる。つまり、ディスク１１の通常の再
生状態と、外部振動の大きい状態とで、それぞれフォー
カスリーボゲインを切換えるようにしているものである
。

［背景技術の問題点］ しかしながら、上記のようなＰ　Ｗ　Ｍ　ＶＬ術を用い
た従来のコンパクトディスクプレーヤでは、パルス幅変
調信号によって負荷（フォーカスアクチュエータ部）を
駆動するときの効率、つまり電気エネルギーから運動エ
ネルギーへの変換効率の点で、次のような問題が生じる
。

まず、パルス幅変調信号によって負荷を駆動するときの
電力Ｗは、負荷抵抗をＲとし、パルス幅変調信号の実効
電圧をＥとすると、 Ｗ−Ｅ２　／Ｒ となる。

ここで、第５図に示すように、パルス幅変調信号の１周
期をＴとし、瞬時電圧をｅとすると、その実効電圧Ｅは
、 となる。

また、上記瞬時電圧ｅをフーリエ級数変換により、それ
ぞれの正弦波（高調波）成分ｅｎ　　（ｎ＝１．２．３
．・・・）に分割したとき、正弦波成分ｅｎの最大電圧
をＥ　ｍａｘｎ ｅｎ　＝Ｅｍａｘｎ−５ｉｎ（ｎｃｃ＋ｔ＋θｎ）とす
ると、実効電圧Ｅは、 （ただし、Ｅｏは直流（ＤＣ）成分である。）となる。

ここで、第５図に示したパルス幅変調信号を、その波高
値をＶとし、オン時間をτとして、フーリエ級数変換す
ると、 となる。そして、ω−２π／Ｔを代入して書き換えると
、 となる。これより、実効電圧Ｅを求めると、となる。

ところで、パルス幅変調信号は、その直流成分Ｅｏ　　
（−τ／Ｔ）のみが実質的に運動エネルギーに変換され
る有効電圧であり、他は高調波成分となり無効となるの
で、実効電圧Ｅの中に含まれる直流成分Ｅａの割合（Ｅ
α／Ｅ）を求めれば、変換効率が求められることになる
。また、上式から明らかなように、実効電圧Ｅは、τ／
Ｔ、つまりパルス幅変調信号のオン時間τと周期Ｔとの
比（以下デユーティ比という）の関数となっているので
、変換効率はデユーティ比に依存することがわかる。

そして、第６図は、波高値１ｖでキャリア周波数４４．
１に−のパルス幅変調信号を純抵抗Ｒに供給し、そのデ
ユーティ比を変えた場合の、変換効率の変化を示す特性
図である。この場合、パルス幅変調信号の周期Ｔを一定
とし、オン時間τを変えてデユーティ比を変化させるよ
うにしている。

そして、図中実線で示す特性が、実測した直流成分のレ
ベルＥＤを、実測した実効電圧Ｅで割つた、実際上の変
換効率の変化を示している。また、図中点線で示す特性
が、実測した直流成分のレベルＥＩｌを、上式を用いて
１００次高調波までの総計を算出して得られた実効電圧
Ｅで割った、理論上の変換効率の変化を示している。

したがって、第６図かられかるように、デユーティ比が
小さくなると、つまりオン時間τが短くなると、変換効
率が著しく低くなることが、理論的及び実験的に明らか
となるものである。

そして、このことは、第７図及び第８図に示すような波
高値の異なる２種類のパルス幅変調信号から同じ有効電
圧Ｖａを得んとした場合、オン時間τの長い第８図に示
すパルス幅変調信号の方が、第７図に示すものに比して
、変換効率が高いことを示している。

このため、外部振動の少ないディスク１１の再生状態で
は、フォーカスアクチュエータ部に供給するパルス幅変
調信号として、オン時間を長くかつ波高値を低くして、
低いフォーカスサーボゲインとなし得る有効電圧を得る
ようにすることが、効率の点で有利となるもの−である
。

ところが、フォーカスアクチュエータ部に供給するパル
ス幅変調信号としては、前述したように、外部振動が大
きいときに、そのデユーティ比を変化させることにより
、フォーカスサーボゲインを高くし得るだけの高い有効
電圧を得られるものであることも要求される。そして、
このためには、パルス幅変調信号の波高値を高く設定し
なければならないものである。

ここで、フＡ−力スアクチュエータ部に供給するパルス
幅変調信号の波高値は、前記ＢＴＬ駆動回路１８に印加
されるＮ課電圧によって決定される。

このため、外部撮動が大きくなったときを考慮して電源
電圧を高く設定すると、外ｉｓ動の少ないディスク１１
の再生時には、パルス幅変調信号のオン時間を短くして
、つまりデユーティ比を小さくして、低いフォーカスサ
ーボゲイ〉・となし得る有効電圧を得るようにしなけれ
ばならず、先に述べたように変換効率が極めて悪くなり
、電力消費量が増大するという問題が生じる。

［発明の目的］ この発明は上記事情を考慮してなされたもので、外部撮
動の大きい状態及び小さい状態でそれぞれフォーカスア
クチュエータ部を高効率で駆動させることができ、低消
費電力化を図り得る極めて良好なフォーカス制御ｌ装置
を提供することを目的とする。

［発明の概要］ すなわち、この発明に係るフォーカスυ制御装置は、デ
ィスクから光学式ピックアップを介して読み取ったデー
タに基づいて該光学式ピックアップに設けられる対物レ
ンズのフォーカスずれに対応した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、このフォ
ーカスエラー信号生成手段から出力されたフォーカスエ
ラー信号をパルス幅変調信号に変換するパルス幅変調手
段と、このパルス幅変調手段から出力されるパルス幅変
調信号の波高値レベルを外部から供給される電源電圧に
応じて決定し対物レンズをフォーカス方向に移動させる
フォーカスアクチュエータ部に供給する駆動手段とを備
えたディスク再生装置において、ディスク再生装置に与
えられる外部振動が所定値よりも大きくなったことを検
出して検出信号を発生する外部振動検出手段と、駆動手
段に供給する電源電圧を、外部振動検出手段から検出信
号が発生されていない状態で第１の電圧レベルに設定し
、外部撮動検出手段から検出信号が発生された状態で第
１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルに設定する
ように切り換える電源切換手段とを具備することにより
、外部撮動の大きい状態及び小さい状態でそれぞれフォ
ーカスアクチュエータ部を高効率で駆動させることがで
き、低消費電力化を図り得るようにしたものである。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。第１図において、第４図と同一部分には同
一記号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ
説明する。すなわち、第１図中２０．２１は、それぞれ
電源端子である。このうち、電源端子２０には、低レベ
ルの電源電圧Ｖ１が印加され、電源端子２１には、上記
電ａ電圧Ｖ１よりも高い高レベルの電源電圧Ｖ２が印加
されている。そして、これら電源端子２０．２１は、切
換スイッチ２２の第１及び第２の固定接点２２ａ　、　
２２ｂにそれぞれ接続されている。

ここで、上記切換スイッチ２２は、その共通接点２２ｃ
が前記ＢＴＬ駆動回路１８の電源入力端に接続されてい
る。そして、上記切換スイッチ２２は、その共通接点２
２ｃに常時接状態となされた可動接片２２ｄが、第１及
び第２の固定接点２２ａ　、　２２ｂ　ニ３択的に接続
されることにより、切換えが行なわれるものである。こ
の場合、切換スイッチ２２は、外部振動検出回路２３か
らの出力信号が、ＬレベルかＨレベルかに応じて、可動
接片２２ｄが第１及び第２の固定接点２２ａ　、　２２
ｂに選択的に切換接続されるものである。

ここで、上記外部撮動検出回路２３は、上記フォーカス
エラー信号ＦＥに基づいて、コンパクトディスクプレー
ヤに与えられる外部撮動が所定値以内か、またはそれ以
上かを判別し、所定値以内のときＬレベルの検出信号を
発生し、所定値以上のときＨレベルの検出信号を発生す
るようになされている。

このため、外部振動の小さい状態では、ＢＴＬ駆動回路
１８に電源電圧ｖ１が印加されることになり、前記フォ
ーカスアクチュエータ部に供給されるパルス幅変調信号
の波高値が低く押えられ、デユーティ比を大きくして効
率のよい状態でフォーカスアクチュエータ部を駆動させ
ることができるものである。また、外部撮動の大きい状
態では、ＢＴＬ駆動回路１８に電源電圧Ｖ２が印加され
ることになり、フォーカスアクチュエータ部に供給され
るパルス幅変調信号の波高値を高くすることができ、フ
ォーカスサーボゲインを高くすることができるものであ
る。

したがって、上記実施例のような構成によれば、外部撮
動の大きい状態か小さい状態かに応じて、８ＴＬ駆動回
路１８に印加する電ｉ！！電圧を切換えて、フォーカス
アクチュエータ部に供給するパルス幅変調信号の波高値
を変えるようにしたので、外部振動の大きい状態及び小
さい状態で、それぞれ効率のよい状態でフォーカスサー
ボを行なうことができ、電力消費量の低減を図ることが
できる。

ここで、第２図は、上記ＢＴＬ駆動回路１８の構成を示
すものである。すなわち、これは、一対の入力端子２４
．２５に上記ＰＷＭ変換回路１６から出力されるパルス
幅変調信号を逆相で供給し、スイッチ２６．２７とスイ
ッチ２８．２９とを互いに逆の関係でオン、オフさせる
ことにより、負荷抵抗Ｒ（この場合フォーカスアクチュ
エータ部）に、電源入力端３０に印加された電源電圧が
、上記パルス幅変調信号に対応したデユーティ比で供給
されるようにしたものである。

そして、例えば電源入力端３０に上記電源電圧■１が印
加されているとすると、負荷抵抗Ｒには、第３図に実線
で示すように波高値Ｖ１のパルス幅変調信号が供給され
ることになる。また、電源入力端３０に上記電源電圧ｖ
２が印加されているとすると、負荷抵抗Ｒには、第３図
に点線で示すように波高値Ｖ２のパルス幅変調信号が供
給されることになる。

この場合、第３図から明らかなように、パルス幅変調信
号は、その波高値が変化しても、デユーティ比は変化さ
れないため、電源電圧Ｖ２に切換えられたときには、Ｂ
ＴＬ駆動回路１８のダイナミックレンジの拡大と、ゲイ
ンの上昇を図ることができ、フォーカスサーボゲインを
高めるのに一層効果的となるものである。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

［′Ｑ明の効果コ したがって、以上詳述したようにこの発明によれば、外
部撮動の大きい状態及び小さい状態でそ・　　机ぞ机フ
ォーカスアクチュエータ部を高効率で駆動さぜることが
でき、低消費電力化を図り得る極めて良好なフォーカス
制ｙａ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る）Ａ−カス制御装置の一実施例
を示すブロック構成図、第２図は同実施例のＢＴＬ駆動
回路の構成を示す回路構成図、第３図は同実施例の動作
を説明するための波形図、第４図は従来のフォーカス制
御手段を示すブロック構成図、第５図はパルス幅変調信
号を説明するための波形図、第６図はパルス幅変調信号
のデユーティ比と効率との関係を示す特性曲線図、第７
図及び第８図はそれぞれ従来の問題点を説明するための
波形図である。 １１・・・ディスク、１２・・・ディスクモータ、１３
・・・光学式ピックアップ、１４・・・フォーカスエラ
ー信号生成回路、１５・・・位相補償回路、１６・・・
ＰＷＭ変換回路、１７・・・三角波発生回路、１８・・
・ＢＴＬ駆動回路、１９・・・電源端子、２０．２１・
・・電源端子、２２・・・切換スイッチ、２３・・・外
部振動検出回路、２４．２５・・・入力端子、２６〜２
９・・・スイッチ、３０・・・電源入力端。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスクから光学式ピックアップを介して読み取ったデ
   ータに基づいて該光学式ピックアップに設けられる対物
   レンズのフォーカスずれに対応した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、このフ
   ォーカスエラー信号生成手段から出力されたフォーカス
   エラー信号をパルス幅変調信号に変換するパルス幅変調
   手段と、このパルス幅変調手段から出力されるパルス幅
   変調信号の波高値レベルを外部から供給される電源電圧
   に応じて決定し前記対物レンズをフォーカス方向に移動
   させるフォーカスアクチュエータ部に供給する駆動手段
   とを備えたディスク再生装置において、前記ディスク再
   生装置に与えられる外部振動が所定値よりも大きくなっ
   たことを検出して検出信号を発生する外部振動検出手段
   と、前記駆動手段に供給する電源電圧を、前記外部振動
   検出手段から検出信号が発生されていない状態で第１の
   電圧レベルに設定し、前記外部振動検出手段から検出信
   号が発生された状態で前記第１の電圧レベルよりも高い
   第２の電圧レベルに設定するように切り換える電源切換
   手段とを具備してなることを特徴とするフォーカス制御
   装置。