JPS62150532A - 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デ
ィスク再生装置に係り、特にディスクの傷によって生じ
る光学式ピックアップからのデータの読み取り異常量に
応じて、フォーカスサーボゲインを切換えるようにした
フォーカス制御装置の改良に関する。

［発明の技術的背景］ 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
体としてディスク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１なるコンｌ＜ク
トディスクが、現在では主流となっている。

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は、半導体レーザ及び光電変換
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（ＣＬ
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。

このフォーカスサーボは、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ａ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、電力消費団が少なく低電
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１１
）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
によって回転駆動さ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−光学式ピックアップ１
３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ニアオ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（）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変換回路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、例えばディス
ク１１上の傷によって、光学式ピックアップ１３で読み
取られた信号に異常が生じた場合には、この異常な信号
によって対物レンズが７４−カスサーボされないように
、フォーカスサーボゲインを低下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、ディスク１
１の傷により読み取り信号に異常が生じた状態とで、そ
れぞれフォーカスサーボゲインを切換えるようにしてい
るものである。

［背倶技術の問題点］ しかしながら、上記のような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　＝ｌ：ｍａｘｎ−５ｉｎ（ｎωｔ＋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　　
（＝τＶ／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
（Ｅａ／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．
１ｋＨｚ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Ｅｌｌｌ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Ｅｌｌｌ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ｖｌっだ、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、傷の少ないディスク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、通常の
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、傷が多いディスク１１を再生す
るときに、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より低くし得るだけの低い有
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、傷の少
ないディスク１１の再生状態に対応させて設定しなけれ
ばならないものである。

ここで、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は、前記ＢＴＬ駆動回路１８に印加
される電源電圧によって決定される。

このため、傷の少ないディスク１１の再生状態を考慮し
て電源電圧を設定すると、傷の多いディスク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
イン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
費層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、ディス
クの傷の多い状態及び少な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制ｍ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、ディスクに生じた傷によ
るデータの読み取り異常（３）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検出手段と、駆
動手段に供給するＮ課電圧を、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、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
ルよりも低い第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、ディスクの
傷の多い状態及び少な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、所定レ
ベルの、電源電圧Ｖ１が印加され、電源端子２１には、
上記電源電圧ｖ１よりも低いレベルの電源電圧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　４”１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、巾検出回路２３からの
出力信号が、Ｌレベルが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　、　２２ｂに
選択的に切換接続されるものである。

ここで、上記（１検出回路２３は、例えば上記対物レン
ズのトラッキングずれに対応したトラッキングエラー信
号及び光学式ピックアップ１３から得られる信号等に基
づいて、ディスク１１上の傷によって、光学式ピックア
ップ１３で読み取られた信号の異常開放所定値以内か、
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、傷の少ないディスク１１の再生状態では、Ｂ
ＴＬ駆動回路１８に１！源電圧■１が印加されることに
なり、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、傷の多いデ
ィスク１１の再生状態では、ＢＴＬ駆動回路１８にＮ課
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低く
することができ、フォーカスサーボゲインを低くするこ
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、ディス
ク１１の傷の多い状態か少ない状態かに応じて、ＢＴＬ
駆動回路１８に印加する電源電圧を切換えて、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、ディスク１１の爆の多い状
態及び少な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８７Ｌ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が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ｖ１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■１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ｆＲｓ　ｉ
圧ｖ２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縮小と、ゲイ
ンの低下を図ることができ、フォーカスサーボゲインを
低下さぜ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。

［発明の効果］ したがって、以上詳述したようにこの発明によれば、デ
ィスクの傷の多い状態及び少な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Ｗ
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フォーカス制御２行の一実施例
を示すブロック構成図、第２図は同実席例の８ＴＬ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
・・−光学式ビックアップ、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・・・傷
検出回路、２４．２５・・・入力端子、２６〜２９・・
・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つたデ
   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、前記ディスクに
   生じた傷による前記データの読み取り異常量が所定値よ
   りも大きくなつたことを検出して検出信号を発生する検
   出手段と、前記駆動手段に供給する電源電圧を、前記検
   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低い第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。