JPS62150573A - トラツキング制御装置 - 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、特にそのピックアップ素子のト
ラッキングサーボを行なうトラッキング制御装置の改良
に関する。

［発明の技術的背景Ｊ 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１２Ｃ＋１
１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、ピックアップ素子とし
ての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、上記対物レンズがビ
ット列からディスクの半径方向にずれないように、つま
りトラッキングずれを生じないように、対物レンズに対
してトラッキングサーボを施すようにしている。

このトラッキングサーボは、光学式ピックアップで読み
取られたデータに基づいて、対物レンズのトラッキング
ずれに対応したトラッキングエラー信号を生成し、この
トラッキングエラー信号に基づいて生成される電圧信号
を、対物レンズをトラッキング方向に移動させるための
トラッキング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
ても小形軽量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、電力消費量が少なく低電
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、上記トラッキング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トラッキングエラー信号生
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トラッ
キングずれに対応したトラッキングエラー信号ＴＥが生
成される。

そして、このトラッキングエラー信号ＴＥ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トラッキング方向に移動さ
せるための図示しないトラッキング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ディスク１１のビ
ット列上を正確にトレースするようにトラッキングサー
ボが施されるものである。

ところで、上記のようなトラッキングサーボ手段を備え
たコンパクトディスクプレーヤにおいては、例えばサー
チ時のように光学式ピックアップ１３を高速でディスク
１１の半径方向に移動させる場合に、サーチ終了時に直
ちに対物レンズを目的とするビット列上に収束させるた
めに、そのトラッキング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、サーチ状態とで、それぞれトラッキング
サ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（トラッキングアクチュエータ部）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−２２／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
期を王とし、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　＝［：１ａＸｎ＠５ｔｎ（ｎωｔ＋θｎ）とする
と、実効電圧Ｅは、 （ただし、Ｅ！ｌ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、 π　ｒＦ”Ｉ　　　　ｎ 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Ｅ＋　　
（−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（取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Ｗｉ１Ｖ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Ｅａを、実測した実効電圧Ｅで削った、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ＥＯを、上式を用いて１
００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、ディスク１１の再生状態では、トラッキング
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、低いトラッキン
グ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、トラッキング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、サーチ時に
、そのデユーティ比を変化させることにより、トラッキ
ング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、トラッキング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、サー
チ時を考慮して電源電圧を高く設定すると、ディスク１
１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、低いトラッキン
グ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、電力消費量が僧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、ピック
アップの低速移動及び高速移動状態でそれぞれトラッキ
ング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トラッキング制
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、この発明に係るトラッキング制御装置は、デ
ィスクからピックアップ素子を介して読み取ったデータ
に基づいて該ピックアップ素子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を生成するトラッキング
エラー信号生成手段と、このトラッキングエラー信号生
成手段から出力されたトラッキング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ピッ
クアップ素子をトラッキング方向に移動させるトラッキ
ングアクチュエータ部に供給する駆動手段とを備えたト
ラッキング制御装置において、駆動手段に供給する電源
電圧を、ピックアップ素子の低速移動が要求された状態
で第１の電圧レベルに設定し、ピックアップ素子の高速
移動が要求された状態で第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
段を具備することにより、ピックアップの低速移動及び
高速移動状態でそれぞれトラッキングアクチュエータ部
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ｍ電圧Ｖ１が印加され、電源端子２１には、上記
電源電圧■１よりも高い高レベルの電源電圧■２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Ｎ８！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
２２Ｃ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に選択的に接続
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、制御端子２３に供給され
る制御信号が、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　、　２２ｂ
に選択的に切換接続されるものである。

ここで、上記制御端子２３には、コンパクトディスクプ
レーヤの動作を制御するために例えばマイクロコンピュ
ータ等を内蔵してなる図示しない演算制御回路から、デ
ィスク１１の再生状態でＬレベルの制御信号が供給され
、サーチ状態つまりトラック飛び越し状態でＨレベルの
制御信号が供給されるようになされている。

このため、ディスク１１の再生状態では、ＢＴＬ駆動回
路１８に電源電圧■１が印加されることになり、前記ト
ラッキング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トラッキング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、トラック飛び
越し状態では、ＢＴＬ駆動回路１８に電源電圧■２が印
加されることになり、トラッキング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、トラッキング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、光学式
ピックアップ１３を低速移動させるか、高速移動させる
かに応じて、ＢＴＬｊｉ！！動回路１８に印加するＮ課
電圧を切換えて、トラッキング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
、光学式ピックアップ１３の低速移動状態及び高速移動
状態でそれぞれ効率のよい状態でトラッキングサーボを
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（この場合トラッキングアクチ
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、電源人力Ｑ３０に上記電源ｆｆｉ
　Ｊ−Ｅ　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、トラッキングサーボゲイン
を高めるのに一層効果的となるものである。

なあ、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、ピ
ックアップの低速移動及び高速移動状態でそれぞれトラ
ッキング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トラッキン
グ制御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トラッキング制御装置の一実施
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図は従来のトラッキン
グ制御手段を示すブーロック構成図、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
調信号のアユ−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・・・トラッキングエ
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・・・
制御端子、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. ディスクからピックアップ素子を介して読み取つたデー
   タに基づいて該ピックアップ素子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を生成するトラッキン
   グエラー信号生成手段と、このトラッキングエラー信号
   生成手段から出力されたトラッキングエラー信号をパル
   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
   記ピックアップ素子をトラッキング方向に移動させるト
   ラッキングアクチュエータ部に供給する駆動手段とを備
   えたトラッキング制御装置において、前記駆動手段に供
   給する電源電圧を、前記ピックアップ素子の低速移動が
   要求された状態で第１の電圧レベルに設定し、前記ピッ
   クアップ素子の高速移動が要求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を具備してなることを特徴と
   するトラッキング制御装置。