JPH0555933B2 - - Google Patents

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（以下デイ
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ツキング制
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イスクプレーヤーや記
録可能光デイスクフア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PINフオトダイオード等が用いられ
ている。デイ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
り、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。例えば、デイスクの反
射率が高くなつ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、デイスクの反射率が低
くなつ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により、デイスク
の反射率の変動や、記録と再生での検出パワーの
大きな変化によつ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ツチ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１３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、デイ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１０で引込
み起動信号を発生させ、スイツチ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
傍に入つたことを検出とするとスイツチ１１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
を示したものであり、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ユエータの
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イスクを再生する
場合のゲイン交点をＢとすると、この場合、位相
進み補償回路によりfcでの位相余有はθc〔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イ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、f_C1での位相
余裕はQ_C1〔deg〕となる。また、反射率が平均レ
ベルに対してかなり高いデイスクを再生する場合
には、ゲイン交点はＣ点となり、f_C2での位相余
裕はθ_C2〔deg〕となり、いずれも、位相余有がか
なり少なくなり、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、ループの安定
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イスク反
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、記録可能なデイス
クの場合、多くは反射率変化によつて情報の記録
再生を行つているため、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、デイスク反射面の反射率が大き
なフアクターとなる検出感度は、記録剤トラツク
の再生時と、未記録トラツクの再生時と、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、所望のトラツクを正確に追従せしめるた
めのトラツ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
ン制御を行つているが、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つているわ
けではなく、開ループ制御になつている。従つ
て、温度変化等によつ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つている。
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レープで制御す
ることができるため、温度変化等によつて発生す
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
の符号で示すブロツクは第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
アナログスイツチ１５は、制御帯域より十分に高
い周波数のスイツチ切換えクロツク信号２０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７の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
周波数のカツトオフをもつローパスフイルタ１７
に通過せしめる。前記２分割された信号をローパ
スフイルタ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７の
出力信号は、アナログスイツチ１６でスイツチ切
換えクロツク信号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イルタに入力し、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ツチ１６と反転増幅器１８
とローパスフイルタ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ツトを低減
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、オフセツ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のオフセツトは従来
の何倍かの増幅器をもつ差動増幅器のオフセツト
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
のであれば任意のもので良い。

また、本構成例は焦点位置制御ループ内に適用
したものであるが、トラツ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。

第２図に、トラツキング制御ループ内に適用し
た場合のブロツク図を示す。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りに
ジヤ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、光検出器からの検出信号をサン
プリングし、それらの信号の略平均値で閉ループ
により検出ゲインの制御を行うようにしたため、
温度等によつて発生する外乱に対して強くなり、
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図では簡単なブロツク図を示
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、トラツキング制
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
なつて、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
ツ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、大きなコストアツプにはならず、ビデオデイ
スクや光デイスクフア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ツク図、
第２図は本発明をトラツキング制御ループに用い
た一実施例のサーボゲイン制御装置のブロツク
図、第３図は従来例のサーボゲイン制御装置を示
すブロツク図、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……
スイツチ、１２……駆動アンプ、１３……レンズ
駆動コイル、１５，１６……スイツチ、１７，１
９……ローパスフイルタ、１８……反転アンプ、
２０……スイツチ切換クロツク信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ツク信号で切換えて一つの信
   号とする第１のスイツチと、前記第１のスイツチ
   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ツト・オフ周波数を持つ
   ローパス・フイルタとを備え、前記ローパスフイ
   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のスイツチの切換えのために用いられ
   るクロツク信号で切換えて一つの信号とする第２
   のスイツチと、前記第２のスイツチの出力信号の
   高域周波数成分を減衰せしめるローパスフイルタ
   若しくは高次のローパスフイルタと、前記ローパ
   スフイ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を特徴とするサーボゲイン制
   御装置。 ２ 反射面の所望のトラツク上を光ビーム光束が
   追従するように構成されたトラツキング駆動手段
   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
   出力信号を前記第２の光検出器からの出力信号と
   し、前記駆動手段をトラツキング駆動手段とした
   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。