JPS61180939A

JPS61180939A - トラツキング制御回路

Info

Publication number: JPS61180939A
Application number: JP2074985A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Suzuki; 慶一鈴木; Tetsuya Sato; 哲哉佐藤
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1986-08-13
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPH0619840B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明はコンパクトディスクプレーヤ（ＣＤプレーヤ）
等の光学ディスク再生装置におけるトラッキングサーボ
の制御回路に係シ、特にディスク表面に局部的に付着し
たじみや汚れ、あるいはディスフ面の反射層の剥離等に
よって生じる反射光の一時的なドロップによってトラッ
キングエラー信号が乱れ、トラックとびが生じるのを防
止するためのトラッキング制御回路に関するものである
。

〔従来の技術〕

コンパクトディスクは第４図にその断面構造を示すよう
に、プラスチックの基板１上に凸部からなるピット２を
形成したのち、全面にアルミニウム（Ａ２）等を蒸着し
て反射面３を形成し、さらにその上に透明サブストレー
ト４を形成したものである。

コンパクトディスクから信号再生を行う場合には、第５
図に示すように対物レンズ５によって光ビーム６を透明
サブストレート４を透して反射Ｉ３に集束して反射光を
取出すことによって、第４図に示されたピットによって
形成される符号を読み出す。

第６図にコンパクトディスクによってオーディオ信号の
再生を行うＣＤプレーヤの回路例を示したものである。

第６図において光ディスク１１はディスクモータ１２に
よって回転され、光デイスク１１上にピットによって螺
旋状に構成されているトラックを光学ピックアップ１３
によって走査することによって、ピットの長さと間隔と
によって定まる符号が読み出される。増幅加算回路１４
は光学ピックアップ１３の分割された受光素子の各部分
からの検出信号を増幅し加算して出力信号を発生し、波
形整形回路１５はこの出力信号を整形して２値化された
出力信号を発生する。デコーダ１６は波形整形回路１５
の出力からクロック再生回路１７によりて再生したクロ
ックと、基準クロック発生回路１８によって発生した基
準クロックとによって、２値化出力信号を復号化してデ
ィジタル信号を発生する。ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ
　）変換回路１９はディジタル信号をディジタルアナロ
グ変換して、オーディオ出力を発生する。

一方、回転速度エラー検出回路２０はクロック再生回路
１７のクロックと、基準クロック発生回路１８のクロッ
クとを比較して光ディスク１１の回転速度エラーを検出
し、ドライバ回路２１はこの速度エラーに応じて変化す
る出力を発生してディスクモータ１２を制御することに
よって、光ディスク１１０回転速度を基準クロックに同
期させる。

またフォーカスエラー検出回路２２は増幅加算回路１４
の出力信号から、第５図に示された対物レンズ５を経て
反射面３上に収束される光ビームのフォーカスエラーを
検出して出力を発生し、位相補償回路２３は出力信号に
対して所要の位相補償を行って出力を発生し、ドライバ
回路２４はこの出力に応じて光学ピックアップ１６を光
ディスク１１に対して垂直方向に変位させて、フォーカ
スエ２−が最小に保たれるように制御する。

トラッキングエラー検出回路２５ニ増幅加算回路１４の
出力信号から、反射面ｓ上に収束され次光ビームのトラ
ックに対するトラッキングエラーを検出して出力を発生
し、位相補償回路２６は出力信号に対して所要の位相補
償を行って出力を発生し、ドライバ回路２７はこの出力
に応じて光学ピックアップ１３をトラック進行方向と直
角方向に変位させて、トラッキングエラーが最小に保九
れるように制御する。

第７図はトラッキングサーボ回路の例を示し、第６図に
おける光学ピックアップ１３．増幅加算回Ｍ１４．）ラ
ッキングエラー検出回路２５２位相補償回路２６．ドラ
イバ回路２７の部分に対応している。第７図におりて３
２は増幅加算回路、３３は差分回路およびローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）、３４は位相補償回路、３５はドライバ
回路、３６はピックアップアクチェエータである。

また第８図はトラッキングエラー検出回路の例を示し、
第６図における光学ピックアップ１３と、第７図におけ
る増幅加算回路３２と差分回路およびローパスフィルタ
３３に対応し、４１は受光部、４２〜４５はプリアンプ
、４６．４７に加算回路、４８．４９にローパスフィル
タ（Ｌａｙ）、ｓｏは減算回路である。

受光部４１はその受光素子が第８図に示すようにトラッ
ク進行方向に対してｕ　Ｇ１＋　６２と（’Ｍｌ（’４
の２グループに、マ九これと直角方向に対してはα１゜
ａ４と”２　＋　ｅＬＳの２グループに分割されていて
、いわゆるプッシュプル方式によってトラッキングエラ
ー検出時は、素子’１　＋　ｃＬ２の出力はそれぞれプ
リアンプ４２．４３で増幅されたのち加算器４６で加算
され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４Ｂで直流分を抽出
されて短時間平均を示す信号を発生する。素子ｃＬ５゜
ａ４の出力はそれぞれプリアンプ４４．４５で増幅され
たのち加算器４７で加算され、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）４９で直流分を抽出されて、短時間平均を示す信号
を発生する。さらに減算回路５０はローパスフィルタ４
８．４９の出力の差をとることによって、トラッキング
エラー信号を発生する。

トラッキングエラー信号は位相補償回路３４で所要の位
相補償を行われたのち、ドライバ回路３５を経て増幅さ
れる。ピックアツプアクチェエータ３６ニドライバ回路
３５の出力に応じて光学ピックアップ１３を駆動し、こ
れによって−巡の帰還制御が行われる。

第９図は第７図および第８図に示されたトラッキングサ
ーボ回路におけるトラッキングエラー検出特性の一例を
示したものであって、トラックと対物レンズとの半径方
向の相対変位に対するトラッキングエラー信号電圧を示
し、トラックピッチを周期として正弦波に似た特性を呈
する。○印で示されたトラック中心ではエラー信号電圧
は０でアシ、その点を中心として士Δｚｉ、。、にの幅
のロックレンジが存在する。このレンジ内では相対変位
とエラー信号電圧とはほぼ比例するので、このエラー信
号電圧を増幅して光学ピックアップのレンズアクチェエ
ータコイルに帰還することによって、レンズをトラック
に追従させるトラッキング制御が行われる。

また第１０図は第７図および第８図に示されたトラッキ
ングサーボ回路における各部の伝達特性の一例を、横軸
に周波数を、縦軸に利得および位相をとって示したもの
である。同図においてωはトラッキングエラー検出回路
、■は位相遅れ補償回路、■は位相進み補償回路、■は
アクチュエータをそれぞれ示し、これら各部を縦続する
ことによって、■に示す総合の開ループ伝達特性が得ら
れ〔発明が解決しようとする問題点〕コンパクトディスク等の光学ディスクにおいては、第５
図に示すようにディスク表面に局部的なしみ、汚れ７が
めると、トラッキングサーボのエラー信号が一時的に乱
れ、それに伴う光学ピックアップの移動量がトラッキン
グサーボのロックレンジを超えると、トラックとびの現
象が生じる。

第１１図はピックアップ出力信号とトラッキングエラー
信号との関係を示したものでらって、（１）はディスク
表面にじみや汚れがない場合を示し、ピックアップの片
側の検出素子ｃＬ１１（’２の出力を加算した信号α１
＋６２と、他の側の検出素子α！＋５４の出力を加算し
た信号ａ５　＋　Ｇ４とをそれぞれローパスしたのち差
分をとった信号であるトラッキングエラー信号ａ１＋５
２　　（４ｇ＋５４には、ディスクの偏心に基づく緩や
かに変化する成分のみが含まれている。また（２）はデ
ィスク表面にしみや汚れがめり穴場合を示し、信号（！
１＋（！２およびａＨ＋ａ４にはしみ、汚れの箇所で急
激な変化を生じ、これによりてトラッキングエラー信号
α１＋５２　　ＧＢ＋（Ｌ４にも偏心に基づく信号に重
量して乱れを生じる。このような乱れが生じると、ピッ
クアップに必要以上の変位または加速度を与え、トラッ
クとびを生じさせる原因となる。

このようなディスク表面のしみ、汚れに基づくトラック
とびを防止するためにに、上述のようにトラッキングエ
ラー信号に一時的に発生する外乱に対して、トラッキン
グサーボが応答しないようにすればよく、このため従来
ホーム用ＣＤプレーヤ等ではサーボアンプの高域利得を
下げて、サーボ帯域を外乱の成分周波数以下にするよう
に設計することが行われている。

例えばコンパクトディスクの場合、一般には１ｔｎｍ程
度以下のしみや汚れを対象として−るが、トラックの線
速度１．２５ｆｌ’Ｌ／ｓから逆算して、トラッキング
エラー信号に乱れが生じる時間は８００　ｓａ以下であ
る。これに対してホーム用ＣＤプレーヤでは通常、サー
ボ帯域を１ＫＨｇ前後もしくはそれ以下に設定すること
によって、トラッキングエラー信号の乱れを除去するよ
うにしている。

サーボ帯域を低下させるためには、ピックアップアクチ
ェエータの共振周波数をできるだけ低くすることが望ま
しいが、反面、ディスク偏心の基本成分周波数以下にす
ることは無意味であるだけでなく、ピックアップレンズ
の支持強度の点からも制約を受ける。その丸め一般にト
ラッキングサーボアンプにおいて、第１０図に示すよう
に位相遅れ補償を行うことによりて低域の利得を確保し
、位相進み補償を行うことによってサーボ系としての安
定度（位相余裕および利得余裕）を確保するような構成
がとられている。

一方、　ＣＤプレーヤを車載用等の目的に用いる場合に
は耐振性能が重要でらシ、振動に対してもトラックとび
金主じないようにすることが要求される。一般にサーボ
系における耐振性は、位相補償回路を含むサーボアンプ
の伝達利得に比例することが知られておシ、従って前述
の特に位相遅れ補償回路の特性によって、中域周波数に
おける耐振性能の低下を生じやすい。因にこの周波数帯
域は１０〜数百Ｈｇにわたって、車輛振動スペクトルが
集中する帯域に当りている。

このようにディスク表面のしみ、汚れの影響を防止する
ための性能と、耐振動性能とは従来技術上は矛盾するも
のでめり、特に車載用ＣＤプレーヤ等においては別に何
らかの対策を講じる必要がおるが、従来これに関する提
案は行われていなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のトラッキング制御回路は、光学ピックアップの
各受光素子の出力の総和の信号のエンベロープにおける
短時間のドロップを検出し、一方、光学ピックアップの
トラック進行方向と直角方向に分割された各受光素子の
出力の差によって検出したトラッキングエラー信号を適
当な周波数で帯域分割し、上記ドロップ検出信号に応じ
て高域成分をオフまｆｌ：、μオンして低域成分に加算
して得られた信号をエラー信号としてトラッキングの制
御を行うようにし九ものである。

〔作用〕

本発明のトラッキング制御回路によれば、トラッキング
エラー信号の高域成分を常時は低域成分に加算して出力
し、光デイスク表面のしみ、汚れ等によってピックアッ
プ出力信号にドロップを生じたときは高域成分を遮断し
て低域成分のみを出力し、この信号をエラー信号として
トラッキングの制御を行９ので、光デイスク表面のしみ
、汚れ等によってトラッキング動作が乱れてトラックと
びを生じることがない。

〔実施例〕

第１図は本発明のトラッキング制御回路の一実施例を示
したものでろって、５１はバッフ１アンプ、５２．５３
はそれぞれ第１および第２のピークホールド回路、５４
鉱分割抵抗、５５は電圧コンパレータ加算回路である。

また第２図に第１図の回路における各部信号を示し、■
は入力信号ａ１　＋ａ２　＋ａ５　＋８４　、＠はピー
クホールド回路５２の出力、■はピークホールド回路５
３の出力、Ｏ線電圧コンパレータ回路５５の出力、■は
トラッキングエラー信号入力、［Ｆ］はローパスフィル
タ５６の出力信号、■はハイパスフィルタ５７の出力信
号、■はスイッチ５８の出力信号、■はトラッキングエ
ラー信号出力でｂる。これらの各信号は同じ符号によっ
て、第１図中の対応する場所にも示されている。

第６図は本発明のトラッキング制御回路を用−九トラッ
キングサーボ回路の構成例を示したものであって、第６
図ないし第８図におけると同じ部分を同じ番号で示し、
６０は本発明のトラッキング制御回路、６１は加算回路
である。

＃１１図にお−て、入力信号（Ｊ）（Ｇｔ＋酊十ＧＢ＋
ＩＬ４　）鉱。

第８図に示された光学ピックアップ４１の各素子１１〜
Ｇ４の出力を加算回路６１を経てすべて加算し九もので
らって、第６図における波形整形回路１５以下の回路に
よって、オーディオ出力の発生のために用いられる信号
でおる。この信号はバッフ１ア／プ５１を経て増幅され
九のち、ピークホールド回路５２．５３によってエンベ
ロープを検出されて、それぞれ出力の、■を発生する。

ホールド回路５３は放電時定数が短く例えば１愼虐程度
であり、ピークホールド回路５２はピークホールド回路
５３に比べて十分長い放電時定数を有している。分割抵
抗５４は抵抗Ｒ，、Ｒ２からなシ、ピークホールド回路
５２の出力■を適当な比で分圧する。電圧コンパレータ
回路５５は分割抵抗５４の出力電圧をスレシホールドと
して、ピークホールド回路５３の出力■がこれよシも低
くな−）次ことを検出して出力のを発生する。すなわち
出力Ｏは、ディスク表面のしみ。

汚れに基づくピックアップ出力のドロップを表わす信号
である。

トラッキングエラー信号入力＠に第８図に示され九と同
じトラッキングニラ−検出回路によって発生されたもの
で６る。ローパスフィルタ５６トバイパスフイルタ５７
とは同一の時定数τを有し、トラッキングエラー信号人
力■を同一遮断周波数によってそれぞれローパスおよび
バイパスして信号［Ｆ］、■を生じる。信号［Ｆ］はデ
ィスクの偏心に基づく長周期の信号成分であシ、信号Ｏ
は偏心に基づく信号成分を除外した外乱成分である。ス
イッチ回路５８は信号のに応じてオン、オフすることに
よって信号■を生じ、加算回路５９は信号［Ｆ］と信号
■とを加算して、トラッキングエラー信号出力のを生じ
る。従って信号出力のはトラッキングエラー信号におい
て、ディスク表面のしみ、汚れに基づく乱れの部分に対
応して偏心以外の外乱成分を除去したものとなる。トラ
ッキングエラー信号出力■は第３図のトラッキングサー
ボ回路において、位相補償回路３４以下を経てピックア
ップアクチュエータ３６を動作させ、これによって所要
のトラッキング制御が行われる。

本発明のトラッキング制御回路で鉱、同一時定数ノロ−
パスフィルタとハイパスフィルタトラ設けて、ディスク
の偏心に基づく成分としみ、汚れに基づく外乱成分とを
別個に取シ出し、スイッチの動作に基いてこれらを加算
し、または加算しないて光学ピックアップの制御に用い
るようにしている。しみ、汚れに基づく外乱がない場合
は、スイッチをオンにして両信号を加算するが、総合の
伝達関数Ｇｏ（ａ）は、加算回路の利得を１とするとＧ
ｏ（リ　−１＋ｌτ　”　　１＋ａｒ　　＝　’でおっ
て、サーボ系を不安定にすることはない。

また外乱が発生し次場合は、スイッチにオフでろってハ
イパスフィルタ出力は遮断され、偏心に基づく信号のみ
がトラックの変位を予測した信号として後段へ送られる
。

本発明のトラッキング制御回路における出力信萼ドロッ
プ検出回路は、第４図に示されたディスク反射面３にお
けるビット２が存在しない部分からの反射レベルすなわ
ちミラーレベルに着目してトラッキングエラー信号を発
生するようにしているので、たとえピックアップがトラ
ックを横切って変位してもスイッチングパルスを発生し
ない。

従ってトラックジャンプ時等においても、サーボ系を不
安定にさせることがない。

〔発明の効果〕以上脱外したように本発明のトラッキング制御回路によ
れば、トラッキングサーボの特性を基本的には所要の耐
振性能を満足することができるものにするとともに、ト
ラックをトレースしながら光デイスク表面のしみ、汚れ
等に基づくトラッキングエラー信号の乱れを検出し、乱
れが発生した期間だけトラッキングエラー信号における
乱れの成分である高域成分を除去した信号によってトラ
ッキングの制御を行うので、所要の耐振性能を満たしな
がら、トラック追従性の低下を防止することができ、従
って特に車載用光学ディスク再生装置において、光デイ
スク表面のしみ、汚れ等によるトラックとびを有効に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラッキング制御回路の一実施例を示
す図、第２図は第１図の回路における各部信号を示す図、第３図は本発明回路を用いたトラッキングサーボ回路の
構成例を示す図、第４図はコンパクトディスクの構造を示す図、第５図は
コンパクトディスクからの信号再生を示す図、第６図はＣＤプレーヤの回路例を示す図、第７図は従来
のトラッキングサーボ回路の構成例を示す図、　　　　
− 第８図はトラッキングエラー検出回路の構成例を示す図
、第９図は第７図および第８図に示されたトラッキングサ
ーボ回路におけるトラッキングエラー検出特性の一例を
示す図、第１０図は第７図および第８図に示されたトラッキング
サーボ回路における各部の伝達特性の一例を示す図、第１１図にピックアップ出力信号とトラッキングエラー
信号との関係を示す図である。１・・・基板。２・・・ピット、３・・・反射面、４・・・透明サブストレート、５・・・対物レンズ、６・・・光ビーム、７・・・しみ、汚れ、１１・・・光ディスク、１２・・・ディスクモータ、１３・・・光学ピックアップ、１４・・・増幅加算回路。１５・・・波形整形回路、１６・・・デコーダ、１７・・・クロック再生回路、１８・・・基準クロック発生回路、１９・・・ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路、２
０・・・回転速度エラー検出回路、２１・・・ドライバ回路、２２・・・フォーカスエラー検出回路、２３・・・位相
補償回路、２４・・・ドライバ回路、２５・・・トラッキングエラー検出回路、２６・・・位
相補償回路、２７・・・ドライバ回路、３２・・・増幅加算回路、６３・・・差分回路およびローパスフィルタ（ｘ、ｐｙ
）、３４・・・位相補償回路３５・・・ドライバ回路、３６・・・ピックアップアクチェエータ、４１・・・受
光部、４２〜４５・・・プリアンプ、４６、４７・・・加算回路、４８．４９・・・ローパスフィルタ（ｒ、ｐＦ）、５０
・・・減算回路、５１・・・バッフ１アンプ、５２、５３・・・ピークホールド回路、５４・・・再割
抵抗、５５…電圧コンパレ一タ回路− ５６・・・ローパスフィルタ（ＬＰ！　）、５７・・・
ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、５８・・・スイッチ回路
、５９・・・加算回路、６０・・・本発明のトラッキング制御回路、６１・・・
加算回路特許出願人　富士通テン株式会社代塩人弁理士玉蟲久五部（外１名）第　　１　　図第　　４　　図 ■ ■ ■　　　　□ 第２図第　　６　　図第　　１０　　図へぺ晒ム個

Claims

【特許請求の範囲】トラック進行方向と直角方向に分割された光学ピックア
ップの受光素子のそれぞれの部分の出力信号の差によっ
て検出されたトラッキングエラー信号に応じて光学ピッ
クアップをトラック進行方向と直角方向に駆動すること
によって光学ピックアップをトラックに追従させるトラ
ッキング制御回路において、光学ピックアップの前記各受光素子の出力を加算した信
号におけるエンベロープを検出する第１のエンベロープ
検出手段と、該加算信号のエンベロープを検出する第１
のエンベロープ検出手段より十分長い放電時定数を有す
る第２のエンベロープ検出手段と、該第２のエンベロー
プ検出手段の出力を分割した信号をスレシホールドとし
て前記第１のエンベロープ検出手段の出力の低下を検出
して出力を発生する電圧コンパレータとからなる電圧ド
ロップ検出手段と、前記トラッキングエラー信号入力を帯域分割するローパ
スフィルタおよびハイパスフィルタと、該ローパスフィ
ルタ出力とハイパスフィルタ出力とを加算してトラッキ
ングエラー信号出力を発生する加算回路と、前記電圧ド
ロップ検出手段の出力が発生したとき前記ハイパスフィ
ルタの出力を遮断するスイッチとからなるトラッキング
エラー信号処理手段とを具え、該トラッキングエラー信号出力によってトラッキングの
制御を行うことを特徴とするトラッキング制御回路。