JPH03156779A - データ担体の走査を制御するためにディジタル的に制御できる処理回路のパラメータを検出する方法及び装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、既知の特性を有する検出信号により処理回路
を励起するための励起手段と、印加された検出信号に対
する処理回路の信号の応答を検出するための検出手段と
を使用する、データ担体の走査を制御するためのディジ
タル的に制御できる処理回路の一つ又はそれ以上のパラ
メータを検出する方法に関するものである。

例えば検出された応答信号の振幅を印加された検出信号
の振幅又は一定の基準信号と比較することにより、処理
回路の利得の尺度を得ることが可能である。例えば応答
信号のエネルギー内容からオフセット誤差の尺度を得る
ことができる。

（従来の技術） 上記で定義される形式の方法は、いずれも光学的データ
担体走査装置に関連する欧州特許明細書第００２１５１
０号、及び米国特許明細書第４４７１４７７号及び第４
４８２９８９号から本質的に既知である。

前記欧州特許明細書では、光学走査回路の焦点合わせシ
ステムがディジタル的に制御される処理回路を構成し、
また二つの米国特許明細書は光学走査回路とそれが走査
されているようなデータ担体との相対位置決めシステム
のディジタル制御に関連している。

二つの処理回路を制御するために、光学走査回路により
発生された情報信号と一個又はそれ以上の光学的に発生
された測定信号との両方あるいは何れか一方が使用され
る。光学走査回路とそれの付随する制御回路との動作は
、なかんずく光学的と機械的及び電気的公差、及び不安
定性あるいは制御誤差を生じるその他の不完全性に依存
する。

光学走査回路内の非対称強度分布がオフセット誤差を引
起し、一方例えばデータ担体それ自身の特性か情報信号
と、制御回路の全体利得及び従ってこれらの回路の帯域
幅に影響する測定信号との強さを指図する。例えば、制
御帯域幅が大きすぎる場合には、これが走査回路の不安
定な制御へ導く。

それ故に、特性と動作とができるかぎり一定な制御回路
を目指すことが絶対必要である。

前記先行技術の走査装置においては、冒頭部分で定義し
た方法は中でも所望の利得からの偏差と光学走査回路内
のオフセット誤差とについての情報を与える。従って、
動作中に焦点合わせシステムと位置決めシステムとが既
知の周波数と振幅との正弦波状検出信号により各々連続
的に励起される。このとき、振幅は例えば走査されるべ
き担体のデータ領域の寸法に適応させられ、一方周波数
限界は関連手順内に使用される（機械的）駆動手段によ
り特に指令される。印加された正弦波状検出信号への応
答は位相検出の振幅のような本質的に既知の技術によっ
て制御回路の制御信号から検出され得る。

検出信号の周波数の選択は主に最小温度成長と従って、
電池あるいは蓄電池のような電源により電力供給される
コンパクトな携帯走査装置用には特に重要な最小電力消
費との要求により指令される。大体２００Ｈｚの大きさ
の周波数を有する典型的な検出信号の場合には、例えば
位置決めシステムにより消費される電力のすでに約８０
％は検出信号のために向けられる。

検出信号用の電力は、検出信号の周波数の４乗に直接に
比例することを実証することが可能である。それ故に、
比較的低い周波数が電力消費の観点から推奨されるべき
である。しかしながら、例えば、個別のオーディオ再生
システムを具える携帯走査装置の場合には、１００と４
００Ｈｚとの間の領域内に最も顕著な音響的帰還が生じ
ることが見出された。特に比較的高い音響レベルを有す
る状況においては、制御回路の制御信号は振幅あるいは
位相検出の使用に関係な（、望ましくない範囲まで妨害
され得る。

（発明が解決しようとする課題） 低い周波数の検出信号と比較して大幅に高い電力を消費
することなく、比較的高い周波数の検出信号によって、
パラメータの所望の検出が達成され得るような方法で、
冒頭部分で定義した方法を改良することが本発明の目的
である。明らかに、電力消費を低減することは望ましい
。

（課題を解決するための手段） 本発明によると、処理回路が検出信号により間歇的に励
起されることによりこれが達成される。

データ担体を走査する過程は比較的緩慢に変化し、原理
的には連続的な経過制御を必要としない過程であると言
う事実、及びディジタル的に制御される処理回路におい
ては制御回路が動作していない場合に利得とオフセット
設定とが「漏れ去らない」と言う事実の認識に本発明は
基づいている。

間歇的にあるいは不連続的に処理回路を励起することに
より、全体電力消費及び望ましくない熱の成長とが低減
され得るので、贋の信号が発生する領域の外側の比較的
高い検出周波数を選択することができることが明らかで
ある。前述の携帯光学走査装置の場合には、例えば、前
記音響帰還への制御回路の感応性を低減させる大体５０
０Ｈｚの大きさの検出信号を用いることが可能である。

比較的高い励起周波数のもう一つの利点は、振幅検出が
使用される場合におけるよりももっと敏感な印加された
検出信号への応答の検出が、位相検出の使用により達成
され得ることである。位相検出は、本質的に知られ且つ
オフセット誤差の検出に対しても応用される同期検出技
術によって簡単に実現され得る。励起信号は例えば周期
的に印加されてもよい。

原理的には本発明による方法はシステムパラメータの識
別のために既知の外部検出信号を使用しているいずれか
の適用できるディジタル的に制御できる処理システムへ
応用できる。

本発明による方法の別の利点は、励起手段と検出手段と
が前記回路の一個あるいはそれ以上のパラメータを検出
するための複数の処理回路に共通であり得ると言う事実
に存する。複数の処理回路を制御するために最小数の付
加的な回路要素のみを、またソフトウェア制御要素の場
合には最小の付加的ソフトウェアを必要とすることをこ
れは意味する。

本発明はデータ担体を光学的に走査する装置にも関係し
ており、その装置は本発明による方法を有利に使用して
おり、その装置は走査ビームを発生ずるための放射線源
と、データ担体に走査ビームの狙いを付けるための焦点
合わせ手段と、前記データ担体を走査する目的のために
前記データ担体と走査ビームとの間の相対運動を発生す
るための駆動手段と、前記データ担体の走査の結果とし
て前記走査ビーム内の情報を検出するための読み取り手
段と、データ担体上へ走査ビームが入射する瞬間的位置
と所望の走査点との間の偏差を表現する測定信号を発生
するための手段と、前記偏差を低減するために前記焦点
合わせ手段用の第１制御信号と駆動手段用の第２制御信
号とをそれぞれ発生するために前記測定信号に応答する
第１及び第２制御手段とを具える光学的データ担体走査
装置であって、前記測定手段と第１制御手段及び焦点合
わせ手段とがディジタル的に制御できる第１処理回路の
一部を形成し、前記測定手段と第２制御手段及び駆動手
段とがディジタル的に制御できる第２処理回路の一部を
形成し、且つそれに加えて検出信号により前記処理回路
の少なくとも一方を励起するための励起手段と、前記検
出信号への関連する処理回路の応答を検出するための検
出手段、及び前記偏差を修正するための修正信号を発生
するために、前記制御手段の少なくとも一方に付随し且
つ前記検出信号に応答する手段とを具えた装置において
、前記検出信号により関連する処理回路を間歇的に励起
するために前記励起手段へ結合された第１切り換え手段
を設けられたことを特徴とする。

回路技術の意味に対して有効な本発明による装置の別の
実施例は、励起手段と検出手段及び修正信号を発生する
ための手段とを、第１処理回路又は第２処理回路へ結合
するための第２切り換え手段を設けられたことを特徴と
する。

いままでに説明したように、光学走査回路と付随する制
御回路との動作は公差とその他の不完全性、なかんずく
利得及び帯域幅のような処理回路の特性の適合する制御
を必要とするそれ自身が走査されるべきデータ担体の特
性に依存する。

一般に、走査される領域内のデータ担体の、例えば反射
率の特性は一定であろう。普通は、だから焦点合わせシ
ステムは一回だけの調節で充分である。

本発明による装置の好適な実施例はそれ故に、焦点合わ
せ手段を調節するために、切り換え手段は励起手段と検
出手段及び修正信号を発生するための手段とを装置の起
動の間第１処理回路へ結合するように適用されている。

本発明による装置のもう一つの実施例では、切り換え手
段が励起手段と検出手段及び修正信号を発生するための
手段とを第１処理回路と第２処理回路とへ交互に結合す
るように適用されることにより、走査システムの最良の
修正が達成される。

この実施例は、例えば汚れ等の結果としてデータ担体の
反射率での局部的妨害の影響を効果的に低減する。

処理回路の一方あるいは両方が、−個又はそれ以上の処
理回路が連続的に励起される従来技術におけるより二倍
高い周波数の検出信号により間歇的に励起される場合に
は、第１切り換え手段のオン期間とオフ期間との間の比
率が０．０５に等しいか又は０．０５より大きいと、本
発明による装置の別の実施例によって、電力消費が低減
され得る。

（実施例） 以下、図面を参照して光学走査装置における使用の説明
により図解する。

ここに参考として挙げた、前記欧州特許出願第００２１
５１０号及び二つの米国特許明細書第４４７１４７７号
と４４８２９８９号とに記載されたような、例えば円板
形のデータ担体を光学的に走査する装置の光学走査シス
テムに対する本発明の方法に基づくディジタル制御回路
の回路図を図面は示している。

実際の従来技術の円板形データ担体では、走査されるべ
き情報は螺旋状あるいは同心のパターンによるトラック
に配置されている。円板の特性は入射する走査ビームが
反射されるようなものである。走査されるべき情報は走
査されるべき円板内の穴の系列の存在又は不在により表
現される。

一般に、走査ビームは固体レーザーあるいはヘリウム−
ネオンレーザ−のような放射線源によって発生される。

この放射線源により生じた光ビームが、−個またはそれ
以上のレンズを具えている調節可能な焦点合わせ手段を
介して、所望の断面の走査ビームを形成するように処理
される。前記トラックを走査するために、この走査シス
テムは駆動及び位置決め手段を介して円板表面に対して
半径方向に動かし得るように構成されている。

データ担体から反射された走査ビームは円板表面内の穴
の存在又は不在についての情報を含んでおり、その情報
は従来技術による読み取り検出器と処理手段とによって
処理され得る。

実際には、データ担体は約０．６μｍの幅と１．６μｍ
のトラックピッチとを有する螺旋状情報トラックを有す
る。前記穴の平均深さは約０．１２μｍである。そのよ
うな情報構造を走査するために、走査ビームは情報トラ
ックを正確に追跡しなくてはならず、且つ正確に焦点が
合っていなくてはならない。焦点合わせ及び位置決め手
段を制御する目的のために、データ担体上で走査ビーム
が入射している瞬間的位置と所望の走査点との間の偏差
を表現する測定信号を発生する手段を設けられている。

従来技術によると、これらの手段は反射された走査ビー
ムを検出するために読み取り検出器と同じ平面内に配置
された二つの別の検出器を具え得る。従来技術から知ら
れるように、位置決め及び焦点合わせ手段を制御するた
めの測定信号は、この二つの別の検出器上に入射する光
から得ることができる。

すでに導入部分で述べたように、焦点合わせ及び位置決
め手段は、光学的と機械的及び電気的な公差に支配され
、且つそれらの動作はさらに反射率、穴の深さ等のよう
な走査されるべきデータ担体の特性にも依存する。これ
らの偏差の結果として、先に述べた二つの米国特許明細
書内に分かりやすく説明され且つ図解されているように
、焦点合わせ及び位置決め手段に対する制御回路の利得
と従って帯域幅とが変化する。帯域幅変化は光学走査回
路の制御に不安定性を生じ得る。特に、走査されるべき
データ担体の特性の結果としての偏差は所望の制御帯域
幅の適合する制御を必要とする。

図面に示した回路図は、処理回路の利得とオフセット誤
差とを適合して決定するためにこの回路が励起信号によ
り励起される従来技術の方法に基づいており、関連する
パラメータの測定は必要な場合にはこれらのパラメータ
を修正するためにこの信号に対する応答から得られる。

ブロックＨ２は焦点合わせ手段の伝達関数を表し、ブロ
ックＨ２は走査装置の位置決め手段の伝達関数を表す。

前記別の検出器によって得られた測定信号は、図中でブ
ロックに＋とに、とによって表される焦点合わせ手段と
位置決め手段とのための制御回路の全体利得の尺度を与
える。制御回路の利得を制御するために、関連する処理
回路の帰還ループはΔ、で表されるブロックをさらに含
み、それらのブロックは各々制御入力端子１０と１１と
をそれぞれ有する。前述の二つの米国特許明細書内に図
解されているように、関連する処理回路の帯域幅はこの
ように利得を変化させることにより調節され得る。

例えば処理回路の全体利得のような所望のパラメータを
決定するために、関連する処理回路Ｈ。

とＨｐとをそれぞれ励起するだめの、例えば既知の特性
の、すなわち既知の振幅と周波数との正弦波状の検出信
号ｄを供給する信号源Ｅの形式の励起手段を設けられる
。加算器１２と１３とをそれぞれ介して処理回路へ印加
される検出信号は、低域フィルター１４と検出回路１５
と比較器１６及び積分器１７とを具えている検出手段へ
もさらに印加される。

検出回路１５は本質的に既知の振幅あるいは位相検出用
の回路であってもよ（、その場合には図中に単一破線で
示したように検出信号ｄを受信するための入力端子を具
えている。検出回路１５からの信号は比較器１６の入力
端子（＋）へ印加され、その比較器の他方の入力端子（
−）は基準源ＲＥ＋又はＲＥ、からそれぞれ適当な基準
信号を受信する。比較器１６により供給された信号は積
分器１７によって積分されて、それが関連する処理回路
の利得と従って制御帯域幅とを制御するための制御信号
となる。

ディジタル的に動作する要素を使用することにより、−
度利得又はオフセット修正が調節されたらそれが維持さ
れ、アナログ要素の場合のように「ａれ去る」ことがな
いことを保証することができる。

本発明によると、切り換え手段Ｓ１と８２とが設けられ
、切り換え手段Ｓｚは図中では四つの付随する切り換え
素子Ｓ２□ｔｓ２□、Ｓ２３及びＳ２４を具えており、
それらの素子は二重破線によって示したように結合され
ている。図においては関連する切り換え手段が機械的ス
イッチとして表されている。実際にはディジタル切り換
え手段あるいは理論が用いられて、それがソフトウェア
による切り換え機能を有する器具を含んでもよいことは
明らかである。

第１切り換え手段Ｓ１の助けによって、信号源Ｅからの
検出信号ｄが間歇的あるいは周期的に印加され得る。検
出信号は第２切り換え手段、現在の場合にはＳｚ＋を介
して加算器１２と１３との（＋）入力端子へそれぞれ印
加され得る。切り換え素子Ｓ２２は検出手段を関連する
処理回路へ割り当てる。

適当な基準信号が切り換え素子Ｓ２４によって選択され
、−力積分器１７の出力端子上の信号は切り換え素子３
２３を介して一方の処理回路の利得制御用の手段Δ、の
入力端子ＩＯか、又は他方の処理回路の利得制御用の手
段Δ、の入力端子１１のいずれかへ印加される。検出信
号ｄの振幅を個別の処理回路へ適用するために、破線で
示したブロック１８のような独立の手段を設けてもよい
。このブロック１８は例えば減衰器であってもよい。

検出信号が第２切り換え手段Ｓ２の助けにより処理回路
Ｈ２へか、又は処理回路Ｈｐへ印加される。走査される
べきデータ担体がそれの走査されるべき全部の表面にわ
たって実質的に光学的に均一な特性を有する場合には、
走査過程の開始に際する焦点合わせ手段の一度の調節で
充分である。

従って、データ担体の走査の間、検出手段はそのとき走
査ビームによりデータ担体上の情報トラックを正確に追
跡するための位置決め回路へ連続的に割り当てられ得る
。

本発明による検出手段と励起手段とを適当に配置するこ
とにより、個別の高価な構成要素を最低として、焦点合
わせ手段と位置決め手段との適用できる最良の設定が達
成され得る。励起手段、この場合には信号源Ｅを間歇的
に切り換えることにより、所望の高い周波数の検出信号
ｄを使用することを可能にし、従来技術の光学走査装置
と比較して等しいか、むしろ低減された電力消費となる
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法に基づいたディジタル制御回路の回路
図である。 １０、１１・・・制御入力端子 １２、１３・・・加算器 １４・・・低域濾波器 １５・・・検出回路 １Ｇ・・・比較器 １７・・・積分器 １８・・・減衰器 ｄ・・・正弦波状検出信号 Ｅ・・・信号源 Ｈ５・・・焦点合わせ手段 Ｈｐ・・・位置決め手段 に、・・・焦点合わせ手段用制御回路の総合利得の尺度 に２・・・位置決め手段用制御回路の総合利得の尺度 Ｓｚ＋・ Ｓ２２・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、既知の特性を有する検出信号により処理回路を励起
   するための励起手段と、印加された検出信号に対する処
   理回路の信号の応答を検出するための検出手段とを使用
   する、データ担体の走査を制御するためにディジタル的
   に制御できる処理回路の一つ又はそれ以上のパラメータ
   を検出する方法において、 前記処理回路が検出信号により間歇的に励 起されることを特徴とするデータ担体の走査を制御する
   ためにディジタル的に制御できる処理回路のパラメータ
   を検出する方法。 ２、前記処理回路が検出信号により周期的に励起される
   ことを特徴とする請求項１記載のデータ担体の走査を制
   御するためにディジタル的に制御できる処理回路のパラ
   メータを検出する方法。 ３、前記励起手段と検出手段とが前記回路の一つ又はそ
   れ以上のパラメータを検出するための複数の個別の処理
   回路に共通であることを特徴とする請求項１又は２記載
   のデータ担体の走査を制御するためにディジタル的に制
   御できる処理回路のパラメータを検出する方法。 ４、走査ビームを発生するための放射線源と、データ担
   体に前記走査ビームの狙いを付けるための焦点合わせ手
   段と、前記データ担体を走査する目的のために前記デー
   タ担体と走査ビームとの間の相対運動を発生させるため
   の駆動手段と、前記データ担体の走査の結果として前記
   走査ビーム内の情報を検出するための読み取り手段と、
   前記データ担体上へ前記走査ビームが入射する瞬間的位
   置と所望の走査点との間の偏差を表現する測定信号を発
   生するための手段と、前記偏差を低減するために前記焦
   点合わせ手段用の第１制御信号と前記駆動手段用の第２
   制御信号とをそれぞれ発生するために前記測定信号に応
   答する第１及び第２制御手段とを具える光学的データ担
   体走査装置であって、前記測定手段と第１制御手段及び
   焦点合わせ手段とがディジタル的に制御できる第１処理
   回路の一部を形成し、前記測定手段と第２制御手段及び
   駆動手段とがディジタル的に制御できる第２処理回路の
   一部を形成し、且つそれに加えて検出信号により前記処
   理回路の少なくとも一方を励起するための励起手段と、
   前記検出信号への関連する処理回路の応答を検出するた
   めの検出手段、及び前記偏差を修正するための修正信号
   を発生するために、制御手段の少なくとも一方に付随し
   且つ前記検出信号に応答する手段とを具えた装置におい
   て、 前記検出信号により関連する処理回路を間 歇的に励起するために前記励起手段へ結合された第１切
   り換え手段を設けらたことを特徴とする光学的データ担
   体走査装置。 ５、前記励起手段と検出手段及び修正信号を発生するた
   めの手段とを第１処理回路又は第２処理回路へ結合する
   ための第２切り換え手段を設けられたことを特徴とする
   請求項４記載の光学的データ担体走査装置。 ６、第１切り換え手段が第２切り換え手段の一部を形成
   することを特徴とする請求項５記載の光学的データ担体
   走査装置。 ７、前記励起手段が検出信号の振幅を調節するための調
   節手段を具えることを特徴とする請求項５又は６記載の
   光学的データ担体走査装置。 ８、前記切り換え手段が前記励起手段と検出手段及び前
   記修正信号を発生するための手段とを前記焦点合わせ手
   段を調節するために該装置の起動の間前記第１処理回路
   へ結合するように適用されることを特徴とする請求項５
   、６又は７記載の光学的データ担体走査装置。 ９、前記切り換え手段が前記励起手段と検出手段及び修
   正信号を発生するための手段とを第１処理手段と第２処
   理手段とへ交互に結合するように適用されることを特徴
   とする請求項５、６、７又は８記載の光学的データ担体
   走査装置。 １０、前記第１切り換え手段のオン期間とオフ期間との
   間の比率が０．０５と等しいか又はそれより大きいこと
   を特徴とする請求項４〜９のうちいずれか１項記載の光
   学的データ担体走査装置。