JPH041408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は同心円状もしくは渦巻状の情報トラツ
クに情報が記録された情報記録担体から情報を光
学的手段を用いて非接触に読み出す光学的情報再
生装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 同心円状もしくは渦巻状の情報トラツク（以
下、これを単にトラツクと呼ぶ）に情報が記録さ
れた情報記録担体（以下、これを単にデイスクと
呼ぶ）の記録密度が高く、かつ非接触に情報を読
み出す情報再生装置にはトラツキング制御が不可
欠である。このようなデイスクとして、光学式の
ビデオデイスク、デジタルオ−デイオデイスク、
あるいは、その他データフアイルなどが知られて
いる。このようなデイスクを再生するときには、
情報を読み取るための光スポツトとトラツクとの
相対的な位置誤差を光学的に検出してトラツキン
グ誤差信号を得て、このトラツキング誤差信号に
応じて上記位置誤差を打消すように制御するトラ
ツキング制御が一般に行なわれる。ところがデイ
スクに欠陥があり、上記トラツキング誤差信号に
大きな雑音が混入する場合には、トラツキング制
御が乱されて近傍トラツクに跳び易いという欠点
があつた。特にトラツクの線速度が遅い光学式の
デジタルオーデイオデイスクでは欠陥部分の通過
時間が長くなり、その傾向が著しかつた。

このような欠点を改善するために、デイスクの
欠陥を検出し、その欠陥部分をトラツキングして
いる時間は、その直前のトラツキング誤差信号の
値を保持する方法などの何らかの処理をトラツキ
ング制御に行う方法が従来から用いられていた。

第１図は上記の方法を用いたトラツキングが制
御手段の従来例を示すブロツク図で、１はデイス
ク、１ａは情報記録面、１ｂは透明保護層、２は
光学ヘツド、３は増幅器、４は欠陥検知手段、５
は誤差検出回路、６は処理手段、７は駆動回路、
８はアクチユエータ、９は波形整形器である。

以上のように構成された情報再生装置のトラツ
キング制御手段について以下に、その動作を説明
する。光学ヘツド２はデイスク１の情報記録面１
ａに透明保護層１ｂを透して光スポツトを集束
し、情報を読み取つて読み取り信号を出力すると
ともに、デイスク１の回転や外乱振動に伴つて生
ずるトラツクと、上記光スポツトとの相対的な位
置誤差すなわちトラツキング誤差に応じて変化す
るトラツキング誤差検出信号を出力する。このト
ラツキング誤差検出信号を得る方法は特に限定さ
れず、例えば情報信号の検出器を２分割して、そ
れぞれの検出信号のレベルを比較することによつ
て、デイスクからの反射光の光量分布のアンバラ
ンスを検出してもよいし、トラツキング誤差検出
用の２つの副スポツトをトラからわずかずつ互い
に反対方向にずらせて形成する方式でもよい。誤
差検出回路５は上記トラツキング誤差検出信号を
受けてトラツキング誤差成分を抽出し、必要に応
じて微分補償や積分補償などの処理を行なつてト
ラツキング誤差信号を出力する。このトラツキン
グ誤差信号は通常時は処理手段６を通過して、そ
のまま駆動回路７に入力されて、アクチユエータ
８を駆動し、上記光スポツトの位置を制御する。

一方、欠陥検知手段４は上記増幅器３の出力信
号を、波形整形器９で波形整形して得られる再生
デイジタル信号のエツジ間隔が、所定の長さ以上
になつたときに欠陥検知信号を出力する。

一般にデイスクに記録される信号は最大反転間
隔が所定の長さ以下になるように変調されている
ので、上記再生信号のエツジ間隔が所定の長さを
超えたときには再生信号は正規のものではなく、
デイスクの読み取り部分に欠隔があることを検知
することができる。上記欠陥検知手段４は具体的
には、時定数が上記所定の長さよりも長く、再ト
リガ可能な単安定マルチバイブレータで構成され
る。

ところが、透明保護層１ｂの表面に傷や汚れが
ある場合には、上記情報記録面１ａ上に集束され
る光ビームの径が大きいために、光学ヘツド２が
出力する読み取り信号のレベルは徐々に低下する
だけである。このため、欠陥の検知が遅れ、この
間にトラツキング制御信号に雑音が混入してトラ
ツキング制御が乱され易いという欠点があつた。

発明の目的 本発明の目的は上記した従来の欠点を解消し、
デイスクの透明保護層の表面の傷や汚れに対して
安定なトラツキング制御が可能な光学的情報再生
装置を提供することである。

発明の構成 本発明の光学的情報再生装置は、透明保護層で
覆われた情報記録面上の同心円状もしくは渦巻状
の情報トラツクに最大反転間隔が制限されたデイ
ジタル情報が記録された情報記録担体の上記情報
記録面に上記透明保護層を透して光スポツトを集
束して上記デイジタル情報を光学的に光量変化と
して検出して、この光量変化を電気信号に変換し
た読み取り信号を出力する光学ヘツドと、上記光
スポツトが上記情報トラツクに追従するように制
御するトラツキング制御手段と、上記読み取り信
号を必要に応じて増幅した再生信号を包絡線検波
して得られる包絡線信号を実質的に減衰して、こ
の包絡線信号のレベルと上記再生信号の直流レベ
ルとの間のレベルを有する基準信号を出力する検
波手段と、この基準信号を閾値として上記再生信
号を波形整形して検出デイジタル信号を出力する
波形整形手段と、この検出デイジタル信号のエツ
ジ間隔が所定の長さ以上になつたことを検出して
欠陥検知信号を出力する欠陥検知手段と、上記欠
陥検知信号が出力されたとき、上記トラツキング
制御が雑音で乱されにくいように処理する処理手
段とを具備し、上記検波手段が包絡線検波すると
きの放電時定数は、上記透明保護層の厚さをＤ、
その屈折率をｎ、上記光スポツトを集束する集束
レンズの開口数をNA、上記情報トラツクの上記
光スポツトに対する相対線速度をＶとしたとき、 Ｄ／｛Ｖ√（）²−１｝ よりも大きいように構成したものであり、これに
より透明保護層の傷や汚れによつてもトラツキン
グ制御が乱されにくいようにしたものである。

なお、光学的情報再生装置では、デイスクの半
径方向の制御を行なうトラツキング制御と、デイ
スクの面に垂直な方向の制御を行なうフオーカス
制御とが一般に必要であるが、これらはいずれも
広い意味ではトラツキング制御と見なすことがで
き、ここで言うトラツキング制御とはこれらの両
方を含むものとする。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第２図は本発明の一実施例におけるトラツキン
グ制御装置のブロツク図を示すもので、１はデイ
スク、１ａは情報記録面、１ｂは透明保護層、２
は光学ヘツド、３は増幅器、５は誤差検出回路、
６は処理手段、７は駆動回路、８はアクチユエー
タ、９は波形整形器、１０は再トリガ単安定マル
チバイブレータ、２１は包絡線検波器、２２は係
数器、２３は検波手段、２４は比較器である。

以上のように構成された本実施例のトラツキン
グ制御装置について、以下、その動作を説明す
る。

光学ヘツド２はデイスク１から情報を読み取つ
て読み取り信号を出力し、さらに光スポツトとト
ラツクの相対的位置誤差であるトラツキング誤差
を光学的に検出して、このトラツキング誤差に応
じて変化するトラツキング誤差検出信号を出力す
る。誤差検出回路５はこのトラツキング誤差検出
信号から、トラツキング誤差にほぼ比例して変化
するトラツキング誤差信号を抽出する。通常動作
時には、このトラツキング誤差信号は処理手段６
を通過して駆動回路７に入力される。駆動回路７
はこの入力信号を電力増幅してアクチユエータ８
を駆動し、上記トラツキング誤差を打消すように
上記光スポツトを動かしてトラツキング制御を行
なう。上記誤差検出回路５、駆動回路７およびア
クチユエータ８はトラツキング制御手段を構成す
る。

一方、デイスク１の透明保護層１ｂの表面に傷
や汚れがあつて読み取り信号に異常が現われた場
合には検波手段２３、比較器２４および再トリガ
単安定マルチバイブレータ１０によつて上記傷や
汚れが欠陥として検知され、その間、処理手段６
は上記欠陥のために上記トラツキング誤差信号に
混入する雑音によつてトラツキング制御が乱され
にくいような処理を行なう。具体的に、この処理
としては、上記欠陥の直前のトラツキング誤差信
号の値の保持や、高周波成分の遮断などが有効で
ある。

次に、上記検波手段２３、比較器２４および再
トリガ単安定マルチバイブレータ１０による欠陥
の検知について、その動作を第３図の信号波形図
を参照してさらに詳しく説明する。第３図におい
て、３０は増幅器３から出力される再生信号、３
１はこの再生信号３０を十分長い放電時定数を有
する包絡線検波器２１で包絡線検波した包絡線信
号、３２はこの包絡線信号３１を係数器２２によ
つて一定の比率で減衰した基準信号、３３は上記
再生信号３０と上記基準信号３２とを比較器２４
で比較して波形整形した検出デイジタル信号の信
号波形図である。この比較器２４の閾値となる基
準信号３２のレベルは通常上記波形整形器９の閾
値と異なるため、上記検出デイジタル信号３３の
波形は、上記波形整形器９が出力する再生デイジ
タル信号の波形とは異なつたものとなる。なお、
第３図において、再生信号３０は、上記光学ヘツ
ド２が検出する光量が増すとき、図の正方向に変
化するものとする。第３図Ａは通常再生時の信号
波形を示すもので、同図に示すように検出デイジ
タル信号３３には、記録されたデイジタル情報の
すべての反転に対応して立上がりあるいは立上が
りのエツジが必ず存在する。したがつて、これら
のエツジ間隔は、変調方式によつて制限される最
大反転間隔以下にほぼ制限される。例えばMFM
変調の場合を例に上げると、１ビツト相当の長さ
をＴとして、最大反転間隔は2Tに制限されるの
で、上記検出デイジタル信号のエツジ間隔もほぼ
2Tに制限される。

ところが、透明保護層１ｂの表面に傷や汚れな
どの欠陥がある場合には、光学ヘツド２が検出す
る最大光量が減少するため、上記再生信号の包絡
線にくぼみが生ずる。第３図Ｂはこのときの信号
波形を示すものである。同図に示すように、上記
基準信号３２のレベルを上記包絡線信号３１のレ
ベルと上記再生信号３０の直流レベルとの間の適
当な値に設定し、上記包絡線検波器２１がこのよ
うな包絡線の速い落ち込みに十分応答しないよう
に放電時定数を長くしておけば、このような欠陥
部分では上記検出デイジタル信号３３のエツジが
欠落する。このため上記検出デイジタル信号３３
のエツジ間隔は極めて長くなるので、検出デイジ
タル信号３３のエツジ間隔が所定の長さ（例えば
MFM変調の場合は2T）より長くなつたことを検
出することによつて上記欠陥を検知することがで
きる。また、欠陥検知手段の回路構成を簡単にす
るために、立上りエツジあるいは立下りエツジの
いずれか一方だけを検出して、このエツジ間隔が
変調方式によつて定められる最大反転間隔の２倍
よりも長くなることによつて欠陥を検知するよう
にしてもよい。このエツジ間隔が所定の長さより
も長くなつたことを検出する具体的手段として
は、例えば本実施例のように、時定数τを上記所
定の長さより少し長めに設定した再トリガ可能な
再トリガ単安定マルチバイブレータ１０を用いる
ことができる。この再トリガ単安定マルチバイブ
レータ１０は検出デイジタル信号３３のエツジで
トリガされて出力が時間τの間だけ“Ｈ”になる
ものとすれば、通常にはこの再トリガ単安定マル
チバイブレータ１０はτ以下の周期でトリガが繰
り返されるために常にトリガされた状態となり、
出力は“Ｈ”の状態を続ける。ところがデイスク
の欠陥によつて上記検出デイジタル信号３３のエ
ツジが欠落し、エツジ間隔がτ以上になると上記
再トリガ単安定マルチバイブレータ１０の出力は
安定状態である“Ｌ”になる。すなわち、上記再
トリガ単安定マルチバイブレータ１０の出力が
“Ｌ”になつたとき、これを欠陥検知信号とみな
すことができる。したがつて、この欠陥検知信号
に応じてトラツキング誤差信号を保持するなどの
方法でトラツキング制御が雑音で乱されにくいよ
うに処理することによつて、デイスクの欠陥によ
るトラツク跳びが起こりにくいようにすることが
できる。

なお、第３図では、再生信号３０は上記読み取
り信号をその直流成分まで含めて増幅したもので
あり、そのために上記再生信号３０の包絡線の変
動は上下非対称となつている。高域通過フイルタ
で比較的高い周波数まで低周波成分を除去すれ
ば、上記再生信号３０の包絡線の変動は上下対称
となる。その場合には包絡線検波器２１は上記再
生信号のどちらの側で包絡線検波しても差支えな
い。

一方、光学ヘツドの集束レンズの開口数をNA
とすれば、この集束レンズから射出される光束
は、 sinθ＝NA を満たすような半頂角θの円錐状に集束される。
この集束光が屈折率ｎの透明保護層に入射する
と、屈折して、 sinθ′＝NA／ｎ を満たすような半頂角θ′の円錐状の光束となる。
透明保護層の厚みをＤとし、この透明保護層の入
射面の反対側の面に光束が集束するとすれば、こ
の光束の入射面における断面の半径は、 Ｄ／√（）²−１ となる。透明保護層の表面の汚れによつて入射光
束の半分が半円状に遮光されると、残りの半分の
光束は透明保護層を透過するが、情報記録面で反
射して再び透明保護層の表面から射出するときに
上記汚れによつて遮光されるため、光束は全く戻
らなくなる。光スポツトがトラツクに沿つて線速
度Ｖで移動するとすれば、透明保護層の表面の汚
れが遮光を始めてから戻り光が全く戻らなくなる
までの時間t_dは、 t_d≒Ｄ／｛Ｖ√（）²−１｝ であるので、上記包絡線検波器２１の放電時定数
は上記t_d程度より長くしておけば、上記透明保護
層の表面の欠陥を検出することができる。

例えばＤ＝1.2mm、Ｖ＝1.3ｍ、ｎ＝1.5、NA＝
0.5とすればt_d≒0.33ｍｓである。

一方、外乱振動などによるトラツキング誤差が
生じた場合にも、デイスクに欠陥がある場合と同
様に上記読み取り信号成分のレベルが低下する。
上記再生信号３０が遮断周波数の高い高域通過フ
イルタによつて低周波成分が除去されている場合
には、上記トラツキング誤差によつて上記再生信
号の包絡線には上下ともにくぼみが生ずる。した
がつて欠陥の検知感度を高くするとトラツキング
誤差による再生信号の変化を欠陥と間違えて誤検
知し易くなる。ところが少なくとも100Hz以上の
低周波成分を含むようにしておけば、第３図ｃに
示すように短かい時間のトラツキング誤差による
上記再生信号３０の変化は、主にその下側の包絡
線のくぼみとして現われ、上側の包絡線はほとん
ど変化を受けない。これは、光学ヘツド２が検出
する光量は、上記トラツキング誤差によつて、そ
の極小値が大きくなるだけで極大値はほとんど変
化しないためである。したがつて、上記検波手段
２３は上記再生信号の上側、すなわち上記光量の
極大値に相当する側を包絡線検波するようにし、
上記基準信号３２のレベルが上記包絡線信号３１
のレベルと上記再生信号３０の直流レベルとの間
になるようにしておけば、このようなトラツキン
グ誤差による誤検知を避けることができる。

なお、第２図のブロツク図では、検波手段２３
を包絡線検波器２１と係数器２２とで構成した
が、これらの機能を合わせ持つような回路構成に
しても差支えない。第４図はそのような検波手段
の一例を示す回路図である。同図において、トラ
ンジスタQ₁は正バイアスのときのみ動作して整
流作用を有し、コンデンサＣの充電時定数
（R₁C）を放電時定数（R₂C）より小さくするこ
とによつて包絡線検波が行なわれ、R₂／（R₁＋
R₂）に分圧されることによつて係数器としても
機能する。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、光
学的情報再生装置を、デイスクに集束した光スポ
ツトによつて信号を読み取つて読み取り信号を出
力するとともにトラツキング誤差を光学的に検出
してトラツキング誤差検出信号を出力する光学へ
ツドと、上記光スポツトをトラツクに追従させる
トラツキング制御手段と、上記読み取り信号を必
要に応じて増幅した厚生信号を包絡線検波して得
られる包絡線信号を実質的に減衰して、この包絡
線信号のレベルと上記再生信号の直流レベルとの
間のレベルを有する基準信号を出力する検波手段
と、この基準信号を閾値として上記再生信号を波
形整形して検出デイジタル信号を出力する波形整
形手段と、この検出デイジタル信号のエツジ間隔
が所定の長さ以上になつたことを検出して欠陥検
知信号を出力する欠陥検知手段と、上記欠陥検知
信号に応じて上記トラツキングが雑音で乱されに
くいように処理する処理手段とを具備し、上記検
波手段が包絡線検波するときの放電時定数が適当
な長さになるように構成したもので、このように
することによつてデイスクの透明保護層表面の傷
や汚れによつてもトラツキングが乱されにくくな
るという効果が得られる。

さらに、上記再生信号は上記読み取り信号の少
なくとも100Hz以上の低周波成分を含み、検波手
段は上記再生信号を、上記光学ヘツドが検出する
光量の極大値に相当する側で包絡線検波すること
によつて、上記欠陥検知手段が、外乱振動などに
よるトラツキング誤差をデイスクの欠陥として誤
検知しにくくなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学的情報再生装置におけるト
ラツキング制御手段のブロツク図、第２図は本発
明の一実施例におけるトラツキング制御手段のブ
ロツク図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃは第２図の実施例に
おける各部の信号波形図、第４図は第２図の実施
例における一部分の具体的構成例を示す回路図で
ある。 １……デイスク、１ａ……情報記録面、１ｂ…
…透明保護層、２……光学ヘツド、５……誤差検
出回路、６……処理回路、７……駆動回路、８…
…アクチユエータ、２１……包絡線検波器、２２
……係数器、２３……検波手段、２４……比較
器、１０……再トリガ単安定マルチバイブレー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明保護層で覆われた情報記録面上の同心円
   状もしくは渦巻状の情報トラツクに最大反転間隔
   が制限されたデイジタル情報が記録された状態記
   録担体の上記情報記録面に上記透明保護層を透し
   て光スポツトを集束して上記デイジタル情報を光
   学的に光量変化として検出して、この光量変化を
   電気信号に変換した読み取り信号を出力する光学
   ヘツドと、上記光スポツトが上記情報トラツクに
   追従するように制御するトラツキング制御手段
   と、上記読み取り信号を必要に応じて増幅した再
   生信号を包絡線検波して得られる包絡線信号を実
   質的に減衰して、この包絡線信号のレベルと上記
   再生信号の直流レベルとの間のレベルを有する基
   準信号を出力する検波手段と、この基準信号を閾
   値として上記再生信号を波形整形して検出デイジ
   タル信号を出力する波形整形手段と、この検出デ
   イジタル信号のエツジ間隔が所定の長さ以上にな
   つたことを検出して欠陥検知信号を出力する欠陥
   検知手段と、上記欠陥検知信号が出力されたと
   き、上記トラツキング制御が雑音で乱されにくい
   ように処理する処理手段とを具備し、かつ、上記
   検波手段が包絡線検波するときの放電時定数は、
   上記透明保護層の厚さをＤ、その屈折率をｎ、上
   記光スポツトを集束する集束レンズの開口数を
   NA、上記情報トラツクの上記光スポツトに対す
   る相対線速度をＶとしたとき、 Ｄ／｛Ｖ√（）²−１｝ 程度よりも大きいことを特徴とする光学的情報再
   生装置。 ２ 再生信号は読み取り信号の少なくとも100Hz
   以上の低周波成分を含み、検波手段は上記再生信
   号を、光学ヘツドが検出する光量の極大値に相当
   する側で包絡線検波することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光学的情報再生装置。