JPH0638290B2

JPH0638290B2 - 光学的再生ヘツドのトラツク外れ検出装置

Info

Publication number: JPH0638290B2
Application number: JP1512886A
Authority: JP
Inventors: 敏治向井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPS62173636A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、情報記録担体、特に光ディスクの情報トラッ
クを再生する装置において、再生ヘッドが情報トラック
から外れたことを検出する装置に関する。

従来の技術近年、画像情報や音声情報を光ディスクに記録し、これ
を再生する装置が多種実用化されている。

これら光ディスクを用いたシステムの最大の特色は、非
接触再生と高密度記録にある。このため、再生ヘッドは
フォーカシングおよびトラッキングなどのサーボ機械が
必需である。ところが、これらサーボ機構は、たとえば
電源電圧が有限であるため、耐振性能は有限である。外
部からの不測の衝撃などにより、再生中の情報トラック
から隣接した情報トラックへ再生ヘッドが跳ばされるこ
とがある。この対策としては、再生ヘッドのトラック外
れを検出して、素早く元の再生位置へ復帰させることが
必要である。

以下、図面を参照しながら、従来の光学的再生ヘッドの
トラック外れ検出装置の一例につき説明する。

第５図は従来の光学的再生ヘッドのトラック外れ検出装
置のブロック図を示すものである。第５図において、１
は情報記録担体、２は再生ヘッド、３は増幅器、４は波
形整形手段、５は単安定マルチバイブレータである。

以上のように構成された光学的再生ヘッドのトラック外
れ検出装置について、以下その動作を説明する。

第６図は従来の光学的再生ヘッドのトラック外れ検出装
置の信号波形の模式図であり、信号波形(a)、(b)、(c)
は、第５図のＡ、Ｂ、Ｃの各点に対応する。なお、再生
信号Ａは正確には正弦波状の波形であるが、ここでは模
式的に三角波状としている。

さて、情報記録担体（以下、単にディスクと呼ぶ）１か
ら読み出された再生信号Ａは波形整形手段３によって方
形波Ｂに変換される。

ここで、ディスク１に記録された信号は一般に帯域制限
をうけており、再生信号Ａの最長周期は一定値に定めら
れている。たとえばコンパクト・ディスクに用いられて
いるＥＦＭ方式であれば、基本クロック周期をＩＴとし
たとき、その最長周期は22Ｔである。

ところが、再生ヘッド２が外部からの衝撃などでトラッ
ク外れをすると、再生ヘッド２は、隣接したトラックと
の中間との情報が記録されていない部分を走査するた
め、一時的に再生信号Ａが得られなくなる。このため、
方形波Ｂの周期は、このトラック外れの区間で、上記の
最長周期を越える。

したがって、この最長周期よりわずかに長い出力パルス
幅（たとえばＥＦＭでは23Ｔ）をもつ再トリが可能な単
安定マルチバイブレータ５に方形波Ｂを印加すれば、こ
のトラック外れをした区間で単安定マルチバイブレータ
５の出力信号Ｃの論理は反転する。これを利用して再生
ヘッド２のトラック外れを検出することができる。

（たとえば、特公昭59−35239）発明が解決しようとする問題点しかしながら上記のような構成では、ディスクの回転周
期がデータを記録したときの回転周期とほぼ一致してい
ることを前提とされているという問題点を有している。
すなわち、再生信号の最長周期はディスクの回転周期に
一次比例するため、ディスクの回転周期が低いときには
再生信号の最長周期が規定の値よりも長くなる。特にデ
ィスクの起動時にはこの傾向が著しい。すなわち、ディ
スクの回転周期が低い場合での誤動作を避けるために単
安定マルチバイブレータ５の出力パルス幅を余分に長く
する必要がある。このため、ディスク１が規定の回転周
期に立ち上がった後には、この余分に長くしたパルス幅
の分だけトラック外れを検出するのが遅くなるという問
題点を有している。

また、上記の出力パルス幅を決定する方法としてはコン
デンサと抵抗器で決まる充放電の時定数を利用すること
が一般的である。したがって、ＩＣ化に際しては、外付
けのコンデンサを必要とするため、コストダウンや小形
化の障害となるという問題点を有している。また、２進
カウンタを利用して上記の時定数と等価な機能を実現し
たところで、計数用クロックが再生信号と位相同期しな
い限り正常な計数が困難であるという問題点を有してい
る。

本発明は上記問題点に鑑み、ディスクの回転周期によら
ず、かつコンデンサなどの受動部品を必要としない非同
期式論理回路によってディスクの損傷を検出することに
より、安価かつ小型化容易でディスクの回転周期に左右
されない安定したトラック外れ検出装置を提供するもの
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光学的再生ヘッド
のトラック外れ検出装置は、情報記録担体の情報トラッ
クから光学的手段によって情報を再生する再生ヘッド
と、この再生ヘッドの出力する再生信号を波形整形した
第１の方形波信号を出力する第１の波形整形手段と、上
記再生信号の振幅において上記再生ヘッドの受光量が減
少する暗部側に所定の値だけずらした閾値で上記再生信
号を波形整形して第２の方形波信号を出力する第２の波
形整形手段と、上記第１の方形波信号と上記第２の方形
波信号を第１のパルス信号と第２のパルス信号に変換し
かつ、この第１のパルス信号および第２のパルス信号の
間の状態は上記再生信号の振幅がほぼ一定の場合にはあ
らかじめ設定された巡還パタンを発生せしめ、かつ上記
再生信号の暗部包絡線が上記第２の波形整形手段の閾値
を越えたときには上記第２の方形波信号が消滅すること
を利用して上記巡還パタンが巡還する方向を反転せしめ
るパルス変換手段と、上記巡還パタンの巡還方向に応じ
て出力の論理状態が反転する状態遷移判別手段を具備す
るという構成を備えたものである。

作用本発明は上記した構成により、同一の再生信号から作ら
れた。たとえば２種のパルス列の間の状態遷移を判別し
ているために再生信号の周期に左右されないので、ディ
スクの回転周期に左右されず、常に再生ヘッドのトラッ
ク外れを忠実に検出できることとなる。

実施例以下本発明の一実施例の光学的再生ヘッドのトラック外
れ検出装置について、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の光学的再生ヘッドのトラック外れ検出
装置の一実施例を示すブロック図である。第１図におい
て、１はディスク、２は再生ヘッドであって、ディスク
１の情報トラックから再生信号Ａをよみ出す。３は増幅
器であって、たとえば再生ヘッド２の光電流出力を電圧
変換して増幅する。101は第１の波形整形手段、102は第
２の波形整形手段であって、それぞれ異なる閾値で再生
信号を方形パルス信号に変換する。103はパルス変換手
段であって、インバータ301、ナンド回路302、303、30
4、305から構成される。104は状態遷移判別手段であっ
て、エッジトリガード・ディー・フリップ・フロップ回
路306で構成される。

以上のように構成された光学的再生ヘッドのトラック外
れ検出装置について、以下第２図の信号波形図を用いて
その動作を説明する。なお、第２図において、信号波形
(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は、第１図におけるＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの各点に対応する。

ディスク１からよみ出された再生信号Ａは、正確には正
弦波状をしているが、ここでは簡略化のため三角波状と
して表わしている。なお、信号波形(a)において、図の
上側を明部、図の下側を暗部として定義する。

一般に光ディスクはディスクの鏡面上に凹凸（いわゆる
ピット）を設けて情報トラックを形成する。この情報ト
ラック上のピットによりディスクからの反射光は高次の
回析光を生じ、再生ヘッド２の受光部に入射してこの回
析光間の位相差によって干渉し合う。この干渉による電
界強度の強弱フォト・ダイオードなどで光電流と変換し
て、再生ヘッド２はディスク１上の情報を再生する。こ
のため、ディスク１が鏡面の場合合と較べて、情報トラ
ック上を再生ヘッド２が走査中には、再生信号Ａは情報
トラック上のピットによる変調をうけて、平均受光量が
低下している。

ところが、再生ヘッド２がトラックを外れると、再生ヘ
ッド２はトラック間のピットがない鏡面を走査すること
になり、このトラック外れの区間Ｔ_２では、再生ヘッド
２の平均受光量は、ディスク１の情報トラック上を再生
中と較べて増加する。

また、再生ヘッド２の変位量は、振動などの加速外乱に
対してはほぼ２階の積分要素として作用する。したがっ
て、再生ヘッド２が情報トラックを外れた場合でも、瞬
間的に隣接トラックへ跳んで、一瞬のうちに再生信号Ａ
が途切れるものではない。この隣接トラックへ再生ヘッ
ド２が至る時間は通常、再生信号Ａの周期よりも充分長
い。

したがって、トラック外れをした場合の再生信号Ａは、
第２図における信号(a)のように、再生信号の暗部側の
振幅が低下する。ここで区間Ｔ_１、Ｔ_３は、再生ヘッド
２が情報トラック上を走査中の再生信号Ａの波形を、ま
た区間Ｔ_２は再生ヘッド２がトラック間を走査中の再生
信号Ａの波形を示す。

さて、信号(a)において、破線ａは第１の波形整形手段1
01の閾値を示し、かつ破線ｂは第２の波形整形手段102
の閾値を示す。このように第２の波形整形手段102の閾
値を再生信号(a)の暗部側にずらすことにより、第２の
波形整形手段の出力する第１の方形波信号(c)は、第１
の波形整形手段の出力する第２の方形波信号(b)よりも
速く消滅する。

さて、これら第１の方形波信号(b)および第２の方形波
信号(c)は、論理０と論理１の間で常に推移している。
ここで、この両者の論理状態を（Ｂ，Ｃ）として表わす
と、区間Ｔ_１およびＴ_３では信号(b)および信号(c)は次
のような遷移を繰り返す。

（０，０）（０，１）（１，１）…(1) この遷移は区間Ｔ_２（トラック外れをした場合）では、（０，１）（１，１）……(2) となる。このままではトラック外れと正常な部分の区別
をつけることはできない。そこで、これら第１の方形波
信号(b)および第２の方形波信号(c)をパルス変換手段10
3に供給し、第１のパルス信号(d)及び第２のパルス信号
(e)のように第１の方形波信号(b)が論理“１”の区間で
重なり合う波形に変換する。

さて、パルス変換手段103の出力Ｄおよび出力Ｅの論理
式は、Ｄ＝・Ｃ＋Ｂ……(3) Ｄ＝Ｅ_-1・Ｃ＋Ｂ……(4) で与えられる。ここに、Ｅ_-1は、出力Ｅの１ビットタイ
ム前の論理値を示す。またはＥの反転論理を示す。

(4)式より、出力Ｅは区間Ｔ_１、Ｔ_３において、出力Ｂ
が論理“１”に立ち上がってから入力Ｃが論理“０”に
立ち下がるまでの期間で論理“１”をとり、区間Ｔ_２で
入力Ｂが常時論理“０”なので常に“０”となる。ま
た、出力Ｄは区間Ｔ_１、Ｔ_２において入力Ｃが立ち上が
ってから入力Ｂが論理“０”に立ち下がるまでの間で論
理“１”となる。また区間Ｔ_２では出力Ｅは論理“０”
であるから入力Ｃがそのまま現われる。なお入力Ｂ、Ｃ
の遷移は(1)、(2)式に示すごとくであるからナンド回路
303の出力は、出力Ｅの論理を丁度反転したものとな
る。したがって、なる論理はナンド回路303の出力を
用いることができる。

したがって、第１図に示すごとき回路構成を用いて、第
１の方形波信号(b)及び第２の方形波信号(c)を用いて、
第１の方形波信号(b)が論理“１”のときに重なり合う
第１のパルス信号(d)および第２のパルス信号(e)を得る
ことができる。

これより、第１のパルス信号(d)および第２のパルス信
号(e)の状態遷移は、この両者の論理状態を（Ｄ，Ｅ）
で表わすと、区間Ｔ_１、Ｔ_３、例えば第２図における区
間Ｔ_１中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでは、なる巡還パタンをくりかえすこととなる。また、区間Ｔ
_２では、（０，１）（１，１）……(6) なる状態遷移を生じる。

したがって、この（０、１）から（１、１）へのトラッ
ク上走査時には出現しない遷移を状態遷移判別手段104
で検出することにより、再生ヘッド２に生じたトラック
外れを検出することができる。

すなわち、パルス変換手段103の出力Ｄおよび出力Ｅを
状態遷移判別手段104を構成するＤ・フリップフロップ3
06に供給する。Ｄ・フリップフロップ306はクロック入
力端子に立ち上がりエッジを入力されたときのＤａ入力
端子に印加された論理値が出力端子Ｑに現われる。した
がって、信号(d)をこのＤ・フリップフロップ306のクロ
ック端子に供給し、かつ信号(e)をＤａ入力端子に供給
することにより、区間Ｔ_１、Ｔ_３では出力Ｆは論理
“１”をとり、かつ区間Ｔ_２では論理“０”をとる、信
号(f)を得ることができる。

このように、パルス変換手段103及び状態遷移判別手段1
04は非同期ロジックで構成され、これらの論理状態を支
配する時間的要素としてはこれらを構成するナンド回路
など自身がもつゲート遅延時間のみであり、再生信号
(a)の周期とは全く無関係である。したがって、ディス
クの回転周期が遅い場合でも、再生ヘッド２のトラック
外れの箇所を忠実に検出することができる。

第３図は本発明の他の実施例であって、パルス変換手段
103として、インバータ401、402、403、404、ノア回路4
08、409から成る回路を用いている。また状態遷移判別
手段104はインバータ405、406、バッファ407、ノア回路
410、411、412から成る回路を用いている。第４図は本
実施例の信号波形図であり、同図において、(a)、(b)、
(c)、(g)、(h)、(i)の各波形図は、第３図におけるＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｈ、Ｉの各点対応する。

以上のように構成されたパルス変換手段103の出力Ｇ、
および出力Ｈの論理式は、で与えられる。

また、状態遷移判別手段104の出力Ｉの論理式は、で与えられる。

さて、第３図において、インバータ402、403は遅延用の
ゲートであり、信号Ｂの１ビットタイム前の情報を得る
ために用いている。(8)式よりパルス変換手段103の出力
Ｈは、入力Ｃが論理“１”かつ入力Ｂが論理“１”から
論理“０”に遷移した場合のみ論理“１”から論理
“０”に遷移する。また、入力Ｂが論理“１”かあるい
は入力Ｃが論理“０”となれば出力Ｈは論理“１”に戻
る。すなわち、区間Ｔ_１、Ｔ_３では、第１の方形波信号
(b)が論理“１”から論理“０”に立ち下がってから第
２の方形波信号(c)が論理“１”から論理“０”に立ち
下がる迄の区間で第２のパルス信号(h)は論理“０”を
とり、それ以外では論理“１”となる。ここで、第１の
パルス信号(g)と第２のパルス信号(h)を比較すると、第
２のパルス信号(h)は、インバータ404およびノア回路40
9によってゲート遅延tdを生じる。

したがって、これより、第１のパルス信号(g)および第
２のパルス信号(h)の状態遷移は、この両者の論理状態
を（Ｇ，Ｈ）で表わすと、第１図の実施例と同様に、区
間Ｔ_１、Ｔ_３では(5)式に示すごとき状態遷移の巡還パ
タンを生じる。また区間Ｔ_２では(6)式に表わすような
論理状態の反転を生じる。

さて、状態遷移判別手段104を構成するバッファ409は遅
延用のゲートである。(9)式より、入力Ｇが論理“０”
かつ入力Ｈが論理“０”から論理“１”へ遷移した場合
のみ出力Ｉは論理“１”となり、入力Ｇが再び論理
“１”となるまで論理“１”とはならない。このため、
状態遷移判別手段104の出力Ｉには、第５図の波形(i)の
ような信号波形が現われる。

このように、パルス変換手段103および状態遷移判別手
段104は非同期ロジックで構成され、これらの論理状態
を支配する時間的要素としては、これらを構成するノア
回路、バッファおよびインバータなどがもつゲート遅延
時間のみであり、入力信号(a)の周期とは全く無関係で
ある。したがって、ディスクの回転周期に左右されるこ
となく再生ヘッド２のトラック外れをした箇所を忠実に
検出することができる。

なお、上記実施例では光ディスクからの再生信号に対す
る欠陥検出について述べたが、他の機器から得られる信
号に対する欠陥検出を行う場合にも同様に実施すること
ができる。その他、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能
なことは勿論である。

発明の効果以上のように本発明によれば、ディスクの回転周期など
に左右されることなく再生ヘッドのトラック外れの箇所
を忠実に検出することができる。また、非同期式論理回
路によって構成できるため、コンデンサなどの受動部品
を必要としないため、安価かつ小形化容易とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるトラック外れ検出装
置のブロック図、第２図は第１図の信号波形図、第３図
は本発明の他の実施例におけるトラック外れ検出装置の
ブロック図、第４図は第３図の信号波形図、第５図は従
来のトラック外れ検出装置のブロック略図、第６図は第
５図の信号波形図である。１……情報記録担体、２……再生ヘッド、101，102……
波形整形手段、103……パルス変換手段、104……状態遷
移判別手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記録担体の情報トラックから光学的手
段によって情報を再生する再生ヘッドと、この再生ヘッ
ドの出力する再生信号を波形整形して第１の方形波信号
を出力する第１の波形整形手段と、上記再生信号の振幅
において上記再生ヘッドの受光量が減少する暗部側に所
定の値だけずらした閾値で上記再生信号を波形整形して
第２の方形波信号を出力する第２の波形整形手段と、上
記第１の方形波信号と上記第２の方形波信号を第１のパ
ルス信号と第２のパルス信号に変換しかつ、この第１の
パルス信号および第２のパルス信号の間の状態は上記再
生信号の振幅がほぼ一定の場合にはあらかじめ設定され
た巡還パタンを発生せしめ、かつ上記再生信号の暗部包
絡線が上記第２の波形整形手段の閾値を越えたときには
上記第２の方形波信号が消滅することを利用して上記巡
還パタンが巡還する方向を反転せしめるパルス変換手段
と、上記巡還パタンの巡還方向に応じて出力の論理状態
が反転する状態遷移判別手段を具備することを特徴とす
る光学的再生ヘッドのトラック外れ検出装置。
【請求項２】第１の波形整形手段の出力する第１の方形
波信号と第２の波形整形手段の出力する第２の方形波信
号を受けて上記第１の方形波の上向きの転換に応じて上
向きに転換し、かつ上記第２の方形波の下向きの転換に
応じて下向きに転換する第１のパルス信号と上記第１の
方形波信号が論理“１”があるいは上記第２の方形波が
論理“１”かつ上記第１のパルス信号が論理“０”のと
きに論理“１”をとる第２のパルス信号に変換し、かつ
状態遷移判別手段はディー、フリップフロップから構成
され、上記第２のパルス信号をクロック入力端子に印加
しかつ、上記第１のパルス信号をディー入力端子に印加
することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の光
学的再生ヘッドのトラック外れ検出装置。
【請求項３】第１の波形整形手段の出力する第１の方形
波信号と第２の波形整形手段の出力する第２の方形波信
号を受けて上記第１の方形波信号の上向きの転換に応じ
て上向きに転換しかつ上記第２の方形波信号の下向きの
転換に応じて下向きに転換する上記第１のパルス信号
と、上記第２の方形波を実質的に中継した上記第２のパ
ルス信号に変換し、かつ状態遷移判別手段は第２のパル
ス信号が論理“０”のときに上記第１の方形パルス信号
が下向きに転換したとき論理“０”を出力し、上記第２
のパルス信号が再び論理“１”となって始めて論理
“１”を出力することを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の光学的再生ヘッドのトラック外れ検出装
置。