JPH0677369B2 - 記録ディスク回転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録ディスク回転制御装置に関し、特に記録情
報再生装置における記録ディスクの起動時の回転制御を
なす装置に関するものである。

近時、ディジタルオーディオディスクのように、セルフ
クロッキング可能な変調方式によって信号が記録された
高密度の記録媒体が考えられている。特にディジタルオ
ーディオディスクはピックアップから得られる再生信号
をNRZ（Non Return to Zero）に復調したあと、これを
バッファメモリーに再生クロックによって書き込み、こ
れを水晶発振器等による安定した基準周波数によって読
み出してからD/A変換することによってワウフラッター
のほとんどない良質の再生ができることが特徴の一つと
なっているが、そのためにはバッファメモリーをオーバ
ーフローさせないようにするために再生クロックと基準
クロック（通常は両方とも適当な周波数に分周したも
の）とを位相比較し、その位相差によってディスクの回
転を制御する位相サーボが不可欠である。

上記の位相サーボを行うためにはまずピックアップから
得られる再生信号から再生クロックを抽出する必要があ
り、通常は再生クロック抽出手段としてPLL（フェイズ
ロックドループ）回路が用いられる。しかし一般的にPL
Lはそのロックインレンジは有限であるから、ディスク
回転の初動時にはディスクから再生される信号の周波数
が正しい周波数の近傍すなわち上記ロックインレンジ内
となるように回転せしめ、上記PLLがロックした後、す
なわち再生クロックが抽出できたあとでディスク回転を
位相制御するという手順が必要である。

ディスクから再生させる信号の周波数が正しい周波数の
近傍にあるということは言いかえれば記録トラックの線
速度が正しい値の近傍にあるということであり、ディス
ク回転の初動時にこのことを実現するためには次のよう
な方法が考えられる。

まず定回転速度で記録されたディスク、すなわちトラッ
ク半径によって駆動すべき回転数が所定の回転数のまま
変化しないディスクであれば、初動時にディスク回転用
モーターを一定電圧で駆動し、そのときの回転数が所定
の回転数となるように一定電圧を設定するという方法が
考えられる。しかし一般的にモーターを一定電圧で駆動
しても、回転数は必ずしも一定の値になるとは限らず、
温度等により相当の変化をするものであるから、それを
カバーする程の広いロックインレンジを有するPLLが必
要となり、この方法は必ずしも実用的な方法とはいえな
い。また別の方法としては、たとえばモーターにタコジ
ェネレーター等の回転数検出器を取り付けて、ほぼ所定
の回転数となるようにサーボするという方法は考えられ
るが、一般的に回転数検出器は高価なことが多い。

次に定線速度で記録されたディスク、すなわちトラック
半径によって駆動するべき回転数が変化するディスクの
場合は、上記のような方法をとったとしてもある既知の
半径位置でしか初動が行えないことは明らかであり、も
し任意の半径位置で初動可能にしようとすると、別に半
径検出機構も必要となり複雑かつ高価なものとなるおそ
れがある。

本発明の目的は回転数検出器や半径位置検出器等を用い
ることなく安価でかつ温度変化に無関係に安定に動作す
る記録ディスク回転制御装置を提供することである。

本発明の他の目的は定線速度方式で記録されたディスク
の場合にも任意の半径位置でディスク初動が可能な記録
ディスクの回転制御装置を提供することである。

本発明による記録ディスク回転制御装置は、所定周波数
のクロック信号を含む情報信号を担う記録ディスクをデ
ィスク回転駆動信号に応じて回転駆動する回転駆動手段
と、前記ディスクから記録信号を読取るピックアップ
と、前記ピックアップからの読取信号中の前記クロック
信号をその周波数が所定周波数範囲内にある限りこれを
再生クロックとして抽出する抽出手段と、ディスク回転
開始指令に応答して前記回転駆動手段に所定レベルの定
レベル信号を前記ディスク回転駆動信号として供給する
第１の制御手段と、前記抽出手段による前記再生クロッ
ク信号と基準信号との位相差に応じた位相差信号を発生
する手段と、前記抽出手段による前記再生クロックの存
在を検出して抽出検出信号を発生する検出手段と、前記
抽出検出信号の発生に応答して前記回転駆動手段に前記
位相差信号を前記ディスク回転駆動信号として供給する
第２の制御手段とを備え、前記定レベル信号の所定レベ
ルは前記クロック信号が前記所定周波数範囲内に存在す
るためのディスク回転速度より高い回転速度に対応する
レベルであることを特徴としている。

以下に図面により本発明を説明する。

第１図は光学式ディジタルオーディオディスクの再生装
置におけるディスク回転制御装置の場合の例であり、１
は再生信号のエッジに位相情報をもつセルフクロッキン
グ可能な変調方式によって再生クロックレート4MHz,線
速度1m/secの定線速度で半径23mm〜60mmにわたって記録
されたディスクである。２はディスク回転用のモータ
ー、３は光学式ピックアップである。４は再生クロック
抽出回路、５は再生クロックが抽出できていることを検
出する抽出検出回路であり、４および５の詳細は後で第
２図をもとに説明する。６は4MHzの基準周波数を発振す
る水晶発振回路、７は位相比較に適当な低い周波数に基
準周波数を分周する分周器、８は同じく再生クロックの
分周器であり、７と８の分周比は同じである。９は位相
比較器であり、２つの入力の位相差に応じた電圧を出力
するものとする。10は検出回路５の出力と起動信号11と
からスイッチ制御信号を作るスイッチ制御回路であり、
12は位相比較器９の出力と一定電圧のモータ駆動信号を
発生する駆動信号発生回路13の出力とのいずれかを選択
して出力するスイッチであり、14は回転駆動手段として
のモーター駆動回路である。

次に第１図中の再生クロック抽出回路４および抽出検出
回路５の詳細を第２図をもとに述べる。15はピックアッ
プ３の出力信号を微分する微分回路、16は全波整流回路
であり、これらは信号のエッジに位相情報を有する場合
の一般的な位相情報抽出回路である。17は全波整流回路
16の出力とVCO（電圧制御発振器）19の出力とを位相比
較する位相比較器、18はループフィルタであり、これら
回路17〜19は一般的なPLLを構成しており、これら回路1
5〜19が一般的な再生クロック抽出回路となっている。2
0はπ/2位相シフト回路、21は位相比較器、22はローパ
スフィルター、23はレベル判定回路であり、これら回路
20〜23はPLLの一般的な位相ロック検出回路である。す
なわちPLLが位相ロックしたとき、VCO19からは再生クロ
ックが得られ、レベル判定回路23からは検出信号が得ら
れる。

かゝる構成において、起動信号11が入力されるまではス
イッチ制御回路10によってスイッチ12はどちらの接点に
も接触しないように制御され、よってモーター２は制止
している。いま起動信号11が入力されるとスイッチ制御
回路10によってスイッチ12は駆動信号発生回路13による
一定電圧を選択するように駆動され、よってモーター２
の回転数は単調に増加していく。いまピックアップ３が
ディスク１の最内周を再生するものとすると、半径23mm
のところで所定の線速度1m/secを得るためには、ディス
ク回転数は約415RPMとなり、半径23mmよりも外周であれ
ば回転数はもっと低い。よって当該一定電圧を、モータ
ーの最終回転数が415RPMよりも十分高くなるように設定
しておけば、どのような半径位置にあっても必ず所定の
線速度を通過する。すなわち、ピックアップ３の出力信
号は再生クロック抽出PLLのロックレンジを必ず通過す
ることになる。よってPLLは必ずロックするから、この
時検出信号が検出回路５からスイッチ制御回路10に入力
され、これを受けてスイッチ制御回路10は、スイッチ12
が位相比較器９の出力を選択する方に切り替わるよう
に、スイッチ制御信号を発生する。このときは位相比較
器９には再生クロックを分周したものが加わっているの
だから、これ以後は基準クロックと再生クロックとによ
る位相制御ループとして動作する。

通常のモーターは一定電圧により駆動した場合の最終回
転数は、温度等によりかなり変化するものではあるが、
倍も変化することはないから、たとえば常温で最終回転
数が上記415RPMの２倍程度になるように駆動信号発生回
路13の一定電圧を設定すれば十分であり、よってこの設
定には高い精度は必要としない。

以上に初期回転数を単調増加させる場合の作用について
述べたが、逆に単調に減少させても良い。この場合は起
動信号11が与えられるまではスイッチ制御回路10によっ
て、スイッチ12は駆動信号発生回路13による一定電圧を
選択するように駆動され、よってモーター２は最終回転
数で回転している。いま起動信号11が入力されると、ス
イッチ制御回路10によってスイッチ12はどちらの接点に
も接触しないように制御され、よってモーター２の回転
数は単調に減少していく。よってピックアップ３の出力
信号は再生クロック抽出PLLのロックレンジを必ず通過
するから、PLLはロックし、よって検出信号がスイッチ
制御回路10に入力され、これを受けてスイッチ制御回路
10は、スイッチ12が位相比較器９の出力を選択する方に
切り替わるように、スイッチ制御信号を発生する。以後
は前記同様である。

なお、以上は単調増加または単調減少を一度だけ行う場
合を説明したが、もしピックアップ３の再生信号がちょ
うど再生クロック抽出PLLのロックレンジ内を通過する
ときに例えばディスクのドロップアウトや外来雑音等に
よってPLLが位相ロックすることが出来ないと、その後
は信号が回復してもロックレンジ外となっているから、
位相ロックすることができない。よってそのような場合
の保護を考慮して回転数の単調増加と単調減少をくり返
すようにしてもよい。すなわち起動信号11がスイッチ制
御回路10に入力されてから検出信号が入力されるまでの
間はモーター２に一定電圧を周期的に加えるようにし
て、検出信号が入力されたら位相制御ループに切り替わ
るようにスイッチ12を制御すればよい。上記の周期の一
例としては、一定電圧を加えている間に必ず前述の415R
PM以上となり、一定電圧をオフしている間にほとんど回
転が停止するように設定すればよい。

以上に単調増加、単調減少、およびそのくり返しの３つ
の場合について説明した。いずれの場合もスイッチ制御
回路10は簡単なロジック回路やタイマーで形成できる
が、ディスクプレーヤー内に他の複雑なコントロールを
行わせるマイクロコンピュータが内蔵されている場合は
スイッチ制御手段としてそのマイクロコンピュータを用
いてもさしつかえないことは勿論である。

こゝで、第２図の回路ブロックによりクロック抽出回路
４であるPLLがロックしてクロックを抽出していること
を検出する検出回路５の動作について述べる。位相比較
器17及び21が排他的論理和回路のように の位相比較範囲を有する形式であるとすると、位相シフ
ト回路20のシフト量をπ/2に設定することによりPLL4の
位相ロック状態を検出することが可能となる。すなわ
ち、位相ロックした状態では、位相比較器17のクロック
入力とVCO19の出力との位相差はπ/2であり、よってVCO
19の出力をπ/2だけ移相した移相器20の出力と移送比較
器21のクロック入力との位相差はπとなり、この比較器
21の出力はハイレベルとなる。

一方、PLL4が位相ロックしていない状態では位相比較器
21の両入力の位相差は当然ランダムであるから、比較器
21の出力はハイレベルとローレベルとランダムに繰返す
波形となる。よって、これをローパスフィルタ22を通す
ことによりその出力は位相ロック状態のそれよりも低い
レベルとなる。従って、ローパスフィルタ22の出力と所
定の電圧とをレベル比較用のレベル判定器23で比較する
ことにより、PLL4が位相ロックしているかどうかのロッ
ク検出が可能となるものである。

叙上の如く、本発明によれば極めて簡単な構成でディス
ク初動時の回転制御が可能となり安価となる。また、温
度変化に対しても動作が安定であり、定線速度で記録さ
れたディスクの場合でも任意の半径位置での起動制御が
可能となる利点がある。

さらに、本発明によれば、ディスク回転開始指令に応答
して回転駆動手段に再生信号中のクロック信号が所定周
波数範囲内に存在するためのディスク回転速度より高い
回転速度に対応するレベルの定レベル信号をディスク回
転駆動信号とし、該クロック信号が抽出可能となった時
点でそのクロック信号による回転制御をなす構成として
いるので、起動時におけるスピンドルモータの素早い立
上りを可能とするとともに、スピンドルサーボループの
閉成後において、サーボ動作の素早い整定が達成され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路ブロック図、第２図は第
１図の回路ブロックの一部具体例を示す図である。 主要部分の符号の説明 １……記録ディスク、３……ピックアップ ４……クロック抽出回路 ５……クロック抽出検出回路 ９……位相比較器 13……モータ駆動信号発生回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定周波数のクロック信号を含む情報信号
   を担う記録ディスクをディスク回転駆動信号に応じて回
   転駆動する回転駆動手段と、前記記録ディスクから記録
   信号を読取るピックアップと、前記ピックアップからの
   読取信号中の前記クロック信号をその周波数が所定周波
   数範囲内にある限りこれを再生クロックとして抽出する
   抽出手段と、ディスク回転開始指令に応答して前記回転
   駆動手段に所定レベルの定レベル信号を前記ディスク回
   転駆動信号として供給する第１の制御手段と、前記抽出
   手段による前記再生クロック信号と基準信号との位相差
   に応じた位相差信号を発生する手段と、前記抽出手段に
   よる前記再生クロックの存在を検出して抽出検出信号を
   発生する検出手段と、前記抽出検出信号の発生に応答し
   て前記回転駆動手段に前記位相差信号を前記ディスク回
   転駆動信号として供給する第２の制御手段とを備え、前
   記定レベル信号の所定レベルは前記クロック信号が前記
   所定周波数範囲内に存在するためのディスク回転速度よ
   り高い回転速度に対応するレベルであることを特徴とす
   る記録ディスク回転制御装置。
2. 【請求項２】前記定レベル信号は、前記記録ディスクの
   最大回転数以上の回転数に前記回転駆動手段をして前記
   記録ディスクを回転せしめる駆動電圧であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の記録ディスク回転制
   御装置。
3. 【請求項３】前記第１の制御手段は、ディスク回転開始
   指令に応答して前記定レベル信号を遮断し、前記記録デ
   ィスクの回転数を順次減少させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の記録ディスク回転制御装置。
4. 【請求項４】前記第１の制御手段は、ディスク回転開始
   指令に応答して前記回転駆動手段に所定レベルの定レベ
   ル信号を前記ディスク回転駆動信号として周期的に供給
   して前記記録ディスクの回転数の順次増加及び順次減少
   を繰返すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   記録ディスク回転制御装置。
5. 【請求項５】前記抽出手段は、前記読取信号に含まれる
   クロック信号を入力とするフェイズロックドループ回路
   構成であり、前記検出手段は前記フェイズロックドルー
   プ回路のロック状態を検出して前記抽出検出信号を発生
   するロック検出回路構成であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の記録ディスク回転制御装置。