JPH08287592A - 運動乱れ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一定速度または変化する加速度での回転運動
または直線運動における運動の乱れが検出されるように
した、運動乱れ検出装置を提供すること。 【構成】 移動体の移動速度に対応したパルス列を発生
するパルス列発生回路１１ａと、パルス列発生回路から
のパルスが入力される位相比較器１７，低域瀘過器１８
及び電圧制御発振器１９を含み、電圧制御発振器の出力
信号が位相比較器にフィードバックされるフェーズロッ
クループと、フェーズロックループの位相比較器の出力
パルスが誤差パルスＳ３として入力され、低域瀘過器か
らの出力電圧が制御電圧Ｓ４として入力される時間電圧
変換器２１と、時間電圧変換器からののこぎり波が入力
され、任意の基準電圧と比較される電圧比較器２３とを
含む運動乱れ検出装置１６。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定速度または変化す
る加速度での回転運動または直線運動における運動の乱
れを検出するための運動乱れ検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば回転運動または直線運動し
ている移動体において、移動体の速度に対応するパルス
間隔を有するパルスが出力される場合、速度が一定で
は、上記パルスは一定間隔に保持される。従って、基準
信号として、例えば水晶発振器等の発振器からの基準パ
ルスと、上記パルスとを比較することにより、移動体の
速度の乱れが容易に検出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばコン
パクトディスクを含む光ディスク等のための、所謂線速
度一定（以下ＣＬＶタイプという）のディスク装置や、
カッティングマシン等においては、回転駆動されるディ
スクや被加工物等の移動体の再生部分または加工部の線
速度が一定に保持される必要がある。従って、再生部分
または加工部の回転軸からの距離に対応して、移動体の
回転速度が制御される、即ち回転中心から外側に向かう
につれて、回転速度が低くなり、また回転中心から内側
に向かうにつれて、回転速度が高くなるように、ディス
ク，被加工物等の移動体の回転速度が制御される必要が
ある。

【０００４】しかしながら、上述した線速度一定の場合
には、前記移動体の速度に対応するパルスは、回転速度
の変化に伴って、ゆるやかに変化することになる。従っ
て、このパルスが比較されるべき基準信号も、回転速度
の変化に伴ってゆるやかに変化される必要がある。この
ため、実質的に回転速度の乱れを検出することが困難で
あった。

【０００５】さらに、移動体が直線運動し、その速度が
変化する場合にも、上述した回転運動の場合と同様に、
移動速度の乱れを検出することが困難であった。

【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成に
より、一定速度または変化する加速度での回転運動また
は直線運動における運動の乱れが検出されるようにし
た、運動乱れ検出装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、移動体の移動速度に対応したパルス列を発生する
パルス列発生回路と、このパルス列発生回路からのパル
スが入力される位相比較器，低域瀘過器及び電圧制御発
振器と、この電圧制御発振器の出力信号が位相比較器に
フィードバックされるフェーズロックループと、フェー
ズロックループの位相比較器の出力パルスが誤差パルス
として入力され、低域瀘過器からの出力電圧が制御電圧
として入力される時間電圧変換器と、この時間電圧変換
器からののこぎり波が入力され、任意の基準電圧と比較
される電圧比較器とを備える、運動乱れ検出装置によ
り、達成される。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、パルス列発生回路から、移
動体の移動速度に対応したパルス列がフェーズロックル
ープに入力される。これにより、フェーズロックループ
では、位相比較器が、このパルス列を電圧制御発振器か
らのパルスと位相比較して、その位相比較出力が、低域
瀘過器を介して電圧制御発振器に入力される。従って、
電圧制御発振器は、入力信号に基づいて、周波数制御し
て、パルス列を出力する。かくして、フェーズロックル
ープは、パルス列発生回路からのパルス信号をＦＭ変調
波として復調することになる。

【０００９】ここで、パルス列発生回路からのパルス列
に乱れがない場合には、フェーズロックループに入力さ
れる二つの入力信号、即ちパルス列発生回路からのパル
ス信号と、フェーズロックループの電圧制御発振器から
のパルス信号は、同位相であることから、位相比較器か
ら出力される誤差パルスは、実質的に現われない。従っ
て、時間電圧変換器には信号が入力されないので、電圧
比較器に入力される信号は、基準電圧より低い。このた
め、電圧比較器からは信号が出力されない。これによ
り、移動体の運動の乱れがないことが検出されることに
なる。

【００１０】これに対して、パルス列発生回路からのパ
ルス列に乱れがある場合には、フェーズロックループに
入力される二つの入力信号、即ちパルス列発生回路から
のパルス信号と、フェーズロックループの電圧制御発振
器からのパルス信号は、位相差が生ずることから、位相
比較器からは誤差パルスが出力される。従って、時間電
圧変換器は、この誤差パルスをのこぎり波に変換する。
そして、こののこぎり波が、電圧比較器に入力される
と、のこぎり波の尖頭値が基準電圧より高いため、電圧
比較器からは信号が出力される。これにより、移動体の
運動の乱れが発生していることが検出される。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
５を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１２】図１は、本発明による運動乱れ検出装置を
備えた光ディスク再生装置の一実施例を示している。図
１において、光ディスク再生装置１０は、モータ１１に
より回転駆動される光ディスク１２と、光ディスク１２
の記録面に記録された情報を読み出す光学ピックアップ
１３と、この光学ピックアップ１３を光ディスク１２の
半径方向に移動するモータ１４と、各モータ１１，１４
に取り付けられたエンコーダ１１ａ，１４ａからの信号
に基づいてこのモータ１１，１４を駆動制御する制御装
置１５と、モータ１１のエンコーダ１１ａからの信号が
入力される運動乱れ検出装置１６とを備えている。

【００１３】モータ１１は、例えばスピンドルモータで
あって、光ディスク１２を、光学ピックアップ１３によ
るアクセス位置における線速度が一定になるように、回
転駆動するようになっている。エンコーダ１１ａは、例
えばモータ１１の回転軸に備えられたマグネットと、固
定配置された磁気検出素子から構成されており、モータ
１１の回転速度に対応するパルス信号を出力するように
なっている。尚、エンコーダ１１ａは、マグネット及び
磁気検出素子の構成に限らず、モータ１１の回転速度に
対応してパルス列を発生させるものであれば、他の構成
であってもよい。

【００１４】光ディスク１２は、この場合、例えばコン
パクトディスク，レーザーディスク等の再生専用の光デ
ィスクである。光学ピックアップ１３は、例えばレーザ
ービームを光ディスク１２の信号記録面に照射し、この
光ディスク１２からの戻り光に基づいて、再生信号を検
出するように構成されている。

【００１５】モータ１４は、例えばリニアモータとして
構成されており、光学ピックアップ１３が光ディスク１
２の所望トラックに対してアクセスし得るように、光学
ピックアップ１３を光ディスク１２の半径方向に移動さ
せると共に、このエンコーダ１４ａは、光ディスク１２
の半径方向の位置に対応する信号を出力するようになっ
ている。

【００１６】制御装置１５は、モータ１４のエンコーダ
１４ａからの信号に基づいて、光ディスク１２の再生ト
ラック位置を検出し、当該再生トラック位置における光
ディスク１２の回転による線速度が一定になるように、
モータ１１を駆動制御する。

【００１７】運動乱れ検出装置１６は、図２に示すよう
に、構成されている。図２において、運動乱れ検出装置
１６は、位相比較器１７，低域瀘過器１８，電圧制御発
振器１９，分周器２０と、時間電圧変換器２１，第二の
低域瀘過器２２及び電圧比較器２３とを含んでいる。

【００１８】位相比較器１７は、入力される二つの信号
の位相を比較して、その位相差を出力するように構成さ
れており、上述したモータ１１のエンコーダ１１ａから
の信号Ｓ１が第一の入力端子１７ａに入力されると共
に、電圧制御発振器１９からのパルス信号Ｓ２が分周器
２０を介して第二の入力端子１７ｂに入力される。これ
により、位相比較器１７は、第一の入力端子１７ａ及び
第二の入力端子１７ｂに入力される二つのパルス信号の
位相を比較し、位相差信号である誤差パルスＳ３（図４
参照）を出力する。

【００１９】低域瀘過器１８は、所定周波数以上の成分
をカットするように構成されており、位相比較器１７か
らの誤差パルスＳ３が入力されることにより、誤差パル
スＳ３に基づいて、誤差パルスＳ３の周波数に対応する
制御電圧Ｓ４（図４参照）を生成し、電圧制御発振器１
９及び時間電圧変換器２１に出力する。

【００２０】電圧制御発振器１９は、入力電圧に対応す
る周波数のパルス信号を発生するように構成されてお
り、低域瀘過器１８からの制御電圧が入力されることに
より、この制御電圧に対応する周波数のパルス信号を出
力する。

【００２１】分周器２０は、図示の場合、入力信号の周
波数の１／Ｎの周波数を有するパルス信号を出力する、
１／Ｎ分周器として構成されており、電圧制御発振器１
９からのパルス信号の周波数の１／Ｎの周波数のパルス
信号Ｓ２（図４参照）を、位相比較器１７の第二入力端
子１７ｂに入力する。

【００２２】かくして、位相比較器１７，低域瀘過器１
８，電圧制御発振器１９及び分周器２０によって、標準
的なフェーズロックループＰＬＬが構成されている。

【００２３】時間電圧変換器２１は、上記低域瀘過器１
８からの制御電圧に基づいて、位相比較器１７からの位
相差信号，即ち誤差パルスＳ３をのこぎり波Ｓ５（図４
参照）に変換する。ここで、時間電圧変換器２１は、例
えば図３に示すように構成されている。即ち、図３にお
いて、時間電圧変換器２１は、二つのトランジスタを含
むカレントミラー回路３０と、制御部３１とから構成さ
れている。

【００２４】カレントミラー回路３０は、二つのトラン
ジスタ３２，３３と、これらのエミッタと電源との間に
接続された抵抗３４，３５とから構成されており、一方
のトランジスタ３２のコレクタが、ベースに接続されて
いる。そして、このトランジスタ３２のコレクタには、
制御部３１が接続されている。また、他方のトランジス
タ３３のコレクタ（オープンコレクタ）は、充電用キャ
パシタとしてのコンデンサ３６を介してアース接続され
ていると共に、位相比較器１７からの誤差パルスＳ３が
バッファ４０を介して入力される。このバッファ４０
は、誤差パルスＳ３のハイレベル／ローレベルに応じ
て、コンデンサ３６を充電または放電させる。

【００２５】制御部３１は、オペアンプ３７及びバッフ
ァトランジスタ３８とから構成されている。オペアンプ
３７は、非反転入力端子３７ａに、上記低域瀘過器１８
からの制御電圧Ｓ４が入力される。バッファトランジス
タ３８は、コレクタが、カレントミラー回路３０の一方
のトランジスタ３２のコレクタに接続されると共に、エ
ミッタが、抵抗３９を介してアース接続されており、ベ
ースには、オペアンプ３７の出力信号が入力される。さ
らに、バッファトランジスタ３８のエミッタは、オペア
ンプ３７の反転入力端子に接続されている。

【００２６】これにより、カレントミラー回路３０は、
二つのトランジスタのコレクタ電流が、同じベースエミ
ッタ電圧であれば、同じになるという特性に従って、一
方のトランジスタ３２のベースエミッタ電圧が制御部３
１により制御されることにより、他方のトランジスタ３
３のコレクタ電流Ｉ２が制御されることになる。

【００２７】ところで、低域瀘過器１８からの制御電圧
Ｓ４は、オペアンプ３７を介して、バッファトランジス
タ３８のベースに印加される。これにより、コンデンサ
３６は、位相比較器１７からの誤差パルスＳ３により充
電されることにより、誤差パルスＳ３が入力される毎
に、コンデンサ３６の電圧は、のこぎり波として徐々に
増大すると共に、コンデンサ３６への充電電流が、カレ
ントミラー回路３０の他方のトランジスタ３３のコレク
タ電流Ｉ２となる。

【００２８】従って、移動体であるモータ１１の回転速
度が速い場合、即ちパルス列発生回路であるエンコーダ
１１ａからのパルス列Ｓ１の周波数が高い場合には、コ
ンデンサ３６への充電電流Ｉ２は多く、また移動体であ
るモータ１１の回転速度が遅い場合、即ちパルス列発生
回路であるエンコーダ１１ａからのパルス列Ｓ１の周波
数が低い場合には、コンデンサ３６への充電電流Ｉ２は
少なくなる。かくして、コンデンサ３６の充電電流Ｉ２
は、エンコーダ１１ａからのパルス列Ｓ１の周波数に比
例することになる。

【００２９】さらに、低域瀘過器２２は、上記時間電圧
変換器２１からののこぎり波Ｓ５から所定周波数以上の
成分をカットする。そして、図２の電圧比較器２３は、
入力電圧を基準電圧と比較して、入力電圧が基準電圧よ
り高い場合にのみ、ハイレベルの信号を出力するように
なっており、低域瀘過器２２からの出力電圧を、基準電
圧電源２３ａからの基準電圧と比較する。

【００３０】本実施例による運動乱れ検出装置を備えた
光ディスク装置１０は、以上のように構成されており、
モータ１１が制御装置１５により駆動されることによ
り、光ディスク１２が回転駆動される。そして、モータ
１４が制御装置１５により駆動されることにより、光学
ピックアップ１３が光ディスク１２の所望のトラック位
置に移動される。ここで、制御装置１５は、モータ１４
のエンコーダ１４ａからの信号に基づいて、光学ピック
アップ１３による光ディスク１２の再生トラック位置を
検出し、当該再生トラック位置における光ディスク１２
の回転による線速度が一定になるように、モータ１１を
駆動制御する。

【００３１】これにより、再生トラック位置にて線速度
が一定になるように回転する光ディスク１２の信号記録
面に対して、光学ピックアップ１３は、例えばレーザー
ビームを照射し、この光ディスク１２からの戻り光に基
づいて、再生信号を検出する。かくして、光ディスク１
２の所望のトラック位置に記録された信号が再生される
ことになる。

【００３２】ところで、運動乱れ検出装置１６には、パ
ルス列発生回路としてのモータ１１のエンコーダ１１ａ
から、移動体としてのモータ１１の回転速度に対応した
パルス列Ｓ１がフェーズロックループＰＬＬに入力され
る。従って、フェーズロックループＰＬＬにて、位相比
較器１７は、このパルス列Ｓ１を電圧制御発振器１９か
らのパルス信号Ｓ２と位相比較して、その位相差信号で
ある誤差パルスＳ３を出力する。これにより、低域瀘過
器１８は、誤差パルスＳ３に基づいて、制御電圧Ｓ４を
生成して、電圧制御発振器１９及び時間電圧変換器２１
に出力する。

【００３３】電圧制御発振器１９は、低域瀘過器１８か
らの制御電圧Ｓ４に対応する周波数のパルス信号を発生
し、このパルス信号は、分周器２０にて１／Ｎに分周さ
れて、パルス信号Ｓ２に変換され、位相比較器１７の第
二の入力端子１７ｂに入力される。かくして、フェーズ
ロックループＰＬＬは、パルス列発生回路であるエンコ
ーダ１１ａからのパルス信号Ｓ１をＦＭ変調波として復
調することになる。

【００３４】ここで、モータ１１の回転速度に乱れがな
い場合、即ちエンコーダ１１ａからのパルス列Ｓ１に乱
れがない場合には、フェーズロックループＰＬＬに入力
される二つの入力信号Ｓ１及びＳ２は、同位相であるこ
とから、位相比較器１７から出力される誤差パルスＳ３
は、実質的に現われない。従って、時間電圧変換器２１
には信号が入力されないので、時間電圧変換器２１から
はのこぎり波Ｓ５が出力されない。これにより、低域瀘
過器２２を介して電圧比較器２３に入力される信号は、
基準電圧電源２３ａの基準電圧より低い。このため、電
圧比較器２３からはローレベルの信号が出力される。こ
れにより、移動体であるモータ１１の運動の乱れがない
ことが検出されることになる。

【００３５】これに対して、モータ１１の回転速度に乱
れがある場合、即ちエンコーダ１１ａからのパルス列Ｓ
１に乱れがある場合には、フェーズロックループＰＬＬ
に入力される二つの入力信号Ｓ１及びＳ２は、位相差が
生ずることから、位相比較器１７からは誤差パルスＳ３
が出力される。

【００３６】これにより、時間電圧変換器２１は、この
誤差パルスＳ３をのこぎり波Ｓ５に変換する。この場
合、例えば光ディスク１２の内周部と外周部とでは、例
えば１．２ｍ／ｓの線速度一定となる光ディスク１２そ
してモータ１１の回転速度は、約３倍の差があるので、
線速度に関して例えば０．１ｍ／ｓの乱れがあった場合
には、図５に示すように、光ディスク１２の内周部で発
生した誤差パルスＳ３−１の幅を１とすると、外周部で
発生した誤差パルスＳ３−２の幅は、約３になる。

【００３７】これに対して、時間電圧変換器２１におい
ては、誤差パルスＳ３の幅だけコンデンサ３６を充電す
る際に、充電電流Ｉ２が、制御電圧Ｓ４即ちモータ１１
の回転速度に比例して、制御されることになる。従っ
て、光ディスク１２の内周部であっても外周部であって
も、即ちモータ１１の回転数が変化しても、図５に示す
ように、同じ尖頭値を有するのこぎり波Ｓ５が生成され
る。

【００３８】かくして、こののこぎり波Ｓ５が、低域瀘
過器２２を介して電圧比較器２３に入力されると、のこ
ぎり波Ｓ５の尖頭値が基準電圧より高いため、電圧比較
器２３からは信号が出力される。これにより、移動体の
運動の乱れが発生していることが検出される。

【００３９】このように、上述の実施例では、移動体の
移動速度に関して乱れがない場合、即ちパルス列発生回
路からのパルス列に乱れがない場合には、位相比較器か
ら出力される誤差パルスは、実質的に現われないので、
電圧比較器に入力される信号は、基準電圧より低い。こ
のため、電圧比較器からは信号が出力されない。これに
対して、移動体の移動速度に関して乱れがある場合、即
ちパルス列発生回路からのパルス列に乱れがある場合に
は、フェーズロックループに入力される二つの入力信号
は位相差が生ずることから、位相比較器からは誤差パル
スが出力される。従って、この誤差パルスは、時間電圧
変換器によりのこぎり波に変換され、こののこぎり波の
尖頭値が基準電圧より高いため、電圧比較器からは信号
が出力される。これにより、移動体の運動の乱れが発生
していることが検出される。

【００４０】ここで、上記のこぎり波は、電圧制御発振
器に入力される制御電圧に基づいて、生成されるが、パ
ルス列発生回路からのパルス列の平均周波数が変化した
場合には、上記制御電圧の平均値も比例して変化するの
で、パルス列発生回路からパルス例の平均周波数に対す
る誤差パルスの比率が同じであれば、同じ尖頭値を有す
るのこぎり波が生成されることになる。従って、移動体
の速度が一定である場合だけでなく、徐々に変化する場
合であっても、誤差パルスの尖頭値は同じ大きさである
ので、誤差パルスの存在が、電圧比較器によって確実に
検出されることになる。

【００４１】これにより、例えばコンパクトディスク，
光ディスク等のための、所謂線速度一定（以下ＣＬＶタ
イプという）のディスク装置や、カッティングマシン等
においては、回転駆動されるディスクや被加工物等の移
動体の再生部分または加工部の線速度が一定に保持され
る場合のように、移動体の速度がゆるやかに変化するよ
うな場合であっても、移動体の速度に対応して発生する
パルスに基づいて、回転速度の乱れが確実に検出される
ことになる。また、移動体が直線運動し、その速度が変
化する場合にも、上述した回転運動の場合と同様に、移
動速度の乱れが確実に検出されることになる。

【００４２】尚、上記実施例においては、移動体の回転
速度に対応するパルス列発生回路として、モータ１１に
備えられたエンコーダ１１ａが使用されているが、これ
に限らず、他の構成のパルス列発生回路であってもよ
い。また、上記実施例においては、移動体は、線速度一
定で回転駆動される光ディスク１２の場合について説明
したが、これに限らず、回転速度一定で、あるいは徐々
に回転速度が変化するような移動体でもよく、さらに、
移動速度一定で、あるいは徐々に移動速度が変化するよ
うな直線移動する移動体であってもよいことは明らかで
ある。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成により、一定速度または変化する加速度での回
転運動または直線運動における運動の乱れが検出される
ようにした、運動乱れ検出装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による運動乱れ検出装置を備えた光ディ
スク再生装置の一実施例を示す概略図である。

【図２】図１の光ディスク再生装置における運動乱れ検
出装置の構成を示すブロック図である。

【図３】図２の運動乱れ検出装置の各部の信号を示すタ
イムチャートである。

【図４】図２の運動乱れ検出装置における時間電圧変換
器の構成例を示す回路図である。

【図５】図４の時間電圧変換器の入力信号及び出力信号
を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１０ 光ディスク装置 １１ モータ １１ａ エンコーダ（パルス列発生回路） １２ 光ディスク １３ 光学ピックアップ １４ モータ １４ａ エンコーダ １５ 制御装置 １６ 運動乱れ検出装置 １７ 位相比較器 １８ 低域瀘過器 １９ 電圧制御発振器 ２０ 分周器 ２１ 時間電圧変換器 ２２ 低域瀘過器 ２３ 電圧比較器 ３０ カレントミラー回路 ３１ 制御部 ３２，３３ トランジスタ ３４，３５，３９ 抵抗 ３６ コンデンサ（キャパシタ） ３７ オペアンプ ３８ バッファトランジスタ ４０ バッファ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の移動速度に対応したパルス列を
   発生するパルス列発生回路と、 このパルス列発生回路からのパルスが入力される位相比
   較器，低域瀘過器及び電圧制御発振器と、 この電圧制御発振器の出力信号が位相比較器にフィード
   バックされるフェーズロックループと、 フェーズロックループの位相比較器の出力パルスが誤差
   パルスとして入力され、低域瀘過器からの出力電圧が制
   御電圧として入力される時間電圧変換器と、 この時間電圧変換器からののこぎり波が入力され、任意
   の基準電圧と比較される電圧比較器とを備えることを特
   徴とする運動乱れ検出装置。
2. 【請求項２】 前記フェーズロックループの電圧制御発
   振器から位相比較器にフィードバックされる信号を分周
   する分周器が備えられていることを特徴とする請求項１
   に記載の運動乱れ検出装置。
3. 【請求項３】 前記時間電圧変換器が、所定電流値でキ
   ャパシタを充電する形式に構成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の運動乱れ検出装置。
4. 【請求項４】 前記所定電流値が、制御電圧に比例する
   ように構成されていることを特徴とする請求項３に記載
   の運動乱れ検出装置。
5. 【請求項５】 前記電圧比較器の出力信号が入力される
   警告装置が備えられていることを特徴とする請求項１に
   記載の運動乱れ検出装置。