JPS6214890B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学的デイスク・プレイヤーに、特に
光学的感知装置のためのトラツキング機構に関す
る。

ある光学式デイスク・プレイヤーでは、デイス
ク上のらせん状トラツク（あるいは円状トラツ
ク）の光学的感知が、デイスク表面から光検出器
へ光を反射させる事によつて行なわれる。そのよ
うな光学式レコーダでトラツキングを行なう１つ
の方法は、デイスクが回転するにつれて光検出器
を半径方向に内側に移動させる事であり、そうす
る事で光検出器はデイスク全体を走査する。その
ようなトラツキング及び感知システムに付随する
１つの問題は、製造公差及びその他の問題のため
にトラツクのらせん的移動（spiraling）が一様
でなく偏心（eccentricity）を有する事である。
これらの偏心は光学的に感知されたデータのクロ
ス・トークの原因になり、またトラツクの一部を
読みとばし、他の部分をくり返す原因にもなる。

過去において上述の偏心を有する記録データを
トラツクする事を光検出器に可能にする多くの装
置が提案されて来た。あるトラツキング・システ
ムは鏡を使用する。米国特許第3931459号に示さ
れるように、鏡は光をデイスクを経て２つの光感
知装置に指向させる。そこで発生した出力は、加
算されて、ビデオ・デイスク・プレイヤーのため
の出力を発生し、減算されて鏡を位置付けるため
のトラツキング制御信号を発生する。別のトラツ
キング・システムはトラツキングのために光感知
装置の列を使用する。米国特許第3158846号及び
第3780266号の両者は光検出器アレイと、ダイオ
ード出力に応答してトラツキングのために接続を
切り換える回路とを説明している。

本発明によれば電子トラツキング装置と光感知
器との新規な組合せが与えられる。光感知器はモ
ノリシツク・チツプ上に列をなして製造された複
数の電子感知装置である。所望のトラツク部分か
らの光は最初列中の感知装置のうち２つの上で焦
点を結ぶ。これら２つの装置の出力は、光学式デ
イスク・プレイヤーのためのビデオ出力信号を発
生するために加算され、トラツキングのための差
出力を発生するために互いに減算される。この差
出力は２つの装置の電気的出力の大きさの相互の
比較結果であり、従つて各ダイオードにどの程度
の光が届いたかを表わすものである。この差出力
が前もつて定められていた大きさよりも大きくな
る時、デコード回路が応答し、ビデオ出力信号及
び差信号を発生するために使用する隣接デバイス
の組合せを変更する。

デバイスは、２つの隣接するデバイスの各々の
出力端子がアレイの反対側にあるように構成され
る。この事は、モノリシツク・チツプ上のダイオ
ード密度を増加させそれによつて光感知器の分解
能を高める事を可能にする。デコード回路は、そ
れがトラツキング期間中にスイツチする間光感知
デバイスのデコード回路への接続を反転させるス
イツチング機構を持つ。

従つて本発明の目的はビデオ・デイスク・プレ
イヤー用の新規な光学感知器を与える事である。

本発明の他の目的は選択されたトラツクを電子
的にトラツクするビデオ・プレイヤー用の光学感
知機構を与える事である。

本発明の他の目的はビデオ・システム用の高分
解能の感知器を与える事である。

第１図を参照すると、デイジタル的に符号化さ
れた情報のらせん状トラツクを持つデイスク１０
が光源１４で照射される。トラツク中の符号化さ
れた情報から反射された光は、トラツクの巻線
（turn）間の保護帯（guard band）から反射され
た光よりも強度が高い。この反射光はレンズ１６
を通過してダイオードのアレイ１８上に結像され
る。

ダイオード・アレイは別の形に配置されてい
る。列中の隣り合つたダイオードへの電気的接続
は別の両側にある２つの別の出力線２０及び２２
に対して形成されている。ダイオード１８は各々
エンハンスメント・モード電界効果トランジスタ
（FET）２４を経て線２０又は２２の一方に結合
される。任意の時刻において２つのFETだけ
が、１つのダイオード１８_iを線２０にもう１つ
のダイオード１８_i+1を線２２に電気的に接続す
るように、導通的にバイアスされる。これら２つ
のダイオードは互いに隣接していて、それらの出
力は論理回路２６で加算されビデオ出力信号Ｖ_pu
ｔを発生する。

論理回路２６はビデオ・プレイヤーのための出
力信号を与えるのみならず、２つのダイオード１
８_i、及び１８_i+1を線２０及び２２に接続する
FET２４のゲートのためのデコード線２７上の
選択信号も発生する。このために論理回路２６は
２つだけのデコード線２７上に高レベル信号を発
生しそれによつて２つのFET２４をオンにバイ
アスし、他の全てのデコード線に低レベル電圧を
与えて他の全てのFET２４をオフにバイアスす
る。

２つのダイオード１８の選択は、アレイ中のど
の２つのダイオードがらせん状トラツクの所望の
部分を光学的に感知する位置にあるかという事に
基づいて行なわれる。

この事を理解するためにダイオード１８_i及び
１８_i+1がトラツクのＮ番目の巻に関して光学的
に中心に置かれ、各々線２０及び２２に電気的に
接続されていると仮定する。この時ダイオード１
８_i及び１８_i+1はその出力曲線の点３０で動作し
ているであろう。この点で動作する時、ダイオー
ド１８_i又は１８_i+1のいずれも隣接トラツクＮ−
１又はＮ＋１からの光を感知しない。もしトラツ
クのらせんが正しければ、機械的装置によつてレ
コードを横切るように感知器を移動させるだけ
で、トラツクが内側にらせん状に進むにつれてト
ラツクとダイオードとを整合するようにダイオー
ド１８_i及び１８_i+1を維持するに充分であろう。
しかしトラツクＮからの光がダイオード・アレイ
１８に当る位置がレコードの偏心によつてかなり
変化するので、ダイオード１８_i及び１８_i+1のい
ずれかが隣接するトラツクＮ−１又はＮ＋１を読
取り始める事があり得る。例えばもし第Ｎ巻から
反射された光がダイオード１８_iの他方の側に移
動すれば、第Ｎ＋１番目のトラツクから反射され
た光がダイオード１８_i+1の動作スペクトル内に
入るであろう。しかしトラツクＮからの反射光が
感知器に当る位置は、出力信号の２つの成分を供
給するダイオード１８_i又は１８_i+1のいずれかを
変えずにかなり変化させる事ができる。事実中心
トラツクＮからの光がダイオードのアレイに当る
位置は、隣接するトラツクＮ−１及びＮ＋１から
の光をダイオード１８_i又は１８_i+1で拾い上げる
事なしにダイオード１８_iの中心からダイオード
１８_i+1の中心まで変化させる事ができる。これ
よりも大きなドリフトは隣接トラツクからデータ
を拾う結果を生じさせる可能性があり、この理由
から出力信号の２つの成分を発生するダイオード
はそのような大きなドリフトが生じると切り換え
られる。

ダイオード１８_i及び１８_i+1からの電流に相当
する２つの出力電圧Ｖ_i及びＶ_i+1の間の差電圧VD
はダイオードをいつ切り換えるか決定するために
使われる。

動作曲線上の点３０においてダイオード１８_i
及び１８_i+1が同一の出力を発生するので、差電
圧VDはゼロに等しい。しかしデイスクの偏心に
よりトラツクＮからの光がドリフトすると仮定す
ると、一方のダイオードは他方のダイオードより
も大きな出力信号を発生するであろう。本発明は
この差電圧の増加を、ダイオード１８を線２０及
び２２に結合するFET２４のゲート上の電圧を
スイツチするために利用する。ダイオード１８
は、その各動作スペクトルがトラツク又はトラツ
ク間の保護帯と同じ位に広くなるように配置され
ている。従つて差電圧VDは、ダイオード１８_i又
は１８_i+1のいずれかがトラツクに関して光学的
に中心に位置するまで増大するであろう。従つて
VDの最大値は出力信号を発生するために使われ
るダイオード１８の組合せを変化させるために使
う事ができる。第２図は参照すると、いかにして
この事が行なわれるかを理解できる。しばらくの
間再び、出力信号Voutを発生する信号を供給す
るためにダイオード１８_i及び１８_i+1を用いて回
路が動作していると仮定する。ダイオード１８_i
の出力は線２０に生じ、デバイス３４、利得増幅
器３６を経て加算増幅器３８に供給される。一方
ダイオード１８_i+1の出力は線２２に与えられ、
導通したデバイス４０、増幅器４２、を経て、加
算増幅器３８の他方の入力に供給され、出力信号
Voutを発生する。

又出力信号は差動増幅器４４及び４６で差分が
取られる。差動増幅器４４において増幅器３６か
ら来る信号は正側入力に与えられ、一方差動増幅
器４６においては増幅器４２を経て来る信号が正
側入力に与えられる。差出力はトリガ回路４８及
び５０に供給される。これらトリガ回路に関する
しきい値は、２つのダイオード１８_i及び１８_i+1
の動作曲線の最大出力点３２に等しいか又は少し
低い点にセツトされる。従つて光が２つのダイオ
ード１８_i及び１８_i+1の間に向いている限り、ト
リガ回路４８及び５０がパルスを発生する事はな
く、線２０及び２２上の出力は各々ダイオード１
８_i及び１８_i+1からの信号である。しかしトラツ
クＮの中心からの光が左側へドリフトしその結果
その光がダイオード１８_iに向かうか又はダイオ
ード１８_iの向う側に行くと、この時トリガ回路
４８がパルスを発生する。もし光がダイオード１
８_i+1で又はその向う側で検出されるならば、ト
リガ回路５０がパルスを発出する。これらのパル
スは、ゲート線ｉ及びｉ＋１の２つの高レベル電
圧をどちらかの方向に１つシフトさせるデコード
信号を発生するために使われる。

ANDゲート５２，５４，５６及び５８並びに
フリツプフロツプ６０はこれらのデコード信号を
発生する。トリガ回路４８及び５０の両者の出力
はフリツプフロツプ６０のトリガ入力に結合され
る。トリガ回路４８の出力は２つのANDゲート
５２及び５４の１端子に供給され、トリガ回路５
０の出力はANDゲート５６及び５８の１端子に
供給される。ANDゲート５４及び５８の他端子
はフリツプフロツプ６０のＱ出力に、ANDゲー
ト５２及び５６の他入力端子はフリツプフロツプ
６０の出力に接続される。トリガ回路４８及び
５０の一方がパルスを発生する時、１つだけの
ANDゲート５２〜５８がパルスを発生する。こ
のパルスはダイオード１８_iを線２０から又はダ
イオード１８_i+1を線２２から切り離し、ダイオ
ード１８_i+2を線２０へ又はダイオード１８_i-1を
線２２へ接続して、その結果ダイオード列のいず
れかの方向に導通ダイオードを１ダイオード位置
シフトさせる。この事は第３図を参照してより詳
細に説明する。

又出力Ｑ及びは、線２０上の信号が増幅器３
６又は４２のどちらに供給されるかという事及び
線２２上の信号が増幅器３６又は４２のどちらに
供給されるかという事も制御する。例えばフリツ
プフロツプ６０がＱ状態にあり、一方ダイオード
１８_i及び１８_i+1が導通していて、且つトラツク
位置がトリガ回路４８にパルスを発生させるに十
分な位シフトすると仮定する。このパルスはフリ
ツプフロツプ６０のトリガ端子に供給され、フリ
ツプフロツプをＱ状態から状態に切り換える。
フリツプフロツプ６０が状態にあると、デバイ
ス６４及び６６が導通し、デバイス３４及び４０
が非導通になる。このためにダイオード１８_i+1
が増幅器３６に、そしてダイオード１８_iが増幅
器４２に結合される。

デコード回路６２において、ANDゲート５２
〜５８で発生した信号が２つのカウンタの計数値
を制御する。第３Ａ図、第３Ｂ図に示されるよう
にANDゲート５２の出力は下側の線２２に関係
するカウンタ６４の増計数入力に結合され、
ANDゲート５８の出力はカウンタ６４の減計数
入力に結合される。カウンタ６４は６ビツトのア
ツプ／ダウン・カウンタである。ANDゲート５
２がパルスを発生するとカウンタの計数値は１だ
け増加し、ANDゲート５８がパルスを発生する
とカウンタの計数値は１だけ減少する。カウンタ
６４の３つの下位ビツトの真数及び補数が作られ
８つの別々の3to8デコーダ６８の入力に供給され
る。カウンタ６４の３つの高位ビツトの真数及び
補数は他の3to8デコーダ７０の入力に供給され
る。デコーダ７０の８つの出力の各々はデコーダ
６８の１つのためのゲート信号である。従つてカ
ウンタの各計数値に関して、デコーダ６８がカウ
ンタ６４の高位ビツトを使つてデコーダ６８のう
ち１つだけを選択付勢し、そしてカウンタの下位
ビツトが付勢されたデコーダ６８の１つだけの出
力を正電圧にし線２２に接続された64個のデバイ
ス２４のうち１つを導通させるために使われる。
このようにして64個のダイオードのうち各計数値
に関して別々の１つが線２２に接続される。上側
の線２０に付属するデコード回路も下側の線２２
への接続を制御する上記の回路と同一である。但
しANDゲート５４が上側の線２０に付属するカ
ウンタの増計数入力を駆動し、ANDゲート５６
が減計数入力を駆動する点は異なる。

第４図は感知器の下半分に関するダイオード１
８及びそれに付随する接続のレイアウトを示す。
感知器の上半分のダイオードに関するレイアウト
はここに示されるレイアウトの鏡像である。Ｐ型
の基板が多数のＮ型拡散領域を含んでいる。拡散
領域７４はダイオード１８のカソードとして機能
する拡大部分７４ａを持ち、拡散領域７４の他端
はダイオードを線２２に接続するFET２４のソ
ースになつている。拡散領域７６の細い端部７６
ａはFET２４のドレインを形成する。拡散領域
７４及び７６と重なる絶縁層上のメタライゼーシ
ヨン・パターン８８はFETのゲート及びゲー
ト・デコード論理６８への接続を形成する。絶縁
層上の第２のメタライゼーシヨン・パターン８０
は線２２を形成する。線２２はFET２４のドレ
インに絶縁層を貫通する金属接続８６で接続され
る。第３のメタライゼーシヨン・パターン８２は
拡散領域８４を覆い、絶縁層を通る金属接続９０
によつてそこに接続され、電圧クランプ用FET
を形成する。第２の絶縁層はチツプ全体を覆い、
その上に回路を光から遮蔽するためにダイオード
１８を除いて全チツプをメタライゼーシヨン層が
覆つている。

以上本発明の１実施例を説明した来た。この実
施例に多くの変更を加える事ができる。例えば感
知器の128個のダイオード１８をデイスク面を横
切つて半径方向に動かすように機械的手段によつ
て駆動してもよい。移動を行なわずに全デイスク
を読取るため及び駆動機構の使用を避けるため
に、より長い静止したダイオード列を使う事もで
きるであろう。又説明中でトラツクが周囲の保護
帯よりも強い反射を与えると仮定した。もしその
逆であつても本発明は等しく働くであろう。従つ
て本発明の精神及び範囲から逸脱する事なく、説
明した実施例に変更を加え得る事が理解されよ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明図、第２図は第１図の制
御論理２６の回路図、第３Ａ図及び第３Ｂ図は第
２図のゲート・デコード回路の回路図、第４図は
光感知器チツプの平面図である。 １０…デイスク、１８ａ〜１８ｎ…ダイオー
ド、２４…FET、２６…制御論理、Ｎ−１〜Ｎ
＋２…トラツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転するデータ・デイスク中のトラツクから
   データを光学的に読取る、光学式データ記憶装置
   用の感知器であつて、 上記デイスクからの光を受け取るためにデイス
   クの半径方向に１列に配列された複数の光感知装
   置と、 上記デイスクからの反射光が少なくとも２つの
   隣接する上記光感知装置にあたるようになつてい
   ると共に、上記２つの隣接した光感知装置の出力
   を加算し光学的データ記憶装置のために出力信号
   を供給する加算回路手段と、 上記２つの隣接した光感知装置の出力を減算
   し、上記複数の光感知装置のどれが上記２つの隣
   接した光感知装置になるかを選択する制御信号を
   上記減算の結果に基づいて発生するための制御回
   路手段と、 上記制御回路手段からの上記制御信号に応答し
   て上記２つの光感知装置のみを上記加算回路手段
   及び制御回路手段に結合し、それによつて上記ト
   ラツクが上記デイスク表面を半径方向に移動する
   につれて上記２つの隣接した光感知装置をシフト
   させるデコード回路手段とを含む感知装置。 ２ 上記制御回路手段が、上記２つの出力の間の
   差の絶対値が特定の値を越える時にのみ応答する
   トリガ手段を含み、 上記デコード回路手段が、上記トリガ手段の出
   力に応答して計数値を増加又は減少させる計数手
   段と、上記計数値に応じて上記光感知装置の２つ
   の隣接したものを選択する手段とを含む 特許請求の範囲第１項記載の感知装置。