JPS62173636A - 光学的再生ヘツドのトラツク外れ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ン
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、再生ヘッドのトランク外
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
トラン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クである。

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）、（ｂｌ
、（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、再生へラド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。

シタがって、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）をもっ再トリが可能な
単安定マルチバイブレーク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
ク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
期がデータを記録じ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ク５の出力パルス幅を余分に長（
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、■Ｃ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
（ヒ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、安価かつ小形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・
／りから光学的手段によって情報を再生する再生ヘッド
と、ご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連速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バタンが巡還する方向を反転せしめ
るパルス変換手段と、上記巡還バ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３０２．３０３．３０４．３０５から構成さ
れる。１０４は状態遷移判別手段であって、エツジ）　
ＩＪ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
ｆａ）、（ｂｌ、（Ｃ）、（ｄｌ、（ｅｌ、（ｆｌは、
第１図におけるＡ、Ｂ、ＣＸＤ、、ＥＳＦ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（ａｌ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
回折光を生じ、再生ヘッド２の受光部に入射してこの回
折光間の位相差によって干渉し合う。この干渉による電
界強度の強弱をフォト・ダイオードなどで光電流と変換
して、再生へラド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、再生へ
ラド２はトラック間のピン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Ｔ２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、再生へラド２の変位量は、振動などの加速度外乱
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、−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Ｔ１、Ｔ３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Ｔ２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１０１の閾値を示し、かつ破線すは第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（ａｌ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（ｂｌおよび第２の方形
波信号（Ｃ）は、論理Ｏ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、およびＴ３では信号（ｂ
）および信号（Ｃ１は次のような遷移を繰り返す。

（０，０）　＝（０，１）、：ゴ（１、１）　−（ｔ＋
この遷移は区間Ｔ２　（トラック外れをした場合）では
、 （０，１）、＝２（１、１）　−−−−−−−−−−−
−−−−・−−−−−−−（２１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１０３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の出力りおよび出力Ｅの論
理式は、 Ｄ＝π・Ｃ＋Ｂ　・−・・−・・−・・・−・−・−・
−−−−−−−一・−・・−・−・・（３）Ｄ　＝　Ｅ
−、・Ｃ十Ｂ−・−・−・−・−−一−−−−・・・−
・・・−・・−・−・・（４）で与えられる。ここに、
Ｅ−＋は、出力Ｅの１ビツトタイム前の論理値を示す。

またτはＥの反転論理を示す。

（４）式より、出力Ｅは区間Ｔ、、Ｔ３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“ｌ”をとり、区間Ｔ２
では入力Ｂが常時論理“０”なので常に“０”となる。

また、出力りは区間ＴＩ、Ｔ２において人力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Ｔ２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３０
３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（８１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（８１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Ｔ１、Ｔ、では、なる巡還パタン
を（りかえずこととなる。また、区間Ｔ２では、 （０，１）、＝２（１，１）　　−−−−−−−−−−
−・−−−−−−−・（６）なる状態遷移を生じる。

したがって、この（１，１）から（１，０）へ反転する
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の出力りおよび出力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３０６に供給する。Ｄ・フリ、プフロップ３０６は
クロック入力端子に立ち上がりエツジを人力されたとき
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、　、Ｔ３
では出力Ｆは論理“１”をとり、かつ区間Ｔ２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
ラン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４０１．４０２．４０３．４
０４、ノア回路４０８．４０９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４１０．４１１．４
１２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
１、（ｇｌ、（ｈ）、（ｉ）の各波形図は、第３図にお
けるＡＳＢ。

Ｃ，Ｇ、Ｈ，Ｉの各点に対応する。

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、 ｃ　＝　ｃ　　　　　　　　　　　　　−・・−・・・
・・・・・・・・−（７）Ｈ＝丁・Ｃ・　（Ｂ−１＋Ｈ
−１）　　　・−・・・・−−一−−・−−−−−（８
）で与えられる。

また、状態遷移判別手段１０４の出力■の論理式％式％
（９） 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ビツトタイム前の情報
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”かつ人力Ｂが論
理“１”から論理“Ｏ”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、　、Ｔ、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ｆｇ）と第２のパルス信号（
ｈｌ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４０９によってゲート遅延ｔ
ｄを生じる。

したがって、これより、第１のパルス信号（ｇｌおよび
第２のパルス信号（ｈｌ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、、Ｔ、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Ｔ２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４０
９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■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（１）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のトラン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が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ンク外れ検出装置の
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。 第２図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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。
2. （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。
3. （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。