JPS6232378Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は記録デイスクの回転駆動制御装置に関
し、特に定線速度で記録された記録デイスクの回
転駆動制御装置に関する。

近年高密度に情報を記録することのできる記録
媒体として光学式デイスク等があるが、より高密
度にするために従来の音楽レコード等のような回
転角速度一定型ではなく、任意の半径位置におい
てトラツク方向の線速度を一定とした線速度一定
型のデイスク（Constant Linear Velocity
Disc、以下CLVデイスクと略記する）とする方
法が行なわれつつある。またこのような高密度な
記録媒体に音楽信号等をPCM化してデジタル信
号として記録することによつて音質が良く、小型
で長時間の記録が可能な音楽レコードとして利用
しようとする研究が盛んである。このようなデイ
スクはトラツクピツチが通常１〜２μｍ程度と非
常にせまいために、再生機において目的とする情
報位置を頭出し（以下サーチと略記する）するに
は、記録時にデジタル信号に変換された楽音等の
情報データの時系列の間にサーチのためのアドレ
スデータをおりまぜて記録しておき、サーチ時に
はこのアドレスデータを読みとつて現在位置と目
的位置との相対関係を知り、デイスクとピツクア
ツプとを半径方向に相対的に適宜移動させて、す
なわちサーチ動作をデイスクの外周方向または内
周方向の適当な方向におこなうという動作を何度
かくり返しながら目的情報位置に到達するという
方法が考えられる。しかし、アドレスデータはほ
ぼ所定の線速度となるようにデイスクを回転させ
なければ読みとりが困難であり、一方CLVデイ
スクはトラツク半径によつて所定の線速度となる
デイスク回転数は変化する。以上のことから
CLVデイスクにおいてすみやかにサーチを実現
する為には、早送り動作中において刻々変化する
トラツク半径に応じてデイスク回転数を制御する
ことにより常にほぼ所定の線速度を保つ必要があ
ることは明らかであろう。

一方デイスクに記録されたPCM信号を音楽信
号等のアナログ信号として再生しようとする通常
再生の場合、デイスクから再生されるデジタル信
号をいつたんメモリーに書き込み、それを安定な
周波数によつて読み出してからＤ／Ａ変換をする
ことによつて、デイスクの回転によるワウ・フラ
ツターの成分を含まないアナログ信号が得られる
ことは良く知られているが、そのためにはデイス
クから再生される信号の量とＤ／Ａ変換される信
号の量とは平均的にみて等しい必要がある。よつ
てデイスクからの再生信号から抽出される再生ク
ロツクとＤ／Ａ変換周期を作成する基準クロツク
とを位相比較し、その位相差出力によつてデイス
ク回転用モーターを駆動して、デイスクの回転を
位相制御することが一般的におこなわれている。
また、上記の再生クロツクは、ピツクアツプから
得られる再生信号中から位相情報信号を抽出し、
この位相情報信号に同期させてPLL（位相ロツク
ループ）のVCO（電圧制御型発振器）出力を使
用することが多い。

以上述べたようにPCM信号が記録された定線
速度デイスクは、通常再生時は基準クロツクと再
生クロツクとの位相制御により、またサーチ動作
時には刻々と変化するトラツク半径に応じて常に
ほぼ所定の線速度となるように回転制御される必
要がある。

このような動作を実現することのできるデイス
ク回転装置の一例のブロツク図を第１図に示す。
図において１０１は反射型光学式デイスク、１０
２はデイスクを回転させるモーター、１０３は回
転軸に直結されたタコジエネレーター、１０４は
信号再生のためのピツクアツプ、１０５は半径検
出のためのポテンシヨメーターである。ピツクア
ツプ１０４は反射型光学式デイスクの再生に必要
な通常の焦点サーボ機能およびトラツキングサー
ボ機能を有しているものとする。またピツクアツ
プ１０４は図示はしていないが通常の送り機構に
よつてデイスク１０１の半径方向に移動すること
ができ、またポテンシヨメーター１０５はピツク
アツプ１０４に連動しており、ピツクアツプ１０
４が再生しているトラツクの半径に比例した直流
電圧を出力するものとする。１０６はピツクアツ
プ１０４の再生信号から位相情報信号を抽出する
ための位相情報信号抽出回路である。１０７は第
１の位相比較器、１０８はループフイルタ、１０
９はVCOであり、これらは位相情報信号に同期
するPLLを構成している。１１０はVCO１０９
の出力である再生クロツクとピツクアツプ１０４
の再生信号とからデジタルデータを復調する復調
回路である。１１１は基準クロツクをつくる安定
な発振器であり、１１０の出力である復調データ
とこの基準クロツクとは図示はしていないがデー
ター処理回路に送られて必要なデーター処理を行
う。１１２および１１３はともに分周回路であつ
て、再生クロツクと基準クロツクとを位相比較す
るのに適した周波数にまで分周する。１１４は上
記の分周回路の出力の位相差を検出する第２の位
相比較器である。一方、１１５はタコジエネレー
タ１０３の出力電圧とポテンシヨメータ１０５の
出力電圧との積をとる乗算回路であり、１１６は
乗算回路１１５の出力電圧と基準電圧１１７との
差をとる電圧比較器である。また１１８は通常再
生時には第２の位相比較器１１４の出力を、また
早送り動作時には電圧比較器１１６の出力を選択
して出力するスイツチであり、１１９はこのスイ
ツチの出力によつてモーター１０２を駆動するた
めのモータードライブ回路である。

図に示した例は、通常再生時にはスイツチ１１
８によつて再生クロツクと基準クロツクとの位相
差信号を選択してモーター１０２を駆動するか
ら、デイスク１０１は位相制御により回転制御さ
れ、よつて復調データの量は基準クロツクにみあ
つたものとなり、その後のデーター処理が可能と
なる。一方サーチ動作時は、スイツチ１１８によ
つて電圧比較器１１６の出力が選択される。
CLVデイスクは所定の線速度を得るためには再
生しているトラツクの半径と、そのときのデイス
ク回転数との積を所定の一定値とすればよいか
ら、図のごとくタコジエネレータ１０３によつて
デイスク１０１の回転数に比例した電圧を検出
し、ポテンシヨメータ１０５によつて再生トラツ
ク半径に比例した電圧を検出して、その２つの検
出電圧の積を乗算器１１５によつてとり、その積
が基準電圧１１７と等しくなるようにデイスク１
０１の回転を制御すれば、サーチ動作時に所定の
線速度でデイスク１０１を回転させることができ
る。

以上述べたように第１図に示したデイスク回転
装置は定線速度にて記録されているPCMデイス
クを通常再生時においても、サーチ動作時におい
ても、所定の線速度で回転させることが可能であ
る。

しかし、タコジエネレータやポテンシヨメータ
等のように回転数や距離を検出するための部品は
一般に高価であり、またそれらを駆動するための
機構等を含めると容積的にもかさばることがあ
り、民生用に安価でかつ小型のPCMデイスクプ
レーヤーを供給するための障害となることが考え
られる。

本考案の目的は極めて簡単でかつ安価な構成で
通常再生及びサーチ動作の両時に適切に定線速度
デイスクを回転制御しうるデイスク回転駆動制御
装置を提供することである。

本考案による定線速度デイスク回転駆動制御装
置は、ピツクアツプによる再生信号から位相情報
信号であるクロツク信号を抽出する手段と、電圧
制御型の発振手段と、クロツク信号と発振手段の
出力との位相差に応じた制御電圧を発生して発振
手段を制御する手段と、発振手段の出力信号周波
数を電圧に変換する変換手段と、発振手段の出力
信号と基準信号との位相差に応じた位相差信号を
出力する手段と、通常再生時には位相差信号を用
いまた頭出し動作時には変換手段の出力と基準電
圧との電圧差を用いてそれぞれ記録デイスクを回
転駆動する手段とを含むことを特徴としている。

特に発振手段の制御電圧発生のためのループフ
イルタである低域通過型フイルタの周波数特性が
通常再生時及びサーチ動作時に夫々切換え制御さ
れるよう構成されていることを特徴としている。

以下、図面により本考案を説明する。

第２図は本考案の実施例の回路ブロツク図であ
り、図において２０１は反射型光学式デイスク、
２０２はデイスクを回転させるモーター、２０３
は信号再生のためのピツクアツプである。ピツク
アツプ２０３は反射型光学式デイスクの再生に必
要な通常の焦点サーボ機能およびトラツキングサ
ーボ機能を有しているものとする。またピツクア
ツプ２０３とデイスク２０１とは図示はしていな
いが通常の送り機構によつてデイスクの半径方向
に相対的に移動することができる。２０４はピツ
クアツプ２０３の再生信号から位相情報信号を抽
出するための位相情報信号抽出回路である。２０
５は第１の位相比較器、２０６は周波数特性を切
り換えられるループフイルタ、２０７はVCOで
あり、これらは位相情報信号に同期するPLLを構
成している。２０８はVCO２０７の出力である
再生クロツクとピツクアツプ２０３の再生信号と
からデジタルデータを復調する復調回路である。
２０９は基準クロツクをつくる安定な発振器であ
り、２０８の出力である復調データとこの基準ク
ロツクとは図示はしていないがデータ処理回路に
送られて必要なデータ処理を行う。２１０および
２１１はともに分周回路であつて、再生クロツク
と基準クロツクとを位相比較するのに適した周波
数にまで分周する。２１２は上記の分周回路の出
力の位相差を検出する第２の位相比較器である。

２１３はVCO２０７の発振周波数を電圧に変
換する周波数／電圧変換器、２１４は周波数／電
圧変換器２１３の出力電圧と基準電圧２１５との
差をとる電圧比較器である。２１６は通常再生時
には第２の位相比較器２１２の出力を、またサー
チ動作時には電圧比較器２１４の出力を選択して
出力するスイツチであり、２１７はこのスイツチ
の出力によつてモーター２０２を駆動するための
モータードライブ回路である。また２１８は通常
再生時とサーチ動作時でループフイルタ２０６の
周波数特性とスイツチ２１６とを切り換えるため
の切り換え信号である。

また周波数特性を切り換えられるループフイル
タの一例を第３図に示す。図の例はゲインがＡ倍
の反転アンプを使用したローパス型のアクテイブ
フイルタであり、第２図に示した切り換え信号２
１８によつてサーチ動作時には抵抗R₁とR₃を、
また通常再生時には抵抗R₂とR₄を選択すること
により周波数特性を切り換えることができる。

第２図に示した本考案による一実施例は、通常
再生時においては第１図に示した従来例の動作と
同様の動作をなす。またサーチ動作時において
は、通常再生時に再生クロツク抽出のために使用
されているPLLによつて、ピツクアツプ２０３が
次々とトラツクを横切りながら再生するとぎれと
ぎれの再生信号からクロツク周波数を効果的に抽
出し、抽出されたクロツク周波数すなわちVCO
２０７の出力周波数を周波数／電圧変換器２１３
により電圧に変換し、変換された電圧を電圧比較
器２１４によつて基準電圧２１５と比較し、その
比較出力によりモーター２０２を駆動することに
より、デイスク２０１から再生される信号のクロ
ツク周波数がほぼ一定となるように動作する。

いま、デイスク２０１とピツクアツプ２０３と
を、ピツクアツプ２０３がデイスク２０１から見
て外周方向に向かうように相対的に移動させてサ
ーチ動作を開始させる場合の動作開始時の再生信
号の様子を第４図に示す。図において、ｃの時刻
にサーチを開始したとすると、その後ピツクアツ
プスポツト光はトラツクから離れていくから再生
信号の振幅は減少し、その後次のトラツクにスポ
ツト光があたり始めると再び増加し丁度次のトラ
ツク上すなわちｆの時刻に再び最大となり、また
減少と増加をくり返す。この波形のｄ−ｅ間及び
ｇ−ｈ間は再生信号から正しい位相情報が抽出で
きないとすると、ｃ点においてサーチを開始して
からｄ点までの間はPLLは再生信号に位相同期し
ており、VCO２０７の出力周波数は再生信号の
クロツク周波数と等しい。次にｄ−ｅ間では、再
生信号は振幅も小さく、またノイズ性の波形とな
るから、クロツク抽出回路２０４からは位相情報
信号は出力されないか、又は出力されてもランダ
ムな位相をもつたノイズ性の信号となる。このよ
うな入力に対してPLLはそれ自身の有するフライ
ホイール効果によつてその出力周波数はほとんど
変動しない。すなわちVCO２０７の出力周波数
はｄ−ｅ間ではｄ点以前の周波数を維持してお
り、よつてPLLはトラツク間では直前トラツクの
クロツク周波数をホールドしていると考えられ
る。

次にｅ点以後の動作を述べる。いまｃ点におけ
るトラツク半径をγ（mm）、トラツクピツチをΔ
γ（mm）、所定のクロツク周波数をＦ（Hz）とす
るとｆ点を中心とするトラツクの半径はγ＋Δγ
（mm）であり、また定角速度でデイスクを回転さ
せているのであるから、ｆ点を中心とするトラツ
ク、すなわちｅ−ｇ間においては再生される信号
のクロツク周波数は（１＋Δγ／γ）×Ｆ（Hz）とな る。ｄ−ｅ間は前記したようにVCO２０７はｄ
点以前のクロツク周波数Ｆ（Hz）をほぼ維持して
いるから、ｅ点においては入力信号のクロツク周
波数はその時点におけるVCO２０７の発振周波
数よりもΔγ／γ×Ｆ（Hz）だけ高い。またCLVデ イスクは隣り合うトラツクの位相関係は一定して
いないことは明らかであるから、ｅ点以後はPLL
はｅ点におけるVCO２０７の発振周波数Ｆ
（Hz）よりもΔγ／γＦ（Hz）だけ周波数が高く、ま た任意の位相差をもつ信号に位相同期しようと動
作する。ここで具体的に数値の一例をもとに、上
述の周波数差を求める。ｃ点におけるトラツク半
径をγ＝25（mm）、トラツクピツチΔγ＝1.6×
10^-3（mm）、所定のクロツク周波数をＦ＝４×10⁶
（Hz）とすれば、Δγ／γＦ（Hz）は256（Hz）とな る。また位相比較器が一例としてのこぎり波位相
比較特性を有する場合は、上述の任意の位相差の
最大値は±π（rad）である。一般にPLLの位相
同期までに要する時間はその帯域が広い程短く、
特に通常用いられる２次ループの場合は固有周波
数ωｎ及び減衰率ζが大きい程短いことが知られ
ている。また、この２つのパラメータはループフ
イルタ２０６の周波数特性を適当に選ぶことによ
つてほとんど自由に設計することが可能であるこ
とも周知である。すなわち周波数特性を決定する
抵孔やコンデンサの値を適当に選ぶことによりほ
ぼ任意のωｎ及びζの値を実現でき、そのために
特別に高価な素子や複雑な回路を必要とすること
はない。

いま、ｅ−ｇ間の時間を33μｓとした場合、上
記具体例においては256（Hz）の周波数差と最大
で±πの位相差をもつ入力信号に対して33μｓ以
内に位相ロツクするようにωｎ及びζを定めるこ
とは十分可能である。なお、一般的にPLLは
VCOの発振周波数と入力周波数がほとんど等し
くなるまでに要する時間は、完全に位相ロツクす
るまでの時間より短いので、33μｓという時間内
に位相ロツクまでは達しなくても周波数差がほと
んど無視できる状態にまで達することができれ
ば、本考案における動作としては同様に扱うこと
ができるので、ωｎ及びζはそのような条件を満
足するよう決定すればよい。

以上のように、ｅ−ｇ間ではVCO２０７の発
振周波数はｆ点を中心とするトラツクのクロツク
周波数とほぼ等しくなり、またｇ−ｈ間はｄ−ｅ
間におけると同様であるから、ｈ点以降について
もこれまでの動作と同様な動作を繰返すことにな
る。

上記に於ては、トラツク半径が増加して行く場
合について述べたが逆にトラツク半径が減少する
場合も、新しいトラツクのクロツク周波数が１つ
前のトラツクのクロツク周波数よりも低くなる点
以外は全く同様である。なお、隣り合うトラツク
間のクロツク周波数差は前述の如くΔγ／γＦ（Hz） であるが、ΔγはトラツクピツチでありＦはクロ
ツク周波数で共に一定値であるから、初期のトラ
ツク半径γが小なる程隣り合うトラツク間のクロ
ツク周波数差は大きい。よつてデイスク２０１の
最内周付近において必要なωｎ及びζの値を設定
すれば、より外周では同等の動作を確保すること
ができる。

一方通常再生時においてこのPLLはデータ復調
のための再生クロツクを抽出するものであり、デ
イスク２０１の偏心や再生信号の歪み等を考慮し
て、復調後のピツチ誤り率が最も小さくなるよう
に最適なωｎおよびζとする必要がある。

しかし、サーチ動作時においてPLLの追従を確
保するためのωｎおよびζの値と、通常再生時に
ビツト誤り率を最小とするようなωｎおよびζの
値とは必ずしも等しくはならない。

良く知られているようにPLLのωｎおよびζの
値はループフイルターの周波数特性によつて独立
に設定することが可能であり、よつて第３図に示
すごとくサーチ動作時にはτ_１＝CR₁，τ_２＝
CR₃なるより小なる時定数をもつフイルターと
し、また通常再生時にはτ_１＝CR₂，τ_２＝CR₄
なるより大なる時定数をもつフイルターとするこ
とによつて上記の条件を満たすよう動作させるこ
とができる。

このように、本考案によれば簡単でかつ安価な
構成にて定線速度デイスクをサーチ時にも略一定
の線速度で駆動し得ることになつて好都合であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデイスク回転駆動制御装置の一
例のブロツク図、第２図は本考案の実施例のブロ
ツク図、第３図は第２図におけるループフイルタ
の一例の回路図、第４図はサーチ開始時の再生
RF信号波形図である。 主要部分の符号の説明、２０３……ピツクアツ
プ、２０４……クロツク信号抽出回路、２０５，
２１２……位相比較器、２０６……LPF、２０７
……VCO、２１３……Ｆ／Ｖ変換器、２１７…
…ドライブ回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ピツクアツプによる再生信号から位相情報信
   号であるクロツク信号を抽出する手段と、電圧
   制御型の発振手段と、前記クロツク信号と前記
   発振手段の出力との位相差に応じた制御電圧を
   発生して前記発振手段を制御する制御手段と、
   前記発振手段の出力信号周波数を電圧に変換す
   る変換手段と、前記発振手段の出力信号と基準
   信号との位相差に応じた位相差信号を出力する
   手段と、通常再生時には前記位相差信号を用い
   また頭出し動作時には前記変換手段の変換電圧
   と所定基準電圧との差電圧を用いてそれぞれ記
   録デイスクを回転駆動する手段とを含むことを
   特徴とする定線速度記録デイスクの回転駆動制
   御装置。 (2) 前記制御手段は低域通過型フイルタを有し、
   通常再生時及び頭出し動作時にそれぞれ前記フ
   イルタの周波数特性を切換制御するよう構成さ
   れていることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の装置。