JPH01260681A - 情報再生装置 - 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 本発明は光ディスク、磁気ディスクおよび磁気テープな
どのようにフレームあるいはブロックごとに記録データ
を分割し、そのフレームあるいはブロックごとに同期信
号を付加して情報が記録された情報記録担体上の情報ト
ラックに再生ヘッドを追従させるだめの情報再生装置に
関する。

従来の技術 近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、高速演算が可
能なマイクロ・プロセッサやディジタル・シグナル・プ
ロセッサの発表が相次いでいる。これらプロセッサの高
速演算能力を利用して、ヘッドの位置決めなど高速な応
答を要求される制御分野にも従来のアナログ制御からデ
ィジタル制御へ移行する技術の流れを生み出している。

このような位置決め制御（すなわち、再生ヘッドを情報
トラックに追従させる。ｆｉｌｌａｌ）をディジタル的
に構成するために解決すべき技術的な課、唄の一つは、
標本化率の選定である。

一方、上記のような情報再生装置においては、得られる
位置誤差信号は再生情報言置の混変調された雑音が混入
している。この雑音は、通常のアナログ制御においても
位置決め精度の劣化を生じる原因となるが、ディジタル
制御の場合には、標本化によって折り返されて制御帯域
内に浸入する場合には、アナログ割部以上の位置決め精
度の劣化を生じる。しだがって、この雑音を除去するた
めに、アナログ回路による低域通過フィルタを誤差検出
器の後段に挿入し、上記の折り返し現象を防止すること
が一般的であ、８）（例えば、特開昭６２−１０２４３
１号公報）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のアナログ低域通過フィルタの次数
は、２次以上とする必要がある。一方、制御方法が一般
のＰＩＤコントローラである場合には、このコントロー
ラの次数は、０次もしくは１次である。すなわち、アナ
ログ制御に比べてディジタル制御では、雑音除去のため
だけに本来の制御精度を決定するコントローラよシも高
−次数のフィルタを更に追加する必要が発生するという
問題点がある。

また、このアナログ・フィルタは、上記のディジタル制
御をＩ、ＳＩ化した場合には、ＬＳＩの外付は部品とし
て残るため、制御回路全体の小型化やコスト・ダウンの
障害となるという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、外付はアナログ部品の規模
を抑えることによシ、小型化容易かつ低順な情報再生装
置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記間”頂点を解決するだめに本発明の情報再生装置は
、基準同期信号とこの基準同期信号の周波数に対して非
整数倍の周波数を有する標本化信号を出力する基準信号
発生手段と、ブロック単位に分割された情報とこのブロ
ック単位を識別するた５　。、−７ めの同期信号が情報トラック上に記録された情報記録担
体と、この情報トラックから再生信号を得る再生ヘッド
と、この再生信号から情報信号を再生して再生同期信号
を抽出する清報再生手段と、上記基準同期信号の周波数
と上記再生同期信号の周波数が一致するように上記情報
記録担体と上記再生ヘッドの間の相対的走査速度を一定
の値に保つ情報記録担体制御手段と、上記再生信号から
上記再生ヘッドと上記情報トラックの間の相対的位置誤
差を検知する位置誤差標本化手段と、この位置誤差標本
化手段の出力を上記標本化信号て応じて標本化する位置
誤差標本化手段と、この位置誤差標本化手段の出力を演
算処理してｊ桑作信号を得る位置制御手段と、この操作
信号に応じて上記再生ヘッドの位置を補正する再生ヘッ
ド駆動手段を具備するという構成を備えだものである。

作用 本発明は上記した構成により、位置誤差信号に含まれる
再生１青報信号の雑音スペクトルの間に標本化周波数を
設定されるため、この雑音スペクＩ・ルが制御帯域内に
折り返されることがなくなる。

したがって、この雑音スペクトルは、ディジタル・フィ
ルタによって、容易に除去できるものである。

まだ、アナログ・フィルタの次数を小さくすることがで
きるため、外付は部品を減少もしくは削除することがで
きるものである。

実施例 以下本発明の一実施例の清報再生装置について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は、本発明の情報再生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は円板状の情報記録担体（以下単に
デイヌクと略す）であり、符号化された情報信号が記録
されている。この情報゛ｄ、ディスク作成時に一定のデ
ータ個数を１つのブロックにまとめ、このブロック単位
を区別するための同期信号がこのブロック単位の先頭に
付加されている。この情報信号は、ディスク１上に形成
された情報トラック１ａに記録されている。例えば、Ｎ
ＴＳＣ方式のビデオ信号であれば水平同期信号（１５，
７３４ＫＨｚ）であり、ＣＤフォーマットの音声清報で
あれば、フレーム同期信号（７，３５Ｋｌ−１２）を指
す。

再生ヘッド２ば、この情報トラック１ａから再生信号２
ａを読み出し、１貴報再生手段３に送る。

この再生信号２２Ｌは、情報再生手段３において復号さ
れ、記録された情報を抽出するとともに予め記録された
同期信号を分離し、再生同期信号３ａとして出力する。

この再生同期信号ｓａ！ｄ、情報記録担体制御手段５に
おいて基準信号発生手段４の出力する基準同期信号４ａ
と位相比較され、位相補１賞などのフィルタリング処理
を施されたうえで回転制御信号５ａとして出力する。こ
の回転制御信号５ａに応じて再生同期信号３ａと基準同
期信号４ａの周波数が一致するようにディスク駆動モー
タ６の回転数は変化する。

これらディスク１、再生へラド２、情報再生手段３、情
報記録担体制御手段５およびディスク駆動モータ６から
なる一連のループは、ディスク１０位相制御ループを構
成している。この一連のループによって、再生ヘッド２
が情報トラｙり１ａを走査する速度をディスクに情報が
記録された時の速度と一致する。以上の動作原理につい
て、ば、既に公知であるのでこれ以上の詳しい説明は省
略する。

一方、再生信号２１Ｌは、位置誤差標本化手段７にも送
られ、再生ヘッド２と情報トラックの間の相対的な位置
誤差を険出し、位置誤差データａとして出力される。こ
こで、この位置誤差とは、情報トラックと再生ヘッドの
間の径方向の誤差であり、いわゆるトラッキング誤差を
意味する。また、光ディスクの場合には、再生ヘッドを
構成する対物レンズと情報トラックの間の焦点距離の誤
差を含むものである。これら位置誤差の検出方法は、た
とえば光ディスクのトラッキング制御であれ：ハ３ビー
ム法やファーフノールド法など、またフォーカス制御で
あればアスティグマ法やフーコー法などの種々の方法が
提案されており、これらの方式はいずれも公知であるの
で詳しＡ説明は省略する。

さて、この位置誤差信号は、位置誤差標本化手段ィルタ
−７ 段８において数値化され、位置誤差データ８ａとして位
置制御手段９に送られる。位置制御手段９ばこの位置誤
差データを比例・積分・微分演算（ＰＩＤ）を怖して位
置操作データ９ａとして出力される。再生ヘッド駆動手
段１０ば、この位置操作データ９ａを電流シて変換し、
再生ヘッド２の位置誤差を補正する。これら再生ヘッド
２、位置誤差標本化手段７、位置誤差標本化手段８、位
置制御手段９および再生ヘッド駆動手段１０から成る一
連のループは、再生ヘッド２の位置決め制菌ループを構
成している。この位置決め制御ループの応答周波数（す
なわち制御帯域ｆｗ）は、Ｉ　Ｋ　ｌ（Ｚ以下に設計さ
れることが一般的である。例えば、ＣＤブｌ／−’ｔ’
ｆあれげｆｗは、５００　ｔ−１Ｚから８００Ｈｚに設
計される。

さて、この位置決め制御ループにおめで、ディスク１か
ら再生される再生信号２ａは第２図（ａ）に示すような
周波数スペクトルを有している。第２図（ａ）だおいて
、これら周波数スペクトル”１．Ｓ２’・・、Ｓｎ　は
、再生同期信号２ａの周波数の整数１０　・・　／ 倍の周波数ｆｎを持つスペクトルである。ここにｆ　　
＝ｆ　　、　　ｆ　　＝２ｆ　　　−・−、ｆｎ＝ｎｆ
’ｏであ１　　　　　　０　　　　　　２　　　　　　
　　　［＋’す、ｎは自然数を表し、ｆｏは再生同期信
号の周波数を表す。

ところで、標本化周波ａｆＳによってこの川波数ｆ’ｎ
を標本化すると、この折シ返し雑音のスペクトルの周波
数ｆｎ’　　は、 ｆｎ’＝ｆｎ　（ｍｏｄ　ｆｓ／２）　　−・（１）で
与えられる。ここに、Ａ（ｍｏｄＢ）は、Ｂを法とする
剰余群を表す。いま、−例として ｆｓ＝ｆｏ（２ｍ＋１）／２　（ｍは自然数）（２）に
設定すると、最も低い川波数を持つ雑音の折り返しスペ
クトルは、Ｓｍ＋１（周波数（ｍ＋１）ｆｏ）が折シ返
されたスペクトルである。しだがって、折り返し雑音の
周波数帯域は、（１）式および（２）式よシ、 ｆｎ’　≧ｆｏ／４（＞ｆｗ）　　　　−−（３）なる
関係を満足する。例えば、ＣＤプレーヤであれば、ｆｏ
＝７３５０Ｈｚであるから、ｆｎ′≧１８３７．５　Ｈ
ｚ １１　、−。

となり、上記の割部帯域ｆｗの範囲外とすることができ
る。

したがって、この漂本化後の雑音スペクトルは、第２図
（ｂ）のように表せる。この折り返しスペクトルは、デ
ィジタル・フィルタによって容易に除去することが可能
である。

第３図は、そのようなディジタルフィルタ０−構成例と
その接続関係を表すブロック図である。

第３図におＡて、３１および３２は遅延要素であり、シ
フト・レジスタや書込可能記１意素子（ＲＡＭ）で構成
される。また、３３および３４は加算器、３５，３６．
３７および３８は係数器であり、例えば乗算器と係数Ｒ
ＯＭ（続出専用記憶素子）で構成される。

Ａ／Ｄ変換器３０は位置誤差信号７ａを数置化し、ディ
ジタル・フィルタ８ｂに出力する。Ａ／Ｄ変換器３０お
よびディジタル・フィルタ８ｂは、第１図、における位
置誤差原本化手段を構成している。このディジタル・フ
ィルタ８ｂは、上記の折り返し雑音を抑圧する低域通過
フィルタを構成し、このディジクル・フィルタ８ｂの伝
達間ｇｌ　Ｆ　（ｚ）は、次式で与えられる。

Ｆ（ｚ）　＝（１＋ｃｚ　’　＋ｄｚ−２）／　（１−
１−ａｚ−１＋　ｂｚ−２）　　　・（４）ここで、ａ
、ｂ、ｃおよびｄは、それぞれ係数器３５，３６．３７
および３８の値である。これらの１直は、モデルとなる
アナログ・フィルタを２変換を用いて設計することによ
り容易に実現できる。このアナログ・フィルタの遮断周
波ｄｆｃは、ｆｗ　（ｆｃ　（ｆｏ／４　　−−（５）
を満足するように設計すればよい。まだアナログ・フィ
ルタからディジタル・フィルタを設計する手法としては
、双一次変換、前進差分近似あるいは後進差分近似を用
いてもよい。まだ、以りの説明ではハードウェア回路と
して説明したが、このディジタル・フィルタはプロセッ
サ上にソフトウェアで構成してもよい。

第４図は、第１図の実施例におけるこのディジタル・フ
ィルタの他の接続関係を示すブロック図である。

１３Ａ　。

第４図において、主制御回路９ｂは位＠誤差データ８ａ
に積分補演および位相補償などの演算を施したうえでデ
ィジタル・フィルタ９Ｃに出カスる。ディジタル・フィ
ルタ９Ｃば、第３図におけるディジタル・フィルタ８ｂ
と同一であるので、ここで繰り返して説明することはし
ない。以上の主制御回路９ｂおよびディジタル・フィル
タ９Ｃは第１図の実施例（でおける位置制御手段９を構
成する。再生ヘッド駆動手段１０：ｄ、ディジタル・フ
ィルタ９Ｃの出力をＤ／Ａ変換あるいばＰＷＭ変換し、
再生ヘッドの位置誤差を補正する位置補正信号１０ａを
出力する。その池の動作は、第１図の実施例と同一であ
るので、詳しい説明は省略する。

さて、基準信号発生手段は、単一の発振源からの周波数
信号を用いて容易に実現できる。

第５図は、本発明における基準信号発生手段の一構成例
を示すブロック図である。

第５図において、主発振源４１は、（２ｍ＋１）ｋｆｏ
なる周波数で発振する水晶発振器であり、第１４、−。

１の分周器４２はこの主発振周波数信号ｆｃｋを（２ｍ
＋１）ｋ　　分周して基準同期信号４ａを発生し、第２
の分周器４３はこの主発振周波数信号ｆｃｋを２に分周
して標本化信号４ｂを発生する。

これによシ、基準同期信号４ａと標本化信号４ｂは、非
整数倍の関係を持ち、かつ単一の主発振周波数信号ｆｃ
ｋよシこの両信号を作ることができる。

しだがって、基準同期信号および標本化信号を作成する
ために独立した発振源を設ける必要がないため低廉化が
容易となる。

本実施例では、基準同期信号の周波数ｆ。と標本化信号
ｆｓの周波数の関係を（２ｍ＋１）：　　２としだが、
この関係は（２ｍ＋１）：３　であってもよいし、さら
に一般的に ｆｓ　　（ｍｏｄ　　ｆｏ）　ｃ　　Ｏなる関係が成立
すれば、同様の効果を得ることができる。

また、以上の説明では、位置誤差標本化手段の前段に折
り返し防止フィルタを設けな１例について述べたが、例
えば低レベルの白色性雑音が混入１５１、−１ する場合には、ｆｓ／２以上のこの白色性雑音を除去す
るためて簡単な１次程度のアナログ低域通過フィルタを
位置誤差標本ｆヒ手段を構成するＡ／Ｄ変換器の前段に
挿入すればよい。

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燕
論である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、再生同期信号の周波数と
非整数倍の関係を有する周波数で位＠誤差信号を標本化
するため、位置誤差信号に含１れる再生情報信号の１．
准音スペクトルの間に標本化周波数が設定されるため、
この雑音スペクトルが制御帯域内に折り返されることが
なくなる。しだがって、この雑音ヌベクトルはディジク
ル・フィルタによって容易に除去できるだめ、アナログ
・フィルタの次数を小さくできるという利点がある。ま
た、これに伴い外付は部品を削減もしくは減少すること
ができる。

しだがって、外付はアナログ部品の規模を抑えることて
よ）、小型化容易かつ低順な情報再生装置を構成できる
とＡう擾れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における情報再生装置のブロ
ック図、第２図１は再生信号に含まれる雑音スペクトル
を示す波形図、第３図は第１図の実施例におけるディジ
タル・フィルタの一構成例とその接、読関係を表すブロ
ック図、第４図はディジタル・フィルタの他の接続関係
を示すブロック図、第５図は基準信号発生手段の一構成
例を示すブロック図である。 １・・・情報記録担体、２・・・再生ヘッド、３・・・
・情報再生手段、４・・・・基準信号発生手段、５・情
報記録相体制御手段、７・・位置誤差倹知手段、８・・
・・位置誤差標本化手段、９・・・・位置制御手段、１
０　・・再生ヘッド駆動手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−哩
菅　　　　　　　　−〇 −づ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基準同期信号とこの基準同期信号の周波数に対して非整
   数倍の周波数を有する標本化信号を出力する基準信号発
   生手段と、ブロック単位に分割された情報とこのブロッ
   ク単位を識別するための同期信号が情報トラック上に記
   録された情報記録担体と、この情報トラックから再生信
   号を得る再生ヘッドと、この再生信号から情報信号を再
   生して再生同期信号を抽出する情報再生手段と、上記基
   準同期信号の周波数と上記再生同期信号の周波数が一致
   するように上記情報記録担体と上記再生ヘッドの間の相
   対的走査速度を一定の値に保つ情報記録担体制御手段と
   、上記再生信号から上記再生ヘッドと上記情報トラック
   の間の相対的位置誤差を検知する位置誤差検知手段と、
   この位置誤差検知手段の出力を上記標本化信号に応じて
   標本化する位置誤差標本化手段と、この位置誤差標本化
   手段の出力を演算処理して操作信号を得る位置制御手段
   と、この操作信号に応じて上記再生ヘッドの位置を補正
   する再生ヘッド駆動手段を具備することを特徴とする情
   報再生装置。