JPH02148475A - 記録担体を走査する装置 - Google Patents

記録担体を走査する装置

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JPH02148475A
JPH02148475A JP1255095A JP25509589A JPH02148475A JP H02148475 A JPH02148475 A JP H02148475A JP 1255095 A JP1255095 A JP 1255095A JP 25509589 A JP25509589 A JP 25509589A JP H02148475 A JPH02148475 A JP H02148475A
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track
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speed
scanning
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Martinus P M Bierhoff
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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】 本発明は、実質上平行なトラックが設けられた記録担体
を走査する装置であって、走査ポイントを特定トラ・ン
クの中心に向けて制御する位置及び速度帰還を有する閉
ループ位置制御システムを有し、この制御の目的のため
に前記制御システムが、前記トラックを横切る方向に前
記走査ポイントを移動させる位置決めシステムと、前記
走査ポイントがＩＦｆ記トシトラック切る方向に移動す
る際の速度を示す速度信号を発生させ、かつ当該特定ト
ラックのどちらか一方の側から予め限定された範囲内で
前記トラックの中心と前記走査ポイントとの間のずれに
実質ト比例する第一誤差信号を発生させる測定システム
と、前記第一誤差信号及び前記速度信号に応じて前記位
置決めシステムを制御する制御回路とを有する装置に間
する。
更に本発明はそのような装置に使用する制御回路にも関
している。
第一パラグラフで述べたような装置は既に米国特許第４
，０３７，２５２号により知られている。
この米国特許には光学的に読み取り可能なディスク形状
の記録担体を読み出す光学走査システムが記載されてい
る。この先行技術の走査システムに使用されている誤差
信号は、走査ポイントが移動する間単位時間当りに横切
るトラックの数に対応した周波数で周期的に変化し、か
つそのトラックのどちらか一方からトラックピッチの１
／４の範囲に於て走査ポイントとトラックの中心の開の
差に実質上比例している半径方向誤差信号である。更に
、この先行技術の走査システムの測定システムは、走査
ポイントが実質上トラック上又は２本のトラックの実質
上の中心に位置しているか否かを示すトラックロス信号
を発生させている。速度信号は半径方向誤差信号とトラ
ックロス信号から得られる。この様にして得られた速度
信号と半径方向誤差信号が制御回路に与えられ、これら
の信号に基づいて位置決めシステムに対する制御信号が
得られる。これにより速度帰還を有するトラッキング制
御システムが与えられる。この既知の走査システムの欠
点は、ずれがトラックピッチの半分以上と大きい場合に
は誤差信号の符号がずれの符号にもはや対応しなくなる
ことである。もし外乱、特に機械的なショック、の結果
トラッキング誤差がトラックピッチの半分以上になった
場合、走査ポイントは元のトラックではなく隣のトラッ
クに制御されてしまう。これは特に走査システムがたび
たび機械的ショックにさらされるような環境、例えば携
帯型オーディオ装置内あるいは車載用、で使用される場
合に問題となる。
この様な場合機械的ショックは、しばしば走査スポット
が追随すべきトラックからずれてしまうと言う結果をも
たらすであろう。
本発明の目的は機械的ショックに強い装置を提供するこ
とである。
本発明によると、この目的を達成する第一バラグラフで
述べた装置の特徴とするところは、前記制御回路が前記
第一範囲の外側の第二、範囲内で前記ずれの方向を示す
符号を有する少なくとも一つの置換誤差信号を発生する
手段を有し、ｒＴｆ記制御回路が、前記ずれが前記第一
範囲に１１７置するか前記第二範囲に位置するかに、各
々応じて、前記第一誤差信号または前記置換誤差信号に
対応し゛Ｃ前記位置決めシステムを、位置帰還に使用さ
れる前記誤差信号が前記ずれの大きさに依存しかつ速度
帰還に使用される前記速度信号が当該ずれの前記大きさ
に依存しない様に、制御する様に構成されている点であ
る。
これにより、検知された誤差信号が最早ずれを示すこと
が出来ないほどずれが大きい場合には、制御システムは
その符号がずれの方向を示し振幅が大きい置換信号を用
いるので、走査ポイントは急速に元のトラックに戻るこ
とが出来る。速度帰還が常に動作可能であるので、置換
信号を使用する制御モートは、位置制御用第一誤差信号
を用いる制御モードにスムーズに切り替わる。更に、元
のトラックに戻る間、速度は速度帰還の結果制限される
のでトラックのオーバーシューテイングは防止される。
この点に関し、半径方向誤差信号に一定信号強さの付加
信号を加えることによって、トラックロス信号が示すト
ラックロスに対応させて、光学走査装置の制御回路に置
換誤差信号を与えること自体は、米国特許第４，３５９
，６３５号により知られている点は注目される。この場
合に生じる問題は、付加信号の結果走査スポットの速度
が大きくなることがあるので、目的のトラックに達した
ときに充分に早く速度を落とすことが出来ず、その結果
それがトラックをオーバーシュー、トシてしまう点であ
る。これを防止するために、付加信号は限られた時間間
隔の開のみ発生させる。この事は、付加１８号の発生を
停止するときに走査ポイントがまだ所望のトラックに充
分に近づいていない場合、走査ポイントが隣のトラック
に対してｆ’１弾されると厚う欠点を有している。
本発明の装置に速度帰還が与えられるときは、速度はこ
の速度帰還の結果制限されたままとなるので、置換誤差
信号の発生時間間隔を制限する必要はない。
速度信号は、様々な方法、例えば位置決めシステムに機
械的に結合されている速度トランスデユーサ−によって
発生させることが出来る。しかしながら、既に使用可能
となっている信号から速度信号を導出するのが望ましい
。
この要求を満たす走査装置の実施例の特徴とする所は、
前記測定システムが、前記トラックを横切る方向に前記
走査スポットが移動する場合に単位時間当りに横切るト
ラックの数に対応する周波数で周期的に変化するトラッ
キング誤差信号とトラックロス信号とを発生させる様に
構成されていて、当該信号間の位相差が実質上９０°で
あって、各トラックのどちらか一方の側から実質上１／
４のトラックピッチに対応する範囲についてのトラッキ
ング誤差が前記走査ポイントと最も近いトラックの中心
とのずれを実質上示し、前記トラックロス信号が、前記
走査ポイントが実質上トラック上に位置しているか、実
質−ヒ２本のトラックの間に位置しているかを示し、前
記トラッキング誤差信号を前記第一誤差信号として使用
し、かつ前記速度信号を発生させる目的の前記測定シス
テムが前記トラッキング誤差信号を微分する手段と微分
された前記トラッキング誤差信号に前記トラックロス信
号を乗じる手段とを有している点である。
その単純性のために魅力的である走査装置の実施例の特
徴とするところは、前記制御回路が、前記トラックロス
信号により前記走査ポイントが実質上２本のトラックの
間に位置することが示されると、前記置換誤差信号に応
して前記位置決めシステムを制御する様に構成されてい
る点である。
本発明の別の実施例の特徴とするところは、前記制御回
路が、前記トラックロス信号と前記トラッキング誤差信
号によって、前記走査ポイントが横切るトラックの数を
計数する計数手段と、前記瞬時の計数値が規定計数値と
異なる場合に計数値によって決まる前記置換誤差信号に
応じて前記位置決め手段を制御する手段とを有している
点である。
乙の実施例の有利な点は、トラックロスが発生した場合
、走査ポイントが機械的ショックのために１トラック以
上シフトすると、走査ポイントは自動的にかつ制御され
た方法で元の位置に戻り、その後その走査ポイントが第
一誤差信号（トラッキング）に応答して走査ポイントの
位置の制御によってトラック上に維持されると言う点で
ある。走査ポイントを所望のトラックに戻すために同じ
速度信号がトラッキングに使用されるので、走査ポイン
トが置換誤差信号に応答して当該トラックの方向に制御
される間の制御モードは、走査ポイントが第一誤差信号
に応じてトラックに維持される制御モードにスＪ１−ズ
に切り替わる。
史に、この実施例によると、走査ポイントが所望の数の
トラックを飛び越えることも可能となる。
この目的のためには、所望の移動量により決まる計数値
を計数手段にロートするのみで良い。この際走査ポイン
トは制御された速度で所望のトラックの方向に移動する
。所望のトラックに到達すると、走査ポイントのずれに
比例する位置誤差信号が利用可能となり、走査ポイント
をダンプされた方法で所望のトラックの中心に向けて移
動させかつそこに維持させる事が可能となるであろう。
非常に多くの数のトラックを移動させるためとまたトラ
ッキングの目的のためにも同じ速度信号を使用すること
が出来るため、トラックの間を移動させる制御はスムー
ズにトラッキング制御に切り替わる。
本装置の別の実施例の特徴とする所は、前記計数値によ
り決まる前記置換誤差信号の振幅が、前記瞬時の計数値
と当該規定計数値との差が増大するにつれて増大する点
である。
この実施例の有利な点は、移動量が大きい場合、所望の
トラックからの距離が大きい限りその速度を大きくする
ことが出来る点である。しかしながら所望のトラックに
近づくにつれて、速度は所望のトラ・シフをオーバーシ
ュートしない様に落とされる。これにより大きな距離に
ついて非常に早くかつ制御された移動を行うことが可能
となる。
実際に使用される微分回路は、その微分項が特定のクロ
スオーバー周波数まで周波数が増大するにつれて増大し
、その後その微分項は再び減少すると言う伝達函数を有
している。この事は、速度信号の決定に対し、微分回路
によって得られる速度信号は、安定な制御を保証するた
めに当該クロスオーバー周波数より充分低い周波数に対
応する速度のみに適していることを意味している。走査
ポイントを長い距離に渡って移動させる場合には、この
移動に必要とされる時間を短くするために当該クロスオ
ーバー周波数によって決まる制限速度の近傍の速度で走
査ポイントを移動させることが望ましい。
この要求に合う装置の実施例の特徴とする点は、前記装
置が参照信号により決まる速度を得るために前記走査ポ
イント速度を制御する速度制御付加システムを有し、前
記回路が前記計数器の前記計数値に応答して前記速度信
号の決定が維持される様に前記位置制御システムを不活
性化し、前記計数値の振幅により決まる前記移動量が規
定値を越えると前記速度制御を動作可能にする手段を有
している点である。
この実施例においては、付加制御システムによって前記
速度信号の決定が速度制御の間維持されるので、速度信
号に応答した制御の初期条件は位置制御システムが動作
可能にされた時点での正しい値を有していて、この結果
一方の制御モードから他方の制御モードへの変換がスム
ーズに行われる。
本装置の他の実施例の特徴とする点は、前記速度制御付
加システムが、参照周波数と前記トラッキング誤差信号
又は前記トラックロス信号の周波数との差を決定する手
段と、この様にして得られた周波数の前記差に応答して
前記参照周波数によって決まる値に前記走査ポイントの
速度を制御する手段とを有している点である。
この実施例は、第一誤差信号またはトラックロス信号の
周波数が走査ポイントの移動速度の尺度となると言う事
実をうまく利用している。
本発明は原理的には光学走査装置以外、例えば磁気走査
装置にも使用することは出来るが、これは特にこの様な
光学走査装置に適している。何故ならばそのような走査
装置においては当該誤差信号及びトラックロス信号が非
常に簡単に得ることが出来るからである。
［実施例］ 第８図は、従来例の走査装置を示す。ここに示された走
査装置は、例えば「コンパクトディスク」のような、軸
１８を中心に回転する光学記録担体１を光学的に走査す
る装置である。この様な記録担体ｌは情報層５を有して
いる。情報層５には光学的に検知可能な記録マーク、例
えばビット、の形態のパターンにより情報が記録されて
いる。第９ａ図はトラックの一部を極端に拡大して示し
たもので、記録マークは参照番号２１と記されている。
このトラックに記録されている情報は放射ビームにより
トラック走査され、記録マーク２１によって生じるビー
ｌ、変調を検知することによって読み出すことが出来る
。この目的のために走査装置は、レーザ７の形態の放射
源を有する通常の型の光学読み出しへラド２を有してい
る。レーザ７から発生したビームは半透明ミラー９を介
して情報層５に向けられ、レンズ系８によって集束され
て情ｆｆ１Ｆｊ５に小さな走査スボッ）Ｐを形成する。
情報層５により反射されたビームは、半透明ミラー９と
屋根型プリズム１ｏの形態のビームスプリッタとを介し
て４個の光学検知器１１ａ、　ｌｌｂ、　ｌｉｅ及びｌ
ｉｄのアレー上に照射される。
光学検知器に発生した電流は、電流電圧コンバータ１２
により信号電圧Ｖｌ、　Ｖ２．　Ｖ３及びｖ４に変換さ
れる。信号処理回路１３は、これらの信号電圧から誤差
信号ＲＥとトラックロス信号πとを導出する。
誤差信号ＲＥは、走査スボ・ソ）Ｐと次のトラックの中
心とにより決まる、走査ボ、インドのずれを示す！・ラ
ッキング誤差を示している。トラックロス信号圧は、走
査スポットＰにより決まる走査ポイントがトラックの中
心に位置しているのが２本のトラックの中心に位置しＣ
いるのかを示している。
第１Ｏ図は、信号処理回路１３の通常の例を線図的に示
している。信号処理回路１３は、信号電圧ｖ１及びｖ２
の和と信号電圧ｖ３及びｖ４の和との差を決める回路３
０を有している。ビーム変調によって生じる高周波信号
成分が無視できる場合には、検知された差は走査ポイン
トの位置の尺度となる。高周波信号成分はローパスフィ
ルタ３１によって除去される。ローパスフィルタ３Ｉの
出方信号が誤差信号ＲＥを構成している。
回路３２は信号電圧Ｖｌ、　Ｖ２．　Ｖ３及びｖ４から
これらの４個の信号電圧の合計を示す信号旺を導出する
。
通常のエンベロープ検知器３３とエンベロープ検知器の
出力信号と参照値ＲＥＦとを比較するコンパレータ３４
とにより、トラックロス信号…が信号１１Ｆから導出さ
れる。信号旺は記録マークによって生じろビーム変調を
示す。この変調はビー１１がトラックの中心に向けられ
るときに最大となり、当該ビーノ、が２本のトラックの
間の中心にある場合に最小になる。従って測定信号πは
ビームがトラックに向けられているのか２本のトラック
の中心に向けられているのかを示す。原理的にはエンヘ
ローブ検知器３３の出力端の信号が、既に走査ポイント
が実質上トラックの中心上に位置しているかどうかを示
すので、原理的にはこの信号もまたトラックロス信号と
して使用できることは明らかであろう。しかしながら、
信号孔のような２値のトラックロス信号の方が望ましい
。
第９ｂ図は、光学読み取りヘッド２が、回転する記録担
体ｌのトラックを横切る方向に移動する場合の信号孔を
図示している。第９ｂ図から明らかな様に１辰幅信号旺
は、単位時間当りに横切るトラックの数に対応した周波
数で変化するであろう。第９Ｃ図は、信号１１Ｆから導
出される誤差信号孔を示す。測定信号孔の振幅は、ビー
ムが入射する点に対応する走査ポイントがトラックの中
心に位置する場合に最大になり、その走査ポイントが２
本のトラックの中心に位置する場合に最小になる。
第９ｄ図はさらに誤差信号ＲＥを示す。走査ポイントが
移動するにつれて誤差信号ＲＥも又単位時間当りに横切
るトラックの数に等しい周波数で変化するであろう。誤
差信号ＲＥはトラックロス信号孔に対して９０°位相が
ずれている。各トラックの中心からトラックピッチρの
４分の１の範囲内では、測定信号ＲＥは走査ポイントと
トラックの中心間の距離に実質上比例する。
第８図の走査装置においては、信号孔及びＲＥが回路１
７に与えられる。回路１７は測定信号ＲＥを微分する微
分回路４及び微分された測定信号ΔＲＥにトラックロス
信号孔を乗するマルチイブライアロを有している。マル
チイブライアロの出力信号が参照Ｒ５となる。走査ポイ
ントが移動する場合に発生する信号ＲＥ、ΔＲＥ、　Ｔ
Ｌ：及びＲ５が、第１１図に時間りの函数として示され
ている。信号ΔＲＥの振幅は走査ポイントが移動する速
度に比例している。又、微分された結果この信号は信号
ＲＥに対して９０°位相がずれているので、それはその
ずれの方向に対応して測定信号孔と位相が同相又は逆相
になる。
それ故この様にして得られた速度信号Ｒ５の符号は常に
移動の方向を示し、信号Ｒ５の大きさはその移動の速度
の大きさを示している。速度信号Ｒ５及びもし可能であ
ればトラックロス信号πと共に誤差信号ＲＥが制御回路
３に供給される。
第１２図は、速度信号Ｒ５を用いて速度帰還を有する位
置制御システムを実現した先行技術の回路３を示してい
る。この場合速度信号Ｒ５と誤差信号ＲＥは加算回路５
１によって加算される。加算回路５１の出力信号は必要
に応じてローパスフィルタ１６を介して制御回路１４に
与えられ、読み出しへ・ンド２の位置決めをするアクチ
ュエータ１５を制御する制御信号Ａｓを発生させる。加
算回路５１の出力信号に応じて制御回路１４が、信号Ｒ
Ｅによって示されるトラッキング誤差信号が最小となる
様に、アクチュエータ１５を制御する。
速度帰還によって帰還トラッキングシステムのダンピン
グが増加し、その結果機械的ショックに影響されないよ
り安定した制御が得られる。第１２図に示される回路を
使用すると走査ポイントはトラックの中心位置に維持さ
れて、トラッキングシステムが得られる。
第１ａ図は、第１２図に示された実施例よりもより機械
的ショックに強いトラッキングが得られる本発明の回路
３の実施例を示す。
第１ａ図の回路は、トラックロス信号孔により制御され
、かつトラックロス信号πが走査ポイントが最早トラッ
クの中心に実質り位置しなくなっていることを示すと即
座に加算回路５１に信号ＵＣ′を与える電気スイッチ６
１を有している。走査ポイントがトラックに実質上位置
していることをトラックロス信号孔が示す場合には、ス
イッチ６１は誤差信号ＲＥを位置誤差信号ＰＥとして加
算回路５１に与える様にスイッチされる。信号ＵＣ′は
、一定した大きさと、信号ＲＥによって示される誤差の
符号に対応する極性とを有している。
信号ＵＣ′は、固定した極性を有する信号ＵＣに測定信
号ＲＥの符号を示す符号信号ＲＥ’を乗するマルティプ
ライアロ２によって得られる。極性検知器、例えばコン
パレータ６３、によって符号信号ＲＥ’が測定信号ＲＥ
から導出される。第２図はトラックの中心と走査ポイン
トの閏の距離Ｘの函数とした電気スイッチ６１の出力端
の位置誤差信号ＰＥを示している。
第１ｂ図は、第１ａ図に示された回路３を第８図に示さ
れた光学走査装置に使用した時に得られる制御システム
のブロックダイアグラムを示す。このブロックダイアグ
ラムにおいて、微分回路４、マルチプライア回路６、加
算回路５Ｌ　　ローパスフィルタ１６及び電気スイッチ
６１の伝達函数を有するブロックは、各々、参照番号４
’　、　６’　、　５１’　、　１６’及び６１′によ
って示される。参照番号１５’は、制御回路１４、アク
チュエータ１５、読み出しヘッド２、電流電圧コンバー
タ１２及び信号処理口ｉ１３の全体の伝達函数を示す。
走査ポイントが実質上トラック上に位置している限り、
信号↑［はｌのままである。この時位置誤差信号ＰＥは
誤差信号ＲＥと等しくなる。この時第１ａ図に示される
制御システムは、信号ＲＥが実質上Ｏとなる様に走査ポ
イントを制御する位置制御システムとして機能する。こ
の位置制御システムの開ループ伝達函数Ｈｏ（ｓ）は、 となる。ここでＳはラプラス演算子で、Ｔ＋は微分回路
４の時定数で、τ２はローパスフィルタ１６の時定数で
、Ｋｌは制御ループのループゲインである。
伝達特性函数Ｈｏ（ｓ）は、制御技術において周知であ
る三次システムを示し、帰還の場合時定数τ１が時定数
γ２よりも長くなる様に選択すると（例えば、τ１ｚ１
０τ２）安定となる。
原理的にはローパスフィルタ１６を制御システムから省
略することも可能であることはこの分野の当業者にとっ
ては自明であろう。事実、その場合には時間常数Ｔ２は
０になるであろう。しかしながら、ローパスフィルタ１
６を使用することにより制御システムが発生するノイズ
を実質上除去することが出来るので、このフィルタを使
用する方が好ましい。速度帰還を使用することによって
開ループ伝達特性函数Ｉｆ　ｏ　（ｓ　）を０にするこ
とが出来、これにより帰還トラッキング制御システムの
安定性を大きく改善させることが出来る。それ故、この
様にして形成されたトラッキングシステムは外乱、例え
は機械的ショック、に非常に強くなるであるう。
機械的ショックにより走査ポイントがもはやトラック上
に留まらないほどずれた場合においては、信号孔の符号
は変化するので一部信号ＵＣ′が位置誤差信号ＰＥとし
て使用される。これにより制御システムの制御特性が変
化する。事実この場合、制御システムは、信号Ｒ５によ
って表示される走査ポイントの速度を信号ＵＣ′によっ
て与えられる値に制御する速度制御システムとして機能
するであろう。この速度制御ループの開ループ伝達函数
Ｈｓｏ（ｓ）は、 にｌＴ＋ ｆｌｓｏ（ｓ）　“ｓ（１＋ｓ　ｒ　、、　）となる。
この伝達函数）１ｓｏ（ｓ）は制御技術においては周知
であり、帰還の場合に於ても安定である二次システムを
表している。ＵＣ′の符号は信号ＲＥの符号と同じであ
るので、走査ポイントは即座にトラックの方向に向かう
。速度はこの速度制御システムによりＵＣ′によって決
まる値に制限される。
信号孔がトラックに到達したことを示す時点で、スイッ
チ６１が再び切り替えられ、制御システムはトラッキン
グシステムとして機能する様になる。
トラックに到達する時、速度が制限されるので、走査ポ
イントがトラックをオーバーシュートすることが確実に
防止される。更に両方の制御モード（速度制御及びトラ
ッキング制御）において同一の速度信号が使用されるの
で、一方の制御モードから他方の制御モードへの変換が
常にスムーズに行われる。事実、制御モードが新たにセ
ットされるときの初期状態は常に正しいので、過渡現象
は生じない。
第３図は、本発明による回路３の別の実施例を示してい
るが、この実施例においては走査ポイントが数多くのト
ラックを移動するような外乱が発生しても、所望のトラ
ックに戻ることが出来る。第３図の回路は、走査ポイン
トが横切るトラックの数を信号πとＲＥにより計数する
通常の計数回路８０を有している。第４図はその種の計
数回路８０の例を示している。第４図の計数回路８０は
測定信号ＲＦ、を２（直の信号に変換するコンパレータ
９２を有している。
この２値信号は、２個のエツジによりトリガーされるモ
ノステーブル９０及び９１の入力端に与えられる。モノ
ステーブル９０はコンパレータ９２の出力信号の下降エ
ツジに応答してパルスを発生し、このパルスは２人力Ａ
ＮＤゲート９３を介してＵＰ／ＤＯＩＪＮカウンタ９４
の第一計数入力端に与えられる。モノステーブル９１は
コンパレータ９２の出力信号の立ちｔがりエツジに応答
してパルスを発生し、このパルスは２人力ＡＮＤゲート
９５を介してＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ９４の第二計数入
力端に与えられる。史に信号圧はインノ（−タ回路９６
を介してＡＮＤゲート９３及び９５の他方の入力端に与
えられる。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ９４は、第一計数入
力端のパルスに応答してｌだけ計数値をインクリメント
させ、第二計数入力端のパルスに応答してｌだけ計数値
をディクリメントさせるタイプである。通過するトラッ
クの数は次の様に計算される。
走査ポイントが移動する時、信号圧はトラックの間のラ
ンドを通過する間ハイになる。そσｙ時信号ＲＥの極性
はその移動の方向に応じて正から負へ、あるいは負から
正へ変化するであろう。測定信号ＲＥの極性が正から負
に変化する場合にはモノステーブル９０がパルスを発生
するであろう。反転された信号圧がハイであるのでこの
パルスはゲート９３に転送され、カウンタの計数値を１
だけインクリメントさせる。しかしながら２本のトラッ
クの間のランドを通過している間に信号ＲＥが負から正
に変化する場合、マルティバイブレータ旧がパルスを発
生し、これはＡＮＤゲート９５を介してカウンタ９４の
第二計数入力端に与えられ、計数値を１だけディクリメ
ントさせる。
トラックの中心を通過する間の信号ＲＥの極性の変化は
計数値に影響を与えない。何故ならばモノステーブルに
より発生されるパルスは、反転された信号孔がこの時ロ
ーであるので、ＡＮＤゲート９３及び９５によって転送
されないからである。従って、カウンタ９４の計数値は
常に通過するトラックの数を示している。カウンタの計
数値はバス８１を介してデコーダ回路８２に与えられる
。カウンタ８０の計数値に加えて信号π及び符号信号Ｒ
Ｅ’がこのデコーダ回路に与えられる。
計数値及び信号圧及びＲＥ’に基づいてデコーダ回路８
２はデジタルコードを発生し、これはバス８５を介して
デジタルアナログコンバータ８４に与えられる。このデ
ジタルアナログコンバータ８４は、受は取ったコードに
よって決まるデジタル値にその信号の大きさが対応する
誤差信号ＰＥ’を発生する。
誤差信号ＰＥ’は、この目的のために第三入力端が設け
られている加算回路５１に与えられる。デコーダ回路８
２は、更に、信号ＲＥを加算回路５１に与える信号回路
上に配置された、電気的に動作するスイッチ８３に対す
る制御信号を発生させる。デコーダ回路８２は、計数値
がＯでかつ測定信号圧の信号レベルがハイであるときの
み電気スイッチ８３が発生した制御信号によりクローズ
される様に構成されている。この状況でデコーダ回路は
更にデジタルアナログコンバータ８４にコードを供給し
、その結果デジタルアナログコンバータ８４の出力端の
信号ＰＥ’　　は０となる。
計数値がＯでかつ同時に信号圧の信号レベルがハイであ
る状況で、デコーダ回路は、デジタルアナログコンバー
タの出力信号の極性が信号ＲＥの極性と等しくなる様に
、符号信号ＲＥ’によって決まる極性を有するコードを
発生する。この場合誤差信号ＰＥ’の符号は誤差信号Ｒ
Ｅの符号のそれと同しである。ノンゼロ計数に対し、デ
コーダ回路は、デジタルアナログコンバータ８４の出力
信号によって計数値の絶対値が減少する方向に走査ポイ
ントが移動する様に、計数値の符号によって決まる極性
のアナログ値を示すコードを発生させる。
デコーダ回Ｍ８２は、計数値と信号ＲＥ’及びＴＬがア
ドレス信号として与えられ、かつ様々なアドレス信号に
必要とされる出力信号がロードされている、例えばリー
ドオンリーメモリー（ＲＯＭ）を備えることも可能であ
る。
第３図の回路は次の様に動作する。カウンタ８０の計数
値が０でない場合には、計数値の符号によって決まる極
性を有している信号ＰＥ’がデジタルアナログコンバー
タ８４を介して加算素子５１に与えられる。この結果走
査ポイントは計数値の符号によって決まる方向に移動す
るであろう。この場合速度帰還によって移動の速度はデ
ジタルアナログコンバータ８２の出力信号ＰＥ’によっ
て決まる値に確実に制御される。この移動が行われてい
る間走査ポイントはトラックを横切り、その結果計数値
が０の方向に変化する。計数値が０になると即座にその
極性が符号信号ＲＥ’によって決められる信号ＰＥ’が
、デジタルアナログコンバータ８４を介して加算回路５
１に与えられる。その結果デジタルアナログコンバータ
８４を介した移動の制御は信号孔の信号レベルがハイに
なるまで保持され、その後デジタルアナログコンバータ
８４の出力信号は０となり、スイ・ンチ８３がクローズ
される。この時、走査ポイントの位置は、測定信号ＲＥ
に応答して、走査されるトラックの中心の方向に制御さ
れる。速度帰還は全ての制御動作中維持されるので、走
査ポイントがカウンタの初期計数値によって与えられる
トラック数を横切る制御モードは、走査ポイントが測定
信号ＲＥによって示されるトラッキング誤差を基に必要
なトラックの中心に維持される制御モードにスムーズに
切り替わる。
以上の記述から明らかな様に、走査ポイントはトラック
ロスの原因となる機械的ショックが発生しても常にスム
ーズに元のトラックに戻るであろう。しかしながら第３
図の回路は、又サーチ命令で良く行われる様な、トラッ
クの特定の既知の数だけ走査ポイントを移動させる場合
にも適している。
この事は、所望のトラックに対する移動を示す計数値を
バス８５を介してロードすることの出来るカウンタを計
数回路８０に設けることによって簡単に実現することが
出来る。
所望のトラックへの走査ポイントの移動は急速に行うの
が望ましい。この事は、発生したコードによって決まる
信号値の絶対値が増大すると横切るトラックの数も増大
する様に、デコーダ回路８２を構成することにより単純
に達成することが出来る。この時走査ポイントと所望の
トラックの間の距離が大きい場合には、移動速度は高く
なるであろう。信号ＰＥ’の絶対値によって決められる
移動の速度は、所望のトラックからの距離が減少するに
つれて減少する。この様にして所望のトラックに対する
移動は急速に行うことが出来る。その速度はトラックに
到達するまでには減少されているので、所望のトラック
に対するオーバーシューテイングは発生し得ない。
第３図の回路においてトラックを通過する間トラック横
断速度は無制限に増大させることはできない。それは高
速度では速度信号Ｒ５が実際の速度に最早比例しなくな
るからである。この特定速度以上では、速度信号Ｒ５の
大きさは速度が増すにつれて減少するであろう。事実、
実際に使用される微分回路は少なくとも１個の極を示す
伝達特性を有するので、伝達特性の微分項は当該極によ
って決まるクロスオーバー周波数以上では減少する。こ
れは走査ポイントの特定速度以上の移動速度Ｖに対し、
速度信号は速度が増大すると共に減少することを意味し
ている。この現象はローパスフィルタ１６が使用される
ときに更に顕著になる。
第５図は速度信号Ｒ５と走査ポイントの移動の速度Ｖと
の関係を図示している。速度の特定絶対値Ｖｇ以上にお
いては、速度信号Ｒ５の絶対値は速度Ｖの絶対値が増大
するにつれて減少する。
制御システムが不安定になる危険性の観点からは、第３
図に示される回路は制限速度ｖ８からかなり充分離れた
速度を制御するときのみに使用するのが望ましい。
第６図は第３図の回路の変形例であって、これは、数多
くのトラックを移動させる場合に、制限値Ｖｇに実質上
対応する速度で走査スポットを移動させる事を可能とす
るものである。第６図に示された回路において、ローパ
スフィルタ１６の入力端は直接マルチプライア回路６の
出力端に接続されている。
ローパスフィルタの出力端は電気的に制御されるスイッ
チ１１０を介して加算回路５１の入力端の一つに接続さ
れる。スイッチ１１０は変形されたデコーダ回路８２′
が発生する制御信号によって制御される。
この回路は更に周波数ディテクタ１目を有し、これは信
号ＲＥの周波数と、あるいはもし可能であれは信号↑ｔ
の周波数と、発振器１１２が発生する一定周波数のクロ
ック信号の周波数とを比較する。少なくともこの様にし
て決定された周波数の差の符号を示す信号が、変形され
たデコーダ回路８２′に４えられる。上述したデコーダ
回路８２の機能に加えて、変形されたデコーダ回路８２
′は又他のいくつかの機能を果たす。
計数値の絶対値がｎ最大値よりも大の場合には、速度信
号Ｒ５が加算回路５１に加わらない様にデコーダ回路８
２′がスイッチ１１０を解放させる。更にｎ最大値以上
の計数値に対してはデコーダ回路８２′は、信号ＰＥ’
の符号が計数値の符号と周波数ディテクタ１１１の出力
信号の符号によって決まる様に周波数ディテクタ１１１
の出力信号に依存するコードをアナログデジタルコンバ
ータ８４に供給する。ｎ最大値以上の数のトラックにつ
いて移動が行われる場合には、速度帰還は速度信号Ｒ５
に応答して切断され、帰還速度制御は、移動の速度を信
号ＲＥの周波数が発振器１１２によって供給されるクロ
ック信号の周波数に等しい値で制御し、その移動の方向
は計数回路８０の計数値の符号によって与えられる事に
よって得られる。発振器１１２によって供給されるクロ
ック信号の周波数は、移動の速度が計数値の符号に応じ
て第５図で示される値＋Ｖｇまたは−Ｖｇに対応する様
に選択される。
更にデコーダ回路８２′は、ｎ最大値とｎｌの開の計数
値の絶対値に対して、アナログデジタルコンバータ８４
を介して加算回路５１に供給される信号ＰＥ’が、計数
値の符号に応じて＋ｖ２または−ｖ２に対応する制御さ
れた電圧νに対応する様に構成されている。
１とｎ１０間の絶対値を有する計数値に対しては、アナ
ログデジタルコンバータ８４を介して供給される信号は
＋ｖｌまたは−ｖ１の速度に対応する。
第７図は、走査ポイントがｎ最大値よりも多い大きな数
のトラックｎｂに渡って移動する場合の時間の函数とし
ての速度Ｖと計数値「１の変化を示している。カウンタ
に計数値ｎｂがロードされると即座に、速度は発振器に
よって供給されるクロック信号１１２の周波数によって
決まる値ｖ８に向かって制御される。速度ｖｇが時点１
１に達すると速度は計数値が１最大値に到達する時点Ｌ
２になるまで当該値ｙ８に維持される。
時点ｔ２において周波数ディテクタＩＩＩによって決ま
る周波数差に応じて速度制御が終了し、速度信号が再び
加算回路に与えられ、その後速度はアナログデジタルコ
バータの出力信号によって決まる速度ｖ２の方向に制御
される。
時点ｔ３で計数値は１ｌｌｉｎｌに到達し、デジタルア
ナログコンバータ８４を介して加算回路５１に与えられ
る信号ＰＥ’が変化し、その後信号νは値ν１の方向に
制御される。所望のトラックに到達した時、つまり計数
値がＯになりかつ潤定シグナル托の信号レベルがハイに
なると即座に、デジタルアナログコンバータの出力信号
は時点ｔ４で０になり、スイッチ８３がクローズされる
。時点ｔ４から走査ポイントは測定信号ＲＥによって示
されるトラッキング誤差に応じてトラックに向かって制
御されそしてそのトラックに維持される。
これまでに記載した実施例において、速度信号は常に信
号π及びＲＥから導出されている。しかしながら速度信
号は又他の方法、例えば機械的に読み取りヘッドに結合
されている速度トランスデユーサ−によって導出するこ
とも可能である。
上に述べた実施例においてトラッキング誤差信号はトラ
ックのどちらかの側に対して、トラックピッチの４分の
１の幅についてのトラッキング誤差に比例する信号であ
る。しかしながらドラッギング制御の誤差信号は、又例
えばオランダ特許出願ＮＬ−Ａ−８１３０２０９１１号
に示した様により大きな範囲でトラッキング誤差に比例
する信号に置き換えることも５Ｉ能であることに注意さ
れたい。
【図面の簡単な説明】
第１ａ、３及び６図は、本発明の制御回路の別の実施例
のいくつかを示し、 第１ｂ図は、第１ａ図に示された制御回路が第８図に示
された走査装置に使用された場合に得られる制御システ
ムのブロックダイアゲラ１４を示し、第２，５及び７図
は、本発明の制御回路に於て発生するいくつかの信号波
形を示し、 第４図は本発明の制御回路に使用される計数回路の一例
を示し、 第８図は、先行例の走査装置を示し、 第９ａ−ｄ図は、トラックを横切る方向の移動の闇に装
置に発生ずる測定信号の変化を示し、第１０図は、誤差
信号とトラックロス信号を発生させる回路の一例を示し
、 第１１図は、時間の函数としてのこれらの信号とこれら
の信号から得られる速度信号を示し、第１２図は、先行
技術の制御回路の例を示す。 ｌ・・・光学記録担体、 ３・・・制御回路、 つ４・、６・、１６・、５１・ ２・・・光学読み出しヘッド、 ４・・・微分回路１ ．６１′・・・伝達函数を有する フロック、 ５・・・情報層、　　　　　　　６・・・マルティプラ
イア、７・・・レーザ、　　　　　　　８・・・レンズ
系、９・・・半透明ミラー、　　　ｉｏ・・・屋根型プ
リズム、１１ａ、　ｌｌｂ、　ｌｌｃ、　１ｌｄ−−・
光学検知器、１２・・・電流電圧コンバータ、 １３・・・信号処理回路、　　　１４・・・制御回路、
１５・・・アクチュエータ、　　１５’・・・伝達函数
、１６・・・ローパスフィルタ、 １７・・・回路、　　　　１８・・・軸　　２１・・・
記録マーク、３０、３２・・・回路、　　　　　３１・
・・ローパスフィルタ、３３・・・エンヘローブ検知器
、 ３４・・・コンパレータ、　　　５１・・・加算回路、
６１・・・電気スイッチ、　　　６２・・・マルティプ
ライア、６３・・・コンパレータ、　　　８ｏ・・・計
数回路、８１、８５・・・バス、　　　　　８２・・・
デコーダ回路、８２′・・・変形されたデコーダ回路、
８３・・・電気スイッチ、 ８４・・・デジタルアナログコンバータ、９０、９１・
・・モノステーブル、 ９２・・・コンパレータ、 ９４・・・ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ、 ９６・・・インバータ回路、 １１１・・・周波数ディテクタ、 ＋１２・・・発振器、 ９３・・・２人力ＡＮＤゲート、 ９５・・・２人力ＡＮＤゲート、 ＋１０・・・スイッチ、 出 代 願 理 人 人 工ヌ・ヘー・フィリップス・ ブルーイランベンファブリケン

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）実質上平行なトラックが設けられた記録担体を走
    査する装置であって、走査ポイントを特定トラックの中
    心に向けて制御する位置及び速度帰還を有する閉ループ
    位置制御システムを有し、この制御の目的のために前記
    制御システムが、前記トラックを横切る方向に前記走査
    ポイントを移動させる位置決めシステムと、前記走査ポ
    イントが前記トラックを横切る方向に移動する際の速度
    を示す速度信号を発生させ、かつ当該特定トラックのど
    ちらか一方の側から予め限定された範囲内で前記トラッ
    クの中心と前記走査ポイントとの間のずれに実質上比例
    する第一誤差信号を発生させる測定システムと、前記第
    一誤差信号及び前記速度信号に応じて前記位置決めシス
    テムを制御する制御回路とを有する装置に於て、前記制
    御回路が前記第一範囲の外側の第二範囲内で前記ずれの
    方向を示す符号を有する少なくとも一つの置換誤差信号
    を発生する手段を有し、前記制御回路が、前記ずれが前
    記第一範囲に位置するか前記第二範囲に位置するかに、
    各々応じて、前記第一誤差信号または前記置換誤差信号
    に対応して前記位置決めシステムを、位置帰還に使用さ
    れる前記誤差信号が前記ずれの大きさに依存しかつ速度
    帰還に使用される前記速度信号が当該ずれの前記大きさ
    に依存しない様に、制御する様に構成されている事を特
    徴とする装置。
  2. （２）前記測定システムが、前記トラックを横切る方向
    に前記走査スポットが移動する場合に単位時間当りに横
    切るトラックの数に対応する周波数で周期的に変化する
    トラッキング誤差信号とトラックロス信号とを発生させ
    る様に構成されていて、当該信号間の位相差が実質上９
    ０゜であって、各トラックのどちらか一方の側から実質
    上１／４のトラックピッチに対応する範囲についてのト
    ラッキング誤差が前記走査ポイントと最も近いトラック
    の中心とのずれを実質上示し、前記トラックロス信号が
    、前記走査ポイントが実質上トラック上に位置している
    か、実質上２本のトラックの間に位置しているかを示し
    、前記トラッキング誤差信号を前記第一誤差信号として
    使用し、かつ前記速度信号を発生させる目的の前記測定
    システムが前記トラッキング誤差信号を微分する手段と
    微分された前記トラッキング信号に前記トラックロス信
    号を乗じる手段とを有している事を特徴とする請求項（
    １）記載の装置。
  3. （３）前記制御回路が、前記トラックロス信号により前
    記走査ポイントが実質上２本のトラックの間に位置する
    ことが示されると、前記置換誤差信号に応じて前記位置
    決めシステムを制御する様に構成されている事を特徴と
    する請求項（２）記載の装置。
  4. （４）前記制御回路が、前記トラックロス信号と前記ト
    ラッキング誤差信号によって、前記走査ポイントが横切
    るトラックの数を計数する計数手段と、前記瞬時の計数
    値が規定計数値と異なる場合に計数値によって決まる前
    記置換誤差信号に応じて前記位置決め手段を制御する手
    段とを有している事を特徴とする請求項（２）または（
    ３）記載の装置。
  5. （５）前記計数値により決まる前記置換誤差信号の振幅
    が、前記瞬時の計数値と当該規定計数値との差が増大す
    るにつれて増大する事を特徴とする請求項（３）記載の
    装置。
  6. （６）前記装置が参照信号により決まる速度を得るため
    に前記走査ポイント速度を制御する速度制御付加システ
    ムを有し、前記回路が前記計数器の前記計数値に応答し
    て前記速度信号の決定が維持される様に前記位置制御シ
    ステムを不活性化し、前記計数値の振幅により決まる前
    記移動量が規定値を越えると前記速度制御を動作可能に
    する手段を有している事を特徴とする請求項（４）また
    は（５）記載の装置。
  7. （７）前記速度制御付加システムが、参照周波数と前記
    トラッキング誤差信号又は前記トラックロス信号の周波
    数との差を決定する手段と、この様にして得られた周波
    数の前記差に応答して前記参照周波数によって決まる値
    に前記走査ポイントの速度を制御する手段とを有してい
    る事を特徴とする請求項（６）記載の装置。
  8. （８）前記装置が光学的に読み出し可能な記録担体を光
    学的に走査する装置である事を特徴とする前項の何れか
    の請求項に記載の装置。
  9. （９）前項の何れかの請求項に記載の前記装置に使用さ
    れる制御回路。
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