JPH03173972A - ディスク再生装置 - 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】 この発明は一般的に記録担体から情報を再生する装置、
更に具体的に云えば、可変の角速度で回転し得る情報貯
蔵ディスクから情報を再生する装置に関する。

略円形の同心に配置された複数個の情報トラックを持つ
情報貯蔵ディスクは次第に普及しており、特にビデオ信
号を貯蔵する為に使われている。

典型的には、ディスクの各々の情報トラックがビデオ信
号の完全な１フレームを貯蔵し、この為、曽通のテレビ
ジョン受像機で信号を正しく受信する為に必要な所定の
一定の速度でビデオ信号を再生ずるには、ディスクを変
１１！！２３に対して略一定の角速度で回転さ已゛るこ
とを必要とするのが普通ごある。

この発明は、貯蔵されている情報を再生する為に、情報
貯蔵ディスクを変換器手段に対して制御自在に回転さセ
る装置を提供する。情報が略円形の同心に配置された複
数個の情報トラックに貯蔵されており、変換器手段がデ
ィスクに対して半径方向に可動であって、選ばれた１つ
のトラックから情報を再生する。貯蔵されている情報の
記録密度は、所定の一定の速度で情報を再生する為には
、選ばれたトラックの半径に応じて変化する角速度でデ
ィスクを回転しなければならない様になっている。

この発明の装置は、選ばれた情報トラックの半径に従っ
て変化する粗速度制御信号を発生ずる手段と、この粗信
号に応答してディスクを回転させるべき所定の速度を表
わす複合速度制御信号を発生する手段と、この複合速度
制御信号に応答して、それに応じてディスクを回転させ
る手段とを含む。この発明では、更に装置が、ディスク
から再生された情報に含まれる周期的な信号を周期的な
基準信号と比較して、対応する微細速度制御信号そ発生
する手段を含み、この微細速度制御信号が複合速度制御
信号を発生する手段に結合されて、所定の形でこの複合
信号を調節する。この結果、ディスクの角速度が制御自
在に調整され、ディスクから情報が所定の一定の速度で
変換器手段によって再生される。

更に具体的に云うと、この発明の装置は、その情報担持
面仝体にわたって略−様な記録密度を持つ情報貯蔵ディ
スクからビデオ信号を再生するのに使うのに特に適して
いる。ビデオ信号を正しく再生する為には、変換器手段
によって情報を再生する情報トラックの半径に略反比例
する様に、変換器手段に対するディスクの角速度を保た
なければならない。

粗速度制御手段は、ディスクに対して半径方向に可動の
変換器手段に機械的に結合されたポテンショメータで構
成することが好ましい。ポテンショメータによって発生
された電気信号は半径に略比例し、それが複合速度制御
信号を発生する手段に結合される。好ましい実施例では
、この手段は電圧制御形発振器（ＶＣＯ）で構成される
。ＶＣＯによって発生された複合速度制御信号は選ばれ
たトラックの半径に略反比例する周波数を持っていて、
対応する角速度でディスクを回転させる普通のサーボ機
構に結合される。従って、粗速度制御手段単独によって
、変換器手段がトラックからトラックへ移動する時、デ
ィスクの角速度が制御自在に調整されると共に、ポテン
ショメータ及びＶＣＯの直線性に応じて、その結果生ず
る速度は、所定の一定の速度で情報を再生するのに必要
な正６゛在な速度から所定の許容公差以内になる。

ディスクから再生されたビデオ信号のタイミングを周期
的な基準信号と比較する様に作用する微細速度制御手段
により、ディスクの角速度の微細調整が行われる。微細
速度制御手段は、ディスクから再生されたビデオ信号に
含まれるパイロット（３号を検出して、対応する周波数
を持つ周期的な信号を発生する位相ロックループと、周
期的な基準信号を発生する安定な基準発振器とで構成す
ることが好ましい。夫々の周期的な信号の周波数を適当
に分割し、位相検出器で互いに比較して微細速度制御信
号を発生する。この微細速度制御信号は、夫々の信号の
位相角の差に比例する平均電圧を持つ。

微細速度制御信号が加算増幅器に送られ、そこで粗速度
制御信号と組合されてＶＣＯに粘合される。この結果、
ＶＣＯによって発生される複合速度制御４３号の周波数
が自動的に調節され、前記所定の一定の速度でビデオ信
号がディスクから再生される様な適当な角速度でディス
クをサーボによって回転させる。例として云うと、粗速
度制御手段を単独で動作させてディスクを低すぎる角速
度で回転させた場合、微細速度制御手段が再生されたビ
デオ信号の相対的な位相の遅れを検出し、それが発生ず
る微細速度制御信号の平均電圧レベルをそれに応して調
整する。この為、ＶＣＯに印加される電圧が制御自在に
調整され、この為複合速度制御信号の周波数が高くされ
、正しい速度に達するまで、ディスクの角速度が高くさ
れる。この装置は、再生されたビデオ信号に位相の進み
が検出された場合、同様に、ディスクの角速度を下げる
様に作用する。

この発明のその他の面並びに利点は、以下図面について
好ましい実施例を説明する所から明らかになろう。

第１図及び第２図には、ビデオ信号の様な情報を貯蔵す
る従来の典型的な記録ディスクＩＯが示されている。第
を図に示す場合、信号は、ディスク上の渦巻形パターン
を形式する略円形の複数個の情報トラックに分けて記録
され、各々のトラックが１フレームのビデオ情報を持っ
ている。全てのトラックの偶数フィールドが参照数字１
２で示した扇形部分を形成し、奇数フィールドが参照数
字１４で示した扇形部分を形式する。垂直帰線期間が扇
形部分１６．１８を形成する。参照数字１つで示すトラ
ックの様に、ビデオ・ディスク１０の周縁にある情報１
ランクが、数字２０で示すトラックの様に、ディスクの
中心の近くにある情報１−ラックより、長さがずっと長
し）ことは明らかである。

第２図は第１図に示したディスクの略図で、記録された
ビデオ信号の標識が拡大して示されている。ビデオ信号
は、周波数変調された搬送波の形でディスク１０に貯蔵
するのが普通であり、一連の交互の光反射及び光散乱領
域２４．２６で構成される。光散乱領域２６は半径方向
に−様な幅を持つのがｔａであり、隣合った光散乱及び
光反射領域の長さは略等しい。これは、それを合せたも
のが周波数変調信号の１サイクルを表わすからである。

各々のトラックに同じ量の情報、即ち、ｌビデオ・フレ
ームが記録されるから、相次ぐ光散乱領域の寸法はその
半径方向の位置の関数として変化する。第２図でディス
ク１０の周縁の近くにあるトラックの光反射及び光散乱
領域２４．２６と、ディスクの中心近くにあるトラック
の光反射及び光散乱領域２４’、２６’の相対的な寸法
を見れば明らかである。

第３図は第１図及び第２図に示したディスクＩＯを毎秒
３０回転の一定の角速度で回転させるのに使われている
従来の装置の簡略ブロック図である。この装置は基準周
波数を発生する発振器３０を含み、この基準周波数が分
周回路３２で分周されて、速度基準信号を発生する。更
に装置は、スピンドル・モータ２８．スピンドル・モー
タに結合されていて、ディスクｌＯの実際の角速度に比
例する周波数を持つ信号を発生する交流タコメータ３４
を含む。更に装置が、タコメータ信号及び速度基準信号
の夫々の位相角を比較して、対応する制御信号を発生す
る位相検出回路３６を含む。この制御信号が進み／遅れ
補償器３８及び増幅器４０で処理されてモータ２８に結
合され、ディスク１０を毎秒３０回転で正しく回転させ
る為に、その角速度を制御自在に調整する。

第４図及び第５図には、この発明の装置に使うビデオ・
ディスク１１０が示されている。第４図には、ディスク
の中心近くにある１つの情報トラックの全体にわたって
伸びる１フレームのビデオ信号１１２と、ディスクの周
縁近くにあるｌ対のトラックに沿って伸びる相次ぐ複数
個のビデオ信号フレーム１１４，１１６，１１８，１２
０とを略図で示している。フレーム１１４乃至１２０は
、ディスクの完全な１周より実質的に短い距離にわたっ
て伸びている。ディスクに於ける各フレームの長さは略
同じである。

第５図は、ビデオ信号フレーム１１８の一部分に対する
相次ぐ光反射及び光散乱領域１２２，１２４と、フレー
ム１１２の一部分に対する対応する領域１２２’、１２
４’とを拡大して示している。ディスクに記録された各
々のビデオ信号フレームは略長さが等しいから、夫々の
光散乱領域１２４．１２４’の公称の長さも同じ様に略
等しいことに注意されたい。

第６図には、第４図及び第５図のディスク１１０を、こ
のディスクから所定の一定の速度でビデオ信号が再生さ
れる様に、光学変換器１２Ｂに対して可変の角速度で制
御自在に回転させる装置が簡略ブロック図で示されてい
る。光学変ＩＡ器はディスクに対して半径方向に可動で
あって、選ばれた１つの情報トラックからビデオ信号を
再生する。この装置は、選ばれたトラックが変換器に対
して略一定の線速度で移動する様に、ディスクを回転さ
せる様に作用する。ディスクからビデオ信号を再生する
所定の一定の速度は、普通の放送形式基準−（こ対応し
、この為普通のテレビジョン受像機（図に示していない
）が、信号を正しく受信して表示することが出来る。

装置は変換器１２８に機械的に結合されていて、情報を
再生する特定の情報トラックの半径に一般的に略反比例
するｔ■速度制御信号を発生ずる粗速度制御ポテンショ
メータ１３０と、粗速度制御信号に応答して、それに対
応する周波数を持つ複合速度制御信号を発生する電圧制
御形見振器（ＶＣＯ）１３２と、複合速度制御信号に応
答して、対応する角速度でディスク１１０を回転させる
スピンドル・モータ・サーボ１３４とを含む。粗速度制
御信号は、一般的に選ばれたトラックの半径に反比例し
ているので、所定の一定の速度でビデオ信号を再生する
のに必要な特定の角速度の粗い近似になる。

この発明では、更に装置が、ディスク１１０から再生さ
れた情報に含まれる周ｊυ１的な信号の位相角を水晶発
振器１３Ｂから取出した周期的な基準信号の位相角と比
較する微細速度制御回路１３６を含む。回路１３６が微
細速度制御信号を発生して、これが、加算増幅器１４０
で粗速度制御信号と組合され、ＶＣＯ１３２に結合され
る。この為、複合速度制御信号の周波数並びにディスク
１１Ｏの角速度は、ディスクからの周期的な信号及び発
振器からの周１１１１的な基準（３号が周期的な周波数
を持つ様に正しく３Ｒ］整され、槌って、ビデオ信号が
ディスクから所定の一定の速度で再生される。

ディスクｌｉＯから再生され且つ微細速度制御回路１３
６によって検出される周ｊｌｌ的な信号し上、ビデオ信
号と相加的にＸ■合された、予定の一定の周波数を持つ
パイロット（３号で構成することが好ましい。この代わ
りに、例えば相次ぐ垂直又は水平開１す１パルス或いは
ビデオ信号自体の中の和訳くクロミナンス・バーストの
様なこの他のいろいろな同１ｌＪｌ的な信号を利用する
ことが出来る。

粗速度制御ポテンショメータ１３０が光学変換２′：１
１２　Ｂに機（成約に粘合されていて、この変換器が情
報を再生しているｔｉｌｔ報トラシトラックに略正比例
する電流信号を発生ずる様になっている。この電流（３
号が綿１４（を介して加算増１喝器１４０に送られ、そ
こで微細速度制御回路１３６から線１４２を介して供給
された微細速度制御信号と組合されて、複合電圧信号に
変換され、それが線１４４を介してＶＣＯＩ　３２に送
られる。このＶＣＯが複合速度制御１１信号を発生して
、線１４６を介してスピンドル・モータ・サーボ１３４
に送り、このサーボが情報ディスク１１０を、複合速度
制御信号の周波数に対応する角速度で回転さセる様に作
用する。理由は後で明らかになるが、ポテンショメータ
１３０及びＶＣＯ１３２は微細速度制御信号の影響を無
視すると、複合速度制御信号の瞬時周波数が、常に、前
記所定の一定の速度でディスクから↑ｎ報を再生するの
に必要な実際の周波数の大体５％の許容公差以内になる
様に、十分な直線性を持つことが好ましい。

スピンドル・モータ・サーボ１３４が、ディスク１１０
を回転させるスピンドル・モータ・１４８、このスピン
ドル・モータに結合されていて、その角速度に比例する
周波数を持つタコメータ信号を発生する交流タコメータ
１５０．タコメータ信号の位相角を複合速度制御信号の
位相角と比較する位相検出器１５２を含む。位相検出器
が検出された位相差に比例する制御信号を発生し、それ
を進み／遅れ補償’ｉｃｙ　ｔ　ｓ　４で処理し、増１
陥器１５６で増幅して、スピンドル・モータ１４８に粘
合し、その角速度を制御する。サーボ１３４は９．ＩＬ
通の様に作用し、複合速度制御信号及びタコメーク信号
の夫々の周波数及び位相角を同期さ一吐、この為、スピ
ンドル・モータ１４８の角速度、従ってディスク１１０
の角速度が、複合速度制御信号の変化する周波数に追槌
さセられる。

微細速度制御回路１３６が、ディスク１１０から再生さ
れたビデオ信号に含まれるパイロット信号を線１５８を
介して受取り、正しい速度でビデオ信号を再生する結果
が得られる様に、装置によってディスクの角速度を情密
に調整するのに使うＩ＋Ｊ、微細速度制御信号を発生す
る。回路１３Ｇが、パイ［１ツＩ〜（３号を検出する位
ｔ０１−１ツクループ回路１６０と、検出された信号の
位相角を水晶発振２３１３０から取出した周期的な基準
信号の位相角と比較する位相検出器１６２とを含む。

位相ロックループ１６０ば普通の様に作用して、線１５
８から供給されたパイロット信号の相次ぐザイタルを検
出し、同し周波数を持つ周期的な信号を発生する。位相
ロックループを使うと、普通の状況では、疑似的なパル
ス又は信号のドロップアウトがなくなり、実質的に雑音
のない周期的な信号が発生される様に保証される。位相
ロックループの引込み範囲は、再生されたバイ「Ｊツト
信号の周波数が変化すると予想される最大周波数範囲よ
り大きくなければならない。前に述べた様に、粗速度制
御ポテンショメータ１３０及びＶＣ０１３２の直線性の
許容公差が５％であるから、位相ロックループの引込み
範囲は公称パイロット信号周波数の５％より大きくなけ
ればならないことになる。位相ロックループ１６０によ
って発生された周期的な信号が、線１６４を介して普通
のエツジ検出器１６６に送られる。これが変化の度に、
特定の極性を持つ持続時間の短いパルスを発生し、それ
が線１６Ｂを介して位相検出器１６２の第１の入力端子
に送られる。

水高発振器１３８が周期的なりロック信号を発生し、こ
れが線１７０を介して除数Ｎの割算回路１７２に送られ
る。この割算回路で、周波数を分割して、位相ロックル
ープ回路１６０によって発生される周）υ１的な信号の
公称周波数と同し周波数を持つ周ｊｌＪｌ的な凸型信号
を発生ずる。割算回ｊ路からの周期的な基準信号が線１
７４を介して普通のエツジ検出器１７６に送られる。こ
の検出器は、変化の度に、特定の極性を持つ持続時間の
短いパルスを発生し、それが線ｆ７８を介して位相検出
器１６２の第２の入力端子に送られる。

位相検出器１６２が、２つのエツジ検出器１６６．１７
６から受取った２つの人力パルス順序の位相角を比較し
、位相差に比例する平均電圧を持つ微細速度制御信号を
発生する。この微細速度制御信号が線１４２を介して加
算１曽幅器１４０へ送られ、そこで粗速度制御信号と組
合されてから、ＶＣＯｌ　３２に送られる。位相検出器
によってパイロット信号に位相の進みが検出され、ビデ
オ信号がディスク１１０から高すぎる速度で再生されて
いることが判ると、微細速度制御信号の平均電圧は自動
的に増加し、こうしてＶＣＯによって発生される複合速
度制御信号の周波数をそれに応じて高くすると共に、デ
ィスクの角速度をそれに対応して下げ、位相の逗みを補
正する。逆に、バイ１コツ１〜信号に位相の遅れが検出
され、ビデオ信号が遅すぎる速度で再生されている時、
微細速度制御信号の平均電圧が自動的に減少して、ディ
スクの角速度を高くし、こうして位相の遅れを補正する
。

位相検出器１６２は３段シフト・レジスタの形をした両
方向計数器で構成することが好ましい。

１つのエツジ検出２３１６６又は１７６からの入力を＆
（！！！Ｉの段に開力ＩＬ、他方のエツジ検出器からの
入力を右側の段に印加する。中央の段によって出力（Ｈ
ｌｌら、微細速度制御１３号）が発生される。普通の動
作の間、一方の入力から受取ったパルスにより、出力信
号に正に向う変化が生し、他方の入力に受取ったパルス
により、出力信号に負に向う変化が生ずる。この為、２
つの入力信号のパルスを交互に受取り、それらが同じ周
波数である場合、出力は、２つの人力の位相差に比例す
る平均電圧を持つパルス順序になる。この両方向計数器
は、ＩＩＥ［Ｅスペクトラｌ、誌、１９６８年１月号に
発表されたＲ、　Ａ、　　ミラーの論文「軸速度及び位
置のディジタル制御」に更に詳しく説明されている。

以上説明した所から、この発明が略同心に配置された複
数個の情報トラックを持つ情報貯蔵ディスクから、略−
様な記録密度でトラックに記録されている情報を再生す
る効果的な装置を提供したことは明らかであろう。この
装置は、ディスクの角速度を梢密に制御する粗及び微細
速度制御回路を持ち、情報がディスクから所定の一定の
速度で再生されることになる。また、微細速度制御手段
には位相ロックループ回路を付加したので、変換手段を
通して１１１られる信号から周期的な信号をＩ’ｆると
き、再生信号中に疑似的なパルス信号があってもこれを
除去して実質的に雑音のない周期的信月の発生を保証で
きるとともに、信号のドロップアウトもなくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビデオ・ディスクの簡略平面図で、各々
完全な１周にわたって伸び且つｉフレートのビデオ信号
を持つ２つの情報トラックを示している。第２図は第１
図のビデオ・ディスクの拡大平面図で、２つの情報トラ
ックを構成する光反射及び光散乱領域を示している。第
３図は第１図のビデオ・ディスクを一定の角速度で回転
させて、ビデオ信号を再生する従来の装置の簡略ブロッ
ク図、第４図はこの発明の装置に使うビデオ・ディスク
の平面図で、ディスクに記録された、各々路間じ長さを
持つ複数個のフレームのビデオ信号を示す。第５図は第
４図のビデオ・ディスク拡大平面図で、一方はディスク
の周縁の近くに且つ他方はディスクの中心の近くにある
２つの情報トラックに対する相次ぐ光反射及び光散乱領
域を示す。第６図はビデオ信号がディスクから所定の速
度で再生される様に、第４図のビデオ・ディスクを精密
に制御し得る角速度で回転させるこの発明の装置の簡略
プ１コンク図である。 主な符号の説明 １１０・・・ディスク、１２Ｂ・・・変換器、１３０・
・・粗速度制御ポテンショメータ、１３２・・・■ｃｏ
、１３４・・・スピンドル・モータ・サーボ、１３６・
・・微細速度制御回路。 第 閃 第４ 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）略円形の同心に配置された複数個の情報トラック
   の形で情報を貯蔵するディスクと、前記ディスクを回転
   させるスピンドルモータと、前記回転するディスクから
   その貯蔵された情報を再生するための光学変換器と、予
   定の一定の周波数を持つ基準信号を発生する基準信号発
   生器と、前記光学変換器を介してディスクから再生され
   た情報に含まれる周期的な信号を前記基準信号と比較し
   てその偏差に対応する微細速度制御信号を発生する微細
   速度制御手段とを備え、前記微細速度制御信号を少なく
   とも用いて前記スピンドルモータの回転を補正するよう
   にした装置において、 前記微細速度制御手段は、ディスクから再生された周期
   的な信号を検出して、これと同じ周波数を持つ周期的な
   信号を発生する位相ロックループを含むことを特徴とす
   る情報貯蔵ディスクを回転させる装置。