JPH0777058B2 - 記録ディスクの回転制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録ディスクの回転制御方式に関し、特にディ
ジタル信号が記録されたディスクの回転を制御する記録
ディスク回転サーボ方式に関する。

近年オーディオ信号等のアナログ情報をPCM（パルス符
号変調）化して１又は０のディジタル信号形式で記録媒
体に記録する技術が研究され実用化されつつある。この
場合、ディジタル信号の復調を容易にするためにいわゆ
るセルフクロッキング可能な変調方式により、またより
高密度記録をなすべく回転角速度一定方式ではなく、す
べての記録トラックの線速度を一定とした定線速度（CL
V）方式にて記録されることが多い。かかるCLVディスク
の再生に当っては、定線速度となるようにディスクの回
転を制御する必要があり、そのために再生信号から所定
周波数の再生クロック情報を抽出してこのクロック信号
を基にしてスピンドルサーボをなすことが一般的であ
る。

この変調方式の一例としてEFM（Eight to Fourteen
Modulation）方式があり、第１図に示す如きフォーマッ
トを有する。すなわち、１フレームは例えば588ビット
からなり、データ信号はEFM方式で８ビット毎に所定変
換表（図示せず）に従って14ビットに変換され３ビット
の調整ビットが付加されて17ビットを一単位とし、１の
ときは論理Ｈレベルから論理Ｌレベルへの反転又はその
逆の反転があり、０のときは反転がないように、すなわ
ちNRZIの形で記録される。

各フレームの冒頭には、第１ビットが１、第２ビット乃
至第11ビットが０、第12ビットが1,第13ビット乃至第22
ビットが０、第23ビットが１となるようにフレームシン
ク信号が記録されている。このフレームシンク信号を基
準として588ビットの所定位置に制御信号が配される。
そして全体を通じて、１と１との間には２個以上10個以
下の０が配置されるように信号処理がなされる。すなわ
ち、信号レベルの最小反転間隔は3T（Ｔはビットセルの
長さ）、最大反転間隔は11Tとされる。更に、フレーム
シンク信号以外の部分では最大反転間隔が２回以上連続
して生じないようになされる。

この変調信号を微分した全波整流したものと等価の信号
をPLL（フェイズドロックドループ）に入力してクロッ
ク情報を抽出し信号再生処理が行われるのであるが、デ
ィスク上の無楽音帯部分では楽音データがゼロレベルに
相当する固定パターンとなることがある。この場合のEF
M信号は例えば7T,3T,7T毎に反転し、17Tを一周期とする
繰り返し波形を多く含む時系列信号となる。上記無楽音
帯部分におけるPLLの入力信号はクロック情報周波数
（4.3218MHz）のスペクトラム以外に輝線スペクトラム
からクロック周波数の17分の１の周波数（254KHz）の整
数倍だけずれた周波数に高いエネルギレベルのスプリア
スを有する。このスプリアスは正相のクロックと周波数
が近接するため周波数により両者を区別するのは困難で
ある。従って、クロック抽出用PLLではこのエネルギレ
ベルの大なるスプリアスにミスロックすることもあり、
正確なクロック抽出、ひいては正確なデータ再生が不可
能となることが生じる。更には、PLLの入力信号周波数
が正しい周波数から著しくずれている場合には何等ロッ
クできない。

従って、起動時特に無楽音帯部分における起動時や、更
にはアドレス情報のサーチのためにピックアップをディ
スク半径方向へ大きくかつ早く移動させる場合等には、
ディスクの回転数が所定速度と大幅に異なることがあっ
て正しいクロックの抽出は不可能となることがあり、そ
の結果ディスクを正しい回転数に制御し、再び正しいク
ロックが抽出できるようにするのに長時間を要する欠点
がある。

本発明はかかる状況に鑑みなされたものであって、その
目的とするところはクロック信号が抽出できない状態に
おいて速やかにディスクを正確な回転速度に制御し、も
ってクロック抽出可能状態にすることができる回転制御
方式を提供することである。

本発明によるディスク回転制御方式は、再生信号の最大
反転間隔のｎ倍（ｎは１以上の整数）の間隔を検出しこ
の間隔検出信号を利用してディスク回転を一旦制御し、
しかる後に再生信号から所定周波数を検出し、この周波
数信号を利用してディスク回転を制御するようにしたこ
とを特徴としている。

以下、本発明につき図面を参照しつつ説明する。

第２図は本発明の実施例の概略ブロック図であり、主に
ディスク回転制御のためのスピンドル制御系につき描か
れている。第２図の説明の前に、当該スピンドル制御系
の有する主要動作機能について述べる。第１の機能は加
速機能（ACC機能）であり、スピンドルモータに大きな
定電流を流すことによってモータ回転数を増加させる動
作をいい、第２の機能は保持機能（HLD機能）であっ
て、スピンドルモータに小さな定電流を流すことによっ
て回転系の摩擦力に抗して一定回転数を保持せしめるも
のである。第３の機能はフレームシンクサーボ機能（SY
NCサーボ機能）であり、再生RF信号から直接に（再生ク
ロックを抽出することなしに）フレームシンクを検出し
て略正確な線速度となるように回転数を制御する機能で
ある。第４の機能はクォーツサーボ機能（QRTZサーボ機
能）であって、再生RF信号から抽出された再生クロック
信号の周波数に対応した信号と基準信号とを比較して得
た周波数誤差信号と、再生クロック信号によりEFM信号
の復調を行って、この復調信号から検出されたフレーム
シンクの位相と基準フレームシンク（7.35KHz）の位相
とを比較して得られる位相誤差信号とにより、ディスク
回転数を制御して正確な線速度を得んとするものであ
る。

これら４つの機能がシステムコントローラ１（第２図参
照）からのACC,HLD,SYNC,QRTZの各制御信号により択一
的に動作する。ディスクが回転する必要がないとき（ス
トップ及びイジェクト動作のとき）には、これらすべて
の制御信号は出力されず、スピンドルモータ駆動電流を
零としている。

第２図を参照するに、ピックアップ２からの再生RF信号
は波形整形器３において整形されEFM信号となる。この
信号はフレームシンクサーボ器４へ入力されフレームシ
ンクサーボ信号が発生される。このサーボ信号が切換器
５を経てスピンドル駆動器６へ印加され、スピンドルモ
ータをSYNCサーボとする。

ACC動作の場合には、低抵抗R₀₁を介して定電圧＋Ｖがス
ピンドル駆動器６へ印加されるから、大きな定電流（又
は定電圧）がスピンドルモータへ供給されACC動作とな
る。また、HLD動作の場合には、小さな一定電流（又は
一定電圧）がスピンドルモータへ供給されるように抵抗
R₀₂の値が抵抗R₀₁大きく選定されており、HLD動作が可
能となる。

波形整形器３の出力はクロック抽出器７へ入力されてお
り、この抽出器７は再生情報に含まれる所定周波数のク
ロック情報にロックするPLL（フェイズロックドルー
プ）回路構成とされている。このPLL7において抽出され
た再生クロック信号と先の波形整形出力とが復調器８へ
共に入力され、所定ディジタル信号（NRZ）信号に変換
される。復調出力はRAM（ランダムアクセスメモリ）９
へ入力されると共に一定の読出しクロックパルスにより
読出されD/A変換器10においてアナログ情報となってオ
ーディオ出力とされるのである。

11は誤り訂正器であり、ビット誤りやバースト誤りが検
出されかつ訂正されるようになっており、この誤り訂正
器11やRAM9の動作がRAMコントローラ12により制御され
る。

復調器８は、再生クロックを利用してEFM信号からフレ
ームシンク検出するためのシンク検出機能をも有してお
り、この再生フレームシンクの発生タイミングによりRA
Mコントローラ12が制御される。一方、この再生フレー
ムシンクの分周器13による分周出力が位相比較器14の１
入力となっており、その他入力には基準信号発生器14か
ら発生された基準フレーム信号の分周器15による分周出
力が供給されている。位相比較出力はレベルシフト器16
においてレベル調整された後位相誤差信号として加算器
17の１入力となる。

先のPLL7におけるループフィルタ（第６図の73参照）の
出力を所定基準電圧と比較すると共にその比較出力をレ
ベル調整するレベルシフト器18の出力が周波数誤差信号
として加算器17の他入力となっており、この加算器17の
出力がクォーツサーボ信号となってスピンドル駆動器６
へ印加されるようになっている。また、復調器８のフレ
ームシンク検出出力がシステムコントローラ１へ供給さ
れている。この検出出力によって切換器５の状態が制御
されスピンドルサーボ動作の切換が行われるが、詳しく
は後述する。更にシステムコントローラ１からは、PLL7
のVCO（第６図の74参照）の発振周波数をスイープ若し
くは強制スイープさせるための制御信号、若しくは強制
スイープ制御信号が供給されるが、この場合の動作につ
いても後述する。

尚、19はキーボードを示し、再生装置の操作パネル又は
リモーコントロール用ボードを意味する。20及び21はト
ラッキングサーボ及びフォーカスサーボの各システムを
示しており、システムコントローラ１により夫々の動作
がこれまた制御されるようになっている。

第３図はフレームシンクサーボ器４の具体例を示すブロ
ック図であり、第１図に示した如き再生EFM信号は、リ
トリガラブルMMV（モノステーブルマルチバイブレー
タ）41及び42へ入力される。MMV41は入力信号の正方向
の反転にてトリガされ、MMV42は負方向の反転にてトリ
ガされ、夫々一定期間T₀の論理Ｌ信号を出力するものと
する。両MMVの出力はオアゲート43を介してリトリガラ
ブルMMV44のトリガ入力となり、このMMV44の出力はLPF4
5において直接レベルに変換される。この直流レベルは
比較器46において基準レベル47とレベル比較され、この
比較出力がシンクサーボ信号となって、第２図の切換器
５の入力となるのである。尚、MMV44とLPF45とには外部
からリセット信号が供給されており、シンクサーボオフ
時においてこのリセット信号のタイミングにより、MMV4
4とLPF45との時定数回路のコンデンサが放電されて初期
状態へ復帰するようになっている。よって、シンクサー
ホが次にオンとされるときの整定時間を短くするように
するものである。

ここで、MMV41,42の出力パルス幅T₀は、フレーム同期信
号の期間（最大反転間隔の２倍）22Tと略等しく設定さ
れている（厳密には22Tよりも20〜30ns短い）。また、M
MV44の出力パルス幅T₁はフレーム同期信号の周期（例え
ば1/7.35KHz≒136μｓ）よりも小（例えばフレーム同期
信号周器の1/2）に設定されているものとする。EFM信号
のフレームシンクが立上りから始まるか、立下りから始
まるかは、第１図に示すように定まっておらず、これは
EFM信号の性質に起因する。そのために、入力信号の立
上り及び立下りにより夫々トリガされるMMV41,42が設け
られているのである。

いま、入力信号の立上りエッジから次の立上りエッジま
での間隔若しくは立下りエッジから次の立下りエッジま
での間隔が22Tとなるのはフレームシンクの場合しかな
いので、もしディスクが正しい線速度で回転していれ
ば、この22Tなる間隔は約5.09μｓとなるから、リトリ
ガラブルMMV41,42の出力パルス幅T₀はこの5.09μｓより
も約20〜30ns（次段MMV44をトリガし得るパルスとして
の幅）短く設定される。

第４図に第３図の回路の動作タイミングチャートが示さ
れており、（Ａ）は線速度が規定値よりも大なるとき、
（Ｂ）は略規定値にあるとき、（Ｃ）は規定値よりも小
なるときが夫々示されている。すなわち、（Ａ）の如く
線速度が大なる場合には、入力のある立上り（立下りで
も同様であり以下同じ）エッジから5.09μｓ経過しない
うちに必ず次の立上りエッジが到来するので、MMV41は
トリガされ続けその出力はローレベルを維持する。
（Ｂ）の如く略適正な場合には、フレームシンク部分の
み立上りエッジ間隔が5.09μｓとなるから、MMV41の出
力には20〜30ns程度の細いパルスがフレームシンクに同
期して得られることになる。次に、（Ｃ）のように線速
度が小なる場合は、フレームシンク部分及びその以外の
部分においてもMMV41の出力にはパルスが得られること
になる。

このように、線速度の大小によりオアゲート43の出力パ
ルス数が変化するから、このゲート出力によってMMV44
をトリガして所定幅のパルス列を発生させてLPF45によ
り直流変換すれば、結局LPF45の出力には再生信号のF/V
変換信号が得られることになる。

すなわちディスクの線速度が正しい場合MMV44はフレー
ムシンク部分においてのみトリガされるのでF/V変換信
号は所定値を示すが、より早い場合はMMV44がトリガさ
れないのでF/V変換信号は零となり、より遅い場合はMMV
44がフレームシンクの部分とそれ以外の部分でもトリガ
されるのでF/V変換信号は所定値より大きくなる。このF
/V変換出力を、正規線速度に対応したレベル47とレベル
比較することによってサーボ信号が得られるものであ
る。

ところで、ディスクの線速度の変化に対してF/V変換信
号であるLPF（第３図の45）の出力電圧がどのように変
化するかを第５図をもとに説明する。

ディスクが正しい線速度V₂₂よりも早く回転している場
合は第４図（Ａ）のようにMMV44のトリガパルスが生じ
ないから、出力電圧もゼロである。また正しい線速度V
₂₂よりもごくわずか遅く回転している場合は、各フレー
ムシンク毎にMMV44のトリガパルスが生じ、よって出力
電圧はフレームシンク周波数である7.35KHzに相当した
値となる。線速度がV₂₂よりもだんだん遅くなると、フ
レームシンク周波数自体も7.35KHzから低下していくか
ら出力電圧もそれにつれて低下していく、。ところが、
線速度が正しい線速度V₂₂よりも約4.5％程遅いV₂₁にな
ると、21Tが22T相当の時間幅（5.09μｓ）になるので、
遷移間隔が22Tであるフレームシンク以外に信号中に含
まれる21Tの遷移間隔のところでもMMV44のトリガパルス
が生じ、そのため、出力電圧は急に増加する。以下線速
度がだんだん遅くなっていくにつれて同様の変化をす
る。また、線速度が非常に遅くなると、MMV44がトリガ
されてから出力パルスが終了するまでの間に次のトリガ
パルスが到来するので、MMV44はトリガされ続け、よっ
て出力電圧は最大値に飽和する。

このように第５図に示したような特性をもつLPF出力電
圧とレベル47との差信号をサーボ信号とするわけである
が、レベル47を、正しいフレームシンク周波数7.35KHz
に相当する値（第５図の所定値ａ）にすると、LPFの出
力電圧はV₂₂以外にV₂₁やV₂₀等の線速度においても所定
値ａと等しくなるので、安定点がいくつもあることにな
り、正しいサーボができない。しかしレベル47を第５図
のｂのように、7.35KHzに相当する値よりも十分に低く
（たとえば半分程度）設定すれば安定点は正しい線速度
V₂₂の一ケ所だけとなり、よってほぼ正確な線速度サー
ボをおこなうことができる。

すなわち、第３図の回路方式により再生信号の最大反転
間隔のｎ倍（実施例ではｎ＝２）の期間を基準の期間と
比較することによって検出してこの検出信号に対応した
信号すなわちF/V変換信号を発生せしめ、この信号と基
準値とを比較して、フレームシンクサーボ信号を得てい
るのである。このサーボ信号を用いてスピンドルモータ
を駆動すれば、記録ディスクをほぼ正確な線速度で駆動
することができる。起動時やサーチ（アドレス情報の探
索）動作時のように、再生信号からクロック情報が抽出
不可能な場合にこのフレームシンクサーボが極めて有用
となるものである。

次に、クォーツサーボ機能の詳細につき説明する。ワウ
フラッタを有しつつ回転している記録ディスクから再生
されるディジタル情報は、いったんRAM9（第２図参照）
へ書込まれた後、一定のクロック信号により読出されて
D/A変換されることにより、ワウフラッタのない高品質
のオーディオ信号となる。この場合、RAMの容量に限り
があるために、読出す速度と書込む速度とが平均的に丁
度等しくなければ、RAM内の記憶情報は空になるか又は
その逆にあふれることになる。こうなると再生音はとぎ
れとぎれの状態となってしまう。

そこで、楽音信号を再生する場合には、クォーツサーボ
を動作させてディスク線速度を一定に維持し書込み速度
を常に読出し速度と合致させるようにする。すなわち、
第２図の復調器８から得られる再生フレームシンクの分
周出力と基準フレームシンク信号の分周出力との位相を
位相比較器14において比較し（勿論周波数が適当であれ
ば再生及び基準フレームシンク信号を直接比較してもよ
い）、この位相差に応じた信号をサーボ信号としてスピ
ンドルモータへ印加するようにしている。しかし、この
位相誤差のみではサーボとしての適当なダンピング特性
が得られないことから、更に周波数誤差をも導入して位
相誤差とミキシングする必要がある。

そこで、クロック抽出用PLL7のLPF出力電圧が再生クロ
ック信号の周波数に対応していることから、この電圧を
基準電圧と比較して比較出力を周波数誤差情報として用
い加算器17において位相誤差情報と加算してクォーツサ
ーボ信号を得ているのである。このクォーツサーボをか
けることによって始めてRAM9の読出し及び書込み速度が
平均的に丁度等しい正確な線速度をサーボが可能とな
る。従って、起動に際しては、スピンドルモータの回転
数をある程度までもって行くために加速（ACC）動作続
いて保持（HLD）動作がなされ、しかる後にクロック信
号が抽出されなくてもある程度規定線速度近くの速度制
御が可能なフレームシンク（SYNC）サーボ動作とする。
その後、再生フレームシンクが検出されたことを確認し
た後にクォーツサーボ（QRTZ）サーボ動作に切替え常に
一定の規定線速度が維持されるような動作がなされるよ
うになっている。

第６図は再生EFM信号からセルフクロック情報を抽出す
るためのPLL7のブロック図であり、再生信号（Ａ）はエ
ッジ検出器71に入力され、再生信号（Ａ）のレベル遷移
タイミングに同期したパルス（Ｂ）が発生される。この
エッジパルス（Ｂ）は正規のクロック信号の半周期に略
等しいパルス幅を有するように設定されている。このエ
ッジパルスは位相比較器72の１入力となり、VCO74の出
力（Ｃ）と位相比較される。この位相差出力はLPF73に
より直流化されてVCO74の制御信号となる。このVCO74の
出力を波形整形器75によりパルス化して再生クロック信
号として出力している。尚、PLLをすばやくロックさせ
るためにLPF73の出力を用いてスイープ制御が行われる
が、スイープ制御器76はVCO74の発振周波数を所定の上
限及び下限の間で帰引するように制御するものである。
また、PLLのミスロックを解除するためにPLL7へ外乱を
加えて先のスイープ動作よりも更に早い強制スイープを
行わせるべく、強制スイープ制御信号がスイープ制御器
76へ印加されており、これらのスイープ制御及び強制ス
イープ制御は第２図のシステムコントローラ１からの指
令によってなされる。

第７図は、第６図のPLL7の動作波形であり、（Ａ）〜
（Ｃ）は第６図のブロックの信号（Ａ）〜（Ｃ）の波形
を対応して示している。図から判るようにVCO74の出力
には、正規線速度において4.3218MHz（輝線スペクトル
成分）の正弦波が得られ、クロック抽出が可能となる。

第８図は第２図の復調器８に含まれるフレームシンク検
出器の回路図であり、再生EFM信号はエッジ検出器81の
入力とされ、再生信号のレベル遷移タイミングに応答し
たパルスが生成される。このエッジパルスは再生クロッ
ク信号により動作する23ビットシフトレジスタ82へ順次
書込まれる。このシフトレジスタ82の第２ビット乃至第
11ビットの合計10ビット出力はナンドゲート83の入力と
なっており、またシフトレジスタの第13ビット乃至第22
ビットの合計10ビット出力はナンドゲート84の入力とな
っている。両ナンドゲートの出力とシフトレジスタ82の
第１ビット、第12ビット及び第23ビットの出力とが５入
力アンドゲート85の各入力とされ、このゲートの出力は
カウンタ86のリセット信号となっている。当該カウンタ
は再生クロックを入力としており、このカウンタ出力が
フレームシンク検出信号として導出されシステムコント
ローラ１へ供給される。

再生EFM信号中にフレームシンク信号が含まれかつこの
フレームシンク信号が入力され終った時点において、シ
フトレジスタ82の内容は図示の如くなっている。よっ
て、この時点におけるアンドゲート85の出力は論理Ｈ
（１）レベルを示し、他の場合にはすべて論理（０）レ
ベルを示すことになる。従って、カウンタ86を再生信号
の１フレーム相当分すなわち588ビットカウンタとすれ
ば、フレームシンク終了時点でカウンタ86は必ず零にリ
セットされるから、フレームシンク検出信号は再生フレ
ームシンクが検出されている時は論理レベルとなって導
出される。一方カウンタ86が再生クロックを588個カウ
ントした時フレームシンクの到来がなければカウンタ86
はリセットされず論理Ｈ信号を出録するのでこのカウン
タ出力を監視することによって再生フレームシンクの検
出の有無（正しい再生クロックが抽出されているか否
か）が識別可能となる。

この再生フレームシンクが検出されている場合にのみフ
レームシンクサーボからクォーツサーボへの切換が行わ
れるし、またフレームシンクサーボ中に再生フレームシ
ンクが検出されていない場合には、クォーツサーボへの
移行は不可能であることから、PLL7を強制スイープして
クロック情報への強制引込みを制御するようにするもの
である。

第９図は第６図におけるスイープ制御器76の具体例を示
す図であり、両図において同等部分は同一符号により示
し説明を省略する。異なるレベルを有する直流電圧Vg及
びVhが夫々スイッ701,702を介して更には抵抗R₃,R₄を介
して、ループフィルタ73を構成するアンプOP₁の逆相入
力へ印加される。尚、フィルタ73はアンプOP₁とコンデ
ンサC₁との他に抵抗R₁,R₂によるアクティブフィルタ構
成となっている。スイッチ701,702の制御のために、３
入力ノアゲートG₁,G₂よりなるＲ−Ｓフリップフロップ7
03が設けられており、ゲートG₁の出力（Ｃ）によりスイ
ッチ701が、ゲートG₂の出力（Ｄ）によりスイッチ702が
夫々オンオフされる。

更にループフィルタ73の出力（Ｈ）すなわちVCO74の制
御入力電圧レベルの上限及び下限を定めるためにレベル
比較器704,705が設けられている。一方の比較器704の逆
相入力には上限レベルを定める電圧Vmが印加され、他方
705の正相入力には下限レベルを定める電圧Vnが印加さ
れている。両比較器704,705の正相及び逆相入力にはLPF
73の出力（Ｈ）が供給される。そして、両比較器704,70
5の出力（Ｉ），（Ｊ）は夫々フリップフロップ703のゲ
ートG₂及びG₁の１入力となり、セット、リセット入力と
して用いられる。ゲートG₁及びG₂の残余の入力にはスイ
ープの制御信号（Ａ）が印加され掃引制御が行われる。

抵抗R₄の両端にはスイッチ706が設けられており、強制
スイープ制御信号（Ｂ）によりオンとなって抵抗R₄を短
絡する。

第10図は第９図の回路の動作を示す図であり、（Ａ）〜
（Ｊ）は第９図の回路の各部信号（Ａ）〜（Ｊ）の波形
を夫々対応して示している。なお、（Ｅ）及び（Ｆ）は
スイッチ701及び702のオンオフタイミングを示すチャー
トであり、（Ｇ）はフィルタのコンデンサC₁の充放電電
流を示す波形である。スイープ制御信号（Ａ）がＨレベ
ルにあれば、フリップフロップ703はリセット状態にク
ランプされているからスイープ動作は何等生じない。当
該信号（Ａ）がＬレベルとなれば、フリップフロップ70
3はリセット状態から解放されスイープ可能となる。い
ま、強制スイープ制御信号（Ｂ）がＨレベルとしてスイ
ッチ706がオフになっているとする。この時スイッチ701
がオンとすると、コンデンサC₁へ（Ｇ）にて示す充放電
電流が流れ、LPF73の出力は（Ｈ）のように次第に低下
する。この出力レベルが下限レベルVn（4V）に達すると
比較器705から出力が（Ｊ）のように発生されてフリッ
プフロップ703をセットする。よって、フリップフロッ
プ703の出力は（Ｃ），（Ｄ）のように反転してスイッ
チ701がオフ、702がオンとなるから、負電圧Vhがコンデ
ンサC₁へ印加され、（Ｇ）に示すようにコンデンサC₁の
放電が行われる。これによって、LPF73の出力は（Ｈ）
のように下限レベルVnから上昇レベルVm（6V）へ向けて
次第に上昇する。

上限レベルVmへ達すると比較器704が動作してフリップ
フロップ703をリセットするから、スイッチ701と702と
のオンオフ状態が逆転し、再び上限から下限へ向けてLP
F出力（Ｈ）が変化する。こうして、VCO74の発信出力周
波数がある範囲をもって増減を繰返すいわゆるスイープ
動作をなす。例えば、4.3218MHz±200KHzの範囲を約10m
sの間にスイープを行うようにされる。このスイープは
比較的ゆっくりであり、PLLにとっては小さな外乱にす
ぎないのでPLLは一旦再生クロック周波数にロックすれ
ば、再びロックはずれを起すことがない。またスイープ
範囲が±200KHzであり、スプリアスの間隔（254KHz）よ
り内側であるため、ディスクが正しい線速度で回転して
いる限り、PLLはスプリアスにミスロックすることはな
い。

サーチ時等このPLLがスプリアスにミスロックし、その
ミスロックを解除する場合には、強制スイープ制御信号
（Ｂ）がＬレベルとなり、スイッチ706をオンとする。
よって、抵抗R₄が短絡されることになってコンデンサC₁
への充放電電流が大となり、スイープ速度がより大（例
えば通常スイープの約100倍）となる。この場合の各部
タイミングチャートが第10図の右端部に強制スイープと
して示されている。すなわち、PLLには大きな外乱が与
えられたことになり、PLLはロックを維持できなくなり
ミスロックは解除され強制スイープが開始されるのであ
る。この強制スイープ信号（Ｂ）は、PLLがミスロック
から十分抜け出せる程度の時間幅（たとえば数10μｓ程
度）だけＬになっていればよいから、システムコントロ
ーラは強制スイープ信号（Ｂ）をＬにしたあと数10μｓ
程度でＨに戻す。すると、その後は通常のスイープ速度
となる。そしてシステムコントローラは再びフレームシ
ンクの有無を監視し、所定時間（たとえば第９図の１ス
イープ周期である10ms程度）たってもまだフレームシン
クが検出されないときは再び強制スイープをおこなう。
このような動作をフレームシンクが検出されるまで繰り
返すことによりPLLを正しくロックさせることができ
る。

叙上の構成を用いて、スピンドルモータの起動から正常
な線速度となる安定状態までの動作を行わせる場合のフ
ローチャートの例が第11,12図に示されている。起動指
令に応答してピックアップ用レーザダイオード（LD）が
活性化される。このダイオードの安定化までの時間（約
200ms）が考慮された後に、スピンドルモータの加速（A
CC）動作が開始されると同時にフォーカスサーボ引込み
動作も開始される。このACC動作は約500msの間行われそ
の後回転数を略一定に維持するホールド（HLD）動作と
なる。フォーカスサーボがロックするのは、フォーカス
サーボ引込み指令が発生されてから早くても100ms以後
である（この100msはフォーカスレンズがディスクから
最も離れた位置からディスクへ近づく動作をなす期間で
ある）から、この間のACC動作によりディスク回転数は
ある程度上昇し、500ms後には約500rpmの回転数へ達す
るようになっている。こればディスク最内周のトラック
半径（約24mm）位置において（起動時はピックアップが
常にこの半径位置にあるようになされている）規定線速
度を得る回転数に近いものである。

ACC動作後のHLD動作中において、フォーカスサーボロッ
ク状態を検出するのであるが、起動は必ずトラックが存
在する位置で行われるからこの検出は再生RF信号のレベ
ル検出により行われる。ここで、フォーカスサーボがロ
ックしていなければ、トラッキングサーボが動作し得な
いために再生クロックの抽出も不可となることから、フ
ォーカスサーボループをオープンとして再びフォーカス
サーボ引込み動作が繰返されるのである。２度試みても
フォーカス引込みが不可能な場合は起動不能としてイジ
ェクトするようになっている。

フォーカスサーボがロックしていれば、次にトラッキン
グサーボループがオンとされ、一定時間後（ロックが安
定した後）にフレームシンク（SYNC）サーボ動作に切換
えられる。SYNCサーボの間再生フレームシンクが検出さ
れているか否かの判別が復調器８により行われる。フレ
ームシンクの検出がなされていなければ、ディスク回転
数が正しい値からまだ大きくずれている（約±4.6％を
越える範囲であり、この範囲はPLLのスイープ範囲であ
る4.3218MHz±200KHzの範囲と略一致する）状態にある
か又はスプリアスにミスロックしていることになるか
ら、当然クォーツサーボへの移行は不可能である。従っ
て、再びRF信号のチェックを行い（これは強い外部振動
等によってフォーカスはずれをおこしていないかをチェ
ックするためである）フォーカスサーボのロックの有無
が調べられる。ロックはずれであればストップモードと
なる。再生RF信号が良好であれば、PLLの強制スイープ
制御（第８図における強制スイープ制御信号の供給がな
される）が行われ、前述の如く例えば10ms経過後に再び
フレームシンクの検出の有無が判別される。

すなわち、再生クロック情報にPLLがロックすればフレ
ームシンクが検出されることから、それまでの間はこの
強制スイープの制御動作が繰返し行われる。そして例え
ば、このループを所定回数繰返し行ってもフレームシン
クが検出できなければイジェクトモードへ移行する。こ
れはディスクが著しくよごれている場合や、ディスクを
うら返しに装着してしまった場合等を考慮しているから
である。フレームシンクが検出されれば、始めてクォー
ツサーボへ切換わり以後線速度一定の動作が行われる。

上述のように、フレームシンクサーボオン後において再
生RF信号が良好であってもフレームシンクの検出が不可
能な場合が生ずるのは、フレームシンクサーボオン後瞬
時に線速度が正しくなるわけではなくディスクの慣性モ
ーメント等によってある程度の時間がかかるからであ
り、それまで単に待期状態としないのはクロックの抽出
をできるだけ早くするためである。

次に、アドレス情報を探索することにより所望情報の再
生をなすいわゆるサーチ動作時におけるスピンドルサー
ボの動作制御につき説明する。このアドレス情報は、１
フレームの特定場所に１ビット記録されており、98フレ
ームすなわち98ビットによって１つのアドレス単位が構
成されている。98ビット中の最後の16ビットがCRC（Cyc
lic Redundancy Check）符号となっており、誤り検出
可能なようになされている。

サーチ時には、目標とするサーチアドレスを指定してお
き、記録ディスクとピックアップ情報検出点とのディス
ク半径方向相対位置の早送り動作（スライダ制御）をな
しつつアドレス比較が行われるものである。更に詳しく
は、早送り動作を少し行ってはこれを停止させてトラッ
キングサーボをかけ、再生クロックを抽出してアドレス
情報を読みサーチアドレスと比較するということを何度
も繰返す。従って、早送りを止めてアドレス情報を判読
可能となるまでの時間はできるだけ少ない方がサーチ動
作の短縮に望ましい。一方、早送り中はピックアップは
次々とトラックを横切り、RF信号波形は非常に乱れてい
るから、フレームシンクサーボのサーボ信号も誤差が大
きくシンクサーボをかけることは得策ではない。よっ
て、早送り中はシンクサーボをオフとして回転数保持
（HLD）動作に切換える。

所定距離の早送りをなした後にアドレス情報を読みこれ
とサーチアドレスとを比較する必要があるが、かかるア
ドレス読込み期間は再生クロックを抽出する必要性から
所定線速度若しくはそれに近い速度に制御する必要が生
じる。従って、この期間はフレームシンクサーボ動作に
切換えるようにするのである。すなわち、HLD動作をな
しつつ所定距離の早送りを行ってサーチアドレスに近づ
き、このHLD動作をオフとして次にフレームシンクサー
ボ動作に切換えてアドレスの読込み比較を行う。

ここで、早送り時には先述した如くフレームシンクサー
ボの誤差が大となっており、よってこの間この大きな誤
差電圧が第３図のLPF45等のコンデンサに印加される。
そうなると、早送りを停止してフレームシンクサーボ動
作へ切換えた時点でスピンドルモータへ大きな電流が供
給されることになり、一度線速度が大きくずれた後に正
しいサーボ動作が行われる。そのために、クロック抽出
用PLL7が再びロックするまでの時間が長くなってサーチ
動作を長くする要因となる。そこで、この欠点を防ぐた
めに、シンクサーボオフの場合システムコントローラ１
からリセット信号を発生して第３図のフレームシンクサ
ーボ系統のコンデンサを放電させるようにしているので
ある。

第13図はサーチ動作の一例を示すチャトであり、目標と
すべきサーチアドレスよりも小なるアドレス部分からサ
ーチを開始した場合が示されている。t₀〜t₁の期間は順
方向早送り動作（FAST FWD1）期間であり、この間はHL
D動作によりディスクは一定回転数に維持されつつ半径
方向に所定距離移動する。t₁〜t₂の間はシンクサーボ動
作としつつアドレスを読みかつサーチアドレスとの比較
が行われる。サーチアドレスがより大であるから、t₂〜
t₃の間HLD動作としつつFAST FWD1が再び行われ、t₃〜t
₄の間シンクサーボ動作としつつアドレス比較が行われ
る。この時サーチアドレスを越えているから、次のt₄〜
t₅の間はHLD動作としつつ所定距離の逆方向早送り（FAS
T RVS）をなし、t₅〜t₆の間でシンクサーボ動作でアド
レス比較がなされる。ここでサーチアドレスよりも小と
なったことから、t₆〜t₇の間はHLD動作としつつ、前記
順又は逆方向早送り動作（FAST FWD1又はFAST RVS）
より短い所定距離ピックアップを送るFAST FWD2動作を
とする。

t₇〜t₈の間にシンクサーボにしてアドレスが比較され、
サーチアドレスを越えたことが検出されると、次に早送
り動作ではなく、トラッキングミラー等によるいわゆる
ジャンプ動作がおこなわれる。すなわち、トラッキング
ミラーの回動角を瞬時に変化させて、情報検出点である
スポット光を隣接トラックに飛び越させる動作を行う。
このジャンプ動作は２段階に分かれている。まずt₈〜t₉
の間はジャンプリバース（逆方向の隣接トラックへのジ
ャンプ）を数〜数10トラックだけおこなってから（これ
をマルチジャンプリバースとよぶ）、アドレス比較をお
こなう。１トラックのジャンプ動作は瞬時（100〜500μ
ｓ程度）におこなわれる。よって再生信号が乱れる時間
もその程度である。よって上記のように数〜数10トラッ
クのジャンプをたとえば数ms間隔でおこなうようにすれ
ば、再生信号は数ms毎に数100μｓだけ乱れでいる波形
となり、この程度の乱れであればシンクサーボによって
線速度を制御することは十分可能である。よって、マル
チジャンプリバース中はディスク回転の制御はシンクサ
ーボにより行う。マルチジャンプリバースを行ってt₉〜
t₁₀の間でアドレス比較を行い、サーチアドレスを越え
たことがわかると、t₁₀移行は１トラックだけジャンプ
フォワード（順方向の隣接トラックへジャンプする）し
てアドレス比較をする、という動作をサーチアドレスに
達するまで行う。ジャンプフォワードの期間も勿論シン
クサーボで回転制御がこおなわれる。t₁₁においてサー
チアドレスに達したあとは、PLAYモードが指定されてい
ればクォーツサーボにして通常再生となり、PAUSEモー
ドが指定されていればポーズ動作となる。ポーズ動作と
は、そのサーチアドレス点で１トラックだけジャンプリ
バースする動作が繰返されることである。ポーズ動作中
はこのように１回転時間である数100ms毎に１回のジャ
ンプ時間である数100μｓだけ再生信号が乱されるのみ
であり、この程度の乱れであれば、クォーツサーボによ
って回転制御をおこなうことは十分可能であり、よって
ディスク回転制御はクォーツサーボに切換えてもよい
し、シンクサーボのままとしてもよい。

なお、第13図における各ステップはサーチアドレスを越
えるまで繰返しておこなわれる。

尚、第13図に示した例は単なる一例であって種々の変形
が可能であり、要はスライダ送り中はHLD動作としアド
レス読込み時はフレームシンクサーボ動作とする点に意
義がある。

叙上の如く、本発明によればフレームシンクサーボの後
にクォーツサーボへ移行するよう動作させるものである
から、起動時等のように再生クロック情報が抽出されな
くてもフレームシンクサーボにより略規定速度近くまで
回転数を制御することができ、その後クォーツサーボへ
安定に移行可能となるので速やかに正しいデータの再生
が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はEFM信号の一部フォーマット例を示す図、第２
図は本発明の実施例のためのブロック図、第３図はフレ
ームシンクサーボ回路のブロック図、第４図は第３図の
回路の動作を説明する図、第５図はフレームシンクサー
ボの特性図、第６図はPLLのブロック図、第７図は第６
図の回路の動作波形図、第８図はフレームシンク信号検
出回路図、第９図はPLL掃引回路図、第10図は第９図の
回路動作を説明する図、第11図及び第12図はディスク起
動時の動作を示すフローチャート、第13図はサーチ時の
動作の一例を説明する図である。 主要部分の符号の説明 １……システムコントローラ ２……ピックアップ ４……フレームシンクサーボ器 ６……スピンドル駆動器 ７……PLL、８……復調器 ９……RAM 14……位相比較器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】最大間隔の反転がｎ回（ｎは１以上の整
   数）連続する同期信号と、所定周波数のセルフクロック
   情報とを含むディジタル信号が記録された記録ディスク
   の回転制御方式であって、スピンドルモータの起動指令
   によってモータの回転数を所定回転数になるまで加速さ
   せ再生信号に含まれる最大反転間隔のｎ倍の間隔を検出
   して間隔検出信号を生成すると共に再生信号中のセルフ
   クロック情報により再生クロックを生成して該再生クロ
   ックの周波数に応じた周波数検出信号を生成し、前記再
   生クロックに基づいた前記ディジタル信号の復調によっ
   て前記同期信号が得られた場合にのみ前記周波数検出信
   号に基づいて前記記録ディスクの回転を制御し、前記同
   期信号が得られない場合は前記同期信号が得られるまで
   前記間隔検出信号に基づいて前記記録ディスクの回転を
   制御することを特徴とする方式。