JPS59185077A - トラツキングサ−ボ引込装置 - 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】 本発明は記録情報読取装置におけるトラッキングサーボ
引込装置に関する。

ビデオディスクプレーヤやＰＣＭディスクプレーヤの如
き記録情報読取装置にあっては、一般に記録時における
ディスクの回転中心と再生時における回転中心のずれで
あるいわゆる偏心の存在のために、情報読取用の情報検
出点と記録トラックとのディスク半径方向相対位置が常
にずれることになる。また、情報読取装置における記録
ディスクの回転中心が動くいわゆる歳差運動によっても
、情報検出点と記録トランクとのディスク半径方向相対
位置ずれが生じる。従って、かかるディスク半径方向相
対位置ずれを見かけ上なくして、情報検出点が常に記録
トランク上を正確に追跡するためにトラッキングサーボ
装置が用いられている。

このトラッキングサーボ装置は、情報検出点と記録トラ
ンクとの離間距離及びその方向に応じたレベルと極性を
有するトラッキングエラー信号を発生する手段を有し、
このトラッキングエラー信号により情報検出点をディス
ク半径方向に移動制御するよう構成されてなるものであ
る。

例えば光学式記録情報読取装置にあっては、第１図（Ａ
）に示すように１つの記録トラックＴ□の中央に情報検
出点であるスポット光１の中心が一致しているときに、
２つのトラッキング用スポット光２及び３の１部が夫々
蟲該トランクＴ１上にあって両スポット光２及び３のト
ラックＴ１上にある部分の大きさが等しくなるような位
置関係に夫々設定されている。従って、スポット光１〜
３がかかる位置関係を保持しつつトラックを右方向に横
切る場合には、トラッキング用スポット光２及び３の光
量差に応じた信号は同図（Ｂ）に示す如きサイン状波形
となる。よってこの信号が記録トラックと読取用スポッ
ト光とのディスク半径方向における離間距離及びその方
向に応じたレベル及び極性を有するトラッキングエラー
信号となることが判る。

尚、第１図（Ａ）における各時刻ｔ１〜ｔ５の各場合の
トラッキングエラー信号が（Ｂ）における各時刻ｔ１〜
ｔ５にて示されている。

さて、情報読取装置の動作開始時や装置への機械的外乱
印加時には、大きなトラッキングエラー信号の発生によ
る情報検出点の過大移動を防止すべ＜、トラッキングサ
ーボループは開状態となっており、かかる状態からトラ
ンキングサーボループを正常動作させるべく閉状態に制
御する必要がある。この時、上述した様に偏心や歳差運
動による記録トラックのブレのために、第１図（Ｂ）に
示す如きトランキングエラー信号が発生ずることになる
。℃・ま、時刻ｔ１の状態において、トラッキングサー
ボループが閉になったとし、この時の記録トラックと読
取用スポット光１との相対速度をａ。（ｍ／ｓｅｃ　）
とし、スポット光を移動さぜるトラノキングアクチーエ
ークによる移動加速層をｇ（ｍ／５ｅｃ２）とし、また
簡単のためにトラッキングエラーが少しでも存在すると
回路は瞬時に応答しアクチーエータはｇ　（ｍ／ｓｅｃ
　２）の加速度をもって情報検出用スポット光を移動せ
しめ得るものとする。

従って、トランキングサーボループが閉となってからｔ
秒後にスボント光の存在する位置工は、１２ ２−−ヲｇｔ　　十τ。ｔ　　　　　−・−・（１）と
なる。この時の情報検出用スポット光とトラックとの相
対速度υは、 ツーＶ。−ｇｔ　　　　　　　・・・・・・・（２）で
ある。ここで、スポット光が時刻ｔ３にて示す位置に来
るまでに、換言すれば１／２トランクピンチ例えば約０
８μｍ動く間に相対速度τが零になれば、スポット光は
時刻ｔ１で示す初期位置まで引き込まれることになり、
通常はこうして正常なトランキングサーボ動作がなされ
てトランキングサーボが引き込まれたことになる。しか
しながら、スポット光と記録トラックとの相対初速度Ｖ
。が大きかったり、アクチュエータの加速度ｇが小さい
と、時刻ｔ３に相当する位置まで到来しても相対速度Ｔ
が零にはならない。この時の様子を第２図に示す波形を
用いて考察する。第２図（Ａ）はトラッキングエラー信
号波形であり、各時刻ｔ１〜ｔ５は第１図の各時刻ｔ１
〜ｔ５と夫々対応して（・るものとし、トラッキングエ
ラーが少しでも存在するとアクチーエータにはその極性
に応じた方向に力が作用して、情報検出点はｇの加速度
をもって加速される。従つて、トランキングサーボルー
プが閉の時に上記力により情報検出点の有するポテンシ
ャルエネルギは同図（Ｂ）のような大きさをもって変化
する。

第２図の時刻ｔ１にてサーボループが閉となると、情報
検出点は運動エネルキをポテンシャルエネルギに換えな
がら減速されつつ時刻ｔ３に相当する位置まで達する。

この位置において情報検出点と記録トラックとの相対速
度が零とはならず、なおυ１だげあったとすると、今度
はポテンシャルエネルギを失いつつ相対速度τを増す方
向に加速されて時刻ｔ３→ｔ４→ｔ５に相当する位置へ
移動する。更に時刻ｔ５→ｔ６→ｔ７に相当する位置で
は逆に運動エネルギを失いつつ相対速度υが減少する。

従って、速度に対する摩擦等の抵抗力を無視すれば、時
刻ｔ７においても時刻ｔ３と同じ方向に同じ速度ｖ１を
有することになる。すなわち情報検出点は記録トラック
を℃・くつも横切ることになって情報検出点を所定の記
録トラック上に引き込むことは不可能となる。

このように、情報検出点が記録トランクをいくつも横切
って行（際にトラック間隔に等しい周期を有する交流エ
ラー信号が発生し、このエラー信号でトラッキングアク
チーエータを制御するドラッギングサーボ系は、エラー
信号の半周期（例えばｔ１〜ｔ３）の間で安定であり他
の半周期（例えばｔ３〜ｔ５）の間では不安定となる。

ここでいう安定及び不安定とは、情報検出点が関連する
区間を通過する際に、トランキングサーボ系における運
動エネルギが減少及び増大することを夫々相称するもの
である。かかる系においてはトラッキングサーボ系の引
き込みは必らず安定な半周期の間に完了しなければなら
ず、上述したサーボ系の引き込みの不可能性と相俟って
、実際にはトラッキングサーボ系の良好でかつ容易な引
き込みが極めて回置となる。

そこで、安定なトラッキングサーボの引込みをなす技術
が本願出願人により特願昭５６−６９０５号（特開昭５
７−１２０２７６号）明細書に提案されている。第３図
は当該トラッキングサーボ引込装置の回路図であり、図
において、Ｔ１は記録トラック、１は読取用スポット光
、２及び３はドラッギング用スポット光を示すことは第
１図と同様である。

読取用スポツ）・光】による反射光は光電変換素子４に
より電気信号（Ａ）に変換され、ＡＧＣ（自動利得制御
）アンプ５により増幅される。この出力はＬＰＦ　（ロ
ーパスフィルタ）６に入力されて、例えばキャリヤ周波
数が比較的低く記録トラックの線速度により周波数特性
かあまり左右されないオーディオＦＭ信号帯のみか抽出
される。このＬＰＦ６の出力はエンベロープ検波器７に
て検波されエンベロープ信号（Ｂ）となり、レベル比較
器８において基準レベル■１と比較されてこのレベルｖ
１より入力レベルが犬なる場合に高レベルとなり、また
小なる場合に低レベルとなる比較出力（Ｃ）が発生され
るよう構成されている。この信号（Ｃ）がスポット光ｊ
のオントラックを示すオントラック信号となっている。

一方、トラッキング用スポット光２及び３による反射光
は夫々対応する光電変換素子９及び１０に入射されて、
各出力は差動アンプ１１に印加されトランキングエラー
信号（Ｄ）となるｔこのエラー信号（Ｄ）は、周波数位
相補償をなすためのイコライザアンプ１２及びサーボル
ープスイッチ１３を介してドライブアンプ１４へ印加さ
れる。このアンプ１４の出力（Ｇ）によりアクチーエー
タ１５が駆動されて情報検出用スポット光が移動制御さ
れることになる。

また、トラッキングエラー信号（Ｄ）はＬＰＦ　１６に
よりノイズ成分等が除去されてゼロクロス検出器】７へ
印加される。当該検出器１７においてはトラッキングエ
ラー信号（Ｄ）のゼロクロスが検出されて、そのゼロク
ロスのタイミング毎に検出信号（Ｅ）が発生されること
になる。これらゼロクロス時の検出信号（Ｅ）は、第１
図に示す如く読取用スポット光１が記録トラン′りの略
中央を横切った際及び記録トラック間の略中央を横切っ
た際に夫々同期して発生されて第１及び第２のタイミン
グ信号となるものである。

これら第１及び第２のタイミング信号（Ｅ）と先の比較
器８によるオントラック信号（Ｃ）とが例えばＤ型フリ
ップフロップにより構成し得るタイミングコントロール
回路１８に入力されて、ザーボルーブスインチ１３０オ
ンオフ制御をなす制御信号（Ｆ）が発生される。

第４図は第３図の回路ブロフクにおける各部動作波形図
であり、両図における各波形（Ａ）〜（Ｇ）は夫夫対応
した信号を示している。いま、時刻ｔ１（第４図（Ｄ）
参照）においてゼロクロス検出器１７から検出信号（Ｅ
）が発生されたとすると、この時オントランク信号（Ｃ
）は高レベルにあるから情報検出用スポット光１が記録
トラックＴ１の略中央を横切ったことになり、このタイ
ミング信号（Ｅ）によりタイミングコントロール回路１
８からサーボループスイッチ１３をオンとする高レベル
の制御信Ｍ、（Ｆ）が発生され、その結果トラッキング
サーボ系が動作する。従って、時刻ｔ１→ｔ２→ｔ３と
スポット光１が移動する間にアクチーエータ１５はサー
ボ系により相対速度を小とする方向に加速されることに
なる。時刻ｔ３に対応する位置を通過する時、オントラ
ック信号（Ｃ）は低レベルにあるからスポット光１はト
ラック間の略中央を通過していることになる。よってク
イミンク信号（Ｅ）によりコントロール回路１８から低
レベルの制御信号（Ｆ）が発生されてサーボル−プスイ
ッチ１３がオフとなり、トランキングサーボル−プはオ
ープンとなりアクチュエータ１５は時刻ｔ３→ｔ４−＞
　１５の開路等速運動をする。

更に、時刻ｔ５→ｔ、→ｔ２と移る間にル−プスイッチ
１３はオンとなるから再び相対速度を小とする方向にス
ポット光１は加速される。従って、トラッキングサーボ
系の不安定な領域すなわちトラックとスポット光１との
相対速度を太きくする方向にサーボが働ら（領域におい
ては、サーボループを開状態とし、相対速度が減少する
方向にサーボ系が働らく安定な領域においてのみサーボ
ル−プを閉状態とすることになる。よって、アクチュエ
ータ１５への印加信号は（Ｇ）の如くなりブレーキ力の
みがこのアクチーエータへ印加されるから、情報検出点
が記録トランクを横切る相対速度は／」・さくなって、
確実にトラッキングサーボの引込みが可能となるのであ
る。

しかしながら、第３図に示した装置では、アクチーエー
タへ供給されるトラッキングエラー信号はイコライザ１
２を経ることにより位相シフトがなされていることから
、以下に述べろ欠点を有することになる。

第５図（Ａ）はイコライザ１２０回路例であり、抵抗Ｒ
１，Ｒ２とコンデンサＣ１とからなっており、その位相
特性の１例は第５図（Ｂ）の如くなっており、周波数ｆ
において最大位相シフト量（略４５°）を有する。

一般には、数百■４ｚ〜数ＫＨｚの範囲で４０°〜７０
０４乍度のシフト特性とされている。かかるイコライザ
１２をトラッキングエラー信号（Ｄ）が通ると位相進み
補償がなされろ。その結果、ループ開閉用の制御信号（
Ｆ）の波形とイコライザ出力（Ｈ）の波形との位相関係
は第６図に示すようになって、アクチーエータ１５への
印加信号（Ｇ）の波形は、第６図の最下段の様になる。

すなわち、イコライザ１２を経たトラッキングエラー信
号（Ｈ）の位相と、ループオンオフ制御信号（Ｆ）との
位相とが不一致のために、アクチーエータにはブレーキ
力のみならず加速力も若干加わることになって、速やか
なかつ安定なサーボ引込みが達成され得ないという欠点
がある。

本発明はこのような従来のものの欠点を除去すべくなさ
れたものであって、速やかなかつ安定なサーボ引込みを
可能としたトラッキングサーボ引込装置を提供すること
を目的としている。

本発明によるトランキングサーボ引込装置は、記録情報
検出点が記録トラック上にあるときにオントラック信号
を発生し、このオントラック信号の状態に応じてトラッ
キングエラー信号のゼロクロスタイミングにてトラッキ
ングサーボループの開閉制御をなすようにした装置であ
って、その特徴とするところは、トランキングサーボル
ープ内の位相補償器（イコライザンの位相シフト量と略
等しい特性を有する位相シフト手段を設け、トラッキン
グエラー信号のゼロクロスタイミング検出に幽りこのト
ラッキングエラー信号の位相シフト手段を経た出力を用
いるようにしたことにある。

以下に、本発明につき図面を用いて説明する。

第７図は本発明の実施例のブロック図であり、第３図と
同等部分は同一符号により示されている。

本例では、トラッキングエラー信号（Ｄ）のＬＰＦｌＧ
を経た信号を更に位相シフト回路１９を介してゼロクロ
ス検出器１７へ入力するようにしている。他の構成は第
３図のそれと同一であり説明は省略する。

第８図（Ａ）は第７図の位相シフト回路１９とゼロクロ
ス検出器１７との具体例の回路図である。ＬＰＦ　１６
からの出力信号を、交流結合用コンデンサＣ２及び抵抗
Ｒ３からなるＨＰＦ　（バイパスフィルタ）回路を介し
てゼロクロスコンパレータＤ１へ入力し、このコンパレ
ータの立上り及び立下りの両エツジパルスを、抵抗Ｒ４
，コンデンサｃ３及びエクスクル−シブオアゲートＧ１
により抽出してゼロクロスエツジパルス（Ｇ）を得る如
き構成である。当該ＨＰＦ回路の位相特性は図（Ｂ）の
如（なっており、そのカットオフ周波数ｆ、では位相が
略４５°進むようになっている。

従って、かかる特性におけるｆを、イコライザ１２０位
相特性（第５図（Ｂ）参照ンの最大位相シフト量（４５
°ンを有する周波数に等しく選定しておけば、位相シフ
ト回路１９の出力（Ｆ）とイコライザ１２の出力（Ｅ）
との位相シフト量が略同−となる。よって、第７図の回
路ブロックの各部信号（Ａ）〜（Ｉ）の波形は第９図（
Ａ）〜（Ｉ）の各波形の如くなる。図において、（Ａ）
〜（Ｄ）は第３，４図における（Ａ）〜（Ｄ）の各波形
と同一で゛あり、（Ｅ）　、　（Ｆｌがトラッキングエ
ラー信号（ＤＪのイコライザ１２及び位相シフト回路１
９による各位相シフト信号の波形となっている。両波形
の位相は等しくなっており、時刻ｔｉ〜ｔＳの間におい
てアクチーエータにはブレーキ力が付与され、この間ト
ランキングサーボループは閉となる。時刻弓においてオ
ントラック信号（Ｃ）は低レベルにあるから、ゼロクロ
スタイミング信号（Ｇ）によりタイミングコントロール
回路１８から低レベルの制御信号（Ｈ）が発生されて、
サーボループは開となる。よって、期間ｔ≦〜ｔζでは
アクチーエータは略等速運動をなす。

更に、期間ｔ５′〜ｔ４でサーボループは閉となり再び
ブレーキ力が付与され相対速度はより小となる。

すなわち、アクチーエータ１５への印加信号波形は図（
Ｉ）の如くなって、ブレーキ力のみが付与されることに
なる。

このように、位相シフト回路１９を用いるのみで、トラ
ッキングサーボの引込みが速やかにかつ確実になされる
ようになり、また、第８図（Ａ）の回路構成を採用すれ
ば、特別に位相シフト回路を伺加ずろことなくトラッキ
ングエラー信号の位相シフトが可能となり、回路の簡素
化が図れることになる。

尚、この回路構成ではシフト特性が第８図（Ｂ）の如く
なることから、低い周波数ではイコライザ１２の特性と
太きくずれることになるが、かかる低周波域で記録トラ
ックを情報検出点が横切ることはない。かかる低周波数
になる以前にトラッキングサーボの引込みは既に完了し
ているからである。勿論、独立の位相シフト回路を用い
てもよいものである。

紙上の如く、本発明によればトラッキングエラー信号の
ゼロクロス検出に際し、邑該エラー信号の位相シフト回
路を経た出力信号を用いるようにしているので゛、サー
ボループのイコライザの出力信号の位相とサーボループ
の開閉タイミング位相とを同期させることができ、よっ
て常に減速を生ずるブレーキ力のみがアクチュエータに
印加されるから、サーボの引込みが安定かつ短時間に行
えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録トラックと情報検出用スポット光との位＃
関係及びトラッキングエラー波形を示す図、第２図はト
ラッキングエラー波形と情報検出点のポテンシャルエネ
ルギとの関係を示す図、第３図は従来のトラッキングサ
ーボ引込装置のブロック図、第４図は第３図のブロック
の各部信号波形図、第５図はイコライザの回路及び特性
を夫々示す図、第６図は第４図の回路の動作の詳細を説
明する波形図、第７図は本発明の実施例のブロック図、
第８図は位相シフト回路の回路及び特性を夫々示す図、
第９図は第７図のブロックの各部信号波形図である。 主要部分の符号の説明 １・・・情報検出点　　　７・・・エンベロープ検波器
１２・・・イコライザ　　　１３・・ループスイッチ１
５・・・アクチュエータ １７・・・ゼロクロス検出器 １８・・・タイミングコントロール回路１９・・位相シ
フト回路 出願人　パイオニア株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録情報検出点が記録トランク上にあるときにオントラ
   ック信号を発生し、このオントラック信号の状態に応じ
   てトラッキングエラー信号のゼロクロスタイミングにて
   トラッキングサーボループの開閉制御をなすようにした
   トラッキングサーボ引込装置であって、前記トラッキン
   グサーボル−プ内の位相補償器の位相シフト量と略等し
   い特性を有する位相シフト手段を設け、前記トラッキン
   グエラー信号のゼロクロスタイミング検出に尚ってこの
   トラッキングエラー信号の前記位相シフト手段を経た出
   力を用いるようにしたことを特徴とするトラッキングサ
   ーボ引込装置。