JPH0130236B2 - - Google Patents

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イ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ツ
クを持つ情報貯蔵デイ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、デイスクの各々の情報トラツク
がビデオ信号の完全な１フレームを貯蔵し、この
為、普通のテレビジヨ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
を再生するには、デイスクを変換器に対して略一
定の角速度で回転させることを必要とするのが普
通である。

この発明は、貯蔵されている情報を再生する為
に、情報貯蔵デイスクを変換器手段に対して制御
自在に回転させる方法並びに装置を提供する。情
報が略円形の同心に配置された複数個の情報トラ
ツクに貯蔵されており、変換器手段がデイスクに
対して半径方向に可動であつて、選ばれた１つの
トラツ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、選ばれたトラツクの半径に応じて変
化する角速度でデイスクを回転しなければならな
い様になつている。

この発明の装置は、選ばれた情報トラツクの半
径に従つて変化する粗速度制御信号を発生する手
段と、この粗信号に応答してデイスクを回転させ
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、それに応じてデイ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、デイスクから
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
号を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、デイスクの角速度が制御自在に調整され、デ
イスクから情報が所定の一定の速度で変換器手段
によつて再生される。

更に具体的に云うと、この発明の装置は、その
情報担持面全体にわたつて略一様な記録密度を持
つ情報貯蔵デイ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、変換器手段によつて情報を再生
する情報トラツクの半径に略反比例する様に、変
換器手段に対するデイ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、デイ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
シヨメータで構成することが好ましい。ポテンシ
ヨメータによつ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
によつて発生された複合速度制御信号は選ばれた
トラツクの半径に略反比例する周波数を持つてい
て、対応する角速度でデイスクを回転させる普通
のサーボ機構に結合される。従つて、粗速度制御
手段単独によつて、変換器手段がトラツクからト
ラツクへ移動する時、デイスクの角速度が制御自
在に調整されると共に、ポテンシヨメータ及び
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
確な速度から所定の許容公差以内になる。

デイ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、デイ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、デイスク
から再生されたビデオ信号に含まれるパイロツト
信号を検出して、対応する周波数を持つ周期的な
信号を発生する位相ロツクループ・phase−
locked loop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に結合され
る。この結果、VCOによつて発生される複合速
度制御信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イスクから再生
される様な適当な角速度でデイスクをサーボによ
つて回転させる。例として云うと、粗速度制御手
段を単独で動作させてデイ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
れが発生する微細速度制御信号の平均電圧レベル
をそれに応じて調整する。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、デイ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、デイ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イスク１０が示
されている。第１図に示す場合、信号は、デイス
ク上の渦巻形パターンを形成する略円形の複数個
の情報トラツクに分けて記録され、各々のトラツ
クが１フレームのビデオ情報を持つている。全て
のトラツクの偶数フイールドが参照数字１２で示
した扇形部分を形成し、奇数フイールドが参照数
字１４で示した扇形部分を形成する。垂直帰線期
間が扇形部分１６，１８を形成する。参照数字１
９で示すトラツクの様に、ビデオ・デイスク１０
の周縁にある情報トラツクが、数字２０で示すト
ラツクの様に、デイスクの中心の近くにある情報
トラツクより、長さがずつと長いことは明らかで
ある。

第２図は第１図に示したデイスクの略図で、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
でデイスク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は半径方向に一様な幅を
持つのが普通であり、隣合つ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。各々のトラツクに同じ量の情報、即ち、１
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図でデイスク１０の周縁の近くに
あるトラツクの光反射及び光散乱領域２４，２６
と、デイスクの中心近くにあるトラツクの光反射
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図に示したデイスク１
０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ツク図であ
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、デイスク１０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、デイス
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・デイスク１１０が示されている。第４図
には、デイスクの中心近くにある１つの情報トラ
ツクの全体にわたつて伸びる１フレームのビデオ
信号１１２と、デイスクの周縁近くにある１対の
トラツクに沿つて伸びる相次ぐ複数個のビデオ信
号フレーム１１４，１１６，１１８，１２０とを
略図で示している。フレーム１１４乃至１２０
は、デイスクの完全な１周より実質的に短い距離
にわたつて伸びている。デイ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１２２，１
２４と、フレーム１１２の一部分に対する対応す
る領域１２２′，１２４′とを拡大して示してい
る。デイ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１
２４，１２４′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図のデイスク１１
０を、このデイ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１２８に対
して可変の角速度で制御自在に回転させる装置が
簡略ブロツク図で示されている。光学変換器はデ
イスクに対して半径方向に可動であつて、選ばれ
た１つの情報トラツクからビデオ信号を再生す
る。この装置は、選ばれたトラツクが変換器に対
して略一定の線速度で移動する様に、デイスクを
回転させる様に作用する。デイスクからビデオ信
号を再生する所定の一定の速度は、普通の放送形
式基準に対応し、この為普通のテレビジヨン受像
機（図に示してない）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ツクの半径に
一般的に略反比例する粗速度制御信号を発生する
粗速度制御ポテンシヨメータ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発振器
（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イスク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ツクの
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、デイスク１１０か
ら再生された情報に含まれる周期的な信号の位相
角を水晶発振器１３８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イスク１１０
の角速度は、デイスクからの周期的な信号及び発
振器からの周期的な基準信号が同期的な周波数を
持つ様に正しく調整され、従つて、ビデオ信号が
デイスクから所定の一定の速度で再生される。

デイスク１１０から再生され且つ微細速度制御
回路１３６によつて検出される周期的な信号は、
ビデオ信号と相加的に組合された、予定の一定の
周波数を持つパイロツト信号で構成することが好
ましい。この代りに、例えば相次ぐ垂直又は水平
同期パルス或いはビデオ信号自体の中の相次ぐク
ロミナンス・バーストの様なこの他のいろいろな
周期的な信号を利用することが出来る。

粗速度制御ポテンシヨメータ１３０が光学変換
器１２８に機械的に結合されていて、この変換器
が情報を再生している情報トラツクの半径に略反
比例する電流信号を発生する様になつている。こ
の電流信号が線１４１を介して加算増幅器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１
４４を介してVCO１３２に送られる。このVCO
が複合速度制御信号を発生して、線１４６を介し
てスピンドル・モータ・サーボ１３４に送り、こ
のサーボが情報デイスク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せる様に
作用する。理由は後で明らかになるが、ポテンシ
ヨメータ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イ
スクから情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、デイス
ク１１０を回転させるスピンドル・モータ１４
８、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／遅れ補償器１５４で処理し、増幅器１５
６で増幅して、スピンドル・モータ１４８に結合
し、その角速度を制御する。サーボ１３４は普通
の様に作用し、複合速度制御信号及びタコメータ
信号の夫々の周波数及び位相角を同期させ、この
為、スピンドル・モータ１４８の角速度、従つて
デイスク１１０の角速度が、複合速度制御信号の
変化する周波数に追従させられる。

微細速度制御回路１３６が、デイスク１１０か
ら再生されたビデオ信号に含まれるパイロツト信
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
つてデイスクの角速度を精密に調整するのに使う
為、微細速度制御信号を発生する。回路１３６
が、パイロツト信号を検出する位相ロツクループ
回路１６０と、検出された信号の位相角を水晶発
振器１３８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。

位相ロツクループ１６０は普通の様に作用し
て、線１５８から供給されたパイロツト信号の相
次ぐサイクルを検出し、同じ周波数を持つ周期的
な信号を発生する。位相ロツクループを使うと、
普通の状況では、疑似的なパルス又は信号のドロ
ツ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。位相ロツ
クループの引込み範囲は、再生されたパイロツト
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ヨメータ１３０及び
VCO１３２の直線性の許容公差が５％であるか
ら、位相ロツクループの引込み範囲は公称パイロ
ツト信号周波数の５％より大きくなければならな
いことになる。位相ロツクループ１６０によつて
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１６８を介して位相検出器１
６２の第１の入力端子に送られる。

水晶発振器１３８が周期的なクロツク信号を発
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、位相ロツクループ回路１６０によつて発
生される周期的な信号の公称周波数と同じ周波数
を持つ周期的な基準信号を発生する。割算回路か
らの周期的な基準信号が線１７４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１７８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１６
６，１７６から受取つた２つの入力パルス順序の
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を介して加算増幅器１４０へ送
られ、そこで粗速度制御信号と組合されてから、
VCO１３２に送られる。位相検出器によつてパ
イロツト信号に位相の進みが検出され、ビデオ信
号がデイスク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によつて発
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、デイスクの角速度をそれに対
応して下げ、位相の進みを補正する。逆に、パイ
ロツト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、デイスク
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つのエツジ検出器１６６又は１７６からの入力
を左側の段に印加し、他方のエツジ検出器からの
入力を右側の段に印加する。中央の段によつて出
力（即ち、微細速度制御信号）が発生される。普
通の動作の間、一方の入力から受取つたパルスに
より、出力信号に正に向う変化が生じ、他方の入
力に受取つたパルスにより、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つの入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、IEEEスペクトラム誌、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
イジタル制御」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ツクを持つ情報貯蔵デイ
スクから、略一様な記録密度でトラツクに記録さ
れている情報を再生する効果的な方法並びに装置
を提供したことは明らかであろう。この装置は、
デイスクの角速度を精密に制御する粗及び微細速
度制御回路を持ち、情報がデイスクから所定の一
定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ツクループ回路を付加し
たので、変換手段を通して得られる信号から周期
的な信号を得るとき、再生信号中に疑似的なパル
ス信号があつてもこれを除去して実質的に雑音の
ない周期的信号の発生を保証できるとともに、信
号のドロツプアウトもなくすることができる。こ
の発明を現在好ましいと考えられる実施例につい
て詳しく説明したが、当業者であれば、この発明
の範囲内で種々の変更が可能であることは明らか
であろう。従つて、この発明は特許請求の範囲の
記載のみによつて限定されることを承知された
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビデオ・デイスクの簡略平面図
で、各々完全な１周にわたつて伸び且つ１フレー
ムのビデオ信号を持つ２つの情報トラツクを示し
ている。第２図は第１図のビデオ・デイスクの拡
大平面図で、２つの情報トラツクを構成する光反
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・デイ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
ツク図、第４図はこの発明の装置に使うビデオ・
デイスクの平面図で、デイスクに記録された、
各々略同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・デイスク
拡大平面図で、一方はデイスクの周縁の近くに且
つ他方はデイスクの中心の近くにある２つの情報
トラツ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イスクから所定の
速度で再生される様に、第４図のビデオ・デイス
クを精密に制御し得る角速度で回転させるこの発
明の装置の簡略ブロツク図である。 主な符号の説明、１１０…デイスク、１２８…
変換器、１３０…粗速度制御ポテンシヨメータ、
１３２…VCO、１３４…スピンドル・モータ・
サーボ、１３６…微細速度制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 略円形の同心に配置された複数個の情報トラ
   ツクの形で情報貯蔵デイスクに貯蔵されている情
   報を略一定の線速度で再生する為に、変換器のデ
   イスクの半径方向の移動に対してデイスクが略一
   定の線速度で回転させる装置において、情報を再
   生している特定の情報トラツクの半径に従つて変
   化する粗速度制御信号を発生する手段と、予定の
   一定の周波数を持つ周期的な基準信号を発生する
   手段と、デイ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周期的な基準信号と比較し
   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、前記粗速度制御信号及
   び微細速度制御信号に応答して、デイスクを回転
   させるべき所定の角速度を表わす複合速度制御信
   号を発生する手段と、該複合速度制御信号に応答
   してデイスクを前記所定の角速度で回転させる手
   段とを有し、前記微細速度制御手段はデイスクか
   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ツ
   クループを含むことを特徴とする装置。 ２ 特許請求の範囲１に記載した装置に於て、前
   記微細速度制御手段が、デイスクから再生された
   周期的な信号と周期的な基準信号の相対的な位相
   角を比較してその差を検出する位相検出手段を備
   え、前記位相検出手段からは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とを
   特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲２に記載した装置に於て、デ
   イスクから再生した周期的な信号が予定の一定の
   周波数を持つ別個のパイロツト信号である装置。 ４ 特許請求の範囲１に記載した装置に於て、粗
   速度制御信号が情報を再生している情報トラツク
   の半径に略反比例する装置。 ５ 特許請求の範囲１に記載した装置に於て、前
   記粗速度制御手段が、デイスクに対して半径方向
   に可動の変換器に結合されていて且つ粗速度制御
   信号を発生するポテンシヨメータを含んでいる装
   置。 ６ 特許請求の範囲１に記載した装置に於て、前
   記複合速度制御信号を発生する手段が、粗速度制
   御信号及び微細速度制御信号を加算して複合電圧
   信号を発生する手段と、該複合電圧信号に応答し
   て前記複合速度制御信号を発生する電圧制御発振
   手段とを含み、前記複合速度制御信号は複合電圧
   信号に略比例する周波数を持ち、デイスクを回転
   させる前記手段が複合速度制御信号の周波数に応
   答する装置。 ７ 特許請求の範囲１に記載した装置に於て、周
   期的な基準信号を発生する前記手段が、ビデオ信
   号をデイスクから再生する速度に対応する所定の
   一定の周波数の周期的な基準信号を発生する発振
   手段からなる装置。 ８ 特許請求の範囲３に記載した装置に於て、デ
   イスクから再生された周期的なパイロツト信号が
   ビデオ情報信号の水平同期パルスである装置。 ９ 特許請求の範囲１に記載した装置に於て、変
   換器がデイスクに対して半径方向に連続的に動か
   され、ビデオ信号が相次ぐ情報トラツクから順次
   再生される装置。