JP2004158180A - ディスク再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録密度が異なる光ディスクであっても、クロストラック数を正確にカウントし、動作の信頼度を向上し得る。
【解決手段】ピックアップ手段がディスクの高周波信号を読取りながら、且つ、光スポットが前記光ディスクのトラックを横切るように駆動される。第1の検波手段が、ピックアップ手段から得られた前記高周波信号のピーク側に対する充放電時定数を持って、ピーク側である第１の検波出力を得る。第２の検波手段が、高周波信号のボトム側に対する充放電時定数（但し前記ピーク側に対する充放電時定数よりは大きい充放電時定数）を持って、ボトム側である第２の検波出力を得る。減算手段は、第１の検波出力から第２の検波出力を減算し横切ったトラックに応じたリップル波形（トラッククロス信号）を得る。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ディスク再生装置に関するもので、特に最近のように複数の種類の記録密度の異なる光ディスクが出回るようになる状況においても、これらディスクに最適な特殊再生制御等が得られるようにしたディスク再生装置に関するものである。

従来、光ディスクとして、音楽専用のコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）が開発されている。これらのディスクを再生するディスク再生装置においては、指定したアドレスの曲を繰り返し再生するリピート機能、あるいは指定したアドレスの曲にジャンプして再生を開始する頭だし機能が設けられる。

このような機能を実現する場合は、指定されたアドレスと現在のアドレスから横切るトラック数を計算し、その計算されたトラック数分、ピックアップ装置をディスクの半径方向へ移動させる。そして、移動した位置におけるトラックのアドレス情報が指定アドレスであるかどうかを確認してから頭だしを行うようにしている。

上記の頭出し機能を実現するためには、ピックアップ装置がディスクの半径方向へ移動する途中に横切るトラック数をカウントするための機能が必要である。このトラック数カウントを得るための原理を説明すると以下の通りである。

図７（Ａ）に示すように、光ピックアップ装置をディスクの半径方向へ所定の速度で移動させながら、反射光を読み取ると、トラック情報部とトラック間とでは、読み取った高周波信号のレベルの違いが生じる。この高周波成分を波形検波すると図７（Ｂ）に示すように比較的良好なサインカーブが得られる。

即ち、トラバース中において光スポットがトラック上にあるときは高周波成分の振幅が高くなり、トラック間にあるときは高周波成分の振幅が低くなる。理想的には光スポットがトラック間にあるときは、振幅がなくなるはずであるが、実際には光スポットの外周が両側の隣接するトラックにかかるために、トラック間クロストークが生じ、図に示すような振幅が生じる。クロストークは、光ディスクの記録密度（トラックの間隔）と光スポットの大きさによってきまる。

したがって、図７（Ｂ）の信号波形の１周期を１トラック分として計数すれば、横切ったトラック数を知ることができる。以下、このようなトラック数の情報を得る手段をクロストラックカウント手段と称することにする。

ところで、最近では、小形化のコンパクトディスク（上記ＣＤと同じ半径のディスク）に動画映像データ、音声データ、副映像データ（例えば字幕のデータ）を圧縮して高密度で記録し、しかも、音声や字幕に付いては、言語の異なるものを複数種記録しておき、再生時には、希望の言語の音声、希望の言語の字幕を自由に選択して再生できるシステムが開発されている。この種の光ディスクをＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と仮に称することにする。またＤＶＤにおいてもＤＶＤ−ＲＯＭと、ＤＶＤ−ＲＡＭとの開発が進められている。

ここで、上記のＣＤとＤＶＤとの容量を比べると、ＣＤが６５０Ｍビットであるのに対してＤＶＤは約７倍の４．７Ｇビットの容量であり、記録密度が格段と大である。そこでＤＶＤをも再生する場合には、トラックに照射するレーザビームとしては、今までのＣＤ再生に利用される７８０ｎｍの波長に変わって例えば６５０ｎｍのビームが使用される。この場合、レーザビームを光学的に絞り込むために高い開口数（高ＮＡ）の光学系が使用される。また、ＣＤにおいては、ディスク基板の厚みとしては１．２ｍｍが規格となっているが、ＤＶＤにおいては、ビームが細いために１．２ｍｍとするとチルト（基板傾斜）の影響を受けやすいために、その半分の０．６ｍｍのディスク基板（サブストレート）を用いている。さらにまたＣＤにおいては、トラックピッチが１．６μｍ、最小ピット幅が０．９μｍであるのに対して、ＤＶＤではトラックピッチが０．７４μｍ、最小ピット幅が０．４μｍとＣＤに比べてＤＶＤは精細であり、トラッキングサーボとしては同じ制御形態を利用することができない。

上記したようなＤＶＤにおいても、当然先に説明したような頭だし機能が要望される。ところが、この頭だしを実現するために従来と同じクロストラックカウント手段を用いると問題が生じる。これはＤＶＤにおいては記録密度が高いためにトラック間の距離が狭く、図８（Ａ）に示すような高周波信号となり、トラック間においてもピーク値の高いパルス性成分が生じることになるからである。このような高周波信号をエンベロープ検波しても、図８（Ｂ）のごとく良好な波形のサインカーブが得られないために、クロストラックカウントに用いることが不可能となる。仮にこの波形がクロストラックカウントのために用いられたとしても、エラーが多くなり、誤動作の原因となる。

そこでこの発明は、記録密度が異なる光ディスクであっても、クロストラック数を正確にカウントし、動作の信頼度を向上し得るディスク再生装置を提供することを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するために、光ディスクの情報トラック上に記録された高周波信号を光学的に読取るピックアップ手段と、前記ピックアップ手段が前記高周波信号を読取りながら、且つ、前記ピックアップ手段の光スポットが前記光ディスクのトラックを横切るように、前記ピックアップ手段を駆動する駆動手段と、前記ピックアップ手段から得られた前記高周波信号のピーク側に対する充放電時定数を持って、ピーク側である第１の検波出力を得る第１の検波手段と、前記ピックアップ手段から得られた前記高周波信号のボトム側に対する充放電時定数（但し前記ピーク側に対する充放電時定数よりは大きい充放電時定数）、を持って、ボトム側である第２の検波出力を得る第２の検波手段と、前記第１の検波出力から前記第２の検波出力を減算することにより横切ったトラックに応じたリップル波形（トラッククロス信号）を得る減算手段とを備える。

この発明は、記録密度が異なる光ディスクであっても、クロストラック数を正確にカウントすることができ、動作の信頼度を向上し得ることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はこの発明の１つの特徴部を示す実施の形態である。１１は光ディスク（ＣＤ又はＤＶＤ等）であり、ディスクモータ１２により回転駆動される。２１は光ピックアップ装置であり、ピックアップモータ（図示せず）によりディスクの半径方向へ移動制御される。光ピックアップ装置２１から出力された高周波である変調信号は、前置増幅器２２に入力され所定レベルまで増幅される。

前置増幅器２２から出力された高周波信号は、トラッキング誤差検出部１００及びトラッククロス検出部１０１に入力される。トラッククロス検出部１０１は、高周波信号のピーク側を検波するピーク検波回路１０２、高周波信号のボトム側を検波するボトム検波回路１０３を有する。さらにこのトラッククロス検出部１０１は、検出したピーク検波回路出力からボトム検波回路出力を減算する減算器１０４を有する。

減算器１０４の出力は、トラバース制御部１０５に入力されている。このトラバース制御部１０５には、先のトラッキング誤差検出部１００で検出されたトラッキング誤差信号も入力されている。

今、トラバース指令部１０６からトラバースのための指令信号が入力されると、トラバース制御部１０５は、光ピックアップ装置２１のピックアップモータ（図示せず）を制御し、光ピックアップ装置２１をディスクの半径方向へ移動制御する。このとき何本のトラックを横切ったかを知るために、トラッククロス検出部１０１からのサイン波形を監視している。そしてサイン波形が何周期あったかを検出することによりトラッククロス数を把握している。

ここでトラッキング誤差信号を併用して用いるのは以下の理由による。光ピックアップ装置２１の移動開始後に、トラッキング誤差信号を監視すれば、本来は誤差信号の増減の繰り返し数をカウントすることにより横切ったトラック数を知ることができる。しかし実際には、ディスクの偏芯で相対的には本来の移動方向とは逆方向に移動してしまうことがある。この不具合をなくすために、トラッククロス検出部１０１を設けて、トラッククロス信号を得るようにしている。トラッククロス信号とトラッキング誤差信号との位相差を監視することにより、光ピックアップ装置の移動方向を検出することが可能であるからである。

つまり、光ピックアップ装置２１がディスクの中心から外方向へ移動制御されると、トラッキング誤差信号の変化パターンは、各トラックを横切る毎に同様なパターンをとるはずである。トラッククロス信号の変化に対して、所定の位相関係をもったトラッキング誤差信号となる。しかし、光ピックアップ装置２１が、ディスクの偏芯のために相対的に本来の移動方向とは逆方向に移動してしまうと、トラッククロス信号に対するトラッキング誤差信号の位相変化パターンが変わるために、トラックを逆方向へ横切ったことを認識できる。そこでこのような場合には、トラック数の計数を調整することができる。

ここで本発明は、上記のトラッククロス検出部１０１において、トラッククロス信号を得るための手段に特徴を有する。即ち、トラッククロス信号は、記録密度の異なるディスク間では、その高周波のエンベロープ波形が異なることは前述した通りである。特に高密度のディスクのトラックを横切る場合には、トラック間においてもパルス性の出力があるために普通のエンベロープ検波をするとその検波出力は歪んだ波形である。

（Ａ）そこでこの発明では、第１つの対策として以下のような手法をとるものである。

即ち、ピーク検波回路１０２においては充電時定数を小さく（Ｔ２）し、放電時定数を大きく（Ｔ１）する。一方、ボトム検波回路１０３においては充電時定数を大きく（Ｔ２）し、放電時定数を小さく（Ｔ１）するものである。

図２は上記のように各検波回路１０２、１０３の充電、放電時定数を設定したときの高周波信号と検波出力１０２ａ、１０３ａの様子を原理的に示している。検波出力１０２ａは、高周波信号の正極性レベルで充電が俊敏に行われ（時定数小）、負極性レベルで放電が緩やかに行われる（時定数大）。したがって、図２に示すように正極性側のピークレベルの変化に追従しようとする。逆に、検波出力１０３ａは、高周波信号の正極性レベルで充電が緩やかに行われ（時定数大）、負極性レベルで放電が俊敏に行われる（時定数小）。したがって、高周波信号の負極性側のピークレベルの変化に追従しようとする。ただし、パルスが粗な期間においてノイズ性の大きな単発パルスがあっても頻度が小さいので応答が鈍く、パルスが密な部分でのみピークレベルの変化に追従する。

このようにすると、トラック間とトラック情報上との識別を明確にしたトラッククロス信号を得ることができる。

時定数Ｔ１とＴ２の関係は、１対５〜２０が好ましい。時定数Ｔ１とＴ２の関係は、１対１０であると一層好ましい結果を得ることができた。

図４には、トラバースしたときの高周波波形とトラッククロス信号を示している。

（Ｂ）またこの発明では、ピーク検波回路１０２の充放電時定数（アタック／リリース）は小さくし、ボトム検波回路１０３の充放電時定数（アタック／リリース）は大きく設定するものである。このことは、ピーク検波回路１０２の感度が高く、ボトム検波回路１０３の感度が低いことを意味する。

図３は、このような時定数の設定により得られた、ピーク検波回路１０２の出力とボトム検波回路１０３の出力の波形を示している。このときの時定数の比は、ピーク／ボトムで（１／２０）〜（１／５）の範囲で問題なく良好なトラッククロス信号が得られた。また、ピーク検波回路１０２の充放電時定数「１」に対してボトム検波回路１０３の充放電時定数「１０」の場合には、良好なトラッククロス信号を得ることができた。

このようにこの発明は、ボトム検波回路１０３の感度を低く押さえることにより、隣接トラック間のクロストークのパルス性ノイズにより出力波形が歪んでしまうようなことがなくなり、良好なトラッククロス信号を得ることができる。よって、特殊再生時のトラックジャンプや頭だし再生等の動作上の信頼性を得ることができるものである。

図５は、この発明が用いられたディスク再生装置の全体的な構成を示している。光ディスク（ＣＤ又はＤＶＤ等）１１は、ディスクモータ１２により回転駆動される。光ピックアップ装置２１は、ピックアップモータ（図示せず）によりディスクの半径方向へ移動制御される。光ピックアップ装置２１から出力された高周波である変調信号は、前置増幅器２２を介して等化器２３に入力され、波形等化される。波形等化された変調信号は、データスライサ２４に入力されて２値化される。この２値化された信号は、データ抽出部２５に供給される。データ抽出部２５は、位相同期ループ回路（ＰＬＬ回路）を用いたデータ同期クロック発生器を含む。よってデータ抽出部２５では、データクロックが生成されるとともに、このデータクロックを用いて変調信号がサンプリングされる。これによりデータ抽出部２５からは、光ディスクに記録されていたデジタルデータの抽出が行われ、このデジタルデータは、同期検出／復調部２６に入力される。この同期検出／復調部２６では同期信号を分離するとともに、変調信号を元のビットコードに復調する。

復調データは、エラー訂正部２７に入力される。エラー訂正された復調データはデータ処理部２８に入力され、データ分離、解析等の処理が行われる。なお、同期分離及びエラー訂正が行われた後に復調処理が行われてもよい。

同期検出により得られた同期信号は、ディスクサーボ回路３１に入力される。ディスクサーボ回路３１では、データクロックに同期化した同期信号を取り込み、同期信号の周波数及び位相に基づいてディスクモータ１２の回転を制御する。そして、通常再生が行われているときは、同期検出／復調部２６における同期信号の所定の周波数及び位相が得られるように、ディスクサーボ回路３１はディスクモータ１２の回転制御を行う。

また前置増幅器２２の出力は、トラッククロス検出部１０１に入力され、このトラッククロス検出部１０１の検出出力がシステム制御部６１のトラバース制御部に入力されている。システム制御部６１は、ピックアップモータ駆動部３５を制御してピックアップ装置２１をディスクの半径方向へ移動制御することができる。

前置増幅器２２の出力は、さらに誤差信号生成部３２に入力される。この誤差信号生成部３２は、後述するように、光ピックアップ装置２１の光電変換素子からの出力信号を用いて、各サーボ系に適合した誤差信号を生成するもので、フォーカス誤差信号、位相差トラッキング誤差信号及び３ビームトラッキング誤差信号等を生成している。またこの誤差信号生成部３２は、後述するようなサブビーム和信号を生成している。

上記のフォーカス誤差信号は、フォーカスサーボ回路３３に供給され上記の位相差トラッキング誤差信号及び３ビームトラッキング誤差信号は、トラッキングサーボ回路３４に入力される。フォーカスサーボ回路３３の出力は、光ピックアップ装置２１のフォーカス駆動部に供給されている。またトラッキングサーボ回路３４の出力は、光ピックアップ装置２１のトラッキング駆動部に供給されるとともに、ピックアップモータ駆動部３５に供給されている。ピックアップモータは、光ピックアップ装置２１をディスクの半径方向へ移動制御するモータであり、トラッキング制御を補う場合やジャンプ動作時に駆動される。

また、ピックアップ装置２１には、複数の光学系が用意されている場合には、システム制御部６１から開口（ＮＡ）切換え信号が供給される。このＮＡ切換え信号により、ピックアップ装置２１が２レンズ切換え方式（２つの光学レンズ系を用意している）の場合にはそのレンズの切換えが行われ、絞り切換え方式の場合は絞りの開口の切換えが行われる。ピックアップ装置２１が２焦点レンズ方式（焦点が光軸方向に２箇所存在する）の場合には特に切換えは行わなくてもよい。

図６は上記の光ックアップ装置２１におけるピックアップ部と、フォーカ誤差信号、３ビームトラッキング誤差信号、位相差トラッキング誤差信号等を得る誤差信号生成部３２の基本構成を示している。

即ち、光ピックアップ装置２１の部分を説明する。発光器２１ａは、照射光を照射し、照射光は、回析格子２１ｂにより複数の回析光に分割される。回析光のうち０次回析光は、光ディスクの情報トラック上にメインビームスポットを形成する。このメインビームスポットの反射光はハーフミラー２１ｃによりガイドされメインビーム検出器を構成する４分割ダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより検出される。また前記複数の回析光のうち２つの１次回析光は、前記メインビームスポットのトラック方向の前後であって、ディスクの情報トラックを挟む位置関係でサブビームスポットを形成する。この２つのサブビームスポットの反射光はハーフミラー２１ｃによりガイドされサブビーム検出器を構成するサブダイオードＥ、Ｆにより検出される。

各フォトダイオードＡ〜Ｆの出力は、それぞれバッファ増幅器２２ａ〜２２ｆに導入されている。バッファ増幅器２２ａ、２２ｃの出力Ａ、Ｃは加算器５１で加算され（Ａ＋Ｃ）信号として出力される。また、バッファ増幅器２３ｂ、３２ｄの出力Ｂ、Ｄは加算器５２で加算され（Ｂ＋Ｄ）信号として出力される。そして加算器５１、５２の出力は、減算器５３に入力されて（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算処理を施され、フォーカス誤差信号として取り出される。このフォーカス誤差信号はさらにフォーカス制御部５４のＳ字レベル検出回路に入力されてフォーカス状態を検出される。フォーカス制御部５４は、フォーカス状態が安定するように制御する。つまりフォーカス制御部５４は、Ｓ字特性を持つフォーカス誤差信号の振幅がゼロ（所定レベル）となるようにピックアップ装置の対物レンズを駆動するフォーカスコイルの電流制御を行う。これによりフォーカス制御が実現される。

また加算器５１、５２の出力は、位相差検出部５５に入力される。この位相差検出部５５においては、（Ａ＋Ｃ）信号と、（Ｂ＋Ｄ）信号の位相差を検出している。この検出信号は位相差トラッキング誤差信号として用いられる。この位相差トラッキング誤差信号は、トラックピッチの狭いディスク（例えばＤＶＤ）が再生されるときに有効信号として利用される。

またバッファ増幅器２２ｅ、２２ｆの出力は減算器５６で減算処理され（Ｅ−Ｆ）信号を生成している。この（Ｅ−Ｆ）信号は、３ビームトラッキング誤差信号として用いられる。この３ビームトラッキング誤差信号は、トラックピッチの広いディスク（例えばＣＤ）が再生されるときに有効信号として用いられる。

加算器５７は、Ａ＋Ｂ＋Ａ＋Ｃ＋Ｂ＋Ｄを行いＨＦ信号生成している。ＨＦ信号は変調信号であり等化器２３に入力される。次に、上記した位相差トラッキング誤差信号と、３ビームトラッキング誤差信号とは、セレクタ５８によりいずれか一方が選択されて、トラッキング制御部５７に入力される。トラッキング制御部５７は、取り込んだトラッキング誤差信号に応じて、トラッキング誤差がなくなるように、光ピックアップ装置２１のトラッキングコイルを制御する。

図５に戻って説明する。図５に示すように、このシステムにはトラッククロス検出部１０１が設けられ、特殊再生のためのトラックジャンプ時、特定のファイルをサーチするための頭だし時にはトラッククロス信号をカウントして横切ったトラック数を正確に把握することができる。トラバース制御部やトラバース指令部は、システム制御部６１内に含まれるものである。

この発明の一実施の形態を示す図。 この発明の動作例を説明するために示した高周波信号及び２つの検波出力を示す図。 同じくこの発明の他の動作例を説明するために示した高周波信号及び２つの検波出力を示す図。 この発明のさらに他の動作例を説明するために示した高周波信号及び２つの検波出力を示す図。 この発明を用いたディスク再生装置の全体構成を示す図。 図４のピックアップ装置と前置増幅器と誤差信号生成部を示す図。 低密度ディスクから得られる高周波信号とトラッククロス信号の説明図。 高密度ディスクから得られる高周波信号とトラッククロス信号の説明図。

符号の説明

１１…光ディスク、１２…ディスクモータ、２１…光ピックアップ装置、２２…前置増幅器、１００…トラッキング誤差検出部、１０１…トラッククロス検出部、１０２…ピーク検波回路、１０３…ボトム検波回路、１０４…減算器、１０５…トラバース制御部、１０６…トラバース指令部。

Claims (2)

1. 光ディスクの情報トラック上に記録された高周波信号を光学的に読取るピックアップ手段と、
   前記ピックアップ手段が前記高周波信号を読取りながら、且つ、前記ピックアップ手段の光スポットが前記光ディスクのトラックを横切るように、前記ピックアップ手段を駆動する駆動手段と、
   前記ピックアップ手段から得られた前記高周波信号のピーク側に対する充放電時定数を持って、ピーク側である第１の検波出力を得る第１の検波手段と、
   前記ピックアップ手段から得られた前記高周波信号のボトム側に対する充放電時定数（但し前記ピーク側に対する充放電時定数よりは大きい充放電時定数）、を持って、ボトム側である第２の検波出力を得る第２の検波手段と、
   前記第１の検波出力から前記第２の検波出力を減算することにより横切ったトラックに応じたリップル波形（トラッククロス信号）を得る減算手段と
   を具備したことを特徴とするディスク再生装置。
2. 光ディスクの情報トラック上に記録された高周波信号を光学的に読取るピックアップ手段と、
   前記ピックアップ手段が前記高周波信号を読取りながら、且つ、前記ピックアップ手段の光スポットが前記光ディスクのトラックを横切るように、前記ピックアップ手段を駆動する駆動手段と、
   前記ピックアップ手段から得られた前記高周波信号のピーク側に対する充放電時定数を持ち、且つ、充電時定数Ｔ１、放電時定数Ｔ２（Ｔ２対Ｔ１は１対５〜２０の関係）の異なる時定数を持って検波し、ピーク側である第１の検波出力を得る第１の検波手段と、
   前記ピックアップ手段から得られた前記高周波信号のボトム側に対する充放電時定数（但し前記ピーク側に対する充放電時定数よりは大きい充放電時定数）、を持ち、且つ、充電時定数Ｔ２、放電時定数Ｔ１（Ｔ２対Ｔ１は１対５〜２０の関係）の時定数を持って検波し、ボトム側である第２の検波出力を得る第２の検波手段と、
   前記第１の検波出力から前記第２の検波出力を減算することにより横切ったトラックに応じたリップル波形（トラッククロス信号）を得る減算手段と
   を具備したことを特徴とするディスク再生装置。

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