JP2002063766A - 情報再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＤ（ミニディスク）のＡＤＩＰ（アドレス
・イン・プリグルーブ）信号の再生安定性を向上する。 【解決手段】 ウオブル信号成分を抽出するバンドパス
フィルタの通過帯域の中心周波数ｆ０ａを、再生ウオブ
ル信号の平均的な周波数ｆｓよりも高く設定する。この
結果、ウオブル信号のＳ／Ｎ比（ＳＮａ）を、従来のＳ
／Ｎ比（ＳＮｂ）比べて、改善することができ、ＡＤＩ
Ｐ信号の再生動作の安定性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、光磁
気ディスク、磁気ディスク等から、変調された情報デー
タを再生する情報再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ミニ・ディスク（以下、ＭＤと略
す）、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録可能な光ディスク装置の
開発が活発に行われている。以下に、係る従来の記録可
能な光ディスク装置の例として、ＭＤからアドレス情報
データを再生する情報再生装置について図面を用いて説
明する。

【０００３】ＭＤフォーマットには、再生専用のＲＯＭ
ディスクと、記録可能なＲＡＭディスクがある。ＭＤの
ＲＡＭディスクでは、ディスク上の絶対位置を示すアド
レス情報が、バイフェーズ変調され、更にこれがＦＭ変
調されて、記録トラックの微小な蛇行（以下、ウオブル
と呼ぶ）として予めディスクに記録されている。これを
ＡＤＩＰ（アドレス・イン・プリグルーブ）信号と呼
ぶ。再生装置は記録トラックのウオブル信号成分を検出
し、これをＦＭ復調し、更にバイフェーズ復調すること
により、ディスク上のアドレス情報を再生することがで
きる。

【０００４】図４は、従来の技術を用いた情報再生装置
の主要構成部を示すブロック図である。図４において、
１はディスク（ＭＤ）、２はディスク１を回転させるた
めのモータ、３はモータ２に駆動電力を供給するドライ
バ、４はモータ２の回転数に応じたパルス信号を発生す
るＦＧ（フリーケンシ・ジェネレータ）、５はＦＧ４の
出力信号に基づいてモータ２を所定の回転数に制御する
回転制御手段である。６は光ピックアップであって、光
ビームを発生する半導体レーザーと、光ビームをディス
ク１の記録面上に集光する対物レンズと、対物レンズを
ディスク１の記録面と垂直方向及び記録トラックと垂直
方向に移動させるアクチュエータと、ディスク１からの
反射光を検出する受光素子及びそれに付随する回路素子
を備え、ディスク１の記録面上に記録された情報信号を
検出すると共に、光ビームスポットとディスク１の記録
面の相対位置誤差信号（フォーカス誤差信号）及び光ビ
ームスポットとディスク１の記録トラックの相対位置誤
差信号（トラッキング誤差信号）を検出する。７は光ピ
ックアップ６の出力に基づいて、ディスク１の記録トラ
ックのウオブル成分を検出するウオブル信号検出手段、
８はウオブル信号検出手段７の出力を入力とし、所定の
周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタ、９
は、バンドパスフィルタ８の出力を入力としてＦＭ復調
とバイフェーズ復調を行い、ディスク１に記録されたア
ドレス情報（ＡＤＩＰ信号）を復調するアドレス復調手
段である。

【０００５】以上のように構成された従来の技術による
情報再生装置の動作について、以下説明する。

【０００６】まず回転制御手段５は、ＦＧ４が発生する
パルス信号に基づいてモータ２の回転数に応じた信号を
生成し、これを所定の目標値と比較して回転誤差信号を
生成し、これに対してフィルタ処理等を施し、ドライバ
３でモータ２を駆動することにより、ディスク１を所定
の回転数に制御する。ＭＤにおいては、ディジタル化し
た音楽情報信号をＥＦＭ変調してディスクに記録する
が、この信号はＣＬＶ（線速度一定）で記録されてい
る。このため、ＦＧを用いた回転制御系の目標回転数
を、ディスクから読み出したアドレス情報に基づいて、
ディスクの内周付近では目標回転数を速くし、外周に移
動するに従って目標回転数が次第に遅くなるように可変
する。これにより再生線速度を常に所定の基準値付近と
し、線速度一定（ＣＬＶ）で情報信号を読み出すことが
できる。

【０００７】また、光ピックアップ６が出力するフォー
カス誤差信号及びトラッキング誤差信号を入力とし、サ
ーボ手段（図示せず）によってこれらの信号に対して位
相補償や低域補償等のフィルタ処理を施し、その出力信
号に基づいて光ピックアップ６のアクチュエータを駆動
して対物レンズを動かし、光ビームスポットをディスク
１の記録面に追従させる（フォーカス制御）と共に、記
録トラックに追従させる（トラッキング制御）。

【０００８】次に、ウオブル検出手段７によってディス
ク１の記録トラックのウオブル成分を検出する。これに
ついて以下図２及び図３を用いて説明する。

【０００９】図２は、ＭＤのＲＡＭディスクにおける記
録トラックのウオブルの様子を示した模式図である。図
２において、ａはディスク１の記録面上に集光された光
ビームスポット、矢印はディスク１の回転に伴って光ビ
ームスポットａがディスク１の記録面上を相対的に移動
する方向を示す。トラッキング制御が正常にかかってい
れば、光ビームスポットａは、図２に示すように目標ト
ラック上に正しく位置し、矢印の方向に進む。トラッキ
ング制御が追従する周波数帯域は通常１〜２ｋＨｚ程度
であるが、ウオブル成分はこれよりはるかに高い周波数
に設定されているため（ＭＤでは、通常線速度で再生し
た場合に平均値で約２２．０５ｋＨｚ）、トラッキング
制御系は記録トラックの微小な蛇行であるウオブルに対
してほとんど追従せず、光ビームスポットａは、ディス
ク１の回転に伴って図の矢印の方向に向かって真っ直ぐ
に進む。そのためウオブル成分は、ほぼそのままトラッ
キング誤差の残留成分となる。即ち、ウオブル検出手段
７において、トラッキング制御が正常にかかっている時
のトラッキング誤差成分を検出することで、ウオブル信
号成分を容易に検出することができる。

【００１０】トラッキング誤差の検出方法について、以
下、図３を用いて説明する。図３はトラッキング誤差信
号を検出する一般的な方式を示す模式図である。図３に
おいて、ａは、ディスク１からの反射光を検出する受光
素子であり、ディスク１の半径方向に対応する方向（図
３の横軸方向）に対して概略垂直な分割線によって、２
つの領域ａ１とａ２に分割されている。ｂは、受光素子
ａの分割された領域ａ１の出力とａ２の出力の差を検出
する減算回路、ｃは、受光素子ａ上におけるディスク１
からの反射光ビームスポット、ｄは、反射光ビームスポ
ットｃの、ディスク１の半径方向に対応する方向の光量
分布を示す。ディスク１の記録トラックと光ビームスポ
ットのディスク半径方向の相対位置に応じて、反射光ス
ポットの光量分布（図３のｄ）が変化し、分割された受
光素子の領域ａ１とａ２の出力の差によってトラッキン
グ誤差信号を検出することができる。この検出方式をプ
ッシュプル法或いはファーフィールド法と呼び、光ディ
スク装置において広く用いられている。

【００１１】以上のようにしてウオブル信号が検出され
るが、ウオブル信号はＦＭ変調されているため、ＦＭキ
ャリア周波数を中心とした周波数成分を有している。こ
の周波数成分を抽出するため、再生ウオブル信号の平均
周波数（ＦＭキャリア周波数）を通過帯域の中心周波数
とするバンドパスフィルタ８を通し、この出力に基づい
てアドレス復調手段９でＦＭ復調及びバイフェーズ復調
を行い、アドレス情報を抽出する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の情報再生装置においては、ウオブル信号の信号対ノ
イズ比（以下Ｓ／Ｎ比と略す）が必ずしも充分に確保で
きないという問題点を有していた。これについて以下説
明する。

【００１３】図３のようにして検出したウオブル信号
は、本来のトラックの微小蛇行であるウオブル成分以外
の様々なノイズ成分を含んでいる。主なノイズ要因とし
ては、ディスク表面上のキズ、ホコリ、指紋等のドロッ
プアウトの影響、隣接トラックのクロストークの影響等
がある。特に光ビームスポットの焦点がデフォーカスし
た場合、記録面上の光ビームスポット径が大きくなり、
隣接トラックのウオブル成分のクロストークが増大す
る。このような不要ノイズをできる限り除去するために
は、バンドパスフィルタ８の周波数選択度Ｑを大きくし
て、急峻な周波数特性とする必要がある。しかしウオブ
ル信号はＦＭ変調されているため、ＦＭキャリア周波数
成分のみでなく、キャリア周波数を中心としてある程度
広がりを持った周波数成分（デビエーション成分）を含
んでいる。選択度Ｑをあまり大きくすると、本来のウオ
ブル信号成分であるデビエーションン成分まで失われて
しまう。また、ディスクの線速度にもばらつきがあり
（ＭＤではディスクの規格上、約±７％程度の線速度ば
らつきが許容されている）、ある程度の通過帯域幅は必
要である。更に、一般的にアナログ回路で設計するバン
ドパスフィルタは、選択度Ｑが大きくなるほど、回路素
子定数（容量Ｃや抵抗Ｒ）のばらつきが周波数特性に与
える影響が大きくなり、回路設計上からも選択度Ｑをあ
まり大きくすることは好ましく無い。このような理由の
ため、バンドパスフィルタの選択度Ｑをあまり大きくす
ることはできず、ウオブル信号のＳ／Ｎ比は、必ずしも
充分に確保することが困難であった。

【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、バンドパスフィルタの選択度Ｑを大きくすることな
く、不要ノイズ成分を有効に除去してウオブル信号のＳ
／Ｎ比を改善し、より安定な再生動作を可能とすること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明による情報再生装置は、バンドパスフィルタの通
過帯域の中心周波数を、信号読み取り手段で読み取られ
た情報信号の平均的な周波数よりも高く設定するもので
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、所定の変調方式で変調
された情報信号が所定のトラック形態で記録されたディ
スクから、前記情報信号を再生する情報再生装置であっ
て、前記ディスクの回転数或いは線速度を所定の目標値
に制御する回転制御手段と、前記情報信号を前記ディス
クから読み取る信号読み取り手段と、前記信号読み取り
手段の出力信号を入力として、所望の周波数帯域を通過
させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタ
の出力に基づいて前記情報信号を復調する復調手段とを
備え、前記バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数
を、前記信号読み取り手段で読み取られた情報信号の平
均的な周波数よりも高く設定する。

【００１７】以下に本発明の実施の形態による情報再生
装置について説明する。

【００１８】本発明の実施の形態による情報再生装置の
主要構成部は、従来の情報再生装置の説明で用いた図４
と同様である。即ち、バイフェーズ変調及びＦＭ変調さ
れたＡＤＩＰ信号が所定のトラック形態（ウオブル）で
記録されたディスク１から、ＡＤＩＰ信号を再生するに
際して、ディスク１の回転数或いは線速度を所定の目標
値に制御する回転制御手段５と、ＡＤＩＰ信号をディス
ク１から読み取る光ピックアップ６及びウオブル信号検
出手段７とからなる信号読み取り手段と、信号読み取り
手段の出力を帯域制限するバンドパスフィルタ８と、バ
ンドパスフィルタ８の出力に基づいてＡＤＩＰ信号を復
調するアドレス復調手段９とを備えている。本発明の実
施の形態による情報再生装置が従来の情報再生装置と異
なるのは、バンドパスフィルタ８の周波数特性である。
これについて以下、図１を用いて説明する。

【００１９】図１は、バンドパスフィルタ８への入力信
号の周波数成分、及びバンドパスフィルタ８の周波数特
性を示す周波数特性図であり、横軸は周波数、縦軸は振
幅を示す。図１（ｃ）はバンドパスフィルタ８への入力
信号の周波数成分を示し、Ｓはウオブル信号成分の振
幅、ｆｓはその平均的な周波数を示し、Ｎは不要ノイズ
成分の振幅、ｆｎはその平均的な周波数を示す。図１
（ｂ）は従来の情報再生装置のバンドパスフィルタ８の
周波数特性、図１（ａ）は本発明の実施の形態による情
報再生装置のバンドパスフィルタ８の周波数特性を示
す。図１（ｂ）のｆ０ｂは、従来の情報再生装置のバン
ドパスフィルタ８の通過帯域の中心周波数、図１（ａ）
のｆ０ａは、本発明の実施の形態の情報再生装置のバン
ドパスフィルタ８の通過帯域の中心周波数を示す。図１
（ｂ）中にＳＮｂと付記した矢印は、従来の情報再生装
置のバンドパスフィルタ特性を用いた場合のＳ／Ｎ比を
模式的に示し、図１（ａ）中にＳＮａと付記した矢印
は、本発明の実施の形態における情報再生装置のバンド
パスフィルタ特性を用いた場合のＳ／Ｎ比を模式的に示
している。

【００２０】従来の情報再生装置では、図１（ｂ）に示
すように、バンドパスフィルタ８の通過帯域の中心周波
数ｆ０ｂを、再生時のウオブル信号成分の平均的な周波
数ｆｓと一致させるように設計していた（ｆ０ｂ≒ｆ
ｓ）。これによりウオブル信号成分の振幅が最大にな
り、不要ノイズの周波数成分が一様であると仮定すると
Ｓ／Ｎ比は最大になる。しかし実際には、図１（ｃ）に
示す様に、不要ノイズ成分（Ｎ）はウオブル信号成分
（Ｓ）の低域側に集中していることが多い。これについ
て以下詳細に説明する。

【００２１】ウオブル信号に対する主なノイズ発生要因
には、ディスク表面上のキズ、ホコリ、指紋等によるド
ロップアウト、隣接トラックのクロストーク成分等があ
る。まずドロップアウトの影響について考えると、光ビ
ームスポットの直径はディスク記録面上では１〜２μｍ
程度であるが、ディスク保護層（ＭＤでは厚さ約１．２
ｍｍ）の表面では１ｍｍ程度となる。故にディスク表面
のドロップアウトは、１ｍｍより充分に小さいものは光
スポットの反射光としてはほとんど検出されない。結果
的にドロップアウトの影響は比較的低い周波数成分に集
中し、ＭＤ、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ等で
は、一般的に５００Ｈｚ〜３ｋＨｚ程度である。ＭＤを
通常の線速度で再生した場合、ウオブル成分の基本周波
数（ＦＭ変調のキャリア成分）は約２２．０５ｋＨｚで
あるから、ドロップアウトによるノイズ成分はこれより
も低い帯域に集中することがわかる。

【００２２】次に隣接トラックのクロストークの影響に
ついて考えると、隣接トラックのクロストークは、ディ
スク記録面上に集光した光ビームスポットが、フォーカ
スサーボ系の残留誤差や半導体レーザー及び対物レンズ
の非点収差等により、ディスク半径方向に広がり、隣接
するトラックのウオブル成分まで拾ってしまう現象であ
る。ＭＤのウオブル信号は、線速度一定（ＣＬＶ）で記
録されており、ウオブルが繰り返される物理的な長さ
は、ディスク半径位置に依らず一定である。即ち、隣接
する２つのトラックを所定の回転数で同時に再生した場
合、２つのトラックから再生されるウオブル成分の周波
数は僅かにずれることになり、２つの周波数差に応じた
ビート成分が発生する。ＭＤにおいては、上記周波数差
は数Ｈｚ程度となるので、クロストークによるノイズ成
分も、ウオブル成分の基本周波数よりも極めて低い帯域
であることがわかる。

【００２３】バンドパスフィルタに対する入力信号の不
要ノイズ成分が、ウオブル信号成分の平均的な周波数よ
りも低域側に集中しているとすると、図１（ｂ）のよう
にバンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数をウオブ
ル信号成分の平均的な周波数に一致させる（ｆ０ｂ≒ｆ
ｓ）よりも、図１（ａ）のようにバンドパスフィルタの
通過帯域の中心周波数をウオブル信号成分の平均的な周
波数よりも若干高い方にずらす（ｆ０ａ＞ｆｓ）方が、
Ｓ／Ｎ比を改善することができる。（ＳＮｂ＞ＳＮａ）
これは、一般的にバンドパスフィルタの周波数特性が、
通過帯域の中心周波数付近では比較的傾きがなだらかで
あり、中心周波数から離れるにつれて傾きが急峻になる
ためである。そのため図１（ａ）のように、バンドパス
フィルタの通過帯域の中心周波数を、ウオブル信号成分
の平均的な周波数より高く設定すると（ｆ０ａ＞ｆ
ｓ）、ウオブル信号成分（Ｓ）の振幅低下は僅かである
のに対し、低域側のノイズ成分（Ｎ）の振幅が大幅に低
下し、結果としてＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【００２４】以上のように本発明の実施の形態による情
報再生装置によれば、バンドパスフィルタの通過帯域の
中心周波数（ｆ０ａ）を、信号読み取り手段で読み取ら
れたウオブル信号成分の平均的な周波数（ｆｓ）よりも
高く設定する（ｆ０ａ＞ｆｓとする）ことにより、ウオ
ブル信号のＳ／Ｎ比を改善し、ドロップアウトやクロス
トーク等に対する再生動作の安定性を向上させることが
できる。

【００２５】なお、本発明の実施の形態では、ＭＤ（ミ
ニディスク）のＡＤＩＰ（アドレス・イン・プリグルー
ブ）信号の復調装置としたが、光ディスク、光磁気ディ
スク、磁気ディスク等に対して広く一般的に適用可能で
あり、またアドレス情報に限らず、音楽情報、映像情
報、その他のディジタル情報など、ディスク上に変調さ
れて記録された情報信号を再生する用途であればどのよ
うな範囲にも適用可能であり、本発明の趣旨に何らの変
わりは無い。

【００２６】また、本発明のバンドパスフィルタは、ア
ナログ回路、ディジタル回路、或いはソフトウエアでも
実現可能である。

【００２７】また、本発明の実施の形態において、ディ
スクの回転制御は、モータの回転数をＦＧで直接検出し
て制御するとしたが、ＦＧを用いず、ディスクから再生
された信号（再生信号からＰＬＬ等により抽出したセル
フクロック信号、あるいは情報の記録単位であるセクタ
の先頭を示す再生セクタ信号など）を所定の基準信号と
比較することにより、線速度一定（ＣＬＶ）となるよう
回転制御を行っても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る情報再生装
置は、バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数を、
信号読み取り手段で読み取られた情報信号の平均的な周
波数よりも高く設定することにより、ウオブル信号のＳ
／Ｎ比を改善し、ドロップアウトやクロストーク等に対
する再生動作の安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による情報再生装置のバン
ドパスフィルタの周波数特性を説明するための周波数特
性図

【図２】ＭＤのトラックの微小蛇行（ウオブル）の様子
を示す模式図

【図３】トラッキング誤差成分の一般的な検出方法を示
す模式図

【図４】従来及び本発明の実施の形態による情報再生装
置の主要構成部を示すブロック図

【符号の説明】

２ モータ ５ 回転制御手段 ６ 光ピックアップ ７ ウオブル信号検出手段 ８ バンドパスフィルタ ９ アドレス復調手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D044 BC05 BC06 CC04 FG01 FG16 FG19 5D090 AA01 BB03 BB10 CC04 DD03 DD05 EE12 EE17 EE18 FF25 GG09 GG22 GG28

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の変調方式で変調された情報信号が
   所定のトラック形態で記録されたディスクから、前記情
   報信号を再生する情報再生装置であって、 前記ディスクの回転数或いは線速度を所定の目標値に制
   御する回転制御手段と、 前記情報信号を前記ディスクから読み取る信号読み取り
   手段と、 前記信号読み取り手段の出力信号を入力として、所望の
   周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、 前記バンドパスフィルタの出力に基づいて前記情報信号
   を復調する復調手段とを備え、 前記バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数を、前
   記信号読み取り手段で読み取られた情報信号の平均的な
   周波数よりも高く設定することを特徴とする情報再生装
   置。