JP2005032361A - ディスク再生装置及びディスク再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクの反射率のばらつき、レーザ光や反射光の光検出装置の特性のばらつき等による差分信号の歪みの発生を防止し、誤差を伴わないサーボ演算により光ディスクの再生能力を向上する。
【解決手段】ディスク１に対して相対移動可能な読み取り手段３から出力される読み取り信号の差分信号をサーボ演算し、演算出力を読み取り手段３に供給して読み取り手段３をディスク１に追従させながらディスク１に記録された情報を再生するディスク再生装置であって、差分信号に対して所定の周波数を越える成分を除去するＬＰＦ７を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フォーカス、トラッキングのサーボ動作によりディスクに配置されたピットのトレースを行い、ディスクに記録された情報を再生するディスク再生装置及びディスク再生方法に関する。

ディスク再生装置はディスクに付着した汚れや傷、ディスク自体の偏心、記録面の振れなどディスクの欠陥だけでなく、ディスクの反射率のばらつき、読み取り手段が搭載するレーザ光や反射光を電気信号に変換する光検出装置のばらつきがあった場合も、安定した読み出し動作が求められている。しかしながら、前記のようなディスクの欠陥がある場合でも、安定した読み出し動作を確保するために、フォーカス系読み出し信号の和であってＤＳＰでサンプリングして読み出したデータを作成するためのＲＦ信号や、サーボ演算に使用するフォーカス系読み出し信号あるいはトラッキング系読み出し信号の差分信号を、ＤＳＰに入力する前に増幅回路で表現できる振幅最大値に近い振幅まで増幅を行なっている。

図８は、従来のディスク再生装置を示すブロック図である。ディスク回転手段２は、ディスク１を回転可能に支持している。読み取り手段３はディスク１にレーザを照射して、その反射光を電気信号に変換してフォーカス用、トラッキング用等としてそれぞれ２つ以上の信号を出力し、入力されるドライブ信号によってディスクに対する相対位置を変更するように機能する。また、差分信号作成手段４は読み取り手段３から出力される電気信号間の差分信号を作成する。演算手段５は差分信号作成手段４の出力を用いてサーボ演算を行いドライブ信号作成手段６にドライブ信号作成指示を行う。ドライブ信号作成手段６は演算手段５が入力するドライブ信号作成指示に従ってフォーカス系やトラッキング系のアクチュエータに対するドライブ信号を作成するように機能する。

フォーカス系のサーボ動作において、フォーカス系の差分信号は基準電圧に対して焦点が合っている場合は電位差が０になり、焦点がずれるとずれた方向に基準電圧に対して電位差が発生する。その電位差を検知すると、演算手段５は電位差が０になるように、すなわち焦点がずれた方向とは反対の方向に読み取り手段３を移動させるようにフォーカスアクチュエータにドライブ信号作成手段６からドライブ電流を出力する。サーボ動作はこの動作を繰り返すことにより、継続して焦点が合った状態で読み出し動作を可能としている。

トラッキング系のサーボ動作において、トラッキング系の差分信号は基準電圧に対してトラック位置が合っている場合は電位差が０になり、トラック位置がずれるとずれた方向に基準電圧に対して電位差が発生する。その電位差を検知すると演算手段５は電位差が０になるように、すなわちトラック位置がずれた方向とは反対の方向に読み取り手段３を移動させるようにトラッキングアクチュエータにドライブ信号作成手段６からドライブ電流を出力する。サーボ動作はこの動作を繰り返すことにより、継続してトラック位置が合った状態で読み出し動作を可能としている。

図９は従来のディスク再生装置の動作において、ディスク１の反射率のばらつき、読み取り手段が搭載するレーザ光や反射光を電気信号に変換する光検出装置のばらつきがあった場合に、反射光が強すぎることにより、変換後の電気信号間の差分信号の振幅が、差分信号作成手段４が出力できる最大振幅電圧を超えて変形してしまった波形を示す。差分信号の波形が変形すると、差分信号を用いてサーボ演算を行なう演算手段５の演算に誤差が生じる。その誤差が大きくなると、演算手段５が出力するドライブ信号作成指示も誤った指示となるため、ドライブ信号作成手段６が出力するドライブ信号も誤ったものとなる。

また、トラッキング系の波形制御には上限、下限のピーク値を測定してバランスずれを補正しているものもあるが、本発明の課題である波形の変形時にピーク値を測定する方法はバランス調整を失敗する可能性があり、かつ波形の変形のサーボへの影響を修正することはできない（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１８０２１３号公報

以上のように従来のディスク再生装置は、ディスクの反射率のばらつき、読み取り手段３が搭載するレーザ光や反射光を電気信号に変換する光検出装置のばらつき等により、反射光が強すぎる場合は差分信号の波形が変形し、サーボ演算に誤差が生じる。このため、ディスク再生装置の再生能力に不具合が生じる。例えば、フォーカス系に誤差が生じると面振れディスクの再生能力が低くなり、トラッキング系に誤差が生じると、偏心ディスクの再生能力が低くなる。

特に、最近では低価格のＣＤ−Ｒ等が発売されてきているが、その反射率等の特性のばらつきも大きくなっている。また、従来はディスクのデータ容量は７００ＭＢまでだったが、最近では８００ＭＢやそれ以上のディスクが出てきている。その場合、隣接するトラック間が狭くなり、レーザの集光率が悪いピックアップでは隣接するトラックにもレーザが当たってしまい、その漏れが反射光に加算されることで読み出し信号が想定以上に大きくなってしまう。このため、差分信号が大きくなり、最大値を出せずに歪んでしまうという問題が発生している。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ディスクの反射率のばらつき、レーザ光や反射光の光検出装置の特性のばらつき等による差分信号の歪みの発生を防止でき、誤差を伴わないサーボ演算によりディスクの再生能力を向上できるディスク再生装置及びディスク再生方法を提供することを目的とする。

請求項１のディスク再生装置は、ディスクに対して相対移動可能な読み取り手段から出力される読み取り信号の差分信号をサーボ演算し、演算出力を前記読み取り手段に供給して前記読み取り手段を前記ディスクに追従させながら前記ディスクに記録された情報を再生するディスク再生装置であって、前記差分信号に対して所定の周波数を越える成分を除去するフィルタを備える。

上記構成によれば、差分信号に対して所定の周波数を越える成分を除去することで、最大振幅を越えて飽和した部分を含む差分信号を正弦波に近い差分信号に波形整形することが可能となる。これにより、フォーカスサーボやトラッキングサーボの演算誤差が低減される。

請求項２のディスク再生装置は、請求項１のディスク再生装置において、前記フィルタの出力を監視し、前記出力の振幅が過大状態であることを検出する検出手段を備え、前記フィルタは前記検出手段の出力に基づいて時定数が可変する。請求項３のディスク再生装置は、請求項１のディスク再生装置において、前記フィルタの出力を監視し、前記出力の振幅が過大状態であることを検出する検出手段を備え、前記フィルタは前記検出手段の出力に基づいてラダー回路の段数が切り替わる。

上記構成によれば、フィルタ処理後の振幅に応じてフィルタ特性を可変することで、最適な波形整形が可能となる。

請求項４のディスク再生装置は、請求項１のディスク再生装置において、前記フィルタの出力を一定振幅に増幅する増幅手段を備える。

上記構成によれば、フィルタ処理後の差分信号の振幅を一定に維持することが可能となり、フィルタ処理によるＳＮの低下を補償することができる。

請求項５のディスク再生装置は、請求項４記載のディスク再生装置において、前記差分信号の振幅を監視して、前記差分信号の振幅が過大状態であることを検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて、前記差分信号又は前記振幅手段の出力を選択する選択手段とを備える。

上記構成によれば、差分信号の振幅状態に応じて差分信号又はフィルタ処理後の差分信号を選択することで、歪みのない差分信号に基づくサーボ演算が可能となる。

請求項６のディスク再生装置は、請求項５記載のディスク再生装置において、前記検出手段は微分手段を有し、前記差分信号の微分値が一定期間”０”であることを検出する。また、請求項７のディスク再生装置は、請求項５記載のディスク再生装置において、前記検出手段は直流成分除去手段を有し、前記差分信号の直流成分除去後の振幅が一定期間”０”であることを検出する。また、請求項８のディスク再生装置は、請求項５記載のディスク再生装置において、前記検出手段は前記差分信号の離散値を取得する手段を有し、前記離散値の差分が一定期間”０”であることを検出する。

上記構成によれば、差分信号の歪みを、微分値、直流成分除去後の振幅又は離散値の差分値から確実に検出することができる。

請求項９のディスク再生装置は、請求項５から８のいずれか一項記載のディスク再生装置において、前記選択手段が前記差分信号を選択する場合に前記差分信号を遅延する第１の遅延手段と、前記増幅手段の出力を選択する場合に前記検出手段の出力を遅延する第２の遅延手段とを備える。

上記構成によれば、選択手段による切り替え動作時の歪発生を低減することができる。

請求項１０のディスク再生装置は、請求項５から９のいずれか一項記載のディスク再生装置において、前記選択手段による選択動作を初期動作時に制限する。

上記構成によれば、差分信号の選択時の歪み発生を初期動作に限定することができる。

請求項１１のディスク再生方法は、ディスクに対して相対移動可能な読み取り手段から出力される読み取り信号の差分信号をサーボ演算し、演算出力を前記読み取り手段に供給して前記読み取り手段を前記ディスクに追従させながら前記ディスクに記録された情報を再生するディスク再生方法であって、前記差分信号に対するフィルタ処理により所定の周波数を越える成分を除去するステップと、除去後の差分信号の振幅に基づいて前記フィルタ処理の特性を可変するステップとを含む。

上記構成によれば、フィルタ処理後の差分信号の振幅に応じてフィルタ特性を可変することで、差分信号の最適な波形整形が可能となる。

請求項１２のディスク再生方法は、請求項１１記載のディスク再生方法において、前記フィルタ処理の特性の可変を初期動作に制限する。

上記構成によれば、フィルタ処理の特性の切り替え時の歪み発生を初期動作に限定することができる。

請求項１３のディスク再生方法は、ディスクに対して相対移動可能な読み取り手段から出力される読み取り信号の差分信号をサーボ演算し、演算出力を前記読み取り手段に供給して前記読み取り手段を前記ディスクに追従させながら前記ディスクに記録された情報を再生するディスク再生方法であって、前記差分信号の振幅に基づいて前記差分信号又は前記差分信号に対して所定の周波数を越える成分を除去した差分信号の選択を行うステップを含む。

上記構成によれば、差分信号の振幅状態に応じて差分信号又はフィルタ処理後の差分信号を選択することで、歪みのない差分信号に基づくサーボ演算が可能となる。

請求項１４のディスク再生方法は、請求項１３記載のディスク再生方法において、前記選択を初期動作に制限する。

上記構成によれば、差分信号の選択時の歪み発生を初期動作に限定することができる。

本発明によれば、差分信号に対して所定の周波数を越える成分を除去することで、最大振幅を越えて飽和した部分を含む差分信号を正弦波に近い差分信号に波形整形することが可能となる。これにより、フォーカスサーボやトラッキングサーボの演算誤差が低減されるため、誤差を伴わないサーボ演算によってディスクの再生能力を向上できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１のディスク再生装置のブロック図であり、図８に示した従来のディスク再生装置に対してローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）７が追加されている。図２はそのＬＰＦ７に対して、ディスクの反射率等のばらつきにより変形した差分信号が入力された場合の出力信号の一例である。なお、図１において、図８に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。ＬＰＦ７は差分信号作成手段４が出力する差分信号を入力すると、ある周波数を境に差分信号を減衰させる特性をもつ。

従来のディスク再生装置において差分信号が変形した場合、差分信号作成手段４が出力できる最大振幅を超えた部分は、図９に示すように最大振幅値に変わってしまうため、その期間はあたかも直流波形のようになり、最大振幅値との境目において高い周波数成分が含まれることになる。これに対し、実施の形態１に示すように、変形した差分信号がＬＰＦ７を通過すると、図２に実線で示すように正弦波に近い波形に整形される。これにより、差分信号の波形が変形した場合にも、サーボ演算の誤差を低減でき、ディスク再生装置の再生能力を向上させることができる。

（実施の形態２）
図３は実施の形態２のディスク再生装置を示すブロック図であり、図１に対してＬＰＦ７の出力側に差分信号の振幅を検出する検出手段１３が追加されている。なお、図１に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。実施の形態２では、検出手段１３の出力に基づいてＬＰＦ７の自定数を可変して周波数特性をフィードバック制御する。フィードバック制御により、差分信号の振幅が、差分信号作成手段４が出力可能な最大振幅を超えない波形整形が可能となる。このため正弦波に近い差分信号を演算手段５へ供給でき、演算手段５の演算結果によるフォーカス系およびトラッキング系のアクチュータのドライブを高精度に実施できる。

なお、ＬＰＦ７の他の構成として、図４に示すように１つの抵抗Ｒと、コンデンサＣおよびスイッチＳＷの複数の直列回路とをラダー型に接続したものとすることができる。この場合は、検出手段１３が検出する差分信号の振幅値を制御信号Ｓとして、１つまたは複数の各スイッチＳＷをオンするようにしてもよい。これによりＬＰＦ７の段数切り替えにより周波数特性を可変し、差分信号の振幅に応じた波形整形を行うことができる。

（実施の形態３）
実施の形態１によれば、ＬＰＦ７を設けることで、差分信号の波形が変形した場合にサーボ動作の誤差を低減でき、再生能力を向上させることが可能である。一方、ディスク１の反射率のばらつき、読み取り手段８が搭載するレーザ光や反射光を電気信号に変換する光検出装置の特性のばらつきにより、差分信号の波形がばらつく。ＬＰＦ７の減衰特性が固定の場合、ＬＰＦ７の出力波形の振幅もばらついてしまう。実施の形態３におけるディスク再生装置はこの振幅のばらつきを低減する。

図５は実施の形態３のディスク再生装置のブロック図であり、図１に対して増幅手段８が追加されている。なお、図５において、図１に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。増幅手段８はＬＰＦ７の出力信号を一定の振幅に変換増幅するように機能する。実施の形態３では、実施の形態１に対して差分信号の波形を鈍らせたＬＰＦ７の出力を、増幅手段８によって振幅を一定に揃えるように増幅するため、ディスク１の反射率のばらつき、読み取り手段３が搭載するレーザ光や反射光を電気信号に変換する光検出装置の特性がばらついた場合でも、演算手段５に入力する差分信号の振幅を一定にすることができる。従って、差分信号のＳＮを改善できる。

（実施の形態４）
実施の形態３によれば、読み取り手段３が搭載する光レーザや反射光を電気信号に変換する光検出装置の特性がばらついた場合でも、演算手段５に入力する差分信号の振幅を一定にすることが可能である。しかしながら、フォーカス系の焦点ずれやトラッキング系のトラッキングずれ量が小さく、差分信号の振幅が差分信号作成手段４が出力できる最大振幅を超えない場合にも、ＬＰＦ７で波形整形を行なうこととなる。このため、差分信号の波形整形が不要な場合も整形を行なうこととなり、差分信号の振幅が小さいときの誤差が大きくなる。実施の形態４のディスク再生装置は、差分信号の振幅が小さい時の誤差を次のように低減する。

図６は実施の形態４のディスク再生装置を示すブロック図であり、図５に対して差分信号の振幅を検出して切替指示信号を作成する検出手段９と切替指示信号に応じて作動する信号選択手段１０が追加されている。図６において、図５に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。検出手段９は差分信号から切替指示信号を作成する。信号選択手段１０は切替指示信号に従い差分信号作成手段４が出力する差分信号又は増幅手段８が出力する波形整形後の差分信号を選択して出力する。

実施の形態４では、切替指示作成手段９が差分信号の振幅に変形が発生していないかを監視し、変形していない場合は、差分信号作成手段４が出力する差分信号を、一方、変形している場合は増幅手段８が出力する波形整形後の差分信号をそれぞれ出力するように、切替指示信号を信号選択手段１０に供給する。

切替指示作成手段９は微分回路、容量素子による直流成分除去手段等で構成することが可能であり、微分回路の場合は差分信号を微分して微分結果をサンプリングする。そして、そのサンプリング結果が一定期間継続して”０”の場合は、差分信号が変形、または差分信号が”０”とみなして信号選択手段１０を増幅手段８側に切り替え、”０”でない場合は差分信号作成手段４側に切り替える。

また、直流成分除去手段の場合も同様に、直流成分除去後の信号をサンプリングして一定時間以上”０”の場合は差分信号が変形、または差分信号が０とみなして、信号選択手段１０を増幅手段８側に切り替え、”０”でない場合は差分信号作成手段４側に切り替える。これによって、差分信号の振幅が小さい時の誤差を低減できる。

（実施の形態５）
実施の形態４によれば、差分信号の振幅が変形していないかを監視し、変形していない場合は差分信号作成手段が出力する差分信号を、変形している場合は増幅手段８が出力する波形整形後の差分信号を出力するように切替指示を行なうことにより、差分信号の小さい時の誤差を低減できる。しかしながら、切替信号作成手段９の切替指示タイミングが差分信号の変形の検出時なので切り替え時に差分信号に歪みが発生する。実施の形態５におけるディスク再生装置では、切り替え時に信号の歪みを次のように低減する。

図７は実施の形態５のディスク再生装置を示すブロック図であり、図６に対して切替指示遅延手段１１と差分信号遅延手段１２が追加されている。なお、図７において、図６に示した部分と同一部分には同一符号を付して説明する。切替指示遅延手段１１は切替指示を遅延するように機能し、差分信号手段１２は差分信号を遅延するように機能する。

実施の形態５によれば、切替指示遅延手段１１の出力に基づいて信号択手段１０により差分信号作成手段４側が選択されている場合は、差分信号遅延手段１２により差分信号を遅延させ、増幅手段８側が選択されている場合は、切替指示遅延手段１１により切替指示を遅延させる。これにより切り替え時の差分信号の歪みを低減することができる。

また、ディスク再生装置において初期動作時にフォーカス系／トラッキング系に一定のずれを与えて差分信号の大きさを計測することにより、ディスク種別の判別やゲイン等の調整を行うが、ＬＰＦ７のフィルタ特性の切り替えや信号選択手段１０の選択動作を初期動作時に限定することにより、切り替え時に発生する歪みを防止することができる。

本発明の実施の形態１のディスク再生装置を示すブロック図。 図１のディスク再生装置における差分信号を示す波形図。 本発明の実施の形態２のディスク再生装置を示すブロック図。 図１におけるローパスフィルタの一形態を示す回路図。 本発明の実施の形態３のディスク再生装置のブロック図。 本発明の実施の形態４のディスク再生装置のブロック図。 本発明の実施の形態５のディスク再生装置のブロック図。 従来のディスク再生装置を示すブロック図。 従来のディスク再生装置における差分信号を示す波形図。

符号の説明

１ ディスク
２ ディスク回転手段
３ 読み取り手段
４ 差分信号作成手段
５ 演算手段
６ ドライブ信号作成手段
７ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
８ 増幅手段
９ 検出手段
１０ 信号選択手段
１１ 切替指示遅延手段
１２ 差分信号遅延手段
１３ 検出手段

Claims (14)

1. ディスクに対して相対移動可能な読み取り手段から出力される読み取り信号の差分信号をサーボ演算し、演算出力を前記読み取り手段に供給して前記読み取り手段を前記ディスクに追従させながら前記ディスクに記録された情報を再生するディスク再生装置であって、
   前記差分信号に対して所定の周波数を越える成分を除去するフィルタを備えるディスク再生装置。
2. 前記フィルタの出力を監視し、前記出力の振幅が過大状態であることを検出する検出手段を備え、前記フィルタは前記検出手段の出力に基づいて時定数が可変する請求項１記載のディスク再生装置。
3. 前記フィルタの出力を監視し、前記出力の振幅が過大状態であることを検出する検出手段を備え、前記フィルタは前記検出手段の出力に基づいてラダー回路の段数が切り替わる請求項１記載のディスク再生装置。
4. 前記フィルタの出力を一定振幅に増幅する増幅手段を備える請求項１記載のディスク再生装置。
5. 前記差分信号の振幅を監視して、前記差分信号の振幅が過大状態であることを検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて、前記差分信号又は前記振幅手段の出力を選択する選択手段とを備える請求項４記載のディスク再生装置。
6. 前記検出手段は微分手段を有し、前記差分信号の微分値が一定期間”０”であることを検出する請求項５記載のディスク再生装置。
7. 前記検出手段は直流成分除去手段を有し、前記差分信号の直流成分除去後の振幅が一定期間”０”であることを検出する請求項５記載のディスク再生装置。
8. 前記検出手段は前記差分信号の離散値を取得する手段を有し、前記離散値の差分が一定期間”０”であることを検出する請求項５記載のディスク再生装置。
9. 前記選択手段が前記差分信号を選択する場合に前記差分信号を遅延する第１の遅延手段と、前記増幅手段の出力を選択する場合に前記検出手段の出力を遅延する第２の遅延手段とを備える請求項５から８のいずれか一項記載のディスク再生装置。
10. 前記選択手段による選択動作を初期動作時に制限する請求項５から９のいずれか一項記載のディスク再生装置。
11. ディスクに対して相対移動可能な読み取り手段から出力される読み取り信号の差分信号をサーボ演算し、演算出力を前記読み取り手段に供給して前記読み取り手段を前記ディスクに追従させながら前記ディスクに記録された情報を再生するディスク再生方法であって、
    前記差分信号に対するフィルタ処理により所定の周波数を越える成分を除去するステップと、
    除去後の差分信号の振幅に基づいて前記フィルタ処理の特性を可変するステップとを含むディスク再生方法。
12. 前記フィルタ処理の特性の可変を初期動作に制限する請求項１１記載のディスク再生方法。
13. ディスクに対して相対移動可能な読み取り手段から出力される読み取り信号の差分信号をサーボ演算し、演算出力を前記読み取り手段に供給して前記読み取り手段を前記ディスクに追従させながら前記ディスクに記録された情報を再生するディスク再生方法であって、
    前記差分信号の振幅に基づいて前記差分信号又は前記差分信号に対して所定の周波数を越える成分を除去した差分信号の選択を行うステップを含むディスク再生方法。
14. 前記選択を初期動作に制限する請求項１３記載のディスク再生方法。

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