JP2591513B2 - 光ディスク再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、等線速度記録された光
ディスクを、スピンドルモータのトルク変動を抑えて短
時間でシークできるようにした光ディスク再生装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】コンパクディスクやレーザディスク等の
光ディスクは、高密度記録用に適したＣＬＶ（等線速
度）記録ディスクと、高速シークに適したＣＡＶ（等角
速度）記録ディスクに分けることができる。図３に示す
光ディスク再生装置１は、ＣＬＶ記録ディスクであるＣ
Ｄ（コンパクトディスク）を再生するための装置であ
り、光ディスクのリード時に、光ディスクを回転駆動す
るスピンドルモータ２に等線速度制御を施すため、光デ
ィスクから読み取ったＥＦＭ信号から抽出される再生ク
ロック信号と基準クロック信号とを位相比較し、位相誤
差が零となるよう所要のモータ駆動信号を低域濾波器３
を介してモータドライバ４に送り込む構成をとってい
る。本例の場合、モータ駆動信号は、ＣＤ再生の心臓部
とも言えるＣＤ用ディジタル信号処理素子５から出力さ
れるようになっており、光ピックアップ６によって光デ
ィスクから読み取られた信号も、まずこのＣＤ用ディジ
タル信号処理素子５内のＲＦアンプ回路７にて増幅され
る。ＲＦアンプ回路７にて増幅されたＥＦＭ信号は、デ
ィジタルＰＬＬ回路８とフレーム同期検出回路９とＦＥ
Ｍ復調器１０とに送り込まれるが、ＥＦＭ復調器１０の
復調出力が続く信号処理回路１１にてデインタリーブ処
理或いは符号誤り訂正処理等を受け、１６ビットのディ
ジタル音声データとして外部のＤＡ変換器（図示せず）
に送り出される。

【０００３】ディジタルＰＬＬ回路８は、外付けされた
低域濾波器１２の出力に応じて発振する電圧制御発振器
を内蔵しており、外付けのクロック発生器１３を介して
水晶振動子１４から供給される基準クロック信号とＥＦ
Ｍ信号とを位相比較し、互いに同期させることによって
ＥＦＭ信号からのデータ抽出に必要な再生クロック信号
を生成する。また、フレーム同期検出回路９は、所定ビ
ット長フレーム同期信号を検出し、スピンドルモータ２
にモータ駆動信号を供給するＣＬＶサーボ回路１５に対
し所定のタイミング信号を送り出す。なお、前述の信号
処理回路１１は、デスクランブル処理やデインタリーブ
処理に付随して一定単位のデータを蓄えるためのバッフ
ァメモリを内蔵しており、このバッファメモリを内蔵し
ており、このバッファメモリへのデータの書き込みがＥ
ＦＭ信号に含まれる再生クロック信号に同期して行われ
るのに対し、バッファメモリからの読み出しジッタを吸
収するため基準クロック信号に同期して行われる。

【０００４】スピンドルモータ２を駆動するモータドラ
イバ４の前段に設けた低域濾波器３には、シーク時にス
ピンドルモータ２を能動的に加速又は減速させするため
加速信号（キックパルス）や減速信号（ブレーキパル
ス）を注入する加減速手段が接続してある。この加減速
手段は、具体的には、光ディスクの再生全般を統括制御
するマイクロコンピュータ１６と、このマイクロコンピ
ュータ１６のキック信号出力端子に接続され、加速信号
（アクティブ“Ｌ”）を注入する抵抗Ｒａとダイオード
Ｄａの逆方向接続回路と、マイクロコンピュータ１６の
ブレーキ信号出力端子に接続され、減速信号（アクティ
ブ“Ｈ”）を注入する抵抗ＲｂとダイオードＤｂの順方
向接続回路とからなり、この加減速手段が低域濾波器３
に対して加減速信号を注入することによりＣＬＶ記録デ
イスクをシークするさいに、トラック系に反比例させて
回転速度を能動的に可変できるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光ディスク
再生装置１は、等線速度記録されたＣＬＶ記録ディスク
をシークするさいに、シーク目標トラックにおけるシー
クからリードへの移行期における転送レート変動を避け
るため、スピンドルモータ２の回転速度を図４に示す等
線速度曲線に沿って変化させていた。すなわち、例えば
内周側から外周側へのシークでは、マイクロコンピュー
タ１６が抵抗ＲｂとダイオードＤｂを介して出力するロ
ウアクティブ減速信号により低減濾波器３の入力である
モータ駆動信号が低減され、その逆に外周側から内周側
へのシークでは、マイクロコンピュータ１６が抵抗Ｒａ
とダイオードＤａを介して出力するハイアクティブの加
速信号により低域濾波器３の入力であるモータ駆動信号
が増加させられる。このため、シーク開始トラックにお
けるスピンドルモータ２の回転速度もシーク目標トラッ
クにおけるスピンドルモータの回転速度２もトラック径
に反比例することになり、両トラックで比較したスピン
ドルモータ２の回転差ΔＮが極めて大きく、そのことが
またスピンドルモータ２の要求トルクにも大きな落差Δ
Ｔを生んでいた。

【０００６】一般に、スピンドルモータ２に対する要求
トルクの変化は、大トルクを発生することのできる能力
の備わったモータにとっては苦にならないが、省スペー
ス化や省電力化といった要求を受けて一段と小型化の進
む小出力トルク型のモータにとっては、短時間のうちに
急変するトルク要求に応えるには一定の限界があり、特
に外周側から内周側へのシークでは、急激な出力トルク
増が要求されるだけに、発熱を避けかつ機械寿命を維持
するといった基本的な設計思想に忠実であれはばあるほ
ど、光ピックアップ６の高速移動に合わせてアクセスタ
イムを短縮しようにも、実効性のある時間短縮を望み得
ないものであった。

【０００７】一方、ＣＬＶ記録ディスクをＣＡＶ再生す
ることによりシーク時間の短縮を図るため、シーク時に
スピンドルモータ２の回転速度を最内周側の回転数に近
い速度に保持したままトラックキックとバッファメモリ
の制御を行うようにした光ディスク再生装置が、特開平
３−１５６７３４号「光ディスクサーチ装置」に開示さ
れている。しかしながら、、このものは、１倍速再生で
は最内周（径２５ｍｍ）と最外周（径５８ｍｍ）におけ
るスピンドルモータの回転速度比が２．３２（５８／２
５）であってさほど問題とはならいが、ＭＰＣレベルＩ
Ｉに応える転送レート３００ＫＢ／ｓを満たす２倍速再
生となると、最内周側と最外周側とでスピンドルモータ
の回転速度比が前記数値の２倍の４．６４に達してしま
うため、転送レートの変動に拘わらず見かけ上等線速度
再生時と同じ転送レートでの再生を維持する上で、再生
データを一時保存するためのバッファメモリや、転送レ
ートに対応する速度でバッファメモリの入力用アドレス
を更新させる書き込みアドレスカウンタ、或いは転送レ
ートによらず一定速度で出力用アドレスを更新する読み
出しアドレスカウンタ等が不可欠であり、その上さらに
転送レートを割り出すために光ピックアッフの半径方向
位置を検出するセンサを必要とするなど、装置全体の構
成が複雑となり、製造コストも高くつく等の欠点があっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決したしたものであり、等線速度で記録された光ディス
クを回転駆動するスピンドルモータと、前記光ディスク
のリード時に該光ディスクから再生される再生クロック
信号と基準クロック信号とを位相比較し、位相誤差が零
となるよう前記スピンドルモータを等線速度回転状態に
ロックする位相ロックドループ回路と、前記光ディスク
のシーク時に、前記スピンドルモータにシーク開始直前
の回転速度を保持させるとともに、前記基準クロック信
号を周波数補償し、シーク目標トラックにおける可変ピ
ッチ再生に供するシーク時等角速度制御手段とを具備す
ることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明は、シーク時等角速度制御手
段が、前記スピンドルモータのモータ駆動信号を前記シ
ーク開始直前の値に保持するホールド回路を含むこと、
或いは前記光ディスクを内周側から外周側にシークする
ときは、前記基準クロック信号を前記リード時よりも高
い周波数に切り替え、前記光ディスクを外周側から内周
側にシークするときは、前記基準クロック信号を前記リ
ード時よりも低い周波数に切り換える分周用位相ロック
ドループを含むこと等を、他の特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明は、等線速度で記録された光ディスクを
回転駆動するスピンドルモータを、光ディスクリード時
には再生クロック信号と基準クロック信号とを位相一致
させることで等線速度回転状態にロックするとともに、
光ディスクシーク時にはスピンドルモータにシーク開始
直前の回転速度を保持させるとともに、前記基準クロッ
ク信号を周波数補償し、シーク目標トラックにおける可
変ピッチ再生に供するようにし、シーク中のスピンドル
モータのトルク変動を抑制するとともに、アクセスタイ
ムの短縮を図る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１，２を
参照して説明する。図１は、本発明の光ディスク再生装
置の一実施例を示す回路構成図、図２は、図１に示した
光ディスク再生装置によるシーク時のモータ回転速度の
履歴を示す図である。

【００１２】図１に示す光ディスク再生装置２１は、光
ディスクのシーク時にスピンドルモータにシーク開始直
前の回転速度を保持させるとともに、基準クロック信号
を周波数補償し、シーク目標トラックにおける可変ピッ
チ再生に供するようにしたものである。実施例の場合、
モータドライバ前段に設けた低域濾波器３０内のホール
ド回路３０ｈと基準クロック信号を周波数補償する分周
用位相ロックドループとが、シーク時等角速度制御手段
を構成する。

【００１３】低域濾波器３０は、抵抗とコンデンサの一
次ローパスフィルタからなるが、抵抗３０ｒとコンデン
サ３０ｃの間にマイクロコンピュータ１６の出力によっ
て開成する開閉スイッチ３０ｓが設けてあり、開閉スイ
ッチ３０ｓを開成させたときにコンデンサ３０ｃは該開
成直前のモータ駆動信号をホールドする。すなわち、こ
こでは、開閉スイッチ３０ｓとコンデンサ３０ｃが、特
許請求の範囲に記載したホールド回路３０ｈを構成す
る。なお、シーク時にスピンドルモータ２を等角速度で
回転駆動する構成としたため、従来の光ディスク再生装
置１においてマイクロコンピュータ１６からの加速信号
或いは減速信号を注入するのに用いてきたダイオードＤ
ａ，Ｄｂと抵抗Ｒａ，Ｒｂは不要であり、光ディスク再
生装置２１から除去してある。

【００１４】分周用位相ロックドループは、具体的に
は、クロック発生器１３の可変ピッチ用ＰＬＬチャージ
ポンプ出力端子と可変ピッチ用外付けＶＣＯクロック入
力端子との間に、抵抗ＲとコンデンサＣからなる低域濾
波器２２と電圧制御発振器２３の直列接続回路を外付け
接続し、さらに低域濾波器２２とで電圧制御発振器２３
の接続点、ここでは抵抗ＲとコンデンサＣの接続点をバ
イアス可変回路２４を介してマイクロコンピュータ１６
に接続して構成される。

【００１５】バイアス可変回路２４は、マイクロコンピ
ュータ１６のブレーキ信号出力端子に接続され、アクテ
ィブ“Ｈ”の減速信号を電圧入力増大信号とし注入する
抵抗ＲｃとダイオードＤｃの順方向接続回路と、マイク
ロコンピュータ１６のキック信号出力端子に接続され、
アクティブ“Ｌ”の加速信号を電圧入力低減信号として
注入する抵抗ＲｄとダイオードＤｄの逆方向接続回路と
からなり、マイクロコンピュータ１６がこれまで加速時
又は減速時に出力していた信号により電圧制御発振器２
３の電圧入力をバイアスする。このバイアスは、光ディ
スクの外周方向シーク時に基準クロック信号をリード時
よりも高い周波数に切り替え、光ディスクの内周方向シ
ーク時に基準クロック信号をリード時よりも低い周波数
に切り替える働きをする。

【００１６】ところで、クロック発生器１３には、マイ
クロコンピュータ１６から指令により切り替わる切り替
えスイッチ１３ａが内蔵されており、可変ピッチ用外付
けＶＣＯクロック入力端子から送り込まれるＶＣＯクロ
ック信号と水晶振動子１４が発する基準クロック信号の
一方を選択的にディジタルＰＬＬ回路８に送り出すよう
になっている。また、クロック発生器１３内には、水晶
振動子１４からの基準クロック信号を分周する分周器１
３ｂとＶＣＯクロック信号を分周する分周器１３ｃ、さ
らに両分周器１３ｂ，１３ｃの分周出力を位相比較し、
位相比較誤差を可変ピッチ用ＰＬＬチャージポンプ出力
端子に導く位相比較器１３ｄが設けられており、位相比
較器１３ｄにはディジタルの位相誤差信号をアナログ出
力電圧に変換するチャージポンプが内蔵されている。

【００１７】ここで、シークモードを選択した場合、マ
イクロコンピュータ１６からのシーク指令を受けて、ま
ず低域濾波器３０内の開閉スイッチ３０ｓが開成し、コ
ンデンサ３０ｃにはシーク直前のモータ駆動信号が保持
される。一方また、クロック発生器１３内の切り替えス
イッチ１３ａもシーク指令を受けて切り替わるため、デ
ィジタルＰＬＬ回路８に対しては、水晶振動子１４に代
わって外付けの電圧制御発振器２３からのＶＣＯクロッ
ク信号が送り込まれ、再生クロック信号の位相目標であ
る基準クロック信号が周波数補償を受ける。

【００１８】すなわち、ＣＤ再生時には再生トラックの
トラック径に反比例した回転速度を維持することで線速
度一定再生を行っていたのに対し、例えば図２に一点鎖
線で示すごとく内周側トラックＰから外周側トラックＱ
にシークするときは、モータ駆動信号がシーク直前の値
に保持されるため、スピンドルモータ２は等角速度で回
転し続ける。また、これと並行して、バイアス可変回路
２４の出力により、低域濾波器２２の出力すなわち電圧
制御発振器２３に対する電圧入力も増大し、電圧制御発
振器２３の発振周波数が増大する。その結果、基準クロ
ック信号に代わってディジタルＰＬＬ回路８に供給され
る外付けＶＣＯクロック信号の周波数が大となり、光ピ
ックアップ６により目標トラックＱにおいて現実の読み
取りが開始されるまでの間、周波数補償された基準クロ
ック信号が分周用位相ロックドループに対して可変ピッ
チ再生に必要な再生クロック信号の抽出を可能にする。
これにより、光ピックアップがシーク目標トラックまで
移動し、等角速度回転から規定の等線速度再生に至る過
渡期間において、シーク目標トラックからのデータ読み
取り環境を維持することができる。この場合、周波数補
償を受けない基準クロック信号による再生が開始される
までのデータ転送レートの推移は、シーク中にスピンド
ルモータ２の回転速度を等角速度的に変化させたこと
で、時としてやや急激な変化を伴うこともあるが、完全
なる等角速度回転によるシークが行われることで、スピ
ンドモータ２への負担を最大限軽減することができる。

【００１９】一方また、図２に二点鎖線で示したよう
に、外周側トラックＲから内周側トラックＳにシークし
た場合も、やはりモータ駆動信号がシーク直前の値に保
持されるため、スピンドルモータ２は等角速度で回転し
続ける。また、これと並行して、バイアス可変回路２４
の出力により低域濾波器２２の出力すなわち電圧制御発
振器２３に対する電圧入力は減少し、電圧制御発振器２
３の発振周波数が低下する。その結果、基準クロック信
号に代わってディジタルＰＬＬ回路８に供給される外付
けＶＣＯクロック信号の周波数が小となり、光ピックア
ップ６により目標トラックＳにおいて現実の読み取りが
開始されるまでの間、周波数補償された基準クロック信
号が分周用位相ロックドループに対して可変ピッチ再生
に必要な再生クロック信号の抽出を可能にする。これに
より、光ピックアップがシーク目標トラックまで移動
し、等角速度回転からの規定の等線速度再生に至る過渡
期間において、シーク目票トラックからのデータ読み取
り環境を維持することができる。この場合、周波数補償
を受けない基準クロック信号による再生が開始されるま
でのデータ転送レートの推移は、シーク中にスピンドル
モータ２の回転速度を等角速度的に変化させたことで、
時としてやや急激な変化を伴うこともあるが、完全なる
等角速度回転によるシークが行われることあで、スピン
ドルモータへの負担を最大限軽減することができる。

【００２０】なお、２倍速再生時に最内周（径２５ｍ
ｍ）と最外周（径５８ｍｍ）の中間周（径４１．５ｍ
ｍ）から最外周にシークさせた場合、転送レートは２．
７９５（＝２×５８／４１．５）倍に変化するが、最内
周の回転速度で最外周まで等角速度回転させる従来方式
の転送レートの変化倍率４．６４に比べ再生系にかかる
負担の軽減効果は明らかである。また、光ピックアップ
６がシーク目標トラックに移動し終えた時点で、低域濾
波器３０内の開閉スイッチ３０ｓが閉成し、クロック発
生器１３ａ内の切り替えスイッチ１３ａも基準クロック
信号を出力る側に切り替えられるため、シークモードか
ら等線速度再生へと移行する。

【００２１】このように、上記光ディスク再生装置２１
によれば、線速度一定で記録されたＣＬＶ記録ディスク
をシークするさいに、スピンドルモータ２の回転速度を
シーク開始トラックにおける回転速度からシーク目標ト
ラックにおける回転速度にまで変化させる過程で、シー
ク目標トラックに達するまではＣＡＶ記録ディスクに対
するのと全く同じ回転速度履歴を踏襲させることで、ト
ルク変動を極力抑制してモータにかかる負担を軽減する
ことができる。また、スピンドルモータ２に対する要求
トルクの低減を、光ピックアップ６の移動時間を含めた
アクセスタイムを短縮に資するとともに、モータ駆動電
流の急変に伴う熱発生を抑制してスピンドルモータ２の
長寿命化を図ることができる。またシーク目標トラック
において現実の読み取りが開始されるまでの間も、周波
数補償された基準クロック信号がディジタルＰＬＬ回路
８に対して可変ピッチ再生に必要な再生クロック信号の
抽出を可能にするため、規定の等線速度再生に至る過渡
期間においてデータ読み取り環境を維持することができ
る。さらにまた、周波数補償を受けない基準クロック信
号による再生が開始されるまでのデータ転送レートの変
化についても、シーク中はシーク開始直前の回転速度を
維持させるようにしたから、最内周側におけるスピンド
ルモータの回転速度を保持して等角速度回転させる他の
方式のごとく、再生系に対し極端な負担を強いることは
ない。

【００２２】

【発明の効果】以上声明したように、本発明によれば、
当選速度で記録された光ディスクを回転駆動するスピン
ドルモータを、光ディスクリード時には再生クロック信
号と基準クロック信号とを位相一致させることで等線速
度回転状態にロックするとともに、光ディスクシーク時
にはスピンドルモータにシーク開始直前の回転速度を保
持させるとともに、前記基準クロック信号を周波数補償
し、シーク目標トラックにおける可変ピッチ再生に供す
るように構成したから、ＣＬＶ記録光ディスクをシーク
するさいに、スピンドルモータの回転速度をシーク開始
トラックにおける回転速度からシーク目標トラックにお
ける回転速度までに変化させる過程で、シーク目標トラ
ックに達するまではＣＬＶ記録ディスクに対するのと全
く同じ回転速度履歴を踏襲させることで、トルク変動を
極力抑制してモータにかかる負担を軽減し、ここでのス
ピンドルモータに対する要求トルクの低減を、光ピック
アップの移動時間を含めたアクセスタイムの短縮に資す
るとともに、モータ駆動電流の急変に伴う熱発生を抑制
してスピンドルモータの長寿命化を図ることができ、ま
たシーク目標トラックにおいて現実の読み取りが開始さ
れるまでの間も、周波数補償された基準クロック信号が
位相ロックドループに対して可変ピッチ再生に必要な再
生クロック信号の抽出を可能にするため、規定の等線速
度再生に至る過渡期間においてデータ読み取り環境を維
持することができる等の優れた効果を奏する。

【００２３】また、本発明によれば、シーク時等角速度
制御手段が、スピンドルモータのモータ駆動信号を前記
シーク開始直前の値に保持し続けるホールド回路を含む
構成としたから、シーク中のスピンドルモータの回転速
度履歴を、要求トルク変化の大きな等線速度駆動によら
ず、要求トルク変化の全くない等角速度駆動によって達
成することにより、トルク変動の抑制に伴うモータ負担
の軽減と熱発生の抑制或いはアクセスタイムの短縮等に
結び付かせることができ、また完全な等角速度駆動であ
るため、再生が開始されるまでのデータ転送レートが再
生系に及ぼす負担を考慮する必要があるが、最内周側に
おけるスピンドルモータの回転速度を保持して等角速度
回転させるのではなく、シーク開始直前のモータ回転速
度を保持させる構成であるため、再生系に対し極端な負
担を強いることはない等の効果を奏する。

【００２４】さらにまた、本発明は、光ディスクを内周
側から外周側にシークするときは、基準クロック信号を
リード時よりも高い周波数に切り替え、光ディスクを外
周側から内周側にシークするときは、基準クロック信号
をリード時よりも低い周波数に切り替える分周用位相ロ
ックドループを含む構成であるため、光ディスクをシー
クさせたときに、シーク目標トラックにおける可変ピッ
チ再生を意図した周波数シフトにより、シーク目標トラ
ックにおいて現実の読み取りが開始されるまでの間、シ
ーク方向に応じて高周波側或いは低周波側に周波数補償
された基準クロック信号が位相クロックドループに対し
て可変ピッチ再生に必要な再生クロック信号の抽出を可
能とし、これにより規定の等線速度再生に至る過渡期間
においてデータ読み取り環境を維持することができる等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスク再生装置の一実施例を示す
回路構成図である。

【図２】図１に示した光ディスク再生装置におるシーク
時のモータ回転速度の履歴を示す図である。

【図３】従来の光ディスク再生装置の一例を示す回路構
成図である。

【図４】図３に示した光ディスク再生装置によるシーク
時のモータ回転速度の履歴を示す図である。

【符号の説明】

２ スピンドルモータ ５ ＣＤ用ディジタル信号処理素子 ６ 光ピックアップ ８ ディジタルＰＬＬ回路 １３ クロック再生器 １６ マイクロコンピュータ ２１ 光ディスク再生装置 ２２ 低域濾波器 ２３ 電圧制御発振器 ２４ バイアス可変回路 ３０ｈ ホールド回路 ２２，２３，２４，３０ｈ シーク時等角速度制御手
段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 等線速度で記録さた光ディスクを回転駆
   動するスピンドルモータと、前記光ディスクのリード時
   に再生される再生クロック信号と基準クロック信号とを
   位相比較し、位相誤差が零となるよう前記スピンドルモ
   ータを等線速度回転状態にロックする位相ロックドルー
   プ回路と、前記光ディスクのシーク時に、前記スピンド
   ルモータにシーク開始直前の回転速度を保持させるとと
   もに、前記基準クロック信号を周波数補償し、シーク目
   標トラックにおける可変ピッチ再生に供するシーク時等
   角速度制御手段とを具備することを特徴とする光ディス
   ク再生装置。
2. 【請求項２】 前記シーク時等角速度制御手段は、前記
   スピンドルモータのモータ駆動信号を前記シーク開始直
   前の値に保持するホールド回路を含むことを特徴とする
   請求項１記載の光ディスク再生装置。
3. 【請求項３】 前記シーク時等角速度制御手段は、前記
   基準クロック信号を分周し、前記光ディスクを内周側か
   ら外周側にシークするときは、前記基準クロック信号を
   前記リード時よりも高い周波数に切り替え、前記光ディ
   スクを外周側から内周側にシークするときは、前記基準
   クロック信号を前記リード時よりも低い周波数に切り替
   える分周用位相ロックドループを含むことを特徴とする
   請求項１記載の光ディスク再生装置。