JP2714218B2 - ディスク再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、円盤状のディスクの偏芯にともなうトラ
ッキングサーボの負担軽減を図ったディスク再生装置に
関する。

［従来の技術］ 第６図に示すディスク再生装置１は、コンパクトディ
スク等の光ディスクを再生するための装置であり、光ピ
ックアップ10内のレーザダイオード等の発光素子２が発
するレーザ光を、まず回折格子３により３本のビームに
分光し、次にビームスプリッタ４を透過したレーザ光を
コリメータレンズ５にて光軸に平行な平行光としたの
ち、対物レンズ６を介して光ディスク７の信号ピット面
に照射する。信号ピット面で反射されたレーザ光は、対
物レンズ６とコリメータレンズ５を照射方向とは逆方向
にビームスプリッタ４まで戻り、ここで光路と直交する
方向に分光されたのち、平凸レンズとシリンドリカルレ
ンズを組み合わせた複合レンズ８を透過し、最後に６分
割受光素子９に入射する。６分割受光素子９のうち、中
央の４領域は再生RF信号と対物レンズ６のフォーカスエ
ラー信号の検出に用いられ、残る２領域がトラッキング
エラー信号の検出に用いられる。

光ピックアップ10の挙動は、対物レンズ６を軸方向に
制御するフォーカスサーボと対物レンズ６を光ディスク
７の半径方向に制御するトラッキングサーボ及び光ピッ
クアップ10を光ディスク７の半径方向に搬送するキャリ
ッジ11のためのキャリッジサーボに支配されており、一
方また光ディスク７を回転駆動するスピンドルモータ12
については、スピンドルサーボの支配下に置かれてい
る。

本例の場合、フォーカスサーボが、フォーカスエラー
検出回路13にて検出されたフォーカスエラー信号を、位
相補償回路14を介して駆動回路15に送り込み、フォーカ
スアクチュエータ16を駆動することで行われるのに対
し、トラッキングサーボは、対物レンズ６を小振幅で高
速駆動するトラッキングアクチュエータ17と、キャリッ
ジ11を大振幅で低速駆動するキャリッジアクチュエータ
18とで役割分担する構成としている。すなわち、トラッ
キングエラー検出回路19から位相補償回路20を介して駆
動回路21に送り込まれたトラッキングエラー信号は、ト
ラッキングアクチュエータ17の駆動に供される一方、低
域通過フィルタ22により位相補償を施された後、キャリ
ッジアクチュエータ18のための駆動回路23に送り込まれ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のディスク再生装置１は、キャリッジアクチ
ュエータ18をステップ動作させて光ピックアップ10をト
ラックジャンプさせたさいに、螺旋状又は同心円状のト
ラックの中心と光ディスク７の回転中心との偏差、すな
わち光ディスク７の偏芯が原因で目標トラック近傍での
トラッキングサーボの収まりが悪く、アクセスに時間が
かかるといった問題があった。これは、光ディスク７の
ように特に高密度記録された記録媒体の場合には、偏芯
量がトラックピッチを上回るケースが多いだけに、深刻
な問題であるとの認識が定着しつつあった。

一方、こうした光ディスク７の偏芯問題に対処するた
め、従来例えば特開昭57-164475号「ヘッド位置決め方
式」等に見られるように、光ディスク７の半径方向各点
のトラッキングエラー信号を偏芯データとしてメモリに
格納しておき、実際の再生にさいしては、メモリから読
み出した偏芯データを光ピックアップの駆動信号に重畳
することで、光ピックアップの移動とともにトラッキン
グエラー信号を補正するようにしたディスク再生装置が
提案された。

しかし、こうした提案に示された学習機能をもつディ
スク再生装置は、トラッキングエラー検出回路19から得
られるトラッキングエラー信号を、そのまま偏芯データ
としてメモリに取り込むのではなく、光ディスク７から
読み取った情報信号を移相した信号とトラッキングエラ
ー信号とを、まずアナログ乗算器を使って乗算し、さら
に乗算により得られた信号を低域通過フィルタにより不
要成分を除去し、しかるのちAD変換器によりディジタル
データに変換してメモリに取り込むといったプロセスを
必要としていた。このため、偏芯データをメモリに取り
込むための回路として、アナログ乗算器とAD変換器は不
可欠であり、回路構成の複雑化が避けられないといった
課題を抱えていた。

さらにまた、実際に光ピックアップ10をトラックジャ
ンプさせたときに、光ピックアップ10を支えるキャリッ
ジ11が慣性を伴って光ディスク７の半径方向に移動する
ため、光ピックアップ10を半径方向に位置固定して偏芯
データを採取した予行再生のときとは、再生条件に微妙
な違いが生じており、光ディスク７の回転位相に対応さ
せてメモリに格納された偏芯データをそのまま読み出し
たのでは、キャリッジ11に動作遅れがあるだけに、トラ
ッキング補正動作が遅れてしまい、目標トラックへのア
クセスに時間がかかるといった課題を抱えていた。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決したものであり、円盤状
のディスクをトラッキング制御を行わずに予行再生した
ときに、トラックに対する半径方向の走査誤差として得
られるトラッキングエラー信号を、トラックに対し内周
側に生じた走査誤差か外周側に生じた走査誤差かの別に
応じてアップカウント又はダウンカウントする計数回路
と、この計数回路の計数出力を、ディスクの偏芯データ
としてディスク回転位相に対応するアドレスに書き込ま
れ、前記ディスクをトラッキング制御を行いつつ本再生
するさいに、ディスク回転位相に合わせて前記偏芯デー
タを読み出され、偏芯補償用としてトラッキングエラー
信号に重畳するメモリとを具備することを特徴とするも
のである。

［作用］ この発明は、円盤状のディスクをトラッキング制御を
行わずに予行再生したときに得られる偏芯データをメモ
リに書き込んでおり、トラッキング制御を行いつつディ
スクを本再生するさいに、ディスク回転位相に合わせて
偏芯データを読み出し、偏芯補償用としてトラッキング
エラー信号に重畳することにより、予行再生時の学習成
果を本再生時のトラッキング制御に活用し、目標トラッ
クへの高速アクセスを可能にする。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図ないし第５
図を参照して説明する。第１図は、この発明のディスク
再生装置の一実施例の要部を示す回路構成図、第2,3図
は、それぞれ第１図に示した偏芯補償回路の回路図及び
ディスクと偏芯データの関係を示す図、第４図は、第１
図に示した回路各部の信号波形図である。

第１図に示したディスク再生装置31は、光ディスク７
をトラッキング制御を行わずに予行再生したときに得ら
れる偏芯データを、偏芯補償回路32内のメモリ33に書き
込んでおき、トラッキング制御を行いつつ光ディスク７
を本再生するさいに、ディスク回転位相に合わせて偏芯
データを読み出し、トラッキングエラー信号に重畳する
ことにより、トラッキングアクチュエータ17の負担を軽
減するものである。予行再生において採取する偏芯デー
タは、ここでは、トラッキングエラー検出回路19から得
られるトラッキングエラー信号を、トラックに対し内周
側に生じた走査誤差か外周側に生じた走査誤差かの別を
示す信号に応じてアップカウント又はダウンカウントす
ることで生成するようにしており、そのための前提とし
て、光ディスク７に照射される光ビームの照射点がトラ
ック上にあるのか又はプリグルーブ（案内溝）上にある
のかを示すミラー信号の検出が要件となる。

ミラー信号を生成するミラー検出回路34の動作は、ま
ず６分割受光素子の中央の４分割部分の受光出力を、数
Hzないし数10kHzを通過帯域とする帯域通過フィルタ35
により不要帯域成分を除去することから始まる。そし
て、ここで得られた濾波出力を、アノードが抵抗R1を介
して電源＋Ｂに接続されたダイオードD1により一定のバ
イアスを与えることで電位シフトし、ボトムホールド回
路36に供給する。なお、ボトムホールド回路36は、光デ
ィスク７がトラックよりもプリグルーブの方の反射光量
が大であるといった仮定のもとに採用したものであり、
プリグルーブの方がトラックよりも反射光量が大である
光ディスクを用いる場合には、ボトムホールド回路36に
代えてピークホールド回路を用いるとよい。

実施例に示したボトムホールド回路36は、出力端子に
ダイオードD2が逆方向接続されたボルテージフォロワ37
と、２個の抵抗R2,R3を介して電源＋Ｂに接続されたホ
ールド用コンデンサＣからなり、抵抗R2とR3の接続点に
ダイオードD2のアノードが接続してある。このため、ボ
ルテージフォロワ37の出力がホールド用コンデンサＣに
保持されるボトム値よりも低い場合にのみダイオードD2
が導通し、ホールド用コンデンサＣからの放電が行われ
るようになっている。そして、このボトムホールド回路
36の保持出力は、次段のミラーコンパレータ38において
電位シフト前の信号とレベル比較され、信号レベルの大
小に応じてプリグルーブとトラックの別を示すミラー信
号が生成される。

ミラーコンパレータ38から得られるミラー信号は、第
４図（Ａ）〜（Ｄ）から分かるように、プリグルーブ部
分でハイレベル、トラック部分でロウレベルを示す。ま
た、トラッキングエラー信号をコンパレータ39にて波形
整形した信号と比較した場合、光ピックアップ10が光デ
ィスク７の内周側から外周側に移動するときは、ミラー
信号の位相はコンパレータ39の出力に対し90度だけ進
み、その逆に光ピックアップ10が光ディスク７の外周側
から内周側に移動するときは、コンパレータ39の出力に
対しミラー信号の位相が90度だけ遅れることが分かる。

このため、ここでは上記関係を踏まえ、第２図に示し
たように、偏芯補償回路32内にエラー極性判別回路40を
設け、トラッキングエラー信号の極性を判別するように
している。このエラー極性判別回路40は、トラッキング
エラー信号をコンパレータ39にて波形整形した信号を、
ミラー信号の立ち下がりでラッチするものであり、光ピ
ックアップ10がトラックの外周側に移動するさいはハイ
レベルのラッチデータが、またその逆に光ピックアップ
10がトラックの内周側に移動するさいはロウレベルのラ
ッチデータが得られる。波形整形されたトラッキングエ
ラー信号は、エラー極性判別回路40内でエラー極性判別
にかけられる一方、次段の計数回路41に送り込まれる。

計数回路41は、アップ／ダウン制御端子にエラー極性
判別回路40にてラッチされたエラー極性を示すデータを
供給され、波形整形されたトラッキングエラー信号をア
ップカウント又はダウンカウントするものであり、例え
ば光ピックアップ10が光ディスク７の外周側に振れてい
る場合は、トラッキングエラー信号はアップカウントさ
れ、その逆に光ピックアップ10が光ディスク７の内周側
に振れている場合は、トラッキングエラー信号はダウン
カウントされる。従って、偏芯データの基礎となるトラ
ッキングエラー信号は、アナログ乗算器やAD変換器等を
用いることなく、エラー極性判別回路40と計数回路41だ
けを用いて処理される。

計数回路41の計数出力は、予行再生時にのみ動作する
次段のラッチ回路42にてラッチされ、偏芯データとして
メモリ33に供給され、後述するアドレスデータに従っ
て、第３図に示したように所定のメモリ番地に格納され
る。なお、ラッチ回路42は、ディスク再生装置31全体の
動作を統御するCPU43により監視されており、本再生に
先立つ予行再生時にだけラッチ動作を許容された後は、
本再生の期間中すべての出力端子をハイインピーダンス
状態に保つ。

一方、光ディスク７の回転位相に関する情報は、スピ
ンドルモータ12に組み付けられた周波数発電機等の回転
センサ44の２相出力から生成される。回転センサ44の２
相出力は、光ディスク７の回転方向を正逆判別できるよ
う90度の位相差を有しており、まず偏芯補償回路32内の
回転方向判別回路45に供給され、次に判別結果に応じて
アップカウント又はダウンカウントを行う計数回路46に
て計数される。すなわち、計数回路46は、正方向回転で
あればアップカウントが、また逆方向回転であればダウ
ンカウントを行い、計数結果はアドレスデータとしてメ
モリ33に供給される。

ただし、実施例では、トラックジャンプ等における半
径方向の移動にともなうキャリッジ11の動作遅れを考慮
し、本再生時にアドレスデータが補正できるよう、計数
回路46の上位４ビット出力端子とメモリ33のアドレスデ
ータ入力端子の間に、アドレスデータを予行再生時より
も進めるための加算器47が介在させてある。加算器47に
おいてアドレスデータに加算する補正用データは、４個
の加算入力端子B1〜B4とCPU43の間にそれぞれ接続した
開閉スイッチS1〜S4によって随意可変設定することがで
きる。すなわち、開閉スイッチS4を閉じた場合には、補
正用データの最上位ビットに“1"が立つことで、光ディ
スク７の1/2周分（πラジアン）だけアドレスデータが
進められることになり、以下同様に、開閉スイッチS3,S
2,S1の閉成とともに、それぞれ1/4周分,1/8周分,1/16周
分のアドレス加算が行われる。

ところで、偏芯データを採取するための予告再生にさ
いしては、サーボループを切り離し無制御状態のまま光
ディスク７を再生する。この場合、サーボループを切り
離された光ピックアップ10は、一点に静止したまま光デ
ィスク７からの反射光をピックアップする。そして、こ
の間トラッキングエラー検出回路19とミラー検出回路34
及び回転センサ44から得られる信号は、偏芯補償回路32
内に取り込まれ、光ディスク７の回転位相をアドレスと
してメモリ33内に偏芯データが格納される。なお、メモ
リ33は、アウトプットイネーブル端子OEがCU43からの指
令を受けてロウレベルとされるのに対し、ライトイネー
ブル端子WEは、オアゲート回路48を介して送り込まれる
計数回路46の最下位ビット出力により、周期的にハイレ
ベルとされるため、アドレスデータによるメモリ番地の
指定を受け入れることができる。

こうして、偏芯補償回路32内のメモリ33に、光ディス
ク７の１周分に相当する回転位相に応じたトラッキング
エラー信号すなわち偏芯データを書き込み終えた段階
で、予行再生を完了する。

一方、本再生にさいしては、CPU43がメモリ33のアウ
トプットイネーブル端子OEをハイレベルに切り替えるた
め、メモリ33は読み出しモードとされ、同時にまた偏芯
データの生成に用いた計数回路41は動作停止する。この
ため、光ディスク７の回転とともに、アドレスデータ生
成用の計数回路46が指定するアドレスに従って、メモリ
33内に格納された偏芯データが読み出される。メモリ33
から読み出された偏芯データは、DA変換器49にてアナロ
グ信号に変換されたのち、駆動回路23と低域通過フィル
タ22の間に設けられた加算器50にて、実際のトラッキン
グエラー信号に重畳されて駆動回路23に送り込まれる。
これにより、予行再生時に得られた偏芯データにもとづ
いて、光ディスク７の偏芯を補償し、キャリッジアクチ
ュエータ18のためのサーボ負担が軽減される。

なお、トラックジャンプ時等においてはキャリッジ11
の応答の遅れが予想されるため、CPU43からの指令を開
閉スイッチS1〜S4を介して加算器47に与え、再生箇所の
アドレスよりも多少先のアドレスに対応する偏芯データ
を与えることで、光ピックアップ10を静止させて行った
予行再生とは異なる状況下において、適切なトラッキン
グ制御を実現することができる。また、開閉スイッチS1
〜S4個々の開閉状態は、製造段階で経験的に得られる最
適状態を目安に固定することができる。

このように、上記ディスク再生装置31によれば、予行
再生時の学習成果を本再生時のトラッキング制御に活用
し、目標トラックへの高速アクセスが可能であり、トラ
ッキングエラー信号は、トラックに対し内周側に生じた
走査誤差か外周側に生じた走査誤差かの別に応じてアッ
プカウント又はダウンカウントする計数回路41の計数出
力としてメモリ33に書き込むため、従来のようにアナロ
グ乗算器やAD変換器等は不要であり、しかも正確な偏芯
データが得られるので、特に高密度記録されているため
に偏芯量がトラックピッチを越えるケースの多い光ディ
スク７を再生する場合に、トラック数を指定してトラッ
クジャンプを行ったときの目標トラック近傍でのトラッ
キングサーボの収まりを格段に向上させることができ、
正確で敏感なランダムアクセスが可能である。

なお、上記実施例では、キャリッジ11に搭載された光
ピックアップ10を用いるディスク再生装置31を例にとっ
たが、第５図に示すディスク再生装置51のごとく、スイ
ングアームアクチュエータ52により駆動されるスイング
アーム（図示せず）を揺動制御することでトラッキング
制御する装置にあっては、位相補償回路20と駆動回路21
の間に加算器50を設け、トラッキングエラー信号に対す
る偏芯補償を行う構成とするとよい。

また、上記各実施例では、円盤状の記録媒体として光
ディスク７を例にとったが、光ディスク７以外にも磁気
記録媒体や音溝の物理的な形状が記録情報となるレコー
ド盤等を再生対象に含めて考えることができ、要は螺旋
状或は同心円状のトラックを有する円盤状記録媒体であ
ればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、円盤状のディスク
をトラッキング制御を行わずに予行再生したときに得ら
れる偏芯データをメモリに書き込んでおき、トラッキン
グ制御を行いつつディスクを本再生するさいに、ディス
ク回転位相に合わせて偏芯データを読み出し、偏芯補償
用としてトラッキングエラー信号に重畳する構成とした
から、予行再生時の学習成果を本再生時のトラッキング
制御に活用し、目標トラックへの高速アクセスが可能で
あり、トラッキングエラー信号は、トラックに対し内周
側に生じた走査誤差か外周側に生じた走査誤差かの別に
応じてアップカウント又はダウンカウントする計数回路
の計数出力としてメモリに書き込むため、トラッキング
エラー信号を加工して偏芯データを生成する過程で、従
来のようなアナログ乗算器やAD変換器等は不要であり、
従って簡単な回路構成をもって正確な偏芯データを得る
ことができ、これにより特に高密度記録されているため
に偏芯量がトラックピッチを越えるケースの多い光ディ
スクを再生するような場合に、トラック数を指定してト
ラックジャンプを行ったときの目標トラック近傍でのト
ラッキングサーボの収まりを、格段に向上させることが
でき、正確で敏速なランダムアクセスが可能である等の
優れた効果を奏する。

また、この発明は、本再生時に、ディスクの半径方向
走査にともなう物理的な時間遅れを考慮し、ディスクの
実際の回転位相よりも所定の位相だけ進んだディスク回
転位相に対応するアドレスから偏芯データを読み出す構
成とすることにより、走査系の動作遅れを見込んで偏芯
データを前以て与えることで、走査系を静止させて行っ
た予行再生とは異なる状況下において行われる本再生に
おいて、適切なトラッキング制御が可能である等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のディスク再生装置の一実施例の要
部を示す回路構成図、第2,3図は、それぞれ第１図に示
した偏芯補償回路の回路図及びディスクと偏芯データの
関係を示す図、第４図は、第１図に示した回路各部の信
号波形図、第５図は、この発明のディスク再生装置の他
の実施例の要部を示す回路構成図、第６図は、従来のデ
ィスク再生装置の一例を示す回路構成図である。 ７……光ディスク,31,51……ディスク再生装置,33……
メモリ,40……エラー極性判別回路,41……計数回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円盤状のディスクをトラッキング制御を行
   わずに予行再生したときに、トラックに対する半径方向
   の走査誤差として得られるトラッキングエラー信号を、
   トラックに対し内周側に生じた走査誤差か外周側に生じ
   た走査誤差かの別に応じてアップカウント又はダウンカ
   ウントする計数回路と、この計数回路の計数出力を、デ
   ィスクの偏芯データとしてディスク回転位相に対応する
   アドレスに書き込まれ、前記ディスクをトラッキング制
   御を行いつつ本再生するさいに、ディスク回転位相に合
   わせて前記偏芯データを読み出され、偏芯補償用として
   トラッキングエラー信号に重畳するメモリとを具備する
   ことを特徴とするディスク再生装置。
2. 【請求項２】前記メモリは、本再生時に、ディスクの半
   径方向走査にともなう物理的な時間遅れを考慮し、ディ
   スクの実際の回転位相よりも所定の位相だけ進んだディ
   スク回転位相に対応するアドレスから偏芯データを読み
   出すことを特徴とする請求項１記載のディスク再生装
   置。