JP3350362B2 - ディスク再生装置 - Google Patents
ディスク再生装置Info
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Description
置に関するもので、特に最近のように複数の種類の異な
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トラッキングを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。
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。これに対して、最近は、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。
は、各種のディスクが存在するようになっている。この
ような光ディスクを再生する再生装置は、上記ディスク
を回転制御する回転サーボユニット、ディスクの記録面
にレーザビームを照射して反射してくる光を検出するこ
とにより記録されている変調信号を読取る光ピックアッ
プ装置を有する。光ピックアップ装置から出力された変
調信号は、まず波形等化回路に入力されて波形等化され
る。次に波形等化された信号が復調回路に導かれる。
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6
50nm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、D
VD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。
記録密度が大幅に異なる光ディスクを、同じ再生装置で
ドライブして記録データを取り出すためには、再生装置
は、光ディスクの種類に応じて信号処理系統の機能、サ
ーボ装置に機能を切換える必要がある。
ボ装置において、トラッキングサーボを得るにのに最適
なトラッキング誤差信号を得ることができるディスク再
生装置を提供することを目的とする。
ィスク(例えばCD)が再生される場合と、トラックピ
ッチの狭いディスク(例えばDVD)が再生される場合
とで、トラッキング誤差を検出するためのトラッキング
誤差信号の取得形態を自動的に切換えることができるデ
ィスク再生装置を提供することを目的とする。
射する発光器と、前記照射光を複数の回折光に分割する
回折格子と、前記回折光で1つの0次回折光が光ディス
クの情報トラック上に形成したメインスポットの反射光
または透過光を電気信号に変換して出力する4分割光検
出器と、前記回折光で2つの1次回折光が前記光ディス
クの情報トラックを左右から挟む関係で形成するサブビ
ームスポットの反射光または透過光をそれぞれ電気信号
に変換する2つのサブ検出器と、前記4分割検出器の分
割素子の出力を用いて第1のトラッキング誤差信号を得
る第1の誤差信号生成手段と、前記2つのサブ検出器の
出力を用いて第2のトラッキング誤差信号を得る第2の
誤差信号生成手段とを有する。そしてディスク判別は、
前記メインスポットが前記光ディスクのトラックを横切
ることにより得られる前記4分割検出器からの高周波信
号のエンベロープ波形を用い、前記エンベロープ波形が
良質のサインカーブであるときはトラックピッチの広い
ディスク、前記エンベロープ波形が歪みを伴うときはト
ラックピッチの狭いディスクが再生装置に搭載されてい
るものと判別するものである。そして、前記ディスク判
別手段から得られる現在搭載されているディスクの判別
結果に応じて、前記第1と第2の誤差信号のいずれを採
用するかを決定し、トラッキングサーボ手段のトラッキ
ング誤差信号とするようにしている。
面を参照して説明する。図1はこの発明の第1の実施の
形態を示す図である。11は光ディスク(CD又はDV
D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
てデータ抽出回路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回路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2
6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。
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。
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。
生成器32に入力される。この誤差信号生成器32は、
後述するように、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器32は、後述
するようなサブビーム和信号を生成している。
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、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3
4の出力は、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3
5に供給されている。ピックアップモータは、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。
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2
1が2焦点レンズ方式(焦点が光軸方向に2箇所存在す
る)場合には特に切換えは行わなくてもよい。
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
る誤差信号生成器32の基本構成を示している。
明する。発光器21aは、照射光を照射し、照射光は、
回折格子21bにより複数の回折光に分割される。回折
光のうち0次回折光は、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。また前記複数の回折光のうち2つ
の1次回折光は、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。
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5
1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22b、22dの出力B、Dは加算器5
2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。
出器55に入力される。この位相差検出器54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。
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C
D)が再生されるときに有効信号として用いられる。
信号生成している。HF信号は変調信号であり等化器2
3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59に入力される。トラッキング制御部59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、ピックアップ装置21のトラ
ッキングコイルを制御する。
61は、再生がスタートしたときにセレクタ58を制御
し、位相差トラッキング誤差信号と、3ビームトラッキ
ング誤差信号のいずれを採用するのかを決定する。
ピッチ幅が、メインビームによるスポット径に対して1
倍以上(トラックピッチ幅が広いディスクの場合)であ
るときは3ビームトラッキング誤差信号を採用し、情報
トラックのピッチ幅が、メインビームのスポット径に対
して1倍以下(トラックピッチ幅が狭いディスクの場
合)であれば位相差トラッキング誤差信号を採用する。
ビームによるスポット径に対して1倍以上(広いディス
ク)であるか、情報トラックのピッチ幅が、メインビー
ムのスポット径に対して1倍以下(狭いディスク)であ
るかの判断方法について説明する。
法がある。即ち、DVDを再生装置に装填したときは、
情報トラックのピッチ幅が、狭いディスクであるとして
操作し、それ以外のディスクを再生装置に装填したとき
は情報トラックのピッチ幅が、広いディスクであると操
作する。この操作入力は、システム制御部61に入力さ
れ、システム制御部61は、この操作入力の内容に基づ
いてセレクタ58を制御する。
クのピッチ幅が、広いディスクか、情報トラックのピッ
チ幅が、狭いディスクかを判断する方法がある。自動判
断方法は、トラック間を横切るトラバースを行い、その
ときのピックアップ出力(高周波のエンベロープ)を観
察して決める手法である。
ディスクの半径方向へ移動させた場合に、加算器75か
ら得られる高周波成分の様子を示している。図3(A)
は低密度ディスク(例えばCD)のトラック間を横切っ
たときに得られる高周波成分であり、これを波形検波す
ると図3(B)に示すように比較的良好なサインカーブ
が得られる。トラバース中では光スポットが情報トラッ
ク上にあるときは高周波成分の振幅が高くなり、情報ト
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情報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
が両側の情報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(情報ラックの間隔)
と光スポットの大きさによってきまる。
VD)のトラック間を横切ったときに得られる高周波成
分であり、これを波形検波すると図3(D)に示すよう
に波形の歪んだサインカーブが得られる。これは、記録
密度が高いとトラック間クロストークが増大するからで
ある。
ィスクとでは、トラバース中の高周波成分のエンベロー
プが異なるために、このことを利用して、ディスクの種
別を判定し、トラッキング誤差信号を選択するようにし
てもよい。即ち、ディスク判定情報に基づいて、セレク
タ58を制御するものである。
信号のレベル変化に基づいてディスクを判別することも
可能である。例えば、後でも説明するが、ディスクの厚
み誤差に基づくフォーカスぼけ量は、開口数(NA)の
4条に比例する。そこでフォーカス誤差信号の状態を監
視すれば、ディスク基板の厚み誤差の違いを検出するこ
とができることになる。このことは、フォーカス誤差信
号の波形により、基板の厚みの異なる光ディスクを識別
できることである。
定の開口数(NA)であるものとする。次に、ディスク
装置後にフォーカスサーボ系統を強制的に制御し、レン
ズをディスクに遠い位置から近い位置へ移動させて、フ
ォーカス誤差信号を取得する。ここで、フォーカス誤差
信号のピーク振幅が所定レベル以上(又は以下)あれ
ば、高密度ディスク、所定レベルより低い(又は高い)
レベルであれば低密度ディスクであると判定するように
している。この方法は、予め、ディスクに応じたフォー
カス誤差信号の情報をシステム制御部のメモリに格納し
ておくことにより、現在搭載されているディスクがどの
様なタイプのものであるかを容易に判定することができ
る。
能な方法である。さらに複数の光学系が用意されている
ピックアップ装置においては、次に述べるようなディス
ク判定方法も可能である。
スぼけ量(球面収差)WΔdの関係は、 WΔd=[(n2 −1)/8n3 ]×(NA)4 ×Δd (n;基板の屈折率)となり、ディスク厚み誤差による
フォーカスぼけ量は、NAの4乗に比例する。このこと
は、フォーカス誤差信号の変化を監視すれば、ディスク
のサブストレートの厚みの違いを検出できることを意味
する。また、NAが大きくなるほど、フォーカスぼけ量
は、ディスクの厚みの違いによる影響が顕著となる。
に設定した場合と、CDモードに設定した場合の各光デ
ィスクのフォーカス誤差信号とこれに準じた信号(サブ
ビーム和信号)の変化特性の測定結果を示している。
DVDモードに設定された状態で、DVD単層、DVD
2層、CDに対する測定結果である。また測定結果B
1、B2、B3はNAがCDモードに設定された状態
で、DVD単層、DVD2層、CDに対する測定結果で
ある。また各測定結果において、SBADはサブビーム
和信号、FEはフォーカス誤差信号である。
ディスクがDVD1層、NAがDVDモードである。こ
の場合は、SBADもFEもピーク値、ボトム値が最大
となる。これに対して、ここでNAを切換えて測定する
と、測定結果B1のようになる。この測定結果B1は、
SBAD及びFEのピーク値、ボトム値が、測定結果A
1よりも小さい。
は、光ディスクがDVD2層、NAがDVDモードであ
る。この場合は、SBADもFEもピーク値、ボトム値
が2層分現れる。そして変化波形も明確に現れる。これ
に対して、ここでNAを切換えて測定すると、測定結果
B2のようになる。この測定結果B2は、SBAD及び
FEのピーク・ボトム値の波形が不明確である。
は、光ディスクがCD、NAがDVDモードである。こ
の場合は、SBAD及びFEのピーク・ピーク波形が不
明確である。特にボトム波形が不明確である。これに対
して、NAを切換えて測定すると、測定結果B3のよう
になる。この場合は、ピーク・ボトム波形が明瞭に現れ
る。
果的に利用して光ディスクを回転させることなく種別を
判定することができる。図5には、上記したサブビーム
和信号SBADを取得するための加算器60を設けた実
施の形態を示している。この加算器60の出力は、シス
テム制御部61に入力されてトラッキング誤差信号を選
択するための情報として利用される。
ォーカス誤差信号の形態を観察して、ディスクの種別を
判定することもできる。ディスクの種別が変われば、自
ずと採用すべきトラッキング誤差信号も決定される。
別するには、以下のような方法及び手段が可能である。 (1) NAを固定に設定して、フォーカス誤差信号の状態
を監視して、ディスク判別を行う方法と手段、(2) NA
を固定に設定して、フォーカス誤差信号の状態とサブビ
ーム和信号の状態を監視して、ディスク判別を行う方法
と手段、(3) NAをDVDとCDモードに切換えて、各
場合のフォーカス誤差信号の状態を監視して、ディスク
判別を行う方法と手段、(4) NAをDVDとCDモード
に切換えて、各場合のフォーカス誤差信号の状態とサブ
ビーム和信号の状態を監視して、ディスク判別を行う方
法と手段、(5) NAを固定に設定して、サブビーム和信
号の状態を監視して、ディスク判別を行う方法と手段。
におけるフローチャートを示している。この実施例の動
作は、ピックアップ装置21が複数の光学系を有するこ
とを想定している。またピックアップ装置21は、シス
テム制御部61の制御により任意に設定されるものとし
ている。光学系は、DVDモードとCDモードがありモ
ード間で開口数(NA)が互いに異なるものとする(図
4参照)。
ップS1)。ディスクが回転されそのときのサブビーム
和信号の直流レベルが正常であるかどうかの判定が行わ
れる(ステップS2)。サブビーム和信号(またはサブ
ビームを用いた3ビームトラッキング誤差信号)の場
合、トラックピッチが広い場合には十分なレベルの出力
を得ることができるが、トラックピッチが狭いと検出感
度が落ちて振幅が減少する。またS/Nも悪化する。さ
らにまたトラックピッチむらで検出感度が変動しやす
い。そこでこのことを有効に活用し、サブビーム和信号
の直流レベルが正常であるかどうかを判定し、正常であ
る場合には、今度は、加算器57から出力されている高
周波(HF)信号の振幅が正常かどうかの判定を行う
(S3)。RF信号が正常であれば現在設定されている
モード(DVDモード)がディスクに適合しているもの
と判定する。そして、トラッキング誤差信号としては1
ビームから作成した誤差信号(位相差トラッキング誤差
信号)を用いるようにセレクタ58を制御する(ステッ
プS4、S5)。
分が正常でない場合、また、ステップS3でHF信号の
振幅が正常でないことが判明した場合には、まずディス
クモードを切り換えてみる(ステップS6)。即ち、信
号処理系における波形等化特性、周波数特性、増幅率等
である。実際には、図2の信号処理系において増幅器に
は利得制御信号を供給することが可能であり、また、信
号経路には波形等化器が設けられ波形等化特性を制御さ
れることも可能である。
サブビーム和信号の直流成分が正常であるかどうかの判
定が行われ(ステップS7)、正常であれば、次にHF
信号の振幅が正常であるかどうかの判定が行われ(ステ
ップS8)、正常であれば、トラッキング誤差信号とし
て位相差トラッキング誤差信号を用いるようにセレクタ
58を制御する(ステップS9、S10)。
分が正常でない場合、また、ステップS8でHF信号の
振幅が正常でないことが判明した場合には、光学系をC
D用に切換える(ステップS11)。
あるかどうかの判定が行われ(ステップS12)、正常
であれば、次にHF信号の振幅が正常であるかどうかの
判定が行われ(ステップS13)、正常であれば、トラ
ッキング誤差信号として3ビームトラッキング誤差信号
を用いるようにセレクタ58を制御する(ステップS1
4、S15)。
成分が正常でない場合、また、ステップS13でHF信
号の振幅が正常でないことが判明した場合には、ディス
クモードを切り換えてみる(ステップS16)。
ブビーム和信号の直流成分が正常であるかどうかの判定
が行われ(ステップS17)、正常であれば、次にHF
信号の振幅が正常であるかどうかの判定が行われ(ステ
ップS18)、正常であれば、トラッキング誤差信号と
して3ビームトラッキング誤差信号を用いるようにセレ
クタ56を制御する(ステップS19、S20)。ステ
ップS17においてもサブビーム和信号の直流成分が正
常でない場合には、判別不能として警告(表示及び又は
音声)を行う(ステップS21)。
特にトラッキングサーボ装置において、トラッキングサ
ーボを得るのに最適なトラッキング誤差信号を得ること
ができる。またまたこの発明は、トラックピッチの広い
ディスク(例えばCD)が再生される場合と、トラック
ピッチの狭いディスク(例えばDVD)が再生される場
合とで、トラッキングサーボを得るためのトラッキング
誤差信号として最適なものを自動的に切換えることがで
きる。
パターンを示す図。
図。
図。
Claims (1)
- 【請求項1】照射光を照射する発光器と、 前記照射光を複数の回折光に分割する回折格子と、 前記回折光で1つの0次回折光が光ディスクの情報トラ
ック上に形成したメインスポットの反射光または透過光
を電気信号に変換して出力する4分割光検出器と、 前記回折光で2つの1次回折光が前記光ディスクの情報
トラックを左右から挟む関係で形成するサブビームスポ
ットの反射光または透過光をそれぞれ電気信号に変換す
る2つのサブ検出器と、 前記4分割検出器の分割素子の出力を用いて第1のトラ
ッキング誤差信号を得る第1の誤差信号生成手段と、 前記2つのサブ検出器の出力を用いて第2のトラッキン
グ誤差信号を得る第2の誤差信号生成手段と、前記メインスポットが前記光ディスクのトラックを横切
ることにより得られる前記4分割検出器からの高周波信
号のエンベロープ波形を用い、前記エンベロープ波形が
良質のサインカーブであるときはトラックピッチの広い
ディスク、前記エンベロープ波形が歪みを伴うときはト
ラックピッチの狭いディスクが再生装置に搭載されてい
るものと判別するディスク判別手段と、 前記ディスク判別手段から得られる現在搭載されている
ディスクの判別結果に応じて、前記第1と第2の誤差信
号のいずれを採用するかを決定し、トラッキングサーボ
手段のトラッキング誤差信号とする選択手段とを具備し
たことを特徴とするディスク再生装置。
Priority Applications (1)
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JP20020496A JP3350362B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ディスク再生装置 |
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JPH1049887A JPH1049887A (ja) | 1998-02-20 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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