JP3674544B2 - 光ディスク再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク再生装置に係り、特に、ＣＤ−ＲＯＭ等のＣＬＶ記録方式の光ディスクを再生する光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＤ−ＲＯＭと呼ばれる光ディスク（以下、単にディスクと記す）は、オーディオ用のＣＤ（コンパクトディスク）と同様に、ディジタル信号（データ）がＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation) と呼ばれる変調方式で記録されている。
【０００３】
ＣＤ−ＲＯＭでは、単位ビット及び単位フレームの時間とディスク上の記録長が、ディスク内周と外周で同一である。従って、従来のＣＤ−ＲＯＭ再生装置では、光ピックアップによりディスクが線速度一定（ＣＬＶ）に走査されるように、光ピックアップのディスク半径方向の位置に応じてディスクの回転速度を変えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のＣＤ−ＲＯＭ再生装置では、ディスクの回転速度を光ピックアップのディスク半径方向の位置に対応した速度に制御する。このため、目標アドレスにシークを行う場合は、スピンドルモータの回転数を、現在アドレスにおける回転数から目標アドレスにおける回転数まで制御する必要がある。
【０００５】
従って、高速シークを行うためには、回転数の制御時間の短い高トルクのスピンドルモータが必要であり、スピンドルモータのコストが高くなるという問題がある。また、シークの際に、スピンドルモータを大きく回転変動させるため、消費電力が大きいという問題がある。
【０００６】
そこで、ＣＬＶ方式で記録されているディスクをＣＡＶ（角速度一定）で再生する方法が提案されている。しかし、この方法では、再生ＰＬＬ回路にて再生信号から抽出された同期クロックを、データ復調後のエラー訂正処理等に必要な読み出し基準クロックとしてそのまま用いる。このため、ディスクのドロップアウト等により再生ＰＬＬ回路の同期が乱れた場合、データ復調後のエラー訂正等の処理が不能となり、再生されたデータのエラーレートが低下する問題がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、高トルクのスピンドルモータを必要とせず、コストの低減と消費電力の低減ができ、かつ、エラーレートの低下を生じない光ディスク再生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、クロック情報を含むディジタル信号が記録密度一定に記録された光ディスクから前記ディジタル信号を光ピックアップで読み取り、再生データを生成する光ディスク再生装置において、前記光ディスクを回転制御信号に基づいて回転駆動するスピンドルモータと、前記光ディスクをその最外周における前記光ピックアップに対する前記光ディスクの線速度が許容できる最大値となる回転速度に制御するための定速回転制御信号を生成する定速回転制御手段と、シーク動作時における光ピックアップの移動時には、前記定速回転制御信号を選択して前記回転制御信号として出力し、再生データを生成する再生動作時には、前記光ディスクを一定線速度に制御するための線速度一定制御信号を選択して前記回転制御信号として出力する切換手段と、前記光ピックアップから供給される再生信号から再生ディジタル信号を生成するディジタル信号再生手段と、前記定速回転制御手段により前記光ディスクが定速回転された状態での再生ディジタル信号を用いて、前記光ピックアップが走査する前記光ディスクの半径方向位置に対応した半径位置情報を生成する半径位置情報生成手段と、再生動作時における前記光ピックアップに対する前記光ディスクの基準線速度を決める基準クロックとして、前記光ディスクが定速回転されたシーク動作時の光ピックアップの移動終了時点で、前記半径位置情報が示す半径方向位置での線速度を基準線速度とする読み出し基準クロックを生成する読み出し基準クロック生成手段と、前記半径位置情報が示す前記光ディスクの半径方向位置が外周側になる程周波数が高くなる自走周波数を内蔵の可変周波数発振器に設定されて、前記ディジタル信号再生手段から供給される再生ディジタル信号に位相同期した再生データと同期クロックを生成する再生ＰＬＬ回路と、前記読み出し基準クロックと前記再生ディジタル信号とを周波数比較して得られた周波数誤差信号を、前記読み出し基準クロックにより決まる基準線速度を維持するように前記スピンドルモータを制御する前記線速度一定制御信号として、前記切換手段に供給する線速度一定制御手段とを有する構成とする。
【０００９】
【００１０】
また、光ディスクの最外周位置でのデータの転送速度を許容できる最大値にするため、光ディスクの全領域での平均のデータ転送速度を大きくすることを可能とする。
【００１１】
スピンドルモータ駆動制御部２５は、ＣＡＶ制御回路２８、ドライバ２４及びスイッチ回路２９から構成される。
【００１２】
光ディスク２１は、スピンドルモータ２３により直接回転駆動される。スピンドルモータ２３は、ＦＧパルスジェネレータを備えており、ＦＧパルスは、ＣＡＶ制御回路２８に供給される。
【００１３】
ＣＡＶ制御回路２８（定速回転制御手段）は、システムクロックを分周して得られる基準信号とＦＧパルスとを、周波数比較及び位相比較して、スピンドルモータ２３を予め設定された一定回転数に制御するためのＣＡＶ制御信号（定速回転数制御信号）を生成する。
【００１４】
切換手段は、スイッチ回路２９とスイッチ回路２９の切り換えを制御するコントローラ４３から構成される。コントローラ４３に制御されるスイッチ回路２９の接点がＣＡＶ制御回路２８側に接続されている場合、ＣＡＶ制御信号がスイッチ回路２９を介してドライバ２４に供給されて、スピンドルモータ２３の回転数（従って、ディスク２１の回転速度）は一定回転数に制御される。
【００１５】
スイッチ回路２９の接点が後述するＣＬＶ制御回路４０（線速度一定制御手段）側に接続されている場合は、ＣＬＶ制御回路４０からＣＬＶ制御信号（線速度一定制御信号）がスイッチ回路２９を介してドライバ２４に供給されて、スピンドルモータ２３の回転数は、ディスク２１の半径方向に設けた複数の領域夫々に設定された線速度でピックアップ２６がディスク２１を走査するように制御される。
【００１６】
ピックアップ制御部２７は、コントローラ４３の指令に従って、ピックアップ２６（光ピックアップ）のフォーカス制御、トラッキング制御，及びピックアップ２６をディスク２１の半径方向に移動させるシーク制御を行う。また、ピックアップ制御部２７は、ピックアップ２６のディスク２１の半径方向の移動距離に対応するタコパルスを生成する。
【００１７】
ピックアップ制御部２７は、通常の再生動作時には、ピックアップ２６がディスク２１のトラックに追従するように制御し、シーク動作時には、ピックアップ２６を目標トラック方向に移動させるように制御する。
【００１８】
コントローラ４３は、ピックアップ制御部２７から供給されるタコパルスにより、ピックアップ２６の移動量を把握することができる。コントローラ４３は、シーク動作時には、タコパルスを用いてピックアップ２６の移動量を把握し、現在トラックから目標トラックまでの距離だけピックアップ２６が移動するまで、ピックアップ２６の移動動作を行わせる。
【００１９】
なお、トラッキング誤差信号を利用して、ピックアップ２６の移動量を把握する方式としてもよい。
【００２０】
ピックアップ２６は、レーザビームをディスク２１のトラックに照射して、その反射光を検出することにより、ディスク２１に記録されている信号を読み取り、再生信号を出力する。
【００２１】
波形整形回路３４（ディジタル信号再生手段）は、ピックアップ２６から供給される再生信号を増幅及び波形整形して、再生ディジタル信号としての生ＥＦＭ信号を生成する。なお、コントローラ４３から供給されるコントロール信号により、動作のオン・オフが制御され、トラッキング及びフォーカシングがオンとなり、ピックアップ２６が信号を再生可能となった時点で動作がオンとされる。また、ディスク２１の内外周によって異なる信号レベルやビット周波数に適応させるため、このコントロール信号により、増幅ゲインや、微分定数の切り換えを行う。
【００２２】
再生ＰＬＬ回路３６は、波形整形回路３４から供給される生ＥＦＭ信号に対して位相同期し、生ＥＦＭ信号に同期した同期ＥＦＭデータ（再生データ）と同期クロックを生成する。同期クロックは、同期ＥＦＭデータのビットクロックである。
【００２３】
同期検出回路３７は、同期クロックと同期ＥＦＭデータを供給されて、再生ＰＬＬ回路３６が、生ＥＦＭ信号に同期した正しい同期ＥＦＭデータと同期クロックを生成しているかどうかを判定し、同期／非同期判定信号を出力する。より具体的には、ディスク２１に記録されているフレーム同期パターンである，“１１Ｔ／１１Ｔ／２Ｔ”（ここで、Ｔは、１ビットの周期とする）のパルスからなるパターンを検出し、同期クロックと同期パターンとが同期しているかを判定し、同期／非同期判定信号を出力する。
【００２４】
第１実施例では、ディスク２１を半径方向に複数のゾーン（領域）に分割し、夫々のゾーンでは、再生動作時に、ゾーンごとに設定した一定の基準線速度でピックアップ２６が走査するように、ディスク２１を回転制御する。実際には、後述する半径位置判定部３８でゾーンの判定を行い、ゾーンクロック生成回路３９にて基準線速度に制御するためのゾーンクロックを生成する。このゾーンクロックを基準として、ＣＬＶ制御回路４０により、ゾーン内でのＣＬＶ制御が行われる。
【００２５】
図２は、ゾーンの分割と基準線速度の設定の例を示す図である。この例では、１０分割した各ゾーンのスピンドルモータ２３の最大回転数と最小回転数が夫々一致するように（従って、ディスク２１の最大回転速度と最小回転速度が夫々一致するように）、ゾーンの分割と基準線速度の設定がなされている。
【００２６】
ＣＡＶ制御回路２８により、ディスク２１が一定回転数に制御されている場合は、生ＥＦＭ信号のビット周波数は、ピックアップ２６のディスク２１の半径方向位置に比例して変化し、１１Ｔの長さは、ディスク２１の半径方向位置に反比例して変化する。
【００２７】
半径位置情報生成手段としての半径位置判定部３８は、波形形成回路３４から生ＥＦＭ信号を供給され、また、システムクロックを供給される。半径位置判定部３８は、ＣＡＶ制御回路２８により、ディスク２１が一定回転速度に制御されている場合に、生ＥＦＭ信号中の１１Ｔを検出して、１１Ｔの長さを高速のシステムクロックでカウントしたカウント値から、ピックアップ２６が、設定してあるどのゾーンに位置するかを判定する。
【００２８】
半径位置判定部３８は、この判定結果を示すゾーン判定データ（半径位置情報）を生成してゾーンクロック生成回路３９に供給する。また、自走周波数制御データを生成して再生ＰＬＬ回路３６に供給する。この自走周波数制御データは、判定したゾーンのビット周波数を自走周波数として指定するデータである。
【００２９】
ゾーンクロック生成回路３９（読み出し基準クロック生成手段）は、半径位置判定部３８からゾーン判定データを供給され、また、システムクロックを供給される。ゾーンクロック生成回路３９は、ゾーン判定データが示すゾーンに設定してある周波数のゾーンクロック（ＺＣＬＫ）を生成して、ＣＬＶ制御回路４０と信号処理回路４２に供給する。このゾーンクロックの周波数が、ゾーンでの基準線速度及びビット周波数に比例している。
【００３０】
ＣＬＶ制御回路４０は、同期／非同期判定信号，生ＥＦＭ信号，同期ＥＦＭデータ、及び同期クロックが供給される。ＣＬＶ制御回路４０は、再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期していない場合は、生ＥＦＭ信号とゾーンクロックを周波数比較して、周波数誤差信号をＣＬＶ制御信号として生成し、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９に供給する。
【００３１】
また、ＣＬＶ制御回路４０は、再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期している場合は、同期ＥＦＭデータから検出される同期パターンとゾーンクロックを位相比較して、位相誤差信号をＣＬＶ制御信号として生成し、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９に供給する。
【００３２】
信号処理回路４２は、再生ＰＬＬ回路３６から、同期ＥＦＭデータ及び同期クロックが供給され、同期検出回路３７から同期／非同期判定信号が供給され、ゾーンクロック生成回路３９から、ゾーンクロックを供給される。
【００３３】
信号処理回路４２は、再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に同期しているときに、ＥＦＭデータの復調処理を行い、ゾーンクロックを用いて、誤り訂正等の処理を行い、復調データを上位装置に供給する。
【００３４】
コントローラ４３は、各ゾーンにおける再生動作時には、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９を切り換えて、ＣＬＶ制御信号を選択させ、スピンドルモータ２３のＣＬＶ制御を行わせる。
【００３５】
また、待機時、シーク動作時には、コントローラ４３は、スイッチ回路２９を切り換えて、ＣＡＶ制御信号を選択させ、スピンドルモータ２３のＣＡＶ制御を行わせる。
【００３６】
また、シーク動作時には、ピックアップ制御部２７に指令を与えて、ピックアップ２６の目標トラックへの移動を行わせる。
【００３７】
なお、コントローラ４３は、再生動作時に信号処理回路４２から供給されるアドレスデータを、トラック位置の判定等に用いる。
【００３８】
次に、再生ＰＬＬ回路３６、半径位置判定部３８、ＣＬＶ制御回路４０について詳しく説明する。
【００３９】
図３は、再生ＰＬＬ回路３６の構成図を示す。ＥＦＭエッジ検出回路５１は、波形整形回路３４から供給される生ＥＦＭ信号のエッジ（立ち上がり及び立ち下がりエッジ）を検出して、エッジパルスを生成する。１／２チャネルビットディレイ回路５２は、ＥＦＭエッジ検出回路から供給されるエッジパルスを、ＥＦＭ信号の１／２チャネルビットだけ遅延させたエッジパルスを生成する。１／２チャネルビットディレイ回路５２は、後述するエッジクロック抽出回路５３での遅延時間に合わせるための回路である。
【００４０】
ＶＣＯ（電圧制御発振器）５７は、演算増幅器Ａ1 と抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 からなる増幅器５６から供給される制御電圧に応じた周波数のＶＣＯクロックを出力する。
【００４１】
エッジクロック抽出回路５３は、ＶＣＯクロックとＥＦＭエッジ検出回路５１からのエッジパルスを供給されて、エッジパルスが供給された後に到来する、最初のＶＣＯクロックパルスを、抽出クロックパルスとして出力する。
【００４２】
位相比較器５４は、１／２チャネルビットディレイ回路５２から供給されるエッジパルスと、エッジクロック抽出回路５３から供給される抽出クロックパルスを位相比較して、両者の位相差に対応した電圧を出力する。位相比較器５４の出力電圧は、抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ5 ，コンデンサＣ4 ，Ｃ5 ，スイッチＳ4 からなるローパスフィルタ５５を介して、位相誤差電圧として、増幅器５６の非反転入力端子に供給される。この位相誤差電圧は、生ＥＦＭ信号とＶＣＯクロックとの位相誤差に対応した電圧である。
【００４３】
データ変換Ｄ／Ａ５８には、自走周波数を指定する自走周波数制御データが、前記半径位置判定部３８から供給される。データ変換Ｄ／Ａ５８は、この自走周波数制御データをＤ／Ａ変換して、ＶＣＯ５７の自走周波数を設定するための自走周波数設定電圧を生成する。増幅器５６の反転入力端子（抵抗Ｒ1 のデータ変換Ｄ／Ａ５８側端子）に、この自走周波数設定電圧が、データ変換Ｄ／Ａ５８から供給される。
【００４４】
増幅器５６からＶＣＯ５７に供給される制御電圧は、自走周波数設定電圧と前記位相誤差電圧に対応した電圧となる。従って、ＶＣＯ５７は、自走周波数設定電圧により自走周波数を設定され、かつ、位相誤差電圧に応じて周波数を制御されたＶＣＯクロックを生成する。
【００４５】
再生ＰＬＬ回路３６は、ＶＣＯクロックをそのまま同期クロックとして出力する。また、ＶＣＯクロックは、ラッチ回路６１のトリガ端子に供給される。ラッチ回路６１は、１／２チャネルビットディレイ回路５２から出力されるＥＦＭエッジパルスを、ＶＣＯクロックの立ち下がりでラッチして、同期ＥＦＭデータとして出力する。
【００４６】
自走周波数が、生ＥＦＭ信号のビット周波数に対して、周波数引込み可能な範囲内に設定されると、ＶＣＯクロックが、１／２チャネルビットディレイ回路５２から出力されるＥＦＭエッジパルスに位相同期する。このとき、生ＥＦＭ信号に正しく同期した、同期ＥＦＭデータと同期クロックが生成される。
【００４７】
なお、１／２チャネルビットディレイ回路５２は、自走周波数制御データに応じて、遅延時間を切り替えられ、生ＥＦＭ信号のビット周波数の変動によらず、正確に１／２チャネルビットの遅延を生じさせる。
【００４８】
また、位相比較器５４は、コントローラ４３から供給されるコントロール信号により、位相比較動作のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。ローパスフィルタ５５は、フィルタ定数を変えて周波数引込み範囲を切り換えるために、コントロール信号によりスイッチＳ4 のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。
【００４９】
図４は、半径位置判定部３８の構成図を示す。マーク長ピーク検出回路７１（最長パルス幅検出部）は、ＥＦＭ信号の１フレーム以上の検出周期で、生ＥＦＭ信号中の最も長いパルス、即ち、同期信号の１１Ｔを検出して、１１Ｔの時間幅を一定周波数のシステムクロックでカウントしたカウント値を、ピーク値データとして出力する。
【００５０】
マーク長ピーク検出回路７１で生成されたピーク値データは、ドロップアウト等により、１１Ｔの時間幅を示すデータではない可能性がある。そこで、ピーク値平均回路７２，最小ピーク値検出回路７３，誤検出判定回路７４により、正しいピーク値データ（１１Ｔデータ）のみを出力する。
【００５１】
ピーク値平均回路７２は、マーク長ピーク検出回路７１からピーク値データを供給されて、一定サンプル数のピーク値データを平均した平均値データを出力する。最小ピーク値検出回路７３は、ピーク値平均回路７２で平均した同一サンプル中の、最小データを検出する。この平均値データと最小データは、誤検出判定回路７４に供給される。
【００５２】
誤検出判定回路７４は、平均値データと最小データとを比較して、両者の差が基準値以下ならば正常と判定し、基準値より大きい場合は異常と判定する。正常と判定した場合には、平均値データを、正しい１１Ｔデータとして、ゾーン判定回路７５に供給する。
【００５３】
なお、更に、最大データを検出する最大ピーク値検出回路を設け、平均値データと最小データ及び最大データとを比較して、正常か異常かを判定する構成としてもよい。
【００５４】
前記のように、ＣＡＶ制御回路２８により、ディスク２１が一定回転速度に制御されている場合は、生ＥＦＭ信号のビット周波数は、ピックアップ２６のディスク２１の半径方向位置に比例して変化し、１１Ｔデータの値は、ディスク２１の半径方向位置に反比例して変化する。
【００５５】
ゾーン判定回路７５では、１１Ｔデータの値と分割した各ゾーンを対応させるデータを保持しており、誤検出判定回路７４から供給された１１Ｔデータから、対応するゾーンを判定する。
【００５６】
前記の図２の例では、１１Ｔデータの値により、現在のピックアップ２６の走査位置が、１０個のゾーンのいずれかに判定される。
【００５７】
ゾーン判定回路７５は、判定したゾーンを示すゾーン判定データを生成して、ゾーンクロック生成回路３９に供給する。また、判定したゾーンのビット周波数を自走周波数として指定する自走周波数制御データを生成して、再生ＰＬＬ回路３６に供給する。
前記のように、再生ＰＬＬ回路３６のＶＣＯ５７の自走周波数は、自走周波数制御データが指定する自走周波数に設定される。このようにして、判定されたゾーンに設定されているビット周波数に等しくなるように、再生ＰＬＬ回路３６の自走周波数が制御される。
【００５８】
図５は、マーク長ピーク検出回路７１の一例の構成図を示す。カウンタ８２は、高速のシステムクロックをカウントする。エッジパルス検出回路８１は、生ＥＦＭ信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジを検出して、エッジパルスを生成する。カウンタ８２は、このエッジパルスを供給された時点でリセットされる。従って、カウンタ８２は、生ＥＦＭ信号中の、各マーク長（パルス幅）をシステムクロックでカウントして、マーク長データを出力する。
【００５９】
レジスタ８６は、カウンタ８２から供給されるマーク長データを、書き込み指令を受けたときに書き込む。データ比較回路８４は、カウンタ８２から供給されるマーク長データと、レジスタ８６に保持されているマーク長データを比較して、カウンタ８２から供給されるマーク長データが大きい場合に、書き込み指令を、レジスタ８６に与える。
【００６０】
ループカウンタ８３は、システムクロックをカウントして、最内周での１ＥＦＭフレーム以上の検出周期、即ち、最内周での５８８Ｔ以上の計数周期で、リセット信号を生成する。このリセット信号は、ディレイ回路８５を介して、レジスタ８６のリセット端子に供給され、かつ、データ出力用スイッチ８７の制御信号としてスイッチ８７に供給される。
【００６１】
レジスタ８６は、１ＥＦＭフレーム以上の長さの計数周期の終了時点で、計数周期内での最大のマーク長データを保持している。この計数周期の終了時点で、スイッチ８７を介して、最大のマーク長データが、計数周期でのピーク値データとして出力される。ドロップアウト等のエラーが無い場合、このピーク値データは、１１Ｔの長さを示すデータとなる。
【００６２】
図６は、ピーク値平均回路７２の一例の構成図を示す。シフトレジスタ９１は、ピーク値データの４サンプルをレジスタ９１ａ〜９１ｄに保持するレジスタで、新たなピーク値データが左端のレジスタ９１ａに供給されるごとに、各レジスタ９１ａ〜９１ｄのデータを順次、右側のレジスタにシフトさせる。
【００６３】
スイッチ９３は、誤検出判定回路７４から誤検出判定信号が供給されない場合は、シフトレジスタ９１のレジスタ９１ａのデータを平均値演算回路９２に供給し、誤検出判定信号が供給された場合は、平均値演算回路９２の出力データを、平均値演算回路９２の入力に供給する。
【００６４】
誤検出判定信号が供給されない場合は、シフトレジスタ９１のレジスタ９１ａ〜９１ｄから供給される４サンプルのピーク値データが平均値演算回路９２に供給されて、平均値演算回路９２は、４サンプルのピーク値データを平均した、平均値データを出力する。
【００６５】
誤検出判定信号が供給された場合は、シフトレジスタ９１のレジスタ９１ａに供給された不良データの代わりに、前回の平均演算で生成された平均値データを用いて、平均値演算回路９２により、平均値データが生成される。
【００６６】
図７は、ＣＬＶ制御回路４０の一例の構成図を示す。ＣＬＶ制御回路４０は、周波数比較器１０１、加算器１０２、スイッチ１０５、同期パターン検出回路１０３、位相比較器１０４から構成される。
【００６７】
周波数比較器１０１は、生ＥＦＭ信号のビット周波数とゾーンクロックの周波数を周波数比較して、周波数誤差信号を生成する。再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期していない場合は、同期／非同期判定信号により、スイッチ１０５がＯＦＦとなる。この場合、周波数誤差信号は、加算器１０２を介して、ＣＬＶ制御信号として出力される。このＣＬＶ制御信号は、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９に供給される。
【００６８】
再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期している場合は、同期パターン検出回路１０３は、同期ＥＦＭデータから同期パターンを検出する。位相比較器１０４は、この同期パターンとゾーンクロックを位相比較して、位相誤差信号を出力する。この位相誤差信号は、同期／非同期判定信号によりＯＮとなったスイッチ１０５を介して加算器１０２に供給される。加算器１０２は、周波数誤差信号と位相誤差信号を加算した信号を、ＣＬＶ制御信号として出力する。
【００６９】
次に、第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置の動作について説明する。ＣＤ−ＲＯＭ再生装置の電源投入時や、上位装置からの動作指令を待つ待機時には、コントローラ４３は、スイッチ回路２９をＣＡＶ制御回路２８側に切り換えて、スピンドルモータ２３をＣＡＶ制御させる。このＣＡＶ制御により、スピンドルモータ２３（従って、ディスク２１）は、各ゾーンにおける最大回転数に維持される（図２参照）。
【００７０】
図８は、シーク動作時の動作手順を示すフローチャートである。前記のように、待機時には、スピンドルモータ２３は、ＣＡＶ制御により一定回転数を維持している。コントローラ４３が、上位装置から目標アドレスへのシーク及び再生の命令を受信すると、シーク動作が開始される。
【００７１】
コントローラ４３は、ステップ１０１にて、目標アドレスまでのトラック数を算出する。この後、コントローラ４３は、ステップ１０２，１０３にて、ピックアップ制御部２７に指令して、トラッキングサーボをＯＦＦにさせ、ピックアップ２６の目標アドレス方向への移動を開始させる。ピックアップ２６の移動中、スピンドルモータ２３のＣＡＶ制御が維持されている。
【００７２】
コントローラ４３は、ピックアップ制御部２７から供給されるタコパルスにより、ピックアップ２６の移動量を把握する。ステップ１０４にて、コントローラ４３は、ピックアップ２６の移動量が、ステップ１０１で算出したトラック数に達すると、ピックアップ制御部２７に指令して、ピックアップの移動を停止させた後、トラッキングサーボをＯＮにさせる。トラッキングサーボがＯＮになると、波形整形回路３４により、生ＥＦＭ信号が得られる。生ＥＦＭ信号は、半径位置判定部３８、再生ＰＬＬ回路３６、ＣＬＶ制御回路４０に供給される。
【００７３】
ステップ１０５で、半径位置判定部３８は、前記のように、生ＥＦＭ信号から、１１Ｔを検出して、現在、ピックアップ２６が位置するゾーンを判定し、判定結果のゾーン判定データをゾーンクロック生成回路３９に供給する。また、判定したゾーンのビット周波数を指定する自走周波数制御データを再生ＰＬＬ回路３６に供給する。
【００７４】
再生ＰＬＬ回路３６は、ゾーンの判定後、半径位置判定部３８から、自走周波数制御データを供給されると、生ＥＦＭ信号のビット周波数が周波数引込み範囲内に入り、極短時間で、再生ＥＦＭ信号に位相同期する。これにより、正しく同期した同期ＥＦＭデータと同期クロックを生成する。
【００７５】
ステップ１０６で、ゾーン判定データを供給されたゾーンクロック生成回路３９は、シーク前のゾーンクロックから、現在、ピックアップ２６が位置するゾーンに設定された周波数のゾーンクロックに切り換える。ゾーンクロックは、ＣＬＶ制御回路４０、信号処理回路４２に供給される。
【００７６】
ＣＬＶ制御回路４０は、ゾーンにおける基準線速度を決めるゾーンクロックを基準として、前記のようにして、生ＥＦＭ信号，同期ＥＦＭ信号，同期クロックを用いて、ゾーンの基準線速度を維持するようにスピンドルモータ２３を制御するＣＬＶ制御信号を生成する。
【００７７】
ステップ１０７では、コントローラ４３は、半径位置判定部３８からゾーン判定データを供給されると、ゾーンの判定が終了して、ゾーンクロックが切り換えられたと判断して、スイッチ回路２９をＣＬＶ制御回路４０側に切り換える。これにより、スピンドルモータ２３は、以後、ＣＬＶ制御信号により、ピックアップ２６が位置するゾーンの基準線速度を維持するようにＣＬＶ制御される。
【００７８】
図２の例に示すように、各ゾーンの最大回転数と最小回転数を夫々一致させ、各ゾーンでの回転数の変化幅を数％に設定しておけば、極短時間で、かつ、小さな消費電力で、スピンドルモータ２３を、ＣＡＶ制御時の回転数から、ゾーン内の目標アドレスにおける基準線速度に対応する回転数に制御することができる。前記のように、再生ＰＬＬ回路３６は、ゾーンの判定後、半径位置判定部３８から、自走周波数制御データを供給されると、極短時間で、再生ＥＦＭ信号に正しく同期した、同期ＥＦＭデータと同期クロックを生成することができる。信号処理回路４２では、同期ＥＦＭデータと同期クロックを用いて、データの復調処理を行い、ゾーンクロックを用いて、エラー訂正等の処理を行い、復調データを生成する。復調データ中のアドレスデータは、コントローラ４３に供給される。ステップ１０８では、コントローラは、信号処理回路４２からのアドレスデータから、現在のピックアップ２６が位置するアドレスを確認する。ステップ１０９で、現在のアドレスが目標アドレスに一致しているかを判断し、不一致の場合は、ステップ１１０で、目標アドレスに一致するように、再シーク動作を行わせる。目標アドレスに達した時点で、シーク動作を終了する。以後、ＣＬＶ制御の状態で、目標アドレスから、データの再生が連続して行われる。
【００７９】
例えば、図２で、目標アドレスと基準速度を示す点が点Ａの場合、ＣＡＶ制御による最大回転数の状態で、ピックアップ２６が目標アドレス付近に移動されて点Ｂの状態になった後、極短時間で、最大回転数から基準速度まで減速制御されて点Ａの状態に達して、データの連続した再生が可能となる。
【００８０】
データの再生が終了すると、短い一定時間の間、次の再生命令又はシーク命令が上位装置から供給されるまで、コントローラ４３はピックアップ制御部２７を制御して、再生終了時点の位置にピックアップ２６を維持し、再生終了時点のスピンドルモータ２３の回転数を維持して、次の再生命令又はシーク命令を待つ。この一定時間内に、データ再生終了アドレスから続けて再生する再生命令が供給されると、直ちに、再生動作を開始できる。この一定時間内に、再生命令又はシーク命令が供給されない場合は、コントローラ４３は、ＣＬＶ制御から、ＣＡＶ制御に切り換えて、スピンドルモータ２３は、最大回転数に制御される。
【００８１】
なお、一旦、ＣＬＶ制御による再生動作に入ると、半径位置判定部３８の誤検出判定回路７４が出力する１１Ｔデータは一定値となり、ピックアップ２６がゾーンの境界を越えても変化しない。このため、ゾーン判定回路７５は、ピックアップ２６がゾーンの境界を越えても、シーク動作終了時のゾーンを指定するゾーン判定データと、このゾーンに対応した自走周波数制御データを出力し続ける。これにより、ゾーンの境界をまたがったデータを再生する場合は、再生開始位置のゾーンにおける基準線速度のままでＣＬＶ制御されて、途切れることなく、連続してデータを再生することができる（図２中、一点鎖線、参照）。この場合、データの再生が終了した時点で、コントローラ４３により、ＣＡＶ制御に切り換えられ、スピンドルモータ２３は、ＣＡＶ制御時の最大回転数に制御される。次に、ゾーンの分割手法の例について説明する。ここでは、各ゾーンの最大回転数と最小回転数を一致させる方法とする。ディスク２１の回転数を一定とすると、データの転送速度は、ディスク２１の最外周で最も速くなる。そこで、最外周のゾーンにおいて、ＣＤ−ＲＯＭ再生装置が許容する最大データ転送速度となるように、基準線速度を設定するのが望ましい。この基準線速度で最外周の位置（半径＝５８ｍｍ）を走査するときのスピンドルモータ２３の回転数（即ち、ディスク２１の回転数）を最小回転数とする。
【００８２】
使用するスピンドルモータ２３のトルク特性により、許容される回転数変動の範囲が決まる。この許容される回転数変動範囲を考慮して、各ゾーン共通の最大回転数を決める。
【００８３】
最小回転数を決めたとき、以下のようにして、ゾーンの分割数と最大回転数を決めることができる。ここでは、ディスク２１をｎ分割した場合を考える。ディスク２１の最外周の半径をｒout 、最外周ゾーンでの基準線速度をＶ0 、最小回転数に対応する最小角速度をωL とすると、下記(1) 式が成立する。
【００８４】
Ｖ0 ＝ｒout ωL (1)
最外周ゾーンの最内周半径をｒ1 、最大回転数に対応する最大角速度をωH とすると、下記(2) 式が成立する。
【００８５】
Ｖ0 ＝ｒ1 ωH (2)
式(1) ，(2) より、下記(3) 式が成立する。
【００８６】
ｒ1 ＝ｒout （ωL ／ωH ） (3)
最外周ゾーンに隣接する第２ゾーンの基準線速度をＶ1 とすると、Ｖ1 は、下記(4) 式で表せる。
【００８７】
Ｖ1 ＝ｒ1 ωL (4)
第２ゾーンの最内周半径をｒ2 とすると、下記(5) 式が成立する。
【００８８】
Ｖ1 ＝ｒ2 ωH (5)
式(5) ，(4) ，(3) より、下記(6) 式が成立する。
【００８９】
ｒ2 ＝ｒ1 （ωL ／ωH ）＝ｒout （ωL ／ωH ）2 (6)
このようにして演算を続けると、第ｋゾーン（１≦ｋ≦ｎ）の最内周の半径をｒk とすると、ｒk は、下記(7) 式で表せる。
【００９０】
ｒk ＝ｒout （ωL ／ωH ）k (7)
同様に、最内周ゾーンの最内周の半径をｒinとすると、ｒinは、下記(8) 式で表せる。
【００９１】
ｒin＝ｒout （ωL ／ωH ）n (8)
(8) 式より、最大角速度ωH は、下記(9) 式で表せる。
【００９２】
ωH ＝〔（ｒout ／ｒin）1/n 〕ωL (9)
(9) 式を用いて、スピンドルモータ２３の許容する回転数変動範囲を考慮しながら、極めて容易に分割数ｎと最大角速度ωH を設定することができる。
【００９３】
図２の例は、上記(9) 式に基づき、最外周ゾーンでの基準線速度を、通常のＣＤの線速度（１．３ｍ／ｓｅｃ）の４倍とし、分割数を１０とした場合の例である。
【００９４】
なお、ＣＡＶ制御時の最外周位置での線速度が、装置が許容する最大線速度となるように、ＣＡＶ制御時の最大回転数を決め、(9) 式から、回転数変動範囲を考慮しながら、分割数ｎと最小角速度ωL を設定することもできる。この場合、最外周ゾーンでの、ＣＡＶ制御時の生ＥＦＭ信号のビット周波数の最高値を、前記の最小回転数を初めに決める場合より低くすることができ、１１Ｔの検出を容易とすることができる。
【００９５】
上記のように、第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置では、最大回転数と最小回転数の回転数変動幅が数％となるように、各ゾーンと各ゾーンのゾーンクロックの周波数を設定することにより、スピンドルモータの回転数の変化幅を、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、大幅に小さくすることができる。このため、所望のシーク時間を実現する場合に、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、スピンドルモータに必要なトルクを大幅に、小さくすることができ、スピンドルモータのコストを低減することができ、また、シーク時の消費電力を低減することができる。また、スピンドルモータの回転数の変動が小さいため、適切なトルクのスピンドルモータを用いることで、従来のＣＬＶ方式の装置より、シーク時間を短縮することができる。
【００９６】
また、同期クロックとは独立したゾーンクロックを、読み出し基準クロックとして用いて、エラー訂正処理等の処理を行うため、従来のＣＬＶ方式の装置と同様のエラーレートを維持することができる。
【００９７】
図９は、本発明の第２実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置における、１１Ｔデータ生成部１１２と読み出し基準クロック生成回路１１４の構成図を示す。第２実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置は、図１に示す第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置における、半径位置判定部３８とゾーンクロック生成回路３９を、１１Ｔデータ生成部１１２（半径位置情報生成手段）と読み出し基準クロック生成回路１１４に置き換えた構成である。図９において、図４と同一構成部分には、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９８】
シーク動作時、ピックアップ２６の移動終了後、１１Ｔデータ生成部１１２の再生ＰＬＬ制御部１１３は、誤検出判定回路７４から、現在、ピックアップ２６が位置するトラックでの１１Ｔデータを供給される。前記のように、１１Ｔデータは、生ＥＦＭ信号のビット周波数に反比例している。再生ＰＬＬ制御部１１３は、この１１Ｔデータに対応する生ＥＦＭ信号のビット周波数を自走周波数として指定する自走周波数制御データを生成する。再生ＰＬＬ制御部１１３は、次のシーク動作まで、この自走周波数制御データの値をホールドする。
【００９９】
再生ＰＬＬ回路３６は、再生ＰＬＬ制御部１１３から自走周波数制御データを供給されて、１１Ｔデータに対応する生ＥＦＭ信号のビット周波数が自走周波数に設定される。自走周波数が設定されると、再生ＰＬＬ回路３６は、生ＥＦＭ信号に同期する。
【０１００】
読み出し基準クロック生成回路１１４は、誤検出判定回路７４から、１１Ｔデータを供給されて、１１Ｔデータが示す生ＥＦＭ信号のビット周波数に比例した周波数の読み出し基準クロックを生成する。この読み出し基準クロックの周波数が、生ＥＦＭ信号のビット周波数に対応する基準線速度を設定する。読み出し基準クロック生成回路１１４は、次のシーク動作まで、この同一読み出し基準クロックを出力し続ける。
【０１０１】
図１０は、第２実施例でのＣＡＶ制御とＣＬＶ制御の説明図を示す。第２実施例では、待機時、シーク動作時には、スピンドルモータ２３をＣＡＶ制御し、再生動作時には、ピックアップ２６の移動終了時点から、直ちに、ＣＬＶ制御の状態でデータの再生を行う。
【０１０２】
シーク動作時に、ピックアップ２６の移動が終了すると、前記のように、ピックアップ２６の移動終了時点でのＣＡＶ制御状態での１１Ｔに対応した自走周波数が再生ＰＬＬ回路３６に設定される。また、１１Ｔに対応した読み出し基準クロックが生成されて、ＣＬＶ制御回路４０、信号処理回路４２に供給される。これにより、信号処理回路４２は、復調データの生成が可能となる。
【０１０３】
コントローラ４３は、ピックアップ２６の移動終了時点で、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御に切り換える。これにより、スピンドルモータ２３の回転数がＣＡＶ制御時の回転数である状態から、直ちにＣＬＶ制御状態でのデータの再生が開始できる。
【０１０４】
図１０では、シーク動作により、ピックアップ２６を目標アドレス付近まで移動後、目標アドレスでの最大回転数の状態（点Ｄ）から、一点鎖線に示すように、直ちに、基準線速度によるＣＬＶ制御状態での再生動作を行う様子を示している。
【０１０５】
データの再生が終了すると、コントローラ４３は、ＣＬＶ制御からＣＡＶ制御に切り換えて、スピンドルモータ２３は、ＣＡＶ制御での最大回転数に制御される。
【０１０６】
第２実施例では、ピックアップ２６の移動終了時点で、直ちにＣＬＶ制御でのデータの再生動作を開始できる。このため、シーク動作時のスピンドルモータの回転数の変化をほとんど無くすことができ、第１実施例より、一層、スピンドルモータが必要とするトルクを低減し、シーク時間を短縮することができる。また、領域の設定が不要なため、システム設計が容易である。
【０１０７】
なお、ディスクの最外周位置でのデータの転送速度が許容できる最大値となるように、ＣＡＶ制御時の最大回転数を設定することで、ディスク２１の全領域での平均のデータ転送速度を大きくすることができる。
【発明の効果】
上述の如く、請求項１の発明によれば、シーク動作時の、光ピックアップの移動終了時点での光ディスクの定速回転状態における線速度を基準線速度として、光ピックアップの移動終了時点から、直ちに、前記基準線速度での再生データの生成ができるため、シーク動作時のスピンドルモータの回転数の変化をほとんど無くすことができる。これにより、所望のシーク時間を実現する場合、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、スピンドルモータのトルクを小さくでき、スピンドルモータのコストを低減し、かつ、シーク動作時の消費電力を低減することができる。また、適切なトルクを有するスピンドルモータを用いることで、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、シーク時間を短縮することができる。かつ、再生ＰＬＬ回路により再生される同期クロックと独立した読み出し基準クロックを用いて、エラー訂正処理などの処理を行なえるため、エラーレートを低下させることがない。
【０１０８】
請求項２の発明によれば、光ディスクの最外周位置でのデータの転送速度を許容できる最大値にするため、光ディスクの全領域での平均のデータ転送速度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置の構成図である。
【図２】ゾーンの分割と基準線速度の設定の例を示す図である。
【図３】再生ＰＬＬ回路の構成図である。
【図４】半径位置判定部の構成図である。
【図５】マーク長ピーク検出回路の構成図である。
【図６】ピーク値平均回路の構成図である。
【図７】ＣＬＶ制御回路の構成図である。
【図８】シーク動作時の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施例における、１１Ｔデータ検出回路と読み出し基準クロック生成回路の構成図である。
【図１０】第２実施例でのＣＡＶ制御とＣＬＶ制御の説明図である。
【符号の説明】
２１ 光ディスク
２３ スピンドルモータ
２４ ドライバ
２５ スピンドルモータ駆動制御部
２６ 光ピックアップ
２７ ピックアップ制御部
２８ ＣＡＶ制御回路
２９ スイッチ回路
３４ 波形整形回路
３６ 再生ＰＬＬ回路
３７ 同期検出回路
３８ 半径位置判定部
３９ ゾーンクロック生成回路
４０ ＣＬＶ制御回路
４２ 信号処理回路
４３ コントローラ
７１ マークピーク長検出回路
７２ ピーク値平均回路
７３ 最小ピーク値検出回路
７４ 誤検出判定回路
７５ ゾーン判定回路
１１２ １１Ｔデータ生成部
１１３ 再生ＰＬＬ制御部
１１４ 読み出し基準クロック生成回路
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク再生装置に係り、特に、ＣＤ−ＲＯＭ等のＣＬＶ記録方式の光ディスクを再生する光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＤ−ＲＯＭと呼ばれる光ディスク（以下、単にディスクと記す）は、オーディオ用のＣＤ（コンパクトディスク）と同様に、ディジタル信号（データ）がＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation) と呼ばれる変調方式で記録されている。
【０００３】
ＣＤ−ＲＯＭでは、単位ビット及び単位フレームの時間とディスク上の記録長が、ディスク内周と外周で同一である。従って、従来のＣＤ−ＲＯＭ再生装置では、光ピックアップによりディスクが線速度一定（ＣＬＶ）に走査されるように、光ピックアップのディスク半径方向の位置に応じてディスクの回転速度を変えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のＣＤ−ＲＯＭ再生装置では、ディスクの回転速度を光ピックアップのディスク半径方向の位置に対応した速度に制御する。このため、目標アドレスにシークを行う場合は、スピンドルモータの回転数を、現在アドレスにおける回転数から目標アドレスにおける回転数まで制御する必要がある。
【０００５】
従って、高速シークを行うためには、回転数の制御時間の短い高トルクのスピンドルモータが必要であり、スピンドルモータのコストが高くなるという問題がある。また、シークの際に、スピンドルモータを大きく回転変動させるため、消費電力が大きいという問題がある。
【０００６】
そこで、ＣＬＶ方式で記録されているディスクをＣＡＶ（角速度一定）で再生する方法が提案されている。しかし、この方法では、再生ＰＬＬ回路にて再生信号から抽出された同期クロックを、データ復調後のエラー訂正処理等に必要な読み出し基準クロックとしてそのまま用いる。このため、ディスクのドロップアウト等により再生ＰＬＬ回路の同期が乱れた場合、データ復調後のエラー訂正等の処理が不能となり、再生されたデータのエラーレートが低下する問題がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、高トルクのスピンドルモータを必要とせず、コストの低減と消費電力の低減ができ、かつ、エラーレートの低下を生じない光ディスク再生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、クロック情報を含むディジタル信号が記録密度一定に記録された光ディスクから前記ディジタル信号を光ピックアップで読み取り、再生データを生成する光ディスク再生装置において、前記光ディスクを回転制御信号に基づいて回転駆動するスピンドルモータと、前記光ディスクをその最外周における前記光ピックアップに対する前記光ディスクの線速度が許容できる最大値となる回転速度に制御するための定速回転制御信号を生成する定速回転制御手段と、シーク動作時における光ピックアップの移動時には、前記定速回転制御信号を選択して前記回転制御信号として出力し、再生データを生成する再生動作時には、前記光ディスクを一定線速度に制御するための線速度一定制御信号を選択して前記回転制御信号として出力する切換手段と、前記光ピックアップから供給される再生信号から再生ディジタル信号を生成するディジタル信号再生手段と、前記定速回転制御手段により前記光ディスクが定速回転された状態での再生ディジタル信号を用いて、前記光ピックアップが走査する前記光ディスクの半径方向位置に対応した半径位置情報を生成する半径位置情報生成手段と、再生動作時における前記光ピックアップに対する前記光ディスクの基準線速度を決める基準クロックとして、前記光ディスクが定速回転されたシーク動作時の光ピックアップの移動終了時点で、前記半径位置情報が示す半径方向位置での線速度を基準線速度とする読み出し基準クロックを生成する読み出し基準クロック生成手段と、前記半径位置情報が示す前記光ディスクの半径方向位置が外周側になる程周波数が高くなる自走周波数を内蔵の可変周波数発振器に設定されて、前記ディジタル信号再生手段から供給される再生ディジタル信号に位相同期した再生データと同期クロックを生成する再生ＰＬＬ回路と、前記読み出し基準クロックと前記再生ディジタル信号とを周波数比較して得られた周波数誤差信号を、前記読み出し基準クロックにより決まる基準線速度を維持するように前記スピンドルモータを制御する前記線速度一定制御信号として、前記切換手段に供給する線速度一定制御手段とを有する構成とする。
【０００９】
【００１０】
また、光ディスクの最外周位置でのデータの転送速度を許容できる最大値にするため、光ディスクの全領域での平均のデータ転送速度を大きくすることを可能とする。
【００１１】
スピンドルモータ駆動制御部２５は、ＣＡＶ制御回路２８、ドライバ２４及びスイッチ回路２９から構成される。
【００１２】
光ディスク２１は、スピンドルモータ２３により直接回転駆動される。スピンドルモータ２３は、ＦＧパルスジェネレータを備えており、ＦＧパルスは、ＣＡＶ制御回路２８に供給される。
【００１３】
ＣＡＶ制御回路２８（定速回転制御手段）は、システムクロックを分周して得られる基準信号とＦＧパルスとを、周波数比較及び位相比較して、スピンドルモータ２３を予め設定された一定回転数に制御するためのＣＡＶ制御信号（定速回転数制御信号）を生成する。
【００１４】
切換手段は、スイッチ回路２９とスイッチ回路２９の切り換えを制御するコントローラ４３から構成される。コントローラ４３に制御されるスイッチ回路２９の接点がＣＡＶ制御回路２８側に接続されている場合、ＣＡＶ制御信号がスイッチ回路２９を介してドライバ２４に供給されて、スピンドルモータ２３の回転数（従って、ディスク２１の回転速度）は一定回転数に制御される。
【００１５】
スイッチ回路２９の接点が後述するＣＬＶ制御回路４０（線速度一定制御手段）側に接続されている場合は、ＣＬＶ制御回路４０からＣＬＶ制御信号（線速度一定制御信号）がスイッチ回路２９を介してドライバ２４に供給されて、スピンドルモータ２３の回転数は、ディスク２１の半径方向に設けた複数の領域夫々に設定された線速度でピックアップ２６がディスク２１を走査するように制御される。
【００１６】
ピックアップ制御部２７は、コントローラ４３の指令に従って、ピックアップ２６（光ピックアップ）のフォーカス制御、トラッキング制御，及びピックアップ２６をディスク２１の半径方向に移動させるシーク制御を行う。また、ピックアップ制御部２７は、ピックアップ２６のディスク２１の半径方向の移動距離に対応するタコパルスを生成する。
【００１７】
ピックアップ制御部２７は、通常の再生動作時には、ピックアップ２６がディスク２１のトラックに追従するように制御し、シーク動作時には、ピックアップ２６を目標トラック方向に移動させるように制御する。
【００１８】
コントローラ４３は、ピックアップ制御部２７から供給されるタコパルスにより、ピックアップ２６の移動量を把握することができる。コントローラ４３は、シーク動作時には、タコパルスを用いてピックアップ２６の移動量を把握し、現在トラックから目標トラックまでの距離だけピックアップ２６が移動するまで、ピックアップ２６の移動動作を行わせる。
【００１９】
なお、トラッキング誤差信号を利用して、ピックアップ２６の移動量を把握する方式としてもよい。
【００２０】
ピックアップ２６は、レーザビームをディスク２１のトラックに照射して、その反射光を検出することにより、ディスク２１に記録されている信号を読み取り、再生信号を出力する。
【００２１】
波形整形回路３４（ディジタル信号再生手段）は、ピックアップ２６から供給される再生信号を増幅及び波形整形して、再生ディジタル信号としての生ＥＦＭ信号を生成する。なお、コントローラ４３から供給されるコントロール信号により、動作のオン・オフが制御され、トラッキング及びフォーカシングがオンとなり、ピックアップ２６が信号を再生可能となった時点で動作がオンとされる。また、ディスク２１の内外周によって異なる信号レベルやビット周波数に適応させるため、このコントロール信号により、増幅ゲインや、微分定数の切り換えを行う。
【００２２】
再生ＰＬＬ回路３６は、波形整形回路３４から供給される生ＥＦＭ信号に対して位相同期し、生ＥＦＭ信号に同期した同期ＥＦＭデータ（再生データ）と同期クロックを生成する。同期クロックは、同期ＥＦＭデータのビットクロックである。
【００２３】
同期検出回路３７は、同期クロックと同期ＥＦＭデータを供給されて、再生ＰＬＬ回路３６が、生ＥＦＭ信号に同期した正しい同期ＥＦＭデータと同期クロックを生成しているかどうかを判定し、同期／非同期判定信号を出力する。より具体的には、ディスク２１に記録されているフレーム同期パターンである，“１１Ｔ／１１Ｔ／２Ｔ”（ここで、Ｔは、１ビットの周期とする）のパルスからなるパターンを検出し、同期クロックと同期パターンとが同期しているかを判定し、同期／非同期判定信号を出力する。
【００２４】
第１実施例では、ディスク２１を半径方向に複数のゾーン（領域）に分割し、夫々のゾーンでは、再生動作時に、ゾーンごとに設定した一定の基準線速度でピックアップ２６が走査するように、ディスク２１を回転制御する。実際には、後述する半径位置判定部３８でゾーンの判定を行い、ゾーンクロック生成回路３９にて基準線速度に制御するためのゾーンクロックを生成する。このゾーンクロックを基準として、ＣＬＶ制御回路４０により、ゾーン内でのＣＬＶ制御が行われる。
【００２５】
図２は、ゾーンの分割と基準線速度の設定の例を示す図である。この例では、１０分割した各ゾーンのスピンドルモータ２３の最大回転数と最小回転数が夫々一致するように（従って、ディスク２１の最大回転速度と最小回転速度が夫々一致するように）、ゾーンの分割と基準線速度の設定がなされている。
【００２６】
ＣＡＶ制御回路２８により、ディスク２１が一定回転数に制御されている場合は、生ＥＦＭ信号のビット周波数は、ピックアップ２６のディスク２１の半径方向位置に比例して変化し、１１Ｔの長さは、ディスク２１の半径方向位置に反比例して変化する。
【００２７】
半径位置情報生成手段としての半径位置判定部３８は、波形形成回路３４から生ＥＦＭ信号を供給され、また、システムクロックを供給される。半径位置判定部３８は、ＣＡＶ制御回路２８により、ディスク２１が一定回転速度に制御されている場合に、生ＥＦＭ信号中の１１Ｔを検出して、１１Ｔの長さを高速のシステムクロックでカウントしたカウント値から、ピックアップ２６が、設定してあるどのゾーンに位置するかを判定する。
【００２８】
半径位置判定部３８は、この判定結果を示すゾーン判定データ（半径位置情報）を生成してゾーンクロック生成回路３９に供給する。また、自走周波数制御データを生成して再生ＰＬＬ回路３６に供給する。この自走周波数制御データは、判定したゾーンのビット周波数を自走周波数として指定するデータである。
【００２９】
ゾーンクロック生成回路３９（読み出し基準クロック生成手段）は、半径位置判定部３８からゾーン判定データを供給され、また、システムクロックを供給される。ゾーンクロック生成回路３９は、ゾーン判定データが示すゾーンに設定してある周波数のゾーンクロック（ＺＣＬＫ）を生成して、ＣＬＶ制御回路４０と信号処理回路４２に供給する。このゾーンクロックの周波数が、ゾーンでの基準線速度及びビット周波数に比例している。
【００３０】
ＣＬＶ制御回路４０は、同期／非同期判定信号，生ＥＦＭ信号，同期ＥＦＭデータ、及び同期クロックが供給される。ＣＬＶ制御回路４０は、再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期していない場合は、生ＥＦＭ信号とゾーンクロックを周波数比較して、周波数誤差信号をＣＬＶ制御信号として生成し、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９に供給する。
【００３１】
また、ＣＬＶ制御回路４０は、再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期している場合は、同期ＥＦＭデータから検出される同期パターンとゾーンクロックを位相比較して、位相誤差信号をＣＬＶ制御信号として生成し、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９に供給する。
【００３２】
信号処理回路４２は、再生ＰＬＬ回路３６から、同期ＥＦＭデータ及び同期クロックが供給され、同期検出回路３７から同期／非同期判定信号が供給され、ゾーンクロック生成回路３９から、ゾーンクロックを供給される。
【００３３】
信号処理回路４２は、再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に同期しているときに、ＥＦＭデータの復調処理を行い、ゾーンクロックを用いて、誤り訂正等の処理を行い、復調データを上位装置に供給する。
【００３４】
コントローラ４３は、各ゾーンにおける再生動作時には、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９を切り換えて、ＣＬＶ制御信号を選択させ、スピンドルモータ２３のＣＬＶ制御を行わせる。
【００３５】
また、待機時、シーク動作時には、コントローラ４３は、スイッチ回路２９を切り換えて、ＣＡＶ制御信号を選択させ、スピンドルモータ２３のＣＡＶ制御を行わせる。
【００３６】
また、シーク動作時には、ピックアップ制御部２７に指令を与えて、ピックアップ２６の目標トラックへの移動を行わせる。
【００３７】
なお、コントローラ４３は、再生動作時に信号処理回路４２から供給されるアドレスデータを、トラック位置の判定等に用いる。
【００３８】
次に、再生ＰＬＬ回路３６、半径位置判定部３８、ＣＬＶ制御回路４０について詳しく説明する。
【００３９】
図３は、再生ＰＬＬ回路３６の構成図を示す。ＥＦＭエッジ検出回路５１は、波形整形回路３４から供給される生ＥＦＭ信号のエッジ（立ち上がり及び立ち下がりエッジ）を検出して、エッジパルスを生成する。１／２チャネルビットディレイ回路５２は、ＥＦＭエッジ検出回路から供給されるエッジパルスを、ＥＦＭ信号の１／２チャネルビットだけ遅延させたエッジパルスを生成する。１／２チャネルビットディレイ回路５２は、後述するエッジクロック抽出回路５３での遅延時間に合わせるための回路である。
【００４０】
ＶＣＯ（電圧制御発振器）５７は、演算増幅器Ａ1 と抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 からなる増幅器５６から供給される制御電圧に応じた周波数のＶＣＯクロックを出力する。
【００４１】
エッジクロック抽出回路５３は、ＶＣＯクロックとＥＦＭエッジ検出回路５１からのエッジパルスを供給されて、エッジパルスが供給された後に到来する、最初のＶＣＯクロックパルスを、抽出クロックパルスとして出力する。
【００４２】
位相比較器５４は、１／２チャネルビットディレイ回路５２から供給されるエッジパルスと、エッジクロック抽出回路５３から供給される抽出クロックパルスを位相比較して、両者の位相差に対応した電圧を出力する。位相比較器５４の出力電圧は、抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ5 ，コンデンサＣ4 ，Ｃ5 ，スイッチＳ4 からなるローパスフィルタ５５を介して、位相誤差電圧として、増幅器５６の非反転入力端子に供給される。この位相誤差電圧は、生ＥＦＭ信号とＶＣＯクロックとの位相誤差に対応した電圧である。
【００４３】
データ変換Ｄ／Ａ５８には、自走周波数を指定する自走周波数制御データが、前記半径位置判定部３８から供給される。データ変換Ｄ／Ａ５８は、この自走周波数制御データをＤ／Ａ変換して、ＶＣＯ５７の自走周波数を設定するための自走周波数設定電圧を生成する。増幅器５６の反転入力端子（抵抗Ｒ1 のデータ変換Ｄ／Ａ５８側端子）に、この自走周波数設定電圧が、データ変換Ｄ／Ａ５８から供給される。
【００４４】
増幅器５６からＶＣＯ５７に供給される制御電圧は、自走周波数設定電圧と前記位相誤差電圧に対応した電圧となる。従って、ＶＣＯ５７は、自走周波数設定電圧により自走周波数を設定され、かつ、位相誤差電圧に応じて周波数を制御されたＶＣＯクロックを生成する。
【００４５】
再生ＰＬＬ回路３６は、ＶＣＯクロックをそのまま同期クロックとして出力する。また、ＶＣＯクロックは、ラッチ回路６１のトリガ端子に供給される。ラッチ回路６１は、１／２チャネルビットディレイ回路５２から出力されるＥＦＭエッジパルスを、ＶＣＯクロックの立ち下がりでラッチして、同期ＥＦＭデータとして出力する。
【００４６】
自走周波数が、生ＥＦＭ信号のビット周波数に対して、周波数引込み可能な範囲内に設定されると、ＶＣＯクロックが、１／２チャネルビットディレイ回路５２から出力されるＥＦＭエッジパルスに位相同期する。このとき、生ＥＦＭ信号に正しく同期した、同期ＥＦＭデータと同期クロックが生成される。
【００４７】
なお、１／２チャネルビットディレイ回路５２は、自走周波数制御データに応じて、遅延時間を切り替えられ、生ＥＦＭ信号のビット周波数の変動によらず、正確に１／２チャネルビットの遅延を生じさせる。
【００４８】
また、位相比較器５４は、コントローラ４３から供給されるコントロール信号により、位相比較動作のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。ローパスフィルタ５５は、フィルタ定数を変えて周波数引込み範囲を切り換えるために、コントロール信号によりスイッチＳ4 のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。
【００４９】
図４は、半径位置判定部３８の構成図を示す。マーク長ピーク検出回路７１（最長パルス幅検出部）は、ＥＦＭ信号の１フレーム以上の検出周期で、生ＥＦＭ信号中の最も長いパルス、即ち、同期信号の１１Ｔを検出して、１１Ｔの時間幅を一定周波数のシステムクロックでカウントしたカウント値を、ピーク値データとして出力する。
【００５０】
マーク長ピーク検出回路７１で生成されたピーク値データは、ドロップアウト等により、１１Ｔの時間幅を示すデータではない可能性がある。そこで、ピーク値平均回路７２，最小ピーク値検出回路７３，誤検出判定回路７４により、正しいピーク値データ（１１Ｔデータ）のみを出力する。
【００５１】
ピーク値平均回路７２は、マーク長ピーク検出回路７１からピーク値データを供給されて、一定サンプル数のピーク値データを平均した平均値データを出力する。最小ピーク値検出回路７３は、ピーク値平均回路７２で平均した同一サンプル中の、最小データを検出する。この平均値データと最小データは、誤検出判定回路７４に供給される。
【００５２】
誤検出判定回路７４は、平均値データと最小データとを比較して、両者の差が基準値以下ならば正常と判定し、基準値より大きい場合は異常と判定する。正常と判定した場合には、平均値データを、正しい１１Ｔデータとして、ゾーン判定回路７５に供給する。
【００５３】
なお、更に、最大データを検出する最大ピーク値検出回路を設け、平均値データと最小データ及び最大データとを比較して、正常か異常かを判定する構成としてもよい。
【００５４】
前記のように、ＣＡＶ制御回路２８により、ディスク２１が一定回転速度に制御されている場合は、生ＥＦＭ信号のビット周波数は、ピックアップ２６のディスク２１の半径方向位置に比例して変化し、１１Ｔデータの値は、ディスク２１の半径方向位置に反比例して変化する。
【００５５】
ゾーン判定回路７５では、１１Ｔデータの値と分割した各ゾーンを対応させるデータを保持しており、誤検出判定回路７４から供給された１１Ｔデータから、対応するゾーンを判定する。
【００５６】
前記の図２の例では、１１Ｔデータの値により、現在のピックアップ２６の走査位置が、１０個のゾーンのいずれかに判定される。
【００５７】
ゾーン判定回路７５は、判定したゾーンを示すゾーン判定データを生成して、ゾーンクロック生成回路３９に供給する。また、判定したゾーンのビット周波数を自走周波数として指定する自走周波数制御データを生成して、再生ＰＬＬ回路３６に供給する。
前記のように、再生ＰＬＬ回路３６のＶＣＯ５７の自走周波数は、自走周波数制御データが指定する自走周波数に設定される。このようにして、判定されたゾーンに設定されているビット周波数に等しくなるように、再生ＰＬＬ回路３６の自走周波数が制御される。
【００５８】
図５は、マーク長ピーク検出回路７１の一例の構成図を示す。カウンタ８２は、高速のシステムクロックをカウントする。エッジパルス検出回路８１は、生ＥＦＭ信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジを検出して、エッジパルスを生成する。カウンタ８２は、このエッジパルスを供給された時点でリセットされる。従って、カウンタ８２は、生ＥＦＭ信号中の、各マーク長（パルス幅）をシステムクロックでカウントして、マーク長データを出力する。
【００５９】
レジスタ８６は、カウンタ８２から供給されるマーク長データを、書き込み指令を受けたときに書き込む。データ比較回路８４は、カウンタ８２から供給されるマーク長データと、レジスタ８６に保持されているマーク長データを比較して、カウンタ８２から供給されるマーク長データが大きい場合に、書き込み指令を、レジスタ８６に与える。
【００６０】
ループカウンタ８３は、システムクロックをカウントして、最内周での１ＥＦＭフレーム以上の検出周期、即ち、最内周での５８８Ｔ以上の計数周期で、リセット信号を生成する。このリセット信号は、ディレイ回路８５を介して、レジスタ８６のリセット端子に供給され、かつ、データ出力用スイッチ８７の制御信号としてスイッチ８７に供給される。
【００６１】
レジスタ８６は、１ＥＦＭフレーム以上の長さの計数周期の終了時点で、計数周期内での最大のマーク長データを保持している。この計数周期の終了時点で、スイッチ８７を介して、最大のマーク長データが、計数周期でのピーク値データとして出力される。ドロップアウト等のエラーが無い場合、このピーク値データは、１１Ｔの長さを示すデータとなる。
【００６２】
図６は、ピーク値平均回路７２の一例の構成図を示す。シフトレジスタ９１は、ピーク値データの４サンプルをレジスタ９１ａ〜９１ｄに保持するレジスタで、新たなピーク値データが左端のレジスタ９１ａに供給されるごとに、各レジスタ９１ａ〜９１ｄのデータを順次、右側のレジスタにシフトさせる。
【００６３】
スイッチ９３は、誤検出判定回路７４から誤検出判定信号が供給されない場合は、シフトレジスタ９１のレジスタ９１ａのデータを平均値演算回路９２に供給し、誤検出判定信号が供給された場合は、平均値演算回路９２の出力データを、平均値演算回路９２の入力に供給する。
【００６４】
誤検出判定信号が供給されない場合は、シフトレジスタ９１のレジスタ９１ａ〜９１ｄから供給される４サンプルのピーク値データが平均値演算回路９２に供給されて、平均値演算回路９２は、４サンプルのピーク値データを平均した、平均値データを出力する。
【００６５】
誤検出判定信号が供給された場合は、シフトレジスタ９１のレジスタ９１ａに供給された不良データの代わりに、前回の平均演算で生成された平均値データを用いて、平均値演算回路９２により、平均値データが生成される。
【００６６】
図７は、ＣＬＶ制御回路４０の一例の構成図を示す。ＣＬＶ制御回路４０は、周波数比較器１０１、加算器１０２、スイッチ１０５、同期パターン検出回路１０３、位相比較器１０４から構成される。
【００６７】
周波数比較器１０１は、生ＥＦＭ信号のビット周波数とゾーンクロックの周波数を周波数比較して、周波数誤差信号を生成する。再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期していない場合は、同期／非同期判定信号により、スイッチ１０５がＯＦＦとなる。この場合、周波数誤差信号は、加算器１０２を介して、ＣＬＶ制御信号として出力される。このＣＬＶ制御信号は、スピンドルモータ駆動制御部２５のスイッチ回路２９に供給される。
【００６８】
再生ＰＬＬ回路３６が生ＥＦＭ信号に位相同期している場合は、同期パターン検出回路１０３は、同期ＥＦＭデータから同期パターンを検出する。位相比較器１０４は、この同期パターンとゾーンクロックを位相比較して、位相誤差信号を出力する。この位相誤差信号は、同期／非同期判定信号によりＯＮとなったスイッチ１０５を介して加算器１０２に供給される。加算器１０２は、周波数誤差信号と位相誤差信号を加算した信号を、ＣＬＶ制御信号として出力する。
【００６９】
次に、第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置の動作について説明する。ＣＤ−ＲＯＭ再生装置の電源投入時や、上位装置からの動作指令を待つ待機時には、コントローラ４３は、スイッチ回路２９をＣＡＶ制御回路２８側に切り換えて、スピンドルモータ２３をＣＡＶ制御させる。このＣＡＶ制御により、スピンドルモータ２３（従って、ディスク２１）は、各ゾーンにおける最大回転数に維持される（図２参照）。
【００７０】
図８は、シーク動作時の動作手順を示すフローチャートである。前記のように、待機時には、スピンドルモータ２３は、ＣＡＶ制御により一定回転数を維持している。コントローラ４３が、上位装置から目標アドレスへのシーク及び再生の命令を受信すると、シーク動作が開始される。
【００７１】
コントローラ４３は、ステップ１０１にて、目標アドレスまでのトラック数を算出する。この後、コントローラ４３は、ステップ１０２，１０３にて、ピックアップ制御部２７に指令して、トラッキングサーボをＯＦＦにさせ、ピックアップ２６の目標アドレス方向への移動を開始させる。ピックアップ２６の移動中、スピンドルモータ２３のＣＡＶ制御が維持されている。
【００７２】
コントローラ４３は、ピックアップ制御部２７から供給されるタコパルスにより、ピックアップ２６の移動量を把握する。ステップ１０４にて、コントローラ４３は、ピックアップ２６の移動量が、ステップ１０１で算出したトラック数に達すると、ピックアップ制御部２７に指令して、ピックアップの移動を停止させた後、トラッキングサーボをＯＮにさせる。トラッキングサーボがＯＮになると、波形整形回路３４により、生ＥＦＭ信号が得られる。生ＥＦＭ信号は、半径位置判定部３８、再生ＰＬＬ回路３６、ＣＬＶ制御回路４０に供給される。
【００７３】
ステップ１０５で、半径位置判定部３８は、前記のように、生ＥＦＭ信号から、１１Ｔを検出して、現在、ピックアップ２６が位置するゾーンを判定し、判定結果のゾーン判定データをゾーンクロック生成回路３９に供給する。また、判定したゾーンのビット周波数を指定する自走周波数制御データを再生ＰＬＬ回路３６に供給する。
【００７４】
再生ＰＬＬ回路３６は、ゾーンの判定後、半径位置判定部３８から、自走周波数制御データを供給されると、生ＥＦＭ信号のビット周波数が周波数引込み範囲内に入り、極短時間で、再生ＥＦＭ信号に位相同期する。これにより、正しく同期した同期ＥＦＭデータと同期クロックを生成する。
【００７５】
ステップ１０６で、ゾーン判定データを供給されたゾーンクロック生成回路３９は、シーク前のゾーンクロックから、現在、ピックアップ２６が位置するゾーンに設定された周波数のゾーンクロックに切り換える。ゾーンクロックは、ＣＬＶ制御回路４０、信号処理回路４２に供給される。
【００７６】
ＣＬＶ制御回路４０は、ゾーンにおける基準線速度を決めるゾーンクロックを基準として、前記のようにして、生ＥＦＭ信号，同期ＥＦＭ信号，同期クロックを用いて、ゾーンの基準線速度を維持するようにスピンドルモータ２３を制御するＣＬＶ制御信号を生成する。
【００７７】
ステップ１０７では、コントローラ４３は、半径位置判定部３８からゾーン判定データを供給されると、ゾーンの判定が終了して、ゾーンクロックが切り換えられたと判断して、スイッチ回路２９をＣＬＶ制御回路４０側に切り換える。これにより、スピンドルモータ２３は、以後、ＣＬＶ制御信号により、ピックアップ２６が位置するゾーンの基準線速度を維持するようにＣＬＶ制御される。
【００７８】
図２の例に示すように、各ゾーンの最大回転数と最小回転数を夫々一致させ、各ゾーンでの回転数の変化幅を数％に設定しておけば、極短時間で、かつ、小さな消費電力で、スピンドルモータ２３を、ＣＡＶ制御時の回転数から、ゾーン内の目標アドレスにおける基準線速度に対応する回転数に制御することができる。前記のように、再生ＰＬＬ回路３６は、ゾーンの判定後、半径位置判定部３８から、自走周波数制御データを供給されると、極短時間で、再生ＥＦＭ信号に正しく同期した、同期ＥＦＭデータと同期クロックを生成することができる。信号処理回路４２では、同期ＥＦＭデータと同期クロックを用いて、データの復調処理を行い、ゾーンクロックを用いて、エラー訂正等の処理を行い、復調データを生成する。復調データ中のアドレスデータは、コントローラ４３に供給される。ステップ１０８では、コントローラは、信号処理回路４２からのアドレスデータから、現在のピックアップ２６が位置するアドレスを確認する。ステップ１０９で、現在のアドレスが目標アドレスに一致しているかを判断し、不一致の場合は、ステップ１１０で、目標アドレスに一致するように、再シーク動作を行わせる。目標アドレスに達した時点で、シーク動作を終了する。以後、ＣＬＶ制御の状態で、目標アドレスから、データの再生が連続して行われる。
【００７９】
例えば、図２で、目標アドレスと基準速度を示す点が点Ａの場合、ＣＡＶ制御による最大回転数の状態で、ピックアップ２６が目標アドレス付近に移動されて点Ｂの状態になった後、極短時間で、最大回転数から基準速度まで減速制御されて点Ａの状態に達して、データの連続した再生が可能となる。
【００８０】
データの再生が終了すると、短い一定時間の間、次の再生命令又はシーク命令が上位装置から供給されるまで、コントローラ４３はピックアップ制御部２７を制御して、再生終了時点の位置にピックアップ２６を維持し、再生終了時点のスピンドルモータ２３の回転数を維持して、次の再生命令又はシーク命令を待つ。この一定時間内に、データ再生終了アドレスから続けて再生する再生命令が供給されると、直ちに、再生動作を開始できる。この一定時間内に、再生命令又はシーク命令が供給されない場合は、コントローラ４３は、ＣＬＶ制御から、ＣＡＶ制御に切り換えて、スピンドルモータ２３は、最大回転数に制御される。
【００８１】
なお、一旦、ＣＬＶ制御による再生動作に入ると、半径位置判定部３８の誤検出判定回路７４が出力する１１Ｔデータは一定値となり、ピックアップ２６がゾーンの境界を越えても変化しない。このため、ゾーン判定回路７５は、ピックアップ２６がゾーンの境界を越えても、シーク動作終了時のゾーンを指定するゾーン判定データと、このゾーンに対応した自走周波数制御データを出力し続ける。これにより、ゾーンの境界をまたがったデータを再生する場合は、再生開始位置のゾーンにおける基準線速度のままでＣＬＶ制御されて、途切れることなく、連続してデータを再生することができる（図２中、一点鎖線、参照）。この場合、データの再生が終了した時点で、コントローラ４３により、ＣＡＶ制御に切り換えられ、スピンドルモータ２３は、ＣＡＶ制御時の最大回転数に制御される。次に、ゾーンの分割手法の例について説明する。ここでは、各ゾーンの最大回転数と最小回転数を一致させる方法とする。ディスク２１の回転数を一定とすると、データの転送速度は、ディスク２１の最外周で最も速くなる。そこで、最外周のゾーンにおいて、ＣＤ−ＲＯＭ再生装置が許容する最大データ転送速度となるように、基準線速度を設定するのが望ましい。この基準線速度で最外周の位置（半径＝５８ｍｍ）を走査するときのスピンドルモータ２３の回転数（即ち、ディスク２１の回転数）を最小回転数とする。
【００８２】
使用するスピンドルモータ２３のトルク特性により、許容される回転数変動の範囲が決まる。この許容される回転数変動範囲を考慮して、各ゾーン共通の最大回転数を決める。
【００８３】
最小回転数を決めたとき、以下のようにして、ゾーンの分割数と最大回転数を決めることができる。ここでは、ディスク２１をｎ分割した場合を考える。ディスク２１の最外周の半径をｒout 、最外周ゾーンでの基準線速度をＶ0 、最小回転数に対応する最小角速度をωL とすると、下記(1) 式が成立する。
【００８４】
Ｖ0 ＝ｒout ωL (1)
最外周ゾーンの最内周半径をｒ1 、最大回転数に対応する最大角速度をωH とすると、下記(2) 式が成立する。
【００８５】
Ｖ0 ＝ｒ1 ωH (2)
式(1) ，(2) より、下記(3) 式が成立する。
【００８６】
ｒ1 ＝ｒout （ωL ／ωH ） (3)
最外周ゾーンに隣接する第２ゾーンの基準線速度をＶ1 とすると、Ｖ1 は、下記(4) 式で表せる。
【００８７】
Ｖ1 ＝ｒ1 ωL (4)
第２ゾーンの最内周半径をｒ2 とすると、下記(5) 式が成立する。
【００８８】
Ｖ1 ＝ｒ2 ωH (5)
式(5) ，(4) ，(3) より、下記(6) 式が成立する。
【００８９】
ｒ2 ＝ｒ1 （ωL ／ωH ）＝ｒout （ωL ／ωH ）2 (6)
このようにして演算を続けると、第ｋゾーン（１≦ｋ≦ｎ）の最内周の半径をｒk とすると、ｒk は、下記(7) 式で表せる。
【００９０】
ｒk ＝ｒout （ωL ／ωH ）k (7)
同様に、最内周ゾーンの最内周の半径をｒinとすると、ｒinは、下記(8) 式で表せる。
【００９１】
ｒin＝ｒout （ωL ／ωH ）n (8)
(8) 式より、最大角速度ωH は、下記(9) 式で表せる。
【００９２】
ωH ＝〔（ｒout ／ｒin）1/n 〕ωL (9)
(9) 式を用いて、スピンドルモータ２３の許容する回転数変動範囲を考慮しながら、極めて容易に分割数ｎと最大角速度ωH を設定することができる。
【００９３】
図２の例は、上記(9) 式に基づき、最外周ゾーンでの基準線速度を、通常のＣＤの線速度（１．３ｍ／ｓｅｃ）の４倍とし、分割数を１０とした場合の例である。
【００９４】
なお、ＣＡＶ制御時の最外周位置での線速度が、装置が許容する最大線速度となるように、ＣＡＶ制御時の最大回転数を決め、(9) 式から、回転数変動範囲を考慮しながら、分割数ｎと最小角速度ωL を設定することもできる。この場合、最外周ゾーンでの、ＣＡＶ制御時の生ＥＦＭ信号のビット周波数の最高値を、前記の最小回転数を初めに決める場合より低くすることができ、１１Ｔの検出を容易とすることができる。
【００９５】
上記のように、第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置では、最大回転数と最小回転数の回転数変動幅が数％となるように、各ゾーンと各ゾーンのゾーンクロックの周波数を設定することにより、スピンドルモータの回転数の変化幅を、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、大幅に小さくすることができる。このため、所望のシーク時間を実現する場合に、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、スピンドルモータに必要なトルクを大幅に、小さくすることができ、スピンドルモータのコストを低減することができ、また、シーク時の消費電力を低減することができる。また、スピンドルモータの回転数の変動が小さいため、適切なトルクのスピンドルモータを用いることで、従来のＣＬＶ方式の装置より、シーク時間を短縮することができる。
【００９６】
また、同期クロックとは独立したゾーンクロックを、読み出し基準クロックとして用いて、エラー訂正処理等の処理を行うため、従来のＣＬＶ方式の装置と同様のエラーレートを維持することができる。
【００９７】
図９は、本発明の第２実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置における、１１Ｔデータ生成部１１２と読み出し基準クロック生成回路１１４の構成図を示す。第２実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置は、図１に示す第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置における、半径位置判定部３８とゾーンクロック生成回路３９を、１１Ｔデータ生成部１１２（半径位置情報生成手段）と読み出し基準クロック生成回路１１４に置き換えた構成である。図９において、図４と同一構成部分には、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９８】
シーク動作時、ピックアップ２６の移動終了後、１１Ｔデータ生成部１１２の再生ＰＬＬ制御部１１３は、誤検出判定回路７４から、現在、ピックアップ２６が位置するトラックでの１１Ｔデータを供給される。前記のように、１１Ｔデータは、生ＥＦＭ信号のビット周波数に反比例している。再生ＰＬＬ制御部１１３は、この１１Ｔデータに対応する生ＥＦＭ信号のビット周波数を自走周波数として指定する自走周波数制御データを生成する。再生ＰＬＬ制御部１１３は、次のシーク動作まで、この自走周波数制御データの値をホールドする。
【００９９】
再生ＰＬＬ回路３６は、再生ＰＬＬ制御部１１３から自走周波数制御データを供給されて、１１Ｔデータに対応する生ＥＦＭ信号のビット周波数が自走周波数に設定される。自走周波数が設定されると、再生ＰＬＬ回路３６は、生ＥＦＭ信号に同期する。
【０１００】
読み出し基準クロック生成回路１１４は、誤検出判定回路７４から、１１Ｔデータを供給されて、１１Ｔデータが示す生ＥＦＭ信号のビット周波数に比例した周波数の読み出し基準クロックを生成する。この読み出し基準クロックの周波数が、生ＥＦＭ信号のビット周波数に対応する基準線速度を設定する。読み出し基準クロック生成回路１１４は、次のシーク動作まで、この同一読み出し基準クロックを出力し続ける。
【０１０１】
図１０は、第２実施例でのＣＡＶ制御とＣＬＶ制御の説明図を示す。第２実施例では、待機時、シーク動作時には、スピンドルモータ２３をＣＡＶ制御し、再生動作時には、ピックアップ２６の移動終了時点から、直ちに、ＣＬＶ制御の状態でデータの再生を行う。
【０１０２】
シーク動作時に、ピックアップ２６の移動が終了すると、前記のように、ピックアップ２６の移動終了時点でのＣＡＶ制御状態での１１Ｔに対応した自走周波数が再生ＰＬＬ回路３６に設定される。また、１１Ｔに対応した読み出し基準クロックが生成されて、ＣＬＶ制御回路４０、信号処理回路４２に供給される。これにより、信号処理回路４２は、復調データの生成が可能となる。
【０１０３】
コントローラ４３は、ピックアップ２６の移動終了時点で、ＣＡＶ制御からＣＬＶ制御に切り換える。これにより、スピンドルモータ２３の回転数がＣＡＶ制御時の回転数である状態から、直ちにＣＬＶ制御状態でのデータの再生が開始できる。
【０１０４】
図１０では、シーク動作により、ピックアップ２６を目標アドレス付近まで移動後、目標アドレスでの最大回転数の状態（点Ｄ）から、一点鎖線に示すように、直ちに、基準線速度によるＣＬＶ制御状態での再生動作を行う様子を示している。
【０１０５】
データの再生が終了すると、コントローラ４３は、ＣＬＶ制御からＣＡＶ制御に切り換えて、スピンドルモータ２３は、ＣＡＶ制御での最大回転数に制御される。
【０１０６】
第２実施例では、ピックアップ２６の移動終了時点で、直ちにＣＬＶ制御でのデータの再生動作を開始できる。このため、シーク動作時のスピンドルモータの回転数の変化をほとんど無くすことができ、第１実施例より、一層、スピンドルモータが必要とするトルクを低減し、シーク時間を短縮することができる。また、領域の設定が不要なため、システム設計が容易である。
【０１０７】
なお、ディスクの最外周位置でのデータの転送速度が許容できる最大値となるように、ＣＡＶ制御時の最大回転数を設定することで、ディスク２１の全領域での平均のデータ転送速度を大きくすることができる。
【発明の効果】
上述の如く、請求項１の発明によれば、シーク動作時の、光ピックアップの移動終了時点での光ディスクの定速回転状態における線速度を基準線速度として、光ピックアップの移動終了時点から、直ちに、前記基準線速度での再生データの生成ができるため、シーク動作時のスピンドルモータの回転数の変化をほとんど無くすことができる。これにより、所望のシーク時間を実現する場合、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、スピンドルモータのトルクを小さくでき、スピンドルモータのコストを低減し、かつ、シーク動作時の消費電力を低減することができる。また、適切なトルクを有するスピンドルモータを用いることで、従来のＣＬＶ方式の装置に比べて、シーク時間を短縮することができる。かつ、再生ＰＬＬ回路により再生される同期クロックと独立した読み出し基準クロックを用いて、エラー訂正処理などの処理を行なえるため、エラーレートを低下させることがない。
【０１０８】
請求項２の発明によれば、光ディスクの最外周位置でのデータの転送速度を許容できる最大値にするため、光ディスクの全領域での平均のデータ転送速度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のＣＤ−ＲＯＭ再生装置の構成図である。
【図２】ゾーンの分割と基準線速度の設定の例を示す図である。
【図３】再生ＰＬＬ回路の構成図である。
【図４】半径位置判定部の構成図である。
【図５】マーク長ピーク検出回路の構成図である。
【図６】ピーク値平均回路の構成図である。
【図７】ＣＬＶ制御回路の構成図である。
【図８】シーク動作時の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施例における、１１Ｔデータ検出回路と読み出し基準クロック生成回路の構成図である。
【図１０】第２実施例でのＣＡＶ制御とＣＬＶ制御の説明図である。
【符号の説明】
２１ 光ディスク
２３ スピンドルモータ
２４ ドライバ
２５ スピンドルモータ駆動制御部
２６ 光ピックアップ
２７ ピックアップ制御部
２８ ＣＡＶ制御回路
２９ スイッチ回路
３４ 波形整形回路
３６ 再生ＰＬＬ回路
３７ 同期検出回路
３８ 半径位置判定部
３９ ゾーンクロック生成回路
４０ ＣＬＶ制御回路
４２ 信号処理回路
４３ コントローラ
７１ マークピーク長検出回路
７２ ピーク値平均回路
７３ 最小ピーク値検出回路
７４ 誤検出判定回路
７５ ゾーン判定回路
１１２ １１Ｔデータ生成部
１１３ 再生ＰＬＬ制御部
１１４ 読み出し基準クロック生成回路
Claims (2)
- クロック情報を含むディジタル信号が記録密度一定に記録された光ディスクから前記ディジタル信号を光ピックアップで読み取り、再生データを生成する光ディスク再生装置において、
前記光ディスクを回転制御信号に基づいて回転駆動するスピンドルモータと、
前記光ディスクをその最外周における前記光ピックアップに対する前記光ディスクの線速度が許容できる最大値となる回転速度に制御するための定速回転制御信号を生成する定速回転制御手段と、
シーク動作時における光ピックアップの移動時には、前記定速回転制御信号を選択して前記回転制御信号として出力し、再生データを生成する再生動作時には、前記光ディスクを一定線速度に制御するための線速度一定制御信号を選択して前記回転制御信号として出力する切換手段と、
前記光ピックアップから供給される再生信号から再生ディジタル信号を生成するディジタル信号再生手段と、
前記定速回転制御手段により前記光ディスクが定速回転された状態での再生ディジタル信号を用いて、前記光ピックアップが走査する前記光ディスクの半径方向位置に対応した半径位置情報を生成する半径位置情報生成手段と、
再生動作時における前記光ピックアップに対する前記光ディスクの基準線速度を決める基準クロックとして、前記光ディスクが定速回転されたシーク動作時の光ピックアップの移動終了時点で、前記半径位置情報が示す半径方向位置での線速度を基準線速度とする読み出し基準クロックを生成する読み出し基準クロック生成手段と、
前記半径位置情報が示す前記光ディスクの半径方向位置が外周側になる程周波数が高くなる自走周波数を内蔵の可変周波数発振器に設定されて、前記ディジタル信号再生手段から供給される再生ディジタル信号に位相同期した再生データと同期クロックを生成する再生ＰＬＬ回路と、
前記読み出し基準クロックと前記再生ディジタル信号とを周波数比較して得られた周波数誤差信号を、前記読み出し基準クロックにより決まる基準線速度を維持するように前記スピンドルモータを制御する前記線速度一定制御信号として、前記切換手段に供給する線速度一定制御手段とを有することを特徴とする光ディスク再生装置。 - 前記再生ディジタル信号が、所定ビット長のフレームごとに最長パルス幅の同期信号を含む場合において、
前記半径位置情報生成手段は、
前記光ディスクの最内周での再生ディジタル信号のフレーム周期よりも長い検出周期毎に、前記再生ディジタル信号から、最長パルス幅を検出する最長パルス幅検出部を備え、
前記検出した最長パルス幅の値に対応した半径位置情報を生成することを特徴とする請求項１記載の光ディスク再生装置。
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