JP4187667B2 - 光ディスク再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)などのディスク状の記録媒体（以下、光ディスクという）に記録されたデータを光学的に読み取りおよび／または再生する光ディスク再生装置に関し、特に、光ディスク再生装置におけるトラッキングサーボの制御に関する。

図７は、光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。同図において、光ディスク再生装置は、光ディスクに光を照射しその反射光を電気信号に変換する光学ピックアップ１０、光学ピックアップ１０からの信号に基づき読み取り信号（ＲＦ信号）およびトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）を生成するＲＦアンプ１２、ＲＦアンプ１２からのＲＦ信号をデコード等の処理をする信号処理部１４、信号処理部１４からの信号をアナログ信号に変換するＤＡＣ１６、ＤＡＣ１６の高域成分をカットし、オーディオ信号を出力するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１８、ＲＦアンプ１２からのＴＥ信号のゲインを調整するゲイン調整部２０、ゲイン調整された信号の周波数特性を補正するサーボイコライザ２２、サーボイコライザ２２からの信号をホールドするホールドイコライザ２４、サーボイコライザ２２またはホールドイコライザ２４のいずれかの出力信号を選択しこれをトラッキング駆動信号（ＴＤ信号）としてドライバ３０に供給するスイッチ２６、スイッチ２６からのＴＤ信号に基づき光学ピックアップの駆動モータ等の動作を制御するドライバ３０、光ディスク上の傷、黒点、損傷等の欠陥の有無を検出し、欠陥検出時にＤＦＣＴ信号を出力するディフェクト検出回路２８とを含み、ディフェクト検出回路２８から出力されたＤＦＣＴ信号によりスイッチ２６はホールドイコライザ２４のホールド信号をドライバ３０に供給する。

図８は、３ビーム法を用いた光学ピックアップ１０の信号検出方式を示す図である。中央のメインビームＭは、信号の読取とトラックへのフォーカスのために使用される。２つのサブビームＳ１、Ｓ２は、トラック線方向においてトラックピッチの約１／４だけずれた位置にある。ＲＦアンプ１２は、サブビームＳ１、Ｓ２から得られた電気信号を差分回路３２において差分を抽出し、ＴＥ信号を生成する。

ディフェクト検出回路２８は、図９に示すように、光ディスク上に欠陥があるときにＲＦ信号が崩落することに鑑み、この崩落を検出して、崩落期間に対応するパルス幅を持つＤＣＦＴを生成する（図９（ｂ）参照）。光ディスクにある欠陥を読取るとき、ＴＥ信号の振幅レベルが大きく乱れて不適切な値となるため、欠陥検出時には、スイッチ２６により欠陥検出前にホールドされたホールド信号がＴＤ信号としてドライバ３０に出力される。欠陥検出前のホールド信号はほぼ一定であり、これによりドライバ３０によるトラッキングサーボが安定化され、光学ピックアップのメインビームＭが目標トラックを追従できるようにしている。

上記のような光ディスク上に欠陥があるときに、トラッキングホールドを行う技術は、例えば特許文献１のサーボ装置において開示されている。

特開２０００−９０４６７号

しかしながら、従来の光ディスク再生装置には、次のような課題がある。光ディスク装置を、ショックまたは振動が発生する環境下、例えば車両上に実装している場合、ショックや振動によって発生する外力が光学ピックアップに作用する。こうした環境下において、傷等の欠陥のあるディスクを再生すると、ＴＤ信号のレベルがホールドされるが、振動による加速度成分によりレンズに揺れが生じる。

図１０は、２次元的な振動環境下において傷のあるディスクを再生したときのＴＥ信号等の波形を示す図である。図１０（ａ）、（ｂ）は、傷があるときのＴＥ信号を示し、図１０（ｃ）は、傷がないときのＴＥ信号を示している。ＴＥ信号がプラス側であるときは、ピックアップのレンズが外周側にずれ、マイナス側であるときは、レンズが内周側にずれる。振動環境下におけるＴＥ信号は、振動レベルが重畳した波形となり、傷通過時にレンズ位置が目標トラックから離れるほど、ディフェクトホールド後のオントラック時のＴＥ信号の乱れが大きくなる。すなわち、図１０（ａ）に示すようにディフェクト検出時Ｔ１においてレンズ位置が最もマイナス側（内周側）にずれており、ディフェクト検出時Ｔ３においてレンズ位置が最もプラス側にずれており、ディフェクト検出時Ｔ２においてレンズ位置がほぼセンターである。ディフェクト検出時Ｔ１、Ｔ３のときに、ＴＥ信号の振幅レベルに大きな乱れが発生していることが分かる。

図１０（ｂ）に示すように、さらに振動レベルが大きくなると、レンズ位置が目標トラックから大きく離れた時点Ｔ４が傷の通過タイミングと一致すると、ＴＥ信号の振幅レベルが大きくなりすぎ、制御範囲レベルを超え、サーボが外れてしまう。

図１０（ｃ）は、傷等の欠陥がない光ディスクを振動環境下で再生したときのＴＥ信号等の波形を示す図である。レンズ位置が目標トラックから大きく離れた時点Ｔ５においてサーボが外れるが、欠陥のある光ディスクの再生と比べて、比較的大きな振動環境下でもサーボ機能は失われない。つまり、欠陥のある光ディスクによる再生機能は、振動によりサーボが外れ易いという課題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決し、傷等の欠陥のある光ディスクを振動環境下においても適切に再生することができる光ディスク再生装置を提供することを目的とする。
さらに本発明は、振動環境下においてもサーボが外れにくい光ディスク再生装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光ディスク再生装置は、光ディスクの記録面を照射しその反射光に基づき電気信号を出力する光学ピックアップと、前記電気信号に基づき、前記記録面に対する光学ピックアップの誤差信号を生成する誤差信号生成回路と、前記電気信号に基づき光ディスクの記録面の欠陥の有無を検出し、当該欠陥の有無を示す欠陥検出信号を出力するディフェクト検出回路と、前記欠陥検出信号に基づき、欠陥が非検出時に前記誤差信号に基づくサーボ駆動信号を出力し、欠陥検出時に欠陥検出前に前記サーボ駆動信号をホールドしたホールド信号を出力するスイッチ回路と、前記スイッチ回路からの出力に基づき前記光学ピックアップの動作を制御する駆動制御回路と、前記欠陥検出信号に基づき、欠陥検出時に前記誤差信号から光学ピックアップの振動成分を抽出し、該振動成分を示す補正信号を出力する補正回路と、前記補正回路から出力された前記補正信号を前記スイッチ回路から出力された前記ホールド信号に加算する加算回路とを有する。

好ましくは補正回路は、誤差信号から光学ピックアップの振動成分を示す低域信号を抽出する抽出回路と、前記欠陥検出信号に応答して一定のパルス幅を有するパルス信号を発生するパルス発生回路と、パルス信号のパルス期間に応答して低域信号を補正信号として出力する出力回路とを含む。

さらに好ましくは補正回路は、パルス発生回路から出力されるパルス信号のパルス幅を、傷等の欠陥の大きさに応じて可変するパルス幅制御回路を含む。

本発明に係る光ディスク再生装置によれば、光ディスクの欠陥検出時に、駆動制御回路に与えられるホールド信号に対して光学ピックアップの振動成分を示す補正信号を加えて光学ピックアップの駆動を制御するようにしたので、振動環境下において欠陥のある光ディスクを再生しても、光学ピックアップのサーボ追従性を維持し、適切な再生を行うことができる。その結果、従来の光ディスク再生装置よりも再生機能の耐振動性をより向上させることが可能となる。

本発明に係る光ディスク再生装置は、好ましくは、車両などに搭載されるオーディオシステムやナビゲーションシステムにおいて実施される。また、光ディスク再生装置において再生される記憶媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ等の光ディスクであって、光ディスクは、音声データや映像データを記憶するものであってもよい。また、記憶されるデータは、所定のフォーマットにて圧縮されていてもよい。以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施例に係る光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。従来の図７と同一構成については同一参照番号を付してある。光ディスク再生装置は、図１に示すように、光ディスクの記録面にレーザ光を照射し、その反射光を電気信号に変換する光学ピックアップ１０と、光学ピックアップ１０からの電気信号を受け取り、再生のためのＲＦ信号およびトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）等を生成するＲＦアンプ１２を有する。ＲＦアンプ１２の出力は、信号処理部１４、ディジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）１６およびＬＰＦ１８を介してオーディオ出力され、スピーカーで可聴音に変換される。

光学ピックアップ１０のトラッキングサーボを行うため、ＲＦアンプ１２からのＴＥ信号は、ゲイン調整部２０、サーボイコライザ２２およびスイッチ２６を介し、トラッキング駆動信号（ＴＤ信号）としてドライバ３０に供給される。ドライバ３０は、ＴＤ信号に基づき光学ピックアップ１０のアクチュエータを制御し、光学ピックアップのレンズを目標トラックに追従させる。

光ディスクの記録面に、傷、ゴミ、黒点、損傷等の欠陥があると、ディフェクト検出回路２８が欠陥の有無を検出し、欠陥の有無を示すＤＦＣＴ信号を出力する。欠陥検出時には、ＴＥ信号の波形が乱れるため、サーボイコライザ２２からの出力はドライバ３０に供給されず、その代わりに、欠陥検出前にサーボイコライザの出力をホールドしたホールド信号がスイッチ２６によりドライバ３０に供給される。

光ディスク再生装置を車両などの振動環境下において使用する場合、光ディスクに欠陥があると、振動の影響によりトラッキングサーボが外れ易くなる。本実施例では、そのような課題に対処するため、欠陥検出時に、光学ピックアップの振動成分を抽出しこれを補正信号として出力するディフェクトアクティブ補正回路（以下、補正回路）４０と、補正回路４０からの補正信号をＴＤ信号に加算する加算回路５０とを備えている。

補正回路４０は、ＲＦランプ１２からのＴＥ信号を受け取り、光学ピックアップ１０の目標トラック位置からの振動成分を抽出する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）４２と、ディフェクト検出回路２８からＤＦＣＴ信号を受け取り、この信号に応答して一定のパルス幅を持つパルス信号を出力するパルス発生回路４４と、パルス信号に応答しパルス幅の期間、ＬＰＦ４２の信号を出力するスイッチ４６とを含んで構成される。

光学ピックアップ１０は、その構成上の特性から一定以上の振動周波数によっては振動しない。本実施例では、ＬＰＦ４２のカットオフ周波数を約２００Ｈｚに設定し、２００Ｈｚ以上の振動成分をカットする。これによって、ＬＰＦ４２は、ＴＥ信号から光学ピックアップの振動性分（目標トラック位置からのズレ量）を抽出する。

パルス発生回路４０は、例えばワンショットマルチバイブレータを含み、一定のパルス幅を持つパルス信号Ｐｃを出力する。パルス信号Ｐｃは、欠陥検出時またはトラッキングホールドを行うとき、光学ピックアップのレンズ位置を補正する期間を設定する。スイッチ４６は、パルス発生回路４０のパルス信号Ｐｃのパルス幅の期間、ＬＰＦ４２からの振動成分を補正信号として出力する。

次に、本実施例の動作について説明する。図２は、各部の動作を示す波形図である。ディスク上の傷等の欠陥が読取られたとき、図２(ａ)に示すように、ＲＦ信号のレベルが崩落する。ディフェクト検出回路２８は、図２（ｂ）に示すように、この崩落を検出し、崩落に対応するパルス幅を含むＤＦＣＴ信号を出力する。パルス発生回路４４は、ＤＦＣＴ信号に応答し、図２（ｃ）に示すように、一定のパルス幅のパルス信号Ｐｃを出力する。

スイッチ２６は、ＤＦＣＴ信号を受け取り、欠陥検出時すなわちＤＦＣＴ信号のパルス幅の期間、サーボイコライザ２２からのサーボ駆動信号に代えて、ホールドイコライザ２４からのホールド信号を出力する。

ＬＰＦ４２は、ＲＦアンプ１２のＴＥ信号から、光学ピックアップの高域成分をカットし、図２（ｅ）に示すような振動成分を含む低域信号を抽出する。スイッチ４６は、パルス信号Ｐｃのパルス期間に応答し、図２（ｆ）に示すように、パルス期間中、ＬＰＳ４２の信号を出力する。加算器５０は、スイッチ４６から出力された補正信号とホールド信号とを加算し、図２（ｇ）に示すようなＴＤ信号を出力する。このＴＤ信号は、ドライバ３０のアクチュエータ増幅器において増幅され、光学ピックアップ１０のアクチュエータの動作を制御する。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、補正回路４０がないときのＴＥ信号の波形、図３（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、補正回路４０があるときとのＴＥ信号の波形を示している。なお各図において、下側の波形は上側の波形を拡大したものである。

図３(ａ)と図３（ｄ）は、ＬＰＦ４２の出力がプラス側に最も振れているときに、欠陥が読取られている。補正回路がない場合には、ＤＦＣＴ信号のパルスが立ち上がる直前にＴＥ信号の振幅が大きく振れている。補正回路がある場合には、ＤＣＦＴ信号のパルスの立ち下がりと同時に、言い換えれば欠陥によるホールドの開始時に、光学ピックアップのプラス側（外周側）のズレ量に応じた補正（ＤＦＣＴ補正の正のパルス）が加えられるため、光学ピックアップが目標トラックに向けて修正され、その結果、ディフェクトホールド後のＴＥ信号の振幅レベルが抑制される。なお、ＤＦＣＴ信号の極性は、図２のときと反対の極性で示されている。

図３（ｃ）と図３（ｆ）は、ＬＰＦ４２の出力がマイナス側に最も振れているときに、欠陥が読取られている。上記と同様に、光学ピックアップのマイナス側（内周側）のズレ量に応じた負のパルスが加えられ、光学ピックアップが目標トラックに向けて修正されるため、ディフェクトホールド後のＴＥ信号の振幅レベルが抑制されている。

図３（ｂ）と図３（ｅ）は、ＬＰＦ４２の出力がほぼセンターのときに、欠陥が読取られている。この場合、光学ピックアップはほぼ目標トラック上に位置しており、補正回路４０による補正は実質的に行われない。

このように、補正回路４０によって加えられるパルス信号の大きさは、ＬＰＦ４２の出力、言い換えれば光学ピックアップの振動成分もしくは変動成分を反映しているため、欠陥検出後のトラッキングサーボにおいて光学ピックアップを速やかに目標トラックに追従させ、サーボ機能の制御不能を未然に防止することができる。

図４は、光ディスク再生装置に対して加振機により振動を与えたときのトラックの追従性を示す図である。グラフの横軸は、振動周波数（Ｈｚ）、縦軸は加速度（Ｇ）であり、図の折れ線は、光学ピックアップが目標トラックから飛ぶ直前の振動周波数と加速度の関係を示している。図４(ａ)、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の振動である。また、○は、傷のない光ディスクの最内周のトラックに光学ピックアップが位置する場合、□は、傷のない光ディスクの最外周のトラックに光学ピックアップが位置する場合、×は、０．４ｍｍの傷のある光ディスクであって補正回路がある場合、△は、０．４ｍｍの傷のある光ディスクであって補正回路がない場合を示している。これらの図からも明らかなように、Ｘ方向、Ｙ方向において、補正回路がある場合には、それがないとき比較して、トラック飛び（サーボ外れ）が生じる加速度が大きいことがわかる。つまり、強い振動が与えられても、トラッキング追従性が維持されている。Ｚ方向の振動は、トラッキングの方向と垂直であるため、補正回路による効果はさほど生じない。

次に、本発明の第２の実施例に係る光ディスク再生装置を説明する。図５は、第２の実施例に係る光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。第１の実施例と同一構成については同一参照番号を付し、その説明を省略する。第２の実施例では、補正回路４０がパルス発生器４４から出力されるパルス信号の幅を可変するためのパルス幅制御回路４８を含んでいる。パルス幅制御回路４８は、パルス発生回路４４からのパルス信号ＰｃとＤＦＣＴ信号との論理積を求めるＡＮＤ回路を有し、光ディスクの欠陥の大きさに応じたパルス幅を生成する。

図６は、第２の実施例の動作を示す波形図であり、左側の波形図は傷の幅の大きなディスクの読み取りを行ったもの、右側の波形図は傷の幅の小さなディスクの読み取りを行ったものである。傷の幅が大きいとき、ＲＦ信号の崩落期間が長くなり（図６（ａ）参照）、それに応じてＤＦＣＴ信号のパルス幅も長くなる（図６（ｂ）参照）。パルス発生回路４４は、図６（ｃ）のように一定のパルス幅のパルス信号Ｐｃを出力する。パルス幅制御回路４８は、図６（ｄ）に示すように、パルス信号ＰｃとＤＦＣＴ信号との論理積をとったパルス信号Ｐｓを出力する。これにより、傷の幅が大きいときには、これに応じてパルス信号Ｐｓのパルス幅が長くなり、傷の幅が小さいときには、パルス信号Ｐｓのパルス幅が短くなる。スイッチ４６は、パルス信号Ｐｓのパルス幅の期間、ＬＰＦ４２の出力を補正信号として加算回路５０に出力する。その結果、ＴＤ信号には、傷の幅に応じた期間だけ補正が与えられる。

ディスクについた傷、黒点または汚れ等の欠陥の幅が小さいときに必要以上の期間において補正を加えると、却って音飛びが発生し易くなる。第２の実施例では、欠陥の大きさに応じてパルス信号Ｐｓのパルス幅が可変されるようにしたので、欠陥に応じた期間だけ補正を加えることができ、その結果、ＴＤ信号の補正が適正化され、音飛び等の発生を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明に係る光ディスク再生装置は、車載用オーディオ装置、家庭用オーディオ装置、パーソナルコンピュータ等の電子機器、ナビゲーション装置等において広く利用することができる。

本発明の第１の実施例に係る光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施例の動作を説明する波形図である。 図３(ａ)、（ｂ）、（ｃ）は補正回路がないときのＴＥ信号の波形図、図３（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は補正回路があるときのＴＥ信号の波形図である。 第１の実施例の効果を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施例の動作を説明する波形図である。 従来の光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。 光学ピックアップの信号検出方式を示す図である。 ディフェクト検出回路の動作を説明する波形図である。 振動環境下において傷ディスクを再生したときの動作を説明する波形図である。

符号の説明

１０：光学ピックアップ １２：ＲＦアンプ
１４：信号処理部 １６：ＤＡＣ
１８：ＬＰＦ ２０：ゲイン調整部
２２：サーボイコライザ ２４：ホールドイコライザ
２６：スイッチ ２８：ディフェクト検出回路
３０：ドライバ ４０：補正回路
４２：ＬＰＦ ４４：ハルス発生回路
４６：スイッチ ４８：パルス幅制御回路
５０：加算回路

Claims (4)

1. 光ディスクに記録されたデータを再生する機能を備えた光ディスク再生装置であって、
   光ディスクの記録面を照射しその反射光に基づき電気信号を出力する光学ピックアップと、
   前記電気信号に基づき、前記記録面に対する光学ピックアップの誤差を示すトラッキングエラー信号を生成する誤差信号生成回路と、
   前記電気信号に基づき光ディスクの記録面の欠陥の有無を検出し、当該欠陥の有無を示す欠陥検出信号を出力するディフェクト検出回路と、
   前記欠陥検出信号に基づき、欠陥が非検出時に前記トラッキングエラー信号に基づくサーボ駆動信号を出力し、欠陥検出時に欠陥検出前に前記サーボ駆動信号をホールドしたホールド信号を出力するスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路からの出力に基づき前記光学ピックアップの動作を制御する駆動制御回路と、
   前記欠陥検出信号に基づき、欠陥検出時に前記トラッキングエラー信号から光学ピックアップの振動成分を抽出し、該振動成分を示す補正信号を出力する補正回路と、
   前記補正回路から出力された前記補正信号を前記ホールド信号に加算する加算回路とを有し、
   前記補正回路は、前記トラッキングエラー信号から光学ピックアップの振動成分を示す低域信号を抽出する抽出回路と、前記欠陥検出信号に応答して一定のパルス幅を有するパルス信号を発生するパルス発生回路と、前記パルス信号の一定のパルス幅の期間に前記低域信号を前記補正信号として出力する出力回路とを有する光ディスク再生装置。
2. 前記補正回路は、前記パルス発生回路から発生されるパルス信号の前記一定のパルス幅を可変するパルス幅制御回路を含む、請求項１に記載の光ディスク再生装置。
3. 前記パルス幅制御回路は、前記一定のパルス幅を有するパルス信号と前記欠陥検出信号とを入力するアンド回路を含み、当該アンド回路により前記一定のパルス幅を可変する、請求項２に記載の光ディスク再生装置。
4. 前記抽出回路は、低域通過フィルタであり、前記トラッキングエラー信号に基づき光学ピックアップの目標トラックからの振動によるズレを示す信号を抽出する、請求項１ないし３いずれかに記載の光ディスク再生装置。

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