JP4211774B2 - 光ディスク再生装置 - Google Patents

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Description

本発明は、セクタのアドレス情報が所定間隔毎に予めプリフォーマットされて記録されたCAPAを有するDVD―RAM等の光ディスクに対し、記録されているデータの読取りを行う光ディスク再生装置に関するものである。
従来、DVD―RAM等の光ディスクに記録されているデータの読取りを行う光ディスク再生装置が一般に普及している。
周知のように、従来の光ディスク再生装置は、装置本体にセットされている光ディスクに対し読取パワーのレーザ光を照射し、該光ディスクに記録されているデータを読取る。
また、従来の光ディスク再生装置は、この読取時に、レーザ光の照射位置を光ディスクのトラックの中心に合わせるトラッキングサーボ制御と、レーザ光の合焦位置を光ディスクの記録面に合わせるフォーカスサーボ制御と、を行っている。さらに、従来の光ディスク再生装置は、光ディスクの回転数又は線速度を規定値になるように制御するスピンドルサーボ制御も行っている。
従来の光ディスク再生装置におけるスピンドルサーボ制御の制御系は、一般的に、光ディスクを回転させるスピンドルモータと、該スピンドルモータに取り付けられ、該スピンドルモータの回転数を検出するFGセンサと、該FGセンサの出力信号に基づいて該スピンドルモータの回転制御を行うFGサーボ回路と、を備える。そして、スピンドルサーボ制御の制御系は、これらの構成によりサーボ制御を行う。
一方、特許文献1に記載されたような光ディスク再生装置が提案されている。
この光ディスク再生装置は、光ディスクを回転させるスピンドルモータと、該スピンドルモータに取り付けられ、該スピンドルモータの回転数を検出するFGセンサと、該FGセンサの出力信号に基づいて該スピンドルモータの回転制御を行うFGサーボ回路と、を備える。
この光ディスク再生装置は、FGセンサを用いてCAV方式でスピンドルサーボ制御を行う。
特開平10−289521号公報
しかしながら、逆を言えば、上記FGセンサ及び上記FGサーボ回路は、上記スピンドルサーボ制御を行うために、欠かせない構成となっている。これは、上記FGセンサ及び上記FGサーボ回路のための材料又は部品を用意しなければならないことを意味し、製造コスト高や製造工程の複雑化が問題となっていた。
また、特許文献1においても、FGセンサを用いてスピンドルサーボ制御を行っている点上記従来の光ディスク再生装置と同様であり、上記と同じ問題が生じる。
本発明はこのような従来の課題を解決しようとするものであり、FGセンサ及びFGサーボ回路を使用せず、安価な構成によりPCAV方式、ZCLV方式、又はZCAV方式いずれの回転制御方式でもスピンドルサーボ制御を行う光ディスク再生装置を提供することを目的とする。
本発明の光ディスク再生装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。
(1)セクタのアドレス情報が所定間隔毎に予めプリフォーマットされて記録されたCAPAを有する光ディスクに対してレーザ光を照射し、その反射光を検出する光ピックアップと、
前記光ディスクを回転させるスピンドルモータと、を備えた光ディスク再生装置において、
前記光ピックアップにおいて検出される反射光から、前記CAPAの信号であるCAPA信号を生成するCAPA信号生成手段と、
前記CAPA信号生成手段が生成した前記CAPA信号から、前記セクタのアドレス情報と前記CAPAが検出される間隔とを取得し、前記レーザ光が現在照射されているセクタの位置を該アドレス情報に基づいて算出するとともに、前記スピンドルモータの現在の線速度または現在の回転数を該間隔に基づいて算出する回転制御手段と、を備え、
前記回転制御手段は、
ZCLV方式、ZCAV方式およびPCAV方式のうち現在行われている回転制御方式と前記セクタの位置とに基づいて、前記セクタの位置における最適線速度または最適回転数を算出し、
前記現在の線速度または前記現在の回転数で回転する前記スピンドルモータを、前記最適線速度または前記最適回転数で回転させるスピンドルサーボ制御を行う。
この構成において、回転制御方式は、PCAV方式、ZCLV方式、又はZCAV方式のいずれかである。
上記回転制御手段は、取得したCAPAが検出される間隔及び光ディスクのセクタのアドレス情報に基づいて、最適なスピンドルモータの回転数又は線速度を算出する。CAPAが検出される間隔は、例えばCAPAが検出される周期である。
詳述すると、CAPAが検出される間隔に基づいて、現在のスピンドルモータの回転数又は線速度を算出する。光ディスクのセクタのアドレス情報に基づいて、現在レーザ光が照射されているセクタの位置を算出する。
この現在のスピンドルモータの回転数又は線速度及び現在レーザ光が照射されているセクタの位置から、現在行っている回転制御方式を考慮して、最適なスピンドルモータの回転数又は線速度を算出する。この算出は、次のように行う。
在行っている回転制御方式がZCLV方式の場合について説明する。ZCLV方式の場合、光ディスクが内周から外周に向けていくつかの領域(ゾーン)に分かれているが、領域内で読み出し速度を一定に保つ必要がある。そのため、ZCLV方式の場合、領域内で同じ値の線速度を算出する。
その他、PCAV方式およびZCAV方式についても、ZCLV方式と同様にして、回転数又は線速度を算出する。
そして、上記回転制御手段は、算出した最適なスピンドルモータの回転数又は線速度で、スピンドルモータを回転させる。このように、FGセンサ及びFGサーボ回路を使用しないでスピンドルサーボ制御を行うので、製造コストの低コスト化や製造工程の簡略化を図ることができる。
以上より、PCAV方式、ZCLV方式、又はZCAV方式でも、FGセンサ及びFGサーボ回路を使用せず、安価な構成によりスピンドルサーボ制御を行うことができる。従って、製造コストの低コスト化や製造工程の簡略化を図ることができる。
(2)前記光ディスクは、DVD―RAMである。
この発明によれば、FGセンサ及びFGサーボ回路を使用せず、安価な構成によりPCAV方式、PCAV方式、ZCLV方式、又はZCAV方式いずれの回転制御方式でもスピンドルサーボ制御を行うことができる。
以下、本発明の実施形態である光ディスク再生装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態である光ディスク装置の主要部の構成を示すブロック図である。
この実施形態の光ディスク再生装置1は、装置本体1を制御する制御部10と、装置本体1にセットされている光ディスク100にレーザ光を照射し、その反射光を検出する光ピックアップ2と、該反射光に基づいてRF信号を生成するRFアンプ3と、該反射光に基づいてエラー信号を生成するエラー信号生成部6と、エラー信号に基づいて駆動信号を生成するサーボ回路4と、駆動信号に基づいてサーボ制御を行うドライバ回路5と、RF信号から再生信号を生成し、外部に出力する記録再生部7と、を備えている。
さらに、光ディスク再生装置1は、光ディスク100を回転させるスピンドルモータ11と、上記反射光に基づいてCAPA信号を生成するCAPA信号生成部16と、該CAPA信号に基づいてCAPA駆動信号を生成するCAPAサーボ回路14と、一定の値の電圧を生成する定電圧回路9と、制御部10の指示によりCAPAドライバ回路15への入力を切替える選択回路8と、入力された電気信号に基づいてスピンドルモータ11の回転制御を行うCAPAドライバ回路15と、を備える。
光ディスク再生装置1は、所謂DVDプレーヤである。また、光ディスク100は、所謂DVD―RAMである。制御部10は、例えばマイクロコンピュータで構成され、主制御プログラムを格納するためのROM(不図示)を内蔵する。
光ピックアップ2は、図示しないレーザダイオード(LD)、コリメータレンズ、ビームスプリッタ、対物レンズ、フォトディテクタ、スレッドモータ、2軸のアクチュエータを備えている。
光ピックアップ2は、公知の光ディスク装置と同様に、光ディスク100の半径方向に延びる軸に移動自在に取り付けられている。スレッドモータが、光ピックアップ2を光ディスク100の半径方向に移動する。
LDは、レーザ光を出力する光源であり、フォトディテクタは、複数の受光素子で形成されており、光ディスク100からの反射光を検出する。フォトディテクタは、例えば、受光領域がほぼ均等に4分割されており、4つの受光領域を形成している。
対物レンズは、光ディスク100に対するレーザ光の照射位置を調節する。また、2軸のアクチュエータは、対物レンズを光ディスク100に接離する方向、および光ディスク100の半径方向に移動させる。
ここで、以下、再生時における動作について説明する。
光ピックアップ2は、光ディスク100に対して読取パワーのレーザ光を照射し、光ディスク100からの反射光をフォトディテクタで検出する。これにより、光ディスク100に記録されているデータを光学的に読み出す。
RFアンプ3は、光ピックアップ2に設けられたフォトディテクタを構成する複数の受光素子で検出した光ディスク100からの反射光に基づいてRF信号を生成し、これを増幅して記録再生部7に出力する。RF信号は、光ディスク100に記録されているデータの読取信号である。
記録再生部7は、RF信号を処理して映像と音声のデータを取り出し、これをデコードして再生信号を生成し、外部に出力する。外部には、例えば液晶モニタやスピーカが接続されている。取り出されるデータは、例えばMPEGでエンコードされている。RF信号を処理して映像と音声のデータを取り出すには、RF信号に対し、波形整形やA/D変換や符号化の解除などを行う。
以下、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御について説明する。
エラー信号生成部6は、光ピックアップ2に設けられたフォトディテクタを構成する複数の受光素子で検出した光ディスク100からの反射光に基づいてフォーカスエラー信号(以下、「FE信号」と称する。)を生成し、これをサーボ回路4に出力する。
また、エラー信号生成部6は、光ピックアップ2に設けられたフォトディテクタを構成する複数の受光素子で検出した光ディスク100からの反射光に基づいてトラッキングエラー信号(以下、「TE信号」と称する。)を生成し、これをサーボ回路4に出力する。
サーボ回路4は、エラー信号生成部6が出力したFE信号、TE信号に基づいて、FE信号の値を0(基準レベル)にするためのフォーカシング駆動信号、及びTE信号の値を0(基準レベル)にするためのトラッキング駆動信号を生成し、これらをドライバ回路5に出力する。
ドライバ回路5は、フォーカシング駆動信号をアクチュエータに与え、光ピックアップ2の対物レンズを光ディスク100に対して光軸方向に移動し、光ディスク100の記録面にレーザ光を合焦させるフォーカスサーボ制御を行う。
また、ドライバ回路5は、トラッキング駆動信号をアクチュエータに与え、光ピックアップ2の対物レンズを光ディスク100の半径方向に移動し、光ディスク100のトラックの中心にレーザ光を照射させるトラッキングサーボ制御を行う。
フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を行うことで、レーザ光を所望のトラックに追随させるとともにこのトラックにレーザ光の焦点を合わせることができる。
以下、回転制御方式について説明する。回転制御方式には、PCAV方式、ZCLV方式、ZCAV方式、CLV方式、又はCAV方式がある。
CLV(Constant Linear Velocity)方式とは、線速度一定、つまりデータの読み出し速度を一定に保つ方式である。
図2は、CLV方式で光ディスク100を回転させた場合の様子を示す概念図である。図2において、各トラックにおける各ブロックの長さは、線速度を表しており、どのトラックにおいても線速度一定であることが表されている。光ディスク100は外周ほどデータ量が多くなるため、外周を読み出すときには光ディスク100の回転数を落として読み込む。音楽CDは、一般的にこの方式を採用する。
なお、図2においては、線速度を同心円状に描いているが、実際には、スパイラル状である。
CAV(Constant Angular Velocity)方式とは、角速度一定、つまりディスクの回転数を一定に保つ方式である。
図3は、CAV方式で光ディスク100を回転させた場合の様子を示す概念図である。図3において、各トラックにおける各ブロックの長さは、線速度を表しており、内周から外周にかけて、線速度が大きくなっていることが表されている。音楽CDと異なるデータ(例えばテキストデータ)の場合、一定の速度で読み取る必要が無く、読み出す場所もランダムであるため回転数一定の方が扱いやすい。データの読込みは、内周が遅く、外周が速くなる。
なお、図3においては、線速度を同心円状に描いているが、実際には、スパイラル状である。
ZCLV(Zone CLV)方式とは、ディスクを内周から外周に向けていくつかの領域(ゾーン)に分け、その領域内では読み出し速度を一定に保つ方式である。CAVとCLVの両方の特徴をあわせ持ち、一般的に、DVD-RAMなどで利用される方式である。
ZCAV(Zone CAV)方式とは、ディスクを内周から外周に向けていくつかの領域(ゾーン)に分け、その領域内では回転数を一定に保つ方式である。CAVとCLVの両方の特徴をあわせ持ち、一般的に、ハードディスクなどで利用される方式である。
PCAV(Partial CAV)方式とは、ディスクの内周をCAV(角速度一定)方式で、外周をCLV(線速度一定)方式でアクセスする方式である。一般的に、高速ドライブで用いられる方式であり、内周部分のパフォーマンスを低下させることにより回転数を抑え高速書き込み時の安定性を増している。
次に、DVD―RAMの構造について説明する。
光ディスク100は、所謂DVD―RAMであるので、ランドトラック及びグルーブトラックを備える。このランドトラック及びグルーブトラックは、双方にデータが記録され、複数のセクタに区切られている。
図4は、光ディスク100における、あるセクタのフォーマットを示す概念図である。
光ピックアップ2から照射されるレーザ光は、図4の矢印で示すように、左から右の方向に進行する。
現在のセクタ領域110とは、現在レーザ光が照射されているセクタが含まれる領域である。現在のセクタ領域110は、セクタのアドレス情報が予めプリフォーマットされて記録されているCAPA領域111と、実際にデータが記録されるデータ領域112と、から構成される。CAPA領域111は、CAPA111A及びCAPA111Bを含む。データ領域112は、ランド112A及びグルーブ112Bを含む。
また、前のセクタ領域101とは、現在のセクタ領域110の直前に、レーザ光が照射されていたセクタが含まれる領域である。前のセクタ領域101にも、当然データ領域102がある。
現在レーザ光が照射されているセクタは、図4に示すように、ランドトラックにあるセクタである。このセクタは、該セクタのアドレス情報が予めプリフォーマットされて記録されているCAPA111A又はCAPA111Bと、実際にデータが記録されるランド112Aと、から構成される。もちろん、グルーブトラックにあるセクタを構成するグルーブ112Bにも、データは記録される。セクタのアドレス情報には、光ディスク100上の物理的アドレス、セクタ番号又はセクタの位置などが記録されている。
CAPA111A又はCAPA111Bは、グルーブ112A又はランド112Bに対し、光ディスク100の半径方向に1/2トラックずらして記録されている。
CAPA111A又はCAPA111Bを含むCAPAは、所定間隔毎に、光ディスク100に予めプリフォーマットされている。プリフォーマットは、例えばエンボス処理である。
なお、この実施形態では、光ディスク100をDVD―RAMとしているが、これに限定されるものではなく、セクタのアドレス情報が所定間隔毎に予めプリフォーマットされて記録されたCAPAを有する光ディスクであれば何でも良い。
次に、図1に戻り、スピンドルサーボ制御について、光ディスク100が装置本体1にマウントされた時の動作から順に説明する。
選択回路8は、光ディスク100が装置本体1にマウントされた時、CAPAドライバ回路15への入力を、スイッチの切替えにより定電圧回路9に与えている。光ディスク100が装置本体1にマウント時においては、光ディスク100に対し光ピックアップ2から照射されるレーザ光のフォーカスが合っておらず、光ディスク100のCAPAを読取れないためである。
すると、定電圧回路9は、選択回路8及びCAPAドライバ回路15を介して、生成した一定の値の電圧をスピンドルモータ11に印加する。
スピンドルモータ11は、印加された電圧によってモータを回し、光ディスク100を回転させる。
しばらくして、光ディスク100に対し光ピックアップ2から照射されるレーザ光のフォーカスが合ってくると、CAPA信号生成部16は、その反射光に基づいてCAPA信号を生成することができるようになる。すると、CAPA信号生成部16は、生成したCAPA信号をCAPAサーボ回路14に出力するとともに、CAPA信号を生成することができた旨の制御信号を制御部10に出力する。
ここで、CAPA111A又はCAPA111Bは、図4に示すように、グルーブ112A又はランド112Bに対し、光ディスク100の半径方向に1/2トラックずらして記録されている。光ピックアップ2を構成するフォトディテクタが、上述したように、例えば4つの受光領域を形成しているとすると、例えば全受光領域から生成されるのが、RF信号である。また、例えば一方の半円分の受光領域と他方の半円分の受光領域との差分から生成されるのが、CAPA信号である。
制御部10は、この制御信号を受け、CAPAドライバ回路15への入力をCAPAサーボ回路14に与えるよう、選択回路8に指示する。選択回路8は、この指示を受け(又はCAPAサーボ回路14から入力が始まった段階で)、CAPAドライバ回路15への入力をCAPAサーボ回路14に切替える。
なお、この実施形態では、CAPA信号生成部16がCAPA信号を生成することができた旨の制御信号を制御部10に出力させて選択回路8を切替えているが、切替えの判断の根拠は、CAPA信号の生成に限らず、RF信号、FE信号、又はTE信号の生成でも構わない。FE信号、又はTE信号の場合、エラー信号生成部6が、FE信号、又はTE信号を生成することができた旨の制御信号を制御部10に出力させて選択回路8を切替える。
CAPAサーボ回路14は、入力されたCAPA信号から、CAPAが検出される間隔及び光ディスク100のセクタのアドレス情報を取得する。CAPA信号からこれらを取得するには、CAPA信号に対し、波形整形やA/D変換や符号化の解除などを行う。
そして、CAPAサーボ回路14は、取得したCAPAが検出される間隔及び光ディスク100のセクタのアドレス情報に基づいて、最適なスピンドルモータ11の回転数又は線速度を算出する。CAPAが検出される間隔は、等間隔であり、例えばCAPAが検出される周期である。
詳述すると、CAPAサーボ回路14は、CAPAが検出される間隔に基づいて、現在のスピンドルモータ11の回転数又は線速度を算出する。また、CAPAサーボ回路14は、光ディスク100のセクタのアドレス情報に基づいて、現在レーザ光が照射されているセクタの位置を算出する。
CAPAサーボ回路14は、この現在のスピンドルモータ11の回転数又は線速度及び現在レーザ光が照射されているセクタの位置から、現在行っている回転制御方式を考慮して、最適なスピンドルモータ11の回転数又は線速度を算出する。この算出は、次のように行う。
現在行っている回転制御方式がCLV方式の場合について説明する。CLV方式の場合、外周を読み出すときに内周よりも光ディスク100の回転数を落として読み込む必要がある。そのため、CLV方式の場合、現在レーザ光が照射されているセクタの位置が内周であれば、低い値の回転数を算出する。逆に、外周であれば高い回転数を算出する。即ち、線速度一定となるように、回転数を算出する。
次に、現在行っている回転制御方式がCAV方式の場合について説明する。CAV方式の場合、角速度一定、つまり光ディスク100の回転数を一定に保つ必要がある。そのため、CAV方式の場合、現在レーザ光が照射されているセクタの位置が内周であろうと外周であろうと、同じ値の回転数を算出する。線速度は、内周が遅く、外周が速くなるよう算出する。
次に、現在行っている回転制御方式がZCLV方式の場合について説明する。ZCLV方式の場合、光ディスク100が内周から外周に向けていくつかの領域(ゾーン)に分かれているが、その領域内で読み出し速度を一定に保つ必要がある。そのため、ZCLV方式の場合、その領域内で同じ値の線速度を算出する。
その他、PCAV方式についても、ZCLV方式、ZCAV方式、CLV方式及びCAV方式と同様にして、回転数又は線速度を算出する。
そして、CAPAサーボ回路14は、算出した最適なスピンドルモータ11の回転数又は線速度に基づいて、CAPA駆動信号を生成し、該CAPA駆動信号を出力する。算出した最適なスピンドルモータ11の回転数又は線速度に基づいて、CAPA駆動信号を生成するのは、例えば算出される回転数又は線速度の値とCAPA駆動信号とを予め対応付けしておく、又は算出した最適な回転数又は線速度の値をD/A変換する方法により生成する。
CAPAドライバ回路15は、選択回路8を介して入力された該CAPA駆動信号に基づいてスピンドルモータ11の回転制御を行う。
なお、CAPAサーボ回路14が、算出した最適なスピンドルモータ11の回転数又は線速度をCAPAドライバ回路15に出力し、CAPAドライバ回路15が、該回転数又は線速度に基づいてスピンドルモータ11の回転制御を行う方法でも構わない。
以上より、光ディスク再生装置1は、FGセンサ及びFGサーボ回路を使用せず、安価な構成によりPCAV方式、ZCLV方式、ZCAV方式、CLV方式、又はCAV方式などの回転制御方式でスピンドルサーボ制御を行うことができる。さらに、光ディスク再生装置1は、PCAV方式、ZCLV方式、ZCAV方式、CLV方式、又はCAV方式など、いずれの回転制御方式でもスピンドルサーボ制御を行うことができる。
ここで、CAPA信号生成部16が、本発明の「CAPA信号生成手段」に相当する。CAPAサーボ回路14、CAPAドライバ回路15が、本発明の「回転制御手段」に相当する。光ピックアップ2が、本発明の「光ピックアップ」に相当する。スピンドルモータ11が、本発明の「スピンドルモータ」に相当する。
本発明の実施形態である光ディスク装置の主要部の構成を示すブロック図 CLV方式で光ディスク100を回転させた場合の様子を示す概念図 CAV方式で光ディスク100を回転させた場合の様子を示す概念図 光ディスク100におけるあるセクタのフォーマットを示す概念図
符号の説明
1−光ディスク再生装置
2−光ピックアップ
3−RFアンプ
4−サーボ回路
5−ドライバ回路
6−エラー信号生成部
7−記録再生部
8−選択回路
9−定電圧回路
10−制御部
11−スピンドルモータ
14−CAPAサーボ回路
15−CAPAドライバ回路
16−CAPA信号生成部
100−光ディスク
101−前のセクタ領域
102−データ領域
110−現在のセクタ領域
111−CAPA領域
111A−CAPA
111B−CAPA
112−データ領域
112A−ランド
112B−グルーブ

Claims (3)

  1. セクタのアドレス情報が所定間隔毎に予めプリフォーマットされて記録されたCAPAを有するDVD―RAMに対してレーザ光を照射し、その反射光を検出する光ピックアップと、
    前記DVD―RAMを回転させるスピンドルモータと、を備えた光ディスク再生装置において、
    前記光ピックアップにおいて検出される反射光から、前記CAPAの信号であるCAPA信号を生成するCAPA信号生成手段と、
    前記CAPA信号生成手段が生成した前記CAPA信号から、前記セクタのアドレス情報と前記CAPAが検出される間隔とを取得し、前記レーザ光が現在照射されているセクタの位置を該アドレス情報に基づいて算出するとともに、前記スピンドルモータの現在の線速度または現在の回転数を該間隔に基づいて算出する回転制御手段と、を備え、
    前記回転制御手段は、
    ZCLV方式、ZCAV方式およびPCAV方式のうち現在行われている回転制御方式と前記セクタの位置とに基づいて、前記セクタの位置における最適線速度または最適回転数を算出し、
    前記現在の線速度または前記現在の回転数で回転する前記スピンドルモータを、前記最適線速度または前記最適回転数で回転させるスピンドルサーボ制御を行う光ディスク再生装置。
  2. セクタのアドレス情報が所定間隔毎に予めプリフォーマットされて記録されたCAPAを有する光ディスクに対してレーザ光を照射し、その反射光を検出する光ピックアップと、
    前記光ディスクを回転させるスピンドルモータと、を備えた光ディスク再生装置において、
    前記光ピックアップにおいて検出される反射光から、前記CAPAの信号であるCAPA信号を生成するCAPA信号生成手段と、
    前記CAPA信号生成手段が生成した前記CAPA信号から、前記セクタのアドレス情報と前記CAPAが検出される間隔とを取得し、前記レーザ光が現在照射されているセクタの位置を該アドレス情報に基づいて算出するとともに、前記スピンドルモータの現在の線速度または現在の回転数を該間隔に基づいて算出する回転制御手段と、を備え、
    前記回転制御手段は、
    ZCLV方式、ZCAV方式およびPCAV方式のうち現在行われている回転制御方式と前記セクタの位置とに基づいて、前記セクタの位置における最適線速度または最適回転数を算出し、
    前記現在の線速度または前記現在の回転数で回転する前記スピンドルモータを、前記最適線速度または前記最適回転数で回転させるスピンドルサーボ制御を行う光ディスク再生装置。
  3. 前記光ディスクは、DVD―RAMである請求項2に記載の光ディスク再生装置。
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