JP4751868B2 - 光ディスク再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク再生装置に関する。

アナログ音声データをデジタルデータに変換して、デジタル音声データ（以下、オーディオデータと呼ぶ）を生成する技術が広く知られてきている。オーディオデータのデータ量を少なくする圧縮技術が登場している。圧縮されたオーディオデータ（以下、圧縮オーディオデータと呼ぶ）を生成するための複数の規格が知られている。例えば、ＭＰ３、ＷＭＡ、ＡＡＣなどがその代表として例示される。

また、情報処理技術の進歩に伴って、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒなどの光学的情報記録媒体に、圧縮オーディオデータを記録する技術が普及している。光学的情報記録媒体に記録された圧縮オーディオデータは、光ディスク再生装置（例えば、ＣＤドライブ）でアナログ音声データに変換された後、スピーカなどの出力装置を介して再生される。

圧縮オーディオデータを再生する光ディスク再生装置には、光学的情報記録媒体から読み出した読み出しデータを保持するバッファメモリが備えられている。光ディスク装置は、そのバッファメモリに読み出しデータを保持してから、デコードなどの処理を行うことで、再生している音声が途切れるなどの不具合を抑制している。

光ディスク再生装置から、ホストコンピュータへ順次転送が行われる場合に、その転送速度が光ディスクの読み出し速度よりも遅いと、デコーダで復号化処理されたデータは、バッファに蓄積されていく。バッファメモリの記憶領域の全てに読み出しデータが書き込まれてしまうと、光ディスクからの読み取りを停止状態として、バッファに余裕ができるのを待たなければならなかった。その間、光ディスクの回転により電力を消費してしまうことがあった。バッファメモリに保持されるデータの量に応じて、光ディスクを回転させる速さを変化させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１（特開２００３−２４２７０８号公報）には、転送速度に応じて情報記録ディスクの回転速度を制御することによって、低消費電力化及び低騒音かを達成する技術が記載されている。図１は、特許文献１に記載の情報記録ディスク再生措置の構成を示すブロック図である。

特許文献１に記載の情報記録ディスク再生措置は、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０２により情報記録ディスク１０３の回転を制御し、情報記録ディスク１０３より読出した信号をＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０２によりデコードしてホストコンピュータ１０１に転送している。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０２は、マイクロプロセッサ１０４と、ＲＯＭ１０５と、バッファ１０６と、再生速度制御部１０７と、情報記録ディスク読出し装置１０８と、デコーダ１０９と、ＲＡＭ１１０とを含んで構成されている。

マイクロプロセッサ１０４は、ＲＯＭ１０５にあらかじめ格納されたプログラム、および、ホストコンピュータ１０１からの命令に従い、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１０２における他の構成ブロックを制御している。情報記録ディスク１０３から情報記録ディスク読出し装置１０８によって読み出されたデータは、デコーダ１０９に入力され、デコーダ１０９でデコードされる。

デコードデータは順次バッファ１０６に格納され、一時保管された後にホストコンピュータ１０１に転送される。ホストコンピュータ１０１にデータを転送する転送手段として選択された転送方式、転送モードなどの転送種別に応じて、情報記録ディスク１０３の再生位置での線速度を、転送種別の転送レートで決定される最大線速度以下に制御する。

ホストコンピュータ１０１への転送レートを、バッファ１０６にデコードデータが蓄えられるデータレートが超えないように情報記録ディスク１０３の再生位置での線速度を制御することにより、情報記録ディスク１０３の高速回転が抑制される。また、バッファ１０６に蓄えられた情報量が所定値以上の場合には、情報記録ディスク１０３の回転速度を低減してバッファ１０６が満杯になることを防止している。

特開２００３−２４２７０８号公報 特開２００５−３１７１５０号公報

特許文献１には、転送手段に応じて情報記録ディスク１０３の回転速度を変化させる情報記録ディスク再生措置に関する技術が記載されている。その情報記録ディスク再生措置のデコーダ１０９は、ＣＤ−ＲＯＭディスクに対するＣＤデコードおよびＣＤ−ＲＯＭデコードを実行している。ここにおいて、情報記録ディスク１０３に記録されているデータが、圧縮オーディオデータである場合、デコーダ１０９は、ＣＤデコード、ＣＤ−ＲＯＭデコードに加えて圧縮オーディオデータのデコードを行う。

データ圧縮率が異なる複数の圧縮オーディオデータが情報記録ディスク１０３に記録されている場合には、データ圧縮率に対応するデコード処理が実行される。そのため、バッファ１０６にデコードデータを蓄えるときのデータレートは、そのデコード処理に応じて変化することになる。

つまり、特許文献１に記載の技術を圧縮オーディオデータの再生が可能な光ディスク再生装置に適用した場合、デコードにおけるデータレートを決定することが困難な場合がある。また、光ディスク読出しにおける線速度を決定することが困難になってしまうことがある。

さらに、圧縮オーディオデータには、一つの圧縮オーディオデータの中でもデータ圧縮率が固定でなく変化する可変ビットレート方式がある。特許文献１に記載の技術を圧縮オーディオデータの再生が可能な光ディスク再生装置に適用した場合、変動するデコードデータレートに対応させることが困難である。

外部転送手段によって光ディスクの線速度を計算できる場合とは異なり、圧縮オーディオデータを格納した光ディスクは、再生における線速度をあらかじめ知ることができず、圧縮オーディオデータを格納した光ディスクを低速で回転させ制御することはこれまでのシステムではできなかった。ＦＩＦＯの段数を監視し、バッファメモリへのデータ書込みデータ読出しの信号の位相比較を行う方法が従来からあったが、バッファメモリへのデータ書込みデータ読出しのデータレートが異なる場合、また、データレートが極端に低速な場合に対応できる技術がなかった。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

上記課題を解決するために、光ディスク（１）から読み出した変調データを復調した復調データ（２１）を生成し、前記復調データ（２１）をバッファメモリ（８）に供給する復号処理回路（６）と、前記バッファメモリ（８）から読み出された前記復調データ（２２）を出力用データに変換するデータ処理回路（１１）と、前記光ディスク（１）の回転数を制御する光ディスク回転制御回路（７）とを具備する光ディスク再生装置（２０）を構成する。
ここにおいて、前記復号処理回路（６）は、前記復調データ（２１）を前記バッファメモリ（８）に書き込むときのデータレートを示す書き込み信号（２４）を出力する。また、前記データ処理回路（１１）は、前記バッファメモリ（８）から前記復調データ（２１）を読み出すときのデータレートを示す読み出し信号（２３）を出力する。前記光ディスク回転制御回路（７）は、前記書き込み信号（２４）と前記読み出し信号（２３）とに基づいて前記光ディスク（１）の回転数を制御する。

位相差情報として読出し信号、書込み信号のエッジ間の時間差をカウントするのではなく、同時刻における双方のカウンタ値の差分により位相差情報を得る。なお、位相差情報は、任意のタイミングで得ることができる。位相差情報を得るタイミングを任意に設定できるために、ディスク回転制御の更新間隔ならびに変化量を小さくする。バッファメモリに蓄えられたデータが一定であるように光ディスク回転制御が行われるため、光ディスクからのデータ読出しが継続しておこなわれ、光ディスクへの再アクセスによるマイクロプロセッサの処理が発生しない。

圧縮をデコードしたデータを出力としたとき、バッファメモリから読み出す圧縮データはデータレートが低速のものとなる。本発明は、この低速なデータレート下ではバッファメモリを満杯にしないように光ディスクの回転を低速のものとしている。

圧縮オーディオデータを解凍した後のオーディオデータを出力とするとき、バッファメモリからのデータ出力は、圧縮オーディオデータのデータ圧縮率に応じてデータレートが低下する。本発明によると、バッファメモリからのデータ出力レートが低くなったのに対応させてバッファメモリへのデータ入力レートも低くなるようにディスク回転を低速にする。例えば、１／１０の圧縮率の圧縮オーディオデータを記録したディスクであれば、回転速度は通常再生の１／１０とすることができる。

また、ディスク回転制御の速度変化を継続的（小さい更新間隔）に小さいステップ（小さい変化量）で行うことで、ＥＦＭ信号からビットクロックを生成するＰＬＬでのロック外れを防止し、ディスク回転を変化させている間のエラーレートを軽減することができる。

また、圧縮オーディオデータの再生においては、バッファメモリへのアクセス頻度が少なくなる。また、ディスク回転制御の監視、更新の時間間隔を小さくすることができる。

また、オーバーフロー／アンダーフローの防止によりディスクの再アクセスがなくなりＣＰＵの負荷が軽減される。また、ディスク回転制御をマイクロプロセッサの処理とせず、マイクロプロセッサの負担軽減に効果を発揮する。

［第１実施形態］
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明を行う。なお、以下の実施形態において、転送方式が、ＰＩＯ転送やマルチワードＤＭＡ転送などである場合に対応して説明を行う。また、転送モードが、転送方式毎で決められている転送レートを示すものである場合に対応して説明を行う。したがって例えば、マルチワードＤＭＡ転送の場合、
モード０では転送レートが約４．１６［ＭＢ／ｓ］
モード１では転送レートが約１３．３３［ＭＢ／ｓ］
モード２では転送レートが約１６．６７［ＭＢ／ｓ］
となる。

図２は、本実施形態の光ディスク再生装置２０の構成を例示するブロック図である。光ディスク再生装置２０には、光ディスク１が着脱される。光ディスク１は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、他に書き換え可能なＣＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−Ｒ／ＲＷなどである。

光ディスク再生装置２０は、スピンドルモータ２と、光学ピックアップ３と、ＲＦアンプ４と、サーボ信号処理回路５と、デジタル復号処理回路６と、光ディスク回転制御情報生成回路７と、バッファメモリ８と、メモリコントローラ９と、エラー訂正回路１０と、圧縮オーディオ再生回路１１とを含んで構成されている。

スピンドルモータ２は、光ディスク１を回転させる。スピンドルモータ２は、スピンドル制御信号に応答して、その回転速度を変化させる。光学ピックアップ３は、半導体レーザー（図示されず）と受光器（図示されず）とを含んで構成されている。光学ピックアップ３は、光ディスク１に記録された情報を読出し、電気信号として出力する。

ＲＦアンプ４は、光学ピックアップ３から出力された電気信号を増幅してＥＦＭ信号を出力するアンプである。ＲＦアンプ４は、そのＥＦＭ信号をデジタル復号処理回路６に供給している。デジタル復号処理回路６は、ＲＦアンプ４より出力されたＥＦＭ信号をデジタルデータに復号して書き込みデコードデータ２１を生成している。デジタル復号処理回路６は、その書き込みデコードデータ２１をメモリコントローラ９に供給している。デジタル復号処理回路６は、書込み信号２４をメモリコントローラ９に出力している。書込み信号２４は、メモリコントローラ９が書き込みデコードデータ２１をバッファメモリ８に格納するための信号である。デジタル復号処理回路６は、書込み信号２４を光ディスク回転制御情報生成回路７に供給している。

メモリコントローラ９は、バッファメモリ８へのアクセスを制御している。メモリコントローラ９は、デジタル復号処理回路６が出力する書込み信号２４に従って書き込みデコードデータ２１をバッファメモリ８に格納する。メモリコントローラ９は、圧縮オーディオ再生回路１１が出力する読出し信号２３に応答して、バッファメモリ８に格納されたデータを読み出している。メモリコントローラ９は、その読み出しデータを、読み出しデコードデータ２２として圧縮オーディオ再生回路１１に供給する。

バッファメモリ８は、デジタル復号処理回路６より出力された書込み信号２４に基づいて、デジタル復号処理回路６から出力された書込みデータである書き込みデコードデータ２１を格納する。

エラー訂正回路１０は、メモリコントローラ９に供給された書き込みデコードデータ２１に対するＣＲＣエラーチェックを実行している。メモリコントローラ９は、エラー訂正回路１０の要求に従って、バッファメモリ８に格納されたデコードデータの読出しを行っている。エラー訂正回路１０は、書き込みデコードデータ２１にエラーが見つかったときには、バッファメモリ８に格納されたデータに対して、メモリコントローラ９を介してエラーデータの訂正を行っている。

圧縮オーディオ再生回路１１は、読出し信号２３をメモリコントローラ９に出力し、バッファメモリ８からの読出しデータである読み出しデコードデータ２２を受け取っている。圧縮オーディオ再生回路１１は、圧縮オーディオデータをデコードした上で、オーディオデータとして出力する。なお、本実施形態では、圧縮オーディオ再生回路１１が
光ディスク回転制御情報生成回路７は、読出し信号２３と書込み信号２４とに応答して、光ディスク回転制御情報２５を生成している。光ディスク回転制御情報生成回路７は光ディスク回転制御情報２５をサーボ信号処理回路５に出力している。サーボ信号処理回路５は、その光ディスク回転制御情報２５に基づいて、スピンドル制御信号をスピンドルモータ２に出力している。スピンドルモータ２は、そのスピンドル制御信号に応答して光ディスク１の回転速度を制御している。

図３は、光ディスク回転制御情報生成回路７の構成を例示するブロック図である。光ディスク回転制御情報生成回路７は、第１カウンタ１２と、第２カウンタ１３と、位相差情報演算回路１４と、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５と、第１周回差情報演算回路１６と、加算演算回路１７とを含んで構成されている。光ディスク回転制御情報生成回路７に入力される書込み信号２４は、上述のデジタル復号処理回路６から供給されている。書込み信号２４は、デジタル復号処理回路６からメモリコントローラ９に出力されている。光ディスク回転制御情報生成回路７に入力される読出し信号２３は、圧縮オーディオ再生回路１１から供給されている。圧縮オーディオ再生回路１１は、読出し信号２３をメモリコントローラ９に出力している。

読出し信号２３は、第１カウンタ１２においてカウントされ、第１カウンタ１２は０から第１カウンタ最大値（Ｎ−１）までのカウントを行い、そのカウント値を第１カウンタ値ｎとする（Ｎはシステムに固有の定数）。第１カウンタ１２は、第１カウンタ１２は０から第１カウンタ最大値（Ｎ−１）までのカウントを一つのサイクルとする。第１カウント値ｎは、第１カウンタ最大値（Ｎ−１）の次のカウント状態は０に戻り、新たなサイクルでのカウントを継続する周回カウントを行い、第１カウンタ最大値（Ｎ−１）から０への変化においてパルス状のカウンタ周回信号を生成する。

書込み信号２４は、第２カウンタ１３においてカウントされ、第２カウンタ１３は０から第２カウンタ最大値（Ｍ−１）までのカウントを行い、そのカウント値を第２カウンタ値ｍとする（Ｍはシステムに固有の定数）。第２カウント値ｍは第２カウンタ最大値（Ｍ−１）の次のカウント状態は０に戻りカウントを継続する周回カウントを行い、第２カウンタ最大値（Ｍ−１）から０への変化においてパルス状のカウンタ周回信号を生成する。

第１カウンタ１２の第１カウント値ｎおよび第２カウンタ１３の第２カウント値ｍは位相差情報演算回路１４に入力される。位相差情報演算回路１４は、
位相差情報７２＝第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×ｎ−第１カウンタ最大値（Ｎ−１）×ｍ
なる演算を行い、位相差情報７２を出力する。

第１カウンタ１２の第１カウンタ周回信号、および、第２カウンタ１３の第２カウンタ周回信号は、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５に入力される。ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５は、第１カウンタ１２の第１カウンタ周回信号でインクリメントカウントし、第２カウンタ１３の第２カウンタ周回信号でデクリメントカウントする。ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５のカウンタ値は、第１周回差情報演算回路１６に入力される。第１周回差情報演算回路１６は、
周回差情報７３＝ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１×第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×第１カウンタ最大値（Ｎ−１）
なる演算を行い、周回差情報７３を加算演算回路１７出力する。加算演算回路１７は、位相差情報７２と周回差情報７３とに基づいて
光ディスク回転制御情報２５＝位相差情報７２＋周回差情報７３
なる演算を行い、光ディスク回転制御情報２５を出力する。

書き込みデコードデータ２１がＣＤ−ＲＯＭデータであり、メモリコントローラ９を介してバッファメモリ８に格納される際に、ＣＤ−ＲＯＭフォーマットのＳＹＮＣパターンを検出して９８×２４＝２３５２バイトをＣＤ−ＲＯＭデータの１セクタ長として認識する。

セクタデータのなかからｓｙｎｃパターン１２バイトを除いた２３４０バイトと、デジタル復号処理回路６においてディスクデータからＣＩＲＣ復号処理とは別途デジタル復号処理したサブコード情報などを合わせて２３６８バイトを１セクタのデータとしてバッファメモリ８に格納するものとする。

ＣＤ−ＲＯＭデータとしてバッファメモリ８に格納された圧縮オーディオデータは、圧縮オーディオ再生回路１１の読出し信号２３に従ってメモリコントローラ９を介してバッファメモリ８から読み出しデコードデータ２２として読み出されるが、ＣＤ−ＲＯＭエラー訂正回路１０でエラー訂正において使用されるパリティ部分は必要とされず、１セクタ当たり２０４８バイトが読み出しデコードデータ２２として圧縮オーディオ再生回路１１に読み出される。すなわち、実際のシステムにおいてバッファメモリ８に書き込みデコードデータ２１として書込み、読み出しデコードデータ２２として読出されるデータは、
１セクタ当たりの書込みデータ数２３６８バイト
１セクタ当たりの読出しデータ数２０４８バイト
であり。共通の公約数Ｌが存在するものとして、
２３６８（９４０Ｈ）＝Ｌ×Ｍ
２０４８（８００Ｈ）＝Ｌ×Ｎ
とすると、
Ｌ＝６４（４０Ｈ）
が求められ、
Ｍ＝３７（２５Ｈ）、Ｎ＝３２（２０Ｈ）
となる。

光ディスク回転制御情報生成回路７は、第１カウンタ１２の第１カウント値ｎと第２カウンタ１３の第２カウント値ｍとを、それぞれ最大値Ｎ−１、Ｍ−１で正規化して最大値を１に統一し、第１カウンタ値ｎ／第１カウンタ最大値（Ｎ−１）、第２カウンタ値ｍ／第２カウンタ最大値（Ｍ−１）の位相・周期が等しくなるように光ディスク１の回転制御を行う。

位相差＝第１カウンタ値ｎ／第１カウンタ最大値（Ｎ−１）−ｍ／第２カウンタ最大値（Ｍ−１）
（最大値：１）
として位相差を求めることができ、一方で第１カウンタ１２の第１カウント値ｎの周回でインクリメントカウント（＋１）、第２カウンタ１３の第２カウント値ｍの周回でデクリメントカウント（−１）を行うＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５の値として周回差を求めることができ、位相差と周回差の和が０となるようにディスクの回転制御を行う。

実際の回路においては、位相差にｍおよびｎの第２カウンタ最大値（Ｍ−１）、第１カウンタ最大値（Ｎ−１）の積第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×第１カウンタ最大値（Ｎ−１）を掛けて
位相差情報７２＝第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×ｎ−第１カウンタ最大値（Ｎ−１）×ｍ
最大値：第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×第１カウンタ最大値（Ｎ−１）、
最小値：−１×第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×第１カウンタ最大値（Ｎ−１）
とし、位相差情報演算回路１４においてこの位相差演算を行い、位相差情報７２を出力する。ここで、
定数Ｓ
＝第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×第１カウンタ最大値（Ｎ−１）
として位相差情報７２の最大値は１×Ｓ、最小値は−１×Ｓとなる。ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５のＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１にも第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×第１カウンタ最大値（Ｎ−１）＝Ｓを掛けて周回差情報７３とし、第１周回差情報演算回路１６においてこの周回差情報演算
周回差情報７３
＝ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１×第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×第１カウンタ最大値（Ｎ−１）
＝ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１×Ｓ
を行い周回差情報７３を出力する。位相差情報演算回路１４の出力である位相差情報７２と第１周回差情報演算回路１６の出力である周回差情報７３を加算演算回路１７により加算して光ディスク回転制御情報２５とする。

光ディスク回転制御情報２５＝位相差情報７２＋周回差情報７３
光ディスク回転制御情報２５が０となるように、即ちバッファメモリ８へのデータ書込みとデータ読出しの位相差、周回差の和が０となるように光ディスク１の回転制御が行われる。位相差情報７２、周回差情報７３、光ディスク回転制御情報２５の計算は任意の固定周期で行えばよく、一般にはサーボ信号処理におけるスピンドル制御信号の更新周期に等しいことが望ましい。

図４は、光ディスク回転制御情報生成回路７の動作を例示するタイミングチャートである。図４における横軸は、時間経過を示している。図４の（ａ）は、読出し信号２３による第１カウント値ｎと第２カウンタ最大値（Ｍ−１）Ｍ−１の積、および、書込み信号２４による第２カウント値ｍと第１カウンタ最大値（Ｎ−１）Ｎ−１の積の時間変化を例示している。図４の（ａ）には、読出し信号２３による第１カウント値ｎと書込み信号２４による第２カウント値ｍとが、異なるデータレートでインクリメントされた場合を例示している。

図４の（ａ）には、第１演算結果ａ１＝第２カウンタ最大値（Ｍ−１）×ｎ、第２演算結果ａ２＝第１カウンタ最大値（Ｎ−１）×ｍ とし、第１演算結果ａ１を点線、第２演算結果ａ２を実線で示している。図４の（ｂ）は、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１の時間変化を例示している。図４の（ｂ）には、第１演算結果ａ１、第２演算結果ａ２に対するＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５の出力が例示されている。図４の（ｃ）は、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１の時間変化を例示している。図４の（ｃ）に例示されている位相差情報７２は、位相差情報演算回路１４の出力であり、第１演算結果ａ１と第２演算結果ａ２の差を示している。

図４の（ｄ）は、周回差情報７３の時間変化を例示している。また、図４の（ｄ）は、光ディスク回転制御情報２５の時間変化を例示している。図４の（ｄ）に例示されている周回差情報７３は、図４の（ｂ）のＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１に対する第１周回差情報演算回路１６の出力である。図４の（ｄ）に例示されている光ディスク回転制御情報２５は、図４の（ｃ）の位相差情報７２と、周回差情報７３を加算した加算演算回路１７の出力である。上述の図４の（ａ）〜（ｄ）において、それらの時間軸は、共通となっている。

図４（ａ）において、第１演算結果ａ１、第２演算結果ａ２の傾きは読出し信号、書込み信号のデータレートを示している。はじめデータレートの関係が第１演算結果ａ１＞第２演算結果ａ２であるのが、途中から第１演算結果ａ１＜第２演算結果ａ２となっている。

データレートの関係が第１演算結果ａ１＞第２演算結果ａ２である場合、位相差情報７２は、第１演算結果ａ１−第２演算結果ａ２であるので右肩上がりの正の傾きを持ち、第１カウンタ１２の第１カウンタ周回信号が第２カウンタ１３の第２カウンタ周回信号よりも頻度が多い場合は、図４の（ｂ）のＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１はインクリメントする。

データレートの関係が第１演算結果ａ１＜第２演算結果ａ２である場合、図４の（ｃ）の位相差情報７２は、第１演算結果ａ１−第２演算結果ａ２であるので右肩下がりの負の傾きを持ち、第２カウンタ１３の第２カウンタ周回信号が第１カウンタ１２の第１カウンタ周回信号よりも頻度が多い場合は、図４の（ｂ）のＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１はデクリメントする。

データレートの関係が第１演算結果ａ１＞第２演算結果ａ２である場合、光ディスク回転制御情報２５は右肩上がりの正の傾きとなり、データレートの関係が第１演算結果ａ１＜第２演算結果ａ２である場合、光ディスク回転制御情報２５は右肩下がりの負の傾きとなる。

データレートの関係が第１演算結果ａ１＞第２演算結果ａ２の状態が続けば図４の（ｄ）の光ディスク回転制御情報２５は正の値に向かい、データレートの関係が第１演算結果ａ１＜第２演算結果ａ２の状態が続けば図４の（ｄ）の光ディスク回転制御情報２５は負の値に向かうと考えられる。即ち、読出し信号のデータレートが大きければ光ディスク回転制御情報２５は正の値が大きくなり、書込み信号のデータレートが大きければ光ディスク回転制御情報２５は負の値が大きくなる。

サーボ信号処理回路５からスピンドルモータ２に出力されるスピンドル制御信号は、スピンドル制御信号の値が０の時にはスピンドルモータ２は停止状態、スピンドル制御信号の値が大きいときにはそれに応じてスピンドルモータ２は高速で回転するものとする。

光ディスク回転制御情報生成回路７からの出力である光ディスク回転制御情報２５の値が０である場合、サーボ信号処理回路５からスピンドルモータ２に出力されるスピンドル制御信号は光ディスク１を一定速度で回転させるオフセットレベルを持つものとし、サーボ信号処理回路５では光ディスク回転制御情報２５の値をオフセットレベルに加算してスピンドル制御信号を出力する。

読出し信号のデータレートの方が大きい場合、光ディスク回転制御情報２５にはプラス符号の値が出力され、これを受けるサーボ信号処理回路５ではスピンドルモータ２をより高速回転させるスピンドル制御信号を出力することになる。

逆に書込み信号のデータレートの方が大きい場合、光ディスク回転制御情報２５にはマイナス符号の値が出力され、これを受けるサーボ信号処理回路５ではオフセットレベルを下回るスピンドル制御信号を出力することになり、スピンドルモータ２を低速回転させることになる。

書込み信号２４に対して読出し信号２３のデータレートが大きい場合、バッファメモリ８に蓄積されたデコードデータが読み出しデコードデータ２２として読出される頻度が大きく、バッファメモリ８に蓄積されたデコードデータは減り続けることになる。本実施形態においては、書込み信号２４に対して読出し信号２３のデータレートが大きい場合、データレートの関係が図４における第１演算結果ａ１＞第２演算結果ａ２であるので、光ディスク回転制御情報生成回路７の光ディスク回転制御情報２５は正の値に向かい、これを受けるサーボ信号処理回路５ではスピンドルモータ２をより高速回転させるスピンドル制御信号を出力することになる。

これにより光ディスク１の回転速度を増加させて書き込みデコードデータ２１である書込みデータ２１および書込み信号２４のデータレートを大きくする。すなわち、読出し信号２３に対して書込み信号２４のデータレートが小さい場合、光ディスク１の回転速度を増加させてバッファメモリ８に蓄積されたデコードデータが減り続けることを阻止する。

同様に、読出し信号２３に対して書込み信号２４のデータレートが大きい場合、バッファメモリ８に蓄積されたデコードデータは書き込みデコードデータ２１として書込まれる頻度が大きく、バッファメモリ８に蓄積されたデコードデータは増え続けることになる。

本実施形態においては、読出し信号２３に対して書込み信号２４のデータレートが大きい場合、データレートの関係が図４における第１演算結果ａ１＜第２演算結果ａ２である。したがって、光ディスク回転制御情報生成回路７の光ディスク回転制御情報２５は負の値に向かい、これを受けるサーボ信号処理回路５ではスピンドルモータ２をより低速回転させるスピンドル制御信号を出力することになる。これによって、光ディスク１の回転速度を減少させて書き込みデコードデータ２１である書込みデータ、および、書込み信号２４のデータレートを小さくする。すなわち、読出し信号２３に対して書込み信号２４のデータレートが大きい場合、光ディスク１の回転速度を減少させてバッファメモリ８に蓄積されたデコードデータが増え続けることを阻止する。

なお、図４においては、本実施形態の動作の理解が容易なように、位相差情報７２、周回差情報７３、光ディスク回転制御情報２５が連続した波形となって示されている。この波形は、本実施形態の光ディスク再生装置２０の動作を限定するものではない。これらは、光ディスク回転制御情報２５の更新タイミングにおいて演算を行うこと構成・動作を有するものであることが好ましい。

［第２実施形態］
以下に、本願発明の第２実施形態について説明を行う。図５は、本発明の第２実施形態の光ディスク回転制御情報生成回路７の構成を例示するブロック図である。第２実施形態の光ディスク回転制御情報生成回路７は、位相差情報演算を行うことなく光ディスク回転制御情報２５を生成している。図５を参照すると、第２実施形態の光ディスク回転制御情報生成回路７は、第１カウンタ１２と、第２カウンタ１３と、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５と、第２周回差情報演算回路１８とを含んで構成されている。

読出し信号２３は、第１実施形態と同様に、圧縮オーディオ再生回路１１からメモリコントローラ９に出力される信号である。メモリコントローラ９は、読出し信号２３に応答して、バッファメモリ８に格納されているデータを読み出しデコードデータ２２として出力し、圧縮オーディオ再生回路１１に供給する。

書込み信号２４は、第１の実施形態と同様に、デジタル復号処理回路６からメモリコントローラ９に出力される信号である。メモリコントローラ９は、書込み信号２４に応答して、デジタル復号処理回路６が出力する書き込みデコードデータ２１をバッファメモリ８に格納する。第１カウンタ１２、第２カウンタ１３、および、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５は、第１実施形態と、同様の構成・動作である。図５に示されているように、第１カウンタ１２の出力である第１カウンタ周回信号および第２カウンタ１３の出力である第２カウンタ周回信号はＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５に入力される。ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５の出力であるＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１は、第２周回差情報演算回路１８に入力される。第２周回差情報演算回路１８は、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１に基づいて光ディスク回転制御情報２５を出力している。第２実施形態の第２周回差情報演算回路１８は、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１に係数Ｐを乗算して光ディスク回転制御情報２５を生成する。

図６は、係数Ｐと条件との対応を例示するテーブル（以下、対応テーブル３１と呼ぶ）である。対応テーブル３１は、条件領域３２と係数領域３３とを含んで構成されている。係数Ｐは、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５の出力であるＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１によってＰ１、Ｐ２、Ｐ３の値を取る。なお、ここで、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係であるものとする。図６を参照すると、
−ＵＤ１＜ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１＜ＵＤ１
のとき、係数Ｐ＝Ｐ１である。また、
−ＵＤ２＜ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１≦−ＵＤ１
のとき、係数Ｐ＝Ｐ２である。また、
ＵＤ１≦ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１＜ＵＤ２
のとき、係数Ｐ＝Ｐ２である。また、
ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１≦−ＵＤ２
のとき、係数Ｐ＝Ｐ３である。また、
ＵＤ２≦ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１
のとき、係数Ｐ＝Ｐ３である。

図７は、第２実施形態における光ディスク回転制御情報２５−ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１特性を例示する図である。図７において、横軸はＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５の出力であるＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１であり、縦軸は光ディスク回転制御情報生成回路７の出力である光ディスク回転制御情報２５である。

ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１の絶対値が大きい場合、即ちバッファメモリ８への書込みと読出しの周回差が大きい場合には、バッファメモリ８上のデータ量が所定量よりも大きく変動しバッファがオーバーフロー、あるいはアンダーフローする危険があると言える。第２実施形態の光ディスク回転制御情報生成回路７は、このときに係数Ｐの値を大きく取って光ディスク回転制御情報２５の変化量を大きくして光ディスク回転制御の補正量を大きくし、この危険を回避している。

ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１の絶対値が小さい場合、即ちバッファメモリ８上のデータ量の変動が小さい場合には、第２実施形態の光ディスク回転制御情報生成回路７は、係数Ｐを小さくして光ディスク回転制御情報２５の変化量を小さくして光ディスク回転制御の補正量を小さくする。これにより光ディスク１の回転変動も小さくなり、ＰＬＬで生成するビットクロックのジッタが小さくなり、復号処理におけるエラーレートが低減される。

バッファメモリ８上のデータ量の変動に対するゲインを一定でないものとし、データ量の変動が大きい場合にはゲインを大きくしてバッファのオーバーフロー・アンダーフローフローの危険から早急に脱し、データ量の変動が小さい場合にはゲインを小さくして光ディスク１の回転変動を小さくし、復号処理におけるエラーレートを低減する。

光ディスク回転制御情報２５の更新周期が第１カウンタ１２と第２カウンタ１３の周回周期に対して十分に大きく、光ディスク回転制御情報２５において位相差情報の寄与が小さく周回差情報が支配的である場合に、第２実施形態の構成を適用することが好ましい。また、第２実施形態のＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５の値によって変化する係数Ｐによる周回差情報演算を、第１実施形態においても使用してもよい。なお、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ１５の値によって変化する係数Ｐの取り方はＰ１，Ｐ２，Ｐ３のみに限定されるものではない。

また、上述の複数の実施形態において、位相差情報７２と周回差情報７３を更新するタイミングは、書込み信号２４および読出し信号２３が発生したときでも良いし、第１カウンタ１２および第２カウンタ１３の周回信号が発生したときでも良い。

［比較例］
圧縮オーディオデータの個別の楽曲データ毎に圧縮率が既知である場合はＣＤデコード、ＣＤ−ＲＯＭデコード、圧縮オーディオデータデコードにおけるデコードデータのデータレートを知ることができるが、圧縮オーディオデータには一つの圧縮オーディオデータの中でもデータ圧縮率が固定でなく変化する可変ビットレート方式があり、変動するデコードデータレートには公知例は対応できない。

また、光ディスク読出しの線速度があらかじめ与えられるとした場合の従来の技術について説明を行う。情報記録ディスク１０３から情報記録ディスク読出し装置１０８によって読み出されたデータは、ディスクの回転変動の影響を受ける。そのため、固定クロックではそのまま取り込むことができない。一般には、ＰＬＬ回路によってデータに位相同期したビットクロックを生成し、ビットクロックによってデータを同期化し、デジタルデータとしてデコード処理を行う。公知例の情報記録ディスク読出し装置１０８にも読出しデータに位相同期したビットクロックを生成するためのＰＬＬ回路が含まれるものと考えられる。

従来技術においては、情報記録ディスク１０３の回転の切り替えが、ホストコンピュータ１０１への転送レートに応じた回転速度Ｒｃと、バッファ１０６に一定以上のデータが蓄積されていた場合やデコード処理においてエラーが既定値以上であった場合の低速の回転速度Ｒｃ／Ｎ（例えばＮ＝２、Ｎは任意の固定値）を持つ。

しかし、２値的な回転速度切り替えにおいては、回転速度の切り替えにおける速度差が大きい場合、回転速度が大きく変動している間、ビットクロックを生成するＰＬＬ回路の読出し信号に対する位相同期状態が保てず正規のクロック生成ができずにデータのエラーレートが大きくなる可能性がある。また、再生速度を監視する時間間隔が大きい場合、デコード処理を行っている間にバッファメモリがオーバーフロー、アンダーフローを起こす可能性がある。また、従来技術では、ディスク回転制御における線速度監視、回転速度設定をマイクロプロセッサの処理としており、マイクロプロセッサの負担を軽減することがこうなんである。

図１は、従来の情報記録ディスク再生措置の構成を示すブロック図である。 図２は、本実施形態の光ディスク再生装置２０の構成を例示するブロック図である。 図３は、第１実施形態の光ディスク回転制御情報生成回路７の構成を例示するブロック図である。 図４は、光ディスク回転制御情報生成回路７の動作を例示するタイミングチャートである。 図５は、第２実施形態の光ディスク回転制御情報生成回路７の構成を例示するブロック図である。 図６は、係数Ｐと条件との対応を例示するテーブルである。 図７は、第２実施形態の光ディスク回転制御情報２５−ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値７１特性を例示する図である。

符号の説明

１…光ディスク
２…スピンドルモータ
３…光学ピックアップ
４…ＲＦアンプ
５…サーボ信号処理回路
６…デジタル復号処理回路
７…光ディスク回転制御情報生成回路
８…バッファメモリ
９…メモリコントローラ
１０…エラー訂正回路
１１…圧縮オーディオ再生回路
１２…第１カウンタ
１３…第２カウンタ
１４…位相差情報演算回路
１５…ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ
１６…第１周回差情報演算回路
１７…加算演算回路
１８…第２周回差情報演算回路
２０…光ディスク再生装置
２１…書き込みデコードデータ
２２…読み出しデコードデータ
２３…読出し信号
２４…書込み信号
２５…光ディスク回転制御情報
３１…対応テーブル
３２…条件領域
３３…係数領域
７１…ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ値
７２…位相差情報
７３…周回差情報
ａ１…第１演算結果
ａ２…第２演算結果
ｎ…第１カウンタ値
ｍ…第２カウンタ値
Ｎ−１…第１カウンタ最大値（Ｎ−１）
Ｍ−１…第２カウンタ最大値（Ｍ−１）
１０１…ホストコンピュータ
１０２…ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
１０３…情報記録ディスク
１０４…マイクロプロセッサ
１０５…ＲＯＭ
１０６…バッファ
１０７…再生速度制御部
１０８…情報記録ディスク読出し装置
１０９…デコーダ
１１０…ＲＡＭ

Claims (4)

1. 光ディスクから読み出した変調データを復調した復調データを生成し、前記復調データをバッファメモリに供給する復号処理回路と、
   前記バッファメモリから読み出された前記復調データを出力用データに変換するデータ処理回路と、
   前記光ディスクの回転数を制御する光ディスク回転制御回路と
   を具備し、
   前記復号処理回路は、
   前記復調データを前記バッファメモリに書き込むための書き込み信号を出力し、前記書き込み信号の頻度は前記復調データを書き込むときのデータレートに対応し、
   前記データ処理回路は、
   前記バッファメモリから前記復調データを読み出すための読み出し信号を出力し、前記読み出し信号の頻度は前記復調データを読み出すときのデータレートに対応し、
   前記光ディスク回転制御回路は、
   前記書き込み信号をカウントアップして前記書き込み信号の頻度を示す第１カウンタ値を出力する第１カウンタと、
   前記読み出し信号をカウントアップして前記読み出し信号の頻度を示す第２カウンタ値を出力する第２カウンタと、
   前記第１カウンタ値と前記第２カウンタ値との各々に、予め定められた定数を乗算した後、前記乗算の結果の差分を算出する位相差情報演算回路と、
   前記第１カウンタのサイクル数と前記第２カウンタのサイクル数とに基づいて第３カウンタ値を出力するＵＰ−ＤＯＷＮカウンタと、
   前記第３カウンタ値に基づいて前記第１カウンタのサイクル数と前記第２カウンタのサイクル数の差を算出する周回差情報演算回路と
   を具備し、
   前記位相差情報演算回路の出力と前記周回差情報演算回路の出力との和に基づいて、前記光ディスクの回転数を制御する
   光ディスク再生装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク再生装置において、
   前記第１カウンタは、前記第１カウント値が、予め定められた最大カウント値に達したときに、初期カウント値からカウントを再開し、その再開した回数を示す第１サイクル数を前記ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタに供給し、
   前記第２カウンタは、前記第２カウント値が最大カウント値に達したときに、初期カウント値からカウントを再開し、その再開した回数を示す第２サイクル数を前記ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタに供給し、
   前記ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタは、
   前記第１サイクル数に応答して、前記第３カウント値に所定の値を加算した新たな第３カウンタ値を生成し、前記第２サイクル数に応答して、前記第３カウンタ値に所定の値を減算した新たな第３カウント値を生成する
   光ディスク再生装置。
3. 光ディスクから読み出した変調データを復調した復調データを生成し、前記復調データをバッファメモリに供給する復号処理回路と、前記バッファメモリから読み出された前記復調データを出力用データに変換するデータ処理回路と前記光ディスクの回転数を制御する光ディスク回転制御回路とを具備する光ディスク再生装置の動作方法であって、
   （ａ）前記復号処理回路が、前記復調データを前記バッファメモリに書き込むための書き込み信号を出力するステップと、前記書き込み信号の頻度は前記復調データを書き込むときのデータレートを示し、
   （ｂ）前記データ処理回路が、前記バッファメモリから前記復調データを読み出すための読み出し信号を出力するステップと、前記読み出し信号の頻度は前記復調データを読み出すときのデータレートを示し、
   （ｃ）前記光ディスク回転制御回路が、前記書き込み信号と前記読み出し信号とに基づいて前記光ディスクの回転数を制御するステップと
   を具備し、
   前記（ｃ）ステップは、
   前記書き込み信号をカウントアップして前記書き込み信号の頻度に対応する第１カウンタ値をカウントする第１カウンタ値カウントステップと、
   前記読み出し信号をカウントアップして前記読み出し信号の頻度に対応する第２カウンタ値をカウントする第２カウンタ値カウントステップと、
   前記第１カウンタ値と前記第２カウンタ値との差を算出するカウンタ差算出ステップと、
   前記第１カウンタのサイクル数と前記第２カウンタのサイクル数とに基づいて第３カウンタ値をカウントする第３カウンタ値カウントステップと、
   前記第３カウンタ値に基づいて前記第１カウンタのサイクル数と前記第２カウンタのサイクル数の差を算出するサイクル差算出ステップと
   を含み、
   前記第３カウンタ値と前記サイクル数の差との和に基づいて、前記光ディスクの回転数を制御する
   光ディスク再生装置の動作方法。
4. 請求項３に記載の光ディスク再生装置の動作方法において、
   第１カウンタ値カウントステップは、
   前記第１カウント値が最大カウント値に達したときに、初期カウント値からカウントを再開し、その再開した回数を示す第１サイクル数を供給するステップを含み、
   前記第２カウンタ値カウントステップは、
   前記第２カウント値が最大カウント値に達したときに、初期カウント値からカウントを再開し、その再開した回数を示す第２サイクル数を供給するステップを含み、
   前記第３カウンタ値カウントステップは、
   前記第１サイクル数に応答して、前記第３カウント値に所定の値を加算した新たな第３カウンタ値を生成し、前記第２サイクル数に応答して、前記第３カウンタ値に所定の値を減算した新たな第３カウント値を生成するステップを含む
   光ディスク再生装置の動作方法。

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