JPH1153830A - ディスク再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディスク再生装置のメカ性能を十分に引き出し
つつ、データ再生速度の高速化が可能であり、かつアク
セス時間が短縮化されたディスク再生装置を提供する。 【解決手段】ディスクを回転させる回転駆動手段として
のスピンドルモータ２、とディスク１に記憶されたデー
タを読み取る読取手段としてのピックアップ３と、ピッ
クアップ３をディスク１に形成されたトラックに追従さ
せるトラッキングサーボ手段と、スピンドルモータ２回
転速度制御を行い、ディスク１の当該ディスク１の回転
速度に応じてトラッキングサーボ系が不安定になる領域
においては、トラッキングサーボ系が安定となる回転速
度以下でディスク１を回転させる回転速度制御手段とし
てのコントローラ２０とを有するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）やＭＤ（ミニディスク）と称されるディジタ
ル・オーディオ・ディスクやＣＤ−ＲＯＭ（Read Only
Memory) 等の情報記録ディスク（以下、単にディスクと
称する。）を再生するディスクプレーヤ等のディスク再
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＤ−ＲＯＭの市場はより高速再
生化へ進んでおり、ディスク再生装置は、通常の１倍速
からより高速再生を実現する超高速のｎ倍速、たとえば
１６倍速や２４倍速等に対応可能なものが実用に供され
ている。

【０００３】このようなディスク再生装置の再生速度の
高速化には、ディスクの回転速度を高回転化してもディ
スク再生装置に機械的振動が発生しないようなメカ系の
改良や信号処理系のプレアビリティーの改良が必要であ
る。例えば、最近では、ディスクの最内周で１２倍速の
再生速度に相当するディスクの回転駆動が可能なディス
ク再生装置のメカ系では、振動問題、プレアビリティー
問題が克服され、さらにディスクの高速回転が可能にな
りつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディスクの
駆動方法として、一定の線速度でディスクを回転させて
再生するいわゆるＣＬＶ（Constant linear Velocity)
方式やディスクの再生位置（半径）に関わらずディスク
を回転速度一定で駆動して再生するいわゆるＣＡＶ方式
（Constant Angular Velocity)方式などが知られてい
る。ＣＬＶ方式によってディスクを駆動する場合には、
ディスクの再生位置が最内周においてメカ系の性能の範
囲内で可能な限り高速に回転させても、再生位置がディ
スクの外周側に向かうにしたがってディスクの回転速度
を低下させる必要があるため、ディスクの外周側ではメ
カ系の性能を十分に生かすことができないという不利益
がある。

【０００５】また、ＣＬＶ方式では、例えば、再生位置
をディスクの最内周から最外周または最外周から最内周
に移動させるような場合に、最内周における再生中の回
転速度と最外周における再生中の回転速度とは大きく異
なるため、再生位置を移動した際にディスクの回転速度
が再生可能な線速度に達するまで長時間を要することに
なり、再生位置を移動して再生可能になるのに要するア
クセス時間が長くなるという不利益もある。一方、ＣＡ
Ｖ方式によってディスクを駆動する場合には、ディスク
の再生位置の半径が大きくなるにしたがって線速度は比
例的に増加し、ディスクの最外周における線速度は、最
内周の線速度の例えば約２．５倍となる。このため、最
外周における線速度がディスク再生装置の有する信号処
理能力を越える速度の場合には、ディスクの回転速度を
全体的に低下させる必要があり、ディスク再生装置のメ
カ系の許す回転速度まで、回転速度を高速化することが
できない。

【０００６】また、上記ＣＬＶ方式およびＣＡＶ方式に
よるディスクの駆動に関わらず、ディスクの回転速度が
高速化されていくと、ディスクの内周側に向かうほど、
トラッキングサーボが不安定になりやすく、少しのショ
ックでサーボが外れてしまいやすくなるという不利益も
存在する。これは、ディスクの内周側に向かうほどディ
スクに形成されたトラックの曲率半径が小さくなり、レ
ーザピックアップをトラックに安定的に追従させるのが
困難になるためである。このトラッキングサーボの不安
定に対する対策としては、例えば、トラッキングサーボ
のサーボゲインを大きくし、トラックに対する追従性を
良くすると、レーザピックアップがディスクに存在する
キズにも追従しやすくなり、異なる問題が生じるため、
単にサーボゲインを大きくすることは困難であった。

【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであって、ディスク再生装置のメカ性能を十分に引き
出しつつ、データ再生速度の高速化が可能であり、かつ
アクセス時間が短縮化された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】本発明は、ディスクを回
転させる回転駆動手段と、前記ディスクに記憶されたデ
ータを読み取る読取手段と、前記読取手段をディスクに
形成されたトラックに追従させるトラッキングサーボ手
段と、前記回転駆動手段の回転速度制御を行い、前記デ
ィスクの回転速度に応じてトラッキングサーボが不安定
になる領域においては、トラッキングサーボが安定とな
る回転速度以下で前記ディスクを回転させる回転速度制
御手段とを有する。

【０００９】本発明では、回転駆動手段によってディス
クを回転し、ディスクに記憶されたデータを読取手段に
よって読み取り、これを再生する際に、ディスクの回転
速度に起因してトラッキングサーボが不安定になる場合
には、回転速度制御手段トラッキングサーボが安定とな
る回転速度以下で前記ディスクを回転させる。これによ
り、トラッキングサーボゲインを上げることなくトラッ
キングサーボが不安定になるのを避けることができる。

【００１０】また、本発明は、好ましくは、前記回転速
度制御手段は、トラッキングサーボが安定する安定領域
では、前記ディスクを所定の回転速度で回転させる。こ
のとき、前記所定の回転速度は、好ましくは、ディスク
再生装置の許容する最大回転速度である。すなわち、ト
ラッキングサーボが不安定とならない安定領域では、メ
カ系の許容する最大回転速度でＣＡＶ方式による再生す
ることにより、高速再生が実現され、トラッキングサー
ボが不安定となる領域のみ回転速度を低下させてトラッ
キングサーボを安定化させることにより、メカの性能を
十分に引き出すことができる。

【００１１】また、本発明は、好ましくは、前記回転速
度制御手段は、再生位置における線速度が前記読取信号
を処理可能な最大線速度を越える所定の領域では、再生
位置における線速度が前記最大線速度内に収まり、かつ
一定となるように前記ディスクの回転速度を制御する。
すなわち、ディスク内周側におけるトラッキングサーボ
が不安定となる領域では、ディスクの回転速度を安定と
なるまで低下させ、トラッキングサーボが不安定となら
ない安定領域では、メカ系の許容する最大回転速度でＣ
ＡＶ方式による再生し、ディスクの外周側における線速
度が処理可能な最大線速度を越える領域ではＣＬＶ方式
による再生を行う。これにより、信号処理系の許容する
最大線速度を越える領域についてのみＣＬＶ方式による
回転制御を行うことにより、ＣＡＶ方式による回転制御
領域の回転速度からの回転速度の低下を最小限に抑える
ことができ、トラッキングサーボが不安定となるのを防
ぎつつメカの性能を十分に引き出すことができることか
ら、さらなる高速再生が実現される。

【００１２】

【発明の実施の形態】ディスクの説明 図１は、本発明に係るディスク再生装置によって回転駆
動されるディスクの構造の一例を示す説明図である。デ
ィスク１は、例えば、一般的な規格のＣＤ−ＲＯＭであ
り、半径Ｄ（例えば、回転中心から約２３ｍｍ）の位置
に、最内周のトラックが形成されている。この最内周の
トラック形成領域には、ＴＯＣ（Table Of Contents)エ
リアが配置されており、ここにはディスクに記録されて
いるソフトの位置等に情報が記録されている。また、デ
ィスク最外周の半径Ｄmax(例えば、回転中心から５８ｍ
ｍ）の位置には、最外周のトラックが形成されている。
さらに、ディスク１には、トラックと隣接トラックのピ
ッチ間のトラックピッチδ（例えば、約１．６μｍ）で
トラックが形成されている。ここで、ディスク１に含ま
れる総トラック数Ｎは、次式（１）により、２１８７５
本となる。

【００１３】

【数１】 Ｎ＝（Ｄｍａｘ−Ｄ）／δ ・・・（１）

【００１４】また、ディスク１に含まれる総トラック長
Ｌは、次式（２）により、５５６４ｍとなる。

【００１５】

【数２】 但し、Σは、ｎを０からＮに変えてのサンメンションを
表す。また、式（１）より、１＜＜Ｎであるため、式
（２）では、Σｎ（＝Ｎ（Ｎ−１）／２）をＮ²／２に
近似している。

【００１６】さらに、ディスク１には、例えば、ＣＬＶ
方式により、データレートを一定としてデータが記憶さ
れているものとすると、１倍速のＣＬＶ方式で再生した
時の線速度ｖを約１．２５ｍ／ｓとすると、１倍速での
ディスク再生時間Ｔは、次式（３）により、７４．２分
となる。

【００１７】

【数３】Ｔ＝Ｌ／ｖ ・・・（３）

【００１８】ディスク再生装置の説明 次に、本発明が適用され、上述したディスク１を再生す
るディスク再生装置の一例について説明する。図２は、
本発明が適用されるディスク再生装置の一構成例を示す
説明図である。図２において、ＣＤまたはＣＤ−ＲＯＭ
等のディスク１はスピンドルモータ２によって回転駆動
され、その記録情報は光学式ピックアップ（以下、単に
ピックアップと称する）３によって読み取られる。ピッ
クアップ３は、レーザダイオード４、このレーザダイオ
ード４から発せられるレーザ光ビームをディスク１の信
号記録面上に情報読取用光スポットとして集束させる対
物レンズ５、ディスク１からの反射光ビームの進行方向
を変える偏光ビームスプリッタ６、この反射光ビームを
受光するフォトディテクタ７等によって構成され、スレ
ッド送りモータ（図示せず）を駆動源としてディスク半
径方向において移動自在に設けられている。ピックアッ
プ３にはさらに、図示しないが、ディスク１の記録トラ
ックに対して情報読取用光スポットをディスク半径方向
において移動させるトラッキングアクチュエータと、対
物レンズ５のその光軸方向において移動させるフォーカ
スアクチュエータとが内蔵されている。

【００１９】このピックアップ３の出力信号は、Ｉ（電
流）／Ｖ（電圧）アンプ８で電流信号から電圧信号に変
換され、さらにＲＦイコライズ回路９で波形整形された
後、ＰＬＬアシンメトリ補正回路１１および光学系サー
ボ信号処理回路２２に供給される。

【００２０】ＰＬＬアシンメトリ補正回路１１において
は、アシンメトリ(asymmetry) の補正が行われ、２値の
ＥＦＭ信号が得られるとともに、この２値信号のエッジ
に基づいてＰＬＬの構成によって連続したクロックパル
スが生成される。ここで、アシンメトリとは、ＲＦ信号
のアイパターンの中心が振幅の中心からずれる状態をい
う。

【００２１】一方、光学系サーボ信号処理回路２２は、
ピックアップ３の動作に関連する各サーボ系、すなわち
情報読取用光スポットをディスク１の記録トラックに追
従させるためのトラッキングサーボ系、当該光スポット
をディスク１の信号面上に常に集束させるためのフォー
カスサーボ系及びピックアップ３のディスク半径方向に
おける位置制御をなすためのスレッドサーボ系を制御す
るための回路であり、３ビーム法等の周知の検出方法に
よって検出したトラッキングエラー信号をトラッキング
アクチュエータに、非点収差法等の周知の検出方法によ
って検出したフォーカスエラー信号をフォーカスアクチ
ュエータに、例えばトラッキングエラー信号を積分する
ことによって得たエラー信号をスレッド送りモータにそ
れぞれ供給する構成となっている。

【００２２】次に、ＰＬＬアシンメトリ補正回路１１か
らＥＦＭ信号は、ＥＦＭ復調回路１２において復調さ
れ、復調データ及びエラー訂正・検出用のパリティにな
るとともに、フレーム同期信号のすぐ後ろに入っている
サブコードが復調される。このサブコードは、サブコー
ド処理回路１３を経てコントローラ２０に入力される。
コントローラ２０は、ＣＰＵ等によって構成されてい
る。ＥＦＭ復調後のデータは一旦ＲＡＭ１４に格納さ
れ、エラー訂正回路１５によってエラー訂正・検出用の
パリティに基づいてエラー訂正が行われる。エラー訂正
後のデータは、デ・インターリーブ回路１６にてＣＩＲ
Ｃ(Cross Interleave Reed-Solomon Code)のインターリ
ーブが解かれ、ＣＤ−ＲＯＭ再生時には、ＣＤ−ＲＯＭ
データとして、ＣＤ再生時には、Ｌ／Ｒｃｈのオーディ
オデータとして出力される。

【００２３】ここで、スピンドル・サーボ信号処理回路
１８は、デ・インターリーブ回路１６から出力される信
号のうち、ディスク１からの再生フレーム同期信号に基
づいてスピンドルモータ２の回転速度（以下、単にスピ
ンドル回転速度と称する）の目標回転速度に対する速度
差を検出し、この速度差に応じたサーボエラー信号を出
力する回路である。

【００２４】そして、スピンドル・サーボ信号処理回路
１８からのサーボエラー信号は、ＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）２３を介してＶＣＯ（電圧制御発振器）２４に、
その制御信号として供給される。ＶＣＯ２４は、ＬＰＦ
２３からのサーボエラー信号を０にする周波数が可変の
可変クロックＶＣＯＣＫを、切換スイッチ２５の一方の
入力端子ｘ、速度検出器３２および１／Ｍ分周器２７に
それぞれ出力する。

【００２５】切換スイッチ２５は、一方の入力端子ｘに
入力されるＶＣＯ２４の可変クロックＶＣＯＣＫと、他
方の入力端子ｙに入力されるクリスタル発振器２６で発
生される、例えば１６．９３４４ＭＨｚ（４４．１ｋＨ
ｚ×３８４）の固定クロックＣＫとを選択的に切り換え
てクロック発生器１７に供給するスイッチである。切換
スイッチ２５の切換は、コントローラ２０からの切り換
え制御信号によって行われる。

【００２６】クロック発生器１７は、切換スイッチ２５
の入力端子ｙが選択されてクリスタル発振器２６の固定
クロックＣＫが供給されたときは、固定周波数のシステ
ムクロックを発生する。また、クロック発生器１７は、
切換スイッチ２５の入力端子ｘが選択されて、ＶＣＯ２
４の可変クロックＶＣＯＣＫが供給されたときは、可変
クロックＶＣＯＣＫに応じて周波数が可変なシステムク
ロックを発生する。したがって、切換スイッチ２５の入
力端子ｘが選択された場合には、ディスク１の回転に追
従してシステムクロックが変化するので、ディスク１の
回転に追従して各処理回路が動作する。

【００２７】また、ＶＣＯ２４の可変クロックＶＣＯＣ
Ｋは、１／Ｍ分周器２７で１／Ｍに分周されて位相比較
器２８の一入力となる。一方、クリスタル発振器２６の
固定クロックＣＫは、１／Ｎ分周器２９で１／Ｎに分周
されて基準クロックとして位相比較器２８の他入力とな
る。分周値Ｍ，Ｎは共に任意の値をとり得る変数であ
り、コントローラ２０によって、適当な値に設定され
る。分周値Ｍ，Ｎの設定および変更は、コントローラ２
０からの１／Ｍ分周器２７および１／Ｎ分周器２９への
制御信号によって行われる。

【００２８】位相比較器２８は、１／Ｍ分周器２７の分
周出力と１／Ｎ分周器２９の分周出力との位相差を検出
し、この位相差に応じた位相差信号を出力する。この位
相差信号は、ＬＰＦ３０を介してスピンドル２の駆動信
号としてスピンドルドライバ３１に供給される。

【００２９】上記の構成において、固定クロックＣＫお
よび可変クロックＶＣＯＣＫの周波数を、それぞれＦｃ
およびＦｖとすると、ＶＣＯ２４は、Ｆｃ／Ｎ＝Ｆｖ／
Ｍを成立させる周波数の可変クロックＶＣＯＣＫを出力
する。さらに、ＶＣＯ２４の可変クロックＶＣＯＣＫ
は、ディスク１からのデータの再生レートに同期するこ
とから、所定期間におけるＶＣＯ２４の可変クロックＶ
ＣＯＣＫのクロック数は、ピックアップ３がディスク１
にアクセスしている位置における線速度に対応する。こ
のことから、切換スイッチ２５の入力端子ｘを選択し、
上記の１／Ｍ分周器２７および１／Ｎ分周器２９の分周
値をコントローラ２０からの制御信号によって逐次設定
することにより、ピックアップ３がディスク１にアクセ
スしている位置での線速度を制御することができるとと
もに、この線速度においてデータを再生することができ
る。また、ディスク１の回転制御は、線速度一定で駆動
するのではなく回転速度を一定で駆動する場合でも、最
終的に線速度に変換して上記の１／Ｍ分周器２７および
１／Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，Ｎをコントローラ２０か
らの制御信号によって逐次設定することによって行う。

【００３０】速度検出器の説明 上記したように、ＶＣＯ２４の可変クロックＶＣＯＣＫ
は、速度検出器３２にも供給される。速度検出器３２
は、ＰＬＬがロックしている場合に、ディスク１の線速
度がＶＣＯ２４の出力信号ＶＣＯＣＫの発振周波数によ
り決定されることから、出力信号ＶＣＯＣＫに基づいて
線速度を検出するものである。また、速度検出器３２に
は、可変クロックＶＣＯＣＫに加えてクリスタル発振器
２６の出力クロックＸＴＡＬの周波数を１／Ｌ分周した
信号ＸＴＷが供給される。一方、速度検出器３２により
検出された線速度を読み出す時に、コントローラ２０は
速度検出器３２に対して信号ＭＣＵＬＤおよび信号ＭＣ
ＵＣＫを出力し、これらの信号ＭＣＵＬＤ，ＭＣＵＣ
Ｋ，ＸＴＷおよびＶＣＯＣＫに基づいて線速度データＭ
ＣＵＤＴが生成され、コントローラ２０に出力される。

【００３１】ここで、図３はディスク１の線速度を求め
るための速度検出器３２を構成する回路の一例を示すブ
ロック図で、図４は図３の速度検出器３２のタイミング
チャートを示している。速度検出器３２は、図３に示す
ように、フリップフロップ３２０１〜３２０６、排他的
論理和ゲート３２０７、アンドゲート３２０８，３２０
９、ｎビットカウンタ３２１０、ｎビットレジスタ３２
１２、ナンドゲート３２１１、Ｐ／Ｓレジスタ３２１３
により構成されている。

【００３２】ここで、分周器２７および２９の設定値を
１／Ｍ＝１／Ｎ＝１とし、クリスタル発振器２６の出力
クロックＸＴＡＬの発振周波数を１６．９３４４ＭＨｚ
とした場合、スピンドル２が１倍速再生をしている時は
ＶＣＯ２４の発振周波数はクリスタル発振器２６の出力
クロックＸＴＡＬと同じ１６．９３４４ＭＨｚとなる。
また、Ｍ＝２，Ｎ＝１として２倍速再生を行うと、スピ
ンドルは２倍の速度で回転し、ＶＣＯ２４の発振周波数
も２倍の３３．８６８８ＭＨｚとなる。すなわち、ＶＣ
Ｏ２４の発振周波数がクリスタル発振器２６の出力クロ
ックＸＴＡＬの何倍になっているかがわかれば線速度が
求まる。

【００３３】図３の回路は、この原理に従いＶＣＯ２４
の発振周波数を計測するものであり、入力信号ＸＴＷは
ＸＴＡＬ系のクロックＣＫ１を１／Ｌに分周した信号
で、図４のタイミングチャート例ではＬ＝１４としてあ
る。この信号ＸＴＷの変化点から次の変化点までが周波
数を計測する期間になる。つまり、ＬＤ１信号の区間を
ＶＣＯの発振周波数ＶＣＯＣＫでカウントする。タイミ
ングチャートにおいては、この区間にＶＣＯＣＫが１４
個（Ｄ：Ｈｅｘ）含まれており、このことからスピンド
ルは２倍速で回転していることがわかる。このカウント
値はＬＤ１のタイミングでｎビットレジスタ３２１２に
ロードされ、計測は終了する。

【００３４】そして、上記の計測結果を読み出す手段が
Ｐ／Ｓレジスタ３２１３とＰ／Ｓレジスタ３２１３のデ
ータをコントローラ２０にロードするためのＦＦ回路３
２３０である。読み出す際には、コントローラ２０から
ＭＣＵＬＤ信号を入力する。これによりＬＤ２信号が発
生され、データがＰ／Ｓレジスタ３２１３にロードされ
る。次に、このＰ／Ｓレジスタ３２１３からロードされ
たデータをＭＣＵＤＴ端子にシフトアウトするためにＭ
ＣＵＣＫ信号をコントローラ２０から入力する。これに
よりクロック信号ＣＫ２が発生され、Ｐ／Ｓレジスタ３
２１３に入力される。この結果、コントローラ２０にＭ
ＣＵＤＴ端子から線速度データＭＣＵＤＴが出力される
ことになる。

【００３５】以上のように、速度検出器３２によって実
際の線速度を検出することにより、コントローラ２０
は、１／Ｍ分周器２７および１／Ｎ分周器２９の分周値
を逐次設定することによってピックアップ３がディスク
１にアクセスしている位置での線速度を制御する際に、
制御された当該線速度が所望の値になっているか否を速
度検出器３２から得られた線速度から確認することがで
きる。

【００３６】ディスク駆動方式の説明 次に、本発明の実施形態について説明する前に、上記構
成のディスク再生装置のディスク１のＣＬＶ方式および
ＣＡＶ方式による駆動について説明する。

【００３７】ＣＬＶ方式 ＣＬＶ方式では、例えば、ディスク１の最内周から最外
周までを線速度一定となるようにディスク１を回転させ
る。例えば、ディスク１を通常の線速度の８倍速で常に
読み出した場合には、ＣＬＶ方式による再生となり、回
転速度は図５に示す曲線Ａのようにになる。すなわち、
最内周読み出しでは約４０００ｒｐｍでディスク１は回
転し、その時の線速度は１．２５ｍ／ｓの８倍となる。
読み出し位置が外周に向かうにつれ回転数は半径に反比
例して低下し、最外周では約１６００ｒｐｍになる。こ
の間の線速度は半径に関係なく一定である。ディスク１
を８倍速再生する場合には、ディスク再生装置では、コ
ントローラ２０によって、１／Ｍ分周器２７および１／
Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，Ｎの比（Ｍ／Ｎ）を８に設定
することにより、上記のＣＬＶ方式による再生が可能に
なる。

【００３８】ＣＡＶ方式 ＣＡＶ方式は、ディスク１の回転速度をピックアップ３
の再生位置に関係なく一定にする。上述したように、デ
ィスク再生装置の回転速度を制御するためには、所望の
回転速度を対応する線速度に変換し、１／Ｍ分周器２７
および１／Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，Ｎを設定すること
が必要となる。ＣＡＶ方式では、ディスク１の回転速度
が既知であり、ピックアップ３による再生位置における
半径が決定されれば、線速度を決定することができる。

【００３９】再生位置における半径は、ディスク１に記
憶されたサブコードを用いて求めることができる。すな
わち、ＣＤでは、データがＬ／Ｒチャネルのそれぞれ６
標本を１フレームの単位にまとめられて記憶されてお
り、それぞれのフレーム毎にサブコードとして絶対時間
情報が連続して付けられている。つまり、この絶対時間
情報は、ディスク１を再生した時にディスク１の最初か
ら１倍速の線速度で読みだした時の時間を表す。したが
って、ディスク１に記憶された任意のデータにおける絶
対時間に基づいて、当該データのディスク１に記録され
ている位置の半径を求めることができる。

【００４０】例えば、図５における直線Ｂで示すよう
に、ディスク１をその最内周において、８倍速で再生
し、最外周に向けてＣＡＶ方式で再生すると、最外周に
おける線速度Ｖは、次式（４）から２５．２２ｍ／ｓｅ
ｃとなる。

【００４１】

【数４】 Ｖ＝８×ｖ×（Ｄｍａｘ／Ｄ） ・・・（４） なお、線速度が２５．２２ｍ／ｓｅｃというのは、２
０．１７（＝Ｖ／ｖ＝２５．２２／１．２５）倍速再生
に相当する。

【００４２】また、この場合の回転速度φは、次式
（５）により、４１５１．９ｒｐｍとなる。

【００４３】

【数５】φ ＝（８×ｖ）／２πＤ ・・・（５）

【００４４】したがって、この場合のディスク１全体の
再生時間Ｔ’は、次式（６）より、５．２７分となる。

【００４５】

【数６】Ｔ’＝Ｎ／φ ・・・（６）

【００４６】なお、再生時間Ｔ’が５．２７分というの
は、平均すると、１４．０８倍速再生に相当する。つま
り、ＣＡＶ方式では、最内周を８倍の線速度で再生した
場合に、ディスク１の回転速度は４１５１．９ｒｐｍと
なり、この時の回転速度を一定にしたまま最外周まで再
生した場合に、最外周では線速度が２０．１７倍速にな
る。

【００４７】再生位置における半径は、具体的には、絶
対時間をｔ、線速度をν、最内周半径をｄ、最内周から
のトラック数をｎ、トラックピッチをδとすると、求め
るディスク半径ｒは、以下のようにして求めることがで
きる。

【００４８】すなわち、次式（７）により絶対時間ｔは
表すことができる。

【００４９】

【数７】 ｔ＝（２π／ν）・（ｎｄ＋（２ｎ² δ／２）） ・・・（７）

【００５０】次いで、ディスク半径ｒと線速度ν、最内
周半径ｄ、最内周からのトラック数ｎ、トラックピッチ
δとの関係は次式（８）によって表される。

【００５１】

【数８】ｒ＝ｄ＋ｎδ ・・・（８）

【００５２】（８）式の関係より（７）式のｎを消去す
ると、次式（９）が得られる。

【００５３】

【数９】 ｔ＝（π／（δν））・（ｒ² −ｄ ²） ・・・（９）

【００５４】（９）式より、ディスク半径ｒは次式（１
０）で表される。

【００５５】

【数１０】 ｒ＝｛（１／π）δνｔ＋ｄ² ｝^1/2 ・・・（１０）

【００５６】この半径ｒの地点の回転数をφ（既知）と
すると、そこでの線速度νは下式（１１）から求められ
る。

【００５７】

【数１１】 ν＝２πｒφ ・・・（１１）

【００５８】すなわち、コントローラ２０において、デ
ータ再生中に得られた絶対時間から（１０）式を用い
て、データ位置の半径ｒを求め、さらに（１１）式から
線速度νを求め、この値に応じた１／Ｍ分周器２７と１
／Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，Ｎを逐次設定する。また、
分周値Ｍ，Ｎの他の設定の方法としては、例えば、予め
上記した式に基づいてコントローラ２０のプログラム上
に、絶対時間ｔと線速度νのテーブルを作っておき、瞬
間的に線速度を求めることもできる。

【００５９】ここで、例えば、ディスク再生装置がディ
スク１を６０００ｒｐｍ以上で回転させることができる
メカ系を有し、２４倍速の再生が可能な信号処理系を有
する場合に、メカ系の許容する回転速度までディスク１
をＣＡＶ方式により回転させた場合について説明する。

【００６０】図６は、ＣＡＶ方式のみによってディスク
１の回転制御を行った場合に生じうる問題を説明するた
めの図である。なお、縦軸はディスク１の回転速度を示
し、横軸はディスク１の半径方向の位置を示している。
上述したＣＡＶ方式によるディスク１の回転制御の例で
は、図６の点線ｂで示すように、ディスク１をその最内
周において８倍速で再生し、ディスク１の回転速度を４
１５１．９ｒｐｍの一定回転速度で回転させた。この状
態から、図６の直線ａで示すように、ディスク１の回転
速度をメカ系の性能の限界線ＭＬの近くの回転速度（約
６０００ｒｐｍ）まで回転速度を上昇させた場合につい
て考える。ディスク再生装置が２４倍速の再生が可能な
信号処理系を有する場合には、信号処理系が再生処理可
能な限界線は、図６に示す曲線ＳＧのようになる。この
曲線ＳＧと直線ａとが交わる位置のディスクの半径をＸ
とする（以下、この半径を限界半径Ｘという）。

【００６１】ディスク１の回転速度をメカ系の限界近く
まで上昇させて、ＣＡＶ方式により回転制御すると、デ
ィスク１の内周寄りの半径Ｙ（以下、限界半径Ｙとい
う）の位置からディスク１の外周寄りの限界半径Ｘ位置
の間の領域Ｒ２は、高速再生が可能となる。

【００６２】しかしながら、ディスク１の限界半径Ｘの
位置から最外周位置までの領域Ｒ３は、線速度が信号処
理系の限界線速度を越えてしまうため信号処理を行うこ
とができない。ディスク１の最内周では、１２倍速再生
に相当することになるが、ディスク１の限界半径Ｙ位置
から最内周までの領域Ｒ１では、サーボゲイン従来のま
まディスク１の最内周側の回転速度が高くなるため、ト
ラッキングサーボの追従性が相対的に悪くなることから
トラッキングサーボが不安定になり、少しのショックで
サーボが外れてしまいやすくなる。これは、ディスク１
の最内周に向かうほどディスク１に形成されたトラック
の曲率が大きくなり、従来どおりの低いサーボゲインで
は、トラッキングサーボ系が追従できず安定にサーボを
かけることが難しくなるためである。上述したように、
この対策として、ディスク１の高回転化に伴って、サー
ボゲインを大きくすることによりトラックに対する追従
性を高めると、トラッキングサーボ系はディスク１のキ
ズにも追従しやすくなり、異なる問題が生じるため、単
にトラッキングサーボ系のサーボゲインを上昇させるこ
とは難しい。

【００６３】そこで、本発明では、上記のトラッキング
サーボ系が不安定となる領域Ｒ１では、トラッキングサ
ーボ系が安定となる回転速度までディスク１の回転速度
を低下させて再生する。領域Ｒ１でのディスク１の回転
制御は、たとえば図７に示すように、ディスク１の回転
速度をトラッキングサーボ系が不安定とならない値（最
内周ではＲｘ）まで低下させるとともに、ディスクの半
径位置に応じて曲線（１）のように変化させて、領域Ｒ
２における回転速度と連続させるように制御することが
できる。また、たとえば図８に示すように、ディスク１
の最内周でトラッキングサーボ系が不安定とならない回
転速度Ｒｘで回転させ、領域Ｒ１では直線（１）のよう
に、回転速度Ｒｘの一定回転速度で回転させることもで
きる。

【００６４】トラッキングサーボ系が安定でありかつ信
号処理が可能な領域Ｒ２では、ディスク１の回転速度を
メカ系の限界まで高めた状態でＣＡＶ方式（図７および
図８に示す直線（２））によって再生する。

【００６５】また、信号処理系の限界を越える線速度と
なる領域Ｒ３では、信号処理系限界線ＳＧを越えないよ
うに、ＣＬＶ方式（曲線（３））によって再生する。

【００６６】上記のようなディスク１の回転制御によっ
て、ディスク再生装置のメカ系の性能を十分に引き出し
つつ、ディスク１のさらなる高速再生が可能となる。ま
た、ディスク１の最内周側の再生速度を低下させても、
最内周から限界半径Ｙまでの領域にはデータ量が外周に
比べて少なく、平均再生速度をそれほど劣化させない。
さらに、本発明では、基本的には、ディスク１を回転速
度一定で回転させ、領域Ｒ１およびＲ３において、回転
速度は必要最低限の範囲で低下されるので、ディスク１
の再生位置を変更する際に、例えば、ＣＬＶ方式のみに
よる回転制御に比較して、アクセスタイムが長時間化す
ることがない。

【００６７】以下、本発明に係るディスク再生装置の実
施の形態について説明する。図９は、本実施形態に係る
ディスク再生装置によるディスク１の回転制御を説明す
るためのフローチャートである。まず、ディスク１の再
生が指令されると、コントローラ２０は、切換スイッチ
２５を入力端子ｘ側に切り換える。これにより、クロッ
ク発生器１７には、ＶＣＯ２４の可変クロックＶＣＯＣ
Ｋが供給され、可変クロックＶＣＯＣＫに応じて周波数
が可変なシステムクロックが発生する。これにより、デ
ィスク１のピックアップ３による再生が開始される。

【００６８】ディスク１の再生が開始されると、レーザ
ダイオード７からレーザビームがディスク１に照射さ
れ、これの反射光がフォトディテクタ７によって受光さ
れる。フォトディテクタ７では、ディスク１からの反射
光が光電変換されることにより、ＲＦ信号としてＩ／Ｖ
アンプ８に入力される。ＲＦ信号は、Ｉ／Ｖアンプ８、
ＲＦイコライズ回路９、ＰＬＬアシンメトリ補正回路、
ＥＦＭ復調回路１２およびサブコード処理回路１３を通
じてサブコードに処理され、このサブコードはコントロ
ーラ２０に出力される。これによって、コントローラ２
０は、サブコードからピックアップ３による再生位置に
おける絶対時間ｔを取得する（ステップＳ１）。

【００６９】コントローラ２０は、取得した絶対時間ｔ
から、上述した式（７）〜（１０）式に基づいて、ピッ
クアップ３による再生位置の半径ｒを算出する。そし
て、コントローラ２０は、算出した再生位置の半径ｒに
基づいて、ディスク１上の再生位置が、限界半径Ｙより
も内周側か否かを判断する（ステップＳ２）。なお、限
界半径Ｙは、実験等により予め求めておく。

【００７０】再生位置が限界半径Ｙよりも内周側の場合
には、上記のトラッキングサーボ系が不安定となる領域
Ｒ１であり、トラッキングサーボ系が安定となる回転速
度までディスク１の回転速度を低下させて再生する（ス
テップＳ３）。ディスク１の回転速度の調整は、再生位
置の半径ｒに対して予め設定された線速度νに相当する
１／Ｍ分周器２７および１／Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，
Ｎをコントローラ２０によって設定することにより行
う。半径ｒに対する線速度νは、上記した図７における
曲線（１）や図８における直線（１）のように設定され
る。なお、１／Ｍ分周器２７および１／Ｎ分周器２９の
分周値Ｍ，Ｎによって、ディスク１が所望の線速度とな
るように回転制御されているか否かは、速度検出器３２
の検出値ＭＣＵＤＴをコントローラ２０が取得すること
により確認される。

【００７１】限界半径Ｙよりも外周側の場合には、コン
トローラ２０は、算出した再生位置の半径ｒに基づい
て、再生位置が、限界半径Ｘよりも内周側であるか否か
を判断する（ステップＳ４）。

【００７２】再生位置が限界半径Ｘよりも内周側である
場合、すなわち、領域Ｒ２のいずれかの位置である場合
には、コントローラ２０はこの領域においてはＣＡＶ方
式による回転制御が行われるように、上述したＣＡＶ方
式の説明における各式に基づいて、所望の回転速度を対
応する線速度に変換し、この線速度に対応する１／Ｍ分
周器２７および１／Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，Ｎを設定
する（ステップＳ５）。ディスク１の回転速度をメカ系
の限界まで高めることにより、メカ系の性能を十分に引
き出すことができ、高速再生が可能となる。

【００７３】再生位置が限界半径Ｘよりも外周側である
場合、すなわち、領域Ｒ３のいずれかの位置にある場合
は、ＣＬＶ方式による回転制御を行う（ステップＳ
６）。線速度は一定であるが、このときの線速度は、Ｃ
ＡＶ方式で回転制御した場合のディスク１の半径Ｘの位
置での線速度であり、本実施形態では、約２４倍速に相
当する。この場合には、約２４倍速の線速度に対応する
１／Ｍ分周器２７および１／Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，
Ｎを設定することによってディスク１のＣＬＶ方式によ
る回転速度制御を行う。

【００７４】本実施形態に係るディスク再生装置では、
上記ステップＳ３、Ｓ５およびＳ６のいずれかの動作が
完了した後には、再度ステップＳ１に戻って、上記した
動作が繰り返されながら、再生が行われる。

【００７５】以上のように、本実施形態によれば、トラ
ッキングサーボ系を安定に保ちつつ、信号処理系の処理
可能な最大線速度を越えない範囲で、メカ系の性能を十
分に引き出すことができ、ディスク再生装置によるさら
なる高速再生が可能になる。

【００７６】また、本実施形態では、基本的には、ＣＡ
Ｖ方式による再生を行うことにより、ディスク１の大部
分の領域でメカ系の有する性能を十分に引き出すことの
できる高速回転を行うことができる。さらに、トラッキ
ングサーボ系の不安定となる領域Ｒ１、および信号処理
系の再生可能な線速度を越える領域Ｒ３では、回転速度
を低下させる制御またはＣＬＶ方式による制御が行われ
るため、ディスク１のすべてについてＣＬＶ方式による
再生をおこなった場合に比較して、ディスク１の回転速
度の低下は大幅に小さい。したがって、各領域Ｒ１〜Ｒ
３間で、ピックアップ３を移動して再生位置を変更した
場合（トラバースした場合）に、トラバース後に所定の
線速度に到達させるためのディスク１の加速や減速に要
する時間は、ディスク１のすべてについてＣＬＶ方式に
よる再生をおこなった場合に比較して、大幅に短くて済
み、この結果、トラバース時のアクセス時間が長時間化
するのを抑制することができる。

【００７７】また、本実施形態では、ディスク１の領域
Ｒ１〜Ｒ３の各領域におけるディスクの回転制御を、す
べてコントローラ２０によって１／Ｍ分周器２７および
１／Ｎ分周器２９の分周値Ｍ，Ｎを設定して回転速度を
制御している。このため、本実施形態を実施するために
は、コントローラ２０のソフトウエアを作成または変更
するだけでよく、ハードウエアの変更の必要がなく、低
コストであり、また実施が容易である。

【００７８】なお、上記実施形態では、図７においては
半径ｒと比例させて徐々にディスク１の回転速度を上昇
させた場合について説明し、図８では、限界半径Ｙ以下
なら回転速度Ｒｘ一定に制御する場合について説明した
が、本発明は、上記実施形態に限定されるものではな
く、トラッキングサーボが不安定になる領域Ｒ１をカバ
ーする領域において、その領域を再生する場合、トラッ
キングサーボが安定する回転数以下に回転数を下げるも
のであればよい。また、トラッキングサーボが不安定に
なる領域Ｒ１は、ディスク１の最内周から所定の領域と
したが、例えばディスクの外周側においても、再生線速
度が非常に上昇した場合には、トラッキングサーボ系が
不安定になることが予想されるため、本実施形態におけ
る領域Ｒ１に限定されるわけではない。

【００７９】

【発明の効果】本発明によれば、ディスク再生装置のメ
カ性能を十分に引き出しつつ、データ再生速度の高速化
が可能であり、かつアクセス時間の短縮化が可能とな
る。また、本発明によれば、トラッキングサーボ系を安
定に保ちつつ、ディスク再生装置の再生速度のさらなる
高速化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディスク再生装置によって回転駆
動されるディスクの構造の一例を示す説明図である。

【図２】本発明が適用されるディスク再生装置の一構成
例を示す説明図である。

【図３】ディスクの線速度を求めるための速度検出器を
構成する回路の一例を示すブロック図である。

【図４】図３の速度検出器のタイミングチャートであ
る。

【図５】ＣＬＶ方式およびＣＡＶ方式によるディスクの
回転制御を説明するための図である。

【図６】ＣＡＶ方式のみによってディスクの回転制御を
行った場合に生じうる問題を説明するための図である

【図７】本発明によるディスクの回転制御の一例を示す
説明図である。

【図８】本発明によるディスクの回転制御の他の例を示
す説明図である。

【図９】本発明に係るディスク再生装置の動作例を説明
するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１…ディスク，２…スピンドルモータ（回転駆動手
段），３，３ａ，３ｂ…ピックアップ（読取手段），４
…レーザダイオード，５…対物レンズ，６…偏光ビーム
スプリッタ，７…フォトディテクタ，８…Ｉ／Ｖアン
プ，９…ＲＦイコライズ回路，１１…ＰＬＬアシンメト
リ補正回路，１２…ＥＦＭ復調回路，１３…サブコード
処理回路，１４…ＲＡＭ，１５…エラー訂正，１６…デ
・インターリーブ，１７…クロック発生器，１８…スピ
ンドルサーボ処理回路，２０…コントローラ（回転速度
制御手段），２２…光学系サーボ信号処理回路，２３…
ＬＰＦ，２４…ＶＣＯ，２５…切換スイッチ，２６…Ｏ
ＳＣ，２７…１／Ｍ分周器，２８…位相比較器，２９…
１／Ｎ分周器，３０…ＬＰＦ，３１…ドライバ，３２…
速度検出器（線速度検出手段）。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスクを回転させる回転駆動手段と、 前記ディスクに記憶されたデータを読み取る読取手段
   と、 前記読取手段をディスクに形成されたトラックに追従さ
   せるトラッキングサーボ手段と、 前記回転駆動手段の回転速度制御を行い、前記ディスク
   の回転速度に応じてトラッキングサーボが不安定になる
   領域においては、トラッキングサーボが安定となる回転
   速度以下で前記ディスクを回転させる回転速度制御手段
   とを有するディスク再生装置。
2. 【請求項２】前記トラッキングサーボが不安定となる領
   域は、前記ディスクのデータ記憶領域の最内周から外周
   に向かう所定の領域である請求項１に記載のディスク再
   生装置。
3. 【請求項３】前記回転速度制御手段は、トラッキングサ
   ーボが安定する安定領域では、前記ディスクを所定の回
   転速度で回転させる請求項１に記載のディスク再生装
   置。
4. 【請求項４】前記所定の回転速度は、ディスク再生装置
   の許容する最大回転速度である請求項３に記載のディス
   ク再生装置。
5. 【請求項５】前記回転速度制御手段は、前記ディスクの
   回転速度を前記不安定領域においては、前記ディスクの
   再生位置の半径に応じて調整し、前記不安定領域と安定
   領域との境界において安定領域での回転速度と連続させ
   る請求項２に記載のディスク再生装置。
6. 【請求項６】前記回転速度制御手段は、前記不安定領域
   においては、前記ディスクの再生位置がディスクの外周
   側に向かうにしたがって前記ディスク回転速度を上昇さ
   せる請求項５に記載のディスク再生装置。
7. 【請求項７】前記回転速度制御手段は、前記不安定領域
   においては、一定の回転速度で前記ディスクを回転させ
   る請求項２に記載のディスク再生装置。
8. 【請求項８】前記回転速度制御手段は、再生位置におけ
   る線速度が前記読取信号を処理可能な最大線速度を越え
   る所定の領域では、再生位置における線速度が前記最大
   の線速度内に収まり、かつ一定となるように前記ディス
   クの回転速度を制御する請求項３に記載のディスク再生
   装置。
9. 【請求項９】前記最大の線速度を越える領域は、前記デ
   ィスクのデータ記憶領域の最外周から内周に向かう所定
   の領域である請求項８に記載のディスク再生装置。
10. 【請求項１０】前記読取手段の読取信号に基づいて、前
    記ディスクの再生位置における線速度の目標線速度に対
    する速度差に応じた周波数を有するクロックを可変分周
    比にて分周する第１の分周手段と、 所定の周波数を有する基準クロックを可変分周比にて分
    周する第２の分周手段と、 前記第１および第２の分周手段の各分周出力の位相差を
    検出し、この位相差に基づいて前記回転駆動手段に駆動
    信号を出力する位相比較手段とをさらに有し、 前記回転速度制御手段は、前記読取手段による読取信号
    に基づいて得られる再生位置の半径を算出し、再生位置
    における線速度が目標線速度となるように前記第１およ
    び第２の分周手段の分周比を決定して前記ディスクの回
    転速度を制御する請求項１に記載のディスク再生装置。
11. 【請求項１１】前記回転制御手段は、前記再生位置の半
    径を前記ディスクに記憶された絶対時間情報から算出す
    る請求項１０に記載のディスク再生装置。
12. 【請求項１２】前記読取手段の読取信号に基づいて前記
    回転駆動手段の回転速度の目標回転速度に対する速度差
    に応じた周波数を有するクロックの所定期間における数
    をカウントし、このカウント情報から線速度を検出する
    線速度検出手段をさらに有する請求項１０に記載のディ
    スク再生装置。