JP2000003555A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウォブル信号系への外乱を低減してデイスク装
置の安定化が図れる光ディスク装置を提供すること。 【解決手段】ウォブルグループ方式の光デイスクに対し
てデータの読み書き可能な光デイスク装置であって、ス
ピンドルモータ３１の回転制御をスピンドル制御部１０
０と回転制御用クロックを発信するＰＷＭ発振器１０１
とで行い、前記回転制御用クロックの周波数を、ウォブ
ル信号の周波数と異なる、またはウォブル信号の周波数
のワイドキャプチャ変動範囲（±５０％）の範囲外に設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一定の周波数を中
心にアドレス情報が変調されて蛇行する案内溝に予め設
けられている光デイスクに対しデータの読み書き可能な
光デイスク装置に係り、特に、前記アドレス情報から得
られるウォブル信号を検知してスピンドルモータを制御
する光デイスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より光ディスク装置では光ディスク
上にデータを高精度で記録するために、スピンドルモー
タの回転数と位相を制御している。スピンドルモータ制
御の簡易化を目的として開発された光ディスクには、一
定の周波数を中心にアドレス情報が変調されて蛇行する
案内溝に予め設けられている。いわゆるウォブルグルー
ブ方式である。この光ディスクにはＩＤピットを設ける
必要がないため案内溝は連続である。光ディスク装置で
はこの案内溝からウォブル信号を検出してアドレス情報
を認識するとともに、ウォブル信号の周波数および位相
を検出し、その周波数が所望の周波数となるようにスピ
ンドルモータのPLL制御を行っている。

【０００３】また、前記スピンドルモータの回転を制御
する際には、ＰＷＭ（パルスウエーブモジュレーショ
ン）発振器を使用して、回転制御用クロック周波数を生
成することで前記スピンドルモータの回転を制御してい
る。

【０００４】該クロック周波数は，上限は制御回路の周
波数帯域，下限は回転数制御特性より決まり、通常１０
０ＫＨＺ程度に設定される。この周波数帯域を高周波数
側に近づけると、再生信号帯域に近づくため再生信号ノ
イズになり、低周波数側に近づけると、制御回路の周波
数帯域に近づくためサーボ信号ノイズとなる。

【０００５】この従来の技術では、光ディスク上に設け
られた案内溝が連続であるため、スピンドルモータの回
転数が不明な状態からウォブル信号の検出およびスピン
ドルモータのＰＬＬ制御が可能である。当然のことでは
あるが、ウォブル信号が得られない場合には、アドレス
が不明であるため記録することはできない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】また、現在、高密度化
を目的に上記フォーマットと異なる光ディスクが提案さ
れている。その光ディスクには一定の周波数で蛇行する
案内溝と、該案内溝が切断される位置にセクタのＩＤを
意味するＩＤピットが設けられている。これらの光デイ
スクから得られたウォブル信号は、微小な蛇行する案内
溝から検出されるために、ウォブル信号の周波数は一定
で決まっているものの、ウォブル信号が小さいので、ロ
ーパスフイルタを使って抽出し、これを増幅するように
している。

【０００７】一方、前記ＰＷＭ発振器から出力される回
転制御用クロックは、スピンドルモータの回転制御信号
となるために、その電流が大きいのでノイズが発生する
という課題がある。特に、前記ＰＷＭ発振器から出力さ
れる回転制御用クロック周波数を、ウォブル信号のワイ
ドキャプチャ変動範囲に近似した周波数に設定した場合
は、微小なウォブル信号の検出に悪影響を与え、ウォブ
ル信号上にビートが発生して良好なウォブル信号の検出
と、これにより制御されるスピンドルモータの運転制御
に支障をきたす課題がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、ウォブル信号係
への外乱を低減してデイスク装置の安定化が図れる光デ
ィスク装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光デイスク
装置は、前記目的を達成するために、一定の周波数で蛇
行する案内溝と、該案内溝が切断される位置にセクタの
ＩＤを意味するＩＤピットが設けられている光ディスク
に、記録あるいは再生を行う光ディスク装置において、
前記光デイスクを回転させる駆動モータと、前記蛇行す
る案内溝から制御情報を抽出する信号抽出回路と、前記
信号抽出回路で抽出した制御情報からウォブル信号を抽
出するウォブル検出回路と、前記駆動モータの回転数を
制御する駆動モータ制御回路と、前記駆動モータの回転
制御用クロックを出力するクロック発振回路とを備え、
前記回転制御用クロックの周波数をウォブル信号の周波
数と異なる周波数に設定する。

【００１０】好ましくは、前記クロック発振回路を、パ
ルスウエーブモジュレーション発振器とし、該パルスウ
エーブモジュレーション発振器から出力される前記回転
制御用クロックの周波数を、ウォーブル信号のワイドキ
ャップチャ変動範囲の周波数の領域外に設定する。

【００１１】さらに好ましくは、前記ワイドキャップチ
ャ変動範囲を、ウォーブル信号の周波数の±５０％にす
る。更に、前記回転制御用クロックの周波数を、前記回
転制御用クロックの周波数より高く設定する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の光ディスク装置とそのス
ピンドルモータ制御装置に係る実施の形態を図１から図
８を参照して説明する。

【００１３】先ず、図１を参照して、本実施形態に係る
光デイスク装置の概略構成を説明する。図１は、情報処
理装置の一実施例を示すブロック図である。

【００１４】図１において、記録媒体８は、一定の周波
数を中心にアドレス情報が変調されて蛇行する案内溝に
予め設けられているウォブル（半径方向の微少量揺動）
グループ方式の記録媒体であり、例えば、記録媒体８を
形成する記録膜として相変化形記録膜（ＧｅＳｂＴｅ）
を用いているＤＶＤ−ＲＡＭである。該記録媒体８はス
ピンドル制御部１００によってその回転を制御されるス
ピンドルモータ３１に保持されて回転することができ
る。光ヘッド３２は、情報の記録、再生を行うレーザ光
を発光する半導体レーザと、半導体レーザからの光をデ
ィスク面上に１ミクロン程度の光スポット７として形成
する光学系と、記録媒体８からの反射光を用いて情報の
記録／再生、自動焦点制御、トラッキング制御、及びス
ピンドルモータ制御等を行うために必要な電気信号を得
るための光検出器等から構成されている。この光ヘッド
３２によって光ディスク等の記録媒体８上に情報を記録
したり、記録媒体８から情報を再生する。また、光ヘッ
ド３２は光ヘッド３２自体をディスク半径方向に高速に
移動させ、指定された位置の近辺に止めるためのリニア
モータ(図示せず)を持っている。

【００１５】この実施形態によれば、ホスト３３からの
命令や情報データをインターフェース制御回路３４で解
読し、制御回路３５を通して情報の記録、再生およびシ
ーク動作を実行し、記録データを変調回路３６、レーザ
駆動回路３７を介して光ヘッドで記録媒体８に記録し、
また、該光ヘッド３２を介して読み込んだ各種信号を再
生回路３８、復調回路３９を介して元のデータに復調
し、復調されたデータを制御回路３５に導かれてホスト
３３からの再生コマンドに対応してインターフェース制
御回路３４からホスト３３に転送することができる。

【００１６】また、前記記録／再生に際し、前記記録媒
体８に記録されている各種の制御情報を前記再生回路３
８で生成し各種装置の制御信号に活用している。例え
ば、ウォブル信号はウォブル検出回路４１で生成されス
ピンドルモータ３１の制御を行う。この他、前記制御信
号は、サーボ制御回路４０に供給され、前記リニアモー
タを介して前記光ヘッド３２を前記記録媒体８の半径方
向に高速に移動させる。更に、前記制御信号は、図示し
ない光ヘッド３２の自動焦点制御等にも活用される。

【００１７】特に、この実施形態では、前記記録媒体８
に設けられているウォブル信号を前記ウォブル検出回路
４１を介して検出し、前記スピンドル制御部１００を介
して、スピンドルモータ３１を効率良く、かつ安定した
回転制御を達成するようにしている。しかも、この実施
形態では、前記スピンドル制御部１００とともに前記ス
ピンドルモータ３１を制御するＰＷＭ（パルスウエブモ
ジュレーション）発振器１０１の回転制御用のクロック
周波数を前記ウォブル信号の周波数の領域から離すこと
で、ウォブル信号系への外乱を低減してデイスク装置の
安定化が図れるようにしている。

【００１８】つまり、ウォブルは１周あたりの個数が決
められているので、１回転あたりの個数をカウントする
ことで前記記録媒体８も回転数を制御することができ
る。回転数がずれていても、ウォブルから決まったクロ
ックを抽出すると、読んだり書いたりするときにどうい
うクロックで、例えば基本クロックでどのくらい読めば
よいのかが決まる。読むときにワイドキャプチャとい
う、回転数が多少ずれた状態でも、ウォブルのクロック
を基準に読むことができる。

【００１９】しかしながら、前記スピンドルモータ３１
にパルス電流を出している前記ＰＷＭ発振器１０１から
出力されるパルスは、前記スピンドルモータ３１に回転
制御をかけるので、電流が大きく、微少なウォブルから
検出される出力信号の小さいウォブル信号の検出に悪影
響を与える可能性がある。特に、前記ＰＷＭ発振器から
出力される回転制御用クロック周波数を、ウォブル信号
のワイドキャプチャ変動範囲に近似した周波数に設定し
た場合は、微小なウォブル信号の検出に悪影響を与え、
ウォブル信号上にビートが発生して良好なウォブル信号
の検出と、これにより制御されるスピンドルモータの運
転制御に支障をきたす課題がある。そこで、本実施形態
では、前記ＰＷＭ発振器１０１から出力される回転制御
用クロック周波数を前記ウォブル信号のワイドキャプチ
ャ変動範囲（±５０％）の外に設定している。これを図
２で更に説明する。

【００２０】図２は、ウォブル信号の波形を示したもの
である。ウォブル信号は、前記したように、デイスクの
１周に何個あるかが決まっているので、これに基づく周
波数も一定の値となる。具体的には、１５７ＫＨＺであ
る。つまり、この１５７ＫＨＺの周波数以外の回転制御
用クロック周波数でＰＷＭ発振器１０１から出力すれ
ば、前記課題を解決することができる。

【００２１】この光ディスク装置では、アクセス時間を
短縮するため、ワイドキャプチャを用いて正規の回転数
に整定する前に再生動作を開始する。このため、ウォブ
ル信号もワイドキャプチャの変動範囲に相当した周波数
の変動が生じ、光ヘッド３２の検知誤差が生じるので、
ウォブル信号のワイドキャプチャ変動範囲、ここではプ
ラスとマイナス方向に５０％ずつの範囲を設定し、この
範囲を避けて、前記ウォブル信号の周波数のマイナス５
０％以下の範囲、または前記ウォブル信号の周波数のプ
ラス５０％以上の範囲の周波数を使用することで、前記
課題を解決するようにしている。好ましくは、後記する
ように、周波数の低い帯域には自動焦点制御、トラッキ
ング制御等に使用する出力信号を使用しているので、前
記回転制御用クロック周波数をプラス５０％以上の範囲
の周波数、つまりウォブルの周波数（１５７ＫＨＺ）の
１．５倍以上でＰＷＭ発振器１０１から出力すること
で、ウォブル信号上のビートの発生を押さえて信号の品
質を上げることができる。

【００２２】次に、図３から図７を参照して、ウォブル
信号を取得可能な前記記録媒体８とウォブル信号の検出
について更に詳細に説明する。図３は、本発明に用いら
れる記録媒体のトラック及びセクタの配置を示す平面
図、図４は記録媒体のトラック及びセクタの詳細な配置
を示す平面図、図５は、記録媒体の識別情報の番号付け
の例を示すチャート、図６は識別情報、識別情報の各ヘ
ッダ、物理識別情報の内容を示す模式図、図７は、ウォ
ブル信号検出回路の一実施形態を示すブロック図であ
る。

【００２３】先ず、図３を参照して、本実施形態に使用
する記録媒体８のトラックおよびセクタの配置を説明す
る。図３において、８は記録媒体である。１は記録単位
毎に区切られたセクタであり、セクタ１はセクタ１の区
切りを示す識別部２と溝部トラック３又は溝間部トラッ
ク４で構成されており、識別部２はセクタ１の先頭に配
置される。ディスク状記録媒体８の半径方向に配置され
た複数周の溝部トラック３及び溝間部トラック４で一つ
のグループが構成されるため、記録媒体８は半径方向に
複数のグループ９１、９２、９３が配置される。すなわ
ち、図１において、グループ９１は周回する溝部トラッ
ク３と溝間部トラック４で構成されている。各グループ
９１、９２、９３ではその先頭に配置される溝部トラッ
ク３及び溝間部４の識別部２は半径方向に揃えられてい
る。溝部トラック３は半径方向に微少量揺動（ウォブ
ル）されている。セクタ１の長さはグループによらず略
一定になるように定められる。

【００２４】次に、図３を参照して記録媒体のトラック
及びセクタの詳細な配置例を説明する。トラックの幅
０．７μｍ、深さ６０ｎｍの溝部トラック３とトラック
幅０．７μｍの溝間部トラック４が交互に配置されてい
る。溝部トラック３と溝間部トラック４は一周で一ヶ所
の溝部・溝間部トラック切換部５（以後、単に切換部５
と言う）でお互いに接続されている。すなわち、溝部ト
ラック３はトラック一周後に隣の溝間部トラック４に、
溝間部トラック４はトラック一周後に隣の溝部トラック
３に接続されるように構成されている。各トラック３、
４はセクタ１で示す複数の円弧状記録単位に分割されて
おり、各情報記録単位１の先頭には識別部２が設けられ
る。識別部２は切換部５と非切換部６とに分けられてお
り、識別部２には識別情報２ａが記録されている。セク
タ１の長さは、例えば約８ｍｍで、２０４８バイトのユ
ーザー容量に相当する。溝部トラック３、溝間部トラッ
ク４は約２０ｎｍの振幅で半径方向に微少量揺動（ウォ
ブル）されている。ウォブルの周期はセクタ長の１／２
３２になっており、記録データのチャネルクロック周期
の整数倍がウォブル周期になるように選んである。これ
により、ウォブルクロックから記録再生タイミング生成
クロックを生成することが出来る。

【００２５】なお、図４において１１、１２は切換部５
前後のセクタを示しており、図５の識別情報２ａの番号
付けの説明に使われる。セクタ１１は非切換部６と、溝
部トラック３又は溝間部トラック４、すなわち記録領域
８１から構成されている。セクタ１２は切換部５と記録
領域８２から構成されている。

【００２６】図５は本発明に用いられる記録媒体の識別
情報の番号付けの例を示すチャート図である。以下、図
を用いて、溝部トラック３と溝間部トラック４を識別す
るための識別情報２ａの番号付けについて説明する。

【００２７】識別情報２ａはＮ−１−Ｓ、Ｎ−Ｓ、Ｎ−
１…Ｎ−１＋２Ｓ、Ｎ＋２Ｓ、Ｎ＋３Ｓで示されてい
る。又識別情報２ａは図３の切換部５または非切換部６
の左側に位置する第１識別情報２１と右側に位置する第
２識別情報２２とに分けられる。Ｋ−２、Ｋ−１のＫは
溝部トラック３又は溝間部トラック４を示しており、こ
の図ではＫ−２、Ｋを溝部トラック３とし、Ｋ−１、Ｋ
＋１を溝間部トラック４として説明する。

【００２８】又、この例では左から右の方向へ光スポッ
ト７を相対的に走査することによって、情報の記録再生
を行っている。切換部５の左側の溝部トラックＫは切換
部５の右側の溝間部トラックＫ＋１へ接続している。切
換部５の右側の溝間部トラックＫ＋１はこのトラックの
一周後に切換部５を介して、溝部トラックＫ＋２に接続
されている。この例では溝部トラックＫの非切換部６の
第１識別情報２１はＮ−１＋２Ｓであり、第２識別情報
２２はＮ−１＋Ｓである。ここでＳはトラック一周当た
りの光記録情報単位の和、すなわちセクタ１の数を示
す。光スポット７等でこの溝部トラックＫの非切換部６
の識別情報２ａを再生すると、第１識別情報２１として
Ｎ−１＋２Ｓが再生され、第２識別情報２２としてＮ−
１＋Ｓが再生される。この場合、記録領域番号としては
常に小さい方の番号を採用することに決めておくことに
より、この溝部トラックＫの識別情報２ａとして第２識
別情報２２のＮ−１＋Ｓが採用される。溝間部トラック
Ｋ−１を走査した時も同様にして、今度は第１識別情報
２１のＮ−１が識別情報２ａとして採用される。したが
って、第１識別情報２１が採用されるか、第２識別情報
２２が採用されるかにより、溝部トラック３と溝間部ト
ラック４の区別を行うことができる。

【００２９】切換部５にある溝部トラック３または溝間
部トラック４を再生する時もまったく同様にして溝部ト
ラック３か溝間部トラック４かを識別することが出来
る。又各セクタ１毎に第１識別情報２１、第２識別情報
２２の値が異なるため、これを用いて、記録媒体８の各
セクタ１の位置を検出することが出来る。

【００３０】更に、第１識別情報２１及び第２識別情報
２２にはこの情報がおかれている場所が切換部５なの
か、非切換部６なのかの情報及び次が切換部５か非切換
部６かの情報が３ビットで書かれている。この情報は切
換部５か非切換部６かを特定する情報なので、以後、識
別部特定情報と言う。

【００３１】次に、図６を用いて識別情報についてもう
少し詳細に説明する。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６
（ｃ）は識別情報を示す模式図である。図において、例
えば、ヘッダ１、ヘッダ２、ＰＩＤ１等の数字は参照番
号とは異なっており、第１ヘッダ、第２ヘッダ、第１Ｐ
ＩＤを示す。このヘッダ１、ヘッダ２を参照番号と区別
する為に、これらの番号を（）で示す。図において、第
１識別情報２１はヘッダ（１）、ヘッダ（２）から構成
されている。第２識別情報２２はヘッダ（３）、ヘッダ
（４）から構成されている。

【００３２】図６（ｂ）に示すように、ヘッダ（１）及
びヘッダ（３）の先頭にはＶＦＯ（１）、ヘッダ（２）
及びヘッダ（４）にはＶＦＯ（２）が配置されている。
このＶＦＯは可変周波数発振器（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を意味し、
再生系のＰＬＬ回路（図示せず）の同期を取る為に使用
される。各ヘッダ（１）〜（４）に共通に挿入されてい
るＡＭはアドレスマーク（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｍａｒｋ）
を意味し、このＡＭ（アドレスマーク）を基点として第
１、第２識別情報に含まれている情報を抜き出す為に使
用される。ヘッダ（１）、（２）、（３）、（４）には
それぞれＰＩＤ（Ｐｙｓｉｃａｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ）（１）、ＰＩＤ（２）、ＰＩＤ（３）、Ｐ
ＩＤ（４）が配置されている。これについては、図４
（ｃ）を用いて詳細に説明する。更に、ヘッダ（１）〜
（４）にはそれぞれＩＥＤ（１）〜（４）が配置されて
いる。ＩＥＤとはＩＤ Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏ
ｎ、すなわち、ＩＤの誤り検出コードである。ヘッド
（１）、（３）にはＰＡ（１）が配置され、ヘッド
（２）、（４）にはＰＡ（２）が配置されている。ＰＡ
とはポストアンブル（Ｐｏｓｔ Ａｍｂｌｅ）の略であ
り、各データを再生した時の直流再生を抑圧し、２値化
しやすくする為に用いる。

【００３３】図６（ｃ）に示すように、ＰＩＤはセクタ
情報（Ｓｅｃｔｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、セク
タ番号（Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ）から構成されて
いる。セクタ情報には空き部分（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）、
物理ＩＤ＃（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＩＤ Ｎｕｍｂｅ
ｒ）、セクタタイプ（Ｓｅｃｔｏｒ Ｔｙｐｅ）、レイ
ヤ＃（Ｌａｙｅｒ Ｎｕｍｂｅｒ）が配置されている。
物理ＩＤ番号にはトラック番号やセクタ番号などの情報
が含まれており、ＰＩＤ（１）は２進符号の（００）、
ＰＤＩ（２）は２進符号の（０１）、（３）は（１
０）、（４）は（１１）で識別されている。セクタタイ
プには切換部５から数えたセクタ１の番号が含まれてい
る。例えばリードオンリーセクタは２進符号の（００
０）で、ＲＡＭファーストセクタ（ＲＡＭ ｆｉｒｓｔ
ｓｅｃｔｏｒ）はＲＡＭの最初のセクタ、すなわち、
切換部５を含むセクタを（１００）表わし、ＲＡＭラス
トセクタ（ＲＡＭ ｌａｓｔ ｓｅｃｔｏｒ）はＲＡＭ
の最後のセクタを（１０１）で表わし、ＲＡＭビフォー
ラストセクタ（ＲＡＭ ｂｅｆｏｒｅ ｌａｓｔ ｓｅ
ｃｔｏｒ）はＲＡＭの最後から２番目のセクタを（１１
０）で表わし、ＲＡＭアザーセクタ（ＲＡＭ ｏｔｈｅ
ｒ ｓｅｃｔｏｒ）はＲＡＭのその他のセクタを（１１
１）で表わしている。

【００３４】次に、図１戻り、本実施形態による情報処
理装置の記録／再生動作について説明する。先ず、情報
処理装置において、通常、光ディスク装置はパーソナル
コンピュータ、ワークステーション等のホストコンピュ
ータ３３(以下ホストと略す)と例えばＳＣＳＩ（Ｓｍａ
ｌｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆ
ａｃｅ）やＡＴＡＰＩ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｐａ
ｃｋｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の規格に則ったインタ
ーフェースケーブルで接続されており、ホスト３３から
の命令や情報データを光ディスク装置内のインターフェ
ース制御回路３４で解読し、マイコン等から構成される
制御回路３５を通して情報の記録、再生およびシーク動
作を実行する。

【００３５】先ず、最初に記録動作について説明する。
記録データはホスト３３から記録媒体８上の記録位置情
報（アドレス情報）が付加され、この状態で記録コマン
ドが発行される。この記録データは制御回路３５内のバ
ッファメモリ（図示せず）内に蓄積された後、時系列的
に変調回路３６に送られる。変調回路３６において、記
録データはランレングスリミティッド（ＲＬＬ）コー
ド、例えば（１、７）ＲＬＬコード、（２、７）ＲＬＬ
コード、あるいは（２、１０）ＲＬＬコードに対応する
符号列に変換され、さらに記録膜上に形成されるマーク
形状に対応したパルス列、例えばマークポジション記録
をする時はコード”１”に対応したパルス列に、マーク
エッジ記録をする時はコード”１”がパルスエッジに対
応したパルス列に変換される。ここでは、（２、１０）
ＲＬＬコードに対応した８／１６変換符号を用いる。す
なわち、８ビットの情報を１６ビットに変換して書き込
み、１６ビットを８ビットに変換して読むための符号変
換を行う。これらのパルス列はレーザ駆動回路３７に導
かれて光ヘッド３２上の半導体レーザをＯＮ，ＯＦＦし
て高出力パルスを発光させる。この光パルスは光ヘッド
３２で収束され、微小スポット７が形成される。この光
スポット７によって相変化形記録膜を有する記録媒体８
上に非晶質領域の形記録マークが形成される。

【００３６】次に、再生動作について説明する。再生時
はホスト３３からの再生コマンドにより指定された、記
録媒体８上の溝部トラック３、及び溝間部トラック４に
光ヘッド３２を位置付け、このトラック３、４から信号
を再生する。まず、光ヘッド３２に設けられた半導体レ
ーザを低出力にし、かつ、ＤＣ発光させて記録媒体８上
の記録膜に照射すると、記録マークに対応した反射光が
得られ、光ヘッド３２内の複数に分割された光検出器で
受光して光電変換され、電気信号となって再生回路３８
に入力される。データを再生する再生信号は、複数分割
された光検出器のトータル信号、すなわち和信号から得
ることができる。また、識別情報２ａは溝部トラック３
と溝間部トラック４との中間部に配置されているので、
識別情報２ａの再生信号である識別信号は複数に分割さ
れた光検出器の出力信号間の差動信号から得ることがで
きる。従って再生回路３８内に信号切換回路を設置し
て、一つのスライスレベルで二値化するために別々に検
出されたデータ信号（和）と識別信号（差）は識別情報
２ａから抽出したタイミングにより切換えられて一連の
信号になる。これを合成データ信号とする。この再生回
路３８は信号切換回路、信号振幅を一定に保持するため
の自動利得制御回路、光学的な空間周波数劣化を補正す
る波形等化回路、二値化回路、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌ
ｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路、弁別回路から構成されて
いる。合成データ信号を二値化回路（図示せず）で二値
化した後、弁別回路（図示せず）で弁別され弁別データ
に変換される。すなわち、基準クロックの位相を二値デ
ータの位相にあわせた信号に変換される。弁別された二
値化データは復調回路３９に入力され、（１、７）ＲＬ
Ｌコード、（２、７）ＲＬＬコードあるいは（２，１
０）ＲＬＬコードの復調を行って元のデータを復調す
る。復調されたデータは制御回路３５に導かれてホスト
３３からの再生コマンドに対応してインターフェース制
御回路３４からホスト３３に転送される。

【００３７】前記光ヘッド３２内の光検出器では、再生
信号のほかに光スポット７を記録膜上に焦点制御を行う
自動焦点制御信号と特定の溝部トラック３または溝間部
トラック４をトレースするようにトラック追跡制御を行
うトラッキング制御信号を検出することができる。これ
ら光点制御を行う自動焦点制御信号、トラッキング制御
信号はサーボ制御回路４０に入力される。サーボ制御回
路４０は誤差信号生成回路、位相補償回路、および駆動
回路から構成されており、光ヘッド３２を特定の溝部ト
ラック３又は溝間部トラック４をトレースすることによ
り情報の記録、再生を行う。

【００３８】また、各セクタ１内に配置されたウォブル
パターンからのウォブル信号の検出は、複数に分割され
た光検出器の出力信号間の差動信号から得ることができ
る。例えば、溝部トラック３からウォブル信号を得るに
は溝部トラック３に照射された光スポット７からの反射
光を回折格子で±１次回折光を得、これを複数に分割さ
れた領域を持つ光電変換素子で検出し、光電変換素子の
出力信号の差をとることによって得ることが出来る。こ
の様にして得られた信号からはウォブル信号だけではな
く、トラッキング制御信号も得ることができる。トラッ
キング制御信号の周波数は約１〜３ＫＨｚの範囲内で変
化し、光ヘッド３２の対物レンズはこの範囲の周波数に
応答して変化する。これに対して、ウォブル信号はこれ
よりもかなり高い周波数、例えば、１５７ＫＨｚぐらい
に設定されるので、ウォブル信号によって、トラッキン
グは制御されない。したがって、トラッキング制御信号
中にウォブル信号が混入されていてもトラッキングの制
御は影響を受けない。ウォブル信号はこの差信号をフィ
ルタを通すことによって得られる。

【００３９】この点は、前記したように、本実施形態に
係るＰＷＭ発振器１０１の回転制御用クロック周波数を
前記１５７ＫＨｚの１．５以上に設定することによっ
て、前記ウォブル信号及び前記トラッキング制御信号に
影響が少ない周波数とする理由の１つである。

【００４０】次にウォブル信号からタイミング生成クロ
ックを生成するウォブル検出回路について図７を用いて
説明する。図７において、４１はウォブル検出回路であ
り、再生回路３８から取り出されたウォブル信号と識別
情報２ａから得られた識別信号はウォブル信号検出回路
４１に供給される。識別信号は記録媒体８上の位置、す
なわち、記録媒体８の中のアドレス、溝部トラックか溝
間部トラックかの情報及び切換え部５か非切換え部６か
の位置情報を含んでいる。

【００４１】溝部トラック３から得られるトラッキング
誤差信号と溝間部トラック４から得られるトラッキング
誤差信号の極性が反転される。その結果、このウォブル
信号は切換部５で位相が反転される。

【００４２】図７において、再生回路３８からウォブル
信号と識別信号を取り出し、ウォブル検出回路４１に入
力する。ウォブル量は２０ｎｍ程度とトラック幅の１／
１０以下の微少量であるため、ウォブル信号の検出に帯
域制限フィルタ（ＢＰＦ）５１と増幅器（図示せず。た
だし、帯域制限フィルタ５１をアクティブフィルタで構
成する場合は、このフィルタ５１が増幅器を兼ねている
ので、必ずしも増幅器を設ける必要はない。）を用いて
ノイズ低減と振幅確保により安定したウォブル信号を得
る。このアナログ状態のウォブル信号はコンパレータ５
２によって二値化される。ウォブル信号は光スポット７
からの回折光が光スポット７と溝部トラック３、光スポ
ット７と溝間部トラック４との位置関係によって変化す
るため、溝部トラック３通過時と、溝間部トラック４通
過時ではウォブル信号の極性が反転する。このため、極
性切換回路５３で溝部トラック／溝間部トラック毎に極
性を切換える必要がある。切換えのタイミング生成には
２つの手段がある。第１の手段は制御回路３５におい
て、トラック一周に一ヶ所ある切換部５の識別信号（記
録媒体上の識別情報２ａから得られる）を識別すること
により検出可能である。すなわち、複数の光検出器の差
動信号から得られる識別信号から、第１識別情報２１が
採用されているのか、第２識別情報２２が採用されるか
を判定することにより検出可能である。この場合、制御
回路３５で検出される極性切換信号はＳＬ／ＳＧ（ｓｅ
ｌｅｃｔ ｌａｎｄ／ｓｅｌｅｃｔ ｇｒｏｏｖｅ）で
あり、信号８３で示される。光ヘッド３２が溝部トラッ
ク３、又は溝間部トラック４の追跡を開始して正常なウ
ォブル信号が得られ、制御回路３５で正常に切換えタイ
ミングが検出されている時はこの第１極性切換信号８３
が有効である。この第１の手段の詳細については図面を
用いて後で説明する。

【００４３】第２の手段については図７を用いて説明す
る。図において、ウォブル信号及び識別信号はウォブル
検出回路４１の帯域制限フィルタ５１に入力され、この
フィルタ５１からアナログ状態のウォブル信号が取り出
される。この信号はコンパレータ５２によって、基準信
号と比較されて二値化された後、極性切換回路５３、ク
ロック切換回路５４を通して、ウォブル信号６０として
ＰＬＬ回路５５の位相周波数比較器９５に供給されると
ともに反転検出回路５８に供給される。

【００４４】ウォブル信号６０は位相周波数比較器９
５、位相補償器９６、電圧制御発振器９７を通して記録
再生タイミング生成用クロック６２（以下単に、タイミ
ング生成クロックと言う）として出力される。ウォブル
信号６０の周波数は通常タイミング生成クロック６２よ
りも低く設定されている。この例ではウォブル信号６０
の周波数はタイミング生成クロック６２の１／１８６に
設定されている。このため、タイミング生成クロック６
２は分周回路５６で分周されてＰＬＬ回路５５の位相周
波数比較器９５にフィードバックされる。このフィード
バック信号５９とウォブル信号６０は位相周波数比較器
９５で位相が比較され、位相補償器９６を通して電圧制
御発振器９７が制御され、ウォブル信号６０に位相が合
せられたタイミング生成クロック６２がＰＬＬ回路５５
の出力端子から出力される。このタイミング生成クロッ
ク６２は分周回路５６でウォブル信号６０の周波数と同
じ周波数になるように分周される。この分周された信号
はフィードバック信号５９として、ＰＬＬ回路５５と反
転検出回路５８に供給される。

【００４５】ウォブル信号６０とフィードバック信号５
９の位相差があらかじめ定められた値より大きくなると
反転検出回路５８から第２極性切換信号６１が発生さ
れ、極性切換回路５３に供給され、ウォブル信号の極性
を反転させる。通常、制御回路３５からのＳＬ／ＳＧで
ある第１極性切換信号８３が反転検出回路５８内のＥＯ
Ｒゲート７５を通過して極性切換回路５３に供給され、
ウォブル信号の位相を反転させる。ところが、識別部２
のビットが潰れたり、ビットに欠陥がある場合には第
１、第２識別情報２１、２２が再生されない。このた
め、第１極性切換信号８３が発生しなかったり、又は誤
って発生するため、この信号８３は使えない。この場合
には第２極性切換信号６１を用いてウォブル信号６０の
極性を切り換える。

【００４６】また、光ヘッド３２の立ち上げ時やシーク
中にはウォブル信号６０が再生されず、したがって、タ
イミング生成クロック６２を確保することができない。
この場合、基準発振器（図示せず）からの基準クロック
ＣＬＫＯを分周回路５７で分周し、ウォブル信号６０の
周波数と同じ周波数にして、クロック切換回路５４に供
給する。光ヘッド３２の立ち上げ時、またはシーク時に
は制御回路３５からクロック切換信号６４が発生される
ため、このクロック切換信号６４によって分周された基
準クロックがＰＬＬ回路５５に供給される。したがっ
て、立ち上げ時やシーク時でもＰＬＬ回路５５は正常に
動作しその出力にはタイミング生成クロックが出力され
る。このように、光ヘッド３２がトラック追跡を開始し
て正常なウォブル信号６０が得られるまでの期間、水晶
発振器からの基準クロックを入力しておくことにより、
常にウォブルクロック用のＰＬＬ回路５５が安定に動作
する。

【００４７】次に、ＰＬＬ回路５５によるタイミング生
成クロックの生成について更に説明する。検出するウォ
ブル信号の周波数をタイミング生成クロックの例えば１
／１８６と設定した場合は、ＰＬＬ回路５５の入力段の
位相周波数比較器９５ではウォブル信号６０の周期が遅
すぎて位相比較ゲインが小さいため、基準の周波数に達
する引き込み時間が長くなるという問題が生ずる。ま
た、タイミング生成クロック６２とウォブル信号６０の
周波数の差が大きいために周波数引き込みを行う形式の
ＰＬＬは採用できないという問題も生ずる。このため、
この実施例では位相周波数比較器９５の入力周波数をウ
ォブル信号６０と一致させるために水晶発振器からの基
準クロックＣＬＫ０を分周回路５７で分周し、ＰＬＬ回
路５５の記録再生タイミング生成用クロック６２を分周
器５６で分周して位相周波数比較器９５にフィードバッ
クしている。また、識別部２ではウォブル部がなく、ウ
ォブル信号６０が発生されないため、このままではＰＬ
Ｌ回路５５が暴走するので、制御回路３５からのＰＬＬ
保持信号６３で識別部２の間、ＰＬＬ回路５５の位相周
波数比較器９５の動作を止めることにより発振周波数を
保持している。これにより、入力するウォブル信号６０
の周波数とフィードバック信号５９の周波数が略一致
し、識別部２でも周波数が一定に保持され、ＰＬＬ回路
５５は安定に動作される。

【００４８】ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ
Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）またはＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅｄ Ｃ
ＬＶ）で記録された記録媒体８を再生する場合に、シー
ク時にスピンドルモータ３１の回転数が変動し、回転数
が規定値になるまで再生処理を実行できないために実効
的なシーク時間が長くなってしまうことがある。この問
題はＣＤ−ＲＯＭ装置で採用されているワイドキャプチ
ャ再生と同様の機能をＰＬＬ回路５５に持たせることに
より解決できる。具体的にはＰＬＬ回路５５に周波数引
き込みの機能を持たせると、回転数が定常状態からずれ
ている時でも入力のウォブル信号６０に同期化すべくＰ
ＬＬ回路５５が動作して再生動作を行う。

【００４９】周波数引き込みの機能を持つＰＬＬ回路５
５を採用すると回転数が定常状態からずれている時でも
入力のウォブル信号６０に同期化すべくＰＬＬ回路５５
が動作して再生動作を行うことができる。また、比較器
のみで構成されるＰＬＬ回路を採用する場合には、別に
周波数検出器を追加し、再生回路３８内のＰＬＬ回路内
のＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｏｓｃｉ
ｌｌａｔｏｒ）を回転数が変動している方向に周波数が
一致するまで変化させ、一致したところでＰＬＬ回路を
ロックさせて同期化を実行することにより、同様の効果
を得ることができる。

【００５０】別の実施例として、再生回路３８内のＰＬ
Ｌ回路の信号入力が記録再生信号と基準クロックをＲＤ
ＧＡＴＥ（ＲＥＡＤ ＧＡＴＥ）で切り替え可能なタイ
プの場合、基準クロックとしてウォブル検出回路４１の
出力を入力することにより、常にＰＬＬ回路５５のＶＣ
Ｏ周波数をウォブル周波数と一致させるこができ、スピ
ンドルモータ３１の回転数が許容の範囲に入る時間を低
減することができるので、シーク時間を短縮することが
できる。

【００５１】以上のように、本実施形態によれば、ウォ
ブル検出回路を用いて安定にタイミング生成クロックを
生成することができるので、欠陥等に影響されることな
く、高信頼性の記録再生処理が可能となる。さらに本実
施形態では、ウォブル信号を用いて、記録時の記録状態
の良否を判定することが出来るので、より安定した、高
密度、高信頼性の情報処理が可能となる。

【００５２】次に、他の実施形態に係る図８の光ディス
ク装置を参照してウォブル信号を用いたスピンドルモー
タ制御装置を説明する。なお、この実施形態では、スピ
ンドルモータ制御装置に関連した装置のみを示して説明
し、他の装置構成については説明を省略する。光ヘッド
１２０により再生された再生信号１２１は、ＩＤ検出回
路１２２とPLL回路１２４へ入力される。ＩＤ検出回路
１２２はＩＤピット１１４からＩＤ信号１２３を再生す
るものである。一方、PLL回路１２４は案内溝１１２に
同期するウォブル信号１２５を検出するものであり、位
相比較器１２４a、フィルタ１２４b、VCO１２４cから構
成される。ＩＤ検出回路１２２はＩＤに同期してホール
ド信号１２８を出力し、位相比較器１２４aの動作を停
止する。

【００５３】スピンドルモータ１３０からはFG信号１３
２が出力されている。FG信号とは、例えばホール素子の
出力である。スピンドルモータの制御系は４つの制御系
から構成されている。第１の制御系は分周ウォブル信号
の周波数を測定して目標値との差分を出力するウォブル
角速度制御回路１３４、第２の制御系は分周ウォブル信
号の周波数と位相を測定してそれぞれの目標値との差分
を加算出力するウォブルPLL制御回路１３６、第３の制
御系はFG信号の周波数を測定して目標値との差分を出力
するFG角速度制御回路１３８、第４の制御系はFG信号の
周波数と位相を測定してそれぞれの目標値との差分を加
算出力するFGPLL制御回路１４０により実現する。スピ
ンドルモータの制御の切り換えはコントローラ１４２の
指令に基づくスイッチ１４４の選択にて行われる。コン
トローラ１４２はFG信号１３２からスピンドルモータの
回転数と、分周ウォブル信号１２７から光ディスクの線
速度を演算する。さらにＩＤ信号１２３の有無から制御
系が決定される。スイッチ１４４にて選択された信号
は、ＰＷＭ発振器１４５に供給されてウォブル信号の周
波数の１．５倍以上の周波数を備えた回転制御用クロッ
クとしてドライバ１４６へ入力され、該ドライバ１４６
によりスピンドルモータ３０を回転させる。

【００５４】このように、本実施形態に係る光デイスク
装置によれば、ＰＷＭ発振器によるＰＷＭ回転制御によ
り消費電力を低減することができるとともに、ＰＷＭ発
振器を採用することにともなうウォブル信号上のビート
発生を回路基板上の工夫、即ち回転制御用クロック周波
数をウォブル信号の周波数の帯域と異ならせることで抑
えることができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、消費電力を低減し、か
つウォブル信号系への外乱を低減してデイスク装置の安
定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光デイスク装置の一実施形態を示
すブロック図である。

【図２】本発明に係る光デイスク装置の一実施形態を示
すウォブル信号の波形を示したものである。

【図３】本発明に用いられる記録媒体のトラック及びセ
クタの配置を示す平面図である。

【図４】本発明に用いられる記録媒体のトラック及びセ
クタの詳細な配置を示す平面図である。

【図５】本発明に用いられる記録媒体の識別情報の番号
付けの例を示すチャートである。

【図６】本発明に用いられる識別情報、識別情報の各ヘ
ッダ、物理識別情報の内容を示す模式図である。

【図７】本発明に係る光デイスク装置のウォブル信号検
出回路の一実施形態を示すブロック図である。

【図８】本発明に係る光デイスク装置の一実施形態を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１…セクタ、２…識別部、３…溝部トラック、４…溝間
部トラック、５…切換部、６…非切換部、３５…制御回
路、５１…帯域制限フィルタ、５２…コンパレータ、５
３…極性切換回路、５４…クロック切換回路、５５…Ｐ
ＬＬ回路、５６、５７…分周回路、５８…反転検出回
路、６０…ウォブル信号、６１…第２極性切換信号、６
２…タイミング生成クロック、６３…ＰＬＬ保持信号、
６４…クロック切換信号、８３…第１極性切換信号、１
００…スピンドル制御部、１０１…ＰＷＭ発振器、１１
０…光ディスク、１１２…案内溝、１１４…IDピット、
１２０…光ヘッド、１２２…ID検出回路、１２４…PLL
回路、１２４a…位相比較器、１２４b…フィルタ、１２
４c…VCO、１２６…分周回路、１３０…スピンドルモー
タ、１３４…ウォブル角速度制御回路、１３６…ウォブ
ルPLL制御回路、１３８…FG角速度制御回路、１４０…
FGPLL制御回路、１４２…コントローラ、１４４…スイ
ッチ、１４５…ＰＷＭ発振器、１４６…ドライバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 利晃 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 斉藤 敦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定の周波数で蛇行する案内溝と、該案内
   溝が切断される位置にセクタのＩＤを意味するＩＤピッ
   トが設けられている光ディスクに、記録あるいは再生を
   行う光ディスク装置において、 前記光デイスクを回転させる駆動モータと、前記蛇行す
   る案内溝から制御情報を抽出する信号抽出回路と、前記
   信号抽出回路で抽出した制御情報からウォブル信号を抽
   出するウォブル検出回路と、前記駆動モータの回転数を
   制御する駆動モータ制御回路と、前記駆動モータの回転
   制御用クロックを出力するクロック発振回路とを備え、
   前記回転制御用クロックの周波数をウォブル信号の周波
   数と異なる周波数に設定したことを特徴とする光デイス
   ク装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光デイスク装置において、 前記クロック発振回路は、パルスウエーブモジュレーシ
   ョン発振器であって、該パルスウエーブモジュレーショ
   ン発振器から出力される前記回転制御用クロックの周波
   数は、ウォーブル信号のワイドキャップチャ変動範囲の
   周波数の領域外に設定されていることを特徴とする光デ
   イスク装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の光デイスク装置において、 前記ワイドキャップチャ変動範囲は、ウォーブル信号の
   周波数の±５０％であることを特徴とする光デイスク装
   置。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３記載の何れかの光デ
   イスク装置において、 前記回転制御用クロックの周波数は、前記回転制御用ク
   ロックの周波数より高く設定されていることを特徴とす
   る光デイスク装置。