JP2002157841A - ディスク再生装置のクロック抽出装置 - Google Patents

ディスク再生装置のクロック抽出装置

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正義 中村
Emi Kitano
絵美 北野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円盤状情報記録媒体の情報信号の読み取り速
度が大きく変化しても自動的に所望の動作点を確保し、
情報信号の安定した再生動作を確保するディスク再生装
置のクロック抽出装置を提供する。 【解決手段】 速度検出器６で電圧制御発振器５からの
入力により情報信号の読み取り速度を検出し、その速度
に応じたゲインをゲイン指令器７で指定してチャージポ
ンプ４の出力電流値を切り替えることによって、自動的
にクロック抽出回路のループゲインが所望の動作点にな
るよう構成する。周波数比較器８は光ピックアップ２か
らの情報信号と電圧制御発振器５からの出力との周波数
差を検出し差を少なくするようにチャージポンプ４を制
御し、同様に位相比較器３は同じ入力の位相差をなくす
ようにチャージポンプ４を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円盤状情報記録媒
体（以下ディスクと略称する）から読み取った情報信号
に位相同期したクロックを抽出するクロック抽出回路を
備え、抽出したクロックで情報信号を再生するディスク
再生装置のクロック抽出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディスクへの情報信号の記録方式の一つ
としてＣＬＶ（線速度一定）記録方式が知られている。
このＣＬＶ記録された情報信号を読み取るには情報信号
に位相同期したクロックを抽出するクロック抽出回路が
必要である。
【０００３】まず、従来のクロック抽出回路について従
来の光ディスク再生装置のクロック抽出装置の第１例の
ブロック構成図である図１１を用いて説明する。図１１
において、光ディスク１から光ピックアップ２で取り出
された情報信号は、位相比較器３および周波数比較器８
の一方の入力端子に入力される。位相比較器３および周
波数比較器８の出力はチャージポンプ４を制御し、チャ
ージポンプ４の出力は抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の直列
回路に加えられるとともに電圧制御発振器５に入力され
る。電圧制御発振器５の出力の一部は位相比較器３およ
び周波数比較器８の他方の入力端子に加えられている。
【０００４】周波数比較器８は、情報信号から抽出され
るべきクロック周波数と電圧制御発振器５の出力の周波
数を比較して周波数比較出力を出す。チャージポンプ４
は前記周波数比較出力に応じて動作し、抵抗Ｒ１とコン
デンサＣ１との直列回路で電圧制御発振器５の制御電圧
となり、電圧制御発振器５の出力の周波数が前記情報信
号から抽出されるべきクロック周波数に等しくなるよう
に動作する。周波数が等しくなると周波数比較器５の出
力は停止し、位相比較器３によりクロック抽出装置は情
報信号と電圧制御発振器の出力の位相を一致させるよう
に動作する。
【０００５】ここで、位相比較器３の動作について、情
報信号の位相をθREF、電圧制御発振器５の出力の位相
をθOSC、位相比較器３とチャージポンプ４を合わせた
位相−電流変換ゲインをＫφ（Ａ／ｒaｄ）、電圧制御
発振器５の電圧−周波数変換ゲインをＫV（Ｈｚ／
Ｖ）、位相比較器３の制御によりチャージポンプ４に流
す出力電流をＩ、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回
路の伝達関数Ｆ、ｊω＝ｓとする。
【０００６】このとき、位相比較器３は光ピックアップ
２で読み取った光ディスク１の情報信号と後述する電圧
制御発振器５の出力との位相を比較して位相差に応じた
電流を出力し、 （θREF−θOSC）Ｋφ＝Ｉ・・・（式１） の関係が成り立つ。
【０００７】次に、一端をチャージポンプ４の出力に他
端を接地または基準電圧に接続した抵抗Ｒ１とコンデン
サＣ１からなる直列回路によってチャージポンプ４の出
力は電圧に変換される。即ち、 Ｉ×Ｆ＝Ｖ・・・（式２） となる。但し、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回路
の伝達関数は、 Ｆ＝Ｒ＋１／（ｓ×Ｃ）・・・（式３） である。また、電圧制御発振器５は直列回路の出力を制
御電圧として出力周波数を可変し、 ｓ×θOSC＝ＫV×Ｖ・・・（式４） という関係が成り立つ。（式２）より Ｉ＝Ｖ／Ｆ （式４）より、 Ｖ＝ｓ×θOSC／ＫV これら２式を（式１）に代入すると、 （θREF−θOSC）Ｋφ＝ｓ×θOSC／（ＫV×Ｆ） 従って、 θOSC／θREF＝Ｇ／（１＋Ｇ）・・・（式５） となる。但し、 Ｇ＝Ｋφ×ＫV×Ｆ／ｓ・・・（式６） であり、このクロック抽出回路のオープンループ特性を
示す。
【０００８】よって、このクロック抽出回路のループゲ
インは位相比較器３および電圧制御発振器５のゲインの
積に比例する。
【０００９】情報信号の読み取り速度が速くなるとジッ
タの揺れは大きくなるので、その誤差量に応じてクロッ
ク抽出回路の必要ループゲインは大きくなる。たとえば
ＣＬＶ記録方式では線速度一定のためディスクの内周と
外周とでは回転数が異なるので、そのため、光ピックア
ップ２を内周から外周へと大きく移動させると、外周で
は内周より線速度が大となり、読み取り速度も速くな
り、それに伴いクロック抽出回路の必要ループゲインも
大きく変化する。これは情報信号の読み取り速度が速く
なるにつれて顕著になる。従って、クロック抽出回路の
必要ループゲインは情報信号の読み取り速度によって変
化する。よって、ディスクの内周から外周にわたって安
定した再生動作を確保するためには、クロック抽出回路
のループゲインを情報信号の読み取り速度に応じて変化
させる必要がある。
【００１０】そこで、従来のクロック抽出回路のループ
ゲインの切り替え方法を従来の光ディスク再生装置のク
ロック抽出装置の第２例のブロック構成図である図１２
を用いて説明する。図１２において、図１１のブロック
構成図と異なる点は、電圧制御発振器５の出力を切り替
えスイッチ３３の一方の入力に接続し、他方の入力には
電圧制御発振器５の出力を１／２に分周する分周器３１
を介して接続する。速度指定器３２は切り替えスイッチ
３３を切り替えるようになっている。
【００１１】切り替えスイッチ３３は速度指定器３２の
出力に応じて、直結と分周器３１とのいずれかにスイッ
チを切り替える。即ち、速度指定器３２の出力が１倍速
のときには分周器３１側に接続し、２倍速のときには電
圧制御発振器５の出力に直結する。
【００１２】このように、従来は速度指定器３２で指定
した速度に応じて切り替えスイッチ３３を切り替えて電
圧制御発振器５の電圧−周波数変換ゲインを変えること
によって、クロック抽出回路のループゲインが切り替わ
るよう構成していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光ピックアッ
プ２を内周から外周へと大きく移動させた場合のように
実際の情報信号の読み取り速度が大きく変化しても、ク
ロック抽出回路のループゲインはあらかじめ指定した速
度によって決められるので、指定した速度と実際の読み
取り速度とが一致しない場合には動作が不安定となって
いた。例えば情報信号が指定速度より遅い場合には、周
波数比較器８の動作による周波数引き込みのループゲイ
ンが高くなり、最悪は発振して情報信号から抽出される
べきクロック周波数と電圧制御発振器５の出力の周波数
とが一致しなくなるという事態が発生する。また周波数
が一致しても、位相比較器３の動作による位相ロックの
ループゲインが高くなり、最悪は発振してクロック抽出
ができないという事態も発生する。
【００１４】このようなディスク再生装置のクロック抽
出装置においては、連続して変化する情報信号の読み取
り速度に応じてクロック抽出回路のループゲインを変化
させる必要があるが、従来はこれが指定した場合にしか
変わらないという課題があった。
【００１５】本発明は、ディスクの情報信号の読み取り
速度が大きく変化しても自動的に所望の動作点を確保
し、ディスクの内周から外周にわたって安定した再生動
作を確保するディスク再生装置のクロック抽出装置を提
供することを目的としてなされたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載のディスク再生装置のクロッ
ク抽出装置は、円盤状情報記録媒体から情報信号を読み
取る情報読みとり手段と、電圧制御発振器と、前記情報
読みとり手段で読み取られた情報信号と前記電圧制御発
振器の出力とを位相比較する位相比較器と、前記情報読
みとり手段で読み取られた情報信号と前記電圧制御発振
器の出力との周波数を比較する周波数比較器と、基準ク
ロックで前記電圧制御発振器の出力周波数を検出して速
度信号を出力する速度検出器と、前記速度検出器から出
力された速度信号に応じてクロック抽出回路のループゲ
インを指定するゲイン指令器と、前記周波数比較器と前
記位相比較器の出力に応じて電流を流し出したり引き込
んだりし、かつ前記ゲイン指令器のゲイン指令に応じて
出力電流値を切り替えるチャージポンプと、一端は前記
チャージポンプの出力に接続され他端は接地または基準
電圧に接続された抵抗とコンデンサの直列回路とを備
え、前記抵抗とコンデンサの直列回路の両端の出力電圧
を前記電圧制御発振器の制御電圧とし、前記ゲイン指令
器は、クロック抽出回路のループゲインが情報信号の読
み取り速度に応じて所望の動作点を確保するためのゲイ
ン指令を出すよう構成したものである。 これにより、
円盤状情報記録媒体の情報信号の読み取り速度が大きく
変化しても自動的に所望の動作点を確保し、円盤状情報
記録媒体の内周から外周にわたって情報信号の安定した
再生動作を確保するように作用する。
【００１７】本発明の請求項２記載の発明は、円盤状情
報記録媒体から情報信号を読み取る情報読みとり手段
と、数値制御発振器と、前記情報読みとり手段で読み取
られた情報信号と前記数値制御発振器の出力とを位相比
較する位相比較器と、前記情報読みとり手段で読み取ら
れた情報信号と前記数値制御発振器の出力との周波数を
比較する周波数比較器と、基準クロックで前記数値制御
発振器の出力周波数を検出して速度信号を出力する速度
検出器と、前記速度検出器から出力された速度信号に応
じてクロック抽出回路のループゲインを指定するゲイン
指令器と、前記ゲイン指令器のループゲイン指令に応じ
て乗算係数を変化させ前記周波数比較器と前記位相比較
器の出力を増幅する乗算器と、前記乗算器の出力の低域
を増幅するディジタルフィルタとを備え、前記ディジタ
ルフィルタの出力を前記数値制御発振器の制御入力と
し、前記ゲイン指令器は、クロック抽出回路のループゲ
インが情報信号の読み取り速度に応じて所望の動作点を
確保するためのゲイン指令を出すよう構成したものであ
る。これにより請求項１と同様の作用を、すべてディジ
タル化した回路で実現することができる。
【００１８】本発明の請求項３記載の発明は、請求項１
または２の構成において、前記ゲイン指令器は、前記速
度信号が一つもしくは複数の所定の基準値で分割された
複数の速度範囲のどの範囲にあるかを表す範囲信号に応
じてゲイン指令を出すよう構成したものであり、速度に
応じてゲイン指令を出すことによって所望の動作点を確
保することができるという作用を有する。
【００１９】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３の構成において、前記ゲイン指令器は、前記速度信号
が前記複数の速度範囲の一つＡから隣り合う速度範囲Ｂ
に変化して前記範囲信号が変化しても、前記速度範囲Ａ
と前記速度範囲Ｂとを分割する前記所定の基準値と前記
速度信号との差が所定の値以下である場合はゲイン指令
を変えないよう構成したものであり、速度信号が所定の
基準値に近い値をとるときに速度信号が変化するたびに
ゲイン指令を何度も変えないようにすることによって安
定した再生動作を確保することができるという作用を有
する。
【００２０】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
３の構成において、前記ゲイン指令器は、前記ゲイン指
令を変えた後、所定の時間は前記範囲信号が変化しても
ゲイン指令を変えないよう構成したものであり、速度信
号が所定の基準値に近い値をとるときに速度信号が変化
するたびにゲイン指令を何度も変えないようにすること
によって安定した再生動作を確保することができるとい
う作用を有する。
【００２１】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
４の構成において、前記ゲイン指令器は、前記ゲイン指
令を変えた後、所定の時間は前記範囲信号が変化しても
ゲイン指令を変えないよう構成したものであり、速度信
号が所定の基準値に近い値をとるときに速度信号が変化
するたびにゲイン指令を何度も変えないようにすること
によって安定した再生動作を確保することができるとい
う作用を有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態につい
て、記録媒体として光ディスクを用いる場合を例に図面
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施形態におけ
る光ディスク再生装置のクロック抽出装置のブロック構
成図を示し、図１において、円盤状情報記録媒体１から
情報読みとり手段である光ピックアップ２で取り出され
た情報信号は、位相比較器３と周波数比較器８のそれぞ
れの一方の入力端子に入力される。位相比較器３と周波
数比較器８のそれぞれの出力は後述のようにチャージポ
ンプ４を制御して電流値に変換され、この電流値が抵抗
Ｒ１とコンデンサＣ１の直列回路に加えられて電圧値に
変換されこの電圧値は電圧制御発振器５に入力される。
この例ではコンデンサＣ１の他端は接地されているが、
必要に応じて図示しない基準電圧源に接続してもよい。
電圧制御発振器５の出力の一部は位相比較器３と周波数
変換器８のそれぞれの他方の入力端子に加えられている
とともに速度検出器６に入力され、速度検出器６の出力
はゲイン指令器７に入力される。ゲイン指令器７の出力
はチャージポンプ４にフィードバックされている。
【００２３】位相比較器３は光ピックアップ２で読み取
った光ディスク１の情報信号と後述する電圧制御発振器
５の出力との位相を比較して位相差に応じた信号を出力
する。
【００２４】周波数比較器８は光ピックアップ２で読み
取った光ディスク１の情報信号と後述する電圧制御発振
器５の出力との周波数を比較して周波数差に応じた信号
を出力する。
【００２５】周波数比較器８は、情報信号から抽出され
るべきクロック周波数と電圧制御発振器５の出力の周波
数を比較して周波数比較出力を出す。チャージポンプ４
は前記周波数比較出力に応じて動作し、抵抗Ｒ１とコン
デンサＣ１との直列回路で電圧制御発振器５の制御電圧
となり、電圧制御発振器５の出力の周波数が前記情報信
号から抽出されるべきクロック周波数に等しくなるよう
に動作する。周波数が等しくなると周波数比較器５の出
力は停止し、位相比較器３によりクロック抽出装置は情
報信号と電圧制御発振器の出力の位相を一致させるよう
に動作する。
【００２６】位相比較器３について本発明の第１の実施
形態における位相比較器３のブロック構成図である図２
を用いて詳しく説明する。図２において、入力された情
報信号は遅延器９に加えられるとともにＤフリップフロ
ップ１０のＤ端子に印加される。位相比較器１１の一方
の端子には遅延器９で遅延された出力が入力され、他方
の端子にはＤフリップフロップ１０のＱ端子からの出力
が入力される。Ｄフリップフロップ１０のクロック端子
には電圧制御発振器５の出力が入力されている。
【００２７】Ｄフリップフロップ１０は電圧制御発振器
５の出力を基準クロックとして情報信号の立ち上がりエ
ッジを検出し出力する。位相比較器１１は遅延器９で遅
延した情報信号とＤフリップフロップ１０の出力との位
相を比較する。これによって情報信号の立ち上がりエッ
ジが検出されたときだけ位相比較が行われている。
【００２８】周波数比較器８について本発明の第１の実
施形態における周波数比較器８のブロック構成図である
図３（ａ）を用いて詳しく説明する。図３（ａ）におい
て、情報信号は第１ないし第４のカウンタ１２〜１５に
それぞれ入力される。電圧制御発振器５の出力ＰＣＫは
第１ないし第４のカウンタ１２〜１５のクロック端子に
それぞれ入力される。図３（ｂ）の周波数比較器の動作
説明図に示すように、第１のカウンタ１２は情報信号の
立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでのＰＣ
Ｋをカウントして出力する。第２のカウンタ１３は情報
信号の立ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジまで
のクロックをカウントして出力する。第３のカウンタ１
４は情報信号の立ち上がりエッジから次の立ち下がりエ
ッジまでのクロックをカウントして出力する。第４のカ
ウンタ１５は情報信号の立ち下がりエッジから次の立ち
上がりエッジまでのクロックをカウントして出力する。
【００２９】コンパクトディスクやミニディスクで定義
されているＥＦＭ信号の場合、信号のエッジ間隔は３Ｔ
から１１Ｔまでとなっているので、第１のカウンタ１２
と第２のカウンタ１３の出力値が５以下であれば第１ま
たは第２の判定器１６，１７は’Ｈ’レベルを出力す
る。また第３または第４のカウンタ１４，１５の出力値
が１２以上なら第３または第４の判定機１８，１９は’
Ｈ’レベルを出力する。ＯＲ回路２０は第１または第２
の判定器１６，１７の’Ｈ’出力により周波数アップ指
示を出力し、ＯＲ回路２１は第３または第４の判定器１
８，１９の’Ｈ’出力により周波数ダウン指示を出力す
る。
【００３０】チャージポンプ４は位相比較器３および周
波数比較器８の出力に応じて電流を流し出したり引き込
んだりするプッシュプル形式で、かつ、後述するゲイン
指令器７の出力に応じて出力電流値を切り替える。
【００３１】チャージポンプについて、本発明の一実施
形態におけるチャージポンプ４のブロック構成図である
図４を用いて詳しく説明する。図４において、電圧制御
発振器５の入力に複数のＵｐのチャージポンプ２２と複
数のＤｏｗｎのチャージポンプ２３とがスイッチ２２
ａ，２３ａを介して接続されている。位相比較器３およ
び周波数比較器８の出力は、スイッチ２２ａ，２３ａを
制御するように接続されている。
【００３２】チャージポンプ４は光ディスクの情報信号
の読み取り速度（たとえば０．７倍速、1倍速、１．４
倍速、２倍速、２．８倍速というように３ｄＢ間隔とす
る）に応じてこの例の場合５組あり、それぞれ入力信号
の周波数を上げる方向に進めるＵｐのチャージポンプ２
２と下げる方向に進めるＤｏｗｎのチャージポンプ２３
の２つずつが対応し、全部で１０個からなる。これら１
０個のチャージポンプのいずれかの組が読み取り速度に
応じてゲイン指令器７で選択され、選択された組のチャ
ージポンプのＵｐまたはＤｏｗｎのスイッチ２２ａまた
は２３ａが周波数比較器８および位相比較器３の出力に
よって駆動される。
【００３３】位相比較器３は、光ピックアップ２の出力
の情報信号と電圧制御発振器５の出力との位相を比較し
ているので、両者の周波数が離れている場合でも位相が
近くなった時には出力が得られる。そこで周波数比較器
８によって両者の周波数が近接するまで引き込んでお
き、最後は位相比較器３によって微調整する。
【００３４】このため周波数比較器８と位相比較器３が
共に働いている場合には周波数比較器８が主導権を取れ
るように、いったん周波数アップまたはダウン指示が出
ると位相比較器に比べて長時間チャージポンプ４のスイ
ッチ２２ａまたは２３ａをオンするようにパルスの幅を
大きくしておく。また、クロック抽出がうまく働いて、
ＰＬＬがロックしている場合はＲＦ信号から同期信号が
検出できるので、この検出信号により周波数比較器８の
出力をゲートすることにより、ドロップアウト等による
周波数比較器８の過剰な動作を防ぐことができる。
【００３５】ここではチャージポンプの数を情報信号の
読み取り速度の段階の数だけ用意したが、電流値の異な
るチャージポンプを組み合わせて用いればチャージポン
プの数を少なくすることができる。
【００３６】チャージポンプ４の出力電流は、一端をチ
ャージポンプ４の出力に他端を接地または基準電圧に接
続した抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなる直列回路によ
って電圧に変換される。
【００３７】電圧制御発振器５は抵抗Ｒ１とコンデンサ
Ｃ１の直列回路の出力を制御電圧として出力周波数を可
変する。速度検出器６は電圧制御発振器５の出力周波数
を検出して速度信号を出力する。
【００３８】これを本発明の一実施形態における速度検
出器６のブロック構成図である図５を用いて詳しく説明
する。図５において、電圧制御発振器５の出力は分周器
２４に加えられ分周器２４の出力は水晶発振子により制
御されるカウンタ２５に入力されて計数され、計数結果
は速度検出部２６で検出される。
【００３９】まず電圧制御発振器５の出力（たとえば発
振周波数４．３２１８ＭＨｚ）を分周器２４で１／１６
に分周する。カウンタ２５は水晶発振子（発振周波数１
６．９３４４ＭＨｚ）をクロックとして分周したパルス
を検出するごとにカウントし、このカウンタ値によって
速度信号を出力する。カウンタ値が９１、６４、４５、
３２、２２のときの速度はそれぞれ０．７倍速、１倍
速、１．４倍速、２倍速、２．８倍速となるので、速度
検出部２６はそれに応じて速度信号を出力する。このと
き速度と速度信号とは図６に示されるように比例関係に
あり、連続的に変化する速度に応じて速度信号もほぼ連
続的に変化する。ゲイン指令器７は、この速度信号を受
けて所定の基準値を境に範囲信号を発生し、この範囲信
号に応じてクロック抽出回路のループゲインが所望の動
作点を確保するようにゲイン指令を出す。
【００４０】以上のように構成された光ディスク再生装
置のクロック抽出装置について、以下その動作を説明す
る。まず、前述したようにクロック抽出回路の必要なル
ープゲインは光ディスク１の情報信号の読み取り速度に
よって変化する。この情報信号の読み取り速度を前述し
た方法で速度検出部２６で検出しゲイン指令器７で速度
に応じてクロック抽出回路のループゲインを切り替える
よう構成する。
【００４１】次に、クロック抽出回路のループゲインの
切り替え方法について図７を用いて説明する。図７は本
発明の第１の実施の形態における速度信号とクロック抽
出回路のループゲインとの関係図である。速度検出器６
は前述した方法で速度信号を出力する。この速度信号は
速度に応じて連続的に変化するが、クロック抽出回路の
ループゲインは５組のチャージポンプによって切り替え
るため、図７に示されるように速度信号が所定の基準値
を境に段階的に変化する。従って、速度信号がこのクロ
ック抽出回路のループゲインが切り替わるときの所定の
基準値に近い値をとったときに速度信号のわずかな変化
で何回も切り替えが行われて動作が不安定となる。
【００４２】そこで、本発明の速度信号に基づくゲイン
指令の変え方を説明する説明図の図８を用いてこの解決
方法を説明する。ここでは、例として１倍速と１．４倍
速との境界における動作を説明する。図８（ａ）におい
て速度検出器６の出力する速度信号が時間と共に変化
し、所定の基準値を上下している。このとき、ゲイン指
令は所定の基準値で分割された１倍速と１．４倍速との
速度範囲のどちらにあるかを表す範囲信号に応じて常に
出されていて、速度信号の時間変化に伴いゲイン指令も
変化している。また、所定の基準値の上下に所定の値を
しきい値として規定し、範囲信号が所定の基準値で変化
した後、速度信号が所定の値を越えて変化するかどう
か、さらには所定の時間を関係させて判定する。この例
では、しきい値として規定した所定の値は上下とも同じ
値としたが、上下で異なる値であってもよい。
【００４３】解決のための第１の方法は、図８（ｂ）の
ようにゲイン指令器７は範囲信号が所定の基準値で変化
しても速度信号と所定の基準値との差が所定の値以下で
ある場合はゲイン指令を変えないようにして、クロック
抽出回路のループゲインをシュミットを通して切り替え
る。
【００４４】また第２の方法としては、図８（ｃ）のよ
うに範囲信号が変化して所定の基準値でゲイン指令が変
わった後、所定の時間は範囲信号の変化があってもゲイ
ン指令を変えないようにして、クロック抽出回路のルー
プゲインを時間を計測するタイマを介して切り替える。
【００４５】また第３の方法としては、図８（ｄ）のよ
うに範囲信号が所定の基準値で変化た後、速度信号が所
定の値以上変化してからゲイン指令を変え、その後所定
の時間は範囲信号の変化があってもゲイン指令を変えな
いようにして、クロック抽出回路のループゲインをシュ
ミットと時間との併用で切り替える。このように速度信
号が所定の基準値に近い値をとるときに、この基準値を
超えてある速度範囲Ａから隣り合う速度範囲Ｂへと速度
信号が変化するたびにゲイン指令を何度も変えないよう
にして安定した再生動作を確保する。範囲信号が変化す
る点は、図８（ａ）のように速度信号が小さな値から大
きな値に変化する場合にもあり、逆に大きな値から小さ
い値に変化する場合にもある。
【００４６】以上のように本実施形態によれば、光ディ
スク１から読み取った情報信号に位相同期したクロック
を抽出するクロック抽出回路において、抽出したクロッ
クで情報信号を再生するときに、速度検出器６で情報信
号の読み取り速度を検出し、その速度に応じたクロック
抽出回路のループゲインをゲイン指令器7で指定してチ
ャージポンプ４の出力電流を切り替えることによって、
自動的にクロック抽出回路のループゲインを切り替える
ことができる。
【００４７】さらに範囲信号が所定の基準値で変化した
後、速度信号が所定の値以上変化してからゲイン指令を
変える、またはゲイン指令を変えた後所定の時間はゲイ
ン指令を変えない、またはこれらを組み合わせた状態で
ゲイン指令を変えることによって切り替えを繰り返すこ
とによる動作の不安定を防ぐことができる。
【００４８】（実施の形態２）図９は本発明の第２の実
施形態の光ディスク再生装置のクロック抽出装置のブロ
ック構成図である。第１の実施形態の図１においてはチ
ャージポンプ４、電圧制御発振器５、Ｒ１，Ｃ１等の構
成要素はアナログ動作のものであったが、本実施形態で
はチャージポンプ４に代えて乗算器４Ａを用い、抵抗器
Ｒ１，コンデンサＣ１に変えてディジタルフィルタ２７
を用い、電圧制御発振器５に変えて数値制御発振器５Ａ
を用いてディジタル式クロック抽出回路（ＤＰＬＬ）を
構成した点が異なっており、その他図１と同一機能の部
分には同一符号を付けて詳細な説明を省略する。
【００４９】乗算器４Ａは、ゲイン指令器７の指令に応
じて乗算係数を変化させる。たとえば標準速のときに係
数が１になるように設定しておけば、２倍速時には２、
０．５倍速時には０．５というように速度に比例した係
数となり、位相比較器３、周波数比較器８の出力を増幅
する。
【００５０】ディジタルフィルタ２７には、たとえばラ
グリード型のものを用いて低域通過フィルタを構成し、
離散的な入力の高域をカットして図１における抵抗器Ｒ
１、コンデンサＣ１の直列回路に対応する動作を行う。
【００５１】図１０に数値制御発振器５Ａの一例を示
す。カウンタ２８には基準クロックが入力され、出力は
マグニチュードコンパレータ２９の（＋）入力に与えら
れる。ディジタルフィルタ２７からのセット入力はマグ
ニチュードコンパレータ２９の（−）入力に与えられ、
カウンタ２８の出力値が（−）入力値を超えると出力が
得られ、この出力でカウンタ２８がクリアされる。マグ
ニチュードコンパレータ２９の出力は分周器３０でたと
えば１／２分周されて発振出力を得る。数値制御発振器
５Ａの発振周波数に比べてＲＦ情報信号の速度が速い
（周波数が高い）と、ディジタル周波数比較器８および
ディジタル位相比較器の出力においてＲＦ情報信号を数
値制御発振器５Ａの出力クロックでカウントした値が小
となり、ディジタルフィルタの入力が小、その結果、出
力も小となり、数値制御発振器５Ａのセット値が小とな
るため、数値制御発振器５Ａの出力クロック間隔が小、
すなわち出力周波数が高くなりＲＦ情報信号の速度に追
いつく、という動作を行う。
【００５２】このようにすべての構成要素をディジタル
化した場合も全体の動作は実施の形態１の場合と同様で
あり、ゲイン指令器７の指令により乗算器４Ａの係数が
変更されて速度に応じたループゲインが設定される。周
波数比較器８および位相比較器３の出力が設定されたル
ープゲインに応じて乗算され、ディジタルフィルタ２７
で高域がカットされて数値制御発振器５Ａの発信周波数
を制御する。この場合もディジタル周波数比較器８の制
御が優勢であるようにして両方の入力周波数が一致する
まで引き込んできて、あとは位相比較器３の出力によっ
て位相を一致させるように制御する点は第１の実施形態
と同様である。
【００５３】本実施の形態では実施の形態１に比べて乗
算器の係数は連続的に変化するが、速度検出器６の分解
能が基準クロックにより制約されるため段階的な変化は
依然として残り、実施の形態１で施したように、範囲信
号の変化に対してゲイン指令の変化を制限する手法は依
然として有効である。
【００５４】なお、上記各実施形態における回路構成の
細部や数値等は一例であり、請求の範囲内で変形して実
施することができる。
【００５５】また例示はＣＬＶ記録した光ディスクの場
合について説明したが、ＣＡＶ記録、ＺＣＡＶ記録など
他の記録方式でも、また記録方式と再生方式が異なる場
合や、標準速度のみならず他の再生速度の場合にも適用
できるものである。
【００５６】さらに光ディスクの場合で説明したが、光
磁気ディスクでも磁気ディスクでもディスク型の情報記
録媒体において制御方式が同じであれば適用することが
できる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように本発明のディスク再生装置
のクロック抽出装置によれば、円盤状情報記録媒体の情
報信号の読み取り速度が大きく変化しても自動的に所望
の動作点を確保し、ディスク内周から外周にわたって情
報信号の安定した再生動作を確保することができるとい
う有利な効果が得られる。
【００５８】これにより例えば、ＣＬＶ記録されたディ
スクを全周にわたって一定回転で安定して再生すること
ができるようになるので、アクセス時にもディスク回転
数の加減速が不要となり、アクセス時間を大幅に短縮で
きると同時に、加減速に要する消費電力の削減や、モー
ターの小型化も可能となる。
【００５９】また、ディスクをプレーヤーに装着して回
転を起動してから所望の回転数に達するまでの時間にも
ディスクの情報を読み取ることが可能となるので、再生
開始に要する待ち時間を短縮するという効果も得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光ディスク再生装置
のクロック抽出装置のブロック構成図
【図２】同じくその位相比較器の詳細なブロック構成図
【図３】（ａ）同じくその周波数比較器のブロック構成
図（ｂ）同じく周波数比較器の動作説明図
【図４】同じくそのチャージポンプの詳細なブロック構
成図
【図５】同じくその速度検出器の詳細なブロック構成図
【図６】同じくその速度と速度信号との関係図
【図７】同じくその速度信号とクロック抽出回路のルー
プゲインとの関係図
【図８】同じく速度信号に基づくゲイン指令の変え方を
説明する説明図
【図９】本発明の第２の実施形態の光ディスク再生装置
のクロック抽出装置のブロック構成図
【図１０】同じくその数値制御発振器の詳細なブロック
構成図
【図１１】従来の光ディスク再生装置のクロック抽出装
置の第１例のブロック構成図
【図１２】従来の光ディスク再生装置のクロック抽出装
置の第２例のブロック構成図
【符号の説明】
１ 円盤状情報記録媒体（光ディスク） ２ 光ピックアップ ３ 位相比較器 ４ チャージポンプ ４Ａ 乗算器 ５ 電圧制御発振器 ５Ａ 数値制御発振器 ６ 速度検出器 ７ ゲイン指令器 ８ 周波数比較器 ９ 遅延器 １０ Ｄフリップフロップ １１ 位相比較器 １２〜１５ 第１〜第４のカウンタ １６〜１９ 第１〜第４の判定器 ２０，２１ ＯＲ回路 ２２ Ｕｐのチャージポンプ ２３ Ｄｏｗｎのチャージポンプ ２２ａ，２３ａ スイッチ ２４ 分周器 ２５ カウンタ ２６ 速度検出部 ２７ ディジタルフィルタ Ｒ１ 抵抗 Ｃ１ コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D044 CC04 GM12 GM14 GM15 GM18 5J106 AA04 BB04 CC02 CC21 CC31 DD17 DD32 JJ08 KK02 KK12 KK40 5K047 AA11 CC11 GG10 MM31 MM50 MM63

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円盤状情報記録媒体から情報信号を読み
    取る情報読みとり手段と、 電圧制御発振器と、 前記情報読みとり手段で読み取られた情報信号と前記電
    圧制御発振器の出力とを位相比較する位相比較器と、 前記情報読みとり手段で読み取られた情報信号と前記電
    圧制御発振器の出力との周波数を比較する周波数比較器
    と、 基準クロックで前記電圧制御発振器の出力周波数を検出
    して速度信号を出力する速度検出器と、 前記速度検出器から出力された速度信号に応じてクロッ
    ク抽出回路のループゲインを指定するゲイン指令器と、 前記周波数比較器と前記位相比較器の出力に応じて電流
    を流し出したり引き込んだりし、かつ前記ゲイン指令器
    のゲイン指令に応じて出力電流値を切り替えるチャージ
    ポンプと、 一端は前記チャージポンプの出力に接続され他端は接地
    または基準電圧に接続された抵抗とコンデンサの直列回
    路とを備え、 前記抵抗とコンデンサの直列回路の両端の出力電圧を前
    記電圧制御発振器の制御電圧とし、前記ゲイン指令器
    は、クロック抽出回路のループゲインが情報信号の読み
    取り速度に応じて所望の動作点を確保するためのゲイン
    指令を出すよう構成したことを特徴とするディスク再生
    装置のクロック抽出装置。
  2. 【請求項２】 円盤状情報記録媒体から情報信号を読み
    取る情報読みとり手段と、 数値制御発振器と、 前記情報読みとり手段で読み取られた情報信号と前記数
    値制御発振器の出力とを位相比較する位相比較器と、 前記情報読みとり手段で読み取られた情報信号と前記数
    値制御発振器の出力との周波数を比較する周波数比較器
    と、 基準クロックで前記数値制御発振器の出力周波数を検出
    して速度信号を出力する速度検出器と、 前記速度検出器から出力された速度信号に応じてクロッ
    ク抽出回路のループゲインを指定するゲイン指令器と、 前記ゲイン指令器のループゲイン指令に応じて乗算係数
    を変化させ前記周波数比較器と前記位相比較器の出力を
    増幅する乗算器と、 前記乗算器の出力の低域を増幅するディジタルフィルタ
    とを備え、 前記ディジタルフィルタの出力を前記数値制御発振器の
    制御入力とし、前記ゲイン指令器は、クロック抽出回路
    のループゲインが情報信号の読み取り速度に応じて所望
    の動作点を確保するためのゲイン指令を出すよう構成し
    たことを特徴とするディスク再生装置のクロック抽出装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ゲイン指令器は、前記速度信号が一
    つもしくは複数の所定の基準値で分割された複数の速度
    範囲のどの範囲にあるかを表す範囲信号に応じてゲイン
    指令を出すことを特徴とする請求項１または２記載のデ
    ィスク再生装置のクロック抽出装置。
  4. 【請求項４】 前記ゲイン指令器は、前記速度信号が前
    記複数の速度範囲の一つＡから隣り合う速度範囲Ｂに変
    化して前記範囲信号が変化しても、前記速度範囲Ａと前
    記速度範囲Ｂとを分割する前記所定の基準値と前記速度
    信号との差が所定の値以下である場合はゲイン指令を変
    えないことを特徴とする請求項３記載のディスク再生装
    置のクロック抽出装置。
  5. 【請求項５】 前記ゲイン指令器は、前記ゲイン指令を
    変えた後、所定の時間は前記範囲信号が変化してもゲイ
    ン指令を変えないことを特徴とする請求項３記載のディ
    スク再生装置のクロック抽出装置。
  6. 【請求項６】 前記ゲイン指令器は、前記ゲイン指令を
    変えた後、所定の時間は前記範囲信号が変化してもゲイ
    ン指令を変えないことを特徴とする請求項４記載のディ
    スク記録装置のクロック抽出装置。
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