JP2005108427A - データ記録用クロック信号発生装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 ウォブル信号にアドレス情報などを位相変調によって重畳した光ディスクの場合でも、ウォブル信号に安定して位相同期した記録用クロックを発生させるようにする。
【構成】 この記録クロック発生回路４は、ウォブル信号を抽出し、記録用クロック信号を分周した分周クロック信号を発生し、上記ウォブル信号と上記分周クロック信号との位相を比較して位相差信号を発生し、上記位相差信号に基づく周波数制御信号を発生し、上記周波数制御信号に基づいて制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生することにより、光ディスクのアドレス情報又は同期信号が位相変調された所定タイミングの近傍では位相差信号の発生を行なわせないようにする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、データ記録可能な光ディスク，ハードディスク等の記録媒体のデータ記録装置に備えるデータを記録するための記録用クロック信号を生成するデータ記録用クロック信号発生装置に関する。

所定の周波数成分を有するウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスクとして、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，及びＤＶＤ−ＲＡＭなどの記録媒体（メディア）が知られており、これらの光ディスクのウォブル信号に位相同期した記録用クロック信号を発生させるデータ記録用クロック信号発生装置（例えば、特許文献１，特許文献２参照）がある。

また、データ書き換え型光ディスクの性質として、同じ場所に何度も繰り返して記録すると、記録マークおよびその周辺が熱的ストレスなどによって劣化し、次に異なる信号を記録した時には、マークが正確に記録できないという性質があるが、このような問題を軽減するために、記録開始点をランダムに可変にし、同じ場所を繰り返して使用することを防ぐことによって、ディスク材料の疲労を平均化して軽減し、結果的に繰り返し使用回数を向上させる光ディスクの記録方法及び光ディスク装置（例えば、特許文献３，特許文献４参照）があった。

さらに、ウォブル信号にアドレス情報などを位相変調によって重畳した光ディスク（例えば、特許文献５参照）があり、光ディスクのウォブル信号に位相同期した記録用クロック信号を発生させるデータ記録用クロック信号発生装置もある。

図１４は、従来の光ディスク駆動装置の構成例を示すブロック図である。
まず、光ディスク１には、所定の周波数成分を有するウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックが存在する。

図１５は、光ディスク１上のウォブリングされたデータ記録用トラックの構造例を示す説明図である。
トラックの位置を示すグルーブ部がアドレス情報に対応してウォブリングされており、ウォブル信号にはアドレス情報と同期信号とが変調されて重畳されている。

図１４に示した従来の光ディスク駆動装置では、光ピックアップ（ＰＵ）２からは、光ディスク１上のデータ記録用トラックに向けて、レーザビームを照射する。
そして、光ディスク１上のトラックで反射されたレーザビームは、光ピックアップ２に戻され、光ピックアップ２内のディテクタで電気信号に変換される。

アンプ３は、光ピックアップ２で検出された電気信号を増幅し、光ディスク１上に記録されたデータに対応する再生信号（ＲＦ）と、トラックのウォブリングに対応したウォブル信号（ＷＢＬ）を出力する。
その再生信号（ＲＦ）は、データの再生を行なう場合に検出され、ウォブル信号（ＷＢＬ）は、データの記録及び再生双方の動作で検出される。

記録クロック発生回路４は、ウォブル信号（ＷＢＬ）に位相同期した記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）を発生する。

図１６は、図１４に示した従来の記録クロック発生回路の構成例を示すブロック図である。
この記録クロック発生回路４は、いわゆるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路で構成される。
位相比較器４１は、ウォブル信号（ＷＢＬ）と、記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）を分周器４５で所定比に分周した信号（分周クロック）との位相差を比較する。

位相比較器４１からの出力は、チャージポンプ４２によって電圧信号に変換された後、フィルタ４３で平滑化され、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）に入力される。
ＶＣＯの出力クロック、すなわち記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）は、入力電圧によってその周波数が制御される。その結果、記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）の位相は、ウォブル信号（ＷＢＬ）に同期したものになる。

図１４に戻り、従来の光ディスク駆動装置の同期検出回路５とアドレスデコーダ６は、それぞれウォブル信号に重畳された同期信号とアドレス情報を検出する。
そして、データの記録を行なう場合、データエンコーダ８は、記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）に同期して記録データに所定の変調処理を施す。

ＬＤドライバ９は、変調された記録データに応じて光ピックアップ２が出射するレーザビーム強度を変調する。
この結果、データ記録用トラックのウォブル信号に同期してデータの記録が行なわれる。
特開平１０−２９３９２６号公報 特開平１１−６６５６３号公報 特公平８―１０４８９号公報 特開平１０―３６６７号公報 特開平１０−６９６４６号公報

しかしながら、上述した特許文献３に記載された技術は、記録開始点をランダムに可変にし、同じ場所を繰り返して使用することを防ぐことによって、ディスク材料の疲労を平均化して軽減し、結果的に繰り返し使用回数を向上させるものであり、そのランダムな記録開始点を得るために複数のアナログディレイ回路を使用しなければならないので装置コストが高価になるという問題があった。

次に、上述したような従来の記録クロック発生回路では、ウォブル信号が正常に検出されていれば、記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）の位相は、常にウォブル信号（ＷＢＬ）に同期したものとなる。

しかし、光ディスク上には小さな欠陥が存在する場合もあり、また、光ディスク表面にごみなどが付着する場合もあり、このような欠陥やゴミなどが付着した部分ではウォブル信号に欠落が生じ、正常な検出がされなくなる場合がある。

そこで、上述したような従来のＰＬＬ回路で構成された記録クロック発生回路では、いわゆるＰＬＬのフライホイール効果があるため、ウォブル信号の小さな欠落に対しては、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相同期は保たれる。

しかし、ウォブル信号の欠落が大きい場合には、欠落中にウォブル信号と記録用クロック信号との位相がずれてしまい、欠落後、記録用クロック信号がウォブル信号周期の整数倍の位相ずれを生じた状態で位相同期する、いわゆるビットスリップが生じる場合がある。

そして、ビットスリップが生じた場合、ウォブル信号と記録用クロックの位相ずれは回復させることができず、記録データが所定位置からずれた状態で記録されることになる。

また、ビットスリップが生じたまま、あるセクタまでのデータの記録を完了させた後、続くセクタから新たにデータを記録させた場合に、記録データの接続部でデータの重なりや不要な空白が生じる。
このような場合、記録データ接続部付近のデータが正しく再生できなくなるという最悪の事態を招き易くなるという問題があった。

次に、ウォブル信号にアドレス情報などを位相変調によって重畳した光ディスク（例えば、特許文献５参照）の場合、位相変調のためにウォブル信号位相に急な変化が生じる部分があり、従来の記録クロック発生回路では、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相ずれが生じてしまうという問題があった。

この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ウォブル信号にアドレス情報などを位相変調によって重畳した光ディスクの場合でも、ウォブル信号に安定して位相同期した記録用クロックを発生させる記録クロック発生回路を提供することを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、所定の周波数成分を有し、所定タイミングでアドレス情報と同期信号とが位相変調によって重畳したウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスクにデータを記録するときの上記ウォブル信号に位相同期させた記録用クロック信号を発生するデータ記録用クロック信号発生装置であって、上記ウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出手段と、上記記録用クロック信号を分周した分周クロック信号を発生する記録用クロック信号分周手段と、上記ウォブル信号と上記分周クロック信号との位相を比較して位相差信号を発生する位相差信号発生手段と、その手段によって発生された上記位相差信号に基づく周波数制御信号を発生する周波数制御信号発生手段と、その手段によって発生された上記周波数制御信号に基づいて制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生する記録用クロック信号発生手段とを備え、上記光ディスクの上記アドレス情報又は上記同期信号が位相変調された所定タイミングの近傍では上記位相差信号発生手段による位相差信号の発生を行なわせないようにする手段を設けたデータ記録用クロック信号発生装置を提供する。

この発明による記録クロック発生装置は、位相変調によってウォブル信号位相に急な変化が生じる部分で位相比較器の動作をマスクするので、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相ずれが生じることが無くなり、ウォブル信号に安定して位相同期した記録用クロックを発生させることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の参考例及びこの発明の一実施形態である光ディスク駆動装置の構成例を示すブロック図であり、図１４に示した光ディスク駆動装置と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

この光ディスク駆動装置の記録クロック発生回路４は、所定の周波数成分を有するウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスク１にデータを記録するときの上記ウォブル信号に位相同期させた記録用クロック信号を発生するデータ記録用クロック信号発生装置であり、その記録クロック発生回路４等がこの発明及びこの発明の参考例に係る以下の各手段の機能を果たす。

上記ウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出手段と、上記記録用クロック信号を分周した分周クロック信号を発生する記録用クロック信号分周手段と、上記ウォブル信号と上記分周クロック信号との位相を比較して位相差信号を発生する位相差信号発生手段と、その手段によって発生された上記位相差信号に基づく周波数制御信号を発生する周波数制御信号発生手段と、その手段によって発生された上記周波数制御信号に基づいて制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生する記録用クロック信号発生手段とを備え、上記記録用クロック信号分周手段が上記記録用クロック信号を分周するときの基準分周比とその基準分周比とは異なる分周比とを所定の順序に従って設定する分周比設定手段。

また、上記光ディスクにデータを記録する毎に、上記記録用クロック分周手段に対して設定する基準分周比とその基準分周比とは異なる分周比の組み合わせの順序を異ならせる手段。

さらに、上記ウォブル信号に重畳されている同期信号を検出する同期検出手段と、その手段によって検出された上記同期信号と上記光ディスクの記録データとの同期関係を判定する同期関係判定手段と、その手段によって上記同期信号に対して上記記録データのタイミングが遅れているものと判定された場合、上記記録用クロック分周手段に設定する分周比の平均値が上記基準分周比よりも長い値になるようにし、上記同期信号に対して上記記録データのタイミングが進んでいるものと判定された場合、上記記録用クロック分周手段に設定する分周比の平均値が上記基準分周比よりも短い値になるようにする制御手段。

また、所定の周波数成分を有し、所定タイミングでアドレス情報と同期信号とが位相変調によって重畳したウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスクにデータを記録するときの上記ウォブル信号に位相同期させた記録用クロック信号を発生するデータ記録用クロック信号発生装置であって、上記ウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出手段と、上記記録用クロック信号を分周した分周クロック信号を発生する記録用クロック信号分周手段と、上記ウォブル信号と上記分周クロック信号との位相を比較して位相差信号を発生する位相差信号発生手段と、その手段によって発生された上記位相差信号に基づく周波数制御信号を発生する周波数制御信号発生手段と、その手段によって発生された上記周波数制御信号に基づいて制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生する記録用クロック信号発生手段とを備え、上記光ディスクの上記アドレス情報又は上記同期信号が位相変調された所定タイミングの近傍では上記位相差信号発生手段による位相差信号の発生を行なわせないようにする手段。

さらに、所定の周波数成分を有するウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスクにデータを記録するときの上記ウォブル信号に位相同期した記録用クロック信号を発生するデータ記録用クロック信号発生装置であって、上記ウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出手段と、上記記録用クロック信号を分周した分周クロックを発生する記録用クロック信号分周手段と、上記ウォブル信号と上記分周クロック信号との位相を比較して位相差信号を発生する位相差信号発生手段と、その手段によって発生された上記位相差信号に基づく第１の周波数制御信号を発生する第１周波数制御信号発生手段と、上記ウォブル信号を所定の分周比で分周するウォブル信号分周手段と、その手段によって分周されたウォブル信号の周期を上記記録用クロック信号の周期でカウントするウォブル信号周期カウント手段と、その手段によってカウントされた周期に基づく第２の周波数制御信号を発生する第２周波数制御信号発生手段と、上記ウォブル信号周期カウント手段によってカウントされた周期が所定の範囲内にある場合には上記第１周波数制御信号発生手段によって発生された第１の周波数制御信号によって制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生し、上記周期が所定の範囲外にある場合には上記第２周波数制御信号発生手段によって発生された第２の周波数制御信号によって制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生する記録用クロック信号発生手段。

さらにまた、所定の周波数成分を有するウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスクにデータを記録するときの上記ウォブル信号に位相同期した記録用クロック信号を発生するデータ記録用クロック信号発生装置であって、上記ウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出手段と、上記記録用クロック信号を分周した分周クロックを発生する記録用クロック信号分周手段と、上記ウォブル信号と前記分周クロック信号との位相を比較して位相差信号を発生する位相差信号発生手段と、その手段によって発生された上記位相差信号に基づく第１の周波数制御信号を発生する第１周波数制御信号発生手段と、上記ウォブル信号を所定の分周比で分周するウォブル信号分周手段と、その手段によって分周されたウォブル信号の周期を上記記録用クロック信号の周期でカウントするウォブル信号周期カウント手段と、その手段によってカウントされた周期に基づく第２の周波数制御信号を発生する第２周波数制御信号発生手段と、上記ウォブル信号周期カウント手段によってカウントされた周期が所定の範囲内にある場合には上記第１周波数制御信号発生手段によって発生された第１の周波数制御信号によって制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生し、上記周期が所定の範囲外にあることが所定回数連続して検出された場合には上記第２周波数制御信号発生手段によって発生された第２の周波数制御信号によって制御した周波数を有する上記記録用クロック信号を発生する記録用クロック信号発生手段。
上記各機能については以下順に説明する。

まず、この発明の参考例の記録クロック発生回路について説明する。
図２は、図１に示したこの発明の参考例の記録クロック発生回路４の内部構成例を示すブロック図であり、図１６と共通する部分には同一符号を付している。
この記録クロック発生回路４は、いわゆるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路で構成されており、ウォブル信号（ＷＢＬ）に位相同期した記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）を発生する。

分周器４５は、分周比設定テーブル４７から出力される分周比制御信号に応じて記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）を分周した分周クロック信号を出力する。
その分周クロック信号は、位相比較器４１にフィードバックされると共に、分周クロックカウンタ４６にも入力される。

分周クロックカウンタ４６は、分周クロック信号のエッジ毎にカウント値を変化させる。
分周比設定テーブル４７は、分周クロックカウンタ４６のカウント値と分周条件設定値に応じて分周器４５へ分周比制御信号を出力する。

図３は、上記分周器４５，分周クロックカウンタ４６，及び分周比設定テーブル４７のさらに詳細な構成例を示す図である。
この分周クロックカウンタ（２ｂｉｔ Ｃｎｔ）４６は、２ビットカウンタで構成される。

また、分周器４５は、４ビットカウンタであるＡカウンタ（Ａ Ｃｎｔ：４ｂｉｔ Ｃｎｔ）４５１，３ビットカウンタであるＢカウンタ（Ｂ Ｃｎｔ：３ｂｉｔ Ｃｎｔ）４５２，同期式ＳＲＦＦ４５５，インバータ（Ｉｎｖ）４５３，及び３ｔｏ１構成のマルチプレクサ（Ｍｕｘ）４５４で構成される。

このＡカウンタ４５１，Ｂカウンタ４５２，及び同期式ＳＲＦＦ４５５には、図示を省略した記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）をそれぞれ入力しており、以下の説明では、記録用クロック信号の１周期を１Ｔと表現する。

Ａカウンタ４５１，Ｂカウンタ４５２のカウントイネーブル入力（ＥＮ）には、それぞれ同期式ＳＲＦＦ４５５のＱｂ出力，Ｑ出力を接続している。

同期式ＳＲＦＦ４５５のＳ入力には、Ａカウンタ４５１のフルカウント出力（＝１５），すなわち、Ａカウンタ４５１のカウント値が最大値“１５”であることを示す信号を接続している。

同期式ＳＲＦＦ４５５のＲ入力には、Ｂカウンタ４５２のフルカウント出力（＝７），すなわち、Ｂカウンタ４５２のカウント値が最大値“７”であることを示す信号を接続している。

Ａカウンタ４５１のフルカウント出力（＝１５）は、Ｂカウンタ４５２のロード入力（ＬＤ）にも接続している。
Ｂカウンタ４５２のフルカウント出力（＝７）は、Ａカウンタ４５１のロード入力（ＬＤ）にも接続している。

Ａカウンタ４５１のデータ入力（Ｄｉ）には、“７”，“８”，“９”の各値の中からマルチプレクサ４５４で選択された一つの値が入力され、ロード（ＬＤ）入力がアクティブになった場合には、Ａカウンタ４５１のカウント値は“７”，“８”，“９”のいずれかの値に設定される。

Ｂカウンタ４５２のデータ入力（Ｄｉ）には、値“０”が入力され、ロード（ＬＤ）入力がアクティブになった場合には、Ｂカウンタ４５２のカウント値は“０”に設定される。

次に、分周器４５の動作について説明する。
Ａカウンタ４５１とＢカウンタ４５２は、交互にカウント動作を行なう。
Ａカウンタ４５１は、マルチプレクサ４５４で選択される値によって、“７”，“８”，“９”のいずれかの初期値から、最終値“１５”までのカウント動作を行なう。
つまり、Ａカウンタ４５１は１回のカウント動作で７Ｔ分，８Ｔ分，又は９Ｔ分のカウントを行なう。

Ｂカウンタ４５２は、初期値“０”から最終値“７”までのカウント動作を行なう。
つまり、Ｂカウンタ４５２は１回のカウント動作で８Ｔ分のカウントを行なう。

また、分周クロックは、同期式ＳＲＦＦ４５５のＱ出力をインバータ４５３で反転させた信号である。
したがって、分周クロック１サイクル分の動作は、Ａカウンタ４５１の１回のカウント動作と、Ｂカウンタ４５２の１回のカウント動作とを組み合わせたものであり、その周期は１５Ｔ分，１６Ｔ分，又は１７Ｔ分になる。

すなわち、分周器４５の基準分周比は“１６”になり、その基準分周比に対して±１の分周比変化を可能にしている。

分周クロックカウンタ４６のカウントイネーブル入力（ＥＮ）には、Ｂカウンタのフルカウント出力（＝７）を接続している。
そのため、分周クロックカウンタ４６は、Ａカウンタ４５１の１回のカウント動作とＢカウンタ４５２の１回のカウント動作とを組み合わせた分周クロックの１サイクル分の動作の終了毎に、そのカウント値をアップさせる。
分周クロックカウンタ４６は、ここでは２ビットカウンタなので、カウント値は０から３までの値になる。

分周比設定テーブル４７には、分周クロックカウンタ４６から２ビットのカウントデータと、分周条件設定値として２ビットのデータとが入力される。
分周比設定テーブル４７は、分周クロックカウンタ４６のカウント値と分周条件設定値とに応じて、表１に示す真理値表にしたがって分周比制御信号を出力する。

分周比設定テーブル４７の分周比制御信号はマルチプレクサ４５４に接続しており、その分周比制御信号に応じてＡカウンタ４５１の初期値が選択される。
マルチプレクサ４５４は、分周比制御信号（Ｓｅｌ７）がアクティブの場合には値“７”を選択し、分周比制御信号（Ｓｅｌ８）がアクティブの場合には値“８”を選択し、分周比制御信号（Ｓｅｌ９）がアクティブの場合には値“９”を選択する。

図４は、分周器４５の動作の説明に供するタイミング図であり、同図に基づいて図３に示した分周器４５の動作を詳細に説明する。
図４では４段のタイミング図を同時に示しているが、１段目が分周条件設定値＝０の場合，２段目が分周条件設定値＝１の場合，３段目が分周条件設定値＝２の場合，４段目が分周条件設定値＝３の場合のそれぞれの動作タイミングである。

また、同図の水平方向に分周クロックカウンタの値が“０”から“３”までのタイミング図を示しているが、分周クロックカウンタの値が“３”になった後は再び“０”の動作に戻る。

まず、分周条件設定値＝０の場合の動作を説明する。
表１の真理値表に基づいて、分周条件設定値＝０の場合は、分周比設定テーブル４７は、分周クロックカウンタ４６からのカウント値に関わらずに分周比制御信号（Ｓｅｌ８）のみをアクティブにする。

したがって、Ａカウンタ４５１の初期値は、すべての分周クロックサイクルの先頭で“７”にセットされ、Ａカウンタ４５１のカウント動作は、すべての分周クロックサイクルで８Ｔ分になり、分周クロック１サイクル分の周期は１６Ｔになる。

次に、分周条件設定値＝１の場合の動作を説明する。
分周クロックカウンタ値が“０”になる分周クロックサイクルにおけるＡカウンタ４５１の初期値は、その直前、すなわち、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“４”になる分周クロックサイクル最後のマルチプレクサ４５４からの出力によって決まる。

表１の真理値表に基づいて、分周条件設定値＝１，分周クロックカウンタ値＝４では、分周比制御信号（Ｓｅｌ７）がアクティブになっているから、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“０”になる分周クロックサイクルにおけるＡカウンタ４５１の初期値は“７”になる。

そのため、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“０”になる分周クロックサイクルにおけるＡカウンタ４５１のカウント動作は９Ｔ分になり、分周クロック１サイクル分の周期は１７Ｔになる。

そして、上述と同様にして、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“１”になる分周クロックサイクル周期は１５Ｔになる。
また、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“２”になる分周クロックサイクル周期は１６Ｔになる。
さらに、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“３”になる分周クロックサイクル周期は１６Ｔになる。

すなわち、分周条件設定値＝１の場合、分周クロック１サイクル分の周期は一定ではなく、「１７Ｔ→１５Ｔ→１６Ｔ→１６Ｔ→，１７Ｔ→１５Ｔ→１６Ｔ→１６Ｔ→，…」というパターンを繰り返す。

そして、上述と同様にして、分周条件設定値＝２の場合、分周クロック１サイクル分の周期は、「１７Ｔ→１５Ｔ→１７Ｔ→１５Ｔ→，１７Ｔ→１５Ｔ→１７Ｔ→１５Ｔ→，…」というパターンを繰り返す。
また、分周条件設定値＝３の場合、分周クロック１サイクル分の周期は、「１７Ｔ→１６Ｔ→１６Ｔ→１５Ｔ→，１７Ｔ→１６Ｔ→１６Ｔ→１５Ｔ→…」というパターンを繰り返す。

このように、分周クロック１サイクル分の周期を所定のパターンで変化させた場合、分周クロックの位相がどのように変化するかを考慮する。
分周条件設定値＝０の場合、分周クロック１サイクル分の周期は常に１６Ｔであり、１６Ｔは上述のように基準分周比である。

以下の説明では、分周条件設定値＝０の場合の分周クロック信号の位相を基準にして分周クロック信号の位相変化を説明する。
位相比較器４１が注目する位相は、分周クロック信号に関してはその立ち上りエッジ位相とする。

分周クロックは同期式ＳＲＦＦ４５５のＱ出力を反転したものなので、図４では、同期式ＳＲＦＦ４５５のＱ出力の立ち下がりエッジ位相に注目する。
分周条件設定値＝１の場合、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“０”になる分周クロックサイクル周期は１７Ｔであるから、同期式ＳＲＦＦ４５５のＱ出力の立ち下がりエッジ位相は、分周クロック基準位相に対して１Ｔ分の遅れが生じる。

また、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“１”になる分周クロックサイクル周期は１５Ｔであるから、直前のサイクルの立ち下がりエッジ位相遅れと差し引きして、同期式ＳＲＦＦ４５５のＱ出力の立ち下がりエッジ位相は分周クロック基準位相と一致する。

さらに、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“２”，“３”になる分周クロックサイクル周期は１６Ｔであるから、同期式ＳＲＦＦ４５５のＱ出力の立ち下がりエッジ位相は分周クロック基準位相と一致する。

すなわち、分周条件設定値＝１の場合、分周クロック位相は分周クロック基準位相に対して、「１Ｔ遅れ → 一致 → 一致 → 一致 →…」というパターンを繰り返す。

そして、上述と同様にして、分周条件設定値＝２の場合、分周クロック位相は分周クロック基準位相に対して、「１Ｔ遅れ → 一致 → １Ｔ遅れ → 一致 →…」というパターンを繰り返す。

また、分周条件設定値＝３の場合、分周クロック位相は分周クロック基準位相に対して、「１Ｔ遅れ → １Ｔ遅れ → １Ｔ遅れ → 一致 →…」というパターンを繰り返す。

次に、上記のように分周クロック位相が変化した場合のウォブル信号（ＷＢＬ）位相と記録用クロック信号（ＷＣＬＫ）位相の関係について説明する。
ＰＬＬの動作時定数は、一般に位相比較周期に比べて長い周期が設定される。
そのため、上記のように分周クロック位相が変化しても、記録用クロック信号周波数は略一定の値に保たれ、定常状態においては分周クロック信号の平均的位相がウォブル信号位相に一致するようなロック状態が得られる。

図５は、分周条件設定値＝１の場合の定常状態でロックした状態のウォブル信号（ＷＢＬ），記録用クロック信号（ＷＣＬＫ），及び分周クロック信号のタイミングを示す図である。

同図の上段の（ａ）〜（ｄ）には、それぞれウォブル信号（ＷＢＬ），分周クロック信号，及び分周クロックカウンタ４６のカウント値の関係を示し、下段の（ｅ）〜（ｇ）には、位相比較が行なわれる立ち上りエッジ部分を拡大して、それぞれウォブル信号（ＷＢＬ），記録用クロック信号（ＷＣＬＫ），及び分周クロック信号の関係を示している。

上述のように、定常状態でロックした状態では分周クロック信号の平均的位相がウォブル信号位相に一致する。
その結果、ウォブル信号に対する分周クロックの位相は、図５の（ｇ）に示すように「０．７５Ｔ遅れ → ０．２５Ｔ進み → ０．２５Ｔ進み → ０．２５Ｔ進み→…」という関係になる。

分周条件設定値＝１の場合、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“０”の場合の分周クロック位相のみが分周クロック基準位相に対して１Ｔ遅れていることを考えると、ウォブル信号位相に対する分周クロック基準位相は、常に“０．２５Ｔ”の進みになる。
このことは、ウォブル信号位相に対する記録用クロック信号位相が、“０．２５Ｔ”の進みになることと等価である。

また、図示を省略するが、上述と同様にして、分周条件設定値＝２，３の場合、ウォブル信号位相に対する記録用クロック信号位相は、それぞれ“０．５Ｔ”，“０．７５Ｔ”の進みになる。

このようにして、この記録クロック発生回路４では、分周条件設定値が“０”から“３”の範囲で、その値に応じてウォブル信号と記録用クロック信号との位相関係を０．２５Ｔ単位で“０Ｔ”から“０．７５Ｔ”まで変化させることができる。

次に、図６のタイミング図に基づいて、この記録クロック発生回路が、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相関係をさらに大きく変化させるときの制御について説明する。

図６の上段には、分周条件設定値を“３”から“０”に変化させた場合の分周器４５の動作タイミングを示している。
ここでは、分周条件設定値を“３”から“０”に変化させるタイミングを、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“３”から“０”に変化するタイミングに一致させる。

分周条件設定値が“３”であり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“３”になる分周クロックサイクル周期は、上述の説明のように１５Ｔになる。

また、分周条件設定値が“０”であり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“０”になる分周クロックサイクル周期は、Ａカウンタ４５１の初期値が分周条件設定値が“３”であり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“３”の段階で設定されたものになるので１７Ｔになる。

同様にして、分周条件設定値が“０”であり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“１”，“２”，“３”になる分周クロックサイクル周期は、上述の説明のように１６Ｔになる。

すなわち、分周条件設定値を“３”から“０”に変化させた直後の分周クロックサイクル周期は、分周条件設定値が“０”のままの分周クロックサイクル周期と異なり、丸々１Ｔ分の周期が加えられたものになり、それ以降は、その１Ｔ分の周期加算による位相ずれが累積されたままになる。

そのため、分周条件設定値を“３”にし、ウォブル信号に対して記録用クロック信号の位相を０．７５Ｔ進ませた状態から、分周条件設定値を“０”に変化させた場合、ウォブル信号に対する記録用クロック信号の位相は１Ｔ進んだ状態になる。

この状態からさらに、分周条件設定値を“１→２→３”と変化させた場合、定常状態におけるウォブル信号に対する記録用クロック信号の位相は、「１．２５Ｔ→１．５Ｔ→１．７５Ｔ進んだ」状態になる。

図６の下段には、分周条件設定値を“０”から“３”に変化させた場合の分周器４５の動作タイミングを示している。
ここでは、分周条件設定値を“０”から“３”に変化させるタイミングを、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“３”から“０”に変化するタイミングに一致させるものとする。

分周条件設定値が“０”であり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“３”になる分周クロックサイクル周期は、上述した説明のように１６Ｔになる。

また、分周条件設定値が“３”になり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“０”になる分周クロックサイクル周期は、Ａカウンタ４５１の初期値が分周条件設定値が“０”であり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“３”の段階で設定されたものになるので１６Ｔになる。

同様にして、分周条件設定値が“３”であり、分周クロックカウンタ４６のカウント値が“１”，“２”，“３”になる分周クロックサイクル周期は、上述の説明のようにそれぞれ“１６Ｔ”，“１６Ｔ”，“１５Ｔ”になる。

すなわち、分周条件設定値を“０”から“３”に変化させた直後の分周クロックサイクル周期は、分周条件設定値が“３”のままの分周クロックサイクル周期と異なり、丸々１Ｔ分の周期が差し引かれたものとなり、それ以降は、その１Ｔ分の周期加算による位相ずれが累積されたままになる。

そのため、分周条件設定値を“０”にし、ウォブル信号に対して記録用クロック信号の位相を一致させた状態から分周条件設定値を“３”に変化させた場合、ウォブル信号に対する記録用クロック信号の位相は０．２５Ｔ遅れた状態になる。

この状態からさらに、分周条件設定値を“２→１→０”と変化させた場合、定常状態におけるウォブル信号に対する記録用クロック信号の位相は「０．２５Ｔ→０．５Ｔ→０．７５Ｔ遅れた」状態になる。

このようにして、この参考例の記録クロック発生回路は、分周条件設定値が“０”から“３”の範囲で、その値に応じてウォブル信号と記録用クロック信号との位相関係を０．２５Ｔ単位で“０Ｔ”から“０．７５Ｔ”まで変化させることができるだけではなく、分周条件設定値を「３→０→１→２→３．．．」というようにバイナリカウンタ式に増加させていくか、「０→３→２→１→０．．．」というように減少させていくことにより、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相関係を０．２５Ｔ単位で無限に変化させることができる。

なお、上記のこの発明の参考例の記録クロック発生回路では、分周クロックカウンタ４６のカウント長を“４”にし、分周器４５の分周比変化の繰り返しサイクルを“４”にしているので、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相関係の設定単位が“０．２５Ｔ”になっているが、カウント長をより長くし、分周比変化の繰り返しサイクルも同じく長くすることにより、より細かい単位で位相関係の設定が可能になる。

次に、この発明の他の参考例の記録クロック発生回路について説明する。
この記録クロック発生回路は、図２及び図３に示したような構成と同じであり、上述と同じように図１に示した光ディスク駆動装置の記録クロック発生回路４として用いられるが、その機能が上述のものとは若干異なる。

この場合の記録クロック発生回路４は、図示を省略したコントローラによって光ディスク１にデータを記録する毎に記録クロック発生回路４内で設定される分周条件設定値をランダムに選択する。

このようにして、この記録クロック発生回路４によれば、光ディスクにデータを記録する毎に、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相関係がランダムに変化し、光ディスクの記録領域の同じ場所を繰り返して使用することを防ぐことができ、ディスク材料の疲労を平均化して軽減し、結果的に繰り返し使用回数を向上させることができる。

しかも、アナログディレイ回路を使用しないで記録開始点をランダムに可変することが可能なので、装置コストを低減することができ、低価格で提供することができる。

次に、この発明のまた他の参考例の記録クロック発生回路について説明する。
この記録クロック発生回路は、図２及び図３に示したような構成と同じであり、上述と同じように図１に示した光ディスク駆動装置の記録クロック発生回路４として用いられるが、その機能が上述の２つのものとは若干異なる。

この記録クロック発生回路は上記他の参考例と同様に図２、図６に示すような構成のもので、図１に示す光ディスク駆動装置の記録クロック発生回路４として用いられる。

この場合の記録クロック発生回路４の発生した記録クロックでデータを記録する光ディスク１には、ウォブル信号にアドレス情報と同期信号とが変調されて重畳されている。

この記録クロック発生回路４の同期検出回路５は、ウォブル信号に重畳された同期信号を検出し、ウォブル同期信号を出力する。
アドレスデコーダ６は、ウォブル信号に重畳されたアドレス情報を検出する。

データエンコーダ８は、記録用クロック信号（ＷＣＫ）に同期させて記録データに変調を施す他に、変調データ中に同期信号を挿入する。
また、同期信号挿入のタイミングでエンコーダ同期信号を出力する。
同期判定回路１１は、ウォブル同期信号とエンコーダ同期信号とのタイミングを監視する。

通常、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相が同期した状態では、ウォブル同期信号とエンコーダ同期信号とのタイミングは一致する。
しかし、記録クロック発生回路４にビットスリップが生じた場合、ウォブル信号と記録用クロックの位相ずれが生じるので、その生じたビットスリップ分だけウォブル同期信号とエンコーダ同期信号との間にタイミング差が生じる。

そこで、同期検出回路５は、ウォブル同期信号とエンコーダ同期信号との間にタイミング差が生じた場合、この差に応じて記録クロック発生回路４に設定する分周条件設定値を変化させる。

図７は、図１に示した光ディスク駆動装置においてビットスリップが生じた場合の同期検出回路５の動作の説明に供する各種信号のタイミング図である。
同図に示す例では、左から２番目と３番目の同期信号の間でビットスリップが生じており、３番目のウォブル同期信号とエンコーダ同期信号との間にタイミング差を生じている。

また、ビットスリップの発生により、ウォブル信号に対して記録用クロックの位相は遅れ方向に生じているので、エンコーダ同期信号の発生位置よりも早いタイミングでウォブル同期信号が生じている。

このような場合、同期検出回路５は、ビットスリップによって生じた記録用クロックの位相遅れを修正するために、記録用クロック信号の位相を進める方向に分周条件設定値を変化させる。

上述のように制御すると、図２と図３に示した記録クロック発生回路４では、分周条件設定値を「０→１→２→３→０→１．．．」というようにバイナリカウンタ式に増加させることにより、ウォブル信号に対する記録用クロックの位相を０．２５Ｔ単位で進めて行くことができる。

また、同期検出回路５は、ウォブル同期信号とエンコーダ同期信号との間にタイミング差がなくなるまで分周条件設定値を変化させていく。
その結果、ビットスリップによって生じた記録用クロックの位相遅れを修正することができる。

このようにして、この記録クロック発生回路によれば、ウォブル信号の欠落などによって記録用クロック信号がウォブル信号に対してビットスリップを生じた場合でも、ウォブル信号と記録用クロックの位相ずれを回復させることができ、記録データを所定位置に復旧させることが可能になる。

次に、この発明の一実施形態の記録クロック発生回路について説明する。
図８は、この発明の一実施形態の記録クロック発生回路の構成を示すブロック図であり、図１６に示した記録クロック発生回路の構成と略同じであるが、位相比較器４１に位相比較マスク信号を入力するようにしたところが異なる。

そして、この記録クロック発生回路も、図１に示した光ディスク駆動装置の記録クロック発生回路として用いられる。
また、この場合の記録クロック発生回路の発生した記録クロックでデータを記録する光ディスク１には、ウォブル信号にアドレス情報と同期信号とが位相変調されて重畳されている。

図９は、位相変調されたウォブル信号の波形例を示す説明図である。
この記録クロック発生回路を用いた図１の光ディスク駆動装置では、同期検出回路５はウォブル信号に重畳された同期信号を検出すると共に、アドレス情報と同期信号が位相変調された所定タイミングの近傍では、図８に示した位相比較器４１に対して位相差検出をマスクさせるための位相比較マスク信号を出力する。

図１０は、同期検出回路５が位相比較マスク信号を出力するときのタイミング例を示す説明図である。
同図に示すように、ウォブル信号に重畳された同期信号（ウォブル同期信号）を検出し、光ディスク１上の同期信号とアドレス信号（アドレス情報の検出信号）の検出区間では位相比較マスク信号を出力する。

このようにして、この記録クロック発生回路によれば、位相変調によってウォブル信号の位相に急な変化が生じる部分では位相比較器４１の動作をマスクするので、ウォブル信号と記録用クロック信号との位相ずれが生じることが無くなり、ウォブル信号に安定して位相同期させた記録用クロック信号を発生させることができる。

次に、この発明のさらに他の参考例の記録クロック発生回路について説明する。
図１１は、この発明のさらに他の参考例の記録クロック発生回路の構成を示すブロック図であり、図２，図８，及び図１６に示した記録クロック発生回路と共通する部分には同一符号を付している。

そして、この記録クロック発生回路も、図１に示した光ディスク駆動装置の記録クロック発生回路として用いられる。

この記録クロック発生回路は、周波数比較器４０１がウォブル信号を所定比で分周し、その分周されたウォブル信号の周期を記録用クロック信号の周期でカウントし、そのカウント値に応じて周波数差信号をチャージポンプ４０２へ出力し、また、切り換え信号をマルチプレクサ４０３へ出力する。

チャージポンプ４０２は、周波数差信号を電圧信号に変換する。
マルチプレクサ４０３は、周波数比較器４０１からの切り換え信号に応じて、チャージポンプ４２，チャージポンプ４０２の出力の一方を選択して出力する。

図１２は、図１１に示した周波数比較器４０１の内部構成を示すブロック図である。
この周波数比較器４０１のカウンタ４０１１は、ウォブル信号（ＷＢＬ）を所定比で分周し、分周ウォブルパルスをカウンタ４０１２とレジスタ４０１３へそれぞれ出力する。

カウンタ４０１２は、分周クロックの数をカウントし、分周ウォブルパルス毎にリセットされる。
レジスタ４０１３には、分周ウォブルパルス毎にリセットされる直前のカウンタ４０１２のカウント値がロードされる。

その結果、レジスタ４０１３には、分周されたウォブル信号の周期を記録用クロック信号の周期でカウントした値がロードされることになり、その値はウォブル信号周波数に対して分周クロック周波数が小さい時には小さい値になり、大きい時には大きい値になり、ウォブル信号周波数に対する分周クロック周波数を示す値になる。

データコンパレータ４０１４は、レジスタ４０１３の値が所定値よりも大きい場合にはＤｏｗｎ信号を、小さい場合にはＵｐ信号をそれぞれ出力する。
また、データコンパレータ４０１４は、レジスタ４０１３の値が所定の範囲内にある場合には、チャージポンプ４２の出力を選択するように切り換え信号（Ｍｕｘ）をアクティブにし、所定の範囲外の場合には、チャージポンプ４０２の出力を選択するように切り換え信号（Ｍｕｘ）をインアクティブにする。
上記所定範囲の値は、ＰＬＬ回路のキャプチャレンジに相当するように選ぶ。

その結果、図１１のＶＣＯ４４は、ウォブル信号周波数と記録クロック周波数との関係がキャプチャレンジ外の場合には、周波数比較器４０１から出力されるＵｐ信号又はＤｏｗｎ信号に応じてキャプチャレンジ内に近づくように駆動し、キャプチャレンジ内に入ると位相比較器４１出力に応じて駆動する。

このようにして、この記録クロック発生回路によれば、ウォブル信号周波数と記録クロック周波数との関係がキャプチャレンジ外にあっても速やかにＰＬＬのロックが可能になる。

次に、この発明のさらにまた他の参考例の記録クロック発生回路について説明する。
この記録クロック発生回路は、図１１に示した記録クロック発生回路の構成と同じであるが、その周波数比較器４０１の内部構成が上述のものとは異なる。そして、図１に示した光ディスク駆動装置の記録クロック発生回路として用いられる。

図１３は、この発明のさらにまた他の参考例の記録クロック発生回路の周波数比較器４０１の内部構成を示すブロック図である。
この周波数比較器４０１の構成は、図１２に示したものと同様にカウンタ４０１１，カウンタ４０１２，レジスタ４０１３，及びデータコンパレータ４０１４を備えている。さらに、新たなカウンタ４０１５とフリップフロップ４０１６を設けている。

この周波数比較器４０１のデータコンパレータ４０１４は、レジスタ４０１３値が所定の範囲内にある場合には切り換え信号（Ｍｕｘ）をアクティブにする。
フリップフロップ４０１６は、その切り換え信号（Ｍｕｘ）がアクティブになるとセットされ、その出力である切り換え信号（Ｍｕｘ′）をアクティブにする。

データコンパレータ４０１４は、レジスタ４０１３の値が所定の範囲外の場合には、切り換え信号（Ｍｕｘ）をインアクティブにするが、切り換え信号（Ｍｕｘ′）はすぐにはインアクティブとはならない。

カウンタ４０１５は、切り換え信号（Ｍｕｘ）がインアクティブの場合、分周ウォブルパルス毎にカウント値をアップさせる。
また、カウンタ４０１５は、切り換え信号（Ｍｕｘ）がアクティブの場合、分周ウォブルパルスによってカウント値をリセットする。
そして、上記カウント値が所定値に達すると、フリップフロップ４０１６に対してリセット信号を出力し、切り換え信号（Ｍｕｘ′）をインアクティブにする。

こうして、レジスタ４０１３にロードされるカウント値が所定の範囲外であることが所定回数連続して検出された場合には、切り換え信号（Ｍｕｘ′）をインアクティブにする。

したがって、ウォブル信号周波数と記録クロック周波数との関係がキャプチャレンジ内にあるにもかかわらず、ウォブル信号の欠落などによって周波数比較器４０１が誤ってキャプチャレンジ外であると判定することを防ぐことができる。

このようにして、この記録クロック発生回路によれば、ウォブル信号周波数と記録クロック周波数との関係がキャプチャレンジ外にあっても速やかにＰＬＬのロックを可能にすると共に、ＰＬＬのロック中にウォブル信号の欠落などによって不必要な引き込み動作が生じることを防ぐことができる。

この発明の参考例及びこの発明の一実施形態である光ディスク駆動装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示したこの発明の参考例の記録クロック発生回路の内部構成例を示すブロック図である。 図２に示した分周器，分周クロックカウンタ，及び分周比設定テーブルのさらに詳細な構成例を示す図である。 図２に示した分周器の動作の説明に供する各種信号のタイミング図である。

図２に示した記録クロック発生回路における分周条件設定値＝１の場合の定常状態でロックした状態のウォブル信号，記録用クロック信号，及び分周クロック信号のタイミングを示す図である。 図２に示した記録クロック発生回路におけるウォブル信号と記録用クロック信号との位相関係をさらに大きく変化させるときの制御の説明に供する各種信号のタイミング図である。 図１に示した光ディスク駆動装置においてビットスリップが生じた場合の同期検出回路の動作の説明に供する各種信号のタイミング図である。

この発明の一実施形態の記録クロック発生回路の構成を示すブロック図である。 図１に示した光ディスクの位相変調されたウォブル信号の波形例を示す説明図である。 図１に示した同期検出回路が位相比較マスク信号を出力するときのタイミング例を示す説明図である。 この発明のさらに他の参考例の記録クロック発生回路の構成を示すブロック図である。 図１１に示した周波数比較器の内部構成を示すブロック図である。

この発明のさらにまた他の参考例の周波数比較器の内部構成を示すブロック図である。 従来の光ディスク駆動装置の構成例を示すブロック図である。 光ディスク１上のウォブリングされたデータ記録用トラックの構造例を示す説明図である。 図１４に示した従来の記録クロック発生回路の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１：光ディスク ２：光ピックアップ（ＰＵ） ３：アンプ ４：記録クロック発生回路 ５：同期検出回路 ６：アドレスデコーダ ７：データデコーダ ８：データエンコーダ ９：ＬＤドライバ １０：スピンドルモータ １１：同期判定回路 ４１：位相比較器 ４２，４０２：チャージポンプ ４３：フィルタ ４４：ＶＣＯ ４５：分周器 ４６：分周クロックカウンタ ４７：分周比設定テーブル ４５１：Ａカウンタ ４５２：Ｂカウンタ ４５３：インバータ ４０３，４５４：マルチプレクサ ４５５：同期式ＳＲＦＦ ４０１：周波数比較器 ４０１１，４０１２，４０１５：カウンタ ４０１３：レジスタ ４０１４：データコンパレータ ４０１６：フリップフロップ

Claims (1)

1. 所定の周波数成分を有し、所定タイミングでアドレス情報と同期信号とが位相変調によって重畳したウォブル信号でウォブリングされたデータ記録用トラックを有する光ディスクにデータを記録するときの前記ウォブル信号に位相同期させた記録用クロック信号を発生するデータ記録用クロック信号発生装置であって、
   前記ウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出手段と、
   前記記録用クロック信号を分周した分周クロック信号を発生する記録用クロック信号分周手段と、
   前記ウォブル信号と前記分周クロック信号との位相を比較して位相差信号を発生する位相差信号発生手段と、
   該手段によって発生された前記位相差信号に基づく周波数制御信号を発生する周波数制御信号発生手段と、
   該手段によって発生された前記周波数制御信号に基づいて制御した周波数を有する前記記録用クロック信号を発生する記録用クロック信号発生手段とを備え、
   前記光ディスクの前記アドレス情報又は前記同期信号が位相変調された所定タイミングの近傍では前記位相差信号発生手段による位相差信号の発生を行なわせないようにする手段を設けたことを特徴とするデータ記録用クロック信号発生装置。

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