JP2005196846A - ウォブル信号抽出回路および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォブル信号抽出回路について、特に高精度のＢＰＦを設けることなく、抽出するウォブル信号に含まれるＲＦ信号成分を除去する。
【解決手段】位相比較回路（２１）は、減算器（１７）の出力信号に残留するＲＦ信号成分と、第１のＶＧＡ（１５）の出力信号に含まれるＲＦ信号成分を基準電圧（Ｖｒｅｆ）で二値化した信号とで、位相比較および振幅検出を行う。チャージポンプ（２６）は、位相比較回路（２１）による位相比較結果および振幅検出結果に基づいて、減算器（１７）の出力信号に残留するＲＦ信号成分と第１のＶＧＡ（１５）の出力信号に含まれるＲＦ信号成分との差がなくなるように、第２のＶＧＡ（１６）の利得をフィードバック制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学的に情報が記録または再生可能な光ディスクに対する情報記録再生技術に関するものであり、特に、光ディスクの表面に形成されたウォブルに基づいて、光ディスクの回転制御およびトラックの位置情報取得を行う光ディスク装置において、光ディスクから再生した信号から、ウォブルに起因して生じるウォブル信号を正確に抽出する回路技術に関するものである。

従来の光ディスク装置は、光ディスク表面の径方向にあらかじめ蛇行して形成された案内溝、すなわち、ウォブルに基づいて、トラッキングを行いながら光ディスクに対してデータ記録または再生を行っている。図１０は、従来の光ディスク装置の一例としてのＣＤ−Ｒ記録再生器の構成を示す。光ピックアップ１００は、ある速度で回転させた光ディスク１０１にレーザ光を照射し、分割された光検出器で反射光を検出して電気信号に変換する。こうして得られた信号に対して、サーボ信号生成回路１０２は、フォーカスまたはトラッキングエラー信号を生成し、サーボコントローラ１０３を通じて光ピックアップ１００のフォーカスまたはトラッキングサーボを行う。

図１１は、サーボがかかった状態の光ディスク１０１の表面を拡大した図である。サーボがかかった状態では、光ピックアップ１００が照射するレーザ光は、レーザスポット１１０のように集光され、常に案内溝１１１に沿うようにトラッキング制御される。また、光ディスク１０１に情報が記録されている場合、案内溝１１１にはピット１１２が存在し、光ピックアップ１００は、ピット１１２の有無に応じて強弱が変化する反射光に基づく信号を生成する。

図１０に戻り、ウォブル信号抽出回路１０４は、図１１に示した案内溝１１１、すなわち、ウォブルに起因するウォブル信号を抽出する。サーボコントローラ１０３は、ウォブル信号の周波数が所望の値となるようにスピンドルモータ１０５の回転速度を制御してスピンドルサーボをかける。また、ウォブル信号には、光ディスク１０１のアドレス情報を示す絶対時間情報（ATIP:Absolute Time In Pre-groove）が埋め込まれている。ＡＴＩＰデコーダ１０６は、ウォブル信号からＡＴＩＰを復調し、ＣＰＵ１０７に、光ディスク１０１における光ピックアップ１００の位置情報を送信する。一方、データ信号生成回路１０８は、光ピックアップ１００が生成する信号からデータ信号を生成する。そして、デコーダ１０９は、データ信号生成回路１０８が生成するデータ信号をデコードして光ディスク１０１に記録された信号を復調する。

次に、上記の光ディスク装置におけるウォブル信号抽出回路１０４について詳細に説明する。図１２は、従来のウォブル信号抽出回路１０４の構成を示す。ウォブル信号抽出回路１０４は、光ピックアップ１００から、データ再生信号であるＲＦ信号成分と光ディスク１０１に形成されたウォブルに起因するウォブル信号成分とを含む光ディスク信号Ｓ１およびＳ２を入力し、減算器１２０で光ディスク信号Ｓ１から光ディスク信号Ｓ２を減算してウォブル信号を抽出する。

図１３は、ウォブル信号抽出回路１０４によるウォブル信号抽出の原理を説明するための図である。記録済の光ディスクの再生を行う場合、理想的には、図１３（ａ）に示したように、光１３０が、ディスク面から、光検出器１３１の分割部分Ａ，Ｂ，ＣおよびＤに対してそれぞれ均等に反射する。このとき、ディスク回転方向に沿って配置された分割部分ＡおよびＤが生成するＡ＋Ｄ信号、すなわち、図１２に示した光ディスク信号Ｓ１と、同様にディスク回転方向に沿って配置された分割部分ＢおよびＣが生成するＢ＋Ｃ信号、すなわち、図１２に示した光ディスク信号Ｓ２とでは、これら信号に含まれるＲＦ信号成分は同相で同振幅、ウォブル信号成分は逆相で同振幅となる。したがって、図１２に示した減算器１２０によって光ディスク信号Ｓ１から光ディスク信号Ｓ２を減ずることにより、これら信号に含まれるＲＦ信号成分が相殺され、減算器１２０の出力信号として、ウォブル信号成分のみを含む（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）信号を取り出すことができる。

しかし、光ディスク装置の製造時などにおける光検出器１３１の取り付け精度の限界などが原因で、図１３（ｂ）に示したように、光１３０´が、光検出器１３１に対して非対称に反射する。このとき、Ａ＋Ｄ信号とＢ＋Ｃ信号とでは、これら信号に含まれるＲＦ信号成分およびウォブル信号成分の振幅に差が生じることとなる。そして、この差を補償しないで減算器１２０によって減算処理を行うと、その出力信号にＲＦ信号成分が残留してしまい、正確なウォブル信号を抽出することが困難となる。

従来、上記問題を解決するために、図１２に示したように、ウォブル信号抽出回路１０４に、光ディスク信号Ｓ１およびＳ２のそれぞれに利得を与える自動利得調整器（以下、ＡＧＣと称する）１２１および１２２を設け、減算器１２０による減算処理前に、光ディスク信号Ｓ１およびＳ２のそれぞれに含まれるＲＦ信号成分の振幅が互いに等しくなるように利得を自動的に調整している。しかし、ＡＧＣ１２１および１２２のばらつきなどによって、減算処理後においてなおもＲＦ信号成分が残留するため、さらに、帯域通過フィルタ（以下、ＢＰＦと称する）１２３によってＲＦ信号成分を除去して、ウォブル信号Ｓ３を抽出する。その後、抽出したウォブル信号Ｓ３を二値化回路１２４によって二値化する（たとえば、特許文献１参照）。こうして二値化された信号は、光ディスク装置におけるクロックとして、スピンドルサーボおよびディスクのアドレス情報の取得などに用いられる。
特開２００１―２６６４８６号公報（第４〜５頁、第１図）

前述したように、従来のウォブル信号抽出回路１０４では、ＡＧＣ１２１および１２２のばらつきなどが原因で、減算器１０２による減算処理後においても、ある程度のＲＦ信号成分が残留することは避けられない。図１４は、抽出したウォブル信号とそれを二値化した信号との関係を示すグラフである。図１４（ａ）に示したように、抽出したウォブル信号１４０にＲＦ信号成分が残留する場合、それを二値化した信号１４１には、時間的なゆらぎ、すなわち、ジッタが多く含まれる。しかし、ジッタを多く含むクロックでは、正確なスピンドルサーボおよびアドレス情報の取得ができなくなるおそれがある。したがって、従来のウォブル信号抽出回路１０４では、図１４（ｂ）に示したような、残留するＲＦ信号成分を可能な限り減衰させたウォブル信号１４２を得るために、高い周波数選択性を有する高精度のＢＰＦ１２３が必要不可欠となる。そして、このような高精度のＢＰＦ１２３によってフィルタリング処理されたウォブル信号１４２からは、ジッタをほとんど含まない理想的なクロック１４３を生成することができる。

しかし、ＢＰＦ１２３に高い周波数選択性を実現しようとすると回路規模が増大してしまい、回路の消費電力およびコストの面から不利である。また、ＤＶＤ＋ＲＷに代表されるように、ウォブル信号とＲＦ信号との周波数帯域が比較的近い場合には、高精度のＢＰＦ１２３を用いたとしても、効率よくＲＦ信号成分だけを除去することは困難である。

上記問題に鑑み、本発明は、光ディスクから読み取られた信号からウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出回路について、特に高精度のＢＰＦを設けることなく、抽出するウォブル信号に含まれるＲＦ信号成分を除去することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、光ディスクから読み取られた信号であってデータの記録または再生に基づくＲＦ信号成分および前記光ディスクの表面に形成されたウォブルに起因するウォブル信号成分を含む第１の光ディスク信号に利得を与える第１のゲインアンプと、前記光ディスクから読み取られた信号であって前記ＲＦ信号成分および前記第１の光ディスク信号とは逆相のウォブル信号成分を含む第２の光ディスク信号に利得を与える第２のゲインアンプと、前記第１のゲインアンプの出力信号から前記第２のゲインアンプの出力信号を減ずる減算器とを備え、当該減算器の出力信号からウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出回路として、前記減算器の出力信号を評価し、その結果に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得を制御するものとする。

本発明によると、減算器の出力信号が評価され、その結果に基づいて、第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得がフィードバック制御される。この結果、ＲＦ信号成分を含まない高精度のウォブル信号を抽出することができる。

減算器の出力信号のうちＲＦ信号成分を評価する場合、上記のウォブル信号抽出回路は、前記減算器の出力信号に含まれるＲＦ信号成分と前記第１のゲインアンプの出力信号に含まれるＲＦ信号成分との差に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得を制御するものとする。

これによると、減算器の出力信号に含まれるＲＦ信号成分と第１のゲインアンプの出力信号に含まれるＲＦ信号成分との差に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得がフィードバック制御される。当該フィードバック系は、当該差をなくす方向に動作する。そして、上記フィードバック系により第１の光ディスク信号に含まれるＲＦ信号成分と第２の光ディスク信号に含まれるＲＦ信号成分との差がなくなると、減算器の減算処理によってＲＦ信号成分が相殺され、結果として、ＲＦ信号成分を含まない高精度のウォブル信号を抽出することができる。

また、具体的には、上記のウォブル信号抽出回路は、前記減算器の出力信号を入力し、当該出力信号に含まれるウォブル信号成分をカットする第１のフィルタと、前記第１のゲインアンプの出力信号を入力し、当該出力信号に含まれるウォブル信号成分をカットする第２のフィルタと、前記第１のフィルタの出力信号と前記第２のフィルタの出力信号とで位相比較を行い、かつ前記第１のフィルタの出力信号の振幅を検出する位相比較回路とを備え、前記位相比較回路による位相比較結果および振幅検出結果に応じて、前記第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得を制御するものとする。

さらに具体的には、上記のウォブル信号抽出回路は、前記第２のフィルタの出力信号を二値化する二値化回路を備え、前記位相比較回路は、前記第１のフィルタの出力信号と前記二値化回路によって二値化された前記第２のフィルタの出力信号とで位相比較を行うものとする。

一方、好ましくは、前記第１および第２のゲインアンプのいずれか一方は、与えられた光ディスク信号の振幅を一定にする自動利得調整回路とする。

また、好ましくは、上記のウォブル信号抽出回路は、抽出した前記ウォブル信号の振幅を検出するウォブル検波回路を備え、前記減算器の出力信号と前記第１のゲインアンプの出力信号との位相差および前記減算器の出力信号に含まれるＲＦ信号成分の振幅に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプのいずれか一方の利得を制御するとともに、前記ウォブル検波回路の出力信号に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプの他方の利得を制御するものとする。

また、上記のウォブル信号抽出回路は、前記第１のゲインアンプの前段に設けられ、前記第１の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ウォブル信号成分よりも低周波の信号成分をカットする第１のフィルタと、前記第２のゲインアンプの前段に設けられ、前記第２の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ウォブル信号成分よりも低周波の信号成分をカットする第２のフィルタとを備えていることが好ましい。

また、上記のウォブル信号抽出回路は、前記第１のゲインアンプの前段に設けられ、前記光ディスクへのデータの記録時に、前記第１の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ＲＦ信号成分よりも高周波の信号成分をカットする第１のフィルタと、前記第２のゲインアンプの前段に設けられ、前記光ディスクへのデータの記録時に、前記第２の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ＲＦ信号成分よりも高周波の信号成分をカットする第２のフィルタとを備えていることが好ましい。

また、好ましくは、上記のウォブル信号抽出回路は、前記第１および第２の光ディスク信号に含まれるＲＦ信号成分の減衰を検出するドロップアウト検出回路を備え、前記ドロップアウト検出回路は、前記ＲＦ信号成分の減衰を検出したとき、前記第１および第２のゲインアンプの利得が変動しないように当該利得を固定するものとする。

また、好ましくは、上記のウォブル信号抽出回路は、前記光ディスクにおけるデータ未記録領域を検出する未記録領域検出回路を備え、前記未記録領域検出回路は、前記データ未記録領域を検出したとき、前記第１および第２のゲインアンプの利得を所定値に設定するものとする。

一方、上記のウォブル信号抽出回路は、前記第１および第２のゲインアンプの利得の制御に係る制御時定数を切り替える時定数切替回路を備えていることが好ましい。

具体的には、前記時定数切替回路は、前記光ディスクの回転特性に応じて、前記制御時定数を切り替えるものとする。

また、具体的には、前記時定数切替回路は、前記光ディスクへのアクセスがデータ再生からデータ記録に切り替わったときおよびその逆方向に切り替わったときから所定期間、前記制御時定数を相対的に小さくするものとする。

また、具体的には、前記時定数切替回路は、前記光ディスクにおけるデータ再生位置がデータ未記録領域からデータ記録領域に切り替わったときおよびその逆方向に切り替わったときから所定期間、前記制御時定数を相対的に小さくするものとする。

以上、本発明によると、第１および第２のゲインアンプの回路ばらつきの影響を受けることなく、光ディスクから読み取られた第１および第２の光ディスク信号から、ＲＦ信号成分を含まない高精度のウォブル信号を抽出することができる。しかも、帯域通過フィルタに依存することなくＲＦ信号成分を除去するため、回路規模の縮小、消費電力の低減、およびコスト削減を図ることができるだけではなく、ウォブル信号とＲＦ信号との周波数帯域が比較的近接しているＤＶＤ＋ＲＷなどにおいても、容易に高精度のウォブル信号を抽出することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るウォブル信号抽出回路の構成を示す。本実施形態に係るウォブル信号抽出回路は、上述した光ディスク信号Ｓ１およびＳ２を入力する。そして、これら光ディスク信号Ｓ１およびＳ２について、それぞれ、２系統の独立した低域通過フィルタで構成された記録パルス除去フィルタ（以下、ＬＰＦと称する）１１および１２、ならびに高域通過フィルタで構成された偏芯成分除去フィルタ（以下、ＨＰＦと称する）１３および１４でフィルタリング処理を施し、可変ゲインアンプ（以下、ＶＧＡと称する）１５および１６で利得を与え、その後、減算器１７で光ディスク信号Ｓ１から光ディスク信号Ｓ２を減算する処理を行う。

上述したように、光検出器（不図示）の取り付け精度などが原因で、光ディスク信号Ｓ１およびＳ２の振幅は互いに異なる場合がある。この場合、ＶＧＡ１５および１６がそれぞれ出力する信号ＷＧＡおよびＷＧＢの振幅もまた互いに異なることとなり、減算器１７が出力する信号ＷＤＦにはＲＦ信号成分が残留することとなる。そこで、ＢＰＦ１８で信号ＷＤＦに残留するＲＦ信号成分を除去してウォブル信号Ｓ３を抽出する。その後、ウォブル信号Ｓ３は、二値化回路１９によって二値化される。

次に、本実施形態に係るウォブル信号抽出回路による、信号ＷＤＦに残留するＲＦ信号成分の除去について説明する。まず、信号ＷＤＦに含まれるＲＦ信号のみを取り出すために、高域通過フィルタで構成されたウォブル信号除去フィルタ（ＨＰＦ）２０でウォブル信号を除去した信号ＷＤＨ１を生成し、位相比較回路２１に与える。同様に、信号ＷＧＡについても、高域通過フィルタで構成されたウォブル信号除去フィルタ（ＨＰＦ）２２でウォブル信号を除去した信号ＷＧＧを生成し、比較器２３に与える。比較器２３は、基準電圧Ｖｒｅｆに対して信号ＷＧＧを二値化した信号ＷＤＨ２を生成し、位相比較回路２１に与える。位相比較回路２１は、信号ＷＤＨ１と信号ＷＤＨ２とで位相比較を行い、かつ信号ＷＤＨ１の振幅を検出し、その結果である信号ＷＳＡを出力する。そして、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２４は、信号ＷＳＡを整流して、直流電圧の信号ＷＳＬを出力する。

図２は、位相比較回路２１による位相比較および振幅検出の概要を説明するためのグラフである。信号ＷＤＨ１と信号ＷＤＨ２との位相関係は、信号ＷＧＡと信号ＷＧＢとの信号振幅の大きさで決まる。すなわち、図２（ａ）に示したように、信号ＷＧＡ＞信号ＷＧＢのとき、信号ＷＤＨ１と信号ＷＤＨ２とは同相であり、位相比較回路２１は、基準電圧Ｖｒｅｆに対して正側に整流された信号ＷＳＡを出力する。この結果、信号ＷＳＬは、基準電圧Ｖｒｅｆに対して正の電圧となる。一方、図２（ｂ）に示したように、信号ＷＧＡ＜信号ＷＧＢのとき、信号ＷＤＨ１と信号ＷＤＨ２とは逆相であり、位相比較回路２１は、基準電圧Ｖｒｅｆに対して負側に整流された信号ＷＳＡを出力する。この結果、信号ＷＳＬは、基準電圧Ｖｒｅｆに対して負の電圧となる。

図１に戻り、比較器２５は、基準電圧Ｖｒｅｆに対して信号ＷＳＬを二値化した信号ＷＣＰを出力する。チャージポンプ２６は、基準電圧Ｖｒｅｆに対する信号ＷＣＰの値の正負に応じて、容量素子２７に対して電流を流し込むまたは引き込む。これにより容量素子２７に生じる電圧ＷＧＣを、ＶＧＡ１６にフィードバックし、ＶＧＡ１６が光ディスク信号Ｓ２に与える利得を制御する。

図３は、ＶＧＡ１６のフィードバック制御の概要を説明するためのグラフである。図３（ａ）に示したように、信号ＷＧＡ＞信号ＷＧＢのとき、信号ＷＳＬの電圧は基準電圧Ｖｒｅｆよりも高くなる。このとき、チャージポンプ２６は容量素子２７に電流を流し込む方向に動作する。この結果、容量素子２７の端子電圧ＷＧＣは、時間経過に伴い上昇する。これに対応して、ＶＧＡ１６の利得が上がり、信号ＷＧＢの振幅が次第に大きくなる。信号ＷＧＢの振幅増幅は、信号ＷＳＬが基準電圧Ｖｒｅｆに到達するまで続く。一方、図３（ｂ）に示したように、信号ＷＧＡ＜信号ＷＧＢのとき、信号ＷＳＬの電圧は基準電圧Ｖｒｅｆよりも低くなる。このとき、チャージポンプ２６は容量素子２７から電流を引き込む方向に動作する。この結果、容量素子２７の端子電圧ＷＧＣは、時間経過に伴い降下する。これに対応して、ＶＧＡ１６の利得が下がり、信号ＷＧＢの振幅が次第に小さくなる。信号ＷＧＢの振幅減衰は、信号ＷＳＬが基準電圧Ｖｒｅｆに到達するまで続く。

上記のフィードバック制御により、信号ＷＳＬが基準電圧Ｖｒｅｆと等しくされる。すなわち、信号ＷＧＡおよびＷＧＢに残留するＲＦ信号成分の振幅が等しくされる。これにより、信号ＷＤＦに残留するＲＦ信号成分をほぼゼロにまで除去することができる。

ところで、実際の光ディスク信号Ｓ１およびＳ２には、ＲＦ信号およびウォブル信号以外の信号成分が含まれることがある。図４は、光ディスク信号Ｓ１およびＳ２に含まれる各種信号成分を表した図である。図４に示したように、光ディスク信号Ｓ１およびＳ２には、光ディスクの偏芯に基づく信号成分であり、ウォブル信号成分ＷＢＬよりも低周波の偏芯成分が含まれる。この偏芯成分は光ディスクメディアよってさまざまであるが、振幅が比較的大きい場合には、正確なウォブル信号の抽出に支障をきたす。そこで、図１に示したように、ＶＧＡ１５および１６による利得付与前に、ＨＰＦ１３および１４で偏芯成分をカットする。これにより、ウォブル信号抽出の精度を向上させることができる。

また、追記型の光ディスク装置では、記録動作中に、図１１に示したピット１１２を形成するための記録信号間のスペース部分をサンプル・アンド・ホールドすることにより、記録信号からウォブル信号を取り出している。しかし、高倍速記録化に伴い、光ピックアップに内蔵されている増幅器（不図示）のスルーレート不足により上記スペース部分を正しくサンプル・アンド・ホールドすることができず、正確なウォブル信号を取り出せなくなるおそれがある。このため、記録時も再生時同様サンプル・アンド・ホールドせずにウォブル信号を抽出する必要があるが、一般に、ＣＤ−Ｒに代表される追記型光ディスク装置における記録信号は、ＲＦ信号成分以外にライトストラテジーに基づく記録パルスを含んでいるため、位相比較回路２１で上記記録パルスを含む記録信号の位相比較を行った場合、ＲＦ信号成分よりも高周波の記録パルス成分が誤差となり、ＲＦ信号振幅を正しく検波することができなくなるおそれがある。そこで、図１に示したように、ＬＰＦ１１および１２で、それぞれ、光ディスク信号Ｓ１およびＳ２に含まれる記録パルス成分を鈍らせることによってカットする。図５は、記録パルス成分のカット前後の光ディスク信号を示すグラフである。図５（ａ）に示した光ディスク信号Ｓ１およびＳ２は、それぞれ、ＬＰＦ１１および１２でフィルタリング処理されて、図５（ｂ）に示したような、記録パルス成分が除去された信号ＷＬＡおよびＷＬＢとなる。

なお、記録パルス成分のカットはデータ記録時にのみ必要であり、一般的に、記録倍速よりも高倍速で光ディスクを回転させる再生時には、ＲＦ信号振幅に影響を与えるなどの弊害が発生するため不要である。そこで、ＬＰＦ１１および１２のそれぞれの入出力端に並列に設けたスイッチ２８および２９を記録再生切替信号ＷＷＲでオン／オフ制御し、データ再生時はＬＰＦ１１および１２をバイパスする一方、データ記録時にはＬＰＦ１１および１２によるフィルタリング処理を有効にする。これにより、データ記録、再生の別を問わず、ＲＦ信号振幅を正確に検波することができる。

以上、本実施形態によると、ＢＰＦ１８として、特に高い周波数選択性を有する高精度のフィルタを用いなくとも、ＲＦ信号成分を含まない高精度のウォブル信号を抽出することができる。そして、このようなウォブル信号に基づいて、ジッタを含まないクロックを得ることができる。

なお、上記説明ではＶＧＡ１６をフィードバック制御するとしたが、これに代えて、ＶＧＡ１５をフィードバック制御してもよい。また、ＶＧＡ１５および１６の双方をフィードバック制御するようにしてもよい。

また、ＬＰＦ１１および１２、ならびにスイッチ２８および２９は、特に省略してもよい。同様に、ＨＰＦ１３および１４は、特に省略してもよい。

また、上記説明では、減算器１７の出力信号ＷＤＦに含まれるＲＦ信号成分の評価結果に基づいて、ＶＧＡ１６のフィードバック制御を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。これ以外にも、たとえば、信号ＷＤＦを二値化してそのジッタ量を検出し、当該ジッタ量が最小となるようにＶＧＡ１６のフィードバック制御を行うことによって、上記と同様の効果を奏する。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るウォブル信号抽出回路の構成を示す。本実施形態に係るウォブル信号抽出回路は、図１に示した第１の実施形態に係るウォブル信号抽出回路におけるＶＧＡ１５を、自動利得調整回路（以下、ＡＧＣと称する）３０に置換したものである。これ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

データの記録または再生に係る光ディスク信号Ｓ１およびＳ２に含まれるＲＦ信号振幅は、さまざまな要因で時間的に変動する。これに対して、ＡＧＣ３０は、光ディスク信号Ｓ１の振幅を一定にし、減算器１７の出力信号ＷＤＦの振幅を安定させる。これにより、ＲＦ信号振幅が変動しても位相比較回路２１による位相比較および振幅検出が安定し、正確なウォブル信号Ｓ３を抽出することができる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るウォブル信号抽出回路の構成を示す。本実施形態に係るウォブル信号抽出回路は、図１に示した第１の実施形態に係るウォブル信号抽出回路に、さらに、ウォブル検波回路３１を設けた構成をしている。これ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ウォブル信号抽出回路に関して、光ディスクにおける１本のトラックからウォブル信号を抽出することが理想的であるが、実際には、光学系の制限により、隣接するトラックのウォブルに起因する信号がクロストークしてしまう。さらに、ＣＤ−Ｒなどに形成されたウォブルについて、隣接するトラックでその形状が場所によって異なる場合がある。このように、隣接トラックのウォブルの形状が場所によって異なる場合、抽出したウォブル信号へのクロストーク量が変動し、結果として、ウォブル信号に振幅変調がかかってしまう。そこで、ウォブル検波回路３１を設け、抽出したウォブル信号Ｓ３の振幅を検出させ、その検出結果に応じてＶＧＡ１５をフィードバック制御する。これにより、ウォブル信号Ｓ３の振幅を一定に保つことができ、低ジッタのクロックを得ることができる。

（チャージポンプおよびその周辺回路の構成例）
図８は、本発明のウォブル信号抽出回路におけるチャージポンプおよびその周辺回路の構成例を示す。図８に示したチャージポンプおよびその周辺回路は、第１から第３の実施形態に係るウォブル信号抽出回路に適用が可能であるが、便宜のため、第１の実施形態に係るウォブル信号抽出回路に適用する場合について説明する。

光ディスクの再生時において、光ディスク表面の傷などが原因で、ＲＦ信号が一定期間減衰する、いわゆるドロップアウトが発生する場合がある。この場合、図１に示した信号ＷＧＡに含まれるＲＦ信号成分が減衰するため信号ＷＤＨ２が不安定となり、位相比較回路２１による位相比較および振幅検出が正しく実行できなくなることがある。そして、結果として、回路に不正な過渡応答が生じるおそれがある。このような不正な過渡応答を防止するために、ドロップアウトが生じている間は、ＶＧＡ１６の利得を固定する必要がある。そこで、具体的には、図８に示したように、光ディスク信号に含まれるＲＦ信号成分の減衰を検出するドロップアウト検出回路８０を設ける。ドロップアウト検出回路８０は、ドロップアウトが生じている間は、スイッチ８２および８３をオフにし、チャージポンプ８１からの電流の出入を制御する。これにより、電圧ＷＧＣの変動が抑制されるため、図１に示したＶＧＡ１６の利得が固定され、不正な過渡応答を防止することができる。

また、追記型または書き換え可能な光ディスクにおいてデータが記録されていないデータ未記録領域を再生する場合、光ディスクから読み取られた光ディスク信号にはＲＦ信号が含まれない。この場合も同様に、図１に示した信号ＷＤＨ２が不安定となり、回路に不正な過渡応答が生じるおそれがある。このような不正な過渡応答を防止するために、データ未記録領域の再生時には、ＶＧＡ１６の利得を所定値に設定する必要がある。そこで、具体的には、図８に示したように、光ディスク信号に含まれるＲＦ信号振幅などからデータ未記録領域を検出する未記録領域検出回路８４を設ける。未記録領域検出回路８４は、データ未記録領域の再生時には、電圧ＷＧＣを電圧Ｖ０に設定する一方、データ記録領域の再生時には、電圧ＷＧＣをチャージポンプ８１の出力電圧ＷＣＣに設定する。これにより、データ未記録領域の再生時に、図１に示したＶＧＡ１６の利得が所定値に設定され、不正な過渡応答を防止することができる。

上述したデータ未記録領域およびデータ記録領域の再生に応じて電圧ＷＧＣを切り替える場合、電圧ＷＧＣの変化により過渡応答が発生する。また、入力される光ディスク信号はデータ記録時と再生時とで振幅が異なるため、この振幅差が原因で、データ記録／再生の切り替え時にもまた過渡応答が発生する。これら過渡応答期間（図３に示した利得制御時間Ｔに相当する）中は、ウォブル信号を正しく抽出できないおそれがあり、光ディスクのアドレス読取エラーなどにつながる。したがって、過渡応答期間はできるだけ短いことが好ましい。すなわち、図１に示したウォブル信号抽出回路について、ＶＧＡ１６の利得制御に係る時定数（以下、制御時定数と称する）はできるだけ小さいことが好ましい。特に、データ記録中のバッファアンダーランエラー対策であるロスレスリンク技術や書き換え型光ディスクでのパケットライト方式などを用いる光ディスク装置では、データ記録／再生などの切り替え時にシームレスにウォブル信号を抽出することが求められる。

他方、図１に示したウォブル信号抽出回路について、定常動作において外乱などの影響を防止して安定動作させるためには、制御時定数を比較的大きく設定して、図３に示した利得制御時間Ｔを比較的長く設定することが好ましい。そこで、定常動作中は制御時定数を比較的大きくしておき、データ記録／再生の切り替えおよびデータ未記録領域／データ記録領域の切り替えが発生したときは制御時定数を小さくすることを考える。具体的には、図８に示したように、時定数切替回路８５を設ける。時定数切替回路８５は、上記切り替えが発生してから所定期間パルス信号ＷＲＷを出力してスイッチ８６をオフ状態にする。スイッチ８６は通常オン状態であり、パルス信号ＷＲＷを受けることによってオフ状態になる。すなわち、定常動作における制御時定数は、並列接続された容量素子８７および８８によって決まるが、データ記録／再生の切り替えおよびデータ未記録領域／データ記録領域の切り替えのいずれかが発生した場合には、その切り替えが発生してから所定期間、容量素子８７が切り離されることによって、制御時定数は小さくなる。

図９は、制御時定数の切り替えを行う場合と行わない場合との過渡応答の相違を表したグラフである。図９（ａ）は、切り替えを行わない場合の過渡応答の様子を表す。図９（ｂ）は、切り替えを行う場合の過渡応答の様子を表す。図９（ａ）と図９（ｂ）とを比較してわかるように、制御時定数の切り替えを行うことによって、データ再生からデータ記録に切り替わる場合に信号ＷＧＢが速やかに定常値に収束する。

また、一般に、光ディスク装置は、光ディスクの回転速度、すなわち、倍速や、回転方式（たとえば、CLV：線速度一定、CAV：角速度一定など）などの光ディスクの回転特性を切り替えてデータの再生および記録を行う。しかし、ＲＦ信号およびウォブル信号の周波数は、光ディスクの回転特性に応じて変化するため、図３に示した利得制御時間Ｔの最適値は倍速により異なる。そこで、光ディスクの回転特性に応じて制御時定数を切り替えることが好ましい。具体的には、図８に示したように、時定数切替回路８９を設ける。時定数切替回路８９は、たとえば、光ディスク装置のホストコンピュータ（不図示）からの命令を受けて、チャージポンプ８１における電流源９０および９１の電流値を、光ディスクの回転特性に応じた値に制御する。これにより、光ディスクの回転特性に応じて、制御時定数を切り替えることができる。

なお、上記例では、光ディスクの回転特性に応じて、図１に示したチャージポンプ２６が出入する電流量を切り替えているが、本発明はこれに限定されるものではない。容量素子２７の容量値を切り替えるようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。

また、図１において、ＶＧＡ１５および１６のそれぞれの前段に別のＶＧＡを挿入して、データ記録／再生の切り替えに応じて当該ＶＧＡの利得を切り替えるようにしてもよい。

本発明に係るウォブル信号抽出回路は、光ディスク再生装置および光ディスク記録
再生装置における、光ディスクから読み取られた信号からウォブル信号を抽出する回路
として有用である。

本発明の第１の実施形態に係るウォブル信号抽出回路の構成図である。 図１に示した位相比較回路による位相比較および振幅検出の概要を説明するためのグラフである。 図１に示した可変ゲインアンプのフィードバック制御の概要を説明するためのグラフである。 光ディスク信号に含まれる各種信号成分を表した図である。 記録パルス成分のカット前後の光ディスク信号を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係るウォブル信号抽出回路の構成図である。 本発明の第３の実施形態に係るウォブル信号抽出回路の構成図である。 本発明のウォブル信号抽出回路におけるチャージポンプおよびその周辺回路の構成図である。 制御時定数の切り替えを行う場合と行わない場合との過渡応答の相違を表したグラフである。 従来の光ディスク装置の構成図である。 サーボがかかった状態の光ディスク表面の拡大図である。 従来のウォブル信号抽出回路の構成図である。 ウォブル信号抽出回路によるウォブル信号抽出の原理を説明するための図である。 抽出したウォブル信号とそれを二値化した信号との関係を示すグラフである。

符号の説明

１１ 記録パルス除去フィルタ（第１のフィルタ）
１２ 記録パルス除去フィルタ（第２のフィルタ）
１３ 偏芯成分除去フィルタ（第１のフィルタ）
１４ 偏芯成分除去フィルタ（第２のフィルタ）
１５ 可変ゲインアンプ（第１のゲインアンプ）
１６ 可変ゲインアンプ（第２のゲインアンプ）
１７ 減算器
２０ ウォブル信号除去フィルタ（第１のフィルタ）
２１ 位相比較回路
２２ ウォブル信号除去フィルタ（第２のフィルタ）
２３ 二値化回路
３０ 自動利得調整回路
３１ ウォブル検波回路
８０ ドロップアウト検出回路
８４ 未記録領域検出回路
８５ 時定数切替回路
８９ 時定数切替回路
Ｓ１ 光ディスク信号（第１の光ディスク信号）
Ｓ２ 光ディスク信号（第２の光ディスク信号）
Ｓ３ ウォブル信号

Claims (15)

1. 光ディスクから読み取られた信号であって、データの記録または再生に基づくＲＦ信号成分および前記光ディスクの表面に形成されたウォブルに起因するウォブル信号成分を含む第１の光ディスク信号に、利得を与える第１のゲインアンプと、
   前記光ディスクから読み取られた信号であって、前記ＲＦ信号成分および前記第１の光ディスク信号とは逆相のウォブル信号成分を含む第２の光ディスク信号に、利得を与える第２のゲインアンプと、
   前記第１のゲインアンプの出力信号から前記第２のゲインアンプの出力信号を減ずる減算器とを備え、当該減算器の出力信号からウォブル信号を抽出するウォブル信号抽出回路であって、
   前記減算器の出力信号を評価し、その結果に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得を制御する
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
2. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
   前記減算器の出力信号に含まれるＲＦ信号成分と前記第１のゲインアンプの出力信号に含まれるＲＦ信号成分との差に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得を制御する
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
3. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
   前記減算器の出力信号を入力し、当該出力信号に含まれるウォブル信号成分をカットする第１のフィルタと、
   前記第１のゲインアンプの出力信号を入力し、当該出力信号に含まれるウォブル信号成分をカットする第２のフィルタと、
   前記第１のフィルタの出力信号と前記第２のフィルタの出力信号とで位相比較を行い、かつ前記第１のフィルタの出力信号の振幅を検出する位相比較回路とを備え、
   前記位相比較回路による位相比較結果および振幅検出結果に応じて、前記第１および第２のゲインアンプの少なくとも一方の利得を制御する
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
4. 請求項３に記載のウォブル信号抽出回路において、
   前記第２のフィルタの出力信号を二値化する二値化回路を備え、
   前記位相比較回路は、前記第１のフィルタの出力信号と前記二値化回路によって二値化された前記第２のフィルタの出力信号とで位相比較を行う
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
5. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
   前記第１および第２のゲインアンプのいずれか一方は、与えられた光ディスク信号の振幅を一定にする自動利得調整回路である
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
6. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
   抽出した前記ウォブル信号の振幅を検出するウォブル検波回路を備え、
   前記減算器の出力信号と前記第１のゲインアンプの出力信号との位相差および前記減算器の出力信号に含まれるＲＦ信号成分の振幅に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプのいずれか一方の利得を制御するとともに、前記ウォブル検波回路の出力信号に基づいて、前記第１および第２のゲインアンプの他方の利得を制御する
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
7. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
   前記第１のゲインアンプの前段に設けられ、前記第１の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ウォブル信号成分よりも低周波の信号成分をカットする第１のフィルタと、
   前記第２のゲインアンプの前段に設けられ、前記第２の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ウォブル信号成分よりも低周波の信号成分をカットする第２のフィルタとを備えた
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
8. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
   前記第１のゲインアンプの前段に設けられ、前記光ディスクへのデータの記録時に、前記第１の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ＲＦ信号成分よりも高周波の信号成分をカットする第１のフィルタと、
   前記第２のゲインアンプの前段に設けられ、前記光ディスクへのデータの記録時に、前記第２の光ディスク信号に含まれる信号成分のうち前記ＲＦ信号成分よりも高周波の信号成分をカットする第２のフィルタとを備えた
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
9. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
   前記第１および第２の光ディスク信号に含まれるＲＦ信号成分の減衰を検出するドロップアウト検出回路を備え、
   前記ドロップアウト検出回路は、前記ＲＦ信号成分の減衰を検出したとき、前記第１および第２のゲインアンプの利得が変動しないように当該利得を固定する
   ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
10. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
    前記光ディスクにおけるデータ未記録領域を検出する未記録領域検出回路を備え、
    前記未記録領域検出回路は、前記データ未記録領域を検出したとき、前記第１および第２のゲインアンプの利得を所定値に設定する
    ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
11. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路において、
    前記第１および第２のゲインアンプの利得の制御に係る制御時定数を切り替える時定数切替回路を備えた
    ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
12. 請求項１１に記載のウォブル信号抽出回路において、
    前記時定数切替回路は、前記光ディスクの回転特性に応じて、前記制御時定数を切り替える
    ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
13. 請求項１１に記載のウォブル信号抽出回路において、
    前記時定数切替回路は、前記光ディスクへのアクセスがデータ再生からデータ記録に切り替わったときおよびその逆方向に切り替わったときから所定期間、前記制御時定数を相対的に小さくする
    ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
14. 請求項１１に記載のウォブル信号抽出回路において、
    前記時定数切替回路は、前記光ディスクにおけるデータ再生位置がデータ未記録領域からデータ記録領域に切り替わったときおよびその逆方向に切り替わったときから所定期間、前記制御時定数を相対的に小さくする
    ことを特徴とするウォブル信号抽出回路。
15. 請求項１に記載のウォブル信号抽出回路を備えた
    ことを特徴とする光ディスク装置。
    

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