JP2005310238A - ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】DVD−Rディスクのパワーキャリブレーションエリアに代表されるような領域で未記録部から記録部に突入した場合に、短時間で確実にPLLが引き込めるようにする場合で、デジタルPLL回路とした場合に回路規模が大きくなる点と、シーク特性が劣化する点である。
【解決手段】デジタルリードチャネル8の周波数制御用の信号に、ウォブルPLL回路6で生成したライトクロックを分周回路7で分周した分周クロックを選択的に使用する。
【選択図】図1
【解決手段】デジタルリードチャネル8の周波数制御用の信号に、ウォブルPLL回路6で生成したライトクロックを分周回路7で分周した分周クロックを選択的に使用する。
【選択図】図1
Description
本発明は、デジタル情報を記録再生するディスク装置に関し、特に再生信号の位相誤差を検出する際のPLL引き込み方法に関するものである。
昨今、高密度で記録できる記録媒体として、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RWといったディスクフォーマットが実用化されている。これらの記録媒体は、みな蛇行した記録案内溝を持っており、この蛇行周期に基づいて発生させた記録クロックを用いて記録することが必要不可欠である。また、これらの記録媒体は、最初は未記録状態であり、記録を少しずつ行なっていくと記録部と未記録部が混在した状態となる。このような記録部と未記録部が混在したディスクの記録部分を再生する場合、未記録部に配慮せずにDVD−ROMと同じようなPLL引き込みを行なうと、未記録部に突入した場合に大きく周波数がずれて次のデータ再生の際にPLLの引き込みに大きく時間がかかる。また、未記録部から記録部に突入する場合にも同じくPLLの引き込みに大きく時間がかかる。特に、DVD−R、DVD+Rのように追記型のディスクのキャリブレーション領域は少なく、1度記録すると上書きできないのでこの領域でBER(バイトエラーレート)やジッターを測定する場合にはPLLの引き込みに大きく時間がかかると記録の無効領域が増えてキャリブレーション領域を無駄に消費してしまうという課題があった。
この改善策として、例えば、特許文献1に示すような発明が提案されている。記録データのRF再生用として2つのPLL回路を用意し、一方のPLL回路で蛇行した記録案内溝に基づいた周期信号(以下、ウォブル信号とする)に同期したクロックを生成し、他方のPLL回路にはRF信号とウォブル信号に同期したクロックの2つを入力し、未記録部ではウォブル信号に同期したクロックに位相ロックさせ、記録部ではRF信号を入力としてRF信号に位相ロックさせて記録データを同期再生していた。図5はこの方法によるPLL回路の実施形態を示すブロック図である。図5で、100は第1PLL回路、101は第2PLL回路、102は第2PLL回路101の入力を切り替えるためのスイッチである。図6は第1PLL回路100の内部構成図であり、110は発振器、111は位相比較器、112は周期誤差検出回路、113は周期誤差検出回路112の入力信号を切り替えるスイッチである。しかしながら、この方法では図5で明らかなように、再生専用にPLL回路が2つあり、デジタル回路化しようとすると、これら2つのPLL回路に付随した発振器はどうしてもアナログ素子で構成しなくてはならず、CMOS回路で構成すると非常に大きな回路となりLSI化が難しく、また、コストが高くなってしまう。また、この特許文献1の中には第1PLL回路100を記録の制御にも応用できると書いているが、DVD−Rなどのように記録データのすぐ後ろに追記する場合、正確に接合(リンキング)する必要があり、再生PLL回路でSYNCを見つけて、他のPLL回路でウォブル信号に同期させたクロックで記録パルスを生成して記録しなくてはならず、記録と再生のPLL回路を共用することは難しい。また、この特許文献1の中には第1PLL回路100では、時定数を大きくしてイレギュラー信号耐性を上げるとしているが、そうした場合、長い距離のシークなどでの引き込みが遅くなり、シーク特性が劣化する。
特開2002−298367号公報
解決しようとする課題は、デジタルPLL回路とした場合に回路規模が大きくなる点と、シーク特性が劣化する点である。
本発明は、デジタルPLL回路において簡単な構成で、通常のシーク特性などを劣化させず、かつ、DVD−Rディスクのパワーキャリブレーションエリアに代表されるような領域で未記録部から記録部に突入した場合に、短時間で確実にPLLが引き込めるようにするために、デジタルPLL回路の周波数制御用の信号にウォブルPLL回路の生成した記録クロックを分周した信号を選択的に使用することを最も主要な特徴とする。
本発明のディスク装置は、デジタルPLL回路の周波数制御用の信号にウォブルPLL回路の生成した記録クロックを分周した信号を選択的に使用することにし、分周手段を用いることで、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RWの周波数引き込み回路とDVD−RAM用の周波数制御回路を共用化することができ、安価な構成で通常のシーク特性などを劣化させずにDVD−Rディスクのパワーキャリブレーションエリアに代表されるような領域で未記録部から記録部に突入した場合に、短時間で確実にPLLが引き込めるようにすることができる。また、ウォブルPLL回路の生成した記録クロックを分周した信号で周波数制御を行なうので、通常再生での周波数制御に必要なSYNC信号を記録しなくてもいいので、テスト記録パターンの自由度が増す。
通常のシーク特性などを劣化させず、かつ、DVD−Rディスクのパワーキャリブレーションエリアに代表されるような領域で未記録部から記録部に突入した場合に、短時間で確実にPLLを引き込むという目的を、デジタルPLLを用いて最小の部品追加で実現した。
(実施の形態1)
図1は、本発明装置の実施の形態1によるディスク装置の構成を示すブロック図であって、1は光ディスク、2は光ピックアップ、3はプリアンプ、4はウォブル信号生成回路、5はA/D変換器、6はウォブルPLL回路、7は分周回路、8はデジタルリードチャネル、9は位相誤差検出回路、10はコントローラ、11は記録パルス制御回路、12はレーザー制御回路である。図2はデジタルリードチャネル8の詳細を示すブロック図であって、21は位相比較器、22は位相制御用ループフィルタ、23は位相制御用D/A変換器、24は周波数制御用クロック選択回路、25はROM用周波数比較器、26はRAM用周波数比較器、27は周波数制御用エラー信号選択回路、28は周波数制御用ループフィルタ、29は周波数制御用D/A変換器、30はVCOである。
図1は、本発明装置の実施の形態1によるディスク装置の構成を示すブロック図であって、1は光ディスク、2は光ピックアップ、3はプリアンプ、4はウォブル信号生成回路、5はA/D変換器、6はウォブルPLL回路、7は分周回路、8はデジタルリードチャネル、9は位相誤差検出回路、10はコントローラ、11は記録パルス制御回路、12はレーザー制御回路である。図2はデジタルリードチャネル8の詳細を示すブロック図であって、21は位相比較器、22は位相制御用ループフィルタ、23は位相制御用D/A変換器、24は周波数制御用クロック選択回路、25はROM用周波数比較器、26はRAM用周波数比較器、27は周波数制御用エラー信号選択回路、28は周波数制御用ループフィルタ、29は周波数制御用D/A変換器、30はVCOである。
光ディスク1はたとえば、DVD−ROM、CD、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RWなどがある。まず、DVD−RAMでのPLL引き込み手順を説明する。
DVD−RAMディスクには反転期間3Tから14Tのデータを読み書きする。そして、ライトクロックを生成するためにトラックは蛇行しており、その周期は186Tである。図3にDVD−RAMディスクのセクタフォーマットとRF信号とTE信号とウォブル信号を示す。図3でわかるように、DVD−RAMディスクのセクタはヘッダ部81と記録再生部82に分かれており、ヘッダ部81にはアドレス情報83が記録されている。したがってDVD−RAMディスク再生時、ウォブル信号生成回路4からウォブルアドレス信号は出力されない。このため、記録再生時の位置決めには必ずデジタルリードチャネル8でPLL引き込みを行い、ヘッダ部81のアドレスを読み取る必要がある。DVD−RAMディスクにはヘッダ部81と記録再生部82の間に未記録部84が存在しており、それぞれの領域の先頭で必ずPLLの再引き込みを行なう必要がある。そのためにPLL引き込み用の単一周波数記録部分であるVFO部85が存在しており一般的にいわれているキャプチャーレンジの狭いデジタルリードチャネルでも3%のキャプチャーレンジを生成できる。したがって、記録部などで信号品質の悪くなるウォブル信号を用いて周波数制御を行ってもこのキャプチャーレンジに到達させることができる。
回路の動作を説明する。デジタルリードチャネル8の周波数制御用の信号としてウォブル信号生成回路4から出力される186T周期のウォブル信号を直接入力とし、周波数制御用クロック選択回路24で選択してRAM用周波数比較器26でウォブル8周期分が1488Tになるように周波数エラー信号を出力する。周波数制御用エラー信号選択回路27はRAM用周波数比較器26の周波数エラー信号を選択し周波数制御用ループフィルタ28で平滑化して周波数制御用D/A変換器29でアナログ信号に変換し、VCO30の発振周波数をRF信号の中心周波数付近(キャプチャーレンジ内)にコントロールする。その後、位相比較器21はA/D変換器5でデジタル化されたRF信号のVFO部85から位相引き込みを開始し、後述する位相誤差がゼロになるように位相誤差信号を出力し、位相制御用ループフィルタ22で平滑化し、位相誤差制御用D/A変換器23でアナログ信号に変換してVCO30の周波数を微調整し、VFO部85終了時点では完全に位相ロックしたRF信号を得る。
つぎに、DVD−ROMディスクのPLL引き込み手順について説明する。DVD−ROMディスクのフォーマットにはDVD−RAMにあるようなヘッダ部81やVFO部85はなく、記録再生部82のデータ部86が連続的に記録されている。また、トラックの蛇行も存在しない。したがって、周波数制御、位相制御ともにRF信号で行なう。
まず、ROM用周波数比較器25において次のように周波数エラー信号を生成する。RF信号のなかでの最大反転周期である14Tと4Tの組み合わせで構成されているSYNC信号の14T―4Tの幅を用いて、この幅が18Tになるように周波数エラーを出力してラフな制御を行い、次に14T−4Tの出現する周期が1488T(1フレーム)になるように周波数エラーを出力する。周波数制御用エラー信号選択回路27はROM用周波数比較器25の周波数エラー信号を選択し周波数制御用ループフィルタ28で平滑化して周波数制御用D/A変換器29でアナログ信号に変換して、VCO30の発振周波数をRF信号の中心周波数付近(キャプチャーレンジ内)にコントロールする。その後、位相比較器21はA/D変換器5でデジタル化されたRF信号の任意の場所から位相引き込みを開始し、後述する位相誤差がゼロになるように位相誤差信号を出力する。そして位相制御用ループフィルタ22で平滑化され、位相誤差制御用D/A変換器23でアナログ信号に変換された位相誤差信号はVCO30の周波数を微調整して、完全に位相ロックしたRF信号を得る。
つぎに、DVD−R、DVD−RWディスクのPLL引き込み手順について説明する。DVD−R、DVD−RWディスクのフォーマットはDVD―ROMと同じでヘッダ部81やVFO部85はなく、記録再生部82のデータ部86が連続的に記録されている。また、記録時の位置決めとライトクロック生成のための186T周期のトラックの蛇行とランドプリピットというアドレス情報が存在する。しかし、上記のようにVFO部85がなく、キャプチャーレンジの狭いデジタルリードチャネルでは中心周波数の1%程度に周波数が静定していなければ位相引き込みができない。このため、通常RF信号のPLL引き込みにはDVD−ROMディスクの場合とまったく同じ方法で周波数制御、位相制御ともにRF信号で行なう。このフォーマットには未記録から記録部へ突入する先頭のデータを再生する場合、記録部の先頭には1ECCブロック(16セクタ)の助走区間が設けられているので上記の方法で問題なくPLL引き込みを行い、データの再生を行なうことができる。
また、このフォーマットにはパワーキャリブレーション領域が設けられており、テスト記録を行なうことができる。この領域で、記録パルスの調整を行なうために記録パルス幅を少しずつ変えて記録し、そのテスト記録データの位相誤差を記録パターンごとに測定して最適な記録パルス幅を調整したりすることができる。また、この調整された最適な記録パルス幅とパワーの組み合わせでランダムパターンを記録してBERを測定したりする。この場合、特にDVD−Rディスクのような追記型のディスクでは同じ場所に1回しか記録することができないので少ない記録でテスト記録の位相誤差測定やBER測定をしなくてはならない。1ECCブロックもの助走区間は設けられないわけである。助走区間は長くても1セクタ程度に抑えたい。このような場合、DVD−ROMディスクと同じ方法でPLL引き込みを行なうと周波数引き込みだけでも1セクタで終えることは難しい。
そこで、本発明ではこのようなパワーキャリブレーション領域でテスト記録データをPLL引き込みする場合にデジタルリードチャネル8は、分周回路7の出力する分周クロックを入力信号として周波数制御を行なう。この分周クロックはウォブル信号を入力としてライトクロックを生成するウォブルPLL回路6でウォブル信号1周期に186個のライトクロックが入るように位相ロックされたライトクロックが分周回路7で1/186分周されて入力されている。上記のテスト記録はこのライトクロックを用いて記録するので、テスト記録データと分周クロックは周波数誤差がほぼゼロである。したがって、この分周クロックで周波数制御するとVFO部がなくキャプチャーレンジが1%程度しか確保できないデジタルリードチャネル8でも瞬時に位相引き込みを完了することができる。ウォブルPLL回路6は記録中の欠陥通過時などに影響されないように周波数特性を低くしているため、位相引き込み完了するまでの時間はデジタルリードチャネル8のそれに比べてかなり長くなる。だが、パワーキャリブレーション領域でのテスト記録データを再生する場合は記録直後に再生するので、記録のためにすでに位相引き込みまで完了しており、ウォブルPLL回路6のPLL引き込みを待つ必要はない。
この動作を簡単に説明する。まず、周波数制御用クロック選択回路24は分周クロックを選択し、RAM用周波数比較器26は分周クロックの8周期分が1488Tになるように周波数エラー信号を出力する。分周回路7からの分周クロックはライトクロックを1/186分周するので、DVD−RAMディスクのウォブル信号と同じ186T周期になるのでRAM用周波数比較器26がそのまま使用できる。その後、周波数制御用エラー信号選択回路27はRAM用周波数比較器26の周波数エラー信号を選択し周波数制御用ループフィルタ28で平滑化して周波数制御用D/A変換器29でアナログ信号に変換し、VCO30の発振周波数をRF信号の中心周波数付近(キャプチャーレンジ内)にコントロールする。その後、位相比較器21はA/D変換器5でデジタル化されたRF信号のコントローラ出力するリードゲート信号が立ったところから位相引き込みを開始し、後述する位相誤差がゼロになるように位相誤差信号を出力し、位相制御用ループフィルタ22で平滑化し、位相誤差制御用D/A変換器23でアナログ信号に変換してVCO30の周波数を微調整し、1/2セクタ〜1セクタ以内には完全に位相ロックしたRF信号を得る。上記リードゲート信号はウォブル信号生成回路4からのウォブルアドレス信号に基づきコントローラ10が出力する。大体、記録部先頭直後〜ターゲットセクタの1セクタ手前の間で立てるのが妥当である。
ここで、デジタルリードチャネル8の位相誤差の説明と、位相誤差検出回路9と記録パルス制御回路11の動作を説明する。図4は位相誤差を説明するための説明図である。横軸は時刻、縦軸はA/D変換器5でサンプリングされたRF信号の振幅である。丸い点はサンプリングされたRF信号であり、3Tスペース−5Tマーク−4Tスペースの波形を示している。デジタルリードチャネル8で位相ロックされると、3T信号のサンプリングポイントは3つ、5T信号は5つ、4T信号は4つである。位相誤差がゼロだとすると、ゼロを示すライン上でマーク、スペースのゼロクロスポイントがサンプリングされる(白丸参照)。したがって、3Tスペース−5Tマークの組み合わせにおける位相誤差はA点(黒丸)の振幅であり、マークの前端でプラスの位相誤差ということは、3Tスペースが若干大きく、5Tマークが若干小さいということであり、最適な記録パルス幅にするには5Tマークの前端の記録パルス幅を若干広げればよい。また、B点(黒丸)は5Tマーク−4Tスペースの組み合わせの位相誤差であり、マークの後端でマイナスの位相誤差ということは5Tマークが若干大きく、4Tスペースが若干小さいということであり、最適な記録パルス幅にするには5Tマークの後端の記録パルス幅を若干狭めればよい。このように位相誤差検出回路9でマークとスペースの組み合わせ毎に位相誤差を検出しながら記録パルス制御回路11で記録パルス幅を調整すると、最適な記録条件を求めることができる。また、周波数制御にSYNC信号を使用しなくてもよければ1フレーム毎に14T−4T信号を記録しなくてもよく、限られたテスト記録領域を自由に有効に使用することができる。
つぎに、DVD+R、DVD+RWディスクのPLL引き込み手順について説明する。DVD+R、DVD+RWディスクのフォーマットはウォブル信号が32T周期でアドレス情報がランドプリピットではなく、FM変調で記録されていること以外はDVD―R、DVD―RWディスクとほぼ同じであるので、説明は省略するが、DVD―R、DVD―RWディスクの場合と同じようにテスト記録データのPLL引き込みの際には分周クロックで周波数制御を行なうので、位相制御開始から1/2セクタ〜1セクタ以内には完全に位相ロックしたRF信号を得ることができる。
本実施の形態のディスク装置は、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RWディスクで通常の記録データの周波数引き込みを行なうときにはDVD−ROMディスクと同じようにRF信号中のSYNC信号で周波数制御を行い、テスト記録など、必ず瞬時にPLL引き込みを完了しなければいけない領域の再生を行なうときにはウォブルPLL回路6の生成したライトクロックを分周した分周クロックを使用することにし、分周回路7を用いることで、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RWの周波数制御回路とDVD−RAM用の周波数制御回路を共用化することができ、安価な構成で通常のシーク特性などを劣化させずにDVD−Rディスクのパワーキャリブレーション領域に代表されるような領域で未記録部から記録部に突入した場合に、短時間で確実にPLLが引き込めるようにすることができる。また、ウォブルPLL回路6の生成したライトクロックを分周した信号で周波数制御を行なうので、通常再生での周波数制御に必要なSYNC信号を記録しなくてもいいので、テスト記録パターンの自由度が増す。
なお、本実施の形態ではテスト記録データのPLL引き込み方法を例に挙げて説明したが、通常の記録再生領域で分周クロックを使用して周波数引き込みをしてもよいことは言うまでもない。また、本実施例では簡単のためゲート信号の説明は省いたが、DVD−RAMディスクの場合もコントローラ10においてヘッダ部のアドレス情報に基づいて位相引き込み開始のゲート信号を出力してもよい。
本発明のディスク装置は、記録条件が未知のディスクに最適に記録するために、テスト記録を行ないできるだけ少ない領域で最適記録条件を求める場合などに非常に有効である。
1 光ディスク
2 光ピックアップ
3 プリアンプ
4 ウォブル信号生成回路
5 A/D変換機
6 ウォブルPLL回路
7 分周回路
8 デジタルリードチャネル(デジタルPLL手段)
9 位相誤差検出回路
10 コントローラ
11 記録パルス制御回路
12 レーザー制御回路
2 光ピックアップ
3 プリアンプ
4 ウォブル信号生成回路
5 A/D変換機
6 ウォブルPLL回路
7 分周回路
8 デジタルリードチャネル(デジタルPLL手段)
9 位相誤差検出回路
10 コントローラ
11 記録パルス制御回路
12 レーザー制御回路
Claims (3)
- 蛇行した記録案内溝形成されたディスクからの読み取り信号から該案内溝の周波数情報に対応した信号を検出するウォブル信号生成手段と、
上記ウォブル信号生成手段の出力信号から記録周波数情報を抽出して記録クロックを生成するウォブルPLL(フェーズロックドループ)手段と、
該記録クロックを所定の周波数に分周する分周手段と、
上記ディスクからの記録された情報に対応した信号から再生クロックを抽出するデジタルPLL手段と、
該デジタルPLL手段で生成された再生クロックに同期して上記ディスクからの記録された情報に対応した信号をデジタル化するA/D変換手段とを備え、
上記デジタルPLL手段は、未記録部と記録部が混在するトラックを再生する場合には上記分周手段からの分周クロックもしくはウォブル信号生成手段からのウォブル信号のどちらか一方を入力として周波数制御を行なうことを特徴とするディスク装置。 - 蛇行した記録案内溝形成されたディスクからの読み取り信号から該案内溝の周波数情報に対応した信号を検出するウォブル信号生成手段と、
上記ウォブル信号生成手段の出力信号から記録周波数情報を抽出して記録クロックを生成するウォブルPLL(フェーズロックドループ)手段と、
該記録クロックを所定の周波数に分周する分周手段と、
上記ディスクからの記録された情報に対応した信号から再生クロックを抽出するデジタルPLL手段と、
該デジタルPLL手段で生成された再生クロックに同期して上記ディスクからの記録された情報に対応した信号をデジタル化するA/D変換手段と、
該A/D変換手段からのデジタル再生信号に基づき所定長のマークとスペースの組み合わせからなるデータと前記再生クロックとの位相誤差を該組み合わせごとに検出する位相誤差検出手段と、
上記記録クロックに基づき記録パルスの形状を制御する制御手段とを備え、
上記デジタルPLL手段は、上記位相誤差検出手段を用いて記録信号の位相誤差を検出する場合には上記分周手段からの分周クロックとウォブル信号生成手段からのウォブル信号のどちらか一方を入力として周波数制御を行なうことを特徴とするディスク装置。 - 上記デジタルPLL手段は、上記A/D変換器の出力信号から位相誤差を算出して位相制御を行なう位相制御手段と、
上記分周クロックまたは上記ウォブル信号または上記デジタル再生信号から周波数誤差を算出して周波数制御を行なう周波数制御手段とを有し、
上記周波数誤差出力が所定レベルより大きいときには周波数制御を行い、
上記周波数誤差出力が所定レベル以下になったときには位相制御を行い、
上記位相誤差出力が無くなるようなクロックを出力することを特徴とする請求項1または2記載のディスク装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004123939A JP2005310238A (ja) | 2004-04-20 | 2004-04-20 | ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004123939A JP2005310238A (ja) | 2004-04-20 | 2004-04-20 | ディスク装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005310238A true JP2005310238A (ja) | 2005-11-04 |
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ID=35438829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004123939A Pending JP2005310238A (ja) | 2004-04-20 | 2004-04-20 | ディスク装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005310238A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007280571A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Hitachi Ltd | 光ディスク装置及び再生信号処理方法 |
JP2011014223A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Lsi Corp | リード・チャネルにおけるフォーマット効率の高いタイミング回復のためのシステムおよび方法 |
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2004
- 2004-04-20 JP JP2004123939A patent/JP2005310238A/ja active Pending
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