JP3785884B2 - Disk unit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交換型のディスク状記録媒体の記録及び/又は再生を行うディスク装置に関し、特に、記録時において、ディスク状記録媒体のトラック溝をトラックピッチに比べわずかに蛇行(ウォブル)させたトラックから当該ウォブル信号を再生するようなディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、光ディスク記録再生装置では、目的のトラック中心に光ビームを追従させデータを記録再生するようになっている。記録可能な光ディスクには、トラック溝をトラックピッチに比べてわずかに蛇行するように形成されたものが存在する。このトラック溝の蛇行はウォブルと呼ばれており、そのウォブルの振幅はトラッキングに影響を及ぼさない振幅幅に設定され、また、当該ウォブルの周波数はトラッキングに影響を及ぼさないようにトラッキング制御帯域に比べて十分高く設定されている。
【0003】
従って、光ビームは、このトラックのウォブルに追従せず、略々トラック中心をトレースできることになる。但し、当該光ビームがトラックをトレースすることにより得られる信号には、トラック溝のウォブルに起因する信号成分(ウォブル信号)が含まれる。
【0004】
ウォブル信号は、光ピックアップに設けられている2分割光電変換素子(光電センサー)のうち、ディスク半径方向の内周側に対応して配置された光電変換素子から得られた信号とディスク外周側に対応して配置された光電変換素子から得られた信号との差分をとったプッシュプル信号を、バンドパスフィルタに通すことによって検出される。
【0005】
光ディスク記録再生装置では、このバンドパスフィルタ出力信号に同期して発振するPLL回路(位相同期ループ)の出力信号によって、記録すべきトラックアドレスの検出及びスピンドルモータをCLV(線速度一定)制御するためのスピンドル制御信号を得るようになっている。
【0006】
なお、上述したようなウォブル信号を得るためのバンドパスフィルタ(BPF)の従来技術として、特許公報第2927315号には、当該ウォブル信号抽出用のバンドパスフィルタをデジタルバンドパスフィルタ構成とし、そのデジタルバンドパスフィルタのサンプリングクロックをPLL回路の発振周波数から得ることによって、ウォブル周波数の変化に対してデジタルバンドパスフィルタの中心周波数を可変にするものが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなウォブル信号抽出用のバンドパスフィルタをデジタルフィルタとする従来技術(特許公報第2927315号)によれば、バンドパスフィルタ出力信号が略々正弦波信号であるため、例えばゼロクロスコンパレータによって2値化する過程において、ウォブル信号の信号対雑音比が十分に取れない場合、当該ゼロクロス近辺におけるノイズの影響によって波形成形後のパルスエッジにジッタが生じ、最悪の場合、PLLが同期不能になる虞がある。
【0008】
また、バンドパスフィルタ出力に同期するPLL回路は、パルスのエッジ同士の位相ずれを検出するか、若しくは排他的論理和出力のH(ハイ)レベル時間とL(ロー)レベル時間が等しくなるように位相比較器が構成されているため、その位相比較の周期がウォブル周波数の周期でしか行えず、PLLが同期するまでの時間に限界がある。
【0009】
本発明では、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ウォブル信号の信号対雑音比が低い場合であってもPLLの同期を取ることができ、また、位相比較の周期がウォブル周波数の周期に限定されず、PLLが同期するまでの時間を短縮する(高速化する)ことが可能なディスク装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明に係るディスク装置は、上述の課題を解決するために、同心円若しくはスパイラル状のトラックがディスク半径方向に対して蛇行しているディスク状記録媒体を用いるディスク装置において、前記トラックの蛇行に応じた正弦波状の蛇行信号の周波数帯域を通過帯域とする第1の帯域通過手段と、前記トラックの蛇行に応じた正弦波状の蛇行信号の周波数帯域を通過帯域とすると共に前記第1の帯域通過手段の出力信号に対して90度位相の異なる信号を出力する第2の帯域通過手段と、前記第1の帯域通過手段の出力信号と第2の帯域通過手段の出力信号とから前記トラックの蛇行に応じた正弦波状の蛇行信号の位相を演算する位相演算手段と、前記位相演算手段が演算した前記正弦波状の蛇行信号の位相に基づいて、当該位相に同期した位相同期ループを構成する位相同期手段とを有する。
【0011】
請求項2に記載の本発明に係るディスク装置は、上述の課題を解決するために、前記位相同期ループ内から得られる周波数データから、前記蛇行信号の周波数変調データを復調する復調手段を備える。
【0012】
すなわち、本発明に係るディスク装置は、第1の帯域通過手段(第1のバンドパスフィルタ)と、当該第1の帯域通過手段の出力信号に対して90度位相のずれた信号を出力する第2の帯域通過手段(第2のバンドパスフィルタ)を設け、第1の帯域通過手段の出力を例えばEと表し、第2の帯域通過手段の出力を例えばFと表したとき、正弦波状の蛇行信号(正弦波状のウォブル信号)の位相量を例えばarctan(E/F)の演算により求め、その位相とVCO(電圧制御発振器)出力位相との位相比較を行う位相同期ループ(PLL)を構成するようにしている。
【0013】
これにより、PLLの位相比較を行う信号は2値化された信号ではなく、バンドパスフィルタ(帯域通過手段)の出力であるウォブル信号(正弦波状の蛇行信号)により行うため、位相比較を行う周期はウォブル周波数の周期より十分短く設定することができ、PLLの同期引き込みの高速化を図ることができる。また、正弦波状のウォブル信号の位相情報を、位相比較する全てのサンプリング時間において検出するため、ウォブル信号の信号対雑音比が低い状態においてもPLLを同期させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるディスク装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図1に、本発明実施の形態のディスク記録再生装置の構成(主にウォブル信号再生系)を示す。
【0015】
この図1において、光ディスク1はスピンドルモータ2によって回転駆動される。光ディスク1表面のデータの読み書きは、光ピックアップ3によって行われ、光ピックアップ3は、図示していないピックアップ粗動モータによって目標とするトラック近傍に位置決めされている。
【0016】
また、光ピックアップ3内の対物レンズは、光ビームが光ディスク1上の記録再生面に焦点を結ぶように、図示していないディスク回転軸方向に移動可能なフォーカスアクチュエータによって位置決めされている。また、光ピックアップ3内の対物レンズは、光ビームが光ディスク1上の同心円状もしくはスパイラル状の記録再生トラックに追従するように、図示していないディスク半径方向に移動可能なトラッキングアクチュエータによって位置決めされている。
【0017】
光ピックアップ3に設けられている2分割光電センサーのうち、ディスク半径方向の内周側に対応して配置される光電センサーの出力信号(以下、内周側光電センサー信号Aとする)と、ディスク半径方向の外周側に対応して配置される光電センサーの出力信号(以下、外周側光電センサー信号Bとする)は、それぞれ各々の光電センサーへの入射光量に比例した電流信号を出力する。内周側光電センサー信号Aは電流電圧変換回路6に入力し、外周側光電センサー信号Bは電流電圧変換回路7に供給される。
【0018】
電流電圧変換回路6及び7は、それぞれ供給された電流信号である光電センサー信号を、電圧信号に変換する。これら電流電圧変換回路6及び7の出力信号は、プッシュプル信号生成回路8に供給される。
【0019】
プッシュプル信号生成回路は、内周側光電センサー信号Aを電流電圧変換して得られた電圧信号と、外周側光電センサー信号Bを電流電圧変換して得られた電圧信号との差信号であるプッシュプル信号Cを生成する。当該プッシュプル信号Cは、A−D(アナログ−デジタル)変換器10に供給する。
【0020】
A−D変換器10は、入力したプッシュプル信号Cをデジタル信号(以下、プッシュプルデジタルデータDとする)に変換する。このA−D変換器10から出力されたプッシュプルデジタルデータDは、第1のバンドパスフィルタ12と第2のバンドパスフィルタ13に供給される。
【0021】
第1のバンドパスフィルタ12は、プッシュプル信号中に含まれているウォブル信号のウォブル周波数を中心周波数とするデジタルバンドパスフィルタからなり、プッシュプル信号CをA−D変換したプッシュプルデジタルデータDからウォブル信号成分を抜き出し、第1のバンドパスフィルタ出力信号Eとして出力する。
【0022】
第2のバンドパスフィルタ13は、プッシュプル信号中に含まれるウォブル信号のウォブル周波数を中心周波数とするデジタルバンドパスフィルタからなり、プッシュプル信号CをA−D変換したプッシュプルデジタルデータDからウォブル信号成分を抜き出すと同時に、そのウォブル信号成分を、第1のバンドパスフィルタ出力信号Eに対して90度位相が進んだ第2のバンドパスフィルタ出力信号Fとして出力する。なお、このように90度位相ずれを生じさせるようなフィルタとしては、ヒルベルトフィルタ又は移相フィルタ等が知られている。これら第1のバンドパスフィルタ出力信号Eと第2のバンドパスフィルタ出力信号Fは、位相演算器16に供給される。
【0023】
当該位相演算器16について図2を使用して以下に説明する。なお、第1のバンドパスフィルタ出力信号Eに対し、第2のバンドパスフィルタ出力信号Fは90度位相進みの信号であるから、第1のバンドパスフィルタ出力信号Eをsin信号とした場合、第2のバンドパスフィルタ出力信号Fはcos信号と考えることができる。
【0024】
図2において、sin信号(第1のバンドパスフィルタ出力信号E)とcos信号(第2のバンドパスフィルタ出力信号F)は絶対値演算器24に供給される。
【0025】
絶対値演算器24は、sin信号(E)の絶対値信号Mとcos信号(F)の絶対値信号Nを演算により求め、また、sin信号(E)とcos信号(F)の大小関係から図3に示すような一周期を4つの領域(e0〜e3)に分ける領域判別を行い、その領域判別信号Pを以下のように出力する。
【0026】
(1)sin≧0かつcos≧0ならば、領域判別信号P=e3を出力
(2)sin≧0かつcos<0ならば、領域判別信号P=e2を出力
(3)sin<0かつcos<0ならば、領域判別信号P=e0を出力
(4)sin<0かつcos≧0ならば、領域判別信号P=e1を出力
この領域判別信号Pは、オフセット加減算器32に供給される。また、sin信号(E)の絶対値信号Mとcos信号(F)の絶対値信号Nは、除算演算器28に供給される。
【0027】
除算演算器28は、sin信号(E)の絶対値信号Mとcos信号(F)の絶対値信号Nとから、sin/cosであるtan信号Oを演算する。tan信号Oは、逆tanテーブル参照器30に供給される。
【0028】
逆tanテーブル参照器30は、tan信号Oより、図4に示すような0[rad]からπ/2[rad]までを出力とする逆tan関数データから、arctan信号Qを求めて出力する。arctan信号Qは、オフセット加減算器32に供給される。
【0029】
オフセット加減算器32は、絶対値演算器24からの領域判別信号Pにより、arctan信号Qに対して以下のオフセット量を加減算し、ウォブル信号の位相を0[rad]から2π[rad]で表した入力位相データGを出力する。
【0030】
(1)領域判別信号P=e3ならば、入力位相データG=arctanを出力
(2)領域判別信号P=e2ならば、入力位相データG=π−arctanを出力
(3)領域判別信号P=e0ならば、入力位相データG=π+arctanを出力
(4)領域判別信号P=e1ならば、入力位相データG=2π−arctanを出力
このように、位相演算器16では、上述したようにウォブル信号のsin成分とcos成分から位相を演算するため、ウォブル信号の振幅変動を受けることなく、正確な位相検出が可能である。また、逆tanテーブル参照器30は、領域判別信号Pにより0[rad]からπ/2[rad]までのテーブルで済むため、参照テーブルの規模を小さくすることができる。なお、図4の関数は出力値が0[rad]近辺においては入力値に対して大きく変化するが、π/2[rad]近辺においては入力値に対してほとんど変化がないため、出力分解能が一定になるように参照テーブルを構成するのが望ましい。
【0031】
上述した位相演算器16の出力データである入力位相データGと、後述するデジタルVCO(電圧制御発振器)23の出力データであるVCO位相データJは、位相比較演算器19に供給される。
【0032】
位相比較演算器19は、入力位相データGとデジタルVCO位相データJの位相差を演算し、その位相誤差データHを出力する。位相誤差データHは、ループフィルタ演算器21に供給される。
【0033】
当該ループフィルタ演算器21は、図5に示すように構成されている。この図5に示すループフィルタ演算器21において、位相誤差データHは加算器41と係数乗算器42に供給される。
【0034】
加算器41の出力データは、係数乗算器44と遅延器43に供給される。遅延器43は、加算器41の出力データを1サンプル遅延して加算器41にフィードバックする。従って、加算器41は、供給された位相誤差データHと、遅延器43により1サンプル遅延した加算器41の出力データとの加算(積算)を行う。
【0035】
係数乗算器44では、加算器41の出力データに係数kiを乗算する。その乗算結果のデータは加算器45に供給される。また、係数乗算器42では、位相誤差データHに係数kpを乗算する。その乗算結果のデータは、加算器45に供給される。
【0036】
加算器45は、係数乗算器44にて係数kiの乗算がなされたデータと、係数乗算器42にて係数kpの乗算がなされたデータとを加算する。この加算器45の出力データは、後段のデジタルVCO演算器23のVCO操作量Iとして出力される。
【0037】
すなわち、この図5に示すループフィルタ演算器21では、係数乗算器42によって位相誤差データHに係数kpを乗算して得た比例操作量と、位相誤差データHを加算器41及び遅延器43により積算した積算値に、係数乗算器44で係数kiを乗算した積分操作量とを、加算器45で加算することにより、VCO操作量Iを求めている。
【0038】
次に、デジタルVCO演算器23は、図6に示すように構成されている。この図6に示すデジタルVCO演算器23において、ループフィルタ演算器21から供給されたVCO操作量Iは、加算器51に供給される。
【0039】
加算器51には、予め設定されたVCOの自走周波数データRも供給されており、当該加算器51は、VCOの自走周波数データRにVCO操作量Iを加算処理する周波数演算を行う。この周波数演算により得られるデータは、現在の発振周波数データKであり、当該発振周波数データKは、図1に示す周波数弁別器35及び加算器52に供給される。
【0040】
加算器52の出力データは、mod(2π)演算器54と遅延器53に供給される。遅延器53は、加算器52の出力データを1サンプル遅延して加算器52にフィードバックする。加算器52は、供給された発振周波数データ34と、遅延器53により1サンプル遅延した加算器52の出力データとを加算(積算)処理する。
【0041】
mod(2π)演算では、加算器52の出力データに対してmod(2π)演算を行い、その演算結果をデジタルVCO位相データJとして、図1の位相比較演算器19に供給する。
【0042】
すなわち、デジタルVCO演算器23では、加算器51で自走周波数データRにVCO操作量Iを加算して発振周波数データを生成し、更に、この発振周波数データKを加算器52及び遅延器53で積算することにより位相データを生成するが、位相データは(2π)[rad]で繰り返しとなるため、当該デジタルVCO演算器23では、さらにmod(2π)演算器54にてmod(2π)演算を行い、その演算結果のデータを、デジタルVCO位相データJとして位相比較演算器19に供給する。
【0043】
デジタルVCO演算器23は、このような位相同期ループにより、ウォブル信号に同期して動作することになる。また、ウォブル信号が例えばトラックのアドレス情報に応じて周波数変調されているような光ディスクにおいては、デジタルVCO演算器23が出力する発振周波数データKを周波数弁別器35に供給し、当該周波数弁別器35にてその周波数変調されたデータを復調することにより、その復調データLからトラックのアドレス情報を得ることができる。
【0044】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態の光ディスク記録再生装置は、第1のバンドパスフィルタ出力信号Eと、第1のバンドパスフィルタ出力信号Eに対して90度位相のずれた第2のバンドパスフィルタ出力信号Fとを生成し、これら第1,第2のバンドパスフィルタ出力信号E,Fを用いてarctan(E/F)の演算を行うことによりウォブル信号の位相量(G=arctan(E/F))を求め、その位相とVCO出力位相(J)との位相比較を行うPLLを構成している。
【0045】
すなわち、PLLの位相比較を行う信号として、2値化された信号でなく、バンドパスフィルタにより抽出した正弦波状のウォブル信号を用いるようにしている。このため、位相比較を行う周期はウォブル周波数の周期より十分短く設定することができ、PLLの同期引き込みの高速化を図ることができる。
【0046】
また、正弦波状のウォブル信号の位相情報を、位相比較する全てのサンプリング時間において検出するようにしているため、ウォブル信号の信号対雑音比が低い状態であっても、PLLを同期させることができる。
【0047】
最後に、本発明は一例として説明した上述の実施の形態に限定されることはなく、例えば、記録トラックがウォブルされているディスク状記録媒体であれば、上述した光ディスクに限らず、他のディスクであっても適用可能である等のように、上述の実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【0048】
【発明の効果】
請求項1記載の本発明に係るディスク装置は、第1の帯域通過手段と第2の帯域通過手段によりトラックの蛇行に応じた正弦波状の蛇行信号とその90度位相の異なる信号とを生成し、それら第1,第2の帯域通過手段の出力信号から正弦波状の蛇行信号の位相を演算し、その正弦波状の蛇行信号の位相に基づいて当該位相に同期した位相同期ループを構成することにより、ウォブル信号の信号対雑音比が低い場合であってもPLLの同期を図ることができ、また、位相比較の周期がウォブル周波数の周期に限定されず、PLLが同期するまでの時間を短縮化(高速化)することができる。
【0049】
請求項2記載の本発明に係るディスク装置は、位相同期ループ内から得られる周波数データから、蛇行信号の周波数変調データを復調することにより、例えば蛇行信号としてトラックのアドレス情報が記録されている場合に、その復調データからトラックのアドレス情報を得ることができる。
【0050】
すなわち、本発明によれば、PLL(位相同期ループ)の位相比較は帯域通過手段(バンドパスフィルタ)により抽出した正弦波状の蛇行信号(正弦波状のウォブル信号)を用いて行われるため、位相比較を行う周期はウォブル周波数の周期より十分短く設定することができ、従って、PLLの同期引き込みを高速で行うことができる。
【0051】
また、本発明は、正弦波状のウォブル信号の位相情報を、位相比較する全てのサンプリング時間において検出するため、ウォブル信号の信号対雑音比が低い状態においてもPLLを同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディスク装置の実施の形態となる光ディスク記録再生装置の概略構成(主にウォブル信号再生系)を示すブロック図である。
【図2】前記実施の形態の光ディスク記録再生装置に設けられている位相演算器の具体的構成例を示すブロック図である。
【図3】前記実施の形態の光ディスク記録再生装置に設けられている位相演算器の絶対値演算器の動作説明に用いる波形図である。
【図4】前記実施の形態の光ディスク記録再生装置に設けられている位相演算器の逆tanテーブル参照器の動作説明に用いる図である。
【図5】前記実施の形態の光ディスク記録再生装置に設けられているループフィルタ演算器の具体的構成例を示すブロック図である。
【図6】前記実施の形態の光ディスク記録再生装置に設けられているデジタルVCO演算器の具体的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…スピンドルモータ、3…光ピックアップ、6,7…電流電圧変換回路、8…プッシュプル信号生成回路、10…A−D変換器、12…第1のバンドパスフィルタ、13…第2のバンドパスフィルタ、16…位相演算器、19…位相比較演算器、21…ループフィルタ演算器、23…デジタルVCO演算器、24…絶対値演算器、28…除算演算器、30…逆tanテーブル参照器、32…オフセット加減算器、35…周波数弁別器、A…内周側光電センサー信号、B…外周側光電センサー信号、C…プッシュプル信号、D…プッシュプルデジタルデータ、E…第1のバンドパスフィルタ出力信号、F…第2のバンドパスフィルタ出力信号、G…入力位相データ、H…位相誤差データ、I…VCO操作量、J…デジタルVCO位相データ、K…発振周波数データ、L…復調データ、M…sin信号の絶対値信号、N…cos信号の絶対値信号、O…tan信号、P…領域判別信号、Q…arctan信号、R…VCOの自走周波数データ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk device for recording and / or reproducing an exchangeable disk-shaped recording medium, and in particular, a track in which a track groove of a disk-shaped recording medium is slightly meandered (wobbled) compared to a track pitch during recording. The present invention relates to a disk device that reproduces the wobble signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical disk recording / reproducing apparatus, data is recorded / reproduced by causing a light beam to follow the center of a target track. Some recordable optical disks are formed such that the track grooves meander slightly compared to the track pitch. The meandering of the track groove is called a wobble, and the amplitude of the wobble is set to an amplitude width that does not affect the tracking, and the frequency of the wobble is compared with the tracking control band so as not to affect the tracking. Is set high enough.
[0003]
Therefore, the light beam does not follow the wobble of the track and can trace the center of the track. However, the signal obtained by tracing the track with the light beam includes a signal component (wobble signal) caused by the wobble of the track groove.
[0004]
The wobble signal is a signal obtained from a photoelectric conversion element arranged corresponding to the inner peripheral side in the disk radial direction of the two-divided photoelectric conversion elements (photoelectric sensors) provided in the optical pickup and the outer peripheral side of the disk. It is detected by passing a push-pull signal obtained by taking a difference from a signal obtained from a correspondingly arranged photoelectric conversion element through a band-pass filter.
[0005]
In the optical disc recording / reproducing apparatus, the track address to be recorded is detected and the spindle motor is controlled by CLV (constant linear velocity) by the output signal of the PLL circuit (phase locked loop) that oscillates in synchronization with the output signal of the bandpass filter. The spindle control signal is obtained.
[0006]
As a conventional technique of a bandpass filter (BPF) for obtaining a wobble signal as described above, Japanese Patent Publication No. 2927315 has a digital bandpass filter configuration as a bandpass filter for extracting the wobble signal. It is described that the center frequency of the digital bandpass filter is made variable with respect to the change of the wobble frequency by obtaining the sampling clock of the bandpass filter from the oscillation frequency of the PLL circuit.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the prior art (Patent Publication No. 2927315) in which the bandpass filter for extracting the wobble signal as described above is a digital filter, the bandpass filter output signal is substantially a sine wave signal. When the signal-to-noise ratio of the wobble signal is not sufficiently obtained in the binarization process, the jitter occurs in the pulse edge after waveform shaping due to the noise in the vicinity of the zero cross, and in the worst case, the PLL cannot be synchronized. There is a risk of becoming.
[0008]
In addition, the PLL circuit synchronized with the bandpass filter output detects a phase shift between the edges of the pulse, or makes the H (high) level time and the L (low) level time of the exclusive OR output equal. Since the phase comparator is configured, the period of the phase comparison can be performed only with the period of the wobble frequency, and the time until the PLL is synchronized is limited.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and can synchronize the PLL even when the signal-to-noise ratio of the wobble signal is low, and the phase comparison period is the period of the wobble frequency. The present invention is not limited to this, and an object of the present invention is to provide a disk device that can shorten (accelerate) the time until the PLL is synchronized.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the disk apparatus according to the present invention is a disk apparatus using a disk-shaped recording medium in which concentric or spiral tracks meander in the disk radial direction. A first band passing means having a frequency band of a sinusoidal meander signal corresponding to the meandering of the track as a pass band; a frequency band of a sinusoidal meandering signal corresponding to the meandering of the track being a pass band; A second bandpass means for outputting a signal having a phase difference of 90 degrees with respect to an output signal of the first bandpass means; an output signal of the first bandpass means and an output signal of the second bandpass means; A phase calculating means for calculating a phase of a sinusoidal meander signal corresponding to the meandering of the track, and a phase of the sinusoidal meander signal calculated by the phase calculating means; And a phase synchronization means constituting a phase-locked loop synchronized to the phase.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a disc device comprising a demodulating means for demodulating the frequency modulation data of the meandering signal from the frequency data obtained from the phase locked loop.
[0012]
That is, the disk device according to the present invention outputs a first band pass means (first band pass filter) and a signal that is 90 degrees out of phase with respect to the output signal of the first band pass means. 2 band-pass means (second band-pass filter), when the output of the first band-pass means is represented by E and the output of the second band-pass means is represented by F, for example, a sinusoidal meander The phase amount of the signal (sinusoidal wobble signal) is calculated by, for example, arctan (E / F) calculation, and a phase-locked loop (PLL) that compares the phase with the VCO (voltage controlled oscillator) output phase is configured. I am doing so.
[0013]
As a result, the signal for performing the phase comparison of the PLL is not a binarized signal but a wobble signal (sinusoidal meandering signal) that is an output of the bandpass filter (bandpass means), and therefore the phase comparison period Can be set sufficiently shorter than the period of the wobble frequency, so that the PLL synchronization pull-in can be speeded up. Further, since the phase information of the sinusoidal wobble signal is detected at all sampling times for phase comparison, the PLL can be synchronized even when the signal-to-noise ratio of the wobble signal is low.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a disk device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows a configuration (mainly a wobble signal playback system) of a disk recording / playback apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0015]
In FIG. 1, an optical disk 1 is driven to rotate by a spindle motor 2. Reading and writing of data on the surface of the optical disc 1 is performed by an optical pickup 3, and the optical pickup 3 is positioned near a target track by a pickup coarse motion motor (not shown).
[0016]
The objective lens in the optical pickup 3 is positioned by a focus actuator (not shown) that can move in the disc rotation axis direction so that the light beam is focused on the recording / reproducing surface on the optical disc 1. The objective lens in the optical pickup 3 is positioned by a tracking actuator (not shown) that can move in the disc radial direction so that the light beam follows the concentric or spiral recording / reproducing track on the optical disc 1. Yes.
[0017]
Among the two-divided photoelectric sensors provided in the optical pickup 3, an output signal of a photoelectric sensor (hereinafter referred to as an inner peripheral photoelectric sensor signal A) arranged corresponding to the inner peripheral side in the disk radial direction, and the disk The output signals of the photoelectric sensors arranged corresponding to the outer peripheral side in the radial direction (hereinafter referred to as the outer peripheral photoelectric sensor signal B) output current signals proportional to the amounts of light incident on the respective photoelectric sensors. The inner peripheral photoelectric sensor signal A is input to the current-voltage conversion circuit 6, and the outer peripheral photoelectric sensor signal B is supplied to the current-voltage conversion circuit 7.
[0018]
The current-voltage conversion circuits 6 and 7 convert photoelectric sensor signals, which are supplied current signals, into voltage signals. The output signals of these current / voltage conversion circuits 6 and 7 are supplied to a push-pull signal generation circuit 8.
[0019]
The push-pull signal generation circuit is a difference signal between a voltage signal obtained by current-voltage conversion of the inner peripheral photoelectric sensor signal A and a voltage signal obtained by current-voltage conversion of the outer peripheral photoelectric sensor signal B. A push-pull signal C is generated. The push-pull signal C is supplied to an AD (analog-digital) converter 10.
[0020]
The AD converter 10 converts the input push-pull signal C into a digital signal (hereinafter referred to as push-pull digital data D). The push-pull digital data D output from the AD converter 10 is supplied to the first band pass filter 12 and the second band pass filter 13.
[0021]
The first band-pass filter 12 is a digital band-pass filter having a wobble frequency of a wobble signal included in the push-pull signal as a center frequency, and push-pull digital data D obtained by subjecting the push-pull signal C to A / D conversion. The wobble signal component is extracted from the signal and output as the first bandpass filter output signal E.
[0022]
The second band-pass filter 13 is a digital band-pass filter whose center frequency is the wobble frequency of the wobble signal included in the push-pull signal, and is wobbled from the push-pull digital data D obtained by AD converting the push-pull signal C. At the same time as extracting the signal component, the wobble signal component is output as a second bandpass filter output signal F whose phase is advanced by 90 degrees with respect to the first bandpass filter output signal E. Note that a Hilbert filter, a phase shift filter, or the like is known as such a filter that causes a phase shift of 90 degrees. The first band pass filter output signal E and the second band pass filter output signal F are supplied to the phase calculator 16.
[0023]
The phase calculator 16 will be described below with reference to FIG. In addition, since the second band pass filter output signal F is a signal with a phase advance of 90 degrees with respect to the first band pass filter output signal E, when the first band pass filter output signal E is a sin signal, The second bandpass filter output signal F can be considered as a cos signal.
[0024]
In FIG. 2, the sin signal (first bandpass filter output signal E) and the cos signal (second bandpass filter output signal F) are supplied to the absolute value calculator 24.
[0025]
The absolute value calculator 24 calculates the absolute value signal M of the sin signal (E) and the absolute value signal N of the cos signal (F) by calculation, and from the magnitude relationship between the sin signal (E) and the cos signal (F). As shown in FIG. 3, area determination is performed by dividing one cycle into four areas (e0 to e3), and the area determination signal P is output as follows.
[0026]
(1) If sin ≧ 0 and cos ≧ 0, the region discrimination signal P = e3 is output (2) If sin ≧ 0 and cos <0, the region discrimination signal P = e2 is output (3) sin <0 and cos If <0, the region determination signal P = e0 is output (4) If sin <0 and cos ≧ 0, the region determination signal P = e1 is output. This region determination signal P is supplied to the offset adder / subtractor 32. The absolute value signal M of the sin signal (E) and the absolute value signal N of the cos signal (F) are supplied to the division calculator 28.
[0027]
The division calculator 28 calculates a tan signal O that is sin / cos from the absolute value signal M of the sin signal (E) and the absolute value signal N of the cos signal (F). The tan signal O is supplied to the inverse tan table reference unit 30.
[0028]
The inverse tan table reference unit 30 obtains and outputs the arctan signal Q from the inverse tan function data that outputs from 0 [rad] to π / 2 [rad] as shown in FIG. The arctan signal Q is supplied to the offset adder / subtractor 32.
[0029]
The offset adder / subtractor 32 adds / subtracts the following offset amount to / from the arctan signal Q based on the region determination signal P from the absolute value calculator 24, and expresses the phase of the wobble signal from 0 [rad] to 2π [rad]. Input phase data G is output.
[0030]
(1) If the area determination signal P = e3, the input phase data G = arctan is output. (2) If the area determination signal P = e2, the input phase data G = π-arctan is output. (3) The area determination signal P = If e0, the input phase data G = π + arctan is output. (4) If the region discrimination signal P = e1, the input phase data G = 2π-arctan is output. In this way, the phase calculator 16 outputs the wobble signal as described above. Since the phase is calculated from the sine component and the cos component, accurate phase detection is possible without receiving the amplitude fluctuation of the wobble signal. Further, since the inverse tan table reference unit 30 is a table from 0 [rad] to π / 2 [rad] based on the region determination signal P, the scale of the reference table can be reduced. The function in FIG. 4 changes greatly with respect to the input value when the output value is near 0 [rad], but there is almost no change with respect to the input value near π / 2 [rad]. It is desirable to configure the reference table to be constant.
[0031]
The input phase data G that is the output data of the phase calculator 16 and the VCO phase data J that is the output data of a digital VCO (voltage controlled oscillator) 23 described later are supplied to the phase comparison calculator 19.
[0032]
The phase comparison calculator 19 calculates the phase difference between the input phase data G and the digital VCO phase data J, and outputs the phase error data H. The phase error data H is supplied to the loop filter calculator 21.
[0033]
The loop filter calculator 21 is configured as shown in FIG. In the loop filter calculator 21 shown in FIG. 5, the phase error data H is supplied to an adder 41 and a coefficient multiplier 42.
[0034]
Output data from the adder 41 is supplied to a coefficient multiplier 44 and a delay unit 43. The delay unit 43 delays the output data of the adder 41 by one sample and feeds it back to the adder 41. Therefore, the adder 41 adds (integrates) the supplied phase error data H and the output data of the adder 41 delayed by one sample by the delay unit 43.
[0035]
The coefficient multiplier 44 multiplies the output data of the adder 41 by a coefficient ki. The multiplication result data is supplied to the adder 45. The coefficient multiplier 42 multiplies the phase error data H by the coefficient kp. The multiplication result data is supplied to the adder 45.
[0036]
The adder 45 adds the data multiplied by the coefficient ki by the coefficient multiplier 44 and the data multiplied by the coefficient kp by the coefficient multiplier 42. The output data of the adder 45 is output as the VCO manipulated variable I of the digital VCO calculator 23 at the subsequent stage.
[0037]
That is, in the loop filter computing unit 21 shown in FIG. 5, the proportional operation amount obtained by multiplying the phase error data H by the coefficient kp by the coefficient multiplier 42 and the phase error data H by the adder 41 and the delay unit 43. The integration operation amount obtained by multiplying the integrated value by the coefficient ki by the coefficient multiplier 44 is added by the adder 45 to obtain the VCO operation amount I.
[0038]
Next, the digital VCO calculator 23 is configured as shown in FIG. In the digital VCO calculator 23 shown in FIG. 6, the VCO manipulated variable I supplied from the loop filter calculator 21 is supplied to the adder 51.
[0039]
The VCO free-running frequency data R set in advance is also supplied to the adder 51, and the adder 51 performs frequency calculation for adding the VCO manipulated variable I to the VCO free-running frequency data R. Data obtained by this frequency calculation is the current oscillation frequency data K, and the oscillation frequency data K is supplied to the frequency discriminator 35 and the adder 52 shown in FIG.
[0040]
Output data of the adder 52 is supplied to a mod (2π) calculator 54 and a delay unit 53. The delay unit 53 delays the output data of the adder 52 by one sample and feeds it back to the adder 52. The adder 52 adds (accumulates) the supplied oscillation frequency data 34 and the output data of the adder 52 delayed by one sample by the delay unit 53.
[0041]
In the mod (2π) calculation, the mod (2π) calculation is performed on the output data of the adder 52, and the calculation result is supplied as digital VCO phase data J to the phase comparison calculator 19 in FIG.
[0042]
That is, in the digital VCO computing unit 23, the adder 51 adds the VCO manipulated variable I to the free-running frequency data R to generate oscillation frequency data, and this oscillation frequency data K is further added to the adder 52 and the delay unit 53. The phase data is generated by integration, but the phase data is repeated at (2π) [rad]. Therefore, in the digital VCO computing unit 23, mod (2π) computing unit 54 further performs mod (2π) computation. The calculation result data is supplied to the phase comparison calculator 19 as digital VCO phase data J.
[0043]
The digital VCO calculator 23 operates in synchronization with the wobble signal by such a phase locked loop. In addition, in an optical disc in which the wobble signal is frequency-modulated according to, for example, track address information, the oscillation frequency data K output from the digital VCO calculator 23 is supplied to the frequency discriminator 35, and the frequency discriminator 35 concerned. By demodulating the frequency-modulated data, the track address information can be obtained from the demodulated data L.
[0044]
As is apparent from the above description, the optical disc recording / reproducing apparatus of the present embodiment has the first bandpass filter output signal E and the first bandpass filter output signal E that are 90 degrees out of phase with each other. 2 band-pass filter output signal F and the arctan (E / F) calculation using these first and second band-pass filter output signals E and F, thereby generating a phase amount (G = Arctan (E / F)) and a phase comparison is made between the phase and the VCO output phase (J).
[0045]
That is, a sine wave wobble signal extracted by a band pass filter is used as a signal for performing phase comparison of the PLL, instead of a binarized signal. For this reason, the period for performing the phase comparison can be set sufficiently shorter than the period of the wobble frequency, and the speed of PLL pull-in can be increased.
[0046]
Since the phase information of the sinusoidal wobble signal is detected at all sampling times for phase comparison, the PLL can be synchronized even when the signal-to-noise ratio of the wobble signal is low. .
[0047]
Finally, the present invention is not limited to the above-described embodiment described as an example. For example, as long as the recording medium has a wobbled recording track, the present invention is not limited to the above-described optical disk, but other disks. However, various modifications can be made in accordance with the design and the like as long as the technical idea according to the present invention does not depart from the technical idea of the present invention. Of course there is.
[0048]
【The invention's effect】
The disk device according to the first aspect of the present invention generates a sinusoidal meandering signal corresponding to a meandering track and a signal having a phase difference of 90 degrees by the first bandpass means and the second bandpass means. By calculating the phase of the sinusoidal meandering signal from the output signals of the first and second bandpass means and constructing a phase-locked loop synchronized with the phase based on the phase of the sinusoidal meandering signal PLL synchronization can be achieved even when the signal-to-noise ratio of the wobble signal is low, and the period of phase comparison is not limited to the period of the wobble frequency, and the time until the PLL is synchronized is shortened (Speeding up).
[0049]
In the disk device according to the second aspect of the present invention, when the frequency modulation data of the meandering signal is demodulated from the frequency data obtained from the phase-locked loop, for example, the track address information is recorded as the meandering signal. In addition, track address information can be obtained from the demodulated data.
[0050]
That is, according to the present invention, the phase comparison of the PLL (phase-locked loop) is performed using the sinusoidal meander signal (sine wave-like wobble signal) extracted by the bandpass means (bandpass filter). Can be set sufficiently shorter than the wobble frequency cycle, and therefore PLL synchronization can be performed at high speed.
[0051]
Further, since the present invention detects the phase information of the sinusoidal wobble signal at all sampling times for phase comparison, the PLL can be synchronized even when the signal-to-noise ratio of the wobble signal is low.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration (mainly a wobble signal reproduction system) of an optical disk recording / reproducing apparatus as an embodiment of a disk apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of a phase calculator provided in the optical disc recording / reproducing apparatus of the embodiment.
FIG. 3 is a waveform diagram used for explaining the operation of the absolute value calculator of the phase calculator provided in the optical disc recording / reproducing apparatus of the embodiment.
FIG. 4 is a diagram used for explaining the operation of the inverse tan table reference unit of the phase calculator provided in the optical disc recording / reproducing apparatus of the embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration example of a loop filter calculator provided in the optical disc recording / reproducing apparatus of the embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a specific configuration example of a digital VCO calculator provided in the optical disc recording / reproducing apparatus of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical disk, 2 ... Spindle motor, 3 ... Optical pick-up, 6, 7 ... Current voltage conversion circuit, 8 ... Push-pull signal generation circuit, 10 ... AD converter, 12 ... 1st band pass filter, 13 ... Second band-pass filter, 16 ... phase calculator, 19 ... phase comparison calculator, 21 ... loop filter calculator, 23 ... digital VCO calculator, 24 ... absolute value calculator, 28 ... divide calculator, 30 ... reverse tan table reference device, 32 ... offset adder / subtractor, 35 ... frequency discriminator, A ... inner peripheral photoelectric sensor signal, B ... outer photoelectric sensor signal, C ... push pull signal, D ... push pull digital data, E ... first 1 band-pass filter output signal, F ... second band-pass filter output signal, G ... input phase data, H ... phase error data, I ... VCO manipulated variable, J ... digital V O phase data, K ... oscillation frequency data, L ... demodulation data, M ... sin signal absolute value signal, N ... cos signal absolute value signal, O ... tan signal, P ... region discrimination signal, Q ... arctan signal, R ... VCO free-running frequency data

Claims (2)

同心円若しくはスパイラル状のトラックがディスク半径方向に対して蛇行しているディスク状記録媒体を用いるディスク装置において、
前記トラックの蛇行に応じた正弦波状の蛇行信号の周波数帯域を通過帯域とする第1の帯域通過手段と、
前記トラックの蛇行に応じた正弦波状の蛇行信号の周波数帯域を通過帯域とすると共に前記第1の帯域通過手段の出力信号に対して90度位相の異なる信号を出力する第2の帯域通過手段と、
前記第1の帯域通過手段の出力信号と第2の帯域通過手段の出力信号とから前記トラックの蛇行に応じた正弦波状の蛇行信号の位相を演算する位相演算手段と、
前記位相演算手段が演算した前記正弦波状の蛇行信号の位相に基づいて、当該位相に同期した位相同期ループを構成する位相同期手段とを有すること
を特徴とするディスク装置。
In a disk apparatus using a disk-shaped recording medium in which concentric or spiral tracks meander in the disk radial direction,
First band passing means having a frequency band of a sinusoidal meander signal corresponding to the meandering of the track as a pass band;
Second band pass means for setting a frequency band of a sinusoidal meander signal corresponding to the meander of the track as a pass band and outputting a signal having a phase different by 90 degrees with respect to the output signal of the first band pass means; ,
Phase computing means for computing the phase of a sinusoidal meander signal corresponding to the meandering of the track from the output signal of the first bandpass means and the output signal of the second bandpass means;
A disk apparatus comprising: a phase synchronization means that constitutes a phase locked loop synchronized with the phase based on the phase of the sinusoidal meander signal calculated by the phase calculation means.
前記位相同期ループ内から得られる周波数データから、前記蛇行信号の周波数変調データを復調する復調手段を備えること
を特徴とする請求項1記載のディスク装置。
2. The disk apparatus according to claim 1, further comprising demodulation means for demodulating frequency modulation data of the meandering signal from frequency data obtained from the phase-locked loop.
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