JP4033638B2 - 光記録媒体の回転制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式回転記録媒体の回転速度を制御する装置、特に、ウォブリングされて形成されたトラックを有する記録媒体の回転速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的に情報記録及び再生が行われる情報記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Video Disc 又は Digital Versatile Disc）等の光ディスクがある。かかる光ディスクについて高記録密度化が図られると共に、高密度光ディスクの記録及び／又は再生装置の研究開発が進められている。
【０００３】
図１は、光ディスクの１例を模式的に示す斜視図である。光ディスク１０には、情報データを記録するためのグルーブトラック１２と当該トラックに記録光又は再生光であるレーザビーム等の光ビームを誘導するためのランドトラック１３が形成されている。なお、以下においては説明の簡便さのため、データが記録されるグルーブトラック１２を単にトラック１２と称する。
【０００４】
トラック１２の両側壁は蛇行して形成されている。より詳細には、トラック１２はディスクの回転速度に対応する周波数でウォブリング１５が施されている。このトラック１２のウォブリングは、光ディスクを出荷する前に予め形成されている。
光ディスク１０に記録情報データを記録する際には、記録再生装置の光ピックアップから出力された読取信号（例えば、プッシュプル法を用いた場合では、ラジアルプッシュプル信号）からウォブル信号を抽出し、ウォブリング周波数を所定のウォブル基準周波数と比較することによって光ディスク１０の回転速度を制御する。
【０００５】
トラック１２に形成されるウォブリング１５の振幅を大きくすることによってウォブル信号のＳ／Ｎを向上させることができる。しかしながら、光ディスクの高記録密度化を図るためにはトラックピッチを小さくする必要があり、ウォブリング振幅を大きくすることは好ましくはない。そこで、ウォブリング振幅を検出可能な程度に小さくし、狭トラックピッチ化によってディスク容量を増やすことが目標とされている。この場合、ウォブル信号の抽出の際、読取信号（ラジアルプッシュプル信号）中のノイズを除去するために狭帯域のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いる必要が生じる。
【０００６】
光ディスク１０の回転速度が規定の回転速度からずれるとＢＰＦの帯域外となってウォブル信号を抽出することができなくなる。そこで、従来、例えば光ディスク１０を回転させるモータのスピンドル回転速度に対応するＦＧパルスを用いて回転速度を制御する方法を併用していた。
しかしながら、かかる方法では精度の点において高密度ディスクには適さないという問題があった。特に、記録領域が複数のゾーンに分割され、ゾーン内においては一定速度であり、ゾーンごとに規定の回転数が異なるゾーン定線速度（ＺＣＬＶ）ディスクに対しては、各ゾーンごとの高精度の回転制御が要求される。具体的には、半径方向で読み取り位置が少しでも異なれば回転数が異なり、ウォブル信号がＢＰＦの帯域外に外れてしまう。従って、狭帯域ＢＰＦによってウォブル信号を抽出することができなくなる。すなわち、半径方向で読み取り位置が少し変化しても高速・高精度で回転速度を制御する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウォブル信号の高感度検出が可能で、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能な回転速度制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による回転速度制御装置は、所定の回転速度に対応するウォブリングが形成されたトラックを有する光記録媒体の回転速度を制御する装置であって、光記録媒体に光ビームを照射して前記トラックのウォブリング形状に応じた読み取り信号を生成する光ピックアップと、上記所定の回転速度に対応するウォブル基準周波数を通過せしめる所定の帯域幅を有するバンドパスフィルタと、電圧制御発振器を含む位相同期ループ回路と、ウォブル基準周波数よりも低い周波数帯域及び高い周波数帯域をそれぞれ通過帯域とする第１のフィルタ及び第２のフィルタを含んでバンドパスフィルタよりも広い通過帯域を有し、読み取り信号を第１及び第２のフィルタにより濾波した各信号に基づいてウォブル信号周波数とウォブル基準周波数との周波数差に対応する検出信号を生成する周波数差検出器と、ウォブル信号周波数が前記ウォブル信号抽出フィルタの帯域外であることを判別する判別器と、光記録媒体の回転速度制御について、ウォブル信号周波数がバンドパスフィルタの所定の帯域外であると判別された場合に粗調モードを設定し、所定の帯域内であると判別された場合に微調モードを設定し、粗調モードが設定された場合には、周波数差検出器において生成された検出信号に応じて電圧制御発振器を駆動して光記録媒体の回転速度を制御し、微調モードが設定された場合には、バンドパスフィルタにより抽出されたウォブル信号に基づいて位相同期ループ回路を駆動して光記録媒体の回転速度を制御する回転制御部と、を有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明に用いられる図において、実質的に等価な構成要素には同一の参照符を付している。
［第１の実施例］
図２は、本発明の第１の実施例である光ディスク回転速度制御装置２０の構成を示すブロック図である。
【００１１】
光ピックアップ２１において読み取られた読み取り信号はウォブル信号抽出器２２に供給される。以下においては、トラック１２の接線方向、すなわち、光ディスク１０の回転接線方向に平行な分割線により分割された光検出器（図示しない）が光ピックアップ２１内に設けられ、これを用いたラジアルプッシュプル法（以下、単にプッシュプル法ともいう）を用いてウォブリング形状に応じた読み取り信号（すなわち、ラジアルプッシュプル信号、又は単にプッシュプル信号）を得る場合を例として説明する。
【００１２】
ウォブル信号抽出器２２において、ラジアルプッシュプル信号からウォブル信号が抽出される。ウォブル信号抽出器２２はウォブル信号の所定の基準周波数（以下、ウォブル基準周波数という）を中心周波数とする所定の狭帯域のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を含んでおり、ディスクの回転速度、すなわち、トラック１２の線速度に対応したウォブル信号の周波数成分が抽出される。
【００１３】
また、光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は周波数差検出器２３にも供給される。周波数差検出器２３は、ウォブル基準周波数よりも低い周波数域及び高い周波数域をそれぞれ通過帯域とする１対のフィルタ（第１のフィルタ及び第２のフィルタ）を有する。周波数検出器２３は、当該第１及び第２のフィルタを通過した各信号の大きさに基づいて、ウォブル信号周波数及びウォブル基準周波数間の周波数差を検出し、この周波数差に応じた大きさの検出信号を生成する。より具体的には、例えば、プッシュプル信号中のウォブル信号の周波数と基準周波数とが一致する場合には所定の大きさの基準電圧信号（例えば、０Ｖの電圧信号）を出力する。また、検出した周波数差に応じた正負の電圧信号を出力する。
【００１４】
図３は、かかる周波数差検出器２３の１例を示すブロック図である。光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１（第１のフィルタ）及びハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３２（第２のフィルタ）を経て、それぞれ包絡線強度（エンベロープ）検出器３３及び３４に供給される。図４は、かかるＬＰＦ３１及びＨＰＦ３２とウォブル信号抽出器２２内に設けられたバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の通過帯域を示すグラフである。前述のように、ＢＰＦは、ウォブル基準周波数（ｆwb）を中心周波数とし、ウォブル信号を十分なＳ／Ｎで抽出可能な程度の狭帯域フィルタである。粗調に用いられるＬＰＦ３１及びＨＰＦ３２（第１のフィルタ及び第２のフィルタ）は、これらのクロスオーバ周波数が当該ＢＰＦの中心周波数となるように設定されている。ＬＰＦ３１及びＨＰＦ３２において抽出された信号は、それぞれエンベロープ検出器３３及び３４において信号強度の大きさ（絶対値）が検出される。減算器３５においてこれら絶対値の差分がとられ、検出信号として送出される。
【００１５】
ウォブル信号抽出器２２において抽出されたウォブル信号周波数成分及び周波数差検出器２３において生成された周波数差検出信号は、回転速度コントローラ２５（以下、単にコントローラという）に供給される。また、ウォブル基準周波数信号を生成する基準信号生成器２７が設けられており、ウォブル基準周波数信号がコントローラ２５に供給される。
【００１６】
コントローラ２５は、ウォブル信号周波数信号と基準周波数信号との位相差（あるいは、周波数差）に応じた信号を生成する位相同期ループ（ＰＬＬ）回路を含み、ディスク１０の回転速度を制御する。
より詳細には、コントローラ２５は、周波数差検出信号の大きさが所定範囲外であると判別したときは、当該周波数差検出信号に基づいた制御信号をモータ駆動部２８に送出する。具体的には、ウォブル信号周波数がウォブル信号抽出器（ＢＰＦ）２２の帯域外であることを判別したときに、当該周波数差に応じた信号を送出する。換言すれば、ウォブル信号周波数が基準周波数に近づくように調整（粗調）するための制御信号を送出する。モータ駆動部２８はこの制御信号に応じて、ディスク１０を回転駆動せしめるスピンドルモータ２９のスピンドル回転速度を粗調整する。かかる動作は、例えば、ディスク１０の回転の開始時、あるいは記録再生動作中の主にアクセス時においてなされる。
【００１７】
一方、コントローラ２５は、周波数差検出信号の大きさが所定範囲内のとき、すなわち、ウォブル信号周波数がウォブル信号抽出器２２内のＢＰＦの帯域内に入ったときは、抽出されたウォブル信号周波数が基準周波数となるように調整（微調）するための制御信号をモータ駆動部２８に送出する。モータ駆動部２８はこの制御信号に応じて、ディスク１０の回転速度を微調整する。
【００１８】
上記した構成によって、ウォブル信号の高精度検出が可能で、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能な高性能な回転速度制御装置が得られる。なお、上記したＰＬＬ回路及び基準周波数信号等を用いたフィードバック制御方法は一般的に用いられるものでよい。また、各回路は、デジタル回路あるいはアナログ回路で構成されてもよい。さらに、コントローラ２５は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、個別の回路ブロック、又はソフトウェア、ファームウェア、あるいは、これらの組合せによって実現してもよい。周波数差検出器２３は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を内蔵したデジタルフィルタ群により構成されてもよい。デジタル信号処理を用いるとクロスオーバー周波数が水晶精度で安定化できるのでより良い構成といえる。
［第２の実施例］図５は、本発明の第２の実施例である光ディスク回転速度制御装置２０の構成を示すブロック図である。光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ(０)）２２Ａに供給され、濾波される。ＢＰＦ(０)２２Ａにより濾波された信号はＰＬＬ５０に供給される。ＰＬＬ５０は一般的な回路構成からなり、位相比較器５１、ループフィルタ５２，５３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５５、ＶＣＯ５５の出力信号を所定の一定分周比で分周する固定（１／Ｎ）分周器５６を有している。位相比較器５１は、ＢＰＦ(０)２２Ａからの入力ウォブル信号及び１／Ｎ分周器５６の出力信号を位相比較し、ＶＣＯ５５の発振周波数を制御する。また、ＰＬＬ５０にはループフィルタ５２及び加算器５４間にスイッチ５８が、スイッチ５８及びループフィルタ５３間に加算器５４が設けられており、後述するように、周波数差検出器２３の検出信号に基づいた回転制御との切替えを行うことができるようになっている。
図２を参照しつつ説明したように、コントローラ２５は位相同期ループを含み、ウォブル信号抽出器２２又は周波数差検出器２３からの信号に応じて微調又は粗調のためのモータ制御信号をモータ駆動部２８に供給する。すなわち、図５におけるＰＬＬ５０、スイッチ４７、ロック検出回路６１及びスピンドル制御部６７からなる構成部分は図２に示すコントローラ２５に対応し、バンドパスフィルタ２２Ａ又は周波数差検出器２３からの信号に応じてモータ駆動部２８の微調又は粗調を実行する。
加算後のループフィルタ５３はモード遷移が円滑に実行できるように設けられている。遷移時に段差が生じない。
【００１９】
光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、周波数差検出器２３にも供給される。周波数差検出器２３は１対のバンドパスフィルタ、すなわち、第１のフィルタ（ＢＰＦ(１)）４１及び第２のフィルタ（ＢＰＦ(２)）４２を有する。図６に模式的に示すように、ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２は、ウォブル基準周波数（ｆwb）よりも低い周波数域及び高い周波数域をそれぞれ通過帯域として有している。ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２の減衰量は、ウォブル基準周波数（ｆwb）において実質的に一致するように設定されている。周波数差検出器２３の１対のフィルタとしてＬＰＦ、ＨＰＦの代わりにＢＰＦを用いることで、第１の実施例に比べて第１のフィルタの低域側及び第２のフィルタの高域側におけるノイズ成分を低減させることができるという利点を有している。例えば、ウォブル基準周波数（ｆwb）は数１００ｋＨｚ程度であり、ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２の帯域はノイズの周波数成分に応じて定めればよい。ＢＰＦ(１)４１の低域ノイズは、ディスクノイズやトラッキング残留誤差などを考慮する。ＢＰＦ(２)４２の高域ノイズは、システムノイズやレーザノイズを考慮する。
【００２０】
ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２により濾波された信号は整流回路４３，４４にそれぞれ供給される。整流回路４３，４４において整流され、信号強度の絶対値が検出される。減算器３５においてこれら絶対値の差分がとられ、検出信号が生成される。当該検出信号は、スイッチ４７を介して、前述のＰＬＬ５０内の加算器５４に供給される。
【００２１】
周波数差検出器２３は、ウォブル信号周波数がウォブル基準周波数（ｆwb）に実質的に一致している場合に、例えば、０ボルト（Ｖ）の電圧信号を出力するように設計される。そして、ウォブル信号周波数がウォブル基準周波数（ｆwb）より低い場合（すなわち、スピンドル回転数が低い場合）には負の電圧を出力し、ウォブル信号周波数がウォブル基準周波数（ｆwb）より高い場合（すなわち、スピンドル回転数が高い場合）には正の電圧を出力する。
【００２２】
ＰＬＬ５０の出力信号は、クロック生成器６２、１／Ｍ分周器６３、周波数位相比較器６５及び位相補償器６６を含むスピンドル制御部６７に供給される。周波数位相比較器６５には、クロック生成器６２のクロック信号を１／Ｍ分周器６３において分周した分周クロック信号が供給される。当該分周クロック信号は、スピンドル基準周波数に対応する。周波数位相比較器６５は、ＰＬＬ５０の出力信号と当該分周クロック信号との周波数位相比較を行い、位相補償器６６はこの結果に基づいて位相補償をなす。位相補償器６６からの位相補償信号はモータ駆動部２８に送出され、スピンドル回転数のフィードバック制御がなされる。より具体的には、周波数差検出器２３の低周波側ＢＰＦ(１)４１の周波数成分の方が高周波側ＢＰＦ(２)４２の周波数成分よりも大きい場合にはＰＬＬ５０の出力周波数はスピンドル基準周波数より低くなり、スピンドルは加速される。一方、高周波側ＢＰＦ(２)４２の周波数成分の方が大きい場合にはＰＬＬ５０の出力周波数はスピンドル基準周波数より高くなり、ネガティブフィードバックによりスピンドルは減速される。
【００２３】
ロック検出回路６１において、クロック生成器６２からのクロック信号及びＰＬＬ５０の出力信号を用いてロック検出信号が生成される。ロック検出信号は「ロック（LOCK）」及び「アンロック（UNLOCK）」の２値をとり、「ロック」状態のときにスイッチ５８は閉じ、スイッチ４７は開く。一方、「アンロック」状態のときには、スイッチ５８は開き、スイッチ４７は閉じる（図５に示した状態）。このロック検出信号により回転制御の粗調モード及び微調モードの切替制御がなされる。以下に、ディスク１０の回転速度の制御動作について図７に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
まず、ディスク１０へのアクセス時や立ち上げ時などにおいては、粗調モードで制御が開始される（ステップＳ１１）。すなわち、ロック検出回路６１はロック検出信号として「アンロック」信号を送出し、周波数差検出器２３からのウォブル信号周波数の周波数差検出信号を用いてループフィルタ５３を介してＶＣＯ５５が駆動される。従って、ＶＣＯ５５の発振周波数は周波数差検出器２３からの検出信号に応じて変化する。
【００２５】
次に、ロック検出回路６１は、ＶＣＯ５５の発振周波数を１／Ｎ分周器により分周した分周信号をクロック生成器６２からのクロック信号をクロックとしてカウントする（ステップＳ１２）。ロック検出回路６１において、カウント数が規定値以内であるか否かが判別される（ステップＳ１３）。すなわち、当該規定値はウォブル信号周波数に対応し、ウォブル信号周波数がＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ったか否かを判別できる値に設定されている。カウント数が規定値外である場合には、ステップＳ１１に戻り粗調モードでの制御が続行される。一方、カウント数が規定値以内であると判別された場合には、ロック検出回路６１は「ロック」信号を送出する。これにより、スイッチ５８は閉じられるとともに、スイッチ４７は開かれ、ＢＰＦ(０)２２Ａを通過したウォブル信号周波数に基づいてなされる回転速度制御（微調モード）に切り替えられる（ステップＳ１４）。この微調モードに移行すると、ＶＣＯ５５はループフィルタ５２の出力で駆動され、通常のＰＬＬループによる回転速度制御が実行される。本実施例によれば、ＰＬＬループのＶＣＯ５５を介してスピンドル制御がなされるので、微調モードに移行したときのＰＬＬの引き込みが高速でなされる。
【００２６】
微調モードに移行の後、ロック検出回路６１においてカウント値が規定範囲以内か否かが判別される（ステップＳ１５）。カウント値が規定範囲内であると判別された場合には、微調モードで制御が続行される。一方、カウント値が規定範囲外であると判別された場合には、回転速度制御が終了か否かが判別される（ステップＳ１６）。回転速度制御が終了でないと判別された場合には、ステップＳ１１に戻り粗調モードでの制御に移行し、上記したステップを繰り返す。ステップＳ１６において回転速度制御が終了であると判別された場合には本サブルーチンを抜ける。
【００２７】
以上の手順によって、ディスク１０の回転速度の粗調／微調モードの切替制御がなされる。
上記した構成によって、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能で、高性能な回転速度制御装置が得られる。
なお、ロック検出回路６１は種々の構成により実現することができる。図８は、かかるロック検出回路６１の改変例を示すブロック図である。周波数差検出器２３における検出信号はＬＰＦ７１を通過後、ウィンドウコンパレータ７２に供給される。ウィンドウコンパレータ７２において、ウォブル信号周波数が所定周波数帯域内（すなわち、微調用ＢＰＦ２２Ａの帯域）内であるか否かが確定される。より具体的には、周波数差検出器２３の検出感度を、例えば、０．１（Ｖ／ｋＨｚ）とし、また、ＢＰＦ(０)２２Ａの帯域を±１０ｋＨｚと仮定すると、周波数差検出器２３の出力電圧が±１Ｖ以内であればウォブル信号周波数はＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ることがわかる。従って、ウィンドウコンパレータ７２の閾値を±１Ｖに設定し、この範囲内に周波数差検出器２３の出力電圧が入れば、ＰＬＬループは誤動作することなく微調モードでの動作が可能となる。
【００２８】
また、図９は、ロック検出回路６１の他の改変例を示すブロック図である。ＢＰＦ(０)２２Ａを通過したウォブル信号は整流回路７４で整流され、その出力の大きさがコンパレータ７５で閾値と比較される。ウォブル信号の大きさが閾値以上であればウォブル信号周波数はＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ることがわかり、検出信号としてロック信号が送出される。一方、ウォブル信号の大きさが閾値に達しないときにはアンロック信号が送出される。
【００２９】
さらに、ロック検出回路６１の他の改変例としては、ＶＣＯ５５の信号を１／Ｎ分周器５６により分周した分周信号のエッジ間隔（すなわち、パルス周期）をクロック生成器６２からのクロック信号でカウントすることによって測定し、所定カウント内であればロック信号を送出するようにしてもよい。
［参考例］図１０は、本発明に関連する参考例である光ディスク回転速度制御装置２０の構成を示すブロック図である。
【００３０】
光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、まず、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ(３)）２２Ｂにおいて濾波された後、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ(０)）２２Ａ及び周波数差検出器２３に供給される。図１１に示すように、ＢＰＦ(３)２２Ｂは、ＢＰＦ(０)２２Ａの帯域を含み、ＢＰＦ(０)２２Ａよりも広帯域のバンドパスフィルタである。これにより、低周波数域側及び高周波数域におけるノイズ成分を低減させることができる。
【００３１】
本実施例における周波数差検出器２３は、図３に示した周波数差検出器２３と同様な構成を有している。上記した第２の実施例においては、周波数差検出器２３の検出信号はＰＬＬ回路５０に供給され、利用されたが、本実施例では、粗調モードにおいて、周波数差検出器２３の検出信号は直接スピンドルモータ駆動信号として用いられる。より具体的には、ロック検出器６１のロック検出信号が「アンロック」のとき、スイッチ６８により周波数差検出器２３の検出信号はＬＰＦ８１を経て増幅器８２に供給される。ＬＰＦ８１により濾波された信号は、増幅器８２におけるゲイン調整によりモータ駆動部２８に適した信号に変換される。これによりモータ２９のスピンドル回転数のフィードバック制御がなされる。より具体的には、周波数差検出器２３のＬＰＦ３１の周波数成分の方がＨＰＦ３２の周波数成分よりも大きい場合にはスピンドルは加速される。一方、ＨＰＦ３２の周波数成分の方が大きい場合にはスピンドルは減速される。
【００３２】
ロック検出器６１のロック検出信号が「ロック」のとき、すなわち微調モードにおいて、ＰＬＬ回路５０の出力信号はスピンドル制御部６７を介してモータ駆動部２８に供給される。ＰＬＬ回路５０内の１／Ｎ分周器５６の分周信号は、周期検出器８４においてクロック生成器６２のクロックを用いて周期が検出され、周期／周波数変換器８５により周波数変換される。周波数変換された信号は、周波数増幅器（Ｋｆ）８６でゲイン調整される。また、１／Ｎ分周器５６の分周信号は、位相検出器８７において１／Ｍ分周器６３の分周信号を用いて位相検出がなされ、位相増幅器（Ｋｐ）８８でゲイン調整される。周波数増幅器（Ｋｆ）８６及び位相増幅器（Ｋｐ）８８の出力信号は加算器８９で加算されスイッチ６８を介してモータ駆動部２８に供給される。
【００３３】
本実施例においては、粗調時においてもＰＬＬ回路５０は遮断されず、ウォブル信号はＰＬＬ回路５０に供給されているため、粗調モードから微調モードへの切替え時においても安定した制御がなされる。
［第３の実施例］上記した実施例においては、ウォブル信号周波数が微調用の狭帯域ＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ったか否かを判別し、この判別結果に基づいて粗調モード及び微調モード間のモード切替を行う構成について説明した。かかるモード切替は種々の方法によって実現することができる。以下に、ディスク１０の回転速度制御におけるモード切替を時間管理によって行う場合について図１２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、回転速度制御装置２０の構成は、上記した実施例において示した構成と同様であるが、ロック検出器６１に代わってコントローラ２５が粗調又は微調モードの設定を行う。より具体的には、コントローラ２５がロック検出信号を生成してモード切替の制御を担う。上記実施例に即して言えば、コントローラ２５によってスイッチ４７及び５８（図５）の開閉が制御される。
【００３４】
まず、ディスク１０へのアクセス時や立ち上げ時などにおいて、スピンドル制御部６７を介してモータ駆動部２８によりスピンドルの回転を開始し、加速する（ステップＳ２１）。スピンドルの回転開始後、所定時間（例えば、０．１秒）が経過したか否かが判別される（ステップＳ２２）。当該所定時間が経過したと判別された場合には、フォーカスサーボを開始（フォーカスオン）し（ステップＳ２３）、フォーカスロックしたか否かが判別される（ステップＳ２４）。フォーカスロックしたと判別された場合には、トラッキングサーボを開始（トラッキングオン）し（ステップＳ２５）、トラッキングロックしたか否かが判別される（ステップＳ２６）。
【００３５】
トラッキングロックしたと判別された場合には、コントローラ２５はロック検出信号として「アンロック」信号を送出する。これにより、周波数差検出器２３からのウォブル信号周波数の周波数差検出信号を用いて粗調モードでスピンドル回転制御が実行される（ステップＳ２７）。
コントローラ２５は、粗調モードでの制御開始からの時間をコントローラ２５内に設けられたタイマ（図示しない）により経時する。粗調モード開始から所定時間（ＴC、例えば、０．１−０．２秒程度）が経過したか否かが判別され（ステップＳ２８）、当該所定時間が経過したと判別された場合には、コントローラ２５はロック検出信号として「ロック」信号を送出する。これにより、微調用のＢＰＦ(０)２２Ａを通過したウォブル信号周波数に基づいて微調モードでスピンドル回転制御が実行される（ステップＳ２９）。なお、上記した粗調モードから微調モードに移行するための所定経過時間（ＴC）は、粗調モードでの回転制御の実行によりウォブル信号周波数がＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入るのに十分な時間であればよい。また、所定経過時間（ＴC）は、ディスクの種類、ディスクの回転速度、スピンドル制御部やモータの性能など、種々のパラメータに応じて適宜定めるようにすればよい。
【００３６】
かかる手順により高速・高精度かつ安定した回転速度制御がなされる。
なお、上記した実施例において示した数値等は例示である。また、上記した実施例は、適宜改変して又は組み合わせて適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、ウォブル信号の高感度検出が可能で、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能な高性能な回転速度制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウォブリングして形成されたトラックを有する光ディスクの１例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例である光ディスク回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】周波数差検出器の１例を示すブロック図である。
【図４】周波数差検出器のＬＰＦ、ＨＰＦ及びウォブル信号抽出器内に設けられたバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の通過帯域を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施例である光ディスク回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示すＢＰＦ(０)、並びに周波数差検出器の第１のフィルタＢＰＦ(１)及び第２のフィルタＢＰＦ(２)、の通過帯域を示すグラフである。
【図７】ディスクの回転速度の制御動作の手順について示すフローチャートである。
【図８】ロック検出回路の改変例を示すブロック図である。
【図９】ロック検出回路の他の改変例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施例である光ディスク回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示すＢＰＦ(０)及びＢＰＦ(３)の帯域を示すグラフである。
【図１２】本発明の第４の実施例であるディスク回転速度の制御動作の手順について示すフローチャートである。
【主要部分の符号の説明】
１０ 光ディスク
１２ トラック
１５ ウォブリング
２１ 光ピックアップ
２２ ウォブル信号抽出器
２２Ａ ＢＰＦ
２３ 周波数差検出器
２５ コントローラ
２７，６２ 基準信号生成器
２８ モータ駆動部
３１ ＬＰＦ
３２ ＨＰＦ
３３，３４ エンベロープ検出器
３５ 減算器
４１，４２ ＢＰＦ
４３，４４ 整流回路
４７，５８，６８ スイッチ
５０ ＰＬＬ
５４ 加算器
５５ ＶＣＯ
６１ ロック検出回路
６２ クロック生成器
６７ スピンドル制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式回転記録媒体の回転速度を制御する装置、特に、ウォブリングされて形成されたトラックを有する記録媒体の回転速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的に情報記録及び再生が行われる情報記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Video Disc 又は Digital Versatile Disc）等の光ディスクがある。かかる光ディスクについて高記録密度化が図られると共に、高密度光ディスクの記録及び／又は再生装置の研究開発が進められている。
【０００３】
図１は、光ディスクの１例を模式的に示す斜視図である。光ディスク１０には、情報データを記録するためのグルーブトラック１２と当該トラックに記録光又は再生光であるレーザビーム等の光ビームを誘導するためのランドトラック１３が形成されている。なお、以下においては説明の簡便さのため、データが記録されるグルーブトラック１２を単にトラック１２と称する。
【０００４】
トラック１２の両側壁は蛇行して形成されている。より詳細には、トラック１２はディスクの回転速度に対応する周波数でウォブリング１５が施されている。このトラック１２のウォブリングは、光ディスクを出荷する前に予め形成されている。
光ディスク１０に記録情報データを記録する際には、記録再生装置の光ピックアップから出力された読取信号（例えば、プッシュプル法を用いた場合では、ラジアルプッシュプル信号）からウォブル信号を抽出し、ウォブリング周波数を所定のウォブル基準周波数と比較することによって光ディスク１０の回転速度を制御する。
【０００５】
トラック１２に形成されるウォブリング１５の振幅を大きくすることによってウォブル信号のＳ／Ｎを向上させることができる。しかしながら、光ディスクの高記録密度化を図るためにはトラックピッチを小さくする必要があり、ウォブリング振幅を大きくすることは好ましくはない。そこで、ウォブリング振幅を検出可能な程度に小さくし、狭トラックピッチ化によってディスク容量を増やすことが目標とされている。この場合、ウォブル信号の抽出の際、読取信号（ラジアルプッシュプル信号）中のノイズを除去するために狭帯域のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いる必要が生じる。
【０００６】
光ディスク１０の回転速度が規定の回転速度からずれるとＢＰＦの帯域外となってウォブル信号を抽出することができなくなる。そこで、従来、例えば光ディスク１０を回転させるモータのスピンドル回転速度に対応するＦＧパルスを用いて回転速度を制御する方法を併用していた。
しかしながら、かかる方法では精度の点において高密度ディスクには適さないという問題があった。特に、記録領域が複数のゾーンに分割され、ゾーン内においては一定速度であり、ゾーンごとに規定の回転数が異なるゾーン定線速度（ＺＣＬＶ）ディスクに対しては、各ゾーンごとの高精度の回転制御が要求される。具体的には、半径方向で読み取り位置が少しでも異なれば回転数が異なり、ウォブル信号がＢＰＦの帯域外に外れてしまう。従って、狭帯域ＢＰＦによってウォブル信号を抽出することができなくなる。すなわち、半径方向で読み取り位置が少し変化しても高速・高精度で回転速度を制御する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウォブル信号の高感度検出が可能で、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能な回転速度制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による回転速度制御装置は、所定の回転速度に対応するウォブリングが形成されたトラックを有する光記録媒体の回転速度を制御する装置であって、光記録媒体に光ビームを照射して前記トラックのウォブリング形状に応じた読み取り信号を生成する光ピックアップと、上記所定の回転速度に対応するウォブル基準周波数を通過せしめる所定の帯域幅を有するバンドパスフィルタと、電圧制御発振器を含む位相同期ループ回路と、ウォブル基準周波数よりも低い周波数帯域及び高い周波数帯域をそれぞれ通過帯域とする第１のフィルタ及び第２のフィルタを含んでバンドパスフィルタよりも広い通過帯域を有し、読み取り信号を第１及び第２のフィルタにより濾波した各信号に基づいてウォブル信号周波数とウォブル基準周波数との周波数差に対応する検出信号を生成する周波数差検出器と、ウォブル信号周波数が前記ウォブル信号抽出フィルタの帯域外であることを判別する判別器と、光記録媒体の回転速度制御について、ウォブル信号周波数がバンドパスフィルタの所定の帯域外であると判別された場合に粗調モードを設定し、所定の帯域内であると判別された場合に微調モードを設定し、粗調モードが設定された場合には、周波数差検出器において生成された検出信号に応じて電圧制御発振器を駆動して光記録媒体の回転速度を制御し、微調モードが設定された場合には、バンドパスフィルタにより抽出されたウォブル信号に基づいて位相同期ループ回路を駆動して光記録媒体の回転速度を制御する回転制御部と、を有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明に用いられる図において、実質的に等価な構成要素には同一の参照符を付している。
［第１の実施例］
図２は、本発明の第１の実施例である光ディスク回転速度制御装置２０の構成を示すブロック図である。
【００１１】
光ピックアップ２１において読み取られた読み取り信号はウォブル信号抽出器２２に供給される。以下においては、トラック１２の接線方向、すなわち、光ディスク１０の回転接線方向に平行な分割線により分割された光検出器（図示しない）が光ピックアップ２１内に設けられ、これを用いたラジアルプッシュプル法（以下、単にプッシュプル法ともいう）を用いてウォブリング形状に応じた読み取り信号（すなわち、ラジアルプッシュプル信号、又は単にプッシュプル信号）を得る場合を例として説明する。
【００１２】
ウォブル信号抽出器２２において、ラジアルプッシュプル信号からウォブル信号が抽出される。ウォブル信号抽出器２２はウォブル信号の所定の基準周波数（以下、ウォブル基準周波数という）を中心周波数とする所定の狭帯域のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を含んでおり、ディスクの回転速度、すなわち、トラック１２の線速度に対応したウォブル信号の周波数成分が抽出される。
【００１３】
また、光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は周波数差検出器２３にも供給される。周波数差検出器２３は、ウォブル基準周波数よりも低い周波数域及び高い周波数域をそれぞれ通過帯域とする１対のフィルタ（第１のフィルタ及び第２のフィルタ）を有する。周波数検出器２３は、当該第１及び第２のフィルタを通過した各信号の大きさに基づいて、ウォブル信号周波数及びウォブル基準周波数間の周波数差を検出し、この周波数差に応じた大きさの検出信号を生成する。より具体的には、例えば、プッシュプル信号中のウォブル信号の周波数と基準周波数とが一致する場合には所定の大きさの基準電圧信号（例えば、０Ｖの電圧信号）を出力する。また、検出した周波数差に応じた正負の電圧信号を出力する。
【００１４】
図３は、かかる周波数差検出器２３の１例を示すブロック図である。光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１（第１のフィルタ）及びハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３２（第２のフィルタ）を経て、それぞれ包絡線強度（エンベロープ）検出器３３及び３４に供給される。図４は、かかるＬＰＦ３１及びＨＰＦ３２とウォブル信号抽出器２２内に設けられたバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の通過帯域を示すグラフである。前述のように、ＢＰＦは、ウォブル基準周波数（ｆwb）を中心周波数とし、ウォブル信号を十分なＳ／Ｎで抽出可能な程度の狭帯域フィルタである。粗調に用いられるＬＰＦ３１及びＨＰＦ３２（第１のフィルタ及び第２のフィルタ）は、これらのクロスオーバ周波数が当該ＢＰＦの中心周波数となるように設定されている。ＬＰＦ３１及びＨＰＦ３２において抽出された信号は、それぞれエンベロープ検出器３３及び３４において信号強度の大きさ（絶対値）が検出される。減算器３５においてこれら絶対値の差分がとられ、検出信号として送出される。
【００１５】
ウォブル信号抽出器２２において抽出されたウォブル信号周波数成分及び周波数差検出器２３において生成された周波数差検出信号は、回転速度コントローラ２５（以下、単にコントローラという）に供給される。また、ウォブル基準周波数信号を生成する基準信号生成器２７が設けられており、ウォブル基準周波数信号がコントローラ２５に供給される。
【００１６】
コントローラ２５は、ウォブル信号周波数信号と基準周波数信号との位相差（あるいは、周波数差）に応じた信号を生成する位相同期ループ（ＰＬＬ）回路を含み、ディスク１０の回転速度を制御する。
より詳細には、コントローラ２５は、周波数差検出信号の大きさが所定範囲外であると判別したときは、当該周波数差検出信号に基づいた制御信号をモータ駆動部２８に送出する。具体的には、ウォブル信号周波数がウォブル信号抽出器（ＢＰＦ）２２の帯域外であることを判別したときに、当該周波数差に応じた信号を送出する。換言すれば、ウォブル信号周波数が基準周波数に近づくように調整（粗調）するための制御信号を送出する。モータ駆動部２８はこの制御信号に応じて、ディスク１０を回転駆動せしめるスピンドルモータ２９のスピンドル回転速度を粗調整する。かかる動作は、例えば、ディスク１０の回転の開始時、あるいは記録再生動作中の主にアクセス時においてなされる。
【００１７】
一方、コントローラ２５は、周波数差検出信号の大きさが所定範囲内のとき、すなわち、ウォブル信号周波数がウォブル信号抽出器２２内のＢＰＦの帯域内に入ったときは、抽出されたウォブル信号周波数が基準周波数となるように調整（微調）するための制御信号をモータ駆動部２８に送出する。モータ駆動部２８はこの制御信号に応じて、ディスク１０の回転速度を微調整する。
【００１８】
上記した構成によって、ウォブル信号の高精度検出が可能で、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能な高性能な回転速度制御装置が得られる。なお、上記したＰＬＬ回路及び基準周波数信号等を用いたフィードバック制御方法は一般的に用いられるものでよい。また、各回路は、デジタル回路あるいはアナログ回路で構成されてもよい。さらに、コントローラ２５は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、個別の回路ブロック、又はソフトウェア、ファームウェア、あるいは、これらの組合せによって実現してもよい。周波数差検出器２３は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を内蔵したデジタルフィルタ群により構成されてもよい。デジタル信号処理を用いるとクロスオーバー周波数が水晶精度で安定化できるのでより良い構成といえる。
［第２の実施例］図５は、本発明の第２の実施例である光ディスク回転速度制御装置２０の構成を示すブロック図である。光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ(０)）２２Ａに供給され、濾波される。ＢＰＦ(０)２２Ａにより濾波された信号はＰＬＬ５０に供給される。ＰＬＬ５０は一般的な回路構成からなり、位相比較器５１、ループフィルタ５２，５３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５５、ＶＣＯ５５の出力信号を所定の一定分周比で分周する固定（１／Ｎ）分周器５６を有している。位相比較器５１は、ＢＰＦ(０)２２Ａからの入力ウォブル信号及び１／Ｎ分周器５６の出力信号を位相比較し、ＶＣＯ５５の発振周波数を制御する。また、ＰＬＬ５０にはループフィルタ５２及び加算器５４間にスイッチ５８が、スイッチ５８及びループフィルタ５３間に加算器５４が設けられており、後述するように、周波数差検出器２３の検出信号に基づいた回転制御との切替えを行うことができるようになっている。
図２を参照しつつ説明したように、コントローラ２５は位相同期ループを含み、ウォブル信号抽出器２２又は周波数差検出器２３からの信号に応じて微調又は粗調のためのモータ制御信号をモータ駆動部２８に供給する。すなわち、図５におけるＰＬＬ５０、スイッチ４７、ロック検出回路６１及びスピンドル制御部６７からなる構成部分は図２に示すコントローラ２５に対応し、バンドパスフィルタ２２Ａ又は周波数差検出器２３からの信号に応じてモータ駆動部２８の微調又は粗調を実行する。
加算後のループフィルタ５３はモード遷移が円滑に実行できるように設けられている。遷移時に段差が生じない。
【００１９】
光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、周波数差検出器２３にも供給される。周波数差検出器２３は１対のバンドパスフィルタ、すなわち、第１のフィルタ（ＢＰＦ(１)）４１及び第２のフィルタ（ＢＰＦ(２)）４２を有する。図６に模式的に示すように、ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２は、ウォブル基準周波数（ｆwb）よりも低い周波数域及び高い周波数域をそれぞれ通過帯域として有している。ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２の減衰量は、ウォブル基準周波数（ｆwb）において実質的に一致するように設定されている。周波数差検出器２３の１対のフィルタとしてＬＰＦ、ＨＰＦの代わりにＢＰＦを用いることで、第１の実施例に比べて第１のフィルタの低域側及び第２のフィルタの高域側におけるノイズ成分を低減させることができるという利点を有している。例えば、ウォブル基準周波数（ｆwb）は数１００ｋＨｚ程度であり、ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２の帯域はノイズの周波数成分に応じて定めればよい。ＢＰＦ(１)４１の低域ノイズは、ディスクノイズやトラッキング残留誤差などを考慮する。ＢＰＦ(２)４２の高域ノイズは、システムノイズやレーザノイズを考慮する。
【００２０】
ＢＰＦ(１)４１及びＢＰＦ(２)４２により濾波された信号は整流回路４３，４４にそれぞれ供給される。整流回路４３，４４において整流され、信号強度の絶対値が検出される。減算器３５においてこれら絶対値の差分がとられ、検出信号が生成される。当該検出信号は、スイッチ４７を介して、前述のＰＬＬ５０内の加算器５４に供給される。
【００２１】
周波数差検出器２３は、ウォブル信号周波数がウォブル基準周波数（ｆwb）に実質的に一致している場合に、例えば、０ボルト（Ｖ）の電圧信号を出力するように設計される。そして、ウォブル信号周波数がウォブル基準周波数（ｆwb）より低い場合（すなわち、スピンドル回転数が低い場合）には負の電圧を出力し、ウォブル信号周波数がウォブル基準周波数（ｆwb）より高い場合（すなわち、スピンドル回転数が高い場合）には正の電圧を出力する。
【００２２】
ＰＬＬ５０の出力信号は、クロック生成器６２、１／Ｍ分周器６３、周波数位相比較器６５及び位相補償器６６を含むスピンドル制御部６７に供給される。周波数位相比較器６５には、クロック生成器６２のクロック信号を１／Ｍ分周器６３において分周した分周クロック信号が供給される。当該分周クロック信号は、スピンドル基準周波数に対応する。周波数位相比較器６５は、ＰＬＬ５０の出力信号と当該分周クロック信号との周波数位相比較を行い、位相補償器６６はこの結果に基づいて位相補償をなす。位相補償器６６からの位相補償信号はモータ駆動部２８に送出され、スピンドル回転数のフィードバック制御がなされる。より具体的には、周波数差検出器２３の低周波側ＢＰＦ(１)４１の周波数成分の方が高周波側ＢＰＦ(２)４２の周波数成分よりも大きい場合にはＰＬＬ５０の出力周波数はスピンドル基準周波数より低くなり、スピンドルは加速される。一方、高周波側ＢＰＦ(２)４２の周波数成分の方が大きい場合にはＰＬＬ５０の出力周波数はスピンドル基準周波数より高くなり、ネガティブフィードバックによりスピンドルは減速される。
【００２３】
ロック検出回路６１において、クロック生成器６２からのクロック信号及びＰＬＬ５０の出力信号を用いてロック検出信号が生成される。ロック検出信号は「ロック（LOCK）」及び「アンロック（UNLOCK）」の２値をとり、「ロック」状態のときにスイッチ５８は閉じ、スイッチ４７は開く。一方、「アンロック」状態のときには、スイッチ５８は開き、スイッチ４７は閉じる（図５に示した状態）。このロック検出信号により回転制御の粗調モード及び微調モードの切替制御がなされる。以下に、ディスク１０の回転速度の制御動作について図７に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
まず、ディスク１０へのアクセス時や立ち上げ時などにおいては、粗調モードで制御が開始される（ステップＳ１１）。すなわち、ロック検出回路６１はロック検出信号として「アンロック」信号を送出し、周波数差検出器２３からのウォブル信号周波数の周波数差検出信号を用いてループフィルタ５３を介してＶＣＯ５５が駆動される。従って、ＶＣＯ５５の発振周波数は周波数差検出器２３からの検出信号に応じて変化する。
【００２５】
次に、ロック検出回路６１は、ＶＣＯ５５の発振周波数を１／Ｎ分周器により分周した分周信号をクロック生成器６２からのクロック信号をクロックとしてカウントする（ステップＳ１２）。ロック検出回路６１において、カウント数が規定値以内であるか否かが判別される（ステップＳ１３）。すなわち、当該規定値はウォブル信号周波数に対応し、ウォブル信号周波数がＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ったか否かを判別できる値に設定されている。カウント数が規定値外である場合には、ステップＳ１１に戻り粗調モードでの制御が続行される。一方、カウント数が規定値以内であると判別された場合には、ロック検出回路６１は「ロック」信号を送出する。これにより、スイッチ５８は閉じられるとともに、スイッチ４７は開かれ、ＢＰＦ(０)２２Ａを通過したウォブル信号周波数に基づいてなされる回転速度制御（微調モード）に切り替えられる（ステップＳ１４）。この微調モードに移行すると、ＶＣＯ５５はループフィルタ５２の出力で駆動され、通常のＰＬＬループによる回転速度制御が実行される。本実施例によれば、ＰＬＬループのＶＣＯ５５を介してスピンドル制御がなされるので、微調モードに移行したときのＰＬＬの引き込みが高速でなされる。
【００２６】
微調モードに移行の後、ロック検出回路６１においてカウント値が規定範囲以内か否かが判別される（ステップＳ１５）。カウント値が規定範囲内であると判別された場合には、微調モードで制御が続行される。一方、カウント値が規定範囲外であると判別された場合には、回転速度制御が終了か否かが判別される（ステップＳ１６）。回転速度制御が終了でないと判別された場合には、ステップＳ１１に戻り粗調モードでの制御に移行し、上記したステップを繰り返す。ステップＳ１６において回転速度制御が終了であると判別された場合には本サブルーチンを抜ける。
【００２７】
以上の手順によって、ディスク１０の回転速度の粗調／微調モードの切替制御がなされる。
上記した構成によって、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能で、高性能な回転速度制御装置が得られる。
なお、ロック検出回路６１は種々の構成により実現することができる。図８は、かかるロック検出回路６１の改変例を示すブロック図である。周波数差検出器２３における検出信号はＬＰＦ７１を通過後、ウィンドウコンパレータ７２に供給される。ウィンドウコンパレータ７２において、ウォブル信号周波数が所定周波数帯域内（すなわち、微調用ＢＰＦ２２Ａの帯域）内であるか否かが確定される。より具体的には、周波数差検出器２３の検出感度を、例えば、０．１（Ｖ／ｋＨｚ）とし、また、ＢＰＦ(０)２２Ａの帯域を±１０ｋＨｚと仮定すると、周波数差検出器２３の出力電圧が±１Ｖ以内であればウォブル信号周波数はＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ることがわかる。従って、ウィンドウコンパレータ７２の閾値を±１Ｖに設定し、この範囲内に周波数差検出器２３の出力電圧が入れば、ＰＬＬループは誤動作することなく微調モードでの動作が可能となる。
【００２８】
また、図９は、ロック検出回路６１の他の改変例を示すブロック図である。ＢＰＦ(０)２２Ａを通過したウォブル信号は整流回路７４で整流され、その出力の大きさがコンパレータ７５で閾値と比較される。ウォブル信号の大きさが閾値以上であればウォブル信号周波数はＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ることがわかり、検出信号としてロック信号が送出される。一方、ウォブル信号の大きさが閾値に達しないときにはアンロック信号が送出される。
【００２９】
さらに、ロック検出回路６１の他の改変例としては、ＶＣＯ５５の信号を１／Ｎ分周器５６により分周した分周信号のエッジ間隔（すなわち、パルス周期）をクロック生成器６２からのクロック信号でカウントすることによって測定し、所定カウント内であればロック信号を送出するようにしてもよい。
［参考例］図１０は、本発明に関連する参考例である光ディスク回転速度制御装置２０の構成を示すブロック図である。
【００３０】
光ピックアップ２１からのプッシュプル信号は、まず、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ(３)）２２Ｂにおいて濾波された後、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ(０)）２２Ａ及び周波数差検出器２３に供給される。図１１に示すように、ＢＰＦ(３)２２Ｂは、ＢＰＦ(０)２２Ａの帯域を含み、ＢＰＦ(０)２２Ａよりも広帯域のバンドパスフィルタである。これにより、低周波数域側及び高周波数域におけるノイズ成分を低減させることができる。
【００３１】
本実施例における周波数差検出器２３は、図３に示した周波数差検出器２３と同様な構成を有している。上記した第２の実施例においては、周波数差検出器２３の検出信号はＰＬＬ回路５０に供給され、利用されたが、本実施例では、粗調モードにおいて、周波数差検出器２３の検出信号は直接スピンドルモータ駆動信号として用いられる。より具体的には、ロック検出器６１のロック検出信号が「アンロック」のとき、スイッチ６８により周波数差検出器２３の検出信号はＬＰＦ８１を経て増幅器８２に供給される。ＬＰＦ８１により濾波された信号は、増幅器８２におけるゲイン調整によりモータ駆動部２８に適した信号に変換される。これによりモータ２９のスピンドル回転数のフィードバック制御がなされる。より具体的には、周波数差検出器２３のＬＰＦ３１の周波数成分の方がＨＰＦ３２の周波数成分よりも大きい場合にはスピンドルは加速される。一方、ＨＰＦ３２の周波数成分の方が大きい場合にはスピンドルは減速される。
【００３２】
ロック検出器６１のロック検出信号が「ロック」のとき、すなわち微調モードにおいて、ＰＬＬ回路５０の出力信号はスピンドル制御部６７を介してモータ駆動部２８に供給される。ＰＬＬ回路５０内の１／Ｎ分周器５６の分周信号は、周期検出器８４においてクロック生成器６２のクロックを用いて周期が検出され、周期／周波数変換器８５により周波数変換される。周波数変換された信号は、周波数増幅器（Ｋｆ）８６でゲイン調整される。また、１／Ｎ分周器５６の分周信号は、位相検出器８７において１／Ｍ分周器６３の分周信号を用いて位相検出がなされ、位相増幅器（Ｋｐ）８８でゲイン調整される。周波数増幅器（Ｋｆ）８６及び位相増幅器（Ｋｐ）８８の出力信号は加算器８９で加算されスイッチ６８を介してモータ駆動部２８に供給される。
【００３３】
本実施例においては、粗調時においてもＰＬＬ回路５０は遮断されず、ウォブル信号はＰＬＬ回路５０に供給されているため、粗調モードから微調モードへの切替え時においても安定した制御がなされる。
［第３の実施例］上記した実施例においては、ウォブル信号周波数が微調用の狭帯域ＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入ったか否かを判別し、この判別結果に基づいて粗調モード及び微調モード間のモード切替を行う構成について説明した。かかるモード切替は種々の方法によって実現することができる。以下に、ディスク１０の回転速度制御におけるモード切替を時間管理によって行う場合について図１２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、回転速度制御装置２０の構成は、上記した実施例において示した構成と同様であるが、ロック検出器６１に代わってコントローラ２５が粗調又は微調モードの設定を行う。より具体的には、コントローラ２５がロック検出信号を生成してモード切替の制御を担う。上記実施例に即して言えば、コントローラ２５によってスイッチ４７及び５８（図５）の開閉が制御される。
【００３４】
まず、ディスク１０へのアクセス時や立ち上げ時などにおいて、スピンドル制御部６７を介してモータ駆動部２８によりスピンドルの回転を開始し、加速する（ステップＳ２１）。スピンドルの回転開始後、所定時間（例えば、０．１秒）が経過したか否かが判別される（ステップＳ２２）。当該所定時間が経過したと判別された場合には、フォーカスサーボを開始（フォーカスオン）し（ステップＳ２３）、フォーカスロックしたか否かが判別される（ステップＳ２４）。フォーカスロックしたと判別された場合には、トラッキングサーボを開始（トラッキングオン）し（ステップＳ２５）、トラッキングロックしたか否かが判別される（ステップＳ２６）。
【００３５】
トラッキングロックしたと判別された場合には、コントローラ２５はロック検出信号として「アンロック」信号を送出する。これにより、周波数差検出器２３からのウォブル信号周波数の周波数差検出信号を用いて粗調モードでスピンドル回転制御が実行される（ステップＳ２７）。
コントローラ２５は、粗調モードでの制御開始からの時間をコントローラ２５内に設けられたタイマ（図示しない）により経時する。粗調モード開始から所定時間（ＴC、例えば、０．１−０．２秒程度）が経過したか否かが判別され（ステップＳ２８）、当該所定時間が経過したと判別された場合には、コントローラ２５はロック検出信号として「ロック」信号を送出する。これにより、微調用のＢＰＦ(０)２２Ａを通過したウォブル信号周波数に基づいて微調モードでスピンドル回転制御が実行される（ステップＳ２９）。なお、上記した粗調モードから微調モードに移行するための所定経過時間（ＴC）は、粗調モードでの回転制御の実行によりウォブル信号周波数がＢＰＦ(０)２２Ａの帯域内に入るのに十分な時間であればよい。また、所定経過時間（ＴC）は、ディスクの種類、ディスクの回転速度、スピンドル制御部やモータの性能など、種々のパラメータに応じて適宜定めるようにすればよい。
【００３６】
かかる手順により高速・高精度かつ安定した回転速度制御がなされる。
なお、上記した実施例において示した数値等は例示である。また、上記した実施例は、適宜改変して又は組み合わせて適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、ウォブル信号の高感度検出が可能で、高速・高精度かつ安定した記録媒体の回転速度制御が可能な高性能な回転速度制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウォブリングして形成されたトラックを有する光ディスクの１例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例である光ディスク回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】周波数差検出器の１例を示すブロック図である。
【図４】周波数差検出器のＬＰＦ、ＨＰＦ及びウォブル信号抽出器内に設けられたバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の通過帯域を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施例である光ディスク回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示すＢＰＦ(０)、並びに周波数差検出器の第１のフィルタＢＰＦ(１)及び第２のフィルタＢＰＦ(２)、の通過帯域を示すグラフである。
【図７】ディスクの回転速度の制御動作の手順について示すフローチャートである。
【図８】ロック検出回路の改変例を示すブロック図である。
【図９】ロック検出回路の他の改変例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施例である光ディスク回転速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示すＢＰＦ(０)及びＢＰＦ(３)の帯域を示すグラフである。
【図１２】本発明の第４の実施例であるディスク回転速度の制御動作の手順について示すフローチャートである。
【主要部分の符号の説明】
１０ 光ディスク
１２ トラック
１５ ウォブリング
２１ 光ピックアップ
２２ ウォブル信号抽出器
２２Ａ ＢＰＦ
２３ 周波数差検出器
２５ コントローラ
２７，６２ 基準信号生成器
２８ モータ駆動部
３１ ＬＰＦ
３２ ＨＰＦ
３３，３４ エンベロープ検出器
３５ 減算器
４１，４２ ＢＰＦ
４３，４４ 整流回路
４７，５８，６８ スイッチ
５０ ＰＬＬ
５４ 加算器
５５ ＶＣＯ
６１ ロック検出回路
６２ クロック生成器
６７ スピンドル制御部
Claims (5)
- 所定の回転速度に対応するウォブリングが形成されたトラックを有する光記録媒体の回転速度を制御する装置であって、
前記光記録媒体に光ビームを照射して前記トラックのウォブリング形状に応じた読み取り信号を生成する光ピックアップと、
前記所定の回転速度に対応するウォブル基準周波数を通過せしめる所定の帯域幅を有するバンドパスフィルタと、
電圧制御発振器を含む位相同期ループ回路と、
前記ウォブル基準周波数よりも低い周波数帯域及び高い周波数帯域をそれぞれ通過帯域とする第１のフィルタ及び第２のフィルタを含んで前記バンドパスフィルタよりも広い通過帯域を有し、前記読み取り信号を前記第１及び第２のフィルタにより濾波した各信号に基づいてウォブル信号周波数と前記ウォブル基準周波数との周波数差に対応する検出信号を生成する周波数差検出器と、
前記ウォブル信号周波数が前記バンドパスフィルタの帯域外であることを判別する判別器と、
前記光記録媒体の回転速度制御について、前記ウォブル信号周波数が前記バンドパスフィルタの前記所定の帯域外であると判別された場合に粗調モードを設定し、前記所定の帯域内であると判別された場合に微調モードを設定し、前記粗調モードが設定された場合には、前記周波数差検出器において生成された前記検出信号に応じて前記電圧制御発振器を駆動して前記光記録媒体の回転速度を制御し、前記微調モードが設定された場合には、前記読取信号を前記バンドパスフィルタにより濾波した信号に基づいて前記位相同期ループ回路を駆動して前記光記録媒体の回転速度を制御する回転制御部と、を有することを特徴とする装置。 - 前記周波数差検出器は、前記第１及び第２のフィルタにより濾波した各信号の大きさの差分に基づいて前記検出信号を生成することを特徴とする請求項１記載の装置。
- 前記第１及び第２のフィルタの前記ウォブル基準周波数における減衰量は等しいことを特徴とする請求項１記載の装置。
- 前記モード設定器は、粗調モード設定後、所定時間経過の後に微調モードに移行することを特徴とする請求項１記載の装置。
- 前記第１及び第２のフィルタはバンドパスフィルタを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
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