JP4069788B2 - ウォブル復調装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アドレス情報などのデジタル情報が、トラックにＦＳＫ変調あるいはＰＳＫ変調されたウォブルを形成することにより記録されている光記録媒体から、ウォブル信号を検出し復調を行うことによりデジタル情報を復調するウォブル復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録可能な光記録媒体には予めトラックグルーブが形成され、そのトラックグルーブに沿って、すなわちトラックグルーブの上もしくはトラックグルーブで挟まれた領域（ランド）に情報が記録される。トラックグルーブはサイン波状に蛇行して形成され、情報はそのウォブル周期に基づいて生成されたクロックと同期して記録される。また、光記録媒体記録面の所定の位置に情報を記録するために、トラックグルーブに沿ってアドレスが設けられている。このアドレスの書き込み方法として、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式（例えば、特許文献１参照）や、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）が知られている。
【０００３】
図１３は、上述のような変調方式により変調されたウォブルトラックから再生されたウォブル信号の波形を示している。図１３［Ａ］は、ＰＳＫ変調されたウォブル信号波形であり、ＰＳＫ変調部分において位相が反転している。図１３［Ｂ］は、ＦＳＫ変調の一種であるＭＳＫ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調によるウォブル信号波形である。非変調部分のウォブル波形Ｃｏｓ（ωｔ）に対し、ＭＳＫ変調部分では、３キャリア周期において１キャリア周期毎にＣｏｓ（１．５ωｔ）、−Ｃｏｓ（ωｔ）、−Ｃｏｓ（１．５ωｔ）というウォブル波形になる。
【０００４】
アドレス情報は、上述のＰＳＫ変調やＭＳＫ変調による変調マークを配置する位置により記録されるフォーマットが提案されており、図１４および図１５は、ＭＳＫ変調を用いたアドレスフォーマットを示している。アドレス情報は、アドレスワードと呼ばれる単位で記録されており、アドレスワードは８３個のユニットから構成されている。ユニットは、５６キャリア周期で同期パターン（ＳＹＮＣ）やデータビットを表しており、アドレスワードは、同期位置を示す８ユニットのＳＹＮＣパートと、アドレス値を示す７５ユニットのデータパートに分けられる。図１４は、ＳＹＮＣパートの構成を示している。ＳＹＮＣパートは、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ０ユニット、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ１ユニット、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ２ユニット、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ３ユニットの順に並ぶ８ユニットからなる。各ユニットとも先頭にＭＳＫ変調マークが配置され、ＳＹＮＣ０ユニット、ＳＹＮＣ１ユニット、ＳＹＮＣ２ユニット、ＳＹＮＣ３ユニットには、それぞれ異なる位置にＭＳＫ変調マークが配置されている。図１５は、データパートの構成を示している。データパートは、モノトーンユニットとデータ１ユニット、データ０ユニットからなり、データ１ユニットとデータ０ユニットはＭＳＫ変調マークが配置される位置が異なる。また、１つのモノトーンユニットと４つのデータ１ユニットあるいはデータ０ユニットの５ユニット単位で４ｂｉｔ（１Ｎｉｂｂｌｅ）のアドレス値を表し、データパート１５Ｎｉｂｂｌｅはアドレスデータ９Ｎｉｂｂｌｅとパリティ６Ｎｉｂｂｌｅからなっており、これによりエラー訂正することができる。
【０００５】
図１６は、上述のようなＰＳＫ変調やＭＳＫ変調の変調マークの配置位置に基づいて、アドレス情報をウォブルトラックから再生する、従来のウォブル復調装置の構成を示すブロック図である。図１６において、１６０１はウォブルトラックが変調されている光記録媒体、１６０２は光記録媒体１６０１に光ビームを照射し、光記録媒体１６０１からの反射光量を検出して電気信号を出力する光ヘッドである。１６０３は、前記電気信号から変調されているウォブル信号を取り出すウォブル信号検出手段である。１６０４は、ウォブル信号からキャリア信号を抽出するウォブルＰＬＬ手段である。１６０５は、ウォブル信号とキャリア信号からアドレス情報を再生するデコード手段である（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００６】
デコード手段１６０５は、ウォブル信号とキャリア信号の乗算１６０６を行い、変調部検出手段１６０７において、その結果を積算あるいはローパスフィルタを通過させ、その出力値の符号から変調マークを検出する。また、キャリア信号の周期毎にウォブル信号の立上り及び立下りエッジが何回あるかによって変調マークを検出してもよい。図１７は、例えばＭＳＫ変調マークに対して、乗算によりＭＳＫ変調マークを検出した場合のタイミング図である。図１７［Ａ］に示すように、ＭＳＫ変調マーク部分では、乗算値が負の値となり、ＭＳＫ変調マークの位置を検出することができる。
【０００７】
ＳＹＮＣ検出手段１６０８は、変調マーク位置から、ＳＹＮＣ０ユニット／ＳＹＮＣ１ユニット／ＳＹＮＣ２ユニット／ＳＹＮＣ３ユニットを判定して同期位置を検出する。ウォブルカウンタ１６０９は、同期位置に応じて値がプリセットされ、１アドレスワードをキャリア周期単位でカウントする。データデコード手段１６１０は、ウォブルカウンタ１６０９に対する変調マーク検出位置から、データパートにおいてデータ１ユニットとデータ０ユニットを判定して復調を行い、さらにエラー訂正してアドレス情報を出力する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−６９６４６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３４２９４１号公報
【特許文献３】
特開２００２−３５２５２１号公報
【特許文献４】
特開２００１−１４３４０４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の方式では、シークや隣接トラックへのジャンプなど、光ビームを光記録媒体に照射するトラック位置が変わった直後では、それ以前とウォブル信号の周波数と位相が変化しているため、ウォブルＰＬＬ手段により生成されるキャリア信号の周波数と位相がウォブル信号と一致しておらず、例えば図１７［Ｂ］に示すように、ＭＳＫ変調マーク部分がずれて検出されたり、あるいは誤検出したりすることにより、ＳＹＮＣ０ユニット／ＳＹＮＣ１ユニット／ＳＹＮＣ２ユニット／ＳＹＮＣ３ユニットを誤判定して、ずれた位置に同期してしまい、アドレスが再生できなくなってしまう。このような状態から正確なアドレスを再生するためには、ウォブル信号と周波数・位相ともに一致したキャリア信号が得られるようになってから、まず同期位置がずれていることを検出し、その後改めて正確な同期位置を検出しなければならず、アドレス情報を再生するまでに要する時間が長くかかってしまい、光記録媒体へのアクセス性能が悪化してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明では、上述のような現状に鑑みて、シークや隣接トラックへのジャンプなどによりウォブル信号の周波数や位相が変化した場合において、安定かつ短時間でアドレス情報が再生できるウォブル復調装置を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載のウォブル復調装置は、データを記録するトラックがウォブリングされており、かつ前記ウォブリングは、周波数あるいは位相変調された第１の変調信号部分と、周波数あるいは位相変調されていない第２のキャリア信号部分の組合せにより、デジタル情報を表わすように変調されたウォブル信号に応じて形成されている光記録媒体から、前記デジタル情報を再生する復調装置であって、前記光記録媒体から前記トラックのウォブリングに応じたウォブル信号を抽出するウォブル信号検出手段と、前記ウォブル信号から前記キャリア信号を生成するウォブルＰＬＬ手段と、前記ウォブル信号と前記キャリア信号との周波数と位相のロック検出を行ってＰＬＬのロック状態を判定するＰＬＬロック判定手段と、前記ウォブル信号と前記キャリア信号から前記デジタル情報の同期位置検出とデコードを行うデコード手段と、前記ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号を生成するウォブル周期平均化手段とから構成され、前記デコード手段は、前記ＰＬＬロック判定手段がＰＬＬロック判定すれば前記デジタル情報に対する同期位置を検出してロックするように動作し、ＰＬＬアンロック判定すればロックしていた同期位置をアンロックするように動作し、前記ＰＬＬロック判定手段は、周波数ロック検出していない状態では前記ウォブルＰＬＬ手段に対して前記ウォブル信号にかえて前記平均化ウォブル信号を入力し、周波数ロック検出している状態では前記ウォブルＰＬＬ手段に対して前記ウォブル信号を入力するように切り換えることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２記載のウォブル復調方法は、データを記録するトラックがウォブリングされており、かつ前記ウォブリングは、周波数あるいは位相変調された第１の変調信号部分と、周波数あるいは位相変調されていない第２のキャリア信号部分の組合せにより、デジタル情報を表わすように変調されたウォブル信号に応じて形成されている光記録媒体から、前記デジタル情報を再生する復調方法であって、前記光記録媒体から前記トラックのウォブリングに応じたウォブル信号を抽出するウォブル信号検出ステップと、前記ウォブル信号から前記キャリア信号を生成するウォブルＰＬＬステップと、前記ウォブル信号と前記キャリア信号との周波数と位相のロック検出を行ってＰＬＬのロック状態を判定するＰＬＬロック判定ステップと、前記ウォブル信号と前記キャリア信号から前記デジタル情報の同期位置検出とデコードを行うデコードステップと、前記ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号を生成するウォブル周期平均化ステップとから構成され、前記デコードステップは、前記ＰＬＬロック判定ステップがＰＬＬロック判定すれば前記デジタル情報に対する同期位置を検出してロックするように動作し、ＰＬＬアンロック判定すればロックしていた同期位置をアンロックするように動作し、前記ＰＬＬロック判定ステップは、周波数ロック検出していない状態では前記ウォブルＰＬＬステップに対して前記ウォブル信号にかえて前記平均化ウォブル信号を入力し、周波数ロック検出している状態では前記ウォブルＰＬＬステップに対して前記ウォブル信号を入力するように切り換えることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るウォブル復調装置の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るウォブル復調装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０１は、図１４および図１５に示すアドレスフォーマットに従いウォブルトラックがＭＳＫ変調されている光記録媒体である。１０２は、光記録媒体１０１に光ビームを照射し、光記録媒体１０１からの反射光量を検出して電気信号を出力する光ヘッドである。１０３は、前記電気信号からＭＳＫ変調されているウォブル信号を取り出すウォブル信号検出手段である。１０４は、ウォブル信号に位相同期したキャリア信号を生成するウォブルＰＬＬ手段である。１０５は、ウォブル信号とキャリア信号の周波数と位相の同期状態を判定するＰＬＬロック判定手段である。１０６は、ウォブル信号とキャリア信号からＭＳＫ復調を行い、アドレス情報を再生するデコード手段である。
【００３１】
光ヘッド１０２から照射した光ビームを光記録媒体１０１上に集光し、光記録媒体１０１に刻まれたトラックを走査することにより、トラックの両脇からの反射光からトラッキングエラー信号が生成される。ウォブル信号検出手段１０３は、バンドパスフィルタを用いて、トラッキングエラー信号からウォブル信号を抽出する。ウォブルＰＬＬ手段１０４は、抽出したウォブル信号をウォブルクロックに逓倍し、ウォブルクロックとそれを分周したキャリア信号を生成する。また、ＰＬＬロック判定手段１０５は、ウォブル信号とキャリア信号の周波数と位相の同期状態を判定しながら、ウォブルＰＬＬ手段１０４の引込動作を制御する。デコード手段１０６は、ウォブル信号とキャリア信号からＭＳＫ変調マークを検出し、その位置に応じてアドレス情報を再生する。
【００３２】
次に、ウォブルＰＬＬ手段１０４とＰＬＬロック判定手段１０５の詳細な動作について説明する。
【００３３】
図２は、ウォブルＰＬＬ手段とＰＬＬロック判定手段の構成を示すブロック図である。
【００３４】
ウォブルＰＬＬ手段は、ウォブル信号とキャリア信号の位相比較を行う位相比較器２０１、チャージポンプ２０２、チャージポンプ２０２の出力を平滑化するループフィルタ２０３、ループフィルタ２０３により平滑化された電圧に応じた周波数のウォブルクロックを発生する電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０４、ウォブルクロックを分周してキャリア信号を生成する分周器２０５から構成されるＰＬＬ部と、ウォブル信号の周期を平均化する周期平均化手段２１１からなる。
【００３５】
ＰＬＬロック判定手段は、ウォブル信号の周期を計測する周期計測手段２０６と、周期計測値から周波数ロック状態を検出する周波数ロック検出手段２０７と、ウォブル信号とキャリア信号それぞれの２値化信号の排他的論理和（ＥＸＯＲ）結果を積算するＥＸＯＲ積算手段２０８と、ＥＸＯＲ結果積算値から位相ロック状態を検出する位相ロック検出手段２０９と、周波数ロック検出結果および位相ロック検出結果からＰＬＬロック状態を検出するＰＬＬロック検出手段２１０からなる。
【００３６】
位相比較器２０１は、ウォブル信号の立ち上がりエッジを検出したときに、キャリア信号を生成する分周器２０５の分周カウンタ値をサンプリングし、その値に応じた位相誤差パルスをチャージポンプ２０２に送信する。チャージポンプ２０２では、受け取った位相誤差パルスに応じて、電流の吐き出しあるいは吸い込みを行い、この動作によって後段のループフィルタ２０３にチャージする電流を制御してループフィルタ２０３の電圧を変化させ、さらに後段のＶＣＯ２０４の発振周波数を制御する。ＶＣＯ２０４のクロックは分周期２０５で分周され、分周により生成されたキャリア信号とウォブル信号との位相誤差がゼロに近づくようにループとして動作する。
【００３７】
図３は、ＰＬＬロック検出手段２１０によるＰＬＬロック検出の動作を示すタイミング図である。ＰＬＬロック検出手段２１０は、周波数ロック検出手段２０７による周波数ロック検出信号／周波数アンロック検出信号と、位相ロック検出手段２０９による位相ロック検出信号／位相アンロック検出信号とからＰＬＬロック状態を判定し、ロック判定結果を出力する。また、ロック判定結果に応じて、ウォブルＰＬＬ手段を制御する制御信号を出力する。
【００３８】
図３［Ａ］は、ＰＬＬ部の引込開始からＰＬＬロックと判定されるまでの動作を示すタイミング図である。引込開始時、ＰＬＬロック判定結果は周波数引込ステップから始まり、周波数ロック検出信号が出力されれば位相引込ステップ１に遷移する。位相引込ステップ１で、周波数ロック検出信号が出力されており、かつ位相ロック検出信号が出力されれば位相引込ステップ２に遷移し、再度周波数ロック検出信号と位相ロック検出信号の両方が出力されればＰＬＬロックステップに遷移する。
【００３９】
以上の４ステップのロック判定結果に応じて、ウォブルＰＬＬ手段の引込動作を安定化かつ高速化するために、ウォブルＰＬＬ手段の位相比較器２０１への入力を選択する入力切換信号と、チャージポンプ２０２のゲイン切換信号を出力し、引込動作を制御する。チャージポンプ２０２のゲインは、引込時間を短縮するために、周波数引込ステップから位相引込ステップ１の間はＨｉｇｈゲインにし、位相引込ステップ２からＰＬＬロックステップにおいてはウォブルクロックの安定性を高めるためにＬｏｗゲインにする。位相比較器２０１への入力は、周波数引込ステップではチャージポンプ２０２がＨｉｇｈゲインになっており、ＭＳＫ変調マーク部分における１．５倍周波数に対してウォブルクロックの周波数が変動しやすく不安定になってしまい、キャリア周波数に収束することができなくなってしまうため、周期平均化手段２１１により周期が平均化された平均化ウォブル信号を入力する。また、位相引込ステップ１以降においては、通常のウォブル信号を入力する。
【００４０】
図４［Ａ］は、周期平均化手段２１１の動作を示すタイミング図である。ウォブル信号の周期を任意の固定周波数のクロックで計測し、５６ウォブル区間の計測値から周期平均値を算出する。周期平均値を算出する区間は、ＭＳＫ変調による周期の変化を平滑化できるように、ＭＳＫ変調マークが少なくとも１回は含まれるように５６ウォブル区間以上とする。周期平均化手段２１１は、算出した周期平均値に基づいて、平均化ウォブル信号を出力する。図４［Ｂ］は、ウォブル信号の周波数とその平均値の変化率を示している。ウォブル周波数は、データパートであれば５６ウォブル毎に２回のＭＳＫ変調マークがあり１．５倍周波数が存在している。これに対し、平均値側は、平均値を算出する区間を５６ウォブルとすると、局所的には１つのＭＳＫ変調マークにより約１．５％程度変動するものの、その変動する範囲は全体的には約３％の範囲に収まり、ウォブル周波数そのものと比較すると非常に安定している。しかし、図４［Ｂ］から分かるように、平均値はキャリア周波数に対して約４％程度中心周波数が高くなってしまうため、このままでは周波数引込ステップでは目標となるキャリア周波数に正確に引き込むことができず、次の位相引込ステップ１において、ＰＬＬ部の位相引込レンジが足りずにサイクルスリップを起こし、位相引込に要する時間が長くなってしまう。そこで、このオフセット分をなくすため、算出した周期平均値に対し４％大きい値に基づいて平均化ウォブル信号を生成すれば、周波数引込ステップにおいて、ＭＳＫ変調の影響を受けずに、キャリア周波数に近い周波数に引き込むことができるようになり、次の位相引込ステップ１でサイクルスリップを発生せずに安定して短時間で引き込むことができるようになる。
【００４１】
次に、ＰＬＬのアンロックを判定について説明する。図３［Ｂ］は、ＰＬＬロックから周波数アンロックしたときの動作を示すタイミング図であり、図３［Ｃ］は、ＰＬＬロックから位相アンロックしたときの動作を示すタイミング図である。周波数アンロック検出信号が出力されると、ＰＬＬロック判定は周波数引込ステップへと遷移し、以降は上述と同じＰＬＬロックステップまでの引込動作を行う。また、位相アンロック検出信号が出力されると、ＰＬＬロック判定は位相引込ステップ１へと遷移し、以降は位相ロック検出信号が出力される度に位相引込ステップ２、ＰＬＬロックステップへ遷移し引込動作を行う。これにより、意図せず隣接トラックへジャンプしてしまったときにウォブル信号の周波数や位相が急激に変化しても、即座にＰＬＬがロックしていないことを検出することができる。また、シークなど、あらかじめＰＬＬがアンロックすることが分かっている場合には、それらを実行するタイミングで周波数引込ステップになり最初から引込動作を行い、短時間で安定したキャリア信号を生成できるようになる。
【００４２】
次に、周波数ロック検出と位相ロック検出の詳細な動作について説明する。
【００４３】
図５［Ａ］は、周期計測手段２０６と周波数ロック検出手段２０７による周波数ロック検出の動作を示すタイミング図である。周期計測手段２０６は、ウォブル信号１周期をウォブルクロックで計測した値を周波数ロック検出手段２０７に出力する。周波数ロック検出手段２０７は、５６ウォブル区間における周期計測値の合計を求め、その値が閾値ＦＯＫｍｉｎより大きく、かつ閾値ＦＯＫｍａｘより小さければ、ウォブル信号とキャリア信号の周波数はロックしていると判定し、周波数ロック検出信号を出力する。また、閾値ＦＮＧｍｉｎより小さい、または閾値ＦＮＧｍａｘより大きいときには、周波数はアンロックしていると判定し、周波数アンロック検出信号を出力する。ここで、周波数ロック状態のとき、５６ウォブル区間すべてのウォブル信号がキャリア周波数とすれば、周期計測値の合計は、キャリア周期Ｗ（ウォブルクロックはキャリア周期のＷ逓倍とする）の５６倍になるが、図１４と図１５に示すように５６ウォブル区間において必ずＭＳＫ変調マークが１〜３個存在し、ＭＳＫ変調マーク１個毎にキャリア信号よりウォブル信号の波数が１つ多くなるため、５６ウォブル区間はキャリア５３〜５５周期と同じ長さとなる。したがって、上述の周波数ロック検出と周波数アンロック検出に用いる各閾値は、
ＦＯＫｍｉｎ ＝ Ｗ × ５３ − ａ
ＦＯＫｍａｘ ＝ Ｗ × ５５ ＋ ａ
ＦＮＧｍｉｎ ＝ Ｗ × ５２
ＦＮＧｍａｘ ＝ Ｗ × ５６
とする。ここで、ａは０以上Ｗ未満の整数である。また、ＰＬＬロック判定が周波数引込ステップであり、選択されている信号が平均化ウォブル信号であるときには、上述のようにＭＳＫ変調の影響が低減されているため、各閾値は、
ＦＯＫｍｉｎ ＝ Ｗ × ５６ − ａ
ＦＯＫｍａｘ ＝ Ｗ × ５６ ＋ ａ
ＦＮＧｍｉｎ ＝ Ｗ × ５５
ＦＮＧｍａｘ ＝ Ｗ × ５７
とする。
【００４４】
図５［Ｂ］は、ＥＸＯＲ積算手段２０８と位相ロック検出手段２０９による位相ロック検出の動作を示すタイミング図である。ＥＸＯＲ積算手段２０８は、ウォブル信号とキャリア信号それぞれの２値化信号の排他的論理和をウォブルクロックでサンプリングし、サンプリング結果を積算する。積算値は１１２キャリア周期毎にＥＸＯＲ積算値として出力され、再び０から積算を開始する。位相ロック検出手段２０９は、ＥＸＯＲ積算値が閾値ＰＯＫよりも小さければ、ウォブル信号とキャリア信号の位相はロックしていると判定し、位相ロック検出信号を出力する。また、閾値ＰＮＧより大きければ、位相はアンロックしていると判定し、位相アンロック検出信号を出力する。図１４と図１５に示すように、１１２キャリア周期区間には、ＭＳＫ変調マークが３〜４個存在するため、１個のＭＳＫ変調マークに対して積算される値Ｅに対して、上述の閾値は、
ＰＯＫ ＝ Ｅ × ４ ＋ ｂ
ＰＮＧ ＝ ＰＯＫ ＋ ｃ
とする。ここで、ｂは０以上Ｅ未満の整数、ｃは０以上の整数である。
【００４５】
以上のような周波数ロック検出と位相ロック検出によれば、ＭＳＫ変調されているウォブル信号に対しても正確にＰＬＬのロック状態を検出し、引込動作を制御することができる。
【００４６】
次に、デコード手段１０６の詳細な動作について説明する。
【００４７】
図６は、デコード手段１０６の構成を示すブロック図である。図６において、６０１は、ＭＳＫ変調マークを検出する変調部検出手段である。６０２は、ＭＳＫ変調マーク検出位置の間隔を計測する区間計測手段、６０３は、計測した区間長からＳＹＮＣ０ユニット／ＳＹＮＣ１ユニット／ＳＹＮＣ２ユニット／ＳＹＮＣ３ユニットを検出するＳＹＮＣ検出手段であり、６０４は、ＳＹＮＣ検出結果から同期状態を判定する同期判定手段である。６０５は、ＳＹＮＣ検出位置に基づいて動作するウォブルカウンタである。６０６は、データ１ユニットとデータ０ユニットを判定するデータデコード手段あり、６０７は、１アドレスワード毎にデコードしたデータのエラー訂正を行い、アドレス情報を出力するエラー訂正手段である。
【００４８】
変調部検出手段６０１は、ウォブル信号とキャリア信号の乗算を行い、乗算結果をキャリア周期毎に積算した値が負の値となるところをＭＳＫ変調マークとして検出し、変調部検出信号を出力する。あるいは、乗算結果をローパスフィルタに入力し、ローパスフィルタ出力値が負の値となるところをＭＳＫ変調マークとして検出し、変調部検出信号を出力する。
【００４９】
区間計測手段６０２は、変調部検出手段６０１が出力した変調部検出信号の間隔をキャリア周期単位で計測し、過去３区間の計測値を出力する。
【００５０】
ＳＹＮＣ検出手段６０３は、区間計測手段６０２による過去３区間のＭＳＫ変調マーク検出位置間隔の値から各ＳＹＮＣユニットと検出した位置を判定する。図１４に示すように、過去３区間の間隔が｛５６，１６，１０｝のときはＳＹＮＣ０ユニットの２９キャリア周期目、｛１６，１０，３０｝のときはＳＹＮＣ０ユニットの次のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，３０，５６｝のときはＳＹＮＣ１ユニットの３キャリア周期目、｛５６，１８，１０｝のときはＳＹＮＣ１ユニットの３１キャリア周期目、｛１８，１０，２８｝のときはＳＹＮＣ１ユニットの次のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，２８，５６｝のときはＳＹＮＣ２ユニットの３キャリア周期目、｛５６，２０，１０｝のときはＳＹＮＣ２ユニットの３３キャリア周期目、｛２０，１０，２６｝のときはＳＹＮＣ２ユニットの次のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，２６，５６｝のときはＳＹＮＣ３ユニットの３キャリア周期目、｛５６，２２，１０｝のときはＳＹＮＣ３ユニットの３５キャリア周期目、｛２２，１０，２４｝のときはＳＹＮＣ３ユニットの次にくるデータパートの先頭のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，２４，５６｝のときはデータパートの先頭モノトーンユニットの次のデータ０ユニットあるいはデータ１ユニットの３キャリア周期目と判定することができる。ＳＹＮＣ検出手段６０３は、ＳＹＮＣパターンを検出すると、ＳＹＮＣパターン検出信号とともに、ＳＹＮＣユニットの０〜３を示すＳＹＮＣＩＤ値と、検出位置情報を出力する。
【００５１】
同期判定手段６０４は、ＰＬＬロック判定手段１０５によるロック判定結果と、ＳＹＮＣ検出手段６０３によるＳＹＮＣ検出結果から同期状態を判定し、ウォブルカウンタ６０５のプリセット制御を行う。図７は、同期判定手段６０４において同期状態判定ステートマシンの状態遷移図である。状態は、「初期状態」、「同期ＮＧ状態」、「プリロック状態」、「同期ロック状態」、「位置補正状態」の５つあり、ＰＬＬロック判定手段１０５によるロック判定結果が周波数引込ステップあるいは位相引込ステップ１のときは「初期状態」となり（遷移条件（ａ））、同期位置の検出動作を行なわず、位相引込ステップ２あるいはＰＬＬロックステップになれば「同期ＮＧ状態」から同期位置の検出動作を開始する（遷移条件（ｂ））。
【００５２】
「同期ＮＧ状態」では、最初のＳＹＮＣ検出結果に基づいてウォブルカウンタ６０５をプリセットし、「プリロック状態」に遷移する（遷移条件（ｃ））。
【００５３】
「プリロック状態」では、遷移した当該アドレスワードにおいてＳＹＮＣ４つのうち所定数以上検出し、かつ当該アドレスワードのデコード結果がエラー訂正手段６０７によりエラー訂正可能（ＥＣＣＯＫ）であれば「同期ロック状態」に遷移する（遷移条件（ｄ））。しかし、ＳＹＮＣ検出数が所定数未満であるか、あるいはエラー訂正不可能（ＥＣＣＮＧ）であれば「同期ＮＧ状態」に遷移する（遷移条件（ｅ））。
【００５４】
図８にＳＹＮＣ検出数の判定の動作のタイミング図を示す。変調部検出手段６０１により、各ＭＳＫ変調マーク部において変調部検出信号が出力される。ＳＹＮＣ検出手段６０３は、変調部検出信号の過去３区間の出力間隔からＳＹＮＣパターンを判定し、ＳＹパターン検出信号を出力する。同期判定手段６０４は、ステートマシンの状態とウォブルカウンタ６０５に基づいてＳＹＮＣを検出すべき位置をしめすＳＹ検出ウィンドウを生成する。ＳＹ検出ウィンドウは、「同期ＮＧ状態」ではフルオープン（常時Ｈｉｇｈ）であり、最初にＳＹＮＣが検出された時点でウォブルカウンタ６０５がＳＹＮＣ−ＩＤ値とＳＹＮＣ位置に基づいてプリセットされ「プリロック状態」となった後は、ウォブルカウンタ値に応じてＳＹＮＣが検出されるべき位置においてのみ出力される。ＳＹＮＣの検出結果は、各アドレスワード毎に、その検出個数がカウントされ、検出個数が所定個数以上であればＳＹＮＣ検出数ＯＫとなり、所定個数未満であればＳＹＮＣ検出数ＮＧとなる。
【００５５】
図９は、「初期状態」から「同期ロック状態」までの遷移動作を示すタイミング図である。ウォブルＰＬＬのロック判定結果が周波数引込ステップあるいは位相引込ステップ１のときは、ウォブル信号とキャリア信号の周波数あるいは位相が同期しておらず、同期位置を誤検出してしまうため、同期検出ＥＮＢ信号は出力されず、「初期状態」で同期位置検出動作を行わない。位相引込ステップ２あるいはＰＬＬロックステップになれば同期検出ＥＮＢ信号が出力され、「同期ＮＧ状態」から同期位置検出を開始する。最初のＳＹＮＣ検出でウォブルカウンタをプリセットして「プリロック状態」に遷移し、当該アドレスワードにおいてＳＹＮＣ検出数ＯＫかつＥＣＣＯＫであれば「同期ロック状態」に遷移する。その後、ウォブルＰＬＬのロック判定結果が位相引込ステップ２、ＰＬＬロックステップ以外になれば同期ＥＮＢ信号が出力されなくなり、同期位置の検出動作は停止される。
【００５６】
図１０は、「プリロック状態」に遷移した当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＮＧであった場合の動作を示すタイミング図である。「同期ＮＧ状態」から、最初のＳＹＮＣ検出で「プリロック状態」に遷移する。しかし、遷移した当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＮＧであれば、同期位置が正確ではないと判定し、再度「同期ＮＧ状態」に戻り、最初から同期位置の検出を行い、ＥＣＣＯＫであれば「同期ロック状態」に遷移する。
【００５７】
次に、再び図７に戻り、「同期ロック状態」からの同期アンロックの検出動作を説明する。
【００５８】
「同期ロック状態」において、デコード結果が連続してＥＣＣＮＧであるか、またはＳＹＮＣ検出数が連続して所定個数未満であれば、同期位置アンロック判定し「同期ＮＧ状態」に遷移する（遷移条件（ｆ））。図１１は、「同期ロック状態」から「同期ＮＧ状態」への遷移動作を示すタイミング図である。「同期ロック状態」において、ＳＹＮＣ検出数が連続して所定個数未満であったときにはＳＹ連続ＮＧ信号が出力され、状態は「同期ＮＧ状態」に遷移する。また、連続してデコード結果がＥＣＣＮＧであったときにはＥＣＣ連続ＮＧ信号が出力され、状態は「同期ＮＧ状態」に遷移する。「同期ＮＧ状態」に遷移後は、前述と同様に動作する。
【００５９】
「同期ロック状態」において、ＳＹパターン検出信号がＳＹ検出ウィンドウ位置の１キャリア周期前あるいは１キャリア周期後の位置で所定個数上検出された場合、同期位置が前後に１キャリア周期ずれていると判定し、ウォブルカウンタの値を＋１あるいは−１補正すると同時に状態は「位置補正状態」に遷移する（遷移条件（ｇ））。「位置補正状態」に遷移後、当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＯＫであれば「同期ロック状態」に遷移し（遷移条件（ｈ））、ＥＣＣＮＧであれば「同期ＮＧ状態」に遷移する（遷移条件（ｉ））。図１２は、「位置補正状態」に関する遷移動作を示すタイミング図である。「同期ロック状態」にあるときに、あるアドレスワードのＳＹＮＣパートにおいて、＋１キャリア周期ずれた位置でＳＹＮＣが所定個数以上検出されたため、ＳＹＮＣパート通過後にウォブルカウンタを＋１だけ補正し、「位置補正状態」に遷移する。その後、当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＯＫであるので、再び「同期ロック状態」へと遷移する。このとき、ＥＣＣＮＧであれば、位置ずれは補正できる範囲ではなかったと判断し「同期ＮＧ状態」へと遷移して、再度同期位置の検出を行うことになる。
【００６０】
再び図６に戻り、デコード手段の構成について説明する。ウォブルカウンタ６０５は、前述のように同期判定手段６０４によりプリセットされながら、１アドレスワードを、キャリア信号に基づいて自走でカウントする。カウンタは、５６キャリア周期（＝１ユニット）をカウントするキャリアカウンタと、８３ユニット（＝１アドレスワード）をカウントするユニットカウンタとから構成され、それぞれのカウンタ値が、ＳＹ検出信号の出力タイミングにおいてＳＹＮＣ−ＩＤ値とＳＹＮＣ検出位置情報に応じてプリセットされる。また、ＳＹＮＣ位置ずれを検出したときには、キャリアカウンタの値が＋１あるいは−１補正される。
【００６１】
データデコード手段６０６は、同期判定手段６０４の状態が「プリロック状態」あるいは「同期ロック状態」あるいは「位置補正状態」であるとき、変調部検出信号とウォブルカウンタ６０５の値からデータ１ユニットとデータ０ユニットの判定を行い、エラー訂正手段６０７に対してデータ判定結果を出力する。ウォブルカウンタ６０５のユニットカウンタ値が（９＋ｉ×５）、または（１０＋ｉ×５）、または（１１＋ｉ×５）、または（１２＋ｉ×５）のときに、キャリアカウンタ値に対する変調部検出信号の出力位置に応じてデータ判定を行う。データ判定結果は、ユニットカウンタ値が（８＋ｉ×５）または０となる毎に、４ビット（Ｎｉｂｂｌｅ）パラレル値に変換され、エラー訂正手段６０７に出力する。また、ユニットカウンタ値が０のときにデータ判定結果を出力した後、エラー訂正をおこなう訂正開始信号もエラー訂正手段６０７に出力する。
【００６２】
エラー訂正手段６０７は、データデコード手段６０６からの１アドレスワード分のデータ判定結果１５Ｎｉｂｂｌｅを蓄積し、訂正開始信号が出力されれば、図１５に示すように前半の９Ｎｉｂｂｌｅをデータ、後半の６Ｎｉｂｂｌｅをパリティとして、エラー訂正処理を行い、結果としてアドレス情報とエラー訂正可能か不可能かを示すＥＣＣＯＫ信号を出力する。
【００６３】
以上に説明したように、ウォブルＰＬＬのロック状態の判定結果により、ＭＳＫ変調されているウォブル信号に対するウォブルＰＬＬの引込動作と、ＭＳＫ変調により記録されているアドレス情報のデコード動作を制御することにより、シークや隣接トラックへのジャンプなどによりウォブル信号の周波数や位相が変化した場合においても安定かつ短時間でアドレス情報を再生することが可能となる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態において、ＭＳＫ変調されたウォブルトラックに対する例を示したが、本発明はこれに限らず、ＰＳＫ変調やその他のＦＳＫ変調でも同様の効果を発揮する。また、アドレスなどのデジタル情報が記録されているフォーマットを図１４、図１５に示すようなフォーマットとしたが、これに限定されるものではない。
【００６５】
なお、上述の実施の形態のＰＬＬロック判定手段において、周波数ロック検出の方法として、計測した周期の合計値を用いたが、これに限らず平均値を用いてもよい。
【００６６】
なお、上述の実施の形態のデコード手段において、変調部を検出する方法として、ウォブル信号とキャリア信号の乗算結果を、積算あるいはローパスフィルタを通過させた結果から検出するとしたが、本発明はこれに限らずウォブル信号とキャリア信号を用いる方法であれば同様の効果を発揮する。
【００６７】
また、デコード手段の同期判定手段におけるＳＹＮＣ位置ずれ検出は、１アドレスワード内でのＳＹＮＣ検出位置が前後１キャリア周期ずれていれば補正するものとしたが、複数のアドレスワードに渡り連続して一定量ずれていればウォブルカウンタ値を補正するようにしてもよい。
【００６８】
また、デコード手段のデータデコードの方法は、ウォブルカウンタ値に対する変調部検出信号出力位置からデコードを行うとしたが、これに限定されるものではない。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のウォブル復調装置によれば、ウォブルＰＬＬのロック状態を判定し、その判定結果に応じてＦＳＫ変調あるいはＰＳＫ変調により記録されているデジタル情報の同期位置の検出の制御を行うことにより、安定してアドレス情報を再生することが可能となる。
【００７０】
また、変調マークが平均的に含まれる区間における、ウォブルクロックによりウォブル信号を計測した値に基づいた周波数ロック検出や、ウォブル信号とキャリア信号の排他的論理和に基づいた位相ロック検出を行うことにより、ＦＳＫ変調あるいはＰＳＫ変調されたウォブル信号に対しても正確にウォブルＰＬＬのロック状態を判定することが可能となる。
【００７１】
また、ウォブルＰＬＬの周波数引込時には、ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号をウォブルＰＬＬに入力することにより、ＦＳＫ変調やＰＳＫ変調による周波数変化の影響を受けずに安定かつ高速に引き込むことが可能となる。
【００７２】
また、デジタル情報の同期位置を表すＳＹＮＣの検出数やデコード結果をエラー訂正結果に基づいて同期位置を判定することにより、正確かつ安定にデジタル情報の同期位置を検出することが可能となる。
【００７３】
また、ＳＹＮＣ検出位置が一定量ずれていることを検出して同期位置を補正することにより、安定してデジタル情報を再生することが可能となる。
【００７４】
また、予期しないトラックジャンプが発生しても、即座に正確なアドレス情報を再生することにより、隣接トラックへの誤記録を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のウォブルＰＬＬ手段とＰＬＬロック判定手段のブロック図
【図３】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のＰＬＬロック判定手段のロック判定の動作を示すタイミング図
【図４】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置の周期平均化の動作を示すタイミング図
【図５】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のＰＬＬロック判定手段の周波数ロック検出と位相ロック検出の動作を示すタイミング図
【図６】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段のブロック図
【図７】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置判定状態の状態遷移図
【図８】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段のＳＹＮＣ検出の動作を示すタイミング図
【図９】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置ロック検出の動作を示すタイミング図
【図１０】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置ロック前のアンロック検出の動作を示すタイミング図
【図１１】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置ロック状態からのアンロック検出の動作を示すタイミング図
【図１２】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置補正の動作を示すタイミング図
【図１３】ＰＳＫ変調、ＭＳＫ変調されたウォブル信号波形を示す図
【図１４】アドレスフォーマットのＳＹＮＣの構成の一例を示す図
【図１５】アドレスフォーマットのデータの構成の一例を示す図
【図１６】従来のウォブル復調装置の構成を示すブロック図
【図１７】従来のウォブル復調装置によるＭＳＫ変調マーク検出動作を示すタイミング図
【符号の説明】
１０１，１６０１ 光記録媒体
１０２，１６０２ 光ヘッド
１０３，１６０３ ウォブル信号検出手段
１０４，１６０４ ウォブルＰＬＬ手段
１０５ ＰＬＬロック判定手段
１０６，１６０５ デコード手段
２０１ 位相比較器
２０２ チャージポンプ
２０３ ループフィルタ
２０４ ＶＣＯ
２０５ 分周器
２０６ 周期計測手段
２０７ 周波数ロック検出手段
２０８ ＥＸＯＲ積算手段
２０９ 位相ロック検出手段
２１０ ＰＬＬロック検出手段
２１１ 周期平均化手段
６０１，１６０７ 変調部検出手段
６０２ 区間計測手段
６０３，１６０８ ＳＹＮＣ検出手段
６０４ 同期判定手段
６０５，１６０９ ウォブルカウンタ
６０６，１６１０ データデコード手段
６０７ エラー訂正手段
１６０６ 乗算器
【発明の属する技術分野】
本発明は、アドレス情報などのデジタル情報が、トラックにＦＳＫ変調あるいはＰＳＫ変調されたウォブルを形成することにより記録されている光記録媒体から、ウォブル信号を検出し復調を行うことによりデジタル情報を復調するウォブル復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録可能な光記録媒体には予めトラックグルーブが形成され、そのトラックグルーブに沿って、すなわちトラックグルーブの上もしくはトラックグルーブで挟まれた領域（ランド）に情報が記録される。トラックグルーブはサイン波状に蛇行して形成され、情報はそのウォブル周期に基づいて生成されたクロックと同期して記録される。また、光記録媒体記録面の所定の位置に情報を記録するために、トラックグルーブに沿ってアドレスが設けられている。このアドレスの書き込み方法として、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式（例えば、特許文献１参照）や、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）が知られている。
【０００３】
図１３は、上述のような変調方式により変調されたウォブルトラックから再生されたウォブル信号の波形を示している。図１３［Ａ］は、ＰＳＫ変調されたウォブル信号波形であり、ＰＳＫ変調部分において位相が反転している。図１３［Ｂ］は、ＦＳＫ変調の一種であるＭＳＫ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調によるウォブル信号波形である。非変調部分のウォブル波形Ｃｏｓ（ωｔ）に対し、ＭＳＫ変調部分では、３キャリア周期において１キャリア周期毎にＣｏｓ（１．５ωｔ）、−Ｃｏｓ（ωｔ）、−Ｃｏｓ（１．５ωｔ）というウォブル波形になる。
【０００４】
アドレス情報は、上述のＰＳＫ変調やＭＳＫ変調による変調マークを配置する位置により記録されるフォーマットが提案されており、図１４および図１５は、ＭＳＫ変調を用いたアドレスフォーマットを示している。アドレス情報は、アドレスワードと呼ばれる単位で記録されており、アドレスワードは８３個のユニットから構成されている。ユニットは、５６キャリア周期で同期パターン（ＳＹＮＣ）やデータビットを表しており、アドレスワードは、同期位置を示す８ユニットのＳＹＮＣパートと、アドレス値を示す７５ユニットのデータパートに分けられる。図１４は、ＳＹＮＣパートの構成を示している。ＳＹＮＣパートは、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ０ユニット、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ１ユニット、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ２ユニット、モノトーンユニット、ＳＹＮＣ３ユニットの順に並ぶ８ユニットからなる。各ユニットとも先頭にＭＳＫ変調マークが配置され、ＳＹＮＣ０ユニット、ＳＹＮＣ１ユニット、ＳＹＮＣ２ユニット、ＳＹＮＣ３ユニットには、それぞれ異なる位置にＭＳＫ変調マークが配置されている。図１５は、データパートの構成を示している。データパートは、モノトーンユニットとデータ１ユニット、データ０ユニットからなり、データ１ユニットとデータ０ユニットはＭＳＫ変調マークが配置される位置が異なる。また、１つのモノトーンユニットと４つのデータ１ユニットあるいはデータ０ユニットの５ユニット単位で４ｂｉｔ（１Ｎｉｂｂｌｅ）のアドレス値を表し、データパート１５Ｎｉｂｂｌｅはアドレスデータ９Ｎｉｂｂｌｅとパリティ６Ｎｉｂｂｌｅからなっており、これによりエラー訂正することができる。
【０００５】
図１６は、上述のようなＰＳＫ変調やＭＳＫ変調の変調マークの配置位置に基づいて、アドレス情報をウォブルトラックから再生する、従来のウォブル復調装置の構成を示すブロック図である。図１６において、１６０１はウォブルトラックが変調されている光記録媒体、１６０２は光記録媒体１６０１に光ビームを照射し、光記録媒体１６０１からの反射光量を検出して電気信号を出力する光ヘッドである。１６０３は、前記電気信号から変調されているウォブル信号を取り出すウォブル信号検出手段である。１６０４は、ウォブル信号からキャリア信号を抽出するウォブルＰＬＬ手段である。１６０５は、ウォブル信号とキャリア信号からアドレス情報を再生するデコード手段である（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００６】
デコード手段１６０５は、ウォブル信号とキャリア信号の乗算１６０６を行い、変調部検出手段１６０７において、その結果を積算あるいはローパスフィルタを通過させ、その出力値の符号から変調マークを検出する。また、キャリア信号の周期毎にウォブル信号の立上り及び立下りエッジが何回あるかによって変調マークを検出してもよい。図１７は、例えばＭＳＫ変調マークに対して、乗算によりＭＳＫ変調マークを検出した場合のタイミング図である。図１７［Ａ］に示すように、ＭＳＫ変調マーク部分では、乗算値が負の値となり、ＭＳＫ変調マークの位置を検出することができる。
【０００７】
ＳＹＮＣ検出手段１６０８は、変調マーク位置から、ＳＹＮＣ０ユニット／ＳＹＮＣ１ユニット／ＳＹＮＣ２ユニット／ＳＹＮＣ３ユニットを判定して同期位置を検出する。ウォブルカウンタ１６０９は、同期位置に応じて値がプリセットされ、１アドレスワードをキャリア周期単位でカウントする。データデコード手段１６１０は、ウォブルカウンタ１６０９に対する変調マーク検出位置から、データパートにおいてデータ１ユニットとデータ０ユニットを判定して復調を行い、さらにエラー訂正してアドレス情報を出力する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−６９６４６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３４２９４１号公報
【特許文献３】
特開２００２−３５２５２１号公報
【特許文献４】
特開２００１−１４３４０４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の方式では、シークや隣接トラックへのジャンプなど、光ビームを光記録媒体に照射するトラック位置が変わった直後では、それ以前とウォブル信号の周波数と位相が変化しているため、ウォブルＰＬＬ手段により生成されるキャリア信号の周波数と位相がウォブル信号と一致しておらず、例えば図１７［Ｂ］に示すように、ＭＳＫ変調マーク部分がずれて検出されたり、あるいは誤検出したりすることにより、ＳＹＮＣ０ユニット／ＳＹＮＣ１ユニット／ＳＹＮＣ２ユニット／ＳＹＮＣ３ユニットを誤判定して、ずれた位置に同期してしまい、アドレスが再生できなくなってしまう。このような状態から正確なアドレスを再生するためには、ウォブル信号と周波数・位相ともに一致したキャリア信号が得られるようになってから、まず同期位置がずれていることを検出し、その後改めて正確な同期位置を検出しなければならず、アドレス情報を再生するまでに要する時間が長くかかってしまい、光記録媒体へのアクセス性能が悪化してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明では、上述のような現状に鑑みて、シークや隣接トラックへのジャンプなどによりウォブル信号の周波数や位相が変化した場合において、安定かつ短時間でアドレス情報が再生できるウォブル復調装置を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載のウォブル復調装置は、データを記録するトラックがウォブリングされており、かつ前記ウォブリングは、周波数あるいは位相変調された第１の変調信号部分と、周波数あるいは位相変調されていない第２のキャリア信号部分の組合せにより、デジタル情報を表わすように変調されたウォブル信号に応じて形成されている光記録媒体から、前記デジタル情報を再生する復調装置であって、前記光記録媒体から前記トラックのウォブリングに応じたウォブル信号を抽出するウォブル信号検出手段と、前記ウォブル信号から前記キャリア信号を生成するウォブルＰＬＬ手段と、前記ウォブル信号と前記キャリア信号との周波数と位相のロック検出を行ってＰＬＬのロック状態を判定するＰＬＬロック判定手段と、前記ウォブル信号と前記キャリア信号から前記デジタル情報の同期位置検出とデコードを行うデコード手段と、前記ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号を生成するウォブル周期平均化手段とから構成され、前記デコード手段は、前記ＰＬＬロック判定手段がＰＬＬロック判定すれば前記デジタル情報に対する同期位置を検出してロックするように動作し、ＰＬＬアンロック判定すればロックしていた同期位置をアンロックするように動作し、前記ＰＬＬロック判定手段は、周波数ロック検出していない状態では前記ウォブルＰＬＬ手段に対して前記ウォブル信号にかえて前記平均化ウォブル信号を入力し、周波数ロック検出している状態では前記ウォブルＰＬＬ手段に対して前記ウォブル信号を入力するように切り換えることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２記載のウォブル復調方法は、データを記録するトラックがウォブリングされており、かつ前記ウォブリングは、周波数あるいは位相変調された第１の変調信号部分と、周波数あるいは位相変調されていない第２のキャリア信号部分の組合せにより、デジタル情報を表わすように変調されたウォブル信号に応じて形成されている光記録媒体から、前記デジタル情報を再生する復調方法であって、前記光記録媒体から前記トラックのウォブリングに応じたウォブル信号を抽出するウォブル信号検出ステップと、前記ウォブル信号から前記キャリア信号を生成するウォブルＰＬＬステップと、前記ウォブル信号と前記キャリア信号との周波数と位相のロック検出を行ってＰＬＬのロック状態を判定するＰＬＬロック判定ステップと、前記ウォブル信号と前記キャリア信号から前記デジタル情報の同期位置検出とデコードを行うデコードステップと、前記ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号を生成するウォブル周期平均化ステップとから構成され、前記デコードステップは、前記ＰＬＬロック判定ステップがＰＬＬロック判定すれば前記デジタル情報に対する同期位置を検出してロックするように動作し、ＰＬＬアンロック判定すればロックしていた同期位置をアンロックするように動作し、前記ＰＬＬロック判定ステップは、周波数ロック検出していない状態では前記ウォブルＰＬＬステップに対して前記ウォブル信号にかえて前記平均化ウォブル信号を入力し、周波数ロック検出している状態では前記ウォブルＰＬＬステップに対して前記ウォブル信号を入力するように切り換えることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るウォブル復調装置の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るウォブル復調装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０１は、図１４および図１５に示すアドレスフォーマットに従いウォブルトラックがＭＳＫ変調されている光記録媒体である。１０２は、光記録媒体１０１に光ビームを照射し、光記録媒体１０１からの反射光量を検出して電気信号を出力する光ヘッドである。１０３は、前記電気信号からＭＳＫ変調されているウォブル信号を取り出すウォブル信号検出手段である。１０４は、ウォブル信号に位相同期したキャリア信号を生成するウォブルＰＬＬ手段である。１０５は、ウォブル信号とキャリア信号の周波数と位相の同期状態を判定するＰＬＬロック判定手段である。１０６は、ウォブル信号とキャリア信号からＭＳＫ復調を行い、アドレス情報を再生するデコード手段である。
【００３１】
光ヘッド１０２から照射した光ビームを光記録媒体１０１上に集光し、光記録媒体１０１に刻まれたトラックを走査することにより、トラックの両脇からの反射光からトラッキングエラー信号が生成される。ウォブル信号検出手段１０３は、バンドパスフィルタを用いて、トラッキングエラー信号からウォブル信号を抽出する。ウォブルＰＬＬ手段１０４は、抽出したウォブル信号をウォブルクロックに逓倍し、ウォブルクロックとそれを分周したキャリア信号を生成する。また、ＰＬＬロック判定手段１０５は、ウォブル信号とキャリア信号の周波数と位相の同期状態を判定しながら、ウォブルＰＬＬ手段１０４の引込動作を制御する。デコード手段１０６は、ウォブル信号とキャリア信号からＭＳＫ変調マークを検出し、その位置に応じてアドレス情報を再生する。
【００３２】
次に、ウォブルＰＬＬ手段１０４とＰＬＬロック判定手段１０５の詳細な動作について説明する。
【００３３】
図２は、ウォブルＰＬＬ手段とＰＬＬロック判定手段の構成を示すブロック図である。
【００３４】
ウォブルＰＬＬ手段は、ウォブル信号とキャリア信号の位相比較を行う位相比較器２０１、チャージポンプ２０２、チャージポンプ２０２の出力を平滑化するループフィルタ２０３、ループフィルタ２０３により平滑化された電圧に応じた周波数のウォブルクロックを発生する電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０４、ウォブルクロックを分周してキャリア信号を生成する分周器２０５から構成されるＰＬＬ部と、ウォブル信号の周期を平均化する周期平均化手段２１１からなる。
【００３５】
ＰＬＬロック判定手段は、ウォブル信号の周期を計測する周期計測手段２０６と、周期計測値から周波数ロック状態を検出する周波数ロック検出手段２０７と、ウォブル信号とキャリア信号それぞれの２値化信号の排他的論理和（ＥＸＯＲ）結果を積算するＥＸＯＲ積算手段２０８と、ＥＸＯＲ結果積算値から位相ロック状態を検出する位相ロック検出手段２０９と、周波数ロック検出結果および位相ロック検出結果からＰＬＬロック状態を検出するＰＬＬロック検出手段２１０からなる。
【００３６】
位相比較器２０１は、ウォブル信号の立ち上がりエッジを検出したときに、キャリア信号を生成する分周器２０５の分周カウンタ値をサンプリングし、その値に応じた位相誤差パルスをチャージポンプ２０２に送信する。チャージポンプ２０２では、受け取った位相誤差パルスに応じて、電流の吐き出しあるいは吸い込みを行い、この動作によって後段のループフィルタ２０３にチャージする電流を制御してループフィルタ２０３の電圧を変化させ、さらに後段のＶＣＯ２０４の発振周波数を制御する。ＶＣＯ２０４のクロックは分周期２０５で分周され、分周により生成されたキャリア信号とウォブル信号との位相誤差がゼロに近づくようにループとして動作する。
【００３７】
図３は、ＰＬＬロック検出手段２１０によるＰＬＬロック検出の動作を示すタイミング図である。ＰＬＬロック検出手段２１０は、周波数ロック検出手段２０７による周波数ロック検出信号／周波数アンロック検出信号と、位相ロック検出手段２０９による位相ロック検出信号／位相アンロック検出信号とからＰＬＬロック状態を判定し、ロック判定結果を出力する。また、ロック判定結果に応じて、ウォブルＰＬＬ手段を制御する制御信号を出力する。
【００３８】
図３［Ａ］は、ＰＬＬ部の引込開始からＰＬＬロックと判定されるまでの動作を示すタイミング図である。引込開始時、ＰＬＬロック判定結果は周波数引込ステップから始まり、周波数ロック検出信号が出力されれば位相引込ステップ１に遷移する。位相引込ステップ１で、周波数ロック検出信号が出力されており、かつ位相ロック検出信号が出力されれば位相引込ステップ２に遷移し、再度周波数ロック検出信号と位相ロック検出信号の両方が出力されればＰＬＬロックステップに遷移する。
【００３９】
以上の４ステップのロック判定結果に応じて、ウォブルＰＬＬ手段の引込動作を安定化かつ高速化するために、ウォブルＰＬＬ手段の位相比較器２０１への入力を選択する入力切換信号と、チャージポンプ２０２のゲイン切換信号を出力し、引込動作を制御する。チャージポンプ２０２のゲインは、引込時間を短縮するために、周波数引込ステップから位相引込ステップ１の間はＨｉｇｈゲインにし、位相引込ステップ２からＰＬＬロックステップにおいてはウォブルクロックの安定性を高めるためにＬｏｗゲインにする。位相比較器２０１への入力は、周波数引込ステップではチャージポンプ２０２がＨｉｇｈゲインになっており、ＭＳＫ変調マーク部分における１．５倍周波数に対してウォブルクロックの周波数が変動しやすく不安定になってしまい、キャリア周波数に収束することができなくなってしまうため、周期平均化手段２１１により周期が平均化された平均化ウォブル信号を入力する。また、位相引込ステップ１以降においては、通常のウォブル信号を入力する。
【００４０】
図４［Ａ］は、周期平均化手段２１１の動作を示すタイミング図である。ウォブル信号の周期を任意の固定周波数のクロックで計測し、５６ウォブル区間の計測値から周期平均値を算出する。周期平均値を算出する区間は、ＭＳＫ変調による周期の変化を平滑化できるように、ＭＳＫ変調マークが少なくとも１回は含まれるように５６ウォブル区間以上とする。周期平均化手段２１１は、算出した周期平均値に基づいて、平均化ウォブル信号を出力する。図４［Ｂ］は、ウォブル信号の周波数とその平均値の変化率を示している。ウォブル周波数は、データパートであれば５６ウォブル毎に２回のＭＳＫ変調マークがあり１．５倍周波数が存在している。これに対し、平均値側は、平均値を算出する区間を５６ウォブルとすると、局所的には１つのＭＳＫ変調マークにより約１．５％程度変動するものの、その変動する範囲は全体的には約３％の範囲に収まり、ウォブル周波数そのものと比較すると非常に安定している。しかし、図４［Ｂ］から分かるように、平均値はキャリア周波数に対して約４％程度中心周波数が高くなってしまうため、このままでは周波数引込ステップでは目標となるキャリア周波数に正確に引き込むことができず、次の位相引込ステップ１において、ＰＬＬ部の位相引込レンジが足りずにサイクルスリップを起こし、位相引込に要する時間が長くなってしまう。そこで、このオフセット分をなくすため、算出した周期平均値に対し４％大きい値に基づいて平均化ウォブル信号を生成すれば、周波数引込ステップにおいて、ＭＳＫ変調の影響を受けずに、キャリア周波数に近い周波数に引き込むことができるようになり、次の位相引込ステップ１でサイクルスリップを発生せずに安定して短時間で引き込むことができるようになる。
【００４１】
次に、ＰＬＬのアンロックを判定について説明する。図３［Ｂ］は、ＰＬＬロックから周波数アンロックしたときの動作を示すタイミング図であり、図３［Ｃ］は、ＰＬＬロックから位相アンロックしたときの動作を示すタイミング図である。周波数アンロック検出信号が出力されると、ＰＬＬロック判定は周波数引込ステップへと遷移し、以降は上述と同じＰＬＬロックステップまでの引込動作を行う。また、位相アンロック検出信号が出力されると、ＰＬＬロック判定は位相引込ステップ１へと遷移し、以降は位相ロック検出信号が出力される度に位相引込ステップ２、ＰＬＬロックステップへ遷移し引込動作を行う。これにより、意図せず隣接トラックへジャンプしてしまったときにウォブル信号の周波数や位相が急激に変化しても、即座にＰＬＬがロックしていないことを検出することができる。また、シークなど、あらかじめＰＬＬがアンロックすることが分かっている場合には、それらを実行するタイミングで周波数引込ステップになり最初から引込動作を行い、短時間で安定したキャリア信号を生成できるようになる。
【００４２】
次に、周波数ロック検出と位相ロック検出の詳細な動作について説明する。
【００４３】
図５［Ａ］は、周期計測手段２０６と周波数ロック検出手段２０７による周波数ロック検出の動作を示すタイミング図である。周期計測手段２０６は、ウォブル信号１周期をウォブルクロックで計測した値を周波数ロック検出手段２０７に出力する。周波数ロック検出手段２０７は、５６ウォブル区間における周期計測値の合計を求め、その値が閾値ＦＯＫｍｉｎより大きく、かつ閾値ＦＯＫｍａｘより小さければ、ウォブル信号とキャリア信号の周波数はロックしていると判定し、周波数ロック検出信号を出力する。また、閾値ＦＮＧｍｉｎより小さい、または閾値ＦＮＧｍａｘより大きいときには、周波数はアンロックしていると判定し、周波数アンロック検出信号を出力する。ここで、周波数ロック状態のとき、５６ウォブル区間すべてのウォブル信号がキャリア周波数とすれば、周期計測値の合計は、キャリア周期Ｗ（ウォブルクロックはキャリア周期のＷ逓倍とする）の５６倍になるが、図１４と図１５に示すように５６ウォブル区間において必ずＭＳＫ変調マークが１〜３個存在し、ＭＳＫ変調マーク１個毎にキャリア信号よりウォブル信号の波数が１つ多くなるため、５６ウォブル区間はキャリア５３〜５５周期と同じ長さとなる。したがって、上述の周波数ロック検出と周波数アンロック検出に用いる各閾値は、
ＦＯＫｍｉｎ ＝ Ｗ × ５３ − ａ
ＦＯＫｍａｘ ＝ Ｗ × ５５ ＋ ａ
ＦＮＧｍｉｎ ＝ Ｗ × ５２
ＦＮＧｍａｘ ＝ Ｗ × ５６
とする。ここで、ａは０以上Ｗ未満の整数である。また、ＰＬＬロック判定が周波数引込ステップであり、選択されている信号が平均化ウォブル信号であるときには、上述のようにＭＳＫ変調の影響が低減されているため、各閾値は、
ＦＯＫｍｉｎ ＝ Ｗ × ５６ − ａ
ＦＯＫｍａｘ ＝ Ｗ × ５６ ＋ ａ
ＦＮＧｍｉｎ ＝ Ｗ × ５５
ＦＮＧｍａｘ ＝ Ｗ × ５７
とする。
【００４４】
図５［Ｂ］は、ＥＸＯＲ積算手段２０８と位相ロック検出手段２０９による位相ロック検出の動作を示すタイミング図である。ＥＸＯＲ積算手段２０８は、ウォブル信号とキャリア信号それぞれの２値化信号の排他的論理和をウォブルクロックでサンプリングし、サンプリング結果を積算する。積算値は１１２キャリア周期毎にＥＸＯＲ積算値として出力され、再び０から積算を開始する。位相ロック検出手段２０９は、ＥＸＯＲ積算値が閾値ＰＯＫよりも小さければ、ウォブル信号とキャリア信号の位相はロックしていると判定し、位相ロック検出信号を出力する。また、閾値ＰＮＧより大きければ、位相はアンロックしていると判定し、位相アンロック検出信号を出力する。図１４と図１５に示すように、１１２キャリア周期区間には、ＭＳＫ変調マークが３〜４個存在するため、１個のＭＳＫ変調マークに対して積算される値Ｅに対して、上述の閾値は、
ＰＯＫ ＝ Ｅ × ４ ＋ ｂ
ＰＮＧ ＝ ＰＯＫ ＋ ｃ
とする。ここで、ｂは０以上Ｅ未満の整数、ｃは０以上の整数である。
【００４５】
以上のような周波数ロック検出と位相ロック検出によれば、ＭＳＫ変調されているウォブル信号に対しても正確にＰＬＬのロック状態を検出し、引込動作を制御することができる。
【００４６】
次に、デコード手段１０６の詳細な動作について説明する。
【００４７】
図６は、デコード手段１０６の構成を示すブロック図である。図６において、６０１は、ＭＳＫ変調マークを検出する変調部検出手段である。６０２は、ＭＳＫ変調マーク検出位置の間隔を計測する区間計測手段、６０３は、計測した区間長からＳＹＮＣ０ユニット／ＳＹＮＣ１ユニット／ＳＹＮＣ２ユニット／ＳＹＮＣ３ユニットを検出するＳＹＮＣ検出手段であり、６０４は、ＳＹＮＣ検出結果から同期状態を判定する同期判定手段である。６０５は、ＳＹＮＣ検出位置に基づいて動作するウォブルカウンタである。６０６は、データ１ユニットとデータ０ユニットを判定するデータデコード手段あり、６０７は、１アドレスワード毎にデコードしたデータのエラー訂正を行い、アドレス情報を出力するエラー訂正手段である。
【００４８】
変調部検出手段６０１は、ウォブル信号とキャリア信号の乗算を行い、乗算結果をキャリア周期毎に積算した値が負の値となるところをＭＳＫ変調マークとして検出し、変調部検出信号を出力する。あるいは、乗算結果をローパスフィルタに入力し、ローパスフィルタ出力値が負の値となるところをＭＳＫ変調マークとして検出し、変調部検出信号を出力する。
【００４９】
区間計測手段６０２は、変調部検出手段６０１が出力した変調部検出信号の間隔をキャリア周期単位で計測し、過去３区間の計測値を出力する。
【００５０】
ＳＹＮＣ検出手段６０３は、区間計測手段６０２による過去３区間のＭＳＫ変調マーク検出位置間隔の値から各ＳＹＮＣユニットと検出した位置を判定する。図１４に示すように、過去３区間の間隔が｛５６，１６，１０｝のときはＳＹＮＣ０ユニットの２９キャリア周期目、｛１６，１０，３０｝のときはＳＹＮＣ０ユニットの次のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，３０，５６｝のときはＳＹＮＣ１ユニットの３キャリア周期目、｛５６，１８，１０｝のときはＳＹＮＣ１ユニットの３１キャリア周期目、｛１８，１０，２８｝のときはＳＹＮＣ１ユニットの次のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，２８，５６｝のときはＳＹＮＣ２ユニットの３キャリア周期目、｛５６，２０，１０｝のときはＳＹＮＣ２ユニットの３３キャリア周期目、｛２０，１０，２６｝のときはＳＹＮＣ２ユニットの次のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，２６，５６｝のときはＳＹＮＣ３ユニットの３キャリア周期目、｛５６，２２，１０｝のときはＳＹＮＣ３ユニットの３５キャリア周期目、｛２２，１０，２４｝のときはＳＹＮＣ３ユニットの次にくるデータパートの先頭のモノトーンユニットの３キャリア周期目、｛１０，２４，５６｝のときはデータパートの先頭モノトーンユニットの次のデータ０ユニットあるいはデータ１ユニットの３キャリア周期目と判定することができる。ＳＹＮＣ検出手段６０３は、ＳＹＮＣパターンを検出すると、ＳＹＮＣパターン検出信号とともに、ＳＹＮＣユニットの０〜３を示すＳＹＮＣＩＤ値と、検出位置情報を出力する。
【００５１】
同期判定手段６０４は、ＰＬＬロック判定手段１０５によるロック判定結果と、ＳＹＮＣ検出手段６０３によるＳＹＮＣ検出結果から同期状態を判定し、ウォブルカウンタ６０５のプリセット制御を行う。図７は、同期判定手段６０４において同期状態判定ステートマシンの状態遷移図である。状態は、「初期状態」、「同期ＮＧ状態」、「プリロック状態」、「同期ロック状態」、「位置補正状態」の５つあり、ＰＬＬロック判定手段１０５によるロック判定結果が周波数引込ステップあるいは位相引込ステップ１のときは「初期状態」となり（遷移条件（ａ））、同期位置の検出動作を行なわず、位相引込ステップ２あるいはＰＬＬロックステップになれば「同期ＮＧ状態」から同期位置の検出動作を開始する（遷移条件（ｂ））。
【００５２】
「同期ＮＧ状態」では、最初のＳＹＮＣ検出結果に基づいてウォブルカウンタ６０５をプリセットし、「プリロック状態」に遷移する（遷移条件（ｃ））。
【００５３】
「プリロック状態」では、遷移した当該アドレスワードにおいてＳＹＮＣ４つのうち所定数以上検出し、かつ当該アドレスワードのデコード結果がエラー訂正手段６０７によりエラー訂正可能（ＥＣＣＯＫ）であれば「同期ロック状態」に遷移する（遷移条件（ｄ））。しかし、ＳＹＮＣ検出数が所定数未満であるか、あるいはエラー訂正不可能（ＥＣＣＮＧ）であれば「同期ＮＧ状態」に遷移する（遷移条件（ｅ））。
【００５４】
図８にＳＹＮＣ検出数の判定の動作のタイミング図を示す。変調部検出手段６０１により、各ＭＳＫ変調マーク部において変調部検出信号が出力される。ＳＹＮＣ検出手段６０３は、変調部検出信号の過去３区間の出力間隔からＳＹＮＣパターンを判定し、ＳＹパターン検出信号を出力する。同期判定手段６０４は、ステートマシンの状態とウォブルカウンタ６０５に基づいてＳＹＮＣを検出すべき位置をしめすＳＹ検出ウィンドウを生成する。ＳＹ検出ウィンドウは、「同期ＮＧ状態」ではフルオープン（常時Ｈｉｇｈ）であり、最初にＳＹＮＣが検出された時点でウォブルカウンタ６０５がＳＹＮＣ−ＩＤ値とＳＹＮＣ位置に基づいてプリセットされ「プリロック状態」となった後は、ウォブルカウンタ値に応じてＳＹＮＣが検出されるべき位置においてのみ出力される。ＳＹＮＣの検出結果は、各アドレスワード毎に、その検出個数がカウントされ、検出個数が所定個数以上であればＳＹＮＣ検出数ＯＫとなり、所定個数未満であればＳＹＮＣ検出数ＮＧとなる。
【００５５】
図９は、「初期状態」から「同期ロック状態」までの遷移動作を示すタイミング図である。ウォブルＰＬＬのロック判定結果が周波数引込ステップあるいは位相引込ステップ１のときは、ウォブル信号とキャリア信号の周波数あるいは位相が同期しておらず、同期位置を誤検出してしまうため、同期検出ＥＮＢ信号は出力されず、「初期状態」で同期位置検出動作を行わない。位相引込ステップ２あるいはＰＬＬロックステップになれば同期検出ＥＮＢ信号が出力され、「同期ＮＧ状態」から同期位置検出を開始する。最初のＳＹＮＣ検出でウォブルカウンタをプリセットして「プリロック状態」に遷移し、当該アドレスワードにおいてＳＹＮＣ検出数ＯＫかつＥＣＣＯＫであれば「同期ロック状態」に遷移する。その後、ウォブルＰＬＬのロック判定結果が位相引込ステップ２、ＰＬＬロックステップ以外になれば同期ＥＮＢ信号が出力されなくなり、同期位置の検出動作は停止される。
【００５６】
図１０は、「プリロック状態」に遷移した当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＮＧであった場合の動作を示すタイミング図である。「同期ＮＧ状態」から、最初のＳＹＮＣ検出で「プリロック状態」に遷移する。しかし、遷移した当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＮＧであれば、同期位置が正確ではないと判定し、再度「同期ＮＧ状態」に戻り、最初から同期位置の検出を行い、ＥＣＣＯＫであれば「同期ロック状態」に遷移する。
【００５７】
次に、再び図７に戻り、「同期ロック状態」からの同期アンロックの検出動作を説明する。
【００５８】
「同期ロック状態」において、デコード結果が連続してＥＣＣＮＧであるか、またはＳＹＮＣ検出数が連続して所定個数未満であれば、同期位置アンロック判定し「同期ＮＧ状態」に遷移する（遷移条件（ｆ））。図１１は、「同期ロック状態」から「同期ＮＧ状態」への遷移動作を示すタイミング図である。「同期ロック状態」において、ＳＹＮＣ検出数が連続して所定個数未満であったときにはＳＹ連続ＮＧ信号が出力され、状態は「同期ＮＧ状態」に遷移する。また、連続してデコード結果がＥＣＣＮＧであったときにはＥＣＣ連続ＮＧ信号が出力され、状態は「同期ＮＧ状態」に遷移する。「同期ＮＧ状態」に遷移後は、前述と同様に動作する。
【００５９】
「同期ロック状態」において、ＳＹパターン検出信号がＳＹ検出ウィンドウ位置の１キャリア周期前あるいは１キャリア周期後の位置で所定個数上検出された場合、同期位置が前後に１キャリア周期ずれていると判定し、ウォブルカウンタの値を＋１あるいは−１補正すると同時に状態は「位置補正状態」に遷移する（遷移条件（ｇ））。「位置補正状態」に遷移後、当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＯＫであれば「同期ロック状態」に遷移し（遷移条件（ｈ））、ＥＣＣＮＧであれば「同期ＮＧ状態」に遷移する（遷移条件（ｉ））。図１２は、「位置補正状態」に関する遷移動作を示すタイミング図である。「同期ロック状態」にあるときに、あるアドレスワードのＳＹＮＣパートにおいて、＋１キャリア周期ずれた位置でＳＹＮＣが所定個数以上検出されたため、ＳＹＮＣパート通過後にウォブルカウンタを＋１だけ補正し、「位置補正状態」に遷移する。その後、当該アドレスワードのデコード結果がＥＣＣＯＫであるので、再び「同期ロック状態」へと遷移する。このとき、ＥＣＣＮＧであれば、位置ずれは補正できる範囲ではなかったと判断し「同期ＮＧ状態」へと遷移して、再度同期位置の検出を行うことになる。
【００６０】
再び図６に戻り、デコード手段の構成について説明する。ウォブルカウンタ６０５は、前述のように同期判定手段６０４によりプリセットされながら、１アドレスワードを、キャリア信号に基づいて自走でカウントする。カウンタは、５６キャリア周期（＝１ユニット）をカウントするキャリアカウンタと、８３ユニット（＝１アドレスワード）をカウントするユニットカウンタとから構成され、それぞれのカウンタ値が、ＳＹ検出信号の出力タイミングにおいてＳＹＮＣ−ＩＤ値とＳＹＮＣ検出位置情報に応じてプリセットされる。また、ＳＹＮＣ位置ずれを検出したときには、キャリアカウンタの値が＋１あるいは−１補正される。
【００６１】
データデコード手段６０６は、同期判定手段６０４の状態が「プリロック状態」あるいは「同期ロック状態」あるいは「位置補正状態」であるとき、変調部検出信号とウォブルカウンタ６０５の値からデータ１ユニットとデータ０ユニットの判定を行い、エラー訂正手段６０７に対してデータ判定結果を出力する。ウォブルカウンタ６０５のユニットカウンタ値が（９＋ｉ×５）、または（１０＋ｉ×５）、または（１１＋ｉ×５）、または（１２＋ｉ×５）のときに、キャリアカウンタ値に対する変調部検出信号の出力位置に応じてデータ判定を行う。データ判定結果は、ユニットカウンタ値が（８＋ｉ×５）または０となる毎に、４ビット（Ｎｉｂｂｌｅ）パラレル値に変換され、エラー訂正手段６０７に出力する。また、ユニットカウンタ値が０のときにデータ判定結果を出力した後、エラー訂正をおこなう訂正開始信号もエラー訂正手段６０７に出力する。
【００６２】
エラー訂正手段６０７は、データデコード手段６０６からの１アドレスワード分のデータ判定結果１５Ｎｉｂｂｌｅを蓄積し、訂正開始信号が出力されれば、図１５に示すように前半の９Ｎｉｂｂｌｅをデータ、後半の６Ｎｉｂｂｌｅをパリティとして、エラー訂正処理を行い、結果としてアドレス情報とエラー訂正可能か不可能かを示すＥＣＣＯＫ信号を出力する。
【００６３】
以上に説明したように、ウォブルＰＬＬのロック状態の判定結果により、ＭＳＫ変調されているウォブル信号に対するウォブルＰＬＬの引込動作と、ＭＳＫ変調により記録されているアドレス情報のデコード動作を制御することにより、シークや隣接トラックへのジャンプなどによりウォブル信号の周波数や位相が変化した場合においても安定かつ短時間でアドレス情報を再生することが可能となる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態において、ＭＳＫ変調されたウォブルトラックに対する例を示したが、本発明はこれに限らず、ＰＳＫ変調やその他のＦＳＫ変調でも同様の効果を発揮する。また、アドレスなどのデジタル情報が記録されているフォーマットを図１４、図１５に示すようなフォーマットとしたが、これに限定されるものではない。
【００６５】
なお、上述の実施の形態のＰＬＬロック判定手段において、周波数ロック検出の方法として、計測した周期の合計値を用いたが、これに限らず平均値を用いてもよい。
【００６６】
なお、上述の実施の形態のデコード手段において、変調部を検出する方法として、ウォブル信号とキャリア信号の乗算結果を、積算あるいはローパスフィルタを通過させた結果から検出するとしたが、本発明はこれに限らずウォブル信号とキャリア信号を用いる方法であれば同様の効果を発揮する。
【００６７】
また、デコード手段の同期判定手段におけるＳＹＮＣ位置ずれ検出は、１アドレスワード内でのＳＹＮＣ検出位置が前後１キャリア周期ずれていれば補正するものとしたが、複数のアドレスワードに渡り連続して一定量ずれていればウォブルカウンタ値を補正するようにしてもよい。
【００６８】
また、デコード手段のデータデコードの方法は、ウォブルカウンタ値に対する変調部検出信号出力位置からデコードを行うとしたが、これに限定されるものではない。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のウォブル復調装置によれば、ウォブルＰＬＬのロック状態を判定し、その判定結果に応じてＦＳＫ変調あるいはＰＳＫ変調により記録されているデジタル情報の同期位置の検出の制御を行うことにより、安定してアドレス情報を再生することが可能となる。
【００７０】
また、変調マークが平均的に含まれる区間における、ウォブルクロックによりウォブル信号を計測した値に基づいた周波数ロック検出や、ウォブル信号とキャリア信号の排他的論理和に基づいた位相ロック検出を行うことにより、ＦＳＫ変調あるいはＰＳＫ変調されたウォブル信号に対しても正確にウォブルＰＬＬのロック状態を判定することが可能となる。
【００７１】
また、ウォブルＰＬＬの周波数引込時には、ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号をウォブルＰＬＬに入力することにより、ＦＳＫ変調やＰＳＫ変調による周波数変化の影響を受けずに安定かつ高速に引き込むことが可能となる。
【００７２】
また、デジタル情報の同期位置を表すＳＹＮＣの検出数やデコード結果をエラー訂正結果に基づいて同期位置を判定することにより、正確かつ安定にデジタル情報の同期位置を検出することが可能となる。
【００７３】
また、ＳＹＮＣ検出位置が一定量ずれていることを検出して同期位置を補正することにより、安定してデジタル情報を再生することが可能となる。
【００７４】
また、予期しないトラックジャンプが発生しても、即座に正確なアドレス情報を再生することにより、隣接トラックへの誤記録を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のウォブルＰＬＬ手段とＰＬＬロック判定手段のブロック図
【図３】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のＰＬＬロック判定手段のロック判定の動作を示すタイミング図
【図４】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置の周期平均化の動作を示すタイミング図
【図５】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のＰＬＬロック判定手段の周波数ロック検出と位相ロック検出の動作を示すタイミング図
【図６】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段のブロック図
【図７】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置判定状態の状態遷移図
【図８】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段のＳＹＮＣ検出の動作を示すタイミング図
【図９】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置ロック検出の動作を示すタイミング図
【図１０】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置ロック前のアンロック検出の動作を示すタイミング図
【図１１】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置ロック状態からのアンロック検出の動作を示すタイミング図
【図１２】本発明の実施の形態に係るウォブル復調装置のデコード手段の同期位置補正の動作を示すタイミング図
【図１３】ＰＳＫ変調、ＭＳＫ変調されたウォブル信号波形を示す図
【図１４】アドレスフォーマットのＳＹＮＣの構成の一例を示す図
【図１５】アドレスフォーマットのデータの構成の一例を示す図
【図１６】従来のウォブル復調装置の構成を示すブロック図
【図１７】従来のウォブル復調装置によるＭＳＫ変調マーク検出動作を示すタイミング図
【符号の説明】
１０１，１６０１ 光記録媒体
１０２，１６０２ 光ヘッド
１０３，１６０３ ウォブル信号検出手段
１０４，１６０４ ウォブルＰＬＬ手段
１０５ ＰＬＬロック判定手段
１０６，１６０５ デコード手段
２０１ 位相比較器
２０２ チャージポンプ
２０３ ループフィルタ
２０４ ＶＣＯ
２０５ 分周器
２０６ 周期計測手段
２０７ 周波数ロック検出手段
２０８ ＥＸＯＲ積算手段
２０９ 位相ロック検出手段
２１０ ＰＬＬロック検出手段
２１１ 周期平均化手段
６０１，１６０７ 変調部検出手段
６０２ 区間計測手段
６０３，１６０８ ＳＹＮＣ検出手段
６０４ 同期判定手段
６０５，１６０９ ウォブルカウンタ
６０６，１６１０ データデコード手段
６０７ エラー訂正手段
１６０６ 乗算器
Claims (2)
- データを記録するトラックがウォブリングされており、かつ前記ウォブリングは、周波数あるいは位相変調された第１の変調信号部分と、周波数あるいは位相変調されていない第２のキャリア信号部分の組合せにより、デジタル情報を表わすように変調されたウォブル信号に応じて形成されている光記録媒体から、前記デジタル情報を再生する復調装置であって、
前記光記録媒体から前記トラックのウォブリングに応じたウォブル信号を抽出するウォブル信号検出手段と、
前記ウォブル信号から前記キャリア信号を生成するウォブルＰＬＬ手段と、
前記ウォブル信号と前記キャリア信号との周波数と位相のロック検出を行ってＰＬＬのロック状態を判定するＰＬＬロック判定手段と、
前記ウォブル信号と前記キャリア信号から前記デジタル情報の同期位置検出とデコードを行うデコード手段と、
前記ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号を生成するウォブル周期平均化手段とから構成され、
前記デコード手段は、前記ＰＬＬロック判定手段がＰＬＬロック判定すれば前記デジタル情報に対する同期位置を検出してロックするように動作し、ＰＬＬアンロック判定すればロックしていた同期位置をアンロックするように動作し、
前記ＰＬＬロック判定手段は、周波数ロック検出していない状態では前記ウォブルＰＬＬ手段に対して前記ウォブル信号にかえて前記平均化ウォブル信号を入力し、周波数ロック検出している状態では前記ウォブルＰＬＬ手段に対して前記ウォブル信号を入力するように切り換えることを特徴とするウォブル復調装置。 - データを記録するトラックがウォブリングされており、かつ前記ウォブリングは、周波数あるいは位相変調された第１の変調信号部分と、周波数あるいは位相変調されていない第２のキャリア信号部分の組合せにより、デジタル情報を表わすように変調されたウォブル信号に応じて形成されている光記録媒体から、前記デジタル情報を再生する復調方法であって、
前記光記録媒体から前記トラックのウォブリングに応じたウォブル信号を抽出するウォブル信号検出ステップと、
前記ウォブル信号から前記キャリア信号を生成するウォブルＰＬＬステップと、
前記ウォブル信号と前記キャリア信号との周波数と位相のロック検出を行ってＰＬＬのロック状態を判定するＰＬＬロック判定ステップと、
前記ウォブル信号と前記キャリア信号から前記デジタル情報の同期位置検出とデコードを行うデコードステップと、
前記ウォブル信号の周期を平均化した平均化ウォブル信号を生成するウォブル周期平均化ステップとから構成され、
前記デコードステップは、前記ＰＬＬロック判定ステップがＰＬＬロック判定すれば前記デジタル情報に対する同期位置を検出してロックするように動作し、ＰＬＬアンロック判定すればロックしていた同期位置をアンロックするように動作し、
前記ＰＬＬロック判定ステップは、周波数ロック検出していない状態では前記ウォブルＰＬＬステップに対して前記ウォブル信号にかえて前記平均化ウォブル信号を入力し、周波数ロック検出している状態では前記ウォブルＰＬＬステップに対して前記ウォブル信号を入力するように切り換えることを特徴とするウォブル復調方法。
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