JP4095493B2 - 光ディスク装置及び光ディスク処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク装置に関し、特に、ウォブル信号を扱う光ディスク装置及び光ディスク処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、光ディスク装置の改良・普及が進み、この分野の諸技術においても、高い水準のものが要望されている。この一つとして、光ディスク上に設けられたウォブルドプリグルーブを検出しこれに応じて生成されるウォブルクロックの利用がある。しかし、光ディスクは、年々、高速化・高密度化されてきており、これに応じて、ウォブルクロック信号も不安定になりがちである。
【０００３】
これに関連した従来技術として、高速アクセスを行うウォブルクロック生成回路を示す例がある（例えば、特許文献１参照）。ここでは、複数のＢＰＦ（Band Pass Filter）回路を設けることで、光ディスクの回転数が異なる場合でも、それぞれに最適のＢＰＦ回路を選択することで、ノイズを除去して、安定したウォブルクロック信号を供給するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０７７４５号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、複数のＢＰＦ回路を用意しなければならず、回路が大規模となってしまう。更に、光ディスクの回転数が変化していくにつれ、これに正確に対応するＢＰＦ回路が用意できずに、ノイズを完全に除去することができないので、完全なウォブルクロック信号を得ることができない。
【０００６】
すなわち、上述した従来技術においては、ウォブルクロックのためのＰＬＬ回路は、一般に、光学ピックアップからの再生信号をＲＦアンプでプッシュプル信号生成された後、適当なレベルに増幅され、二値スライス回路にて一定閾値をもって入力信号の大小を判定し“１”と“０”の二値化信号にスライスされる。この二値化信号は発振器出力と位相差比較を行い、位相誤差を発振器に帰還するＰＬＬ回路にて平滑補間され、ウォブル再生クロックとして使われる。
【０００７】
しかしながら、後述するように、ノイズの影響により、２値化信号は簡単に異なるタイミングを示す信号となるため、発振器出力との位相差比較を正確に行うことができない。これにより、ノイズの影響を受けることで、ウォブルＰＬＬ信号のキャプチャーレンジが狭くなったり、ロックが外れるなどの不具合が発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は、ウォブル信号と発振波との比較を、二値化信号同士の比較ではなく、信号半周期ごとの積分値を比較することにより、ノイズに強いＰＬＬウォブル信号を生成しこれに基づき処理を行う光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスクから検出した反射光に基づいて、前記光ディスク上のウォブルされたグルーブに応じたウォブル信号を生成する生成部と、前記生成部からの前記ウォブル信号と、与えられる発振波とを受けて、これらの乗算処理をする乗算部と、前記乗算部の乗算結果を受けこれを積分する積分処理部と、前記積分処理部の積分結果に基づいてその発振周波数が制御された、前記発振波を生成して前記乗算部に供給する発振部と、前記発振部からの前記発振波に基づいて、前記光ディスク上の情報を処理する処理部とを具備することを特徴とする光ディスク装置である。
【００１０】
本発明に係る光ディスク装置は、従来装置のように、検出したウォブル信号を２値化スライスで２値化信号とするのではなく、そのまま（又は、１６ビット等の多値信号に変換後）、発振器からの正弦波等の発振波と乗算処理され、その後、この乗算結果が積分処理される。これにより、ウォブルの周期ごとに、ウォブル信号と発振波との全体的な面積値同士の比較がなされることになる。
【００１１】
これにより、従来の２値化信号の場合のように、小さなノイズの影響が決定的に２値化信号のタイミングに現れるということがなくなる。従って、ノイズに強いＰＬＬ（Phase Locked Loop）ウォブル信号を得ることができるため、光ディスクが高速化し高密度化することにより、ノイズが増えてきても、安定したウォブルＰＬＬ信号を得ることができる光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の一つである光ディスク装置を以下に詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態である光ディスク装置を示すブロック図、図３は、本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ信号を生成する過程を示すタイミングチャート、図４は、本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路の他の一例の構成を示すブロック図である。
【００１４】
＜本発明に係る光ディスク装置＞
（基本構成・動作）
図１において、本発明の一実施の形態である光ディスク装置Ａは、記憶領域としてのＲＯＭ２０とＲＡＭ２１、全体の動作を制御するシステム制御部２２を有しており、更に、駆動系として、光ディスクＤを所定回転数で回転させる回転モータＭと、これを制御するサーボ制御部１２とを有している。更に、光ディスクＤに対して、情報の書き込み及び読み出しを行うピックアップヘッドＰＵＨを有しており、これは、少なくとも、対物レンズＬと、一例として４分割のフォトデテクタＰＤと、レーザを照射するレーザダイオードＬＤとを有している。
【００１５】
又、サーボ制御部１２は、サーボ制御系各処理回路１５が接続されており、サーボ制御系各処理回路１５には、図示しない対物レンズ誘導回路やフォーカス制御回路、対物レンズ駆動信号切替器、対物レンズ駆動回路やウォブル（ＷＢ）信号検出部等が含まれており、フォーカス引き込み動作等を行う。
【００１６】
又、光ディスク装置Ａは、ピックアップヘッドＰＵＨのフォトデテクタＰＤからの検出信号が供給されるプリアンプ１１と、プリアンプ１１からの増幅信号が供給されるＲＦ回路１６と、ウォブルＰＬＬ回路２６とを有している。更に、ＲＦ回路１６は、外部から与えられる記録すべき信号や、ピックアップヘッドＰＵＨで検出された検出信号に、変調・復調処理やＥＣＣ処理を施すためのデータ処理部１８を有しており、作業領域を提供するＲＡＭ１９や、外部装置との信号の仲介を行うＩ／Ｆ２５等に接続されている。
【００１７】
更に、本発明に固有のものであるウォブルＰＬＬ回路２６においては、プリアンプ１１からの検出信号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が供給されるプッシュプル回路２７と、その出力が供給される乗算器２８と、その乗算結果が供給される積分器２９と、その積分結果が供給されるループ補償器３０と、更に、ループ補償器３０の制御信号が供給され、これに応じて発振波の周波数を制御して発振波を生成するＶＣＯ（Voltage Control Oscillator）３１とを少なくとも有している。ここで、ＶＣＯ３１は、ウォブル信号に追従する発振波として、少なくとも、正弦波、矩形波、台形波のうちの一つを発振するものであり、その周波数は、ループ補償器３０から供給される制御信号により制御されるものである。
【００１８】
このような構成において、システム制御部２２はＲＡＭ２１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ２０に記録された本発明を含むプログラムに従って所定の動作を行う。光ピックアップＰＵＨから出力された光は、光ディスクＤに照射される。光ディスクＤからの反射光は、プリアンプ１１で電気信号に変えられる。この電気信号は、ＲＦ回路１６を介してデータ処理部１８に入力される。
【００１９】
サーボ制御系各処理回路１５に含まれる、図示しない対物レンズ誘導回路やフォーカス制御回路、対物レンズ駆動信号切替器、対物レンズ駆動回路やウォブル（ＷＢ）信号検出部等は、フォーカス引き込み動作等を行う。
【００２０】
この動作に併せて、後に詳述するように、光ディスク上のウォブルドプリグルーブに応じたウォブル信号Ｗも検出され、これに応じて、ウォブルＰＬＬ回路２６により生成されたウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬは、サーボ制御部１２やデータ処理部１８へと供給される。
【００２１】
データ書込み動作時は、データ処理部１８が図示しないライトチャンネル回路で作られた書込みクロックを用いて、インターフェース２５を通して送られてくるデータに誤り検出符号（ＥＤＣ）やＩＤを付加し、サーボ安定の為のデータスクランブル処理を施し、更に、誤り訂正符号（ＥＣＣ）を付加し、同期信号を付加する。更に、併せて、同期信号以外を変調し、図示しない書込みパワー制御部に送って、対応メディアに最適なライトストラテジーによって、図示しないレーザダイオード駆動回路を通して、メディアに信号を書き込む。
【００２２】
又、データ読出し時は、光ピックアップＰＵＨからの検出信号がプリアンプ１１で増幅され、ＲＦ回路１６で生成されたＲＦ信号は、最適イコライザを通して、図示しない読取りバッファとＰＬＬ回路に送られる。ＰＬＬ回路で作られた読出しクロックで、読取りバッファにチャンネルデータが読み取られる。読み取られたデータは、データ処理部１８で、同期化されシンボルデータが読出される。その後、誤り訂正やデスクランブル処理が行われ、インターフェース２５を介して外部装置等に転送される。
【００２３】
（ウォブル信号処理）
次に、本発明に係るウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬを生成するウォブルＰＬＬ回路２６について、図３のタイミングチャートを用いて詳細に述べる。光ディスクＤにはディスクの線速度変化に対応した書き込みクロックを作る等のリードチャネル信号処理のタイムベースを得る手がかりとしてウォブリング、つまりラジアル方向にグルーブが振動しているグルーブが構成されている。このウォブリングの周期をウォブル信号Ｗとして検出し、更に、ウォブルＰＬＬ回路２６において、これに同期する発振波をウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬとして生成している。
【００２４】
レーザダイオードＬＤで発光したレーザ光は、対物レンズＬでディスク盤面上に絞られ、その反射光に応じた検出信号がフォトデテクタＰＤから出力される。フォトデテクタＰＤは、一例として４分割された受光面から成り、回折方向に応じた光の強さが弁別できるようになっている。これらの出力は微量な電流であるので、後ほどの処理がしやすいようにプリアンプ１１で大きな電圧に増幅される。更に、ウォブルＰＬＬ回路２６に含まれるプッシュプル回路２７では、図３に示すように、プリアンプ１１からの信号を演算処理（ラジアル半面ずつの差信号生成等）することで、グルーブからのラジアル回折光のバランスを示すところのプッシュプル信号であるウォブル信号Ｗを生成する。
【００２５】
ここで注目すべきは、図３に示すように、光ディスクが高速化・高密度化していくことで、ノイズの影響を受けると、本来の理想的なウォブル信号Ｗ（破線）に示すような形を描かずに、ウォブル信号Ｗ（実線）に見るように、ノイズが乗った状態で出力されてしまう。ここで、本発明の手法を取らずに、ウォブル信号Ｗ（実線）を２値化回路で２値化信号とすると、誤り成分（矢印）を含んだ２値化信号Ｌ１が出力されてしまう。これは、理想形である２値化信号Ｌ２と比較してもわかるように、誤り成分（矢印）を含んでいるため、その後、発振波との位相比較を正確に行うことができない。２値化信号を利用する場合、この顕著なノイズの影響により、ウォブルＰＬＬ信号のキャプチャーレンジが狭くなったり、ロックが外れるなどの不具合が発生する。
【００２６】
本発明においては、検出したウォブル信号Ｗを２値化処理することはなく、そのまま、ＶＣＯ３１からの発振波と乗算処理し、その後、乗算結果を積分処理して、この積分結果に応じて、発振波の周波数制御を行うものである。これにより、検出したウォブル信号Ｗと発振波との比較を、周期単位の信号面積として行うことができるため、小さなノイズの影響が直接、比較結果に現れてくることがないので、高速化・高密度化した光ディスクにおいても、安定したウォブルＰＬＬ信号を得ることができる。
【００２７】
すなわち、ＶＣＯ（電圧制御発振器：Voltage Control Oscillator）３１は、外部からの制御入力に従って周波数を可変することができる発振器であり、ウォブルＰＬＬ回路２６では、この発振器の周波数と位相をウォブル信号Ｗに同期するように制御系を構成している。
【００２８】
ＶＣＯ３１の出力であるウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬとウォブルを含むプッシュプル信号であるウォブル信号Ｗは、乗算器２８にて乗算される。ここで乗算であるのでこの出力は２者の正負の極性が合っている瞬間は正の値が出力され、２者の極性がお互いに逆であった場合には負が出力される。
【００２９】
ここで２者の周波数はほぼ合っているが完全には一致してはいない状態を考えると、結果をある時定数で平均して観察すれば２者の位相極性が合っているときに正の値となり、お互いに逆位相になっているときは負の値となる。
【００３０】
すなわち、図３に示すように、ウォブル信号ＷとＶＣＯ３１の発振波（正弦波に限らず矩形波や台形波等を用いることが可能だが、図３は正弦波）である正弦波Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５による乗算処理により、乗算器出力Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６が得られる。
【００３１】
ここでは、積分器２９で、正弦波Ｓ１とウォブル信号Ｗの位相が一致している場合、最大の乗算器出力Ｓ２が得られる。又、正弦波Ｓ３とウォブル信号Ｗの位相が±９０度位相差の場合、ほぼ零の乗算器出力Ｓ４が得られる。又、正弦波Ｓ５とウォブル信号Ｗの位相が±１８０度（逆位相）の場合、負の最大値の乗算器出力Ｓ６が得られる。
【００３２】
これらの乗算器出力Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６が積分器２９により積分され、この積分結果の信号をループ補償器３０に供給することで、この積分値に応じた、ＶＣＯ３１における正弦波等の発振波の周波数制御が可能となる。なお、ここで、積分器２９の積分時間は、発振器であるＶＣＯ３１の１周期の整数倍であることが好適である。
【００３３】
ここで、ＶＣＯ３１の信号位相が入力ウォブル信号Ｗよりも９０度進み位相になるところを目標収束点として、位相が一致(位相差が０度)に近づくと発振周波数を上げる方向、逆相方向に近づくと周波数を下げる方向に制御して、ＶＣＯ３１の発振波をウォブル信号Ｗに位相同期させることができる。
【００３４】
この場合の制御系の一巡伝達特性であるが、単純な負帰還の場合位相情報を周波数の変化として戻すので一次遅れ系として安定はするが、ＶＣＯ３１の周波数を制御する分だけの値を発生させるためには、９０度からずれた状態が必要になり、制御目標点からの制御範囲が正負非対称になってしまう。従って、ループ補償器３０では、制御帯域よりも低い直流を積分補償して定常偏差を解消するのが好適である。又は、収束時には積分補償が収束の邪魔をする場合があるので、積分補償は収束を確認した後に機能させるか、又は、収束時のみ微分補償を入れることが好適である。
【００３５】
このようにしてＶＣＯ３１から得られたウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬは、例えば、データ処理回路１８に供給され、検出信号の再生処理や、与えられた信号の記録処理の際の基準信号として使用される。又、一例として、サーボ制御部１２に供給され、光ディスクＤの線速度を一定とするべく、回転モータＭの回転速度を制御する際の基準信号として使用される。
【００３６】
又、更に、図２に示すように、ＰＬＬウォブル回路２６において、プッシュプル回路２７の後段に多値化回路３２を挿入することで、ウォブル信号Ｗをアナログ信号ではなく、８ビットや１６ビットや６４ビット等の多値信号に変換して、同等の処理を行うことも好適である。又、この多値化回路を乗算器２８と積分器２９との間に設けたり、他の場所に設けることも好適である。すなわち、最近は、デジタル処理の集積回路が安価に入手できるため、信号を多値化した方が、低コストで高速度処理を得られる場合が少なくない。この場合でも、ウォブル信号Ｗをスライスレベルを設定して２値化しているわけではないので、本発明の作用効果であるノイズに対抗して安定したウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬを得られるものである。
【００３７】
このように、本発明に係る光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路２６によれば、検出したウォブル信号Ｗと発振波（正弦波等）との位相比較を、両者に乗算処理とその積分処理を施して信号面積において行うため、ウォブルよりも細かいノイズが混入していても影響を受けにくく、従来の２値化処理を用いた場合に比べて、格段に耐ノイズ性を向上させることができる。
【００３８】
＜他の実施形態＞
又、更に、本発明に係る光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路２６は、図４に示すような場合が好適である。すなわち、図４のウォブルＰＬＬ回路２６は、プッシュプル回路２７からウォブル信号Ｗが供給されるＶＣＡ（Voltage Control Amplifier）４１と、これに接続されるＬＰＦ（Low Pass Filter）・ＨＰＦ（High Pass Filter）４２と、これに接続されるＡ／Ｄコンバータ４３と、これに接続されるＨＰＦ４５と、これに接続されるＬＰＦ４７と、この出力を得るレベル検出器４０と、これに接続されるＤ／Ａコンバータ４４とを有している。更に、ＬＰＦ４７の出力を受ける乗算器積分器４８と、これに余弦波を供給し位相管理部５９からの制御信号を受ける余弦波基準器４９と、乗算器積分器４８の出力を受けるスレッシュホールド回路５２と、ＬＰＦ４７の出力を受ける乗算器積分器５１と、これに正弦波を供給し位相管理部５９からの制御信号を受ける正弦波基準器５０と、乗算器積分器４８、５１の出力を受け極性を反転する極性反転部５３と、更に、Ａ／Ｄコンバータ４３の出力を受け、周波数方向制御を行う周波数方向制御部４６とを有している。更に、周波数方向制御部４６の出力と、極性反転部５３の出力と、スレッシュホールド回路５２の出力を受けて、乗算器積分器５１の出力に応じて、これらの内の一つを出力するセレクタ部５４と、セレクタ部５４の出力を受けるループ補償部５５と、この出力を受けるＤ／Ａコンバータ５６と、この出力を受けるＶＣＯ５７と、この出力を受ける分周器５８と、この出力を受けて位相管理を行う位相管理部５９とを有している。
【００３９】
図４に示す構成によれば、周波数方向制御部４６を設けることにより、ウォブル信号ＷとＶＣＯ３１の発振波との周波数を比較して、例えば、１０％以上の差がある場合、セレクタ部５４の働きにより、周波数方向制御部４６の出力をループ補償器５４に供給する。これにより、余弦波基準器４９において、ウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬとなる余弦波の周波数を適正に効率的に制御することが可能となる。更に、ウォブル信号の極性反転部を検出すると、極性反転部５３の働きにより、信号を反転させて出力する。又、第２の発振波を出力する正弦波基準器５０及びその乗算器・積分器５１を設けることにより、ウォブル信号の極性反転個所を検出したり、ウォブルのシンク個所を検出したり、符号を検出し、この検出結果を利用することで、より一層、安定したウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬを得ることが可能となる。
【００４０】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、光ディスクのプリグルーブのウォブルに基づき検出したウォブル信号と、発振器の正弦波等とを乗算し、一定期間積分することで、信号面積において位相比較を行うことができるため、細かなノイズの影響をほとんど受けることなく、安定したウォブルＰＬＬ信号を得ることが可能な光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態である光ディスク装置を示すブロック図。
【図２】 本発明の他の一実施の形態である光ディスク装置を示すブロック図。
【図３】 本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ信号を生成する過程を示すタイミングチャート。
【図４】 本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路の他の一例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
Ａ…光ディスク装置、ＰＤ…フォトデテクタ、ＰＵＨ…ピックアップヘッド、ＬＤ…レーザダイオード、１１…プリアンプ、１２…サーボ制御部、１３…アクチュエータドライバ、１５…サーボ制御系各処理回路、１６…ＲＦ回路、１８…データ処理部、１９…ＲＡＭ、２２…システム制御部、２６…ウォブルＰＬＬ回路、２７…プッシュプル回路、２８…乗算器、２９…積分器、３０…ループ補償器、３１…ＶＣＯ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク装置に関し、特に、ウォブル信号を扱う光ディスク装置及び光ディスク処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、光ディスク装置の改良・普及が進み、この分野の諸技術においても、高い水準のものが要望されている。この一つとして、光ディスク上に設けられたウォブルドプリグルーブを検出しこれに応じて生成されるウォブルクロックの利用がある。しかし、光ディスクは、年々、高速化・高密度化されてきており、これに応じて、ウォブルクロック信号も不安定になりがちである。
【０００３】
これに関連した従来技術として、高速アクセスを行うウォブルクロック生成回路を示す例がある（例えば、特許文献１参照）。ここでは、複数のＢＰＦ（Band Pass Filter）回路を設けることで、光ディスクの回転数が異なる場合でも、それぞれに最適のＢＰＦ回路を選択することで、ノイズを除去して、安定したウォブルクロック信号を供給するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０７７４５号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、複数のＢＰＦ回路を用意しなければならず、回路が大規模となってしまう。更に、光ディスクの回転数が変化していくにつれ、これに正確に対応するＢＰＦ回路が用意できずに、ノイズを完全に除去することができないので、完全なウォブルクロック信号を得ることができない。
【０００６】
すなわち、上述した従来技術においては、ウォブルクロックのためのＰＬＬ回路は、一般に、光学ピックアップからの再生信号をＲＦアンプでプッシュプル信号生成された後、適当なレベルに増幅され、二値スライス回路にて一定閾値をもって入力信号の大小を判定し“１”と“０”の二値化信号にスライスされる。この二値化信号は発振器出力と位相差比較を行い、位相誤差を発振器に帰還するＰＬＬ回路にて平滑補間され、ウォブル再生クロックとして使われる。
【０００７】
しかしながら、後述するように、ノイズの影響により、２値化信号は簡単に異なるタイミングを示す信号となるため、発振器出力との位相差比較を正確に行うことができない。これにより、ノイズの影響を受けることで、ウォブルＰＬＬ信号のキャプチャーレンジが狭くなったり、ロックが外れるなどの不具合が発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は、ウォブル信号と発振波との比較を、二値化信号同士の比較ではなく、信号半周期ごとの積分値を比較することにより、ノイズに強いＰＬＬウォブル信号を生成しこれに基づき処理を行う光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスクから検出した反射光に基づいて、前記光ディスク上のウォブルされたグルーブに応じたウォブル信号を生成する生成部と、前記生成部からの前記ウォブル信号と、与えられる発振波とを受けて、これらの乗算処理をする乗算部と、前記乗算部の乗算結果を受けこれを積分する積分処理部と、前記積分処理部の積分結果に基づいてその発振周波数が制御された、前記発振波を生成して前記乗算部に供給する発振部と、前記発振部からの前記発振波に基づいて、前記光ディスク上の情報を処理する処理部とを具備することを特徴とする光ディスク装置である。
【００１０】
本発明に係る光ディスク装置は、従来装置のように、検出したウォブル信号を２値化スライスで２値化信号とするのではなく、そのまま（又は、１６ビット等の多値信号に変換後）、発振器からの正弦波等の発振波と乗算処理され、その後、この乗算結果が積分処理される。これにより、ウォブルの周期ごとに、ウォブル信号と発振波との全体的な面積値同士の比較がなされることになる。
【００１１】
これにより、従来の２値化信号の場合のように、小さなノイズの影響が決定的に２値化信号のタイミングに現れるということがなくなる。従って、ノイズに強いＰＬＬ（Phase Locked Loop）ウォブル信号を得ることができるため、光ディスクが高速化し高密度化することにより、ノイズが増えてきても、安定したウォブルＰＬＬ信号を得ることができる光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の一つである光ディスク装置を以下に詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態である光ディスク装置を示すブロック図、図３は、本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ信号を生成する過程を示すタイミングチャート、図４は、本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路の他の一例の構成を示すブロック図である。
【００１４】
＜本発明に係る光ディスク装置＞
（基本構成・動作）
図１において、本発明の一実施の形態である光ディスク装置Ａは、記憶領域としてのＲＯＭ２０とＲＡＭ２１、全体の動作を制御するシステム制御部２２を有しており、更に、駆動系として、光ディスクＤを所定回転数で回転させる回転モータＭと、これを制御するサーボ制御部１２とを有している。更に、光ディスクＤに対して、情報の書き込み及び読み出しを行うピックアップヘッドＰＵＨを有しており、これは、少なくとも、対物レンズＬと、一例として４分割のフォトデテクタＰＤと、レーザを照射するレーザダイオードＬＤとを有している。
【００１５】
又、サーボ制御部１２は、サーボ制御系各処理回路１５が接続されており、サーボ制御系各処理回路１５には、図示しない対物レンズ誘導回路やフォーカス制御回路、対物レンズ駆動信号切替器、対物レンズ駆動回路やウォブル（ＷＢ）信号検出部等が含まれており、フォーカス引き込み動作等を行う。
【００１６】
又、光ディスク装置Ａは、ピックアップヘッドＰＵＨのフォトデテクタＰＤからの検出信号が供給されるプリアンプ１１と、プリアンプ１１からの増幅信号が供給されるＲＦ回路１６と、ウォブルＰＬＬ回路２６とを有している。更に、ＲＦ回路１６は、外部から与えられる記録すべき信号や、ピックアップヘッドＰＵＨで検出された検出信号に、変調・復調処理やＥＣＣ処理を施すためのデータ処理部１８を有しており、作業領域を提供するＲＡＭ１９や、外部装置との信号の仲介を行うＩ／Ｆ２５等に接続されている。
【００１７】
更に、本発明に固有のものであるウォブルＰＬＬ回路２６においては、プリアンプ１１からの検出信号（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が供給されるプッシュプル回路２７と、その出力が供給される乗算器２８と、その乗算結果が供給される積分器２９と、その積分結果が供給されるループ補償器３０と、更に、ループ補償器３０の制御信号が供給され、これに応じて発振波の周波数を制御して発振波を生成するＶＣＯ（Voltage Control Oscillator）３１とを少なくとも有している。ここで、ＶＣＯ３１は、ウォブル信号に追従する発振波として、少なくとも、正弦波、矩形波、台形波のうちの一つを発振するものであり、その周波数は、ループ補償器３０から供給される制御信号により制御されるものである。
【００１８】
このような構成において、システム制御部２２はＲＡＭ２１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ２０に記録された本発明を含むプログラムに従って所定の動作を行う。光ピックアップＰＵＨから出力された光は、光ディスクＤに照射される。光ディスクＤからの反射光は、プリアンプ１１で電気信号に変えられる。この電気信号は、ＲＦ回路１６を介してデータ処理部１８に入力される。
【００１９】
サーボ制御系各処理回路１５に含まれる、図示しない対物レンズ誘導回路やフォーカス制御回路、対物レンズ駆動信号切替器、対物レンズ駆動回路やウォブル（ＷＢ）信号検出部等は、フォーカス引き込み動作等を行う。
【００２０】
この動作に併せて、後に詳述するように、光ディスク上のウォブルドプリグルーブに応じたウォブル信号Ｗも検出され、これに応じて、ウォブルＰＬＬ回路２６により生成されたウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬは、サーボ制御部１２やデータ処理部１８へと供給される。
【００２１】
データ書込み動作時は、データ処理部１８が図示しないライトチャンネル回路で作られた書込みクロックを用いて、インターフェース２５を通して送られてくるデータに誤り検出符号（ＥＤＣ）やＩＤを付加し、サーボ安定の為のデータスクランブル処理を施し、更に、誤り訂正符号（ＥＣＣ）を付加し、同期信号を付加する。更に、併せて、同期信号以外を変調し、図示しない書込みパワー制御部に送って、対応メディアに最適なライトストラテジーによって、図示しないレーザダイオード駆動回路を通して、メディアに信号を書き込む。
【００２２】
又、データ読出し時は、光ピックアップＰＵＨからの検出信号がプリアンプ１１で増幅され、ＲＦ回路１６で生成されたＲＦ信号は、最適イコライザを通して、図示しない読取りバッファとＰＬＬ回路に送られる。ＰＬＬ回路で作られた読出しクロックで、読取りバッファにチャンネルデータが読み取られる。読み取られたデータは、データ処理部１８で、同期化されシンボルデータが読出される。その後、誤り訂正やデスクランブル処理が行われ、インターフェース２５を介して外部装置等に転送される。
【００２３】
（ウォブル信号処理）
次に、本発明に係るウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬを生成するウォブルＰＬＬ回路２６について、図３のタイミングチャートを用いて詳細に述べる。光ディスクＤにはディスクの線速度変化に対応した書き込みクロックを作る等のリードチャネル信号処理のタイムベースを得る手がかりとしてウォブリング、つまりラジアル方向にグルーブが振動しているグルーブが構成されている。このウォブリングの周期をウォブル信号Ｗとして検出し、更に、ウォブルＰＬＬ回路２６において、これに同期する発振波をウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬとして生成している。
【００２４】
レーザダイオードＬＤで発光したレーザ光は、対物レンズＬでディスク盤面上に絞られ、その反射光に応じた検出信号がフォトデテクタＰＤから出力される。フォトデテクタＰＤは、一例として４分割された受光面から成り、回折方向に応じた光の強さが弁別できるようになっている。これらの出力は微量な電流であるので、後ほどの処理がしやすいようにプリアンプ１１で大きな電圧に増幅される。更に、ウォブルＰＬＬ回路２６に含まれるプッシュプル回路２７では、図３に示すように、プリアンプ１１からの信号を演算処理（ラジアル半面ずつの差信号生成等）することで、グルーブからのラジアル回折光のバランスを示すところのプッシュプル信号であるウォブル信号Ｗを生成する。
【００２５】
ここで注目すべきは、図３に示すように、光ディスクが高速化・高密度化していくことで、ノイズの影響を受けると、本来の理想的なウォブル信号Ｗ（破線）に示すような形を描かずに、ウォブル信号Ｗ（実線）に見るように、ノイズが乗った状態で出力されてしまう。ここで、本発明の手法を取らずに、ウォブル信号Ｗ（実線）を２値化回路で２値化信号とすると、誤り成分（矢印）を含んだ２値化信号Ｌ１が出力されてしまう。これは、理想形である２値化信号Ｌ２と比較してもわかるように、誤り成分（矢印）を含んでいるため、その後、発振波との位相比較を正確に行うことができない。２値化信号を利用する場合、この顕著なノイズの影響により、ウォブルＰＬＬ信号のキャプチャーレンジが狭くなったり、ロックが外れるなどの不具合が発生する。
【００２６】
本発明においては、検出したウォブル信号Ｗを２値化処理することはなく、そのまま、ＶＣＯ３１からの発振波と乗算処理し、その後、乗算結果を積分処理して、この積分結果に応じて、発振波の周波数制御を行うものである。これにより、検出したウォブル信号Ｗと発振波との比較を、周期単位の信号面積として行うことができるため、小さなノイズの影響が直接、比較結果に現れてくることがないので、高速化・高密度化した光ディスクにおいても、安定したウォブルＰＬＬ信号を得ることができる。
【００２７】
すなわち、ＶＣＯ（電圧制御発振器：Voltage Control Oscillator）３１は、外部からの制御入力に従って周波数を可変することができる発振器であり、ウォブルＰＬＬ回路２６では、この発振器の周波数と位相をウォブル信号Ｗに同期するように制御系を構成している。
【００２８】
ＶＣＯ３１の出力であるウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬとウォブルを含むプッシュプル信号であるウォブル信号Ｗは、乗算器２８にて乗算される。ここで乗算であるのでこの出力は２者の正負の極性が合っている瞬間は正の値が出力され、２者の極性がお互いに逆であった場合には負が出力される。
【００２９】
ここで２者の周波数はほぼ合っているが完全には一致してはいない状態を考えると、結果をある時定数で平均して観察すれば２者の位相極性が合っているときに正の値となり、お互いに逆位相になっているときは負の値となる。
【００３０】
すなわち、図３に示すように、ウォブル信号ＷとＶＣＯ３１の発振波（正弦波に限らず矩形波や台形波等を用いることが可能だが、図３は正弦波）である正弦波Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５による乗算処理により、乗算器出力Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６が得られる。
【００３１】
ここでは、積分器２９で、正弦波Ｓ１とウォブル信号Ｗの位相が一致している場合、最大の乗算器出力Ｓ２が得られる。又、正弦波Ｓ３とウォブル信号Ｗの位相が±９０度位相差の場合、ほぼ零の乗算器出力Ｓ４が得られる。又、正弦波Ｓ５とウォブル信号Ｗの位相が±１８０度（逆位相）の場合、負の最大値の乗算器出力Ｓ６が得られる。
【００３２】
これらの乗算器出力Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６が積分器２９により積分され、この積分結果の信号をループ補償器３０に供給することで、この積分値に応じた、ＶＣＯ３１における正弦波等の発振波の周波数制御が可能となる。なお、ここで、積分器２９の積分時間は、発振器であるＶＣＯ３１の１周期の整数倍であることが好適である。
【００３３】
ここで、ＶＣＯ３１の信号位相が入力ウォブル信号Ｗよりも９０度進み位相になるところを目標収束点として、位相が一致(位相差が０度)に近づくと発振周波数を上げる方向、逆相方向に近づくと周波数を下げる方向に制御して、ＶＣＯ３１の発振波をウォブル信号Ｗに位相同期させることができる。
【００３４】
この場合の制御系の一巡伝達特性であるが、単純な負帰還の場合位相情報を周波数の変化として戻すので一次遅れ系として安定はするが、ＶＣＯ３１の周波数を制御する分だけの値を発生させるためには、９０度からずれた状態が必要になり、制御目標点からの制御範囲が正負非対称になってしまう。従って、ループ補償器３０では、制御帯域よりも低い直流を積分補償して定常偏差を解消するのが好適である。又は、収束時には積分補償が収束の邪魔をする場合があるので、積分補償は収束を確認した後に機能させるか、又は、収束時のみ微分補償を入れることが好適である。
【００３５】
このようにしてＶＣＯ３１から得られたウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬは、例えば、データ処理回路１８に供給され、検出信号の再生処理や、与えられた信号の記録処理の際の基準信号として使用される。又、一例として、サーボ制御部１２に供給され、光ディスクＤの線速度を一定とするべく、回転モータＭの回転速度を制御する際の基準信号として使用される。
【００３６】
又、更に、図２に示すように、ＰＬＬウォブル回路２６において、プッシュプル回路２７の後段に多値化回路３２を挿入することで、ウォブル信号Ｗをアナログ信号ではなく、８ビットや１６ビットや６４ビット等の多値信号に変換して、同等の処理を行うことも好適である。又、この多値化回路を乗算器２８と積分器２９との間に設けたり、他の場所に設けることも好適である。すなわち、最近は、デジタル処理の集積回路が安価に入手できるため、信号を多値化した方が、低コストで高速度処理を得られる場合が少なくない。この場合でも、ウォブル信号Ｗをスライスレベルを設定して２値化しているわけではないので、本発明の作用効果であるノイズに対抗して安定したウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬを得られるものである。
【００３７】
このように、本発明に係る光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路２６によれば、検出したウォブル信号Ｗと発振波（正弦波等）との位相比較を、両者に乗算処理とその積分処理を施して信号面積において行うため、ウォブルよりも細かいノイズが混入していても影響を受けにくく、従来の２値化処理を用いた場合に比べて、格段に耐ノイズ性を向上させることができる。
【００３８】
＜他の実施形態＞
又、更に、本発明に係る光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路２６は、図４に示すような場合が好適である。すなわち、図４のウォブルＰＬＬ回路２６は、プッシュプル回路２７からウォブル信号Ｗが供給されるＶＣＡ（Voltage Control Amplifier）４１と、これに接続されるＬＰＦ（Low Pass Filter）・ＨＰＦ（High Pass Filter）４２と、これに接続されるＡ／Ｄコンバータ４３と、これに接続されるＨＰＦ４５と、これに接続されるＬＰＦ４７と、この出力を得るレベル検出器４０と、これに接続されるＤ／Ａコンバータ４４とを有している。更に、ＬＰＦ４７の出力を受ける乗算器積分器４８と、これに余弦波を供給し位相管理部５９からの制御信号を受ける余弦波基準器４９と、乗算器積分器４８の出力を受けるスレッシュホールド回路５２と、ＬＰＦ４７の出力を受ける乗算器積分器５１と、これに正弦波を供給し位相管理部５９からの制御信号を受ける正弦波基準器５０と、乗算器積分器４８、５１の出力を受け極性を反転する極性反転部５３と、更に、Ａ／Ｄコンバータ４３の出力を受け、周波数方向制御を行う周波数方向制御部４６とを有している。更に、周波数方向制御部４６の出力と、極性反転部５３の出力と、スレッシュホールド回路５２の出力を受けて、乗算器積分器５１の出力に応じて、これらの内の一つを出力するセレクタ部５４と、セレクタ部５４の出力を受けるループ補償部５５と、この出力を受けるＤ／Ａコンバータ５６と、この出力を受けるＶＣＯ５７と、この出力を受ける分周器５８と、この出力を受けて位相管理を行う位相管理部５９とを有している。
【００３９】
図４に示す構成によれば、周波数方向制御部４６を設けることにより、ウォブル信号ＷとＶＣＯ３１の発振波との周波数を比較して、例えば、１０％以上の差がある場合、セレクタ部５４の働きにより、周波数方向制御部４６の出力をループ補償器５４に供給する。これにより、余弦波基準器４９において、ウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬとなる余弦波の周波数を適正に効率的に制御することが可能となる。更に、ウォブル信号の極性反転部を検出すると、極性反転部５３の働きにより、信号を反転させて出力する。又、第２の発振波を出力する正弦波基準器５０及びその乗算器・積分器５１を設けることにより、ウォブル信号の極性反転個所を検出したり、ウォブルのシンク個所を検出したり、符号を検出し、この検出結果を利用することで、より一層、安定したウォブルＰＬＬ信号ＷＰＬＬを得ることが可能となる。
【００４０】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、光ディスクのプリグルーブのウォブルに基づき検出したウォブル信号と、発振器の正弦波等とを乗算し、一定期間積分することで、信号面積において位相比較を行うことができるため、細かなノイズの影響をほとんど受けることなく、安定したウォブルＰＬＬ信号を得ることが可能な光ディスク装置及び光ディスク処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態である光ディスク装置を示すブロック図。
【図２】 本発明の他の一実施の形態である光ディスク装置を示すブロック図。
【図３】 本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ信号を生成する過程を示すタイミングチャート。
【図４】 本発明の一実施の形態である光ディスク装置のウォブルＰＬＬ回路の他の一例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
Ａ…光ディスク装置、ＰＤ…フォトデテクタ、ＰＵＨ…ピックアップヘッド、ＬＤ…レーザダイオード、１１…プリアンプ、１２…サーボ制御部、１３…アクチュエータドライバ、１５…サーボ制御系各処理回路、１６…ＲＦ回路、１８…データ処理部、１９…ＲＡＭ、２２…システム制御部、２６…ウォブルＰＬＬ回路、２７…プッシュプル回路、２８…乗算器、２９…積分器、３０…ループ補償器、３１…ＶＣＯ。
Claims (10)
- 光ディスクから検出した反射光に基づいて、前記光ディスク上のウォブルされたグルーブに応じたウォブル信号を生成する生成部と、
前記生成部からの前記ウォブル信号と、与えられる発振波とを受けて、これらの乗算処理をする乗算部と、
前記乗算部の乗算結果を受けこれを積分する積分処理部と、
前記積分処理部の積分結果に基づいてその発振周波数が制御された、前記発振波を生成して前記乗算部に供給する発振部と、
前記発振部からの前記発振波に基づいて、前記光ディスク上の情報を処理する処理部と、を具備することを特徴とする光ディスク装置。 - 前記乗算部は、前記生成部からの前記ウォブル信号を２値化することなく、前記発振波と乗算処理を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
- 前記積分処理部の積分時間は、前記発振部の１周期の整数倍であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
- 前記発振部からの前記発振波に基づいて、前記光ディスクの線速度を一定とするべく回転数を制御するサーボ制御部を更に有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
- 前記生成部から出力される前記ウォブル信号を２値信号以外の多値信号に変換する多値化回路を更に有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
- 光ディスクから検出した反射光に基づいて、前記光ディスク上のウォブルされたグルーブに応じたウォブル信号を生成し、
前記ウォブル信号と、与えられる発振波とを受け、これらの乗算処理を行い、
前記乗算結果を受けこれを積分し、
前記積分結果に基づいてその発振周波数が制御された、前記発振波を生成し、
前記発振波に基づいて、前記光ディスク上の情報を処理することを特徴とする光ディスク処理方法。 - 前記乗算においては、前記ウォブル信号を２値化することなく、前記発振波と乗算処理を行うことを特徴とする請求項６記載の光ディスク処理方法。
- 前記積分の積分時間は、前記発振の１周期の整数倍であることを特徴とする請求項６記載の光ディスク処理方法。
- 前記発振波に基づいて、前記光ディスクの線速度を一定とするべく回転数を制御することを特徴とする請求項６記載の光ディスク処理方法。
- 前記生成されるウォブル信号を２値信号以外の多値信号に変換することを特徴とする請求項６記載の光ディスク処理方法。
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| JPH074771U (ja) * | 1993-06-24 | 1995-01-24 | 明和工業株式会社 | 窓の目かくし板 |
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