JP4345611B2 - ディスクドライブ装置、ウォブル再生方法 - Google Patents
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Description
光ディスクには、例えばCD、CD−ROM、DVD−ROMなどとして知られているように再生専用タイプのものと、MD、CD−R、CD−RW、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW、DVD−RAMなどで知られているようにユーザーデータが記録可能なタイプがある。記録可能タイプのものは、光磁気記録方式、相変化記録方式、色素膜変化記録方式などが利用されることで、データが記録可能とされる。色素膜変化記録方式はライトワンス記録方式とも呼ばれ、一度だけデータ記録が可能で書換不能であるため、データ保存用途などに好適とされる。一方、光磁気記録方式や相変化記録方式は、データの書換が可能であり音楽、映像、ゲーム、アプリケーションプログラム等の各種コンテンツデータの記録を始めとして各種用途に利用される。
更に近年、ブルーレイディスク(Blu-Ray Disc)と呼ばれる高密度光ディスクが開発され、著しい大容量化が図られている。
またデータトラック上の所定の位置にデータを記録することができるようにアドレス情報を記録する必要もあるが、このアドレス情報は、グルーブをウォブリング(蛇行)させることで記録される場合がある。
このようにすると、記録時や再生時に、反射光情報として得られるウォブリング情報からアドレスを読み取ることができ、例えばアドレスを示すピットデータ等を予めトラック上に形成しておかなくても、所望の位置にデータを記録再生することができる。
このようにウォブリンググルーブとしてアドレス情報を付加することで、例えばトラック上に離散的にアドレスエリアを設けて例えばピットデータとしてアドレスを記録することが不要となり、そのアドレスエリアが不要となる分、実データの記録容量を増大させることができる。
なお、このようなウォブリングされたグルーブにより表現される絶対時間(アドレス)情報は、ATIP(Absolute Time In Pregroove)又はADIP(Address In Pregroove)と呼ばれる。
このMSK変調とSTW変調、及びこれらを組み合わせて形成されるADIP情報について詳しくは後述するが、MSK変調は、位相が連続したFSK(Frequency Shift Keying)変調のうちの変調指数が0.5のものである。
またSTW変調は、ウォブル基本波に対して2倍の高調波を加算又は減算することで、鋸歯状波形のような変調波形を生成する変調方式である。
ブルーレイディスクに対応するディスクドライブ装置では、このようなADIP情報を再生するために、MSK復調器、STW復調器が搭載されることになる。
そして時間的にはモノトーン領域が長いため、十分に低い帯域のPLL回路によって、変調区間に影響されることなく、モノトーン領域に基づくクロック信号を再生することができ、このクロック信号に基づいて変調区間の復調処理を行って、ウォブリンググルーブに記録された情報を検出することができる。
たとえばモノトーン領域のウォブル波長が一定の値wl、グルーブピッチがtpの場合、隣接トラックとの位相差の条件はwl/(2×π×tp) 回転周期毎に繰り返し変動する。上記ブルーレイディスクの場合、これはディスク回転としての2.7周に相当する。つまり、或るトラックとその隣接トラックとのウォブリンググルーブの位相差の条件は、2.7周の間に連続的に変動し、2.7周を経過すると、元の位相差に戻る。
そしてウォブル信号が隣接トラックとの位相条件によって位相ズレが発生するため、ディスクから読み出されたウォブル信号の位相は、2.7周の間に、本来の位相よりも早くなったり遅くなったりする。
さらにはこの位相変動は、変調区間で位相が遅れている場合は、その前後のモノトーンウォブル区間で位相が進む状態となり、逆に変調区間で位相が進んでいる場合は、その前後のモノトーンウォブル区間で位相が遅れる状態となる。
そしてこのような位相変動により、信号位相が本来の位相よりも大きくずれてしまう部分では、変調信号の復調処理を正しく行うことができないという問題が生ずる。
なお、一般には、上記のwl/(2×π×tp) が整数であれば、トラック毎に位相がずれていくことがなく、従ってどのトラックでも同じ位相関係になり都合がよいが、現存する各種ディスクシステムではそのようには設定されていない。
図9(b)(c)(d)は、ウォブル信号I,II,IIIとして、位相ズレのないウォブル信号波形と上記2.7周の期間に観測される位相ズレの生じたウォブル信号波形を示している。図9(a)のウォブル信号I(太線),II(破線),III(細線)は、図9(b)(c)(d)の各ウォブル信号を比較のために合成して示したものである。
詳しくは後述するが、ブルーレイディスクのウォブルフォーマット上では、ウォブル基本周波数によるモノトーンウォブルが連続すると共に、所定位置に3ウォブル期間(モノトーンウォブルの3波区間)において、MSKマーク(MSK変調信号区間)が配される。
MSKマークは、モノトーンウォブル波形に対して、1.5倍波、−1倍波、−1.5倍波の波形となる。
図9では、モノトーンウォブルが4周期、MSKマーク部分(1.5倍波、−1倍波、−1.5倍波)、モノトーンウォブルが4周期、というように11周期分を示している。
ディスク上の実際のグルーブのウォブリング形状は、図9の縦線のタイミング、つまりウォブル基本周波数の周期に合って形成されているとすると、そのグルーブから読み出されるウォブル信号波形は図9(b)のようになる。
ところが、上記のように、あるトラックのウォブルと隣接トラックのウォブルの位相関係が2.7周の期間内に変動すると、ある時点では、図9(c)のようなウォブル信号波形となり、またある時点では図9(d)のようなウォブル信号波形となる。
例えば図9(c)のウォブル信号IIでは、モノトーンウォブルは位相遅れが生じ、MSKマーク期間では位相進みが生じている。
また図9(d)のウォブル信号IIIでは、モノトーンウォブルは位相進みが生じ、MSKマーク期間では位相遅れが生じている。
すると、例えば図9(c)の期間では、位相遅れが生じているモノトーンウォブルに同期したクロックで、位相進みが生じているMSKマークの復調を行わなければならない。
また例えば図9(d)の期間では、位相進みが生じているモノトーンウォブルに同期したクロックで、位相遅れが生じているMSKマークの復調を行わなければならない。
つまり、MSKマークに対して、その復調のためのクロックは、位相が大きくずれた状態となる。
図10(a)は、図9のウォブル信号波形I,II,IIIを、モノトーンウォブル区間のタイミングを合わせるようにそれぞれの位相をずらして示したものである。これは図中の縦線をクロックタイミングとしてみた波形となる。モノトーンウォブルに同期したクロックWCKは図10(b)のようになる。
図10(a)のようにクロックタイミングで見ると、MSKマーク部分は、2.7周の周期内で、ひどく位相ずれが生じているように見えることになる。つまり常にウォブル信号Iのように理想的な状態であればよいが、2.7周の内には、ウォブル信号IIのようにMSKの位相が左にずれるところ、ウォブル信号IIIのように位相が右にずれるところがある(実際には2.7周の中で連続的に変化する)。
MSK復調処理では、ウォブル基本周期であるクロックに基づいた期間で乗算処理や積分処理を行うことになるため、クロックとウォブル信号(MSK波形)の位相ズレが生ずることで、適正な復調ができないことになる。
なお、上記特許文献1にはウォブル信号に同期して生成されるクロックの位相補正を行う技術が示されているが、上記のような、非変調区間(モノトーンウォブル区間)と変調区間(MSKマーク区間)での逆方向での位相ズレに対処できる技術は開示されていない。
この場合、上記相対位相補正手段は、上記クロック信号もしくは上記ウォブル信号を移相させることで、上記相対位相を補正する。
また上記相対位相補正手段は、上記ウォブル信号の振幅状態に基づいて上記相対位相の補正量を設定する。
特には、上記相対位相補正手段は、上記無変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する。
又は、上記相対位相補正手段は、上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上の区間における上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する。
上記相対位相補正ステップでは、上記クロック信号もしくは上記ウォブル信号を移相させることで、上記相対位相を補正する。
また上記相対位相補正ステップでは、上記ウォブル信号の振幅状態に基づいて上記相対位相の補正量を設定する。
特には上記相対位相補正ステップでは、上記無変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する。
又は、上記相対位相補正ステップでは、上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上の区間における上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する。
ここでウォブル信号は隣接トラックとのウォブル位相差条件により、(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)周(例えば2.7周)の周期で位相変動が発生するが、その位相条件の変動に伴って、ウォブル信号振幅も同じ周期で変動する。なお、ウォブリンググルーブでトラックが形成される場合、上記(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)における「トラックピッチ」とは、グルーブピッチのこととなる。
従って例えばウォブル信号の振幅レベルは、そのときの位相ズレ量やズレ方向を表す指標となるため、振幅レベルを検出して、それに応じてクロック信号又はウォブル信号の移相量を変化させていくことで、周期的な位相ズレに対応して相対位相を補正していくことができる。
また、これによって相対位相の大きなズレに対応できるための復調回路系の構成や部品精度は要求されなくなることで、装置の低コスト化を促進できるという利点もある。
1.MSK変調、STW変調、及びADIP
2.ディスクドライブ装置の構成
3.MSK復調系の構成及び動作
4.変形例
本発明の実施の形態に対応する光ディスク1は、図1(a)に示すように、記録トラックとなるグルーブGVが形成されている。このグルーブGVは、内周側から外周側へスパイラル状に形成されている。そのため、この光ディスク1の半径方向の切断面を見ると、図1(b)に示すように、凸状のランドLと、凹状のグルーブGVとが交互に形成されることとなる。
このウォブル信号には、その記録位置における記録トラックのアドレス情報(物理アドレスやその他の付加情報等)が変調されている。そのため、光ディスクドライブでは、このウォブル信号からアドレス情報等を復調することによって、データの記録や再生の際のアドレス制御等を行うことができる。
MSK変調は、位相が連続したFSK(Frequency Shift Keying)変調のうちの変調指数が0.5のものである。FSK変調は、周波数f1と周波数f2の2つのキャリア信号に対して、被変調データの符号の“0”,“1”をそれぞれ対応させて変調する方式である。つまり、被変調データが“0”であれば周波数f1の正弦波波形を出力し、被変調データが“1”であれば周波数f1の正弦波波形を出力する変調方式である。さらに、位相が連続したFSK変調の場合には、被変調データの符号の切り換えタイミングにおいて、2つのキャリア信号の位相が連続する。
このFSK変調では、変調指数mというものが定義される。この変調指数mは、
m=|f1−f2|T
で定義される。ここで、Tは、被変調データの伝送速度(1/最短の符号長の時間)である。このmが0.5の場合の位相連続FSK変調のことを、MSK変調という。
上記のようにモノトーンウォブルをCos(ωt)と表現すると、MSK変調に用いられる2つの周波数は、一方を基準キャリア信号と同一の周波数とし、他方を基準キャリア信号の1.5倍の周波数とするため、MSK変調に用いられる信号波形は、一方がCos(ωt)又は−Cos(ωt)となり、他方がCos(1.5ωt)又は−Cos(1.5ωt)となる。
そして図2(a)の波形では、2つのモノトーンウォブルと、MSK変調領域と、2つのモノトーンウォブルを示しており、その場合、MSKストリームの信号波形は、1ウォブル周期毎に、Cos(wt),Cos(wt),Cos(1.5wt),-Cos(wt),-Cos(1.5wt),Cos(wt)といった波形となる。なお図面では、モノトーンウォブルのCos(ωt)=cos{2π・(fwob)・t}として示しており(fwobは基準キャリア周波数)、従って、MSK変調領域としての3ウォブル期間は、MM1=cos{2π・(1.5・fwob)・t}、MM2=−cos{2π・(fwob)・t}、MM3=−cos{2π・(1.5・fwob)・t}となる。
このように1個目のウォブル周期期間(MM1)はモノトーンウォブルの1.5倍の周波数、2個目(MM2)はモノトーンウォブルと同じ周波数、3個目(MM3)はモノトーンウォブルの1.5倍の周波数とされ、この3ウォブル期間で位相が戻る。つまり前後のモノトーンウォブルと位相が連続した状態であり、しかも2個目のウォブル(MM2)はモノトーンウォブルに対して極性が反転したものとなる。
光ディスク1のウォブル信号にMSK変調方式で被変調データを挿入する場合、まず、被変調データのデータストリームに対して、ウォブル周期に対応するクロック単位で差動符号化処理をする。すなわち、被変調データのストリームと、基準キャリア信号の1周期分遅延させた遅延データとを差分演算する。この差動符号化処理をしたデータを、プリコードデータとする。続いて、このプリコードデータをMSK変調して、上記のようなMSKストリームを生成する。
STW変調は、上述のように正弦波のキャリア信号に対して偶数次の高調波信号を付加し、当該高調波信号の極性を被変調データの符号に応じて変化させることによってデジタル符号を変調する変調方式である。
光ディスク1では、STW変調のキャリア信号は、上記MSK変調のキャリア信号である基準キャリア信号(Cos(ωt))と同一周波数及び位相の信号としている。付加する偶数次の高調波信号は、基準キャリア信号(Cos(ωt))の2次高調波であるSin(2ωt)、−Sin(2ωt)とし、その振幅は、基準キャリア信号の振幅に対して−12dBの振幅としている。被変調データの最小符号長は、ウォブル周期(基準キャリア信号の周期)の2倍としている。
そして、被変調データの符号が“1”のときにはSin(2ωt)をキャリア信号に付加し、“0”のときには−Sin(2ωt)をキャリア信号に付加して変調を行うものとする。
なお図面では、モノトーンウォブルのCos(ωt)=cos{2π・(fwob)・t}として示しており、従って、STW変調信号は、被変調データが“1”の場合、cos{2π・(fwob)・t}+a・sin{2π・(2・fwob)・t}となり、被変調データが“0”の場合、cos{2π・(fwob)・t}−a・sin{2π・(2・fwob)・t}となるとして示している。
図からわかるように、このSTW信号波形は、ディスク外周側に急峻に立ち上がり、内周側に緩やかに戻る波形と、その逆にディスク外周側に緩い傾斜で立ち上がって急峻に戻る波形となり、これによって「1」「0」の値が表現される。またどちらの波形の場合も、破線で示すモノトーンウォブルMWと共通のゼロクロスポイントを有するものとなる。従ってMSK方式のモノトーンウォブルMWの部分と共通の基本波成分からクロックを抽出するに当たって、その位相に影響を与えない。
なお、光ディスク1では、キャリア信号に加える高調波信号を2次高調波としているが、2次高調波に限らず、偶数次の高調波であればどのような信号を加算してもよい。また光ディスク1では、2次高調波のみを加算しているが、2次高調波と4次高調波との両者を同時に加算するといったように複数の高調波信号を同時に加算しても良い。
図3(b)に8種類のADIPユニットを示す。8種類とは、モノトーンユニット、リファレンスユニット、シンク0ユニット、シンク1ユニット、シンク2ユニット、シンク3ユニット、データ1ユニット、データ0ユニットである。
8種類の全てのADIPユニットでは、先頭のウォブル番号0,1,2はMSKマークとされる。
モノトーンユニットは、MSKマークに続くウォブル番号4〜55が全てモノトーンウォブルで構成される。
リファレンスユニットは、ウォブル番号18〜54が、0値を示すSTW変調ウォブルとなる。
シンク0ユニット、シンク1ユニット、シンク2ユニット、シンク3ユニットは、それぞれシンク情報の為のADIPユニットであり、図示するようにそれぞれ所定ウォブル番号位置にMSKマークが配置される。
データ1ユニットは値「1」を表現し、またデータ0ユニットは値「0」を表現するユニットである。データ1ユニットの場合、ウォブル番号12〜14にMSKマークが配され、またウォブル番号18〜54が、値「1」のSTW変調ウォブルとされる。データ0ユニットの場合、ウォブル番号14〜16にMSKマークが配され、またウォブル番号18〜54が、値「0」のSTW変調ウォブルとされる。
即ち図4に示すように、ADIP情報の1単位は、ADIPユニット0〜82により形成される。そしてADIPユニットナンバ0から7が、モノトーンユニット、シンク0ユニット、モノトーンユニット、シンク1ユニット、モノトーンユニット、シンク2ユニット、モノトーンユニット、シンク3ユニットとされる。
ADIPユニットナンバ8以降は、リファレンスユニット及び4ビット分のデータユニットとしての5つのユニットが繰り返し配される。そして各データユニット(例えばdata[0]、data[1]、data[2]、data[3]・・・data[59])は、上記データ1ユニット、データ0ユニットのいずれかとされることで、ADIP情報としての60ビットの値が示される。この60ビットには、アドレス値、付加情報、ECCパリティ等が含まれる。
次に、上記のようなディスク1に対応して記録/再生を行うことのできる本実施の形態のディスクドライブ装置を説明する。図5はディスクドライブ装置の構成を示す。
ディスク1は、図示しないターンテーブルに積載され、記録/再生動作時においてスピンドルモータ52によって一定線速度(CLV)で回転駆動される。
そして光学ピックアップ(光学ヘッド)51によってディスク1上のグルーブトラックのウォブリングとして埋め込まれたADIP情報の読み出しがおこなわれる。
なお、ディスク1上には、再生専用の管理情報として例えばディスクの物理情報等がエンボスピット又はウォブリンググルーブによって記録されるが、これらの情報の読出もピックアップ51により行われる。
またデータ記録時には光学ピックアップによってトラックにユーザーデータがフェイズチェンジマークとして記録され、再生時には光学ピックアップによって記録されたマークの読出が行われる。
またピックアップ51全体はスレッド機構53によりディスク半径方向に移動可能とされている。
またピックアップ51におけるレーザダイオードはレーザドライバ63からのドライブ信号(ドライブ電流)によってレーザ発光駆動される。
マトリクス回路54には、フォトディテクタとしての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
例えば再生データに相当する高周波信号(再生データ信号)、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを生成する。
さらに、グルーブのウォブリングに係る信号、即ちウォブリングを検出する信号としてプッシュプル信号を生成する。
マトリクス回路54から出力される再生データ信号はデータ信号処理回路55へ、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は光学ブロックサーボ回路61へ、プッシュプル信号はウォブル信号処理回路65へ、それぞれ供給される。
データ復調回路56は、再生時におけるデコード処理として、再生クロックに基づいてランレングスリミテッドコードの復調処理を行う。復調処理されたデータはECCエンコーダ/デコーダ57に供給される。
ECCエンコーダ/デコーダ57は、記録時にエラー訂正コードを付加するECCエンコード処理と、再生時にエラー訂正を行うECCデコード処理を行う。
再生時には、データ復調回路56で復調されたデータを内部メモリに取り込んで、エラー検出/訂正処理及びデインターリーブ等の処理を行い、再生データを得る。
ECCエンコーダ/デコーダ57で再生データにまでデコードされたデータは、システムコントローラ60の指示に基づいて読み出され、AV(Audio-Visual)システム120に転送される。
ウォブルデータはADIP復調回路66で、ウォブルクロックや、ウォブルクロックを逓倍して生成したクロックを用いた処理でMSK復調、STW復調され、ADIPアドレスを構成するデータストリームに復調されてアドレスデコーダ59に供給される。
アドレスデコーダ59は、供給されるデータについてのデコードを行い、アドレス値を得て、システムコントローラ60に供給する。
この場合ECCエンコーダ/デコーダ57は、バファリングされた記録データのエンコード処理として、エラー訂正コード付加やインターリーブ、サブコード等の付加を行う。
またECCエンコードされたデータは、記録パルス変換回路64においてRLL(1−7)PP方式(RLL;Run Length Limited、PP:Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength))の変調が施される。なお、記録時においてこれらのエンコード処理のための基準クロックとなるエンコードクロックはウォブル信号から生成したクロックを用いる。
即ちフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、二軸ドライバ68によりピックアップ51内の二軸機構のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによってピックアップ51、マトリクス回路54、光学ブロックサーボ回路61、二軸ドライバ68、二軸機構によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
また光学ブロックサーボ回路61は、システムコントローラ60からのトラックジャンプ指令に応じて、トラッキングサーボループをオフとし、ジャンプドライブ信号を出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。
また光学ブロックサーボ回路61は、トラッキングエラー信号の低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ60からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッドドライバ69によりスレッド機構53を駆動する。スレッド機構53には、図示しないが、ピックアップ51を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライブ信号に応じてスレッドモータを駆動することで、ピックアップ51の所要のスライド移動が行なわれる。
スピンドルサーボ回路62は、ウォブル信号に対するPLL処理で生成されるクロックを、現在のスピンドルモータ52の回転速度情報として得、これを所定のCLV基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号を生成する。
またデータ再生時においては、データ信号処理回路55内のPLLによって生成される再生クロック(デコード処理の基準となるクロック)が、現在のスピンドルモータ52の回転速度情報となるため、これを所定のCLV基準速度情報と比較することでスピンドルエラー信号を生成することもできる。
そしてスピンドルサーボ回路62は、スピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を出力し、スピンドルドライバ67によりスピンドルモータ52のCLV回転を実行させる。
またスピンドルサーボ回路62は、システムコントローラ60からのスピンドルキック/ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータ52の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
システムコントローラ60は、AVシステム120からのコマンドに応じて各種処理を実行する。
例えばAVシステム120から書込命令(ライトコマンド)が出されると、システムコントローラ60は、まず書き込むべきアドレスにピックアップ51を移動させる。そしてECCエンコーダ/デコーダ57、記録パルス変換回路64により、AVシステム120から転送されてきたデータ(例えばMPEG2などの各種方式のビデオデータや、オーディオデータ等)について上述したようにエンコード処理を実行させる。そして上記のようにエンコードされたデータに応じてレーザドライバ63がレーザ発光駆動することで記録が実行される。
その後、その指示されたデータ区間のデータをAVシステム120に転送するために必要な動作制御を行う。即ちディスク1からのデータ読出を行い、データ信号処理回路55、データ復調回路56、ECCエンコーダ/デコーダ57におけるデコード/バファリング等を実行させ、要求されたデータを転送する。
さらには他の機器に接続されない形態もあり得る。その場合は、操作部や表示部が設けられたり、データ入出力のインターフェース部位の構成が、図5とは異なるものとなる。つまり、ユーザーの操作に応じて記録や再生が行われるとともに、各種データの入出力のための端子部が形成されればよい。
もちろん構成例としては他にも多様に考えられ、例えば記録専用装置、再生専用装置としての例も考えられる。
次に、ウォブル信号処理回路65及びADIP復調回路66において形成されるMSK復調系の構成及び動作を説明する。なお、ADIP復調回路66にはSTW変調信号の復調系も設けられるが、STW復調系については図示及び説明を省略する。
図6は、上記図5の構成の内で、ウォブル信号をMSK復調しADIP情報を得るための回路系のみを示している。上記もしたようにマトリクス回路54からのプッシュプル信号P/Pが、ウォブリンググルーブに応じた読出信号(ウォブル信号)として、ウォブル信号処理回路65に供給される。
ウォブル信号処理回路65は、バンドパスフィルタ11、A/D変換器12、クロック生成部13、移相部14、移相制御部15を有する。
クロック生成部13はPLL回路を備え、バンドパスフィルタ11の出力であるウォブル信号に同期したウォブルクロックWCKを生成する。ウォブルクロックWCKは、ウォブル基本周波数、即ちモノトーンウォブルの周波数のクロックであり、モノトーンウォブルのタイミングに同期したクロックとして生成される。
このウォブルクロックWCKは、移相部14によって位相補正されてADIP復調回路66に供給される。
またクロック生成部13は、ウォブルクロックWCKを逓倍してクロックSCKを生成し、これをA/D変換器12のサンプリングクロックとして供給する。
移相制御部15は、移相部14での移相量、即ち移相補正量を設定する。例えば入力されたウォブル信号について振幅検出を行い、その振幅レベルに基づいて、移相部14での移相量を設定する。
移相部14は、移相制御部15で設定された移相量に応じてウォブルクロックWCKの移相を行い、ADIP復調回路66に供給する。
MSK復調回路20は、入力されるウォブルデータWDについて、ウォブルクロックWCKを用いて復調し、MSK復調信号を出力する。このMSK復調回路20では、図3で説明したようにMSKマークが入ったウォブルデータWDに対して、ウォブル周波数と同一周波数の内部基準波(サイン波又はコサイン波)を、位相を合わせて乗算積分する。積分は1ウォブル期間毎に行う。その場合、積分値は、入力されるウォブルデータにおいてウォブル基本波の区間では正方向に推移し、一方、MSK変調された区間では負方向に推移するため、これを正負判定して、MSKマークと基本波を判別するMSK復調信号を得る。
なお、A/D変換器12からのウォブルデータWDはADIP復調回路66において図示していないSTW復調回路にも供給され、STW復調処理が行われ、STW復調信号が得られる。
アドレスデコーダ59は、MSK復調信号に基づいて図3(b)の各ユニットの同期(ビットシンク)をとり、その後、シンク0ユニット〜シンク3ユニットのワードシンクを確認して同期を確立する。つまり各ユニットの先頭のMSKマーク(ウォブル番号0,1,2)を検出することで、各ユニットの同期をとった後、図4に示した83ユニットのADIP情報単位の先頭に配置されるシンク0ユニット〜シンク3ユニットを検出することによって、ADIPアドレス全体の同期が確立する。それによってデータ0ユニット、データ1ユニットのMSKマーク位置と、データ0ユニット、データ1ユニット及びリファレンスユニットのSTW変調位置が確立されて、アドレスデータの読み取りが行われる。
上述したように、ウォブル信号は、隣接トラックの影響、特に隣接トラックのウォブルとの位相条件によって、本来の位相とずれてしまう。モノトーン領域のウォブル波長が一定の値wl、グルーブピッチがtpとすると、隣接トラックとの位相差の条件はwl/(2×π×tp) 回転周期毎に繰り返し変動する。本例のディスク1(ブルーレイディスクフォーマット)の場合、これはディスク回転としての2.7周に相当する。
そしてウォブル信号が隣接トラックとの位相条件によって位相ズレが発生するため、ディスク1から読み出されたウォブル信号の位相は、2.7周の間に、本来の位相よりも早くなったり遅くなったりする。
さらにはこの位相変動は、MSK変調区間で位相が遅れている場合は、その前後のモノトーンウォブル区間で位相が進む状態となり、逆にMSK変調区間で位相が進んでいる場合は、その前後のモノトーンウォブル区間で位相が遅れる状態となる。
このため、図9,図10で説明したように、モノトーンウォブルのタイミングに同期したウォブルクロックWCKに対して、MSKマーク部分のウォブル信号の位相は大きくずれることがあり、適正なMSK復調が実行できない。
そして2.7周周期での位相ズレ量は連続的に変動していくため、移相部14での移相量も連続的に変化させていかなければならない。そのため、移相制御部15では、ウォブル信号の振幅に応じて移相量を設定する。
ウォブル信号におけるモノトーン領域のウォブル振幅は、もし隣接トラックのウォブルがなければ常に一定となるが、隣接トラックのウォブルとの位相差条件によって変動する。この位相条件は上記のwl/(2×π×tp)回転周期(例えば2.7周)毎に繰り返すので、ウォブル振幅もwl/(2×π×tp)回転周期毎に大小する。従って振幅変動は位相ズレ量やズレ方向の指標となるため、ウォブル信号の振幅に応じて移相量を設定することで、常にウォブル信号のMSK変調区間の位相とウォブルクロックWCKの位相を一致させるように移相を行うことができるものとなる。
モノトーンウォブルの振幅が変動することは図7(a)や図9に示したウォブル信号波形I、II、IIIにあらわれている。
そこで、ウォブル信号波形が、MSKマーク部分で位相が進んでいる波形IIとなる際には、移相部14でウォブルクロックWCKの位相が進むように移相し、図7(c)のウォブルクロックWCKをMSK復調回路20に供給するようにする。
また、ウォブル信号波形が、MSKマーク部分で位相が遅れている波形IIIとなる際には、移相部14でウォブルクロックWCKの位相が遅れるように移相し、図7(d)のウォブルクロックWCKをMSK復調回路20に供給するようにする。
このような移相処理を連続的に行うことで、MSK復調回路20では、常に相対的に移相の合ったウォブルデータWDとウォブルクロックWCKが供給され、適正なMSK復調を行うことができる。
なお、このように位相補正を行った場合、モノトーン領域においては逆に位相ズレが発生してしまうが、MSKマーク期間での復調性能向上の効果が大きく、結果的には有利となる。
図7(a)や図9に示したウォブル信号波形I、II、IIIにみられるように、モノトーンウォブルの振幅は周期的に変動する。従って(ウォブル一周期)/(2×π×グルーブピッチ)、つまり2.7周以上でのモノトーンウォブル振幅の平均値と、或る短い区間で得られたモノトーンウォブル振幅の差は、隣接トラックのウォブルとの位相差と対応する信号と考えることができるので、この差に概略比例した値として適切な移相量を得ることができる。つまり2.7周内での位相ズレ状態を推定して移相量を設定できる。
この場合、モノトーン区間でのウォブル信号の振幅値とは、或るモノトーン領域でサンプルした振幅値や、複数のモノトーン領域での振幅平均値でもよい。或いは、MSK変調区間を含む或る程度長い区間での振幅平均値でもよい。
例えば、図3で説明したADIPユニット内での、モノトーンウォブルが連続する1〜数10ウォブルの区間としてもよい。この区間の振幅平均値は、即ちモノトーン区間での振幅値を示すものとなることは当然である。
また、例えば1つのADIPユニット長の期間に相当する任意のタイミングの56ウォブル期間の振幅平均値としてもよい。任意の56ウォブル期間とは、ADIPユニットとしての先頭から56ウォブルとしての56ウォブルでなくてもよいという意味である。つまりADIPユニットとしての同期がとれた状態の56ウォブルに限らず、単に、適当なタイミングからの56ウォブル期間とすればよい。図3のADIP構造からわかるように、56ウォブル期間では、必ず1回はMSKマーク部分(モノトーン領域ではない区間)があらわれるが、モノトーンウォブルが大多数であるため、平均値としてみれば、モノトーン区間のウォブル信号の振幅値とみることができるためである。
もちろんこれらに限らず、ここでいうモノトーン区間でのウォブル信号の振幅値をどのように得るかは各種考えられる。即ち、(ウォブル一周期)/(2×π×グルーブピッチ)で表されるディスク回転周期よりも十分短く、かつMSK変調区間の長さよりは十分長い区間における振幅平均値とすれば適切である。
移相制御部15は、ウォブル信号について、まず(ウォブル一周期)/(2×π×グルーブピッチ)周期、つまり2.7周の期間での振幅平均値を求めておく。もしくは2.7周以上の期間でもよい。但し、2.7周の整数倍の期間が適切である。
なおMSKマーク領域では、位相条件が乱れるため振幅も乱れるが、これに影響されない程度の帯域でモノトーン領域の振幅を検出することによってこの影響を免れることができる。つまり、2.7回転周期内の変動に対応し、かつMSKマーク領域の振幅変動には対応しない程度の帯域で振幅検出を行うことによって、2.7周期間(もしくはそれ以上の期間)でのモノトーンウォブルの振幅平均値を得ることができる。
また移相制御部15は、同様の帯域で、モノトーン区間の振幅値を求める。例えば上記56ウォブル期間毎に振幅平均値を求め、それをモノトーン区間の振幅値とみなす。
そして移相制御部15は、モノトーン区間の振幅値と、2.7周期間のモノトーンウォブルの振幅平均値の差を求める。これを56ウォブル期間毎に繰り返す。
求められた振幅平均値の差は、2,7周期間内での相対位相ズレ量に対応する数値となる。従って、その振幅平均値の差に基づいて、相対位相補正のための移相量が算出できる。
この処理によって、例えば移相部14は、56ウォブル期間毎に移相量を変化させ、これにより、常にウォブルクロックWCKとウォブルデータWDの相対位相を一致させる。
図7(a)や図9に示したウォブル信号波形I、II、IIIにみられるように、MSK変調区間での振幅も周期的に変動している。従って(ウォブル一周期)/(2×π×グルーブピッチ)、つまり2.7周以上に期間におけるMSK変調領域のウォブル振幅の平均値と、或るMSK変調区間でのウォブル振幅の差も、隣接トラックのウォブルとの位相差と対応する信号と考えることができるので、この差に概略比例した値として適切な移相量を得ることができる。
この場合、移相制御部15は、ウォブル信号について、まず(ウォブル一周期)/(2×π×グルーブピッチ)周期、つまり2.7周の期間(もしくはそれ以上の期間:好ましくは2.7周の整数倍の期間)にあらわれるMSK変調領域での振幅平均値を求めておく。
そして例えば上記56ウォブル期間毎に少なくとも1回あらわれるMSK変調領域の振幅値を求める。そしてそのMSK変調領域の振幅値と、2.7周期間以上におけるMSK変調領域の振幅平均値の差を求め、差に応じて移相量を設定する。これを56ウォブル期間毎に繰り返す。
このようにして例えば56ウォブル期間毎に移相量を設定し、移相部14は、56ウォブル期間毎に移相量を変化させ、これにより、常にウォブルクロックWCKとウォブルデータWDの相対位相を一致させる。
上述したように、アドレスデコーダ59は、MSK復調信号に基づいてADIPユニットの同期(ビットシンク)をとり、その後、シンク0ユニット〜シンク3ユニットのワードシンクを確認して同期を確立する。これによってウォブル信号におけるMSK変調区間が判別できることになるため、その場合移相制御部15はアドレスデコーダ59からタイミング信号をもらって、MSK変調期間での振幅検出を行うようにすればよい、
ADIP同期確立後においても、移相部14で移相補正を行うことで、ADIP復調性能を向上させることができる。
なお、上記(1)の手法は、ADIP同期がとれていなくても可能であるため、同期確立前後に関わらず実行できる。
また、これによって相対位相の大きなズレに対応できるための復調回路系の構成や部品精度は要求されなくなることで、装置の低コスト化を促進できる。
以上、実施の形態について説明したが、本発明の変形例は多様に考えられる。
上記例では、ウォブルクロックWCKについて移相部14で位相補正を行うようにしたが、図8のように構成しても良い。
即ちA/D変換器12から出力されるウォブルデータWDを移相部16で位相補正してADIP復調回路66に供給する。クロック生成部13からのウォブルクロックWCKは、移相処理を行わずにADIP復調回路66に供給する。
移相部16の移相量は、上記(1)(2)等の手法により、移相制御部15が設定する。当然、移相方向は、ウォブルデータWDを移相する場合とは逆になる。
あくまでウォブルデータWDのMSK変調区間とウォブルクロックWCKの相対的な位相が合えばよいものであるため、ウォブルデータWDに対して移相をおこなうようにしても良いことは言うまでもない。従って、図8のような構成でも、上記同様の効果を得ることができる。
また、グルーブが記録トラックとされるものの他、ランドが記録トラックとされるディスクや、いわゆるエンボスピット列によりトラックが形成された再生専用ディスクでも本発明は適用できる。例えば、エンボスピット列がウォブリングされてアドレス情報等が記録されるディスクシステムに本発明は有効である。
Claims (10)
- ディスク記録媒体上でウォブリングトラックとして記録された、無変調区間と変調区間を含むウォブル信号を読み出す読出手段と、
上記無変調区間のウォブル信号に同期するクロック信号を生成するクロック生成手段と、
上記クロック信号を用いて、上記ウォブル信号の復調を行う復調手段と、
上記復調手段で得られた復調信号に対してデコード処理を行い、上記ウォブリングトラックとして記録された情報を得るデコード手段と、
上記復調手段に供給する上記クロック信号と、上記変調区間のウォブル信号との相対位相を補正する相対位相補正手段と、
を備え、
上記相対位相補正手段は、上記ウォブル信号の振幅値と、(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上での区間における上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて上記相対位相の補正量を設定するディスクドライブ装置。 - 上記相対位相補正手段は、上記クロック信号を移相させることで、上記相対位相を補正する請求項1に記載のディスクドライブ装置。
- 上記相対位相補正手段は、上記ウォブル信号を移相させることで、上記相対位相を補正する請求項1に記載のディスクドライブ装置。
- 上記相対位相補正手段は、上記無変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、上記(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する請求項1に記載のディスクドライブ装置。
- 上記相対位相補正手段は、上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、上記(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上の区間における上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する請求項1に記載のディスクドライブ装置。
- ディスク記録媒体上にウォブリングトラックとして記録された情報を再生するウォブル再生方法として、
上記ウォブリングトラックとして記録された、無変調区間と変調区間を含むウォブル信号を読み出す読出ステップと、
上記無変調区間のウォブル信号に同期するクロック信号を生成するクロック生成ステップと、
上記クロック信号を用いて、上記ウォブル信号の復調を行う復調ステップと、
上記復調ステップで得られた復調信号に対してデコード処理を行い、上記ウォブリングトラックとして記録された情報を再生するデコードステップと、
上記復調ステップの処理に供給する上記クロック信号と、上記変調区間のウォブル信号の相対位相を補正する相対位相補正ステップと、
を備え、
上記相対位相補正ステップでは、上記ウォブル信号の振幅値と、(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上での区間における上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて上記相対位相の補正量を設定するウォブル再生方法。 - 上記相対位相補正ステップでは、上記クロック信号を移相させることで、上記相対位相を補正する請求項6に記載のウォブル再生方法。
- 上記相対位相補正ステップでは、上記ウォブル信号を移相させることで、上記相対位相を補正する請求項6に記載のウォブル再生方法。
- 上記相対位相補正ステップでは、上記無変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、上記(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する請求項6に記載のウォブル再生方法。
- 上記相対位相補正ステップでは、上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅値と、上記(ウォブル一周期)/(2×π×トラックピッチ)で表されるディスク回転周期以上の区間における上記変調区間での上記ウォブル信号の振幅平均値との差に基づいて、上記相対位相の補正量を設定する請求項6に記載のウォブル再生方法。
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