JP4373770B2 - Optical disk device - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスク媒体にデジタルデータを記録または再生する光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical disc apparatus for recording or reproducing digital data on an optical disc medium.
デジタルデータを記録および再生することが可能な記録媒体として、DVDに代表される光ディスクがあげられる。たとえば、DVDの一つであるDVD−RAMでは、記録媒体に信号記録層を備えており、この信号記録層に適切なエネルギーを持つレーザー光を照射することで記録層の結晶状態を変化させる。この記録層に再度適切なエネルギーのレーザー光を照射すると、記録層の結晶状態に応じた量の反射光が得られる。この反射光を検出することでデジタルデータの記録再生を行う。 As a recording medium capable of recording and reproducing digital data, an optical disk represented by a DVD can be mentioned. For example, a DVD-RAM, which is one of DVDs, includes a signal recording layer on a recording medium, and changes the crystal state of the recording layer by irradiating the signal recording layer with laser light having appropriate energy. When this recording layer is irradiated again with laser light of appropriate energy, an amount of reflected light corresponding to the crystalline state of the recording layer is obtained. By detecting this reflected light, digital data is recorded and reproduced.
ところで、近年、記録密度を上げるためにPRML技術が採用されている(特許文献1参照)。このPRML技術は以下のパーシャルレスポンス方式とビタビ復号方式(最尤復号)を組み合わせた方式である。
パーシャルレスポンス(PR)は、符号間干渉(隣り合って記録されているビットに対応する再生信号同士の干渉)を積極的に利用して必要な信号帯域を圧縮しつつデータ再生を行う方法である。この時の符号間干渉の発生のさせかたによってさらに複数種類クラスに分類できるが、例えばクラス1の場合、記録データ"1"に対して再生データが"11"の2ビットデータとして再生され、後続の1ビットに対して符号間干渉を発生させる。
また、ビタビ復号方式(ML)は、いわゆる最尤系列推定方式の一種であって、再生波形のもつ符号間干渉の規則を有効に利用し、複数時刻にわたる信号振幅の情報に基づいてデータ再生を行う。この処理のために、記録媒体から得られる再生波形に同期した同期クロックを生成し、このクロックによって再生波形自身をサンプルし振幅情報に変換する。その後適切な波形等化を行うことによってあらかじめ定めたパーシャルレスポンスの応答波形に変換し、ビタビ復号部において過去と現在のサンプルデータを用い、最も確からしいデータ系列を再生データとして出力する。
以上のパーシャルレスポンス方式とビタビ復号方式(最尤復号)を組み合わせる方式がPRML方式であり、この技術を適用するために、再生信号が目的のPRクラスの応答となるようにする適応等化技術およびこれを支えるクロック再生技術を用いる。
Incidentally, in recent years, PRML technology has been adopted to increase the recording density (see Patent Document 1). This PRML technique is a system that combines the following partial response system and Viterbi decoding system (maximum likelihood decoding).
Partial response (PR) is a method of reproducing data while actively compressing intersymbol interference (interference between reproduced signals corresponding to adjacently recorded bits) and compressing a necessary signal band. . Depending on how the intersymbol interference is generated at this time, it can be further classified into a plurality of types of classes. Intersymbol interference is generated for the subsequent 1 bit.
The Viterbi decoding method (ML) is a kind of so-called maximum likelihood sequence estimation method, which effectively utilizes the intersymbol interference rules of the reproduction waveform and reproduces data based on signal amplitude information over a plurality of times. Do. For this processing, a synchronous clock synchronized with the reproduction waveform obtained from the recording medium is generated, and the reproduction waveform itself is sampled and converted into amplitude information by this clock. Thereafter, the waveform is converted into a response waveform of a predetermined partial response by performing appropriate waveform equalization, and the most probable data series is output as reproduction data using past and current sample data in the Viterbi decoding unit.
A method combining the above partial response method and Viterbi decoding method (maximum likelihood decoding) is the PRML method, and in order to apply this technology, an adaptive equalization technology that makes a reproduced signal a response of a target PR class, and The clock recovery technology that supports this is used.
次にPRML技術で用いられるラン長制限符号について説明する。PRML再生回路では、記録媒体から再生された信号自身から、これに同期したクロックを生成する。安定したクロックを生成するために、記録信号は予め定めた時間以内で極性が反転する必要がある。同時に、記録信号の最高周波数を下げるために予め定めた時間中では記録信号の極性が反転しないようにする。ここで、記録信号の極性が反転しない最大データ長を最大ラン長と呼び、極性が反転しない最小データ長を最小ラン長と呼ぶ。最大ラン長が8ビットで、最小ラン長が2ビットである変調規則を(1,7)RLLと呼び、最大ラン長が8ビットで、最小ラン長が3ビットである変調規則を(2,7)RLLと呼ぶ。光ディスクで用いられる代表的な変調・復調方式として(1,7)RLLやEFM Plusがあげられる(特許文献2参照)。 Next, the run length limit code used in the PRML technique will be described. The PRML reproducing circuit generates a clock synchronized with the signal itself reproduced from the recording medium. In order to generate a stable clock, it is necessary to reverse the polarity of the recording signal within a predetermined time. At the same time, in order to lower the maximum frequency of the recording signal, the polarity of the recording signal is not reversed during a predetermined time. Here, the maximum data length in which the polarity of the recording signal is not inverted is called the maximum run length, and the minimum data length in which the polarity is not inverted is called the minimum run length. A modulation rule with a maximum run length of 8 bits and a minimum run length of 2 bits is called (1,7) RLL, and a modulation rule with a maximum run length of 8 bits and a minimum run length of 3 bits is (2,7). 7) Call RLL. Typical modulation / demodulation methods used in optical disks include (1,7) RLL and EFM Plus (see Patent Document 2).
DVDを始めとする光ディスク装置においては、目的のデータをすばやく再生開始する高速頭だし機能が求められる。ここで、一般的に光ディスク装置においてはデータ記録再生時の線速度を略一定とすることから、記録媒体の内周側と外周側での回転角速度が大きく異なる。データ再生時に限定して回転角速度を常に一定とする方法もあるが、記録時の線速度は一定なので記録媒体の内周側と外周側での再生信号周波数が大きく異なる。このような状況において高速頭だしを実現する為には、高速の光学ヘッド移動(高速シーク)を行い、再生信号周波数が本来の周波数とずれた状態(回転角速度がずれている状態)でも周波数・位相同期を確立する必要がある。
なお、PRML技術を用いる場合は、そのタイミングリカバリ処理において高速の周波数・位相引き込みが可能なキャプチャ範囲を広げるのが困難であることが、知られている(非特許文献1参照)。
In the case of using the PRML technique, it is known that it is difficult to widen a capture range in which high-speed frequency / phase drawing can be performed in the timing recovery process (see Non-Patent Document 1).
近年になって、青紫色レーザを用いて大容量を実現する光ディスク装置が提案されている。さらに、波長の短い青紫色レーザを用いることに加え、前述のPRML技術を採用することによって線記録密度を上げ、さらにデータ記録フォーマットにも工夫を加えて大容量を実現することが考えられる。
この場合、PRML技術を利用することが前提であり、高速頭だしを行うためには、そのタイミングリカバリにおけるキャプチャ範囲を広げる必要がある。
そこで、本発明は、再生信号中に含まれる所定周期信号(VFO領域)に基づき、位相同期を行える光ディスク装置を提供することを目的とする。
In recent years, there has been proposed an optical disc apparatus that realizes a large capacity using a blue-violet laser. Furthermore, in addition to using a blue-violet laser with a short wavelength, it is conceivable to increase the linear recording density by adopting the above-mentioned PRML technology, and to further improve the data recording format to realize a large capacity.
In this case, it is a premise that the PRML technology is used, and in order to perform high-speed cueing, it is necessary to widen the capture range in the timing recovery.
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical disc apparatus capable of phase synchronization based on a predetermined periodic signal (VFO region) included in a reproduction signal.
上記目的を達成するために、本発明に係る光ディスク装置は、ランダムデータの変調規則が最小ラン長d、最大ラン長kとするとき、繰り返し周期が最小ラン長dの2倍以上、最大ラン長kの2倍以下の所定周期の繰り返しデータが記録された領域を有する光ディスク媒体を記録または生成する光ディスク装置であって、前記光ディスク媒体を回転する回転機構と、前記光ディスク媒体に光を照射する光源と、前記光源から出射され光ディスク媒体から反射された光を受光する受光素子と、光ディスク媒体への記録または再生のための基準クロックを生成する基準クロック生成部と、前記受光素子から出力される前記所定周期の繰り返しデータに対応する信号に基づき、前記基準クロック生成部で生成されるクロックの位相を制御する位相制御部と、を具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the optical disc apparatus according to the present invention has a repetition period of at least twice the minimum run length d when the random data modulation rule is the minimum run length d and the maximum run length k. An optical disc apparatus for recording or generating an optical disc medium having an area in which repetitive data having a predetermined cycle less than twice k is recorded, a rotating mechanism for rotating the optical disc medium, and a light source for irradiating the optical disc medium with light A light receiving element that receives light emitted from the light source and reflected from the optical disk medium, a reference clock generation unit that generates a reference clock for recording or reproduction on the optical disk medium, and the light output from the light receiving element A phase control that controls the phase of the clock generated by the reference clock generation unit based on a signal corresponding to repeated data of a predetermined period. Characterized by comprising a part, the.
光ディスク媒体がランダムデータの変調規則が最小ラン長d、最大ラン長kとするとき、繰り返し周期が最小ラン長dの2倍以上、最大ラン長kの2倍以下の所定周期の繰り返しデータが記録された領域(VFO領域)を有する。この領域に所定周期の繰り返しデータが記録されていることから、光ディスク媒体からの情報の読み出しのための基準クロックの位相制御に用いることができる。
この基準クロックの周波数の制御はこの領域に基づいて行える。また、これに換えて他の手段(例えば、トラックのウォブル信号の検出)を用いて基準クロックの周波数制御を行うこともできる。
When an optical disc medium has a random data modulation rule having a minimum run length d and a maximum run length k, repetitive data having a predetermined cycle with a repetition cycle of not less than twice the minimum run length d and not more than twice the maximum run length k is recorded. Region (VFO region). Since repeated data of a predetermined period is recorded in this area, it can be used for phase control of a reference clock for reading information from the optical disk medium.
The frequency of the reference clock can be controlled based on this area. Alternatively, the frequency of the reference clock can be controlled using other means (for example, detection of a track wobble signal).
(1)ここで、前記所定周期の繰り返しデータに対応する信号を生成する信号生成部と、前記受光素子から出力される前記複数の領域に対応する所定周期の繰り返し信号と前記信号生成手段で生成された信号とに基づき、前記基準クロック生成部で生成される基準クロックの位相を制御するための位相誤差情報を生成する位相誤差情報生成部と、を有してもよい。
所定周期の繰り返しデータを受光素子からの信号とは別途に生成し、これらの信号に基づいてクロックの位相を制御し、位相同期を行うことができる。
(1) Here, a signal generation unit that generates a signal corresponding to the repetition data of the predetermined period, a repetition signal of a predetermined period corresponding to the plurality of regions output from the light receiving element, and the signal generation unit And a phase error information generation unit that generates phase error information for controlling the phase of the reference clock generated by the reference clock generation unit based on the received signal.
Repetitive data of a predetermined period can be generated separately from signals from the light receiving element, and the phase of the clock can be controlled based on these signals to perform phase synchronization.
(2)光ディスク装置が、前記受光素子から出力される信号に基づき、前記領域を検出する領域検出部、をさらに具備してもよい。
ここで、前記領域検出部が、前記受光素子から出力される信号とこの信号の所定クロック前の信号との相関を計算する相関計算部と、前記相関計算部によって計算された信号の相関に基づき、前記領域を検出する検出部と、を有しても差し支えない。
領域に記録されているのが所定周期の繰り返しデータであることを利用して、領域の存在を検出できる。具体的には、この所定周期に対応するクロック数だけ(例えば、周期が8である場合の4クロック(1/2周期)、8クロック(1周期))信号をずらして相関をとることで、この領域を検出できる。
(2) The optical disc apparatus may further include an area detection unit that detects the area based on a signal output from the light receiving element.
Here, based on the correlation of the signal calculated by the correlation calculation unit, the correlation calculation unit that calculates the correlation between the signal output from the light receiving element and the signal before the predetermined clock of the signal. And a detection unit for detecting the region.
The presence of the area can be detected by utilizing the fact that what is recorded in the area is repeated data of a predetermined period. Specifically, by shifting the signal by the number of clocks corresponding to this predetermined period (for example, 4 clocks (1/2 period) when the period is 8 and 8 clocks (1 period)), the correlation is obtained, This region can be detected.
(3)光ディスク装置が、前記受光素子から出力される信号とこの信号の第1の所定クロック前の信号との相関を計算する第1の相関計算部と、前記受光素子から出力される信号とこの信号の第1の所定クロックと異なる第2の所定クロック前の信号との相関を計算する第2の相関計算部と、前記第1、第2の相関計算部による計算結果に基づき、前記基準クロック生成部のクロック周波数を制御する周波数制御部と、をさらに具備してもよい。 (3) a first correlation calculator that calculates a correlation between a signal output from the light receiving element and a signal before the first predetermined clock of the signal; and a signal output from the light receiving element. Based on the calculation result of the second correlation calculation unit for calculating the correlation of the signal with the signal before the second predetermined clock different from the first predetermined clock, and based on the calculation result by the first and second correlation calculation units, the reference And a frequency control unit that controls a clock frequency of the clock generation unit.
領域に記録されているのが所定周期の繰り返しデータであることを利用して、基準クロック生成部のクロック周波数を制御できる。具体的には、この所定周期に対応するクロック数より大きいクロック数、小さいクロック数だけ信号をずらして相関をとると、信号の再生に用いているクロック周波数が本来の周波数より大きいか小さいかを判定できる。この判定結果に基づいてクロック周波数を制御することで周波数同期を行える。 The clock frequency of the reference clock generator can be controlled by utilizing the fact that the data recorded in the area is repetitive data of a predetermined period. Specifically, if the correlation is made by shifting the signal by the number of clocks larger than the number of clocks corresponding to this predetermined period and the smaller number of clocks, it is determined whether the clock frequency used for signal reproduction is larger or smaller than the original frequency. Can be judged. Frequency synchronization can be performed by controlling the clock frequency based on the determination result.
本発明によれば、再生信号中に含まれる所定周期信号(VFO領域)に基づき、位相同期を行える光ディスク装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical disc apparatus capable of phase synchronization based on a predetermined periodic signal (VFO region) included in a reproduction signal.
以下、図を用いて、本発明の具体的な実施形態を説明する。
(光ディスク媒体の詳細)
A.光ディスク媒体の構成
まず、本発明に係る光ディスク媒体100の詳細を説明する。
本実施の形態では光ディスク媒体100の種類(再生専用/追記可能型/書換え可能型)に依らず、光ディスク媒体100上に記録されるデータは図1に示すような記録データの階層構造を持っている。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Details of optical disk media)
A. Configuration of Optical Disc Medium First, details of the
In the present embodiment, the data recorded on the
すなわち、データのエラー検出もしくはエラー訂正が可能となる最も大きなデータ単位である一個のECCブロック401内は32個のセクタ230〜241から構成されている。各セクタ230〜241内はそれぞれ26個ずつのシンクフレーム(#0)420〜(#25)429から構成される。1個のシンクフレーム内は図1に示すようにシンクコード431とシンクデータ432を構成する。1個のシンクフレーム内は1116(=24+1092)チャネルビットのデータが含まれ、この1個のシンクフレームが記録される光ディスク媒体100上の物理的距離であるシンクフレーム長433は至るところほぼ一定(ゾーン内同期のための物理的距離の変化分を除いた場合)になっている。
図1に示す32個のセクタから構成される1個分のECCブロック(#2)412内の領域をデータ領域470と呼ぶ。
That is, one
An area in one ECC block (# 2) 412 composed of 32 sectors shown in FIG. 1 is called a data area 470.
B.再生専用の場合の光ディスク媒体の構成
図2は、再生専用の光ディスク媒体100の第1、第2の記録形式を表す模式図である。
図2(a)は第1の例を示し、各ECCブロック(#1)411〜(#5)415間は物理的に詰めて連続して光ディスク媒体100上に記録される。それに対して第2の例では図2(b)に示すように各ECCブロック(#1)411〜(#8)418間にそれぞれガード領域(#1)441〜(#8)448が挿入配置されている。各ガード領域(#1)441〜(#8)448の物理的長さは前記シンクフレーム長433に一致している。
B. FIG. 2 is a schematic diagram showing the first and second recording formats of the read-only
FIG. 2A shows a first example, where the ECC blocks (# 1) 411 to (# 5) 415 are physically packed and continuously recorded on the
図2(b)に示す第2の例におけるガード領域内の詳細な構造を図3に示す。セクタ内の構造はシンクコード431とシンクデータ432の組み合わせから構成されることを図1に示したが、ガード領域内も同様にシンクコード433とシンクデータ434の組み合わせから構成され、ガード領域(#3)443内のシンクデータ434領域内もセクタ内のシンクデータ432と同じ変調規則に従って、変調されたデータが配置される。
FIG. 3 shows a detailed structure in the guard region in the second example shown in FIG. FIG. 1 shows that the structure in the sector is composed of the combination of the
図3におけるVFO(Variable Frequency Oscillator)領域471、472はデータ領域470を再生する時の情報再生装置または情報記録再生装置の基準クロックの同期合わせに利用する。この領域471、472内に記録されるデータ内容として、後述する共通の変調規則における変調前のデータは"7Eh"の連続繰り返しとなり、変調後の実際に記録されるチャネルビットパターンは"010001 000100"の繰り返しパターン("0"が連続3個ずつ繰り返すパターン)となる。なお、このパターンが得られるためにはVFO領域471、472の先頭バイトは変調におけるState2の状態に設定される必要がある。
VFO (Variable Frequency Oscillator)
プリシンク領域477、478はVFO領域471、472とデータ領域470間の境目位置を表し、変調後の記録チャネルビットパターンは"100000 100000"("0"が連続5個ずつ繰り返すパターン)の繰り返しになっている。情報再生装置または情報記録再生装置ではVFO領域471、472内の"010001 000100"の繰り返しパターンから、プリシンク領域477、478内の"100000 100000"の繰り返しパターンのパターン変化位置を検出し、データ領域470が近付くことを認識する。
The
ポストアンブル領域481はデータ領域470の終了位置を示すと共に、ガード領域443の開始位置を表している。
エキストラ領域482はコピー制御や不正コピー防止用に使われる領域である。特に、コピー制御や不正コピー防止用に使われない場合にはチャネルビットで全て"0"に設定する。
バッファ領域はVFO領域471、472と同じ変調前のデータは"7Eh"の連続繰り返しとなり、変調後の実際に記録されるチャネルビットパターンは"010001 000100"の繰り返しパターン("0"が連続3個ずつ繰り返すパターン)となる。なお、このパターンが得られるためにはVFO領域471、472の先頭バイトは変調におけるState2の状態に設定される必要がある。
The postamble
The
In the buffer area, the same data before modulation as in the
図3に示すようにSY1のパターンが記録されているポストアンブル領域481がシンクコード領域433に該当し、その直後のエキストラ領域482からプリシンク領域478までの領域がシンクデータ領域434に対応する。また、VFO領域471からバッファ領域475に至る領域(すなわち、データ領域470とその前後のガード領域の一部を含む領域)を本実施の形態ではデータセグメント490と呼び、後述する物理セグメントとは異なる内容を示している。また、図3に示した各データのデータサイズは変調前のデータのバイト数で表現している。
As shown in FIG. 3, the postamble
C.記録可能型の場合の光ディスク媒体の構成
図4を用いて本実施形態の記録可能型光ディスク媒体におけるウォブル変調を用いたアドレス情報の記録形式について説明する。
ウォブル変調を用いたアドレス情報設定方法では図1に示したシンクフレーム長433を単位として割り振りを行っている。1セクターは26シンクフレームから構成され、1ECCブロックは32セクターから成り立っているので、1ECCブロックは26×32=832個のシンクフレームから構成される。
C. Configuration of Optical Disc Medium in Recordable Type Address information recording format using wobble modulation in the recordable optical disc medium of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the address information setting method using wobble modulation, allocation is performed in units of the
ECCブロック411〜418間に存在するガード領域462〜468の長さは1シンクフレーム長433に一致するので、1個のガード領域462と1個のECCブロック411を足した長さは832+1=833個のシンクフレームから構成される。ここで、
833=7×17×7 (101)
に素因数分解できるので、この特徴を生かした構造配置にしている。
すなわち、図4(b)に示すように1個のガード領域と1個のECCブロックを足した領域の長さに等しい領域を書換え可能なデータの基本単位としてデータセグメント531と定義(後述するように書換え可能な光ディスク媒体及び追記可能な光ディスク媒体におけるデータセグメント内の構造は図3に示した再生専用光ディスク媒体におけるデータセグメント構造と全く一致している)し、1個のデータセグメント531の物理的な長さと同じ長さの領域を7個の物理セグメント(#0)550〜(#6)556に分割し、各物理セグメント(#0)550〜(#6)556毎にウォブルアドレス情報610をウォブル変調の形で事前に記録しておく。
Since the lengths of the
833 = 7 × 17 × 7 (101)
Because it can be factored into a factor, it has a structural arrangement that takes advantage of this feature.
In other words, as shown in FIG. 4B, a
図4に示すようにデータセグメント531の境界位置と物理セグメント550の境界位置は一致せずに後述する量だけずれている。さらに、各物理セグメント(#0)550〜(#6)556毎にそれぞれ17個のウォブルデータユニット(WDU:ウォブルデータユニット)(#0)560〜(#16)576に分割する(図4(c))。式(101)から1個のウォブルデータユニット(#0)560〜(#16)576の長さにはそれぞれ7個のシンクフレーム分が割り当てられることが分かる。
各ウォブルデータユニット(#0)560〜(#16)576の中は16ウォブル分の変調領域と68ウォブル分の無変調領域590、591から構成される。無変調領域590、591は常に一定周波数でグルーブまたはランドがウォブルしているため、この無変調領域590、591を利用してPLL(Phase Locked Loop)を掛け、光ディスク媒体に記録された記録マークを再生する時の基準クロックまたは新たに記録する時に使用する記録用基準クロックを安定に抽出(生成)することが可能となる。
As shown in FIG. 4, the boundary position of the
Each wobble data unit (# 0) 560 to (# 16) 576 is composed of 16 wobble modulation areas and 68 wobble non-modulation
変調領域に対する無変調領域590、591の占有比を大幅に大きくすることで、再生用基準クロックの抽出(生成)または記録用基準クロックの抽出(生成)の精度と抽出(生成)安定性を大幅に向上させることが出来る。無変調領域590、591から変調領域に移る時には4ウォブル分を使って変調開始マーク581、582を設定し、この変調開始マーク581、582を検出直後にウォブル変調されたウォブルアドレス領域586、587が来るように配置されている。
実際にウォブルアドレス情報610を抽出するには、図4の(d)、(e)に示すように各ウォブルセグメント(#0)550〜(#6)556内での無変調領域590、591と変調開始マーク581、582を除いたウォブルシンク領域580と各ウォブルアドレス領域586、587を集めて図4の(e)に示すように再配置する。ここでは、180度の位相変調とNRZ(Non Return to Zero)法を採用しているので、ウォブルの位相が0度か180度かでアドレスビット(アドレスシンボル)が"0"か"1"かを設定している。
By significantly increasing the occupation ratio of the
In order to actually extract the
図4の(d)に示すようにウォブルアドレス領域586、587では12ウォブルで3アドレスビットを設定している。すなわち、連続する4ウォブルで1アドレスビットを構成している。
NRZ法を採用すると、ウォブルアドレス領域586、587内では連続する4ウォブル内で位相が変化することは無い。この特徴を利用してウォブルシンク領域580と変調開始マーク561、582のウォブルパターンを設定している。すなわち、ウォブルアドレス領域586、587内では発生し得無いウォブルパターンをウォブルシンク領域580と変調開始マーク561、582に対して設定することでウォブルシンク領域580と変調開始マーク561、582の配置位置識別を容易にしている。
図4では連続する4ウォブルで1アドレスビットを構成するウォブルアドレス領域586、587に対してウォブルシンク領域580位置では1アドレスビット長を4ウォブル以外の長さに設定している。すなわち、ウォブルシンク領域580ではウォブルビットが"1"になる領域を4ウォブルとは異なる6ウォブルに設定すると共に1個のウォブルデータユニット(#0)560内での変調領域(16ウォブル分)全てをウォブルシンク領域580に割り当てることでウォブルアドレス情報610の開始位置(ウォブルシンク領域580の配置位置)の検出容易性を向上させている。
As shown in FIG. 4D, in the
When the NRZ method is adopted, the phase does not change in four consecutive wobbles in the
In FIG. 4, the length of one address bit is set to a length other than four wobbles in the
ウォブルアドレス情報610は以下を含む。
1.トラック情報606、607
ゾーン内のトラック番号を意味し、グルーブ上でアドレスが確定する(不定ビットを含まないので、ランド上で不定ビットが発生する)グルーブトラック情報606とランド上でアドレスが確定する(不定ビットを含まないので、グルーブ上で不定ビットが発生する)ランドトラック情報607が交互に記録されている。また、トラック情報606、607の部分のみトラック番号情報がグレイコードまたは特殊トラックコードで記録されている。
The
1.
This means the track number in the zone, and the address is determined on the groove (the indefinite bit is not included, so the indefinite bit is generated on the land) and the address is determined on the land (the indefinite bit is included). Since there is no land track information 607 (an indefinite bit is generated on the groove), it is recorded alternately. Also, track number information is recorded in a gray code or special track code only in the
2.セグメント情報601
トラック内(光ディスク媒体100内での1周内)でのセグメント番号を示す情報である。セグメントアドレス情報601としてセグメント番号を"0"からカウントすると、セグメントアドレス情報601内に6ビット"0"が続く"000000"のパターンが現れてしまう。この場合には、アドレスビット領域511の境界部(黒塗りの三角印の部分)の位置検出が難しくなり、アドレスビット領域511の境界部の位置をずれて検出するビットシフトが発生し易くなる。その結果、ビットシフトによるウォブルアドレス情報の誤判定が起きる。上記の問題を回避するため、本実施の形態ではセグメント番号として"000001"からカウントしている。
2.
This is information indicating a segment number within a track (within one round in the optical disc medium 100). When the segment number is counted from “0” as the
3.ゾーン識別情報602
光ディスク媒体100内のゾーン番号を示し、Zone(n)の"n"の値が記録される。
3.
A zone number in the
4.パリティ情報605
ウォブルアドレス情報610からの再生時のエラー検出用に設定されたもので、セグメント情報601から予約情報604までの17アドレスビットを個々に加算し、加算結果が偶数の場合には"0"、奇数の場合には"1"を設定する。
4).
This is set for error detection during playback from
6.ユニティ領域608
前述したように各ウォブルデータユニット(#0)560〜(#16)576の中は16ウォブル分の変調領域と68ウォブル分の無変調領域590、591から構成されように設定し、変調領域に対する無変調領域590、591の占有比を大幅に大きくしている。更に、無変調領域590、591の占有比を広げて再生用基準クロックまたは記録用基準クロックの抽出(生成)の精度と安定性をより向上させている。図4の(e)に示したユニティ領域608が含まれる場所は図4の(c)のウォブルデータユニット(#16)576と、図示して無いがその直前のウォブルデータユニット(#15)内とがそっくりそのまま該当する。モノトーン情報608は6アドレスビット全てが"0"になっている。従って、このモノトーン情報608が含まれるウォブルデータユニット(#16)576と図示して無いがその直前のウォブルデータユニット(#15)内とには変調開始マーク581、582を設定せず、全て均一位相の無変調領域になっている。
6).
As described above, each wobble data unit (# 0) 560 to (# 16) 576 is set so as to be composed of a modulation area for 16 wobbles and
以下に図4に示したデータ構造について詳細に説明を行う。
データセグメント531は77376バイトのデータを記録可能なデータ領域525を含む。データセグメント531の長さは通常77469バイトであり、データセグメント531は67バイトのVFO領域522、4バイトのプリシンク領域523、77376バイトのデータ領域525、2バイトのポストアンブル領域526、4バイトのエキストラ領域(予約領域)524、16バイトのバッファ領域フィールド527からなる。データセグメント531のレイアウトは図4の(a)に示す。
The data structure shown in FIG. 4 will be described in detail below.
The
VFO領域522のデータは"7Eh"に設定される。変調の状態はVFO領域522の最初のバイトにState2と設定される。VFO領域522の変調パターンはパターン"010001 000100"の繰り返しである。
ポストアンブル領域526はシンクコードSY1で記録される。
エキストラ領域524はリザーブとされ、全てのビットが"0b"とされる。
バッファ領域527のデータは"7Eh"に設定される。バッファ領域527の最初のバイトの変調の状態は予約領域の最終バイトに依存する。最初のバイト以外のバッファ領域の変調パターンはパターン"010001 000100"である。
The data in the
The postamble
The
The data in the
データ領域525に記録さえるデータは、信号処理の段階に応じて、データフレーム、スクランブルドフレーム、記録フレーム、あるいは物理セクタと呼ばれる。データフレームは2048バイトのメインデータ、4バイトのデータID、2バイトのIDエラー検出コード(IED)、6バイトの予約データ、4バイトのエラー検出コード(EDC)からなる。EDCスクランブルドデータがデータフレーム中の2048バイトのメインデータに加算された後、スクランブルドフレームが形成される。クロスリードソロモンエラー訂正コード(Cross Reed-Solomon error correction code)がECCブロックの32スクランブルドフレームに渡って与えられる。
Data to be recorded in the
記録フレームはECCエンコーディング後、外側符号(PO)と内側符号(PI)が付け足されてスクランブルドフレームとなる。32スクランブルドフレームからなるECCブロック毎にPOとPIが発生される。
91バイト毎の記録フレームの先頭にシンクコードを付加するETM処理後、記録データ領域は記録フレームとされる。32物理セクタが1つのデータ領域に記録される。
NPW、IPWはトラックに記録される。NPWはディスクの外側に向かって変動開始し、IPWはディスクの内側に向かって変動開始する。物理セグメントの開始点はシンク領域の開始点と等しい。
物理セグメントはウォブルで変調された周期的ウォブルアドレス位置情報(WAP:Wobble address in Periodic position)に整列される。各WAP情報は17ウォブルデータユニット(WDU)で示される。物理セグメントの長さは17WDUと等しい。
The recording frame is scrambled by adding an outer code (PO) and an inner code (PI) after ECC encoding. PO and PI are generated for each ECC block composed of 32 scrambled frames.
After ETM processing for adding a sync code to the head of a recording frame for every 91 bytes, the recording data area is made a recording frame. 32 physical sectors are recorded in one data area.
NPW and IPW are recorded on the track. The NPW starts to fluctuate toward the outside of the disk, and the IPW starts to fluctuate toward the inside of the disk. The start point of the physical segment is equal to the start point of the sync area.
The physical segment is aligned with wobble addressed periodic wobble address position information (WAP). Each WAP information is indicated by 17 wobble data units (WDU). The length of the physical segment is equal to 17 WDU.
D.書換え型の光ディスク媒体の構成
書換え型光ディスク媒体に記録する書換え可能なデータの記録フォーマットを図5に示す。本実施の形態では書換え可能なデータに関する書換えは図5(b)及び(e)に示す記録用クラスタ540、541単位で行われる。1個の記録用クラスタは後述するように1個以上のデータセグメント529〜531と、最後に配置される拡張ガード領域528から構成される。すなわち、1個の記録用クラスタ531の開始はデータセグメント531の開始位置に一致し、VFO領域522から始まる。
複数のデータセグメント529、530を連続して記録する場合には、図5(b)、(c)に示すように同一の記録用クラスタ531内に複数のデータセグメント529、530が連続して配置されると共に、データセグメント529の最後に存在するバッファ領域547と次のデータセグメントの最初に存在するVFO領域532が連続してつながっているため、両者間の記録時の記録用基準クロックの位相が一致している。連続記録が終了した時には記録用クラスタ540の最後位置に拡張ガード領域528を配置する。この拡張ガード領域528のデータサイズは変調前のデータとして24データバイト分のサイズを持っている。
D. Configuration of Rewritable Optical Disk Medium FIG. 5 shows a recording format of rewritable data recorded on the rewritable optical disk medium. In the present embodiment, rewriting of rewritable data is performed in units of
When a plurality of
図5(a)と(c)の対応から分かるように書換え型のガード領域461、462の中にポストアンブル領域546、536、エキストラ領域544、534、バッファ領域547、537、VFO領域532、522、プリシンク領域533、523が含まれ、連続記録終了場所に限り拡張ガード領域528が配置される。
As can be seen from the correspondence between FIGS. 5A and 5C, the
図6に示すように物理セグメントの先頭位置から24ウォブル以降に次のVFO領域522と拡張ガード領域528の重なり部分が来るが、図4(d)から分かるように物理セグメント550の先頭から16ウォブルまではウォブルシンク領域580となるが、それ以降68ウォブル分は無変調領域590内になる。したがって24ウォブル以降の次のVFO領域522と拡張ガード領域528が重なる部分は無変調領域590内となる。
As shown in FIG. 6, the next overlapping portion of the
本実施の形態における書換え型光ディスク媒体における記録膜は相変化形記録膜を用いている。相変化形記録膜では書換え開始/終了位置近傍で記録膜の劣化が始まるので、同じ位置での記録開始/記録終了を繰り返すと記録膜の劣化による書換え回数の制限が発生する。本実施の形態では上記問題を軽減するため、書換え時には図6に示すようにJm+1/12データバイト分ずらし、ランダムに記録開始位置をずらしている。
図4(c)、(d)では基本概念を説明するため、拡張ガード領域528の先頭位置とVFO領域522の先頭位置が一致しているが、厳密に言うと図6のようにVFO領域522の先頭位置がランダムにずれている。
The recording film in the rewritable optical disk medium in the present embodiment uses a phase change recording film. In the phase change recording film, the deterioration of the recording film starts near the rewrite start / end position. Therefore, if the recording start / recording end at the same position is repeated, the number of rewrites is limited due to the deterioration of the recording film. In this embodiment, in order to alleviate the above problem, at the time of rewriting, the recording start position is shifted at random by shifting by Jm + 1/12 data bytes as shown in FIG.
4C and 4D, for explaining the basic concept, the head position of the
図5(e)において記録用クラスタ541の記録開始位置を正確に設定する必要がある。本実施の形態の情報記録再生装置では書換え型または追記型光ディスク媒体に予め記録されたウォブル信号を用いてこの記録開始位置を検出する。図4(d)から分かるようにウォブルシンク領域580以外は全て4ウォブル単位でパターンがNPWからIPWに変化している。それに比べて、ウォブルシンク領域580ではウォブルの切り替わり単位が部分的に4ウォブルからずれているため、ウォブルシンク領域580が最も位置検出し易い。そのため、本実施の形態の情報記録再生装置ではウォブルシンク領域580の位置を検出後、記録処理の準備を行い、記録を開始する。そのため、記録用クラスタ541の開始位置はウォブルシンク領域580の直後の無変調領域590の中にくる必要がある。
In FIG. 5E, it is necessary to set the recording start position of the
図6ではその内容を示している。物理セグメントの切り替わり直後にウォブルシンク領域580が配置されている。図4(d)に示すようにウォブルシンク領域580の長さは16ウォブル周期分になっている。更に、そのウォブルシンク領域580を検出後、記録処理の準備にマージンを見越して8ウォブル周期分必要となる。従って、図6に示すように記録用クラスタ541の先頭位置に存在するVFO領域522の先頭位置がランダムシフトを考慮して物理セグメントの切り替わり目位置から24ウォブル以上後方に配置される必要がある。
FIG. 6 shows the contents. A
図5に示すように書換え時の重複箇所541では何度も記録処理が行われる。書換えを繰り返すとウォブルグルーブまたはウォブルランドの物理的な形状が変化(劣化)し、そこからのウォブル再生信号品質が低下する。本実施の形態では図5(f)または図4(a)、(d)に示すように、書換え時の重複箇所541がウォブルシンク領域580やウォブルアドレス領域586内にくるのを避け、無変調領域590内に記録されるように工夫している。無変調領域590は一定のウォブルパターン(NPW)が繰り返されるだけなので、部分的にウォブル再生信号品質が劣化しても前後のウォブル再生信号を利用して補間できる。
As shown in FIG. 5, the recording process is performed many times in the overlapping
(記録再生回路の構成)
図7は、本発明の第1の実施形態に係る書き換え型媒体対応の記録再生回路の構成を示す図である。
変調回路115は、記録データをラン長制限符号などの予め定めた規則に従い変調データに変換する。得られた変調データは、記録補償制御回路114によって記録媒体に正しく記録できるようにパルス幅が細かく調整される。
光ディスク媒体100は、光学ヘッド101から適切なレーザ光が照射されることで、データの記録または再生を行う。
光学ヘッド101は、データ記録時においては、記録補償制御回路114で適切な記録補償が行われた記録パルス信号を受け取り、記録データに対応する適切なレーザ光を光ディスク媒体100に照射する。また、データ再生時において、光学ヘッド101は適切な電力のレーザ光を照射し、光ディスク媒体100からの反射光を検出することで、アドレス情報を含む差信号103とデータ情報を含む和信号102の2種類の信号を出力する。
(Configuration of recording / reproducing circuit)
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a recording / reproducing circuit corresponding to the rewritable medium according to the first embodiment of the present invention.
The
The optical disc medium 100 records or reproduces data by irradiating an appropriate laser beam from the optical head 101.
At the time of data recording, the optical head 101 receives a recording pulse signal subjected to appropriate recording compensation by the recording
この二つの信号については、図8を用いて説明する。図8は、記録媒体上のトラックと、レーザビームスポットの関係を表す。前述のように、書き換え型媒体における記録トラックは、半径方向に僅かに蛇行(ウォブリング)している。この反射光が光学ヘッド101のセンサーで検出されるが、光センサーは、図8(A)に示すように半径方向に分割されている。それぞれのセンサーが検出した信号は、図8(B)に示すように接続されている。ここで、和信号102側は、ビームスポット中のトラック幅に応じた信号レベルとなるので、光ディスク媒体100の結晶状態に応じた信号が得られるのに対して、差信号103は、トラックの蛇行(ウォブリング)に応じた信号が得られる。
These two signals will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the relationship between the track on the recording medium and the laser beam spot. As described above, the recording track on the rewritable medium slightly wobbles in the radial direction. The reflected light is detected by the sensor of the optical head 101, and the optical sensor is divided in the radial direction as shown in FIG. The signals detected by the sensors are connected as shown in FIG. Here, since the sum signal 102 side has a signal level corresponding to the track width in the beam spot, a signal corresponding to the crystal state of the
図7の光学ヘッド101で出力する和信号102は、高域通過フィルタ104、低域通過フィルタ105を経てアナログ・デジタル変換器106の入力信号となる。和信号102は、光学ヘッド101の原理上その信号に直流成分を含むが、その後の処理を容易にするために遮断周波数1kHz程度の高域通過フィルタ104が使用される。さらに、アナログ・デジタル変換を行うための帯域制限(アンチエイリアス)処理のために低域通過フィルタ105が使用される。低域通過フィルタ105の出力信号は、アナログ・デジタル変換器106においてデジタル信号に変換される。このときの変換タイミングが適切となるように、周波数・位相制御回路108で制御を行う。アナログ・デジタル変換器106の出力信号は、予め定めたPRクラス、代表例としてはPR(3443)の応答となるように適応型等化器107において波形等化が行われる。この時の等化特性が適切となるように適応学習回路109が調整を行う。これらの適応型等化器107,適応学習回路109の具体的な構成については、特開2001-344903号公報他多数の文献にてその内容が開示されているが、後ほどさらに説明する。
The sum signal 102 output from the optical head 101 of FIG. 7 becomes an input signal of the analog /
適応型等化器107の出力は、予め定めたPRクラスに波形等化され、ビタビ復号器110において最尤列推定(ビタビ復号)を行うことによってバイナリデータを得る。ここで、記録データ列はフレームと呼ばれる1116bit毎のデータとして記録されるが、各フレームの開始位置を表す24bitのバイナリデータ列(SYNCコード)を検出し、後段の復調処理のための12bit毎の同期信号を生成するのが、SYNC検出・同期回路111である。復調回路112では、SYNC検出・同期回路111が出力する12bit毎のバイナリデータを、予め定めた規則に従い8bitの再生データへ復調処理を行う。
The output of the
次に、適応型等化器107と適応学習回路109における適応学習について図9を用いて説明する。この図は、適応型等化器107および適応学習回路109の詳細を示すブロック図である。この図において、符号201,202は遅延回路で、入力信号を1クロック遅延させて出力する。符号203,204,205は乗算回路であり、二つの入力値の積を出力する。符号206,207,208は加算回路であり、二つの入力値の和を出力する。この図9では、三つの乗算器を用いる3tapのデジタルフィルタの例を示したが、乗算器の数が変化しても基本的な動作は同じであり、3tapの場合のみ説明する。
Next, adaptive learning in the
時刻kにおける適応型等化器107の入力信号をx(k),乗算器203,204,205に入力される乗数をそれぞれ c1, c2, c3とすると、適応型等化器107の出力Y(k)は以下の式で表現できる。
Y(k) = x(k)*c1 +x(k-1)*c2 + x(k-2)*c3 (1)
Y(k)に対してビタビ復号器110で得られるバイナリデータをA(k)とする。目的とするPRのクラスを例えばPR(3 4 4 3)とし、A(k)が正しい再生データであるとすると、時刻kでの適応型等化器107の本来の出力Z(k)は、以下の式となる。
Z(k) = 3*A(k) +4*A(k-1) +4*A(k-2) +3*A(k-3) -7 (2)
そこで、時刻kでの等化誤差 E(k)を以下の式で定義する。
E(k) = Y(k) - Z(k) (3)
Assuming that the input signal of the
Y (k) = x (k) * c1 + x (k-1) * c2 + x (k-2) * c3 (1)
Let A (k) be binary data obtained by the
Z (k) = 3 * A (k) + 4 * A (k-1) + 4 * A (k-2) + 3 * A (k-3) -7 (2)
Therefore, the equalization error E (k) at time k is defined by the following equation.
E (k) = Y (k)-Z (k) (3)
適応学習では以下の式に従い各乗算器の係数を更新する。
c1(k+1) = c1(k) -α*x(k) *E(k) (4)
c2(k+1) = c2(k) -α*x(k-1)*E(k) (5)
c3(k+1) = c3(k) -α*x(k-2)*E(k) (6)
(4)〜(6)式のαは、更新係数であり正の小さな値(例えば 0.01)を設定する。
In adaptive learning, the coefficient of each multiplier is updated according to the following equation.
c1 (k + 1) = c1 (k) -α * x (k) * E (k) (4)
c2 (k + 1) = c2 (k) -α * x (k-1) * E (k) (5)
c3 (k + 1) = c3 (k) -α * x (k-2) * E (k) (6)
Α in the equations (4) to (6) is an update coefficient, and a small positive value (for example, 0.01) is set.
上記の式(2)に示した処理を行うのが波形合成回路216である。遅延回路215では、加算回路208の出力Y(k)をビタビ復号器110での処理時間相当の遅延を行い、加算回路217において、上記の式(3)に示した処理を行う。係数更新回路212では、式(4)に示した演算を行い乗算器203の係数を更新する。更新結果は、レジスタ209に格納される。係数更新回路213では、式(5)に示した演算を行い乗算器204の係数を更新する。更新結果は、レジスタ210に格納される。係数更新回路214では、式(6)に示した演算を行い乗算器205の係数を更新する。更新結果は、レジスタ211に格納される。以上のようにして、適応型等化器107の適応学習が行われる。
The
次に、アドレス再生回路の詳細について、図10を用いて説明する。ここでは差信号(ウォブル信号)に変調を行なうことでアドレス情報を表現するものとする。
図10に位相変調された差信号(ウォブル信号)からアドレス情報を得るためのアドレス再生回路例を示す。
Next, details of the address reproducing circuit will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the address information is expressed by modulating the difference signal (wobble signal).
FIG. 10 shows an example of an address reproduction circuit for obtaining address information from a phase-modulated difference signal (wobble signal).
ウォブル信号には媒体固有の雑音や、隣接するトラックからのクロストークによる雑音などが含まれている。このためバンドパスフィルタ(BPF)等を介し、ウォブル信号の周波数帯域以外の雑音を取り除く必要がある。雑音を除去されたウォブル信号は位相検波器に、また搬送波を生成するためにフェイズロックドループ回路(PLL)に入力される。 The wobble signal includes noise peculiar to the medium and noise caused by crosstalk from adjacent tracks. For this reason, it is necessary to remove noise other than the frequency band of the wobble signal through a bandpass filter (BPF) or the like. The noise-removed wobble signal is input to a phase detector and a phase-locked loop circuit (PLL) to generate a carrier wave.
PLLでは位相同期処理がおこなわれ、ウォブル信号と同期した搬送波が出力される。位相検波器ではウォブル信号とこれに同期した搬送波によって、位相検波処理が行われる。位相検波処理の代表的な方法としては変調信号と搬送波の乗算によって位相の極性を判別するものがある。乗算後の波形は第1位相と第2位相でオフセットされた形で検波される。
その後位相検波によって生じた高周波(元波形の倍周波数)をローパスフィルタ(LPF)等を用いて取り除く。そして、LPF後の波形をスライサによって閾値検出することで信号を2値化する。
The PLL performs phase synchronization processing and outputs a carrier wave synchronized with the wobble signal. In the phase detector, phase detection processing is performed by a wobble signal and a carrier wave synchronized with the wobble signal. As a typical method of the phase detection process, there is a method of determining the phase polarity by multiplying a modulation signal and a carrier wave. The multiplied waveform is detected in a form offset by the first phase and the second phase.
Thereafter, the high frequency (double frequency of the original waveform) generated by the phase detection is removed using a low pass filter (LPF) or the like. The signal is binarized by detecting the threshold value of the waveform after LPF with a slicer.
2値化された波形からアドレスのビット情報を得るにはアドレスビットに同期したクロック(以下シンボルクロック)が必要となる。シンボルクロックは、PLLから出力されるウォブル周期に同期したウォブルクロックと、スライサから出力される2値化信号を用いて生成される。シンボルクロック生成器では2値化信号に対して、ウォブルクロックを1/N分周した波形が同期するように処理を行う。 In order to obtain bit information of an address from a binarized waveform, a clock (hereinafter referred to as symbol clock) synchronized with the address bit is required. The symbol clock is generated using a wobble clock synchronized with the wobble cycle output from the PLL and a binarized signal output from the slicer. The symbol clock generator performs processing so that the waveform obtained by dividing the wobble clock by 1 / N is synchronized with the binarized signal.
ここでNは1アドレスビットを表現するのに用いるウォブル波数によって決定する。例えばウォブル4波で1アドレスビットを構成した場合、2値化信号は4の倍数のウォブル波数分で極性の切り替わりが生じる。この時の最短変調周期は4ウォブルである。つまりNを4とすればアドレスビットに同期したクロックを生成することができる。 Here, N is determined by the wobble wave number used to express one address bit. For example, when one address bit is composed of four wobble waves, the polarity of the binarized signal is switched by the number of wobble waves that is a multiple of four. The shortest modulation period at this time is 4 wobbles. That is, if N is set to 4, a clock synchronized with the address bits can be generated.
2値化信号に同期した1/N分周ウォブルクロックは、シンボルクロックとしてアドレスデコーダーに送られる。アドレスデコーダはスライサより入力された2値化信号とシンボルクロックを用いてアドレスの復号を行う。しかしながらウォブルは物理アドレス情報だけでなく、アドレス情報の開始位置を示す同期信号を含むよう変調されているのが一般的である。 The 1 / N divided wobble clock synchronized with the binarized signal is sent to the address decoder as a symbol clock. The address decoder decodes the address using the binary signal and the symbol clock input from the slicer. However, the wobble is generally modulated to include not only the physical address information but also a synchronization signal indicating the start position of the address information.
同期信号はアドレス情報との誤識別を防ぐためにアドレスビットと異なる変調周期で変調されていることが多い。この場合、シンボルクロックは同期信号を含む最小の変調周期で生成する必要がある。ただし、同期信号の検出をアドレスビット検出と別の方法で行う場合(例えばウォブル1波単位での検出等)はシンボルクロックはアドレスビットの最短変調周期に合わせればよい。 The synchronization signal is often modulated with a modulation period different from that of the address bit in order to prevent misidentification with the address information. In this case, the symbol clock needs to be generated with the minimum modulation period including the synchronization signal. However, when the synchronization signal is detected by a method different from the address bit detection (for example, detection in units of one wobble wave), the symbol clock may be matched with the shortest modulation period of the address bits.
以上のようにして、変調されたウォブル信号からアドレス情報を得ることができる。さらに、差信号と和信号には、前述の図5、図6に示した位置(時間)関係が存在するため、各ECCブロックの第7番目のウォブルセグメントの最終地点から24ウォブルサイクル後に次のECCブロックのデータが始まることが明らかである。各ECCブロックの先頭には所定周期信号(VFO領域)が記録されている。この領域では、単一周期の再生信号が得られるため、キャプチャーレンジを広く保つ位相引き込みを実現することが可能である。 As described above, address information can be obtained from the modulated wobble signal. Further, since the difference signal and the sum signal have the positional (time) relationship shown in FIG. 5 and FIG. 6 described above, the next signal after 24 wobble cycles from the last point of the seventh wobble segment of each ECC block. It is clear that the ECC block data begins. A predetermined periodic signal (VFO area) is recorded at the head of each ECC block. In this region, since a reproduction signal having a single period can be obtained, it is possible to realize phase pull-in that maintains a wide capture range.
本実施形態での周波数・位相引き込みは次の三つのステップによって行なう。第1のステップとして、差(ウォブル)信号の周期がチャネルクロック周期の93倍であることを利用する周波数引込み動作。第2のステップとして、VFO領域でのみ動作可能なVFOパターン位相引込みステップ。第3のステップとして、ランダムなデータ領域でも動作可能な追従用位相引込み、以上の3段階の動作である。 The frequency / phase pull-in in this embodiment is performed by the following three steps. As a first step, a frequency pull-in operation utilizing the fact that the period of the difference (wobble) signal is 93 times the channel clock period. As a second step, a VFO pattern phase pull-in step that can operate only in the VFO region. The third step is the above-described three-stage operation, which is the tracking phase pull-in that can operate even in a random data region.
次に、本発明による周波数・位相引き込みのシーケンスについて図を用いて詳しく説明する。図11は周波数・位相制御回路108の詳細を示す図である。
周波数・位相制御回路108は、追従用位相比較器120、VFOパターン位相比較器121、周波数比較器122、切替えスイッチ123、ループフィルタ124、デジタルアナログ変換器125、電圧制御発振器126の大きく七つの構成要素からなる。
Next, the frequency / phase acquisition sequence according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 11 is a diagram showing details of the frequency /
The frequency /
図11に示す各構成要素の機能について簡単に説明する。
追従用位相比較器120は、記録データが未知のランダムデータに対する再生信号に対する位相比較を行い、アナログ・デジタル変換器106におけるサンプルタイミングの位相誤差に相当する値を出力する。
VFOパターン位相比較器121は、追従用位相比較器120と同様にアナログ・デジタル変換器106におけるサンプルタイミングの位相誤差に相当する値を出力するが、記録データが既知であるVFO領域を再生中のみ有効に機能する位相比較器である。
The function of each component shown in FIG. 11 will be briefly described.
The follow-up
The VFO
周波数比較器122は、アナログ・デジタル変換器106におけるサンプリング周波数の誤差に相当する値を検出する。
切替えスイッチ123は、追従用位相比較器120、VFOパターン位相比較器121、周波数比較器122とループフィルタ124との接続を適切に切替えることで、適切なシーケンスによって周波数・位相引き込みが行えるようにする。
The
The
ループフィルタ124は、追従用位相比較器120、VFOパターン位相比較器121、周波数比較器122からの、位相誤差信号や周波数制御信号に適切な演算を行うことで2次PLLループを構成し、電圧制御発振器126を駆動する信号を生成する。
デジタルアナログ変換器125は、ループフィルタ124の出力するデジタル信号をアナログ信号に変換する。
The loop filter 124 forms a second-order PLL loop by performing appropriate calculations on the phase error signal and the frequency control signal from the follow-up
The digital /
電圧制御発振器126は、デジタルアナログ変換器125の出力する電圧に応じた周波数のクロックを生成する。図11の例では、デジタルアナログ変換器125の出力する電圧と電圧制御発振器126の発振周波数が反比例の関係にあるとする。
The voltage controlled
以下、各ステップに応じた動作について説明する。
第1のステップでは、電圧制御発振器126の発振周波数がほぼチャネルクロック周波数になるように周波数制御を行う。前述のように、アドレス生成回路で出力するウォブルクロックの周期がチャネルクロック周期の93倍になるので、図11の周波数比較器122において、ウォブルクロックの周期を電圧制御発振器126のクロックでカウントする。
Hereinafter, the operation according to each step will be described.
In the first step, the frequency control is performed so that the oscillation frequency of the voltage controlled
図11のカウンタ129は、電圧制御発振器126の出力によってカウントアップするカウンタである。このカウンタ129は、ウォブルクロックの立上がりでカウント値をゼロにリセットする。このとき同時に、リセット前のカウント値をフリップフロップ130に取込む。
The
取込まれた周期が93より小さい場合は、その差に適切なゲインG3を掛け、これをループフィルタへ出力することによって電圧制御発振器126の発振周波数を高くする。また、得られた周期が93より大きい場合は、その差に適切なゲインG3を掛け、これをループフィルタへ出力することにより電圧制御発振器126の発振周波数を低くする。このとき、切り替えスイッチ123を周波数比較器122が有効となるように接続する。
このようにして、電圧制御発振器126の発振周波数を再生信号のチャネルレートにほぼ等しくすることができる。
When the captured period is smaller than 93, the difference is multiplied by an appropriate gain G3, and this is output to the loop filter, thereby raising the oscillation frequency of the voltage controlled
In this way, the oscillation frequency of the voltage controlled
第2のステップでは、VFO領域の再生信号を利用し、広キャプチャーの周波数・位相引き込みをVFOパターン位相比較器121で行う。前述のように、ウォブルアドレス再生回路によって各ECCブロックの第7番目のセグメントの最終時点が検出されると、その24ウォブルサイクル後に和信号にVFO領域の再生信号が開始する。そこで、各ECCブロックの第7番目のセグメントの最終時点が検出されてから予め定めた一定時間後に切り替えスイッチ123を切替えて、VFOパターン位相比較器121を有効にする。
In the second step, the VFO
さて、本実施形態の場合、VFO領域の記録信号は、1周期が8チャネルビットの単一周期の信号である。ここで、PRクラスを(3443)とすると、等化出力は、(・・0, 4, 7, 4, 0, -4, -7, -4, 0, 4, 7, ・・)となる。 In the case of the present embodiment, the recording signal in the VFO area is a single-cycle signal in which one cycle is 8 channel bits. Here, if the PR class is (3443), the equalized output is (..0, 4, 7, 4, 0, -4, -7, -4, 0, 4, 7, ..) .
図12は、VFOパターン位相比較器121の詳細を示す図である。VFOパターン位相比較器121は大きくゼロ位相検出部と位相比較部から構成される。
ゼロ位相検出部では、VFO領域の再生信号パターンとしてありえる8相、すなわち、00001111, 00011110, 00111100, 01111000, 11110000, 11100001, 11000011, 10000111 のうち実際の再生信号に最も近い一つのパターンを選び、かつ、このパターンを位相比較の基準とするためにこのパターンを自己生成する。
FIG. 12 is a diagram showing details of the VFO
The zero phase detector selects one of the eight possible reproduction signal patterns in the VFO area, that is, one of the patterns 00001111, 00011110, 00111100, 01111000, 11110000, 11100001, 11000011, and 10000111, and In order to use this pattern as a reference for phase comparison, this pattern is self-generated.
このような動作を行うために、まず、VFOパターン位相比較器121の動作開始時に、スイッチ151が上側に接続される。符号判定器150で現在の入力信号Y(k)と3時刻前の入力Y(k-3)を比較する。現在の入力Y(k)の値がY(k-3)より大きい場合は"1"を出力しそれ以外の場合は"0"を出力する。符号判定器150の出力は、フリップフロップ152,153,155,156、反転回路154と図12に示すように順次伝わる。
VFOパターン位相比較器121の動作開始後予め定めた時間(例えば8クロック)が経過するとスイッチ151が下側に接続される。すると、フリップフロップ152,153、反転回路154、フリップフロップ155,156が一巡する発振ループとなり、位相比較の基準となるVFOパターンを生成する。フリップフロップ155の出力は、フリップフロップ157,158,159 とそれぞれ一時刻遅延しながら伝播する。
ここで、フリップフロップ155の出力をA(k), フリップフロップ157の出力をA(k-1) , フリップフロップ158の出力をA(k-2) , フリップフロップ159の出力をA(k-3)とする。パターン判定回路は、フリップフロップ155,157,158,159 の出力を用いて現在の等化出力信号が、VFO領域の所定周期信号のどの位相に近いかを判定する。
In order to perform such an operation, first, the
When a predetermined time (for example, 8 clocks) elapses after the operation of the VFO
Here, the output of the flip-
上記の処理とあわせて、等化出力Y(k)をフリップフロップ160,161,162,163で順次一時刻づつ遅延させる。フリップフロップ161の出力をY(k-2),フリップフロップ163の出力をY(k-4)とする。等化出力から以下の式に従い位相誤差PDを出力する。
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[1111] の場合,PD= 0
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[1110] の場合,PD= Y(k) -Y(k-2)
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[1100] の場合,PD= Y(k) -Y(k-4)
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[1000] の場合,PD= Y(k) +Y(k-2)
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[0000] の場合,PD= 0
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[0001] の場合,PD= -Y(k) +Y(k-2)
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[0011] の場合,PD= -Y(k) +Y(k-4)
A(k),A(k-1),A(k-2),A(k-3)=[0111] の場合,PD= -Y(k) -Y(k-2) (7)
In combination with the above processing, the equalized output Y (k) is sequentially delayed by the flip-
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [1111], PD = 0
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [1110], PD = Y (k) -Y (k-2)
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [1100], PD = Y (k) -Y (k-4)
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [1000], PD = Y (k) + Y (k-2)
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [0000], PD = 0
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [0001], PD = -Y (k) + Y (k-2)
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [0011], PD = -Y (k) + Y (k-4)
When A (k), A (k-1), A (k-2), A (k-3) = [0111], PD = -Y (k) -Y (k-2) (7)
パターン判定回路165の出力に従い、上記の位相誤差を選択するのが選択回路164である。このような位相比較動作は、VFO領域の記録パターンが既知であることを前提にし、かつ位相比較頻度が高いため、広いキャプチャーレンジを達成することが可能である。
なお、ここに示した式(7)は、VFO領域の記録信号の周期と使用するPRクラスの関係によって決定される。他の周期や他のPRクラスを使用する場合でも容易に応用可能である。
The
The equation (7) shown here is determined by the relationship between the recording signal cycle in the VFO area and the PR class to be used. Even when other periods or other PR classes are used, the present invention can be easily applied.
第3のステップでは、VFO領域の終了前に非VFO領域(ランダム領域)でも動作する追従動作用の位相比較である。第2のステップでは、記録パターンが既知であることを前提にしているが第3のステップでは未知の記録パターンに対しても位相比較が可能である。第2のステップでの位相比較動作の開始後、予め定めた一定時間後に切替スイッチ123の接続を変更して第3のステップに移行する。このとき使用するのが、図11の追従用位相比較器120である。ここでは、以下の式に従い位相誤差PDを出力する。
Y(k)>0 かつ Y(k-1)<=0 の場合、 PD= -(Y(k) +Y(k-1))
Y(k)<=0 かつ Y(k-1)>0 の場合、 PD= +(Y(k) +Y(k-1))
上記以外 PD=0 (8)
The third step is a phase comparison for follow-up operation that operates even in a non-VFO region (random region) before the end of the VFO region. In the second step, it is assumed that the recording pattern is known, but in the third step, phase comparison is possible even for an unknown recording pattern. After the start of the phase comparison operation in the second step, the connection of the
If Y (k)> 0 and Y (k-1) <= 0, PD =-(Y (k) + Y (k-1))
If Y (k) <= 0 and Y (k-1)> 0, PD = + (Y (k) + Y (k-1))
Other than above PD = 0 (8)
上記の式(8)に従い位相比較を行うことで、未知の記録パターンに対しても位相比較を行うことができる。ステップ2,3とも、得られた位相誤差信号に対して、ループフィルタ124において適切な演算を行う。ループフィルタ124の出力は、デジタル・アナログ変換器125によってアナログ信号に変換されたのちに電圧制御発振器126の発振周波数を制御する。以上のようにして、書き換え型媒体においてVFO領域の到来を検出し、この領域の信号を利用することで高速・広キャプチャレンジのタイミングリカバリを実現できる。
By performing the phase comparison according to the above equation (8), the phase comparison can be performed even for an unknown recording pattern. In both
(第2の実施形態)
次に、再生専用媒体を用いる場合の本発明の第2の実施形態について説明する。
再生専用媒体の場合は、書き換え型媒体と異なりウォブル信号が存在しない。よってアドレス再生回路が機能しないためVFO領域の到来を事前に知ることができない。
しかしながら、再生専用媒体では記録データの上書き動作がありえないため、図2,3のVFO領域全体が連続する単一周期信号であることが保証されている、同時に、上書き動作が発生しないために有効に利用できるVFO領域の長さ(時間)が書き換え型媒体の場合よりも長いという特徴がある。
そこで、第2の実施形態では、このVFO領域の前半部分でVFO領域の到来を自己検出し、VFO領域の後半部分で第1の実施形態と同様にVFO領域の記録パターンが既知であることを利用して位相引き込みを行う。すなわち、再生専用媒体における周波数・位相引き込みは以下のステップに従って行う。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention using a read-only medium will be described.
In the case of a read-only medium, unlike a rewritable medium, there is no wobble signal. Therefore, since the address reproduction circuit does not function, the arrival of the VFO area cannot be known in advance.
However, since there is no overwriting operation of recorded data in a read-only medium, it is guaranteed that the entire VFO area in FIGS. 2 and 3 is a continuous single period signal, and at the same time, it is effective because no overwriting operation occurs. There is a feature that the length (time) of the usable VFO area is longer than that of the rewritable medium.
Therefore, in the second embodiment, the arrival of the VFO area is self-detected in the first half of the VFO area, and the recording pattern of the VFO area is known in the second half of the VFO area as in the first embodiment. Use the phase pull-in. That is, frequency / phase pull-in in the read-only medium is performed according to the following steps.
まず第1のステップとして、非同期状態でのVFO領域の検出をおこなう。第2のステップとして、VFO領域でのみ動作可能なVFOパターン位相引込みをおこなう。第3の動作として、ランダムなデータ領域でも動作可能な追従用位相引込みをおこなう。以上の3段階の動作である。
このうち、第2、第3のステップは、第1の実施形態の場合と同一の動作である。
図13は、本発明に係る再生専用媒体対応の再生回路の構成を示す図である。図13と図7の違いは、図13にはアドレス再生回路113が存在せず、VFO領域検出回路116が存在する点である。
First, as a first step, the VFO area is detected in an asynchronous state. As a second step, VFO pattern phase pull-in that can operate only in the VFO region is performed. As a third operation, tracking phase pull-in that can operate even in a random data region is performed. The above three-stage operation.
Among these, the second and third steps are the same operations as in the first embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a reproduction circuit corresponding to a reproduction-only medium according to the present invention. The difference between FIG. 13 and FIG. 7 is that the
つぎに、VFO領域検出回路116の詳細について図14のブロック図を用いて説明する。VFO領域検出回路116は、相関計算部、平均化部、検出部から構成される。
相関計算部では、入力信号の自己相関を計算することでVFO領域特有の所定周期パターンの検出を行う。具体的には、入力信号をY(k)とし、この信号をフリップフロップ170,171,172,173 でそれぞれ一時刻づつ遅延させる。するとフリップフロップ173の出力は入力信号Y(k)に対して4時刻遅れたY(k-4)となる。
Next, details of the VFO
The correlation calculation unit detects a predetermined periodic pattern specific to the VFO region by calculating the autocorrelation of the input signal. Specifically, the input signal is Y (k), and this signal is delayed by the flip-
乗算回路174において、Y(k)*Y(k-4)の演算を行う。前述のように、VFO領域においては周期が8チャネルクロックの一定周期の信号が記録されている。よって、VFO領域の信号では、4時刻離れる自己相関は、丁度逆相の関係となり負の相関が最大となる。仮に、電圧制御発振器126の発振周波数が再生信号のチャネルクロック周波数と僅かにずれていたとしても、VFO領域においては4時刻離れる自己相関が強い負の相関を表す。
In the
しかしながら、実際の再生信号には様々な雑音成分が含まれるため、これを除去するための平均化処理を平均化部で行う。図14の例では、相関計算部の出力をZ(k)とすると、連続する4サンプルのZ(k)の値の総和、すなわち Z(k)+Z(k-1)+Z(k-2)+Z(k-3) を計算する。この総和区間の4サンプルは実際の再生信号の信号対雑音比によって適切な値に設定すればよく、6サンプルや8サンプルでも同等の効果が得られる。平均化部の出力値は、検出部において負の相関の強さを評価される。 However, since an actual reproduction signal includes various noise components, the averaging unit performs an averaging process for removing the noise components. In the example of FIG. 14, if the output of the correlation calculation unit is Z (k), the sum of the values of Z (k) of four consecutive samples, that is, Z (k) + Z (k-1) + Z (k- 2) Calculate + Z (k-3). The four samples in the total section may be set to appropriate values depending on the signal-to-noise ratio of the actual reproduction signal, and the same effect can be obtained with six or eight samples. The output value of the averaging unit is evaluated for the strength of negative correlation in the detection unit.
カウンタ180は、入力が"1"のとき1づつカウントアップし、入力が"0"のとき出力が0にリセットするカウンタである。すなわち、平均化部の出力値が負の値の場合はカウンタ180がカウントアップし、平均化部の出力値が正の値の場合はカウンタ180が0にリセットされる。カウンタ180の出力は、予め定めたしきい値(VFth)と比較し、カウンタ180の値がしきい値(VFth)よりも大きい場合にVFO領域検出出力が"1"となる。
このような構成とすることで、VFO領域の再生開始後、約VFth +α ビット後にVFO領域検出出力が"1"となり、VFO領域の終了とほぼ同時にVFO領域検出出力が"0"となる。以上のようにして、非同期状態においてもVFO領域の到来を検出することが可能である。
VFO領域を検出したのちに、第1の実施形態における第2のステップの位相引き込み動作を開始することで書き換え型媒体の場合と同様に広キャプチャーの周波数・位相引き込みを実現することが可能である。
The
With this configuration, the VFO area detection output becomes “1” about VFth + α bits after the start of reproduction of the VFO area, and the VFO area detection output becomes “0” almost simultaneously with the end of the VFO area. As described above, the arrival of the VFO area can be detected even in the asynchronous state.
After detecting the VFO region, the phase capture operation of the second step in the first embodiment is started, so that wide capture frequency / phase capture can be realized as in the case of the rewritable medium. .
(第3の実施形態)
次に、第2の実施形態をさらに改良する第3の実施形態について説明する。
前述のように、再生専用媒体にはウォブル信号が存在しないため、第1の実施形態におけるウォブル信号を用いる周波数比較を行うことができない。この問題を解決するために、第2の実施形態に対してVFO領域の再生信号を用いて周波数比較を行う機能を追加する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment that further improves the second embodiment will be described.
As described above, since there is no wobble signal in the read-only medium, frequency comparison using the wobble signal in the first embodiment cannot be performed. In order to solve this problem, a function of performing frequency comparison using a reproduction signal in the VFO region is added to the second embodiment.
図15が、第3の実施形態における周波数比較機能を含むVFO領域検出器の構成を示す図である。図15に示した機能は、図14に示したVFO領域検出回路116に、図11の周波数比較器に似た機能を加えたものにあたる。このうち、VFO領域検出部の構成・動作に関しては、第2の実施形態で述べた内容と同一であるのでここでの説明は省略する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a VFO region detector including a frequency comparison function according to the third embodiment. The function shown in FIG. 15 corresponds to the VFO
第3の実施形態における周波数比較部は、二つの異なるVFO領域検出部から構成される。一つは、周期が6サンプルの単一周期信号を検出するためのVFO領域検出部であり、もう一つは、周期が10サンプルの単一周期信号を検出するためのVFO領域検出部である。説明の便宜上、前者を6Tパターン検出部、後者を10Tパターン検出部、図14に示したVFO領域検出器を8Tパターン検出部と呼ぶ。構成上のこれらの違いは、それぞれの相関計算部において、6Tパターン検出部が3時刻遅延した信号との相関を計算し、8Tパターン検出部が4時刻遅延した信号との相関を計算し、10Tパターン検出部が5時刻遅延した信号との相関を計算する点である。 The frequency comparison unit in the third embodiment includes two different VFO region detection units. One is a VFO area detector for detecting a single period signal with a period of 6 samples, and the other is a VFO area detector for detecting a period signal with a period of 10 samples. . For convenience of explanation, the former is called a 6T pattern detector, the latter is called a 10T pattern detector, and the VFO region detector shown in FIG. 14 is called an 8T pattern detector. These differences in configuration are as follows. In each correlation calculation unit, the 6T pattern detection unit calculates the correlation with the signal delayed by 3 times, the 8T pattern detection unit calculates the correlation with the signal delayed by 4 times, and 10T The pattern detection unit calculates the correlation with the signal delayed by 5 times.
電圧制御発振器126の発振周波数が、実際のチャネルレートより遥かに高い場合、本来の周期が8サンプルであるVFO領域の再生信号を、より長い周期の信号であるかのごとく誤検出する。すると、10Tパターン検出部のみ出力が"1"となる。この場合は、電圧制御発振器126の発振周波数を下げるように適切なゲインG3で制御を行う。逆に、電圧制御発振器126の発振周波数が、実際のチャネルレートより遥かに低い場合、本来の周期が8サンプルであるVFO領域の再生信号を、より短い周期の信号であるかのごとく誤検出する。すると、6Tパターン検出部のみ出力が"1"となる。この場合は、電圧制御発振器126の発振周波数を上げるように適切なゲインG3で制御を行う。電圧制御発振器126の発振周波数が、実際のチャネルレートに近づくと、第2の実施形態で説明したようにVFO領域検出信号が"1"となる。その後は、第2の実施形態で示したように位相引き込み動作を開始する。以上のようにして、再生専用媒体においても周波数引き込み動作を行うことが可能である。
When the oscillation frequency of the voltage controlled
(第4の実施形態)
次に、第1または第2または第3の実施形態において、VFO領域の到来を検出することによって適応学習機能を制御する第4の実施形態について説明する。図9に示した適応型等化回路および適応学習回路の適応学習機能が正しく機能するためには、チャネルクロックが位相同期を確立し、アナログ・デジタル変換器106で正しいタイミングでアナログ・デジタル変換が行われている必要がある。また、記録データを正しく読み取るためには、適応学習機能を用いて等化特性を最適な状態に調整する必要がある。しかしながら、再生信号の信号対雑音比が低い状態でチャネルクロックが位相同期を確立したことを自力検出するのは困難である。しかしながら、本発明による位相引き込みシーケンスは、非常に高い確率で第2のステップ完了時に位相同期を確立できる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment in which the adaptive learning function is controlled by detecting the arrival of the VFO region in the first, second, or third embodiment will be described. In order for the adaptive learning function of the adaptive equalization circuit and the adaptive learning circuit shown in FIG. 9 to function correctly, the channel clock establishes phase synchronization, and the analog /
そこで、第1または第2または第3の実施形態において、位相引き込みシーケンスの第3のステップの開始後、予め定めた極小の時間が経過した時点で適応学習機能を有効にする。具体的には、以下のようなシーケンスをとなる。
第1または第2または第3の実施形態において、位相引き込みの第1、第2のステップにおいては、 図9および式(1)における等化係数 c1, c2, c3 に、目的のPRクラスの応答に近くなるように予め求めた係数を設定する。同時に、式(4)(5)(6)におけるαをゼロに設定する。αをゼロすることで、適応学習は機能しない。この状態のまま、第1または第2または第3の実施形態で記述した手順に従い位相引き込みを行う。位相引き込みの第3のステップが開始されてから予め定めた極小の時間が経過した時点で、式(4)(5)(6)におけるαをゼロより大きい適切な値に設定する。すると、等化係数 c1, c2, c3 に適切なフィードバックがかかり、適応学習が機能する。以上のようにして、速やかに適応学習機能を動作開始させることができる。
Therefore, in the first, second, or third embodiment, the adaptive learning function is enabled when a predetermined minimum time has elapsed after the start of the third step of the phase acquisition sequence. Specifically, the following sequence is performed.
In the first, second, or third embodiment, in the first and second steps of phase pull-in, the equalization coefficients c1, c2, and c3 in FIG. The coefficient obtained in advance is set so as to be close to. At the same time, α in equations (4), (5), and (6) is set to zero. Adaptive learning does not work by setting α to zero. In this state, phase drawing is performed according to the procedure described in the first, second, or third embodiment. When a predetermined minimum time has elapsed since the start of the third step of phase pull-in, α in equations (4), (5), and (6) is set to an appropriate value greater than zero. Then, appropriate feedback is applied to the equalization coefficients c1, c2, and c3, and adaptive learning functions. As described above, the adaptive learning function can be started quickly.
(第5の実施形態)
次に、第1,2,3,4の実施形態において、SYNC検出・同期回路111の動作を高速化する実施形態について説明する。まず、理解容易のために記録データ列のフレーム構造について図16を用いて簡単に説明する。媒体に記録するデータは、セクタと呼ばれる2KB毎のデータに分割されている。一つのセクタは26個のフレームと呼ばれるデータにさらに分割される。一つのフレームはフレームの開始位置を表す24bitのバイナリデータ列(SYNCコード)と変調された記録データ1092bitの合計1116bitから構成される。SYNCコードは、SY0, SY1, SY2, SY3 の全部で4種類ある。これをSYNC番号と呼ぶ。セクタ内の各フレームの先頭には、図16に示す順にSYNCコードが挿入されている。すなわち、最初のフレームの先頭には SY0,2番目のフレームの先頭には SY1,3番目のフレームの先頭には SY1,以後、SY1, SY2, SY1, SY1, SY3, SY1, SY2, SY2, SY1, SY3, SY2, SY1, SY2, SY3, SY3, SY3, SY2, SY2, SY2, SY3, SY2, SY3, SY1 の順に挿入されている。
(Fifth embodiment)
Next, in the first, second, third, and fourth embodiments, an embodiment for speeding up the operation of the SYNC detection /
説明の便宜上、各セクタ内のフレームを、先頭から順に第0フレーム、第1フレーム、第2フレーム、‥‥、第25フレームと呼び、この数字をフレーム番号と呼ぶ。図16に示したセクタ内のフレーム構造は、連続する三つ以上のSYNC番号からフレーム番号を求めることができるという特徴がある。ここで、図1に示した構成図よりも後段の処理である誤り訂正処理を行うためには、再生したデータのフレーム番号を必要とするので、少なくとも連続する3フレームのSYNC番号を検出した後でなければ誤り訂正処理を行うことができない。 For convenience of explanation, the frames in each sector are called the 0th frame, the first frame, the second frame,..., The 25th frame in order from the top, and this number is called the frame number. The frame structure in the sector shown in FIG. 16 is characterized in that the frame number can be obtained from three or more consecutive SYNC numbers. Here, in order to perform the error correction process, which is a process subsequent to the configuration shown in FIG. 1, the frame number of the reproduced data is required. Therefore, after detecting the SYNC number of at least three consecutive frames. Otherwise, error correction processing cannot be performed.
すでに述べたように、SYNC検出・同期回路111は、各フレームの開始位置を表す24bitのバイナリデータ列(SYNCコード)を検出し、後段の復調処理のための12bit毎の同期信号を生成する。SYNC検出・同期回路111の構成例として、例えば特開平5−292075号公報にその詳細が開示されている。
As described above, the SYNC detection /
図17は、SYNC検出・同期回路111の構成を示すブロック図である。
この図において、再生データは、図7または図13のビタビ復号器110が出力する1bitのバイナリデータ列である。
チャネルクロックは、電圧制御発振器126で生成するクロックである。
SYNC検出回路301は、再生データ列がSYNCコードに一致するか否かを判定する。一致した場合は、SYNC検出パルスを生成すると同時に、検出したSYNC番号を出力する。生成されたSYNC検出パルスは、同期保護回路302において、誤って検出されたSYNC検出パルスが取り除かれる。SYNC検出回路301で生成されたSYNC検出パルスが正しい検出パルスである場合は、そのまま同期保護回路302の出力パルスとなる。
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the SYNC detection /
In this figure, the reproduction data is a 1-bit binary data string output from the
The channel clock is a clock generated by the voltage controlled
The
フレームカウンタ303は、チャネルクロックが入力される毎に内部のカウンタをカウントアップする回路である。同時にフレームカウンタ303は、同期保護回路302からのパルス入力があると、そのカウンタ値をゼロにリセットする。前述のように、SYNCコードは、1116bit毎に挿入されている。そこで、フレームカウンタ303のカウント値が1116付近になると同期窓信号をアクティブにする。同期保護回路302では、この同期窓信号を用いて誤って検出されたSYNC検出パルスを取り除く。
The
バイトカウンタ304は、シリアルデータである再生バイナリデータをパラレルデータにするためのバイトクロックを生成する。バイトカウンタ304は、チャネルクロックが入力される毎に内部のカウンタをカウントアップする回路である。同時にバイトカウンタ304は、同期保護回路302からのパルス入力があると、そのカウンタ値をゼロにリセットする。また、バイトカウンタ304は、内部のカウント値が12になるとパルスを出力すると同時にカウント値をゼロにリセットする。シリアル・パラレル変換器305は、シリアルの入力再生データ列を12bitのパラレルデータに変換する。この時の変換タイミングには、バイトカウンタ304の出力を用いる。
The
符号306〜313は、フリップフロップである。SYNC検出回路301でSYNC番号を検出する毎に、順次SYNC番号を取り込む。すなわち、最新のSYNC番号がフリップフロップ306に格納され、1フレーム前のSYNC番号がフリップフロップ307に格納され、以後同様にして7フレーム前のSYNC番号がフリップフロップ313に格納される。フレーム番号検出部314では、最大で八つのSYNC番号を図16に示したSYNC番号の並びと比較して現在のフレーム番号を出力する。ここで、最大で八つのSYNC番号を使用するのは、SYNC番号は誤検出の確率が比較的高いため、SYNC番号の誤検出がフレーム番号に影響しないようにロバスト判定を行うためである。以上のようにして、SYNC検出・同期回路111はフレーム番号を出力し、再生シリアルデータをパラレルデータに変換する。
ところで、図16に示したフレーム構造において、SY0 はセクタ内の最初のフレームにのみ単独で挿入されている。すなわち、SYNC検出回路301で検出したSYNC番号が SY0 であった場合は、即座にそのフレームが第0フレームであることが判定可能である。すなわち、フリップフロップ306の出力が SY0 の場合は、フレーム番号は0を出力し、フリップフロップ307の出力が SY0 の場合は、フレーム番号は1を出力し、フリップフロップ308の出力が SY0 の場合は、フレーム番号は2を出力する。このような場合は、即座に誤り訂正処理を開始することができる。
By the way, in the frame structure shown in FIG. 16, SY0 is inserted alone only in the first frame in the sector. That is, if the SYNC number detected by the
ここで、第1〜4の実施形態においては、書き換え型媒体、再生専用媒体ともにVFO領域から再生動作を開始する。図3、5から、VFO領域の直後にはフレーム0から始まるデータが記録されている。よって、第1〜4の実施形態における位相引き込み動作の第3ステップの開始後に最初に検出されるSYNCコードは、SY0 になるはずである。そこで、フレーム番号検出部では、位相引き込み動作の第3ステップ開始後予め定めた時間が経過するまでに SY0 が検出された場合は即座にフレーム番号0を出力する。このようにすることで、最大八つのSYNC番号検出を待つことなく誤り訂正動作を開始することが可能になる。
Here, in the first to fourth embodiments, the reproduction operation is started from the VFO area for both the rewritable medium and the reproduction-only medium. 3 and 5, data starting from
以上説明したように、上記実施形態によれば、高密度記録を行う書き換え型のディスク媒体において、広キャプチャーレンジかつ高速頭だしが可能な光ディスク装置を提供することが可能である。
また、上記実施形態によれば、再生専用のディスク媒体において広キャプチャーレンジかつ高速頭だしが可能な光ディスク装置を提供することが可能である。
また、上記実施形態によれば、高速・高精度に適応学習を行い読みとりマージンの広い光ディスク装置を提供することが可能である。
また、上記実施形態によれば、フレーム番号を高速に検出することが可能であり、高速頭だしが可能な光ディスク装置を提供することが可能である。
As described above, according to the above-described embodiment, it is possible to provide an optical disc apparatus capable of wide capture range and high-speed heading in a rewritable disc medium that performs high-density recording.
Further, according to the above embodiment, it is possible to provide an optical disc apparatus capable of wide capture range and high-speed heading on a read-only disc medium.
Further, according to the above embodiment, it is possible to provide an optical disc apparatus having a wide reading margin by performing adaptive learning at high speed and high accuracy.
Further, according to the above embodiment, it is possible to provide an optical disc apparatus capable of detecting a frame number at high speed and capable of high-speed cueing.
(その他の実施形態)
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(Other embodiments)
Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be expanded and modified. The expanded and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
100…光ディスク媒体、101…光学ヘッド、102…和信号、103…差信号、104…高域通過フィルタ、105…低域通過フィルタ、106…アナログ・デジタル変換器、107…適応型等化器、108…周波数・位相制御回路、109…適応学習回路、110…ビタビ復号器、111…検出・同期回路、112…復調回路、113…アドレス再生回路、114…記録補償制御回路、115…変調回路、116…領域検出回路、120…追従用位相比較器、121…パターン位相比較器、122…周波数比較器、123…切替スイッチ、124…ループフィルタ、125…デジタル・アナログ変換器、126…電圧制御発振器、129…カウンタ、130…フリップフロップ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光ディスク媒体を回転する回転機構と,
前記光ディスク媒体に光を照射する光源と,
前記光源から出射され,前記光ディスク媒体から反射された光を受光する受光素子と,
光ディスク媒体の再生のための基準クロックを生成する基準クロック生成部と,
前記基準クロックに基づいて,前記受光素子から出力される信号をデジタル信号に変換する変換器と,
前記変換器から出力される前記所定周期の繰り返しデータに対応するデジタル信号に基づき,前記基準クロック生成部で生成される基準クロックの位相を制御する位相制御部と,を具備し,
前記位相制御部が,
前記所定周期の繰り返しデータに対応するビット列を生成する信号生成部と,
前記生成されるビット列の連続する複数ビットの組み合わせに基づいて,演算式を決定し,前記デジタル信号を演算することで,前記基準クロック生成部で生成される基準クロックの位相を制御するための位相誤差情報を生成する位相誤差情報生成部と,を有する
ことを特徴とする光ディスク装置。 An optical disk apparatus you play an optical disc medium having a region in which repeat data is recorded in Jo Tokoro,
A rotating mechanism for rotating the optical disk medium;
A light source for irradiating the optical disk medium with light;
A light receiving element for receiving light emitted from the light source and reflected from the optical disk medium;
A reference clock generator for generating a reference clock for the playback of the optical disc medium,
A converter for converting a signal output from the light receiving element into a digital signal based on the reference clock;
Based on the digital signal that corresponds to the repeated data of the predetermined cycle output the transducer or al, anda phase controller for controlling the phase of the reference clock generated by the reference clock generation unit,
The phase control unit is
A signal generator for generating a bit string corresponding to the repetitive data of the predetermined period;
A phase for controlling the phase of the reference clock generated by the reference clock generation unit by determining an arithmetic expression based on a combination of a plurality of consecutive bits of the generated bit string and calculating the digital signal An optical disc apparatus comprising: a phase error information generation unit that generates error information .
をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。 An area detector for detecting the area based on a signal output from the light receiving element;
The optical disc apparatus according to claim 1, further comprising:
前記受光素子から出力される信号とこの信号の所定クロック前の信号との相関を計算する相関計算部と,
前記相関計算部によって計算された信号の相関に基づき,前記領域を検出する検出部と,を有する
ことを特徴とする請求項2記載の光ディスク装置。 The area detector is
A correlation calculation unit for calculating a correlation between a signal output from the light receiving element and a signal before the predetermined clock of the signal;
Based on said correlation of calculated signal by the correlation calculating unit, according to claim 2 Symbol mounting of the optical disk apparatus characterized by having a, a detecting unit for detecting a region.
計算する第1の相関計算部と,
前記受光素子から出力される信号とこの信号の第1の所定クロックと異なる第2の所定クロック前の信号との相関を計算する第2の相関計算部と,
前記第1,第2の相関計算部による計算結果に基づき,前記基準クロック生成部のクロック周波数を制御する周波数制御部と,
をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光ディスク装置。 A first correlation calculator for calculating a correlation between a signal output from the light receiving element and a signal before the first predetermined clock of the signal;
A second correlation calculator for calculating a correlation between a signal output from the light receiving element and a signal of the signal before a second predetermined clock different from the first predetermined clock;
A frequency control unit for controlling a clock frequency of the reference clock generation unit based on the calculation results by the first and second correlation calculation units;
Further serial mounting of the optical disk apparatus any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光ディスク装置。The optical disc device according to claim 1, wherein the optical disc device is an optical disc device.
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