JP4618454B2 - Timing signal generator - Google Patents
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本発明は、タイミング信号生成装置と、タイミング信号生成方法と、光ディスク情報記録再生装置とに係り、特に、光ディスクの任意の場所において情報の記録が可能なタイミング信号生成装置と、タイミング信号生成方法と、光ディスク情報記録再生装置とに係る。 The present invention relates to a timing signal generating device, a timing signal generating method, and an optical disc information recording / reproducing device, and in particular, a timing signal generating device capable of recording information at an arbitrary location on an optical disc, and a timing signal generating method. The present invention relates to an optical disc information recording / reproducing apparatus.
近年、デジタルカメラ、DVD(Digital Versatile Disc)プレーヤー、DVDレコーダーなどが急速に普及している。これに伴い、音楽データだけではなく映像データを含む大容量のデジタルデータを個人が記録あるいは再生することが当たり前となっている。映像情報を保存するために、DVD−R/+Rといった安価なメディアが普及しており、これらのメディアは記録後にDVDプレーヤーで再生が可能である。 In recent years, digital cameras, DVD (Digital Versatile Disc) players, DVD recorders, and the like are rapidly spreading. Along with this, it has become commonplace for individuals to record or reproduce large volumes of digital data including video data as well as music data. In order to store the video information, inexpensive media such as DVD-R / + R are widely used, and these media can be played back on a DVD player after recording.
記録可能のできるDVDメディアとしては、1回のみ記録が可能なDVD−RとDVD+Rとがある。さらに、書き換え可能なDVD−RWと、DVD+RWと、DVD−RAMとがある。さて、これらの光ディスクへの情報記録方法には、大きく分けて3種類がある。第1の記録方法は、いわゆる一筆書きでディスク全面を一気に記録するディスクアットワンス記録方法である。第2の記録方法は、マルチボーダと呼ばれる仕組みを使ってディスク空き領域に追記を行うインクリメンタル記録方法である。第3の記録方法は、DVD−ROM再生互換はないが効率よく追記記録ができるパケットライト記録方法である。ただし、DVD−RAMは、プリピットアドレスがディスク上に埋め込まれているため、DVD−ROMドライブの再生互換はない。 DVD media that can be recorded include DVD-R and DVD + R that can be recorded only once. Furthermore, there are rewritable DVD-RW, DVD + RW, and DVD-RAM. There are roughly three types of information recording methods for these optical discs. The first recording method is a disc-at-once recording method in which the entire surface of the disc is recorded all at once with so-called one-stroke writing. The second recording method is an incremental recording method in which additional recording is performed in a free disk area using a mechanism called multi-border. The third recording method is a packet write recording method that is not compatible with DVD-ROM reproduction but can perform additional recording efficiently. However, the DVD-RAM is not compatible with the DVD-ROM drive because the pre-pit address is embedded on the disc.
光ディスクの情報再生に関して説明する。光ディスク媒体上には同心円状あるいはスパイラル状の案内溝(トラック)が形成されており、微小情報ピットはこのトラックに沿って形成されている。光ディスク装置は、集光したレーザビームを、スピンドルモータによって回転するディスク媒体記録面に照射する。この時、ディスク面とビーム集光用対物レンズと間のの距離が一定になるようにフォーカシングサーボがかけられる。また、集光ビームがトラックを追従するようにディスク半径方向に対してトラッキングサーボがかけられる。光ディスク情報記録再生装置は、ディスク上に形成した微小情報ピットにより変化する反射光の明暗や偏光を電気信号として検出する。光ディスク情報記録再生装置は、このRF(Radio Frequency)信号をフィルタリング処理した後、PLL(Phase Locked Loop)によって同期クロックを抽出し、この同期タイミングでRF信号をデジタルデータとして識別する。その後、RLL(Run Length Limited)復調やECC(Error Correction Code)誤り訂正を行った後、音楽あるいは映像情報が取り出されることになる。 The information reproduction of the optical disc will be described. Concentric or spiral guide grooves (tracks) are formed on the optical disk medium, and minute information pits are formed along the tracks. The optical disk apparatus irradiates a focused laser beam onto a disk medium recording surface that is rotated by a spindle motor. At this time, focusing servo is applied so that the distance between the disc surface and the beam focusing objective lens is constant. Further, tracking servo is applied to the disk radial direction so that the focused beam follows the track. An optical disc information recording / reproducing apparatus detects the brightness and polarization of reflected light, which changes due to minute information pits formed on the disc, as an electrical signal. The optical disk information recording / reproducing apparatus performs a filtering process on the RF (Radio Frequency) signal, extracts a synchronization clock by a PLL (Phase Locked Loop), and identifies the RF signal as digital data at the synchronization timing. Thereafter, music or video information is extracted after performing RLL (Run Length Limited) demodulation and ECC (Error Correction Code) error correction.
記録時には、この逆で、ユーザ情報にECCパリティーを付加し、8/16変調を行い、さらにフレーム単位に特殊コードを付加した情報を記録クロックに同期して、ディスク上に記録する。この時、レーザパワーを上げることで、集光部分の温度が上昇し物理特性を可逆的あるいは不可逆的に変化させることで、微小ピットを形成してゆく。 At the time of recording, conversely, ECC parity is added to user information, 8/16 modulation is performed, and information with a special code added to each frame is recorded on the disk in synchronization with the recording clock. At this time, by increasing the laser power, the temperature of the light condensing part rises, and the physical characteristics are reversibly or irreversibly changed to form minute pits.
ところで、ディスクの回転制御方法には主に2種類の方式が存在する。すなわち線速度を一定に保つCLV(Constant Linear Velocity)制御方式と、回転角速度を一定とするCAV(Constant Angular Velocity)制御方式とである。 Incidentally, there are mainly two types of disk rotation control methods. That is, there are a CLV (Constant Linear Velocity) control method for keeping the linear velocity constant and a CAV (Constant Angular Velocity) control method for keeping the rotation angular velocity constant.
しかし、CLV制御には課題がある。内外周でスピンドル回転数が約2.4倍変化するため、ランダムアクセス時にスピンドル制御の待ち時間がかかる点と、これにより多くの電力が消費される点とである。このため、CAV制御方式を用いる装置が増えてきている。 However, there is a problem with CLV control. Since the spindle rotation speed changes about 2.4 times on the inner and outer circumferences, there is a point that a waiting time for spindle control is applied at the time of random access, and a point that much electric power is consumed. For this reason, an apparatus using the CAV control method is increasing.
これは、CAV方式では、スピンドルを常に一定速度で回転させるため、回転数の待ち時間が短くなり、アクセス性が向上するためである。しかし、CLV制御で記録されたディスクをCAV制御で再生する場合、半径に比例してチャネルレートが大きく変化することになる。 This is because in the CAV method, the spindle is always rotated at a constant speed, so that the waiting time for the rotational speed is shortened and the accessibility is improved. However, when a disc recorded by CLV control is played back by CAV control, the channel rate changes greatly in proportion to the radius.
記録可能なDVDの案内溝は、ディスク半径方向に微少に蛇行している。この蛇行周期は、トラッキングサーボが追従できない程度に設定されており、その蛇行成分はウォブル信号として検出できる。この蛇行周期は、DVD+R/RWでチャネルクロック周期の32倍、DVD−R/RWで同じく186倍であり、逓倍することで記録クロック作り出すことができる。また、DVD−R/RWでは、一定間隔でランド領域にランドプリピットと呼ばれるピットが形成されておりディスク上のアドレス情報が埋め込まれている。また、DVD+R/RWでは、ADIP(Address in Pre−groove)と呼ばれる一定間隔でウォブル信号が位相変調された領域があり、この変調を検波することでアドレス情報を読み出すことができる。すなわち、DVD−RAMを除く記録可能なDVDでは、ウォブル信号から記録クロックとアドレス情報を読み出すことができるので、任意の位置からユーザ情報を記録することが可能である。 The recordable DVD guide grooves meander slightly in the disk radial direction. The meandering period is set to such an extent that the tracking servo cannot follow, and the meandering component can be detected as a wobble signal. This meander period is 32 times the channel clock period for DVD + R / RW and 186 times for DVD-R / RW, and a recording clock can be created by multiplying the meander period. In DVD-R / RW, pits called land pre-pits are formed in the land area at regular intervals, and address information on the disc is embedded. Also, DVD + R / RW has an area called ADIP (Address in Pre-groove) where a wobble signal is phase-modulated at a constant interval, and address information can be read by detecting this modulation. That is, in a recordable DVD excluding DVD-RAM, the recording clock and address information can be read from the wobble signal, so that user information can be recorded from an arbitrary position.
さて、既に記録済みの領域の後に情報を追記記録する場合、あるいは、記録済み領域の上に情報を上書きする場合、記録位置(リンキング位置)が前にずれると直前のデータを消してしまう。逆に後ろにずれると未記録のギャップ領域が形成されてしまう。ギャップが形成されると、記録ピットが連続していることを前提にトラッキングサーボをかけているDVDプレーヤーにおいて、再生時にサーボはずれを起こす可能性が高まる。従って、どちらにずれても再生性能が低下するため、リンキングの精度を高めることが課題となっている。 Now, when information is additionally recorded after an already recorded area, or when information is overwritten on the recorded area, the previous data is erased if the recording position (linking position) is shifted forward. On the contrary, if it is shifted backward, an unrecorded gap area is formed. When a gap is formed, there is a high possibility that the servo will be lost during reproduction in a DVD player that performs tracking servo on the assumption that recording pits are continuous. Therefore, since the reproduction performance is deteriorated regardless of which direction is shifted, it is a problem to improve the accuracy of linking.
リンキング精度を悪化させる原因として、まず電圧変動や温度変化に伴う回路系遅延変動が挙げられる。これに関して、特許文献1(特開2002−319134号公報)にその解決方法の記載がある。図16は、特許文献1発明による光ディスク情報記録再生装置の構成を説明するためのブロック図である。特許文献1に開示された発明では、レーザ制御手段107に入力される記録信号と、この記録信号でパワー変調されたレーザ光を再生信号として再生信号処理手段103から取り出した出力信号とを、遅延時間計測手段108で計測する。さらに、この計測結果に基づいて、記録タイミングを記録タイミング制御手段105で調整する。これにより、ディスク領域に直接試し書きをすることなく遅延量を計測できるため、ディスク記憶容量を消費することがなく、リンキング位置を高い精度で合わせることができる。
As a cause of deteriorating linking accuracy, first, circuit system delay variation accompanying voltage variation or temperature variation can be cited. In this regard, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-319134) describes a solution. FIG. 16 is a block diagram for explaining the configuration of an optical disk information recording / reproducing apparatus according to the invention of
リンキング精度を悪化させるもう一つの原因として、記録クロックの位相変動がある。記録クロックはウォブル信号に位相同期させたPLLで生成するのが一般的である。しかし、ディスク偏芯が大きな場合には、ウォブル信号が周波数変調されてPLL追従が間に合わず誤差が生じてしまう。その結果、記録クロックの位相変動として現れる場合がある。また、特に、DVD−Rのように周波数の低いウォブル信号を有するディスクの場合、隣接トラックからのクロストークの影響によりウォブル信号の位相が変調され、ウォブル信号を基に生成した記録クロックの位相が変動してしまうことが知られている。これに関して、直前の記録データを再生して追記タイミングを生成し追記記録データ先頭と精度よく接続する方法が例えば特許文献2(特開2003−173535号公報)に記載されている。 Another cause of deterioration in linking accuracy is a phase variation of the recording clock. The recording clock is generally generated by a PLL that is phase-synchronized with the wobble signal. However, when the disk eccentricity is large, the wobble signal is frequency-modulated, and PLL tracking cannot be performed in time, resulting in an error. As a result, it may appear as a phase variation of the recording clock. In particular, in the case of a disc having a low frequency wobble signal such as a DVD-R, the phase of the wobble signal is modulated by the influence of crosstalk from the adjacent track, and the phase of the recording clock generated based on the wobble signal is It is known to fluctuate. In this regard, for example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-173535) describes a method of reproducing the immediately preceding recording data to generate an additional recording timing and accurately connecting the head of the additional recording data.
上記に関連して、特許文献3(特開2005−182850号公報)には、PLL回路に係る発明が開示されている。
特許文献3発明のPLL回路は、同期引き込みパターン領域とデータ領域とを有する光ディスクからの再生信号に同期した再生クロックを生成するものである。このPLL回路は、再生クロック生成手段と、位相差検出手段と、補正信号生成手段とを具備している。ここで、再生クロック生成手段は、再生クロックを生成するためのものである。位相差検出手段は、再生信号と再生クロックとの位相差を検出するためのものである。補正信号生成手段は、位相差を補正する補正信号を生成するためのものである。また、再生クロック生成手段は、位相差を示す信号、および、補正信号、を入力信号として、再生クロックを生成するものである。
In relation to the above, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-182850) discloses an invention relating to a PLL circuit.
The PLL circuit of the invention of
また、特許文献4(特開2006−331514号公報)には、光ディスク記録再生装置に係る発明が開示されている。
特許文献4発明の光ディスク記録再生装置は、光ディスクにデータを記録再生するものである。この光ディスク記録再生装置は、スピンドルモータと、ピックアップと、ディスク歪み検出部と、制御部とを備える。ここで、スピンドルモータは、装着された光ディスクを回転させるためのものである。ピックアップは、光ディスクにデータを記録又は再生するためのものである。ディスク歪み検出部は、ピックアップの再生信号からディスク歪みに起因するトラッキングエラー信号又はフォーカスエラー信号の変化量を検出するためのものである。制御部は、検出したトラッキングエラー信号又はフォーカスエラー信号の変化量に基づき上記スピンドルモータの回転と記録又は再生動作を制御するためのものである。また、制御部は、光ディスクのデータ記録面を半径方向に複数個のゾーンに区分し、内周側から外周側に向って角速度一定の条件で光ディスクを回転させてデータの記録又は再生を行い、上記ゾーンの境界位置にて上記ディスク歪み検出部によりトラッキングエラー信号又はフォーカスエラー信号の変化量を検出する。さらに、制御部は、変化量が所定の閾値を超えたら、光ディスク回転の線速度を順に減速してトラッキングエラー信号又はフォーカスエラー信号の変化量を検出し、変化量が所定の閾値以下になる線速度を求め、求めた線速度に従い次のゾーン内を線速度一定の条件に切り替えて光ディスクを回転させ、データの記録又は再生を行う。
Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-331514) discloses an invention relating to an optical disk recording / reproducing apparatus.
The optical disk recording / reproducing apparatus of the invention of Patent Document 4 records and reproduces data on an optical disk. The optical disc recording / reproducing apparatus includes a spindle motor, a pickup, a disc distortion detection unit, and a control unit. Here, the spindle motor is for rotating the mounted optical disk. The pickup is for recording or reproducing data on an optical disc. The disc distortion detection unit is for detecting a change amount of the tracking error signal or the focus error signal due to the disc distortion from the reproduction signal of the pickup. The control unit is for controlling the rotation of the spindle motor and the recording or reproducing operation based on the detected change amount of the tracking error signal or the focus error signal. The control unit divides the data recording surface of the optical disc into a plurality of zones in the radial direction, and records or reproduces data by rotating the optical disc at a constant angular velocity from the inner circumference side to the outer circumference side, A change amount of the tracking error signal or the focus error signal is detected by the disk distortion detection unit at the boundary position of the zone. Further, when the amount of change exceeds a predetermined threshold, the control unit sequentially decreases the linear velocity of the optical disc rotation to detect the amount of change in the tracking error signal or the focus error signal, and the line where the amount of change is below the predetermined threshold. The speed is obtained, and the next zone is switched to a condition where the linear speed is constant according to the obtained linear speed, and the optical disk is rotated to record or reproduce data.
また、特許文献5(特開2007−59018号公報)には、情報信号再生装置に係る発明が開示されている。
特許文献5発明の情報信号再生装置は、最尤検出を用いて情報記録媒体から読み出された再生信号をチャネルビットデータ列に復号するものである。この情報信号再生装置は、オフセット補正器と、最尤検出器とを備える。ここで、オフセット補正器は、再生信号に含まれる最短周期信号のDCレベルと、最尤検出における複数の基準レベルのうちに含まれる中央の基準レベルとが一致するように、再生信号をオフセット補正するためのものである。最尤検出器は、オフセット補正器によって補正された再生信号を最尤検出によって復号し、チャネルビットデータ列を生成するためのものである。
Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-59018) discloses an invention relating to an information signal reproducing apparatus.
The information signal reproduction device of the invention of
また、特許文献6(特開2007−95156号公報)には、位相同期装置に係る発明が開示されている。
特許文献6発明の位相同期装置は、PLL回路と、パルス信号生成手段と、最大符号反転間隔計測手段と、第1チャネル周波数信号生成手段とを備える。ここで、PLL回路は、ラン長制限符号規則の上限以上である所定のラン長を含む特殊パタンが周期的に埋め込まれた変調信号から、該変調信号に同期したクロック信号を生成するためのものである。なお、変調信号は、ラン長制限符号で変調されている。パルス信号生成手段は、変調信号をクロック信号に同期してパルス化し、パルス信号を生成するためのものである。最大符号反転間隔計測手段は、PLL回路の同期が外れた状態におけるパルス信号の符号反転間隔を計測し、特殊パタンの埋め込み周期以上の期間内における符号反転間隔の最大値を最大符号反転間隔として出力するためのものである。第1チャネル周波数信号生成手段は、最大符号反転間隔に基づいて第1のチャネル周波数を推定するためのものである。また、PLL回路は、非同期状態になると、中心周波数が第1のチャネル周波数に設定される。
Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-95156) discloses an invention relating to a phase synchronization apparatus.
The phase synchronization apparatus of the invention of
前述したように、既記録領域を再生してその直後から記録を始めることでギャップやオーバーラップなしに追記が可能である。この場合、情報再生処理部の遅延と、記録情報をレーザパワーに変換してディスク上に照射するまでの遅延との両方を、オフセットとして考慮する必要がある。この遅延には、チャネルクロック周期に比例する部分と、固定的に発生する部分とがある。しかし、CAV記録の場合には内外周でチャネル周波数が約2.4倍変化するため、固定遅延部分の影響で記録タイミングがずれてしまう。温度や電圧変動によって発生する遅延の変動はそれほど大きくない。このことを考えると、CAV制御で記録を行う場合にリンキング精度に影響を与える要因は、再生信号処理および記録信号処理部の固定遅延による影響で主因になると考えられる。 As described above, additional recording can be performed without gaps or overlaps by reproducing the recorded area and starting recording immediately thereafter. In this case, it is necessary to consider both the delay of the information reproduction processing unit and the delay until the recording information is converted into laser power and irradiated onto the disk as an offset. This delay includes a portion proportional to the channel clock period and a portion that occurs in a fixed manner. However, in the case of CAV recording, since the channel frequency changes about 2.4 times on the inner and outer circumferences, the recording timing is shifted due to the influence of the fixed delay portion. The delay variation caused by temperature and voltage variation is not so large. In consideration of this, it is considered that the factor that affects the linking accuracy when recording is performed by CAV control is mainly caused by the influence of the reproduction signal processing and the fixed delay of the recording signal processing unit.
ディスクに照射されたレーザ光がフォトディテクタに反射してから再生系回路を通って同期タイミングを生成するまでの遅延時間をTrとする。また、この同期タイミングを受けてからレーザパワーが変調されるまでの遅延時間をTwとする。Trに対してチャネルクロック周期に比例する遅延Tr_synと、チャネルクロックに依存しない固定遅延Tr_asynが存在する。Tr_synは主にリードクロック同期の2値化回路の遅延に相当する。またTwも同様にチャネルクロック周期に比例する遅延Tw_synと、チャネルクロックに依存しない固定遅延Tw_asynが存在する。追記タイミングを生成する場合、TrとTwの和Trwに相当する遅延分を考慮し、追記開始タイミングとして同期タイミングよりTrwだけ早く出力する必要がある。 Let Tr be the delay time from when the laser light applied to the disk is reflected by the photodetector to when the synchronization timing is generated through the reproduction system circuit. Also, Tw is a delay time from when this synchronization timing is received until the laser power is modulated. There is a delay Tr_syn that is proportional to the channel clock period with respect to Tr, and a fixed delay Tr_asyn that does not depend on the channel clock. Tr_syn mainly corresponds to the delay of the binarization circuit synchronized with the read clock. Similarly, Tw has a delay Tw_syn that is proportional to the channel clock period and a fixed delay Tw_asyn that does not depend on the channel clock. When generating the additional recording timing, the delay corresponding to the sum Trw of Tr and Tw is taken into consideration, and it is necessary to output the additional recording start timing earlier by Trw than the synchronization timing.
Trw=Tr+Tw=Tr_syn+Tr_asyn+Tw_syn+Tw_asyn=Trw_syn+Trw_asyn …(1)
Trwは(1)式のように、固定遅延Trw_asynとチャネルクロック同期比例遅延Trw_synに分けられる。チャネルクロック周期をTとすると、Trw_syn/T=N(一定)である。したがって、追記タイミングを生成する場合、チャネルクロックをカウントしてゲートタイミングを補正すればTrw_synはチャネル周波数が変化しても問題なく補正できる。しかし、Trw_asyn/Tはチャネルクロック周波数の関数となる。図13は、CAV再生時における、再生半径による内部遅延量の変化を示したグラフである。内周ではT換算の遅延量が少なく、外周ほど増加する。
Trw = Tr + Tw = Tr_syn + Tr_asyn + Tw_syn + Tw_asyn = Trw_syn + Trw_asyn (1)
Trw is divided into a fixed delay Trw_asyn and a channel clock synchronous proportional delay Trw_syn as shown in equation (1). If the channel clock period is T, Trw_syn / T = N (constant). Therefore, when generating the write-once timing, Trw_syn can be corrected without any problem even if the channel frequency changes by counting the channel clock and correcting the gate timing. However, Trw_asyn / T is a function of the channel clock frequency. FIG. 13 is a graph showing changes in the internal delay amount depending on the reproduction radius during CAV reproduction. On the inner circumference, the amount of delay in terms of T is small and increases on the outer circumference.
このため、特許文献2の方法を用いても、追記記録タイミングを内周条件に合わせて記録を行うと、外周追記時に遅延増のためリンキング位置にギャップが発生してしまう。図11は、光ディスクへの追記時に、リンキング位置にギャップが発生する場合を説明するための図である。逆に外周条件に合わせて記録を行うと、内部でオーバーラップが発生してしまう。図12は、光ディスクへの追記時に、リンキング位置にオーバーラップが発生する場合を説明するための図である。
For this reason, even if the method of
一方、特許文献1の方法を用いて遅延量を計測するためには、未記録領域で計測を行うかあるいは、ある程度高いレーザパワーを発生させなければならない。これは、既記録ピットによる反射光がノイズとなるためである。一般的にディスクには再生パワーが多少増加しても記録マークが変形あるは消去されないマージンが確保されてはいる。しかし、既記録領域で遅延計測を何度も行うのは既記録領域へダメージを与えるリスクが高い。従って、安全なシステムを構築するためには未記録領域へシーク後、計測を行い、再度記録領域へシークする必要があり、スループットの低下が避けられない。特にチャネル周波数がディスク半径で変化するCAV制御で記録を行う場合には、回路系の固定遅延の影響で遅延量が変化するため、計測の頻度が上がりスループットは大幅に下がってしまうという問題がある。
On the other hand, in order to measure the delay amount using the method of
本発明の目的は、CAVスピンドル制御においても追記時にスループットを落とすことなくリンキング精度を確保する光ディスク情報記録再生装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical disc information recording / reproducing apparatus that ensures linking accuracy without lowering throughput during additional recording even in CAV spindle control.
本発明によるタイミング信号生成装置は、同期検出手段と、補正量算出手段と、タイミング補正手段とを具備する。ここで、同期検出手段は、チャネル周波数を有する任意の入力信号を光ディスクから入力して、チャネル周波数に比例した所定の周波数値と、入力信号の同期タイミング信号とを生成して出力するものである。補正量算出手段は、周波数値に基づいて遅延補正量を算出して出力するものである。タイミング補正手段は、同期タイミング信号と、遅延補正量とに基づいて補正タイミング信号を生成出力するものである。遅延補正量は、光ディスクにおける読み取り位置に依存する可変遅延量および回路系に由来する固定遅延量を補正するものである。なお、チャネル周波数が変化しても入力信号と補正タイミング信号の位相関係が一定となるように補正タイミング信号を補正する。 The timing signal generation apparatus according to the present invention includes synchronization detection means, correction amount calculation means, and timing correction means. Here, the synchronization detection means inputs an arbitrary input signal having a channel frequency from the optical disc , generates a predetermined frequency value proportional to the channel frequency, and a synchronization timing signal of the input signal, and outputs it. . The correction amount calculation means calculates and outputs a delay correction amount based on the frequency value. The timing correction means generates and outputs a correction timing signal based on the synchronization timing signal and the delay correction amount. The delay correction amount corrects the variable delay amount depending on the reading position on the optical disc and the fixed delay amount derived from the circuit system. The correction timing signal is corrected so that the phase relationship between the input signal and the correction timing signal is constant even when the channel frequency changes.
本発明によるタイミング信号生成方法は、(a)同期検出手段において、チャネル周波数を有する任意の入力信号を光ディスクから入力して、チャネル周波数に比例した所定の周波数値と、入力信号の同期タイミング信号とを生成して出力する同期検出ステップと、(b)補正量算出手段において、周波数値に基づいて遅延補正量を算出して出力する補正量算出ステップと、(c)タイミング補正手段において、同期タイミング信号と、遅延補正量とに基づいて補正タイミング信号を生成出力するタイミング補正ステップとを具備する。遅延補正量は、光ディスクにおける読み取り位置に依存する可変遅延量および回路系に由来する固定遅延量を補正するものである。なお、チャネル周波数が変化しても入力信号と補正タイミング信号の位相関係が一定となるように補正タイミング信号を補正する。 In the timing signal generation method according to the present invention, (a) an input signal having a channel frequency is input from an optical disc in the synchronization detection means, a predetermined frequency value proportional to the channel frequency, a synchronization timing signal of the input signal, (B) a correction amount calculating step for calculating and outputting a delay correction amount based on the frequency value, and (c) a timing correction unit for generating a synchronization timing. And a timing correction step of generating and outputting a correction timing signal based on the signal and the delay correction amount. The delay correction amount corrects the variable delay amount depending on the reading position on the optical disc and the fixed delay amount derived from the circuit system. The correction timing signal is corrected so that the phase relationship between the input signal and the correction timing signal is constant even when the channel frequency changes.
図13におけるTrw_asynの半径依存性は、回路構成に依存し入力周波数以外に変動する要素がなく、予想することが可能である。つまり遅延量はチャネル周波数の関数となっているため、補正すべき遅延量も図14に示すようにチャネル周波数から計算することが可能である。そこで、PLL(図1の41)の発振周波数値を基に図13で示す補正量を算出し、これを用いてタイミング補正手段(図1の6)でタイミングを補正する。こうすることで図15に示すように半径あるいはチャネル周波数に依存しない追記記録開始タイミング信号を生成することができる。すなわち、入力チャネル周波数が大きく変動しても、追記記録開始タイミングが自動補正されるのでリンキング部でギャップやオーバーラップの発生を抑えることができる。 The radius dependence of Trw_asyn in FIG. 13 depends on the circuit configuration and can be predicted without any elements that fluctuate other than the input frequency. That is, since the delay amount is a function of the channel frequency, the delay amount to be corrected can also be calculated from the channel frequency as shown in FIG. Therefore, the correction amount shown in FIG. 13 is calculated based on the oscillation frequency value of the PLL (41 in FIG. 1), and the timing is corrected by the timing correction means (6 in FIG. 1) using this. By doing so, it is possible to generate a write-once start timing signal that does not depend on the radius or the channel frequency as shown in FIG. That is, even if the input channel frequency fluctuates greatly, the write-once recording start timing is automatically corrected, so that occurrence of gaps and overlaps at the linking portion can be suppressed.
添付図面を参照して、本発明によるタイミング信号生成装置を実施するための最良の形態を以下に説明する。 The best mode for carrying out the timing signal generating apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態によるタイミング信号生成装置の動作を説明するための、光ディスク情報記録再生装置の構成例を示すブロック図である。この光ディスク情報記録再生装置は、光ヘッド2と、増幅器3と、同期検出手段4と、補正量算出手段5と、タイミング補正手段6と、記録信号生成手段7と、レーザ制御手段8とを具備する。同期検出器4は、PLL41と、2値化手段42と、同期検出器43とを具備する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical disc information recording / reproducing device for explaining the operation of the timing signal generating device according to the first embodiment of the present invention. This optical disk information recording / reproducing apparatus includes an
光ヘッド2は、増幅器3に接続されている。増幅器3は、もう一方で、同期検出手段4に接続されている。同期検出手段4において、2値化手段42は、同期検出器43に接続されている。同期検出器43は、もう一方で、タイミング補正手段6に接続されている。同期検出手段4のPLL41は、補正量算出手段5に接続されている。補正量算出手段5は、もう一方で、タイミング補正手段6に接続されている。タイミング補正手段6は、もう一方で、記録信号生成手段7に接続されている。記録信号生成手段7は、もう一方で、レーザ制御手段8に接続されている。レーザ制御手段8は、もう一方で、光ヘッド2に接続されている。
The
スピンドルモータは、光ディスク媒体1の回転制御を行う。ヘッド2においては、図示されないサーボ回路が、ディスク面と対物レンズとの距離およびディスク案内溝と集光スポットとの半径方向位置関係を、それぞれ正確に制御する。
The spindle motor controls the rotation of the
集光スポットはディスク上に記録された情報マークに照射される。光ディスクの反射面からの反射光は、情報マークの有無により反射率あるいは偏光が変化し、図示されない光検出器により電気信号に変換され、再生信号が得られる。 The focused spot is applied to the information mark recorded on the disc. Reflected light from the reflecting surface of the optical disk changes in reflectivity or polarization depending on the presence or absence of an information mark, and is converted into an electric signal by a photodetector (not shown) to obtain a reproduction signal.
再生信号中では、記録マークの有無は振幅情報として得られる。再生信号は微弱なためRFアンプ3によって増幅され、同期検出手段4に入力される。
In the reproduction signal, the presence / absence of a recording mark is obtained as amplitude information. Since the reproduction signal is weak, it is amplified by the
この同期検出手段4内のPLL41が、チャネル周波数に同期した再生クロック信号を生成する。さらに、再生クロック信号に同期した2値化データを、2値化回路42が生成する。
The
同期検出器43は、2値化データを復調した後、データ中に埋め込まれているアドレス情報を検出し、追記記録開始のための同期タイミング信号を生成する。この同期タイミング信号のタイミングを、タイミング補正回路6が補正する。この補正量としては、遅延量算出手段5がPLL41の発振周波数値を読み出して算出する値が用いられる。
The
補正後のタイミング信号(記録ゲート信号)は、記録信号生成手段7に入力されて、記録信号生成手段7は、追記記録開始タイミングを制御する。記録信号生成手段7からの出力を受けて、レーザ制御手段8は光ヘッド内のレーザパワーを制御し、ディスク上に温度制御により追記情報を記録する。 The corrected timing signal (recording gate signal) is input to the recording signal generating means 7, and the recording signal generating means 7 controls the additional recording start timing. In response to the output from the recording signal generation means 7, the laser control means 8 controls the laser power in the optical head, and records additional information on the disk by temperature control.
遅延量算出手段5は回路で構成してもよく、またファームウェアによりソフト的に実現しても良い。遅延量算出手段5は、タイミング補正を同期検出器43の前段に配置してもよい。しかしその場合、2値化データを保持するためのFIFO(First In First Out)メモリを持つ必要が発生し、回路規模が増加する結果となる。
The delay amount calculation means 5 may be configured by a circuit, or may be realized by software by firmware. The delay amount calculation means 5 may arrange timing correction before the
また、発振周波数から補正値への変換関数を、周波数に対する1次関数とすると再生から記録系回路パスのうちの非同期固定遅延を補正することができるが、より高次関数としても良い。 Further, if the conversion function from the oscillation frequency to the correction value is a linear function with respect to the frequency, the asynchronous fixed delay in the recording system circuit path from the reproduction can be corrected, but a higher order function may be used.
スピンドル回転制御はCAVである必要はなく、CLVでもかまわない。CLV制御で追記をする場合、シーク後にスピンドル回転数が一定速度になる前に再生PLLの同期が取れる。したがって、光ディスク媒体の回転が定速度回転になる前から追記が始めることが可能となり、記録時のスループットが向上する。 The spindle rotation control does not need to be CAV, and may be CLV. When additional writing is performed by CLV control, the reproduction PLL can be synchronized before the spindle speed reaches a constant speed after seeking. Therefore, it becomes possible to start additional recording before the rotation of the optical disk medium reaches a constant speed rotation, and the recording throughput is improved.
なお、ここまで、本発明の入力信号として光ディスクの再生信号を用いた場合について説明したが、その他、例えば、磁気ディスク、磁気テープ等の情報記録媒体からの読み出し信号を用いても良い。 Although the case where the reproduction signal of the optical disk is used as the input signal of the present invention has been described so far, a read signal from an information recording medium such as a magnetic disk or a magnetic tape may be used.
図2は、本発明の第1の実施形態による情報記録再生装置の再生信号処理回路をデジタル化した場合の構成例をすブロック図である。高密度記録再生した情報の再生にはPRML(Partial Response Maximum Likelihood)などのデジタル信号処理が必須である。そこで、PLLを含めた再生信号処理回路をデジタル化することは、小型化や歩留まりの向上の観点からも有効である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example when the reproduction signal processing circuit of the information recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention is digitized. Digital signal processing such as PRML (Partial Response Maximum Likelihood) is indispensable for reproducing information recorded at high density. Therefore, digitizing the reproduction signal processing circuit including the PLL is effective from the viewpoint of miniaturization and improvement in yield.
本実施形態による再生信号処理回路は、PLL41と、PRML回路421と、同期検出器43とを具備する。PLL41は、A/D(Analog/Digital)変換器411と、デジタルフィルタ回路412と、位相比較器(PC:Phase Comparator)413と、ループフィルタ414と、NCO(Numeric Controlled Oscillator、数値制御発振器)415とを具備する。位相比較器413は、リサンプラ4131と、デコーダ4132とを具備する。
The reproduction signal processing circuit according to the present embodiment includes a
A/D変換器411は、デジタルフィルタ回路412に接続されている。デジタルフィルタ回路412は、もう一方で、リサンプラ4131に接続されている。リサンプラ4131は、もう一方で、デコーダ4132と、PRML回路421とに接続されている。デコーダ4132は、ループフィルタ414に接続されている。ループフィルタ414は、もう一方で、NCO415に接続されている。NCO415は、もう一方で、リサンプラ4132と、PLML回路421と、同期検出器43とに接続されている。PRML回路421は、もう一方で、同期検出器43に接続されている。
The A /
再生信号はA/D変換器411によって4〜8bit程度のビット幅のデジタル情報に変換される。サンプリングクロックSCLKは、チャネルクロックに非同期のシステムクロックとする。
The reproduction signal is converted into digital information having a bit width of about 4 to 8 bits by the A /
A/D変換器411から出力される信号には、DC変動、振幅変動、非線形歪等が含まれている。これらを除去するためHPF(High Pass Filter)、AGC(Auto Gain Control)、アシンメトリ補正等のフィルタ回路412が必要となる。フィルタ回路412はチャネルクロックに非同期なため、A/D変換器411も含めて非同期固定遅延がこの回路部に集中する。
The signal output from the A /
フィルタ412からの出力信号は、リサンプラ4131で位相が補正される。なお、リサンプラ4131と、デコーダ4132とは、いずれも位相比較器413に含まれる。
The phase of the output signal from the
位相比較器413から出力される位相誤差はループフィルタ414で積算されて、周波数情報が生成される。この周波数情報は、ロックレンジにもよるが、例えば、16〜20bit程度のバス幅とする。
The phase error output from the
この周波数情報は、NCO415によって積分されて、リサンプラ4131用のリサンプル用位相信号φとしてフィードバックされる。つまりリサンプラを含めてPLLループを構成する。
This frequency information is integrated by the
これによって、リサンプル出力として、再生チャネルクロックに同期したタイミングで打ち抜いたものと同じ情報が得られる。この情報はPRML421に入力されて最尤検出により2値化データを生成する。
As a result, the same information as that obtained by punching out at the timing synchronized with the reproduction channel clock is obtained as the resample output. This information is input to
なお、LPF414後にD/A変換器を設けて、NCO415の代わりにVCO(Voltage Controlled Oscillator)を設けて、VCO出力クロックでA/D411を動作させる構成も可能ではある。しかしその場合は、PLLループディレイが増え、D/A変換器必要となる。これ等を考慮すると、図2の構成が最良である。
A configuration in which a D / A converter is provided after the
2値化回路は、PRML421である必要はなく、別の構成でももちろんかまわない。
The binarization circuit does not need to be the
本発明ではPLL発振周波数情報が必要となる。アナログPLLで構成する場合にはPLLクロック周期の計測あるいはVCO入力値をA/D変換する等の処理が必要であるが、図2に示すデジタル回路ではその必要がない。 In the present invention, PLL oscillation frequency information is required. In the case of an analog PLL, processing such as measurement of the PLL clock cycle or A / D conversion of the VCO input value is necessary, but this is not necessary in the digital circuit shown in FIG.
(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態によるタイミング信号生成装置の動作を説明するための、光ディスク情報記録再生装置の構成例を示すブロック図である。この光ディスク情報記録再生装置は、光ヘッド2と、増幅器3と、PLL41と、補正量算出手段5と、タイミング補正手段6と、逓倍PLL9と、記録信号生成手段7と、レーザ制御手段8とを具備する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of an optical disc information recording / reproducing device for explaining the operation of the timing signal generating device according to the second embodiment of the present invention. This optical disk information recording / reproducing apparatus includes an
光ヘッド2は、増幅器3に接続されている。増幅器3は、もう一方で、PLL41に接続されている。PLL41は、もう一方で、補正量算出手段5と、タイミング補正手段6とに接続されている。補正量算出手段5は、もう一方で、タイミング補正手段6に接続されている。タイミング補正手段6は、もう一方で、逓倍PLL9に接続されている。逓倍PLL9は、もう一方で、記録信号生成手段7に接続されている。記録信号生成手段7は、もう一方で、レーザ制御手段8に接続されている。レーザ制御手段8は、もう一方で、光ヘッド2に接続されている。
The
スピンドルモータは、光ディスク媒体1の回転制御を行う。ヘッド2においては、図示されないサーボ回路が、ディスク面と対物レンズとの距離およびディスク案内溝と集光スポットとの半径方向位置関係を、それぞれ正確に制御する。
The spindle motor controls the rotation of the
集光スポットはディスク上の案内溝に照射される。光ディスク案内溝はサーボ制御で追従できない程度の一定周波数で半径方向にウォブリングされている。このウォブリング状態は、反射光を半径方向に分割した光検出器出力の差信号(ウォブル信号)によって検出することができる。 The focused spot is irradiated to the guide groove on the disk. The optical disk guide groove is wobbled in the radial direction at a constant frequency that cannot be followed by servo control. This wobbling state can be detected by a difference signal (wobble signal) of the photodetector output obtained by dividing the reflected light in the radial direction.
アンプ3で増幅されたウォブル信号に基づいて、PLL41はウォブル同期クロック信号を生成する。タイミング補正器6は、このウォブル同期クロック信号を入力して、クロック位相を補正する。その一方で、補正量算出手段5はPLL41から出力される発振周波数値を入力して補正値を出力する。この補正値によって、タイミング補正器6が出力するタイミングは制御される。
Based on the wobble signal amplified by the
逓倍PLL9は、タイミング補正器6の出力を入力して記録クロックを生成する。この記録クロックに同期して記録信号生成器7がユーザーデータをレーザパワー制御用の信号に変換する。レーザ制御回路8は、この信号を入力して光ヘッド2のレーザパワーを変調することで情報を記録する。これによって、CAV制御で連続して情報を連続記録し続けた場合に、線速度の変化に伴って情報が徐々にずれて記録されてゆくことを防ぐことができる。
The multiplication PLL 9 receives the output of the
遅延量算出手段5は回路で構成してもよいしファームウェアでソフト的に実現しても良い。 The delay amount calculation means 5 may be configured by a circuit or may be realized by software using firmware.
また、発振周波数から補正値への変換関数を、周波数に対する1次関数とすると再生から記録系回路パスのうちの非同期固定遅延を補正することができるが、より高次関数としても良い。 Further, if the conversion function from the oscillation frequency to the correction value is a linear function with respect to the frequency, the asynchronous fixed delay in the recording system circuit path from the reproduction can be corrected, but a higher order function may be used.
タイミング補正器6は逓倍PLL9の後段に配置してもよいが、逓倍前の低い周波数で制御するほうがデジタル回路化しやすいという利点がある。
The
図8は、本発明の第2の実施形態であるタイミング生成装置のPLL回路41をデジタル化した場合の構成例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example when the
本実施形態によるPLL回路41は、A/D変換器411と、デジタルフィルタ回路412と、位相比較器413と、ループフィルタ414と、NCO415とを具備する。位相比較器413は、リサンプラ4131と、デコーダ4132とを具備する。
The
A/D変換器411は、デジタルフィルタ回路412に接続されている。デジタルフィルタ回路412は、もう一方で、リサンプラ4131に接続されている。リサンプラ4131は、もう一方で、デコーダ4132に接続されている。デコーダ4132は、ループフィルタ414に接続されている。ループフィルタ414は、もう一方で、NCO415に接続されている。NCO415は、もう一方で、リサンプラ4132に接続されている。
The A /
A/D変換器411は、再生信号を入力して、4〜8bit程度のビット幅のデジタル情報に変換して出力する。A/D変換器411とデジタルフィルタ回路412に供給されるサンプリングクロックSCLKは、チャネルクロックに非同期のシステムクロックとする。
The A /
A/D変換器411からの出力信号には、DC変動、振幅変動等が含まれている。これらを除去するために、BPF(Band Pass Filter)、AGC等のフィルタ回路412が必要となる。フィルタ回路412はチャネルクロックに非同期なため、A/D変換器411のも含めて、非同期固定遅延がこの回路部に集中する。
The output signal from the A /
リサンプラ4131は、フィルタ412からの出力信号を入力し、その位相を補正して出力する。位相比較器413は、リサンプラ4131と、デコーダ4132とを具備する。ループフィルタ414は、位相比較器413からの出力信号である位相誤差を積算し、周波数情報を生成する。この周波数情報はロックレンジにもよるが、例えば16〜20bit程度のバス幅でも良い。
The
NCO415は、この周波数情報を積分し、リサンプラ4131用に向けてリサンプル用位相信号φとしてフィードバックする。つまり、リサンプラ4131を含めて、PLLループが構成される。
The
他にも、例えば、LPF414後にD/A変換器を設けて、NCO415の代わりにVCOを設けて、VCO出力クロックでA/D変換器411が動作する構成も考えられる。しかしこの場合は、PLLループディレイが増え、また、D/A変換器が必要になる。したがって、これらを考慮すると、図8の構成が最良である。
In addition, for example, a configuration in which a D / A converter is provided after the
アナログPLLで構成する場合にはPLLクロック周期の計測あるいはVCO入力値をA/D変換する等の処理が必要であるが、図8に示すデジタル回路ではその必要がない。 In the case of an analog PLL, processing such as measurement of the PLL clock cycle or A / D conversion of the VCO input value is necessary, but this is not necessary in the digital circuit shown in FIG.
図9は、本発明の第2の実施形態によるタイミング信号生成装置におけるタイミング補正器の構成例を示すブロック図である。このタイミング補正器は、位相比較器61と、加算器62と、ループフィルタ63と、NCO64とを具備する。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a timing corrector in the timing signal generation device according to the second embodiment of the present invention. The timing corrector includes a
位相比較器61と、加算器62と、ループフィルタ63と、NCO64とは、この順番に順次接続されている。さらに、NCO64は、もう一方で、位相比較器61にも接続されており、全体としてループ回路を形成する。
The
遅延補正は記録中に行われる。そのため、急激なクロック位相変動が存在する場合には、記録したディスクの再生時において再生PLLの追従が間に合わず、同期はずれを起こす可能性がある。従って、再生PLLが追従できるように位相をゆっくりと変化させる必要がある。この要求には、DLL(Delay Locked Loop)あるいはPLLでループを構成することが有効である。 Delay correction is performed during recording. Therefore, when there is a sudden clock phase fluctuation, there is a possibility that the reproduction PLL does not follow in time when the recorded disk is reproduced, and synchronization is lost. Therefore, it is necessary to change the phase slowly so that the reproduction PLL can follow. For this request, it is effective to form a loop with a DLL (Delay Locked Loop) or PLL.
位相比較器61は、ウォブル同期クロックと、NCO64出力クロックとを入力して、位相誤差を算出して出力する。
The
加算器62は、この位相誤差に補正値を加算し、位相をオフセットする。その結果が零になるように、ループフィルタ63を通してゆっくりとNCO64は制御される。
The
DVD−RAMの場合は、そのセクタ先頭に、アドレス情報がプリピット(CAPA:Complementary Allocated Pit Address)として配置されている。このCAPA部の情報を読み取るためには、まず、直前のCAPAの再生タイミングから次のCAPA部の出現位置を予測する。そして、CAPA部先頭でHPFのカットオフ周波数を変更するか、あるいは、PLLの高速引き込みを行うかなどの動作が必要となる。したがって、再生信号処理用の制御ゲート信号が必要となる。 In the case of a DVD-RAM, address information is arranged as a pre-pit (CAPA: Complementary Allocated Pit Address) at the head of the sector. In order to read the information of the CAPA part, first, the appearance position of the next CAPA part is predicted from the reproduction timing of the previous CAPA. Then, an operation such as changing the cutoff frequency of the HPF at the head of the CAPA unit or performing high-speed pull-in of the PLL is required. Therefore, a control gate signal for reproduction signal processing is required.
DVD−RAMでは、DVD−R/RWと同等周波数のウォブル信号が得られる。そこで、ここから記録クロックを生成し、直前CAPA再生タイミングから記録クロックをカウントして、次のCAPA部再生用の制御ゲートを生成する。 In DVD-RAM, a wobble signal having the same frequency as DVD-R / RW is obtained. Therefore, a recording clock is generated from this, the recording clock is counted from the previous CAPA reproduction timing, and a control gate for reproducing the next CAPA section is generated.
このディスクをCAV制御で再生する場合、再生系の非同期内部遅延によってチャネルクロック周波数に依存してチャネルクロック周期基準の遅延量が変わってしまう。したがって、この予測ゲート位置もずれてしまう。 When this disc is played back by CAV control, the delay amount based on the channel clock period changes depending on the channel clock frequency due to the asynchronous internal delay of the playback system. Therefore, the predicted gate position is also shifted.
(第3の実施形態)
図10は、本発明の第3の実施形態によるタイミング信号生成装置の動作を説明するための、光ディスク情報記録再生装置の構成例を示すブロック図である。ただし、ここでは、主にDVD−RAMの予測ゲート生成が目的である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of an optical disc information recording / reproducing apparatus for explaining the operation of the timing signal generating apparatus according to the third embodiment of the present invention. However, here, the purpose is mainly to generate a prediction gate of a DVD-RAM.
本実施形態の光ディスク情報記録再生装置は、光ヘッド2と、増幅器3と、同期検出手段4と、補正量算出手段5と、タイミング補正手段6とを具備する。同期検出器4は、PLL41と、2値化手段42と、同期検出器43とを具備する。
The optical disk information recording / reproducing apparatus of this embodiment includes an
光ヘッド2は、増幅器3に接続されている。増幅器3は、もう一方で、同期検出手段4に接続されている。同期検出手段4において、2値化手段42は、同期検出器43に接続されている。同期検出器43は、もう一方で、タイミング補正手段6に接続されている。同期検出手段4のPLL41は、補正量算出手段5に接続されている。補正量算出手段5は、もう一方で、タイミング補正手段6に接続されている。タイミング補正手段6は、もう一方で、同期検出手段4に接続されている。
The
スピンドルモータは、光ディスク媒体1の回転制御を行う。ヘッド2においては、図示されないサーボ回路が、ディスク面と対物レンズとの距離およびディスク案内溝と集光スポットとの半径方向位置関係を、それぞれ正確に制御する。
The spindle motor controls the rotation of the
集光スポットはディスク上に記録された情報マークに照射される。光ディスクの反射面からの反射光は、情報マークの有無により反射率あるいは偏光が変化し、図示されない光検出器により電気信号に変換され、再生信号が得られる。 The focused spot is applied to the information mark recorded on the disc. Reflected light from the reflecting surface of the optical disk changes in reflectivity or polarization depending on the presence or absence of an information mark, and is converted into an electric signal by a photodetector (not shown) to obtain a reproduction signal.
再生信号中では、記録マークの有無は振幅情報として得られる。再生信号は微弱なためRFアンプ3によって増幅され、同期検出手段4に入力される。
In the reproduction signal, the presence / absence of a recording mark is obtained as amplitude information. Since the reproduction signal is weak, it is amplified by the
この同期検出手段4内のPLL41が、チャネル周波数に同期した再生クロック信号を生成する。さらに、再生クロック信号に同期した2値化データを、2値化回路42が生成する。
The
2値化データを復調された後、同期検出器43が、データ中に埋め込まれているアドレス情報を検出し、後続するセクタ先頭タイミング信号を生成する。このタイミング信号はタイミング補正回路6によってタイミングが補正される。この補正量としては、遅延量算出手段5がPLL41の発振周波数値を読み出して算出する値を用いる。
After the binary data is demodulated, the
補正後のタイミング信号は、同期検出手段4にフィードバックされてPLL41や図示していないHPFのループゲインを一時的に上げるなどの制御を行う。
The corrected timing signal is fed back to the synchronization detection means 4 to perform control such as temporarily increasing the loop gain of the
遅延量算出手段5は回路で構成してもよいし、ファームウェアでソフト的に実現しても良い。 The delay amount calculation means 5 may be configured by a circuit or may be realized by software using firmware.
また、発振周波数から補正値への変換関数を、周波数に対する1次関数とすると再生回路遅延のうちの非同期固定遅延を補正することができるが、より高次関数としても良い。 Further, if the conversion function from the oscillation frequency to the correction value is a linear function with respect to the frequency, the asynchronous fixed delay in the reproduction circuit delay can be corrected, but a higher-order function may be used.
スピンドル回転制御はCAVである必要はなく、CLVでもかまわない。CLV制御で追記をする場合、通常は、シーク後にスピンドル回転数が定速度になる前に再生PLLの同期が取れる。したがって、定速度回転になる前にアドレス情報の取得が可能となり、再生、あるいは記録時の、スループットが向上する。 The spindle rotation control does not need to be CAV, and may be CLV. When additional writing is performed by CLV control, the reproduction PLL can usually be synchronized after seek and before the spindle speed reaches a constant speed. Therefore, address information can be acquired before rotating at a constant speed, and throughput during reproduction or recording is improved.
図3は、本発明の第1の実施形態によるタイミング生成装置における、図1のタイミング補正手段6の動作を説明するための状態遷移図である。また、図4は、本発明の第1の実施形態によるタイミング生成装置における、図1のタイミング補正手段6の動作を説明するためのタイムチャートである。 FIG. 3 is a state transition diagram for explaining the operation of the timing correction means 6 of FIG. 1 in the timing generator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the timing correction means 6 of FIG. 1 in the timing generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
タイミング補正手段6は、同期検出器43が生成する同期タイミング信号dを、補正値dlyで遅延することによって、記録ゲート信号を生成する。
The timing correction means 6 generates a recording gate signal by delaying the synchronization timing signal d generated by the
タイミング補正手段6を実現するためには、4つの状態をもつシーケンサを用意する。ここでは、これら4つの状態を、それぞれS0、S1、S2、S3と呼ぶ。 In order to realize the timing correction means 6, a sequencer having four states is prepared. Here, these four states are referred to as S0, S1, S2, and S3, respectively.
このシーケンサにおける初期状態をS0とする。初期状態S0において、同期タイミング信号d=“0”の期間は、状態は変化しない。同期タイミング信号d=“1”になった時点で、シーケンサの状態はS1に変化する。 The initial state in this sequencer is S0. In the initial state S0, the state does not change during the period of the synchronization timing signal d = “0”. When the synchronization timing signal d = “1”, the state of the sequencer changes to S1.
状態S1になると、カウンタが動作し、カウント値がdlyに一致するまで状態S1が保持される。カウント値がdlyに一致すると、状態はS2に移行する。 When entering the state S1, the counter operates and the state S1 is held until the count value matches dly. If the count value matches dly, the state moves to S2.
状態S2において、同期タイミング信号d=“1”の間は、状態は変化しない。なお、状態S2において、カウンタは零にクリアされるものとする。状態S2において、同期タイミング信号d=“0”になると、状態S3に移行する。 In the state S2, the state does not change during the synchronization timing signal d = “1”. In the state S2, the counter is cleared to zero. When the synchronization timing signal d = "0" in the state S2, the state shifts to the state S3.
状態S3になると、カウンタが動作し始める。カウント値がdlyに一致するまで状態S3を維持し、一致時に状態S0に移行して初期状態に戻る。また、カウンタも初期化される。 When entering the state S3, the counter starts to operate. The state S3 is maintained until the count value matches dly, and when the count value matches, the state shifts to the state S0 and returns to the initial state. The counter is also initialized.
このように、シーケンサの状態はS0→S1→S2→S3→S0と遷移する。ここで、状態S2およびS3をデコードすると、所望の遅延したゲートタイミング信号を生成できる。状態シーケンサは2bit幅、カウンタは内部遅延量に依存するが数bit幅程度としてコンパクトな回路で実現可能である。シーケンサおよびカウンタは記録クロックによって動作させる。 In this way, the sequencer state transitions from S0 → S1 → S2 → S3 → S0. Here, when the states S2 and S3 are decoded, a desired delayed gate timing signal can be generated. The state sequencer is 2 bits wide and the counter depends on the internal delay amount, but it can be realized with a compact circuit of about several bits wide. The sequencer and counter are operated by a recording clock.
図5は、図2の位相比較器413の動作を説明するためのタイムチャートである。ここでは、位相比較器413に2T長のマークスペースが連続した信号が入力した場合の出力を示している。
FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the
位相比較器413は、サンプリングされたデータ列に基づき、エッジ近傍の振幅値を符号補正し、出力している。位相差は、−πまで来ると+πに戻るので、検出レンジは±πの範囲となる。
The
この位相比較器413では、入力振幅によって出力振幅が変わるため、PLLループを組んだときに振幅変動によってループ特性が変わる場合がある。これを防ぐために、位相比較器413の前段にAGCを配置してもよい。
In this
図6は、図2におけるリサンプラ4131の動作を説明するためのタイミングチャートである。ここで、入力信号は2T長のマークスペースが連続した信号であるが、チャネルクロックよりも若干高い固定周波数SCLKでサンプリングされる。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the
この時点ではもちろん、入力信号はチャネル信号に同期していない。しかし、連続するサンプル信号列からの位相誤差を基にタイミングを制御しリサンプル値を生成すると、あたかもアナログVCOでPLL制御をかけたかのような出力が得られる。 At this point, of course, the input signal is not synchronized with the channel signal. However, when the timing is controlled based on the phase error from the continuous sample signal sequence and the resample value is generated, an output as if the PLL control is performed by the analog VCO is obtained.
リサンプル位相φは、のこぎり波状である。イネーブル信号は、リサンプル位相φの変化が不連続となるタイミングで一旦零となる。再生クロック信号は、SCLCをイネーブル信号でゲーティングすることによって生成される。リサンプルは補間処理を行う。その補間関数は、高次関数でもよいが、通常は1次関数で問題ない。 The resample phase φ is a sawtooth waveform. The enable signal once becomes zero when the change in the resample phase φ becomes discontinuous. The recovered clock signal is generated by gating SCLC with an enable signal. Resampling is interpolated. The interpolation function may be a high-order function, but usually a linear function is not a problem.
本発明による第1の効果は、CAVスピンドル制御、線密度一定で追記を行っても全領域でリンキング部のギャップやオーバーラップの発生を最小化できることである。これは、PLLの発振周波数値から算出したタイミング補正量で追記開始タイミングが制御されるからである。 The first effect of the present invention is that the occurrence of gaps and overlaps in the linking portion can be minimized in the entire area even when CAV spindle control and additional writing with a constant linear density are performed. This is because the additional recording start timing is controlled by the timing correction amount calculated from the oscillation frequency value of the PLL.
本発明による第2の効果は、補正量計測のために別領域へのシーク等の動作が不要なため、システム全体のスループット低下を抑えることができることである。 The second effect of the present invention is that it is possible to suppress a decrease in throughput of the entire system because an operation such as seeking to another area is unnecessary for measuring the correction amount.
以上に説明したように、本発明は、光ディスクの情報記録再生、特にCAV記録再生時に好適である。 As described above, the present invention is suitable for information recording / reproduction of an optical disc, particularly for CAV recording / reproduction.
1、101 光ディスク媒体
2、102 光ヘッド
3 増幅器
4 同期検出手段
41 PLL
411 A/D変換器
412 デジタルフィルタ回路
413、61 位相比較器
4131 リサンプラ
4132 デコーダ
414、63 ループフィルタ
415、64 数値制御発振器(NCO)
42 2値化手段
421 PRML回路
43、104 同期検出器
5 補正量算出手段
6、105 タイミング補正手段
62 加算器
7、106 記録信号生成手段
8、107 レーザ制御手段
9 逓倍PLL
72 加算器
103 再生信号処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Optical disk medium 2,102
411 A /
42 Binarizing means 421
72
Claims (14)
前記周波数値に基づいて遅延補正量を算出して出力する補正量算出手段と、
前記同期タイミング信号と、前記遅延補正量とに基づいて補正タイミング信号を生成出力するタイミング補正手段と
を具備し、
前記遅延補正量は、前記光ディスクにおける読み取り位置に依存する可変遅延量および回路系に由来する固定遅延量を補正し、
前記チャネル周波数が変化しても前記入力信号と前記補正タイミング信号の位相関係が一定となるように前記補正タイミング信号を生成する
タイミング信号生成装置。 Synchronization detection means for inputting an arbitrary input signal having a channel frequency from an optical disc , and generating and outputting a predetermined frequency value proportional to the channel frequency and a synchronization timing signal of the input signal;
A correction amount calculating means for calculating and outputting a delay correction amount based on the frequency value;
Timing correction means for generating and outputting a correction timing signal based on the synchronization timing signal and the delay correction amount;
The delay correction amount corrects a variable delay amount depending on a reading position on the optical disc and a fixed delay amount derived from a circuit system,
A timing signal generation device that generates the correction timing signal so that a phase relationship between the input signal and the correction timing signal is constant even when the channel frequency changes.
前記同期検出手段は、
前記入力信号を前記チャネル周波数に非同期でデジタル化して出力するA/D変換器と、
前記A/D変換器の出力を受けて前記入力信号の変動を補正して出力するデジタルフィルタ回路部と、
前記デジタルフィルタ回路部の出力に基づいてデジタルPLL発振周波数値を出力するデジタルPLL(Phase Locked Loop)回路部と
を具備し、
前記デジタルPLL発振周波数値を前記周波数値として用いる
タイミング信号生成装置。 The timing signal generator according to claim 1,
The synchronization detection means includes
An A / D converter for digitizing and outputting the input signal asynchronously to the channel frequency;
A digital filter circuit unit that receives the output of the A / D converter and corrects and outputs the fluctuation of the input signal;
A digital PLL (Phase Locked Loop) circuit unit that outputs a digital PLL oscillation frequency value based on the output of the digital filter circuit unit;
A timing signal generation device that uses the digital PLL oscillation frequency value as the frequency value.
前記光ディスクからの読み出し信号を、前記入力信号として用い、
前記同期検出手段は、
前記入力信号に同期するチャネルクロック信号と、前記チャネル周波数とを生成して出力するPLL回路部と、
前記入力信号を前記チャネルクロック信号に同期して2値データ信号として検出して出力する2値化手段と、
前記2値データ信号に基づいて、前記同期タイミング信号を生成して出力する同期信号生成手段と
を具備し、
前記補正タイミング信号を、前記光ディスクにおける追記記録開始タイミング信号として用いる
タイミング信号生成装置。 The timing signal generator according to claim 1,
Using a read signal from the optical disc as the input signal,
The synchronization detection means includes
A PLL circuit unit that generates and outputs a channel clock signal synchronized with the input signal and the channel frequency;
Binarization means for detecting and outputting the input signal as a binary data signal in synchronization with the channel clock signal;
Synchronization signal generating means for generating and outputting the synchronization timing signal based on the binary data signal;
A timing signal generation device that uses the correction timing signal as a write-once recording start timing signal on the optical disc.
前記PLL回路部は、
前記入力信号を前記チャネルクロック信号と非同期でデジタル化して出力するA/D変換器と、
前記A/D変換器の出力信号を受けて前記入力信号の変動を補正して出力するデジタルフィルタと、
前記デジタルフィルタ出力を入力として前記周波数値を出力するデジタルPLL回路部を具備する
タイミング信号生成装置。 The timing signal generation device according to claim 3,
The PLL circuit section is
An A / D converter for digitizing and outputting the input signal asynchronously with the channel clock signal;
A digital filter that receives the output signal of the A / D converter and corrects the fluctuation of the input signal, and outputs the corrected signal;
A timing signal generation device comprising: a digital PLL circuit unit that receives the digital filter output as an input and outputs the frequency value.
前記光ディスクからのウォブル信号を、前記入力信号として用い、
前記同期検出手段は、
前記入力信号に同期したウォブルクロック信号と、前記ウォブル周波数とを生成して出力するPLL回路部
を具備し、
前記ウォブルクロック信号を、前記同期タイミング信号として用い、
前記補正タイミング信号を逓倍して出力する逓倍PLL回路部
をさらに備え、
前記逓倍PLL回路部の出力信号を、前記光ディスクにおける記録クロック信号として用いる
タイミング信号生成装置。 The timing signal generator according to claim 1,
Using the wobble signal from the optical disc as the input signal,
The synchronization detection means includes
A PLL circuit unit that generates and outputs a wobble clock signal synchronized with the input signal and the wobble frequency;
Using the wobble clock signal as the synchronization timing signal,
A multiplier PLL circuit unit for multiplying and outputting the correction timing signal;
A timing signal generation device that uses an output signal of the multiplication PLL circuit section as a recording clock signal in the optical disc.
前記タイミング補正手段は、
PLL
を具備する
タイミング信号生成装置。 The timing signal generation device according to claim 5,
The timing correction means includes
PLL
A timing signal generating device comprising:
前記タイミング補正手段は、
DLL(Delay Locked Loop)
を具備する
タイミング信号生成装置。 The timing signal generation device according to claim 5,
The timing correction means includes
DLL (Delay Locked Loop)
A timing signal generating device comprising:
前記光ディスクからの読み出し信号を、前記入力信号として用い、
前記同期検出手段は、
前記入力信号に同期するチャネルクロック信号と、前記チャネル周波数とを生成して出力するPLL回路部と、
前記入力信号を前記チャネルクロック信号に同期して2値データ信号として検出して出力する2値化手段と、
前記2値データ信号に基づいて、前記同期タイミング信号を生成して出力する同期信号生成手段と
を具備し、
前記光ディスクにおける、次セクタ先頭予測タイミング信号として前記補正タイミング信号を用い、
前記補正タイミング信号を供給して前記同期検出手段の状態を制御する
タイミング信号生成装置。 The timing signal generator according to claim 1,
Using a read signal from the optical disc as the input signal,
The synchronization detection means includes
A PLL circuit unit that generates and outputs a channel clock signal synchronized with the input signal and the channel frequency;
Binarization means for detecting and outputting the input signal as a binary data signal in synchronization with the channel clock signal;
Synchronization signal generating means for generating and outputting the synchronization timing signal based on the binary data signal;
Using the correction timing signal as the next sector head prediction timing signal in the optical disc,
A timing signal generation device that supplies the correction timing signal to control the state of the synchronization detection means.
(b)補正量算出手段において、前記周波数値に基づいて遅延補正量を算出して出力する補正量算出ステップと、
(c)タイミング補正手段において、前記同期タイミング信号と、前記遅延補正量とに基づいて補正タイミング信号を生成出力するタイミング補正ステップと
を具備し、
前記遅延補正量は、前記光ディスクにおいて前記任意の入力信号が読み出される位置に依存する可変遅延量および回路系に由来する固定遅延量を補正し、
前記チャネル周波数が変化しても前記入力信号と前記補正タイミング信号の位相関係が一定となるように前記補正タイミング信号を生成する
タイミング信号生成方法。 (A) Synchronization in which an arbitrary input signal having a channel frequency is input from the optical disc , and a predetermined frequency value proportional to the channel frequency and a synchronization timing signal of the input signal are generated and output in the synchronization detection means A detection step;
(B) a correction amount calculating step for calculating and outputting a delay correction amount based on the frequency value in the correction amount calculating means;
(C) the timing correction means comprises a timing correction step of generating and outputting a correction timing signal based on the synchronization timing signal and the delay correction amount;
The delay correction amount corrects a variable delay amount depending on a position where the arbitrary input signal is read on the optical disc and a fixed delay amount derived from a circuit system,
A timing signal generation method for generating the correction timing signal so that a phase relationship between the input signal and the correction timing signal is constant even when the channel frequency changes.
前記同期検出ステップ(a)は、
(a−1)A/D変換器において、前記入力信号を前記チャネル周波数に非同期でデジタル化して出力するステップと、
(a−2)デジタルフィルタ回路部において、前記A/D変換器の出力を受けて前記入力信号の変動を補正して出力するステップと、
(a−3)デジタルPLL(Phase Locked Loop)回路部において、前記デジタルフィルタ回路部の出力に基づいてデジタルPLL発振周波数値を出力するステップと
を具備し、
前記デジタルPLL発振周波数値を前記周波数値として用いる
タイミング信号生成方法。 The timing signal generation method according to claim 9,
The synchronization detection step (a)
(A-1) In the A / D converter, the step of digitizing and outputting the input signal asynchronously to the channel frequency;
(A-2) In the digital filter circuit unit, receiving the output of the A / D converter, correcting the variation of the input signal, and outputting,
(A-3) In a digital PLL (Phase Locked Loop) circuit unit, outputting a digital PLL oscillation frequency value based on the output of the digital filter circuit unit,
A timing signal generation method using the digital PLL oscillation frequency value as the frequency value.
前記光ディスクからの読み出し信号を、前記入力信号として用い、
前記同期検出ステップ(a)は、
(a−4)PLL回路部において、前記入力信号に同期するチャネルクロック信号と、前記チャネル周波数とを生成して出力するステップと、
(a−5)2値化手段において、前記入力信号を前記チャネルクロック信号に同期して2値データ信号として検出して出力するステップと、
(a−6)同期信号生成手段において、前記2値データ信号に基づいて、前記同期タイミング信号を生成して出力するステップと
を具備し、
前記補正タイミング信号を、前記光ディスクにおける追記記録開始タイミング信号として用いる
タイミング信号生成方法。 The timing signal generation method according to claim 9,
Using a read signal from the optical disc as the input signal,
The synchronization detection step (a)
(A-4) In the PLL circuit unit, generating and outputting a channel clock signal synchronized with the input signal and the channel frequency;
(A-5) In the binarization means, detecting and outputting the input signal as a binary data signal in synchronization with the channel clock signal;
(A-6) including a step of generating and outputting the synchronization timing signal based on the binary data signal in the synchronization signal generation means;
A timing signal generation method using the correction timing signal as a write-once recording start timing signal on the optical disc.
前記ステップ(a−4)は、
(a−4−1)A/D変換器において、前記入力信号を前記チャネルクロック信号と非同期でデジタル化して出力するステップと、
(a−4−2)デジタルフィルタにおいて、前記A/D変換器の出力信号を受けて前記入力信号の変動を補正して出力するステップと、
(a−4−3)デジタルPLL回路部において、前記デジタルフィルタ出力を入力として前記周波数値を出力するステップと
を具備する
タイミング信号生成方法。 The timing signal generation method according to claim 11,
The step (a-4) includes
(A-4-1) In the A / D converter, the step of digitizing and outputting the input signal asynchronously with the channel clock signal;
(A-4-2) in the digital filter, receiving the output signal of the A / D converter, correcting the fluctuation of the input signal, and outputting the corrected signal;
(A-4-3) In the digital PLL circuit unit, a step of outputting the frequency value with the digital filter output as an input. A timing signal generation method.
前記光ディスクからのウォブル信号を、前記入力信号として用い、
前記同期検出ステップ(a)は、
(a−7)PLL回路部において、前記入力信号に同期したウォブルクロック信号と、前記ウォブル周波数とを生成して出力するステップ
を具備し、
前記ウォブルクロック信号を、前記同期タイミング信号として用い、
(d)逓倍PLL回路部において、前記補正タイミング信号を逓倍して出力するステップ
をさらに備え、
前記逓倍PLL回路部の出力信号を、前記光ディスクにおける記録クロック信号として用いる
タイミング信号生成方法。 The timing signal generation method according to claim 9,
Using the wobble signal from the optical disc as the input signal,
The synchronization detection step (a)
(A-7) The PLL circuit unit includes a step of generating and outputting a wobble clock signal synchronized with the input signal and the wobble frequency,
Using the wobble clock signal as the synchronization timing signal,
(D) In the multiplying PLL circuit unit, the method further includes the step of multiplying and outputting the correction timing signal,
A timing signal generation method using an output signal of the multiplication PLL circuit unit as a recording clock signal in the optical disc.
前記光ディスクからの読み出し信号を、前記入力信号として用い、
前記同期検出ステップ(a)は、
(a−8)PLL回路部において、前記入力信号に同期するチャネルクロック信号と、前記チャネル周波数とを生成して出力するステップと、
(a−9)2値化手段において、前記入力信号を前記チャネルクロック信号に同期して2値データ信号として検出して出力するステップと、
(a−10)同期信号生成手段において、前記2値データ信号に基づいて、前記同期タイミング信号を生成して出力するステップと
を具備し、
前記光ディスクにおける、次セクタ先頭予測タイミング信号として前記補正タイミング信号を用い、
前記補正タイミング信号を供給して前記同期検出手段の状態を制御する
タイミング信号生成方法。 The timing signal generation method according to claim 9,
Using a read signal from the optical disc as the input signal,
The synchronization detection step (a)
(A-8) generating and outputting a channel clock signal synchronized with the input signal and the channel frequency in the PLL circuit unit;
(A-9) in the binarization means, detecting and outputting the input signal as a binary data signal in synchronization with the channel clock signal;
(A-10) including a step of generating and outputting the synchronization timing signal based on the binary data signal in the synchronization signal generation means;
Using the correction timing signal as the next sector head prediction timing signal in the optical disc,
A timing signal generation method for supplying the correction timing signal to control the state of the synchronization detection means.
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