JPH01112572A - 光ディスク装置におけるクロック信号発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光ディスク上に予め記録されたりＯツクビットを再生し
てその再生信号を基準として情報の記録再生の基準とな
るクロック信号を発生する光ディスク装置におけるクロ
ック信号発生回路に関し、光ディスクが定常回転数に達
する以前より迅速にクロック信号を発生すると共に、広
い周波数範囲に亘ってりＯツクビット再生信号に位相同
期したクロック信号を発生することを目的とし、少なく
ともユニークディスタンスとりＯツクビットとよりなる
サーボゾーンがデータゾーンと交互に一定周期で予め設
けられた光ディスクをモータにより回転すると共に、光
ヘッドを用いて該データゾーンにデータの記録、再生を
行なう光ディスク装置において、前記モータの回転数に
応じた周期の回転検出パルスを出力するロータリーエン
コーダと、前記光ヘッドからの再生信号とクロック信号
に基づき前記ユニークディスタンスを検出し前記クロッ
クピットの再生信号位相に同期したパルスを出力するユ
ニークディスタンス検出器と、前記クロック信号を発振
出力する可変周波数発振器と、該クロック信号を分周す
る第１及び第２の分周器と、該第１の分周器の出力信号
と該ユニークディスタンス検出器の出力信号とを位相比
較する第１の位相比較器と、該第２の分周器の出力信号
と該ロータリーエンコーダの出力回転検出パルスとを位
相比較する第２の位相比較器と、該第１及び第２の位相
比較器の両川カ信号を加算して前記可変周波数発振器へ
制御信号として供給する加暮器とより構成する。

〔産業上の利用分野〕

本゛発明は光ディスク装置におけるクロック信号発生回
路に係り、特に光ディスク上に予め記録されたクロック
ピットを再生してその再生信号を基準として情報の記録
再生の基準となるクロック信号を発生する光ディスク装
置におけるクロック信号発生回路に関する。

光ディスクには再生専用のもの以外に追記型又は書き換
え可能型のディスクがある。追記型又は書き換え可能型
の光ディスクに対して記録再生を行なう光ディスク装置
のトラックサーボ方式には、大別してプリグループ媒体
を用いる連続サーボ方式とプレウォブルドビット媒体を
用いるサンプルサーボ方式とがある。

本発明は後者のサンプルサーボ方式の光ディスク装置に
関するもので、このサンプルサーボ方式では第３図に示
す如き記録トラックの光ディスクを１つのビームスポッ
トが走査する。

第３図において、−点鎖線ｔＩ　＋　ｔ２１　ｉ３は光
ディスクの１回転毎の各トラックのトラック中心線で、
各トラックには例えば２バイトのサーボゾーンＳ１と１
６バイトのデータゾーンＤ１とからなる１セグメントが
全部で１３７６セグメント（すなわち、４３セグメント
で１セクタとすると３２セクタ）時系列的に形成され、
光ディスクは例えば１８００ｒｐｌで回転される。

上記のサーボゾーンＳ１はトラック中心線ｔｌ。

１２．１３に対して内周側と外周側にずらしてディスク
製造段階で予め記録されたトラッキング制御用の一対の
ウォブルドビット１と、データゾーンＤ１に記録され、
再生されるデータのすべてのビット間隔中に存在しない
特有の長さの無記録区間（ユニークディスタンス）２と
、その直後に予め記録された１つのクロックピット３と
よりなる。

このサンプルサーボ方式では、ユニークディスタンス２
を検出したＭ後の最初のビットをクロックピット３と認
識し、このクロックピット３の再生信号を基準としてク
ロック信号発生回路によりクロック信号を発生し、この
クロック信号をカウントダウンすることでウォブルドビ
ット１の位置を認識する他、データの記録、再生のＭｌ
とするから、りＯツク信号発生回路の構成が重要である
。

〔従来の技術〕

第４図はサンプルサーボ方式の従来の光ディスクｉδに
おけるクロック信号発生回路の一例のブロック図を示す
。同図中、５は第３図に示した記録トラックを有する光
ディスク、６は光ディスク５を回転するスピンドルモー
タ、７はスピンドルモータ６のモータシャフトと一体的
に回転し、かつ、等角度間隔で交互に孔と孔の形成され
てぃない部分とを円周上に有する円盤、８は円盤７によ
り断続的に光路を遮断されるフォトインターラプタで、
円盤７及びフォトインターラブタ８はロータリーエンコ
ーダを構成している。

ロータリーエンコーダより取り出された周波数ｆｅの信
号は位相比較器９に供給され、ここで発振器１０よりの
周波数ｆｅの発振信号と位相比較されてそれらの位相差
に応じた誤差電圧に変換された後、モータ・ドライブ・
アンプ１１を通してスピンドルモータ６に印加される。

これにより、スピンドルモータ６は例えば１８００ｒｐ
ｍで定速回転せしめられる。

一方、光ディスク５上に光ビームを照射し、これにより
得られた反射光を受光し、光電変換を行なう光ヘッド１
２より取り出された再生信号はユニークディスタンス検
出器１３に供給され、ここでユニークディスタンス２の
検出が行なわれる。

ユニークディスタンス検出器１３の出力検出信号又は発
ｆｆｉ器１５よりの信号はスイッチ１４により選択出力
されて位相比較器１６に供給される。

位相比較器１６、電圧制御発振器（ｖｏｌｔａｇｅＣｏ
ｎｔｒｏｌｌｅｄ　０ｓｃｉｌａｔｏｒ：　ＶＣＯ）　
１７．１／ｎカウンタ１８よりなる一巡のループは周知
の位相同期ループ（Ｐｈａｓｅ　　Ｌｏｃｋｅｄ　１ｏ
ｏｐ　：　ＰＬＬ）回路を構成している。ＶＣＯ１７の
出力信号はユニークディスタンス検出器１３に供給され
る一方、クロック信号ｆｃとして出力端子１９へ出力さ
れる。

ここで、ユニークディスタンス検出器１３は第５図に示
す如くに構成されている。入力端子２１には光ヘッド２
１よりの再生信号が入来し、入力端子２２にはＶＣＯ１
７の出力クロック信号が入来する。カウンタ２３は上記
のクロック信号を計数し、光ヘッド２１よりの再生信号
によりクリアされる構成とされており、ユニークディス
タンス２の長さよりも短く、かつ、データゾーンＤ１の
データのビット間隔よりも長い距離の走査期間、クリア
されることなくクロック信号を計数した場合にのみハイ
レベルの信号を出力する構成とされている。従って、カ
ウンタ２３はデータゾーン走査期間中は常時ローレベル
の信号を出力し、ユニークディスタンス２の走査の途中
でハイレベルとなり、クロックピット３の再生の直後以
降再びローレベルとなる信号を出力する。

ＡＮＤ回路２４は上記のカウンタ２３の出力信号と入力
端子２１よりの光ヘッド２１の再生信号とが夫々供給さ
れ、クロックピット３の再生時点で幅の狭い正極性パル
スを出力する。この正極性パルスはユニークディスタン
ス検出パルス（又はクロックピット検出パルス）として
出力端子２５より取り出される。

ここで、ユニークディスタンス検出器１３が上記の検出
動作を正常に行なうためには、光ディスク５が定常回転
数又はその付近の回転数で回転し、位相比較器１６、Ｖ
ＣＯ１７及び１／ｎカウンタ１８よりなるＰＬＬが引込
み動作を行なっている必要がある。

このため、従来は起動時には予め第４図のスイッチ１４
により発振器１５よりの正常時のユニークディスタンス
検出パルスに等しい繰り返し周波数ｆｃｐ（＝ｆｃ／ｎ
）の発振パルスを選択出力して位相比較器１６に供給し
てＰＬＬを起動直後より引込み動作させ、このときのＶ
ＣＯ１７の出力クロック信号を基準にユニークディスタ
ンス検出器１３によりユニークディスタンス２の検出を
行なわせ、その検出パルスの出力によりスイッチ１４を
端子１４ｂより１４ａ側へ切換えていた。

このようにして、クロック信号は光ディスク５の起動直
後から得られる。また、クロック信号はビームスポット
がオントラック中は勿論のこと、トラックサーボがオフ
となるアクセス時も得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来回路では、光ディスク５の回転数が予め規定
されている定常回転数又はそれに近い回転数にあり、理
想のクロック信号により算出したクロックピット位置の
近傍に実際のクロックピット３が存在する場合に限り、
ユニークディスタンス検出器１３によるユニークディス
タンスの検出とクロックピット３の識別が可能である。

このため、光ディスク５の回転精度が厳しく要求される
うえ、その起動時には光ディスク５の回転数が定常回転
数付近に達するまではユニークディスタンスの検出がで
きず、そのため起動直後の成る期間はＶＣＯ１７からは
光ディスク５から再生されたクロックピット３の再生信
号に位相同期したクロック信号が得られないという問題
点があった。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので、光ディス
クが定常回転数に達する以前より迅速にクロック信号を
発生すると共に、広い周波数範囲に亘ってクロックピッ
ト再生信号に位相同期したクロック信号を発生すること
ができる光ディスクの装置におけるクロック信号発生回
路を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す。同図中、第４
図と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略
する。本発明は光ディスク装置において、モータ６の回
転数に応じた周期の回転検出パルスを出力するロータリ
ーエンコーダ２８、クロックピットの再生信号位相に同
期したパルスを出力するユニークディスタンス検出器１
３、可変周波数発振器３２、第１及び第２の分周器３３
及び３４、第１及び第２の位相比較１２９及び３０、可
変周波数発振器３２へ制御信号を供給する加算器３１よ
りなる。

第１の位相比較器２９は第１の分周器３３の出力信号と
ユニークディスタンス検出器１３の出力信号とを比較す
る。第２の位相比較器３０は第２の分周器３４の出力信
号とロータリーエンコーダ２８の出力回転検出パルスと
を位相比較する。

〔作用〕

第１の位相比較器２９の出力信号は加算器３１を通して
可変周波数発振器３２に供給され、その出力発振周波数
（クロック信号）を可変制御する。

このクロック信号は第１の分周器３３を通して第１の位
相比較器２９に供給される。従って、第１の位相比較器
→加算器３１→可変周波数発振器３２→第１の分周器３
３→第１の位相比較器２９よりなる一巡のループ回路は
第１のＰＬＬを構成する。

同様に、第２の位相比較器３０→加算器３１→可変周波
数発振器３２→第２の分周器３４→第２の位相比較器３
０よりなる一巡のループ回路は第２のＰＬＬを構成する
。

ところで、第４図に示した従来回路ではロータリーエン
コーダはモータ６の定速回転用ＰＬＬ内に設けられてお
り、クロック信号作成用のＰＬＬとは全く独立していた
。原理上はクロック信号周波数ｆｃ１クロックピット検
出信号周波数’ｆ’ｃｐ（＝ｆｃ／ｎ）、ロータリーエ
ンコーダ２８よりの回転検出パルス周波数ｆｅはすべて
光ディスク５の回転数に比例するものであるから、各々
は一定周波数比関係にある。このため、ｆｅ−ｆｃ／Ｎ
（ただし、Ｎは正の整数）なる関係に選定することによ
り、ｆｅからｔ’ｃをクロック信号作成用ＰＬＬを共用
して作り出せることになる。

しかし、このような構成では原理上、ゲートタイミング
がとれないうえ、実際上Ｎ＞ｎであるがらＰＬＬの制御
帯域がとれないため、クロック信号のジッタ屋を許容範
囲に収めることができない。

そこで、本発明ではｆｃｐからｆｃを作り出す前記第１
のＰＬＬと、ｆｅからｆｃを作り出す前記第２のＰＬＬ
とを設け、２つの位相比較器２９゜３０の出力信号を加
算器３１により合成した信号で１つの可変周波数発振器
３２の出力発振周波数を可変制御するようにしたもので
ある。

これにより、光ディスク５の回転ムラや偏芯によって生
ずるクロック信号のジッタのうち、低域周波数成分は、
前記第２のＰＬＬが追従し、この第２のＰＬＬで追従し
きれないジッタの高域周波数成分は前記第１のＰＬＬが
追従することができる。

また、起動直後で光ディスク５がまだ定常回転数付近に
達していない場合には、そのとぎの光ディスク５の低回
転数に対応した周期をもつ、ロータリーエンコーダ２８
の出力回転検出パルスが入力信号として供給される前記
第２のＰＬＬにより低回転数に対応した周期のクロック
信号を発生出力することができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例のブロック図を示す。

同図中、第１図と同一構成部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。第２図において、ロータリーエンコ
ーダ２８を構成するフォトインターラブタ８からの繰り
返し周波数ｆｅの回転検出パルスは位相比較器３０に供
給され、ここで後述する１／乏カウンタ３５よりの繰り
返し周波数ｆｃ／（ｍ−ｎ−２）（＝ｆｅ）のパルスと
位相比較された後、加算器３１に供給される。

加算器３１は位相比較器２９の出力信号も供給されてお
り、ここで上記の位相比較器３０の出力信号と加尊し、
その加算合成信号をＶＣＯ３５に制御電圧として印加す
る。ＶＣＯ３５は可変周波数発振器３２を構成しており
、繰り返し周波数ｆｃのクロック信号を発振出力する。

ＶＣＯ３５の出力クロック信号はユニークディスタンス
検出器１３に供給される一方、１／ｎカウンタ３６．１
／ｍカウンタ３７及び１／ｆｌカウンタ３８を順次に通
して位相比較器３０に供給される。また、１／ｎカウン
タ３６より分岐して取り出された繰り返し周波数ｆ　ｃ
　／　ｎのパルスは位相比較器２９に供給される。

ここで、１／ｎカウンタ３６は前記第１の分周器３３を
構成し、１／ｎカウンタ３６．１／ｍカウンタ３７及び
１／２カウンタ３８は前記第２の分周器３４を構成して
いる。すなわち、１／ｎカウンタ３６は第１及び第２の
分周器３３及び３４に共用されている。

一方、位相比較器９は基準発振器３９よりの一定周波数
ｆＲの基準信号と、１／ｍカウンタ３７より取り出され
た、クロック信号を１／（ｎ−ｍ）分周して得た周波数
ｆｃ／　（ｎ−ｍ）（＝ｆＲ−）とを位相比較し、それ
らの位相差に応じた誤差信号をモータ・ドライブ・アン
プ１１を介してスピンドルモータ６に印加する。

上記の１／ｍカウンタ３７の出力信号は、ロータリーエ
ンコーダ２８の出力回転検出パルスに位相同期している
から、スピンドルモータ６は前記基準信号と１／ｍカウ
ンタ３７の出力信号の両位相が設定した位相となるよう
に定速回転制御されることになる。

このスピンドルモータ６の回転精度を上げるためには、
従来はロータリーエンコーダ２８の構成を、高周波数の
回転検出パルスが出力されるようにする必要があったが
、本実施例によれば、ユニークディスタンス検出が一旦
行なわれて第１のＰＬＬが引込み動作に入ることにより
、ユニークディスタンス検出信号（周波数ｆｃｐ）に位
相同期した信号が１／ｍカウンタ３７より取り出される
から、回転検出パルスの繰り返し周波数は実質的にｆｃ
ｐ（＝ｆｃ／ｎ）と同じとなり、ロータリーエンコーダ
２８の出力回転検出パルスの周波数ｆｅ　（＝ｆｃ／（
ｍ−ｎ−之））が低くとも回転精度が上げられることに
なる。

このため、スピンドルモータ６として磁極位置をホール
センサで検出し、励磁相を切り換えるブラシレスモータ
を用いた場合、ホールセンサの出力が一回転当り１０パ
ルス以下程度でもｆｅとして使えるため、専用のロータ
リーエンコーダは不要となる。

本実施例では、光ディスク５の回転数が定常回転数付近
に達していない起動直後の成る期間は、第２のＰＬＬが
ＶＣＯ３５より回転数に対応した周波数ｆｃのクロック
信号を発生させ、一方、光ヘッド１２からは回転数に対
応した周波数でクロックピット再生信号が得られるから
、ユニークディスタンス検出が従来よりも迅速に行なえ
ることになる。

また光ディスク５が定常回転数で安定に回転していると
きは、回転ムラやディスク偏芯によって生ずるジッタの
低域周波数成分は第２のＰＬＬが追従し、高域周波数成
分は第１のＰＬＬが追従するので、全体として高い追従
性能が得られる。

なお、スピンドルモータ６の定速回転制御は、ロータリ
ーエンコーダ２８の出力回転検出パルスを１／ｍカウン
タ３７の出力信号の代りに用いて行なうこともできる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、光ディスクの回転ムラや
偏芯によって生ずるクロック信号のジッタのうち、高域
周波数成分に対しては第１のＰＬＬが追従し、低域周波
数成分に対しては第２のＰしＬが追従するため、全体と
して高い追従性能を得ることができ、また光ディスクが
定常回転数付近に達していない起動直後の成る期間にお
いても、第２のＰＬＬにより低回転数に対応した周期の
クロック信号を得ることができるため、ユニークディス
タンスの検出が可能となり、従来に比べて迅速にクロッ
クピットの再生信号に位相同期したクロック信号を発生
することができる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例のブロック図、第３図は本発
明が適用される光ディスクの記録トラックを示す図、 第４図は従来の一例のブロック図、 第５図はユニークディスタンス検出器の一例の構成図で
ある。 図において、 ５は光ディスク、 ６はスピンドルモータ、 １２は光ヘッド、 １３はユニークディスタンス検出器、 ２８はロータリーエンコーダ、 ２９は第１の位相比較器、 ３０は第２の位相比較器、 ３１は加算器、 ３２は可変周波数発振器、 ３３は第１の分周器、 ３４は第２の分周器、 ３５は電圧制御発振器（ＶＣＯ） を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくともユニークディスタンスとクロックピットとよ
   りなるサーボゾーンがデータゾーンと交互に一定周期で
   予め設けられた光ディスク（５）をモータ（６）により
   回転すると共に、光ヘッド（１２）を用いて該データゾ
   ーンにデータの記録。 再生を行なう光ディスク装置において、 前記モータ（６）の回転数に応じた周期の回転検出パル
   スを出力するロータリーエンコーダ（２８）と、 前記光ヘッド（１２）からの再生信号とクロック信号に
   基づき前記ユニークディスタンスを検出し前記クロック
   ピットの再生信号位相に同期したパルスを出力するユニ
   ークディスタンス検出器（１３）と、 前記クロック信号を発振出力する可変周波数発振器（３
   ２）と、 該クロック信号を分周する第１及び第２の分周器（３３
   、３４）と、 該第１の分周器（３３）の出力信号と該ユニークディス
   タンス検出器（１３）の出力信号とを位相比較する第１
   の位相比較器（２９）と、 該第２の分周器（３４）の出力信号と該ロータリーエン
   コーダ（２８）の出力回転検出パルスとを位相比較する
   第２の位相比較器（３０）と、該第１及び第２の位相比
   較器（２９、３０）の両出力信号を加算して前記可変周
   波数発振器 （３２）へ制御信号として供給する加算器（３１）とよ
   りなることを特徴とする光ディスク装置におけるクロッ
   ク信号発生回路。