JPWO2007013144A1 - 光ディスク装置及び半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

光ディスク装置（１）は、レーザ光の照射を制御して光ディスクの一面に対するデータの記録と読出しが可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクの他面に可視情報を記録可能にされる。光ディスク装置は、回転する光ディスク（２）の他面から回転速度に応ずる情報を検出する検出器（７）と、レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決めるための基準クロック信号を生成するクロック生成回路（１７）と、データ処理回路（１３，１４）とを有する。データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、前記検出器からの検出情報によって得られる速度と前記目標速度との誤差に応じて前記クロック生成回路に前記基準クロック信号の周波数を変化させる。可視画像形成時のディスクモータの低速回転によるコギングを生じても、ディスクの回転と基準クロック周波数との相関を保つことができ、形成画像の品質を維持することができる。

Description

本発明は光ディスクに対して情報の記録再生が可能な光ディスク装置、更には光ディスク装置に対する情報の記録再生制御用の半導体集積回路に関し、特に、レーザ光に感光する塗料等をコーティングした光ディスクのラベル面にタイトルや写真等の可視情報を形成可能とする技術に関する。

記録可能な光ディスクとしてＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等が普及している。これら光ディスクではディスク上の情報を記録する部分である溝（グルーブ）を所定周期で蛇行（ウォブリング）させており、このウォブリング（以下これをウォブルと呼ぶ）の周期を変調することによりディスク上の位置検出ができるように構成されている。例えば光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク装置によって光ディスクから得られるウォブル信号は記録グルーブにおける線速度が一定の標準速の場合に周波数２２．０５ｋＨｚ±１ｋＨｚのＦＭ信号となるようになっている。ここで上記ＦＭ信号の周波数の中心値２２．０５ｋＨｚは記録ビットレートである４．３２１８ＭＨｚの１９６分の１に設定されている。光ディスク装置においては、記録時には抽出されたウォブル信号の中心周波数が上記２２．０５ｋＨｚとなるようモータの回転制御を行うことにより常にレーザ光の照射スポットにおける線速度を一定に保つＣＬＶ制御を実現することができる。また、ウォブル信号の中心周波数に対し記録ビットレートは１９６倍であるため、ＰＬＬ回路にて１９６逓倍を行いウォブル信号に同期したクロックを生成し、これを記録用の基準クロック信号として使用することにより、ディスク上の位置に正確に情報を記録することが可能になる。

ＣＡＶ制御を行う場合にはモータの回転に同期するパルス信号を取得し、これを利用してモータを所定の角速度一定に制御する。このときレーザ光の照射スポットが外周寄りになるほど、照射スポットの線速度が漸次増加し、併せてウォブル信号の中心周波数も漸増する。ウォブル信号の周波数増加に応じてＰＬＬ回路における逓倍率を漸次増加させることによって記録用の基準クロック信号の周波数を照射スポットの線速度増加に応じて変化させることができる。

特許文献１，２には、記録時にウォブル信号をもとにＰＬＬ回路で記録用の基準クロック信号を生成し、さらにスピンドルモータ制御用の信号を作って回転制御を行うことにより、記録用の基準クロック信号に同期して光ディスクにレーザで情報を記録する技術について記載がある。

特開平２００２−２３０７５７号公報 特開平１０−２９３９２６号公報

最近のＰＣ用光ディスク装置では高速化が進み、光ディスク記録時でもＣＤ−Ｒで最大４８倍速（最内周２０倍速、最外周４８倍速の回転数一定のＣＡＶ制御)、ＤＶＤ−Ｒにおいては最大１６倍速となっておりどちらも分速１００００回転(１００００ｒｐｍ)弱の回転数になっている。記録品質が悪い場合や再生時にエラーが多い場合などには回転速度を落として読み出し信号の信頼性を上げることが行われているがこの場合でも最低の速度はＣＤの４倍速程度即ち２０００ｒｐｍ弱である。従って光ディスクを回転駆動するスピンドルモータの回転範囲は例えば２０００ｒｐｍから１００００ｒｐｍと約５倍の範囲となる。このような回転範囲では特にスピンドルモータの回転品質に問題はなく、回転制御も正常に行われ、記録データの位置が乱れるようなことは起こらない。

光ディスク装置に対しては、ディスクの信号面にデータを記録する動作の他に、光ディスクのラベル面にレーザ感光性の塗料をコーティングし、光記録用と同じレーザ光を照射してタイトルや絵、写真を記録するレーザラベル印刷が提唱されている。記録速度はラベル面に塗布してある感光材料の感光感度と書き込みレーザパワーによって決められるが、感光感度を上げすぎると可視光や熱に対して弱くなり印字後の劣化を招く。またレーザパワーはＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷを記録する最大パワー以上のものはコスト的に使えない。将来は感光感度の改良が期待できるが現状では線速度３０ｃｍ／ｓｅｃ程度であり、ＣＤの標準速（１．３ｍ／ｓｅｃ）の４分の１程度が限界である。このため内周から外周までできる限り線速度がぶれないように所定の線速度一定（ＣＬＶ）となる記録を行うことが望ましい。ＣＬＶ記録を行う場合、モータ回転数は内周から外周に進むに従って低速度となる。前述の如く、ＤＶの１６倍速に対応するときの最大回転数が１００００ｒｐｍ弱であるのに対し、レーザラベル印刷時のＣＬＶによる線速度３０ｃｍ／ｓｅｃにおける最外周（半径５８mm）での回転数は、３０／（２πｒ）×６０＝３０／（２×３．１４×５．８）×６０＝０．８２×６０＝４９．２ｒｐｍとなる。スピンドルモータの回転数範囲は大凡１００００／５０＝２００倍になり、ラベル印刷をサポートしない場合の５倍に比べて格段に大きくなる。

高速回転用モータはローターの重量も軽く、電流感度も高いために低速回転では滑らかに回転せず、瞬間的に回転むらを生ずるコギングを起こし易い。モータの低速回転で行われるラベル印刷を考慮すると、いかに精度よくモータ御信号を生成してもモータの回転速度が意に反して変化することが多くなり、モータが早く回った場所では均一データの間隔が広くなり、遅く回った場所では間隔が詰まって絵や字が歪むことになる。印字の濃さにもむらができる。これを解決するのに、モータのローター重量を重くして慣性を大きくしコギングを起こし難くすればよいが、高速回転させるには大電流が必要になり、発熱やコストの増大という新たな問題を生ずる。

本発明の目的は、光ディスクを回転させるモータの低速回転によってコギングを生じても光ディスクのラベル面に対するレーザ照射による可視情報の記録品質が低下しないようにする技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

〔１〕本発明に係る光ディスク装置（１）は、レーザ光の照射を制御して光ディスク（２）の一面に対するデータの記録と読出しが可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクの他面に可視情報を記録（レーザラベル印刷）可能にされるものである。この光ディスク装置は、回転する前記光ディスクの他面から回転速度に応ずる情報を検出する検出器（７）と、レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決めるための基準クロック信号（ＣＬＫ）を生成するクロック生成回路（１７）と、データ処理回路（１３，１４）とを有する。前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、前記検出器からの検出情報によって得られる速度とレーザ光の照射スポットに対する光ディスクの目標速度との誤差に応じて前記クロック生成回路に対する前記基準クロック信号周波数の設定を変更する。上記より、制御回路は、基準クロック信号の周波数を一旦設定した後に、光ディスクを回転駆動するモータのコギングによって光ディスクの回転にむらが生じても、それに追従して前記基準クロック信号の周波数を変化させるから、レーザラベル印刷において基準クロック信号によるレーザ光照射による記録動作のデータビットレートも照射スポットの線速度の変化に追従することができる。これにより、レーザラベル印刷においてモータが早く回った場所でもラベル面に対する印刷データの間隔は広くならず、遅く回った場所でも間隔が詰まったりせず、絵や字が歪むこともなく、印字の濃さにもむらを生じない。モータのローター重量を重くして慣性を大きくすることも要せず、モータの発熱やコストも増大しない。

本発明の具体的な一つの形態として、前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させる。レーザラベル印刷によるような可視情報の記録速度はラベル面に塗布してある感光材料の感光感度と書き込みレーザパワーによって決められるが、感光感度を上げすぎると可視光や熱に対して弱くなり印字後の劣化を招くので、線速度３０ｃｍ／ｓｅｃ程度で内周から外周まで線速度一定（ＣＬＶ）で記録を行うのが最適と考えられるからである。

本発明の更に具体的な一つの形態として、前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記線速度に対応して前記クロック生成回路に前記基準クロック信号の周波数を一定となるように設定する。データ記録を行う場合には低速回転であることを要しないから、線速度一定の場合には基準クロック信号の周波数を一旦設定した後は変化させることを要しない。

本発明の更に具体的な一つの形態として、前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して角速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記照射スポットに対する光ディスクの線速度が漸次変化するのに対応して前記基準クロック信号の周波数が変化するように前記クロック生成回路の設定を変更する。データ記録を行うとき角速度一定で光ディスクを回転駆動する場合にはレーザ光の照射スポットが外周に寄るに従って線速度が大きくなるから、それに従って基準クロック信号の周波数を上げることが必要になる。但し、モータを低速回転することを要しないから、可視情報を記録する場合のように、目標速度との誤差に応じて基準クロック信号の周波数を変化させることは必要ない。換言すれば、角速度一定によるデータ書込みに際して基準クロック信号の周波数設定を線速度の増加に従って変化させる制御形態に対し、可視情報を記録する場合に目標速度との誤差に応じて基準クロック信号の周波数設定を変化させる制御形態は、着目するモータの状態や制御の目的といった考え方の出発点において相違する。

本発明の別の具体的な一つの形態として、前記データ処理回路は、光ディスの円周方向位置毎の前記誤差の移動平均に応じて前記クロック信号の周波数を変化させる。これにより、コギングを生じたときに形成される可視情報を更に均一化するのに資することができる。

本発明の別の具体的な一つの形態として、前記クロック生成回路は可変分周回路をループ中に備えたＰＬＬ回路（２１）を有し、前記データ処理回路は、前記目標速度に対する前記誤差の割合に応じてクロック周波数を変化させる分周比制御データ（ＣＧＣ）を前記ＰＬＬ回路に与える。

本発明の別の具体的な一つの形態として、前記データ処理回路は、目標速度に対する誤差が所定の閾値を超えたときその誤差に応じてクロック周波数を変化させる。僅かな誤差を無視した方が可視情報の均一化に資する場合があるからである。

〔２〕本発明に係る半導体集積回路（６）は、レーザ光の照射を制御して光ディスクの一面に対するデータの記録と読出し制御が可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクの他面に可視情報を記録する制御が可能にされるものである。この半導体集積回路は、レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決めるための基準クロック信号（ＣＬＫ）を生成するクロック生成回路（１７）と、データ処理回路（１３，１４）とを有する。前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、回転する光ディスクから検出した回転速度とレーザ光の照射スポットに対する光ディスクの目標速度との誤差に応じて前記クロック生成回路に対する前記基準クロック信号周波数の設定を変更する。この半導体集積回路によれば、光ディスクを回転駆動するモータにコギングを生じてレーザ光の照射スポットの線速度が変化しても、それに追従して前記基準クロック信号の周波数を変化させることができ、モータの低速回転で実現される光ディスクへの可視情報の記録に対する信頼性を向上させることができる。モータのローター重量を重くして慣性を大きくすることも要せず、モータの発熱やコストも増大しない。

本発明の具体的な一つの形態として、前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させる。このとき、前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記線速度に対応して前記クロック生成回路に前記基準クロック信号の周波数を一定になるように設定する。或いは、前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して角速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記照射スポットに対する光ディスクの線速度が漸次変化するのに対応して前記基準クロック信号の周波数が変化するように前記クロック生成回路の設定を変更する。

本発明の別の具体的な形態として、前記データ処理回路は、前記データ処理回路は、光ディスの円周方向位置毎の前記誤差の移動平均に応じて前記クロック信号の周波数を変化させる。

本発明の更に別の具体的な形態として、前記クロック生成回路は可変分周回路をループ中に備えたＰＬＬ回路を有し、前記データ処理回路は、前記目標速度に対する前記誤差の割合に応じてクロック周波数を変化させる分周比制御データを前記ＰＬＬ回路に与える。

本発明の更に別の具体的な形態として、前記データ処理回路は、目標速度に対する誤差が所定の閾値を超えたときその誤差に応じてクロック周波数を変化させる。

〔３〕更に別の観点による本発明に係る半導体集積回路（６）はレーザ光の照射を制御して光ディスクの一面に対するデータの記録と読出し制御が可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクの他面に可視情報を記録する制御が可能にされるものである。この半導体集積回路は、レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決めるための基準クロック信号（ＣＬＫ）を生成するクロック生成回路（１７）と、データ処理回路（１３，１４）とを有する。前記クロック生成回路は可変分周回路をループ中に備えたＰＬＬ回路（２１）を有する。前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、回転する光ディスクから検出した回転速度とレーザ光の照射スポットに対する光ディスクの目標速度との誤差に応じて、分周比制御データを前記ＰＬＬ回路に与えて、前記基準クロック信号の周波数を変化させる。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。すなわち、光ディスクを回転させるモータの低速回転によってコギングを生じても光ディスクのラベル面に対するレーザ照射による可視情報の記録品質が低下しないようにすることができる。

光ディスク装置の一例を示すブロック図である。 ＰＬＬ回路の一例を示すブロック図である。 図１の構成のうちラベル面に対する印刷動作のためのスピンドルモータの回転制御ループと基準クロック信号ＣＬＫの生成制御ループを抜き出して示した説明図である。 光ディスクの内周部に形成したスポークの説明図である。 スポークの回転を検出する記検出器の構成を例示する説明図である。 コギングによって生ずる回転数偏差の説明図である。 ＣＬＶ制御を前提とする場合に基準クロック信号の生成ループにパルスＯＦＧの状態変化を反映せずに基準クロック信号ＣＬＫを固定周波数とする場合の比較例に係る基準クロック信号ＣＬＫの生成制御ループを示す説明図である。 光ディスクの円周方向位置毎の偏差の移動平均を用いて分周比制御データによる基準クロック信号の周波数制御を行うためにパルス信号ＯＦＧのパルス位置毎に最新より連続する３回分の偏差を記憶した状態を示す説明図である。 ラベル印刷の制御手順の具体例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 光ディスク装置
２ 光ディスク
３ スピンドルモータ（ＳＰＮ）
４ ピックアップ部（ＰＵ）
５ 記録制御部（ＲＣＤＣ）
６ シングルチップのマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）
７ 光ディスクの回転検出器（ＰＨＯ）７
１０ スピンドルモータ制御回路（ＳＰＮＣ）
１１ 記録データ生成回路（ＲＣＤＤＧ）
１２ 再生信号処理回路（ＳＩＧＬＰ）
１３ コントローラ（ＭＣＮＴ）
１４ 回転数偏差検出回路（ＤＥＶＡＴ）
１５ ウォブル信号抽出回路（ＷＯＢＬ）
１６ 位置情報検出回路（ＬＯＣＴＤ）
１７ クロック生成回路（ＣＰＧ）
１８ インタフェース回路（ＥＸＴＩＦ）
ＣＬＫ 基準クロック信号
φＷＢＬ ウォブル信号
２０ 発信回路（ＯＳＣ）
２１ ＰＬＬ回路（ＰＬＬ）
φＳ 発信回路２０の出力クロック信号（４．３２１８ＭＨｚ）
２２ 位相比較器（ＰＣＯＭＰ）
２３ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
２４ 電圧制御発振器（ＶＣＯ）
２５ 可変分周器（ＶＤＩＶ）
２６ 入力セレクタ（ＩＳＥＬ）２６
３０ スポーク
３１ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
３２ フォトダイオード（ＰＤ）
ＯＦＧ パルス信号
ＣＧＣ 分周比制御データ
ＰＵＰ 半径位置の情報

図１には光ディスク装置の一例が示される。光ディスク装置１はレーザ光の照射を制御して光ディスク２のデータ記録面に対するデータの記録と読出しが可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクのラベル面に可視情報を記録（レーザラベル印刷）可能にされる。光ディスク装置１はスピンドルモータ（ＳＰＮ）３、ピックアップ部（ＰＵ）４、記録制御部（ＲＣＤＣ）５、半導体集積回路化されたシングルチップのマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）６、及びラベル印刷に用いる光ディスクの回転検出器（ＰＨＯ）７を有する。ピックアップ部４と記録制御部５はアナログフロントエンドを構成する。

マイクロコンピュータ６は、スピンドルモータ３の回転数を制御するスピンドルモータ制御回路（ＳＰＮＣ）１０、記録データ生成回路（ＲＣＤＤＧ）１１、再生信号処理回路（ＳＩＧＬＰ）１２、コントローラ（ＭＣＮＴ）１３、回転数偏差検出回路（ＤＥＶＡＴ）１４、ウォブル信号抽出回路（ＷＯＢＬ）１５、位置情報検出回路（ＬＯＣＴＤ）１６、クロック生成回路（ＣＰＧ）１７及びインタフェース回路（ＥＸＴＩＦ）１８を有する。特に制限されないが、コントローラ１３及び回転数偏差検出回路１４は中央処理装置とその周辺回路並びに中央処理装置の動作プログラムによって構成される。記録データ生成回路１１、再生信号処理回路１２、ウォブル信号抽出回路１５、及び位置情報検出回路１６はディジタル信号処理ユニット、中央処理層装置及びその動作プログラムによって構成される。

前記インタフェース回路１８はホスト装置に接続される。コントローラ１３は図示を省略するホスト装置からコマンドを受け取って、記録動作、再生動作又はレーザラベル印刷動作を制御する。

コントローラ１３はインタフェース回路１８を介しホスト装置から記録動作が指示されると、ホスト装置から供給される記録情報を記録データ生成回路１１に供給する。記録データ生成回路１１はコントローラ１３からの指示に従って記録情報に対するコード化、変調などを施して、記録データを生成し、記録制御回路５に出力する。記録制御回路５は、供給された記録データに基づいて光ディスク２上に情報が記録できるようにピックアップ部４のレーザ光のパワー、発光波形を制御する制御信号を生成して、ピックアップ部４に供給する。記録データ生成回路１１及び記録制御回路５にはクロック生成回路１７から記録用の基準クロック信号ＣＬＫが供給されており、それら回路５，１１における記録動作は上記基準クロック信号ＣＬＫに同期して行われる。ピックアップ部４は入力された制御信号に基づいて光ディスク２に向けて記録に必要なパワーのレーザを照射して、データを記録する。また、ピックアップ部４はこの記録動作に並行して光ディスク２からの反射光を検出し、記録時の再生信号として再生信号処理回路１２へ供給する。再生信号処理回路１２は、再生信号から例えばプッシュプル信号を抽出しウォブル抽出回路１５及び位置情報検出回路１６に出力する。ウォブル抽出回路１５では、入力されたプッシュプル信号からウォブル信号成分を抽出し、これをウォブル信号φＷＢＬとしてスピンドルモータ制御回路１０及びクロック生成回路１７に出力する。スピンドルモータ制御回路１０は供給されたウォブル信号φＷＢＬから光ディスク２の回転数を検出し、上記回転数が所望の値となるようにスピンドルモータ３を制御する。スピンドルモータ制御回路１０に対する回転数制御の制御形態はコントローラ１３が指示する。例えばピックアップ部４に対する光ディスク２の線速度を一定とするＣＬＶ制御を行う場合には、ウォブル信号φＷＢＬの周波数が規定の２２．０５ｋＨｚとなるようにスピンドルモータ３を制御することになる。

位置情報検出回路１６では再生信号処理回路１２から入力されたプッシュプル信号より位置情報の抽出、検出を行い光ディスク２上の絶対的な位置を検出してコントローラ１３に出力する。クロック生成回路１７は供給されたウォブル信号φＷＢＬに同期した基準クロック信号ＣＬＫを生成する。基準クロック信号ＣＬＫは位置情報検出回路１６に入力され、位置情報を検出するタイミングの決定などに使用される。更に上記基準クロック信号ＣＬＫは記録データ生成回路６及び記録制御回路５にも供給され、レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決定するクロック信号として使用される。

前記クロック生成回路は発信回路（ＯＳＣ）２０とＰＬＬ回路（ＰＬＬ）２１を有する。発信回路（ＯＳＣ）２０は、特に制限されないが、ＣＤ−ＲＷにおけるデータの記録ビットレートである４．３２１８ＭＨｚのクロック信号φＳを出力する。ＰＬＬ回路２１は図２に例示されるように、位相比較器（ＰＣＯＭＰ）２２、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２４、可変分周器（ＶＤＩＶ）２５及び入力セレクタ（ＩＳＥＬ）２６から成る。データの書き込み動作において入力セレクタ２６はウォブル信号抽出回路１５から供給されるウォブル信号φＷＢＬを選択して位相比較器２２に供給する。ラベル面に対する印刷動作では入力セレクタ２６は発信回路２０の出力クロック信号φＳを選択して位相比較器２２に供給する。可変分周器２５の分周比はデータの書き込み動作ではコントローラ１３が制御し、ラベル面に対する印刷動作では回転数偏差検出回路１４が制御する。共にその制御データはＣＧＣとして図示されている。

データトラックに対するデータの書き込み動作においてウォブル信号抽出回路１５から供給されるウォブル信号φＷＢＬはセレクタ２６で選択されて位相比較器２２に入力され、分周器２５の出力と位相比較される。上記分周器２５には電圧制御発振器２４の出力、即ちＰＬＬ回路の出力クロックＣＬＫが入力され、ウォブル信号φＷＢＬと同じ周波数になるように分周比が設定されている。これにより、位相比較器２２ではウォブル信号φＷＢＬと出力クロック信号ＣＬＫの分周出力との位相比較が行われることになり、位相比較器１６からは例えばその位相誤差に応じた誤差電圧が出力される。位相比較器２２から出力された位相誤差電圧は低域通過フィルタ２３にて高域のノイズ成分が除去され、低域成分のみが電圧制御発振器２４に供給される。電圧制御発振器２４は供給された誤差電圧に応じて発振周波数を変化させ、出力クロック信号ＣＬＫの周波数を変化させる。以上のループ動作において電圧制御発振器２４の動作を誤差電圧が減少するように設定することによりＰＬＬ回路２１はウォブル信号φＷＢＬと分周器２５の出力との誤差がなくなるように動作し、入力されるウォブル信号φＷＢＬに同期した基準クロック信号ＣＬＫを生成する。以上のＰＬＬ回路２１において入力のウォブル信号φＷＢＬの周波数が２２．０５ｋＨｚである場合には分周器の分周比を１８６に設定することによりＰＬＬ回路２１の出力クロック信号ＣＬＫは標準速の記録ビットレートである４．３２１８ＭＨｚに一致される。

なお、光ディスクに記録された情報を再生する読出し動作時にはピックアップ４は再生に必要なパワーのレーザを光ディスク２に照射するように制御され、光ディスク２からの反射光を検出し再生信号として再生信号処理回路１２に供給される。再生信号処理回路１２は供給された再生信号から記録されている情報を復元しインタフェース回路１８を介して外部に再生情報を出力する。

図３には図1の構成のうちラベル面に対する印刷動作のためのスピンドルモータの回転制御ループと基準クロック信号ＣＬＫの生成制御ループを抜き出して示している。ラベル面に対する印刷動作ではウォブル信号を抽出することはできない。ラベル面には記録されるべきトラックが存在せず、ウォブル信号を抽出可能な蛇行溝が形成されていないからである。ラベル面の印刷に伴う光ディスクの回転制御には図４に例示されるような光ディスク２の内周部に形成したスポーク３０を利用する。スポーク３０は１周４００本の等ピッチのミラーから成る。前記検出器７は図５に例示されるように、スポーク３０の直下に配置され、スポーク３０のミラーに発光光を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）３１と、前記ミラーからの反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）３２とを有する。光ディスク２が回転されると、フォトダイオード３２からその回転速度に応じた周期のパルス信号（ＯＦＧ）を得ることができる。

ラベル面に対する記録速度はラベル面に塗布してある感光材料の感光感度と書き込みレーザパワーによって決められるが、感光感度を上げすぎると可視光や熱に対して弱くなり印字後の劣化を招き、またＣＤ−ＲＷ等を記録する最大パワー以上のレーザを利用することはコスト的に不利となる。将来は感光感度の改良も期待できるが、現状では線速度３０ｃｍ／ｓｅｃ程度でＣＤの標準速（１．３ｍ／ｓｅｃ）の４分の１程度が限界であると考えられる。これを考慮すればラベル面の印刷には内周から外周まで線速度一定（ＣＬＶ）で記録を行うことが得策である。トラックがないので半径方向の位置決めは、ピックアップ４を半径方向に移動させる図示を省略するスレッド用ステッピングモータの駆動パルス数で制御すればよい。線速度一定となるようにスピンドルモータ３を駆動するには、現在のピックアップ４の半径方向位置が最内周から何トラック目かを記憶し、これによりそのトラック位置の半径を演算し、その半径において線速度一定の回転数を演算する。そして、前記パルス信号ＯＦＧのパルス幅が目標のパルス幅になるようにモータ３の回転数を制御すればよい。更に詳しくは、コントローラ８は現在のピックアップ４の半径方向位置が最内周から何トラック目かを記憶し、これによりそのトラック位置の半径を演算する。スピンドルモータ制御回路１０はコントローラ８から半径位置の情報ＰＵＰを入力し、その半径において前記線速度一定にするための単位時間当たりの回転数から前記パルス信号ＯＦＧの目標周期を演算する。スピンドルモータ制御回路１０はフォトディテクタ３２の出力パルスＯＦＧの周期毎にクロック信号φＳを計数し、出力パルスＯＦＧの周期が目標周期になるように回転数を制御する。

レーザラベル印刷ではスピンドルモータ３はＣＬＶ制御で回転駆動されるので、ホスト装置はラベル印刷用の記録用データの演算では固定の基準クロックに同期して半径位置毎に記録することを前提とする。そのように演算された印刷データはインタフェース回路１８を介して供給され、図示を省略するデータバッファに蓄積される。記録制御回路５は印刷データで指定されるクロックサイクルでレーザの照射を行う。照射時間は基準クロック信号ＣＬＫの周期に従って決まる。良好な印刷品質を得るには、基準クロック信号ＣＬＫの周期と光ディスクの線速度との相関が目標通りに保たれていることが必要になる。

前述の通り、線速度３０ｃｍ／ｓｅｃ程度の低速回転ではＣＬＶ制御を行ってもスピンドルモータ３でコギングを生じ、回転むらが発生する事が予想される。高速回転用モータはローターの重量も軽く、電流感度も高いために低速回転では滑らかに回転せず一瞬高速になったりするコギングを起こし易い。このため前述の線速度３０ｃｍ／ｓｅｃ程度の低速回転では、如何に高精度にＣＬＶ制御を行ってもスピンドルモータ３が意に反して動作し、第６図に示すような回転数偏差を持つことがある。図６においてＡ−Ｂ期間では回転が速くなり、Ｃ−Ｄ期間で遅くなり、回転速度に大きな偏差を持っている。このため、ＣＬＶ制御を前提とする場合であっても、図７のように基準クロック信号ＣＬＫを固定周波数とすると、コギングを生じたときの光ディスクの線速度と基準クロック信号ＣＬＫの周期との相関が目標からずれてしまう。図７では基準クロック信号の生成ループにＯＦＧの状態変化が反映されていない。

図３では回転数偏差検出回路１４がフォトディテクタ３２の出力パルスＯＦＧを入力し、出力クロック信号φＳを基準に前記パルス信号ＯＦＧの周期を演算する。これと共に、コントローラ８は現在のピックアップ４の半径方向位置が最内周から何トラック目かを記憶し、これによりそのトラック位置の半径を演算し、その半径において前記線速度一定にするための単位時間当たりの回転数から前記パルス信号ＯＦＧの目標周期を演算する。回転数偏差検出回路１４は、フォトディテクタ３２の出力パルスＯＦＧの周期毎にクロック信号φＳを計数し、出力パルスＯＦＧの周期と目標周期との誤差、即ち、前記フォトディテクタ３２からの出力パルスＯＦＧによって得られる速度と前記目標速度との誤差に応じてＰＬＬ回路２１への分周比制御データＣＧＣを設定変更して、前記基準クロック信号ＣＬＫの周波数を変化させる。例えば前記誤差として、出力パルスＯＦＧの周期を目標周期で除した値を偏差として把握する。偏差が１の時に設定される分周比制御データＣＧＣによるクロック信号ＣＬＫの中心周波数が４．３２１８ＭＨｚであるとすれば、偏差が１．４の場合にはその周波数は６．０５０ＭＨｚとなる。これにより、コギングによって光ディスクの線速度が変化されると、それに追従して基準クロック信号ＣＬＫの周期も変化されるから、両者の相関は変わらず、モータ３が早く回った場所でもラベル面に対して印刷データの間隔は広くならず、遅く回った場所でも間隔が詰まったりせず、絵や字が歪むこともなく、印字の濃さにもむらを生じない。モータ３のローター重量を重くして慣性を大きくすることも要せず、モータ３の発熱やコストも増大しない。

ここでは前記誤差として、出力パルスＯＦＧの周期を目標周期で除した値を偏差として把握し、パルス信号ＯＦＧのパルス毎の偏差を複数回転分記憶しておき、パルス位置即ち光ディスクの円周方向位置毎の偏差の移動平均を用いて、前記分周比制御データＣＧＣによる基準クロック信号ＣＬＫの周波数制御を行う。例えば図８に示されるように、スポーク３０の４００本のミラーの位置に対応するパルス信号ＯＦＧのパルス位置毎に最新より連続する３回分の偏差を記憶しておく。分周比制御データＣＧＣによる基準クロック信号ＣＬＫの周波数制御には３回分の偏差の平均を用いる。移動平均を用いることにより、直近の過去の状態も加味して周波数制御を行うことができるから、コギングを生じたときに形成される可視情報を更に均一化するのに資することができる。偏差のデータの記憶は回転数偏差検出回路１４内の図示を省略するワークメモリに対して行えばよい。

前記基準クロック信号ＣＬＫの周波数制御は偏差の平均値が所定の閾値を超えたときだけ行うようにするのが望ましい。例えば偏差の平均が±１％以上のときだけ分周比制御データＣＧＣによる基準クロック信号ＣＬＫの周波数制御を実施する。僅かな誤差を無視した方がラベル印刷による可視情報の均一化には資する場合が多いと考えられるからである。図８の場合にはＯＦＧの周期番号が５，６，７の時に基準クロック信号ＣＬＫの周波数制御を実施する。

図９にはラベル印刷の制御フローチャートが例示される。ホスト装置からのラベル印刷コマンドに応答すると、先ず、ホスト装置から与えられる情報によって、例えばピックアップ４からのレーザスポットに対する光ディスク２の線速度が２５ｃｍ、ラベル印刷を行うときの仮想的なトラックピッチが４２μｍ、開始半径２５ｍｍ、最終トラック数７１４を決定する（Ｓ１）。これに従ってラベル印刷対象トラックの半径ｒを、ｒ＝２５．０＋（０．０４２×ｎ）によって演算する（Ｓ２）。当該半径において線速度２５ｃｍを得るための単位時間当たりの回転数Ｒを、Ｒ＝２５０÷２πｒで演算する（Ｓ３）。この回転数に対応するパルスＯＦＧのパルス数Ｐとして、Ｐ＝４００×Ｒを計算する（Ｓ４）。このときの１パルス当たりの周期は１÷Ｐとなるから、当該１パルスを前記クロック信号φＳで計数する場合の目標カウント数（目標周期）Ｍとして、Ｍ＝４．３２１８×１０^６÷Ｐを演算する（Ｓ５）。この後、ＯＦＧパルスの周期番号を計数するＯＦＧカウンタをリセットする（Ｓ６）。この後、ＯＦＧパルスの１周期をクロック信号φＳで計数する（Ｓ７）。計数値Ｎを計数周期とする。目標周期Ｍに対するその計数周期Ｎの偏差Ｎ÷Ｍを計算する（Ｓ８）。計算した偏差を対応するＯＦＧパルス周期番号のメモリに格納し（Ｓ９）、当該ＯＦＧパルス周期番号の過去３個の偏差の平均を演算する（Ｓ１０）。この平均値が一定範囲、例えば±１％を超えている場合にはその平均値に対応する分周比制御データＣＧＣを生成してＰＬＬ回路２１にセットして、基準クロック信号ＣＬＫの周波数を変更する（Ｓ１１）。続けて次のＯＦＧパルス周期番号のパルスに対する同様の処理を行なうためにＯＦＧカウンタを＋１インクリメントし（Ｓ１２）、その値が最終パルス番号４００になったか否かを判定し（Ｓ１３）、４００番になるまでステップＳ７乃至Ｓ１３の処理を繰り返す。最終パルス番号４００まで到達した時はトラック数を＋１インクリメントし（Ｓ１４）、最終トラックに対する処理を完了するまでステップＳ２乃至Ｓ１４の処理を繰り返す（Ｓ１５）。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、光ディスクはＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどレーザ照射によって情報の記録再生可能なディスクであれば良い。３０ｃｍ／ｓｅｃのラベル印刷の線速度は代表例であり適宜変更可能である。ＰＬＬ回路はディジタルＰＬＬ回路に限定されず、アナログＰＬＬ回路を用いることも可能である。マイクロコンピュータにおいてコントローラ１３と回転数偏差検出回路１４をＣＰＵ及び周辺回路とその動作プログラムによって構成するとき、実際のハードウェア上双方を明確に区別できない場合もある。回転数偏差検出回路１４を専用ハードウェアで構成した場合は、ＣＰＵの負担を減らすことができるようになる。

また、本願の記載において、線速度一定、角速度一定、又は周波数一定となるように制御する、という記述を行っているが、これは完全絶対の線速度一定、角速度一定、周波数一定を意味するものではなく、回路の精度や制御方法の精度に依存する誤差を当然含むのと考えている。

本発明はＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭを記録媒体とするなどのＰＣ（パーソナルコンピュータ）の周辺装置として位置付けられる光ディスクドライブに適応可能である。更に、ＤＶＤレコーダなどにも適応可能である。

Claims (16)

1. レーザ光の照射を制御して光ディスクの一面に対するデータの記録と読出しが可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクの他面に可視情報を記録可能にされる光ディスク装置であって、
   回転する前記光ディスクの他面から回転速度に応ずる情報を検出する検出器と、レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決めるための基準クロック信号を生成するクロック生成回路と、データ処理回路とを有し、
   前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、前記検出器からの検出情報によって得られる速度とレーザ光の照射スポットに対する光ディスクの目標速度との誤差に応じて前記クロック生成回路に対する前記基準クロック信号の周波数設定を変更する光ディスク装置。
2. 前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させる請求項１記載の光ディスク装置。
3. 前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記線速度に対応して前記クロック生成回路に前記基準クロック信号の周波数を一定となるように設定する請求項２記載の光ディスク装置。
4. 前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して角速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記照射スポットに対する光ディスクの線速度が漸次変化するのに対応して前記基準クロック信号の周波数が変化するように前記クロック生成回路の設定を変更する請求項２記載の光ディスク装置。
5. 前記データ処理回路は、光ディスの円周方向位置毎の前記誤差の移動平均に応じて前記クロック信号の周波数を変化させる請求項１記載の光ディスク装置。
6. 前記クロック生成回路は可変分周回路をループ中に備えたＰＬＬ回路を有し、
   前記データ処理回路は、前記目標速度に対する前記誤差の割合に応じてクロック周波数を変化させる分周比制御データを前記ＰＬＬ回路に与える請求項１記載の光ディスク装置。
7. 前記データ処理回路は、目標速度に対する誤差が所定の閾値を超えたときその誤差に応じてクロック周波数を変化させる請求項１記載の光ディスク装置。
8. レーザ光の照射を制御して光ディスクの一面に対するデータの記録と読出し制御が可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクの他面に可視情報を記録する制御が可能にされる半導体集積回路であって、
   レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決めるための基準クロック信号を生成するクロック生成回路と、データ処理回路とを有し、
   前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、回転する光ディスクから検出した回転速度とレーザ光の照射スポットに対する光ディスクの目標速度との誤差に応じて前記クロック生成回路に対する前記基準クロック信号の周波数設定を変更する半導体集積回路。
9. 前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させる請求項８記載の半導体集積回路。
10. 前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して線速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記線速度に対応して前記クロック生成回路に前記基準クロック信号の周波数を一定となるように設定する請求項９記載の半導体集積回路。
11. 前記データ処理回路は、前記データの記録を行うとき、レーザ光の照射スポットに対して角速度が一定となるように光ディスクを回転制御させると共に、前記照射スポットに対する光ディスクの線速度が漸次変化するのに対応して前記基準クロック信号の周波数が変化するように前記クロック生成回路の設定を変更する請求項９記載の半導体集積回路。
12. 前記データ処理回路は、光ディスの円周方向位置毎の前記誤差の移動平均に応じて前記クロック信号の周波数を変化させる請求項８記載の半導体集積回路。
13. 前記クロック生成回路は可変分周回路をループ中に備えたＰＬＬ回路を有し、
    前記データ処理回路は、前記目標速度に対する前記誤差の割合に応じてクロック周波数を変化させる分周比制御データを前記ＰＬＬ回路に与える請求項８記載の半導体集積回路。
14. 前記データ処理回路は、目標速度に対する誤差が所定の閾値を超えたときその誤差に応じてクロック周波数を変化させる請求項８記載の半導体集積回路。
15. レーザ光の照射を制御して光ディスクの一面に対するデータの記録と読出し制御が可能にされると共に、レーザ光の照射を制御して光ディスクの他面に可視情報を記録する制御が可能にされる半導体集積回路であって、
    レーザ光照射による記録動作のデータビットレートを決めるための基準クロック信号を生成するクロック生成回路と、データ処理回路とを有し、
    前記クロック生成回路はＰＬＬ回路を有し、
    前記データ処理回路は、前記可視情報を形成するとき、回転する光ディスクから検出した回転速度とレーザ光の照射スポットに対する光ディスクの目標速度との誤差に応じて、分周比制御データを前記ＰＬＬ回路に与えて、前記基準クロック信号の周波数を変化させる半導体集積回路。
16. 前記クロック生成回路は可変分周回路をループ中に備え、前記分周比制御データに基づいて前記可変分周回路の分周比を制御することにより前記基準クロック信号の周波数を変化させる請求項１５記載の半導体集積回路。

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