WO2007013144A1 - 光ディスク装置及び半導体集積回路 - Google Patents

光ディスク装置及び半導体集積回路 Download PDF

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WO2007013144A1
WO2007013144A1 PCT/JP2005/013706 JP2005013706W WO2007013144A1 WO 2007013144 A1 WO2007013144 A1 WO 2007013144A1 JP 2005013706 W JP2005013706 W JP 2005013706W WO 2007013144 A1 WO2007013144 A1 WO 2007013144A1
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optical disc
frequency
data
data processing
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Yoshimi Iso
Mitsuo Hagiwara
Masato Soma
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Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • G11B7/0037—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/28—Speed controlling, regulating, or indicating

Definitions

  • the present invention relates to an optical disc apparatus capable of recording / reproducing information with respect to an optical disc, and further to a semiconductor integrated circuit for controlling recording / reproduction of information with respect to an optical disc device.
  • the present invention relates to a technology that makes it possible to form visible information such as titles and photographs on the label surface of optical discs.
  • CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, etc. are widely used as recordable optical disks.
  • grooves (groups) that record information on the disc are meandered (wobbled) at a predetermined period, and the position on the disc is modulated by modulating the period of this wobbling (hereinafter referred to as wobble).
  • V configured to allow detection.
  • a wobble signal obtained from an optical disk by an optical disk device that performs recording and playback on the optical disk becomes an FM signal having a frequency of 22.05 kHz ⁇ l kHz when the linear velocity in the recording group is a constant standard speed.
  • the center value of the FM signal frequency 22 is 22.
  • 05 kHz is set to 1/196 of the recording bit rate, 4.3218 MHz.
  • CLV control is achieved that keeps the linear velocity constant at the laser light irradiation spot by controlling the rotation of the motor so that the center frequency of the extracted wobble signal is 22.05 kHz during recording. can do.
  • the recording bit rate is 196 times the center frequency of the wobble signal
  • the PLL circuit 196 times the clock frequency is generated, and a clock synchronized with the wobble signal is generated and used as a reference clock signal for recording. This makes it possible to accurately record information at a position on the disc.
  • a recording reference clock signal is generated by a PLL circuit based on a wobble signal during recording, and a rotation signal is generated by generating a spindle motor control signal.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-230757
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 10-293926
  • the CD—scale can be up to 48 times faster (CAV control with a constant rotation speed of 20 times the innermost circumference and 48 times the outermost speed), DVD— In R, the maximum speed is 16 times, and both of them have a rotational speed of less than 10000 rpm (lOOOOrpm).
  • the rotation speed is lowered to increase the reliability of the read signal, but even in this case, the minimum speed is about 4 times the CD speed, that is, less than 2000 rpm. It is.
  • the rotation range of the spindle motor that drives the optical disk is about 5 times from 2000 rpm to lOOOO rpm, for example. In such a rotation range, the rotation control without any problem in the rotation quality of the spindle motor is normally performed, and the position of the recording data is not disturbed.
  • the optical disc device In addition to the operation of recording data on the signal surface of the disc, the optical disc device is coated with a laser-sensitive paint on the label surface of the optical disc and irradiated with the same laser light as that for optical recording.
  • Laser label printing that records titles, pictures, and photographs has been proposed.
  • the recording speed is determined by the photosensitivity of the photosensitive material coated on the label surface and the writing laser power.
  • the photosensitivity is increased too much, it becomes weak against visible light and heat, resulting in deterioration after printing.
  • laser power exceeding the maximum power for recording CD-R and CD-RW cannot be used in terms of cost.
  • the linear velocity is about 3 OcmZsec, and the limit is about one-fourth of the standard speed of CD (1.3 mZsec). For this reason, the linear velocity is as stable as possible from the inner circumference to the outer circumference! It is desirable to perform the recording of V).
  • the motor speed decreases as it advances from the inner circumference to the outer circumference.
  • the motor for high-speed rotation is light in weight and has high current sensitivity, it does not rotate smoothly at low-speed rotation and tends to cause cogging that causes momentary rotation unevenness.
  • the motor rotation speed often changes unexpectedly.
  • the interval of uniform data becomes wider, and in places where it turns slowly, the interval is narrowed and the picture and characters are distorted.
  • An object of the present invention is to provide a technique for preventing visible information recording quality from being deteriorated by laser irradiation on a label surface of an optical disk even when cogging is generated by a low-speed rotation of a motor that rotates the optical disk. It is in.
  • the optical disc apparatus (1) controls the irradiation of laser light to enable recording and reading of data on one surface of the optical disc (2) and to control the irradiation of laser light. This makes it possible to record visible information (laser label printing) on the other side of the optical disk.
  • This optical disc apparatus has a detector (7) for detecting information corresponding to the rotational speed from the other side of the rotating optical disc, and a data bit rate of a recording operation by laser light irradiation.
  • a clock generation circuit (17) for generating a reference clock signal (CLK) for determination and a data processing circuit (13, 14) are provided.
  • the data processing circuit When the data processing circuit forms the visible information, the data processing circuit performs the processing for the clock generation circuit according to an error between a speed obtained from the detection information of the detector force and a target speed of the optical disc with respect to a laser beam irradiation spot.
  • Change the reference clock signal frequency setting From the above, after the control circuit sets the frequency of the reference clock signal, even if the rotation of the optical disk becomes uneven due to the cogging of the motor that rotates the optical disk, the control circuit tracks the reference clock signal. Since the frequency is changed, the data bit rate of the recording operation by the laser beam irradiation by the reference clock signal in the laser label printing can follow the change of the linear velocity of the irradiation spot.
  • the interval between print data on the label surface does not increase even when the motor rotates fast, and the interval does not clog even when the motor rotates slowly, and the darkness of the print does not distort the picture or character. There will be no unevenness. It is not necessary to increase the inertia by increasing the rotor weight of the motor, and the heat generation and cost of the motor will not increase.
  • the data processing circuit when forming the visible information, controls the rotation of the optical disc so that the linear velocity is constant with respect to the laser beam irradiation spot.
  • the recording speed of visible information is determined by the sensitivity of the photosensitive material applied to the label surface and the writing laser power. Therefore, it is the best force to perform recording at a constant linear velocity (CLV) from the inner circumference to the outer circumference at a linear velocity of about 30 cmZsec.
  • the data processing circuit when the data processing circuit records the data, the data processing circuit rotates the optical disk so that the linear velocity is constant with respect to the laser beam irradiation spot.
  • the frequency of the reference clock signal is set to be constant in the clock generation circuit corresponding to the linear velocity.
  • the data processing circuit when performing recording of the data, uses an optical disc so that an angular velocity is constant with respect to a laser beam irradiation spot. And the clock generation circuit setting is changed so that the frequency of the reference clock signal changes in response to a gradual change in the linear velocity of the optical disc with respect to the irradiation spot.
  • the optical disk is driven to rotate at a constant angular velocity when data recording is performed, the linear velocity increases as the laser beam irradiation spot moves closer to the outer periphery, and it is necessary to increase the frequency of the reference clock signal accordingly.
  • the frequency setting of the reference clock signal is set according to the error from the target velocity when recording visible information.
  • the control mode that changes the difference in the starting point of the idea such as the state of the motor of interest and the purpose of control.
  • the data processing circuit changes the frequency of the clock signal in accordance with a moving average of the error for each circumferential position of the optical disk. As a result, the visible information formed when cogging occurs can be made more uniform.
  • the clock generation circuit includes a PLL circuit (21) including a variable frequency dividing circuit in a loop, and the data processing circuit Frequency division ratio control data (C GC) for changing the clock frequency in accordance with the error rate is supplied to the PLL circuit.
  • PLL circuit (21) including a variable frequency dividing circuit in a loop
  • C GC Frequency division ratio control data
  • the data processing circuit when the error with respect to the target speed exceeds a predetermined threshold, changes the clock frequency according to the error. Ignoring slight errors is a force that may contribute to uniform visual information.
  • the semiconductor integrated circuit (6) controls the irradiation of the laser beam to enable data recording and reading control on one surface of the optical disc, and controls the irradiation of the laser beam. Thus, control for recording visible information on the other surface of the optical disk is made possible.
  • This semiconductor integrated circuit has a clock generation circuit (17) for generating a reference clock signal (CLK) for determining the data bit rate of the recording operation by laser light irradiation, and a data processing circuit (13, 14). .
  • CLK reference clock signal
  • the data processing circuit rotates when forming the visible information.
  • Optical disk force to be used The setting of the reference clock signal frequency for the clock generation circuit is changed according to an error between the detected rotation speed and the target speed of the optical disk with respect to the laser beam irradiation spot.
  • this semiconductor integrated circuit even if cogging occurs in the motor that rotates the optical disk and the linear velocity of the laser beam irradiation spot changes, the frequency of the reference clock signal can be changed following the change.
  • the data processing circuit when forming the visible information, controls the rotation of the optical disc so that the linear velocity is constant with respect to the laser beam irradiation spot. .
  • the data processing circuit controls the rotation of the optical disc so that the linear velocity is constant with respect to the laser light irradiation spot, and the data processing circuit corresponds to the linear velocity.
  • the frequency of the reference clock signal is set to be constant in the clock generation circuit.
  • the data processing circuit controls the rotation of the optical disc so that the angular velocity is constant with respect to the irradiation spot of the laser beam, and the linear velocity of the optical disc with respect to the irradiation spot gradually changes.
  • the setting of the clock generation circuit is changed so that the frequency of the reference clock signal changes correspondingly.
  • the data processing circuit changes the frequency of the clock signal according to the moving average of the error for each circumferential position of the optical disk.
  • the clock generation circuit includes a PLL circuit including a variable frequency dividing circuit in a loop, and the data processing circuit includes the error relative to the target speed.
  • the division ratio control data for changing the clock frequency in accordance with the ratio is supplied to the PLL circuit.
  • the data processing circuit when the error with respect to the target speed exceeds a predetermined threshold, changes the clock frequency according to the error.
  • a semiconductor integrated circuit (6) from still another aspect controls laser beam irradiation.
  • This semiconductor integrated circuit has a clock generation circuit (17) for generating a reference clock signal (CLK) for determining a data bit rate of a recording operation by laser light irradiation, and a data processing circuit (13, 14).
  • the clock generation circuit has a PLL circuit (21) provided with a variable frequency dividing circuit in the loop.
  • the division ratio control data is generated according to an error between the rotation speed detected by the rotating optical disk force and the target speed of the optical disk with respect to the irradiation spot of the laser beam. This is applied to the PLL circuit to change the frequency of the reference clock signal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of an optical disk device.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a PLL circuit.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a spindle motor rotation control loop and a reference clock signal CLK generation control loop extracted for the printing operation on the label surface in the configuration of FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of spokes formed on the inner periphery of an optical disc.
  • FIG. 5 is an explanatory view illustrating the configuration of a detector that detects the rotation of the spokes.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a rotational speed deviation caused by cogging.
  • FIG. 7 Generation of reference clock signal CLK according to a comparative example in which reference clock signal CLK is set to a fixed frequency without reflecting the state change of pulse OFG in the reference clock signal generation loop when CLV control is assumed It is explanatory drawing which shows a control loop.
  • FIG. 8 In order to control the frequency of the reference clock signal by the division ratio control data using the moving average of the deviation for each circumferential position of the optical disc, the pulse signal OFG is controlled at each pulse position. It is explanatory drawing which shows the state which memorize
  • FIG. 9 is a flowchart showing a specific example of a label printing control procedure. Explanation of symbols
  • SPNC Spindle motor control circuit
  • LCTD Location information detection circuit
  • VCO Voltage controlled oscillator
  • VDIV Variable divider
  • ISEL Input selector
  • FIG. 1 shows an example of an optical disk device.
  • the optical disc apparatus 1 controls the laser beam irradiation to enable data recording and reading on the data recording surface of the optical disc 2, and controls the laser beam irradiation to record visible information on the label surface of the optical disc. (Laser label printing) is enabled.
  • the optical disk device 1 includes a spindle motor (SPN) 3, a pickup unit (PU) 4, a recording control unit (RCDC) 5, a single-chip microcomputer (MCU) 6 integrated into a semiconductor integrated circuit, and an optical disk used for label printing. It has a rotation detector (PH O) 7.
  • the pickup unit 4 and the recording control unit 5 constitute an analog front end.
  • the microcomputer 6 includes a spindle motor control circuit (SPNC) 10 that controls the rotation speed of the spindle motor 3, a recording data generation circuit (RCDDG) 11, a reproduction signal processing circuit (S IGLP) 12, and a controller (MCNT) 13 , A rotation speed deviation detection circuit (DEVAT) 14, a wobble signal extraction circuit (WOBL) 15, a position information detection circuit (LOCTD) 16, a clock generation circuit (CPG) 17, and an interface circuit (EXTIF) 18.
  • the controller 13 and the rotational speed deviation detection circuit 14 are constituted by a central processing unit, its peripheral circuits, and an operation program for the central processing unit.
  • the recording data generation circuit 11, the reproduction signal processing circuit 12, the wobble signal extraction circuit 15, and the position information detection circuit 16 are constituted by a digital signal processing unit, a central processing layer device, and its operation program.
  • the interface circuit 18 is connected to a host device.
  • the controller 13 receives a host device command (not shown) and controls a recording operation, a reproducing operation, or a laser label printing operation.
  • the controller 13 is also instructed to perform a recording operation by the host device through the interface circuit 18. Then, the recording information supplied from the host device is supplied to the recording data generation circuit 11.
  • the recording data generation circuit 11 performs recording, modulation, etc. on the recording information in accordance with an instruction from the controller 13 to generate recording data and output it to the recording control circuit 5.
  • the recording control circuit 5 generates a control signal for controlling the power and emission waveform of the laser beam of the pickup unit 4 so that information can be recorded on the optical disc 2 based on the supplied recording data. Supplied to pickup section 4.
  • the recording data generation circuit 11 and the recording control circuit 5 are supplied with a recording reference clock signal CLK from the clock generation circuit 17, and the recording operation in these circuits 5 and 11 is performed in synchronization with the reference clock signal CLK. Is called.
  • the pickup unit 4 records data by irradiating a laser of power necessary for recording toward the optical disc 2 based on the input control signal. In parallel with this recording operation, the pickup unit 4 detects the reflected light from the optical disc 2 and supplies it to the reproduction signal processing circuit 12 as a reproduction signal at the time of recording.
  • the reproduction signal processing circuit 12 extracts a reproduction signal power, for example, a push-pull signal, and outputs the extracted signal to the wobble extraction circuit 15 and the position information detection circuit 16.
  • the wobble extraction circuit 15 extracts a wobble signal component from the input push-pull signal cable and outputs it to the spindle motor control circuit 10 and the clock generation circuit 17 as a wobble signal ⁇ WBL.
  • the spindle motor control circuit 10 detects the number of rotations of the optical disk 2 from the supplied wobble signal ⁇ WBL and controls the spindle motor 3 so that the number of rotations becomes a desired value.
  • the controller 13 instructs the control mode of the rotational speed control for the spindle motor control circuit 10. For example, when CLV control is performed in which the linear velocity of the optical disc 2 with respect to the pickup unit 4 is constant, the spindle motor 3 is controlled so that the frequency of the wobble signal 0 WBL becomes the specified 22.05 kHz.
  • the position information detection circuit 16 extracts and detects position information from the push-pull signal input from the reproduction signal processing circuit 12, detects the absolute position on the optical disc 2, and outputs it to the controller 13.
  • the clock generation circuit 17 generates a reference clock signal CLK synchronized with the supplied wobble signal ⁇ WBL.
  • the reference clock signal CLK is input to the position information detection circuit 16 and used for determining timing for detecting position information.
  • the reference clock signal CLK is also supplied to the recording data generation circuit 6 and the recording control circuit 5, and is used as a clock signal for determining the data bit rate of the recording operation by laser light irradiation.
  • the clock generation circuit includes an oscillation circuit (OSC) 20 and a PLL circuit (PLL) 21.
  • the transmission circuit (OSC) 20 outputs a clock signal of 4.3218 MHz, which is a data recording bit rate in CD-RW, although not particularly limited.
  • the PLL circuit 21 includes a phase comparator (PCOMP) 22, a low-pass filter (LPF) 23, a voltage controlled oscillator (VCO) 24, a variable frequency divider (VDIV) 25, and an input selector. (ISEL) Consists of 26.
  • PCOMP phase comparator
  • LPF low-pass filter
  • VCO voltage controlled oscillator
  • VDIV variable frequency divider
  • ISEL input selector Consists of 26.
  • the input selector 26 selects the wobble signal ⁇ WBL supplied from the wobble signal extraction circuit 15 and supplies it to the phase comparator 22.
  • the input selector 26 selects the output clock signal ⁇ S of the transmission circuit 20 and supplies it to the phase comparator 22.
  • the frequency dividing ratio of the variable frequency divider 25 is controlled by the controller 13 in the data writing operation, and is controlled by the rotation speed deviation detecting circuit 14 in the printing operation on the label surface. Both control data are shown as CGC.
  • the wobble signal ⁇ WBL to which the power of the wobble signal extraction circuit 15 is also supplied is selected by the selector 26 and input to the phase comparator 22 and phase-compared with the output of the frequency divider 25.
  • the frequency divider 25 receives the output of the voltage controlled oscillator 24, that is, the output clock CLK of the PLL circuit, and the frequency division ratio is set so as to have the same frequency as the wobble signal 0 WBL.
  • the phase comparator 22 performs phase comparison between the wobble signal ⁇ WBL and the divided output of the output clock signal CLK.
  • the phase comparator 16 generates an error voltage corresponding to the phase error, for example. Is output.
  • the high-frequency noise component is removed by the low-pass filter 23, and only the low-frequency component is supplied to the voltage-controlled oscillator 24.
  • the voltage controlled oscillator 24 changes the oscillation frequency according to the supplied error voltage, and changes the frequency of the output clock signal CLK.
  • the PLL circuit 21 operates so that the error between the wobble signal ⁇ WBL and the output of the frequency divider 25 is eliminated.
  • the reference clock signal CLK synchronized with the input wobble signal 0 WBL is generated.
  • the output clock signal CLK of the PLL circuit 21 is set to the standard speed by setting the divider ratio to 186. At a recording bitrate of Yes 4. Matched to 3218MHz.
  • the pickup 4 is controlled so as to irradiate the optical disc 2 with a laser having a power necessary for reproduction, and the reflected light from the optical disc 2 is detected and reproduced.
  • the signal is supplied to the reproduction signal processing circuit 12 as a signal.
  • the reproduction signal processing circuit 12 restores the recorded information of the supplied reproduction signal power and outputs the reproduction information to the outside through the interface circuit 18.
  • FIG. 3 shows the rotation control loop of the spindle motor and the generation control loop of the reference clock signal CLK for the printing operation on the label surface in the configuration of FIG.
  • the wobble signal cannot be extracted by the printing operation on the label surface. This is because there is no track to be recorded on the label surface, and a meandering groove capable of extracting a wobble signal is formed.
  • a spoke 30 formed on the inner periphery of the optical disk 2 as illustrated in FIG. 4 is used for the rotation control of the optical disk accompanying the printing of the label surface.
  • Spoke 30 consists of 400 equi-pitch mirrors. As illustrated in FIG.
  • the detector 7 is disposed immediately below the spoke 30, receives a light emitting diode (LED) 31 that irradiates the mirror of the spoke 30 with emitted light, and receives reflected light from the mirror. And a photodiode (PD) 32.
  • a pulse signal (OFG) having a period corresponding to the rotation speed can be obtained from the photodiode 32.
  • the recording speed with respect to the label surface is determined by the sensitivity of the photosensitive material coated on the label surface and the writing laser power.
  • the sensitivity is increased too much, it becomes weak against visible light and heat, and after printing.
  • Use of a laser with the maximum power or higher that records CD-RW etc. is disadvantageous in terms of cost.
  • the linear velocity is about 30 cmZsec and the limit of about one-fourth of the standard speed of CD (1.3 mZsec) is considered. Taking this into account, it is a good idea to print at a constant linear velocity (CLV) to the outer periphery of the inner surface force for printing on the label surface.
  • CLV constant linear velocity
  • the positioning in the radial direction can be controlled by the number of drive motors of the threading stepping motor (not shown) that moves the pickup 4 in the radial direction.
  • the current radial position of the pickup 4 stores the number of tracks in the innermost peripheral force, and the radius of the track position is calculated by this. Linear velocity at that radius Calculate a constant rotation speed.
  • the rotational speed of the motor 3 may be controlled so that the pulse width of the pulse signal OFG becomes a target pulse width. More specifically, the controller 8 memorizes how many tracks the innermost peripheral force is in the radial position of the current pickup 4, and calculates the radius of the track position based on this.
  • the spindle motor control circuit 10 inputs the controller 8 force radius position information PUP and calculates the target period of the pulse signal OFG for the rotational force per unit time for making the linear velocity constant at the radius.
  • the spindle motor control circuit 10 counts the clock signal every period of the output pulse OFG of the photodetector 32 and controls the rotation speed so that the period of the output pulse OFG becomes the target period.
  • the host device Since the spindle motor 3 is driven to rotate by CLV control in laser label printing, the host device records data for each radius position in synchronization with a fixed reference clock in the calculation of recording data for label printing. Assuming The print data thus calculated is supplied via the interface circuit 18 and stored in a data buffer (not shown). The recording control circuit 5 performs laser irradiation at the clock cycle specified by the print data. The irradiation time is determined according to the cycle of the reference clock signal CLK. In order to obtain good print quality, it is necessary that the correlation between the period of the reference clock signal CLK and the linear velocity of the optical disk is maintained as intended.
  • the rotational speed deviation detection circuit 14 inputs the output OFG of the photodetector 32 and calculates the period of the pulse signal OFG based on the output clock signal.
  • the controller 8 memorizes how many tracks the innermost circumferential force of the current pickup 4 is in the radial direction, thereby calculating the radius of the track position, and the unit for making the linear velocity constant at the radius.
  • Rotational power per hour Calculate the target period of the pulse signal OFG.
  • the rotation speed deviation detection circuit 14 counts the clock signal for each period of the output pulse OFG of the photodetector 32, and the error between the period of the output pulse OFG and the target period, that is, the speed obtained by the output pulse OFG from the photodetector 32.
  • the frequency division ratio control data CGC to the PLL circuit 21 is changed in accordance with an error between the reference clock signal CLK and the target clock speed to change the frequency of the reference clock signal CLK. For example, as the error, a value obtained by dividing the period of the output pulse FG by the target period is grasped as a deviation.
  • the error a value obtained by dividing the cycle of the output pulse OFG by the target cycle is grasped as a deviation, and the deviation for each pulse of the pulse signal OFG is stored for a plurality of rotations, and the pulse position, that is, the optical disc
  • the frequency of the reference clock signal CLK is controlled by the frequency division ratio control data CGC using a moving average of deviations at respective positions in the circumferential direction. For example, as shown in FIG. 8, for the pulse position of the pulse signal OFG corresponding to the positions of the 400 mirrors of the spoke 30, the deviation for three consecutive times from the latest is stored.
  • the average of three deviations is used to control the frequency of the reference clock signal CLK using the division ratio control data CGC.
  • moving average it is possible to control the frequency by taking into account the past past conditions, which contributes to further uniformizing the visible information formed when cogging occurs. Can do.
  • the deviation data may be stored in a work memory not shown in the rotation speed deviation detection circuit 14.
  • the frequency control of the reference clock signal CLK is performed only when the average deviation value exceeds a predetermined threshold value.
  • the frequency control of the reference clock signal CLK by the division ratio control data CGC is performed only when the average deviation is ⁇ 1% or more. It is also the power that neglecting slight errors often contributes to uniform visual information by label printing. In the case of Fig. 8, when the OFG cycle number is 5, 6, or 7, frequency control of the reference clock signal CLK is performed.
  • FIG. 9 illustrates a label printing control flowchart.
  • the information given from the host device for example, the linear velocity of the optical disc 2 with respect to the laser spot from the pickup 4 is 25 cm, and the virtual track pitch when label printing is performed. Is 42 m, the starting radius is 25 mm, and the final number of tracks is 714 (S1).
  • the division ratio control data CGC corresponding to the average value is generated and set in the PLL circuit 21, and the frequency of the reference clock signal CLK is set. Change (S11). Subsequently, the OFG counter is incremented by +1 to perform the same processing for the pulse with the next OFG pulse cycle number (S 12), and it is determined whether or not the force has reached the final pulse number 400 (S13). Repeat steps S7 to S13 until number 400 is reached. Last pulse number When reaching 400, the number of tracks is incremented by +1 (S14), and the processing of steps S2 to S14 is repeated until the processing for the last track is completed (S15).
  • a certain range for example, ⁇ 1%
  • the optical disc may be a disc capable of recording and reproducing information by laser irradiation, such as CD-R, DVD-R, DVD-RAM, and the like.
  • the linear speed of label printing at 30 cmZsec is a representative example and can be changed as appropriate.
  • the PLL circuit is not limited to a digital PLL circuit, and an analog PLL circuit can also be used.
  • the controller 13 and the rotation speed deviation detection circuit 14 are configured by the CPU and peripheral circuits and their operation programs, there are cases where the actual hardware cannot be clearly distinguished. If the rotation speed deviation detection circuit 14 is configured with dedicated hardware, the burden on the CPU can be reduced.
  • the present invention can be applied to an optical disk drive positioned as a peripheral device of a PC (personal computer) such as a CD-R, DVD-R, or DVD-RAM as a recording medium. It can also be applied to DVD recorders.
  • PC personal computer

Landscapes

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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

明 細 書
光ディスク装置及び半導体集積回路
技術分野
[0001] 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。
背景技術
[0002] 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 、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 (グループ )を所定周期で蛇行 (ゥォプリング)させており、このゥォブリング（以下これをゥォブル 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 V、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 ら得られるゥォブル信号は記録グループにおける線速度が一定の標準速の場合に 周波数 22. 05kHz ± lkHzの FM信号となるようになつている。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ゥォブル信号 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 一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、ゥ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、 P LL回路にて 196遁倍を行いゥ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。
[0003] 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、併せてゥォブル信号の中心 周波数も漸増する。ゥォブル信号の周波数増加に応じて PLL回路における遁倍率を 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。
[0004] 特許文献 1, 2には、記録時にゥ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。
[0005] 特許文献 1：特開平 2002— 230757号公報
特許文献 2：特開平 10— 293926号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 最近の PC用光ディスク装置では高速ィ匕が進み、光ディスク記録時でも CD—尺で 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 (lOOOOrpm)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 lOOOOrpm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ぐ回 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。
[0007] 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一ティングし、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 つて決められるが、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 3 OcmZsec程度であり、 CDの標準速（1. 3mZsec)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!/、ように所定の線速度一定 (CL V)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。前述の如ぐ DVの 16倍速に対応するときの最大 回転数が lOOOOrpm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 3 OcmZsecにおける最外周（半径 58mm)での回転数は、 3θΖ (2 π ΐ:) X 60 = 30/ ( 2 X 3. 14 X 5. 8) Χ 60 = 0. 82 X 60=49. 2rpmとなる。スピンドルモータの回転数 範囲は大凡 10000750 = 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。
[0008] 高速回転用モータはローターの重量も軽ぐ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、 V、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。
[0009] 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 、ようにする技術を提供することにある。
[0010] 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 力 明らかになるであろう。
課題を解決するための手段
[0011] 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。
[0012] 〔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 、前記検出器力 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 波数をー且設定した後に、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 イ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ぐ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。
[0013] 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 30cmZsec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 適と考えられる力 である。
[0014] 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イス 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 、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。
[0015] 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イス 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〖こ前記クロック生 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 、。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。
[0016] 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、光デイスの円 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。
[0017] 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 (C GC)を前記 PLL回路に与える。
[0018] 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力 である。
[0019] 〔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 る光ディスク力 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 一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、モータの発熱ゃコス トも増大しない。
[0020] 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 一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。
[0021] 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、光デイ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。
[0022] 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 PL L回路に与える。
[0023] 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。
[0024] 〔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力 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。
発明の効果
[0025] 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 、ようにすることができる。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1]光ディスク装置の一例を示すブロック図である。
[図 2]PLL回路の一例を示すブロック図である。
[図 3]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。
[図 4]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。
[図 5]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。
[図 6]コギングによって生ずる回転数偏差の説明図である。
[図 7]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。
[図 8]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。
[図 9]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 ゥ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
0 WBL ゥォブル信号
20 発信回路（OSC)
21 PLL回路（PLL)
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 フォトダイオードお)
OFG パルス信号
CGC 分周比制御データ
PUP 半径位置の情報
発明を実施するための最良の形態
[0028] 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 (PH O) 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。
[0029] 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（S IGLP) 12、コントローラ（MCNT) 13、回転数偏差検出回路（DEVAT) 14、ゥォブ 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、ゥ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。
[0030] 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 略するホスト装置力 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。
[0031] コントローラ 13はインタフェース回路 18を介しホスト装置力も記録動作が指示される と、ホスト装置力 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ィ匕 、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!/、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 一ザを照射して、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 1 2へ供給する。再生信号処理回路 12は、再生信号力 例えばプッシュプル信号を抽 出しゥォブル抽出回路 15及び位置情報検出回路 16に出力する。ゥォブル抽出回路 15では、入力されたプッシュプル信号カゝらゥォブル信号成分を抽出し、これをゥォブ ル信号 φ WBL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は供給されたゥォブル信号 φ WBLカゝら光デイス 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 1 3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 CL V制御を行う場合には、ゥォブル信号 0 WBL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 、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は供給されたゥォブル信号 φ WBL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。
[0033] 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 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はゥォブル信号抽出回路 15から供給さ れるゥォブル信号 φ WBL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 φ S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 、る。
[0034] 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ゥォブル信号抽出回路 15 力も供給されるゥォブル信号 φ WBL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、ゥォブル信号 0 WBL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ではゥォブ ル信号 φ WBL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ぉ ヽて電圧制御発振器 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はゥォブル信号 φ WBLと分周 器 25の出力との誤差がなくなるように動作し、入力されるゥォブル信号 0 WBL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において入力のゥォブ ル信号 φ WBL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。
[0035] 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力も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。
[0036] 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ゥ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、ゥォブル信号を抽出可能な蛇行溝が形成さ れて ヽな 、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。
[0037] 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 一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 30cmZsec程度で CDの標準速（1. 3mZsec)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力 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 、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ツピ ングモータの駆動ノ ルス数で制御すればょ 、。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力 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力 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 力 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力も前記パルス信号 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 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。
[0038] 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エ 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。
[0039] 前述の通り、線速度 30cmZsec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ぐ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 、。このため前述の線速度 30cmZsec 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力 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 ヽな 、。 [0040] 図 3では回転数偏差検出回路 14がフォトディテクタ 32の出カノ ルス OFGを入力し 、出力クロック信号 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力も何トラック目かを 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力 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 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 O FG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 つたりせず、絵や字が歪むこともなぐ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。
[0041] 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ヮー クメモリに対して行えばよい。
[0042] 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 考えられる力もである。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。
[0043] 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 42 m、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. 04 2 X 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÷ 27u r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、？=400 1^を計算する（34)。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 φ S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 X 106÷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、 O FGパルスの 1周期をクロック信号 φ S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（S 10)。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 PL L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（S 11)。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 (S 12)、その値が最終パルス番号 400になった力否かを判定し (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 (S 14)、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)。
[0044] 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ぐ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 、。
[0045] 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 、。 30cmZsec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〖こ限定されず 、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口 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つ 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。
[0046] 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力 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ぐ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。
産業上の利用可能性
[0047] 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

請求の範囲
[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 一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、光デイ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、光デイ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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