JP3797071B2

JP3797071B2 - 光ディスク記録再生装置

Info

Publication number: JP3797071B2
Application number: JP2000232720A
Authority: JP
Inventors: 文生小笠原
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: JP2002050042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク記録再生装置に係り、特に同心円状又は螺旋状のトラックが半径方向に対して正弦波状に蛇行し、トラック間に予めプリピットが形成されている書き込み型光ディスクに、上記のプリピットを再生しながら情報を記録する光ディスク記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク記録再生装置では、書き込み型光ディスク上の同心円状又は螺旋状の目的のトラックの中心に光ビームを追従させ、情報信号を記録し、あるいは記録情報信号を再生する。上記の光ディスクのトラック溝は、トラックピッチに比べて僅かに蛇行して形成されている。この蛇行したトラックはウォブルと呼ばれ、その振幅はトラッキングに影響を及ぼさないように、また、周波数はトラッキング制御帯域に比べて十分高く設定されている。このため、光ビームは、このウォブルには追従せず、ほぼトラック中心をトレースすることになる。
【０００３】
光ピックアップからの光ビームは、上記の光ディスクで反射され、その反射光が光ピックアップ内の光電変換素子により受光されて、光電変換される。ここで、反射光は光ディスクの半径方向に対して内周側の光電変換素子と、外周側の光電変換素子のそれぞれにより光電変換され、それらの信号の差分をとったプッシュプル信号を、ウォブル周波数を通過させる帯域フィルタ（ＢＰＦ）に通すことにより、ウォブル信号が検出される。
【０００４】
従来の光ディスク記録再生装置では、このＢＰＦにより検出されたウォブル信号を、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路に供給して、ウォブル信号に同期した、光ディスク回転用スピンドルモータを等線速度（ＣＬＶ）制御するためのスピンドル制御信号を生成し、また、トラック間のランドに予め形成されたプリピット信号を抜き取るゲート信号を得、このゲート信号で再生信号から抜き取ったプリピット信号から記録すべきトラックアドレスの検出を行う（特開平９−３２６１３８号公報）。
【０００５】
この従来の光ディスク記録再生装置では、ＢＰＦ出力信号を２値化した信号に同期するＰＬＬ回路内の電圧制御発振器（ＶＣＯ）から、光ディスクのトラックに予め形成されたプリピット信号を抜き取るゲート信号を得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなＢＰＦ出力ウォブル信号を２値化した信号に同期するＰＬＬ回路内のＶＣＯから、プリピット信号抜き取り用ゲート信号を得る従来の光ディスク記録再生装置では、ウォブル信号はＢＰＦを通過するのに対し、プリピット信号は上記のＢＰＦを通過しない。このＢＰＦの周波数対ゲイン特性は、図７（Ａ）に示すように、その通過帯域の中心周波数ｆ０がウォブル信号周波数と等しく設定されており、ＢＰＦの周波数対位相特性は、同図（Ｂ）に示すように、中心周波数ｆ０の前後において、ＢＰＦの入出力信号位相が進み位相から遅れ位相へ変化する特性とされている。
【０００７】
このため、ウォブル信号周波数がＢＰＦの通過帯域の中心周波数ｆ０となるディスク線速度においては、プリピット信号を抜き取るゲート信号の中央位置にプリピット信号がくるように設定されていても、光ピックアップの半径位置がトラックシーク動作によって変化した直後においては、光ディスクを回転させるためのスピンドルモータは線速度を一定にしようとする動作に対し追従できず、ウォブル信号周波数がＢＰＦの通過帯域の中心周波数ｆ０に対しずれた状態となり、ＢＰＦを通過する信号から作られるプリピットの抜き取り用ゲート信号と、ＢＰＦを通らないプリピット信号との位相関係は、上記の設定状態からずれることになる。
【０００８】
この場合、スピンドルモータが所定の線速度に整定するまでは、プリピットの抜き取り用ゲート信号と、ＢＰＦを通らないプリピット信号との位相関係は、上記の設定状態からずれたままであるので、プリピットデータの再生が行えず、このため、プリピットデータから得られるトラックのアドレス情報が読み取れないため、目標とするトラックをシークするのに時間がかかるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、線速度が変化しウォブル信号周波数がＢＰＦの通過帯域の中心周波数からずれた場合でも、プリピットデータを再生し得る光ディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、トラックのシーク時間を短縮し得る光ディスク記録再生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、同心円状又は螺旋状のトラックが、トラックピッチに比べて僅かに蛇行して形成され、かつ、予めプリピット信号が記録されている光ディスクに対して情報信号を記録し、再生する光ディスク記録再生装置において、光ディスクの再生信号からトラックの蛇行に基づくウォブル信号を周波数選択するフィルタ回路と、光ディスクの再生信号を所定のしきい値と比較して、プリピット信号によるプリピットパルスを出力するコンパレータと、フィルタ回路から出力されるウォブル信号の位相に同期した信号を生成し、その信号の発振周波数データと位相データとをＶＣＯから出力する位相同期ループ回路と、位相同期ループ回路内のＶＣＯから出力される発振周波数データに、フィルタ回路の一定の信号遅延時間を示すデータを乗算して遅延位相データを生成する遅延位相量演算回路と、遅延位相データで、位相同期ループ回路内のＶＣＯから出力される位相データを補正して、遅延補正後位相データを生成する位相補正器と、遅延補正後位相データに基づいてプリピット信号を抜き取るためのゲート信号を生成するプリピットゲート信号生成器と、ゲート信号により光ディスクの再生信号からプリピット信号を判別してプリピットデータとして出力するプリピットデータ判別回路とを有する構成としたものである。
【００１２】
この発明では、フィルタ回路の一定の信号遅延時間を、ウォブル信号に位相同期した現在の位相同期ループ回路の信号周波数における位相遅延量として演算し、得られた遅延位相データで位相同期ループ回路から出力される位相データを補正し、この補正後の位相データに基づいてゲート信号を生成するようにしたため、ウォブル信号周波数に依存せずゲート信号は常にフィルタ回路入力時のウォブル信号に対して一定の位相となるようにできる。
【００１３】
また、上記のフィルタ回路を、光ディスクと記録再生用光ビームとの相対線速度が所定値に整定しているときのウォブル信号の周波数に通過帯域の中心周波数が設定され、かつ、通過帯域が第１の値に設定され、相対線速度が所定値に整定する前は通過帯域が第１の値よりも広い第２の値に設定される、可変帯域フィルタとすることが、相対線速度が所定値に整定する前のフィルタ回路の出力信号中のウォブル信号成分の低下を抑制できるので、望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる光ディスク記録再生装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図において、光ディスク１は、同心円状又は螺旋状のトラックがディスク半径方向に対して正弦波状に蛇行し、トラック間に予めプリピットが形成されている書き込み型の光ディスクで、スピンドルモータ２によって回転駆動される。
【００１５】
光ディスク１に対する情報信号の記録、及び光ディスク１の記録信号の再生は、ピックアップ３内のレーザ光源から出射された光ビームと、その光ビームが光ディスク１で反射することで得られた反射光とにより行われる。ピックアップ３は、図示しないピックアップ粗動モータによって目標とするトラック近傍に位置決めされる。
【００１６】
また、ピックアップ３内の対物レンズは、光ビームが光ディスク１上の記録再生面に焦点を結ぶように、光ディスク１の回転軸方向（記録再生面に直交する方向）に移動可能なフォーカスアクチュエータ（図示せず）によって位置決めされている。また、ピックアップ３内の対物レンズは、光ディスク１上の同心円状又は螺旋状の記録再生トラックに追従するように、図示しないディスク半径方向に移動可能なトラッキングアクチュエータによって位置決めされている。
【００１７】
光ディスク１からの反射光は、ピックアップ３内の対物レンズ等の光学系を通過してピックアップ３内のディスク半径方向内周側の光電変換素子と、外周側の光電変換素子とにそれぞれ受光されて光電変換される。内周側光電変換素子から出力された内周側光電流は、電流−電圧変換回路４に入力され、外周側光電変換素子から出力された外周側光電流は、電流−電圧変換回路５に入力され、それぞれ電圧信号に変換される。
【００１８】
電流−電圧変換回路４及び５の各出力電圧信号は、プッシュプル信号生成回路６に供給されて減算され、それらの差分であるプッシュプル信号ａとされる。このプッシュプル信号ａは、例えば図２（Ａ）に示す信号であり、図１のＡ／Ｄ変換器７に供給されてディジタル信号に変換される一方、プリピットパルス検出コンパレータ８に供給され、所定のしきい値以上であるかどうかにより、図２（Ｂ）に示すようなプリピットパルスｂとされる。すなわち、光ディスク１に予め記録されているプリピットは、上記のプッシュプル信号ａ中、所定のしきい値以上のレベルの信号として得られるので、この所定のしきい値を越えた時はプリピット再生信号と判断して、プリピットパルスｂとしてプリピットパルス検出コンパレータ８から出力される。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換器７から出力されたプッシュプル信号ａのディジタルデータは、ＢＰＦ９に供給される。このＢＰＦ９は、ウォブル信号周波数を通過帯域の中心周波数とするディジタルフィルタであり、入力ディジタルデータ中に含まれるウォブル信号を周波数選択する。
【００２０】
図３はＢＰＦ９の一例の構成図を示す。同図に示すように、ＢＰＦ９は、９段縦続接続された、各々単位時間（Ａ／Ｄ変換器７のサンプリング周期に等しい）遅延する遅延素子１０１〜１０９と、各遅延素子１０１〜１０９の入力信号が分岐されて入力されて係数Ｋ０〜Ｋ８を乗算する乗算器１１０〜１１８と、遅延素子１０９の出力信号に係数Ｋ９を乗算する乗算器１１９と、乗算器１１０〜１１９の各出力信号を加算して出力信号を出力する加算器１２０とより構成された、ＦＩＲ（非巡回形）ディジタルフィルタとされている。また、このＢＰＦ９は、係数Ｋ０〜Ｋ９が、係数Ｋ５に対して奇対称（Ｋ９＝−Ｋ０、Ｋ８＝−Ｋ１、Ｋ７＝−Ｋ２、Ｋ６＝−Ｋ３、Ｋ５＝−Ｋ４）、若しくは偶対称（Ｋ９＝Ｋ０、Ｋ８＝Ｋ１、Ｋ７＝Ｋ２、Ｋ６＝Ｋ３、Ｋ５＝Ｋ４）となるような直線位相フィルタ構成である。
【００２１】
再び図１に戻って説明するに、ＢＰＦ９から取り出されたウォブル信号周波数帯域の信号は、位相演算器１０に供給され、ここで位相データとされた後、位相比較器１１に供給される。位相比較器１１は、位相演算器１０からの位相データと、後述するディジタルＶＣＯ（電圧制御発振器）１３からのディジタルＶＣＯ位相データｅとの位相比較を行い、それらの位相差に応じた位相誤差データを生成してループフィルタ演算器１２に供給する。
【００２２】
ループフィルタ演算器１２は、例えば図４に示す如き構成とされており、位相比較器１０から出力された位相誤差データを、加算器２１及び遅延素子２２からなる積算回路で積算し、その積算値に乗算器２３で係数ＫＩを乗算して得た積分操作量と、位相誤差データを乗算器２４で係数ＫＰと乗算して得た比例操作量とを加算器２５で加算することにより、ＶＣＯ操作量を演算する。
【００２３】
ループフィルタ演算器１２より取り出されたＶＣＯ操作量は、図１のディジタルＶＣＯ１３に供給され、その出力発振周波数を可変制御する。このディジタルＶＣＯ１３は、例えば図５に示す如き構成とされており、ループフィルタ演算器１２より取り出されたＶＣＯ操作量に、予め設定された自走周波数データを加算器３１で加算する周波数演算を行い、得られたデータを現在の発振周波数データｆとして出力すると共に、加算器３２及び遅延素子３３からなる積算回路で更に積算して位相データを生成する。
【００２４】
この位相データは、２π（ｒａｄ）の繰り返しとなるため、演算器３４で位相データに対してｍｏｄ（２π）の演算（２πを法とする加算演算）を行うことにより、ディジタルＶＣＯ位相データｅが生成される。ディジタルＶＣＯ位相データｅは、図１に示した位相比較器１１に入力されて、位相演算器１０からの位相データと位相比較される。この位相比較器１１、ループフィルタ演算器１２及びディジタルＶＣＯ１３からなる一巡のフィードバックループは、位相同期ループ（ＰＬＬ）を構成しており、ウォブル信号に位相同期した信号（発振周波数データｆ及び位相データｅ）を生成出力する。
【００２５】
ディジタルＶＣＯ１３から出力されたディジタルＶＣＯ位相データｅと発振周波数データｆとは、それぞれ図１のプリピットゲート生成器１４に供給される。このプリピットゲート生成器１４は、例えば図６に示す如き構成とされている。ここで、入力される発振周波数データｆは、Ａ／Ｄ変換器７の変換周期毎の周波数データであるため、１サンプル毎のデータはばらつきを持っている。よって、ＢＰＦ９の遅延サンプル数分の平均周波数を得るため、プリピットゲート生成器１４は、図６の周波数データ移動平均演算器４１により入力発振周波数データｆの移動平均演算を行う。例えば、周波数データ移動平均演算器４１は、現在サンプルの周波数データｆをｆ（ｎ）としたとき、過去８サンプルf(n-7)、f(n-6)、f(n-5)、f(n-4)、f(n-3)、f(n-2)、f(n-1)、f(n)の和をとり、その和を１／８倍することにより平均周波数データを生成する。
【００２６】
プリピットゲート生成器１４は、周波数データ移動平均演算器４１により生成した上記の平均周波数データを、遅延位相量演算器４２に入力し、ここで予め設定されている遅延時間データと乗算することにより、遅延位相データを得る。上記の予め設定されている遅延時間データは、図１のＡ／Ｄ変換器７の入力端からＢＰＦ９の出力端までの一定の信号遅延時間を示すデータであり、この信号遅延時間はＡ／Ｄ変換器７に入力されるプッシュプル信号ａの周波数に関係なく一定である。
【００２７】
しかし、この信号遅延時間が一定であっても、プッシュプル信号ａの周波数に応じて位相遅延量は変化する。そのため、上記の遅延位相量演算器４２により、上記の一定の信号遅延時間を示す遅延時間データを、ディジタルＶＣＯ１３からの発振周波数データｆの平均周波数データと乗算することにより、上記の一定の信号遅延時間をディジタルＶＣＯ１３の発振周波数における位相遅延量を示す遅延位相データとして求めている。
【００２８】
プリピットゲート生成器１４は、続いて図６の位相補正器４３において、上記の遅延位相データと、ディジタルＶＣＯ１３からのディジタルＶＣＯ位相データｅとをｍｏｄ（２π）の加算演算を行って遅延補正後位相データを生成し、これをプリビットゲート信号生成器４４に供給して位相データが０を通過するとき１となり、またπを通過するとき０となるプリピットゲート信号ｃを生成して出力する。
【００２９】
このようにして、プリピットゲート生成器１４から取り出された、図２（Ｃ）に示す如きプリピットゲート信号ｃは、同図（Ｂ）に示したプリピットパルスｂと共に図１のプリピットデータ判別回路１５に供給される。プリピットデータ判別回路１５は、図２（Ｄ）に示すように、プリピットゲート信号ｃがＨレベルの期間にプリピットパルスｂが存在するときはデータ”１”を示し、プリピットゲート信号ｃがＨレベルの期間にプリピットパルスｂが存在しないときはデータ”０”を示すことにより、トラックアドレス情報及びその他の情報を含むプリピットデータｄを出力する。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、Ａ／Ｄ変換器７の入力端からＢＰＦ９の出力端までの一定の信号遅延時間を、ウォブル信号に位相同期した現在のＶＣＯ発振周波数における位相遅延量として遅延位相量演算器４２において演算し、得られた遅延位相データでディジタルＶＣＯ位相データｅを補正してからプリピットゲート信号ｃを生成するようにしたため、ウォブル信号周波数に依存せずプリピットゲート信号ｃは常にＢＰＦ９入力時のウォブル信号に対して一定の位相となるようにされる。
【００３１】
このため、シーク動作直後のまだ光ビームと光ディスク１との相対線速度が所定の値に整定する前の、ウォブル信号が正規の周波数ｆ０に達っしていない期間においても、プッシュプル信号ａからプリピットゲート信号ｃによりプリピットデータを正確に読み出すことができる。従って、シーク動作直後からプリピットデータから得られるトラックのアドレス情報を読み取れるため、最終目標トラックに到達する時間を従来よりも短縮することができる。
【００３２】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えばウォブル周波数がウォブル周波数を選択するためのＢＰＦ（上記の実施の形態ではＢＰＦ９に相当）の通過帯域の中心周波数からずれると、上記のＢＰＦの出力信号のウォブル信号成分が低下するため、シーク直後はＢＰＦの通過帯域を広くとることで、ＢＰＦ出力信号のウォブル信号成分の低下を抑制し、光ディスクと光ビームとの相対線速度が所定の値に整定した後でＢＰＦの通過帯域を所定値に狭めるようにしてもよい。
【００３３】
ＢＰＦの通過帯域を可変する方法としては、例えば図３の乗算器１１０〜１１９の係数Ｋ０〜Ｋ９を切り替える方法などがある。このように、ＢＰＦの通過帯域を可変にしても、遅延時間は一定であるため、前記実施の形態で説明した方法によりプリピットゲート信号のほぼ中央にプリピットが位置するようにできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウォブル信号周波数に依存せずゲート信号を常にフィルタ回路入力時のウォブル信号に対して一定の位相となるようにしたため、シーク動作直後のまだ光ビームと光ディスクとの相対線速度が所定の値に整定する前の、ウォブル信号が正規の周波数に達っしていない期間においても、ゲート信号により再生信号からプリピットデータを正確に読み出すことができ、よって、シーク動作直後からプリピットデータから得られるトラックのアドレス情報を読み取れるため、最終目標トラックに到達する時間を従来よりも短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】図１の要部の動作説明用タイミングチャートである。
【図３】図１中のＢＰＦの一例の構成を示すブロック図である。
【図４】図１中のループフィルタ演算器の一例の構成図である。
【図５】図１中のディジタルＶＣＯの一例の構成図である。
【図６】図１中のプリピットゲート生成器の一例のブロック図である。
【図７】ウォブル信号を周波数選択するＢＰＦの周波数対ゲイン特性と周波数対位相特性を示す図である。
【符号の説明】
１光ディスク
３ピックアップ
６プッシュプル信号生成回路
８プリピットパルス検出コンパレータ
９ウォブル信号周波数選択用帯域フィルタ（ＢＰＦ）
１０位相演算器
１１位相比較器
１２ループフィルタ演算器
１３ディジタルＶＣＯ（電圧制御発振器）
１４プリピットゲート生成器
１５プリピットデータ判別回路
４１周波数データ移動平均演算器
４２遅延位相量演算器
４３位相補正器
４４プリピットゲート信号生成器
ａプッシュプル信号
ｂプリピットパルス
ｃプリピットゲート信号
ｄプリピットデータ
ｅディジタルＶＣＯ位相データ
ｆ発振周波数データ

Claims

同心円状又は螺旋状のトラックが、トラックピッチに比べて僅かに蛇行して形成され、かつ、予めプリピット信号が記録されている光ディスクに対して情報信号を記録し、再生する光ディスク記録再生装置において、
前記光ディスクの再生信号から前記トラックの蛇行に基づくウォブル信号を周波数選択するフィルタ回路と、
前記光ディスクの再生信号を所定のしきい値と比較して、前記プリピット信号によるプリピットパルスを出力するコンパレータと、
前記フィルタ回路から出力されるウォブル信号の位相に同期した信号を生成し、その信号の発振周波数データと位相データとをＶＣＯから出力する位相同期ループ回路と、
前記位相同期ループ回路内のＶＣＯから出力される前記発振周波数データに、前記フィルタ回路の一定の信号遅延時間を示すデータを乗算して遅延位相データを生成する遅延位相量演算回路と、
前記遅延位相データで、前記位相同期ループ回路内のＶＣＯから出力される前記位相データを補正して、遅延補正後位相データを生成する位相補正器と、
前記遅延補正後位相データに基づいて前記プリピット信号を抜き取るためのゲート信号を生成するプリピットゲート信号生成器と、
前記ゲート信号により前記光ディスクの再生信号から前記プリピット信号を判別してプリピットデータとして出力するプリピットデータ判別回路と
を有することを特徴とする光ディスク記録再生装置。
前記フィルタ回路は、前記光ディスクと記録再生用光ビームとの相対線速度が所定値に整定しているときの前記ウォブル信号の周波数に通過帯域の中心周波数が設定され、かつ、通過帯域が第１の値に設定され、前記相対線速度が前記所定値に整定する前は前記通過帯域が前記第１の値よりも広い第２の値に設定される、可変帯域フィルタであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク記録再生装置。