JPH10283738A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛇行信号に同期し，かつ，蛇行信号に含まれ
るＦＭ成分の記録クロックへの混入がキャンセルされた
ジッタの無い記録クロックでデータ記録を行う。 【解決手段】 半径方向に蛇行した螺旋状の案内溝が形
成された光ディスクの記録トラックに，レーザ光を集光
して情報の記録・再生を行う際に，案内溝の蛇行信号を
抽出するトラッキングエラー信号検出回路５，帯域通過
フィルタ６及び比較器７を設ける。また，蛇行信号の周
波数変調成分を抽出するＰＬＬ回路１３及び蛇行信号に
同期した逓倍クロックを発生する周波数低倍回路８を設
けて，周波数変調成分により逓倍クロックの周波数を補
正し，これにより記録クロックを生成するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，光ディスクの回転
が整定しない場合でも，情報の記録／再生を可能にした
光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＤ（ミニディスク），ＣＤＲ（ＣＤ‐
Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ：記録可能コンパクトディスク）
及びＣＤＥ（ＣＤ‐Ｅｒａｓａｂｌｅ：消去可能コンパ
クトディスク）には，螺旋状の案内溝が刻まれている
（特開平６−３３８０６６号公報参照）。

【０００３】この案内溝は，ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ
Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：線速度一定）の回
転制御が可能なように，一定の空間周波数（例えば，１
７０００ Ｃｙｃｌｅ／ｃｍ：１周期あたり５９μｍ）
で光ディスクの径方向に微小量（例えば０．０３μｍ程
度）蛇行している。

【０００４】そこで，駆動装置は，当該蛇行による蛇行
信号の周波数が一定（例えば，２２．０５ＫＨｚ）にな
るように回転モータを駆動して，一定（例えば１．３ｍ
／ｓ）の線速度で光ディスクを回転させている。

【０００５】また，蛇行信号には，アドレス情報がＦＭ
（周波数変調）されて重畳されている。例えば，情報
「１」は２３．０５ｋＨｚ，情報「０」は２０．０５ｋ
Ｈｚに変調され，「１」と「０」との個数平均が同じに
なるようにないる。これにより，実際のＣＬＶ制御にお
いて蛇行信号の平均周波数が２２．０５ｋＨｚになるよ
うに制御されている。

【０００６】一方，再生位相同期回路のキャプチャレン
ジを広くとることにより，光ディスクの回転速度を調整
しなくても，データの再生が可能な光ディスク装置が報
告されている（日経エレクトロニクス １９９５ ２．
１３ ｎｏ．６２８ ｐｐ１１１〜１１９）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記特
開平６−３３８０６６号公報にかかる光ディスク装置で
は，蛇行信号の周波数が一定になるまで，即ちＣＬＶ制
御が整定するまでデータ記録ができないという問題があ
る。

【０００８】一般に高速記録のため線速度を速くするほ
ど，回転数の調整（ＣＬＶ整定）に時間を要し，このた
め記録時のアクセスタイムを速くすることができない。

【０００９】また，前記日経エレクトロニクスに報告さ
れた光ディスク装置では，再生時のアクセスタイムを速
くするため，再生位相同期回路（ＰＬＬ回路）のキャプ
チャレンジを広くとり，ＣＬＶ制御が整定しなくてもデ
ータ再生を可能にして，再生時のアクセスタイムを速く
しているが，記録時については言及していない。

【００１０】記録開始を速めるためには，ＣＬＶ制御の
整定を速くすればよい。しかし，回転モータの能力に限
界があり，またＣＬＶ整定を速めるために制御帯域を高
くすると，アドレスのＦＭ成分が線速度の制御に混入し
てしまい，この結果線速ジッタが生じて正確なデータ記
録ができなくなってしまう問題がある。

【００１１】かかる場合には，記録クロックを案内溝の
蛇行信号から得ることにより，ＣＡＶ（角速度一定）記
録を可能にし，これにより回転制御の負担を減らしてア
クセスを速くすることが可能である。

【００１２】しかし，蛇行信号には，アドレス信号が周
波数変調されているので，記録クロックにＦＭ成分が含
まれてしまい，再生時に当該ＦＭ成分がジッタとなって
現れる問題がある。

【００１３】そこで，再生時にも案内溝のＦＭ成分を抽
出し，これで再生信号の周波数を補正することにより，
ＦＭ成分の混入をキャンセルすることが考えられるが，
かかる処理は再生時に行う補正となるため，そのための
は回路を再生装置に別途設ける必要が生じてコストアッ
プの要因になる問題がある。

【００１４】また，記録データそのものにＦＭ成分が混
入しているため，補正回路を備えない従来の一般的な再
生装置では再生が困難となる問題がある。

【００１５】そこで，本発明は上記問題を解決して，回
転制御の負担を軽くすると共にアクセスタイムを速め，
また記録クロックにＦＭ成分が含まれないようにして，
従来の再生装置でも再生が容易にできるようにデータ記
録を行うことが可能な光ディスク装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は，半径方向に蛇行した螺旋状の案内溝が形成された光
ディスクの記録トラックに，レーザ光を集光して情報の
記録・再生を行う光ディスク装置において，案内溝の蛇
行信号を抽出する蛇行信号抽出手段と，蛇行信号の周波
数変調成分を抽出するＦＭ復調手段と，蛇行信号に同期
した逓倍クロックを発生するクロック発生手段と，周波
数変調成分により，逓倍クロックの周波数を補正して，
記録クロックを生成する周波数補正手段とを設けたこと
を特徴とする。

【００１７】請求項２にかかる発明は，ＦＭ復調手段
が，蛇行信号に位相同期するＰＬＬ手段を備え，周波数
補正手段が，ＰＬＬ手段を構成する第１の可変周波数発
振器の周波数制御入力を取り出して，これをクロック発
生手段を構成する第２の可変周波数発振器の周波数制御
入力に所定の比率で加算又は減算し，その結果を第２の
可変周波数発振器の周波数制御入力とするようにしたこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項３にかかる発明は，第１の可変周波
数発振器と第２の可変周波数発振器との制御利得を略同
一にしたことを特徴とする。

【００１９】請求項４にかかる発明は，周波数補正手段
が，第１の可変周波数発振器の周波数制御入力を取り出
して，これを第２の可変周波数発振器の周波数制御入力
に所定の比率で加算又は減算する際の，当該比率を可変
とし，記録クロックに含まれるＦＭ成分が最小になるよ
うに比率を自動調整するようにしたことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。光ディスク１は，従来技術の説明で述べた
のと同様に螺旋状の案内溝が刻まれて，当該案内溝はＣ
ＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉ
ｔｙ：線速度一定）の回転制御が可能なように，一定の
空間周波数（例えば，１７０００ Ｃｙｃｌｅ／ｍ：１
周期あたり５９μｍ）で光ディスクの径方向に微小量
（例えば，０．０３μｍ程皮）蛇行している。また，蛇
行信号（ｗｏｂｂｌｅ ｓｉｇｎａｌ）の周波数にはア
ドレス情報がＦＭ（周波数変調）されて重畳されてい
る。

【００２１】図１は本実施の形態にかかる光ディスク装
置における記録クロックを発生する回路構成を示す図で
ある。同図において，２は回転モータで，光ディスク１
を回転させる。当該回転は，ＣＡＶ（角速度一定）又は
ＣＬＶのいずれであってもよい。３は対物レンズで，光
ヘッド４が備える公知の光学系より出射されるレーザ光
を集光して光ディスク１の記録面上にレーザスポットを
照射する。

【００２２】５はトラッキングエラー信号検出回路で，
光ヘッド４が備える公知のトラッキングエラー検出光学
系（例えばＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ法など）で検出された反
射光を演算してトラッキングエラー信号を出力する。

【００２３】トラッキングエラー信号は，レーザスポッ
トが当該レーザスポットと案内溝との光ディスクの径方
向距離に応じた正負値をとり，当該レーザスポットが案
内溝上にあるときゼロとなる。

【００２４】案内溝は，上述したように光ディスク１の
径方向に蛇行しているので，ディスク回転に応じて蛇行
信号が検出されるようになる。

【００２５】６は帯域通過フイルタで，蛇行信号の中心
周波数付近を通過させる。これは，蛇行信号のＳ／Ｎを
良くする働きをしている。なお，ＣＡＶ回転の場合は，
アクセスする半径位置により検出した蛇行信号の周波数
が変化するため，通過周波数の中心周波数は，可変でき
るように設定されていることが好ましい。

【００２６】７は比較器で，帯域通過フイルタ６の出力
をゼロクロススライスして，当該比較器７からの出力に
より２値化された蛇行信号が得られる。

【００２７】８は周波数逓倍回路（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）で，蛇行信号の定数倍の周波
数を持った記録クロック（Ｗｒｉｔｅ Ｃｌｏｃｋ）を
発生させ，その発振周波数はＦＬＬ回路１３の周波数制
御信号により補正される。

【００２８】当該周波数逓倍回路８についての詳細な説
明は後述するが，ＰＬＬシンセサイザの技術で実現でき
ることを付言する。

【００２９】１１はバッファメモリで，記録すべきデー
タが貯えられている。１０は変調器で，記録クロックに
同期してバッファメモリ１１から記録すべきデータを取
り出し，シリアルな記録パルス列の記録データ（Ｗｒｉ
ｔｅ Ｄａｔａ）に変換する。

【００３０】９はレーザ駆動回路で，記録データに応じ
て光ヘッド４に設けられているレーザ光源を強度変調し
て記録に用いられるレーザ光を出射させる。

【００３１】比較器７からの蛇行信号は，ＰＬＬ回路１
３にも入力される。そして，当該ＰＬＬ回路１３は，蛇
行信号に位相同期したクロック（ＰＬＬ Ｗｏｂｂｌｅ
Ｃｌｏｃｋ）を出力する。ＰＬＬ回路１３は，内部に
電圧制御発振器を持ち，位相比較器の出力に応じた周波
数制御信号に比例したクロックを出し，この周波数制御
信号を周波数逓倍回路８の周波数補正信号として出力す
る。

【００３２】１２はゲインが可変に設けられた増幅器
で，詳細は後述する。１４は高城フィルタで，周波数補
正信号の高域成分だけを通過させ，その際のカットオフ
は，ＦＭ成分を通過させ，周波数逓倍回路８を制御する
周波数制御信号帯域は遮断するように設定するのが好ま
しい。

【００３３】上述のような構成で，蛇行信号に同期した
周波数逓倍回路８の周波数を，当該蛇行信号に同期した
ＰＬＬ回路１３の周波数制御信号で補正している。蛇行
信号がＦＭ変調されている影響で，補正の無い状態で
は，例えばＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅの標準的なスピ
ードで，周波数逓倍回路８からの記録クロックは図５に
示すように４．５７１８ＭＨｚと３．９２９８ＭＨｚと
の間でＦＭ変調されてしまう。

【００３４】また，ＰＬＬ回路１３から出力される周波
数制御信号の周波数も，同様にＦＭ変調されている。従
って，当該ＰＬＬ回路１３の周波数制御信号により，周
波数逓倍回路８の発振周波数を補正すると，周波数逓倍
回路８から出力される記録クロックに含まれるＦＭ成分
をキャンセルすることができる。

【００３５】ここで，補正したいのはＦＭ成分だけであ
るので，本来の周波数制御信号のうち高域成分だけを用
いればよい。このために，ＰＬＬ回路１３からの周波数
制御信号を高域フイルタ１４を通して，周波数逓倍回路
８に出力するのが好ましい。

【００３６】図２は，周波数逓倍回路８及びＰＬＬ回路
１３の詳細構成図である。同図において，８１は位相比
較器で，蛇行信号と分周器８５の出力との位相差を出力
する。８２は低域フィルタで位相比較器８１から出力さ
れた位相差信号を平滑する。８３は増幅器で，低域フィ
ルタ８２からの平滑された位相差信号を増幅し，電圧制
御発振器８４に周波数制御信号として出力する。また８
６は減算器で，増幅器８３の出力信号から，増幅器１２
を介して入力したＰＬＬ回路１３からの周波数制御信号
を減算する。

【００３７】電圧制御発振器８４は，減算器８６からの
周波数制御信号に比例した周波数の記録クロックを出力
し，当該記録クロックは，分周器８５で１／Ｎの周波数
に分周される。なお，Ｎは蛇行信号の中心周波数（例え
ば，２２．０５ＫＨｚ）と記録データとのチャンネルビ
ットレート（例えば，４．３２１８ＭＨｚ）の比（例え
ば，１９６）に設定するのが好ましい。

【００３８】これにより，周波数逓倍回路８は蛇行信号
のＮ倍の周波数を持つ記録クロックを出力する。ここ
で，増幅器８３のゲインは，周波数逓倍回路８の一巡ル
ープ帯域を決定する。このループ帯域は，回転モータの
回転変動が生じる周波数帯域より高く設定するのが好ま
しい。なぜなら，記録データは，完全に蛇行信号の中心
周波数に同期している必要があり，ループ帯域が低い
と，回転変動成分に記録クロックが追従できないので，
記録データは完全に同期しなくなってしまうからであ
る。

【００３９】また，ＰＬＬ回路１３は，周波数逓倍回路
８と略同じ構成である。３１は位相比較器で，蛇行信号
と電圧制御発振器３５からの出力クロック（ＰＬＬ Ｗ
ｏｂｂｌｅ Ｃｌｏｃｋ）の位相を比較して位相差を出
力する。３２は低域フイルタでは位相比較器３１からの
位相差信号を平滑する。３３は増幅器で，低域フィルタ
３２で平滑された位相差信号を増幅し，電圧制御発振器
３５の周波数制御信号として出力する。

【００４０】電圧制御発振器３５は，周波数制御信号に
比例した周波数のクロック（ＰＬＬＷｏｂｂｌｅ Ｃｌ
ｏｃｋ）を出力し，当該クロックは分周器３６で１／Ｎ
の周波数に分周される。Ｎは蛇行信号の中心周波数（例
えば，２２．０５ＫＨｚ）と記録データのチャンネルビ
ットレート（例えば，４．３２１８ＭＨｚ）の比（例え
ば，１９６）に設定するのが好ましい。ここで，電圧制
御発振器３５の発振周波数を制御する周波数制御信号
は，周波数逓倍回路８の電圧制御発振器８４を制御する
周波数制御信号から減算されるべく増幅器１２及び高域
フィルタ１４を介して減算器８６に出力されている。

【００４１】周波数逓倍回路８とＰＬＬ回路１３とは，
上述したように略同じ逓倍ＰＬＬ構成をとっている。こ
のような構成にすることにより，蛇行信号からのＦＭ成
分の抽出量が略同じになり，減算することでキャンセル
が容易になるメリットがある。

【００４２】特に，電圧制御発振器８４と電圧制御発振
器３５との特性，即ち，周波数制御入力と発振周波数の
関係を同一にしておくことで，周波数逓倍回路８とＰＬ
Ｌ回路１３との周波数制御信号を略同じレベルにするこ
とができ，これによりＦＭ成分のキャンセルがより確実
に行えるようになる。

【００４３】次に第２の実施の形態を説明する。本実施
の形態にかかる光ディスク装置は，図１，２における増
幅器１２のゲインを可変として，周波数逓倍回路８から
出力される記録クロックのＦＭ成分が最も小さくなるよ
うに増幅器１２のゲインを調整するものである。図３
は，その構成を示す図である。なお，第１の実施の形態
と同一構成に関しては同一符号を用い説明を省略する。

【００４４】同図において，２１は高域フイルタで，電
圧制御発振器８４に入力する周波数制御入力Ｖｃの高域
成分，即ち，ＦＭ変調成分を取り出す。２２は絶対値回
路で，取り出されたＦＭ成分のの絶対値を出力する。絶
対値化するのは，ＦＭ成分が正負値をとるためで，その
ままで平均処理を行うとゼロになってしまうからであ
る。また，高域フィルタ２１の帯域は，蛇行信号のＦＭ
成分を通す程度の帯域とする。

【００４５】２３はコントローラで，当該コントローラ
２３はＦＭ成分の絶対値を測定し，増幅器１２の調整指
令ＧＣを出力する。コントローラ２３は，メモリ，ＦＭ
成分測定用Ａ／Ｄ変換器及びＧＣ出力用のＤ／Ａ変換器
を備えた一般的なマイクロコンピュータで実現できる。

【００４６】図４に，コントローラ２３のアルゴリズム
を示す。ここで，既に光ディスク装置は光ディスクを回
転させて，周波数逓倍回路８とＦＬＬ回路１３とには蛇
行信号が入力されている状態になっているとする。調整
動作は光ディスクが挿入され，実際のデータ再生が始ま
る前に行ってもよいし，また実際にデータを記録してい
る間，常時行うようにしてもよい。

【００４７】ステップＳ１で，調整指令ＧＣをいろいろ
に変えて，その都度ＦＭ成分の振幅を測定しメモリにス
トアする。メモリには，例えば図６に示すような表形式
で記憶し，数値は任意単位とする。

【００４８】ステップＳ２で，測定結果（つまり図６に
示す表）を検索し，ＦＭ成分の振幅が最小となる調整指
令ＧＣを見つける。図６の例では調整指令ＧＣ＝４でＦ
Ｍ成分の振幅が最小になる。

【００４９】無論，このような単純な方法でなく，適切
な関数近似にもとづいた内挿補完をおこなって，調整指
令ＧＣを求めるならば，より正確な調整指令ＧＣを得る
ことが可能になる。そして，ステップＳ３で，見つけた
調整指令ＧＣを増幅器１２に出力する。

【００５０】記録クロックにＦＭ成分が混入する度合
は，周波数逓倍回路８とＰＬＬ回路１３との特性の差に
より，増幅器１２のゲインが同一でも異なってくる。

【００５１】従って，上記のような増幅器１２のゲイン
を調整することで，回路特性のバラツキが吸収でき，安
価な部品を使うことが可能になる。また，当該ゲインの
調整を自動で行うことで，製造工程での調整が不要にな
りコストの削減が図られる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１にかかる発明に依れば，案内溝
の蛇行信号を抽出する蛇行信号抽出手段と，蛇行信号の
周波数変調成分を抽出するＦＭ復調手段と，蛇行信号に
同期した逓倍クロックを発生するクロック発生手段とを
備え，周波数変調成分により逓倍クロックの周波数を補
正して，記録クロックを生成する周波数補正手段を設け
たので，蛇行信号に同期し，かつ，蛇行信号に含まれる
ＦＭ成分がキャンセルされてジッタの無い記録クロック
でデータ記録を行うことができる。

【００５３】これにより，精密なＣＬＶ回転制御を行わ
なくても，光ディスク上に正確な線密度でデータ記録が
でき，回転モータの制御整定を待たずに記録動作を開始
することが可能になってアクセスタイムを速くすること
ができる。

【００５４】また，光ディスクをＣＡＶで回転させて
も，一定線密度で記録ができるので，モータ制御系にお
いて回転モータの変速が不要になり，コストダウン及び
低消費電力化が図れる。

【００５５】さらに，記録クロックにはＦＭ成分の混入
が無くなるので，従来の再生装置でも容易に再生できる
ようになる。

【００５６】請求項２にかかる発明に依れば，ＦＭ復調
手段は，蛇行信号に位相同期するＰＬＬ手段を備え，周
波数補正手段は，ＰＬＬ手段を構成する第１の可変周波
数発振器の周波数制御入力を取り出して，これをクロッ
ク発生手段を構成する第２の可変周波数発振器の周波数
制御入力に所定の比率で加算又は減算し，その結果を第
２の可変周波数発振器の周波数制御入力としたので，Ｐ
ＬＬ手段によって正確に位相同期したＦＭ成分で，やは
り蛇行信号に位相同期したクロック発生手段の可変周波
数発振器の周波数制御入力を補正することになり，より
正確なＦＭ成分の除去が可能になる。

【００５７】請求項３にかかる発明に依れば，第１の可
変周波数発振器と第２の可変周波数発振器の制御利得を
略同一にしたので，両者の周波数制御信号は略同じレベ
ルになり，ＦＭ成分のキャンセルがより確実に行えるよ
うになる。

【００５８】請求項４にかかる発明に依れば，比率を可
変とし，記録クロックに含まれるＦＭ成分が最小になる
ように，比率を自動調整するようにしたので，記録クロ
ックにＦＭ成分が混入する度合が，周波数逓倍回路とＰ
ＬＬ回路との特性の差により異なっても，上記のような
調整を行うことで，回路特性のバラツキが吸収でき，安
価な部品を使うことが可能になる。

【００５９】また，当該調整を自動で行うことで，製造
工程での調整が不要になりコストの削減が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される光ディ
スク装置の構成図である。

【図２】図１の光ディスク装置の要部の構成を示す図で
ある。

【図３】増幅器のゲインを調整する調整手段の構成を示
す図である。

【図４】増幅器のゲインを調整する手順を示すフローチ
ャートである。

【図５】記録クロックの周波数の時間的変化を示す図で
ある。

【図６】増幅器のゲインを調整する際に取得したデータ
格納するメモリの記憶構成を示す図である。

【符号の説明】

３ 対物レンズ ４ 光ヘッド ５ トラッキングエラー信号検出回路 ６ 帯域通過フィルタ ７ 比較器 ８ 周波数逓倍回路 ９ レーザ駆動回路 １０ 変調器 １１ バッファメモリ １２，８３ 増幅器 １３ ＰＬＬ回路 １４，２１ 高域フィルタ ２２ 絶対値回路 ２３ コントローラ ３１，８１ 位相比較器 ３２，８２ 低域フィルタ ３５，８４ 電圧制御発振器 ３６，８５ 分周器 ８６ 減算器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半径方向に蛇行した螺旋状の案内溝が形
   成された光ディスクの記録トラックに，レーザ光を集光
   して情報の記録・再生を行う光ディスク装置において，
   前記案内溝の蛇行信号を抽出する蛇行信号抽出手段と，
   前記蛇行信号の周波数変調成分を抽出するＦＭ復調手段
   と，前記蛇行信号に同期した逓倍クロックを発生するク
   ロック発生手段と，前記周波数変調成分により，前記逓
   倍クロックの周波数を補正して，前記記録クロックを生
   成する周波数補正手段とを有することを特徴とする光デ
   ィスク装置。
2. 【請求項２】 前記ＦＭ復調手段が，前記蛇行信号に位
   相同期するＰＬＬ手段を備え，前記周波数補正手段が，
   前記ＰＬＬ手段を構成する第１の可変周波数発振器の周
   波数制御入力を取り出して，これを前記クロック発生手
   段を構成する第２の可変周波数発振器の周波数制御入力
   に所定の比率で加算又は減算し，その結果を第２の可変
   周波数発振器の周波数制御入力とすることを特徴とする
   請求項１記載の光ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記第１の可変周波数発振器と前記第２
   の可変周波数発振器との制御利得を略同一にしたことを
   特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 前記比率を可変とし，前記記録クロック
   に含まれるＦＭ成分が最小になるように当該比率を自動
   調整することを特徴とする請求項２記載の光ディスク装
   置。