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技術 位相誤差検出器および光ディスク装置

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 南野順一中田浩平
出願日 2015年11月18日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2015-225394
公開日 2016年7月11日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-126816
状態 特許登録済
技術分野 デジタル記録再生の信号処理 光学的記録再生1
主要キーワード 正弦波生成回路 余弦波成分 再生目標 位相差α 有理数倍 記録目標 ゲイン低下 位相誤差出力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年7月11日)のものです。
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図面 (9)

課題

アナログ回路を増大することなくPLLの残差を低減する位相誤差検出器および光ディスク装置を提供する。

解決手段

本開示の位相誤差検出器は、第1の周期の第1入力信号に基づいて正弦波信号を生成する正弦波生成回路と、第1入力信号に基づいて余弦波信号を生成する余弦波生成回路と、正弦波信号と第2の周期の第2入力信号との位相差を算出する第1の算出部と、余弦波信号と第2入力信号との位相差を算出する第2の算出部と、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲以内の場合、第1の算出部の算出した位相差を位相誤差として出力し、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲よりも外の場合、第1の算出部の算出した位相差と同一符号の所定値を位相誤差として出力する第1の選択部と、を備える。

概要

背景

近年、光ディスク記録密度は上昇の一途を辿っている。映像分野において、DVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu−ray(登録商標) Disc)等の光ディスクがよく知られている。これらの光ディスクは、映像の記録用だけでなく、パーソナルコンピュータ外部記録メディアとしても用いられる。一方、パーソナルコンピュータの外部記録メディアとして、ハードディスクフラッシュメモリ等も用いられる。光ディスクはそれらの外部記録メディアと比較すると、長寿命高信頼性、保存電力不要の利点がある。

これらの利点から、データセンター等の重要なデータのアーカイブメディアとしても注目されている。しかし、現在最も容量の大きいBD−XLで、光ディスク1枚の容量が128GBである。そのため光ディスクは、他の外部記録メディアと比較すると、より大きな保存スペースが必要であり、容量のさらなる高密度化要望されている。

光ディスクの高密度化技術として、ランドグルーブ記録技術がある。光ディスクに光スポット記録トラックに、高精度に制御するためのグルーブと呼ばれる案内溝が設けられている。ランドグルーブ記録技術では、グルーブだけでなく、グルーブとグルーブの間のランドと呼ばれる案内溝にもユーザデータを記録する。ランドグルーブ記録技術を用いている光ディスクとしては、DVD−RAMがよく知られている。

また、光ディスクにはユーザデータを記録再生する光ディスク上の場所を特定するために、物理アドレスが設けられている。物理アドレスを形成する方法として、DVD−RAMで用いられているプリピットがある。しかし、プリピットにはユーザデータを記録できないので、記録容量が減少する。

物理アドレスを形成する別の方法として、トラック蛇行(以下、ウォブル)によるウォブルアドレスがある。ウォブルによる物理アドレスの検出は、ユーザデータの記録再生の検出とは別の方法で検出するので、記録容量が減少しない。

ウォブルアドレスを用いる方法において、光ディスクにデータを記録する際のクロックを生成するために、ウォブルの再生信号に対してPLLを用いる。PLLは、ウォブルの再生信号の位相と、生成する記録クロックの位相との差である位相誤差を検出する位相誤差検出器を有している。PLLは、記録クロックの位相を制御し、位相誤差をゼロに近づける。

特許文献1は、ウォブル信号から記録クロックを生成する方法を開示している。ウォブル信号から記録クロックを生成する場合、偏心モータ変動などにより線速度変動が発生するので、PLLに残差が発生し、位相誤差を十分にゼロに近づけることができない場合がある。この場合、光ディスク上の正確な位置への記録の妨げとなる。PLLのループゲインを高くすることで残差の低減ができるが、PLL内で使用するチャージポンプ電流の増加等、アナログ回路の増大を伴う。

概要

アナログ回路を増大することなくPLLの残差を低減する位相誤差検出器および光ディスク装置を提供する。本開示の位相誤差検出器は、第1の周期の第1入力信号に基づいて正弦波信号を生成する正弦波生成回路と、第1入力信号に基づいて余弦波信号を生成する余弦波生成回路と、正弦波信号と第2の周期の第2入力信号との位相差を算出する第1の算出部と、余弦波信号と第2入力信号との位相差を算出する第2の算出部と、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲以内の場合、第1の算出部の算出した位相差を位相誤差として出力し、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲よりも外の場合、第1の算出部の算出した位相差と同一符号の所定値を位相誤差として出力する第1の選択部と、を備える。

目的

特開2008−176832号公報






本開示は、回路面積の大きなアナログ回路を追加することなくPLLの残差を低減する位相誤差検出器および光ディスク装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

第1の周期の第1入力信号に基づいて正弦波信号を生成する正弦波生成回路と、前記第1入力信号に基づいて余弦波信号を生成する余弦波生成回路と、前記正弦波信号と第2の周期の第2入力信号との位相差を算出する第1の算出部と、前記余弦波信号と前記第2入力信号との位相差を算出する第2の算出部と、前記第2の算出部の算出した位相差が所定範囲以内の場合、前記第1の算出部の算出した位相差を位相誤差として出力し、前記第2の算出部の算出した位相差が前記所定範囲よりも外の場合、前記第1の算出部の算出した位相差と同一符号の所定値を位相誤差として出力する第1の選択部と、を備える、位相誤差検出器

請求項2

前記所定値は、前記第1の算出部の算出する位相差の最大値または最小値の絶対値である、請求項1記載の位相誤差検出器。

請求項3

前記所定範囲は、−90度から+90度である、請求項1記載の位相誤差検出器。

請求項4

前記第1の選択部の出力である前記位相誤差が略0の場合、タイミング信号“1”を出力し、前記第1の選択部の出力である前記位相誤差が略0ではない場合、タイミング信号“0”を出力するタイミング生成部と、前記タイミング信号が“0”の場合、前記第1の選択部が出力した前記位相誤差を平滑化した値を出力し、前記タイミング信号が“1”の場合、前記平滑化した値をホールドして出力するローパスフィルタと、前記タイミング信号が“1”の場合、前記ローパスフィルタからの入力を出力し、前記タイミング信号が“0”の場合、前記第1の選択部が出力した前記位相誤差を出力する第2の選択部と、を備える、請求項1記載の位相誤差検出器。

請求項5

第1の周期の第1入力信号に基づいて正弦波信号を生成する正弦波生成回路と、前記第1入力信号に基づいて余弦波信号を生成する余弦波生成回路と、前記正弦波信号と、第2の周期の第2入力信号との位相差を算出する第1の算出部と、前記余弦波信号と、前記第2入力信号と、の位相差を算出する第2の算出部と、前記第2の算出部の算出した位相差が所定範囲以内の場合、前記第1の算出部の算出した位相差を位相誤差として出力し、前記第2の算出部の算出した位相差が前記所定範囲よりも外の場合、前記第1の算出部の算出した位相差と同一符号の所定値を位相誤差として出力する第1の選択部と、前記位相誤差を用いてクロックを生成するクロック生成器と、を備える、光ディスク装置

請求項6

前記第1の選択部の出力である前記位相誤差が略0の場合、タイミング信号“1”を出力し、前記第1の選択部の出力である前記位相誤差が略0ではない場合、タイミング信号“0”を出力するタイミング生成部と、前記タイミング信号が“0”の場合、前記第1の選択部が出力した前記位相誤差を平滑化した値を出力し、前記タイミング信号が“1”の場合、前記平滑化した値をホールドして出力するローパスフィルタと、前記タイミング信号が“1”の場合、前記ローパスフィルタからの入力を出力し、前記タイミング信号が“0”の場合、前記第1の選択部が出力した前記位相誤差を出力する第2の選択部と、をさらに備え、前記クロック生成器は、前記第2の選択部の出力を用いてクロックを生成する、請求項5記載の光ディスク装置。

技術分野

0001

本開示は、PLL(Phase Locked Loop)回路に用いられる位相誤差検出器と、生成されたクロックを用いてアドレス検出および記録を行う光ディスク装置とに関する。

背景技術

0002

近年、光ディスク記録密度は上昇の一途を辿っている。映像分野において、DVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu−ray(登録商標) Disc)等の光ディスクがよく知られている。これらの光ディスクは、映像の記録用だけでなく、パーソナルコンピュータ外部記録メディアとしても用いられる。一方、パーソナルコンピュータの外部記録メディアとして、ハードディスクフラッシュメモリ等も用いられる。光ディスクはそれらの外部記録メディアと比較すると、長寿命高信頼性、保存電力不要の利点がある。

0003

これらの利点から、データセンター等の重要なデータのアーカイブメディアとしても注目されている。しかし、現在最も容量の大きいBD−XLで、光ディスク1枚の容量が128GBである。そのため光ディスクは、他の外部記録メディアと比較すると、より大きな保存スペースが必要であり、容量のさらなる高密度化要望されている。

0004

光ディスクの高密度化技術として、ランドグルーブ記録技術がある。光ディスクに光スポット記録トラックに、高精度に制御するためのグルーブと呼ばれる案内溝が設けられている。ランドグルーブ記録技術では、グルーブだけでなく、グルーブとグルーブの間のランドと呼ばれる案内溝にもユーザデータを記録する。ランドグルーブ記録技術を用いている光ディスクとしては、DVD−RAMがよく知られている。

0005

また、光ディスクにはユーザデータを記録再生する光ディスク上の場所を特定するために、物理アドレスが設けられている。物理アドレスを形成する方法として、DVD−RAMで用いられているプリピットがある。しかし、プリピットにはユーザデータを記録できないので、記録容量が減少する。

0006

物理アドレスを形成する別の方法として、トラック蛇行(以下、ウォブル)によるウォブルアドレスがある。ウォブルによる物理アドレスの検出は、ユーザデータの記録再生の検出とは別の方法で検出するので、記録容量が減少しない。

0007

ウォブルアドレスを用いる方法において、光ディスクにデータを記録する際のクロックを生成するために、ウォブルの再生信号に対してPLLを用いる。PLLは、ウォブルの再生信号の位相と、生成する記録クロックの位相との差である位相誤差を検出する位相誤差検出器を有している。PLLは、記録クロックの位相を制御し、位相誤差をゼロに近づける。

0008

特許文献1は、ウォブル信号から記録クロックを生成する方法を開示している。ウォブル信号から記録クロックを生成する場合、偏心モータ変動などにより線速度変動が発生するので、PLLに残差が発生し、位相誤差を十分にゼロに近づけることができない場合がある。この場合、光ディスク上の正確な位置への記録の妨げとなる。PLLのループゲインを高くすることで残差の低減ができるが、PLL内で使用するチャージポンプ電流の増加等、アナログ回路の増大を伴う。

先行技術

0009

特開2008−176832号公報

発明が解決しようとする課題

0010

本開示は、回路面積の大きなアナログ回路を追加することなくPLLの残差を低減する位相誤差検出器および光ディスク装置を提供する。

課題を解決するための手段

0011

本開示における位相誤差検出器は、第1の周期の第1入力信号に基づいて正弦波信号を生成する正弦波生成回路と、第1入力信号に基づいて余弦波信号を生成する余弦波生成回路と、正弦波信号と第2の周期の第2入力信号との位相差を算出する第1の算出部と、余弦波信号と第2入力信号との位相差を算出する第2の算出部と、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲以内の場合、第1の算出部の算出した位相差を位相誤差として出力し、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲よりも外の場合、第1の算出部の算出した位相差と同一符号の所定値を位相誤差として出力する第1の選択部と、を備える。

発明の効果

0012

本開示における位相誤差検出器および光ディスク装置によれば、位相誤差検出器のゲインを高くすることによって、それを用いたPLLの残差を低減することができる。

図面の簡単な説明

0013

図1は、実施の形態における光ディスクの模式図である。
図2は、実施の形態における光ディスクのアドレス情報の構成図である。
図3は、実施の形態における光ディスク装置のブロック図である。
図4は、実施の形態における光ディスク装置のウォブル処理回路のブロック図である。
図5は、実施の形態における光ディスク装置の位相誤差検出器のブロック図である。
図6は、実施の形態における位相誤差検出器の位相差に対する位相誤差出力を示すグラフである。
図7は、実施の形態における光ディスク装置のホールド回路のブロック図である。
図8は、実施の形態における光ディスク装置のシンセサイザのブロック図である。

実施例

0014

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

0015

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

0016

(実施の形態1)
[1−1.光ディスクの構成]
まず、本実施の形態の光ディスク装置が記録/再生を行う、光ディスクについて説明する。

0017

図1は、本実施の形態の光ディスク装置で記録/再生を行う光ディスクの模式図である。図1に示すように、光ディスク101は、グルーブトラック(以下、グルーブ)102がスパイラル状に形成されている。グルーブ102とグルーブ102に挟まれた部分にランドトラック(以下、ランド)103が形成されている。光ディスク101は、グルーブ102とランド103を記録トラックとして使用する。

0018

グルーブ102およびランド103は、トラックを放射線状に7等分してADIP(ADress In Pre−Groove)104を形成している。ADIP104は、光ディスク101における位置を示すアドレス情報を有する。ADIP104は、光ディスク101におけるアドレス情報単位である。ADIP104は放射線状に分割されているので、ADIP104の長さは、位置によって異なる。ADIP104が配置される位置の半径をrとすると、ADIP104の長さは、2×π×r/7となる。

0019

図2は、本実施の形態におけるアドレス情報であるADIP104の構成図である。ADIP104は、同期部201とアドレス情報部202で構成される。同期部201は、光ディスク装置の記録/再生を行うタイミングの検出に用いる。アドレス情報部202は、アドレス情報が記録されている。アドレス情報部202は、複数のADIPユニット203で構成される。

0020

ADIPユニット203は、モノトーンウォブル部204とアドレス変調部205で構成されている。モノトーンウォブル部204は、グルーブ102において余弦波(cosine wave)の位相を有する。アドレス変調部205は、アドレス変調部205の1ビットの情報に基づいて所定の変調がなされ、モノトーンウォブル部204の余弦波の位相に対して異なる位相を有している。そのため、光ディスク装置は、モノトーンウォブル部204の位相に対して、位相の異なるアドレス変調部205を検出することでアドレス情報の検出ができる。

0021

ここで、光ディスクの製造時において、光ビーム照射でグルーブ102が形成される。ランド103は、隣接するグルーブ102に挟まれた領域として定義される。ランド103のモノトーンウォブル部204の信号を安定して再生するためには、光ディスクの半径方向に隣接するグルーブ102のウォブルの位相が揃っていなければならない。そのために、一定の角度でウォブルを形成する。光ディスク101のADIP104が一定の角度で分割されているのは、グルーブ102のウォブルの位相を揃えるためである。

0022

隣接するグルーブ102の位相を揃えるために、モノトーンウォブル部204は、半径毎に長さが異なる。光ディスク装置は、モノトーンウォブル部204の周波数逓倍したクロックを生成する。生成したクロックに対し、シンセサイザがクロックの周波数の有理数倍(M/N倍:M,Nは自然数)を行い、略一定の物理長に相当する周波数になるクロックを生成する。光ディスク装置は、このクロックを用いて記録することによって、略一定の記録密度で記録を行う。

0023

[1−2.光ディスク装置の構成]
次に、本実施の形態における光ディスク装置の構成について説明する。図3は、本実施の形態における光ディスク装置のブロック図である。

0024

光ディスク装置100は、光ヘッド301、サーボ制御回路302、信号生成回路303、ウォブル処理回路304、アクセスタイミング生成回路305、シンセサイザ306、コントローラ307、エンコーダ308、記録処理回路309、レーザ駆動回路310、再生処理回路311及びデコーダ312を備える。

0025

光ディスク装置100に光ディスク101が挿入されると、光ヘッド301から光ディスク101へ光ビームが照射される。光ディスク101で反射された光ビームは、光ヘッド301に含まれる、トラック方向(タンジェンシャル方向)および半径方向(ラジアル方向)に4分割されたフォトディテクター(図示せず)によって光電変換され、反射された光ビームの情報を電気信号に変換される。

0026

信号生成回路303は、光ヘッド301に含まれる4分割フォトディテクターから出力される電気信号から、フォーカスエラー信号トラッキングエラー信号、ウォブル信号および全加算信号を生成する。

0027

フォーカスエラー信号は、例えば、非点収差法により検出した信号である。フォーカスエラー信号は、4分割フォトディテクターの、2組の、対角上に配置された2つの信号についてそれぞれ加算し、その差を求めた信号である。

0028

トラッキングエラー信号およびウォブル信号は、プッシュプル法により検出した信号である。4分割フォトディテクターの、2組の、タンジェンシャル方向に配置された2つの信号についてそれぞれ加算し、その差を求めた信号であるプッシュプル信号を生成する。トラッキングエラー信号は、プッシュプル信号に対して0Hzから数10kHzの周波数成分を抽出することで生成する。ウォブル信号は、プッシュプル信号に対して数10kHzから数MHzの信号成分を抽出することで生成する。

0029

全加算信号は、4分割フォトディテクターから出力される信号を全て加算した信号であり、光ディスクの反射光量そのものを示す信号である。

0030

サーボ制御回路302は、信号生成回路303の生成するフォーカスエラー信号が0になるように光ヘッド301の対物レンズを上下に駆動して、光スポットを記録面に集光する。またサーボ制御回路302は、信号生成回路303の生成するトラッキングエラー信号が0になるように対物レンズをラジアル方向に駆動することで、光スポットをランドまたはグルーブにトラッキングする。トラッキングをランドまたはグルーブのどちらにするかは、トラッキングエラー信号に応じて、対物レンズを外周側に駆動するか内周側に駆動するかで決める。この駆動の方向はコントローラ307からのランドまたはグルーブのどちらにトラッキングするかの指示に従って決定する。

0031

ウォブル処理回路304は、信号生成回路303の生成したウォブル信号を用いて、光ディスク101のモノトーンウォブル部204の再生信号を逓倍したウォブルクロックを生成して出力し、アドレス情報を再生して出力し、アドレスタイミング信号を生成して出力する。ウォブル処理回路304の詳細は後述する。ウォブルクロックは、モノトーンウォブル部204を所定分割した時間に等しい周期を持つように生成する。そのため、同じ線速度で光ディスク101を走査した場合、内周ほど周波数が高く、外周ほど周波数が低くなり、光ディスク101を同じ回転数で走査した場合、内周から外周まで同じ周波数となる。

0032

シンセサイザ306は、ウォブル処理回路304の生成したウォブルクロックを有理数倍し、光ディスク101の走査において内周から外周まで略一定の物理長になるように、つまり、同じ線速度で走査した場合略同じ周波数になるように記録クロックに変換する。具体的には、シンセサイザ306は、コントローラ307から与えられた係数Mおよび係数Nを用いて、周波数がウォブルクロックの周波数のN/M倍となるように記録クロックを生成する。

0033

アクセスタイミング生成回路305は、ウォブル処理回路304の生成したアドレス情報、アドレスタイミング信号およびウォブルクロックを用いて、記録再生を行うタイミングを示す、記録目標アドレスのタイミング信号と再生目標アドレスのタイミング信号を生成する。

0034

再生処理回路311は、アクセスタイミング生成回路305が生成した再生目標アドレスのタイミング信号に応じて、信号生成回路303が生成した全加算信号からユーザデータであるバイナリデータを抽出する。

0035

デコーダ312は再生処理回路311で抽出したバイナリデータを復調してエラー訂正を行い、再生データとして出力する。

0036

エンコーダ308は、ユーザデータである記録データを受け取りエラー訂正符号の付加及びバイナリデータへの変調を行う。

0037

記録処理回路309は、シンセサイザ306の生成した記録クロックとアクセスタイミング生成回路305の生成した記録目標アドレスのタイミング信号とに基づいて、レーザ駆動回路310に対してバイナリデータに応じた記録パワー発光指令を行う。

0038

レーザ駆動回路310は、記録処理回路309の記録パワーの発光指令に応じて光ヘッド301を駆動する。これにより、光ヘッド301は、再生時よりも強度な記録パワーで光ディスク101に光ビームを照射し、バイナリデータに応じた記録が光ディスク101に行われる。

0039

[1−3.ウォブル処理回路の構成]
次に、ウォブル処理回路304の詳細な構成について説明する。図4は、ウォブル処理回路304のブロック図である。ウォブル処理回路304は、ADIP検出回路413とPLL414とを備える。

0040

PLL414は、ウォブル信号から、ウォブル信号の周波数を逓倍したウォブルクロックを生成する。PLL414は、A/Dコンバータ401、位相誤差検出器407、ホールド回路408、クロック生成器415及び分周器412を備える。

0041

クロック生成器415は、第1のチャージポンプ409、第1のフィルタ410及び第1のVCO(Voltage Controlled Oscillator)411で構成される。

0042

ADIP検出回路413は、同期検出回路402、ADIPタイミング生成回路406、ホールドタイミング生成回路405およびアドレス検出回路403を備える。ADIP検出回路413は、デジタルウォブル信号からアドレス情報およびアドレスタイミング信号を生成して出力する。

0043

A/Dコンバータ401は、ウォブル信号を、ウォブルクロックによるサンプリング周期デジタル化し、デジタルウォブル信号とし、位相誤差検出器407とADIP検出回路413の同期検出回路402とアドレス検出回路403に出力する。

0044

分周器412は、ウォブルクロックを24分周し、24分周後の1周期における位相を示す信号である逓倍分周位相を位相誤差検出器407へ出力する。逓倍分周位相は、ウォブルクロック毎に−12から11まで1ずつ増加し、11の次は−12に戻る信号である。逓倍分周位相の周期は、ウォブルクロックの周期の24倍と同一である。

0045

位相誤差検出器407は、A/Dコンバータ401の出力のデジタルウォブル信号に含まれるウォブルキャリア成分と逓倍分周位相との位相誤差を検出し出力する。

0046

同期検出回路402は、デジタルウォブル信号から、光ディスク101の同期部201を検出する。

0047

ADIPタイミング生成回路406は、同期部201が検出されるタイミングに基づいて、ADIP104における同期部201の位置を特定するアドレスタイミング信号を生成する。

0048

アドレス検出回路403は、ADIPタイミング生成回路406が生成したアドレスタイミング信号に応じて、アドレス変調部205の検出されるタイミングを特定し、アドレス情報が“0”か“1”であるかを判別し、判別結果を集計し、エラー訂正を行い、アドレス情報として出力する。

0049

ホールドタイミング生成回路405は、ADIPタイミング生成回路406が生成したアドレスタイミング信号に応じて、ウォブルが変調されているアドレス変調部205のタイミングを特定する信号をホールドタイミング信号として出力する。ホールドタイミング信号は、アドレス変調部205のタイミングで“1”、それ以外で“0”となる信号である。

0050

ホールド回路408は、ホールドタイミング信号がアドレス変調部205のタイミングを示すときは、内部にホールドしている値を位相誤差として出力し、それ以外のタイミングのときは、位相誤差検出器407の出力した位相誤差を出力する。

0051

第1のチャージポンプ409は、ホールド回路408の出力に応じて、電流の注入または吸引を行う。

0052

第1のフィルタ410は、第1のチャージポンプ409の電流の注入または吸引の動作を平滑化し、電圧として出力する。

0053

第1のVCO411は、第1のフィルタ410の出力した電圧に応じた周波数のウォブルクロックを出力する。

0054

なお、PLL414は、ホールド回路408を含まない構成であってもよい。

0055

[1−4.位相誤差検出器の構成]
次に、位相誤差検出器407の詳細な構成について説明する。図5は、位相誤差検出器407のブロック図である。位相誤差検出器407は、正弦波生成回路501、第1の算出部502、余弦波生成回路503、第2の算出部504及び第1の選択部505を備える。

0056

第1の算出部502は、第1の乗算器506と第1の積分器507で構成される。第2の算出部504は、第2の乗算器508と第2の積分器509で構成される。第1の選択部505は、第1のコンパレータ510、第2のコンパレータ511、第1のセレクタ512、第2のセレクタ513及び増幅器514で構成される。

0057

正弦波生成回路501は、入力される逓倍分周位相に基づいて正弦波信号を生成する。逓倍分周位相は−12から11まで変化するので、正弦波信号として、
sin(2×π×逓倍分周位相/24)
を出力する。

0058

第1の乗算器506は、デジタルウォブル信号のウォブルキャリア成分と正弦波信号とを乗算して出力する。

0059

第1の積分器507は、逓倍分周位相1周期分、すなわちウォブル1周期分(ウォブルクロック24周期分)に相当する逓倍分周位相が0のタイミングから−1までの区間について、第1の乗算器506の出力を積分する。

0060

これらの構成は、いわゆるヘテロダイン検波による位相差検出を行っている。ウォブル信号に含まれるモノトーンウォブル部204の余弦波成分と逓倍分周位相との位相差をαとする。このとき、余弦波成分cos(x)と正弦波生成回路501の生成する正弦波信号sin(x+α)の乗算は、
cos(x)×sin(x+α)=(sin(2x+α)+sin(α))/2
となる。第1の積分器507による1周期分の積分により、sin(2x+α)項の積分結果は0になることから、sin(α)/2項だけが残る。ヘテロダイン検波の結果である、sin(α)/2は、位相差α正弦関数であることから、位相差αが−90度から90度の範囲においては位相差αに対し単調増加であり、−180度から−90度および+90度から+180度の範囲においては位相誤差の検出結果が単調減少である。

0061

第1のコンパレータ510は、第1の積分器507の出力が正の場合“1”を、負の場合“0”を出力する。

0062

第1のセレクタ512は、第1のコンパレータ510の出力が“1”の場合0.5を、“0”の場合−0.5を出力する。つまり、第1のセレクタ512は、第1の積分器507の出力が正の場合0.5、負の場合−0.5を出力している。

0063

余弦波生成回路503は、入力される逓倍分周位相に基づいて余弦波信号として、
cos(2×π×逓倍分周位相/24)
を出力する。

0064

第2の乗算器508は、デジタルウォブル信号と余弦波信号とを乗算して出力する。

0065

第2の積分器509は、逓倍分周位相1周期分、すなわちウォブル1周期分(ウォブルクロック24周期分)に相当する逓倍分周位相が0のタイミングから−1までの区間について、第2の乗算器508の出力を積分する。

0066

第2のコンパレータ511は、第2の積分器509の出力が正の場合“1”を、負の場合“0”を出力する。

0067

第2のセレクタ513は、第2のコンパレータ511の出力が“1”の場合、第1の積分器507の出力、“0”の場合、第1のセレクタ512の出力を出力する。増幅器514は入力信号を2倍して出力する。

0068

ここで、ウォブル信号に含まれるモノトーンウォブル部204の余弦波成分と逓倍分周位相との位相差をαとすると、余弦波成分cos(x)と余弦波生成回路503の生成する余弦波信号cos(x+α)の乗算は、
cos(x)×cos(x+α)=cos(α)/2
となる。したがって、第2のコンパレータ511の出力は、位相差が−90度から+90度では“1”、−180度から−90度および+90度から+180度では“0”となる。

0069

第2のセレクタ513は、第2のコンパレータ511の出力が“1”の場合、つまり、位相差αが−90度から90度の範囲の場合、第1の積分器507の出力を出力する。また、第2のセレクタ513は、第2のコンパレータ511の出力が“0”かつ、第1のコンパレータ510の出力が“0”の場合、つまり位相差αが−180度から−90度の場合、−0.5を出力する。また、第2のセレクタ513は、第2のコンパレータ511の出力が“0”かつ、第1のコンパレータの出力が“1”の場合、つまり位相差αが+90度から+180度の場合、+0.5を出力する。図6は、位相誤差検出器407の位相差に対する位相誤差出力を示すグラフである。図6において、位相誤差検出器407における、位相差に対する位相誤差を実線で示し、比較のためヘテロダイン検波の位相差に対する位相誤差、すなわち、第1の積分器507の出力を破線で示している。

0070

すなわち、第1の選択部505は、第2の算出部504が算出した位相差が所定範囲内の場合、第1の算出部502が算出した位相差を位相誤差として出力し、第2の算出部504が算出した位相差が所定範囲外の場合、第1の算出部502が算出した位相差と同一符号かつ所定絶対値の値を位相誤差として出力する。

0071

[1−5.ホールド回路の構成]
次に、ホールド回路408の詳細な構成について説明する。図7は、ホールド回路408のブロック図である。ホールド回路408は、LPF(Low−Pass Filter)701と、第3のセレクタ702とを備える。

0072

ホールドタイミング信号は、アドレス変調部205のタイミングで“1”、それ以外で“0”となる信号である。ホールドタイミング信号が“0”の場合、第3のセレクタ702は入力信号である位相誤差を選択し、位相誤差として出力する。ホールドタイミング信号が“1”の場合、第3のセレクタ702はLPF701の出力を選択し、位相誤差として出力する。すなわち、ホールドタイミング信号が“1”の場合のアドレス変調部205のタイミングにおいて、位相誤差検出器407の位相誤差は、 ほぼ0であり、ゲインが低下してしまうので、位相誤差検出器407の出力は用いず、ゲインの低下を抑えるために、LPF701の出力を用いる。

0073

LPF701は、ホールドタイミング信号が“0”の間、位相誤差を平滑化して出力する。ホールドタイミング信号が“1”になると、LPF701は、直前に平滑化して出力していた値をホールドして出力する。すなわち、第3のセレクタ702はホールドタイミング信号が“1”の場合、ホールドタイミング信号が“0”から“1”に変化する直前の位相誤差を平滑化した値を出力し続ける。LPF701で平滑化した位相誤差は、LPF701のカットオフ周波数以下の残差は通過する。このため、LPF701を通過した位相誤差をホールドして出力しても、残差を抑えてPLL414を動作することができる。したがって、アドレス変調部205の割合が大きくPLL414をホールドする頻度が高くても、PLL414の低域のゲイン低下を抑えることができる。

0074

[1−6.シンセサイザの構成]
次に、シンセサイザ306の詳細な構成について説明する。図8は、シンセサイザ306のブロック図である。シンセサイザ306は、位相誤差検出器900及びクロック生成器814を備える。

0075

位相誤差検出器900は、Nカウンタ801、Mカウンタ802、比較器800及び合成回路810で構成される。

0076

比較器800は、第1の位相比較器803、第2の位相比較器804、第3の位相比較器805、第4の位相比較器806、第5の位相比較器807、第6の位相比較器808と第7の位相比較器809で構成される。

0077

クロック生成器814は、第2のチャージポンプ811、第2のフィルタ812及び第2のVCO813で構成される。

0078

Nカウンタ801は、コントローラ307から係数Nを受け、ウォブルクロックを0からN−1までカウントすることによりN分周する。このとき、カウンタ値が0、N/8、2N/8、3N/8、N−3N/8、N−2N/8、N−N/8のときに、それぞれタイミング信号を出力する。

0079

カウンタ値は整数であるため、比較するそれぞれの値も整数である必要があるが、それぞれの値はビットシフト加減算による単純な演算で求めるので、小数点以下は切り捨てる。また、ここでは先にN/8を演算した後に整数倍の演算を行うものとする。したがって例えば、N=99の場合、N/8は12、2N/8は24、3N/8は36であり、N−3N/8は63、N−2N/8は75、N−N/8は87である。

0080

同様に、Mカウンタ801は、コントローラ307から係数Mを受け、第2のVCO813の出力である記録クロックを0からM−1までカウントすることによりM分周する。このとき、カウンタ値が0、M/8、2M/8、3M/8、M−3M/8、M−2M/8、M−M/8のときに、それぞれタイミング信号を出力する。

0081

Nカウンタと同様に、カウンタ値は整数であるため、比較するそれぞれの値も整数である必要があるが、それぞれの値はビットシフトと加減算による単純な演算で求めるので、小数点以下は切り捨てる。また、ここでは先にM/8を演算した後に整数倍の演算を行うものとする。

0082

第1の位相比較器803から第7の位相比較器809までは、入力は異なるがすべて共通の動作を行う。第1の位相比較器803〜第7の位相比較器809は、Nカウンタ801からのタイミング信号と、Mカウンタ802からのタイミング信号とを位相比較し、比較結果に応じてupパルスまたはdownパルスを出力する。すなわち、第1の位相比較器803〜第7の位相比較器809は、Nカウンタ801からのタイミング信号の立ち上がりエッジがMカウンタ802からのタイミング信号の立ち上がりエッジよりも先に来た場合、Nカウンタ801からの信号の立ち上がりエッジからMカウンタ802からの信号の立ち上がりエッジまでの期間において、upパルスを出力する。逆に、第1の位相比較器803〜第7の位相比較器809は、Mカウンタ802からのタイミング信号の立ち上がりエッジがNカウンタ801からのタイミング信号の立ち上がりエッジよりも先に来た場合、Mカウンタ802からの信号の立ち上がりエッジからNカウンタ801からの信号の立ち上がりエッジまでの期間において、downパルスを出力する。

0083

具体的には、第1の位相比較器803は、Nカウンタ=0を示すタイミング信号と、Mカウンタ=0を示すタイミング信号との位相比較を行う。第2の位相比較器804は、Nカウンタ=N/8を示すタイミング信号と、Mカウンタ=M/8を示すタイミング信号との位相比較を行う。第3の位相比較器805は、Nカウンタ=2N/8を示すタイミング信号と、Mカウンタ=2M/8を示すタイミング信号との位相比較を行う。第4の位相比較器806は、Nカウンタ=3N/8を示すタイミング信号と、Mカウンタ=3M/8を示すタイミング信号との位相比較を行う。第5の位相比較器807は、Nカウンタ=N−3N/8を示すタイミング信号と、Mカウンタ=M−3M/8を示すタイミング信号との位相比較を行う。第6の位相比較器808は、Nカウンタ=N−2N/8を示すタイミング信号と、Mカウンタ=M−2M/8を示すタイミング信号との位相比較を行う。第7の位相比較器809は、Nカウンタ=N−N/8を示すタイミング信号と、Mカウンタ=M−M/8を示すタイミング信号との位相比較を行う。

0084

第1の位相比較器803〜第7の位相比較器809は、Nカウンタの値が0になるときの位相とMカウンタの値が0になるときの位相との位相比較を行うと共に、Nカウンタの値がNを略所定分割した値と等しくなるときの位相とMカウンタの値がMを略所定分割した値と等しくなるときの位相との位相比較を行う。

0085

合成回路810は、第1の位相比較器803〜第7の位相比較器809の比較結果に基づいて位相誤差を示す信号を生成する。すなわち合成回路810は、第1の位相比較器803がupパルスを出力している場合、出力するdownパルスを“0”に固定し、upパルスを出力していない場合は、第1の位相比較器803から第7の位相比較器809までのdownパルスの論理和をdownパルスとして出力する。同様に、第1の位相比較器803がdownパルスを出力している場合、出力するupパルスを“0”に固定し、downパルスを出力していない場合は、第1の位相比較器803から第7の位相比較器809までのupパルスの論理和をupパルスとして出力する。これらの位相比較によって、Nカウンタ801とMカウンタ802の位相が、所定以上で大きくずれている場合は、第1の位相比較器803の位相比較結果を用いてPLL414がロックする。一方、位相誤差が所定以内で小さい場合は、第1の位相比較器803から第7の位相比較器809までを用いる。

0086

NおよびMは8の倍数でない限り、N/8、M/8は整数化した位相比較において小数点以下の差による位相誤差の残差が発生する。例えば、N=99、M=98の場合、99/8=12.375、98/8=12.25である。したがって、N=12とM=12の時の位相比較をすることになる。このため、12/99=約0.1212周期と12/98=約0.1224周期の位相比較を行うこととなり、0.1224−0.1212=0.0012周期分の残差が発生する。この残差は、PLL414のループにおいてはオフセットとなって現れるが、N−N/8、M−M/8の位相比較では、逆に−0.0012周期分のオフセットが生じる。このため、N/8、M/8の位相比較とN−N/8、M−M/8の位相比較とを同時に行うことによって、残差が相殺し、PLL414のループ全体でのトータルのオフセットの発生が抑制される。

0087

第2のチャージポンプ811は、合成回路810のupパルスに応じて電流を注入し、downパルスに応じて電流を吸引する。

0088

第2のフィルタ812は、第2のチャージポンプ811の電流の注入または吸引の動作を平滑化し電圧として出力する。

0089

第2のVCO813は、第2のフィルタ812の出力電圧に応じた周波数の記録クロックを出力する。

0090

以上のように、シンセサイザ306は、従来の位相0だけで行う位相比較を計7つの位相で位相比較を行い、それぞれで電流の注入または吸引を行うことによって、回路規模の増大を伴うようなチャージポンプ電流の増加をすることなく、位相比較ゲインを7倍することができる。

0091

[1−7.効果等]
以上のように、本開示の位相誤差検出器は、第1の周期の第1入力信号に基づいて正弦波信号を生成する正弦波生成回路と、第1入力信号に基づいて余弦波信号を生成する余弦波生成回路と、正弦波信号と第2の周期の第2入力信号との位相差を算出する第1の算出部と、余弦波信号と第2入力信号との位相差を算出する第2の算出部と、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲以内の場合、第1の算出部の算出した位相差を位相誤差として出力し、第2の算出部の算出した位相差が所定範囲よりも外の場合、第1の算出部の算出した位相差と同一符号の所定値を位相誤差として出力する第1の選択部と、を備える。

0092

これにより、位相差が大きい場合であっても適切に位相誤差を検出できる位相誤差検出器を提供できる。

0093

本開示は、トラックの溝に物理アドレスを記録している媒体からクロックを抽出する記録再生装置に適用可能である。具体的には、光ディスクや光テープの記録再生装置に適用可能である。

0094

100光ディスク装置
101光ディスク
102グルーブ
103ランド
104ADIP
201 同期部
202アドレス情報部
203ADIPユニット
204モノトーンウォブル部
205アドレス変調部
301光ヘッド
302サーボ制御回路
303信号生成回路
304ウォブル処理回路
305アクセスタイミング生成回路
306シンセサイザ
307コントローラ
308エンコーダ
309記録処理回路
310レーザ駆動回路
311再生処理回路
312デコーダ
401 A/Dコンバータ
402同期検出回路
403アドレス検出回路
405ホールドタイミング生成回路
406タイミング生成回路
407,900位相誤差検出器
408ホールド回路
409チャージポンプ
410 第1のフィルタ
411 第1のVCO
412分周器
413 ADIP検出回路
414PLL
415,814クロック生成器
501正弦波生成回路
502 第1の算出部
503余弦波生成回路
504 第2の算出部
505 第1の選択部
506 第1の乗算器
507 第1の積分器
508 第2の乗算器
509 第2の積分器
510 第1のコンパレータ
511 第2のコンパレータ
512 第1のセレクタ
513 第2のセレクタ
514増幅器
701LPF
702 セレクタ
800比較器
801カウンタ
802 カウンタ
803 第1の位相比較器
804 第2の位相比較器
805 第3の位相比較器
806 第4の位相比較器
807 第5の位相比較器
808 第6の位相比較器
809 第7の位相比較器
810合成回路
811 チャージポンプ
812 第2のフィルタ
813 第2のVCO

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