(57)【要約】【課題】ＰＬＬ回路をより的確に評価できるＰＬＬ性能測定装置を提供する。【解決手段】フェーズロックドループ回路にて検出される位相誤差についての移動平均を求める。この移動平均と閾値との比較に基づいて、フェーズロックドループ回路がロック状態に収束したか否かの判定を行う。【選択図】図５
2010212929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェーズロックドループ回路にて検出される、入力信号の位相と目標位相との位相誤差を入力して移動平均を算出する移動平均算出手段と、
上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上であるときに上記フェーズロックドループ回路が収束していないと判定し、上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上でないときに上記フェーズロックドループ回路が収束していると判定する収束判定手段と、
を備える測定装置。
【請求項２】
上記再生信号の位相誤差と上記移動平均とを利用して位相誤差分散を算出する位相誤差分散算出手段をさらに備え、
上記収束判定手段は、上記位相誤差分散が第２の閾値以下であり、かつ、上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上でないときに、上記フェーズロックドループ回路が収束していると判定する、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
上記収束判定手段は、上記第１の閾値とともに、さらに、上記第１の閾値よりも大きい絶対値による第３の閾値を設定し、
上記フェーズロックドループ回路が収束していると判定しているときには上記移動平均の絶対値と上記第３の閾値とを比較し、上記移動平均の絶対値が上記第３の閾値以上になったことに応じて、上記フェーズロックドループ回路がロック状態に収束していないとの判定に変更する、
請求項１又は請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
上記収束判定手段は、上記フェーズロックドループ回路が収束しているとの判定結果を利用して、フェーズロックドループ回路が引き込み動作を開始してから収束するまでの収束時間を判定する、
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の測定装置。
【請求項５】
光ディスクに記録された信号を読み出して再生ベースバンド信号を出力する読み出し手段と、
上記再生ベースバンド信号の位相と目標位相との位相誤差を検出し、この検出した位相誤差に基づいて、上記再生ベースバンド信号の位相が目標位相に同期するようにして制御するフェーズロックドループ回路と、
上記フェーズロックドループ回路にて検出される、入力信号の位相と目標位相との位相誤差を入力して移動平均を算出する移動平均算出手段と、
上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上であるときに上記フェーズロックドループ回路が収束していないと判定し、上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上でないときに上記フェーズロックドループ回路が収束していると判定する収束判定手段と、
を備える再生装置。
【請求項６】
上記読み出し手段は、
最短記録マークの空間周波数である最短記録マーク空間周波数をα、上記読み出し手段を形成する光学系の回折限界の空間周波数である回折限界空間周波数をβとし、上記光ディスクのフォーマットに対応する正規の記録再生条件により記録されたときのα/β＝γとした場合に、上記正規とは異なるα/β＞γとなる拡張記録再生条件により記録された信号を、同じ上記拡張記録再生条件により読み出して再生ベースバンド信号として出力する、
請求項５に記載の再生装置。
【請求項７】
フェーズロックドループ回路にて検出される、入力信号の位相と目標位相との位相誤差を入力して移動平均を算出する移動平均算出手順と、
上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上であるときに上記フェーズロックドループ回路が収束していないと判定し、上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上でないときに上記フェーズロックドループ回路が収束していると判定する収束判定手順と、
を実行する測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＬＬ回路の性能測定を行う測定装置と、その方法に関する。また、記録媒体からデータを再生する再生装置として、上記測定装置の構成を備える再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク状記録媒体、磁気ディスク記録媒体、及びテープ状記録媒体などの記録媒体に対応して記録再生を行うストレージ機器のほか、モデムなどの通信機器をはじめ、信号再生過程においてデータ復号処理を実行する装置では、一般にＰＬＬ(Phase Locked Loop)回路を備える。適切なデータ復号処理のためには、ＰＬＬ回路がロックした状態とされて、位相が同期した再生信号がデータ復号処理系に入力されることが必要である。
例えば上記したストレージ機器、記録媒体の性能・品質評価を行う際においては、エラーレートなどをその評価指標にできるが、そのときに、ＰＬＬ回路がロックしているか否かが判定できていれば、より的確な評価結果が得られる。ＰＬＬ回路がロックして収束した状態にいることが判定されていれば、ＰＬＬ回路以外の発生要因によるエラーレートを適切に測定できる。この点からすれば、ＰＬＬ回路の動作性能を測定し、例えばＰＬＬ回路の収束状況が判定できるようにすることには大きな意義がある。
【０００３】
例えば非特許文献１においては、ＰＬＬ回路の性能を測定するのにあたり、ＰＬＬ回路にて検出される位相誤差を直接的に観測することについての記載がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】HIGASHINO Satoru ; KOBAYASHI Shoei ; YAMAGAMI Tamotsu ,“A Parallel Architecture of Interpolated Timing Recovery for High-Speed Data Transfer Rate and Wide Capture-Range” , Technical Digest of Optical Data Storage (ODS) 2007 , TuB5
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＰＬＬ回路にて検出される位相誤差には、ジッター、ノイズなどが多く含まれる。このために、現実において位相誤差検出結果をそのまま観測して、例えばＰＬＬ回路の性能を的確に測定することは非常に難しい。
このため、現状としては、ＰＬＬ回路についての状態、性能測定を行うことなく、機器、記録媒体の評価を行っている。このために、先にも述べたように、良好でない評価結果が得られたときには、その原因として、ＰＬＬ回路が充分にロック状態に収束していないことによるのか、若しくは、それ以外の要因であるのかを特定することが難しくなるなどの問題が生じている。
本願発明は、ＰＬＬ回路の性能を的確に測定できるようにすることをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は上記した課題を考慮して、測定装置として、フェーズロックドループ回路にて検出される、入力信号の位相と目標位相との位相誤差を入力して移動平均を算出する移動平均算出手段と、上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上であるときに上記フェーズロックドループ回路が収束していないと判定し、上記移動平均の絶対値が第１の閾値以上でないときに上記フェーズロックドループ回路が収束していると判定する収束判定手段とを備えることとした。
【０００７】
上記構成では、フェーズロックドループ回路にて検出される位相誤差についての移動平均を求めることとして、この移動平均と閾値との比較に基づいて、フェーズロックドループ回路がロック状態に収束したか否かの判定を行うようにしている。
位相誤差自体は、ノイズを相応に含み得るが、その移動平均を求めることとすれば、位相誤差のノイズの影響による余分な変動成分を抑制して、より滑らかな位相誤差の時間推移を得ることができる。
これにより、上記のようにして求められる収束判定の結果は、例えば位相誤差自体を評価値とする場合と比較して、より的確なものとなる。
【発明の効果】
【０００８】
このようにして本発明は、収束判定などのフェーズロックドループ回路の性能を測定するのにあたり、より的確な結果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明を実施するための形態（実施形態）としてのＰＬＬ回路測定系の構成例を示すブロック図である。
【図２】位相誤差検出処理例を説明するための図である。
【図３】収束判定処理部の判定処理例を示すタイミングチャートである。
【図４】収束判定処理部の判定処理として、ＰＬＬ回路が収束しているか否かの収束判定結果を得るためのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図５】収束判定処理部の判定処理として、ＰＬＬ回路の収束時間を判定するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】実施形態のＰＬＬ測定部が実装されるディスクドライブ装置の構成例を示す図である。
【図７】高密度記録を考慮したＭＴＦの図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について、下記の順により説明する。
＜１．ＰＬＬ測定系＞
［１−１．全体構成］
［１−２．ＰＬＬ測定処理］
［１−２−１．収束判定処理］
［１−２−２．収束時間計測］
＜２．ディスクドライブ装置＞
［２−１．装置構成］
［２−２．高密度記録化］
【００１１】
＜１．ＰＬＬ測定系＞
［１−１．全体構成］
図１は、本実施形態のＰＬＬ測定系の構成例を、測定対象であるＰＬＬ回路などとともに示している。
この図においてＰＬＬ測定系は、ＰＬＬ測定部６０として示される。
この場合のＰＬＬ測定部６０は、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０について、位相がロックした状態で収束したか否かについての判定結果（収束判定結果）と、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０がいわゆる引き込み動作を開始してから上記のロックした状態に収束していくまでに要した時間（収束時間）とを測定するものとしている。
【００１２】
ここでは、アナログによるベースバンド信号がＡＤＣ(A/D変換器)５１により所定のサンプリング周波数及び量子化ビットによってデジタル信号化されて、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０の位相補間部５２に入力される。
【００１３】
ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０は、ＩＴＲ（Interpolated Timing Recovery）方式によるＰＬＬ回路であり、図示するようにして、位相補間部５２、位相誤差検出部５３、ループフィルタ（ＬＰＦ）５４、ＮＣＯ(Numerical Controlled Oscillator)５５を備えて成る。
【００１４】
位相補間部５２は、デジタル化されたベースバンド信号について、ＮＣＯ（数値制御発振器）から出力されるサンプリング位相に基づいて位相補間処理を実行し、補間波形に相当する信号を出力する。
【００１５】
位相誤差検出部５３は、位相補間部５２から入力される信号について、サンプリング位相との誤差(位相誤差)を検出する。
【００１６】
位相誤差検出部５３による位相誤差検出の手法としては多様に考えられるが、その一例を図２に示す。
図２においては、ベースバンド信号が示されている。この図において曲線は、ベースバンド信号のサンプル点を線形につなぐことで得られるもので、この曲線上の黒丸が、ＡＤＣ５１によりサンプリングされたサンプリング点であり、入力信号の位相を示している。白丸は、位相補間部５２の位相補間処理により得られるサンプリング点、即ち本来のサンプリング位相(基準位相)に対応するサンプリング点を示す。
【００１７】
ここで、図２に示されるサンプリング点x(k-1)，x(k)は、サンプリング時間上では前後となる関係であり、かつ、その値の間には、ベースバンド信号の０レベルが挟まっている。つまり、サンプリング点x(k-1)，x(k)は、ベースバンド信号のゼロクロス点を挟んで時間的に前後する２つのサンプリング点（ゼロクロス対応サンプリング点）である。
【００１８】
ここでの位相誤差検出としては、上記ゼロクロス間サンプリング点x(k-1)，x(k)を利用して、時刻ｋにおける位相誤差Pe(k)を得る。この位相誤差Pe(k)は、下記のアルゴリズムにより求めることができる。
if(x(k-1) > 0, x(k) < 0) Pe(k) = -(x(k-1) + x(k))
else if(x(k-1) < 0, x(k) > 0) Pe(k) = (x(k-1) + x(k))
else  Pe(k) = 0
つまり、位相誤差Pe(k)としては、ゼロクロス間サンプリング点x(k-1)，x(k)の差として求められ、位相が進んでいれば正の値となり、遅れていれば負の値となる。ちなみに、図２に示されるゼロクロス間サンプリング点x(k-1)，x(k)の場合には、サンプリング点x(k)の絶対値のほうがサンプリング点x(k-1)の絶対値よりも大きいことから、移動が進んでいる状態を示していることになる。
【００１９】
上記のようにして位相誤差検出部５３により求められた位相誤差Pe(k)は、ループフィルタ５４に対して入力される。ループフィルタ５４は、位相誤差Pe(k)について帯域制限を行ってＮＣＯ５５に入力する。
【００２０】
ＮＣＯ５５は、ループフィルタ５４の出力である、帯域制限された位相誤差の値を、例えば積算することにより、サンプリング位相を示す信号を出力する。そして、位相補間部５２がＮＣＯ５５の出力に応じたサンプリング位相のタイミングでベースバンド信号のサンプリング点を補間する処理を実行する。
【００２１】
位相補間部５２から出力される信号は、例えばＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０がロックしている状態では、位相同期が図られたデジタルのベースバンド信号となる。そこで、この位相補間部５２の出力は、データ復号部５６に入力して、例えばビタビ復号などデータ復号処理を施し、デコードデータを得るようにすることができる。
【００２２】
［１−２．ＰＬＬ測定処理］
図２に示されるＰＬＬ測定部６０が実行する測定処理について説明する。
同図に示されるように、ＰＬＬ測定部６０は、移動平均算出部６１、位相誤差分散値算出部６２、収束判定処理部６３から成るものとしている。
【００２３】
移動平均算出部６１は、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０の位相誤差検出部５３により検出される位相誤差Pe(k)を入力し、その移動平均（位相誤差移動平均）を算出する処理を実行する。
Nを移動平均長、kを位相誤差Pe(k)が求められた時刻として、時刻(k)における位相誤差移動平均Avr(k)の値については、下記(数１)により求めることができる。
【数１】
2010212929.tif 000003
【００２４】
また、位相誤差分散値算出部６２は、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０の位相誤差検出部５３により検出される位相誤差Pe(k)と、上記移動平均算出部６１により算出される位相誤差移動平均Avr(k)を入力し、位相誤差Pe(k)の分散値（位相誤差分散）を算出する処理を実行する。
時刻(k)における位相誤差分散Var(k)の値は、位相誤差Pe(k)と位相誤差移動平均Avr(k)との差分の自乗（変動）を移動平均長Nにより積算したものを全変動とし、移動平均長Nを自由度として、下記(数２)に示す演算により求めることができる。
【数２】
2010212929.tif 000004
【００２５】
図３（ａ）には、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０が引き込み動作を開始したとされる時点以降において時間経過に従って得られた位相誤差Pe(k)の例と、この位相誤差Pe(k)に対応して求められる位相誤差移動平均Avr(k)が示されている。また、図３（ｄ）には、上記図３（ａ）の位相誤差Pe(k)、及び位相誤差移動平均Avr(k)により算出されたとする位相誤差分散Var(k)が示されている。
【００２６】
ここで、図２により説明したように、位相誤差検出部５３により位相誤差Pe(k)が検出される時刻kとしてのタイミングは、補間後のベースバンド信号がゼロクロスするタイミングにおいてのみとなる。このために、図３（ａ）に示される位相誤差Pe(k)としても、時間方向において離散し、かつ、不定のタイミングで得られている。
【００２７】
ここで、位相誤差Pe(k)は、理想的には、時間経過に応じてＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０がロックする状態に収束していくのに応じて、その絶対値が徐々に減少していくべきものとなる。
しかし、図３（ａ）に示される位相誤差Pe(k)は、そのようにはなっておらず、例えば或る時刻での位相誤差Pe(k)に対して、次の時刻の位相誤差Pe(k+1)のほうが大きな値となっている状態も多く見られる。これは、例えば図２により説明した手法により求められる位相誤差Pe(k)には、相応のノイズ、ジッターが発生していることに起因する。
【００２８】
このように、位相誤差Pe(k)は、ベースバンド信号のゼロクロス間サンプリング点が得られる時刻においてのみ不定のタイミングで得られ、かつ、ノイズ、ジッターを相応に含んでいる。
このことは、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０の性能を測定しようとするのにあたり、位相誤差Pe(k)を直接に観測したのでは、的確な測定結果を得るのは非常に難しいことを意味している。例えば、位相誤差Pe(k)を単純に閾値と比較して収束しているか否かの判定を行おうとしても、ノイズ、ジッターによる誤差量が大きいために、的確な判定結果を得ることはほぼ不可能に近い。
本実施形態のＰＬＬ測定回路６０は、このように位相誤差Pe(k)自体が不安定であることが前提となる条件のもとで、ＰＬＬ回路の性能について的確な測定結果が得られるようにするものとして構成される。
【００２９】
また、図３（ａ）において位相誤差移動平均Avr(k)は、実線による曲線として示されている。実際においては位相誤差移動平均Avr(k)は、先の(数１)からも理解できるように、位相誤差Pe(k)が得られるごとに更新されていく。つまり、位相誤差移動平均Avr(k)も、位相誤差Pe(k)が検出されるタイミングごとに得られるものとなる。
しかし、位相誤差移動平均Avr(k)としては、時間方向における位相誤差Pe(k)の変化幅が抑制されるものとなるために、例えば位相誤差移動平均Avr(k)を線でつなぐことによって形成されるエンベロープは、図示するようにして、sin波,cos波などに近い滑らかな波形形状が得られる。
このことは、位相誤差移動平均Avr(k)は、位相誤差Pe(k)のノイズ、ジッターによる変動抑制し、真に近い位相誤差の時間経過に応じた変化を示しているものとみることができる。
【００３０】
なお、図３（ａ）においては、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０における位相誤差検出の挙動を理解するものの助けとして、ベースバンド信号の全てのサンプリング点ごとに位相誤差を検出すると仮定した場合に得られる位相誤差傾向を示す曲線を破線により示している。この位相誤差傾向を示す曲線は、実際に観測、検出されるものではない。
例えば、上記位相誤差傾向を示す曲線（破線）と、位相誤差移動平均Avr(k)を示す曲線（実線）とを比較すると、移動平均の演算である結果、位相誤差傾向に対して、位相誤差移動平均Avr(k)のほうが、後に移相されるような波形となっている。しかし、上記もしているように、位相誤差移動平均Avr(k)は、時間方向の変化について、滑らかな曲線として表現することができる。
【００３１】
また、図３（ｄ）に示される位相誤差分散Var(k)は、位相誤差移動平均Avr(k)に対する位相誤差Pe(k)の差分を偏差とする全変動の平均となり、これは、位相誤差分散Var(k)は、位相誤差Pe(k)についての時間方向における変動傾向を示すものとなる。
この位相誤差分散Var(k)は、図３（ｄ）から分かるように、ＰＬＬ回路が引き込み動作中とされて、位相誤差P(k)が大きな変動を示す時には、これに応じて大きな値が得られる。また、位相誤差分散Var(k)も、実際には、位相誤差検出タイミングごとに求められるものであるが、その値のエンベロープは、図示するようにして滑らかな曲線として描くことができる。
【００３２】
これらの位相誤差移動平均Avr(k)、位相誤差分散Var(k)の時間軸に従って得られる変化は、いずれも、位相誤差Pe(k)からノイズ、ジッターによる変動成分を抑制して、本来の収束状況により近い位相誤差の時間変化を示しているものとみることができる。
【００３３】
［１−２−１．収束判定処理］
上記の位相誤差移動平均Avr(k)、位相誤差分散Var(k)は、収束判定部６３に入力される。収束判定部６３は、位相誤差移動平均Avr(k)、位相誤差分散Var(k)に基づいて、次のようにして、ＰＬＬ性能についての判定を行う。先にも述べたように、この収束判定部６３は、ＰＬＬ性能の判定として、ＰＬＬ回路がロックした状態で収束しているか否かの収束判定と、ＰＬＬ回路の引き込み開始からロック状態に収束するまでの収束時間を判定する。
【００３４】
収束判定部６３では、図３（ａ）に示されるように、位相誤差移動平均Avr(k)については、第１閾値A0,A1、第２閾値C0,C1を設定する。
第１閾値A0,A1は、それぞれ絶対値が同じで、正・負となる閾値である。
第２閾値C0,C1も、それぞれの絶対値が同じ、正・負の閾値であるが、その絶対値については、第１閾値A0,A1よりも大きな値が設定されている。
なお、例えばベースバンド信号にオフセットが発生しているような場合に対応しては、第１閾値A0,A1について、それぞれ異なる絶対値を設定することが考えられる。第２閾値C0,C1についても同様である。
【００３５】
また、収束判定部６３は、図３（ｄ）に示すように、位相誤差分散Var(k)に対しては、閾値Bを設定する。
【００３６】
図４のフローチャートは、収束判定部６３が実行する判定処理として、ＰＬＬ回路が収束しているか否かを判定(収束判定)するためのアルゴリズム例を示している。
収束判定部６３は、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０がロックしていない状態からロック状態とするための引き込み動作を開始することに応じて、図４に示す処理の実行を開始する。
【００３７】
先ず、ステップＳ１０１においては、初期設定として、現時刻を示す変数ｋに0を代入する。また、収束フラグｆc(k)については0を設定する。収束フラグｆc(k)は、収束判定結果を示すフラグであり、収束フラグｆc(k)==0であれば、ロック状態に収束していないことを示し、収束フラグｆc(k)==1であれば、ロック状態に収束していることを示す。このステップＳ１０１の初期設定に際しては、収束フラグｆc(k)が収束していないことを示すように設定することになる。
なお、この収束フラグｆc(k)の値が収束判定部６３における収束判定結果の出力となる。
【００３８】
ステップＳ１０２において収束判定部６３は、位相誤差分散Var(k)について閾値B未満であるか否かについて判別する。
位相誤差分散Var(k)が閾値B以上である場合には、未だ位相誤差P(k)の変動が大きく、収束している状態ではないとする。このために、ステップＳ１０２において否定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０６に進む。
【００３９】
ステップＳ１０６においては、収束フラグfc(k+1)についてfc(k+1)=0を設定して出力する。fc(k+1)=0はロック状態に収束していないとの判定結果を示す。これに対して、fc(k+1)=1は、ロック状態に収束しているとの判定結果を示す。
このようにして、位相誤差分散Var(k)が閾値B以上である場合には、次に説明する位相誤差移動平均Avr(k)の値に関係なく、収束していないとの判定結果を出力する。
【００４０】
一方、先のステップＳ１０２において位相誤差分散Var(k)が閾値B未満であるとして肯定の判別結果が得られた場合は、ＰＬＬ回路が収束した状態となっている可能性があることになる。そこで、この場合には、ステップＳ１０３に進み、現時刻ｋの収束フラグfc(k)==0であるか否かについて判別する。つまり、現時点までにおいて最後に得られた収束判定結果として、収束しているとの判定結果と、収束していないとの判定結果との、何れが得られたものかの判別を行う。
ステップＳ１０３において収束フラグfc(k)==0であるとして肯定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０４に進む。これに対して、収束フラグfc(k)==1であることにより否定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０７に進む。
【００４１】
ステップＳ１０４に進んだ場合は、位相誤差分散Var(k)については閾値B未満であることで、現時刻kに至って収束した可能性はあるものの、直前の時刻k-1までは収束していなかった場合となる。
この場合には、位相誤差移動平均Avr(k)と第１閾値A0,A1との関係として、
A0 < Avr(k) < A1・・・(式１)
が成立するか否かについて判別する。つまり、位相誤差移動平均Avr(k)が第１閾値A0〜A1に対応する数値範囲内であるか否かについて判別する。
ここで、ステップＳ１０４において上記(式１)が成立したとして肯定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０５に進み、収束フラグfc(k+1)=1を設定する。つまり、収束した状態であるとの判定結果を生成する。
これに対して、ステップＳ１０４において否定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０６に進み、収束フラグfc(k+1)=0を設定し、収束していないとの判定結果を生成する。
【００４２】
このように本実施形態においては、位相誤差分散Var(k)が閾値B未満とされたうえで、現時刻より前において収束していないとの判定結果が得られていた場合においては、位相誤差移動平均Avr(k)が第１閾値A0〜A1に対応する数値範囲にはじめて収まることとなった時刻において、収束しているとの判定結果を出力することとしている。
つまり、第１閾値A0〜A1は、収束していない状態から収束したとする状態に遷移したか否かを判定するための閾値となる。
【００４３】
また、ステップＳ１０７に進んだ場合とは、位相誤差分散Var(k)については閾値B未満であり、かつ、現時刻以前まで収束しているとの判定結果が得られている状態であることになる。
このステップＳ１０７においては、位相誤差移動平均Avr(k)と第２閾値C0，C1との関係として、
C0 < Avr(k) < C1・・・(式２)
が成立するか否かについて判定する。
【００４４】
ステップＳ１０７において、上記(式２)が成立するとして肯定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０５に進む。つまり、現時刻以前からの、収束しているとの判定結果を維持する。これに対して、ステップＳ１０７において否定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０６に進むことで、現時刻以前からの、収束しているとの判定結果から、収束していないとの判定結果に変更する。
【００４５】
上記の手順によれば、第２閾値C0，C1は、収束している状態から収束していない状態に遷移したか否かを判定するための閾値であることが分かる。
つまり、本実施形態では、収束していない状態から収束したとする状態に遷移することを判定するための第１閾値A0,A1と、収束している状態から収束していないとする状態に遷移することを判定するための第２閾値C1,C0とで、互いに異なる値を設定している。また、絶対値の大小関係としては、第２閾値C1,C0のほうが第１閾値A0,A1よりも大きい。
このようにして、第１閾値A0,A1、第２閾値C1,C0を設定することで、一旦、位相誤差移動平均Avr(k)が第１閾値A0〜A1の範囲内に入ったとして収束フラグfc(k)=1とされた後においては、第１閾値A0〜A1の範囲を越えたとしても、第２閾値C1〜C0の範囲内である限り、収束フラグfc(k)=1が維持される。
例えば、一時的な発振が生じるなどして、実際にはＰＬＬ回路が収束しているとみてよい状態であるにもかかわらず、位相誤差移動平均Avr(k)がごく短時間にわたって第１閾値A0〜A1の範囲外になるような状況もあると考えられる。そこで、上記のようにして第２閾値C1〜C0と比較するアルゴリズムとすれば、上記のような一時的な状態変化に反応することなく、収束フラグfc(k)=1を維持することができる。つまり、判定結果が頻繁に反転したりするような好ましくない挙動を避けることができる。
【００４６】
ステップＳ１０５，Ｓ１０６のいずれかの処理を実行すると、ステップＳ１０８により時刻を示す変数kをインクリメントし、ステップＳ１０２に戻る。
【００４７】
上記図５に示した処理により得られる収束判定部６３の動作例について、図３を再度参照して説明する。図３（ｃ）は、収束フラグfc(k)の値を示している。
先ず、図３においては、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０の引き込み動作が開始される時点t0から、時点t1の位相誤差Pe(k)の検出タイミング（位相誤差検出タイミング）までの期間は、図３（ｄ）に示す位相誤差分散Var(k)が閾値B以上である。このとき、ステップＳ１０２においては否定の判別結果が得られ、ステップＳ１０６の処理を実行することになる。従って、図３（ｃ）に示す収束フラグfc(k)は0を示している。
【００４８】
なお、図３（ｂ）においては、時点t0においては収束フラグfc(k)==1となっており、その直後のタイミングで0に変化している。これは、ＰＬＬ回路の引き込み動作開始時においては、位相誤差移動平均Avr(k)、位相誤差分散Var(k)の何れも立ち上がりの過渡期が生じることに応答したものであり、有意なものではないため、ここでは無視している。
【００４９】
次に、時点t1を経過すると、位相誤差分散Var(k)は閾値B未満に変化し、これに応じて、ステップＳ１０２においては肯定の判別結果が得られる。しかし、時点t2までの期間においては、位相誤差移動平均Avr(k)が第１閾値A1以上の範囲にあるため、ステップＳ１０３にて肯定の判別結果が得られたうえで、ステップＳ１０４においては否定の判別結果が得られてステップＳ１０６に進むため、図３（ｃ）に示す収束フラグfc(k)は、時点t1以前からの0を継続して出力する。
【００５０】
次に、時点t2の位相誤差検出タイミングを経過した時刻に対応して求められる位相誤差移動平均Avr(k)は、第１閾値A1より小さい正の値となっている。これにより、時点t2に対応する時刻に至って、はじめて、ステップＳ１０４にて肯定の判別結果が得られてステップＳ１０５に進むこととなる。これに応じて、時点t2において収束フラグfc(k)は０から１に変化する。
【００５１】
しかし、この場合には、時点t３の位相誤差検出タイミングに至るまでの期間において、例えば発振などの発生により、位相誤差Pe(k)の絶対値が大きくなっている。このとき、図３（ｄ）の位相誤差分散Var(k)は、閾値B以上にはなっていないが、時点t3の位相誤差検出タイミングにおいて、位相誤差移動平均Avr(k)が第２閾値C0〜C1の範囲外となっている。
第２閾値C0，C1は、前述もしたように、収束判定結果にヒステリシス特性を与えて、判定結果の安定性が図られることを目的として設定される。
しかし、図３の時点t3のようにして、位相誤差移動平均Avr(k)が第２閾値C0〜C1の範囲内であった状態から範囲外となる状態に遷移した場合には、ロックしていない状態に戻った可能性が高いものとみなされる。このために、図４では、ステップＳ１０７において否定の判別結果が得られたときには、ステップＳ１０６により収束フラグfc(k)=0を設定することとしている。時点t3のタイミングにおいては、上記ステップＳ１０７からステップＳ１０６に進む手順が実行されることになり、図示するように、収束フラグfc(k)は1から0に変化する。
【００５２】
時点t3を経過した後、時点t4の位相誤差検出タイミングに至ると、位相誤差移動平均Avr(k)が再び第１閾値A0〜A1の範囲内に収まる。これに応じて、時点t4のタイミングでは、ステップＳ１０３にて肯定の判別結果が得られたうえで、ステップＳ１０４にて肯定の判別結果が得られてステップＳ105に進むことになる。これにより、時点t4において収束フラグfc(k)は0から1に変化し、以降、収束フラグfc(k)==1が継続される。
【００５３】
これまでの説明から理解されるように、収束フラグfc(k)は、位相誤差移動平均Avr(k)と位相誤差分散Var(k)とに基づいてその値が設定される。つまり、本実施形態では、位相誤差移動平均Avr(k)と位相誤差分散Var(k)とに基づいて収束判定を行う。
先にも述べたように、位相誤差移動平均Avr(k)及び位相誤差分散Var(k)は何れも、時間的に離散して不定のタイミングで得られる位相誤差P(k)について、そのノイズ成分を除去して、図３（ａ）（ｄ）に示したように、時間方向において、より滑らかな変化が得られるようにされている。これにより本実施形態では、例えば位相誤差P(k)を直接利用して収束判定を行う場合と比較して、より安定して的確な収束判定結果を得ることができる。
【００５４】
［１−２−２．収束時間計測］
図５のフローチャートは、収束判定部６３が収束時間を判定するためのアルゴリズム例を示している。
この図に示す処理は、図４の処理と同様に、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０が引き込み動作を開始することに応じて開始され、図４の処理と併行して実行されるものとなる。
【００５５】
ステップＳ２０１において収束判定部６３は、初期設定として、現時刻を示す変数ｋに0を代入する。また、収束フラグｆc(k)については0を設定する。これは、図４のステップＳ１０１と同様の処理となる。従って実際においては、ステップＳ１０１とステップＳ１０２とは１つの同じ処理として実行すれば。
【００５６】
収束判定部６３は、収束時間の測定にあたっては、タイマを使用する。ステップＳ２０２において収束判定部６３は、タイマのカウント値(タイマカウント値)TMを初期値の0にセットしたうえで、ステップＳ２０３によりタイマのカウント動作を開始させる。このステップＳ２０１〜Ｓ２０３までの処理は、引き込み動作の開始時点に対応して実行されるもので、図３との対応では時点t0が引き込み動作の開始時点に対応する。つまり、ステップＳ２０３によっては、引き込み動作の開始時点より、時間計測が開始される。
【００５７】
ステップＳ２０４以降の処理は、位相誤差検出タイミングが実行されるごとに、つまり、時刻kごとに実行されるものとなる。
ステップＳ２０４においては、図４のステップＳ１０５若しくはステップＳ１０６により得られたとする時刻k+1の収束フラグfc(k+1)について、つまり現時点までにおいて最後に得られている収束フラグの値について、1であるか否かについて判別することとしている。
【００５８】
先ず、ステップＳ２０４において否定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ２０７に進む。ここでは、収束判定部６３が測定する収束時間の値についてはcnv_timeにより表すものとする。収束判定部６３は、収束時間の測定結果として、cnv_timeの値を出力する。
そして、ステップＳ２０７においては、収束時間cnv_timeについてnull値を設定する。ここでは、収束時間cnv_time==nullの場合には、その値が無効であることを意味し、収束していない状態に対応して出力されるべきものとなる。
【００５９】
一方、ステップＳ２０４において肯定の判別結果が得られた場合には、さらにステップＳ２０５において、時刻k+1の収束フラグfc(k+1)に対して１つ前の時刻ｋの収束フラグfc(k)について、1であるか否かについて判別する。
【００６０】
先ず、ステップＳ２０５において、収束フラグfc(k)==0であるとして否定の判別結果が得られた場合、前の時刻においては、収束フラグが0であった状態から、現時刻にいたって収束フラグが1に変化したことになる。これは、現時刻より前までは収束していないとの判定結果が得られていたが、現時刻に至って収束したとの判定結果に変化したことを意味している。
この場合は、ステップＳ２０６に進み、現時刻kのタイマカウント値TMを時間値に変換する。この変換された時間値は、図３の時点t0に対応する引き込み動作開始時点から収束したとされるまでの時間を示すものとなる。つまり、収束時間cnv_timeとなる。
【００６１】
また、ステップＳ２０５において肯定の判別結果が得られた場合には、前の時刻においても、現時刻と同じく、収束フラグは1であることになる。つまり、現時刻より前から収束したとの判定結果が継続されている状態である。
この場合には、ステップＳ２０６の処理はスキップしてステップＳ２０８に進む。ここでステップＳ２０８をスキップするということは、収束時間cnv_timeについて、前の時刻において出力させていた値を変更せずに維持するという処理に相当する。
【００６２】
ステップＳ２０８に至った段階では、ステップＳ２０６により新たに収束時間cnv_timeが設定されている、若しくはステップＳ２０７によりnull値の収束時間cnv_timeが設定されている、若しくはステップＳ２０６をスキップして、ステップＳ２０５から遷移してきたことにより、前の時刻の収束時間cnv_timeの値が維持されていことになる。
ステップＳ２０８において収束判定部６３は、この段階で設定されている収束時間cnv_timeの値を、収束時間の測定結果として出力する。
次に収束判定部６３は、ステップＳ２０９により変数kをインクリメントしてからステップＳ２０４に戻る。
【００６３】
上記図５に示した処理により得られる収束判定部６３の動作例を、図３に対応させて説明する。収束時間cnv_timeは、図３（ｃ）に示されている。
先ず、図３において、時点t0から時点t2までの期間は、収束フラグfc(k)は0を継続している(時点t0における収束フラグfc(k)==1は有意ではないので無視する)。これに応じて、期間t0〜t2の位相誤差検出タイミングにおいては、ステップＳ２０４において否定の判別結果が得られてステップＳ２０７の処理を実行することになる。従って、図３（ｃ）に示すように、期間t0〜t2までは収束時間cnv_time==nullの状態が継続する。
【００６４】
続く、時点t2に至ったタイミングにおいては、有意な収束フラグfc(k)==1に変化している。これに応じて、時点t2に対応する位相誤差検出タイミングにおいては、ステップＳ２０４にて肯定の判別結果が得られ、さらにステップＳ２０５にて否定の判別結果が得られてステップＳ２０６に進むことで、収束時間cnv_timeとしては、時点t0から時点t2までの時間m1を示す値の出力に切り換わる。その後、時点t3に至るまで収束フラグfc(k)==1が継続される。これに応じて、図５の処理としては、ステップＳ２０４にて肯定の判別結果が得られ、さらにステップＳ２０５にて肯定の判別結果が得られることで、ステップＳ２０６をスキップして前時刻の収束時間cnv_timeを維持してステップＳ２０８に進む。これにより、時点t2から時点t3までの期間により収束時間cnv_tim==m1を出力する。
【００６５】
次に、時点t3から時点ｔ４までの期間では、再度、収束フラグfc(k)==0に変化する。これに応じて、時点t3から時点ｔ４までの期間における５の処理としては、ステップＳ２０４にて否定の判別結果が得られてステップＳ２０７に進むことで、収束時間cnv_time==nullが継続して出力される。
【００６６】
時点ｔ4においては、再び収束フラグfc(k)==1に変化する。これに応じて、時点t4に対応する位相誤差検出タイミングにおいては、ステップＳ２０６の処理が実行される。これにより、収束時間cnv_timeは、時点t0〜時点t4に対応する時間m2が出力されることになる。
時点t4を経過して以降、収束フラグfc(k)==1が継続されることに応じて、収束時間cnv_time==m2の出力が継続される。
【００６７】
上記のように、収束時間cnv_timeは、収束フラグfc(k)に対応して決定される。先に述べたように、位相誤差移動平均Avr(k)と位相誤差分散Var(k)とに基づいて設定される収束フラグfc(k)、つまり収束判定結果は、的確で安定している。従って、収束時間cnv_timeも、実際の収束状態に応じた的確な値が得られることになる。
【００６８】
＜２．ディスクドライブ装置＞
［２−１．装置構成］
次に、上記図１〜図５により説明したＰＬＬ測定部６０は、例えば、単独の測定装置として構成することが可能であるが、再生信号の同期を図るなどのためにＰＬＬ回路を備える装置に適用することもできる。
【００６９】
図６は、上記のようにしてＰＬＬ測定部６０を備える再生装置の一例となるもので、光ディスクに対応して記録再生を行うディスクドライブ装置の構成例を示している。
なお、この図に示すディスクドライブ装置は、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標）：以下「ＢＤ」という）規格としての再生専用ディスクや記録可能型ディスク（ライトワンスディスクやリライタブルディスク）に対応して再生や記録を行うことができるものとする。
【００７０】
図６に示す光ディスク９０は、ＢＤ方式のフォーマットによるディスク状記録媒体である。
光ディスク９０は、ディスクドライブ装置に装填されると図示しないターンテーブルに積載され、記録／再生動作時においてスピンドルモータ２によって一定線速度（ＣＬＶ）で回転駆動される。
そして再生時には光ピックアップ（光学ヘッド）１によって光ディスク９０上のトラックに記録された情報の読出が行われる。
また光ディスク９０に対してのデータ記録時には、光ピックアップ１によって光ディスク９０上のトラックに、ユーザーデータがフェイズチェンジマークもしくは色素変化マークとして記録される。
【００７１】
なお、光ディスク９０の内周エリア９１等には、再生専用の管理情報として例えばディスクの物理情報等がエンボスピット又はウォブリンググルーブによって記録されるが、これらの情報の読出もピックアップ１により行われる。
さらに光ディスク９０に対しては、光ピックアップ１によってディスク９０上のグルーブトラックのウォブリングとして埋め込まれたＡＤＩＰ情報の読み出しも行われる。
【００７２】
光ピックアップ１内には、レーザ光源となるレーザダイオード、反射光を検出するためのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズが設けられる。また対物レンズを介してディスク記録面にレーザ光を照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系等が形成される。レーザダイオードは、例えば波長４０５ｎｍのいわゆる青色レーザを出力する。また光学系によるＮＡは０．８５である。
光ピックアップ１内において対物レンズは二軸機構によってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。
また光ピックアップ１全体はスレッド機構３によりディスク半径方向に移動可能とされている。
また光ピックアップ１におけるレーザダイオードはレーザドライバ１３からのドライブ信号（ドライブ電流）によって発光駆動される。
【００７３】
光ディスク９０からの反射光情報はフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてマトリクス回路４に供給される。
マトリクス回路４には、フォトディテクタとしての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算／増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
例えば再生データに相当する再生情報信号（ＲＦ信号）、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを生成する。
さらに、グルーブのウォブリングに係る信号、即ちウォブリングを検出する信号としてプッシュプル信号を生成する。
マトリクス回路４から出力される再生情報信号はデータ検出処理部５へ、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は光学ブロックサーボ回路１１へ、プッシュプル信号はウォブル信号処理回路１５へ、それぞれ供給される。
【００７４】
データ検出処理部５は、再生情報信号の２値化処理を行う。
このデータ検出処理部５は、ＲＦ信号のＡ／Ｄ変換処理、ＰＬＬによる再生信号の同期、ＰＲ（Partial Response）等化処理、ビタビ復号（最尤復号）等を行い、パーシャルレスポンス最尤復号処理（ＰＲＭＬ検出方式：Partial Response Maximum Likelihood検出方式）により、２値データ列を得る。
【００７５】
図１に示されるＡ／Ｄ変換器５１、ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０、データ復号部５６、及びＰＬＬ測定部６０は、このデータ検出処理部５において備えられる。
データ検出処理部５において、Ａ／Ｄ変換器５１は、アナログのベースバンド信号として、例えばＡＧＣ（Automatic Gain Control）によりゲイン調整された上記ＲＦ信号を入力し、デジタル信号に変換してＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０に出力する。ＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０は、先の説明のようにして、デジタルのベースバンド信号を同期させてデータ復号部５６に出力する。データ復号部５６は、例えば上記のＰＲＭＬ検出方式に従った信号処理を実行し、デコードデータとして、ビタビ復号後の２値データ列を出力する。この２値データ列が図６に示す後段のエンコード／デコード部７に供給される。
【００７６】
エンコード／デコード部７は、再生時おける再生データの復調と、記録時における記録データの変調処理を行う。即ち、再生時にはデータ復調、デインターリーブ、ＥＣＣデコード、アドレスデコード等を行い、また記録時にはＥＣＣエンコード、インターリーブ、データ変調等を行う。
再生時においては、上記データ検出処理部５で復号された２値データ列がエンコード／デコード部７に供給される。エンコード／デコード部７では上記２値データ列に対する復調処理を行い、光ディスク９０からの再生データを得る。即ち、即ちＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調が施されて光ディスク９０に記録されたデータに対しての復調処理と、エラー訂正を行うＥＣＣデコード処理を行って、光ディスク９０からの再生データを得る。
エンコード／デコード部７で再生データにまでデコードされたデータは、ホストインターフェース８に転送され、システムコントローラ１０の指示に基づいてホスト機器１００に転送される。ホスト機器１００とは、例えばコンピュータ装置やＡＶ（Audio-Visual）システム機器などである。
【００７７】
光ディスク９０に対する記録／再生時にはＡＤＩＰ情報の処理が行われる。
即ちグルーブのウォブリングに係る信号としてマトリクス回路４から出力されるプッシュプル信号は、ウォブル信号処理回路６においてデジタル化されたウォブルデータとされる。ォブル信号処理回路６は、内部のＰＬＬ回路によりプッシュプル信号に同期したクロックが生成される。
ウォブルデータはＡＤＩＰ復調回路１６でＭＳＫ復調、ＳＴＷ復調され、ＡＤＩＰアドレスを構成するデータストリームに復調されてアドレスデコーダ９に供給される。
アドレスデコーダ９は、供給されるデータについてのデコードを行い、アドレス値を得て、システムコントローラ１０に供給する。
【００７８】
記録時には、ホスト機器１００から記録データが転送されてくるが、その記録データはホストインターフェース８を介してエンコード／デコード部７に供給される。
この場合エンコード／デコード部７は、記録データのエンコード処理として、エラー訂正コード付加（ＥＣＣエンコード）やインターリーブ、サブコードの付加等を行う。またこれらの処理を施したデータに対して、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ方式の変調を施す。
【００７９】
エンコード／デコード部７で処理された記録データは、ライトストラテジ部１４において、記録補償処理される。即ち記録層の特性、レーザ光のスポット形状、記録線速度等に対する最適記録パワーの微調整やレーザドライブパルス波形の調整などが行われた状態のレーザドライブパルスとされ、レーザドライバ１３に供給される。
そしてレーザドライバ１３は、記録補償処理したレーザドライブパルスを光ピックアップ１内のレーザダイオードに与えてレーザ発光駆動を実行させる。これにより光ディスク９０に、記録データに応じたマークが形成されることになる。
なお、レーザドライバ１３は、いわゆるＡＰＣ回路（Auto Power Control）を備え、光ピックアップ１内に設けられたレーザパワーのモニタ用ディテクタの出力によりレーザ出力パワーをモニタしながらレーザの出力が温度などによらず一定になるように制御する。
記録時及び再生時のレーザ出力の目標値はシステムコントローラ１０から与えられ、記録時及び再生時にはそれぞれレーザ出力レベルが、その目標値になるように制御する。
【００８０】
光学ブロックサーボ回路１１は、マトリクス回路４からのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号から、フォーカス、トラッキング、スレッドの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。
即ちフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、二軸ドライバ１８によりピックアップ１内の二軸機構のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによって光ピックアップ１、マトリクス回路４、光学ブロックサーボ回路１１、二軸ドライバ１８、二軸機構によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
また光学ブロックサーボ回路１１は、システムコントローラ１０からのトラックジャンプ指令に応じて、トラッキングサーボループをオフとし、ジャンプドライブ信号を出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。
また光学ブロックサーボ回路１１は、トラッキングエラー信号の低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ１０からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成する。そしてスレッドドライバ１９がスレッドドライブ信号に基づいてスレッド機構３を駆動する。スレッド機構３には、図示しないが、光ピックアップ１を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有する。そしてスレッド機構３がスレッドドライブ信号に応じてスレッドモータを駆動することで、ピックアップ１の所要のスライド移動が行なわれる。
【００８１】
スピンドルサーボ回路１２はスピンドルモータ２をＣＬＶ回転させる制御を行う。
スピンドルサーボ回路１２は、ウォブル信号に対するＰＬＬ処理で生成されるクロックを、現在のスピンドルモータ２の回転速度情報として得、これを所定のＣＬＶ基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号を生成する。
またデータ再生時においては、データ信号処理回路５内のＰＬＬによって生成される再生クロックが、現在のスピンドルモータ２の回転速度情報となるため、これを所定のＣＬＶ基準速度情報と比較することでスピンドルエラー信号を生成することもできる。
そしてスピンドルサーボ回路１２は、スピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を出力し、スピンドルドライバ１７によりスピンドルモータ２のＣＬＶ回転を実行させる。
またスピンドルサーボ回路１２は、システムコントローラ１０からのスピンドルキック／ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータ２の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
【００８２】
以上のようなサーボ系及び記録再生系の各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ１０により制御される。
システムコントローラ１０は、ホストインターフェース８を介して与えられるホスト機器１００からのコマンドに応じて各種処理を実行する。
例えばホスト機器１００から書込命令（ライトコマンド）が出されると、システムコントローラ１０は、まず書き込むべきアドレスに光ピックアップ１を移動させる。そしてエンコード／デコード部７により、ホスト機器１００から転送されてきたデータ（例えばビデオデータやオーディオデータ等）について上述したようにエンコード処理を実行させる。そして上記のようにエンコードされたデータに応じてレーザドライバ１３がレーザ発光駆動することで記録が実行される。
【００８３】
また例えばホスト機器１００から、光ディスク９０に記録されている或るデータの転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、システムコントローラ１０はまず指示されたアドレスを目的としてシーク動作制御を行う。即ち光学ブロックサーボ回路１１に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとする光ピックアップ１のアクセス動作を実行させる。
その後、その指示されたデータ区間のデータをホスト機器１００に転送するために必要な動作制御を行う。即ちディスク９０からのデータ読出を行い、データ検出処理部５、エンコード／デコード部７における再生処理を実行させ、要求されたデータを転送する。
【００８４】
なお、図６の例では、ホスト機器１００に接続されるディスクドライブ装置として説明したが、ディスクドライブ装置としては他の機器に接続されない形態もあり得る。その場合は、操作部や表示部が設けられたり、データ入出力のインターフェース部位の構成が、図６とは異なるものとなる。つまり、ユーザーの操作に応じて記録や再生が行われるとともに、各種データの入出力のための端子部が形成されればよい。もちろんディスクドライブ装置の構成例としては他にも多様に考えられる。
【００８５】
［２−２．高密度記録化］
上記図６に示すディスクドライブ装置が対応する光ディスクは、前述のように、ＢＤフォーマットによるものとなる。
現行におけるＢＤフォーマットで規定されている記録再生条件（正規記録再生条件）では、１層あたりの記録容量については２５ＧＢとされているが、ＢＤフォーマット自体は現行と同じとしたうえで、記録再生条件について正規とは異なる条件（拡張記録再生条件）を設定することにより、さらなる高密度記録を実現することが検討されている。
一例としては、線速度の記録再生条件を正規よりも低下させる。これにより、記録パターンの周期、つまり物理的マーク長を短くするという手法を採る。これにより、１層あたりの記録容量を例えば３０ＧＢ〜３３ＧＢ程度にまで拡大できる。
【００８６】
ここで、光記録再生装置の再生特性はレーザの波長λ[nm]と光学ピックアップの開口率ＮＡ (Numerical Aperture)によって決定される。
この再生特性には回折限界Ｓｃが存在し、Ｓｃ[1/m]＝２×ＮＡ／λで決定される空間周波数以上の再生波形を読み出すことができないものとされている。ただし、この式における回折限界の単位は空間周波数であるので、実際の光学系が読み出すことができる回折限界周波数ｆｃはディスクの線速度ｖ[m/sec]を乗算してｆｃ＝Ｓｃ×ｖで求めることになる。
【００８７】
再生周波数を、データ転送ビットレートに対応するチャンネル周波数（ｆｓ）で規格化(正規化)した光学再生特性は図７に示すＭＴＦ(Modulation Transfer Function)により表される。
現在の１層当たり２５ＧＢ容量のＢＤフォーマットでは、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５とされたうえで、ｖ＝４．９１７ [m/sec]により２Ｔの物理長（最短マーク長）=149nmとなる。また、データ転送ビットレートｆｓ＝６６[MHz]であるので、データビットレート対回折限界周波数、即ち規格化回折限界周波数はｆｃ／ｆｓ＝０．３１３となる。
【００８８】
ＢＤでは最短波長が２ＴのＲＬＬ（１−７）ＰＰ符号で変調を行ったデータとして、２Ｔが最短波長となる（最短記録マーク）。この最短波長（２Ｔ）の規格化周波数は、1/2*2＝0.2となる。
この場合、２Ｔの規格化周波数は記録データ量を２５ＧＢとしたときの規格化回折限界周波数に対し0.05程度にまで低い周波数となっている。これは、充分に２Ｔデータを再生可能であることを意味している。
【００８９】
次に、同じＢＤフォーマットのもと、同じチャンネル周波数でさらなる高密度記録を行うものとし、このために線速度を低下させて記録する場合を考える。
そこで、規格化回折限界周波数が規格化２Ｔ周波数と一致する記録データ量を求めると、これは、図９において二点鎖線により示す３１．２５ＧＢとなる。
そのうえで、３０ＧＢの記録データ容量が得られるようにして線速度を低下させた場合には、その規格化回折限界周波数は、規格化２Ｔ周波数よりは大きいものの、正規の２５ＧＢの場合と比較すれば、小さくなる。
さらに、例えば３２ＧＢや３３ＧＢのデータサイズの記録データ量に対応して線速度を低下させたとすれば、これらの規格化回折限界周波数は、規格化２Ｔ周波数より小さくなる。
【００９０】
上記した３２ＧＢ、３３ＧＢの記録データ量に対応する特性は、先の説明に従えば、最短波長の再生データが得られないことになる。
しかし、実際には、高密度記録データを再生する方法として、ＰＲＭＬなどの信号処理を用いれば、回折限界周波数が２Ｔ周波数(0.25)より小さくなる場合でも、最短波長（２Ｔ）のデータを再生できることが知られている。
本実施形態のディスクドライブ装置は、前述したように、データ検出処理部５においてＰＲＭＬ検出方式によりデコードデータを得るようにされている。従って、本実施形態のディスクドライブ装置は、現行のＢＤフォーマットにそのまま対応した１層あたり２５ＧＢの記録を行うように構成可能なのはもちろんのこと、２５ＧＢよりも大きなデータ量を記録可能に構成することも可能であることになる。
【００９１】
なお、上記図９に示した特性を、規格化２Ｔ周波数と規格化回折限界周波数との関係からみた場合には、
２Ｔ空間周波数／回折限界空間周波数・・・（式３）
として表すことができる。
２Ｔ空間周波数は、２Ｔの物理マーク長をMとして、
1/M*2*1000000000本/m・・・(式４)
の演算により求めることができる。２Ｔの物理マーク長Mは、記録データ量に応じて決まる線速度(m/s)に応じて一義的に求めることができる。回折限界空間周波数＝Ｓｃである。
或る記録データ量に対応して得られる２Ｔ空間周波数／回折限界空間周波数が１より小さければ、その回折限界周波数が基準の２Ｔ周波数よりも大きいことになる。逆に２Ｔ空間周波数／回折限界空間周波数が１より大きければ、その回折限界周波数が基準の２Ｔ周波数よりも小さいことになる。
ちなみに、２Ｔ空間周波数／回折限界空間周波数の値は、
規格化２Ｔ周波数(0.25)／規格化回折限界周波数・・・(式５)
とほぼ一致する値となる。
【００９２】
参考として、３０ＧＢの記録データ容量に対応する記録再生条件としての線速度v=4.0975であり、これに応じて、最短マーク長M=124.97nmとなる。２Ｔ空間周波数／回折限界空間周波数の値は、(1/124.97*2*1000000000) / 4.198E+06 = 0.95838となる。この２Ｔ空間周波数／回折限界空間周波数の値は、例えば0．95以上との条件を満たしているといえる。
なお、上記の例では、正規よりも線速度を低下させることで高記録密度を実現することとしているが、チャンネル周波数としての記録再生条件を高く変更することによってもマーク長は短くなり、高記録密度化を実現できる。
【００９３】
ここで、例えば本実施形態のＰＬＬ測定部６０を備えないディスクドライブ装置の場合、光ディスクの再生に際して再生信号の評価を行うこととすれば、例えばエンコード／デコード部７にて得られるエラーレートなどを用いることになる。しかし、例えばエラーレートが低くなる原因の１つとして、例えばＰＬＬ回路が収束過程にあり、充分に収束していない状況も挙げることができる。
例えばディスクドライブ装置が、ＰＬＬ回路がロック状態に収束していることを前提にして測定したエラーレートを利用して何らかの制御を実行するものとする。しかし、ＰＬＬ測定部６０を備えないディスクドライブ装置の場合には、ＰＬＬ回路がロック状態に収束しているか否かを判断することができない。このため、実際には、ＰＬＬ回路が収束していない状態で測定したエラーレートを上記の制御に利用してしまうことになり、この場合には、適切な制御に応じた動作が得られない可能性がある。
【００９４】
これに対し、ＰＬＬ測定部６０を備える本実施形態のディスクドライブ装置であれば、ＰＬＬ測定部６０が出力する収束判定結果（収束フラグfc(k)）により、現在においてＰＬＬ回路が収束した状態にあるか否かを認識できることになる。従って、例えばエラーレートに基づいた制御に際しては、収束フラグfc(k)に基づいて、ＰＬＬ回路が収束していると判断した場合にのみ、エラーレートを有意なものとして扱って制御を実行するように構成することができる。これにより、適切な制御動作が確保できる。
【００９５】
ここで、上記のＰＬＬ測定部６０の測定結果の利用態様は一例である。
本実施形態のＰＬＬ測定部６０からは、収束判定結果（収束フラグfc(k)）とともに、収束時間cnv_timeも測定して出力できる。ディスクドライブ装置は、収束時間cnv_timeも利用してしかるべき制御、処理を実行できる。１つには、収束時間cnv_timeを、キャリブレーションといわれる、再生開始時のパラメータ設定に用いることができる。例えば、収束時間cnv_timeは短いほど光ディスクからの信号の読み出しは良好であると評価できる。そこで、収束時間cnv_timeが最短となるようにしてパラメータを設定することで、最良の再生条件を得ることができる。
また、ディスクドライブ装置が、どのようなＰＬＬ測定部６０の測定結果をどのような制御、処理に用いるのかについても、他に多様に考えることができる。
また、先のエラーレートの例では、ＰＬＬ測定部６０による収束判定結果が得られた後に、エラーレートを制御に利用するものとなっている。つまり、時間的には、先にＰＬＬ測定部６０の測定結果を用い、この後に、エラーレートなどのＰＬＬ測定部６０以外による評価値を用いるものとしている。これ以外にも、例えばＰＬＬ測定部６０の測定結果と、これ以外の測定結果を同時的に利用するような評価処理、制御も考えることができる。また、ＰＬＬ測定部６０の測定結果は時間的に後で用い、先にＰＬＬ測定部６０以外で得られた測定値、評価値などを利用する処理、制御も考えられる。
【００９６】
また、本実施形態のディスクドライブは、先に述べたように、ＢＤフォーマットとして、現行の２５ＧＢの記録容量に対応した記録再生が可能なだけではなく、現行のＢＤフォーマットのままで、例えば線速度やチャンネル周波数などを変更することにより、２５ＧＢよりも大きな記録容量による記録再生が可能とされている。
ＰＬＬ測定部６０は、正規記録再生条件に対応する記録容量（２５ＧＢ）、また、拡張記録再生条件に対応する、正規よりも大きな記録容量の何れによる記録再生にも有用である。しかし、実際のこととして、記録容量を大きくしていく（即ちマーク長が短くなる）ほど再生信号を検出しにくくなる。その分、ＰＬＬ回路もロック状態に収束しにくくなり、また、安定して収束する状態を維持しにくくなる。この点からすれば、ディスクドライブ装置について記録容量が大きく設定されるほど、ＰＬＬ測定部６０を備えることの利点は大きくなる。
【００９７】
また、図１においては測定対象のＰＬＬ回路としてＩＴＲ型ＰＬＬ回路５０を示しているが、測定対象となるＰＬＬ回路の方式については特に限定されるものではない。
【００９８】
また、図１〜図５では、ＰＬＬ測定部６０は、測定結果として、収束判定結果（収束フラグfc(k)）、及び収束時間cnv_timeの２つを出力できる構成を採るものとして説明した。しかし、基本としては収束判定結果（収束フラグfc(k)）のみを出力できるように構成されればよい。
また、収束判定結果（収束フラグfc(k)）を得るのにあたっては、図３にて示したように、位相誤差移動平均Avr(k)と位相誤差分散Var(k)との２つの評価値を使用しているが、基本的には、位相誤差移動平均Avr(k)のみを閾値と比較した結果に基づき、収束判定結果を得るように構成してよい。
【００９９】
また、先にも述べたように、本実施形態のＰＬＬ測定部６０は、その基本構成として、ＰＬＬ測定装置単体として構成できる。このような単体のＰＬＬ測定装置は、例えばＰＬＬ回路の設計、試験などにおいて、その性能を知るために利用することができる。また、製造時における検査、調整などにも利用できる。
【０１００】
また、本実施形態のＰＬＬ測定部６０を備えて機器、装置を構成する場合においても、その装置としては、ＰＬＬ回路を備えるものである限り、図６に示したディスクドライブ装置以に限定されるものではない。例えば、ＢＤフォーマット以外に対応するディスクドライブ装置とされてもよい。また、光ディスク以外の記録媒体に対応する再生装置、また、通信機器、放送などの受信装置にも適用できる。
【０１０１】
ＰＬＬ測定部６０としての構成は、例えばハードウェアによっても構成できるし、また、ＤＳＰ(Digital signal Processor)に与えるプログラム、インストラクションにより実現できる。また、このようなプログラムは、例えばリムーバブルの記録媒体に記憶させて保存しておく、或いは、ネットワーク上のサーバなどに保存しておくことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  光ピックアップ、５  データ検出処理部、７  エンコード／デコード部、１０  システムコントローラ、１３  レーザドライバ、５１  Ａ／Ｄ変換器、５２  位相補間部、５３  位相誤差検出部、５４  ループフィルタ、５５  ＮＣＯ、９０  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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