(57)【要約】【課題】  PRML信号方式に適応した高速周波数引き込み、位相引き込みが可能となるPLL回路を搭載し、アナログ部品の特性を考慮した回路構成のデジタルデータ再生装置を提供する。【解決手段】  光記録媒体からデジタルデータを復調するデジタルデータ再生装置において、同期パターン長、同期パターン周期を検出し、発振部の発振周波数と該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力する第一の周波数引き込み部と、高速引き込みを実現するために、ウォブルクロックと、再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力する第二の周波数引き込み部、位相比較部の位相誤差とを切り替え、ループフィルタに出力するためのスイッチ部で切り替え、高速引き込みを可能にし、再生クロックを生成し、多ビットのデジタルデータを出力し、PRML回路でデータを再生する。【選択図】  図１
2006107659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに情報を記録または再生する光ディスク装置であって、
ディスクの周期的に蛇行している記録案内溝ウォブルに対応したウォブル信号を抽出し、この信号に同期した2値化信号として、ウォブルクロックを出力するウォブル信号処理部と、
該光ディスクから再生した信号を再生チャネルクロックに基づいて標本化するアナログデジタル変換部と、
該アナログデジタル変換部により標本化された標本化再生信号のオフセットを補正する、オフセット補正部と、
該位相比較器で得られた位相誤差出力を積分し、平滑化するための、ループフィルタ部と、
該オフセット補正部により得られた再生信号と、再生チャネルクロックの位相を比較し、ゼロクロスの前後の標本化信号より、該ループフィルタに位相誤差を出力するための、位相比較部と、
該ループフィルタの出力値により、発振周波数が変化する発振部と、
該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に近づけるため、該再生信号の符号ビット情報により、同期パターン長、同期パターン周期を検出し、該発振部の発振周波数と該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第一の周波数引き込み部と、
該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に、高速に近づけるため、該ウォブル信号処理部のウォブルクロックと、該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第二の周波数引き込み部と、
該第一の周波数引き込み部の周波数誤差と、該第二の周波数引き込み部周波数誤差と、該位相比較部の位相誤差とを切り替え、ループフィルタに出力するためのスイッチ部を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１において、
該ウォブル信号処理部のウォブルクロックは、1/n（nは、正の整数）に分周でき、1/nウォブルクロックを出力し、
該第二の周波数引き込み部は、該1/nウォブルクロックを基準周波数として、該再生チャネルクロックを基準周波数のn倍に周波数同期させることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１において、
該第二の周波数引き込み部は、高速に周波数引き込みを行い、周波数引き込みが完了したことを示す信号を出力する、周波数引き込み完了出力部を有し、
該切り替えスイッチは、周波数引き込み完了信号により、該周波数引き込みを行なっているときには、周波数誤差を出力し、周波数引き込みが完了した後は、位相誤差出力をループフィルタに出力することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項３において、
該第一の周波数引き込み部は、該第二の周波数引き込み部が、該スイッチにより、周波数誤差をループフィルタに出力している時、また位相誤差をループフィルタに出力している時にも、再生信号に含まれる同期パターン長、周期を検出しており、
位相誤差をループフィルタに出力している時に、同期パターン長が取れなくなった場合に、該スイッチにより、位相誤差ではなく該第二周波数引き込み部の周波数誤差出力をループフィルタに出力することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクから信号を再生する装置に関し、特にPLL（Phase-Locked  Loop）等の位相同期ループを用いて、同期クロック信号と多値化された信号を抽出し、PRML（Partial Response Maximum Likelihood）回路で、信号再生することが可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ディスク再生装置では、多ビットのデジタル信号に標本化し、パーシャルレスポンス方式と最尤復号方式(マキシマムライクリフッド)の一つであるビタビ復号器を組み合わせたPRML（Partial Response Maximum Likelihood）信号方式が提案されている。このPRML信号方式は、線記録方向の記録密度の増加に伴い、意図的に波形干渉を付加することにより、高域成分を必要としない再生系を実現し、波形干渉を考慮した確率計算により、再生データの品質を向上させる方式である（特許文献１参照）。特許文献１では、従来例として、再生クロックと再生デジタル信号と同期可能となる領域まで周波数制御を行なうように、VCOを制御するいわゆるワイドキャプチャ方式が記載されている。１フレーム以上の特定期間における同期パターン長を検出するとともに、同期パターンの周期を検出し、再生クロックの周波数制御を行なう為の周波数誤差量を検出する。
【特許文献１】特開２００３-３６６１２号公報  （第３頁、第４頁、第１９頁図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
第一に、特許文献１の従来例のワイドキャプチャ方式では、周波数ロックするまでの時間が長いという問題がある。
【０００４】
ここで、ＣＤの場合、５８８Ｔに１回出現する「１１Ｔ＋１１Ｔ」パターンが同期パターンであり、ＤＶＤの場合、１４８８Ｔに1回出現する「１４Ｔ＋４Ｔ」が同期パターンである。
【０００５】
これらのパターンを検出し、同期パターンの長さまたは、同期パターンの周期を計測すれば、周波数誤差が検出できる。しかし、このパターンを検出する場合、同期パターンの周期（１シンクフレーム）毎に、周波数が一致しているかどうかの判定を行なう。周波数誤差は、再生データの有するクロックよりも、ＶＣＯの周波数が早いか遅いかを示す。この信号がループフィルタ、Ｄ／Ａを介して、ＶＣＯを制御することになる。
【０００６】
例えば、DVDカメラで取った画像を直ぐに再生して見たい場合に、再生時に1秒でも早く再生したという要求がある。また、光ディスク装置の最大の特徴は、ランダムアクセスであるため、高速シーク時に、PLLの同期引き込みを早くする必要がある。
【０００７】
特許文献１に示される方式では、Ａ／Ｄが入力段に１個、Ｄ／Ａが周波数制御用と、位相制御用に２個使われている。ＬＳＩに内蔵する場合、アナログ部品は回路規模がロジック回路に比較し、大幅に面積が大きくなる。特に高性能のアナログ部品は特に大きくなる。部品面積は、直接ＬＳＩの大きさを決め、ＬＳＩのコストに影響する。また、消費電力も大きくなる。
【０００８】
現時点で、16倍速のDVD-RAM方式が検討されているが、この場合のチャネルクロックは、466.88MHz（1倍速29.18MHz）である。アナログ部品のうち、AD変換器は、構成上、比較的高速動作可能であるが、DA変換器は高速化が困難である。特に、16倍速のDVD-RAM方式のチャネルビット周波数に同期した再生クロックで動作する、一般的にLSIに内蔵できるDA変換器はない。また、DA変換器の動作クロックは、16倍速のDVD-RAM方式の場合は1/2クロックでも困難である。
【０００９】
第二に、ＬＳＩに内蔵する場合に低コスト化のために回路規模、消費電力をできるだけ小さくし、LSIプロセス、アナログ部品の特性を考慮した回路構成にしなければならないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、PRML信号方式に適応した高速周波数引き込み、位相引き込みが可能となるPLL回路を搭載し、LSIの低コスト化、消費電力削減、アナログ部品の特性を考慮した回路構成のデジタルデータ再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、ディスクの周期的に蛇行している記録案内溝ウォブルに対応したウォブル信号を抽出し、この信号に同期した2値化信号として、ウォブルクロックを出力するウォブル信号処理部と、該光ディスクから再生した信号を再生チャネルクロックに基づいて標本化するアナログデジタル変換部と、該アナログデジタル変換部により標本化された標本化再生信号のオフセットを補正する、オフセット補正部と、該位相比較器で得られた位相誤差出力を積分し、平滑化するための、ループフィルタ部と、該オフセット補正部により得られた再生信号と、再生チャネルクロックの位相を比較し、ゼロクロスの前後の標本化信号より、該ループフィルタに位相誤差を出力するための、位相比較部と、該ループフィルタの出力値により、発振周波数が変化する発振部と、該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に近づけるため、再生信号の同期パターン長、同期パターン周期を検出し、該発振部の発振周波数と該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第一の周波数引き込み部と、該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に、高速に近づけるため、該ウォブル信号処理部のウォブルクロックと、該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第二の周波数引き込み部と、該第一の周波数引き込み部の周波数誤差と、該第二の周波数引き込み部周波数誤差と、該位相比較部の位相誤差とを切り替え、ループフィルタに出力するためのスイッチ部とを有することを特徴とする光ディスク装置により、解決できる。
【発明の効果】
【００１２】
光ディスク媒体に記録されたデジタルデータの再生性能を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
1.第一の実施例
図１は本発明の光ディスク装置の一実施形態を示す第一の実施例のブロック図である。ここで、１はプリピット部とデータ部が交互に配置されたDVD-RAM等の光ディスク、２はスピンドルモータ、３は光ヘッド（PU）、４はI/V変換器、５はWobble処理部、６はRFデータ処理部、７はHPF、８はA/D変換器、９は電流制御発振部(ICO)、１０はチャネルビットレートの1/nのクロックで動作するPLL部、１１は復調信号処理部、１２は制御部、１３はホスト、５１はクリスタル発振部(X'tal)、５２はWobbleクロックまたはX'talクロックを1/n分周する1/n分周部、６１はオートゲインコントロール（AGC）部、６２はハイパスフィルタ（HPF）部、６３はイコライザ（EQ）部、１０１はデータシリアルパラレル変換部、１０２はオフセット補正部、１０３０は第一のワイドキャプチャ部、１０３１は第二のワイドキャプチャ部、１０４は位相比較器、１０５は位相同期ループまたは周波数同期ループを切り替えるためのスイッチ部、１０６はループフィルタ部、１０７はD/A変換器をそれぞれ表わす。
【００１４】
光ディスク１はスピンドルモータ２に保持されて回転しており、光ヘッド３は、情報の記録または再生を行うレーザ光を発光する半導体レーザと、半導体レーザからの光をディスク面上に光スポットとして形成する光学系と、光ディスク１からの反射光を用いて情報の再生および自動焦点およびトラック追跡などの光点制御を行うための光検出器とから構成され、光ディスク１上に情報の記録を行い、また光ディスク１上の情報の再生を行う。光ディスク装置は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等のホストコンピュータ（以下「ホスト１３」と称す）に接続されており、ホスト１３からの命令や情報データを、マイコン等から構成される制御部１２を通して情報の記録、再生およびシーク動作（目的のトラックにヘッドを移動する）を実行する。
【００１５】
次に再生処理の動作を説明する。ホスト１３から、制御部１２に対して再生開始指示を行い、光ヘッド３からの信号を受け、I/V変換器４は、電流電圧変換した再生信号を、ウォブル処理部５及びRFデータ処理部６に出力する。
【００１６】
Wobble信号処理部５では、ディスクの周期的に蛇行している記録案内溝ウォブルに対応したウォブル信号を抽出し、この信号に同期した2値化信号として、ウォブルクロックを出力する。また、クリスタル発振部(X'tal) ５１のクロックを1/n分周したクロックを生成することが可能である。
【００１７】
RFデータ処理部６は、オートゲインコントロール（AGC）６１、ハイパスフィルタ（HPF）６２、イコライザ（EQ）６３等からなる。AGC６１は、I/V変換器４からの信号の振幅を一定になるようにゲインコントロールする。HPF６２は、再生信号に含まれている低周波のDC変動を無くすために設けている。DVD-RAMの場合は、ヘッダー部のアドレスを再生するため、ヘッダー部のDC変動を少なくする必要があり、HPFのカットオフ周波数を高く切り替えるカットオフ周波数（Fc）調整部を設けている。カットオフ周波数は数kHzから数十kHzである。傷通過後のDCレベルが正常に復帰するカットオフ周波数に設定する。
【００１８】
EQ部６３は、光学特性による高域成分の減衰を補正する。また、PRML方式では、複数ビットへの影響の度合いは、PRクラスにより決められた値に設定され、ビット相互の干渉の度合いが制御される。例えば、PR（１、２、２、１）を使用する場合には、PR（１、２、２、１）の周波数特性に近くなるようにEQ６３の特性を補正する。PR（１、２、２、１）を使い、８−１６変調されたDVDデータの場合は、後述するA/D変換器により、サンプリングされた出力は、０、１、３、５、６の5値の中間値のみが取りうる値となる。
【００１９】
ここで、A/D変換器８の入力波形について説明する。
【００２０】
A/D変換器８には、RFデータ処理部６より、A/D変換器８の入力レンジに合わせた信号が入力される。例えば、A/D変換器８の標準入力は、入力レンジの1/2〜3/4程度とする。
【００２１】
図２(a)は、PR(1、２、２、１) 波形３Ｔ〜７Ｔ信号を示す。ここで、例えば４Ｔ信号とは、ディスクに書かれたビット列が００００１１１１００００１１１１・・・を繰り返す信号である。この信号をPR（１、２、２、１）を通したとき、１１１１の部分は、下記のように１２２１が順番に出力され、足された信号となる。すなわち、
０１２２１
００１２２１
０００１２２１
００００１２２１  の和となり、
０１３５６５３１０・・・となる。このように０、１、３、５、６の5値のみが取りうる値となる。復調信号処理部１２内のビタビ複合器には、このように等価された信号を入力する必要がある。等価は、RFデータ処理部６のEQ６３でも、良いし、復調信号処理部１１内で行っても良い。DVD規格で採用される8-16変調方式では、3Tから14Tの信号が、アナログフロントエンド部（AFE）からADCに入力される。図２(a)では、DC中心は、３である。この中心値３がA/D変換器出力の中心ゼロになるように、RFデータ処理部６からA/D変換器に差動入力される。
【００２２】
図２(b)にA/D変換器の出力振幅波形（４T信号を入力時）を示す。
【００２３】
PLLにより、チャネルクロックが生成され、A/D変換器８は、チャネルクロックで再生データがサンプリングされる。サンプリングポイントは、図２(a)で示した０、１、３、５、６の間の値を取る。図２(b)では、０〜６の中心DC３をA/D変換器出力の0(ゼロ)とし、3以上を＋、３以下を-の数値として、表現している。
【００２４】
図２(a)で示した０、１、３、５、６の間の値を取る理由は、位相比較器により、正負の切り替わり点前後の振幅差を0にするようにDPLLがクロックの位相を制御するためである。●印が再生データのチャネル周波数のクロック（以下チャネルクロックと記す）でサンプリングされたデータを示す。
【００２５】
A/D変換器の中心入力DC値は、出力では０となる。この0(ゼロ)中心に、A/D変換器の入力レンジを考慮し、A/Dへの標準入力を決める。A/D変換器が7bitの場合は、A/D出力は、２の補数で表現すると、-64〜＋64までの値をとる。
【００２６】
PLL回路１０は、RFデータ処理部６を経たRF信号から、アドレスデータ、ユーザデータを再生するための、再生クロックを生成する。ここでいう再生クロックとは、A/D変換器８のデータをサンプリングするチャネルビットレートのクロック（CK）とPLL１０内のデジタル回路を動作させるチャネルビットレートの1/nクロックである。チャネルビットレートクロック（CK）は、データをシリアルパラレル変換部１０１により、チャネルビットレートのシリアルデータから、ｎ個のパラレルデータに変換する際にも使用する。図３にn=4のときのシリアルパラレル変換の構成概要を示す。
【００２７】
再生信号は、HPF７でオフセットを軽減し、A/D変換器８にて多ビットのデジタル信号に標本化され、オフセット補正回路さらにオフセットを軽減し、復調信号処理部１１にて、再生される。復調信号処理部１１は、パーシャルレスポンス方式と最尤復号方式(マキシマムライクリフッド)の一つであるビタビ復号器を組み合わせたPRML信号方式で再生される。
【００２８】
PRML信号方式は、標本化された多ビットのデジタル信号値がビタビ復号で意味を持つため、再生クロックの位相と再生信号が有するクロック成分の位相が同期することが重要となる。また、傷やノイズ等の外乱により、PLL部１０のロックがはずれず、安定して再生クロックを出力することが必要である。
【００２９】
RFデータ処理部で傷を検出できなかった場合でも、傷を検出し(図示せず)、PLL部10のロックが外れないように、位相比較器の出力を0にし、ループフィルタ１０６の積分器、オフセット補正部102の積分器の出力をホールドし、ICO部9の発振周波数をホールドする。
【００３０】
再生クロックを生成するPLL回路１０は、DA変換器１０7により、デジタル値により発振器の周波数を制御するデジタルPLLである。オフセット補正部１０２により、オフセット補正された信号は、位相比較器１０４によりゼロクロス点前後の位相誤差を抽出し、ループフィルタ１０６にてノイズを除去し、DA変換器１０7を介して、ICO９を発振させ、A/D変換器の標本化クロック及びデータ再生用1/nクロックを生成する。
【００３１】
ここで、オフセット補正部１０２について説明する。オフセット補正は、PLL回路にとって、重要な意味を持つ。入力信号にオフセットがある場合は、位相誤差信号が正しく出力されずに、最悪ロックしなくなる。また、後述するワイドキャプチャで使用する同期信号の検出もできないため、周波数ロックもできなくなる。DCオフセットを極力なくすために、オフセット補正部１０２は必要である。オフセット補正部１０２は、デューティーフィードバック（DFB）とも呼ぶ。IIRフィルタの出力である積分信号をD/A変換器の出力から減算し、次段の復調信号処理部１１及び位相比較器１０４に出力する。オフセット補正部１０２について説明する。オフセット補正部１０２により、A/D変換器に入力された信号は、DSV（Digital Sum Value）が０になるようにオフセット補正される。DVD-RAMのデータは8-16変調されており、連続する０あるいは１が3個以上14個以下に規制されたデータを、理想的な装置で再生すると、再生信号のDC平均値が、一定の範囲内で常に一定になる。このような信号をここではDCフリーの信号と呼ぶ。さらに具体的に述べると、DCフリーとは、再生信号の中心値より大きい場合（＋）、小さい場合（−）とし、これらを一定期間足し合わせると、DSVが0になることである。
【００３２】
次に位相比較器１０４について説明する。
【００３３】
A/D変換器１０６の出力について、1クロック遅延させた符号ビットと符号ビットなしのデータを乗算結果から、符号ビットと1クロック遅延させた符号ビットなしのデータの乗算結果を減算することによって、位相誤差を振幅誤差として表すことができる(図2(b))。
【００３４】
この演算が、チャネルクロック間で行なえれば良い。チャネルクロックが高速な場合は、チャネルクロック間で演算を行なうことは困難であるため、並列処理してもよい。
【００３５】
図２(b)にA/D変換器８の４T信号出力を示し、位相比較器の動作を示す。位相が再生データよりも遅れている場合は、位相比較器出力は負になる。一方、位相が再生データよりも進んでいる場合は、位相比較器出力は正になる。
【００３６】
次にPLL回路を高速化に対応し、1/nで動作させるための回路構成について説明する。まず、A/D変換器８は、チャネルクロックでデータをサンプリングする。A/D変換器８は、チャネルビットレートで動作する高速仕様を満たすことが必要である。パラレル変換部１０１で、サンプリングデータをシリアルデータから、n個のパラレルデータに変換する。パラレルデータに変換後、PLL構成要素を、チャネルビットレートの1/nクロックで動作させる。
【００３７】
チャネルビットレートの1/nクロックで動作させた場合、ｎの値により回路構成が変更となる構成要素は、ゼロクロス点の前後のデータが必要な位相比較器１０４とチャネルクロック毎のデータが必要なオフセット補正部１０２である。
【００３８】
一方、チャネルビットレートの1/nクロックで動作させた場合、ｎの値により回路構成の変更が必要ない回路部は、積分動作を行なうIIRフィルタを使用し、動作速度が遅いループフィルタ等の構成要素である。
【００３９】
チャネルクロックで標本化されたA/D変換器出力データを間引くことなく、位相比較器をn個使い、並列処理し、n個のデータを加算し、ラッチしてループフィルタに出力する。これにより、正確にゼロクロス点前後位相誤差を出力することができ、PLLループを安定に動作させることができる。
【００４０】
1/nクロックで動作させるために、注意する点は、以下の通りである。
【００４１】
1/nクロックで動作させるということは、チャネルクロックで動作していた1個のFFがn個に相当する。ｎが大きくなると、PLLループの応答性が悪くなったり、最悪ロックしなくなる。そのため、最高動作周波数、A/D変換器とD/A変換器のビット数、ICOの周波数感度等からPLLループの応答特性を考慮し、nを最大限大きくできる回路構成で設計を行なう。本発明によれば、ｎ以下であれば、nをホスト１３を介して制御することにより、数種類のクロックのいずれもが動作するPLL回路を作ることができる。
【００４２】
高速再生する場合に、1/nクロックを使用するので、消費電力を低減することができる。また、標本化データを間引いたりしないため、誤差が生じず、再生信号品質は低下しない。
【００４３】
次にワイドキャプチャについて説明する。
【００４４】
再生信号が有するクロック成分の周波数と、PLLによって生成される再生クロックの周波数が大きく異なっている場合、位相同期引き込みができない(ロックできない)可能性や異なる周波数に擬似ロックする。これを回避するために、ワイドキャプチャにより、PLLによって生成されるクロックを、再生信号が有するクロック成分の周波数に近づけ、周波数ロックした後、直ぐに位相ロックできるようにしている。
【００４５】
第一のワイドキャプチャ１０３０は、特許文献１の従来例のワイドキャプチャ方式に示すように同期パターンを検出する方式である。特許文献１の従来例について、詳細な記載はないが、下記のような方式で検出できると考えられる。
【００４６】
ここで、ＣＤの場合、５８８Ｔに１回出現する「１１Ｔ＋１１Ｔ」パターンが同期パターンであり、ＤＶＤの場合、１４８８Ｔに1回出現する「１４Ｔ＋４Ｔ」が同期パターンである。
【００４７】
これらのパターンを検出し、同期パターンの長さ、また同期パターンの周期を計測すれば、周波数誤差が検出できる。このパターンを検出する場合、同期パターンの周期（１シンクフレーム）毎に、周波数が一致しているかどうかの判定を行なう。周波数誤差は、再生データの有するクロックよりも、ＶＣＯの周波数が早いか遅いかを示す。この周波数誤差信号がループフィルタ１０６、Ｄ／Ａ１０７を介して、IＣＯ９を制御することになる。
【００４８】
図４に同期パターンを用いるワイドキャプチャの動作を示す。同期パターンの検出は、周波数制御を行っている場合、最初は周波数が一致していないため、精確に１シンクフレームをカウントできない。そのため、インターバル周期と呼ぶ周期を決め、その中で同期検出を行う。ロックイン回数として、インターバル回数を指定する。またロックアウト回数も指定する。図４(a)には、インターバル回数４、ロックアウト回数２を指定した場合の動作を示す。まず、同期パターンの長さのみを、インターバル回数毎に判定する。同期パターンは、RF信号に含まれるうちで最も長いパターンであるため、インターバル周期のうちの最長パターンを記憶し、インターバル回数中、最短パターンを同期信号とみなす。
【００４９】
チャネルクロック後に出力される周波数誤差出力の数値を、ホストから制御部を介し、設定しておく。例えば、２という整数値を設定しておいた場合、再生クロックが早い場合は、−２を出力する。再生クロックが遅い場合は、＋２を出力する。この値がスイッチ１０５を介し、ループフィルタ１０６に入力され、D/A１０７を介し、ICO９を制御する。信頼性をあげるためのロックイン機能、ロックアウト機能は、同期パターンの長さを用いる。
【００５０】
図４(b)に第一のワイドキャプチャのシーケンスを示す。DVDの場合、同期パターンの長さ１４Tが検出でき、ロックインした後に、同期パターン周期を検出し、周波数誤差を出力する。同期パターン周期を検出することにより、再生クロックの周波数誤差を１％以内にすることが可能となる。
【００５１】
図５に第一のワイドキャプチャの構成図を示す。ADによってサンプリングされたデータのうちの符号ビットのみを使用する。符号ビットが、２値化された信号をしめす。ゼロクロス点を、スライスレベルとする。
【００５２】
第一のワイドキャプチャ１０３０が周波数誤差をループフィルタ１０６に出力するように周波数ループ、位相ループを選択するスイッチ１０５によって制御される。周波数を引き込んだ後（周波数ロック後）は、周波数を引き込んだことを示す信号により、スイッチ１０５は周波数誤差ではなく、位相誤差をループフィルタ１０６に出力する。
【００５３】
第二のワイドキャプチャ１０３１は、Wobble処理部で出力されたWobbleクロックまたはX'talクロックとPLLで生成されたチャネルクロックを比較する。高速動作する場合は、消費電力削減のために、1/nクロック同士を比較しても良い。基準周波数であるWobbleクロックにチャネルクロック周波数を一致させるように制御を行い、PLL１０を高速に周波数ロックさせる。
【００５４】
図１に示すように、第二のワイドキャプチャ１０３１が周波数誤差をループフィルタ１０６に出力するように、周波数ループ、位相ループを選択するスイッチ１０５によって制御される。周波数を引き込んだ後は、周波数を引き込んだことを示す信号により、スイッチ１０５は周波数誤差ではなく、位相誤差をループフィルタ１０６に出力する。周波数をロックさせた後に、位相比較器１０４にて位相ロックさせる。
【００５５】
第二のワイドキャプチャの概略図を図７に示す。図８に第二のワイドキャプチャのPLL回路における位置付けを示す。
再生クロックカウンタと、Wobbleクロック等の基準クロックとのカウント差を周波数誤差として、出力する。また、Wobbleクロックを分周したクロックを基準クロックとして使用することができる。例えば、Wobbleクロックを使用する場合は、１／４分周したWobbleクロックを使用する場合は、n=４なのでm=２５（＝１００／４）を設定する。Wobbleクロックを使用する場合は、n=１なのでm＝１００を設定する。
【００５６】
基準クロックカウンタは、mの値までカウントし、再生クロックの周波数が基準クロックよりも早いか遅いかの周波数評価を行う。再生クロックカウンタの値の差を周波数誤差をして出力する。±１％以内である場合は、周波数誤差出力は０出力となる。再生クロックが早い場合は、−の値を出力する。再生クロックが遅い場合は、＋の値を出力する。周波数差２〜１％の時に周波数誤差出力は、±１が出力され、周波数差３〜２％の時に周波数誤差出力は、±２が出力される。
【００５７】
信頼性を高めるために、ロックイン機能により、周波数誤差±１％以内が周波数評価時、所定回数続けば周波数ロックしたとみなす。また、ロックアウト機能により、ロック後所定回数、周波数誤差±１％が続かなかった場合にロックアウトしたとみなす。
【００５８】
周波数引き込みに、第一のワイドキャプチャまたは第二のワイドキャプチャを用いるかは、ホスト１３から制御部１２を介し、スイッチ１０５で制御する。
【００５９】
同期信号を使用する第一のワイドキャプチャは、Wobbleが存在しない光ディスクメディア（DVD-ROM,CD-ROM等）の場合に用いる。CAV再生のように内周から外周に向かって再生クロックの速度が速くなる再生方式で主に使用する。CLV再生で、内周から外周までの再生クロックが一定の場合は、あらかじめ第二のワイドキャプチャにより、X'talクロックを分周、またはてい倍したクロックで、再生クロックの周波数を引き込むようにする。CAV再生でも、アドレスがあらかじめわかっている場合には、X'talクロックを分周、またはてい倍したクロックを使用することが可能である。
【００６０】
Wobbleが存在する光ディスクメディア（DVD±R／RW、CD±R／RW等）は、第二のワイドキャプチャにより、Wobbleクロックで再生周波数を引き込む。ロックアウトした場合は、第一のワイドキャプチャの同期パターン長検出結果により、再度第二のワイドキャプチャによる周波数引き込みを使用する。
図６に第一、第二のワイドキャプチャを使用するオートウォブルシーケンスを示す。
第二のワイドキャプチャが動作しているとき、また周波数同期ループでなく位相同期ループが動作しているときは、第一のワイドキャプチャは、周波数誤差をループフィルタ１０６に出力してはいないが、同期信号の長さ、出現周期を常時検出している。そのため、あらかじめ設定された回数、同期信号の長さが１４Tでない場合に、PLL回路１０のロックが外れたという検出に用いる。例えば、DVDの場合、同期信号１４Tが１５Tになるということは、周波数が７％のずれたことになる。また、アナログ信号のオフセット変動が大きくなった場合等が考えられる。数回、同期信号が取れないということは異常のため、第二のワイドキャプチャにて再度周波数引き込みを行う。第一のワイドキャプチャよりも、第二のワイドキャプチャの方が周波数引き込み時間が早いため、高速引き込みが可能となる。第一のワイドキャプチャは、１シンクフレーム毎（DVD：１４８８チャネルクロック毎）に周波数評価を行っている。一方、第二のワイドキャプチャは、１００チャネルクロック毎に周波数評価を行っており、正確な周波数誤差量を出力できるため、第二のワイドキャプチャの方の周波数引き込みの方が第一のワイドキャプチャよりも格段に早い。
【００６１】
また、スイッチ１０５により、周波数同期ループ、位相同期ループを切り替えているため、特許文献１のようにループフィルタ、D/Aを２系統使用することなく、一系統とすることができ、回路素子の削減、LSIの低コスト化、消費電力削減が可能となる。
【００６２】
2.第二の実施例
次にDVD-RAM再生時の周波数引き込みについて説明する。
【００６３】
図９(a)にDVD-RAMのデータフォーマットとタイミング信号を示す。
【００６４】
図９(b)にDVD-RAMモードの時の第二のワイドキャプチャを使用した時のワイドキャプチャシーケンスを示す。
【００６５】
DVD-RAMは、あらかじめID部にアドレスが書かれている部分と、DVD-ROMと同じデータフォーマットの部分データ部が存在する。ID部でWobbleクロックに周波数を同期させ、データ部で再生データに位相を同期させる。または、データを再生しない場合は、Wobbleクロックに周波数を同期させ、データ部を再生する場合のみ再生データに位相を同期させることにより、信頼性の高いデータ再生を実現することができる。
【００６６】
DVD-RAMディスクを使用した場合でも、スイッチ１０５により、周波数同期ループ、位相同期ループを切り替えているため、特許文献１のようにループフィルタ、D/Aを２系統使用することなく、一系統とすることができ、回路素子の削減、LSIの低コスト化、消費電力削減が可能となる。
【００６７】
次に、ＤＶＤ−ＲＡＭ規格に規定されるＶＦＯ（Variable Frequency Oscillator）をキャプチャするＶＦＯワイドキャプチャの構成を図１０に示す。同図において、ＶＦＯ同期ワイドキャプチャは、ウォブルクロックに同期する周波数同期から、再生データに同期する位相同期に移行する場合に、キャプチャレンジを広げるために使用される。これにより、ウォブルクロックと再生データの周波数が1%以上離れている場合にも、位相を引き込むことができる。
【００６８】
ここで、ＤＶＤ−ＲＡＭのＶＦＯ期間は、４T-４Tの再生データが続く。つまりデータの「立ち上がりエッジ」から「立ち上がりエッジ」までが８Tのため、再生データの「立ち上がりエッジ」から「立ち上がりエッジ」の期間を測定し、８Tとの差を求める。８Tよりも長い期間の場合は、再生クロックが遅いため再生クロックを速くする値がループフィルタに出力され、８Tよりも短い期間の場合は、再生クロックが速いため再生クロックを遅くするの値がループフィルタに出力される。これにより周波数同期から位相同期に移行するときのキャプチャレンジを広げることができる。
【００６９】
なお、以上の実施例では、DVDディスクを例に挙げ説明したが、本発明の適用範囲はＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の装置に限られるものではなく、ＣＤ、ＡＯＤ、blu-rayディスク等の記録再生装置においても、同様のPLL方法を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の光ディスク装置の第一の実施例を示す図である。
【図２】PR(1,2,2,1)パターンの概略図である。
【図３】シリアルパラレル変換（1/4クロック使用）を示す図である。
【図４】第一の周波数引き込み部の動作、シーケンスを示す図である。
【図５】第一の周波数引き込み部の構成を示す図である。
【図６】第一と第二の周波数引き込み部のシーケンスを示す図である。
【図７】第二の周波数引き込み部を示す図である。
【図８】第二の周波数引き込み部の構成を示す図である。
【図９】DVD-RAMデータフォーマットと第二の周波数引き込み部のシーケンスを示す図である。
【図１０】VFO同期ワイドキャプチャの配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…光ディスク、２…スピンドルモータ、３…光ヘッド、４…I/V変換器、５…Wobble処理部、６…RFデータ処理部、７…A/D変換器、８…1/nクロック生成部、９…電流制御発振部(ICO)、１０…1/nクロックで動作するPLL部、１１…復調信号処理部、１２…制御部、１３…ホストコンピュータ、５１…クリスタル発振部(X'tal)、５２…1/n分周部、６１…オートゲインコントロール（AGC）部、６２…ハイパスフィルタ（HPF）部、６３…イコライザ（EQ）部、１０１…データシリアルパラレル変換部、１０２…オフセット補正部、１０３０…第一のワイドキャプチャ部、１０３０…第二のワイドキャプチャ部、１０４…位相比較器、１０５…位相同期ループまたは周波数同期ループを切り替えるためのスイッチ部、１０6…ループフィルタ部、１０7…D/A変換部。
【図１】
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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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【図８】
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【図１０】
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【図２】
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【図９】
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