(57)【要約】【課題】記録トラックの蛇行に同期したウォブルクロックを速やかに生成するウォブルクロック抽出方法、および、光ディスク装置、ＰＬＬ回路を提供する。【解決手段】ウォブルクロック抽出方法は、再生ステップと、駆動ステップと、予測ステップと、クロック抽出ステップとを具備する。再生ステップは、光ディスク上にスパイラル状に形成される記録トラックに光ビームを照射し、反射光に基づいて再生信号を生成する。この再生信号は、記録トラックの蛇行を示すウォブル信号を含む。駆動ステップは、ウォブル信号の周波数が所定の周波数値に近づくように光ディスクを回転駆動する。予測ステップは、ウォブル信号の不連続な変化を予測し、変化後の予測値を算出する。クロック抽出ステップは、予測値に基づいて、ウォブル信号に同期するウォブルクロックを生成する。【選択図】図６
2008004205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク上にスパイラル状に形成される記録トラックに光ビームを照射し、反射光に基づいて再生信号を生成する再生ステップと、前記再生信号は、前記記録トラックの蛇行を示すウォブル信号を含み、
前記ウォブル信号の周波数が所定の周波数値に近づくように前記光ディスクを回転駆動する駆動ステップと、
前記ウォブル信号の不連続な変化を予測し、変化後の予測値を算出する予測ステップと、
前記予測値に基づいて、前記ウォブル信号に同期するウォブルクロックを生成するクロック抽出ステップと
を具備する
ウォブルクロック抽出方法。
【請求項２】
前記光ビームの照射位置が前記光ディスクの半径方向の異なる位置に移動したことを検出する移動検出ステップをさらに具備し、
前記予測ステップは、移動検出ステップにより移動を検出したことが通知されたとき、移動前の前記ウォブルクロックの周波数と、移動後の前記ウォブルクロックの周波数との周波数比に基づいて、周波数変化率の予測値を算出する変化率予測値算出ステップを備え、
前記クロック抽出ステップは、前記周波数変化率の予測値に基づいて内部状態を変更するステップを備える
請求項１に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項３】
前記クロック抽出ステップは、
前記ウォブル信号と前記ウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号を出力する位相比較ステップと、
前記周波数変化率の予測値に基づいてループゲイン特性を変更し、前記位相差信号に基づいて周波数制御信号を生成する低域通過濾波ステップと、
前記周波数制御信号に基づいて前記ウォブルクロックを出力する可変周波数発振ステップと
を備え、
前記予測ステップは、予め設定される移動後の前記ウォブルクロックの周波数の目標値と前記周波数制御信号とに基づいて、前記周波数変化率の予測値を算出するステップを備える
請求項２に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項４】
前記低域通過濾波ステップは、
前記周波数制御信号を生成するときに算出される前記ウォブル信号の周波数変化率に相当する成分を変化率相当値として保持するステップと、
保持する前記変化率相当値を前記周波数変化率の予測値として使用するステップと
を含む
請求項３に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項５】
前記記録トラックは、複数のゾーンに分割され、前記ゾーン毎に１周当たりの前記記録トラックの蛇行波数は概ね一定値を示し、
前記所定の周波数値は、前記ゾーン毎に設定され、
前記予測ステップは、
前記光ビームが前記ゾーンの境界を通過する通過タイミングを予測する不連続点予測ステップと、
前記ゾーンの境界を通過した後の前記ウォブル信号の予測周波数を算出する周波数予測ステップと
を備え、
前記クロック抽出ステップは、前記通過タイミングに前記予測周波数に基づいて内部状態を変更するステップを備える
請求項１または請求項２に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項６】
前記不連続点予測ステップは、前記光ビームが照射される前記記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて前記通過タイミングを予測するステップを備え、前記アドレス情報は、前記再生信号に基づいて生成され、前記ゾーンの各々を識別する識別情報を含み、
前記周波数予測ステップは、
前記識別情報に基づいて、通過前の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値と、通過後の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値との周波数比を算出するステップと、
通過前の前記ウォブル信号の周波数を示す制御値と、前記周波数比とに基づいて、通過後の前記予測周波数を示す制御予測値を算出するステップと
を備える
請求項５に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項７】
前記クロック抽出ステップは、
前記ウォブル信号と前記ウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号を出力する位相比較ステップと、
前記通過タイミングと前記制御予測値とに基づいてループゲイン特性を変更し、前記位相差信号に基づいて前記制御値を示す周波数制御信号を生成する低域通過濾波ステップと、
前記周波数制御信号に基づいて前記ウォブルクロックを出力する可変周波数発振ステップと
を備え、
前記周波数予測ステップは、前記周波数制御信号に基づいて前記制御予測値を算出するステップを含む
請求項６に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項８】
前記予測ステップは、前記ゾーンの境界を通過した後の前記ウォブル信号の境界周波数変化率を予測する周波数変化率予測ステップをさらに備え、
前記クロック抽出ステップは、前記通過タイミング信号と前記境界周波数変化率とに基づいて内部状態を変更するステップを備える
請求項５から請求項７のいずれかに記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項９】
前記不連続点予測ステップは、前記光ビームが照射される前記記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて前記通過タイミングを予測するステップを備え、前記アドレス情報は、前記再生信号に基づいて生成され、前記ゾーンの各々を識別する識別情報を含み、
前記周波数変化率予測ステップは、
前記識別情報に基づいて、通過前の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値である通過前周波数設定値と、通過後の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値である通過後周波数設定値とを求めるステップと、
前記通過前周波数設定値と前記通過後周波数設定値とに基づいて算出される周波数比に基づいて、前記境界周波数変化率を算出するステップとを含む
請求項８に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項１０】
前記クロック抽出ステップは、
前記ウォブル信号と前記ウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号を出力する位相比較ステップと、
前記通過タイミング信号と前記境界周波数変化率とに基づいてループゲイン特性を変更し、前記位相差信号に基づいて周波数制御信号を生成する低域通過濾波ステップと、
前記周波数制御信号に基づいて前記ウォブルクロックを出力する可変周波数発振ステップと
を備える
請求項８または請求項９に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項１１】
前記低域通過濾波ステップは、
前記周波数制御信号を生成するときに算出される前記ウォブル信号の周波数変化率に相当する成分を変化率相当値として保持するステップと、
保持する前記変化率相当値を前記周波数変化率の予測値として切り換えて使用するステップとを含む
請求項１０に記載のウォブルクロック抽出方法。
【請求項１２】
光ディスク上にスパイラル状に形成される記録トラックに光ビームを照射し、反射光に基づいて再生信号を生成する再生部と、前記再生信号は、前記記録トラックの蛇行を示すウォブル信号を含み、
前記ウォブル信号の周波数が所定の周波数値に近づくように前記光ディスクを回転駆動する駆動部と、
前記ウォブル信号の不連続な変化を予測し、変化後の予測値を算出する予測部と、
前記予測値に基づいて、前記ウォブル信号に同期するウォブルクロックを生成するウォブルクロック抽出部と
を具備し、
前記ウォブルクロックに基づいて前記記録トラックに情報パターンを記録し、または、前記記録トラック上の情報パターンを再生する光ディスク装置。
【請求項１３】
前記光ビームの照射位置が前記光ディスクの半径方向の異なる位置に移動したとき、
前記予測部は、移動前の前記ウォブルクロックの周波数と、移動後の前記ウォブルクロックの周波数との周波数比に基づいて、周波数変化率の予測値を算出し、
前記ウォブルクロック抽出部は、前記周波数変化率の予測値に基づいて内部状態を変更し、前記ウォブル信号に同期するウォブルクロックを生成する
請求項１２に記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
前記ウォブルクロック抽出部は、
前記ウォブル信号と前記ウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号を出力する位相比較器と、
前記周波数変化率の予測値に基づいてループゲイン特性を変更し、前記位相差信号に基づいて周波数制御信号を生成する低域通過フィルタと、
前記周波数制御信号に基づいて前記ウォブルクロックを出力する可変周波数発振器と
を備え、
前記予測部は、移動後の予め設定されている前記可変周波数発振器の発振周波数の目標値と前記周波数制御信号とに基づいて、前記周波数変化率の予測値を算出して前記低域通過フィルタに出力する
請求項１３に記載の光ディスク装置。
【請求項１５】
前記低域通過フィルタは、前記周波数制御信号を生成するときに算出される前記ウォブル信号の周波数変化率に相当する成分を変化率相当値として保持し、前記変化率相当値を前記周波数変化率の予測値として使用する
請求項１４に記載の光ディスク装置。
【請求項１６】
前記低域通過フィルタは、積分フィルタと、不完全積分フィルタとを含み、
前記不完全積分フィルタの出力値を前記変化率相当値とする
請求項１５に記載の光ディスク装置。
【請求項１７】
前記記録トラックは、複数のゾーンに分割され、前記ゾーン毎に１周当たりの前記記録トラックの蛇行波数は概ね一定値を示し、
前記所定の周波数値は、前記ゾーン毎に設定され、
前記予測部は、
前記光ビームが前記ゾーンの境界を通過する通過タイミングを予測して通過タイミング信号を出力する不連続点予測回路と、
前記ゾーンの境界を通過した後の前記ウォブル信号の予測周波数を算出する周波数予測回路と
を備え、
前記ウォブルクロック抽出部は、前記通過タイミング信号と前記予測周波数とに基づいて内部状態を変更する
請求項１２または請求項１３に記載の光ディスク装置。
【請求項１８】
前記不連続点予測回路は、前記光ビームが照射される前記記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて前記通過タイミングを予測し、前記アドレス情報は、前記再生信号に基づいて生成され、前記ゾーンの各々を識別する識別情報を含み、
前記周波数予測回路は、前記識別情報に基づいて、通過前の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値と、通過後の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値との周波数比を算出し、通過前の前記ウォブル信号の周波数を示す制御値と、前記周波数比とに基づいて、通過後の前記予測周波数を示す制御予測値を算出して前記ウォブルクロック抽出部に出力する
請求項１７に記載の光ディスク装置。
【請求項１９】
前記ウォブルクロック抽出部は、
前記ウォブル信号と前記ウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相信号を出力する位相比較器と、
前記通過タイミング信号と前記制御予測値とに基づいてループゲイン特性を変更し、前記位相差信号に基づいて前記制御値を示す周波数制御信号を生成する低域通過フィルタと、
前記周波数制御信号に基づいて前記ウォブルクロックを出力する可変周波数発振器と
を備え、
前記周波数予測回路は、前記制御値を示す前記周波数制御信号に基づいて前記制御予測値を算出する
請求項１８に記載の光ディスク装置。
【請求項２０】
前記予測部は、前記ゾーンの境界を通過した後の前記ウォブル信号の境界周波数変化率を予測して前記ウォブルクロック抽出部に出力する周波数変化率予測回路をさらに備え、
前記ウォブルクロック抽出部は、前記通過タイミング信号と前記境界周波数変化率とに基づいて内部状態を変更する
請求項１７から請求項１９のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項２１】
前記不連続点予測回路は、前記光ビームが照射される前記記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて前記通過タイミングを予測し、前記アドレス情報は、前記再生信号に基づいて生成され、前記ゾーンの各々を識別する識別情報を含み、
前記周波数変化率予測回路は、前記識別情報に基づいて、通過前の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値である通過前周波数設定値と、通過後の前記ゾーンに設定される前記所定の周波数値である通過後周波数設定値との周波数比を算出し、前記周波数比に基づいて、前記境界周波数変化率を算出する
請求項２０に記載の光ディスク装置。
【請求項２２】
前記ウォブルクロック抽出部は、
前記ウォブル信号と前記ウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相信号を出力する位相比較器と、
前記通過タイミング信号と前記境界周波数変化率とに基づいてループゲイン特性を変更し、前記位相差信号に基づいて周波数制御信号を生成する低域通過フィルタと、
前記周波数制御信号に基づいて前記ウォブルクロックを出力する可変周波数発振器と
を備える
請求項２０または請求項２１に記載の光ディスク装置。
【請求項２３】
前記低域通過フィルタは、前記周波数制御信号を生成するときに算出される前記ウォブル信号の周波数変化率に相当する成分を変化率相当値として保持し、前記周波数変化率の予測値として前記変化率相当値を切り換えて使用する
請求項２２に記載の光ディスク装置。
【請求項２４】
前記低域通過フィルタは、積分フィルタと不完全積分フィルタとを有し、
前記変化率相当値は、前記不完全積分フィルタの出力値である
請求項２３に記載の光ディスク装置。
【請求項２５】
記録トラックの蛇行を示すウォブル信号と、前記ウォブル信号に同期するように位相が制御されるウォブルクロックとの位相差を検出して位相差信号に変換する位相比較器と、
指示される前記ウォブル信号の周波数変化率に基づいて前記位相差信号を周波数制御信号に変換する低域通過フィルタと、
前記周波数制御信号に基づいて前記ウォブルクロックを出力する可変周波数発振器と
を具備し、
さらに、前記低域通過フィルタは、前記位相差信号に基づいて前記周波数変化率に相当する変化率推定値を算出して保持し、
設定トリガ信号に応答して、前記周波数変化率の代わりに保持する前記変化率推定値に基づいて前記周波数制御信号を算出する
ＰＬＬ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置および記録トラックの蛇行を示すウォブル信号に同期するウォブルクロックを抽出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の光ディスクとして記録型ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）が広く普及している。記録型ＤＶＤでは、情報パターンを記録するためのトラックとして、ディスクの記録面にスパイラル状のグルーブが刻まれている。ＤＶＤ−Ｒディスクの場合、このグルーブは、ウォブル信号にしたがって、わずかに蛇行するように形成されている。ＤＶＤ用の記録再生装置は、光ヘッドから出射された光ビームが記録トラックにあたるグルーブ上に集光するように光ヘッドの位置を制御する。グルーブは一定の空間周波数で蛇行しているため、この蛇行周波数に基づいて記録を行うことで、情報パターンを一定の線密度で形成することができる。
【０００３】
ＤＶＤ−Ｒディスクでは、アドレス情報を含むディジタル情報が、グルーブの蛇行と別に、グルーブ間にエンボスパターンとして設けられたプリピットによって表されている。ディスク上の特定のアドレスにデータを記録する場合、プリピットの情報をデコードして記録開始位置の制御が行われる。
【０００４】
ディスク上の位置を示すアドレス情報は、ＤＶＤ−Ｒのようにプリピットを用いて表す方法の他に、ＤＶＤ＋Ｒのようにグルーブの蛇行位相を変調させることによって表す方法がある。ＤＶＤ＋Ｒに使われるウォブル信号は、位相変調が施され、アドレスを含むディジタル情報を示している。すなわち、このウォブル信号は、正弦波からなるキャリア信号に、局所的に位相がキャリア信号と１８０°異なる正弦波が挿入されている。グルーブは、このウォブル信号に従って蛇行するように形成されている。アドレス情報は、再生したウォブル信号を復調することにより得られる。
【０００５】
また、ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭディスク等は、グルーブに加えてグルーブ間にあたるランド上も記録トラックとして使用されることがある。その場合、ディスクの記録面は、同心円状に複数のゾーンに分割され、各ゾーン内では隣り合うグルーブが概ね同相で蛇行しているディスクもある。ディスク上の位置を示すアドレス情報は、ＤＶＤ＋Ｒと同様に、局所的に位相がキャリア信号と１８０°異なる正弦波が挿入されたウォブル信号によって表されている。グルーブは、この信号を示すように蛇行している。グルーブ上とランド上の蛇行を概ね同相にするという制約により、蛇行の空間周波数は、同一ゾーン内の内周側と外周側で若干異なる。すなわち、１周当たりの蛇行波数が外周側のゾーンになるほど多くなるように設定され、これにより蛇行の空間周波数は概ね一定に保たれる。
【０００６】
これらの光ディスクに情報パターンを記録する場合、記録位置や記録密度を正確に制御するために、ウォブル信号に同期するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路が必要となる。また、グルーブやランドの蛇行位相を変調することによってアドレス情報が表されている場合には、ウォブル信号に同期したＰＬＬ回路を利用して、記録位置を特定するためのアドレス情報判定も行われる。
【０００７】
これらの光ディスクを使って記録再生を行う場合、光ディスクの回転数を制御する方法は、主に２種類ある。第１の回転数制御方法は、ウォブル信号の周波数によらず、常に回転数を概ね一定に保つ方法である。この方法は、ＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）と呼ばれる。ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ＋Ｒのように蛇行の空間周波数が概ね一定に保たれる光ディスクでは、ＣＡＶで光ディスクの回転数を制御すると、ウォブル信号の再生位置が内周から外周に向かうにしたがって、ウォブル信号の周波数が徐々に上昇する。
【０００８】
また、ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭのように複数ゾーンに区切られ、各ゾーン内において回転数が概ね一定に保たれる場合、その方法は、ゾーンＣＡＶ（ＺＣＡＶ）と呼ばれる。ゾーンＣＡＶの場合、ディスクの回転数は、図１（ｂ）に示されるように、再生の半径位置に依存せずに一定に保たれる。一方、ウォブル信号の再生位置が内周から外周に向かうにしたがって、ウォブル周波数は、図１（ａ）に示されるように、各ゾーン内では概ね一定に保たれるが、ゾーンの境界においてステップ状に切り替わる。
【０００９】
第２の回転数制御方法は、ウォブル信号の周波数を概ね一定に保つように回転数が制御される方法である。この方法は、ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）と呼ばれる。ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ＋Ｒのように蛇行の空間周波数が概ね一定に保たれている光ディスクでは、この場合、内周から外周に向かうにしたがって、光ディスクの回転数が徐々に低下するように制御されることになる。したがって、線速度は概ね一定に保たれるが、光ヘッドの位置を半径方向に大きく移動した場合に、回転数が安定するまでの時間が必要になる。
【００１０】
また、ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭのように複数ゾーンに区切られるディスクにおいて、ウォブル信号の周波数が概ね一定に保たれるように回転数が制御される方法は、ゾーンＣＬＶ（ＺＣＬＶ）と呼ばれる。ゾーンＣＬＶの場合、ウォブル周波数は、図２（ａ）に示されるように、ウォブル信号の再生位置に依存せずに概ね一定に保たれる。一方、ディスクの回転数は、図２（ｂ）に示されるように、各ゾーン内では概ね一定の回転数に保たれるが、ゾーン毎にディスクの回転数がステップ状に切り替わる。すなわち、ゾーンの境界では、ウォブル周波数が切り替わるため、これを一定に保つようにディスクの回転数が制御される。したがって、ゾーン毎にディスクの回転数がステップ状に切り替わることになる。
【００１１】
ただし、ディスクの回転数は、慣性によって急激には変化しない。ゾーン境界を通過した場合には、図２（ｃ）および（ｄ）に示されるゾーン境界拡大図のように、過渡応答が現れる。ゾーン境界を通過直後、ディスクの回転数は慣性によって元のゾーンの回転数からそれほど変化しておらず、ウォブル周波数が一時的に大きくなる。これを一定値に戻すように、ディスクの回転数が徐々に下がり、ウォブル周波数は定常状態に戻されることになる。
【００１２】
このようなゾーンＣＬＶ方式の記録再生に係わる技術が、例えば、特開２０００−１１３５９７号公報に開示されている。これによれば、光ディスク装置は、ウォブル成分抽出回路と、位相同期ループ回路とを備える。ウォブル成分抽出回路は、単一周波数のウォブリングが施された渦巻き状の案内溝を有する光ディスクからウォブル成分を抽出して２値化する。位相同期ループ回路は、ウォブル成分を整数逓倍したクロックを抽出する。この位相同期ループ回路は、分周回路と、周波数比較器と、位相比較器とを有し、さらに、周波数同期検出手段と、位相同期検出手段とを備え、周波数同期検出手段および位相同期検出手段の検出結果に応じて、周波数比較器と位相比較器とを切り換えて位相同期ループを構成する。分周回路は、クロックを整数逓倍分の１に分周した分周クロックを生成する。周波数比較器は、ウォブル成分抽出回路により２値化されたウォブル２値化信号と分周クロックとの周波数誤差を検出する。位相比較器は、ウォブル２値化信号のエッジと分周クロックのエッジとの位相誤差を検出する。周波数同期検出手段は、ウォブル２値化信号と分周クロックとの周波数同期状態を検出する。位相同期検出手段は、ウォブル２値化信号と分周クロックとの位相同期状態を検出する。
【００１３】
また、特開２００３−１１５１７４号公報には、ウォブル情報から同期クロックを抽出する回路に関する技術が開示されている。これによれば、クロック抽出回路は、入力信号の通過帯域を制限する帯域フィルタと、帯域フィルタ出力から同期クロックを生成するＰＬＬ回路とを含み、全体として周期性を有しながらその中心周波数が大きく変動しうるアナログ波形から同期クロックを生成する。ＰＬＬ回路は、外部より与える周波数情報およびタイミング情報によってＰＬＬ回路内部のＶＣＯ中心周波数を変更する。帯域通過フィルタは、ＰＬＬ回路が出力する同期クロックに基づいて、通過帯域の中心周波数を入力信号のキャリア周波数付近に近づける。また、通過帯域フィルタは、周波数情報に基づいて通過帯域が可変となってもよい。
【００１４】
さらに、特開２００５−１５８２３９号公報によれば、検出されたウォブル信号に同期するクロック信号を生成する技術が開示されている。光ディスク装置は、信号検出手段と、生成手段とを備える。信号検出手段は、光ディスクの再生信号からウォブル信号を検出する。生成手段は、ウォブル信号に同期するように、クロック信号を生成する。この生成手段は、第１差信号生成手段と、期間検出手段と、調整手段とを備える。第１差信号生成手段は、ウォブル信号の周波数とクロック信号の周波数との差を示す第１差信号を生成する。期間検出手段は、第１差信号に基づいて、ウォブル信号の変調期間を検出する。調整手段は、変調期間には、第１差信号以外の所定信号に基づいてクロック信号の周波数を調整する。変調期間以外の期間には、調整手段は、第１差信号に基づいてクロック信号の周波数を調整する。
【００１５】
また、特開２００５−２０９３３４号公報によれば、ウォブル信号再生装置は、演算器と、ウォブルＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）部と、ウォブルＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋ  Ｌｏｏｐ）部とを含む。演算器は、光ディスクからピックアップされた信号を用いてプッシュプル（Ｐｕｓｈ-ｐｕｌｌ）信号を出力する。ウォブルＢＰＦ部は、プッシュプル信号を第１の制御信号によってバンドパスフィルターリングし、第２の制御信号によってローパスフィルターリングして、ウォブル信号を出力する。ウォブルＰＬＬ部は、ウォブル信号に基づき、チャネルクロック信号を発生する。第１の制御信号及び第２の制御信号は、チャネルクロック信号に対応する。ウォブルＢＰＦ部は、第１の制御信号によって可変された中心周波数でバンドパスフィルターリングし、第２の制御信号によって可変されたカットオフ周波数でローパスフィルターリングする。
【００１６】
さらに、特開平９−２８２７８９号公報によれば、ＣＬＶ方式の情報読取ヘッドのトラック間移動の制御方法が開示されている。ディスク装置は、ディスク回転手段と、情報読取ヘッドと、クロック信号生成手段と、移動後回転速度計測手段と、線速度推定手段と、初期値設定手段とを具備する。ディスク回転手段は、情報の読取時に一定線速度でディスクを回転制御する。情報読取ヘッドは、このディスク回転手段によって回転するディスクから情報を読み取る。クロック信号生成手段は、この情報読取ヘッドによって読み取られた信号を基にしてクロック信号を生成する。移動後回転速度計測手段は、情報読取ヘッドのトラック間の移動が行われたときその移動直後のディスクの回転速度を計測する。線速度推定手段は、この移動後回転速度計測手段によって計測された回転速度計測値と情報読取ヘッドが位置すべき目的位置のアドレス情報とから移動後の線速度を推定する。初期値設定手段は、トラック間の移動直後の所定期間にこの線速度推定手段によって推定された推定線速度に対応する周波数に相当する初期値をクロック信号生成手段に設定する。また、移動後回転速度推定手段は、情報読取ヘッドのトラック間の移動が行われるとき、移動直前のディスクの回転系の状態値を初期値として所定の数式モデルを用い、移動後のディスクの回転速度を推定してもよい。その場合、線速度推定手段は、この移動後回転速度推定手段によって推定された回転速度計測値と情報読取ヘッドが位置すべき目的位置のアドレス情報とから移動後の線速度を推定する。初期値設定手段は、トラック間の移動に伴う所定期間にこの線速度推定手段によって推定された推定線速度に対応する周波数に相当する初期値をクロック信号生成手段に設定する。
【００１７】
図３に示されるブロック図を参照して、従来の光ディスク装置の記録再生方法と各ブロックの機能が説明される。光ディスク装置は、光ヘッド２、ヘッド位置制御回路３、ディスクシステム制御回路４、再生制御回路５、アドレスデコーダ６、ウォブルクロック抽出回路７、記録制御回路８、スピンドル制御回路９、スピンドルモータ１０を具備する。
【００１８】
光ヘッド２は、光ビーム２０１を出射し、光ディスク１上に集光する。その反射光は、光ヘッド２に内蔵される複数のフォトディテクタ（図示せず）によって受光される。グルーブの蛇行に応じて変化するウォブル信号は、半径方向に並べられているフォトディテクタから得られる出力電流の差を第１の再生増幅器（図示せず）によって演算することで得られる。また、記録マークの有無によって反射光には明暗が現れる。反射光の明暗に応じて変化する和信号は、各フォトディテクタから得られる出力電流の和を第２の再生増幅器（図示せず）によって演算することにより得られる。
【００１９】
第１の再生増幅器から得られたウォブル信号は、ウォブルクロック抽出回路７に入力される。ウォブルクロック抽出回路７は、ウォブル信号に含まれる外来ノイズによる位相変動を取り除いてウォブルクロックを出力する。ウォブル信号の周波数変動に対する同期維持やノイズ除去には、後述のように、位相比較器、低域通過フィルタ、可変周波数発振器から構成されるＰＬＬ回路が用いられる。
【００２０】
ウォブル信号は、和信号とともに再生制御回路５にも入力される。ＤＶＤ−Ｒにおいて、アドレス情報は、グルーブ間に設けられたプリピットによって表されている。また、ＤＶＤ＋ＲやＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭでは、アドレス情報は、蛇行位相の変調によって表されている。再生制御回路５は、ウォブル信号を復調し、ウォブルクロックを参照して２値化データを生成し、アドレスデコーダ６に出力する。また、再生制御回路５は、和信号をもとにした２値判定によって、記録マークの有無によって表されている情報パターンを抽出する。抽出した情報パターンはディスクシステム制御回路４に送られる。
【００２１】
アドレスデコーダ６は、入力される２値化データに誤り訂正処理などを施した上でデコードし、アドレス情報を再生する。アドレスデコーダ６によりデコードされたアドレス情報は、プリピットや蛇行位相によって表されているアドレス情報とともに、ディスクシステム制御回路４に送られる。
【００２２】
ヘッド位置制御回路３は、ディスクシステム制御回路４から光ヘッド２の移動を指示される。ヘッド位置制御回路３は、光ヘッド２の出力を参照しながら指定されたトラック数だけ光ヘッド２を移動させ、移動完了をディスクシステム制御回路４に通知する。
【００２３】
ディスクシステム制御回路４は、光ディスク装置全体を制御する。すなわち、ディスクシステム制御回路４は、ヘッド位置制御回路３に光ヘッド２の位置制御を指示し、光ヘッド２を光ディスク１の目的とする位置に移動する。ディスクシステム制御回路４は、ウォブルクロック抽出回路７に対してウォブルクロックをウォブル信号に位相同期させるように指示し、ウォブルクロック抽出回路７から同期判定フラグを受けて同期したことを認識する。ディスクシステム制御回路４は、アドレスデコーダ６から出力されるアドレス情報に基づいて、再生制御回路５から送られる情報パターンの中から目的の位置に記録された情報パターンを選択してディジタル情報を抽出し、内部のバッファに取り込む。取り込んだディジタル情報は、ホスト装置（図示せず）に送出される。また、ディスクシステム制御回路４は、内部のバッファに蓄えたディジタル情報を記録パターンに変換して記録制御回路８に送出する。記録制御回路８は、これを光ビームの光量に対応する信号に変換して、光ヘッド２に送出する。
【００２４】
光ディスクの回転数をＣＬＶやゾーンＣＬＶで制御している場合には、スピンドル制御回路９はウォブルクロックを参照して、その周波数がディスクシステム制御回路４から指定された周波数に近づくように、スピンドルモータ１０の回転数を制御する。一方、ＣＡＶやゾーンＣＡＶで制御する場合には、ウォブルクロックの周波数によらず、スピンドル制御回路９はスピンドルモータ１０の回転数をディスクシステム制御回路４から指定された一定値に保つように制御する。
【００２５】
ここで、ウォブルクロック抽出回路７をさらに詳細に説明する。ウォブルクロック抽出回路７は、図４に示されるように、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３、周波数検出器７４、セレクタ７５、低域通過フィルタ７６可変周波数発振器７７を具備する。
【００２６】
光ヘッド２から出力されるウォブル信号は、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３、周波数検出器７４に入力される。また、ウォブルクロック抽出回路７の出力であるウォブルクロックは、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３に入力される。
【００２７】
位相比較器７１は、ウォブルクロックとウォブル信号とに基づいて、両者の位相差を示す位相差信号を抽出してセレクタ７５に出力する。周波数比較器７２は、ウォブルクロックとウォブル信号とに基づいて、両者の周波数の差を示す周波数差信号をセレクタ７５に出力する。同期シーケンサ７３は、ウォブル信号とウォブルクロックとに基づいて位相同期状態を判定し、同期判定フラグをディスクシステム制御回路４に出力する。同期シーケンサ７３は、同期外れを検出すると、同期回復動作を開始する。すなわち、同期シーケンサ７３は、低域通過フィルタ７６に検出周波数設定トリガを出力するとともに、セレクタ７５に選択する信号の切り換えを指示する。また、同期シーケンサ７３は、ディスクシステム制御回路４の指示（シーケンサトリガ）に応答して強制的に同期回復動作を開始する。
【００２８】
周波数検出回路７４は、ウォブル信号の周波数を検出する。セレクタ７５は、同期シーケンサ７３の指示に基づいて、位相比較器７１から出力される位相差信号、または、周波数比較器７２から出力される周波数差信号の一方を選択して出力する。低域通過フィルタ７６は、積分フィルタ７６１と増幅回路７６２とを備え、セレクタ７５により選択された差分信号を周波数制御信号に変換する。可変周波数発振器７７は、低域通過フィルタ７６から出力される周波数制御信号に基づいてウォブルクロックを出力する。
【００２９】
位相比較器７１から出力される位相差信号は、セレクタ７５を経由して低域通過フィルタ７６に入力される。位相差信号は、低域通過フィルタ７６に内蔵される積分フィルタ７６１と増幅回路７６２とによって周波数制御信号に変換される。積分フィルタ７６１の利得Ｇの周波数特性は（１）式で示される。
Ｇ（ｆ）＝（ｆ０／ｊｆ）＋ｆ２／（ｆ２＋ｊｆ）  …（１）
ただし、ｊは虚数単位を表す。
【００３０】
このとき、位相比較器７１、低域通過フィルタ７６、可変周波数発振器７７を含む閉ループを一巡したときの開ループゲインは、図５に示されるような特性を持つ。図５に示されるｆ０およびｆ２は、それぞれ（１）式のｆ０およびｆ２に対応する。増幅回路７６２の利得は、位相比較器７１による位相から位相差信号への変換係数や、可変周波数発振器７７による発振周波数への変換感度に応じて設定される。すなわち、閉ループを一巡したときの利得は、周波数ｆ１において１倍（０ｄＢ）となるように設定される。ウォブルクロック抽出回路７の追従帯域は、概ね周波数ｆ１によって定まる。周波数ｆ０を大きくする方が、より低い周波数での位相変化に対する追従特性を高められる。また、周波数ｆ２を小さくした方が、より高い周波数の位相変化に追従しにくくできるため、ウォブル信号に含まれるノイズの影響を低減できる。しかし、周波数ｆ０、ｆ２が周波数ｆ１に近いとＰＬＬ回路の安定性が損なわれることから、周波数ｆ０は、周波数ｆ１の数分の１以下に設定され、周波数ｆ２は、周波数ｆ１の数倍以上に設定される。
【００３１】
同期シーケンサ７３は、ウォブル信号とウォブルクロックとに基づいて位相同期状態を監視している。同期シーケンサ７３が同期外れを検出すると、同期回復動作を開始する。迅速に同期回復するために、同期シーケンサ７３は、低域通過フィルタ７６に対して検出周波数設定トリガを出力する。低域通過フィルタ７６は、検出周波数設定トリガを受けて、周波数検出回路７４によって検出されたウォブル信号の周波数に基づいて、発振周波数制御信号を強制的に更新する。更に、続く一定期間、セレクタ７５は、低域通過フィルタ７６の入力信号として、周波数比較器７２から出力される周波数差信号を選択して出力する。これにより、低域通過フィルタ７６から出力される発振周波数制御信号は、短時間でウォブル信号の周波数に近づいた周波数を示すようになる。
【００３２】
その後、同期シーケンサ７３は、再び位相比較器７１の出力を選択するようにセレクタ７５を切り替える。したがって、ウォブルクロックの位相は、ウォブル信号の位相に同期するように制御される。また、ヘッド位置を大きく変更した場合、同期状態の判定結果に関わらず、同期シーケンサ７３は、ディスクシステム制御回路４から与えられる制御信号（シーケンサトリガ）に応答して、強制的に同期回復を行う。すなわち、同期シーケンサ７３は、同期が外れた場合と同様の手順で周波検出回路７４や周波数比較器７２による同期回復を行うようにセレクタ７５を切り換え、低域通過フィルタ７６を設定する。
【００３３】
光ディスク上の、あるアドレスに記録されたディジタル情報を再生する場合、ディスクシステム制御回路４は、まずアドレスデコーダ６から送られるアドレス情報を参照して必要な移動トラック数を算出し、ヘッド位置制御回路３に移動を指示する。ヘッド位置制御回路３は、光ヘッド２の出力を参照しながら指定されたトラック数だけ光ヘッド２を移動させ、移動完了をディスクシステム制御回路４に通知する。
【００３４】
ディスクシステム制御回路４は、光ヘッド２の移動完了後にウォブルクロック抽出回路７の同期シーケンサ７３に同期回復動作の開始を指示し、ウォブルクロックをウォブル信号に位相同期させる。ディスクシステム制御回路４は、ウォブルクロックが同期したことを示す同期判定フラグが同期シーケンサ７３から出力されるのを待って、アドレスデコーダ６から出力されるアドレス情報の参照を始める。
【００３５】
ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ＋Ｒ、およびＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭには、プリピットや蛇行位相の変調によって表されるディスク上の位置に対応したアドレス情報の他に、記録マークの有無によって表されるアドレス情報もある。このアドレス情報は、情報パターンに含まれるように記録されている。したがって、記録済みの領域では、このアドレス情報で位置を特定することもできる。情報パターンに含まれるアドレス情報は、以下のように求められる。再生制御回路５は、和信号に基づいて２値化データを生成する。アドレスデコーダ６は、その２値化データに誤り訂正処理などを施した上でデコードし、アドレス情報を再生する。アドレスデコーダ６によりデコードされたアドレス情報は、プリピットや蛇行位相によって表されているアドレス情報とともに、ディスクシステム制御回路４に送られる。
【００３６】
ディスクシステム制御回路４は、アドレスデコーダ６から出力されるアドレス情報に基づいて、再生制御回路５から送られる情報パターンの中から目的の位置に記録された情報パターンを選択してディジタル情報を抽出し、内部のバッファに取り込む。また、ディスクシステム制御回路４では、ホスト回路（図示せず）からデータ再生要求を受け取り、これに応答して内部のバッファにディジタル情報を蓄えるとともに、蓄えられたディジタル情報をホスト回路に送出する。
【００３７】
光ディスク上のあるアドレスに対するディジタル情報の記録は、次のように行われる。まず、図示しないホスト回路から、ディジタル情報と、これを記録するアドレスがディスクシステム制御回路４に通知される。ディスクシステム制御回路４では、図示しない内部のバッファにディジタル情報を蓄える。また、ディジタル情報の再生と同様に、ヘッド位置制御回路３に光ヘッド２の移動を指示する。ヘッド位置制御回路３は、移動が完了すると、ディスクシステム制御回路４に移動完了の通知を行う。更に、ディスクシステム制御回路４では、移動完了後にウォブルクロック抽出回路７内の同期シーケンサ７３に同期回復動作の開始を指示し、ウォブルクロックをウォブル信号に同期させる。
【００３８】
また、ディスクシステム制御回路４は、内部のバッファに蓄えたディジタル情報を記録パターンに変換した上で、アドレスデコーダ６から入力されるアドレス情報を参照し、目的のアドレス上で記録制御回路８に送出する。情報パターンを送出する転送レートは、ウォブルクロックの周波数を逓倍して得られる転送レートに保たれる。記録制御回路８は、これを光ビームの光量に対応する信号に変換して、光ヘッド２に送出する。光ヘッド２は、この信号に基づいて光ビーム強度を変調し、光ディスク１上の所定の位置に情報パターンに基づくマークを形成する。
【００３９】
【特許文献１】特開２０００−１１３５９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１１５１７４号公報
【特許文献３】特開２００５−１５８２３９号公報
【特許文献４】特開２００５−２０９３３４号公報
【特許文献５】特開平９−２８２７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭのように、光ディスク１が複数のゾーンに区切られている場合には、ゾーンの境界を通過したときにウォブル信号の周波数がステップ状に変化する。このようなステップ状の変化に対して、ウォブルの同期外れに基づいたウォブルクロックの再引き込みを行うと、ウォブルクロックがウォブル信号に再同期するまでの期間は、記録再生処理やアドレス情報の確認に使えない無駄な時間になる。したがって、記録再生の転送レートは低下することになる。
【００４１】
また、ウォブル周波数を一定に保つように、スピンドルモータ１０の回転数をゾーンＣＬＶ制御する場合、ゾーン境界を通過するときにウォブル周波数がステップ状に変化してしまうため、スピンドルモータ１０の減速が行われる。これにより、ウォブル周波数は、予め定められた一定値に戻される。スピンドルモータ１０の加減速中には、ウォブル信号の周波数は刻々変化する。したがって、ウォブルクロック抽出回路７の追従位相に定常誤差が表れる。加減速の角加速度によっては、ウォブルクロック抽出回路７によって同期維持可能な範囲を上回る位相差が発生し、ウォブルクロックの同期確立が遅れる。ウォブルクロック抽出回路７の追従帯域を高めたり、加減速を緩やかにしたりすれば、位相差発生は低減できる。しかし、ウォブルクロックに含まれるノイズが増加したり、回転数の安定性が犠牲になったりする。
【００４２】
また、光ディスク１が複数のゾーンに区切られている場合に限らず、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ＋Ｒのようなディスクを使う場合、ウォブル周波数を一定に保つようにスピンドルモータの回転数を制御した場合には、光ヘッド２の移動距離に比例して、スピンドルモータ１０の加減速が発生する。したがって、光ヘッド２を大きく移動した後に発生するスピンドルモータ１０の加減速中には、定常誤差が大きくなり、ウォブルクロックの同期は維持できない。
【００４３】
本発明の目的は、記録トラックの蛇行に同期したウォブルクロックを速やかに生成するウォブルクロック抽出方法、および、光ディスク装置を提供することにある。
【００４４】
本発明の他の目的は、アドレス検出や記録再生処理のオーバヘッドが少ない光ディスク装置を提供することにある。
【００４５】
また、本発明の他の目的は、記録再生の転送レートが向上する光ディスク装置を提供することにある。
【００４６】
さらに、本発明の他の目的は、ウォブルクロックに含まれるノイズを低減し、光ディスクの回転数を安定するウォブルクロック抽出方法、および、光ディスク装置を提供することにある。
【００４７】
また、光ヘッドを大きく移動した後の同期を維持するウォブルクロック抽出方法、および、光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００４９】
本発明の観点では、ウォブルクロック抽出方法は、再生ステップと、駆動ステップと、予測ステップと、クロック抽出ステップとを具備する。再生ステップは、光ディスク上にスパイラル状に形成される記録トラックに光ビームを照射し、反射光に基づいて再生信号を生成する。この再生信号は、記録トラックの蛇行を示すウォブル信号を含む。駆動ステップは、ウォブル信号の周波数が所定の周波数値に近づくように光ディスクを回転駆動する。予測ステップは、ウォブル信号の不連続な変化を予測し、変化後の予測値を算出する。クロック抽出ステップは、予測値に基づいて、ウォブル信号に同期するウォブルクロックを生成する。
【００５０】
本発明のウォブルクロック抽出方法は、光ビームの照射位置が光ディスクの半径方向の異なる位置に移動したことを検出する移動検出ステップをさらに具備する。予測ステップは、移動検出ステップにより移動を検出したことが通知されたとき、移動前のウォブルクロックの周波数と、移動後のウォブルクロックの周波数との周波数比に基づいて、周波数変化率の予測値を算出する変化率予測値算出ステップを備える。前記クロック抽出ステップは、前記周波数変化率の予測値に基づいて内部状態を変更するステップを備える。
【００５１】
また、本発明のクロック抽出ステップは、位相比較ステップと、低域通過濾波ステップと、可変周波数発振ステップとを備える。位相比較ステップでは、ウォブル信号とウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号が出力される。低域通過濾波ステップでは、周波数変化率の予測値に基づいてループゲイン特性が変更され、位相差信号に基づいて周波数制御信号が生成される。可変周波数発振ステップでは、その周波数制御信号に基づいてウォブルクロックが出力される。予測ステップは、予め設定される移動後のウォブルクロックの周波数の目標値と、周波数制御信号とに基づいて、周波数変化率の予測値を算出するステップを備える。
【００５２】
また、低域通過濾波ステップは、変化率相当値を保持するステップと、保持する変化率相当値を周波数変化率の予測値として使用するステップとを含む。変化率相当値は、周波数制御信号を生成するときに算出されるウォブル信号の周波数変化率に相当する成分である。
【００５３】
さらに、本発明のウォブルクロック抽出方法では、記録トラックが複数のゾーンに分割されている光ディスクが使用される。この光ディスクでは、１周当たりの前記記録トラックの蛇行波数がゾーン毎に概ね一定値を示すように設定されている。所定の周波数値は、ゾーン毎に設定されている。予測ステップは、不連続点予測ステップと、周波数予測ステップとを備える。不連続点予測ステップでは、光ビームがゾーンの境界を通過する通過タイミングが予測される。周波数予測ステップでは、ゾーンの境界を通過した後のウォブル信号の予測周波数が算出される。クロック抽出ステップは、この通過タイミングにおいて予測周波数に基づいて内部状態を変更するステップを備える。
【００５４】
この不連続点予測ステップは、光ビームが照射される記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて、通過タイミングを予測するステップを備える。このアドレス情報は、再生信号に基づいて生成され、ゾーンの各々を識別する識別情報を含んでいる。周波数予測ステップは、周波数比を算出するステップと制御予測値を算出するステップとを備える。周波数比は、識別情報に基づいて、通過前のゾーンに設定される所定の周波数値と、通過後のゾーンに設定される所定の周波数値とにより算出される。制御予測値は、通過前のウォブル信号の周波数を示す制御値と、周波数比とに基づいて算出され、通過後の予測周波数を示す。
【００５５】
また、クロック抽出ステップは、位相比較ステップと低域通過濾波ステップと可変周波数発振ステップとを備え、周波数予測ステップは、周波数制御信号に基づいて制御予測値を算出するステップを含む。位相比較ステップでは、ウォブル信号とウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号が出力される。低域通過濾波ステップでは、通過タイミングと制御予測値とに基づいて、ループゲイン特性が変更され、位相差信号に基づいて制御値を示す周波数制御信号が生成される。可変周波数発振ステップでは、周波数制御信号に基づいて、ウォブルクロックが出力される。
【００５６】
また、本発明の予測ステップは、ゾーンの境界を通過した後のウォブル信号の境界周波数変化率を予測する周波数変化率予測ステップをさらに備え、クロック抽出ステップは、通過タイミング信号と境界周波数変化率とに基づいて内部状態を変更するステップを備える。
【００５７】
その場合、不連続点予測ステップは、光ビームが照射される記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて通過タイミングを予測するステップを備える。アドレス情報は、再生信号に基づいて生成され、ゾーンの各々を識別する識別情報を含んでいる。周波数変化率予測ステップは、識別情報に基づいて通過前周波数設定値と通過後周波数設定値とを求めるステップと、境界周波数変化率を算出するステップとを含む。通過前周波数設定値は、通過前のゾーンに設定される所定の周波数値である。通過後のゾーンに設定される所定の周波数値である。境界周波数変化率は、通過前周波数設定値と通過後周波数設定値とに基づいて算出される周波数比に基づいて算出される。
【００５８】
また、クロック抽出ステップは、位相比較ステップと、低域通過濾波ステップと、可変周波数発振ステップとを備える。位相比較ステップでは、ウォブル信号とウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号が出力される。低域通過濾波ステップでは、通過タイミング信号と前記境界周波数変化率とに基づいてループゲイン特性が変更され、位相差信号に基づいて周波数制御信号が生成される。可変周波数発振ステップでは、周波数制御信号に基づいてウォブルクロックが出力される。
【００５９】
さらに、低域通過濾波ステップは、保持するステップと使用するステップとを含む。保持するステップでは、周波数制御信号を生成するときに算出されるウォブル信号の周波数変化率に相当する成分が変化率相当値として保持される。使用するステップでは、保持する変化率相当値を周波数変化率の予測値として切り換えて使用する。
【００６０】
本発明の他の観点では、光ディスク装置は、再生部（２、５）と、駆動部（９、１０）と、予測部（１１、１２、１３）と、ウォブルクロック抽出部（７）とを具備し、ウォブルクロックに基づいて記録トラックに情報パターンを記録し、または、記録トラック上の情報パターンを再生する。再生部（２、５）は、光ディスク（１）上にスパイラル状に形成される記録トラックに光ビーム（２０１）を照射し、反射光に基づいて再生信号を生成する。この再生信号は、記録トラックの蛇行を示すウォブル信号を含む。駆動部（９、１０）は、ウォブル信号の周波数が所定の周波数値に近づくように光ディスク（１）を回転駆動する。予測部（１１、１２、１３）は、ウォブル信号の不連続な変化を予測し、変化後の予測値を算出する。ウォブルクロック抽出部（７）は、予測値に基づいて、ウォブル信号に同期するウォブルクロックを生成する。
【００６１】
本発明において、光ビーム（２０１）の照射位置が光ディスク（１）の半径方向の異なる位置に移動したとき、予測部（１３）は、移動前のウォブルクロックの周波数と、移動後のウォブルクロックの周波数との周波数比に基づいて、周波数変化率の予測値を算出する。ウォブルクロック抽出部（７）は、その周波数変化率の予測値に基づいて内部状態を変更し、ウォブル信号に同期するウォブルクロックを生成する。
【００６２】
ウォブルクロック抽出部（７）は、位相比較器（７１）と、低域通過フィルタ（７６）と、可変周波数発振器（７７）とを備える。位相比較器（７１）は、ウォブル信号とウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相差信号を出力する。低域通過フィルタ（７６）は、周波数変化率の予測値に基づいてループゲイン特性を変更し、位相差信号に基づいて周波数制御信号を生成する。可変周波数発振器（７７）は、周波数制御信号に基づいてウォブルクロックを出力する。予測部（１３）は、移動後の予め設定されている可変周波数発振器（７７）の発振周波数の目標値と周波数制御信号とに基づいて、周波数変化率の予測値を算出して低域通過フィルタ（７６）に出力する。
【００６３】
また、低域通過フィルタ（７６）は、周波数制御信号を生成するときに算出されるウォブル信号の周波数変化率に相当する成分を変化率相当値として保持する。そして、低域通過フィルタ（７６）は、保持している変化率相当値を周波数変化率の予測値として使用する。
【００６４】
この低域通過フィルタ（７６）は、積分フィルタ（７６１）と、不完全積分フィルタ（７６３）とを含む。変化率相当値は、不完全積分フィルタ（７６３）の出力値である。
【００６５】
本発明において、記録トラックは、複数のゾーンに分割されている。１周当たりの記録トラックの蛇行波数は、ゾーン毎に概ね一定値を示す。また、所定の周波数値は、そのゾーン毎に設定されている。この設定されている所定の周波数は、ゾーンＣＬＶ制御のように、ゾーン毎に異なっていることもあり、ゾーンＣＡＶ制御のように同じであってもよい。予測部は、不連続点予測回路（１１）と、周波数予測回路（１２）とを備える。不連続点予測回路（１１）は、光ビーム（２０１）がゾーンの境界を通過する通過タイミングを予測して通過タイミング信号を出力する。周波数予測回路（１２）は、ゾーンの境界を通過した後のウォブル信号の予測周波数を算出する。ウォブルクロック抽出部（７）は、通過タイミング信号と予測周波数とに基づいて内部状態を変更する。
【００６６】
不連続点予測回路（１１）は、光ビーム（２０１）が照射される記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて通過タイミングを予測する。このアドレス情報は、再生信号に基づいて生成され、ゾーンの各々を識別する識別情報を含む。周波数予測回路（１２）は、この識別情報に基づいて、通過前のゾーンに設定される所定の周波数値と、通過後のゾーンに設定される所定の周波数値との周波数比を算出する。さらに、周波数予測回路（１２）は、通過前のウォブル信号の周波数を示す制御値と、この周波数比とに基づいて、通過後の予測周波数を示す制御予測値を算出し、ウォブルクロック抽出部（７）に出力する。
【００６７】
ウォブルクロック抽出部（７）は、位相比較器（７１）と、低域通過フィルタ（７６）と、可変周波数発振器（７７）とを備える。位相比較器（７１）は、ウォブル信号とウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相信号を出力する。低域通過フィルタ（７６）は、通過タイミング信号と制御予測値とに基づいてループゲイン特性を変更し、位相差信号に基づいて制御値を示す周波数制御信号を生成する。可変周波数発振器（７７）は、周波数制御信号に基づいてウォブルクロックを出力する。周波数予測回路（１２）は、制御値を示す周波数制御信号に基づいて制御予測値を算出する。
【００６８】
本発明の予測部は、周波数変化率予測回路（１３）をさらに備える。周波数変化率予測回路（１３）は、ゾーンの境界を通過した後のウォブル信号の境界周波数変化率を予測してウォブルクロック抽出部（７）に出力する。ウォブルクロック抽出部（７）は、通過タイミング信号と境界周波数変化率とに基づいて内部状態を変更する。
【００６９】
不連続点予測回路（１１）は、光ビーム（２０１）が照射される記録トラック上の位置を示すアドレス情報に基づいて通過タイミングを予測する。アドレス情報は、再生信号に基づいて生成され、ゾーンの各々を識別する識別情報を含む。周波数変化率予測回路（１３）は、その識別情報に基づいて、通過前のゾーンに設定される所定の周波数値である通過前周波数設定値と、通過後のゾーンに設定される所定の周波数値である通過後周波数設定値との周波数比を算出する。その後、周波数変化率予測回路（１３）は、周波数比に基づいて、境界周波数変化率を算出する。周波数比は、予め算出された値を列挙した表として格納してもよい。
【００７０】
また、ウォブルクロック抽出部（７）は、位相比較器（７１）と、低域通過フィルタ（７６）と、可変周波数発振器（７７）とを備える。位相比較器（７１）は、ウォブル信号と前記ウォブルクロックとの位相を比較して位相差を示す位相信号を出力する。低域通過フィルタ（７６）は、通過タイミング信号と境界周波数変化率とに基づいてループゲイン特性を変更し、位相差信号に基づいて周波数制御信号を生成する。可変周波数発振器（７７）は、周波数制御信号に基づいてウォブルクロックを出力する。
【００７１】
さらに、低域通過フィルタ（７６）は、周波数制御信号を生成するときに算出されるウォブル信号の周波数変化率に相当する成分を変化率相当値として保持する。そして、低域通過フィルタ（７６）は、保持している変化率相当値を周波数変化率の予測値として切り換えて使用する。
【００７２】
この低域通過フィルタ（７６）は、積分フィルタと不完全積分フィルタとを有する。変化率相当値は、不完全積分フィルタの出力値である。
【００７３】
また、本発明の他の観点では、ＰＬＬ回路（７）は、位相比較器（７１）と低域通過フィルタ（７６）と可変周波数発振器（７７）とを具備する。位相比較器（７１）は、記録トラックの蛇行を示すウォブル信号と、ウォブル信号に同期するように位相が制御されるウォブルクロックとの位相差を検出して位相差信号に変換する。低域通過フィルタ（７６）は、指示されるウォブル信号の周波数変化率に基づいて、位相差信号を周波数制御信号に変換する。可変周波数発振器（７７）は、周波数制御信号に基づいてウォブルクロックを出力する。さらに、低域通過フィルタ（７６）は、位相差信号に基づいて周波数変化率に相当する変化率推定値を算出して保持する。低域通過フィルタ（７６）は、設定トリガ信号に応答して、周波数変化率の代わりに保持する変化率推定値に基づいて、周波数制御信号を算出する。
【発明の効果】
【００７４】
本発明によれば、記録トラックの蛇行に同期したウォブルクロックを速やかに生成するウォブルクロック抽出方法、および、光ディスク装置、ＰＬＬ回路を提供することができる。
【００７５】
また、本発明によれば、アドレス検出や記録再生処理のオーバヘッドが少ない光ディスク装置を提供することができる。さらに、本発明によれば、記録再生の転送レートが向上する光ディスク装置を提供することができる。
【００７６】
また、本発明によれば、ウォブルクロックに含まれるノイズを低減し、光ディスクの回転数を安定するウォブルクロック抽出方法、および、光ディスク装置、ＰＬＬ回路を提供することができる。さらに、本発明によれば、光ヘッドを大きく移動した後の同期を維持するウォブルクロック抽出方法、および、光ディスク装置、ＰＬＬ回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００７８】
（第１の実施の形態）
図６に、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク記録装置のブロック図が示される。光ディスク記録装置は、光ヘッド２、ヘッド位置制御回路３、ディスクシステム制御回路４、再生制御回路５、アドレスデコーダ６、ウォブルクロック抽出回路７、記録制御回路８、スピンドル制御回路９、スピンドルモータ１０、不連続点予測回路１１、周波数予測回路１２を具備する。従来の光ディスク装置に比べ、本実施の形態の光ディスク記録装置は、不連続点予測回路１１と周波数予測回路１２とが追加されている。
【００７９】
光ディスク１は、スピンドル制御回路９により回転が制御されるスピンドルモータ１０によって回転駆動される。光ディスクの回転数をＣＬＶやゾーンＣＬＶで制御している場合には、スピンドル制御回路９はウォブルクロックを参照して、その周波数がディスクシステム制御回路４から指定された周波数に近づくように、スピンドルモータ１０の回転数を制御する。一方、ＣＡＶやゾーンＣＡＶで制御する場合には、ウォブルクロックの周波数によらず、スピンドル制御回路９はスピンドルモータ１０の回転数をディスクシステム制御回路４から指定された一定値に保つように制御する。
【００８０】
光ヘッド２は、光ビーム２０１を出射し、光ディスク１上に集光する。その反射光は、光ヘッド２に内蔵される複数のフォトディテクタ（図示せず）によって受光される。グルーブの蛇行に応じて変化するウォブル信号は、半径方向に並べられているフォトディテクタから得られる出力電流の差を第１の再生増幅器（図示せず）によって演算することで得られる。また、記録マークの有無によって反射光には明暗が現れる。反射光の明暗に応じて変化する和信号は、各フォトディテクタから得られる出力電流の和を第２の再生増幅器（図示せず）によって演算することにより得られる。
【００８１】
ウォブル信号は、和信号とともに再生制御回路５に入力される。ＤＶＤ−Ｒにおいて、アドレス情報は、グルーブ間に設けられたプリピットによって表されている。また、ＤＶＤ＋ＲやＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭでは、アドレス情報は、蛇行位相の変調によって表されている。再生制御回路５は、ウォブル信号に基づいて、２値化データを生成し、アドレスデコーダ６に出力する。また、再生制御回路５は、和信号をもとにした２値判定によって、記録マークの有無によって表されている情報パターンを抽出する。抽出された情報パターンは、ディスクシステム制御回路４に送られる。
【００８２】
アドレスデコーダ６は、入力される２値化データに誤り訂正処理などを施した上でデコードし、アドレス情報を再生する。アドレスデコーダ６によりデコードされたアドレス情報は、プリピットや蛇行位相によって表されているアドレス情報とともに、ディスクシステム制御回路４、不連続点予測回路１１、周波数予測回路１２に送られる。
【００８３】
ヘッド位置制御回路３は、ディスクシステム制御回路４から光ヘッド２の移動を指示される。ヘッド位置制御回路３は、光ヘッド２の出力を参照しながら指定されたトラック数だけ光ヘッド２を移動させ、移動完了をディスクシステム制御回路４に通知する。
【００８４】
ディスクシステム制御回路４は、光ディスク装置全体を制御する。すなわち、ディスクシステム制御回路４は、ヘッド位置制御回路３に光ヘッド２の位置制御を指示し、光ヘッド２を光ディスク１の目的とする位置に移動する。ディスクシステム制御回路４は、ウォブルクロック抽出回路７に対してウォブルクロックをウォブル信号に位相同期させるように指示し、ウォブルクロック抽出回路７から同期判定フラグを受けて同期したことを認識する。ディスクシステム制御回路４は、アドレスデコーダ６から出力されるアドレス情報に基づいて、再生制御回路５から送られる情報パターンの中から目的の位置に記録された情報パターンを選択してディジタル情報を抽出し、内部のバッファに取り込む。取り込んだディジタル情報は、ホスト装置（図示せず）に送出される。また、ディスクシステム制御回路４は、内部のバッファに蓄えたディジタル情報を記録パターンに変換して記録制御回路８に送出する。記録制御回路８は、これを光ビームの光量に対応する信号に変換して、光ヘッド２に送出する。
【００８５】
不連続点予測回路１１は、アドレスデコーダ６から出力されるアドレス情報に基づいて、ゾーン境界を通過するタイミングを予測する。周波数予測回路１２は、アドレスデコーダ６から出力されるアドレス情報に含まれるゾーンの識別情報に基づいて、現在のゾーンと次のゾーンとのウォブル周波数比を算出する。周波数予測回路１２は、低域通過フィルタ７６から出力される周波数制御信号に基づいて、ウォブル周波数比を掛けた周波数設定値を出力する。
【００８６】
第１の再生増幅器から得られたウォブル信号は、ウォブルクロック抽出回路７に入力される。ウォブルクロック抽出回路７は、ウォブル信号に含まれる外来ノイズによる位相変動を取り除いてウォブルクロックを出力する。ウォブル信号の周波数変動に対する同期維持やノイズ除去には、位相比較器、低域通過フィルタ、可変周波数発振器から構成されるＰＬＬ回路が用いられる。
【００８７】
図７は、ウォブルクロック抽出回路７の構成を示すブロック図である。このウォブルクロック抽出回路７は、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３、周波数検出器７４、セレクタ７５、低域通過フィルタ７６、可変周波数発振器７７を具備する。このウォブルクロック抽出回路７は、低域通過フィルタ７６が更に不連続点予測回路１１から与えられる設定トリガと周波数予測回路１２から与えられる周波数設定値とを入力に備える点が従来の回路と異なっている。
【００８８】
光ヘッド２から出力されるウォブル信号は、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３、周波数検出器７４に入力される。また、ウォブルクロック抽出回路７の出力であるウォブルクロックは、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３に入力される。
【００８９】
位相比較器７１は、ウォブルクロックとウォブル信号とに基づいて、両者の位相差を示す位相差信号を抽出してセレクタ７５に出力する。周波数比較器７２は、ウォブルクロックとウォブル信号とに基づいて、両者の周波数の差を示す周波数差信号をセレクタ７５に出力する。同期シーケンサ７３は、ウォブル信号とウォブルクロックとに基づいて位相同期状態を判定し、同期判定フラグをディスクシステム制御回路４に出力する。同期シーケンサ７３は、同期外れを検出すると、同期回復動作を開始する。すなわち、同期シーケンサ７３は、低域通過フィルタ７６に検出周波数設定トリガを出力するとともに、セレクタ７５に選択する信号の切り換えを指示する。また、同期シーケンサ７３は、ディスクシステム制御回路４の指示（シーケンサトリガ）に応答して強制的に同期回復動作を開始する。
【００９０】
周波数検出回路７４は、ウォブル信号の周波数を検出する。セレクタ７５は、同期シーケンサ７３の指示に基づいて、位相比較器７１から出力される位相差信号、または、周波数比較器７２から出力される周波数差信号の一方を選択して出力する。
【００９１】
低域通過フィルタ７６は、積分フィルタ７６１と増幅回路７６２とを備え、セレクタ７５により選択された差分信号を積分して周波数制御信号に変換する。可変周波数発振器７７は、低域通過フィルタ７６から出力される周波数制御信号に基づいてウォブルクロックを出力する。
【００９２】
低域通過フィルタ７６には、セレクタ７５を経由して与えられる位相差信号のほかに、同期シーケンサ７３から与えられる検出周波数設定トリガや、周波数検出回路７４から与えられる検出周波数も入力される。また、低域通過フィルタ７６には、不連続点予測回路１１から設定トリガ、周波数予測回路１２から周波数設定値が与えられる。同期シーケンサ７３によって同期外れが検出された場合には、検出周波数設定トリガに応答し、周波数検出回路７４から出力される検出周波数に基づいて、低域通過フィルタ７６の内部状態が強制的に切り替えられる。また、不連続点予測回路１１が予測したゾーン境界を通過するタイミングにおいて出力される設定トリガに応答し、周波数予測回路１２から与えられる周波数設定値に基づいて、低域通過フィルタ７６の内部状態が強制的に切り換えられる。積分フィルタ７６１がディジタルフィルタによって構成される場合には、内部の図示しないレジスタ値を変更することによって、切り替えが行われる。これによって、ウォブル信号の周波数近くから位相引き込みを再開でき、同期確立までの時間を短縮できる。
【００９３】
位相比較器７１から出力される位相差信号は、セレクタ７５を経由して低域通過フィルタ７６に入力される。位相差信号は、低域通過フィルタ７６に内蔵される積分フィルタ７６１と増幅回路７６２とによって周波数制御信号に変換される。積分フィルタ７６１の利得Ｇの周波数特性は（１）式で示される。
Ｇ（ｆ）＝（ｆ０／ｊｆ）＋ｆ２／（ｆ２＋ｊｆ）  …（１）
ただし、ｊは虚数単位を示す。
【００９４】
このとき、位相比較器７１、セレクタ７５、低域通過フィルタ７６、可変周波数発振器７７を含む閉ループを一巡したときの開ループゲインは、図５に示されるような特性を持つ。図５に示されるｆ０およびｆ２は、それぞれ（１）式のｆ０およびｆ２に対応する。増幅回路７６２の利得は、位相比較器７１による位相から位相差信号への変換係数や、可変周波数発振器７７による発振周波数への変換感度に応じて設定される。すなわち、閉ループを一巡したときの利得は、周波数ｆ１において１倍（０ｄＢ）となるように設定される。ウォブルクロック抽出回路７の追従帯域は、概ね周波数ｆ１によって定まる。周波数ｆ０を大きくする方が、より低い周波数での位相変化に対する追従特性を高められる。また、周波数ｆ２を小さくした方が、より高い周波数の位相変化に追従しにくくできるため、ウォブル信号に含まれるノイズの影響を低減できる。しかし、周波数ｆ０、ｆ２が周波数ｆ１に近いとＰＬＬ回路の安定性が損なわれることから、周波数ｆ０は、周波数ｆ１の数分の１以下に設定され、周波数ｆ２は、周波数ｆ１の数倍以上に設定される。
【００９５】
同期シーケンサ７３は、ウォブル信号とウォブルクロックとに基づいて位相同期状態を監視している。同期シーケンサ７３が同期外れを検出すると、同期回復動作を開始する。迅速に同期回復するために、同期シーケンサ７３は、低域通過フィルタ７６に対して検出周波数設定トリガを出力する。低域通過フィルタ７６は、検出周波数設定トリガを受けて、周波数検出回路７４によって検出されたウォブル信号の周波数に基づいて、発振周波数制御信号を強制的に更新する。更に、続く一定期間、セレクタ７５は、低域通過フィルタ７６の入力信号として、周波数比較器７２から出力される周波数差信号を選択して出力する。これにより、低域通過フィルタ７６から出力される発振周波数制御信号は、短時間でウォブル信号の周波数に近づいた周波数を示すようになる。
【００９６】
その後、同期シーケンサ７３は、再び位相比較器７１の出力を選択するようにセレクタ７５を切り替える。したがって、ウォブルクロックの位相は、ウォブル信号の位相に同期するように制御される。また、ヘッド位置を大きく変更した場合、同期状態の判定結果に関わらず、同期シーケンサ７３は、ディスクシステム制御回路４から与えられる制御信号（シーケンサトリガ）に応答して、強制的に同期回復を行う。すなわち、同期シーケンサ７３は、同期が外れた場合と同様の手順で周波検出回路７４や周波数比較器７２による同期回復を行うようにセレクタ７５を切り換え、低域通過フィルタ７６を設定する。
【００９７】
設定トリガと周波数設定値とは、低域通過フィルタ７６において、同期シーケンサや周波数検出回路から与えられる検出周波数設定トリガや周波数検出値と同様に扱われる。設定トリガによって、ゾーン境界通過に伴う周波数不連続点が現れることが低域通過フィルタ７６に通知されると、低域通過フィルタ７６の内部状態は周波数予測回路１２から与えられる周波数設定値によって更新される。光ディスク１の回転数を概ね一定に保っている場合には、ゾーン境界を通過するのに伴って、ウォブル周波数は、図１に示されるように、ステップ状に変化する。ゾーン境界通過を予測して、通過後のウォブル周波数の推定値が低域通過フィルタ７６に供給され、周波数制御信号はステップ状に変化する。これにより、ウォブル周波数の変化に同期してウォブルクロックの周波数を切り替えることができ、同期状態は継続される。
【００９８】
なお、ここでは低域通過フィルタ７６の周波数特性として代表的なものを示したが、周波数特性は必ずしもこれに限るものではない。例えば、高い周波数の位相変動をより低減させるために、周波数ｆ２以上でループゲインが−６０ｄＢ／ｏｃｔの傾きを持つように設定してもいいし、逆にｆ０以上の周波数では常に−２０ｄＢ／ｏｃｔとしてもよい。
【００９９】
このように、ゾーン境界の通過を予測することにより、ゾーン境界を通過した直後でもウォブルクロックの同期外れが発生しない。そのため、ディスクシステム制御回路４は常に、光ビーム２０１が光ディスク１上のどの位置にあるかを、ウォブルクロックの波数から知ることができる。ゾーン境界を通過後に記録を行う場合にも、一旦同期外れが発生してから発振周波数や位相を引き込み直すのに比べて、記録再生に使えない時間は圧倒的に少なくなる。ゾーン境界を通過した直後でも安定してアドレス情報を取得できるため、アクセスの所要時間も短縮できる。
【０１００】
図８および図９に、ゾーン境界を通過するときの具体的動作波形が示される。従来のように、ゾーン境界の通過を予測しない場合の過渡応答の波形が図８に示され、（ａ）に発振周波数の過渡応答を示す波形、（ｂ）に位相差の過渡応答を示す波形が示される。図８（ａ）の一点鎖線で示されるように、ウォブル信号の周波数は、ゾーン境界においてステップ状に変化する。発振周波数は急に変化しないため、図８（ｂ）に示されるように、ウォブル信号とウォブルクロックとの位相差が大きく進み位相を示す。期間Ａの間、発振周波数を上げて位相差を縮めるように動作するが、同期シーケンサ７３が同期外れを検出して検出周波数設定トリガを低域通過フィルタ７６に出力する。低域通過フィルタ７６は、この検出周波数設定トリガに応答して、周波数検出回路７４から与えられるゾーン境界通過後の検出周波数を内部状態に設定する。すなわち、積分フィルタ７６１の内部状態が更新される。したがって、発振周波数が急激に上昇する。そのため、位相差は、遅れ位相を示す。続いて、同期シーケンサ７３は、期間Ｂの間、セレクタ７５を制御して周波数比較器７２の出力を低域通過フィルタ７６に与える。期間Ｂが経過して、発振周波数が検出周波数に近付くと、同期シーケンサ７３はセレクタ７５を制御して位相比較器７１の出力を低域通過フィルタ７６に与える。したがって、通常の動作状態に戻り、位相引き込みが始まる。ウォブルクロックの発振周波数および位相は、徐々にウォブル信号の周波数および位相に一致していく。ウォブルクロックの出力位相がウォブル信号に同期するのは、ここから更に整定に要する時間が経過した後になる。
【０１０１】
ゾーン通過を不連続点予測回路１１により予測した場合の過渡応答の波形が図９に示され、（ａ）に発振周波数の波形、（ｂ）に位相差の波形が示される。不連続点予測回路１１は、ゾーン境界通過を予測して、ウォブルクロック抽出回路７に設定トリガを出力する。これによって、低域通過フィルタ７６は、周波数予測回路１２から与えられる周波数設定値に基づいて、積分フィルタ７６１の内部状態を更新する。周波数予測回路１２は、低域通過フィルタ７６から出力されている高精度の周波数情報とゾーン間の周波数比とに基づいて周波数設定値を算出して出力する。そのため、周波数の設定誤差は、周波数検出回路７４を用いる場合よりも十分に小さくなる。ゾーン境界を通過するタイミングおよび通過後の周波数が予測されているため、ウォブルクロックの発振周波数は、一点鎖線で示されるウォブル信号の周波数にほぼ重なるように、ステップ状に変化する。また、位相ずれもほとんど無くゾーン境界を通過していることが分かる。すなわち、ゾーン境界を通過した後に位相追従を続けても、ウォブル信号とウォブルクロックとの位相差はほとんど発生せず、安定な同期状態が維持できる。
【０１０２】
情報パターンを記録制御回路８に送るときの転送レートは、ディスクシステム制御回路４内の図示しない逓倍回路によって、ウォブルクロックの周波数を逓倍して得た記録クロックに同期して行われる。本発明の構成を用いれば、情報パターンを記録しながらゾーン境界を通過することもできる。逓倍回路の応答特性によっては記録クロック周波数に変動が現れるが、ゾーン境界近くや通過直後で情報パターンの記録密度を引き下げることで、誤りの発生を防ぐこともできる。また、意味のある情報パターンではなく、任意のマークを形成しても良い。ゾーン境界近くにも記録マークを形成することによって、記録されたマークからトラックの位置を識別するような再生専用装置でも、容易に情報再生が行なえるという利点も得られる。
【０１０３】
（第２の実施の形態）
図１０に、第２の実施形態に係る光ディスク記録装置のブロック図が示される。第２の実施の形態に係る光ディスク記録装置の構成は、第１の実施の形態に係る光ディスク記録装置に周波数変化率予測回路１３が追加され、ウォブルクロック抽出回路７が変更されている。他の構成は変わらないため、その部分の説明は省略される。
【０１０４】
第２の実施形態では、スピンドルモータ１０はゾーンＣＬＶで制御され、ゾーン境界において、スピンドルモータ１０の回転数が変化する。そのため、ゾーン境界で回転数の変化があっても同期外れを起こさないように、周波数変化率予測回路１３が追加される。周波数変化率予測回路１３は、アドレスデコーダ６の出力に基づいてゾーン境界通過後の周波数変化率を予測し、低域通過フィルタ７６に与える。また、低域通過フィルタ７６の周波数特性も、ウォブルクロック抽出回路７が、ウォブル信号の周波数変化率に追従するように設定される。
【０１０５】
ウォブルクロック抽出回路７は、不連続点予測回路１１から設定トリガを受け取ると、周波数予測回路１２から与えられる周波数設定値と、周波数変化率予測回路１３から与えられる周波数変化率設定値とに基づいて、内部状態を更新して動作する。
【０１０６】
図１１に、第２の実施の形態に係るウォブルクロック抽出回路７のブロック図が示される。ウォブルクロック抽出回路７は、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３、周波数検出器７４、セレクタ７５、低域通過フィルタ７６、可変周波数発振器７７を具備し、低域通過フィルタ７６の構成とその入力信号を除いて、第１の実施の形態のウォブルクロック抽出回路７と同じである。低域通過フィルタ７６は、積分フィルタ７６１および増幅回路７６２に加えて、（２）式に示されるような周波数特性を有する不完全積分フィルタ７６３と、加算器７６４とを備える。
Ｇ（ｆ）＝ｆ４／（ｆ３＋ｊｆ）  …（２）
ここで、ｊは虚数単位を示す。
【０１０７】
セレクタ７５の出力信号は、加算器７６４と、不完全積分フィルタ７６３とに供給される。不完全積分フィルタ７６３の出力信号は、加算器７６４に供給される。加算器７６４は、セレクタ７５の出力信号と不完全積分フィルタ７６３の出力信号とを加算し、加算結果を積分フィルタ７６１に供給する。積分フィルタ７６１の出力信号は、増幅回路７６２を介して可変周波数発振器７７に送られる。積分フィルタ７６１は、第１の実施の形態と同じように、（１）式に示されるような周波数特性を有する。
Ｇ（ｆ）＝（ｆ０／ｊｆ）＋ｆ２／（ｆ２＋ｊｆ）  …（１）
ここで、ｊは虚数単位を示す。
【０１０８】
位相比較器７１、セレクタ７５、低域通過フィルタ７６、可変周波数発振器７７を含むＰＬＬ回路の開ループ特性は、図１２に示されるような特性を有する。ループゲインは、周波数ｆ１のときに利得０ｄＢとなるように設定される。ループゲインは、周波数ｆ３以下の帯域では、−４０ｄＢ／ｄｅｃ、周波数ｆ３から周波数ｆ４までの帯域では−６０ｄＢ／ｄｅｃ、周波数ｆ４から周波数ｆ０までの帯域では−４０ｄＢ／ｄｅｃ、周波数ｆ０から周波数ｆ２までの帯域では−２０ｄｂ／ｄｅｃ、周波数ｆ２以上の帯域では−４０ｄＢ／ｄｅｃの傾斜を有する特性となる。不完全積分フィルタ７６３が加わるため、図５に示される特性に比較して周波数ｆ４以下においてループゲインが高められる。周波数ｆ４が周波数ｆ１に近づくと、ＰＬＬ回路の安定性が低下する。このため、周波数ｆ４は、周波数ｆ０より低い値に設定することが望ましい。また、周波数ｆ３が周波数ｆ４の１／１０を下回る場合にも、同様に安定性が低下する。このため、周波数ｆ３は、周波数ｆ４の１／１０程度に設定するとよい。
【０１０９】
不完全積分フィルタ７６３は、周波数ｆ４以下の帯域において、０ｄＢ以上の利得を有する。また、積分フィルタ７６１は、周波数ｆ４以下の帯域において不完全積分フィルタ７６３から出力される成分を積分して、発振周波数を増減するように作用する。このため、不完全積分フィルタ７６３から出力される信号が、この周波数帯域におけるウォブルクロックの発振周波数変化率を決めているといえる。逆に、設定トリガが与えられたときに、不完全積分フィルタ７６３の出力信号（出力値）を周波数変化率設定値として与えられた値に置き換えることにより、ウォブルクロックの発振周波数変化率を切り換える効果が得られる。
【０１１０】
図１３および図１４に、ゾーンＣＬＶ制御が行われている場合に、ゾーン境界を通過するときの具体動作波形が示される。周波数変化率を使わずにゾーン境界を通過した場合（第１の実施の形態に示される状態）の過渡応答の波形が示される。図１３（ａ）には発振周波数の過渡応答を示す波形が、図１３（ｂ）には位相差の過渡応答を示す波形が示される。図１３（ａ）に示されるように、ゾーンＣＬＶ制御が行われているときに、ゾーン境界を通過すると、ゾーン境界通過時に積分フィルタ７６１の内部状態が切り替えられる。したがって、発振周波数が一時的に上昇する。すなわち、先に、図９において説明されたように、周波数予測回路１２から出力される周波数設定値が設定され、発振周波数はその設定値に切り替えられる。スピンドル制御回路９はウォブルクロックを参照して、その周波数がディスクシステム制御回路４から指定された周波数に近づくように、スピンドルモータ１０の回転数を制御する。したがって、スピンドル制御回路９は、スピンドルモータ１０を減速するように動作する。減速の回転数変化率は、スピンドル制御回路９の制御帯域によって決まる。この減速によって、ウォブルクロック抽出回路７に入力されるウォブル信号の周波数はゾーン境界通過前の一定値に近づくことになる。しかし、減速の際の周波数変化率が大きい場合には、ウォブルクロック抽出回路７の位相差圧縮率が不足し、速度変化率に比例した位相差が残る。また、ゾーン境界通過時のように、加減速が急に始まる場合には、位相差に振動的な応答が発生してしまう。位相差が大きい場合には、ＰＬＬ回路の安定性を損なうだけでなく、同期外れを招くことになる。
【０１１１】
一方、ゾーンＣＬＶ制御が行われ、周波数変化率を使用した制御が行われる場合に、ゾーン境界を通過するときの過渡応答の波形が、図１４に示され、（ａ）に発振周波数の過渡応答を示す波形、（ｂ）に位相差の過渡応答を示す波形が示される。ゾーン境界を通過するときに、ゾーン間の周波数比に基づいて算出される周波数設定値とともに、周波数変化率予測回路１３で周波数変化率が算出されて低域通過フィルタ７６に与えられる。この周波数変化率は、スピンドル制御回路９の応答特性が定まっていれば、ゾーン間の周波数比に基づいて算出できる。
【０１１２】
ここでは、ゾーン境界を通過するときに、積分フィルタ７６１の内部状態は、周波数予測回路１２が算出した周波数設定値に基づいて更新され、不完全積分フィルタ７６３の内部状態は、周波数変化率予測回路１３が算出した周波数変化率設定値に基づいて更新される。不完全積分フィルタ７６３の出力信号は、ウォブル信号の周波数変化と同じ変化率をウォブルクロックの発振周波数に与えるように作用する。そのため、図１４（ｂ）に示されるように、大きな位相差が発生することなく、ゾーン境界通過後にも同期状態を継続できるようになる。
【０１１３】
（第３の実施の形態）
図１５に、本発明の第３の実施の形態に係る光ディスク記録装置のブロック図が示される。第３の実施の形態では、スピンドルモータ１０は、ＣＬＶあるいはゾーンＣＬＶで制御される。ヘッド位置が移動することによって光ディスク１の回転数が変化しても、同期外れが防止される。
【０１１４】
光ディスク装置は、光ヘッド２、ヘッド位置制御回路３、ディスクシステム制御回路４、再生制御回路５、アドレスデコーダ６、ウォブルクロック抽出回路７、記録制御回路８、スピンドル制御回路９、スピンドルモータ１０、周波数変化率予測回路１３を具備する。本実施の形態に係る光ディスク装置は、従来の光ディスク装置に周波数変化率予測回路１３が付加され、ウォブルクロック抽出回路７は、これに対応して動作する。他の構成は第１および第２に実施の形態の該当部分と変わらないため、説明は省略される。
【０１１５】
周波数変化率予測回路１３は、ディスクシステム制御回路４から発振周波数の目標値が与えられ、ウォブルクロック抽出回路７から発振周波数制御信号が与えられる。周波数変化率予測回路１３は、発振周波数の目標値と発振周波数制御信号とに基づいて周波数変化率を予測し、その周波数変化率をウォブルクロック抽出回路７に出力する。
【０１１６】
ウォブルクロック抽出回路７は、図１６に示されるように、位相比較器７１、周波数比較器７２、同期シーケンサ７３、周波数検出器７４、セレクタ７５、低域通過フィルタ７６、可変周波数発振器７７を具備する。同期シーケンサ７３および低域通過フィルタ７６の構成とその入力信号を除いて、第１および第２の実施の形態のウォブルクロック抽出回路７と同じである。低域通過フィルタ７６は、積分フィルタ７６１および増幅回路７６２に加えて、（２）式に示されるような周波数特性を有する不完全積分フィルタ７６３と、加算器７６４と、スイッチ７６５とを備える。
Ｇ（ｆ）＝ｆ４／（ｆ３＋ｊｆ）  …（２）
ここで、ｊは虚数単位を示す。
【０１１７】
同期シーケンサ７３は、同期外れを検出したとき、および、ディスクシステム制御回路４からシーケンサトリガを受けたときに、同期回復動作を開始する。同期回復動作では、同期シーケンサ７３は、セレクタ７５を切り替え、低域通過フィルタ７６の内部状態を切り換える。すなわち、同期シーケンサ７３は、検出周波数設定トリガにより、周波数検出回路７４が検出するウォブル信号の周波数を積分フィルタ７６１に設定する。同時に、同期シーケンサ７３は、変化率設定トリガにより、周波数変化率予測回路１３が算出する周波数変化率設定値を不完全積分フィルタ７６３に設定する。また、同期シーケンサ７３は、スイッチ７６５の開放／閉成を制御する。スイッチ７６５が閉成すると、不完全積分フィルタ７６３の出力は、加算器７６４に供給され、低域通過フィルタ７６の入力信号に加算される。スイッチ７６５が開放されると、低域通過フィルタ７６は、不完全積分フィルタ７６４が無い従来と同じ特性を有するようになる。その他の構成要素は、上述の構成要素と同じように動作する。
【０１１８】
次に、この周波数変化率予測回路１３および周波数変化率が設定される低域通過フィルタ７６を備える光ディスク装置のヘッド位置移動時の動作が説明される。ディスクシステム制御回路４がヘッド位置制御回路３に移動を指示し、移動完了通知を受け取る点は、上述と同様である。ディスクシステム制御回路４は、光ヘッド２の移動完了後にウォブルクロック抽出回路７の同期シーケンサ７３に同期回復動作の開始を指示する。
【０１１９】
同期シーケンサ７３は、まず、周波数検出回路７４によって検出されるウォブル信号の周波数に基づいて、積分フィルタ７６１の内部状態を設定し、周波数制御信号を更新する。更に、続く一定期間、同期シーケンサ７３は、低域通過フィルタ７６の入力として、周波数比較器７２の出力をセレクタ７５に選択させる。これによって、周波数制御信号により制御される発振周波数は、ウォブル信号の周波数に近づいていく。この間、同期シーケンサ７３は、低域通過フィルタ７６内のスイッチ７６５を開放する。したがって、低域通過フィルタ７６の入出力特性は、不完全積分フィルタ７６３をもたない従来の実施例と同様に動作する。
【０１２０】
周波数比較器７２を選択する一定期間が過ぎると、同期シーケンサ７３は、低域通過フィルタ７６内の不完全積分フィルタ７６３に変化率設定トリガを出力し、不完全積分フィルタ７６３の内部状態を更新する。それと同時に、同期シーケンサ７３は、スイッチ７６５を閉じる。また、同期シーケンサ７３は、セレクタ７５が位相比較器７１の出力を選択するように制御する。
【０１２１】
周波数変化率予測回路１３は、低域通過フィルタ７６から出力される周波数制御信号と、ディスクシステム制御回路４から与えられる発振周波数の目標値とに基づいて周波数変化率を予測して出力する。不完全積分フィルタ７６３は、変化率設定トリガを受けると、周波数変化率予測回路１３から与えられた周波数変化率の予測値に基づいて、内部状態を更新する。スピンドル制御回路９は、可変周波数発振器７７から出力されるウォブルクロックの周波数をディスクシステム制御回路４により指定される一定値になるようにスピンドルモータ１０を加減速する。不完全積分フィルタ７６３によって、低域通過フィルタ７６から出力される周波数制御信号は、この加減速によって生じるウォブル信号の周波数変化に追従するように動作する。これによって、加減速中も大きな位相差を招くことなく、安定した同期確立が実現できる。
【０１２２】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は、適宜変更され得ることは明らかである。また、第１乃至第３の実施の形態では、光ディスク記録装置のブロック図のみを示したが、光ディスク再生装置も、記録制御回路８をもたないことを除けば、光ディスク記録装置と同様の構成で実現される。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】ゾーンＣＡＶ制御のときの半径位置とウォブル周波数および回転数との関係を説明する図である。
【図２】ゾーンＣＬＶ制御のときの半径位置とウォブル周波数および回転数との関係を説明する図である。
【図３】従来の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図４】同ウォブルクロック抽出回路の構成を示すブロック図である。
【図５】同ウォブルクロック抽出回路のループ特性を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
【図７】同ウォブルクロック抽出回路の構成を示すブロック図である。
【図８】同過渡応答を説明する図である。
【図９】同過渡応答を説明する図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】同ウォブルクロック抽出回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】同ウォブルクロック抽出回路のループ特性を示す図である。
【図１３】同過渡応答を説明する図である。
【図１４】同過渡応答を説明する図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る光ディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】同ウォブルクロック抽出回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  光ディスク
２  光ヘッド
３  ヘッド位置制御回路
４  ディスクシステム制御回路
５  再生制御回路
６  アドレスデコーダ
７  ウォブルクロック抽出回路
８  記録制御回路
９  スピンドル制御回路
１０  スピンドルモータ
１１  不連続点予測回路
１２  周波数予測回路
１３  周波数変化率予測回路
７１  位相比較器
７２  周波数比較器
７３  同期シーケンサ
７４  周波数検出回路
７５  セレクタ
７６  低域通過フィルタ
７７  可変周波数発振器
７６１…積分フィルタ
７６２…増幅回路
７６３…不完全積分フィルタ
７６４…加算器
７６５…スイッチ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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