(57)【要約】【課題】制御対象のフィルタと同一構成のダミーフィルタや位相比較回路を含む周波数追従制御ループによりフィルタの中心周波数を制御するウォブル信号抽出用のバンドパス・フィルタを有するディスク型記録再生装置において、精度良くバンドパス・フィルタの中心周波数を制御できるようにする。【解決手段】周波数追従回路を構成する位相比較回路（２９２）の前段に周波数可変なロウパス・フィルタ（２９５）を設けて周波数追従用のクロック信号から高調波成分を除去した信号を位相比較回路に供給するとともに、周波数追従制御ループからの信号により上記ロウパス・フィルタのカットオフ周波数がバンドパス・フィルタ（２５０）の中心周波数に連動して変化するようにした。【選択図】  図２
2004227731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にウォブルを有するトラックが形成されている記録媒体の表面を走査して信号を読み出すピックアップ回路からの信号より前記ウォブルに起因する信号を抽出する時定数可変なバンドパス・フィルタと、該バンドパス・フィルタを通過したウォブル信号を２値化する２値化回路と、前記バンドパス・フィルタを通過したウォブル信号の周波数に応じて前記バンドパス・フィルタの周波数特性を制御する制御信号を発生するフィルタ周波数制御回路とを備えた半導体集積回路であって、
前記フィルタ周波数制御回路は、
前記２値化回路から出力された信号の高周波成分を除去するためのロウパス・フィルタと、
前記バンドパス・フィルタと同一構成のダミーフィルタと、
前記ダミーフィルタを通過した信号と通過しない信号の位相差を検出する位相比較回路と、
前記位相比較回路から出力される信号に基づいて位相差に応じて前記バンドパス・フィルタの中間周波数を制御する周波数制御信号を発生する制御信号生成回路と、
を備え、前記周波数制御信号により前記ダミーフィルタの中間周波数および前記ロウパス・フィルタのカットオフ周波数を前記バンドパス・フィルタの中間周波数に連動して制御するように構成されてなることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
前記２値化回路から出力された信号を前記ロウパス・フィルタを介さずに前記ダミーフィルタに供給するバイパス経路と、該バイパス経路からの信号と前記ロウパス・フィルタを通過した信号のいずれかを選択的に通過させる切替え手段と、前記ロウパス・フィルタを通過した信号の振幅を検出し該振幅が所定レベル以下の時は前記切替え回路を制御して前記バイパス経路を通過した信号を前記ダミーフィルタへ供給させる制御回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記ロウパス・フィルタおよび前記ダミーフィルタは連続系フィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記ロウパス・フィルタおよび前記ダミーフィルタは２次以上のアクティブ・フィルタであることを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記バンドパス・フィルタの中間周波数を指定する指令値をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換回路と、該Ｄ／Ａ変換回路の出力信号または前記制御信号生成回路から出力される制御信号のいずれかを選択的に通過させる第２切替え手段を備え、該第２切替え手段は第１モードでは前記制御信号生成回路から出力される制御信号を通過させ、第２モードでは前記Ｄ／Ａ変換回路の出力信号を通過させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記ロウパス・フィルタを通過する前の信号を分周する分周回路を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体集積回路。
【請求項７】
表面にウォブルを有するトラックが形成されている記録媒体の表面を走査して信号を読み出すピックアップ回路と、記録媒体を回転駆動させる媒体駆動手段と、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体集積回路と、該半導体集積回路から出力される２値化されたウォブル信号または所定の周波数のクロック信号のいずれかを前記周波数追従回路へ供給する信号処理回路とを含むことを特徴とする媒体記録再生装置。
【請求項８】
前記半導体集積回路は前記ピックアップ回路からの読出し信号を所定の振幅の信号に増幅する増幅回路と増幅された信号に波形等化を行なう波形等化回路とを備え、前記信号処理回路は前記波形等化回路により処理された信号を受けて情報信号を再生する機能を有することを特徴とする請求項７に記載の媒体記録再生装置。
【請求項９】
前記信号処理回路は、前記第２切替え手段を切り替える制御信号を生成して前記半導体集積回路へ供給可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の媒体記録再生装置。
【請求項１０】
前記半導体集積回路から出力される２値化されたウォブル信号から基準となるクロック信号を生成する位相同期回路をさらに有することを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の媒体記録再生装置。
【請求項１１】
前記半導体集積回路は前記ピックアップ回路からの信号に基づいてピックアップの状態を示す信号を生成するサーボ制御用検出信号を生成する信号生成回路を備え、前記信号処理回路は前記信号生成回路により生成された信号を受けて前記ピックアップのアクチュエータをサーボ制御する制御信号を生成する機能を有することを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の媒体記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フィルタ回路の周波数制御技術さらには制御対象のフィルタと同一構成のダミーフィルタを含むＰＬＬループによりフィルタの周波数を制御する場合に適用して有効な技術に関し、例えばＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）装置に用いられるウォブル信号抽出回路に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、ＤＶＤ−ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）のようなディスク型の記録再生装置では、ディスクに対するピックアップの相対速度すなわち線速度を一定にしてリード・ライトを行なうＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式と呼ばれる回転制御と、ピックアップの位置に関わらずディスクの回転速度を一定にしてリード・ライトを行なうＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式と呼ばれる回転制御とが知られている。
【０００３】
ＣＬＶ方式を採用した装置では、ピックアップの線速度を一定にするためディスクの回転速度をピックアップのトラック位置に応じて変化させなくてはならないので回転制御は複雑になるが、読取り信号を処理するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のようなデータ処理回路における処理速度は一定で良いため信号処理系を簡略できるという利点がある。
【０００４】
一方、ＣＡＶ方式を採用した装置では、ピックアップのトラック位置に関わらずディスクの回転速度を一定に制御すれば良いため回転制御は簡単になるが、ピックアップの相対速度すなわち読取り信号の周波数がピックアップの径方向の位置によって変わるため、データ処理回路における信号処理速度を変えてやらなければならず信号処理系が複雑になる。
【０００５】
また、従来、記録再生可能な光ディスクとして、ディスク表面の情報記録用トラックをうねらせて位置情報を取り出すための目安となるウォブルを形成したものが知られている。ウォブルを有するディスクに記録再生を行なうＤＶＤ装置では、ディスクに予め書き込まれたアドレス情報に基づいてトラックやセクタなどの大まかな領域を判定し、ウォブルによって詳細な記録位置を検出してデータを書き込むような制御が行なわれる。
【０００６】
かかる制御方式のＤＶＤ装置においては、ディスク表面のウォブルを検出してクロック信号を生成するため、ピックアップからの読取り信号をバンドパス・フィルタに通しノイズを除去してからコンパレータ等により２値化してクロック信号を生成することが行なわれている。ウォブルを正確に検出するため、読取り信号からウォブル信号を抽出する上記バンドパス・フィルタには、狭帯域のフィルタ特性が要求される。
【０００７】
ところで、光ディスク型記録再生装置では、１倍速とか４倍速のようにディスクの回転速度を段階的に変化させることがあり、ウォブル信号の周波数は倍速モードによって異なることになるため、上記バンドパス・フィルタの中心周波数を倍速モードに応じて切替え可能に構成する必要がある。従来、バンドパス・フィルタの中心周波数を変化させる制御方式として、制御対象のフィルタと同一構成のダミーフィルタや位相比較回路を含む周波数追従制御ループによりバンドパス・フィルタの中間周波数を制御する方式が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２３１７２６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ダミーフィルタを含む周波数追従制御ループの位相比較回路の一方の入力端子にはダミーフィルタを通した正弦波に近い信号が入力されるため、位相比較回路の他方の入力端子にコンパレータ等により２値化されたパルス状のクロック信号をそのまま入力すると、正弦波と矩形波とを位相比較することになり正確な位相比較が行なえないので、クロック信号はロウパス・フィルタを通して高調波成分を減衰してから位相比較回路に入力するのが望ましい。
【００１０】
しかしながら、かかるロウパス・フィルタとして１次のフィルタを用いたのでは、クロック信号の高調波成分を充分に減衰することができないため、ロウパス・フィルタを通過したクロック信号は図１０に実線で示すように立上りや立下りが急峻に変化する波形となり、このような波形の信号と破線のような正弦波（バンドパス通過信号）とを位相比較した時に検出誤差が生じることが、本発明者らによって明らかにされた。また、ＣＡＶ方式のＤＶＤ装置においては、ディスクの内周と外周とではピックアップの相対速度に約２．５倍の開きがあるため、ウォブルに基づいて生成されるクロック信号の周波数にも約２．５倍の開きが生じる。そのため、ロウパス・フィルタに要求される周波数特性は非常に厳しいものになる。
【００１１】
具体的には、ＣＡＶ方式のＤＶＤ装置において例えば１倍速モードでピックアップがディスク内周にある時のクロックの周波数が８１８ｋＨｚである場合を考えると、このときクロック信号に含まれる３次高調波の周波数は２．４５ＭＨｚである。一方、１倍速モードでピックアップがディスク外周へ移動するとクロックの周波数は内周の時の２．５倍である２．０４ＭＨｚまで高くなり、図１１に示すように、外周でのクロックの周波数（２．０４ＭＨｚ）と３次高調波（２．４５ＭＨｚ）の周波数とは０．４１ＭＨｚしか差がなくなる。
【００１２】
そのため、上記ロウパス・フィルタのカットオフ周波数ｆｃが固定されている場合、その周波数特性は破線Ｂのようにｆｃがこの２．０４ＭＨｚと２．４５ＭＨｚの間のような極めて狭い範囲になくてはならず、実現することが非常に難しいものとなる。
【００１３】
さらに、従来のＣＬＶ方式の光ディスク型記録再生装置では、フィルタ回路としてスイッチト・キャパシタ・フィルタやＦＩＲ（有限パルス応答）フィルタのような離散型フィルタが一般に用いられている。この離散型フィルタは、サンプリング・クロックの周波数を変化させることで中間周波数やカットオフ周波数を容易に制御することができる。そのため、上記先願発明のようにバンドパス・フィルタの中間周波数を制御可能な装置を構成するには有効であるが、高精度なアナログサンプリング回路は高速動作させるのが困難であり、サンプリング・クロック周波数を上げるのには限界がある。
【００１４】
従って、より高倍速のモードに対応可能な記録再生装置を構成したい場合には、ウォブル信号抽出用のフィルタとして離散型フィルタを用いたのでは対応が困難になる。これに対し、アクティブ・フィルタやパッシブ・フィルタのような連続系フィルタは、中間周波数の制御は困難であるが高速化は容易である。ただし、ＲＣフィルタやＬＣフィルタのようなパッシブ・フィルタは、半導体集積回路として構成する場合、充分な周波数制御精度が得られにくい。
【００１５】
本発明の目的は、制御対象のフィルタと同一構成のダミーフィルタや位相比較回路を含む周波数追従制御ループによりフィルタの中間周波数を制御するウォブル信号抽出用のバンドパス・フィルタを有するディスク記録再生装置において、バンドパス・フィルタの中間周波数をより精度良く制御できるようにすることにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、ＣＡＶ（角速度一定）方式のＤＶＤ装置において、高速動作可能でかつ精度の高い周波数制御が可能なフィルタを内蔵した半導体集積回路およびそれを用いたディスク記録再生装置を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、制御対象のバンドパス・フィルタと同一構成のダミーフィルタや位相比較回路を含む周波数追従制御ループにより中心周波数を制御するウォブル信号抽出用のバンドパス・フィルタを有するディスク記録再生装置において、位相比較回路の前段に周波数可変なロウパス・フィルタを設けて周波数追従用のクロック信号から高調波成分を除去した信号を位相比較回路に供給するとともに、上記ロウパス・フィルタのカットオフ周波数を周波数追従制御ループからの信号によりバンドパス・フィルタの中心周波数に連動して制御するように構成したものである。
【００１８】
上記した手段によれば、周波数追従用のクロック信号から高調波成分を除去するためのロウパス・フィルタとして周波数可変なフィルタを用いているため、ＣＡＶ方式のＤＶＤ装置に適用した場合に、ロウパス・フィルタのカットオフ周波数をピックアップの径方向の位置に応じて変化させることで位相比較回路に供給されるクロック信号の高調波成分をより有効に除去することができる。また、これによってバンドパス・フィルタの中心周波数をより精度良く制御できるようになる。
【００１９】
また、望ましくは上記ロウパス・フィルタとして２次以上の連続系フィルタ、さらに望ましくはアクティブ・フィルタを使用する。ロウパス・フィルタとして２次以上のフィルタを用いるため高調波成分を充分に除去することができ、これによって位相比較回路における位相検出誤差を減らして周波数追従制御ループによるバンドパス・フィルタの中心周波数の制御精度を向上させることができる。また、バンドパス・フィルタとして連続系フィルタを使用することにより、高速化への対応が容易になるとともに、バンドパス・フィルタを半導体チップ上に形成する場合に良好な周波数制御精度が得られる。
【００２０】
さらに、本発明は、バンドパス・フィルタの中心周波数を制御するための周波数追従制御ループに含まれるダミーフィルタの出力振幅が所定のレベルに達していない場合には、位相比較回路に入力される周波数追従用のクロック信号を、ロウパス・フィルタをバイパスして供給させるように構成するものである。
【００２１】
周波数追従制御ループの引込み開始時にはバンドパス・フィルタの中心周波数やロウパス・フィルタのカットオフ周波数が不確定になるため、バンドパス・フィルタとして狭帯域のフィルタを用いたりロウパス・フィルタとして周波数可変なフィルタを用いたりすると、位相比較回路に入力されるクロック信号の振幅レベルが下がって正常な位相比較結果が得られずいつまでたっても周波数追従制御ループがロックしなかったり不所望の周波数でロックして、バンドパス・フィルタの中間周波数が所望の範囲から外れてしまうおそれがある。そのため、ダミーフィルタの出力振幅が所定のレベルに達していない場合には、位相比較回路に入力されるクロック信号をロウパス・フィルタをバイパスさせることにより、周波数追従制御ループが不安定になったり擬似ロックを起こしたりするのを回避することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るディスク型記録再生装置の一例としてのＤＶＤ装置の一実施例を示す。
図１において、符号１００で示されているのは表面に記録用トラックを有する光ディスク、１１０は光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ、１２０は該スピンドルモータ１１０からの回転速度信号に基づいてスピンドルモータ１１０が所定の速度で回転するように制御を行なうサーボ制御回路である。
【００２３】
また、図１において、１３０は光ディスク１００に記録されている情報を読み取り、信号を増幅して出力するピックアップ回路、２１０は所定の振幅となるようにピックアップ回路１３０からの信号を増幅する増幅回路、２２０は減衰した読取り信号の高周波帯域を強調増幅する波形等化回路、３００は波形等化回路２２０より出力された再生アナログ信号をディジタル処理回路で処理できるディジタル信号に変換し処理する信号処理回路、２５０はピックアップ回路１３０により読み出された信号からウォブル信号ＷＢを抽出する時定数可変なアクティブ・フィルタよりなるバンドパス・フィルタ（抽出フィルタ）、２６０はバンドパス・フィルタ２５０より出力されたウォブル信号ＷＢと参照電圧Ｖｒｅｆとを比較してウォブル信号ＷＢを２値化してパルス状のウォブル信号ＰＷとして上記信号処理回路３００へ出力するコンパレータ、２９０は上記信号処理回路３００からのクロック信号の周波数に応じてバンドパス・フィルタ２５０の中心周波数ｆ０を制御する周波数追従回路である。これらの回路２１０、２２０、２５０、２６０、２９０が１個の半導体チップ上に形成され半導体集積回路（以下、アナログフロントエンドＬＳＩと称する）として構成されている。アナログフロントエンドＬＳＩは図１において２００として点線で囲まれた部分である。１４０は２値化されたウォブル信号ＰＷから基準となるクロック信号ＣＫ１を再生するＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）回路からなる位相同期回路である。
【００２４】
信号処理回路３００は、波形等化回路２２０より出力された再生アナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換回路３１０、ＡＤ変換された信号からデータＤＡＴＡを再生し出力するデータシンクロナイザ３２０、上記位相同期回路１４０からのクロック信号ＣＫ１と読出し情報信号を２値化した信号とを比較して信号処理回路３００内部の動作クロック信号を生成する位相同期回路（ＰＬＬ回路）３３０、上記ＰＬＬの周波数引込み時に使用するクロック信号ＣＫ２を生成する発振回路３４０、バンドパス・フィルタ２５０およびコンパレータ２６０により抽出されたウォブル信号ＰＷまたは発振回路３４０から出力されるクロック信号ＣＫ２を選択するマルチプレクサ３５０などから構成される。
【００２５】
図１のＤＶＤ装置においては、ピックアップ回路１３０にて光ディスク１００より読み出された信号が増幅されて、記録情報を含む信号は増幅回路２１０へ、ウォブル信号を含む信号はバンドパス・フィルタ２５０へ供給される。増幅回路２１０で所定の振幅値に増幅された情報信号は波形等化回路２２０に入力され、その減衰した高周波帯域が強調補正されて信号処理回路３００へ供給される。
【００２６】
信号処理回路３００では、供給された情報信号をディジタル処理のためにＡＤ変換回路３１０で２値化してデータシンクロナイザ３２０へ供給し処理するとともに、位相同期回路３３０にて２値化された情報信号から同期クロックＣＫｓを生成して、データシンクロナイザ３２０で処理された情報信号をこの同期クロックＣＫｓでラッチし、同期化したリード情報信号Ｒ−ＤＡＴＡ及び、同期クロックＣＫｓを次段データ処理回路に出力する。
【００２７】
バンドパス・フィルタ２５０はピックアップ回路１３０より供給された信号からウォブル信号ＷＢを抽出し、そのウォブル信号ＷＢはコンパレータ２６０により２値化されて矩形波信号として周波数追従回路２９０に供給される。周波数追従回路２９０はコンパレータ２６０からのウォブル信号（パルス）ＰＷに基づいてウォブル信号の周波数を検出し、バンドパス・フィルタ２５０の中心周波数ｆ０をウォブル信号ＷＢの周波数に一致させるような制御信号Ｖｓを生成して出力する。
【００２８】
周波数追従回路２９０には、ディスクの回転開始時やランダムアクセスによりピックアップをジャンプさせる際に、信号処理回路３００の発振回路３４０から引込み用のクロックＣＫ２が供給され、周波数追従回路２９０はバンドパス・フィルタ２５０の中心周波数をこの引込み用のクロックＣＫ２の周波数に一致させるような制御信号Ｖｓを生成して出力する。これにより、ディスクの回転開始時やランダムアクセス時の擬似ロックが回避される。図示しないが、コンパレータ２６０の後段にはウォブル信号ＷＢから欠落したパルスを付加する信号欠落補償回路を設けるようにしてもよい。
【００２９】
また、信号処理回路３００は、供給されたライトデータＷ−ＤＡＴＡに基づいて書込み信号を生成してピックアップ回路１３０へ供給し、ピックアップ回路１３０は供給された書込み信号に従ってディスク１００の表面のトラックへの情報書込みを行なう。さらに、信号処理回路３００は、ピックアップを移動させる図示しないアクチュエータからの信号に基づいて、ピックアップが所定の速度で移動するようにアクチュエータをサーボ制御する機能も備えている。
【００３０】
図２には、周波数追従回路２９０の構成例が示されている。
この実施例の周波数追従回路２９０は、ダミーフィルタ２９１、位相比較回路２９２、チャージポンプ２９３および平滑容量２９４からなりバンドパス・フィルタ２５０の中心周波数を制御する信号を発生する周波数追従制御回路と、図１のコンパレータ２６０からのウォブル信号（パルス）ＰＷや信号処理回路３００からのクロック信号ＣＫ２の高調波成分を除去するロウパス・フィルタ２９５と、該ロウパス・フィルタ２９５を通過したクロック信号またはバイパスしたクロック信号のいずれかを選択して上記ダミーフィルタ２９１へ供給するマルチプレクサ２９６と、上記ロウパス・フィルタ２９５により高調波成分が減衰された信号の振幅を検出して上記マルチプレクサ２９６の切替え制御信号を生成する制御回路２９７などを備えている。
【００３１】
制御回路２９７は、上記ロウパス・フィルタ２９５を通過した信号の振幅を検出し該振幅が所定レベル以下の時は、上記ロウパス・フィルタ２９５をバイパスした信号を上記ダミーフィルタ２９１へ供給させるように上記マルチプレクサ２９６を切り替える制御信号を生成して出力する。なお、上記マルチプレクサ２９６を切り替える制御信号は所定時間だけ出力されて元に戻るようにされる。仮にマルチプレクサ２９６の制御信号が元に戻った時にまだロウパス・フィルタ２９５を通過した信号の振幅が所定レベル以下である場合には、再びマルチプレクサ２９６をバイパス側へ切り替える制御信号が出力されるように制御回路２９７が構成されている。
【００３２】
周波数追従回路２９０では、マルチプレクサ２９６により選択されたウォブル信号（パルス）ＰＷまたは信号処理回路３００からのクロック信号ＣＫ２がロウパス・フィルタ２９５により高調波成分が除去されてダミーフィルタ２９１に供給される。ダミーフィルタ２９１は、入力周波数に対して出力信号の位相が単調増加となる特性を有している。また、平滑容量２９４より供給される制御電圧Ｖｓが大きくなるとダミーフィルタ２９１の中心周波数は高くなり、逆に平滑容量２９４より供給される制御電圧Ｖｓが小さくなるとダミーフィルタ２９１の中心周波数は低くなる。
【００３３】
図３には、上記位相比較回路２９２の２つの入力信号位相差を横軸に、位相比較回路２９２の出力信号を縦軸にとって上記位相比較回路２９２の特性を示す。位相比較回路２９２は、２つの入力信号位相差０のとき（図３のＰ点）には位相誤差信号を出力せず平滑容量２９４の充電電圧は一定値に保持され、入力信号位相差が０よりも大きくなると位相比較回路２９２からの位相誤差信号によりチャージポンプ２９３が平滑容量２９４を充電させてその電圧は大きくなり、逆に入力信号位相差が０よりも小さくなると位相誤差信号によりチャージポンプ２９３が平滑容量２９４の電荷を放電させて電圧は小さくなるように設計されている。
【００３４】
位相比較回路２９２に入力されるウォブル信号ＰＷの周波数がｆ１の値であったとすると、この信号がダミーフィルタ２９１に供給されたときダミーフィルタ２９１での入出力間位相差が０よりも小さいと位相比較回路２９２からの位相誤差信号により平滑容量２９４の充電電圧が小さくされ、この電圧によりダミーフィルタ２９１のカットオフ周波数は低くなるよう制御される。すると、ダミーフィルタ２９１の１次の移相回路特性から周波数ｆ１におけるダミーフィルタ２９１での入出力間位相差がより小さくなる。この帰還ループ動作を繰り返し、やがてダミーフィルタ２９１での入出力間位相差が０になると位相比較回路２９２から出力される位相誤差信号が「０」になり、平滑容量２９４はその時点での電圧値を保持するため、ダミーフィルタ２９１での入出力間位相差も０に保持される。
【００３５】
次に、ウォブル信号ＰＷの周波数がｆ１よりも大きな値ｆ２に変化したとする。すると周波数ｆ１ではダミーフィルタ２９１の入出力間位相差は０であったものが、周波数ｆ２では０よりも大きくなり、位相比較回路２９２からの位相誤差信号によって平滑容量２９４の充電電圧が上昇し始め、その結果ダミーフィルタ２９１のカットオフ周波数が高くなるよう制御されて周波数ｆ２での入出力間位相差は０に向かって小さくなって行く。やがて周波数ｆ２でのダミーフィルタ２９１での入出力間位相差が０になると、位相比較回路２９２から出力される位相誤差信号が「０」になり平滑容量２９４の充電電圧はその時点での値を保持するため、ダミーフィルタ２９１での入出力間位相差も０に保持される。
【００３６】
以上のように本実施例の周波数追従回路２９０は、入力された信号の周波数においてダミーフィルタ２９１での入出力間位相差が０となるように制御される。すなわち、ウォブル信号ＷＢの周波数の変動にダミーフィルタ２９１のカットオフ周波数が追従するような制御がなされる。さらに、このダミーフィルタ２９１をバンドパス・フィルタ２５０と同様の回路構成とし、また中心周波数制御信号を同一とすることで２つのバンドパス・フィルタは同様の周波数特性を有することになり、ウォブル信号ＷＢの周波数が変動してもダミーフィルタ２９１と同様に、常にバンドパス・フィルタ２５０の信号通過帯域の中心周波数がウォブル信号ＷＢの周波数に一致するように追従させることができる。
【００３７】
その結果、バンドパス・フィルタ２５０の信号通過帯域をウォブル信号ＷＢの周波数帯以上に広げる必要がなくなり、雑音やその他の読出し信号がウォブル信号ＷＢに混入してＳ／Ｎが劣化してしまうのを防止することができる。しかも、半導体集積回路化した場合の抵抗やコンデンサ素子の絶対値ばらつきによるバンドパス・フィルタ２５０の中心周波数変動も同様にウォブル信号ＷＢの周波数を基準に補正されるため、本実施例の周波数追従回路２９０は半導体集積回路化するのに好適である。
【００３８】
さらに、本実施例の周波数追従回路２９０は、ロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数が可変に構成され、平滑容量２９４の充電電圧がロウパス・フィルタ２９５にフィードバックされており、ロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数ｆｃがダミーフィルタ２９１の中心周波数およびバンドパス・フィルタ２５０の中心周波数ｆ０に追従して変化するように制御される。具体的には、バンドパス・フィルタ２５０の中心周波数ｆ０が低くされるとロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数ｆｃも低くされ、バンドパス・フィルタ２５０の中心周波数ｆ０が高くされるとロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数ｆｃも高くされる。
【００３９】
ＣＡＶ方式のＤＶＤ装置において上記ロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数ｆｃが固定されている場合、その周波数特性は図１１の破線Ｂのようにｆｃが例えば２．０４ＭＨｚと２．４５ＭＨｚの間のような極めて狭い範囲になくてはならず、実現することが非常に難しいものとなる。一方、ピックアップがディスク外周にある時（クロック周波数は２．０４ＭＨｚ）のクロック信号の３次高調波の周波数は６．１３ＭＨｚである。従って、本実施例のようにロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数ｆｃが可変であれば、図１１に実線Ａ１，Ａ２で示すようにロウパス・フィルタに要求される周波数は緩やかなもので済む。
【００４０】
ＣＡＶ方式のＤＶＤ装置に本実施例を適用することにより、ピックアップがディスクの内側にあるときもディスクの外側に移動しているときもピックアップの位置に応じてバンドパス・フィルタ２５０の中心周波数ｆ０とロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数ｆｃを最適に制御することができ、抽出されたウォブル信号ＷＢに基づいて生成されるパルス信号ＰＷの高調波成分や読取り信号のノイズを除去して精度の高い周波数追従制御を実行させることができる。
【００４１】
ここで、ダミーフィルタ２９１と位相比較回路２９２を含む周波数追従制御ループにおける入出力の位相比較によりバンドパス・フィルタ２５０の中心周波数は０が制御される理由を、図４を用いて説明する。
バンドパス・フィルタは、図４（ａ）のようなロウパス・フィルタの特性と図４（ｂ）のようなハイパス・フィルタの特性を合成した図４（ｃ）のような特性とみなすことができる。一方、バンドパス・フィルタの高域の振幅特性と低域の振幅特性が対称であるならば位相特性も対称であり、中心周波数で位相は「０」になる。従って、このような特性のバンドパス・フィルタにその中心周波数と同一の周波数の正弦波が入力されると、入力と出力の位相差は「０」となり、入力の周波数が高いと出力の位相は遅れ入力の周波数が低いと出力の位相は進むことになる。
【００４２】
上記実施例の周波数追従回路２９０では、バンドパス・フィルタのこのような特性を利用して、ダミーフィルタ２９１の入出力の位相差が「０」になるようにフィルタの中心周波数を制御することにより、入力の周波数とフィルタの中心周波数を一致させるようにしている。そして、このダミーフィルタ２９１の周波数を制御する信号を、同一構成のバンドパス・フィルタ２５０に供給してその中心周波数を制御するようにしているため、バンドパス・フィルタ２５０の中心周波数を入力の周波数に一致させるように制御することができる。
【００４３】
次に、バンドパス・フィルタ２５０とダミーフィルタ２９１とロウパス・フィルタ２９５の具体的な回路構成例を、図５〜図７を用いて説明する。特に制限されるものでないが、この実施例では、バンドパス・フィルタ２５０とダミーフィルタ２９１とロウパス・フィルタ２９５は、それぞれ電圧入力−電流出力型の増幅回路（以下、ｇｍアンプと称する）を用いて２次のアクティブ・フィルタとして構成されている。
【００４４】
図５〜図７のうち、図５はバンドパス・フィルタ２５０とダミーフィルタ２９１の構成例を、図６はロウパス・フィルタ２９５の構成例を、また図７はｇｍアンプの構成例をそれぞれ示す。
【００４５】
バンドパス・フィルタ２５０は、図５のように、２つのｇｍアンプＡＭＰ１，ｇｍアンプＡＭＰ２が縦続接続され、各ｇｍアンプＡＭＰ１，ｇｍアンプＡＭＰ２の出力端子にそれぞれコンデンサＣ１，Ｃ２が接続されており、前段のｇｍアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に基準電圧Ｖｂが印加され、反転入力端子には後段のｇｍアンプＡＭＰ２の出力信号が帰還入力されている。また、後段のｇｍアンプＡＭＰ２の非反転入力端子には前段のｇｍアンプＡＭＰ１の出力信号が入力され、反転入力端子には自身の出力信号が帰還入力されている。入力信号（ウォブル信号ＷＢ）はコンデンサＣ１を介して後段のｇｍアンプＡＭＰ２の非反転入力端子に入力され、後段のｇｍアンプＡＭＰ２の出力端子に接続されたコンデンサＣ２の他方の端子は接地点に接続されている。Ｔ１，Ｔ２は中心周波数を制御する信号が供給される入力端子である。
【００４６】
ロウパス・フィルタ２９５は、図６のように、図５のバンドパス・フィルタ２５０と類似しており、２つのｇｍアンプＡＭＰ１，ｇｍアンプＡＭＰ２が縦続接続され、各ｇｍアンプＡＭＰ１，ｇｍアンプＡＭＰ２の出力端子にそれぞれコンデンサＣ１，Ｃ２が接続されているが、コンデンサＣ１，Ｃ２の他方の端子は共に接地点に接続されている。そして、前段のｇｍアンプＡＭＰ１の非反転入力端子に入力信号（ウォブル信号ＷＢ）が入力され、反転入力端子には後段のｇｍアンプＡＭＰ２の出力信号が帰還入力されている。また、後段のｇｍアンプＡＭＰ２の非反転入力端子には前段のｇｍアンプＡＭＰ１の出力信号が入力され、反転入力端子には自身の出力信号が帰還入力されている。
【００４７】
ｇｍアンプＡＭＰ１，ＡＭＰ２としては、例えば図７に示すような構成の回路を使用することができる。
図７のｇｍアンプは、非反転入力端子ＰＩにベースが接続されたＮＰＮバイポーラ・、トランジスタＱ１と、反転入力端子ＮＩにベースが接続されたＮＰＮバイポーラ・、トランジスタＱ２と、各トランジスタＱ１およびＱ２のエミッタと接地電位との間に接続された定電流源ＣＣ１，ＣＣ２と、トランジスタＱ１とＱ２のエミッタ間に接続された抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１およびＱ２のコレクタにそれぞれ接続されたＰＮＰ負荷トランジスタＱ３，Ｑ４と、トランジスタＱ３，Ｑ４の共通エミッタと電源電圧端子Ｖｃｃとの間に接続されたＰＮＰトランジスタＱ５と、上記入力トランジスタＱ１，Ｑ２の各コレクタにベースが接続されたＰＮＰトランジスタＱ６，Ｑ７と、該トランジスタＱ６，Ｑ７のコレクタと接地電位との間に接続されたＮＰＮ負荷トランジスタＱ８，Ｑ９と、トランジスタＱ６，Ｑ７の共通エミッタと電源電圧端子Ｖｃｃとの間に接続された可変電流源ＶＣ１とから構成されている。
【００４８】
トランジスタＱ３〜Ｑ５は各々ベースとコレクタが結合されたいわゆるダイオード接続とされ、このダイオード負荷により入力電圧Ｖｉｎは対数関数化される。また、トランジスタＱ８およびＱ９は互いにベースが共通接続されＱ８のベースはエミッタに結合されて、Ｑ８とＱ９はカレントミラー回路を構成しており、Ｑ６〜Ｑ９からなる差動段で前段からの入力電圧を指数関数化することで入力電圧に比例した電流Ｉｏｕｔを出力する。この実施例のｇｍアンプの増幅率ｇｍ（＝Ｉｏｕｔ／Ｖｉｎ）は、定電流源ＣＣ１，ＣＣ２に流れる電流をＩ１／２、可変電流源ＶＣ１に流れる電流をＩ２とおくと、次式
ｇｍ＝（１／Ｒ１）・（Ｉ２／Ｉ１）
で表わされる。
【００４９】
さらに、この実施例のｇｍアンプは、可変電流源ＶＣ１の制御端子に図２の周波数追従回路２９０内の平滑容量２９４の充電電圧Ｖｓが印加されることにより、電圧Ｖｓに応じた電流Ｉ２が流れるように制御されるため、このｇｍアンプを使用した図５のバンドパス・フィルタや図６のロウパス・フィルタは電流Ｉ２と容量Ｃ１，Ｃ２の大きさによって決まる時定数に応じてカットオフ周波数が変化されることとなる。
【００５０】
なお、図７のｇｍアンプは、電圧により可変電流源ＶＣ１に流れる電流Ｉ２を変化させてｇｍを変化させるように構成されているが、例えば可変電流源ＶＣ１をバイポーラ・トランジスタに置き換え、該トランジスタとカレントミラー接続された電圧−電流変換用のトランジスタを設けて、このトランジスタのコレクタに前記平滑容量２９４の充電電圧Ｖｓを印加させることによって、電流制御により可変電流源ＶＣ１に流れる電流Ｉ２を変化させるようにすることも可能である。
【００５１】
図８は、図１における周波数追従回路２９０の他の実施例を示す。
この実施例は、ＣＡＶ方式の制御とＣＬＶ方式の制御の両方を可能にした実施例であり、信号処理回路３００からの指令コードをＤＡ変換して制御電圧Ｖｓ０を生成するＤＡ変換回路ＤＡＣと、モードに応じてバンドパス・フィルタ２５０へ供給する信号を切り替えるマルチプレクサＭＵＸを設けたものである。このマルチプレクサＭＵＸは、ＣＡＶモードでは平滑容量２９４の充電電圧Ｖｓをバンドパス・フィルタ２５０へ供給し、ＣＬＶモードではＤＡ変換回路ＤＡＣの出力をバンドパス・フィルタ２５０へ供給する。
【００５２】
ＣＬＶモードでは線速度すなわちピックアップの相対速度が一定になるようにディスクの回転が制御され、ウォブル信号ＷＢの周波数も一定になるので、信号処理回路３００からの指令によってバンドパス・フィルタ２５０は中心周波数が所定の値を維持するように制御される。マルチプレクサＭＵＸを切り替える制御信号は、前記信号処理回路３００から前記各モードに応じて与えるようにすることができる。
【００５３】
また、この実施例では、ロウパス・フィルタ２９５の前段にコンパレータ２６０からのウォブル信号ＰＷを分周して周波数を下げる分周回路ＤＩＶが設けられている。分周回路ＤＩＶを設けることにより信号処理回路３００から出力されるクロック周波数の自由度を広げることができる。
【００５４】
図９には上記実施例の周波数追従回路２９０を有するアナログフロントエンドＬＳＩの構成例を示す。特に制限されものでないが、図９において、一点鎖線２００で囲まれた部分がアナログフロントエンドＬＳＩで、単結晶シリコンのような１個の半導体チップ上に半導体集積回路として形成される。図９において図１および図２に示されている回路と同一の回路には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
【００５５】
図９において、２１１はピックアップから差動信号として供給される記録情報を含む高周波信号ＲＦを増幅する固定利得アンプ、２１２は所定の振幅となるように信号を増幅する利得可変なＡＧＣ回路、２２０は減衰した読取り信号の高周波帯域を強調増幅する波形等化回路、２３１はアンプ２１１で増幅された信号からディスクのＩＤ部分を再生していることを検出するＩＤ検出回路、２３２はトラックのアドレスを検出するアドレス検出回路で、検出されたアドレスは外部端子から図外の信号処理回路３００へ出力される。特に制限されるものでないが、この実施例のアナログフロントエンドＬＳＩ２００においては、周波数追従回路２９０を構成する平滑容量２９４は外付け容量として外部端子に接続されている。
【００５６】
ピックアップからアナログフロントエンドＬＳＩ２００へ供給される信号には、ＡＣ成分に意味を持つ上記高周波信号ＲＦの他に、ＤＣ成分に意味を持つサーボ制御用検出信号がある。このサーボ制御用検出信号には４つのメイン４Ｄ信号ＭＳ１〜ＭＳ４と、４つのサブ４Ｄ信号ＳＳ１〜ＳＳ４がある。ピックアップのヘッド部分には、例えば４個のセンサが設けられており、各センサの検出信号に基づいて上記８つのサーボ制御用検出信号が生成されてアナログフロントエンドＬＳＩ２００へ供給される。これらの信号はインタフェース回路２４１により取り込まれ、信号処理回路３００から供給されるサンプリング・クロックφｓ２に同期してサンプルホールド回路２４２，２４３に保持され、サーボ制御系信号生成回路２７０へ渡される。
【００５７】
サーボ制御系信号生成回路２７０はピックアップから供給される検出信号に基づいて、ピックアップを径方向へ移動させるアクチュエータや焦点合わせ用のアクチュエータをサーボ制御するための信号を生成してチップ外部へ出力する。これらの信号は信号処理回路３００へ供給されて、信号処理回路３００で生成された制御信号がピックアップへ供給されてサーボ制御が行なわれる。
【００５８】
この実施例のアナログフロントエンドＬＳＩ２００には、上記回路の他、ピックアップからのメイン４Ｄ信号ＭＳ１〜ＭＳ４を合成してバンドパス・フィルタ２５０へ供給するウォブル信号ＷＢを生成するウォブル抽出回路２３３や各種エラーを検出しエラー信号を生成してチップ外部へ出力するエラー検出回路２８０が設けられている。
【００５９】
ウォブル抽出回路２３３は、メイン４Ｄ信号ＭＳ１〜ＭＳ４のうち２つずつをそれぞれ加算する加算回路と加算後の２つの信号の差をとる差分回路とから構成されており、このような演算を行なうことによって、ピックアップのヘッドの中心がトラックからずれていたりヘッドが傾いていたりしても、いずれか１つのセンサの検出信号からウォブル信号を抽出する場合に比べて正確なウォブル信号を生成することができる。なお、上記メイン４Ｄ信号ＭＳ１〜ＭＳ４のうち２つずつをそれぞれ加算するミキシング機能を有するバッファをインタフェース部２４１に設けておくことにより、ウォブル抽出回路２３３は加算後の２つの信号の差をとる差分回路のみで構成するようにしてもよい。
【００６０】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施例では、バンドパス・フィルタ２５０により抽出されたウォブル信号ＷＢをコンパレータ２６０で２値化した信号ＰＷをマルチプレクサ３５０を介してロウパス・フィルタ２９５に入力しているが、ウォブル信号ＷＢをコンパレータ２６０およびロウパス・フィルタ２９５を介さずにマルチプレクサ２９６を経てダミーフィルタ２９１へ供給するように構成することも可能である。
【００６１】
この場合にも、周波数引込み時に信号処理回路３００の発振回路３４０から供給されるクロックＣＫ２（パルス）はロウパス・フィルタ２９５を通して高調波成分を除去しマルチプレクサ２９６を介してダミーフィルタ２９１へ供給する必要があるので、ロウパス・フィルタ２９５のカットオフ周波数をダミーフィルタ２９１の中心周波数に応じて制御する上記実施例を適用することにより精度の高い制御が可能になる。
【００６２】
また、前記実施例では、バンドパス・フィルタ２５０やダミーフィルタ２９１、ロウパス・フィルタ２９５として２次のアクティブ・フィルタを使用しているが、３次以上のアクティブ・フィルタを使用することも可能である。
【００６３】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＤＶＤ装置に適用した場合を説明したが、本発明はそれに限定されるものでなく、書込み可能なＣＤ−ＷやＣＤ−ＲＷ、ＭＤ（ミニディスク）などの記録再生装置にも利用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、周波数追従用のクロック信号から高調波成分を除去するためのロウパス・フィルタとして周波数可変なフィルタを用いているため、ＣＡＶ方式のＤＶＤ装置に適用した場合に、ロウパス・フィルタのカットオフ周波数をピックアップの径方向の位置に応じて変化させることで位相比較回路に供給されるクロック信号の高調波成分をより有効に除去することができる。
【００６５】
また、これによって制御対象のフィルタと同一構成のダミーフィルタや位相比較回路を含む周波数追従制御ループによりフィルタの中心周波数を制御するウォブル信号抽出用のバンドパス・フィルタを有するディスク型記録再生装置において、バンドパス・フィルタの中心周波数をより精度良く制御できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディスク型記録再生装置の一例としてのＤＶＤ装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】ＤＶＤ装置を構成する周波数追従回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】周波数追従回路を構成する位相比較回路における入力信号位相差と出力信号（位相誤差信号）との関係を示す説明図である。
【図４】バンドパス・フィルタの位相特性を示す説明図である。
【図５】バンドパス・フィルタの構成例を示す回路構成図である。
【図６】ロウパス・フィルタの構成例を示す回路構成図である。
【図７】図５のバンドパス・フィルタと図６のロウパス・フィルタを構成するｇｍアンプの具体例を示す回路図である。
【図８】ＤＶＤ装置を構成する周波数追従回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図９】実施例の周波数追従回路を有するＤＶＤ装置用アナログフロントエンドＬＳＩの構成例を示すブロックである。
【図１０】周波数追従回路のロウパス・フィルタとして１次のフィルタを用いた場合のフィルタ通過後の信号の波形を示す波形図である。
【図１１】ＣＡＶ方式のＤＶＤ装置におけるウォブル信号の周波数とその高調波の周波数分布を示すスペクトル図である。
【符号の説明】
１００  光ディスク（記憶媒体）
１１０  スピンドルモータ
１２０  サーボ制御回路
１３０  ピックアップ回路
１４０  位相同期回路
２００  アナログフロントエンドＬＳＩ
２１０  増幅回路
２１１  固定利得アンプ
２１２  可変利得アンプ
２２０  波形等化回路
２４２，２４３  サンプルホールド回路
２５０  バンドパス・フィルタ（ウォブル抽出用フィルタ）
２６０  コンパレータ（２値化回路）
２９０  周波数追従回路
２９１  ダミーフィルタ
２９２  位相比較回路
２９３  チャージポンプ
２９４  平滑容量
２９５  ロウパス・フィルタ
２９６  マルチプレクサ
２９７  制御回路
３００  信号処理回路
３１０  Ａ／Ｄ変換回路
３２０  データシンクロナイザ
３３０  位相同期回路
３４０  発振回路
３５０  マルチプレクサ
【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】
2004227731.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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