(57)【要約】【課題】  周波数検出精度を上げなくとも、周波数誤差をＰＬＬのキャプチャーレンジ内に導き確実にＰＬＬをロックさせる手段を具備した光ディスク装置及びこの装置における周波数検出方法を提供することにある。【解決手段】  入力電圧に応じた周波数を発振する電圧制御発振回路１０６と、電圧制御発振回路１０６からの出力信号の周波数と入力信号の周波数とを比較し周波数差に応じた周波数誤差信号３０６を出力するとともに、出力された周波数誤差信号３０６のレベル値に対応した誤差情報制御信号３１５を出力する周波数比較手段３０７〜３１４と、周波数比較手段によって出力された誤差情報制御信号３１５の状態によって周波数誤差信号３０６を使用するか否かの判定を行うループフィルタ１０５とを具備することを特徴とする。【選択図】  図２
2005142847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧に応じた周波数を発振する電圧制御発振回路と、
前記電圧制御発振回路からの出力信号の周波数と入力信号の周波数とを比較し周波数差に応じた周波数誤差信号を出力するとともに、出力された前記周波数誤差信号のレベル値に対応した誤差情報制御信号を出力する周波数比較手段と、
前記周波数比較手段によって出力された前記誤差情報制御信号の状態によって前記周波数誤差信号を使用するか否かの判定を行うループフィルタとを具備することを特徴とする光ディスク再生装置。
【請求項２】
入力電圧に応じた周波数を発振する電圧制御発振回路と、
入力信号の周波数を検出する周波数検出器と、
前記周波数検出器によって検出された前記周波数と、前記電圧制御発振回路の出力信号の周波数との周波数差に応じた周波数誤差信号を出力する周波数誤差算出器と、
前記周波数誤差算出器によって出力された前記周波数誤差信号を、予め設定された第１の閾値と前記第１の閾値より低い第２の閾値と比較する比較手段と、
前記周波数誤差信号が前記第１の閾値を上回った場合に第１のステートとなり、前記第２の閾値を下回った場合に第２のステートとなるフリップフロップ回路と、
前記フリップフロップ回路が前記第１のステートの状態で前記周波数誤差信号が前記第２の閾値に達した時、または、前記フリップフロップ回路が前記第２のステート状態で前記周波数誤差信号が前記第１の閾値に達した時にのみ、第１の状態を示す誤差情報制御信号を出力する出力手段と、
前記出力手段により出力された前記第１の状態を示す誤差情報制御信号によって前記周波数誤差信号を使用しないことを決定するループフィルタとを具備することを特徴とする光ディスク再生装置。
【請求項３】
前記第１の閾値は前記電圧制御発振回路からの発振周波数を誤差０としたときに、それより大きい値であり、前記第２の閾値は前記電圧制御発振回路からの発振周波数を誤差０としたときに、それより小さい値であることを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載の光ディスク再生装置。
【請求項４】
入力電圧に応じた周波数を発振するステップと、
この発振された前記周波数と入力された入力信号の周波数とを比較し周波数差に応じた周波数誤差信号を出力するとともに、出力された前記周波数誤差信号のレベル値に対応した誤差情報制御信号を出力するステップと、
この出力された前記誤差情報制御信号の状態によって前記周波数誤差信号を使用するか否かの判定を行うステップとを具備することを特徴とする周波数検出方法。
【請求項５】
入力電圧に応じた周波数を発振するステップと、
入力された入力信号の周波数を検出するステップと、
この検出された前記周波数と、発振された前記周波数との周波数差に応じた周波数誤差信号を出力するステップと、
この出力された前記周波数誤差信号を、予め設定された第１の閾値と前記第１の閾値より低い第２の閾値と比較するステップと、
前記周波数誤差信号が前記第１の閾値を上回った場合に第１のステートとなり、前記第２の閾値を下回った場合に第２のステートとなり、前記第１のステートの状態で前記周波数誤差信号が前記第２の閾値に達した時、または、前記第２のステート状態で前記周波数誤差信号が前記第１の閾値に達した時にのみ、第１の状態を示す誤差情報制御信号を出力するステップと、
この出力された前記第１の状態を示す誤差情報制御信号によって前記周波数誤差信号を使用しないことを決定するステップとを具備することを特徴とする周波数検出方法。
【請求項６】
前記第１の閾値は前記電圧制御発振回路からの発振周波数を誤差０としたときに、それより大きい値であり、前記第２の閾値は前記電圧制御発振回路からの発振周波数を誤差０としたときに、それより小さい値であることを特徴とする請求項４乃至５の何れかに記載の周波数検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスク再生装置に関し、特に、ＣＡＶ記録方式の光ディスクを再生する光ディスク再生装置及びこの装置における周波数検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ等の光ディスクデータ記録再生システムのディスク再生装置として、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式の再生信号処理回路を用いたものが開発されている。ＰＲＭＬ方式とは、ＰＲ符号化方式と最尤復号化方式（例えばビタビ復号）を組み合わせた再生信号処理方式である。このようなＰＲＭＬ方式を用いた再生信号処理回路においては、再生ヘッドの検出器からの再生信号（増幅後）をＤ／Ａコンバータで多値化し、この多値化信号により再生クロックつまりチャネルクロックを生成するＰＬＬ回路（再生クロック生成回路、位相同期回路）が用いられ、このＰＬＬ回路で生成されたチャネルクロックに基づいてチャネルデータつまり再生データが復調されるようになっている事が多い。
【０００３】
一般的に光ディスクの記録密度は、その全記録領域で一定であるため、ＣＡＶ（Constant Angular Velocity）再生では再生位置によって再生信号周波数が刻々と変化する。したがって、例えば光ディスクの内周から外周へアクセスすると、急激に再生信号周波数が上昇する事になるが、このように周波数変化の大きい状況においても再生ＲＦ信号だけでロックするＰＬＬが必要となる。このために、例えば特開平５−３１５９５２号公報（特許文献１）や特開平１０−１６３８６１号公報（特許文献２）に開示されているＰＬＬ回路においては、位相制御に加えて周波数制御を併用する方式が提案されている。
【特許文献１】特開平５−３１５９５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１や特許文献２の技術にあるように、周波数制御を使用するＰＬＬ回路においては、周波数制御に線形制御を用いる事が多く、次のような問題が生じる。周波数検出には必ず誤差があること、また、目標周波数は必ずしもキャプチャーレンジの中心にならないことから、周波数誤差が無くなった時、つまり検出された周波数が目標周波数と一致した時に周波数制御を停止すると、検出された周波数が設計の誤差範囲であってもＰＬＬのキャプチャーレンジに入っていないためＰＬＬがロックしないという事が起こり得る。この問題は周波数検出の精度を上げればある程度解決できるが、回路規模が大きくる等のデメリットがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記の問題を解決するために成されたものであり、周波数検出精度を上げなくとも、周波数誤差をＰＬＬのキャプチャーレンジ内に導き確実にＰＬＬをロックさせる手段を具備した光ディスク装置及びこの装置における周波数検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明は、入力電圧に応じた周波数を発振する電圧制御発振回路と、前記電圧制御発振回路からの出力信号の周波数と入力信号の周波数とを比較し周波数差に応じた周波数誤差信号を出力するとともに、出力された前記周波数誤差
信号のレベル値に対応した誤差情報制御信号を出力する周波数比較手段と、前記周波数比較手段によって出力された前記誤差情報制御信号の状態によって前記周波数誤差信号を使用するか否かの判定を行うループフィルタとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、目標周波数の上下（ロックインレンジの外側）に閾値を設けることで、周波数が目標より下側から近づいた時は、目標周波数を越えて目標周波数の上側の閾値に達するまでＰＬＬへ周波数誤差情報を与え続け、また周波数が目標より上側から近づいた時は、目標周波数を越えて目標周波数の下側の閾値に達するまでＰＬＬへ周波数誤差情報を与え続けることができる。よって、ロックレンジに入る前に周波数誤差によるＰＬＬの制御が停止しロックできなくなることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１は、この発明の光ディスク再生装置の実施例について説明するためのブロック構成図である。
【００１０】
図１に示すように、光ディスク媒体１００にピックアップヘッド（ＰＵＨ）１０１から適切なレーザ光を照射する事で検出された再生信号は、図示しない再生アンプ、波形等化器を経由し、再生ＲＦ信号として、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１０２に入力され、多値化ＲＦ信号が出力される。
【００１１】
位相比較器１０３は、入力信号である多値化ＲＦ信号とＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１０６の出力信号の位相差を出力する回路である。周波数検出器１０４は、入力信号である多値化ＲＦ信号の周波数を検出し、この周波数とＶＣＯ１０６の出力信号との周波数差を周波数誤差として出力する回路である。また、この回路は周波数誤差をループフィルタ１０５で使用するか否かの判定を制御する誤差情報制御信号も出力する。ループフィルタ１０５は、位相比較器１０３から出力される位相誤差、及び、周波数検出器１０４から出力される周波数誤差に対応するＶＣＯを制御する電圧を発生する回路である。ＶＣＯ１０６は、入力された制御電圧に対応する周波数で発振する発振回路である。トランスバーサルフィルタ１０７は、多値化ＲＦ信号をＰＲ波形に等化し、この等化された信号をビタビ復号器１０８に入力する事でデータを復号する事が出来る。
【００１２】
図２は、本発明の光ディスク再生装置における周波数検出器１０４の詳細な回路図である。
【００１３】
図２に示すように、周波数検出部３０４は入力される多値化ＲＦ信号３０１の周波数を検出し、結果は周波数誤差算出器３０５へと渡される。周波数誤差算出器３０５ではＲＦ信号３０１の周波数と基準クロック３０２との周波数差が算出され誤差情報３０６として出力される。この誤差情報３０６は再生信号（ＲＦ信号３０１）の周波数が図１のＡＤコンバータ１０２のサンプリング周波数、つまりＶＣＯ１０６の発振周波数と、どれだけずれているかの情報なので、基準クロック３０２にはＶＣＯの出力を用いる。
【００１４】
第１閾値３００は制御目標となる周波数を誤差０とした時に、それより大きい値に設定された閾値であり、誤差情報３０６はこれと比較器３０８で比較され、比較器３０８の出力は誤差情報３０６が第１閾値３００を越えた時に真となる。
【００１５】
比較器３０８の出力信号は、フラグ３１３をインバータ３０７で反転した信号と論理積回路（ＡＮＤ回路）３１０がとられ、結果はＳＲ Ｆ／Ｆ（セット・リセット・フリップ
フロップ）３１２のセット端子に接続される。また、このセット端子に接続された信号は２入力の論理和回路（ＯＲ回路）３１４の入力の一つとなり、論理和回路３１４から誤差情報制御信号３１５として出力される。
【００１６】
第２閾値３０３は制御目標となる周波数を誤差０とした時に、それより小さい値に設定された閾値であり、誤差情報３０６はこれと比較器３０９で比較され、比較器３０９の出力は誤差情報３０６が第２閾値３０３より小さくなった時に真となる。
【００１７】
比較器３０９の出力信号は、フラグ３１３と論理積回路（ＡＮＤ回路）３１１がとられ、結果はＳＲ Ｆ／Ｆ（セット・リセット・フリップフロップ）３１２のリセット端子に接続される。また、このリセット端子に接続された信号は２入力の論理和回路（ＯＲ回路）３１４の入力の一つとなり、論理和３１４から誤差情報制御信号３１５として出力される。
【００１８】
ＳＲ Ｆ／Ｆ３１２は、セット端子が真となると出力も真となり、リセット端子が真となると出力は偽となるフリップフロップである。まず、フラグ３１３が「０」だったとする。インバータ３０７の出力は「１」となる。この時、誤差情報３０６が第１閾値３００より大きくなると、比較器３０８の出力が「１」となり、論理積回路３１０の出力が「１」となる。誤差情報３０６が第１閾値３００より大きいと言う事は、第２閾値３０３よりも大きい事でもあり、比較器３０９の出力は「０」となり、論理積回路３１１の出力は「０」となる。ＳＲ Ｆ／Ｆ３１２のセット端子には「１」が、リセット端子には「０」が入力され、ＳＲ Ｆ／Ｆ３１２の出力、フラグ３１３は「１」となる。これと同時に、論理積回路３１０の出力「１」と論理積回路３１１の出力「０」が論理和回路３１４に入力されるため、誤差情報制御信号３１５は「１」となる。
【００１９】
次に、フラグ３１３が「１」になると、インバータ３０７の出力は「０」となり、論理積回路３１０の出力は「０」となる。また、論理積回路３１１の出力は比較器３０９の出力に依存する形となる。つまり、ＳＲ Ｆ／Ｆ３１２のセット端子には「０」が入力され、リセット端子には第２閾値３０３と誤差情報３０６の比較結果が入力される事となる。誤差情報３０６が第１閾値３００より大きい値のままであれば、論理積回路３１１の出力は「０」なので、ＲＳ Ｆ／Ｆ３１２のリセット端子の入力は「０」、誤差情報制御信号３１５は「０」となる。
【００２０】
ここで、誤差情報３０６が徐々に小さくなり、第２閾値３０３より小さくなったとすると、比較器３０９の出力が「１」となり、論理積回路３１１の出力も「１」となる。ＲＳ
Ｆ／Ｆのリセット端子が「１」となるため、フラグ３１３は「０」となる。同時に、誤差情報制御信号３１５は「１」となる。
【００２１】
フラグ３１３が「０」になると、論理積回路３１１の出力は「０」となる。また、インバータ３０７の出力は「１」となるため、論理積回路３１０の出力は比較器３０８の出力に依存する形となる。つまり、ＳＲ Ｆ／Ｆ３１２のリセット端子には「０」が入力され、セット端子には第１閾値３００と誤差情報３０６の比較結果が入力される事となる。誤差情報３０６が第２閾値３０３より小さい値のままであれば、論理積３１０の出力は「０」なので、ＲＳ Ｆ／Ｆ３１２のセット端子の入力は「０」、誤差情報制御信号３１５は「０」となる。
【００２２】
このように、一旦誤差情報３０６が第１閾値３００より大きくなると、誤差情報３０６が減少し、第２閾値３０３より小さくなるまで、誤差情報制御信号３１５は「０」である。また、一旦誤差情報３０６が第２閾値３０３より小さくなると、誤差情報３０６が増加し、第１閾値３００より大きくなるまで、誤差情報制御信号３１５は「１」とはならない
。
【００２３】
誤差情報制御信号３１５が「０」の間、図１のループフィルタ１０５へ誤差情報３０６を供給する事で、ＲＦ信号３０１の周波数は必ず目標周波数である基準クロック３０２を跨ぐ事になる。第１閾値、及び、第２閾値を適切に設定する事により、ＲＦ信号３０１の周波数がＰＬＬのキャプチャーレンジの中を少なくとも遷移させる事が可能になるため、ＰＬＬを確実にロックさせる事が可能となる。
【００２４】
図３は、時間と周波数誤差との関係を示した図である。
【００２５】
図３に示すように、目標周波数（周波数誤差０）２１３を挟んでプラス方向、マイナス方向にキャプチャーレンジ（±設計誤差）が設けられている。但し、目標周波数（周波数誤差０）２１３は必ずしもキャプチャーレンジ２１５の中心にはならない。この目標周波数（周波数誤差０）２１３はＶＣＯ１０６の発振周波数を周波数誤差０としたものであり、その上下（キャプチャーレンジ２１５の外側）に第１閾値３００と第２閾値３０３が設定される。
【００２６】
周波数誤差情報３０６は、周波数検出部３０４で多値化ＲＦ信号３０１の周波数が検出され、周波数誤差算出器３０５でこの周波数とＶＣＯ１０６の出力信号との周波数差を比較して周波数誤差情報３０６として出力されるものである。図３に示すように、例えば周波数誤差情報３０６が目標より下側から近づいた場合、第２閾値３０３を越え、その後一旦第２閾値３０３を下回るが再度第２閾値３０３を越え、さらに目標周波数２１３を越えて目標周波数の上側の第１閾値３００に達するまでＰＬＬへ周波数誤差情報３０６を与えつづける。そうすることで、キャプチャーレンジ２１５に入る前に周波数誤差によるＰＬＬの制御が停止しロック出来なくなるということは起こらない。
【００２７】
また、図示しないが、例えば周波数誤差情報３０６が目標より上側から近づいた場合、目標周波数２１３を越えて目標周波数２１３の下側の第２閾値３０３に達するまでＰＬＬへ周波数誤差情報３０６を与えつづける。
【００２８】
図４は、図２の周波数検出器回路の動作をフローチャートで示したものである。
【００２９】
まず、ステップ４００で多値化ＲＦ信号の周波数を検出し、その結果からステップ４０１で周波数誤差を算出する。フラグの状態により周波数誤差を第１閾値と比較するか第２閾値と比較するかが決まる（ステップ４０２）。フラグが「０」の場合（ステップ４０２のＹ）は、ステップ４０３で周波数誤差は第１閾値と比較され、「１」の場合（ステップ４０２のＮ）は、ステップ４０５で周波数誤差は第２閾値と比較される。
【００３０】
ステップ４０３で周波数誤差が第１閾値と比較され、第１閾値より大きかった場合は、ステップ４０４に進みフラグが「１」にセットされ、ステップ４０７で周波数誤差制御信号を出力して終了する。ステップ４０３で周波数誤差が第１閾値と比較され、第１閾値より小さかった場合は、フラグは「０」のままで、周波数誤差制御信号も出力されずに終了する。
【００３１】
ステップ４０５で周波数誤差が第２閾値と比較され、第２閾値より小さかった場合は、ステップ４０６に進みフラグが「０」にセットされ、ステップ４０７で周波数誤差制御信号を出力して終了する。ステップ４０５で周波数誤差が第２閾値と比較され、第１閾値より大きかった場合は、フラグは「１」のままで、周波数誤差制御信号も出力されずに終了する。
【００３２】
このような構成により、本発明の光ディスク再生装置では、目標周波数の下側から近づく場合でも上側から近づく場合でも、一旦目標周波数±設計誤差（キャプチャーレンジ）を通り越す。したがって、キャプチャーレンジに入る前に周波数誤差によるＰＬＬの制御が停止しロック出来なくなることを防止でき、周波数検出の精度を上げずに解決することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の光ディスク再生装置の実施例について説明するためのブロック構成図。
【図２】この発明の光ディスク再生装置における周波数検出器の詳細な回路図。
【図３】時間と周波数誤差との関係を示した図。
【図４】図２の周波数検出器回路の動作をフローチャートで示した図。
【符号の説明】
【００３５】
１００  光ディスク媒体
１０１  ピックアップヘッド
１０２  ＡＤＣ
１０３  位相比較器
１０４  周波数検出器
１０５  ループフィルタ
１０６  ＶＯＣ
１０７  トランスバーサルフィルタ
１０８  ビタビ復号器
３０５  周波数誤差算出器
３１２  ＳＲ  Ｆ／Ｆ
【図１】
2005142847.tif 000003
【図２】
2005142847.tif 000004
【図３】
2005142847.tif 000005
【図４】
2005142847.tif 000006